JPH08219107A - 油圧機械の油圧再生装置 - Google Patents

油圧機械の油圧再生装置

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JPH08219107A
JPH08219107A JP7024207A JP2420795A JPH08219107A JP H08219107 A JPH08219107 A JP H08219107A JP 7024207 A JP7024207 A JP 7024207A JP 2420795 A JP2420795 A JP 2420795A JP H08219107 A JPH08219107 A JP H08219107A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重負荷作業及び軽負荷作業のうちの所望の作
業に好適なアクチュエータの駆動制御を容易に実現させ
ることができる油圧機械の油圧再生装置の提供。 【構成】 圧力検出器２９からの圧力信号ＰＤに応じた
作動信号ｉｓを電磁比例減圧弁４０に出力する制御装置
４４を備え、この制御装置４４が、圧力信号ＰＤと、作
動信号ｉｓに対応する目標電流ｉとの関数関係を、重負
荷作業に対応する関数関係１０１、軽負荷作業に対応す
る関数関係１００として記憶する記憶部６２と、圧力信
号ＰＤと関数関係１０１，１００とに基づいて、該当す
る目標電流ｉを演算する演算部６１とを有するととも
に、重負荷作業、軽負荷作業のそれぞれに相当する指示
信号ＭＳを制御装置４４に出力可能な作業モードスイッ
チ４１を備え、演算部６１は、指示信号ＭＳに応じて、
関数関係１０１、１００のうちの該当する関数関係に基
づいて目標電流ｉを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の油圧
機械に備えられ、アクチュエータからの戻り油を当該ア
クチュエータに再生供給可能な油圧再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の油圧機械の油圧再生装置とし
て、特公平４−５９４８４号公報に記載のものがある。
図５は、この従来技術を示す回路図である。同図５に示
すように、この従来技術は、油圧ポンプ１及びパイロッ
トポンプ１ａと、油圧ポンプ１から吐出される圧油によ
って駆動するアクチュエータ、すなわちボトム側室Ｃ及
びロッド側室Ｄを有する油圧シリンダ２と、油圧ポンプ
１から油圧シリンダ２に供給される圧油の流れを制御
し、左側切換位置３ａ、右側切換位置３ｂを有する方向
切換弁３とを備えている。
【０００３】油圧シリンダ２を伸長させる方向に駆動す
る切換位置である方向切換弁３の左側切換位置３ａに
は、タンクに連絡されるタンク側通路、すなわち排出通
路６と、油圧ポンプ１に連絡されるポンプ側通路、すな
わち供給通路５と、これらの供給通路５と排出通路６と
を連絡する連絡通路１０と、この連絡通路１０に設けら
れ、排出通路６から供給通路５への圧油の供給を許容さ
せる許容手段、すなわちチェック弁７と、タンクに導か
れる圧油の流量を制御する流量制御手段、すなわち排出
通路６を選択的に遮断する合流切換装置８と、供給通路
５に連通し合流切換装置８を駆動する圧力信号を導く圧
力検出手段、すなわち圧力検出通路９とを設けてある。
また、パイロットポンプ１ａのパイロット圧を外部圧力
信号Ｐｃとして、すなわち設定圧力として前述の圧力検
出通路９で導かれる圧力信号に対抗するように合流切換
装置８に供給する当該合流切換装置８の駆動手段、すな
わち外部圧力信号発生装置１５を備えている。
【０００４】このように構成した従来技術では、方向切
換弁３を左側切換位置３ａに切換えると、油圧ポンプ１
から吐出された圧油は供給通路５を経て油圧シリンダ２
のボトム室側Ｃに導かれる。また油圧シリンダ２のロッ
ド側室Ｄ内から流出した圧油は、排出通路６を経てタン
クに導かれる。このとき、供給通路５内の圧力が圧力検
出通路９に導かれ、この圧力信号が外部圧力信号発生装
置１５で設定される外部圧力信号Ｐｃよりも低い場合、
合流切換装置８が排出通路６を遮断するように駆動し、
油圧シリンダ２のロッド側室Ｄからの戻り油の全量が排
出通路６から供給通路５にチェック弁７を介して導か
れ、供給通路５の流量に合流する。これにより、油圧シ
リンダ２の作動速度を増速させることができる。
【０００５】また、油圧シリンダ２の負荷圧が大きくな
り、供給通路５の圧力が上昇し、圧力検出通路９に導か
れる圧力信号が外部圧力信号発生装置１５で設定される
外部圧力信号Ｐｃよりも高くなると、合流切換装置８が
排出通路６を連通させるように駆動し、排出通路６がタ
ンクに連通する。したがつて、油圧シリンダ２のロッド
側室Ｄからの戻り油は供給通路５に合流されることなく
タンクに戻される。これにより、油圧シリンダ２の増速
は抑えられ、通常速度に保たれる。
【０００６】このように図５に示す従来技術では、油圧
シリンダ２の伸長時に発生する負荷圧力が設定圧力以下
のときは、油圧シリンダ２のロッド側室Ｄからの戻り油
の全量がボトム側室Ｃに再生合流して油圧シリンダ２は
通常速度に比べて増速し、また、油圧シリンダ２の伸長
時に発生する負荷圧力が設定圧力より大きいときは、油
圧シリンダ２は通常速度に保持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、油圧機械に
あっては、大きな負荷圧が要求される重負荷作業と、負
荷圧は比較的小さく、速い作業速度が要求される軽負荷
作業とを選択的に実施するものがある。例えば、油圧機
械が油圧ショベルである場合には、１台の油圧ショベル
において、軽負荷作業である「表土はぎ作業」と、重負
荷作業である「溝掘削作業」とを選択的に実施すること
がしばしばおこなわれている。この場合、上述した図５
に示す従来技術では、重負荷作業である「溝掘削作業」
を実施するためには、大きな推力が要求され、したがっ
て設定圧力すなわち外部圧力信号Ｐｃの値をできるだけ
低く設定して、低い負荷圧のうちに再生解除させる必要
がある。また逆に、軽負荷作業である「表土はぎ作業」
では大きな推力は要求されず、速い作業速度を得るため
に圧力信号Ｐｃの値をできるだけ高めに設定することが
好ましい。
【０００８】したがって、上述した従来技術は、重負荷
作業である「溝掘削作業」を考慮して外部圧力信号Ｐｃ
の値をあらかじめ低く設定すると、「表土はぎ作業」を
実施したときには、その作業速度、すなわち、油圧シリ
ンダ２の作動速度が遅くなり、この軽負荷作業である
「表土はぎ作業」の作業能率が低下してしまう。また逆
に、軽負荷作業である「表土はぎ作業」を考慮して外部
圧力信号Ｐｃの値をあらかじめ高く設定すると、「溝掘
削作業」においては大きな推力が得られず、この重負荷
作業である「溝掘削作業」の作業能率が低下することに
なる。このように、従来技術では、外部圧力信号Ｐｃの
値を重負荷作業、軽負荷作業のどちらかを考慮して一義
的に決定せざるを得ないことから、１台の油圧機械で重
負荷作業、軽負荷作業の双方の作業能率を向上させるこ
とは困難であった。
【０００９】なお、このようなことは１つの連続した作
業中でも起り得る。例えば、速い作業速度が求められる
「表土はぎ作業」を考慮して、外部圧力信号Ｐｃの値を
あらかじめ高く設定して「表土はぎ作業」を実施してい
るときに、当該油圧ショベルのバケットが、硬い地盤に
当った場合には、外部圧力信号Ｐｃの値を高く設定して
あるために大きな推力が得られず、油圧シリンダ２の停
止等を生じてしまい、作業の能率低下を招いてしまう。
【００１０】本発明は、上記した従来技術における実情
に鑑みてなされたもので、その目的は、アクチュエータ
の作動を介して重負荷作業と軽負荷作業を選択的に実施
し得る油圧機械にあって、重負荷作業及び軽負荷作業の
いずれか所望の作業に好適なアクチュエータの駆動制御
を容易に実現させることができる油圧機械の油圧再生装
置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る発明を、図１〜３に示す実
施例中で使用されている符号を参照して説明すると以下
のようになる。
【００１２】本発明は、油圧ポンプ１及びタンク３０
と、上記油圧ポンプ１から吐出される圧油によって駆動
するアクチュエータ、例えば油圧シリンダ２と、上記油
圧ポンプ１から上記油圧シリンダ２に供給される圧油の
流れを制御する方向切換弁２０と、油圧シリンダ２とタ
ンク３０とを連絡するタンク側通路２３と、上記タンク
３０に導かれる圧油の流量を制御する流量制御手段、例
えば可変絞り２５と、上記油圧ポンプ１と油圧シリンダ
２とを連絡するポンプ側通路２８と、このポンプ側通路
２８とタンク側通路２３とを連絡する連絡通路２４と、
この連絡通路２４に設けられ、タンク側通路２３内の圧
力がポンプ側通路２８内の圧力よりも高いとき、タンク
側通路２３からポンプ側通路２８への圧油の供給を許容
させるチェック弁２１と、油圧シリンダ２に供給される
圧油の圧力を検出する検出手段、例えば油圧ポンプ１の
吐出圧を検出する圧力検出器２９と、上記の可変絞り２
５を駆動する駆動手段、例えば電磁比例減圧弁４０とを
備え、連絡通路２４を介して油圧シリンダ２からの戻り
油をポンプ側通路２８に合流させる再生操作が可能な構
成を基本構成としている。
【００１３】この基本構成に加えて、本願発明は、上述
した圧力検出器２９からの圧力信号ＰＤを入力し、その
圧力信号ＰＤに応じた作動信号ｉｓを上述した電磁比例
減圧弁４０に出力する制御装置４４を備え、この制御装
置４４が、上記圧力信号ＰＤと、上記作動信号ｉｓに対
応する目標値、例えば目標電流ｉとの関数関係を、所定
の重負荷作業に対応する関数関係１０１、及び所定の軽
負荷作業に対応する関数関係１００として、あらかじめ
複数設定する記憶部６２と、上記圧力信号ＰＤと上記記
憶部６２に記憶された関数関係１０１，１００とに基づ
いて、該当する上述の目標電流ｉを演算する演算部６１
とを有する。
【００１４】また、上記所定の重負荷作業及び所定の軽
負荷作業のそれぞれに相当する指示信号ＭＳを上記制御
装置４４に出力可能な指示装置、例えば作業モードスイ
ッチ４１を備えている。
【００１５】そして、上記制御装置４４の演算部６１
は、上記作業モードスイッチ４１から出力される指示信
号ＭＳに応じて、上記記憶部６２に記憶されている所定
の重負荷作業に対応する関数関係１０１、所定の軽負荷
作業に対応する関数関係１００のうちの該当する関数関
係に基づいて目標電流ｉを求める演算をおこなう構成に
してある。
【００１６】
【作用】本発明の請求項１に係る発明は、上記した構成
にしてあることから、例えば油圧ショベルにおける「溝
掘削作業」などの重負荷作業を実施する場合には、指示
装置である作業モードスイッチ４１を操作して、重負荷
作業に対応する指示信号ＭＳを出力させ、方向切換弁２
０の切換え操作をおこなえばよい。作業モードスイッチ
４１から出力される指示信号ＭＳに応じて、制御装置４
４の演算部６１は、記憶部６２に記憶されている図３に
示す重負荷作業に対応する関数関係１０１と、圧力検出
器２９から出力される圧力信号ＰＤとに基づいて目標電
流ｉを求める演算をおこなう。
【００１７】ここで、重負荷作業に対応する関数関係１
０１は、圧力信号ＰＤの値が比較的小さいときに、流量
制御手段である可変絞り２５を全開にし得るような関数
関係、つまり、圧力信号ＰＤの値が比較的小さい（図３
のＰｄ2）ときに再生操作を解除し得る関数関係であ
る。
【００１８】このような関数関係１０１に基づく目標電
流ｉに相当する駆動信号ｉｓが、制御装置４４から駆動
手段である電磁比例減圧弁４０に出力される。これによ
り電磁比例減圧弁４０が駆動して、可変絞り２５は圧力
信号ＰＤが比較的小さい（図３のＰｄ2）ときに全開と
なり、タンク側通路２３を全量通過させるように作動す
る。これにより、再生操作が解除される状態となる。し
たがって、ポンプ側通路２８、方向切換弁２０を介して
アクチュエータである油圧シリンダ２に油圧ポンプ１の
圧油を供給し、方向切換弁２０、タンク側通路２３を介
して油圧シリンダ２の戻り油を全量タンク３０に戻すこ
とができる。これにより、大きな推力が得られ、重負荷
作業に対応させることができる。
【００１９】また、例えば油圧ショベルにおける「表土
はぎ作業」などの軽負荷作業を実施する場合には、指示
装置である作業モードスイッチ４１を操作して、軽負荷
作業に対応する指示信号ＭＳを出力させ、方向切換弁２
０の切換え操作をおこなえばよい。作業モードスイッチ
４１から出力される指示信号ＭＳに応じて制御装置４４
の演算部６１は、記憶部６２に記憶されている図３に示
す軽負荷作業に対応する関数関係１００と、圧力検出器
２９から出力される圧力信号ＰＤとに基づいて目標電流
ｉを求める演算をおこなう。
【００２０】ここで、軽負荷作業に対応する関数関係１
００は、圧力信号ＰＤの値が比較的小さい間（例えば図
３のＰｄ2）は流量制御手段である可変絞り弁２５を全
開にしないような関数関係、つまり圧力信号ＰＤの値が
比較的小さい間（例えば図３のＰｄ2）は再生操作を可
能とさせる関数関係である。
【００２１】このような関数関係１００に基づく目標電
流ｉに相応する駆動信号ｉｓが制御装置４４から駆動手
段である電磁比例減圧弁４０に出力される。これによ
り、電磁比例減圧弁４０が駆動して可変絞り２５は、圧
力信号ＰＤの値が小さいとき（例えば図３のＰｄ2）に
は全開とはならず、タンク側通路２３の油のタンク３０
への流入を規制する。これに伴い、タンク側通路２３の
圧力が上昇し、再生操作が可能な状態となる。タンク側
通路２３の圧力がポンプ側通路２８の圧力よりも大きく
なったとき、タンク側通路２３の圧油が連絡通路２４、
チェック弁２１を介してポンプ側通路２８に合流する。
したがって、油圧シリンダ２の戻り油と、油圧ポンプ１
から吐出される圧油との合流された圧油が油圧シリンダ
２に供給される。これにより、上述した重負荷作業時の
油圧シリンダ２の作動速度である通常速度に比べて、速
い作動速度で油圧シリンダ２を駆動させることができ、
軽負荷作業に対応させることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の油圧機械の油圧再生装置の実
施例を図に基づいて説明する。図１〜４は本発明の請求
項１〜７に相当する油圧機械の油圧再生装置の一実施例
を示す図で、図１は全体構成を示す回路図、図２は図１
に示す実施例に備えられる制御装置の構成を示す図、図
３は図２に示す制御装置の記憶部及び演算部の構成を示
す図、図４は図１に示す実施例で得られる特性を示す図
である。
【００２３】本実施例は例えば油圧ショベルに適用され
るもので、図１に示すように、エンジン４３と、このエ
ンジン４３によって駆動する油圧ポンプ１と、タンク３
０と、油圧ポンプ１から吐出される圧油によって駆動す
るブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ
等のアクチュエータ、すなわち油圧シリンダ２と、油圧
ポンプ１から油圧シリンダ２に供給される圧油の流量を
制御する方向切換弁２０とを備えている。方向切換弁２
０は、中立位置と、油圧シリンダ２のボトム側室Ｃに圧
油を供給可能な切換位置２０ａと、油圧シリンダ２のロ
ッド側室Ｄに圧油を供給可能な切換位置２０ｂとを有す
る。この方向切換弁２０は、パイロット弁７０の操作レ
バー７１を操作することにより、選択的に出力されるパ
イロット圧Ｐａ，Ｐｂにより切換位置２０ａ，２０ｂの
いずれかに切換えられる。
【００２４】また、油圧シリンダ２とタンク３０とを連
絡するタンク側通路２３と、このタンク側通路２３に配
置され、タンク３０に導かれる圧油の流量を制御する流
量制御手段、例えば油圧操作式の可変絞り２５とを備え
ている。この可変絞り２５は、連通位置２５ａと絞り位
置２５ｂとを有する。
【００２５】また、油圧ポンプ１と油圧シリンダ２とを
連絡するポンプ側通路２８と、このポンプ側通路２８と
タンク側通路２３とを連絡する連絡通路２４と、この連
絡通路２４に設けられ、タンク側通路２３内の圧力がポ
ンプ側通路２８内の圧力よりも高いときに、タンク側通
路２３からポンプ側通路２８への圧油の供給を許容さ
せ、ポンプ側通路２８からタンク側通路２３方向への圧
油の流れを阻止するチェック弁２１と、タンク側通路２
３に設けられ、油圧ポンプ１から方向切換弁２０方向へ
の圧油の流れを許容させ、方向切換弁２０から油圧ポン
プ１方向への圧油の流れを阻止するチェック弁２２とを
備えている。
【００２６】また、油圧シリンダ２に供給される圧油の
圧力を検出する検出手段、例えば油圧ポンプ１の吐出圧
Ｐｄを検出し、圧力信号すなわちポンプ吐出圧信号ＰＤ
を出力する圧力検出器２９と、上述した可変絞り２５を
駆動する駆動手段、例えば可変絞り２５のパイロット室
にパイロット圧Ｐｉを出力する電磁比例減圧弁４０とを
備えている。
【００２７】そして特に、本実施例では、圧力検出器２
９から出力されるポンプ吐出圧信号ＰＤを入力し、その
ポンプ吐出圧信号ＰＤに応じた作動信号ｉｓを上述した
電磁比例減圧弁４０に出力する制御装置４４と、重負荷
作業及び軽負荷作業のうちのいずれかを指示する指示装
置、例えば選択された作業モードに相当する指示信号Ｍ
Ｓを出力する作業モードスイッチ４１とを備えている。
【００２８】上述した制御装置４４は、図２に示すよう
に、圧力検出器２９から出力されるポンプ吐出圧信号Ｐ
Ｄ、及び作業モードスイッチ４１から出力される指示信
号ＭＳを入力する入力部６０と、上述したポンプ吐出圧
信号ＰＤと電磁比例減圧弁４０を作動させる作動信号ｉ
ｓに対応する目標値、例えば目標電流ｉとの関数関係
が、重負荷作業及び軽負荷作業のそれぞれに対応してあ
らかじめ複数設定される記憶部６２と、電磁比例減圧弁
４０を駆動するための目標電流ｉを求める演算をおこな
う演算部６１と、この演算部６１で求められた目標電流
ｉに相当する作動信号ｉｓを電磁比例減圧弁４０に出力
する出力部６３とを備えている。
【００２９】上述した制御装置４４の記憶部６２には、
例えば図３に示す軽負荷作業に対応する関数関係１００
と重負荷作業に対応する関数関係１０１とが設定されて
いる。このうち、重負荷作業に対応する関数関係１０１
は、ポンプ吐出圧信号ＰＤが、所定の低い第１の設定圧
力Ｐｄ1に至るまでは高い一定の目標電流ｉ1を出力し、
ポンプ吐出圧信号ＰＤが第１の設定圧力Ｐｄ1を越えて
第２の設定圧力Ｐｄ2に至るまでは、ｉ0＜ｉ＜ｉ1、と
なる目標電流ｉを出力し、ポンプ吐出圧信号ＰＤが第２
の設定圧力Ｐｄ2以上になると、電流値ｉ0＝０の目標電
流ｉを出力する関数関係である。また、軽負荷作業に対
応する関数関係１００は、ポンプ吐出圧信号ＰＤが前述
した所定の低い第１の設定圧力Ｐｄ1に至るまでは高い
一定の目標電流ｉ1を出力し、ポンプ吐出圧信号Ｐｄが
前述した第２の設定圧力Ｐｄ2よりも大きい第３の設定
圧力Ｐｄ3に至るまでは、ポンプ吐出圧信号ＰＤの増加
に応じて減少する目標電流ｉ（ｉ0＜ｉ＜ｉ1）を出力
し、ポンプ吐出圧信号ＰＤが第３の設定圧力Ｐｄ3以上
になると、ｉ0＝０の目標電流ｉを出力する関数関係で
ある。すなわち、重負荷作業に対応する関数関係１０１
のゲインを、軽負荷作業に対応する関数関係１００のゲ
インに比べて、あらかじめ大きく設定してある。
【００３０】また、上述した制御装置４４の演算部６１
は、作業モードスイッチ４１から出力される指示信号Ｍ
Ｓに応じて、記憶部６２に記憶されている前述した重負
荷作業に対応する関数関係１０１、軽負荷作業に対応す
る関数関係１００のうちの該当する関数関係と、圧力検
出器２９から出力されるポンプ吐出圧信号ＰＤとに基づ
いて、目標電流ｉを求める演算をおこなう。
【００３１】このように構成した実施例の動作は以下の
とおりである。例えば、「溝掘削作業」を考慮して図１
に示す作業モードスイッチ４１で重負荷作業が選択され
たとすると、この作業モードスイッチ４１から重負荷作
業に対応する指示信号ＭＳが図２，３に示す制御装置４
４の入力部６０に出力されることにより、制御装置４４
の記憶部６２に記憶されている関数関係１００，１０１
のうちの重負荷作業に対応する関数関係１０１が選定さ
れ、制御装置４４の演算部６１は、この重負荷作業に対
応する関数関係１０１と、圧力検出器２９から出力され
るポンプ吐出圧信号ＰＤとに基づいて、図１に示す電磁
比例減圧弁４０を作動させる作動信号ｉｓの目標値、す
なわち目標電流ｉを求める演算をおこなうことになる。
【００３２】この状態において、パイロット弁７０の操
作レバー７１を例えば図１のＡ側に操作すると、パイロ
ット圧Ｐａが発生し、このパイロット圧Ｐａが方向切換
弁２０の同図１の左側に位置するパイロット室に与えら
れ、方向切換弁２０が切換位置２０ａに切換えられる。
これにより、油圧ポンプ１から吐出される圧油は、ポン
プ側通路２８、チェック弁２２、方向切換弁２０の切換
位置２０ａを経て油圧シリンダ２のボトム側室Ｃに供給
され、ロッド側室Ｄからの戻り油は方向切換弁２０の切
換位置２０ａ、タンク側通路２３、可変絞り２５を介し
てタンク３０に戻される。
【００３３】このとき、圧力検出器２９によって検出さ
れるポンプ吐出圧信号ＰＤが、前述した図３に示す記憶
部６２に記憶される関数関係１０１の第１の設定圧力Ｐ
ｄ1よりも低い間は、演算部６１で高い一定の目標電流
（ｉ＝ｉ1）が求められ、この目標電流（ｉ＝ｉ1）に相
当する作動信号（ｉｓ＝ｉ1）が制御装置４４の出力部
６３から電磁比例減圧弁４０の駆動部に出力される。こ
れにより、電磁比例減圧弁４０から出力されるパイロッ
ト圧ｐｉは最小となり、可変絞り２５に備えられるばね
の力により当該可変絞り２５は図４の（ａ）の最大絞り
量を与え得る絞り位置２５ｂに保持され、タンク側通路
２３には可変絞り２５の絞り量に応じた圧力が発生す
る。そして、このタンク側通路２３内の圧力が、ポンプ
側通路２８の圧力以上になると、油圧シリンダ２のロッ
ド側室Ｄからの戻り油の一部は、連絡通路２４、チェッ
ク弁２１を介してポンプ側通路２８に流れ、この戻り油
が油圧ポンプ１から吐出される圧油と合流して油圧シリ
ンダ２のボトム側室Ｃに供給される操作がおこなわれ
る。したがって、油圧シリンダ２のボトム側室Ｃに流入
する流量は、連絡通路２４から流れ込んだ図４の（ｂ）
に示す最大の再生流量分だけ増加し、それに応じて油圧
シリンダ２の作動速度を速くすることができる。
【００３４】このような状態から、当該油圧ショベルの
バケットが土砂にくい込み「溝掘削作業」が実施され
て、油圧シリンダ２にかかる負荷が大きくなると、油圧
ポンプ１の吐出圧Ｐｄが大きくなり、圧力検出器２９か
ら出力されるポンプ吐出圧信号ＰＤの値も大きくなる。
このポンプ吐出圧信号ＰＤの値が図３の関数関係１０１
の第１の設定圧力Ｐｄ1と第２の設定圧力Ｐｄ2の間にあ
るときには、制御装置４４の演算部６１で求められる目
標電流ｉは、ｉ0＜ｉ＜ｉ1の値をとり、制御装置４４の
出力部６３から出力される作動信号ｉｓも、ｉ0＜ｉｓ
＝ｉ＜ｉ1、の値となり、これにより電磁比例減圧弁４
０から出力されるパイロット圧Ｐｉの値が増加し、可変
絞り２５は、図４の（ａ）で示すようにその絞り量を小
さく変化させるように、すなわち閉じられ気味の状態か
ら開かれる方向に変化させるように駆動し、タンク３０
に戻される油量が増加し、再生流量が図４の（ｂ）で示
すように次第に減少する状態となる。すなわち、油圧シ
リンダ２の作動速度は、それまでに比べて若干遅くなる
ものの、より大きな推力を得ることができる状態とな
る。
【００３５】そしてさらに、ポンプ吐出圧信号ＰＤの値
が図３の関数関係１０１の第２の設定圧力Ｐｄ2以上に
なると、制御装置４４の演算部６１で求められる目標電
流ｉは、ｉ＝ｉ0となり、出力部６３から出力される作
動信号ｉｓも、ｉｓ＝ｉ＝ｉ0となり、これにより電磁
比例減圧弁４０から出力されるパイロット圧Ｐｉの値は
最大となり、可変絞り２５は、図４の（ａ）に示すよう
に絞り量を０とする全開となる切換位置２５ａに切換え
られる。これにより、図４の（ｂ）に示すように再生流
量が０となって、タンク側通路２３の全量がタンク３０
に戻される再生解除状態となり、その結果、油圧シリン
ダ２のロッド側室Ｄの圧力が小さくなり、このため油圧
シリンダ２の推力が増大し、掘削力を急激に増加させ、
所望の重負荷作業である「溝掘削作業」を実施すること
ができる。
【００３６】また、例えば「表土はぎ作業」あるいは地
面を平坦にならす「ならし作業」等を考慮して、作業モ
ードスイッチ４１により軽負荷作業が選択されたとする
と、この作業モードスイッチ４１から軽負荷作業に対応
する指示信号ＭＳが制御装置４４の入力部６０に出力さ
れる。これにより、制御装置４４の記憶部６２に記憶さ
れる関数関係１００，１０１のうちの軽負荷作業に対応
する関数関係１００が選定され、制御装置４４の記憶部
６１は、この軽負荷作業に対応する関数関係１００と、
圧力検出器２９から出力されるポンプ吐出圧信号ＰＤに
基づいて、目標電流ｉを求める演算をおこなう。この状
態にあって、操作レバー７１が操作され、方向切換弁２
０が例えば切換位置２０ａに切換えられると、前述した
ように、油圧シリンダ２のボトム側室Ｃに圧油が供給さ
れ、油圧シリンダ２は伸長する方向に作動する。
【００３７】このとき、圧力検出器２９によって検出さ
れるポンプ吐出圧信号ＰＤが第１の設定圧力Ｐｄ1より
も低い間は、前述したように可変絞り２５は図４の
（ａ）で示す最大絞り量を与え得る絞り位置２５ｂに保
持され、タンク側通路２３に可変絞り２５の絞り量に応
じた圧力が発生可能となり、図４の（ｂ）で示す最大の
再生流量が確保され、所望の再生操作をおこなうことが
できる。すなわち、油圧シリンダ２のボトム側室Ｃに、
この油圧シリンダ２の戻り油と油圧ポンプ１から吐出さ
れる圧油とを合流して供給でき、油圧シリンダ２の作動
速度を速くして所望の「表土はぎ作業」等の軽負荷作業
をおこなうことができる。なお、図示しないバケット先
端に当る土砂等の抵抗により、若干負荷圧が大きくな
り、圧力検出器２９から出力されるポンプ吐出圧信号Ｐ
Ｄの値が仮に第２の設定圧力Ｐｄ2程度になったとして
も、この軽負荷作業に係る関数関係１００のゲインは、
前述した重負荷作業に係る関数関係１０１のゲインに比
べてあらかじめ小さく設定してあるので、演算部６１で
求められる目標電流ｉは、ｉ0＜ｉ＜ｉ1、の値をとり、
出力部６３から出力される作動信号ｉｓも、ｉ0＜ｉｓ
＝ｉ＜ｉ1、となり、これに伴って電磁比例減圧弁４０
から出力されるパイロット圧Ｐｉは、最小＜Ｐｉ＜最
大、となり、可変絞り２５は図４の（ａ）の特性線上に
位置する絞り量を保有した状態に維持される。したがっ
て、再生流量は図４の（ｂ）で示すように若干減少する
ものの、再生操作を継続させることができる。
【００３８】そして、このような「表土はぎ作業」等の
軽負荷作業中に、重負荷作業に相当する事態が生じたと
き、例えば、図示しないバケットの先端が硬い地盤にく
い込んでしまったときなどにあっては、負荷圧の増加に
応じて油圧ポンプ１の吐出圧ｐｄが増加することから、
圧力検出器２９で検出されるポンプ吐出圧信号ＰＤの値
が大きくなり、例えば第３の設定圧力Ｐｄ3以上になる
ことがある。このような事態を生じたときには、ｉ＝ｉ
0、となり、出力部６３から出力される作動信号ｉｓ
も、ｉｓ＝ｉ＝ｉ0、となり、電磁比例減圧弁４０から
出力されるパイロット圧Ｐｉが最大となり、可変絞り２
５は図４の（ａ）で示すように絞り量をほぼ０とする連
通位置２５ａに切換えられ、タンク側通路２３の全量が
タンク３０に戻される再生解除状態となる。この状態で
は、図４の（ｂ）に示すように再生流量がなくなり、油
圧シリンダ２のロッド側室Ｄがタンク３０に連通して、
前述したように油圧シリンダ２の大きな推力を確保する
ことができ、硬い地盤にくい込んだバケットを動かし
て、その硬い地盤から脱出する動作をおこなわせること
ができる。すなわち、油圧シリンダ２の停止による作業
の停止を招かずに、引き続いて「表土はぎ作業」等の軽
負荷作業を実施させることができる。
【００３９】このように構成した実施例にあっては、上
述のように作業モードスイッチ４１により選択される制
御装置４４の関数関係１００，１０１に応じて、１台の
油圧ショベルで軽負荷作業と重負荷作業の双方に好適な
油圧シリンダ２の駆動制御をおこなうことができ、これ
により、軽負荷作業と重負荷作業の双方の作業能率を向
上させることができる。
【００４０】なお、上記実施例では、油圧ポンプ１の吐
出圧Ｐｄを検出する圧力検出器２９を設け、この圧力検
出器２９から出力されるポンプ吐出圧信号ＰＤに基づい
て、再生操作及び再生解除操作をおこなうように構成し
てあるが、本発明は、これに限られず、例えば方向切換
弁２０と油圧シリンダ２との間に位置する主管路に負荷
圧を検出する圧力検出器を設け、その圧力検出器から出
力される圧力信号に基づいて、再生操作及び再生解除操
作をおこなう構成にしてもよい。
【００４１】また、上記実施例では、アクチュエータと
して油圧シリンダ２を例に挙げて説明したが、この油圧
シリンダ２に代えて油圧モータを設けた構成であっても
よい。 また上記では、油圧機械として油圧ショベルを
挙げたが、本発明は、このような油圧ショベルには限ら
れず、油圧操作式クレーン等にも適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】本発明は以上のように構成してあるの
で、重負荷作業及び軽負荷作業のいずれか所望の作業に
好適なアクチュエータの駆動制御を容易に実現させるこ
とができ、従来では困難であった重負荷作業、軽負荷作
業双方の作業能率の向上を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１〜７に相当する油圧機械の油
圧再生装置の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１に示す実施例に備えられる制御装置の構成
を示す図である。
【図３】図２に示す制御装置の記憶部及び演算部の構成
を示す図である。
【図４】図１に示す実施例で得られる特性を示す図であ
る。
【図５】従来の油圧機械の油圧再生装置を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
１ 油圧ポンプ ２ 油圧シリンダ（アクチュエータ） ２０ 方向切換弁 ２１ チェック弁 ２３ タンク側通路 ２４ 連絡通路 ２５ 可変絞り（流量制御手段） ２８ ポンプ側通路 ２９ 圧力検出器（検出手段） ３０ タンク ４０ 電磁比例減圧弁（駆動手段） ４１ 作業モードスイッチ（指示装置） ４４ 制御装置 ６１ 演算部 ６２ 記憶部 ７０ パイロット操作弁 １００ 関数関係 １０１ 関数関係
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 滋博 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 (72)発明者 石川 広二 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

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 油圧ポンプ及びタンクと、 上記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動するア
    クチュエータと、 上記油圧ポンプから上記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、 上記アクチュエータと上記タンクとを連絡するタンク側
    通路と、 上記タンクに導かれる圧油の流量を制御する流量制御手
    段と、 上記油圧ポンプと上記アクチュエータとを連絡するポン
    プ側通路と、 このポンプ側通路と上記タンク側通路とを連絡する連絡
    通路と、 この連絡通路に設けられ、上記タンク側通路内の圧力が
    上記ポンプ側通路内の圧力よりも高いとき、タンク側通
    路からポンプ側通路への圧油の供給を許容させるチェッ
    ク弁と、 上記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、 上記流量制御手段を駆動する駆動手段とを備え、 上記連絡通路を介して上記アクチュエータからの戻り油
    を上記ポンプ側通路に合流させる再生操作が可能な油圧
    機械の油圧再生装置において、 上記検出手段からの圧力信号を入力し、その圧力信号に
    応じた作動信号を上記駆動手段に出力する制御装置を備
    え、 この制御装置が、上記圧力信号と、上記作動信号に対応
    する目標値との関数関係を、所定の重負荷作業及び所定
    の軽負荷作業のそれぞれに対応してあらかじめ複数設定
    する記憶部と、上記圧力信号と上記記憶部に記憶された
    関数関係とに基づいて該当する上記目標値を演算する演
    算部とを有するとともに、 上記所定の重負荷作業及び所定の軽負荷作業のそれぞれ
    に相当する指示信号を上記制御装置に出力可能な指示装
    置を備え、 上記制御装置の演算部は、上記指示装置から出力される
    指示信号に応じて、上記記憶部に記憶されている所定の
    重負荷作業に対応する関数関係、及び所定の軽負荷作業
    に対応する関数関係のうちの該当する関数関係に基づい
    て目標値を求める演算をおこなうことを特徴とする油圧
    機械の油圧再生装置。
  2. 【請求項２】 上記記憶部に記憶される上記所定の重負
    荷作業に対応する上記圧力信号と上記目標値との関数関
    係のゲインを、上記所定の軽負荷作業に対応する上記圧
    力信号と上記目標値との関数関係のゲインに比べて大き
    く設定したことを特徴とする請求項１記載の油圧機械の
    油圧再生装置。
  3. 【請求項３】 上記指示装置が、作業モードスイッチで
    あることを特徴とする請求項１または２記載の油圧機械
    の油圧再生装置。
  4. 【請求項４】 上記検出手段が、上記油圧ポンプの吐出
    圧を検出する圧力検出器、及び上記アクチュエータの負
    荷圧を検出する圧力検出器の一方であることを特徴とす
    る請求項１または２記載の油圧機械の油圧再生装置。
  5. 【請求項５】 上記流量制御手段が、可変絞りであるこ
    とを特徴とする請求項１または２記載の油圧機械の油圧
    再生装置。
  6. 【請求項６】 上記駆動手段が、電磁比例減圧弁である
    ことを特徴とする請求項１または２記載の油圧機械の油
    圧再生装置。
  7. 【請求項７】 油圧機械が油圧ショベルであることを特
    徴とする請求項１または２記載の油圧機械の油圧再生装
    置。
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