JP3891893B2

JP3891893B2 - Hydraulic drive

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Publication number: JP3891893B2
Application number: JP2002191945A
Authority: JP
Inventors: 洋澤田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-07-01
Also published as: JP2004036681A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧駆動装置に関し、特に、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の油圧駆動装置としては、従来から、図６（ａ）（ｂ）に示すように、複数（この場合２個）の第１及び第２油圧ポンプ５１ａ、５１ｂと、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂからの圧油にて駆動する複数（この場合２個）の第１及び第２アクチュエータ５２ａ、５２ｂと、各アクチュエータ５２ａ、５２ｂへの供給流量を制御する第１及び第２制御弁５３ａ、５３ｂとを備えたものがある。この場合、第１油圧ポンプ５１ａと、第１アクチュエータ５２ａと、第１制御弁５３ａとで第１油圧回路部５５ａを構成し、第２油圧ポンプ５１ｂと、第２アクチュエータ５２ｂと、第２制御弁５３ｂとで第２油圧回路部５５ｂを構成する。そして、各制御弁５３ａ、５３ｂよりも上流側において、第１油圧回路部５５ａと第２油圧回路部５５ｂを、合分流弁５６が介設された合流・分流用通路５７にて接続している。
【０００３】
このため、第１油圧回路部５５ａの第１アクチュエータ５２ａへの供給流量が不足するときに、図６（ａ）に示すように合分流弁５６を合流状態として、第２油圧回路部５５ｂの第２油圧ポンプ５１ｂの圧油を供給流量が不足する第１アクチュエータ５２ａに補給することができる。すなわち、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂのポンプ最大容量をそれぞれ１．０Ｐとした場合に、第１アクチュエータ５２ａを駆動させるのに１．５Ｐ必要であれば、第１油圧ポンプ５１ａからの１．０Ｐに、第２油圧ポンプ５１ｂからの０．５Ｐを加えることによって、１．５Ｐでもって第１アクチュエータ５２ａを駆動させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６（ａ）のように、第１油圧回路部５５ａの第１アクチュエータ５２ａの必要油圧が１５０ｋｇｆ／ｃｍ²で、第２油圧回路部５５ｂの第２アクチュエータ５２ｂの必要油圧が２５０ｋｇｆ／ｃｍ²である場合に、合分流弁５６を合流状態とすれば、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂは高い方の圧力（２５０ｋｇｆ／ｃｍ²）にする必要ある。このためいわゆる油圧ロスを招いていた。これに対して、図６（ｂ）のように、合分流弁５６を分流状態とした場合には、各油圧回路部５５ａ、５５ｂ毎に、各油圧ポンプ５１ａ、５１ｂの圧力を設定することができる。すなわち、第１アクチュエータ５２ａに対応する第１油圧ポンプ５１ａの圧力の１５０ｋｇｆ／ｃｍ²とし、第２アクチュエータ５２ｂに対応する第２油圧ポンプ５１ｂの２５０ｋｇｆ／ｃｍ²とすることができ、油圧ロスを解消することができる。このため従来は、両アクチュエータ５２ａ、５２ｂの同時操作時において、いずれか一方の油圧ポンプ５１ａ、５１ｂの吐出圧力が、例えば２５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上になったときに合分流弁５６を遮断して分流状態にしている。
【０００５】
しかしながら、図６（ａ）の合流状態から図６（ｂ）の分離状態へ切換えた場合、流量変化や圧力変化が生じて、大きなショック（衝撃）を生じ、その際にショック音等が発生したり、さらには、流量変化や圧力変化に起因して操作性が大きく損われたりすることがあった。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、油圧ロスの低減が図れ、しかも流量変化や圧力変化を減少させてショック（衝撃）の発生を低減することができる油圧駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の油圧駆動装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプからの圧油にて駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータへの供給流量を制御する主制御弁とを有する複数の油圧回路部を備え、主制御弁の上流側において、合分流弁が介設された合流・分流用通路にて上記油圧回路部を接続し、一の油圧回路部の油圧ポンプに所属するアクチュエータの供給流量が不足するときに、上記合分流弁を合流状態として、他の油圧回路部の油圧ポンプの圧油を供給流量が不足するアクチュエータに補給するように構成した油圧駆動装置であって、補給する側の油圧回路部の上記主制御弁よりも上流部と、補給される油圧回路部とをバイパスするバイパス通路を設けると共に、このバイパス通路に、補給される側への圧油の流入のみを許容する逆止弁を介設したことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の油圧駆動装置では、バイパス通路を設けたことにより、合分流弁を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路を介して、補給する側の油圧回路部から補給される側の油圧回路部へ圧油を流入させたままの状態を維持することができる。これにより、この切換時に、流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。また、バイパス通路には、逆止弁を介設しているので、補給されるアクチュエータの圧力が補給するアクチュエータの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。すなわち、補給されるアクチュエータの負荷圧の上昇により、補給流量（応援流量）が減少し、滑らかに分離（分流）状態へ移行させることができる。またこのように分離（分流）状態に移行することにより、油圧ロスの低減が図れる。
【０００９】
請求項２の油圧駆動装置は、上記バイパス通路に、上記逆止弁と共に、圧油が補給される側の主制御弁と連動して、この主制御弁が閉鎖状態のときにこのバイパス通路を閉状態とする副制御弁を介設したことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項２の油圧駆動装置では、圧油が補強される側の主制御弁が閉鎖状態のときにバイパス通路を閉状態とする副制御弁を設けているので、この主制御弁が閉鎖状態であるときには、補強される側の油圧回路への圧油の流入を確実に停止できる。これにより、合流状態から分離（分流）状態への移行を安定して行うことができる。
【００１１】
請求項３の油圧駆動装置は、補給される側の上記バイパス通路の接続部を上記主制御弁よりも下流側としたことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項３の油圧駆動装置では、バイパス通路からの応援圧油を、補給される側の主制御弁よりも下流側において合流させることができ、この補給される側のアクチュエータの駆動が安定したものとなる。
【００１３】
請求項４の油圧駆動装置は、上記主制御弁を流量制御弁とすると共に、上記副制御弁を圧油が補給される側の主制御弁と連動する高速用流量制御弁としたことを特徴としている。
【００１４】
上記請求項４の油圧駆動装置では、一方のアクチュエータ側が大流量を必要とする場合には、副制御弁である高速用流量制御弁が開状態となって、バイパス通路からの応援圧油を確実に供給できる。しかも、このように大流量を必要とした後に合分流弁を分流状態に切換えてもこの高速用流量制御弁が開状態であるので、請求項１におけるショック（衝撃）を和らげる効果が顕著に現われる。
【００１５】
請求項５の油圧駆動装置は、上記油圧ポンプの基準圧力を設定して、この基準圧力に基づいて上記合分流弁の合流と分流との切換えを行うと共に、上記基準圧力の変更を可能としたことを特徴としている。
【００１６】
上記請求項５の油圧駆動装置では、設定した基準圧力に基づいて合分流弁５の合流と分流との切換えを行うので、この切換の信頼性が向上する。また、基準圧力の変更が可能であるので、各アクチュエータの作業モードに合わせて合流と分流との切換えを行うことができ、この油圧駆動装置が使用される油圧ショベル等の建設機械の作業性及び作業能率の向上を達成できる。
【００１７】
請求項６の油圧駆動装置は、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させることを特徴としている。
【００１８】
上記請求項６の油圧駆動装置では、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させているので、切換えの際においてハンチングを防止することができ、切換動作の信頼性が向上する。
【００１９】
請求項７の油圧駆動装置は、補給される側の油圧回路部の圧力が補給する側の油圧回路部の圧力よりも大きくなったときに、分流状態となることを特徴としている。
【００２０】
上記請求項７の油圧駆動装置では、補給される側（合流される側）の油圧回路部の圧力が補給する側（合流する側）の油圧回路部の圧力よりも大きくなったときには、圧油を補給（応援）する必要がなく、この状態で分流状態とすることができる。これにより、合流状態から滑らかに分流状態となり、油圧ロスの少ない運転を確実に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の油圧駆動装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は油圧駆動装置の回路図を示し、図２はこの回路図の簡略図を示す。この油圧駆動装置は例えば、油圧ショベル等の建設機械に使用される。なお、油圧ショベルは例えば図５に示すように、下部走行体４１と、この下部走行体４１に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体４２とを備え、上部旋回体４２から作業機４３が連設されている。また、作業機４３は、ブーム４４と、アーム４５と、バケット４６とを備える。
【００２２】
油圧駆動装置は、複数（この場合２つ）の油圧回路部１ａ、１ｂを備え、各油圧回路部１ａ、１ｂは、エンジンＥにて駆動される油圧ポンプ２ａ、２ｂと、各油圧ポンプ２ａ、２ｂからの圧油にて駆動されるアクチュエータ３ａ、３ｂと、各アクチュエータ３ａ、３ｂへの供給流量を制御する主制御弁４ａ、４ｂとを有する。また、各油圧回路部１ａ、１ｂは、合分流弁５が介設された合流・分流用通路６にて接続されている。以下の説明において、一方のアクチュエータ３ａとして、上記アーム４５を揺動させるアーム用シリンダとし、他方のアクチュエータ３ｂとして、上記バケット４６を揺動させるバケット用シリンダとして説明する。また、一方の油圧回路部１ａを第１油圧回路部と呼び、他方の油圧回路部１ｂを第２油圧回路部と呼び、一方の油圧ポンプ２ａを第１油圧ポンプと呼び、他方の油圧ポンプ２ｂを第２油圧ポンプと呼ぶものとする。
【００２３】
すなわち、第１油圧回路部１ａは、第１油圧ポンプ２ａとアーム用シリンダ３ａとを接続するアーム用流路７ａに、アーム用流量方向制御弁（主制御弁）４ａと第１チェック機能付圧力補償弁８ａを介設し、第２油圧回路部１ｂは、第２油圧ポンプ２ｂとバケット用シリンダ３ｂとを接続するバケット用流路７ｂに、バケット用流量方向制御弁（主制御弁）４ｂと第２チェック機能付圧力補償弁８ｂを介設している。アーム用及びバケット用流路７ａ、７ｂにおいて、第１及び第２油圧ポンプ２ａ、２ｂから合流・分流用通路６までを吐出ライン９ａ、９ｂと呼び、吐出ライン９ａ、９ｂと合流・分流用通路６との合流点１０ａ、１０ｂからアーム用及びバケット用シリンダ３ａ、３ｂまでを油圧供給ライン１１ａ、１１ｂと呼べば、この油圧供給ライン１１ａ、１１ｂにその上流側からアーム用及びバケット用流量方向制御弁４ａ、４ｂと第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂが順次介設されている。また、吐出ライン９ａ、９ｂには圧力センサ１２ａ、１２ｂが設けられている。
【００２４】
図１の回路図は、アーム用シリンダ３ａ及びバケット用シリンダ３ｂを伸長するアーム掘削及びバケット掘削を実施し、第１油圧回路部１ａと第２油圧回路部１ｂを合流させる状態を示しており、何の操作もされておらずアーム４５及びバケット４６が停止状態にある時には、アーム用及びバケット用流量方向制御弁（主制御弁）４ａ、４ｂとアーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２は、中立位置（各制御弁４ａ、４ｂ、２２の図の中心の「閉」の位置）にある。また、第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂは通常は矢印のように、上流から下流への流れを許容し、下流から上流への流れを規制する。すなわち、第１チェック機能付圧力補償弁８ａは、第１油圧ポンプ２ａからアーム用シリンダ３ａへの圧油の流れが逆流するのを防止し、第２チェック機能付圧力補償弁８ｂは、第２油圧ポンプ２ｂからバケット用シリンダ３ｂへの圧油の流れが逆流するのを防止する。図１の第１及び第２チェック機能付圧力補償弁８ａ、８ｂの配置は、アーム掘削時及びバケット掘削時の配置であり、アームダンプ時及びバケットダンプ時の配置は図示しないが、これとは異なるものとなる。
【００２５】
ところで、合分流弁５は制御手段（コントローラ）１５にて制御されるものであり、この制御手段１５からの指令信号が電磁切換弁１６に入力され、この電磁切換弁１６が切換ることにより、合分流弁５が合流状態または分流状態に切換る。すなわち、電磁切換弁１６の切換タイミングを変更することによって、合分流弁５の開閉の圧力設定を各種状況に応じて変更することができる。この場合、吐出ライン９ａと電磁切換弁１６とが、減圧弁（二次圧一定形減圧弁）１７が介設されたパイロット配管１８にて接続される。従って、第１油圧ポンプ２ａからの圧油が減圧弁１７にて減圧されて、電磁切換弁１６に供給される。また、合分流弁５と電磁切換弁１６との間には比例弁（電磁比例弁）又は絞り１９が介設され、合分流弁５の切換時のショック（衝撃）を軽減するために、合分流弁５を少しずつ作動させるようにしている。なお、コントローラ１５は例えばマイクロコンピュータ等にて構成することができる。
【００２６】
そして、この油圧駆動装置は、第１油圧回路部１ａと第２油圧回路部１ｂとをバイパスするバイパス通路２０を設けている。また、このバイパス通路２０には、アーム用シリンダ３ａ側への圧油の流入のみを許容するチェック機能付圧力補償弁（逆止弁）２１と、アーム用流量方向制御弁４ａと連動して、このアーム用流量方向制御弁４ａが閉鎖状態のときにこのバイパス通路２０を閉状態とするアーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２とを介設している。すなわち、第２油圧回路部１ｂ側の合流点１０ｂと、供給ライン１１ａの第１チェック機能付圧力補償弁８ａよりも下流側とをバイパス通路２０にて接続するものである。また、アーム高速用流量制御弁（副制御弁）２２としては上記アーム用及びバケット用流量方向制御弁４ａ、４ｂと同様の流量方向制御弁が使用され、チェック機能付圧力補償弁２１よりも上流側に配置されている。この場合、アーム用流量方向制御弁４ａと、アーム高速用流量制御弁２２とは連動し、アーム用シリンダ３ａが大流量を要求する場合に、アーム用流量方向制御弁４ａが開状態となった後に、アーム高速用流量制御弁２２が開状態となって、アーム用流量方向制御弁４ａ及びアーム高速用流量制御弁２２が共に開状態となり、また、大流量の要求が無くなれば、アーム高速用流量制御弁２２が閉状態となって、アーム用流量方向制御弁４ａのみの開状態となる。
【００２７】
また、コントローラ１５には、選択作業モードを設定するためのモニタパネル２３と、エンジン目標回転数を設定するためのダイヤル（スロットダイヤル）２４等が接続されている。ここで、選択される作業とは、アーム４５の揺動（掘削）作業、バケット４６の揺動（掘削）作業等であり、図示しない操作レバーに設置されたスイッチ（圧力スイッチ）からの出力信号にて各種の作業の指令が行われる。
【００２８】
次に、上記のように構成された油圧駆動装置の動作について、図２の簡略図を使用して説明する。この際、図２（ａ）は合流状態を示し、図２（ｂ）は合流状態から分流（分離）状態に切換ったときの状態を示し、図２（ｃ）は分流状態を示している。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、合流させることによって、第２油圧回路部１ｂの油圧ポンプ２ｂの圧油がバイパス通路２０及び合流・分流通路６を介して第１油圧回路部１ａに補給（応援）することができる。すなわち、各油圧ポンプ２ａ、２ｂのポンプ最大容量を１．０Ｐとした場合に、アーム用シリンダ３ａを駆動させるのに１．５Ｐ必要であれば、第１油圧ポンプ２ａからの１．０Ｐに、第２油圧ポンプ２ｂからの０．５Ｐを加えることによって、１．５Ｐでもってアーム用シリンダ３ａを駆動させることができる。この際、各油圧ポンプ２ａ、２ｂの圧力は、例えば１００ｋｇｆ／ｃｍ²である。
【００３０】
また、バケット用シリンダ３ｂの圧力上昇により、この図２（ａ）の状態から図２（ｂ）のように、合分流弁５を分流状態に切換えたときは、バイパス通路２０を介して、第２油圧ポンプ２ｂの圧油は第１油圧回路部１ａのアーム用シリンダ３ａに供給される（この際、両油圧ポンプ２ａ、２ｂの圧力は、２５０ｋｇｆ／ｃｍ²である）。このため、合分流弁５の切換えによる流量の変化は少なく、この流量変化によるショック（衝撃）を生じさせない。
【００３１】
そして、この状態からアーム４５側の圧力がバケット４６側の圧力よりも大きくなれば、このチェック機能付圧力補償弁２１にてアーム側への圧油の流入を停止することになる。すなわち、アーム用シリンダ３ａの負荷圧（アーム負荷圧）の上昇により、図２（Ｃ）のように、応援流量が減少し滑らかに分離状態となる。この場合、第１油圧ポンプ２ａの圧力が３００ｋｇｆ／ｃｍ²となり、第２油圧ポンプ２ｂの圧力が２５０ｋｇｆ／ｃｍ²となっている。このように、補給される側（合流される側）の第１油圧回路部１ａの圧力が補給する側（合流する側）の第２油圧回路部１ｂの圧力よりも大きくなるとき（補給する側の第２油圧回路部１ｂの圧力が補給される側の第１油圧回路部１ａの圧力がよりも低下するとき）、及びアーム高速用流量制御弁２２がＯＦＦのとき（閉状態のとき）には、分流状態となる。
【００３２】
ところで、合分流弁５の合流と分流との切換えは、両油圧ポンプ２ａ、２ｂの基準圧力を設定して、この基準圧力に基づいて行うものであり、この基準圧力の変更を可能としている。また、図２において説明した動作は、アーム高速用流量制御弁２２が開いているときのものであって、このアーム高速用流量制御弁２２が切れているとき（閉じているとき）にはこの制御は行われない。
【００３３】
次に、図３のフローチャート図を使用して、アーム４５、バケット４６の作動時の合分流動作を説明する。この場合、この油圧ショベルの他の作業（走行、上部旋回体２の旋回等）はＯＦＦ（停止）状態とし、また合分流弁５に対しては合流要求が存在するものとする。また、ここで特徴的な点は、合分流弁５の合流状態（開状態）から分流状態（閉状態）へ切換る際の基準圧力と、閉状態から閉状態へ切換る際の基準圧力とを相違させている。
【００３４】
すなわち、ステップＳ１で作業モードが掘削か否かを判断する。作業モードが掘削であれば、ステップＳ２へ移行し、作業モードが掘削でない場合（その他の操作モード等の場合）には、ステップＳ３へ移行する。ここで、掘削とは、アーム４５、バケット４６の掘削作動（動作）を行うことをいう。そして、ステップＳ３で合分流弁５が閉であれば開状態としてステップＳ１へ戻る。なお、ステップＳ３で合分流弁５が開であればその開のままステップＳ１へ戻る。
【００３５】
そして、ステップＳ２では、アーム４５とバケット４６とが同時に掘削動作を行っているか否かを判断する。そして、同時に掘削動作を行わないならば、ステップＳ３へ移行し、同時に掘削を行う場合にはステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では合分流弁５が開か否かを判断する。合分流弁５が開であればステップＳ５へ移行し、合分流弁５が閉であればステップＳ６へ移行する。
【００３６】
ステップＳ５では、Ｐ１orＰ２≧２５０ｋｇｆ／ｃｍ²（２４．５ＭＰａ）が成立するか否かを判断する。ここで、Ｐ１は圧力センサ１２ａの圧力であり、Ｐ２は圧力センサ１２ｂの圧力である。すなわち、Ｐ１またはＰ２が２５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上であれば、ステップＳ７へ移行して合分流弁５を閉状態として分流状態とする。そして、上記式が成立しなければ、ステップＳ１へ戻る。
【００３７】
また、ステップＳ６では、Ｐ１andＰ２＜２２０ｋｇｆ／ｃｍ²（２１．６ＭＰａ）が成立するか否かを判断する。すなわち、Ｐ１とＰ２とが２２０ｋｇｆ／ｃｍ²未満であれば、ステップＳ８へ移行して合分流弁５を開状態として合流状態とする。そして、上記式が成立しなければ、ステップＳ１へ戻る。
【００３８】
このように、合流状態において、Ｐ１またはＰ２が２５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上となれば、分流状態として油圧ロスをなくすことができ、また、分流状態において、Ｐ１とＰ２とが２２０ｋｇｆ／ｃｍ²未満となれば、合流状態としてアーム４５とバケット４６とのいずれかを高速駆動させることができる。しかも、合流させるときの基準圧力と、分流させるときの基準圧力とを相違させているので、切換時においてハンチングを回避することができ、切換動作の信頼性が向上する。
【００３９】
また、この油圧駆動装置によれば、バイパス通路２０を設け、このバイパス通路２０に、圧油が補給される側のアーム用流量方向制御弁４ａと連動して、このアーム用流量方向制御弁４ａが閉鎖状態ときにバイパス通路２０を閉状態とする副制御弁２２を設けたことにより、合分流弁５を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路２０を介して、補給する側の第２油圧回路部１ｂから補給される側の第１油圧回路部１ａへ圧油を流入させることができる。これにより、この切換時における流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。
【００４０】
さらに、バイパス通路２０にはチェック機能付圧力補償弁２１を介設しているので、補給されるアーム用シリンダ３ａの圧力が補給するバケット用シリンダ３ｂの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。すなわち、補給されるアーム用シリンダ３ａの負荷圧の上昇により、補給流量（応援流量）が減少し、滑らかに分離（分流）状態へ移行させることができる。これによって、合流される側の第１油圧ポンプ２ａの圧力が合流する側の第２油圧ポンプ２ｂの圧力よりも大きくなったときに、油圧回路部１ａ、１ｂとを分流させることになる。またこのように分離（分流）状態に移行することにより、油圧ロス（合流ロス）の低減を図ることができる。
【００４１】
しかも、上記主制御弁４ａ、４ｂを流量方向制御弁とすると共に、上記副制御弁２２を圧油が補給される側の主制御弁４ａと連動する高速用流量制御弁としたので、アーム用シリンダ３ａ側が大流量を必要とする場合には、副制御弁２２である高速用流量制御弁が開状態となって、バイパス通路２０からの応援圧油を確実に供給できる。しかも、このように大流量を必要とした後に合分流弁５を分流状態に切換えてもこの高速用流量制御弁２２が開状態であるので、ショック（衝撃）を和らげる効果が顕著に現われる。
【００４２】
ところで、上記基準圧力の変更は可能であって、分流させるときの基準圧力を例えば１５０ｋｇｆ／ｃｍ²や１２０ｋｇｆ／ｃｍ²としたり、合流させるときの基準圧力を例えば２００ｋｇｆ／ｃｍ²や１７０ｋｇｆ／ｃｍ²としたりすることができる。すなわち、アーム用及びバケット用シリンダ３ａ、３ｂの作業モードの変更を行うことができ、この油圧駆動装置が使用される油圧ショベル等の建設機械の作業性及び作業能率の向上を達成できる。なお、図１と図２に示す油圧駆動装置において、チェック機能付圧力補償弁２１をアーム高速用流量制御弁２２よりも上流側に配設したり、バイパス通路２０の第１油圧回路部１ａ（補給される側の油圧回路部）側の合流点としてこの第１油圧回路部１ａのアーム用流量方向制御弁４ａの下流側で第１チェック機能付圧力補償弁８ａよりも上流側に設けたりしてもよい。
【００４３】
次に、図４は他の実施の形態を示し、この場合、バイパス通路２０が合流・分流通路６をバイパスしている。そして、このバイパス通路２０にも、チェック機能付圧力補償弁２１と、副制御弁２２とが介設されるが、この際、チェック機能付圧力補償弁２１が副制御弁２２よりも補給する側の第２油圧回路部１ｂ寄りに設けられている。また、この副制御弁２２は開閉弁であり、この開閉が補給される側のアーム用流量方向制御弁４ａに連動している。すなわち、アーム用流量方向制御弁４ａが閉状態であれば、副制御弁２２は閉状態となって、バイパス通路２０を介して第２油圧ポンプ２ｂから圧油が第１油圧回路部１ａへ流入されない。また、アーム用流量方向制御弁４ａが開状態であれば、副制御弁２２は開状態となって、バイパス通路２０を介して第２油圧ポンプ２ｂから圧油がアーム用シリンダ３ａへ流入させる。なお、この図４の他の構成は図１に示す油圧駆動装置と同様であるので、同一部分を同一の符号にて示し、その説明を省略する。
【００４４】
このため、この図４に示す油圧駆動装置においても、合分流弁５を合流状態から分流状態へ切換えた際に、このバイパス通路２０を介して、補給する側の第２油圧回路部１ｂから補給される側の第１油圧回路部１ａへ圧油を流入させることができる。これにより、この切換時における流量変化を回避することができ、流量変化によるショック（衝撃）を生じさせず、ショック音等の発生や、流量変化や圧力変化に起因する操作性の低下を防止することができる。また、バイパス通路２０には、チェック機能付圧力補償弁２１を介設しているので、補給されるアーム用シリンダ３ａの圧力が補給するバケット用シリンダ３ｂの圧力よりも大きくなれば、補給される側への圧油の流入が停止される。なお、この図４は、上記図２（ｂ）に対応して、合流状態から分流状態に切換えたときの状態を示している。
【００４５】
以上この発明の油圧駆動装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、油圧回路部としては３本以上あってもよく、この場合、各油圧回路部間に、合分流弁５やバイパス通路２０等を設ければよい。また、油圧ショベル等の建設機械において、アーム４５とバケット４６の作動に加え、下部走行体４１の走行、上部旋回体４２の旋回、ブーム４４の作動等を行うことができる場合に、走行のみ行うときには、合分流弁５を閉状態に固定し、走行停止（ＯＦＦ）して上部旋回体４２のみを作動させるときには、合分流弁５を開状態に固定する等の操作を行うことができる。なお、上記実施形態では、主制御弁４ａ、４ｂとして流量方向制御弁を使用したが、流量制御弁であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の油圧駆動装置の実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】上記油圧駆動装置の動作状態を示し、（ａ）は合流状態の簡略図であり、（ｂ）は合流状態から分流状態へ切換ったときを示す簡略図であり、（ｃ）は分流状態の簡略図である。
【図３】上記油圧駆動装置を使用した建設機械において、アームとバケットの作動時の合分流を示すフローチャート図である。
【図４】この発明の油圧駆動装置の他の実施形態を示す簡略図である。
【図５】この発明の油圧駆動装置が使用される建設機械の簡略図である。
【図６】従来の油圧駆動装置を示し、（ａ）は合流状態の簡略図であり、（ｂ）は分流状態の簡略図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ油圧回路部
２ａ、２ｂ油圧ポンプ
３ａ、３ｂアクチュエータ
４ａ、４ｂ主制御弁
５合分流弁
６合流・分流用通路
２０バイパス通路
２１逆止弁
２２副制御弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic drive device, and more particularly to a hydraulic drive device for a construction machine such as a hydraulic excavator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIGS. 6A and 6B, a plurality of (two in this case) first and second hydraulic pumps 51a and 51b, and each hydraulic pump 51a, A plurality of (in this case, two) first and second actuators 52a, 52b driven by pressure oil from 51b, and first and second control valves 53a, 53b for controlling the flow rate supplied to each actuator 52a, 52b There is something with. In this case, the 1st hydraulic pump 51a, the 1st actuator 52a, and the 1st control valve 53a comprise the 1st hydraulic circuit part 55a, the 2nd hydraulic pump 51b, the 2nd actuator 52b, and the 2nd control valve 53b constitutes a second hydraulic circuit portion 55b. Further, on the upstream side of the control valves 53a and 53b, the first hydraulic circuit portion 55a and the second hydraulic circuit portion 55b are connected by a merging / dividing passage 57 in which a merging / dividing valve 56 is interposed. .
[0003]
For this reason, when the supply flow rate to the first actuator 52a of the first hydraulic circuit section 55a is insufficient, as shown in FIG. The pressure oil of the two hydraulic pump 51b can be replenished to the first actuator 52a whose supply flow rate is insufficient. That is, when the maximum pump capacity of each of the hydraulic pumps 51a and 51b is 1.0P, if 1.5P is required to drive the first actuator 52a, the pump capacity is reduced to 1.0P from the first hydraulic pump 51a. By adding 0.5P from the second hydraulic pump 51b, the first actuator 52a can be driven with 1.5P.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, as shown in FIG. 6A, the required hydraulic pressure of the first actuator 52a of the first hydraulic circuit portion 55a is 150 kgf / cm. ² Therefore, the required hydraulic pressure of the second actuator 52b of the second hydraulic circuit portion 55b is 250 kgf / cm. ² If the merging / separating valve 56 is in the merging state, the hydraulic pumps 51a, 51b have the higher pressure (250 kgf / cm ² ) Is necessary. For this reason, a so-called hydraulic loss is incurred. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the junction / divergence valve 56 is in a diversion state, the pressures of the hydraulic pumps 51a and 51b can be set for the respective hydraulic circuit portions 55a and 55b. it can. That is, the pressure of the first hydraulic pump 51a corresponding to the first actuator 52a is 150 kgf / cm. ² 250 kgf / cm of the second hydraulic pump 51b corresponding to the second actuator 52b ² The hydraulic loss can be eliminated. For this reason, conventionally, when the actuators 52a and 52b are operated simultaneously, the discharge pressure of one of the hydraulic pumps 51a and 51b is, for example, 250 kgf / cm. ² When it becomes above, the joint / divergence valve 56 is interrupted | blocked and it is set as a shunt state.
[0005]
However, when switching from the merged state in FIG. 6 (a) to the separated state in FIG. 6 (b), a flow rate change or a pressure change occurs, resulting in a large shock (shock), and a shock noise or the like is generated at that time. In addition, the operability may be greatly impaired due to a change in flow rate or a change in pressure.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and its object is to reduce hydraulic loss and to reduce the occurrence of shock (impact) by reducing changes in flow rate and pressure. An object of the present invention is to provide a hydraulic drive device that can perform the above-described operation.
[0007]
[Means and effects for solving the problems]
Accordingly, the hydraulic drive apparatus according to claim 1 includes a plurality of hydraulic circuit units having a hydraulic pump, an actuator driven by pressure oil from the hydraulic pump, and a main control valve for controlling a flow rate supplied to the actuator. In the upstream of the main control valve, the above hydraulic circuit section is connected by the merge / divergence passage provided with the merge / divergence valve, and the supply flow rate of the actuator belonging to the hydraulic pump of one hydraulic circuit section is insufficient A hydraulic drive device configured to supply the hydraulic oil of a hydraulic pump of another hydraulic circuit unit to an actuator having a short supply flow rate when the joint / divergence valve is in a merged state. A bypass passage is provided to bypass the upstream portion of the circuit section above the main control valve and the hydraulic circuit section to be refilled, and only inflow of pressure oil to the refilling side is allowed in this bypass path. It is characterized in that a check valve is interposed that.
[0008]
In the hydraulic drive device according to the first aspect, by providing the bypass passage, when the joining / dividing valve is switched from the joining state to the shunting state, it is replenished from the replenishing hydraulic circuit section through the bypass passage. It is possible to maintain the state in which the pressure oil is allowed to flow into the hydraulic circuit section on the other side. Thereby, a change in flow rate can be avoided at the time of switching, and a shock (impact) due to the change in flow rate is not generated, and a generation of a shock noise or the like and a decrease in operability due to a change in flow rate or a pressure change are prevented. be able to. In addition, since a check valve is interposed in the bypass passage, if the pressure of the actuator to be replenished becomes larger than the pressure of the actuator to be replenished, the flow of pressure oil to the replenishing side is stopped. . That is, as the load pressure of the actuator to be replenished increases, the replenishment flow rate (cheering flow rate) decreases, and the state can be smoothly shifted to the separated (divided flow) state. Further, by shifting to the separated (divided flow) state in this way, it is possible to reduce hydraulic loss.
[0009]
The hydraulic drive device according to claim 2 is configured such that when the main control valve is closed, the bypass passage is connected to the bypass passage together with the check valve and the main control valve on the side where pressure oil is supplied. It is characterized in that an auxiliary control valve that is closed is provided.
[0010]
In the hydraulic drive device according to the second aspect, since the sub control valve for closing the bypass passage when the main control valve on the side where the pressure oil is reinforced is closed is provided, the main control valve is closed. When this is the case, the inflow of the pressure oil into the reinforced hydraulic circuit can be reliably stopped. Thereby, the transition from the merged state to the separated (divided) state can be performed stably.
[0011]
The hydraulic drive apparatus according to claim 3 is characterized in that the connecting portion of the bypass passage on the replenishment side is located downstream of the main control valve.
[0012]
In the hydraulic drive device according to the third aspect, the support pressure oil from the bypass passage can be merged on the downstream side of the main control valve on the supply side, and the drive of the actuator on the supply side is stabilized. It will be a thing.
[0013]
The hydraulic drive apparatus according to claim 4 is characterized in that the main control valve is a flow control valve, and the sub control valve is a high-speed flow control valve interlocked with a main control valve on the side where pressure oil is supplied. It is said.
[0014]
In the hydraulic drive device according to the fourth aspect, when one actuator side requires a large flow rate, the high-speed flow rate control valve that is the sub-control valve is opened to ensure the support pressure oil from the bypass passage. Can supply. In addition, even if the merge / divide valve is switched to the diversion state after the large flow rate is required, the high-speed flow rate control valve is in the open state, so that the effect of reducing the shock in the first aspect is remarkably exhibited. .
[0015]
The hydraulic drive device according to claim 5 sets a reference pressure of the hydraulic pump, and switches between the merging and branching of the merging / separating valve based on the reference pressure, and also enables the change of the reference pressure. It is characterized by that.
[0016]
In the hydraulic drive apparatus according to the fifth aspect, since switching between the merging and the divergence of the merging / dividing valve 5 is performed based on the set reference pressure, the reliability of the switching is improved. In addition, since the reference pressure can be changed, switching between merging and branching can be performed in accordance with the working mode of each actuator, and workability of a construction machine such as a hydraulic excavator in which this hydraulic drive device is used can be changed. Improvement of work efficiency can be achieved.
[0017]
The hydraulic drive device according to claim 6 is characterized in that the reference pressure when the merging is made different from the reference pressure when the merging is made.
[0018]
In the hydraulic drive device according to the sixth aspect, since the reference pressure for merging is different from the reference pressure for diverting, hunting can be prevented at the time of switching, and the reliability of the switching operation is improved. improves.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, when the pressure of the hydraulic circuit section to be replenished becomes larger than the pressure of the hydraulic circuit section to be replenished, the hydraulic drive device is in a diverted state.
[0020]
In the hydraulic drive device according to claim 7, when the pressure of the hydraulic circuit section on the replenishment side (merged side) becomes larger than the pressure of the hydraulic circuit section on the replenishment side (merging side), Need not be replenished (supported), and in this state, a diversion state can be achieved. As a result, the merging state smoothly changes to the diversion state, and the operation with less hydraulic loss can be performed reliably.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the hydraulic drive device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit diagram of the hydraulic drive device, and FIG. 2 shows a simplified diagram of this circuit diagram. This hydraulic drive device is used for construction machines such as a hydraulic excavator, for example. For example, as shown in FIG. 5, the hydraulic excavator includes a lower traveling body 41 and an upper revolving body 42 that is rotatably mounted on the lower traveling body 41 via a revolving mechanism. A machine 43 is continuously provided. The work implement 43 includes a boom 44, an arm 45, and a bucket 46.
[0022]
The hydraulic drive device includes a plurality of (in this case, two) hydraulic circuit portions 1a and 1b. Each of the hydraulic circuit portions 1a and 1b includes hydraulic pumps 2a and 2b driven by the engine E, and each hydraulic pump 2a, Actuators 3a and 3b driven by pressure oil from 2b, and main control valves 4a and 4b for controlling the supply flow rates to the actuators 3a and 3b. The hydraulic circuit portions 1a and 1b are connected to each other through a merging / dividing passage 6 in which a merging / dividing valve 5 is interposed. In the following description, the one actuator 3a will be described as an arm cylinder that swings the arm 45, and the other actuator 3b will be described as a bucket cylinder that swings the bucket 46. One hydraulic circuit section 1a is called a first hydraulic circuit section, the other hydraulic circuit section 1b is called a second hydraulic circuit section, one hydraulic pump 2a is called a first hydraulic pump, and the other hydraulic pump 2b. Is called a second hydraulic pump.
[0023]
That is, the first hydraulic circuit section 1a is provided with an arm flow direction control valve (main control valve) 4a and a pressure with a first check function in an arm flow path 7a that connects the first hydraulic pump 2a and the arm cylinder 3a. A compensation valve 8a is interposed, and the second hydraulic circuit portion 1b is connected to a bucket flow path 7b connecting the second hydraulic pump 2b and the bucket cylinder 3b with a bucket flow direction control valve (main control valve) 4b. A pressure compensation valve 8b with a second check function is provided. In the arm and bucket flow paths 7a and 7b, the first and second hydraulic pumps 2a and 2b to the merging / dividing passage 6 are called discharge lines 9a and 9b, and the merging / dividing passages with the discharge lines 9a and 9b. 6 and the cylinders 3a and 3b for the arm and bucket are called hydraulic pressure supply lines 11a and 11b, the flow direction control for the arm and bucket flows from the upstream side to the hydraulic pressure supply lines 11a and 11b. Valves 4a and 4b and pressure compensation valves 8a and 8b with first and second check functions are sequentially provided. Moreover, pressure sensors 12a and 12b are provided in the discharge lines 9a and 9b.
[0024]
The circuit diagram of FIG. 1 shows a state in which arm excavation and bucket excavation for extending the arm cylinder 3a and the bucket cylinder 3b are performed, and the first hydraulic circuit portion 1a and the second hydraulic circuit portion 1b are merged. When no operation is performed and the arm 45 and the bucket 46 are stopped, the arm and bucket flow direction control valves (main control valves) 4a and 4b and the arm high speed flow control valve (sub control valve) 22 are used. Is in the neutral position (the "closed" position in the center of the figure of each control valve 4a, 4b, 22). Further, the pressure compensation valves 8a and 8b with the first and second check functions usually allow the flow from the upstream to the downstream and restrict the flow from the downstream to the upstream as indicated by arrows. That is, the pressure compensating valve 8a with the first check function prevents the flow of the pressure oil from the first hydraulic pump 2a to the arm cylinder 3a, and the pressure compensating valve 8b with the second check function The flow of pressure oil from the hydraulic pump 2b to the bucket cylinder 3b is prevented from flowing backward. The arrangement of the pressure compensation valves 8a and 8b with the first and second check functions in FIG. 1 is the arrangement at the time of arm excavation and bucket excavation, and the arrangement at the time of arm dumping and bucket dumping is not shown, It will be different.
[0025]
By the way, the junction / divergence valve 5 is controlled by a control means (controller) 15, and a command signal from the control means 15 is input to the electromagnetic switching valve 16, and the electromagnetic switching valve 16 is switched. The merge / divergence valve 5 is switched to the merge state or the diversion state. That is, by changing the switching timing of the electromagnetic switching valve 16, it is possible to change the pressure setting for opening and closing the junction valve 5 according to various situations. In this case, the discharge line 9a and the electromagnetic switching valve 16 are connected by a pilot pipe 18 in which a pressure reducing valve (secondary pressure constant type pressure reducing valve) 17 is interposed. Accordingly, the pressure oil from the first hydraulic pump 2 a is decompressed by the decompression valve 17 and supplied to the electromagnetic switching valve 16. In addition, a proportional valve (electromagnetic proportional valve) or a throttle 19 is interposed between the merging / separating valve 5 and the electromagnetic switching valve 16, and in order to reduce a shock (shock) when switching the merging / dividing valve 5. The diversion valve 5 is operated little by little. The controller 15 can be configured by a microcomputer or the like, for example.
[0026]
And this hydraulic drive unit is provided with the bypass passage 20 which bypasses the 1st hydraulic circuit part 1a and the 2nd hydraulic circuit part 1b. In addition, the bypass passage 20 is interlocked with a pressure compensation valve (check valve) 21 with a check function that allows only pressure oil to flow into the arm cylinder 3a side, and an arm flow direction control valve 4a. An arm high-speed flow control valve (sub-control valve) 22 is provided to close the bypass passage 20 when the arm flow direction control valve 4a is closed. That is, the junction 10b on the second hydraulic circuit portion 1b side and the downstream side of the pressure compensation valve 8a with the first check function of the supply line 11a are connected by the bypass passage 20. Further, as the arm high-speed flow control valve (sub control valve) 22, the same flow direction control valve as that for the arm and bucket flow direction control valves 4 a and 4 b is used, which is upstream of the pressure compensation valve 21 with a check function. Arranged on the side. In this case, the arm flow direction control valve 4a and the arm high speed flow control valve 22 are interlocked, and the arm flow direction control valve 4a is opened when the arm cylinder 3a requires a large flow rate. Later, the arm high-speed flow control valve 22 is opened, and the arm flow direction control valve 4a and the arm high-speed flow control valve 22 are both opened. The flow control valve 22 is closed, and only the arm flow direction control valve 4a is opened.
[0027]
The controller 15 is connected to a monitor panel 23 for setting a selection work mode, a dial (slot dial) 24 for setting a target engine speed, and the like. Here, the selected work is a swing (excavation) operation of the arm 45, a swing (excavation) operation of the bucket 46, and the like, and an output signal from a switch (pressure switch) installed on an operation lever (not shown). Various work commands are issued at.
[0028]
Next, the operation of the hydraulic drive apparatus configured as described above will be described using the simplified diagram of FIG. At this time, FIG. 2 (a) shows the merged state, FIG. 2 (b) shows the state when switching from the merged state to the divided (separated) state, and FIG. 2 (c) shows the divided state. .
[0029]
As shown in FIG. 2A, by joining, the pressure oil of the hydraulic pump 2b of the second hydraulic circuit section 1b is replenished to the first hydraulic circuit section 1a via the bypass passage 20 and the joining / dividing passage 6. (Cheer). That is, if the maximum pump capacity of each hydraulic pump 2a, 2b is 1.0P, and if 1.5P is required to drive the arm cylinder 3a, then 1.0P from the first hydraulic pump 2a is By adding 0.5P from the second hydraulic pump 2b, the arm cylinder 3a can be driven with 1.5P. At this time, the pressure of each hydraulic pump 2a, 2b is, for example, 100 kgf / cm. ² It is.
[0030]
Further, when the combined flow dividing valve 5 is switched from the state shown in FIG. 2A to the divided state as shown in FIG. 2B due to the pressure increase in the bucket cylinder 3b, (2) The hydraulic oil of the hydraulic pump 2b is supplied to the arm cylinder 3a of the first hydraulic circuit section 1a (at this time, the pressure of both hydraulic pumps 2a, 2b is 250 kgf / cm ² Is). For this reason, there is little change in the flow rate due to the switching of the junction / divergence valve 5, and a shock (impact) due to this flow rate change is not generated.
[0031]
If the pressure on the arm 45 side becomes larger than the pressure on the bucket 46 side from this state, the pressure compensation valve with check function 21 stops the flow of pressure oil to the arm side. That is, as the load pressure (arm load pressure) of the arm cylinder 3a increases, the support flow rate decreases as shown in FIG. In this case, the pressure of the first hydraulic pump 2a is 300 kgf / cm. ² The pressure of the second hydraulic pump 2b is 250 kgf / cm ² It has become. As described above, when the pressure of the first hydraulic circuit portion 1a on the replenishment side (merged side) becomes larger than the pressure of the second hydraulic circuit portion 1b on the replenishment side (merging side) (replenishment side). When the pressure of the first hydraulic circuit section 1a on the side where the pressure of the second hydraulic circuit section 1b is replenished further) and when the arm high-speed flow control valve 22 is OFF (when closed). Becomes a diversion state.
[0032]
By the way, the switching between the merging and the divergence of the merging / dividing valve 5 is performed based on the reference pressure by setting the reference pressures of the hydraulic pumps 2a and 2b, and the reference pressure can be changed. 2 is performed when the arm high-speed flow control valve 22 is open. When the arm high-speed flow control valve 22 is off (closed), There is no control.
[0033]
Next, the joining / dividing operation at the time of operation of the arm 45 and the bucket 46 will be described using the flowchart of FIG. In this case, it is assumed that other operations (running, turning of the upper swing body 2, etc.) of this hydraulic excavator are in an OFF (stopped) state, and that the merge / divergence valve 5 has a merge request. Further, the characteristic point here is that the reference pressure for switching the merging / dividing valve 5 from the merging state (open state) to the diversion state (closed state), and the reference pressure for switching from the closed state to the closed state, Are different.
[0034]
That is, it is determined in step S1 whether the work mode is excavation. If the work mode is excavation, the process proceeds to step S2, and if the work mode is not excavation (in the case of other operation modes, etc.), the process proceeds to step S3. Here, excavation means performing excavation operation (operation) of the arm 45 and the bucket 46. And if the joint / divergence valve 5 is closed by step S3, it will set as an open state and will return to step S1. If the combining / dividing valve 5 is open in step S3, the flow returns to step S1 with the open state.
[0035]
In step S2, it is determined whether or not the arm 45 and the bucket 46 are simultaneously excavating. If excavation operation is not performed at the same time, the process proceeds to step S3. If excavation is performed at the same time, the process proceeds to step S4. In step S4, it is determined whether or not the junction / divergence valve 5 is open. If the joining / dividing valve 5 is open, the process proceeds to step S5, and if the joining / dividing valve 5 is closed, the process proceeds to step S6.
[0036]
In step S5, P1 or P2 ≧ 250 kgf / cm ² It is determined whether (24.5 MPa) is established. Here, P1 is the pressure of the pressure sensor 12a, and P2 is the pressure of the pressure sensor 12b. That is, P1 or P2 is 250 kgf / cm ² If it is above, it will transfer to step S7 and will make the diversion state by making the joint / divergence valve 5 into a closed state. If the above equation does not hold, the process returns to step S1.
[0037]
In step S6, P1 and P2 <220 kgf / cm. ² It is determined whether (21.6 MPa) is established. That is, P1 and P2 are 220 kgf / cm. ² If it is less than this, it will transfer to step S8 and will open the joining / dividing valve 5 to a joining state. If the above equation does not hold, the process returns to step S1.
[0038]
Thus, in the merged state, P1 or P2 is 250 kgf / cm. ² If it becomes above, a hydraulic loss can be eliminated as a diversion state, and P1 and P2 are 220 kgf / cm2 in the diversion state. ² If it is less than this, either the arm 45 or the bucket 46 can be driven at high speed as a merged state. In addition, since the reference pressure for merging is different from the reference pressure for diverting, hunting can be avoided during switching, and the reliability of the switching operation is improved.
[0039]
Further, according to the hydraulic drive apparatus, the bypass flow path 20 is provided, and the bypass flow direction control valve 4a for the arm is linked to the bypass flow path control valve 4a on the side where the pressure oil is supplied. By providing the sub-control valve 22 that closes the bypass passage 20 when the valve is closed, the side to be replenished via the bypass passage 20 when the joining / dividing valve 5 is switched from the joining state to the separating state is provided. The pressure oil can be caused to flow from the second hydraulic circuit portion 1b to the first hydraulic circuit portion 1a on the replenishment side. Thereby, the flow rate change at the time of this switching can be avoided, the shock (impact) due to the flow rate change is not generated, and the occurrence of shock noise or the like, and the deterioration of operability due to the flow rate change or pressure change are prevented. be able to.
[0040]
Further, since the pressure compensation valve 21 with a check function is provided in the bypass passage 20, if the pressure of the arm cylinder 3a to be replenished becomes larger than the pressure of the bucket cylinder 3b to be replenished, the replenishment side The flow of pressure oil to the is stopped. That is, the increase in the load pressure of the arm cylinder 3a to be replenished reduces the replenishment flow rate (support flow rate), and can smoothly shift to the separation (division flow) state. As a result, when the pressure of the first hydraulic pump 2a to be joined becomes higher than the pressure of the second hydraulic pump 2b to be joined, the hydraulic circuit portions 1a and 1b are shunted. Further, by shifting to the separated (divided flow) state in this way, it is possible to reduce the hydraulic pressure loss (merging loss).
[0041]
In addition, the main control valves 4a and 4b are flow direction control valves, and the sub control valve 22 is a high-speed flow control valve interlocked with the main control valve 4a on the pressure oil supply side. When the cylinder 3a side requires a large flow rate, the high-speed flow control valve, which is the sub control valve 22, is opened, and the support pressure oil from the bypass passage 20 can be reliably supplied. Moreover, even if the junction / divergence valve 5 is switched to the shunt state after the large flow rate is required, the high-speed flow control valve 22 is in the open state.
[0042]
By the way, the reference pressure can be changed, and the reference pressure when the flow is divided is, for example, 150 kgf / cm. ² 120kgf / cm ² Or the reference pressure when merging is, for example, 200 kgf / cm ² 170kgf / cm ² It can be done. That is, the working modes of the arm cylinders 3a and 3b can be changed, and the workability and work efficiency of a construction machine such as a hydraulic excavator in which the hydraulic drive device is used can be improved. 1 and 2, the pressure compensation valve 21 with a check function is disposed upstream of the arm high-speed flow control valve 22, or the first hydraulic circuit portion 1 a ( As a merging point on the side of the hydraulic circuit part to be replenished), it is provided downstream of the arm flow direction control valve 4a of the first hydraulic circuit part 1a and upstream of the pressure compensation valve 8a with the first check function. May be.
[0043]
Next, FIG. 4 shows another embodiment. In this case, the bypass passage 20 bypasses the merging / dividing passage 6. The bypass passage 20 is also provided with a pressure compensation valve 21 with a check function and a sub control valve 22. At this time, the pressure compensation valve 21 with a check function supplies more than the sub control valve 22. The second hydraulic circuit section 1b is provided. The sub-control valve 22 is an on-off valve, and is linked to the arm flow direction control valve 4a on the side where the on-off is replenished. That is, if the arm flow direction control valve 4a is in a closed state, the sub control valve 22 is in a closed state, and pressure oil flows from the second hydraulic pump 2b into the first hydraulic circuit portion 1a via the bypass passage 20. Not. If the arm flow direction control valve 4a is in the open state, the sub control valve 22 is in the open state, and pressure oil flows from the second hydraulic pump 2b into the arm cylinder 3a through the bypass passage 20. 4 is the same as that of the hydraulic drive apparatus shown in FIG. 1, the same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0044]
For this reason, also in the hydraulic drive device shown in FIG. 4, when the merging / dividing valve 5 is switched from the merging state to the divergence state, the replenishment is performed from the second hydraulic circuit portion 1b on the replenishment side via the bypass passage 20. The pressure oil can be caused to flow into the first hydraulic circuit portion 1a on the side to be operated. Thereby, the flow rate change at the time of this switching can be avoided, the shock (impact) due to the flow rate change is not generated, and the occurrence of shock noise or the like, and the deterioration of operability due to the flow rate change or pressure change are prevented. be able to. Further, since the bypass passage 20 is provided with a pressure compensation valve 21 with a check function, if the pressure of the arm cylinder 3a to be supplied becomes larger than the pressure of the bucket cylinder 3b to be supplied, the bypass passage 20 is supplied. Inflow of pressure oil to the side is stopped. FIG. 4 shows a state when switching from the merging state to the diverting state corresponding to FIG. 2B.
[0045]
Although the specific embodiment of the hydraulic drive device of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications within the scope of the present invention. is there. For example, there may be three or more hydraulic circuit units. In this case, the junction / divergence valve 5 or the bypass passage 20 may be provided between the hydraulic circuit units. In addition, in a construction machine such as a hydraulic excavator, in addition to the operation of the arm 45 and the bucket 46, only the traveling is performed when the traveling of the lower traveling body 41, the turning of the upper revolving body 42, the operation of the boom 44, and the like can be performed. Sometimes, when the combined / divided valve 5 is fixed in the closed state and only the upper turning body 42 is operated by stopping traveling (OFF), an operation such as fixing the combined / divided valve 5 in the opened state can be performed. In the above embodiment, the flow direction control valve is used as the main control valves 4a and 4b, but a flow rate control valve may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of a hydraulic drive device of the present invention.
FIG. 2 shows the operating state of the hydraulic drive device, wherein (a) is a simplified diagram of a merged state, (b) is a simplified diagram showing when switching from a merged state to a divided state, (c) Is a simplified diagram of a shunt state.
FIG. 3 is a flowchart showing a combined flow when the arm and the bucket are operated in the construction machine using the hydraulic drive device.
FIG. 4 is a simplified diagram showing another embodiment of the hydraulic drive device of the present invention.
FIG. 5 is a simplified diagram of a construction machine in which the hydraulic drive device of the present invention is used.
6A and 6B show a conventional hydraulic drive device, in which FIG. 6A is a simplified diagram in a joined state, and FIG. 6B is a simplified diagram in a shunted state.
[Explanation of symbols]
1a, 1b Hydraulic circuit part
2a, 2b Hydraulic pump
3a, 3b Actuator
4a, 4b Main control valve
5 Joint flow valve
6 Aisle for confluence / diversion
20 Bypass passage
21 Check valve
22 Sub control valve

Claims

The hydraulic pumps (2a) (2b), the actuators (3a) (3b) driven by pressure oil from the hydraulic pumps (2a) (2b), and the supply flow rates to the actuators (3a) (3b) A plurality of hydraulic circuit portions (1a) (1b) having main control valves (4a) and (4b) to be controlled are provided, and the combined flow valve (5) is interposed upstream of the main control valves (4a) and (4b). Supply of the actuator (3a) belonging to the hydraulic pump (2a) of the one hydraulic circuit part (1a) by connecting the hydraulic circuit part (1a) (1b) with the established junction / diversion passage (6) When the flow rate is insufficient, the junction / divergence valve (5) is put into a merged state so that the hydraulic oil (2b) of the other hydraulic circuit section (1b) is supplied to the actuator (3a) with insufficient supply flow rate. A hydraulic drive device configured as follows:
A bypass passage (20) for bypassing the hydraulic circuit portion (1a) upstream from the main control valve (4b) of the hydraulic circuit portion (1b) on the replenishment side is provided, and this bypass passage ( 20) A hydraulic drive device characterized in that a check valve (21) that allows only inflow of pressure oil to the replenished side is provided in 20).

When the main control valve (4a) is in a closed state in conjunction with the check valve (21) and the main control valve (4a) on the side where pressure oil is supplied to the bypass passage (20), 2. The hydraulic drive device according to claim 1, further comprising a sub control valve (22) for closing the bypass passage (20).

The hydraulic drive device according to claim 1 or 2, wherein a connecting portion of the bypass passage (20) on the replenishment side is located downstream of the main control valve (4a).

The main control valves (4a) and (4b) are flow control valves, and the sub control valve (22) is a high-speed flow control valve interlocked with the main control valve (4a) on the side where pressure oil is supplied. The hydraulic drive device according to claim 2.

The reference pressure of the hydraulic pumps (2a) and (2b) is set, and the joining and splitting of the joining / dividing valve (5) is switched based on the reference pressure, and the reference pressure can be changed. The hydraulic drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydraulic drive device is provided.

6. The hydraulic drive device according to claim 5, wherein a reference pressure when the flow is merged is different from a reference pressure when the flow is divided.

6. A diversion state is established when the pressure of the hydraulic circuit section (1a) on the replenishing side becomes larger than the pressure of the hydraulic circuit section (1b) on the replenishing side. Either hydraulic drive.