JP2013163907A - Hydraulic circuit for boom cylinder of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧ショベル等のブームを備えた建設機械のブームシリンダ用油圧回路の技術分野に関するものである。 The present invention relates to a technical field of a hydraulic circuit for a boom cylinder of a construction machine having a boom such as a hydraulic excavator.
一般に、油圧ショベル等の建設機械のなかには、機体に上下揺動自在に支持されるブームの先端側にアームやバケット等を装着してフロント作業部を構成すると共に、ブームを上下動させるべく伸縮作動するブームシリンダと、該ブームシリンダの圧油供給源となる油圧ポンプを設けたものがある。この様な建設機械において、ブームシリンダのヘッド側油室は、フロント作業部の重量を保持する高い保持圧が必要であると共に、ブームの上動時には該保持圧以上の高圧の圧油をヘッド側油室に供給する必要がある。このため、ブームの上動時において油圧ポンプは高圧の圧油を吐出しなければならず、高出力状態となって低燃費化の妨げになる。一方、ブームの下動時には、ブームシリンダのヘッド側油室から油が排出されると共に、該排出流量をコントロールバルブでメータアウト制御することによってブームの下動速度が調整されるが、この場合にヘッド側油室からの高圧の排出油がコントロールバルブの絞りで絞られることになり、該絞りで発生する熱エネルギーの損失も低燃費化の妨げの一因となる。
そこで、従来、ブームの下動時にブームシリンダのヘッド側油室から排出される油をアキュムレータに蓄圧すると共に、該アキュムレータの蓄圧油を増圧シリンダにより増圧し、該増圧された圧油をブームの上動時にブームシリンダのヘッド側油室に供給するようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このものでは、ブーム下動時のブームシリンダヘッド側油室からの排出油を再利用して、ブーム上動時における油圧ポンプの吐出流量を低減させることができ、これにより低燃費化が図られている。
Generally, in construction machines such as hydraulic excavators, an arm or bucket is attached to the tip of the boom that is supported by the machine so that it can swing up and down. Some boom cylinders are provided, and a hydraulic pump is provided as a pressure oil supply source for the boom cylinder. In such a construction machine, the head side oil chamber of the boom cylinder requires a high holding pressure to hold the weight of the front working part, and when the boom is moved up, a pressure oil higher than the holding pressure is supplied to the head side. It is necessary to supply the oil chamber. For this reason, when the boom is moved upward, the hydraulic pump must discharge high-pressure oil, resulting in a high output state and hindering fuel efficiency. On the other hand, when the boom is lowered, oil is discharged from the oil chamber on the head side of the boom cylinder, and the lowering speed of the boom is adjusted by controlling the discharge flow rate with a control valve. High pressure discharged oil from the head-side oil chamber is throttled by the throttle of the control valve, and the loss of heat energy generated by the throttle also becomes a factor in hindering fuel consumption reduction.
Therefore, conventionally, the oil discharged from the head side oil chamber of the boom cylinder when the boom is lowered is accumulated in the accumulator, and the accumulated oil in the accumulator is increased by the pressure increasing cylinder, and the increased pressure oil is supplied to the boom. There is known a technique of supplying the oil to the head side oil chamber of the boom cylinder at the time of upward movement (see, for example, Patent Document 1). In this system, oil discharged from the boom cylinder head side oil chamber when the boom is moved down can be reused to reduce the discharge flow rate of the hydraulic pump when the boom is moved up, thereby reducing fuel consumption. ing.
しかしながら、前記特許文献1のものは、ブームの下動時にブームシリンダのヘッド側油室からの排出油をアキュムレータおよび増圧シリンダのロッド側油室に供給する一方、ブームの上動時にアキュムレータの蓄圧油を増圧シリンダのヘッド側油室に供給することで、増圧シリンダのロッド側油室の圧油を増圧してブームシリンダのヘッド側油室に供給する構成であるから、ブームシリンダのヘッド側油室からの排出油量に対して増圧シリンダからの増圧油の出力油量は半分以下になる。このため、ブームの上動時に増圧シリンダからブームシリンダのヘッド側油室に供給できる流量は、ヘッド側油室に供給される全流量のうちの一部にしかならず、残りの流量は油圧ポンプから供給されることになり、而して、ブームの上動時に油圧ポンプは依然として高圧油を吐出しなければならないことになって、更なる低燃費化が望まれており、ここに本発明の解決すべき課題がある。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, the oil discharged from the head-side oil chamber of the boom cylinder is supplied to the accumulator and the rod-side oil chamber of the pressure increasing cylinder when the boom is lowered, while the accumulator pressure is accumulated when the boom is moved up. Since the oil is supplied to the head side oil chamber of the pressure increasing cylinder, the pressure oil in the rod side oil chamber of the pressure increasing cylinder is increased and supplied to the head side oil chamber of the boom cylinder. The output oil amount of the booster oil from the booster cylinder is less than half the amount of oil discharged from the side oil chamber. For this reason, the flow rate that can be supplied from the booster cylinder to the head side oil chamber of the boom cylinder when the boom moves up is only a part of the total flow rate supplied to the head side oil chamber, and the remaining flow rate is from the hydraulic pump. Therefore, when the boom is moved upward, the hydraulic pump still has to discharge high pressure oil, and further reduction in fuel consumption is desired. There are issues to be addressed.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、機体に上下揺動自在に支持されるブームと、該ブームを上下動せしめるべく伸縮作動するブームシリンダと、該ブームシリンダの油圧供給源となる油圧ポンプと、ブームシリンダに対する油給排制御を行なうコントロールバルブとを備えてなる建設機械において、前記コントロールバルブとブームシリンダのヘッド側油室とを接続する油路に、予圧縮されたバネを備えた昇圧器を配設し、ブームの上動時には該昇圧器のバネの蓄勢力により油圧ポンプの吐出圧を昇圧してブームシリンダのヘッド側油室に供給する一方、ブームの下動時にはブームシリンダのヘッド側油室からの排出油により昇圧器のバネを蓄勢することを特徴とする建設機械のブームシリンダ用油圧回路である。
請求項2の発明は、請求項1において、ブームの下動時に、昇圧器は、ヘッド側油室からの排出油を降圧してコントロールバルブに流す降圧器として機能することを特徴とする建設機械のブームシリンダ用油圧回路である。
請求項3の発明は、請求項1または2において、昇圧器は、シリンダ内を移動するピストンの両側に、コントロールバルブに接続される第一油室と、ブームシリンダのヘッド側油室に接続される第二油室とがそれぞれ形成され、前記第一油室には予圧縮されたバネが内装される一方、第二油室は、ブームシリンダのヘッド側油室の最大容量と同等の最大容量を有することを特徴とする建設機械のブームシリンダ用油圧回路である。
請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れか一項において、コントロールバルブから供給される油圧ポンプの吐出油を昇圧器を経由することなくブームシリンダのヘッド側油室に供給する上動側バイパス油路と、該上動側バイパス油路を開閉する上動側バイパスバルブとを設けると共に、該上動側バイパスバルブは、ブームの上動時に昇圧器のバネが可動範囲の最大まで伸びた場合に上昇側バイパス油路を開くように構成されていることを特徴とする建設機械のブームシリンダ用油圧回路である。
請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れか一項において、ブームシリンダのヘッド側油室からの排出油を昇圧器を経由することなくコントロールバルブに流す下動側バイパス油路と、該下動側バイパス油路を開閉する下動側バイパスバルブとを設けると共に、該下動側バイパスバルブは、ブームシリンダのロッド側油室の圧力が予め設定される設定圧以上の場合に下動側バイパス油路を開くように構成されていることを特徴とする建設機械のブームシリンダ用油圧回路である。
The present invention has been created in order to solve these problems in view of the above-described circumstances, and the invention of claim 1 includes a boom supported by an airframe in a vertically swingable manner, and the boom. In a construction machine, comprising: a boom cylinder that expands and contracts to vertically move the hydraulic cylinder; a hydraulic pump that serves as a hydraulic pressure supply source of the boom cylinder; and a control valve that performs oil supply / discharge control on the boom cylinder. A booster with a pre-compressed spring is installed in the oil passage connecting the cylinder head side oil chamber, and when the boom moves up, the discharge pressure of the hydraulic pump is controlled by the stored energy of the spring of the booster. While boosting the pressure and supplying it to the boom-side oil chamber of the boom cylinder, the spring of the booster is stored by the oil discharged from the head-side oil chamber of the boom cylinder when the boom moves down. A hydraulic circuit for a construction machine of the boom cylinder, characterized.
A second aspect of the present invention is the construction machine according to the first aspect, wherein when the boom is moved downward, the pressure booster functions as a pressure decreaser for reducing the pressure of the oil discharged from the head side oil chamber and flowing it to the control valve. It is a hydraulic circuit for boom cylinders.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the booster is connected to the first oil chamber connected to the control valve and the head side oil chamber of the boom cylinder on both sides of the piston moving in the cylinder. A second oil chamber is formed, and the first oil chamber is provided with a pre-compressed spring, while the second oil chamber has a maximum capacity equivalent to the maximum capacity of the head-side oil chamber of the boom cylinder. A hydraulic circuit for a boom cylinder of a construction machine.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to third aspects, the hydraulic pump discharge oil supplied from the control valve is supplied to the boom-side oil chamber of the boom cylinder without passing through the booster. Provided with a side bypass oil passage and an upper motion side bypass valve that opens and closes the upper motion side bypass fluid passage, and the spring of the booster extends to the maximum of the movable range when the boom is moved upward. In this case, the boom cylinder hydraulic circuit of the construction machine is configured to open the ascending-side bypass oil passage.
A fifth aspect of the present invention is directed to any one of the first to fourth aspects, wherein the lower side bypass oil passage for flowing the oil discharged from the head side oil chamber of the boom cylinder to the control valve without passing through the booster; A lower-side bypass valve that opens and closes the lower-side bypass oil passage, and the lower-side bypass valve moves downward when the pressure in the rod-side oil chamber of the boom cylinder is equal to or higher than a preset pressure. It is the hydraulic circuit for boom cylinders of the construction machine characterized by opening a side bypass oil path.
請求項1の発明とすることにより、ブームの上動に必要な油圧ポンプの吐出圧を、昇圧器のバネの蓄勢力分低くできることになり、而して、高圧の圧油が必要なブームの上動であっても、油圧ポンプの吐出圧を低く抑えることができて、燃費の向上に大きく貢献できる。
請求項2の発明とすることにより、ヘッド側油室からの排出油の流量制御を行なうべくコントロールバルブに形成される絞りの流入側圧力を低くすることができ、而して、ヘッド側油室からの高圧の排出油がそのまま絞りを通過する場合と比して、絞りを広くすることができて該絞りにおけるエネルギー損失を小さくでき、更なる低燃費化に貢献できる。
請求項3の発明とすることにより、ブームの上動時にヘッド側油室に供給される圧油の全量を、昇圧器から供給することができる。
請求項4の発明とすることにより、昇圧器のバネが可動範囲の最大まで伸びた以降でも支障なくブームを上動させることができる。
請求項5の発明とすることにより、掘削作業等、ブームを下動させるのに強い力が必要な場合には、ヘッド側油室からの排出油を昇圧器に流すことでブームの下動力が低下してしまうことを、確実に防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, the discharge pressure of the hydraulic pump necessary for the upward movement of the boom can be reduced by the stored energy of the booster spring, and thus the boom requiring high pressure oil is required. Even when the engine is moved upward, the discharge pressure of the hydraulic pump can be kept low, which can greatly contribute to the improvement of fuel consumption.
According to the second aspect of the present invention, the pressure on the inflow side of the throttle formed in the control valve so as to control the flow rate of the oil discharged from the head side oil chamber can be reduced. Compared with the case where high-pressure exhaust oil from the oil passes through the throttle as it is, the throttle can be widened, energy loss in the throttle can be reduced, and further fuel efficiency can be reduced.
By setting it as invention of
By setting it as invention of Claim 4, even after the spring of a pressure | voltage riser has extended to the maximum of the movable range, a boom can be moved up without trouble.
According to the fifth aspect of the present invention, when a strong force is required to move down the boom, such as excavation work, the lower power of the boom can be increased by flowing the oil discharged from the head side oil chamber to the booster. It can prevent reliably that it falls.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1において、1は建設機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル1の機体は、クローラ式の下部走行体2と、該下部走行体2の上方に旋回自在に支持される上部旋回体3とから構成されており、さらに該上部旋回体3に装着されるフロント作業部4は、基端部が上部旋回体3に上下動揺動自在に支持されるブーム5、該ブーム5の先端部に前後揺動自在に支持されるアーム6、該アーム6の先端部に取付けられるバケット7等を用いて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator that is an example of a construction machine, and the body of the hydraulic excavator 1 includes a crawler type lower
さらに、8は前記ブーム5を上下揺動せしめるべく伸縮作動する左右一対のブームシリンダであって、該ブームシリンダ8は、ヘッド側油室8aの圧力によってフロント作業部4の重量を保持すると共に、該ヘッド側油室8aへの圧油供給およびロッド側油室8bからの油排出により伸長してブーム5を上動せしめ、また、ロッド側油室8bへの圧油供給およびヘッド側油室8aからの油排出により縮小してブーム5を下動せしめるように構成されている。
Further, 8 is a pair of left and right boom cylinders that extend and contract to swing the
次いで、前記ブームシリンダ8の油圧回路について図2に基づいて説明すると、該図2において、9はエンジン、10はエンジン9により駆動される油圧ポンプ、11は油タンク、12はブームシリンダ8に対する油給排制御を行なうコントロールバルブである。尚、前記油圧ポンプ10は、ブームシリンダ8の油圧供給源であると共に、油圧ショベル1に設けられる他の油圧アクチュエータ(図2には図示しないが、例えば、走行用モータ、旋回用モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ等)の油圧供給源としても用いられている。
Next, the hydraulic circuit of the
前記コントロールバルブ12は、上動側、下動側パイロットポート12a、12bを備えると共に、油圧ポンプ10、油タンク11、ヘッド側油路13、ロッド側油路14にそれぞれ接続される各ポートを備えた三位置切換スプール弁である。そして、上動側、下動側の両パイロットポート12a、12bにパイロット圧が入力されていない状態では、油圧ポンプ10の吐出油をヘッド側油路13およびロッド側油路14に供給せず、且つ、ヘッド側油路13およびロッド側油路14の油を油タンク11に流さない中立位置Nに位置しているが、上動側パイロットポート12aにパイロット圧が入力されることにより、油圧ポンプ10の吐出油をヘッド側油路13に供給し、且つ、ロッド側油路14の油を油タンク11に流す上動側位置Xに切換わる。また、下動側パイロットポート12bにパイロット圧が入力されることにより、油圧ポンプ10の吐出油をロッド側油路14に供給し、且つ、ヘッド側油路13の油を絞り12cを介して油タンク11に流す下動側位置Yに切換るように構成されている。尚、前記ヘッド側油路13は、コントロールバルブ12とブームシリンダ8のヘッド側油室8aとを接続する油路であり、また、ロッド側油路14は、コントロールバルブ12とブームシリンダ8のロッド側油室8bとを接続する油路である。
The
ここで、前記コントロールバルブ12の上昇側、下動側パイロットポート12a、12bには、ブーム用操作レバー(図示せず)の上動側、下動側操作に基づいて、該ブーム用操作レバーの操作量に応じて増減制御されたパイロット圧が入力されると共に、該入力されたパイロット圧の増減に応じてコントロールバルブ12のスプールの移動ストロークが増減し、さらに該スプール移動ストロークの増減に応じてコントロールバルブ12を通過する流量が増減するように構成されている。而して、ブーム用操作レバーの操作に基づくコントロールバルブ12の切換え作動により、ブームシリンダ8のヘッド側油室8a、ロッド側油室8bに対する給排切換え、および給排流量の制御が行われるようになっている。
Here, the upward and downward
さらに、前記コントロールバルブ12とブームシリンダ8のヘッド側油室8aとを接続するヘッド側油路13には、油圧ポンプ10の吐出圧を昇圧してヘッド側油室8aに供給するための昇圧器15が配されている。該昇圧器15は、シリンダ内に移動自在に内嵌されたピストン15aの両側に、コントロールバルブ12に接続される第一油室15bと、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aに接続される第二油室15cとが形成されていると共に、第一油室15bには、蓄勢力によりピストン15aを第二油室15c側に向けて押圧する予圧縮されたバネ(圧縮コイルバネ)15dが内装されている。該バネ15dは、フロント作業部4の重量の保持圧よりも若干小さい程度の大きな押圧力(例えば、10Mpa)を蓄勢できる強力なものが用いられている。また、第二油室15cは、ピストン15aが最も第一油室15b側に移動したときに最大容量となるが、該第二油室15cの最大容量は、左右二本分のブームシリンダ8のヘッド側油室8aの最大容量と同等となるように設計されている。
Further, in the head
そして、ブーム5の上動時、つまりブーム用操作レバーが上動側に操作されてコントロールバルブ12が上動側位置Xに切換わった状態では、前述したように油圧ポンプ10の吐出油はコントロールバルブ12を介してヘッド側油路13に供給されるが、該ヘッド側油路13に供給された油圧ポンプ10の吐出油は、前記昇圧器15の第一油室15bに入力される。該第一油室15bに入力された油圧ポンプ10の吐出油は、ピストン15aを第二油室15c側に押圧し、これにより第二油室15cから圧油が出力されてブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給されるが、この場合に、第一油室15bに内装されたバネ15dの蓄勢力がピストン15aを第二油室15c側に押圧しているため、前記油圧ポンプ10の吐出圧にバネ15dの蓄勢力(押圧力)を加算した圧力が、第二油室15cから出力されてブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給される。つまり、油圧ポンプ10の吐出圧は、昇圧器15によりバネ15dの蓄勢力分だけ昇圧されてヘッド側油室8aに供給されることになり、而して、ブーム5の上動に必要な油圧ポンプ10の吐出圧をバネ15dの蓄勢力分だけ低くすることができる。また、前記第二油室15cからヘッド側油室8aに供給される流量は、コントロールバルブ12から第一油室15bに供給される流量と等しく、而して、コントロールバルブ12により流量制御された圧油がヘッド側油室8aに供給される構成になっている。尚、ブーム5の上動時において、ブームシリンダ8のロッド側油室8bから排出された油は、ロッド側油路14、上動側位置Xのコントロールバルブ12を経由して油タンク11に排出される。また、図中、20は前記昇圧器15とブームシリンダ8のヘッド側油室8aとの間のヘッド側油路13から分岐されて油タンク11に至るリリーフ油路であって、該リリーフ油路20に配設されたリリーフバルブ21によって、ヘッド側油路13の最高圧力が制限されるようになっている。
When the
一方、ブーム5の下動時、つまりブーム用操作レバーが下動側に操作されてコントロールバルブ12が下動側位置Yに切換わった状態では、ヘッド側油室8aから排出された油が昇圧器15の第二油室15cに入力される。該ヘッド側油室8aからの排出油は、フロント作業部4の重量を保持する高圧の油であるが、該高圧のヘッド側油室8aからの排出油によりピストン15aが第一油室15b側に移動し、これにより第一油室15bから油が排出されてコントロールバルブ12に流れるが、この場合に、ピストン15aが第一油室15b側に移動することでバネ15dが蓄勢されると共に、該バネ15dに蓄勢された分だけ降圧された油が第一油室15bから排出される。つまり、ヘッド側油室8aからの排出油は、昇圧器15のバネ15dを蓄勢すると共に、該バネ15dの蓄勢分だけ降圧されてコントロールバルブ12に流れ、該コントロールバルブ12の絞り12cを通過して油タンク11に排出されることになる。而して、ブーム5の下動時には、昇圧器15はヘッド側油室8aからの排出油を降圧する降圧器として機能することになるが、該降圧されることによりコントロールバルブ12の絞り12cの流入側圧力が低くなり、これにより、ヘッド側油室8aからの高圧の排出油がそのまま絞りを通過する場合と比して、絞り12cを広く(絞り12cの開口面積を広く)することができることになって、該絞り12cにおけるエネルギー損失を小さくすることができる。また、ヘッド側油室8aから第二油室15cに流れる流量と、第一油室15bからコントロールバルブ12に流れる流量とは等しく、而して、コントロールバルブ12により流量制御された油がヘッド側油室8aから排出される構成になっている。尚、ブーム5の下動時には、油圧ポンプ10の吐出油が下動側位置Yのコントロールバルブ12、ロッド側油路14を経由してブームシリンダ8のロッド側油室8bに供給される。
On the other hand, when the
さらに、前記ヘッド側油路13には、前記昇圧器15と並列状となる状態で上動側バイパス油路16および下動側バイパス油路17が接続されている。
前記上動側バイパス油路16は、ブーム5の上動時に、コントロールバルブ12から供給される油圧ポンプ10の吐出油を昇圧器15を経由することなくブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給することができる油路であって、該上動側バイパス油路16には、該上動側バイパス油路16を開閉する上動側バイパスバルブ18が配設されている。この上動側バイパスバルブ18は、該上動側バイパスバルブ18を非作動位置側に押圧する弾機18aと、作動位置側に押圧する操作部18bとを備えているが、該操作部18bは、昇圧器15の第二油室15c内に挿入されてピストン15aに対向している。そして、昇圧器15のバネ15dが予め設定される可動範囲の最大まで伸びていない状態では、ピストン15aは操作部18bから離間していて該操作部18bを押圧することなく、この状態では上動側バイパスバルブ18は上動側バイパス油路16を閉じる非作動位置に位置しているが、バネ15dが可動範囲の最大まで伸びた状態(バネ15dは予圧縮されているため、可動範囲の最大まで伸びた状態でも蓄勢力を有している)ではピストン15aが操作部18bに当接して該操作部18bを押圧し、これにより上動側バイパスバルブ18は上動側バイパス油路16を開く作動位置に切換るように構成されている。つまり、ヘッド側油路13の油がリリーフバルブ21からリリーフしたり、或いは後述するようにブーム5の下動時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aの油が下動側バイパス油路17を経由してコントロールバルブ12に流れたりすると、ヘッド側油室8aと昇圧器15の第二油室15cとの合計油量が減少して、ブーム5の上動時において昇圧器15からヘッド側油室8aへの供給油量が不足する場合がある。この場合には、バネ15dが可動範囲の最大まで伸びた時点で前記上動側バイパスバルブ18が作動位置に切換って上動側バイパス油路16を開き、これにより油圧ポンプ10の吐出油が昇圧器15を経由することなくブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給されるようになっており、これにより、バネ15dが可動範囲の最大まで伸びた以降でも支障なくブーム5の上動を続行させることができるようになっている。
Further, an upper moving side
The upper moving side
一方、前記下動側バイパス油路17は、ブーム5の下動時に、昇圧器15を経由することなくヘッド側油室8aからの排出油をコントロールバルブ12に流すことができる油路であって、該下動側バイパス油路17には下動側バイパスバルブ19が配設されているが、該下動側バイパスバルブ19は、下動側バイパス油路17の開閉を行なうと共に、昇圧器15とブームシリンダ8のヘッド側油室8aとの間のヘッド側油路13の開閉を行なうべく該ヘッド側油路13にも接続されている。この下動側バイパスバルブ19は、該下動側バイパスバルブ19を非作動位置側に押圧する弾機19aと、作動位置側に押圧するパイロット圧が入力されるパイロットポート19bとを備えていると共に、該パイロットポート19bにはロッド側油路14を介してブームシリンダ8のロッド側油室8bの圧力が入力されるようになっている。そして、パイロットポート19bに入力されるロッド側油室8bの圧力が予め設定される設定圧未満の場合には、下動側バイパスバルブ19は、ヘッド側油路13を開き、且つ、下動側バイパス油路17を閉じる非作動位置に位置しているが、パイロットポート19bに入力されるロッド側油室8bの圧力が前記設定圧以上になると、ヘッド側油路13を閉じ、且つ、下動側バイパス油路17を開く作動位置に切換わるように構成されている。ここで、前記設定圧は、掘削作業等、ブーム5を下動させるのに強い力を必要とする作業時のロッド側油室8bの圧力として予め設定される圧力である。つまり、フロント作業部4が接地していない状態では、フロント作業部4の重量がブーム5を下動させる力として作用するため、ロッド側油室8bの圧力は低くて良いが、掘削作業等においては、ブーム5を下動させるのに強い力が必要であってロッド側油室8bは高圧となる。このとき、ヘッド側油室8aからの排出油を昇圧器15に流すと、該昇圧器15のバネ15dがブーム5の下動に抗する力として作用するため、その分ブーム5の下動力が小さくなる。これを回避するため、掘削作業等、ブーム5を下動させるのに強い力を必要とする作業の場合には、ロッド側油室8bの圧力が前記設定圧以上になることに基づいて、下動側バイパスバルブ19が作動位置に切換わって下動側バイパス油路17を開き、且つ、昇圧器15とヘッド側油室8aとの間のヘッド側油路13を閉じるようになっており、これによりヘッド側油室8aからの排出油を昇圧器15を経由することなくコントロールバルブ12に流すことができるようになっている。
On the other hand, the lower-side
叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル1は、機体に揺動自在に支持されるブーム5と、該ブーム5を上下動せしめるべく伸縮作動するブームシリンダ8と、該ブームシリンダ8の油圧供給源となる油圧ポンプ10と、ブームシリンダ8に対する油給排制御を行なうコントロールバルブ12とを備えているが、さらに、前記コントロールバルブ12とブームシリンダ8のヘッド側油室8aとを接続するヘッド側油路13には、バネ15dを備えた昇圧器15が配設されており、そして、ブーム5の上動時には、該昇圧器15のバネ15dの蓄勢力により油圧ポンプ10の吐出圧が昇圧されてブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給される一方、ブーム5の下動時には、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの排出油により昇圧器15のバネが蓄勢されることになる。
In the present embodiment configured as described, the hydraulic excavator 1 includes a
この結果、ブーム5の上動に必要な油圧ポンプ10の吐出圧を、前記昇圧器15のバネ15dの蓄勢力分低くできることになり、而して、フロント作業部4の重量を保持する保持圧以上の高圧の圧油が必要なブーム5の上動であっても、油圧ポンプ10の吐出圧を低く抑えることができることになって、燃費の向上に大きく貢献できる。
As a result, the discharge pressure of the
しかも、前記昇圧器15は、ブーム5の下動時に、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの排出油によりバネ15dが蓄勢される分、ヘッド側油室8aからの排出油の圧力を降圧してコントロールバルブ12に流す降圧器として機能することになるから、排出油の流量制御を行なうべくコントロールバルブ12に形成される絞り12cの流入側圧力を低くすることができ、而して、ヘッド側油室8aからの高圧の排出油がそのまま絞りを通過する場合と比して、絞り12cを広く(絞り12cの開口面積を広く)することができて、該絞り12cにおけるエネルギー損失を小さくでき、更なる低燃費化に貢献できる。
Moreover, the
さらに、前記昇圧器15は、シリンダ内を移動するピストン15aの両側に、コントロールバルブ12に接続される第一油室15bと、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aに接続される第二油室15cとがそれぞれ形成されると共に、第一油室15bには予圧縮されたバネ15dが内装されたものであり、而して、ブーム5の上動時にコントロールバルブ12から第一油室15bに供給された油圧ポンプ10の吐出圧を、バネ15の蓄勢力分昇圧して第二油室15cからヘッド側油室8aに供給できる一方、ブーム5の下動時にヘッド側油室8aからの排出油が第二油室15cに供給されることでバネ15dを蓄勢できることになるが、さらに、前記第二油室15cは、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aの最大容量と同等の最大容量を有しており、而して、ブームの上動時にヘッド側油室8aに供給される圧油の略全量を、昇圧器15から供給できることになる。
Further, the
また、コントロールバルブ12とブームシリンダ8のヘッド側油室8aとを接続するヘッド側油路13には、コントロールバルブ12から供給される油圧ポンプ10の吐出油を昇圧器15を経由することなくブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給する上動側バイパス油路16が接続されていると共に、該上動側バイパス油路16には、上動側バイパス油路16を開閉する上動側バイパスバルブ18が配設されている。そして、該上動側バイパスバルブ18は、ブーム5の上動時に昇圧器15のバネ15dが可動範囲の最大まで伸びた場合に上昇側バイパス油路16を開き、これにより油圧ポンプ10の吐出油を昇圧器15を経由することなくブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給できるようになっており、而して、バネ15dが可動範囲の最大まで伸びた以降でも支障なくブーム5の上動を続行させることができる。
Further, in the head
さらに、前記ヘッド側油路13には、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの排出油を昇圧器15を経由することなくコントロールバルブ12に流す下動側バイパス油路17が接続されていると共に、該下動側バイパス油路17には、下動側バイパス油路17を開閉する下動側バイパスバルブ19が配設されている。そして、該下動側バイパスバルブ19は、ブームシリンダ8のロッド側油室8bの圧力が予め設定される設定圧以上の場合に下動側バイパス油路17を開き、これによりヘッド側油室8aからの排出油を昇圧器15を経由することなくコントロールバルブ12に流すことができる。而して、掘削作業等、ブーム5を下動させるのに強い力が必要になってロッド側油室8bの圧力が前記設定圧以上になった場合に、ヘッド側油室8aからの排出油を昇圧器15に流すことでブーム5の下動力が低下してしまうことを、確実に防止することができる。
Further, the head-
本発明は、機体に上下揺動自在に支持されるブームと、該ブームを上下動させるべく油圧ポンプを油圧供給源として伸縮作動するブームシリンダとを備えた油圧ショベル等の各種建設機械に利用することができる。 The present invention is applied to various construction machines such as a hydraulic excavator provided with a boom supported by the machine body so as to be swingable up and down, and a boom cylinder that extends and contracts using a hydraulic pump as a hydraulic supply source to move the boom up and down. be able to.
5 ブーム
8 ブームシリンダ
8a ヘッド側油室
8b ロッド側油室
10 油圧ポンプ
12 コントロールバルブ
13 ヘッド側油路
15 昇圧器
15a ピストン
15b 第一油室
15c 第二油室
15d バネ
16 上動側バイパス油路
17 下動側バイパス油路
18 上動側バイパスバルブ
19 下動側バイパスバルブ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012026865A JP2013163907A (en) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | Hydraulic circuit for boom cylinder of construction machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012026865A JP2013163907A (en) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | Hydraulic circuit for boom cylinder of construction machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013163907A true JP2013163907A (en) | 2013-08-22 |
Family
ID=49175427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012026865A Pending JP2013163907A (en) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | Hydraulic circuit for boom cylinder of construction machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013163907A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113302403A (en) * | 2018-12-13 | 2021-08-24 | 卡特彼勒Sarl | Hydraulic control circuit for a work machine |
-
2012
- 2012-02-10 JP JP2012026865A patent/JP2013163907A/en active Pending
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CN113302403A (en) * | 2018-12-13 | 2021-08-24 | 卡特彼勒Sarl | Hydraulic control circuit for a work machine |
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