JP2753624B2

JP2753624B2 - 建設機械の油圧緩衝制御装置

Info

Publication number: JP2753624B2
Application number: JP12768989A
Authority: JP
Inventors: 博小桜; 英一浅倉
Original assignee: Yutani Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPH02308021A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、主として油圧ショベルなど建設機械に装
備された油圧シリンダの油圧緩衝制御装置に関する。

従来の技術第２図は、ホイール式油圧ショベルの全体側面図であ
る。図において、１は油圧ショベルの下部走行体、２は
上部旋回体、３は上部旋回体２に搭載されたエンジン、
４は上部旋回体２のフロント部に装着された作業アタッ
チメント、5,6,7は作業アタッチメント４を駆動する油
圧シリンダであるそれぞれブームシリンダ、アームシリ
ンダ、バケットシリンダである。

第３図は、従来技術油圧緩衝制御装置を示す回路図で
ある。図において、８は油圧シリンダ、９は油圧シリン
ダ８のピストン部、10は油圧シリンダ８用方向切換弁、
11はメイン圧用油圧源、12は油タンク、13は流量制御
弁、14は油圧シリンダ８に設けた検出器、15は位置信号
発生器、16は作動速度演算回路、17は緩衝ストローク開
始位置設定回路、18は出力信号演算回路、19は出力信号
出力器、20はリリーフ弁である。

次に、従来技術油圧緩衝制御装置について述べる。第
３図における制御回路は、油圧シリンダ８の作動速度を
求める作動速度演算回路16と、その作動速度により、所
定時刻毎に緩衝ストローク開始位置を設定する緩衝スト
ローク開始位置設定回路17と、油圧シリンダ８の作動ス
トローク位置が上記緩衝ストローク開始位置に達したこ
とを判定する比較器（CP）と、その比較器の信号を受け
て、所定時刻毎に流量制御弁13の絞り開口面積に相当す
る出力信号を出力する出力信号演算回路18から構成され
ている。それにより、油圧シリンダ８のピストン部９が
緩衝ストローク開始位置に達したとき、油圧シリンダ８
の戻り側の流量は制限され、緩衝効果が得られる。

この発明が解決しようとする課題従来技術の油圧緩衝制御装置では、油圧シリンダのピ
ストン部がストロークエンドに接近したとき油圧シリン
ダの戻り側の流量を制限するようにしている。そのため
に、上記油圧シリンダがストロークエンドに達している
ときでも、メイン圧用油圧ポンプは多量の不必要な油量
を吐出させていた。そこで上記過分の油量は、直ちにリ
リーフ弁などを通じて油タンクへリターンさせていた。
そのエネルギーロスは大きく、さらに油温の上昇をとも
なうので、油圧回路系統機器にも悪影響を及ぼしてい
た。また、油圧シリンダの戻り側の流量を制限するよう
にしているが、圧油供給側は絞られていないので、緩衝
時にショックをともない、その緩衝フィーリングが快適
なものではなかった。

この発明は上記の課題を解決し、油圧シリンダのピス
トン部がストロークエンドに接近したとき油圧シリンダ
の圧油供給側と戻り側の流量を同時に制限するととも
に、油圧ポンプの吐出流量を減少させるような油圧緩衝
制御装置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上記の課題を解決するためのに講じたこの発明の手段
は、イ．油圧シリンダ操作用リモコン弁と油圧シリンダ制御
用方向切換弁とを連通する油路を、電磁開閉弁および減
圧弁を介して油タンクに連通するようにし、ロ．また、上記減圧弁の減圧設定圧を油圧シリンダ負荷
およびエンジン回転数に対応して変えられるように設定
し、ハ．油圧シリンダのピストン部がストロークエンドに接
近したとき、上記検出手段用の近接センサスイッチから
の出力信号と、リモコン弁から導出されるパイロット圧
信号により上記電磁開閉弁を切換作動させるとともに、
上記方向切換弁に作用させるパイロット圧を低減するよ
うに構成した。

作用イ．油圧シリンダを作動させるときには、リモコン弁用
操作レバーの操作角度に応じてパイロット弁よりパイロ
ット圧が導出される。上記操作レバーを大なる操作角度
に操作したとき、油圧シリンダ用方向切換弁に作用する
パイロット圧は電気回路内圧力スイッチをオン状態に切
換える。そして油圧シリンダのピストン部がストローク
エンドに接近したとき、油圧シリンダに設けた検出器
（近接センサスイッチ）からの出力信号は電気回路内リ
レースイッチをオン状態に閉じてしまう。この時点に、
電気回路は通電する。

ロ．上記イ項により電気回路内電磁開閉弁は、遮断油路
位置より開通油路位置に切換わる。そこで、上記パイロ
ット弁と方向切換弁とを連通する油路は、電磁開閉弁の
開通油路位置、減圧弁を通じて油タンクに連通する。そ
れにより、上記方向切換弁に作用するパイロット圧は低
減される。なお上記の場合、減圧弁の減圧設定圧は油圧
シリンダ負荷およびエンジン回転数に対応して、コント
ローラにより調整される。

ハ．上記ロ項により方向切換弁に作用するパイロット圧
は低減されるので、方向切換弁内スプールの中立位置か
らの移動量は縮小される。そこで、油圧シリンダの圧油
供給側と戻り側の流量は同時に減少する。それにより、
油圧シリンダの作動にブレーキ作用がはたらく。

ニ．なお上記ハ項のように油圧シリンダの戻り側の流量
が減少すると、各種方向切換弁を連通するセンターバイ
パス油路下流側にネガコン圧は上昇する、そしてそのネ
ガコン圧は油圧ポンプのレギュレータに作用するので、
その斜板傾転角は調整され、ポンプ吐出流量は減少す
る。

ホ．上記イ項〜ニ項のようにして、油圧シリンダのスト
ロークエンド域における衝撃を緩和することができる。

実施例以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。第１図は、この発明にかかる油圧緩衝制御装置を
示す回路図である。図において、21は油圧シリンダのう
ちたとえばブームシリンダ、22は油圧シリンダ21のピス
トン部、23は油圧シリンダ21に設けた検出器である近接
センサスイッチ、24はブームシリンダ21用方向切換弁、
25は走行モータ、26は走行モータ25用方向切換弁、27は
他の油圧アクチュエータ（図示はない）用方向切換弁、
28はネガコン圧（ネガチブコントロール圧）設定用低圧
リリーフ弁、29は絞り部、30は油タンク、31はブームシ
リンダ21操作用リモコン弁、32はリモコン弁31の操作レ
バー、33,34はリモコン弁31のそれぞれパイロット弁、3
5−36−37はブームシリンダ21伸長時用パイロット油
路、38は電磁開閉弁、39は電磁開閉弁38のソレノイド、
40は電磁比例圧力制御式減圧弁、41は減圧弁40のソレノ
イド、42は油圧ポンプ、43は油圧ポンプ42のレギュレー
タ、44はパイロットポンプ、45は各種方向切換弁（26,2
4,27）連通するセンターバイパス油路、46は電気回路、
47は電気回路46内の圧力スイッチ、48はリレースイッ
チ、49は電源、50はブームシリンダ21に設けた負荷検出
用の圧力センサ、51はエンジン、52はエンジン回転数を
検出する回転センサ、53はコントローラである。

次に、この発明にかかる油圧緩衝制御装置の構成を第
１図について述べる。リモコン弁31のパイロット弁34
と、方向切換弁24のパイロット圧受圧部54とを連通する
パイロット油路（35−36−37）を、電磁開閉弁38および
減圧弁40を介して油タンク30に連通するようにした。ま
た、上記減圧弁40の減圧設定圧をブームシリンダ（21）
負荷およびエンジン回転数に対応して変えられるように
設定した。そしてブームシリンダ21のピストン部22がス
トロークエンドに接近したとき、近接センサスイッチ23
からの出力信号と、パイロット弁34から導出されるパイ
ロット圧信号により電磁開閉弁38を切換作動させるとと
もに、方向切換弁24のパイロット圧受圧部54に作用させ
るパイロット圧を低減するように構成した。

次に、この発明にかかる油圧緩衝制御装置の作用機能
について述べる。リモコン弁31の操作レバー32を操作角
度θで、上げ方向イに操作すると、パイロットポンプ44
からのパイロット圧は、パイロット弁34、パイロット油
路35、36、37を経て、方向切換弁24のパイロット圧受圧
部54に作用する。方向切換弁24は中立位置よりロ位置に
切換わるので、ブームシリンダ21は伸長作動する。この
場合、パイロット弁34から導出されるパイロット圧はパ
イロット油路（第１図における35、36、55）を通じて、
圧力スイッチ47のパイロットポートハに作用する。圧力
スイッチ47は、オン状態に切換わる。そしてブームシリ
ンダ21のピストン部22がストロークエンドに接近したと
き、近接センサスイッチ23からの出力信号はリレースイ
ッチ48をオン状態に閉じてしまう。この時点に電気回路
46は通電するので、電磁開閉弁38は遮断油路位置ニより
開通油路位置ホに切換わる。そこで、上記パイロット油
路（第１図における35）は油路56、電磁開閉弁38の開通
油路位置ホ、油路57、減圧弁40を通じて、油タンク30に
連通する。それにより、上記方向切換弁24に作用するパ
イロット圧は低減される。なお上記の場合、ブームシリ
ンダ21に設けられた圧力センサ50からの負荷検出信号
と、エンジン回転数を検出する回転センサ52からの回転
数検出信号が、コントローラ53に入力される。そこで上
記検出信号にもとづき、コントローラ53から、電磁比例
圧力制御式減圧弁40のソレノイド41に対して、演算電流
値信号が出力される。それにより減圧弁40の減圧設定圧
は、ブームシリンダ負荷およびエンジン回転数に対応し
て変えられる。すなわち減圧弁40の減圧設定圧（減圧弁
のリリーフ開始時圧力をいう）は、ブームシリンダ負荷
が大きいとき、エンジン回転数が低いときには、昇圧す
るように調整される。

上記のようにして方向切換弁24に作用するパイロット
圧が低減されるので、方向切換弁24内スプール（図示は
ない）の中立位置からの移動量は縮小される。そこで、
ブームシリンダ24の圧油供給側と戻り側の流量は、同時
に減少する。それにより、ブームシリンダ21の伸長作動
にブレーキ作用がはたらく。なお上記のようにブームシ
リンダ21の戻り側の流量が減少すると、センターバイパ
ス油路45下流側トのネガコン圧は上昇する。そしてその
ネガコン圧は、油路58を通じて、油圧ポンプ42のレギュ
レータ43に作用する。したがって油圧ポンプ42の斜板傾
転角は調整され、ポンプ吐出量は減少する。

発明の効果従来技術の油圧緩衝制御装置では、油圧シリンダのピ
ストン部がストロークエンドに接近したとき油圧シリン
ダの戻り側の流量を制限するようにしている。しかし油
圧シリンダに対する圧油供給側は流量制限がなされてい
ないので、メイン圧吐出用油圧ポンプのエネルギーロス
は大きく、かつ緩衝時にショックをともない、その緩衝
フィーリングが快適なものではなかった。

しかしこの発明にかかる油圧緩衝制御装置では、リモ
コン弁と方向切換弁とを連通するパイロット油路を、電
磁開閉弁および電磁比例圧力制御式減圧弁を介して油タ
ンクに連通するようにした。そして油圧シリンダのピス
トン部がストロークエンドに接近したとき、油圧シリン
ダに設けた近接センサスイッチからの出力信号と、リモ
コン弁から導出されるパイロツト圧信号により上記電磁
開閉弁を切換作動させるとともに、上記方向切換弁に作
用させるパイロット圧を低減するようにした。それによ
り、油圧シリンダの圧油供給側と戻り側の流量は同時に
制限されるとともに、油圧ポンプの吐出流量は減少す
る。

したがって、この発明にかかる油圧緩衝制御装置をそ
なえた建設機械では、油圧シリンダのストロークエンド
域における緩衝を快適なフィーリングで緩和するととも
に、油圧ポンプの省エネ効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる油圧緩衝制御装置を示す回路
図、第２図は油圧ショベルの全体側面図、第３図は従来
技術油圧緩衝制御装置を示す回路図である。 5,21……ブームシリンダ（油圧シリンダ） 10,24,26,27……方向切換弁 23……近接センサスイッチ 31……リモコン弁 38……電磁開閉弁 40……減圧弁 42……油圧ポンプ 44……パイロットポンプ 47……圧力スイッチ 48……リレースイッチ 53……コントローラ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧シリンダにシリンダストロークを判定
する検出手段を設け、油圧シリンダの伸縮作動時にその
ピストン部のストロークエンド手前位置にて、油圧シリ
ンダのストロークエンド域における衝撃を緩和せしめる
ようにした油圧緩衝制御装置において、油圧シリンダ操
作用リモコン弁と油圧シリンダ制御用方向切換弁とを連
通する油路と、電磁開閉弁および減圧弁を介して油タン
クに連通するようにし、また上記減圧弁の減圧設定圧を
油圧シリンダ負荷およびエンジン回転数に対応して変え
られるように設定し、油圧シリンダのピストン部がスト
ロークエンドに接近したとき、上記検出手段用の近接セ
ンサスイッチからの出力信号と、リモコン弁から導出さ
れるパイロット圧信号により上記電磁開閉弁を切換作動
させるとともに、上記方向切換弁に作用させるパイロッ
ト圧を低減するように構成したことを特徴とする建設機
械の油圧緩衝制御装置。