(57)【要約】  【課題】旋回用制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、アーム用制御弁への作動油量を十分に確保することができる流体圧回路の制御装置を提供する。  【解決手段】旋回用制御弁５に供給する作動油量をアーム用制御弁６に供給する作動油量より優先させる旋回優先弁12を有する油圧回路である。旋回用制御弁５に対する制御パイロットライン20，21より分岐したパイロットライン22，23を、シャトル弁24を介して圧力センサ25に接続する。圧力センサ25で検出した圧力信号をコントローラ18に入力し、このコントローラ18より電気信号を電磁比例圧力制御弁19に出力する。この電磁比例圧力制御弁19は、旋回優先弁12に対するパイロットライン14上に設置し、コントローラ18からの電気信号の増加に応じて旋回優先弁12に作用するパイロット圧を制御する特性を持っている。  【選択図】図１
2005325911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプから複数のアクチュエータに供給される作動流体をそれぞれ制御するパイロット操作型の複数の制御弁と、
ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に順次供給するセンタバイパスラインと、
ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に独立供給するパラレルラインと、
一の制御弁とそのセンタバイパスラインの下流側に位置する他の制御弁との間でセンタバイパスラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する一方のサプライラインと、
パラレルラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する他方のサプライラインと、
この他方のサプライライン中に介在され開度を可変調整して他の制御弁に供給される作動流体量より一の制御弁に供給される作動流体量を優先させる優先弁と、
一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサと、
この圧力センサからのパイロット圧信号を受けて優先弁を一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するコントローラと
を具備したことを特徴とする流体圧回路の制御装置。
【請求項２】
ポンプから複数のアクチュエータに供給される作動流体をそれぞれ制御するパイロット操作型の複数の制御弁と、
ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に順次供給するセンタバイパスラインと、
ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に独立供給するパラレルラインと、
一の制御弁とそのセンタバイパスラインの下流側に位置する他の制御弁との間でセンタバイパスラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する一方のサプライラインと、
パラレルラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する他方のサプライラインと、
この他方のサプライライン中に介在され開度を可変調整して他の制御弁に供給される作動流体量より一の制御弁に供給される作動流体量を優先させるパイロット操作型の優先弁と、
この優先弁のパイロット圧を制御する電磁比例圧力制御弁と、
一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサと、
この圧力センサからのパイロット圧信号を受けて優先弁を一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように電磁比例圧力制御弁に出力される電気信号を制御するコントローラと
を具備したことを特徴とする流体圧回路の制御装置。
【請求項３】
電磁比例圧力制御弁は、
コントローラからの電気信号の増加に応じて優先弁に作用するパイロット圧を制御する弁である
ことを特徴とする請求項２記載の流体圧回路の制御装置。
【請求項４】
一の制御弁は、油圧ショベルにおける旋回モータによる旋回動作を制御する旋回用制御弁であり、
他の制御弁は、油圧ショベルにおけるアームシリンダによるアーム動作を制御するアーム用制御弁であり、
優先弁は、旋回動作をアーム動作に優先させる旋回優先弁である
ことを特徴とする請求項２または３記載の流体圧回路の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一の制御弁に供給される作動流体量を他の制御弁に供給される作動流体量より優先させる優先弁を有する流体圧回路の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、建設機械としての油圧ショベルを示し、下部走行体31に対し上部旋回体32が旋回モータ16により旋回可能に設けられ、この上部旋回体32に作業装置34が搭載されている。この作業装置34は、ブームシリンダ35により上下方向に回動されるブーム36に対し、アームシリンダ17により回動されるアーム37が軸支され、このアーム37に対しバケットシリンダ38により回動されるバケット39が回動自在に軸支されている。
【０００３】
このような建設機械において、複数の油圧アクチュエータの複合操作時に良好な操作性を保持できるようにした油圧制御回路がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、図５に示されるような旋回優先回路を含む油圧回路には、特許文献１のような発明は適用できない。
【０００５】
この図５において、油圧ポンプ１から吐出されリリーフ弁1aにより圧力制御された作動油は、コントロール弁２内のセンタバイパスライン３とパラレルライン４に分岐される。旋回用制御弁５は、アーム用制御弁６の上流に設置されており、旋回用制御弁５のサプライライン７は、パラレルライン４から分岐している、所謂、「パラレル回路」となっている。また、アーム用制御弁６のサプライライン８はセンタバイパスライン３に接続している、所謂、「タンデム回路」となっている。
【０００６】
さらに、パラレルライン４とサプライライン８との間にあるサプライライン９上に、スイッチ10のオン／オフによって切換わる電磁切換弁11からの外部パイロット圧により切換わる旋回優先弁12があり、電磁切換弁11が非励磁の場合は、パイロットポンプ13よりパイロット圧がパイロットライン14を介して旋回優先弁12に負荷されて切換わり、パラレルライン４とサプライライン８が導通し、電磁切換弁11が励磁の場合は、パイロットライン14がドレンライン15に導通するため、旋回優先弁12は中立位置となるので、パラレルライン４とサプライライン８が遮断される。
【０００７】
今、電磁切換弁11が、励磁の場合を考える。サプライライン９は、旋回優先弁12により遮断されているため、アームシリンダ17への供給油量はセンタバイパスライン３からのみとなる。
【０００８】
したがって、旋回とアーム連動操作時、旋回モータ16へは十分な作動油がパラレルライン４より供給されるが、アームシリンダ17への供給油量は旋回用制御弁５のバイパス可変絞り5aによって制限される。
【０００９】
つまり、旋回モータ16への作動油が優先的に供給されることになる。これが所謂「旋回優先回路」で、溝掘削時、旋回レバーを入れてバケットを溝側壁に押し付けながらアーム操作をして掘削を行うときなどに有効である。
【００１０】
なお、電磁切換弁11が非励磁の場合は、旋回優先弁12が切換わり、パラレルライン４とサプライライン８とがサプライライン９を介して導通するので、旋回とアーム連動操作時、パラレルライン４よりアーム用制御弁６を介してアームシリンダ17へ作動油が供給されるため、旋回優先とはならない。
【特許文献１】特開平１１−３３６１３５号公報（第４−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術においては、旋回優先弁12は電磁切換弁11によるオン／オフ切換制御であるため、旋回優先弁12がブロック状態の旋回優先回路では、旋回とアーム連動操作時、アームシリンダ17ヘの供給油量は先に述べた通り、旋回用制御弁５のバイパス可変絞り5aにより制限されるが、通常、本バイパス可変絞り5aの開口面積は、図６に示す通り、旋回操作時、旋回モータ16への十分な供給油量を確保するためにサプライ可変絞り5bの開口面積に比べ十分に小さくなっているため、旋回レバー操作量、即ち、旋回用制御弁５のシフト量が小から大の間で操作レバーの操作量にあまり関係なく、相当量絞られてアームシリンダ17への供給油量が極端に少なくなる。つまり、本来は、旋回レバー操作量が小から大の場合、アームシリンダ17への供給油量が大から小となってポンプ１からの供給油量が有効に利用されることが望ましいが、従来技術ではこれが困難で、特に旋回微操作でアームシリンダ17を速く動かすということができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、一の制御弁に供給される作動流体量を他の制御弁に供給される作動流体量より優先させる優先弁を有する流体圧回路において、一の制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、他の制御弁への作動流体量を十分に確保することができる流体圧回路の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、ポンプから複数のアクチュエータに供給される作動流体をそれぞれ制御するパイロット操作型の複数の制御弁と、ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に順次供給するセンタバイパスラインと、ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に独立供給するパラレルラインと、一の制御弁とそのセンタバイパスラインの下流側に位置する他の制御弁との間でセンタバイパスラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する一方のサプライラインと、パラレルラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する他方のサプライラインと、この他方のサプライライン中に介在され開度を可変調整して他の制御弁に供給される作動流体量より一の制御弁に供給される作動流体量を優先させる優先弁と、一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサと、この圧力センサからのパイロット圧信号を受けて優先弁を一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するコントローラとを具備した流体圧回路の制御装置であり、そして、一のアクチュエータの制御弁より下流側でパラレルラインから他のアクチュエータの制御弁に作動流体を供給するサプラインライン上にある優先弁を、一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサからのパイロット圧信号を受けたコントローラにより、一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するので、一のアクチュエータの制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、他のアクチュエータの制御弁への作動流体量を十分に確保して、他のアクチュエータを速く動かすことが可能となる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、ポンプから複数のアクチュエータに供給される作動流体をそれぞれ制御するパイロット操作型の複数の制御弁と、ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に順次供給するセンタバイパスラインと、ポンプから吐出された作動流体を複数の制御弁に独立供給するパラレルラインと、一の制御弁とそのセンタバイパスラインの下流側に位置する他の制御弁との間でセンタバイパスラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する一方のサプライラインと、パラレルラインから分岐されて他の制御弁に作動流体を供給する他方のサプライラインと、この他方のサプライライン中に介在され開度を可変調整して他の制御弁に供給される作動流体量より一の制御弁に供給される作動流体量を優先させるパイロット操作型の優先弁と、この優先弁のパイロット圧を制御する電磁比例圧力制御弁と、一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサと、この圧力センサからのパイロット圧信号を受けて優先弁を一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように電磁比例圧力制御弁に出力される電気信号を制御するコントローラとを具備した流体圧回路の制御装置であり、そして、一のアクチュエータの制御弁より下流側でパラレルラインから他のアクチュエータの制御弁に作動流体を供給するサプラインライン上にある優先弁を、一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサからのパイロット圧信号を受けたコントローラにより、一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように、電磁比例圧力制御弁を介しパイロット制御するので、一のアクチュエータの制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、他のアクチュエータの制御弁への作動流体量を十分に確保して、他のアクチュエータを速く動かすことが可能となる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の流体圧回路の制御装置における電磁比例圧力制御弁を、コントローラからの電気信号の増加に応じて優先弁に作用するパイロット圧を制御する弁としたものであり、そして、この電磁比例圧力制御弁を用いることで、制御する必要がない場合は、電流値をゼロとすれば良いので、省電力が図れるとともに、万一、断線等によりこの電磁比例圧力制御弁が作動しなくなった場合なども、優先弁が全開状態に保たれるので、一のアクチュエータとともに他のアクチュエータの作動も確保される。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の流体圧回路の制御装置における一の制御弁を、油圧ショベルにおける旋回モータによる旋回動作を制御する旋回用制御弁とし、他の制御弁を、油圧ショベルにおけるアームシリンダによるアーム動作を制御するアーム用制御弁とし、優先弁を、旋回動作をアーム動作に優先させる旋回優先弁としたものであり、そして、旋回用制御弁より下流側でパラレルラインからアーム用制御弁に作動流体を供給するサプラインライン上にある旋回優先弁を、旋回用制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサからのパイロット圧信号を受けたコントローラにより、旋回用制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように、電磁比例圧力制御弁を介しパイロット制御するので、旋回用制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、アーム用制御弁への作動流体量を十分に確保して、アームシリンダを速く動かすことが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、一のアクチュエータの制御弁より下流側でパラレルラインから他のアクチュエータの制御弁に作動流体を供給するサプラインライン上にある優先弁を、一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサからのパイロット圧信号を受けたコントローラにより、一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するので、一のアクチュエータの制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、他のアクチュエータの制御弁への作動流体量を十分に確保して、他のアクチュエータを速く動かすことができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、一のアクチュエータの制御弁より下流側でパラレルラインから他のアクチュエータの制御弁に作動流体を供給するサプラインライン上にある優先弁を、一の制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサからのパイロット圧信号を受けたコントローラにより、一の制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように、電磁比例圧力制御弁を介しパイロット制御するので、一のアクチュエータの制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、他のアクチュエータの制御弁への作動流体量を十分に確保して、他のアクチュエータを速く動かすことができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、電磁比例圧力制御弁を用いることで、制御する必要がない場合は、電流値をゼロとすれば良いので、省電力を図ることができるとともに、万一、断線等によりこの電磁比例圧力制御弁が作動しなくなった場合なども、優先弁が全開状態に保たれるので、一のアクチュエータとともに他のアクチュエータの作動も確保できる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、旋回用制御弁より下流側でパラレルラインからアーム用制御弁に作動流体を供給するサプラインライン上にある旋回優先弁を、旋回用制御弁のパイロット圧を検出する圧力センサからのパイロット圧信号を受けたコントローラにより、旋回用制御弁のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように、電磁比例圧力制御弁を介しパイロット制御するので、旋回用制御弁に対するパイロット操作量が微操作量のときは、アーム用制御弁への作動流体量を十分に確保して、アームシリンダを速く動かすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図１乃至図３に示された一実施の形態を参照して説明する。なお、図４乃至図６に示された従来技術と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する場合もある。
【００２２】
図１に本発明に係る旋回優先回路の一例を示す。ポンプ１から複数のアクチュエータとしての旋回モータ16およびアームシリンダ17などに供給される作動流体としての作動油をそれぞれ制御するパイロット操作型の複数の制御弁５，６などに対して、ポンプ１から吐出された作動油を複数の制御弁５，６などに順次供給するセンタバイパスライン３と、ポンプ１から吐出された作動油を複数の制御弁５，６などに独立供給するパラレルライン４とが設けられている。
【００２３】
一の制御弁としての旋回用制御弁５と、そのセンタバイパスライン３の下流側に位置する他の制御弁としてのアーム用制御弁６との間でセンタバイパスライン３から、アーム用制御弁６に作動油を供給する一方のサプライライン８が分岐されている。また、パラレルライン４から、アーム用制御弁６に作動油を供給する他方のサプライライン９が分岐されている。
【００２４】
この他方のサプライライン９中に、開度を可変調整してアーム用制御弁６に供給される作動油量より旋回用制御弁５に供給される作動油量を優先させるパイロット操作型の優先弁としての旋回優先弁12が介在されている。この旋回優先弁12のパイロット圧は、電磁比例圧力制御弁19により制御する。
【００２５】
旋回レバー（図示せず）により操作される旋回リモコン弁（図示せず）に接続された旋回用制御弁５に対する制御パイロットライン20，21より分岐したパイロットライン22，23が、シャトル弁24を介して圧力センサ25に接続されており、この圧力センサ25により、旋回用制御弁５の左右旋回操作時のパイロット圧が検出される。
【００２６】
この圧力センサ25はコントローラ18に接続され、このコントローラ18は、圧力センサ25からのパイロット圧信号を受けて、旋回優先弁12を旋回用制御弁５のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように、電磁比例圧力制御弁19に出力される電気信号を制御する。
【００２７】
このように、図１に示された回路では、図５に示された電磁切換弁11の代わりに、コントローラ18からの電気信号により作動する、図２に示すようなコントローラ18からの電気信号（電流）の増加に応じて旋回優先弁12に作用するパイロット圧を制御する特性を持った例えば逆比例型電磁比例減圧弁などの電磁比例圧力制御弁19が、パイロットライン14上に設置されている。
【００２８】
また、旋回用制御弁５に対する制御パイロットライン20，21より分岐したパイロットライン22，23が、シャトル弁24を介して圧力センサ25に接続されており、この圧力センサ25で検出された圧力信号がコントローラ18に入力されると、このコントローラ18より、電気信号が電磁比例圧力制御弁19に出力されるようになっている。
【００２９】
ここで、旋回操作を行なうと、旋回パイロット圧を圧力センサ25が感知し、この圧力センサ25からコントローラ18に旋回パイロット圧信号が入力されると、その入力値に対し、ソフトウェアを工夫することにより様々なパターンで電気信号がコントローラ18から電磁比例圧力制御弁19に出力できるようになっている。
【００３０】
電磁比例圧力制御弁19に電気信号が入力されると、図２に示す特性によって旋回優先弁12へのパイロット圧が様々なパターンで制御されるようになっており、例えば、図３に示すように旋回パイロット圧に対し、旋回優先弁12へのパイロット圧を直線的に制御することもでき（パターン１）、曲線的にも制御することもでき（パターン２）、或いは、ある一定値以下にならないように制御することもできる（パターン３）。
【００３１】
つまりは、図１において、左右旋回操作時、左右旋回パイロット圧のいずれかを、圧力センサ25が感知し、その旋回パイロット圧信号がコントローラ18に入力されると、その入力値に対し、前述の如く、様々なパターンで電気信号がコントローラ18から電磁比例圧力制御弁19に出力されるので、図２に示す特性によって旋回優先弁12へのパイロット圧が様々なパターンで制御される。
【００３２】
すなわち、左右旋回切換パイロット圧が小から大となると旋回優先弁12へのパイロット信号圧は大から小となる。したがって左右旋回レバーを徐々に入れていくと、旋回優先弁12へのパイロット圧が徐々に小さくなっていくので、旋回優先弁12が全開状態から徐々に閉じて行き、旋回レバーをフルに入れた時は旋回優先弁12が全閉状態、若しくはある一定の開口状態にすることができる。
【００３３】
ここで、図２においてＰｐは電磁比例圧力制御弁19の入口側１次圧力、即ち、パイロットポンプ13の吐出圧であり、Ｐｘは電磁比例圧力制御弁19の出口側２次圧力、すなわち、旋回優先弁12へのパイロット圧力で、電流値がＩｍの時、ゼロになるものとする。また、Ｐｍは電流値がゼロの時に制御しうる最大の圧力であり、前述のＰｐよりも大きな値となっているものとし、したがって、２次圧力は図中の実線のようになるものとする。
【００３４】
次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
【００３５】
（1）旋回用制御弁５より下流側でパラレルライン４からアーム用制御弁６に作動油を供給するサプラインライン９上にある旋回優先弁12を、旋回用制御弁５のパイロット圧を検出する圧力センサ25からのパイロット圧信号を受けたコントローラ18により、旋回用制御弁５のパイロット圧増加に応じて全開状態から閉状態へ連続的に制御するように、電磁比例圧力制御弁19を介しパイロット制御するので、旋回用制御弁５に対するパイロット操作量が微操作量のときは、アーム用制御弁６への作動油量を十分に確保して、アームシリンダ17を速く動かすことができる。
【００３６】
すなわち、旋回レバー操作量の大小に応じてパラレルライン４からアームサプライライン９への供給油量が旋回優先弁12により自在に制御できる。これにより、旋回とアーム連動時、旋回レバー操作量が小から大へ変化する場合、アームシリンダ17ヘの供給油量がサプライライン９を通って、大から小へと変化してポンプ１からの供給油量が有効に利用されるため、従来技術の如く、旋回微操作でアームシリンダ17を速く動かすことができないということもなく、旋回レバー操作量に応じて旋回優先量を適切にコントロールできる、所謂、可変旋回優先回路が実現できる。
【００３７】
（2）電磁比例圧力制御弁19を使用することで、制御する必要がない場合は、電流値をゼロとすれば良いので、省電力が図れる。
【００３８】
（3）電磁比例圧力制御弁19を使用することで、万一、断線等によりこの電磁比例圧力制御弁19が作動しなくなった場合なども、パイロットライン14が遮断されて旋回優先弁12が切換わらなくなってしまうようなこともなく、旋回優先弁12が全開状態に保たれるので、旋回モータ16の作動とともにアームシリンダ17の作動も確保でき、安全性などで問題が生じない。
【００３９】
なお、図１乃至図３に示された一実施の形態は、一のアクチュエータは油圧ショベルの旋回モータ16であり、他のアクチュエータはアームシリンダ17であるが、本発明は、２つのアクチュエータ間に設けられた優先弁に広く適用できる。
【００４０】
また、図１乃至図３に示された一実施の形態は、優先弁としての旋回優先弁12をパイロット操作型にして、この旋回優先弁12のパイロット圧を、電磁比例圧力制御弁19により制御するようにし、コントローラ18は、圧力センサ25からのパイロット圧信号を受けて、旋回優先弁12を旋回用制御弁５のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するように、電磁比例圧力制御弁19に出力される電気信号を制御するようにしたが、図示されない他の実施の形態として、優先弁としての旋回優先弁12を電磁比例圧力制御弁型とし、圧力センサ25からのパイロット圧信号を受けたコントローラ18より、この電磁比例圧力制御弁型の旋回優先弁12に対し直接出力される電気信号を制御して、旋回優先弁12を旋回用制御弁５のパイロット圧増加に応じて開状態から閉状態へ連続的に制御するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る流体圧回路の制御装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上装置における電磁比例圧力制御弁の特性を示す特性図である。
【図３】同上装置における旋回パイロット圧による旋回優先弁パイロット圧制御パターンを示す特性図である。
【図４】油圧ショベルの側面図である。
【図５】従来の油圧回路を示す回路図である。
【図６】同上回路における旋回用制御弁の開口特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    ポンプ
３    センタバイパスライン
４    パラレルライン
５    一の制御弁としての旋回用制御弁
６    他の制御弁としてのアーム用制御弁
８    一方のサプライライン
９    他方のサプライライン
12    優先弁としての旋回優先弁
16    アクチュエータとしての旋回モータ
17    アクチュエータとしてのアームシリンダ
18    コントローラ
19    電磁比例圧力制御弁
25    圧力センサ
【図１】
2005325911.tif 000003
【図２】
2005325911.tif 000004
【図３】
2005325911.tif 000005
【図４】
2005325911.tif 000006
【図５】
2005325911.tif 000007
【図６】
2005325911.tif 000008