JP2014084877A - Hydraulic drive system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic drive system capable of regenerating potential energy of a work machine and curbing lowering of the work machine due to hold pressure.SOLUTION: A hydraulic oil passage 15 configures a closed circuit between a hydraulic pump 12 and a hydraulic cylinder 14. A first control valve 16 is arranged in the hydraulic oil passage 15 between the hydraulic pump 12 and the hydraulic cylinder 14. The first control valve 16 is a spool valve and can be switched to a first position state P1, a second position state P2 or a neutral position state Pn. A second control valve 17 is arranged in a first cylinder passage 31. A second control valve 17 has a valve body and a valve seat. The second control valve 17 allows hydraulic oil to flow from the first control valve 16 to a first chamber 14c of the hydraulic cylinder 14 when the same is in an open state with the valve body detached from the valve seat. The second control valve 17 prohibits the hydraulic oil from flowing from the first chamber 14c to the first control valve 16 when the same is in a closed state with the valve body contacted with the valve seat.

Description

本発明は、油圧駆動システムに関する。   The present invention relates to a hydraulic drive system.

油圧ショベルやホイールローダ等の作業機械は、油圧シリンダによって駆動される作業機を備えている。油圧シリンダには、油圧ポンプから吐出された作動油が供給される。作動油は、油圧回路を介して油圧シリンダに供給される。例えば、特許文献１では、油圧シリンダに作動油を供給するための油圧閉回路を備える作業機械が提案されている。油圧回路が閉回路であることにより、作業機の位置エネルギーが回生される。その結果、油圧ポンプを駆動する原動機の燃費を低減することが可能となる。   A work machine such as a hydraulic excavator or a wheel loader includes a work machine driven by a hydraulic cylinder. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is supplied to the hydraulic cylinder. The hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder through a hydraulic circuit. For example, Patent Document 1 proposes a work machine including a hydraulic closed circuit for supplying hydraulic oil to a hydraulic cylinder. Since the hydraulic circuit is a closed circuit, the potential energy of the work implement is regenerated. As a result, the fuel consumption of the prime mover that drives the hydraulic pump can be reduced.

特開２００３−２１１０４号公報JP 2003-21104 A

油圧ショベルの作業機は、ブームとアームとバケットとを備えている。ブームは、ブームシリンダによって駆動される。ブームシリンダは、第１室と第２室とを有している。第１室に作動油が供給され、第２室から作動油が排出されることにより、ブームシリンダが伸張する。また、第２室に作動油が供給され、第１室から作動油が排出されることにより、ブームシリンダが収縮する。   The excavator working machine includes a boom, an arm, and a bucket. The boom is driven by a boom cylinder. The boom cylinder has a first chamber and a second chamber. When the hydraulic oil is supplied to the first chamber and the hydraulic oil is discharged from the second chamber, the boom cylinder extends. In addition, when the hydraulic oil is supplied to the second chamber and the hydraulic oil is discharged from the first chamber, the boom cylinder contracts.

油圧ショベルは、作業機を上昇させた状態で保持することがある。例えば、油圧ショベルがバケットに土砂を積載してダンプトラックが排土位置に停車するのを待っている間、バケットを空中に持ち上げて保持する。このとき、ブームシリンダの第１室には、作業機の重量を支えるための油圧（以下、「保持圧」と呼ぶ）が発生する。   The hydraulic excavator may hold the work machine in a raised state. For example, the bucket is lifted and held in the air while the excavator is loaded with earth and sand on the bucket and is waiting for the dump truck to stop at the dumping position. At this time, hydraulic pressure (hereinafter referred to as “holding pressure”) for supporting the weight of the work implement is generated in the first chamber of the boom cylinder.

油圧ショベルのブームシリンダを駆動するための油圧回路に、特許文献１に開示されているような従来の油圧閉回路を適用すると、次のような課題が生じる。特許文献１の油圧閉回路では、油圧ポンプと油圧シリンダの間に油圧切替弁が配置されている。油圧切替弁は、開放位置と閉止位置とに切り換えられる。油圧切替弁は、通常、スプール弁である。スプール弁は、ボディと、ボディの孔に挿入されたスプールとを有する。スプールが孔内を摺動することにより、油圧切替弁が開放位置と閉止位置とに切り換えられる。   When a conventional hydraulic closed circuit as disclosed in Patent Document 1 is applied to a hydraulic circuit for driving a boom cylinder of a hydraulic excavator, the following problems arise. In the hydraulic closed circuit of Patent Document 1, a hydraulic switching valve is disposed between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder. The hydraulic switching valve is switched between an open position and a closed position. The hydraulic switching valve is usually a spool valve. The spool valve has a body and a spool inserted into the hole of the body. As the spool slides in the hole, the hydraulic pressure switching valve is switched between the open position and the closed position.

スプールがボディの孔内を摺動するために、スプールの外径と孔の内径との間には、通常、数μｍの隙間（クリアランス）がある。従って、バケットを空中で保持していると、保持圧によって、油圧シリンダと油圧切替弁との間の作動油は、隙間から少しずつ漏れることになる。このため、作業機は少しずつ降下していく。   Since the spool slides in the hole of the body, there is usually a gap (clearance) of several μm between the outer diameter of the spool and the inner diameter of the hole. Therefore, when the bucket is held in the air, the hydraulic oil between the hydraulic cylinder and the hydraulic switching valve leaks little by little from the gap due to the holding pressure. For this reason, the work machine descends little by little.

ダンプトラックの待ち時間が長い場合には、バケットを空中で保持する時間が長くなるため、作業機の降下量が大きくなる。この場合、油圧ショベルのオペレータは、操作レバーを操作して作業機の位置を排土に適した高さに修正する必要が生じる。これは、オペレータにとって煩雑な操作となる。このような問題は、リフトアームによってバケットを持ち上げるホイールローダなどの他の作業機械においても生じうる。   When the waiting time of the dump truck is long, the time for holding the bucket in the air becomes long, so the amount of descent of the work machine becomes large. In this case, the operator of the hydraulic excavator needs to operate the operation lever to correct the position of the work machine to a height suitable for soil removal. This is a complicated operation for the operator. Such a problem may also occur in other work machines such as a wheel loader that lifts a bucket by a lift arm.

本発明の課題は、作業機の位置エネルギーの回生ができると共に、保持圧による作業機の下降を抑えることができる油圧駆動システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a hydraulic drive system that can regenerate the potential energy of a work implement and can suppress the lowering of the work implement due to holding pressure.

本発明の一態様に係る油圧駆動システムは、油圧ポンプと、駆動源と、油圧シリンダと、作動油流路と、第１チェック弁と、第２チェック弁と、第１制御弁と、第２制御弁とを備える。油圧ポンプは、第１ポンプポートと第２ポンプポートとを有する。油圧ポンプは、第１状態と第２状態とに切り換え可能である。油圧ポンプは、第１状態において、第２ポンプポートから作動油を吸入して第１ポンプポートから作動油を吐出する。油圧ポンプは、第２状態において、第１ポンプポートから作動油を吸入して第２ポンプポートから作動油を吐出する。駆動源は、油圧ポンプを駆動する。油圧シリンダは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。油圧シリンダは、第１室と第２室とを有する。油圧シリンダは、第１室から作動油が排出され、且つ、第２室に作動油が供給されることによって収縮する。油圧シリンダは、第１室に作動油が供給され、且つ、第２室から作動油が排出されることによって伸長する。作動油流路は、第１ポンプ流路と、第２ポンプ流路と、第１シリンダ流路と、第２シリンダ流路とを有する。第１ポンプ流路は、第１ポンプポートに接続される。第２ポンプ流路は、第２ポンプポートに接続される。第１シリンダ流路は、第１室に接続される。第２シリンダ流路は、第２室に接続される。作動油流路は、油圧ポンプと油圧シリンダとの間で閉回路を構成する。第１チェック弁は、第１ポンプ流路から第１シリンダ流路への作動油の流れを許容する。第１チェック弁は、第１シリンダ流路から第１ポンプ流路への作動油の流れを禁止する。第２チェック弁は、第２ポンプ流路から第２シリンダ流路への作動油の流れを許容する。第２チェック弁は、第２シリンダ流路から第２ポンプ流路への作動油の流れを禁止する。第１制御弁は、作動油流路において油圧ポンプと油圧シリンダとの間に配置される。第１制御弁は、スプール弁であって、第１位置状態と第２位置状態と中立位置状態とに切換可能である。第１制御弁は、第１位置状態では、第１ポンプ流路を第１チェック弁を介して第１シリンダ流路に接続し、且つ、第２シリンダ流路を第２チェック弁を介さずに第２ポンプ流路に接続する。第１制御弁は、第２位置状態では、第１シリンダ流路を第１チェック弁を介さずに第１ポンプ流路に接続し、且つ、第２ポンプ流路を第２チェック弁を介して第２シリンダ流路に接続する。第１制御弁は、中立位置状態では、第１ポンプ流路と第２ポンプ流路と第１シリンダ流路と第２シリンダ流路との間を遮断する。第２制御弁は、第１シリンダ流路に設けられる。第２制御弁は、弁体と弁座とを有する。第２制御弁は、弁体が弁座から離れた開状態となることによって第１制御弁から第１室への作動油の流れを許容する。第２制御弁は、弁体が弁座に接触した閉状態となることによって第１室から第１制御弁への作動油の流れを禁止する。   A hydraulic drive system according to an aspect of the present invention includes a hydraulic pump, a drive source, a hydraulic cylinder, a hydraulic fluid passage, a first check valve, a second check valve, a first control valve, and a second control valve. And a control valve. The hydraulic pump has a first pump port and a second pump port. The hydraulic pump can be switched between a first state and a second state. In the first state, the hydraulic pump sucks hydraulic oil from the second pump port and discharges the hydraulic oil from the first pump port. In the second state, the hydraulic pump sucks hydraulic oil from the first pump port and discharges the hydraulic oil from the second pump port. The drive source drives the hydraulic pump. The hydraulic cylinder is driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump. The hydraulic cylinder has a first chamber and a second chamber. The hydraulic cylinder contracts when the hydraulic oil is discharged from the first chamber and the hydraulic oil is supplied to the second chamber. The hydraulic cylinder extends when hydraulic fluid is supplied to the first chamber and hydraulic fluid is discharged from the second chamber. The hydraulic oil passage has a first pump passage, a second pump passage, a first cylinder passage, and a second cylinder passage. The first pump flow path is connected to the first pump port. The second pump flow path is connected to the second pump port. The first cylinder channel is connected to the first chamber. The second cylinder channel is connected to the second chamber. The hydraulic fluid flow path forms a closed circuit between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder. The first check valve allows the flow of hydraulic oil from the first pump flow path to the first cylinder flow path. The first check valve prohibits the flow of hydraulic oil from the first cylinder flow path to the first pump flow path. The second check valve allows the flow of hydraulic oil from the second pump flow path to the second cylinder flow path. The second check valve prohibits the flow of hydraulic oil from the second cylinder flow path to the second pump flow path. The first control valve is disposed between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder in the hydraulic oil passage. The first control valve is a spool valve and can be switched between a first position state, a second position state, and a neutral position state. In the first position, the first control valve connects the first pump flow path to the first cylinder flow path via the first check valve, and the second cylinder flow path does not pass through the second check valve. Connect to the second pump flow path. In the second position state, the first control valve connects the first cylinder passage to the first pump passage without going through the first check valve, and the second pump passage through the second check valve. Connect to the second cylinder flow path. The first control valve blocks between the first pump flow path, the second pump flow path, the first cylinder flow path, and the second cylinder flow path in the neutral position state. The second control valve is provided in the first cylinder flow path. The second control valve has a valve body and a valve seat. The second control valve allows the hydraulic oil to flow from the first control valve to the first chamber when the valve body is in an open state away from the valve seat. The second control valve prohibits the flow of hydraulic oil from the first chamber to the first control valve when the valve body is in a closed state in contact with the valve seat.

本発明の一態様に係る油圧駆動システムでは、油圧ポンプが第１状態であり、且つ、第１制御弁が第１位置状態であり、且つ、第２制御弁が開状態であるときには、油圧ポンプの第１ポンプポートから吐出された作動油が、第１ポンプ流路と、第１チェック弁と、第１シリンダ流路とを通って、油圧シリンダの第１室に供給される。そして、油圧シリンダの第２室から排出された作動油が、第２シリンダ流路と、第２ポンプ流路とを通って、油圧ポンプの第２ポンプポートに吸収される。これにより、油圧シリンダが伸長する。また、油圧ポンプが第２状態であり、且つ、第１制御弁が第２位置状態であり、且つ、第２制御弁が開状態であるときには、油圧ポンプの第２ポンプポートから吐出された作動油が、第２ポンプ流路と、第２チェック弁と、第２シリンダ流路とを通って、油圧シリンダの第２室に供給される。そして、油圧シリンダの第１室から排出された作動油が、第１シリンダ流路と、第１ポンプ流路とを通って、油圧ポンプの第１ポンプポートに吸収される。これにより、油圧シリンダが収縮する。以上のように、作動油流路は、油圧ポンプと油圧シリンダとの間で閉回路を構成している。このため、油圧駆動システムでは、作業機の位置エネルギーを回生することができる。   In the hydraulic drive system according to one aspect of the present invention, when the hydraulic pump is in the first state, the first control valve is in the first position state, and the second control valve is in the open state, the hydraulic pump The hydraulic oil discharged from the first pump port is supplied to the first chamber of the hydraulic cylinder through the first pump flow path, the first check valve, and the first cylinder flow path. The hydraulic oil discharged from the second chamber of the hydraulic cylinder is absorbed by the second pump port of the hydraulic pump through the second cylinder channel and the second pump channel. As a result, the hydraulic cylinder extends. Further, when the hydraulic pump is in the second state, the first control valve is in the second position state, and the second control valve is in the open state, the operation discharged from the second pump port of the hydraulic pump Oil is supplied to the second chamber of the hydraulic cylinder through the second pump flow path, the second check valve, and the second cylinder flow path. The hydraulic oil discharged from the first chamber of the hydraulic cylinder is absorbed by the first pump port of the hydraulic pump through the first cylinder channel and the first pump channel. As a result, the hydraulic cylinder contracts. As described above, the hydraulic oil flow path forms a closed circuit between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder. For this reason, in the hydraulic drive system, the potential energy of the work implement can be regenerated.

また、第２制御弁が閉状態とされると、第２制御弁において、弁体が弁座に接触することによって、第１室と第１制御弁との間の作動油の流れが禁止される。これにより、油圧シリンダの第１室に保持圧が発生していても、第１制御弁での作動油の漏れを抑えることができる。これにより、作業機の下降を抑えることができる。   In addition, when the second control valve is closed, the flow of hydraulic oil between the first chamber and the first control valve is prohibited by contacting the valve body with the valve seat in the second control valve. The Thereby, even if the holding pressure is generated in the first chamber of the hydraulic cylinder, it is possible to suppress the leakage of hydraulic oil in the first control valve. Thereby, the descent | fall of a working machine can be suppressed.

本発明の第１実施形態に係る油圧駆動システムが搭載された油圧ショベルの外観図。1 is an external view of a hydraulic excavator equipped with a hydraulic drive system according to a first embodiment of the present invention. 第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the hydraulic drive system which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る油圧駆動システムの第２制御弁の概略断面図。The schematic sectional drawing of the 2nd control valve of the hydraulic drive system concerning a 1st embodiment. 第２実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the hydraulic drive system which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the hydraulic drive system which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the hydraulic drive system which concerns on 4th Embodiment. 第２制御弁の変形例を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the modification of a 2nd control valve.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る油圧駆動システムについて説明する。
１．第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧駆動システムが搭載された油圧ショベル１００の斜視図である。油圧ショベル１００は、車両本体１と作業機２とを有する。車両本体１は、上部旋回体３と運転室４と下部車体５とを有する。上部旋回体３は、下部車体５上に載置されている。上部旋回体３は、下部車体５に対して旋回可能に設けられる。上部旋回体３は、後述するエンジンや油圧ポンプなどの装置を収容している。運転室４は上部旋回体３の前部に載置されている。運転室４内には、後述する操作装置が配置される。下部車体５は履帯５ａ，５ｂを有しており、履帯５ａ，５ｂが回転することにより油圧ショベル１００が走行する。 Hereinafter, a hydraulic drive system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1. First Embodiment FIG. 1 is a perspective view of a hydraulic excavator 100 equipped with a hydraulic drive system according to a first embodiment of the present invention. The excavator 100 includes a vehicle main body 1 and a work implement 2. The vehicle body 1 includes an upper swing body 3, a cab 4, and a lower vehicle body 5. The upper swing body 3 is placed on the lower vehicle body 5. The upper swing body 3 is provided so as to be swingable with respect to the lower vehicle body 5. The upper swing body 3 accommodates devices such as an engine and a hydraulic pump described later. The cab 4 is placed at the front of the upper swing body 3. An operation device to be described later is disposed in the cab 4. The lower vehicle body 5 has crawler belts 5a and 5b, and the excavator 100 travels as the crawler belts 5a and 5b rotate.

作業機２は、車両本体１の前部に取り付けられており、ブーム９０とアーム９１とバケット９２とを有する。ブーム９０の基端部は、ブームピン９６を介して上部旋回体３に揺動可能に取り付けられている。アーム９１の基端部は、アームピン９７を介してブーム９０の先端部に揺動可能に取り付けられている。アーム９１の先端部には、バケットピン９８を介してバケット９２が揺動可能に取り付けられている。ブーム９０は、油圧シリンダ１４によって駆動される。アーム９１は、油圧シリンダ９４によって駆動される。バケット９２は、油圧シリンダ９５によって駆動される。   The work machine 2 is attached to the front portion of the vehicle body 1 and includes a boom 90, an arm 91, and a bucket 92. A base end portion of the boom 90 is swingably attached to the upper swing body 3 via a boom pin 96. A base end portion of the arm 91 is swingably attached to a distal end portion of the boom 90 via an arm pin 97. A bucket 92 is swingably attached to the tip of the arm 91 via a bucket pin 98. The boom 90 is driven by the hydraulic cylinder 14. The arm 91 is driven by a hydraulic cylinder 94. The bucket 92 is driven by a hydraulic cylinder 95.

図２は、油圧駆動システムの構成を示すブロック図である。この油圧駆動システムは、ブーム９０を駆動するためのシステムである。油圧駆動システムは、エンジン１１と、メインポンプ１０と、油圧シリンダ１４と、作動油流路１５と、第１制御弁１６と、第２制御弁１７と、ポンプコントローラ２４とを有する。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the hydraulic drive system. This hydraulic drive system is a system for driving the boom 90. The hydraulic drive system includes an engine 11, a main pump 10, a hydraulic cylinder 14, a hydraulic fluid passage 15, a first control valve 16, a second control valve 17, and a pump controller 24.

エンジン１１は、メインポンプ１０を駆動する。エンジン１１は、本発明の駆動源の一例である。エンジン１１は、例えば、ディーゼルエンジンであり、燃料噴射装置２１からの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン１１の出力が制御される。燃料噴射量の調整は、燃料噴射装置２１がエンジンコントローラ２２によって制御されることで行われる。なお、エンジン１１の実回転速度は、回転速度センサ２３にて検出され、その検出信号は、エンジンコントローラ２２およびポンプコントローラ２４にそれぞれ入力される。   The engine 11 drives the main pump 10. The engine 11 is an example of a drive source according to the present invention. The engine 11 is, for example, a diesel engine, and the output of the engine 11 is controlled by adjusting the fuel injection amount from the fuel injection device 21. The fuel injection amount is adjusted by the fuel injection device 21 being controlled by the engine controller 22. The actual rotational speed of the engine 11 is detected by the rotational speed sensor 23, and the detection signal is input to the engine controller 22 and the pump controller 24, respectively.

メインポンプ１０は、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とを有する。第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３は、エンジン１１によって駆動され、作動油を吐出する。メインポンプ１０から吐出された作動油は、第１制御弁１６を介して油圧シリンダ１４に供給される。   The main pump 10 includes a first hydraulic pump 12 and a second hydraulic pump 13. The first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 are driven by the engine 11 and discharge hydraulic oil. The hydraulic oil discharged from the main pump 10 is supplied to the hydraulic cylinder 14 via the first control valve 16.

第１油圧ポンプ１２は、可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ１２の傾転角が制御されることにより、第１油圧ポンプ１２の容量が制御される。第１油圧ポンプ１２の傾転角は、第１ポンプ流量制御部２５によって制御される。第１ポンプ流量制御部２５は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて、第１油圧ポンプ１２の傾転角を制御することにより、第１油圧ポンプ１２から吐出される作動油の流量を制御する。第１油圧ポンプ１２は、２方向吐出型の油圧ポンプである。具体的には、第１油圧ポンプ１２は、第１ポンプポート１２ａと第２ポンプポート１２ｂとを有する。第１油圧ポンプ１２は、第１吐出状態と第２吐出状態とに切り換え可能である。第１油圧ポンプ１２は、第１吐出状態では、第２ポンプポート１２ｂから作動油を吸入して第１ポンプポート１２ａから作動油を吐出する。第１油圧ポンプ１２は、第２吐出状態では、第１ポンプポート１２ａから作動油を吸入して第２ポンプポート１２ｂから作動油を吐出する。   The first hydraulic pump 12 is a variable displacement hydraulic pump. The displacement of the first hydraulic pump 12 is controlled by controlling the tilt angle of the first hydraulic pump 12. The tilt angle of the first hydraulic pump 12 is controlled by the first pump flow rate control unit 25. The first pump flow rate control unit 25 controls the flow rate of the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 12 by controlling the tilt angle of the first hydraulic pump 12 based on the command signal from the pump controller 24. To do. The first hydraulic pump 12 is a two-way discharge type hydraulic pump. Specifically, the first hydraulic pump 12 has a first pump port 12a and a second pump port 12b. The first hydraulic pump 12 can be switched between a first discharge state and a second discharge state. In the first discharge state, the first hydraulic pump 12 draws hydraulic oil from the second pump port 12b and discharges the hydraulic oil from the first pump port 12a. In the second discharge state, the first hydraulic pump 12 draws hydraulic oil from the first pump port 12a and discharges the hydraulic oil from the second pump port 12b.

第２油圧ポンプ１３は、可変容量型の油圧ポンプである。第２油圧ポンプ１３の傾転角が制御されることにより、第２油圧ポンプ１３の容量が制御される。第２油圧ポンプ１３の傾転角は、第２ポンプ流量制御部２６によって制御される。第２ポンプ流量制御部２６は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて第２油圧ポンプ１３の傾転角を制御することにより、第２油圧ポンプ１３から吐出される作動油の流量を制御する。第２油圧ポンプ１３は、２方向吐出型の油圧ポンプである。具体的には、第２油圧ポンプ１３は、第１ポンプポート１３ａと第２ポンプポート１３ｂとを有する。第２油圧ポンプ１３は、第１油圧ポンプ１２と同様に、第１吐出状態と第２吐出状態とに切り換え可能である。第２油圧ポンプ１３は、第１吐出状態では、第２ポンプポート１３ｂから作動油を吸入して第１ポンプポート１３ａから作動油を吐出する。第２油圧ポンプ１３は、第２吐出状態では、第１ポンプポート１３ａから作動油を吸入して第２ポンプポート１３ｂから作動油を吐出する。   The second hydraulic pump 13 is a variable displacement hydraulic pump. The displacement of the second hydraulic pump 13 is controlled by controlling the tilt angle of the second hydraulic pump 13. The tilt angle of the second hydraulic pump 13 is controlled by the second pump flow rate control unit 26. The second pump flow rate control unit 26 controls the flow angle of the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump 13 by controlling the tilt angle of the second hydraulic pump 13 based on the command signal from the pump controller 24. . The second hydraulic pump 13 is a two-way discharge type hydraulic pump. Specifically, the second hydraulic pump 13 has a first pump port 13a and a second pump port 13b. Similar to the first hydraulic pump 12, the second hydraulic pump 13 can be switched between a first discharge state and a second discharge state. In the first discharge state, the second hydraulic pump 13 draws hydraulic oil from the second pump port 13b and discharges the hydraulic oil from the first pump port 13a. In the second discharge state, the second hydraulic pump 13 sucks the hydraulic oil from the first pump port 13a and discharges the hydraulic oil from the second pump port 13b.

油圧シリンダ１４は、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３から吐出された作動油によって駆動される。上述したように、油圧シリンダ１４はブーム９０を駆動する。油圧シリンダ１４が伸長することにより、ブーム９０の先端が上昇する。すなわち、作業機２が上昇する。油圧シリンダ１４が収縮することにより、ブーム９０の先端が下降する。すなわち、作業機２が下降する。油圧シリンダ１４は、シリンダロッド１４ａとシリンダチューブ１４ｂとを有する。シリンダチューブ１４ｂの内部は、シリンダロッド１４ａによって第１室１４ｃと第２室１４ｄとに区画されている。油圧シリンダ１４は、第１室１４ｃと第２室１４ｄに対する作動油の供給と排出とが切り換えられることにより伸縮する。具体的には、第１室１４ｃに作動油が供給され、第２室１４ｄから作動油が排出されることによって、油圧シリンダ１４は伸張する。第２室１４ｄに作動油が供給され、第１室１４ｃから作動油が排出されることによって、油圧シリンダ１４は収縮する。   The hydraulic cylinder 14 is driven by hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13. As described above, the hydraulic cylinder 14 drives the boom 90. As the hydraulic cylinder 14 extends, the tip of the boom 90 rises. That is, the work machine 2 rises. As the hydraulic cylinder 14 contracts, the tip of the boom 90 is lowered. That is, the work machine 2 is lowered. The hydraulic cylinder 14 has a cylinder rod 14a and a cylinder tube 14b. The inside of the cylinder tube 14b is partitioned into a first chamber 14c and a second chamber 14d by a cylinder rod 14a. The hydraulic cylinder 14 expands and contracts by switching between supply and discharge of hydraulic oil to and from the first chamber 14c and the second chamber 14d. Specifically, the hydraulic cylinder 14 expands when hydraulic oil is supplied to the first chamber 14c and discharged from the second chamber 14d. When the hydraulic oil is supplied to the second chamber 14d and the hydraulic oil is discharged from the first chamber 14c, the hydraulic cylinder 14 contracts.

なお、シリンダロッド１４ａの第１室１４ｃにおける受圧面積は、シリンダロッド１４ａの第２室１４ｄにおける受圧面積よりも大きい。従って、油圧シリンダ１４を伸張させるときには、第２室１４ｄから排出される作動油よりも多量の作動油が第１室１４ｃに供給される。また、油圧シリンダ１４を収縮させるときには、第２室１４ｄに供給される作動油よりも多量の作動油が第１室１４ｃから排出される。   The pressure receiving area in the first chamber 14c of the cylinder rod 14a is larger than the pressure receiving area in the second chamber 14d of the cylinder rod 14a. Accordingly, when the hydraulic cylinder 14 is extended, a larger amount of hydraulic oil than the hydraulic oil discharged from the second chamber 14d is supplied to the first chamber 14c. When the hydraulic cylinder 14 is contracted, a larger amount of hydraulic oil than the hydraulic oil supplied to the second chamber 14d is discharged from the first chamber 14c.

作動油流路１５は、第１油圧ポンプ１２と、第２油圧ポンプ１３と、油圧シリンダ１４とに接続されている。作動油流路１５は、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとを有する。第１流路１５ａは、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａと、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃとを接続している。第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａは、第１流路１５ａに接続されている。第２流路１５ｂは、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂと、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄとを接続している。第２油圧ポンプ１３の第２ポンプポート１３ｂは、作動油タンク２７に接続されている。   The hydraulic fluid passage 15 is connected to the first hydraulic pump 12, the second hydraulic pump 13, and the hydraulic cylinder 14. The hydraulic fluid passage 15 has a first passage 15a and a second passage 15b. The first flow path 15 a connects the first pump port 12 a of the first hydraulic pump 12 and the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14. The first pump port 13a of the second hydraulic pump 13 is connected to the first flow path 15a. The second flow path 15 b connects the second pump port 12 b of the first hydraulic pump 12 and the second chamber 14 d of the hydraulic cylinder 14. The second pump port 13 b of the second hydraulic pump 13 is connected to the hydraulic oil tank 27.

第１流路１５ａは、第１シリンダ流路３１と第１ポンプ流路３３とを有する。第２流路１５ｂは、第２シリンダ流路３２と第２ポンプ流路３４とを有する。第１シリンダ流路３１は、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに接続される。第２シリンダ流路３２は、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに接続される。第１ポンプ流路３３は、第１シリンダ流路３１を介して油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに作動油を供給する、或いは、第１シリンダ流路３１を介して油圧シリンダ１４の第１室１４ｃから作動油を回収するための流路である。第１ポンプ流路３３は、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａに接続される。また、第１ポンプ流路３３は、第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａに接続される。従って、第１ポンプ流路３３には、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３との両方からの作動油が供給される。第２ポンプ流路３４は、第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに作動油を供給する、或いは、第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４の第２室１４ｄから作動油を回収するための流路である。   The first flow path 15 a includes a first cylinder flow path 31 and a first pump flow path 33. The second flow path 15 b includes a second cylinder flow path 32 and a second pump flow path 34. The first cylinder channel 31 is connected to the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14. The second cylinder flow path 32 is connected to the second chamber 14 d of the hydraulic cylinder 14. The first pump flow path 33 supplies hydraulic oil to the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14 via the first cylinder flow path 31, or the first chamber of the hydraulic cylinder 14 via the first cylinder flow path 31. 14c is a flow path for recovering hydraulic oil from 14c. The first pump flow path 33 is connected to the first pump port 12 a of the first hydraulic pump 12. The first pump flow path 33 is connected to the first pump port 13 a of the second hydraulic pump 13. Accordingly, the hydraulic oil from both the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 is supplied to the first pump flow path 33. The second pump flow path 34 supplies hydraulic oil to the second chamber 14 d of the hydraulic cylinder 14 via the second cylinder flow path 32, or the second chamber of the hydraulic cylinder 14 via the second cylinder flow path 32. 14d is a flow path for recovering hydraulic oil from 14d.

第２ポンプ流路３４は、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂに接続される。第２油圧ポンプ１３の第２ポンプポート１３ｂは、作動油タンク２７に接続される。従って、第２ポンプ流路３４には、第１油圧ポンプ１２からの作動油が供給される。以上のように、作動油流路１５は、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとによって、メインポンプ１０と油圧シリンダ１４との間で閉回路を構成している。   The second pump flow path 34 is connected to the second pump port 12 b of the first hydraulic pump 12. The second pump port 13 b of the second hydraulic pump 13 is connected to the hydraulic oil tank 27. Accordingly, the hydraulic oil from the first hydraulic pump 12 is supplied to the second pump flow path 34. As described above, the hydraulic fluid passage 15 forms a closed circuit between the main pump 10 and the hydraulic cylinder 14 by the first passage 15a and the second passage 15b.

油圧駆動システムは、チャージポンプ２８をさらに備える。チャージポンプ２８は、第１流路１５ａ又は第２流路１５ｂに作動油を補充するための油圧ポンプである。チャージポンプ２８は、エンジン１１によって駆動されることにより作動油を吐出する。チャージポンプ２８は、固定容量型の油圧ポンプである。作動油流路１５は、チャージ回路３５をさらに有する。チャージ回路３５は、チェック弁４１ａを介して第１ポンプ流路３３に接続されている。チェック弁４１ａは、第１ポンプ流路３３の油圧がチャージ回路３５の油圧よりも低くなったときに開かれる。チャージ回路３５は、チェック弁４１ｂを介して第２ポンプ流路３４に接続されている。チェック弁４１ｂは、第２ポンプ流路３４の油圧がチャージ回路３５の油圧よりも低くなったときに開かれる。また、チャージ回路３５は、チャージリリーフ弁４２を介して作動油タンク２７に接続されている。   The hydraulic drive system further includes a charge pump 28. The charge pump 28 is a hydraulic pump for replenishing hydraulic oil to the first flow path 15a or the second flow path 15b. The charge pump 28 discharges hydraulic oil when driven by the engine 11. The charge pump 28 is a fixed displacement hydraulic pump. The hydraulic oil flow path 15 further includes a charge circuit 35. The charge circuit 35 is connected to the first pump flow path 33 via the check valve 41a. The check valve 41a is opened when the hydraulic pressure of the first pump flow path 33 becomes lower than the hydraulic pressure of the charge circuit 35. The charge circuit 35 is connected to the second pump flow path 34 via the check valve 41b. The check valve 41b is opened when the hydraulic pressure of the second pump flow path 34 becomes lower than the hydraulic pressure of the charge circuit 35. The charge circuit 35 is connected to the hydraulic oil tank 27 via a charge relief valve 42.

チャージリリーフ弁４２は、チャージ回路３５の油圧を所定のチャージ圧に維持する。第１ポンプ流路３３又は第２ポンプ流路３４の油圧がチャージ回路３５の油圧よりも低くなると、チャージポンプ２８からの作動油がチャージ回路３５を介して第１ポンプ流路３３又は第２ポンプ流路３４に供給される。これにより、第１ポンプ流路３３及びは第２ポンプ流路３４の油圧が所定値以上に維持される。   The charge relief valve 42 maintains the hydraulic pressure of the charge circuit 35 at a predetermined charge pressure. When the hydraulic pressure of the first pump flow path 33 or the second pump flow path 34 becomes lower than the hydraulic pressure of the charge circuit 35, the hydraulic oil from the charge pump 28 passes through the charge circuit 35 and the first pump flow path 33 or the second pump. It is supplied to the flow path 34. Thereby, the hydraulic pressure of the first pump flow path 33 and the second pump flow path 34 is maintained at a predetermined value or more.

作動油流路１５は、リリーフ流路３６をさらに有する。リリーフ流路３６は、チェック弁４１ｃを介して第１ポンプ流路３３に接続されている。チェック弁４１ｃは、第１ポンプ流路３３の油圧がリリーフ流路３６の油圧よりも高くなったときに開かれる。リリーフ流路３６は、チェック弁４１ｄを介して第２ポンプ流路３４に接続されている。チェック弁４１ｄは、第２ポンプ流路３４の油圧がリリーフ流路３６の油圧よりも高くなったときに開かれる。また、リリーフ流路３６は、リリーフ弁４３を介してチャージ回路３５に接続されている。リリーフ弁４３は、リリーフ流路３６の圧力を所定のリリーフ圧以下に維持する。これにより、第１ポンプ流路３３及び第２ポンプ流路３４の油圧が所定のリリーフ圧以下に維持される。   The hydraulic oil passage 15 further has a relief passage 36. The relief flow path 36 is connected to the first pump flow path 33 via a check valve 41c. The check valve 41c is opened when the hydraulic pressure of the first pump flow path 33 becomes higher than the hydraulic pressure of the relief flow path 36. The relief flow path 36 is connected to the second pump flow path 34 via a check valve 41d. The check valve 41d is opened when the hydraulic pressure of the second pump flow path 34 becomes higher than the hydraulic pressure of the relief flow path 36. Further, the relief flow path 36 is connected to the charge circuit 35 via a relief valve 43. The relief valve 43 maintains the pressure of the relief flow path 36 below a predetermined relief pressure. Thereby, the hydraulic pressures of the first pump flow path 33 and the second pump flow path 34 are maintained below a predetermined relief pressure.

油圧駆動システムは、調整流路３７を有する。調整流路３７は、チャージ回路３５に接続されている。調整流路３７には、油圧シリンダ１４の微小速度制御時に、第１ポンプ流路３３及び第２ポンプ流路３４からの余剰な作動油が供給される。油圧シリンダ１４の微小速度制御については後に詳細に説明する。   The hydraulic drive system has an adjustment channel 37. The adjustment channel 37 is connected to the charge circuit 35. Excess hydraulic oil from the first pump flow path 33 and the second pump flow path 34 is supplied to the adjustment flow path 37 during the minute speed control of the hydraulic cylinder 14. The minute speed control of the hydraulic cylinder 14 will be described in detail later.

第１制御弁１６は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。第１制御弁１６は、スプールと、スプールが収容されるボディとを有する、いわゆるスプール弁である。第１制御弁１６は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて、油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量を制御する。第１制御弁１６は、作動油流路１５においてメインポンプ１０と油圧シリンダ１４との間に配置される。後述する油圧シリンダ１４の微小速度制御によって油圧シリンダ１４を伸張させるときには、第１制御弁１６は、第１ポンプ流路３３から油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量と、第１ポンプ流路３３から調整流路３７に供給される作動油の流量とを制御する。また、微小速度制御によって油圧シリンダ１４を収縮させるときには、第１制御弁１６は、第２ポンプ流路３４から油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量と、第２ポンプ流路３４から調整流路３７に供給される作動油の流量とを制御する。   The first control valve 16 is an electromagnetic control valve that is controlled based on a command signal from the pump controller 24. The first control valve 16 is a so-called spool valve having a spool and a body in which the spool is accommodated. The first control valve 16 controls the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 14 based on a command signal from the pump controller 24. The first control valve 16 is disposed between the main pump 10 and the hydraulic cylinder 14 in the hydraulic oil passage 15. When the hydraulic cylinder 14 is extended by minute speed control of the hydraulic cylinder 14, which will be described later, the first control valve 16 sets the flow rate of hydraulic oil supplied from the first pump flow path 33 to the hydraulic cylinder 14 and the first pump flow path. The flow rate of hydraulic oil supplied from 33 to the adjustment flow path 37 is controlled. Further, when the hydraulic cylinder 14 is contracted by the minute speed control, the first control valve 16 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied from the second pump flow path 34 to the hydraulic cylinder 14 and the adjusted flow from the second pump flow path 34. The flow rate of hydraulic oil supplied to the passage 37 is controlled.

なお、第１制御弁１６はパイロット油圧により制御される油圧制御弁であってもよい。この場合には、ポンプコントローラ２４と第１制御弁１６との間には電磁比例減圧弁が配置される。電磁比例減圧弁はポンプコントローラ２４からの指令信号により制御される。電磁比例減圧弁は指令信号に応じたパイロット油圧を第１制御弁１６へ供給する。第１制御弁１６はパイロット油圧により切換制御される。電磁比例減圧弁はパイロットポンプの吐出する作動油を減圧してパイロット油圧を発生させる。パイロットポンプの代わりにチャージポンプ２８の吐出する作動油を用いてもよい。   The first control valve 16 may be a hydraulic control valve controlled by pilot hydraulic pressure. In this case, an electromagnetic proportional pressure reducing valve is disposed between the pump controller 24 and the first control valve 16. The electromagnetic proportional pressure reducing valve is controlled by a command signal from the pump controller 24. The electromagnetic proportional pressure reducing valve supplies pilot hydraulic pressure corresponding to the command signal to the first control valve 16. The first control valve 16 is controlled to be switched by pilot hydraulic pressure. The electromagnetic proportional pressure reducing valve reduces the operating oil discharged from the pilot pump to generate a pilot hydraulic pressure. Instead of the pilot pump, hydraulic oil discharged from the charge pump 28 may be used.

第１制御弁１６は、第１ポンプ用ポート１６ａと第１シリンダ用ポート１６ｂと第１調整用ポート１６ｃと第１バイパスポート１６ｄとを有する。第１ポンプ用ポート１６ａは、第１チェック弁４４を介して第１ポンプ流路３３に接続される。第１チェック弁４４は、作動油の流れを一方向に規制するチェック弁である。第１シリンダ用ポート１６ｂは、第１シリンダ流路３１に接続される。第１調整用ポート１６ｃは、調整流路３７に接続される。第１チェック弁４４は、第１制御弁１６によって作動油が第１ポンプ流路３３から第１シリンダ流路３１に供給される際に、第１ポンプ流路３３から第１シリンダ流路３１への作動油の流れを許容し、第１シリンダ流路３１から第１ポンプ流路３３への作動油の流れを禁止する。   The first control valve 16 includes a first pump port 16a, a first cylinder port 16b, a first adjustment port 16c, and a first bypass port 16d. The first pump port 16 a is connected to the first pump flow path 33 via the first check valve 44. The first check valve 44 is a check valve that regulates the flow of hydraulic oil in one direction. The first cylinder port 16 b is connected to the first cylinder flow path 31. The first adjustment port 16 c is connected to the adjustment flow path 37. The first check valve 44 moves from the first pump flow path 33 to the first cylinder flow path 31 when hydraulic oil is supplied from the first pump flow path 33 to the first cylinder flow path 31 by the first control valve 16. The flow of hydraulic oil is allowed, and the flow of hydraulic oil from the first cylinder flow path 31 to the first pump flow path 33 is prohibited.

第１制御弁１６は、第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆと第２調整用ポート１６ｇと第２バイパスポート１６ｈとをさらに有する。第２ポンプ用ポート１６ｅは、第２チェック弁４５を介して第２ポンプ流路３４に接続される。第２チェック弁４５は、作動油の流れを一方向に規制するチェック弁である。第２シリンダ用ポート１６ｆは、第２シリンダ流路３２に接続される。第２調整用ポート１６ｇは、調整流路３７に接続される。上述した第２チェック弁４５は、第１制御弁１６によって作動油が第２ポンプ流路３４から第２シリンダ流路３２に供給される際に、第２ポンプ流路３４から第２シリンダ流路３２への作動油の流れを許容し、第２シリンダ流路３２から第２ポンプ流路３４への作動油の流れを禁止する。   The first control valve 16 further includes a second pump port 16e, a second cylinder port 16f, a second adjustment port 16g, and a second bypass port 16h. The second pump port 16 e is connected to the second pump flow path 34 via the second check valve 45. The second check valve 45 is a check valve that regulates the flow of hydraulic oil in one direction. The second cylinder port 16 f is connected to the second cylinder flow path 32. The second adjustment port 16g is connected to the adjustment flow path 37. The second check valve 45 described above is configured so that when the hydraulic oil is supplied from the second pump flow path 34 to the second cylinder flow path 32 by the first control valve 16, The flow of hydraulic oil to 32 is permitted, and the flow of hydraulic oil from the second cylinder flow path 32 to the second pump flow path 34 is prohibited.

第１制御弁１６は、ボディ内のスプールを移動させることによって、第１位置状態Ｐ１と第２位置状態Ｐ２と中立位置状態Ｐｎとに切り換え可能である。第１制御弁１６は、第１位置状態Ｐ１では、第１ポンプ用ポート１６ａと第１シリンダ用ポート１６ｂとを連通させ、且つ、第２シリンダ用ポート１６ｆと第２バイパスポート１６ｈとを連通させる。従って、第１制御弁１６は、第１位置状態Ｐ１では、第１ポンプ流路３３を、第１チェック弁４４を介して第１シリンダ流路３１に接続し、且つ、第２シリンダ流路３２を、第２チェック弁４５を介さずに第２ポンプ流路３４に接続する。なお、第１制御弁１６が第１位置状態Ｐ１であるときには、第１バイパスポート１６ｄと第１調整用ポート１６ｃと第２ポンプ用ポート１６ｅと第２調整用ポート１６ｇとは、何れのポートに対しても遮断されている。   The first control valve 16 can be switched between a first position state P1, a second position state P2, and a neutral position state Pn by moving a spool in the body. In the first position state P1, the first control valve 16 communicates the first pump port 16a and the first cylinder port 16b, and communicates the second cylinder port 16f and the second bypass port 16h. . Therefore, the first control valve 16 connects the first pump flow path 33 to the first cylinder flow path 31 via the first check valve 44 and the second cylinder flow path 32 in the first position state P1. Is connected to the second pump flow path 34 without passing through the second check valve 45. When the first control valve 16 is in the first position state P1, the first bypass port 16d, the first adjustment port 16c, the second pump port 16e, and the second adjustment port 16g are in any port. It is also blocked.

油圧シリンダ１４を伸張させるときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とが第１吐出状態で駆動されると共に、第１制御弁１６が第１位置状態Ｐ１に設定される。これにより、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａと、第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａとから吐出された作動油が、第１ポンプ流路３３、第１チェック弁４４、第１シリンダ流路３１を通って、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに供給される。また、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄの作動油が、第２シリンダ流路３２、第２ポンプ流路３４を通って、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂに回収される。これにより、油圧シリンダ１４が伸長する。   When the hydraulic cylinder 14 is extended, the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 are driven in the first discharge state, and the first control valve 16 is set to the first position state P1. As a result, the hydraulic oil discharged from the first pump port 12a of the first hydraulic pump 12 and the first pump port 13a of the second hydraulic pump 13 flows into the first pump flow path 33, the first check valve 44, the first The first cylinder passage 31 is supplied to the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14. Further, the hydraulic oil in the second chamber 14 d of the hydraulic cylinder 14 is recovered through the second cylinder flow path 32 and the second pump flow path 34 to the second pump port 12 b of the first hydraulic pump 12. Thereby, the hydraulic cylinder 14 extends.

第１制御弁１６は、第２位置状態Ｐ２では、第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆとを連通させ、且つ、第１シリンダ用ポート１６ｂと第１バイパスポート１６ｄとを連通させる。従って、第１制御弁１６は、第２位置状態Ｐ２では、第１シリンダ流路３１を、第１チェック弁４４を介さずに第１ポンプ流路３３に接続し、且つ、第２ポンプ流路３４を、第２チェック弁４５を介して第２シリンダ流路３２に接続する。なお、第１制御弁１６が第２位置状態Ｐ２であるときには、第１ポンプ用ポート１６ａと第１調整用ポート１６ｃと第２バイパスポート１６ｈと第２調整用ポート１６ｇとは、何れのポートに対しても遮断されている。   In the second position state P2, the first control valve 16 communicates the second pump port 16e and the second cylinder port 16f, and communicates the first cylinder port 16b and the first bypass port 16d. . Accordingly, in the second position state P2, the first control valve 16 connects the first cylinder flow path 31 to the first pump flow path 33 without passing through the first check valve 44, and the second pump flow path. 34 is connected to the second cylinder flow path 32 via the second check valve 45. When the first control valve 16 is in the second position state P2, the first pump port 16a, the first adjustment port 16c, the second bypass port 16h, and the second adjustment port 16g are in any port. It is also blocked.

油圧シリンダ１４を収縮させるときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とが第２吐出状態で駆動されると共に、第１制御弁１６が第２位置状態Ｐ２に設定される。これにより、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂから吐出された作動油が、第２ポンプ流路３４、第２チェック弁４５、第２シリンダ流路３２を通って、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。また、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃの作動油が、第１シリンダ流路３１、第１ポンプ流路３３を通って、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａ及び第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａに回収される。これにより、油圧シリンダ１４が収縮する。   When the hydraulic cylinder 14 is contracted, the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 are driven in the second discharge state, and the first control valve 16 is set to the second position state P2. As a result, the hydraulic oil discharged from the second pump port 12 b of the first hydraulic pump 12 passes through the second pump flow path 34, the second check valve 45, and the second cylinder flow path 32, and the hydraulic cylinder 14 It is supplied to the two chambers 14d. Further, the hydraulic oil in the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14 passes through the first cylinder flow path 31 and the first pump flow path 33 and passes through the first pump port 12 a of the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13. It is recovered in the first pump port 13a. As a result, the hydraulic cylinder 14 contracts.

第１制御弁１６は、中立位置状態Ｐｎでは、第１バイパスポート１６ｄと第１調整用ポート１６ｃとを連通させ、且つ、第２バイパスポート１６ｈと第２調整用ポート１６ｇとを連通させる。従って、第１制御弁１６は、中立位置状態Ｐｎでは、第１ポンプ流路３３を、第１チェック弁４４を介さずに調整流路３７に接続し、且つ、第２ポンプ流路３４を、第２チェック弁４５を介さずに調整流路３７に接続する。なお、第１制御弁１６が中立位置状態Ｐｎであるときには、第１ポンプ用ポート１６ａと第１シリンダ用ポート１６ｂと第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆとは、何れのポートに対しても遮断されている。   In the neutral position state Pn, the first control valve 16 communicates the first bypass port 16d and the first adjustment port 16c, and communicates the second bypass port 16h and the second adjustment port 16g. Therefore, in the neutral position state Pn, the first control valve 16 connects the first pump flow path 33 to the adjustment flow path 37 without passing through the first check valve 44, and the second pump flow path 34 The second check valve 45 is not connected to the adjustment flow path 37. When the first control valve 16 is in the neutral position state Pn, the first pump port 16a, the first cylinder port 16b, the second pump port 16e, and the second cylinder port 16f are in any port. It is also blocked.

第１制御弁１６は、第１位置状態Ｐ１と中立位置状態Ｐｎとの間の任意の位置状態に設定されることができる。これにより、第１制御弁１６は、第１ポンプ流路３３から第１チェック弁４４を介して第１シリンダ流路３１に供給される作動油の流量と、第１ポンプ流路３３から調整流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。すなわち、第１制御弁１６は、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３から油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに供給される作動油の流量と、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３から調整流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。   The first control valve 16 can be set to any position state between the first position state P1 and the neutral position state Pn. As a result, the first control valve 16 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied from the first pump flow path 33 to the first cylinder flow path 31 via the first check valve 44 and the adjusted flow from the first pump flow path 33. The flow rate of the hydraulic oil supplied to the path 37 can be controlled. That is, the first control valve 16 includes the flow rate of the hydraulic oil supplied from the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 to the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14, and the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13. The flow rate of the hydraulic oil supplied to the adjustment flow path 37 can be controlled.

第１制御弁１６は、第２位置状態Ｐ２と中立位置状態Ｐｎとの間の任意の位置状態に設定されることができる。これにより、第１制御弁１６は、第２ポンプ流路３４から第２チェック弁４５を介して第２シリンダ流路３２に供給される作動油の流量と、第２ポンプ流路３４から調整流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。すなわち、第１制御弁１６は、第１油圧ポンプ１２から油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される作動油の流量と、第１油圧ポンプ１２から調整流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。   The first control valve 16 can be set to any position state between the second position state P2 and the neutral position state Pn. As a result, the first control valve 16 causes the flow rate of the hydraulic oil supplied from the second pump flow path 34 to the second cylinder flow path 32 via the second check valve 45, and the adjusted flow from the second pump flow path 34. The flow rate of the hydraulic oil supplied to the path 37 can be controlled. That is, the first control valve 16 controls the flow rate of hydraulic fluid supplied from the first hydraulic pump 12 to the second chamber 14d of the hydraulic cylinder 14 and the hydraulic fluid supplied from the first hydraulic pump 12 to the adjustment flow path 37. The flow rate can be controlled.

第２制御弁１７は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。第２制御弁１７は、第１シリンダ流路３１に設けられている。第１シリンダ流路３１は、シリンダ側流路３１ａと制御弁側流路３１ｂとを有する。シリンダ側流路３１ａは、第１室１４ｃと第２制御弁１７とを接続する。制御弁側流路３１ｂは、第１制御弁１６と第２制御弁１７とを接続する。第２制御弁１７は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に応じて、開状態Ｘ１と閉状態Ｙ１とに切り換えられる。第２制御弁１７は、開状態Ｘ１において、第１制御弁１６と第１室１４ｃとの間の作動油の流れを許容する。第２制御弁１７は、閉状態Ｙ１において、第１室１４ｃと第１制御弁１６との間の作動油の流れを禁止する。第２制御弁１７は、メイン部１８と、パイロット部１９とを有する。   The second control valve 17 is an electromagnetic control valve that is controlled based on a command signal from the pump controller 24. The second control valve 17 is provided in the first cylinder flow path 31. The first cylinder channel 31 includes a cylinder side channel 31a and a control valve side channel 31b. The cylinder side flow path 31 a connects the first chamber 14 c and the second control valve 17. The control valve side flow path 31 b connects the first control valve 16 and the second control valve 17. The second control valve 17 is switched between an open state X1 and a closed state Y1 in response to a command signal from the pump controller 24. The second control valve 17 allows the flow of hydraulic oil between the first control valve 16 and the first chamber 14c in the open state X1. The second control valve 17 prohibits the flow of hydraulic oil between the first chamber 14c and the first control valve 16 in the closed state Y1. The second control valve 17 has a main part 18 and a pilot part 19.

なお、第２制御弁１７はパイロット油圧により制御される油圧制御弁であってもよい。この場合には、ポンプコントローラ２４と第２制御弁１７との間には電磁比例減圧弁が配置される。電磁比例減圧弁はポンプコントローラ２４からの指令信号により制御される。電磁比例減圧弁は指令信号に応じたパイロット油圧を第２制御弁１７へ供給する。第２制御弁１７はパイロット油圧により切換制御される。電磁比例減圧弁はパイロットポンプの吐出する作動油を減圧してパイロット油圧を発生させる。パイロットポンプの代わりにチャージポンプ２８の吐出する作動油を用いてもよい。   The second control valve 17 may be a hydraulic control valve that is controlled by a pilot hydraulic pressure. In this case, an electromagnetic proportional pressure reducing valve is disposed between the pump controller 24 and the second control valve 17. The electromagnetic proportional pressure reducing valve is controlled by a command signal from the pump controller 24. The electromagnetic proportional pressure reducing valve supplies pilot hydraulic pressure corresponding to the command signal to the second control valve 17. The second control valve 17 is controlled to be switched by pilot hydraulic pressure. The electromagnetic proportional pressure reducing valve reduces the operating oil discharged from the pilot pump to generate a pilot hydraulic pressure. Instead of the pilot pump, hydraulic oil discharged from the charge pump 28 may be used.

メイン部１８は、いわゆるポペット弁であり、図３に示すように、ボディ６１と弁体６２と弾性部材６３とを有する。ボディ６１は、第１室６４と、第２室６５と、第１パイロットポート６６と、第２パイロットポート６７と、第３パイロットポート６８と、弁座６９とを有する。第１室６４は、第１パイロットポート６６に連通している。第１パイロットポート６６は、制御弁側流路３１ｂに接続されている。第２パイロットポート６７は、シリンダ側流路３１ａに接続されている。第１室６４と第２パイロットポート６７との間の通路は、弁体６２によって開閉される。第２室６５は、第３パイロットポート６８に連通している。第１室６４と第２室６５との間は、弁体６２によって閉じられている。   The main portion 18 is a so-called poppet valve, and includes a body 61, a valve body 62, and an elastic member 63 as shown in FIG. The body 61 has a first chamber 64, a second chamber 65, a first pilot port 66, a second pilot port 67, a third pilot port 68, and a valve seat 69. The first chamber 64 communicates with the first pilot port 66. The first pilot port 66 is connected to the control valve side flow path 31b. The second pilot port 67 is connected to the cylinder side flow path 31a. The passage between the first chamber 64 and the second pilot port 67 is opened and closed by the valve body 62. The second chamber 65 communicates with the third pilot port 68. A space between the first chamber 64 and the second chamber 65 is closed by a valve body 62.

弁体６２は、胴部７１と先端部７２とを有する。胴部７１は、第１室６４と第２室６５との間を閉じている。胴部７１は内部空間７３を有している。内部空間７３は第２室６５に連通している。弾性部材６３の一部は、内部空間７３に配置されている。先端部７２は、第１室６４に配置されている。先端部７２が弁座６９に接触することによって、第１室６４と第２パイロットポート６７との間の通路が閉じられる。先端部７２が弁座６９から離れることによって、第１室６４と第２パイロットポート６７との間の通路が開かれる。先端部７２は、内部通路７４を有する。内部通路７４は、第２パイロットポート６７と胴部７１の内部空間７３とに連通している。内部通路７４には、第１の絞り７５が設けられている。従って、第３パイロットポート６８は、第１の絞り７５を介してシリンダ側流路３１ａに接続されている。弾性部材６３は、弁体６２を弁座６９に押し付ける方向に付勢する。   The valve body 62 has a body portion 71 and a tip portion 72. The body 71 closes the space between the first chamber 64 and the second chamber 65. The body portion 71 has an internal space 73. The internal space 73 communicates with the second chamber 65. A part of the elastic member 63 is disposed in the internal space 73. The distal end portion 72 is disposed in the first chamber 64. When the tip 72 contacts the valve seat 69, the passage between the first chamber 64 and the second pilot port 67 is closed. When the distal end portion 72 is separated from the valve seat 69, a passage between the first chamber 64 and the second pilot port 67 is opened. The distal end portion 72 has an internal passage 74. The internal passage 74 communicates with the second pilot port 67 and the internal space 73 of the body portion 71. A first throttle 75 is provided in the internal passage 74. Accordingly, the third pilot port 68 is connected to the cylinder-side flow path 31a via the first throttle 75. The elastic member 63 biases the valve body 62 in a direction of pressing the valve body 62 against the valve seat 69.

メイン部１８は、制御弁側流路３１ｂの油圧Ｐ１によって弁体６２に作用する力と、シリンダ側流路３１ａの油圧Ｐ２によって弁体６２に作用する力と、第３パイロットポート６８の油圧Ｐ３によって弁体６２に作用する力と、弾性部材６３によって弁体６２に作用する力との釣り合いによって、閉状態Ｙ１から開状態Ｘ１に切り換わる。従って、弁体６２が弁座６９から離れて、第２制御弁１７は開状態Ｘ１となるときの条件（以下、「開弁条件」と呼ぶ）は、以下の数１式で表される。逆に、数１式の開弁条件が満たされないときには、弁体６２が弁座６９に接触して、第２制御弁１７は閉状態Ｙ１となる。   The main portion 18 includes a force acting on the valve body 62 by the hydraulic pressure P1 of the control valve side flow path 31b, a force acting on the valve body 62 by the hydraulic pressure P2 of the cylinder side flow path 31a, and a hydraulic pressure P3 of the third pilot port 68. Due to the balance between the force acting on the valve body 62 by the force and the force acting on the valve body 62 by the elastic member 63, the closed state Y1 is switched to the open state X1. Therefore, a condition when the valve body 62 is separated from the valve seat 69 and the second control valve 17 is in the open state X1 (hereinafter referred to as “valve open condition”) is expressed by the following equation (1). On the contrary, when the valve opening condition of Formula 1 is not satisfied, the valve body 62 comes into contact with the valve seat 69 and the second control valve 17 is in the closed state Y1.

Figure 2014084877
Figure 2014084877

d1は、弁体６２の弁座６９と接触する部分の直径である。d2は、弁体６２の胴部７１の直径である。Fsは、弾性部材６３によって弁体６２に作用する力である。なお、第２制御弁１７が開状態Ｘ１とは、メイン部１８が開状態Ｘ１であること意味している。第２制御弁１７が閉状態Ｙ１とは、メイン部１８が閉状態Ｙ１であること意味している。   d1 is the diameter of the portion of the valve body 62 that contacts the valve seat 69. d2 is the diameter of the body 71 of the valve body 62. Fs is a force acting on the valve body 62 by the elastic member 63. The second control valve 17 being in the open state X1 means that the main portion 18 is in the open state X1. The closed state Y1 of the second control valve 17 means that the main part 18 is in the closed state Y1.

パイロット部１９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。パイロット部１９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて開状態Ｘ２と閉状態Ｙ２とに切り換えられる。パイロット部１９は、開状態Ｘ２において、メイン部１８の第３パイロットポート６８を、第２の絞り７６を介して作動油タンクに接続する。パイロット部１９は、閉状態Ｙ２において、メイン部１８の第３パイロットポート６８と作動油タンク２７との間を遮断する。   The pilot unit 19 is an electromagnetic control valve that is controlled based on a command signal from the pump controller 24. The pilot unit 19 is switched between an open state X2 and a closed state Y2 based on a command signal from the pump controller 24. The pilot unit 19 connects the third pilot port 68 of the main unit 18 to the hydraulic oil tank via the second throttle 76 in the open state X2. The pilot unit 19 blocks between the third pilot port 68 of the main unit 18 and the hydraulic oil tank 27 in the closed state Y2.

なお、パイロット部１９はパイロット油圧により切換られる油圧切換弁であってもよい。この場合には、ポンプコントローラ２４とパイロット部１９との間には電磁切換弁が配置される。電磁切換弁はポンプコントローラ２４からの指令信号により切り換えられてパイロット油圧をパイロット部１９へ供給する。パイロット部１９はパイロット油圧により切換制御される。電磁切換弁の元圧としてはパイロットポンプの吐出圧力が利用される。また、パイロットポンプの代わりにチャージポンプ２８の吐出圧力を元圧として利用してもよい。   The pilot unit 19 may be a hydraulic pressure switching valve that is switched by a pilot hydraulic pressure. In this case, an electromagnetic switching valve is disposed between the pump controller 24 and the pilot unit 19. The electromagnetic switching valve is switched by a command signal from the pump controller 24 to supply pilot hydraulic pressure to the pilot unit 19. The pilot unit 19 is controlled to be switched by pilot hydraulic pressure. As the original pressure of the electromagnetic switching valve, the discharge pressure of the pilot pump is used. Further, the discharge pressure of the charge pump 28 may be used as the original pressure instead of the pilot pump.

ポンプコントローラ２４は、油圧シリンダ１４を伸長させるとき及び収縮させるときには、メイン部１８が開状態Ｘ１となるように、パイロット部１９を制御する。また、ポンプコントローラ２４は、油圧シリンダ１４を静止させるときには、メイン部１８が閉状態Ｙ１となるように、パイロット部１９を制御する。ポンプコントローラ２４による第２制御弁１７の制御については後に詳細に説明する。   The pump controller 24 controls the pilot portion 19 so that the main portion 18 is in the open state X1 when the hydraulic cylinder 14 is extended and contracted. The pump controller 24 controls the pilot unit 19 so that the main unit 18 is in the closed state Y1 when the hydraulic cylinder 14 is stationary. The control of the second control valve 17 by the pump controller 24 will be described in detail later.

油圧駆動システムは、操作装置４６をさらに備える。操作装置４６は、操作部材４６ａと、操作検出部４６ｂとを有する。操作部材４６ａは、油圧シリンダ１４の動作を操作するための部材である。例えば、操作部材４６ａは、ブーム操作レバーである。操作部材４６ａは、中立位置から油圧シリンダ１４を伸長させる方向と、油圧シリンダ１４を収縮させる方向との２方向に操作可能である。操作検出部４６ｂは、操作部材４６ａの操作量（以下「ブーム操作量」と呼ぶ）及び操作方向を検出する。操作検出部４６ｂは、例えば操作部材４６ａの位置を検出するセンサである。操作部材４６が中立位置に位置しているときには、ブーム操作量はゼロである。ブーム操作量及び操作方向を示す検出信号が、操作検出部４６ｂからポンプコントローラ２４に入力される。ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量に応じて油圧シリンダ１４に供給される作動油の目標流量を演算する。   The hydraulic drive system further includes an operation device 46. The operation device 46 includes an operation member 46a and an operation detection unit 46b. The operation member 46 a is a member for operating the operation of the hydraulic cylinder 14. For example, the operation member 46a is a boom operation lever. The operation member 46a can be operated in two directions: a direction in which the hydraulic cylinder 14 is extended from the neutral position, and a direction in which the hydraulic cylinder 14 is contracted. The operation detection unit 46b detects an operation amount (hereinafter referred to as “boom operation amount”) and an operation direction of the operation member 46a. The operation detection unit 46b is a sensor that detects the position of the operation member 46a, for example. When the operation member 46 is located at the neutral position, the boom operation amount is zero. A detection signal indicating the boom operation amount and the operation direction is input from the operation detection unit 46 b to the pump controller 24. The pump controller 24 calculates a target flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 14 according to the boom operation amount.

エンジンコントローラ２２は、燃料噴射装置２１を制御することによりエンジン１１の出力を制御する。エンジンコントローラ２２には、設定された目標エンジン回転速度および作業モードに基づいて設定されるエンジン出力トルク特性がマップ化されて記憶されている。エンジン出力トルク特性は、エンジン１１の出力トルクと回転速度との関係を示す。エンジンコントローラ２２は、エンジン出力トルク特性に基づいて、エンジン１１の出力を制御する。   The engine controller 22 controls the output of the engine 11 by controlling the fuel injection device 21. The engine controller 22 maps and stores engine output torque characteristics set based on the set target engine speed and work mode. The engine output torque characteristic indicates the relationship between the output torque of the engine 11 and the rotation speed. The engine controller 22 controls the output of the engine 11 based on the engine output torque characteristics.

ポンプコントローラ２４は、操作部材４６ａによって設定された目標流量が所定範囲内であるときには、第１制御弁１６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。また、ポンプコントローラ２４は、操作部材４６ａによって設定された目標流量が所定範囲より大きいときには、第１ポンプ流量制御部２５及び第２ポンプ流量制御部２６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。具体的には、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときには、第１制御弁１６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。また、油圧シリンダ１４を伸張させる場合、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１ポンプ流量制御部２５及び第２ポンプ流量制御部２６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。油圧シリンダ１４を収縮させる場合、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１ポンプ流量制御部２５によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。   The pump controller 24 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 14 by the first control valve 16 when the target flow rate set by the operation member 46a is within a predetermined range. Further, when the target flow rate set by the operating member 46a is larger than the predetermined range, the pump controller 24 supplies the hydraulic oil flow rate supplied to the hydraulic cylinder 14 by the first pump flow rate control unit 25 and the second pump flow rate control unit 26. To control. Specifically, the pump controller 24 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 14 by the first control valve 16 when the boom operation amount is within a predetermined slow speed operation range. When the hydraulic cylinder 14 is extended, the pump controller 24 is supplied to the hydraulic cylinder 14 by the first pump flow rate control unit 25 and the second pump flow rate control unit 26 when the boom operation amount is larger than the predetermined slow speed operation range. Control the flow rate of hydraulic fluid. When the hydraulic cylinder 14 is contracted, the pump controller 24 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 14 by the first pump flow rate control unit 25 when the boom operation amount is larger than a predetermined fine speed operation range.

所定の微速操作範囲は、上述した目標流量の所定範囲に対応する操作部材４６ａの操作範囲である。詳細には「所定の微速操作範囲」とは、油圧シリンダ１４を微小速度で制御するときの操作部材４６ａの操作範囲である。すなわち、「所定の微速操作範囲」とは、油圧ポンプの吐出流量の最小制御可能流量を下回るような微小流量の制御を必要とする操作部材４６ａの操作範囲である。例えば、所定の微速操作範囲は、中立位置から油圧シリンダ１４の伸長方向に最大操作量の１５〜２０％程度の範囲である。また、所定の微速操作範囲は、中立位置から油圧シリンダ１４の収縮方向に最大操作量の１５〜２０％程度の範囲である。以下、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときの油圧シリンダ１４の制御を「微小速度制御」と呼ぶ。また、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときの油圧シリンダ１４の制御を「通常制御」と呼ぶ。なお、以下の説明では、油圧シリンダ１４を伸長させるときの制御について説明する。   The predetermined slow speed operation range is an operation range of the operation member 46a corresponding to the predetermined range of the target flow rate described above. Specifically, the “predetermined fine speed operation range” is an operation range of the operation member 46a when the hydraulic cylinder 14 is controlled at a very low speed. That is, the “predetermined fine speed operation range” is an operation range of the operation member 46a that needs to control a minute flow rate that is lower than the minimum controllable flow rate of the discharge flow rate of the hydraulic pump. For example, the predetermined slow speed operation range is a range of about 15 to 20% of the maximum operation amount in the extending direction of the hydraulic cylinder 14 from the neutral position. The predetermined slow speed operation range is a range of about 15 to 20% of the maximum operation amount in the contraction direction of the hydraulic cylinder 14 from the neutral position. Hereinafter, the control of the hydraulic cylinder 14 when the boom operation amount is within a predetermined fine speed operation range is referred to as “micro speed control”. Further, the control of the hydraulic cylinder 14 when the boom operation amount is larger than a predetermined fine speed operation range is referred to as “normal control”. In the following description, control when the hydraulic cylinder 14 is extended will be described.

油圧シリンダ１４の微小速度制御時には、ポンプコントローラ２４は、第１制御弁１６を制御することにより、油圧シリンダ１４への作動油の流量を制御する。ブーム操作量が所定の微速操作範囲より小さいときは、ポンプコントローラ２４は、第１制御弁１６を中立位置状態Ｐｎに設定する。このため、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より小さいときには、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１との間の開口面積はゼロである。また、ブーム操作量が大きくなるほど、第１ポンプ流路３３と調整流路３７との間の開口面積が小さくなるように、第１制御弁１６が制御される。なお、ブーム操作量がゼロであるときには、ポンプコントローラ２４は、第１油圧ポンプ１２の傾転角と第２油圧ポンプ１３の傾転角とをゼロにする。   During the minute speed control of the hydraulic cylinder 14, the pump controller 24 controls the flow rate of the hydraulic oil to the hydraulic cylinder 14 by controlling the first control valve 16. When the boom operation amount is smaller than the predetermined slow speed operation range, the pump controller 24 sets the first control valve 16 to the neutral position state Pn. For this reason, when the boom operation amount is smaller than the predetermined slow speed operation range, the opening area between the first pump flow path 33 and the first cylinder flow path 31 is zero. Further, the first control valve 16 is controlled so that the opening area between the first pump flow path 33 and the adjustment flow path 37 becomes smaller as the boom operation amount becomes larger. When the boom operation amount is zero, the pump controller 24 sets the tilt angle of the first hydraulic pump 12 and the tilt angle of the second hydraulic pump 13 to zero.

ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときには、ポンプコントローラ２４は、第１制御弁１６を第１位置状態Ｐ１と中立位置状態Ｐｎとの間で制御する。具体的には、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときには、ブーム操作量が大きくなるほど、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１との間の開口面積が大きくなるように、第１制御弁１６が制御される。また、ブーム操作量が大きくなるほど、第１ポンプ流路３３と調整流路３７との間の開口面積が小さくなるように、第１制御弁１６が制御される。また、ブーム操作量が微速操作範囲の最大操作量のときに第１ポンプ流路３３と調整流路３７との間の開口面積がゼロになるように、第１制御弁１６が制御される。   When the boom operation amount is within a predetermined slow speed operation range, the pump controller 24 controls the first control valve 16 between the first position state P1 and the neutral position state Pn. Specifically, when the boom operation amount is within a predetermined slow speed operation range, the opening area between the first pump flow path 33 and the first cylinder flow path 31 increases as the boom operation amount increases. The first control valve 16 is controlled. Further, the first control valve 16 is controlled so that the opening area between the first pump flow path 33 and the adjustment flow path 37 becomes smaller as the boom operation amount becomes larger. Further, the first control valve 16 is controlled such that the opening area between the first pump flow path 33 and the adjustment flow path 37 becomes zero when the boom operation amount is the maximum operation amount in the slow speed operation range.

さらに、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３との合計吐出流量は、所定の吐出流量に維持される。具体的には、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３との合計吐出流量が所定の吐出流量に維持されるように、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とが所定の傾転角に維持される。所定の吐出流量は、ブーム操作量に対応した目標流量よりも大きい。従って、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３からの作動油は、油圧シリンダ１４と調整流路３７とに分流して供給される。すなわち、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３からの作動油のうち、油圧シリンダ１４の微小速度制御に必要な流量の作動油が、第１シリンダ流路３１を介して、油圧シリンダ１４に供給される。また、余剰な作動油が、調整流路３７を介してチャージ回路３５に送られる。余剰な作動油は、チャージ回路３５から第１ポンプ流路３３又は第２ポンプ流路３４に戻されるか、或いは、チャージリリーフ弁４２を介して作動油タンク２７へ送られる。   Furthermore, when the boom operation amount is within a predetermined fine speed operation range, the total discharge flow rate of the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 is maintained at the predetermined discharge flow rate. Specifically, the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 are inclined at a predetermined inclination so that the total discharge flow rate of the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 is maintained at a predetermined discharge flow rate. Maintained in the corner. The predetermined discharge flow rate is larger than the target flow rate corresponding to the boom operation amount. Accordingly, the hydraulic oil from the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 is supplied by being divided into the hydraulic cylinder 14 and the adjustment flow path 37. That is, of the hydraulic oil from the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13, hydraulic oil having a flow rate necessary for minute speed control of the hydraulic cylinder 14 is transferred to the hydraulic cylinder 14 via the first cylinder passage 31. Supplied. Further, surplus hydraulic oil is sent to the charge circuit 35 via the adjustment flow path 37. Excess hydraulic oil is returned from the charge circuit 35 to the first pump flow path 33 or the second pump flow path 34, or sent to the hydraulic oil tank 27 via the charge relief valve 42.

油圧シリンダ１４の通常制御時には、ポンプコントローラ２４は、第１ポンプ流量制御部２５と第２ポンプ流量制御部２６とを制御することにより、油圧シリンダ１４への作動油の流量を制御する。具体的には、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１制御弁１６を第１位置状態Ｐ１に設定する。従って、第１ポンプ流路３３と調整流路３７との間の開口面積がゼロにされる。すなわち、第１ポンプ流路３３と調整流路３７との間が閉鎖される。また、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１との間の開口面積を全開にする。また、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３の合計吐出流量が、ブーム操作量に対応した目標流量になるように、第１ポンプ流量制御部２５と第２ポンプ流量制御部２６とが制御される。これにより、第１ポンプ流路３３から第１制御弁１６に送られる作動油の全量が、油圧シリンダ１４に供給される。   During normal control of the hydraulic cylinder 14, the pump controller 24 controls the flow rate of hydraulic oil to the hydraulic cylinder 14 by controlling the first pump flow rate control unit 25 and the second pump flow rate control unit 26. Specifically, the pump controller 24 sets the first control valve 16 to the first position state P1 when the boom operation amount is larger than a predetermined slow speed operation range. Therefore, the opening area between the first pump flow path 33 and the adjustment flow path 37 is made zero. That is, the space between the first pump flow path 33 and the adjustment flow path 37 is closed. Further, the pump controller 24 fully opens the opening area between the first pump flow path 33 and the first cylinder flow path 31 when the boom operation amount is larger than the predetermined slow speed operation range. Further, when the boom operation amount is larger than a predetermined fine speed operation range, the first pump flow rate control is performed so that the total discharge flow rate of the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 becomes a target flow rate corresponding to the boom operation amount. The unit 25 and the second pump flow rate control unit 26 are controlled. As a result, the entire amount of hydraulic oil sent from the first pump flow path 33 to the first control valve 16 is supplied to the hydraulic cylinder 14.

油圧シリンダ１４の通常制御時には、ポンプコントローラ２４は、ポンプ吸収トルク特性に基づいて第１油圧ポンプ１２の吸収トルクと第２油圧ポンプ１３の吸収トルクが制御されるように、第１油圧ポンプ１２の吐出流量と第２油圧ポンプ１３の吐出流量とを制御する。ポンプ吸収トルク特性は、ポンプ吸収トルクとエンジン回転速度との関係を示す。ポンプ吸収トルク特性は、作業モードや運転状況に基づいて予め設定されており、ポンプコントローラ２４に記憶されている。   During normal control of the hydraulic cylinder 14, the pump controller 24 controls the first hydraulic pump 12 so that the absorption torque of the first hydraulic pump 12 and the absorption torque of the second hydraulic pump 13 are controlled based on the pump absorption torque characteristics. The discharge flow rate and the discharge flow rate of the second hydraulic pump 13 are controlled. The pump absorption torque characteristic indicates a relationship between the pump absorption torque and the engine rotation speed. The pump absorption torque characteristic is set in advance based on the work mode and the operation status, and is stored in the pump controller 24.

以上、油圧シリンダ１４が伸張する場合のポンプコントローラ２４による制御について説明したが、油圧シリンダ１４が収縮する場合のポンプコントローラ２４による制御も上記と同様である。ただし、油圧シリンダ１４が収縮する場合には、油圧シリンダ１４には、第２油圧ポンプ１３からの作動油が供給されずに第１油圧ポンプ１２からの作動油が供給される。従って、油圧シリンダ１４が収縮する場合の通常制御時には、第１油圧ポンプ１２から吐出された作動油が第２ポンプ流路３４及び第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４に供給される。このとき、ポンプコントローラ２４は、第１ポンプ流量制御部２５を制御することにより、第１油圧ポンプ１２の吐出流量を制御する。   The control by the pump controller 24 when the hydraulic cylinder 14 extends has been described above, but the control by the pump controller 24 when the hydraulic cylinder 14 contracts is similar to the above. However, when the hydraulic cylinder 14 contracts, the hydraulic oil from the first hydraulic pump 12 is supplied to the hydraulic cylinder 14 without being supplied from the second hydraulic pump 13. Accordingly, during normal control when the hydraulic cylinder 14 contracts, the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 12 is supplied to the hydraulic cylinder 14 via the second pump flow path 34 and the second cylinder flow path 32. At this time, the pump controller 24 controls the discharge flow rate of the first hydraulic pump 12 by controlling the first pump flow rate control unit 25.

また、油圧シリンダ１４が収縮する場合の微小速度制御時には、第１油圧ポンプ１２から吐出された作動油の一部が第２ポンプ流路３４及び第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４に供給される。また、第１油圧ポンプ１２から吐出された作動油のうち余剰な作動油が、調整流路３７を介してチャージ流路３５に送られる。このとき、ポンプコントローラ２４は、流量制御弁１６を制御することにより、第１油圧ポンプ１２から油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量と、第１油圧ポンプ１２から調整流路３７に供給される作動油の流量とを制御する。   Further, at the minute speed control when the hydraulic cylinder 14 contracts, a part of the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 12 is transferred to the hydraulic cylinder 14 via the second pump flow path 34 and the second cylinder flow path 32. Supplied. Further, surplus hydraulic oil among the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 12 is sent to the charge flow path 35 via the adjustment flow path 37. At this time, the pump controller 24 controls the flow rate control valve 16 to supply the flow rate of the hydraulic oil supplied from the first hydraulic pump 12 to the hydraulic cylinder 14 and to the adjustment flow path 37 from the first hydraulic pump 12. Control the flow rate of hydraulic oil.

次に、ポンプコントローラ２４による第２制御弁１７の制御について説明する。ポンプコントローラ２４は、油圧シリンダ１４を伸長させるときには、パイロット部１９を閉状態Ｙ２とする。油圧シリンダ１４を伸長させるときには、作動油が、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３から第１ポンプ流路３３と第１制御弁１６と制御弁側流路３１ｂとを通って、第２制御弁１７の第１パイロットポート６６に送られる。このとき、第２パイロットポート６７の油圧Ｐ２と第３パイロットポート６８の油圧Ｐ３とは、ほぼ等しい。このため、数１式の開弁条件は、以下の数２式のように表せる。   Next, the control of the second control valve 17 by the pump controller 24 will be described. When the pump controller 24 extends the hydraulic cylinder 14, the pilot unit 19 is closed. When the hydraulic cylinder 14 is extended, the hydraulic oil passes through the first pump flow path 33, the first control valve 16, and the control valve side flow path 31b from the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13, and the second. It is sent to the first pilot port 66 of the control valve 17. At this time, the hydraulic pressure P2 of the second pilot port 67 and the hydraulic pressure P3 of the third pilot port 68 are substantially equal. For this reason, the valve opening conditions of Formula 1 can be expressed as the following Formula 2.

Figure 2014084877
Figure 2014084877

弾性部材６３によって弁体６２に作用する力Ｆｓは、油圧シリンダ１４を伸長させるときの油圧による力と比べて十分に小さい。従って、数２式においてＦＳを含む項を省略して、開弁条件は、以下の数３式のように表せる。   The force Fs acting on the valve body 62 by the elastic member 63 is sufficiently smaller than the force due to the hydraulic pressure when the hydraulic cylinder 14 is extended. Therefore, the term including FS in Equation 2 is omitted, and the valve opening condition can be expressed as Equation 3 below.

Figure 2014084877
Figure 2014084877

従って、制御弁側流路３１ｂの油圧がシリンダ側流路３１ａの油圧よりも大きくなったときに、第２制御弁１７が開状態Ｘ１となる。これにより、作動油が、第１シリンダ流路３１を通って油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに作動油が供給される。そして、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄから排出された作動油が、第２シリンダ流路３２と第１制御弁１６と第２ポンプ流路３４とを通って、第１油圧ポンプ１２に戻る。   Therefore, the second control valve 17 is in the open state X1 when the hydraulic pressure in the control valve side flow path 31b becomes larger than the hydraulic pressure in the cylinder side flow path 31a. As a result, the hydraulic oil is supplied to the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14 through the first cylinder flow path 31. Then, the hydraulic oil discharged from the second chamber 14 d of the hydraulic cylinder 14 returns to the first hydraulic pump 12 through the second cylinder flow path 32, the first control valve 16, and the second pump flow path 34.

ポンプコントローラ２４は、油圧シリンダ１４を収縮させるときには、パイロット部１９を開状態Ｘ２とする。油圧シリンダ１４を収縮させるときには、作動油が、第１油圧ポンプ１２から第２ポンプ流路３４と第１制御弁１６と第２シリンダ流路３２とを通って油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。そして、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃから排出された作動油が、第２制御弁１７の第２パイロットポート６７に供給される。また、作動油は、第１の絞り７５を通って第３パイロットポート６８へ送られる。そして、作動油は、第２の絞り７６を通って作動油タンク２７に送られる。   When the pump controller 24 contracts the hydraulic cylinder 14, the pilot unit 19 is set to the open state X2. When the hydraulic cylinder 14 is contracted, the hydraulic oil passes from the first hydraulic pump 12 through the second pump flow path 34, the first control valve 16, and the second cylinder flow path 32 to the second chamber 14d of the hydraulic cylinder 14. Supplied. Then, the hydraulic oil discharged from the first chamber 14 c of the hydraulic cylinder 14 is supplied to the second pilot port 67 of the second control valve 17. Further, the hydraulic oil is sent to the third pilot port 68 through the first throttle 75. Then, the hydraulic oil passes through the second throttle 76 and is sent to the hydraulic oil tank 27.

このため、第３パイロットポート６８の油圧Ｐ３は、第１の絞り７５の開度と第２の絞り７６との開度とに応じて定められる。第１の絞り７５の開度と第２の絞り７６との開度とは、パイロット部１９が開状態Ｘ２であるときに上述した数１式の開弁状態を満たすように予め設定されている。このため、油圧シリンダ１４を収縮させるときには、パイロット部１９を開状態Ｘ２とすることにより、メイン部１８が開状態Ｘ１となる。これにより、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃから排出された作動油が、第１シリンダ流路３１と第１制御弁１６と第１ポンプ流路３３とを通って、第１油圧ポンプ１２に戻る。   For this reason, the hydraulic pressure P3 of the third pilot port 68 is determined according to the opening degree of the first throttle 75 and the opening degree of the second throttle 76. The opening degree of the first restrictor 75 and the opening degree of the second restrictor 76 are set in advance so as to satisfy the above-described valve opening state of Formula 1 when the pilot unit 19 is in the open state X2. . For this reason, when the hydraulic cylinder 14 is contracted, the main portion 18 is in the open state X1 by setting the pilot portion 19 in the open state X2. As a result, the hydraulic oil discharged from the first chamber 14c of the hydraulic cylinder 14 returns to the first hydraulic pump 12 through the first cylinder flow path 31, the first control valve 16, and the first pump flow path 33. .

ポンプコントローラ２４は、油圧シリンダ１４を静止させているときには、パイロット部１９を閉状態Ｙ２とする。すなわち、ポンプコントローラ２４は、第１制御弁１６を中立位置状態Ｐｎに設定しているときには、パイロット部１９を閉状態Ｙ２とする。上述したように、パイロット部１９が閉状態Ｙ２であるときには、開弁条件は上記の数３式のように表せる。   When the hydraulic cylinder 14 is stationary, the pump controller 24 sets the pilot unit 19 in the closed state Y2. That is, when the first control valve 16 is set to the neutral position state Pn, the pump controller 24 sets the pilot unit 19 to the closed state Y2. As described above, when the pilot unit 19 is in the closed state Y2, the valve opening condition can be expressed by the above equation (3).

第１制御弁１６が中立位置状態Ｐｎに設定された瞬間には、パイロット部１９を閉状態Ｙ２とすることによって、メイン部１８も閉状態Ｙ１となる。油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに保持圧が発生しているときには、メイン部１８の弁座６９部からの作動油の漏れにより、制御弁側流路３１ｂ内にはシリンダ側流路３１ａから保持圧が供給される。一方、制御弁側流路３１ｂ内の作動油は、第１制御弁１６のスプールクリアランスから漏れる。ここで、ポペット弁であるメイン部１８での漏れ量はスプール弁である第１制御弁１６での漏れ量に比べて大幅に少ない。このため、制御弁側流路３１ｂ内の圧力は次第に低下してシリンダ側流路３１ａの油圧よりも低くなる。従って、シリンダ側流路３１ａの油圧は、制御弁側流路３１ｂの油圧よりも大きい。すなわち、第２パイロットポート６７の油圧Ｐ２は、第１パイロットポート６６の油圧Ｐ１よりも大きい。従って、数３式の開弁条件は満たされないので、メイン部１８は、閉状態Ｙ１に維持される。メイン部１８はポペット弁であるため、スプール弁である第１制御弁１６と比べて、作動油の漏れが大幅に少ない。このため、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに保持圧が発生していても、作業機２の下降を抑えることができる。   At the moment when the first control valve 16 is set to the neutral position state Pn, the main portion 18 is also in the closed state Y1 by setting the pilot portion 19 in the closed state Y2. When the holding pressure is generated in the first chamber 14c of the hydraulic cylinder 14, the hydraulic oil leaks from the valve seat 69 portion of the main portion 18, and the control valve side flow passage 31b retains the control valve side flow passage 31b from the cylinder side flow passage 31a. Pressure is supplied. On the other hand, the hydraulic oil in the control valve side flow path 31 b leaks from the spool clearance of the first control valve 16. Here, the amount of leakage at the main portion 18 that is a poppet valve is significantly smaller than the amount of leakage at the first control valve 16 that is a spool valve. For this reason, the pressure in the control valve side flow path 31b gradually decreases and becomes lower than the hydraulic pressure of the cylinder side flow path 31a. Therefore, the hydraulic pressure of the cylinder side flow path 31a is larger than the hydraulic pressure of the control valve side flow path 31b. That is, the hydraulic pressure P2 of the second pilot port 67 is larger than the hydraulic pressure P1 of the first pilot port 66. Accordingly, since the valve opening condition of Formula 3 is not satisfied, the main portion 18 is maintained in the closed state Y1. Since the main portion 18 is a poppet valve, the hydraulic oil leaks significantly less than the first control valve 16 that is a spool valve. For this reason, even if the holding pressure is generated in the first chamber 14c of the hydraulic cylinder 14, the lowering of the work implement 2 can be suppressed.

２．第２実施形態
本発明の第２実施形態に係る油圧駆動システムを図４に示す。第２実施形態に係る油圧駆動システムは、第１実施形態の油圧駆動システムのエンジン１１に代えて、電動モータ６０を備えている。また、第２実施形態に係る油圧駆動システムでは、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３は、固定容量型のポンプである。回転速度センサ２３は、電動モータ６０の実回転速度を検出する。ポンプコントローラ２４は、電動モータ６０の回転速度を制御することにより、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３からの吐出流量を制御する。第２実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。また、第２実施形態に係る油圧駆動システムにおける第２制御弁１７の制御についても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様である。第２実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。 2. Second Embodiment FIG. 4 shows a hydraulic drive system according to a second embodiment of the present invention. The hydraulic drive system according to the second embodiment includes an electric motor 60 instead of the engine 11 of the hydraulic drive system of the first embodiment. In the hydraulic drive system according to the second embodiment, the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 are fixed displacement pumps. The rotation speed sensor 23 detects the actual rotation speed of the electric motor 60. The pump controller 24 controls the discharge flow rate from the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 by controlling the rotation speed of the electric motor 60. Other configurations of the hydraulic drive system according to the second embodiment are the same as the configurations of the hydraulic drive system according to the first embodiment. The control of the second control valve 17 in the hydraulic drive system according to the second embodiment is the same as that of the hydraulic drive system according to the first embodiment. Also in the hydraulic drive system according to the second embodiment, the same effects as the hydraulic drive system according to the first embodiment can be obtained.

３．第３実施形態
本発明の第３実施形態に係る油圧駆動システムを図５に示す。第３実施形態に係る油圧駆動システムでは、第１実施形態の油圧駆動システムにおいて第２油圧ポンプ１３が省略されている。従って、メインポンプ１０は、１つの油圧ポンプ（第１油圧ポンプ１２）によって構成されている。また、第３実施形態に係る油圧駆動システムは、シャトル弁５１を備えている。 3. Third Embodiment FIG. 5 shows a hydraulic drive system according to a third embodiment of the present invention. In the hydraulic drive system according to the third embodiment, the second hydraulic pump 13 is omitted from the hydraulic drive system of the first embodiment. Therefore, the main pump 10 is constituted by one hydraulic pump (first hydraulic pump 12). The hydraulic drive system according to the third embodiment includes a shuttle valve 51.

シャトル弁５１は、第１入力ポート５１ａと、第２入力ポート５１ｂと、ドレンポート５１ｃと、第１受圧部５１ｄと、第２受圧部５１ｅとを有する。第１入力ポート５１ａは、第１流路１５ａに接続される。第２入力ポート５１ｂは、第２流路１５ｂに接続されている。具体的には、第１入力ポート５１ａは、第１ポンプ流路３３に接続されている。第２入力ポート５１ｂは、第２ポンプ流路３４に接続されている。ドレンポート５１ｃは、ドレン流路５２に接続されている。ドレン流路５２は、調整流路３７を介してチャージ回路３５に接続されている。第１受圧部５１ｄは、第１パイロット流路５３を介して、第１流路１５ａに接続されている。これにより、第１受圧部５１ｄには、第１流路１５ａの油圧が印加される。第１パイロット流路５３には、絞り５４が配置されている。第２受圧部５１ｅは、第２パイロット流路５５を介して、第２流路１５ｂに接続される。これにより、第２受圧部５１ｅには、第２流路１５ｂの油圧が印加される。第２パイロット流路５５には、絞り５６が配置されている。   The shuttle valve 51 includes a first input port 51a, a second input port 51b, a drain port 51c, a first pressure receiving part 51d, and a second pressure receiving part 51e. The first input port 51a is connected to the first flow path 15a. The second input port 51b is connected to the second flow path 15b. Specifically, the first input port 51 a is connected to the first pump flow path 33. The second input port 51 b is connected to the second pump flow path 34. The drain port 51 c is connected to the drain channel 52. The drain channel 52 is connected to the charge circuit 35 via the adjustment channel 37. The first pressure receiving portion 51d is connected to the first flow path 15a via the first pilot flow path 53. As a result, the hydraulic pressure of the first flow path 15a is applied to the first pressure receiving portion 51d. A throttle 54 is disposed in the first pilot channel 53. The second pressure receiving portion 51e is connected to the second flow path 15b via the second pilot flow path 55. Thereby, the hydraulic pressure of the second flow path 15b is applied to the second pressure receiving portion 51e. A throttle 56 is disposed in the second pilot channel 55.

シャトル弁５１は、第１流路１５ａの油圧と第２流路１５ｂの油圧とに応じて、第１位置状態Ｑ１と第２位置状態Ｑ２と中立位置状態Ｑｎとに切り換えられる。シャトル弁５１は、第１位置状態Ｑ１において、第２入力ポート５１ｂとドレンポート５１ｃとを連通させる。これにより、第２流路１５ｂがドレン流路５２に接続される。シャトル弁５１は、第２位置状態Ｑ２において、第１入力ポート５１ａとドレンポート５１ｃとを連通させる。これにより、第１流路１５ａがドレン流路５２に接続される。シャトル弁５１は、中立位置状態Ｑｎにおいて、第１入力ポート５１ａと第２入力ポート５１ｂとドレンポート５１ｃとの間を閉塞する。   The shuttle valve 51 is switched between the first position state Q1, the second position state Q2, and the neutral position state Qn according to the hydraulic pressure of the first flow path 15a and the hydraulic pressure of the second flow path 15b. The shuttle valve 51 causes the second input port 51b and the drain port 51c to communicate with each other in the first position state Q1. As a result, the second flow path 15 b is connected to the drain flow path 52. The shuttle valve 51 causes the first input port 51a and the drain port 51c to communicate with each other in the second position state Q2. As a result, the first flow path 15 a is connected to the drain flow path 52. Shuttle valve 51 closes between first input port 51a, second input port 51b, and drain port 51c in neutral position state Qn.

シャトル弁５１は、スプール５７と、第１弾性部材５８と、第２弾性部材５９とを有する。第１弾性部材５８は、第１受圧部５１ｄ側から第２受圧部５１ｅ側に向かってスプール５７を押圧する。第２弾性部材５９は、第２受圧部５１ｅ側から第１受圧部５１ｄ側に向かってスプール５７を押圧する。第１弾性部材５８は自然長よりも圧縮された状態で、スプール５７に取り付けられている。第１弾性部材５８は、スプール５７が中立位置であるときにスプール５７を押圧するように取り付けられている。第２弾性部材５９は自然長よりも圧縮された状態で、スプール５７に取り付けられている。第２弾性部材５９は、スプール５７が中立位置であるときにスプール５７を押圧するように取り付けられている。   The shuttle valve 51 includes a spool 57, a first elastic member 58, and a second elastic member 59. The first elastic member 58 presses the spool 57 from the first pressure receiving portion 51d side toward the second pressure receiving portion 51e side. The second elastic member 59 presses the spool 57 from the second pressure receiving portion 51e side toward the first pressure receiving portion 51d side. The first elastic member 58 is attached to the spool 57 in a state compressed more than the natural length. The first elastic member 58 is attached so as to press the spool 57 when the spool 57 is in the neutral position. The second elastic member 59 is attached to the spool 57 in a state compressed more than the natural length. The second elastic member 59 is attached so as to press the spool 57 when the spool 57 is in the neutral position.

第１受圧部５１ｄの受圧面積と第２受圧部５１ｅの受圧面積との比は、第１室１４ｃの受圧面積と第２室６５１４ｄの受圧面積との比に等しい。例えば、第１室１４ｃの受圧面積と第２室１４ｄの受圧面積との比が２：１であるときには、第１受圧部５１ｄの受圧面積と第２受圧部５１ｅの受圧面積との比は、２：１である。   The ratio of the pressure receiving area of the first pressure receiving portion 51d and the pressure receiving area of the second pressure receiving portion 51e is equal to the ratio of the pressure receiving area of the first chamber 14c and the pressure receiving area of the second chamber 6514d. For example, when the ratio of the pressure receiving area of the first chamber 14c and the pressure receiving area of the second chamber 14d is 2: 1, the ratio of the pressure receiving area of the first pressure receiving part 51d and the pressure receiving area of the second pressure receiving part 51e is: 2: 1.

第１流路１５ａの油圧によって第１受圧部５１ｄに加えられる力が、第２流路１５ｂの油圧によって第２受圧部５１ｅに加えられる力よりも大きいときには、シャトル弁５１は、第１位置状態Ｑ１となる。これにより、第２流路１５ｂとドレン流路５２とが接続される。その結果、第２流路１５ｂの作動油の一部が、ドレン流路５２及び調整流路３７を介してチャージ回路３５へ流れる。第２流路１５ｂの油圧によって第２受圧部５１ｅに加えられる力が、第１流路１５ａの油圧によって第１受圧部５１ｄに加えられる力よりも大きいときには、シャトル弁５１は、第２位置状態Ｑ２となる。これにより、第１流路１５ａとドレン流路５２とが接続される。その結果、第１流路１５ａの作動油の一部が、ドレン流路５２及び調整流路３７を介してチャージ回路３５へ流れる。   When the force applied to the first pressure receiving part 51d by the hydraulic pressure of the first flow path 15a is larger than the force applied to the second pressure receiving part 51e by the hydraulic pressure of the second flow path 15b, the shuttle valve 51 is in the first position state. Q1. Thereby, the 2nd flow path 15b and the drain flow path 52 are connected. As a result, part of the hydraulic fluid in the second flow path 15 b flows to the charge circuit 35 via the drain flow path 52 and the adjustment flow path 37. When the force applied to the second pressure receiving part 51e by the hydraulic pressure of the second flow path 15b is larger than the force applied to the first pressure receiving part 51d by the hydraulic pressure of the first flow path 15a, the shuttle valve 51 is in the second position state. Q2. Thereby, the 1st flow path 15a and the drain flow path 52 are connected. As a result, part of the hydraulic oil in the first flow path 15 a flows to the charge circuit 35 via the drain flow path 52 and the adjustment flow path 37.

第３実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。また、第３実施形態に係る油圧駆動システムにおける第２制御弁１７の制御についても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様である。   Other configurations of the hydraulic drive system according to the third embodiment are the same as the configurations of the hydraulic drive system according to the first embodiment. The control of the second control valve 17 in the hydraulic drive system according to the third embodiment is the same as that of the hydraulic drive system according to the first embodiment.

次に、第３実施形態に係る油圧駆動システムにおける作業機２の下降時の作動油の流れの一例について、図５に基づいて説明する。なお、第１室１４ｃの受圧面積と第２室１４ｄの受圧面積との比が２：１であるものとする。   Next, an example of the flow of hydraulic oil when the work machine 2 descends in the hydraulic drive system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. It is assumed that the ratio of the pressure receiving area of the first chamber 14c and the pressure receiving area of the second chamber 14d is 2: 1.

第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂからの作動油の吐出流量が“１．０”である場合、第２シリンダ流路３２から第２室１４ｄへの流入流量は“１．０”である。このとき、第１室１４ｃから第１シリンダ流路３１への排出流量は、“２．０”である。“２．０”の作動油は、第１シリンダ流路３１と第１制御弁１６とを通り、第１ポンプ流路３３に送られる。しかし、第１油圧ポンプ１２の吐出流量は“１．０”であるため、“２．０”の作動油の全てを吸入することはできない。このため、第２室１４ｄ内の油圧は、第１室１４ｃ内の油圧よりも大きくなる。従って、第２流路１５ｂの油圧は第１流路１５ａの油圧よりも大きくなる。このため、シャトル弁５１は、第２位置状態Ｑ２となる。   When the discharge flow rate of the hydraulic oil from the second pump port 12b of the first hydraulic pump 12 is “1.0”, the inflow flow rate from the second cylinder flow path 32 to the second chamber 14d is “1.0”. is there. At this time, the discharge flow rate from the first chamber 14c to the first cylinder flow path 31 is “2.0”. The hydraulic oil “2.0” passes through the first cylinder flow path 31 and the first control valve 16 and is sent to the first pump flow path 33. However, since the discharge flow rate of the first hydraulic pump 12 is “1.0”, it is not possible to suck all of the “2.0” hydraulic oil. For this reason, the hydraulic pressure in the second chamber 14d is larger than the hydraulic pressure in the first chamber 14c. Accordingly, the hydraulic pressure of the second flow path 15b is larger than the hydraulic pressure of the first flow path 15a. For this reason, the shuttle valve 51 is in the second position state Q2.

これにより、第１流路１５ａとドレン流路５２とが接続される。その結果、第１流路１５ａの作動油のうち“１．０”の作動油が、ドレン流路５２と調整流路３７とチャージ回路３５とリリーフ弁４２とを通って作動油タンク２７へ流れる。そして、残りの“１．０”の作動油が、第１ポンプ流路３３を通って第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａに戻る。   Thereby, the 1st flow path 15a and the drain flow path 52 are connected. As a result, “1.0” of the hydraulic oil in the first flow path 15 a flows through the drain flow path 52, the adjustment flow path 37, the charge circuit 35, and the relief valve 42 to the hydraulic oil tank 27. . Then, the remaining “1.0” hydraulic oil returns to the first pump port 12 a of the first hydraulic pump 12 through the first pump flow path 33.

第３実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。   The hydraulic drive system according to the third embodiment can achieve the same effects as the hydraulic drive system according to the first embodiment.

４．第４実施形態
本発明の第４実施形態に係る油圧駆動システムを図６に示す。第４実施形態に係る油圧駆動システムは、第３実施形態の油圧駆動システムのエンジン１１に代えて、電動モータ６０を備えている。また、第４実施形態に係る油圧駆動システムでは、第１油圧ポンプ１２は、固定容量型のポンプである。回転速度センサ２３は、電動モータ６０の実回転速度を検出する。ポンプコントローラ２４は、電動モータ６０の回転速度を制御することにより、第１油圧ポンプ１２からの吐出流量を制御する。第４実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第３実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。また、第４実施形態に係る油圧駆動システムにおける第２制御弁１７の制御についても、第３実施形態に係る油圧駆動システムと同様である。第４実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第３実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。 4). Fourth Embodiment FIG. 6 shows a hydraulic drive system according to a fourth embodiment of the present invention. The hydraulic drive system according to the fourth embodiment includes an electric motor 60 instead of the engine 11 of the hydraulic drive system of the third embodiment. In the hydraulic drive system according to the fourth embodiment, the first hydraulic pump 12 is a fixed displacement pump. The rotation speed sensor 23 detects the actual rotation speed of the electric motor 60. The pump controller 24 controls the discharge flow rate from the first hydraulic pump 12 by controlling the rotational speed of the electric motor 60. Other configurations of the hydraulic drive system according to the fourth embodiment are the same as the configurations of the hydraulic drive system according to the third embodiment. The control of the second control valve 17 in the hydraulic drive system according to the fourth embodiment is the same as that of the hydraulic drive system according to the third embodiment. The hydraulic drive system according to the fourth embodiment can achieve the same effects as the hydraulic drive system according to the third embodiment.

５．第２制御弁の変形例
第１実施形態の第２制御弁１７は、第２〜第４実施形態の油圧駆動システムに適用されてもよい。ただし、第２制御部の構成は、第１実施形態の第２制御弁１７の構成に限られず、変更されてもよい。変形例に係る第２制御弁１７’の構成を図７に示す。第２制御弁１７’では、第１実施形態の第２制御弁１７と比べて、第１パイロットポート６６の位置と、第２パイロットポート６７の位置とが入れ替わっている。すなわち、第２パイロットポート６７がメイン部１８の第１室６４と連通している。第１室６４と第１パイロットポート６６との間の通路は、弁体６２によって開閉される。第２制御弁１７’の他の構成は、第１実施形態の第２制御弁１７の構成と同様である。このような第２制御弁１７’が、第１〜第４実施形態の油圧駆動システムにおいて、第２制御弁１７に代えて用いられてもよい。 5. Modified Example of Second Control Valve The second control valve 17 of the first embodiment may be applied to the hydraulic drive system of the second to fourth embodiments. However, the configuration of the second control unit is not limited to the configuration of the second control valve 17 of the first embodiment, and may be changed. FIG. 7 shows the configuration of the second control valve 17 ′ according to the modification. In the second control valve 17 ′, the position of the first pilot port 66 and the position of the second pilot port 67 are interchanged as compared with the second control valve 17 of the first embodiment. That is, the second pilot port 67 communicates with the first chamber 64 of the main portion 18. The passage between the first chamber 64 and the first pilot port 66 is opened and closed by the valve body 62. The other configuration of the second control valve 17 ′ is the same as the configuration of the second control valve 17 of the first embodiment. Such a second control valve 17 ′ may be used in place of the second control valve 17 in the hydraulic drive systems of the first to fourth embodiments.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

油圧駆動システムは、油圧ショベルのブームを駆動するためのシステムに限らず、他の作業車両の作業機を駆動するためのシステムであってもよい。例えば、油圧駆動システムは、ホイールローダのリフトアームを駆動するシステムであってもよい。或いは、油圧駆動システムは、ブルドーザのブレードを駆動するシステムであってもよい。   The hydraulic drive system is not limited to a system for driving a boom of a hydraulic excavator, but may be a system for driving a work machine of another work vehicle. For example, the hydraulic drive system may be a system that drives a lift arm of a wheel loader. Alternatively, the hydraulic drive system may be a system that drives a bulldozer blade.

パイロット部１９は、第１制御弁１６と同様のスプール弁であってもよい。パイロット部１９がスプール弁であっても、メイン部１８及び第１制御弁１６と比べて小型であるため、パイロット部１９での作動油の漏れは大幅に少ない。或いは、パイロット部１９は、メイン部１８と同様のポペット弁であってもよい。   The pilot unit 19 may be a spool valve similar to the first control valve 16. Even if the pilot portion 19 is a spool valve, it is smaller than the main portion 18 and the first control valve 16, and therefore, there is much less leakage of hydraulic oil in the pilot portion 19. Alternatively, the pilot unit 19 may be a poppet valve similar to the main unit 18.

上記の実施形態において、微小速度制御が省略されてもよい。   In the above embodiment, the minute speed control may be omitted.

本発明によれば、作業機の位置エネルギーの回生ができると共に、保持圧による作業機の下降を抑えることができる油圧駆動システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to reproduce | regenerate the potential energy of a working machine, the hydraulic drive system which can suppress the fall of a working machine by holding pressure can be provided.

１１ エンジン
１２ 第１油圧ポンプ
１２ａ 第１ポンプポート
１２ｂ 第２ポンプポート
１４ 油圧シリンダ
１４ｃ 第１室
１４ｄ 第２室
１５ 作動油流路
１６ 第１制御弁
１７ 第２制御弁
３１ 第１シリンダ流路
３２ 第２シリンダ流路
３３ 第１ポンプ流路
３４ 第２ポンプ流路
11 Engine 12 1st hydraulic pump 12a 1st pump port 12b 2nd pump port 14 Hydraulic cylinder 14c 1st chamber 14d 2nd chamber 15 Hydraulic fluid flow path 16 1st control valve 17 2nd control valve 31 1st cylinder flow path 32 Second cylinder flow path 33 First pump flow path 34 Second pump flow path

Claims (3)

第１ポンプポートと第２ポンプポートとを有し、前記第２ポンプポートから作動油を吸入して前記第１ポンプポートから作動油を吐出する状態と、前記第１ポンプポートから作動油を吸入して前記第２ポンプポートから作動油を吐出する状態と、に切り換え可能な油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する駆動源と、
作業機と、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動され、第１室と第２室とを有し、前記第１室から作動油が排出され、且つ、前記第２室に作動油が供給されることによって収縮して前記作業機を下降させ、前記第１室に作動油が供給され、且つ、前記第２室から作動油が排出されることによって伸長して前記作業機を上昇させる油圧シリンダと、
前記第１ポンプポートに接続される第１ポンプ流路と、前記第２ポンプポートに接続される第２ポンプ流路と、前記第１室に接続される第１シリンダ流路と、前記第２室に接続される第２シリンダ流路とを有し、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間で閉回路を構成する作動油流路と、
前記第１ポンプ流路から前記第１シリンダ流路への作動油の流れを許容し、前記第１シリンダ流路から前記第１ポンプ流路への作動油の流れを禁止する第１チェック弁と、
前記第２ポンプ流路から前記第２シリンダ流路への作動油の流れを許容し、前記第２シリンダ流路から前記第２ポンプ流路への作動油の流れを禁止する第２チェック弁と、
前記作動油流路において前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に配置され、第１位置状態と第２位置状態と中立位置状態とに切換可能なスプール弁であり、前記第１位置状態では、前記第１ポンプ流路を前記第１チェック弁を介して前記第１シリンダ流路に接続し、且つ、前記第２シリンダ流路を前記第２チェック弁を介さずに前記第２ポンプ流路に接続し、前記第２位置状態では、前記第１シリンダ流路を前記第１チェック弁を介さずに前記第１ポンプ流路に接続し、且つ、前記第２ポンプ流路を前記第２チェック弁を介して前記第２シリンダ流路に接続し、前記中立位置状態では、前記第１ポンプ流路と前記第２ポンプ流路と前記第１シリンダ流路と前記第２シリンダ流路との間を遮断する第１制御弁と、
前記第１シリンダ流路に設けられ、弁体と弁座とを有し、前記弁体が前記弁座から離れた開状態となることによって前記第１制御弁と前記第１室との間の作動油の流れを許容し、前記弁体が前記弁座に接触した閉状態となることによって前記第１室と前記第１制御弁との間の作動油の流れを禁止する第２制御弁と、
を備える油圧駆動システム。 A state having a first pump port and a second pump port, a state in which hydraulic oil is sucked from the second pump port and discharged from the first pump port, and a hydraulic oil is sucked from the first pump port A hydraulic pump that can be switched to a state in which hydraulic oil is discharged from the second pump port;
A drive source for driving the hydraulic pump;
A working machine,
Driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, having a first chamber and a second chamber, the hydraulic oil is discharged from the first chamber, and the hydraulic oil is supplied to the second chamber. A hydraulic cylinder that contracts to lower the working machine, is supplied with hydraulic oil to the first chamber, and is extended by discharging hydraulic oil from the second chamber to raise the working machine;
A first pump flow path connected to the first pump port; a second pump flow path connected to the second pump port; a first cylinder flow path connected to the first chamber; A hydraulic fluid passage that has a second cylinder passage connected to the chamber and forms a closed circuit between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder;
A first check valve that allows a flow of hydraulic oil from the first pump flow path to the first cylinder flow path and prohibits a flow of hydraulic oil from the first cylinder flow path to the first pump flow path; ,
A second check valve that allows a flow of hydraulic oil from the second pump flow path to the second cylinder flow path and prohibits a flow of hydraulic oil from the second cylinder flow path to the second pump flow path; ,
A spool valve that is disposed between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder in the hydraulic oil flow path and is switchable between a first position state, a second position state, and a neutral position state; in the first position state, The first pump flow path is connected to the first cylinder flow path via the first check valve, and the second cylinder flow path is connected to the second pump flow path without passing through the second check valve. And in the second position, the first cylinder channel is connected to the first pump channel without passing through the first check valve, and the second pump channel is connected to the second check valve. In the neutral position, the first pump flow path, the second pump flow path, the first cylinder flow path, and the second cylinder flow path are connected to each other. A first control valve to shut off;
A valve body and a valve seat are provided in the first cylinder flow path, and the valve body is in an open state away from the valve seat, whereby the first control valve and the first chamber are disposed. A second control valve that permits the flow of hydraulic oil and prohibits the flow of hydraulic oil between the first chamber and the first control valve by closing the valve body in contact with the valve seat; ,
Hydraulic drive system with 前記駆動源は、エンジンであり、
前記油圧ポンプは、可変容量型ポンプである、
請求項１に記載の油圧駆動システム。 The drive source is an engine;
The hydraulic pump is a variable displacement pump.
The hydraulic drive system according to claim 1. 前記駆動源は、電動モータであり、
前記油圧ポンプは、固定容量型ポンプである、
請求項１に記載の油圧駆動システム。 The drive source is an electric motor,
The hydraulic pump is a fixed displacement pump,
The hydraulic drive system according to claim 1.
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