(57)【要約】【課題】  油圧ポンプから油圧アクチュエータに至る圧油供給油路に、制御弁と圧力補償弁とを配してなるロードセンシング制御回路において、圧力補償弁への負荷圧信号の伝達に付与されるダンピングを調整できるようにする。【解決手段】  コンペンセータバルブ１３〜１８に負荷圧信号を導入する負荷圧信号回路２６に、オリフィス３８と、該オリフィス３８をバイパスするＯＦＦ位置Ｎとオリフィス３８を通過するＯＮ位置Ｘとに切換自在な電磁切換弁３９とを用いて構成されるダンピング調整手段３４を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプから油圧アクチュエータに至る圧油供給油路に、油圧アクチュエータへの圧油給排方向を切換えると共にメータイン絞りを備えた制御弁と、負荷圧信号回路から導入される負荷圧信号を受けて制御弁の前後差圧を一定に保持するように動作する圧力補償弁とを配してなる作業機械のロードセンシング制御回路において、前記負荷圧信号回路に、圧力補償弁への負荷圧信号の伝達に付与されるダンピングを調整するためのダンピング調整手段を設けたことを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。
【請求項２】
請求項１において、ダンピング調整手段は、ダンピング用絞りと、該ダンピング用絞りをバイパスすることができる弁手段とを用いて構成されることを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。
【請求項３】
請求項１において、ダンピング調整手段は、絞り量の異なる複数のダンピング用絞りと、これらダンピング用絞りのうちの何れかを選択できる弁手段とを用いて構成されることを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。
【請求項４】
請求項１において、ダンピング調整手段は、絞り量を可変できるダンピング用絞りを用いて構成されることを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つの請求項において、作業機械のロードセンシング制御回路は、負荷圧信号回路から導入される負荷圧信号を受けて油圧ポンプの流量を制御するポンプ容量可変手段を備えると共に、該ポンプ容量可変手段への負荷圧信号の導入は、ダンピング調整手段を経由して行われることを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つの請求項において、作業機械のロードセンシング制御回路は、負荷圧信号回路から導入される負荷圧信号を受けて油圧ポンプの吐出回路の圧力を制限する差圧リリーフ弁を備えると共に、該差圧リリーフ弁への負荷圧信号の導入は、ダンピング調整手段を経由して行われることを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械におけるロードセンシング制御回路の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の作業機械のなかには、走行や旋回を行うための油圧モータや、作業部を動作させるための油圧シリンダ等の各種油圧アクチュエータを備えると共に、これら油圧アクチュエータの油圧供給源となる油圧ポンプの流量制御を、負荷圧に応じて増減せしめる、所謂ロードセンシング制御で行うように構成したものがある。この様なロードセンシング制御において、油圧ポンプから各油圧アクチュエータに至る圧油供給油路には、操作具操作に基づいて各油圧アクチュエータへの圧油供給方向を切換ると共にメータイン絞りを備えた制御弁と、負荷圧信号を受けて制御弁の前後差圧を一定に保持するように動作する圧力補償弁とがそれぞれ配されている。
ところで、前記ロードセンシング制御回路において、圧力補償弁は、前述したように負荷圧信号を受けて制御弁の前後差圧を一定に保持するように動作することになるが、この場合に、油圧アクチュエータの負荷変動が頻繁である（短周期で変動する）と、負荷圧信号にハンチングが発生して、安定性が損なわれる可能性がある。そこで、各圧力補償弁に負荷圧信号を伝える負荷圧信号回路に、ダンピングを付与することができるオリフィスを設けた技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２０５０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、作業機械に設けられる油圧アクチュエータは種々であって、油圧アクチュエータの種類により異なるダンピングが要求されることがある。つまり、例えば走行系の油圧アクチュエータは、負荷変動が頻繁であってハンチングが発生しやすく、強いダンピングを必要とする一方、油圧ショベルのフロント作業部を稼動するブームシリンダやスティックシリンダのような油圧アクチュエータは、比較的安定性が良く、弱いダンピングしか必要としない。しかるに、前記特許文献１のものでは、何れの油圧アクチュエータが稼動していても等しくダンピングされる構成となっているため、強いダンピングを必要とする油圧アクチュエータを基準にすると、他の油圧アクチュエータにとっては過剰なダンピングとなって応答性が悪くなるという問題が生じる一方、弱いダンピングしか必要としない油圧アクチュエータを基準にすると、負荷変動が頻繁な油圧アクチュエータにとってはダンピングが不足してハンチングが生じてしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、油圧ポンプから油圧アクチュエータに至る圧油供給油路に、油圧アクチュエータへの圧油給排方向を切換えると共にメータイン絞りを備えた制御弁と、負荷圧信号回路から導入される負荷圧信号を受けて制御弁の前後差圧を一定に保持するように動作する圧力補償弁とを配してなる作業機械のロードセンシング制御回路において、前記負荷圧信号回路に、圧力補償弁への負荷圧信号の伝達に付与されるダンピングを調整するためのダンピング調整手段を設けたことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、各油圧アクチュエータに適したダンピングを負荷圧信号の伝達に付与できることになって、弱いダンピングが要求される油圧アクチュエータに対して過剰なダンピングが付与されて応答性が悪くなったり、あるいは強いダンピングが要求される油圧アクチュエータに対してダンピングが不足してハンチングが発生するような不具合を防止できる。
請求項２の発明は、請求項１において、ダンピング調整手段は、ダンピング用絞りと、該ダンピング用絞りをバイパスすることができる弁手段とを用いて構成されることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、負荷圧信号の伝達に付与されるダンピングの調整を行うことができる。
請求項３の発明は、請求項１において、ダンピング調整手段は、絞り量の異なる複数のダンピング用絞りと、これらダンピング用絞りのうちの何れかを選択できる弁手段とを用いて構成されることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、負荷圧信号の伝達に付与されるダンピングの調整を行うことができる。
請求項４の発明は、請求項１において、ダンピング調整手段は、絞り量を可変できるダンピング用絞りを用いて構成されることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、負荷圧信号の伝達に付与されるダンピングの調整を行うことができる。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一つの請求項において、作業機械のロードセンシング制御回路は、負荷圧信号回路から導入される負荷圧信号を受けて油圧ポンプの流量を制御するポンプ容量可変手段を備えると共に、該ポンプ容量可変手段への負荷圧信号の導入は、ダンピング調整手段を経由して行われることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、ポンプ容量可変手段に対する負荷圧信号の伝達についても、各油圧アクチュエータに適したダンピングを付与することができる。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一つの請求項において、作業機械のロードセンシング制御回路は、負荷圧信号回路から導入される負荷圧信号を受けて油圧ポンプの吐出回路の圧力を制限する差圧リリーフ弁を備えると共に、該差圧リリーフ弁への負荷圧信号の導入は、ダンピング調整手段を経由して行われることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、差圧リリー弁に対する負荷圧信号の伝達についても、各油圧アクチュエータに適したダンピングを付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
次に、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に、作業機械の一例である油圧ショベルのロードセンシング制御回路を示すが、該図１において、Ｐは可変容量型の油圧ポンプ、Ｔは油タンク、また、１〜６は油圧ショベルに設けられる各種油圧アクチュエータの代表例であって、１、２は左右の走行用モータ、３は旋回用モータ、４はスティックシリンダ、５はブームシリンダ、６はバケットシリンダである。
【０００６】
前記油圧ポンプＰから各油圧アクチュエータ１〜６に至る各圧油供給油路には、後述する制御弁７〜１２と、コンペンセータバルブ（圧力補償弁）１３〜１８とがそれぞれ配されている。
【０００７】
前記制御弁７〜１２は、パイロットポート７ａ、７ｂ〜１２ａ、１２ｂを備えた三位置切換弁であって、パイロットポート７ａ、７ｂ〜１２ａ、１２ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、油圧アクチュエータ１〜６に圧油を供給しない中立位置Ｎに位置しているが、パイロットポート７ａ、７ｂ〜１２ａ、１２ｂにパイロット圧が入力されることにより、油圧ポンプＰの圧油をメータイン絞りを介して油圧アクチュエータ１〜６に供給し、且つ油圧アクチュエータ１〜６からの排出油を油タンクＴに流す作動位置Ｘまたは作動位置Ｙに切換わる。
【０００８】
一方、１９ａ、１９ｂ〜２４ａ、２４ｂは電磁比例減圧弁であって、これら電磁比例減圧弁１９ａ、１９ｂ〜２４ａ、２４ｂは、各油圧アクチュエータ用操作具（図示せず）の操作に基づいて前記制御弁７〜１２のパイロットポート７ａ、７ｂ〜１２ａ、１２ｂにパイロット圧を出力する。前記各油圧アクチュエータ用操作具は、本実施の形態では電気式レバーで構成されていて、その操作方向および操作量は図示しないコントローラに入力され、該コントローラから各電磁比例減圧弁１９ａ、１９ｂ〜２４ａ、２４ｂにパイロット圧出力の信号が出力される構成となっているが、該電磁比例減圧弁１９ａ、１９ｂ〜２４ａ、２４ｂから出力されるパイロット圧は、操作具の操作量に対応して増減すると共に、前記作動位置ＸまたはＹの制御弁７〜１２のメータイン絞りの開度量は、入力されたパイロット圧に対応して増減するように構成されており、而して、操作具操作量に対応したメータイン制御が行われるように構成されている。尚、図中、２５はパイロット油圧源である。
【０００９】
また、前記コンペンセータバルブ１３〜１８は、後述する負荷圧信号回路２６からパイロットポート１３ａ〜１８ａに入力される負荷圧信号を受けて、制御弁７〜１２の前後差圧を一定に保持するように動作する圧力補償弁であるが、該コンペンセータバルブ１３〜１８は、前記制御弁７〜１２のメータイン絞りの圧油供給下流側に配されており、而して、アフターオリフィス型のロードセンシング制御回路が形成されている。
【００１０】
一方、２７〜３２は前記各油圧アクチュエータ１〜６の負荷圧が導入される負荷圧検出回路であって、これら負荷圧検出回路２７〜３２に導入された負荷圧は複数のシャトル弁３３により高圧側が選択され、そして最終のシャトル弁３３ａを通過した最も高圧の負荷圧が負荷圧信号として負荷圧信号回路２６に導かれる。そして、該負荷圧信号回路２６に導かれた負荷圧信号は、後述するダンピング調整手段３４を経由して、油圧ポンプＰのロードセンシング用レギュレータ３５、前記コンペンセータバルブ１３〜１８のパイロットポート１３ａ〜１８ａ、および差圧リリーフバルブ３６に入力される。
【００１１】
前記ロードセンシング用レギュレータ３５は、負荷圧信号回路２６から入力される負荷圧信号に基づいて油圧ポンプＰの流量制御を行うべく油圧ポンプＰに具備されるレギュレータであって、本発明のポンプ容量可変手段に相当するが、このものは、油圧ポンプＰの吐出圧が前記最も高圧の負荷圧よりも所定の差圧分だけ高い圧力（吐出圧＝負荷圧＋所定差圧）となるように、油圧ポンプＰの流量を制御する。尚、図１中、５２は油圧ポンプＰに具備される定馬力制御用レギュレータである。
【００１２】
また、各コンペンセータバルブ１３〜１８のパイロットポート１３ａ〜１８ａには、負荷圧信号回路２６から分岐形成された分岐負荷圧信号回路２６ａを経由して負荷圧信号が入力される。そして各コンペンセータバルブ１３〜１８は、分岐負荷圧信号回路２６ａから入力される負荷圧信号を受けて、制御弁７〜１２の前後差圧を一定に保持するように動作するが、前述したように最も高圧の負荷圧が負荷圧信号として全てのコンペンセータバルブ１３〜１８に同時に入力されることにより、二つ以上の油圧アクチュエータ１〜６の連動作動時におけるサチュレーションを防止できるようになっている（アンチサチュエーション機能）。
【００１３】
ここで、前記各コンペンセータバルブ１３〜１８のパイロットポート１３ａ〜１８ａに至る分岐負荷圧信号回路２６ａには、オリフィス２６ｂが設けられている。該オリフィス２６ｂは、各コンペンセータバルブ１３〜１８への負荷圧信号の伝達にダンピングを持たせて安定化させるためのものであるが、該分岐負荷圧信号回路２６ａに設けられるオリフィス２６ｂは、安定性が良く弱いダンピングが要求される油圧アクチュエータ（例えば、スティックシリンダ４、ブームシリンダ５等）に適した絞り量となるように形成されている。
【００１４】
さらに、前記差圧リリーフバルブ３６は、油圧ポンプＰの吐出回路３７の圧力と負荷圧信号回路２６から入力される負荷圧との差圧が、予め設定される設定差圧よりも上昇した場合に吐出回路３７の圧油を油タンクＴに放出するためのバルブであって、これにより、油圧ポンプＰの吐出回路３７の最大圧力を制限できるようになっている。
【００１５】
一方、前記ダンピング調整手段３４は、前述したように負荷圧信号回路２６に配されていて、最終シャトル弁３３ａを通過した負荷圧信号は、該ダンピング調整手段３４を経由してから油圧ポンプＰのロードセンシング用レギュレータ３５、コンペンセータバルブ１３〜１８のパイロットポート１３ａ〜１８ａ、および差圧リリーフバルブ３６に入力されることになるが、このダンピング調整手段３４は、負荷圧信号の伝達にダンピングを付与するためのオリフィス３８と、後述するようにコントローラからの指令に基づいて上記オリフィス３８をバイパスするＯＦＦ位置Ｎとオリフィス３８を通過するＯＮ位置Ｘとに切換る電磁切換弁３９と、上記オリフィス３８および電磁切換弁３９を通過することなく逆方向の流れを許容するチェック弁４０とを備えて構成されている。
【００１６】
前記コントローラは、前述したように、各油圧アクチュエータ用操作具からの操作信号を入力し、該入力信号に基づいて電磁比例減圧弁１９ａ、１９ｂ〜２４ａ、２４ｂにパイロット圧出力の信号を出力するが、さらに、操作具操作された油圧アクチュエータ１〜６に応じて、前記電磁切換弁３９に指令を出力する。
【００１７】
つまり、コントローラは、スティックシリンダ４やブームシリンダ５のような安定性が良く弱いダンピングが要求される油圧アクチュエータが操作されている場合には、前記電磁切換弁３９に対しＯＦＦ位置Ｎに位置するよう指令を出力する。これにより負荷圧信号回路２６の負荷圧信号は、ダンピング調整手段３４のオリフィス３８を通過することなく、油圧ポンプＰのロードセンシング用レギュレータ３５、コンペンセータバルブ１３〜１８のパイロットポート１３ａ〜１８ａ、および差圧リリーフバルブ３６に入力され、而して、油圧ポンプＰの流量制御、コンペンセータバルブ１３〜１８の圧力補償作動、および差圧リリーフバルブ３６による回路圧制限を、応答性良く行うことができるようになっている。尚、この場合であっても、コンペンセータバルブ１３〜１８のパイロットポート１３ａ〜１８ａへの負荷圧信号の入力は、前述したように分岐負荷圧信号回路２６ａに設けられるオリフィス２６ｂによって、弱いダンピングが付与されるようになっている。
【００１８】
一方、コントローラは、走行用モータ１、２のような負荷変動が頻繁で強いダンピングが要求される油圧アクチュエータが操作されている場合には、前記電磁切換弁３９に対しＯＮ位置Ｘに位置するよう指令を出力する。これにより負荷圧信号回路２６の負荷圧信号は、ダンピング調整手段３４のオリフィス３８を通過して、油圧ポンプＰのロードセンシング用レギュレータ３５、コンペンセータバルブ１３〜１８のパイロットポート１３ａ〜１８ａ、および差圧リリーフバルブ３６に入力され、而して、油圧ポンプＰの流量制御、コンペンセータバルブ１３〜１８の圧力補償作動、および差圧リリーフバルブ３６による回路圧制限を、ダンピングを持たせた状態で安定性良く行うことができるようになっている。
【００１９】
また、走行用モータ１、２のような強いダンピングが要求される油圧アクチュエータと、スティックシリンダ４やブームシリンダ５のような弱いダンピングが要求される油圧アクチュエータとが同時に操作された場合には、本実施の形態では、強いダンピングが要求される油圧アクチュエータを優先するように、つまりコントローラから電磁切換弁３９に対してオリフィス３８を通過するＯＮ位置Ｘに位置する指令が出力されるように構成されている。
尚、複数の油圧アクチュエータが同時に操作された場合の優先については、前記実施の形態に限定されることなく、例えば応答性の良さが重視される場合には、弱いダンピングが要求される油圧アクチュエータを優先するように、つまりコントローラから電磁切換弁３９に対してオリフィス３８をバイパスするＯＦＦ位置Ｎに位置するように指令が出力される構成にすることもできる。
【００２０】
さらに、本実施の形態では、油圧ポンプＰから左右の走行用モータ１、２に至る圧油供給油路同士を、コンペンセータバルブ１３、１４の下流側において連通する連通油路４１と、該連通油路４１を前記コントローラからの指令に基づいて開閉する開閉弁４２とが設けられている。そしてコントローラは、直進走行時に、開閉弁４２に対し、連通油路４１を開くように指令を出力する。これにより、直進走行時には左右の走行用油圧モータ１、２に同流量の圧油供給がなされることになって、良好な直進性を確保できるようになっている。
【００２１】
叙述の如く構成された本形態において、コンペンセータバルブ１３〜１８は、負荷圧信号回路２６から導入される負荷圧信号に基づいて制御弁７〜１２の前後差圧を一定に保持するように動作することになるが、上記負荷圧信号回路２６には、負荷圧信号の伝達にダンピングを付与するオリフィス３８と、該オリフィス３８をバイパスするＯＦＦ位置Ｎとオリフィス３８を通過するＯＮ位置Ｘとに切換自在な電磁切換弁３９とを備えたダンピング調整手段３４が設けられている。
【００２２】
この結果、作動中の油圧アクチュエータ１〜６に対応させて電磁切換弁３９を切換える、つまり、負荷変動が頻繁で強いダンピングが要求される走行用モータ等の油圧アクチュエータが操作されている場合には電磁切換弁３９をＯＮ位置Ｘにしてオリフィス３８によるダンピングを付与する一方、安定性が良く弱いダンピングが要求されるスティックシリンダ４やブームシリンダ５等の油圧アクチュエータが操作されている場合には電磁切換弁３９をＯＦＦ位置Ｎにしてオリフィス３８をバイパスさせることで、各油圧アクチュエータに適したダンピングを付与できることになり、而して、弱いダンピングが要求される油圧アクチュエータに対して過剰なダンピングが付与されて応答性が悪くなったり、あるいは強いダンピングが要求される油圧アクチュエータに対してダンピングが不足してハンチングが発生するような不具合を防止できる。
【００２３】
しかも、本実施の形態では、前記ダンピング調整手段によるダンピングの調整は、油圧ポンプＰのロードセンシング用レギュレータ３５および差圧リリーフ弁３６に入力される負荷圧信号についても行われるように構成されているから、ロードセンシング用レギュレータ３５による油圧ポンプＰの流量制御、および差圧リリーフ弁３６による回路圧制限を行うための負荷圧信号の伝達についても、操作されている油圧アクチュエータに適したダンピングを付与することができる。
【００２４】
尚、本発明は、前記第一の実施の形態に限定されないことは勿論であって、ダンピング調整手段としては、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す第二〜第四の如く構成することもできる。
つまり、図２（Ａ）に示す第二の実施の形態のダンピング調整手段４３は、コントローラからの指令に基づいてＯＦＦ位置ＮとＯＮ位置Ｘに切換わる電磁切換弁４４を用いて構成されると共に、該電磁切換弁４４のＯＮ位置Ｘに、ダンピング用のオリフィス４５が形成されている。
また、図２（Ｂ）に示す第三の実施の形態のダンピング調整手段４６は、絞り量の異なる第一、第二オリフィス４７、４８（弱いダンピングを付与する第一オリフィス４７と強いダンピングを付与する第二オリフィス４８）と、何れか一方のオリフィス４７または４８を選択するべくコントローラからの指令に基づいてＯＦＦ位置ＮとＯＮ位置Ｘに切換わる電磁切換弁４９とを用いて構成されている。
さらに、図２（Ｃ）に示す第四の実施の形態のダンピング調整手段５０は、コントローラからの指令に基づいて絞り量が可変する可変絞り弁５１を用いて構成されている。
そして、これら第二〜第四の実施の形態においても、操作される油圧アクチュエータに対応して電磁切換弁４４、４９を切換える、あるいは可変絞り弁５１の絞り量を変化させることにより、各油圧アクチュエータに応じたダンピングを負荷圧信号の伝達に付与することができる。
尚、前記第三の実施の形態のものは、電磁切換弁４９がＯＦＦ位置Ｎに位置していても、第一オリフィス４７によって弱いダンピングが付与されることになり、また、第四の実施の形態のものは、可変絞り弁５１によって常にダンピングを付与することができるため、これら第三、第四の実施の形態のものでは、各コンペンセータバルブに至る分岐負荷圧信号回路に配設のオリフィス（第一の実施の形態のオリフィス２６ｂ）を省くことができる。因みに、前記第一、第二の実施の形態のダンピング調整手段３４、４３が採用されているものにおいても、負荷圧信号の伝達にダンピング不要の場合があれば、分岐負荷圧信号回路に配設のオリフィスを省いても良い。さらに、前記第一〜第四の実施の形態のダンピング調整手段には、ダンピング用絞りを通過することなく逆方向の流れを許容するチェック弁４０が設けられており、これにより、負荷圧信号の戻りを素早く行えるようになっているが、チェック弁４０が設けられていなくても本発明を実施できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】油圧ショベルのロードセンシング制御回路図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は第二、第三、第四の実施の形態のダンピング調整手段を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１〜６      油圧アクチュエータ
７〜１２    制御弁
１３〜１８  圧力補償弁（コンペンセータバルブ）
２６        負荷圧信号回路
３４        ダンピング調整手段
３５        ポンプ容量可変手段（ロードセンシング用レギュレータ）
３６        差圧リリーフ弁
３８        ダンピング用絞り（オリフィス）
３９        弁手段（電磁切換弁）
４３        ダンピング調整手段
４４        弁手段（電磁切換弁）
４５        ダンピング用絞り（オリフィス）
４６        ダンピング調整手段
４７、４８  ダンピング用絞り（第一、第二オリフィス）
４９        弁手段（電磁切換弁）
５０        ダンピング調整手段
５１        可変絞り弁
Ｐ          油圧ポンプ
【図１】
2006336730.tif 000003
【図２】
2006336730.tif 000004