(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ並びにパイロットポンプと、
前記第１油圧ポンプの第１センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、ブームシリンダの駆動を制御するブーム制御弁と、バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁及び左側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
前記第２油圧ポンプの第２センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、旋回モータの駆動を制御する旋回制御弁と、アームシリンダの駆動を制御するアーム制御弁及び右側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置と、
前記第１圧力発生装置の操作に応じて前記旋回モータが左側または右側方向に旋回できるように、前記旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一種のパイロット信号圧を出力するシャトル弁と、
前記第２油圧ポンプ側並列流路と前記アーム制御弁の入口ポートとの間の流路に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、
駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁と、
前記シャトル弁と前記優先制御弁との間の流路に配設され、外部からの電気的な制御信号によって切り換えられて流路を遮断する信号ライン遮断弁と、
前記第２圧力発生装置の操作に応じてアーム−アウト駆動させるように、前記アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧を検出して、検出信号を出力する第１圧力検出手段と、
前記第１圧力検出手段から入力される検出信号に基づいて、アーム−アウト駆動するパイロット信号圧が設定値に達するときに、前記信号ライン遮断弁にこれを切り換えるように電気的な制御信号を出力する制御器と、を備えることを特徴とする建設機械用優先制御システム。
【請求項２】
前記信号ライン遮断弁として、前記制御器から入力される電気的制御信号によって切り換えられるソレノイド弁が用いられることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用優先制御システム。
【請求項３】
前記第１圧力検出手段として、前記アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧を検出して、検出信号を前記制御器に伝送する圧力センサが用いられることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用優先制御システム。
【請求項４】
前記第１圧力検出手段として、前記アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧が設定された圧力に達するときに、オン、オフになって信号を発生する圧力スイッチが用いられることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用優先制御システム。
【請求項５】
エンジンと、
前記エンジンに接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ並びにパイロットポンプと、
前記第１油圧ポンプの第１センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、ブームシリンダの駆動を制御するブーム制御弁と、バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁及び左側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
前記第２油圧ポンプの第２センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、旋回モータの駆動を制御する旋回制御弁と、アームシリンダの駆動を制御するアーム制御弁及び右側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置と、
前記第１圧力発生装置の操作に応じて前記旋回モータが左側または右側方向に旋回できるように、前記旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一つのパイロット信号圧を出力するシャトル弁と、
前記第２油圧ポンプ側並列流路と前記アーム制御弁の入口ポートとの間の流路に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁と、
前記パイロットポンプと前記優先制御弁との間の流路に配設される減圧弁と、
前記第２圧力発生装置の操作に応じてアーム−アウト駆動するように、前記アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧を検出して、検出信号を出力する第１圧力検出手段と、
前記第１圧力発生装置の操作に応じて前記旋回モータを左側または右側方向に駆動するように、前記旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一つを出力する前記シャトル弁から出力されるパイロット信号圧を検出して、検出信号を出力する第２圧力検出手段と、
前記第２圧力検出手段から入力される検出信号による旋回用パイロット信号圧の増加によって前記減圧弁から出力される２次信号圧を増大させ、前記第１圧力検出手段から入力される検出信号によって、アーム−アウト駆動するパイロット信号圧が入力されるときに、前記減圧弁から出力される２次信号圧を減少させるように制御信号を前記減圧弁に出力する制御器と、を備えることを特徴とする建設機械用優先制御システム。
【請求項６】
前記減圧弁として、入力される電気的な制御信号値に対応して出力される２次信号圧を可変にする電磁比例制御弁が用いられることを特徴とする請求項５に記載の建設機械用優先制御システム。
【請求項７】
前記第１及び第２圧力検出手段は、それぞれパイロット信号圧を検出して、検出信号を前記制御器に伝送する圧力センサから構成されることを特徴とする請求項５に記載の建設機械用優先制御システム。
【請求項８】
前記第１及び第２圧力検出手段は、それぞれパイロット信号圧が設定された圧力に達するときに、オン、オフになって信号を発生する圧力スイッチから構成されることを特徴とする請求項５に記載の建設機械用優先制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用優先制御システムに係り、さらに詳しくは、掘削機の旋回装置とアームなどの作業装置を同時に操作するとき、油圧アクチュエータに発生する負荷量に応じて優先制御弁を絞縮状態または絞縮解放状態に切り換えて不要な圧力ロスを防ぐようにした建設機械用優先制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示す従来の技術による建設機械用優先制御システムは、
エンジン１に接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ（以下、第１及び第２油圧ポンプと称する）２、３並びにパイロットポンプ４と、
第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１と、
第２油圧ポンプ３の第２センターバイパス通路１２に配設され、並列流路１２ａを介して接続され、旋回モータ１３の駆動を制御する旋回制御弁１４と、アームシリンダ１５の駆動を制御するアーム制御弁１６及び右側走行モータ１７の駆動を制御する走行制御弁１８と、
操作量に対応する制御信号を出力する第１及び第２圧力発生装置１９、２０と、
第１圧力発生装置（旋回用操作レバーをいう）１９の操作に応じて左側方向への旋回または右側方向への旋回が行われるように、旋回制御弁１４に印加されるパイロット信号圧のうち大きな方のパイロット信号圧力を出力するシャトル弁２３と、
第２油圧ポンプ３側並列流路１２ａとアーム制御弁１６の入口ポートとの間の流路２９に配設され、旋回モータ１３とアームシリンダ１５を同時に操作するときに、シャトル弁２３から出力されるパイロット信号圧によって絞縮状態と絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁２１と、を備える。
【０００３】
上述した第１圧力発生装置１９を操作しない結果、旋回制御弁１４にパイロット信号圧が印加されていないとき、優先制御弁２１は弁ばね２１ａの弾性力によって絞縮解放状態を維持するため（図示の状態である）、スプールの開口量を最大に切り換える。これに対し、第１圧力発生装置１９の操作によってパイロット信号圧が流路２２を介して優先制御弁２１に印加されるときには、内部スプールを図中の上方向に切り換えて絞縮状態に切り換えられる。
【０００４】
上述した第１及び第２圧力発生装置１９、２０を操作して高負荷が発生する旋回モータ１３の駆動と低負荷が発生するアーム−イン駆動を同時に操作するとき、旋回モータ１３に発生する負荷よりはアームシリンダ１５に発生する負荷の方が相対的に小さくなる。このため、第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油は、負荷の大きな旋回モータ１３側よりは、相対的に負荷の小さなアームシリンダ１５側に一層多くの量が供給される。
【０００５】
これを防ぐために、旋回モータ１３の駆動とアーム−イン駆動を同時に操作するとき、上述した優先制御弁２１を絞縮状態に切り換えることにより、第２油圧ポンプ３からアーム制御弁１６に供給される流量は減少し、減少した流量に見合う分だけ旋回制御弁１４に供給される流量は増大する。
【０００６】
これにより、高負荷が発生する旋回モータの駆動１３と相対的に低負荷が発生するアーム−イン駆動の同時操作性を維持することが可能になる。
【０００７】
一方、高負荷が発生する旋回モータ１３の駆動と高負荷が発生するアーム−アウト駆動を同時に操作するときにも、第１圧力発生装置１９の操作によって印加されるパイロット信号圧によって、優先制御弁２１が絞縮状態を維持することになる。これにより、アーム制御弁１６に接続される優先制御弁２１の流路を縮小させるためアームシリンダ１５の作動速度が低下し、不要な圧力ロスを発生して油圧エネルギーロスを招くという問題点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、作動圧力が大きな旋回装置の駆動と駆動方向に応じて作動圧力が大きくなったり小さくなったりするアームシリンダなどを同時に操作するとき、負荷の発生量に応じて優先制御弁を絞縮状態に切り換えて同時操作性を維持するか、あるいは、絞縮解放状態に切り換えて不要な圧力ロスを防ぎ、アクチュエータの作動速度を確保して流量の分配を最適に制御できるようにした建設機械用優先制御システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジンと、
エンジンに接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ並びにパイロットポンプと、
第１油圧ポンプの第１センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、ブームシリンダの駆動を制御するブーム制御弁と、バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁及び左側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
第２油圧ポンプの第２センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、旋回モータの駆動を制御する旋回制御弁と、アームシリンダの駆動を制御するアーム制御弁及び右側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置と、
第１圧力発生装置の操作に応じて旋回モータが左側または右側方向に旋回できるように、旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一つのパイロット信号圧を出力するシャトル弁と、
第２油圧ポンプ側並列流路とアーム制御弁の入口ポートとの間の流路に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するとき、印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに印加されるパイロット信号圧及び弁ばねの弾性力によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁と、を備える。 
【００１０】
本発明の第２実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジンと、
エンジンに接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ並びにパイロットポンプと、
第１油圧ポンプの第１センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、ブームシリンダの駆動を制御するブーム制御弁と、バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁及び左側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
第２油圧ポンプの第２センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、旋回モータの駆動を制御する旋回制御弁と、アームシリンダの駆動を制御するアーム制御弁及び右側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置と、
第１圧力発生装置の操作に応じて旋回モータが左側または右側方向に旋回できるように、旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一種のパイロット信号圧を出力するシャトル弁と、
第２油圧ポンプ側並列流路とアーム制御弁の入口ポートとの間の流路に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、流路を介して印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁と、
シャトル弁と優先制御弁との間の流路に配設され、第２圧力発生装置の操作に応じてアーム−アウト駆動させるようにアーム制御弁に印加されるパイロット信号圧によってのみ流路を遮断する信号ライン遮断弁と、を備える。 
【００１１】
本発明の第３実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジンと、
エンジンに接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ並びにパイロットポンプと、
第１油圧ポンプの第１センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、ブームシリンダの駆動を制御するブーム制御弁と、バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁及び左側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
第２油圧ポンプの第２センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、旋回モータの駆動を制御する旋回制御弁と、アームシリンダの駆動を制御するアーム制御弁及び右側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置と、
第１圧力発生装置の操作に応じて旋回モータが左側または右側方向に旋回できるように、旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一種のパイロット信号圧を出力するシャトル弁と、
第２油圧ポンプ側並列流路とアーム制御弁の入口ポートとの間の流路に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁と、
シャトル弁と優先制御弁との間の流路に配設され、外部からの電気的な制御信号によって切り換えられて流路を遮断する信号ライン遮断弁と、
第２圧力発生装置の操作に応じてアーム−アウト駆動させるように、アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧を検出して検出信号を出力する第１圧力検出手段と、
第１圧力検出手段から入力される検出信号に基づいてアーム−アウト駆動するパイロット信号圧が設定値に達するときに、信号ライン遮断弁にこれを切り換えるように電気的な制御信号を出力する制御器と、を備える。 
【００１２】
本発明の第４実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジンと、
エンジンに接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ並びにパイロットポンプと、
第１油圧ポンプの第１センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、ブームシリンダの駆動を制御するブーム制御弁と、バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁及び左側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
第２油圧ポンプの第２センターバイパス通路に配設され、並列流路を介して接続され、旋回モータの駆動を制御する旋回制御弁と、アームシリンダの駆動を制御するアーム制御弁及び右側走行モータの駆動を制御する走行制御弁と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置と、
第１圧力発生装置の操作に応じて旋回モータが左側または右側方向に旋回できるように旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一種のパイロット信号圧を出力するシャトル弁と、
第２油圧ポンプ側並列流路とアーム制御弁の入口ポートとの間の流路に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁と、
パイロットポンプと優先制御弁との間の流路に配設される減圧弁と、
第２圧力発生装置の操作に応じてアーム−アウト駆動するようにアーム制御弁に印加されるパイロット信号圧を検出して検出信号を出力する第１圧力検出手段と、
第１圧力発生装置の操作に応じて旋回モータを左側または右側方向に駆動するように旋回制御弁に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一種を出力するシャトル弁から出力されるパイロット信号圧を検出して検出信号を出力する第２圧力検出手段と、
第２圧力検出手段から入力される検出信号による旋回用パイロット信号圧の増加によって減圧弁から出力される２次信号圧を増大させ、第１圧力検出手段から入力される検出信号によってアーム−アウト駆動するパイロット信号圧が入力されるときに減圧弁から出力される２次信号圧を減少させるように制御信号を減圧弁に出力する制御器と、を備える。 
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、上述した優先制御弁は、旋回とアーム−イン駆動を同時に操作するときに、シャトル弁から出力されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するときに、優先制御弁の弁ばねの弾性力及びアーム−アウト駆動するようにアーム制御弁に印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる。 
【００１４】
上述した第１アクチュエータは旋回モータであり、第２アクチュエータはアームシリンダである。 
【００１５】
上述した信号ライン遮断弁としては、制御器から入力される電気的制御信号によって切り換えられるソレノイド弁が用いられる。 
【００１６】
上述した第１圧力検出手段としては、アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧を検出して検出信号を制御器に伝送する圧力センサが用いられる。 
【００１７】
上述した第１圧力検出手段として、アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧が設定された圧力に達するときにオン、オフになって信号を発生する圧力スイッチが用いられる。 
【００１８】
上述した減圧弁としては、入力される電気的な制御信号値に対応して出力される２次信号圧を可変にする電磁比例制御弁が用いられる。 
【００１９】
上述した第１及び第２圧力検出手段として、アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧を検出して検出信号を制御器に伝送する圧力センサが用いられる。 
【００２０】
上述した第１及び第２圧力検出手段として、アーム制御弁に印加されるパイロット信号圧が設定された圧力に達するときにオン、オフになって信号を発生する圧力スイッチが用いられる。 
【発明の効果】
【００２１】
上述したように構成される本発明の一実施形態による建設機械用優先制御システムは、下記のメリットを有する。
【００２２】
作動圧力が大きな旋回装置と駆動方向に応じて作動圧力が大きくなったり小さくなったりするアームシリンダなどを同時に操作するとき、負荷発生量に応じて優先制御弁を絞縮状態または絞縮解放状態に切り換えて同時操作性を維持するか、あるいは、不要な圧力ロスを防ぎ、アクチュエータの作動速度を確保して作業性を向上させ、流量の分配を最適に制御して油圧システムの効率を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の技術による建設機械用優先制御システムの油圧回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態による建設機械用優先制御システムの油圧回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態による建設機械用優先制御システムの油圧回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態による建設機械用優先制御システムの油圧回路図である。
【図５】本発明の第４実施形態による建設機械用優先制御システムの油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳述するが、これは本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者が発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されることはない。
【００２５】
図２に示す本発明の第１実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジン１と、
エンジン１に接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ（以下、第１及び第２油圧ポンプと称する）２、３並びにパイロットポンプ４と、
第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１と、
第２油圧ポンプ３の第２センターバイパス通路１２に配設され、並列流路１２ａを介して接続され、旋回モータ１３の駆動を制御する旋回制御弁１４と、アームシリンダ１５の駆動を制御するアーム制御弁１６及び右側走行モータ１７の駆動を制御する走行制御弁１８と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置１９、２０と、
第１圧力発生装置１９の操作に応じて旋回モータ１３が左側または右側方向に旋回できるように、旋回制御弁１４に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一つのパイロット信号圧を出力するシャトル弁２３と、
第２油圧ポンプ３側並列流路１２ａとアーム制御弁１６の入口ポートとの間の流路２９に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータ（例えば、旋回モータをいう）と、駆動方向（例えば、アーム−イン駆動をいう）に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータ（例えば、アームシリンダをいう）を同時に操作するとき、流路２２を介して印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向（例えば、アーム−アウト駆動をいう）に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに印加されるパイロット信号圧及び弁ばね２１ａの弾性力によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁２１と、を備える。
【００２６】
このとき、上述した優先制御弁２１は、旋回とアーム−イン駆動を同時に操作するときに、シャトル弁２３から出力されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するときに、優先制御弁２１の弁ばね２１ａの弾性力及びアーム−アウト駆動するように、アーム制御弁１に印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる。
【００２７】
このとき、上述した第２油圧ポンプ３側並列流路１２ａとアーム制御弁１６の入口ポートとの間の流路２９に配設され、旋回とアーム−イン駆動を同時に操作するときに、絞縮状態に切り換えられて第２油圧ポンプ３からアーム制御弁１６に供給される作動油を制限して、旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するときに、絞縮解放状態に切り換えられて第２圧力発生装置２０の操作量に応じてアーム制御弁１６に供給される作動油を制御する優先制御弁２１を除く構成は、図１に示建設機械用優先制御システムの構成と同様であるため、これらの構成および作動についての詳細な説明は省略し、重複する構成に対しては同じ図面符号を附する。
【００２８】
以下、添付図面に基づき、本発明の第１実施形態による建設機械用優先制御システムの使用例について詳細に説明する。
【００２９】
上述した第１及び第２圧力発生装置１９、２０を同時に操作して掘削機の旋回とアーム−イン駆動を同時に操作するとき、旋回モータ１３を左側または右側方向に駆動するように第１圧力発生装置１９を操作することにより、シャトル弁２３から出力されるパイロット信号圧が流路２２に沿って優先制御弁２１の圧力室に供給されて、内部スプールを図中の上方向に移動させて優先制御弁２１を絞縮状態に切り換える。
【００３０】
これにより、上述した第１圧力発生装置１９の操作によって旋回モータ１３を左側または右側方向に回転させるように旋回制御弁１４を切り換えることにより、第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油は、第２センターバイパス通路１２に沿って旋回制御弁１４を経て旋回モータ１３に供給されてこれを駆動する。
【００３１】
これと同時に、上述した第２圧力発生装置２０の操作によってアーム−イン駆動するようにアーム制御弁１６を図中の左側方向に切り換えることにより、第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油は、第２センターバイパス通路１２−並列流路１２ａ−絞縮状態の優先制御弁２１−流路２９−アーム制御弁１６を経てアームシリンダ１５の大チャンバに供給されてこれを伸張駆動する。
【００３２】
一方、掘削機の下部走行体に対する上部旋回体の旋回駆動時に発生する負荷値がアーム−イン駆動時に発生する負荷値よりも相対的に大きくなるので、第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油は、旋回制御弁１４側よりもアーム制御弁１６側の方に一層多量供給される。
【００３３】
このとき、優先制御弁２１の内部スプールが絞縮状態に切り換えられた状態であるため、並列流路１２ａからアーム制御弁１６の入口ポートに接続される流路２９の入口を縮めることにより、第２油圧ポンプ３からアーム制御弁１６側に供給される流量を制限することになる。
【００３４】
したがって、旋回とアーム−イン駆動を同時に操作するとき、優先制御弁２１のスプールが絞縮状態に切り換えられてアーム制御弁１６側に供給される流量を制限するので、同時作業性を維持することが可能になる。 
【００３５】
一方、上述した第１及び第２圧力発生装置１９、２０を同時に操作して、掘削機の旋回とアーム−アウト駆動を同時に作動するとき、旋回駆動時に高負荷が発生し、アーム−アウト駆動時にも高負荷が発生するので、優先制御弁２１はその絞縮が解放される初期状態（図２に示す状態をいう）を維持する。
【００３６】
このため、第１圧力発生装置１９の操作によって旋回制御弁１４を左側または右側方向に切り換えることにより、第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油は、第２センターバイパス通路１２−旋回制御弁１４を経て、旋回モータ１３に供給されるのでこれを駆動する。
【００３７】
これと同時に、第２圧力発生装置２０の操作によってパイロット信号圧がアーム制御弁１６の圧力室に供給されて、内部スプールを図中の右側方向に切り換える。また、アーム制御弁１６に供給されるパイロット信号圧の一部が、優先制御弁２１の弁ばね２１ａ側に印加されて優先制御弁２１を絞縮状態に維持することになる（すなわち、優先制御弁２１の弁ばね２１ａの弾性力とアーム−アウト駆動時に、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧とを加算した値は、シャトル弁２３から優先制御弁２１の圧力室に印加されるパイロット信号圧よりも大きくなる）。
【００３８】
したがって、第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−旋回制御弁１４を経て、旋回モータ１３に供給されて、これを駆動する。これと同時に、第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−並列流路１２ａ−絞縮解放状態の優先制御弁２１−流路２９−アーム制御弁１６を順に経て、アームシリンダ１５の小チャンバに供給されるので、これを収縮駆動する。
【００３９】
上述したように、本発明の第１実施形態による優先制御システムによれば、旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するとき、優先制御弁２１のスプールが絞縮解放状態に切り換えられて絞縮装置の流路の開口量を最大に切り換えるので、不要な圧力ロスを防ぐことができる。
【００４０】
図３に示す本発明の第２実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジン１と、
エンジン１に接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ２、３並びにパイロットポンプ４と、
第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１と、
第２油圧ポンプ３の第２センターバイパス通路１２に配設され、並列流路１２ａを介して接続され、旋回モータ１３の駆動を制御する旋回制御弁１４と、アームシリンダ１５の駆動を制御するアーム制御弁１６及び右側走行モータ１７の駆動を制御する走行制御弁１８と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置１９、２０と、
第１圧力発生装置１９の操作に応じて旋回モータ１３が左側または右側方向に旋回できるように、旋回制御弁１４に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一種のパイロット信号圧を出力するシャトル弁２３と、
第２油圧ポンプ３側並列流路１２ａとアーム制御弁１６の入口ポートとの間の流路に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、流路２２を介して印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁２１と、
シャトル弁２３と優先制御弁２１との間の流路２２に配設され、第２圧力発生装置２０の操作に応じてアーム−アウト駆動させるように、アーム制御弁１４に印加されるパイロット信号圧によってのみ流路２２を遮断する信号ライン遮断弁２４と、を備える。
【００４１】
このとき、第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１の構成は、図２に示これらの構成と同様であるためその詳細な説明を省略する。 
【００４２】
一方、上述したシャトル弁２３と優先制御弁２１との間の流路２２に配設され、アーム−アウト駆動させるようにアーム制御弁１４に印加されるパイロット信号圧によってのみ、流路２２を遮断させるように配設される信号ライン遮断弁２４を除く構成は、図２に示建設機械用優先制御システムの構成と同様であるため、これらの構成および作動についての詳細な説明は省略し、重複する構成に対しては同じ図面符号を附する。
【００４３】
このため、上述した第１及び第２圧力発生装置１９、２０を同時に操作して掘削機の旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するとき、旋回駆動時に高負荷が発生し、アーム−アウト駆動時にも高負荷が発生するため、優先制御弁２１はその絞縮が解放される初期状態（図３に示す状態をいう）を維持する。
【００４４】
上述した第２圧力発生装置２０の操作によってパイロット信号圧がアーム制御弁１６の圧力室に供給されて、内部スプールを図中の右側方向に切り換える。これと同時に、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧の一部が、信号ライン遮断弁２４に印加されて内部スプールを図中の上方向に切り換える。これにより、第１圧力発生装置１９を操作するときに、優先制御弁２１の圧力室にパイロット信号圧供給が遮断されるので、優先制御弁２１は弁ばね２１ａの弾性力によって絞縮が解放される初期状態を維持することが可能になる。
【００４５】
このため、上述した第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−旋回制御弁１４を経て旋回モータ１３に供給されるので、これを駆動する。これと同時に、第２油圧ポンプ３からの作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−並列流路１２ａ−絞縮解放状態の優先制御弁２１−流路２９−アーム制御弁１６をこの順に経てアームシリンダ１５に供給される。
【００４６】
上述したように、本発明の第２実施形態による優先制御システムによれば、旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するとき、信号ライン遮断弁２４によって、優先制御弁２１のスプールが絞縮解放状態に切り換えられて、絞縮装置の流路の開口量を最大に切り換えるので不要な圧力ロスが防がれる。
【００４７】
図４に示本発明の第３実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジン１と、
エンジン１に接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ２、３並びにパイロットポンプ４と、
第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１と、
第２油圧ポンプ３の第２センターバイパス通路１２に配設され、並列流路１２ａを介して接続され、旋回モータ１３の駆動を制御する旋回制御弁１４と、アームシリンダ１５の駆動を制御するアーム制御弁１６及び右側走行モータ１７の駆動を制御する走行制御弁１８と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置１９、２０と、
第１圧力発生装置１９の操作に応じて旋回モータが左側または右側方向に旋回できるように、旋回制御弁１４に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一種のパイロット信号圧を出力するシャトル弁２３と、
第２油圧ポンプ３側並列流路１２ａとアーム制御弁１４の入口ポートとの間の流路２９に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁２１と、
シャトル弁２３と優先制御弁２１との間の流路２２に配設され、外部からの電気的な制御信号によって切り換えられて流路２２を遮断する信号ライン遮断弁２４と、
第２圧力発生装置２０の操作に応じてアーム−アウト駆動させるように、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧を検出して検出信号を出力する第１圧力検出手段２６と、
第１圧力検出手段２６から入力される検出信号に基づいてアーム−アウト駆動するパイロット信号圧が、設定値に達するときに、信号ライン遮断弁２４にこれを切り換えるように電気的な制御信号を出力する制御器２７と、を備える。
上述した信号ライン遮断弁２４としては、制御器２７から入力される電気的制御信号によって切り換えられるソレノイド弁が用いられる。
【００４８】
上述した第１圧力検出手段２６としては、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧を検出して、検出信号を制御器２７に伝送する圧力センサが用いられる。
【００４９】
上述した第１圧力検出手段２６として、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧が設定された圧力に達するときに、オン、オフになって信号を発生する圧力スイッチが用いられる。
【００５０】
このとき、第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１の構成は、図２に示これらの構成と同様であるためその詳細な説明を省略する。 
【００５１】
一方、シャトル弁２３と優先制御弁２１との間の流路２２に配設され、電気的な制御信号によって切り換えられて流路２２を遮断する信号ライン遮断弁２４と、アーム−アウト駆動させるように、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧を検出する第１圧力検出手段２６と、アーム−アウト駆動するパイロット信号圧が設定値に達するときに、信号ライン遮断弁２４にこれを切り換えるように制御する制御器２７と、を除く構成は、図２に示す建設機械用優先制御システムの構成と同様であるため、これらの構成および作動についての詳細な説明は省略し、重複する構成に対しては同じ図面符号を附する。
【００５２】
このため、上述した第１及び第２圧力発生装置１９、２０を同時に操作して掘削機の旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するとき、第２圧力発生装置２０の操作によって、パイロット信号圧がアーム制御弁１６の圧力室に供給されて、内部スプールを図中の右側方向に切り換える。このとき、圧力検出手段２６によってアーム−アウト駆動するように、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧を検出して、検出信号を制御器２７に伝送する。制御器２７は、アーム−アウト駆動するパイロット信号圧が設定値に達すると判断されるときに、信号ライン遮断弁２４に電気的な制御信号を印加して内部スプールを図中の上方向に切り換えるため、優先制御弁２１の圧力室にパイロット信号圧を供給する流路２２を遮断する。したがって、優先制御弁２１は、弁ばね２１ａの弾性力によって絞縮が解放される初期状態（図４に示す状態をいう）を維持することが可能になる。
【００５３】
このため、上述した第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−旋回制御弁１４を経て、旋回モータ１３に供給されるので、これを駆動する。これと同時に、第２油圧ポンプ３からの作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−並列流路１２ａ−絞縮解放状態の優先制御弁２１−流路２９−アーム制御弁１６を順に経て、アームシリンダ１５に供給される。
【００５４】
上述したように、本発明の第３実施形態による優先制御システムによれば、旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するとき、信号ライン遮断弁２４の切換によって、優先制御弁２１のスプールが絞縮解放状態に切り換えられて、絞縮装置の流路の開口量を最大に切り換えるので不要な圧力ロスが防がれる。
【００５５】
図５に示す本発明の第３実施形態による建設機械用優先制御システムは、
エンジン１と、
エンジン１に接続される可変容量型第１及び第２油圧ポンプ２、３並びにパイロットポンプ４と、
第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１と、
第２油圧ポンプ３の第２センターバイパス通路１２に配設され、並列流路１２ａを介して接続され、旋回モータ１３の駆動を制御する旋回制御弁１４と、アームシリンダ１５の駆動を制御するアーム制御弁１６及び右側走行モータ１７の駆動を制御する走行制御弁１８と、
操作量に対応する制御信号をそれぞれ出力する第１及び第２圧力発生装置１９、２０と、
第１圧力発生装置１９の操作に応じて旋回モータ１３が左側または右側方向に旋回できるように、旋回制御弁１４に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一つのパイロット信号圧を出力するシャトル弁２３と、
第２油圧ポンプ３側並列流路１２ａとアーム制御弁１６の入口ポートとの間の流路２９に配設され、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて低負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮状態に切り換えられ、高負荷の作動圧力が発生する第１アクチュエータと、駆動方向に応じて高負荷の作動圧力が発生する第２アクチュエータを同時に操作するときに、印加されるパイロット信号圧によって絞縮解放状態に切り換えられる優先制御弁２１と、
パイロットポンプ４と優先制御弁２１との間の流路３０に配設される減圧弁２５と、
第２圧力発生装置２０の操作に応じてアーム−アウト駆動するようにアーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧を検出して、検出信号を出力する第１圧力検出手段２６と、
第１圧力発生装置１９の操作に応じて旋回モータ１３を左側または右側方向に駆動するように、旋回制御弁１４に印加されるパイロット信号圧の中から選ばれたいずれか一つを出力するシャトル弁２３から出力されるパイロット信号圧を検出して検出信号を出力する第２圧力検出手段２８と、
第２圧力検出手段２８から入力される検出信号による旋回用パイロット信号圧の増加によって、減圧弁２５から出力される２次信号圧を増大させ、第１圧力検出手段２６から入力される検出信号によって、アーム−アウト駆動するパイロット信号圧が入力されるときに、減圧弁２５から出力される２次信号圧を減少させるように制御信号を減圧弁２５に出力する制御器２７と、を備える。
【００５６】
上述した減圧弁２５としては、入力される電気的な制御信号値に対応して出力される２次信号圧を可変にする電磁比例制御弁が用いられる。 
【００５７】
上述した第１及び第２圧力検出手段２６、２８として、アーム制御弁１４に印加されるパイロット信号圧を検出して検出信号を制御器１７に伝送する圧力センサが用いられる。  
【００５８】
上述した第１及び第２圧力検出手段２６、２８として、アーム制御弁１４に印加されるパイロット信号圧が設定された圧力に達するときに、オン、オフになって信号を発生する圧力スイッチが用いられる。
【００５９】
このとき、第１油圧ポンプ２の第１センターバイパス通路５に配設され、並列流路５ａを介して接続され、ブームシリンダ６の駆動を制御するブーム制御弁７と、バケットシリンダ８の駆動を制御するバケット制御弁９及び左側走行モータ１０の駆動を制御する走行制御弁１１の構成は、図２に示これらの構成と同様であるためその詳細な説明を省略する。 
【００６０】
一方、パイロットポンプ４と優先制御弁２１との間の流路３０に配設される減圧弁２５と、アーム−アウト駆動するようにアーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧を検出する第１圧力検出手段２６と、旋回制御弁１４に印加されるパイロット信号圧を検出する第２圧力検出手段２８と、旋回用パイロット信号圧の増加によって減圧弁２５から出力される２次信号圧を増大させ、アーム−アウト駆動するパイロット信号圧が入力されるときに、減圧弁２５から出力される２次信号圧を減少させるように制御する制御器２７と、を除く構成は、図２に示建設機械用優先制御システムの構成と同様であるため、これらの構成および作動についての詳細な説明は省略し、重複する構成に対しては同じ図面符号を附する。
【００６１】
このため、上述した第１及び第２圧力発生装置１９、２０を同時に操作して掘削機の旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するとき、第２圧力発生装置２０の操作によってパイロット信号圧がアーム制御弁１６の圧力室に供給されて、内部スプールを図中の右側方向に切り換える。このとき、第１圧力検出手段２６によってアーム−アウト駆動するように、アーム制御弁１６に印加されるパイロット信号圧を検出して検出信号を制御器２７に伝送する。
【００６２】
また、第１圧力発生装置１９の操作に応じて旋回モータ１３を左側または右側方向に駆動するように、旋回制御弁１４にパイロット信号圧が印加されて旋回モータ１３を駆動する。このとき、第２圧力検出手段２８によってシャトル弁２３から出力されるパイロット信号圧を検出して検出信号を制御器２７に伝送する。
【００６３】
制御器２７は、第２圧力検出手段２８から入力される検出信号による旋回用パイロット信号圧の増加によって、減圧弁２５から出力される２次信号圧を増大させる。また、制御器２７には、第１圧力検出手段２６から入力される検出信号によってアーム−アウト駆動するパイロット信号圧が入力されるときに、減圧弁２５から出力される２次信号圧を減少させるように電気的制御信号を減圧弁２５に出力する。
【００６４】
このため、旋回用パイロット信号圧が増大されるときに、制御器２７によって減圧弁２５から出力される２次信号圧を増大させるように制御することにより、優先制御弁２１を絞縮状態に切り換えて、第２油圧ポンプ３からアーム制御弁１６への流量供給を制限することが可能になる。一方、アーム−アウト駆動するようにアーム制御弁１６にパイロット信号圧が入力されるときに、制御器２７によって減圧弁２５から出力される２次信号圧を減少させるように制御することにより、優先制御弁２１を絞縮解放状態に切り換えて、第２油圧ポンプ３からアーム制御弁１６に作動油を供給する流路２９の開口量を最大に切り換える。
【００６５】
したがって、上述した第２油圧ポンプ３から吐き出される作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−旋回制御弁１４を経て、旋回モータ１３に供給されるので、これを駆動する。これと同時に、第２油圧ポンプ３からの作動油の一部は、第２センターバイパス通路１２−並列流路１２ａ−絞縮解放状態の優先制御弁２１−流路２９−アーム制御弁１６を順に経て、アームシリンダ１５に供給される。
【００６６】
このため、本発明の第４実施形態による優先制御システムによれば、旋回とアーム−アウト駆動を同時に操作するとき、減圧弁２５によって優先制御弁２１のスプールを絞縮解放状態または絞縮状態に切り換えることができる。
【００６７】
上述したように、本発明の実施形態による建設機械用優先制御システムによれば、旋回装置とアームシリンダなどの作業装置を同時に操作するとき、負荷の発生量に応じて優先制御弁を絞縮状態または絞縮解放状態に切り換えて同時操作性を維持するか、あるいは、不要な圧力ロスを防ぐ。なお、アクチュエータの作動速度を確保して流量の分配を最適に制御することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  エンジン
２  可変容量型第１油圧ポンプ
３  可変容量型第２油圧ポンプ
４  パイロットポンプ
５  第１センターバイパス通路
６  ブームシリンダ
７  ブーム制御弁
８  バケットシリンダ
９  バケット制御弁
１０、１７  走行モータ
１１、１８  走行制御弁
１２  第２センターバイパス通路
１３  旋回モータ
１４  旋回制御弁
１５  アームシリンダ
１６  アーム制御弁
１９  第１圧力発生装置
２０  第２圧力発生装置
２１  優先制御弁
２２、 ２９, ３０  流路
２３  シャトル弁
２４  信号ライン遮断弁
２５  減圧弁
２６  第１圧力検出手段
２７  制御器
２８  第２圧力検出手段
【図１】
0005927302.tif 000002
【図２】
0005927302.tif 000003
【図３】
0005927302.tif 000004
【図４】
0005927302.tif 000005
【図５】
0005927302.tif 000006