JP2004150198A - Hydraulic circuit of hydraulic excavator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a boom raising action in composite operation; to eliminate fear of causing cavitation; and to easily adjust an increase-decrease in bucket weight by facilitating post-installation. <P>SOLUTION: This hydraulic circuit is constituted so as to secure the boom raising operation by increasing pump pressure by operating the throttling action by a control valve 4 itself by restraining a stroke of the valve 4 by reducing pilot pressure of the control valve 4 for a bucket by orifices 19 and 20 in the composite operation for raising a boom, excavating by the bucket and pulling an arm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は共通の油圧ポンプで駆動されるブームとバケットの同時操作時にブーム上げ動作を確保するようにした油圧ショベルの油圧回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベルの作業アタッチメントは、ブームとアームとバケットとこれらを駆動する油圧シリンダ（ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ）によって構成され、ブームの上げ／下げ、アームの押し／引き、バケットの掘削（すくい）／戻しの各動作によって掘削、積み込み等の各種作業が行われる。
【０００３】
この場合、油圧ポンプとシリンダの組み合わせとして、通常、大流量を要するブームシリンダと、これよりは小流量でよいバケットシリンダとが共通の油圧ポンプで駆動される。
【０００４】
また、２ポンプ方式をとる場合、第１油圧ポンプでブームシリンダとバケットシリンダを駆動する一方、第２油圧ポンプでアームシリンダを駆動し、この第２油圧ポンプからの圧油の一部をブームシリンダに合流させてブーム作動速度を確保する構成がとられる。
【０００５】
ところが、この構成において、ブーム上げ、アーム引き、バケット掘削の三つの動作を空中で同時に行う複合操作時に、自重が動作方向に働くバケット掘削及びアーム引き動作に対してブーム上げ動作が高負荷であることから、両油圧ポンプからの圧油がバケットシリンダ及びアームシリンダに優先的に流れてしまい、ブーム上げ動作がオペレータの意思通りに行われないという問題があった。
【０００６】
従来、この問題を解決する手段として、特許文献１に示されているように、バケットシリンダ用コントロールバルブの入口側通路に流量制御弁を設け、三動作の複合操作時に、バケットシリンダに対する供給流量を絞ることにより、ポンプ圧をブームシリンダの負荷圧以上に上昇させてブーム上げ動作を確保する技術が公知である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１３５４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにバケットシリンダのメイン通路を絞る公知技術によると、バケット用コントロールバルブがフルストロークした状態で、その入口流量が絞られる一方で、タンクへの戻り流量は絞られないため、とくにポンプ駆動源であるエンジンの回転数が負荷の影響等によって低下し、ポンプ流量が減少すると、入口流量が不足してキャビテーションが発生するという弊害が生じる。
【０００９】
また、メインの通路を絞るため、既存の機械に流量制御弁を組み込むこと（後付け）が面倒でコストが高くつくとともに、バケット重量（バケットシリンダの負荷）の増減等に対する調整も面倒であるという問題もあった。
【００１０】
そこで本発明は、複合操作時にブーム上げ動作を確保でき、しかもキャビテーションの発生のおそれがないとともに、後付けが容易でバケット重量の増減等に対する調整も簡単な油圧ショベルの油圧回路を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ブーム、アーム、バケット及び上記ブームを駆動するブームシリンダ、上記アームを駆動するアームシリンダ、上記バケットを駆動するバケットシリンダを備え、一つの油圧ポンプからの圧油をブーム用コントロールバルブ、バケット用コントロールバルブを介して上記ブームシリンダ及びバケットシリンダにパラレルに供給するように構成され、かつ、上記ブーム用及びバケット用両コントロールバルブとして、操作手段の操作量に応じたパイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁が用いられた油圧ショベルの油圧回路において、ブーム上げ及びバケット掘削の両操作が同時に行われたときに上記バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットポートに供給されるパイロット圧をブーム上げ操作量に応じて減圧するパイロット圧制御手段が設けられたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、ブーム、アーム、バケット及び上記ブームを駆動するブームシリンダ、上記アームを駆動するアームシリンダ、上記バケットを駆動するバケットシリンダを備え、第１油圧ポンプからの油を上記ブームシリンダ及びバケットシリンダにブーム用コントロールバルブ、アーム用コントロールバルブを介してパラレルに供給する一方、第２油圧ポンプからの油をブーム合流用コントロールバルブ、アーム用コントロールバルブを介してブームシリンダ及びアームシリンダにパラレルに供給するように構成され、かつ、上記各コントロールバルブとして、操作手段の操作量に応じたパイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁が用いられた油圧ショベルの油圧回路において、ブーム上げ、アーム引き、バケット掘削の各操作が同時に行われたときに上記バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットポートに供給されるバケット掘削側パイロット圧をアーム引き操作量及びブーム上げ操作量に応じて減圧するパイロット圧制御手段が設けられたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、パイロット圧制御手段は、バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットポートに供給されるパイロット圧を絞り手段によって減圧するように構成されたものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、バケット掘削側パイロットラインにタンクラインが接続され、このタンクラインに、ブーム上げパイロット圧に応じて開度が変化するバケット掘削側切換弁と、第１の絞りとが設けられ、かつ、このタンクラインよりも上流側で上記パイロットラインに第２の絞りが設けられることによってパイロット圧制御手段が構成されたものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、ブーム上げパイロットラインに、アーム引きパイロット圧によって開度が変化するブーム上げ切換弁が接続され、このブーム上げ切換弁の出力であるブーム上げパイロット圧がバケット掘削切換弁のパイロットポートに供給されるように構成されたものである。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４または５の構成において、第１及び第２の絞りとして、開度が調整可能な可変絞りが設けられたものである。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項２の構成において、パイロット圧制御手段は、バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットラインに設けられた電磁比例減圧弁と、アーム引き操作量を検出するアーム引き検出手段と、ブーム上げ操作量を検出するブーム上げ検出手段と、上記電磁比例減圧弁に対してこの両検出手段によって検出されるアーム引き操作量及びブーム上げ操作量に応じた二次圧の指令を出すコントローラとによって構成されたものである。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項７の構成において、パイロット圧制御手段は、ブームシリンダのブーム上げ側圧力を検出するブーム上げ圧力検出手段と、第１油圧ポンプの作動圧を検出するポンプ圧検出手段とを備え、第１油圧ポンプの作動圧が上記ブーム上げ圧力よりも高いことを条件として電磁比例減圧弁に対する二次圧の指令を出すように構成されたものである。
【００１９】
上記構成によると、ブーム上げとバケット掘削の複合操作時（請求項２〜８ではこれにアーム引きを加えた三動作の複合操作時）に、バケット用コントロールバルブのパイロット圧が減圧されて同バルブのストロークが抑えられ、これによりコントロールバルブそのものによる絞り作用が働いてポンプ圧が上昇し、ブーム上げ動作が確保される。
【００２０】
すなわち、バケット用コントロールバルブの入口側通路（メイン通路）を絞るのではなく、同バルブに供給されるパイロット圧を減圧することによってブーム上げ動作を確保するため、たとえエンジン回転数の低下によってポンプ流量が減少しても、タンク流量も同時に絞られることからキャビテーションが発生するおそれがなくなる。
【００２１】
しかも、バケット用コントロールバルブのパイロット圧を減圧するため、メイン流量を絞る公知技術と比較して構成がシンプルでコストが安くてすみ、後付けも簡単となる。
【００２２】
とくに請求項３〜６の構成によると、絞り手段によって減圧するため、構成がより簡単で部品コストも安く、後付けが一層容易となる。
【００２３】
また、バケット重量の増減や、オペレータの動作特性の好み等に対する減圧度の調整も容易（可変絞りを用いる請求項６の構成によるととくに容易）となる。
【００２４】
一方、コントローラからの指令によって作動する減圧弁方式をとる請求項７，８の構成によると、ブーム上げ、バケット掘削、アーム引き各動作についての特性の選択、変更をコントローラ等での調整によってより簡単に行うことができる。
【００２５】
また、請求項８の構成によると、ポンプ圧のフィードバックを行うため、必要以上にバケット掘削動作の速度が落ちて操作性が損なわれるおそれがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下の実施形態では、二つの油圧ポンプの一方でブームとバケット、他方でブームとアームを駆動する２ポンプ方式の油圧回路を対象として例示している。
【００２７】
第１実施形態（図１参照）
１は第１油圧ポンプで、この第１油圧ポンプ１に対してバケットシリンダ２とブームシリンダ３がそれぞれバケット用及びブーム用両コントロールバルブ４，５を介してパラレルに接続されている。
【００２８】
６は第２油圧ポンプで、この第２油圧ポンプ６に対してブームシリンダ３とアームシリンダ７がそれぞれブーム合流用及びアーム用両コントロールバルブ８，９を介してパラレルに接続されている。Ｔはタンクである。
【００２９】
各コントロールバルブ４，５，８，９は、それぞれ操作手段としてのバケット用、ブーム用、アーム用各リモコン弁１０，１１，１２からのパイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット弁として構成され、バケット掘削、ブーム上げ、アーム引きの三動作の複合操作時に、バケット用、ブーム用両コントロールバルブ４，５はそれぞれ図左側の位置（バケット掘削位置、ブーム上げ位置）に、またブーム合流用及びアーム用両コントロールバルブ９は図右側の位置（合流位置、アーム引き位置）にそれぞれセットされる。
【００３０】
これにより、第１油圧ポンプ１からバケット、ブーム両シリンダ２，３に、第２油圧ポンプ６からブーム、アーム両シリンダ３，７にそれぞれコントロールバルブ操作量に応じた流量が送られて各シリンダ２，３，７が伸長作動する。
【００３１】
図１では、各コントロールバルブ４，５，８，９にパイロット圧を供給するパイロットラインとして、バケット掘削側パイロットライン１３、ブーム上げ側パイロットライン１４、同パイロットライン１４にパラレルに接続された合流パイロットライン１５、アーム引き側パイロットライン１６のみを示し、バケット戻し側、ブーム下げ側、合流停止側、アーム押し側の各パイロットラインの図示を省略している。
【００３２】
この油圧回路においては、バケット掘削側パイロットライン１３にタンクライン１７が接続され、このタンクライン１７に、パイロット圧に応じて開度が変化する油圧パイロット弁であるバケット掘削側切換弁１８と、第１の絞り１９とが設けられるとともに、タンクライン１７よりも上流側でパイロットライン１３に第２の絞り２０が設けられてパイロット圧制御手段が構成されている。
【００３３】
また、バケット掘削側切換弁１８のパイロットポートは制御ライン２１を介してブーム上げ側パイロットライン１４に接続され、制御ライン２１に、アーム引きパイロット圧に応じて開度が変化する油圧パイロット弁であるブーム上げ側切換弁２２が設けられている。
【００３４】
この構成において、バケット掘削、ブーム上げ、アーム引きの複合操作が行われると、各パイロットライン１３，１４，１５，１６に操作量に応じたパイロット圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が作用する。
【００３５】
このとき、アーム引きパイロット圧Ｐ３がブーム上げ側切換弁２２のパイロットポートに供給されて同切換弁２２がアーム引きパイロット圧Ｐ３に応じた開度で開き、同切換弁２２の開度に応じたブーム上げパイロット圧Ｐ２ａがバケット掘削側切換弁１８のパイロットポートに供給されて同切換弁１８がブーム上げパイロット圧Ｐ２ａに応じた開度で開く。
【００３６】
一方、バケット掘削側パイロット圧Ｐ１は、第２の絞り２０によって中間圧（たとえば１／２程度）に減圧され、バケット掘削側切換弁１８の開通に伴う第１の絞り１９の働きによりさらに減圧されてバケット用コントロールバルブ４のバケット掘削側パイロットポートに供給される。
【００３７】
この作用により、バケット用コントロールバルブ４のストロークが抑えられ、同バルブ４での絞り作用によって第１油圧ポンプ１のポンプ圧が上昇するため、負荷圧の高いブームシリンダ３にも圧油が供給され、ブーム上げ動作が確保される。すなわち、バケット掘削、ブーム上げ、アーム引きの複合操作をオペレータの意思通りに行うことが可能となる。
【００３８】
しかも、公知技術のようにバケット用コントロールバルブ４の入口側通路を絞るのではなく、同バルブ４に供給されるパイロット圧を減圧することによりバルブストロークを抑えてブーム上げ動作を確保するため、たとえポンプ駆動源であるエンジン回転数の低下によってポンプ流量が減少しても、タンク流量もコントロールバルブ４で同時に絞られることから、キャビテーションが発生するおそれがなくなる。
【００３９】
また、バケット掘削側パイロット圧を減圧する構成であるため、メイン通路に絞り手段を設ける公知技術と比較して構成がシンプルで部品コスト、組み込みコストが安くてすみ、既存機械への後付けも簡単となる。
【００４０】
なお、ブーム上げ及びアーム引きの両操作が同時に行われていない場合には、バケット掘削側切換弁１８が作動しないため、バケット掘削側パイロット圧の絞り作用は働かず、通常の速度でバケット掘削動作が行われる。
【００４１】
第２実施形態（図２参照）
以下の実施形態では、第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００４２】
バケット掘削側パイロット圧の減圧度は、バケット重量やオペレータの動作特性の好み等に応じて調整できるのが望ましく、第１実施形態の場合、この減圧度の調整は、両絞り１９，２０の選択、交換によって行うことができる。
【００４３】
これに対し、第２実施形態においては、第１及び第２両絞り１９，２０を可変絞りとして構成している。
【００４４】
こうすれば、一つの機械でバケットが交換された場合やオペレータが交代した場合等に、両絞り１９，２０の開度調整によって減圧度を自在に調整することができる。
【００４５】
第３実施形態（図３，４参照）
第３実施形態においては、パイロット圧制御手段として、図３に示すようにバケット掘削側ライン１３に電磁比例減圧弁（以下、単に減圧弁という）２３を設けるとともに、ブーム上げパイロット圧Ｐ２及びアーム引きパイロット圧Ｐ３を検出してコントローラ２４に送る圧力センサ２５，２６を設け、コントローラ２４から減圧弁２３に両パイロット圧Ｐ２，Ｐ３に応じた二次圧指令信号を送ってバケット掘削側パイロット圧を減圧する構成をとっている。
【００４６】
この点の作用を図４によって詳述すると、ステップＳ１，Ｓ２でブーム上げパイロット圧Ｐ２及びアーム引きパイロット圧Ｐ３を読み込み、ステップＳ３，Ｓ４でブーム上げ操作があるか否か、及びアーム引き操作があるか否かがそれぞれ判断される。
【００４７】
そして、両操作がある場合に、ステップＳ５，Ｓ６において、両パイロット圧Ｐ２，Ｐ３の和を横軸、減圧弁２３の二次圧（減圧後の圧力）を縦軸にとって予め設定された絞り特性に基づいて減圧弁２３に二次圧指令信号を出力する。
【００４８】
これにより、第１実施形態同様、三動作の複合操作時にバケット掘削側コントロールバルブ４のストロークを抑えてポンプ圧を上昇させ、ブーム上げ動作を確保することができる。
【００４９】
また、ブーム上げ、バケット掘削、アーム引き各動作についての特性の選択、変更をコントローラ２４での調整（たとえばトリマーによる調整）によってより一層簡単に行うことができる。
【００５０】
第４実施形態（図５，６参照）
第４実施形態においては、第３実施形態の構成に加えて、図５に示すようにブームシリンダ３のブーム上げ側（シリンダヘッド）圧力と第１油圧ポンプ１の作動圧（ポンプ圧）をそれぞれ圧力センサ２７，２８で検出してコントローラ２４に入力し、ポンプ圧がブーム上げ側圧力よりも高いことを前提としてバケット掘削側パイロット圧の減圧作用が働くように構成している。
【００５１】
すなわち、図６に示すように、ステップＳ１〜ステップＳ４でブーム上げパイロット圧Ｐ２、アーム引きパイロットＰ３、ブームシリンダ圧、第１油圧ポンプ１の圧力をそれぞれ読み込み、ステップＳ５，Ｓ６でブーム上げ操作及びアーム引き操作の有無を判断した後、ステップＳ７でポンプ圧とシリンダ圧を比較し、ポンプ圧がシリンダ圧よりも高い場合に限り、ステップＳ８，Ｓ９で減圧弁二次圧の演算、出力を行う。
【００５２】
こうすれば、ポンプ圧のフィードバックを行うため、必要以上にポンプ圧が低下してバケット掘削動作の速度が落ち、操作性が損なわれるおそれがない。
【００５３】
ところで、他の実施形態として、バケット掘削側パイロットライン１３にパイロット制御手段としての油圧パイロット式の減圧弁を設けてもよい。
【００５４】
また、第１実施形態の変形例として、バケット掘削側及びブーム上げ側両切換弁１８，２２として電磁切換弁を用い、圧力センサで検出したブーム上げ側パイロット圧及びアーム引き側パイロット圧に応じてコントローラで同切換弁１８，２２を制御する構成をとってもよい。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、第１油圧ポンプ１からの圧油をバケットシリンダ用とブームシリンダ用に、第２油圧ポンプ６からの圧油をブームシリンダ合流用とアームシリンダ用にそれぞれ用いる構成をとったが、第２油圧ポンプ６からの圧油をブームシリンダ合流用として用いない構成をとる場合にも適用することができる。
【００５６】
この場合、バケット掘削とブーム上げの複合操作時に、ブーム上げ側パイロット圧（圧力上げ操作量）に応じてバケット掘削側パイロット圧を減圧するようにすればよい。
【００５７】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、ブーム上げとバケット掘削の複合操作時（請求項２〜８ではこれにアーム引きを加えた三動作の複合操作時）に、バケット用コントロールバルブのパイロット圧を減圧して同バルブのストロークを抑え、これによりコントロールバルブそのものによる絞り作用を働かせてポンプ圧を上昇させ、ブーム上げ動作を確保する構成としたから、バケット用コントロールバルブの入口側通路（メイン通路）を絞る公知技術と比較して、たとえエンジン回転数の低下によってポンプ流量が減少しても、タンク流量も同時に絞られることからキャビテーションが発生するおそれがなくなる。
【００５８】
また、バケット用コントロールバルブのパイロット圧を減圧するため、メイン流量を絞る公知技術と比較して構成がシンプルでコストが安くてすみ、後付けも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる油圧回路を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる油圧回路を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかる油圧回路を示す図である。
【図４】同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第４実施形態にかかる油圧回路を示す図である。
【図６】同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 第１油圧ポンプ
２ バケットシリンダ
３ ブームシリンダ
４ バケット用コントロールバルブ
５ ブーム用コントロールバルブ
６ 第２油圧ポンプ
７ アームシリンダ
８ ブーム合流用コントロールバルブ
９ アーム用コントロールバルブ
１０，１１，１２ 操作手段としてのリモコン弁
１３ バケット掘削側パイロットライン
１４ ブーム上げ側パイロットライン
１８ バケット掘削側切換弁
１９ 第１の絞り
２０ 第２の絞り
２２ ブーム上げ側切換弁
２３ 電磁比例減圧弁
２４ コントローラ
２５ ブーム上げ検出手段としての圧力センサ
２６ アーム引き検出手段としての圧力センサ
２７ ブーム上げ圧力検出手段としての圧力センサ
２８ ポンプ圧検出手段としての圧力センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic circuit of a hydraulic excavator that ensures a boom raising operation when a boom and a bucket driven by a common hydraulic pump are simultaneously operated.
[0002]
[Prior art]
The work attachment of the hydraulic excavator includes a boom, an arm, a bucket, and hydraulic cylinders (boom cylinder, arm cylinder, bucket cylinder) for driving the boom, raising / lowering the boom, pushing / pulling the arm, excavating the bucket (rake). Various operations such as excavation and loading are performed by each operation of () / return.
[0003]
In this case, as a combination of a hydraulic pump and a cylinder, a boom cylinder that normally requires a large flow rate and a bucket cylinder that requires a smaller flow rate are driven by a common hydraulic pump.
[0004]
When the two-pump system is used, the first hydraulic pump drives the boom cylinder and the bucket cylinder, while the second hydraulic pump drives the arm cylinder, and a part of the hydraulic oil from the second hydraulic pump is transferred to the boom cylinder. To ensure the boom operation speed.
[0005]
However, in this configuration, during a combined operation in which three operations of boom raising, arm pulling, and bucket excavation are simultaneously performed in the air, the boom raising operation has a higher load than the bucket excavation and arm pulling operation in which the own weight acts in the operation direction. Therefore, there is a problem that the hydraulic oil from both hydraulic pumps flows preferentially to the bucket cylinder and the arm cylinder, and the boom raising operation is not performed as intended by the operator.
[0006]
Conventionally, as a means for solving this problem, as shown in Patent Document 1, a flow rate control valve is provided in an inlet side passage of a bucket cylinder control valve, and a supply flow rate to a bucket cylinder is controlled during a combined operation of three operations. A technique is known in which the pump pressure is increased to a value equal to or higher than the load pressure of a boom cylinder by squeezing to secure a boom raising operation.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-13547
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the known technique of restricting the main passage of the bucket cylinder as described above, in a state where the bucket control valve is in a full stroke, the inlet flow rate is reduced, but the return flow rate to the tank is not reduced. When the rotation speed of the engine, which is the pump driving source, decreases due to the influence of the load and the like, and the pump flow rate decreases, a problem occurs in that the inlet flow rate becomes insufficient and cavitation occurs.
[0009]
In addition, since the main passage is restricted, it is troublesome to incorporate a flow control valve into an existing machine (retrofitting) and the cost is high. In addition, it is troublesome to adjust the increase and decrease of the bucket weight (load of the bucket cylinder). There was also.
[0010]
Accordingly, the present invention provides a hydraulic circuit of a hydraulic shovel that can secure a boom raising operation during a combined operation, does not cause cavitation, is easy to retrofit, and easily adjusts for an increase or decrease in bucket weight. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a boom, an arm, a bucket, a boom cylinder for driving the boom, an arm cylinder for driving the arm, and a bucket cylinder for driving the bucket. The hydraulic oil from one hydraulic pump is used for the boom. The control valve is configured to be supplied in parallel to the boom cylinder and the bucket cylinder via a bucket control valve, and both the boom and bucket control valves are controlled by a pilot pressure according to an operation amount of an operation means. In a hydraulic circuit of a hydraulic shovel using a hydraulic pilot switching valve that performs switching operation, a pilot supplied to a bucket digging-side pilot port of the bucket control valve when both the boom raising and bucket digging operations are performed simultaneously. Boom pressure In which the pilot pressure control means for reducing the pressure in response to the down operation amount provided.
[0012]
The invention according to claim 2 includes a boom, an arm, a bucket, a boom cylinder for driving the boom, an arm cylinder for driving the arm, and a bucket cylinder for driving the bucket, wherein oil from a first hydraulic pump is supplied to the boom cylinder. The oil from the second hydraulic pump is supplied in parallel to the boom cylinder and the arm cylinder through the control valve for the boom and the control valve for the arm, while the oil from the second hydraulic pump is supplied in parallel to the bucket cylinder and the control valve for the arm. In a hydraulic circuit of a hydraulic shovel, a hydraulic pilot switching valve, which is switched and operated by a pilot pressure according to an operation amount of an operating means, is used as each of the control valves, Pull, bucket Pressure control means for reducing the bucket excavation-side pilot pressure supplied to the bucket excavation-side pilot port of the bucket control valve according to the arm pulling operation amount and the boom raising operation amount when each operation of cutting is performed simultaneously. Is provided.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the pilot pressure control means is configured to reduce the pilot pressure supplied to the bucket excavation-side pilot port of the bucket control valve by the throttle means. .
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the third aspect, a tank line is connected to the bucket excavation-side pilot line, and the tank excavation-side switching valve having an opening that changes according to the boom raising pilot pressure; A first throttle is provided, and a second throttle is provided in the pilot line on the upstream side of the tank line to constitute pilot pressure control means.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, a boom raising pilot valve whose opening is changed by an arm pulling pilot pressure is connected to the boom raising pilot line, and a boom raising pilot which is an output of the boom raising switching valve. The pressure is supplied to the pilot port of the bucket excavation switching valve.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth or fifth aspect, as the first and second apertures, a variable aperture whose opening can be adjusted is provided.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the pilot pressure control means includes an electromagnetic proportional pressure reducing valve provided on a bucket excavation side pilot line of the bucket control valve, and an arm pull detection for detecting an arm pull operation amount. Means, a boom raising detection means for detecting a boom raising operation amount, and a command of a secondary pressure corresponding to the arm pulling operation amount and the boom raising operation amount detected by the two detecting means to the electromagnetic proportional pressure reducing valve. And a controller that issues the message.
[0018]
In a preferred embodiment of the present invention, the pilot pressure control means includes a boom raising pressure detecting means for detecting a boom raising side pressure of the boom cylinder, and a pump pressure detecting means for detecting an operating pressure of the first hydraulic pump. Means for issuing a secondary pressure command to the electromagnetic proportional pressure reducing valve on condition that the operating pressure of the first hydraulic pump is higher than the boom raising pressure.
[0019]
According to the above configuration, at the time of a combined operation of boom raising and bucket excavation (in claims 2 to 8, at the time of a combined operation of three operations in which an arm is pulled), the pilot pressure of the bucket control valve is reduced, and , The throttle valve is actuated by the control valve itself to increase the pump pressure, thereby ensuring the boom raising operation.
[0020]
That is, the boom raising operation is ensured by reducing the pilot pressure supplied to the bucket control valve, instead of reducing the inlet side passage (main passage) of the bucket control valve. Is reduced, the tank flow rate is reduced at the same time, so that cavitation does not occur.
[0021]
In addition, since the pilot pressure of the bucket control valve is reduced, the structure is simpler and the cost is lower than that of the known technique of reducing the main flow rate, and the retrofitting is simple.
[0022]
In particular, according to the constructions of claims 3 to 6, since the pressure is reduced by the throttle means, the construction is simpler, the parts cost is lower, and the retrofitting is further facilitated.
[0023]
Further, it is easy to adjust the degree of decompression to increase / decrease the bucket weight and to the operator's preference of the operating characteristics (particularly easily according to the configuration of claim 6 using the variable throttle).
[0024]
On the other hand, according to the configuration of the seventh and eighth aspects, which employ a pressure reducing valve system operated by a command from the controller, selection and change of characteristics of each of the boom raising, bucket excavation, and arm pulling operations can be more easily performed by adjustment with the controller or the like. Can be done.
[0025]
According to the configuration of the eighth aspect, since the feedback of the pump pressure is performed, there is no possibility that the speed of the bucket excavating operation is reduced more than necessary and the operability is impaired.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the following embodiments, a two-pump type hydraulic circuit that drives a boom and a bucket on one side and a boom and an arm on the other side will be exemplified.
[0027]
First embodiment (see FIG. 1)
Reference numeral 1 denotes a first hydraulic pump. A bucket cylinder 2 and a boom cylinder 3 are connected to the first hydraulic pump 1 in parallel via both bucket and boom control valves 4 and 5, respectively.
[0028]
Reference numeral 6 denotes a second hydraulic pump. The boom cylinder 3 and the arm cylinder 7 are connected to the second hydraulic pump 6 in parallel via both control valves 8 and 9 for boom confluence and arm. T is a tank.
[0029]
Each of the control valves 4, 5, 8, and 9 is configured as a hydraulic pilot valve that is switched and operated by pilot pressure from each of the bucket, boom, and arm remote control valves 10, 11, and 12 as operating means. During the combined operation of the three operations of excavation, boom raising and arm pulling, the control valves 4 and 5 for the bucket and the boom are respectively located at the left side of the figure (bucket excavation position and boom raising position), and also for the boom merging and arm. Both control valves 9 are set at the positions on the right side of the figure (the merging position and the arm pulling position).
[0030]
As a result, a flow rate corresponding to the control valve operation amount is sent from the first hydraulic pump 1 to the bucket and the boom cylinders 2 and 3 and from the second hydraulic pump 6 to the boom and the arm cylinders 3 and 7, respectively. , 3 and 7 extend.
[0031]
In FIG. 1, as pilot lines for supplying pilot pressure to the control valves 4, 5, 8, and 9, a bucket digging-side pilot line 13, a boom raising-side pilot line 14, and a merging pilot connected to the pilot line 14 in parallel. Only the line 15 and the arm pull-side pilot line 16 are shown, and illustration of the pilot line on the bucket return side, the boom lowering side, the merging stop side, and the arm pushing side is omitted.
[0032]
In this hydraulic circuit, a tank line 17 is connected to a bucket excavation-side pilot line 13. The tank excavation-side switching valve 18, which is a hydraulic pilot valve whose opening changes according to the pilot pressure, is connected to the tank line 17. A first throttle 19 is provided, and a second throttle 20 is provided in the pilot line 13 on the upstream side of the tank line 17 to constitute pilot pressure control means.
[0033]
The pilot port of the bucket excavation-side switching valve 18 is connected to the boom raising-side pilot line 14 via a control line 21, and the control line 21 is a hydraulic pilot valve whose opening changes in accordance with the arm pulling pilot pressure. A boom raising switching valve 22 is provided.
[0034]
In this configuration, when a combined operation of bucket excavation, boom raising, and arm pulling is performed, pilot pressures P1, P2, and P3 act on the pilot lines 13, 14, 15, and 16 according to the operation amounts.
[0035]
At this time, the arm pulling pilot pressure P3 is supplied to the pilot port of the boom raising side switching valve 22, and the switching valve 22 opens at an opening corresponding to the arm pulling pilot pressure P3. The boom raising pilot pressure P2a is supplied to the pilot port of the bucket digging side switching valve 18, and the switching valve 18 opens at an opening corresponding to the boom raising pilot pressure P2a.
[0036]
On the other hand, the bucket excavation-side pilot pressure P1 is reduced to an intermediate pressure (for example, about １ ／) by the second throttle 20, and further reduced by the function of the first throttle 19 accompanying the opening of the bucket excavation-side switching valve 18. And supplied to the bucket digging-side pilot port of the bucket control valve 4.
[0037]
By this action, the stroke of the bucket control valve 4 is suppressed, and the pumping pressure of the first hydraulic pump 1 is increased by the throttle action of the valve 4, so that the pressure oil is also supplied to the boom cylinder 3 having a high load pressure. , Boom raising operation is ensured. That is, it is possible to perform a combined operation of bucket excavation, boom raising, and arm pulling as the operator intends.
[0038]
In addition, instead of narrowing the inlet-side passage of the bucket control valve 4 as in the prior art, the pilot pressure supplied to the valve 4 is reduced to reduce the valve stroke and secure the boom raising operation. Even if the pump flow rate is reduced due to a decrease in the engine speed, which is the pump drive source, the tank flow rate is simultaneously reduced by the control valve 4, so that there is no danger of cavitation.
[0039]
In addition, since the bucket excavation side pilot pressure is reduced, the structure is simpler and the parts cost and the assembling cost are lower than those of the prior art in which a throttling means is provided in the main passage. Become.
[0040]
If both the boom raising and arm pulling operations are not performed at the same time, the bucket digging side switching valve 18 does not operate, so that the digging action of the bucket digging side pilot pressure does not work and the bucket digging operation is performed at a normal speed. Is performed.
[0041]
Second embodiment (see FIG. 2)
In the following embodiments, only differences from the first embodiment will be described.
[0042]
It is desirable that the pressure reduction degree of the bucket digging-side pilot pressure can be adjusted according to the bucket weight, the preference of the operating characteristics of the operator, and the like. In the case of the first embodiment, the adjustment of the pressure reduction degree is performed by selecting both the throttles 19 and 20. , Can be done by replacement.
[0043]
On the other hand, in the second embodiment, both the first and second apertures 19 and 20 are configured as variable apertures.
[0044]
In this way, when the bucket is replaced by one machine or when the operator is changed, the degree of pressure reduction can be freely adjusted by adjusting the openings of the throttles 19 and 20.
[0045]
Third embodiment (see FIGS. 3 and 4)
In the third embodiment, an electromagnetic proportional pressure reducing valve (hereinafter, simply referred to as a pressure reducing valve) 23 is provided on the bucket excavation side line 13 as shown in FIG. Pressure sensors 25 and 26 are provided to detect the pilot pressure P3 and send them to the controller 24. The controller 24 sends a secondary pressure command signal corresponding to the pilot pressures P2 and P3 to the pressure reducing valve 23 to reduce the bucket excavation side pilot pressure. It has a configuration to do.
[0046]
The operation of this point will be described in detail with reference to FIG. 4. In steps S1 and S2, the boom raising pilot pressure P2 and the arm pulling pilot pressure P3 are read, and in steps S3 and S4, it is determined whether or not there is a boom raising operation. It is determined whether or not there is.
[0047]
If both operations are performed, in steps S5 and S6, the throttle characteristic is set in advance with the sum of the pilot pressures P2 and P3 as the horizontal axis and the secondary pressure of the pressure reducing valve 23 (pressure after pressure reduction) as the vertical axis. And outputs a secondary pressure command signal to the pressure reducing valve 23 on the basis of.
[0048]
Thus, as in the first embodiment, the stroke of the bucket excavation-side control valve 4 can be suppressed during the combined operation of the three operations, the pump pressure can be increased, and the boom raising operation can be ensured.
[0049]
In addition, the selection and change of the characteristics of the boom raising, bucket excavation, and arm pulling operations can be more easily performed by adjustment (for example, adjustment by a trimmer) by the controller 24.
[0050]
Fourth embodiment (see FIGS. 5 and 6)
In the fourth embodiment, in addition to the configuration of the third embodiment, as shown in FIG. 5, the boom raising side (cylinder head) pressure of the boom cylinder 3 and the operating pressure (pump pressure) of the first hydraulic pump 1 are respectively set. Detected by the pressure sensors 27 and 28 and input to the controller 24, the bucket digging pilot pressure is reduced on the premise that the pump pressure is higher than the boom raising pressure.
[0051]
That is, as shown in FIG. 6, the boom raising pilot pressure P2, the arm pulling pilot P3, the boom cylinder pressure, and the pressure of the first hydraulic pump 1 are read in steps S1 to S4, respectively. After judging the presence or absence of the arm pulling operation, the pump pressure and the cylinder pressure are compared in step S7, and only when the pump pressure is higher than the cylinder pressure, calculation and output of the pressure reducing valve secondary pressure are performed in steps S8 and S9. .
[0052]
In this case, since the feedback of the pump pressure is performed, the pump pressure is unnecessarily reduced, the speed of the bucket excavation operation is reduced, and there is no possibility that the operability is impaired.
[0053]
By the way, as another embodiment, a hydraulic pilot type pressure reducing valve as pilot control means may be provided in the bucket excavation side pilot line 13.
[0054]
Further, as a modification of the first embodiment, an electromagnetic switching valve is used as both the bucket excavation side and boom raising side switching valves 18 and 22, and according to the boom raising side pilot pressure and the arm pulling side pilot pressure detected by the pressure sensor. A configuration in which the controller controls the switching valves 18 and 22 may be adopted.
[0055]
Further, in the above embodiment, the configuration is such that the hydraulic oil from the first hydraulic pump 1 is used for the bucket cylinder and the boom cylinder, and the hydraulic oil from the second hydraulic pump 6 is used for the boom cylinder merging and the arm cylinder. However, the present invention can also be applied to a configuration in which the pressure oil from the second hydraulic pump 6 is not used for merging the boom cylinders.
[0056]
In this case, at the time of the combined operation of bucket excavation and boom raising, the bucket excavation side pilot pressure may be reduced according to the boom raising side pilot pressure (pressure raising operation amount).
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pilot pressure of the bucket control valve is reduced during the combined operation of boom raising and bucket excavation (in claims 2 to 8, the combined operation of three operations with arm pulling). Then, the stroke of the valve was suppressed, and the throttle action of the control valve itself was used to increase the pump pressure to secure the boom raising operation. Therefore, the inlet side passage (main passage) of the bucket control valve was established. Compared with the known technique of reducing the throttle, even if the pump flow rate is reduced due to a decrease in the engine speed, the tank flow rate is also reduced at the same time, so that cavitation does not occur.
[0058]
In addition, since the pilot pressure of the bucket control valve is reduced, the structure is simpler, the cost is lower, and retrofitting is easier as compared with a known technique for reducing the main flow rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a hydraulic circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a hydraulic circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a hydraulic circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a hydraulic circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 first hydraulic pump 2 bucket cylinder 3 boom cylinder 4 control valve for bucket 5 control valve for boom 6 second hydraulic pump 7 arm cylinder 8 control valve for merging boom 9 control valve for arm 10, 11, 12 Remote control as operating means Valve 13 Bucket digging side pilot line 14 Boom raising side pilot line 18 Bucket digging side switching valve 19 First throttle 20 Second throttle 22 Boom raising side switching valve 23 Electromagnetic proportional pressure reducing valve 24 Controller 25 Pressure as boom raising detecting means Sensor 26 Pressure sensor 27 as arm pull detection means 27 Pressure sensor 28 as boom raising pressure detection means Pressure sensor as pump pressure detection means

Claims (8)

ブーム、アーム、バケット及び上記ブームを駆動するブームシリンダ、上記アームを駆動するアームシリンダ、上記バケットを駆動するバケットシリンダを備え、一つの油圧ポンプからの圧油をブーム用コントロールバルブ、バケット用コントロールバルブを介して上記ブームシリンダ及びバケットシリンダにパラレルに供給するように構成され、かつ、上記ブーム用及びバケット用両コントロールバルブとして、操作手段の操作量に応じたパイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁が用いられた油圧ショベルの油圧回路において、ブーム上げ及びバケット掘削の両操作が同時に行われたときに上記バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットポートに供給されるパイロット圧をブーム上げ操作量に応じて減圧するパイロット圧制御手段が設けられたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。A boom, an arm, a bucket, a boom cylinder for driving the boom, an arm cylinder for driving the arm, a bucket cylinder for driving the bucket, and a control valve for the boom, a control valve for the bucket, and a hydraulic oil from one hydraulic pump. Hydraulic pilot switching configured to be supplied in parallel to the boom cylinder and the bucket cylinder via the control valve, and actuated as a control valve for both the boom and the bucket by a pilot pressure corresponding to an operation amount of an operation means. In a hydraulic circuit of a hydraulic shovel using a valve, the pilot pressure supplied to the bucket digging-side pilot port of the bucket control valve when both the boom raising and bucket digging operations are performed simultaneously is set to the boom raising operation amount. Depending on Hydraulic circuit of a hydraulic excavator applying a pilot pressure control means, characterized in that provided. ブーム、アーム、バケット及び上記ブームを駆動するブームシリンダ、上記アームを駆動するアームシリンダ、上記バケットを駆動するバケットシリンダを備え、第１油圧ポンプからの油を上記ブームシリンダ及びバケットシリンダにブーム用コントロールバルブ、アーム用コントロールバルブを介してパラレルに供給する一方、第２油圧ポンプからの油をブーム合流用コントロールバルブ、アーム用コントロールバルブを介してブームシリンダ及びアームシリンダにパラレルに供給するように構成され、かつ、上記各コントロールバルブとして、操作手段の操作量に応じたパイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁が用いられた油圧ショベルの油圧回路において、ブーム上げ、アーム引き、バケット掘削の各操作が同時に行われたときに上記バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットポートに供給されるバケット掘削側パイロット圧をアーム引き操作量及びブーム上げ操作量に応じて減圧するパイロット圧制御手段が設けられたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。A boom, an arm, a bucket, and a boom cylinder for driving the boom, an arm cylinder for driving the arm, and a bucket cylinder for driving the bucket, wherein oil from a first hydraulic pump is supplied to the boom cylinder and the bucket cylinder for boom control It is configured to supply the oil from the second hydraulic pump in parallel to the boom cylinder and the arm cylinder via the control valve for the boom merge and the control valve for the arm while supplying the oil from the second hydraulic pump in parallel via the valve and the control valve for the arm. In the hydraulic circuit of the hydraulic shovel, a hydraulic pilot switching valve that switches and operates according to a pilot pressure according to the operation amount of the operating means is used as each of the control valves. But at the same time Pilot pressure control means for reducing the bucket excavation-side pilot pressure supplied to the bucket excavation-side pilot port of the bucket control valve according to the arm pulling operation amount and the boom raising operation amount when the operation is performed. Characteristic hydraulic circuit of hydraulic excavator. 請求項２記載の油圧ショベルの油圧回路において、パイロット圧制御手段は、バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットポートに供給されるパイロット圧を絞り手段によって減圧するように構成されたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。3. The hydraulic circuit for a hydraulic shovel according to claim 2, wherein the pilot pressure control means is configured to reduce pilot pressure supplied to a bucket excavation-side pilot port of the bucket control valve by a throttle means. Hydraulic circuit of hydraulic excavator. 請求項３記載の油圧ショベルの油圧回路において、バケット掘削側パイロットラインにタンクラインが接続され、このタンクラインに、ブーム上げパイロット圧に応じて開度が変化するバケット掘削側切換弁と、第１の絞りとが設けられ、かつ、このタンクラインよりも上流側で上記パイロットラインに第２の絞りが設けられることによってパイロット圧制御手段が構成されたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。4. The hydraulic circuit of a hydraulic shovel according to claim 3, wherein a tank line is connected to the bucket excavation-side pilot line, and the tank excavation-side switching valve has an opening that changes according to the boom raising pilot pressure; A hydraulic circuit for a hydraulic shovel, wherein a pilot pressure control means is provided by providing a second throttle in the pilot line upstream of the tank line. 請求項４記載の油圧ショベルの油圧回路において、ブーム上げパイロットラインに、アーム引きパイロット圧によって開度が変化するブーム上げ切換弁が接続され、このブーム上げ切換弁の出力であるブーム上げパイロット圧がバケット掘削切換弁のパイロットポートに供給されるように構成されたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。In the hydraulic circuit of the hydraulic shovel according to claim 4, a boom raising switching valve whose opening changes according to the arm pulling pilot pressure is connected to the boom raising pilot line, and a boom raising pilot pressure which is an output of the boom raising switching valve is provided. A hydraulic circuit for a hydraulic excavator, which is configured to be supplied to a pilot port of a bucket excavation switching valve. 第１及び第２の絞りとして、開度が調整可能な可変絞りが設けられたことを特徴とする請求項４または５記載の油圧ショベルの油圧回路。6. The hydraulic circuit for a hydraulic shovel according to claim 4, wherein a variable throttle whose opening is adjustable is provided as the first and second throttles. 請求項２記載の油圧ショベルの油圧回路において、パイロット圧制御手段は、バケット用コントロールバルブのバケット掘削側パイロットラインに設けられた電磁比例減圧弁と、アーム引き操作量を検出するアーム引き検出手段と、ブーム上げ操作量を検出するブーム上げ検出手段と、上記電磁比例減圧弁に対してこの両検出手段によって検出されるアーム引き操作量及びブーム上げ操作量に応じた二次圧の指令を出すコントローラとによって構成されたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。The hydraulic circuit of the hydraulic shovel according to claim 2, wherein the pilot pressure control means includes an electromagnetic proportional pressure reducing valve provided on a bucket excavation-side pilot line of the bucket control valve, and an arm pull detection means for detecting an arm pull operation amount. A boom raising detection means for detecting a boom raising operation amount, and a controller for issuing to the electromagnetic proportional pressure reducing valve a command of a secondary pressure corresponding to the arm pulling operation amount and the boom raising operation amount detected by the two detection means. And a hydraulic circuit of the hydraulic shovel. 請求項７記載の油圧ショベルの油圧回路において、パイロット圧制御手段は、ブームシリンダのブーム上げ側圧力を検出するブーム上げ圧力検出手段と、第１油圧ポンプの作動圧を検出するポンプ圧検出手段とを備え、第１油圧ポンプの作動圧が上記ブーム上げ圧力よりも高いことを条件として電磁比例減圧弁に対する二次圧の指令を出すように構成されたことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。The hydraulic circuit of a hydraulic shovel according to claim 7, wherein the pilot pressure control means includes a boom raising pressure detecting means for detecting a boom raising side pressure of the boom cylinder, and a pump pressure detecting means for detecting an operating pressure of the first hydraulic pump. A hydraulic pressure circuit for the hydraulic shovel, wherein the hydraulic pressure circuit is configured to issue a secondary pressure command to the electromagnetic proportional pressure reducing valve on condition that the operating pressure of the first hydraulic pump is higher than the boom raising pressure.
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