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JP3541496B2 - Hydraulic cylinder control device - Google Patents

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JP3541496B2
JP3541496B2 JP12706895A JP12706895A JP3541496B2 JP 3541496 B2 JP3541496 B2 JP 3541496B2 JP 12706895 A JP12706895 A JP 12706895A JP 12706895 A JP12706895 A JP 12706895A JP 3541496 B2 JP3541496 B2 JP 3541496B2
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JP
Japan
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hydraulic cylinder
oil passage
pressure
shuttle spool
rod
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JP12706895A
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Japanese (ja)
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Inventor
浩 田路
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベルなど建設機械,作業車両に装備した油圧シリンダの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9は、実開平6−65602号公報に記載されているシリンダ1の制御回路図である。図9に示す油圧回路では、制御弁2を操作「オン」から「オフ」へ切換えると、その切換途中からボトム1a側にサージ圧力が発生する。この後完全に操作「オフ」になったことを圧力スイッチ4で感知する。そしてボトム側圧力が急激に上昇していることを圧力センサ5で感知すると、その後ボトム側圧力が急激に降下するまでの間、シリンダロッド側ライン9とボトム側ライン7を短絡する電磁切換弁8を「オン」し、ボトム側の圧油をロッド側あるいはタンクTに逃がせばボトム側の圧力上昇を抑えることが出来、この後ブーム2を押し上げる力(圧力)が弱まり、シリンダ1の伸縮を早く収束することができる。そしてまたボトム側圧力が急激に降下していることを圧力センサ5で感知すると、安全弁一体形ネガコン可変絞り3にパイロット信号を与える電磁切換弁12を一定時間「オン」し、ボンプ吐出圧を高めるとともに、ポンプ吐出圧ライン6とシリンダボトム側ライン7を短絡する電磁切換弁10を同様に一定時間「オン」し、シリンダボトム側に圧油を供給するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
図9に示す従来技術の一実施例制御回路では、シリンダ1のボトム1a側の圧力が保持圧に静止するように、圧力センサ5からの信号に基づきコントローラ11から複数個の電磁切換弁に対して指令信号を出力するようにしている。そのためにコントローラ11と3個の電磁切換弁8,10,12を必要とするので、構成及び制御方法が複雑であるとともに、制御回路の製作費が高価で具合が悪い。本発明は、上記の問題点を解決できる油圧シリンダ制御装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項1に係る発明は、建設機械に装備した油圧シリンダの停止時に発生する僅かな伸縮揺動の繰り返しを防止するようにした油圧シリンダ制御装置において、油圧シリンダの油室より通じる変動圧排出回路を設け、その変動圧排出回路にシャトルスプールを内蔵した揺動抑制弁を介設し、そのシャトルスプールの一方端面にロッド側油室からの圧力を作用させ、他方端面にヘッド側油室からの圧力を作用させて、これらの圧力により上記シャトルスプールがバランスするように当該シャトルスプールの一方端面及び他方端面の受圧面積を設定し、上記シャトルスプールは、上記油圧シリンダのロッド側油室とタンクとを接続している油路を連通させる開通油路位置を設け、その開通油路位置に隣接する一方端面側位置と他方端面側位置にそれぞれ上記油路を遮断する遮断油路位置を有し、上記揺動抑制弁は、上記シャトルスプールがバランスしている状態では上記油路を遮断油路位置で遮断し、上記油圧シリンダの作動停止直後の急激な変動圧力によって上記シャトルスプールが移動した場合には開通油路位置に切り換えて上記油路を連通状態とし上記ロッド側油室内の上昇圧力をタンクに排出するように構成されているものである。
【0005】
本願の請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、上記シャトルスプールの一方端面及び他方端面の受圧面積を油圧シリンダのピストンのヘッド側受圧面積及びロッド側受圧面積にそれぞれ比例して設定したものである。
【0006】
本願の請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において、上記シャトルスプールの移動方向において、遮断油路位置と開通油路位置と遮断油路位置がこの順に配設され、油圧シリンダのロッド側に保持圧が作用している場合に大受圧面積側の遮断油路位置によって上記分岐油路が閉じられるように構成されているものである。
【0007】
【作用】
本発明において、油圧シリンダが作動停止直後に僅かな伸縮揺動をおこすときには、シャトルスプールの一方端面に作用する圧力と、他方端面に作用する圧力とのバランスはくずれ、△Fなる力の差を生じる。そしてその力の差△Fを相殺するように反対側の端面に力(−△F)が交番的に作用する。上記力はシャトルスプールの交番的シャトル移動毎に低下するので、正弦波に近似した曲線状の力変動をして力0(ゼロ)に近付く。したがって、油圧シリンダの作動停止直後の僅かな伸縮揺動を素早く収束することができる。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例油圧シリンダ制御装置を実施する油圧シリンダ制御回路図である。図において、13は建設機械等(油圧ショベルであるが図示していない)のフロント部に装着したブーム、14はブーム13駆動用の油圧シリンダ、15は油圧シリンダ14のピストン、16は油圧シリンダ14の無負荷側油室であるロッド側油室、17は負荷側油室であるヘッド側油室、18は揺動抑制弁、19は揺動抑制弁18内部のシャトルスプール、20は内蔵ばね、21,22,23はそれぞれ絞り部、24は油タンク、25は油圧シリンダ14制御用のパイロット切換弁、26は油圧シリンダ14操作用の油圧リモコン弁、27はメインポンプ、28はパイロットポンプである。図2は、図1における揺動抑制弁18を示す断面図である。図3は、図1における揺動抑制弁18の作動実施例を示す油圧シリンダ制御回路図である。図4は、図3における揺動抑制弁18の作動状態を示す断面図である。図5は、油圧シリンダ14作動停止直後のヘッド側油室17における変動する力F(F=ヘッド側油室内圧力×ロッド側受圧面積−ロッド側油室内圧力×ヘッド側受圧面積)を示す曲線図である。
【0009】
次に、本発明の第1実施例油圧シリンダ制御装置を図1〜図5について述べる。油圧シリンダ14の無負荷側油室であるロッド側油室16と、油タンク24との間に変動圧排出回路(図1及び図3に示す管路29と30を結ぶ回路をいう)を設け、その変動圧排出回路にシャトルスプール19を内蔵した揺動抑制弁18を介設し、上記シャトルスプール19の一方端面31にロッド側油室16からの圧力を絞り部21を介して、また他方端面32にヘッド側油室17からの圧力を絞り部22を介してそれぞれ作用させるようにし、また上記揺動抑制弁18内にシャトルスプール19の移動方向(シャトルスプール19の軸心方向でシャトルスプール19が摺動移動する方向)と直交する方向に開通油路位置(図1及び図3に示す符号イの位置)を設け、その開通油路位置イに隣接する一方端面31側位置と他方端面32側位置にそれぞれ遮断油路位置ロ,ハを設けるようにし、またそのシャトルスプール19の一方端面31と他方端面32のそれぞれ受圧面積A1 とA2 (図3に示す)を、油圧シリンダ14のピストン15のヘッド側受圧面積S1 とロッド側受圧面積S2 に比例して設定している。
【0010】
まずここで、作動停止した油圧シリンダ14が僅かな伸縮揺動を繰り返した後に静止状態となったときには、揺動抑制弁18内部のシャトルスプール19はバランス状態になっているが、内蔵ばね20のばね力により図1及び図2の状態になっている。しかし次にたとえばブーム13下降時に油圧シリンダ14を停止させると、ブーム13の負荷による慣性力と作動油の圧縮性(弾性)のために、ヘッド側油室17の容積が減少し、力が△Fだけ急激に上昇する。ヘッド側油室17内の上昇圧力が管路33、34、絞り部22を通じて、揺動抑制弁18内のシャトルスプール19の他方端面32に作用するので、揺動抑制弁18は図1に示す遮断油路位置ハの状態にある。この時点ではヘッド側油室17に保持圧以上の圧力が蓄圧されるので、ピストン15及びブーム13が若干上昇する。ロッド側油室16の容積が減少しかつ圧力が上昇するとともに、ヘッド側油室17内の力は低下(−△F)する。ロッド側油室16内の圧力が管路35,36,37、絞り部21を通じて、揺動抑制弁18内のシャトルスプール19の一方端面31に作用するので、図1の図示で右方へ移動する。したがって上記シャトルスプール19の移動により揺動抑制弁18は、図3に示すように遮断油路位置ハより開通油路位置イを通過しようとして、開通油路位置イへ移行する。その移行した瞬時の間に、ロッド側油室16内の上昇圧力の一部が、管路35,29、揺動抑制弁18の開通油路位置イ、絞り部23、管路30を経て、油タンク24へ排出される。それによりロッド側油室16内の蓄圧が低減され、ヘッド側油室17の容積を減少させようとする圧力が低下する。上記シャトルスプール19はさらに右方へ移動し、揺動抑制弁18が遮断油路位置ロに達するが、油圧シリンダ14の伸縮揺動にともなってシャトルスプール19も左右にシャトル移動を続けようとする。しかしそのシャトル移動毎にロッド側油室16の蓄圧が油タンク24に瞬時排出されるので、油圧シリンダ14の揺動持続エネルギーは図5に示す曲線と同様な減衰状態で減少する。したがって、油圧シリンダ14の作動停止直後の揺動を早期に収束することができる。
【0011】
なお図6は、油圧シリンダ14のロッド側油室16に保持圧が作用している場合の揺動抑制弁18の状態を示す図である。図5に示すように油圧ショベルがその作業アタッチメント38の先端部ニを地面(G.L.)に突張って、下部走行体39の片側のクローラ40を持上げて静止状態にしたときには、ブーム13用の油圧シリンダ14のロッド側油室16には保持圧が発生している。一方、ヘッド側油室17は無負荷圧状態となるので、揺動抑制弁18内のシャトルスプール19の他方端面32には圧力が作用しない。油圧シリンダ14のロッド側油室16内の保持圧は、管路35,36,27、絞り部21を通じて、シャトルスプール19の一方端面31に作用する。シャトルスプール19が図示で右方端へ移動するので、揺動抑制弁18は遮断油路位置ロの状態になる。したがって油圧シリンダ14のロッド側油室16に保持圧が作用した場合は、上記のように揺動抑制弁18が切換わるので、保持圧の維持が確実に行われ、不具合を生じることはない。
【0012】
次に図7は、本発明の第2実施例油圧シリンダ制御装置を実施する油圧シリンダ制御回路図である。図において、図1内の油圧シリンダ制御回路と同一構成要素を使用するものに対しては同符号を付す。次に、本発明の第2実施例油圧シリンダ制御装置を図7について述べる。油圧シリンダ14のヘッド側油室17よりロッド側油室17に通じる変動圧排出回路を設け、その変動圧排出回路にシャトルスプール19を内蔵した揺動抑制弁18を介設し、上記シャトルスプール19の一方端面31にロッド側油室16からの圧力を絞り部21を介して、また他方端面32にヘッド側油室17からの圧力を絞り部22を介してそれぞれ作用させるようにし、また上記揺動抑制弁18内にシャトルスプール19の移動方向と直交する方向に開通油路位置を設け、その開通油路位置イに隣接する一方端面31側位置と他方端面32側位置にそれぞれ遮断油路位置ロ,ハを設けるようにし、またそのシャトルスプール19を一方端面31と他方端面32のそれぞれ受圧面積A1 とA2 (図3に示す)を、油圧シリンダ14のピストン15のヘッド側受圧面積S1 とロッド側受圧面積S2 に比例して設定し、油圧シリンダ14の作動停止直後の急激な上昇圧力を、油圧シリンダ14のヘッド側油室17より管路33,34,41、チェック弁42、絞り部23、揺動抑制弁18の開通油路位置イ、管路29,35を通じて、ロッド側油室16へ瞬時排出するようにした。したがってこの第2実施例の装置が第1実施例と異っている点は、第1実施例の装置が急激な上昇圧力を油圧シリンダ14のロッド側油室16より揺動抑制弁18を介して油タンク24へ瞬時排出しているのに対して、第2実施例の装置では油圧シリンダ14のヘッド側油室17より揺動抑制弁18を介してロッド側油室16へ瞬時排出するようにした点である。
【0013】
次に図8は、本発明とは別の油圧シリンダ制御装置を実施する油圧シリンダ制御回路図である。図において、図1内の油圧シリンダ制御回路と同一構成要素を使用するものに対しては同符号を付す。油圧シリンダ14のロッド側油室16と油タンク24とを、指令信号により油路を開通する電磁開閉弁43を介して連通せしめ、また油圧シリンダ14のヘッド側油室17とロッド側油室16の圧力をそれぞれ検出する圧力センサ44,45を設け、その圧力センサ44,45からの信号をコントローラ46に入力するようにし、上記信号に基づきコントローラ46で変動する力△Fを計算して判断し、コントローラ46からの指令信号を上記電磁開閉弁43のソレノイド47に対して出力するようにした。そしてその指令信号によりソレノイド47が通電することによって電磁開閉弁43を遮断油路位置ホより開通油路位置ヘに切換せしめ、油圧シリンダ14の作動停止直後の急激な上昇圧力を、油圧シリンダ14のロッド側油室16より管路35,48、電磁開閉弁43の開通油路位置ヘを通じて、油タンク24へ瞬時排出するようにした。したがって上記装置では、コントローラ46と単数個の電磁開閉弁43を用いて、油圧シリンダ14の伸縮揺動を素早く収束させることができる。なお図示していないがこの装置では、油圧シリンダ14のヘッド側油室17と油タンク24とを、電磁開閉弁43を介し連通せしめるようにしても可能である。
【0014】
また上記装置(図示していない)として、負荷側油室と無負荷側油室とを電磁開閉弁を介して連通せしめ、油圧シリンダの作動停止直後の急激な上昇圧力を、コントローラからの指令信号によって、上記負荷側油室より電磁開閉弁の開通油路位置を通じて無負荷側油室へ瞬時排出するようにしてもよい。
【0015】
【発明の効果】
本発明の油圧シリンダ制御装置では、油圧シリンダの油室より通じる変動圧排出回路を設け、その変動圧排出回路にシャトルスプールを内蔵した揺動抑制弁を介設し、このシャトルスプールをバランスせしめた。そして上記揺動抑制弁には、シャトルスプールの移動方向と直交する方向に開通油路位置を設け、その開通油路位置に隣接する一方端面側位置と他方端面側位置にそれぞれ遮断油路位置を設けているので、油圧シリンダの作動停止直後の急激な変動圧力によりシャトルスプールがシャトル移動するとき、上記開通油路位置にて急激な上昇圧力を瞬時排出することができる。したがって、油圧シリンダの作動停止直後の僅かな伸縮揺動を素早く収束することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例油圧シリンダ制御内側を実施する油圧シリンダ制御回路図である。
【図2】図1における揺動抑制弁を示す断面図である。
【図3】図1における揺動抑制弁の作動実施例を示す油圧シリンダ制御回路図である。
【図4】図3における揺動抑制弁の作動状態を示す断面図である。
【図5】油圧シリンダ作動停止直後のヘッド側油室内の変動する力を示す曲線図である。
【図6】油圧シリンダのロッド側油室に保持圧が作用している場合の揺動抑制弁の状態を示す図である。
【図7】本発明の第2実施例の装置を実施する油圧シリンダ制御回路図である。
【図8】本発明とは別の装置を実施する油圧シリンダ制御回路図である。
【図9】従来技術の一実施例制御回路図である。
【符号の説明】
5,44,45 圧力センサ
11,46 コントローラ
13 ブーム
14 油圧シリンダ
16 ロッド側油室
17 ヘッド側油室
18 揺動抑制弁
19 シャトルスプール
24 油タンク
31 一方端面
32 他方端面
43 電磁開閉弁
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a control device for a hydraulic cylinder mounted on a construction machine such as a hydraulic shovel or a work vehicle.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a control circuit diagram of the cylinder 1 described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-65602. In the hydraulic circuit shown in FIG. 9, when the operation of the control valve 2 is switched from “ON” to “OFF”, a surge pressure is generated on the bottom 1a side during the switching. Thereafter, the pressure switch 4 detects that the operation is completely turned off. When the pressure sensor 5 detects that the bottom pressure is rapidly increasing, the electromagnetic switching valve 8 short-circuits the cylinder rod side line 9 and the bottom line 7 until the bottom pressure rapidly decreases. Is turned on, and the pressure oil on the bottom side can be suppressed by releasing the pressure oil on the bottom side to the rod side or the tank T. Thereafter, the force (pressure) for pushing up the boom 2 is reduced and the expansion and contraction of the cylinder 1 is accelerated. Can converge. When the pressure sensor 5 detects that the bottom side pressure drops rapidly, the electromagnetic switching valve 12 that gives a pilot signal to the safety valve-integrated negative control variable throttle 3 is turned on for a certain period of time to increase the pump discharge pressure. At the same time, the electromagnetic switching valve 10 that short-circuits the pump discharge pressure line 6 and the cylinder bottom side line 7 is similarly turned on for a certain period of time to supply the pressure oil to the cylinder bottom side.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a control circuit according to one embodiment of the prior art shown in FIG. 9, the controller 11 sends a plurality of electromagnetic switching valves based on a signal from the pressure sensor 5 so that the pressure on the bottom 1a side of the cylinder 1 stops at the holding pressure. To output a command signal. Therefore, since the controller 11 and the three electromagnetic switching valves 8, 10, and 12 are required, the configuration and the control method are complicated, and the cost of manufacturing the control circuit is high and the condition is poor. An object of the present invention is to provide a hydraulic cylinder control device that can solve the above problems.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a hydraulic cylinder control device configured to prevent repetition of slight expansion and contraction swings generated when a hydraulic cylinder mounted on a construction machine is stopped. A discharge circuit is provided, and a fluctuation suppressing valve incorporating a shuttle spool is interposed in the variable pressure discharge circuit, pressure from the rod side oil chamber is applied to one end surface of the shuttle spool, and the head side oil chamber is applied to the other end surface. And the pressure receiving area of one end surface and the other end surface of the shuttle spool is set so that the shuttle spool is balanced by these pressures.The shuttle spool is connected to the rod-side oil chamber of the hydraulic cylinder. An open oil passage position is provided for communicating an oil passage connecting the tank, and one end surface side position and the other end surface side position adjacent to the open oil passage position are provided. Each of the swing suppression valves shuts off the oil passage at the shut-off oil passage position when the shuttle spool is balanced, and operates the hydraulic cylinder. When the shuttle spool moves due to a sudden fluctuating pressure immediately after stopping, the shuttle spool is switched to an open oil passage position to make the oil passage communicated and discharge the rising pressure in the rod-side oil chamber to a tank. Things.
[0005]
The invention according to claim 2 of the present application is the invention according to claim 1, wherein the pressure receiving areas of the one end face and the other end face of the shuttle spool are respectively proportional to the head pressure receiving area and the rod pressure receiving area of the piston of the hydraulic cylinder. It is set.
[0006]
The invention according to claim 3 of the present application is the invention according to claim 1 or 2, wherein the shutoff oil passage position, the open oil passage position, and the shutoff oil passage position are arranged in this order in the shuttle spool moving direction. When the holding pressure is acting on the rod side of the cylinder, the branch oil passage is closed by the shutoff oil passage position on the large pressure receiving area side.
[0007]
[Action]
In the present invention, when the hydraulic cylinder slightly expands and contracts immediately after the operation is stopped, the balance between the pressure acting on one end surface of the shuttle spool and the pressure acting on the other end surface is lost, and the difference in the force of ΔF is lost. Occurs. Then, a force (−ΔF) acts alternately on the opposite end face so as to cancel the difference ΔF in the force. Since the above-mentioned force decreases with every alternate shuttle movement of the shuttle spool, the force approaches a zero force with a curved force fluctuation approximated to a sine wave. Therefore, slight expansion / contraction swing immediately after the operation stop of the hydraulic cylinder can be quickly converged.
[0008]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a hydraulic cylinder control circuit diagram for implementing a hydraulic cylinder control device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 13 denotes a boom mounted on the front of a construction machine or the like (a hydraulic excavator, not shown), 14 a hydraulic cylinder for driving the boom 13, 15 a piston of a hydraulic cylinder 14, and 16 a hydraulic cylinder 14. , A rod-side oil chamber as a non-load-side oil chamber, 17 a head-side oil chamber as a load-side oil chamber, 18 a swing suppression valve, 19 a shuttle spool inside the swing suppression valve 18, 20 a built-in spring, Reference numerals 21, 22, and 23 denote throttle portions, 24 an oil tank, 25 a pilot switching valve for controlling the hydraulic cylinder 14, 26 a hydraulic remote control valve for operating the hydraulic cylinder 14, 27 a main pump, and 28 a pilot pump. . FIG. 2 is a sectional view showing the swing suppression valve 18 in FIG. FIG. 3 is a hydraulic cylinder control circuit diagram showing an operation example of the swing suppression valve 18 in FIG. FIG. 4 is a sectional view showing an operation state of the swing suppression valve 18 in FIG. FIG. 5 is a curve diagram showing a fluctuating force F (F = head side oil chamber pressure × rod side pressure receiving area−rod side oil chamber pressure × head side pressure receiving area) in the head side oil chamber 17 immediately after the operation of the hydraulic cylinder 14 is stopped. It is.
[0009]
Next, a hydraulic cylinder control device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A variable pressure discharge circuit (referred to as a circuit connecting the pipes 29 and 30 shown in FIGS. 1 and 3) is provided between the oil tank 24 and the rod-side oil chamber 16 which is a no-load-side oil chamber of the hydraulic cylinder 14. A swing suppression valve 18 having a built-in shuttle spool 19 is provided in the variable pressure discharge circuit, and the pressure from the rod-side oil chamber 16 is applied to one end face 31 of the shuttle spool 19 via the throttle 21 and the other end. The pressure from the head-side oil chamber 17 is caused to act on the end face 32 via the throttle portion 22, and the movement direction of the shuttle spool 19 (in the axial direction of the shuttle spool 19 An opening oil passage position (a position indicated by reference numeral a in FIG. 1 and FIG. 3) is provided in a direction orthogonal to the direction in which the sliding movement of the sliding member 19 is performed. 32 side The pressure receiving areas A1 and A2 (shown in FIG. 3) of the one end face 31 and the other end face 32 of the shuttle spool 19 are respectively It is set in proportion to the head side pressure receiving area S1 and the rod side pressure receiving area S2.
[0010]
First, here, when the stopped hydraulic cylinder 14 repeats slight expansion and contraction swings and then comes to a rest state, the shuttle spool 19 inside the swing suppression valve 18 is in a balanced state. 1 and 2 due to the spring force. However, when the hydraulic cylinder 14 is stopped next, for example, when the boom 13 is lowered, the volume of the head-side oil chamber 17 is reduced due to the inertia force due to the load of the boom 13 and the compressibility (elasticity) of the hydraulic oil, and the force becomes △. It rises sharply by F. Since the rising pressure in the head-side oil chamber 17 acts on the other end surface 32 of the shuttle spool 19 in the swing suppression valve 18 through the pipe lines 33 and 34 and the throttle portion 22, the swing suppression valve 18 is shown in FIG. It is in the state of block oil passage position c. At this point, the pressure higher than the holding pressure is accumulated in the head-side oil chamber 17, so that the piston 15 and the boom 13 slightly rise. As the volume of the rod-side oil chamber 16 decreases and the pressure increases, the force in the head-side oil chamber 17 decreases (−ΔF). Since the pressure in the rod-side oil chamber 16 acts on the one end surface 31 of the shuttle spool 19 in the swing suppression valve 18 through the conduits 35, 36, and 37 and the throttle portion 21, it moves to the right in the illustration of FIG. I do. Accordingly, the movement of the shuttle spool 19 causes the swing suppressing valve 18 to move from the shutoff oil passage position C to the open oil passage position A as shown in FIG. During the instant of the shift, a part of the rising pressure in the rod-side oil chamber 16 passes through the pipes 35 and 29, the opening oil path position A of the swing suppression valve 18, the throttle 23, and the pipe 30, It is discharged to the oil tank 24. Thereby, the accumulated pressure in the rod-side oil chamber 16 is reduced, and the pressure for reducing the volume of the head-side oil chamber 17 is reduced. The shuttle spool 19 further moves to the right, and the swing suppression valve 18 reaches the shutoff oil passage position B. As the hydraulic cylinder 14 expands and contracts, the shuttle spool 19 also tries to continue shuttle movement to the left and right. . However, since the accumulated pressure in the rod-side oil chamber 16 is instantaneously discharged to the oil tank 24 every time the shuttle moves, the swinging energy of the hydraulic cylinder 14 decreases in a damped state similar to the curve shown in FIG. Therefore, the swing immediately after the operation of the hydraulic cylinder 14 is stopped can be quickly converged.
[0011]
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of the swing suppression valve 18 when a holding pressure is acting on the rod-side oil chamber 16 of the hydraulic cylinder 14. As shown in FIG. 5, when the hydraulic excavator sticks the tip end of the work attachment 38 against the ground (GL) and lifts the crawler 40 on one side of the lower traveling body 39, the boom 13 is stopped. A holding pressure is generated in the rod-side oil chamber 16 of the hydraulic cylinder 14 for use. On the other hand, since the head-side oil chamber 17 is in a no-load pressure state, no pressure acts on the other end surface 32 of the shuttle spool 19 in the swing suppression valve 18. The holding pressure in the rod-side oil chamber 16 of the hydraulic cylinder 14 acts on one end surface 31 of the shuttle spool 19 through the conduits 35, 36, 27 and the throttle 21. Since the shuttle spool 19 moves to the right end in the figure, the swing suppression valve 18 is in the shutoff oil path position B. Therefore, when the holding pressure acts on the rod-side oil chamber 16 of the hydraulic cylinder 14, the swing suppression valve 18 is switched as described above, so that the holding pressure is reliably maintained and no trouble occurs.
[0012]
Next, FIG. 7 is a hydraulic cylinder control circuit diagram for implementing a hydraulic cylinder control device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, components using the same components as those of the hydraulic cylinder control circuit in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Next, a hydraulic cylinder control device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A variable pressure discharge circuit is provided from the head side oil chamber 17 of the hydraulic cylinder 14 to the rod side oil chamber 17, and a swing suppression valve 18 having a shuttle spool 19 built therein is interposed in the variable pressure discharge circuit. The pressure from the rod-side oil chamber 16 is applied to the one end face 31 via the throttle section 21, and the pressure from the head-side oil chamber 17 is applied to the other end face 32 via the throttle section 22. An opening oil passage position is provided in the movement suppression valve 18 in a direction orthogonal to the direction of movement of the shuttle spool 19, and a shutoff oil passage position is provided at a position on one end surface 31 side and another end surface 32 side adjacent to the opening oil passage position a. The shuttle spool 19 is provided with the pressure receiving areas A1 and A2 (shown in FIG. 3) of the one end face 31 and the other end face 32, respectively. The hydraulic pressure is set in proportion to the head-side pressure receiving area S1 of the hydraulic cylinder 14 and the rod-side pressure receiving area S2. , 41, the check valve 42, the throttle unit 23, the opening oil passage position of the swing suppression valve 18, and the pipes 29, 35, so that the oil is instantaneously discharged to the rod-side oil chamber 16. Therefore, the point that the device of the second embodiment is different from that of the first embodiment is that the device of the first embodiment applies a sudden rising pressure from the rod-side oil chamber 16 of the hydraulic cylinder 14 via the swing suppression valve 18. In the second embodiment, the oil is instantaneously discharged from the head-side oil chamber 17 of the hydraulic cylinder 14 to the rod-side oil chamber 16 via the swing suppression valve 18 while the oil is discharged to the oil tank 24 instantaneously. It is the point which was made.
[0013]
Next, FIG. 8 is a hydraulic cylinder control circuit diagram for implementing a hydraulic cylinder control device different from the present invention. In the figure, components using the same components as those of the hydraulic cylinder control circuit in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The rod-side oil chamber 16 of the hydraulic cylinder 14 and the oil tank 24 are communicated via an electromagnetic opening / closing valve 43 that opens an oil path according to a command signal, and the head-side oil chamber 17 of the hydraulic cylinder 14 and the rod-side oil chamber 16 are connected. Pressure sensors 44 and 45 for detecting the pressures of the pressure sensors 44 and 45, respectively, and the signals from the pressure sensors 44 and 45 are input to the controller 46. Based on the signals, the controller 46 calculates and determines the force 変 動 F that fluctuates. A command signal from the controller 46 is output to the solenoid 47 of the electromagnetic valve 43. When the solenoid 47 is energized by the command signal, the electromagnetic on-off valve 43 is switched from the shutoff oil passage position E to the open oil passage position, and the sudden rise pressure immediately after the operation of the hydraulic cylinder 14 is stopped is reduced. The oil is instantaneously discharged from the rod-side oil chamber 16 to the oil tank 24 through the conduits 35 and 48 and the open oil passage position of the electromagnetic on-off valve 43. Therefore, in the above-described device, the expansion and contraction swing of the hydraulic cylinder 14 can be quickly converged by using the controller 46 and the single electromagnetic switching valve 43. Although not shown, in this apparatus, the head side oil chamber 17 of the hydraulic cylinder 14 and the oil tank 24 can be communicated via the electromagnetic on-off valve 43.
[0014]
Also, as the above-mentioned device (not shown), the load-side oil chamber and the no-load-side oil chamber are communicated via an electromagnetic on-off valve, and a sudden rise in pressure immediately after the operation of the hydraulic cylinder stops is controlled by a command signal from the controller. Thus, the oil may be instantaneously discharged from the load-side oil chamber to the non-load-side oil chamber through the open oil passage position of the solenoid on-off valve.
[0015]
【The invention's effect】
In the hydraulic cylinder control device of the present invention, a variable pressure discharge circuit communicating from the oil chamber of the hydraulic cylinder is provided, and a swing suppression valve incorporating a shuttle spool is provided in the variable pressure discharge circuit to balance the shuttle spool. . The swing suppression valve is provided with an opening oil passage position in a direction orthogonal to the direction of movement of the shuttle spool, and has a closing oil passage position at one end surface side position and the other end surface side position adjacent to the opening oil passage position. With this arrangement, when the shuttle spool moves by a sudden fluctuation pressure immediately after the stoppage of the operation of the hydraulic cylinder, a sudden rising pressure can be instantaneously discharged at the opening oil passage position. Therefore, slight expansion / contraction swing immediately after the operation stop of the hydraulic cylinder can be quickly converged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic cylinder control circuit diagram for implementing hydraulic cylinder control inside a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the swing suppression valve in FIG.
FIG. 3 is a hydraulic cylinder control circuit diagram showing an operation example of the swing suppression valve in FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an operation state of a swing suppression valve in FIG. 3;
FIG. 5 is a curve diagram showing a fluctuating force in the head-side oil chamber immediately after stopping the operation of the hydraulic cylinder.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a swing suppression valve when a holding pressure is acting on a rod-side oil chamber of a hydraulic cylinder.
FIG. 7 is a hydraulic cylinder control circuit diagram for implementing the device of the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a hydraulic cylinder control circuit diagram that implements another device different from the present invention.
FIG. 9 is a control circuit diagram of one embodiment of the prior art.
[Explanation of symbols]
5, 44, 45 Pressure sensor 11, 46 Controller 13 Boom 14 Hydraulic cylinder 16 Rod side oil chamber 17 Head side oil chamber 18 Swing suppressing valve 19 Shuttle spool 24 Oil tank 31 One end face 32 Other end face 43 Electromagnetic on-off valve

Claims (3)

建設機械に装備した油圧シリンダの停止時に発生する僅かな伸縮揺動の繰り返しを防止するようにした油圧シリンダ制御装置において、
油圧シリンダの油室より通じる変動圧排出回路を設け、その変動圧排出回路にシャトルスプールを内蔵した揺動抑制弁を介設し、そのシャトルスプールの一方端面にロッド側油室からの圧力を作用させ、他方端面にヘッド側油室からの圧力を作用させて、これらの圧力により上記シャトルスプールがバランスするように当該シャトルスプールの一方端面及び他方端面の受圧面積を設定し
上記シャトルスプールは、上記油圧シリンダのロッド側油室とタンクとを接続している油路を連通させる開通油路位置を設け、その開通油路位置に隣接する一方端面側位置と他方端面側位置にそれぞれ上記油路を遮断する遮断油路位置を有し、
上記揺動抑制弁は、上記シャトルスプールがバランスしている状態では上記油路を遮断油路位置で遮断し、上記油圧シリンダの作動停止直後の急激な変動圧力によって上記シャトルスプールが移動した場合には開通油路位置に切り換えて上記油路を連通状態とし上記ロッド側油室内の上昇圧力をタンクに排出するように構成されていることを特徴とする油圧シリンダ制御装置。
In a hydraulic cylinder control device that prevents repetition of slight expansion and contraction swings generated when a hydraulic cylinder mounted on a construction machine stops,
A variable pressure discharge circuit that communicates with the oil chamber of the hydraulic cylinder is provided, and a swing control valve with a built-in shuttle spool is interposed in the variable pressure discharge circuit, and pressure from the rod-side oil chamber is applied to one end surface of the shuttle spool. By applying pressure from the head side oil chamber to the other end face, the pressure receiving area of one end face and the other end face of the shuttle spool is set so that the shuttle spool is balanced by these pressures ,
The shuttle spool has an open oil passage position for communicating an oil passage connecting the rod-side oil chamber and the tank of the hydraulic cylinder, and one end surface side position and the other end surface position adjacent to the open oil passage position. Each has a shutoff oil passage position for shutting off the oil passage,
The swing suppression valve shuts off the oil passage at the shutoff oil passage position when the shuttle spool is in a balanced state, and when the shuttle spool moves due to a sudden fluctuation pressure immediately after the operation of the hydraulic cylinder is stopped. A hydraulic cylinder control device configured to switch to an open oil passage position to make the oil passage communicated, and to discharge a rising pressure in the rod-side oil chamber to a tank .
上記シャトルスプールの一方端面及び他方端面の受圧面積を油圧シリンダのピストンのヘッド側受圧面積及びロッド側受圧面積にそれぞれ比例して設定したことを特徴とする請求項1記載の油圧シリンダ制御装置。 2. The hydraulic cylinder control device according to claim 1, wherein the pressure receiving areas of the one end face and the other end face of the shuttle spool are set in proportion to the head pressure receiving area and the rod pressure receiving area of the piston of the hydraulic cylinder, respectively . 上記シャトルスプールの移動方向において、遮断油路位置と開通油路位置と遮断油路位置がこの順に配設され、油圧シリンダのロッド側に保持圧が作用している場合に大受圧面積側の遮断油路位置によって上記分岐油路が閉じられるように構成されている請求項1又は2記載の油圧シリンダ制御装置。 In the moving direction of the shuttle spool, the shutoff oil passage position, the opening oil passage position, and the shutoff oil passage position are arranged in this order, and when the holding pressure is acting on the rod side of the hydraulic cylinder, the shutoff on the large pressure receiving area side is performed. 3. The hydraulic cylinder control device according to claim 1, wherein the branch oil passage is closed by an oil passage position .
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