(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダの伸縮作動に基づいて動作する動作部を有してなる建設機械において、前記油圧シリンダの作動行程の限界部近傍の速度調節範囲に達したことを検知するための検知手段を設けると共に、油圧シリンダの圧油供給制御を行うコントロールバルブの切換え作動を、操作具操作に基づき伸長、縮小用のパイロットバルブから出力されるパイロット圧で行うように構成し、さらに伸長側パイロットバルブからコントロールバルブの伸長側パイロットポートに至るパイロット油路に制御バルブを設けるにあたり、該制御バルブは、伸長側パイロットバルブの出力ポートに接続されるインポートと、コントロールバルブの伸長側パイロットポートに接続されるアウトポートとを備え、さらに切換弁、減圧弁、流量制御弁、第一、第二のチェック弁が組み込まれて構成されるものであり、前記切換弁は、前記インポートとアウトポートとを接続する油路に配され、伸長側パイロット圧油をアウトポートに流す第一位置から前記減圧弁に流す第二位置に切換わるように構成され、第一チェック弁は、前記切換弁に対して並列状に設けた油路に配され、インポートからアウトポートへの油の流れは阻止するが、逆方向の流れは許容するように構成され、減圧弁は、前記第二位置の切換弁を経由して導かれた伸長側パイロット圧油を、予め設定される圧力に減圧して第二チェック弁に流すように構成され、第二チェック弁は、減圧弁からアウトポートに至る油路に設けられていて、減圧弁からアウトポートへの油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するように構成され、流量制御弁は、第二チェック弁に対し並列状に設けられる油路に配され、切換弁が第一位置から第二位置に切換わって減圧弁に伸長側パイロット圧油が導かれた場合に、該流量制御弁の下流側のパイロット圧が前記減圧弁の設定圧力まで減圧されるときのコントロールバルブ伸長側パイロットポートからの排出油の流量を制限するように構成され、前記切換弁の第一位置から第二位置への切換えを、前記検知手段により速度調節範囲に達したことが検知されたことの検知に連繋して行うように構成したことを特徴とする建設機械における油圧シリンダの制御回路。
【請求項２】
請求項１において、動作部は、建設機械の機体本体に上下揺動自在に支持されるブームであり、油圧シリンダは、前記ブームを上下揺動させるべく伸縮作動するブーム用シリンダであり、さらに検知手段は、ブームが上限位置の少し手前の速度調節範囲に達したことを検知する検知スイッチである建設機械における油圧シリンダの制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械における油圧シリンダの制御回路の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、油圧シリンダの伸縮作動に基づいて動作するブームやアーム、バケット等の動作部が設けられるが、これら動作部を動作させるべく対応する操作具をフル操作している状態、つまり、油圧シリンダを高速で作動させている状態でシリンダの伸縮作動行程の端部に達した場合、油圧シリンダに衝撃が発生して動作部が振動し、これにより例えばバケットに積載した土砂等がこぼれてしまう惧れがある。これに対処するため、油圧シリンダの伸縮作動行程の両端にクッション機構を設けて、油圧シリンダが作動限界端に達したときに発生する衝撃を緩和している。
ところで、例えばオフセット型の油圧ショベルにあっては、ブームを上限位置まで上昇させるとバケットがキャブの頭上に位置することになるが、このようなものにあっては、ブームが上限位置に達したとき、つまりブーム用シリンダが伸長側端部に達したとき、前述した衝撃によりバケットから僅かでも土砂等がこぼれると、該土砂等がキャブや機体の上に落ちることになって、オペレータが不快感を感じることになる。このため、ブーム用シリンダのクッション機構を高性能のものとして、ブームが上限位置に達したときの衝撃を可及的に抑制するようにしているが、それでも、ブーム用シリンダが高速で作動している状態で上限位置に達した場合には、若干の土砂等が落下してしまうことを完全に防止することはできなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、例えば、ブーム用シリンダの圧油供給制御を行うコントロールバルブにパイロット圧を供給するパイロット油路に、制御部からの指令に基づいて作動する電磁比例減圧弁を配設する一方、ブームの位置をポテンショメータ等で検知し、そして該ポテンショメータによりブームが上限位置の少し手前の位置であると検知されたときに、制御部から電磁比例減圧弁にパイロット圧を減圧するよう指令を出力し、これによりブーム用シリンダの作動速度を遅くしてブームが上限位置に達したときの衝撃をなくすようにすることが提唱される。しかるにこのものは、電磁比例減圧弁や該電磁比例減圧弁を制御するための制御部が必要であって、システムが複雑である許りかコスト的にも高くつくという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、油圧シリンダの伸縮作動に基づいて動作する動作部を有してなる建設機械において、前記油圧シリンダの作動行程の限界部近傍の速度調節範囲に達したことを検知するための検知手段を設けると共に、油圧シリンダの圧油供給制御を行うコントロールバルブの切換え作動を、操作具操作に基づき伸長、縮小用のパイロットバルブから出力されるパイロット圧で行うように構成し、さらに伸長側パイロットバルブからコントロールバルブの伸長側パイロットポートに至るパイロット油路に制御バルブを設けるにあたり、該制御バルブは、伸長側パイロットバルブの出力ポートに接続されるインポートと、コントロールバルブの伸長側パイロットポートに接続されるアウトポートとを備え、さらに切換弁、減圧弁、流量制御弁、第一、第二のチェック弁が組み込まれて構成されるものであり、前記切換弁は、前記インポートとアウトポートとを接続する油路に配され、伸長側パイロット圧油をアウトポートに流す第一位置から前記減圧弁に流す第二位置に切換わるように構成され、第一チェック弁は、前記切換弁に対して並列状に設けた油路に配され、インポートからアウトポートへの油の流れは阻止するが、逆方向の流れは許容するように構成され、減圧弁は、前記第二位置の切換弁を経由して導かれた伸長側パイロット圧油を、予め設定される圧力に減圧して第二チェック弁に流すように構成され、第二チェック弁は、減圧弁からアウトポートに至る油路に設けられていて、減圧弁からアウトポートへの油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するように構成され、流量制御弁は、第二チェック弁に対し並列状に設けられる油路に配され、切換弁が第一位置から第二位置に切換わって減圧弁に伸長側パイロット圧油が導かれた場合に、該流量制御弁の下流側のパイロット圧が前記減圧弁の設定圧力まで減圧されるときのコントロールバルブ伸長側パイロットポートからの排出油の流量を制限するように構成され、前記切換弁の第一位置から第二位置への切換えを、前記検知手段により速度調節範囲に達したことが検知されたことの検知に連繋して行うように構成したことを特徴とする建設機械における油圧シリンダの制御回路である。
そして、この様にすることにより、簡単かつ安価な構造で、油圧シリンダが伸縮作動行程の限界部に達したときの衝撃をなくすことができる。しかもコントロールバルブ伸長側パイロットポートに供給されるパイロット圧の減圧速度が遅延される、つまり徐々に減圧されることなって、切換弁の切換時に急激な減圧によりショックが発生してしまうことを回避できる。
請求項２の発明は、請求項１において、動作部は、建設機械の機体本体に上下揺動自在に支持されるブームであり、油圧シリンダは、前記ブームを上下揺動させるべく伸縮作動するブーム用シリンダであり、さらに検知手段は、ブームが上限位置の少し手前の速度調節範囲に達したことを検知する検知スイッチである建設機械における油圧シリンダの制御回路である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面において、１はオフセット型の油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、下部走行体２、上部旋回体３、キャブ４、作業部５等の各部から構成されており、さらに該作業部５は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるリアブーム６、該リアブーム６の先端部に左右揺動自在に支持されるフロントブーム７、該フロントブーム７の先端部にアームブラケット８を介して前後揺動自在に支持されるアーム９、該アーム９の先端部に前後揺動自在に支持されるバケット１０、およびこれらを揺動せしめるためのブーム用シリンダ１１、オフセット用シリンダ１２、アーム用シリンダ１３、バケット用シリンダ１４等から構成されていること等の基本的構成は従来通りである。
【０００６】
前記リアブーム６は、ブーム用シリンダ１１の伸縮作動に伴って上下揺動するが、該ブーム用シリンダ１１への圧油供給制御を、図３に示す油圧回路図に基づいて説明すると、図３において、１５はメインポンプ、１６はパイロットポンプ、１７は油タンク、１８はコントロールバルブであって、該コントロールバルブ１８は、伸長側、縮小側のパイロットポート１８ａ、１８ｂを備えたパイロット操作式の三位置切換弁から構成されている。
そして、前記コントロールバルブ１８は、両パイロットポート１８ａ、１８ｂにパイロット圧油が供給されていない状態では、ブーム用シリンダ１１への圧油供給を停止する中立位置Ｎに位置しているが、伸長側パイロットポート１８ａにパイロット圧油が供給されることで、ブーム用シリンダ１１の伸長側油室にメインポンプ１５からの圧油を供給する伸長側位置Ｘに切換り、また縮小側パイロットポート１８ｂにパイロット圧油が供給されることで、ブーム用シリンダ１１の縮小側油室にメインポンプ１５からの圧油を供給する縮小側位置Ｙに切換る構成となっている。
【０００７】
さらに、１９は操作具１９Ｃの操作に基づいて前記コントロールバルブ１８のパイロットポート１８ａ、１８ｂにパイロット圧油を供給するパイロットバルブであって、該パイロットバルブ１９は、伸長側パイロットバルブ１９Ａと縮小側パイロットバルブ１９Ｂとから構成されている。
そしてこのパイロットバルブ１９は、操作具１９Ｃを縮小側または伸長側に操作することにより、該操作された側のパイロットバルブ１９Ａまたは１９Ｂの出力ポート１９ａから操作具１９Ｃの操作量に対応する圧力のパイロット圧油が出力される構成となっている。
【０００８】
また、２０は前記伸長側パイロットバルブ１９Ａの出力用ポート１９ａからコントロールバルブ１８の伸長側パイロットポート１８ａに至る伸長側パイロット油路に配設される制御バルブであって、該制御バルブ２０は、前記伸長側パイロットバルブ１９Ａの出力ポート１９ａに接続されるインポート２０ａと、コントロールバルブ１８の伸長側パイロットポート１８ａに接続されるアウトポート２０ｂと、油タンク１７に接続されるドレンポート２０ｃとを有すると共に、後述する電磁切換弁２１、減圧弁２２、流量制御弁２３、第一、第二のチェック弁２４、２５が組み込まれている。
【０００９】
前記電磁切換弁２１は、ソレノイド２１ａを備えた二位置切換弁であって、このものは、前記インポート２０ａとアウトポート２０ｂとを接続する油路に配されている。
そしてこの電磁切換弁２１は、ソレノイド２１ａの非励磁状態では、伸長側パイロットバルブ１９Ａから出力されてインポート２０ａに入力されるパイロット圧油をアウトポート２０ｂに流す第一位置Ｘに位置しているが、ソレノイド２１ａが励磁することにより、前記パイロット圧油を減圧弁２２に流す第二位置Ｙに切換わるように構成されている。
【００１０】
また第一チェック弁２４は、前記電磁切換弁２１に対し並列状に設けられる油路に配されていて、インポート２０ａからアウトポート２０ｂへの油の流れは阻止するが、逆方向の流れは許容するように構成されている。これにより、操作具１９Ｃが縮小側に操作された場合等に、コントロールバルブ伸長側パイロットポート１８ａから排出されてアウトポート２０ｂに入力される油を、第一チェック弁２４を経由してインポート２０ａに流すことができるようになっている。
【００１１】
さらに減圧弁２２は、前記第二位置Ｙの電磁切換弁２１を経由して導かれたパイロット圧油を、予め設定される圧力Ｐに減圧して第二チェック弁２５に流すように構成されている。
【００１２】
前記第二チェック弁２５は、減圧弁２２からアウトポート２０ｂに至る油路に設けられていて、減圧弁２２からアウトポート２０ｂへの油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するように構成されている。
【００１３】
さらにまた流量制御弁２３は、前記第二チェック弁２５に対し並列状に設けられる油路に配されている。そして該流量制御弁２３は、前記電磁切換弁２１が第一位置Ｘから第二位置Ｙに切換わって減圧弁２２にパイロット圧油が導かれた場合に、流量制御弁２３の下流側のパイロット圧が前記減圧弁２２の設定圧力Ｐまで減圧されるときのコントロールバルブ伸長側パイロットポート１８ａからの排出油の流量を制限するようになっている。これにより、コントロールバルブ伸長側パイロットポート１８ａに供給されるパイロット圧の減圧速度が遅延される、つまり徐々に減圧されることなって、電磁切換弁２１の切換時に急激な減圧によりショックが発生してしまうことを回避できるようになっている。
【００１４】
一方、２６はリアブーム６の中間部に配設される検知プレートであって、該検知プレート２６は、リアブーム６が上限位置の少し手前の位置から上限位置までの速度調節範囲に達したときに、上部旋回体２側に配設される近接スイッチ２７に接近して該近接スイッチ２７を開成から閉成側に切換えるように設定されている。さらにこの近接スイッチ２７は、前記電磁切換弁２１に電気的に接続されていて、近接スイッチ２７の開成−閉成切換えに連繋して電磁切換弁２１のソレノイド２１ａの非励磁−励磁の切換えがなされるように構成されている。
【００１５】
叙述の如く構成されたものにおいて、リアブーム６が前記速度調節範囲に位置していないときには、検知プレート２６は近接スイッチ２７から離間していて近接スイッチ２７は開成している。そして該近接スイッチ２７が開成している状態では、電磁切換弁２１のソレノイド２１ａは非励磁状態となっていて電磁切換弁２１は第一位置Ｘに位置している。この状態では、操作具１９Ｃを伸長側に操作したことに伴って伸長側パイロットバルブ１９Ａからパイロット圧油が出力された場合、該パイロット圧油は、制御バルブ２０のインポート２０ａ、第一位置Ｘの電磁切換弁２１、アウトポート２０ｂを経由してコントロールバルブ１８の伸長側パイロットポート１８ａに供給される。而してコントロールバルブ１８は、伸長側パイロットバルブ１９Ａから出力されるパイロット圧により制御されることになって、ブーム用シリンダ１１は、操作具１９Ｃの操作に対応した速度で伸長する。
これに対し、リアブーム６が上限位置の少し手前の位置まで上動して速度調節範囲に達すると、検知プレート２６が近接スイッチ２７に接近して該近接スイッチ２７を閉成側に切換える。これに伴い、電磁切換弁２１はソレノイド２１ａが励磁して第二位置Ｙに切換わる。これにより、伸長側パイロットバルブ１９Ａから出力されたパイロット圧油は、インポート２０ａ、第二位置Ｙの電磁切換弁２１、減圧弁２２、第二チェック弁２５、アウトポート２０ｂを経由してコントロールバルブ１８の伸長側パイロットポート１８ａに供給される。而して伸長側パイロットポート１８ａには、減圧弁２２により設定圧力Ｐにまで減圧されたパイロット圧が供給されることになって、ブーム用シリンダ１１の伸長速度が減速され、これによりリアブーム６は、衝撃のない静かな状態で上限位置に達して停止することになる。
【００１６】
この結果、リアブーム６を上限位置で静かに停止させることができることになって、該停止時にバケット８がキャブ４の頭上に位置しているような場合であっても、停止時の衝撃でバケット８に積載された土砂等がこぼれてしまうことを回避でき、作業性が向上する。
【００１７】
しかもこのものは、上部旋回体２側に、リアブーム６に設けた検知プレート２６の接近に伴って閉成する近接スイッチ２７を設けると共に、伸長側パイロットバルブ１９Ａからコントロールバルブ伸長側パイロットポート１８ａに至る伸長側パイロット油路に、前記近接スイッチ２７の閉成に連繋してパイロット圧を減圧弁２２に導くべく切換わる電磁切換弁２１と、パイロット圧を減圧する減圧弁２２と、該減圧弁２２の減圧作動の速度を遅延させて電磁切換弁２１の切換時における減圧のショックをなくすための流量制御弁２３とが組込まれた制御バルブ２０を配するだけの簡単な構造であって、電磁比例減圧弁や該電磁比例減圧弁を制御するための制御部が必要なものと比して、システムが簡単でありコスト的にも安いという利点がある。
【００１８】
尚、上記実施の形態においては、ブーム用シリンダ１１に本発明を実施したが、これに限定されることなく、オフセット用シリンダ１２、アーム用シリンダ１３、バケット用シリンダ１４にも必要において適宜実施できることは勿論のこと、油圧ショベル以外の建設機械にも本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】ブーム用シリンダの油圧回路図である。
【符号の説明】
６    リアブーム
１１    ブーム用シリンダ
１８    コントロールバルブ
１９    パイロットバルブ
２０    制御バルブ
２１    電磁切換弁
２２    減圧弁
２３    流量制御弁
２６    検知プレート
２７    近接スイッチ
【図１】
0003654562.tif 000002
【図２】
0003654562.tif 000003
【図３】
0003654562.tif 000004