JP3779488B2

JP3779488B2 - Hydraulic drive unit for construction machinery

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Publication number: JP3779488B2
Application number: JP10133099A
Authority: JP
Inventors: 剛志中村; 司豊岡; 広二石川
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: JP2000291074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられる油圧駆動装置に係り、特に主油圧ポンプの吐出圧の最大値を規定するリリーフ圧を設定する可変リリーフ弁と、この可変リリーフ弁で設定されるリリーフ圧を変更可能なリリーフ圧変更手段とを備えた建設機械の油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の建設機械の油圧駆動装置の第１の例を示す油圧回路図、図９は図８に示す第１の例に備えられるリリーフ圧の昇圧系統を示すブロック図である。
【０００３】
この従来の第１の例は、図８に示すように、主油圧ポンプ３１と、この主油圧ポンプ３１の吐出圧の最大値を規定するリリーフ圧を設定する可変リリーフ弁３２と、この可変リリーフ弁３２で設定されるリリーフ圧を変更可能なリリーフ圧変更手段、例えば電磁弁４１とを備えている。この電磁弁４１はパイロット油圧ポンプ４０に連絡され、パイロット油圧ポンプ４０から吐出される圧油を選択的に可変リリーフ弁３２のばね室に供給し、これによって可変リリーフ弁３２のリリーフ圧を変更可能になっている。
【０００４】
また、主油圧ポンプ３１から吐出される圧油によって駆動する複数の油圧アクチュエータ、例えば油圧シリンダ３３、油圧モータ３４等と、主油圧ポンプ３１から上述の油圧アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する複数の流量制御弁を含む主コントロール弁回路３５と、この主コントロール弁回路３５の流量制御弁の作動を制御する複数の操作手段、例えば油圧パイロット弁３６等と、これらの操作手段が操作状態にあるかどうかを検出する操作状態検出手段、例えば油圧パイロット弁３６等が操作されたときに圧力信号を出力する圧力スイッチ３９とを備えている。
【０００５】
さらに、油圧パイロット弁３６の操作レバー３７の握り部には、押圧動作に応じてオン・オフ信号を出力するレバートップスイッチ３８が備えられている。上述した圧力スイッチ３９とレバートップスイッチ３８から出力される信号は、図９に示すアンド回路４３を内蔵する制御装置、すなわちコントローラ４２に入力される。図９に示されるように、アンド回路４３を有するコントローラ４２は、圧力スイッチ３９とレバートップスイッチ３８の双方からの信号を入力したとき、上述した可変リリーフ弁３２のリリーフ圧を増圧させるように電磁弁４１を作動させる制御信号Ｙを出力する。
【０００６】
この従来の第１の例にあっては、例えば油圧パイロット弁３６等を操作して油圧シリンダ３３等を作動させ、所望の作業を実施させている状態において、レバートップスイッチ３８を操作すると、図９に示すように、油圧パイロット弁３６等の操作に伴って圧力スイッチ３９から信号値「１」が出力されている状態において、レバートップスイッチ３８から信号値「１」が出力されることから、コントローラ４２のアンド回路４３から電磁弁４１に制御信号Ｙが出力される。これにより、図８に示す電磁弁４１が同図８の上段位置に切換えられ、油圧パイロットポンプ４０から吐出されるパイロット圧が、可変リリーフ弁３２のばね室に与えられる。これにより、可変リリーフ弁３２はリリーフ圧を増圧させるように作動する。したがって、主油圧ポンプ３１の吐出圧は、それまでに比べて高くなる。
【０００７】
また、このような状態から、すなわち、油圧パイロット弁３６等の操作状態を維持したまま、レバートップスイッチ３８の操作を解除すると、図９に示すように、レバートップスイッチ３８の信号値が「０」になり、これによりアンド回路４３から制御信号Ｙが出力されなくなる。これに伴って、図８に示す電磁弁４１は、ばねの力により同図８の下段位置に切換えられ、可変リリーフ弁３２のばね室が、この電磁弁４１を介してタンクに連通する。これにより、上述のようにリリーフ圧を高く設定した可変リリーフ弁３２は、リリーフ圧を低くするように作動する。これに伴って、主油圧ポンプ３１の吐出圧が上述の場合に比べて低くなるように変化する。
【０００８】
これらの図８，９に示す従来の第１の例に相応する技術は、特開平８−６０７０４号公報に示されている。
【０００９】
図１０は従来の建設機械の油圧駆動装置の第２の例を示す油圧回路図、図１１は図１０に示す第２の例に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】
この従来の第２の例も、主油圧ポンプ５１と、この主油圧ポンプ５１の吐出圧の最大値を規定するリリーフ圧を設定する可変リリーフ弁５２と、この可変リリーフ弁５２で設定されるリリーフ圧を変更可能なリリーフ圧変更手段、例えば電磁弁６２とを備えている。この電磁弁６２はパイロット油圧ポンプ６１に連絡され、パイロット油圧ポンプ６１から吐出される圧油を選択的に可変リリーフ弁５２のばね室に供給し、これによって可変リリーフ弁５２のリリーフ圧を変更可能になっている。
【００１１】
また、主油圧ポンプ５１から吐出される圧油によって駆動する複数の油圧アクチュエータ、例えばブームシリンダ５３、アームシリンダ５４等と、主油圧ポンプ５１から上述の油圧アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御するブーム用流量制御弁５５、アーム用流量制御弁５６と、ブーム用流量制御弁５５の作動を制御するブーム用操作手段、例えばブーム用パイロット弁５７、アーム用流量制御弁５６の作動を制御するアーム用操作手段、例えばアーム用パイロット弁５８とを備えている。また、ブーム用パイロット弁５７、アーム用パイロット弁５８が操作状態にあるかどうかを検出する操作状態検出手段、例えばブーム用パイロット弁５７の操作量を検出し圧力信号Ｐａを出力するブーム用圧力センサ５９と、アーム用パイロット弁５８の操作量を検出し圧力信号Ｐｂを出力するアーム用圧力センサ６０とを備えている。
【００１２】
さらに、ブーム用圧力センサ５９から出力される圧力信号Ｐａ、アーム用圧力センサ６０から出力される圧力信号Ｐｂに応じて、上述した可変リリーフ弁５２のリリーフ圧を増圧させるように電磁弁６２を作動させる制御信号Ｙを出力する制御装置６３を備えている。この制御装置６３は、図１１に示すように、ブーム用パイロット弁５７の操作量、すなわち圧力センサ５９から出力される圧力信号Ｐａの値と、リリーフ圧の増圧を実行する時限に相応するしきい値ＰａＯとの関係が設定され、圧力信号Ｐａの値がしきい値ＰａＯを越えたときに、増圧指令信号すなわちオン信号を出力するブーム用信号生成部６４と、アーム用パイロット弁５８の操作量すなわち圧力センサ６０から出力される圧力信号Ｐｂの値と、リリーフ圧の増圧を実行する時限に相応するしきい値ＰｂＯとの関係が設定され、圧力信号Ｐｂの値がしきい値ＰｂＯを越えたときに、増圧指令信号すなわちオン信号を出力するアーム用信号生成部６５と、これらのブーム用信号生成部６４、アーム用信号生成部６５のいずれかから増圧指令信号が出力されたときに、前述した電磁弁６２を駆動する制御信号Ｙを出力するオア回路６６とを含む構成になっている。
【００１３】
この従来の第２の例にあつては、例えばブームシリンダ５３の作動を介して所望の作業をおこなうために、ブーム用パイロット弁５７のみを操作すると、ブーム用パイロット弁５７の操作量に応じて出力される油圧パイロツトポンプ５１からのパイロット圧が、ブーム用流量制御弁５５のいずれかの制御部に与えられ、これによりブーム用流量制御弁５５が中立位置から作動位置に切換えられ、主油圧ポンプ５１から吐出される圧油が当該ブーム用流量制御弁５５を介してブームシリンダ５３に供給される。これによりブームシリンダ５３が作動し、所望の作業がおこなわれる。
【００１４】
このとき、ブーム用パイロット弁５７の操作量がブーム用圧力センサ５９で検出され、その圧力信号Ｐａが制御装置６３に入力される。図１１に示すように、その圧力信号Ｐａの値がしきい値ＰａＯを越えない範囲にあるときは、増圧を指令しない信号、すなわちオフ信号がブーム用信号生成部６４から出力される。ここで今の状態は、アーム用パイロット弁５８は操作されていないので、アーム用圧力センサ６０から出力される圧力信号Ｐｂの値は、ほぼ０であり、アーム用信号生成部６５のしきい値ＰｂＯに至ることがなく、したがって、このアーム用信号生成部６５からも、増圧を指令しない信号、すなわちオフ信号が出力される。すなわち、ブーム用信号生成部６４、アーム用信号生成部６５のいずれからも増圧指令信号が出力されていないので、オア回路６６から電磁弁６２に制御信号Ｙは出力されない。この場合、電磁弁６２は図１０の下段位置に保たれ、可変リリーフ弁５２のばね室はタンクに連通する。これに伴い、可変リリーフ弁５２のリリーフ圧は比較的低く設定され、主油圧ポンプ５１から吐出される圧力は比較的低い圧力となり、当該圧力の圧油がブームシリンダ５３に供給される。
【００１５】
このような状態から、ブーム用パイロット弁５７の操作量が大きくなり、ブーム用圧力センサ５９から出力される圧力信号Ｐａの値が、前述した図１１に示すブーム用信号生成部６４のしきい値ＰａＯを越えるようになると、増圧指令信号、すなわちオン信号がブーム用信号生成部６４からオア回路６６に出力され、このオア回路６６から電磁弁６２に制御信号Ｙが出力され、上述のようにリリーフ圧の増圧が実行される。
【００１６】
これらの図１０，１１に示す従来の第２の例に相応する技術は、特開平９−１８４１７０号公報に示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の第１の例、第２の例が適用される建設機械の一例として、例えば吊荷作業、掘削作業、ならし作業を実施する油圧ショベルを考えると、この油圧ショベルで実施される作業のうち一般的に吊荷作業は、特に大きなパワーを必要とするので増圧させることが好ましく、土砂を掘削する通常の掘削作業、すなわち堅い地盤等を掘削する大きなパワーを要する重掘削作業を除く掘削作業とか、地面を平坦にならす軽負荷のならし作業の場合には、本来、増圧させない方が好ましい。また、上述の作業のうち掘削作業は、他の吊荷作業とか、ならし作業などに比べて実施される頻度が著しく高いのが現状である。
【００１８】
このように主に掘削作業が実施されやすい油圧ショベルに、例えば上述した図８，９に示す第１の例を適用し、油圧シリンダ３３等を駆動して当該掘削作業を実施しようとする場合、オペレータがレバートップスイッチ３８を押した状態で油圧パイロット弁３６等を操作すると、上述のように可変リリーフ弁３２で設定されるリリーフ圧が高くなり、増圧がおこなわれる。したがって、その掘削作業が継続される間、油圧シリンダ３３等に供給される圧油の圧力が必要以上に高くなることが起こり得る。そのような状態においては、当該油圧ショベルに備えられる油圧回路の各部は常時高圧にさらされることになり、この油圧回路に含まれる油圧機器の耐久性が劣化する問題を生じる。この場合、例えば通常の掘削作業中は、レバートップスイッチ３８を押さない方が良いという認識がオペレータにあればよいが、配置的に考えてもレバートップスイッチ３８はオペレータが容易に押圧し得る状態のものであるので、強い規制力とはならない。したがって、上述した第１の例にあっては、通常の掘削作業中でも増圧させてしまい、これに伴って図８，９に示される油圧回路に含まれる油圧機器の耐久性が劣化する懸念が大きい。
【００１９】
また、上述の油圧ショベルに、上述した図１０，１１に示す第２の例を適用し、ブームシリンダ５３、アームシリンダ５４を複合操作して、土砂等の掘削作業、すなわち通常の掘削作業を実施しようとする場合、ブーム用パイロット弁５７、アーム用パイロット弁５８の操作量を大きくすることは普通に考えられる。しかし、このようにブーム用パイロット弁５７、アーム用パイロット弁５８の操作量を大きくすると、ブーム用圧力センサ５９の圧力信号Ｐａの値が図１１に示すしきい値ＰａＯを越えたり、あるいはアーム用圧力センサ６０の圧力信号Ｐｂの値が同図１１に示すしきい値ＰｂＯを越える事態が起こる。すなわち、同図１１に示すオア回路６６に増圧指令信号が与えられ、制御装置６３から電磁弁６２に制御信号Ｙが与えられ、この電磁弁６２が切換えられ、上述したように可変リリーフ弁３２で設定されるリリーフ圧が高くなり、増圧が実施されてしまう。
【００２０】
つまり、この第２の例にあっては、通常の掘削作業時に常時増圧がおこなわれ、油圧回路の各部は高圧にさらされ続ける。このため、この第２の例にあっても、上述した第１の例とは別の観点から、当該油圧ショベルに備えられる油圧回路に含まれる油圧機器の耐久性が劣化する問題がある。
【００２２】
本発明は、上述した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、作業頻度の高い通常掘削作業中におけるリリーフ圧の増圧を抑えることができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプの吐出圧の最大値を規定するリリーフ圧を設定する可変リリーフ弁と、この可変リリーフ弁で設定されるリリーフ圧を変更可能なリリーフ圧変更手段と、上記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動するブームシリンダ及びアームシリンダを含む複数の油圧アクチュエータと、上記主油圧ポンプから上記油圧アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する複数の流量制御弁と、これらの流量制御弁の作動を制御するブーム用パイロット弁及びアーム用パイロット弁を含む複数の操作手段と、上記リリーフ圧を増圧させるように上記リリーフ圧変更手段を作動させる制御信号を出力可能な制御装置とを備えた建設機械の油圧駆動装置において、上記制御装置が、上記ブーム用パイロット弁の操作量を検出する圧力センサから出力される圧力信号Ｐａの値と、上記リリーフ圧の増圧を実行する時限に相応するしきい値ＰＡＯとの関係が設定され、上記圧力信号Ｐａの値が上記しきい値ＰＡＯを越えたときに、上記リリーフ圧を増圧させる増圧指令信号を出力する第１信号生成部と、上記アーム用パイロット弁の操作量を検出する圧力センサから出力される圧力信号Ｐｂの値と、上記リリーフ圧の増圧を取り消す時限に相応するしきい値ＰＢＯとの関係が設定され、上記圧力信号Ｐｂの値が上記しきい値ＰＢＯを越えるまでは上記増圧指令信号を出力し、上記しきい値ＰＢＯを越えたときに上記リリーフ圧の増圧を取り消す取消指令信号を出力する第２信号生成部と、上記第１信号生成部から出力される信号と上記第２信号生成部から出力される信号が共に増圧指令信号であるときに、増圧指令信号を上記リリーフ圧変更手段に出力し、上記第１信号生成部から出力される信号と上記第２信号生成部から出力される信号のうちの少なくとも一方が増圧指令信号でないときに、増圧を取り消す取消指令信号を出力するアンド回路とを備えるとともに、上記第１信号生成部の上記しきい値ＰＡＯを、軽負荷の作業のときの上記ブーム用パイロット弁の操作量よりも大きい操作量に相応する値に設定し、上記第２信号生成部の上記しきい値ＰＢＯを、大きなパワーを必要とする作業のときの上記アーム用パイロット弁の操作量よりも大きい操作量に相応する値に設定したことを特徴としている。
【００３４】
このように構成した請求項１に係る発明では、通常掘削作業時には、ブーム用パイロット弁及びアーム用パイロット弁の操作量が大きくなることから、ブーム用パイロット弁の操作量に相応する圧力センサの信号値は、しきい値ＰＡＯを越える大きな値となり、第１信号生成部から増圧指令信号がアンド回路に出力される。また、この通常掘削作業時には、アーム用パイロット弁の操作量に相応する圧力センサの信号値も、しきい値ＰＢＯを越える大きな値となることから、第２信号生成部から増圧を取り消す取消指令信号がアンド回路に出力される。したがって、この通常掘削作業時にはアンド回路から増圧を取り消す取消指令信号がリリーフ圧変更手段に出力され、この通常掘削作業時のリリーフ圧が比較的低い値に保たれ、所望の通常掘削作業を実施することができる。
【００３５】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、上記リリーフ圧を増圧させる指示信号を上記制御装置に出力する増圧指示手段を備えたことを特徴としている。
【００３６】
このように構成した請求項２に係る発明では、一時的な増圧が必要な事態を生じたときなど、増圧指示手段を操作することにより、所望の増圧を実施できる。このとき、増圧指示手段から出力される指示信号に応じて制御装置からリリーフ圧変更手段に制御信号が出力され、これにより可変リリーフ弁がリリーフ圧を増圧するように作動する。したがって、主油圧ポンプの吐出圧は増圧されていなかった状態に比べて高い圧力となり、この高い圧力の圧油が該当する流量制御弁を介して該当するアクチュエータに供給され、所望の増圧を必要とする作業を実施させることができる。
【００３７】
また、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、上記増圧指示手段が、オン・オフスイッチから成り、上記指示信号が、当該オン・オフスイッチから出力されるオン信号であることを特徴としている。
【００３８】
このように構成した請求項３に係る発明では、オン・オフスイッチを操作すると、オン信号が出力され、このオン信号に応じて制御装置からリリーフ圧変更手段に制御信号が出力され、これにより可変リリーフ弁がリリーフ圧を増圧するように作動する。
【００３９】
また、本願の請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の発明において、上記制御装置がタイマ部を備え、このタイマ部は、上記指示信号に対応する増圧指令信号を出力するとともに、この増圧指令信号を出力する時間を所定時間内に制限するものであることを特徴としている。
【００４０】
このように構成した請求項４に係る発明では、増圧指示手段を操作すると、この増圧指示手段から出力される指示信号がタイマ部に入力され、このタイマ部から増圧指令信号が出力される。制御装置は、この増圧指令信号に応じて制御信号をリリーフ圧変更手段に出力する。これにより可変リリーフ弁がリリーフ圧を増圧するように作動する。そして、この状態がタイマ部で設定される所定時間を越えると、タイマ部からの増圧指令信号の出力が停止する。したがって、増圧指示手段の操作を続けていても、制御装置からの制御信号がリリーフ圧変更手段に出力されなくなり、可変リリーフ弁は、そのリリーフ圧が低くなるように作動する。
【００４１】
また、本願の請求項５に係る発明は、請求項２に記載の発明において、上記増圧指示手段が、上記油圧アクチュエータの作動を介して実施される作業モードの種類に応じて選択的に上記指示信号を出力可能なモード切換スイッチから成ることを特徴としている。
【００４２】
このように構成した請求項５に係る発明では、作業モードとしては例えば掘削作業、ならし作業、吊荷作業などが挙げられるが、このような各作業モードに対し、あらかじめ指示信号を出力するかどうか定められる。例えばモード切換えスイッチによってならし作業の作業モードが選択されたときはリリーフ圧を増圧させる指示信号を出力しないように定め、吊荷作業の作業モードが選択されたときはリリーフ圧を増圧させる指示信号を出力するように定めておく。このように定めた場合には、モード切換えスイッチが操作されて、ならし作業が選択されたときには、制御装置からの制御信号がリリーフ圧変更手段に出力されず、可変リリーフ弁は、そのリリーフ圧が低くなるように作動する。
【００４３】
また、モード切換えスイッチが操作されて吊荷作業が選択されたときには、制御装置から制御信号がリリーフ圧変更手段に出力され、これにより可変リリーフ弁がリリーフ圧を増圧するように作動する。
【００４４】
また、本願の請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、当該建設機械が油圧ショベルから成ることを特徴としている。
【００４５】
このように構成した請求項６に係る発明では、当該油圧ショベルで実施される作業には、増圧が好ましい吊荷作業と、増圧しない方が好ましい掘削作業が含まれるので、有効に適用できる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建設機械の油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の建設機械の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図、図２は図１に示す第１実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示す第１実施形態は、例えば油圧ショベルに備えられるものであるが、制御装置の構成を除けば、前述した図８に示すものとほぼ同等の構成にしてある。
【００４７】
すなわち、この第１実施形態も、主油圧ポンプ１と、この主油圧ポンプ１の吐出圧の最大値を規定するリリーフ圧を設定する可変リリーフ弁２と、この可変リリーフ弁２で設定されるリリーフ圧を変更可能なリリーフ圧変更手段、例えば電磁弁１２とを備えている。この電磁弁１２はパイロット油圧ポンプ１１に連絡され、パイロット油圧ポンプ１１から吐出されるパイロット圧を選択的に可変リリーフ弁２のばね室に供給し、これによって可変リリーフ弁２のリリーフ圧を変更可能になっている。
【００４８】
また、主油圧ポンプ１から吐出される圧油によって駆動する複数の油圧アクチュエータ、例えばブームシリンダ３、アームシリンダ４と、主油圧ポンプ１からブームシリンダ３、アームシリンダ４のそれぞれに供給される圧油の流れを制御するブーム用流量制御弁５、アーム用流量制御弁６と、ブーム用流量制御弁５の作動を制御するブーム用操作手段、例えばブーム用パイロット弁７、アーム用流量制御弁６の作動を制御するアーム用操作手段、例えばアーム用パイロット弁８とを備えている。また、ブーム用パイロット弁７、アーム用パイロット弁８が操作状態にあるかどうかを検出する操作状態検出手段、例えばブームシリンダ３を伸長（ブーム上げ）させるようにブーム用流量制御弁５を作動させるときのブーム用パイロット弁７の操作量を検出し、圧力信号Ｐａを出力するブーム用圧力センサ９と、アームシリンダ４を伸長（アームクラウド）させるようにアーム用流量制御弁６を作動させるときのアーム用パイロット弁８の操作量を検出し圧力信号Ｐｂを出力するアーム用圧力センサ１０とを備えている。
【００４９】
さらに、ブーム用圧力センサ９から出力される圧力信号Ｐａ、アーム用圧力センサ１０から出力される圧力信号Ｐｂに応じて、上述した可変リリーフ弁２のリリーフ圧を増圧させるように電磁弁１２を作動させる制御信号Ｙを出力する制御装置１３を備えている。
【００５０】
この第１実施形態では、制御装置１３が図２に示す構成を備えている。同図２に示すように、制御装置１３は、ブーム用パイロット弁７の操作量、すなわち圧力センサ９から出力される圧力信号Ｐａの値と、リリーフ圧の増圧を実行する時限に相応するしきい値ＰＡＯとの関係が設定され、圧力信号Ｐａの値がしきい値ＰＡＯを越えたときに、増圧指令信号すなわちオン信号を出力する第１信号生成部１４と、アーム用パイロット弁８の操作量、すなわち圧力センサ１０から出力される圧力信号Ｐｂの値と、リリーフ圧の増圧を取り消す時限に相応するしきい値ＰＢＯとの関係が設定され、圧力信号Ｐｂの値がしきい値ＰＢＯを越えたときに、リリーフ圧の増圧を取り消す取消指令信号、すなわちオフ信号を出力する第２信号生成部１５とを備えている。
【００５１】
上述した第１信号生成部１４のしきい値ＰＡＯは、例えばならし作業時に経験的に実施されるブーム用パイロット弁７の操作量よりも、わずかに大きい操作量に相当する圧力センサ９の信号値に設定してある。また、上述した第２信号生成部１５のしきい値ＰＢＯは、例えば吊荷作業時に経験的に実施されるアーム用パイロット弁８の操作量よりも、わずかに大きい操作量に相応する圧力センサ１０の信号値に設定してある。掘削作業時には、ブーム用パイロット弁７及びアーム用パイロット弁８の操作量が大きくなることから、ブーム用パイロット弁７の操作量に相応する圧力センサ９の信号値も、しきい値ＰＡＯを越える大きな値となり、また、アーム用パイロット弁８の操作量に相応する圧力センサ１０の信号値も、しきい値ＰＢＯを越える大きな値となることが経験的に知られている。すなわち、第１信号生成部１４のしきい値ＰＡＯ、及び第２信号生成部１５のしきい値ＰＢＯは、ブーム用パイロット弁７及びアーム用パイロット弁８の操作に伴って実施させる作業が、掘削作業であることを検出する検出手段を構成している。
【００５２】
また、上述した第２信号生成部１５は、リリーフ圧の増圧を抑制する信号を電磁弁１２に出力可能な増圧抑制手段、すなわち、ブーム用圧力センサ９、アーム用圧力センサ１０から成る操作状態検出手段から出力される信号が、掘削作業に相当する信号であるときに、リリーフ圧の増圧を取り消す取消指令信号であるオフ信号を出力可能な増圧取消指令手段を構成している。
【００５３】
また、図２に示す制御装置１３は、第１信号生成部１４、第２信号生成部１５の双方からオン信号が出力されたときに駆動信号を出力するアンド回路１６と、このアンド回路１６から出力される駆動信号に応じて電磁弁１２を作動させる制御信号Ｙを出力する出力部１７とを備えている。
【００５４】
このように構成した第１実施形態では、例えばブームシリンダ３、アームシリンダ４のそれぞれを収縮させるような動作のときは、ブーム用圧力センサ９、アーム用圧力センサ１０からの信号は出力されず、したがって、図２に示す第１信号生成部１４からアンド回路１６にオフ信号が出力され、アンド回路１６から駆動信号が出力されず、出力部１７から制御信号Ｙは出力されない。また、アームシリンダ４のみを伸長させる動作のときはアーム用パイロット弁８の操作量に応じて圧力センサ１０から信号が出力され、その信号値が第２信号生成部１５のしきい値ＰＢＯよりも小さい値であるときはオン信号がアンド回路１６に出力されるものの、第１信号生成部１４からオフ信号がアンド回路１６に出力されるので、アンド回路１６から駆動信号が出力されず、このときも出力部１７から制御信号Ｙは出力されない。
【００５５】
このような場合には、図１に示す電磁弁１２が同図１の下段位置に保たれ、可変リリーフ弁１２のばね室はタンクに連通し、リリーフ圧が比較的低い値に保たれる。したがって、主油圧ポンプ１の吐出圧が比較的低い圧力となる。
【００５６】
また、例えば吊荷作業の実施に際し、ブームシリンダ３、アームシリンダ４のそれぞれを伸長させるために、ブーム用パイロット弁７とアーム用パイロット弁８の双方を操作すると、その操作量は上述したように掘削作業における操作量よりも小さいことが経験上知られている。その結果、圧力センサ９から出力される信号Ｐａの値は、第１信号生成部１４のしきい値ＰＡＯを越え、また、圧力センサ１０から出力される信号Ｐｂの値は、第２信号生成部１５のしきい値ＰＢＯに至らない程度の値に保たれる。このため、第１信号生成部１４、第２信号生成部１５の双方からオン信号がアンド回路１６に出力される。アンド回路１６は、これに応じて駆動信号を出力部１７に出力し、出力部１７から制御信号Ｙが電磁弁１２に出力される。
【００５７】
これにより、電磁弁１２は図１の上段位置に切換えられ、パイロット油圧ポンプ７から吐出されるパイロット圧が、電磁弁１２を介して可変リリーフ弁２のばね室に与えられる。これにより可変リリーフ弁２が作動してリリーフ圧が高い値に変更され、すなわち増圧され、これに伴って主油圧ポンプ１の吐出圧が高くなる。この高い吐出圧の圧油が主油圧ポンプ１から、ブーム用流量制御弁５、アーム用流量制御弁６を介してブームシリンダ３、アームシリンダ４に供給され、所望の吊荷作業を実施することができる。
【００５８】
なお、ブームシリンダ３のみを伸長させるような動作（ブーム上げ単独操作）の場合であって、ブーム用パイロット弁７の操作量が大きく、その結果、圧力センサ９から出力される圧力信号Ｐａの値が第１信号生成部１４のしきい値ＰＡＯを越えるときも、上述と同様に第１信号生成部１４、第２信号生成部１５の双方からオン信号がアンド回路１６に出力されるので、リリーフ圧の増圧が実施され、主油圧ポンプ１の吐出圧は高い圧力に保たれる。
【００５９】
また、例えばブームを動かさず、あるいはせいぜい微操作するにとどめた状態で、主にアームとバケットを操作して地面を平坦にならすならし作業の実施に際し、ブーム用パイロット弁７とアーム用パイロット弁８の双方を、ブームシリンダ３、アームシリンダ４のそれぞれを伸長させるように操作するときは、ブームシリンダ３の操作量が小さく、したがって圧力センサ９で検出される信号値が小さい。このときは、その信号値が第１信号生成部１４のしきい値ＰＡＯに至らず、第１信号生成部１４からオフ信号がアンド回路１６に出力される。この場合は、前述したアームシリンダ４の単独操作などと同様に、アンド回路１６から駆動信号が出力されず、このときにも出力部１７から制御信号Ｙが出力されない。
【００６０】
したがって、図１に示す電磁弁１２が同図１の下段位置に保たれ、可変リリーフ弁１２のばね室はタンクに連通し、リリーフ圧が比較的低い値に保たれる。これにより、主油圧ポンプ１の吐出圧が比較的低い圧力となる。この比較的低い圧力の圧油が主油圧ポンプ１から、ブーム用流量制御弁５、アーム用流量制御弁６を介してブームシリンダ３、アームシリンダ４に供給され、所望のならし作業を実施することができる。
【００６１】
そして特に、掘削作業の実施に際し、ブームシリンダ３、アームシリンダ４のそれぞれを伸長させるために、ブーム用パイロット弁７とアーム用パイロット弁８の双方を大きく操作すると、その大きな操作量がブーム用圧力センサ９、アーム用圧力センサ１０で検出され、これらの信号値も大きな値となる。すなわち、ブーム用圧力センサ９から出力される信号値は、図２に示す第１信号生成部１４のしきい値ＰＡＯを越える値となり、アーム用圧力センサ１０から出力される信号値は、同図２に示す第２信号生成部１５のしきい値ＰＢＯを越える値となる。このため第１信号生成部１４からオン信号が出力されるものの、第２信号生成部１５からはオフ信号がアンド回路１６に出力される。したがって、アンド回路１６から駆動信号が出力されず、このときにも出力部１７から制御信号Ｙが出力されない。
【００６２】
この場合には上述したように、図１に示す電磁弁１２が下段位置となり、可変リリーフ弁１２のリリーフ圧は比較的低い値に保たれ、主油圧ポンプ１の吐出圧が比較的低い圧力となる。この比較的低い圧力の圧油が主油圧ポンプ１から、ブームシリンダ３、アームシリンダ４に供給され、所望の掘削作業を実施することができる。
【００６３】
このように構成した第１実施形態では、吊荷作業時にはリリーフ圧を増圧させ、大きなパワーを要するこの吊荷作業を実施でき、掘削作業時にはリリーフ圧の増圧を取り消して、比較的パワーを抑えながらこの掘削作業を実施でき、また、ならし作業時にはリリーフ圧を増圧させないで、このならし作業を実施できる。
【００６４】
特に、作業頻度が高い掘削作業時に、主油圧ポンプ１から過大な吐出圧をブームシリンダ３、アームシリンダ４に供給することなく、所望の掘削作業を実施できるので、当該油圧回路に含まれる油圧機器の各部が高圧にさらされる頻度を低減でき、当該油圧駆動装置の耐久性を向上させることができる。
【００６５】
図３は本発明の第２実施形態を示す油圧回路図、図４は図３に示す第２実施形態に備えられる制御装置の構成を示すブロック図、図５は図４に示す制御装置に備えられるタイマ部の特性を示す図である。
【００６６】
この第２実施形態は、図３，４に示すように、可変リリーフ弁２のリリーフ圧を増圧させる指示信号を制御装置１３に出力する増圧指示手段、例えばリリーフ圧を増圧させる指示信号としてオン信号を出力するオン・オフスイッチ１８を備えている。
【００６７】
また、制御装置１３は図４に示すように、オン・オフスイッチ１８から出力されるオン信号に対応する増圧指令信号、例えばオン信号を出力するとともに、このオン信号を出力する時間を数秒程度の所定時間Ｔ１内に制限するタイマ部１９を備えている。このタイマ部１９の特性は、図５に示すとおり、オン・オフスイッチ１８からオン信号Ｓａが出力されたときに、オン信号Ｓ２の出力を開始し、所定時間Ｔ１以内にオン・オフスイッチ１８の操作が停止すれば、その時点でオン信号Ｓ２の出力を停止する。すなわち、オフ信号を出力する。また、オン・オフスイッチ１８の操作が継続して所定時間Ｔ１以上なされた場合には、所定時間Ｔ１に至った時点でオン信号Ｓ２の出力を停止し、オフ信号を出力する。
【００６８】
また、この第２実施形態では、アンド回路２０と出力部１７との間にオア回路２１を備えている。このオア回路２１は、アンド回路２０から出力される駆動信号Ｓ１と、タイマ部１９から出力されるオン信号Ｓ２のいずれかを入力したとき、電磁弁１２の駆動を指令する信号Ｓ３を出力部１７に出力する。
その他の構成については前述した第１実施形態と同等である。
【００６９】
このように構成してある第２実施形態では、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏する他、特に、ブームシリンダ４のみが収縮する側に操作され、あるいはアームシリンダ３のみが操作されてリリーフ圧の増圧がおこなわれない状態のときとか、ならし作業をおこなっていてリリーフ圧の増圧がおこなわれておらず、アンド回路２０からオン信号Ｓ１が出力されていない状態のときであっても、一時的な増圧が必要になって、オン・オフスイッチ１８が操作された場合には、図５に示す所定時間Ｔ１を越えない範囲の時間、タイマ部１９からオア回路２１にオン信号Ｓ２が出力される。これによりオア回路２１は増圧の指令信号Ｓ３を出力部１７に出力し、この出力部１７から電磁弁１２に制御信号Ｙが出力される。したがって、前述したように、電磁弁１２は図３の上段位置に切換えられ、パイロット油圧ポンプ１１から吐出されるパイロット圧が、電磁弁１２を介して可変リリーフ弁２のばね室に与えられる。これにより可変リリーフ弁２が作動してリリーフ圧力が高い値に変更され、すなわち増圧され、これに伴って主油圧ポンプ１の吐出圧が高くなる。この高い吐出圧の圧油が主油圧ポンプ１からブーム用流量制御弁５、アーム用流量制御弁６を介してブームシリンダ３、アームシリンダ４に供給され、パワーを要する一時的な作業を実施させることができる。なお、増圧させる時間は、数秒程度の所定時間Ｔ１に自動的に制限されるので、当該油圧回路の油圧機器の耐久性に及ぼす影響を抑えられる。
【００７０】
図６は本発明の第３実施形態を示す油圧回路図、図７は図６に示す第３実施形態に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。
【００７１】
この第３実施形態は。図６，７に示すように、可変リリーフ弁２のリリーフ圧力を増圧させる指示信号を出力する増圧指示手段として、ブームシリンダ３、アームシリンダ４の作動を介して実施される作業モードの種類に応じて選択的にリリーフ圧を増圧させる指示信号、すなわちオン信号を出力可能なモード切換スイッチ２２を備えている。図７に示すように、このモード切換スイッチ２２を土砂等を掘削する通常の掘削作業モードに相当する切換位置Ａに切換えると、オン信号Ｓｂ１が出力され、ならし作業モードに相当する切換位置Ｂに切換えると、オフ信号Ｓｂ２が出力され、吊荷作業モードに相当する切換位置Ｃに切換えると、オン信号Ｓｂ３が出力されるようになっている。さらに、掘削作業の中でも通常の掘削作業と異なって、特別に大きいパワーを必要とし堅い地盤等を掘削する掘削作業、すなわち、重掘削作業モードに相当する切換位置Ｄに切換えると、オン信号Ｓｂ４が出力されるようになっている。
【００７２】
また、制御装置１３は、図７に示すように、アンド回路１６と出力部１７との間に、モード切換スイッチ２２から出力されるオン信号Ｓｂ１，Ｓｂ３に応じて閉路し、オフ信号Ｓｂ２に応じて開路するスイッチ部２３を設けてある。このスイッチ部２３は、アンド回路１６から駆動信号が出力されているとき、閉路となっている場合は出力部１７に増圧を指令する信号を出力し、開路となっている場合は出力部１７に増圧させない指令信号を出力する。なお、モード切換スイッチ２２から出力されるオン信号Ｓｂ４は、直接に出力部１７に入力されるようになっている。出力部１７は、このオン信号Ｓｂ４を入力したとき、増圧を指令する制御信号Ｙを電磁弁１２に出力する。
その他の構成は、前述した第１実施形態と同等である。なお、上述したモード切換スイッチ２２のならし作業モードに相応する切換位置Ｂは、リリーフ圧の増圧を抑制する信号を出力可能な別の増圧抑制手段を構成している。このモード切換スイッチ２２は、リリーフ圧の増圧を指示する増圧指示手段と、リリーフ圧の増圧を抑制する増圧抑制手段とを兼ねるものである。
【００７３】
このように構成した第３実施形態では、通常の掘削作業あるいは吊荷作業に際して、モード切換スイッチ２２が、切換位置ＡあるいはＣに切換えられたときには、このモード切換スイッチ２２からオン信号Ｓｂ１あるいはＳｂ３が出力され、これによりスイッチ部２３が閉じられる。この状態は前述した第１実施形態と同等である。すなわち、吊荷作業がおこなわれる間は増圧が実施され、通常の掘削作業がおこなわれる際は、ブーム用パイロット弁７、アーム用パイロット弁８の操作量が小さいときは増圧するものの、アーム用圧力センサ１０から出力される信号Ｐｂの値が第２信号生成部１５のしきい値ＰＢＯを越えた時点で増圧が取り消される。
【００７４】
また、ならし作業に際して、モード切換スイッチ２２が切換位置Ｂに切換えられたときは、このモード切換スイッチ２２からオフ信号Ｓｂ２が出力され、スイッチ部２３が開かれる。したがって、このときは当該ならし作業の間、ブーム用パイロット弁７、アーム用パイロット弁８の操作量がどのようであっても、リリーフ圧の増圧がなされることはない。さらに、重掘削作業に際して、モード切換スイッチ２２が切換位置Ｄに切換えられたときは、このモード切換スイッチ２２からオン信号Ｓｂ４が出力され、このオン信号Ｓｂ４に応じて出力部１７から電磁弁１２を図６の上段位置に切換える制御信号Ｙが出力される。
【００７５】
このように構成した第３実施形態は、前述した第１実施形態とほぼ同等の作用効果を奏する他、特に、ならし作業などのように増圧が全く不要な作業の場合には、強制的に増圧させない状態として主油圧ポンプ１の吐出圧を低くし、また逆に、通常の掘削作業と異なる大きなパワーを必要とする重掘削作業の場合には、強制的に増圧させる状態として、主油圧ポンプ１の吐出圧を高くすることができる。
【００７６】
なお、土砂等を掘削する通常の掘削作業の際には、前述したようにスイッチ部２３が閉じられることから、ブーム用パイロット弁７、アーム用パイロット弁８の操作に伴って、アーム用圧力センサ１０から吐出される圧力信号Ｐｂの値が第２信号生成部１５で設定されるしきい値ＰＢＯを越えるまでは、アンド回路１６から駆動信号が出力され、出力部１７から電磁弁１２に制御信号Ｙが出力されてリリーフ圧が増圧されるが、当該圧力信号Ｐｂの値がしきい値ＰＢＯを越えたときに、この第２信号生成部１５から出力されるオフ信号に伴って、アンド回路１６から駆動信号が出力されなくなり、これにより出力部１７から制御信号Ｙが出力されなくなる。したがって、可変リリーフ弁２のリリーフ圧は比較的低い圧力に保たれる。
【００７７】
なお、上記第２実施形態に備えられるタイマ部１９と同様のものを、第３実施形態の制御装置１３内の、モード切換スイッチ２２の切換位置Ｄと、出力部１７との間の位置に設ける構成にしてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、大きなパワーを必要とする作業におけるリリーフ圧の増圧を確保でき、軽負荷作業におけるリリーフ圧を比較的低く抑えることができるとともに、作業頻度の高い通常の掘削作業中におけるリリーフ圧の増圧を抑えることができ、この建設機械に備えられる油圧回路に含まれる油圧機器の各部が高圧にさらされる頻度をより確実に低減でき、従来技術に比べて当該油圧駆動装置の耐久性を顕著に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建設機械の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図４】図３に示す第２実施形態に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す制御装置に備えられるタイマ部の特性を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図７】図６に示す第３実施形態に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の建設機械の油圧駆動装置の第１の例を示す油圧回路図である。
【図９】図８に示す第１の例に備えられるリリーフ圧の昇圧系統を示すブロック図である。
【図１０】従来の第２の例を示す油圧回路図である。
【図１１】図１０に示す第２の例に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１主油圧ポンプ
２可変リリーフ弁
３ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
４アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５ブーム用流量制御弁
６アーム用流量制御弁
７ブーム用パイロット弁（ブーム用操作手段）
８アーム用パイロット弁（アーム用操作手段）
９ブーム用圧力センサ（ブーム用操作量検出手段）〔操作状態検出手段〕
１０アーム用圧力センサ（アーム用操作量検出手段）〔操作状態検出手段〕
１１パイロット油圧ポンプ
１２電磁弁（リリーフ圧変更手段）
１３制御装置
１４第１信号生成部
１５第２信号生成部（増圧取消指令手段）〔増圧抑制手段〕
１６アンド回路
１７出力部
１８オン・オフスイッチ（増圧指示手段）
１９タイマ部
２０アンド回路
２１オア回路
２２モード切換スイッチ（増圧指示手段）〔増圧抑制手段〕
２３スイッチ部
ＰＡＯしきい値
ＰＢＯしきい値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic drive device provided in a construction machine such as a hydraulic excavator, and in particular, a variable relief valve that sets a relief pressure that defines a maximum value of a discharge pressure of a main hydraulic pump, and the variable relief valve. The present invention relates to a hydraulic drive device for a construction machine provided with a relief pressure changing means capable of changing a relief pressure.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a hydraulic circuit diagram showing a first example of a conventional hydraulic drive device for construction machinery, and FIG. 9 is a block diagram showing a relief pressure boosting system provided in the first example shown in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 8, the first conventional example includes a main hydraulic pump 31, a variable relief valve 32 that sets a relief pressure that defines the maximum discharge pressure of the main hydraulic pump 31, and this variable relief. A relief pressure changing means capable of changing the relief pressure set by the valve 32, for example, an electromagnetic valve 41 is provided. This electromagnetic valve 41 is connected to the pilot hydraulic pump 40, and selectively supplies the pressure oil discharged from the pilot hydraulic pump 40 to the spring chamber of the variable relief valve 32, whereby the relief pressure of the variable relief valve 32 can be changed. It has become.
[0004]
In addition, a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump 31, for example, a hydraulic cylinder 33, a hydraulic motor 34, etc., and a flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump 31 to each of the hydraulic actuators described above. A main control valve circuit 35 including a plurality of flow rate control valves for controlling the flow rate, a plurality of operating means for controlling the operation of the flow rate control valves of the main control valve circuit 35, such as a hydraulic pilot valve 36, and the like. Operation state detection means for detecting whether or not the operation state is present, for example, a pressure switch 39 for outputting a pressure signal when the hydraulic pilot valve 36 or the like is operated is provided.
[0005]
Further, a lever top switch 38 that outputs an on / off signal in accordance with the pressing operation is provided in the grip portion of the operation lever 37 of the hydraulic pilot valve 36. Signals output from the pressure switch 39 and the lever top switch 38 described above are input to a control device incorporating the AND circuit 43 shown in FIG. As shown in FIG. 9, the controller 42 having the AND circuit 43 increases the relief pressure of the variable relief valve 32 described above when the signals from both the pressure switch 39 and the lever top switch 38 are input. A control signal Y for operating the electromagnetic valve 41 is output.
[0006]
In the first example of the related art, when the lever top switch 38 is operated in a state where a desired operation is performed by operating the hydraulic cylinder 33 and the like by operating the hydraulic pilot valve 36 and the like, for example, FIG. 9, the signal value “1” is output from the lever top switch 38 in the state where the signal value “1” is output from the pressure switch 39 in accordance with the operation of the hydraulic pilot valve 36 and the like. A control signal Y is output from the AND circuit 43 of the controller 42 to the electromagnetic valve 41. Accordingly, the electromagnetic valve 41 shown in FIG. 8 is switched to the upper position in FIG. 8, and the pilot pressure discharged from the hydraulic pilot pump 40 is applied to the spring chamber of the variable relief valve 32. As a result, the variable relief valve 32 operates to increase the relief pressure. Therefore, the discharge pressure of the main hydraulic pump 31 is higher than before.
[0007]
Further, when the operation of the lever top switch 38 is released from such a state, that is, while maintaining the operation state of the hydraulic pilot valve 36 or the like, the signal value of the lever top switch 38 becomes “0” as shown in FIG. As a result, the control signal Y is not output from the AND circuit 43. Accordingly, the electromagnetic valve 41 shown in FIG. 8 is switched to the lower position of FIG. 8 by the force of the spring, and the spring chamber of the variable relief valve 32 communicates with the tank via this electromagnetic valve 41. As a result, the variable relief valve 32 having the relief pressure set high as described above operates to lower the relief pressure. Along with this, the discharge pressure of the main hydraulic pump 31 changes so as to be lower than in the above case.
[0008]
A technique corresponding to the first conventional example shown in FIGS. 8 and 9 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-60704.
[0009]
FIG. 10 is a hydraulic circuit diagram showing a second example of a hydraulic drive device for a conventional construction machine, and FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the second example shown in FIG.
[0010]
This second conventional example also has a main hydraulic pump 51, a variable relief valve 52 that sets a relief pressure that defines the maximum discharge pressure of the main hydraulic pump 51, and a relief that is set by the variable relief valve 52. A relief pressure changing means capable of changing the pressure, for example, an electromagnetic valve 62 is provided. This electromagnetic valve 62 is connected to the pilot hydraulic pump 61, and selectively supplies the pressure oil discharged from the pilot hydraulic pump 61 to the spring chamber of the variable relief valve 52, whereby the relief pressure of the variable relief valve 52 can be changed. It has become.
[0011]
In addition, a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump 51, for example, a boom cylinder 53, an arm cylinder 54, and the like, and a flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump 51 to each of the hydraulic actuators described above. The boom flow control valve 55, the arm flow control valve 56, and the boom operation means for controlling the operation of the boom flow control valve 55, for example, the boom pilot valve 57 and the arm flow control valve 56 are controlled. Arm operating means to be controlled, for example, an arm pilot valve 58 is provided. Further, an operation state detecting means for detecting whether or not the boom pilot valve 57 and the arm pilot valve 58 are in an operation state, for example, a boom pressure sensor that detects an operation amount of the boom pilot valve 57 and outputs a pressure signal Pa. 59 and an arm pressure sensor 60 that detects an operation amount of the arm pilot valve 58 and outputs a pressure signal Pb.
[0012]
Further, the electromagnetic valve 62 is set so as to increase the relief pressure of the variable relief valve 52 described above in accordance with the pressure signal Pa output from the boom pressure sensor 59 and the pressure signal Pb output from the arm pressure sensor 60. A control device 63 that outputs a control signal Y to be operated is provided. As shown in FIG. 11, the control device 63 corresponds to the operation amount of the boom pilot valve 57, that is, the value of the pressure signal Pa output from the pressure sensor 59, and the time limit for executing the relief pressure increase. When the relationship with the threshold value PaO is set and the value of the pressure signal Pa exceeds the threshold value PaO, the boom signal generation unit 64 that outputs a pressure increase command signal, that is, an ON signal, and the arm pilot valve 58 The relationship between the manipulated variable, that is, the value of the pressure signal Pb output from the pressure sensor 60, and the threshold value PbO corresponding to the time limit for executing the relief pressure increase is set, and the value of the pressure signal Pb is set to the threshold value PbO. The arm signal generation unit 65 that outputs a pressure increase command signal, that is, an ON signal, and the boom signal generation unit 64 or the arm signal generation unit 65 outputs a pressure increase command. No. is when output has a configuration including the OR circuit 66 outputs a control signal Y that drives the solenoid valve 62 described above.
[0013]
In the second example of the related art, when only the boom pilot valve 57 is operated to perform a desired work, for example, through the operation of the boom cylinder 53, the operation depends on the operation amount of the boom pilot valve 57. The pilot pressure output from the hydraulic pilot pump 51 is applied to one of the control units of the boom flow control valve 55, whereby the boom flow control valve 55 is switched from the neutral position to the operating position, and the main hydraulic pump. The pressure oil discharged from 51 is supplied to the boom cylinder 53 via the boom flow control valve 55. As a result, the boom cylinder 53 operates to perform a desired operation.
[0014]
At this time, the operation amount of the boom pilot valve 57 is detected by the boom pressure sensor 59, and the pressure signal Pa is input to the control device 63. As shown in FIG. 11, when the value of the pressure signal Pa is in a range that does not exceed the threshold value PaO, a signal that does not command pressure increase, that is, an off signal is output from the boom signal generator 64. Here, since the arm pilot valve 58 is not operated in this state, the value of the pressure signal Pb output from the arm pressure sensor 60 is almost zero, and the threshold value of the arm signal generator 65 is set. Therefore, a signal that does not command pressure increase, that is, an off signal is output from the arm signal generation unit 65. That is, since no pressure increase command signal is output from either the boom signal generation unit 64 or the arm signal generation unit 65, the control signal Y is not output from the OR circuit 66 to the electromagnetic valve 62. In this case, the electromagnetic valve 62 is maintained at the lower position in FIG. 10, and the spring chamber of the variable relief valve 52 communicates with the tank. Accordingly, the relief pressure of the variable relief valve 52 is set to be relatively low, the pressure discharged from the main hydraulic pump 51 becomes a relatively low pressure, and the pressure oil at the pressure is supplied to the boom cylinder 53.
[0015]
From such a state, the amount of operation of the boom pilot valve 57 increases, and the value of the pressure signal Pa output from the boom pressure sensor 59 is the threshold value of the boom signal generator 64 shown in FIG. When the pressure exceeds PaO, a pressure increase command signal, that is, an ON signal is output from the boom signal generator 64 to the OR circuit 66, and the control signal Y is output from the OR circuit 66 to the electromagnetic valve 62, as described above. The relief pressure is increased.
[0016]
A technique corresponding to the second conventional example shown in FIGS. 10 and 11 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-184170.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as an example of a construction machine to which the above-described conventional first example and second example are applied, for example, a hydraulic excavator that performs a lifting work, an excavation work, and a leveling work is performed with this hydraulic excavator. In general, suspended load work requires particularly high power, so it is preferable to increase the pressure, and normal excavation work for excavating earth and sand, that is, heavy excavation requiring large power for excavating hard ground, etc. In the case of excavation work excluding work or light load leveling work that flattens the ground, it is originally preferable not to increase the pressure. In addition, the excavation work among the above-mentioned works is currently performed more frequently than other suspended load work or leveling work.
[0018]
For example, in the case of applying the first example shown in FIGS. 8 and 9 described above to the hydraulic excavator in which excavation work is easy to be performed mainly and driving the hydraulic cylinder 33 or the like, When the operator operates the hydraulic pilot valve 36 or the like while pressing the lever top switch 38, the relief pressure set by the variable relief valve 32 is increased as described above, and the pressure is increased. Therefore, while the excavation operation is continued, it is possible that the pressure of the pressure oil supplied to the hydraulic cylinder 33 or the like becomes higher than necessary. In such a state, each part of the hydraulic circuit provided in the hydraulic excavator is constantly exposed to a high pressure, which causes a problem that the durability of the hydraulic equipment included in the hydraulic circuit is deteriorated. In this case, for example, during normal excavation work, it is sufficient for the operator to recognize that it is better not to press the lever top switch 38, but the lever top switch 38 can be easily pressed by the operator in terms of arrangement. Therefore, it will not be a strong regulatory power. Therefore, in the above-described first example, the pressure is increased even during normal excavation work, and there is a concern that the durability of the hydraulic equipment included in the hydraulic circuit shown in FIGS. large.
[0019]
Further, the second example shown in FIGS. 10 and 11 is applied to the above-described hydraulic excavator, and the boom cylinder 53 and the arm cylinder 54 are combined to perform excavation work such as earth and sand, that is, normal excavation work. When attempting to do so, it is normally considered to increase the operation amounts of the boom pilot valve 57 and the arm pilot valve 58. However, when the operation amounts of the boom pilot valve 57 and the arm pilot valve 58 are increased in this way, the value of the pressure signal Pa of the boom pressure sensor 59 exceeds the threshold value PaO shown in FIG. A situation occurs in which the value of the pressure signal Pb of the pressure sensor 60 exceeds the threshold value PbO shown in FIG. That is, a pressure increase command signal is given to the OR circuit 66 shown in FIG. 11, a control signal Y is given from the control device 63 to the electromagnetic valve 62, the electromagnetic valve 62 is switched, and the variable relief valve 32 as described above. As a result, the relief pressure set in step 1 is increased, and the pressure is increased.
[0020]
That is, in the second example, the pressure is constantly increased during normal excavation work, and each part of the hydraulic circuit continues to be exposed to high pressure. For this reason, even in the second example, there is a problem that the durability of the hydraulic equipment included in the hydraulic circuit provided in the hydraulic excavator deteriorates from a viewpoint different from the first example described above.
[0022]
  The present invention has been made in view of the actual situation in the prior art described above.The purpose of work is frequentNormalIt is an object of the present invention to provide a hydraulic drive device for a construction machine that can suppress an increase in relief pressure during excavation work.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application includes a main hydraulic pump, a variable relief valve that sets a relief pressure that defines the maximum value of the discharge pressure of the main hydraulic pump, and the variable relief valve. A relief pressure changing means capable of changing a relief pressure set in step (b), a plurality of hydraulic actuators including a boom cylinder and an arm cylinder driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a main hydraulic pump to the hydraulic actuator. A plurality of flow rate control valves that control the flow of pressure oil supplied to each of them, a plurality of operating means including a pilot valve for a boom and a pilot valve for an arm that control the operation of these flow rate control valves, and the relief pressure Hydraulic drive of a construction machine comprising a control device capable of outputting a control signal for operating the relief pressure changing means to increase pressure The pressure signal Pa output from the pressure sensor for detecting the operation amount of the boom pilot valve, and the threshold value PAO corresponding to the time limit for increasing the relief pressure, And a first signal generator for outputting a pressure increase command signal for increasing the relief pressure when the value of the pressure signal Pa exceeds the threshold value PAO, and the pilot valve for the arm The relationship between the value of the pressure signal Pb output from the pressure sensor for detecting the operation amount of the pressure and the threshold value PBO corresponding to the time limit for canceling the increase in the relief pressure is set, and the value of the pressure signal Pb is A second signal generator that outputs the pressure-increasing command signal until a threshold value PBO is exceeded, and outputs a cancellation command signal that cancels the relief pressure increase when the threshold value PBO is exceeded; When the signal output from the one signal generation unit and the signal output from the second signal generation unit are both pressure increase command signals, the pressure increase command signal is output to the relief pressure changing means, and the first signal An AND circuit that outputs a cancellation command signal for canceling pressure increase when at least one of the signal output from the generation unit and the signal output from the second signal generation unit is not a pressure increase command signal; The threshold value PAO of the first signal generation unit is set to a value corresponding to an operation amount larger than the operation amount of the boom pilot valve at the time of light load work, and the second signal generation unit The threshold value PBO is set to a value corresponding to an operation amount larger than the operation amount of the arm pilot valve at the time of work requiring large power.It is characterized by that.
[0034]
  Claim constructed in this way1In the invention according toDuring normal excavation work, the amount of operation of the pilot valve for the boom and the pilot valve for the arm is large, so the signal value of the pressure sensor corresponding to the amount of operation of the pilot valve for the boom is a large value exceeding the threshold value PAO. A pressure increase command signal is output from the first signal generator to the AND circuit. Further, during this normal excavation work, the signal value of the pressure sensor corresponding to the operation amount of the arm pilot valve also becomes a large value exceeding the threshold value PBO, and therefore a cancellation command for canceling the pressure increase from the second signal generation unit. A signal is output to the AND circuit. Therefore, during this normal excavation work, a cancellation command signal for canceling the pressure increase is output from the AND circuit to the relief pressure changing means, and the relief pressure during this normal excavation work is maintained at a relatively low value, and the desired normal excavation work is performed. can do.
[0035]
  In addition, the claims of this application2The invention according to claim1In the invention described in (1), there is provided pressure increase instructing means for outputting an instruction signal for increasing the relief pressure to the control device.
[0036]
  Claim constructed in this way2In the invention according to the above, a desired pressure increase can be performed by operating the pressure increase instructing means when a situation in which a temporary pressure increase is necessary occurs. At this time, a control signal is output from the control device to the relief pressure changing means in accordance with the instruction signal output from the pressure increasing instruction means, and thereby the variable relief valve operates to increase the relief pressure. Accordingly, the discharge pressure of the main hydraulic pump becomes higher than that in the state where the pressure has not been increased, and this high pressure pressure oil is supplied to the corresponding actuator via the corresponding flow control valve, and the desired pressure increase is achieved. Necessary work can be performed.
[0037]
  In addition, the claims of this application3The invention according to claim2In the invention described in (1), the pressure increase instructing means includes an on / off switch, and the instruction signal is an on signal output from the on / off switch.
[0038]
  Claim constructed in this way3In the invention according to the present invention, when the on / off switch is operated, an on signal is output, and a control signal is output from the control device to the relief pressure changing means in response to the on signal, whereby the variable relief valve increases the relief pressure. Operates as follows.
[0039]
  In addition, the claims of this application4The invention according to claim2Or3In the invention described in (1), the control device includes a timer unit, and the timer unit outputs a pressure increase command signal corresponding to the instruction signal and limits a time for outputting the pressure increase command signal within a predetermined time. It is characterized by that.
[0040]
  Claim constructed in this way4In this invention, when the pressure increase instruction means is operated, an instruction signal output from the pressure increase instruction means is input to the timer section, and a pressure increase command signal is output from the timer section. The control device outputs a control signal to the relief pressure changing means in response to the pressure increase command signal. As a result, the variable relief valve operates to increase the relief pressure. When this state exceeds a predetermined time set by the timer unit, the output of the pressure increase command signal from the timer unit is stopped. Accordingly, even if the operation of the pressure increase instruction unit is continued, the control signal from the control device is not output to the relief pressure changing unit, and the variable relief valve operates so that the relief pressure becomes low.
[0041]
  In addition, the claims of this application5The invention according to claim2The pressure increase instructing means comprises a mode changeover switch capable of selectively outputting the instruction signal according to the type of work mode implemented through the operation of the hydraulic actuator. Yes.
[0042]
  Claim constructed in this way5In the invention according to the above, the work mode includes, for example, excavation work, leveling work, suspended work, etc., and whether to output an instruction signal in advance for each of these work modes is determined. For example, it is determined not to output an instruction signal for increasing the relief pressure when the work mode of the leveling work is selected by the mode changeover switch, and the relief pressure is increased when the work mode of the suspended work is selected. It is determined to output an instruction signal. In such a case, when the mode changeover switch is operated and the leveling work is selected, the control signal from the control device is not output to the relief pressure changing means, and the variable relief valve has its relief pressure. Operates to lower.
[0043]
When the mode changeover switch is operated and the suspended work is selected, a control signal is output from the control device to the relief pressure changing means, whereby the variable relief valve operates to increase the relief pressure.
[0044]
  In addition, the claims of this application6The invention according to claim 1 to claim 15Either1 itemThe construction machine is characterized in that the construction machine comprises a hydraulic excavator.
[0045]
  Claim constructed in this way6In the invention according to the present invention, the work performed by the hydraulic excavator includes a suspended load work in which pressure increase is preferable and an excavation work in which pressure increase is not preferable.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a hydraulic drive device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of a hydraulic drive device for a construction machine according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device of the first embodiment shown in FIG. The first embodiment shown in FIG. 1 is provided, for example, in a hydraulic excavator, but is configured substantially the same as that shown in FIG. 8 described above except for the configuration of the control device.
[0047]
That is, also in the first embodiment, the main hydraulic pump 1, the variable relief valve 2 that sets the relief pressure that defines the maximum value of the discharge pressure of the main hydraulic pump 1, and the relief that is set by the variable relief valve 2 A relief pressure changing means capable of changing the pressure, for example, an electromagnetic valve 12 is provided. This electromagnetic valve 12 is connected to a pilot hydraulic pump 11 and selectively supplies the pilot pressure discharged from the pilot hydraulic pump 11 to the spring chamber of the variable relief valve 2, thereby changing the relief pressure of the variable relief valve 2. It has become.
[0048]
Further, a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump 1, for example, a boom cylinder 3 and an arm cylinder 4, and pressure oil supplied from the main hydraulic pump 1 to the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4, respectively. Of the boom flow control valve 5, the arm flow control valve 6 for controlling the flow of the boom, and the boom operation means for controlling the operation of the boom flow control valve 5, for example, the boom pilot valve 7 and the arm flow control valve 6. Arm operating means for controlling the operation, for example, an arm pilot valve 8 is provided. Further, an operation state detecting means for detecting whether or not the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8 are in an operation state, for example, the boom flow control valve 5 is operated so as to extend (boom up) the boom cylinder 3. When detecting the amount of operation of the boom pilot valve 7 and outputting the pressure signal Pa, and when the arm flow control valve 6 is operated to extend the arm cylinder 4 (arm crowding). And an arm pressure sensor 10 that detects an operation amount of the arm pilot valve 8 and outputs a pressure signal Pb.
[0049]
Further, the electromagnetic valve 12 is set so as to increase the relief pressure of the variable relief valve 2 described above according to the pressure signal Pa output from the boom pressure sensor 9 and the pressure signal Pb output from the arm pressure sensor 10. A control device 13 that outputs a control signal Y to be operated is provided.
[0050]
In the first embodiment, the control device 13 has the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 2, the control device 13 corresponds to the operation amount of the boom pilot valve 7, that is, the value of the pressure signal Pa output from the pressure sensor 9 and the time when the relief pressure is increased. When the relationship with the threshold value PAO is set and the value of the pressure signal Pa exceeds the threshold value PAO, the first signal generation unit 14 that outputs a pressure increase command signal, that is, an ON signal, and the arm pilot valve 8 The relationship between the manipulated variable, that is, the value of the pressure signal Pb output from the pressure sensor 10 and the threshold value PBO corresponding to the time limit for canceling the relief pressure increase is set, and the value of the pressure signal Pb is set to the threshold value PBO. And a second signal generation unit 15 that outputs a cancel command signal for canceling the increase in the relief pressure, that is, an OFF signal.
[0051]
The threshold value PAO of the first signal generation unit 14 described above is, for example, a signal of the pressure sensor 9 corresponding to an operation amount slightly larger than an operation amount of the boom pilot valve 7 that is empirically performed during the leveling work. Set to value. Further, the threshold value PBO of the second signal generation unit 15 described above is, for example, a pressure sensor 10 corresponding to an operation amount slightly larger than an operation amount of the arm pilot valve 8 that is empirically performed at the time of hanging work. Is set to the signal value. At the time of excavation work, the operation amount of the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8 becomes large. Therefore, the signal value of the pressure sensor 9 corresponding to the operation amount of the boom pilot valve 7 also exceeds the threshold value PAO. Further, it is empirically known that the signal value of the pressure sensor 10 corresponding to the operation amount of the arm pilot valve 8 also becomes a large value exceeding the threshold value PBO. That is, the threshold PAO of the first signal generation unit 14 and the threshold PBO of the second signal generation unit 15 are excavated when the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8 are operated. A detection means for detecting that the work is performed is configured.
[0052]
Further, the second signal generation unit 15 described above is an operation including pressure increase suppression means capable of outputting a signal for suppressing the increase of the relief pressure to the electromagnetic valve 12, that is, an operation including the boom pressure sensor 9 and the arm pressure sensor 10. When the signal output from the state detection means is a signal corresponding to excavation work, it constitutes a pressure increase cancellation command means capable of outputting an OFF signal that is a cancellation command signal for canceling the increase in relief pressure.
[0053]
The control device 13 shown in FIG. 2 includes an AND circuit 16 that outputs a drive signal when an ON signal is output from both the first signal generation unit 14 and the second signal generation unit 15, and the AND circuit 16. And an output unit 17 that outputs a control signal Y for operating the electromagnetic valve 12 in accordance with the output drive signal.
[0054]
In the first embodiment configured as described above, for example, when the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4 are contracted, signals from the boom pressure sensor 9 and the arm pressure sensor 10 are not output. Therefore, an off signal is output from the first signal generator 14 shown in FIG. 2 to the AND circuit 16, no drive signal is output from the AND circuit 16, and no control signal Y is output from the output unit 17. In the operation of extending only the arm cylinder 4, a signal is output from the pressure sensor 10 according to the operation amount of the arm pilot valve 8, and the signal value is higher than the threshold value PBO of the second signal generator 15. When the value is small, an ON signal is output to the AND circuit 16, but an OFF signal is output from the first signal generation unit 14 to the AND circuit 16. Also, the control signal Y is not output from the output unit 17.
[0055]
In such a case, the electromagnetic valve 12 shown in FIG. 1 is maintained at the lower position in FIG. 1, the spring chamber of the variable relief valve 12 communicates with the tank, and the relief pressure is maintained at a relatively low value. Therefore, the discharge pressure of the main hydraulic pump 1 becomes a relatively low pressure.
[0056]
For example, when carrying out the lifting work, if both the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8 are operated in order to extend each of the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4, the operation amount is as described above. Experience has shown that it is smaller than the amount of operation in excavation work. As a result, the value of the signal Pa output from the pressure sensor 9 exceeds the threshold value PAO of the first signal generation unit 14, and the value of the signal Pb output from the pressure sensor 10 is equal to the second signal generation unit. It is kept at a value that does not reach the threshold value PBO of 15. Therefore, an ON signal is output to the AND circuit 16 from both the first signal generator 14 and the second signal generator 15. In response to this, the AND circuit 16 outputs a drive signal to the output unit 17, and a control signal Y is output from the output unit 17 to the electromagnetic valve 12.
[0057]
Thereby, the solenoid valve 12 is switched to the upper position in FIG. 1, and the pilot pressure discharged from the pilot hydraulic pump 7 is applied to the spring chamber of the variable relief valve 2 via the solenoid valve 12. As a result, the variable relief valve 2 is operated and the relief pressure is changed to a high value, that is, the pressure is increased, and the discharge pressure of the main hydraulic pump 1 is increased accordingly. This high discharge pressure is supplied from the main hydraulic pump 1 to the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4 via the boom flow control valve 5 and the arm flow control valve 6 to carry out a desired lifting work. Can do.
[0058]
Note that the operation amount of the boom pilot valve 7 is large when only the boom cylinder 3 is extended (the boom raising single operation). As a result, the value of the pressure signal Pa output from the pressure sensor 9 is large. Since the ON signal is output from both the first signal generation unit 14 and the second signal generation unit 15 to the AND circuit 16 in the same manner as described above even when the threshold value PAO of the first signal generation unit 14 is exceeded, The pressure is increased, and the discharge pressure of the main hydraulic pump 1 is kept high.
[0059]
Further, for example, when the boom is not moved or at most finely operated, the arm and bucket are mainly operated to level the ground, and the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve are used. 8 is operated so that each of the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4 is extended, the operation amount of the boom cylinder 3 is small, and therefore the signal value detected by the pressure sensor 9 is small. At this time, the signal value does not reach the threshold value PAO of the first signal generation unit 14, and an off signal is output from the first signal generation unit 14 to the AND circuit 16. In this case, the drive signal is not output from the AND circuit 16 and the control signal Y is not output from the output unit 17 at this time as in the case of the single operation of the arm cylinder 4 described above.
[0060]
Therefore, the electromagnetic valve 12 shown in FIG. 1 is maintained at the lower position in FIG. 1, the spring chamber of the variable relief valve 12 communicates with the tank, and the relief pressure is maintained at a relatively low value. Thereby, the discharge pressure of the main hydraulic pump 1 becomes a relatively low pressure. This relatively low pressure oil is supplied from the main hydraulic pump 1 to the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4 via the boom flow control valve 5 and the arm flow control valve 6 to perform a desired leveling operation. be able to.
[0061]
In particular, when excavation work is performed, if both the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8 are operated largely in order to extend the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4, the large operation amount is the boom pressure. Detected by the sensor 9 and the arm pressure sensor 10, these signal values are also large values. That is, the signal value output from the boom pressure sensor 9 exceeds the threshold value PAO of the first signal generator 14 shown in FIG. 2, and the signal value output from the arm pressure sensor 10 is The value exceeds the threshold value PBO of the second signal generator 15 shown in FIG. Therefore, an ON signal is output from the first signal generation unit 14, but an OFF signal is output from the second signal generation unit 15 to the AND circuit 16. Therefore, the drive signal is not output from the AND circuit 16, and the control signal Y is not output from the output unit 17 at this time.
[0062]
In this case, as described above, the electromagnetic valve 12 shown in FIG. 1 is in the lower position, the relief pressure of the variable relief valve 12 is maintained at a relatively low value, and the discharge pressure of the main hydraulic pump 1 is relatively low. Become. This relatively low pressure oil is supplied from the main hydraulic pump 1 to the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4 so that a desired excavation operation can be performed.
[0063]
In the first embodiment configured as described above, the relief pressure can be increased at the time of suspension work, and this suspension work that requires a large amount of power can be performed. At the time of excavation work, the increase of the relief pressure can be canceled to relatively increase the power. This excavation work can be carried out while restraining, and this leveling work can be carried out without increasing the relief pressure during the leveling work.
[0064]
In particular, during excavation work with high work frequency, a desired excavation work can be performed without supplying excessive discharge pressure from the main hydraulic pump 1 to the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4, so the hydraulic equipment included in the hydraulic circuit The frequency with which each part is exposed to high pressure can be reduced, and the durability of the hydraulic drive device can be improved.
[0065]
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the second embodiment shown in FIG. 3, and FIG. 5 is provided in the control device shown in FIG. It is a figure which shows the characteristic of the timer part.
[0066]
In this second embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, an instruction signal for increasing the relief pressure of the variable relief valve 2, an instruction signal for increasing the relief pressure, for example, an instruction signal for increasing the relief pressure. And an on / off switch 18 for outputting an on signal.
[0067]
Further, as shown in FIG. 4, the control device 13 outputs a pressure increase command signal corresponding to the ON signal output from the ON / OFF switch 18, for example, an ON signal, and the output time of this ON signal is about several seconds. Is provided with a timer unit 19 for limiting within a predetermined time T1. As shown in FIG. 5, when the on signal Sa is output from the on / off switch 18, the timer unit 19 starts outputting the on signal S2, and within a predetermined time T1, the on / off switch 18 If the operation stops, the output of the on signal S2 is stopped at that time. That is, an off signal is output. When the operation of the on / off switch 18 is continued for a predetermined time T1 or longer, the output of the on signal S2 is stopped and the off signal is output when the predetermined time T1 is reached.
[0068]
In the second embodiment, an OR circuit 21 is provided between the AND circuit 20 and the output unit 17. The OR circuit 21 outputs a signal S3 for instructing driving of the solenoid valve 12 when either the drive signal S1 output from the AND circuit 20 or the ON signal S2 output from the timer unit 19 is input. Output to.
Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.
[0069]
In the second embodiment configured as described above, the same effects as the first embodiment described above are obtained, and in particular, only the boom cylinder 4 is operated to be contracted, or only the arm cylinder 3 is operated. When the relief pressure is not increased, or when the relief pressure is not increased due to the leveling operation, and the ON signal S1 is not output from the AND circuit 20. Even if there is a temporary pressure increase, and the on / off switch 18 is operated, the timer unit 19 switches to the OR circuit 21 for a time that does not exceed the predetermined time T1 shown in FIG. An on signal S2 is output. As a result, the OR circuit 21 outputs a pressure-increasing command signal S3 to the output unit 17, and the control signal Y is output from the output unit 17 to the solenoid valve 12. Therefore, as described above, the electromagnetic valve 12 is switched to the upper position in FIG. 3, and the pilot pressure discharged from the pilot hydraulic pump 11 is applied to the spring chamber of the variable relief valve 2 via the electromagnetic valve 12. As a result, the variable relief valve 2 is operated and the relief pressure is changed to a high value, that is, the pressure is increased, and accordingly, the discharge pressure of the main hydraulic pump 1 is increased. This high discharge pressure is supplied from the main hydraulic pump 1 to the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4 via the boom flow control valve 5 and the arm flow control valve 6 to perform temporary work requiring power. be able to. The time for increasing the pressure is automatically limited to a predetermined time T1 of about several seconds, so that the influence of the hydraulic circuit on the durability of the hydraulic equipment can be suppressed.
[0070]
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the third embodiment shown in FIG.
[0071]
This third embodiment. As shown in FIGS. 6 and 7, types of work modes executed through the operation of the boom cylinder 3 and the arm cylinder 4 as pressure increase instruction means for outputting an instruction signal for increasing the relief pressure of the variable relief valve 2. There is provided a mode changeover switch 22 capable of outputting an instruction signal for selectively increasing the relief pressure according to the above, that is, an ON signal. As shown in FIG. 7, when the mode switch 22 is switched to a switching position A corresponding to a normal excavation work mode for excavating earth and sand, an on signal Sb1 is output, and a switching position B corresponding to a leveling work mode. When switched to, an off signal Sb2 is output, and when switched to a switching position C corresponding to the suspended work mode, an on signal Sb3 is output. Further, when the excavation operation is switched to a switching position D corresponding to a heavy excavation operation mode, which is different from a normal excavation operation, the excavation operation requires a specially large power and excavates a hard ground or the like. It is output.
[0072]
Further, as shown in FIG. 7, the control device 13 closes between the AND circuit 16 and the output unit 17 according to the ON signals Sb1 and Sb3 output from the mode changeover switch 22, and according to the OFF signal Sb2. The switch part 23 which opens is provided. When the drive signal is output from the AND circuit 16, the switch unit 23 outputs a signal for instructing pressure increase to the output unit 17 when the circuit is closed, and when the circuit is open, the output unit 17. A command signal that does not increase pressure is output. The ON signal Sb4 output from the mode changeover switch 22 is directly input to the output unit 17. When the ON signal Sb4 is input, the output unit 17 outputs a control signal Y for instructing pressure increase to the solenoid valve 12.
Other configurations are the same as those of the first embodiment described above. Note that the switching position B corresponding to the leveling work mode of the mode changeover switch 22 described above constitutes another pressure increase suppression means capable of outputting a signal for suppressing the pressure increase of the relief pressure. The mode changeover switch 22 serves both as a pressure increase instruction means for instructing an increase in the relief pressure and a pressure increase suppression means for suppressing an increase in the relief pressure.
[0073]
In the third embodiment configured as described above, when the mode changeover switch 22 is switched to the changeover position A or C during normal excavation work or suspension work, the ON signal Sb1 or Sb3 is output from the mode changeover switch 22. As a result, the switch unit 23 is closed. This state is equivalent to the first embodiment described above. That is, the pressure is increased while the suspended load work is performed. When the normal excavation work is performed, the pressure is increased when the operation amount of the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8 is small. The pressure increase is canceled when the value of the signal Pb output from the pressure sensor 10 exceeds the threshold value PBO of the second signal generator 15.
[0074]
Further, when the mode changeover switch 22 is changed to the changeover position B during the leveling work, the mode changeover switch 22 outputs an off signal Sb2, and the switch unit 23 is opened. Therefore, at this time, during the leveling work, the relief pressure is not increased regardless of the operation amounts of the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8. Further, when the mode changeover switch 22 is switched to the changeover position D during heavy excavation work, an ON signal Sb4 is output from the mode changeover switch 22, and the electromagnetic valve 12 is turned from the output unit 17 in response to the ON signal Sb4. A control signal Y for switching to the upper position in FIG. 6 is output.
[0075]
The third embodiment configured as described above exhibits substantially the same operational effects as the first embodiment described above, and is particularly compulsory in the case of work that does not require pressure increase at all, such as break-in work. In the case of heavy excavation work that requires a large power different from the normal excavation work, conversely, the discharge pressure of the main hydraulic pump 1 is lowered so that the pressure is not increased. The discharge pressure of the main hydraulic pump 1 can be increased.
[0076]
During normal excavation work for excavating soil and the like, the switch portion 23 is closed as described above, so that the arm pressure sensor is operated in accordance with the operation of the boom pilot valve 7 and the arm pilot valve 8. The drive signal is output from the AND circuit 16 until the value of the pressure signal Pb discharged from 10 exceeds the threshold value PBO set by the second signal generation unit 15, and the control signal is output from the output unit 17 to the electromagnetic valve 12. Y is output and the relief pressure is increased. When the value of the pressure signal Pb exceeds the threshold value PBO, an AND circuit is provided along with the OFF signal output from the second signal generator 15. The drive signal is not output from 16, and the control signal Y is not output from the output unit 17. Therefore, the relief pressure of the variable relief valve 2 is maintained at a relatively low pressure.
[0077]
In addition, the thing similar to the timer part 19 with which the said 2nd Embodiment is equipped is provided in the position between the switching position D of the mode switch 22 and the output part 17 in the control apparatus 13 of 3rd Embodiment. It may be configured.
[0079]
【The invention's effect】
  According to the present invention, it is possible to ensure an increase in the relief pressure in work that requires a large amount of power, and it is possible to keep the relief pressure in light load work relatively low,The increase in relief pressure during normal excavation work with high work frequency can be suppressed, and the frequency with which each part of the hydraulic equipment included in the hydraulic circuit provided in this construction machine is exposed to high pressure can be reduced more reliably. Compared with the technology, the durability of the hydraulic drive device can be remarkably improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of a hydraulic drive system for a construction machine according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the second embodiment shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing characteristics of a timer unit provided in the control device shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
7 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the third embodiment shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a hydraulic circuit diagram showing a first example of a conventional hydraulic drive device for construction machinery.
9 is a block diagram showing a relief pressure boosting system provided in the first example shown in FIG. 8; FIG.
FIG. 10 is a hydraulic circuit diagram showing a second conventional example.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the second example shown in FIG. 10;
[Explanation of symbols]
1 Main hydraulic pump
2 Variable relief valve
3 Boom cylinder (hydraulic actuator)
4 Arm cylinder (hydraulic actuator)
5 Boom flow control valve
6 Flow control valve for arm
7 Boom pilot valve (Boom operating means)
8 Pilot valve for arm (operating means for arm)
9 Boom pressure sensor (Boom operation amount detection means) [Operation state detection means]
10 Pressure sensor for arm (operation amount detection means for arm) [operation state detection means]
11 Pilot hydraulic pump
12 Solenoid valve (Relief pressure changing means)
13 Control device
14 First signal generator
15 2nd signal generation part (pressure increase cancellation command means) [pressure increase suppression means]
16 AND circuit
17 Output section
18 ON / OFF switch (pressure increase instruction means)
19 Timer section
20 AND circuit
21 OR circuit
22 Mode selector switch (pressure increase instruction means) [pressure increase suppression means]
23 Switch part
PAO threshold
PBO threshold

Claims

A main hydraulic pump, a variable relief valve that sets a relief pressure that defines the maximum discharge pressure of the main hydraulic pump, a relief pressure changing means that can change the relief pressure set by the variable relief valve, and the hydraulic pressure A plurality of hydraulic actuators including a boom cylinder and an arm cylinder driven by pressure oil discharged from the pump; and a plurality of flow rate control valves for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to each of the hydraulic actuators; A plurality of operating means including a boom pilot valve and an arm pilot valve for controlling the operation of these flow control valves, and a control signal for operating the relief pressure changing means to increase the relief pressure can be output. In a hydraulic drive device for a construction machine equipped with a control device,
The control device is
A relationship between a value of a pressure signal Pa output from a pressure sensor for detecting an operation amount of the boom pilot valve and a threshold value PAO corresponding to a time limit for executing the pressure increase of the relief pressure is set. A first signal generator for outputting a pressure increase command signal for increasing the relief pressure when the value of the signal Pa exceeds the threshold value PAO;
The relationship between the value of the pressure signal Pb output from the pressure sensor for detecting the operation amount of the pilot valve for the arm and the threshold value PBO corresponding to the time limit for canceling the pressure increase of the relief pressure is set. A second signal generation that outputs the pressure increase command signal until the value of Pb exceeds the threshold value PBO and outputs a cancel command signal that cancels the pressure increase of the relief pressure when the value exceeds the threshold value PBO. And
When both the signal output from the first signal generation unit and the signal output from the second signal generation unit are pressure increase command signals, the pressure increase command signal is output to the relief pressure changing means, And an AND circuit that outputs a cancellation command signal for canceling the pressure increase when at least one of the signal output from the first signal generation unit and the signal output from the second signal generation unit is not the pressure increase command signal. With
The threshold value PAO of the first signal generation unit is set to a value corresponding to an operation amount larger than an operation amount of the boom pilot valve at the time of light load work;
Construction in which the threshold value PBO of the second signal generation unit is set to a value corresponding to an operation amount larger than an operation amount of the arm pilot valve at the time of work requiring a large power. Hydraulic drive device for the machine.

2. The hydraulic drive device for a construction machine according to claim 1, further comprising a pressure increase instruction means capable of outputting an instruction signal for increasing the relief pressure to the control device.

3. The hydraulic drive apparatus for a construction machine according to claim 2, wherein the pressure increase instructing means comprises an on / off switch, and the instruction signal is an on signal output from the on / off switch.

The control device includes a timer unit, and the timer unit outputs a pressure increase command signal corresponding to the instruction signal, and limits a time for outputting the pressure increase command signal within a predetermined time. The hydraulic drive device for a construction machine according to claim 2 or 3,

3. The pressure increase instructing means comprises a mode changeover switch capable of selectively outputting the instruction signal according to the type of work mode implemented through the operation of the hydraulic actuator. Hydraulic drive device for construction machinery.

The hydraulic drive device for a construction machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the construction machine comprises a hydraulic excavator.