JP2010112494A - Cavitation prevention circuit for working machine - Google Patents

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雅敏 中根
Hiroyuki Tsukamoto
浩之 塚本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more surely prevent cavitation while achieving energy saving at low cost without enlarging apparatuses. <P>SOLUTION: This device includes a negative control circuit generating negative control pressure by providing a negative control restriction 14 in an oil passage passing through a turning control valve 20A for controlling a turning motor 22 and applying the negative control pressure on a regulator 16 for controlling delivery quantity of the pump 18. When speed reduction of the turning motor 22 is detected, (low) false negative control pressure is applied on the regulator 16 by a negative control pressure change over valve 58 and delivery quantity of the pump 18 is increased, and foot release valve (unload valve) 60 is unloaded. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、作業機械のキャビテーション防止回路に関する。   The present invention relates to a cavitation prevention circuit for a work machine.

建設機械等の作業機械の旋回モータ、走行モータ、あるいは各種油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを急停止させると、該油圧アクチュエータの慣性により、当該油圧アクチュエータの吸込側回路が負圧となっていわゆるキャビテーションが発生し易くなる。   When a hydraulic actuator such as a swing motor, a traveling motor or various hydraulic cylinders of a construction machine or the like is suddenly stopped, the suction side circuit of the hydraulic actuator becomes negative pressure due to the inertia of the hydraulic actuator, so-called cavitation occurs. It tends to occur.

図2は、このキャビテーションの発生を防止する油圧回路として、特許文献1に記載されている油圧ショベルの油圧制御回路の一例である。この油圧制御回路は、ネガティブコントロール方式と称されるもので、センタバイパス油路12の下流にネガコン絞り14を設けてネガコン圧と称される圧力を発生させ、これをレギュレータ16に作用させてポンプ18の吐出量をネガティブ制御するものである。   FIG. 2 is an example of a hydraulic control circuit of a hydraulic excavator described in Patent Document 1 as a hydraulic circuit for preventing the occurrence of cavitation. This hydraulic control circuit is referred to as a negative control system. A negative control throttle 14 is provided downstream of the center bypass oil passage 12 to generate a pressure called negative control pressure, which is applied to the regulator 16 and pumped. 18 discharge amount is negatively controlled.

今、例えば、図示せぬ旋回操作レバーを操作すると、旋回制御弁20Aが切り換り、ポンプ18の吐出油が供給油路24(26)を介して旋回モータ22に供給され、図示せぬショベルの旋回体が旋回を開始する。旋回操作レバーを戻すと、旋回制御弁20Aが中立位置に復帰する。これにより、ポンプ18の供給油路24(26)、タンクTの連通油路26(24)が閉ざされ、旋回モータ22はリリーフ弁28によって減速される。減速の際、旋回モータ22はポンプ作用により特に減速開始直後はオイルの吸い込みが必要となるため、この回路では、ドレン油路26にメイクアップ油路30を接続すると共に、ドレン油路26の下流部に背圧チェック弁32、34を設けて回路圧を上昇させ、旋回モータ22がオイルを吸い込み易くすることでキャビテーションを防止している。なお、符号36はオイルクーラである。   Now, for example, when a turning control lever (not shown) is operated, the turning control valve 20A is switched, and the discharge oil of the pump 18 is supplied to the turning motor 22 via the supply oil passage 24 (26). The swivel body starts turning. When the turning operation lever is returned, the turning control valve 20A returns to the neutral position. As a result, the supply oil passage 24 (26) of the pump 18 and the communication oil passage 26 (24) of the tank T are closed, and the swing motor 22 is decelerated by the relief valve 28. At the time of deceleration, the swing motor 22 needs to suck in oil immediately after the start of deceleration due to the pump action. In this circuit, the makeup oil path 30 is connected to the drain oil path 26 and the downstream of the drain oil path 26. Cavitation is prevented by providing back pressure check valves 32 and 34 at the part to increase the circuit pressure and making the swing motor 22 easily suck oil. Reference numeral 36 denotes an oil cooler.

しかしながら、この図2に記載された油圧制御回路は、前記背圧チェック弁32、34により常に背圧が発生するため、あらゆる状態においてポンプ18の吐出圧が背圧分高くなり、その結果、ポンプ18の消費エネルギが増大し、エンジン等の燃料消費を悪化させていた。   However, in the hydraulic control circuit shown in FIG. 2, since the back pressure is always generated by the back pressure check valves 32 and 34, the discharge pressure of the pump 18 is increased by the back pressure in every state. The energy consumption of 18 increased, and the fuel consumption of the engine and the like deteriorated.

そこで、特許文献1では、図3に示されるように、図2の背圧チェック弁32を可変チェック弁(可変差圧弁)40に変更し、旋回モータ22の減速状態を、シャトル弁43を介して圧力スイッチ44等で検出し、コントローラ46により切換弁48を介して旋回減速時にのみ可変チェック弁40のパイロットポート40Aにパイロットポンプ50の圧力を作用させる改良技術を提案している。これにより旋回減速時にのみドレン油路26に背圧を発生させ、キャビテーションを防止する。この技術によれば、旋回減速時以外のときはドレン油路26に背圧を発生させないようにできるため、省エネルギ化が実現できる。   Therefore, in Patent Document 1, as shown in FIG. 3, the back pressure check valve 32 in FIG. 2 is changed to a variable check valve (variable differential pressure valve) 40, and the deceleration state of the swing motor 22 is changed via the shuttle valve 43. An improved technique has been proposed in which the pressure of the pilot pump 50 is applied to the pilot port 40A of the variable check valve 40 only during deceleration by the controller 46 via the switching valve 48 and detected by the pressure switch 44 or the like. As a result, back pressure is generated in the drain oil passage 26 only during turning deceleration to prevent cavitation. According to this technique, since it is possible to prevent the back pressure from being generated in the drain oil passage 26 at times other than during turning deceleration, energy saving can be realized.

一方、特許文献2では、同様の問題を解消する油圧制御回路として、前記背圧チェック弁(32)と並列に設けられたバイパス通路にバイパス弁を設け、油圧アクチュエータの停止時にのみバイパス弁を閉じて背圧を発生させる改良技術を提案している。   On the other hand, in Patent Document 2, as a hydraulic control circuit for solving the same problem, a bypass valve is provided in a bypass passage provided in parallel with the back pressure check valve (32), and the bypass valve is closed only when the hydraulic actuator is stopped. It proposes an improved technology that generates back pressure.

特開2003−120603号公報JP 2003-120603 A 特開2002−89505号公報JP 2002-89505 A

しかしながら、特許文献1に記載の改良技術では、確かに省エネルギ効果は相応に認められるものの、機器のコストが増大し、且つ装置が大型化してしまい易く、実用的な技術とは言いがたい面があった。   However, with the improved technology described in Patent Document 1, although an energy saving effect is certainly recognized, the cost of the equipment increases and the device tends to be large, which is difficult to say as a practical technology. was there.

また、特許文献2に記載の改良技術では、バイパス弁を閉じるのにネガコン圧を使用しており、全てのアクチュエータの操作を止めないとバイパス弁の閉じ操作が機能しなかったため、例えば、アームと旋回を同時操作して先に旋回操作を止めても、ネガコン圧が上がらないためバイパス弁が閉じないという問題があった。即ち、全てのアクチュエータが停止した状態で、最後に旋回が停止したようなときでないと背圧が上昇せず、その結果多くの状況で旋回モータがうまくオイルを吸い込めずにキャビテーションが発生してしまうことがあった。   Further, in the improved technology described in Patent Document 2, since the negative control pressure is used to close the bypass valve, and the operation of closing the bypass valve does not function unless all the actuators are stopped. Even if the turning operation is simultaneously performed and the turning operation is stopped first, there is a problem that the bypass valve cannot be closed because the negative control pressure does not increase. That is, the back pressure does not increase unless all the actuators are stopped and the turning is stopped at the end. As a result, in many situations, the turning motor does not suck oil well and cavitation occurs. There was a case.

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであって、機器を大型化せず、低コストで、且つ省エネルギを実現しながらキャビテーションをより確実に防止することのできる作業機械のキャビテーション防止回路を提供することその課題としている。   The present invention has been made in view of such a conventional situation, and is a work machine that can prevent cavitation more reliably while realizing energy saving, without increasing the size of the device and at low cost. It is an object of the present invention to provide a cavitation prevention circuit.

本発明は、油圧アクチュエータへ圧油を給排する駆動用回路にメイクアップ油路を備えた作業機械のキャビテーション防止回路において、前記油圧アクチュエータを制御するコントロールバルブを通過した油路にネガコン絞りを設けることによりネガコン圧を発生させ、ポンプの吐出量を制御するレギュレータに該ネガコン圧を印加させるネガコン回路と、前記レギュレータに、前記ネガコン圧を擬似的に減圧させた疑似ネガコン圧に切り換えて印加可能なネガコン圧切換弁と、前記ネガコン絞りと並列に設けたアンロード弁と、前記油圧アクチュエータの減速を検出する減速検出手段と、を備え、前記油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、前記ネガコン圧切換弁により前記レギュレータに前記疑似ネガコン圧を作用させることにより前記ポンプの吐出量を増大させると共に、前記アンロード弁をアンロードすることにより、上記課題を解決したものである。   According to the present invention, in a cavitation prevention circuit for a work machine having a make-up oil passage in a drive circuit for supplying and discharging pressure oil to and from a hydraulic actuator, a negative constriction is provided in the oil passage that passes through a control valve that controls the hydraulic actuator. The negative control circuit that generates the negative control pressure and applies the negative control pressure to the regulator that controls the discharge amount of the pump, and the regulator can be applied by switching to the pseudo negative control pressure in which the negative control pressure is artificially reduced. A negative control pressure switching valve, an unload valve provided in parallel with the negative control throttle, and a deceleration detection means for detecting deceleration of the hydraulic actuator, and when the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the negative control pressure The pseudo negative control pressure is applied to the regulator by a switching valve. Ri with increasing displacement of said pump, by unloading the unloading valve, in which the above-mentioned problems are eliminated.

本発明では、キャビテーションの防止のために、基本的に(ドレン油路の背圧を高めるのではなく)ネガコン回路自体の特性を利用する。即ち、油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、ネガコン圧切換弁によりレギュレータに対して減圧された疑似ネガコン圧を作用させることによりポンプの吐出量を増大させ、キャビテーションを防止する。また、これと同時に、ネガコン絞りに対してアンローダ弁を配置し、疑似ネガコン圧を作用させるときには該アンローダ弁をアンロードする。これにより、ポンプの背圧負荷を低減できるようになるため、例えば旋回と停止が頻繁に繰り返されるような状況においてもポンプの吐出量が頻繁に最大吐出量となって燃費が悪化するのを効果的に防止することができる。   In the present invention, in order to prevent cavitation, the characteristics of the negative control circuit itself are basically used (rather than increasing the back pressure of the drain oil passage). That is, when the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the discharge amount of the pump is increased by applying the pseudo negative control pressure reduced to the regulator by the negative control pressure switching valve, thereby preventing cavitation. At the same time, an unloader valve is disposed with respect to the negative control throttle, and when the pseudo negative control pressure is applied, the unloader valve is unloaded. As a result, the back pressure load of the pump can be reduced. For example, even in a situation where turning and stopping are frequently repeated, the pump discharge amount frequently becomes the maximum discharge amount and the fuel efficiency is deteriorated. Can be prevented.

なお、本発明において、前記アンロード弁が、電磁パイロット式の可変リリーフ弁であり、油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、該可変リリーフ弁がアンロード側に駆動される構成とした場合には、疑似ネガコン圧への切換えと的確に連動したアンロード作用を得ることができる。   In the present invention, the unloading valve is an electromagnetic pilot type variable relief valve, and when the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the variable relief valve is driven to the unloading side. Can obtain an unloading action accurately linked with the switching to the pseudo negative control pressure.

また、本発明において、前記アンロード弁が、リリーフ弁と連通弁を並列に備えた構成とされ、前記油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、該連通弁が連通側に切り換る構成とした場合でも、同様に、疑似ネガコン圧への切換えと的確に連動したアンロード作用を得ることができる。   Further, in the present invention, the unload valve is configured to include a relief valve and a communication valve in parallel, and when the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the communication valve switches to the communication side. Even in this case, similarly, an unloading action accurately linked with the switching to the pseudo negative control pressure can be obtained.

本発明は、ネガコン回路の特性を利用してポンプの吐出量を増大させることによってキャビテーションを防止するものであるため、ネガコン絞りの下流のドレン油路には、従来の背圧発生用の背圧チェック弁回路は必ずしも設ける必要はない。しかし、本発明では、この背圧チェック弁回路を設けることを禁止するものではなく、該背圧チェック弁回路を設けることにより、キャビテーションの防止効果を一層高めることができる。   Since the present invention prevents cavitation by increasing the discharge rate of the pump by utilizing the characteristics of the negative control circuit, the drain pressure downstream of the negative control throttle has a conventional back pressure for generating back pressure. The check valve circuit is not necessarily provided. However, in the present invention, it is not prohibited to provide this back pressure check valve circuit. By providing this back pressure check valve circuit, the effect of preventing cavitation can be further enhanced.

本発明によれば、作業機械の油圧制御装置の機器を大型化せず、低コストで、且つ省エネルギの実現しながらキャビテーションを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent cavitation while reducing the cost and achieving energy saving without increasing the size of the hydraulic control device of the work machine.

以下本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明が適用された実施形態の一例に係る作業機械の油圧制御回路の全体構成を示す。なお、従来装置(図2、図3)と同様の構成要素については同じ参照番号を付して詳細な説明を適宜省略する。   FIG. 1 shows an overall configuration of a hydraulic control circuit for a work machine according to an example of an embodiment to which the present invention is applied. The same components as those of the conventional apparatus (FIGS. 2 and 3) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

図1において、ポンプ18のセンタバイパス油路12には、制御弁群20(図示の例では20A〜20D)が接続されている。この例では符号20Aの制御弁が、本発明が適用される旋回制御弁(コントロールバルブ)に相当している。センタバイパス油路12の下流にネガコン絞り(負帰還制御用の絞り)14が配置され、いわゆるネガコン圧を発生可能である。ネガコン圧はフィードバック油路56を介してポンプ18の吐出量を制御するレギュレータ16に作用し、ネガコン圧に応じてポンプ18の吐出量が調整される「ネガコン回路」が構成されている。   In FIG. 1, a control valve group 20 (20A to 20D in the illustrated example) is connected to the center bypass oil passage 12 of the pump 18. In this example, the control valve 20A corresponds to a turning control valve (control valve) to which the present invention is applied. A negative control (a negative feedback control throttle) 14 is disposed downstream of the center bypass oil passage 12 and can generate a so-called negative control pressure. The negative control pressure acts on the regulator 16 that controls the discharge amount of the pump 18 via the feedback oil passage 56, and a “negative control circuit” is configured in which the discharge amount of the pump 18 is adjusted according to the negative control pressure.

ネガコン絞り14の下流は、メイクアップ油路30が接続されると共に、更に、油路52、54に分岐している。分岐油路52はチェック弁32、オイルクーラ36を介してタンクTに接続され、分岐油路54はチェック弁34を介してタンクTに接続されている。なお、チェック弁32、34のリリーフ圧はオイルクーラ36の管路抵抗、各油路の流量比及びキャビテーション防止に必要な背圧等を考慮して定められる。この実施形態では、キャビテーションの防止は、基本的にはポンプ18の吐出量の増大によって行われる。そのため、このチェック弁32、34のリリーフ圧は、これのみによってキャビテーションを防止していた従来のリリーフ圧よりも小さくすることができ、その分、燃費の悪化を抑制できる(場合によっては省略も可能である)。   A makeup oil passage 30 is connected downstream of the negative control aperture 14 and further branches into oil passages 52 and 54. The branch oil passage 52 is connected to the tank T via the check valve 32 and the oil cooler 36, and the branch oil passage 54 is connected to the tank T via the check valve 34. The relief pressures of the check valves 32 and 34 are determined in consideration of the pipeline resistance of the oil cooler 36, the flow rate ratio of each oil passage, the back pressure necessary for preventing cavitation, and the like. In this embodiment, the prevention of cavitation is basically performed by increasing the discharge amount of the pump 18. Therefore, the relief pressure of the check valves 32 and 34 can be made smaller than the conventional relief pressure that has prevented cavitation by this alone, and the fuel consumption can be prevented from deteriorating accordingly (may be omitted in some cases) Is).

メイクアップ油路30は、旋回モータ22の駆動回路間P1に接続されている。このメイクアップ油路30に流れ込むことのできる油量を或程度以上に確保できれば、(油路24または油路26の何れかの油圧が低下して、そのままでは油路中にある気体が気泡化してキャビテーションが発生するような状況でも)メイクアップ油路30からオイルが低圧となった油路24または油路25に流れ込み、油圧の低下が緩和されて、キャビテーションの発生が防止される。これが、この実施形態におけるキャビテーション防止の基本技術原理である。   The makeup oil passage 30 is connected between the drive circuits P1 of the turning motor 22. If the amount of oil that can flow into the make-up oil passage 30 can be secured to a certain extent or more (the oil pressure in either the oil passage 24 or the oil passage 26 is reduced, and the gas in the oil passage is bubbled as it is. (Even in a situation where cavitation occurs), the oil flows from the makeup oil passage 30 into the oil passage 24 or the oil passage 25 at a low pressure, and the decrease in hydraulic pressure is alleviated, thereby preventing the occurrence of cavitation. This is the basic technical principle of cavitation prevention in this embodiment.

ここで、ネガコン圧のフィードバック油路56には、ネガコン圧切換弁(電磁弁)58が配置される。また、ネガコン絞り14と並列にフートリリーフ弁(アンロード弁)60が配置される。フートリリーフ弁60は、パイロット式のリリーフ弁であり、電磁弁62のパイロット圧がパイロットポート60Aに作用しているときは、オイル遮断の状態となり、ネガコン絞り14が機能し得るが、パイロット圧がパイロットポート60Aに作用しなくなると、アンロード側に駆動される。ネガコン圧切換弁58及びフートリリーフ弁60の電磁弁62は、コントローラ64からの制御信号S1、S2によって駆動される。制御信号S1、S2の生成については後に詳述する。   Here, a negative control pressure switching valve (electromagnetic valve) 58 is disposed in the negative control pressure feedback oil passage 56. A foot relief valve (unload valve) 60 is disposed in parallel with the negative control throttle 14. The foot relief valve 60 is a pilot-type relief valve. When the pilot pressure of the solenoid valve 62 is applied to the pilot port 60A, the oil relief state is established and the negative control throttle 14 can function. When it does not act on the pilot port 60A, it is driven to the unload side. The negative control pressure switching valve 58 and the solenoid valve 62 of the foot relief valve 60 are driven by control signals S 1 and S 2 from the controller 64. The generation of the control signals S1 and S2 will be described in detail later.

一方、コントローラ64の入力側には、圧力スイッチ(減速検出手段)44が接続される。圧力スイッチ44は旋回操作レバー42の出力側油路にシャトル弁43を介して接続されている。旋回操作レバー42の出力は旋回制御弁20Aのパイロットポート20A1、20A2に接続されている。   On the other hand, a pressure switch (deceleration detection means) 44 is connected to the input side of the controller 64. The pressure switch 44 is connected to the output side oil passage of the turning operation lever 42 via the shuttle valve 43. The output of the turning control lever 42 is connected to pilot ports 20A1 and 20A2 of the turning control valve 20A.

コントローラ64は圧力スイッチ44のオン状態(パイロット圧が作用している状態)を検出し、記憶する。この状態からオフ状態(パイロット圧が作用しない状態)に切換わった瞬間を検出し(油圧アクチュエータである旋回モータ22の減速を検出し)、所定時間だけ前記制御信号S1、S2を出力する。   The controller 64 detects and stores the ON state of the pressure switch 44 (a state in which the pilot pressure is acting). The moment when the state is switched from this state to the off state (state where the pilot pressure does not act) is detected (deceleration of the swing motor 22 as a hydraulic actuator is detected), and the control signals S1 and S2 are output for a predetermined time.

コントローラ64から制御信号S1が出力されると、ネガコン圧切換弁58が図の状態「A」から状態「B」に切換わり、極低圧の疑似ネガコン圧がレギュレータ16に作用するように構成されている。また、コントローラ64から制御信号S2が出力されると、電磁弁62が図の状態「A」から状態「B」に切換わり、フートリリーフ弁60のパイロットポート60Aに(それまで掛かっていた)パイロット圧が作用しなくなり、フートリリーフ弁60がアンロード状態となるように構成されている。   When the control signal S 1 is output from the controller 64, the negative control pressure switching valve 58 is switched from the state “A” to the state “B” in the figure, and the extremely low pressure pseudo negative control pressure is applied to the regulator 16. Yes. When the control signal S2 is output from the controller 64, the electromagnetic valve 62 is switched from the state “A” to the state “B” in the figure, and the pilot port 60A of the foot relief valve 60 (which has been applied so far) is switched. The pressure is no longer applied and the foot relief valve 60 is in an unloaded state.

なお、制御信号S1とS2は、この実施形態では圧力スイッチ44の切り換えに連動して「同時に」発生するように構成しているが、実際の油圧制御回路の設計においては、各機器の特性や油路長に起因する応答遅れ等を考慮し、制御信号S1とS2の発生に若干の時間差を設けるようにしてもよい。例えば、まずネガコン圧切換弁58の切り換えを行うための制御信号S1を発生してポンプ18での油量を確保した後に、(僅かに遅れて)制御信号S2を発生し、フートリリーフ弁60をアンロードする構成を採用するようにしてもよい。これにより、他の稼働中の油圧アクチュエータへの影響を最小限に抑えることができる。また、油圧制御回路中のメイクアップ油路30の配置位置等の関係で、制御信号S2を早めに出した方がキャビテーションの防止効果が高い場合には、制御信号S2の方を早く出すようにしてもよい。   In this embodiment, the control signals S1 and S2 are configured to be generated “simultaneously” in conjunction with the switching of the pressure switch 44. However, in the actual hydraulic control circuit design, Considering a response delay due to the oil path length, etc., a slight time difference may be provided in the generation of the control signals S1 and S2. For example, first, after generating the control signal S1 for switching the negative control pressure switching valve 58 and securing the oil amount in the pump 18, the control signal S2 is generated (slightly behind) and the foot relief valve 60 is turned on. A configuration for unloading may be adopted. As a result, the influence on other operating hydraulic actuators can be minimized. Further, if the effect of preventing cavitation is higher when the control signal S2 is issued earlier due to the arrangement position of the makeup oil passage 30 in the hydraulic control circuit, the control signal S2 is issued earlier. May be.

本実施形態は上記の構成により以下のように機能する。   This embodiment functions as follows by the above configuration.

即ち、旋回操作レバー42を操作するとパイロット油圧が旋回制御弁20Aのパイロットポート20A1または20A2に作用し、ポンプ18が操作方向に回転する。このとき、圧力スイッチ44はこのパイロット油圧を検出し、オン状態になる。コントローラ64はそのオン状態をメモリーに記憶する。なお、この状態では、コントローラ64は制御信号をゼロとし、制御信号S1、S2は出力しない。次に、この状態から旋回操作レバー42を停止状態(中立状態)に操作すると、パイロット油圧が低下する。このとき、圧力スイッチ44がオフ状態に切換わり、そのオフ状態がコントローラ64に入力される。コントローラ64はキャビテーションの防止に必要な時間だけ制御信号S1、S2を同時に出力し、この時間経過後は制御信号S1、S2をともにゼロにすると同時にメモリーの記憶をクリアする。   That is, when the turning operation lever 42 is operated, the pilot hydraulic pressure acts on the pilot port 20A1 or 20A2 of the turning control valve 20A, and the pump 18 rotates in the operation direction. At this time, the pressure switch 44 detects this pilot oil pressure and is turned on. The controller 64 stores the ON state in the memory. In this state, the controller 64 sets the control signal to zero and does not output the control signals S1 and S2. Next, when the turning operation lever 42 is operated from this state to the stop state (neutral state), the pilot hydraulic pressure is lowered. At this time, the pressure switch 44 is switched to the off state, and the off state is input to the controller 64. The controller 64 outputs the control signals S1 and S2 at the same time for the time necessary to prevent cavitation, and after the elapse of this time, both the control signals S1 and S2 are set to zero and the memory storage is cleared.

コントローラ64から制御信号S1が出力されると、ネガコン圧切換弁58が図の状態「A」から状態「B」に切換わり、極低圧の疑似ネガコン圧がレギュレータ16に作用するようになる。この結果、該レギュレータ16の機能によりポンプ18の吐出量がほぼ最大にまで増大される。コントローラ64はこれ以外のときは制御信号S1をゼロとし、ネガコン圧切換弁58を状態「A」に維持する。なお、圧力スイッチ44は比較的高い圧力でスイッチがオン・オフすることが望ましく、これによりメイクアップ油路30の油量増大の応答速度を速くすることができる。   When the control signal S <b> 1 is output from the controller 64, the negative control pressure switching valve 58 is switched from the state “A” to the state “B” in the figure, and an extremely low pseudo negative control pressure acts on the regulator 16. As a result, the discharge amount of the pump 18 is increased to the maximum by the function of the regulator 16. In other cases, the controller 64 sets the control signal S1 to zero, and maintains the negative control pressure switching valve 58 in the state “A”. It is desirable that the pressure switch 44 be turned on / off at a relatively high pressure, thereby increasing the response speed of the oil amount increase in the makeup oil passage 30.

一方、コントローラ64から制御信号S2が出力されると、電磁弁62が図の状態「A」から状態「B」に切換わり、フートリリーフ弁60のパイロットポート60Aにそれまで掛かっていたパイロット圧が作用しなくなる。これにより、フートリリーフ弁60がアンロード状態となり、チェック弁32、34の存在により、タンクTへのドレン油路に背圧が発生することと相俟って、センタバイパス油路12中のオイルはネガコン絞り14の存在に関わらず無負荷状態でメイクアップ油路30側に多量に流れ込むことができるようになる。センタバイパス油路12中のオイルは、ポンプ18により、最大吐出量でオイルが供給されるので、枯渇の心配はない。なお、コントローラ64はこれ以外のときは制御信号S2をゼロとし、電磁弁62を状態「A」に維持する。   On the other hand, when the control signal S2 is output from the controller 64, the electromagnetic valve 62 is switched from the state “A” to the state “B” in the figure, and the pilot pressure that has been applied to the pilot port 60A of the foot relief valve 60 so far is changed. No longer works. As a result, the foot relief valve 60 is unloaded, and the presence of the check valves 32, 34, coupled with the occurrence of back pressure in the drain oil passage to the tank T, causes the oil in the center bypass oil passage 12. Regardless of the presence of the negative control throttle 14, a large amount can flow into the makeup oil passage 30 in an unloaded state. Since the oil in the center bypass oil passage 12 is supplied by the pump 18 with the maximum discharge amount, there is no fear of exhaustion. In other cases, the controller 64 sets the control signal S2 to zero and maintains the electromagnetic valve 62 in the state “A”.

ポンプ18は、最大吐出量でオイルを吐出するが、フートリリーフ弁60がアンロード状態とされているため、ポンプ18での負荷は極小であり、(たとえ旋回・停止が頻繁に行われてポンプ18での吐出量の増大が頻繁に行われるような状況であったとしても)省エネルギ運転が可能となる。   The pump 18 discharges oil at the maximum discharge amount, but since the foot relief valve 60 is in an unloaded state, the load on the pump 18 is extremely small (even if the pump is frequently turned and stopped, Energy saving operation is possible (even in situations where the discharge rate increases frequently at 18).

以上、本発明を旋回モータに適用した実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。例えば、本発明は旋回モータのほか、走行モータ、或いはブーム、アーム等の油圧シリンダのような油圧アクチュエータに対しても有効に機能する。   As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiment in which the present invention is applied to a swing motor, but the scope of application of the present invention is not limited to this. For example, the present invention effectively functions not only for a swing motor but also for a hydraulic actuator such as a traveling motor or a hydraulic cylinder such as a boom or an arm.

又、アンロード弁の構成も上記実施形態の構成に限定されない。例えば、 該アンロード弁が、リリーフ弁と連通弁を並列に備えた構成とされ、油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、該連通弁が連通側に切り換るような構成とした場合でも、同様な、作用効果が得られる。   Further, the configuration of the unload valve is not limited to the configuration of the above embodiment. For example, even when the unloading valve is configured to include a relief valve and a communication valve in parallel, and when the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the communication valve is switched to the communication side. A similar effect can be obtained.

更には、上記実施形態では、ネガコン絞りの下流に従来と同様の背圧発生用の背圧チェック弁回路を配置するようにしていたが、本発明は、基本的にはネガコン回路の特性を利用してポンプの吐出量を増大させることによってキャビテーションを防止するものであるため、当該ネガコン絞りの下流のドレン油路に、背圧発生用の背圧チェック弁回路を設ける必要は必ずしもない。背圧発生用の背圧チェック弁回路を省力した場合には、コストの一層の低減と一層の省エネルギ運転が可能となり、一方、この背圧チェック弁回路を設けるようにした場合には、キャビテーションの防止効果を一層高めることができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the back pressure check valve circuit for generating back pressure similar to the conventional one is arranged downstream of the negative control, but the present invention basically uses the characteristics of the negative control circuit. Since the cavitation is prevented by increasing the discharge amount of the pump, it is not always necessary to provide a back pressure check valve circuit for generating back pressure in the drain oil passage downstream of the negative control throttle. When the back pressure check valve circuit for generating back pressure is saved, it is possible to further reduce the cost and further energy saving operation. On the other hand, when the back pressure check valve circuit is provided, the cavitation Can be further enhanced.

建設機械のような作業機械において、急減速した際にキャビテーションが発生するような油圧アクチュエータに対して好適に用いることができる。   In a working machine such as a construction machine, it can be suitably used for a hydraulic actuator that generates cavitation when suddenly decelerated.

本発明の実施形態に係る作業機械のキャビテーション防止回路が適用された作業機械の油圧制御回路の全体構成図1 is an overall configuration diagram of a hydraulic control circuit for a work machine to which a cavitation prevention circuit for a work machine according to an embodiment of the present invention is applied. 従来の作業機械のキャビテーション防止回路の一例を示す図1相当の全体構成図1 is an overall configuration diagram corresponding to FIG. 1 showing an example of a cavitation prevention circuit of a conventional work machine 従来の作業機械のキャビテーション防止回路の改良例を示す部分回路図Partial circuit diagram showing an improved example of a conventional cavitation prevention circuit for work machines

符号の説明Explanation of symbols

12…センタバイパス油路
14…ネガコン絞り
16…レギュレータ
18…ポンプ
20A…旋回制御弁(コントロールバルブ)
22…旋回モータ(油圧アクチュエータ)
26…ドレン油路
30…メイクアップ油路
42…旋回操作レバー
43…シャトル弁
44…圧力スイッチ(減速検出手段)
58…ネガコン圧切換弁
60…フートリリーフ弁(アンロード弁)
62…電磁弁
64…コントローラ
12 ... Center bypass oil passage 14 ... Negative control throttle 16 ... Regulator 18 ... Pump 20A ... Swing control valve (control valve)
22 ... Swivel motor (hydraulic actuator)
26 ... Drain oil passage 30 ... Make-up oil passage 42 ... Swivel operation lever 43 ... Shuttle valve 44 ... Pressure switch (deceleration detection means)
58 ... Negative control pressure switching valve 60 ... Foot relief valve (unload valve)
62 ... Solenoid valve 64 ... Controller

Claims (4)

油圧アクチュエータへ圧油を給排する駆動用回路にメイクアップ油路を備えた作業機械のキャビテーション防止回路において、
前記油圧アクチュエータを制御するコントロールバルブを通過した油路にネガコン絞りを設けることによりネガコン圧を発生させ、ポンプの吐出量を制御するレギュレータに該ネガコン圧を印加させるネガコン回路と、
前記レギュレータに、前記ネガコン圧を擬似的に減圧させた疑似ネガコン圧に切り換えて印加可能なネガコン圧切換弁と、
前記ネガコン絞りと並列に設けたアンロード弁と、
前記油圧アクチュエータの減速を検出する減速検出手段と、を備え、
前記油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、前記ネガコン圧切換弁により前記レギュレータに前記疑似ネガコン圧を作用させることにより前記ポンプの吐出量を増大させると共に、前記アンロード弁をアンロードする
ことを特徴とする作業機械のキャビテーション防止回路。
In a cavitation prevention circuit for a work machine having a make-up oil passage in a drive circuit for supplying and discharging pressure oil to and from a hydraulic actuator,
A negative control circuit that generates a negative control pressure by providing a negative control throttle in an oil passage that has passed through a control valve that controls the hydraulic actuator, and applies the negative control pressure to a regulator that controls the discharge amount of the pump;
A negative control pressure switching valve that can be applied to the regulator by switching to a pseudo negative control pressure obtained by quasi-depressing the negative control pressure;
An unloading valve provided in parallel with the negative control throttle,
A deceleration detecting means for detecting deceleration of the hydraulic actuator,
When the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the negative control pressure is applied to the regulator by the negative control pressure switching valve to increase the discharge amount of the pump and unload the unload valve. A cavitation prevention circuit for work machines.
請求項1において、
前記アンロード弁が、電磁パイロット式の可変リリーフ弁であり、前記油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、該可変リリーフ弁がアンロード側に駆動される
ことを特徴とする作業機械のキャビテーション防止回路。
In claim 1,
The unloading valve is an electromagnetic pilot type variable relief valve, and when the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the variable relief valve is driven to the unloading side. circuit.
請求項1において、
前記アンロード弁が、リリーフ弁と連通弁を並列に備えた構成とされ、前記油圧アクチュエータの減速が検出されたときに、該連通弁が連通側に切り換る
ことを特徴とする作業機械のキャビテーション防止回路。
In claim 1,
The unloading valve is configured to include a relief valve and a communication valve in parallel, and when the deceleration of the hydraulic actuator is detected, the communication valve is switched to the communication side. Cavitation prevention circuit.
請求項1〜3のいずれかにおいて、更に
前記ネガコン絞りの下流のタンクへの油路に、背圧を発生可能な背圧チェック弁回路を設けた
ことを特徴とする作業機械のキャビテーション防止回路。
The work pressure cavitation prevention circuit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a back pressure check valve circuit capable of generating back pressure in an oil passage to a tank downstream of the negative control throttle.
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