(57)【要約】  【課題】シリンダ駆動時に於けるショックを無くし、シリンダの滑らかな伸縮長を実現する。  【解決手段】シリンダ２８と該シリンダ２８の油室２８ａに対して圧油の供給及び排出を行う油圧ポンプ２６に通じるメイン油路２７内に、シリンダ２８の油室２８ａ内に発生した負荷圧を保持しておくための開放可能なポペット３１を有する保持弁３０を設け、シリンダ２８の油室２８ａ内に発生した負荷圧をポペット３１の開放と油圧ポンプ２６の排出駆動で逃がすようにしたものであって、油圧ポンプ２６による排出駆動が開始される前に、シリンダ２８の油室２８ａ内の圧油を微少量リークさせ、該リークが行われている状態の中で油圧ポンプ２６の排出駆動を開始するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと該シリンダの油室に対して圧油の供給及び排出を行う油圧ポンプに通じるメイン油路内に、前記シリンダの油室内に発生した負荷圧を保持しておく開放可能なポペットを有する保持弁を設け、前記シリンダの油室内に発生した負荷圧を前記ポペットの開放と前記油圧ポンプの排出駆動で逃がすようにした建設機械の油圧制御装置に於いて、
前記油圧ポンプによる前記シリンダの油室内の圧油の排出駆動に先立って、前記油室内の圧油を微少量リークしておくためのバイパス回路を設けたことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項２】
上記バイパス回路内に、該バイパス回路による上記圧油のリークを遮断・開放操作するための切換弁を設けた請求項１記載の建設機械の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械の油圧制御装置に関するものであり、特に、シリンダの滑らかな伸縮長を実現可能な建設機械の油圧制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械は、エンジンによって油圧ポンプを回転させ、この油圧ポンプからシリンダの油室に圧油を送り、該圧油でロッドを伸張させてブームを上昇させる構成をとっている。一方、ブームを下降させる場合は、ブーム側に作用する負荷圧でシリンダの油室内の圧油を逃がし、該ロッドをシリンダ内に収縮させる構成が知られている。この構成は、ブームに作用する負荷の大きさが変われば、下降速度も変わる。すなわち、ブーム側に作用する負荷が大きい場合には、シリンダに作用する負荷圧も大きくなるので、ブームの下降速度が速くなる。反対に、ブーム側に作用する負荷が小さい場合には、シリンダの油室内の負荷圧も小さくなるので、ブームの下降速度が遅くなる。従って、上記構成の油圧制御装置の場合では、ブームの負荷の大きさに応じてその下降速度が変化してしまうので、下降速度が制御できないという問題がある。
【０００３】
そこで、ブーム等の負荷の大きさに係わらず、所定の下降速度で作動させることができる油圧制御装置として、両方向油圧ポンプを使用すると共にも、シリンダにブーム上昇用油室とブーム下降用油室の、２つの油室を設け、切換弁の制御で２つの油室の何れか一方に圧油を強制的に供給すると共に、他方から強制的に排出し、この供給・排出でブームの上昇及び下降を所定の速度で作動させるようにした制御装置も知られている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００１−２３７１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の発明は、構造が複雑でコスト高になるという問題があった。また、シリンダの油室から圧油を抜くときに、該シリンダにショックが生じ、これが装置全体に悪い影響を与えているという問題もあった。
【０００５】
そこで、構造を簡略化して低コストで実現でき、且つ、シリンダ駆動時に於けるショックを無くしてシリンダの滑らかな伸縮長を実現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】
【０００６】
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、シリンダと該シリンダの油室に対して圧油の供給及び排出を行う油圧ポンプに通じるメイン油路内に、前記シリンダの油室内に発生した負荷圧を保持しておく開放可能なポペットを有する保持弁を設け、前記シリンダの油室内に発生した負荷圧を前記ポペットの開放と前記油圧ポンプの排出駆動で逃がすようにした建設機械の油圧制御装置に於いて、前記油圧ポンプによる前記シリンダの油室内の圧油の排出駆動に先立って、前記油室内の圧油を微少量リークしておくためのバイパス回路を設けた建設機械の油圧制御装置を提供する。
【０００７】
この構成によれば、油圧ポンプによる圧油の排出が開始される前にバイパス回路を通る微少なリークによって、シリンダの油室内に於ける負荷圧の低下が開始される。従って、続く本格的な圧油の排出は、シリンダの油室内に於ける負荷圧の低下が進行している状態の中で行われることになるので、圧油の排出に伴うシリンダのショックが軽減する。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記バイパス回路内に、該バイパス回路による上記圧油のリークを遮断・開放操作するための切換弁を設けた建設機械の油圧制御装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、バイパス回路による圧油のリークを切換弁の操作で制御することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、シリンダの油室内に於ける圧油の排出時に於けるシリンダに与えるショックを簡単な構造で軽減することができる。これにより、シリンダの滑らかな伸縮長を、低コストで実現することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、バイパス回路によるリークを切換弁の操作で簡単に制御することができるので、操作の簡略化が可能になる。
【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油圧制御装置について、好適な実施例をあげて説明する。構造を簡略化して低コストで実現でき、且つ、シリンダ駆動時に於けるショックを無くしてシリンダの滑らかな伸縮長を実現するという目的を、シリンダと該シリンダの油室に対して圧油の供給及び排出を行う油圧ポンプに通じるメイン油路内に、前記シリンダの油室内に発生した負荷圧を保持しておく開放可能なポペットを有する保持弁を設け、前記シリンダの油室内に発生した負荷圧を前記ポペットの開放と前記油圧ポンプの排出駆動で逃がすようにしたものであって、前記油圧ポンプによる前記シリンダの油室内の圧油の排出駆動に先立って、前記油室内の圧油を微少量リークしておくためのバイパス回路を設け、前記油圧ポンプによる排出駆動が開始される前に、前記シリンダの油室内の圧油を微少量リークさせ、該リークが行われている状態の中で前記油圧ポンプの排出駆動を開始するようにして実現した。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明を適用した建設機械としての油圧ショベルを示す。該油圧ショベル１０は、下部走行体１１の上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３には、その前方一側部にキャブ１４が設けられ、且つ、前方中央部にブーム１５が俯仰可能に取り付けられている。また、ブーム１５の先端にアーム１６が上下回動自在に取り付けられ、更に該アーム１５の先端にバケット１７が取り付けられている。
【００１４】
図２は油圧ショベル１０に於ける油圧駆動系の要部制御回路図である。この油圧駆動系の制御回路は、コントローラ２０と、原動機としてのエンジン２１と、該エンジン２１によって駆動される発電機２２と、この発電機２２で作られた電力を蓄えるバッテリ２３と、発電機制御手段を兼ねるインバータ２４と、該インバータ２４を介して該バッテリ２３から供給される電力により正逆両方向に回転可能な電動機２５と、この電動機２５の回転方向に応じて正逆両方向に回転駆動される油圧ポンプ２６等によって構成されている。
【００１５】
コントローラ２０は、図示せぬレバーによって操作される指令信号に基づいて油圧駆動系を制御する制御手段であり、該油圧駆動系を予め決められた手順に従って制御するプログラム等が内蔵されている。
【００１６】
インバータ２４は、発電機２２からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ２３に充電する切り換え機能と、バッテリ２３の蓄電力を電動機２５に供給する切り換え機能とを有する。また、電動機２５に電力を供給する場合、その電流を流す向きも制御し、この電流が流される向きに応じて、電動機２５の回転方向も正転または逆転方向に切り換えられる。このインバータ２４の切り換え動作は、コントローラ２０からの指示信号で制御される。
【００１７】
油圧ポンプ２６は、固定容量ポンプで、電動機２５が正方向に回転するとタンクＴ内の圧油をメイン油路２７側に吐出して供給し、逆方向に回転するとメイン油路２７側の圧油をタンクＴ内に排出する作用とを有し、また回転速度に応じて吐出量が変化する。
【００１８】
前記メイン油路２７には、保持弁３０を介して、ブーム１５等を動かすシリンダ２８の油室２８ａが接続されている。
【００１９】
シリンダ２８は、油圧ポンプ２６から吐出される圧油が、メイン油路２７を通して油室２８ａに供給されるとロッド２８ｂが突出(伸張)し、該ロッド２８ｂの突出でブーム１５が上昇する。反対に、油室２８ａの圧油がメイン油路２７を通して排出されるとロッド２８ｂが退出(収縮)し、これに伴ってブーム１５が下降するようになっている。
【００２０】
保持弁３０は、ポペット３１により背圧室３２と圧力室３３とに分割されており、通常はスプリング４０の弾性力により該ポペット３１がシート面に圧接されている。更に、背圧室３２と圧力室３３には、パイロットライン３４ａ，３４ｂが接続されている。また、パイロットライン３４ａ，３４ｂには、バイパス回路３５が設けられている。
【００２１】
バイパス回路３５は、バイパス切換弁３６とチェック弁３７とを有する。バイパス切換弁３６は、通常、コントローラ２０の制御で図２に示す左側位置を保ち、ポペット３１の背圧室３２と圧力室３３とを連通した状態で保持し、シリンダ２８の作動を停止しているときに、その油室２８ａから圧油が洩れるのを防止する。すなわち、シリンダ２８の動きを止めて、その状態を保持しているとき、シリンダ２８の油室２８ａに発生している負荷圧は、メイン油路２７を介して保持弁３０の圧力室３３に導かれている。また、この圧力室３３に導いた負荷圧は、パイロットライン３４ａ，３４ｂを介して背圧室３２にも導かれている。従って、前記ポペット３１にはスプリング４０の弾性力のみが作用し、この弾性力によって、ポペット３１がシート面にしっかりと押し付けられている。このため、シリンダ２８の作動を停止しているときに、その油室２８ａから圧油が漏れることはない。
【００２２】
これに対して、バイパス切換弁３６は、ソレノイド３８にコントローラ２０から切り換え指示信号が送られると図３に示すように右側位置に切り換わる。バイパス切換弁３６が右側位置に切り換わると、背圧室３２とタンクＴとの間がパイロットライン３４ｂを介して連通される。一方、圧力室３３は、パイロットライン３４ａ，バイパス切換弁３６の絞り３９及びチェック弁３７を介して油圧ポンプ２６と連通し、圧力室３３内の圧油が油圧ポンプ２６の内部リーク(洩れ)を通してタンクＴに排出されるように構成されている。
【００２３】
次に、このように構成された制御装置の動作を説明する。まず、ブーム用のシリンダ２８を伸張させる場合について説明する。コントローラ２０からの指示信号により、インバータ２４が電動機２５にバッテリ２３から正方向の電流を流すと電動機２５が正回転し、同時に油圧ポンプ２６も正方向に回転駆動して圧油をメイン油路２７側に順次吐出する。尚、この油圧ポンプ２６から吐出される圧油のバイパス回路３５内への流れは、チェック弁３７により阻止される。そして、油圧ポンプ２６から吐出された圧油は圧力室３３に供給され、ポペット３１に図２で上方向の推力として作用する。このポペット３１に作用する推力が、スプリング４０の弾性力に打ち勝って、ポペット３１が図面上方に押し上げられて、油圧ポンプ２６とシリンダ２８の油室２８ａとが連通する。そのため、シリンダ２８の油室２８ａに圧油が供給されて、シリンダ２８のロッド２８ｂが突出されて伸張する。このようにシリンダ２８が伸張すると、ロッド２８ｂと共にブーム１５が上昇する。
【００２４】
また、上昇させたブーム１５を所定の位置で保持する場合には、油圧ポンプ２６からシリンダ２８への圧油の供給を停止する。圧油の供給を停止すると、シリンダ２８の油室２８ａには、ブーム１５側の負荷による負荷圧が作用する。この負荷圧は、メイン油路２７を介して保持弁３０の圧力室３３に導かれると共に、パイロットライン３４ａ，３４ｂを介して背圧室３２に導かれる。そのため、圧力室３３と背圧室３２とが同圧になり、スプリング４０の弾性力によってポペット３１がシート面に押し付けられる。これにより、ロッド２８ｂ及びブーム１５がその位置が保持されることになる。
【００２５】
次に、上記の状態からブーム１５を下降させる場合、図示せぬレバーを操作すると、コントローラ２０は、電動機２５を逆回転させる信号をインバータ２４に送る前に、先ず、ソレノイド３８に切り換え指示信号を送る。そして、該指示信号を受けたソレノイド３８は、バイパス切換弁３６を図２に示す左側位置から図３に示す右側位置に切り換える。バイパス切換弁３６が図３に示す右側位置に切り換わると、背圧室３２とタンクＴとがパイロットライン３４ｂを介して連通されると共に、圧力室３３がパイロットライン３４ａ，絞り３９及びチェック弁３７を介して油圧ポンプ２６と連通する。背圧室３２とタンクＴとが連通されると背圧室３２内の圧油が抜け、圧力室３３の圧力の方が背圧室３２よりも高くなる。これにより、ポペット３１がスプリング４０に抗して図面上方に押し上げられ、シリンダ２８の油室２８ａ内の圧油が、油圧ポンプ２６の内部リーク(洩れ)により、圧力室３３，パイロットライン３４，絞り３９，チェック弁３７及び油圧ポンプ２６を通ってタンクＴへ微少量ずつ排出される。この内部リークにより、シリンダ２８の油室２８ａ内の負荷圧が微少量ずつ低下し、これに伴ってブーム１５の微少な下降が開始される。
【００２６】
また、このバイパス切換弁３６が右側位置に切り換えられて、油室２８ａ内の負荷圧の低下の開始から所定時間が経ったら、コントローラ２０は、電動機２５を逆回転させる指示信号をインバータ２４に送る。インバータ２４が電動機２５を逆回転させると、油圧ポンプ２６も逆転駆動する。そして、この油圧ポンプ２６の逆転駆動で、シリンダ２８の油室２８ａ内の圧油が油圧ポンプ２６に吸収されてタンクＴに強制的に排出される。これにより、ブーム１５は急速に下降する。
【００２７】
従って、本実施の形態に於ける制御装置によれば、バイパス回路３５を設けた簡単な構造であるにも拘わらず、シリンダ２８の油室２８ａ内に於ける圧油の排出が、油圧ポンプ２６によって開始される前に、バイパス回路３５の絞り３９の差圧で制御される微少なリークを行わせ、予め、シリンダ２８の油室２８ａ内に於ける負荷圧の低下を徐々に開始させておくようにしている。すなわち、シリンダ２８の油室２８ａ内に於ける負荷圧の低下が進行している状態の中で、油圧ポンプ２６による本格的な圧油の排出を行うようにしているので、シリンダのショックが軽減する。これにより、簡単な構成でシリンダ２８の滑らかな伸縮長を実現することができる。
【００２８】
尚、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】
【００２９】
【図１】本発明が適用された油圧ショベルの全体側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置の制御回路図。
【図３】油圧ポンプの内部リークを行わせているときの状態で示す油圧制御装置の制御回路図。
【符号の説明】
【００３０】
２０              コントローラ
２１              エンジン
２５              電動機
２６              油圧ポンプ
２７              メイン油路
２８              シリンダ
２８ａ            油室
３０              保持弁
３１              ポペット
３２              背圧室
３３              圧力室
３４ａ，３４ｂ    パイロットライン
３５              バイパス回路
３６              バイパス切換弁
３９              絞り
Ｔ                タンク
【図１】
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【図２】
2005344775.tif 000004
【図３】
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