JP2012162878A - Hydraulic drive unit of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油圧ショベル、クレーン等の建設機械に好適に用いられる建設機械の油圧駆動装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic drive device for a construction machine that is preferably used for construction machines such as a hydraulic excavator and a crane.
一般に、自走式の建設機械の油圧駆動装置は、油圧ポンプとタンクからなる油圧源と、油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され車両を走行させる走行モータと、油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され作業装置を駆動させる作業用アクチュエータとを含んで構成されている。ここで、走行モータは、油圧ポンプに接続されたセンタバイパス管路から分岐する分岐管路に接続されると共に、作業用アクチュエータは、センタバイパス管路のうち分岐管路よりも下流側の別の分岐管路に接続されることにより、油圧ポンプからの圧油を走行モータと作業用アクチュエータとに供給する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。 In general, a hydraulic drive device for a self-propelled construction machine includes a hydraulic source composed of a hydraulic pump and a tank, a travel motor driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a pressure discharged from the hydraulic pump. And a working actuator that is driven by oil to drive the working device. Here, the travel motor is connected to a branch pipe branching from a center bypass pipe connected to the hydraulic pump, and the working actuator is connected to another of the center bypass pipes downstream of the branch pipe. By being connected to the branch pipe, pressure oil from the hydraulic pump is supplied to the traveling motor and the working actuator (see, for example, Patent Document 1).
この種の従来技術では、低速での走行動作のみを行う単独走行動作状態から低速での走行動作と作業装置による作業動作とを同時に行う複合動作状態へと移行する場合に、作業用アクチュエータの駆動圧が走行モータの駆動圧よりも高いと、作業用アクチュエータよりも上流側の走行モータに優先的に圧油が供給され、オペレータの意図に反して車両の速度が急速に増加してしまう虞がある。 In this type of conventional technology, the drive of the work actuator is performed when the single travel operation state in which only the low speed travel operation is performed shifts to the combined operation state in which the low speed travel operation and the work operation by the work device are performed simultaneously. If the pressure is higher than the driving pressure of the travel motor, pressure oil is preferentially supplied to the travel motor upstream of the work actuator, and the vehicle speed may increase rapidly against the operator's intention. is there.
そこで、特許文献1による従来技術では、単独走行動作状態から複合動作状態へと移行する場合に、走行モータには主として第1の油圧ポンプからの圧油が供給されるようにすると共に、作業用アクチュエータには第2の油圧ポンプからの圧油のみが供給されるように構成している。
Therefore, in the prior art disclosed in
このような構成によれば、単独走行動作状態から複合動作状態へと移行する場合に、走行モータと作業用アクチュエータとにそれぞれ別のポンプから圧油が供給されるため、作業用アクチュエータの駆動圧に拘わらず、走行モータに優先的に圧油が供給されることを防止でき、オペレータの意図に反する速度の急上昇を抑制することができる。 According to such a configuration, when shifting from the single traveling operation state to the combined operation state, the pressure oil is supplied from the separate pumps to the traveling motor and the working actuator, respectively. Regardless of this, it is possible to prevent pressure oil from being preferentially supplied to the traveling motor, and to suppress a rapid increase in speed contrary to the operator's intention.
特許文献1による従来技術では、低速での走行動作と作業装置による作業動作とを同時に行う複合動作状態の場合に、作業用アクチュエータには第2の油圧ポンプからの圧油のみが供給される構成となっている。このため、複合動作を行っているときに、1つの油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)だけでは供給できない量の圧油が作業用アクチュエータで必要になった場合に、作業用アクチュエータに十分な量の圧油が供給されず、作業装置の動作が遅くなるという問題がある。
In the related art according to
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、低速での走行動作と作業装置による作業動作とを同時に行う複合動作状態でも作業装置の動作の遅延を抑制することができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to suppress a delay in the operation of the work device even in a combined operation state in which a traveling operation at a low speed and a work operation by the work device are performed simultaneously. It is an object of the present invention to provide a hydraulic drive device for a construction machine.
上述した課題を解決するため本発明は、油圧ポンプとタンクからなる油圧源と、前記油圧ポンプに接続されたセンタバイパス通路と、前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され車両を走行するための走行モータと、前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され作業装置を駆動するための作業用アクチュエータと、前記センタバイパス通路に接続され前記センタバイパス通路から分岐した分岐通路を通じて前記走行モータに供給される圧油の方向を切換える走行用方向切換弁と、前記センタバイパス通路のうち前記走行用方向切換弁の下流側に接続され前記作業用アクチュエータに供給される圧油の方向を切換える作業用方向切換弁とを備えた建設機械の油圧駆動装置に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention is to drive a vehicle driven by hydraulic pressure source including a hydraulic pump and a tank, a center bypass passage connected to the hydraulic pump, and pressure oil discharged from the hydraulic pump. The travel motor, a working actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump to drive the work device, and a branch passage connected to the center bypass passage and branched from the center bypass passage. A traveling direction switching valve that switches the direction of the supplied pressure oil, and a working direction switch that switches the direction of the pressure oil that is connected to the downstream side of the traveling direction switching valve in the center bypass passage and is supplied to the working actuator. The present invention is applied to a hydraulic drive device for a construction machine provided with a direction switching valve.
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記油圧ポンプから吐出される圧油が前記走行モータにのみ供給される低速での単独走行動作状態から、前記油圧ポンプから吐出される圧油が前記走行モータおよび前記作業用アクチュエータの両方に供給される走行と作業の複合動作状態に移行する場合に、前記作業用アクチュエータの駆動圧が前記走行モータの駆動圧よりも高いときに前記走行モータに供給される圧油の流量を制御する流量制御手段を有する構成としたことにある。
A feature of the configuration adopted by the invention of
請求項2の発明は、前記走行用方向切換弁と前記走行モータとの間には、該走行モータに圧油を供給するための圧油供給管路を接続して設け、前記流量制御手段は、前記圧油供給管路に設けられ、前記圧油供給管路を連通状態にする連通位置と前記圧油供給管路を流れる圧油の流量を制限する絞り位置とを有する流量制御切換弁により構成し、前記流量制御切換弁は、常時は連通位置にあり、前記作業用アクチュエータの駆動圧が前記走行モータの駆動圧よりも高いときに一時的に絞り位置に切換わり、その後、連通位置に復帰する構成としたことにある。 According to a second aspect of the present invention, a pressure oil supply line for supplying pressure oil to the traveling motor is connected between the traveling direction switching valve and the traveling motor. A flow rate control switching valve provided in the pressure oil supply line and having a communication position for connecting the pressure oil supply line and a throttle position for restricting the flow rate of the pressure oil flowing through the pressure oil supply line. The flow control switching valve is normally in the communication position, and is temporarily switched to the throttle position when the driving pressure of the working actuator is higher than the driving pressure of the travel motor, and then to the communication position. The configuration is to return.
請求項3の発明は、前記流量制御切換弁は、連通位置に切換える第1のパイロット室と絞り位置に切換える第2のパイロット室とを有する油圧パイロット式切換弁からなり、前記第1,第2のパイロット室には、前記作業用アクチュエータの駆動圧または前記作業用方向切換弁のパイロット圧を供給する第1,第2のパイロット管路を接続し、前記第1のパイロット管路には、前記第1のパイロット室の圧力を前記第2のパイロット室の圧力に比べて一時的に低くするための、前記第1のパイロット室に圧油が流入するときは流量を制限し、前記第1のパイロット室から圧油が流出するときは連通する一方向絞り弁を設ける構成としたことにある。 According to a third aspect of the present invention, the flow rate control switching valve comprises a hydraulic pilot type switching valve having a first pilot chamber that switches to a communication position and a second pilot chamber that switches to a throttle position. The pilot chamber is connected with first and second pilot pipes for supplying the driving pressure of the working actuator or the pilot pressure of the working direction switching valve, and the first pilot pipe is connected with the first pilot pipe. In order to temporarily lower the pressure in the first pilot chamber as compared with the pressure in the second pilot chamber, the flow rate is limited when pressure oil flows into the first pilot chamber, and the first pilot chamber When pressure oil flows out from the pilot chamber, a one-way throttle valve that communicates is provided.
請求項4の発明は、前記流量制御手段は、前記分岐通路の途中に設けられ、開口面積に応じて圧油の流量を制限するポペット弁を備えたロジック弁により構成し、前記ロジック弁は、前記ポペット弁の開口面積を全開状態にして前記分岐通路を連通状態にする全開動作状態と、前記ポペット弁の開口面積を全開状態よりも減少させて前記分岐通路を流れる圧油の流量を制限する制限動作状態とに切換わる構成とし、前記ロジック弁は、常時は全開動作状態となり、前記作業用アクチュエータの駆動圧が前記走行モータの駆動圧よりも高いときに一時的に制限動作状態に切換わり、その後、全開動作状態に復帰する構成としたことにある。 According to a fourth aspect of the present invention, the flow rate control means includes a logic valve that is provided in the middle of the branch passage and includes a poppet valve that limits the flow rate of the pressure oil according to the opening area. The fully open operation state in which the opening area of the poppet valve is fully opened and the branch passage is in communication, and the flow area of the pressure oil flowing through the branch passage is reduced by reducing the opening area of the poppet valve from the fully open state. The logic valve is always in a fully open operation state, and is temporarily switched to the limit operation state when the drive pressure of the work actuator is higher than the drive pressure of the travel motor. Then, it is in the structure which returns to a fully open operation state.
請求項5の発明は、前記ロジック弁は、前記全開動作状態に切換える第1のパイロット室と前記制限動作状態に切換える第2のパイロット室とを有し、前記ポペット弁の開口面積を制御するパイロット弁を備え、前記第1,第2のパイロット室には、前記作業用アクチュエータの駆動圧または前記作業用方向切換弁のパイロット圧を供給する第1,第2のパイロット管路を接続し、前記第1のパイロット管路には、前記第1のパイロット室の圧力を前記第2のパイロット室の圧力に比べて一時的に低くするための、前記第1のパイロット室に圧油が流入するときは流量を制限し、前記第1のパイロット室から圧油が流出するときは連通する一方向絞り弁を設ける構成としたことにある。 According to a fifth aspect of the present invention, the logic valve has a first pilot chamber that switches to the fully open operation state and a second pilot chamber that switches to the limit operation state, and controls the opening area of the poppet valve. The first and second pilot chambers are connected to the first and second pilot pipes for supplying the driving pressure of the working actuator or the pilot pressure of the working direction switching valve, When pressurized oil flows into the first pilot chamber to temporarily lower the pressure in the first pilot chamber as compared to the pressure in the second pilot chamber. Is a configuration in which a flow rate is limited and a one-way throttle valve that communicates when pressure oil flows out of the first pilot chamber.
請求項1の発明によれば、流量制御手段により走行モータに供給される圧油の流量を制御する構成としているので、単独走行動作状態から複合動作状態に移行するときに、流量制限手段により走行モータに供給される圧油の流量を緩やかに変化させることができる。このため、作業用アクチュエータよりも走行モータへ優先的に圧油が供給されることを抑制することができ、オペレータの意図に反して車両の速度が急速に増加するのを抑制することができる。しかも、流量制御手段によって車両の速度変化を抑制できるから、従来技術のように、複数の油圧ポンプを備える必要がなくなる。このため、低速での走行動作と作業装置による作業動作とを同時に行う複合動作状態であっても、作業装置の動作の遅延を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the flow rate control means controls the flow rate of the pressure oil supplied to the travel motor. Therefore, when the single travel operation state shifts to the composite operation state, the flow restriction means travels. The flow rate of the pressure oil supplied to the motor can be changed gradually. For this reason, it is possible to suppress the pressure oil from being preferentially supplied to the travel motor over the work actuator, and to suppress a rapid increase in the vehicle speed against the operator's intention. In addition, since the change in vehicle speed can be suppressed by the flow rate control means, there is no need to provide a plurality of hydraulic pumps as in the prior art. For this reason, even in a combined operation state in which a traveling operation at a low speed and a work operation by the work device are performed simultaneously, a delay in the operation of the work device can be suppressed.
請求項2の発明によれば、流量制御手段は圧油供給管路に設けられ連通位置と絞り位置とを有する流量制御切換弁により構成している。そして、低速での単独走行動作状態では、流量制御切換弁は連通位置となり、油圧ポンプからの圧油がそのまま走行モータに供給される。一方、低速での単独走行動作状態から低速での走行動作と作業装置による作業動作とを同時に行う複合動作状態に移行した場合に、作業用アクチュエータの駆動圧が走行モータの駆動圧よりも高いときには、流量制御切換弁は一時的に絞り位置に切換わる。これにより、油圧ポンプから走行モータに供給する圧油の流量を制限して、急激な車両の速度変化を抑制することができる。
According to the invention of
しかも、流量制御切換弁は、絞り位置から速やかに連通位置に復帰するから、複合動作状態が継続された場合には、作業用アクチュエータの駆動圧によって昇圧された圧油を走行モータに供給して、車両を走行させることができる。これにより、流量制御切換弁が絞り位置の状態のまま走行モータに圧油が供給されることによる損失を防止することができる。 In addition, since the flow rate control switching valve quickly returns from the throttle position to the communication position, when the combined operation state continues, the pressure oil increased by the driving pressure of the work actuator is supplied to the travel motor. The vehicle can be run. As a result, it is possible to prevent loss due to the pressure oil being supplied to the traveling motor while the flow control valve is in the throttle position.
請求項3の発明によれば、単独走行動作状態から複合動作状態に移行するときに、作業用アクチュエータの駆動圧または作業用方向切換弁のパイロット圧が上昇すると、この上昇した圧力は、流量制御切換弁の第1のパイロット室と第2のパイロット室に作用する。このとき、一方向絞り弁により、流量制御切換弁の第1のパイロット室の圧力が第2のパイロット室の圧力に比べて一時的に低くなるため、常時は連通位置にある流量制御切換弁が、一時的に絞り位置に切換わる。これにより、流量制御切換弁は、走行モータに供給する圧油の流量を制限することができる。また、流量制御切換弁の第1のパイロット室の圧力と第2のパイロット室の圧力が等しくなった場合には、流量制御切換弁は、絞り位置から連通位置に復帰する。これにより、圧力を損失することなく、走行モータに圧油を供給することができる。 According to the third aspect of the present invention, when the driving pressure of the working actuator or the pilot pressure of the working direction switching valve rises when shifting from the single traveling operation state to the combined operation state, the increased pressure is controlled by the flow control. It acts on the first pilot chamber and the second pilot chamber of the switching valve. At this time, since the pressure in the first pilot chamber of the flow control switching valve is temporarily lower than the pressure in the second pilot chamber by the one-way throttle valve, the flow control switching valve that is always in the communication position is Temporarily switches to the aperture position. Thereby, the flow control switching valve can limit the flow rate of the pressure oil supplied to the traveling motor. Further, when the pressure in the first pilot chamber and the pressure in the second pilot chamber of the flow control switching valve become equal, the flow control switching valve returns from the throttle position to the communication position. Thereby, pressure oil can be supplied to a traveling motor, without losing pressure.
請求項4の発明によれば、流量制御手段は分岐通路に設けられ開口面積に応じて圧油の流量を制限するポペット弁を備えたロジック弁により構成している。そして、低速での単独走行動作状態では、ロジック弁(ポペット弁)は全開動作状態となり、油圧ポンプからの圧油がそのまま走行モータに供給される。一方、低速での単独走行動作状態から低速での走行動作と作業装置による作業動作とを同時に行う複合動作状態に移行した場合に、作業用アクチュエータの駆動圧が走行モータの駆動圧よりも高いときには、ロジック弁(ポペット弁)は一時的に制限動作状態に切換わる。これにより、油圧ポンプから走行モータに供給する圧油の流量を制限して、急激な車両の速度変化を抑制することができる。
According to the invention of
しかも、ロジック弁(ポペット弁)は、制限動作状態から速やかに全開動作状態に復帰するから、複合動作状態が継続された場合には、例えば作業用アクチュエータの駆動圧によって昇圧された圧油を走行モータに供給して、車両を走行させることができる。これにより、ロジック弁(ポペット弁)が制限動作状態のまま運転が継続されることによる効率低下を防止することができる。 Moreover, since the logic valve (poppet valve) quickly returns from the restricted operation state to the fully open operation state, when the combined operation state continues, for example, the pressure valve that has been boosted by the drive pressure of the working actuator travels. The vehicle can be driven by supplying it to the motor. Thereby, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to the continued operation while the logic valve (poppet valve) is in the restricted operation state.
請求項5の発明によれば、単独走行動作状態から複合動作状態に移行するときに、作業用アクチュエータの駆動圧または作業用方向切換弁のパイロット圧が上昇すると、この上昇した圧力は、ロジック弁(ポペット弁の開口面積)を制御するパイロット弁の第1のパイロット室と第2のパイロット室に作用する。このとき、一方向絞り弁により、パイロット弁の第1のパイロット室の圧力が第2のパイロット室の圧力に比べて一時的に低くなるため、常時は全開動作状態にあるロジック弁(ポペット弁)が、一時的に制限動作状態に切換わる。これにより、ロジック弁(ポペット弁)は、走行モータに供給する圧油の流量を制限することができる。また、パイロット弁の第1のパイロット室の圧力と第2のパイロット室の圧力が等しくなった場合には、ロジック弁(ポペット弁)は、制限動作状態から全開動作状態に復帰する。これにより、圧力を損失することなく、走行モータに圧油を供給することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the driving pressure of the working actuator or the pilot pressure of the working direction switching valve rises when shifting from the single traveling operation state to the combined operation state, the increased pressure is applied to the logic valve. It acts on the first pilot chamber and the second pilot chamber of the pilot valve that controls (opening area of the poppet valve). At this time, since the pressure in the first pilot chamber of the pilot valve is temporarily lower than the pressure in the second pilot chamber due to the one-way throttle valve, the logic valve (poppet valve) that is always in a fully open operation state Is temporarily switched to the limited operation state. Thereby, the logic valve (poppet valve) can restrict | limit the flow volume of the pressure oil supplied to a traveling motor. Further, when the pressure in the first pilot chamber of the pilot valve becomes equal to the pressure in the second pilot chamber, the logic valve (poppet valve) returns from the restricted operation state to the fully open operation state. Thereby, pressure oil can be supplied to a traveling motor, without losing pressure.
以下、本発明の実施の形態による建設機械の油圧駆動装置を、建設機械としてのホイール式油圧ショベルに搭載した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a case where a hydraulic drive device for a construction machine according to an embodiment of the present invention is mounted on a wheel-type hydraulic excavator as a construction machine will be described as an example with reference to the accompanying drawings.
図1および図2は本発明の第1の実施の形態を示している。図中、1は建設機械としてのホイール式の油圧ショベルで、該油圧ショベル1は、自走可能なホイール式の下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に搭載され該下部走行体2と共に車両を構成する上部旋回体3と、該上部旋回体3の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置4とにより大略構成されている。そして、ホイール式の油圧ショベル1は、下部走行体2によって例えば一般道路を走行し、作業現場において後述の作業装置4を用いて土砂の掘削作業等を行うものである。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a wheel-type hydraulic excavator as a construction machine, and the
ここで、下部走行体2は、トラックフレーム2Aと、該トラックフレーム2Aに設けられ、後述の油圧モータ16(図2参照)によって駆動される前,後、左,右の車輪2Bとにより構成されている。そして、下部走行体2は、各車輪2Bを駆動することにより、一般道路、作業現場等を走行する構成となっている。なお、このように4輪駆動車として構成する他、例えば後車輪側のみを回転駆動する2輪駆動車として構成してもよい。
Here, the
4は上部旋回体3の前部側に設けられた作業装置で、該作業装置4は、基端側が上部旋回体3に取付けられたブーム5、該ブーム5の先端側に取付けられたアーム6、該アーム6の先端側に取付けられた作業具としてのバケット7、上部旋回体3とブーム5との間に設けられブーム5を俯仰動させるブームシリンダ8、ブーム5とアーム6との間に設けられアーム6を俯仰動させるアームシリンダ9、アーム6とバケット7との間に設けられバケット7を回動させるバケットシリンダ10等により構成されている。
ここで、ブームシリンダ8、アームシリンダ9、バケットシリンダ10は、作業装置4を駆動するための作業用アクチュエータを構成するもので、後述の油圧ポンプ11から吐出される圧油により駆動されるものである。
Here, the
11は上部旋回体3に設けられたメインの油圧ポンプで、該油圧ポンプ11は、タンク12と共に油圧源を構成し、ディーゼルエンジン等の原動機(図示せず)によって回転駆動されるものである。そして、油圧ポンプ11は、タンク12内の作動油を高圧の圧油として後述のセンタバイパス管路13に向けて吐出し、この圧油は、後述の走行用方向切換弁18、ブーム用方向切換弁19等を介して、油圧モータ16、ブームシリンダ8等に供給される構成となっている。
13は油圧ポンプ11に接続されたセンタバイパス通路としてのセンタバイパス管路で、該センタバイパス管路13の途中には、上流側から順に、後述の走行用方向切換弁18、ブーム用方向切換弁19が設けられている。また、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の上流側には、センタバイパス管路13から分岐する分岐通路(ブリッジ通路)としての分岐管路14Aが設けられ、該分岐管路14Aは、走行用方向切換弁18の高圧側ポートに接続されている。また、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側でブーム用方向切換弁19の上流側にも別の分岐管路14Bが設けられ、該分岐管路14Bは、ブーム用方向切換弁19の高圧側ポートに接続されている。さらに、走行用方向切換弁18,ブーム用方向切換弁19とタンク12との間には、油圧モータ16,ブームシリンダ8からの戻り油をタンク12側に還流させるためのタンク管路15A,15Bが設けられている。
なお、図2(および後述の図3)に示す油圧回路図では、作業装置4を駆動するための作業用アクチュエータとしてブームシリンダ8のみを示すと共に、作業用アクチュエータに供給される圧油の方向を切換える作業用方向切換弁としてブーム用方向切換弁19のみを示している。ただし、実際は、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側には、作業用方向切換弁としてのアーム用方向切換弁、バケット用方向切換弁等(何れも図示せず)が設けられており、これらアーム用方向切換弁、バケット用方向切換弁等を介してアームシリンダ9、バケットシリンダ10等にも圧油を供給できるように構成している。
In the hydraulic circuit diagram shown in FIG. 2 (and FIG. 3 described later), only the
そこで、以下の説明は、作業用アクチュエータと作業用方向切換弁の代表例としてブームシリンダ8とブーム用方向切換弁19を用いて説明し、アームシリンダ9、アーム用方向切換弁、バケットシリンダ10、バケット用方向切換弁についての説明は省略する。しかし、アームシリンダ9、アーム用方向切換弁、バケットシリンダ10、バケット用方向切換弁についても、駆動対象がアーム6、バケット7と異なる以外、ブームシリンダ8、ブーム用方向切換弁19と同様である。
Therefore, the following description will be made using a
16は下部走行体2に設けられた走行モータとしての油圧モータで、該油圧モータ16は、油圧ポンプ11から吐出される圧油により駆動され、車両(下部走行体2と上部旋回体3)を走行させるものである。ここで、油圧モータ16と後述の走行用方向切換弁18との間には、油圧モータ16に圧油を供給するための圧油供給管路としての一対の主管路17A,17Bが接続して設けられている。これら各主管路17A,17Bは、走行用方向切換弁18の切換位置に応じて、分岐管路14Aまたはタンク管路15Aに接続されるものである。
18はセンタバイパス管路13に接続された走行用方向切換弁で、該走行用方向切換弁18は、センタバイパス管路13から分岐した分岐管路14Aを通じて油圧モータ16に供給される圧油の方向を切換えるものである。ここで、走行用方向切換弁18は、左,右の油圧パイロット室18A,18Bを有し、常時は中立位置(A)に保持される。そして、走行用方向切換弁18は、左,右の油圧パイロット室18A,18Bに対し、オペレータの操作に応じて発生するパイロット圧が供給されることにより、中立位置(A)から前進高速位置(B),前進低速位置(C),後進高速位置(D),後進低速位置(E)に切換えられる。
ここで、走行用方向切換弁18が中立位置(A)に保持されているときは、主管路17A,17Bはタンク管路15Aを介してタンク12と接続され、油圧モータ16は回転しない。また、このとき、油圧ポンプ11からの圧油は、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側に供給される。これにより、後述のブーム用方向切換弁19の切換位置に応じて、ブームシリンダ8に圧油が供給され、該ブームシリンダ8を伸縮させることができる(作業装置4を駆動することができる)。
Here, when the traveling
走行用方向切換弁18が前進高速位置(B)に切換えられたときには、油圧ポンプ11からの圧油が分岐管路14A、走行用方向切換弁18、主管路17A、後述の流量制御切換弁21を介して油圧モータ16に供給され、該油圧モータ16が車両を前進させる方向に回転する。そして、油圧モータ16に供給された圧油は、主管路17B、流量制御切換弁21、走行用方向切換弁18、タンク管路15Aを介してタンク12に排出される。
When the traveling
また、このとき、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側には、油圧ポンプ11からの圧油が供給されなくなる。このため、走行用方向切換弁18が前進高速位置(B)に切換えられたときには、ブームシリンダ8を伸縮させることはできない(作業装置4を駆動することはできない)。
At this time, the pressure oil from the
走行用方向切換弁18が前進低速位置(C)に切換えられたときには、油圧ポンプ11からの圧油が油圧モータ16に供給されると共に、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側にも圧油が供給される。この場合には、車両を前進方向に走行させつつ、後述のブーム用方向切換弁19の切換位置に応じてブームシリンダ8を伸縮させることができる(作業装置4を駆動することができる)。なお、前進低速位置(C)は、オペレータが中立位置(A)と前進高速位置(B)との間でインチング操作を行っている状態、即ち、走行用方向切換弁18のスプールを中立位置(A)と前進高速位置(B)との間で微妙に動かす操作を行っている状態を、走行用方向切換弁18の切換位置として表したものに対応するものである。
When the traveling
一方、走行用方向切換弁18が後進高速位置(D)に切換えられたときには、油圧ポンプ11からの圧油が分岐管路14A、走行用方向切換弁18、主管路17B、後述の流量制御切換弁21を介して油圧モータ16に供給され、該油圧モータ16が車両を後進させる方向に回転する。そして、油圧モータ16に供給された圧油は、主管路17A、流量制御切換弁21、走行用方向切換弁18、タンク管路15Aを介してタンク12に排出される。
On the other hand, when the traveling
また、このとき、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側には、油圧ポンプ11からの圧油が供給されなくなる。このため、走行用方向切換弁18が後進高速位置(D)に切換えられたときには、ブームシリンダ8を伸縮させることはできない(作業装置4を駆動することはできない)。
At this time, the pressure oil from the
走行用方向切換弁18が後進低速位置(E)に切換えられたときには、油圧ポンプ11からの圧油が油圧モータ16に供給されると共に、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側にも圧油が供給される。この場合には、車両を後進方向に走行させつつ、後述のブーム用方向切換弁19の切換位置に応じてブームシリンダ8を伸縮させることができる(作業装置4を駆動することができる)。なお、後進低速位置(E)は、オペレータが中立位置(A)と後進高速位置(D)との間でインチング操作を行っている状態、即ち、走行用方向切換弁18のスプールを中立位置(A)と後進高速位置(D)との間で微妙に動かす操作を行っている状態を、走行用方向切換弁18の切換位置として表したものに対応するものである。
When the traveling
19はセンタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側に接続された作業用方向切換弁としてのブーム用方向切換弁で、該ブーム用方向切換弁19は、作業用アクチュエータとしてのブームシリンダ8に供給される圧油の方向を切換えるものである。ここで、ブーム用方向切換弁19は、左,右の油圧パイロット室19A,19Bを有し、常時は中立位置(イ)に保持される。そして、ブーム用方向切換弁19は、左,右の油圧パイロット室19A,19Bに対し、オペレータの操作に応じて発生するパイロット圧が供給されることにより、中立位置(イ)から正方向動作位置(ロ),逆方向動作位置(ハ)に切換えられる。
ここで、ブームシリンダ8とブーム用方向切換弁19との間には、一対の主管路20A,20Bが設けられており、このうちの一方の主管路20Aは、ブームシリンダ8のボトム側油室8Aをブーム用方向切換弁19の一方の圧油流出入ポートに接続するものである。他方の主管路20Bは、ブームシリンダ8のロッド側油室8Bをブーム用方向切換弁19の他方の圧油流出入ポートに接続するものである。
Here, a pair of
ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)に保持されているときは、主管路20A,20Bはタンク管路15Bを介してタンク12と接続される。また、油圧ポンプ11からの圧油は、センタバイパス管路13のうちブーム用方向切換弁19の下流側に供給される(センタバイパス管路13を通じてタンク12に排出される)。
When the boom
ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)から正方向動作位置(ロ)に切換えられたときには、油圧ポンプ11からの圧油が分岐管路14B、ブーム用方向切換弁19、主管路20Aを介してブームシリンダ8のボトム側油室8Aに供給され、ロッド側油室8B内の圧油は主管路20B、ブーム用方向切換弁19、タンク管路15Bを介してタンク12に排出される。これにより、ブームシリンダ8はボトム側油室8Aに供給された圧油により伸長し、ブーム5を上向きに仰動する。
When the boom
ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)から逆方向動作位置(ハ)に切換えられたときには、油圧ポンプ11からの圧油が分岐管路14B、ブーム用方向切換弁19、主管路20Bを介してブームシリンダ8のロッド側油室8Bに供給され、ボトム側油室8A内の圧油は主管路20A、ブーム用方向切換弁19、タンク管路15Bを介してタンク12に排出される。これにより、ブームシリンダ8はロッド側油室8Bに供給された圧油により縮小し、ブーム5を下向きに俯動する。
When the boom
次に、走行用方向切換弁18と油圧モータ16との間に設けられた流量制御切換弁21について説明する。
Next, the flow
即ち、21は走行用方向切換弁18と油圧モータ16との間の主管路17A,17Bの途中に設けられた流量制御手段としての流量制御切換弁で、該流量制御切換弁21は、油圧モータ16に供給される圧油の流量を制御するものである。ここで、流量制御切換弁21は、油圧ポンプ11から吐出される圧油が油圧モータ16にのみ供給される単独走行動作状態から、油圧ポンプ11から吐出される圧油が油圧モータ16およびブームシリンダ8の両方に供給される走行と作業の複合動作状態に移行する場合に、油圧モータ16に供給される圧油の流量を制御するものである。
That is, 21 is a flow control switching valve as a flow control means provided in the middle of the
より具体的には、流量制御切換弁21は、例えば走行用方向切換弁18が前進低速位置(C)または、後進低速位置(E)に切換えられた場合に、ブームシリンダ8の駆動圧が油圧モータ16の駆動圧よりも高いときに該油圧モータ16に供給される圧油の流量を制限するものである。
More specifically, the flow
ここで、流量制御切換弁21は、主管路17A,17Bを流量制限することなく連通状態に保持する連通位置(a)と主管路17A,17Bを流れる圧油の流量を制限する絞り位置(b)とを有し、常時は連通位置(a)に保持される。流量制御切換弁21が連通位置(a)の状態では、油圧ポンプ11からの圧油がそのまま油圧モータ16に供給される。一方、流量制御切換弁21が絞り位置(b)に切換わった状態では、油圧ポンプ11からの圧油が絞りを経由し油圧モータ16に供給される。これにより、油圧モータ16に供給される圧油の流量を制限する構成となっている。
Here, the flow rate
また、流量制御切換弁21は、ブームシリンダ8の駆動圧が油圧モータ16の駆動圧よりも高いときに、一時的に絞り位置(b)に切換わり、その後、後述の一方向絞り弁23により連通位置(a)に復帰する構成となっている。このために、流量制御切換弁21は、連通位置(a)に切換える第1のパイロット室21Aと絞り位置(b)に切換える第2のパイロット室21Bとを有する油圧パイロット式切換弁として構成されている。そして、流量制御切換弁21には、連通位置(a)側に向けてスプールを付勢するばね21Cが設けられ、該ばね21Cは、連通位置(a)から絞り位置(b)に切換わるときの第1のパイロット室21Aと第2のパイロット室21Bとの間の圧力差を設定するものである。
Further, the flow rate
また、第1,第2のパイロット室21A,21Bには、ブームシリンダ8の駆動圧を供給する第1,第2のパイロット管路22A,22Bが接続されている。ここで、第1,第2のパイロット管路22A,22Bは、上流側がセンタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側であってブーム用方向切換弁19よりも上流側に接続され、下流側がそれぞれ第1,第2のパイロット室21A,21Bに接続されている。そして、第1のパイロット管路22Aの途中には後述の一方向絞り弁23が設けられている。
The first and
23は第1のパイロット管路22Aの途中に設けられた一方向絞り弁で、該一方向絞り弁23は、第1のパイロット室21Aの圧力を第2のパイロット室21Bの圧力に比べて一時的に低くするためのものである。ここで、一方向絞り弁23は、第1のパイロット室21Aに圧油が流入するときは流量を制限する絞り23Aと、第1のパイロット室21Aから圧油が流出するときは連通するチェック弁23Bとにより構成され、これら絞り23Aとチェック弁23Bとは第1のパイロット管路22Aに並列に設けられている。これにより、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側に圧油が供給されたときに、第1のパイロット室21Aに供給される圧油が絞り23Aにより一時的に制限されることにより、第1のパイロット室21Aの圧力が第2のパイロット室21Bの圧力に比べて一時的に低くなるように構成している。
本実施の形態による油圧駆動装置を備えた油圧ショベル1は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。なお、この説明は、走行方向が前進方向の場合を中心に説明し、走行方向が後進方向の場合は省略する。ただし、後進方向については、走行用方向切換弁18の切換位置が後進高速位置(D),後進低速位置(E)に切換えられ、これに伴い油圧モータ16に供給される圧油の流通方向が逆になる以外、前進方向の場合と同様である。
The
まず、油圧ショベル1は走行させずに作業装置4による作業のみを行う単独作業状態、即ち、走行用方向切換弁18が中立位置(A)にある場合を説明する。この場合は、油圧ポンプ11からの圧油は、油圧モータ16には供給されず、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側に供給される。そして、ブーム用方向切換弁19が、例えば中立位置(イ)から正方向動作位置(ロ)に切換えられると、油圧ポンプ11からの圧油が分岐管路14B、ブーム用方向切換弁19、主管路20Aを介してブームシリンダ8のボトム側油室8Aに供給され、ロッド側油室8B内の圧油は主管路20B、ブーム用方向切換弁19、タンク管路15Bを介してタンク12に排出される。これにより、ブームシリンダ8はボトム側油室8Aに供給された圧油により伸長し、ブーム5を上向きに仰動することができる。
First, a description will be given of a single work state in which the
一方、ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)から逆方向動作位置(ハ)に切換えられたときには、油圧ポンプ11からの圧油が分岐管路14B、ブーム用方向切換弁19、主管路20Bを介してブームシリンダ8のロッド側油室8Bに供給され、ボトム側油室8A内の圧油は主管路20A、ブーム用方向切換弁19、タンク管路15Bを介してタンク12に排出される。これにより、ブームシリンダ8はロッド側油室8Bに供給された圧油により縮小し、ブーム5を下向きに俯動することができる。
On the other hand, when the boom
次に、高速での単独走行動作状態、即ち、走行用方向切換弁18が前進低速位置(B)にある場合は、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13から分岐管路14Aを経由し、走行用方向切換弁18、主管路17A、流量制御切換弁21を介して油圧モータ16に供給される。このとき、流量制御切換弁21は、ばね21Cにより連通位置(a)に保持されており、油圧ポンプ11からの圧油がそのまま油圧モータ16に供給される。これにより、圧力を損失することなく、油圧モータ16に圧油を供給することができる。なお、このような高速走行の際は、油圧ポンプ11からの圧油は、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側に供給されず、作業装置4による作業は行うことができない。
Next, in a single traveling operation state at high speed, that is, when the traveling
一方、低速での単独走行動作状態のとき、即ち、走行用方向切換弁18が前進低速位置(C)にあり、ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)にあるときは、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13から分岐管路14Aを経由し、走行用方向切換弁18、主管路17A、流量制御切換弁21を介して油圧モータ16に供給される。このとき、流量制御切換弁21は、ばね21Cにより連通位置(a)に保持されており、油圧ポンプ11からの圧油がそのまま油圧モータ16に供給される。これにより、圧力を損失することなく、油圧モータ16に圧油を供給することができる。また、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側にも供給されるが、その圧油は、ブームシリンダ8には供給されず、センタバイパス管路13を通じてタンク12に排出される。
On the other hand, when the vehicle is in a single traveling operation state at low speed, that is, when the traveling
次に、低速での単独走行動作状態から低速での走行と作業装置4による作業とを同時に行う複合動作状態に移行したとき、即ち、走行用方向切換弁18が前進低速位置(C)にあり、ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)から正方向動作位置(ロ)または逆方向動作位置(ハ)に切換えられたときは、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13から分岐管路14Aを経由し、走行用方向切換弁18、主管路17A、流量制御切換弁21を介して油圧モータ16に供給される。
Next, when the single traveling operation state at the low speed is shifted to the combined operation state in which the traveling at the low speed and the work by the
また、これと共に、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側にも供給され、その圧油は、ブーム用方向切換弁19の切換位置に応じてブームシリンダ8にも供給される。このとき、ブームシリンダ8の伸縮開始に伴って、該ブームシリンダ8の駆動圧が上昇することがある。そして、このようにブームシリンダ8の駆動圧が上昇すると、この上昇した圧力は、第1のパイロット管路22Aを通じて第1のパイロット室21Aに作用すると共に、第2のパイロット管路22Bを通じて第2のパイロット室21Bに作用する。
At the same time, the pressure oil discharged from the
このとき、第1のパイロット管路22Aには、一方向絞り弁23が設けられているから、第1のパイロット室21Aの圧力が第2のパイロット室21Bの圧力に比べて一時的に低くなる。このため、常時は連通位置(a)にある流量制御切換弁21が、一時的に絞り位置(b)に切換わる。これにより、流量制御切換弁21は、油圧モータ16に供給する圧油の流量を制限することができ、ブームシリンダ8の駆動圧によって油圧モータ16の回転数(回転速度)が急に上昇するのを抑制することができる。
At this time, since the one-
また、第1のパイロット室21Aの圧力が上昇して第2のパイロット室21Bの圧力に近づくと、流量制御切換弁21は、ばね21Cによって、絞り位置(b)から連通位置(a)に復帰する。これにより、圧力を損失することなく、油圧モータ16に圧油を供給することができる。
When the pressure in the
このように本実施の形態によれば、単独走行動作状態から複合動作状態に移行するときに、流量制御切換弁21により油圧モータ16に供給される圧油の流量を緩やかに変化させることができる。即ち、ブームシリンダ8の駆動圧が上昇したときに、一方向絞り弁23により、流量制御切換弁21の第1のパイロット室21Aの圧力が第2のパイロット室21Bの圧力に比べて一時的に低くなり、流量制御切換弁21が一時的に絞り位置(b)に切換わる。このため、ブームシリンダ8よりも油圧モータ16へ優先的に圧油が供給されることを抑制することができ、オペレータの意図に反して車両の速度が急速に増加するのを抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the flow rate of the pressure oil supplied to the
しかも、このように流量制御切換弁21によって車両の速度変化を抑制できるから、従来技術のように、複数の油圧ポンプを備える必要がなくなる。このため、低速での走行動作と作業装置4による作業動作とを同時に行う複合動作状態であっても、ブームシリンダ8(作業装置4)の動作の遅延を抑制することができる。
In addition, since the change in the speed of the vehicle can be suppressed by the flow rate
また、流量制御切換弁21の第1のパイロット室21Aの圧力と第2のパイロット室21Bの圧力が等しくなった場合には、流量制御切換弁21は、絞り位置(b)から連通位置(a)に復帰する。これにより、圧力を損失することなく、油圧モータ16に圧油を供給することができる。
When the pressure in the
次に、図3は本発明の第2の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、第1の実施の形態で用いた流量制御手段として流量制御切換弁21に代えて、センタバイパス通路13から分岐する分岐管路14Aに流量制御手段としてのロジック弁31を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. A feature of the present embodiment is that, instead of the flow
図中、31はセンタバイパス管路13から分岐する分岐管路14Aの途中で走行用方向切換弁18よりも上流側に設けられた流量制御手段としてのロジック弁で、該ロジック弁31は、油圧モータ16に供給される圧油の流量を制御するものである。ここで、ロジック弁31は、油圧ポンプ11から吐出される圧油が油圧モータ16にのみ供給される単独走行動作状態から、油圧ポンプ11から吐出される圧油が油圧モータ16およびブームシリンダ8の両方に供給される走行と作業の複合動作状態に移行する場合に、油圧モータ16に供給される圧油の流量を制御するものである。
In the figure, 31 is a logic valve as a flow rate control means provided on the upstream side of the traveling
より具体的には、ロジック弁31は、例えば走行用方向切換弁18が前進低速位置(C)、または後進低速位置(E)に切換えられた場合に、ブームシリンダ8の駆動圧が油圧モータ16の駆動圧よりも高いときに該油圧モータ16に供給される圧油の流量を制限するものである。ここで、ロジック弁31は、後述のポペット弁32と、パイロット弁33とにより大略構成されている。
More specifically, the
32は開口面積に応じて圧油の流量を制御するポペット弁で、該ポペット弁32は、分岐管路14Aの途中に設けられている。ここで、ポペット弁32は、チェック弁32A1が収容された弁体32Aと、分岐管路14Aからの圧油が流入する弁油室(通路)32Bと、弁体32Aを挟んで弁油室32Bとは反対側に設けられた背圧室32Cとを含んで構成されている。そして、ポペット弁32は、後述のパイロット弁33と協働して弁体32Aのリフト量(図3で上,下方向の変位量)を可変に調節することにより、開口面積を大きくして(全開状態にして)分岐管路14Aを連通状態にする全開動作状態と、開口面積を小さくして(全開状態よりも減少させて)分岐管路14Aを流れる圧油の流量を制限する制限動作状態とに切換わる構成となっている。
33はポペット弁32の開口面積(弁体32Aのリフト量)を制御するパイロット弁で、該パイロット弁33は、ポペット弁32の背圧室32Cと分岐管路14Aの流出側との間を接続する油通路34の途中に設けられている。ここで、パイロット弁33は、油通路34を連通状態にする連通位置(a)と油通路34を流れる圧油を遮断する遮断位置(b)とを有し、常時はばね33Cにより連通位置(a)に保持される。
A
パイロット弁33が連通位置(a)の状態では、ポペット弁32の背圧室32C内の圧力が弁油室32Bの圧力より相対的に低い圧力値まで低下する。これにより、ポペット弁32の弁体32Aが、開口面積が大きくなる方向(図3で下方)に変位し、ポペット弁32の開口面積が最大(全開)状態となる。この場合には、油圧ポンプ11からの圧油が、ポペット弁32でその流量が制限されずに、走行用方向切換弁18を介して油圧モータ16に供給される。
When the
一方、パイロット弁33が遮断位置(b)の状態では、背圧室32Cが油通路34に対して遮断されるため、ポペット弁32の背圧室32C内の圧力と弁油室32Bの圧力がほぼ等しい状態となる。これにより、ポペット弁32の弁体32Aは、そのリフト量が背圧室32C内の圧力によって小さく抑えられ(開口面積が小さくなる方向に変位し)、ポペット弁32の開口面積が全開状態よりも減少した状態となる。この場合には、油圧ポンプ11からの圧油が、ポペット弁32によりその流量が制限された状態で、走行用方向切換弁18を介して油圧モータ16に供給される。
On the other hand, when the
また、パイロット弁33は、ブームシリンダ8の駆動圧が油圧モータ16の駆動圧よりも高いときに、一時的に遮断位置(b)に切換わり、その後、後述の一方向絞り弁36により連通位置(a)に復帰する構成となっている。このために、パイロット弁33は、連通位置(a)に切換える第1のパイロット室33Aと遮断位置(b)に切換える第2のパイロット室33Bとを有する油圧パイロット式切換弁として構成されている。そして、パイロット弁33には、連通位置(a)側に向けてスプールを付勢するばね33Cが設けられ、該ばね33Cは、連通位置(a)から遮断位置(b)に切換わるときの第1のパイロット室33Aと第2のパイロット室33Bとの間の圧力差を設定するものである。
The
また、第1,第2のパイロット室33A,33Bには、ブームシリンダ8の駆動圧を供給する第1,第2のパイロット管路35A,35Bが接続されている。ここで、第1,第2のパイロット管路35A,35Bは、上流側がセンタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側かつブーム用方向切換弁19よりも上流側に接続され、下流側がそれぞれ第1,第2のパイロット室33A,33Bに接続されている。そして、第1のパイロット管路35Aの途中には後述の一方向絞り弁36が設けられている。
The first and
36は第1のパイロット管路35Aの途中に設けられた一方向絞り弁で、該一方向絞り弁36は、第1のパイロット室33Aの圧力を第2のパイロット室33Bの圧力に比べて一時的に低くするためのものである。ここで、一方向絞り弁36は、第1のパイロット室33Aに圧油が流入するときは流量を制限する絞り36Aと、第1のパイロット室33Aから圧油が流出するときは連通するチェック弁36Bとにより構成され、これら絞り36Aとチェック弁36Bとは第1のパイロット管路35Aに並行に設けられている。これにより、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側に圧油が供給されたときに、第1のパイロット室33Aに供給される圧油が絞り36Aにより一時的に制限されることにより、第1のパイロット室33Aの圧力が第2のパイロット室33Bの圧力に比べて一時的に低くなるように構成している。
A one-
このように構成される第2の実施の形態によれば、低速での単独走行動作状態のとき、即ち、走行用方向切換弁18が前進低速位置(C)にあり、ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)にあるときは、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13から分岐管路14Aを経由し、ロジック弁31、走行用方向切換弁18、主管路17Aを介して油圧モータ16に供給される。このとき、パイロット弁33は、ばね33Cにより連通位置(a)に保持されており、これにより、ロジック弁31は、ポペット弁32の開口面積を最大(全開)にして分岐管路14Aを連通状態にする全開動作状態となる。この場合には、油圧ポンプ11からの圧油が、ポペット弁32でその流量が制限されずに、走行用方向切換弁18を介して油圧モータ16に供給される。これにより、圧力を損失することなく、油圧モータ16に圧油を供給することができる。
According to the second embodiment configured as described above, the traveling
また、低速での単独走行動作状態から低速での走行と作業装置4による作業とを同時に行う複合動作状態に移行したとき、即ち、走行用方向切換弁18が前進低速位置(C)にあり、ブーム用方向切換弁19が中立位置(イ)から正方向動作位置(ロ)または逆方向動作位置(ハ)に切換えられたときは、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13から分岐管路14Aを経由し、ロジック弁31、走行用方向切換弁18、主管路17Aを介して油圧モータ16に供給される。
Further, when the low-speed single traveling operation state shifts to the combined operation state in which the low-speed traveling and the work by the
また、これと共に、油圧ポンプ11から吐出された圧油は、センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18の下流側にも供給され、その圧油は、ブーム用方向切換弁19の切換位置に応じてブームシリンダ8にも供給される。このとき、ブームシリンダ8の伸縮開始に伴って、該ブームシリンダ8の駆動圧が上昇することがある。そして、このようにブームシリンダ8の駆動圧が上昇すると、この上昇した圧力は、第1のパイロット管路35Aを通じてパイロット弁33の第1のパイロット室33Aに作用すると共に、第2のパイロット管路35Bを通じて第2のパイロット室33Bに作用する。
At the same time, the pressure oil discharged from the
このとき、第1のパイロット管路35Aには、一方向絞り弁36が設けられているから、第1のパイロット室33Aの圧力が第2のパイロット室33Bの圧力に比べて一時的に低くなる。このため、常時は連通位置(a)にあるパイロット弁33が、一時的に遮断位置(b)に切換わり、これにより、ロジック弁31は、ポペット弁32の開口面積を全開状態よりも減少させて分岐管路14Aを流れる圧油の流量を制限する制限動作状態となる。この場合には、油圧ポンプ11からの圧油が、ポペット弁32でその流量が制限された状態で、走行用方向切換弁18を介して油圧モータ16に供給される。これにより、ロジック弁31は、油圧モータ16に供給する圧油の流量を制限することができ、ブームシリンダ8の駆動圧によって油圧モータ16の回転数が急に上昇するのを抑制することができる。
At this time, since the one-
また、パイロット弁33の第1のパイロット室33Aの圧力が上昇して第2のパイロット室33Bの圧力に近づくと、パイロット弁33は、ばね33Cによって、遮断位置(b)から連通位置(a)に復帰する。これにより、ロジック弁31は、ポペット弁32の開口面積を最大(全開)にして分岐管路14Aを連通状態にする全開動作状態となり、圧力を損失することなく、油圧モータ16に圧油を供給することができる。
When the pressure in the
このように、第2の実施の形態によれば、単独走行動作状態から複合動作状態に移行するときに、ロジック弁31により油圧モータ16に供給される圧油の流量を緩やかに変化させることができる。即ち、ブームシリンダ8の駆動圧が上昇したときに、一方向絞り弁36により、パイロット弁33の第1のパイロット室33Aの圧力が第2のパイロット室33Bの圧力に比べて一時的に低くなり、ロジック弁31(ポペット弁32)が一時的に制限動作状態に切換わる。このため、ブームシリンダ8よりも油圧モータ16へ優先的に圧油が供給されることを抑制することができ、オペレータの意図に反して車両の速度が急速に増加するのを抑制することができる。
As described above, according to the second embodiment, the flow rate of the pressure oil supplied to the
しかも、このようにロジック弁31(ポペット弁32)によって車両の速度変化を抑制できるから、従来技術のように、複数の油圧ポンプを備える必要がなくなる。このため、低速での走行動作と作業装置4による作業動作とを同時に行う複合動作状態であっても、ブームシリンダ8(作業装置4)の動作の遅延を抑制することができる。
In addition, since the speed change of the vehicle can be suppressed by the logic valve 31 (poppet valve 32) as described above, it is not necessary to provide a plurality of hydraulic pumps as in the prior art. For this reason, even in the combined operation state in which the traveling operation at low speed and the work operation by the
また、パイロット弁33の第1のパイロット室33Aの圧力と第2のパイロット室33Bの圧力が等しくなった場合には、パイロット弁33は、遮断位置(b)から連通位置(a)に復帰する。これにより、ロジック弁31(ポペット弁32)は全開動作状態となり、圧力を損失することなく、油圧モータ16に圧油を供給することができる。
When the pressure in the
なお、上述した第1の実施の形態では、流量制御切換弁21は、パイロット圧として作業用アクチュエータとしてのブームシリンダ8の駆動圧(センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側かつブーム用方向切換弁19よりも上流側の油圧)を用いる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、流量制御切換弁の切換操作を、例えば、ブーム用方向切換弁、アーム用方向切換弁、バケット用方向切換弁等の作業用方向切換弁のパイロット圧を用いて行う構成としてもよい。
In the first embodiment described above, the flow rate
また、上述した第2の実施の形態では、ロジック弁31のポペット弁32(の開口面積)を制御するパイロット弁33は、パイロット圧として作業用アクチュエータとしてのブームシリンダ8の駆動圧(センタバイパス管路13のうち走行用方向切換弁18よりも下流側であってブーム用方向切換弁19よりも上流側の油圧)を用いる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、ロジック弁のパイロット弁の切換操作を、例えば、ブーム用方向切換弁、アーム用方向切換弁、バケット用方向切換弁等の作業用方向切換弁のパイロット圧を用いて行う構成としてもよい。
In the second embodiment described above, the
さらに、上述した各実施の形態では、建設機械としてホイール式の油圧ショベル1を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、クローラ式の油圧ショベルに適用してもよく、自走可能な各種の建設機械にも適用可能である。
Further, in each of the above-described embodiments, the wheel-type
1 油圧ショベル(建設機械)
2 下部走行体(車両)
3 上部旋回体(車両)
4 作業装置
8 ブームシリンダ(作業用アクチュエータ)
9 アームシリンダ(作業用アクチュエータ)
10 バケットシリンダ(作業用アクチュエータ)
11 油圧ポンプ(油圧源)
12 タンク(油圧源)
13 センタバイパス管路(センタバイパス通路)
14A,14B 分岐管路(分岐通路)
16 油圧モータ(走行モータ)
17A,17B 主管路(圧油供給管路)
18 走行用方向切換弁
19 ブーム用方向切換弁(作業用方向切換弁)
21 流量制御切換弁(流量制御手段)
21A 第1のパイロット室
21B 第2のパイロット室
22A 第1のパイロット管路
22B 第2のパイロット管路
23 一方向絞り弁
31 ロジック弁(流量制御手段)
32 ポペット弁
33 パイロット弁
33A 第1のパイロット室
33B 第2のパイロット室
35A 第1のパイロット管路
35B 第2のパイロット管路
36 一方向絞り弁
1 Excavator (construction machine)
2 Lower traveling body (vehicle)
3 Upper turning body (vehicle)
4 Working
9 Arm cylinder (working actuator)
10 Bucket cylinder (working actuator)
11 Hydraulic pump (hydraulic power source)
12 Tank (hydraulic power source)
13 Center bypass conduit (center bypass passage)
14A, 14B Branch pipe (branch passage)
16 Hydraulic motor (travel motor)
17A, 17B Main pipeline (pressure oil supply pipeline)
18 Traveling
21 Flow control switching valve (flow control means)
21A
32
Claims (5)
前記油圧ポンプから吐出される圧油が前記走行モータにのみ供給される低速での単独走行動作状態から、前記油圧ポンプから吐出される圧油が前記走行モータおよび前記作業用アクチュエータの両方に供給される走行と作業の複合動作状態に移行する場合に、前記作業用アクチュエータの駆動圧が前記走行モータの駆動圧よりも高いときに前記走行モータに供給される圧油の流量を制御する流量制御手段を有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 A hydraulic source comprising a hydraulic pump and a tank, a center bypass passage connected to the hydraulic pump, a travel motor driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a vehicle driven by the hydraulic oil, and discharged from the hydraulic pump A driving actuator that is driven by pressure oil to drive a working device, and a traveling actuator that switches the direction of the pressure oil that is supplied to the traveling motor through a branch passage that is connected to the center bypass passage and branches from the center bypass passage. Hydraulic pressure of a construction machine comprising: a direction switching valve; and a working direction switching valve that is connected to a downstream side of the traveling direction switching valve in the center bypass passage and switches a direction of pressure oil supplied to the working actuator. In the drive device,
Pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied to both the travel motor and the working actuator from a single traveling operation state at low speed where the pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied only to the travel motor. A flow control means for controlling the flow rate of pressure oil supplied to the travel motor when the drive pressure of the work actuator is higher than the drive pressure of the travel motor A hydraulic drive device for a construction machine, comprising:
前記流量制御手段は、前記圧油供給管路に設けられ、前記圧油供給管路を連通状態にする連通位置と前記圧油供給管路を流れる圧油の流量を制限する絞り位置とを有する流量制御切換弁により構成し、
前記流量制御切換弁は、常時は連通位置にあり、前記作業用アクチュエータの駆動圧が前記走行モータの駆動圧よりも高いときに一時的に絞り位置に切換わり、その後、連通位置に復帰する構成としてなる請求項1に記載の建設機械の油圧駆動装置。 Between the traveling direction switching valve and the traveling motor, a pressure oil supply line for supplying pressure oil to the traveling motor is connected and provided.
The flow rate control means is provided in the pressure oil supply line, and has a communication position that brings the pressure oil supply line into a communication state and a throttle position that restricts the flow rate of the pressure oil flowing through the pressure oil supply line. Consists of flow control switching valve,
The flow rate control switching valve is normally in the communication position, and is temporarily switched to the throttle position when the driving pressure of the working actuator is higher than the driving pressure of the travel motor, and then returns to the communication position. The hydraulic drive device for a construction machine according to claim 1.
前記第1,第2のパイロット室には、前記作業用アクチュエータの駆動圧または前記作業用方向切換弁のパイロット圧を供給する第1,第2のパイロット管路を接続し、
前記第1のパイロット管路には、前記第1のパイロット室の圧力を前記第2のパイロット室の圧力に比べて一時的に低くするための、前記第1のパイロット室に圧油が流入するときは流量を制限し、前記第1のパイロット室から圧油が流出するときは連通する一方向絞り弁を設ける構成としてなる請求項2に記載の建設機械の油圧駆動装置。 The flow rate control switching valve comprises a hydraulic pilot type switching valve having a first pilot chamber that switches to a communication position and a second pilot chamber that switches to a throttle position,
Connected to the first and second pilot chambers are first and second pilot pipes for supplying a driving pressure of the working actuator or a pilot pressure of the working direction switching valve,
Pressure oil flows into the first pilot chamber for temporarily lowering the pressure of the first pilot chamber as compared with the pressure of the second pilot chamber into the first pilot pipe line. 3. The hydraulic drive device for a construction machine according to claim 2, wherein when the pressure oil flows out of the first pilot chamber, a one-way throttle valve that communicates with the first pilot chamber is provided.
前記ロジック弁は、前記ポペット弁の開口面積を全開状態にして前記分岐通路を連通状態にする全開動作状態と、前記ポペット弁の開口面積を全開状態よりも減少させて前記分岐通路を流れる圧油の流量を制限する制限動作状態とに切換わる構成とし、
前記ロジック弁は、常時は全開動作状態となり、前記作業用アクチュエータの駆動圧が前記走行モータの駆動圧よりも高いときに一時的に制限動作状態に切換わり、その後、全開動作状態に復帰する構成としてなる請求項1に記載の建設機械の油圧駆動装置。 The flow rate control means is provided in the middle of the branch passage, and is constituted by a logic valve provided with a poppet valve that limits the flow rate of pressure oil according to the opening area,
The logic valve includes a fully-open operation state in which the opening area of the poppet valve is fully opened and the branch passage is in a communication state; It is configured to switch to a restricted operation state that restricts the flow rate of
The logic valve is normally in a fully open operation state, and is temporarily switched to a limited operation state when the drive pressure of the working actuator is higher than the drive pressure of the travel motor, and then returns to the fully open operation state. The hydraulic drive device for a construction machine according to claim 1.
前記第1,第2のパイロット室には、前記作業用アクチュエータの駆動圧または前記作業用方向切換弁のパイロット圧を供給する第1,第2のパイロット管路を接続し、
前記第1のパイロット管路には、前記第1のパイロット室の圧力を前記第2のパイロット室の圧力に比べて一時的に低くするための、前記第1のパイロット室に圧油が流入するときは流量を制限し、前記第1のパイロット室から圧油が流出するときは連通する一方向絞り弁を設ける構成としてなる請求項4に記載の建設機械の油圧駆動装置。 The logic valve has a first pilot chamber that switches to the fully open operation state and a second pilot chamber that switches to the limited operation state, and includes a pilot valve that controls an opening area of the poppet valve,
Connected to the first and second pilot chambers are first and second pilot pipes for supplying a driving pressure of the working actuator or a pilot pressure of the working direction switching valve,
Pressure oil flows into the first pilot chamber for temporarily lowering the pressure of the first pilot chamber as compared with the pressure of the second pilot chamber into the first pilot pipe line. 5. The hydraulic drive device for a construction machine according to claim 4, wherein a flow rate is limited when the pressure oil flows out from the first pilot chamber, and a one-way throttle valve communicating with the pressure oil is provided.
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