JPH08302754A - 作業機のブーム速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜地と平地とでブームの作動速度を可変に
制御し、傾斜地では車両の安定性を確保すると共に、平
地での作業効率を向上させる。 【構成】 例えば坂道の途中等でブームシリンダ１５の
ロッド１５Ａを伸長させてブーム１０を矢示Ｆ方向に立
上げるとき等に、ブーム角αが減速開始角に達して、ブ
ーム角αをこれ以上大きくすると車両の安定性が低下す
る可能性がある場合には、コントローラ３５から現在の
ブーム速度に応じた電流値の制御信号を電磁比例減圧弁
３０に出力することにより、制御信号の電流値に比例す
るストローク量をもって電磁比例減圧弁３０を連通位置
（ａ）から減圧位置（ｂ）に切換える。そして、制御弁
２４を切換位置（ロ）から中立位置（イ）側に戻す方向
でストロークさせることにより、油圧ポンプ２１からブ
ームシリンダ１５のボトム側油室Ｂに供給する圧油の流
量を減少させ、ブーム１０の作動速度を減速する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル等
の作業機に設けられ、作業装置の一部を構成するブーム
の作動速度を制御するのに用いて好適な作業機のブーム
速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６および図７を参照して従来技術によ
る作業機として油圧ショベルを例に挙げて述べる。

【０００３】図において、１は下部走行体、２は該下部
走行体１上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された
上部旋回体を示し、該上部旋回体２には骨組み構造をな
す旋回フレーム４上に位置して運転室５、機械室６およ
びカウンタウエイト７が設けられている。また、上部旋
回体２の旋回フレーム４にはその前部側に支持ブラケッ
ト４Ａが一体形成され、該支持ブラケット４Ａには後述
のブーム１０が俯仰動可能に設けられている。

【０００４】８は上部旋回体２の前部に俯仰動可能に設
けられた作業装置を示し、該作業装置８は、旋回フレー
ム４の支持ブラケット４Ａにピン結合部９を介して俯仰
動可能に連結されたブーム１０と、該ブーム１０の先端
側にピン結合部１１を介して俯仰動可能に連結されたア
ーム１２と、該アーム１２の先端側にピン結合部１３を
介して回動可能に連結された作業具としてのバケット１
４とから大略構成されている。

【０００５】ここで、作業装置８はブーム１０と上部旋
回体２の支持ブラケット４Ａとの間にブームシリンダ１
５が設けられ、ブーム１０とアーム１２との間にアーム
シリンダ１６が設けられ、アーム１２とバケット１４と
の間にはバケットシリンダ１７が設けられている。そし
て、ブームシリンダ１５は外部から圧油が給排されるこ
とによりロッド１５Ａを伸縮させ、これによってブーム
１０を旋回フレーム４に対して俯仰動させる。また、ア
ームシリンダ１６もこれと同様にアーム１２をブーム１
０に対して俯仰動させ、バケットシリンダ１７はアーム
１２に対してバケット１４を上，下に回動させるもので
ある。

【０００６】このように構成される従来技術の油圧ショ
ベルでは、上部旋回体２の運転室５内で運転者が操作レ
バー（図示せず）を傾転操作すると、ブームシリンダ１
５、アームシリンダ１６およびバケットシリンダ１７に
それぞれ圧油が給排されることにより、ブーム１０およ
びアーム１２が俯仰動すると共に、バケット１４が回動
され、該バケット１４によって土砂等の掘削作業を行
う。

【０００７】そして、土砂等の掘削作業時には作業装置
８を介して上部旋回体２の前部側に大きな荷重が外力と
なって作用するから、上部旋回体２の後部側にはカウン
タウエイト７を設け、該カウンタウエイト７によって上
部旋回体２の静的安定性等を確保するようにしている。

【０００８】ここで、作業装置８のブーム１０およびア
ーム１２は、バケット１４により土砂等の掘削作業を行
う必要上、製缶構造をなして高強度に形成され、ブーム
１０は最も大きな重量をもって形成されている。そし
て、ブームシリンダ１５のロッド１５Ａを伸長させたと
きには、ブーム１０が図７に示す如く上向きに仰動し、
作業装置８全体が矢示Ｆ方向へと立上げられるようにな
る。

【０００９】一方、特開平５−３０６５３１号公報に記
載のバックホーの油圧シリンダ制御装置（以下、他の従
来技術という）では、作業装置のブームにブームの角度
を検出するブーム角検出器を設け、アームにも同様にア
ーム角検出器を設け、ブームおよびアームの作動角が予
め決めた目標角度に近づいたときに、ブームおよびアー
ムの作動速度を徐々に遅くすることによって、これらの
ブームおよびアームを目標角度で停止させるときのショ
ックを低減できるようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、油圧ショベル（車両）を図６および図７に
示すように、例えば傾斜角θをもった坂道の途中等で停
車または徐行させつつ、ブームシリンダ１５のロッド１
５Ａを急激に伸長させると、ブーム１０が図７に示す如
く上向きに仰動して作業装置８全体が矢示Ｆ方向へと立
上げられるから、ブームシリンダ１５のロッド１５Ａが
ストロークエンド（最大伸長位置）で停止したときに、
作業装置８を介して車両全体に矢示Ｆ方向の慣性力が作
用し、傾斜地での車両の安定性が悪くなる。

【００１１】このため、従来技術では、傾斜地でブーム
１０を上向きに仰動させるときに、運転者が操作レバー
をゆっくりと微操作してブーム１０の動きを遅くするこ
とにより、傾斜地での車両の安定性を確保するようにし
ており、ブーム１０等の動きが過度に遅くなってしまう
場合が多く、傾斜地での掘削時における作業性が悪くな
るという問題がある。

【００１２】一方、前記他の従来技術では、ブームおよ
びアームの目標角度を予め決めておくことにより、この
目標角度に近づいたときにブームおよびアームの作動速
度を徐々に遅くすることができ、これらのブームおよび
アームを目標角度で停止させるときのショックを低減す
ることはできる。

【００１３】しかし、この場合でも坂道（傾斜地）の傾
斜角等をモニタ（監視）していないために、平地での掘
削作業時におけるブームの作動速度と傾斜地での作動速
度とを可変に制御することはできず、傾斜地での車両の
安定性と平地での作業効率とを必ずしも両立させて確保
するのが難しいという問題がある。

【００１４】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたものであり、本発明は傾斜地と平地とでブームの
作動速度を可変に制御でき、傾斜地では車両の安定性を
確保できる上に、平地での作業効率を確実に向上させる
ことができるようにした作業機のブーム速度制御装置を
提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明は、作業機本体と、該作
業機本体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブーム
を俯仰動させるブーム作動手段と、前記作業機本体の傾
斜状態を検出する傾斜検出手段と、前記ブームを作業機
本体に対して俯仰動させるときのブーム角を検出するブ
ーム角検出手段と、前記傾斜検出手段による作業機本体
の傾斜状態に基づき、前記ブームの作動速度を減速すべ
き減速開始角を算定する減速開始角算定手段と、該減速
開始角算定手段による減速開始角と前記ブーム角検出手
段によるブーム角とに基づき、該ブーム角が減速開始角
に達したか否かを判定する角度判定手段と、該角度判定
手段により前記ブーム角が減速開始角に達したと判定し
たときに、前記ブーム作動手段によるブームの作動速度
を減速させる減速制御手段とからなる構成を採用してい
る。

【００１６】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、前記ブーム作動手段は、前記作業機本体とブームと
の間に設けられたブームシリンダと、該ブームシリンダ
を油圧源に接続する一対の主管路と、該各主管路の途中
に設けられ前記油圧源からブームシリンダに給排する圧
油の流量および方向を制御する制御弁と、該制御弁を切
換操作するための操作手段とから構成し、前記減速制御
手段は、前記角度判定手段によりブーム角が減速開始角
に達したと判定したときに、前記操作手段による制御弁
の切換操作に拘らず前記油圧源からブームシリンダに給
排する圧油の流量を前記制御弁を介して制限する構成と
するのが好ましい。

【００１７】また、請求項３に記載の発明のように、前
記ブーム角検出手段によるブーム角に基づき前記ブーム
の作動速度を演算する作動速度演算手段を備え、前記減
速制御手段は、該作動速度演算手段で演算したブームの
作動速度に基づき、前記ブームシリンダに給排する圧油
の流量を前記制御弁を介して可変に制限する構成として
もよい。

【００１８】さらに、請求項４に記載の発明の如く、前
記制御弁を、前記操作手段からのパイロット圧により切
換操作される油圧パイロット式の方向切換弁により構成
し、前記減速制御手段は、該方向切換弁の油圧パイロッ
ト部に接続されるパイロット管路の途中に設けられ該方
向切換弁の油圧パイロット部に供給するパイロット圧を
制御信号に応じて減圧制御する電磁比例減圧弁と、前記
作動速度演算手段で演算したブームの作動速度に基づき
該電磁比例減圧弁に制御信号を出力するコントローラと
から構成するのがよい。

【００１９】

【作用】上記構成により、請求項１に記載の発明では、
傾斜検出手段による作業機本体の傾斜状態に基づき、減
速開始角算定手段でブームの作動速度を減速すべき減速
開始角を算定することができ、角度判定手段によって前
記ブーム角が減速開始角に達したと判定したときには、
ブーム作動手段によるブームの作動速度を減速制御手段
で減速でき、例えば傾斜地等の傾斜角に応じてブームの
作動速度を適正に制御することができる。

【００２０】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、前記ブーム作動手段をブームシリンダ、該ブームシ
リンダに給排する制御弁および該制御弁の操作手段等か
ら構成することにより、前記減速制御手段は、前記角度
判定手段でブーム角が減速開始角に達したと判定したと
きに、前記操作手段による制御弁の切換操作に拘らず油
圧源からブームシリンダに給排する圧油の流量を前記制
御弁を介して制限でき、ブームシリンダの伸長速度を遅
くしてブームの作動速度を傾斜角等に応じて減速でき
る。

【００２１】また、請求項３に記載の発明のように、前
記ブーム角検出手段によるブーム角に基づき前記ブーム
の作動速度を演算する作動速度演算手段を備え、前記減
速制御手段は、該作動速度演算手段で演算したブームの
作動速度に基づき、前記ブームシリンダに給排する圧油
の流量を前記制御弁を介して可変に制限することによ
り、ブーム角が減速開始角に達したときの前記ブームの
作動速度に応じて、前記ブームシリンダに給排する圧油
の流量を可変に制御でき、ブームシリンダの伸長速度を
適正な速度まで落とすことができる。

【００２２】さらに、請求項４に記載の発明のように、
前記制御弁を油圧パイロット式の方向切換弁で構成する
と共に、前記減速制御手段を電磁比例減圧弁とコントロ
ーラとから構成し、前記作動速度演算手段で演算したブ
ームの作動速度に基づいてコントローラから電磁比例減
圧弁に制御信号を出力することにより、該電磁比例減圧
弁では方向切換弁の油圧パイロット部に供給するパイロ
ット圧を前記制御信号に応じて減圧制御でき、これによ
って方向切換弁を中立位置側に戻しつつ、ブームシリン
ダに給排する圧油の流量を適正な流量まで下げることが
できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例によるブーム速度制御
装置を、図１ないし図５に基づき油圧ショベルに適用し
た場合を例に挙げて説明する。なお、実施例では前述し
た図６および図７に示す従来技術と同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００２４】図中、２１はタンク２２と共に油圧源を構
成する油圧ポンプを示し、該油圧ポンプ２１はタンク２
２と共に一対の主管路２３Ａ，２３Ｂを介してブームシ
リンダ１５に接続されている。ここで、ブームシリンダ
１５にはロッド側油室Ａとボトム側油室Ｂとが設けら
れ、油圧ポンプ２１からの圧油をボトム側油室Ｂ内に供
給したときにはブームシリンダ１５のロッド１５Ａが伸
長し、作業装置８のブーム１０は矢示Ｆ方向に仰動す
る。また、油圧ポンプ２１からの圧油をロッド側油室Ａ
内に供給したときにはブームシリンダ１５のロッド１５
Ａが縮小し、作業装置８のブーム１０は下向きに俯動す
る。

【００２５】２４は主管路２３Ａ，２３Ｂの途中に設け
られた制御弁を示し、該制御弁２４は例えば６ポート３
位置の油圧パイロット式方向切換弁により構成され、油
圧ポンプ２１からブームシリンダ１５に給排する圧油の
流量および方向を制御する。そして、制御弁２４は左，
右両側に一対の油圧パイロット部２４Ａ，２４Ｂを有
し、該油圧パイロット部２４Ａ，２４Ｂに給排されるパ
イロット圧によって制御弁２４は中立位置（イ）から切
換位置（ロ），（ハ）に切換えられる。

【００２６】ここで、制御弁２４は中立位置（イ）から
切換位置（ロ），（ハ）に切換わるときのストローク量
（パイロット圧）に応じて油圧ポンプ２１からブームシ
リンダ１５に給排する圧油の流量を制御する。そして、
制御弁２４が完全に切換位置（ロ），（ハ）に切換わっ
たときに圧油の流量は最大となり、ロッド１５Ａの伸縮
速度（作動速度）は最高スピードとなる。また、制御弁
２４が中立位置（イ）に復帰したときには圧油の流量が
零となり、ブームシリンダ１５は圧油の給排が遮断され
ることによって、ロッド１５Ａの伸縮動作が停止する。

【００２７】２５は制御弁２４を切換操作する操作手段
としての操作レバー装置を示し、該操作レバー装置２５
は、一対の減圧弁型パイロット弁２６Ａ，２６Ｂと、該
減圧弁型パイロット弁２６Ａ，２６Ｂを操作する操作レ
バー２７とから構成され、減圧弁型パイロット弁２６
Ａ，２６Ｂの出力側はパイロット管路２８Ａ，２８Ｂを
介して制御弁２４のパイロット部２４Ａ，２４Ｂに接続
されている。また、減圧弁型パイロット弁２６Ａ，２６
Ｂは高圧側がパイロットポンプ２９に接続され、低圧側
がタンク２２に接続されている。

【００２８】ここで、操作レバー装置２５は油圧ポンプ
２１、制御弁２４およびブームシリンダ１５等と共にブ
ーム１０を俯仰動させるブーム作動手段を構成してい
る。そして、操作レバー装置２５の操作レバー２７を油
圧ショベル（車両）の運転者が傾転操作したときには、
減圧弁型パイロット弁２６Ａ，２６Ｂからパイロット管
路２８Ａ，２８Ｂを介して制御弁２４のパイロット部２
４Ａ，２４Ｂにパイロット圧が給排される。

【００２９】そして、制御弁２４はこのときのパイロッ
ト圧に対応したストローク量をもって中立位置（イ）か
ら切換位置（ロ），（ハ）に切換わることにより、油圧
ポンプ２１からブームシリンダ１５に給排する圧油の流
量をストローク量（パイロット圧）に応じて制御し、こ
のときの圧油量（流量）に対応した速度でブームシリン
ダ１５を伸縮させつつ、ブーム１０を上，下に俯仰動さ
せる。

【００３０】３０はパイロット管路２８Ａの途中に設け
られた電磁比例減圧弁を示し、該電磁比例減圧弁３０
は、例えば３ポート２位置の電磁比例式切換弁等によっ
て構成され、常時はばね３１によって連通位置（ａ）に
保持される。また、電磁比例減圧弁３０は電磁比例ソレ
ノイド３２を有し、後述のコントローラ３５から該電磁
比例ソレノイド３２に制御信号が出力されることによ
り、電磁比例減圧弁３０は連通位置（ａ）から減圧位置
（ｂ）へとばね３１に抗して切換わるようになってい
る。

【００３１】ここで、電磁比例減圧弁３０はコントロー
ラ３５と共にブーム１０の作動速度を減速させる減速制
御手段を構成し、前記制御信号の電流値に対応したスト
ローク量をもって連通位置（ａ）から減圧位置（ｂ）に
切換わることにより、このときのストローク量に応じて
パイロット管路２８Ａ内のパイロット圧を減圧し、油圧
ポンプ２１からブームシリンダ１５に給排する圧油の流
量を制御弁２４を介して可変に制御（制限）しつつ、ブ
ームシリンダ１５の伸縮速度を減速させる（図５参
照）。

【００３２】３３は車両の傾斜状態を検出する傾斜検出
手段としての傾斜センサを示し、該傾斜センサ３３は上
部旋回体２の運転室５等に設けられ、車両の傾斜角θ
（図６参照）を検出しつつ、その検出信号をコントロー
ラ３５に出力する。

【００３３】３４はブーム角検出手段としてのブーム角
センサを示し、該ブーム角センサ３４はブーム１０の基
端側を旋回フレーム４の支持ブラケット４Ａに連結した
ピン結合部９（図６参照）等に設けられ、旋回フレーム
４に対してブーム１０を俯仰動させるときのブーム角α
を検出する。

【００３４】３５はマイクロコンピュータ等からなるコ
ントローラを示し、該コントローラ３５はその入力側に
傾斜センサ３３およびブーム角センサ３４等が接続さ
れ、出力側には電磁比例減圧弁３０の電磁比例ソレノイ
ド３２等が接続されている。そして、コントローラ３５
はその記憶回路内に図２に示すプログラム等を格納し、
ブーム速度制御処理（電磁比例減圧弁３０の制御処理）
等を行うようになっている。また、コントローラ３５の
記憶回路にはその記憶エリア３５Ａ内に、図３に示す減
速開始角αθの算定マップおよび図４に示す制御信号の
算定マップ等が格納されている。

【００３５】ここで、図３に示す算定マップは、ブーム
１０の減速を開始すべき減速開始角αθを車両の傾斜角
θに対応させて記憶したもので、車両の傾斜角θが大き
いときにはブーム１０のブーム角αが大きくなるに応じ
て車両の安定性は低下し易くなるために、ブーム１０の
減速を早期に開始すべく減速開始角αθをより小さい角
度に設定するようにしている。

【００３６】また、図４に示す算定マップは、ブーム１
０のブーム角αが減速開始角αθに達したときのブーム
速度から制御信号の電流値を算定するもので、ブーム速
度が速く（大きく）なると、矢示Ｆ方向の慣性力が大き
くなって車両の安定性は低下し易くなるために、制御信
号の電流値を図４に示す特性線に沿って漸増させること
により、ブーム速度を大きく減速させるようにしてい
る。

【００３７】本実施例による油圧ショベルのブーム速度
制御装置は上述の如き構成を有するもので、次に図２を
参照してコントローラ３５によるブーム速度制御処理
（電磁比例減圧弁３０の制御処理）について説明する。

【００３８】まず、処理動作がスタートすると、ステッ
プ１で傾斜センサ３３から車両の傾斜角θを読込むと共
に、ブーム角センサ３４からブーム角αを読込む。そし
て、ステップ２ではブーム角センサ３４からのブーム角
αを、例えば微分することによってブーム１０の作動速
度としてのブーム速度を演算する。

【００３９】次に、ステップ３では記憶エリア３５Ａ内
に予め格納した図３に示す減速開始角αθの算定マップ
を読出すことによって、現在の傾斜角θに対応する減速
開始角αθを算定する。そして、ステップ４に移って現
在のブーム角αと減速開始角αθの算定結果とを比較す
ることにより、ブーム角αが減速開始角αθ以上となっ
たか否かを判定する。

【００４０】ここで、ステップ４で「ＮＯ」と判定した
ときには現在のブーム角αが減速開始角αθよりも小さ
く、ブーム角αをさらに増加させても車両の安定性が低
下することはない状態であるから、ステップ５に移って
電磁比例減圧弁３０（電磁比例ソレノイド３２）に出力
する制御信号の電流値を零とし、電磁比例減圧弁３０を
連通位置（ａ）に保持することにより、ブーム１０の作
動速度（ブーム速度）を特に減速することなく、操作レ
バー２７の操作量に対応したストローク量で制御弁２４
を切換制御すると共に、操作レバー２７の操作量に対応
した流量の圧油を油圧ポンプ２１からブームシリンダ１
５に供給し続ける。

【００４１】次に、ステップ４で「ＹＥＳ」と判定した
ときには現在のブーム角αが減速開始角αθ以上とな
り、ブーム角αを大きくすると車両の安定性が低下する
可能性があるから、ステップ６に移って記憶エリア３５
Ａから図４に示す制御信号の算定マップを読出しつつ、
前記ステップ２による現在のブーム速度に応じた制御信
号の電流値を算定する。

【００４２】そして、ステップ７ではこのときの電流値
をもった制御信号を電磁比例減圧弁３０（電磁比例ソレ
ノイド３２）に出力することにより、制御信号の電流値
に比例する切換量（ストローク量）をもって電磁比例減
圧弁３０を連通位置（ａ）から減圧位置（ｂ）に切換え
る。

【００４３】この結果、操作レバー装置２５の減圧弁型
パイロット弁２６Ａから制御弁２４の油圧パイロット部
２４Ａに供給されるパイロット圧が、電磁比例減圧弁３
０によりそのストローク量に応じて減圧制御され、該パ
イロット圧は制御信号の電流値にほぼ反比例して下がる
ようになるから、制御弁２４はパイロット圧が下がるに
応じて切換位置（ロ）から中立位置（イ）側に戻る方向
でストロークし、油圧ポンプ２１からブームシリンダ１
５のボトム側油室Ｂに供給する圧油の流量は、図５に示
す特性線ｆ1 ，ｆi の如く制御信号の電流値に応じて減
少される。

【００４４】即ち、運転者が操作レバー２７を傾転操作
しその操作量に対応したストローク量で制御弁２４を中
立位置（イ）から切換位置（ロ）に切換えているときに
は、操作レバー２７の操作量に対応した流量Ｑ1 〜Ｑi
の圧油が油圧ポンプ２１からブームシリンダ１５のボト
ム側油室Ｂに供給され、ブーム１０（ブームシリンダ１
５）はこのときの流量Ｑ1 〜Ｑi に対応した作動速度
（ブーム速度）で駆動される。

【００４５】しかし、ステップ６およびステップ７の処
理により現在のブーム速度に応じた電流値の制御信号を
電磁比例減圧弁３０（電磁比例ソレノイド３２）に出力
したときには、制御信号の電流値に応じてパイロット圧
が下がり、制御弁２４が切換位置（ロ）から中立位置
（イ）側に戻る方向でストロークすることにより、油圧
ポンプ２１からブームシリンダ１５のボトム側油室Ｂに
供給する圧油の流量を、図５に示す特性線ｆ1 ，ｆi の
如く制御信号の電流値に応じて減少させることができ、
ブーム１０（ブームシリンダ１５）の作動速度を特性線
ｆ1 ，ｆi に沿って減速できる。

【００４６】かくして、本実施例によれば、ステップ１
からステップ７に亘る処理を繰返すことにより、例えば
傾斜角θをもった坂道の途中等で油圧ショベル（車両）
を停車または徐行させつつ、ブームシリンダ１５のロッ
ド１５Ａを伸長させてブーム１０を矢示Ｆ方向に立上げ
るとき等に、ブーム角αが減速開始角αθに達して、ブ
ーム角αをこれ以上大きくすると車両の安定性が低下す
る可能性がある場合には、現在のブーム速度に応じた電
流値の制御信号を電磁比例減圧弁３０に出力することに
より、制御信号の電流値に比例するストローク量をもっ
て電磁比例減圧弁３０を連通位置（ａ）から減圧位置
（ｂ）に切換えることができる。

【００４７】この結果、運転者が操作レバー２７を傾転
操作しその操作量に対応した流量Ｑ1 〜Ｑi の圧油を油
圧ポンプ２１からブームシリンダ１５のボトム側油室Ｂ
に供給している途中で、制御弁２４の油圧パイロット部
２４Ａに供給するパイロット圧を制御信号の電流値に応
じて減圧制御でき、制御弁２４を切換位置（ロ）から中
立位置（イ）側に戻す方向でストロークさせることによ
り、油圧ポンプ２１からブームシリンダ１５のボトム側
油室Ｂに供給する圧油の流量を、図５に示す特性線ｆ1
，ｆi の如く制御信号の電流値に応じて減少でき、こ
れによってブーム１０（ブームシリンダ１５）の作動速
度を特性線ｆ1 ，ｆi のように確実に減速させることが
できる。

【００４８】即ち、運転者が操作レバー２７を傾転操作
して流量Ｑi の圧油を油圧ポンプ２１からブームシリン
ダ１５のボトム側油室Ｂに供給することにより、ブーム
１０（ブームシリンダ１５）を速い速度で作動させてい
る途中で、ブーム速度を減速するときには、制御信号の
電流値に応じてブーム１０の作動速度（ブーム速度）を
特性線ｆi の如く減速させることができ、ブーム１０
（ブームシリンダ１５）を流量Ｑ1 の圧油で作動させて
いるときには、ブーム１０の作動速度を制御信号の電流
値に応じて特性線ｆ1 の如く減速できる。

【００４９】従って、本実施例によれば、坂道の途中等
でブームシリンダ１５のロッド１５Ａを伸長させてブー
ム１０を矢示Ｆ方向に立上げるときに、車両の傾斜角θ
をモニタ（監視）することにより、ブーム１０（ブーム
シリンダ１５）の作動速度を減速すべき減速開始角αθ
にブーム角αが達したか否かを判定でき、ブーム角αを
これ以上大きくすると車両の安定性が低下するような場
合には、そのときのブーム速度に応じてブームシリンダ
１５の伸長速度を可変に制御することにより、ブームシ
リンダ１５の伸長速度を効果的に減速することができ
る。

【００５０】そして、ブームシリンダ１５のロッド１５
Ａがストロークエンド（最大伸長位置）で停止したとき
等に、作業装置８を介して車両全体に矢示Ｆ方向の大き
な慣性力が作用するのを防止でき、傾斜地での車両の安
定性を確実に向上させることができると共に、傾斜地等
での掘削作業時においても作業効率を高めつつ、車両の
安定性を確保し続けることができる。

【００５１】また、平地での掘削作業時等には図３に示
す傾斜角θが実質的に零となって、減速開始角θαは例
えば９０〜１００度を越えるような大きな角度となるか
ら、ブームシリンダ１５のロッド１５Ａを伸長させてブ
ーム１０を矢示Ｆ方向に大きく立上げた場合でも、図２
に示すステップ５の処理で電磁比例減圧弁３０を連通位
置（ａ）に保持することにより、ブーム１０の作動速度
（ブーム速度）を特に減速することなく、操作レバー２
７の操作量に対応した流量の圧油を油圧ポンプ２１から
ブームシリンダ１５に供給し続けることができ、平地で
の作業効率を確実に向上させることができる。

【００５２】なお、前記実施例では、図２に示すプログ
ラムのうちステップ３が本発明の構成要件である減速開
始角算定手段の具体例を示し、ステップ４が角度判定手
段の具体例を示し、ステップ６およびステップ７が減速
制御手段の具体例であり、ステップ２が作動速度演算手
段の具体例である。

【００５３】また、前記実施例では、図４に示す制御信
号の算定マップにより現在のブーム速度に応じた制御信
号の電流値を算定するものとして述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば図２に示すステップ４の処理で「Ｙ
ＥＳ」と判定し現在のブーム角αが減速開始角αθ以上
となったときには、このときのブーム速度に係りなくコ
ントローラ３５から電磁比例減圧弁３０（電磁比例ソレ
ノイド３２）に一定の電流値をもった制御信号を出力
し、制御弁２４の油圧パイロット部２４Ａに供給するパ
イロット圧を減圧制御するようにしてもよい。

【００５４】さらに、前記実施例では、制御弁２４を油
圧パイロット式方向切換弁によって構成するものとして
述べたが、これに替えて、例えば制御弁を電磁比例式の
方向切換弁で構成してもよく、この場合には制御弁の電
磁比例ソレノイド部に、コントローラからの制御信号を
直接出力する構成とすればよい。

【００５５】さらにまた、前記実施例では、ブーム１０
をブームシリンダ１５等で俯仰動させるものとして述べ
たが、本発明はこれに限らず、例えば作業機本体とブー
ムとの間に電動式のロータリアクチュエータ等を設け、
このアクチュエータでブームを俯仰動させる構成として
もよい。そして、この場合にはアクチュエータの作動速
度を制御信号等に応じて制御することにより、ブーム速
度を適宜に減速することができる。また、作業機として
は油圧ショベルに限るものではなく、例えば油圧クレー
ン等の他の作業機にも適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、傾斜検出手段による作業機本体の傾斜状態に基づ
き減速開始角算定手段でブームの作動速度を減速すべき
減速開始角を算定すると共に、ブーム角検出手段による
ブーム角が減速開始角に達したと角度判定手段で判定し
たときには、ブーム作動手段によるブームの作動速度を
減速制御手段で減速させる構成としたから、例えば傾斜
地等の傾斜角に応じてブームの作動速度を適正に制御で
き、車両の安定性を効果的に確保することができる。そ
して、平地での作業時には減速開始角を傾斜地よりも大
きく取ることができるから、ブームを上向きにさらに大
きく仰動するまでブームの作動速度を速くでき、平地で
の作業効率を確実に向上させることができる。

【００５７】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、前記ブーム作動手段をブームシリンダ、該ブームシ
リンダに給排する制御弁および該制御弁の操作手段等か
ら構成することにより、前記減速制御手段は、前記角度
判定手段でブーム角が減速開始角に達したと判定したと
きに、前記操作手段による制御弁の切換操作に拘らず油
圧源からブームシリンダに給排する圧油の流量を前記制
御弁を介して制限でき、ブームシリンダの伸長速度を遅
くしてブームの作動速度を傾斜角等に応じて減速でき
る。従って、ブームシリンダがストロークエンド（最大
伸長位置）で停止したとき等に、車両全体に大きな慣性
力が作用するのを防止でき、傾斜地での車両の安定性を
確実に向上させることができる。

【００５８】また、請求項３に記載の発明のように、前
記ブーム角検出手段によるブーム角に基づき作動速度演
算手段で前記ブームの作動速度を演算することにより、
ブーム角が減速開始角に達したときの前記ブームの作動
速度に応じて、前記ブームシリンダに給排する圧油の流
量を可変に制御（制限）でき、ブームシリンダの伸長速
度を適正な速度まで落とすことによって、傾斜地等での
車両の安定性を確保し続けることができる。

【００５９】さらに、請求項４に記載の発明のように、
前記制御弁を油圧パイロット式の方向切換弁で構成する
と共に、前記減速制御手段を電磁比例減圧弁とコントロ
ーラとから構成し、前記作動速度演算手段で演算したブ
ームの作動速度に基づいてコントローラから電磁比例減
圧弁に制御信号を出力することにより、該電磁比例減圧
弁では方向切換弁の油圧パイロット部に供給するパイロ
ット圧を前記制御信号に応じて減圧制御でき、これによ
って方向切換弁を中立位置側に戻しつつ、ブームシリン
ダに給排する圧油の流量を適正な流量まで下げることが
できる。この結果、ブームリンダがストロークエンド
（最大伸長位置）で停止したとき等に、車両全体に大き
な慣性力が作用するのを防止でき、傾斜地での車両の安
定性をより確実に向上できる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による油圧ショベルのブーム速
度制御装置を示す油圧回路図である。

【図２】実施例によるブーム速度制御処理を示す流れ図
である。

【図３】コントローラの記憶エリア内に格納した減速開
始角の算定マップを示す説明図である。

【図４】コントローラの記憶エリア内に格納した制御信
号の算定マップを示す説明図である。

【図５】制御信号の電流値と圧油の流量との関係を示す
特性線図である。

【図６】従来技術による油圧ショベルを示す全体図であ
る。

【図７】図６のブーム等を上向きに立上げた状態を示す
油圧ショベルの全体図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 上部旋回体 ３ 旋回装置 ４ 旋回フレーム ４Ａ 支持ブラケット ５ 運転室 ６ 機械室 ７ カウンタウエイト ８ 作業装置 １０ ブーム １２ アーム １４ バケット １５ ブームシリンダ １６ アームシリンダ １７ バケットシリンダ ２１ 油圧ポンプ（油圧源） ２３Ａ，２３Ｂ 主管路 ２４ 制御弁 ２４Ａ，２４Ｂ 油圧パイロット部 ２５ 操作レバー装置（操作手段） ２６Ａ，２６Ｂ 減圧弁型パイロット弁 ２８Ａ，２８Ｂ パイロット管路 ２９ パイロットポンプ ３０ 電磁比例減圧弁 ３２ 電磁比例ソレノイド ３３ 傾斜センサ（傾斜検出手段） ３４ ブーム角センサ（ブーム角検出手段） ３５ コントローラ θ 傾斜角 α ブーム角 αθ 減速開始角

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機本体と、該作業機本体に俯仰動可
   能に設けられたブームと、該ブームを俯仰動させるブー
   ム作動手段と、前記作業機本体の傾斜状態を検出する傾
   斜検出手段と、前記ブームを作業機本体に対して俯仰動
   させるときのブーム角を検出するブーム角検出手段と、
   前記傾斜検出手段による作業機本体の傾斜状態に基づ
   き、前記ブームの作動速度を減速すべき減速開始角を算
   定する減速開始角算定手段と、該減速開始角算定手段に
   よる減速開始角と前記ブーム角検出手段によるブーム角
   とに基づき、該ブーム角が減速開始角に達したか否かを
   判定する角度判定手段と、該角度判定手段により前記ブ
   ーム角が減速開始角に達したと判定したときに、前記ブ
   ーム作動手段によるブームの作動速度を減速させる減速
   制御手段とから構成してなる作業機のブーム速度制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記ブーム作動手段は、前記作業機本体
   とブームとの間に設けられたブームシリンダと、該ブー
   ムシリンダを油圧源に接続する一対の主管路と、該各主
   管路の途中に設けられ前記油圧源からブームシリンダに
   給排する圧油の流量および方向を制御する制御弁と、該
   制御弁を切換操作するための操作手段とから構成し、前
   記減速制御手段は、前記角度判定手段によりブーム角が
   減速開始角に達したと判定したときに、前記操作手段に
   よる制御弁の切換操作に拘らず前記油圧源からブームシ
   リンダに給排する圧油の流量を前記制御弁を介して制限
   する構成としてなる請求項１に記載の作業機のブーム速
   度制御装置。
3. 【請求項３】 前記ブーム角検出手段によるブーム角に
   基づき前記ブームの作動速度を演算する作動速度演算手
   段を備え、前記減速制御手段は、該作動速度演算手段で
   演算したブームの作動速度に基づき、前記ブームシリン
   ダに給排する圧油の流量を前記制御弁を介して制限する
   構成としてなる請求項２に記載の作業機のブーム速度制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記制御弁は、前記操作手段からのパイ
   ロット圧により切換操作される油圧パイロット式の方向
   切換弁により構成し、前記減速制御手段は、該方向切換
   弁の油圧パイロット部に接続されるパイロット管路の途
   中に設けられ該方向切換弁の油圧パイロット部に供給す
   るパイロット圧を制御信号に応じて減圧制御する電磁比
   例減圧弁と、前記作動速度演算手段で演算したブームの
   作動速度に基づき該電磁比例減圧弁に制御信号を出力す
   るコントローラとから構成してなる請求項３に記載の作
   業機のブーム速度制御装置。