JP2015183768A - Method of driving actuator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of driving an actuator, which can assist the expansion/contraction driving of a cylinder rod so as to obtain target speed according to lever operation amount.SOLUTION: A method of driving a hydraulic actuator 40 having a cylinder rod 42 driven to expand/contract, includes: a step for detecting lever operation amount which drives the cylinder rod to expand/contract, and the actual speed of the cylinder rod 42 when the cylinder rod 42 is driven to expand/contract according to the lever operation amount; and an assist step for enhancing driving force for driving the cylinder rod 42 to expand/contract, and bringing the actual speed of the cylinder rod 42 closed to target speed, when the detected actual speed is lower than the target speed set in advance according to the lever operation amount.

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の作業機械に用いられる油圧シリンダ等のアクチュエータの駆動方法に関する。   The present invention relates to a method for driving an actuator such as a hydraulic cylinder used in a work machine such as a hydraulic excavator.

従来、この種のアクチュエータは、油圧ショベル等の作業機械に用いられる場合には、シリンダに供給される圧油にてロッドが伸縮される構成とされており、この圧油は、エンジンの駆動力にて駆動される油圧ポンプから供給され、この油圧ポンプから供給される圧油のみでロッドの伸縮を制御する構成が知られている。   Conventionally, when this type of actuator is used in a working machine such as a hydraulic excavator, the rod is expanded and contracted by the pressure oil supplied to the cylinder. A configuration is known in which the expansion and contraction of the rod is controlled only by the pressure oil supplied from the hydraulic pump driven by the hydraulic pump.

さらに、この種のアクチュエータに冗長性を備えされた従来技術が、例えば特許文献1に開示されている。この特許文献1に開示されたアクチュエータでは、油圧ポンプから供給される油圧のほか、ロッドの端部に伸縮可能にネジ軸が取り付けられ、このネジ軸を電動モータにて回転させてロッドを伸縮可能とした構成とされている。   Further, for example, Patent Document 1 discloses a conventional technique in which this type of actuator is provided with redundancy. In the actuator disclosed in Patent Document 1, in addition to the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump, a screw shaft is attached to the end of the rod so as to be extendable and retractable, and the rod can be expanded and contracted by rotating the screw shaft with an electric motor. It is set as the structure.

特開2007−155075号公報JP2007-1555075A

上述した特許文献1に開示された従来技術は、油圧ポンプから供給される圧油による油圧駆動と、電動モータによる電動駆動とを併用したアクチュエータに過ぎず、何らかの要因により油圧ポンプが駆動しなくなった場合等に、電動モータを用いてアクチュエータを駆動できる構成であり、油圧ポンプによるアクチュエータの油圧駆動を、電動モータによる電動駆動でアシストする構成や、例えば操作レバー等を操作した際の操作量に応じて予め設定された目標速度よりも、ロッドの実際の伸縮速度が低い場合に、このロッドの伸縮駆動をアシストする構成については、何ら考慮されていない。   The prior art disclosed in Patent Document 1 described above is merely an actuator using both hydraulic drive by pressure oil supplied from a hydraulic pump and electric drive by an electric motor, and the hydraulic pump is not driven due to some factor. In some cases, the actuator can be driven using an electric motor, and the hydraulic drive of the actuator by the hydraulic pump is assisted by the electric drive by the electric motor, for example, depending on the operation amount when operating the operation lever, etc. Thus, no consideration is given to the configuration for assisting the rod expansion / contraction drive when the actual expansion / contraction speed of the rod is lower than the preset target speed.

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、操作量に応じた目標速度になるようロッドの伸縮駆動をアシストできるアクチュエータの駆動方法を提供することにある。   The present invention has been made from the above-described prior art, and an object of the present invention is to provide an actuator driving method capable of assisting rod expansion and contraction driving so as to achieve a target speed corresponding to an operation amount.

この目的を達成するために、本発明は、伸縮駆動可能なロッドを有するアクチュエータの駆動方法であって、前記ロッドを伸縮駆動させる操作量と、この操作量に応じて前記ロッドを伸縮駆動させた際の前記ロッドの実際の速度とを検出する検出ステップと、検出した実際の速度が、前記操作量に応じて予め設定した目標速度より低い場合に、前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高め、前記ロッドの実際の速度を、前記目標速度に近づけるアシストステップと、を具備することを特徴としている。   In order to achieve this object, the present invention is a method of driving an actuator having a rod that can be extended and contracted, and an operation amount for extending and retracting the rod, and the rod is extended and driven according to the operation amount. A detection step of detecting the actual speed of the rod at the time, and when the detected actual speed is lower than a target speed set in advance according to the operation amount, the driving force for extending and retracting the rod is increased, An assist step for bringing the actual speed of the rod closer to the target speed.

このように構成した本発明は、アクチュエータのロッドを伸縮駆動させる操作量と、この操作量に応じてロッドを伸縮駆動させた際のロッドの実際の速度とを検出する。そして、この検出した実際の速度が、操作量に応じて予め設定した目標速度より低い場合に、ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高め、ロッドの実際の速度を目標速度に近づける。このため、ロッドを伸縮駆動させる際の操作量に応じた目標速度になるようロッドの伸縮駆動をアシストでき、ロッドの実際の速度を目標速度に近づけることができる。   The present invention configured as described above detects an operation amount for extending and retracting the rod of the actuator and an actual speed of the rod when the rod is expanded and contracted according to the operation amount. When the detected actual speed is lower than the target speed set in advance according to the operation amount, the driving force for extending and retracting the rod is increased to bring the actual speed of the rod closer to the target speed. For this reason, the expansion / contraction driving of the rod can be assisted so as to reach the target speed corresponding to the operation amount when the rod is expanded and contracted, and the actual speed of the rod can be brought close to the target speed.

また本発明は、上記発明において、前記ロッドは、前記操作量に応じた圧油が油圧ポンプから供給されて伸縮駆動し、かつ電動モータにて伸縮駆動可能な構成とされ、前記アシストステップは、検出した前記ロッドの実際の速度が、前記目標速度より低い場合に、前記電動モータを駆動させて前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高めることを特徴としている。   Further, the present invention is the above invention, wherein the rod is configured such that pressure oil corresponding to the operation amount is supplied from a hydraulic pump to be expanded and contracted, and can be expanded and contracted by an electric motor, and the assist step includes: When the detected actual speed of the rod is lower than the target speed, the driving force for driving the electric motor to drive the rod to extend and contract is increased.

このように構成した本発明は、操作量に応じた圧油が油圧ポンプからアクチュエータに供給されてロッドが伸縮駆動された際の実際の速度が、操作量に応じて予め設定した目標速度より低い場合に、電動モータを駆動させてロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める。このため、油圧ポンプにてロッドを伸縮駆動させる際の操作量に応じた目標速度になるよう、この油圧ポンプとは異なる駆動源の電動モータにてロッドの伸縮駆動をアシストできるから、ロッドの実際の速度をより適切に目標速度に近づけることができる。   In the present invention configured as described above, the actual speed when the pressure oil according to the operation amount is supplied from the hydraulic pump to the actuator and the rod is driven to extend and contract is lower than the target speed set in advance according to the operation amount. In this case, the driving force for driving the electric motor to drive the rod to extend and contract is increased. For this reason, the rod's expansion / contraction drive can be assisted by an electric motor of a drive source different from this hydraulic pump so that the target speed according to the operation amount when the rod is driven to extend / contract by the hydraulic pump can be assisted. The speed of can be brought closer to the target speed more appropriately.

また本発明は、上記発明において、前記ロッドは、前記操作量に応じた圧油が油圧ポンプから供給されて伸縮駆動し、かつ前記油圧ポンプとは異なる他の油圧ポンプから供給される圧油にて伸縮駆動可能な構成とされ、前記アシストステップは、検出した前記ロッドの実際の速度が、前記目標速度より低い場合に、前記他の油圧ポンプを駆動させて前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高めることを特徴としている。   Further, in the present invention according to the above-mentioned invention, the rod may be configured to be expanded and contracted when pressure oil corresponding to the operation amount is supplied from a hydraulic pump and is supplied from another hydraulic pump different from the hydraulic pump. The assist step is configured to drive the other hydraulic pump to drive the rod to extend and contract when the detected actual speed of the rod is lower than the target speed. It is characterized by enhancing.

このように構成した本発明は、操作量に応じた圧油が油圧ポンプからアクチュエータに供給されてロッドが伸縮駆動された際の実際の速度が、操作量に応じて予めさ設定した目標速度より低い場合に、操作量に応じて圧油を供給する油圧ポンプとは異なる他の油圧ポンプを駆動させてロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める。このため、油圧ポンプにてロッドを伸縮駆動させる際の操作量に応じた目標速度になるよう、この油圧ポンプとは異なる駆動源である他の油圧ポンプにてロッドの伸縮駆動をアシストできるから、ロッドの実際の速度をより適切に目標速度に近づけることができる。   In the present invention configured as described above, the actual speed when the pressure oil corresponding to the operation amount is supplied from the hydraulic pump to the actuator and the rod is driven to extend and contract is greater than the target speed preset according to the operation amount. When it is low, the driving force for driving the rod to extend and contract is increased by driving another hydraulic pump different from the hydraulic pump that supplies pressure oil according to the operation amount. For this reason, the rod can be extended and retracted with another hydraulic pump, which is a drive source different from this hydraulic pump, so that the target speed according to the operation amount when the rod is driven to extend and contract with the hydraulic pump can be assisted. The actual speed of the rod can be brought closer to the target speed more appropriately.

また本発明は、上記発明において、前記アシストステップは、前記油圧ポンプから吐出される圧油の吐出流量を検出し、この検出した吐出流量が前記油圧ポンプの最大吐出流量に達している場合に、前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高めることを特徴としている。   Further, the present invention is the above invention, wherein the assist step detects a discharge flow rate of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and when the detected discharge flow rate reaches a maximum discharge flow rate of the hydraulic pump, A driving force for extending and retracting the rod is increased.

このように構成した本発明は、油圧ポンプから吐出される圧油の吐出流量を検出し、この検出した吐出流量が油圧ポンプの最大吐出流量に達している場合に、電動モータを駆動させてロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める。よって、ロッドの伸縮駆動をアシストする必要性が高くなる油圧ポンプの圧油の吐出流量が最大吐出流量に達した場合に、電動モータを駆動させてロッドの伸縮駆動をアシストするため、このロッドの伸縮駆動のアシストをより簡単な構成で行うことができる。   The present invention configured as described above detects the discharge flow rate of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and when the detected discharge flow rate reaches the maximum discharge flow rate of the hydraulic pump, the electric motor is driven to drive the rod. Increase the driving force to drive the telescope. Therefore, when the discharge flow rate of the hydraulic oil of the hydraulic pump that increases the necessity of assisting the rod expansion / contraction drive reaches the maximum discharge flow rate, the electric motor is driven to assist the rod expansion / contraction drive. Telescopic drive assist can be performed with a simpler configuration.

また本発明は、上記発明において、前記アシストステップは、前記油圧ポンプから吐出される圧油の吐出圧を検出し、この検出した吐出圧に基づいて、前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める率を増加させることを特徴としている。   According to the present invention, in the above invention, the assist step detects a discharge pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and based on the detected discharge pressure, increases the driving force for driving the rod to extend and contract. It is characterized by increasing.

このように構成した本発明は、油圧ポンプから吐出される圧油の吐出圧を検出し、この検出した吐出圧に基づいて、ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める率を増加させて、このロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める。よって、油圧ポンプから吐出される圧油の吐出圧が高くなるに従い、ロッドの伸縮駆動のアシスト量が高まることに対応させて、ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める率を増加できるため、このロッドの伸縮駆動のアシストをより適切に行うことができる。   The present invention configured as described above detects the discharge pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and based on the detected discharge pressure, increases the rate of increasing the driving force for driving the rod to extend and contract. Increase the driving force to drive the telescope. Therefore, as the discharge pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump increases, the ratio of increasing the driving force for extending and retracting the rod can be increased in correspondence with the increase in the assist amount of the rod expansion and contraction drive. The expansion / contraction drive assist can be performed more appropriately.

また本発明は、上記発明において、前記アシストステップは、前記油圧ポンプから吐出される圧油の吐出圧を検出し、この検出した吐出圧に基づく調整テーブルを参照して、前記他の油圧ポンプを駆動させて前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高めることを特徴としている。   Further, the present invention is the above invention, wherein the assist step detects a discharge pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, refers to an adjustment table based on the detected discharge pressure, and controls the other hydraulic pump. The driving force for driving the rod to extend and contract is enhanced.

このように構成した本発明は、油圧ポンプから吐出される圧油の吐出圧を検出し、この検出した吐出圧に基づく調整テーブルを参照して、他の油圧ポンプを駆動させてロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める。よって、油圧ポンプの吐出圧に対応させて他の油圧ポンプによるアシスト量を調整できるため、ロッドの伸縮駆動のアシストを簡単な構成でより適切に行うことができる。   The present invention configured as described above detects the discharge pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, refers to the adjustment table based on the detected discharge pressure, and drives the other hydraulic pump to drive the rod to extend and contract. Increase the driving force. Therefore, since the assist amount by the other hydraulic pump can be adjusted in accordance with the discharge pressure of the hydraulic pump, the rod expansion / contraction drive assist can be more appropriately performed with a simple configuration.

本発明は、アクチュエータのロッドを伸縮駆動させる操作量と、この操作量に応じてロッドを伸縮駆動させた際のロッドの実際の速度とを検出し、この検出したロッドの実際の速度が、操作量に応じて予め設定した目標速度より低い場合に、ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高め、ロッドの実際の速度を目標速度に近づける。したがって、ロッドを伸縮駆動させる際の操作量に応じた目標速度になるようロッドの伸縮駆動をアシストでき、このロッドの実際の速度を目標速度に近づけることができる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。   The present invention detects an operation amount for extending and retracting the actuator rod, and an actual speed of the rod when the rod is driven to extend and contract according to the operation amount. When the target speed is lower than the preset target speed according to the amount, the driving force for driving the rod to extend and contract is increased, and the actual speed of the rod is brought close to the target speed. Therefore, it is possible to assist the rod expansion / contraction drive so as to achieve the target speed corresponding to the operation amount when the rod is expanded / contracted, and the actual speed of the rod can be brought close to the target speed. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear from the following description of embodiments.

本発明の第1実施形態に係るアクチュエータが用いられる油圧ショベルを示す概略側面図である。1 is a schematic side view showing a hydraulic excavator in which an actuator according to a first embodiment of the present invention is used. 上記アクチュエータを駆動させるための油圧回路を示す図である。It is a figure which shows the hydraulic circuit for driving the said actuator. 上記アクチュエータを示す概略図である。It is the schematic which shows the said actuator. 上記アクチュエータを駆動させる油圧ポンプのポンプ最大吐出量線を示すグラフである。It is a graph which shows the pump maximum discharge amount line of the hydraulic pump which drives the said actuator. 上記アクチュエータの駆動方法を示す説明図で、(a)はポンプ最大吐出流線図、(b)はレバー操作量を時系列的に示すグラフ、(c)は流量換算した目標シリンダ速さ・ポンプ吐出流量・アシスト量を時系列的に示すグラフである。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a driving method of the actuator, wherein (a) is a pump maximum discharge flow diagram, (b) is a graph showing lever operation amounts in time series, and (c) is a target cylinder speed / pump converted to flow rate. It is a graph which shows discharge flow volume and assist amount in time series. 上記アクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the drive method of the said actuator. 本発明の第2実施形態に係るアクチュエータを示す概略図である。It is the schematic which shows the actuator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るアクチュエータを示す概略図である。It is the schematic which shows the actuator which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るアクチュエータを示す概略図である。It is the schematic which shows the actuator which concerns on 4th Embodiment of this invention. 上記アクチュエータの駆動方法を示す説明図で、(a)はポンプ最大吐出流線図、(b)はレバー操作量を時系列的に示すグラフ、(c)は流量換算した目標シリンダ速さ・ポンプ吐出流量・アシスト量を時系列的に示すグラフである。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a driving method of the actuator, wherein (a) is a pump maximum discharge flow diagram, (b) is a graph showing lever operation amounts in time series, and (c) is a target cylinder speed / pump converted to flow rate. It is a graph which shows discharge flow volume and assist amount in time series. 上記アクチュエータのアシスト調整ゲインテーブルを示すグラフである。It is a graph which shows the assist adjustment gain table of the said actuator. 上記アクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the drive method of the said actuator. 本発明に関連する第1参考形態に係るアクチュエータを示す概略図である。It is the schematic which shows the actuator which concerns on the 1st reference form relevant to this invention. 上記アクチュエータを駆動させるための油圧回路を示す図である。It is a figure which shows the hydraulic circuit for driving the said actuator. 本発明に関連する第2参考形態に係るアクチュエータを駆動させるための油圧回路を示す図である。It is a figure which shows the hydraulic circuit for driving the actuator which concerns on the 2nd reference form relevant to this invention.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態に係るアクチュエータを備えた油圧ショベルを示す概略側面図である。図2は、アクチュエータを駆動させるための油圧回路を示す図である。図3は、アクチュエータを示す概略図である。図4は、アクチュエータを駆動させる油圧ポンプのポンプ最大吐出量線を示すグラフである。図5は、アクチュエータの駆動方法を示す説明図で、(a)はポンプ最大吐出流線図、(b)はレバー操作量を時系列的に示すグラフ、(c)は流量換算した目標シリンダ速さ・ポンプ吐出流量・アシスト量を時系列的に示すグラフである。図6は、アクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic side view showing a hydraulic excavator provided with an actuator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a hydraulic circuit for driving the actuator. FIG. 3 is a schematic view showing the actuator. FIG. 4 is a graph showing a pump maximum discharge amount line of the hydraulic pump that drives the actuator. 5A and 5B are explanatory diagrams showing the driving method of the actuator, where FIG. 5A is a pump maximum discharge flow diagram, FIG. 5B is a graph showing lever operation amounts in time series, and FIG. 5C is a target cylinder speed converted to flow rate. It is a graph which shows time-sequentially the pump discharge flow rate and the assist amount. FIG. 6 is a flowchart showing a driving method of the actuator.

<全体構成>
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る作業機械としての油圧ショベル1は、一対の走行モータ2a,2bにて駆動される左右一対の走行装置2c,2dを有する下部走行体2と、この下部走行体2上に旋回モータ3aを介して旋回自在に取り付けられた上部旋回体3とを備えた油圧作業機である。上部旋回体3の前側には、内部に操作レバー4が取り付けられた運転室3bが設けられている。また、上部旋回体3の中間部にエンジン室3cが設けられている。このエンジン室3cの後側には、カウンタウエイト3dが取り付けられ、上部旋回体3の前側には、掘削作業等が可能なフロント作業機5が上下方向に回動可能に取り付けられている。フロント作業機5は、上部旋回体3に一端側が回動自在にピン連結されて俯抑動可能とされたブーム5aと、このブーム5aの先端部に回動自在にピン結合されたアーム5bと、このアーム5bの先端部に4節リンク機構5cを介して回動自在にピン連結されたバケット5dとで構成されている。
<Overall configuration>
As shown in FIG. 1, a hydraulic excavator 1 as a work machine according to a first embodiment of the present invention includes a lower traveling body having a pair of left and right traveling devices 2c and 2d driven by a pair of traveling motors 2a and 2b. 2 and an upper swing body 3 that is rotatably mounted on the lower traveling body 2 via a swing motor 3a. On the front side of the upper swing body 3, there is provided a cab 3 b in which an operation lever 4 is attached. An engine room 3 c is provided in the middle part of the upper swing body 3. A counterweight 3d is attached to the rear side of the engine chamber 3c, and a front work machine 5 capable of excavation work or the like is attached to the front side of the upper swing body 3 so as to be rotatable in the vertical direction. The front work machine 5 includes a boom 5a, one end of which is pivotally connected to the upper swing body 3 so as to be able to suppress wrinkles, and an arm 5b, which is pivotally connected to the tip of the boom 5a. The bucket 5d is rotatably connected to the tip of the arm 5b through a four-bar linkage mechanism 5c.

フロント作業機5は、ブーム5aを上下動自在に支持し操作駆動させるための一対のブームシリンダ6と、アーム5bを上下動自在に支持し操作駆動させるためのアームシリンダ7と、バケット5dを上下動自在に支持し操作駆動させるためのバケットシリンダ8とを備えている。ブームシリンダ6は、基端側のシリンダチューブ6a側の端部が上部旋回体3の前側上面に回動可能に固定され、先端側のシリンダロッド6b側の端部がブーム5aの基端部の側面に回動可能に固定されている。また、アームシリンダ7は、基端側のシリンダチューブ7a側の端部がブーム5aの中間部の上面に回動可能に固定され、先端側のシリンダロッド7b側の端部がアーム5bの基端部に回動可能に固定されている。さらに、バケットシリンダ8は、基端側のシリンダチューブ8a側の端部がアーム5bの上面に回動可能に固定され、先端側のシリンダロッド8b側の端部が4節リンク機構5cに回動可能に取り付けられている。   The front work machine 5 includes a pair of boom cylinders 6 for supporting and driving the boom 5a up and down, an arm cylinder 7 for supporting and operating the arm 5b up and down, and a bucket 5d up and down. And a bucket cylinder 8 for movably supporting and operating. The boom cylinder 6 has an end on the cylinder tube 6a side on the base end side fixed to the front upper surface of the upper swing body 3 so as to be rotatable, and an end on the cylinder rod 6b side on the distal end side of the base end of the boom 5a. It is rotatably fixed to the side. The end of the cylinder tube 7a on the base end side of the arm cylinder 7 is fixed to the upper surface of the middle part of the boom 5a so that the arm cylinder 7 can rotate, and the end of the cylinder rod 7b on the front end side is the base end of the arm 5b. It is fixed to the part so that rotation is possible. Further, the bucket cylinder 8 has an end on the cylinder tube 8a side on the base end side fixed to the upper surface of the arm 5b so as to be rotatable, and an end on the cylinder rod 8b side on the distal end side rotated on the four-bar linkage mechanism 5c. It is attached as possible.

<油圧駆動装置>
次いで、油圧ショベル1は、図2に示す油圧駆動装置11にて駆動される。この油圧駆動装置11は、原動機としてのエンジン12と、このエンジン12にて駆動される流体圧ポンプである第1および第2の2つの油圧ポンプ13a,13bと、作動油タンク14と、これら第1および第2油圧ポンプ13a,13bの吐出油路15a,15bに接続されたコントロールバルブ装置16とを備えている。なお、これらエンジン12や第1および第2油圧ポンプ13a,13b等は、エンジン室3cに格納されている。また、コントロールバルブ装置16には、油圧アクチュエータである左右の走行モータ2a,2b、旋回モータ3a、一対のブームシリンダ6、アームシリンダ7、およびバケットシリンダ8がそれぞれ取り付けられている。
<Hydraulic drive>
Next, the excavator 1 is driven by a hydraulic drive device 11 shown in FIG. The hydraulic drive device 11 includes an engine 12 as a prime mover, first and second hydraulic pumps 13a and 13b that are fluid pressure pumps driven by the engine 12, a hydraulic oil tank 14, And a control valve device 16 connected to the discharge oil passages 15a and 15b of the first and second hydraulic pumps 13a and 13b. The engine 12, the first and second hydraulic pumps 13a, 13b, and the like are stored in the engine chamber 3c. The control valve device 16 is attached with left and right traveling motors 2a and 2b, a swing motor 3a, a pair of boom cylinders 6, an arm cylinder 7 and a bucket cylinder 8 which are hydraulic actuators.

コントロールバルブ装置16は、センタバイパス型の方向制御弁21,22,23,24を含む第1バルブセクション20と、センタバイパス型の方向制御弁31,32,33を含む第2バルブセクション30とを有している。第1バルブセクション20の各方向制御弁21,22,23,24は、切替位置が3位置切替構成とされ、第1油圧ポンプ13aの吐出油路15aにつながるセンタバイパスライン17a上に図示の順序で並列接続されている。また、第2バルブセクション30の各方向制御弁31,32,33は、切替位置が3位置切替構成とされ、第2油圧ポンプ13bの吐出油路15bにつながるセンタバイパスライン17b上に図示の順序で並列接続されている。   The control valve device 16 includes a first valve section 20 including center bypass type directional control valves 21, 22, 23, and 24, and a second valve section 30 including center bypass type directional control valves 31, 32, and 33. Have. Each directional control valve 21, 22, 23, 24 of the first valve section 20 has a three-position switching configuration, and the order shown in the figure on the center bypass line 17a connected to the discharge oil passage 15a of the first hydraulic pump 13a. Are connected in parallel. Further, the directional control valves 31, 32, 33 of the second valve section 30 have a three-position switching configuration, and the order shown in the drawing is on the center bypass line 17b connected to the discharge oil passage 15b of the second hydraulic pump 13b. Are connected in parallel.

ここで、第2バルブセクション30において、センタバイパスライン17a,17bの最上流部には、第1および第2油圧ポンプ13a,13bの最高吐出圧を規制するメインリリーフ弁18が接続されている。このメインリリーフ弁18は、第1および第2油圧ポンプ13a,13bのいずれかが所定の圧力(最大吐出圧)以上となった場合に、これら第1および第2油圧ポンプ13a,13bにて圧送する作動流体としての作動油(圧油)を作動油タンク14へ逃がすためのものである。   Here, in the second valve section 30, the main relief valve 18 for regulating the maximum discharge pressure of the first and second hydraulic pumps 13a, 13b is connected to the most upstream part of the center bypass lines 17a, 17b. The main relief valve 18 is pumped by the first and second hydraulic pumps 13a and 13b when one of the first and second hydraulic pumps 13a and 13b becomes equal to or higher than a predetermined pressure (maximum discharge pressure). The hydraulic oil (pressure oil) as the working fluid is to be released to the hydraulic oil tank 14.

第1バルブセクション20の方向制御弁21は、バケット用方向制御弁であり、アクチュエータポート側が油路にてバケットシリンダ8に連結され、このバケットシリンダ8への作動油の流れを制御する。また、方向制御弁22は、第1アーム用方向制御弁であり、アクチュエータポート側が油路にてアームシリンダ7に連結され、このアームシリンダ7への作動油の流れを制御する。さらに、方向制御弁23は、ブーム用方向制御弁であり、アクチュエータポート側が油路にて各ブームシリンダ6に連結され、このブームシリンダ6への作動油の流れを制御する。また、方向制御弁24は、第1走行用方向制御弁であり、アクチュエータポート側が油路にて走行モータ2aに連結され、この走行モータ2aへの作動油の流れを制御する。   The direction control valve 21 of the first valve section 20 is a bucket direction control valve, and the actuator port side is connected to the bucket cylinder 8 through an oil passage, and controls the flow of hydraulic oil to the bucket cylinder 8. The direction control valve 22 is a first arm direction control valve, and the actuator port side is connected to the arm cylinder 7 through an oil passage, and controls the flow of hydraulic oil to the arm cylinder 7. Furthermore, the direction control valve 23 is a boom direction control valve, and the actuator port side is connected to each boom cylinder 6 through an oil passage, and controls the flow of hydraulic oil to the boom cylinder 6. The direction control valve 24 is a first travel direction control valve, and the actuator port side is connected to the travel motor 2a through an oil passage, and controls the flow of hydraulic oil to the travel motor 2a.

一方、第2バルブセクション30の方向制御弁31は、旋回用方向制御弁であり、アクチュエータポート側が油路にて旋回モータ3aに連結され、この旋回モータ3aへの作動油の流れを制御する。また、方向制御弁32は、第2アーム用方向制御弁であり、アクチュエータポート側が第1アーム用方向制御弁22とともに油路にてアームシリンダ7に連結され、このアームシリンダ7への作動油の流れを制御する。さらに、方向制御弁33は、第2走行用方向制御弁であり、アクチュエータポート側が油路にて走行用モータ2bに連結され、この走行モータ2bへの作動油の流れを制御する。   On the other hand, the direction control valve 31 of the second valve section 30 is a turning direction control valve, and the actuator port side is connected to the turning motor 3a through an oil passage, and controls the flow of hydraulic oil to the turning motor 3a. The directional control valve 32 is a second arm directional control valve, and the actuator port side is connected to the arm cylinder 7 through an oil passage together with the first arm directional control valve 22. Control the flow. Further, the direction control valve 33 is a second traveling direction control valve, and the actuator port side is connected to the traveling motor 2b through an oil passage, and controls the flow of hydraulic oil to the traveling motor 2b.

ここで、バケット用方向制御弁21およびブーム用方向制御弁23には、これら方向制御弁21,23の切換位置をパイロット信号圧で制御する第1操作レバー4aが取り付けられている。すなわち、この第1操作レバー4aの操作によって、第1および第2油圧ポンプ13a,13bから供給される作動油の油路が切り換えられ、バケットシリンダ8およびブームシリンダ6の伸縮駆動が制御される。また、第1アーム用方向制御弁22、旋回用方向制御弁31および第2アーム用方向制御弁32には、これら方向制御弁22,31,32の切換位置をパイロット信号圧で制御する第2操作レバー4bが取り付けられている。すなわち、この第2操作レバーの操作4bによって、第1および第2油圧ポンプ13a,13bから供給される作動油の油路が切り換えられ、旋回モータ3aの旋回駆動およびアームシリンダ7の伸縮駆動が制御される。   Here, the bucket direction control valve 21 and the boom direction control valve 23 are provided with a first operation lever 4a for controlling the switching position of the direction control valves 21 and 23 with the pilot signal pressure. That is, by operating the first operation lever 4a, the oil passages of the hydraulic oil supplied from the first and second hydraulic pumps 13a and 13b are switched, and the expansion / contraction driving of the bucket cylinder 8 and the boom cylinder 6 is controlled. Further, the first arm direction control valve 22, the turning direction control valve 31, and the second arm direction control valve 32 have a second control signal for controlling the switching position of the direction control valves 22, 31, 32 by the pilot signal pressure. An operation lever 4b is attached. That is, by the operation 4b of the second operation lever, the oil passages of the hydraulic oil supplied from the first and second hydraulic pumps 13a and 13b are switched, and the turning drive of the turning motor 3a and the expansion / contraction driving of the arm cylinder 7 are controlled. Is done.

また、第1走行用方向制御弁24には、この方向制御弁24の切換位置をパイロット信号圧で制御する第3操作レバー4cが取り付けられている。この第3操作レバー4cの操作によって、第1走行用方向制御弁24の油路が切り換えられ、走行モータ2aの駆動が制御される。さらに、第2走行用方向制御弁25には、この方向制御弁25の切換位置をパイロット信号圧で制御する第4操作レバー4dが取り付けられている。すなわち、この第4操作レバー4dの操作によって、第2走行用方向制御弁25の油路が切り換えられ、走行モータ2bの駆動が制御される。ここで、これら第1ないし第4操作レバー4a,4b,4c,4dによって操作レバー4が構成されている。   The first travel direction control valve 24 is provided with a third operation lever 4c for controlling the switching position of the direction control valve 24 with the pilot signal pressure. By operating the third operating lever 4c, the oil passage of the first traveling direction control valve 24 is switched, and the driving of the traveling motor 2a is controlled. Further, the second travel direction control valve 25 is provided with a fourth operation lever 4d for controlling the switching position of the direction control valve 25 with the pilot signal pressure. That is, the oil path of the second travel direction control valve 25 is switched by the operation of the fourth operation lever 4d, and the drive of the travel motor 2b is controlled. Here, the first to fourth operation levers 4a, 4b, 4c, 4d constitute the operation lever 4.

<電動−油圧複合型シリンダ>
次いで、上記油圧ショベル1に取り付けられているアームシリンダ7等の油圧アクチュエータの構成について説明する。
<Electric-hydraulic combined cylinder>
Next, the configuration of a hydraulic actuator such as the arm cylinder 7 attached to the hydraulic excavator 1 will be described.

図3に示すように、油圧アクチュエータ40は、電気−油圧複合型シリンダであって、中空略円柱状のシリンダであるシリンダチューブ41の一端側から細長円柱状のロッドであるシリンダロッド42が同軸かつ軸方向に移動可能に、このシリンダロッド42の一端側が内包されている。このシリンダロッド42の一端側に円盤状のヘッド42aが取り付けられ、このヘッド42aがシリンダチューブ41内の空間を軸方向に沿って二分する。ここで、このシリンダチューブ41内のヘッド42aの端面を囲む空間がボトム室41aとされ、このヘッド42aの反対側の端面とシリンダチューブ41内を囲む空間がロッド室41bとされている。   As shown in FIG. 3, the hydraulic actuator 40 is a combined electro-hydraulic cylinder, and a cylinder rod 42, which is an elongated cylindrical rod, is coaxial from the one end side of a cylinder tube 41, which is a hollow, substantially cylindrical cylinder. One end side of the cylinder rod 42 is included so as to be movable in the axial direction. A disc-shaped head 42a is attached to one end of the cylinder rod 42, and the head 42a bisects the space in the cylinder tube 41 along the axial direction. Here, a space surrounding the end surface of the head 42a in the cylinder tube 41 is a bottom chamber 41a, and a space surrounding the end surface on the opposite side of the head 42a and the cylinder tube 41 is a rod chamber 41b.

そして、これらボトム室41aおよびロッド室41bには、これらボトム室41aおよびロッド室42b内の作動油を給排出させるためのポート41c,41dがそれぞれ設けられている。これらポート41c,41dは、シリンダチューブ41の周面が開口されて設けられており、これらポート41c,41dからのボトム室41aおよびロッド室41bへの作動油の給排出によりシリンダロッド42をシリンダチューブ41に対し伸縮駆動させる。さらに、このシリンダロッド42の先端側と、シリンダチューブ41の他端側である基端側とのそれぞれには、これらシリンダロッド42の先端側およびシリンダチューブ41の他端側を、油圧ショベル1の所定位置にピンを介して回動自在に締結させるためのピン挿入部42b,41eがそれぞれ設けられている。   The bottom chamber 41a and the rod chamber 41b are provided with ports 41c and 41d for supplying and discharging hydraulic oil in the bottom chamber 41a and the rod chamber 42b, respectively. The ports 41c and 41d are provided with the peripheral surface of the cylinder tube 41 opened, and the cylinder rod 42 is connected to the cylinder tube by supplying and discharging hydraulic oil from the ports 41c and 41d to the bottom chamber 41a and the rod chamber 41b. 41 is expanded and contracted. Furthermore, the distal end side of the cylinder rod 42 and the other end side of the cylinder tube 41 are respectively connected to the distal end side of the cylinder rod 42 and the proximal end side which is the other end side of the cylinder tube 41. Pin insertion portions 42b and 41e are provided at respective predetermined positions so as to be pivotably fastened via pins.

さらに、油圧アクチュエータ40には、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストするためのアシスト装置50が取り付けられている。このアシスト装置50は、電動モータ51を備え、この電動モータ51は、油圧アクチュエータ40のシリンダチューブ41の一端寄りの側部に取り付けられている。また、電動モータ51は、この電動モータ51を駆動させた際の電力にて油圧アクチュエータ40の伸縮駆動をアシストする。すなわち、この電動モータ51は、油圧ポンプ13からの作動油の給排によるシリンダロッド42への駆動力とは異なる駆動力として、この電動モータ51を駆動させた際の駆動力をシリンダロッド42に与え、このシリンダロッド42の伸縮駆動の速さを目標とする速さとなるよう電動アシストする。   Furthermore, an assist device 50 for assisting the expansion / contraction drive of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is attached to the hydraulic actuator 40. The assist device 50 includes an electric motor 51, and the electric motor 51 is attached to a side portion of the hydraulic actuator 40 near one end of the cylinder tube 41. The electric motor 51 assists the expansion / contraction drive of the hydraulic actuator 40 with the electric power when the electric motor 51 is driven. That is, the electric motor 51 uses a driving force when the electric motor 51 is driven to the cylinder rod 42 as a driving force different from the driving force to the cylinder rod 42 due to the supply and discharge of hydraulic oil from the hydraulic pump 13. The electric power assist is performed so that the speed of the expansion / contraction driving of the cylinder rod 42 becomes a target speed.

具体的に、この電動モータ51には、外周面に周方向に向けて螺旋状のねじ溝52aが形成された略円柱状のシャフトである送りねじ部52の基端側が取り付けられ、この電動モータ51の駆動にて送りねじ部52が周方向に回転駆動可能とされている。また、この送りねじ部52は、この送りねじ部52の軸方向をシリンダロッド42の軸方向に沿わせて取り付けられており、これら送りねじ部52とシリンダロッド42とが並行になるように設置されている。さらに、この送りねじ部52は、シリンダチューブ41の一端側からのシリンダロッド42の最大突出量より大きな長さ寸法に形成されている。   Specifically, the electric motor 51 is attached with a proximal end side of a feed screw portion 52 which is a substantially cylindrical shaft having a helical thread groove 52a formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface. The feed screw portion 52 can be rotationally driven in the circumferential direction by driving 51. The feed screw portion 52 is attached so that the axial direction of the feed screw portion 52 is aligned with the axial direction of the cylinder rod 42, and the feed screw portion 52 and the cylinder rod 42 are arranged in parallel. Has been. Further, the feed screw portion 52 is formed in a length dimension larger than the maximum protrusion amount of the cylinder rod 42 from one end side of the cylinder tube 41.

一方、シリンダロッド42のピン挿入部42bより基端側の先端寄りの位置には、このシリンダロッド42の径方向に沿った軸方向を有する略円柱状のソレノイド部53が設けられている。このソレノイド部53には、シリンダロッド42の径方向に向けて突出した細長円柱状の係合部としての突起部54が伸縮可能に取り付けられている。この突起部54は、ソレノイド部53にて形成される電磁力により、この突起部54の軸方向への移動量が制御される。さらに、この突起部54は、送りねじ部52の径方向に沿って突出する構成とされており、この突起部54の先端部が送りねじ部52のねじ溝52aに嵌合する位置から、このねじ溝52aから離れ、このねじ溝52aへの嵌合が完全に解除される位置までの間を移動する。ここで、送りねじ部52の軸方向の長さや、突起部54と送りねじ部52との位置関係については、シリンダロッド42が最も縮んだ状態および最も伸びた位置のそれぞれにおいて、突起部54が送りねじ部52のねじ溝52aに確実に嵌合可能な構成とされている。   On the other hand, a substantially cylindrical solenoid portion 53 having an axial direction along the radial direction of the cylinder rod 42 is provided at a position closer to the distal end on the proximal end side than the pin insertion portion 42 b of the cylinder rod 42. A projecting portion 54 as an elongated cylindrical engaging portion that protrudes in the radial direction of the cylinder rod 42 is attached to the solenoid portion 53 so as to be extendable and contractible. The amount of movement of the projection 54 in the axial direction is controlled by the electromagnetic force formed by the solenoid unit 53. Further, the projecting portion 54 is configured to project along the radial direction of the feed screw portion 52, and from the position where the tip portion of the projecting portion 54 is fitted into the thread groove 52 a of the feed screw portion 52, It moves away from the screw groove 52a to a position where the fitting into the screw groove 52a is completely released. Here, regarding the axial length of the feed screw portion 52 and the positional relationship between the projection portion 54 and the feed screw portion 52, the projection portion 54 is in each of the most contracted state and the most extended position. The screw thread 52 a of the feed screw portion 52 can be reliably fitted.

さらに、電動モータ51には、この電動モータ51へ電力を供給するための電源55が取り付けられている。そして、この電源55と電動モータ51との間には、この電動モータ51への供給電圧を制御する電圧調整器56と、この電圧調整器56と電源55との接続を開閉するスイッチ57とが取り付けられている。また、これら電圧調整器56およびスイッチ57は、信号線56a,57aを介して制御部としてのコントローラ58にそれぞれ接続されており、このコントローラ58にてスイッチ57がオンオフ制御されるとともに、電圧調整器56による電圧調整が制御される。また、このコントローラ58は、信号線53aを介してソレノイド部53に接続されており、このコントローラ58にてソレノイド部53による突起部54の伸縮駆動が制御される。   Further, a power source 55 for supplying electric power to the electric motor 51 is attached to the electric motor 51. Between the power supply 55 and the electric motor 51, there is a voltage regulator 56 that controls the supply voltage to the electric motor 51, and a switch 57 that opens and closes the connection between the voltage regulator 56 and the power supply 55. It is attached. The voltage regulator 56 and the switch 57 are connected to a controller 58 as a control unit via signal lines 56a and 57a, respectively. The controller 58 controls the on / off of the switch 57 and the voltage regulator. The voltage adjustment by 56 is controlled. The controller 58 is connected to the solenoid unit 53 via a signal line 53a, and the controller 58 controls the extension / contraction drive of the projection 54 by the solenoid unit 53.

また、コントローラ58には、信号線51aを介して電動モータ51が接続されている。さらに、このコントローラ58には、油圧アクチュエータ40を操作する操作レバー4の操作量を検出するためのセンサとしてレバー操作量検出部61が信号線61aを介して接続されている。また、このコントローラ58には、油圧ポンプ13から吐出される作動油の吐出圧を検出するセンサとしてポンプ吐出圧検出部62と、この油圧ポンプ13から吐出される作動油の吐出流量を検出するセンサとしてポンプ吐出流量検出部63とが信号線62a,63aを介してそれぞれ接続されている。これらポンプ吐出圧検出部62およびポンプ吐出流量検出部63は、油圧ポンプ13の吐出油路15に取り付けられている。さらに、コントローラ58には、エンジン12の回転数を検出するセンサとしてエンジン回転数検出部64が信号線64aを介して接続されている。   The electric motor 51 is connected to the controller 58 via a signal line 51a. Furthermore, a lever operation amount detector 61 is connected to the controller 58 via a signal line 61a as a sensor for detecting the operation amount of the operation lever 4 for operating the hydraulic actuator 40. The controller 58 includes a pump discharge pressure detector 62 as a sensor for detecting the discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 and a sensor for detecting the discharge flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13. Are connected to the pump discharge flow rate detector 63 via signal lines 62a and 63a, respectively. The pump discharge pressure detection unit 62 and the pump discharge flow rate detection unit 63 are attached to the discharge oil passage 15 of the hydraulic pump 13. Further, an engine speed detector 64 is connected to the controller 58 via a signal line 64a as a sensor for detecting the speed of the engine 12.

そして、コントローラ58には、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸縮駆動させた際の、このシリンダロッド42の実際の速さである実シリンダ速さcを検出するセンサとしてシリンダ速さ検出部65が信号線65aを介して接続されている。このシリンダ速さ検出部65は、例えば油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42のピン挿入部42b寄りの位置に取り付けられており、このシリンダロッド42を伸縮駆動させた際のシリンダチューブ41に対する実シリンダ速さcを検出する。   The controller 58 has a cylinder speed detector 65 as a sensor for detecting the actual cylinder speed c, which is the actual speed of the cylinder rod 42 when the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is driven to extend and contract. They are connected via a signal line 65a. The cylinder speed detection unit 65 is attached, for example, at a position near the pin insertion portion 42b of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40, and the actual cylinder speed with respect to the cylinder tube 41 when the cylinder rod 42 is driven to extend and contract. c is detected.

<動作原理>
次に、上記油圧アクチュエータ40を油圧ポンプ13にて油圧駆動させる際の動作原理について説明する。
<Operating principle>
Next, the operation principle when the hydraulic actuator 40 is hydraulically driven by the hydraulic pump 13 will be described.

(伸長動作)
まず、油圧アクチュエータ40を油圧のみで伸長させる場合は、エンジン12を駆動させた状態で操作レバー4を操作し、油圧ポンプ13と油圧アクチュエータ40のボトム室41aとの間の油路、およびロッド室41bと作動油タンク14との間の油路のそれぞれを方向制御弁(図示せず)にて連通させ、この油圧ポンプ13から吐出される作動油がボトム室41aへ供給され、ロッド室41b内の作動油が作動油タンク14へ排出されるようにする。
(Extension operation)
First, when the hydraulic actuator 40 is extended only by hydraulic pressure, the operation lever 4 is operated while the engine 12 is driven, the oil path between the hydraulic pump 13 and the bottom chamber 41a of the hydraulic actuator 40, and the rod chamber. Each of the oil passages between 41b and the hydraulic oil tank 14 are communicated with each other by a direction control valve (not shown), and the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 is supplied to the bottom chamber 41a, and the inside of the rod chamber 41b. The hydraulic oil is discharged to the hydraulic oil tank 14.

ここで、ボトム室41a側の作動油の油圧を受ける側のヘッド41aの面積(受圧面積)を「A」とし、ロッド室41b側の作動油の受圧を受ける側のヘッド41aの面積(受圧面積)を「B」とする。そして、ボトム室41a側の油圧を「pa」とし、ロッド室41b側の油圧を「pb」とし、シリンダロッド42の縮長方向に作用する負荷力を「F1」とすると、このシリンダロッド42を伸長させる力が「A×pa」となり、このシリンダロッド42を縮長させる力が「B×pb+F1」となる。   Here, the area (pressure receiving area) of the head 41a on the side of the bottom chamber 41a that receives hydraulic pressure of the hydraulic oil is “A”, and the area of the head 41a on the side of receiving pressure of the hydraulic oil on the side of the rod chamber 41b (pressure receiving area). ) Is “B”. When the hydraulic pressure on the bottom chamber 41a side is “pa”, the hydraulic pressure on the rod chamber 41b side is “pb”, and the load force acting in the contraction direction of the cylinder rod 42 is “F1”, the cylinder rod 42 is The extending force is “A × pa”, and the force for contracting the cylinder rod 42 is “B × pb + F1”.

このため、このシリンダロッド42を伸長させる力「A×pa」が、このシリンダロッド42を縮長させる力「B×pb+F1」を超えるよう、油圧ポンプ13の駆動を制御し、この油圧ポンプ13から吐出される作動油によるボトム室41a側の油圧「pa」を高めることにより、シリンダロッド42が伸長する。   For this reason, the drive of the hydraulic pump 13 is controlled so that the force “A × pa” for extending the cylinder rod 42 exceeds the force “B × pb + F1” for contracting the cylinder rod 42. The cylinder rod 42 extends by increasing the hydraulic pressure “pa” on the bottom chamber 41a side by the discharged hydraulic oil.

(縮長動作)
一方、油圧アクチュエータ40を油圧のみで縮長させる場合は、操作レバー4を操作して油圧ポンプ13と油圧アクチュエータ40のロッド室41bとの間の油路、およびボトム室41aと作動油タンク14との間の油路のそれぞれを方向制御弁(図示せず)にて連通させ、この油圧ポンプ13から吐出される作動油がロッド室41bへ供給され、ボトム室41a内の作動油が作動油タンク14へ排出されるようにする。
(Reduction operation)
On the other hand, when the hydraulic actuator 40 is contracted only by the hydraulic pressure, the operation lever 4 is operated, the oil passage between the hydraulic pump 13 and the rod chamber 41b of the hydraulic actuator 40, the bottom chamber 41a, the hydraulic oil tank 14, Are connected to each other by a directional control valve (not shown), the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 is supplied to the rod chamber 41b, and the hydraulic oil in the bottom chamber 41a is supplied to the hydraulic oil tank. 14 to be discharged.

この場合に、シリンダロッド42の伸長方向に作用する負荷力を「F2」とすると、このシリンダロッド42を縮張させる力が「B×pb」となり、このシリンダロッド42を伸長させる力が「A×pa+F2」となる。このため、このシリンダロッド42を縮長させる力「B×pb」が、このシリンダロッド42を伸長させる力「A×pa+F2」を超えるよう、油圧ポンプ13を制御し、この油圧ポンプ13から吐出される作動油によるロッド室41b側の油圧「pb」を高めることにより、シリンダロッド42が縮長する。   In this case, when the load force acting in the extending direction of the cylinder rod 42 is “F2”, the force for expanding the cylinder rod 42 is “B × pb”, and the force for expanding the cylinder rod 42 is “A”. Xpa + F2 ". For this reason, the hydraulic pump 13 is controlled so that the force “B × pb” for contracting the cylinder rod 42 exceeds the force “A × pa + F2” for extending the cylinder rod 42, and discharged from the hydraulic pump 13. The cylinder rod 42 is contracted by increasing the hydraulic pressure “pb” on the rod chamber 41b side by the hydraulic oil.

(電気駆動アシスト)
次いで、上記油圧アクチュエータ40の伸縮駆動を電動モータ51にて電気駆動アシストする場合には、まず、コントローラ58からの指令によりソレノイド部53にて突起部54を突出させる方向に移動させて、この突起部54を送りねじ部52のねじ溝52aに嵌合させ、この送りねじ部52の回転駆動によりシリンダロッド42の伸縮動作をアシストできるようにする。
(Electric drive assist)
Next, when the electric motor 51 assists the electric drive in the expansion / contraction drive of the hydraulic actuator 40, first, the solenoid portion 53 moves the projection portion 54 in the direction in which the projection portion 54 projects in accordance with a command from the controller 58. The portion 54 is fitted into the thread groove 52 a of the feed screw portion 52, and the expansion and contraction operation of the cylinder rod 42 can be assisted by the rotational drive of the feed screw portion 52.

この状態で、コントローラ58からの指令によりスイッチ57を閉止動作させて、電動モータ51を駆動可能な状態とさせる。そして、コントローラ58からの目標電圧指令により電圧調整器56の出力電圧を制御し、電動モータ51の回転方向とともに、この電動モータ51へ出力される電圧値および印加時間、すなわちアシスト量が制御される。   In this state, the switch 57 is closed according to a command from the controller 58 so that the electric motor 51 can be driven. Then, the output voltage of the voltage regulator 56 is controlled by a target voltage command from the controller 58, and the voltage value and application time, that is, the assist amount output to the electric motor 51 are controlled along with the rotation direction of the electric motor 51. .

なお、油圧アクチュエータ40の伸縮駆動を電気駆動アシストしない場合には、コントローラ58からの指令によりソレノイド部53にて突起部54をソレノイド部53側、すなわち沈下する方向に移動させて、この突起部54による送りねじ部52のねじ溝52aへの嵌合を解除させておく。   In the case where the electric actuator is not assisted in the expansion / contraction drive of the hydraulic actuator 40, the projection 54 is moved by the solenoid 53 in the direction of the solenoid 53, that is, in the sinking direction according to a command from the controller 58. The fitting of the feed screw portion 52 to the screw groove 52a is released.

(流量特性)
次に、上記油圧アクチュエータ40を油圧ポンプ13にて伸縮駆動させる際の油圧ポンプ13の流量特性について説明する。
(Flow characteristics)
Next, the flow characteristics of the hydraulic pump 13 when the hydraulic actuator 40 is driven to extend and contract by the hydraulic pump 13 will be described.

図4は、油圧ポンプ13の最大吐出流量線(ポンプ特性)を示すPQ線図であり、エンジン12の回転数がNa、Nb、Nc(Na<Nb<Nc)の場合をそれぞれ示している。そして、図4に示すように、この油圧ポンプ13のポンプ吐出圧が高くなるに連れて、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量が徐々に減少していく曲線部Aは、高い回転数の場合ほど、高いポンプ吐出圧側へシフトする傾向がある。   FIG. 4 is a PQ diagram showing the maximum discharge flow rate line (pump characteristics) of the hydraulic pump 13, and shows the case where the engine 12 has rotational speeds of Na, Nb and Nc (Na <Nb <Nc). Then, as shown in FIG. 4, as the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 increases, the curve portion A in which the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 gradually decreases, the higher the rotation speed, There is a tendency to shift to a higher pump discharge pressure side.

すなわち、図4において、油圧ポンプ13から吐出される作動油は、吐出される際の油圧ポンプ13の回転数とポンプ吐出圧とから参照される最大吐出量線以下のポンプ吐出流量となり、ポンプ吐出流量がそのときのポンプ吐出圧に対応したポンプ最大吐出流量に近づくほど油圧ポンプ13の出力に余裕がなくなることを意味している。   That is, in FIG. 4, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 has a pump discharge flow rate equal to or lower than the maximum discharge amount line referenced from the rotation speed of the hydraulic pump 13 and the pump discharge pressure when discharged. It means that there is no margin in the output of the hydraulic pump 13 as the flow rate approaches the pump maximum discharge flow rate corresponding to the pump discharge pressure at that time.

(駆動方法)
次に、上記油圧アクチュエータ40の駆動方法について、図5を参照して説明する。
(Driving method)
Next, a method for driving the hydraulic actuator 40 will be described with reference to FIG.

本駆動方法は、図5に示すように、油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量がポンプ吐出圧に応じて減少する曲線部Aの吐出圧域において油圧アクチュエータ40の操作量を大きくして駆動力を高めてアシストする。ここで、図5(a)はポンプ最大吐出流線図を示しており、図5(b)は操作レバー4のレバー操作量を時系列的に示し、図5(c)は流量換算した目標シリンダ速さ、ポンプ吐出流量、およびアシスト量を時系列的に示している。これら図5(b)および(c)中の時刻t1およびt2は、任意の時刻を示しており、時刻t1、時刻t2の順に時間が経過するものとしている。また、時刻t2は、ポンプ吐出量がそのときのポンプ最大吐出流量に達した時刻を示している。なお、説明を簡略化する観点から、時刻t1から時刻t2までのポンプ吐出圧を一定としている。   As shown in FIG. 5, this drive method increases the operation amount of the hydraulic actuator 40 in the discharge pressure region of the curve portion A where the pump maximum discharge flow rate of the hydraulic pump 13 decreases in accordance with the pump discharge pressure. Assist by raising. Here, FIG. 5 (a) shows a pump maximum discharge flow diagram, FIG. 5 (b) shows a lever operation amount of the operation lever 4 in time series, and FIG. 5 (c) shows a target converted into a flow rate. The cylinder speed, pump discharge flow rate, and assist amount are shown in time series. Times t1 and t2 in FIGS. 5B and 5C indicate arbitrary times, and time passes in the order of time t1 and time t2. Time t2 indicates the time when the pump discharge amount reaches the pump maximum discharge flow rate at that time. From the viewpoint of simplifying the description, the pump discharge pressure from time t1 to time t2 is constant.

そして、本駆動方法では、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達した場合に、油圧アクチュエータ40の伸縮駆動をアシストする。すなわち、油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量線を、図5(c)中の曲線1とした場合には、油圧アクチュエータ40の伸縮駆動のアシストを開始する時刻t2以降の時間は、この曲線1とアシスト量との合計流量である曲線2に沿って油圧アクチュエータ40を駆動させることにより、この油圧アクチュエータ40の実際の実シリンダ速さaを目標とする目標シリンダ速さcにすることができる。   In this driving method, when the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the pump maximum discharge flow rate at that time, the expansion / contraction drive of the hydraulic actuator 40 is assisted. That is, when the pump maximum discharge flow rate line of the hydraulic pump 13 is the curve 1 in FIG. 5C, the time after the time t2 when the assist of the expansion / contraction driving of the hydraulic actuator 40 is started is the curve 1 By driving the hydraulic actuator 40 along the curve 2 that is the total flow rate with the assist amount, the actual cylinder speed a of the hydraulic actuator 40 can be set to the target cylinder speed c.

(アシスト制御)
次に、上記油圧アクチュエータ40を油圧ポンプ13にて伸縮駆動させた場合に電動モータ51にてアシストするアシスト方法について、図6を参照して説明する。
(Assist control)
Next, an assist method for assisting with the electric motor 51 when the hydraulic actuator 40 is driven to extend and contract with the hydraulic pump 13 will be described with reference to FIG.

まず、油圧ショベル1を操作するオペレータにより、ブームシリンダ6、アームシリンダ7およびバケットシリンダ8のいずれかの油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸縮駆動操作させるために所定の操作レバー4が操作される。すると、この操作レバー4にて操作された操作対象アクチュエータが、電動モータ51にて電動アシスト可能な油圧アクチュエータ40かどうかがレバー操作量検出部61にて判断される(ステップ1)。   First, a predetermined operating lever 4 is operated by an operator who operates the hydraulic excavator 1 to cause the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 of any one of the boom cylinder 6, the arm cylinder 7 and the bucket cylinder 8 to be extended and retracted. Then, the lever operation amount detector 61 determines whether the operation target actuator operated by the operation lever 4 is the hydraulic actuator 40 that can be electrically assisted by the electric motor 51 (step 1).

そして、このステップ1での判断により、その操作対象アクチュエータが、電動アシスト可能な油圧アクチュエータ40と判断された場合には(ステップ2)、コントローラ58からの指令によりスイッチ57が閉止動作されてオフ状態とされる(ステップ3)。これに対し、ステップ1での判断により、その操作対象アクチュエータが、電動アシスト可能な油圧アクチュエータ40でないと判断された場合には、油圧アクチュエータ40のアシスト制御が終了となる。   If it is determined in step 1 that the operation target actuator is the hydraulic actuator 40 that can be electrically assisted (step 2), the switch 57 is closed by an instruction from the controller 58, and is turned off. (Step 3). On the other hand, when it is determined in step 1 that the operation target actuator is not the hydraulic actuator 40 that can be electrically assisted, the assist control of the hydraulic actuator 40 ends.

次いで、レバー操作量検出部61にて操作レバー4のレバー操作量を検出する(ステップ4)。そして、このレバー操作量検出部61にて検出した操作レバー4のレバー操作量の検出値について、この操作レバー4のレバー操作量に基づく対象の油圧アクチュエータ40の目標シリンダ速さaとの関係を流量換算して予め設定した参照テーブル(図示せず)を参照して比較し、現在の油圧アクチュエータ40が目標とする基準値である目標シリンダ速さaが算出される(ステップ5)。   Next, the lever operation amount of the operation lever 4 is detected by the lever operation amount detector 61 (step 4). The detected value of the lever operation amount of the operation lever 4 detected by the lever operation amount detector 61 is related to the target cylinder speed a of the target hydraulic actuator 40 based on the lever operation amount of the operation lever 4. The flow rate is converted and compared with reference to a reference table (not shown) set in advance, and a target cylinder speed a, which is a reference value targeted by the current hydraulic actuator 40, is calculated (step 5).

この後、シリンダ速さ検出部65にて油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の実際の速度である実シリンダ速さcを測定して検出してから(ステップ6)、ステップ5にて算出した目標シリンダ速さaと、実シリンダ速さcとの偏差量e(e=a−c)を計算する(ステップ7)。ここで、実シリンダ速さcは、送りねじ部52のねじ溝52aに突起部54を嵌合させた状態で、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸縮駆動させた際の電動モータ51の回転数から算出することもできる。   Thereafter, the cylinder speed detector 65 measures and detects the actual cylinder speed c, which is the actual speed of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 (step 6), and then calculates the target cylinder calculated in step 5 A deviation amount e (e = ac) between the speed a and the actual cylinder speed c is calculated (step 7). Here, the actual cylinder speed c is the number of rotations of the electric motor 51 when the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is driven to extend and contract in a state where the protrusion 54 is fitted in the thread groove 52a of the feed screw portion 52. It can also be calculated from

そして、この偏差量eが正(e>0)、すなわち実シリンダ速さcが目標シリンダ速さaより低いかどうか判断され(ステップ8)、この偏差量eが正と判断された場合は、ステップ9へ進む。これに対し、偏差量eが正でない(e≦0)と判断された場合は、油圧アクチュエータ40のアシスト制御が終了となる。そして、偏差量eが正と判断された場合は、この偏差量eと、予め設定した一定のゲインgとを乗じて電動モータ51の目標電圧V1を演算する(ステップ9)。   Then, it is determined whether this deviation amount e is positive (e> 0), that is, whether the actual cylinder speed c is lower than the target cylinder speed a (step 8). If this deviation amount e is determined to be positive, Proceed to step 9. On the other hand, when it is determined that the deviation amount e is not positive (e ≦ 0), the assist control of the hydraulic actuator 40 ends. If the deviation amount e is determined to be positive, the target voltage V1 of the electric motor 51 is calculated by multiplying the deviation amount e and a predetermined constant gain g (step 9).

ここで、ゲインgは、油圧アクチュエータ40の仕様毎に異なるものであって、油圧アクチュエータ40を電動駆動アシストした場合に最適な目標電圧V1となるよう予め定めた所定のテーブルである。また、目標電圧V1については、この目標電圧V1を電動モータ51に出力させた場合に、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を駆動させる駆動力を、このシリンダロッド42を伸長させる際は、このシリンダロッド42の縮長方向に作用する負荷力F1分、または、このシリンダロッド42を縮長させる際は、このシリンダロッド42の伸長方向に作用する負荷力F2分ほど、大きくすることができる電圧とされる。   Here, the gain g is different for each specification of the hydraulic actuator 40, and is a predetermined table determined in advance so as to be the optimum target voltage V1 when the hydraulic actuator 40 is electrically driven and assisted. As for the target voltage V1, when the target voltage V1 is output to the electric motor 51, the driving force for driving the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is used to extend the cylinder rod 42. The voltage can be increased by the load force F1 acting in the contracting direction of 42 or the load force F2 acting in the extending direction of the cylinder rod 42 when the cylinder rod 42 is contracted. The

この後、ポンプ吐出圧検出部62にて油圧ポンプ13から吐出される作動油の圧力であるポンプ吐出圧を検出するとともに、ポンプ吐出流量検出部63にて油圧ポンプ13から吐出される作動油の流量であるのポンプ吐出流量を検出し、かつエンジン回転数検出部64にてエンジン12の回転数を検出する(ステップ10)。   Thereafter, the pump discharge pressure detecting unit 62 detects the pump discharge pressure that is the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13, and the pump discharge flow rate detecting unit 63 detects the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13. The pump discharge flow rate, which is the flow rate, is detected, and the engine speed detector 64 detects the engine speed (step 10).

そして、例えば図4に示すように、エンジン12の複数の回転数に対する油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量線図のうち、現時点のエンジン12の回転数に最も近い回転数での流量線図を参照して、この油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量を算出する(ステップ11)。なお、ステップ11においては、現時点でのエンジン12の回転数に最も近い2本のポンプ最大吐出流量線や、複数のポンプ最大吐出流線から参照した流量を補完して、ポンプ最大吐出流量を算出することもできる。   For example, as shown in FIG. 4, in the pump maximum discharge flow rate diagram of the hydraulic pump 13 with respect to a plurality of revolutions of the engine 12, refer to the flow diagram at the number of revolutions closest to the current number of revolutions of the engine 12. Then, the pump maximum discharge flow rate of the hydraulic pump 13 is calculated (step 11). In step 11, the pump maximum discharge flow rate is calculated by complementing the flow rates referenced from the two pump maximum discharge flow lines closest to the current rotational speed of the engine 12 and the plurality of pump maximum discharge flow lines. You can also

この後、ポンプ吐出流量検出部63にて検出したポンプ吐出流量が、算出した現時点でのポンプ最大吐出流量に達しているかどうか判断する(ステップ12)。このステップ12により、ポンプ吐出流量検出部63にて検出した現時点での油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がポンプ最大吐出流量に達していると判断された場合には、電動モータ51を駆動させる目標電圧V1に最大値制限を行う(ステップ13)。   Thereafter, it is determined whether or not the pump discharge flow rate detected by the pump discharge flow rate detection unit 63 has reached the calculated maximum pump discharge flow rate at the present time (step 12). If it is determined in step 12 that the current pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 detected by the pump discharge flow rate detection unit 63 has reached the maximum pump discharge flow rate, the target voltage for driving the electric motor 51 is determined. The maximum value is limited to V1 (step 13).

この最大値制限は、電動モータ51に異常な電圧が掛からないように制限するものである。一方、ステップ12により、ポンプ吐出流量検出部63にて検出した現時点での油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がポンプ最大吐出流量に達していないと判断された場合には、油圧アクチュエータ40のアシスト制御が終了となる。   This maximum value restriction is performed so that an abnormal voltage is not applied to the electric motor 51. On the other hand, if it is determined in step 12 that the current pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 detected by the pump discharge flow rate detection unit 63 has not reached the pump maximum discharge flow rate, the assist control of the hydraulic actuator 40 is performed. End.

この後、目標電圧V1が0以上(V1>0)かどうか判断され(ステップ14)、この目標電圧V1が0以上の場合には、コントローラ58からの指令によりソレノイド部53が駆動されて突起部54が突出移動され送りねじ部52のねじ溝52aに嵌合される(ステップ15)。この状態で、コントローラ58からの指令により電圧調整器56にて目標電圧V1に電圧調整された最終的な目標電圧Vが電動モータ51に出力される(ステップ16)。   Thereafter, it is determined whether or not the target voltage V1 is 0 or more (V1> 0) (step 14). When the target voltage V1 is 0 or more, the solenoid unit 53 is driven by a command from the controller 58 to project the projection. 54 is protruded and fitted into the thread groove 52a of the feed screw portion 52 (step 15). In this state, the final target voltage V that has been adjusted to the target voltage V1 by the voltage regulator 56 in accordance with a command from the controller 58 is output to the electric motor 51 (step 16).

この結果、目標電圧V1が供給された電動モータ51が駆動して送りねじ部52が所定方向に所定のトルクで回転駆動されることにより、この送りねじ部52のねじ溝52aに嵌合している突起部54が送りねじ部52の周方向の回転にてねじ溝52aに押され、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の軸方向に徐々に移動していく。したがって、この油圧アクチュエータ40の油圧駆動が電動駆動アシストされ、このシリンダロッド42を油圧ポンプ13にて伸縮駆動させる際の駆動力を電動モータ51による電力にて高めることができ、このシリンダロッド42の実シリンダ速さcを目標シリンダ速さaに近づけることができる。   As a result, when the electric motor 51 supplied with the target voltage V1 is driven and the feed screw portion 52 is rotationally driven in a predetermined direction with a predetermined torque, the electric screw 51 is fitted in the thread groove 52a of the feed screw portion 52. The protruding portion 54 is pushed by the thread groove 52a by the circumferential rotation of the feed screw portion 52, and gradually moves in the axial direction of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40. Therefore, the hydraulic drive of the hydraulic actuator 40 is electrically assisted, and the driving force when the cylinder rod 42 is driven to extend and contract by the hydraulic pump 13 can be increased by the electric power of the electric motor 51. The actual cylinder speed c can be brought close to the target cylinder speed a.

さらに、ステップ16にて、電動モータ51に目標電圧Vが出力され、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動を電動アシストした後は、ステップ4へ戻り、操作レバー4のレバー操作量が改めて検出され、このステップ4からステップ16までの電動アシスト制御が繰り返される。すなわち、操作レバー4の操作を止めニュートラルの位置に戻した場合には、ステップ4にて検出されるレバー操作量が0となり目標電圧Vが0となるため、油圧アクチュエータ40のアシスト制御が終了となる。   Furthermore, after the target voltage V is output to the electric motor 51 in step 16 and the electric power assisting of the expansion / contraction drive of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is performed, the process returns to step 4 to detect the lever operation amount of the operation lever 4 again. Then, the electric assist control from step 4 to step 16 is repeated. That is, when the operation of the operation lever 4 is stopped and returned to the neutral position, the lever operation amount detected in step 4 becomes 0 and the target voltage V becomes 0, so that the assist control of the hydraulic actuator 40 ends. Become.

<作用効果>
ここで、油圧ポンプ13から供給される作動油の給排のみで駆動させる油圧アクチュエータ40の場合には、この油圧アクチュエータ40の駆動力を作動油の油圧で制御しており、油圧アクチュエータ40のシリンダチューブ41に供給する作動油の流量でシリンダロッド42を伸縮させる際の速さを制御している。油圧ポンプ13は、駆動力発生源であるエンジン12に接続されており、この油圧ポンプ13から吐出される作動油が油圧アクチュエータ40へ供給される。そして、この油圧ポンプ13のポンプ出力は、この油圧ポンプ13から吐出される作動油のポンプ吐出圧とポンプ吐出流量との積で定まり、エンジン12の出力に依存している。
<Effect>
Here, in the case of the hydraulic actuator 40 driven only by supply and discharge of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 13, the driving force of the hydraulic actuator 40 is controlled by the hydraulic oil pressure, and the cylinder of the hydraulic actuator 40 is controlled. The speed at which the cylinder rod 42 is expanded and contracted is controlled by the flow rate of the hydraulic oil supplied to the tube 41. The hydraulic pump 13 is connected to the engine 12 that is a driving force generation source, and hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 is supplied to the hydraulic actuator 40. The pump output of the hydraulic pump 13 is determined by the product of the pump discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 and the pump discharge flow rate, and depends on the output of the engine 12.

このため、このエンジン12の最大出力を越えないよう、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧に応じてポンプ吐出流量を変化させる必要がある。特に、油圧アクチュエータ40が油圧ショベル1に用いられている場合には、フロント作業機5の作業性の観点から、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧が0から所定圧までは一定のポンプ吐出流量を維持できるものの、所定圧以上ではポンプ吐出圧に比例してポンプ吐出流量を低下させるものが一般的である。このため、ポンプ吐出圧が所定圧以上となる高負荷作業時においては、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸縮させる際の速さが遅くなってしまい、作業スピードが低下してしまう。   For this reason, it is necessary to change the pump discharge flow rate according to the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 so as not to exceed the maximum output of the engine 12. In particular, when the hydraulic actuator 40 is used in the excavator 1, from the viewpoint of workability of the front work machine 5, a constant pump discharge flow rate is maintained from 0 to a predetermined pressure of the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13. Although it is possible, the pump discharge flow rate is generally reduced in proportion to the pump discharge pressure above a predetermined pressure. For this reason, at the time of a high load operation in which the pump discharge pressure is equal to or higher than a predetermined pressure, the speed at which the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is expanded and contracted becomes slow, and the operation speed is reduced.

そこで、上述した第1実施形態においては、操作レバー4のレバー操作量と、このレバー操作量に応じて油圧ポンプ13から吐出される作動油にてシリンダロッド42を伸縮駆動させた際のシリンダロッド42の実シリンダ速さcとを検出する。そして、この実シリンダ速さcが、操作レバー4を操作したレバー操作量に対応させて予め設定された目標シリンダ速さaより低い場合に、電動モータ51を駆動させ、この電動モータ51にて送りねじ部52を回転させてシリンダロッド42の突起部54を押し、このシリンダロッド42を伸縮駆動させる際の駆動力を高め、このシリンダロッド42の実シリンダ速さcを目標シリンダ速度aに近づけている。   Therefore, in the first embodiment described above, the cylinder rod when the cylinder rod 42 is driven to extend and contract with the lever operation amount of the operation lever 4 and the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 according to the lever operation amount. The actual cylinder speed c of 42 is detected. When the actual cylinder speed c is lower than a preset target cylinder speed a corresponding to the amount of lever operation by operating the operation lever 4, the electric motor 51 is driven. The feed screw 52 is rotated to push the projection 54 of the cylinder rod 42 to increase the driving force when the cylinder rod 42 is driven to extend and contract, and the actual cylinder speed c of the cylinder rod 42 approaches the target cylinder speed a. ing.

この結果、油圧アクチュエータ40の伸縮駆動を、操作レバー4にて操作した際の操作量に応じて求められる目標シリンダ速さaとなるよう、この油圧アクチュエータ40への作動油の給排にてシリンダロッド42を伸縮駆動させる油圧ポンプ13とは異なる動力源の電動モータ51を用いたアシスト装置50により、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42に駆動力を付加し、このシリンダロッド42の伸縮駆動を高めアシストできる。よって、このシリンダロッド42を油圧ポンプ13にて伸縮駆動させた際の実シリンダ速さcを、より適切に目標シリンダ速さaに近づけることができる。したがって、作業負荷の増大によって、油圧ポン13プのポンプ出力の関係から、ポンプ吐出圧が高くなりポンプ吐出流量が低下していく高ポンプ負荷作業時において、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸縮駆動させた際の実シリンダ速さcの低下を抑制でき、作業スピードの低下を防止できる。   As a result, the hydraulic actuator 40 is supplied and discharged with hydraulic oil so that the expansion / contraction drive of the hydraulic actuator 40 reaches the target cylinder speed a determined according to the operation amount when the operation lever 4 is operated. A driving force is applied to the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 by an assist device 50 using an electric motor 51 of a power source different from that of the hydraulic pump 13 that drives the rod 42 to expand and contract, thereby enhancing the expansion and contraction driving of the cylinder rod 42. Can assist. Therefore, the actual cylinder speed c when the cylinder rod 42 is driven to extend and contract by the hydraulic pump 13 can be brought closer to the target cylinder speed a more appropriately. Therefore, the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is driven to extend and contract during high pump load work where the pump discharge pressure increases and the pump discharge flow rate decreases due to the increase in the work load due to the pump output of the hydraulic pump 13. It is possible to suppress a decrease in the actual cylinder speed c when the operation is performed, and to prevent a decrease in work speed.

さらに、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の実シリンダ速さcが目標シリンダ速さaより低い場合に、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量を検出し、この検出したポンプ吐出流量が、油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量に達している場合にのみ、電動モータ51を駆動させてシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストし、このシリンダロッド42の駆動力を高めるようにした。   Further, when the actual cylinder speed c of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is lower than the target cylinder speed a, the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 is detected, and the detected pump discharge flow rate is the pump flow rate of the hydraulic pump 13. Only when the maximum discharge flow rate has been reached, the electric motor 51 is driven to assist the expansion and contraction drive of the cylinder rod 42, and the drive force of the cylinder rod 42 is increased.

したがって、シリンダロッド42の伸縮駆動をアシストする必要性が高くなる油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がポンプ最大吐出流量に達した場合にのみ、電動モータ51を駆動させてシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストするため、このシリンダロッド42の伸縮駆動のアシストをより簡単な構成で確実に行うことができる。また、油圧アクチュエータ40が油圧ショベル1に用いられ、油圧ポンプ13のポンプ出力の観点から、ポンプ吐出圧が所定圧以上の場合にポンプ吐出圧に比例させてポンプ吐出流量を低下させている場合であっても、ポンプ最大吐出流量に達することによりポンプ吐出圧が低下する。よって、ポンプ最大吐出流量に達した場合に、電動モータ51を駆動させてシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストすることにより、このシリンダロッド42の伸縮駆動のアシストを適切に行うことができる。   Therefore, the electric motor 51 is driven to assist the expansion / contraction drive of the cylinder rod 42 only when the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 that increases the necessity of assisting the expansion / contraction drive of the cylinder rod 42 reaches the maximum pump discharge flow rate. Therefore, the extension / contraction drive assist of the cylinder rod 42 can be reliably performed with a simpler configuration. In the case where the hydraulic actuator 40 is used in the hydraulic excavator 1 and the pump discharge pressure is higher than a predetermined pressure from the viewpoint of the pump output of the hydraulic pump 13, the pump discharge flow rate is decreased in proportion to the pump discharge pressure. Even if it exists, pump discharge pressure falls by reaching the pump maximum discharge flow rate. Therefore, when the pump maximum discharge flow rate is reached, the electric motor 51 is driven to assist the expansion / contraction drive of the cylinder rod 42, whereby the expansion / contraction drive assist of the cylinder rod 42 can be appropriately performed.

ここで、このシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストするアシスト装置50として、送りねじ部52の外周に設けられたねじ溝52aに、シリンダロッド42に取り付けられた突起部54を嵌合させた状態で、この送りねじ部52を電動モータ51にて回転駆動させるようにした。この結果、この送りねじ部52の回転駆動により、この送りねじ部52のねじ溝52aに嵌合した突起部54がねじ溝52aにて押され、この突起部54が取り付けられたシリンダロッド42に油圧ポンプ13からの作動油の給排による駆動力とは異なる駆動力を与えることができ、このシリンダロッド42を軸方向に徐々に移動させることができる。   Here, as an assist device 50 for assisting the expansion and contraction driving of the cylinder rod 42, a projection 54 attached to the cylinder rod 42 is fitted in a thread groove 52a provided on the outer periphery of the feed screw portion 52. The feed screw portion 52 is rotationally driven by the electric motor 51. As a result, by the rotational driving of the feed screw portion 52, the projection 54 fitted in the screw groove 52a of the feed screw portion 52 is pushed by the screw groove 52a, and the cylinder rod 42 to which the projection 54 is attached is attached. A driving force different from the driving force by supplying and discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be applied, and the cylinder rod 42 can be gradually moved in the axial direction.

したがって、油圧ポンプ13からの作動油の給排にてシリンダロッド42を伸縮駆動させる際の駆動力を電動モータ51による電力にて高めることができ、このシリンダロッド42の実シリンダ速さcを目標シリンダ速さaに近づけることができるから、油圧ポンプ13からの作動油の給排によるシリンダロッド42の伸縮駆動を簡単な構成で確実にアシストすることができる。   Therefore, the driving force when the cylinder rod 42 is extended and contracted by supplying and discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be increased by the electric power from the electric motor 51, and the actual cylinder speed c of the cylinder rod 42 is set as a target. Since the cylinder speed a can be approached, the expansion and contraction drive of the cylinder rod 42 by supplying and discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be reliably assisted with a simple configuration.

[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態に係るアクチュエータを示す概略図である。本第2実施形態が前述した第1実施形態と異なるのは、第1実施形態は、電動モータ51にて送りねじ部52を回転駆動させ、この送りねじ部52のねじ溝52aにて突起部54を押して油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の駆動力を高める構成のアシスト装置50に対し、第2実施形態は、電動モータ51にて無端状のチェーン71を回転駆動させ、このチェーン71にて突起部54を押して油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の駆動力を高めるアシスト装置50Aである。なお、本第2実施形態において、第1実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic view showing an actuator according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment described above in the first embodiment in which the feed screw portion 52 is rotationally driven by the electric motor 51, and the protruding portion is formed by the screw groove 52 a of the feed screw portion 52. In the second embodiment, the endless chain 71 is driven to rotate by the electric motor 51 with respect to the assist device 50 configured to increase the driving force of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 by pushing 54. The assist device 50 </ b> A increases the driving force of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 by pushing the portion 54. In the second embodiment, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

このアシスト装置50Aは、図7に示すように、電動モータ51の駆動軸である出力軸51bに駆動輪である駆動用スプロケット72が取り付けられている。この駆動用スプロケット72は、シリンダロッド42の伸縮方向に直交する回転軸を有し、このシリンダロッド42の伸縮方向に向けて回転する。また、この駆動用スプロケット72からシリンダロッド42の先端側に向けて所定間隔を介した位置に、遊輪としての従動用スプロケット73が取り付けられている。この従動用スプロケット73は、駆動用スプロケット72と同様に、シリンダロッド42の伸縮方向に直交する回転軸を有し、このシリンダロッド42の伸縮方向に向けて回転する。   As shown in FIG. 7, the assist device 50 </ b> A has a drive sprocket 72 that is a drive wheel attached to an output shaft 51 b that is a drive shaft of the electric motor 51. The drive sprocket 72 has a rotation axis orthogonal to the expansion / contraction direction of the cylinder rod 42 and rotates toward the expansion / contraction direction of the cylinder rod 42. A driven sprocket 73 as a freewheel is attached to a position at a predetermined distance from the driving sprocket 72 toward the tip of the cylinder rod 42. Similar to the driving sprocket 72, the driven sprocket 73 has a rotation axis orthogonal to the expansion / contraction direction of the cylinder rod 42, and rotates in the expansion / contraction direction of the cylinder rod 42.

さらに、これら駆動用スプロケット72と従動用スプロケット73との間に無端状のチェーン71が巻回されており、この駆動用スプロケット72の回転にてチェーン71が回転駆動される。このチェーン71の外周側には、このチェーン71の周方向に向けて係合部としての係止歯71aが等間隔に設けられており、このチェーン71のいずれかの係止歯71aにシリンダロッド42に取り付けられた突起部54を嵌合させて係止させ、このシリンダロッド42を伸縮駆動させる際の駆動力を高める。   Further, an endless chain 71 is wound between the driving sprocket 72 and the driven sprocket 73, and the chain 71 is rotationally driven by the rotation of the driving sprocket 72. On the outer peripheral side of the chain 71, locking teeth 71a as engaging portions are provided at equal intervals in the circumferential direction of the chain 71. A cylinder rod is connected to any locking tooth 71a of the chain 71. The protrusion 54 attached to 42 is fitted and locked to increase the driving force when the cylinder rod 42 is driven to extend and contract.

以上により、上記第2実施形態においては、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストするアシスト装置50Aとして、チェーン71の外周のいずれかの係合歯71aに、シリンダロッド42に取り付けられた突起部54を嵌合させて係止させた状態で、このチェーン71を電動モータ51にて回転駆動させるようにした。この結果、チェーン71の回転駆動により、このチェーン71の係止歯71aにて突起部54が押され、この突起部54が取り付けられたシリンダロッド42に対し、油圧ポンプ13からの作動油の給排による駆動力とは異なる駆動力を与えることができる。   As described above, in the second embodiment, the assist device 50A that assists the expansion and contraction drive of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is attached to the cylinder rod 42 on one of the engagement teeth 71a on the outer periphery of the chain 71. The chain 71 is rotationally driven by the electric motor 51 in a state where the protrusions 54 are fitted and locked. As a result, when the chain 71 is rotationally driven, the projection 54 is pushed by the locking teeth 71a of the chain 71, and hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 13 to the cylinder rod 42 to which the projection 54 is attached. A driving force different from the driving force due to exhaust can be applied.

したがって、上記第1実施形態と同様に、油圧ポンプ13からの作動油の給排にてシリンダロッド42を伸縮駆動させる際の駆動力を電動モータ51による電力にて高めることができ、このシリンダロッド42の実シリンダ速さcを目標シリンダ速さaに近づけることができる。よって、油圧ポンプ13からの作動油の給排によるシリンダロッド42の伸縮駆動を、チェーン71を用いた比較的簡単な構成で確実にアシストすることができる。   Therefore, as in the first embodiment, the driving force when the cylinder rod 42 is extended and contracted by supplying and discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be increased by the electric power from the electric motor 51. The actual cylinder speed c of 42 can be brought close to the target cylinder speed a. Therefore, the expansion and contraction drive of the cylinder rod 42 by supplying and discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be reliably assisted with a relatively simple configuration using the chain 71.

[第3実施形態]
図8は、本発明の第3実施形態に係るアクチュエータを示す概略図である。本第3実施形態が前述した第1実施形態と異なるのは、第1実施形態は、電動モータ51にて送りねじ部52を回転駆動させ、この送りねじ部52のねじ溝52aにて突起部54を押して油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の駆動力を高めるアシスト装置50に対し、第3実施形態は、電動モータ51にて駆動ギヤ81を回転駆動させ、この駆動ギヤ81にて平板状の駆動部材82を移動させてシリンダロッド42の駆動力を高める構成のアシスト装置50Bである。なお、本第3実施形態において、第1実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a schematic view showing an actuator according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the first embodiment described above in the first embodiment in which the feed screw portion 52 is rotationally driven by the electric motor 51, and the protruding portion is formed by the screw groove 52a of the feed screw portion 52. In the third embodiment, the drive gear 81 is driven to rotate by the electric motor 51, and the drive gear 81 is driven in a flat plate form with respect to the assist device 50 that pushes 54 to increase the drive force of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40. The assist device 50B is configured to increase the driving force of the cylinder rod 42 by moving the member 82. In the third embodiment, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

このアシスト装置50Bは、図8に示すように、電動モータ51の駆動軸51aに駆動ギヤ81が取り付けられている。この駆動ギヤ81は、外周面に複数のギヤ81aが等間隔に形成されている。そして、この駆動ギヤ81には、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の長手方向に沿った長手方向を有する略平板状の駆動部材82が取り付けられている。この駆動部材82は、シリンダロッド42の伸縮方向に沿って移動可能に取り付けられており、この駆動部材82の先端側には、この駆動部材82の厚さ方向に向けて屈曲した固定片82aが設けられており、この固定片82aは、シリンダロッド42のピン挿入部42bの内側に係止されて固定されている。   As shown in FIG. 8, the assist device 50 </ b> B has a drive gear 81 attached to a drive shaft 51 a of an electric motor 51. The drive gear 81 has a plurality of gears 81a formed at equal intervals on the outer peripheral surface. The drive gear 81 is attached with a substantially flat drive member 82 having a longitudinal direction along the longitudinal direction of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40. The drive member 82 is attached so as to be movable along the expansion / contraction direction of the cylinder rod 42, and a fixed piece 82 a bent toward the thickness direction of the drive member 82 is provided at the distal end side of the drive member 82. The fixing piece 82 a is provided and locked inside the pin insertion portion 42 b of the cylinder rod 42.

さらに、駆動部材82の駆動ギヤ81側に面する一側面には、この駆動ギヤ81の各ギヤ81aに噛合可能なギヤ形状部82bが設けられている。このギヤ形状部82bは、駆動部材82の固定片82aが設けられている側の反対側である一側面に設けられ、この一側面の一端側から他端側に向けて等間隔に複数のギヤ82cが形成されている。そして、この駆動部材82のギヤ形状部82bには、駆動ギヤ81のギヤ81aが噛合されている。よって、この駆動ギヤ81を電動モータ51にて回転させることにより、この駆動ギヤ81の回転に伴い、この駆動ギヤ81のギヤ81aにて駆動部材82のギヤ形状部82bがシリンダロッド42の伸縮方向に沿って押されて駆動されるため、このシリンダロッド42を伸縮駆動させる際の駆動力を高めることができる。   Further, on one side surface of the drive member 82 facing the drive gear 81 side, a gear-shaped portion 82b that can mesh with each gear 81a of the drive gear 81 is provided. The gear-shaped portion 82b is provided on one side opposite to the side on which the fixed piece 82a of the driving member 82 is provided, and a plurality of gears are equally spaced from one end side to the other end side of the one side surface. 82c is formed. The gear 81 a of the drive gear 81 is engaged with the gear-shaped portion 82 b of the drive member 82. Therefore, when the drive gear 81 is rotated by the electric motor 51, the gear shape portion 82 b of the drive member 82 is expanded and contracted in the expansion / contraction direction of the cylinder rod 42 with the rotation of the drive gear 81. Therefore, the driving force when the cylinder rod 42 is driven to extend and contract can be increased.

以上により、上記第3実施形態においては、アシスト装置50Bとして、シリンダロッド42に固定された駆動部材82のギヤ形状部82bに駆動ギヤ81が噛合されており、この駆動ギヤ81を電動モータ51にて回転駆動させるようにした。この結果、駆動ギヤ81の回転駆動により、この駆動ギヤ81のギヤ81aにて駆動部材82のギヤ形状部82bが押され、この駆動部材82が固定されたシリンダロッド42に対し、油圧ポンプ13からの作動油の給排による駆動力とは異なる駆動力を与えることができる。   As described above, in the third embodiment, as the assist device 50B, the drive gear 81 is meshed with the gear-shaped portion 82b of the drive member 82 fixed to the cylinder rod 42, and this drive gear 81 is engaged with the electric motor 51. To rotate. As a result, due to the rotational drive of the drive gear 81, the gear shape portion 82b of the drive member 82 is pushed by the gear 81a of the drive gear 81, and the hydraulic pump 13 moves against the cylinder rod 42 to which the drive member 82 is fixed. A driving force different from the driving force due to the supply and discharge of the hydraulic oil can be applied.

したがって、上記第1実施形態と同様に、油圧ポンプ13からの作動油の給排にてシリンダロッド42を伸縮駆動させる際の駆動力を電動モータ51による電力にて高めることができ、このシリンダロッド42の実シリンダ速さcを目標シリンダ速さaに近づけることができる。よって、油圧ポンプ13からの作動油の給排によるシリンダロッド42の伸縮駆動を、駆動ギヤ81を用いた比較的簡単な構成で確実にアシストすることができる。
なお、第1ないし第3実施形態のいずれの実施形態においても、電動モータ51の回転数とシリンダロッド42の速さが比例関係にあるため、シリンダ速さ検出部65を省略して電動モータ51の回転数からシリンダロッド42の速さを算出してもよい。これによりさらに実施形態の構成を簡単にすることができる。
Therefore, as in the first embodiment, the driving force when the cylinder rod 42 is extended and contracted by supplying and discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be increased by the electric power from the electric motor 51. The actual cylinder speed c of 42 can be brought close to the target cylinder speed a. Therefore, the expansion and contraction drive of the cylinder rod 42 by supplying and discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be reliably assisted with a relatively simple configuration using the drive gear 81.
In any of the first to third embodiments, the rotational speed of the electric motor 51 and the speed of the cylinder rod 42 are in a proportional relationship. Therefore, the cylinder speed detector 65 is omitted and the electric motor 51 is omitted. The speed of the cylinder rod 42 may be calculated from the number of rotations. Thereby, the configuration of the embodiment can be further simplified.

[第4実施形態]
図9は、本発明の第4実施形態に係るアクチュエータを示す概略図である。図10は、アクチュエータの駆動方法を示す説明図で、(a)はポンプ最大吐出流線図、(b)はレバー操作量を時系列的に示すグラフ、(c)は流量換算した目標シリンダ速さ・ポンプ吐出流量・アシスト量を時系列的に示すグラフである。図11は、アクチュエータのアシスト調整ゲインテーブルを示すグラフである。図12は、アクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a schematic view showing an actuator according to the fourth embodiment of the present invention. 10A and 10B are explanatory diagrams showing the driving method of the actuator, where FIG. 10A is a pump maximum discharge flow diagram, FIG. 10B is a graph showing lever operation amounts in time series, and FIG. 10C is a target cylinder speed converted to flow rate. It is a graph which shows time-sequentially the pump discharge flow rate and the assist amount. FIG. 11 is a graph showing an assist adjustment gain table of the actuator. FIG. 12 is a flowchart showing a driving method of the actuator.

本第4実施形態が前述した第1実施形態と異なるのは、第1実施形態は、電動モータ51の回転駆動を機械的に油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42に与え、このシリンダロッド42の駆動力を高める構成のアシスト装置50に対し、第4実施形態は、油圧アクチュエータ40を駆動させる油圧ポンプ13とは異なる油圧ポンプであるアシストポンプ91を電動モータ51にて駆動させて、このアシストポンプ91から吐出される作動油の給排にてシリンダロッド42の駆動力を高めるアシスト装置50Cである。なお、本第4実施形態において、第1実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。   The fourth embodiment differs from the first embodiment described above in that the first embodiment mechanically applies the rotational drive of the electric motor 51 to the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40, and the driving force of the cylinder rod 42. In the fourth embodiment, an assist pump 91 that is a hydraulic pump different from the hydraulic pump 13 that drives the hydraulic actuator 40 is driven by the electric motor 51, and The assist device 50C increases the driving force of the cylinder rod 42 by supplying and discharging the discharged hydraulic oil. In the fourth embodiment, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

このアシスト装置50Cは、図9に示すように、油圧ポンプ13とは異なる他の流体圧ポンプであるアシスト用のアシストポンプ91を備えている。このアシストポンプ91は、電動モータ51の出力が供給され、この電動モータ51にて駆動される。このアシストポンプ91の吐出流路91aは、チェック弁92およびリリーフ弁93を介して方向制御弁94に接続されている。ここで、チェック弁92は、アシストポンプ91から吐出される作動油の逆流を防止する逆流防止弁である。また、リリーフ弁93は、アシストポンプ91から吐出される作動油の最大吐出圧を規制する。具体的に、このリリーフ弁93は、アシストポンプ91のポンプ吐出圧が、このアシストポンプ91のポンプ最大吐出圧より大きくなる場合に、このアシストポンプ91から吐出される作動油の一部を作動油タンク14へ逃がし、このポンプ吐出圧を最大吐出圧以下とする。   As shown in FIG. 9, the assist device 50 </ b> C includes an assist pump 91 for assisting that is another fluid pressure pump different from the hydraulic pump 13. The assist pump 91 is supplied with the output of the electric motor 51 and is driven by the electric motor 51. The discharge flow path 91 a of the assist pump 91 is connected to the direction control valve 94 via a check valve 92 and a relief valve 93. Here, the check valve 92 is a backflow prevention valve that prevents backflow of the hydraulic oil discharged from the assist pump 91. Further, the relief valve 93 regulates the maximum discharge pressure of the hydraulic oil discharged from the assist pump 91. Specifically, when the pump discharge pressure of the assist pump 91 becomes larger than the pump maximum discharge pressure of the assist pump 91, the relief valve 93 uses a part of the hydraulic oil discharged from the assist pump 91 as the hydraulic oil. It escapes to the tank 14, and makes this pump discharge pressure below the maximum discharge pressure.

さらに、方向制御弁94は、アクチュエータポート側が油路にて油圧アクチュエータ40のボトム室41aおよびロッド室41bの各ポート41c,41dに連結され、この油圧アクチュエータ40への作動油の流れを制御する。よって、この方向制御弁94は、アシストポンプ91から吐出される作動油を、油圧アクチュエータ40のボトム室41aまたはロッド室41bへ切り替える。また、方向制御弁94には、この方向制御弁94を切替駆動させるための切替駆動力生成装置95,96が各信号線95a,96aを介してそれぞれ接続されている。これら切替駆動力生成装置95,96は、それぞれ信号線95b,96bを介してコントローラ58に接続され、このコントローラ58からの各信号線95b,96bを介した指令により、これら切替駆動力生成装置95,96が適宜駆動され、これら切替駆動力生成装置95,96から出力される固定容量の作動油にて方向制御弁94が切替制御される。   Furthermore, the direction control valve 94 is connected to the ports 41c and 41d of the bottom chamber 41a and the rod chamber 41b of the hydraulic actuator 40 through an oil passage on the actuator port side, and controls the flow of hydraulic oil to the hydraulic actuator 40. Therefore, the direction control valve 94 switches the hydraulic oil discharged from the assist pump 91 to the bottom chamber 41a or the rod chamber 41b of the hydraulic actuator 40. The directional control valve 94 is connected to switching driving force generators 95 and 96 for switching and driving the directional control valve 94 via signal lines 95a and 96a, respectively. These switching driving force generation devices 95 and 96 are connected to the controller 58 via signal lines 95b and 96b, respectively, and in response to commands from the controller 58 via the signal lines 95b and 96b, these switching driving force generation devices 95 and 96, respectively. , 96 are appropriately driven, and the directional control valve 94 is controlled to be switched by a fixed capacity hydraulic oil output from the switching driving force generators 95, 96.

(油圧駆動アシスト)
次に、上記油圧アクチュエータ40をアシストポンプ91にてアシストする場合の動作原理について説明する。
(Hydraulic drive assist)
Next, the operation principle when assisting the hydraulic actuator 40 with the assist pump 91 will be described.

油圧アクチュエータ40の伸縮駆動をアシストポンプ91にて油圧駆動アシストする場合には、コントローラ58からの指令によりスイッチ57を閉止動作させて、電動モータ51を駆動可能な状態とさせる。そして、コントローラ58からの目標電圧指令により電圧調整器56の出力電圧を制御し、電動モータ51の回転方向とともに、この電動モータ51へ出力される電圧値および印加時間、すなわちアシスト量が制御される。   In the case of assisting the hydraulic drive of the hydraulic actuator 40 with the assist pump 91, the switch 57 is closed by a command from the controller 58 so that the electric motor 51 can be driven. Then, the output voltage of the voltage regulator 56 is controlled by a target voltage command from the controller 58, and the voltage value and application time, that is, the assist amount output to the electric motor 51 are controlled along with the rotation direction of the electric motor 51. .

このとき、このコントローラ58による電動モータ51の制御と同時に、このコントローラ58からの指令が切替駆動力制御装置95,96に伝達される。この場合に、方向制御弁95の切替位置を、例えばアシストポンプ91と油圧アクチュエータ40のボトム室41aとを連通させる位置に移動させる場合、すなわち油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸長方向に油圧アシストする場合には、方向制御弁94のボトム室41aに連通可能な切替位置へ駆動させることが可能な側の切替駆動力制御装置95をコントローラ58にて駆動させて、この切替駆動力生成装置95にて生成される駆動力で方向制御弁94の切替位置を制御する。   At this time, simultaneously with the control of the electric motor 51 by the controller 58, a command from the controller 58 is transmitted to the switching driving force control devices 95 and 96. In this case, for example, when the switching position of the direction control valve 95 is moved to a position where the assist pump 91 and the bottom chamber 41a of the hydraulic actuator 40 communicate with each other, that is, the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is hydraulically assisted in the extending direction. In this case, the switching driving force control device 95 on the side that can be driven to the switching position that can communicate with the bottom chamber 41a of the directional control valve 94 is driven by the controller 58, and the switching driving force generation device 95 is driven. The switching position of the direction control valve 94 is controlled by the driving force generated in this way.

これに対し、方向切替弁94の切替位置を、例えばアシストポンプ91と油圧アクチュエータ40のロッド室41bとを連通させる位置に移動させる場合、すなわち油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を縮長方向に油圧アシストする場合には、方向制御弁94のロッド室41bに連通可能な切替位置へ駆動させることが可能な側の切替駆動力制御装置96をコントローラ58にて駆動させて、この切替駆動力生成装置96にて生成される駆動力で方法制御弁94の切替位置を制御する。   In contrast, for example, when the switching position of the direction switching valve 94 is moved to a position where the assist pump 91 and the rod chamber 41b of the hydraulic actuator 40 communicate with each other, that is, the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is hydraulically assisted in the contraction direction. In this case, the switching driving force control device 96 on the side that can be driven to the switching position where the direction control valve 94 can communicate with the rod chamber 41b is driven by the controller 58, and this switching driving force generation device 96 is driven. The switching position of the method control valve 94 is controlled by the driving force generated in step (b).

(駆動方法)
次に、上記油圧アクチュエータ40の駆動方法について説明する。
(Driving method)
Next, a method for driving the hydraulic actuator 40 will be described.

まず、上記第1実施形態においては、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達した場合に、油圧アクチュエータ40の伸縮駆動をアシストする。このため、油圧アクチュエータ40のシリンダ速さは、時刻0からt2までの間が曲線1となり、時刻t2以降が曲線2の挙動となる。よって、この油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達する時刻t2までの間の目標シリンダ速さaと実シリンダ速さcとの偏差量が大きいほど、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動のアシストが開始される前後での実シリンダ速さcが大きく変動してしまう。   First, in the first embodiment, when the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the pump maximum discharge flow rate at that time, the expansion / contraction drive of the hydraulic actuator 40 is assisted. For this reason, the cylinder speed of the hydraulic actuator 40 becomes the curve 1 from time 0 to t2, and the behavior of the curve 2 after time t2. Therefore, the larger the deviation between the target cylinder speed a and the actual cylinder speed c until the time t2 when the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the maximum pump discharge flow rate at that time, the larger the cylinder of the hydraulic actuator 40 is. The actual cylinder speed c before and after the assist of the expansion and contraction driving of the rod 42 is started varies greatly.

そこで、本第2実施形態では、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達する前後における、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42のシリンダ速さの変動を抑えつつ、このシリンダロッド42のシリンダ速さが実シリンダ速さcから目標シリンダ速さaとなるまでアシストする。   Therefore, in the second embodiment, the cylinder rod 42 is controlled while suppressing fluctuations in the cylinder speed of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 before and after the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the pump maximum discharge flow rate at that time. Is assisted until the cylinder speed reaches the target cylinder speed a from the actual cylinder speed c.

具体的に、本第2実施形態においては、図10に示すように、油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量が、この油圧ポンプ13のポンプ吐出圧に応じて減少する吐出圧域(時刻t1から時刻t2の間)においても、油圧アクチュエータ40の操作量を大きくして駆動力を高めてアシストする。ここで、図10(a)はポンプ最大吐出流線図を示しており、図10(b)は操作レバー4のレバー操作量を時系列的に示し、図10(c)は流量換算した目標シリンダ速さ・ポンプ吐出流量・アシスト量を時系列的に示している。   Specifically, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, a discharge pressure region in which the pump maximum discharge flow rate of the hydraulic pump 13 decreases according to the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 (from time t1 to time). Also during t2), the operation amount of the hydraulic actuator 40 is increased to increase the driving force to assist. Here, FIG. 10 (a) shows a pump maximum discharge flow diagram, FIG. 10 (b) shows the lever operation amount of the operation lever 4 in time series, and FIG. 10 (c) shows the target converted to flow rate. Cylinder speed, pump discharge flow rate, and assist amount are shown in time series.

そして、図10(c)中の曲線3のように、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達する前後における油圧アクチュエータ40のシリンダ速さの変動を抑えながら、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の実シリンダ速さcを、目標シリンダ速さaへアシストする。具体的には、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達しているかどうかを判定してアシスト制御を行うものではなく、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量とそのときのポンプ最大吐出流量との関係に基づいて予め設定したアシスト量調整ゲインiを参照し、このアシスト調整ゲインiを、上述した第1実施形態と同様の方法で算出した目標電圧V1にアシスト調整ゲインiを乗じた目標電圧V2とし、この目標電圧V2で電動モータ61を駆動させて、油圧アクチュエータ40を徐々にアシスト制御する。   Then, as shown by curve 3 in FIG. 10C, the hydraulic actuator 13 is controlled while suppressing fluctuations in the cylinder speed of the hydraulic actuator 40 before and after the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the maximum pump discharge flow rate at that time. The actual cylinder speed c of the 40 cylinder rods 42 is assisted to the target cylinder speed a. Specifically, it is not determined whether the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 has reached the maximum pump discharge flow rate at that time, and the assist control is not performed, but the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 and the pump maximum flow rate at that time are not controlled. The assist amount adjustment gain i set in advance based on the relationship with the discharge flow rate is referred to. The assist adjustment gain i is multiplied by the target adjustment voltage i calculated by the same method as in the first embodiment described above. The target voltage V2 is set, and the electric motor 61 is driven with the target voltage V2, and the hydraulic actuator 40 is gradually assist-controlled.

ここで、アシスト調整ゲインiとしては、例えば図11に示すように、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量とそのときのポンプ吐出圧に対応したポンプ最大吐出流量との比(流量比)を横軸とし、予め設定したゲインを縦軸とした調整テーブルである。このアシスト調整ゲインiは、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧に基づいて、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸縮駆動させる駆動力を高める率を増加させる。なお、この油圧ポンプ13の流量比は、この油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量が、ポンプ吐出圧に応じて変化することから、ポンプ吐出圧に基づいて算出される。   Here, as the assist adjustment gain i, for example, as shown in FIG. 11, the horizontal axis represents the ratio (flow rate ratio) between the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 and the pump maximum discharge flow rate corresponding to the pump discharge pressure at that time. FIG. 10 is an adjustment table with a preset gain as a vertical axis. The assist adjustment gain i increases the rate of increasing the driving force for extending and retracting the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 based on the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13. The flow rate ratio of the hydraulic pump 13 is calculated based on the pump discharge pressure because the pump maximum discharge flow rate of the hydraulic pump 13 changes according to the pump discharge pressure.

このとき、ポンプ吐出流量とポンプ最大吐出流量との比が1に近づくにつれてアシスト調整ゲインiを1に近づける設定とすることにより、ポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に近づくにつれて、油圧アクチュエータ40の伸縮駆動を徐々にアシストすることが可能となる。また、このアシスト調整ゲインiとしては、油圧ポンプのポンプ吐出圧がリリーフ圧になった場合に0となるよう設定されている。   At this time, by setting the assist adjustment gain i closer to 1 as the ratio of the pump discharge flow rate to the pump maximum discharge flow rate approaches 1, the hydraulic actuator increases as the pump discharge flow rate approaches the maximum pump discharge flow at that time. It is possible to gradually assist 40 expansion / contraction driving. The assist adjustment gain i is set to 0 when the pump discharge pressure of the hydraulic pump becomes the relief pressure.

(アシスト制御)
具体的に、油圧アクチュエータ40を油圧ポンプ13にて伸縮駆動させた際のアシスト方法は、図12に示すように、ステップ1からステップ9までが上記第1実施形態と同様である。そして、このステップ9にて目標電圧V1が算出された後、ポンプ吐出圧検出部62にてポンプ吐出圧を検出する(ステップ21)。この後、この油圧ポンプ13のポンプ吐出圧に基づき、ポンプ吐出圧に対応した流量比を算出し、この算出した流量比に基づくアシスト量調整ゲインiを参照し(ステップ22)、この参照したアシスト調整ゲインiを目標電圧V1に乗じて目標電圧V2とする(ステップ23)。
(Assist control)
Specifically, as shown in FIG. 12, the assist method when the hydraulic actuator 40 is extended and contracted by the hydraulic pump 13 is the same as that in the first embodiment, as shown in FIG. After the target voltage V1 is calculated in step 9, the pump discharge pressure is detected by the pump discharge pressure detector 62 (step 21). Thereafter, a flow rate ratio corresponding to the pump discharge pressure is calculated based on the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13, and the assist amount adjustment gain i based on the calculated flow rate ratio is referred to (step 22). The adjustment gain i is multiplied by the target voltage V1 to obtain the target voltage V2 (step 23).

この後、目標電圧V2に対し、上記第1実施形態のステップ13と同様の最大値制限を行い(ステップ24)この目標電圧V2が0以上の場合には(ステップ25)、コントローラ58からの指令により切替駆動力生成装置95,96の一方が駆動され、これら切替駆動力生成装置95,96の一方から出力される固定容量の作動油にて方向制御弁94を切替制御した後、このコントローラ58からの指令により電圧調整器56にて目標電圧V2に電圧調整された最終的な目標電圧Vが電動モータ51に出力される(ステップ26)。   Thereafter, the maximum value is limited to the target voltage V2 as in step 13 of the first embodiment (step 24). When the target voltage V2 is 0 or more (step 25), a command from the controller 58 is issued. Then, one of the switching driving force generators 95 and 96 is driven, and the directional control valve 94 is switched and controlled by the fixed capacity hydraulic oil output from one of these switching driving force generators 95 and 96, and then the controller 58 The final target voltage V adjusted to the target voltage V2 by the voltage regulator 56 is output to the electric motor 51 by the command from (step 26).

ここで、ステップ25においては、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧がリリーフ圧の場合にアシスト調整ゲインiが0であることから、V2が0以上かどうか判断することによって、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧がリリーフ圧に達しているか否かを判断している。また、このステップ25での判断により、目標電圧V2が0より小さいと判断された場合には、油圧アクチュエータ40のアシスト制御が終了となる。   Here, in step 25, since the assist adjustment gain i is 0 when the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 is the relief pressure, the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 is determined by determining whether V2 is 0 or more. It is determined whether or not the pressure reaches the relief pressure. If it is determined in step 25 that the target voltage V2 is smaller than 0, the assist control of the hydraulic actuator 40 ends.

以上より、目標電圧V2が供給された電動モータ51が駆動してアシストポンプ91が駆動され、このアシストポンプ91から吐出される作動油の給排によって油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42への作動油の給排流量を増加できる。したがって、この油圧アクチュエータ40の油圧駆動が油圧アシストされ、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を油圧ポンプ13にて伸縮駆動させる際の駆動力を、この油圧ポンプ13とは異なる動力源のアシストポンプ91からの作動油の給排で高めることができ、このシリンダロッド42の実シリンダ速さcを目標シリンダ速さaに近づけることができる。   As described above, the electric motor 51 to which the target voltage V2 is supplied is driven to drive the assist pump 91, and the supply of hydraulic oil discharged from the assist pump 91 causes the hydraulic oil to be supplied to the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40. The supply / discharge flow rate can be increased. Accordingly, the hydraulic drive of the hydraulic actuator 40 is hydraulically assisted, and the driving force for driving the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 to extend and contract by the hydraulic pump 13 is an assist pump 91 having a power source different from that of the hydraulic pump 13. The actual cylinder speed c of the cylinder rod 42 can be brought close to the target cylinder speed a.

<作用効果>
ここで、上記第1実施形態においては、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達した場合に油圧アクチュエータ40をアシストするため、この油圧アクチュエータ40のシリンダ速さは、時刻0から時刻t2までの曲線1と、時刻t2以降の曲線2とをつなげた挙動となる。この場合には、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達する時刻t2までに目標シリンダ速さaと実シリンダ速さcとの偏差量eが大きいほど、油圧アクチュエータ40のアシストの前後において実シリンダ速さcが大きく変動してしまう。
<Effect>
Here, in the first embodiment, the hydraulic actuator 40 is assisted when the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the maximum pump discharge flow rate at that time. The behavior is that the curve 1 from 0 to the time t2 and the curve 2 after the time t2 are connected. In this case, the larger the deviation amount e between the target cylinder speed a and the actual cylinder speed c is reached by the time t2 when the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the maximum pump discharge flow rate at that time, the greater the displacement of the hydraulic actuator 40. The actual cylinder speed c greatly fluctuates before and after the assist.

これに対し、上述した第4実施形態の場合には、図10(c)中の曲線3のように、油圧ポンプ13のポンプ最大吐出流量が、この油圧ポンプ13のポンプ吐出圧に応じて減少する吐出圧域、具体的には時刻t1から時刻t2の間においても、油圧アクチュエータ40の操作量を大きくして駆動力を高めてアシストしている。この結果、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がそのときのポンプ最大吐出流量に達する前後での油圧アクチュエータ40のシリンダ速さの変動を抑えることができ、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の速さを、より滑らかに目標シリンダ速さaへ近づけることができる。   On the other hand, in the case of the above-described fourth embodiment, the maximum pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 decreases according to the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 as shown by the curve 3 in FIG. In the discharge pressure range to be performed, specifically, from time t1 to time t2, the operation amount of the hydraulic actuator 40 is increased to assist the driving force to increase. As a result, fluctuations in the cylinder speed of the hydraulic actuator 40 before and after the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 reaches the maximum pump discharge flow rate at that time can be suppressed, and the speed of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 can be reduced. Thus, the target cylinder speed a can be approached more smoothly.

よって、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧が高くなるに従い、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動のアシスト量が高まることに対応させて、このシリンダロッド42を伸縮駆動させる駆動力を高める率を増加できる。すなわち、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量がポンプ最大吐出流量に近づくに連れて徐々に油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストでき、このシリンダロッド42の伸縮駆動のアシストをより適切に行うことができる。   Therefore, as the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 becomes higher, the rate of increasing the driving force for driving the cylinder rod 42 to expand and contract is increased in response to the increase of the assist amount for the expansion and contraction driving of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40. it can. That is, as the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 approaches the pump maximum discharge flow rate, the expansion / contraction drive of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 can be gradually assisted, and the expansion / contraction drive assist of the cylinder rod 42 is performed more appropriately. Can do.

また、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧に基づいて、この油圧ポンプ13のポンプ吐出流量とそのときのポンプ最大吐出流量との比(流量比)に対するアシスト量調整ゲインiを参照し、この参照したアシスト調整ゲインiを目標電圧V1に乗じて目標電圧V2としている。このため、ステップ21において、油圧ポンプ13のポンプ吐出圧のみを検出するだけでよく、上記第1実施形態のように、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量およびエンジン12の回転数を検出する必要がないため、油圧アクチュエータ40のアシスト制御をより簡単な構成で実現させることができる。   Further, based on the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13, the assist amount adjustment gain i with respect to the ratio (flow ratio) between the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 and the pump maximum discharge flow rate at that time is referred to. A target voltage V2 is obtained by multiplying the adjustment voltage i by the target voltage V1. For this reason, it is only necessary to detect the pump discharge pressure of the hydraulic pump 13 in step 21, and it is not necessary to detect the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 and the rotational speed of the engine 12 as in the first embodiment. Therefore, the assist control of the hydraulic actuator 40 can be realized with a simpler configuration.

さらに、油圧アクチュエータ40を駆動させる油圧ポンプ13とは異なるアシストポンプ91にて電動モータ51を駆動させ、このアシストポンプ91から作動油を油圧アクチュエータ40のボトム室41aおよびロッド室41bに給排させて、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストしている。この結果、油圧ポンプ13にてシリンダロッド42に与えられる駆動力とは異なる駆動力を、アシストポンプ91にてシリンダロッド42へ与えることができる。   Further, the electric motor 51 is driven by an assist pump 91 that is different from the hydraulic pump 13 that drives the hydraulic actuator 40, and hydraulic oil is supplied and discharged from the assist pump 91 to the bottom chamber 41 a and the rod chamber 41 b of the hydraulic actuator 40. The cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is assisted to extend and contract. As a result, a driving force different from the driving force applied to the cylinder rod 42 by the hydraulic pump 13 can be applied to the cylinder rod 42 by the assist pump 91.

よって、油圧ポンプ13からの作動油の給排によるシリンダロッド42の伸縮駆動を、アシストポンプ91を用いてアシストできるから、このアシストポンプ91として、例えばアタッチメント用として搭載されている油圧ポンプ等の他の油圧アクチュエータ(図示せず)を駆動させるための油圧ポンプ等を転用することにより、油圧ショベル1に搭載されている既存の油圧ポンプを用いて油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42の伸縮駆動をアシストできる。すなわち、油圧アクチュエータ40をブームシリンダ6またはバケットシリンダ8として用い、図2に示すように、これらブームシリンダ6またはバケットシリンダ8を第1油圧ポンプ13aで駆動させる場合には、旋回モータ3aを駆動させる第2油圧ポンプ13bをアシストポンプ91として用いることもできる。   Therefore, the expansion / contraction drive of the cylinder rod 42 by supplying / discharging the hydraulic oil from the hydraulic pump 13 can be assisted by using the assist pump 91. Therefore, as the assist pump 91, for example, a hydraulic pump mounted for attachment, etc. By diverting a hydraulic pump or the like for driving the hydraulic actuator (not shown), it is possible to assist the expansion and contraction drive of the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 using the existing hydraulic pump mounted on the hydraulic excavator 1. . That is, when the hydraulic actuator 40 is used as the boom cylinder 6 or the bucket cylinder 8 and the boom cylinder 6 or the bucket cylinder 8 is driven by the first hydraulic pump 13a as shown in FIG. 2, the swing motor 3a is driven. The second hydraulic pump 13b can also be used as the assist pump 91.

[その他]
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
[Others]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Various deformation | transformation aspects are included. For example, the above-described embodiments have been described in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to those having all the configurations described.

また、上記各実施形態においては、油圧ショベル1のアームシリンダ7等の油圧アクチュエータ40のアシスト制御について説明したが、例えば油圧ショベル1のアームシリンダ7以外の負荷変動が大きな油圧アクチュエータ、その他のホイールローダ、クレーン等の作業機械に用いられる種々の油圧アクチュエータのアシスト制御として用いることもできる。   In each of the above embodiments, the assist control of the hydraulic actuator 40 such as the arm cylinder 7 of the excavator 1 has been described. For example, a hydraulic actuator having a large load fluctuation other than the arm cylinder 7 of the excavator 1, and other wheel loaders. It can also be used as assist control for various hydraulic actuators used in work machines such as cranes.

さらに、コントローラ58からの指令を信号線56a,57a,95b,96b等を介して伝達する構成としたが、これら信号線56a,57a,95b,96b等を介さず、コントローラ58からの信号を無線にて伝達する構成とすることもできる。さらに、油圧ショベル1に搭載した電源55にて電動モータ51を駆動させるのではなく、例えば地下作業用の電気駆動式の油圧ショベル等においては、外部から供給される電力にて電動モータ51を駆動させる構成とすることもできる。また、この電動モータ51を駆動させる電源55としては、油圧ショベル1のエンジン始動用等として搭載されている既存のものを用いることもできる。   Further, the command from the controller 58 is transmitted via the signal lines 56a, 57a, 95b, 96b, etc., but the signal from the controller 58 is wirelessly transmitted without passing through these signal lines 56a, 57a, 95b, 96b, etc. It can also be set as the structure transmitted by. Further, the electric motor 51 is not driven by the power supply 55 mounted on the hydraulic excavator 1, but, for example, in an electrically driven hydraulic excavator for underground work, the electric motor 51 is driven by electric power supplied from the outside. It can also be set as the structure to make. As the power source 55 for driving the electric motor 51, an existing one mounted for starting the engine of the hydraulic excavator 1 can be used.

また、上記第1実施形態においては、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42に取り付けられた突起部52を、ソレノイド部53にて形成される電磁力にて移動させる構成としたが、この突起部52を、油圧ポンプ13等から供給される作動油の油圧力等にて移動させる構成とすることもできる。   In the first embodiment, the protrusion 52 attached to the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is moved by the electromagnetic force formed by the solenoid 53. Alternatively, the hydraulic fluid can be moved by the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 13 or the like.

さらに、アシスト装置50を構成する電源55、電圧調整器56、スイッチ57、コントローラ58、レバー操作量検出部61、ポンプ吐出圧検出部62、ポンプ吐出流量検出部63、エンジン回転数検出部64およびシリンダ速さ検出部65については、油圧ショベル1の上部旋回体3等の車体内に設けるのではなく、この油圧ショベル1の車体外に設けた構成とすることもできる。   Furthermore, the power supply 55, the voltage regulator 56, the switch 57, the controller 58, the lever operation amount detection unit 61, the pump discharge pressure detection unit 62, the pump discharge flow rate detection unit 63, the engine rotation number detection unit 64, and the assist device 50 are configured. The cylinder speed detection unit 65 may be provided outside the vehicle body of the hydraulic excavator 1 instead of being provided in the vehicle body such as the upper swing body 3 of the hydraulic excavator 1.

また、ポンプ吐出流量検出部63にて油圧ポンプ13のポンプ吐出流量を検出できない場合等には、この油圧ポンプ13のポンプ容積と、この油圧ポンプ13の回転数との積から、油圧ポンプ13のポンプ吐出流量を算出することもできる。さらに、油圧ポンプ13のポンプ容積を制御する信号圧と、エンジン12の回転数とに基づいて油圧ポンプ13のポンプ吐出流量を算出することもできる。   Further, when the pump discharge flow rate detection unit 63 cannot detect the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13, the product of the hydraulic pump 13 volume and the rotational speed of the hydraulic pump 13 determines the hydraulic pump 13. The pump discharge flow rate can also be calculated. Furthermore, the pump discharge flow rate of the hydraulic pump 13 can be calculated based on the signal pressure for controlling the pump volume of the hydraulic pump 13 and the rotational speed of the engine 12.

[第1参考形態]
次に、本発明に関連する油圧アクチュエータの第1参考形態について説明する。
[First Reference Form]
Next, a first reference embodiment of the hydraulic actuator related to the present invention will be described.

図13は、本発明に関連する第1参考形態に係るアクチュエータを示す概略図である。図14は、アクチュエータを駆動させるための油圧回路を示す図である。本第1参考形態が前述した第1実施形態と異なるのは、第1実施形態は、油圧アクチュエータ40の伸長方向および縮長方向それぞれの駆動を電動モータ51にてアシストするアシスト装置50に対し、第1参考形態は、油圧アクチュエータ40の縮長方向の駆動のみを電動モータ51にてアシストするアシスト装置50Dである。なお、本第1参考形態において、第1実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。   FIG. 13 is a schematic view showing an actuator according to a first reference embodiment related to the present invention. FIG. 14 is a diagram illustrating a hydraulic circuit for driving the actuator. The first embodiment differs from the first embodiment described above in that the first embodiment is directed to an assist device 50 that assists the electric motor 51 to drive the hydraulic actuator 40 in the extending direction and the contracting direction. The first reference form is an assist device 50D that assists the electric motor 51 only to drive the hydraulic actuator 40 in the contracting direction. In the first reference embodiment, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

このアシスト装置50Dは、電動モータ51を備え、この電動モータ51の出力軸51bに駆動ギヤ81が取り付けられている。一方、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42は、外周面に螺旋状のねじ溝101aが形成された送りねじ部101を備え、この送りねじ部101の長手方向の一端側である先端側に球状ジョイントとなる球状のボール形状部102が設けられている。このボール形状部102には、シリンダチューブ41内に摺動可能に嵌挿されたヘッドとなるピストン103が取り付けられている。このピストン103には、シリンダロッド42のボール形状部120が揺動かつ回動可能に嵌合される凹弧状の受け部103aが設けられ、この受け部103aにボール形状部102を揺動かつ回動可能に嵌合されて取り付けられている。そして、このピストン103にてシリンダチューブ41内の空間が軸方向に沿って二分され、このシリンダチューブ41内のピストン103の端面を囲む空間がボトム室41aとされ、このピストン103の受け部103a側の端面とシリンダチューブ41内を囲む空間がロッド室41bとされている。   The assist device 50D includes an electric motor 51, and a drive gear 81 is attached to an output shaft 51b of the electric motor 51. On the other hand, the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 includes a feed screw portion 101 in which a spiral thread groove 101a is formed on the outer peripheral surface, and a spherical joint and a spherical joint on the tip side that is one end side in the longitudinal direction of the feed screw portion 101. A spherical ball-shaped portion 102 is provided. The ball-shaped portion 102 is attached with a piston 103 serving as a head slidably inserted into the cylinder tube 41. The piston 103 is provided with a concave arc-shaped receiving portion 103a into which the ball-shaped portion 120 of the cylinder rod 42 is swingably and rotatably fitted. The ball-shaped portion 102 is swung and rotated on the receiving portion 103a. It is fitted and mounted movably. The piston 103 bisects the space in the cylinder tube 41 along the axial direction, and the space surrounding the end surface of the piston 103 in the cylinder tube 41 serves as the bottom chamber 41a. The receiving portion 103a side of the piston 103 A space surrounding the end surface of the cylinder tube 41 and the cylinder tube 41 is a rod chamber 41b.

さらに、シリンダチューブ41のロッド室41b側の開口部41fには、この開口部41fを閉塞するボールねじ部104が設けられている。このボールねじ部104の中心部には、シリンダロッド42の送りねじ部101のねじ溝101aが係合されるねじ溝104aが内周面に螺旋状に形成された挿通孔104bが設けられ、この挿通孔104bのねじ溝104aに送りねじ部101のねじ溝101aを嵌合させて螺合させた状態で、この挿通孔104bに送りねじ部101が挿通されて取り付けられている。よって、送りねじ部101は、この送りねじ部101を軸方向に回転させることにより、この送りねじ部101のねじ溝101aがボールねじ部104のねじ溝104aに押され、この送りねじ部101がシリンダチューブ41の軸方向に沿って伸縮される。   Further, the opening 41f on the rod chamber 41b side of the cylinder tube 41 is provided with a ball screw portion 104 that closes the opening 41f. At the center of the ball screw portion 104, there is provided an insertion hole 104b in which a screw groove 104a with which the screw groove 101a of the feed screw portion 101 of the cylinder rod 42 is engaged is formed in a spiral shape on the inner peripheral surface. In a state where the screw groove 101a of the feed screw portion 101 is fitted and screwed into the screw groove 104a of the insertion hole 104b, the feed screw portion 101 is inserted and attached to the insertion hole 104b. Therefore, the feed screw portion 101 rotates the feed screw portion 101 in the axial direction so that the screw groove 101a of the feed screw portion 101 is pushed by the screw groove 104a of the ball screw portion 104, and the feed screw portion 101 is The cylinder tube 41 is expanded and contracted along the axial direction.

さらに、シリンダロッド42のボール形状部102が設けられている側の反対側である基端部には、このシリンダロッド42の送りねじ部101より外径寸法が大きな円盤状の鍔部105が同心状に設けられている。この鍔部105は、ピン挿入部42bを有する軸受部材106に設けられた空間部106a内に周方向に回転可能に嵌合され抜け止め保持されている。また、シリンダロッド42の送りねじ部101の鍔部105寄りの位置には、外周面にギヤ107aが形成された円盤状の駆動ギヤ107が同心状に取り付けられて固定されている。   Further, a disc-shaped flange 105 having a larger outer diameter than the feed screw portion 101 of the cylinder rod 42 is concentric with the proximal end portion of the cylinder rod 42 opposite to the side where the ball-shaped portion 102 is provided. It is provided in the shape. The flange portion 105 is fitted in a space portion 106a provided in the bearing member 106 having the pin insertion portion 42b so as to be rotatable in the circumferential direction and is retained. Further, a disc-like drive gear 107 having a gear 107a formed on the outer peripheral surface is concentrically attached and fixed at a position near the flange portion 105 of the feed screw portion 101 of the cylinder rod 42.

そして、軸受部材106の一側面には、電動モータ51が取り付けられている。この電動モータ51は、この電動モータ51の出力軸51bに取り付けられた駆動ギヤ81のギヤ81aを、シリンダロッド42の駆動ギヤ107のギヤ107aに対向させつつ噛合させて取り付けられている。すなわち、この電動モータ51は、この電動モータ51を駆動させて駆動ギヤ81を回転駆動させることにより、この駆動ギヤ81にて駆動ギヤ107が回転駆動され、この駆動ギヤ107の回転に伴いシリンダロッド42が回転され、このシリンダロッド42の回転により、このシリンダロッド42の送りねじ部101のねじ溝101aがシリンダチューブ41のボールねじ部104のねじ溝104に押され、この送りねじ部101を回転させながらシリンダチューブ41の軸方向に移動される。   An electric motor 51 is attached to one side surface of the bearing member 106. The electric motor 51 is attached by engaging the gear 81a of the drive gear 81 attached to the output shaft 51b of the electric motor 51 while facing the gear 107a of the drive gear 107 of the cylinder rod 42. That is, the electric motor 51 is driven to rotate the drive gear 81 by driving the electric motor 51, whereby the drive gear 107 is rotationally driven by the drive gear 81. 42 is rotated, and the rotation of the cylinder rod 42 pushes the thread groove 101a of the feed screw portion 101 of the cylinder rod 42 into the thread groove 104 of the ball screw portion 104 of the cylinder tube 41, thereby rotating the feed screw portion 101. The cylinder tube 41 is moved in the axial direction.

よって、シリンダチューブ41のボールねじ部104とシリンダロッド42の送りねじ部101との螺合により、シリンダロッド42を周方向に回転させることによって、このシリンダロッド42をシリンダチューブ41に対し軸方向に移動できる。そして、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸長させる場合には、油圧ポンプ13から吐出される作動油をボトム室41aへ送り、この油圧ポンプ13による圧力駆動力にてシリンダロッド42を周方向に回転させながら伸長駆動できる。また、このシリンダロッド42を縮長させる場合には、電動モータ51を駆動させ、この電動モータ51による電力駆動力にてシリンダロッド42を上面視左回りに回転させることにより、このシリンダロッド42を周方向に回転させながら縮長駆動できる。このとき、ピストン103および軸受部材106は、シリンダロッド42のボール形状部102とピストン103の受け部103aとの嵌合、およびシリンダロッド42の鍔部105と軸形部材106の空間部106aとの嵌合により、このシリンダロッド42の回転力を受けることなく、これらボール形状部102と受け部103aとの間、および鍔部105と空間部106aとの間で摺動して追随する。   Therefore, by rotating the cylinder rod 42 in the circumferential direction by screwing the ball screw portion 104 of the cylinder tube 41 and the feed screw portion 101 of the cylinder rod 42, the cylinder rod 42 is moved in the axial direction with respect to the cylinder tube 41. Can move. When the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is extended, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 is sent to the bottom chamber 41a, and the cylinder rod 42 is rotated in the circumferential direction by the pressure driving force of the hydraulic pump 13. It can be extended and driven. When the cylinder rod 42 is contracted, the electric motor 51 is driven, and the cylinder rod 42 is rotated counterclockwise as viewed from above by the electric power driving force of the electric motor 51. It can be driven to contract while rotating in the circumferential direction. At this time, the piston 103 and the bearing member 106 are fitted between the ball-shaped portion 102 of the cylinder rod 42 and the receiving portion 103a of the piston 103, and between the flange portion 105 of the cylinder rod 42 and the space portion 106a of the shaft-shaped member 106. By fitting, the ball slides and follows between the ball-shaped portion 102 and the receiving portion 103a and between the flange portion 105 and the space portion 106a without receiving the rotational force of the cylinder rod 42.

(駆動方法)
次に、上記油圧アクチュエータ40の駆動方法について説明する。
(Driving method)
Next, a method for driving the hydraulic actuator 40 will be described.

まず、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸長させる場合は、コントローラ58にてスイッチ57を開放動作させてオフの状態とすると同時に、油圧ポンプ13から供給される作動油をポート41cを介してシリンダチューブ41のボトム室41aに供給させて、このボトム室41aへ供給される作動油圧にてシリンダロッド42のピストン103を押し、このシリンダロッド42に伸長方向の駆動力を発生させる。   First, when the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is extended, the controller 58 opens the switch 57 to turn it off, and at the same time, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 13 is supplied to the cylinder tube via the port 41c. The piston 103 of the cylinder rod 42 is pushed by the hydraulic pressure supplied to the bottom chamber 41a, and the driving force in the extending direction is generated in the cylinder rod 42.

すると、このシリンダロッド42が伸長する方向に向けて、シリンダロッド42が周方向に回転していき、このシリンダロッド42の送りねじ部101によるシリンダチューブ41のボールねじ部104に対する回動により、シリンダロッド42が伸長する方向に向けて、送りねじ部101のねじ溝101aがボールねじ部104のねじ溝104aに押され、このシリンダロッド42が徐々に伸長していく。このとき、スイッチ57がオフ状態とされているため、電動モータ51を駆動させることによる電気的負荷を最小限にできる。   Then, the cylinder rod 42 rotates in the circumferential direction toward the direction in which the cylinder rod 42 extends, and the cylinder screw 41 rotates with respect to the ball screw portion 104 of the cylinder tube 41 by the feed screw portion 101 of the cylinder rod 42. The thread groove 101a of the feed screw portion 101 is pushed by the thread groove 104a of the ball screw portion 104 toward the direction in which the rod 42 extends, and the cylinder rod 42 gradually extends. At this time, since the switch 57 is in an OFF state, an electrical load caused by driving the electric motor 51 can be minimized.

これに対し、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を縮長させる場合は、コントローラ58にてスイッチ57を閉止動作させてオンの状態とし電動モータ51を駆動させると同時に切替弁(図示せず)等にてシリンダチューブ41のボトム室41aの連通先が作動油タンク14に切り替えられ、このボトム室41a内の作動油がピストン103にて押し出されて作動油タンク14へ排出可能とさせる。   On the other hand, when the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is contracted, the controller 58 closes the switch 57 to turn it on and drives the electric motor 51 at the same time as a switching valve (not shown). Thus, the communication destination of the bottom chamber 41 a of the cylinder tube 41 is switched to the hydraulic oil tank 14, and the hydraulic oil in the bottom chamber 41 a is pushed out by the piston 103 and can be discharged to the hydraulic oil tank 14.

そして、電動モータ51の駆動により、駆動ギヤ107を介してシリンダロッド42が縮長する方向に、このシリンダロッド42が周方向に回転していき、このシリンダロッド42の送りねじ部101によるシリンダチューブ41のボールねじ部104に対する回動により、シリンダロッド42が縮長する方向に向けて、送りねじ部101のねじ溝101aがボールねじ部104のねじ溝104aにて押され、このシリンダロッド42が徐々に縮長していく。   Then, by driving the electric motor 51, the cylinder rod 42 rotates in the circumferential direction in the direction in which the cylinder rod 42 contracts via the drive gear 107, and the cylinder tube formed by the feed screw portion 101 of the cylinder rod 42. 41, the screw groove 101a of the feed screw portion 101 is pushed by the screw groove 104a of the ball screw portion 104 in the direction in which the cylinder rod 42 is contracted, and the cylinder rod 42 is moved. It gradually shrinks.

(油圧駆動装置)
さらに、この油圧アクチュエータ40を油圧ショベル1のブームシリンダ6、アームシリンダ7およびバケットシリンダ8として用いた場合には、これら油圧アクチュエータ40は、図14に示す油圧駆動装置11Dにて駆動される。この油圧駆動装置11Dの方向制御弁21,22,23,32は、切替位置が2位置切替構造とされており、ブームシリンダ6のボトム室41aと作動油タンク14との間、アームシリンダ7のボトム室41aと作動油タンク14との間、およびバケットシリンダ8のボトム室41aと作動油タンク14との間のそれぞれに排出弁108a,108b,108cが取り付けられている。これら各排出弁108a,108b,108cは、切替位置が2位置切替構成とされた切替弁である。
(Hydraulic drive)
Furthermore, when this hydraulic actuator 40 is used as the boom cylinder 6, arm cylinder 7, and bucket cylinder 8 of the hydraulic excavator 1, these hydraulic actuators 40 are driven by a hydraulic drive device 11 </ b> D shown in FIG. 14. The directional control valves 21, 22, 23, and 32 of the hydraulic drive device 11 </ b> D have a two-position switching structure, and between the bottom chamber 41 a of the boom cylinder 6 and the hydraulic oil tank 14, Discharge valves 108a, 108b, and 108c are attached between the bottom chamber 41a and the hydraulic oil tank 14 and between the bottom chamber 41a of the bucket cylinder 8 and the hydraulic oil tank 14, respectively. Each of these discharge valves 108a, 108b, 108c is a switching valve whose switching position is a two-position switching configuration.

排出弁108aは、信号圧油路109aを介して第1操作レバー4aに接続されている。この第1操作レバー4aは、信号圧油路109bを介してブーム用方向制御弁23に接続されている。よって、第1操作レバー4aを操作したことによるブーム5aを下げる方向に駆動させるブーム下げ指令の信号圧が、信号圧油路109aを介して排出弁108aに送られ、この排出弁108aの切替位置を、ブームシリンダ6のボトム室41aを作動油タンク14に連通させる開口位置に駆動させる。また、この第1操作レバー4aを操作したことによるブーム5aを上げる方向に駆動させるブーム上げ指令の信号圧が、信号圧油路109bを介してブーム用方向制御弁23に送られ、このブーム用方向制御弁23の切替位置を、ブームシリンダ6のボトム室41aを第1油圧ポンプ13aの吐出油路15aに連通させる駆動位置に駆動させる。   The discharge valve 108a is connected to the first operating lever 4a through a signal pressure oil passage 109a. The first operation lever 4a is connected to the boom direction control valve 23 through a signal pressure oil passage 109b. Therefore, the signal pressure of the boom lowering command for driving the boom 5a to be lowered in response to the operation of the first operation lever 4a is sent to the discharge valve 108a via the signal pressure oil passage 109a, and the switching position of the discharge valve 108a. Is driven to an opening position where the bottom chamber 41a of the boom cylinder 6 communicates with the hydraulic oil tank. Also, a boom raising command signal pressure for driving the boom 5a to be raised in response to the operation of the first operating lever 4a is sent to the boom direction control valve 23 via the signal pressure oil passage 109b. The switching position of the directional control valve 23 is driven to a driving position where the bottom chamber 41a of the boom cylinder 6 communicates with the discharge oil passage 15a of the first hydraulic pump 13a.

次いで、排出弁108bは、信号圧油路109cを介して第2操作レバー4bに接続されている。この第2操作レバー4bは、信号圧油路109dを介して第1および第2アーム用方向制御弁22,32のそれぞれに接続されている。よって、第2操作レバー4bを操作したことによるアーム5bを運転室3b側とは反対側へ押し出すダンプ方向に駆動させるアームダンプ指令の信号圧が、信号圧油路109cを介して排出弁108bに送られ、この排出弁108bの切替位置を、アームシリンダ7のボトム室41aを作動油タンク14に連通させる開口位置に駆動させる。また、この第2操作レバー4bを操作したことによるアーム5bを運転室3b側に引き寄せるクラウド方向に駆動させるアームクラウド指令の信号圧が、信号圧油路109dを介して第1および第2アーム用方向制御弁22,32に送られ、これら第1および第2アーム用方向制御弁22,32の切替位置を、アームシリンダ7のボトム室41aを第1または第2油圧ポンプ13a,13bの各吐出油路15a、15bに連通させる駆動位置に駆動させる。   Next, the discharge valve 108b is connected to the second operation lever 4b via a signal pressure oil passage 109c. The second operation lever 4b is connected to each of the first and second arm direction control valves 22 and 32 via a signal pressure oil passage 109d. Therefore, the signal pressure of the arm dump command for driving the arm 5b in the dumping direction to push the arm 5b to the opposite side to the cab 3b side by operating the second operation lever 4b to the discharge valve 108b through the signal pressure oil passage 109c. The switching position of the discharge valve 108b is driven to an opening position where the bottom chamber 41a of the arm cylinder 7 communicates with the hydraulic oil tank 14. Further, the signal pressure of the arm cloud command for driving the arm 5b in the cloud direction to draw the arm 5b toward the cab 3b by operating the second operation lever 4b is for the first and second arms via the signal pressure oil passage 109d. The directional control valves 22 and 32 are sent to the first and second arm directional control valves 22 and 32, and the bottom chamber 41a of the arm cylinder 7 is discharged from the first or second hydraulic pumps 13a and 13b. It drives to the drive position connected to oil path 15a, 15b.

さらに、排出弁108cは、信号圧油路109eを介して第1操作レバー4aに接続されている。この第1操作レバー4aは、信号圧油路109fを介してバケット用方向制御弁21に接続されている。よって、第1操作レバー4aを操作したことによるバケット5dを運転室3b側とは反対側へ押し出すダンプ方向に駆動させるバケットダンプ指令の信号圧が、信号圧油路109eを介して排出弁108cに送られ、この排出弁108cの切替位置を、バケットシリンダ8のボトム室41aを作動油タンク14に連通させる開口位置に駆動させる。また、この第1操作レバー4aを操作したことによるバケット5dを運転室3b側へ引き寄せるクラウド方向に駆動させるバケットクラウド指令の信号圧が、信号圧油路109fを介してバケット用方向制御弁21に送られ、このバケット用方向制御弁21の切替位置を、バケットシリンダ8のボトム室41aを第1油圧ポンプ13aの吐出油路15aに連通させる駆動位置に駆動させる。   Further, the discharge valve 108c is connected to the first operation lever 4a via a signal pressure oil passage 109e. The first operation lever 4a is connected to the bucket direction control valve 21 through a signal pressure oil passage 109f. Therefore, the signal pressure of the bucket dump command for driving the bucket 5d in the dumping direction to push the bucket 5d to the opposite side to the cab 3b side by operating the first operation lever 4a is applied to the discharge valve 108c via the signal pressure oil passage 109e. The switching position of the discharge valve 108c is driven to an opening position where the bottom chamber 41a of the bucket cylinder 8 communicates with the hydraulic oil tank 14. In addition, the signal pressure of the bucket cloud command for driving the bucket 5d in the cloud direction to draw the bucket 5d toward the cab 3b by operating the first operation lever 4a to the bucket direction control valve 21 via the signal pressure oil passage 109f. The switching position of the bucket directional control valve 21 is driven to a driving position where the bottom chamber 41a of the bucket cylinder 8 communicates with the discharge oil passage 15a of the first hydraulic pump 13a.

一方、信号圧油路109a,109c,109eには、圧力検出器110a,110b,110cがそれぞれ取り付けられている。これら圧力検出器110a,110b,110cは、各信号圧油路109a,109c,109eに供給される信号圧の有無を検出する信号圧センサである。そして、これら信号圧油路109a,109c,109eにて信号圧が検出された場合には、コントローラ58からの指令によりスイッチ57をオン状態とさせて電動モータ51を駆動させ、これら信号圧を検出した信号圧油路109a,109c,109eに接続されているブームシリンダ6、アームシリンダ7およびバケットシリンダ8のいずれかの油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42が縮長する方向に、このシリンダロッド42を回転させて、このシリンダロッド42を縮長駆動させる。   On the other hand, pressure detectors 110a, 110b, and 110c are attached to the signal pressure oil passages 109a, 109c, and 109e, respectively. These pressure detectors 110a, 110b, and 110c are signal pressure sensors that detect the presence or absence of signal pressure supplied to the signal pressure oil passages 109a, 109c, and 109e. When signal pressure is detected in these signal pressure oil passages 109a, 109c, and 109e, the switch 57 is turned on by a command from the controller 58 to drive the electric motor 51 and detect these signal pressures. The cylinder rod 42 of the boom cylinder 6, the arm cylinder 7 and the bucket cylinder 8 connected to the signal pressure oil passages 109a, 109c and 109e is rotated in the direction in which the cylinder rod 42 contracts. Thus, the cylinder rod 42 is driven to contract.

(駆動制御)
次いで、上記油圧駆動装置11Dの駆動制御の一例として、油圧アクチュエータ40をバケットシリンダ8として用いた場合について説明する。
(Drive control)
Next, a case where the hydraulic actuator 40 is used as the bucket cylinder 8 will be described as an example of drive control of the hydraulic drive device 11D.

まず、油圧ショベル1のバケット5dをダンプ方向に操作する場合には、第1操作レバー4aを操作し、この第1操作レバー4aの操作にて出力される信号圧を、信号圧油路109eを介して排出弁108cに送り、この排出弁108cの切替位置が、バケットシリンダ8のボトム室41aを作動油タンク14に連通させる開口位置に駆動される。このとき、第1操作レバー4aから出力され信号圧油路109fを介してバケット用方向制御弁21へ供給される信号圧が生成されないため、例えば弾性体による押圧等によって、このバケット用方向制御弁21の切替位置が、バケットシリンダ8のボトム室41aを第1油圧タンク13aの吐出油路13cに連通させない中立位置となっている。   First, when operating the bucket 5d of the hydraulic excavator 1 in the dumping direction, the first operation lever 4a is operated, and the signal pressure output by the operation of the first operation lever 4a is changed to the signal pressure oil passage 109e. The switching position of the discharge valve 108c is driven to an opening position where the bottom chamber 41a of the bucket cylinder 8 communicates with the hydraulic oil tank 14. At this time, since the signal pressure output from the first operating lever 4a and supplied to the bucket direction control valve 21 through the signal pressure oil passage 109f is not generated, the bucket direction control valve is pressed by an elastic body, for example. 21 is a neutral position where the bottom chamber 41a of the bucket cylinder 8 is not communicated with the discharge oil passage 13c of the first hydraulic tank 13a.

そして、信号圧油路109eへの信号圧の供給が圧力検出器110cにて検出され、この圧力検出器110cによる信号圧の検出により、コントローラ58にてバケット5dをダンプ動作させると判定され、このコントローラ58からの指令にてスイッチ57をオン状態とされ、電動モータ51が駆動される。ここで、圧力検出器110cにて検出した信号圧の大きさに基づいて、コントローラ58からの指令により電圧調整器56による電圧調整がなされ、この電圧調整器56にて電圧調整された電圧が電動モータ51に印加され、この電動モータ51の駆動力が制御される。   Then, the supply of the signal pressure to the signal pressure oil passage 109e is detected by the pressure detector 110c, and it is determined that the controller 58 dumps the bucket 5d by the detection of the signal pressure by the pressure detector 110c. The switch 57 is turned on by a command from the controller 58, and the electric motor 51 is driven. Here, based on the magnitude of the signal pressure detected by the pressure detector 110c, voltage adjustment is performed by the voltage regulator 56 according to a command from the controller 58, and the voltage adjusted by the voltage regulator 56 is electrically driven. Applied to the motor 51, the driving force of the electric motor 51 is controlled.

この電動モータ51の駆動により、シリンダロッド42が縮長する方向に、このシリンダロッド42が回転される。このとき、このシリンダロッド42の縮長動作に伴い、油圧アクチュエータ40のボトム室41a内の作動油が、排出弁108cを介して作動油タンク14へ排出されることにより、バケットシリンダ8にてバケット5dをダンプ方向に電動駆動させることができる。   By driving the electric motor 51, the cylinder rod 42 is rotated in the direction in which the cylinder rod 42 is contracted. At this time, the hydraulic oil in the bottom chamber 41a of the hydraulic actuator 40 is discharged to the hydraulic oil tank 14 through the discharge valve 108c along with the contraction operation of the cylinder rod 42, whereby the bucket cylinder 8 5d can be electrically driven in the dump direction.

これに対し、油圧ショベル1のバケット5dをクラウド方向に操作する場合には、第1操作レバー4aを操作し、この第1操作レバー4aの操作にて出力される信号圧を、信号圧油路109fを介してバケット用方向制御弁21へ送り、このバケット用方向制御弁21の切替位置が、バケットシリンダ8のボトム室41aを第1油圧タンク13aの吐出油路15aに連通させる駆動位置に駆動される。このとき、第1操作レバー4aから出力され信号圧油路109eを介して排出弁108cへ供給される信号圧が生成されないため、例えば弾性体による押圧等によって、この排出弁108cの切替位置が、バケットシリンダ8のボトム室41aを作動油タンク14に連通させない閉止位置となっている。   On the other hand, when the bucket 5d of the hydraulic excavator 1 is operated in the cloud direction, the first operation lever 4a is operated, and the signal pressure output by the operation of the first operation lever 4a is changed to the signal pressure oil path. 109 f is sent to the bucket direction control valve 21, and the switching position of the bucket direction control valve 21 is driven to a drive position where the bottom chamber 41 a of the bucket cylinder 8 communicates with the discharge oil passage 15 a of the first hydraulic tank 13 a. Is done. At this time, since the signal pressure output from the first operating lever 4a and supplied to the discharge valve 108c via the signal pressure oil passage 109e is not generated, the switching position of the discharge valve 108c is set by, for example, pressing by an elastic body. The closed position is such that the bottom chamber 41 a of the bucket cylinder 8 does not communicate with the hydraulic oil tank 14.

この結果、このボトム室41aに供給される作動油が排出弁108cを介して作動油タンク14へ排出されなくなるため、第1油圧タンク13aから吐出される作動油がボトム室41aに供給され、この作動油の油圧力によりボトム室41a内のピストン103が押圧され、シリンダロッド42が伸長する方向に、このシリンダロッド42が回転される。このとき、このシリンダロッド42の回転に伴い、このシリンダロッド42の鍔部105が軸受部材106の空間部106a内で空回りするとともに、電動モータ51の駆動ギヤ81もまた空回りすることにより、バケットシリンダ8にてバケット5dをクラウド方向に油圧駆動させることができる。   As a result, the hydraulic oil supplied to the bottom chamber 41a is not discharged to the hydraulic oil tank 14 via the discharge valve 108c, so that the hydraulic oil discharged from the first hydraulic tank 13a is supplied to the bottom chamber 41a. The piston 103 in the bottom chamber 41a is pressed by the hydraulic pressure of the hydraulic oil, and the cylinder rod 42 is rotated in the direction in which the cylinder rod 42 extends. At this time, as the cylinder rod 42 rotates, the flange portion 105 of the cylinder rod 42 idles in the space portion 106a of the bearing member 106, and the drive gear 81 of the electric motor 51 also idles. 8, the bucket 5d can be hydraulically driven in the cloud direction.

(作用効果)
ここで、一般的な油圧ショベル1のブームシリンダ6、アームシリンダ7およびバケットシリンダ8は、伸縮力を作動油の油圧のみで制御するものであるが、作動油を使用していることにより、この作動油の給排制御に伴う油圧回路内での圧力損失の発生は避けられず、特に複数の油圧アクチュエータ40を同時に駆動させる場合には、より駆動負荷の小さな油圧アクチュエータ40へ優先的に作動油が供給されないよう意図的に圧力損失を発生させる場合もある。
(Function and effect)
Here, the boom cylinder 6, the arm cylinder 7 and the bucket cylinder 8 of the general hydraulic excavator 1 are for controlling the expansion / contraction force only by the hydraulic oil pressure. Occurrence of pressure loss in the hydraulic circuit due to hydraulic oil supply / discharge control is inevitable. Particularly when a plurality of hydraulic actuators 40 are driven at the same time, the hydraulic oil is preferentially given to the hydraulic actuator 40 having a smaller driving load. In some cases, a pressure loss is intentionally generated so that is not supplied.

一方、作動油の圧力損失を完全に無くすことを考えた場合には、油圧アクチュエータ40を油圧以外、例えば電力で駆動することが考えられる。しかしながら、特に油圧ショベル1のブームシリンダ6、アームシリンダ7またはバケットシリンダ8の場合には、この油圧アクチュエータ40のピストン103の受圧面積等の関係から、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を伸長方向に駆動させる場合に、より大きな駆動力を必要とするため、これら油圧アクチュエータ49を電動モータ51で駆動させる場合には、電動モータ51の大型化や高出力化が必要となり、電動モータ51自体のコスト増大が考えられる。   On the other hand, when it is considered that pressure loss of hydraulic oil is completely eliminated, it is conceivable that the hydraulic actuator 40 is driven by electric power other than hydraulic pressure, for example. However, particularly in the case of the boom cylinder 6, arm cylinder 7 or bucket cylinder 8 of the hydraulic excavator 1, the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is extended in the extending direction due to the pressure receiving area of the piston 103 of the hydraulic actuator 40. When driving, the hydraulic actuator 49 requires the electric motor 51 to increase in size and output because the hydraulic actuator 49 is driven by the electric motor 51. An increase is considered.

そこで、上記第1参考形態のように、油圧ショベル1のブームシリンダ5、アームシリンダ6およびバケットシリンダ8として用いられる油圧アクチュエータ40の伸長方向への駆動を油圧駆動とし、この油圧アクチュエータ40の縮長方向への駆動を電動駆動とし、電動モータ51の駆動にてシリンダロッド42を縮長方向に駆動させるようにした。この結果、この油圧アクチュエータ40の伸長方向への駆動が油圧駆動であることから、作動油を給排させる油圧回路を完全に無くすことはできないものの、油圧アクチュエータ40の伸縮駆動のうち、比較的大きな駆動力を必要としない縮長方向への駆動を電動駆動としたことにより、作動油の圧力損失の低減や、電動モータ51の大型化や高出力化を抑えることができる。   Therefore, as in the first reference embodiment, the hydraulic actuator 40 used as the boom cylinder 5, arm cylinder 6, and bucket cylinder 8 of the hydraulic excavator 1 is driven in the extension direction, and the hydraulic actuator 40 is contracted. The driving in the direction is electric driving, and the driving of the electric motor 51 drives the cylinder rod 42 in the contracting direction. As a result, since the hydraulic actuator 40 is driven in the extending direction, the hydraulic circuit for supplying and discharging the hydraulic oil cannot be completely eliminated. By making the driving in the contracting direction that does not require a driving force electric driving, it is possible to reduce the pressure loss of the hydraulic oil, and to increase the size and output of the electric motor 51.

さらに、上記構成の油圧アクチュエータ40としたことにより、この油圧アクチュエータ40の駆動を制御する各方向制御弁21,22,23,32の切替位置を、この油圧アクチュエータ40のボトム室41aを油圧ポンプ13の吐出油路15に連通させる駆動位置と、この油圧アクチュエータ40のボトム室41aを油圧ポンプ13の吐出油路15に連通させない中立位置との2位置切替構造にできる。よって、従来、これら方向制御弁21,22,23,32の切替位置として必要であった、油圧アクチュエータ40のロッド室41aを油圧ポンプ13の吐出油路15に連通させる駆動位置が不要になるため、これら方向制御弁21,22,23,32を、3位置切替構造から2位置切替構造に簡略化でき、小型化することができる。さらに、従来必要とされていた油圧アクチュエータ40のロッド室41aを油圧ポンプ13の吐出油路15に連通させるための関係油路が不要になるため、油圧アクチュエータ40を駆動させる油圧駆動装置11Dの油圧回路構成を簡素化することが可能となる。   Further, by adopting the hydraulic actuator 40 having the above-described configuration, the switching positions of the directional control valves 21, 22, 23, and 32 that control the driving of the hydraulic actuator 40 are set, and the bottom chamber 41a of the hydraulic actuator 40 is connected to the hydraulic pump 13. A two-position switching structure between a drive position for communicating with the discharge oil passage 15 and a neutral position where the bottom chamber 41a of the hydraulic actuator 40 is not communicated with the discharge oil passage 15 of the hydraulic pump 13 can be achieved. Therefore, a driving position for communicating the rod chamber 41a of the hydraulic actuator 40 with the discharge oil passage 15 of the hydraulic pump 13, which is conventionally required as a switching position of the directional control valves 21, 22, 23, 32, is not necessary. These directional control valves 21, 22, 23, and 32 can be simplified from the three-position switching structure to the two-position switching structure, and can be reduced in size. Further, since a related oil passage for communicating the rod chamber 41a of the hydraulic actuator 40, which has been conventionally required, with the discharge oil passage 15 of the hydraulic pump 13 is unnecessary, the hydraulic pressure of the hydraulic drive device 11D that drives the hydraulic actuator 40 is eliminated. The circuit configuration can be simplified.

なお、上記第1参考形態においては、油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を縮長動作させる場合にのみ電動モータ51を用いて電動駆動する構成としたが、この油圧アクチュエータ40のシリンダロッド42を、油圧ポンプ13から吐出される作動油にて伸長動作させる場合に、電動モータ51を逆転駆動させ、シリンダロッド42が伸長する方向に、このシリンダロッド42を回転させることにより、このシリンダロッド42を伸長駆動させる際の駆動力を高めることができ、上記第1および第4実施形態でのアシスト制御が可能となる。
[第2参考形態]
次に、本発明に関連する油圧アクチュエータの第2参考形態について説明する。
In the first reference embodiment, the electric motor 51 is used for electric drive only when the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is contracted. However, the cylinder rod 42 of the hydraulic actuator 40 is hydraulically operated. When the hydraulic oil discharged from the pump 13 is extended, the electric motor 51 is driven in the reverse direction, and the cylinder rod 42 is rotated in the direction in which the cylinder rod 42 extends, whereby the cylinder rod 42 is driven to extend. The driving force at the time of performing can be increased, and the assist control in the first and fourth embodiments is possible.
[Second Reference Form]
Next, a second reference embodiment of the hydraulic actuator related to the present invention will be described.

図15は、本発明に関連する第2参考形態に係るアクチュエータを駆動させるための油圧回路を示す図である。本第2参考形態が前述した第1参考施形態と異なるのは、ブーム用方向制御弁23、第1および第2アーム用方向制御弁22,32およびバケット用方向制御弁21それぞれの開口特性を同一とし、これら方向制御弁21,22,23,32へ供給される信号圧を制御する信号圧制御器201a,201b,201cを設けた油圧駆動装置11Eである。なお、本第2参考形態において、第1参考形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。   FIG. 15 is a diagram showing a hydraulic circuit for driving the actuator according to the second embodiment related to the present invention. The second reference embodiment differs from the first reference embodiment described above in terms of the opening characteristics of the boom direction control valve 23, the first and second arm direction control valves 22, 32, and the bucket direction control valve 21. The hydraulic drive device 11E is provided with signal pressure controllers 201a, 201b, and 201c that are the same and control the signal pressure supplied to these directional control valves 21, 22, 23, and 32. In the second reference embodiment, the same or corresponding parts as those in the first reference embodiment are denoted by the same reference numerals.

信号圧制御器201aは、ブーム用方向制御弁23へ供給される信号圧を制御するものであり、信号圧油路109bを介してブーム用方向制御弁23に接続されている。信号圧制御器201bは、第1および第2アーム用方向制御弁22,32へ供給される信号圧を制御するものであり、信号油路109dを介して第1および第2アーム用方向制御弁22,32に接続されている。さらに、信号圧制御器201cは、バケット用方向制御弁21へ供給される信号圧を制御するものであり、信号油路109fを介してバケット用方向制御弁21に接続されている。   The signal pressure controller 201a controls the signal pressure supplied to the boom direction control valve 23, and is connected to the boom direction control valve 23 via the signal pressure oil passage 109b. The signal pressure controller 201b controls the signal pressure supplied to the first and second arm direction control valves 22 and 32, and the first and second arm direction control valves via the signal oil passage 109d. 22 and 32. Further, the signal pressure controller 201c controls the signal pressure supplied to the bucket direction control valve 21, and is connected to the bucket direction control valve 21 via a signal oil passage 109f.

これら各信号圧制御器201a,201b,201cは、制御部としてのコントローラ202に接続されており、このコントローラ202からの指令により、これら信号圧制御器201a,201b,201cから出力する信号圧を制御する。また、コントローラ202には、ブーム5aを下げる操作時の信号圧を検出する圧力検出器203aと、アーム5bを引き寄せるクラウド操作時の信号圧を検出する圧力検出器203bと、バケット5dを引き寄せるクラウド操作時の信号圧を検出する圧力検出器203cとがそれぞれ接続されている。   Each of these signal pressure controllers 201a, 201b, and 201c is connected to a controller 202 as a control unit, and controls signal pressures output from these signal pressure controllers 201a, 201b, and 201c according to commands from the controller 202. To do. Further, the controller 202 includes a pressure detector 203a that detects a signal pressure during an operation of lowering the boom 5a, a pressure detector 203b that detects a signal pressure during a cloud operation that pulls the arm 5b, and a cloud operation that pulls the bucket 5d. A pressure detector 203c for detecting the signal pressure of the hour is connected to each.

圧力検出器203aは、第1操作レバー4aに接続され、この第1操作レバー4aがブーム下げ方向に操作された際に、この第1操作レバー4aから出力される信号圧を検出する。圧力検出器203bは、第2操作レバー4bに接続され、この第2操作レバー4bがアーム5bをクラウドさせる方向に操作された際に、この第2操作レバー4bから出力される信号圧を検出する。さらに、圧力検出器203cは、第1操作レバー4aに接続され、この第1操作レバー4aがバケット5dをクラウドさせる方向に操作された際に、この第1操作レバー4aから出力される信号圧を検出する。そして、コントローラ202は、圧力検出器203a,203b,203cにて検出された信号圧に基づいて、対応する信号圧制御器201a,201b,201cを制御して、この信号圧制御器201a,201b,201cから出力される信号圧を制御する。   The pressure detector 203a is connected to the first operation lever 4a, and detects the signal pressure output from the first operation lever 4a when the first operation lever 4a is operated in the boom lowering direction. The pressure detector 203b is connected to the second operation lever 4b, and detects the signal pressure output from the second operation lever 4b when the second operation lever 4b is operated in the direction of clouding the arm 5b. . Further, the pressure detector 203c is connected to the first operation lever 4a, and when the first operation lever 4a is operated in a direction to cloud the bucket 5d, the signal pressure output from the first operation lever 4a is obtained. To detect. Then, the controller 202 controls the corresponding signal pressure controllers 201a, 201b, and 201c based on the signal pressures detected by the pressure detectors 203a, 203b, and 203c, and the signal pressure controllers 201a, 201b, The signal pressure output from 201c is controlled.

<作用効果>
以上により、上記第2参考形態においては、例えば油圧アクチュエータ40をバケットシリンダ8として用いた場合は、第1操作レバー4aが操作され、この第1操作レバー4aがバケット5dをクラウドさせる方向に操作された際に、この第1操作レバー4aから出力される信号圧が圧力検出器203cにて検出される。そして、この圧力検出器203cにて検出された信号圧に基づいて、コントローラ202にて信号圧制御器201cから出力される信号圧を制御する。この後、この信号圧制御器201cから出力された信号圧が、信号圧油路109fを介してバケット用方向制御弁21へ供給され、このバケット用方向制御弁21の切替位置が、バケットシリンダ8のボトム室41aを第1油圧ポンプ13aの吐出油路15aに連通させる駆動位置に駆動される。よって、第1油圧ポンプ13aから吐出される作動油がボトム室41aに供給され、この作動油の油圧力にてピストン103が押されてシリンダロッド42が伸長駆動され、バケット5dがクラウド方向に駆動される。
<Effect>
As described above, in the second reference embodiment, for example, when the hydraulic actuator 40 is used as the bucket cylinder 8, the first operation lever 4a is operated, and the first operation lever 4a is operated in a direction to cloud the bucket 5d. When this occurs, the signal pressure output from the first operating lever 4a is detected by the pressure detector 203c. Based on the signal pressure detected by the pressure detector 203c, the controller 202 controls the signal pressure output from the signal pressure controller 201c. Thereafter, the signal pressure output from the signal pressure controller 201c is supplied to the bucket direction control valve 21 via the signal pressure oil passage 109f, and the switching position of the bucket direction control valve 21 is set to the bucket cylinder 8 The bottom chamber 41a is driven to a driving position for communicating with the discharge oil passage 15a of the first hydraulic pump 13a. Therefore, the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 13a is supplied to the bottom chamber 41a, the piston 103 is pushed by the hydraulic pressure of this hydraulic oil, the cylinder rod 42 is driven to extend, and the bucket 5d is driven in the cloud direction. Is done.

したがって、第1または第2操作レバー4a,4bの操作量のみで、これら第1または第2操作レバー4a,4bから出力される信号圧が決定される。さらに、いずれかの方向制御弁21,22,23,32の開口率が目標とする開口率にならない場合であっても、第1または第2操作レバー4a,4bから出力される信号圧を検出する圧力検出器203a,203b,203cに加え、これら圧力検出器203a,203b,203cにて検出された信号圧に基づき、各方向制御弁21,22,23,32へ供給する信号圧を制御する信号圧制御器201a,201b,201cを用いることにより、これら方向制御弁21,22,23,32をより正確に制御することができる。同時に、ブームシリンダ6、アームシリンダ7およびバケットシリンダ8を制御する各方向制御弁21,22,23,32の開口特性を同一にでき、これら方向制御弁21,22,23,32を同一構成にできるから、油圧駆動装置11Eの構成をより簡素化することができる。   Therefore, the signal pressure output from the first or second operation lever 4a or 4b is determined only by the operation amount of the first or second operation lever 4a or 4b. Furthermore, even when the opening ratio of any one of the directional control valves 21, 22, 23, 32 does not reach the target opening ratio, the signal pressure output from the first or second operation lever 4a, 4b is detected. In addition to the pressure detectors 203a, 203b, and 203c, the signal pressure supplied to the directional control valves 21, 22, 23, and 32 is controlled based on the signal pressures detected by the pressure detectors 203a, 203b, and 203c. By using the signal pressure controllers 201a, 201b, and 201c, the directional control valves 21, 22, 23, and 32 can be controlled more accurately. At the same time, the opening characteristics of the directional control valves 21, 22, 23 and 32 for controlling the boom cylinder 6, the arm cylinder 7 and the bucket cylinder 8 can be made the same, and the directional control valves 21, 22, 23 and 32 have the same configuration. Therefore, the configuration of the hydraulic drive device 11E can be further simplified.

1 油圧ショベル
2 下部走行体
2a,2b 走行モータ
2c,2d 走行装置
3 上部旋回体
3a 旋回モータ
3b 運転室
3c エンジン室
3d カウンタウエイト
4 操作レバー
4a 第1操作レバー
4b 第2操作レバー
4c 第3操作レバー
4d 第4操作レバー
5 フロント作業機
5a ブーム
5b アーム
5c 4節リンク機構
5d バケット
6 ブームシリンダ
6a シリンダチューブ
6b シリンダロッド
7 アームシリンダ
7a シリンダチューブ
7b シリンダロッド
8 バケットシリンダ
8a シリンダチューブ
8b シリンダロッド
11,11D,11E 油圧駆動装置
12 エンジン
13 油圧ポンプ
13a 第1油圧ポンプ
13b 第2油圧ポンプ
14 作動油タンク
15 吐出油路
15a,15b 吐出油路
16 コントロールバルブ装置
17a,17b センタバイパスライン
18 メインリリーフ弁
20 第1バルブセクション
21 バケット用方向制御弁
22 第1アーム用方向制御弁
23 ブーム用方向制御弁
24 第1走行用方向制御弁
30 第2バルブセクション
31 旋回用方向制御弁
32 第2アーム用方向制御弁
33 第2走行用方向制御弁
40 油圧アクチュエータ
41 シリンダチューブ
41a ボトム室
41b ロッド室
41c,41d ポート
41e ピン挿入部
41f 開口部
42 シリンダロッド
42a ヘッド
42b ピン挿入部
50,50A,50B,50C アシスト装置
51 電動モータ
51a 信号線
51b 出力軸
52a ねじ溝
52 送りねじ部
53 ソレノイド部
53a 信号線
54 突起部
55 電源
56 電圧調整器
56a 信号線
57 スイッチ
57a 信号線
58 コントローラ
61 レバー操作量検出部
61a 信号線
62 ポンプ吐出圧検出部
62a 信号線
63 ポンプ吐出流量検出部
63a 信号線
64 エンジン回転数検出部
64a 信号線
65 シリンダ速さ検出部
65a 信号線
71 チェーン
71a 係止歯
72 駆動用スプロケット
73 従動用スプロケット
81 駆動ギヤ
81a ギヤ
82 駆動部材
82a 固定片
82b ギヤ形状部
82c ギヤ
91 アシストポンプ
91a 吐出流路
92 チェック弁
93 リリーフ弁
94 方向制御弁
95,96 切替駆動力生成装置
95a,96a 信号線
95b,96b 信号線
101 送りねじ部
101a ねじ溝
102 ボール形状部
103 ピストン
103a 受け部
104 ボールねじ部
104a ねじ溝
104b 挿通孔
105 鍔部
106 軸受部材
106a 空間部
107 駆動ギヤ
107a ギヤ
108a,108b,108c 排出弁
109a,109b,109c,109d,109e,109f 信号圧油路
110a,110b,110c 圧力検出器
201a,201b,201c 信号圧制御器
202 コントローラ
203a,203b,203c 圧力検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 2 Lower traveling body 2a, 2b Traveling motor 2c, 2d Traveling apparatus 3 Upper revolving body 3a Turning motor 3b Operation room 3c Engine room 3d Counterweight 4 Operation lever 4a 1st operation lever 4b 2nd operation lever 4c 3rd operation Lever 4d Fourth operation lever 5 Front work machine 5a Boom 5b Arm 5c Four-bar linkage mechanism 5d Bucket 6 Boom cylinder 6a Cylinder tube 6b Cylinder rod 7 Arm cylinder 7a Cylinder tube 7b Cylinder rod 8 Bucket cylinder 8a Cylinder tube 8b Cylinder rod 11, 11D, 11E Hydraulic drive device 12 Engine 13 Hydraulic pump 13a First hydraulic pump 13b Second hydraulic pump 14 Hydraulic oil tank 15 Discharge oil passage 15a, 15b Discharge oil passage 16 Control valve Devices 17a, 17b Center bypass line 18 Main relief valve 20 First valve section 21 Bucket direction control valve 22 First arm direction control valve 23 Boom direction control valve 24 First travel direction control valve 30 Second valve section 31 Direction control valve for turning 32 Direction control valve for second arm 33 Direction control valve for second traveling 40 Hydraulic actuator 41 Cylinder tube 41a Bottom chamber 41b Rod chamber 41c, 41d Port 41e Pin insertion portion 41f Opening portion 42 Cylinder rod 42a Head 42b Pin insertion part 50, 50A, 50B, 50C Assist device 51 Electric motor 51a Signal line 51b Output shaft 52a Screw groove 52 Feed screw part 53 Solenoid part 53a Signal line 54 Projection part 55 Power supply 56 Voltage regulator 56a Signal line 57 H 57a Signal line 58 Controller 61 Lever operation amount detection unit 61a Signal line 62 Pump discharge pressure detection unit 62a Signal line 63 Pump discharge flow rate detection unit 63a Signal line 64 Engine speed detection unit 64a Signal line 65 Cylinder speed detection unit 65a Signal Wire 71 Chain 71a Locking tooth 72 Drive sprocket 73 Driven sprocket 81 Drive gear 81a Gear 82 Drive member 82a Fixed piece 82b Gear shape part 82c Gear 91 Assist pump 91a Discharge flow path 92 Check valve 93 Relief valve 94 Directional control valve 95 , 96 Switching drive force generator 95a, 96a Signal line 95b, 96b Signal line 101 Feed screw part 101a Screw groove 102 Ball-shaped part 103 Piston 103a Receiving part 104 Ball screw part 104a Screw groove 104b Insertion hole 105鍔 portion 106 bearing member 106a space portion 107 drive gear 107a gear 108a, 108b, 108c discharge valve 109a, 109b, 109c, 109d, 109e, 109f signal pressure oil passage 110a, 110b, 110c pressure detector 201a, 201b, 201c signal pressure Controller 202 Controller 203a, 203b, 203c Pressure detector

Claims (6)

伸縮駆動可能なロッドを有するアクチュエータの駆動方法であって、
前記ロッドを伸縮駆動させる操作量と、この操作量に応じて前記ロッドを伸縮駆動させた際の前記ロッドの実際の速度とを検出する検出ステップと、
検出した実際の速度が、前記操作量に応じて予め設定した目標速度より低い場合に、前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高め、前記ロッドの実際の速度を、前記目標速度に近づけるアシストステップと、
を具備することを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
A method for driving an actuator having a rod that can be extended and retracted,
A detection step of detecting an operation amount for extending and retracting the rod, and an actual speed of the rod when the rod is extended and driven according to the operation amount;
An assisting step for increasing the driving force for driving the rod to extend and contract when the detected actual speed is lower than a target speed set in advance according to the operation amount, and bringing the actual speed of the rod closer to the target speed; ,
An actuator driving method comprising:
請求項1に記載のアクチュエータの駆動方法において、
前記ロッドは、前記操作量に応じた圧油が油圧ポンプから供給されて伸縮駆動し、かつ電動モータにて伸縮駆動可能な構成とされ、
前記アシストステップは、検出した前記ロッドの実際の速度が、前記目標速度より低い場合に、前記電動モータを駆動させて前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める
ことを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
The method for driving an actuator according to claim 1,
The rod is configured such that pressure oil corresponding to the operation amount is supplied from a hydraulic pump to be expanded and contracted and can be expanded and contracted by an electric motor,
The driving method of an actuator characterized in that the assist step increases a driving force for driving the electric motor to extend and contract the rod when the detected actual speed of the rod is lower than the target speed.
請求項1に記載のアクチュエータの駆動方法において、
前記ロッドは、前記操作量に応じた圧油が油圧ポンプから供給されて伸縮駆動し、かつ前記油圧ポンプとは異なる他の油圧ポンプから供給される圧油にて伸縮駆動可能な構成とされ、
前記アシストステップは、検出した前記ロッドの実際の速度が、前記目標速度より低い場合に、前記他の油圧ポンプを駆動させて前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める
ことを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
The method for driving an actuator according to claim 1,
The rod is configured such that pressure oil corresponding to the operation amount is supplied from a hydraulic pump to be expanded and contracted, and can be expanded and contracted by pressure oil supplied from another hydraulic pump different from the hydraulic pump,
In the assist step, when the detected actual speed of the rod is lower than the target speed, the driving force for driving the other hydraulic pump to drive the rod to extend and contract is increased. Method.
請求項2に記載のアクチュエータの駆動方法において、
前記アシストステップは、前記油圧ポンプから吐出される圧油の吐出流量を検出し、この検出した吐出流量が前記油圧ポンプの最大吐出流量に達している場合に、前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める
ことを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
The actuator driving method according to claim 2, wherein
The assist step detects a discharge flow rate of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and when the detected discharge flow rate reaches the maximum discharge flow rate of the hydraulic pump, a driving force for extending and retracting the rod is generated. An actuator driving method characterized by comprising the steps of:
請求項2に記載のアクチュエータの駆動方法において、
前記アシストステップは、前記油圧ポンプから吐出される圧油の吐出圧を検出し、この検出した吐出圧に基づいて、前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める率を増加させる
ことを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
The actuator driving method according to claim 2, wherein
The assist step detects the discharge pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and based on the detected discharge pressure, increases the rate of increasing the driving force for driving the rod to extend and contract. Driving method.
請求項3に記載のアクチュエータの駆動方法において、
前記アシストステップは、前記油圧ポンプから吐出される圧油の吐出圧を検出し、この検出した吐出圧に基づく調整テーブルを参照して、前記他の油圧ポンプを駆動させて前記ロッドを伸縮駆動させる駆動力を高める
ことを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
In the actuator drive method according to claim 3,
The assist step detects a discharge pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump, refers to an adjustment table based on the detected discharge pressure, and drives the other hydraulic pump to drive the rod to extend and contract. An actuator driving method characterized by increasing driving force.
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