JP3853314B2 - Hydraulic work machine - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ショベル等油圧式作業機械に係わり、特に、いわゆる超大型の建設機械に好適な油圧式作業機械に関する。 The present invention relates to a hydraulic work machine such as a hydraulic excavator, and more particularly to a hydraulic work machine suitable for a so-called super large construction machine.
油圧式作業機械の一例として例えば70tクラスの超大型油圧ショベルの場合、超大型機であるため、複数備えられる油圧シリンダの特にボトム側を駆動するためには大量の作動油を供給する必要がある。このような通常よりも大流量供給に配慮した従来の油圧式作業機械としては、原動機によって駆動される一の油圧ポンプ及びこれとは別の他の油圧ポンプと、それら2つの油圧ポンプからの吐出油により駆動されるブーム用の油圧シリンダと、一の油圧ポンプとブーム用の油圧シリンダとの間に接続された一のコントロールバルブと、他の油圧ポンプとブーム用の油圧シリンダとの間に接続された他のコントロールバルブと、一のコントロールバルブ及び他のコントロールバルブとブーム用油圧シリンダのボトム側及びロッド側とをそれぞれ接続する油圧管路とを備えたものがある(例えば、特許文献1)。 As an example of a hydraulic work machine, for example, an ultra-large hydraulic excavator of 70t class is an ultra-large machine, and therefore it is necessary to supply a large amount of hydraulic oil in order to drive particularly the bottom side of a plurality of hydraulic cylinders provided. . Such a conventional hydraulic working machine that takes into account the supply of a larger flow rate than usual includes one hydraulic pump driven by a prime mover and another hydraulic pump, and discharge from these two hydraulic pumps. Connected between hydraulic cylinder for boom driven by oil, one control valve connected between one hydraulic pump and hydraulic cylinder for boom, and between other hydraulic pump and hydraulic cylinder for boom Other control valves, and one control valve and another control valve, and a hydraulic pipe line that respectively connects the bottom side and the rod side of the boom hydraulic cylinder are disclosed (for example, Patent Document 1). .
この従来技術では、 一の油圧ポンプから吐出され一のコントロールバルブを介した圧油と他の油圧ポンプから吐出され他のコントロールバルブを介した圧油とを合流させて、ブーム用油圧シリンダのボトム側又はロッド側に供給すると共に、その戻り油を分流して一のコントロールバルブ及び他のコントロールバルブを介しタンクへ排出するようになっている。 In this prior art, the pressure oil discharged from one hydraulic pump via the one control valve and the pressure oil discharged from another hydraulic pump and the other control valve are merged to form the bottom of the boom hydraulic cylinder. In addition to supplying to the side or the rod side, the return oil is divided and discharged to the tank via one control valve and another control valve.
上記従来技術は、一の油圧ポンプより一のコントロールバルブを介しブーム用油圧シリンダに圧油を供給する通常の構成に対して、他の油圧ポンプ、他のコントロールバルブを介した圧油を合流させて加えることで、約2倍の流量の圧油を供給可能となっている。 In the above prior art, pressure oil from other hydraulic pumps and other control valves is combined with a normal configuration in which pressure oil is supplied from one hydraulic pump to the boom hydraulic cylinder via one control valve. Thus, it is possible to supply pressure oil having a flow rate about twice as high.
ここで、このように通常よりも超高圧・超大流量の圧油を供給するためには超大口径のホースや鋼管等で主管路を構成することが必要となるが、実用的に現在の市場に存在するホースは最大口径が2インチ程度でありこれを多数(例えば2本または3本ずつ)並べて対応せざるを得ない。したがって、油圧アクチュエータが要求する給排流量に対する主管路としての許容量が制約され各ホースにおいて比較的大きな圧力損失が生じる。よって、超大型機のホースや鋼管等で構成される長い管路及びコントロールバルブ(流量制御切換弁)等を含む油圧回路全体では、非常に大きな圧力損失が生じ、エネルギー損失が増大し、また油圧アクチュエータの作動速度が落ち作業効率が悪くなる問題がある。また超大型機において、このように多数のホース等を並べて構成される1つの主管路を、上記のように例えばブーム用の油圧シリンダに2本ずつ配置すること自体、容易ではなく、また油圧ショベル等の作業機の側方や後方の視界を悪くするような問題もある。 Here, in order to supply pressure oil with a super-high pressure and a super-large flow rate than usual, it is necessary to configure the main pipeline with a super-large-diameter hose or steel pipe. The existing hose has a maximum diameter of about 2 inches, and a large number (for example, two or three) must be arranged. Therefore, the allowable amount of the main conduit for the supply / discharge flow rate required by the hydraulic actuator is restricted, and a relatively large pressure loss occurs in each hose. Therefore, the entire hydraulic circuit including long pipes and control valves (flow control switching valves) composed of hoses, steel pipes, etc. for ultra-large machines causes very large pressure loss, increases energy loss, and increases hydraulic pressure. There is a problem that the operating speed of the actuator is lowered and work efficiency is deteriorated. Further, in a super-large machine, it is not easy to arrange one main pipe line constituted by arranging a large number of hoses and the like in a hydraulic cylinder for a boom as described above. There is also a problem that worsens the visibility of the side and rear of the working machine.
本発明の目的は、超大型機に適用した場合もホース数や鋼管等の管路の総延長を減らして全体の圧力損失を低減することができる油圧式作業機械を提供することである。 An object of the present invention is to provide a hydraulic working machine that can reduce the total pressure loss by reducing the total number of pipes such as the number of hoses and steel pipes even when applied to a super large machine.
上記目的を達成するために、本発明によれば、作業機本体である車体、及びこの作業機本体に上下方向に回動可能に連結された複数のフロント部材から構成されるフロント装置を備えた油圧式作業機において、
前記車体側には、少なくとも1つの油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御する複数の流量制御切換弁と、少なくとも1つの他の油圧ポンプと、前記他の油圧ポンプから吐出された圧油が導かれる吐出管路とを設け、
前記フロント装置側には、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧シリンダと、前記流量制御切換弁と対応する油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうちいずれか一方とをそれぞれ接続する複数の第1接続管路と、一方側が前記他のポンプの吐出管路に接続された第2接続管路と、前記第2接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されると共に、反対側が前記複数の第1接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第1管路と、前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように前記複数の第1管路にそれぞれ設けられ、前記他の油圧ポンプから前記対応する油圧シリンダのボトム側へ向かう圧油の流れを制御する複数の第1流量制御手段とを設け、
前記フロント装置側で、前記他の油圧ポンプからの圧油を共通の供給管路である第2接続管を介して複数の油圧シリンダのボトム側に導くよう構成したことを特徴とする油圧式作業機械が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a front device comprising a vehicle body that is a work implement main body, and a plurality of front members that are pivotably connected to the work implement main body in the vertical direction. In hydraulic work machines,
At the vehicle body side, at least one hydraulic pump, a plurality of flow rate control switching valves for controlling the pressure oil discharged from the hydraulic pump, at least one other hydraulic pump, and the other hydraulic pump are discharged. And a discharge pipe through which the pressurized oil is guided ,
The front device side includes a plurality of hydraulic cylinders that respectively drive the plurality of front members, and a plurality of hydraulic cylinders that respectively connect either the bottom side or the rod side of the hydraulic cylinder corresponding to the flow rate control switching valve. A first connection line; a second connection line connected on one side to the discharge line of the other pump; a plurality of branch points provided on the other side of the second connection line; A plurality of first pipes each connected to one of the points and connected to at least one of the plurality of first connection pipes connected to at least the bottom side of the hydraulic cylinder; Each of the plurality of first members is provided on each of the plurality of first pipes so as to be located on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder with respect to the branch point. A plurality of first flow rate control means for controlling the flow of pressure oil from the pump toward the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder ;
Hydraulic work characterized in that, on the front device side, the pressure oil from the other hydraulic pump is guided to the bottom side of a plurality of hydraulic cylinders via a second connection pipe which is a common supply line. A machine is provided.
すなわち、まず例えば各油圧シリンダの伸び動作時を考えると、少なくとも1つの油圧ポンプ(車体側)から吐出された圧油は、車体側に設けた複数の流量制御切換弁を介し、フロント側に設けた各第1接続管路のうち各油圧シリンダのボトム側に接続されるものに供給される。このとき同時に、少なくとも1つの他の油圧ポンプから吐出された圧油も、車体側に設けた吐出管路、フロント側に設けた共通の供給管路である第2接続管路、分岐点、及び第1接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された第1管路を介し、かつその流量を、フロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように第1管路に設けられた第1流量制御手段で調整されて、流量制御切換弁を介すことなく、そのボトム側に接続される各第1接続管路に供給される。これによって、例えば超大型機における対応する油圧シリンダのボトム側に超大流量の圧油を導いて油圧シリンダを伸び動作方向に駆動しフロント部材をそれぞれ動作させることができる。 In other words, for example, when considering the extension operation of each hydraulic cylinder, the pressure oil discharged from at least one hydraulic pump (vehicle body side) is provided on the front side via a plurality of flow rate control switching valves provided on the vehicle body side. In addition, the first connection pipe line is supplied to the one connected to the bottom side of each hydraulic cylinder. At the same time, the pressure oil discharged from at least one other hydraulic pump is also discharged from the discharge line provided on the vehicle body side, the second connection line as a common supply line provided at the front side , the branch point, and The first connecting pipe is installed in one of the front members through the first pipe connected to at least one of the first connecting pipes connected to the bottom side of the hydraulic cylinder , and the flow rate is set in one of the front members. It is adjusted by the first flow rate control means provided in the first pipeline so as to be located on the bottom side of the hydraulic cylinder corresponding to the branch point, and is connected to the bottom side without passing through the flow rate control switching valve. Supplied to each first connecting pipe. As a result, for example, a very large flow rate of pressure oil can be guided to the bottom side of a corresponding hydraulic cylinder in a super-large machine, and the hydraulic cylinder can be driven in the extending direction to operate the front members.
ここで、例えば単純に、少なくとも車体側に1つの油圧ポンプ、複数の流量制御切換弁、フロント装置側に複数の第1接続管路を加え、この加えた第1接続管路の下流側をもともとある第1接続管路に接続しても、例えば超大流量の超大型機における上記のような各油圧シリンダの伸び動作・縮み動作に対応することができる。しかしながらこの場合、フロント装置側において作業機本体側からブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダの順で設けられた各油圧シリンダのボトム側に高圧ラインである第1接続管路として第1の流量制御切換弁グループからと、第2の流量制御切換弁グループからとを合わせ、例えば2本ずつ設けられることになる。よって、フロント装置側の車体側から各油圧シリンダ、すなわちブームシリンダ・アームシリンダ・バケットシリンダのボトム側までの高圧ラインの管路(供給管路)の数は、フロント装置側のうちブームシリンダより手前では、ブームシリンダのボトム側への第1接続管路2本、アームシリンダのボトム側への第1接続管路2本、バケットシリンダのボトム側への第1接続管路2本の合計6本であり、フロント装置側のうちブームシリンダを超えてアームシリンダより手前では、アームシリンダのボトム側への第1接続管路2本、バケットシリンダのボトム側への第1接続管路2本の合計4本であり、フロント装置側のうちアームシリンダを超えてバケットシリンダより手前では、バケットシリンダのボトム側への第1接続管路2本となる。
Here, for example, simply, at least one hydraulic pump, a plurality of flow control switching valves are added to the vehicle body side, and a plurality of first connection pipes are added to the front device side, and the downstream side of the added first connection pipe is originally provided. Even if it is connected to a certain first connection pipe line, it is possible to cope with the expansion and contraction operations of each hydraulic cylinder as described above, for example, in an ultra-large machine with an ultra-high flow rate. However, in this case, the first flow rate control switching is performed as a first connection pipe that is a high-pressure line on the bottom side of each hydraulic cylinder provided in the order of the boom cylinder, the arm cylinder, and the bucket cylinder from the work machine main body side on the front device side . For example, two valves are provided from the valve group and the second flow rate control switching valve group. Therefore, the number of high-pressure line pipes (supply pipe lines) from the vehicle body side on the front device side to the bottom side of each hydraulic cylinder, that is, the boom cylinder, arm cylinder, and bucket cylinder, is closer to the front device side than the boom cylinder. Then, a total of six first connection pipe lines to the bottom side of the boom cylinder, two first connection pipe lines to the bottom side of the arm cylinder, and two first connection pipe lines to the bottom side of the bucket cylinder. The sum of the first connecting pipe line to the bottom side of the arm cylinder and the two first connecting pipe lines to the bottom side of the bucket cylinder, in front of the arm cylinder beyond the boom cylinder on the front device side. 4 is present in the front of the bucket cylinder beyond the arm cylinder of the front device side, a first connecting
これに対し、本発明においては、油圧ポンプ、流量制御切換弁、他の油圧ポンプ、及び吐出管路は車体側(作業機本体)に設けられており、第1接続管路、共通の供給管路である第2接続管路、分岐点、第1管路、第1流量制御手段、及び油圧シリンダはフロント装置側に設置されている。すなわち、フロント装置側で、第1流量制御手段をフロント部材の1つに設置するとともに分岐点よりも前記対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように前記第1管路に設けることにより、第1流量制御手段及び分岐点を対応する油圧シリンダに近づけるように配置し、他の油圧ポンプからの圧油を共通の供給管路である第2接続管を介して複数の油圧シリンダのボトム側に導くよう構成した。このようにフロント装置側において、各油圧シリンダのボトム側に近づけた各分岐点まで共通の供給管路である第2接続管路を設ければ良いのでその分高圧ライン全体のホース数(あるいは鋼管数)を減らしその延長を短くすることができ高圧ライン全体の圧力損失を低減することができる。
例えば、フロント装置側で、共通の供給管路である第2接続管路のブームシリンダ近い位置からブームシリンダのボトム側への第1管路を分岐させ、さらに先へ進んで第2接続管路のアームシリンダに近い位置からアームシリンダのボトム側への第1管路を分岐させ、さらに先へ進んで第2接続管路のバケットシリンに近い位置からバケットシリンダのボトム側への第1管路を分岐させることとすれば、圧力損失を考える上で特に問題となる各油圧シリンダボトム側までの高圧ラインの管路数が、フロント装置側の大部分において従来構造を応用した場合よりも減少する。具体的には、高圧ラインの数は、フロント装置側のうちブームシリンダへの第1管路の分岐点より手前では、ブームシリンダボトム側への第1接続管路1本、アーアームシリンダボトム側への第1接続管路1本、バケットシリンダボトム側への第1接続管路1本、及び第2接続管路1本の合計4本であり、フロント装置側のうちブームシリンダを超えてアームシリンダへの第1管路の分岐点より手前では、アームシリンダボトム側への第1接続管路1本、バケットシリンダボトム側への第1接続管路1本、及び第2接続管路1本の合計3本であり、ここまでは各油圧シリンダボトム側への高圧ライン管路数をいずれも減少させることができる。よって、その分高圧ライン全体のホース数(あるいは鋼管数)を減らしその延長を短くすることができるので、高圧ライン全体の圧力損失を低減することができる。なお、フロント装置側のうちアームシリンダを超えてバケットシリンダへの第1管路の分岐点より手前では、バケットシリンダボトム側への第1接続管路1本と第2接続管路の合計2本となり、従来と同一本数であるが、従来より本数が増加することはないので圧力損失が増加することはない。
On the other hand, in the present invention, the hydraulic pump, the flow control switching valve, the other hydraulic pump, and the discharge pipe are provided on the vehicle body side ( work machine body ) , and the first connection pipe, the common supply pipe the second connecting line is a road branch point, first conduit, the first flow control means, and the hydraulic cylinder is installed on the front device. That is, on the front device side, the first flow rate control means is installed in one of the front members and is provided in the first pipeline so as to be located on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder with respect to the branch point. 1 The flow rate control means and the branch point are arranged so as to be close to the corresponding hydraulic cylinders, and the pressure oil from other hydraulic pumps is supplied to the bottom side of the plurality of hydraulic cylinders via the second connection pipe which is a common supply line. Configured to guide. In this way, on the front device side, it is only necessary to provide a second connection pipe that is a common supply pipe to each branch point close to the bottom side of each hydraulic cylinder. Number) can be reduced and the extension can be shortened, and the pressure loss of the entire high-pressure line can be reduced.
For example, on the front device side, the first connection line from the position near the boom cylinder of the second connection line that is a common supply line to the bottom side of the boom cylinder is branched, and the second connection line is further advanced. The first pipeline from the position close to the arm cylinder to the bottom side of the arm cylinder is branched, and further forward, the first pipeline from the position near the bucket cylinder of the second connection pipeline to the bottom side of the bucket cylinder Branching, the number of high-pressure lines to the bottom of each hydraulic cylinder, which is a particular problem when considering pressure loss, is reduced in the majority of the front device side compared to the case where the conventional structure is applied. . Specifically, the number of high-pressure lines is one on the front device side before the branch point of the first pipe line to the boom cylinder, one first connection pipe line to the boom cylinder bottom side, and the arm arm cylinder bottom side. There are a total of four lines, one first connecting line to the first side, one first connecting line to the bucket cylinder bottom side, and one second connecting line, and the arm extends beyond the boom cylinder on the front device side. Before the branch point of the first pipe line to the cylinder, one first connection pipe line to the arm cylinder bottom side, one first connection pipe line to the bucket cylinder bottom side, and one second connection pipe line Thus, the number of high-pressure line pipes to the bottom side of each hydraulic cylinder can be reduced so far. Therefore, the number of hoses (or the number of steel pipes) in the entire high-pressure line can be reduced correspondingly, and the extension can be shortened, so that the pressure loss in the entire high-pressure line can be reduced. In addition, in the front device side, before the branch point of the first pipe line to the bucket cylinder beyond the arm cylinder, a total of two first connection pipe lines and two second connection pipe lines to the bucket cylinder bottom side Thus, the number is the same as the conventional one, but since the number is not increased as compared with the conventional one, the pressure loss does not increase.
好ましくは、前記油圧式作業機において、前記車体側には、油圧タンクと、圧油を前記油圧タンクへと導くタンク管路とを設け、前記フロント装置側には、一方側が前記タンク管路に接続された第3接続管路と、前記第3接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されるとともに、反対側が前記複数の第3接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第2管路と、前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように前記複数の第2管路にそれぞれ設けられ、前記対応する油圧シリンダから前記第3接続管路へ向かう圧油の流れを制御する複数の第2流量制御手段とを設け、前記フロント装置側で、前記複数の油圧シリンダのボトム側からの圧油を共通の排出管路である第3接続管を介して前記油圧タンクへ導くよう構成したことを特徴とする油圧式作業機械が提供される。
また上記目的を達成するために、本発明によれば、作業機本体である車体、及びこの作業機本体に上下方向に回動可能に連結された複数のフロント部材から構成されるフロント装置を備えた油圧式作業機において、前記車体側には、少なくとも1つの油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御する複数の流量制御切換弁と、少なくとも1つの他の油圧ポンプと、前記他の油圧ポンプから吐出された圧油が導かれる吐出管路と、油圧タンクと、圧油を前記油圧タンクへと導くタンク管路とを設け、前記フロント装置側には、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧シリンダと、前記流量制御切換弁と対応する油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうちいずれか一方とをそれぞれ接続する複数の第1接続管路と、一方側が前記吐出管路に接続された第2接続管路と、前記第2接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されるとともに、反対側が前記複数の第1接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第1管路と、前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダ側のボトム側に位置するように前記複数の第1管路にそれぞれ設けられ、前記他の油圧ポンプから前記油圧シリンダへ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともに、前記油圧シリンダから前記他の油圧ポンプへ向かう圧油の流れを遮断する複数の第1流量制御手段と、一方側が前記タンク管路に接続された第3接続管路と、前記第3接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されるとともに、反対側が前記複数の第3接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第2管路と、前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように前記複数の第2管路にそれぞれ設けられ、前記油圧シリンダから前記第3接続管路へ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともに、前記第3接続管路から前記油圧シリンダへ向かう圧油の流れを遮断する複数の第2流量制御手段とを設け、前記フロント装置側で、前記他の油圧ポンプからの圧油を共通の供給管路である第2接続管を介して複数の油圧シリンダのボトム側に導くとともに前記複数の油圧シリンダのボトム側からの圧油を共通の排出管路である第3接続管を介して前記油圧タンクへ導くよう構成したことを特徴とする油圧式作業機械が提供される。
Preferably, in the hydraulic working machine, a hydraulic tank and a tank conduit for guiding pressure oil to the hydraulic tank are provided on the vehicle body side, and one side is provided on the tank conduit on the front device side. a third connection conduit connected, before SL and a plurality of branch points provided on the other side of the third connecting pipeline, whereas with side are respectively connected to one of the branch point, the other side of the plurality A plurality of second pipes respectively connected to at least one of the three connection pipes connected to the bottom side of the hydraulic cylinder, and the branch point respectively installed on one of the plurality of front members A plurality of second pipes that are provided on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinders to control the flow of pressure oil from the corresponding hydraulic cylinders toward the third connection pipes. Second flow rate And control means arranged, in the above front device side, characterized in that the pressure oil from the bottom side of said plurality of hydraulic cylinders via a common third connecting tube is discharge line configured to direct to the hydraulic tank A hydraulic work machine is provided.
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a front apparatus comprising a vehicle body that is a work implement main body, and a plurality of front members that are pivotably connected to the work implement main body in the vertical direction. In the hydraulic working machine, on the vehicle body side, at least one hydraulic pump, a plurality of flow control switching valves for controlling the pressure oil discharged from the hydraulic pump, at least one other hydraulic pump, a discharge line which pressure oil discharged from the other hydraulic pump is guided, and the hydraulic tank, hydraulic oil and provided a tank line leading to the hydraulic tank, the front device side, said plurality of front members A plurality of hydraulic cylinders respectively driving the flow control switching valve, and a plurality of first connection pipes respectively connecting either the bottom side or the rod side of the hydraulic cylinder corresponding to the flow rate control switching valve; A second connection line connected to the discharge line on the other side, a plurality of branch points provided on the other side of the second connection line, and one side connected to one of the branch points, A plurality of first pipes connected to at least one of the plurality of first connection pipes connected to at least the bottom side of the hydraulic cylinder, and one of the plurality of front members, respectively. And provided in each of the plurality of first pipes so as to be located on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder side with respect to the branch point, and the flow of the pressure oil from the other hydraulic pump toward the hydraulic cylinder A plurality of first flow rate control means for allowing pressure oil to flow from the hydraulic cylinder to the other hydraulic pump and allowing one side to the tank pipe line while allowing the variable throttle to control to a desired throttle amount. A third connected connection line, a plurality of branch points provided on the other side of the third connection line, one side connected to one of the branch points, and the other side connected to the plurality of third points A plurality of second pipes connected to at least one of the connecting pipes connected to the bottom side of the hydraulic cylinder, and one of the plurality of front members, respectively, and from the branch point Are respectively provided in the plurality of second pipes so as to be positioned on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinders, and control the flow of pressure oil from the hydraulic cylinders to the third connection pipes to a desired throttle amount. with allowable via the variable stop, and a plurality of second flow control means for interrupting the flow of pressure oil flowing from the third connecting pipeline to the hydraulic cylinder is provided, at the front device side, from the other hydraulic pump The pressure oil is guided to the bottom side of the plurality of hydraulic cylinders via the second connection pipe that is a common supply pipe, and the pressure oil from the bottom side of the plurality of hydraulic cylinders is a third connection that is a common discharge pipe. A hydraulic work machine is provided which is configured to be guided to the hydraulic tank through a pipe .
本発明によれば、フロント装置の大部分での供給側管路数が、従来構造を応用した場合よりも減少する。よって、その分全体のホース数を減らしホース延長を短くすることができる。したがって、全体の圧力損失を低減することができるので、エネルギー損失を低減しまた油圧シリンダの作動速度を増加し作業効率を向上することができる。 According to the present invention, the number of supply-side pipelines in most of the front apparatus is reduced as compared with the case where the conventional structure is applied. Therefore, the total number of hoses can be reduced and the hose extension can be shortened accordingly. Therefore, since the overall pressure loss can be reduced, energy loss can be reduced, the operating speed of the hydraulic cylinder can be increased, and work efficiency can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。この実施形態は、本発明を例えば70tクラスの超大型油圧ショベルに適用した場合の実施形態である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment in a case where the present invention is applied to, for example, a 70 t class super large hydraulic excavator.
まず、本実施形態による油圧式作業機械に備えられる油圧駆動装置の構成を表す油圧回路を、その制御装置と共に図1に示す。 First, a hydraulic circuit representing a configuration of a hydraulic drive device provided in the hydraulic work machine according to the present embodiment is shown in FIG. 1 together with its control device.
すなわち、図1に示す油圧駆動装置は、原動機4aによって駆動される第1油圧ポンプ1a及び第2油圧ポンプ1bと、原動機4bによって駆動される第3油圧ポンプ3a及び第4油圧ポンプ3bと、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bからの吐出油により駆動されるブーム用の油圧シリンダ5a,5b及びアーム用の油圧シリンダ6と、第1油圧ポンプ1aからの吐出油により駆動されるバケット用の油圧シリンダ7と、第2油圧ポンプ1bからの吐出油により駆動される旋回用の油圧モータ8とを備えている。
1 includes a first hydraulic pump 1a and a second hydraulic pump 1b driven by a prime mover 4a, a third hydraulic pump 3a and a fourth hydraulic pump 3b driven by a prime mover 4b, Boom hydraulic cylinders 5a and 5b and arm
第1油圧ポンプ1aは、第1ブーム用コントロールバルブ10c、第1アーム用コントロールバルブ10b、及び第1バケット用コントロールバルブ10aを介してそれぞれブーム用油圧シリンダ5a,5b、アーム用油圧シリンダ6、及びバケット用油圧シリンダ7に接続され、第2油圧ポンプ1bは、第2ブーム用コントロールバルブ10d、第2アーム用コントロールバルブ10e、及び旋回用コントロールバルブ10fを介してそれぞれブーム用油圧シリンダ5a,5b、アーム用油圧シリンダ6、及び旋回用油圧モータ8に接続されている。なおこれらコントロールバルブ10a〜10fは、コントロールバルブグループ10を構成している。
ブーム用油圧シリンダ5a,5bのボトム側と、第1及び第2ブーム用コントロールバルブ10c,10dとは第1接続管路としての主管路105で接続されており、ブーム用油圧シリンダ5a,5bのロッド側と、第1及び第2ブーム用コントロールバルブ10c,10dとは第1接続管路としての主管路115で接続されている。また、アーム用油圧シリンダ6のボトム側と、第1及び第2アーム用コントロールバルブ10b,10eとは第1接続管路としての主管路116で接続されており、アーム用油圧シリンダ6のロッド側と、第1及び第2アーム用コントロールバルブ10b,10eとは第1接続管路としての主管路106で接続されている。さらに、バケット用油圧シリンダ7のボトム側とバケット用コントロールバルブ10aとは第1接続管路としての主管路107で接続されており、バケット用油圧シリンダ7のロッド側と、第1バケット用コントロールバルブ10aとは第1接続管路としての主管路117で接続されている。また、旋回用油圧モータ8と旋回用コントロールバルブ10fとは第1接続管路としての主管路108,118で接続されている。
The first hydraulic pump 1a includes boom hydraulic cylinders 5a and 5b, an arm
The bottom sides of the boom hydraulic cylinders 5a and 5b and the first and second boom control valves 10c and 10d are connected by a
一方、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bは、これら油圧ポンプ3a,3bから吐出された圧油が導かれる吐出管路102と、フロント装置14に設けられ一方側(図示左側)がこの吐出管路102に接続された第2接続管路としての供給管路100と、フロント装置14に設けられ供給管路100の他方側から分岐するようにそれぞれ接続される第1管路としての分岐管路150A,B,C,D,E,Fを介し、それぞれ主管路105,115,116,106,107,117に接続されている。これら分岐管路150A〜Fのうち分岐管路150A,C,Eには、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bから油圧シリンダ5a,5b,6,7のボトム側へ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともにその逆の流れを遮断する第1流量制御手段、例えば圧力補償機能つき電磁比例弁からなる流量制御弁15,17,19がそれぞれ設けられており、分岐管路150B,D,Fには、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bから油圧シリンダ5a,5b,6,7のロッド側へ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともにその逆の流れを遮断する第1流量制御手段、例えば圧力補償機能つき電磁比例弁からなる流量制御弁65,67,69がそれぞれ設けられている。
On the other hand, the third and fourth hydraulic pumps 3a and 3b are provided in the
なおこのとき、各分岐管路150A〜Fの供給管路100からの分岐位置は対応する油圧シリンダ近傍に配置されている(後述する図2も参照)。すなわち、供給管路100のブームシリンダ5a,5b近傍位置からブームシリンダ5a,5bへの分岐管路150A,Bが分岐し、さらに先へ進んで供給管路100のアームシリンダ6近傍位置からアームシリンダ6への分岐管路150C,Dが分岐し、さらに先へ進んで供給管路100のバケットシリンダ7近傍位置からバケットシリンダ7への分岐管路150E,Fが分岐する。
At this time, the branch positions of the
また、油圧タンク2は、戻り油を油圧タンク2へと導くタンク管路103、フロント装置14に設けられ一方側(図示左側)がこのタンク管路103に接続された低圧の第3接続管路としての排出管路101と、フロント装置14に設けられ排出管路101の他方側から分岐するようにそれぞれ接続される第2管路としての分岐管路151A,B,C,D,E,Fを介し、それぞれ主管路105,115,116,106,107,117に接続されている。これら分岐管路151A〜Fのうち分岐管路151A,C,Eには、油圧シリンダ5a,5b,6,7のボトム側から油圧タンク2へ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともにその逆の流れを遮断する3つの第2流量制御手段、例えば電磁比例弁からなる流量制御弁16,18,20が設けられており、分岐管路151B,D,Fには、油圧シリンダ5a,5b,6,7のロッド側から油圧タンク2へ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともにその逆の流れを遮断する3つの第2流量制御手段、例えば電磁比例弁からなる流量制御弁66,68,70が設けられている。
The
なおこのとき、各分岐管路151A〜Fの排出管路101からの分岐位置は対応する油圧シリンダ近傍に配置されている(後述する図2も参照)。すなわち、バケットシリンダ7からの分岐管路151E,Fは排出管路101のバケットシリンダ7近傍位置で合流し、さらに車体13側に戻ってアームシリンダ6からの分岐管路151C,Dは排出管路101のアームシリンダ6近傍位置で合流し、さらに戻ってブームシリンダ5a,5bからの分岐管路151A,Bは排出管路101のブームシリンダ5a,5b近傍位置で合流する。
At this time, the branch positions of the
なお、以上の流量制御弁15〜20及び65〜70は、比較的近接配置される流量制御弁15,16、流量制御弁17,18、流量制御弁19,20、流量制御弁65,66、流量制御弁67,68、流量制御弁69,70がそれぞれ、流量制御弁装置51,61,71,(後述する図2参照)及び52,62,72を構成している。
The
さらに、吐出管路102には管路104が分岐し、この管路104には、第3及び第4油圧ポンプ3a,bから吐出された圧油のうち所望の量を供給管路100に供給し、残りを油圧タンク2に戻す、第3流量制御手段、例えば圧力補償機能を備えた電磁比例弁からなるバイパス弁21が設けられている。なお、吐出管路102とタンク管路103との間には、高圧ラインである供給管路100の最高圧力を規定するリリーフバルブ22が設けられている。
なお、第1〜第4油圧ポンプ1a,1b,3a,3b、コントロールバルブグループ10、吐出管路102、タンク管路103、管路104、及びバイパス弁21、リリーフ弁22等は、図1に示すように車体13に設けられており、油圧シリンダ5a,5b,6,7、供給管路100、排出管路101、分岐管路150A〜F及び151A〜F等は図1に示すようにフロント装置14に設けられている。また、上記構成のうち、第3及び第4ポンプ3a,3bは、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bとは別に車体13に設けられた他の油圧ポンプを構成する。
Further, a
The first to fourth hydraulic pumps 1a, 1b, 3a, 3b, the control valve group 10, the
なお、上記図1に示される構成において、低圧ラインに関しては、2本のホース(又は鋼管)とせずに大径の1本のホース(又は鋼管)とすることもできる。 In the configuration shown in FIG. 1, the low-pressure line may be a single large hose (or steel pipe) instead of two hoses (or steel pipes).
以上のような油圧駆動装置の駆動対象である、本発明の油圧式作業機械の一実施の形態としての油圧ショベルの全体構造を表す側面図を図2に示す。この図2において、油圧ショベルは、作業機本体である車体13及びこの車体13に上下方向に回動可能に連結された複数のフロント部材、すなわちブーム75、アーム76、バケット77から構成されるフロント装置14を備えている。そして上述したブーム用油圧シリンダ5、アーム用油圧シリンダ6及びバケット用油圧シリンダ7は、これらブーム75、アーム76及びバケット77に図示するように装架されており、それぞれ伸長動作により、ブーム上げ、アームクラウド、及びバケットクラウドを行うようになっている。また、図1で示した旋回用油圧モータ8は、旋回台78の内部に装架され、旋回台78の旋回を行う。また図1では図示していないが、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bには、油圧ショベルの走行装置79を駆動する走行用油圧モータがそれぞれコントロールバルブを介して接続されている。
FIG. 2 is a side view showing the overall structure of a hydraulic excavator as an embodiment of the hydraulic work machine of the present invention, which is a drive target of the hydraulic drive device as described above. In FIG. 2, the hydraulic excavator includes a
なお、主管路105,115,106,116,107,117、供給管路100、排出管路101、及び流量制御弁装置51,61,71,52,62,72は、それぞれフロント装置14に併設されている(但し主管路105及び流量制御弁装置51,52,62,72は煩雑防止のために図示せず)。
The
図1に戻り、上記油圧駆動装置の制御装置としては、演算器131が設けられている。この演算器131は、操作レバー32,33から出力された操作信号を入力し、コントロールバルブ10a〜f、流量制御弁15〜20,65〜70、及びバイパス弁21に指令信号を出力する。操作レバー32,33は、それぞれ直交する2方向に動かされるようになっており、例えば操作レバー32の各方向の操作により旋回用の操作信号とアーム用の操作信号が出力され、操作レバー33の各方向の操作によりブーム用の操作信号及びバケット用の操作信号が出力されるようになっている。
Returning to FIG. 1, a calculator 131 is provided as a control device of the hydraulic drive device. The calculator 131 receives the operation signals output from the operation levers 32 and 33, and outputs command signals to the
この演算器131の詳細機能を表す機能ブロック図を図3に示す。 A functional block diagram showing the detailed functions of the computing unit 131 is shown in FIG.
この図に示すように、演算器131は、操作レバー32,33からの操作信号を入力し、それを切換・選択して出力するマルチプレクサ34と、マルチプレクサ34を通して出力された操作信号をデジタル信号に変換するA/D変換器35と、これら信号等を一時的に記憶するRAM36と、後述する処理手順を実行するための制御プログラムを格納しているROM37と、操作信号をROM37に格納されている制御プログラムに従って処理する中央演算処理装置すなわちCPU38と、コントロールバルブ10a〜f、流量制御弁15〜20,65〜70、及びバイパス弁21にCPU38からの出力を増幅して出力する出力ポート39とからなっている。
ROM37には、操作レバー32,33の操作信号に応じてコントロールバルブ10a〜10fを制御する一般的な制御プログラムのほか、本発明に従って後述する図4及び図5に示すような、流量制御弁15〜20,65〜70及びバイパス弁21を制御する制御プログラムが格納されている。
次に、このように構成された油圧駆動装置を備えた本実施形態の油圧ショベルの動作を図4及び図5に示すフローチャートを参照して説明する。
図2に示すような油圧ショベルにおいては、フロント装置14を構成するブーム75、アーム76及びバケット77は、それぞれの油圧シリンダ5〜7の伸長動作に対応するブーム上げ、アームクラウド、及びバケットクラウドの各動作が、一般的に要求流量が大きくまた負荷も大きくなる方向の動作である。このようなことから、演算器131においては、操作レバー32,33から出力されるフロント装置14用の操作信号については、ブーム上げの操作信号、アームクラウドの操作信号、バケットクラウドの操作信号とその他の操作信号、即ちフロント用油圧シリンダ5〜7の伸長動作を指示する操作信号とその他の操作信号とに分けて処理される。
即ち、まず、操作レバー32,33が操作されると、その操作信号がブーム上げの操作信号(操作信号(1)と略記する)、アームクラウドの操作信号(以下操作操作(2)と略記する)、バケットクラウドの操作信号(以下操作信号(3)と略記する)の各操作信号の1つであるかどうか、またはブーム下げの操作信号(操作信号(4)と略記する)、アームダンプの操作信号(以下操作操作(5)と略記する)、バケットダンプの操作信号(以下操作信号(6)と略記する)の各操作信号の1つであるかどうかが判断される(ステップS1)。
As shown in this figure, the arithmetic unit 131 inputs an operation signal from the operation levers 32 and 33, switches and selects it, and outputs it. The operation signal output through the
In the
Next, the operation of the hydraulic excavator of the present embodiment provided with the hydraulic drive apparatus configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
In the hydraulic excavator as shown in FIG. 2, the
That is, first, when the operation levers 32 and 33 are operated, the operation signals are a boom raising operation signal (abbreviated as operation signal (1)) and an arm cloud operation signal (hereinafter abbreviated as operation operation (2)). ), Whether it is one of each operation signal of the bucket cloud operation signal (hereinafter abbreviated as operation signal (3)), or the boom lowering operation signal (abbreviated as operation signal (4)), arm dump It is determined whether or not the operation signal is one of operation signals (hereinafter abbreviated as operation operation (5)) and bucket dump operation signal (hereinafter abbreviated as operation signal (6)) (step S1).
操作信号が上記操作信号(1)(2)(3)(4)(5)(6)の1つである場合には、それが操作信号(1)(2)(3)(4)(5)(6)のいずれであるかによって異なった処理が行われる。 When the operation signal is one of the above operation signals (1) (2) (3) (4) (5) (6), it is the operation signal (1) (2) (3) (4) ( 5) Different processing is performed depending on which of (6).
即ち、操作信号(1)のときは、バイパス弁21は閉じられ、流量制御弁15,66は開けられ、他の流量制御弁16〜20,65,67〜70は閉じられる(ステップS2)。これにより、ブーム用油圧シリンダ5a,5bのボトム側には、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bからの吐出油に加えて、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bからの吐出油が合流して供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ5a,bのロッド側からの戻り油が、主管路115及びコントロールバルブ10c,dを介して油圧タンク2に排出されるのに加え、分岐管路151B及び排出管路101を介しても油圧タンク2に排出される。これによって、油圧シリンダ5a,5bの伸長動作の増速または高負荷運転が可能となる。
That is, when the operation signal is (1), the
また、操作信号(2)または(3)のときは、同様に、バイパス弁21は閉じられ、流量制御弁17,68または19,70が開けられ、他の流量制御弁が閉じられる(ステップS3,S4)。これにより、やはりアーム用油圧シリンダ6またはバケット用油圧シリンダ7のボトム側に第3及び第4油圧ポンプ3a,3bからの吐出油が合流して供給されるとともに、アーム用油圧シリンダ6又はバケット用油圧シリンダ7のロッド側からの戻り油が、主管路106又は117及びコントロールバルブ10b,10e又は10aを介して油圧タンク2に排出されるのに加え、分岐管路151D又は151Fと排出管路101とを介しても油圧タンク2に排出される。これによって、油圧シリンダ6又は7の伸長動作の増速または高負荷運転が可能となる。
When the operation signal is (2) or (3), similarly, the
さらに、操作信号(4)のときは、バイパス弁21は閉じられ、対応する流量制御弁16,65は開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS5)。これにより、ブーム用油圧シリンダ5a,5bのロッド側には、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bからの吐出油に加えて、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bからの吐出油が合流して供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ5a,5bのボトム側からの戻り油が、コントロールバルブ10c,10dを介して油圧タンク2に排出されるのに加え、排出管路101及びタンク管路103を介しても油圧タンク2に排出される。これによって、油圧シリンダ5a,5bの縮み動作の増速が可能となる。
Further, when the operation signal is (4), the
さらに、操作信号(5)または(6)のときは、同様に、バイパス弁21は閉じられ、流量制御弁18,67または20,69は開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS6 ,S7)。これにより、やはりアーム用油圧シリンダ6またはバケット用油圧シリンダ7のロッド側に第3及び第4油圧ポンプ3a,3bからの吐出油が合流して供給されるとともに、アーム用油圧シリンダ6またはバケット用油圧シリンダ7のボトム側からの戻り油が、コントロールバルブ10b,10eまたは10aを介して油圧タンク2に排出されるのに加え、排出管路101及びタンク管路103を介しても油圧タンク2に排出される。これによって、油圧シリンダ6又は7の縮み動作の増速が可能となる。
次に、操作信号が上記操作信号(1)(2)(3)(4)(5)(6)のうち2つ以上である場合には、それら操作信号が2つであるかどうかが判断され(ステップS8)、2つである場合は、それらが操作信号(1)(2)(3)(4)(5)(6)のいずれの組み合わせであるかによって異なった処理が行われる。
すなわち、操作信号(1)(2)のときは、まずそれぞれの操作信号(1)(2)が示す操作量の差が一定値以上であるかどうかが判断され(ステップS9)、一定値未満の場合には、バイパス弁21を閉じるとともに、流量制御弁15,66及び17,68を、それらの開度がそれぞれ操作信号(1)(2)の操作量に比例した開度となるよう比例制御し、他の流量制御弁は閉じる(ステップS10)。これにより、ブーム用油圧シリンダ5a,5b及びアーム用油圧シリンダ6のボトム側には第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が操作信号(1)(2)の操作量の比に応じて配分された流量で合流して供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ5a,5b及びアーム用油圧シリンダ6のロッド側からの戻り油も操作信号(1)(2)の操作量の比に応じて配分された流量で分岐して排出される。よって、操作信号(1)(2)が示す操作量の比に適合したブーム上げとアームクラウドの複合操作を、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油をも利用して行なうことができる。
操作信号(1)(2)の操作量の差が一定値以上で操作信号(1)が(2)より大きい場合は、バイパス弁21を閉じるとともに流量制御弁15,66が開かれ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS11)。これにより第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油がブーム用油圧シリンダ5a,5bのみのボトム側に合流して供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ5a,5bのみのロッド側からの戻り油が分岐して油圧タンク2に排出される。このようにする理由は次のようである。
Further, when the operation signal is (5) or (6), similarly, the
Next, when there are two or more of the operation signals (1), (2), (3), (4), (5), and (6), it is determined whether or not these operation signals are two. (Step S8), if there are two, different processing is performed depending on which combination of the operation signals (1) (2) (3) (4) (5) (6).
That is, in the case of the operation signals (1) and (2), it is first determined whether or not the difference in the operation amount indicated by each operation signal (1) and (2) is greater than or equal to a certain value (step S9). In this case, the
When the difference between the operation amounts of the operation signals (1) and (2) is equal to or larger than a certain value and the operation signal (1) is larger than (2), the
一般に、油圧ショベルには、土砂掘削後、バケット77を本体側に引き寄せて山積みする山積み作業がある。このとき、バケット77を本体側に引き寄せるには、ブーム75を上げながらアーム76をクラウドするが、このときのブーム上げの負荷圧力は極めて大きく、一方アームクラウドの負荷圧力はそれに比べて小さい。従って、油圧ポンプの吐出油が負荷の軽いアーム用油圧シリンダのみに供給され、ブーム上げが行えなくなるのを避けるために、ブーム用操作レバーの操作量を最大とし、アーム用操作レバーの操作量を微少量とする。そしてこのような複合操作においては、ブーム用油圧シリンダ5a,5bにできるだけ多くの圧油を供給し、迅速にバケット77の引き寄せを行うことが望まれる。従って、操作信号(1)(2)の操作量の差が一定値以上で操作信号(1)が(2)より大きい場合には、この複合操作が行われるものと判断し、上述のように第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油をブーム用油圧シリンダ5a,5bのみのボトム側に供給する。これにより迅速なブーム上げが行われ、山積み作業においてバケットを短時間で本体側に引き寄せ、作業の合理化が図られる。
また、操作信号(1)(3)または(2)(3)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁15,19,66,70または17,19,68,70が、それらの開度がそれぞれ操作信号(1)(3)または(2)(3)の操作量に比例した開度となるよう比例制御され、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS12またはS13)。これにより、ブーム用油圧シリンダ5及びバケット用油圧シリンダ7またはアーム用油圧シリンダ6及びバケット用油圧シリンダ7のボトム側には、第3及び第4の油圧ポンプ3の吐出油が操作信号(1)(3)または(2)(3)の操作量の比に応じて配分された流量で合流して供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ5及びバケット用油圧シリンダ7又はアーム用油圧シリンダ6及びバケット用油圧シリンダ7のロッド側からの戻り油も操作信号(1)(3)又は(2)(3)の操作量の比に応じて配分された流量で分岐して排出される。したがって、操作信号(1)(3)または(2)(3)が示す操作量の比に適合したブーム上げとバケットクラウドまたはアームクラウドとバケットクラウドの複合操作を、第3及び第4の油圧ポンプ3a,3bの吐出油をも利用して行うことができる。
ここで、特に操作信号(2)(3)の複合操作は、アームクラウドとバケットクラウドによる軽掘削を行うときであり、この作業においては負荷の変動にかかわらずバケットクラウドを確実に行うことが望まれる。本実施形態によれば、バケット用油圧シリンダ7の負荷圧力がアーム用油圧シリンダ6の負荷圧力よりも小さなときは、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が比例配分されてバケット用油圧シリンダ7にも供給されることにより、軽掘削作業の高速化が可能となり、バケット用油圧シリンダ7の負荷圧力の方が大きいときでも、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの圧油が確実にこの油圧シリンダ7に供給されるので、油圧シリンダ7が動かなくなるという事態を避けることができる。
次に、操作信号(1)(5)または(1)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁15,18,66,67または15,20,66,69が開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS14 ,S15)。これにより、ブーム用油圧シリンダ5a,5bのボトム側には第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が合流して供給されるとともにブーム用油圧シリンダ5a,5bのロッド側からの戻り油は分岐して油圧タンク2に排出される。そして、アーム用油圧シリンダ6又はバケット用油圧シリンダ7のロッド側には第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が合流して供給されるとともにアーム用油圧シリンダ6又はバケット用油圧シリンダ7のボトム側からの戻り油がコントロールバルブ10b,10e又は10aのみならず排出管路101及びタンク管路103を介しても油圧タンク2に排出される。よって、ブーム上げとアームダンプ又はバケットダンプの複合動作を圧力損失の少ない高効率かつ高速で行うことができる。
以下同様に、操作信号(2)(4)または(2)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁16,17,65,68または17,20,68,69が開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS16 ,S17)。操作信号(3)(4)または(3)(5)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁16,19,65,70または18,19,67、70が開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS18 ,S19)。これにより、対応する油圧シリンダのボトム側又はロッド側には第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が合流して供給され、ロッド側又はボトム側からの戻り油が対応するコントロールバルブ10のみならず排出管路101及びタンク管路103を介しても油圧タンク2に排出されるので、意図する複合動作を圧力損失を少なく高効率かつ高速で行うことができる。
また、操作信号(4)(5)または(4)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁16,18,65,67または16,20,65,69が、それらの開度がそれぞれ操作信号(4)(5)または(4)(6)の操作量に比例した開度となるよう比例制御され、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS20 ,S21)。これにより、ブーム用油圧シリンダ5a,5b、及びアーム用油圧シリンダ6又はバケット用油圧シリンダ7のロッド側には、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が操作信号(4)(5)または(4)(6)の操作量の比に応じて配分された流量で合流して供給される。そしてまた、ブーム用油圧シリンダ5a,5b、及びアーム用油圧シリンダ6又はバケット用油圧シリンダ7のボトム側からの戻り油はコントロールバルブ10c,10d、及び10b,10e又は10aを介し油圧タンク2に排出されるとともに、(4)(5)又は(4)(6)の操作量の比に応じて配分された流量で排出管路101及びタンク管路103を介し油圧タンク2に排出される。よって、ブーム下げとアームダンプ又はバケットダンプの複合動作を圧力損失の少ない高効率かつ高速で行うことができる。
同様に、操作信号(5)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁18,20,67,69がそれらの開度がそれぞれ操作信号(5)(6)の操作量に比例した開度となるよう比例制御され、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS22)。これにより、アーム用油圧シリンダ6及びバケット用油圧シリンダ7のロッド側には、第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が操作信号(5)(6)の操作量の比に応じて配分された流量で合流して供給される。そしてまた、アーム用油圧シリンダ6及びバケット用油圧シリンダ7のボトム側からの戻り油はコントロールバルブ10b,10e及び10aを介し油圧タンク2に排出されるとともに、(5)(6)の操作量の比に応じて配分された流量で排出管路101及びタンク管路103を介しても油圧タンク2に排出され、アームダンプとバケットダンプとの複合動作を圧力損失の少ない高効率かつ高速で行うことができる。
操作信号が上記操作信号(1)(2)(3)(4)(5)(6)のうち3つである場合には、それらが操作信号(1)(2)(3)(4)(5)(6)のいずれの組み合わせであるかによって異なった処理が行われる。
In general, a hydraulic excavator has a pile work in which the
When the operation signal is (1) (3) or (2) (3), the
Here, in particular, the combined operation of the operation signals (2) and (3) is when light excavation by arm cloud and bucket cloud is performed, and it is desirable to perform bucket cloud surely regardless of load fluctuations in this work. It is. According to the present embodiment, when the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 7 is smaller than the load pressure of the arm
Next, when the operation signal is (1) (5) or (1) (6), the
Similarly, when the operation signal is (2) (4) or (2) (6), the
When the operation signal is (4) (5) or (4) (6), the
Similarly, when the operation signals are (5) and (6), the
When the operation signals are three of the operation signals (1), (2), (3), (4), (5), and (6), they are the operation signals (1), (2), (3), and (4). (5) Different processing is performed depending on the combination of (6).
即ち、操作信号(1)(2)(3)のときは、バイパス弁21は閉じられ、流量制御弁15,66は開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS23)。
That is, when the operation signals are (1), (2), and (3), the
この操作信号(1)(2)(3)の複合操作には、掘削表面を水平にならすために、ブーム75を上げながら、アーム76をクラウドし、バケット77をクラウドして行う水平引き作業がある。この作業においては、ブーム用油圧シリンダ5a,5bの負荷圧力はアーム用及びバケット用油圧シリンダ6,7の負荷圧力に比べて極端に大きくなる。従って、上述のように第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油をブーム用油圧シリンダ5a,5bのボトム側専用に供給することにより、負荷の大きなブーム用油圧シリンダ5a,5bに確実に圧油を供給し、水平引き作業を円滑に行うことを可能とする。
また操作信号(1)(2)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁15,17,20,66,68,69が開かれ、他の流量制御弁が閉じられる(ステップS24)。これにより、ブーム用油圧シリンダ5a,5b及びアーム用油圧シリンダ6のボトム側には第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が合流して供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ5a,5b及びアーム用油圧シリンダ6のロッド側からの戻り油は、主管路115,106と分岐管路151B,151D及び排出管路101に分岐して油圧タンクに排出される。そしてまた、バケット用油圧シリンダ7のロッド側には第3及び第4油圧ポンプ3a,3bの吐出油が合流して供給されるとともに、バケット用油圧シリンダ7のボトム側からの戻り油はコントロールバルブ10aのみならず排出管路101及びタンク管路103を介しても油圧タンク2に排出される。よって、ブーム上げ、アームクラウド、及びバケットダンプの複合動作を圧力損失の少ない高効率かつ高速で行うことができる。
上記と同様に、操作信号(1)(3)(5)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁15,18,19,66,67,70が開かれ、他の流量制御弁が閉じられる(ステップS25)。また操作信号(1)(5)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁15,18,20,66,67,69が開かれ、他の流量制御弁が閉じられる(ステップS26)。また操作信号(2)(3)(4)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁16,17,19,65,68,70が開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS27)。また操作信号(2)(4)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁16,17,20,65,68,69が開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS28)。また操作信号(3)(4)(5)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁16,18,19,65,67,70が開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS29)。また操作信号(4)(5)(6)のときは、バイパス弁21が閉じられるとともに、流量制御弁16,18,20,65,67,69が開けられ、他の流量制御弁は閉じられる(ステップS30)。
In the combined operation of the operation signals (1), (2), and (3), in order to level the excavation surface, a horizontal pulling operation is performed by raising the
When the operation signals are (1), (2), and (6), the
Similarly to the above, when the operation signals (1), (3), and (5) are used, the
以上のようにして、対応する油圧シリンダのボトム側(又はロッド側)へ供給の圧油は、コントロールバルブ10のみならず供給管路100及び対応する分岐管路150A〜Eを介しても供給され、また対応する油圧シリンダのロッド側(又はボトム側)からの戻り油は、コントロールバルブ10のみならず排出管路101及びタンク管路103を介しても油圧タンク2に排出される。したがって、オペレータの意図する複合動作を圧力損失の少ない高効率かつ高速で行うことができる。
As described above, the pressure oil supplied to the bottom side (or the rod side) of the corresponding hydraulic cylinder is supplied not only through the control valve 10 but also through the
なお、上記のような種々の複合動作を行うことに関連し、演算器131は、コントロールバルブ10a〜f及び流量制御弁15,17,19,65,67,69の駆動を以下のように関連づけて制御する制御手段としての機能を果たす。すなわち、ROM37(図3参照)に格納された、操作レバー32,33の操作信号に応じコントロールバルブ10a〜10fを制御する一般的な制御プログラムに基づき、図6に操作レバー−流量特性の一例を示すように、まず、操作レバー32,33の操作量が相対的に小さい領域(第1操作量領域)において、操作量の増加量に対し相対的に小さい割合でコントロールバルブ10a〜fのみがストロークされ対応する主管路105〜107,115〜117に圧油を供給する。その後、操作レバー32,33の操作量が相対的に大きい領域(第2操作量領域)、すなわちコントロールバルブ10a〜fによる流量がレバー操作量の増大とともに急激に立ち上がる位置以降においては、コントロールバルブ10a〜fが操作量の増加量に対し相対的に大きい割合でストロークされ、対応する主管路105〜107,115〜117に圧油を供給する。と同時に、流量制御弁15,17,19,65,67,69が、操作量の増加量に対しコントロールバルブ10a〜fとほぼ同じ割合でストロークされ、操作レバー−流量特性曲線がコントロールバルブ10a〜fとクラッキングするように駆動される。これによって、対応する分岐管路150A〜Fを介して対応する主管路105〜107,115〜117に圧油を供給する。したがって、コントロールバルブ10a〜fを介した圧油が、十分に対応する主管路105,116,107又は115,106,117に供給されるようになった後に、対応する流量制御弁15,17,19又は65,57,69を介した圧油が分岐管路100A,C,F又は100B,D,Eから主管路105,116,107又は115,106,117に供給開始されることとなり、流量制御弁15,17,19又は65,57,69が切り替わった時のショック発生を防止することができる。
以上のように、本実施形態においては、流量制御弁15〜20,65〜70及びバイパス弁21の開閉制御により、各種複合動作を圧力損失の少ない高効率かつ高速で行うことができるが、本実施形態の最も大きな特徴は、超大型機におけるホース数や鋼管等で構成する油圧回路の総延長を減らし全体の圧力損失を低減することにある。この主たる作用効果を、以下詳細に説明する。
すなわち、本実施形態の油圧ショベルにおいては、各油圧シリンダの伸び方向動作時には、油圧ポンプ1a,1bから吐出された圧油は、コントロールバルブグループ10を介して対応する主管路105,116,107に供給される。一方このとき、油圧ポンプ3a,3bから吐出された圧油も、吐出管路102、供給管路100、および分岐管路150A,C,Eを介し、かつその流量を、バイパス弁21及び分岐管路150A,C,Eの流量制御弁15,17,19で適宜調整されて、コントロールバルブグループ10を介すことなく、主管路105,116,107に供給される。そして、これら主管路105,116,107に供給された圧油は、対応する油圧シリンダ5a,5b,6,7のボトム側に導かれてそれらを駆動し、フロント部材75,76,77をそれぞれ動作させる。一方このとき、これら油圧シリンダ5a,5b,6,7のロッド側の戻り油が、主管路115,106,117からコントロールバルブグループ10を介して油圧タンク2に排出されるのに加え、分岐管路151B,D,F及び排出管路101を介し、かつその流量を、分岐管路151B,D,Fの流量制御弁66,68,70で適宜調整されて、コントロールバルブグループ10を介すことなく、油圧タンク2に排出される。
In connection with performing various composite operations as described above, the arithmetic unit 131 associates the drive of the
As described above, in the present embodiment, various composite operations can be performed with high efficiency and high speed with little pressure loss by the opening / closing control of the flow
That is, in the hydraulic excavator of this embodiment, when the hydraulic cylinders are operated in the extending direction, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 1a and 1b is transferred to the corresponding
一方、次に、例えば油圧シリンダの縮み動作時には、油圧ポンプ1a,1bから吐出された圧油が、コントロールバルブグループ10を介し、対応する主管路115,106,117に供給される。このとき同時に、油圧ポンプ3a,3bから吐出された圧油も、吐出管路102、供給管路100、及び分岐管路150B,D,Fを介し、かつその流量を、バイパス弁21、及び分岐管路150B,D,Fの流量制御弁65,67,69で調整されて、コントロールバルブグループ10を介すことなく、主管路115,106,117に供給される。そして、これら主管路115,106,117に供給された圧油は、対応する油圧シリンダ5a,5b,6,7のロッド側に導かれてそれらを駆動し、フロント部材75,76,77をそれぞれ動作させる。一方このとき各油圧シリンダ5a,5b,6,7のボトム側からの戻り油の一部は、主管路105,116,107からコントロールバルブグループ10を介してタンク管路103に導かれる。同時に、戻り油の残りは、主管路105,116,107、分岐管路151A,C,E、及び排出管路101を介し、かつその流量を、分岐管路151A,C,Eに設けられた流量制御弁16,18,20で調整されて、タンク管路103に導かれる。これら2つの戻りルートを用いることで、油圧シリンダ5a,5b,6,7のボトム側から超大流量の圧油を排出して各油圧シリンダ5a,5b,6,7を縮み方向に駆動し、フロント部材75,76,77をそれぞれ動作させることができる。
On the other hand, next, for example, when the hydraulic cylinders are contracted, the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 1 a and 1 b is supplied to the corresponding
ここで、本実施形態のような超大型機の超大流量に対応する方策として従来構成を応用し、単純に、2系統の油圧ポンプからの圧油を2つのコントロールバルブグループそれぞれを経た後、コントロールバルブ下流側からの油圧管路を各シリンダごとに合流させて最終的に各油圧シリンダへ接続する構成としても、超大流量化は可能である。しかしながらこの場合、フロント装置の車体側から各シリンダまでの高圧ラインの管路の数は、フロント装置のうちブームシリンダより手前の領域では、ブームシリンダのボトム側・ロッド側への油圧管路が2本ずつ合わせて4本、アームシリンダのボトム側・ロッド側への油圧管路が2本ずつ合わせて4本、バケットシリンダのボトム側・ロッド側への油圧管路が2本ずつ合わせて4本の合計12本がはい回されることとなり、またフロント装置のうちブームシリンダを超えてアームシリンダより手前の領域では、アームシリンダのボトム側・ロッド側への油圧管路が2本ずつ合わせて4本、バケットシリンダのボトム側・ロッド側への油圧管路が2本ずつ合わせて4本の合計8本がはい回されることとなり、フロント装置のうちアームシリンダを超えてバケットシリンダより手前の領域では、バケットシリンダのボトム側・ロッド側への油圧管路が2本ずつ合わせて4本がはい回されることとなる。 Here, the conventional configuration is applied as a measure corresponding to the super-high flow rate of the super-large machine like this embodiment, and the control oil is simply passed through the two control valve groups after the pressure oil from the two hydraulic pumps passes through each control valve group. Even if the hydraulic pipe line from the downstream side of the valve is joined to each cylinder and finally connected to each hydraulic cylinder, the flow rate can be increased. However, in this case, the number of high-pressure line pipelines from the vehicle body side of the front device to each cylinder is 2 in the region of the front device in front of the boom cylinder. 4 each, 4 hydraulic lines to the bottom / rod side of the arm cylinder, 4 hydraulic lines to the bottom / rod side of the bucket cylinder, 4 In the area of the front device that is beyond the boom cylinder and in front of the arm cylinder, two hydraulic pipes to the bottom side and the rod side of the arm cylinder are combined to form 4 in total. A total of 8 hydraulic pipes are added to the bottom side and the rod side of the bucket cylinder and 2 side by side. In front of the space than the bucket cylinder beyond the Sunda, so that the four hydraulic line to the bottom rod side of the bucket cylinder to fit two each is rotated Yes.
これに対して、本実施形態の油圧ショベルによれば、油圧ポンプ1a,1b及び3a,3b、コントロールバルブ10a〜f、吐出管路102、タンク管路103、及びバイパス弁21は、油圧ショベルの車体13に設けられており、主管路105,115、116,106,107,117、供給管路100、排出管路101、分岐管路150A〜F及び151A〜F、流量制御弁15〜20及び65〜70、及び油圧シリンダ5a,5b,6,7はフロント装置14に設置され、しかもこのとき、各分岐管路150A〜F又は151A〜Fの供給管路100又は排出管路101からの分岐位置が対応する油圧シリンダ近傍に配置されているので、圧力損失を考える上でとくに問題となる各油圧シリンダボトム側・ロッド側までの高圧ラインの管路数が、フロント装置14の大部分において従来構造を応用した場合よりも減少する。
具体的には、排出管路101は低圧管路となることから、フロント装置14のうちブームシリンダ5a,5b近傍より手前の領域(図1中において概念的にAで示す)での高圧ラインとなる管路数は、ブームシリンダ5a,5bのボトム側・ロッド側への主管路105,115が2本、アームシリンダ6のボトム側・ロッド側への主管路116,106が2本、バケットシリンダ7のボトム側・ロッド側への主管路107,117が2本、及び供給管路100が1本の合計7本をはい回すだけで足り、フロント装置14のうちブームシリンダ5a,5b近傍を超えてアームシリンダ6近傍より手前の領域(図1中において概念的にBで示す)では、アームシリンダ6のボトム側・ロッド側への主管路116,106が2本、バケットシリンダ7ボトム側・ロッド側への主管路107,117が2本、及び供給管路100が1本の合計5本をはい回すだけで足り、フロント装置14のうちアームシリンダ6近傍を超えてバケットシリンダ7近傍より手前の領域(図1中において概念的にCで示す)では、バケットシリンダ7ボトム側・ロッド側への主管路107,117が2本、及び供給管路100が1本の合計3本をはい回すだけで足りる。
On the other hand, according to the hydraulic excavator of this embodiment, the hydraulic pumps 1a, 1b and 3a, 3b, the
Specifically, since the
したがって、本実施形態の油圧ショベルは、従来構造を応用したものよりも、ボトム側・ロッド側高圧ラインの管路数を大部分の領域で減少させることができるので、高圧ライン全体の圧力損失を低減することができる。 Therefore, the hydraulic excavator of this embodiment can reduce the number of pipes of the bottom side / rod side high-pressure line in most areas, compared with the case where the conventional structure is applied. Can be reduced.
以上説明したように、本実施形態によれば、従来構造を応用したものに比し、高圧ラインの管路数を減少することができるので、その分全体のホース数(鋼管数)を減らし、その延長を短くすることができる。したがって、全体の圧力損失を低減することができるので、エネルギー損失を低減しまた油圧シリンダの作動速度を増加し作業効率を向上することができる。なおこのとき、低圧ラインである排出管路101のホースや鋼管を極力大口径化すれば、さらに一層圧力損失を減らすことができる。
As described above, according to this embodiment, the number of high-pressure lines can be reduced as compared with the case where the conventional structure is applied, and accordingly, the total number of hoses (the number of steel pipes) is reduced accordingly. The extension can be shortened. Therefore, since the overall pressure loss can be reduced, energy loss can be reduced, the operating speed of the hydraulic cylinder can be increased, and work efficiency can be improved. At this time, the pressure loss can be further reduced by increasing the diameter of the hose and the steel pipe of the
さらに、単体の弁である流量制御弁15〜20,65〜70及びバイパス弁21は一般的に通常のコントロールバルブよりも大容量化が容易であるので、これによっても、圧力損失を大幅に減らすことが可能になる。
Furthermore, since the flow control valves 15-20, 65-70 and the
また、本実施形態によれば、操作レバー32,33が中立の時は流量制御弁15〜20,65〜70はすべて閉じられるので、バイパスバルブ21を、ポンプ3a,3bと油圧タンク2との間の最短距離の中に設置することができ、よって、操作レバー32,33の中立時における損失を最小限にすることができる効果もある。
なお、上記実施形態においては、一方側が各油圧シリンダ5a,5b,6,7のロッド側に接続される主管路115,106,117に接続される、分岐管路150B,D,F及び151B,D,Fを設け、さらにこれら分岐管路に、流量制御弁65,66,67,68,69,70を設けたが、これらは必ずしも設ける必要がない。すなわち、一般に油圧シリンダは、ボトム側とロッド側には2倍の容量差があることから、超大流量化が図られる超大型機にあっても、ロッド側についてはボトム側に比しそれほど大流量を必要としない場合が多い。このような場合には、ロッド側はコントロールバルブグループ10を介した圧油供給・排出としても足りる。また、所望の油圧シリンダのみのロッド側にのみ第3及び第4油圧ポンプの圧油を合流するようにしてもよい。さらに、各油圧シリンダのロッド側には分岐管路151B,151D,151Fと対応する流量制御弁66,68,70のみを設け、各油圧シリンダを伸長動作させたときにロッド側からの戻り油をコントロールバルブ10及び排出管路を介してタンクに戻すことによって戻り油の圧力損失を低減するようにしてもよい。その他種々の組み合わせが可能である。
Further, according to the present embodiment, when the operation levers 32 and 33 are neutral, the
In the above embodiment, the branch pipes 150B, D, F and 151B, one side of which is connected to the
また、上記実施形態においては、旋回用の油圧モータ8に関しては、通常通りのコントロールバルブ10fを介しての圧油供給・排出としたが、これに限られず、他の油圧シリンダ5a,5b,6,7と同様、供給ライン100から圧油を合流させて供給したり、排出ライン101に圧油を合流させて排出したりしてもよい。この場合も、同様の効果を得る。
In the above-described embodiment, the hydraulic oil 8 for turning is supplied and discharged with the pressure oil through the control valve 10f as usual. However, the present invention is not limited to this, and the other
また、上記実施形態においては、流量制御弁15〜20,65〜70及びバイパス弁21として指令信号に比例して弁開度が変化する電磁比例弁を用いたが、これは単なる電磁開閉弁であってもよく、この場合前述した実施形態における電磁弁の比例制御による動作(図4のS10,S12,S13,S20,S21,S22参照)が得られなくなるが、それ以外の動作は得ることができるので、この場合でも従来構造を応用した油圧駆動装置に比べて、ホース又は鋼管による圧力損失を低減する効果は得ることができる。また、電磁弁でなく油圧パイロット操作式の切換弁を用いても良い。この場合、コントロールバルブ10a〜fと切換弁15〜20,65〜70及びバイパスバルブ21の切り換えタイミングのズレが生じる場合が考えられるが、この場合、パイロット配管の大口径化やパイロット圧力の高圧化により、必要な応答性レベルを確保することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the electromagnetic proportional valve from which a valve opening changes in proportion to a command signal was used as the flow control valves 15-20, 65-70 and the
また、上記実施形態においては、高圧管路について、それぞれ1本のホース又は鋼管等で構成するように記述したが、前述のように高圧ホースの制約を受けそれぞれを2本のホースや鋼管で構成する場合においても、本発明が成り立つことは明らかである。 Moreover, in the said embodiment, although it described so that it might each comprise with one hose or a steel pipe etc. about the high-pressure pipe line, each was comprised with two hoses and a steel pipe under the restrictions of a high-pressure hose as mentioned above. Even in this case, it is apparent that the present invention is established.
また、上記した流量制御弁15〜20,65〜70は、流量制御切換弁10に対し比較的圧力損失の少ないシート弁で構成することもできる。この構成例を図7及び図8により説明する。図7は、上記のうち流量制御弁16を例にとって図1から抜き出して示した図であり、図8は図7の構成に対応するシート弁の構成を示した図である。
Further, the
すなわち、図8において、ケーシング202に嵌装されたシート弁203は、主管路105に連通した入口管路221と逆止弁を介し分岐部101Aに接続された吐出管路231とを連通・遮断するシート部203Aと、吐出管路231の圧力を受ける端面203Cと、端面203Cの反対側に設けられケーシング202との間に形成される背圧室204の圧力を受ける端面203Bと、入口管路221と背圧室204とを連通する絞りスリット203Dとを備えている。また、ケーシング202には、背圧室204と吐出管路231とを連通するパイロット管路205が形成されており、このパイロット管路205上には、指令信号201によりパイロット管路205の流量を調整する比例電磁弁からなる可変絞り部206が設けられている。
That is, in FIG. 8, the
この構成において、入口管路221内の圧力は、絞りスリット203Dを介して背圧室204内に導かれており、この圧力によりシート弁203は図中下方に押圧され、シート部203Aによって入口管路221と吐出管路231とが遮断されている。ここで所望の指令信号201を与え、可変絞り部206を開口すると、入口管路221内の流体は、絞りスリット203D、背圧室204、可変絞り部206、及びパイロット管路205を経て、吐出管路231に流出する。この流れにより、絞りスリット203D及び可変絞り部206の絞り効果で背圧室204内の圧力は低下するので、端面203Bに作用する力よりも端面203A及び端面203Eに作用する力の方が大きくなり、シート弁203は図中上方に移動し、入口管路221の流体は、吐出管路231に流出する。このとき、シート弁203が上昇過多となると、絞りスリット203Dの絞り開度が大きくなることにより、背圧室204の圧力は上昇しシート弁203を図中下方に移動させる。
In this configuration, the pressure in the
このように、可変絞り部206の絞り開度に見合った絞りスリット203Dの絞り開度位置で、シート弁203は留まることになるので、指令信号201に基づき、所望する入口管路221から吐出管路231への流体流量が制御できることになる。
In this way, the
さらに、上記の実施形態は本発明を油圧ショベルに適用した実施形態であるが、これ以外の旋回台及びフロント装置を備えた建設機械に広く適用することができる。 Furthermore, although the above embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a hydraulic excavator, it can be widely applied to construction machines including other swivels and a front device.
1a 第1ポンプ
1b 第2ポンプ
3a 第3ポンプ(他の油圧ポンプ)
3b 第4ポンプ(他の油圧ポンプ)
5a,b 油圧シリンダ
6,7 油圧シリンダ
10a〜f コントロールバルブ(流量制御切換弁)
13 車体(作業機本体)
14 フロント装置
15,17,19 流量制御弁(第1流量制御手段)
16,18,20 流量制御弁(第2流量制御手段)
21 バイパス弁
65,67,69 流量制御弁(第1流量制御手段)
66,68,70 流量制御弁(第2流量制御手段)
75 ブーム
76 アーム
77 バケット
100 供給管路(第2接続管路)
101 排出管路(第3接続管路)
103 タンク管路
105 主管路(第1接続管路)
106 主管路(第1接続管路)
107 主管路(第1接続管路)
115 主管路(第1接続管路)
116 主管路(第1接続管路)
117 主管路(第1接続管路)
131 演算器
150A〜F 分岐管路(第1管路)
151A〜F 分岐管路(第2管路)
1a 1st pump 1b 2nd pump 3a 3rd pump (other hydraulic pumps)
3b 4th pump (other hydraulic pumps)
5a, b
13 Body (work machine body)
14
16, 18, 20 Flow control valve (second flow control means)
21 Bypass valve 65, 67, 69 Flow control valve (first flow control means)
66, 68, 70 Flow control valve (second flow control means)
75
101 Discharge pipe (third connection pipe)
103
106 Main pipeline (first connecting pipeline)
107 Main pipeline (first connecting pipeline)
115 Main pipeline (first connecting pipeline)
116 Main pipeline (first connecting pipeline)
117 Main pipeline (first connecting pipeline)
131
151A-F Branch pipe (second pipe)
Claims (3)
前記車体側には、少なくとも1つの油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御する複数の流量制御切換弁と、少なくとも1つの他の油圧ポンプと、前記他の油圧ポンプから吐出された圧油が導かれる吐出管路とを設け、
前記フロント装置側には、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧シリンダと、前記流量制御切換弁と対応する油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうちいずれか一方とをそれぞれ接続する複数の第1接続管路と、一方側が前記他のポンプの吐出管路に接続された第2接続管路と、前記第2接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されると共に、反対側が前記複数の第1接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第1管路と、前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように前記複数の第1管路にそれぞれ設けられ、前記他の油圧ポンプから前記対応する油圧シリンダのボトム側へ向かう圧油の流れを制御する複数の第1流量制御手段とを設け、
前記フロント装置側で、前記他の油圧ポンプからの圧油を共通の供給管路である第2接続管を介して複数の油圧シリンダのボトム側に導くよう構成したことを特徴とする油圧式作業機械。 In a hydraulic working machine including a vehicle body that is a working machine body, and a front device configured by a plurality of front members that are pivotably connected to the working machine body in the vertical direction,
At the vehicle body side, at least one hydraulic pump, a plurality of flow rate control switching valves for controlling the pressure oil discharged from the hydraulic pump, at least one other hydraulic pump, and the other hydraulic pump are discharged. And a discharge pipe through which the pressurized oil is guided ,
The front device side includes a plurality of hydraulic cylinders that respectively drive the plurality of front members, and a plurality of hydraulic cylinders that respectively connect either the bottom side or the rod side of the hydraulic cylinder corresponding to the flow rate control switching valve. A first connection line; a second connection line connected on one side to the discharge line of the other pump; a plurality of branch points provided on the other side of the second connection line; A plurality of first pipes each connected to one of the points and connected to at least one of the plurality of first connection pipes connected to at least the bottom side of the hydraulic cylinder; Each of the plurality of first members is provided on each of the plurality of first pipes so as to be located on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder with respect to the branch point. A plurality of first flow rate control means for controlling the flow of pressure oil from the pump toward the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder ;
Hydraulic work characterized in that, on the front device side, the pressure oil from the other hydraulic pump is guided to the bottom side of a plurality of hydraulic cylinders via a second connection pipe which is a common supply line. machine.
前記車体側には、油圧タンクと、圧油を前記油圧タンクへと導くタンク管路とを設け、
前記フロント装置側には、一方側が前記タンク管路に接続された第3接続管路と、前記第3接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されるとともに、反対側が前記複数の第3接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第2管路と、
前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように前記複数の第2管路にそれぞれ設けられ、前記対応する油圧シリンダから前記第3接続管路へ向かう圧油の流れを制御する複数の第2流量制御手段とを設け、
前記フロント装置側で、前記複数の油圧シリンダのボトム側からの圧油を共通の排出管路である第3接続管を介して前油圧記タンクへ導くよう構成したことを特徴とする油圧式作業機械。 The hydraulic working machine according to claim 1,
On the vehicle body side, a hydraulic tank and a tank conduit for guiding pressure oil to the hydraulic tank are provided ,
The front device side includes a third connection pipe having one side connected to the tank pipe, a plurality of branch points provided on the other side of the third connection pipe, and one side being one of the branch points. A plurality of second pipes each connected to one of the plurality of third connection pipes connected to at least the bottom side of the hydraulic cylinder;
Each of the plurality of second pipes is installed on one of the plurality of front members and is located on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder with respect to the branch point. and a plurality of second flow control means for controlling the flow of hydraulic fluid toward said third connecting line is provided,
A hydraulic work characterized in that, on the front device side, the pressure oil from the bottom side of the plurality of hydraulic cylinders is guided to a pre-hydraulic storage tank through a third connection pipe which is a common discharge pipe. machine.
前記車体側には、少なくとも1つの油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を制御する複数の流量制御切換弁と、少なくとも1つの他の油圧ポンプと、前記他の油圧ポンプから吐出された圧油が導かれる吐出管路と、油圧タンクと、圧油を前記油圧タンクへと導くタンク管路とを設け、
前記フロント装置側には、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧シリンダと、前記流量制御切換弁と対応する油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうちいずれか一方とをそれぞれ接続する複数の第1接続管路と、一方側が前記吐出管路に接続された第2接続管路と、前記第2接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されるとともに、反対側が前記複数の第1接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第1管路と、前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダ側のボトム側に位置するように前記複数の第1管路にそれぞれ設けられ、前記他の油圧ポンプから前記油圧シリンダへ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともに、前記油圧シリンダから前記他の油圧ポンプへ向かう圧油の流れを遮断する複数の第1流量制御手段と、一方側が前記タンク管路に接続された第3接続管路と、前記第3接続管路の他方側に設けた複数の分岐点と、一方側が前記分岐点の1つにそれぞれ接続されるとともに、反対側が前記複数の第3接続管路のうち少なくとも前記油圧シリンダのボトム側に接続されるものの1つにそれぞれ接続された複数の第2管路と、前記複数のフロント部材の1つにそれぞれ設置されるとともに前記分岐点よりも前記対応する油圧シリンダのボトム側に位置するように前記複数の第2管路にそれぞれ設けられ、前記油圧シリンダから前記第3接続管路へ向かう圧油の流れを所望の絞り量に制御する可変絞りを介し許容するとともに、前記第3接続管路から前記油圧シリンダへ向かう圧油の流れを遮断する複数の第2流量制御手段とを設け、
前記フロント装置側で、前記他の油圧ポンプからの圧油を共通の供給管路である第2接続管を介して複数の油圧シリンダのボトム側に導くとともに前記複数の油圧シリンダのボトム側からの圧油を共通の排出管路である第3接続管を介して前記油圧タンクへ導くよう構成したことを特徴とする油圧式作業機械。 In a hydraulic working machine including a vehicle body that is a working machine body, and a front device configured by a plurality of front members that are pivotably connected to the working machine body in the vertical direction,
At the vehicle body side, at least one hydraulic pump, a plurality of flow rate control switching valves for controlling the pressure oil discharged from the hydraulic pump, at least one other hydraulic pump, and the other hydraulic pump are discharged. and a discharge line pressure oil is guided, and the hydraulic tank, and a tank line that leads pressure oil to the hydraulic tank is provided,
The front device side includes a plurality of hydraulic cylinders that respectively drive the plurality of front members, and a plurality of hydraulic cylinders that respectively connect either the bottom side or the rod side of the hydraulic cylinder corresponding to the flow rate control switching valve. A first connection line, a second connection line connected on one side to the discharge line, a plurality of branch points provided on the other side of the second connection line, and one side being one of the branch points A plurality of first pipes each connected to one of the plurality of first connection pipes connected to at least the bottom side of the hydraulic cylinder, and the plurality of front pipes. Each of the plurality of first pipes installed on one of the members and positioned on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinder side with respect to the branch point. A plurality of first flow rate controls that allow the flow of pressure oil toward the hydraulic cylinder through a variable throttle that controls the throttle amount to a desired amount, and block the flow of pressure oil from the hydraulic cylinder toward the other hydraulic pump. Means, a third connection line connected on one side to the tank line, a plurality of branch points provided on the other side of the third connection line, and one side connected to one of the branch points. A plurality of second pipes connected to one of the plurality of third connection pipes connected to at least the bottom side of the hydraulic cylinder, and one of the plurality of front members. Are installed in the plurality of second pipelines so as to be located on the bottom side of the corresponding hydraulic cylinders with respect to the branch point, and are directed from the hydraulic cylinders to the third connection pipelines. With allowable via the variable throttle for controlling the flow of hydraulic fluid to a desired aperture size, provided a plurality of second flow control means for interrupting the flow of pressure oil flowing from the third connecting pipeline to the hydraulic cylinder,
On the front device side, the pressure oil from the other hydraulic pumps is guided to the bottom side of the plurality of hydraulic cylinders via the second connection pipe which is a common supply line, and from the bottom side of the plurality of hydraulic cylinders. A hydraulic working machine configured to guide pressure oil to the hydraulic tank via a third connection pipe which is a common discharge pipe .
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