JP3627972B2 - Boom cylinder control circuit for work machines - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械におけるブームシリンダ制御回路の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の作業機械において、基端部が機体本体に上下揺動自在に支持されるブームの先端部にスティックを前後揺動自在に支持せしめ、該スティックの先端部にバケットやブレーカ、クラムシェル等のツールを取付けたものがある。このものにおいて、例えば図５に示すごとく、バケット７を地面に沿って前後方向に移動させて平坦地に転がる岩の除去作業を行うような場合には、スティック６の操作の他にブーム５の上下動の操作を同時に行うことになる。また、図６に示すごとく、ブレーカ８を用いて砕石作業を行う場合には、ブーム５を下降側に操作してブレーカ８を岩に押し付け、常にブレーカ８に適切な推力がかかるようにして作業する必要がある。さらにまた、クラムシェルを用いて物をすくい上げる作業を行う場合には、クラムシェルが物に接触するまでブームを下降させることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したバケットを地面に沿って前後方向に移動させる作業は、スティック操作とブーム操作とを同時かつ適切に行わないと、バケット先端が地面にくい込んだり地面から持ち上がったりして、作業効率が低下する。また、ブレーカ作業は、ブームを下方に押し付ける力が大きすぎると機体が持ち上がって作業しづらく、またブームを下方に押し付ける力が小さすぎると必要な推力が得られないことになって、その兼合いが難しい。さらに、クラムシェルによる作業は、クラムシェルがすいく上げる物に接触したことを認識してブーム下降の操作を停止する必要がある。このため、これらの作業は、ブーム操作に常に作業に細心の注意を払わなければならず、操作が煩雑であってオペレータの疲労度が増加するという問題がある。さらに、ブーム操作に伴いブームシリンダに圧油が供給されるため、燃料消費量が多くなって燃費性に劣るという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、ブームを上下動させるためのブームシリンダを備えた作業機械において、該ブームシリンダの制御回路に、操作具のブーム上昇側、下降側の操作に基づいてブームシリンダへの圧油供給排出制御を行うコントロールバルブと、前記コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのヘッド側油室の油を油タンク側に流す下降側排出油路と、該下降側排出油路の開閉制御を行う下降側制御手段と、該下降側制御手段の開閉制御を通常モードと下降保持解除モードとに選択にできるモード選択スイッチとを設けて、該モード選択スイッチによって通常モードが選択されているとき、および下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるが、下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成すると共に、前記ブームシリンダの制御回路に、さらに、コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのロッド側油室の油を油タンク側に流す上昇側排出油路と、該上昇側排出油路の開閉制御を行う上昇側制御手段とが設けられ、モード選択スイッチは、さらに下降および上昇保持解除モードが選択されるものとし、該モード選択スイッチによって下降および上昇保持解除モードが選択されている状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖し、上昇側排出油路は開放するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるよう制御されてブームシリンダが伸縮制御するが、下降および上昇保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側および上昇側の排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成したことを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路である。
そして、この様にすることにより、下降側排出油路を開放したときにブームシリンダのヘッド側油室からの油の排出が許容されることになって、ブームは自重で下動することになり、例えばブレーカを用いて砕石作業を行うような場合に、ブーム操作が容易になると共に、消費燃料の軽減に寄与できると共に、オペレータが意図しないときにブームが不用意に自重で下動してしまうことを回避できる。さらに、下降および上昇側排出油路を開放したときにブームシリンダのヘッド側およびロッド側油室からの油の排出が許容されることになって、ブームは自重で下動すると共に外力により上動することになり、例えばバケットを地面に沿って前後方向に移動させる作業を行うような場合に、ブーム操作が容易になると共に、消費燃料の軽減に寄与できる。
請求項２の発明は、請求項１において、下降側排出油路、上昇側排出油路の開閉制御を行う制御手段は、排出油路を開く開位置と、排出油路を閉じる閉位置とに切換自在な電磁弁を用いて構成されることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路である。
請求項３の発明は、請求項１または２において、ブームシリンダの制御回路には、操作具がブーム下降側に操作されていない状態ではブームシリンダのヘッド側油室からの油の排出は阻止するが、ブーム下降側に操作されることに基づいてヘッド側油室からの油の排出を許容する自重降下防止用バルブが設けられていることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるフロントアタッチメント４等の各部から構成されており、さらに該フロントアタッチメント４は、上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に支持されるスティック６、該スティック６の先端部に前後揺動自在に取付けられるバケット７等の各部材を用いて構成されている等の基本的構成は、従来通りである。
尚、スティック６の先端部には、油圧ショベル１の行う作業内容に応じて、前記バケット７に替えてブレーカ８、クラムシェル（図示せず）等の種々のツールが取付けられる。
【０００６】
１０は前記ブーム５を上下揺動させるためのブームシリンダであって、該ブームシリンダ１０の圧油供給排出回路を図２に示すが、該図２において、１１は油圧ポンプ、１２は油タンク、１３はブーム用のコントロールバルブであって、該コントロールバルブ１３は、油圧ポンプ１１に接続される第一ポート１３ａ、油タンク１２に接続される第二ポート１３ｂ、ブームシリンダ１０のロッド側（シリンダ縮小側）油室１０ａに接続される第三ポート１３ｃ、後述するロジック弁１４を介してブームシリンダ１０のヘッド側（シリンダ伸長側）油室１０ｂに接続される第四ポート１３ｄ、および伸長側、縮小側のパイロットポート１３ｅ、１３ｆを備えた三位置切換弁で構成されている。
【０００７】
そして前記コントロールバルブ１３は、両パイロットポート１３ｅ、１３ｆにパイロット圧が供給されていない状態では、第一〜第四ポート１３ａ〜１３ｄを閉じる中立位置Ｎに位置しているが、伸長側パイロットポート１３ｅにパイロット圧が供給されることにより、第一ポート１３ａから第四ポート１３ｄに至る弁路、および第三ポート１３ｃ〜第二ポート１３ｂに至る弁路を開いて、油圧ポンプ１１からの圧油をロジック弁１４を介してブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂに供給する一方、ロッド側油室１０ａからの排出油を油タンク１２に流す伸長側位置Ｘに切換わるように構成されている。また、縮小側パイロットポート１３ｆにパイロット圧が供給されることにより、第一ポート１３ａから第三ポート１３ｃに至る弁路、および第四ポート１３ｄから第二ポート１３ｂに至る弁路を開いて、油圧ポンプ１１からの圧油をブームシリンダ１０のロッド側油室１０ａに供給する一方、ヘッド側油室１０ｂからの排出油をロジック弁１４を介して油タンク１２に流す縮小側位置Ｙに切換わるように構成されている。
【０００８】
また、１５Ａ、１５Ｂは伸長側、縮小側のパイロットバルブであって、このものは、ブーム用の操作レバー１６をブーム上昇側（シリンダ伸長側）またはブーム下降側（シリンダ縮小側）に操作することに伴い、該操作された側のパイロットバルブ１５Ａまたは１５Ｂからパイロット圧を出力するようになっている。
【０００９】
そして、前記伸長側パイロットバルブ１５Ａから出力されたパイロット圧は、コントロールバルブ１３の伸長側パイロットポート１３ｅに供給されるようになっている。また、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧は、後述する第一電磁弁１７を介してコントロールバルブ１３の縮小側パイロットポート１３ｆに供給されると共に、後述する制御弁１８のパイロットポート１８ａに供給されるようになっている。さらに、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が出力されると、該圧力が圧力センサ１９により検出されるようになっている。
【００１０】
前記第一電磁弁１７は二位置切換弁であって、このものは、ソレノイド１７ａの非励磁状態では、前記縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給する第一位置Ｘに位置しているが、後述する制御部２０からの指令に基づいてソレノイド１７ａが励磁することにより、コントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆにパイロット圧を供給しない第二位置Ｙに切換わるように構成されている。
【００１１】
また、前記制御弁１８は、パイロットポート１８ａおよび第一〜第三ポート１８ｂ〜１８ｄを備えた二位置切換弁であって、パイロットポート１８ａは、前述したように縮小側パイロットバルブ１５Ｂに接続されており、また第一ポート１８ｂは後述するロジック弁１４の第一パイロットポート１４ｅに、第二ポート１８ｃはロジック弁１４の第二パイロットポート１４ｈに、第三ポート１８ｄは油タンク１２にそれぞれ接続されている。
【００１２】
そして前記制御弁１８は、パイロットポート１８ａにパイロット圧が供給されていないときには、第一ポート１８ｂと第二ポート１８ｃとを連通する弁路を開き、かつ第三ポート１８ｄを閉じる第一位置Ｘに位置しているが、パイロットポート１８ａにパイロット圧が供給されることにより、第一ポート１８ｂを閉じ、かつ第二ポート１８ｃから第三ポート１８ｄに至る弁路を開く第二位置Ｙに切換わるように設定されている。
【００１３】
一方、前記ロジック弁１４は、ポペット１４ａを用いて構成されるものであって、第一ポート１４ｂが形成された第一油室１４ｃ、第二ポート１４ｄおよび第一パイロットポート１４ｅが形成された第二油室１４ｆ、弾機１４ｇが収納され、かつ第二パイロットポート１４ｈが形成された弾機収納室１４ｉ等を備えている。
【００１４】
前記ロジック弁１４の第一ポート１４ｂはコントロールバルブ１３の第四ポート１３ｄに、第二ポート１４ｄはブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂに、第一パイロットポート１４ｅは前述したように制御弁１８の第一ポート１８ｂに、第二パイロットポート１４ｈは制御弁１８の第二ポート１８ｃにそれぞれ接続されている。また前記弾機１４ｇは、ポペット１４ａを、後述する閉鎖位置側に向けて押圧するように設定されている。
【００１５】
そしてロジック弁１４は、制御弁１８が第一位置Ｘに位置している状態では、ブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂの圧力が第二ポート１４ｄ、第二油室１４ｆ、第一パイロットポート１４ｅ、第一位置Ｘの制御弁１８、第二パイロットポート１４ｈを経由して弾機収納室１４ｉに導入され、該弾機収納室１４ｉに導入された圧力がポペット１４ａを閉鎖位置側に向けて押圧する力として作用するようになっている。一方、制御弁１８が第二位置Ｙに位置している状態では、上記ブームシリンダヘッド油室１０ｂの圧力が弾機収納室１４ｉに導入されないと共に、弾機収納室１４ｉの油は、第二位置Ｙの制御弁１８を経由して油タンク１２に流れるようになっている。
【００１６】
前記ポペット１４ａは、第一油室１４ｃと第二油室１４ｆとを連通する弁路１４ｋを閉じてブームシリンダヘット側油室１０ｂへの油の出入りを阻止する閉鎖位置（図２におけるポペット１４ａの位置）と、上記弁路１４ｋを開いてブームシリンダヘット側油室１０ｂへの油の出入りを許容する開放位置（図３、４におけるポペット１４ａの位置）とに移動自在に構成されている。ここで、前述したように、弾機収納室１４ｉに導入された圧力および弾機１４ｇの押圧力はポペット１４ａを閉鎖位置側に押圧する力として作用し、また第一油室１４ｃおよび第二油室１４ｆに入力された圧力はポペット１４ａを開放位置側に押圧する力として作用するように設定されている。
そして、前記制御弁１８が第一位置Ｘに位置している状態では、ポペット１４ａは、弾機収納室１４ｉに導入された圧力Ａと弾機１４ｇの押圧力Ｂとの合計圧力（Ａ＋Ｂ）により閉鎖位置側に押圧されているが、上記合計圧力（Ａ＋Ｂ）は、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから第二油室１４ｆに入力されてポペット１４ａを開放位置側に押圧する圧力Ｃよりは大きい（Ａ＋Ｂ＞Ｃ）が、該圧力Ｃと油圧ポンプ１１から伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して第一油室１４ｃに入力されてポペット１４ａを開放位置側に押圧する圧力Ｄとの合計圧力（Ｃ＋Ｄ）よりも小さく（Ａ＋Ｂ＜Ｃ＋Ｄ）設定されている。而して、制御弁１８が第一位置Ｘに位置している状態、つまりブーム用操作レバー１６がブーム下降側に操作されていないときには、ポペット１４ａは、油圧ポンプ１１からの圧油が第一油室１４ｃに入力されない限りは閉鎖位置に保持されて、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂからの油の排出を阻止する一方、ブーム用操作レバー１６がブーム上昇側に操作されて油圧ポンプ１１からの圧油が第一油室１４ｃに入力されることにより、開放位置に位置するように構成されている。
また、制御弁１８が第二位置Ｙに位置している状態では、ポペット１４ａは弾機１４ｇの押圧力Ｂのみで閉鎖位置側に押圧されることになるが、該弾機１４ｇの押圧力Ｂは、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから第二油室１４ｆに入力されてポペット１４ａを開放位置側に押圧する圧力Ｃよりも小さく（Ｂ＜Ｃ）設定されている。而して、制御弁１８が第二位置Ｙに位置している状態、つまりブーム用操作レバー１６がブーム下降側に操作されているときには、ポペット１４ａはブームシリンダヘッド側油室１０ｂの圧力により開放位置に位置するように構成されている。
つまりロジック弁１４は、ブーム用操作レバー１６が下降側または上昇側に操作されたときには開放位置に位置して、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂへの油の出入りを許容するが、ブーム用操作レバー１６が下降側、上昇側の何れにも操作されていない場合には、閉鎖位置に保持されてブームシリンダヘッド側油室１０ｂからの油の排出を阻止するようになっており、これにより、例えばコントロールバルブ１３からブームシリンダ１０に至る配管に漏れ等のアクシデントが生じても、ブーム５がフロントアタッチメント４の自重により降下してしまうことを防止できるようになっている。尚、前記ロジック弁１４と制御弁１８とは、自重降下防止用の一つのバルブユニットとしてブームシリンダ１０に直付けで装着されている。
【００１７】
一方、前記コントロールバルブ第四ポート１３ｄとロジック弁第一ポート１４ｂとを連結する油路からは、油タンク１２に至る下降側排出油路Ｅが分岐形成されているが、該下降側油路Ｅには、後述する第二電磁弁２１が配されている。また、コントロールバルブ第三ポート１３ｃとブームシリンダロッド側油室１０ａとを連結する油路からは、油タンク１２に至る上昇側排出油路Ｆが分岐形成されているが、該上昇側排出油路Ｆには、後述する第三電磁弁２２が配されている。
【００１８】
前記第二電磁弁２１、第三電磁弁２２は二位置切換弁であって、このものは、ソレノイド２１ａ、２２ａの非励磁状態では、下降側排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆをそれぞれ閉じる閉鎖位置Ｘに位置しているが、制御部２０からの指令に基づいてソレノイド２１ａ、２２ａが励磁することにより、下降側排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆをそれぞれ開く開放位置Ｙに切換わるように構成されている。そして、第二電磁弁２１が開放位置Ｙに位置している状態では、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから開放位置のロジック弁１４を経由して排出された油を下降側排出油路Ｅを介して油タンク１２に流すことができるようになっており、また第三電磁弁２２が開放位置Ｙに位置している状態では、ブームシリンダロッド側油室１０ａから排出された油を上昇側排出油路Ｆを介して油タンク１２に流すことができるようになっている。
【００１９】
一方、前記制御部２０は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、このものは、前記圧力センサ１９および後述するモード選択スイッチ２３からの信号を入力し、該入力信号に基づいて前記第一〜第三電磁弁１７、２１、２２に対しソレノイド励磁の制御信号を出力するように構成されている。
【００２０】
前記モード選択スイッチ２３は、油圧ショベル１の運転席部に設けられるものであって、このものは、掘削、積込等の通常作業等を行うときの「通常モード」、ブレーカ８を用いて砕石作業等を行うときの「下降保持解除モード」、バケット７を地面に沿って前後移動させる作業等を行うときの「下降および上昇保持解除モード」の三つのモードを選択してセットできるようになっている。
【００２１】
そして前記制御部２０は、モード選択スイッチ２３が「通常モード」にセットされている場合には、前記第一、第二、第三電磁弁１７、２１、２２に対しソレノイド励磁の信号を出力しない。これにより、第一電磁弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給する第一位置Ｘに位置している。また、第二電磁弁２１、第三電磁弁２２は、下降側排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆをそれぞれ閉じる閉鎖位置Ｘに位置している。
【００２２】
上記「通常モード」において、ブーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作されていない場合には、伸長側、縮小側の両パイロットバルブ１５Ａ、１５Ｂからのパイロット圧の出力はなく、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第一位置Ｘに位置している。この状態では、ブームシリンダ１０は停止しているが、さらに、ブームシリンダ１０のロッド側油室１０ａおよびヘッド側油室１０ｂから油タンク１２への排出油路は、閉鎖位置Ｙの第三、第二電磁弁２２、２１および中立位置Ｎのコントロールバルブ１３により閉鎖されているため、両油室１０ａ、１０ｂから油が排出されることはなく、而してブーム５に下降側あるいは上昇側の外力が働いても、ブームシリンダ１０が伸縮してしまうことはない。
【００２３】
一方、前記「通常モード」において、ブーム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合には、伸長側パイロットバルブ１５Ａから出力されたパイロット圧によりコントロールバルブ１３が伸長側位置Ｘに切換わる。これにより、油圧ポンプ１１から出力された圧油が、伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３、開放位置のロジック弁１４を経由してブームシリンダヘッド側油室１０ｂに供給される。またブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００２４】
また、前記「通常モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が出力されるが、該パイロット圧は、第一位置Ｘの第一電磁弁１７を経由してコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給されてコントロールバルブ１３を縮小側位置Ｙに切換える一方、制御弁１８のパイロットポート１８ａに供給されて制御弁１８を第二位置Ｙに切換える。これにより、油圧ポンプ１１から出力された圧油が縮小側位置Ｙのコントロールバルブ１３を経由してブームシリンダロッド側油室１０ａに供給される。また、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジック弁１４、縮小側位置Ｙのコントロールバルブ１３を経由して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が縮小してブーム５が下動するようになっている。
【００２５】
一方、モード選択スイッチ２３が「下降保持解除モード」にセットされている場合に、制御部２０は、第一電磁弁１７にソレノイド励磁の信号を出力する。これにより、第一電磁弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給しない第二位置Ｙに切換わる。さらに制御部２０は、前記圧力センサ１９により縮小側パイロットバルブ１５Ｂからのパイロット圧の出力が検出されたときに、第二電磁弁２１にソレノイド励磁の信号を出力し、これにより第二電磁弁２１は、下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。一方、第三電磁弁２２にソレノイド励磁の信号は出力されず、該第三電磁弁２２は、上昇側排出油路Ｆを閉じる閉鎖位置Ｘに保持される。
【００２６】
上記「下降保持解除モード」において、ブーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作されていない場合には、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第一位置Ｘに位置している。この状態では、前述した「通常モード」の場合と同様に、ブームシリンダ１０は停止しており、またブーム５に下降側あるいは上昇側の外力が働いても、ブームシリンダ１０が伸縮してしまうことはない。
【００２７】
また、前記「下降保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合には、前述した「通常モード」の場合と同様に、油圧ポンプ１１の圧油が伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３、開放位置のロジック弁１４を経由してブームシリンダヘット側油室１０ｂに供給される。この場合、圧力センサ１９にはパイロット圧の出力が検出されていないため、第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを閉じる閉鎖位置Ｘに位置しており、油圧ポンプ１１の圧油が下降側排出油路Ｅを経由して油タンク１２に排出されてしまうことはない。一方、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００２８】
さらに、前記「下降保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が出力されるが、該パイロット圧は、第一電磁弁１７が第二位置Ｙに位置しているためコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給されず、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに保持される。一方、前記縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧は、制御弁１８のパイロットポート１８ａに供給されて制御弁１８を第二位置Ｙに切換えると共に、該パイロット圧の出力が圧力センサ１９により検出されることに基づいて制御部２０から第二電磁弁２１にソレノイド励磁の信号が出力され、これにより第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。
つまり、「下降保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置していて油圧ポンプ１１からの圧油がブームシリンダ１０に供給されることはないが、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジック弁１４、開放位置Ｙの第二電磁弁２１を介して油タンク１２に流れるようになっている。そしてこの状態では、ブーム５は、ブレーカ８等のツールが障害物に当接して下動規制されるまで、フロントアタッチメント４の自重により降下する。またこのとき、ブーム５に上昇側の外力が働いても、ブームシリンダロッド側油室１０ａから油タンク１２への排出油路は、中立位置Ｎのコントロールバルブ１３および閉鎖位置Ｘの第三電磁弁２２により閉鎖されているため、ブームシリンダロッド側油室１０ａから油が排出されることはなく、而してブーム５が外力により上動することはない。
【００２９】
一方、モード選択スイッチ２３が「下降および上昇保持解除モード」にセットされている場合、制御部２０は、第一電磁弁１７および第三電磁弁２２にソレノイド励磁の信号を出力する。これにより、第一電磁弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給しない第二位置Ｙに切換わる。また第三電磁弁２２は、上昇側排出油路Ｆを開く開放位置Ｙに切換わる。さらに制御部２０は、前記圧力センサ１９により縮小側パイロットバルブ１５Ｂからのパイロット圧の出力が検出されたときに、第二電磁弁２１にソレノイド励磁の信号を出力し、これにより第二電磁弁２１は、下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。
【００３０】
上記「下降および上昇保持解除モード」において、ブーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作されていない場合には、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第一位置Ｘに位置している。この状態では、油圧ポンプ１１からの圧油がブームシリンダ１０に供給されることはないが、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に流れるようになっていて、ブーム５に上昇側の外力が働くとブーム５が上動するようになっている。一方、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから油タンク１２への油の排出油路は、閉鎖位置Ｘの第二電磁弁２１および中立位置Ｎのコントロールバルブ１３により閉鎖されているため、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから油が排出されることはなく、ブーム５がフロントアタッチメント４の自重により降下してしまうことはない。
【００３１】
また、前記「下降および上昇保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合には、油圧ポンプ１１の圧油が伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３、開放位置のロジック弁１４を経由してブームシリンダヘッド側油室１０ｂに供給される。この場合、圧力センサ１９にはパイロット圧の出力が検出されていないため、第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを閉じる閉鎖位置Ｘに位置しており、油圧ポンプ１１の圧油が下降側排出油路Ｅを経由して油タンク１２に排出されてしまうことはない。一方、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３または開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００３２】
さらに、前記「下降および上昇保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、前述した「下降保持解除モード」の場合と同様に、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに保持されると共に、制御弁１８は第二位置Ｙに切換わり、さらに第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。
つまり、「下降および上昇保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合、油圧ポンプ１１からの圧油はブームシリンダ１０に供給されないが、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジック弁１４、開放位置Ｙの第二電磁弁２１を介して油タンク１２に流れるようになっており、これによりブーム５は、ブレーカ８等のツールの先端部が障害物に当接する等して下動規制されるまでフロントアタッチメント４の自重により降下する。またこのとき、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に流れるようになっているため、ブーム５に上昇側の外力が働くと上動するようになっている。
【００３３】
叙述の如く構成されたものにおいて、掘削、積込等の通常作業等を行う場合には、モード選択スイッチ２３を「通常モード」にセットする。これにより、前述したように、ブーム用操作レバー１６の操作に基づいてブームシリンダ１０への圧油供給がなされる一方、上昇側排出油路Ｅ、下降側排出油路Ｆが共に閉じているため外力によりブーム５が上下動してしまうことなく、而してブーム操作レバー１６の操作に基づいた通常のブーム５の上下動を行うことができる。
【００３４】
また、ブレーカ８で砕石作業を行うような場合には、モード選択スイッチ２３を「下降保持解除モード」にセットする。この状態でブーム用操作レバー１６を下降側に操作すると、コントロールバルブ１３が中立位置Ｎに保持される一方、下降側排出油路Ｆが開くことになって、ブーム５は、フロントアタッチメント４の自重により下動する。而してブレーカ８は、フロントアタッチメント４の自重で下方に押し付けられることになって、砕石作業に必要な推力を得ることができる。しかもこのとき、上昇側排出油路Ｅが閉じていてブーム５の上動は規制されているため、反力を逃がさず、能率的なブレーカ作業を行うことができる。
【００３５】
さらに、バケット７を地面に沿って前後移動させて平坦地に転がる岩の除去作業を行うような場合には、モード選択スイッチ２３を「下降および上昇保持解除モード」にセットする。この状態でブーム用操作レバー１６を下降側に操作すると、コントロールバルブ１３が中立位置Ｎに保持される一方、上昇側排出油路Ｅおよび下降側排出油路Ｆが開くことになって、ブーム５は、外力により上動すると共に、フロントアタッチメント４の自重により下動する。つまり、バケット７を接地させた状態でスティック６を前後方向に移動させると、ブーム５は、バケット７が地面から受ける反力で自動的に上動する一方、フロントアタッチメント４の自重で自動的に下動することになって、ブーム５を上下動させる操作を行わなくても、バケット７を地面に沿って前後方向に移動させることができる。
【００３６】
さらにまた、クラムシェルで物をすくい上げる作業を行うような場合には、「下降保持解除モード」または「下降および上昇保持解除モード」にセットした状態でブーム用操作レバー１６を下降側に操作すると、ブーム５は、フロントアタッチメント４の自重によりクラムシェルの先端部が物に当接するまで下動し、そしてクラムシェルの先端部が物に当接すると自動的に下動停止することになる。
【００３７】
この様に、本実施の形態が実施されたものにおいては、モード選択スイッチ２３でモードの選択をすることにより、ブーム５を自重で下動させたり、ブーム５に働く外力で上動させたりすることができることになって、ブレーカ８による砕石作業やバケット７による平坦地の岩の除去作業、あるいはクラムシェルで物をすくい上げたりする場合に、ブーム５の操作が容易になり、作業性が向上する。しかもこの場合、油圧ポンプ１１からブームシリンダ１０への圧油供給はないので、消費燃料の軽減にも寄与できる。
【００３８】
さらにこのものにおいて、ブーム５の自重による下動は、モード選択スイッチ２３が「下降保持解除モード」または「下降および上昇保持解除モード」にセットされており、かつブーム用操作レバー１６を下降側に操作したときだけ許容される構成であるから、オペレータの意図に反してブーム５が自重により不用意に下動してしまうような不具合を回避できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】ブームシリンダの油圧回路図である。
【図３】「下降保持解除モード」のセット時において、ブーム下降側に操作したときのブームシリンダの油圧回路図である。
【図４】「下降および上昇保持解除モード」のセット時において、ブーム下降側に操作したときのブームシリンダの油圧回路図である。
【図５】バケットによる平坦地における岩の除去作業を示す図である。
【図６】ブレーカによる砕石作業を示す図である。
【符号の説明】
５ ブーム
１０ ブームシリンダ
１０ａ ヘッド側油室
１０ｂ ロッド側油室
１３ コントロールバルブ
１４ ロジック弁
１８ 制御弁
１６ ブーム用操作レバー
１７ 第一電磁弁
２１ 第二電磁弁
２２ 第三電磁弁
Ｅ 下降側排出油路
Ｆ 上昇側排出油路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a boom cylinder control circuit in a work machine such as a hydraulic excavator.
[0002]
[Prior art]
In general, in a working machine such as a hydraulic excavator, a stick is supported at the tip of a boom whose base end is supported by the machine body so as to be swingable up and down, and a bucket or breaker is attached to the tip of the stick. Some are equipped with tools such as clamshell. In this case, for example, as shown in FIG. 5, in the case where the bucket 7 is moved back and forth along the ground to remove rocks that roll on a flat ground, in addition to the operation of the stick 6, The vertical movement operation is performed at the same time. Further, as shown in FIG. 6, when the crushed stone work is performed using the breaker 8, the work is performed by operating the boom 5 downward and pressing the breaker 8 against the rock so that an appropriate thrust is always applied to the breaker 8. There is a need to. Furthermore, when scooping up an object using a clamshell, the boom is lowered until the clamshell contacts the object.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the work of moving the bucket in the front-rear direction along the ground is not efficient when the stick operation and the boom operation are performed simultaneously and appropriately. descend. In addition, the breaker work is difficult to work if the force that pushes the boom downward is too large, and it is difficult to work, and if the force that pushes the boom downward is too small, the necessary thrust cannot be obtained. Is difficult. Further, in the work by the clam shell, it is necessary to stop the operation of lowering the boom by recognizing that the clam shell has come into contact with the object to be lifted. For this reason, these operations must always pay close attention to the operation of the boom, and there is a problem that the operation is complicated and the fatigue level of the operator increases. Further, since pressure oil is supplied to the boom cylinder in accordance with the boom operation, there is a problem that the fuel consumption increases and the fuel efficiency is inferior, and there is a problem to be solved by the present invention.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been created in view of the above circumstances and has been created for the purpose of solving these problems. The invention of claim 1 is a work machine provided with a boom cylinder for vertically moving a boom. In the control circuit of the boom cylinder,Boom up side, down sideA control valve that controls the supply and discharge of pressure oil to the boom cylinder based on the operation, a descending discharge oil passage that allows the oil in the head side oil chamber of the boom cylinder to flow to the oil tank without passing through the control valve, Open / close control of descending drain oil passageDescending sideControl means;Provided with a mode selection switch that can select opening / closing control of the descending side control means between the normal mode and the descending hold release mode, and when the normal mode is selected by the mode selection switch and the descending hold release mode is selected When the operating tool is operated to the boom raising side in the operated state, the lowering side discharge oil passage is controlled to close, and pressure oil is supplied from the control valve to the boom cylinder in response to the operating tool operation. However, when the operation tool is operated to the boom lowering side in the state in which the lowering holding release mode is selected, the lowering side discharge oil passage is controlled to be opened and the pressure oil supply from the control valve to the boom cylinder is not performed. And not to make itThe boom cylinder control circuit is further controlled to open and close the ascending drain oil passage and the ascending drain oil passage through which the oil in the rod side oil chamber of the boom cylinder flows to the oil tank without passing through the control valve.Ascending sideControl means,The mode selection switch further selects the lowering and raising hold release mode, and when the operating tool is operated to the boom raising side while the lowering and raising hold release mode is selected by the mode selection switch, The lower side discharge oil passage is closed and the upper side discharge oil passage is controlled to open, and the boom cylinder expands and contracts by controlling the supply of pressure oil from the control valve to the boom cylinder in response to the operation of the operation tool. When the operation tool is operated to the boom lowering side in the state where the lowering and raising hold release mode is selected, the lowering and raising drain oil passages are controlled to be opened and the control valve is operated. Do not supply pressure oil to the boom cylinder.It is the boom cylinder control circuit in the working machine characterized by comprising.
And by doing in this way, when the downward side discharge oil passage is opened, oil discharge from the head side oil chamber of the boom cylinder is permitted, and the boom moves down by its own weight. For example, when crushed stone work is performed using a breaker, the boom operation becomes easy and it can contribute to the reduction of fuel consumption, and when the operator does not intend, the boom is inadvertently lowered by its own weight. You can avoid that.Furthermore, when the lowering and raising side discharge oil passages are opened, oil is allowed to be discharged from the boom cylinder head side and rod side oil chambers, so that the boom moves down by its own weight and moves up by external force. Thus, for example, when an operation of moving the bucket in the front-rear direction along the ground is performed, the boom operation is facilitated and the fuel consumption can be reduced.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the control means for performing opening / closing control of the descending drain oil passage and the ascending drain oil passage is in an open position for opening the drain oil passage and a closed position for closing the drain oil passage. It is a boom cylinder control circuit in a work machine characterized by using a switchable solenoid valve.
The invention of claim 3 is claimed in claim 1.Or 2In the control circuit of the boom cylinder, the oil is prevented from being discharged from the head side oil chamber of the boom cylinder in a state where the operation tool is not operated to the boom lowering side. A boom cylinder control circuit in a work machine, wherein a self-weight drop prevention valve that allows oil to be discharged from the head side oil chamber is provided.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator. The hydraulic excavator 1 is attached to a crawler type lower traveling body 2, an upper revolving body 3 that is rotatably supported by the lower traveling body 2, and the upper revolving body 3. The front attachment 4 is supported by the upper swing body 3 so as to be swingable up and down, and supported at the tip of the boom 5 so as to be swingable back and forth. The basic structure such as a stick 6 and a member such as a bucket 7 attached to the tip of the stick 6 so as to be swingable back and forth is the same as that of the prior art.
Note that various tools such as a breaker 8 and a clamshell (not shown) are attached to the tip of the stick 6 in place of the bucket 7 in accordance with the work content of the excavator 1.
[0006]
10 is a boom cylinder for swinging the boom 5 up and down, and a pressure oil supply / discharge circuit of the boom cylinder 10 is shown in FIG. 2, in which 11 is a hydraulic pump, 12 is an oil tank, Reference numeral 13 denotes a boom control valve. The control valve 13 includes a first port 13a connected to the hydraulic pump 11, a second port 13b connected to the oil tank 12, and the rod side of the boom cylinder 10 (cylinder reduction). Side) a third port 13c connected to the oil chamber 10a, a fourth port 13d connected to the head side (cylinder expansion side) oil chamber 10b of the boom cylinder 10 via a logic valve 14 described later, and an expansion side, reduction It is composed of a three-position switching valve provided with pilot ports 13e and 13f on the side.
[0007]
The control valve 13 is located at the neutral position N where the first to fourth ports 13a to 13d are closed in a state where the pilot pressure is not supplied to the pilot ports 13e and 13f. When the pilot pressure is supplied to the valve, the valve path from the first port 13a to the fourth port 13d and the valve path from the third port 13c to the second port 13b are opened, and the pressure oil from the hydraulic pump 11 is supplied. While supplying to the head side oil chamber 10b of the boom cylinder 10 via the logic valve 14, it switches to the expansion | extension side position X which flows the waste oil from the rod side oil chamber 10a into the oil tank 12. FIG. Further, when pilot pressure is supplied to the reduction-side pilot port 13f, the valve path from the first port 13a to the third port 13c and the valve path from the fourth port 13d to the second port 13b are opened, and the hydraulic pressure is increased. The pressure oil from the pump 11 is supplied to the rod side oil chamber 10a of the boom cylinder 10 while the oil discharged from the head side oil chamber 10b is switched to the reduction side position Y that flows to the oil tank 12 via the logic valve 14. It is configured.
[0008]
Reference numerals 15A and 15B denote extension and reduction pilot valves, which operate the boom operating lever 16 to the boom raising side (cylinder extension side) or the boom lowering side (cylinder reduction side). Accordingly, the pilot pressure is output from the operated pilot valve 15A or 15B.
[0009]
The pilot pressure output from the extension side pilot valve 15 </ b> A is supplied to the extension side pilot port 13 e of the control valve 13. Further, the pilot pressure output from the reduction side pilot valve 15B is supplied to the reduction side pilot port 13f of the control valve 13 via the first electromagnetic valve 17 described later, and also to the pilot port 18a of the control valve 18 described later. It comes to be supplied. Further, when a pilot pressure is output from the reduction-side pilot valve 15B, the pressure is detected by the pressure sensor 19.
[0010]
The first solenoid valve 17 is a two-position switching valve, and supplies the pilot pressure output from the reduction side pilot valve 15B to the control valve reduction side pilot port 13f when the solenoid 17a is not excited. Although it is located at the first position X, the solenoid 17a is excited based on a command from the control unit 20 described later, thereby switching to the second position Y where the pilot pressure is not supplied to the control valve reduction side pilot port 13f. It is configured as follows.
[0011]
The control valve 18 is a two-position switching valve having a pilot port 18a and first to third ports 18b to 18d. The pilot port 18a is connected to the reduction-side pilot valve 15B as described above. The first port 18b is connected to a first pilot port 14e of the logic valve 14, which will be described later, the second port 18c is connected to the second pilot port 14h of the logic valve 14, and the third port 18d is connected to the oil tank 12, respectively. Yes.
[0012]
When the pilot pressure is not supplied to the pilot port 18a, the control valve 18 opens the valve path that connects the first port 18b and the second port 18c and closes the third port 18d to the first position X. Although it is located, the pilot pressure is supplied to the pilot port 18a, so that the first port 18b is closed and the valve path from the second port 18c to the third port 18d is switched to the second position Y. Is set to
[0013]
On the other hand, the logic valve 14 is configured by using a poppet 14a, and a first oil chamber 14c in which a first port 14b is formed, a second port 14d and a first pilot port 14e are formed. It includes a two-oil chamber 14f, a bullet machine 14g, and a bullet machine storage chamber 14i in which a second pilot port 14h is formed.
[0014]
The first port 14b of the logic valve 14 is connected to the fourth port 13d of the control valve 13, the second port 14d is connected to the head side oil chamber 10b of the boom cylinder 10, and the first pilot port 14e is connected to the control valve 18 as described above. The first pilot port 18b and the second pilot port 14h are connected to the second port 18c of the control valve 18, respectively. The bullet 14g is set so as to press the poppet 14a toward the closed position described later.
[0015]
In the state where the control valve 18 is located at the first position X, the logic valve 14 is configured such that the pressure in the head side oil chamber 10b of the boom cylinder 10 is the second port 14d, the second oil chamber 14f, and the first pilot port 14e. And introduced into the ammunition storage chamber 14i via the control valve 18 at the first position X and the second pilot port 14h, and the pressure introduced into the ammunition storage chamber 14i presses the poppet 14a toward the closed position. It acts as a force to do. On the other hand, in the state where the control valve 18 is located at the second position Y, the pressure in the boom cylinder head oil chamber 10b is not introduced into the ammunition storage chamber 14i, and the oil in the ammunition storage chamber 14i is at the second position. The oil flows to the oil tank 12 via the Y control valve 18.
[0016]
The poppet 14a closes a valve passage 14k that connects the first oil chamber 14c and the second oil chamber 14f to prevent the oil from entering and leaving the boom cylinder head side oil chamber 10b (the poppet 14a in FIG. Position) and an open position (the position of the poppet 14a in FIGS. 3 and 4) that allows the oil to enter and exit the boom cylinder head side oil chamber 10b by opening the valve passage 14k. Here, as described above, the pressure introduced into the ammunition storage chamber 14i and the pressing force of the ammunition 14g act as a force for pressing the poppet 14a toward the closed position, and the first oil chamber 14c and the second oil The pressure input to the chamber 14f is set so as to act as a force for pressing the poppet 14a toward the open position.
When the control valve 18 is in the first position X, the poppet 14a is driven by the total pressure (A + B) of the pressure A introduced into the ammunition storage chamber 14i and the pressing force B of the ammunition 14g. Although pressed against the closed position, the total pressure (A + B) is greater than the pressure C that is input from the boom cylinder head side oil chamber 10b to the second oil chamber 14f and presses the poppet 14a toward the open position ( A + B> C) is the total pressure of the pressure C and the pressure D that is input from the hydraulic pump 11 to the first oil chamber 14c via the control valve 13 at the extension side position X and presses the poppet 14a toward the open position. It is set smaller than (C + D) (A + B <C + D). Thus, when the control valve 18 is in the first position X, that is, when the boom operation lever 16 is not operated to the boom lowering side, the poppet 14a receives the pressure oil from the hydraulic pump 11 as the first. Unless it is input to the oil chamber 14c, the oil chamber 14c is held in the closed position to prevent oil from being discharged from the boom cylinder head side oil chamber 10b, while the boom operation lever 16 is operated to the boom raising side and the hydraulic pump 11 When the pressure oil is input to the first oil chamber 14c, it is configured to be positioned at the open position.
In the state where the control valve 18 is located at the second position Y, the poppet 14a is pressed to the closed position side only by the pressing force B of the bullet 14g, but the pressing force B of the bullet 14g. Is set smaller than the pressure C (B <C) that is input from the boom cylinder head side oil chamber 10b to the second oil chamber 14f and presses the poppet 14a toward the open position. Thus, when the control valve 18 is in the second position Y, that is, when the boom operation lever 16 is operated to the boom lowering side, the poppet 14a is opened by the pressure of the boom cylinder head side oil chamber 10b. It is comprised so that it may be located in a position.
That is, the logic valve 14 is positioned in the open position when the boom operation lever 16 is operated to the lowering or raising side, and allows the oil to enter and leave the boom cylinder head side oil chamber 10b. When 16 is not operated on either the descending side or the ascending side, it is held in the closed position to prevent oil from being discharged from the boom cylinder head side oil chamber 10b. Even if an accident such as leakage occurs in the piping from the control valve 13 to the boom cylinder 10, the boom 5 can be prevented from dropping due to the weight of the front attachment 4. The logic valve 14 and the control valve 18 are directly attached to the boom cylinder 10 as one valve unit for preventing the weight drop.
[0017]
On the other hand, from the oil passage connecting the control valve fourth port 13d and the logic valve first port 14b, a descending discharge oil passage E reaching the oil tank 12 is branched. A second electromagnetic valve 21 described later is arranged in the case. Further, an upward discharge oil passage F leading to the oil tank 12 is branched from an oil passage connecting the control valve third port 13c and the boom cylinder rod side oil chamber 10a. F is provided with a third electromagnetic valve 22 which will be described later.
[0018]
The second solenoid valve 21 and the third solenoid valve 22 are two-position switching valves. These solenoid valves 21a and 22a have a descending discharge oil path E and a rising drain oil path F, respectively, when the solenoids 21a and 22a are not excited. Although it is located in the closed closed position X, the solenoids 21a and 22a are excited based on a command from the control unit 20, and thereby the open side discharge oil path E and the up side discharge oil path F are opened to the open position Y, respectively. It is comprised so that it may switch. When the second electromagnetic valve 21 is in the open position Y, the oil discharged from the boom cylinder head side oil chamber 10b via the logic valve 14 in the open position is passed through the descending discharge oil path E. In the state where the third solenoid valve 22 is located at the open position Y, the oil discharged from the boom cylinder rod side oil chamber 10a can be discharged to the rising side discharged oil. It is possible to flow to the oil tank 12 via the path F.
[0019]
On the other hand, the control unit 20 is configured by using a microcomputer or the like, which inputs signals from the pressure sensor 19 and a mode selection switch 23 described later, and based on the input signals. A solenoid excitation control signal is output to the first to third solenoid valves 17, 21, 22.
[0020]
The mode selection switch 23 is provided in the driver's seat of the excavator 1, and this is a “normal mode” when performing normal work such as excavation and loading, etc., and using the breaker 8 crushed stone It is now possible to select and set three modes: “Descent holding release mode” when performing operations, etc., and “Descent and rising holding release modes” when performing operations such as moving the bucket 7 back and forth along the ground. ing.
[0021]
The control unit 20 does not output a solenoid excitation signal to the first, second, and third solenoid valves 17, 21, and 22 when the mode selection switch 23 is set to the “normal mode”. . Thus, the first solenoid valve 17 is located at the first position X where the pilot pressure output from the reduction-side pilot valve 15B is supplied to the control valve reduction-side pilot port 13f. Moreover, the 2nd solenoid valve 21 and the 3rd solenoid valve 22 are located in the closed position X which closes the downward side discharge oil path E and the upward side discharge oil path F, respectively.
[0022]
In the above-mentioned “normal mode”, when the boom control lever 16 is not operated on either the ascending side or the descending side, there is no output of pilot pressure from both the expansion side and reduction side pilot valves 15A, 15B. The control valve 13 is located at the neutral position N, and the control valve 18 is located at the first position X. In this state, the boom cylinder 10 is stopped, but the discharge oil passages from the rod side oil chamber 10a and the head side oil chamber 10b of the boom cylinder 10 to the oil tank 12 are third and second in the closed position Y. Since the two solenoid valves 22 and 21 and the control valve 13 at the neutral position N are closed, no oil is discharged from both the oil chambers 10a and 10b. Even if this works, the boom cylinder 10 does not expand and contract.
[0023]
On the other hand, when the boom operation lever 16 is operated to the upward side in the “normal mode”, the control valve 13 is switched to the expansion side position X by the pilot pressure output from the expansion side pilot valve 15A. Thereby, the pressure oil output from the hydraulic pump 11 is supplied to the boom cylinder head side oil chamber 10b via the control valve 13 at the extension side position X and the logic valve 14 at the open position. Also, the oil in the boom cylinder rod side oil chamber 10a is discharged to the oil tank 12 via the control valve 13 at the extension side position X, so that the boom cylinder 10 extends and the boom 5 moves upward. ing.
[0024]
When the boom control lever 16 is operated to the lower side in the “normal mode”, the pilot pressure is output from the reduction-side pilot valve 15B. It is supplied to the control valve reduction side pilot port 13f via the valve 17 to switch the control valve 13 to the reduction side position Y, while it is supplied to the pilot port 18a of the control valve 18 to switch the control valve 18 to the second position Y. . Thus, the pressure oil output from the hydraulic pump 11 is supplied to the boom cylinder rod side oil chamber 10a via the control valve 13 at the reduction side position Y. Also, the oil in the boom cylinder head side oil chamber 10b is discharged to the oil tank 12 via the logic valve 14 in the open position and the control valve 13 in the reduction side position Y, so that the boom cylinder 10 is reduced and the boom is reduced. 5 comes down.
[0025]
On the other hand, when the mode selection switch 23 is set to the “lowering hold release mode”, the control unit 20 outputs a solenoid excitation signal to the first electromagnetic valve 17. As a result, the first solenoid valve 17 is switched to the second position Y where the pilot pressure output from the reduction pilot valve 15B is not supplied to the control valve reduction pilot port 13f. Further, when the output of the pilot pressure from the reduction side pilot valve 15B is detected by the pressure sensor 19, the control unit 20 outputs a solenoid excitation signal to the second electromagnetic valve 21, thereby the second electromagnetic valve 21. Switches to the open position Y that opens the descending drain oil passage E. On the other hand, no solenoid excitation signal is output to the third solenoid valve 22, and the third solenoid valve 22 is held at the closed position X that closes the ascending-side drain oil passage F.
[0026]
When the boom operation lever 16 is not operated on either the ascending side or the descending side in the “downward holding release mode”, the control valve 13 is in the neutral position N, and the control valve 18 is It is located at the first position X. In this state, as in the case of the “normal mode” described above, the boom cylinder 10 is stopped, and the boom cylinder 10 expands and contracts even when the lower side or the higher side external force acts on the boom 5. There is no.
[0027]
Further, when the boom operation lever 16 is operated to the upward side in the “downward holding release mode”, the hydraulic oil of the hydraulic pump 11 controls the extension side position X as in the “normal mode” described above. It is supplied to the boom cylinder head side oil chamber 10b via the valve 13 and the logic valve 14 in the open position. In this case, since the output of the pilot pressure is not detected by the pressure sensor 19, the second electromagnetic valve 21 is located at the closed position X that closes the descending discharge oil passage E, and the pressure oil of the hydraulic pump 11 is lowered. The oil is not discharged to the oil tank 12 via the side discharge oil passage E. On the other hand, the oil in the boom cylinder rod side oil chamber 10a is discharged to the oil tank 12 via the control valve 13 at the extension side position X, so that the boom cylinder 10 extends and the boom 5 moves upward. ing.
[0028]
Further, when the boom operation lever 16 is operated to the lower side in the “lowering hold release mode”, the pilot pressure is output from the reduction-side pilot valve 15B. Since it is located at the second position Y, it is not supplied to the control valve reduction side pilot port 13f, and the control valve 13 is held at the neutral position N. On the other hand, the pilot pressure output from the reduction side pilot valve 15B is supplied to the pilot port 18a of the control valve 18 to switch the control valve 18 to the second position Y, and the output of the pilot pressure is detected by the pressure sensor 19. Based on this, a signal for solenoid excitation is output from the control unit 20 to the second electromagnetic valve 21, whereby the second electromagnetic valve 21 is switched to the open position Y that opens the descending drain oil passage E.
That is, when the boom operation lever 16 is operated to the lower side in the “lowering holding release mode”, the control valve 13 is positioned at the neutral position N, and the pressure oil from the hydraulic pump 11 is supplied to the boom cylinder 10. However, the oil in the boom cylinder head side oil chamber 10b flows to the oil tank 12 via the logic valve 14 in the open position and the second electromagnetic valve 21 in the open position Y. In this state, the boom 5 is lowered by its own weight of the front attachment 4 until the tool such as the breaker 8 comes into contact with an obstacle and is restricted from moving downward. At this time, even if an upward external force is applied to the boom 5, the oil discharge path from the boom cylinder rod side oil chamber 10 a to the oil tank 12 has the control valve 13 at the neutral position N and the third electromagnetic valve at the closed position X. Therefore, the oil is not discharged from the boom cylinder rod side oil chamber 10a, and the boom 5 is not moved up by an external force.
[0029]
On the other hand, when the mode selection switch 23 is set to the “decrease and rise hold release mode”, the control unit 20 outputs a solenoid excitation signal to the first solenoid valve 17 and the third solenoid valve 22. As a result, the first solenoid valve 17 is switched to the second position Y where the pilot pressure output from the reduction pilot valve 15B is not supplied to the control valve reduction pilot port 13f. Further, the third solenoid valve 22 is switched to the open position Y that opens the ascending drain oil passage F. Further, when the output of the pilot pressure from the reduction side pilot valve 15B is detected by the pressure sensor 19, the control unit 20 outputs a solenoid excitation signal to the second electromagnetic valve 21, thereby the second electromagnetic valve 21. Switches to the open position Y that opens the descending drain oil passage E.
[0030]
When the boom operation lever 16 is not operated to either the ascending side or the descending side in the “descending and ascending hold release mode”, the control valve 13 is in the neutral position N, and the control valve 18 is located at the first position X. In this state, the pressure oil from the hydraulic pump 11 is not supplied to the boom cylinder 10, but the oil in the boom cylinder rod side oil chamber 10 a is supplied to the oil tank 12 via the third electromagnetic valve 22 in the open position Y. When the rising side external force is applied to the boom 5, the boom 5 moves up. On the other hand, the oil discharge oil passage from the boom cylinder head side oil chamber 10b to the oil tank 12 is closed by the second electromagnetic valve 21 at the closed position X and the control valve 13 at the neutral position N, so that the boom cylinder head side Oil is not discharged from the oil chamber 10b, and the boom 5 is not lowered by the weight of the front attachment 4.
[0031]
Further, when the boom operation lever 16 is operated to the upward side in the “downward and upward holding release mode”, the hydraulic oil of the hydraulic pump 11 causes the control valve 13 at the extended position X and the logic valve 14 at the open position to be opened. Via, it is supplied to the boom cylinder head side oil chamber 10b. In this case, since the output of the pilot pressure is not detected by the pressure sensor 19, the second electromagnetic valve 21 is located at the closed position X that closes the descending discharge oil passage E, and the pressure oil of the hydraulic pump 11 is lowered. The oil is not discharged to the oil tank 12 via the side discharge oil passage E. On the other hand, the oil in the boom cylinder rod side oil chamber 10a is discharged to the oil tank 12 through the control valve 13 at the extension side position X or the third electromagnetic valve 22 at the open position Y, and the boom cylinder 10 is extended. The boom 5 moves up.
[0032]
Further, when the boom operation lever 16 is operated to the lowering side in the “lowering / upward holding release mode”, the control valve 13 is held at the neutral position N as in the above-described “downward holding release mode”. At the same time, the control valve 18 is switched to the second position Y, and the second electromagnetic valve 21 is switched to the open position Y that opens the descending discharge oil passage E.
That is, when the boom operation lever 16 is operated to the lowering side in the “lowering and raising hold release mode”, the pressure oil from the hydraulic pump 11 is not supplied to the boom cylinder 10, but the oil in the boom cylinder head side oil chamber 10b is not supplied. The fluid valve 14 flows to the oil tank 12 through the logic valve 14 in the open position and the second electromagnetic valve 21 in the open position Y, so that the tip of the tool such as the breaker 8 hits an obstacle. It descends by its own weight of the front attachment 4 until it is controlled to move downward due to contact. At this time, the oil in the boom cylinder rod side oil chamber 10a flows to the oil tank 12 through the third electromagnetic valve 22 in the open position Y. It comes to move.
[0033]
In the configuration as described above, when normal work such as excavation and loading is performed, the mode selection switch 23 is set to “normal mode”. As a result, as described above, pressure oil is supplied to the boom cylinder 10 based on the operation of the boom operation lever 16, while the ascending-side exhaust oil passage E and the descending-side exhaust oil passage F are both closed. The normal boom 5 can be moved up and down based on the operation of the boom operation lever 16 without the boom 5 moving up and down due to external force.
[0034]
Further, when the crushed stone work is performed by the breaker 8, the mode selection switch 23 is set to the “downward holding release mode”. When the boom control lever 16 is operated to the lower side in this state, the control valve 13 is held at the neutral position N, while the lower side discharge oil passage F is opened, so that the boom 5 has its own weight of the front attachment 4. To move down. Thus, the breaker 8 is pressed downward by the weight of the front attachment 4 and can obtain a thrust necessary for the crushed stone work. In addition, at this time, the ascending oil discharge passage E is closed and the upward movement of the boom 5 is restricted, so that an efficient breaker operation can be performed without releasing the reaction force.
[0035]
Furthermore, when the bucket 7 is moved back and forth along the ground to remove rocks that roll on flat ground, the mode selection switch 23 is set to the “descent and ascending hold release mode”. When the boom operation lever 16 is operated to the lower side in this state, the control valve 13 is held at the neutral position N, while the ascending-side exhaust oil passage E and the descending-side exhaust oil passage F are opened, so that the boom 5 Is moved up by an external force and moved down by the weight of the front attachment 4. That is, when the stick 6 is moved in the front-rear direction with the bucket 7 in contact with the ground, the boom 5 automatically moves up due to the reaction force that the bucket 7 receives from the ground, while the weight of the front attachment 4 automatically increases. Even if the operation of moving the boom 5 up and down is not performed, the bucket 7 can be moved in the front-rear direction along the ground.
[0036]
Furthermore, when scooping up an object with a clamshell, when the boom operation lever 16 is operated to the lowering side in the state of being set to the “lowering holding release mode” or the “lowering and rising holding release mode”, The boom 5 is moved down by the weight of the front attachment 4 until the tip of the clamshell comes into contact with an object, and automatically stops when the tip of the clamshell comes into contact with the object.
[0037]
As described above, in the embodiment in which the present embodiment is implemented, the mode is selected by the mode selection switch 23 so that the boom 5 is moved down by its own weight or is moved up by an external force acting on the boom 5. As a result, the operation of the boom 5 is facilitated and the workability is improved when the crushed stone is broken by the breaker 8, the rock is removed from the flat ground by the bucket 7, or the object is scooped up by the clam shell. . In addition, in this case, since no hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 11 to the boom cylinder 10, it is possible to contribute to reduction of fuel consumption.
[0038]
Further, in this case, the downward movement of the boom 5 due to its own weight is caused when the mode selection switch 23 is set to the “downward holding release mode” or the “downward and upward holding release mode” and the boom operation lever 16 is moved downward. Since the configuration is allowed only when operated, there is an advantage that it is possible to avoid a problem that the boom 5 is inadvertently lowered due to its own weight against the operator's intention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a boom cylinder.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a boom cylinder when operated to a boom lowering side when the “lowering holding release mode” is set.
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram of the boom cylinder when operated to the boom lowering side when the “lowering and raising hold release mode” is set.
FIG. 5 is a diagram showing a rock removal operation on a flat ground by a bucket.
FIG. 6 is a diagram showing crushed stone work by a breaker.
[Explanation of symbols]
5 Boom
10 Boom cylinder
10a Head side oil chamber
10b Rod side oil chamber
13 Control valve
14 Logic valve
18 Control valve
16 Boom control lever
17 First solenoid valve
21 Second solenoid valve
22 3rd solenoid valve
E Lowering drain oil passage
F Ascending drain oil passage

Claims (3)

ブームを上下動させるためのブームシリンダを備えた作業機械において、該ブームシリンダの制御回路に、操作具のブーム上昇側、下降側の操作に基づいてブームシリンダへの圧油供給排出制御を行うコントロールバルブと、前記コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのヘッド側油室の油を油タンク側に流す下降側排出油路と、該下降側排出油路の開閉制御を行う下降側制御手段と、該下降側制御手段の開閉制御を通常モードと下降保持解除モードとに選択にできるモード選択スイッチとを設けて、該モード選択スイッチによって通常モードが選択されているとき、および下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるが、下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成すると共に、前記ブームシリンダの制御回路に、さらに、コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのロッド側油室の油を油タンク側に流す上昇側排出油路と、該上昇側排出油路の開閉制御を行う上昇側制御手段とが設けられ、モード選択スイッチは、さらに下降および上昇保持解除モードが選択されるものとし、該モード選択スイッチによって下降および上昇保持解除モードが選択されている状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖し、上昇側排出油路は開放するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるよう制御されてブームシリンダが伸縮制御するが、下降および上昇保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側および上昇側の排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成したことを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路。In a working machine having a boom cylinder for moving the boom up and down , the boom cylinder control circuit performs control to supply and discharge pressure oil to the boom cylinder based on operations on the boom raising side and lowering side of the operation tool. A lower side discharge oil passage for flowing the oil in the head side oil chamber of the boom cylinder to the oil tank side without going through the control valve, and a lower side control means for performing opening / closing control of the lower side discharge oil passage, Provided with a mode selection switch that can select opening / closing control of the descending side control means between the normal mode and the descending hold release mode, and when the normal mode is selected by the mode selection switch and the descending hold release mode is selected When the operating tool is operated to the boom raising side in the operated state, the descending-side drain oil passage is controlled to close so that the operating tool can be operated. Correspondingly, pressure oil is supplied from the control valve to the boom cylinder. However, when the operating tool is operated to the boom lowering side with the lowering holding release mode selected, the lowering side discharge oil passage is opened. The control valve is configured so that no pressure oil is supplied from the control valve to the boom cylinder, and the boom cylinder control circuit is further connected to the boom cylinder rod side oil chamber without passing through the control valve. Is provided with an ascending-side discharge oil passage for flowing oil to the oil tank side, and ascending- side control means for performing opening / closing control of the ascending-side exhaust oil passage, and the mode selection switch further selects the descending and ascending hold release modes. The operation tool is operated to the boom raising side while the lowering and raising hold release mode is selected by the mode selection switch. When the engine is being operated, the descending discharge oil passage is closed and the ascending discharge oil passage is controlled to open, and the control valve is controlled to supply pressure oil from the control valve to the boom cylinder in response to the operation of the operation tool. The boom cylinder performs expansion / contraction control. However, when the operation tool is operated to the boom lowering side in the state where the lowering and raising hold release mode is selected, the lowering and raising drain oil passages are controlled to be opened. And a boom cylinder control circuit for a work machine, wherein the control valve is configured so that no pressure oil is supplied from the control valve to the boom cylinder . 請求項１において、下降側排出油路、上昇側排出油路の開閉制御を行う制御手段は、排出油路を開く開位置と、排出油路を閉じる閉位置とに切換自在な電磁弁を用いて構成されることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路。In Claim 1, the control means for performing opening / closing control of the descending side drain oil passage and the ascending side drain oil passage uses an electromagnetic valve that can be switched between an open position for opening the drain oil passage and a closed position for closing the drain oil passage. The boom cylinder control circuit in the working machine characterized by comprising. 請求項１または２において、ブームシリンダの制御回路には、操作具がブーム下降側に操作されていない状態ではブームシリンダのヘッド側油室からの油の排出は阻止するが、ブーム下降側に操作されることに基づいてヘッド側油室からの油の排出を許容する自重降下防止用バルブが設けられていることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路。 3. The boom cylinder control circuit according to claim 1, wherein when the operation tool is not operated to the boom lowering side, oil is prevented from being discharged from the head side oil chamber of the boom cylinder. A boom cylinder control circuit in a working machine, characterized in that a self-weight drop prevention valve that allows oil to be discharged from the head side oil chamber is provided.
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