以下、本発明に係る建設機械の油圧制御装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、ブルドーザの油圧制御装置を油圧回路図にて示している。図2は、ブルドーザのブレード周辺部の構成を示す斜視図である。
図2に示すように、図示されない車両本体の前部には、ブレード3が設けられている。すなわち、図示しないトラックフレームの左右外側にはトラニオンを支点として左右一対のストレートフレーム1、2の一端が支承されている。各ストレートフレーム1、2の前端はそれぞれブレード3の背面の左右に枢支されている。
ブレード3とストレートアーム1、2との間には、ブレード3を左右に傾斜させる左右一対のチルトシリンダ(チルト用油圧シリンダ)4、5が、設けられる。チルトシリンダ4、5のロッドはブレード3の背面の左右に接続され、チルトシリンダ4、5のシリンダ本体は、ストレートフレーム1、2に接続されている。なお、図2では省略されているが、ブルドーザには、ブレード3を上昇・下降させる左右一対のリフトシリンダが設けられる。また、車体後方のリッパに対応して、左右一対のリッパ用リフトシリンダ、左右一対のリッパ用チルトシリンダが設けられている。
図1に示すように、左右のチルトシリンダ4、5は、2個の可変容量型油圧ポンプ、つまり第1の油圧ポンプ6、第2の油圧ポンプ7を駆動源として駆動される。
第1および第2の油圧ポンプ6、7は、図示しないエンジンによって駆動される。
第1の油圧ポンプ6の斜板6aは、サーボ機構71によって駆動される。サーボ機構71は、制御信号(電気信号)に応じて作動して、第1の油圧ポンプ6の斜板6aを制御信号に応じた位置に変化させる。第1の油圧ポンプ6の斜板6aの傾転位置が変化されることによって、第1の油圧ポンプ6の容量(cc/rev)が変化される。同様に、第2の油圧ポンプ7の斜板7aは、サーボ機構72によって駆動される。第2の油圧ポンプ7の斜板7aの傾転位置が変化されることによって、第2の油圧ポンプ7の容量(cc/rev)が変化される。
第1の油圧ポンプ6の吐出口は、第1の吐出油路14に連通している。第1の吐出油路14は、左チルトシリンダ4用の第1の主操作弁8のポンプポート19、20に連通している。第1の主操作弁8のタンクポート21、22はそれぞれ、タンク28、29に連通している。
第1の主操作弁8は、左チルトシリンダ4に供給する圧油の方向、流量が制御される方向流量制御弁である。
第1の主操作弁8のシリンダポート24は、第1の圧力補償弁9、チェック弁10を介して左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bに連通しているとともに、第1の主操作弁8のシリンダポート25は、第1の圧力補償弁9、チェック弁10を介して左チルトシリンダ4のボトム側油室4aに連通している。
チェック弁10、10の出口ポートは、安全弁30、31、吸込弁32、33を介してタンク28、29に連通している。
第1の主操作弁8の補助シリンダポート26、27はそれぞれ、左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bおよびボトム側油室4aに連通している。
第1の主操作弁8は、ポンプポート20をシリンダポート25、補助シリンダポート27に連通させタンクポート21を補助シリンダポート26に連通させる弁位置A、中立位置、ポンプポート19をシリンダポート24、補助シリンダポート26に連通させタンクポート22を補助シリンダポート27に連通させる弁位置Bを有している。
第1の主操作弁8には、パイロットポート8a、8bが設けられている。パイロットポート8aにパイロット圧油が供給されると、第1の主操作弁8は、弁位置A側に作動する。また、パイロットポート8bにパイロット圧油が供給されると、第1の主操作弁8は、弁位置B側に作動する。
一方、第2の油圧ポンプ7の吐出口は、第2の吐出油路15に連通している。第2の吐出油路15は、右チルトシリンダ5用の第2の主操作弁11のポンプポート34、35に連通している。第2の主操作弁11のタンクポート36、37はそれぞれ、タンク28、29に連通している。
第2の主操作弁11は、右チルトシリンダ5に供給する圧油の方向、流量が制御される方向流量制御弁である。
第2の主操作弁11のシリンダポート39は、第2の圧力補償弁12、チェック弁13を介して右チルトシリンダ5のヘッド側油室5bに連通しているとともに、第2の主操作弁11のシリンダポート40は、第2の圧力補償弁12、チェック弁13を介して右チルトシリンダ5のボトム側油室5aに連通している。
チェック弁13、13の出口ポートは、安全弁43、44、吸込弁45、46を介してタンク28、29に連通している。
第2の主操作弁11の補助シリンダポート41、42はそれぞれ、右チルトシリンダ5のヘッド側油室5bおよびボトム側油室5aに連通している。
第2の主操作弁11は、ポンプポート35をシリンダポート40、補助シリンダポート42に連通させタンクポート36を補助シリンダポート41に連通させる弁位置A、中立位置、ポンプポート34をシリンダポート39、補助シリンダポート41に連通させタンクポート37を補助シリンダポート42に連通させる弁位置Bを有している。
第2の主操作弁11には、パイロットポート11a、11bが設けられている。パイロットポート11aにパイロット圧油が供給されると、第2の主操作弁11は、弁位置A側に作動する。また、パイロットポート11bにパイロット圧油が供給されると、第2の主操作弁11は、弁位置B側に作動する。
第1および第2の主操作弁8、11の各パイロットポート8a、8b、11a、11bには、パイロット圧信号回路51を介してパイロット圧油が供給される。
図3に示すように、ブルドーザの運転席には、左右方向C、Dに操作可能なチルト用操作レバー50が設けられている。操作レバー50のノブ50aには、ピッチダンプ/ピッチバックスイッチ50b、デュアルチルトスイッチ50cが設けられている。
操作レバー50にはパイロット弁49が付設されており、操作レバー50の操作に応じてパイロット弁49が作動する。
パイロット信号回路51中には、パイロット切換弁52が介挿されているとともに、各パイロット油路51a〜51fが配置されている。。
操作レバー50に付設されたパイロット弁49の入口ポートには、第1の油圧ポンプ6の吐出口、油路56、自己圧減圧弁54、油路65を介して元圧が供給される。パイロット弁49の出口ポートは、操作レバー50の操作方向に応じて、パイロット油路51aまたは51bに連通される。パイロット油路51aは第1の主操作弁8のパイロットポート8aに連通し、パイロット油路51bは第1の主操作弁8のパイロットポート8bに連通している。パイロット油路51aは、パイロット油路51cに連通し、パイロット油路51bは、パイロット油路51dに連通している。パイロット油路51c、51dはそれぞれ、パイロット切換弁52の入口ポート52a、52bに連通している。
パイロット切換弁52の出口ポート52c、52dはそれぞれ、パイロット油路52e、52fを介して第2の主操作弁11のパイロットポート11a、11bに連通している。
パイロット切換弁52は、入口ポート52aを出口ポート52cに連通させ入口ポート52bを出口ポート52dに連通させる弁位置A、中立位置、入口ポート52aを出口ポート52dに連通させ入口ポート52bを出口ポート52cに連通させる弁位置Bを有している。パイロット切換弁52には電磁ソレノイド52eが設けられており、電磁ソレノイド52eに加えられる電気信号に応じてパイロット切換弁52が作動し弁位置が切り換えられる。パイロット切換弁52の電磁ソレノイド52eには、スイッチ50b、50cの操作状態に応じた電気信号が印加される。
後述するように、操作レバー50の操作方向、スイッチ50b、50cの操作状態に応じて、両チルトシリンダ4、5の駆動によるブレード3のピッチダンプ動作(前傾動作)、両チルトシリンダ4、5の駆動によるブレード3のピッチバック動作(後傾動作)、左チルトシリンダ4のみの駆動によるブレード3のシングルチルト動作、両チルトシリンダ4、5の駆動によるブレード3のデュアルチ
ルト動作といった各動作に切換えられる。
コントローラ53には、操作レバー50の操作方向、スイッチ50b、50cの操作状態を示す信号が入力され、これら入力信号に基づいて、パイロット切換弁52の電磁ソレノイド52eに加えるべき電気信号が生成され、パイロット切換弁52の電磁ソレノイド52eに対して出力される。
第1の吐出油路14と第2の吐出油路15とは、連通油路(合流油路)16によって接続されている。連通油路16上には、合・分流弁17が設けられている。合・分流弁17は、連通油路16を開路して、第1の吐出油路14と第2の吐出油路15との間を連通させる合流位置Aと、連通油路16を閉路して、第1の吐出油路14と第2の吐出油路15との間を遮断させる分流位置Bを有した切換弁である。合・分流弁17は、付設されたパイロットポート17aに、パイロット油路61を介して加えられる油圧信号に応じて、切換え作動する。油圧信号が所定圧以上であると分流位置Bに切り換えられ、油圧信号が所定圧より小さい圧(タンク圧)であると合流位置Aに切り換えられる。
第1の油圧ポンプ6の吐出口は、油路56、自己圧減圧弁54、油路66を介して、合・分流切換弁18の入口ポートに連通している。合・分流切換弁18は、タンク55とパイロット油路61とを連通させて、所定圧より小さい(タンク圧)の油圧信号をパイロット油路61に出力して、第1の吐出油路14と第2の吐出油路15との間を連通させる合流位置Aと、油路66とパイロット油路61とを連通させて、所定圧以上の油圧信号をパイロット油路61に出力して、第1の吐出油路14と第2の吐出油路15との間を遮断させる分流位置Bを有した切換弁である。合・分流切換弁18は、付設された電磁ソレノイド18aに加えられる制御電気信号に応じて、切換え作動する。
パイロット油路61は、分岐パイロット油路62に分岐しており、この分岐パイロット油路62にも合・分流切換弁18から油圧信号が出力される。
第1の主操作弁8には、第1の主操作弁8の絞りの前後差圧を所定値に補償する第1の圧力補償弁9、9が設けられている。
一方、第2の主操作弁11には、第2の主操作弁11の絞りの前後差圧を所定値に補償する第2の圧力補償弁12、12が設けられている。
第1の圧力補償弁9、9の受圧部には、シャトル弁63の出口ポート側のパイロット圧が供給される。
シャトル弁63の一方の入口ポートは、保持圧導入油路67を介してチェック弁10の出口ポートに連通しており、シャトル弁63の他方の入口ポートは、第1の負荷圧導入油路163を介して、合・分流弁148の一方の入出力ポートに連通している。
一方、第2の圧力補償弁12、12の受圧部には、シャトル弁64の出口ポート側のパイロット圧が供給される。
シャトル弁64の一方の入口ポートは、保持圧導入油路68を介してチェック弁13の出口ポートに連通しており、シャトル弁64の他方の入口ポートは、第2の負荷圧導入油路164を介して、合・分流弁148の他方の入出力ポートに連通している。
第1の主操作弁8のシリンダポート24、25は、第1の負荷圧検出ポート23に連通しており、左チルトシリンダ4の負荷圧は、この第1の負荷圧検出ポート23で検出される。第1の負荷圧検出ポート23は、第1の負荷圧検出油路190を介して、合・分流弁48の一方の入出力ポートに連通している。また、第1の負荷圧検出油路90は第1の負荷圧導入油路163に連通している。
一方、第2の主操作弁11のシリンダポート39、40は、第2の負荷圧検出ポート38に連通しており、右チルトシリンダ5の負荷圧は、この第2の負荷圧検出ポート38で検出される。第2の負荷圧検出ポート38は、第2の負荷圧検出油路91を介して、合・分流弁48の他方の入出力ポートに連通している。また、第2の負荷圧検出ポート38は、第2の負荷圧検出油路91、第2の負荷圧導入油路164(164′)を介してシャトル弁64の入口ポートに連通している。
すなわち、合・分流弁48、148の内側の油圧回路は、第1の主操作弁8の第1の負荷圧検出ポート23の圧油を、第1の負荷圧検出油路90を介して合・分流弁48、148に導く。更に、第1の負荷圧検出油路90は、接続点Mにおいて分岐し、負荷圧導入油路163を介して左右のシャトル弁63、63に接続されている。また、合・分流弁48、148の外側の油圧回路は、第2の主操作弁11の第2の負荷圧検出ポート38の圧油を、第1の負荷圧検出油路91に導き、接続点Qにおいて三方向に分岐するように構成されている。接続Qの1つの分岐油路は、油路92であり合・分流弁48に接続されている。他の1つの分岐油路は油路93であり、合・分流弁148に接続されている。残る1つの分岐油路は、第2の負荷圧導入油路164であり、図中右側のシャトル弁64に接続されている。油路93は、合・分流弁148の入口で、第2の負荷圧導入油路164′に接続され、この第2の負荷圧導入油路164′は図中左側のシャトル弁64に接続されている。
そして、合・分流弁48、148は、第1の負荷圧検出ポート23、38で検出された各負荷圧のうちで最高負荷圧のパイロット圧油を、第1および第2の負荷圧導入油路163、164(164′)に導入する合流位置Aと、第1の負荷圧検出ポート23、38で検出された各負荷圧を、対応する第1および第2の負荷圧検出油路90、91を介して、対応する第1および第2の負荷圧導入油路163、164(164′)にそれぞれ導入する分流位置Bとを有した切換弁である。合・分流弁48、148は、付設されたパイロットポート48a、148aに、分岐パイロット油路62を介して加えられる油圧信号に応じて、切換え作動する。油圧信号が所定圧以上であると分流位置Bに切り換えられ、油圧信号が所定圧より小さい圧(タンク圧)であると合流位置Aに切り換えられる。
コントローラ53では、操作レバー50の操作方向、スイッチ50b、50cの操作状態を示す信号が入力され、これら入力信号に基づいて、合・分流切換弁18の電磁ソレノイド18aに加えるべき制御電気信号が生成され、合・分流切換弁18の電磁ソレノイド18aに対して出力される。
また、コントローラ53では、操作レバー50の操作方向、スイッチ50b、50cの操作状態を示す信号が入力され、これら入力信号に基づいて、サーボ弁71、72に加えるべき制御電気信号が生成され、サーボ弁71、72に対して出力され、第1および第2の油圧ポンプ6、7の斜板6a、7aの傾転位置が制御する。
なお図1では図示されていないが、第1および第2の油圧ポンプ6、7の斜板2a、3aの傾転位置の制御は、ロードセンシング制御によって行われることを前提としている。
すなわち、たとえば第1の負荷圧導入油路163に導入される負荷圧(仮にPLとする)が、第1の油圧ポンプ6のサーボ機構71に加えられるととともに、第1の吐出油路14を流れる圧油の圧力(仮にPpとする)が、第1の油圧ポンプ6のサーボ機構71に加えられる。
ここで両圧力差Pp−PLは、第1の主操作弁8の絞り前後差圧ΔP1である。サーボ機構71では、第1の主操作弁8の前後差圧ΔP1(=Pp−PL)が一定差圧となるように第1の油圧ポンプ6の斜板6aの傾転位置が制御される。
ところで、ロードセンシング制御を持つ油圧回路のみによるサーボ機構の場合、第1の主操作弁8の前後差圧ΔPは一定値となるが、本実施の形態では、コントローラ53からの電気信号により、PLまたはPpの油圧に別系統の油圧を加えて、上記前後差圧ΔPを可変としている。
同様に、第2の油圧ポンプ7側についても、第2の負荷圧導入油路164に導入される負荷圧(PL)が、第2の油圧ポンプ7のサーボ機構72に加えられるととともに、第2の吐出油路15を流れる圧油の圧力(Pp)が、第2の油圧ポンプ7のサーボ機構72に加えられて、同様に、ロードセンシング制御が行われる。
つぎに、チルトシリンダ4、5と他の油圧シリンダとの関係について、図6の油圧回路を参照して説明する。なお、説明の便宜のため、図6では、ブレード3に取り付けられた左右のリフトシリンダ81、82と、左右のチルトシリンダ4、5との関係について示し、車体後方のリッパに対応して設けられた左右一対のリッパ用リフトシリンダ、左右一対のリッパ用チルトシリンダについては省略している。
同図6に示すように、左右のチルトシリンダ4、5に対応して設けられた第1および第2の主操作弁8、11と同様に、左右のリフトシリンダ81、82に対応して第1の主操作弁83、84が設けられている。また、第1および第2の主操作弁8、11に対応して設けられた第1および第2の圧力補償弁9、12と同様に、第1および第2の主操作弁83、84にもそれぞれ第1および第2の圧力補償弁85、86が設けられている。
左チルトシリンダ用の第1の主操作弁8、左リフトシリンダ用の第1の主操作弁83は、第1の吐出油路14にシリーズに接続されている。同様に、右チルトシリンダ用の第2の主操作弁11、右リフトシリンダ用の第2の主操作弁84は、第2の吐出油路15にシリーズに接続されている。
なお、図6は、シリーズ回路で構成しているが、パラレル回路、タンデム回路を適用する実施も可能である。
以下、上述した図1、図6に示す構成の油圧回路の動作について説明する。
(初期状態)
オペレータがキースイッチをエンジンスタート位置に操作すると、電源からコントローラ53に電圧が印加されてコントローラ53が起動し、エンジンが始動される。コントローラ53の起動時の初期状態では、合・分流切換弁18が合流位置Aに位置されるように、電磁ソレノイド18aに制御電気信号が出力される。
合・分流切換弁18が合流位置Aに位置されると、各合・分流弁17、48、148が合流位置Aに位置され、圧力補償が行われる。
すなわち、合・分流弁48、148が合流位置Aに位置されると、第1の負荷圧検出油路90と第2の負荷圧検出油路91とが連通されるとともに、第1の負荷圧導入油路163と第2の負荷圧導入油路164(164′)とが連通する。ここで、第1の主操作弁8の第1の負荷圧検出ポート23で検出される負荷圧よりも第2の主操作弁11の第2の負荷圧検出ポート38で検出される負荷圧の方が高圧であるとすると、第2の負荷圧検出ポート38、第2の負荷圧検出油路91、合・分流弁48、第1の負荷圧導入油路163、シャトル弁63を介して第1の圧力補償弁9の受圧部に、最高負荷圧が加えられる。この結果、第1の主操作弁8の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧(最高負荷圧より低い負荷圧)から、みかけ上、最高負荷圧に変化する。
一方、第2の負荷圧検出ポート38、第2の負荷圧検出油路91、第2の負荷圧導入油路164(164′)、シャトル弁64を介して第2の圧力補償弁12の受圧部に、最高負荷圧が加えられる。この結果、第2の主操作弁11の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧(最高負荷圧)を維持する。
圧力補償が行われると、負荷が軽い側の第1の主操作弁8の絞り前後差圧は、、負荷が重い側の第2の主操作弁11の絞り前後差圧と同じ値になる。このため圧力補償状態では、第1および第2の主操作弁8、11の絞り前後差圧が同一値となり、負荷の影響を受けることなく、第1および第2の主操作弁8、11の開度、つまり操作レバー50の操作量に比例した流量が左右のチルトシリンダ4、5に供給されることになる。
以上のように初期状態では合流状態にされる。以下、操作レバー50に設けられたスイッチ50b、50cの操作状態に応じて、合流状態にすべきか分流状態にすべきかが判断される。
(ピッチ動作時)
ピッチ動作を行いたい場合には、オペレータは、操作レバー50のピッチダンプ/ピッチバックスイッチ50bを押しながら、操作レバー50を左右C、Dいずれかの方向に操作する。
スイッチ50bが押されることによりコントローラ53で、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148を分流位置Bにするための制御電気信号が生成されて、この制御電気信号が合・分流切換弁18に出力され、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148が分流位置Bに切換えられる。
これにより連通油路16が閉路されて、第1の油圧ポンプ6から吐出される圧油が第1の吐出油路14のみに吐出されるとともに、第2の油圧ポンプ7から吐出される圧油が第2の吐出油路15のみに吐出される。
また、第1の負荷圧検出油路90と第2の負荷圧検出油路91とが遮断されるとともに、第1の負荷圧導入油路163と第2の負荷圧導入油路164(164′)とが遮断されて、圧力補償が解除される。すなわち、第1の負荷圧検出ポート23、第1の負荷圧検出油路90、第1の負荷圧導入油路163、シャトル弁63を介して第1の圧力補償弁9の受圧部に、自己の負荷圧が加えられる。この結果、第1の主操作弁8の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧を維持する。
一方、第2の負荷圧検出ポート38、第2の負荷圧検出油路91、第2の負荷圧導入油路164、シャトル弁64を介して第2の圧力補償弁12の受圧部に、自己の負荷圧が加えられる。この結果、第2の主操作弁11の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧を維持する。
(ピッチダンプ動作時)
ピッチダンプ動作を行いたい場合には、オペレータは、操作レバー50のピッチダンプ/ピッチバックスイッチ50bを押しながら、操作レバー50を「右方向D」に倒す操作を行う。
操作レバー50が右方向Dに操作されると、パイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51aに供給され、パイロット油路51aを介して第1の主操作弁8のパイロットポート8aに作用する。
また、スイッチ50bが押されることによりコントローラ53から電気信号がパイロット切換弁52に出力され、パイロット切換弁52がA位置に切換えられる。このためパイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51a、パイロット油路51c、パイロット切換弁52、パイロットポート油路51eを介して第2の主操作弁11のパイロットポート11aに作用する。
これにより第1の主操作弁8はA位置に切換えられるとともに、第2の主操作弁11もA位置に切換えられる。この結果、第1の油圧ポンプ6から吐出される圧油は、第1の吐出油路14、第1の主操作弁8のポンプポート20、シリンダポート25を通って左チルトシリンダ4のボトム側油室4aに供給されて、左チルトシリンダ4が伸長方向に作動される。左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bからの戻り圧油は、第1の主操作弁8の補助シリンダポート26、タンクポート21を通ってタンク28に回収される。
これと同時に、第2の油圧ポンプ7から吐出される圧油は、第2の吐出油路15、第2の主操作弁11のポンプポート35、シリンダポート40を通って右チルトシリンダ5のボトム側油室5aに供給され、右チルトシリンダ5が伸長方向に作動される。右チルトシリンダ5のヘッド側油室5bからの戻り圧油は、第2の主操作弁11の補助シリンダポート41、タンクポート36を通ってタンク28に回収される。このように左右の各チルトシリンダ4、5は同時に、かつ等速度で伸長されて、ブレード3はピッチダンプ(前傾)動作を行う。
(ピッチバック動作時)
ピッチバック動作を行いたい場合には、オペレータは、操作レバー50のピッチダンプ/ピッチバックスイッチ50bを押しながら、操作レバー50を「左方向C」に倒す操作を行う。
操作レバー50が左方向Cに操作されると、パイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51bに供給され、パイロット油路51bを介して第1の主操作弁8のパイロットポート8bに作用する。
また、スイッチ50bが押されることによりコントローラ53から電気信号がパイロット切換弁52に出力され、パイロット切換弁52がA位置に切換えられる。
このためパイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51b、パイロット油路51d、パイロット切換弁52、パイロット油路51fを介して第2の主操作弁11のパイロットポート11bに作用する。
これにより第1の主操作弁8はB位置に切換えられるとともに、第2の主操作弁11もB位置に切換えられる。
この結果、第1の油圧ポンプ6から吐出される圧油は、第1の吐出油路14、第1の主操作弁8のポンプポート19、シリンダポート24を通って左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bに供給されて、左チルトシリンダ4が縮退方向に作動される。左チルトシリンダ4のボトム側油室4aからの戻り圧油は、第1の主操作弁8の補助シリンダポート27、タンクポート22を通ってタンク29に回収される。
これと同時に、第2の油圧ポンプ7から吐出される圧油は、第2の吐出油路15、第2の主操作弁11のポンプポート34、シリンダポート39を通って右チルトシリンダ5のヘッド側油室5bに供給され、右チルトシリンダ5が縮退方向に作動される。右チルトシリンダ5のボトム側油室5aからの戻り圧油は、第2の主操作弁11の補助シリンダポート42、タンクポート37を通ってタンク29に回収される。このように左右の各チルトシリンダ4、5は同時に、かつ等速度で縮退されて、ブレード3はピッチバック(後傾)動作を行う。
以上のようにピッチ動作時には、圧力補償が解除され、左右のチルトシリンダ4、5にはそれぞれ第1の油圧ポンプ6、第2の油圧ポンプ7から独立して圧油が供給される。
このため、ピッチ動作時に圧力補償を行うことで、左右のチルトシリンダ4、5の負荷圧の差が大きい場合に圧力補償のずれが生じて、左右のチルトシリンダ4、5に同じ流量を供給できなくなり、左右のチルトシリンダ4、5が均等な速度で作動しなくなるという不具合を回避することができる。これによりピッチ動作時に、左右のチルトシリンダ4、5のピストンロッドが同じストローク位置に達せずにブレード3が傾いてしまう(チルトしてしまう)という事態を防止することができる。
(デュアルチルト動作時)
デュアルチルト動作を行いたい場合には、オペレータは、操作レバー50のデュアルチルトスイッチ50cを押しながら、操作レバー50を左右方向C、Dのいずれかに操作する。
スイッチ50cが押されることによりコントローラ53で、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148を分流位置Bにするための制御電気信号が生成されて、この制御電気信号が合・分流切換弁18に出力され、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148が分流位置Bに切換えられる。
これにより連通油路16が閉路されて、第1の油圧ポンプ6から吐出される圧油が第1の吐出油路14のみに吐出されるとともに、第2の油圧ポンプ7から吐出される圧油が第2の吐出油路15のみに吐出される。
また、第1の負荷圧検出油路90と第2の負荷圧検出油路91とが遮断されるとともに、第1の負荷圧導入油路163と第2の負荷圧導入油路164とが遮断されて、圧力補償が解除される。すなわち、第1の負荷圧検出ポート23、第1の負荷圧検出油路90、第1の負荷圧導入油路163、シャトル弁63を介して第1の圧力補償弁9の受圧部に、自己の負荷圧が加えられる。この結果、第1の主操作弁8の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧を維持する。
一方、第2の負荷圧検出ポート38、第2の負荷圧検出油路91、第2の負荷圧導入油路164、シャトル弁64を介して第2の圧力補償弁12の受圧部に、自己の負荷圧が加えられる。この結果、第2の主操作弁11の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧を維持する。
(右デュアルチルト動作時)
右デュアルチルト動作を行いたい場合には、オペレータは、操作レバー50のデュアルチルトスイッチ50cを押しながら、操作レバー50を「右方向D」に倒す操作を行う。
操作レバー50が右方向Dに操作されると、パイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51aに供給され、パイロット油路51aを介して第1の主操作弁8のパイロットポート8aに作用する。
また、スイッチ50cが押されることによりコントローラ53から電気信号がパイロット切換弁52に出力され、パイロット切換弁52がB位置に切換えられる。
このためパイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51a、パイロット油路51c、パイロット切換弁52、パイロット油路51fを介して第2の主操作弁11のパイロットポート11bに作用する。
これにより第1の主操作弁8はA位置に切換えられるとともに、第2の主操作弁11はB位置に切換えられる。
この結果、第1の油圧ポンプ6から吐出される圧油は、第1の吐出油路14、第1の主操作弁8のポンプポート20、シリンダポート25を通って左チルトシリンダ4のボトム側油室4aに供給されて、左チルトシリンダ4が伸長方向に作動される。左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bからの戻り圧油は、第1の主操作弁8の補助シリンダポート26、タンクポート21を通ってタンク28に回収される。
これと同時に、第2の油圧ポンプ7から吐出される圧油は、第2の吐出油路15、第2の主操作弁11のポンプポート34、シリンダポート39を通って右チルトシリンダ5のヘッド側油室5bに供給され、右チルトシリンダ5が縮退方向に作動される。右チルトシリンダ5のボトム側油室5aからの戻り圧油は、第2の主操作弁11の補助シリンダポート42、タンクポート37を通ってタンク29に回収される。
このように左チルトシリンダ4の伸長動作と右チルトシリンダ5の縮退動作が同時に行われて、ブレード3は高速(シングルチルト動作のほぼ倍速)で、右デュアルチルト動作を行う。
(左デュアルチルト動作時)
左デュアルチルト動作を行いたい場合には、オペレータは、操作レバー50のデュアルチルトスイッチ50cを押しながら、操作レバー50を「左方向C」に倒す操作を行う。
操作レバー503が左方向Cに操作されると、パイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51bに供給され、パイロット油路51bを介して第1の主操作弁8のパイロットポート8bに作用する。
また、スイッチ50cが押されることによりコントローラ53から電気信号がパイロット切換弁52に出力され、パイロット切換弁52がB位置に切換えられる。
このためパイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51b、パイロット油路51d、パイロット切換弁52、パイロット油路51eを介して第2の主操作弁11のパイロットポート11aに作用する。
これにより第1の主操作弁9はB位置に切換えられるとともに、第2の主操作弁11はA位置に切換えられる。
この結果、第1の油圧ポンプ6から吐出される圧油は、第1の吐出油路14、第1の主操作弁8のポンプポート19、シリンダポート24を通って左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bに供給されて、左チルトシリンダ4が縮退方向に作動される。左チルトシリンダ4のボトム側油室4aからの戻り圧油は、第1の主操作弁8の補助シリンダポート27、タンクポート22を通ってタンク29に回収される。
これと同時に、第2の油圧ポンプ7から吐出される圧油は、第2の吐出油路15、第2の主操作弁11のポンプポート35、シリンダポート40を通って右チルトシリンダ5のボトム側油室5aに供給され、右チルトシリンダ5が伸長方向に作動される。右チルトシリンダ5のヘッド側油室5bからの戻り圧油は、第2の主操作弁11の補助シリンダポート41、タンクポート36を通ってタンク28に回収される。
このように左チルトシリンダ4の縮退動作と右チルトシリンダ5の伸長動作が同時に行われて、ブレード3は高速(シングルチルト動作のほぼ倍速)で、左デュアルチルト動作を行う。
以上のようにデュアルチルト動作時には、圧力補償が解除され、左右のチルトシリンダ4、5にはそれぞれ第1の油圧ポンプ6、第2の油圧ポンプ7から独立して圧油が供給される。
このため左右のチルトシリンダ4、5に供給される圧油の流量を、サーボ機構71、72によって独立して調整することができる。
デュアルチルトスイッチ50cが押されることにより、コントローラ53では、チルトシリンダ4、5の縮退時と伸長時とでストローク量を同じ量Pにするための制御電気信号がサーボ機構71、72に出力され、第1および第2の油圧ポンプ6、7の斜板6a、7aの傾転角が制御され、各チルトシリンダ4、5に供給される流量が調整される。
前述の図4(b)を併せ参照すると、左チルトシリンダ4(図4(b)ではチルトシリンダ103)は、縮退時には、ヘッド側油室4b(図4(b)ではヘッド側油室103H)に所定量QHの流量の圧油が供給されて、初期位置L0から縮退方向にストローク量Pだけ移動しストローク位置L1に達し、つぎの伸長時には、ボトム側油室4a(図4(b)ではボトム側油室103B)に縮退時の流量QHよりも大きな流量QBの圧油が供給されて、ストローク位置L1から伸長方向に同じストローク量Pだけ移動し、元の初期位置L0に戻る。
ところで、縮退、伸長時に同じストロークを得るために必要な油量(前述のQH、QBに相当)は、シリンダのヘッド側とボトム側の体積比に起因する。つまり図4(b)においてシリンダロッド103aまたは102aは、実際には体積を有する棒であるため、QH=QBであると、その移動ストロークに差が生じることになるからである。
このためヘッド側とボトム側とにおいて、油圧を受ける有効受圧面積に比例した量の油を縮退、伸長時にシリンダに供給してやれば、縮退、伸長のストロークを等しくすることができる。
本実施形態では、この受圧面積比を、コントローラ53内に記憶しておき、伸長時(ボトム側への圧油供給時)の圧油の量を1として、縮退時には、記憶された受圧面積比に応じて減じた油量がヘッド側に供給されるように、第1および第2の油圧ポンプ6、7の斜板6a、7aの傾転角を制御するように構成している。
一方、右チルトシリンダ5(図4(b)ではチルトシリンダ102)は、伸長時には、ボトム側油室5a(図4(b)ではボトム側油室102B)に所定量QBの流量の圧油が供給されて、初期位置R0から伸長方向にストローク量Pだけ移動しストローク位置R3に達し、つぎの縮退時には、ヘッド側油室5b(図4(b)ではヘッド側油室102H)に伸長時の流量QBよりも少ない流量QHの圧油が供給されて、ストローク位置R3から縮退方向に同じストローク量Pだけ移動し、元の初期位置R0に戻る。
この結果、1回のデュアルチルト動作によって、左右のチルトシリンダ4、5のストローク位置は、初期位置L0、R0からピッチバック側にずれることなく、元の初期位置を保持する。つまりブレード3がピッチバック側に倒れることなく、デュアルチルト動作を行うことができる。また、デュアルチルト動作を複数回繰り返したとしてもピストンロッドは、ブレード3のピッチバック側、つまり縮退方向のストロークエンドに達することがない。
また、圧力補償が解除されているために、デュアルチルト動作時に、左右のチルトシリンダ4、5の負荷圧の差が大きい場合に、圧力補償のずれが生じて、左右のチルトシリンダ4、5に同じ流量を供給できなくなり、左右のチルトシリンダ4、5が均等な速度で作動しなくなるという不具合を回避することができる。これによりデュアルチルト動作時に、左右のチルトシリンダ4、5のピストンロッドが初期位置に戻らずブレード3が傾くという事態を防止することができる。
(シングルチルト動作時)
シングルチルト動作を行いたいときには、操作レバー50のピッチダンプ/ピッチバックスイッチ50b、デュアルチルトスイッチ50cのいずれのスイッチも押さずに、操作レバー50を左右方向C、Dのいずれに操作する。
スイッチ50b、50cが押されないとコントローラ53で、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148を合流位置Aにするための制御電気信号が生成されて、この制御電気信号が合・分流切換弁18に出力され、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148が合流位置Aに切換えられる。
これにより連通油路16が開路されて、第1および第2の油圧ポンプ6、7から吐出される圧油が第1の吐出油路14に吐出されるとともに、第1および第2の油圧ポンプ6、7から吐出される圧油が第2の吐出油路15に吐出される。
また、第1の負荷圧検出油路90と第2の負荷圧検出油路91とが連通されるとともに、第1の負荷圧導入油路163と第2の負荷圧導入油路164(164′)とが連通されて、圧力補償が行われる。すなわち、第1の主操作弁8の第1の負荷圧検出ポート23で検出される負荷圧よりも第2の主操作弁11の第2の負荷圧検出ポート38で検出される負荷圧の方が高圧であるとすると、第2の負荷圧検出ポート38、第2の負荷圧検出油路91、合・分流弁48、第1の負荷圧導入油路163、シャトル弁63を介して第1の圧力補償弁9の受圧部に、最高負荷圧が加えられる。この結果、第1の主操作弁8の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧(最高負荷圧より低い負荷圧)から、みかけ上、最高負荷圧に変化する。
一方、第2の負荷圧検出ポート38、第2の負荷圧検出油路91、第2の負荷圧導入油路164、シャトル弁64を介して第2の圧力補償弁12の受圧部に、最高負荷圧が加えられる。この結果、第2の主操作弁11の出口シリンダポート側の負荷圧は、自己の負荷圧(最高負荷圧)を維持する。
(右シングルチルト動作時)
右シングルチルト動作を行いたいときには、操作レバー50のピッチダンプ/ピッチバックスイッチ50b、デュアルチルトスイッチ50cのいずれのスイッチも押さずに、操作レバー50を「右方向D」に倒す操作を行う。
操作レバー50が右方向に操作されると、パイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51aに供給され、パイロット油路51aを介して第1の主操作弁8のパイロットポート8aに作用する。
また、スイッチ50b、50bが押されないと、コントローラ53から電気信号がパイロット切換弁52に出力され、パイロット切換弁52が中立位置Nに保持される。
このため第2の主操作弁11の各パイロットポート8a、8bにはパイロット圧は供給されない。
これにより第1の主操作弁8はA位置に切換えられるとともに、第2の主操作弁11は中立位置Nを保持する。
この結果、第1および第2の油圧ポンプ6、7から吐出される圧油は、第1の吐出油路14、第1の主操作弁8のポンプポート20、シリンダポート25を通って左チルトシリンダ4のボトム側油室4aに供給されて、左チルトシリンダ4が伸長方向に作動される。左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bからの戻り圧油は、第1の主操作弁8の補助シリンダポート26、タンクポート21を通ってタンク28に回収される。
一方、第2の主操作弁11は中立位置にあるために、右チルトシリンダ5に圧油は供給されず、右チルトシリンダ5の作動は停止される。
このようにして、右チルトシリンダ5が停止した状態で、左チルトシリンダ4の伸長動作のみが行われ、ブレード3は、通常速度(低速)で右シングルチルト動作を行う。
(左シングルチルト動作時)
左シングルチルト動作を行いたいときには、操作レバー50のピッチダンプ/ピッチバックスイッチ50b、デュアルチルトスイッチ50cのいずれのスイッチも押さずに、操作レバー50を「左方向C」に倒す操作を行う。
操作レバー50が左方向Cに操作されると、パイロット弁49の出口ポートから吐出されるパイロット圧は、パイロット油路51bに供給され、パイロット油路51bを介して第1の主操作弁8のパイロットポート8bに作用する。
また、スイッチ50b、50bが押されないと、コントローラ53から電気信号がパイロット切換弁52に出力され、パイロット切換弁52が中立位置Nに保持される。
このため第2の主操作弁11の各パイロットポート8a、8bにはパイロット圧は供給されない。
これにより第1の主操作弁8はB位置に切換えられるとともに、第2の主操作弁11は中立位置を保持する。
この結果、第1および第2の油圧ポンプ6、7から吐出される圧油は、第1の吐出油路14、第1の主操作弁8のポンプポート19、シリンダポート24を通って左チルトシリンダ4のヘッド側油室4bに供給されて、左チルトシリンダ4が縮退方向に作動される。左チルトシリンダ4のボトム側油室4aからの戻り圧油は、第1の主操作弁8の補助シリンダポート27、タンクポート22を通ってタンク29に回収される。
一方、第2の主操作弁11は中立位置にあるために、右チルトシリンダ5に圧油は供給されず、右チルトシリンダ5の作動は停止される。
このようにして、右チルトシリンダ5が停止した状態で、左チルトシリンダ4の縮退動作のみが行われ、ブレード3は、通常速度(低速)で左シングルチルト動作を行う。
(複合動作時)
ブレード3をリフトさせながらチルト動作をさせたりピッチ動作をさせたりしたいときには、オペレータは、チルト/ピッチ動作用の操作レバー50を操作するとともに、リフトシリンダ81、82用の操作レバーを操作する。
コントローラ53には、チルト/ピッチ動作用の操作レバー50が操作されたことを示す信号とリフトシリンダ用操作レバーが操作されたことを示す信号が入力され、チルト動作(シングルチルト動作、デュアルチルト動作)若しくはピッチ動作と、リフト動作とが同時に行われているものと判断されると、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148を合流位置Aにするための制御電気信号が生成されて、この制御電気信号が合・分流切換弁18に出力され、合・分流切換弁18、合・分流弁17、48、148が合流位置Aに切換えられる。
この結果、各圧力補償弁9、12、85、86には、各主操作弁8、11、83、84で検出された負荷圧のうちの最高圧が導入され、圧力補償が行われる。
また、第1および第2の油圧ポンプ6、7から吐出された圧油が各油圧シリンダ4、5、81、82に供給される。
ここで、ブレード3をリフトさせながらチルト動作をさせたりピッチ動作をさせたりする複合動作時には、リフトシリンダ81、82が要求する流量が、油圧ポンプ6、7のうちの一方の一つの油圧ポンプから吐出される圧油の最大流量を超えることがある。本実施例によれば、複合動作時には、両方の油圧ポンプ6、7から吐出される圧油が合流されてリフトシリンダ81、82に供給されるため、リフトシリンダ81、82の動作速度が十分に確保され、作業効率を向上させることができる。
また、複合動作時には圧力補償が行われているため、負荷の大きさの違いにかかわらず、チルト/ピッチ動作用の操作レバー50、リフトシリンダ81、82用の操作レバーの操作量に比例した流量をチルトシリンダ4、5、リフトシリンダ81、82に供給することができ、複合動作時の操作性が向上する。
4、5 チルトシリンダ 6、7 可変容量型油圧ポンプ、8、11 主操作弁、9、12 圧力補償弁 16 連通油路 17 合・分流弁 18 合・分流切換弁 48、148 合・分流弁 50 操作レバー 53 コントローラ