JP5342293B2 - Hydraulic circuit for construction machinery - Google Patents
Hydraulic circuit for construction machinery Download PDFInfo
- Publication number
- JP5342293B2 JP5342293B2 JP2009077118A JP2009077118A JP5342293B2 JP 5342293 B2 JP5342293 B2 JP 5342293B2 JP 2009077118 A JP2009077118 A JP 2009077118A JP 2009077118 A JP2009077118 A JP 2009077118A JP 5342293 B2 JP5342293 B2 JP 5342293B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching valve
- boom
- arm
- pressure
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
本発明は、建設機械の油圧回路に関する。 The present invention relates to a hydraulic circuit of a construction machine.
建設機械である油圧ショベルは、下部走行体(基体)、上部旋回体、ブーム、アームおよびバケットなどの複数の作動部位を備え、建設作業等に広く用いられている。 A hydraulic excavator, which is a construction machine, includes a plurality of operating parts such as a lower traveling body (base), an upper swing body, a boom, an arm, and a bucket, and is widely used for construction work and the like.
油圧ショベルのこれら複数の作動部位は同時に作動させられることも多い。例えば、油圧ショベルの一般的な作業である掘削作業を行う際においては、ブームとアームを同時に操作する同時操作(複合操作)がなされることが多い。このような同時操作を円滑に行えるようにするために、タンデム接続された油圧回路が用いられている。 Often, these multiple actuation sites of a hydraulic excavator are actuated simultaneously. For example, when performing excavation work, which is a general work of a hydraulic excavator, simultaneous operation (combined operation) in which a boom and an arm are simultaneously operated is often performed. In order to smoothly perform such simultaneous operation, a tandem hydraulic circuit is used.
ここで、掘削作業の中でも特に整地作業を行う場合、通常、ブームシリンダを駆動するのに要するトータルの油量はアームシリンダを駆動するのに要するトータルの油量よりも少ないが、ブームシリンダを駆動するのに要する駆動圧はアームシリンダを駆動するのに要する駆動圧よりも大きい駆動圧が必要となる。 Here, when performing leveling work especially during excavation work, the total amount of oil required to drive the boom cylinder is usually smaller than the total amount of oil required to drive the arm cylinder, but the boom cylinder is driven. The drive pressure required to do this is greater than the drive pressure required to drive the arm cylinder.
これに対応する技術として、特許文献1および特許文献2の図8には、図4に示す油圧回路100のように、迂回バイパス油路114に固定絞り116を設けて、タンデム通路112から迂回バイパス油路114に流れ込む圧油を制限し、ブームシリンダ102を駆動するのに要する駆動圧を確保して、複合操作性を確保する技術が記載されている。
As a technique corresponding to this, in FIG. 8 of
一方、掘削作業の後半においては、ブーム用リモコンレバー装置118のブームレバー118Aが中立位置方向に戻されて、ブーム用切換弁120のスプールは中立位置方向に移動して、ブームシリンダ102へ供給される圧油は少なくなるが、アームシリンダ104に供給される第1油圧ポンプ122からの圧油は増える。
On the other hand, in the latter half of the excavation work, the
ここで、ブーム用切換弁120のタンデム通路120Tは、ブームシリンダ102を駆動するのに要する駆動圧を確保するために開度が限定されており、タンデム通路112を通ってアームシリンダ104に供給される第1油圧ポンプ122からの圧油は、タンデム通路112の開度の大きくない箇所(ブーム用切換弁120のタンデム通路120T)を通る。また、迂回バイパス油路114を通ってアームシリンダ104に供給される第1油圧ポンプ122からの圧油も、開度の大きくない箇所である固定絞り116を通る。
Here, the opening degree of the
このため、第1油圧ポンプ122からアームシリンダ104に圧油が供給される際には絞り損失が生じ、エネルギ損失が生じる(燃費が悪化する)。
For this reason, when pressure oil is supplied from the first
なお、図4において、符号106はブーム、108はアーム、110はバケット、124はアーム用リモコンレバー装置、126は第2油圧ポンプ、128はアーム用切換弁、130は第1油圧ポンプ122からの圧油と第2油圧ポンプ126からの圧油を合流させるための合流用切換弁である。
In FIG. 4,
図4に示す油圧回路100でエネルギ損失が生じることに対し、特許文献2の図1には、図5に示す油圧回路200のように、固定絞り116に替えて流量調整弁202を迂回バイパス油路114に設け、該流量調整弁202の開度の調整を、アーム用切換弁128のスプールをアーム閉じ(引込み)方向に駆動するパイロット圧P1に応じて行い、エネルギ損失を抑制する技術が記載されている。図5において、符号204は比例電磁弁、206はパイロット油圧ポンプ、208はコントローラ、210はパイロット圧センサである。
In contrast to the fact that energy loss occurs in the hydraulic circuit 100 shown in FIG. 4, in FIG. 1 of Patent Document 2, as shown in the hydraulic circuit 200 shown in FIG. A technique is described in which the opening of the flow
また、特許文献3の図1には、図6に示す油圧回路300のように、固定絞り116に替えて流量調整弁302を迂回バイパス油路114に設け、該流量調整弁302の開度の調整を、第1油圧ポンプ122の吐出圧P2に応じて行い、エネルギ損失を抑制する技術が記載されている。図6において、符号304は比例電磁弁、306はパイロット油圧ポンプ、308はコントローラ、310は吐出圧センサである。
In FIG. 1 of Patent Document 3, a flow
なお、図5および図6において、図4と同一の構成要素には同一の符号を付している。 5 and 6, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
しかしながら、特許文献2の図1に記載の技術および特許文献3の図1に記載の技術のどちらにおいても、ブームの操作状況が考慮されていない。このため、ブームとアームの同時操作時にオペレータの意図に反した開度調整がなされて操作性が損なわれるおそれがある。また、アーム単独操作時に必要以上に絞られたままとなり、エネルギ損失が大きくなるという不具合が生じるおそれもある。 However, neither the technique shown in FIG. 1 of Patent Document 2 nor the technique shown in FIG. 1 of Patent Document 3 takes into account the operating state of the boom. For this reason, when the boom and the arm are simultaneously operated, the opening degree is adjusted against the operator's intention, and the operability may be impaired. In addition, there is a possibility that a problem that the energy loss is increased due to being kept more than necessary when the arm is operated alone is caused.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ブームとアームの同時操作時であっても操作性が損なわれにくく、かつ、絞り損失を従来よりも低減させることができる建設機械の油圧回路を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such problems, and is a construction machine that is less susceptible to operability even during simultaneous operation of a boom and an arm, and that can reduce aperture loss more than in the past. It is an object of the present invention to provide a hydraulic circuit.
本発明は、第1の油圧ポンプに接続され、ブームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのブーム用切換弁と、第2の油圧ポンプに接続され、アームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのアーム用切換弁と、第1の油圧ポンプに前記ブーム用切換弁よりも下流側にタンデム接続され、アームシリンダへ供給される圧油を合流させるための合流用切換弁と、を備えた建設機械の油圧回路において、前記ブーム用切換弁に圧油を供給する通路と前記合流用切換弁に圧油を供給する通路との間を迂回接続する迂回バイパス油路を設けるとともに、該迂回バイパス油路に、第1の切換位置と第2の切換位置とを有し、前記第1の切換位置では圧油の通路が所定の開度で絞られていると共に前記第2の切換位置では圧油の通路が絞られておらず、前記第1の切換位置から前記第2の切換位置に切り換わるにつれて開度が大きくなるように開度調整可能な補助切換弁を設け、前記補助切換弁の開度を、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を行わせるための指令値と前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を行わせるための指令値との大小関係に対応して制御し、アーム閉じ動作を行わせるための指令値がブーム上げ動作を行わせるための指令値よりも予め設定してある値以上に上回らない場合は、前記補助切換弁を前記第1の切換位置になるように制御し、アーム閉じ動作を行わせるための指令値がブーム上げ動作を行わせるための指令値に対して相対的に大きくなるに従って、前記補助切換弁の開度がより大きくなるように制御することにより、前記課題を解決したものである。
The present invention is connected to a first hydraulic pump, connected to a boom switching valve for switching the direction and flow rate of pressure oil supplied to the boom cylinder, and connected to a second hydraulic pump, and supplied to the arm cylinder. An arm switching valve for switching the direction and flow rate of pressure oil, and a merging unit for tandemly connecting the first hydraulic pump to the downstream side of the boom switching valve and for joining the pressure oil supplied to the arm cylinder In the hydraulic circuit of a construction machine comprising a switching valve for bypassing, bypass bypass oil for bypassing connection between a passage for supplying pressure oil to the boom switching valve and a passage for supplying pressure oil to the switching valve for merging The bypass bypass oil passage has a first switching position and a second switching position, and the pressure oil passage is throttled at a predetermined opening at the first switching position. In the second switching position No passage of the hydraulic fluid is throttled, provided the first opening adjustable auxiliary switching valve as opening degree increases as the switching position switches on the second switching position, the auxiliary switching valve Corresponding to a magnitude relationship between a command value for causing the arm switching valve to perform an arm closing operation and a command value for causing the boom switching valve to perform a boom raising operation. If the command value for controlling and performing the arm closing operation does not exceed a preset value more than the command value for performing the boom raising operation, the auxiliary switching valve is moved to the first switching position. controlled to be the command value for causing the arm closing operation in accordance with relatively large Kunar for a command value for causing the boom raising operation, the opening degree of the auxiliary switching valve becomes larger To control Ri is obtained by solving the above problems.
本発明では、迂回バイパス油路に設けられた補助切換弁の開度を、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を行わせるための指令値と前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を行わせるための指令値との大小関係に対応して制御し、ブーム上げ動作を行わせるための指令値がアーム閉じ動作を行わせるための指令値に対して相対的に小さくなるに従って、該補助切換弁の開度がより大きくなるように制御する。 In the present invention, the opening degree of the auxiliary switching valve provided in the bypass bypass oil passage is set to the command value for causing the arm switching valve to perform the arm closing operation and the boom switching operation to the boom switching valve. As the command value for performing the boom raising operation becomes relatively smaller than the command value for performing the arm closing operation, The opening of the auxiliary switching valve is controlled to be larger.
このため、ブームを立ち上げる操作を行っているときにアームを閉じる操作が行われても、補助切換弁の開度は大きくなりにくく、ブームシリンダを駆動するのに要する駆動圧を確保しやすく、ブームとアームの同時操作時であってもオペレータの意図に反した開度調整がなされにくく操作性が損なわれにくい。 For this reason, even if an operation for closing the arm is performed during the operation of raising the boom, the opening degree of the auxiliary switching valve is not easily increased, and it is easy to ensure the driving pressure required to drive the boom cylinder. Even during the simultaneous operation of the boom and arm, it is difficult to adjust the opening degree against the intention of the operator, and the operability is not easily impaired.
即ち、本発明では、アーム閉じ動作の状況だけでなく、ブーム上げ動作の状況も考慮して前記補助切換弁の開度を制御するので、アーム閉じとブーム上げの同時操作時であっても操作性が損なわれにくく、さらに、アーム閉じとブーム上げの同時操作時において、絞り損失を従来よりも適切に低減させることができ、その分だけ第1および第2油圧ポンプの吐出圧を抑制することができ、エネルギ損失を従来よりも抑制することができる。 That is, in the present invention, the opening degree of the auxiliary switching valve is controlled in consideration of not only the state of the arm closing operation but also the state of the boom raising operation, so that the operation can be performed even during the simultaneous operation of the arm closing and the boom raising. In addition, it is possible to reduce the throttle loss more appropriately than in the prior art during simultaneous operation of closing the arm and raising the boom, and to suppress the discharge pressure of the first and second hydraulic pumps accordingly. Energy loss can be suppressed as compared with the conventional case.
前記大小関係に対応してなされる制御は、例えば、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を行わせるための指令値から前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を行わせるための指令値を減じた差分に対応してなされる制御とすることができる。 The control performed in accordance with the magnitude relationship is, for example, a command for causing the boom switching valve to perform a boom raising operation from a command value for causing the arm switching valve to perform an arm closing operation. The control can be performed in accordance with the difference obtained by subtracting the value.
また、例えば、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を行わせるための指令値を、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を指令するパイロット圧とし、前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を行わせるための指令値を、前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を指令するパイロット圧としてもよい。 Further, for example, a command value for causing the arm switching valve to perform an arm closing operation is a pilot pressure for commanding the arm switching operation to the arm switching valve, and The command value for performing the boom raising operation may be a pilot pressure for commanding the boom raising operation to the boom switching valve.
また、前記パイロット圧を検出する圧力センサを設け、該圧力センサの検出値から前記大小関係を演算し、該大小関係に基づいて前記補助切換弁の開度を制御するように構成してもよい。 Further, a pressure sensor for detecting the pilot pressure may be provided, the magnitude relationship may be calculated from the detected value of the pressure sensor, and the opening degree of the auxiliary switching valve may be controlled based on the magnitude relationship. .
本発明によれば、アーム閉じ動作の状況だけでなく、ブーム上げ動作の状況も考慮して補助切換弁の開度(迂回バイパス油路の開度)を制御するので、ブームとアームの同時操作時であっても、操作性が損なわれにくく、かつ、絞り損失を従来よりも低減させることができる。 According to the present invention, the opening of the auxiliary switching valve (opening of the bypass bypass oil passage) is controlled in consideration of not only the state of the arm closing operation but also the state of the boom raising operation. Even at the time, the operability is not easily lost, and the aperture loss can be reduced as compared with the conventional case.
以下図面に基づいて、本発明に係る油圧ショベル(建設機械)の油圧回路の好適な実施形態の例について詳細に説明する。 Hereinafter, an example of a preferred embodiment of a hydraulic circuit of a hydraulic excavator (construction machine) according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hydraulic circuit of a hydraulic excavator according to the first embodiment of the present invention.
この油圧回路10は、第1油圧ポンプ12と、第2油圧ポンプ14と、タンデム通路16と、ブーム用切換弁18と、合流用切換弁20と、迂回バイパス油路22と、補助切換弁24と、アーム用切換弁26と、を備え、ブームシリンダ80およびアームシリンダ82に圧油を供給して、ブーム84およびアーム86を作動させて、掘削作業等の各種作業を油圧ショベル70に行わせる。符号88はバケットである。
The hydraulic circuit 10 includes a first
第1油圧ポンプ12と第2油圧ポンプ14はパラレルに配置されている。第1油圧ポンプ12にはタンデム通路16が接続されており、第1油圧ポンプ12から供給される圧油はタンデム通路16を経てブームシリンダ80およびアームシリンダ82に供給される。タンデム通路16には、上流側にブーム用切換弁18が設けられ、下流側に合流用切換弁20が設けられている。
The first
ブーム用切換弁18は、3位置6ポートの切換弁であり、3つの切り換え位置A、B、Cを備えており、第1油圧ポンプ12からブームシリンダ80へ向かう圧油の方向と流量を制御する。ブーム用切換弁18のスプールの両端には、それぞれパイロットポート18a、18bが設けられており、それぞれパイロット油路32a、32bからパイロット圧が供給される。
The
ブーム用切換弁18のスプールは、オペレータがブーム用リモコンレバー装置32を操作することによって移動し、ブームシリンダ80に供給される作動油の方向と流量を制御する。第1油圧ポンプ12からブームシリンダ80に供給される圧油は、タンデム通路16からブーム用切換弁18を経てブーム用油路90a、90bを通ってブームシリンダ80に供給される。
The spool of the
アーム用切換弁26は、3位置6ポートの切換弁であり、3つの切り換え位置D、E、Fを備えており、第2油圧ポンプ14からアームシリンダ82へ向かう圧油の方向と流量を制御する。アーム用切換弁26のスプールの両端には、それぞれパイロットポート26a、26bが設けられており、それぞれパイロット油路36a、36bからパイロット圧が供給される。
The
アーム用切換弁26のスプールは、オペレータがアーム用リモコンレバー装置34を操作することによって移動し、アームシリンダ82に供給される圧油の方向と流量を制御する。第2油圧ポンプ14からアームシリンダ82に供給される圧油は、アーム用切換弁26を経てアーム用油路92a、92bを通ってアームシリンダ82に供給される。
The spool of the
迂回バイパス油路22は、第1油圧ポンプ12から吐出される圧油を、ブーム用切換弁18を経ずに、合流用切換弁20の供給ポートp1にバイパスする役割を有する。ブーム用切換弁18のスプールが切り換え位置B(中立位置)であるとき、第1油圧ポンプ12からの圧油はブームシリンダ80に供給されず、ブーム用切換弁18のタンデム通路18Tを通って合流用切換弁20の供給ポートp1に供給されるとともに、迂回バイパス油路22を通って合流用切換弁20の供給ポートp1に供給される。ブーム用切換弁18のスプールが切り換え位置A、Cであるとき、第1油圧ポンプ12から吐出される圧油はタンデム通路16を通ってブームシリンダ80に供給されるとともに、迂回バイパス油路22を通ってアームシリンダ82に供給される。
The bypass
補助切換弁24は、迂回バイパス油路22の中途に設けられた2位置2ポートの切換弁であり、2つの切り換え位置J、Kを備えており、迂回バイパス油路22を通って合流用切換弁20の供給ポートp1に供給される圧油の量を制御する役割を有する。切り換え位置Jの通路には絞り25が設けられており、切り換え位置Kの通路には絞りが設けられておらず、切り換え位置Jから切り換え位置Kに切り換わるにつれて、開度(開口面積S)が大きくなるようになっている。
The
補助切換弁24のスプールの両端には、それぞれパイロットポート24a、24bが設けられている。パイロットポート24aには、アーム86を閉じる(引込む)方向に駆動するパイロット圧(アーム閉じ動作を行わせるための指令値)がパイロット油路36aおよびパイロット油路24a1を介して伝達され、パイロットポート24bには、ブーム84を上げる方向に駆動するパイロット圧(ブーム上げ動作を行わせるための指令値)がパイロット油路32aおよびパイロット油路24b1を介して伝達される。したがって、補助切換弁24のスプールは、アーム86を閉じる方向に駆動するパイロット圧とブーム84を上げる方向に駆動するパイロット圧との差圧(大小関係)に基づき位置が切り換えられる。
また、切り換え位置Jの側の端部にはバネ24cが設けられている。このバネ24cによって補助切換弁24のスプールは切り換え位置Jとなるように付勢されている。したがって、補助切換弁24のスプールが切り換え位置Jから切り換え位置Kに切り換わるためには、アーム86を閉じる方向に駆動するパイロット圧からブーム84を上げる方向に駆動するパイロット圧を減じた差圧ΔPが、バネ24cによる付勢力を上回る必要がある。このため、バネ24cによる付勢力を調整することにより、補助切換弁24のスプールが切り換え位置Jから切り換え位置Kへと切り換わるときの切り換え開始時の差圧ΔP0(閾値)を設定することができる。図2に示すように、差圧ΔP0に達するまでは、補助切換弁24の開度(開口面積S)はSminであり、この開度は絞り25の開度である。差圧ΔPが差圧ΔP0を超えると、差圧ΔPが大きくなるにつれて補助切換弁24の開度(開口面積S)は大きくなっていき、所定の差圧ΔP1に達すると最大値Smaxに達し、以降は差圧ΔPが大きくなっても、補助切換弁24の開度(開口面積S)は最大値Smaxのままである。
Further, a
合流用切換弁20は、3位置6ポートの切換弁であり、3つの切り換え位置G、H、Iを備えており、第1油圧ポンプ12からブームシリンダ80へ向かう圧油の流れる方向と流量を制御する。合流用切換弁20のスプールの両端には、それぞれパイロットポート20a、20bが設けられており、それぞれパイロット油路36a、36bからパイロット圧が供給される。
The merging
また、合流用切換弁20は、タンデム通路16においてブーム用切換弁18の下流側に設けられて、ブーム用切換弁18に対してタンデム接続されている。合流用切換弁20の下流側のポートp2、p3はアーム用油路92a、92bに接続している。
The merging
アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aが図1において左側に倒されてパイロット油路36aにパイロット圧が供給されると、パイロット圧は、アーム用切換弁26のパイロットポート26aに供給されるとともに、合流用切換弁20のパイロットポート20aに供給され、アーム用切換弁26を切り換え位置Dにするとともに合流用切換弁20を切り換え位置Gにする。これにより、第2油圧ポンプ14からアーム用油路92aに圧油が供給されるとともに、第1油圧ポンプ12からの圧油もアーム用油路92aに供給される。これにより、アームシリンダ82のボトム室は十分な量の圧油の供給を受け、アーム86は閉じる動作をする。
When the
また、アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aが右側に倒されてパイロット油路36bにパイロット圧が供給されると、パイロット圧は、アーム用切換弁26のパイロットポート26bに供給されるとともに、合流用切換弁20のパイロットポート20bに供給され、アーム用切換弁26を切り換え位置Fにするとともに合流用切換弁20を切り換え位置Iにする。これにより、第2油圧ポンプ14からアーム用油路92bに圧油が供給されるとともに、第1油圧ポンプ12からの圧油もアーム用油路92bに供給される。これにより、アームシリンダ82のロッド室は十分な量の圧油の供給を受けて、アーム86は開く動作をする。
When the
このように、合流用切換弁20は、第2油圧ポンプ14からアームシリンダ82に供給される圧油と同じ方向に、第1油圧ポンプ12からの圧油をアームシリンダ82に供給する役割を有する。
As described above, the
次に、上述のように構成された第1実施形態に係る油圧回路10の動作および作用について説明する。 Next, the operation and action of the hydraulic circuit 10 according to the first embodiment configured as described above will be described.
油圧ショベル70により掘削作業を行う場合、まず、ブーム84を前方に倒すとともにアーム86を前方に開く準備動作を行う。そして、その状態から、ブーム84を上方に立ち上げるとともにアーム86を手前に引き寄せて閉じる方向に駆動し、バケット88を手前に引き寄せて掘削作業を行う。
When excavation work is performed by the hydraulic excavator 70, first, a preparation operation is performed to tilt the
前記準備動作を行う際には、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aを図1において左側に倒す操作を行い、パイロット油路32bを介してパイロットポート18bにパイロット圧を供給してブーム用切換弁18のスプールを切り換え位置Cに切り換えてブームシリンダ80のロッド室に圧油を供給してブーム84を前方に倒すとともに、アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aを図1において右側に倒す操作を行い、パイロット油路36bを介してパイロットポート26bにパイロット圧を供給してアーム用切換弁26のスプールを切り換え位置Fに切り換え、且つ、パイロット油路36bを介してパイロットポート20bにパイロット圧を供給して合流用切換弁20のスプールを切り換え位置Iに切り換えて、アームシリンダ82のロッド室に圧油を供給してアーム86を前方に開く。
When performing the preparatory operation, the
この準備動作の最中は、アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aは図1において右側に倒されており、パイロット油路36aにはパイロット圧は供給されておらず、補助切換弁24のパイロットポート24aにパイロット圧は供給されていない。また、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aは図1において左側に倒されており、パイロット油路32aにはパイロット圧は供給されておらず、補助切換弁24のパイロットポート24bにはパイロット圧は供給されていない。一方、バネ24Cにより補助切換弁24のスプールは切り換え位置Jの方向に付勢されている。このため、補助切換弁24のスプールは切り換え位置Jになっており、絞り25によりブーム駆動圧が確保されている。
During this preparatory operation, the operating
この準備動作を行った後、ブーム84を上方に立ち上げるとともにアーム86を手前に引き寄せて閉じる方向に駆動し、バケット88を手前に引き寄せて掘削作業を行う。この掘削作業においては、その前半でブーム84の上方への立ち上げは概ね終了する。ブーム84の上方への立ち上げの際(掘削作業の前半)には、地面を掘削することによる反力がアーム86の自重と反対方向にブーム84に作用するため、ブーム84を駆動するために要するブーム駆動圧は特に大きいわけではない。一方、アーム86を閉じる操作は掘削作業の全体にわたって行われ、アーム86は地面を掘削することによる反力に常に抗していく必要があるので、アーム86を駆動するために要する駆動圧は大きい。このため、掘削作業の前半においては、アーム86を駆動するのに要する駆動圧の方がブーム84を駆動するのに要する駆動圧よりも大きくなる。ただし、ブーム84からの戻り油をタンクに戻すために、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aは適度に倒しておく必要がある。
After performing this preparatory operation, the
ここで、掘削作業の前半においては、ブーム84の上方への立ち上げ動作のために、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aは図1において右側に倒されており、パイロット油路32aにパイロット圧が供給されて、ブーム用切換弁18のスプールは切り換え位置Aに切り換わるとともに、補助切換弁24のパイロットポート24bにパイロット圧が供給されている。また、同時になされているアーム86を閉じる動作のために、アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aは図1において左側に倒されており、パイロット油路36aにパイロット圧が供給されて、パイロット油路24a1を介して補助切換弁24のパイロットポート24aにパイロット圧が供給されている。
Here, in the first half of the excavation work, the
このため、掘削作業の前半においては、補助切換弁24のスプールの両側にパイロット圧が加わっており、パイロットポート24aに供給されるパイロット圧からパイロットポート24bに供給されるパイロット圧を減じた差圧(アーム用切換弁26に対してアーム閉じ動作を指令するパイロット圧からブーム用切換弁18に対してブーム上げを指令するパイロット圧を減じた差圧)ΔPは小さい。加えて、切り換え位置J側の端部にはバネ24Cが設けられており、補助切換弁24のスプールは切り換え位置Jの方向に付勢されて所定の大きさの力が加えられている。このため、掘削作業の前半では、差圧ΔPは差圧ΔP0を上回ることはなく、補助切換弁24のスプールは切り換え位置Jとなり、絞り25により迂回バイパス油路22を流れる圧油の量は制限され、掘削作業前半においてブーム駆動圧が確保されている。
Therefore, in the first half of the excavation work, pilot pressure is applied to both sides of the spool of the
ブーム84が上方におおよそ立ち上がった後の掘削作業後半では、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aは中立位置に戻され始め、パイロット油路32aにパイロット圧が供給されなくなり、補助切換弁24のパイロットポート24bにパイロット圧が供給されなくなるとともに、ブーム用切換弁18のスプールは切り換え位置Bとなり、タンデム通路16が連通する。一方、ブーム84が上方におおよそ立ち上がった後の掘削作業後半も、アーム86を閉じる操作は継続してなされており、アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aは図1において左側に倒されたままであり、補助切換弁24のパイロットポート24aにはパイロット圧が供給され続けている。このため、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aが中立位置に戻されるにつれて、パイロットポート24aに供給されるパイロット圧からパイロットポート24bに供給されるパイロット圧を減じた差圧ΔPが大きくなり、この差圧ΔPがバネ24cの付勢力に打ち勝つ(ΔP>ΔP0)と、補助切換弁24のスプールは切り換え位置Jから切り換え位置Kへと切り換わっていき、それにつれて補助切換弁24の開度が大きくなっていき、迂回バイパス油路22を流れる圧油の絞り損失が小さくなっていく。
In the latter half of the excavation work after the
このように本実施形態では、差圧ΔPが大きくなるにつれて補助切換弁24のスプールは切り換え位置Kに切り換わっていくが、ブーム84を立ち上げる操作を行っているときはパイロットポート24bにパイロット圧が供給されているので、たとえアーム86を閉じる操作を行っていても、差圧ΔPは差圧ΔP0を上回らず補助切換弁24のスプールは切り換え位置Jのままであり、絞り25によりブーム駆動圧が確保され、操作性が損なわれにくい。
As described above, in this embodiment, the spool of the
また、アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aを図1において左側に倒している場合は、パイロットポート24aに供給されるパイロット圧が大きくなり差圧ΔPが大きくなる方向であり、アーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aが中立位置であるか図1において右側に倒している場合は、パイロットポート24aに供給されるパイロット圧は小さくなり差圧ΔPが小さくなる方向である。ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aを図1において右側に倒している場合は、パイロットポート24bに供給されるパイロット圧が大きくなり差圧ΔPが小さくなる方向であり、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aが中立位置であるか図1において左側に倒している場合は、パイロットポート24bに供給されるパイロット圧は小さくなり差圧ΔPが大きくなる方向である。したがって、本実施形態では、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aの操作状況とアーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aの操作状況の双方が差圧ΔPに反映される。
When the
そして、本実施形態では、差圧ΔPが大きくなるほど、補助切換弁24のスプールが切り換え位置Jから切り換え位置Kへと切り換わる量が大きくなり、絞り25を通過する圧油量が減少するので、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aの操作状況とアーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aの操作状況の双方が差圧ΔPに反映される本実施形態では、ブーム84とアーム86とが同時に操作される掘削作業等において、絞り損失を従来よりも適切に低減させることができ、その分だけ第1油圧ポンプ12および第2油圧ポンプ14の吐出圧を抑制することができ、エネルギ損失を従来よりも抑制することができる。
In this embodiment, as the differential pressure ΔP increases, the amount by which the spool of the
例えば、アーム閉じ動作の最中はアーム用リモコンレバー装置34の操作レバー34Aが図1において左側に倒されており、アーム用切換弁26に対してアーム閉じ動作を指令するパイロット圧が供給されているが、ブーム用リモコンレバー装置32の操作レバー32Aを中立位置に戻し始めるとパイロットポート24bに供給されるパイロット圧が小さくなって、差圧ΔPは大きくなっていき、補助切換弁24のスプールは切り換え位置Kに切り換わっていき、絞り25を通過する圧油量が減少するので、本実施形態では絞り損失を従来よりも適切に低減させることができる。
For example, during the arm closing operation, the
また、補助切換弁24のスプールが切り換え位置Jから切り換え位置Kへと切り換わる量は、オペレータによるアーム閉じとブーム上げの複合レバー操作に基づくので、オペレータの意図に応じた操作性を確保することもできる。
Further, since the amount of switching of the spool of the
なお、本実施形態では、ブーム上げ動作を行わせるための指令値およびアーム閉じ動作を行わせるための指令値としてパイロット圧を用い、その差圧ΔPに基づき補助切換弁24の開度を制御するように構成しているが、ブーム上げ動作を行わせるための指令値およびアーム閉じ動作を行わせるための指令値として用いるパラメータはパイロット圧でなくてもよく、例えば操作レバー32A、34Aの操作量であってもよい。
In this embodiment, pilot pressure is used as a command value for performing the boom raising operation and a command value for performing the arm closing operation, and the opening degree of the
また、ブーム上げ動作を行わせるための指令値がアーム閉じ動作を行わせるための指令値に対して相対的に小さくなるに従って、補助切換弁24のスプールが切り換え位置Kに切り換わっていく(補助切換弁24の開度が大きくなっていく)ように構成できれば、例えば「差分」ではなく、ブーム上げ動作を行わせるための指令値とアーム閉じ動作を行わせるための指令値との「大きさの割合」に応じて補助切換弁24の開度制御を行う構成としてもよい。
Further, as the command value for performing the boom raising operation becomes relatively smaller than the command value for performing the arm closing operation, the spool of the
次に、本発明の第2実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路40について説明する。 Next, a hydraulic circuit 40 for a hydraulic excavator according to a second embodiment of the present invention will be described.
図3は、本発明の第2実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路40の構成を示す図である。第1実施形態に係る油圧回路10と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明は省略する。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a hydraulic circuit 40 of a hydraulic excavator according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the hydraulic circuit 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
第1実施形態に係る油圧回路10では、アーム用切換弁26に対してアーム閉じ動作を指令するパイロット圧およびブーム用切換弁18に対してブーム上げを指令するパイロット圧が補助切換弁24にそのまま供給されているが、第2実施形態に係る油圧回路40では、図3に示すように、アーム用切換弁26に対してアーム閉じ動作を指令するパイロット圧(パイロット油路32aのパイロット圧)を検出する圧力センサ42を設けるとともに、ブーム用切換弁18に対してブーム上げを指令するパイロット圧(パイロット油路36aのパイロット圧)を検出する圧力センサ44を設け、圧力センサ42、44が測定した圧力データに基づき、差圧ΔP(あるいは割合でも可)をコントローラ48が算出するように構成している。
In the hydraulic circuit 10 according to the first embodiment, the pilot pressure for instructing the arm switching operation to the
また、第2実施形態に係る油圧回路40では、第1実施形態に係る油圧回路10の補助切換弁24に替えて、スプールの片方の端部(後述する切り換え位置M側の端部)のみにパイロットポート54aが設けられた補助切換弁54が設けられているとともに、補助切換弁54のパイロットポート54aに供給するパイロット圧を制御する比例電磁弁50が設けられている。
Further, in the hydraulic circuit 40 according to the second embodiment, instead of the
補助切換弁54は、迂回バイパス油路22に設けられた2位置2ポートの切換弁であり、2つの切り換え位置L、Mを備えており、迂回バイパス油路22を通って合流用切換弁20の供給ポートp1に供給される圧油の量を制御する役割を有する。切り換え位置Lの通路には絞り55が設けられており、切り換え位置Mの通路には絞りが設けられておらず、切り換え位置Lから切り換え位置Mに切り換わるにつれて、開度(開口面積S)が大きくなるようになっている。
The
圧力センサ42、44が測定した圧力データはそれぞれ電気信号線46a、46bを介してコントローラ48に送られ、コントローラ48において差圧ΔPが算出され、算出された差圧ΔPに基づき電気信号線46cを介してコントローラ48から比例電磁弁50に電気信号が送られて比例電磁弁50の開度が制御されて、パイロット油圧ポンプ52から補助切換弁54のパイロットポート54aに入力されるパイロット圧が制御される。
The pressure data measured by the
具体的には、コントローラ48は、算出した差圧ΔPが所定の値を上回ると、補助切換弁54のスプールが切り換え位置Lから切り換え位置Mへの切り換えを開始するように制御し、差圧ΔPと補助切換弁54の開度(開口面積S)との関係が、例えば第1実施形態の場合と同様に図2のようになるように制御する。
Specifically, the
第2実施形態に係る油圧回路40では、算出した差圧ΔPに基づきコントローラ48が比例電磁弁50の開度を制御して補助切換弁54のパイロットポート54aに入力するパイロット圧を制御するので、差圧ΔPと補助切換弁54の開度(開口面積S)との関係が図2のような一次関数となるような制御以外の制御も可能であり、差圧ΔPと補助切換弁54の開度(開口面積S)との関係を任意の関数とすることができ、状況に応じたきめ細かい制御が可能である。
In the hydraulic circuit 40 according to the second embodiment, the
なお、第2実施形態に係る油圧回路40では、圧力センサを2つ(圧力センサ42、44)設けているが、アーム用切換弁26に対してアーム閉じ動作を指令するパイロット圧(パイロット油路32aのパイロット圧)、およびブーム用切換弁18に対してブーム上げを指令するパイロット圧(パイロット油路36aのパイロット圧)を1つの圧力センサに入力し、該1つの圧力センサにより差圧ΔPについてのデータを検出させるように構成してもよい。
In the hydraulic circuit 40 according to the second embodiment, two pressure sensors (
以上、本発明に係る第1および第2実施形態に係る油圧回路10、40を説明したが、本発明は、ポジコン、ネガコン、オープンセンタ等のポンプ制御方式には依存せず、適用可能である。 Although the hydraulic circuits 10 and 40 according to the first and second embodiments of the present invention have been described above, the present invention is applicable without depending on a pump control system such as a positive control, a negative control, or an open center. .
例えば、ブームとアームを同時に操作する同時操作(複合操作)が頻繁になされる油圧ショベルに好適に用いることができる。 For example, it can be suitably used for a hydraulic excavator that frequently performs simultaneous operation (combined operation) for simultaneously operating a boom and an arm.
10、40…油圧回路
12…第1油圧ポンプ
14…第2油圧ポンプ
16…タンデム通路
18…ブーム用切換弁
20…合流用切換弁
22…迂回バイパス油路
24、54…補助切換弁
25、55…絞り
26…アーム用切換弁
32…ブーム用リモコンレバー装置
34…アーム用リモコンレバー装置
32A、34A…操作レバー
42、44…圧力センサ
48…コントローラ
50…比例電磁弁
52…パイロット油圧ポンプ
70…油圧ショベル
80…ブームシリンダ
82…アームシリンダ
84…ブーム
86…アーム
88…バケット
ΔP…差圧
S…開口面積
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 40 ...
Claims (4)
第2の油圧ポンプに接続され、アームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのアーム用切換弁と、
第1の油圧ポンプに前記ブーム用切換弁よりも下流側にタンデム接続され、アームシリンダへ供給される圧油を合流させるための合流用切換弁と、
を備えた建設機械の油圧回路において、
前記ブーム用切換弁に圧油を供給する通路と前記合流用切換弁に圧油を供給する通路との間を迂回接続する迂回バイパス油路を設けるとともに、
該迂回バイパス油路に、第1の切換位置と第2の切換位置とを有し、前記第1の切換位置では圧油の通路が所定の開度で絞られていると共に前記第2の切換位置では圧油の通路が絞られておらず、前記第1の切換位置から前記第2の切換位置に切り換わるにつれて開度が大きくなるように開度調整可能な補助切換弁を設け、
前記補助切換弁の開度を、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を行わせるための指令値と前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を行わせるための指令値との大小関係に対応して制御し、
アーム閉じ動作を行わせるための指令値がブーム上げ動作を行わせるための指令値よりも予め設定してある値以上に上回らない場合は、前記補助切換弁を前記第1の切換位置になるように制御し、
アーム閉じ動作を行わせるための指令値がブーム上げ動作を行わせるための指令値に対して相対的に大きくなるに従って、前記補助切換弁の開度がより大きくなるように制御することを特徴とする建設機械の油圧回路。 A boom switching valve connected to the first hydraulic pump for switching the direction and flow rate of the pressure oil supplied to the boom cylinder;
An arm switching valve connected to the second hydraulic pump for switching the direction and flow rate of the pressure oil supplied to the arm cylinder;
A merging switching valve that is tandemly connected to the first hydraulic pump downstream of the boom switching valve, and for joining the pressure oil supplied to the arm cylinder;
In the hydraulic circuit of construction machinery with
While providing a bypass bypass oil passage that bypasses between a passage for supplying pressure oil to the boom switching valve and a passage for supplying pressure oil to the junction switching valve,
The bypass bypass oil passage has a first switching position and a second switching position. In the first switching position, the passage of pressure oil is throttled at a predetermined opening and the second switching position. A pressure oil passage is not throttled at the position, and an auxiliary switching valve capable of opening adjustment is provided so that the opening increases as the first switching position is switched to the second switching position ;
The magnitude of the opening of the auxiliary switching valve between a command value for causing the arm switching valve to perform an arm closing operation and a command value for causing the boom switching valve to perform a boom raising operation In response to
When the command value for performing the arm closing operation does not exceed the preset value for performing the boom raising operation, the auxiliary switching valve is set to the first switching position. Control to
Characterized in that the command value for causing the arm closing operation in accordance with relatively large Kunar for a command value for causing the boom raising operation, the opening degree of the auxiliary switching valve is controlled to be greater And the hydraulic circuit of construction machinery.
前記大小関係に対応してなされる制御が、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を行わせるための指令値から前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を行わせるための指令値を減じた差分に対応してなされる制御であることを特徴とする建設機械の油圧回路。 In claim 1,
The control performed in accordance with the magnitude relationship is a command value for causing the boom switching valve to perform a boom raising operation from a command value for causing the arm switching valve to perform an arm closing operation. A hydraulic circuit for a construction machine, characterized in that the control is performed in response to a reduced difference.
前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を行わせるための指令値が、前記アーム用切換弁に対してアーム閉じ動作を指令するパイロット圧であり、前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を行わせるための指令値が、前記ブーム用切換弁に対してブーム上げ動作を指令するパイロット圧であることを特徴とする建設機械の油圧回路。 In claim 1 or 2,
The command value for causing the arm switching valve to perform the arm closing operation is a pilot pressure commanding the arm switching operation to the arm switching valve, and the boom raising operation is performed to the boom switching valve. A hydraulic pressure circuit for a construction machine, wherein the command value for performing the operation is a pilot pressure for commanding a boom raising operation to the boom switching valve.
前記パイロット圧を検出する圧力センサが設けられており、
該圧力センサの検出値から前記大小関係を演算し、該大小関係に基づいて前記補助切換弁の開度を制御することを特徴とする建設機械の油圧回路。 In claim 3,
A pressure sensor for detecting the pilot pressure is provided;
A hydraulic circuit for a construction machine, wherein the magnitude relationship is calculated from a detection value of the pressure sensor, and the opening degree of the auxiliary switching valve is controlled based on the magnitude relationship.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009077118A JP5342293B2 (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Hydraulic circuit for construction machinery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009077118A JP5342293B2 (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Hydraulic circuit for construction machinery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010229681A JP2010229681A (en) | 2010-10-14 |
JP5342293B2 true JP5342293B2 (en) | 2013-11-13 |
Family
ID=43045755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009077118A Active JP5342293B2 (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Hydraulic circuit for construction machinery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5342293B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150036000A (en) * | 2012-07-16 | 2015-04-07 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | Method for controlling hydraulic system for construction machine |
CN106164803B (en) * | 2014-03-31 | 2019-04-05 | 沃尔沃建造设备有限公司 | The control device and its control method of the interflow flow of apparatus for work for engineering machinery |
JP6377520B2 (en) * | 2014-12-26 | 2018-08-22 | 株式会社クボタ | Work system hydraulic system and work machine equipped with the hydraulic system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58146632A (en) * | 1982-02-24 | 1983-09-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Oil-pressure drive system for civil work and construction machinery |
JP3183815B2 (en) * | 1995-12-27 | 2001-07-09 | 日立建機株式会社 | Hydraulic circuit of excavator |
JP3142764B2 (en) * | 1995-12-27 | 2001-03-07 | 日立建機株式会社 | Hydraulic circuit of excavator |
JP3590197B2 (en) * | 1996-06-20 | 2004-11-17 | 住友建機製造株式会社 | Hydraulic excavator control circuit |
JP2000096629A (en) * | 1998-09-21 | 2000-04-04 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Hydraulic control system for hydraulic shovel |
JP3818252B2 (en) * | 2002-10-31 | 2006-09-06 | コベルコ建機株式会社 | Hydraulic circuit of excavator |
-
2009
- 2009-03-26 JP JP2009077118A patent/JP5342293B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010229681A (en) | 2010-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5388787B2 (en) | Hydraulic system of work machine | |
US7178333B2 (en) | Hydraulic control system for hydraulic excavator | |
CN107044144B (en) | Hydraulic drive device for construction machine | |
JP6003229B2 (en) | Boom drive device for construction machinery | |
JP5481269B2 (en) | Front control device of work machine | |
KR102159596B1 (en) | Construction machinery | |
CN112105785A (en) | Hydraulic drive device for construction machine | |
KR102535297B1 (en) | fluid circuit | |
JP2004346485A (en) | Hydraulic driving device | |
JP2003004003A (en) | Hydraulic control circuit of hydraulic shovel | |
JP5342293B2 (en) | Hydraulic circuit for construction machinery | |
JPH1072850A (en) | Hydraulic shovel | |
US11454002B2 (en) | Hydraulic drive system for work machine | |
WO2019053933A1 (en) | Driving device of construction equipment | |
JP2014148994A (en) | Hydraulic control device of work machine | |
US20190271993A1 (en) | Hydraulic valve with switching regeneration circuit | |
JP6591370B2 (en) | Hydraulic control equipment for construction machinery | |
JP5272211B2 (en) | Hydraulic circuit for construction machinery | |
JP2005140153A (en) | Hydraulic control device for construction machine | |
JP5275187B2 (en) | Hydraulic circuit for construction machinery | |
JPH02231398A (en) | Hydraulic device in battery-type industrial vehicle | |
JPH1121941A (en) | Hydraulic controller for hydraulic backhoe | |
JP3666830B2 (en) | Hydraulic regeneration circuit for hydraulic machine | |
EP4230809A1 (en) | Hydraulic control system for a machine, machine and method for controlling boom and attachment movements of a machine | |
US7210395B2 (en) | System for handling a tool at a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20110520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120821 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5342293 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |