(57)【要約】【課題】メータアウト絞りを介した戻り油による油圧騒音を低減する。【解決手段】油圧ポンプ１０から油圧アクチュエータ４１への圧油の流れ、および油圧アクチュエータ４１からタンクへの戻り油の流れを制御する方向切換弁１１と、操作量に応じて方向切換弁１１を操作する操作手段１２と、油圧アクチュエータ４１からタンクへの戻り管路Ｌ２に方向切換弁１１に対して直列に設けられ、操作手段１２の操作量に応じて戻り管路Ｌ２の開口面積の特性を調整するメータリング調整手段１６とを備える。【選択図】図２
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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への圧油の流れ、および油圧アクチュエータからタンクへの戻り油の流れを制御する方向切換弁と、
操作量に応じて前記方向切換弁を操作する操作手段と、
前記油圧アクチュエータからタンクへの戻り管路に前記方向切換弁に対して直列に設けられ、前記操作手段の操作量に応じて前記戻り管路の開口面積の特性を調整するメータリング調整手段とを備えることを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記メータリング調整手段は、前記方向切換弁の下流に設けられ、かつ前記方向切換弁よりも開口面積が小さい可変絞り弁であることを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記メータリング調整手段は、前記戻り管路を流れる圧油による油圧騒音の発生を抑えるように前記操作手段の操作量に応じて前記開口面積の特性を調整することを特徴とする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、メータリング特性を調整する建設機械の油圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械では、操作レバーの操作により方向切換弁を駆動し、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する。方向切換弁にはメータイン絞りとメータアウト絞りとが設けられ、メータイン絞りを介して油圧アクチュエータへ圧油が供給されるとともに、メータアウト絞りを介して油圧アクチュエータからタンクに油が戻される。この際、メータイン絞りとメータアウト絞りの設定如何で油圧アクチュエータの操作性が異なったものとなり、オペレータにとって最適な操作性が得られるようにメータリング特性が設定される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２０５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の油圧ショベルでは、メータアウト絞りを介して油圧騒音が発生するおそれがある。この油圧騒音は、メータアウト絞りの前後の圧力差に起因して発生するものであるが、油圧機器の特性にはばらつきがあるため、油圧騒音を効果的に低減するようなメータリング特性を得ることは難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による建設機械の油圧制御装置は、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れ、および油圧アクチュエータからタンクへの戻り油の流れを制御する方向切換弁と、操作量に応じて方向切換弁を操作する操作手段と、油圧アクチュエータからタンクへの戻り管路に方向切換弁に対して直列に設けられ、操作手段の操作量に応じて戻り管路の開口面積の特性を調整するメータリング調整手段とを備えることを特徴とする。
メータリング調整手段を、方向切換弁の下流に設けられ、かつ方向切換弁よりも開口面積が小さい可変絞り弁とすることもできる。
戻り管路を流れる圧油による油圧騒音の発生を抑えるように操作手段の操作量に応じて開口面積の特性を調整することが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、戻り管路の開口面積特性を調整可能としたので、油圧機器のばらつきにかかわらず、所定のメータリング特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図１〜図３を参照して本発明による建設機械の油圧制御装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る油圧制御装置が適用される建設機械の一例である油圧ショベルの斜視図である。油圧ショベルは、走行体１と、旋回装置２を介して走行体上に旋回可能に設けられた旋回体３と、旋回体３に回動可能に軸支されたブーム４、アーム５、バケット６からなる作業用フロント７とを有する。ブーム４、アーム５、バケット６はそれぞれブームシリンダ４１、アームシリンダ５１、バケットシリンダ６１の伸縮によって上下方向に回動し、掘削作業などが行われる。
【０００８】
図２は、本実施の形態に係る油圧制御装置の構成を示す油圧回路図であり、とくにブームシリンダ駆動用回路を示している。なお、図示は省略するが、アームシリンダ駆動用回路、バケットシリンダ駆動用回路の構成も図２と同様である。可変容量形油圧ポンプ１０からの圧油は、管路Ｌ１および方向切換弁１１を介してブームシリンダ４１に作用する。ブームシリンダ１１からの油は、方向切換弁１１および管路Ｌ２を介してタンクに戻る。なお、図では、油圧ポンプ１０の吐出油がブームシリンダ４１のボトム室４１ａに作用し、ロッド室４１ｂの油がタンクに戻される状態を示している。
【０００９】
操作レバー１２を操作すると、パイロット弁１３からはその操作量に応じたパイロット圧が発生する。パイロット圧は操作レバー１２の操作量が大きいほど大きく、方向切換弁１１のパイロットポートにはパイロット管路Ｌ３，Ｌ４を介してパイロット弁１３からのパイロット圧が作用する。
【００１０】
方向切換弁１１は、パイロット弁１３からのパイロット圧により切り換わり、方向切換弁１１の切換によりブームシリンダ４ａへの圧油の流れが制御される。すなわちパイロット管路Ｌ３を介して方向切換弁１１にパイロット圧が作用すると、方向切換弁１１は図示のように切り換わり、ポンプ吐出油がブームシリンダ４１のボトム室４１ａに作用する。一方、パイロット管路Ｌ４を介して方向切換弁１１にパイロット圧が作用すると、ポンプ吐出油がブームシリンダ４１のロッド室４１ｂに作用する。ポンプレギュレータ１４には、シャトル弁１５を介してパイロット管路Ｌ３，Ｌ４の高圧側の圧油が作用し、レギュレータ１４の駆動により油圧ポンプ１０の傾転角が変更される。
【００１１】
方向切換弁１１にはメータイン絞り１１ａとメータアウト絞り１１ｂが設けられている。各絞り１１ａ，１１ｂの開口面積は、操作レバー１２の操作量に応じて変化する。図３は、操作レバー１２の操作量（レバーストローク）と開口面積の関係を概略的に示す図である。図中、ｆ１はメータイン絞り１１ａの開口面積特性であり、ｆ２はメータアウト絞り１１ｂの開口面積特性である。メータイン絞り１１ａおよびメータアウト絞り１１ｂとも、操作レバー１２の操作量が０のとき（中立時）の開口面積は０であり、レバーストロークが増加すると開口面積は徐々に大きくなる。メータイン絞り１１ａの開口面積はメータアウト絞り１１ｂの開口面積よりも大きい。
【００１２】
このようなメータアウト絞り１１ｂを有する回路では、メータアウト絞り１１ｂの前後の圧力差に起因して油圧騒音（気泡の爆発によって生じる騒音等）が発生するおそれがある。この油圧騒音は、例えばブームシリンダ４１の出口圧力が大きいポイントで大きくなり、とくにロッド室４１ｂから油が排出されるときに大きくなる傾向にある。したがって、開口面積特性ｆ１，ｆ２を設定する際は、油圧アクチュエータの操作性だけでなく油圧騒音も考慮して設定することが好ましい。
【００１３】
しかし、方向切換弁１１等の油圧機器の特性には個々にばらつきがあるため、油圧騒音を低減するような開口面積特性ｆ１，ｆ２を一律に設定したのでは、油圧騒音を効果的に抑えることが困難である。そこで、本実施の形態では、油圧機器の特性のばらつきに拘わらず油圧騒音を抑えることができる一定のメータアウト特性ｆ２’を得るために、以下のように構成する。
【００１４】
本実施の形態の特徴的構成として、方向切換弁１１の下流の戻り管路Ｌ２には可変絞り弁１６が設けられている。可変絞り弁１６の弁開度はコントローラ２０からの制御信号によって変更され、方向切換弁１１（メインスプール）と可変絞り弁１６（サブスプール）の複合によってメータアウトの絞り機能を発揮する。
【００１５】
パイロット管路Ｌ３のパイロット圧Ｐｉは圧力センサ２１により検出され、コントローラ２０に入力される。コントローラ２０には、例えば図３のｆ３に示すような可変絞り弁１６の開口面積特性が記憶されている。この特性ｆ３は、方向切換弁１１等の特性のばらつきを考慮し、所定のメータアウトの特性ｆ２’が得られるように予め実験等により求めたものである。なお、可変絞り弁１６の開口面積は方向切換弁１１の絞り１１ｂの開口面積よりも小さい。
【００１６】
コントローラ２０は、この特性ｆ３に従いパイロット圧Ｐｉに応じて絞り弁１６の弁開度を制御する。これにより方向切換弁１１の個々のばらつきに拘わらずメータアウトの特性がｆ２’となる。この結果、ブームシリンダ４１の出口圧力の増加が抑えられ、油圧騒音を効果的に低減できる。
【００１７】
このように本実施の形態によれば方向切換弁１１の下流の戻り管路Ｌ２に可変絞り１６を設けたので、メータアウトの開口面積特性ｆ２が調整可能となり、方向切換弁１１の特性ｆ１，ｆ２のばらつきに拘わらず、油圧騒音を低減できる。可変絞り弁１６の開口面積をメータアウト絞り１１ｂの開口面積よりも小さくするので、メータアウトの特性ｆ２を容易にｆ２’に調整できる。
【００１８】
なお、上記実施の形態では、メータアウトの開口面積特性ｆ２を調整して油圧騒音を低減するようにしたが、油圧騒音以外の点を考慮してメータリング特性を調整するようにしてもよい。例えばオペレータの好みに応じた操作性を得るためにメータリング特性を調整してもよい。方向切換弁１１の下流の戻り管路Ｌ２に可変絞り弁１６を設け、圧力センサ２１の検出値に応じて可変絞り弁１６の弁開度を制御してメータリング特性を変更するようにしたが、メータリング調整手段はこれに限らない。操作レバー１２の操作量に応じて方向切換弁１１を切り換えるようにしたが、操作手段の構成はこれに限らない。図３の特性ｆ１〜ｆ３は、説明を容易にするために一例として模式的に示したものであり、特性ｆ１〜ｆ３の形状はこれに限らない。
【００１９】
上記実施の形態では、油圧ショベルに油圧制御装置を適用する例を説明したが、他の建設機械にも同様に適用可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の油圧制御装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る油圧制御装置が適用される油圧ショベルの斜視図。
【図２】本実施の形態に係る油圧制御装置の構成を示す油圧回路図。
【図３】本実施の形態に係る油圧制御装置によるメータリング特性を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１０  油圧ポンプ
１１  方向切換弁
１２  操作レバー
１６  可変絞り弁
２０  コントローラ
２１  圧力センサ
４１  ブームシリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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