JP3557151B2 - 作業機械の作業アーム制御装置 - Google Patents
作業機械の作業アーム制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3557151B2 JP3557151B2 JP2000072304A JP2000072304A JP3557151B2 JP 3557151 B2 JP3557151 B2 JP 3557151B2 JP 2000072304 A JP2000072304 A JP 2000072304A JP 2000072304 A JP2000072304 A JP 2000072304A JP 3557151 B2 JP3557151 B2 JP 3557151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- working fluid
- bucket
- chamber
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルなどの作業機械に装備されたローダーフロント等の作業アームを制御する装置に関し、特に、作業アームを駆動するアクチュエータの閉じ込め圧の発生を防止する機能や急速ダンプ機能を有するようにした、作業機械の作業アーム制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ショベル等の作業機械には、ローダーフロント等の作業アームが装着されている。例えば図9〜図11は従来の油圧ショベルについて示すもので、図9,図10はその模式的な側面図であり、図11はその油圧回路の概略構成図である。図9に示すように、油圧ショベルは、下部走行体1と、この下部走行体1上に回転自在に結合された上部旋回体2とをそなえ、上部旋回体2には、ローダーフロント(作業アーム)3が装備されている。
【0003】
このローダーフロント3は、上部走行体2に回動自在に結合されたブーム4と、このブーム4の先端に回動自在に結合されたアーム5と、アーム5の先端に回動自在に結合されたバケット6と、ブーム4を駆動するブームシリンダ4aと、アーム5を駆動するアームシリンダ5aと、バケット6を駆動するバケットシリンダ6aと、アーム5とバケットシリンダ6aとを連結するリンク7と、バケットシリンダ6aとリンク7及びバケット6とを連結するロッド8と、から構成されている。また、アーム5の先端部にはバケット6のアーム5側への回動を規制するストッパ80が装着されている。
【0004】
このような油圧ショベルには、図11に示すように、下部走行体1にそなえられた走行モータ13a,13b,上部旋回体2にそなえられた旋回モータ12,ブームシリンダ4a,アームシリンダ5a,バケットシリンダ6a等の各部を駆動するアクチュエータのために、油圧回路が備えられている。
この油圧回路には、油圧源として、原動機9とこの原動機9によって駆動される油圧ポンプ10a,10bとが備えられ、油圧ポンプ10a,10bで加圧され吐出された作動油は、コントロールバルブ11によって制御されて各アクチュエータ、即ち、走行モータ13a,13b,旋回モータ12,ブームシリンダ4a,アームシリンダ5a,バケットシリンダ6aに適宜配分されるようになっている。
【0005】
また、コントロールバルブ11内には、ローダーフロント3の要部を駆動する駆動回路として、アームシリンダ用制御バルブ16と、バケットシリンダ用制御バルブ17とが備えられ、バケットシリンダ6aの駆動回路には、さらに、オーバロードリリーフバルブ14a,14bと、各オーバロードリリーフバルブ14a,14bに併設されたバキューム防止用チェックバルブ15a,15bとが設けられている。
【0006】
また、アームシリンダ用制御バルブ16を操作するアーム操作用リモコン弁20と、バケットシリンダ用制御バルブ17を操作するバケット操作用リモコン弁21とが備えられており、これらの操作用リモコン弁20,21には、原動機9によって駆動されるパイロットポンプ19からのパイロット圧が用いられている。なお、油圧ポンプ10a,10bからコントロールバルブ11に供給されて余剰となった作動油や各アクチュエータから排出された作動油は、作動油タンク(以下、単にタンクという)18に戻されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の油圧ショベルの場合、図10に示すように、バケットシリンダ6aを伸ばしてバケット6がアーム5に設けられたストッパ80に当接した状態で(二点鎖線参照)、図11に示すアーム用リモコン弁20を縮み側へ操作して制御バルブ16を室aの状態に切り換えて、アームシリンダ5aを縮めて、矢印D方向にアーム5を下げるようにする場合がある。
【0008】
このとき、アームシリンダ5aを縮めるのにしたがって、バケットシリンダ6aはストッパ80に押されるため、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに閉じ込め圧が発生し、この発生した油圧はオーバロードリリーフバルブ14aからタンク18へ逃げる。一方、バケットシリンダ6aのロッド側室(ロッド室ともいう)6abには、バキューム防止用チェックバルブ15bを介してタンク18から作動油が供給される。
【0009】
この状態でアームシリンダ5aを動かす(縮める)と、バケットシリンダ6aのオーバロードリリーフバルブ14aを作動させる閉じ込め圧が発生するため、アームシリンダ5aの作動圧が上昇し、エネルギロスを招くだけでなく、アームシリンダ5aの作動速度が低下し、著しい場合にはアームシリンダ5aが動かなくなってしまうこともあり、作業性が低下してしまうという課題もある。
【0010】
また、バケット6内の土砂を排出する場合、リモコン弁21を操作して、コントロールバルブ11内の制御バルブ17を作動させるが、メインポンプ10aの圧油供給のみではシリンダ5aの速度が遅く、また、バケットシリンダ6aからタンク18への戻り油がコントロールバルブ11内を通って戻るので、抵抗が大きくなり(即ち、圧損が大きくなり)、作業速度が低下するため、急速な排土が困難になるといった課題もある。
【0011】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、作業アームが作動限界に達しても作業アームを駆動する油圧アクチュエータに閉じ込め圧が発生しないようにして作動油の圧力上昇を防止し、エネルギロスの回避や、作業アームの作業性の確保を図ることができるようにするなど、作業性能を向上させることができるようにした、作業機械の作業アーム制御装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の作業機械の作業アーム制御装置(請求項1)は、作業アームと、該作業アームを駆動するアームシリンダと、該作業アームに装着されたバケットと、該バケットを駆動するバケットシリンダと、該バケットシリンダを伸張させたときに該バケットを作動限界に規制するストッパとをそなえた作業機械に装備され、該バケットが該作動限界にあるか否かを検出する第1検出手段と、該アームシリンダの状態を検出する第2検出手段と、該バケットシリンダの状態を検出する第3検出手段と、該バケットシリンダのボトム室内の作動流体を放出する作動流体放出手段と、該バケットを急速ダンプ操作するための急速ダンプ用操作手段と、該第1検出手段,該第2検出手段及び該第3検出手段からの検出情報と該急速ダンプ用操作手段からの操作情報とに基づいて、該作動流体放出手段を制御する制御手段とをそなえ、該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該作動流体放出手段を制御し、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ボトム室内での閉じ込め圧の発生を防止すべく該ボトム室内の該作動流体を緩やかに放出させるよう該作動流体放出手段を制御し、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ボトム室内の該作動流体を急速に放出させるよう該作動流体放出手段を制御することを特徴としている。
【0014】
また、該作動流体放出手段は、該バケットシリンダの該ボトム室内の作動流体を放出しない全閉モードと、該ボトム室内の作動流体を緩やかに放出する半開モードと、該ボトム室内の作動流体を急速に放出する全開モードとをそなえたロジック弁により構成され、該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該ロジック弁を全閉モードとし、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ロジック弁を半開モードとし、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ロジック弁を全開モードとするように構成してもよい(請求項2)。
【0015】
あるいは、該作動流体放出手段は、該バケットシリンダのボトム室内の作動流体を放出しない閉モードと、該ボトム室内の作動流体を急速に放出可能とする開モードとをそなえたロジック弁と、該ロジック弁の出口と該バケットシリンダのロッド側室内との間に設けられ、該ロジック弁からの流体圧が過剰な時に余剰の作動流体を該ロッド側室へ逃がす低圧リリーフ弁と、該ロジック弁の出口と該ロッド側室内との間に該低圧リリーフ弁と並列に設けられ、該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を作動流体タンクへ逃がす第1モードと該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を該ロッド側室へ逃がす第2モードとをそなえた方向切換弁と、から構成され、該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該ロジック弁を閉モードとし、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第1モードとし、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第2モードとするように構成してもよい(請求項3)。
【0016】
この場合、該低圧リリーフ弁及び該方向切換弁と、該ロッド側室との間に、該ロッド側室の側から該低圧リリーフ弁及び該方向切換弁の側への作動流体の流れを阻止するチェック弁が介装されするように構成することが好ましい(請求項4)。
また、該作動流体放出手段は、該バケットシリンダのボトム室内の作動流体を放出しない閉モードと、該ボトム室内の作動流体を急速に放出可能とする開モードとをそなえたロジック弁と、該ロジック弁の出口と該バケットシリンダのロッド側室内と該アームシリンダの流体室内との間に設けられ、該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を該ロッド側室へ逃がす第1モード,及び,該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を該アームシリンダの流体室へ逃がす第2モードをそなえた方向切換弁と、該方向切換弁と該ロッド側室との間に介装され、該ロッド側室側から該方向切換弁側への作動流体の流れを阻止する第1のチェック弁と、該方向切換弁と該アームシリンダの流体室との間に介装され、該アームシリンダの流体室側から該方向切換弁側への作動流体の流れを阻止する第2のチェック弁と、から構成され、該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該ロジック弁を閉モードとし、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第1モードとし、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第2モードとするように構成してもよい(請求項5)。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
まず、図1〜図4を参照して本発明の第1実施形態としての作業機械の作業アーム制御装置について説明すると、図1はその油圧回路を示す概略構成図、図2はその構成を示す制御ブロック図、図3そのミットスイッチの取付状態を示す作業機械の要部側面図、図4はその油圧回路の要部構成図である。
【0018】
本実施形態の作業機械の作業アーム制御装置は、例えば図9に示すような油圧ショベルのローダーフロント(作業アーム)3を制御するもので、ローダーフロント3自体は、従来技術と同様に、上部走行体2に回動自在に結合されたブーム4と、このブーム4の先端に回動自在に結合されたアーム5と、アーム5の先端に回動自在に結合されたバケット6と、ブーム4を駆動するブームシリンダ4aと、アーム5を駆動するアームシリンダ5aと、バケット6を駆動するバケットシリンダ6aと、アーム5とバケットシリンダ6aとを連結するリンク7と、バケットシリンダ6aとリンク7及びバケット6とを連結するロッド8と、から構成されている。アーム5の先端部にはバケット6のアーム5側への回動を規制するストッパ80が装着されている。
【0019】
本実施形態にかかる油圧回路は、図1に示すように、従来技術の油圧回路に、作動流体放出手段としてのロジック弁22やスイッチ類25,27〜29やコントローラ30等を追加したものである。つまり、図1に示すように、かかる油圧回路には、従来例と同様に、油圧源として原動機9とこの原動機9によって駆動される油圧ポンプ10a,10bとが備えられ、油圧ポンプ10a,10bで加圧され吐出された作動流体としての作動油は、コントロールバルブ11によって制御されて、走行モータ13a,13b,旋回モータ12,ブームシリンダ4a,アームシリンダ5a,バケットシリンダ6aといった各アクチュエータに適宜配分されるようになっている。
【0020】
また、コントロールバルブ11内には、従来例と同様に、ローダーフロント3の要部を駆動する駆動回路として、アームシリンダ用制御バルブ16と、バケットシリンダ用制御バルブ17とが備えられ、バケットシリンダ6aの駆動回路には、さらに、オーバロードリリーフバルブ14a,14bと、各オーバロードリリーフバルブ14a,14bに併設されたバキューム防止用チェックバルブ15a,15bとが設けられている。
【0021】
さらに、従来例と同様に、アームシリンダ用制御バルブ16を操作するアーム操作用リモコン弁20と、バケットシリンダ用制御バルブ17を操作するバケット操作用リモコン弁21とが備えられており、これらの操作用リモコン弁20、21には、原動機9によって駆動されるパイロットポンプ19からのパイロット圧が用いられており、油圧ポンプ10a,10bからコントロールバルブ11に供給されて余剰となった作動油や各アクチュエータから排出された作動油は、作動流体タンクとしての作動油タンク(タンク)18に戻されるようになっている。
【0022】
そして、本油圧回路では、図1に示すように、アーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートに第2検出手段としての圧力スイッチ25が、バケット操作用リモコン弁21の二次圧ポートに高圧選択弁26が、この高圧選択弁26の出力ポートに第3検出手段としての圧力スイッチ27が、それぞれ設けられている。また、図3に示すように、アーム5に第1検出手段としてのリミットスイッチ28が装備されるとともに、オペレータが急速ダンプを行ないたい際に操作する急速ダンプ用操作スイッチ29がそなえられている。
【0023】
そして、これらの圧力スイッチ25,圧力スイッチ27,リミットスイッチ28,急速ダンプ用操作スイッチ29からの信号は、コントローラ30に入力されるようになっている。
なお、圧力スイッチ25,圧力スイッチ27は、各検出対象の油圧がそれぞれに設定された所定圧以上であるとオン信号を出力し所定圧未満であるとオフ信号を出力する。また、リミットスイッチ28は、バケットシリンダ6aと連動するリンク7の位置に応じて作動し、バケットシリンダ6aが伸長してバケット6がストッパ80に当接すると、これに連動するようにオン信号を出力する。急速ダンプ用操作スイッチ29は、オペレータが操作したらオン信号を出力し、オペレータが操作していなければオフ信号を出力するようになっている。
【0024】
ロジック弁22は、バケットシリンダ6aのボトム室6aa内の作動流体を適宜放出させる作動流体放出手段として機能するもので、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに通じる油路22cに付設され、ポペット弁23とパイロット弁24とを備えている。パイロット弁24には、ソレノイド24d,24eが備えられている。また、ロジック弁22の入口ポート22aはバケットシリンダ6aのボトム室6aaに通じており、ロジック弁22の出口ポート22bはタンク18に通じている。
【0025】
ポペット弁23は、入口ポート22aと出口ポート22bとの間に設けられており、パイロット弁24によってその状態(位置)を調整され、ロジック弁22の開度を調整するようになっており、このロジック弁22の開度に応じて油路22c内の作動油(圧油)がタンク18に導かれるようになっている。
つまり、ポペット弁23は、その背面側をバネ23aによってロジック弁22を閉鎖する方向に付勢されており、バネ23aが内装されたバネ室23b内と油路22c内との圧力差(P1−P2、ただし、P1は油路22c内の圧力、P2はバネ室23b内の圧力)とバネ23aの付勢力とのバランス状態に応じて、ポペット弁23の状態(位置)が調整されるようになっている。
【0026】
また、パイロット弁24は、図4に示すように構成され、ソレノイド24d,24eがいずれも通電していないときには室24cを選択し(この状態がロジック弁22の全閉モードに対応する)、ソレノイド24dが通電されると室24aを選択し(この状態がロジック弁22の半開モードに対応する)、ソレノイド24eが通電されると室24bを選択する(この状態がロジック弁22の全開モードに対応する)ようになっている。そして、ポペット弁23は、このパイロット弁24の状態(選択された室)に応じた状態になるように構成されている。
【0027】
そして、ソレノイド24dが通電されてパイロット弁24で室24aが選択されると、図4に示すように、ロジック弁22の入口ポート22aとポペット弁23のバネ室23b内とがオリフィスを介して連通すると共に、ポペット弁23のバネ室23bとタンク18とがオリフィスを介して連通して、バネ室23b内の圧力は、ロジック弁22の入口ポート22aの圧力とタンク18内の圧力との中間圧となる。したがって、ロジック弁22の入口ポート22a(油路22c内の圧力)とバネ室23b内の圧力との差(以下、単に圧力差という)が、バネ23aの付勢力とほぼ均衡するようになって、ポペット弁23は半絞り状態、即ち、ロジック弁22は半開状態(半開モード)となるように構成されている。
【0028】
また、ソレノイド24eが通電されてパイロット弁24で室24bが選択されると、ロジック弁22の入口ポート22aとポペット弁23のバネ室23b内との間が閉鎖され、バネ室23b内の圧力は、ロジック弁22の入口ポート22aの圧力よりも大幅に低圧のタンク18内圧力と等しくなるので、圧力差がバネ23aの付勢力を大きく上回るようになって、ポペット弁23は全開状態、即ち、ロジック弁22は全開状態(全開モード)となるように構成されている。
【0029】
また、ソレノイド24d,24eが何れも通電されずパイロット弁24で室24cが選択されると、ロジック弁22の入口ポート22aとポペット弁23のバネ室23b内との間が全開となる、バネ室23b内の圧力は、ロジック弁22の入口ポート22aの圧力と等しくなるので、バネ23aの付勢力が圧力差を大きく上回るようになって、ポペット弁23は全閉状態、即ち、ロジック弁22は全閉状態(全閉モード)となるように構成されている。
【0030】
パイロット弁24の各ソレノイド24d,24eの制御は、コントローラ30によって行なわれるようになっている。このため、コントローラ30には、図2に示すように、NOT演算器31と、AND演算器32,33と、電磁弁駆動器34,35が備えられている。
NOT演算器31は、圧力スイッチ27からの信号を受けて、この信号を反転させて出力するようになっている。つまり、NOT演算器31では、圧力スイッチ27からオン(ON)の信号が入力されるとオフ(OFF)信号を出力し、圧力スイッチ27からのオフ信号が入力されるとオン信号を出力するようになっている。
【0031】
AND演算器32は、このNOT演算器31からの出力信号と、圧力スイッチ25及びリミットスイッチ28からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号が何れもオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れか一つでもオフ信号にはオフ信号を出力するようになっている。
AND演算器33は、NOT演算器31からの出力信号と、急速ダンプ用操作スイッチ29からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号が何れもオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れか一つでもオフの場合にはオフ信号を出力するようになっている。
【0032】
電磁弁駆動器34は、AND演算器32からオン信号が出力されるとパイロット弁24のソレノイド24dをオン(励磁)とし、AND演算器32からオン信号が出力されない(オフ信号が出力される)とパイロット弁24のソレノイド24dをオフ(励磁しない)とする。
電磁弁駆動器35は、AND演算器33からオン信号が出力されるとパイロット弁24のソレノイド24eをオン(励磁)とし、AND演算器33からオン信号が出力されない(オフ信号が出力される)とパイロット弁24のソレノイド24eをオフ(励磁しない)とする。
【0033】
つまり、アーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下(即ち、NOT演算器31の出力信号がオン)の条件下で、バケットシリンダ6aが伸張してバケット6がストッパ80に当接し(即ち、リミットスイッチ28がオンとなり)、且つ、アームシリンダ5aが縮み側に操作されると(即ち、圧力スイッチ25がオンとなると)、AND演算器32からオン信号が出力され、電磁弁駆動器34がパイロット弁24のソレノイド24dをオン(励磁)とするようになっている。
【0034】
また、アーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下(即ち、NOT演算器31の出力信号がオン)の条件下で、急速ダンプ用操作スイッチ29が操作されると(即ち、操作スイッチ29がオンとなると)、AND演算器33からオン信号が出力され、電磁弁駆動器35がパイロット弁24のソレノイド24eをオン(励磁)とするようになっている。
【0035】
本発明の第1実施形態としての作業機械の作業アーム制御装置は、上述のように構成されているので、通常の操作時には、ソレノイド24d,24eの何れも通電されることはなく、パイロット弁24では室24cが選択され、ロジック弁22の入口ポート22aとポペット弁23のバネ室23b内との間が全開となって、ポペット弁23、即ち、ロジック弁22は全閉状態(全閉モード)となる。したがって、油路22c側の圧力、即ち、バケットシリンダ6aのボトム室6aa内の圧力が、ロジック弁22からタンク18側に逃げることはなく、バケットシリンダ6aは通常の伸び縮み動作を行うことができる。
【0036】
一方、バケットシリンダ6aが伸びてバケット6がストッパ80に当たった状態で、アームシリンダ6aを縮めようとすると、バケット6がストッパ80に当たるのに連動してリミットスイッチ28がオンとなり、アームシリンダ5aを縮めるのに連動して圧力スイッチ25がオンとなる。このとき、通常はアーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下に保持されておりNOT演算器31の出力信号はオンなので、AND演算器32の出力信号はオンとなって電磁弁駆動器34がパイロット弁24のソレノイド24dをオン(励磁)とする。
【0037】
ソレノイド24dが通電されるとイロット弁24で室24aが選択され、図4に示すように、ロジック弁22の入口ポート22aとポペット弁23のバネ室23b内とがオリフィスを介して連通すると共にポペット弁23のバネ室23bとタンク18とがオリフィスを介して連通して、バネ室23b内の圧力は、ロジック弁22の入口ポート22aの圧力とタンク18内の圧力との中間圧となって、ポペット弁23が半絞り状態、即ち、ロジック弁22が半開状態(半開モード)となる。
【0038】
したがって、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに閉じ込め圧が発生しないようにすることができ、ポペット弁23をバケット6の自重を保持できる開度に調整しておけば、アームシリンダ5aの縮み作動に伴って、バケットシリンダ6aはバケット6の自重を保持しながら縮むことができる。
また、バケット用リモコン21を操作しない状態で急速ダンプ操作スイッチ29を操作すると、操作スイッチ29がオンとなり、このとき、通常はアーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下に保持されておりNOT演算器31の出力信号はオンなので、AND演算器33の出力信号はオンとなって電磁弁駆動器35がパイロット弁24のソレノイド24eをオン(励磁)とする。
【0039】
こうして、ソレノイド24eが通電されると、パイロット弁24で室24bが選択され、ロジック弁22の入口ポート22aとポペット弁23のバネ室23b内との間が閉鎖され、バネ室23b内の圧力は、ロジック弁22の入口ポート22aの圧力よりも大幅に低圧のタンク18内圧力と等しくなるので、ポペット弁23は全開状態、即ち、ロジック弁22は全開状態(全開モード)となる。したがって、バケットシリンダ6aはバケット6の自重とバケット6内に入った図示しない土砂等の自重とにより急速に縮むことができる。このとき、バケットシリンダ6aのロッド側室6abには、バキューム防止用チェックバルブ15bを介して作動油が補充される。
【0040】
このようにして、バケットシリンダ6aを伸ばしてバケット6がストッパ80に当たった状態で、アームシリンダ5aを縮めても、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに閉じ込め圧は発生しなくなり、バケット6の自重を保持しながらバケットシリンダ6aを縮ませることができ、エネルギロスを招かないようにでき、しかも操作性,作業性を向上させることができる。また、急速ダンプ操作スイッチ29で簡単に急速ダンプ操作を行なえるので、急速な排土が可能になり、作業速度を大幅に向上させて作業サイクルを短縮させることができる。
【0041】
次に、図5,図6を参照して本発明の第2実施形態としての作業機械の作業アーム制御装置について説明すると、図5はその油圧回路を示す概略構成図、図6はその構成を示す制御ブロック図である。
本実施形態にかかる油圧回路も、図5に示すように、第1実施形態と同様に、従来技術の油圧回路に、作動流体放出手段を構成するロジック弁41やスイッチ類25,27〜29やコントローラ40等を追加したものであり、これらの追加部分以外は従来例と同様に構成されるので説明を省略する。
【0042】
つまり、本実施形態かかる油圧回路でも、第1実施形態と同様に、圧力スイッチ25がアーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートに、高圧選択弁26がバケット操作用リモコン弁21の二次圧ポートに、圧力スイッチ27がこの高圧選択弁26の出力ポートに、それぞれ設けられ、リミットスイッチ28がアーム5に装備され、オペレータが急速ダンプを行ないたい際に操作する急速ダンプ用操作スイッチ29がそなえられている。そして、これらの圧力スイッチ25,圧力スイッチ27,リミットスイッチ28,急速ダンプ用操作スイッチ29からの信号は、コントローラ40に入力されるようになっている。
【0043】
なお、第1実施形態と同様に、圧力スイッチ25,圧力スイッチ27は、各検出対象の油圧がそれぞれに設定された所定圧以上であるとオン信号を出力し所定圧未満であるとオフ信号を出力する。また、リミットスイッチ28は、バケットシリンダ6aと連動するリンク7の位置に応じて作動し、バケットシリンダ6aが伸張してバケット6がストッパ80に当接すると、これに連動するようにオン信号を出力する。急速ダンプ用操作スイッチ29は、オペレータが操作したらオン信号を出力し、オペレータが操作していなければオフ信号を出力する。
【0044】
ロジック弁41は、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに通じる油路41cとロッド室6abに通じる油路41dとタンク18に通じる油路41eとの間に介設されており、ポペット弁42とパイロット弁43とを備えている。パイロット弁43には、ソレノイド43dが備えられている。また、ロジック弁41の入口ポート41aはバケットシリンダ6aのボトム室6aaに通じており、ロジック弁41の出口ポート41bはタンク18に通じる油路41eへ通じている。
【0045】
図4に示すように、ポペット弁42は第1実施形態と同様に構成されるが、パイロット弁43は第1実施形態と異なり2つの室43c,43bを有するタイプのものになっている。つまり、パイロット弁43は、ソレノイド43dが通電していないときには室43cを選択し(この状態がロジック弁41の閉モードに対応する)、ソレノイド43dが通電しているときには室43bを選択する(この状態がロジック弁41の閉モードに対応する)ようになっている。そして、室43cが選択されると、ポペット弁42のバネ室42bがロジック弁41の入口ポート41bと連通し、室43bが選択されると、ポペット弁42のバネ室42bが油路41eを介してタンク18と連通するようになっている。
【0046】
また、本実施形態では、ロジック弁41の出口ポート41bと油路41dとの間にはリリーフバルブ44及び方向切換弁としての電磁切換弁45が介装されており、ロジック弁41とリリーフバルブ44と電磁切換弁45とから、バケットシリンダ6aの伸張操作時に収縮状態となるボトム室6aa内の作動流体を適宜放出させる作動流体放出手段が構成されている。
【0047】
つまり、リリーフバルブ44には、入口ポート44a,出口ポート44bが設けられており、入口ポート44aはロジック弁41の出口ポート41bに接続され、出口ポート44bは油路41dに接続されている。そして、ロジック弁41の出口ポート41bの圧力が所定圧以上になったら、リリーフバルブ44が開いてロジック弁41から油路41dに作動油を流動させて、ロジック弁41の出口ポート41bの圧力を所定圧以下に保持するようになっている。
【0048】
また、電磁切換弁45にはPポート,Aポート,Tポートが設けられており、Pポートはロジック弁41の出口ポート41bに接続され、Aポートは油路41dに接続され、Tポートはタンク18に通じる油路41eに接続されている。そして、電磁切換弁45のソレノイド45aが非励磁状態ではPポート,Aポート,Tポートの3ポートが連通する第2モードとなり、ソレノイド45aが励磁状態ではAポート,Tポートの2ポートが連通する第1モードとなるように構成されている。ただし、TポートはPポートやAポートにオリフィスを介して連通するようになっている。
【0049】
なお、ロッド室6abに通じる油路41dにはチェック弁46が介装されており、リリーフバルブ44の出口ポート44b及び電磁切換弁45のAポートはこのチェック弁46を介して油路41dに接続されている。チェック弁46はリリーフバルブ44及び電磁切換弁45側からロッド室6ab側への作動油の流通のみを許容し、これと逆の流れは阻止するようになっている。
【0050】
パイロット弁43のソレノイド43d及び電磁切換弁45のソレノイド45aについての制御は、コントローラ40によって行なわれるようになっている。このため、コントローラ40には、図6に示すように、NOT演算器47と、AND演算器48,49と、OR演算器50と、電磁弁駆動器51,52が備えられている。
【0051】
NOT演算器47は、圧力スイッチ27からの信号を受けて、この信号を反転させて出力するようになっている。つまり、NOT演算器47では、圧力スイッチ27からオン(ON)の信号が入力されるとオフ(OFF)信号を出力し、圧力スイッチ27からのオフ信号が入力されるとオン信号を出力するようになっている。
AND演算器48は、このNOT演算器47からの出力信号と、急速ダンプ用操作スイッチ29からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号が何れもオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れか一つでもオフの場合にはオフ信号を出力するようになっている。
AND演算器49は、NOT演算器47からの出力信号と、圧力スイッチ25及びリミットスイッチ28からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号が何れもオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れか一つでもオフ信号にはオフ信号を出力するようになっている。
【0052】
OR演算器50は、AND演算器48の出力信号と、AND演算器49からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号の少なくとも何れか一方がオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れもオフの場合にはオフ信号を出力するようになっている。
電磁弁駆動器51は、OR演算器50からオン信号が出力されるとパイロット弁43のソレノイド43dをオン(励磁)とし、OR演算器50からオン信号が出力されない(オフ信号が出力される)とパイロット弁43のソレノイド43dをオフ(励磁しない)とする。
【0053】
電磁弁駆動器52は、AND演算器49からオン信号が出力されると電磁切換弁45のソレノイド45aをオン(励磁)とし、AND演算器49からオン信号が出力されない(オフ信号が出力される)と電磁切換弁45のソレノイド45aをオフ(励磁しない)とする。
つまり、アーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下(即ち、NOT演算器47の出力信号がオン)の条件下で、バケットシリンダ6aが伸張してバケット6がストッパ80に当接し(即ち、リミットスイッチ28がオンとなり)、且つ、アームシリンダ5aが縮み側に操作されると(即ち、圧力スイッチ25がオンとなると)、AND演算器49からオン信号が出力され、電磁弁駆動器52が電磁切換弁45のソレノイド45aをオン(励磁)とするようになっている。
【0054】
また、アーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下(即ち、NOT演算器47の出力信号がオン)の条件下で、急速ダンプ用操作スイッチ29が操作されると(即ち、操作スイッチ29がオンとなると)、OR演算器50からオン信号が出力され、電磁弁駆動器51がパイロット弁43のソレノイド43dをオン(励磁)とするようになっている。
【0055】
本発明の第2実施形態としての作業機械の作業アーム制御装置は、上述のように構成されているので、通常の操作時には、ソレノイド43d,45aの何れも通電されることはなく、パイロット弁43では室43cが選択され、ロジック弁41の入口ポート41bとポペット弁42のバネ室42b内との間が全開となって、ポペット弁42、即ち、ロジック弁41は全閉状態(閉モード)となる。したがって、油路41c側の圧力、即ち、バケットシリンダ6aのボトム室6aa内の圧力が、ロジック弁41からタンク18側に逃げることはない。また、バケットシリンダ6aのロッド室6abに通じる油路41dに設けられたチェック弁46によって、ロッド室6ab内の作動油が逃げることもない。したがって、バケットシリンダ6aは通常の伸び縮み動作を行なうことができる。
【0056】
一方、バケットシリンダ6aが伸びてバケット6がストッパ80に当たった状態で、アームシリンダ6aを縮めようとすると、バケット6がストッパ80に当たるのに連動してリミットスイッチ28がオンとなり、アームシリンダ5aを縮めるのに連動して圧力スイッチ25がオンとなる。このとき、通常はアーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下に保持されておりNOT演算器47の出力信号はオンなので、AND演算器49の出力信号はオンとなる。したがって、電磁弁駆動機52がオンとなり電磁切換弁45のソレノイド45aをオン(励磁)とするとともに、OR演算器50の出力信号もオンとなって、電磁弁駆動機51がオンとなりパイロット弁43のソレノイド43dをオン(励磁)とする。
【0057】
パイロット弁43のソレノイド43dが通電すると、ソレノイド43dが通電されると、パイロット弁43で室43bが選択され、ロジック弁41の入口ポート41bとポペット弁42のバネ室42b内との間が閉鎖され、バネ室42b内の圧力は、ロジック弁41の入口ポート41bの圧力よりも大幅に低圧のタンク18内圧力と等しくなるので、ポペット弁42は全開状態、即ち、ロジック弁41は全開状態(開モード)となる。また、電磁切換弁45のソレノイド45aがオンとなると、Pポートが閉じ、AポートとTポートとが絞り(オリフィス)を介して連通する第1モードとなる。
【0058】
これにより、バケットシリンダ6aの圧油は、リリーフバルブ44からのみ逃げて、チェック弁46を介してバケットシリンダ6aのロッド室6abに再生される。したがって、リリーフ弁44をバケット6の自重を保持できる開度に調整しておけば、アームシリンダ5aの縮み作動に伴って、バケットシリンダ6aはバケット6の自重を保持しながら縮むことができる。
【0059】
また、バケット用リモコン21を操作しない状態で急速ダンプ操作スイッチ29を操作すると、操作スイッチ29がオンとなり、このとき、通常はアーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下に保持されておりNOT演算器47の出力信号はオンなので、AND演算器48の出力信号はオンとなってOR演算器50の出力信号もオンとなって、電磁弁駆動器51がパイロット弁43のソレノイド43dオン(励磁)とする。また、電磁弁駆動機52はオフとなり電切換弁45のソレノイド45aをオフ(非励磁)とする。
【0060】
こうして、ソレノイド43dが通電されると、パイロット弁43で室43bが選択され、ロジック弁41の入口ポート41bとポペット弁42のバネ室42b内との間が閉鎖され、バネ室42b内の圧力は、ロジック弁41の入口ポート41bの圧力よりも大幅に低圧のタンク18内圧力と等しくなるので、ポペット弁42は全開状態、即ち、ロジック弁41は全開状態(開モード)となる。また、電磁切換弁45のソレノイド45aがオフとなると、電磁切換弁45はPポート,Aポート,Tポートの3ポートが連通する第2モードとなる。
【0061】
これにより、バケットシリンダ6aのボトム室6aaの圧油は、ロジック弁41から電磁切換弁45及びチェック弁46を介してバケットシリンダ6aのロッド室6abに再生され、余剰の作動油はリリーフバルブ44のリリーフ圧よりも低圧状態で電磁切換弁45を通じてタンク18に逃げる。したがって、バケットシリンダ6aはバケット6の自重とバケット6内に入った図示しない土砂等の自重とにより急速に縮むことができる。このとき、バケットシリンダ6aのロッド側室6abには、バキューム防止用チェックバルブ15bを介して作動油が補充される。
【0062】
このようにして、バケットシリンダ6aを伸ばしてバケット6がストッパ80に当たった状態で、アームシリンダ5aを縮めても、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに閉じ込め圧は発生しなくなり、バケット6の自重を保持しながらバケットシリンダ6aを縮ませることができ、エネルギロスを招かないようにでき、しかも操作性,作業性を向上させることができる。
【0063】
また、急速ダンプ操作スイッチ29で簡単に急速ダンプ操作を行なえるので、急速な排土が可能になり、作業速度を大幅に向上させて作業サイクルを短縮させることができる。特に、バケットシリンダ6aのボトム室6aa内の作動油をロッド側室6abに再生するため、急速ダンプをより一層速やかに行うことができ、かつバキュームもより発生し難くなる利点がある。
【0064】
次に、図7,図8を参照して本発明の第3実施形態としての作業機械の作業アーム制御装置について説明すると、図7はその油圧回路を示す概略構成図、図8はその構成を示す制御ブロック図である。
本実施形態にかかる油圧回路も、図7に示すように、第1,2実施形態と同様に、従来技術の油圧回路に、作動流体放出手段を構成するロジック弁61やスイッチ類25,27〜29やコントローラ60等を追加したものであり、これらの追加部分以外は従来例と同様に構成されるので説明を省略する。
【0065】
つまり、本実施形態かかる油圧回路でも、第1,2実施形態と同様に、圧力スイッチ25と高圧選択弁26と圧力スイッチ27とリミットスイッチ28と急速ダンプ用操作スイッチ29とがそなえられ、これらの圧力スイッチ25,圧力スイッチ27,リミットスイッチ28,急速ダンプ用操作スイッチ29からの信号は、コントローラ60に入力されるようになっている。なお、圧力スイッチ25,圧力スイッチ27,リミットスイッチ28,急速ダンプ用操作スイッチ29は、いずれも第1,2実施形態と同様に機能する。
【0066】
ロジック弁61は、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに通じる油路61cとロッド室6abに通じる油路61dとタンク18に通じる油路61eとアームシリンダ5aのロッド室5abに通じる油路61fとの間に介設されており、ポペット弁62とパイロット弁63とを備えている。パイロット弁63には、ソレノイド63dが備えられている。また、ロジック弁61の入口ポート61aはバケットシリンダ6aのボトム室6aaに通じており、ロジック弁61の出口ポート61bはタンク18に通じる油路61eへ通じている。
【0067】
図6に示すように、ポペット弁62は第1実施形態と同様に構成されるが、パイロット弁63は第2実施形態と同様に、2つの室63c,63bを有するタイプのものになっている。このパイロット弁63は、ソレノイド63dが通電していないときには室63cを選択し(この状態がロジック弁41の閉モードに対応する)、ソレノイド63dが通電しているときには室63bを選択する(この状態がロジック弁41の開モードに対応する)ようになっている。そして、室63cが選択されると、ポペット弁62のバネ室62bがロジック弁61の入口ポート61bと連通し、室63bが選択されると、ポペット弁62のバネ室62bが油路61eを介してタンク18と連通するようになっている。
【0068】
また、本実施形態では、ロジック弁61の出口ポート61bと油路61d,油路61e,油路61fとの間に、方向切換弁としての電磁切換弁64が介装されている。さらに、チェック弁66は電磁切換弁64側からロッド室6ab側への作動油の流通のみを許容し、これと逆の流れは阻止するようになっている。同様に、チェック弁65は電磁切換弁64側からロッド室5ab側への作動油の流通のみを許容し、これと逆の流れは阻止するようになっている。
【0069】
そして、このようなロジック弁61と電磁切換弁64とチェック弁65,66とから、バケットシリンダ6aの伸張操作時に収縮状態となるボトム室6aa内の作動流体を適宜放出させる作動流体放出手段が構成されている。
つまり、電磁切換弁64にはPポート,Aポート,Bポート,Tポートが設けられており、Pポートはロジック弁61の出口ポート61bに接続され、Aポートは油路61dにチェック弁66介して接続され、Bポートは油路61fにチェック弁65を介して接続され、Tポートはタンク18に通じる油路61eに接続されている。そして、電磁切換弁64のソレノイド64aが非励磁状態ではPポート,Aポート,Tポートの3ポートが連通する第2モードとなり、ソレノイド45aが励磁状態ではPポート,Bポートの2ポートが連通する第1モードになるように構成されている。ただし、Pポート,Aポート,Tポートの3ポートが連通する際には、TポートやPポートはAポートに対してオリフィス(絞り)を介して連通するようになっている。
【0070】
そして、パイロット弁63のソレノイド63d及び電磁切換弁64のソレノイド64aの制御は、コントローラ60によって行なわれるようになっている。このため、コントローラ60には、図8に示すように、NOT演算器67と、AND演算器68,69と、OR演算器70と、電磁弁駆動器71,72が備えられている。
【0071】
NOT演算器67は、圧力スイッチ27からの信号を受けて、この信号を反転させて出力するようになっている。つまり、NOT演算器67では、圧力スイッチ27からオン(ON)の信号が入力されるとオフ(OFF)信号を出力し、圧力スイッチ27からのオフ信号が入力されるとオン信号を出力するようになっている。
【0072】
AND演算器68は、このNOT演算器67からの出力信号と、急速ダンプ用操作スイッチ29からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号が何れもオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れか一つでもオフの場合にはオフ信号を出力するようになっている。
AND演算器69は、NOT演算器67からの出力信号と、圧力スイッチ25及びリミットスイッチ28からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号が何れもオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れか一つでもオフ信号にはオフ信号を出力するようになっている。
【0073】
OR演算器70は、AND演算器68の出力信号と、AND演算器69からの出力信号を入力されて、これらの入力されるすべての信号の少なくとも何れか一方がオンの場合にはオン信号を出力し、これらの入力される信号の何れもオフの場合にはオフ信号を出力するようになっている。
電磁弁駆動器71は、OR演算器70からオン信号が出力されるとパイロット弁63のソレノイド63dをオン(励磁)とし、OR演算器70からオン信号が出力されない(オフ信号が出力される)とパイロット弁63のソレノイド63dをオフ(励磁しない)とする。
【0074】
電磁弁駆動器72は、AND演算器69からオン信号が出力されると電磁切換弁64のソレノイド64aをオン(励磁)とし、AND演算器69からオン信号が出力されない(オフ信号が出力される)と電磁切換弁64のソレノイド64aをオフ(励磁しない)とする。
つまり、アーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下(即ち、NOT演算器67の出力信号がオン)の条件下で、バケットシリンダ6aが伸張してバケット6がストッパ80に当接し(即ち、リミットスイッチ28がオンとなり)、且つ、アームシリンダ5aが縮み側に操作されると(即ち、圧力スイッチ25がオンとなると)、AND演算器69からオン信号が出力され、電磁弁駆動器72が電磁切換弁64のソレノイド64aをオン(励磁)とするようになっている。
【0075】
また、アーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下(即ち、NOT演算器67の出力信号がオン)の条件下で、急速ダンプ用操作スイッチ29が操作されると(即ち、操作スイッチ29がオンとなると)、OR演算器70からオン信号が出力され、電磁弁駆動器71がパイロット弁63のソレノイド63dをオン(励磁)とするようになっている。
【0076】
本発明の第3実施形態としての作業機械の作業アーム制御装置は、上述のように構成されているので、通常の操作時には、ソレノイド63d,65aの何れも通電されることはなく、パイロット弁63では室63cが選択され、ロジック弁61の入口ポート61bとポペット弁62のバネ室62b内との間が全開となって、ポペット弁62、即ち、ロジック弁61は全閉状態(閉モード)となる。したがって、油路61c側の圧力、即ち、バケットシリンダ6aのボトム室6aa内の圧力が、ロジック弁61からタンク18側に逃げることはない。また、バケットシリンダ6aのロッド室6abに通じる油路61dに設けられたチェック弁66によって、ロッド室6ab内の作動油が逃げることもない。したがって、バケットシリンダ6aは通常の伸び縮み動作を行なうことができる。
【0077】
一方、バケットシリンダ6aが伸びてバケット6がストッパ80に当たった状態で、アームシリンダ6aを縮めようとすると、バケット6がストッパ80に当たるのに連動してリミットスイッチ28がオンとなり、アームシリンダ5aを縮めるのに連動して圧力スイッチ25がオンとなる。このとき、通常はアーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下に保持されておりNOT演算器67の出力信号はオンなので、AND演算器69の出力信号はオンとなる。したがって、電磁弁駆動機72がオンとなり電磁切換弁64のソレノイド64aをオン(励磁)とするとともに、OR演算器70の出力信号もオンとなって、電磁弁駆動機71がオンとなりパイロット弁63のソレノイド63dをオン(励磁)とする。
【0078】
パイロット弁63のソレノイド63dが通電すると、パイロット弁63で室63bが選択され、ロジック弁61の入口ポート61bとポペット弁62のバネ室62b内との間が閉鎖され、バネ室62b内の圧力は、ロジック弁61の入口ポート61bの圧力よりも大幅に低圧のタンク18内圧力と等しくなるので、ポペット弁62は開状態、即ち、ロジック弁61は開状態(開モード)となる。また、電磁切換弁64のソレノイド64aがオンとなると、PポートとBポートとの2つのポートが連通する第1モードとなる。
【0079】
これにより、バケットシリンダ6aの圧油は、チェック弁65を介してアームシリンダ5aのロッド室5abに再生される。したがって、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに閉じ込め圧が発生した場合、この閉じ込め圧がアームシリンダ5aのロッド室5abに再生されながら、アームシリンダ5aの縮み作動に伴って、バケットシリンダ6aはバケット6の自重を保持しながら縮むことができ、エネルギロスを回避できる効果や、作業アームの作業性の確保を図ることができるようにするなど作業機械の操作性が大幅に向上する効果がある。
【0080】
また、バケット用リモコン21を操作しない状態で急速ダンプ操作スイッチ29を操作すると、操作スイッチ29がオンとなり、このとき、通常はアーム操作用リモコン弁20の二次圧ポートが所定圧以下に保持されておりNOT演算器67の出力信号はオンなので、AND演算器68の出力信号はオンとなってOR演算器70の出力信号もオンとなって、電磁弁駆動器51がパイロット弁63のソレノイド63dオン(励磁)とする。また、電磁切換弁64のソレノイド64aがオフとなると、電磁切換弁64はPポート,Aポート,Tポートの3ポートが連通する第2モードとなる。
【0081】
こうして、ソレノイド63dが通電されると、パイロット弁63で室63bが選択され、ロジック弁61の入口ポート61bとポペット弁62のバネ室62b内との間が閉鎖され、バネ室62b内の圧力は、ロジック弁61の入口ポート61bの圧力よりも大幅に低圧のタンク18内圧力と等しくなるので、ポペット弁62は開状態、即ち、ロジック弁41は開状態(開モード)となる。
【0082】
これにより、バケットシリンダ6aのボトム室6aaの圧油は、ロジック弁61から電磁切換弁64及びチェック弁66を介してバケットシリンダ6aのロッド室6abに再生され、余剰の作動油は電磁切換弁64を通じてタンク18に逃げる。したがって、バケットシリンダ6aはバケット6の自重とバケット6内に入った図示しない土砂等の自重とにより急速に縮むことができる。このとき、バケットシリンダ6aのロッド側室6abには、バキューム防止用チェックバルブ15bを介しても作動油が補充される。
【0083】
このようにして、バケットシリンダ6aを伸ばしてバケット6がストッパ80に当たった状態で、アームシリンダ5aを縮めても、バケットシリンダ6aのボトム室6aaに閉じ込め圧は発生しなくなり、バケット6の自重を保持しながらバケットシリンダ6aを縮ませることができ、エネルギロスを招かないようにでき、しかも操作性,作業性を向上させることができる。
【0084】
また、急速ダンプ操作スイッチ29で簡単に急速ダンプ操作を行なえるので、急速な排土が可能になり、作業速度を大幅に向上させて作業サイクルを短縮させることができる。特に、バケットシリンダ6aのボトム室6aa内の作動油をロッド側室6abに再生するため、急速ダンプをより一層速やかに行うことができ、かつバキュームもより発生し難くなる利点がある。
【0085】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、かかる実施形態を種々変形して実施しうるものである。例えば油圧(作動油)に代えて他の液体や気体など各種の流体圧(作動流体)を広く用いることができる。
【0086】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の作業機械の作業アーム制御装置(請求項1〜5)によれば、バケットがストッパにより作動を規制されていて、且つバケットシリンダが非操作状態であるとともにアームシリンダが縮み側に操作されているときには、このときバケットシリンダのボトム室内に閉じ込め圧が発生して、アームシリンダの動きの速度が大きく低下したり動かなくなったりしやすいが、このときには、作動流体放出手段によって、該ボトム室内の該作動流体を緩やかに放出させて該ボトム室内での閉じ込め圧の発生を防止するので、バケットシリンダがバケットの自重を保持しながら縮むことができ、エネルギロスを回避できる効果や、作業アームの作業性の確保を図ることができるようにするなど作業機械の操作性が大幅に向上する効果がある。
【0087】
また、本発明の作業機械の作業アーム制御装置(請求項1〜5)によれば、上記効果に加えて、簡単な急速ダンプ操作により急速な排土が可能になり、作業速度を大幅に向上させて作業サイクルを短縮させることができる。
また、本発明の作業機械の作業アーム制御装置(請求項4,5)によれば、急速ダンプをより一層速やかに行うことができ、かつ流体系統にバキュームもより発生し難くなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置の油圧回路を示す概略構成図である。
【図2】本発明の第1実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置におけるリミットスイッチの取付状態を示す作業機械の要部側面図である。
【図4】本発明の第1実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置の油圧回路について要部を示す構成図である。
【図5】本発明の第2実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置の油圧回路を示す概略構成図である。
【図6】本発明の第2実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図7】本発明の第3実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置の油圧回路を示す概略構成図である。
【図8】本発明の第3実施形態にかかる作業機械の作業アーム制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図9】一般的な油圧ショベルを示す側面図である。
【図10】従来の油圧ショベルにおける課題を説明する油圧ショベルの側面図である。
【図11】従来の油圧ショベルにおける油圧回路を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 下部走行体
2 上部走行体
3 ローダーフロント(作業アーム)
4 ブーム
4a ブームシリンダ
5 アーム
5a アームシリンダ
6 バケット
6a バケットシリンダ
6aa バケットシリンダのボトム室
7 リンク
8 ロッド
9 原動機
10a,10b 油圧ポンプ
11 コントロールバルブ
12 旋回モータ
13a,13b 走行モータ
14a,14b オーバロードリリーフバルブ
15a,15b バキューム防止用チェックバルブ
16 アームシリンダ用制御バルブ
17 バケットシリンダ用制御バルブ
18 作動流体タンクとしての作動油タンク(タンク)
19 パイロットポンプ
20 アーム操作用リモコン弁
21 バケット操作用リモコン弁
22 作動流体放出手段としてのロジック弁
22a ロジック弁の入口ポート
22b ロジック弁の出口ポート
22c 油路
23 ポペット弁
23a バネ
23b バネ室
24 パイロット弁
24a,24b ソレノイド
25 第2検出手段としての圧力スイッチ
26 高圧選択弁
27 第3検出手段としての圧力スイッチ
28 第1検出手段としてのリミットスイッチ
29 急速ダンプ用操作スイッチ
30 コントローラ
31 NOT演算器
32,33 AND演算器
34,35 電磁弁駆動器
41 作動流体放出手段としてのロジック弁
41c,41d,41e 油路
41a 入口ポート
41b 出口ポート
42 ポペット弁
42a バネ
42b バネ室
43 パイロット弁
43d ソレノイド
43c,43b パイロット弁43の室
44 作動流体放出手段としてのリリーフバルブ
44a 入口ポート
44b 出口ポート
45 作動流体放出手段としての電磁切換弁(方向切換弁)
45a ソレノイド
46 チェック弁
47 NOT演算器
48,49 AND演算器
50 OR演算器
51,52 電磁弁駆動器
61 作動流体放出手段としてのロジック弁
61c,61d,61e,61f 油路
61a 入口ポート
61b 出口ポート
62 ポペット弁
62a バネ
62b バネ室
63 パイロット弁
63d ソレノイド
63c,63b パイロット弁63の室
64 作動流体放出手段としての電磁切換弁(方向切換弁)
64a ソレノイド
65,66 チェック弁
67 NOT演算器
68,69 AND演算器
70 OR演算器
71,72 電磁弁駆動器
80 ストッパ
Claims (5)
- 作業アームと、該作業アームを駆動するアームシリンダと、
該作業アームに装着されたバケットと、該バケットを駆動するバケットシリンダと、該バケットシリンダを伸張させたときに該バケットを作動限界に規制するストッパとをそなえた作業機械に装備され、
該バケットが該作動限界にあるか否かを検出する第1検出手段と、
該アームシリンダの状態を検出する第2検出手段と、
該バケットシリンダの状態を検出する第3検出手段と、
該バケットシリンダのボトム室内の作動流体を放出する作動流体放出手段と、
該バケットを急速ダンプ操作するための急速ダンプ用操作手段と、
該第1検出手段,該第2検出手段及び該第3検出手段からの検出情報と該急速ダンプ用操作手段からの操作情報とに基づいて、該作動流体放出手段を制御する制御手段とをそなえ、
該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該作動流体放出手段を制御し、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ボトム室内での閉じ込め圧の発生を防止すべく該ボトム室内の該作動流体を緩やかに放出させるよう該作動流体放出手段を制御し、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ボトム室内の該作動流体を急速に放出させるよう該作動流体放出手段を制御する
ことを特徴とする、作業機械の作業アーム制御装置。 - 該作動流体放出手段は、該バケットシリンダのボトム室内の作動流体を放出しない全閉モードと、該ボトム室内の作動流体を緩やかに放出する半開モードと、該ボトム室内の作動流体を急速に放出する全開モードとをそなえたロジック弁により構成され、
該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該ロジック弁を全閉モードとし、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ロジック弁を半開モードとし、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ロジック弁を全開モードとする
ことを特徴とする、請求項1記載の作業機械の作業アーム制御装置。 - 該作動流体放出手段は、
該バケットシリンダのボトム室内の作動流体を放出しない閉モードと、該ボトム室内の作動流体を急速に放出可能とする開モードとをそなえたロジック弁と、
該ロジック弁の出口と該バケットシリンダのロッド側室内との間に設けられ、該ロジック弁からの流体圧が過剰な時に余剰の作動流体を該ロッド側室へ逃がす低圧リリーフ弁と、
該ロジック弁の出口と該ロッド側室内との間に該低圧リリーフ弁と並列に設けられ、該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を作動流体タンクへ逃がす第1モードと該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を該ロッド側室へ逃がす第2モードとをそなえた方向切換弁と、から構成され、
該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該ロジック弁を閉モードとし、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第1モードとし、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第2モードとする
ことを特徴とする、請求項1記載の作業機械の作業アーム制御装置。 - 該低圧リリーフ弁及び該方向切換弁と、該ロッド側室との間に、該ロッド側室の側から該低圧リリーフ弁及び該方向切換弁の側への作動流体の流れを阻止する チェック弁が介装されていることを特徴とする、請求項3記載の作業機械の作業アーム制御装置。
- 該作動流体放出手段は、
該バケットシリンダのボトム室内の作動流体を放出しない閉モードと、該ボトム室内の作動流体を急速に放出可能とする開モードとをそなえたロジック弁と、
該ロジック弁の出口と該バケットシリンダのロッド側室内と該アームシリンダの流体室内との間に設けられ、該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を該ロッド側室へ逃がす第1モード,及び,該ロジック弁の出口からの余剰の作動流体を該アームシリンダの流体室へ逃がす第2モードをそなえた方向切換弁と、
該方向切換弁と該ロッド側室との間に介装され、該ロッド側室側から該方向切換弁側への作動流体の流れを阻止する第1のチェック弁と、
該方向切換弁と該アームシリンダの流体室との間に介装され、該アームシリンダの流体室側から該方向切換弁側への作動流体の流れを阻止する第2のチェック弁と、から構成され、
該制御手段は、通常時は該ボトム室内の該作動流体を放出しないよう該ロジック弁を閉モードとし、該バケットが該作動限界にあり且つ該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該アームシリンダが縮み側に操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第1モードとし、該バケットシリンダが非操作状態であるとともに該急速ダンプ用操作手段が急速ダンプ操作されているときには、該ロジック弁を開モードとすると共に該方向切換弁を第2モードとする
ことを特徴とする、請求項1記載の作業機械の作業アーム制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000072304A JP3557151B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 作業機械の作業アーム制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000072304A JP3557151B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 作業機械の作業アーム制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001262609A JP2001262609A (ja) | 2001-09-26 |
JP3557151B2 true JP3557151B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=18590740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000072304A Expired - Fee Related JP3557151B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 作業機械の作業アーム制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3557151B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105332959A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-02-17 | 徐州一呼机械制造有限公司 | 一种搬运机械手液压控制回路 |
CN115506444B (zh) * | 2022-09-29 | 2023-06-16 | 山东临工工程机械有限公司 | 挖掘机液压***及挖掘机 |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000072304A patent/JP3557151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001262609A (ja) | 2001-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101932304B1 (ko) | 작업 기계의 유압 구동 장치 | |
JP3478931B2 (ja) | 油圧回路 | |
KR101942603B1 (ko) | 건설 기계 | |
US7513109B2 (en) | Hydraulic controller for working machine | |
US6430922B2 (en) | Construction machine | |
JPWO2005047709A1 (ja) | 建設機械の油圧制御装置 | |
JPH09268604A (ja) | 重装備用の流量合流装置 | |
JP3816893B2 (ja) | 油圧駆動装置 | |
JP2003021104A (ja) | 電動閉回路油圧シリンダ駆動装置 | |
JP2004285564A (ja) | 作業装置のための油圧シリンダを制御する油圧制御装置 | |
JP3557151B2 (ja) | 作業機械の作業アーム制御装置 | |
US11131081B2 (en) | Pivoting work machine | |
JP7090567B2 (ja) | 建設機械 | |
JP3833911B2 (ja) | 建設機械の油圧回路 | |
JP2005221026A (ja) | 油圧作業機の油圧回路 | |
JP2001049699A (ja) | 作業機械の作業腕制御装置 | |
JP6591370B2 (ja) | 建設機械の油圧制御装置 | |
JP7152968B2 (ja) | 油圧ショベル駆動システム | |
JP2002005109A (ja) | 操作制御装置 | |
JP2005140153A (ja) | 建設機械の油圧制御装置 | |
JP7210397B2 (ja) | 建設機械 | |
JP3061529B2 (ja) | ローダフロント付き油圧ショベルの油圧駆動装置 | |
JP2008115942A (ja) | 作業機械の油圧駆動装置 | |
JP2003056507A (ja) | 伸縮アーム付作業機の油圧回路 | |
JP3182081B2 (ja) | 作業用機械における油圧シリンダの油圧回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040127 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040326 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040427 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040514 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100521 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110521 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110521 Year of fee payment: 7 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110521 Year of fee payment: 7 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110521 Year of fee payment: 7 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120521 Year of fee payment: 8 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |