(57)【要約】【課題】直進走行時にツール操作したときの走行速度の低下によるショック発生を防止できる流体制御回路を提供する。【解決手段】第１の可変容量型ポンプ11-1および第２の可変容量型ポンプ11-2から走行用アクチュエータ1m-1，1m-2にそれぞれ供給する作動油を制御する１対の走行用コントロール弁16-1，16-2と、第２の可変容量型ポンプ11-2からツール用アクチュエータ9aに供給する作動油を制御するツール用バイパスコントロール弁17と、走行直進位置に切換わることで第１の可変容量型ポンプ11-1および第２の可変容量型ポンプ11-2から１対の走行用コントロール弁16-1，16-2に等流量の作動油を供給する走行直進弁14と、走行直進弁14の作動中にツール操作したときツール用バイパスコントロール弁17を緩速動作させる制御手段33とを具備する。制御手段33は、パイロット圧のオン／オフ時の変化速度を制限する。【選択図】図１
2009058097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポンプおよび第２のポンプから１対の走行用アクチュエータにそれぞれ供給される作動流体を制御する１対の走行用コントロール弁と、
第２のポンプからツール用アクチュエータに供給される作動流体を制御するツール用コントロール弁と、
走行直進位置に切換わることで第１のポンプおよび第２のポンプから１対の走行用コントロール弁に等流量の作動流体を供給する走行直進弁と、
走行直進弁の作動中にツール操作したときツール用コントロール弁を緩速動作させる制御手段と
を具備したことを特徴とする流体制御回路。
【請求項２】
制御手段は、
ツール用コントロール弁に作用するパイロット圧のオン時およびオフ時の変化速度を制限する速度制限器
を具備したことを特徴とする請求項１記載の流体制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用アクチュエータおよびツール用アクチュエータを備えた流体制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧式建設機械車輌において、走行用アクチュエータと同時に他のアクチュエータを作動させた際に生じる、走行の減速とそれにともなうショックを防止するために、直進走行時に油圧ポンプから走行用コントロール弁に流通させる残部圧油の流量を絞る弁として可変絞り弁を用いるとともに、他のアクチュエータ用コントロール弁に流通させる一部圧油の流路に可変絞り弁を配置し、圧油の流量を調整するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、走行用アクチュエータとツール用アクチュエータの連動操作時、走行直進性を確保するため、走行直進弁を駆動して、走行用アクチュエータをドライブポンプで駆動し、ツール用アクチュエータをアイドルポンプで駆動するようにしている。
【０００４】
走行直進弁は、ツール用アクチュエータの作動圧が走行用アクチュエータの作動圧より十分高い場合は、アイドルポンプからもオリフィスを介して走行系へ油が流れ込む構造になっている。ただし、ネガティブコントロール圧を決定するセンタバイパスラインの経路は、走行直進弁の駆動／停止に関わらず同じであるので、ツール用アクチュエータと走行用アクチュエータの連動操作時、アイドルポンプが吐出する油量は、ツール操作量と左走行操作量の和となる。
【特許文献１】特開平５−１８７０４１号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
走行中にツール用アクチュエータを操作した時、ツール用アクチュエータの作動圧が走行用アクチュエータの作動圧より十分高くない場合は、走行直進弁のオリフィスを介してアイドルポンプ側から走行用アクチュエータへ流れ込む油量が少なくなる。
【０００６】
走行単独直進操作時は、２ポンプ分の油量が走行用アクチュエータに流れ込んでいたが、ツールレバーを操作した瞬間、アイドルポンプから走行用アクチュエータへ流れ込む流量が急激に低下するため、大きなショックとなる。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、直進走行時にツール操作したときの走行速度の低下によるショック発生を防止できる流体制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された発明は、第１のポンプおよび第２のポンプから１対の走行用アクチュエータにそれぞれ供給される作動流体を制御する１対の走行用コントロール弁と、第２のポンプからツール用アクチュエータに供給される作動流体を制御するツール用コントロール弁と、走行直進位置に切換わることで第１のポンプおよび第２のポンプから１対の走行用コントロール弁に等流量の作動流体を供給する走行直進弁と、走行直進弁の作動中にツール操作したときツール用コントロール弁を緩速動作させる制御手段とを具備した流体制御回路である。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の流体制御回路における制御手段が、ツール用コントロール弁に作用するパイロット圧のオン時およびオフ時の変化速度を制限する速度制限器を具備したものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載された発明によれば、走行直進弁の作動中にツール操作したとき制御手段によりツール用コントロール弁を緩速動作させるので、第１のポンプおよび第２のポンプから走行用コントロール弁に供給される流量のツール用コントロール弁への急激な変化を防止でき、これにより、直進走行時にツール操作したときの走行速度の低下によるショック発生を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載された発明によれば、ツール用コントロール弁に作用するパイロット圧のオン時およびオフ時の変化速度を制限する速度制限器により、直進走行時にツール操作したとき、およびツール操作停止したときの走行速度の変化によるショック発生を確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を、図１乃至図４に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図４は、本発明に係る作業機械Ａを示し、左右部に走行用アクチュエータ1mを有する下部走行体１に対し、旋回軸受部２を介して、旋回用アクチュエータ3mにより旋回可能な上部旋回体３が設けられ、この上部旋回体３上に動力部４およびキャブ５が搭載されて、機体Ｂが構成されている。
【００１４】
この機体Ｂに作業装置６が搭載されている。この作業装置６は、上部旋回体３にブーム７の基端が上下方向回動自在に軸支され、このブーム７の先端にアーム８が回動自在に軸支され、このアーム８の先端にツール９がバケットに替えて回動自在に軸支され、そして、ブーム７はブーム用アクチュエータ7aにより上下方向に回動すなわち上下動され、アーム８はアーム用アクチュエータ8aにより回動され、ツール９はツール用アクチュエータ9aにより作動され、バケット用アクチュエータ9bにより回動される。
【００１５】
図１は、作業機械Ａに搭載された、走行・ツール連動回路に特徴を有する流体制御回路10を示す。この流体制御回路10において、作動流体は油を用いて作動油とし、流体圧は油圧とする。
【００１６】
油圧回路は、図１において右側に示された第１の作動流体供給回路10-1と、左側に示された第２の作動流体供給回路10-2とに大別される。
【００１７】
第１の作動流体供給回路10-1は、第１のポンプとしての第１の可変容量型ポンプ（エンジンに直結されたドライブポンプ）11-1の吐出ライン12-1に、第１のセンタバイパスライン13-1と、走行直進弁14と、第１の作動油供給ライン15-1とが接続され、第１のセンタバイパスライン13-1および第１の作動油供給ライン15-1に、右走行用コントロール弁16-1などが接続されている。
【００１８】
第２の作動流体供給回路10-2は、第２のポンプとしての第２の可変容量型ポンプ（エンジンにドライブポンプを介して連結されたアイドルポンプ）11-2の吐出ライン12-2に、走行直進弁14と、第２のセンタバイパスライン13-2と、第２の作動油供給ライン15-2とが接続され、第２のセンタバイパスライン13-2と第２の作動油供給ライン15-2とに、左走行用コントロール弁16-2、ツール用コントロール弁としてのツール用バイパスコントロール弁17が、それぞれ接続されている。
【００１９】
走行直進弁14は、主として通常の作業時では下側の作業切換位置が用いられるが、直進走行時は、ソレノイドの励磁により図１に示された上側の走行位置に切換えられる。走行直進弁14は、オリフィスおよびチェック弁を有する内部通路14aを備え、この内部通路14aにより、第１の可変容量型ポンプ11-1の吐出ライン12-1と、第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出ライン12-2とを連通している。
【００２０】
そして、この走行直進弁14は、下側の作業切換位置では、第１の可変容量型ポンプ11-1からの吐出流量を第１の作動流体供給回路10-1のみに供給するとともに、第２の可変容量型ポンプ11-2からの吐出流量を第２の作動流体供給回路10-2のみに供給するが、図１に示された直進走行時に用いられる上側切換位置で、第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出圧が第１の可変容量型ポンプ11-1の吐出圧より高い場合は、第１の可変容量型ポンプ11-1からの吐出流量を右走行用コントロール弁16-1および左走行用コントロール弁16-2に供給するとともに、第２の可変容量型ポンプ11-2からの吐出流量も走行直進弁14の内部通路14aを経て右走行用コントロール弁16-1および左走行用コントロール弁16-2に供給する。
【００２１】
すなわち、走行直進弁14は、図１に示された走行直進位置に切換わり、かつ第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出圧が第１の可変容量型ポンプ11-1の吐出圧より高い場合は、第１の可変容量型ポンプ11-1および第２の可変容量型ポンプ11-2から右走行用コントロール弁16-1および左走行用コントロール弁16-2に対して、作業切換位置のときのほぼ２倍の流量を等しく供給することができる。
【００２２】
第１の作動流体供給回路10-1に設けられた右走行用コントロール弁16-1および第２の作動流体供給回路10-2に設けられた左走行用コントロール弁16-2は、それぞれが、中立位置で作動油を上流側から下流側へバイパスさせるバイパス通路16bを内部に備え、また非中立位置では第１および第２の可変容量型ポンプ11-1，11-2から吐出された作動油を走行レバー操作量に応じて左右の走行用アクチュエータ1m-1，1m-2に供給するものである。
【００２３】
第２の作動流体供給回路10-2に設けられたツール用バイパスコントロール弁17は、中立位置で作動油を上流側から下流側へバイパスさせるバイパス通路17bを内部に備え、また切換位置では出力ライン18を経てツール制御弁19に作動油を供給するスプール弁であり、ツール制御弁19は、方向制御および流量制御された作動油をツール用アクチュエータ9aに供給する。
【００２４】
センタバイパスライン13-1，13-2の下流部は、圧力設定弁すなわちリリーフ弁23-1，23-2および絞り24-1，24-2を介して作動油貯留用のタンク25に接続され、リリーフ弁23-1，23-2および絞り24-1，24-2の直前からネガティブコントロールライン26-1，26-2が分岐され、チェック弁27-1，27-2を介して、可変容量型ポンプ11-1，11-2の斜板28-1，28-2を制御するレギュレータ29-1，29-2に接続されている。
【００２５】
可変容量型ポンプ11-1，11-2は、機体Ｂの上部旋回体３上にエンジン（図示せず）とともに搭載されてエンジンにより駆動され、作動油貯留用のタンク25は、上部旋回体３上のポンプ近傍に搭載され、ポンプ吸込口に作動油を供給する。
【００２６】
レギュレータ29-1，29-2に作用するネガティブコントロールライン26-1，26-2のネガティブコントロール圧は、左右の走行用コントロール弁16-1，16-2、ツール用バイパスコントロール弁17の各スプールストローク量に応じて変動する。
【００２７】
すなわち、走行用コントロール弁16-1，16-2およびツール用バイパスコントロール弁17のスプールストローク量が大きいほど、これらの弁内の各バイパス通路16b，17bを経て発生するネガティブコントロール圧は小さくなり、このネガティブコントロール圧が小さいほど、レギュレータ29-1，29-2は、ポンプ容量を大きく制御する。
【００２８】
逆に、左右の走行用コントロール弁16-1，16-2、およびツール用バイパスコントロール弁17のスプールストローク量が小さく、中立位置に近いほど、これらの弁内の各バイパス通路16b，17bを経て発生するネガティブコントロール圧が大きくなり、このネガティブコントロール圧が大きいほど、レギュレータ29-1，29-2は、ポンプ容量を小さく制御する。
【００２９】
このように、第１の作動流体供給回路10-1は、第１の可変容量型ポンプ11-1に第１の作動流体供給ライン15-1とともに設けられた第１のセンタバイパスライン13-1よりネガティブコントロールライン26-1を経てネガティブコントロール圧をフィードバックし、また、第２の作動流体供給回路10-2は、第２の可変容量型ポンプ11-2に第２の作動流体供給ライン15-2とともに設けられた第２のセンタバイパスライン13-2よりネガティブコントロールライン26-2を経てネガティブコントロール圧をフィードバックする。
【００３０】
走行用アクチュエータ1m-1，1m-2を操作する走行ペダル31、ツール用アクチュエータ9aを操作するツールレバー32などが、制御手段33の入力部に接続され、この制御手段33の出力部には、走行直進弁14、左右の走行用コントロール弁16-1，16-2、ツール用バイパスコントロール弁17およびツール制御弁19などが接続されている。図１には、ツール用バイパスコントロール弁17に対する配設のみを示す。
【００３１】
この制御手段33は、走行直進弁14の作動中にツールレバー操作をしたときツール用バイパスコントロール弁17を緩速動作させる機能を備えている。
【００３２】
すなわち、図２に示されるように、制御手段33は、ツール用バイパスコントロール弁17に作用するパイロット圧のオン時およびオフ時の変化速度を制限する速度制限器36を備え、この速度制御器36に対し、走行直進弁14のオン／オフを判断するステータス判別器37と、ツールレバー32のレバー操作量からツール操作用の目標パイロット圧を設定するパイロット圧設定器38と、ツール用バイパスコントロール弁17に作用するパイロット圧変化特性の傾斜（ランプ）に関する諸条件（上昇傾斜勾配、下降傾斜勾配、上昇傾斜開始圧、下降傾斜開始圧）を設定するランプバリュー設定器39とが接続されている。
【００３３】
次に、図示された実施の形態の作用効果を説明する。
【００３４】
図３に示されるように、制御手段33の速度制限器36は、直進走行時に、ツール用バイパスコントロール弁17にパイロット圧がオンまたはオフ作用するとき、そのパイロット圧の変化速度を制限して、オン信号を漸次増加させ、オフ信号を漸次減少させるように制御する。
【００３５】
したがって、走行直進弁14により直進走行中にツールレバー32を操作すると、制御手段33の速度制限器36は、ツール用バイパスコントロール弁17をゆっくり開いていく。また、直進走行中にツールレバー32を戻し操作すると、制御手段33の速度制限器36は、ツール用バイパスコントロール弁17をゆっくり閉じていく。
【００３６】
第２の可変容量型ポンプ11-2が吐出する油量は、左走行用コントロール弁16-2のスプール駆動量と、ツール用バイパスコントロール弁17のスプール駆動量の和となるので、走行直進弁14を駆動した状態で、ツール用バイパスコントロール弁17の開口面積が小さいと、第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出圧は上昇する。この第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出圧が上昇すると、この第２の可変容量型ポンプ11-2から吐出した作動油は、走行直進弁14内のオリフィスなどの内部通路14aを介して左右の走行用アクチュエータ1m-1，1m-2へ流れ込むので、走行速度はあまり低下しない。
【００３７】
このとき、ツール用バイパスコントロール弁17を上記のように、ゆっくり開いていくので、第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出圧もゆっくり低下し、走行速度もゆっくり低下する。このため、単独走行中にツール用アクチュエータ9aを操作しても走行速度が急変しないので、回路の切り替わりショックがなく、スムーズに操作することができる。
【００３８】
なお、ツール用バイパスコントロール弁17の開口を通常より小さめに設定すると、連動時の走行速度を調節することができる。
【００３９】
このように、走行用アクチュエータ1m-1，1m-2とツール用アクチュエータ9aの連動操作時、走行直進性を確保するため、走行直進弁14のソレノイドを励磁して、走行用アクチュエータ1m-1，1m-2を第１の可変容量型ポンプ11-1で駆動し、ツール用アクチュエータ9aを第２の可変容量型ポンプ11-2で駆動すると、第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出圧が第１の可変容量型ポンプ11-1の吐出圧より高い場合は、第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出油が走行直進弁14の内部通路14aを経て走行用アクチュエータ1m-1，1m-2に流れ込む。
【００４０】
一方、第１の可変容量型ポンプ11-1から供給される走行作動圧より、第２の可変容量型ポンプ11-2から供給されるツール作動圧が十分高くない場合は、走行用アクチュエータ1m-1，1m-2は第１の可変容量型ポンプ11-1のみで作動することになり、走行ペダル31を最大操作している状態でツール９を操作すると、走行速度も一気に約半分になり、大きなショックが発生する。そこで、走行中にツール９を操作したとき、制御手段33の速度制限器36により、ツール用バイパスコントロール弁17をゆっくり開くことで、第２の可変容量型ポンプ11-2の吐出圧が高く維持されるようにして、第２の可変容量型ポンプ11-2の作動油が、走行直進弁14の内部通路14aを経て走行用アクチュエータ1m-1，1m-2へ流れ込むようにし、ツールレバー32を入れた瞬間に走行速度が急激に低下することを防ぐことでショックを低減する。
【００４１】
このように、走行直進弁14の作動中にツール操作すると、制御手段33の速度制限器36がツール用バイパスコントロール弁17を緩速動作させるので、第１の可変容量型ポンプ11-1および第２の可変容量型ポンプ11-2から走行用コントロール弁16-1，16-2に供給される流量のツール用バイパスコントロール弁17への急激な変化を防止でき、これにより、直進走行時にツール操作したときの走行速度の低下によるショック発生を防止できる。
【００４２】
すなわち、ツール用バイパスコントロール弁17に作用するパイロット圧のオン時およびオフ時の変化速度を制限する速度制限器36により、直進走行時にツール操作したとき、およびツール操作停止したときの走行速度の変化によるショック発生を確実に防止できる。さらに、機体走行時のツール操作によるショック発生を防止できるので、作業機械Ａの乗り心地を改善できるとともに、走行中に支障なくツール９を操作できるので、同時操作により作業能率も改善できる。
【００４３】
本発明は、走行直進弁による直進走行機能を備えた作業機械に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る流体制御回路の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上流体制御回路の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図３】同上流体制御回路の速度制限器の機能を説明する説明図である。
【図４】同上流体制御回路を備えた作業機械の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
1m-1，1m-2    走行用アクチュエータ
9a    ツール用アクチュエータ
11-1    第１のポンプとしての第１の可変容量型ポンプ
11-2    第２のポンプとしての第２の可変容量型ポンプ
14    走行直進弁
16-1，16-2    走行用コントロール弁
17    ツール用コントロール弁としてのツール用バイパスコントロール弁
33    制御手段
36    速度制限器
【図１】
2009058097.tif 000003
【図２】
2009058097.tif 000004
【図３】
2009058097.tif 000005
【図４】
2009058097.tif 000006