JP2992434B2 - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents

建設機械の油圧制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は油圧ショベル、クレーン
等の建設機械に搭載される油圧制御装置に係わり、特
に、油圧アクチュエータへ供給される圧油の圧力が小さ
い時に、アクチュエータからの戻り油をアクチュエータ
の供給側に再生する再生回路を備えた油圧制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の再生回路を備えた油圧制御装置と
しては、例えば特公平４−５９４８４号公報に記載のも
のがある。この公知の油圧制御装置は、油圧ポンプと、
油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧
アクチュエータ例えば油圧シリンダと、油圧ポンプから
油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する方向切
換弁と、油圧シリンダへ供給される圧油の圧力が小さい
時に、油圧シリンダからの戻り油を油圧シリンダの供給
側に再生する再生回路とを備えている。
【０００３】再生回路は、方向切換弁内の排出通路と供
給通路とを連絡する再生通路及びこの再生通路に設けら
れ排出通路から供給通路への圧油の流れのみを許すチェ
ック弁と、方向切換弁内の排出通路に設けられた再生切
換弁と、方向切換弁内の供給通路の圧力を検出し再生切
換弁に伝える圧力検出通路と、方向切換弁の外部に設け
られ再生切換弁に対する設定圧力Ｐｃを発生する圧力信
号発生装置とで構成されている。
【０００４】方向切換弁を油圧シリンダの伸長方向に操
作すると、油圧ポンプから吐出された圧油は方向切換弁
内の供給通路を流れ、油圧シリンダのボトム側室に流入
する。また、油圧シリンダのロッド側室内から流出した
圧油は、方向切換弁内の排出通路を通りタンクに戻る。
この時、方向切換弁内の供給通路の圧力を圧力検出通路
により検出し、この圧力が圧力信号発生装置の設定圧力
Ｐｃより低い場合、方向切換弁内の再生切換弁により排
出通路を閉路し、再生が働いて油圧シリンダのロッド側
室からの戻り油の全量が方向切換弁内で再生通路及びチ
ェック弁を介して供給通路へ合流される。また、油圧シ
リンダの負荷が増大したとき、供給通路の圧力が上昇
し、圧力信号発生装置の設定圧力Ｐｃよりも当該圧力が
大きくなると再生切換弁により閉路されていた排出通路
がタンクと連通し、再生が解除されて油圧シリンダのロ
ッド室側からの戻り油は供給通路に合流することなくタ
ンクに戻る。このようにして、油圧シリンダ伸長時に発
生する負荷圧力が設定値以下ならロッド側室からの戻り
油全量をボトム側室へ再生合流させて作動速度を速め、
負荷圧力が増大すると、油圧ポンプの吐出流量のみが油
圧シリンダのボトム側室に供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、油圧シリンダの負荷が軽く、供給通路の圧
力が設定圧力Ｐｃより低い時は、再生が働いて油圧シリ
ンダのボトム側への流量は油圧ポンプの吐出流量と再生
流量の和となり、油圧シリンダの作動速度が速くなる。
一方、油圧シリンダの負荷が増大して供給通路の圧力が
設定圧力Ｐｃより大きい時は、再生が解除され、油圧シ
リンダのボトム側への流量は油圧ポンプの吐出流量だけ
となる。このため、油圧シリンダの作動速度が軽負荷時
の作動速度に対し極端に遅くなり、操作性が悪くなり作
業量が減少する。
【０００６】本発明の目的は、再生を解除した場合でも
アクチュエータの速度変化を小さくし、操作性を悪化さ
せず作業量を増加させる建設機械の油圧制御装置を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の建設機械の油圧
制御装置は、上記目的を達成するために次の構成を採用
する。すなわち、原動機と、前記原動機の回転数を制御
する原動機制御手段と、前記原動機によって駆動される
油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によ
って駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプ
から前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを
制御する方向切換弁と、前記油圧アクチュエータへ供給
される圧油の圧力が第１の所定値より小さい時に、前記
油圧アクチュエータ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を備えた建設機械の
油圧制御装置において、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、前記検出され
た圧力が前記第１の所定値付近の第２の所定値より大き
い時に、前記原動機の回転数が増加するように前記原動
機制御手段を制御する回転数増加手段とを備える構成と
する。
【０００８】上記油圧制御装置において、好ましくは、
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
油の圧力を前記回転数増加手段に導く圧力検出管路であ
り、前記回転数増加手段は前記圧力検出管路により導か
れた圧油の圧力により作動し前記原動機制御手段を制御
する油圧アクチュエータを有している。
【０００９】より詳しくは、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前記回転数増加
手段に導く圧力検出管路であり、前記原動機制御手段は
ガバナレバーを備えた燃料噴射装置を有し、前記回転数
増加手段は、前記圧力検出管路に接続され前記油圧アク
チュエータに供給される圧油の圧力が導かれその圧油に
より作動する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュ
エータの作動により前記ガバナレバーを回転数増加方向
に動かすレバー手段と、前記圧力が前記第２の所定値に
達するまでは前記油圧アクチュエータを作動を阻止する
保持手段とを更に有している。
【００１０】また、上記油圧制御装置において、好まし
くは、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検出器であ
り、前記回転数増加手段は前記圧力検出器により検出さ
れた圧力に基づき前記原動機制御手段を制御する演算手
段を有している。
【００１１】より詳しくは、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
する圧力検出器であり、前記原動機制御手段は、コント
ロールレバーの操作量に応じた第１の駆動信号を演算す
る第１の演算手段と、前記第１の駆動信号に応じて原動
機の回転数を制御する燃料噴射装置とを有し、前記回転
数増加手段は、前記圧力検出器により検出された圧力が
前記第２の所定値より大きくなると前記第１の駆動信号
より大きい第２の駆動信号を演算し、これを前記第１の
駆動信号に代えて出力する第２の演算手段を有してい
る。
【００１２】好ましくは、前記第２の演算手段は前記油
圧アクチュエータに供給される圧油の圧力が前記第２の
所定値より大きくなると駆動信号増分値を演算する手段
と、前記駆動信号増分値を前記第１の駆動信号に加算し
前記第２の駆動信号を求める手段とを有している。
【００１３】更に、上記油圧制御装置において、好まし
くは、前記再生手段は前記第１の所定値を任意に調整可
能とする手動操作手段を有している。
【００１４】より詳しくは、前記再生手段は、前記油圧
アクチュエータからの戻り油が通る油圧ラインに配置さ
れた再生切換弁を含む再生回路と、前記油圧アクチュエ
ータへ供給される圧油の圧力が前記第１の所定値より小
さい時に前記再生切換弁を再生位置に動かす付勢手段
と、前記付勢手段にパイロット圧力を出力する圧力発生
手段とを有し、前記圧力発生手段は前記パイロット圧力
を調整し前記第１の所定値を調整する手動操作手段を備
えている。
【００１５】また、上記油圧制御装置において、好まし
くは、前記回転数増加手段は前記第２の所定値を任意に
調整可能とする手動操作手段を有している。
【００１６】より詳しくは、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
する圧力検出器であり、前記回転数増加手段は前記圧力
検出器により検出された圧力に基づき前記原動機制御手
段を制御する演算手段と、前記演算手段に作用して前記
第２の所定値を調整する手動操作手段とを有している。
【００１７】前記第２の所定値は好ましくは前記第１の
所定値にほぼ等しか、第１の所定値より少し小さく設定
される。
【００１８】
【作用】油圧アクチュエータの負荷が軽く、油圧アクチ
ュエータに供給される圧油の圧力が第１の所定値より低
いときは、再生手段により油圧アクチュエータからの戻
り油がアクチュエータの供給側に再生され、油圧アクチ
ュエータに供給される圧油の流量は油圧ポンプの吐出流
量と再生流量の和となり、油圧シリンダの作動速度が速
くなる。油圧アクチュエータの負荷が増大して油圧アク
チュエータに供給される圧油の圧力が第１の所定値より
大きくなると、再生が解除されて油圧シリンダに供給さ
れる圧油の流量は油圧ポンプの吐出流量だけとなる。一
方、この時、油圧アクチュエータに供給される圧油の圧
力が第２の所定値より大きくなり、回転数増加手段が動
作して原動機制御手段を制御し、原動機の回転数が増加
される。この回転数の増加により油圧ポンプの吐出流量
が増加し、油圧アクチュエータの速度減少を少なくす
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、本発明の第１の実施例を図１〜図６により
説明する。
【００２０】図１において、本実施例の油圧制御装置は
原動機１０と、この原動機１０の回転数を制御する原動
機制御装置１１と、原動機１０によって駆動される油圧
ポンプ１２と、油圧ポンプ１２から吐出される圧油によ
って駆動される油圧シリンダ１３と、油圧ポンプ１２か
ら油圧シリンダ１３に供給される圧油の流れを制御する
方向切換弁１４と、油圧シリンダ１３へ供給される圧油
の圧力（以下、単に供給圧力という）が第１の所定値よ
り小さい時に、油圧シリンダ１３からの戻り油を油圧シ
リンダ１３の供給側に再生する再生回路１５とを備えて
いる。
【００２１】原動機１０は例えばディーゼルエンジンで
あり、原動機制御装置１１はエンジンコントロールレバ
ー１７の操作量に応じて原動機１０の回転数を制御する
オールスピードガバナー付の燃料噴射装置１６（図３参
照）で構成されている。
【００２２】油圧ポンプ１２は可変容量型のポンプであ
り、レギュレータ１８により傾転量すなわち押しのけ容
積が制御される。レギュレータ１８は公知の入力トルク
制限法方式及び／またはロードセンシング制御方式であ
ってもよい。また、油圧ポンプ１２は固定ポンプであっ
ても良い。
【００２３】方向切換弁１４はポンプポート２０、アク
チュエータポート２１，２２、タンクポート２３とを備
えたセンターバイパス型の弁であり、パイロット操作レ
バー装置２４からのパイロット圧力Ｐａ，Ｐｂにより弁
位置１４ａ，１４ｂのいずれかの位置に切換えられる。
方向切換弁１４のポンプポート２０は圧油供給ライン２
５を介して油圧ポンプ１２の吐出管路２６に接続され、
アクチュエータポート２１，２２はアクチュエータライ
ン２７，２８を介して油圧シリンダ１３のボトム側１３
ａ及びロッド側１３ｂに接続され、タンクポート２３は
タンクライン２９を介してタンク３０に接続されてい
る。圧油供給ライン２５にはポンプポート２０から吐出
管路２６への圧油の逆流を防止するロードチェック弁３
１が設置されている。油圧ポンプ１２の吐出管路２６は
センターバイパスライン３２及び方向切換弁１４のセン
ターバイパス通路３３を介してタンク３０に接続されて
いる。
【００２４】再生回路１５はタンクライン２９と圧油供
給ライン２５とを接続する再生ライン４０を有し、再生
ライン４０にはタンクライン２９から圧油供給ライン２
５へ向かう圧油の流れのみを許すチェック弁４１が設置
されている。再生回路１５は、また、タンクライン２９
の再生ライン４０との接続点４３の下流側に設置された
再生切換弁４４を備えている。再生切換弁４４は可変絞
りを形成するスプール４５と、スプール４５の一端に作
用しスプール４５を閉弁位置（再生位置）４５ａに向け
て付勢するばね４６と、スプール４５の他端に作用しス
プールを開弁位置（再生解除位置）４５ｂに向けて付勢
する受圧部４７とを有し、受圧部４７は第１の圧力検出
ライン４８を介して圧油供給ライン２５のポンプポート
２０とロードチェック弁３１との間に接続され、油圧シ
リンダ１３への供給圧力としての油圧ポンプ１２の吐出
圧力、すなわちポンプ圧力Ｐｄが導かれる。
【００２５】再生切換弁４４の開度特性を図２に示す。
図２において、横軸は受圧部４７に導かれるポンプ圧力
Ｐｄであり、Ｐｄ１は上述の第１の所定値であり、縦軸
はスプール４５の可変絞りの開口面積Ａである。ポンプ
圧力（供給圧力）Ｐｄが第１の所定値Ｐｄ１より小さい
時は、可変絞りは閉じられている。ポンプ圧力が第１の
所定値Ｐｄ１より大きくなると可変絞りの開口面積Ａは
次第に増大し、圧力Ｐｄ２で最大の開口面積に達する。
第１の所定値Ｐｄ１はばね４６により設定される。
【００２６】本実施例の油圧制御装置は、上記の構成に
加え、油圧シリンダ１３への供給圧力として油圧ポンプ
１２の吐出圧力、すなわちポンプ圧力を検出する第２の
圧力検出ライン５１と、検出された供給圧力が上記第１
の所定値Ｐｄ１付近の第２の所定値Ｐｄ１＊より大きい
時に、原動機１０の回転数が増加するように原動機制御
装置１１を制御する回転数増加装置５２とを備えてい
る。
【００２７】原動機制御装置１１及び回転数増加装置５
２の詳細を図３に示す。原動機制御装置１１は先に説明
したようにオールスピードガバナ付の燃料噴射装置１６
で構成され、燃料噴射装置１６は公知のごとくガバナレ
バー５３を備えている。エンジンコントロールレバー１
７は運転室内のコンソールボックス５４に回動可能に取
り付けられている。回転数増加装置５２は、第１及び第
２のレバー５６，５７と、油圧シリンダ５８とを備え、
この油圧シリンダ５８に第２の圧力検出ライン５１が接
続されている。第１のレバー５６はその中央部分でコン
ソールボックス５４と一体のフレーム部分にピン５５に
より回転可能に取り付けられ、かつその一端がプッシュ
プルケーブル５９を介してエンジンコントロールレバー
１７に連結されている。第２のレバー５７はその一端が
上記のピン５５によりフレーム部分に回転可能でかつ第
１のレバー５６に対して回転可能に取り付けられ、他端
がプッシュプルケーブル６０を介してガバナレバー５３
に連結されている。ガバナレバー５３には引張ばね６１
が設けられ、ガバナレバー５３及び第２のレバー５７は
このばね６１により図３で見て反時計方向に回動するよ
う付勢されている。ここでガバナレバー５３及び第２の
レバー５７の時計方向の回動は原動機１０の回転数を増
大させる方向の動きであり、反時計方向の回動は原動機
１０の回転数を減少させる方向の動きである。また、第
１のレバー５６の他端にはブラケット６２が設けられ、
油圧シリンダ５８はそのブラケット６２に取り付けられ
かつそのピストンロッド５８ａの先端は、上記のように
ばね６１により反回転方向に回転するよう付勢されてい
る第２のレバー５７の先端に当接している。
【００２８】エンジンコントロールレバ１７は、図３に
示す位置では中立位置から図示矢印Ａ方向に操作されて
おり、第１のレバー５６は中立位置から時計方向に回転
して図示の実線位置にある。この時、油圧シリンダ５８
に導入されるポンプ圧力が上記第２の所定値Ｐｄ１＊よ
り低いと、油圧シリンダ５８により第２のレバー５７に
与えられる時計方向の回転力はばね６１により第２のレ
バー５７に与えられる反時計方向の回転力より小さく、
第２のレバー５７は油圧シリンダ５８及び第１のレバー
５６に対して時計方向に回転して図示の２点鎖線位置に
あり、ガバナレバー５３も中立位置から時計方向、すな
わちＢ方向に回転して図示の２点鎖線位置にある。この
ガバナレバー５３の位置において、原動機１０は燃料噴
射装置１６により回転数がＮ１になるように制御され
る。
【００２９】この状態からポンプ圧力が上昇し第２の所
定値Ｐｄ１＊より高くなると、油圧シリンダ５８により
第２のレバー５７に与えられる時計方向の回転力がばね
６１により第２のレバー５７に与えられる反時計方向の
回転力よりも大きくなり、第２のレバー５７は第１のレ
バー５６に対して図示の２点鎖線の位置から更に時計方
向、すなわちＣ方向に回動して図示の実線位置になり、
ガバナレバー５３も２点鎖線位置から更に時計方向、す
なわちＢ方向に回動して図示の実線位置になる。このガ
バナレバー５３の位置において、原動機１０は燃料噴射
装置１６により回転数がＮ１から更にＮ２に上昇するよ
うに制御される。第２の所定値Ｐｄ１＊はばね６１によ
り設定される。また、本実施例において第２の所定値Ｐ
ｄ１＊は第１の所定値Ｐｄ１に等しく設定されている。
【００３０】回転数増加装置５２の特性を図４に示す。
図４において、横軸はポンプ圧力Ｐｄであり、縦軸は原
動機１０の回転数Ｎである。ポンプ圧力（供給圧力）が
第２の所定値Ｐｄ１＊（＝Ｐｄ１）より小さい時は、回
転数はエンジンコントロールレバー１７により設定され
たＮ１で一定であり、ポンプ圧力が第２の所定値Ｐｄ１
＊（＝Ｐｄ１）より大きくなると回転数は次第に増大
し、圧力Ｐｄ２で最大の回転数Ｎ２に達する。
【００３１】次に、以上のように構成された本実施例の
動作を説明する。パイロット操作レバー装置２４をＸ方
向に操作するとパイロット圧力Ｐａが発生し、方向切換
弁１４はこのパイロット圧力Ｐａにより位置１４ａに操
作され、油圧ポンプ１２からの圧油は圧油供給ライン２
５及び方向切換弁１４を通りシリンダ１３のボトム側１
３ａに供給され、ロッド側１３ｂからの戻り油は方向切
換弁１４及びタンクライン２９を通りタンク３０に戻
る。この時、第１の圧力検出ライン４８に導かれる圧力
供給ライン２５内のポンプ圧力Ｐｄが第１の所定値であ
るばね４６の設定値Ｐｄ１より小さいと、再生切換弁４
４のスプール４５は図２に示すように閉弁位置（再生位
置）４５ａに保持され、再生が働く。すなわち、タンク
ポート２３から流出する戻り油によりタンクライン２９
のタンクポート２３と再生切換弁４４との間の部分に再
生圧力が発生し、この再生圧力が圧油供給ライン２５内
のポンプ圧力よりも高くなると、タンクポート２３から
流出する戻り油の一部は再生ライン４０及びチェック弁
４１を介して圧油供給ライン２５に流入し、油圧ポンプ
１２からの圧油と合流しポンプポート２０に供給され
る。図５にこの時の再生流量をＱｒｏで示す。これによ
り、シリンダ１３のボトム側１３ａに供給される圧油の
流量はタンクライン２９から流れ込んだ再生流量Ｑｒｏ
の分だけ増加し、それに対応してシリンダ１３の移動速
度が速くなる。この時、原動機１０の回転数は、図４に
示す一定回転数Ｎ１となるように原動機制御装置１１に
より制御され、油圧ポンプ１２の最大可能吐出流量（油
圧ポンプ１２の押しのけ容積が最大になった時の吐出流
量）は図６に示すようにＱ１となる。
【００３２】次に、ポンプ圧力Ｐｄが第１の所定値Ｐｄ
１より大きくなり、例えばＰｄ２となったとすると、第
１の圧力検出ライン４８内の圧力がＰｄ２となり、再生
切換弁４４のスプール４５を開弁位置（再生解除位置）
３０ｂに移動させ、図２に示すように可変絞りの開口面
積Ａを大きくする。これにより再生が解除され、タンク
ライン２９から再生ライン４０及びチェック弁４１を通
って圧油供給ライン２５へ流れ込む再生流量Ｑｒは図５
に示すように変化し、ゼロになる。この時、回転数増加
装置５２に第２の圧力検出ライン５１により導かれるポ
ンプ圧力Ｐｄも第２の所定値Ｐｄ１＊（＝Ｐｄ１）以上
のＰｄ２になるので、回転数増加装置５２の油圧シリン
ダ５８が上記のように駆動され、原動機１０の回転数は
図４に示すようにＮ２に増大し、油圧ポンプ１２の最大
可能吐出流量は図６に示すようにＱ１からＱ２に増加す
る。このポンプ吐出流量の増加によりシリンダ１３への
供給流量はＱ２になり、再生が解除されたことによる油
圧シリンダ１３の速度変化が小さくなる。
【００３３】したがって本実施例によれば、ポンプ圧力
Ｐｄが第１の所定値Ｐｄ１より大きくなり再生が解除さ
れても、原動機１０の回転数を増加させることによりポ
ンプ吐出流量が増加するので、油圧シリンダ１３の速度
変化が小さくなり、操作性を悪化させず作業量を増加さ
せることができる。
【００３４】なお、上記第１の実施例では、第２の所定
値Ｐｄ１＊を第１の所定値Ｐｄ１に等しく設定したが、
第２の所定値Ｐｄ１＊は第１の所定値Ｐｄ１の近傍であ
れば、これより小さくても大きくても構わない。特に、
第２の所定値Ｐｄ１＊を第１の所定値Ｐｄ１より少し小
さな値（Ｐｄ１＊＜Ｐｄ１）に設定した場合には、再生
解除直前に原動機１０の回転数の上昇制御を開始させる
ので、再生解除後に遅れなくポンプ吐出流量を増加さ
せ、油圧シリンダ１３の速度変化を小さくすることがで
きる。
【００３５】本発明の第２の実施例を図７により説明す
る。図中、図１に示す部材と同等の部材には同じ符号を
付している。本実施例は第１の所定値Ｐｄ１を外部から
任意に調整可能としたものである。
【００３６】図７において、本実施例の油圧制御装置
は、図１に示す再生回路１５に代え再生回路１５Ａを有
し、再生回路１５Ａは図１に示すばね４６に代え受圧部
７０を備えた再生切換弁４４Ａを有している。また、減
圧弁７１と減圧弁７１の２次圧力を受圧部７０に導く圧
力ライン７２とが設けられ、減圧弁７１は手動操作部７
３を有し、これを操作することにより設定値を変え２次
圧力を変えることができる。受圧部７０に導かれた減圧
弁７１の２次圧力はスプール４５の一端に作用してスプ
ール４５を閉弁位置４５ａに向けて付勢し、第１の所定
値Ｐｄ１を油圧的に設定する。７４はパイロット油圧源
である。
【００３７】本実施例によれば、手動操作部７３を操作
することにより減圧弁７１の設定値を変え第１の所定値
Ｐｄ１を任意に調節することができるので、第１の所定
値Ｐｄ１と第２の所定値Ｐｄ１＊との関係を任意に調整
し、最適の関係を容易に得ることができる。
【００３８】本発明の第３の実施例を図８〜図１３によ
り説明する。図中、図１に示した部材と同等の部材には
同じ符号を付している。本実施例は再生回路の制御及び
回転数変更制御を電気油圧的に行うものである。
【００３９】図８において、この実施例の油圧制御装置
は再生切換弁４４Ｂを備えた再生回路１５Ｂを有し、再
生切換弁４４Ｂは可変絞りを形成するスプール８０と、
スプール８０の一端に作用しスプールを８０ａの開弁位
置（再生解除位置）に向けて付勢するばね８１と、スプ
ール８０の他端に作用しスプールを８０ｂの制限位置
（再生位置）に向けて付勢する受圧部８２とを有してい
る。受圧部８２には圧力ライン８４を介して電磁比例減
圧弁８３が接続され、電磁比例減圧弁８３から出力され
た２次圧力がパイロット圧力Ｐｉとして受圧部８２に導
かれる。８５はパイロット油圧源である。
【００４０】また、原動機制御装置として、第１の実施
例と同様オールスピードガバナー付きの燃料噴射装置１
６及びそのガバナレバー５３が設けられると共に、ガバ
ナレバー５３を駆動するためのパルスモータ８６及びレ
バー８７が設けられている。更に、油圧ポンプ１２の吐
出管路２６に接続され供給圧力すなわちポンプ圧力Ｐｄ
を検出し電気信号を出力する圧力検出器８８と、エンジ
ンコントロールレバー８９ａの操作量ｒに応じた電気信
号を出力するエンジンコントロールレバー装置８９と、
圧力検出器８８及びエンジンコントロールレバー装置８
９から出力された電気信号を入力し電磁比例弁８３及び
パルスモータ８６を制御するための制御信号ｉａ，ｉｂ
を演算し出力する制御装置９０とが設けられている。
【００４１】制御装置９０は、図９に示すように、圧力
検出器８８及びエンジンコントロールレバー装置８９か
らの電気信号をＡ／Ｄ変換して入力する入力部９０ａ
と、記憶部９０ｂと、駆動信号ｉａ，ｉｂを演算する演
算部９０ｃと、駆動信号ｉａ、ｉｂを増幅してして出力
する出力部９０ｄとを備えている。
【００４２】制御装置９０の記憶部９０ｂには、図１０
のブロック９１に示すポンプ圧力Ｐｄと駆動信号ｉｂと
の関係、ブロック９２に示すエンジンコントロールレバ
ーの操作量ｒと駆動信号ｉａｏとの関係、ブロック９３
に示すポンプ圧力ｐｄと駆動信号増分値Δｉａとの関係
が記憶されている。
【００４３】ブロック９１に示すポンプ圧力Ｐｄと駆動
信号ｉｂとの関係は、ポンプ圧力Ｐｄが第１の所定値Ｐ
ｄ１より小さい時は駆動信号ｉｂはｉｂｃで一定であ
り、ポンプ圧力が第１の所定値Ｐｄ１より大きくなると
駆動信号ｉｂが小さくなるように設定されている。
【００４４】ブロック９２に示すエンジンコントロール
レバー８９ａの操作量ｒと駆動信号ｉａｏとの関係は、
操作量ｒに比例して駆動信号ｉａｏが増加するように設
定されており、ブロック９３に示すポンプ圧力Ｐｄと駆
動信号増分値Δｉａと関係は、ポンプ圧力Ｐｄが第２の
所定値Ｐｄ１＊より小さい時は駆動信号増分値Δｉａは
ゼロであり、ポンプ圧力が第２の所定値Ｐｄ１＊より大
きくなると駆動信号増分値Δｉａがゼロから増加するよ
うに設定されている。また、本実施例においても、第２
の所定値Ｐｄ１＊は第１の所定値Ｐｄ１に等しく設定さ
れている。
【００４５】制御装置９０の演算部９０ｃでは、上記の
ような関係を用いて駆動信号ｉａ，ｉｂを演算する。す
なわち、ブロック９１においてポンプ圧力Ｐｄから駆動
信号ｉｂを演算する。また、ブロック９２においてエン
ジンコントロールレバー操作量ｒから駆動信号ｉａｏを
演算し、ブロック９３においてポンプ圧力Ｐｄから駆動
信号増分値Δｉａを演算し、このようにして求めた駆動
信号ｉａｏと駆動信号増分値Δｉａを加算部９４で加算
し駆動信号ｉａを求める。
【００４６】駆動信号ｉｂにより電磁比例減圧弁８３が
駆動される時のポンプ圧力Ｐｄとパイロット圧力Ｐｉと
の関係を図１１に示す。図１１において、ポンプ圧力Ｐ
ｄとパイロット圧力Ｐｉとの関係は図１０のブロック９
１に示すポンプ圧力Ｐｄと駆動信号ｉｂとの関係にほぼ
同じであり、ポンプ圧力（供給圧力）Ｐｄが第１の所定
値Ｐｄ１より小さい時は、パイロット圧力Ｐｉは大きく
一定であり、ポンプ圧力が第１の所定値Ｐｄ１より大き
くなるとパイロット圧力Ｐｉは次第に小さくなり、Ｐｄ
２でゼロとなる。
【００４７】また、このパイロット圧力Ｐｉで駆動され
る再生切換弁４４Ｂの開度特性を図１２に示す。図１２
において、ポンプ圧力（供給圧力）Ｐｄが第１の所定値
Ｐｄ１より小さい時は、可変絞りの開口面積は小さくＡ
１で一定であり、ポンプ圧力が第１の所定値Ｐｄ１より
大きくなると可変絞りの開口面積Ａは次第に増大し、圧
力Ｐｄ２で最大の開口面積に達する。
【００４８】また、上記のように演算された駆動信号ｉ
ａはポンプ圧力Ｐｄに対して図１３に示すような関係と
なり、この駆動信号ｉａによりパルスモータ８６が駆動
される時の特性は、第１の実施例の図４に示した特性と
ほぼ同じとなる。すなわち、ポンプ圧力（供給圧力）Ｐ
ｄが第２の所定値Ｐｄ１＊（＝Ｐｄ１）より小さい時
は、駆動信号ｉａ及び回転数Ｎはエンジンコントロール
レバー８９ａにより設定されたｉａ１，Ｎ１で一定であ
り、ポンプ圧力が第２の所定値Ｐｄ１＊（＝Ｐｄ１）よ
り大きくなると駆動信号ｉａ及び回転数Ｎは次第に増大
し、圧力Ｐｄ２で最大の回転数に達する。
【００４９】以上の構成において、制御装置９０のブロ
ック９２、パルスモータ８６、レバー８７、ガバナレバ
ー５３及び燃料噴射装置１６は原動機制御装置を構成
し、制御装置９０のブロック９３及び加算部９４は回転
数増加装置を構成する。
【００５０】次に、以上ように構成された本実施例の動
作を説明する。パイロット操作レバー装置２４の操作レ
バーをＸ方向に操作するとパイロット圧力Ｐａが発生
し、方向切換弁１４はこのパイロット圧力Ｐａにより位
置１４ａに操作され、油圧ポンプ１２からの圧油は圧油
供給ライン２５及び方向切換弁１４を通りシリンダ１３
のボトム側１３ａに供給され、ロッド側１３ｂからの戻
り油は方向切換弁１４及びタンクライン２９を通りタン
ク３０に戻る。この時、圧力検出器８８により検出され
るポンプ圧力Ｐｄが第１の所定値Ｐｄ１より低い間は、
図１１に示すように制御装置９０から電磁比例減圧弁８
３に出力される駆動信号ｉｂはパイロット圧力Ｐｉを高
くし、再生切換弁４４Ｂのスプール８０は制限位置（再
生位置）８０ｂに保持され、再生が働く。すなわち、タ
ンクポート２３から流出する戻り油によりタンクライン
２９のタンクポート２３と再生切換弁４４Ｂとの間の部
分に再生圧力が発生し、この再生圧力が圧油供給ライン
２５内のポンプ圧力よりも高くなると、タンクポート２
３から流出する戻り油の一部は再生ライン４０及びチェ
ック弁４１を介して圧油供給ライン２５に流入し、油圧
ポンプ１２からの圧油と合流しポンプポート２０に供給
される。この時の再生流量は先の図５に示したＱｒｏと
同様である。これにより、シリンダ１３のボトム側１３
ａに供給される圧油の流量はタンクライン２９から流れ
込んだ再生流量Ｑｒｏの分だけ増加し、それに対応して
シリンダ１３の移動速度が速くなる。この時、制御装置
９０からパルスモータ８６に出力される駆動信号ｉａ
は、例えば図１３に示す一定値ｉａ１であり、原動機１
０の回転数は先の図４に示す一定回転数Ｎ１となるよう
に制御され、油圧ポンプ１２の最大可能吐出流量は先の
図６に示すようにＱ１となる。
【００５１】次に、ポンプ圧力Ｐｄが第１の所定値Ｐｄ
１より大きくなり、例えばＰｄ２となったとすると、制
御装置９０から電磁比例減圧弁８３に与えられる駆動信
号ｉｂは図１１に示すようにパイロット圧力Ｐｉを減少
させ、再生切換弁４４Ｂのスプール８０を開弁位置（再
生解除位置）８０ａに移動させ、図１２に示すように可
変絞りの開口面積Ａを大きくする。これにより再生が解
除され、タンクライン２９から再生ライン４０及びチェ
ック弁４１を通って圧油供給ライン２５へ流れ込む再生
流量Ｑｒは先の図５に示すように変化し、再生流量Ｑｒ
はゼロになる。この時、Ｐｄ２のポンプ圧力は第２の所
定値Ｐｄ１＊よりも大きいので、制御装置９０において
は図１３に示すような駆動信号ｉａｏに駆動信号増分値
Δｉａを加算した大きな駆動信号ｉａを演算し、これを
パルスモータ８６に出力する。その結果、原動機１０の
回転数は先の図４に示すようにＮ２に増大し、油圧ポン
プ１２の最大可能吐出流量は先の図６に示すようにＱ１
からＱ２に増加する。このポンプ吐出流量の増加により
シリンダ１３への供給流量はＱ２になり、再生が解除さ
れたことによる油圧シリンダ１３の速度変化が小さくな
る。
【００５２】したがってこの第３の実施例によっても、
第１の実施例と同様に、ポンプ圧力Ｐｄが第１の所定値
Ｐｄ１より大きくなり再生が解除されても、原動機１０
の回転数を増加させることによりポンプ吐出流量が増加
するので、油圧シリンダ１３の速度変化が小さくなり、
操作性を悪化させず作業量を増加させることができる。
【００５３】なお、本実施例においても、供給圧力の第
２の所定値Ｐｄ１＊は第１の所定値Ｐｄ１の近傍であれ
ば、これより小さくても大きくても構わない。図１０の
ブロック９３に、第２の所定値Ｐｄ１＊を第１の所定値
Ｐｄ１より少し小さな値（Ｐｄ１＊＜Ｐｄ１）に設定し
た場合を破線で示す。この場合、先に述べたように、再
生解除直前に原動機１０の回転数の上昇制御を開始させ
るので、再生解除後に遅れなくポンプ吐出流量を増加さ
せ、油圧シリンダ１３の速度変化を小さくすることがで
きる。また、本実施例においては、第１及び第２の所定
値を記憶部９０ｂに記憶してあるので、記憶部９０ｂを
書き換えることにより第１及び第２の所定値の関係も容
易に変更することができる。
【００５４】本発明の第４の実施例を図１４及び図１５
により説明する。本実施例は原動機の回転数を増加し始
める供給圧力の第２の所定値Ｐｄ１＊を外部から任意に
調整できるようにしたものである。図中、図１及び図８
に示す部材と同等の部材には同じ符号を付している。
【００５５】図１４において、この実施例の油圧制御装
置は第２の所定値用の可変ボリューム９８を有し、可変
ボリューム９８の信号Ｓは制御装置９０Ａに入力され
る。制御装置９０Ａにおいては、図１５に示すように、
この信号Ｓのレベルに応じてブロック９３Ａのポンプ圧
力Ｐｄと駆動信号増分値Δｉａとの関係を横軸方向に平
行移動させ、第２の所定値Ｐｄ１＊を変更する。
【００５６】本実施例によれば、可変ボリューム９８の
操作で原動機の回転数を増加し始める供給圧力の第２の
所定値Ｐｄ１＊を外部から任意に調整することができる
ので、第１のＰｄ１との関係を任意に調整し、第１及び
第２の所定値の最適の関係を容易に得ることができる。
【００５７】本発明の第５の実施例を図１６により説明
する。本実施例は油圧アクチュエータへの供給圧力とし
て油圧アクチュエータの負荷圧力を用いたものに本発明
を適用した例である。
【００５８】図１６において、本実施例の油圧制御装置
は、図１に示す再生回路１５に代え再生回路１５Ｃを有
し、再生回路１５Ｃは図１に示す圧力検出ライン４８に
代え圧力検出ライン４８Ｃを備えている。圧力検出ライ
ン４８Ｃはアクチュエータライン２７に接続され、油圧
シリンダ１３への供給圧力として油圧シリンダ１３の負
荷圧力を再生切換弁４４の受圧部４７に導く。
【００５９】油圧ポンプ１２の吐出流量で油圧シリンダ
１３を駆動するとき、負荷圧力が増加するとこれに応じ
て油圧ポンプ１２の吐出圧力も増加し、両圧力には一定
の関係がある。したがって、ポンプ圧力の代わりに油圧
シリンダ１３の負荷圧力を用いても再生切換弁４４は第
１の実施例におけるのと同様に動作する。
【００６０】したがって、本実施例においても、再生回
路１５Ｃとの組み合わせにおいて回転数増加装置５２は
第１の実施例と同様に動作し、同様の効果を得ることが
できる。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、負荷の上昇により再生
が解除された場合でも、原動機の回転数が上昇して油圧
ポンプの吐出流量を増加させるので、アクチュエータの
速度変化は小さくなり、操作性の悪化を防止して作業量
を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による建設機械の油圧制
御装置の概略図である。
【図２】図１に示す再生切換弁のポンプ圧力に対する開
度特性を示す図である。
【図３】図１に示す原動機制御装置及び回転数増加装置
の詳細を示す図である。
【図４】図１に示す回転数増加装置のポンプ圧力に対す
る回転数変更特性を示す図である。
【図５】図１に示す再生回路のポンプ圧力に対する再生
特性を示す図である。
【図６】図１に示す油圧制御装置における油圧ポンプの
最大可能吐出流量の制御特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例による建設機械の油圧制
御装置の概略図である。
【図８】本発明の第３の実施例による建設機械の油圧制
御装置の概略図である。
【図９】図８に示す制御装置のはハード構成を示す図で
ある。
【図１０】図８に示す制御装置の処理内容を示す機能ブ
ロック図である。
【図１１】図８に示す電磁比例減圧弁のポンプ圧力に対
する出力特性を示す図である。
【図１２】図８に示す再生切換弁のポンプ圧力に対する
開度特性を示す図である。
【図１３】図８に示す制御装置で求まる駆動信号ｉａを
ポンプ圧力Ｐｄとの関係で示した図である。
【図１４】本発明の第４の実施例による建設機械の油圧
制御装置の概略図である。
【図１５】図１４に示す制御装置の処理内容を示す機能
ブロック図である。
【図１６】本発明の第５の実施例による建設機械の油圧
制御装置の概略図である。
【符号の説明】
１０ 原動機 １１ 原動機制御装置 １２ 油圧ポンプ １３ 油圧シリンダ １４ 方向切換弁 １５；１５Ａ；１５Ｂ；１５Ｃ 再生回路 １６ 燃料噴射装置 １７ エンジンコントロールレバー ２５ 圧油供給ライン ２６ 吐出管路 ２９ タンクライン ３１ ロードチェック弁 ４０ 再生ライン ４１ チェック弁 ４３ 接続点 ４４；４４Ａ；４４Ｂ 再生切換弁 ４５ スプール ４６ ばね ４７ 受圧部 ４８；４８Ｃ 第１の圧力検出ライン ５１ 第２の圧力検出ライン ５２ 回転数変更装置 ５５ ピン ５６，５７ レバー（レバー手段） ５８ 油圧シリンダ ５９，６０ プッシュプルケーブル ６１ 引張ばね（保持手段） ７０ 受圧部（付勢手段） ７１ 減圧弁（圧力発生手段） ７３ 手動操作部（手
動操作手段） ８０ スプール ８１ ばね ８２ 受圧部 ８３ 電磁比例減圧弁 ８６ パルスモータ ８９ エンジンコントロールレバー装置 ９０；９０Ａ 制御装置 ９１ ブロック ９２ ブロック（第１の演算手段） ９３；９３Ａ ブロック（第２の演算手段） ９４ 加算部（第２の演算手段） ８９ 可変ボリューム（手動操作手段）
フロントページの続き (72)発明者 辰己 明 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭53−107568（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−103344（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原動機と、前記原動機の回転数を制御す
    る原動機制御手段と、前記原動機によって駆動される油
    圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によっ
    て駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプか
    ら前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制
    御する方向切換弁と、前記油圧アクチュエータへ供給さ
    れる圧油の圧力が第１の所定値より小さい時に、前記油
    圧アクチュエータ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を備えた建設機械の油
    圧制御装置において、 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、 前記検出された圧力が前記第１の所定値付近の第２の所
    定値より大きい時に、前記原動機の回転数が増加するよ
    うに前記原動機制御手段を制御する回転数増加手段とを
    備えることを特徴とする油圧制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
    において、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前記回転数増加手段に導く圧力検
    出管路であり、前記回転数増加手段は前記圧力検出管路
    により導かれた圧油の圧力により作動し前記原動機制御
    手段を制御する油圧アクチュエータを有することを特徴
    とする油圧制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
    において、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前記回転数増加手段に導く圧力検
    出管路であり、前記原動機制御手段はガバナレバーを備
    えた燃料噴射装置を有し、前記回転数増加手段は、前記
    圧力検出管路に接続され前記油圧アクチュエータに供給
    される圧油の圧力が導かれその圧油により作動する油圧
    アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動によ
    り前記ガバナレバーを回転数増加方向に動かすレバー手
    段と、前記圧力が前記第２の所定値に達するまでは前記
    油圧アクチュエータを作動を阻止する保持手段とを更に
    有することを特徴とする油圧制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
    において、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検出器で
    あり、前記回転数増加手段は前記圧力検出器により検出
    された圧力に基づき前記原動機制御手段を制御する演算
    手段を有することを特徴とする油圧制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
    において、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検出器で
    あり、前記原動機制御手段は、コントロールレバーの操
    作量に応じた第１の駆動信号を演算する第１の演算手段
    と、前記第１の駆動信号に応じて原動機の回転数を制御
    する燃料噴射装置とを有し、前記回転数増加手段は、前
    記圧力検出器により検出された圧力が前記第２の所定値
    より大きくなると前記第１の駆動信号より大きい第２の
    駆動信号を演算し、これを前記第１の駆動信号に代えて
    出力する第２の演算手段を有することを特徴とする油圧
    制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の建設機械の油圧制御装置
    において、前記第２の演算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が前記第２の所定値より大き
    くなると駆動信号増分値を演算する手段と、前記駆動信
    号増分値を前記第１の駆動信号に加算し前記第２の駆動
    信号を求める手段とを有することを特徴とする油圧制御
    装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
    において、前記再生手段は前記第１の所定値を任意に調
    整可能とする手動操作手段を有することを特徴とする油
    圧制御装置。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
    において、前記再生手段は、前記油圧アクチュエータか
    らの戻り油が通る油圧ラインに配置された再生切換弁を
    含む再生回路と、前記油圧アクチュエータへ供給される
    圧油の圧力が前記第１の所定値より小さい時に前記再生
    切換弁を再生位置に動かす付勢手段と、前記付勢手段に
    パイロット圧力を出力する圧力発生手段とを有し、前記
    圧力発生手段は前記パイロット圧力を調整し前記第１の
    所定値を調整する手動操作手段を備えることを特徴とす
    る油圧制御装置。
  9. 【請求項９】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
    において、前記回転数増加手段は前記第２の所定値を任
    意に調整可能とする手動操作手段を有することを特徴と
    する油圧制御装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装
    置において、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検出器
    であり、前記回転数増加手段は前記圧力検出器により検
    出された圧力に基づき前記原動機制御手段を制御する演
    算手段と、前記演算手段に作用して前記第２の所定値を
    調整する手動操作手段とを有することを特徴とする油圧
    制御装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装
    置において、前記第２の所定値は前記第１の所定値にほ
    ぼ等しいことを特徴とする油圧制御装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装
    置において、前記第２の所定値は前記第１の所定値より
    少し小さいことを特徴とする油圧制御装置。
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