(57)【要約】【課題】レバー中立時や微操作時においては排出管路側に圧力を立てるようにすることができるとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には排出管路側の圧力を立てないようにすることができる建設機械の油圧駆動装置を提供する。【解決手段】本発明は、コントローラ２３が圧力センサ２２ａ、２２ｂにより変換された変換指令信号Ｓａ、Ｓｂを入力し、変換指令信号Ｓａ、Ｓｂがコントローラ２３の入力部２３ａにおいて変換された変換値Ｓｃ、Ｓｄが予め設定された閾値Ｐｃ未満であるとき、アクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、予め設定された目標圧力Ｐｅになるように制御し、変換値Ｓｃ、Ｓｄが閾値Ｐｃ以上であるとき、アクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、目標圧力Ｐｅより低くなるように制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプから吐出される圧油の流れを制御する方向制御弁と、前記第１油圧ポンプからの圧油が、前記方向制御弁を介して供給されることにより駆動するアクチュエータとを備える建設機械の油圧駆動装置において、
前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を制御する圧力制御部と、
前記アクチュエータへの指令信号を生成する操作装置と、
前記操作装置の指令信号を変換指令信号に変換する指令信号変換部とを備え、
前記圧力制御部は、前記指令信号変換部により変換された変換指令信号を入力し、前記変換指令信号が予め設定された閾値未満であるとき、前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を、予め設定された目標圧力になるように制御し、前記変換指令信号が前記閾値以上であるとき、前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を、前記目標圧力より低くなるように制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記圧力制御部は、前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を調整する圧力調整装置と、前記変換指令信号の閾値を設定する閾値設定部と、前記変換指令信号と前記閾値とを比較する比較部を有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記閾値設定部は、少なくとも１つ以上の閾値を有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記圧力制御部は、さらに、予め第１所定時間を設定でき、外部から入力される第１入力信号の前記第１所定時間における変化を判定し、その判定結果を第１出力信号として外部出力する第１入力判定部を有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記圧力制御部は、さらに外部信号によりアクチュエータの操作状態を判定する操作状態判定部を有し、前記操作状態判定部において演算し、出力された操作状態判定信号に応じて前記圧力調整装置を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記圧力制御部は、さらに、予め第２所定時間を設定でき、外部から入力される第２入力信号の前記第２所定時間における変化を判定し、その判定結果を第２出力信号として前記操作状態判定部に出力する第２入力判定部を有し、前記操作状態判定部は前記第２入力判定部からの第２出力信号に応じて、前記操作状態判定信号を演算することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記油圧駆動装置は、さらに第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプから吐出される圧油の少なくとも一部が前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油と合流する合流回路とを有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧シリンダ、油圧モータ等のアクチュエータ及びバルブのキャビテーションの発生を防止する建設機械の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル、ホイールローダなどの建設機械に用いられる油圧シリンダや油圧モータ等のアクチュエータは、油圧ポンプから作動油が供給されることにより駆動し、その作動油の供給を、方向制御弁等のバルブを閉じて断つことで停止する。
【０００３】
アクチュエータが停止する際は、建設機械の旋回体やフロント作業部などの稼動部が有する大きな慣性のために、方向制御弁等を閉じて作動油の供給を断っても、即停止出来ない。特に旋回体を旋回するために設けられた油圧モータでは、完全に停止するまでは作動油が供給されない状態で回転を継続するので、作動油が供給される管路側の圧力は負圧となり、管路内に存在する作動油内から気泡が発生する現象、すなわちキャビテーションが発生し、騒音やエロージョンの原因となる。
【０００４】
一方、作動油を排出する管路側は、方向制御弁を閉じることで、作動油の排出ができなくなり圧力が上昇する。通常管路にはリリーフ弁を設けており、作動油の圧力が、リリーフ弁で予め設定されている設定圧力にまで達すると、リリーフ弁を介してタンク側回路へ排出されるが、この際、リリーフ弁を挟んで、排出管路とタンク側管路との圧力差が大きくなるため、キャビテーションが発生し、騒音振動等の原因となる。
【０００５】
また、フロント作業部を駆動する油圧シリンダでは、排出側管路に設けられた流量調整弁による流量調整制御、すなわちメータアウト制御を行うが、その際、流量調整弁に含まれるスプールノッチ部の前後差圧が大きくなるために、キャビテーションが発生し、騒音や流量調整弁が持つ流量特性の悪化の原因となる。
【０００６】
前述したように、キャビテーションは、管路内に気泡を発生させるので、作動油の圧縮性が増加し、アクチュエータの圧力応答性の低下、息つき、揺り戻しなど操作性にも様々な影響を与える。
【０００７】
キャビテーションの発生を防止する建設機械の油圧駆動装置の従来技術として特許文献１に示される技術がある。この特許文献１にはキャビテーション発生を防止するために、油圧ポンプの余剰流量を利用した技術が開示されている。この油圧駆動装置ではアクチュエータへの作動油を供給するメイン油圧ポンプや、アクチュエータを操作する操作回路へ作動油を供給するパイロット油圧ポンプの余剰流量を、方向制御弁から作動油タンクへ排出する排出管路に合流させ、作動油補填量を確保する。排出管路の圧力は、排出管路に設けられた背圧チェック弁で一定圧以上に立てられ、アクチュエータの低圧側に作動油を流入させ、負圧になることを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２７６５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した特許文献１に示される技術では、背圧チェック弁で常に一定以上の圧力が排出回路にかかっているため、建設機械のアクチュエータの速度低下を招く課題が生じる。すなわち、通常油圧駆動装置の上限圧力はメインリリーフ弁によって制限されており、作動油を供給するバルブの前後差圧は、排出管路側の圧力が上昇するために作動油タンクに直接戻す場合に比べ小さくなる。この結果、アクチュエータへの供給流量が減少し、アクチュエータの速度が低下するため、レバー中立時や微操作時などは大きな影響はないが、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には操作性悪化を招く要因となる。
【００１０】
本発明は、前述した従来技術における実情からなされたもので、その目的は、レバー中立時や微操作時においては排出管路側に圧力を立てるようにすることができるとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には排出管路側の圧力を立てないようにすることができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するための本発明は、第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプから吐出される圧油の流れを制御する方向制御弁と、前記第１油圧ポンプからの圧油が、前記方向制御弁を介して供給されることにより駆動するアクチュエータとを備える建設機械の油圧駆動装置において、前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を制御する圧力制御部と、前記アクチュエータへの指令信号を生成する操作装置と、前記操作装置の指令信号を変換指令信号に変換する指令信号変換部とを備え、前記圧力制御部は、前記指令信号変換部により変換された変換指令信号を入力し、前記変換指令信号が予め設定された閾値未満であるとき、前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を、予め設定された目標圧力になるように制御し、前記変換指令信号が前記閾値以上であるとき、前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を、前記目標圧力より低くなるように制御することを特徴としている。
【００１２】
このように構成された本発明は、操作装置の指令信号に応じて、圧力制御部により、レバー中立時や微操作時には目標圧力になるように、圧力を立てることができ、キャビテーション発生を防止することができるとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には、目標圧力より圧力を低くでき、必要なアクチュエータ速度を確保することができる。
【００１３】
本発明は前記発明において、前記圧力制御部は、前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油の圧力を調整する圧力調整装置と、前記変換指令信号の閾値を設定する閾値設定部と、前記変換指令信号と前記閾値とを比較する比較部を有することを特徴としている。
【００１４】
本発明は前記発明において、前記閾値設定部は、少なくとも１つ以上の閾値を有することを特徴としている。
【００１５】
このように構成された本発明は、閾値を複数設けることで、排出管路の圧力を段階的、もしくは連続的に変化させることができる。
【００１６】
本発明は前記発明において、前記圧力制御部は、さらに、予め第１所定時間を設定でき、外部から入力される第１入力信号の前記第１所定時間における変化を判定し、その判定結果を第１出力信号として外部出力する第１入力判定部を有することを特徴としている。
【００１７】
このように構成された本発明は、操作装置が急激に大きく操作された場合でも、排出管路の圧力を保持することができる。
【００１８】
本発明は前記発明において、前記圧力制御部は、さらに外部信号によりアクチュエータの操作状態を判定する操作状態判定部を有し、前記操作状態判定部において演算し、出力された操作状態判定信号に応じて前記圧力調整装置を制御することを特徴としている。
【００１９】
本発明は前記発明において、前記圧力制御部は、さらに、予め第２所定時間を設定でき、外部から入力される第２入力信号の前記第２所定時間における変化を判定し、その判定結果を第２出力信号として前記操作状態判定部に出力する第２入力判定部を有し、前記操作状態判定部は前記第２入力判定部からの第２出力信号に応じて、前記操作状態判定信号を演算することを特徴としている。
【００２０】
このように構成された本発明によれば、操作装置の中立状態が継続している場合や、エンジンがオートアイドルによりアイドリング状態になっている場合など、アクチュエータが継続して操作されていないことを判定して排出管路の圧力を立てないようにすることができる。
【００２１】
本発明は前記発明において、前記油圧駆動装置は、さらに第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプから吐出される圧油の少なくとも一部が前記アクチュエータ、もしくは前記方向制御弁から排出される圧油と合流する合流回路とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、従来困難であった、レバー中立時や微操作時においては排出管路側に圧力を立てるようにすることができるとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には排出管路側の圧力を立てないようにすることができる。この結果、本発明は、レバー中立時や微操作時ではキャビテーション発生を防止するとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には必要なアクチュエータ速度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第１実施形態を含む油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧システムの要部を示す回路構成図である。
【図３】図２に示すコントローラの要部を示す図である。
【図４】図２に示す操作装置のレバー操作量と変換値Ｓｃ、もしくはＳｄとの関係を示す特性線図である。
【図５】本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第２実施形態を示す操作装置のレバー操作量と変換値Ｓｃ、もしくはＳｄとの関係を示す特性線図である。
【図６】本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第３実施形態を示す油圧システムの要部を示す回路構成図である。
【図７】図６に示すコントローラの要部を示す図である。
【図８】本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第４実施形態を示すコントローラの要部を示す図である。
【図９】本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第５実施形態を示す油圧システムの要部を示す回路構成図である。
【図１０】本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第６実施形態を示す油圧システムの要部を示す回路構成図である。
【図１１】図１０に示す圧力制御部に含まれる圧力調整装置の要部を示す構造図である。
【図１２】図１０に示す操作装置のレバー操作量と油室内圧力との関係を示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第１実施形態を含む油圧ショベルを示す側面図である。
【００２６】
第１実施形態を含む油圧ショベルは、走行体１０１を備え、走行体１０１の上には旋回体１０２を設けてある。走行体１０１と旋回体１０２から本体が構成されている。旋回体１０２は図示していないが走行体１０１との間に介在するベアリング機構と、後述するアクチュエータである油圧モータ８により走行体１０１に対し旋回可能となっている。また旋回体１０２はメインフレーム１０５に、前部に作業装置１０３、後部にカウンタウェイト１０８、左前部に運転室１０４を搭載し、さらにカウンタウェイト１０８の前にエンジンや電動モータで構成される原動機１０６が備えられ、さらに原動機１０６からの出力により駆動する油圧システム１０７を有する。
【００２７】
作業装置１０３は、ブーム１１１、アーム１１２、バケット１１３からなる構造物がリンク機構により結合され、各々リンク軸を中心に回転運動を行い、掘削などの作業を行う。ブーム１１１、アーム１１２、バケット１１３、各々を回転運動させるために、アクチュエータであるブームシリンダ１２１、アームシリンダ１２２、バケットシリンダ１２３を備えている。また、ブームシリンダ１２１、アームシリンダ１２２、バケットシリンダ１２３は、油圧システム１０７に含まれ、圧油を供給され駆動する。
【００２８】
図２は、図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧システム１０７の要部を示す回路構成図、図３は、図２に示すコントローラの要部を示す図、さらに、図４は、図２に示す操作装置のレバー操作量と変換値Ｓｃ、もしくはＳｄとの関係を示す特性線図である。
【００２９】
図２に示すように油圧システム１０７は、第１油圧ポンプである可変容量型のメインポンプ１と、メインポンプ１から吐出される圧油の流れを制御する方向制御弁３と、メインポンプ１からの圧油が、方向制御弁３を介して供給されることにより駆動されるアクチュエータである油圧モータ８や前述したブームシリンダ１２１等を備える。
【００３０】
すなわち、メインポンプ１は、原動機１０６と駆動軸等で結合され、その駆動軸等を介して駆動力、回転速度が与えられる。メインポンプ１は油圧システム１０７を循環した作動油を一時的に蓄えるタンク５より作動油を吸引し、方向制御弁３に圧油を供給する。
【００３１】
メインポンプ１と方向制御弁３とを接続する油路には、メインリリーフ弁６への油路が分岐接続されている。メインリリーフ弁６はメインポンプ１からの圧油の最大吐出圧を設定し、圧油が最大吐出圧に到達すると、最大吐出圧を保持するために、弁を開いてタンク５に圧油を排出する。
【００３２】
方向制御弁３は、メインポンプ１から供給される圧油を油圧モータ８やブームシリンダ１２１等へ供給し、弁を開口してその流量と流れ方向、すなわち油圧モータ８やブームシリンダ１２１等の駆動方向を制御する。図２の方向制御弁３は複数のアクチュエータ毎に設けられており、タンデム型で構成されている。
【００３３】
タンデム型である方向制御弁３にはメイン油路２が設けられ、メインポンプ１からの圧油はメイン油路２を介して流れる構成となっている。アクチュエータを駆動する際には、方向制御弁３は弁を開口してメイン油路２の圧油を、オペレータが要求する方向に、要求する分の流量をアクチュエータ側へ分配供給する。
【００３４】
各方向制御弁３は油圧モータ８等のアクチュエータからの戻り油を排出する吐出ポート１１を備え、各吐出ポート１１は戻り油路１２に合流し、方向制御弁３の下流でメイン油路２と合流する。
【００３５】
アクチュエータは、図２ではブームシリンダ１２１等の接続は省き、旋回体２を旋回させる油圧モータ８の構成のみ示している。油圧モータ８は方向制御弁３からの圧油を旋回油路７ａ、もしくは７ｂを介して供給される。なお、油圧モータ８は旋回油路７ａから供給された場合の回転方向に対し、旋回油路７ｂから供給された場合は逆方向に回転する。
【００３６】
旋回油路７ａ、７ｂにはリリーフ弁９と、メイクアップ弁１０が分岐接続されている。リリーフ弁９は、油圧モータ８の最大駆動圧が設定されている。油圧モータ８に負荷がかかり、旋回油路７ａ、もしくは７ｂ内の圧油の圧力が最大駆動圧に到達すると、リリーフ弁９は弁を開口し、戻り油路１３に圧油を排出する。
【００３７】
また、メイクアップ弁１０は旋回体２の旋回動作の停止の際に、旋回体２の大きな慣性により発生する油圧モータ８への圧油供給側の旋回油路７ａ、もしくは７ｂ内の負圧を防止するために備えられている。旋回体２停止時に圧油供給側の旋回油路７ａ、もしくは７ｂ内の圧油の圧力は低下が進み、メイクアップ弁１０に接続された戻り油路１３内の作動油の圧力を下回る。このとき、メイクアップ弁１０は開口し、戻り油路１３から圧油供給側の旋回油路７ａ、もしくは７ｂに作動油が流入し、圧油供給側の旋回油路７ａ、もしくは７ｂ内が負圧になることを防止する。
【００３８】
戻り油路１３は戻り油路１２と合流し、その下流には戻り油路２５が位置する。更に戻り油路２５から分岐油路１５が分岐接続している。戻り油路２５には圧力調整装置である圧力制御弁１４が備えられ、圧力制御弁１４から排出された作動油はタンク５へ戻される。また、分岐油路１５にはチェック弁１６が備えられ、チェック弁１６から排出された作動油はタンク５へ戻される。
【００３９】
また、油圧モータ８等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を制御する圧力制御部に含まれるコントローラ２３と、油圧モータ８等のアクチュエータへの指令信号Ｘ，Ｙを生成する操作装置である操作装置２０と、操作装置２０の指令信号Ｘ，Ｙを変換指令信号Ｓａ、Ｓｂに変換する指令信号変換部である圧力センサ２２ａ、２２ｂを備える。
【００４０】
さらに、圧力制御部は、油圧モータ８等、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を調整する圧力調整装置に含まれる圧力制御弁１４とチェック弁１６と、図３に示すように、コントローラ２３に含まれ、変換指令信号Ｓａ，Ｓｂがコントローラ２３の入力部２３ａにおいて変換された変換値Ｓｃ，Ｓｄの閾値Ｐｃを設定する閾値設定部２３ｃと、変換値Ｓｃ，Ｓｄと前述した閾値Ｐｃとを比較する比較部２３ｂと有する。
【００４１】
圧力制御部は、圧力センサ２２ａ、２２ｂにより変換された変換指令信号Ｓａ、Ｓｂを入力し、変換指令信号Ｓａ、Ｓｂをコントローラ２３の入力部２３ａにおいて変換値Ｓｃ，Ｓｄに変換する。変換値Ｓｃ、Ｓｄが予め設定された閾値Ｐｃ未満であるとき、油圧モータ８等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、予め設定された目標圧力になるように制御し、変換値Ｓｃ、Ｓｄが予め設定された閾値Ｐｃ以上であるとき、油圧モータ８等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、目標圧力より低くなるように制御する。
【００４２】
すなわち、図２に示すように、操作装置２０は指令信号Ｘ，もしくはＹを、オペレータが操作装置２０の操作レバーを傾倒することにより決まるレバー操作量と、操作装置２０に含まれる減圧弁により生成する。第２油圧ポンプであるパイロットポンプ１７からの圧油の圧力がレバー操作量に応じた圧力に変換されるように、レバー操作量に基づいて減圧弁が制御され、その結果生成された圧力が指令信号Ｘ，もしくはＹとなる。生成された指令信号Ｘ，もしくはＹは指令信号油路２１ａ、もしくは２１ｂを介して方向制御弁３へ送られる。方向制御弁３は、入力するパイロットポートを有し、パイロットポートに指令信号Ｘ，もしくはＹを入力すると、それに応じて弁を開口し、アクチュエータに供給する圧油の流量と流れ方向を制御する。
【００４３】
なお、パイロットポンプ１７は、メインポンプ１と駆動軸等で結合され、原動機１０６より駆動力、回転速度が与えられる。パイロットポンプ１７はタンク５より作動油を吸引し、パイロット油路１８を介して操作装置２０に含まれる減圧弁に圧油を供給する。また、パイロット油路１８には、パイロットリリーフ弁１９への油路が分岐接続されている。パイロットリリーフ弁１９はパイロットポンプ１７からの圧油の最大吐出圧を設定し、圧油が最大吐出圧に到達すると、最大吐出圧を保持するため、弁を開いてタンク５に圧油を排出する。
【００４４】
指令信号油路２１ａ、２１ｂは、その油路内圧力を計測し、計測結果を外部へ出力する圧力センサ２２ａ、２２ｂを備える。圧力センサ２２ａ、もしくは２２ｂは、指令信号油路２１ａ、もしくは２１ｂ内の指令信号Ｘ，もしくはＹを計測し、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂに変換し、コントローラ２３へ出力する。コントローラ２３は、内部演算を行い、その結果に応じて出力信号Ｓｚを圧力制御弁１４に出力する。
【００４５】
図３に示すように、コントローラ２３は、入力部２３ａと、閾値設定部２３ｃと、比較部２３ｂと、第１入力判定部であるディレー部２３ｅと、乗算部２３ｈと、出力信号生成部２３ｄとを有する。
【００４６】
入力部２３ａは、変換指令信号Ｓａ、もしくはＳｂを入力し、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂを、ＡＤ変換などを行って変換値Ｓｃ，もしくはＳｄに変換し、外部に出力する。
【００４７】
閾値設定部２３ｃは、図示しないパソコンなど外部機器から閾値Ｐｃが設定可能であり、設定された閾値Ｐｃを図示しない内蔵するメモリ等の記憶装置に記憶し、記憶した閾値Ｐｃを外部に出力する。
【００４８】
比較部２３ｂは、入力部２３ａから変換値Ｓｃ、もしくはＳｄと、閾値設定部２３ｃから閾値Ｐｃとを入力し、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄと閾値Ｐｃとを比較演算し、比較結果Ｓｅを外部に出力する。比較演算は、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ未満のとき、油圧モータ８等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、予め設定された目標圧力になるように圧力制御弁１４を絞り側に制御する比較結果Ｓｅ＝αを算出し、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ以上のとき、油圧モータ８等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、目標圧力より低くなるように圧力制御弁１４を全開側に制御する比較結果Ｓｅ＝βを算出する。
【００４９】
ディレー部２３ｅは、オペレータが短時間に繰り返し操作を行う場合を想定し、圧力制御弁１４の絞り側と全開側との切換の追従性を鈍らせ、急峻な圧力によるショックを防止するために設けている。
【００５０】
すなわち、圧力制御部に含まれるディレー部２３ｅは、予め第１所定時間である設定継続時間を設定でき、比較部２３ｂから入力される第１入力信号である比較結果Ｓｅの設定継続時間における変化を判定し、その判定結果を第１出力信号である演算結果Ｓｆを外部に出力する。
【００５１】
ディレー部２３ｅの内部演算は、まず、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ以上である比較結果Ｓｅ＝βのとき、比較結果Ｓｅ＝βの継続時間を計測する。計測には内部に有する図示しないタイマを用いる。次に計測した比較結果Ｓｅ＝βの継続時間と、図示しない内部メモリなどに記憶されている前述した設定継続時間とを比較し、計測した比較結果Ｓｅ＝βの継続時間が設定継続時間未満の場合、演算結果Ｓｆ＝δを算出し、計測した比較結果Ｓｅ＝βの継続時間が設定継続時間以上の場合、演算結果Ｓｆ＝γを算出する。変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ未満である比較結果Ｓｅ＝αのときは、演算結果Ｓｅ＝αの継続に関係なく、演算結果Ｓｆ＝ξを算出する。
【００５２】
乗算部２３ｈは、比較部２３ｂの比較結果Ｓｅとディレー部２３ｅの演算結果Ｓｆとを乗算し、乗算結果Ｓｇを外部に出力する。
【００５３】
出力信号生成部２３ｄは、乗算部２３ｈからの乗算結果Ｓｇに応じて、出力信号Ｓｚを生成し、圧力制御弁１４へ出力する。出力信号生成部２３ｄの内部演算は、
１）    乗算部２３ｈの乗算結果Ｓｇ＝αξ、もしくはＳｇ＝βδを入力すると、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎ
２）    乗算部２３ｈの乗算結果Ｓｇ＝βγを入力すると、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆ
のように、出力信号Ｓｚを算出する。出力信号Ｓｏｎは、圧力制御弁１４を絞り側に制御し、Ｓｏｆｆは圧力制御弁１４を全開側に制御する。
【００５４】
圧力制御弁１４は、電磁ソレノイド等の電気アクチュエータを備え、コントローラ２３からの出力信号Ｓｚを入力し、出力信号Ｓｚに応じて電気アクチュエータが駆動し、弁の開度が制御される。圧力制御弁１４は、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎが入力されると、図示しない電源から電力が電気アクチュエータに供給され、絞り側へ移行し、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆが入力されると、図示しない電源からの電力が遮断され、圧力制御弁１４は備わっているバネにより、全開側へ移行する。
【００５５】
チェック弁１６は、目標圧力である設定圧Ｐｅを設定でき、圧力制御弁１４の上流側の戻り油路２５の圧力を制御する。
【００５６】
すなわち、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ未満である場合、圧力制御弁１４は、コントローラ２３から出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを入力することにより、絞り側へ制御されるため、圧力制御弁１４の上流にある戻り油路２５の圧力は、目標圧力である分岐油路１５にあるチェック弁１６の設定圧となる。
【００５７】
また、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ以上であり、比較結果Ｓｅ＝βが設定継続時間以上の場合、圧力制御弁１４は、コントローラ２３から出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆを入力することにより、全開側へ制御されるため、圧力制御弁１４の上流にある戻り油路２５の圧力はタンク５内の圧力と同等となる。したがって、目標圧力である分岐油路１５にあるチェック弁１６の設定圧より低くなる。
【００５８】
次に第１実施形態の作用について説明する。
【００５９】
図４は、操作装置２０のレバー操作量に対する、指令信号Ｘ，もしくはＹに相当する値として、コントローラ２３内で圧力センサ２２ａ、２２ｂにより変換した変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂをさらに入力部２３ａで変換した変換値Ｓｃ，もしくはＳｄと、あるレバー操作量に対する閾値Ｐｃと、さらに閾値Ｐｃに応じて圧力制御弁１４が制御され、それに伴い変化する戻り油路２５の圧力、すなわち背圧の関係とを示している。また図４中の領域Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑはレバー操作量の遷移領域を示している。
【００６０】
レバー操作量が領域Ｎにあるときは、アクチュエータへの指令信号の中立帯であり、操作装置２０の減圧弁は動作しない。したがって、指令信号油路２１ａ、もしくは２１ｂの圧力は０であり、さらに０である圧力は圧力センサ２２ａ、もしくは２２ｂにより変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂに変換され、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂは０となる。このとき、方向制御弁３は中立位置にあり、メインポンプ１からの圧油はメイン油路２、を介して戻り油路２５へ流れる。
【００６１】
コントローラ２３は、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂを入力すると、入力部２３ａで変換値Ｓｃ、もしくはＳｄを０に変換し、比較部２３ｂで閾値Ｐｃと比較する。変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂが０であるため、必然的に変換値Ｓｃ、もしくはＳｄも０であることから、閾値Ｐｃ未満であるため、比較部２３ｂは比較結果Ｓｅ＝αをディレー部２３ｅと乗算部２３ｈに出力する。ディレー部２３ｅは、比較部２３ｂからの比較結果Ｓｅ＝αを入力し、演算結果Ｓｆ＝ξを出力する。乗算部２３ｈは、比較部２３ｂの比較結果Ｓｅ＝αとディレー部２３ｅの演算結果Ｓｆ＝ξとを乗算し、乗算結果Ｓｇ＝αξを出力信号生成部２３ｄに出力する。出力信号生成部２３ｄは、乗算部２３ｈから乗算結果Ｓｇ＝αξを入力し、内部演算を行い、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを圧力制御弁１４に出力する。
【００６２】
圧力制御弁１４は、コントローラ２３より出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを入力すると、電気アクチュエータが弁の開度を絞り側となるように制御する。
【００６３】
圧力制御弁１４が絞り側であることから、圧力制御弁１４上流の戻り油路２５では背圧が立ち、その圧力は分岐油路１５に備えられたチェック弁１６の設定圧Ｐｅとなる。
【００６４】
レバー操作量が領域Ｏにあるときは、アクチュエータの微操作領域であり、キャビテーションを防止し、アクチュエータの圧力応答の低下等を防ぐよう、コントローラ２３は圧力制御弁１４を制御する。すなわち、操作装置２０の減圧弁は領域Ｏにあるレバー操作量に応じて、指令信号油路２１ａ、もしくは２１ｂの圧力を制御し、さらに圧力センサ２２ａ、もしくは２２ｂにより変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂは、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄとして、領域Ｏ内の値に変換される。このとき、方向制御弁３は微操作ができる開度となり、メインポンプ１からの圧油はアクチュエータ、例えば油圧モータ８の旋回油路７ａ、もしくは７ｂを介して戻り油路２５に流れ、また余剰油がメイン油路２を介して戻り油路２５へ流れる。
【００６５】
コントローラ２３は、変換指令信号Ｓａ、もしくはＳｂを入力し、入力部２３ａで変換値Ｓｃ、もしくはＳｄに変換し、比較部２３ｂで閾値Ｐｃと比較する。レバー操作量が領域Ｏ内にあり、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄは領域Ｏ内のレバー操作量に対する値となることから、比較部２３ｂの比較演算結果は閾値Ｐｃ未満となる。よってコントローラ２３は、領域Ｎの場合と同様、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを圧力制御弁１４に出力し、圧力制御弁１４は弁の開度を絞り側に制御する。その結果、圧力制御弁１４上流の戻り油路２５では背圧が生じ、その圧力は分岐油路１５に備えられたチェック弁１６の設定圧Ｐｅとなる。
【００６６】
レバー操作量が領域Ｐにあるときは、アクチュエータの微操作領域と速度を優先する領域が閾値Ｐｃを境に存在する。すなわち、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂを変換した変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ未満の領域では、キャビテーションを防止し、アクチュエータの圧力応答の低下等を防ぐよう、前述した領域Ｏと同様にコントローラ２３は圧力制御弁１４を制御し、また、このとき、方向制御弁３も領域Ｏと同様、微操作ができる開度となり、メインポンプ１からの圧油はアクチュエータ、例えば油圧モータ８の旋回油路７ａ、もしくは７ｂを介して戻り油路２５に流れ、また余剰油がメイン油路２を介して戻り油路２５へ流れる。変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂを変換した変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ以上の領域では、操作装置２０の減圧弁はレバー操作量に応じて、指令信号油路２１ａ、もしくは２１ｂの圧力を制御し、さらに圧力センサ２２ａ、もしくは２２ｂにより、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂを変換した変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ以上の領域内の値に変換される。このとき、方向制御弁３は速度が優先される、大流量を流す開度となり、メインポンプ１からの圧油はアクチュエータ、例えば油圧モータ８の旋回油路７ａ、もしくは７ｂを介して戻り油路２５に流れ、また余剰油がメイン油路２を介して戻り油路２５へ流れる。
【００６７】
コントローラ２３は、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂを入力すると、入力部２３ａで変換値Ｓｃ、もしくはＳｄに変換し、比較部２３ｂで閾値Ｐｃと比較する。このとき、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ未満の領域内の値で入力すると、前述した領域ＮやＯと同様、圧力制御弁１４に対し、絞り側とする出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを出力し、背圧は分岐油路１５に備えられたチェック弁１６の設定圧Ｐｅに維持される。
【００６８】
また、変換指令信号Ｓａ、もしくはＳｂを変換した変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ以上の領域内の値で入力すると、比較部２３ｂは比較結果Ｓｅ＝βをディレー部２３ｅと乗算部２３ｈに出力する。ディレー部２３ｅは、比較部２３ｂからの比較結果Ｓｅ＝βを入力し、比較結果Ｓｅ＝βの継続時間を計測する。計測した比較結果Ｓｅ＝βの継続時間と、予め設定した設定継続時間とを比較し、計測した比較結果Ｓｅ＝βの継続時間が設定継続時間未満の場合、演算結果Ｓｆ＝δを出力する。乗算部２３ｈは、比較部２３ｂの比較結果Ｓｅ＝βとディレー部２３ｅの演算結果Ｓｆ＝δとを乗算し、乗算結果Ｓｇ＝βδを出力信号生成部２３ｄに出力する。出力信号生成部２３ｄは、乗算部２３ｈから乗算結果Ｓｇ＝βδを入力し、内部演算を行い、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを圧力制御弁１４に出力する。
【００６９】
圧力制御弁１４は、コントローラ２３より出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを入力すると、電気アクチュエータが弁の開度を絞り側となるように制御する。
【００７０】
圧力制御弁１４が絞り側であることから、圧力制御弁１４上流の戻り油路２５では背圧が立ち、その圧力は分岐油路１５に備えられたチェック弁１６の設定圧Ｐｅとなる。
【００７１】
さらに、比較部２３ｂの比較結果Ｓｅ＝βが設定継続時間以上継続すると、ディレー部２３ｅは演算結果Ｓｆ＝γを出力する。乗算部２３ｈは、比較部２３ｂの比較結果Ｓｅ＝βとディレー部２３ｅの演算結果Ｓｆ＝γとを乗算し、乗算結果Ｓｇ＝βγを出力信号生成部２３ｄに出力する。出力信号生成部２３ｄは、乗算部２３ｈから乗算結果Ｓｇ＝βγを入力し、内部演算を行い、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆを圧力制御弁１４に出力する。
【００７２】
圧力制御弁１４は、コントローラ２３より出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆを入力すると、電気アクチュエータが弁の開度を全開側となるように制御する。
【００７３】
圧力制御弁１４が全開側であることから、圧力制御弁１４上流の戻り油路２５には、タンク５内の圧力と同等の圧力Ｐｆがかかる。したがって戻り油路２５の圧力は、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが閾値Ｐｃ以上の場合は、閾値Ｐｃ未満に比べ低くなる。
【００７４】
レバー操作量が領域Ｑにあるときは、アクチュエータの速度を優先する領域であり、変換指令信号Ｓａ、もしくはＳｂを変換した変換値Ｓｃ、もしくはＳｄは閾値Ｐｃより大きいため、領域Ｐの閾値Ｐｃより大きい領域と同様にコントローラ２３は圧力制御弁１４を制御する。また、このとき、方向制御弁３は速度が優先されるさらに大流量を流す開度となり、メインポンプ１からの圧油はアクチュエータ、例えば油圧モータ８の旋回油路７ａ、もしくは７ｂを介して戻り油路２５に流れ、また余剰油がメイン油路２を介して戻り油路２５へ流れる。
【００７５】
コントローラ２３は、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂを変換した変換値Ｓｃ、もしくはＳｄを領域Ｑ内の値で入力すると、前述した領域Ｐの閾値Ｐｃ以上の領域と同様、比較部２３ｂの比較結果Ｓｅ＝βが設定継続時間以上になった場合、圧力制御弁１４に対し、全開側へ制御するように出力信号Ｓｚを出力し、その結果、戻り油路２５の背圧はタンク５と同等の圧力Ｐｆとなり、変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂが閾値Ｐｃより低い場合と比べ低くなる。
【００７６】
このように構成された本実施形態により、従来困難であった、レバー中立時や微操作時においては排出管路側に圧力を立てるようにすることができるとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には排出管路側の圧力を立てないようにすることができる。この結果、レバー中立時や微操作時ではキャビテーション発生を防止するとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には必要なアクチュエータ速度を確保することができる。
【００７７】
また、コントローラ２３にディレー部２３ｅを設け、圧力制御弁１４の絞り側と全開側との切換制御の追従性を鈍らせたため、オペレータが短時間に繰り返し操作を行った場合でも、急峻な圧力変動によるショックを低減できる。
【００７８】
図５は、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第２実施形態を示す操作装置のレバー操作量と変換値Ｓｃ、もしくはＳｄとの関係を示す特性線図である。
【００７９】
第１実施形態と同じ符号の要素については説明を省略する。
【００８０】
本実施形態は、レバー操作量の領域Ｐにおいて、２つの閾値Ｐｃ１、およびＰｃ２を設け、レバー操作量に対し、圧力制御弁１４の開度を徐々に変化させるように制御を行い、微操作を行う領域Ｏから速度を優先する領域Ｑへ移行した際に、急峻な圧力変動によるショックを緩和する。
【００８１】
このように構成された本実施形態により、第１実施形態と同様な効果を得られる。
【００８２】
図６は、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第３実施形態を示す油圧システムの要部を示す回路構成図、図７は、図６に示すコントローラの要部を示す図である。
【００８３】
第１実施形態と同じ符号の要素については説明を省略する。
【００８４】
本実施形態は、オペレータがエンジン等の原動機１０６をかけたまま、一時的に作業を中断し、原動機１０６をアイドリング状態に移行させる場合、運転室１０４内に備えられた図示しないオートアイドルスイッチをオンに操作し、自動的にアイドリングに移行させる公知技術を搭載した油圧ショベルを想定し、オートアイドルがオンになった場合に、コントローラ２３２は出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆを出力して、圧力制御弁１４を全開側に制御を行う。
【００８５】
すなわち、圧力制御部に含まれるコントローラ２３２は、図示しないオートアイドルスイッチからのオートアイドル信号Ｓｗにより、図７に示すアクチュエータの操作状態を判定する操作状態判定部２３２ｇを有し、操作状態判定部２３２ｇにおいて演算し、出力された操作状態判定信号Ｓｊに応じて圧力制御弁１４を制御する。
【００８６】
図６に示すように、油圧システム２０７において、オートアイドル信号Ｓｗは、原動機１０６と、コントローラ２３２に入力する。
【００８７】
図７に示すように、コントローラ２３２の操作状態判定部２３２ｇは、オートアイドル信号Ｓｗを入力し、
１）オートアイドル信号Ｓｗがオンのとき、操作状態判定信号Ｓｊ＝ω１
２）オートアイドル信号Ｓｗがオフのとき、操作状態判定信号Ｓｊ＝ω２
の操作状態判定を行い、操作状態判定信号Ｓｊを比較部２３ｍに出力する。
【００８８】
比較部２３ｍは、操作状態判定信号Ｓｊ＝ω１を入力すると、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄにかかわらず、優先的に比較結果Ｓｅ＝βを演算し、ディレー部２３ｅ、および乗算部２３ｈに出力する。ディレー部２３ｅでは、比較結果Ｓｅ＝β、すなわち操作状態判定信号Ｓｊ＝ω１の継続時間が設定継続時間未満では、演算結果Ｓｆ＝δを算出し、操作状態判定信号Ｓｊ＝ω１の継続時間が設定継続時間以上では、演算結果Ｓｆ＝γを算出する。
【００８９】
乗算部２３ｈは、比較部２３ｍの比較結果Ｓｅ＝βと、ディレー部２３ｅの演算結果Ｓｆを乗算し、演算結果Ｓｆ＝δのときは、乗算結果Ｓｇ＝βδを出力生成部２３ｄに出力し、出力生成部２３ｄは出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｎを圧力制御弁１４に出力する。また、乗算部２３ｈは、ディレー部２３ｅの設定継続時間を経過後、ディレー部２３ｅから演算結果Ｓｆ＝γを入力すると、乗算結果Ｓｇ＝βγを出力生成部２３ｄに出力し、出力生成部２３ｄは出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆを圧力制御弁１４に出力する。
【００９０】
圧力制御弁１４は、出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆを入力すると、全開側に制御される。この結果、オートアイドル信号Ｓｗがコントローラ２３２に入力されると、ディレー部２３ｅの設定継続時間後に圧力制御弁１４が全開側へ制御され、戻り油路２５の背圧はタンク５と同等の圧力Ｐｆになる。
【００９１】
オートアイドル信号Ｓｗがオフで入力された場合は、変換値Ｓｃ、もしくはＳｄが優先される。
【００９２】
なお、本実施形態では、ディレー部２３ｅによる時間遅れを考慮した構成を示したが、これにこだわらない。すなわち、オートアイドル信号Ｓｗがオンで入力されると、ディレー部２３ｅに時間遅れを機能させない信号を別途出力し、設定継続時間に関係なく、演算結果Ｓｆ＝γを出力するようにし、オートアイドルが入ったら、即、圧力制御弁１４を全開側へ制御するようにしてもよい。
【００９３】
このように構成された本実施形態により、第１実施形態と同様な効果を得られ、さらにオペレータが作業を中断したオートアイドル時に、戻り油路２５に背圧を立てることなく、エネルギーロスを低減できる。
【００９４】
図８は、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第４実施形態を示すコントローラの要部を示す図である。
【００９５】
第１、および第３実施形態と同じ符号の要素については説明を省略する。
【００９６】
本実施形態は、オペレータが操作をする意思がない非操作時において、変換指令信号Ｓａ＝０、Ｓｂ＝０が所定時間を継続した場合、コントローラ２３１は出力信号Ｓｚ＝Ｓｏｆｆを出力して、圧力制御弁１４を全開側に制御を行う。
【００９７】
すなわち、圧力制御部に含まれるコントローラ２３１は、第２所定時間である入力継続時間を設定でき、入力部２３１ａから入力される第２入力信号である入力状態信号Ｓｉの入力継続時間における変化を判定し、その判定結果を第２出力信号Ｓｋとして操作状態判定部２３１ｇに出力する第２入力判定部である入力時間判定部２３ｆを有し、操作状態判定部２３１ｇは入力時間判定部２３ｆからの第２出力信号Ｓｋに応じて、操作状態判定信号Ｓｊを演算する。
【００９８】
コントローラ２３１は、入力部２３１ａを有し、入力部２３１ａは、変換指令信号Ｓａ、Ｓｂを変換値Ｓｃ、Ｓｄに変換するとともに、変換指令信号Ｓａ，Ｓｂの状態を示す入力状態信号Ｓｉを、
１）変換指令信号Ｓａ、Ｓｂ＝０のときは、入力状態信号Ｓｉ＝ψ１
２）変換指令信号Ｓａ，もしくはＳｂ≠０のとき、入力状態信号Ｓｉ＝ψ２
の判定を行い、入力時間判定部２３ｆに出力する。
【００９９】
入力時間判定部２３ｆは入力部２３１ａからの入力状態信号Ｓｉ＝ψ１を入力すると、図示しない内部に有するタイマを始動し、入力状態信号Ｓｉ＝ψ１の継続時間を計測する。入力時間判定部２３ｆは予め設定した入力継続時間と、計測した入力状態信号Ｓｉ＝ψ１の継続時間とを比較し、計測した入力状態信号Ｓｉ＝ψ１の継続時間が入力継続時間以上の場合、出力信号Ｓｋ＝π１、計測した入力状態信号Ｓｉ＝ψ１の継続時間が入力継続時間未満の場合、もしくは、計測した入力状態信号Ｓｉ＝ψ２の場合、出力信号Ｓｋ＝π２、を操作状態判定部２３１ｇに出力する。
【０１００】
操作状態判定部２３１ｇは、入力時間判定部２３ｆからの出力信号Ｓｋを入力し、
１）出力信号Ｓｋ＝π１のとき、操作状態判定信号Ｓｊ＝ω１
２）出力信号Ｓｋ＝π２のとき、操作状態判定信号Ｓｊ=ω２
の操作状態判定を行い、操作状態判定信号Ｓｊを比較部２３ｍに出力する。
【０１０１】
比較部２３ｍが、操作状態判定信号Ｓｊを入力すると、コントローラ２３１では、第３実施形態と同様の演算が行われ、変換指令信号Ｓａ，Ｓｂ＝０が入力継続時間を経過後、圧力制御弁１４は全開側へ制御される。
【０１０２】
このように構成された本実施形態により、オペレータが操作をする意思がない非操作時において、第３実施形態と同様な効果を得られる。
【０１０３】
なお、第３実施形態、および第４実施形態を分けて説明したが、これにこだわることなく、オートアイドルとオペレータの非操作とを両方検出でき、どちらかが検出された場合に戻り油路２５に背圧を立てない構成でもよい。
【０１０４】
図９は、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第５実施形態を示す油圧システムの要部を示す回路構成図である。
【０１０５】
第１実施形態と同じ符号の要素については説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態は、メインポンプ１からブームシリンダ１２１等のヘッド側へ流量を供給した結果、ロッド側からの戻り流量が少なく、戻り油路２５への流量が少ないために発生する背圧が立ち難い状態を回避する。
【０１０７】
すなわち、前述した第２油圧ポンプであるパイロットポンプ１７と、パイロットポンプ１７から吐出される圧油の少なくとも一部が、油圧モータ８、ブームシリンダ１２１等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油と合流する合流回路である戻り油路５０、合流箇所５１、および戻り油路５２とを有する。
【０１０８】
油圧システム３０７において、パイロットポンプ１７が吐出する圧油は、その余剰流量がパイロットリリーフ弁１９の下流の戻り油路５０へ流れる。さらに余剰流量は合流箇所５１で戻り油路５２と合流し、戻り油路２５へ流れる。その結果、常に戻り油路２５の背圧を立たせることができる。
【０１０９】
このように構成された本実施形態により、第１乃至４の実施形態と同様の効果が得られ、さらにメインポンプ１からブームシリンダ１２１等のヘッド側へ流量を供給した結果、ロッド側からの戻り流量が少ない場合に、背圧が立たないことによるキャビテーション発生を防止できる。
【０１１０】
図１０は、本発明に係る建設機械の油圧駆動装置の第６実施形態を示す油圧システムの要部を示す回路構成図、図１１は、図１０に示す圧力制御部に含まれる圧力調整装置の要部を示す構造図、図１２は、図１０に示す操作装置のレバー操作量と油室内圧力との関係を示す特性線図である。
【０１１１】
第１実施形態と同じ符号の要素については説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態は、圧力制御部を油圧機構で構成したものである。
【０１１３】
すなわち、操作装置２０の指令信号Ｘ，Ｙを変換指令信号に変換する指令信号変換部であるパイロットリリーフ弁７０を備え、圧力制御部に含まれ、圧力調整装置に含まれる圧力制御弁６７とチェック弁６８は、パイロットリリーフ弁７０により変換された変換指令信号であるパイロット油路７２を流れる圧油の圧力を入力し、パイロット油路７２を流れる圧油の圧力が予め設定された閾値未満であるとき、油圧モータ８等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、予め設定された目標圧力になるように制御し、パイロット油路７２を流れる圧油の圧力が閾値以上であるとき、油圧モータ８等のアクチュエータ、もしくは方向制御弁３から排出される圧油の圧力を、目標圧力より低くなるように制御する。
【０１１４】
さらに、圧力制御部は、パイロット油路７２を流れる圧油の圧力の閾値を設定する閾値設定部であるチェック弁７３と、パイロット油路７２を流れる圧油の圧力と閾値とを比較する比較部である弁体８５を有する。
【０１１５】
図１０に示すように、油圧システム４０７において、メイン油路２は、戻り油路２５に接続され、戻り油路２５は圧力制御弁６７のＡポートに接続される。Ａポートから圧力制御弁６７に流入した圧油は、圧力制御弁６７のＢポートから排出され、Ｂポートに接続された戻り油路７６と、戻り油路７６にあるチェック弁７４を介してタンク５へ排出される。
【０１１６】
圧力制御弁６７の上流では、戻り油路７５が分岐する。戻り油路７５は、チェック弁６８を備え、チェック弁６８の下流は戻り油路７８が接続され、タンク５に圧油が排出される。
【０１１７】
チェック弁６８は、目標圧力である戻り油路２５の設定圧Ｐｅを設定するために備えられている。
【０１１８】
パイロット回路７２は、チェック弁７３を備え、チェック弁７３の下流は戻り油路７７が接続され、タンク５に圧油が排出される。また、チェック弁７３の上流において、パイロット回路７１が分岐し、パイロット回路７１は圧力制御弁６７のＣポートへ接続される。
【０１１９】
図１１に示すように、圧力制御弁６７は、Ａポート、Ｂポート、およびＣポートを有するハウジング８１と、ハウジング８１は内部に、Ａポートから圧油を流入する流入油路８３、Ｂポートへ圧油を排出する流出油路８２、およびＣポートからの圧油を流入する信号油路８４と、流入油路８３、流出油路８２、および信号油路８４が接続する油室８６とを有し、油室８６には弁体８５を備え、弁体８５には、絞り８７が設けられている。
【０１２０】
次に第６実施形態の作用について説明する。
【０１２１】
図１０に示すように、操作装置２０に含まれる減圧弁は、パイロットポンプ７０からの圧油を、オペレータが操作装置２０の操作レバーを傾倒することにより決まるレバー操作量に応じて減圧し、指令信号油路２１ａ、もしくは２１ｂにおいて指令信号Ｘ，もしくはＹを生成する。
【０１２２】
このとき、操作装置２０に含まれる減圧弁は余剰流量をタンク５へ排出するが、この余剰流量は、レバー操作量に略比例して増減する。すなわち、アクチュエータの微操作時であるレバー操作量が小さいとき、余剰流量は小さく、アクチュエータの速度が優先されるレバー操作量が大きいとき、余剰流量は大きい。
【０１２３】
一方、パイロットリリーフ弁７０からパイロット回路７２に排出される圧油の流量は、操作装置２０に含まれる減圧弁からタンク５へ排出される余剰流量と、略反比例して増減する。すなわち、アクチュエータの微操作時であるレバー操作量が小さいとき、パイロット回路７２に排出される圧油の流量は大きく、アクチュエータの速度が優先されるレバー操作量が大きいとき、パイロット回路７２に排出される圧油の流量は小さい。
【０１２４】
すなわち、操作装置２０のレバー操作量により生成される指令信号Ｘ，Ｙと、パイロットリリーフ弁７０からパイロット回路７２に排出される圧油の流量とは相関関係にあり、パイロットリリーフ弁７０は、指令信号Ｘ，Ｙをパイロット回路７２に排出される圧油の流量に変換していると言える。
【０１２５】
図１１に示すように、パイロット回路７２に排出される圧油は、パイロット回路７１を経由して圧力制御弁６７のＣポートへ流入する。さらにＣポートからハウジング８１の信号油路８４を経由して、油室８６へ流入する。油室８６に流入した圧油は、弁体８５の絞り８７を経由して、流出油路８２、さらにＢポートを経由して戻り油路７６へ流出する。
【０１２６】
前述したように、アクチュエータの微操作時であるレバー操作量が小さいとき、パイロット回路７２に排出される圧油の流量は大きく、パイロット回路７１を経由して圧力制御弁６７のＣポートへ流入する流量も大きくなる。Ｃポートへ流入する流量が信号油路８４を経由して油室８６に流入し、弁体８５の絞り８７を通過する際に油室８６で発生する圧力は、通過する流量の増大に伴い増大し、閾値であるチェック弁７３の設定圧に到達する。その後、さらにパイロット回路７２に排出される圧油の流量が増大すると、チェック弁７３が開口し、パイロット回路７１へ流れる流量と分流して余剰流量をタンク５へ排出するとともに、油室８６の圧力をチェック弁７３の設定圧に保つ。
【０１２７】
アクチュエータの速度が優先されるレバー操作量が大きいとき、パイロット回路７２に排出される圧油の流量は小さく、パイロット回路７１を経由して圧力制御弁６７のＣポートへ流入する流量も小さくなる。よって、Ｃポートへ流入する流量が信号油路８４を経由して油室８６に流入し、弁体８５の絞り８７を通過する際に油室８６で発生する圧力は、閾値であるチェック弁７３の設定圧に到達せず、チェック弁７３は開口しない。
【０１２８】
一方、アクチュエータの微操作時であるレバー操作量が小さく、圧力制御弁６７の油室８６の圧力がチェック弁７３の設定圧に到達した場合、油室８６の圧力が弁体８５にかかるので、戻り油路２５を通過する圧油の圧力は上昇し、目標圧力である戻り油路７５にあるチェック弁６８の設定圧まで到達すると、チェック弁６８が開口し、戻り油路２５を通過する圧油は戻り油路７５、およびチェック弁６８を経由して、タンク５へ排出される。
【０１２９】
アクチュエータの速度が優先されるレバー操作量が大きく、圧力制御弁６７の油室８６の圧力がチェック弁７３の設定圧に到達しない場合、戻り油路２５を通過する圧油の圧力は上昇するが、目標圧力である戻り油路７５にあるチェック弁６８の設定圧まで到達する前に、弁体８５が開口し、流出油路８２、Ｂポートを経由してタンク５へ排出される。
【０１３０】
図１２に示すように、領域Ｎ、Ｏ、Ｐのレバー操作量が小さく、油室８６の圧力がチェック弁７３の設定圧である閾値Ｐｃが保たれている範囲では、戻り油路２５に目標圧力であるチェック弁６８の設定圧に相当する背圧Ｐｅが立つ。領域Ｐ、Ｑのレバー操作量が大きく、油室８６の圧力がチェック弁７３の設定圧である閾値Ｐｃを保てなくなる範囲では、戻り油路２５の圧力は背圧Ｐｅから徐々に低下する。さらに領域Ｑではタンク５の圧力と同等の背圧Ｐｆまで低下し、目標圧力であるチェック弁６８の設定圧より低くなる。
【０１３１】
このように構成された本実施形態により、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１３２】
１  メインポンプ（第１油圧ポンプ）
２  メイン油路
３  方向制御弁
５  タンク
８  油圧モータ
１１  吐出ポート
１２  戻り油路
１３  戻り油路
１４  圧力制御弁（圧力調整装置）
１５  分岐油路
１６  チェック弁（圧力調整装置）
１７  パイロットポンプ（第２油圧ポンプ）
１８  パイロット油路
１９  パイロットリリーフ弁
２０  操作装置
２１ａ  指令信号油路
２１ｂ  指令信号油路
２２ａ  圧力センサ（指令信号変換部）
２２ｂ  圧力センサ（指令信号変換部）
２３  コントローラ（圧力制御部）
２３ａ  入力部
２３ｂ  比較部
２３ｃ  閾値設定部
２３ｄ  出力信号生成部
２３ｅ  ディレー部（第１入力判定部）
２３ｆ  入力時間判定部（第２入力判定部）
２３ｈ  乗算部
２３ｍ  比較部
２５  戻り油路
５０  戻り油路（合流回路）
５１  合流箇所（合流回路）
５２  戻り油路（合流回路）
６７  圧力制御弁（圧力調整装置）
６８  チェック弁（圧力調整装置）
７０  パイロットリリーフ弁（指令信号変換部）
７１  パイロット油路
７２  パイロット油路
７３  チェック弁（閾値設定部）
７４  チェック弁
７５  戻り油路
７６  戻り油路
７７  戻り油路
７８  戻り油路
８１  ハウジング
８２  流出油路
８３  流入油路
８４  信号油路
８５  弁体（比較部）
８６  油室
８７  絞り
１０１  走行体
１０２  旋回体
１０３  作業装置
１０４  運転室
１０６  原動機
１０７  油圧システム
１２１  ブームシリンダ（アクチュエータ）
１２２  アームシリンダ（アクチュエータ）
１２３  バケットシリンダ（アクチュエータ）
２０７  油圧システム
２３１  コントローラ（圧力制御部）
２３１ａ  入力部
２３１ｇ  操作状態判定部
２３２  コントローラ（圧力制御部）
２３２ｇ  操作状態判定部
３０７  油圧システム
４０７  油圧システム
【図２】
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【図３】
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【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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