(57)【要約】      （修正有）【課題】ネガコン圧による制御回路で、旋回モータとブームシリンダを別々のポンプで駆動する建設機械において、ブーム下げとの複合操作時に旋回モータ用の吐出量を低下させ、ポンプの負荷を軽減する。【解決手段】ブーム用コントロールバルブ１２のブーム下げ位置（イ）にブリードオフ用絞り１６を設け、ネガコン圧が予め設定した所定値を超えるように形成する。油圧源３１から電磁式比例減圧バルブ３２を介した圧油と、旋回モータ用のネガコン圧とを、高圧選択し旋回モータ用ポンプ２０の吐出量を制御する。ブームシリンダ用ネガコン圧を検出する第１のセンサ４１と、旋回モータ用油圧ポンプ２０の吐出圧を検出する第２のセンサ４２と、旋回操作レバー２７のパイロット圧を検出する第３のセンサ４３とを設け、各センサの検出信号をコントローラ５０へ入力し、圧力状態により旋回モータ用油圧ポンプ２０の吐出量を減少させる構成とした。【選択図】図２
2008002505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントロールバルブ下流のタンクに通じる油路にネガコン絞りを設け、該ネガコン絞りによって発生するネガコン圧で油圧ポンプの吐出量を制御する油圧回路であって、旋回モータとブームシリンダとを別々の油圧ポンプで圧油を給排する建設機械の省エネ装置において、
ブームシリンダ用コントロールバルブのブーム下げ位置のセンタバイパスにブリードオフ用絞りを設け、ブーム下げ操作時にはブームシリンダへ供給される圧油をブリードオフさせ、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ下流のネガコン圧が予め設定した所定値を超えるように形成し、
油圧源から電磁式比例減圧バルブを介して出力される圧油と、旋回モータ用コントロールバルブ下流のネガコン圧とを、シャトルバルブにて高圧選択して旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を制御し、
ブームシリンダ用コントロールバルブ下流のネガコン圧を検出する第１のセンサと、旋回モータ用油圧ポンプの吐出圧を検出する第２のセンサと、旋回操作レバーのパイロット圧を検出する第３のセンサとを設け、各センサの検出信号をコントローラへ入力し、
前記第１のセンサの検出圧が前記予め設定した所定値を超え、かつ、前記第２のセンサ及び第３のセンサの検出圧が夫々予め設定した所定値を超えた場合は、
前記コントローラから前記電磁式比例減圧バルブのソレノイドへ制御信号を出力し、前記電磁式比例減圧バルブが前記旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を減少させる方向に圧油を出力するように構成したことを特徴とする建設機械の省エネ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の省エネ装置に関するものであり、特に、ブーム下げと旋回の複合操作時に旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を低下させて、ポンプ負荷を軽減するように形成した建設機械の省エネ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の此種建設機械は、一般にエンジンと、該エンジンの回転速度を制御する回転制御装置と、エンジンにて駆動される可変容量油圧ポンプと、該可変容量油圧ポンプの入力トルクを設定するレギュレータと、該可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータとを備えている。そして、コントローラに第１のエンジン回転数と第１のポンプ入力トルクとを組み合わせた第１のモードと、上記第１のエンジン回転数よりも高い第２のエンジン回転数と上記第１のポンプ入力トルクよりも小さい第２のポンプ入力トルクとを組み合わせた第２のモードを設定し、低負荷時に大ポンプ流量が要求される作業を行う際には、モード選択スイッチにて上記第２のモードを選択し、それ以外の通常作業時にはモード選択スイッチにて上記第１のモードを選択するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ノーマルモード、省エネモードまたはオートモードに切り換えるためのモード選択スイッチを設けるとともに、ネガコン信号を検出するためのセンサを設け、オートモード選択時にネガコン信号が所定値を超えているときは、自動的に省エネモードに切り換わり、エンジン回転数を低下させて燃料消費量の低減とエンジン騒音の減少を図り、一方、ネガコン信号が所定値以下となった場合は、自動的にノーマルモードに切り換わって作業機のスピードを確保するように構成した建設機械の省エネ回路も知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
また、油圧ショベルなどで、ブームシリンダへ圧油を給排する油圧ポンプと、旋回モータへ圧油を給排する油圧ポンプを別々に設けた油圧回路を備えた建設機械も知られている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−８３０８４号公報
【特許文献２】特開２００４−７６６４９号公報
【特許文献３】特開２００３−１８４８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の発明は、作業状態によりモード選択スイッチを切り換えて、通常作業に適した第１のモード、あるいは低負荷時に大ポンプ流量が要求される第２のモードにてポンプ入力トルクおよびエンジン回転数を制御するので、負荷の大小に応じた制御が行われる。しかし、通常はモード選択スイッチの切り換えをオペレータの手動で行うため操作が煩雑であり、また、自動的に切り換える場合は別途制御手段が必要であり、構成が複雑となる。
【０００６】
特許文献２記載の発明は、ノーマルモードと省エネモードをモード選択スイッチで切り換える構成であるが、オートモードのポジションがあり、ネガコン信号の高低によって自動的にノーマルモードと省エネモードに切り換え、最適な制御を行うようになっている。しかし、この特許文献２記載の発明は、ノーマルモードではエンジン回転数が高回転数に設定され、省エネモードではエンジン回転数が低回転数に設定されていることからも分かるようにエンジン回転数を制御させるものであり、各アクチュエータ毎の制御、すなわち、油圧ポンプ毎の制御を可能にするものではなく、特にブーム下げと旋回の複合操作においては問題があった。
【０００７】
特許文献３記載の発明は、各アクチュエータを別々の複数の油圧ポンプで駆動するに際して、合流弁を設けて複合操作性の向上を図るものであり、ネガコン圧で省エネを図る構成は開示されていない。
【０００８】
そこで、ネガコン圧により油圧ポンプの吐出量を制御する油圧回路であって、旋回モータとブームシリンダとを別々の油圧ポンプで圧油を給排する建設機械において、ブーム下げと旋回の複合操作時に旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を低下させて、ポンプ負荷を軽減するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、コントロールバルブ下流のタンクに通じる油路にネガコン絞りを設け、該ネガコン絞りによって発生するネガコン圧で油圧ポンプの吐出量を制御する油圧回路であって、旋回モータとブームシリンダとを別々の油圧ポンプで圧油を給排する建設機械の省エネ装置において、ブームシリンダ用コントロールバルブのブーム下げ位置のセンタバイパスにブリードオフ用絞りを設け、ブーム下げ操作時にはブームシリンダへ供給される圧油をブリードオフさせ、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ下流のネガコン圧が予め設定した所定値を超えるように形成し、油圧源から電磁式比例減圧バルブを介して出力される圧油と、旋回モータ用コントロールバルブ下流のネガコン圧とを、シャトルバルブにて高圧選択して旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を制御し、ブームシリンダ用コントロールバルブ下流のネガコン圧を検出する第１のセンサと、旋回モータ用油圧ポンプの吐出圧を検出する第２のセンサと、旋回操作レバーのパイロット圧を検出する第３のセンサとを設け、各センサの検出信号をコントローラへ入力し、前記第１のセンサの検出圧が前記予め設定した所定値を超え、かつ、前記第２のセンサ及び第３のセンサの検出圧が夫々予め設定した所定値を超えた場合は、前記コントローラから前記電磁式比例減圧バルブのソレノイドへ制御信号を出力し、前記電磁式比例減圧バルブが前記旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を減少させる方向に圧油を出力するように構成した建設機械の省エネ装置を提供する。
【００１０】
この構成によれば、ブーム下げ操作時は、アクチュエータへ供給される圧油がコントロールバルブのブーム下げ位置のセンタバイパスに設けたブリードオフ用絞りを介してブリードオフされる。ブリードオフされた圧油は、コントロールバルブ下流のネガコン絞りによってネガコン圧を発生し、このネガコン圧は予め設定した所定値を超えるように形成されており、該ネガコン圧は第１のセンサで検出される。また、旋回用油圧ポンプの吐出圧は第２のセンサで検出され、該吐出圧が旋回リリーフ圧付近を予め第２のセンサの所定値と設定する。また、旋回操作レバーのパイロット圧は第３のセンサで検出される。そして、ブーム下げと旋回の複合操作時に、前記第１乃至第３のセンサの検出圧がすべて所定値を超えたときは、旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を減少させるように、コントローラが電磁式比例減圧バルブを制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上述したように構成したので、ブーム下げと旋回の複合操作を行ったときに、第１乃至第３のセンサの検出圧がすべて所定値を超えたときは、旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を減少させるように、コントローラが電磁式比例減圧バルブを制御するので、油圧ポンプの負荷が軽減されて省エネを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る建設機械の省エネ装置について、好適な実施例をあげて説明する。ネガコン圧により油圧ポンプの吐出量を制御する油圧回路であって、旋回モータとブームシリンダとを別々の油圧ポンプで圧油を給排する建設機械において、ブーム下げと旋回の複合操作時に旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を低下させて、ポンプ負荷を軽減するという目的を達成するために、本発明はブームシリンダ用コントロールバルブのブーム下げ位置のセンタバイパスにブリードオフ用絞りを設け、ブーム下げ操作時にはブームシリンダへ供給される圧油をブリードオフさせ、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ下流のネガコン圧が予め設定した所定値を超えるように形成し、油圧源から電磁式比例減圧バルブを介して出力される圧油と、旋回モータ用コントロールバルブ下流のネガコン圧とを、シャトルバルブにて高圧選択して旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を制御し、ブームシリンダ用コントロールバルブ下流のネガコン圧を検出する第１のセンサと、旋回モータ用油圧ポンプの吐出圧を検出する第２のセンサと、旋回操作レバーのパイロット圧を検出する第３のセンサとを設け、各センサの検出信号をコントローラへ入力し、前記第１のセンサの検出圧が前記予め設定した所定値を超え、かつ、前記第２のセンサ及び第３のセンサの検出圧が夫々予め設定した所定値を超えた場合は、前記コントローラから前記電磁式比例減圧バルブのソレノイドへ制御信号を出力し、前記電磁式比例減圧バルブが前記旋回モータ用油圧ポンプの吐出量を減少させる方向に圧油を出力するように構成したことにより実現した。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は建設機械の省エネ装置の一例として油圧ショベルのアタッチメント制御回路を示し、エンジン（図示せず）によって駆動される複数個の可変容量型の油圧ポンプ１０，２０が設けられている。
【００１４】
一方の油圧ポンプ１０の吐出油はブームシリンダ１１用のコントロールバルブ１２など複数のコントロールバルブをセンタバイパスしてタンク３０へ戻る。各コントロールバルブ下流のタンク３０に通じる油路にネガコン絞り１３を設け、該ネガコン絞り１３によって発生するネガコン圧がネガコン油路１４を介してレギュレータ１５に作用し、油圧ポンプ１０の傾転角を変化させて吐出量を調整するように形成されている。
【００１５】
前記ネガコン油路１４には、ブームシリンダ用のコントロールバルブ１２下流のネガコン圧を検出するための第１のセンサ４１が設けられ、この第１のセンサ４１の検出信号はコントローラ５０へ入力される。
【００１６】
また、前記コントロールバルブ１２のブーム下げ位置（イ）のセンタバイパスにブリードオフ絞り１６を設け、ブーム下げ操作時にはブームシリンダ１１へ供給される圧油をブリードオフさせ、該ブームシリンダ用コントロールバルブ１２下流のネガコン圧が予め設定した所定値を超えるように形成されている。ブーム上げ操作、アーム開閉操作、バケット開閉操作のときは、前記ネガコン圧が予め設定した所定値以下となるように形成されている。
【００１７】
他方の油圧ポンプ２０の吐出油は旋回モータ２１用のコントロールバルブ２２など複数のコントロールバルブをセンタバイパスしてタンク３０へ戻る。各コントロールバルブ下流のタンク３０に通じる油路にネガコン絞り２３を設け、該ネガコン絞り２３によって発生するネガコン圧がネガコン油路２４を介してレギュレータ２５に作用し、油圧ポンプ２０の傾転角を変化させて吐出量を調整するように形成されている。
【００１８】
前記ネガコン油路２４にはシャトルバルブ２６が設けられ、油圧源３１から電磁式比例減圧バルブ３２を介して出力される圧油と、前記旋回モータ用のコントロールバルブ２２下流のネガコン圧とを、このシャトルバルブ２６で高圧選択してレギュレータ２５へ導出するように形成されている。電磁式比例減圧バルブ３２のソレノイド３３はコントローラ５０に接続され、コントローラ５０から出力される制御信号により出力圧が調整される。
【００１９】
また、前記他方の油圧ポンプ２０の吐出油路には、油圧ポンプ２０の吐出圧を検出するための第２のセンサ４２が設けられ、この第２のセンサ４２の検出信号はコントローラ５０へ入力される。コントローラ５０は、前記油圧ポンプ２０の吐出圧が旋回リリーフ圧付近を予め第２のセンサ４２の所定値と設定する。
【００２０】
さらに、旋回モータ用のコントロールバルブ２２を切り換える旋回操作レバー２７のパイロット油路２８にシャトルバルブ２９を設け、このシャトルバルブ２９で高圧選択された旋回操作レバー２７のパイロット圧が第３のセンサ４３で検出され、この第３のセンサ４３の検出信号はコントローラ５０へ入力される。
【００２１】
図２はブーム下げと旋回の複合操作時の回路を示し、前記ブームシリンダ用のコントロールバルブ１２がブーム下げ位置（イ）に切り換わると、油圧ポンプ１０の吐出油がコントロールバルブ１２を介してブームシリンダ１１のトップ側へ供給されるとともに、ブームシリンダ１１のボトム側から圧油が排出されてタンク３０に戻り、ブームシリンダ１１が収縮してブーム下げ動作が行われる。
【００２２】
前述したように、ブーム下げ操作時にはブームシリンダ１１へ供給される圧油がブリードオフされるため、ブームシリンダ用コントロールバルブ１２下流のネガコン圧が予め設定した所定値を超え、もし、ブーム下げの単独操作であれば、ネガコン圧が高くなったことにより、前記レギュレータ１５の作用で油圧ポンプ１０の吐出量が減少し、省エネが図られる。また、このときのネガコン圧は前記第１のセンサ４１で検出されてコントローラ５０に入力される。
【００２３】
一方、旋回操作レバー２７を左右何れかに操作すると、パイロット油路２８にパイロット圧が発生して旋回モータ用のコントロールバルブ２２が左旋回あるいは右旋回位置に切り換わる。このパイロット圧は前記シャトル弁２９を介して第３のセンサ４３で検出され、コントローラ５０に入力される。
【００２４】
前記コントロールバルブ２２が例えば右旋回位置（ハ）に切り換わると、油圧ポンプ２０の吐出油がコントロールバルブ２２を介して旋回モータ２１の一方のポートへ供給されるとともに、旋回モータ２１の他方のポートから圧油が排出されてタンク３０に戻り、旋回モータ２１が右回転して機体の右旋回動作が行われる。
【００２５】
このとき、センタバイパスが遮断されているため、旋回モータ用コントロールバルブ２２下流のネガコン圧が低下し、もし、旋回の単独操作であれば、ネガコン圧が低くなったことにより、前記レギュレータ２５の作用で油圧ポンプ２０の吐出量が増加し、旋回モータ２１へ大量の圧油が供給されて高出力で駆動される。また、このときの油圧ポンプ２０の吐出圧は前記第２のセンサ４２で検出されてコントローラ５０に入力される。
【００２６】
ここで、図示したように、ブーム下げと旋回の複合操作時で、前述した第１のセンサ４１が予め設定した所定値を超え、かつ、前記第２のセンサ４２の検出圧が予め設定した所定値、例えば旋回リリーフ圧を超え、かつ、前記第３のセンサ４３の検出圧が予め設定した所定値、すなわち所定の旋回操作パイロット圧を超えた場合は、コントローラ５０から前記電磁式比例減圧バルブ３２のソレノイド３３へ制御信号が出力される。
【００２７】
この結果、油圧源３１の圧油が、前記電磁式比例減圧バルブ３２によって、前記旋回モータ用油圧ポンプ２０の吐出量を減少させる方向に出力される。ブーム下げと旋回の複合操作時は、前記旋回モータ用コントロールバルブ２２下流のネガコン圧が低圧であるため、前記電磁式比例減圧バルブ３２から出力される圧油が前記シャトルバルブ２６にて高圧選択されてレギュレータ２５に作用し、前記旋回モータ用油圧ポンプ２０の吐出量が減少する方向に制御される。
【００２８】
したがって、旋回用油圧ポンプ２０のポンプ負荷が軽減され、省エネを図ることができる。
【００２９】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る回路図で、コントロールバルブが中立状態を示す図。
【図２】本発明に係る回路図で、ブーム下げと旋回の複合操作状態を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  油圧ポンプ
１１  ブームシリンダ
１２  コントロールバルブ
１３  ネガコン絞り
１４  ネガコン油路
１５  レギュレータ
１６  ブリードオフ絞り
２０  油圧ポンプ
２１  旋回モータ
２２  コントロールバルブ
２３  ネガコン絞り
２４  ネガコン油路
２５  レギュレータ
２６  シャトルバルブ
２７  旋回操作レバー
２８  パイロット油路
２９  シャトルバルブ
３２  電磁式比例減圧バルブ
３３  ソレノイド
４１  第１のセンサ
４２  第２のセンサ
４３  第３のセンサ
５０  コントローラ
【図１】
2008002505.tif 000003
【図２】
2008002505.tif 000004