JP3757178B2 - Drive control device for work vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、作業車の駆動制御装置に関し、さらに詳細には、走行可能な走行体に旋回動可能に設けられた旋回台と、旋回台に起伏動可能に設けられたブームと、ブームの先端部に屈伸動可能に設けられたアームの駆動を制御する作業車の駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このように構成された作業車は、地盤を掘削したり掘削した土等を移動させる場合に使用されることが多く、アームの先端部に揺動可能に枢結されたバケットを有して構成されたものがある。
【0003】
このような作業車の旋回台には運転キャビンが配設され、運転キャビン内には作業者が椅子に座ったままでブーム、アーム及びバケットの駆動操作が可能な操作装置が配設されている。操作装置は、旋回台を旋回動作させるとともにアームを屈伸動作させる第1操作レバーと、ブームを起伏動作させるとともにバケットを揺動作させる第2操作レバーとを備え、第1操作レバー及び第2操作レバーは前後左右方向に傾動可能に構成されている。第1操作レバーはこれが前後方向前側に傾動操作されるとアームが上方へ屈伸動作し、第1操作レバーが前後方向後側に傾動操作されるとアームが下方へ屈伸動作し、第1操作レバーが左右方向左側に傾動操作されると旋回台が左旋回動作し、第1操作レバーが左右方向右側に傾動操作されると旋回台が右旋回動作するように構成されている。
【0004】
また、第1操作レバー及び第2操作レバーは斜め方向に傾動操作が可能であり、例えば、第1操作レバーが右斜め方向前側に傾動操作されると、旋回台が右旋回動作するとともにアームが上方へ屈伸動作するように、操作装置はいわゆる複合動作を可能にするように構成されている。
【0005】
ここで、操作装置による操作に応じて旋回台、ブーム及びアームの駆動を制御する駆動制御装置について図3を使用して説明する。図3は駆動制御装置の構成を示し、同図に示すように、駆動制御装置は、旋回台を旋回動させる旋回モータ12と、ブームを起伏動させるブームシリンダ31と、アームを屈伸動させるアームシリンダ33と、可変容量型の油圧ポンプPと、旋回モータ12、ブームシリンダ31及びアームシリンダ33のそれぞれに対応して設けられ、油圧ポンプPから供給される油の給排制御を行なう旋回駆動制御バルブ41、ブーム駆動制御バルブ51及びアーム駆動制御バルブ61を有している。
【0006】
旋回駆動制御バルブ41、ブーム駆動制御バルブ51及びアーム駆動制御バルブ61はポンプ圧油路70を介して油圧ポンプPに繋がっている。旋回駆動制御バルブ41は作動油圧を供給する第1油路42を介して旋回モータ12に選択的に繋がり、ブーム駆動制御バルブ51は第2油路52を介してブームシリンダ31のボトム室31a及びロッド室31bに選択的に繋がり、アーム駆動制御バルブ61は第3油路62を介してアームシリンダ33のボトム室33a及びロッド室33bに選択的に繋がるように構成されている。第1油路42、第2油路52及び第3油路62のそれぞれには第1パイロット油路44、第2パイロット油路54、第3パイロット油路64が連通し、これらのパイロット油路44、54、64は3つのシャトル弁45、55、65を介してレギュレータバルブRに繋がっている。レギュレータバルブRには3つのシャトル弁45、55、65により選択されてこれらパイロット油路44、54、64内の油圧のうち最も油圧の高い油圧(以下、「最高負荷圧」と記す。)がパイロット圧としてレギュレータパイロット油路71を介して作用している。レギュレータバルブRは、ポンプ圧油路70内のポンプ圧と前述した最高負荷圧との差圧が所定の一定値になるように最高負荷圧の大きさに応じて油圧ポンプPの斜板Sに接続された容量シリンダ72を伸縮動させて斜板Sの傾きを変えて油圧ポンプPの容量を変化させるように構成されている。
【0007】
また、第1油路42、第2油路52及び第3油路62のそれぞれには第1圧力補償バルブ47、第2圧力補償バルブ57及び第3圧力補償バルブ67が設けられ、これらの圧力補償バルブ47、57、67には前述した最高負荷圧がレギュレータパイロット油路71から分岐した圧力補償パイロット油路79を介してパイロット圧として作用する。これらの圧力補償バルブ47、57、67は移動可能に設けられたスプール弁を備え、このスプール弁の一方側に圧力補償バルブに流入する油圧が作用し、スプール弁の他方側に圧力補償バルブ47、57、67内に設けられたばね74のばね圧とパイロット圧が作用して、これらの油圧の押し合いによりスプール弁が移動して第1油路42、第2油路52及び第3油路62を連通及び遮断するように構成されている。
【0008】
このように構成された駆動制御装置によれば、旋回モータ12、ブームシリンダ31及びアームシリンダ33(以下、これらをまとめて「アクチュエータ」と記す。)の少なくともいずれかに負荷が作用すると、作用した負荷のうち最も大きな負荷が作用したアクチュエータが駆動できるように、油圧ポンプPから油が必要流量だけ吐出し、またこの最も大きな負荷に対応した最高負荷圧がパイロット圧として旋回駆動制御バルブ41、ブーム駆動制御バルブ51及びアーム駆動制御バルブ61のそれぞれに作用する。このため、操作装置が操作されてアクチュエータが複合動作している状態、例えば、旋回台が旋回動作し及びブームが起仰動作している状態で、ブームに大きな負荷が作用すると、油圧ポンプPの容量が増加されて、大きな負荷に抗してブームシリンダ31が駆動できるように油圧ポンプPから油が必要流量だけ更に吐出する。
【0009】
また、油圧ポンプPから吐出された油は、第2圧力補償制御バルブ57よりも上流側の第2油路52′内の油圧を昇圧させて、第2圧力補償制御バルブ57内のスプール弁を開弁方向に移動させ、第2圧力補償制御バルブ57を開弁状態にする。このため、第2油路52′は連通状態となり、昇圧された油がブーム駆動制御バルブ51を介してブームシリンダ31のボトム室31aに供給され、ブームシリンダ31は負荷に抗して伸長動する。一方、油圧ポンプPから吐出された油は、第1圧力補償制御バルブ47よりも上流側の第1油路42′内の油圧を昇圧させて、第1圧力補償制御バルブ47内のスプール弁を開弁方向に移動させ、第1圧力補償制御バルブ47を開弁状態にする。このため、第1油路42′は連通状態となり、昇圧された油が旋回駆動制御バルブ41を介して旋回モータ12に供給されて旋回モータ12が回転し、旋回台が旋回動作する。
【0010】
このように油圧ポンプPから吐出した油は、第1圧力補償制御バルブ47及び第2圧力補償制御バルブ57に供給されるが、仮にブームシリンダ31に繋がる第2油路52に第2圧力補償制御バルブ57が配設されていない場合を想定すると、ブームシリンダ31に作用する負荷が第1圧力補償制御バルブ47を開弁させる最高負荷圧よりも小さいときには、油圧ポンプPから吐出した油の殆どがブーム駆動制御バルブ51に流入しようとする。その結果、第1圧力補償制御バルブ47よりも上流側の第1油路42′の油の昇圧速度が遅くなって第1圧力補償制御バルブ47の開口面積は大きくならず、その結果、旋回モータ12の回転速度が遅くなる。そこで、第2油路52に第2圧力補償制御バルブ57を設け、第2圧力補償制御バルブ57よりも上流側の第2油路52′内の油圧を最高負荷圧を越えた所定圧に維持して、第1圧力補償制御バルブ47に流入しようとする油の油圧を昇圧可能にし、第1圧力補償制御バルブ47を大きな開口面積で開弁させるようにしている。このため、最高負荷圧を越えた所定圧の油圧を旋回モータ12に供給することができ、旋回モータ12の回転速度の低下を防止している。なお、前述した理由に準じて旋回モータ12に繋がる第1油路42とアームシリンダ33に繋がる第3油路62に第2圧力補償制御バルブ57と同一機能の第1圧力補償制御バルブ47及び第3圧力補償制御バルブ67が設けられている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第1圧力補償制御バルブ47は最高負荷圧がパイロット圧として作用するように構成されているので、旋回台を旋回動させるとともにブームを起伏動させる場合、ブームに大きな負荷が作用してリリーフ圧よりも所定の低圧の許容最高負荷圧が第1圧力補償制御バルブ47に作用すると、第1圧力補償バルブ47よりも下流側の第1油路42の油圧は、第1圧力補償バルブ47によりリリーフ圧よりも小さく、且つ許容最高負荷圧と第1圧力補償バルブ47のばね74のばね圧の合計圧よりも僅かに大きな油圧にされる。その結果、第1圧力補償制御バルブ47のスプール弁は押し合いへし合いの状態となって第1圧力補償制御バルブ47は僅かに開弁した状態になる。このため、旋回モータ12への油の供給量が低下して、旋回台の旋回速度が遅くなるという問題が生じる。
【0012】
なお、旋回台が旋回動しているときにアームを屈伸動させる場合、アームに大きな負荷が作用すると、前述したブームに大きな負荷が作用した場合と同様に、旋回台の旋回速度が遅くなるという問題が生じる。
【0013】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、旋回台の旋回動とブームの起伏動又はアームの屈伸動の複合動作が行なわれる場合において、ブーム又はアームに作用する負荷圧の影響を受けて旋回台の旋回速度が遅くならないように構成された作業車の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の作業車の駆動制御装置は、車体(例えば、実施形態における走行台車7)に旋回動自在に設けられた旋回台と、旋回台を旋回動させる旋回モータと、旋回台に起伏動自在に設けられたブームと、ブームを起伏動させるブームシリンダと、ブームの先端部に上下に屈伸動自在に設けられたアームと、アームを屈伸動させるアームシリンダとを有してなる作業車(例えば、実施形態におけるバックホー1)の駆動制御装置であって、可変容量型の油圧ポンプと、旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダのそれぞれに対応して設けられ、油圧ポンプから供給される油の給排制御を行なう旋回駆動制御バルブ、ブーム駆動制御バルブ及びアーム駆動制御バルブと、油圧ポンプと旋回駆動制御バルブ、ブーム駆動制御バルブ及びアーム駆動制御バルブとを繋ぐポンプ圧油路と、旋回駆動制御バルブと旋回モータとを繋いで作動油圧を供給する第1油路と、ブーム駆動制御バルブとブームシリンダのロッド室若しくはボトム室とを繋ぐ第2油路と、アーム駆動制御バルブとアームシリンダのボトム室若しくはロッド室とを繋ぐ第3油路と、第1油路、第2油路及び第3油路のそれぞれに繋がった第1パイロット油路、第2パイロット油路及び第3パイロット油路と、これら第1パイロット油路、第2パイロット油路及び第3パイロット油路に連通し、これらのパイロット油路内の油圧のうち最も油圧の高い最高負荷圧に応じて油圧ポンプの容量を変化させて油圧ポンプから供給される油の供給量を調整して、ポンプ圧油路の油圧と最高負荷圧との圧力差を所定の一定値にする油供給量調整手段(例えば、実施形態における容量シリンダ72、レギュレータバルブR)と、第1油路、第2油路及び第3油路のそれぞれに設けられ、第1パイロット油路、第2パイロット油路及び第3パイロット油路の油圧のうち最も油圧の高い最高負荷圧をパイロット圧として受けて、旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダに供給される油を最高負荷圧を越えた所定圧にする第1圧力補償バルブ、第2圧力補償バルブ及び第3圧力補償バルブと、ポンプ圧油路に設けられ、ポンプ圧油路の油圧が所定のリリーフ圧を超えないようにするリリーフバルブ(例えば、実施形態におけるリリーフ弁77)とを有し、第1パイロット油路に設けられ、リリーフ圧よりも所定の低圧の許容最高負荷圧を最高負荷圧として受けたときに、第1パイロット油路を第1圧力補償バルブに連通させるパイロット油路連通手段(例えば、実施形態におけるパイロット圧切替弁80)を備え、第1圧力補償バルブは、パイロット油路連通手段により第1パイロット油路を介して旋回モータに作用している作動油圧を受けると、旋回駆動制御バルブから旋回モータに供給される油の油圧を作動油圧を越えた所定の油圧に設定するように構成される。
【0015】
上記構成の駆動制御装置によれば、第1パイロット油路にこれと第1圧力補償バルブとを連通させるパイロット油路連通手段を設けることで、旋回台が旋回動しているときに、ブーム又はアームに大きな負荷が作用すると、この大きな負荷に対応する許容最高負荷圧がパイロット油路連通手段に作用し、パイロット油路連通手段は第1圧力補償バルブへの許容最高負荷圧の作用を遮断し、第1パイロット油路を第1圧力補償バルブに連通させる。このため、第1圧力補償バルブは、油圧ポンプから第1圧力補償バルブに供給されて昇圧した作動油圧により開口面積が大きい状態で開弁する。その結果、旋回モータに作動油圧を越えた所定圧の作動油が油量の多い状態で供給され、旋回モータが所望の回転速度で回転して、旋回台の回転速度が低下する事態を未然に防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図1及び図2に基づいて説明する。本実施の形態は地盤を掘削したり掘削した土等を移動させる際に使用されるバックホーの態様を示す。先ず本発明に係わる駆動制御装置を説明する前に、この駆動制御装置を搭載したバックホーについて説明する。バックホー1は、図1に示すように、左右一対の履帯3を有した走行装置5を備えた走行台車7と、走行台車7上に旋回可能に設けられた旋回台11と、旋回台11の前部に枢結されたパワーショベル装置20と、旋回台11の上部に設けられたオペレータキャビン15とを有して構成されている。
【0017】
旋回台11は旋回台11に取り付けられた図2に示す旋回モータ12により旋回駆動可能である。パワーショベル装置20は、旋回台11の前端下部に基端部が枢結されて上下に揺動自在なブーム25と、このブーム25の先端に枢結されて上下に揺動自在なアーム27と、アーム27の先端に上下に揺動自在に枢結されたバケット29とを有して構成されている。ブーム25は旋回台11の前端下部とブーム25の下面間に枢結されたブームシリンダ31により起伏動可能であり、アーム27はブーム25の上面とアーム27の基部間に枢結されたアームシリンダ33により屈伸動可能であり、バケット29はアーム27の上面とバケット29の基部間に枢結されたバケットシリンダ35により上下に揺動可能である。
【0018】
オペレータキャビン15内には、パワーショベル装置20側に図示しない作業者が向いて座るオペレータシート17が設けられている。オペレータキャビン15内の底板16であってオペレータシート17よりも前後方向前側(パワーショベル装置20側)の端部には左右の履帯3の駆動を操作する一対の走行操作レバー19が設けられている。オペレータシート17の左右にはパワーショベル装置20の駆動を操作する操作装置21が配設されている。操作装置21は左操作レバー21aと右操作レバー21bとを有し、これらの操作レバー21a、21bは前後左右に傾動可能に構成されている。
【0019】
左操作レバー21aはこれが前後方向前側に傾動操作されるとアーム27が上方へ屈伸動作し、左操作レバー21aが前後方向後側に傾動操作されるとアーム27が下方へ屈伸動作し、左操作レバー21aが左右方向左側に傾動操作されると旋回台11が左旋回動作し、左操作レバー21aが左右方向右側に傾動操作されると旋回台11が右旋回動作するように構成されている。一方、右操作レバー21bはこれが前後方向前側に傾動操作されるとブーム25が倒伏動作し、右操作レバー21bが前後方向後側に傾動操作されるとブーム25が起仰動作し、右操作レバー21bが左右方向左側に傾動操作されるとバケット29が掘削動作し、右操作レバー21bが左右方向右側に傾動操作されるとバケット29が排土動作するように構成されている。
【0020】
また、操作装置21は、左操作レバー21a及び右操作レバー21bを斜め方向に傾動操作可能に構成され、例えば、左操作レバー21aが右斜め前側に傾動操作されると、旋回台11が右旋回動作するとともにアーム27が上方へ屈伸動作するように構成されている。
【0021】
前述したパワーショベル装置20は、操作装置21からの操作信号に応じてその作動を制御する駆動制御装置に接続されている。駆動制御装置40は、図2に示すように、旋回モータ12と、ブームシリンダ31と、アームシリンダ33と、斜板Sの傾斜を変えて容量を変える可変容量型の油圧ポンプPと、旋回モータ12、ブームシリンダ31及びアームシリンダ33のそれぞれに対応して設けられ、油圧ポンプPから供給される作動油の給排制御を行なう旋回駆動制御バルブ41、ブーム駆動制御バルブ51及びアーム駆動制御バルブ61とを有して構成されている。
【0022】
旋回駆動制御バルブ41、ブーム駆動制御バルブ51及びアーム駆動制御バルブ61は、7ポート3位置の方向切替弁であり、ポンプ圧油路70を介して油圧ポンプPにそれぞれが繋がっている。旋回駆動制御バルブ41は作動油圧を供給する第1油路42に繋がり、第1油路42は旋回モータ12と旋回駆動制御バルブ41間に連通した一対の旋回連通油路43、43′に選択的に繋がっている。ブーム駆動制御バルブ51は作動油圧を供給する第2油路52に繋がり、第2油路52はブームシリンダ31のボトム室31a及びロッド室31b間に連通した一対のブーム連通油路53、53′に選択的に繋がっている。アーム駆動制御バルブ61は作動油圧を供給する第3油路62に繋がり、第3油路62はアームシリンダ33のボトム室33a及びロッド室33b間に連通した一対のアーム連通油路63、63′に選択的に繋がっている。
【0023】
第1油路42、第2油路52及び第3油路62のそれぞれには第1パイロット油路44、第2パイロット油路54、第3パイロット油路64が連通している。第1パイロット油路44は第1シャトル弁45及び第1連通パイロット油路46を介して第3パイロット油路64に繋がった第3シャトル弁65に繋がり、第2パイロット油路54は第2シャトル弁55及び第2連通パイロット油路56を介して第1シャトル弁45に繋がり、第3パイロット油路64は第3シャトル弁65及び第3連通パイロット油路66に繋がっている。第3連通パイロット油路66は油圧ポンプPの斜板Sの傾きを制御するレギュレータバルブRに繋がるレギュレータパイロット油路71に繋がっている。
【0024】
第1シャトル弁45、第2シャトル弁55及び第3シャトル弁65はこれに作用する油圧のうち高い方の油圧を連通パイロット油路46、56、66に導くように構成されている。このため、レギュレータバルブRには3つのシャトル弁45、55、65により選択された3つのパイロット油路44、54、64内の油圧のうち最も油圧の高い油圧(以下、「最高負荷圧」と記す。)がパイロット圧として作用することになる。レギュレータバルブRは、ポンプ圧油路70内のポンプ圧と前述した最高負荷圧との差圧が所定の一定値になるように最高負荷圧の大きさに応じて油圧ポンプPの斜板Sに接続された容量シリンダ72の伸縮動を制御して斜板Sの傾きを変えて油圧ポンプPの容量を変化させる。なお。油圧ポンプPの回転数は一定であり、斜板Sの傾きを変えることで油圧ポンプPから吐出する油量が変化する。
【0025】
第1油路42、第2油路52及び第3油路62のそれぞれには第1圧力補償バルブ47、第2圧力補償バルブ57及び第3圧力補償バルブ67が設けられている。これらの圧力補償バルブ47、57、67は絞り73を内蔵した2ポート2位置のシャットオフ弁であり、内部に形成された開口部(図示せず)を開口させ及び閉塞させるため移動可能に配設された図示しないスプール弁を備えている。これらの圧力補償バルブ47、57、67は、油圧ポンプPから供給される作動油の作動油圧がスプール弁の一方の端部に作用し、圧力補償バルブ47、57、67内に設けられたばね74のばね圧と最高負荷圧との合計圧がスプール弁の他方の端部に作用して、作動油圧が合計圧よりも大きいときにスプール弁が移動して開口部を開口させて油路42、52、62を連通し、作動油圧が合計圧よりも小さいときにスプール弁が移動して開口部を閉じて油路42、52、62を遮断するように構成されている。なお、開口部は所定の面積を有しているので、作動油圧と合計圧との圧力差が所定値を越えている状態のときに、開口部の全てが開口し、及び開口部の全てが閉じた状態になる。
【0026】
第1圧力補償バルブ47には圧力補償パイロット油路79が繋がっており、この圧力補償パイロット油路79及び第1パイロット油路44にはこれらの油路に跨ったパイロット圧切替弁80が設けられている。このパイロット圧切替弁80は、4ポート2位置の方向切替弁であり、圧力補償パイロット油路79からリリーフ圧よりも所定の低圧の許容最高負荷圧を受けると、第1パイロット油路44を第1圧力補償バルブ47に連通させ、また許容最高負荷圧よりも小さい最高負荷圧を受けると、この最高負荷圧が第1圧力補償バルブ47に作用するように第1圧力補償バルブ47に繋がる圧力補償パイロット油路79を連通させる機能を有している。圧力補償パイロット油路79から分岐してパイロット圧切替弁80に繋がる分岐パイロット油路81には絞り弁84が設けられている。
【0027】
第2圧力補償バルブ57及び第3圧力補償バルブ67には圧力補償パイロット油路79が繋がり、前述した最高負荷圧が圧力補償パイロット油路79を介して第2圧力補償バルブ57及び第3圧力補償バルブ67に作用する。これらの圧力補償バルブ47、57、67にはタンクTに連通する排出油路75が繋がり、排出油路75とポンプ圧油路70との間にはリリーフ油路86が繋がり、リリーフ油路86にポンプ圧油路70の油圧が所定のリリーフ圧を超えないようにするリリーフ弁77が設けられている。
【0028】
次に、駆動制御装置40の作動について、旋回モータ12を回転駆動させる場合について説明する。なお、油圧ポンプPは図示しないエンジンからの駆動力を受けて回転駆動可能な状態になっていると設定する。先ず、旋回台11が旋回動するように図1に示す左操作レバー21aが操作されると、油圧ポンプPから吐出した作動油は、図2に示すように、ポンプ圧油路70を通って旋回駆動制御バルブ41に供給される。旋回駆動制御バルブ41に供給された作動油は第1油路42及び一方の旋回連通油路43を通って旋回モータ12に供給される。更に詳細には、旋回モータ12に作動油が供給されるように旋回駆動制御バルブ41が作動すれば、油圧ポンプPから吐出した作動油は旋回駆動制御バルブ41を介して第1圧力補償バルブ47に供給される。第1圧力補償バルブ47に供給される作動油が第1圧力補償バルブ47に作用するパイロット圧とばね圧の合計圧よりも大きくなると、第1圧力補償バルブ47が開弁し、その結果、油圧ポンプPからの作動油が第1油路42及び一方の旋回連通油路43を通って旋回モータ12に供給される。また、旋回モータ12に繋がった他の旋回連通油路43′内の作動油は旋回駆動制御バルブ41及び排出油路75を通ってタンクTに排出されて旋回モータ12が回転駆動する。
【0029】
ここで、旋回モータ12に作動油を供給する第1油路42の油圧は第1パイロット油路44に伝わり、第1シャトル弁45及び第3シャトル弁65を介してこの油圧(以下、「最高負荷圧」と記す。)がレギュレータパイロット油路71を介してレギュレータバルブRにパイロット圧として作用する。また、レギュレータバルブRにはポンプ圧油路70内の油圧がポンプ圧パイロット油路76を介してパイロット圧として作用する。
【0030】
このため、レギュレータバルブRはポンプ圧油路70内の油圧が最高負荷圧及びレギュレータバルブRのばね87のばね圧の合計圧を越えた油圧になるように容量シリンダ72を伸縮動させる。その結果、旋回モータ12に作用する負荷に抗して旋回モータ12が回転駆動できる必要流量が油圧ポンプPから吐出される。
【0031】
ここで、図1に示すブーム25に図2に示すリリーフ弁77が開弁するリリーフ圧よりも低圧の所定の許容最高負荷圧に対応した負荷(以下、「許容最高負荷」と記す。)が作用している状態で起仰動していると想定し、この状態で図1に示す旋回台11を旋回動させる場合について考慮する。図1に示すブーム25に許容最高負荷が作用すると、レギュレータバルブRには最高負荷圧となる許容最高負荷圧が作用し、レギュレータバルブRは容量シリンダ72を伸縮動させて油圧ポンプPの斜板Sの傾きを変化させる。その結果、許容最高負荷圧に抗してブームシリンダ31が伸縮動できるように油圧ポンプPから作動油が必要な流量だけ更に吐出される。
【0032】
ここで、図3に示すように、第1圧力補償バルブ47に圧力補償パイロット油路79が直接に繋がっている場合を想定すると、この第1圧力補償バルブ47に許容最高負荷圧が最高負荷圧として作用することになる。この許容最高負荷圧はリリーフ圧に近い油圧であり、第1圧力補償バルブ47よりも下流側の第1油路42の油圧はリリーフ圧を越えることはなく、第1圧力補償バルブ47により旋回駆動制御バルブ41に作用する油圧は許容最高負荷圧とばね圧の合計圧よりも僅かに越えた油圧となり、第1圧力補償バルブ47内のスプール弁(図示せず)は押し合いへし合いの状態となって第1圧力補償バルブ47は僅かに開弁した状態になる。その結果、旋回モータ12への作動油の供給量が低下し、旋回モータ12の旋回速度が低下することになる。
【0033】
しかしながら、本発明に係わる駆動制御装置40では、図2に示すように、パイロット圧切替弁80に許容最高負荷圧が作用すると、パイロット圧切替弁80は第1パイロット油路44を第1圧力補償バルブに連通させる。このため、旋回連通油路43の油圧(旋回負荷圧)が第1パイロット油路44を介して第1圧力補償バルブに作用することになる。
【0034】
一方、第1圧力補償バルブ47の下流側に繋がる第1油路42の油圧はリリーフ圧近傍まで昇圧可能であるので、第1圧力補償バルブ47から旋回駆動制御バルブ41に供給される作動油の油圧は旋回負荷圧とばね74のばね圧の合計圧よりも大きくなる。このため、第1圧力補償バルブ47のスプール弁(図示せず)は押し切られた状態となって略最大の状態で開口し、旋回連通油路43への作動油の供給量を多くすることができる。その結果、旋回モータ12に作用する作動油圧を迅速に所望油圧まで昇圧させることができ、図1に示す旋回台11の旋回速度が低下する事態を未然に防止することができる。なお、分岐パイロット油路81に設けられた絞り弁84により許容最高負荷圧がパイロット圧切替弁80に急激に作用することはなく、パイロット圧切替弁80には徐々に昇圧するパイロット圧が作用し、時間差を有して許容最高負荷圧がパイロット圧切替弁80に作用する。このため、パイロット圧切替弁80は徐々に切り替わり、旋回負荷圧が急激に第1圧力補償バルブ47に作用して旋回モータ12の回転速度が急変する事態を防止している。
【0035】
なお、前述した実施の形態では、旋回台11が旋回動するとともにブーム25が起仰動する場合について説明したが、アーム27が屈伸動する場合も、ブーム25が起仰動する場合と同様の効果を得ることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の駆動御装置によれば、第1パイロット油路にこれと第1圧力補償バルブとを連通させるパイロット油路連通手段を設けることで、旋回台が旋回動しているときに、ブーム又はアームに大きな負荷が作用すると、この大きな負荷に対応する許容最高負荷圧がパイロット油路連通手段に作用し、パイロット油路連通手段は第1圧力補償バルブへの許容最高負荷圧の作用を遮断し、第1パイロット油路を第1圧力補償バルブに連通させる。このため、第1圧力補償バルブは、油圧ポンプから第1圧力補償バルブに供給されて昇圧した作動油圧により開口面積が大きい状態で開弁する。その結果、旋回モータに作動油圧を越えた所定圧の作動油が油量の多い状態で供給され、旋回モータが所望の回転速度で回転して、旋回台の回転速度が低下する事態を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る駆動制御装置を搭載したバックホーの斜視図を示す。
【図2】本発明に係る駆動制御装置の油圧回路図を示す。
【図3】従来の駆動制御装置の油圧回路図を示す。
【符号の説明】
1 バックホー(作業車)
7 走行台車(車体)
11 旋回台
12 旋回モータ
25 ブーム
27 アーム
31 ブームシリンダ
31a、33a ボトム室
31b、33b ロッド室
33 アームシリンダ
40 駆動制御装置
41 旋回駆動制御バルブ
42 第1油路
44 第1パイロット油路
47 第1圧力補償バルブ
51 ブーム駆動制御バルブ
52 第2油路
54 第2パイロット油路
57 第2圧力補償バルブ
61 アーム駆動制御バルブ
62 第3油路
64 第3パイロット油路
67 第3圧力補償バルブ
70 ポンプ圧油路
72 容量シリンダ(油供給量調整手段)
77 リリーフ弁(リリーフバルブ)
80 パイロット圧切替弁(パイロット油路連通手段)
P 油圧ポンプ
R レギュレータバルブ(油供給量調整手段)[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a drive control device for a work vehicle, and more specifically, a swivel base provided on a swivelable body so as to be capable of swiveling, a boom provided on the swivel base so as to be able to move up and down, and a tip of the boom The present invention relates to a drive control device for a work vehicle that controls the drive of an arm that can bend and extend.
[0002]
[Prior art]
The work vehicle configured in this way is often used when excavating the ground or moving the excavated soil or the like, and has a bucket pivotably connected to the tip of the arm. There is something that was done.
[0003]
A driving cabin is provided on the swivel of such a working vehicle, and an operating device capable of driving the boom, arm and bucket while an operator is sitting on a chair is provided in the driving cabin. The operating device includes a first operating lever for rotating the swivel base and bending and extending the arm, and a second operating lever for raising and lowering the boom and swinging the bucket. The first operating lever and the second operating lever Is configured to be tiltable in the front-rear and left-right directions. When the first operating lever is tilted forward in the front-rear direction, the arm bends and extends upward, and when the first operating lever is tilted back in the front-rear direction, the arm bends and extends downward. When the tilting operation is performed to the left in the left-right direction, the swivel is turned left, and when the first operating lever is tilted to the right in the left-right direction, the swivel is turned right.
[0004]
In addition, the first operation lever and the second operation lever can be tilted in an oblique direction. For example, when the first operation lever is tilted to the right front side, the swivel turns right and the arm The operation device is configured to allow so-called combined operation so that the robot can bend and extend upward.
[0005]
Here, a drive control device that controls the drive of the swivel base, the boom, and the arm according to the operation by the operation device will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the configuration of the drive control device. As shown in FIG. 3, the drive control device includes a turning
[0006]
The turning
[0007]
A first
[0008]
According to the drive control apparatus configured as described above, when a load is applied to at least one of the
[0009]
Further, the oil discharged from the hydraulic pump P increases the hydraulic pressure in the
[0010]
The oil discharged from the hydraulic pump P in this way is supplied to the first pressure
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the first pressure
[0012]
In addition, when the arm is bent and extended while the swivel is swiveling, if a large load acts on the arm, the swivel speed of the swivel decreases as in the case where a large load acts on the boom described above. Problems arise.
[0013]
The present invention has been made in view of such a problem, and the influence of the load pressure acting on the boom or the arm when the swiveling motion of the swivel base and the swinging motion of the boom or the bending and extending motion of the arm are performed. Accordingly, an object of the present invention is to provide a work vehicle drive control device configured so that the turning speed of the turntable does not become slow.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a drive control device for a work vehicle according to the present invention includes a swivel provided on a vehicle body (for example, a traveling carriage 7 in the embodiment) so as to be turnable, a turn motor for turning the turntable, A boom that can be raised and lowered on the swivel base, a boom cylinder that raises and lowers the boom, an arm that can be bent and extended vertically at the tip of the boom, and an arm cylinder that flexes and extends the arm. A drive control device for a work vehicle (for example, the backhoe 1 in the embodiment), which is provided corresponding to each of a variable displacement hydraulic pump, a swing motor, a boom cylinder, and an arm cylinder. Swivel drive control valve, boom drive control valve and arm drive control valve for controlling supply / discharge of supplied oil, hydraulic pump, swing drive control valve, boom A pump pressure oil passage connecting the dynamic control valve and the arm drive control valve, a first oil passage connecting the swing drive control valve and the swing motor to supply hydraulic pressure, a boom drive control valve and a rod chamber of the boom cylinder or The second oil passage connecting the bottom chamber, the third oil passage connecting the arm drive control valve and the bottom chamber or rod chamber of the arm cylinder, the first oil passage, the second oil passage, and the third oil passage, respectively. The first pilot oil passage, the second pilot oil passage, and the third pilot oil passage that are connected to each other, and the first pilot oil passage, the second pilot oil passage, and the third pilot oil passage that communicate with each other. The hydraulic pressure of the pump pressure oil path and the maximum load pressure are adjusted by changing the capacity of the hydraulic pump according to the highest load pressure of the highest hydraulic pressure and adjusting the amount of oil supplied from the hydraulic pump. Is provided in each of the oil supply amount adjusting means (for example, the
[0015]
According to the drive control device having the above-described configuration, the pilot oil passage communicating means for communicating the first pilot oil passage with the first pressure compensation valve is provided, so that when the swivel is turning, the boom or When a large load acts on the arm, the allowable maximum load pressure corresponding to this large load acts on the pilot oil passage communication means, and the pilot oil passage communication means blocks the action of the allowable maximum load pressure on the first pressure compensation valve. The first pilot oil passage is communicated with the first pressure compensation valve. For this reason, the first pressure compensation valve is opened with a large opening area by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump to the first pressure compensation valve and boosted. As a result, there is a situation in which hydraulic oil having a predetermined pressure exceeding the hydraulic pressure is supplied to the swing motor in a state where the amount of oil is large, the rotary motor rotates at a desired rotational speed, and the rotational speed of the swivel base decreases. Can be prevented.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment shows a mode of a backhoe used when excavating the ground or moving excavated soil or the like. First, before explaining the drive control device according to the present invention, a backhoe equipped with this drive control device will be explained. As shown in FIG. 1, the backhoe 1 includes a traveling carriage 7 that includes a traveling
[0017]
The
[0018]
In the
[0019]
When the
[0020]
Further, the operating
[0021]
The
[0022]
The turning
[0023]
A first
[0024]
The
[0025]
A first
[0026]
A pressure compensation
[0027]
A pressure compensation
[0028]
Next, the operation of the
[0029]
Here, the hydraulic pressure of the
[0030]
For this reason, the regulator valve R expands and contracts the
[0031]
Here, a load corresponding to a predetermined allowable maximum load pressure lower than the relief pressure at which the
[0032]
Assuming that the pressure compensation
[0033]
However, in the
[0034]
On the other hand, since the hydraulic pressure of the
[0035]
In the above-described embodiment, the case where the
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the drive control device of the present invention, the pilot oil passage communicating means for communicating the first pilot oil passage with the first pressure compensation valve is provided, so that the swivel is swung. When a large load is applied to the boom or the arm, the maximum allowable load pressure corresponding to this large load is applied to the pilot oil passage communication means, and the pilot oil passage communication means is the allowable maximum load to the first pressure compensation valve. The action of pressure is cut off, and the first pilot oil passage is communicated with the first pressure compensation valve. For this reason, the first pressure compensation valve is opened with a large opening area due to the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump to the first pressure compensation valve and boosted. As a result, there is a situation in which hydraulic oil having a predetermined pressure exceeding the hydraulic pressure is supplied to the swing motor in a state where the amount of oil is large and the swing motor rotates at a desired rotational speed, and the rotational speed of the swivel base decreases. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a backhoe equipped with a drive control device according to the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a drive control device according to the present invention.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a conventional drive control device.
[Explanation of symbols]
1 Backhoe (work vehicle)
7 Traveling cart (body)
DESCRIPTION OF
77 Relief valve (Relief valve)
80 Pilot pressure switching valve (Pilot oil passage communication means)
P Hydraulic pump R Regulator valve (Oil supply amount adjusting means)
Claims (1)
可変容量型の油圧ポンプと、前記旋回モータ、前記ブームシリンダ及び前記アームシリンダのそれぞれに対応して設けられ、前記油圧ポンプから供給される油の給排制御を行なう旋回駆動制御バルブ、ブーム駆動制御バルブ及びアーム駆動制御バルブと、前記油圧ポンプと旋回駆動制御バルブ、ブーム駆動制御バルブ及びアーム駆動制御バルブとを繋ぐポンプ圧油路と、前記旋回駆動制御バルブと前記旋回モータとを繋いで作動油圧を供給する第1油路と、前記ブーム駆動制御バルブと前記ブームシリンダのロッド室若しくはボトム室とを繋ぐ第2油路と、前記アーム駆動制御バルブと前記アームシリンダのボトム室若しくはロッド室とを繋ぐ第3油路と、前記第1油路、前記第2油路及び前記第3油路のそれぞれに繋がった第1パイロット油路、第2パイロット油路及び第3パイロット油路と、これら前記第1パイロット油路、前記第2パイロット油路及び前記第3パイロット油路に連通し、これらのパイロット油路内の油圧のうち最も油圧の高い最高負荷圧に応じて前記油圧ポンプの容量を変化させて前記油圧ポンプから供給される油の供給量を調整して、前記ポンプ圧油路の油圧と前記最高負荷圧との圧力差を所定の一定値にする油供給量調整手段と、前記第1油路、前記第2油路及び前記第3油路のそれぞれに設けられ、前記第1パイロット油路、前記第2パイロット油路及び前記第3パイロット油路の油圧のうち最も油圧の高い最高負荷圧をパイロット圧として受けて、前記旋回モータ、前記ブームシリンダ及び前記アームシリンダに供給される油を前記最高負荷圧を越えた所定圧にする第1圧力補償バルブ、第2圧力補償バルブ及び第3圧力補償バルブと、前記ポンプ圧油路に設けられ、前記ポンプ圧油路の油圧が所定のリリーフ圧を超えないようにするリリーフバルブとを有し、
前記第1パイロット油路に設けられ、前記リリーフ圧よりも所定の低圧の許容最高負荷圧を前記最高負荷圧として受けたときに、前記第1パイロット油路を前記第1圧力補償バルブに連通させるパイロット油路連通手段を備え、
前記第1圧力補償バルブは、前記パイロット油路連通手段により前記第1パイロット油路を介して前記旋回モータに作用している作動油圧を受けると、前記旋回駆動制御バルブから前記旋回モータに供給される油の油圧を前記作動油圧を越えた所定の油圧に設定するように構成されていることを特徴とする作業車の駆動制御装置。A swivel base that is swingably provided on a vehicle body, a swing motor that swings the swivel base, a boom that is swingable on the swivel base, a boom cylinder that moves the boom up and down, and the boom A work vehicle drive control device comprising: an arm provided to be freely bent up and down at a front end portion thereof; and an arm cylinder for bending and extending the arm;
A variable displacement hydraulic pump, a swing drive control valve that is provided corresponding to each of the swing motor, the boom cylinder, and the arm cylinder, and that controls supply / discharge of oil supplied from the hydraulic pump, and boom drive control Hydraulic pressure by connecting a valve and an arm drive control valve, a pump pressure oil passage connecting the hydraulic pump and a swing drive control valve, a boom drive control valve and an arm drive control valve, and the swing drive control valve and the swing motor. A first oil passage for supplying the second oil passage, a second oil passage connecting the boom drive control valve and the rod chamber or bottom chamber of the boom cylinder, and the arm drive control valve and the bottom chamber or rod chamber of the arm cylinder. A first pilot connected to each of a third oil passage to be connected, and the first oil passage, the second oil passage, and the third oil passage. Road, the second pilot oil path, the third pilot oil path, and the first pilot oil path, the second pilot oil path, and the third pilot oil path, and the hydraulic pressure in these pilot oil paths The pressure between the hydraulic pressure of the pump pressure oil passage and the maximum load pressure is adjusted by changing the capacity of the hydraulic pump according to the highest load pressure with the highest hydraulic pressure to adjust the amount of oil supplied from the hydraulic pump. Oil supply amount adjusting means for setting the difference to a predetermined constant value, and each of the first oil passage, the second oil passage, and the third oil passage, the first pilot oil passage, the second pilot oil The highest load pressure having the highest hydraulic pressure among the hydraulic pressures of the road and the third pilot oil passage is received as the pilot pressure, and the oil supplied to the swing motor, the boom cylinder and the arm cylinder exceeds the maximum load pressure. The first pressure compensation valve, the second pressure compensation valve, the third pressure compensation valve, and the pump pressure oil passage that are set to a predetermined pressure are provided in the pump pressure oil passage so that the oil pressure in the pump pressure oil passage does not exceed a predetermined relief pressure. And a relief valve to
The first pilot oil passage is provided in the first pilot oil passage, and communicates the first pilot oil passage with the first pressure compensation valve when an allowable maximum load pressure lower than the relief pressure is received as the maximum load pressure. Equipped with pilot oil passage communication means,
The first pressure compensation valve is supplied from the swing drive control valve to the swing motor when receiving the hydraulic pressure acting on the swing motor through the first pilot oil passage by the pilot oil passage communicating means. A drive control device for a work vehicle, characterized in that the hydraulic pressure of the oil is set to a predetermined hydraulic pressure that exceeds the operating hydraulic pressure.
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