(57)【要約】【課題】外部に弁を追加することなく、空中でアーム引き操作を行ってもキャビテーションを防止でき、良好な微操作性を維持し、軽掘削時においても再生効果が得られる。【解決手段】コントロールバルブからの戻り油をシリンダの供給側に完全再生する再生手段を備えて、シリンダの伸張時、ロッド側からの戻り油はシリンダの１速用コントロールバルブからのみ戻る機構とし、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧受圧部に作用せしめるパイロット圧を、シリンダに供給される圧油の圧力に応じて減圧する減圧手段を設けたことにより、空中でアーム引き操作を行った場合、コントロールバルブのスプールのストロークを適切に規制し、スプールの戻り通路の開口面積を調節して、キャビテーションを防止する。【選択図】図２
2012036665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブーム、アーム、バケット及び前記ブームを駆動するブームシリンダ、前記アームを駆動するアームシリンダ、前記バケットを駆動するバケットシリンダを備え、この各シリンダを含む複数の油圧アクチュエータに対応した複数のコントロールバルブが設けられ、前記油圧アクチュエータを制御するコントロールバルブからの戻り油を前記油圧アクチュエータの供給側に再生する再生手段と、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力を検出する検出手段と、機械全体をコントロールするコントローラとを備えた油圧ショベルの油圧回路において、シリンダの伸張時、ロッド側からの戻り油はシリンダの１速用コントロールバルブからのみ戻る機構とし、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧受圧部に作用せしめるパイロット圧を前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力に応じて減圧する減圧手段を設けたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。
【請求項２】
前記減圧手段は、一端を前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロットラインに絞り設けた後の流路に、他端をタンクに接続された電磁絞弁を備え、前記検出手段は前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力を電気信号に変換する圧力センサであり、前記圧力センサから電気信号を受けた前記コントローラは、前記圧油の圧力が予め設定された所定値より小さければ電磁絞弁の制御電流を出力し、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧を減圧することを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの油圧回路。
【請求項３】
前記減圧手段は、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧受圧部とリモコン弁とを連絡する流路に接続された電磁比例減圧弁を備え、前記検出手段は前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力を電気信号に変換する圧力センサであり、前記圧力センサから電気信号を受けた前記コントローラは、前記圧油の圧力が予め設定された所定値より小さければ電磁比例減圧弁の制御電流を出力し、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧を減圧することを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧回路に関わり、特に油圧シリンダの再生回路において、全量再生する再生手段を備えると共に、キャビテーションを防止する油圧ショベルの油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の油圧ショベルは、アーム用コントロールバルブにおいて、アーム引きの操作をしたときにロッド側からの戻り油を絞るようにしていた。これはコントロールバルブの戻り通路の開口面積をコントロールバルブのスプールがフルストロークの状態でも小さく抑えて絞っていた。これにより、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行ってもキャビテーションをおこし途中で停止することを防止することが出来た。しかし、エンジン回転を高速にして掘削作業をする場合にはこの戻り側の絞りが圧力損失を発生させ、掘削スピードが遅くなると同時に絞りに依る熱発生を起こし、省エネの観点からは改善が望まれていた。
【０００３】
これに対して、コントロールバルブの戻り通路の開口面積を大きくしておき、アーム引きの操作をしたときのロッド側からの戻り油を絞るために、アームシリンダとアーム用コントロールバルブの間にパイロット切換弁を設け、これにより、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行ってキャビテーションが発生する恐れのあるときのみ、パイロット切換弁を作動させて絞り効果を出し、掘削時には絞りの副作用を防止したものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、アーム引きの操作をしたときのロッド側からの戻り油を絞るために、アームシリンダとアーム用コントロールバルブの間に再生弁と絞り弁を設け、これにより、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、再生弁により油の流量を増やすと同時に、絞り弁により複合操作でアーム引き操作を行ってキャビテーションが発生する恐れのあるときのみ、絞り弁を作動させて絞り効果を出し、掘削時には絞りの副作用を抑えたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８７４０９号公報
【特許文献２】特開２００２−９７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の発明は、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行ったときに、キャビテーションをおこし途中で停止することを防止する効果はあった。しかし、余分にパイロット開閉弁を設定する必要があり、コスト的には高くなってしまい不利となった。また、パイロット切換弁を余分に追加した為に、アーム引きの微操作時にアーム用コントロールバルブとパイロット切換弁の２個の制御が作動し、操作性の低下を招く恐れがあった。
【０００７】
また、特許文献２記載の発明も、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、複合操作でアーム引き操作を行ったときに、キャビテーションをおこし途中で停止することを防止する狙いであった。しかし、絞りの制御はポンプ吐出流量等、全て演算にて行われ、実際にキャビテーションが起こる可能性のあるシリンダボトム側の圧力で直接に制御されていないので、演算と実際に差異が出る恐れがあった。なお、余分に絞り弁を設定する必要があり、コスト的には高くなってしまう点、絞り弁を余分に追加した為に、アーム引きの微操作時にアーム用コントロールバルブと絞り弁の２個の制御が作動し、操作性の低下を招く恐れがある点は特許文献１記載の発明と同様であった。また、再生弁は、キャビテーションが起こりそうな状況での流量増加には効果を出しているが、軽掘削時等の中圧時には効果が無く、せっかく再生弁を設定しながら十分に活用されていない。
【０００８】
そこで、本発明の主な目的は、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行ってもキャビテーションをおこし途中で停止することを防止する為に、絞り弁を追加するのでは無く、アーム用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧受圧部に作用せしめるパイロット圧をアームボトム室側に供給される圧油の圧力に応じて減圧する減圧手段を設け、コントロールバルブのスプールのストロークを規制し、戻り通路の開口面積を小さくして、空中または複合操作時のキャビテーションを防止すると共に、良好な操作性を維持し、流量を増加させるために再生時に戻り油を全量再生する再生手段を備えて、軽掘削時においても再生効果を得られる油圧ショベルの油圧回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる油圧ショベルの油圧回路は、ブーム、アーム、バケット及び前記ブームを駆動するブームシリンダ、前記アームを駆動するアームシリンダ、前記バケットを駆動するバケットシリンダを備え、この各シリンダを含む複数の油圧アクチュエータに対応した複数のコントロールバルブが設けられ、前記油圧アクチュエータを制御するコントロールバルブからの戻り油を前記油圧アクチュエータの供給側に再生する再生手段と、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力を検出する検出手段と、機械全体をコントロールするコントローラとを備えた油圧ショベルの油圧回路において、シリンダの伸張時、ロッド側からの戻り油はシリンダの１速用コントロールバルブからのみ戻る機構とし、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧受圧部に作用せしめるパイロット圧を前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力に応じて減圧する減圧手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明にかかる油圧ショベルの油圧回路は、上記の発明において、前記減圧手段は、一端を前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロットラインに絞りを設けた後の流路に、他端をタンクに接続された電磁絞弁を備え、前記検出手段は前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力を電気信号に変換する圧力センサであり、前記圧力センサから電気信号を受けた前記コントローラは、前記圧油の圧力が予め設定された所定値より小さければ電磁絞弁の制御電流を出力し、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧を減圧することを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明にかかる油圧ショベルの油圧回路は、上記の発明において、前記減圧手段は、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧受圧部とリモコン弁とを連絡する流路に接続された電磁比例減圧弁を備え、前記検出手段は前記油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力を電気信号に変換する圧力センサであり、前記圧力センサから電気信号を受けた前記コントローラは、前記圧油の圧力が予め設定された所定値より小さければ電磁比例減圧弁の制御電流を出力し、前記１速用コントロールバルブのシリンダ伸張側のパイロット圧を減圧することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明にかかる油圧ショベルの油圧回路は、絞り弁を追加し、コストを増加させることなく、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少なく、空中でアーム引き操作がされたときには、アーム用コントロールバルブのアーム引き込み側のパイロット圧受圧部に作用せしめるパイロット圧をアームシリンダに供給される圧油の圧力に応じて減圧することにより、アーム用コントロールバルブのスプールのストロークを規制し、戻り通路の開口面積が小さく抑えられ、戻り油が絞られる。これにより、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行ってもキャビテーションをおこし途中で停止することが防止出来る。
【００１３】
また、掘削時にはアーム用コントロールバルブのアーム引き込み側のパイロット圧受圧部に作用せしめるパイロット圧を減圧することなく、アーム用コントロールバルブのスプールのストローク規制を解除し、戻り通路の開口面積を大きくさせる。これにより、タンクへ戻る圧油がアーム用コントロールバルブで絞られる圧力損失を減らすことができる。また、絞り弁の追加に依る操作不良の恐れもなくすことができる。
【００１４】
さらに、この発明にかかる油圧ショベルの油圧回路は、軽掘削でアーム引き操作がされたときは、再生時で、アームシリンダに供給される圧油の圧力が第１の所定値Ｐ１以下であり、アームシリンダのロッド側室からの戻り油の全量が再生通路及びチェック弁を介して供給通路へ合流される。このため、タンクへ戻る圧油が再生弁で絞られて熱に変わる絞りロスは皆無となり省エネ効果が出るのと、このロス分のシリンダ速度の低下も解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】油圧ショベルの概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の油圧回路図である。（実施例１）
【図３】第１の油圧回路図でのコントローラの作用を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の油圧回路図である。（実施例１の一部変形）
【図５】本発明の第３の油圧回路図である。（実施例２）
【図６】第３の油圧回路図でのコントローラの作用を示すフローチャートである。
【図７】シリンダの再生時と、再生解除時を示す模式図である。
【図８】第１の所定値Ｐ１、第２の所定値Ｐ２と第３の所定値Ｐ３示す説明図である。
【図９】本発明に係るアームスプール開口特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、油圧ショベルの概略構成を示す模式図である。図１において、ショベル１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、掘削アタッチメント４とから構成されている。下部走行体２は、左右のクローラを回転駆動する左右の走行用モータ（図示せず）を有している。上部旋回体３は、旋回フレーム、キャビン５などから成っている。旋回フレームには、図２以降に示す、動力源（図示せず）に連結された油圧ポンプ２１、２２と、上部旋回体３を回転させるための旋回モータ１２と、ショベル全体の制御を行うコントローラ６３と、複数のコントロールバルブとが設置されている。掘削アタッチメント４は、ブーム６と、伸縮作動してブーム６を起伏させるブームシリンダ９と、アーム７と、アーム７を回動させるアームシリンダ１０と、バケット８と、バケット８を回動させるバケットシリンダ１１とを具備している。
【００１８】
実施例１を図２の本発明の第１の油圧回路図に従って詳述する。油圧ショベルの作業アタッチメントはブーム６の上げ／
下げ、アーム７ の押し(上向き回動)／ 引き(下向き回動)、バケット８の掘削(すくい)／ 戻しの各動作によって掘削、積み込み等の各種作業を行うが、各油圧アクチュエータの作動を制御する各々のコントロールバルブと油圧ポンプとの関係を以下に説明する。
【００１９】
第１油圧ポンプ２１には旋回用コントロールバルブ３１、ブーム２速用コントロールバルブ３２、アーム１速用コントロールバルブ３３が接続され、第２油圧ポンプ２２にはバケット用コントロールバルブ３４、ブーム１速用コントロールバルブ３５、アーム２速用コントロールバルブ３６が接続されている。また各コントロールバルブは、油圧ポンプ２１、２２に対して、それぞれのセンターバイパス通路を直列に接続するタンデム回路４１,４２と、それぞれのポンプポート同士を並列に接続するパラレル回路４３,４４とによって接続されている。
【００２０】
また、それぞれのセンターバイパス通路４１，４２の最下流にはネガコン絞り５１，５２が夫々設けられていると共に、各ネガコン絞り５１，５２に生じるネガコン圧は、ネガコン圧回路４５，４６を介してポンプレギュレータ２４，２５にフィードバックされている。そして、該ポンプレギュレータ２４，２５は前記ネガコン圧に基づき傾転角を調整することにより、各油圧ポンプ２１，２２の吐出量を制御するように構成されている。
【００２１】
また、６２はアーム用のリモコン弁で、このアーム用リモコン弁６２によってアーム用コントロールバルブ３３,３６が制御される。また、パイロットライン４７はアーム引き操作時のパイロットラインである。
【００２２】
なお、本発明ではアーム引き時の再生に関する事柄を問題としているため、図の簡略化の観点から、主旨と無関係な他のリモコン弁の図示を省略するとともに、アーム用のリモコン弁６２についても、アーム引きのパイロットライン４７のみを図示している。また、コントロールバルブについても走行用は省略している。
【００２３】
再生弁３７はアーム１速用コントロールバルブ３３の戻り通路に設置されており、再生時にはタンク５４への通路を遮断する働きをする弁であり、電磁方向切換弁３８に依って制御される。
【００２４】
電磁方向切換弁３８は、パイロットポンプ２３からパイロット圧油の供給を受け、コントローラからの制御電流を受けて、再生弁３７へパイロット圧油を送る。これにより、再生弁３７はアーム１速用コントロールバルブ３３の戻り通路を遮断する。
【００２５】
４０は逆止弁であり、アーム１速用コントロールバルブ３３と再生弁３７を結ぶ戻り流路とポンプ側流路とを連絡する流路上に設けられ、前記戻り流路の圧力が前記ポンプ側流路の圧力よりも高いときに戻り流路からポンプ側流路への圧油の流入を許容する逆止弁である。
【００２６】
また、６１はアームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃを検出する圧力センサで、この圧力センサ６１からの圧力信号がコントローラ６３に送られ、このコントローラ６３から電磁方向切換弁３８に再生を制御するための制御電流が送られる。
【００２７】
また、６４はアーム用リモコン弁６２のアーム引きパイロット圧力Ｐｐを検出する圧力センサで、この圧力センサ６４からの圧力信号がコントローラ６３に送られる。
【００２８】
６５は絞り、６６は電磁絞り弁であり、コントローラ６３からの制御電流がなく、電磁絞り弁６６が閉じているときはアーム引きパイロット圧力Ｐｐは減圧されることなく、アーム１速用コントロールバルブ３３のアーム引き込み側のパイロット圧受圧部に作用する。
【００２９】
また、コントローラ６３からの制御電流の電流値が増加するに従い、電磁絞り弁６６の絞り通路が開き、アーム引きパイロット圧力Ｐｐがその分減圧されて、アーム１速用コントロールバルブ３３のアーム引き込み側のパイロット圧受圧部に作用する。
【００３０】
図９は本発明に係るアームスプール開口特性を示すグラフであり、縦軸は開口面積、横軸はストロークである。ＣＴはシリンダからタンクへの開口面積のカーブであるが、Ｑ０はエンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行ってもキャビテーションを防止できる開口面積である。
【００３１】
従来のＣＴカーブではフルストロークでも開口面積をＱ０に抑えてキャビテーションを防止したが、逆に、掘削時には圧力損失を招いてしまった。これに対し、本考案ではエンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作をした場合は、パイロット圧を減圧することにより、ストロークをＳ１に規制して開口面積をＱ０に抑えながら、掘削時には減圧を解除して、本考案のＣＴカーブから分かる様にフルストロークでは大きな開口面積を確保した。
【００３２】
実際の作業条件の中では、エンジン回転数、バケットの中の負荷等により、減圧が異なり、それによりストロークの規制もＳ１近辺からＳｆ近辺まで変化する。
【００３３】
図３は第１の油圧回路図でのコントローラの作用を示すフローチャートであり、図３に基づいて以下に説明する。図３のＳ１ステップにおいて、アーム引きパイロット圧力Ｐｐが、パイロット圧の所定値Ｐｐ１より大きいか判定される。ここにおいてパイロット圧の所定値Ｐｐ１はアーム引き操作がなされたかどうかを判定する値であり、大きければアーム引き操作がなされている。
【００３４】
Ｓ１ステップにおいて、アーム引きパイロット圧力Ｐｐが、パイロット圧の所定値Ｐｐ１より大きければＳ３ステップとなるが、大きくなければＳ２ステップとなり、Ｓ２ステップにおいては、電磁方向切換弁３８と電磁絞り弁６６への制御電流出力を停止する。
【００３５】
図３のＳ３ステップにおいて、現在、電磁方向切換弁３８に制御電流は出力されているかどうか判定する。出力していればＳ７ステップへ、出力していなければＳ４ステップとなる。Ｓ４ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第２の所定値Ｐ２より小さいか判定され、小さければＳ６ステップとなるが、小さくなければＳ５ステップとなり、Ｓ５ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流出力を停止する。
【００３６】
図３のＳ６ステップにおいては、電磁方向切換弁３８が作動すべく電磁方向切換弁３８への制御電流が出力されて、Ｓ７ステップとなる。Ｓ７ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第３の所定値Ｐ３より小さいか判定され、小さくなければＳ９ステップとなるが、小さければＳ８ステップとなり、Ｓ８ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を△Ｉだけ増加する。ここにおいて、第３の所定値Ｐ３はアーム引き操作がなされたときに、少し余裕を持ったキャビテーションを起こさない圧力である。
【００３７】
図３のＳ９ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第３の所定値Ｐ３に等しいか判定され、等しくなければＳ１１ステップとなるが、等しければＳ１０ステップとなり、Ｓ１０ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を維持する。
【００３８】
図３のＳ１１ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を△Ｉだけ減少して、次のＳ１２ステップとなる。Ｓ１２ステップにおいては、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第１の所定値Ｐ１より大きいか判定され、大きくなければ最初に戻り、大きければＳ１３ステップとなる。Ｓ１３ステップにおいては、電磁方向切換弁３８の作動を止めるべく電磁方向切換弁３８への制御電流出力を停止する。
【００３９】
なお、前記第２の所定値は前記第１の所定値よりも大幅に小さく、概略、アームシリンダの内径を直径とする円の面積に対するロッド径を直径とする円の面積の比を前記第１の所定値に乗算した値、またはもう少し小さいことを特徴とするものであるが、図７、図８にて以下に説明する。
【００４０】
図７はシリンダの再生時と、再生解除時を示す模式図である。Ａ）再生時はアームシリンダの負荷が軽い場合で、水平引き込み掘削や、軽掘削がそれに相当する。この場合にはロッド側の通路は逆止弁を介してポンプ吐出側につながり、理論値として通路等の通過抵抗を無視すれば、この場合のシリンダ推力を発生させる受圧面積Ａ１はロッド径Ｄ１を直径とする円である。
【００４１】
図７のＢ）再生解除時はアームシリンダの負荷が重い場合で、重掘削がそれに相当する。この場合にはロッド側の通路はタンクにつながり、理論値として通路等の通過抵抗を無視すれば、この場合のシリンダ推力を発生させる受圧面積Ａ２はシリンダ内径Ｄ２を直径とする円である。
【００４２】
図７のＡ）再生時と、Ｂ）再生解除時に、シリンダ推力を発生させる受圧面積Ａ１、Ａ２の比は例えば１：２である。この場合、シリンダにかかる負荷が同じであれば、Ａ）再生時に比して、Ｂ）再生解除時はシリンダのボトム室側圧力Ｐｃは半分となる。また、ポンプ吐出量が同じであれば、Ａ）再生時に比して、Ｂ）再生解除時はシリンダのスピードも半分となる。
【００４３】
図８は第１の所定値Ｐ１、第２の所定値Ｐ２と第３の所定値Ｐ３示す説明図である。上段は（Ａ）再生ありの状態で、シリンダのボトム室側圧力Ｐｃが第１の所定値Ｐ１より大きいと再生が解除されることを示している。また、下段は（Ｂ）再生無し（再生解除）の状態で、シリンダのボトム室側圧力Ｐｃが第２の所定値Ｐ２より小さいと再生が開始されることを示している。
【００４４】
上記の如き構成において、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行った場合と、アームシリンダの負荷が軽掘削の様に比較的軽い場合と、重掘削の如く重い場合において、キャビテーション防止作用はアームシリンダの再生状態と併せて以下の如くとなる。
【００４５】
エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作が行われると、図３のＳ１ステップにおいて、アーム引きパイロット圧力Ｐｐが、パイロット圧の所定値Ｐｐ１より大きいかどうか判定される。アーム引き操作ではＰｐはＰｐ１より大きいので、Ｓ３ステップとなる。
【００４６】
つぎに、図３のＳ３ステップで電磁方向切換弁３８に制御電流が出力されているか判定され、出力されていなければＳ４ステップでアームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが第２の所定値Ｐ２より小さいか判定される。空中でのアーム引き操作ではＰｃはＰ２より小さいので、Ｓ６ステップに進み、電磁方向切換弁３８に制御電流を出力する。
【００４７】
図２において、電磁方向切換弁３８は、パイロットポンプ２３からパイロット圧油の供給を受け、コントローラからの制御電流を受けて、再生弁３７へパイロット圧油を送る。これにより、再生弁３７はアーム１速用コントロールバルブ３３の戻り通路を遮断する。
【００４８】
再生弁３７により遮断された戻り油は、全量逆止弁４０を経由してアーム１速用コントロールバルブ３３のポンプ側へ供給される。
【００４９】
上記の如く、図３のＳ６ステップにおける制御電流の出力により再生状態になって、図３のＳ７ステップとなる。Ｓ７ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第３の所定値Ｐ３より小さいか判定され、小さければＳ８ステップとなり、Ｓ８ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を△Ｉだけ増加する。
【００５０】
電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を△Ｉだけ増加すると、電磁絞り弁６６の絞り通路が大きくなり、アーム引きパイロット圧力Ｐｐの減圧がその分進んだパイロット圧が、アーム１速用コントロールバルブ３３のアーム引き込み側のパイロット圧受圧部に作用する。これによりアーム用コントロールバルブのスプールのストローク規制が進み、戻り通路の開口面積が小さくなり、戻り油がその分絞られる。
【００５１】
Ｓ８ステップを経て、Ｓ１ステップに戻り、Ｓ１ステップでは前と同様にＹｅｓで、Ｓ３ステップとなり、Ｓ３ステップでは今度はＹｅｓでＳ７ステップとなる。ここで、先のＳ８ステップで戻り油が、電流値△Ｉ増加の分だけ絞られているので、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃはその分だけ高くなっている。
【００５２】
このＳ７ステップで、まだＰｃがＰ３より小さければ、前と同じことを繰り返すことになる。何回か繰り返してＰｃがＰ３より小さくなくなれば、Ｓ９ステップとなる。Ｓ９ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第３の所定値Ｐ３に等しいか判定され、等しければＳ１０ステップとなり、Ｓ１０ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を維持する。
【００５３】
アームの空中の位置によってシリンダを伸ばそうとする負荷が減って、それにより逆にＰｃがＰ３より大きくなると、図３のＳ１１ステップとなり、Ｓ１１ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を△Ｉだけ減少して、その分減圧を緩め、次のＳ１２ステップとなる。
【００５４】
図３のＳ１２ステップにおいては、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第１の所定値Ｐ１より大きいか判定され、空中でのアーム引き操作では大きくないので最初に戻る。
【００５５】
以上により、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行った場合、コントロールバルブのスプールのストロークを適切に規制し、戻り通路の開口面積を調節して、キャビテーションを防止できる。また、本考案は絞り弁の追加費用を抑えて、空中または複合操作時のキャビテーションを防止すると共に、良好な操作性を維持できる。
【００５６】
つぎに、アームシリンダの負荷が軽掘削の様に比較的軽い場合、掘削に於いて、アーム引き操作が行われると、図３のＳ１ステップにおいて、アーム引きパイロット圧力Ｐｐが、パイロット圧の所定値Ｐｐ１より大きいかどうか判定される。アーム引き操作ではＰｐはＰｐ１より大きいので、Ｓ３ステップとなる。
【００５７】
つぎに、図３のＳ３ステップで電磁方向切換弁３８に制御電流が出力されているか判定され、出力されていなければＳ４ステップでアームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが第２の所定値Ｐ２より小さいか判定される。軽掘削でのアーム引き操作ではＰｃはＰ２より小さいので、Ｓ６ステップに進み、電磁方向切換弁３８に制御電流を出力する。
【００５８】
図２において、電磁方向切換弁３８は、パイロットポンプ２３からパイロット圧油の供給を受け、コントローラからの制御電流を受けて、再生弁３７へパイロット圧油を送る。これにより、再生弁３７はアーム１速用コントロールバルブ３３の戻り通路を遮断する。
【００５９】
再生弁３７により遮断された戻り油は、全量逆止弁４０を経由してアーム１速用コントロールバルブ３３のポンプ側へ供給される。
【００６０】
上記の如く、図３のＳ６ステップにおける制御電流の出力により再生状態になって、図３のＳ７ステップとなる。Ｓ７ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第３の所定値Ｐ３より小さいか判定され、軽掘削では小さくないので、Ｓ９ステップ、更にＳ１１ステップとなる。
【００６１】
図３のＳ１１ステップにおいては、電磁絞り弁６６への制御電流の電流値を△Ｉだけ減少することとなるが、電流値の初期値は０であり減圧はされないので、コントロールバルブのスプールのストローク規制はなされない。つぎのＳ１２ステップにおいては、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第１の所定値Ｐ１より大きいか判定され、軽掘削でのアーム引き操作では大きくないので最初に戻る。
【００６２】
以上により、アームシリンダの負荷が軽掘削の様に比較的軽い場合、アーム引き操作が行われると、キャビテーション防止のためのコントロールバルブのスプールのストローク規制を完全に解除して、戻り油の絞りの圧力損失を削減できる。また、本考案は流量を増加させるために再生時に戻り油を全量再生する再生手段を備えており、軽掘削時にスピードの速い作業が可能である。
【００６３】
つぎに、アームシリンダに依る重掘削が行われると、図３のＳ１ステップにおいて、アーム引きパイロット圧力Ｐｐが、パイロット圧の所定値Ｐｐ１より大きいか判定される。重掘削ではＰｐはＰｐ１より大きいので、Ｓ３ステップとなる。
【００６４】
つぎに、図３のＳ３ステップで電磁方向切換弁３８に制御電流が出力されているか判定され、出力されていなければＳ４ステップでアームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが第２の所定値Ｐ２より小さいか判定される。重掘削ではＰｃはＰ２より小さくないので、Ｓ５ステップを経てＳ１ステップに戻り、電磁方向切換弁３８に制御電流が出力されないままとなる。
【００６５】
なお、制御電流が出力されないと、電磁方向切換弁３８は作動せず、再生弁３７へのパイロット圧油を送らない。これにより再生弁３７も作動せず、アーム１速用コントロールバルブ３３の戻り通路は遮断されなくて全開となる。
【００６６】
なお、図３のＳ３ステップで電磁方向切換弁３８に制御電流が出力されているか判定され、出力されていた場合はＳ７ステップとなるが、Ｓ９ステップ、Ｓ１１ステップを経て、最終的にＳ１２ステップでアームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが第１の所定値Ｐ１より大きいか判定される。重掘削ではＰｃはＰ１より大きいので、Ｓ１３ステップとなる。
【００６７】
図３のＳ１３ステップにおいては、電磁方向切換弁３８の作動を止めるべく電磁方向切換弁３８への制御電流出力を停止する。Ｓ１３ステップから戻ってＳ１、Ｓ３ステップとなるが、制御電流は出力されていないのでＳ４ステップとなり、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが第２の所定値Ｐ２より小さいか判定される。重掘削ではＰｃはＰ２より小さくないので、Ｓ５を経て、Ｓ１ステップに戻り、出力されないままとなる。これにより、タンクへ戻る圧油が再生弁で少しも絞られることなく、また再生手段のハンチングに依る操作不良も防止できる。
【００６８】
以上より、アームシリンダに依る重掘削が行われた場合、キャビテーション防止のためのコントロールバルブのスプールのストローク規制を完全に解除して、戻り油の絞りの圧力損失を削減できる。なお、本考案は絞り弁の追加費用を抑えて、良好な操作性を維持できる。
【００６９】
図４は本発明の第２の油圧回路図であるが、実施例１を次の如く一部変形したものである。即ち、パイロット圧の減圧手段として、図２の絞り６５と電磁絞り弁６６の代わりに図４の電磁比例減圧弁６７を設けたものである。他は全て同じであるので詳細説明は省略する。
【実施例２】
【００７０】
実施例２は、実施例１のパイロット圧力センサ６４の代りにパイロット方向切換弁３９を追加して、パイロット方向切換弁３９により、アーム引き操作時のみ作動が可能としたものである。図５は本発明の実施例２に係る本発明の第３の油圧回路図であり、図５中、図２に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。
【００７１】
図５において、３９はパイロット方向切換弁であり、アーム引き操作がされると、アーム引きパイロットライン４７からのパイロット圧を受けて、パイロットポンプ２３からのパイロット圧油を電磁方向切換弁３８に供給する。
【００７２】
電磁方向切換弁３８は、コントローラからの制御電流を受けて、再生弁３７へパイロット圧油を送る。これにより、再生弁３７はアーム１速用コントロールバルブ３３の戻り通路を遮断する。
【００７３】
図６は第３の油圧回路図でのコントローラの作用を示すフローチャートであり、図６に従って、実施例１と異なるところを以下に説明する。主な差異は図３のＳ１ステップが削除されたことである。
【００７４】
図６のＳ２１ステップにおいて、現在、電磁方向切換弁３８に制御電流は出力されているかどうか判定する。出力していればＳ２５ステップへ、出力していなければＳ２２ステップとなる。Ｓ２２ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第２の所定値Ｐ２より小さいか判定され、小さければＳ２４ステップとなるが、小さくなければＳ２３ステップとなり、Ｓ２３ステップにおいては、電磁比例減圧弁６７への制御電流出力を停止する。
【００７５】
図６のＳ２４ステップにおいては、電磁方向切換弁３８が作動すべく電磁方向切換弁３８への制御電流が出力されて、Ｓ２５ステップとなる。Ｓ２５ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第３の所定値Ｐ３より小さいか判定され、小さくなければＳ２７ステップとなるが、小さければＳ２６ステップとなり、Ｓ２６ステップにおいては、電磁比例減圧弁６７への制御電流の電流値を△Ｉだけ増加する。ここにおいて、第３の所定値Ｐ３はアーム引き操作がなされたときに、少し余裕を持ったキャビテーションを起こさない圧力である。
【００７６】
図６のＳ２７ステップにおいて、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第３の所定値Ｐ３に等しいか判定され、等しくなければＳ２９ステップとなるが、等しければＳ２８ステップとなり、Ｓ２８ステップにおいては、電磁比例減圧弁６７への制御電流の電流値を維持する。
【００７７】
図６のＳ２９ステップにおいては、電磁比例減圧弁６７への制御電流の電流値を△Ｉだけ減少して、次のＳ３０ステップとなる。Ｓ３０ステップにおいては、アームシリンダのボトム室側圧力Ｐｃが、第１の所定値Ｐ１より大きいか判定され、大きくなければ最初に戻り、大きければＳ３１ステップとなる。Ｓ３１ステップにおいては、電磁方向切換弁３８の作動を止めるべく電磁方向切換弁３８への制御電流出力を停止する。
【００７８】
上記の如き構成において、エンジン回転が低速でポンプ吐出流量が少ない中で、空中でアーム引き操作を行った場合と、アームシリンダの負荷が軽掘削の様に比較的軽い場合と、重掘削の如く重い場合において、キャビテーション防止作用はアームシリンダの再生状態と併せて、実施例１と同様の働きとなる。
【００７９】
以上より、空中でアーム引き操作を行った場合、絞り弁を追加することなく、コントロールバルブのスプールのストロークを適切に規制し、戻り通路の開口面積を調節して、キャビテーションを防止しながら、微操作に於ける良好な操作性を維持できる。また、掘削時にはコントロールバルブのスプールのストローク規制を完全に解除して、戻り油の絞りの圧力損失を削減できる。更に、本考案は流量を増加させるために再生時に戻り油を全量再生する再生手段を備えており、軽掘削時にスピードの速い作業を可能とする。
【符号の説明】
【００８０】
１    ショベル
２    下部走行体
３    上部旋回体
４    掘削アタッチメント
５    キャビン
６    ブーム
７    アーム
８    バケット
９    ブームシリンダ
１０  アームシリンダ
１１  バケットシリンダ
１２  旋回モータ
２１  第１油圧ポンプ
２２  第２油圧ポンプ
２３  パイロットポンプ  
２４、２５  ポンプレギュレータ  
３１  旋回用コントロールバルブ
３２  ブーム２速用コントロールバルブ
３３  アーム１速用コントロールバルブ
３４  バケット用コントロールバルブ
３５  ブーム１速用コントロールバルブ
３６  アーム２速用コントロールバルブ
３７  再生弁
３８  電磁方向切換弁
３９  パイロット方向切換弁
４０  逆止弁
４１、４１  タンデム回路
４３、４４  パラレル回路
４５、４６  ネガコン圧回路
４７  アーム引きパイロットライン
５１、５２  ネガコン絞り
５３、５４  絞り
６１  圧力センサ
６２  アーム用リモコン弁
６３  コントローラ
６４  パイロット圧力センサ
６５  絞り
６６  電磁絞り弁
６７  電磁比例減圧弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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