JP2013007175A

JP2013007175A - Work machine

Info

Publication number: JP2013007175A
Application number: JP2011139154A
Authority: JP
Inventors: Shota Oguma; 尚太小熊; Yoshimi Saotome; 吉美早乙女
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: JP5617774B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work machine which is capable of effectively suppressing a pressure loss in a return flow passage and also preventing the occurrence of cavitation.SOLUTION: A revolving super structure 2 comprises a work machine 6, a tank 10, a hydraulic pump 9, a hydraulic control mechanism 20 and the like. The work machine 6 includes a supporting arm 6a, an oscillating arm 6b, and a hydraulic cylinder 62. The inside of a cylinder body 71 of the hydraulic cylinder 62 is partitioned into a rod-side space 74 and a head-side space 75. The hydraulic control mechanism 20 includes an opening/closing control valve 27 which opens/closes a direction control valve 24 or a bypass flow passage 26, and the like. When the direction switching valve 24 is switched to a first direction to return a hydraulic oil from the head-side space 75, the opening/closing control valve 27 is controlled to be opened and when a specific state is detected by a cavitation prevention device 50, the opening/closing control valve 27 is closed.

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特に、油圧制御技術に関する。 The present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator, and more particularly to a hydraulic control technique.

油圧ショベル等には、上部旋回体の旋回動作や、ブームやアーム等の変位動作を行うために、旋回モータや油圧シリンダ等、作動油で駆動する油圧機器が多数備えられている。そして、作動油を貯留するタンクと油圧機器との間には、作動油供給用のフィード流路や作動油回収用のリターン流路で構成された油圧回路が設けられている。油圧ポンプにより、各油圧機器に作動油が圧送され、作動油は、油圧回路を通じて油圧機器とタンクとの間を循環する。 A hydraulic excavator or the like is provided with a large number of hydraulic devices driven by hydraulic oil, such as a swing motor and a hydraulic cylinder, in order to perform a swing operation of the upper swing body and a displacement operation of a boom and an arm. A hydraulic circuit including a feed flow path for supplying hydraulic oil and a return flow path for collecting hydraulic oil is provided between the hydraulic oil storage tank and the hydraulic equipment. The hydraulic pump pumps the hydraulic oil to each hydraulic device, and the hydraulic oil circulates between the hydraulic device and the tank through the hydraulic circuit.

本発明に関し、油圧シリンダのリターン流路での圧力損失の抑制等を目的とした油圧回路が開示されている（特許文献１）。 In relation to the present invention, a hydraulic circuit for the purpose of suppressing pressure loss in a return flow path of a hydraulic cylinder is disclosed (Patent Document 1).

具体的には、油圧シリンダのヘッド側から作動油がタンクに戻される場合には、戻り油の量が相対的に多くなるため、リターン流路の管路で生じる圧力損失が大きくなる。その結果、作動油の発熱を招くという問題や、ヘッド側の油圧が高くなるという問題がある。 Specifically, when hydraulic oil is returned to the tank from the head side of the hydraulic cylinder, the amount of return oil is relatively large, so that the pressure loss generated in the return flow path is increased. As a result, there is a problem that the hydraulic oil generates heat and a problem that the hydraulic pressure on the head side increases.

そこで、リターン流路に直接タンクに連通するクイックリターン流路を設け、作動油が大量に戻される場合に、オイルクーラが配置された通常のリターン流路を通じて作動油を回収しながら、一部の作動油をクイックリターン流路を通じて直接タンクに回収している。 Therefore, a quick return flow path that directly communicates with the tank is provided in the return flow path, and when a large amount of hydraulic oil is returned, a part of the hydraulic oil is recovered through the normal return flow path where the oil cooler is arranged. The hydraulic oil is collected directly into the tank through the quick return channel.

より具体的には、クイックリターン流路にはクイックリターン弁が設けられている。そして、大量の戻り油が発生するフル動作領域に操作レバーが入るとクイックリターン弁が開かれ、作動油の一部が直接タンクに回収される。 More specifically, a quick return valve is provided in the quick return flow path. When the operating lever enters the full operation region where a large amount of return oil is generated, the quick return valve is opened and a part of the hydraulic oil is directly collected in the tank.

特開２００２−３３９９０４号公報JP 2002-339904 A

特許文献１のクイックリターン流路のように、直接タンクに連通するバイパス流路を通じて作動油を回収すれば、リターン流路で発生する圧力損失の抑制が可能になる。 If the hydraulic fluid is recovered through a bypass passage that directly communicates with the tank, as in the quick return passage of Patent Document 1, it is possible to suppress the pressure loss that occurs in the return passage.

しかし、リターン流路内に、直接タンクに連通するバイパス流路を設けると、リターン流路内の油圧が大きく低下することになるため、油圧シリンダや旋回モータでキャビテーションが発生する虞がある。 However, if a bypass flow path that directly communicates with the tank is provided in the return flow path, the hydraulic pressure in the return flow path is greatly reduced, and cavitation may occur in the hydraulic cylinder or the swing motor.

従来より、旋回減速時に旋回モータで発生するキャビテーションを防止するために、リターン流路には一定の背圧が加えられている。 Conventionally, a constant back pressure has been applied to the return flow path in order to prevent cavitation generated by the swing motor when the swing is decelerated.

具体的には、上部旋回体の旋回を減速する場合には、油圧ポンプから旋回モータへの作動油の圧送量を減らすと同時に戻り回路を絞ってブレーキをかけるなどの油圧制御が行われる。しかし、作動油の圧送が減少した後も、慣性によって上部旋回体が旋回するため、旋回モータも直ぐには減速しない。その結果、作動油の供給が不足すると旋回モータでキャビテーションが発生する。 Specifically, when the turning of the upper swing body is decelerated, hydraulic control such as reducing the pumping amount of hydraulic oil from the hydraulic pump to the swing motor and simultaneously applying the brake by narrowing the return circuit is performed. However, even after the pumping of the hydraulic oil is reduced, the upper turning body turns due to inertia, and therefore the turning motor does not decelerate immediately. As a result, when the supply of hydraulic oil is insufficient, cavitation occurs in the swing motor.

そこで、リターン流路に一定の背圧を加え、リターン流路から旋回モータに不足分の作動油を供給することで、旋回モータでのキャビテーションの発生を防止している。ところが、バイパス流路が開かれるとリターン流路の内圧が低下するため、旋回モータへ充分な作動油の供給ができなくなり、旋回モータでキャビテーションが発生する虞がある。 Therefore, by applying a constant back pressure to the return flow path and supplying insufficient hydraulic oil from the return flow path to the swing motor, cavitation in the swing motor is prevented. However, if the bypass flow path is opened, the internal pressure of the return flow path decreases, so that sufficient hydraulic oil cannot be supplied to the swing motor, and cavitation may occur in the swing motor.

図１に、油圧ショベルの一例を示す。油圧ショベルには、下部走行体１０１と、その上に旋回自在に搭載された上部旋回体１０２とが備えられている。上部旋回体１０２の前側には、油圧制御によって変位駆動されるアタッチメント１０６が配置されている。アタッチメント１０６は、ブーム１０６ａ、アーム１０６ｂ、バケット１０６ｃ、そして、油圧シリンダであるブームシリンダ１０７、アームシリンダ１０８、バケットシリンダ１０９などで構成されている。 FIG. 1 shows an example of a hydraulic excavator. The hydraulic excavator is provided with a lower traveling body 101 and an upper revolving body 102 that is rotatably mounted on the lower traveling body 101. An attachment 106 that is displaced and driven by hydraulic control is disposed on the front side of the upper swing body 102. The attachment 106 includes a boom 106a, an arm 106b, a bucket 106c, a boom cylinder 107 that is a hydraulic cylinder, an arm cylinder 108, a bucket cylinder 109, and the like.

油圧シリンダでのキャビテーションに関し、ここではアームシリンダ１０８を例に説明する。例えば、同図において、実線で示す、アーム１０６ｂの先端側がブーム１０６ａに引き寄せられた状態（抱え込み姿勢）から、仮想線で示す、アーム１０６ｂの先端側がブームから離れた状態へ、矢印で示すようにアーム１０６ｂが押し出し操作された場合には、アームシリンダ１０８は縮む方向に油圧制御される。 The cavitation in the hydraulic cylinder will be described here taking the arm cylinder 108 as an example. For example, in the same figure, as indicated by an arrow from a state where the tip side of the arm 106b is drawn toward the boom 106a (holding posture) indicated by a solid line, to a state where the tip side of the arm 106b is away from the boom indicated by a virtual line. When the arm 106b is pushed out, the arm cylinder 108 is hydraulically controlled in the contracting direction.

図２に示すように、油圧シリンダは、シリンダ本体７１やロッド７２、ピストン７３などで構成され、シリンダ本体７１の内部は、ピストン７３により、ロッド側スペース７４とヘッド側スペース７５とに区画されている。アーム１０６ｂの押し出し操作時には、同図に矢印で示すように、ロッド側スペース７４に作動油が圧送され、ヘッド側スペース７５から作動油が回収される。このとき、断面積の違いから、作動油の圧送量よりも回収量の方が多くなるため、リターン流路での圧力損失が増加する。 As shown in FIG. 2, the hydraulic cylinder includes a cylinder body 71, a rod 72, a piston 73, and the like, and the inside of the cylinder body 71 is partitioned into a rod side space 74 and a head side space 75 by the piston 73. Yes. At the time of pushing out the arm 106b, the hydraulic oil is pumped to the rod side space 74 and the hydraulic oil is recovered from the head side space 75 as indicated by an arrow in FIG. At this time, because of the difference in the cross-sectional area, the recovered amount is larger than the hydraulic oil pumping amount, so that the pressure loss in the return flow path increases.

それに対し、上述したようなバイパス流路が設けてあると、バイパス流路を開くことで作動油の一部を直接タンクに回収することができるので、圧力損失を抑制することができる。ところが、このとき、ヘッド側スペース７５の内圧も大きく低下するため、アーム１０６ｂの押し出し操作の際には、アームシリンダ１０８でキャビテーションが発生する虞が生じる。 On the other hand, when the bypass flow path as described above is provided, a part of the hydraulic oil can be directly collected in the tank by opening the bypass flow path, so that pressure loss can be suppressed. However, at this time, the internal pressure of the head-side space 75 is also greatly reduced, so that the cavitation may occur in the arm cylinder 108 when the arm 106b is pushed out.

具体的には、アーム１０６ｂの押し出し操作が行われた場合、油圧ポンプから作動油がロッド側スペース７４に所定の流量で送られる。ところが、抱え込み姿勢にあってアーム１０６ｂの先端側が高い位置にある場合には、自重によってアーム１０６ｂは降下する。そのため、油圧を加えなくてもアームシリンダ１０８は縮む方向に作動する。従来のように、リターン流路に一定の背圧が保持されていれば、抱え込み姿勢から押し出し操作しても、この背圧に抗してピストン７３を変位させることになるので、安定した油圧制御ができていた。 Specifically, when the pushing operation of the arm 106 b is performed, the hydraulic oil is sent from the hydraulic pump to the rod side space 74 at a predetermined flow rate. However, when in the holding posture and the tip side of the arm 106b is at a high position, the arm 106b is lowered by its own weight. Therefore, the arm cylinder 108 operates in the contracting direction without applying hydraulic pressure. If a constant back pressure is maintained in the return flow path as in the prior art, the piston 73 is displaced against the back pressure even if the push-out operation is carried out from the holding posture. Was done.

ところが、バイパス流路が開かれ、リターン流路の内圧が大きく減少すると、ピストン７３の変位に抗する圧力も減少する。その結果、アーム１０６ｂの自重でピストン７３が過度に大きく変位すると、ピストン７３の変位にロッド側スペース７４への作動油の供給が追いつかなくなってアームシリンダ１０８でキャビテーションが発生する。 However, when the bypass flow path is opened and the internal pressure of the return flow path is greatly reduced, the pressure against the displacement of the piston 73 is also reduced. As a result, if the piston 73 is excessively displaced by its own weight, the supply of hydraulic oil to the rod-side space 74 cannot catch up with the displacement of the piston 73 and cavitation occurs in the arm cylinder 108.

そこで本発明の目的は、リターン流路での圧力損失が効果的に抑制でき、油圧シリンダや旋回モータでのキャビテーションの発生も防止できる作業機械を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a work machine that can effectively suppress pressure loss in a return flow path and can prevent cavitation in a hydraulic cylinder or a swing motor.

上記目的を達成するために、本発明では、押し出し操作時には、優先的に弁を開いて油圧シリンダから直接タンクに作動油を返すようにし、キャビテーションが発生し得る特定状態の場合に弁を閉じて背圧を保持するようにした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, during the extrusion operation, the valve is preferentially opened to return the hydraulic oil directly from the hydraulic cylinder to the tank, and the valve is closed in a specific state where cavitation can occur. Back pressure was maintained.

具体的には、本発明の作業機械は、作業機及び旋回モータとタンクとの間で、油圧ポンプにより作動油を循環供給する油圧制御機構を有している。前記作業機は、支持腕に回動自在に支持された揺動腕と、当該揺動腕を駆動する油圧シリンダと、を有している。前記油圧シリンダのシリンダ本体内は、スライド変位するピストンによってロッド側スペースとヘッド側スペースとに区画されている。 Specifically, the work machine of the present invention has a hydraulic control mechanism that circulates and supplies hydraulic oil by a hydraulic pump between the work machine and the swing motor and the tank. The working machine includes a swing arm that is rotatably supported by a support arm, and a hydraulic cylinder that drives the swing arm. The cylinder body of the hydraulic cylinder is partitioned into a rod-side space and a head-side space by a piston that slides and displaces.

前記油圧制御機構は、前記油圧シリンダへ作動油を送るフィード流路と、前記タンクに作動油を返すリターン流路と、当該リターン流路内を所定圧に保持する背圧保持弁と、前記油圧シリンダへの作動油の流路を切り替える方向制御弁と、当該方向制御弁と前記ヘッド側スペースとの間の流路から前記タンクに作動油を返すバイパス流路と、当該バイパス流路を開閉する開閉制御弁と、前記油圧シリンダ及び前記旋回モータの少なくともいずれかにおいて、作動油の供給不足が発生し得る特定状態を検出するキャビテーション防止装置と、当該キャビテーション防止装置から入力される情報に基づいて前記開閉制御弁を制御する制御装置と、を有している。 The hydraulic control mechanism includes a feed flow path that sends hydraulic oil to the hydraulic cylinder, a return flow path that returns hydraulic oil to the tank, a back pressure holding valve that holds the inside of the return flow path at a predetermined pressure, and the hydraulic pressure A directional control valve that switches a flow path of hydraulic oil to the cylinder, a bypass flow path that returns hydraulic oil to the tank from a flow path between the directional control valve and the head side space, and opens and closes the bypass flow path Based on information input from the cavitation prevention device, a cavitation prevention device that detects a specific state in which insufficient supply of hydraulic oil may occur in at least one of the open / close control valve, the hydraulic cylinder, and the swing motor. And a control device for controlling the open / close control valve.

そして、前記方向切替弁は、前記ロッド側スペースに作動油を送る第１の方向と、前記ヘッド側スペースに作動油を送る第２の方向と、に切り替え可能であり、前記方向制御弁が前記第１の方向に切り替えられている場合、前記開閉制御弁は開くように制御されており、前記キャビテーション防止装置によって前記特定状態が検出された場合に前記開閉制御弁は閉じられるように構成されている。 The direction switching valve can be switched between a first direction for sending hydraulic oil to the rod side space and a second direction for sending hydraulic oil to the head side space, and the direction control valve The open / close control valve is controlled to open when switched to the first direction, and the open / close control valve is closed when the specific state is detected by the cavitation prevention device. Yes.

このように構成された作業機械によれば、作業機や旋回モータとタンクとの間には、油圧ポンプで作動油を循環供給する油圧制御機構が設けられている。その油圧制御機構では、油圧シリンダからタンクに作動油を返すリターン流路に背圧保持弁が配置されていて、リターン流路内は所定圧に保持される。方向制御弁とヘッド側スペースとの間の流路からタンクに作動油を返すバイパス流路が設けられている。 According to the work machine configured as described above, a hydraulic control mechanism that circulates and supplies hydraulic oil with a hydraulic pump is provided between the work machine, the swing motor, and the tank. In the hydraulic control mechanism, a back pressure holding valve is disposed in a return flow path that returns hydraulic oil from the hydraulic cylinder to the tank, and the inside of the return flow path is held at a predetermined pressure. A bypass flow path is provided for returning hydraulic oil from the flow path between the direction control valve and the head side space to the tank.

方向切替弁が第１の方向に切り替えられている場合、つまり押し出し操作時には、バイパス流路を開閉する開閉制御弁は優先的に開くように制御されている。従って、ヘッド側スペースの作動油は、方向切替弁等を経由せずに直接タンクに返すことができるので、圧力損失を抑制することができる。 When the direction switching valve is switched in the first direction, that is, during the push-out operation, the opening / closing control valve that opens and closes the bypass flow path is controlled to open preferentially. Therefore, the hydraulic oil in the head side space can be returned directly to the tank without passing through the direction switching valve or the like, and thus pressure loss can be suppressed.

そして、キャビテーション防止装置により、作動油の供給不足が発生し得る特定状態が検出された場合には、開閉制御弁は閉じられる。従って、キャビテーションの発生を防止することができる。 When the cavitation prevention device detects a specific state that may cause insufficient supply of hydraulic oil, the open / close control valve is closed. Therefore, the occurrence of cavitation can be prevented.

すなわち、本発明の作業機械では、キャビテーションが発生しない条件を選択して作動油を直接タンクに返すようにしたので、リターン流路での圧力損失が効果的に抑制でき、油圧シリンダや旋回モータでのキャビテーションの発生も防止できる。 In other words, in the work machine of the present invention, the hydraulic oil is directly returned to the tank by selecting the condition that does not cause cavitation, so that the pressure loss in the return flow path can be effectively suppressed, and the hydraulic cylinder and the swing motor can be used. Occurrence of cavitation can be prevented.

例えば、前記特定状態は、前記旋回モータが減速制御されている状態である。この場合、前記キャビテーション防止装置は、前記旋回モータの制御状態を検出するモータ制御検出装置を有し、前記モータ制御検出装置の検出値に基づいて、前記制御装置が前記開閉制御弁を制御するように構成できる。 For example, the specific state is a state where the turning motor is controlled to be decelerated. In this case, the cavitation prevention device includes a motor control detection device that detects a control state of the swing motor, and the control device controls the open / close control valve based on a detection value of the motor control detection device. Can be configured.

また、他の前記特定状態は、前記油圧シリンダが伸びて、前記揺動腕が自重に基づく力のモーメントに抗して持ち上げられた状態の場合である。この場合、前記キャビテーション防止装置は、前記ロッド側スペースの内圧を検出するロッド側圧力センサと、前記ヘッド側スペースの内圧を検出するへッド側圧力センサとを有し、前記ロッド側圧力センサ及び前記ヘッド側圧力センサの検出値に基づいて、前記制御装置が前記開閉制御弁を制御するように構成できる。 The other specific state is a state where the hydraulic cylinder is extended and the swing arm is lifted against a moment of force based on its own weight. In this case, the cavitation prevention device includes a rod side pressure sensor that detects an internal pressure of the rod side space, and a head side pressure sensor that detects an internal pressure of the head side space, and the rod side pressure sensor and The control device can be configured to control the open / close control valve based on a detection value of the head side pressure sensor.

またこの場合、例えば、前記支持腕が回動自在であれば、前記キャビテーション防止装置は、前記支持腕の角度を検出する第１角度センサと、前記揺動腕の角度を検出する第２角度センサとを有し、前記第１角度センサ及び前記第２角度センサの検出値に基づいて、前記制御装置が前記開閉制御弁を制御するように構成できる。 Also, in this case, for example, if the support arm is rotatable, the cavitation prevention device includes a first angle sensor that detects the angle of the support arm and a second angle sensor that detects the angle of the swing arm. And the control device controls the open / close control valve based on detection values of the first angle sensor and the second angle sensor.

また、他の前記特定状態は、前記油圧ポンプを駆動するエンジンの回転数が所定の低速回転域にある状態である場合である。この場合、前記キャビテーション防止装置は、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出装置、を有し、前記エンジン回転数検出装置の検出値に基づいて、前記制御装置が前記開閉制御弁を制御するように構成できる。 The other specific state is a case where the rotational speed of the engine that drives the hydraulic pump is in a predetermined low-speed rotation range. In this case, the cavitation prevention device has an engine speed detection device that detects the engine speed, and the control device controls the open / close control valve based on a detection value of the engine speed detection device. Can be configured to

本発明によれば、リターン流路での圧力損失が効果的に抑制でき、油圧シリンダや旋回モータでのキャビテーションの発生も防止できる作業機械を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the working machine which can suppress the pressure loss in a return flow path effectively, and can also prevent generation | occurrence | production of the cavitation in a hydraulic cylinder or a turning motor can be provided.

従来の油圧ショベルの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the conventional hydraulic shovel. 従来の油圧シリンダの基本的な構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the basic composition of the conventional hydraulic cylinder. 本発明を適用した油圧ショベルを示す概略図である。It is the schematic which shows the hydraulic shovel to which this invention is applied. 油圧制御機構を示す概略図である。It is the schematic which shows a hydraulic control mechanism. 開閉制御弁の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of an on-off control valve. 開閉制御弁の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of an on-off control valve. 開閉制御弁の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of an on-off control valve. 第１変形例の油圧制御機構を示す概略図である。It is the schematic which shows the hydraulic control mechanism of a 1st modification. 第１変形例での開閉制御弁の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the on-off control valve in a 1st modification. 第２変形例の油圧制御機構を示す概略図である。It is the schematic which shows the hydraulic control mechanism of a 2nd modification. 第２変形例での開閉制御弁の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the on-off control valve in a 2nd modification.

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。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following description is merely illustrative in nature and does not limit the present invention, its application, or its use.

図３に、本発明を適用した油圧ショベル（作業機械の一例）を示す。この油圧ショベルでは、クローラ式の下部走行体１の上に上部旋回体２が旋回自在に搭載されている。上部旋回体２には、キャブ３、機械室４、カウンターウエイト５、アタッチメント６（作業機）などが備えられている。キャブ３の内部には、操作レバー７ａ、７ｂなどの各種操作機器が配置されている。 FIG. 3 shows a hydraulic excavator (an example of a work machine) to which the present invention is applied. In this hydraulic excavator, an upper swing body 2 is rotatably mounted on a crawler type lower traveling body 1. The upper swing body 2 includes a cab 3, a machine room 4, a counterweight 5, an attachment 6 (work machine), and the like. Various operation devices such as operation levers 7 a and 7 b are arranged inside the cab 3.

機械室４の内部には、エンジン８や、エンジン８の駆動により作動油を圧送する油圧ポンプ９、作動油を貯留するタンク１０、上部旋回体２を旋回駆動する旋回モータ１１などの機器が配置されている。また、詳細は後述するが、アタッチメント６や旋回モータ１１を駆動するために、これらとタンク１０との間には、作動油を循環供給する油圧制御機構２０が設けられている。 Inside the machine room 4, devices such as an engine 8, a hydraulic pump 9 that pumps hydraulic oil by driving the engine 8, a tank 10 that stores hydraulic oil, and a swing motor 11 that drives the upper swing body 2 to rotate are disposed. Has been. Although details will be described later, in order to drive the attachment 6 and the turning motor 11, a hydraulic control mechanism 20 that circulates and supplies hydraulic oil is provided between these and the tank 10.

アタッチメント６は、上部旋回体２の前側に配置され、ブーム６ａ（支持腕）やアーム６ｂ（揺動腕）、バケット６ｃ、ブームシリンダ６１、アームシリンダ６２、バケットシリンダ６３などで構成されている。なお、ブームシリンダ６１やアームシリンダ６２、バケットシリンダ６３はいずれも従来の油圧シリンダと基本的な構造は同じである。 The attachment 6 is disposed on the front side of the upper swing body 2 and includes a boom 6a (support arm) and an arm 6b (swinging arm), a bucket 6c, a boom cylinder 61, an arm cylinder 62, a bucket cylinder 63, and the like. The boom cylinder 61, the arm cylinder 62, and the bucket cylinder 63 all have the same basic structure as a conventional hydraulic cylinder.

ブーム６ａは、側面視略く字状形状をした支持部材であり、上部旋回体２に起伏自在に支持されている。ブーム６ａの基端部位は上部旋回体２に軸支されており、ブーム６ａは略水平方向に延びる第１回転軸Ａ１回りに回動する。アーム６ｂは、ブーム６ａよりも短寸の支持部材であり、ブーム６ａに揺動自在に支持されている。アーム６ｂの基端部位はブーム６ａの先端部位に軸支されており、アーム６ｂは略水平方向に延びる第２回転軸Ａ２回りに回動する。バケット６ｃは、容器状の部材であり、アーム６ｂに揺動自在に支持されている。バケット６ｃの基端部位はアーム６ｂの先端部位に軸支されており、バケット６ｃは略水平方向に延びる第３回転軸Ａ３回りに回動する。 The boom 6a is a support member having a generally letter-like shape when viewed from the side, and is supported by the upper swing body 2 so as to be raised and lowered. A base end portion of the boom 6a is pivotally supported by the upper swing body 2, and the boom 6a rotates around a first rotation axis A1 extending in a substantially horizontal direction. The arm 6b is a shorter support member than the boom 6a, and is supported by the boom 6a so as to be swingable. The proximal end portion of the arm 6b is pivotally supported by the distal end portion of the boom 6a, and the arm 6b rotates around the second rotation axis A2 extending substantially in the horizontal direction. The bucket 6c is a container-like member and is swingably supported by the arm 6b. The proximal end portion of the bucket 6c is pivotally supported by the distal end portion of the arm 6b, and the bucket 6c rotates around a third rotation axis A3 extending in a substantially horizontal direction.

ブーム６ａはブームシリンダ６１によって駆動され、アーム６ｂはアームシリンダ６２によって駆動される。バケット６ｃはバケットシリンダ６３によって駆動される。アームシリンダ６２の場合、シリンダ本体７１のヘッド側の部位はブーム６ａに軸支され、シリンダ本体７１から突出したロッド７２の突端はアーム６ｂの基端部位に軸支されている。ブームシリンダ６１やバケットシリンダ６３もこれと同様に軸支されている。 The boom 6 a is driven by a boom cylinder 61, and the arm 6 b is driven by an arm cylinder 62. Bucket 6 c is driven by bucket cylinder 63. In the case of the arm cylinder 62, the head side portion of the cylinder body 71 is pivotally supported by the boom 6a, and the protruding end of the rod 72 protruding from the cylinder body 71 is pivotally supported by the proximal end portion of the arm 6b. The boom cylinder 61 and the bucket cylinder 63 are also pivotally supported in the same manner.

図２に示したように、ブームシリンダ６１等では、円筒状のシリンダ本体７１の内部にスライド変位するピストン７３が配置されている。シリンダ本体７１には、円柱状のロッド７２が出退自在に挿入されていて、その一端がピストン７３に固定され、他端はシリンダ本体７１の外側に突出している。 As shown in FIG. 2, in the boom cylinder 61 or the like, a piston 73 that slides and displaces is disposed inside a cylindrical cylinder body 71. A cylindrical rod 72 is inserted into the cylinder body 71 so as to be freely retractable, and one end thereof is fixed to the piston 73, and the other end protrudes outside the cylinder body 71.

シリンダ本体７１は液密状に封止されていて、その内部は、ロッド７２側に位置するロッド側スペース７４と、ヘッド側スペース７５とにピストン７３によって区画されている。シリンダ本体７１には、ロッド側スペース７４に連通するロッド側送油口７６と、ヘッド側スペース７５に連通するヘッド側送油口７７とが設けられている。これら送油口７６，７７を通じて作動油が各スペース７４，７５と油圧制御機構２０との間を出入りする。 The cylinder main body 71 is sealed in a liquid-tight manner, and the inside thereof is partitioned by a piston 73 into a rod-side space 74 located on the rod 72 side and a head-side space 75. The cylinder body 71 is provided with a rod-side oil supply port 76 that communicates with the rod-side space 74 and a head-side oil supply port 77 that communicates with the head-side space 75. The hydraulic oil enters and exits between the spaces 74 and 75 and the hydraulic control mechanism 20 through the oil supply ports 76 and 77.

図４に、油圧制御機構２０を示す。油圧制御機構２０は、フィード流路２１やリターン流路２２、背圧保持弁２３、第１方向制御弁（ＣＶ１）２４、第２方向制御弁（ＣＶ２）２５、バイパス流路２６、開閉制御弁（ＣＶ３）２７、制御装置２８、キャビテーション防止装置５０などで構成されている。 FIG. 4 shows the hydraulic control mechanism 20. The hydraulic control mechanism 20 includes a feed flow path 21, a return flow path 22, a back pressure holding valve 23, a first directional control valve (CV1) 24, a second directional control valve (CV2) 25, a bypass flow path 26, an open / close control valve. (CV3) 27, a control device 28, a cavitation prevention device 50, and the like.

フィード流路２１は、旋回モータ１１やアームシリンダ６２等へ作動油を送る送油配管で構成されている。フィード流路２１の上流側の一端は油圧ポンプ９の吐出口に接続されている。フィード流路２１は途中で分岐して、その下流側の一方の端部は第１方向制御弁２４に接続され、その下流側の他方の端部は第２方向制御弁２５に接続されている。なお、油圧ポンプ９の供給口は配管を介してタンク１０に接続されている（図示せず）。 The feed flow path 21 is configured by an oil supply pipe that sends hydraulic oil to the turning motor 11, the arm cylinder 62, and the like. One end on the upstream side of the feed flow path 21 is connected to the discharge port of the hydraulic pump 9. The feed flow path 21 branches in the middle, and one end portion on the downstream side is connected to the first direction control valve 24, and the other end portion on the downstream side is connected to the second direction control valve 25. . The supply port of the hydraulic pump 9 is connected to the tank 10 through a pipe (not shown).

リターン流路２２は、旋回モータ１１やアームシリンダ６２等からタンク１０に作動油を返す送油配管で構成されている。リターン流路２２の下流側の一端は背圧保持弁２３を介してタンク１０に接続されている。リターン流路２２は途中で分岐して、その上流側の一方の端部は第１方向制御弁２４に接続され、その上流側の他方の端部は第２方向制御弁２５に接続されている。背圧保持弁２３は、リターン流路２２内を所定圧に保持する機能を有し、リターン流路２２が所定圧以上になると開いてタンク１０に作動油が流出する。 The return flow path 22 is configured by an oil supply pipe that returns hydraulic oil from the turning motor 11, the arm cylinder 62, and the like to the tank 10. One end on the downstream side of the return flow path 22 is connected to the tank 10 via a back pressure holding valve 23. The return flow path 22 branches in the middle, and one upstream end thereof is connected to the first directional control valve 24, and the other upstream end thereof is connected to the second directional control valve 25. . The back pressure holding valve 23 has a function of holding the inside of the return flow path 22 at a predetermined pressure. When the return flow path 22 becomes equal to or higher than the predetermined pressure, the back pressure holding valve 23 opens and hydraulic oil flows out into the tank 10.

第２方向制御弁２５は、流路の切り替えにより、旋回モータ１１の回転方向を切り替える機能を有している。具体的には、第２方向制御弁２５には、旋回モータ１１の第１モータ入出口１１ａに接続された第１モータ配管２９と、旋回モータ１１の第２モータ入出口１１ｂに接続された第２モータ配管３０とが接続されている。第２方向制御弁２５は、旋回モータ１１用の操作レバー７ａの操作に応じて、流路を遮断する中立位置と、右回転位置と左回転位置とに切り替わる。右回転位置では、第１モータ配管２９とフィード流路２１が接続され、第２モータ配管３０とリターン流路２２が接続される。左回転位置では、第２モータ配管３０とフィード流路２１が接続され、第１モータ配管２９とリターン流路２２が接続される。 The second direction control valve 25 has a function of switching the rotation direction of the turning motor 11 by switching the flow path. Specifically, the second direction control valve 25 includes a first motor pipe 29 connected to the first motor inlet / outlet 11 a of the swing motor 11 and a second motor inlet / outlet 11 b of the swing motor 11. Two motor pipes 30 are connected. The second direction control valve 25 is switched between a neutral position for blocking the flow path, a right rotation position, and a left rotation position in accordance with the operation of the operation lever 7a for the turning motor 11. In the clockwise rotation position, the first motor pipe 29 and the feed flow path 21 are connected, and the second motor pipe 30 and the return flow path 22 are connected. In the left rotation position, the second motor pipe 30 and the feed flow path 21 are connected, and the first motor pipe 29 and the return flow path 22 are connected.

第１モータ配管２９と第２モータ配管３０との間には、補油回路３１が設けられている。補油回路３１に作動油を供給する補油配管３１ａは、リターン流路２２に接続されている。従って、第１モータ配管２９及び第２モータ配管３０のいずれか一方の油圧が不足した場合には、背圧の加わったリターン流路２２から作動油が補油回路３１を通じて各モータ配管２９，３０に供給される。 Between the 1st motor piping 29 and the 2nd motor piping 30, the oil supply circuit 31 is provided. An oil supply pipe 31 a that supplies hydraulic oil to the oil supply circuit 31 is connected to the return flow path 22. Accordingly, when the hydraulic pressure of one of the first motor pipe 29 and the second motor pipe 30 is insufficient, the hydraulic oil is supplied from the return flow path 22 to which the back pressure is applied through the oil supply circuit 31 to each of the motor pipes 29, 30. To be supplied.

第１方向制御弁２４は、流路の切り替えにより、アームシリンダ６２の伸縮方向を切り替える機能を有している。具体的には、第１方向制御弁２４には、アームシリンダ６２のロッド側送油口７６に接続されたロッド側配管３２と、アームシリンダ６２のヘッド側送油口７７に接続されたヘッド側配管３３とが接続されている。 The first direction control valve 24 has a function of switching the expansion / contraction direction of the arm cylinder 62 by switching the flow path. Specifically, the first direction control valve 24 includes a rod side pipe 32 connected to the rod side oil supply port 76 of the arm cylinder 62 and a head side connected to the head side oil supply port 77 of the arm cylinder 62. The pipe 33 is connected.

第１方向制御弁２４は、アーム６ｂ用の操作レバー７ｂの操作に応じて、流路を遮断する中立位置と、アームシリンダ６２が縮む押し出し位置と、アームシリンダ６２が伸びる引き寄せ位置とに切り替わる。押し出し位置では、ロッド側配管３２とフィード流路２１が接続され、ヘッド側配管３３とリターン流路２２が接続される。引き寄せ位置では、ヘッド側配管３３とフィード流路２１が接続され、ロッド側配管３２とリターン流路２２が接続される。 The first direction control valve 24 is switched to a neutral position for blocking the flow path, a push position where the arm cylinder 62 contracts, and a pull position where the arm cylinder 62 extends according to the operation of the operation lever 7b for the arm 6b. At the pushing position, the rod side pipe 32 and the feed flow path 21 are connected, and the head side pipe 33 and the return flow path 22 are connected. At the drawing position, the head side pipe 33 and the feed flow path 21 are connected, and the rod side pipe 32 and the return flow path 22 are connected.

すなわち、操作レバー７ｂの操作により、第１方向制御弁２４は、ロッド側スペース７４に作動油を送り、ヘッド側スペース７５から作動油を返す第１の方向（押し出し位置）と、ヘッド側スペース７５に作動油を送り、ロッド側スペース７４から作動油を返す第２の方向（引き寄せ位置）とに切り替わる。 That is, by operating the operation lever 7 b, the first direction control valve 24 sends the working oil to the rod side space 74 and returns the working oil from the head side space 75, and the head side space 75. Is switched to the second direction (drawing position) in which the hydraulic oil is fed to the rod-side space 74 and returned from the rod-side space 74.

バイパス流路２６は、ヘッド側スペース７５の作動油を、リターン流路２２を介さずに直接タンク１０に返すために設けられている。具体的には、バイパス流路２６の一端はヘッド側配管３３に接続され、他端はタンク１０に接続されている。 The bypass flow path 26 is provided to return the hydraulic oil in the head side space 75 directly to the tank 10 without going through the return flow path 22. Specifically, one end of the bypass channel 26 is connected to the head side pipe 33 and the other end is connected to the tank 10.

開閉制御弁２７は、バイパス流路２６を開閉する機能を有し、バイパス流路２６の途中に配設されている。 The opening / closing control valve 27 has a function of opening and closing the bypass flow path 26 and is disposed in the middle of the bypass flow path 26.

制御装置２８は、後述するキャビテーション防止装置５０等から情報を入力し、その情報に基づいて開閉制御弁２７を制御する機能を有している。アーム６ｂの押し出し操作が行われる場合（第１方向制御弁２４は押し出し位置にある）、タンク１０に返る作動油量が多くなるため、リターン流路２２のみでは圧力損失が増加する。 The control device 28 has a function of inputting information from a cavitation prevention device 50, which will be described later, and controlling the open / close control valve 27 based on the information. When the pushing operation of the arm 6b is performed (the first directional control valve 24 is in the pushing position), the amount of hydraulic oil returning to the tank 10 increases, so that the pressure loss increases only in the return flow path 22.

そのため、この油圧ショベルでは、アーム６ｂの押し出し操作が行われる場合には、優先的に開閉制御弁２７を開いてバイパス流路２６からも作動油を回収するようにしている。 Therefore, in this hydraulic excavator, when the pushing operation of the arm 6b is performed, the opening / closing control valve 27 is preferentially opened to collect the hydraulic oil from the bypass flow path 26 as well.

具体的には、アームシリンダ６２用の操作レバー７ｂの油圧回路に、押し出し操作時のパイロット圧を検出する第１パイロット圧検出センサ３５が設けられている。第１パイロット圧検出センサ３５での検出値は、制御装置２８に入力される。制御装置２８は、第１パイロット圧検出センサ３５から入力された検出値に基づいてアーム６ｂの押し出し操作の有無を判断し、開閉制御弁２７を開閉制御している。 Specifically, a first pilot pressure detection sensor 35 for detecting a pilot pressure at the time of pushing operation is provided in the hydraulic circuit of the operation lever 7b for the arm cylinder 62. The value detected by the first pilot pressure detection sensor 35 is input to the control device 28. The control device 28 determines whether or not the arm 6b is pushed based on the detection value input from the first pilot pressure detection sensor 35, and controls the opening and closing control valve 27 to open and close.

ところが、開閉制御弁２７が開かれると、リターン流路２２やヘッド側配管３３の内圧が低下するため、所定の背圧が保持できなくなる。その結果、旋回モータ１１やアームシリンダ６２等でキャビテーションが発生する虞がある。 However, when the opening / closing control valve 27 is opened, the internal pressure of the return flow path 22 and the head-side pipe 33 is reduced, so that a predetermined back pressure cannot be maintained. As a result, cavitation may occur in the swing motor 11 and the arm cylinder 62.

そこで、この油圧ショベルでは、キャビテーションの発生を防止するために、キャビテーション防止装置５０が油圧制御機構２０に組み込まれている。そして、アーム６ｂの押し出し操作が行われる場合であっても、キャビテーション防止装置５０により予め設定された特定状態が検出された場合には、開閉制御弁２７を強制的に閉じるように設定されている。 Therefore, in this hydraulic excavator, the cavitation prevention device 50 is incorporated in the hydraulic control mechanism 20 in order to prevent the occurrence of cavitation. Even when the push-out operation of the arm 6b is performed, the open / close control valve 27 is forcibly closed when the preset specific state is detected by the cavitation prevention device 50. .

本実施形態では、そのキャビテーション防止装置５０として、モータ制御検出装置５１や第１角度センサ５２、第２角度センサ５３、エンジン回転数検出装置５４が設置されている。 In the present embodiment, a motor control detection device 51, a first angle sensor 52, a second angle sensor 53, and an engine speed detection device 54 are installed as the cavitation prevention device 50.

モータ制御検出装置５１は、旋回モータ１１用の操作レバー７ａのパイロット圧を検出する第２パイロット圧検出センサ５１ａを有している。具体的には、旋回モータ１１用の操作レバー７ａの油圧回路に、左右の回転操作時のパイロット圧を検出する第２パイロット圧検出センサ５１ａが設けられている。第２パイロット圧検出センサ５１ａでの検出値は、制御装置２８に入力される。制御装置２８は、第２パイロット圧検出センサ５１ａから入力された検出値に基づいて旋回モータ１１の旋回操作の有無や旋回の加速や減速を判断する。 The motor control detection device 51 has a second pilot pressure detection sensor 51 a that detects the pilot pressure of the operation lever 7 a for the turning motor 11. Specifically, a second pilot pressure detection sensor 51a that detects a pilot pressure during the left / right rotation operation is provided in the hydraulic circuit of the operation lever 7a for the turning motor 11. The value detected by the second pilot pressure detection sensor 51 a is input to the control device 28. The control device 28 determines the presence / absence of a turning operation of the turning motor 11 and acceleration / deceleration of turning based on the detection value input from the second pilot pressure detection sensor 51a.

特に、旋回モータ１１が減速制御されている状態（第１の特定状態）であるか否かが判断される。 In particular, it is determined whether or not the turning motor 11 is in a state where the deceleration control is being performed (first specific state).

図５に、旋回モータ１１に関連した開閉制御弁２７の制御のフローチャートを示す。まず、第１パイロット圧検出センサ３５から入力される検出値（Ｐ１）に基づいてアーム６ｂの押し出し操作の有無が判断される。例えば、検出値（Ｐ１）が０より大きいか否か判断され、０以下である場合には（ステップＳ１でＮｏ）、第１方向制御弁２４は押し出し位置にないため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ２）。 FIG. 5 shows a flowchart of the control of the opening / closing control valve 27 related to the swing motor 11. First, based on the detection value (P1) input from the first pilot pressure detection sensor 35, it is determined whether or not the arm 6b is pushed out. For example, it is determined whether or not the detected value (P1) is greater than 0. If the detected value (P1) is 0 or less (No in step S1), the first direction control valve 24 is not in the push-out position, so the open / close control valve 27 is closed. (Step S2).

検出値（Ｐ１）が０より大きい場合には（ステップＳ１でＹｅｓ）、続いて、第２パイロット圧検出センサ５１ａから入力された検出値（Ｐ２）に基づいて旋回操作の有無が判断される（ステップＳ３）。具体的には、検出値（Ｐ２）が０より大きいか否か判断され、検出値（Ｐ２）が０以下の場合には（ステップＳ３でＮｏ）、旋回操作無しと判断され、開閉制御弁２７は開かれる（ステップＳ４）。 If the detected value (P1) is greater than 0 (Yes in step S1), then, the presence or absence of a turning operation is determined based on the detected value (P2) input from the second pilot pressure detection sensor 51a ( Step S3). Specifically, it is determined whether or not the detected value (P2) is greater than 0. If the detected value (P2) is 0 or less (No in step S3), it is determined that there is no turning operation, and the open / close control valve 27 Is opened (step S4).

検出値（Ｐ２）が０より大きい場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、旋回操作有りと判断され、第２パイロット圧検出センサ５１ａから入力された検出値（Ｐ２）に基づいて減速の有無が判断される（ステップＳ５）。具体的には、制御装置２８は、経時的に連続して入力される検出値（Ｐ２）の大小を比較する。 If the detected value (P2) is greater than 0 (Yes in step S3), it is determined that there is a turning operation, and the presence or absence of deceleration is determined based on the detected value (P2) input from the second pilot pressure detection sensor 51a. (Step S5). Specifically, the control device 28 compares the detection values (P2) that are continuously input over time.

例えば、ある検出値（Ｐ２_（ｔｎ））とその後に入力された検出値（Ｐ２_{（ｔｎ＋１）}）とを比較する。その結果、検出値（Ｐ２_{（ｔｎ＋１）}）が検出値（Ｐ２_（ｔｎ））以上の場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、減速無しと判断され、開閉制御弁２７は開けられる（ステップＳ４）。対して、検出値（Ｐ２_{（ｔｎ＋１）}）が検出値（Ｐ２_（ｔｎ））より小さい場合（ステップＳ５でＮｏ）、減速有りと判断され、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ２）。 For example, a certain detection value (P2 _(tn) ) is compared with a detection value (P2 _{(tn + 1)} ) input thereafter. As a result, when the detected value (P2 _{(tn + 1)} ) is equal to or greater than the detected value (P2 _(tn) ) (Yes in step S5), it is determined that there is no deceleration, and the opening / closing control valve 27 is opened (step S4). On the other hand, if the detected value (P2 _{(tn + 1)} ) is smaller than the detected value (P2 _(tn) ) (No in step S5), it is determined that there is deceleration, and the open / close control valve 27 is closed (step S2).

図３に示したように、第１角度センサ５２はブーム６ａの基端部に設置され、第２角度センサ５３はアーム６ｂの基端部に設置されている。第１角度センサ５２はブーム６ａの回転角度を検出し、第２角度センサ５３はアーム６ｂの回転角度を検出する。両センサ５２，５３の検出値は、制御装置２８に入力される。制御装置２８は、両センサ５２，５３から入力される検出値に基づいてアーム６ｂの姿勢を判断する。 As shown in FIG. 3, the 1st angle sensor 52 is installed in the base end part of the boom 6a, and the 2nd angle sensor 53 is installed in the base end part of the arm 6b. The first angle sensor 52 detects the rotation angle of the boom 6a, and the second angle sensor 53 detects the rotation angle of the arm 6b. The detection values of both sensors 52 and 53 are input to the control device 28. The control device 28 determines the posture of the arm 6b based on the detection values input from both the sensors 52 and 53.

特に、アーム６ｂが抱え込み姿勢にあり、アーム６ｂが自重に基づく力のモーメントに抗して持ち上げられた状態（単に抱え込み姿勢という：第２の特定状態）にあるか否かが判断される。 In particular, it is determined whether or not the arm 6b is in a holding posture and the arm 6b is lifted against a force moment based on its own weight (simply referred to as a holding posture: second specific state).

図６に、アーム６ｂに関連した開閉制御弁２７の制御のフローチャートを示す。まず、第１パイロット圧検出センサ３５から入力される検出値（Ｐ１）に基づいてアーム６ｂの押し出し操作の有無が判断される。検出値（Ｐ１）が０以下である場合には（ステップＳ１１でＮｏ）、第１方向制御弁２４は押し出し位置にないため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ１２）。 FIG. 6 shows a flowchart of control of the opening / closing control valve 27 related to the arm 6b. First, based on the detection value (P1) input from the first pilot pressure detection sensor 35, it is determined whether or not the arm 6b is pushed out. If the detected value (P1) is 0 or less (No in step S11), the first direction control valve 24 is not in the push-out position, so the open / close control valve 27 is closed (step S12).

検出値（Ｐ１）が０より大きい場合には（ステップＳ１１でＹｅｓ）、続いて、第１角度センサ５２から入力される検出値（θＢ）と、第２角度センサ５３から入力される検出値（θＡ）とに基づいてアーム６ｂが抱え込み姿勢にあるか否かが判断される（ステップＳ１３）。 If the detection value (P1) is greater than 0 (Yes in step S11), then the detection value (θB) input from the first angle sensor 52 and the detection value (θB) input from the second angle sensor 53 ( Based on θA), it is determined whether or not the arm 6b is in the holding posture (step S13).

例えば、所定の基準値（θＡ’、θＢ’）と各検出値（θＡ，θＢ）の大小を比較し、両検出値（θＡ，θＢ）が基準値（θＡ’、θＢ’）以下の場合には（ステップＳ１３でＮｏ）、アーム６ｂは抱え込み姿勢にあるため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ１２）。対して、両検出値（θＡ，θＢ）が基準値（θＡ’、θＢ’）より大きい場合には（ステップＳ１３でＹｅｓ）、アーム６ｂは抱え込み姿勢にないため、開閉制御弁２７は開かれる（ステップＳ１４）。 For example, when a predetermined reference value (θA ′, θB ′) is compared with each detected value (θA, θB), and both detected values (θA, θB) are equal to or smaller than the reference value (θA ′, θB ′). (No in step S13), since the arm 6b is in the holding position, the open / close control valve 27 is closed (step S12). On the other hand, when both detection values (θA, θB) are larger than the reference values (θA ′, θB ′) (Yes in step S13), the arm 6b is not in the holding posture, and the opening / closing control valve 27 is opened ( Step S14).

エンジン回転数検出装置５４は、エンジン８に実装されていて、エンジン８の回転数を検出する。エンジン回転数検出装置５４の検出値は制御装置２８に入力される。制御装置２８は、エンジン回転数検出装置５４から入力される検出値に基づいてエンジン８の回転数の高低を判断する。 The engine speed detector 54 is mounted on the engine 8 and detects the speed of the engine 8. The detection value of the engine speed detection device 54 is input to the control device 28. The control device 28 determines the level of the engine 8 based on the detection value input from the engine speed detector 54.

特に、エンジン８の回転数が所定の低速回転域にある状態（第３の特定状態）であるか否かが判断される。この場合、油圧ポンプ９からの作動油の吐出量が少なくなるため、キャビテーションが発生し得る。 In particular, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 8 is in a state (third specific state) in a predetermined low speed rotational range. In this case, the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 9 is reduced, so that cavitation can occur.

図７に、エンジン８の回転数に関連した開閉制御弁２７の制御のフローチャートを示す。まず、第１パイロット圧検出センサ３５から入力される検出値（Ｐ１）に基づいてアーム６ｂの押し出し操作の有無が判断される。検出値（Ｐ１）が０以下である場合には（ステップＳ２１でＮｏ）、第１方向制御弁２４は押し出し位置にないため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ２２）。 FIG. 7 shows a flowchart of the control of the opening / closing control valve 27 related to the rotational speed of the engine 8. First, based on the detection value (P1) input from the first pilot pressure detection sensor 35, it is determined whether or not the arm 6b is pushed out. When the detected value (P1) is 0 or less (No in step S21), the first direction control valve 24 is not in the push-out position, so the open / close control valve 27 is closed (step S22).

検出値（Ｐ１）が０より大きい場合には（ステップＳ２１でＹｅｓ）、続いて、エンジン８の回転数が所定の低速回転域にあるか否かが判断される（ステップＳ２３）。例えば、エンジン回転数検出装置５４から入力される検出値（Ｎ）と、予め設定された所定の回転数（Ｎ’）の大小を比較する。その結果、検出値（Ｎ）が所定の回転数（Ｎ’）よりも小さい場合には（ステップＳ２３でＹｅｓ）、エンジン８の回転数は所定の低速回転域にあるため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ２２）。対して、検出値（Ｎ）が所定の回転数（Ｎ’）以上の場合には（ステップＳ２３でＮｏ）、エンジン８の回転数は所定の低速回転域にないため、開閉制御弁２７は開けられる（ステップＳ２４）。 If the detected value (P1) is greater than 0 (Yes in step S21), it is subsequently determined whether or not the rotational speed of the engine 8 is in a predetermined low speed rotational range (step S23). For example, the detection value (N) input from the engine rotation speed detection device 54 is compared with the magnitude of a predetermined rotation speed (N ′) set in advance. As a result, when the detected value (N) is smaller than the predetermined rotational speed (N ′) (Yes in step S23), the rotational speed of the engine 8 is in a predetermined low speed rotational range, so the opening / closing control valve 27 is It is closed (step S22). On the other hand, when the detected value (N) is equal to or higher than the predetermined rotational speed (N ′) (No in step S23), the rotational speed of the engine 8 is not in the predetermined low speed rotational range, so the opening / closing control valve 27 is opened. (Step S24).

（第１変形例）
図８に本変形例の油圧ショベルの油圧制御機構２０を示す。この油圧ショベルでは、アームシリンダ６２に関するキャビテーション防止装置５０が上述した実施形態の油圧ショベルと異なっている。 (First modification)
FIG. 8 shows a hydraulic control mechanism 20 of a hydraulic excavator according to this modification. In this hydraulic excavator, the cavitation prevention device 50 for the arm cylinder 62 is different from the hydraulic excavator of the above-described embodiment.

具体的には、第１角度センサ５２や第２角度センサ５３の代わりに、ロッド側圧力センサ５６とへッド側圧力センサ５７とが設けられている。なお、油圧ショベルや油圧制御機構２０の各装置等、その他の構成については、上述した実施形態の油圧ショベルと同様であるため、同じ構成の装置については同じ符号を用いてその説明は省略する。 Specifically, a rod side pressure sensor 56 and a head side pressure sensor 57 are provided instead of the first angle sensor 52 and the second angle sensor 53. The other components such as the hydraulic excavator and each device of the hydraulic control mechanism 20 are the same as the hydraulic excavator of the above-described embodiment, and thus the same reference numerals are used for the devices having the same configuration, and the description thereof is omitted.

ロッド側圧力センサ５６は、ロッド側スペース７４の内圧を検出し、その検出値を制御装置２８に出力する。へッド側圧力センサ５７は、へッド側スペース７５の内圧を検出し、その検出値を制御装置２８に出力する。 The rod side pressure sensor 56 detects the internal pressure of the rod side space 74 and outputs the detected value to the control device 28. The head-side pressure sensor 57 detects the internal pressure of the head-side space 75 and outputs the detected value to the control device 28.

制御装置２８は、これらロッド側圧力センサ５６及びヘッド側圧力センサ５７の検出値に基づいて、第２の特定状態を検出する。 The control device 28 detects the second specific state based on the detection values of the rod side pressure sensor 56 and the head side pressure sensor 57.

図９に、その具体的な開閉制御弁２７の制御のフローチャートを例示する。まず、第１パイロット圧検出センサ３５から入力される検出値（Ｐ１）に基づいてアーム６ｂの押し出し操作の有無が判断される。検出値（Ｐ１）が０以下である場合には（ステップＳ３１でＮｏ）、第１方向制御弁２４は押し出し位置にないため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ３２）。 FIG. 9 illustrates a specific flowchart of the control of the opening / closing control valve 27. First, based on the detection value (P1) input from the first pilot pressure detection sensor 35, it is determined whether or not the arm 6b is pushed out. If the detected value (P1) is 0 or less (No in step S31), the first direction control valve 24 is not in the push-out position, so the open / close control valve 27 is closed (step S32).

検出値（Ｐ１）が０より大きい場合には（ステップＳ３１でＹｅｓ）、続いて、ピストン７３に作用する力のうち、ロッド側スペース７４側の力がへッド側スペース７５側の力よりも小さいか否かが判断される（ステップＳ３３）。ロッド側スペース７４側からピストン７３に作用する力は、ピストン７３のロッド７２を除く断面積（Ａｒ）と、ロッド側スペース７４の内圧（Ｐｒ）の積算によって求められ、ヘッド側スペース７５側からピストン７３に作用する力は、ピストン７３の断面積（Ａｈ）と、ヘッド側スペース７５の内圧（Ｐｈ）の積算によって求められる。 If the detected value (P1) is greater than 0 (Yes in step S31), then, among the forces acting on the piston 73, the force on the rod side space 74 side is greater than the force on the head side space 75 side. It is determined whether or not it is smaller (step S33). The force acting on the piston 73 from the rod-side space 74 side is obtained by integrating the cross-sectional area (Ar) of the piston 73 excluding the rod 72 and the internal pressure (Pr) of the rod-side space 74. The force acting on 73 is obtained by integrating the cross-sectional area (Ah) of the piston 73 and the internal pressure (Ph) of the head-side space 75.

その結果、ロッド側スペース７４側の力がへッド側スペース７５側の力よりも小さい場合は（ステップＳ３３でＹｅｓ）、ロッド側スペース７４で油圧の不足が生じているため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ３２）。対して、ロッド側スペース７４側の力がへッド側スペース７５側の力以上の場合は（ステップＳ３３でＮｏ）、ロッド側スペース７４で油圧の不足は生じていないため、開閉制御弁２７は開けられる（ステップＳ３４）。 As a result, if the force on the rod-side space 74 side is smaller than the force on the head-side space 75 side (Yes in step S33), the rod-side space 74 has insufficient hydraulic pressure, and therefore the open / close control valve 27 Is closed (step S32). On the other hand, if the force on the rod side space 74 side is equal to or greater than the force on the head side space 75 side (No in step S33), the rod side space 74 has no shortage of hydraulic pressure. It is opened (step S34).

（第２変形例）
図１０に本変形例の油圧ショベルの油圧制御機構２０を示す。この油圧ショベルでは、旋回モータ１１に関するキャビテーション防止装置５０が上述した実施形態の油圧ショベルと異なっている。 (Second modification)
FIG. 10 shows a hydraulic control mechanism 20 of a hydraulic excavator according to this modification. In this hydraulic excavator, the cavitation prevention device 50 related to the swing motor 11 is different from the hydraulic excavator of the above-described embodiment.

具体的には、本変形例のモータ制御検出装置５１には、第２パイロット圧検出センサ５１ａに加え、旋回モータ１１の回転数を検出するモータ速度センサ５９が設けられている。なお、油圧ショベルや油圧制御機構２０の各装置等、その他の構成については、上述した実施形態の油圧ショベルと同様であるため、同じ構成の装置については同じ符号を用いてその説明は省略する。 Specifically, the motor control detection device 51 of the present modification is provided with a motor speed sensor 59 that detects the number of revolutions of the turning motor 11 in addition to the second pilot pressure detection sensor 51a. The other components such as the hydraulic excavator and each device of the hydraulic control mechanism 20 are the same as the hydraulic excavator of the above-described embodiment, and thus the same reference numerals are used for the devices having the same configuration, and the description thereof is omitted.

モータ速度センサ５９は旋回モータ１１に設けられている。モータ速度センサ５９は、旋回モータ１１の角速度等を検出し、その検出値を制御装置２８に出力する。 The motor speed sensor 59 is provided in the turning motor 11. The motor speed sensor 59 detects the angular speed and the like of the turning motor 11 and outputs the detected value to the control device 28.

図１１に、本変形例での開閉制御弁２７の制御のフローチャートを示す。まず、第１パイロット圧検出センサ３５から入力される検出値（Ｐ１）に基づいてアーム６ｂの押し出し操作の有無が判断される。具体的には、検出値（Ｐ１）が０より大きいか否か判断され、０以下である場合には（ステップＳ４１でＮｏ）、第１方向制御弁２４は押し出し位置にないため、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ４２）。 FIG. 11 shows a flowchart of the control of the opening / closing control valve 27 in this modification. First, based on the detection value (P1) input from the first pilot pressure detection sensor 35, it is determined whether or not the arm 6b is pushed out. Specifically, it is determined whether or not the detected value (P1) is greater than 0. If the detected value (P1) is equal to or less than 0 (No in step S41), the first direction control valve 24 is not in the push-out position, so the open / close control valve 27 is closed (step S42).

検出値（Ｐ１）が０より大きい場合には（ステップＳ４１でＹｅｓ）、続いて、第２パイロット圧検出センサ５１ａから入力された検出値（Ｐ２）に基づいて旋回操作の有無が判断される（ステップＳ４３）。具体的には、検出値（Ｐ２）が０より大きいか否か判断され、検出値（Ｐ２）が０以下の場合には（ステップＳ４３でＮｏ）、旋回操作無しと判断され、開閉制御弁２７は開かれる（ステップＳ４４）。 If the detected value (P1) is greater than 0 (Yes in step S41), then, the presence / absence of a turning operation is determined based on the detected value (P2) input from the second pilot pressure detection sensor 51a ( Step S43). Specifically, it is determined whether or not the detected value (P2) is greater than 0. If the detected value (P2) is 0 or less (No in step S43), it is determined that there is no turning operation, and the open / close control valve 27 is determined. Is opened (step S44).

検出値（Ｐ２）が０より大きい場合には（ステップＳ４３でＹｅｓ）、旋回操作有りと判断され、モータ速度センサ５９から入力される検出値に基づいて減速の有無が判断される（ステップＳ４５）。例えば、制御装置２８は、経時的に連続して入力される旋回モータ１１の角速度（ω）の単位時間当たりの変化率（Δω／Δｔ）を求め、０より小さいか否かを判断する。 If the detected value (P2) is greater than 0 (Yes in step S43), it is determined that there is a turning operation, and the presence or absence of deceleration is determined based on the detected value input from the motor speed sensor 59 (step S45). . For example, the control device 28 obtains the rate of change (Δω / Δt) per unit time of the angular velocity (ω) of the turning motor 11 that is continuously input over time, and determines whether it is less than zero.

その結果、変化率（Δω／Δｔ）が０よりも小さい場合には（ステップＳ４５でＹｅｓ）、減速有りと判断され、開閉制御弁２７は閉じられる（ステップＳ４２）。対して、変化率が０以上の場合には（ステップＳ４５でＮｏ）、減速無しと判断され、開閉制御弁２７は開けられる（ステップＳ４４）。 As a result, when the rate of change (Δω / Δt) is smaller than 0 (Yes in step S45), it is determined that there is deceleration, and the open / close control valve 27 is closed (step S42). On the other hand, when the rate of change is 0 or more (No in step S45), it is determined that there is no deceleration, and the open / close control valve 27 is opened (step S44).

なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、作業機械は、油圧ショベルに限らずクレーン等であってもよい。油圧シリンダは、アームシリンダ６２に限らず、ブームシリンダ６１やバケットシリンダ６３にも同様に適用できる。 In addition, the working machine according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various other configurations. For example, the work machine is not limited to a hydraulic excavator and may be a crane or the like. The hydraulic cylinder is not limited to the arm cylinder 62 but can be similarly applied to the boom cylinder 61 and the bucket cylinder 63.

キャビテーション防止装置５０をそれぞれ組み合わせて開閉制御弁２７を開閉制御してもよい。例えば、第３の特定状態にある場合において、第１の特定状態や第２の特定状態になった場合にのみ開閉制御弁２７を開くようにしてもよい。 The opening / closing control valve 27 may be controlled to be opened / closed by combining the cavitation prevention devices 50. For example, in the third specific state, the open / close control valve 27 may be opened only when the first specific state or the second specific state is reached.

また、キャビテーション防止装置５０をそれぞれ個別に組み付けて開閉制御弁２７を開閉制御してもよい。例えば、エンジン回転数検出装置５４だけにすれば、既存の装置が活用できるので、部品点数やコストが削減できる。 Further, the open / close control valve 27 may be controlled to be opened / closed by individually assembling the cavitation prevention devices 50. For example, if only the engine rotation speed detection device 54 is used, an existing device can be used, so that the number of parts and cost can be reduced.

１下部走行体
２上部旋回体
５カウンターウエイト
６アタッチメント（作業機）
６ａブーム（支持腕）
６ｂアーム（揺動腕）
６ｃバケット
７ａ，７ｂ操作レバー
８エンジン
９油圧ポンプ
１０タンク
１１旋回モータ
２０油圧制御機構
２１フィード流路
２２リターン流路
２３背圧保持弁
２４第１方向制御弁
２５第２方向制御弁
２６バイパス流路
２７開閉制御弁
２８制御装置
２９第１モータ配管
３０第２モータ配管
３１補油回路
３１ａ補油配管
３２ロッド側配管
３３ヘッド側配管
３５第１パイロット圧検出センサ
５０キャビテーション防止装置
５１モータ制御検出装置
５１ａ第２パイロット圧検出センサ
５２第１角度センサ
５３第２角度センサ
５４エンジン回転数検出装置
５６ロッド側圧力センサ
５７へッド側圧力センサ
５９モータ速度センサ
６２アームシリンダ（油圧シリンダ）
７１シリンダ本体
７２ロッド
７３ピストン
７４ロッド側スペース
７５ヘッド側スペース
Ａ１第１回転軸
Ａ２第２回転軸 1 Lower traveling body 2 Upper turning body 5 Counterweight 6 Attachment (work machine)
6a Boom (support arm)
6b Arm (swinging arm)
6c Bucket 7a, 7b Operation lever 8 Engine 9 Hydraulic pump 10 Tank 11 Rotating motor 20 Hydraulic control mechanism 21 Feed flow path 22 Return flow path 23 Back pressure holding valve 24 First direction control valve 25 Second direction control valve 26 Bypass flow path 27 Opening / closing control valve 28 Control device 29 First motor pipe 30 Second motor pipe 31 Oil supply circuit 31a Oil supply pipe 32 Rod side pipe 33 Head side pipe 35 First pilot pressure detection sensor 50 Cavitation prevention device 51 Motor control detection device 51a Second pilot pressure detection sensor 52 First angle sensor 53 Second angle sensor 54 Engine speed detection device 56 Rod side pressure sensor 57 Head side pressure sensor 59 Motor speed sensor 62 Arm cylinder (hydraulic cylinder)
71 Cylinder body 72 Rod 73 Piston 74 Rod side space 75 Head side space A1 First rotation axis A2 Second rotation axis

Claims

A working machine having a hydraulic control mechanism that circulates and supplies hydraulic oil by a hydraulic pump between the working machine and the swing motor and the tank,
The working machine has a swing arm that is rotatably supported by a support arm, and a hydraulic cylinder that drives the swing arm,
The cylinder body of the hydraulic cylinder is partitioned into a rod-side space and a head-side space by a piston that slides and displaces,
The hydraulic control mechanism includes a feed flow path that sends hydraulic oil to the hydraulic cylinder, a return flow path that returns hydraulic oil to the tank, a back pressure holding valve that holds the inside of the return flow path at a predetermined pressure, and the hydraulic pressure A directional control valve that switches a flow path of hydraulic oil to the cylinder, a bypass flow path that returns hydraulic oil to the tank from a flow path between the directional control valve and the head side space, and opens and closes the bypass flow path Based on information input from the cavitation prevention device, a cavitation prevention device that detects a specific state in which insufficient supply of hydraulic oil may occur in at least one of the open / close control valve, the hydraulic cylinder, and the swing motor. A control device for controlling the open / close control valve,
The direction switching valve can be switched between a first direction for sending hydraulic oil to the rod side space and a second direction for sending hydraulic oil to the head side space,
When the directional control valve is switched to the first direction, the open / close control valve is controlled to open, and when the specific state is detected by the cavitation prevention device, the open / close control valve is closed. Working machine.

The work machine according to claim 1,
The specific state is a state in which the turning motor is controlled to decelerate,
The cavitation prevention device has a motor control detection device that detects a control state of the swing motor,
A work machine in which the control device controls the open / close control valve based on a detection value of the motor control detection device.

In the work machine according to claim 1 or 2,
The specific state is a state where the hydraulic cylinder is extended and the swing arm is lifted against a moment of force based on its own weight,
The cavitation prevention device has a rod side pressure sensor that detects an internal pressure of the rod side space, and a head side pressure sensor that detects an internal pressure of the head side space,
A work machine in which the control device controls the open / close control valve based on detection values of the rod side pressure sensor and the head side pressure sensor.

In the work machine according to claim 1 or 2,
The support arm is pivotable;
The specific state is a state where the hydraulic cylinder is extended and the swing arm is lifted against a moment of force based on its own weight,
The cavitation prevention device has a first angle sensor that detects an angle of the support arm, and a second angle sensor that detects an angle of the swing arm,
A work machine in which the control device controls the open / close control valve based on detection values of the first angle sensor and the second angle sensor.

In the work machine according to any one of claims 1 to 4,
The specific state is a state in which the rotational speed of an engine that drives the hydraulic pump is in a predetermined low-speed rotation range,
The cavitation preventing device has an engine speed detecting device for detecting the engine speed,
A work machine in which the control device controls the open / close control valve based on a detection value of the engine speed detection device.