(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、この下部走行体上に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられた作業アタッチメントと、上記下部走行体を走行させる走行油圧モータを含む複数の油圧アクチュエータと、この複数の油圧アクチュエータに圧油を供給するメインポンプと、上記下部走行体に設けられたドーザと、このドーザを昇降させるドーザシリンダと、このドーザシリンダに対する圧油供給源であって上記メインポンプよりも小容量でかつ最高圧力が低いドーザポンプとを備えたショベルにおいて、走行停止状態で上記ドーザを昇降させる特殊ドーザ作業時に上記メインポンプからの油を上記ドーザシリンダに供給し、それ以外は上記メインポンプからドーザシリンダへの油の供給を停止させるドーザ作動制御手段が設けられたことを特徴とするショベルのドーザ制御装置。
【請求項２】
ドーザ作動制御手段は、特殊ドーザ作業時に上記メインポンプからの油を上記ドーザポンプからの油に合流させてドーザシリンダに供給するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のショベルのドーザ制御装置。
【請求項３】
ドーザ作動制御手段は、走行時以外でのドーザ作動時に上記ドーザシリンダに対する圧油供給源を上記ドーザポンプからメインポンプに切換えるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のショベルのドーザ制御装置。
【請求項４】
走行油圧モータの作動を制御する走行用コントロールバルブのセンタバイパス通路を経た下流側に、ドーザシリンダの作動を制御するドーザ用コントロールバルブが設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のショベルのドーザ制御装置。
【請求項５】
走行時以外でのドーザ作動時であることを検出する検出手段が設けられ、ドーザ作動制御手段は、この検出手段からの検出信号に基づいてメインポンプからの油を上記ドーザシリンダに供給するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のドーザ制御装置。
【請求項６】
検出手段として、走行用コントロールバルブの操作量を検出する走行操作検出手段と、ドーザ用コントロールバルブの操作量を検出するドーザ操作検出手段を有し、ドーザ作動制御手段は、この両検出手段からの検出信号によって走行時以外でのドーザ作動時であることを判断するように構成されたことを特徴とする請求項５記載のショベルのドーザ制御装置。
【請求項７】
ドーザ作動制御手段は、ドーザシリンダに対する供給油量を制御する流量制御弁と、ドーザ用コントロールバルブの操作量に応じてこの流量制御弁の開度を制御するコントローラによって構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のショベルのドーザ制御装置。
【請求項８】
流量制御弁として、走行用コントロールバルブのセンタバイパス通路を流れる油を走行用油圧モータ以外の油圧アクチュエータに合流させるためのカット弁が用いられたことを特徴とする請求項７記載のショベルのドーザ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地均しや土運び作業等を行うドーザを備えたショベルのドーザ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ショベルは、一般に、図５に示すように下部走行体１上に上部旋回体２が縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、バケット５、及びこれら駆動するブーム、アーム、バケット各シリンダ６，７，８を有する作業アタッチメント９が取付けられて成っている。
【０００３】
このようなショベルにおいて、最近、下部走行体１にドーザ１０を装着することが多い。
【０００４】
このドーザ１０は、図外のドーザシリンダによって図示のように昇降作動し、接地状態で走行しながら地面を平らにする地均し作業や、土を押して運ぶ土運び作業といった本来の作業（以下、通常ドーザ作業という）のほか、足回りを洗車するときに、接地された作業アタッチメント９と反対側で接地して車体を持ち上げたり、単独で接地して作業中車体を安定させるためのアウトリガ機能を果たしたりする作業（以下、特殊ドーザ作業という）をも行う。
【０００５】
ここで、ドーザシリンダへの圧油供給源である油圧ポンプを、走行用油圧モータを含む他のアクチュエータ用のメインポンプと共用すると、通常作業時に、ドーザ１０を昇降作動させる度に走行用油圧モータへの油の供給量が変化して走行速度が変化する等、走行動作に悪影響を与えるため好ましくない。
【０００６】
このため、従来は、ドーザシリンダへはメインポンプとは別のポンプ（以下、ドーザポンプという）を使用するのが通例であり、この場合、コストを下げるためにメインポンプと異なり安価なギヤポンプが使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この方式によると、ギヤポンプの最高使用圧力が、メインポンプに使用される他のポンプ（たとえばピストンポンプ）よりも低いことから、通常ドーザ作業時よりも高い推力が要求される特殊ドーザ作業時に推力不足が生じるおそれがある。
【０００８】
この点の対策として、従来はドーザシリンダのシリンダ径を大きくし、これに合わせて大流量を確保し得るようにドーザポンプに大容量のものを用いている。
【０００９】
このため、コストが高くなり、安価なギヤポンプを用いたことの実効が薄くなるだけでなく、大容量ポンプを用いる分、エンジン負荷が大きくなり、走行ポンプとドーザポンプの同時運転時にエンジン回転数が低下して走行速度がダウンし、通常ドーザ作業に支障を来す。
【００１０】
なお、エンジン回転数の低下を抑えるポンプ馬力制御を行うことが考えられるが、このポンプ馬力制御を行うにしても流量変化による速度変化が生じるため、ドーザ操作時に頻繁に行うのは望ましくなく、根本的な解決策とはならない。
【００１１】
そこで本発明は、走行用とドーザ用に別ポンプを用い、かつ、ドーザ用として最高圧力の低いポンプを使用した場合でも、同ポンプの容量を大きくせずに、しかも特殊ドーザ作業時に推力不足を招かないショベルのドーザ制御装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、下部走行体と、この下部走行体上に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられた作業アタッチメントと、上記下部走行体を走行させる走行油圧モータを含む複数の油圧アクチュエータと、この複数の油圧アクチュエータに圧油を供給するメインポンプと、上記下部走行体に設けられたドーザと、このドーザを昇降させるドーザシリンダと、このドーザシリンダに対する圧油供給源であって上記メインポンプよりも小容量でかつ最高圧力が低いドーザポンプとを備えたショベルにおいて、走行停止状態で上記ドーザを昇降させる特殊ドーザ作業時に上記メインポンプからの油を上記ドーザシリンダに供給し、それ以外は上記メインポンプからドーザシリンダへの油の供給を停止させるドーザ作動制御手段が設けられたものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、ドーザ作動制御手段は、特殊ドーザ作業時に上記メインポンプからの油を上記ドーザポンプからの油に合流させてドーザシリンダに供給するように構成されたものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、ドーザ作動制御手段は、走行時以外でのドーザ作動時に上記ドーザシリンダに対する圧油供給源を上記ドーザポンプからメインポンプに切換えるように構成されたものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、走行油圧モータの作動を制御する走行用コントロールバルブのセンタバイパス通路を経た下流側に、ドーザシリンダの作動を制御するドーザ用コントロールバルブが設けられたものである。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、走行時以外でのドーザ作動時であることを検出する検出手段が設けられ、ドーザ作動制御手段は、この検出手段からの検出信号に基づいてメインポンプからの油を上記ドーザシリンダに供給するように構成されたものである。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５の構成において、検出手段として、走行用コントロールバルブの操作量を検出する走行操作検出手段と、ドーザ用コントロールバルブの操作量を検出するドーザ操作検出手段を有し、ドーザ作動制御手段は、この両検出手段からの検出信号によって走行時以外でのドーザ作動時であることを判断するように構成されたものである。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成において、ドーザ作動制御手段は、ドーザシリンダに対する供給油量を制御する流量制御弁と、ドーザ用コントロールバルブの操作量に応じてこの流量制御弁の開度を制御するコントローラによって構成されたものである。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項７の構成において、流量制御弁として、走行用コントロールバルブのセンタバイパス通路を流れる油を走行用油圧モータ以外の油圧アクチュエータに合流させるためのカット弁が用いられたものである。
【００２０】
上記構成によると、走行時以外でのドーザ作業時、すなわち特殊ドーザ作業時に、メインポンプの油がドーザシリンダに供給される。
【００２１】
すなわち、請求項２ではメインポンプからの油がドーザポンプからの油に合流してドーザシリンダに供給される。このため、ドーザシリンダに大流量を確保することができる。従って、ドーザポンプとして最高圧力の低いギヤポンプを用い、かつ、ドーザシリンダに大径シリンダを用いた場合でも、ドーザシリンダに必要流量を確保して高い推力を得ることができる。
【００２２】
これに対し、請求項３ではドーザシリンダに対する圧油供給源がドーザポンプからメインポンプに切換わる。これにより、ドーザポンプとしてギヤポンプを用い、ドーザシリンダに相対的に小径のシリンダを用いた場合でも、ドーザシリンダに必要な推力を確保することができる。
【００２３】
このため、ドーザポンプの大容量化等に伴う弊害（コストアップや、両ポンプの同時運転時にエンジン回転数が低下して走行速度がダウンする）が生じない。
【００２４】
また、請求項４の構成によると、ドーザ用コントロールバルブが走行用コントロールバルブのセンタバイパス通路を経た下流側に設けられているため、圧油の合流または切換作用が走行時に行われるおそれがないとともに、走行とドーザの同時操作時（通常ドーザ作業時）に、ドーザ操作によって走行速度が変化するおそれがない。
【００２５】
請求項５，６の構成によると、特殊ドーザ作業であることが検出手段によって検出され、ドーザ作動制御手段によって油の合流または切換作用が自動的に行われる。
【００２６】
請求項７，８の構成によると、ドーザ用コントロールバルブの操作量に応じてドーザシリンダに対する供給流量が制御されるため、ドーザシリンダに必要十分な量の油を供給し、オペレータの意思通りのドーザ作動を得ることができる。
【００２７】
この場合、請求項８の構成によると、元々ショベルの油圧回路に設けられたカット弁を合流制御手段の流量制御弁として兼用できるため、別の専用弁を追加する必要がない。このため、回路構成が簡単となり、コストが安くてすむ。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１，２に示す第１実施形態では、特殊ドーザ作業時にメイン、ドーザ両ポンプの油を合流させてドーザシリンダに供給する構成、図３，４に示す第２実施形態では、特殊ドーザ作業時にドーザシリンダに対する圧油供給源をドーザポンプからメインポンプに切換える構成をとっている。以下に説明する。
【００２９】
第１実施形態
図１には、ショベル全体の油圧回路のうち、走行及びドーザ作動に関する部分のみを示している。
【００３０】
１１は第１メインポンプ、１２は第２メインポンプで、基本的には、第１メインポンプ１１からの油によって図左側の第１走行モータ（たとえば下部走行体右側の走行モータ）１３と、図示しないバケット用及びブーム用両シリンダが駆動され、第２メインポンプ１２からの油によって図右側の第２走行モータ（同左側の走行モータ）１４と、図示しない旋回モータ及びアームシリンダが駆動される。
【００３１】
図左右のアクチュエータ系（以下、左側アクチュエータ系、右側アクチュエータ系という）には、それぞれ走行用コントロールバルブ１５，１６を最上流側として各アクチュエータの作動を個別に制御するコントロールバルブがタンデムに設けられ、この各コントロールバルブのバイパス通路を貫いてバイパスライン１７，１８が設けられるとともに、このバイパスライン１７，１８における走行用コントロールバルブ１５，１６の下流側に、走行モータ以外の各アクチュエータに油を供給する油供給ライン１９，２０が分岐接続されている。
【００３２】
また、２１は両メインポンプ１１，１２と両走行用コントロールバルブ１５，１６との間に設けられた走行直進弁で、たとえば走行しながらブームを起伏させる等の複合操作が行われたときに、この走行直進弁２１が図の通常位置イから直進位置ロに切換わる。これにより、第１メインポンプ１１からの油が油供給ライン１９，２０を介して走行モータ１３，１４以外のアクチュエータに向かって流れる一方で、第２メインポンプ１２からの油が両走行用コントロールバルブ１５，１６を介して両走行モータ１３，１４にパラレルに流れるため、走行直進性が保たれる。
【００３３】
２２，２２はドーザシリンダ、２３はこのドーザシリンダ２２，２２の作動を制御するドーザ用コントロールバルブで、このドーザ用コントロールバルブ２３は左側アクチュエータ系における油供給ライン１９の最下流側に設けられ、油供給ライン１９におけるこのドーザ用コントロールバルブ２３の直上流点にドーザポンプ２４が接続されている。
【００３４】
一方、左側アクチュエータ系におけるセンタバイパスライン１７の最下流側に油圧パイロット式のカット弁２５が設けられている。
【００３５】
このカット弁２５は、公知のように図の全開位置イと全閉位置ロとの間で開度が変化し、全開位置イでセンタバイパスライン１７の油が全量タンクＴに戻される。
【００３６】
一方、カット弁２５の開度が絞られると、それに応じたセンタバイパス油量が合流弁２６を介して右側アクチュエータ系のアクチュエータ（たとえばアームシリンダ）に増速用として送られる。
【００３７】
このカット弁２５は、電磁比例減圧弁（以下、単に比例弁という）２７の二次圧によって開度が制御され、この比例弁２７がコントローラ２８によって制御される。
【００３８】
このコントローラ２８には、上記したカット弁本来の増速作用を行うための増速信号が導入される一方、走行用コントロールバルブ１５，１６の操作信号及びドーザ用コントロールバルブ２３の操作信号（たとえば図示しないリモコン弁からのリモコン圧を圧力センサで電気信号に変換して得られる）が導入される。
【００３９】
なお、図１中、２９，３０はメインポンプ側とドーザポンプ２４との間の油の逆流を阻止するためのチェック弁、３１はメインポンプ側からドーザ用コントロールバルブ２３に過剰な流量が流れないように合流油量を絞る絞り、３２はドーザポンプ２４の吐出側に設けられたリリーフ弁である。
【００４０】
上記構成において、この装置の作用を図２を併用して説明する。
【００４１】
Ａ．走行時及び通常ドーザ作業時
このときには、走行操作信号がコントローラ２８に入力されるため（図２のステップＳ１でＹＥＳ）、コントローラ２８から比例弁２７には操作信号は送られず、従ってカット弁２５は図の全開位置イのままとなる。
【００４２】
この状態では、センタバイパスライン１７を流れる油は全量がタンクＴに戻され、ドーザ用コントロールバルブ２３側には流れないため、ドーザシリンダ２２にはドーザポンプ２４からの油のみが供給される。
【００４３】
Ｂ．特殊ドーザ作業時
このときには、コントローラ２８には走行操作信号が入力されず（図２のステップＳ１でＮＯ）、ドーザ操作信号のみが入力される（同ステップＳ２でＹＥＳ）ため、比例弁２７からカット弁２５にドーザ操作量に応じた二次圧が送られ（同ステップＳ３）、カット弁２５の開度が絞られる。
【００４４】
従って、センタバイパスライン１７からドーザ操作量に応じた量の油がドーザポンプ２４からの油と合流してドーザシリンダ２２に送られる。
【００４５】
これにより、ドーザシリンダ２２に大流量を供給することができる。従って、ドーザポンプ２４に最高圧力の低いギヤポンプを用い、かつ、ドーザシリンダ２２に大径シリンダを用いた場合でも、ドーザシリンダ２２に必要流量を確保して高い推力を得ることができるため、ドーザポンプ２４の容量を大きくする必要がない。
【００４６】
この場合、ドーザ用コントロールバルブ２３が走行用コントロールバルブ１５のセンタバイパス通路１５ａを経た下流側に設けられているため、コントローラ２８への誤った操作信号の入力やコントローラ２８から比例弁２７への誤出力があった場合等でも、上記合流作用が走行時に行われるおそれがないとともに、走行とドーザが同時操作される通常ドーザ作業時に、ドーザ操作によって走行速度が変化するおそれがない。
【００４７】
また、比例弁２７及びカット弁２５により、ドーザ用コントロールバルブ２３の操作量に応じてドーザシリンダ２２に対する合流流量が制御されるため、ドーザシリンダ２２に必要十分な量の油を供給し、オペレータの意思通りのドーザ作動を得ることができる。
【００４８】
なお、特殊作業時の作業条件等によってはドーザシリンダ２２の圧力がドーザポンプ２４の最高圧力を超える場合がある。この場合、ドーザシリンダ圧がドーザポンプ最高圧力を超えた後は、メインポンプ側からの油のみがドーザシリンダ２２に供給される。このとき、チェック弁３０によってドーザポンプ２４側への油の逆流が防止される。
【００４９】
第２実施形態
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００５０】
油供給ライン１９におけるチェック弁２９の下流側に、切換制御弁３３によってドーザポンプ位置イとメインポンプ位置ロとの間で切換制御される油圧パイロット式の切換弁３４が設けられ、この切換弁３４がメインポンプ位置ロに切換わると、それまでのドーザポンプ２４からの油に代わってメインポンプ側（バイパスライン１７）からの油がドーザシリンダ２２に供給されるように構成されている。
【００５１】
また、ドーザシリンダ２２の圧力を検出してコントローラ２８に送る圧力センサ３５が設けられ、ドーザシリンダ圧が所定値（たとえばドーザポンプ２４の最高圧力に近い圧力で一例では２００Ｋｇｆ／ｃｍ2。以下、切換圧という）に達すると、コントローラ２８から切換制御弁３３に切換信号が出力される。
【００５２】
これにより、切換弁３４がメインポンプ位置ロに切換わり、ドーザポンプ２４からの油に代わってメインポンプ側の高圧油がドーザシリンダ２２に供給される。
【００５３】
この点の作用を図４を併用してさらに説明すると、通常ドーザ作業時には切換弁３３はドーザポンプ位置イにあるため、ドーザポンプ２４からの相対的に圧力の低い油がドーザシリンダ２２に供給される。
【００５４】
一方、特殊ドーザ作業時には、コントローラ２８において図４のステップＳ１，Ｓ２により特殊ドーザ作業であることが判断され、かつ、圧力センサ３５からの圧力信号によってドーザシリンダ圧Ｐｄが切換圧Ｐｄｓに達したとき（ステップＳ３でＹＥＳのとき）、つまり、実際に高圧が必要となったときに、コントローラ２８から切換制御弁３３にポンプ切換信号が送られ（ステップＳ４）、切換弁３４がメインポンプ位置ロに切換わる。
【００５５】
また、コントローラ２８から比例弁２７にカット弁全閉指令信号が送られてカット弁２５が全閉位置ロに切換わり、メインポンプ側からの高圧油がドーザシリンダ２２に供給される。
【００５６】
このように、第１実施形態ではドーザシリンダ２２に大径シリンダを用い、ポンプ油の合流作用によって必要な流量を確保して大推力を得る構成をとったのに対し、第２実施形態では、ドーザシリンダ２２に高圧油を供給してドーザシリンダ２２の必要推力を確保する構成をとっている。従って、ドーザシリンダ２２として第１実施形態の場合よりも小径のシリンダを用いることができる。
【００５７】
なお、切換制御弁３３として、図に示す切換弁を用いてもよいし、電磁比例減圧弁を用いてもよい。
【００５８】
他の実施形態
（１）上記第２実施形態の変形例として、図３中に二点鎖線で示すように特殊ドーザ作業時にオンとなるスイッチ（オペレータが手動操作するスイッチでもよいし、ドーザシリンダ圧によってオンとなるスイッチ等でもよい）３６を設け、このスイッチ３６のオン時にコントローラ２８からポンプ切換指令、カット弁全閉両指令信号を出力するように構成してもよい。
【００５９】
（２）第１実施形態の変形例として、スイッチ操作によって合流作用を行わせるように構成してもよい。
【００６０】
（３）上記両実施形態では、元々ショベルの油圧回路に設けられたカット弁を合流制御手段の流量制御弁として利用する構成をとったが、このカット弁以外の専用の流量制御弁を用いてもよい。
【００６１】
この場合、流量制御弁を油供給ライン１９におけるドーザポンプ２４からの油の合流点の直上流部分に設けてもよい。
【００６２】
（４）特殊ドーザ作業時に、第１実施形態では油を合流させ、第２実施形態では圧油供給源をドーザポンプからメインポンプに切換える構成としたが、この両実施形態の折衷形態として、ドーザシリンダ圧が所定値までは両ポンプ油を合流させ、所定値を超えるとメインポンプ油のみを供給する構成をとってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、特殊ドーザ作業時に、メインポンプからの油をドーザシリンダに供給する（請求項２ではメインポンプからの油をドーザポンプからの油に合流させてドーザシリンダに供給し、請求項３では圧油供給源をドーザポンプからメインポンプに切換える）構成としたから、ドーザポンプとして最高圧力の低いギヤポンプを用いた場合でも、十分な流量または圧力を確保して高いドーザ推力を得ることができる。
【００６４】
このため、ドーザポンプの大容量化等に伴う弊害（コストアップや、両ポンプの同時運転時にエンジン回転数が低下して走行速度がダウンする）が生じない。
【００６５】
また、請求項４の発明によると、ドーザ用コントロールバルブが走行用コントロールバルブのセンタバイパス通路を経た下流側に設けられているため、圧油の合流または切換作用が走行時に行われるおそれがないとともに、走行とドーザの同時操作時（通常ドーザ作業時）に、ドーザ操作によって走行速度が変化するおそれがない。
【００６６】
請求項５，６の発明によると、特殊ドーザ作業であることが検出手段によって検出され、ドーザ作動制御手段によって油の合流または切換作用が自動的に行われる。
【００６７】
請求項７，８の発明によると、ドーザ用コントロールバルブの操作量に応じてドーザシリンダに対する供給流量が制御されるため、ドーザシリンダに必要十分な量の油を供給し、オペレータの意思通りのドーザ作動を得ることができる。
【００６８】
この場合、請求項８の発明によると、元々ショベルの油圧回路に設けられたカット弁を合流制御手段の流量制御弁として兼用できるため、別の専用弁を追加する必要がない。このため、回路構成が簡単となり、コストが安くてすむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる油圧制御回路図である。
【図２】同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる油圧制御回路図である。
【図４】同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】一般的なショベルの概略側面図である。
【符号の説明】
１  下部走行体
２  上部旋回体
９  作業アタッチメント
３  作業アタッチメントを構成するブーム
４  同アーム
５  同バケット
６  ブームシリンダ
７  アームシリンダ
８  バケットシリンダ
１３，１４  走行モータ
１０  ドーザ
１１，１２  メインポンプ
１５，１６  走行用コントロールバルブ
２２  ドーザシリンダ
２３  ドーザ用コントロールバルブ
２４  ドーザポンプ
２５  カット弁（流量制御弁）
２７  ドーザ作動制御手段を構成するカット弁制御用の電磁比例減圧弁
２８  同コントローラ
３３  ドーザ作動制御手段を構成する切換制御弁
３４  同切換弁
３５  同圧力センサ
３６  同スイッチ
【図１】
0003680689.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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