(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動されるメインポンプと、
該メインポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
パイロットポンプから吐出される圧油を操作部材の操作量に応じたパイロット圧に調整するパイロット操作弁と、
該油圧アクチュエータからタンクへの圧油給排通路に介装され、該パイロット操作弁から供給されるパイロット圧により操作される流量制御スプールをそなえた制御弁と、
該エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
該パイロット操作弁から該制御弁へのパイロット圧油供給通路にそなえられた圧力調整弁と、
該圧力調整弁を操作して該制御弁に供給されるパイロット圧を該エンジン回転速度センサにより検出されるエンジン回転速度に応じた圧力に制御する制御手段とをそなえ、
該流量制御スプールの移動量が最大のときの前記の油圧アクチュエータからタンクへの圧油給排通路の開口面積が、該エンジン回転速度センサにより検出される該エンジン回転速度が最大で該メインポンプからの吐出流量が最大の状態において、該油圧アクチュエータで負圧が発生しない範囲で最大の開口面積に設定されている
ことを特徴とする、建設機械の油圧制御装置。
【請求項２】
該制御手段は、該エンジン回転速度センサにより検出されるエンジン回転速度が低いほど該制御弁に供給されるパイロット圧も低くなるように該圧力調整弁を操作する
ことを特徴とする、請求項１記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項３】
該圧力調整弁が該パイロット圧油供給通路からの分岐通路に設けられた電磁比例リリーフ弁として構成されるとともに、該制御手段は、エンジン回転速度に応じて設定された所定のリリーフ圧に基づき該電磁比例リリーフ弁を開閉制御する
ことを特徴とする、請求項２記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項４】
該圧力調整弁が該パイロット圧油供給通路からの分岐通路に設けられたアンロード弁として構成されるとともに、該制御手段は、該エンジン回転速度センサにより検出されるエンジン回転速度に応じて該アンロード弁の弁開度を制御する
ことを特徴とする、請求項２記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項５】
該エンジン回転速度センサにより検出される該エンジン回転速度が最大回転速度よりも低い場合には、該開口面積は、該パイロット圧に応じた面積に制限される
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の建設機械の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械におけるブームシリンダやスティックシリンダ等の油圧アクチュエータの作動を制御する建設機械の油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の建設機械の油圧制御装置を示す回路図である。この従来技術は代表的な油圧式建設機械である油圧ショベルの油圧制御装置であり、図６に示すように、エンジン１の動力で駆動する斜板式可変容量型油圧ポンプとして構成される第１，第２のメインポンプ２，３を備え、これらのメインポンプ２，３から吐出される圧油を操作レバー８ｃの操作量に応じて開度量が変化するコントロール弁（制御弁）を介して複数の油圧シリンダ（アクチュエータ）に供給すべく構成されている。なお、ここでは簡単のために第１メインポンプ２により駆動される油圧シリンダ５と、この油圧シリンダ５に圧油を供給するコントロール弁７のみを代表して図示している。
【０００３】
コントロール弁７は、図６に示すようにスプール（流量制御スプール）の位置を３つの位置７ａ，７ｂ，７ｃに連続的に切り替え可能なスプール弁として構成され、位置７ａに切り換えられたときには、油圧シリンダ５のピストン側油室５ａとメインポンプ２とが連通し、ロッド側油室５ｂとタンク１０とが連通するようになっている。また、位置７ｃに切り換えられたときには、油圧シリンダ５のロッド側油室５ｂとメインポンプ２とが連通し、ピストン側油室５ａとタンク１０とが連通するようになっている。そして、中間の位置７ｂではメインポンプ２とタンク１０とが連通するようになっている。
【０００４】
コントロール弁７の切り換え操作は、オペレータの手動操作によりリモコン弁（パイロット操作弁）８を介して行なわれるようになっている。リモコン弁８はパイロットポンプ４に接続される調圧弁部８ａ，８ｂと操作レバー８ｃとから構成されており、一方の調圧弁部８ａはコントロール弁７の一方の圧力室７ｄに接続され、他方の調圧弁部８ｂはコントロール弁７の他方の圧力室７ｅに接続されている。そして、操作レバー８ｃの操作方向により何れかの調圧弁部８ａ，８ｂが選択され、例えば、操作レバー８ｃが図６中時計回りに操作されたときには調圧弁部８ａが選択されるようになっている。この選択された調圧弁部８ａでは、パイロットポンプ４から供給された圧油が操作レバー８ｃの操作量（操作角度θ）に応じたパイロット圧（２次圧）に調整され、このパイロット圧がコントロール弁７の圧力室７ｄに導入されるようになっている。
【０００５】
このとき、コントロール弁７のスプールの位置は内蔵されている図示しないスプリングと圧力室７ｄに導入されたパイロット圧とのバランスにより連続的に変化し、パイロット圧が大きいほどスプールは中間位置７ｂから位置７ａ側に移動するようになっている。なお、操作レバー８ｃが図６中反時計回りに操作されたときには、パイロット圧は圧力室７ｅ側に導入されるので、パイロット圧が大きいほどスプールは中間位置７ｂから位置７ｃ側に移動するようになっている。
【０００６】
このときのパイロット圧に対する油圧シリンダ５，メインポンプ２及びタンク１０を結ぶ各通路の開口特性（絞り特性）は、一例として図７に示すように設定されている。すなわち、図７に示すように、パイロット圧が大きいほど油圧シリンダ５とメインポンプ２とを結ぶ通路（Ｐ−Ｃ通路）の開口面積、及び油圧シリンダ５とタンク１０とを結ぶ通路（Ｃ−Ｔ通路）の開口面積は大きくなり、メインポンプ２とタンク１０とを結ぶバイパス通路の開口面積は逆に縮小していくような特性に設定されている。これにより、コントロール弁７では、操作レバー８ｃを操作してパイロット圧を適宜調整することで、油圧シリンダ５，メインポンプ２及びタンク１０を結ぶ各通路を流れる圧油の流量を制御できるようになっている。
【０００７】
また、メインポンプ２とタンク１０とを結ぶバイパス通路にはオリフィス１１がそなえられ、オリフィス１１の上流側圧力はポンプレギュレータ９に導入されるようになっている。ポンプレギュレータ９は斜板式可変容量型油圧ポンプとして構成されるメインポンプ２の斜板角を調整する手段であり、導入される圧力が小さいほど斜板角を大きく変位させるようになっている。これにより、例えば操作レバー８ｃが大きく操作されたときには、パイロット圧の増大に伴い図７に示す絞り特性にしたがってバイパス通路の開口面積は小さくなるため、バイパス通路へ流れる圧油量が絞られてオリフィス１１の上流側圧力は小さくなり、メインポンプ２からの圧油の吐出量が増大するようになっている。
【０００８】
ところで、油圧ショベルは、図８に示すように、上部旋回体１００と下部走行体１０１と作業装置１０２とから構成され、作業装置１０２は、主にブーム１０３，スティック１０４，バケット１０８等から構成されている。ブーム１０３は上部旋回体１００に対して回動可能に枢着され、ブーム１０３の先端には同じく鉛直面内に回動可能にスティック１０４が接続されている。
【０００９】
また、上部旋回体１００とブーム１０３との間には、ブーム１０３を駆動するためのブーム駆動用油圧シリンダ１０５が設けられるとともに、ブーム１０３とスティック１０４との間には、スティック１０４を駆動するためのスティック駆動用油圧シリンダ１０６が設けられている。また、スティック１０４とバケット１０８との間には、バケット１０８を駆動するためのバケット駆動用油圧シリンダ１０７が設けられている。
【００１０】
油圧ショベルでは、これらの各油圧シリンダ１０５〜１０７を伸縮駆動させ、ブーム１０３，スティック１０４等の作業装置１０２を駆動させることで掘削等の各種作業を行なうことが可能であり、このような各種作業における一動作として、例えば図８中矢印Ａ方向へスティック１０４を下降させるスティックイン操作が行なわれる場合がある。
【００１１】
スティック１０４を下降させるにはスティック駆動用油圧シリンダ１０６を伸長させればよいが、図６中の油圧シリンダ５がこのスティック駆動用油圧シリンダ１０６であるとすると、操作レバー８ｃを図６中時計回りに操作すればよい。この操作によりコントロール弁７のスプールは中間位置７ｂから位置７ａ側に移動し、これにより油圧シリンダ５のピストン側油室５ａとメインポンプ２とが連通してメインポンプ２からの圧油が油路を通じて油圧シリンダ５のピストン側油室５ａへ供給される。また、油圧シリンダ５のロッド側油室５ｂとタンク１０とが連通してロッド側油室５ｂ内の圧油が油路を通じてタンクへ排出される。これにより、油圧シリンダ５が伸長してスティック１０４は図８中矢印Ａで示すように下側へ回動される。
【００１２】
このようにスティック１０４を下側へ回動させる場合には、油圧シリンダ５（スティック駆動用油圧シリンダ１０６）に作用する荷重の方向と油圧シリンダ５の伸長方向とが一致する。このため、コントロール弁７が中間位置７ｂから位置７ａ側に切り換わってＰ−Ｃ通路，Ｃ−Ｔ通路が開き圧油が流れるようになったときには、この伸長方向と同一方向の荷重を受けて油圧シリンダ５は急激に伸長しようとする。
【００１３】
ところが、エンジン回転速度が低くメインポンプ２からピストン側油室５ａに供給される圧油の流入量が少ない場合には、油圧シリンダ５の伸長速度に圧油の供給量が追いつかない。このため、ピストン側油室５ａ内が負圧になってしまい、キャビテーションが発生して異音や振動の発生原因になってしまう。
ここで、スティック１０４を自重で下降させるときの油圧シリンダ５の伸長速度は、油圧シリンダ５に作用する重量と油圧シリンダ５のロッド側油室５ｂからの圧油の排出量とのバランスによって決まる。つまり、油圧シリンダ５の伸長速度は、油圧シリンダ５のロッド側油室５ｂとタンク１０との間の油路（作動油排出通路）の開口面積の大きさによって決まり、開口面積を絞るほど圧油の排出流量を少なくして油圧シリンダ５の伸長速度を低下させることができる。
【００１４】
このため、従来の油圧制御装置では、エンジン回転速度が低くメインポンプ２からの圧油の吐出流量が少ない場合でも油圧シリンダ５の伸長速度が過大になってピストン側油室５ａ内が負圧になることがないように、図７に示すコントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口特性を設定していた。つまり、操作レバー８ｃが最大に操作されてパイロット圧が最大になったときにはＣ−Ｔ通路の開口面積は最大になるが、このＣ−Ｔ通路の最大開口面積を、エンジン回転速度が低くメインポンプ２からの圧油の吐出流量が少ない場合でも負圧にならないような値に設定していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにコントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口特性をエンジン回転速度が低いときでもピストン側油室５ａ内が負圧にならないような特性に設定した場合、逆にエンジン回転速度が高いときに不具合が生じてしまう。
つまり、エンジン回転速度が高いときにはメインポンプ２からの圧油の吐出流量が増大してピストン側油室５ａへの流入流量は増大するが、このピストン側油室５ａへの流入流量の増大に応じてロッド側油室５ｂからタンク１０への圧油の排出流量も増大する。ところが、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路は、圧油の排出量を少なくして油圧シリンダ５の伸長速度を低下させることができるように絞られているため、多量の圧油を排出しようとするとこのＣ−Ｔ通路の絞り部分において圧力損失が生じてしまう。このため、油圧シリンダ５（スティック駆動用油圧シリンダ１０６）を伸長してスティック１０４を下降させるのに、Ｃ−Ｔ通路の絞りにおいて生じた圧力損失分だけの余計なエネルギが必要になり、燃費が悪化してしまう。
【００１６】
そして、上記の課題はスティック駆動用油圧シリンダ１０６に限られるものでなく、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５やバケット駆動用油圧シリンダ１０７等、作用する荷重の方向と伸長方向とが一致する油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）であれば同様に生じうる課題である。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、制御弁の圧油給排通路の開口面積をエンジン回転速度に応じて調整できるようにすることで、エンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が不足したときには開口面積を絞って油圧アクチュエータでの負圧の発生を防止することや、エンジン回転速度が高くポンプ吐出流量が増大したときには開口面積を大きくして圧力損失に伴う燃費の悪化を防止することを可能にした、建設機械の油圧制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の建設機械の油圧制御装置（請求項１）は、エンジンにより駆動されるメインポンプと、該メインポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、パイロットポンプから吐出される圧油を操作部材の操作量に応じたパイロット圧に調整するパイロット操作弁と、該油圧アクチュエータからタンクへの圧油給排通路に介装され、該パイロット操作弁から供給されるパイロット圧により操作される流量制御スプールをそなえた制御弁と、該エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、該パイロット操作弁から該制御弁へのパイロット圧油供給通路にそなえられた圧力調整弁と、該圧力調整弁を操作して該制御弁に供給されるパイロット圧を該エンジン回転速度センサにより検出されるエンジン回転速度に応じた圧力に制御する制御手段とをそなえ、該流量制御スプールの移動量が最大のときの前記の油圧アクチュエータからタンクへの圧油給排通路の開口面積が、該エンジン回転速度センサにより検出される該エンジン回転速度が最大で該メインポンプからの吐出流量が最大の状態において、該油圧アクチュエータで負圧が発生しない範囲で最大の開口面積に設定されていることを特徴としている。
【００１８】
なお、好ましくは、該制御手段により、該エンジン回転速度センサにより検出されるエンジン回転速度が低いほど該制御弁に供給されるパイロット圧も低くなるように該圧力調整弁を操作する（請求項２）。そして、該エンジン回転速度が最大回転速度よりも低い場合には、該開口面積は、該パイロット圧に応じた面積に制限される（請求項５）。
より好ましくは、該圧力調整弁を該パイロット圧油供給通路からの分岐通路に設けられた電磁比例リリーフ弁として構成するとともに、該制御手段により、エンジン回転速度に応じて設定された所定のリリーフ圧に基づき該電磁比例リリーフ弁を開閉制御する（請求項３）。
【００１９】
或いは、該圧力調整弁を該パイロット圧油供給通路からの分岐通路に設けられたアンロード弁として構成するとともに、該制御手段により、該エンジン回転速度センサにより検出されるエンジン回転速度に応じて該アンロード弁の弁開度を制御する（請求項４）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３は本発明の第１実施形態としての建設機械の油圧制御装置を示すものであり、図１はその全体構成を示す回路図、図２は本油圧制御装置にかかるパイロット圧に対するＰ−Ｃ通路，Ｃ−Ｔ通路，バイパス通路の開口特性を示す図、図３は本油圧制御装置にかかるエンジン回転速度に応じたパイロット圧の制御特性を示す図である。
【００２１】
まず、図１を用いて本油圧制御装置の構成について説明する。ただし、図１において前述した従来の建設機械の油圧制御装置（図６参照）と同一の部位については同一の符号を用いている。
本油圧制御装置は、図８に示した油圧ショベル等の建設機械に適用されるものであり、スティック駆動用油圧シリンダ，ブーム駆動用油圧シリンダ，バケット駆動用油圧シリンダ等、作用する荷重の方向と伸長方向とが一致する油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）に用いて好適の油圧制御装置である。
【００２２】
図１に示すように、本油圧制御装置は、エンジン１の動力で駆動する第１，第２のメインポンプ２，３を備えている。これらのメインポンプ２，３は、タンク１０内の作動油を圧油として吐出するもので、斜板式可変容量型油圧ポンプとして構成されており、前述のようにバイパス通路内の作動油の圧力をポンプレギュレータに導いて斜板の傾きを機械的に変更するように構成されている。
【００２３】
そして、本油圧制御装置は、従来と同様にメインポンプ２，３から吐出される圧油をコントロール弁（制御弁）を介して複数の油圧シリンダ（アクチュエータ）に供給すべく構成されている。ただし、ここでも簡単のために第１メインポンプ２により駆動される油圧シリンダ５と、この油圧シリンダ５に圧油を供給するコントロール弁７のみを代表して図示している。建設機械が油圧ショベルの場合、この油圧シリンダ５は、スティック駆動用油圧シリンダ，ブーム駆動用油圧シリンダ又はバケット駆動用油圧シリンダに該当する。
【００２４】
コントロール弁７は、後述するリモコン弁（パイロット操作弁）８からのパイロット圧により操作される流量制御スプールをそなえており、このスプールの移動により、油圧シリンダ５への圧油の供給方向を切り換えることができるようになっている。すなわち、スプールが位置７ａにあるときには、油圧シリンダ５のピストン側油室５ａとメインポンプ２とが連通し、ロッド側油室５ｂとタンク１０とが連通する。また、スプールが位置７ｃにあるときには、油圧シリンダ５のロッド側油室５ｂとメインポンプ２とが連通し、ピストン側油室５ａとタンク１０とが連通する。そして、スプールが位置７ｂにあるときには、メインポンプ２とタンク１０とが連通しバイパスされる。
【００２５】
リモコン弁８はパイロットポンプ４に接続される調圧弁部８ａ，８ｂと操作レバー８ｃとから構成されており、一方の調圧弁部８ａはパイロットライン（パイロット圧油供給通路）１５ａによりコントロール弁７の一方の圧力室７ｄに接続され、他方の調圧弁部８ｂはパイロットライン１５ｂによりコントロール弁７の他方の圧力室７ｅに接続されている。そして、操作レバー８ｃの操作方向により何れかの調圧弁部８ａ，８ｂが選択され、選択された何れかの調圧弁部８ａ，８ｂでは、パイロットポンプ４から供給された圧油が操作レバー８ｃの操作量（操作角度θ）に応じたパイロット圧（２次圧）に調整され、このパイロット圧がコントロール弁７の何れかの圧力室７ｄ，７ｅに導入されるようになっている。なお、パイロット圧は、例えば図３中に実線で示すような特性で、レバー操作量θの増大に応じて増加し得るようになっている。
【００２６】
このとき、コントロール弁７のスプールの位置は内蔵されている図示しないスプリングと圧力室７ｄ又は７ｅに導入されたパイロット圧とのバランスにより連続的に変化し、パイロット圧が大きいほどスプールは中間位置７ｂから位置７ａ又は７ｃ側に移動する。そして、このパイロット圧の導入に伴うスプールの移動により、油圧シリンダ５，メインポンプ２及びタンク１０を結ぶ各通路の開口面積は、図２に示すように連続的に変化するようになっている。
【００２７】
すなわち、図２に示すように、パイロット圧が大きいほど油圧シリンダ５とメインポンプ２とを結ぶ通路（Ｐ−Ｃ通路，圧油供給通路）の開口面積、及び油圧シリンダ５とタンク１０とを結ぶ通路（Ｃ−Ｔ通路，圧油排出通路）の開口面積は大きくなり、メインポンプ２とタンク１０とを結ぶバイパス通路の開口面積は逆に縮小していく。
【００２８】
ここで、Ｐ−Ｃ通路，バイパス通路のパイロット圧に対する開口特性は従来と同様であるが、Ｃ−Ｔ通路については従来（破線で示す）に比較してパイロット圧に対する開口度が大きく設定されている。これは、従来はエンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が小さい状態で油圧シリンダ５のピストン側油室５ａが負圧になるのを防止することを目的としてＣ−Ｔ通路の開口特性を絞り気味に設定していたのに対し、本油圧制御装置では、エンジン回転速度が高くポンプ吐出流量が大きい状態でのＣ−Ｔ通路における圧力損失を防止することを目的としてＣ−Ｔ通路の開口特性を設定したことによる。具体的には、本油圧制御装置では、スプールの移動量が最大のときのＣ−Ｔ通路の開口面積が、エンジン回転速度が最大でポンプ吐出流量が最大の状態において油圧シリンダ５のピストン側油室５ａが負圧にならない最大の開口面積になるように開口特性を設定している。
【００２９】
以上のようにコントロール弁７におけるＣ−Ｔ通路の開口特性を設定することで、エンジン回転速度が高くポンプ吐出流量が大きい状態でのＣ−Ｔ通路における圧力損失を防止することが可能になるが、逆にエンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が小さい状態ではピストン側油室５ａが負圧になってしまう。そこで、本油圧制御装置では、以下に説明する新たな構成要素を付加することで、エンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が小さい状態でピストン側油室５ａが負圧になってしまうことを防止している。
【００３０】
つまり、本油圧制御装置では、リモコン弁８の調圧弁部８ａとコントロール弁７の圧力室７ｄとを結ぶパイロットライン１５ａから分岐してタンク１０に通じる油路１６を設け、この油路１６に圧力調整弁としての電磁比例リリーフ弁１７を介装している。また、エンジン１には、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ１４をそなえている。
【００３１】
電磁比例リリーフ弁１７は、エンジン回転速度センサ１４で検出されたエンジン回転速度に基づきコントローラ２０により開閉制御されるようになっている。詳述すると、コントローラ２０では、電磁比例リリーフ弁１７を開閉操作する閾値としてのリリーフ圧がエンジン回転速度に応じて設定している。具体的には、リリーフ圧はエンジン回転速度が最大のときを最大値としてエンジン回転速度が低くなるほど低くなるように設定されている。なお、上記のリリーフ圧の最大設定値は、リモコン弁８からコントロール弁７に供給しうるパイロット圧の最大値以上に設定されている。
【００３２】
そして、コントローラ２０は、パイロット圧がエンジン回転速度センサ１４で検出されたエンジン回転速度に応じて決まるリリーフ圧よりも高いときには電磁比例リリーフ弁１７を開操作し、逆にパイロット圧がリリーフ圧よりも低いときには電磁比例リリーフ弁１７を閉操作するようになっている。このコントローラ２０による電磁比例リリーフ弁１７の制御により、コントロール弁７の圧力室７ｄに供給されるパイロット圧は、エンジン回転速度に応じた所定のリリーフ圧に制限されるようになっている。
【００３３】
本発明の第１実施形態としての建設機械の油圧制御装置は上述のように構成されているので、オペレータが油圧シリンダ５を伸長させるべく操作レバー８ｃを操作したときには次のように作用する。
まず、エンジン回転速度が高い場合、例えば、最大回転速度の場合には、上述のようにコントローラ２０におけるリリーフ圧の設定値は最大値となるため、図３に示すように、操作レバー８ｃの操作量θに応じたパイロット圧がコントロール弁７の圧力室７ｄに供給される。つまり、操作レバー８ｃの操作量θを大きくすれば、それに応じて圧力室７ｄに供給されるパイロット圧も大きくなる。
【００３４】
したがって、操作レバー８ｃの操作量θを最大値θmaxにしたときには、パイロット圧も最大値Ｐmaxになり、このときには、図２に示すようにＣ−Ｔ通路の開口面積は最大になる。そして、このときのコントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積は、上述したようにエンジン回転速度が最大でポンプ吐出流量が最大の状態において油圧シリンダ５のピストン側油室５ａが負圧にならない最大の開口面積Ａmaxであるので、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路における圧力損失は最小限になる。
【００３５】
一方、エンジン回転速度が最大回転速度よりも低い場合には、図３中一点鎖線で示すようにパイロット圧の最大値はエンジン回転速度に応じた所定のリリーフ圧Ｐ1に制限されるので、操作レバー８ｃの操作量θを大きくしていくと、ある操作量θ1以上では圧力室７ｄに供給されるパイロット圧は一定圧Ｐ1になる。このため、いくら操作レバー８ｃの操作量θを大きくしても、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積は上記のパイロット圧（リリーフ圧）Ｐ1に応じた面積Ａ1（Ａ1＜Ａmax）に制限されるので、ロッド側油室５ｂからの圧油の排出速度が制限され、これにより油圧シリンダ５の伸長速度にメインポンプ２からの圧油の供給量が追いつかずにピストン側油室５ａ内が負圧になってしまうことが防止される。
【００３６】
また、エンジン回転速度がさらに低下した場合には、メインポンプ２からの吐出流量もさらに低下するが、図３中二点鎖線で示すようにパイロット圧の最大値は、このさらに低下したエンジン回転速度に応じた所定のリリーフ圧Ｐ2（Ｐ2＜Ｐ1）に制限される。このため、いくら操作レバー８ｃの操作量θを大きくしても、ある操作量θ2以上では圧力室７ｄに供給されるパイロット圧は一定圧Ｐ2に制限され、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積はリリーフ圧Ｐ2に応じた面積Ａ2に制限されることになる。このときのＣ−Ｔ通路の開口面積Ａ2は、前述の開口面積Ａ1よりも狭くなっているので（Ａ2＜Ａ1）、ロッド側油室５ｂからの圧油の排出速度はさらに制限される。したがって、エンジン回転速度の低下に伴いメインポンプ２からの吐出流量がさらに低下した場合でも、油圧シリンダ５の伸長速度にメインポンプ２からの圧油の供給量が追いつかずにピストン側油室５ａ内が負圧になってしまうことはない。
【００３７】
以上のように、本油圧制御装置によれば、エンジン回転速度センサ１４で検出されたエンジン回転速度に基づきパイロットライン１５ａに設けられた電磁比例リリーフ弁１７を開閉操作することによって、パイロット操作弁８からコントロール弁７の圧力室７ｄに供給されるパイロット圧をエンジン回転速度に応じて制御することが可能である。
【００３８】
このため、エンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が少ないときにはコントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積を絞ってロッド側油室５ｂからの圧油の排出速度を制限することができるので、スティックイン操作等が行なわれ油圧シリンダ５の伸長方向と荷重の作用方向とが一致したときでも、油圧シリンダ５の伸長速度にメインポンプ２からの圧油の供給量が追いつかずにピストン側油室５ａ内が負圧になってしまうことがないという利点がある。
【００３９】
また、このようにエンジン回転速度に応じてコントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積を調整できることから、従来のようにポンプ吐出流量の少ない低エンジン回転速度時を基準として開口特性を設定する必要がない。このため、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路の最大開口面積は従来より大きく設定でき、エンジン回転速度が高くポンプ吐出流量が増大したときには、エンジン回転速度に応じてＣ−Ｔ通路を大きく開いて圧力損失を低減させることができ、圧力損失に伴う燃費の悪化を防止することができるという利点がある。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態としての建設機械の油圧制御装置について、図４，図５を用いて説明する。なお、図４はその全体構成を示す回路図、図５は本油圧制御装置にかかるエンジン回転速度に応じたパイロット圧の制御特性を示す図である。
まず、図４を用いて本実施形態にかかる油圧制御装置の構成について説明する。ただし、前述した第１実施形態の建設機械の油圧制御装置（図１参照）と同一の部位については同一の符号を用いるものとする。そして、既に説明した同一部位については詳細な説明を省略し、ここでは第１実施形態の建設機械の油圧制御装置との相違点にのみ重点的に説明する。
【００４１】
本油圧制御装置も第１実施形態と同様にメインポンプ２から吐出された圧油を油圧シリンダ５に供給するコントロール弁７をそなえているが、このコントロール弁７のパイロット圧に対する開口特性は、第１実施形態と同様にエンジン回転速度が高くポンプ吐出流量が大きい状態でのＣ−Ｔ通路における圧力損失を防止することを目的として設定されている（図２参照）。
【００４２】
このため、逆にエンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が小さい状態では、スティックイン操作等が行なわれ油圧シリンダ５の伸長方向と荷重の作用方向とが一致したとき、油圧シリンダ５の伸長速度にメインポンプ２からの圧油の供給量が追いつかずにピストン側油室５ａ内が負圧になってしまう虞があるが、本油圧制御装置では、第１実施形態とは異なる新たな構成要素を付加することでこれを解消している。
【００４３】
つまり、本油圧制御装置では、図４に示すように、第１実施形態と同様にリモコン弁８の調圧弁部８ａとコントロール弁７の圧力室７ｄとを結ぶパイロットライン１５ａから分岐してタンク１０に通じる油路１６を設け、この油路１６に圧力調整弁としてのアンロード弁２１を介装している。
アンロード弁２１は、スプリングとソレノイドとの力のバランスにより内蔵するスプールの移動量が調整されるようになっており、スプールの移動量に応じてタンク１０に通じる油路１６の開口面積が変化するようになっている。ソレノイドはコントローラ２２からの信号により制御されており、コントローラ２２では、エンジン回転速度センサ１４で検出されたエンジン回転速度に基づきソレノイドを制御し、それにより油路１６の開口面積、即ち、弁開度を制御するようになっている。
【００４４】
詳述すると、コントローラ２２では、アンロード弁２１の弁開度を制御するためのソレノイドへの出力値をエンジン回転速度に応じて設定している。具体的には、ソレノイドへの出力値はエンジン回転速度が最大のときを最小値として、エンジン回転速度が低くなるほど大きくなるように設定されている。このような設定によりエンジン回転速度が最大のときにアンロード弁２１は全閉になり、エンジン回転速度が低くなるにつれ次第に弁開度が大きくなっていく。したがって、本油圧制御装置では、エンジン回転速度が低くなるにつれパイロットライン１５ａからタンク１０にアンロードされる圧油量が増加していき、コントロール弁７の圧力室７ｄに供給されるパイロット圧は低下するようになっている。
【００４５】
本発明の第２実施形態としての建設機械の油圧制御装置は上述のように構成されているので、オペレータが油圧シリンダ５を伸長させるべく操作レバー８ｃを操作したときには次のように作用する。
まず、エンジン回転速度が高い場合、例えば、最大回転速度の場合には、上述のようにアンロード弁２１は全閉状態になるため、図５中実線で示すように、第１実施形態の場合（図３参照）と同様に操作レバー８ｃの操作量θに応じたパイロット圧がコントロール弁７の圧力室７ｄに供給される。したがって、操作レバー８ｃの操作量θを最大値θmaxにしたときにはパイロット圧は最大値Ｐmaxになり、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積も最大値Ａmaxになって（図２参照）、Ｃ−Ｔ通路における圧力損失は最小限に抑えられる。
【００４６】
一方、エンジン回転速度が最大回転速度よりも低い場合には、アンロード弁２１はエンジン回転速度に応じた弁開度になり、その弁開度に応じてパイロットライン１５ａからタンク１０に圧油がアンロードされる。これにより、図５中一点鎖線で示すように、パイロット圧は最大回転速度時のパイロット圧（実線で示す）よりも全域で低下することになり、操作レバー８ｃの操作量θを最大値θmaxにしたときのパイロット圧Ｐ3は、最大回転速度時に得られるパイロット圧Ｐmaxよりも低下する。このため、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積は操作量θに対し最大回転速度時と比べ全体的に低下し、且つ最大値θmaxにしても上記のパイロット圧Ｐ3に応じた最大面積Ａ3（Ａ3＜Ａmax）に制限されるので、ロッド側油室５ｂからの圧油の排出速度が制限され、これにより油圧シリンダ５の伸長速度にメインポンプ２からの圧油の供給量が追いつかずにピストン側油室５ａ内が負圧になってしまうことが防止される。
【００４７】
また、エンジン回転速度がさらに低下した場合にはメインポンプ２からの吐出流量もさらに低下するが、このさらに低下したエンジン回転速度に応じてアンロード弁２１の弁開度が大きくなるので、図５中二点鎖線で示すようにパイロット圧は全域で低下し、その最大値Ｐ4もさらに低下する（Ｐ4＜Ｐ3）。このため、コントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積は操作量θに対し前述の場合よりさらに全体的に低下し、且つ最大値θmaxにしても上記のパイロット圧Ｐ4に応じた最大面積Ａ4（Ａ4＜Ａ3）に制限されるので、ロッド側油室５ｂからの圧油の排出速度はさらに制限される。したがって、エンジン回転速度の低下に伴いメインポンプ２からの吐出流量がさらに低下した場合でも、油圧シリンダ５の伸長速度にメインポンプ２からの圧油の供給量が追いつかずにピストン側油室５ａ内が負圧になってしまうことはない。
【００４８】
以上のように、本油圧制御装置によれば、エンジン回転速度センサ１４で検出されたエンジン回転速度に基づきパイロットライン１５ａに設けられたアンロード弁２１の弁開度を制御することによって、パイロット操作弁８からコントロール弁７の圧力室７ｄに供給されるパイロット圧をエンジン回転速度に応じて制御することが可能であり、第１実施形態と同様に、エンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が少ないときにはコントロール弁７のＣ−Ｔ通路の開口面積を絞って油圧シリンダ５のピストン側油室５ａでの負圧の発生を防止できるようにしたり、エンジン回転速度が高くポンプ吐出流量が増大したときには開口面積を大きくして圧力損失に伴う燃費の悪化を防止できるようにしたりすることが可能になるという利点がある。
【００４９】
さらに、本油圧制御装置によれば、第１実施形態のようにパイロット圧の上限値をエンジン回転速度に応じて制限するのではなく、レバー操作量θに対するパイロット圧の変化量をエンジン回転速度に応じて全域で調整するので、レバー操作の途中でパイロット圧が制限されることがなく、レバー操作量θに応じてパイロット圧を上昇させることができ、広域な操作性を維持することができるという利点もある。
【００５０】
以上、本発明の建設機械の油圧制御装置について、２つの実施形態を説明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるものである。例えば、上述の実施形態では、圧力調整弁として電磁比例リリーフ弁とアンロード弁とを採用しているが、本発明にかかる圧力調整弁はこれに限定されるものではなく、パイロット圧を圧力センサで検出し、エンジン回転速度に応じて設定されるパイロット圧を設定値とする圧力フィードバック制御等、エンジン回転速度に応じて圧力を調整するよう制御可能なものであればよい。また、この制御は電気信号による制御のみならず油圧信号により制御するようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の建設機械の油圧制御装置（請求項１〜５）によれば、パイロット操作弁から制御弁へのパイロット圧油供給通路にそなえられた圧力調整弁の操作によって、制御弁に供給されるパイロット圧をエンジン回転速度センサにより検出されるエンジン回転速度に応じた圧力に制御することができるので、流量制御スプールの移動量により決まる圧油給排通路の開口面積をエンジン回転速度に応じた値に調整することができ、エンジン回転速度が低くポンプ吐出流量が不足したときには開口面積を絞って油圧アクチュエータでの負圧の発生を防止できるようにしたり、エンジン回転速度が高くポンプ吐出流量が増大したときには開口面積を大きくして圧力損失に伴う燃費の悪化を防止できるようにしたりすることが可能になるという利点がある。
【００５２】
また、圧力調整弁をパイロット圧油供給通路からの分岐通路に設けられたアンロード弁として構成し、エンジン回転速度に応じてアンロード弁の弁開度を制御する場合（請求項４）には、操作部材の操作量に対するパイロット圧の変化量がエンジン回転速度に応じて調整されるようになるので、操作部材の操作量に応じてパイロット圧を変化させることができ、広域な操作性を維持することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての建設機械の油圧制御装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての建設機械の油圧制御装置にかかるパイロット圧に対するＰ−Ｃ通路，Ｃ−Ｔ通路，バイパス通路の開口特性を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての建設機械の油圧制御装置にかかるエンジン回転速度に応じたパイロット圧の制御特性を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態としての建設機械の油圧制御装置の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第２実施形態としての建設機械の油圧制御装置にかかるエンジン回転速度に応じたパイロット圧の制御特性を示す図である。
【図６】従来の建設機械の油圧制御装置の構成を示す回路図である。
【図７】従来の建設機械の油圧制御装置にかかるパイロット圧とＰ−Ｃ通路，Ｃ−Ｔ通路，バイパス通路の開口面積との関係を示す図である。
【図８】従来の建設機械を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２，３  メインポンプ
４  パイロットポンプ
５  油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
５ａ  ピストン側油室
５ｂ  ロッド側油室
７  コントロール弁（制御弁）
７ａ，７ｂ，７ｃ  切り換え位置
７ｄ，７ｅ  圧力室
８  リモコン弁（パイロット操作弁）
８ｃ  操作レバー（操作部材）
１０  タンク
１４  エンジン回転速度センサ
１５ａ，１５ｂ  パイロットライン（パイロット圧油供給通路）
１６  油路（分岐路）
１７  電磁比例リリーフ弁
２０，２２  コントローラ（制御手段）
２１  アンロード弁
【図１】
0003691323.tif 000002
【図２】
0003691323.tif 000003
【図３】
0003691323.tif 000004
【図４】
0003691323.tif 000005
【図５】
0003691323.tif 000006
【図６】
0003691323.tif 000007
【図７】
0003691323.tif 000008
【図８】
0003691323.tif 000009