JP3923242B2 - Actuator control device for hydraulic drive machine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2つの油圧アクチュエータを駆動制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホイールローダ、スキッドステアローダなどの建設機械には図8に示すように作業機としてアーム10とバケット11が設けられている。アーム10、バケット11はそれぞれアーム用油圧シリンダ2、バケット用油圧シリンダ3に接続している。
【0003】
たとえばホイールローダではバケット11によって土砂を掘削した後に、アーム10を上昇させてバケット11内の土砂をダンプトラックに積み込む作業が行われる。この作業中にアーム10を上昇方向に作動させるには、バケット11の姿勢が地面に対して水平な一定姿勢を保持するようにバケット11をダンプ方向に作動させる必要がある。これはレベリング制御といわれている。レベリング制御は、バケット11内の土砂等がこぼれ落ちることを防止するために不可欠である。
【0004】
しかしレベリング制御をオペレータの手動操作のみに委ねると、図7に示すようにアーム用操作レバー4とバケット用操作レバー5を複合操作しなければならない。このような複合操作はオペレータにかかる負担が大きく、熟練を要する。このためオペレータに負担がかからず、また熟練も要せずにレベリング制御を行うことができる発明が従来より公知になっている。すなわちアーム用操作レバー4の操作のみによってアーム10のみならずバケット11を同時に作動させて水平保持制御を行う発明が従来より公知になっている。
【0005】
一方複数の油圧アクチュエータたとえばアーム用油圧アクチュエータとバケット用油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧回路には、シリーズ回路とパラレル回路とが知られている。
【0006】
図9(a)、(b)はシリーズ回路とパラレル回路の構成を概念的に示している。図9(a)に示すようにシリーズ回路は油圧ポンプ1から吐出された圧油を第1の圧油供給路24aを介して先頭のアーム用油圧シリンダ2に供給しアーム用油圧シリンダ2から排出された戻り圧油を戻り圧油供給路40を介してバケット用油圧シリンダ3に供給して両油圧シリンダ2、3を駆動するというものである。これに対して図9(b)に示すようにパラレル回路は油圧ポンプ1から吐出された圧油をそれぞれ、第1の圧油供給路24a、第2の圧油供給路24bを介してアーム用油圧シリンダ2、バケット用油圧シリンダ3に供給して両油圧シリンダ2、3を駆動するというものである。
【0007】
シリーズ回路は複合操作を行っているときに、先頭のアーム用油圧シリンダ2の駆動速度が低下しない、つまり先頭のアーム10の作動速度が低下しないという利点がある。このためシリーズ回路はレベリング制御を行う場合に適している。しかしシリーズ回路では油圧ポンプ1から吐出された圧油による駆動圧がそれぞれ先頭のアーム用油圧シリンダ2と後段のバケット用油圧シリンダ3で分割され減ってしまう。このため後段のバケット用油圧シリンダ3の負荷が大きくなった場合に駆動圧が減ってしまい負荷に対応する駆動圧で油圧アクチュエータを駆動することができないという問題がある。
【0008】
これに対してパラレル回路は複合操作を行っているときに単独操作時と比較してアーム10の作動速度が低下してしまうという欠点があるものの、バケット用油圧シリンダ3の駆動圧は減らないという利点がある。このためパラレル回路は複合操作を行っているときにバケット用油圧シリンダ3、アーム用油圧シリンダ2が同時に大きな推力を必要とする作業を行う場合に適している。
【0009】
特開平10−219730号公報には、油圧回路をシリーズ回路で構成し、アーム用操作レバー4がアーム上げ方向に操作されたときにアーム用油圧シリンダ2から排出された戻り圧油を、バケット11の姿勢が水平に保持されるように圧力制御弁で分流してバケット用油圧シリンダ3に供給するとともに、バケット11の負荷が一定値を超えた場合にシリーズ回路のままでアーム用油圧シリンダ2からの戻り圧油をアーム用操作弁を介してタンクへと連通させるという発明が記載されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報記載の発明によればバケット11の負荷の大小にかかわらずシリーズ回路のままでアーム用油圧シリンダ2が駆動される。このためバケット用油圧シリンダ3がストロークエンドに達しバケット11の負荷が大きくなったとしてもアーム用油圧シリンダ2は十分な駆動力が得られないまま動き続けることになる。これはアーム11にかかる負荷が大きい場合に問題となる。
【0011】
そこで本発明は負荷状態に応じてシリーズ回路とパラレル回路の切換えを行い作業機の駆動圧の低下や作業機の速度の低下を来さないようにすることを解決課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するために手段、作用および効果】
本発明の第1発明は、上記解決課題を達成するために、
油圧ポンプ(1)と、この油圧ポンプ(1)の吐出圧油を第1および第2の圧油供給路(24a、24b)を介して供給することにより駆動する第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)と、前記第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)にそれぞれ対応して設けられ2方向に切換自在な第1および第2の操作手段(4、5)とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される排出圧油を前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)と、
前記第1の操作手段(4)の操作量が所定量以上の場合に、前記第1の油圧アクチュエータ(2)の圧油排出側の油圧室を前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第2の油圧アクチュエータ(3)の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第2の油圧アクチュエータ(3)に前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される圧油のみが供給されるようにし、前記第2の操作手段(5)が操作された場合であって前記第1の操作手段(4)の操作量が所定量より小さい場合に、前記油圧ポンプ(1)の吐出口を前記第2の油圧アクチュエータ(3)の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第2の油圧アクチュエータ(3)に前記油圧ポンプ(1)から吐出される圧油が供給されるようにする圧油供給切換手段(7、58、59)と、
前記第2の油圧アクチュエータ(3)の負荷圧に応じて、前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する圧油をタンク(14)に連通させるように制御する制御手段(54、55)と
を備えたことを特徴とする。
【0013】
第1発明を図1を参照して具体的に説明する。
【0014】
第1発明によれば、バケット用油圧シリンダ3の負荷圧が一定値以下の場合には、再生キャンセル弁54は閉じ側に位置している。このためブーム用油圧シリンダ2から排出される圧油のすべてがタンク14に排出されることなく、排出される圧油のうち所定の比率の圧油が、アーム用操作弁6、戻り油路35、35a、固定再生率弁43、戻り油路35d、チェック弁48、戻り油路51、バケット用操作弁7を介してバケット用油圧シリンダ3に供給される。つまりバケット用油圧シリンダ3の負荷が小さい場合にはシリーズ回路に構成されアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油がバケット用油圧シリンダ3に供給される。
【0015】
これに対してバケット用油圧シリンダ3の負荷圧が一定値を超えた場合には、再生キャンセル弁54は開き側に位置する。このため圧力制御弁55へ接続するパイロット油路53の圧力はタンク圧となり圧力制御弁55は連通位置55cに位置しアーム用油圧シリンダ2から排出される圧油のすべてが、戻り油路35、35b、固定再生率弁43、圧力制御弁55を介してタンク14に排出される。
【0016】
以上のように第1発明によれば、バケット用油圧シリンダ3の負荷が小さい場合にはシリーズ回路が構成されアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油によってバケット用油圧シリンダ3が駆動される。このためレベリング制御時に先頭のアーム10の作動速度が低下するという問題は発生しない。またバケット用油圧シリンダ3の負荷が大きい場合にはパラレル回路に切り換えられアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油がタンク14に連通するので、アーム用油圧シリンダ2を十分な駆動力で動かすことができる。
【0017】
このように第1発明によれば負荷状態に応じてパラレル回路に切り換えアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油をタンク14に連通するようにしたので、バケット11の負荷が大きくなったとしてもアーム用油圧シリンダ2を十分な駆動力で動かすことができる。
【0018】
また第2発明は、
油圧ポンプ(1)と、この油圧ポンプ(1)の吐出圧油を第1および第2の圧油供給路(24a、24b)を介して供給することにより駆動する第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)と、前記第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)にそれぞれ対応して設けられ2方向に切換自在な第1および第2の操作手段(4、5)とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される排出圧油を前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)と、
前記第2の油圧アクチュエータ(3)の負荷圧が一定値以下である場合であって前記第1および第2の操作手段(4、5)が特定の操作方向に操作されている場合に、前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される排出圧油を所定の比率に分流して当該所定の比率に分流した圧油を前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給するとともに、前記第2の操作手段(5)の操作量の変化に応じて、前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第1の油圧アクチュエータ(2)から前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する圧油の流量の比率を変化させる制御手段(36、54、55)と
を備えたことを特徴とする。
【0019】
第2発明を図1を参照して具体的に説明する。
【0020】
第2発明によれば、バケット用油圧シリンダ3の負荷圧が一定値以下の場合には、再生キャンセル弁54は閉じ側に位置している。そしてアーム用操作レバー4が特定の操作方向(ブーム上げ方向)に操作されている場合には、アーム用油圧シリンダ2から排出される圧油は固定再生率弁43、圧力制御弁55によって所定の比率に分流される。この所定の比率に分流した圧油は、アーム用操作弁6、戻り油路35、35a、固定再生率弁43、戻り油路35d、チェック弁48、戻り油路51、バケット用操作弁7を介してバケット用油圧シリンダ3に供給される。つまりバケット用油圧シリンダ3の負荷が小さい場合であってアーム用操作レバー4が特定の操作方向(ブーム上げ方向)に操作されている場合にはシリーズ回路に構成されアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油を所定の比率に分流した圧油がバケット用油圧シリンダ3に供給される。このためアーム用油圧シリンダ2に供給される流量とバケット用油圧シリンダ3に供給される流量との比率が一定の関係になりバケット11の姿勢を一定に保持するレベリング制御が行われる。
【0021】
これに対してバケット用操作レバー5が特定の操作方向(バケットダンプ方向)に操作されると、再生率上昇弁36が作動して、操作量に応じてバケット用油圧シリンダ3に供給する圧油の流量の比率を増加させる。
【0022】
以上のように第2発明によれば、バケット用油圧シリンダ3の負荷が小さい場合であってアーム用操作レバー4が特定の操作方向(ブーム上げ方向)に操作されている場合にはアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油を所定の比率に分流した圧油によってバケット用油圧シリンダ3が駆動される。またバケット用操作レバー5が特定の操作方向(バケットダンプ方向)に操作されると、再生率上昇弁36が作動し、操作量に応じてバケット用油圧シリンダ3に供給する圧油の流量の比率が増加するので、バケット11の作動速度を大きくすることができる。したがって第2発明によればレベリング制御を行っているときにバケット用操作レバー5を操作することによりバケット用油圧シリンダ3の駆動速度を増加させることができる。
【0023】
また第3発明は、
前記第2の操作手段(5)が前記特定の操作方向以外の操作方向に操作されている場合に、前記第2の圧油供給路(24b)を介して圧油を前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する制御を行うこと
を特徴とする。
【0024】
第3発明を図1を参照して具体的に説明する。
【0025】
アーム用操作レバー4、バケット用操作レバー5が特定の操作方向(ブーム上げ方向、バケットダンプ方向)に操作されているときには、アーム用油圧シリンダ2から排出される圧油がアーム用操作弁6、戻り油路35、35a、固定再生率弁43、戻り油路35d、チェック弁48、戻り油路51、バケット用操作弁7を介してバケット用油圧シリンダ3に供給される。ここで仮にアーム用操作レバー4、バケット用操作レバー5が特定の操作方向(ブーム上げ方向、バケットダンプ方向)以外の操作方向(アーム上げ方向、バケットチルト方向)に操作された状態に切り換えられたときにアーム用油圧シリンダ2からの戻り圧油のみによってバケット用油圧シリンダ3を駆動するとなると、前述したようにアーム用油圧シリンダ2で十分な推力が得られない。
【0026】
そこでアーム上げ、バケットチルトという操作に切り換えられると、パラレル回路に切り換えられ第2の圧油供給路24bを介してバケット用油圧シリンダ3に油圧ポンプ1の吐出圧油が供給される。このときバケット用油圧シリンダ3の負荷圧が一定値を超えるとアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油はタンク14に連通しタンク圧となりアーム用油圧シリンダ2で十分な推力が得られる。
【0027】
すなわち図1のアーム用操作弁7のスプールの両側にはストローク規制制御弁58、59が設けられている。アーム用操作レバー4をアーム上げ方向に操作するとストローク規制制御弁58が弁位置58aに位置し、第2の圧油供給路24bとバケット用油圧シリンダ3とが連通しないようにバケット用操作弁7のスプールのストロークを規制している。このため戻り油路51がアーム用油圧シリンダ3に連通する状態になっておりシリーズ回路を構成している。
【0028】
このときアーム上げ方向のパイロット圧よりもバケットチルト方向のパイロット圧が高くなるとストローク規制制御弁58が弁位置58bに切り換えられる。すると油路18cはタンク14に連通し、絞り18dを介してバケット用操作弁7に作用しているパイロット圧はタンク圧になる。
【0029】
このためバケット用操作弁7はバケットチルト方向のパイロット圧によって弁位置7eまでストロークする。バケット用操作弁7が弁位置7eまでストロークすると、油圧ポンプ1の吐出圧油は油路24、24b、圧力補償弁9、バケット用操作弁7を介してバケット用油圧シリンダ3に供給される。
【0030】
このためバケット用油圧シリンダ3は油圧ポンプ1から吐出される圧油によって駆動される。バケット用油圧シリンダ3の負荷圧が一定値を超えると、アーム用油圧シリンダ2の戻り圧油がタンク圧になりアーム用油圧シリンダ2は十分な推力で駆動される。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置の実施形態について説明する。
【0032】
なお実施形態では、ホイールローダ、スキッドステアローダなどの建設機械に搭載された油圧回路を想定する。これら建設機械は作業機としてアーム10とバケット11が設けられたものを想定する。
【0033】
図1は第1の実施形態の油圧回路を示している。
【0034】
同図1に示す油圧ポンプ1は図示しないエンジンによって駆動され圧油を吐出する。この吐出圧油は後述するようにアーム用操作弁6、バケット用操作弁7に供給される。また図示しないパイロット油圧ポンプも上記エンジンによって駆動されパイロット圧油を吐出する。このパイロット圧油は図8に示す油圧式の操作レバー装置40に供給される。操作レバー装置40はアーム用操作レバー4、バケット用操作レバー5を備えている。アーム用操作レバー4はアーム用操作弁6に対応して設けられている。またバケット用操作レバー5はバケット用操作弁7に対応して設けられている。
【0035】
操作レバー装置40からは、アーム用操作レバー4の操作量に応じたパイロット圧のパイロット圧油と、バケット用操作レバー5の操作量に応じたパイロット圧のパイロット圧油が出力される。
【0036】
すなわちアーム用操作レバー4が「アーム上げ側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力(以下アーム上げ圧という)のパイロット圧油がパイロット油路18に出力される。
【0037】
同様にしてアーム用操作レバー4が「アーム下げ側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力(以下アーム下げ圧という)のパイロット圧油がパイロット油路19に出力される。
【0038】
同様にしてバケット用操作レバー5が「ダンプ側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力(以下バケットダンプ圧という)のパイロット圧油がパイロット油路20に出力される。
【0039】
同様にしてバケット用操作レバー5が「チルト側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力(以下バケットチルト圧という)のパイロット圧油がパイロット油路21に出力される。
【0040】
アーム用油圧シリンダ2、バケット用油圧シリンダ3は油圧ポンプ1の吐出圧油がアーム用操作弁6、バケット用操作弁7を介して供給されることによりそれぞれ駆動される。
【0041】
上記各アーム上げ圧、アーム下げ圧、バケットダンプ圧、バケットチルト圧に応じてアーム用操作弁6、バケット用操作弁7の弁位置が移動する。
【0042】
図8は実施形態の建設機械の作業機の構成を示している。
【0043】
同図8に示すようにアーム10、バケット11にそれぞれ対応してアーム用油圧シリンダ2、バケット用油圧シリンダ3が設けられている。アーム用油圧シリンダ2はアーム用操作弁6に対応している。またバケット用油圧シリンダ3はバケット用操作弁7に対応している。アーム用油圧シリンダ2、バケット用油圧シリンダ3はアーム用操作弁6、バケット用操作弁7を介して供給される圧油によりそれぞれ駆動される。
【0044】
アーム用油圧シリンダ2のロッド、バケット用油圧シリンダ3のロッドはそれぞれ、アーム10、バケット11に接続されている。バケット11はアーム10に連結されている。
【0045】
アーム用油圧シリンダ2はボトム室2aとヘッド室2bを備えている。アーム用油圧シリンダ2のボトム室2aに油路28を介してアーム用操作弁6から圧油が供給されると、アーム用油圧シリンダ2のロッドは伸張されアーム10が「アーム上げ側」に作動される。またアーム用油圧シリンダ2のヘッド室2bに油路29を介してアーム用操作弁6から圧油が供給されると、アーム用油圧シリンダ2のロッドは縮退されアーム10が「アーム下げ側」に作動される。
【0046】
バケット用油圧シリンダ3はボトム室3aとヘッド室3bを備えている。バケット用油圧シリンダ3のボトム室3aに油路31を介してバケット用操作弁7から圧油が供給されると、バケット用油圧シリンダ3のロッドは伸張されバケット11が「ダンプ側」に作動される。またバケット用油圧シリンダ3のヘッド室3bに油路32を介してバケット用操作弁7から圧油が供給されると、バケット用油圧シリンダ3のロッドは縮退されバケット11が「チルト側」に作動される。
【0047】
以下操作レバー装置40(操作レバー4、5)と各操作弁6、7と各油圧シリンダ2、3との接続関係および各操作弁6、7と油圧ポンプ1の接続関係について詳述する。
操作レバー装置40はシャトル弁49、50を介して各操作弁6、7のパイロットポートに接続している。
【0048】
すなわちアーム上げ圧が出力されるパイロット油路18はパイロット油路18aとパイロット油路18bとに分岐されている。またアーム下げ圧が出力されるパイロット油路19はパイロット油路19aとパイロット油路19bとに分岐されている。
【0049】
パイロット油路18bと、バケットダンプ圧が出力されるパイロット油路20はシャトル弁50の各入口ポートに連通している。シャトル弁50の出口ポートはパイロット油路22に連通している。同様にパイロット油路19bと、バケットチルト圧が出力されるパイロット油路21はシャトル弁49の各入口ポートに連通している。シャトル弁49の出口ポートはパイロット油路23に連通している。
【0050】
このためシャトル弁50の出口ポートからは、アーム上げ圧と、バケットダンプ圧のうちで大きい方のパイロット圧のパイロット圧油が、パイロット油路22に出力され、バケット用操作弁6のパイロットポート7gに供給される。
【0051】
同様にしてシャトル弁49の出口ポートからは、アーム下げ圧と、バケットチルト圧のうちで大きい方のパイロット圧のパイロット圧油が、パイロット油路23に出力され、バケット用操作弁6の反対側のパイロットポート7hに供給される。
【0052】
なおアーム上げ圧はパイロット油路18aに出力され、アーム用操作弁6のパイロットポート6gに供給される。またアーム下げ圧はパイロット油路19aに出力され、アーム用操作弁6の反対側のパイロットポート6hに供給される。
【0053】
アーム用操作弁6は油圧ポンプ1から吐出される圧油の流量および方向を制御してアーム用油圧シリンダ2に供給する制御弁である。
【0054】
すなわち油圧ポンプ1から吐出された圧油は油路24とその分岐油路24aを介してアーム用操作弁6に流入される。アーム用操作弁6から流出された圧油は油路28または29を介してアーム用油圧シリンダ2に供給される。
【0055】
アーム用操作弁6は3つの弁位置6c(中立位置)、6a(アーム上げ位置)、6e(アーム下げ位置)を有している。パイロット油路18aを介してアーム上げ圧がアーム用操作弁6のアーム上げ側パイロットポート6gに供給されると、アーム上げ圧に応じてアーム用操作弁6の開口面積(開口量)が変化され、アーム用操作弁6はアーム上げ位置6a側に位置される。アーム用操作弁6が位置6aに位置すると開口面積に応じた流量の圧油がアーム用操作弁6、油路28を介してアーム用油圧シリンダ2のボトム室2aに供給される。この結果アーム10がアーム上げ側に作動される。
【0056】
またパイロット油路19aをアーム下げ圧がアーム用操作弁6のアーム下げ側パイロットポート6hに供給されると、アーム下げ圧に応じてアーム用操作弁6の開口面積(開口量)が変化され、アーム用操作弁6はアーム下げ位置6e側に位置される。アーム用操作弁6が位置6eに位置すると開口面積に応じた流量の圧油がアーム用操作弁6、油路29を介してアーム用油圧シリンダ2のヘッド室2bに供給される。この結果アーム10がアーム下げ側に作動される。
【0057】
アーム用操作弁6が弁位置6aに位置するとアーム用油圧シリンダ2のヘッド室2bから排出される圧油(以下戻り圧油という)はアーム用操作弁6を介して戻り油路35に出力される。またアーム用操作弁6が弁位置6eに位置するとアーム用油圧シリンダ2のボトム室2aから排出される戻り圧油はアーム用操作弁6を介して戻り油路35に出力される。
【0058】
なおアーム用操作弁6は油路25c、油路25を介してタンク14に接続されている。
【0059】
同様にしてバケット用操作弁7により、油圧ポンプ1から吐出される圧油の流量および方向が制御されて、制御された圧油がバケット用油圧シリンダ3に供給される。
【0060】
すなわち油圧ポンプ1から吐出された圧油は油路24とその分岐油路24bを介してバケット用操作弁7に導入される。バケット用操作弁7から出力された圧油は油路31または32を介してバケット用油圧シリンダ3に供給される。
【0061】
バケット用操作弁7は5つの弁位置7c(中立位置)、7b(バケットダンプ位置)、7a(バケットダンプ位置)、7d(バケットチルト位置)、7e(バケットチルト位置)を有している。なおバケット用操作弁7の弁位置は連続的に変化するものであり、開口面積も連続的に変化する。パイロット油路22を介してアーム上げ圧またはバケットダンプ圧のいずれか高い方のパイロット圧がバケット用操作弁7のバケットダンプ側パイロットポート7gに供給されると、パイロット圧に応じてバケット用操作弁7の開口面積(開口量)が変化され、バケット用操作弁7はバケットダンプ位置7b、7a側に位置される。バケット用操作弁7が位置7aに位置すると油圧ポンプ1の吐出圧油が流入し開口面積に応じた流量の圧油がバケット用操作弁7、油路31を介してバケット用油圧シリンダ3のボトム室3aに供給される。この結果バケット11がダンプ側に作動される。
【0062】
またパイロット油路23を介してアーム下げ圧またはバケットチルト圧のいずれか高い方のパイロット圧がバケット用操作弁7のバケットチルト側パイロットポート7hに供給されると、パイロット圧に応じてバケット用操作弁7の開口面積(開口量)が変化され、バケット用操作弁7はバケットチルト7d、7e側に位置される。バケット用操作弁7が位置7eに位置すると開口面積に応じた流量の圧油がバケット用操作弁7、油路32を介してバケット用油圧シリンダ3のヘッド室3bに供給される。この結果バケット11がチルト側に作動される。
【0063】
バケット用操作弁7が弁位置7b、7aに位置するとバケット用油圧シリンダ3のヘッド室3bから排出される圧油はバケット用操作弁7を介して戻り油路25bに出力される。またバケット用操作弁7が弁位置7d、7eに位置するとバケット用油圧シリンダ3のボトム室3aから排出される圧油はバケット用操作弁7を介して戻り油路25dに出力される。戻り油路25b、25dに出力された圧油は油路25を介してタンク14に排出される。
【0064】
バケット用操作弁7には戻り油路51が接続している。戻り油路51は、戻り油路35に連通している。
【0065】
バケット用操作弁7が弁位置7bに位置すると、戻り油路51はバケット用操作弁7を介して油路31に連通する。このためアーム用油圧シリンダ2から排出される戻り圧油は戻り油路35、戻り油路51、バケット用操作弁7、油路31を介してバケット用油圧シリンダ3のボトム室3aに供給される。同様にバケット用操作弁7が弁位置7dに位置すると、戻り油路51はバケット用操作弁7を介して油路32に連通する。このためアーム用油圧シリンダ2から排出される戻り圧油は戻り油路35、戻り油路51、バケット用操作弁7、油路32を介してバケット用油圧シリンダ3のヘッド室3bに供給される。
【0066】
なおバケット用操作弁7は油路26b、油路25を介してタンク14に接続されている。
【0067】
本実施形態では各操作弁6、7毎に圧力補償弁8、9が設けられている。
【0068】
圧力補償弁8は油圧ポンプ1からみてアーム用操作弁6の上流側つまり油圧ポンプ1とアーム用操作弁6との間の圧油供給路上に設けられている。同様に圧力補償弁9は油圧ポンプ1からみてバケット用操作弁7の上流側つまり油圧ポンプ1とバケット用操作弁7との間の圧油供給路上に設けられている。
【0069】
圧力補償弁8、9は、操作弁6、7の上流側の圧油の圧力と下流側の圧油の圧力との間の圧力差を、同一の値にする弁である。油圧回路の一般公式である下記(1)式、
Q=c・A・√(ΔP) …(1)
から導かれる通り、差圧ΔPを同一となるようにすることで、オペレータによって操作される操作レバー4の操作量(操作弁6の開口面積A)に比例した流量Qが負荷の大きさとは無関係に得られる。同様に操作レバー5の操作量(操作弁7の開口面積A)に比例した流量Qが負荷の大きさとは無関係に得られる。
【0070】
アーム用操作弁6に対応する圧力補償弁8は、フローコントロール弁部8aと減圧弁部8bとから成る。フローコントロール弁部8aには油圧ポンプ1から吐出された圧油が油路24、その分岐油路24aを介して流入される。減圧弁部8bには油圧ポンプ1から吐出された圧油が油路24、その分岐油路24cを介して流入される。
【0071】
同様にバケット用操作弁7に対応する圧力補償弁9は、フローコントロール弁部9aと減圧弁部9bとから成る。フローコントロール弁部9aには油圧ポンプ1から吐出された圧油が油路24、その分岐油路24bを介して流入される。減圧弁部9bには油圧ポンプ1から吐出された圧油が油路24、その分岐油路24dを介して流入される。
【0072】
減圧弁部8bの出口は油路27aを介して油路27、27bに連通している。減圧弁部9bの出口は油路27bを介して油路27に連通している。
【0073】
このため減圧弁部8bには油路27、27aを介して、減圧弁部8bが閉じる方向へ、油圧シリンダ2、3の各負荷圧のうち最大負荷圧(以下最大負荷圧という)が加えられる。
【0074】
油路27bは油路27cに分岐している。油路27cはシャトル弁57の入口ポートに連通している。シャトル弁57の他方の入口ポートは油路47に連通している。油路47は戻り油路35dを介して戻り油路35に連通している。シャトル弁57の出口ポートは油路27dに連通している。油路27dは減圧弁部9bを閉じる方向に接続している。
【0075】
このためシャトル弁57には油路27cを介して最大負荷圧が入力する。またシャトル弁57には油路47を介してアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油のうちバケット用油圧シリンダ3の駆動に使用される圧油の圧力(以下再生圧という)が入力する。なお「再生」とは戻り圧油をバケット用油圧シリンダ3の駆動に使用するという意味で使用している。シャトル弁57からは再生圧と最大負荷圧のうち大きい方の圧力が出力する。
【0076】
このため減圧弁部9bには油路27dを介して、減圧弁部9bが閉じる方向へ、再生圧と最大負荷圧のうち大きい方の圧力が加えられる。
【0077】
圧力補償弁8、9が動作することにより、各操作弁6、7の前後差圧ΔPが同圧かつ一定にされる。これにより油圧シリンダ2、3の負荷の大きさと無関係に、各操作弁6、7の開口面積によって、流量が定まる。つまり上記(1)式(Q=c・A・√(ΔP))より負荷の変動にかかわらず各操作弁6、7の開口面積(開口量)Aに応じて各操作弁6、7の流量Qが一義的に定まる。
【0078】
アンロード弁34は油圧ポンプ1の吐出油路24に接続している。アンロード弁34には油路27を介して、アンロード弁34が閉じる方向へ、最大負荷圧が加えられている。
【0079】
アンロード弁34は、油圧ポンプ1の吐出圧油の圧力と、油圧シリンダ2、3の最大負荷圧との差圧を、油圧シリンダ2、3の負荷の変動によらずに、アンロード弁12の設定圧に応じた一定値とする。
【0080】
すなわちアンロード弁34は、アンロード弁34に備えたバネのバネ力と、最大負荷圧と、油圧ポンプ1の吐出圧とにより開閉する。アンロード弁34はバネ力と最大負荷圧により閉じ側に作動する。アンロード弁34は油圧ポンプ1の吐出圧により開き側へ作動する。このことにより油圧ポンプ1の吐出圧と最大負荷圧との差圧はアンロード弁34の設定圧に応じて一定となる。
【0081】
また油圧ポンプ1の吐出油路24にはリリーフ弁33が接続している。リリーフ弁33は油圧ポンプ1から油路24に吐出された圧油の圧力を設定リリーフ圧以下に制限する。
【0082】
戻り油路35は3つの戻り油路35a、35b、35cに分岐している。
【0083】
戻り油路35a、35bは固定再生率弁43の各入口ポートに接続している。戻り油路35cは再生率上昇弁36の入口ポートに接続している。戻り油路35aと戻り油路35cは固定再生率弁43および再生率上昇弁36の各出口ポートで合流し戻り油路35dに連通している。戻り油路35dはチェック弁48の入口ポートに連通している。チェック弁48の出口ポートは戻り油路51に連通している。チェック弁48は戻り油路35dから戻り油路51の方向にのみ圧油の流れを許容する。戻り油路35dは油路47に分岐している。
【0084】
戻り油路35bは固定再生率弁43の出口ポートを介して圧力制御弁55の入口ポートに接続している。圧力制御弁55の出口ポートは油路25を介してタンク14に連通している。
【0085】
固定再生率弁43は3つの弁位置43c(中立位置)、43a(アーム上げ位置)、43b(アーム下げ位置)を有している。
【0086】
パイロット油路22はパイロット油路22aに分岐されこのパイロット油路22aは固定再生率弁43の一方のパイロットポート43dに接続している。同様にパイロット油路23はパイロット油路23aに分岐されこのパイロット油路23aは固定再生率弁43の他方のパイロットポート43eに接続している。
【0087】
したがってパイロット油路22a、23a内の圧力が同圧である場合には固定再生率弁43は中立位置43cに位置する。固定再生率弁43が中立位置43cに位置しているとき戻り油路35a内の圧油は固定再生率弁43で遮断されるとともに、戻り油路35b内の圧油は固定再生率弁43を通過して圧力制御弁55の入口ポートに流入する。
【0088】
パイロット油路22a内のパイロット圧がパイロット油路23a内のパイロット圧よりも大きい場合には固定再生率弁43はアーム上げ位置43aに位置する。固定再生率弁43がアーム上げ位置43aに位置しているとき戻り油路35a内の圧油は固定再生率弁43内の絞り43fを通過して戻り油路35dに出力するとともに、戻り油路35b内の圧油は固定再生率弁43内の絞り43gを通過して圧力制御弁55の入口ポートに流入する。ここで戻り油路35aに対応する絞り43fの絞り径(開口面積)および戻り油路35bに対応する絞り43gの絞り径(開口面積)は、所定の値に設定されている。これら絞り径(開口面積)の値はアーム10がアーム上げ側に作動したときにバケット11を水平に保持するために必要な油圧シリンダ3への供給流量に対応して定められている。
【0089】
同様にパイロット油路23a内のパイロット圧がパイロット油路22a内のパイロット圧よりも大きい場合には固定再生率弁43はアーム下げ位置43bに位置する。固定再生率弁43がアーム下げ位置43bに位置しているとき戻り油路35a内の圧油は固定再生率弁43内の絞り43hを通過して戻り油路35dに出力するとともに、戻り油路35b内の圧油は固定再生率弁43内の絞り43iを通過して圧力制御弁55の入口ポートに流入する。
【0090】
再生率上昇弁36は3つの弁位置36c(中立位置)、36a(バケットダンプ位置)、36b(バケットチルト位置)を有している。
【0091】
パイロット油路20はパイロット油路20aに分岐されこのパイロット油路20aは再生率上昇弁36の一方のパイロットポート36dに接続している。同様にパイロット油路21はパイロット油路21aに分岐されこのパイロット油路21aは再生率上昇弁36の他方のパイロットポート36eに接続している。
【0092】
したがってパイロット油路20a、21a内の圧力が同圧である場合には再生率上昇弁36は中立位置36cに位置する。再生率上昇弁36が中立位置36cに位置しているとき戻り油路35c内の圧油は再生率上昇弁36で遮断される。
【0093】
パイロット油路20a内のパイロット圧がパイロット油路21a内のパイロット圧よりも大きい場合には再生率上昇弁36はバケットダンプ位置36aに位置する。再生率上昇弁36がバケットダンプ位置36aに位置しているとき戻り油路35c内の圧油は再生率上昇弁36を通過して戻り油路35dに出力する。同様にパイロット油路21a内のパイロット圧がパイロット油路20a内のパイロット圧よりも大きい場合には再生率上昇弁36はバケットチルト位置36bに位置する。再生率上昇弁36がバケットチルト位置36bに位置しているとき戻り油路35c内の圧油は再生率上昇弁36を通過して戻り油路35dに出力する。
【0094】
圧力制御弁55は2つの弁位置55a(遮断位置)、55c(連通位置)を有している。圧力制御弁55が遮断位置55aから連通位置55c側に移動するにつれて開口面積が連続的に大きくなる。パイロット油路55eを介して圧力制御弁55の一方のパイロットポート55fに入力ポート圧がパイロット圧として加えられる。
【0095】
戻り油路51は油路51aに分岐し絞り52を介して油路53に連通している。油路53は再生キャンセル弁54の入口ポートと圧力制御弁55の他方のパイロットポート55gのそれぞれに接続している。
【0096】
したがって圧力制御弁55は、油路53内の圧力とパイロット油路55e内の圧力とが釣り合う位置でバランスし、圧力制御弁55の上流圧は戻り油路51内の圧力と等しくなる。このためアーム用油圧シリンダ2から排出される戻り圧油は一定の比率で分流され戻り油路35dと戻り油路35bのそれぞれに振り分けられる。戻り油路35dに振り分けられた戻り圧油はチェック弁48、戻り油路51、バケット用操作弁7を介してバケット用油圧シリンダ3に供給される。一方戻り圧油35bに振り分けられた圧油は圧力制御弁55、油路25を介してタンク14に排出される。
【0097】
圧力制御弁55は再生率上昇弁36が中立位置36cに位置しているとき、固定再生率弁43の絞り43fの開口面積と絞り43gの開口面積の比率で戻り油路35dに流れる圧油の流量(油圧シリンダ3への供給流量)と戻り油路35bに流れる圧油の流量(タンク14への排出流量)とを分流する。この分流比はバケット11を水平に保持する比率に設定されている。
【0098】
また再生率上昇弁36がバケットダンプ位置36aまたはチルト位置36bに位置しているとき、バケットダンプ圧またはチルト圧が大きくなるに伴い戻り油路35d側に分流される流量が増加する。
【0099】
再生キャンセル弁54は戻り油路51内の圧力つまりバケット用油圧シリンダ3の負荷圧が一定値を超えた場合に戻り圧油35内の全流量をタンク14に排出するために設けられている。
【0100】
再生キャンセル弁54には閉じ側にバネ54aのバネ力が付与されている。再生キャンセル弁54のバネ54aに対向するパイロットポート54bには戻り圧油51内の負荷圧がパイロット圧として加えられる。また後述するように再生キャンセル弁54のバネ54aに対向するパイロットポート54cにはパイロット油路19gを介してパイロット圧が加えられる。
【0101】
したがってパイロットポート54b、54c側に作用する力がバネ54aのバネ力よりも小さい場合には再生キャンセル弁54は閉じ側に位置している。
【0102】
これに対してパイロットポート54b、54c側に作用する力がバネ54aのバネ力以上になると再生キャンセル弁54は開き側に位置する。このため戻り油路51内の圧油は油路51a、絞り52、油路53、再生キャンセル弁54、油路25を介してタンク14に排出される。すると戻り油路51内の圧力は絞り52で減圧されタンク圧となりこのタンク圧がパイロット圧として圧力制御弁55のパイロットポート55gに作用する。このため圧力制御弁55の上流圧はタンクとなり戻り圧油の全流量は圧力制御弁55を介してタンク14へ排出される。
【0103】
本実施形態では、バケット用操作弁7のバケットダンプ位置7aに、カウンタバランス弁39が内蔵されている。バケット用操作弁7のスプールがストロークすると油路31内の圧力がカウンタバランス弁39のバネが設けられている側に対向する側に加えられる。カウンタバランス弁39は油路32と油路25との連通を遮断する弁位置39aと、油路32と油路25とを連通させる弁位置39bを有している。
【0104】
油路31の圧力が一定圧以上であると、カウンタバランス弁39が弁位置39bに切り換えられる。このため油路32からの戻り圧油が油路25bを介してタンク14へ排出される。また油路31の圧力が上記一定圧よりも小さいと、カウンタバランス弁39がバネ力によって弁位置39aに切り換えられる。このため油路32からの戻り圧油が遮断されタンク14への戻り圧油の排出量がなくなる。
【0105】
またバケット用操作弁7のバケットダンプ位置7bにも、カウンタバランス弁39と同機能のカウンタバランス弁41が内蔵されている。
【0106】
同様にバケット用操作弁7のバケットチルト位置7e、7dにもカウンタバランス弁39と同様に、油路32の圧力が一定圧以上であると油路31からの戻り圧油を油路25dを介してタンク14に排出し、油路32の圧力が上記一定圧よりも小さいと戻り圧油を遮断しタンク14への戻り圧油の排出量をなくすカウンタバランス弁42、65がそれぞれ設けられている。
【0107】
バケット用操作弁6には、そのスプールのストローク位置を規制するストローク規制制御弁58および59が設けられている。ストローク規制制御弁58はバケット用操作弁7がバケットダンプ位置7b、7a側に移動される際にバケットダンプ位置7bでストローク規制をしてバケットダンプ位置7aに位置させないようにスプールの移動を制御する。
【0108】
すなわちストローク規制制御弁58はバケット用操作弁7のパイロットポート7h側端部に当接し得るピストン58cを備えている。またストローク規制制御弁58は2つの弁位置58a(遮断位置)、58b(排出位置)を有している。
【0109】
パイロット油路18bはパイロット油路18cに分岐されこのパイロット油路18cはストローク規制制御弁58の一方のパイロットポート58dに接続している。同様にパイロット油路23はストローク規制制御弁58のピストン58c側のパイロットポート58eに接続している。
【0110】
パイロット油路18cは油路18dに分岐されストローク規制制御弁58の入口ポートに接続している。ストローク規制制御弁58の出口ポートは油路18eに接続している。油路18eは油路25を介してタンク14に連通している。
【0111】
したがってパイロット油路18c内のパイロット圧によりストローク規制制御弁58は遮断位置58aに位置する。このためバケット用操作弁7がバケットダンプ位置7b、7a側に移動しようとしてもバケットダンプ位置7bでピストン58cによりストローク規制されバケットダンプ位置7aまで移動しない。
【0112】
パイロット油路23内のパイロット圧がパイロット油路18c内のパイロット圧よりも大きい場合にはストローク規制制御弁58は通過位置58bに位置する。
【0113】
またパイロット油路18c内のパイロット圧油はパイロット油路18d、ストローク規制制御弁58、油路18e、25を介してタンク14に排出される。このためパイロット油路18c、18b内のパイロット圧はタンク圧になる。
【0114】
なおバケット用操作弁7のパイロットポート7g側のストローク規制制御弁59もストローク規制制御弁58と同様である。この場合パイロット油路19bを分岐したパイロット油路19c内のパイロット圧によりストローク規制制御弁59は遮断位置に位置し、バケット用操作弁7の移動位置がバケットチルト位置7dで規制される。
【0115】
本実施形態では、浮き制御回路が設けられている。ここで浮き制御とはアーム10がアーム下げ側に作動している場合にアーム用油圧シリンダ2の両シリンダ室2a、2bをタンク圧にしてアーム10が外力に応じてアーム上げ、アーム下げの両方に自由に作動できる状態にする制御のことである。
【0116】
浮き制御を実行する指令は、たとえばアーム用操作レバー4をアーム下げ方向に操作すると同時に操作レバー4のノブ等に設けられた浮き制御用スイッチをオン操作することにより与えられる。浮き制御用スイッチがオン操作されると浮き制御用スイッチから電気信号が出力される。
浮き制御回路は、切換弁60、61、62を中心に構成されている。
【0117】
切換弁60は電磁切換弁であり2つの弁位置60a、60bを有している。パイロット油路19は切換弁60の入口ポートに接続している。切換弁60の出口ポートは油路19f、19gに接続している。切換弁60の電磁ソレノイド60cには浮き制御用スイッチのオン操作を示す電気信号が加えられる。切換弁60の電磁ソレノイド60cが非通電状態のときには切換弁60は弁位置60aに位置し、パイロット油路19内のパイロット圧油が切換弁60を通過し油路19gに出力されている。切換弁60の電磁ソレノイド60cに電気信号が通電すると切換弁60は弁位置60bに位置し、パイロット油路19内のパイロット圧油が切換弁60を通過して油路19fに出力される。
【0118】
切換弁61は2つの弁位置61a(遮断位置)、61b(通過位置)を有している。絞り63の下流は切換弁61の流入出ポートに接続している。切換弁61の他方の流入出ポートは油路29bに接続している。油路29bは油路25を介してタンク14に連通している。切換弁61のパイロットポート61cには油路19fを通過したパイロット圧油が供給される。切換弁61のパイロットポート61cにパイロット圧が加えられると切換弁61は通過位置61bに位置し、絞り63の下流は切換弁61、油路29b、25を介してタンク14に連通する。
【0119】
油路29は油路29aに分岐している。油路29aは絞り63の上流に連通している。
【0120】
切換弁62は2つの弁位置62a(遮断位置)、62b(通過位置)を有している。油路29aは切換弁62の流入出ポートに接続している。切換弁61の他方の流入出ポートは油路29bに接続している。切換弁62のパイロットポート62cには絞り63の下流のパイロット圧が加えられる。切換弁62のパイロットポート62cに対向する側には絞り63の上流圧が加えられる。したがって絞り63の下流が低圧になると切換弁62は通過位置62bに位置し、油路29aは切換弁62、油路29b、25を介してタンク14に連通する。
【0121】
つぎに図1の第1の実施形態の油圧回路の動作について説明する。
【0122】
いまオペレータが操作レバー装置40のアーム用操作レバー4をアーム上げ側に操作したものとする。このときバケット用操作レバー5は中立位置から傾動操作されていないものとする。
【0123】
このためアーム用操作レバー4の操作量に応じたアーム上げ圧がパイロット油路18aに出力される。このアーム上げ圧はパイロット油路18aを介してアーム用操作弁6のアーム上げ側パイロットポート6gに供給される。
【0124】
またアーム用操作レバー4の操作量に応じたアーム上げ圧がパイロット油路18bに出力されシャトル弁50の一方の入口ポートに加えられている。いまバケット用操作レバー5は中立位置であるので、パイロット油路20の圧力つまりシャトル弁50の他方の入口ポートの圧力はタンク14内の圧力になっている。このためシャトル弁50を介してパイロット油路22に、アーム用操作レバー4の操作量に応じたアーム上げ圧が出力される。このアーム上げ圧はパイロット油路22を介してバケット用操作弁7のダンプ側パイロットポート7gに供給される。
【0125】
このため各操作弁6、7に加えられたアーム上げ圧に応じてアーム用操作弁6がアーム上げ位置6a側に位置されるとともに、バケット用操作弁7がダンプ位置7b側に位置される。
【0126】
アーム用操作弁6がアーム上げ位置6aに位置されると、油圧ポンプ1から吐出された圧油が油路24、24a、圧力補償弁8を介してアーム用操作弁6の入口ポートに流入し、開口面積に応じた流量の圧油が流出し、油路28を介してアーム用油圧シリンダ2のボトム室2aに供給される。この結果アーム10がアーム上げ側に作動される。
【0127】
アーム用操作弁6がアーム上げ位置6aに位置されているときアーム用油圧シリンダ2のヘッド室2bから排出される戻り圧油は油路29、アーム用操作弁6を介して戻り油路35に出力される。
【0128】
いまバケット用操作レバー5は中立位置であるのでバケットダンプ圧、バケットチルト圧は同じタンク圧になっている。このため各パイロット油路20a、21a内のパイロット圧はタンク圧であり再生率上昇弁36の各パイロットポート36d、36eに加えられるパイロット圧はタンク圧である。これにより再生率上昇弁36は遮断位置36cに位置し、戻り油路35c内の圧油は再生率上昇弁36で遮断される。したがって戻り圧油は戻り油路35a、35bのみを流れる。
【0129】
アーム上げ圧が固定再生率弁43のパイロットポート43dに加えられるため、固定再生率弁43はアーム上げ位置43aに位置する。固定再生率弁43がアーム上げ位置43aに位置すると戻り油路35a内の圧油は固定再生率弁43内の絞り43fを通過して戻り油路35dに出力される。また戻り油路35b内の圧油は固定再生率弁43内の絞り43gを通過して圧力制御弁55の入口ポートに流入する。
【0130】
圧力制御弁55は、固定再生率弁43の絞り43fの開口面積と絞り43gの開口面積とで定まる所定の比率で戻り油路35dを流れる圧油の流量と戻り油路35bを流れる圧油の流量(タンク14への排出流量)を分流する。この分流比はバケット11を水平に保持する分流比になっている。
【0131】
バケット用操作弁7がバケットダンプ位置7bに位置しているとき、戻り油路51はバケット用操作弁7を介して油路31に連通する状態になっている。しかし油圧ポンプ1の吐出口に連通する油路24aはバケット用操作弁7で遮断され油路31に連通しない状態になっている。つまり図1の油圧回路はシリーズ回路になっている。
【0132】
つぎにアーム用操作レバー4のアーム上げ方向への操作に対してバケット用操作レバー5のバケットダンプ方向への操作が加えられた場合つまり複合操作時の作動について説明する。
【0133】
バケット用操作レバー5がバケットダンプ方向へ操作されると、パイロット油路20a内のバケットダンプ圧がパイロット油路21a内のパイロット圧(タンク圧)よりも大きくなる。このため再生率上昇弁36はバケットダンプ位置36aに位置する。再生率上昇弁36がバケットダンプ位置36aに位置すると戻り油路35c内の圧油は再生率上昇弁36を通過して戻り油路35dに合流する。この合流により戻り油路35dを通過する圧油の流量が増加する。このためバケットダンプ圧の上昇に伴い戻り圧油35dに分流される圧油の流量が増加する。
【0134】
したがってバケットダンプ圧の増加に伴いバケット用油圧シリンダ3に供給される圧油の流量が増加しバケット11の作動速度が増加する。
【0135】
このときアーム上げ圧がパイロット油路18cに作用しストローク規制制御弁58は遮断位置58aに位置する。ストローク規制制御弁58が遮断位置58a側に移動するとピストン58cがバケット用操作弁7のスプールに当接する。このためバケット用操作レバー5がバケットダンプ方向に操作されバケットダンプ圧がパイロット油路22を介してバケット用操作弁7のパイロットポート7gに加えられたとしてもバケット用操作弁7はバケットダンプ位置7bでピストン58cによりストローク規制されバケットダンプ位置7aまで移動しない。
【0136】
このようにアーム上げ方向への操作とバケットダンプ方向への操作の複合操作時に、バケット用操作弁7はバケットダンプ位置7bに位置する状態を保持している。たとえバケットダンプ圧が上昇したとしてもバケット用操作弁7がバケットダンプ位置7aまで移動することはない。つまり油圧ポンプ1の吐出口に連通する油路24aはバケット用操作弁7で遮断され油路31を介してバケット用油圧シリンダ3のボトム室3aに連通しない状態になっている。このように複合操作時にはシリーズ回路の状態が維持されている。したがってアーム用油圧シリンダ2は油圧ポンプ1の吐出圧油によって駆動され、バケット用油圧シリンダ3はアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油のみによって駆動される。バケット用油圧シリンダ3は油圧ポンプ1の吐出圧油によって駆動されることはない。この結果複合操作時に先頭の作業機であるアーム10を、アーム上げ方向に単独操作しているときと同じ作動速度で作動させることができる。
【0137】
ただしアーム用操作レバー4の操作量が小さくなりアーム上げ圧が小さくなるとバケット用操作弁7のストローク規制状態は解除される。
【0138】
すなわちパイロット油路18c内のアーム上げ圧が小さくなるとピストン58cがバケット用操作弁7を押す力が弱まる。このためバケット用操作レバー5がバケットダンプ方向に操作されバケットダンプ圧がパイロット油路22を介してバケット用操作弁7のパイロットポート7gに加えられると、バケット用操作弁7はピストン58cにストローク規制されることなくバケットダンプ位置7aまで移動する。つまり油圧ポンプ1の吐出口に連通する油路24aはバケット用操作弁7、油路31を介してバケット用油圧シリンダ3のボトム室3aに連通する状態になる。これによりバケット用油圧シリンダ3は油圧ポンプ1の吐出圧油によって駆動される。
【0139】
さてシリーズ回路は複合操作時に先頭の作業機であるアーム10の作動速度が低下しないという利点があるものの後段の作業機であるバケット11で十分な駆動力が得られないという問題がある。本実施形態ではバケット11の負荷が大きくなるとシリーズ回路からパラレル回路に切り換えることでこの問題を解決している。
【0140】
上述したようにアーム用操作レバー4の操作量を小さくすると油路24aがバケット用油圧シリンダ3のボトム室3aに連通する状態になる。この状態でバケット用油圧シリンダ3の負荷圧が一定値を超えると、再生キャンセル弁54のパイロットポート54bに作用する力がバネ54aのバネ力以上になる。このため再生キャンセル弁54は開き側に位置する。このため戻り油路51内の圧油は油路51a、絞り52、油路53、再生キャンセル弁54、油路25を介してタンク14に排出される。このため油路53を介して圧力制御弁55のパイロットポート55gに作用するパイロット圧はタンク圧となりこれに応じて圧力制御弁55の上流側の圧力もタンク圧となり、戻り圧油35内の全流量がタンク14に排出される。これによりアーム用油圧シリンダ2の戻り側のシリンダ室2bの圧力はタンク圧になる。つまりシリーズ回路からパラレル回路に切り換えられる。
【0141】
また本実施形態では、アーム用操作レバー4、バケット用操作レバー5がアーム上げ方向、バケットチルト方向という操作方向に操作されると、バケット用操作弁7でスプールのストローク規制はされず油圧ポンプ1の吐出圧油によってバケット用油圧シリンダ3が駆動される。つまりパラレル回路によってバケット用油圧シリンダ3が駆動される。
【0142】
アーム用操作レバー4、バケット用操作レバー5がアーム上げ方向、バケットチルト方向という操作方向に操作されていると、パイロット油路22、23にはアーム上げ圧とバケットチルト圧が発生する。ここでアーム上げ圧よりもバケットチルト圧が高くなるとストローク規制制御弁58が通過位置58bに切り換えられる。このためパイロット油路18cは油路18d、ストローク規制制御弁58、油路18e、油路25を介してタンク14に連通する。これによりパイロット油路18c内のアーム上げ圧は絞り18dにより絞られタンク圧まで低下する。このためバケット用操作弁7のパイロットポート7gにパイロット油路22を介して加えられるアーム上げ圧が低下する。一方バケット用操作弁7の対向するパイロットポート7hにはバケットチルト圧が加えられている。
【0143】
このためバケット用操作弁7はバケットチルト圧によってバケットチルト位置7eまで移動する。バケット用操作弁7がバケットチルト位置7eに位置すると、油圧ポンプ1の吐出圧油は油路24、24b、圧力補償弁9、バケット用操作弁7、油路32を介してバケット用油圧シリンダ3のヘッド室3bに供給される。
【0144】
このためバケット用油圧シリンダ3は油圧ポンプ1から吐出される圧油によって駆動される。つまりパラレル回路が構成される。
【0145】
以上アーム用操作レバー4がアーム上げ方向に操作された場合について説明した。アーム用操作レバー4がアーム下げ方向に操作された場合も同様に作動する。
【0146】
さてシリーズ回路の利点の一つに回生機能がある。たとえばアーム10が自重で落下するような場合にアーム用油圧シリンダ2のボトム室2a側の保持圧をバケット用油圧シリンダ3の駆動に使用することができる。このときには油圧ポンプ1から圧油を昇圧させる必要はなくアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油の負荷圧(保持圧)だけでバケット用油圧シリンダ3を駆動できる。
【0147】
本実施形態ではロードセンシングシステムを採用しており油圧ポンプ1と油圧シリンダ2、3の最大負荷圧との差圧が一定値になるように作動する。したがって最大負荷圧がバケット用油圧シリンダ3の負荷圧であるとすると油圧ポンプ1の吐出圧はバケット用油圧シリンダ3の負荷圧に対して一定値を加えた圧力まで昇圧してしまう。これはエネルギーロスを招く。
【0148】
本実施形態によれば、シャトル弁57には油路27、27cを介して最大負荷圧が入力する。またシャトル弁57には戻り油路35d、油路47を介してアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油の圧力(再生圧)が入力する。シャトル弁57からは再生圧と最大負荷圧のうち大きい方の圧力が出力する。ここで再生圧が最大負荷圧よりも大きい場合にはチェック弁57から再生圧が出力され、油路27dを介して圧力補償弁9の減圧弁部9bに加えられる。このため減圧弁部9bが閉じる方向に作動し再生圧をロードセンシング回路に出力しない。油圧ポンプ1の吐出圧は再生圧に対応して昇圧することがないので、エネルギーロスをなくすことができる。
【0149】
以上説明した第1の実施形態は適宜変更を加えてもよい。
【0150】
図2〜図6はそれぞれ、図1の油圧回路の一部を省略した第2の実施形態、第3の実施形態、第4の実施形態、第5の実施形態、第6の実施形態をそれぞれ示している。
【0151】
図2に示すように第2の実施形態は、図1の油圧回路のうち、バケット用操作弁7のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁58、59が省略されている。
【0152】
図3に示すように第3の実施形態は、図1の油圧回路のうち、バケット用操作弁7のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁58、59が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁60、61、62等が省略されている。
【0153】
図4に示すように第4の実施形態は、図1の油圧回路のうち、バケット用油圧シリンダ3の戻り圧油のタンク14への排出量を制限するカウンタバランス弁39、41、42、65が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁60、61、62等が省略され、さらにバケット用操作弁7のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁58、59が省略されている。
【0154】
図5に示すように第5の実施形態は、図1の油圧回路のうち、バケット用油圧シリンダ3の戻り圧油のタンク14への排出量を制限するカウンタバランス弁39、41、42、65が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁60、61、62等が省略され、さらにバケット用操作弁7のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁58、59が省略されている。さらに第6の実施形態では、図1の油圧回路のうち、アーム上げの操作に連動してバケット用操作弁7をバケットダンプ位置7b、7a側に移動させるシャトル弁50、アーム下げの操作に連動してバケット用操作弁7をバケットチルト位置7d、7e側に移動させるシャトル弁49等が省略されている。
【0155】
図6に示すように第6の実施形態は、図1の油圧回路のうち、バケット用油圧シリンダ3の戻り圧油のタンク14への排出量を制限するカウンタバランス弁39、41、42、65が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁60、61、62等が省略され、さらにバケット用操作弁7のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁58、59が省略されている。さらに第7の実施形態では、図1の油圧回路のうち、アーム上げの操作に連動してバケット用操作弁7をバケットダンプ位置7b、7a側に移動させるシャトル弁50、アーム下げの操作に連動してバケット用操作弁7をバケットチルト位置7d、7e側に移動させるシャトル弁49等が省略されており、また、図1の油圧回路のうち、再生圧と最大負荷圧のうちで大きいの圧力を圧力補償弁9に出力するシャトル弁57等が省略されている。
【0156】
しかし第2〜第6の実施形態のいずれの場合も第1の実施形態と同様に、バケット用油圧シリンダ3の負荷圧が小さい場合には再生キャンセル弁54が閉じ側に位置することによってシリーズ回路に切り換えられ、アーム用油圧シリンダ2の戻り圧油によってバケット用油圧シリンダ3を駆動することができる。このため第1の実施形態と同様に複合操作時に先頭のアーム10の作動速度を低下させることなく作業機を作動させることができる。またバケット用油圧シリンダ3の負荷圧が大きい場合には再生キャンセル弁54が開き側に位置することによってパラレル回路に切り換えられ、油圧ポンプ1の吐出圧油によってバケット用油圧シリンダ3が駆動される。このため後段のバケット用油圧シリンダ3の負荷が大きくなったときに負荷に対応する駆動圧でバケット用油圧シリンダ3を駆動することができる。
【0157】
以上のように各実施形態によれば負荷状態に応じてアーム用油圧シリンダ2の戻り圧油をバケット用油圧シリンダ3に供給する流量を変化させパラレル回路とシリーズ回路の切換えを行うようにしたので、作業機の駆動圧の低下や作業機の速度の低下を来さないようにすることができる。
【0158】
以上説明した実施形態では、本発明が建設機械に適用される場合を想定して説明した。しかし本発明としては複数の油圧アクチュエータを備えたあらゆる油圧駆動機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は第1の実施形態の油圧回路図である。
【図2】図2は第2の実施形態の油圧回路図である。
【図3】図3は第3の実施形態の油圧回路図である。
【図4】図4は第4の実施形態の油圧回路図である。
【図5】図5は第5の実施形態の油圧回路図である。
【図6】図6は第6の実施形態の油圧回路図である。
【図7】図7は操作レバー装置の構成を示す図である。
【図8】図8は実施形態の建設機械の作業機の構成を示す図である。
【図9】図9(a)、(b)は、シリーズ回路とパラレル回路を概念的に示す図である。
【符号の説明】
1…油圧ポンプ
2…アーム用油圧シリンダ
3…バケット用油圧シリンダ
4…アーム用操作レバー
5…バケット用操作レバー
6…アーム用操作弁
7…バケット用操作弁
8、9…圧力補償弁
10…アーム
11…バケット
35、35a、35b、35c、35d、51…戻り油路
36…再生率上昇弁
43…固定再生率弁
54…再生キャンセル弁
55…圧力制御弁
40…操作レバー装置
49、50…シャトル弁
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for driving and controlling two hydraulic actuators.
[0002]
[Prior art]
Construction machines such as wheel loaders and skid steer loaders are provided with an arm 10 and a bucket 11 as work machines as shown in FIG. The arm 10 and the bucket 11 are connected to an arm hydraulic cylinder 2 and a bucket hydraulic cylinder 3, respectively.
[0003]
For example, in the wheel loader, after excavating the earth and sand with the bucket 11, the arm 10 is lifted to load the earth and sand in the bucket 11 onto the dump truck. In order to operate the arm 10 in the upward direction during this work, it is necessary to operate the bucket 11 in the dumping direction so that the attitude of the bucket 11 maintains a constant attitude horizontal to the ground. This is called leveling control. Leveling control is indispensable for preventing the earth and sand in the bucket 11 from spilling down.
[0004]
However, if the leveling control is left only to the manual operation of the operator, the arm operation lever 4 and the bucket operation lever 5 must be combined and operated as shown in FIG. Such combined operation places a heavy burden on the operator and requires skill. For this reason, an invention that can perform leveling control without burdening the operator and without requiring skill has been conventionally known. That is, an invention in which not only the arm 10 but also the bucket 11 is simultaneously operated only by operating the arm operating lever 4 to perform horizontal holding control has been known.
[0005]
On the other hand, a series circuit and a parallel circuit are known as hydraulic circuits for supplying pressure oil to a plurality of hydraulic actuators such as an arm hydraulic actuator and a bucket hydraulic actuator.
[0006]
FIGS. 9A and 9B conceptually show the configuration of the series circuit and the parallel circuit. As shown in FIG. 9A, the series circuit supplies the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 to the leading arm hydraulic cylinder 2 through the first pressure oil supply passage 24a and discharges it from the arm hydraulic cylinder 2. The returned pressure oil is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 via the return pressure oil supply passage 40 to drive both hydraulic cylinders 2 and 3. On the other hand, as shown in FIG. 9B, the parallel circuit uses the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 for the arm via the first pressure oil supply path 24a and the second pressure oil supply path 24b, respectively. The hydraulic cylinder 2 and the bucket hydraulic cylinder 3 are supplied to drive both hydraulic cylinders 2 and 3.
[0007]
The series circuit has an advantage that the driving speed of the leading arm hydraulic cylinder 2 does not decrease, that is, the operating speed of the leading arm 10 does not decrease when performing complex operation. Therefore, the series circuit is suitable for leveling control. However, in the series circuit, the driving pressure due to the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 is divided and reduced by the head arm hydraulic cylinder 2 and the rear bucket hydraulic cylinder 3, respectively. For this reason, when the load of the hydraulic cylinder 3 for buckets of the back | latter stage becomes large, there exists a problem that a drive pressure reduces and a hydraulic actuator cannot be driven with the drive pressure corresponding to a load.
[0008]
On the other hand, the parallel circuit has a drawback that the operating speed of the arm 10 is reduced when performing a complex operation compared to a single operation, but the driving pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 is not reduced. There are advantages. Therefore, the parallel circuit is suitable for the case where the bucket hydraulic cylinder 3 and the arm hydraulic cylinder 2 perform an operation requiring a large thrust at the same time during the complex operation.
[0009]
In Japanese Patent Laid-Open No. 10-219730, a hydraulic circuit is constituted by a series circuit, and return pressure oil discharged from the arm hydraulic cylinder 2 when the arm operation lever 4 is operated in the arm raising direction is supplied to the bucket 11. The pressure is divided by a pressure control valve so as to be held horizontally and supplied to the bucket hydraulic cylinder 3, and when the load on the bucket 11 exceeds a certain value, the arm hydraulic cylinder 2 remains in a series circuit state. The invention describes that the return pressure oil is communicated to the tank via the arm operation valve.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
According to the invention described in the above publication, the arm hydraulic cylinder 2 is driven in the series circuit regardless of the load of the bucket 11. For this reason, even if the bucket hydraulic cylinder 3 reaches the stroke end and the load on the bucket 11 increases, the arm hydraulic cylinder 2 continues to move without obtaining a sufficient driving force. This becomes a problem when the load applied to the arm 11 is large.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to switch between a series circuit and a parallel circuit in accordance with a load state so as not to cause a decrease in driving pressure of the work machine and a reduction in speed of the work machine.
[0012]
[Means, actions and effects for solving the problems]
  In order to achieve the above-mentioned solution, the first invention of the present invention
  The hydraulic pump (1) and the first and second hydraulic actuators that are driven by supplying the discharge pressure oil of the hydraulic pump (1) through the first and second pressure oil supply passages (24a, 24b) (2, 3),First and second operating means (4, 5) provided corresponding to the first and second hydraulic actuators (2, 3), respectively, and switchable in two directions;In an actuator control device of a hydraulic drive machine equipped with
  A return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51) for supplying discharged pressure oil discharged from the first hydraulic actuator (2) to the second hydraulic actuator (3);
  When the operation amount of the first operation means (4) is equal to or greater than a predetermined amount, the return pressure oil supply passage (35, 35a, 35d) is connected to the hydraulic oil discharge side hydraulic chamber of the first hydraulic actuator (2). , 48, 51) and communicated with the hydraulic chamber on the pressure oil inflow side of the second hydraulic actuator (3) and discharged from the first hydraulic actuator (2) to the second hydraulic actuator (3). When the second operating means (5) is operated and the operation amount of the first operating means (4) is smaller than a predetermined amount, the pressure oil to be supplied is supplied. The discharge port of the hydraulic pump (1) communicates with the hydraulic chamber on the pressure oil inflow side of the second hydraulic actuator (3) and is discharged from the hydraulic pump (1) to the second hydraulic actuator (3). Pressure oil supply switching means for supplying pressure oil And 7,58,59),
  Pressure oil supplied to the second hydraulic actuator (3) via the return pressure oil supply passage (35, 35a, 35d, 48, 51) according to the load pressure of the second hydraulic actuator (3). Control means (54, 55) for controlling the tank to communicate with the tank (14);
  It is provided with.
[0013]
The first invention will be specifically described with reference to FIG.
[0014]
According to the first aspect of the invention, when the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 is not more than a certain value, the regeneration cancellation valve 54 is located on the closing side. Therefore, not all of the pressure oil discharged from the boom hydraulic cylinder 2 is discharged to the tank 14, and a predetermined ratio of the pressure oil is discharged from the arm operation valve 6 and the return oil passage 35. , 35a, the fixed regeneration rate valve 43, the return oil passage 35d, the check valve 48, the return oil passage 51, and the bucket operation valve 7 are supplied to the bucket hydraulic cylinder 3. That is, when the load on the bucket hydraulic cylinder 3 is small, the return hydraulic oil of the arm hydraulic cylinder 2 configured in a series circuit is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3.
[0015]
On the other hand, when the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 exceeds a certain value, the regeneration cancellation valve 54 is positioned on the open side. For this reason, the pressure of the pilot oil passage 53 connected to the pressure control valve 55 becomes the tank pressure, and the pressure control valve 55 is located at the communication position 55c, and all of the pressure oil discharged from the arm hydraulic cylinder 2 is returned to the return oil passage 35, 35 b, the fixed regeneration rate valve 43 and the pressure control valve 55 are discharged to the tank 14.
[0016]
As described above, according to the first invention, when the load on the bucket hydraulic cylinder 3 is small, a series circuit is formed, and the bucket hydraulic cylinder 3 is driven by the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2. For this reason, the problem that the operating speed of the leading arm 10 decreases during the leveling control does not occur. When the load on the bucket hydraulic cylinder 3 is large, the circuit is switched to a parallel circuit, and the return pressure oil from the arm hydraulic cylinder 2 communicates with the tank 14, so that the arm hydraulic cylinder 2 can be moved with a sufficient driving force. .
[0017]
As described above, according to the first invention, the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2 is switched to the parallel circuit according to the load state and communicates with the tank 14, so even if the load on the bucket 11 increases, The hydraulic cylinder 2 can be moved with a sufficient driving force.
[0018]
  Also, the second invention is
  The hydraulic pump (1) and the first and second hydraulic actuators that are driven by supplying the discharge pressure oil of the hydraulic pump (1) through the first and second pressure oil supply passages (24a, 24b) (2, 3) and the first and second hydraulic actuators (2, 3), respectively.Switchable in two directionsIn an actuator control device for a hydraulically driven machine comprising first and second operating means (4, 5),
  A return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51) for supplying discharged pressure oil discharged from the first hydraulic actuator (2) to the second hydraulic actuator (3);
  When the load pressure of the second hydraulic actuator (3) is below a certain value and the first and second operating means (4, 5) are operated in a specific operating direction, The discharge pressure oil discharged from the first hydraulic actuator (2) is divided into a predetermined ratio, and the pressure oil divided into the predetermined ratio is returned to the return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51). To the second hydraulic actuator (3), and according to the change in the operation amount of the second operating means (5), the return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51)From the first hydraulic actuator (2)Control means (36, 54, 55) for changing the ratio of the flow rate of the pressure oil supplied to the second hydraulic actuator (3);
  It is provided with.
[0019]
The second invention will be specifically described with reference to FIG.
[0020]
According to the second aspect of the invention, when the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 is equal to or less than a certain value, the regeneration cancellation valve 54 is positioned on the closing side. When the arm operation lever 4 is operated in a specific operation direction (boom raising direction), the pressure oil discharged from the arm hydraulic cylinder 2 is predetermined by the fixed regeneration rate valve 43 and the pressure control valve 55. Shunt to ratio. The pressure oil divided into the predetermined ratio is supplied to the arm operation valve 6, the return oil passages 35 and 35a, the fixed regeneration rate valve 43, the return oil passage 35d, the check valve 48, the return oil passage 51, and the bucket operation valve 7. To the bucket hydraulic cylinder 3. That is, when the load on the bucket hydraulic cylinder 3 is small and the arm operation lever 4 is operated in a specific operation direction (boom raising direction), the return pressure of the arm hydraulic cylinder 2 is configured as a series circuit. Pressure oil obtained by diverting oil to a predetermined ratio is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3. Therefore, the ratio between the flow rate supplied to the arm hydraulic cylinder 2 and the flow rate supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 has a constant relationship, and leveling control is performed to keep the bucket 11 in a constant posture.
[0021]
On the other hand, when the bucket operation lever 5 is operated in a specific operation direction (bucket dumping direction), the regeneration rate increasing valve 36 is operated to supply the hydraulic oil to the bucket hydraulic cylinder 3 according to the operation amount. Increase the flow rate ratio.
[0022]
As described above, according to the second invention, when the load on the bucket hydraulic cylinder 3 is small and the arm operation lever 4 is operated in a specific operation direction (boom raising direction), the arm hydraulic pressure is increased. The bucket hydraulic cylinder 3 is driven by pressure oil obtained by dividing the return pressure oil of the cylinder 2 into a predetermined ratio. When the bucket operation lever 5 is operated in a specific operation direction (bucket dumping direction), the regeneration rate increasing valve 36 is activated, and the ratio of the flow rate of the pressure oil supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 according to the operation amount. Increases, the operating speed of the bucket 11 can be increased. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the driving speed of the bucket hydraulic cylinder 3 can be increased by operating the bucket operation lever 5 during leveling control.
[0023]
  Also, the third invention is
  When the second operation means (5) is operated in an operation direction other than the specific operation direction,Control is performed to supply pressure oil to the second hydraulic actuator (3) via the second pressure oil supply path (24b).
  It is characterized by.
[0024]
The third invention will be specifically described with reference to FIG.
[0025]
When the arm operation lever 4 and the bucket operation lever 5 are operated in a specific operation direction (boom raising direction, bucket dumping direction), the pressure oil discharged from the arm hydraulic cylinder 2 is changed to the arm operation valve 6, The oil is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 through the return oil passages 35 and 35a, the fixed regeneration rate valve 43, the return oil passage 35d, the check valve 48, the return oil passage 51, and the bucket operation valve 7. Here, the arm operation lever 4 and the bucket operation lever 5 are switched to a state in which they are operated in an operation direction (arm raising direction, bucket tilt direction) other than a specific operation direction (boom raising direction, bucket dumping direction). When the bucket hydraulic cylinder 3 is driven only by the return pressure oil from the arm hydraulic cylinder 2 sometimes, sufficient thrust cannot be obtained by the arm hydraulic cylinder 2 as described above.
[0026]
Therefore, when the operation is switched to the operation of raising the arm and bucket tilt, the operation is switched to the parallel circuit, and the discharge hydraulic oil of the hydraulic pump 1 is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 via the second pressure oil supply passage 24b. At this time, when the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 exceeds a certain value, the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2 communicates with the tank 14 and becomes a tank pressure, and sufficient thrust is obtained in the arm hydraulic cylinder 2.
[0027]
That is, stroke restriction control valves 58 and 59 are provided on both sides of the spool of the arm operation valve 7 in FIG. When the arm operation lever 4 is operated in the arm raising direction, the stroke restriction control valve 58 is positioned at the valve position 58a, and the bucket operation valve 7 is set so that the second pressure oil supply passage 24b and the bucket hydraulic cylinder 3 do not communicate with each other. The spool stroke is regulated. Therefore, the return oil passage 51 is in communication with the arm hydraulic cylinder 3 to form a series circuit.
[0028]
At this time, when the pilot pressure in the bucket tilt direction becomes higher than the pilot pressure in the arm raising direction, the stroke restriction control valve 58 is switched to the valve position 58b. Then, the oil passage 18c communicates with the tank 14, and the pilot pressure acting on the bucket operation valve 7 via the throttle 18d becomes the tank pressure.
[0029]
Therefore, the bucket operation valve 7 is stroked to the valve position 7e by the pilot pressure in the bucket tilt direction. When the bucket operation valve 7 strokes to the valve position 7e, the discharge pressure oil of the hydraulic pump 1 is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 via the oil passages 24, 24b, the pressure compensation valve 9, and the bucket operation valve 7.
[0030]
For this reason, the bucket hydraulic cylinder 3 is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1. When the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 exceeds a certain value, the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2 becomes the tank pressure, and the arm hydraulic cylinder 2 is driven with sufficient thrust.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an actuator control apparatus for a hydraulic drive machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0032]
In the embodiment, a hydraulic circuit mounted on a construction machine such as a wheel loader or a skid steer loader is assumed. These construction machines are assumed to have an arm 10 and a bucket 11 as work machines.
[0033]
FIG. 1 shows a hydraulic circuit according to the first embodiment.
[0034]
A hydraulic pump 1 shown in FIG. 1 is driven by an engine (not shown) to discharge pressure oil. This discharge pressure oil is supplied to the arm operation valve 6 and the bucket operation valve 7 as described later. A pilot hydraulic pump (not shown) is also driven by the engine to discharge pilot pressure oil. The pilot pressure oil is supplied to a hydraulic operation lever device 40 shown in FIG. The operation lever device 40 includes an arm operation lever 4 and a bucket operation lever 5. The arm operation lever 4 is provided corresponding to the arm operation valve 6. The bucket operation lever 5 is provided corresponding to the bucket operation valve 7.
[0035]
From the operation lever device 40, pilot pressure oil of pilot pressure corresponding to the operation amount of the arm operation lever 4 and pilot pressure oil of pilot pressure corresponding to the operation amount of the bucket operation lever 5 are output.
[0036]
That is, when the arm operation lever 4 is operated to the “arm raising side”, pilot pressure oil having a pressure corresponding to the operation amount (hereinafter referred to as arm raising pressure) is output to the pilot oil passage 18.
[0037]
Similarly, when the arm operation lever 4 is operated to the “arm lowering side”, pilot pressure oil having a pressure corresponding to the operation amount (hereinafter referred to as arm lowering pressure) is output to the pilot oil passage 19.
[0038]
Similarly, when the bucket operating lever 5 is operated to the “dump side”, pilot pressure oil having a pressure corresponding to the operation amount (hereinafter referred to as bucket dump pressure) is output to the pilot oil passage 20.
[0039]
Similarly, when the bucket operating lever 5 is operated to the “tilt side”, pilot pressure oil having a pressure corresponding to the operation amount (hereinafter referred to as bucket tilt pressure) is output to the pilot oil passage 21.
[0040]
The arm hydraulic cylinder 2 and the bucket hydraulic cylinder 3 are driven by the supply of the discharge hydraulic oil from the hydraulic pump 1 through the arm operation valve 6 and the bucket operation valve 7, respectively.
[0041]
The valve positions of the arm operation valve 6 and the bucket operation valve 7 move in accordance with the arm raising pressure, arm lowering pressure, bucket dump pressure, and bucket tilt pressure.
[0042]
FIG. 8 shows a configuration of the working machine of the construction machine according to the embodiment.
[0043]
As shown in FIG. 8, arm hydraulic cylinder 2 and bucket hydraulic cylinder 3 are provided corresponding to arm 10 and bucket 11, respectively. The arm hydraulic cylinder 2 corresponds to the arm operation valve 6. The bucket hydraulic cylinder 3 corresponds to the bucket operation valve 7. The arm hydraulic cylinder 2 and the bucket hydraulic cylinder 3 are respectively driven by pressure oil supplied via the arm operation valve 6 and the bucket operation valve 7.
[0044]
The rod of the arm hydraulic cylinder 2 and the rod of the bucket hydraulic cylinder 3 are connected to the arm 10 and the bucket 11, respectively. The bucket 11 is connected to the arm 10.
[0045]
The arm hydraulic cylinder 2 includes a bottom chamber 2a and a head chamber 2b. When pressure oil is supplied from the arm operation valve 6 to the bottom chamber 2a of the arm hydraulic cylinder 2 via the oil passage 28, the rod of the arm hydraulic cylinder 2 is extended and the arm 10 is operated to the "arm raising side". Is done. When pressure oil is supplied from the arm operation valve 6 to the head chamber 2b of the arm hydraulic cylinder 2 via the oil passage 29, the rod of the arm hydraulic cylinder 2 is retracted and the arm 10 is moved to the “arm lowering side”. Actuated.
[0046]
The bucket hydraulic cylinder 3 includes a bottom chamber 3a and a head chamber 3b. When pressure oil is supplied from the bucket operation valve 7 to the bottom chamber 3a of the bucket hydraulic cylinder 3 via the oil passage 31, the rod of the bucket hydraulic cylinder 3 is extended and the bucket 11 is operated to the "dump side". The Further, when pressure oil is supplied from the bucket operation valve 7 to the head chamber 3b of the bucket hydraulic cylinder 3 via the oil passage 32, the rod of the bucket hydraulic cylinder 3 is retracted and the bucket 11 is moved to the "tilt side". Is done.
[0047]
Hereinafter, the connection relationship between the operation lever device 40 (operation levers 4 and 5), the operation valves 6 and 7, and the hydraulic cylinders 2 and 3 and the connection relationship between the operation valves 6 and 7 and the hydraulic pump 1 will be described in detail.
The operation lever device 40 is connected to the pilot ports of the operation valves 6 and 7 via shuttle valves 49 and 50.
[0048]
That is, the pilot oil passage 18 from which the arm raising pressure is output is branched into the pilot oil passage 18a and the pilot oil passage 18b. The pilot oil passage 19 from which the arm lowering pressure is output is branched into a pilot oil passage 19a and a pilot oil passage 19b.
[0049]
The pilot oil passage 18 b and the pilot oil passage 20 through which the bucket dump pressure is output communicate with each inlet port of the shuttle valve 50. The outlet port of the shuttle valve 50 communicates with the pilot oil passage 22. Similarly, the pilot oil passage 19 b and the pilot oil passage 21 where the bucket tilt pressure is output communicate with each inlet port of the shuttle valve 49. The outlet port of the shuttle valve 49 communicates with the pilot oil passage 23.
[0050]
For this reason, from the outlet port of the shuttle valve 50, the pilot pressure oil having the larger pilot pressure of the arm raising pressure and the bucket dump pressure is output to the pilot oil passage 22 and is supplied to the pilot port 7g of the bucket operation valve 6. To be supplied.
[0051]
Similarly, from the outlet port of the shuttle valve 49, the pilot pressure oil having the larger pilot pressure of the arm lowering pressure and the bucket tilt pressure is output to the pilot oil passage 23 and is opposite to the bucket operation valve 6. Is supplied to the pilot port 7h.
[0052]
The arm raising pressure is output to the pilot oil passage 18 a and supplied to the pilot port 6 g of the arm operation valve 6. The arm lowering pressure is output to the pilot oil passage 19 a and supplied to the pilot port 6 h on the opposite side of the arm operation valve 6.
[0053]
The arm operation valve 6 is a control valve that controls the flow rate and direction of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 and supplies it to the arm hydraulic cylinder 2.
[0054]
That is, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 flows into the arm operation valve 6 through the oil passage 24 and the branch oil passage 24a. The pressure oil flowing out from the arm operation valve 6 is supplied to the arm hydraulic cylinder 2 via the oil passage 28 or 29.
[0055]
The arm operation valve 6 has three valve positions 6c (neutral position), 6a (arm raised position), and 6e (arm lowered position). When the arm raising pressure is supplied to the arm raising side pilot port 6g of the arm operating valve 6 via the pilot oil passage 18a, the opening area (opening amount) of the arm operating valve 6 is changed according to the arm raising pressure. The arm operation valve 6 is positioned on the arm raising position 6a side. When the arm operation valve 6 is positioned at the position 6 a, pressure oil having a flow rate corresponding to the opening area is supplied to the bottom chamber 2 a of the arm hydraulic cylinder 2 via the arm operation valve 6 and the oil passage 28. As a result, the arm 10 is actuated to the arm raising side.
[0056]
When the arm lowering pressure is supplied to the pilot port 6h of the arm operating valve 6 through the pilot oil passage 19a, the opening area (opening amount) of the arm operating valve 6 is changed according to the arm lowering pressure, The arm operation valve 6 is positioned on the arm lowering position 6e side. When the arm operation valve 6 is positioned at the position 6 e, pressure oil having a flow rate corresponding to the opening area is supplied to the head chamber 2 b of the arm hydraulic cylinder 2 via the arm operation valve 6 and the oil passage 29. As a result, the arm 10 is operated to the arm lowering side.
[0057]
When the arm operation valve 6 is positioned at the valve position 6a, the pressure oil discharged from the head chamber 2b of the arm hydraulic cylinder 2 (hereinafter referred to as return pressure oil) is output to the return oil passage 35 via the arm operation valve 6. The When the arm operation valve 6 is positioned at the valve position 6e, the return pressure oil discharged from the bottom chamber 2a of the arm hydraulic cylinder 2 is output to the return oil passage 35 via the arm operation valve 6.
[0058]
The arm operation valve 6 is connected to the tank 14 via an oil passage 25 c and an oil passage 25.
[0059]
Similarly, the flow rate and direction of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 are controlled by the bucket operation valve 7, and the controlled pressure oil is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3.
[0060]
That is, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 is introduced into the bucket operation valve 7 through the oil passage 24 and its branch oil passage 24b. The pressure oil output from the bucket operation valve 7 is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 via the oil passage 31 or 32.
[0061]
The bucket operation valve 7 has five valve positions 7c (neutral position), 7b (bucket dump position), 7a (bucket dump position), 7d (bucket tilt position), and 7e (bucket tilt position). Note that the valve position of the bucket operation valve 7 changes continuously, and the opening area also changes continuously. When the higher pilot pressure of the arm raising pressure or the bucket dump pressure is supplied to the bucket dump side pilot port 7g of the bucket operation valve 7 through the pilot oil passage 22, the bucket operation valve is set according to the pilot pressure. 7 is changed, and the bucket operation valve 7 is positioned on the bucket dump positions 7b and 7a side. When the bucket operation valve 7 is located at the position 7 a, the discharge hydraulic oil from the hydraulic pump 1 flows in, and the pressure oil having a flow rate corresponding to the opening area flows through the bucket operation valve 7 and the oil passage 31 to the bottom of the bucket hydraulic cylinder 3. It is supplied to the chamber 3a. As a result, the bucket 11 is operated to the dump side.
[0062]
When the higher pilot pressure of the arm lowering pressure or the bucket tilt pressure is supplied to the bucket tilt side pilot port 7h of the bucket operation valve 7 via the pilot oil passage 23, the bucket operation is performed according to the pilot pressure. The opening area (opening amount) of the valve 7 is changed, and the bucket operation valve 7 is positioned on the bucket tilt 7d, 7e side. When the bucket operating valve 7 is positioned at the position 7 e, pressure oil having a flow rate corresponding to the opening area is supplied to the head chamber 3 b of the bucket hydraulic cylinder 3 through the bucket operating valve 7 and the oil passage 32. As a result, the bucket 11 is actuated to the tilt side.
[0063]
When the bucket operating valve 7 is positioned at the valve positions 7b and 7a, the pressure oil discharged from the head chamber 3b of the bucket hydraulic cylinder 3 is output to the return oil passage 25b via the bucket operating valve 7. When the bucket operation valve 7 is positioned at the valve positions 7d and 7e, the pressure oil discharged from the bottom chamber 3a of the bucket hydraulic cylinder 3 is output to the return oil passage 25d via the bucket operation valve 7. The pressure oil output to the return oil passages 25 b and 25 d is discharged to the tank 14 through the oil passage 25.
[0064]
A return oil passage 51 is connected to the bucket operation valve 7. The return oil passage 51 communicates with the return oil passage 35.
[0065]
When the bucket operation valve 7 is positioned at the valve position 7 b, the return oil passage 51 communicates with the oil passage 31 via the bucket operation valve 7. Therefore, the return pressure oil discharged from the arm hydraulic cylinder 2 is supplied to the bottom chamber 3 a of the bucket hydraulic cylinder 3 via the return oil path 35, the return oil path 51, the bucket operation valve 7, and the oil path 31. . Similarly, when the bucket operation valve 7 is positioned at the valve position 7 d, the return oil passage 51 communicates with the oil passage 32 via the bucket operation valve 7. Therefore, the return pressure oil discharged from the arm hydraulic cylinder 2 is supplied to the head chamber 3 b of the bucket hydraulic cylinder 3 through the return oil path 35, the return oil path 51, the bucket operation valve 7, and the oil path 32. .
[0066]
The bucket operation valve 7 is connected to the tank 14 via an oil passage 26 b and an oil passage 25.
[0067]
In this embodiment, pressure compensating valves 8 and 9 are provided for the respective operation valves 6 and 7.
[0068]
The pressure compensation valve 8 is provided on the upstream side of the arm operation valve 6 as viewed from the hydraulic pump 1, that is, on the pressure oil supply path between the hydraulic pump 1 and the arm operation valve 6. Similarly, the pressure compensation valve 9 is provided on the upstream side of the bucket operation valve 7 as viewed from the hydraulic pump 1, that is, on the pressure oil supply path between the hydraulic pump 1 and the bucket operation valve 7.
[0069]
The pressure compensation valves 8 and 9 are valves that make the pressure difference between the pressure oil pressure upstream of the operation valves 6 and 7 and the pressure oil pressure downstream of the operation valves 6 and 7 the same value. The following formula (1), which is a general formula of a hydraulic circuit,
Q = c · A · √ (ΔP) (1)
As described above, the flow rate Q proportional to the operation amount of the operation lever 4 (opening area A of the operation valve 6) operated by the operator is irrelevant to the magnitude of the load. Is obtained. Similarly, a flow rate Q proportional to the operation amount of the operation lever 5 (opening area A of the operation valve 7) is obtained regardless of the magnitude of the load.
[0070]
The pressure compensation valve 8 corresponding to the arm operation valve 6 includes a flow control valve portion 8a and a pressure reducing valve portion 8b. The pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 flows into the flow control valve portion 8a through the oil passage 24 and the branch oil passage 24a. The pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 flows into the pressure reducing valve portion 8b through the oil passage 24 and the branched oil passage 24c.
[0071]
Similarly, the pressure compensation valve 9 corresponding to the bucket operation valve 7 includes a flow control valve portion 9a and a pressure reducing valve portion 9b. The pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 flows into the flow control valve portion 9a through the oil passage 24 and the branch oil passage 24b. The pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 flows into the pressure reducing valve portion 9b through the oil passage 24 and the branch oil passage 24d.
[0072]
The outlet of the pressure reducing valve portion 8b communicates with the oil passages 27 and 27b through the oil passage 27a. The outlet of the pressure reducing valve portion 9b communicates with the oil passage 27 through the oil passage 27b.
[0073]
Therefore, the maximum load pressure (hereinafter referred to as the maximum load pressure) is applied to the pressure reducing valve portion 8b through the oil passages 27 and 27a in the direction in which the pressure reducing valve portion 8b is closed. .
[0074]
The oil passage 27b is branched to the oil passage 27c. The oil passage 27 c communicates with the inlet port of the shuttle valve 57. The other inlet port of the shuttle valve 57 communicates with the oil passage 47. The oil passage 47 communicates with the return oil passage 35 via the return oil passage 35d. The outlet port of the shuttle valve 57 communicates with the oil passage 27d. The oil passage 27d is connected in a direction to close the pressure reducing valve portion 9b.
[0075]
Therefore, the maximum load pressure is input to the shuttle valve 57 via the oil passage 27c. Further, the pressure of the pressure oil used to drive the bucket hydraulic cylinder 3 out of the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2 (hereinafter referred to as a regeneration pressure) is input to the shuttle valve 57 via the oil passage 47. Note that “regeneration” is used in the sense that the return pressure oil is used to drive the bucket hydraulic cylinder 3. The shuttle valve 57 outputs the larger pressure of the regeneration pressure and the maximum load pressure.
[0076]
For this reason, the larger pressure of the regeneration pressure and the maximum load pressure is applied to the pressure reducing valve portion 9b through the oil passage 27d in the direction in which the pressure reducing valve portion 9b is closed.
[0077]
By operating the pressure compensating valves 8 and 9, the differential pressure ΔP across the operation valves 6 and 7 is made constant and constant. As a result, the flow rate is determined by the opening area of the operation valves 6 and 7 regardless of the magnitude of the load on the hydraulic cylinders 2 and 3. That is, from the above equation (1) (Q = c · A · √ (ΔP)), the flow rate of each operation valve 6, 7 according to the opening area (opening amount) A of each operation valve 6, 7 regardless of the load fluctuation. Q is uniquely determined.
[0078]
The unload valve 34 is connected to the discharge oil passage 24 of the hydraulic pump 1. A maximum load pressure is applied to the unload valve 34 through the oil passage 27 in the direction in which the unload valve 34 is closed.
[0079]
The unload valve 34 sets the differential pressure between the pressure of the discharge pressure oil of the hydraulic pump 1 and the maximum load pressure of the hydraulic cylinders 2 and 3 regardless of the fluctuation of the load of the hydraulic cylinders 2 and 3. A constant value according to the set pressure.
[0080]
That is, the unload valve 34 opens and closes by the spring force of the spring provided in the unload valve 34, the maximum load pressure, and the discharge pressure of the hydraulic pump 1. The unload valve 34 is operated to the closed side by the spring force and the maximum load pressure. The unload valve 34 is operated to the opening side by the discharge pressure of the hydraulic pump 1. As a result, the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump 1 and the maximum load pressure becomes constant according to the set pressure of the unload valve 34.
[0081]
A relief valve 33 is connected to the discharge oil passage 24 of the hydraulic pump 1. The relief valve 33 limits the pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 to the oil passage 24 to a set relief pressure or less.
[0082]
The return oil passage 35 is branched into three return oil passages 35a, 35b, and 35c.
[0083]
The return oil passages 35 a and 35 b are connected to the respective inlet ports of the fixed regeneration rate valve 43. The return oil passage 35 c is connected to the inlet port of the regeneration rate increasing valve 36. The return oil passage 35a and the return oil passage 35c merge at the outlet ports of the fixed regeneration rate valve 43 and the regeneration rate increase valve 36 and communicate with the return oil passage 35d. The return oil passage 35 d communicates with the inlet port of the check valve 48. The outlet port of the check valve 48 communicates with the return oil passage 51. The check valve 48 allows the flow of pressure oil only in the direction from the return oil passage 35d to the return oil passage 51. The return oil passage 35 d branches to an oil passage 47.
[0084]
The return oil passage 35 b is connected to the inlet port of the pressure control valve 55 through the outlet port of the fixed regeneration rate valve 43. The outlet port of the pressure control valve 55 communicates with the tank 14 via the oil passage 25.
[0085]
The fixed regeneration rate valve 43 has three valve positions 43c (neutral position), 43a (arm raised position), and 43b (arm lowered position).
[0086]
The pilot oil passage 22 is branched into a pilot oil passage 22 a, and the pilot oil passage 22 a is connected to one pilot port 43 d of the fixed regeneration rate valve 43. Similarly, the pilot oil passage 23 is branched into a pilot oil passage 23 a, and the pilot oil passage 23 a is connected to the other pilot port 43 e of the fixed regeneration rate valve 43.
[0087]
Therefore, when the pressures in the pilot oil passages 22a and 23a are the same, the fixed regeneration rate valve 43 is positioned at the neutral position 43c. When the fixed regeneration rate valve 43 is positioned at the neutral position 43c, the pressure oil in the return oil passage 35a is shut off by the fixed regeneration rate valve 43, and the pressure oil in the return oil passage 35b passes through the fixed regeneration rate valve 43. It passes through and flows into the inlet port of the pressure control valve 55.
[0088]
When the pilot pressure in the pilot oil passage 22a is larger than the pilot pressure in the pilot oil passage 23a, the fixed regeneration rate valve 43 is located at the arm raising position 43a. When the fixed regeneration rate valve 43 is positioned at the arm raising position 43a, the pressure oil in the return oil passage 35a passes through the throttle 43f in the fixed regeneration rate valve 43 and is output to the return oil passage 35d, and the return oil passage The pressure oil in 35 b passes through the throttle 43 g in the fixed regeneration rate valve 43 and flows into the inlet port of the pressure control valve 55. Here, the throttle diameter (opening area) of the throttle 43f corresponding to the return oil path 35a and the throttle diameter (opening area) of the throttle 43g corresponding to the return oil path 35b are set to predetermined values. These throttle diameters (opening areas) are determined in accordance with the supply flow rate to the hydraulic cylinder 3 required to hold the bucket 11 horizontally when the arm 10 is operated to the arm raising side.
[0089]
Similarly, when the pilot pressure in the pilot oil passage 23a is larger than the pilot pressure in the pilot oil passage 22a, the fixed regeneration rate valve 43 is located at the arm lowering position 43b. When the fixed regeneration rate valve 43 is positioned at the arm lowering position 43b, the pressure oil in the return oil passage 35a passes through the throttle 43h in the fixed regeneration rate valve 43 and is output to the return oil passage 35d, and the return oil passage The pressure oil in 35 b passes through the throttle 43 i in the fixed regeneration rate valve 43 and flows into the inlet port of the pressure control valve 55.
[0090]
The regeneration rate increasing valve 36 has three valve positions 36c (neutral position), 36a (bucket dump position), and 36b (bucket tilt position).
[0091]
The pilot oil passage 20 is branched into a pilot oil passage 20a, and the pilot oil passage 20a is connected to one pilot port 36d of the regeneration rate increasing valve 36. Similarly, the pilot oil passage 21 is branched into a pilot oil passage 21a, and the pilot oil passage 21a is connected to the other pilot port 36e of the regeneration rate increasing valve 36.
[0092]
Therefore, when the pressures in the pilot oil passages 20a and 21a are the same, the regeneration rate increasing valve 36 is located at the neutral position 36c. When the regeneration rate increasing valve 36 is located at the neutral position 36 c, the pressure oil in the return oil passage 35 c is blocked by the regeneration rate increasing valve 36.
[0093]
When the pilot pressure in the pilot oil passage 20a is larger than the pilot pressure in the pilot oil passage 21a, the regeneration rate increasing valve 36 is located at the bucket dump position 36a. When the regeneration rate increase valve 36 is located at the bucket dump position 36a, the pressure oil in the return oil passage 35c passes through the regeneration rate increase valve 36 and is output to the return oil passage 35d. Similarly, when the pilot pressure in the pilot oil passage 21a is larger than the pilot pressure in the pilot oil passage 20a, the regeneration rate increasing valve 36 is located at the bucket tilt position 36b. When the regeneration rate increase valve 36 is positioned at the bucket tilt position 36b, the pressure oil in the return oil passage 35c passes through the regeneration rate increase valve 36 and is output to the return oil passage 35d.
[0094]
The pressure control valve 55 has two valve positions 55a (blocking position) and 55c (communication position). As the pressure control valve 55 moves from the cutoff position 55a to the communication position 55c, the opening area continuously increases. The input port pressure is applied as a pilot pressure to one pilot port 55f of the pressure control valve 55 through the pilot oil passage 55e.
[0095]
The return oil passage 51 branches to an oil passage 51 a and communicates with the oil passage 53 via a throttle 52. The oil passage 53 is connected to each of the inlet port of the regeneration cancellation valve 54 and the other pilot port 55g of the pressure control valve 55.
[0096]
Therefore, the pressure control valve 55 is balanced at a position where the pressure in the oil passage 53 and the pressure in the pilot oil passage 55 e are balanced, and the upstream pressure of the pressure control valve 55 becomes equal to the pressure in the return oil passage 51. Therefore, the return pressure oil discharged from the arm hydraulic cylinder 2 is diverted at a constant ratio and distributed to the return oil passage 35d and the return oil passage 35b. The return pressure oil distributed to the return oil passage 35d is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 via the check valve 48, the return oil passage 51, and the bucket operation valve 7. On the other hand, the pressure oil distributed to the return pressure oil 35 b is discharged to the tank 14 via the pressure control valve 55 and the oil passage 25.
[0097]
When the regeneration rate increasing valve 36 is located at the neutral position 36c, the pressure control valve 55 is configured to reduce the pressure oil flowing in the return oil passage 35d at a ratio of the opening area of the throttle 43f and the opening area of the throttle 43g of the fixed regeneration rate valve 43. The flow rate (supply flow rate to the hydraulic cylinder 3) and the flow rate of pressure oil flowing through the return oil passage 35b (discharge flow rate to the tank 14) are divided. This diversion ratio is set to a ratio for holding the bucket 11 horizontally.
[0098]
When the regeneration rate increasing valve 36 is located at the bucket dump position 36a or the tilt position 36b, the flow rate diverted toward the return oil passage 35d increases as the bucket dump pressure or the tilt pressure increases.
[0099]
The regeneration cancel valve 54 is provided to discharge the entire flow rate in the return pressure oil 35 to the tank 14 when the pressure in the return oil passage 51, that is, the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 exceeds a certain value.
[0100]
The regeneration cancel valve 54 is provided with the spring force of the spring 54a on the closing side. The load pressure in the return pressure oil 51 is applied as a pilot pressure to the pilot port 54b facing the spring 54a of the regeneration cancel valve 54. As will be described later, a pilot pressure is applied to the pilot port 54c facing the spring 54a of the regeneration cancel valve 54 via the pilot oil passage 19g.
[0101]
Therefore, when the force acting on the pilot ports 54b and 54c is smaller than the spring force of the spring 54a, the regeneration cancellation valve 54 is positioned on the closing side.
[0102]
In contrast, when the force acting on the pilot ports 54b and 54c becomes equal to or greater than the spring force of the spring 54a, the regeneration cancel valve 54 is positioned on the open side. Therefore, the pressure oil in the return oil passage 51 is discharged to the tank 14 via the oil passage 51 a, the throttle 52, the oil passage 53, the regeneration cancellation valve 54, and the oil passage 25. Then, the pressure in the return oil passage 51 is reduced by the throttle 52 to become a tank pressure, and this tank pressure acts on the pilot port 55g of the pressure control valve 55 as a pilot pressure. Therefore, the upstream pressure of the pressure control valve 55 becomes a tank, and the entire flow rate of the return pressure oil is discharged to the tank 14 via the pressure control valve 55.
[0103]
In the present embodiment, a counter balance valve 39 is built in the bucket dump position 7 a of the bucket operation valve 7. When the spool of the bucket operation valve 7 strokes, the pressure in the oil passage 31 is applied to the side of the counter balance valve 39 that faces the side where the spring is provided. The counter balance valve 39 has a valve position 39 a for blocking communication between the oil passage 32 and the oil passage 25, and a valve position 39 b for connecting the oil passage 32 and the oil passage 25.
[0104]
When the pressure in the oil passage 31 is equal to or higher than a certain pressure, the counter balance valve 39 is switched to the valve position 39b. For this reason, the return pressure oil from the oil passage 32 is discharged to the tank 14 through the oil passage 25b. When the pressure in the oil passage 31 is smaller than the above constant pressure, the counter balance valve 39 is switched to the valve position 39a by the spring force. For this reason, the return pressure oil from the oil passage 32 is blocked, and the discharge amount of the return pressure oil to the tank 14 is eliminated.
[0105]
A counter balance valve 41 having the same function as the counter balance valve 39 is also incorporated in the bucket dump position 7 b of the bucket operation valve 7.
[0106]
Similarly, at the bucket tilt positions 7e and 7d of the bucket operation valve 7, as with the counter balance valve 39, if the pressure in the oil passage 32 is equal to or higher than a certain pressure, the return pressure oil from the oil passage 31 is passed through the oil passage 25d. Counter balance valves 42 and 65 are provided to shut off the return pressure oil and eliminate the return pressure oil discharge amount to the tank 14 when the pressure in the oil passage 32 is lower than the predetermined pressure. .
[0107]
The bucket operation valve 6 is provided with stroke restriction control valves 58 and 59 for restricting the stroke position of the spool. The stroke restriction control valve 58 controls the movement of the spool so that the stroke is restricted at the bucket dump position 7b and not positioned at the bucket dump position 7a when the bucket operation valve 7 is moved to the bucket dump position 7b, 7a side. .
[0108]
That is, the stroke restriction control valve 58 is provided with a piston 58c that can come into contact with the end of the bucket operation valve 7 on the pilot port 7h side. The stroke restriction control valve 58 has two valve positions 58a (blocking position) and 58b (discharge position).
[0109]
The pilot oil passage 18b is branched into a pilot oil passage 18c, and the pilot oil passage 18c is connected to one pilot port 58d of the stroke restriction control valve 58. Similarly, the pilot oil passage 23 is connected to a pilot port 58e on the piston 58c side of the stroke restriction control valve 58.
[0110]
The pilot oil passage 18 c is branched to the oil passage 18 d and connected to the inlet port of the stroke restriction control valve 58. The outlet port of the stroke restriction control valve 58 is connected to the oil passage 18e. The oil passage 18 e communicates with the tank 14 through the oil passage 25.
[0111]
Therefore, the stroke restriction control valve 58 is positioned at the shut-off position 58a by the pilot pressure in the pilot oil passage 18c. For this reason, even if the bucket operation valve 7 tries to move to the bucket dump positions 7b and 7a, the stroke is restricted by the piston 58c at the bucket dump position 7b and does not move to the bucket dump position 7a.
[0112]
When the pilot pressure in the pilot oil passage 23 is larger than the pilot pressure in the pilot oil passage 18c, the stroke restriction control valve 58 is located at the passage position 58b.
[0113]
The pilot pressure oil in the pilot oil passage 18c is discharged to the tank 14 through the pilot oil passage 18d, the stroke restriction control valve 58, and the oil passages 18e and 25. Therefore, the pilot pressure in the pilot oil passages 18c and 18b becomes the tank pressure.
[0114]
The stroke restriction control valve 59 on the pilot port 7 g side of the bucket operation valve 7 is the same as the stroke restriction control valve 58. In this case, the stroke restriction control valve 59 is positioned at the shut-off position by the pilot pressure in the pilot oil path 19c branched from the pilot oil path 19b, and the movement position of the bucket operation valve 7 is regulated at the bucket tilt position 7d.
[0115]
In the present embodiment, a floating control circuit is provided. Here, the floating control means that both arm chambers 2a and 2b of the arm hydraulic cylinder 2 are tank pressures when the arm 10 is operated to the arm lowering side, and the arm 10 raises and lowers the arm according to the external force. It is the control that makes it possible to operate freely.
[0116]
The command to execute the floating control is given, for example, by operating the arm operating lever 4 in the arm lowering direction and simultaneously turning on a floating control switch provided on a knob or the like of the operating lever 4. When the floating control switch is turned on, an electrical signal is output from the floating control switch.
The floating control circuit is configured around the switching valves 60, 61, and 62.
[0117]
The switching valve 60 is an electromagnetic switching valve and has two valve positions 60a and 60b. The pilot oil passage 19 is connected to the inlet port of the switching valve 60. The outlet port of the switching valve 60 is connected to the oil passages 19f and 19g. An electric signal indicating an on operation of the floating control switch is applied to the electromagnetic solenoid 60c of the switching valve 60. When the electromagnetic solenoid 60c of the switching valve 60 is not energized, the switching valve 60 is positioned at the valve position 60a, and the pilot pressure oil in the pilot oil passage 19 passes through the switching valve 60 and is output to the oil passage 19g. When an electric signal is applied to the electromagnetic solenoid 60c of the switching valve 60, the switching valve 60 is positioned at the valve position 60b, and the pilot pressure oil in the pilot oil passage 19 passes through the switching valve 60 and is output to the oil passage 19f.
[0118]
The switching valve 61 has two valve positions 61a (blocking position) and 61b (passing position). The downstream of the restrictor 63 is connected to the inflow / outlet port of the switching valve 61. The other inlet / outlet port of the switching valve 61 is connected to the oil passage 29b. The oil passage 29 b communicates with the tank 14 through the oil passage 25. Pilot pressure oil that has passed through the oil passage 19 f is supplied to the pilot port 61 c of the switching valve 61. When pilot pressure is applied to the pilot port 61 c of the switching valve 61, the switching valve 61 is positioned at the passage position 61 b, and the downstream of the throttle 63 communicates with the tank 14 via the switching valve 61 and the oil passages 29 b and 25.
[0119]
The oil passage 29 is branched into an oil passage 29a. The oil passage 29 a communicates with the upstream of the throttle 63.
[0120]
The switching valve 62 has two valve positions 62a (blocking position) and 62b (passing position). The oil passage 29 a is connected to the inflow / outflow port of the switching valve 62. The other inlet / outlet port of the switching valve 61 is connected to the oil passage 29b. A pilot pressure downstream of the throttle 63 is applied to the pilot port 62 c of the switching valve 62. The upstream pressure of the throttle 63 is applied to the side of the switching valve 62 facing the pilot port 62c. Therefore, when the pressure downstream of the throttle 63 becomes low, the switching valve 62 is positioned at the passage position 62b, and the oil passage 29a communicates with the tank 14 via the switching valve 62 and the oil passages 29b and 25.
[0121]
Next, the operation of the hydraulic circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described.
[0122]
It is assumed that the operator has operated the arm operation lever 4 of the operation lever device 40 to the arm raising side. At this time, it is assumed that the bucket operation lever 5 is not tilted from the neutral position.
[0123]
For this reason, the arm raising pressure corresponding to the operation amount of the arm operation lever 4 is output to the pilot oil passage 18a. This arm raising pressure is supplied to the arm raising side pilot port 6g of the arm operation valve 6 through the pilot oil passage 18a.
[0124]
Further, an arm raising pressure corresponding to the operation amount of the arm operation lever 4 is output to the pilot oil passage 18 b and applied to one inlet port of the shuttle valve 50. Since the bucket operating lever 5 is now in the neutral position, the pressure in the pilot oil passage 20, that is, the pressure in the other inlet port of the shuttle valve 50 is the pressure in the tank 14. Therefore, the arm raising pressure corresponding to the operation amount of the arm operation lever 4 is output to the pilot oil passage 22 via the shuttle valve 50. The arm raising pressure is supplied to the dump side pilot port 7g of the bucket operation valve 7 through the pilot oil passage 22.
[0125]
Therefore, the arm operation valve 6 is positioned on the arm raising position 6a side according to the arm raising pressure applied to the operation valves 6 and 7, and the bucket operation valve 7 is positioned on the dump position 7b side.
[0126]
When the arm operation valve 6 is positioned at the arm raising position 6a, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 flows into the inlet port of the arm operation valve 6 through the oil passages 24, 24a and the pressure compensation valve 8. Then, the pressure oil having a flow rate corresponding to the opening area flows out and is supplied to the bottom chamber 2 a of the arm hydraulic cylinder 2 through the oil passage 28. As a result, the arm 10 is actuated to the arm raising side.
[0127]
When the arm operation valve 6 is positioned at the arm raising position 6 a, the return pressure oil discharged from the head chamber 2 b of the arm hydraulic cylinder 2 passes through the oil passage 29 and the arm operation valve 6 to the return oil passage 35. Is output.
[0128]
Since the bucket operating lever 5 is now in the neutral position, the bucket dump pressure and the bucket tilt pressure are the same tank pressure. Therefore, the pilot pressure in each pilot oil passage 20a, 21a is a tank pressure, and the pilot pressure applied to each pilot port 36d, 36e of the regeneration rate increasing valve 36 is a tank pressure. As a result, the regeneration rate increase valve 36 is located at the shut-off position 36 c, and the pressure oil in the return oil passage 35 c is shut off by the regeneration rate increase valve 36. Accordingly, the return pressure oil flows only in the return oil passages 35a and 35b.
[0129]
Since the arm raising pressure is applied to the pilot port 43d of the fixed regeneration rate valve 43, the fixed regeneration rate valve 43 is located at the arm raising position 43a. When the fixed regeneration rate valve 43 is positioned at the arm raising position 43a, the pressure oil in the return oil passage 35a passes through the throttle 43f in the fixed regeneration rate valve 43 and is output to the return oil passage 35d. The pressure oil in the return oil passage 35 b passes through the throttle 43 g in the fixed regeneration rate valve 43 and flows into the inlet port of the pressure control valve 55.
[0130]
The pressure control valve 55 has a flow rate of pressure oil flowing through the return oil passage 35d and a pressure oil flowing through the return oil passage 35b at a predetermined ratio determined by the opening area of the throttle 43f and the opening area of the throttle 43g of the fixed regeneration rate valve 43. The flow rate (discharge flow rate to the tank 14) is divided. This diversion ratio is a diversion ratio for holding the bucket 11 horizontally.
[0131]
When the bucket operation valve 7 is located at the bucket dump position 7b, the return oil passage 51 is in communication with the oil passage 31 via the bucket operation valve 7. However, the oil passage 24 a communicating with the discharge port of the hydraulic pump 1 is blocked by the bucket operation valve 7 and is not in communication with the oil passage 31. That is, the hydraulic circuit in FIG. 1 is a series circuit.
[0132]
Next, the operation when the operation lever 5 in the bucket dumping direction is added to the operation of the arm operation lever 4 in the arm raising direction, that is, the operation during the combined operation will be described.
[0133]
When the bucket operating lever 5 is operated in the bucket dump direction, the bucket dump pressure in the pilot oil passage 20a becomes larger than the pilot pressure (tank pressure) in the pilot oil passage 21a. Therefore, the regeneration rate increasing valve 36 is located at the bucket dump position 36a. When the regeneration rate increase valve 36 is located at the bucket dump position 36a, the pressure oil in the return oil passage 35c passes through the regeneration rate increase valve 36 and joins the return oil passage 35d. This merge increases the flow rate of the pressure oil passing through the return oil passage 35d. For this reason, as the bucket dump pressure increases, the flow rate of the pressure oil divided into the return pressure oil 35d increases.
[0134]
Accordingly, as the bucket dump pressure increases, the flow rate of the pressure oil supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 increases and the operating speed of the bucket 11 increases.
[0135]
At this time, the arm raising pressure acts on the pilot oil passage 18c, and the stroke restriction control valve 58 is located at the blocking position 58a. When the stroke restriction control valve 58 moves to the cutoff position 58a side, the piston 58c comes into contact with the spool of the bucket operation valve 7. For this reason, even if the bucket operation lever 5 is operated in the bucket dump direction and the bucket dump pressure is applied to the pilot port 7g of the bucket operation valve 7 via the pilot oil passage 22, the bucket operation valve 7 remains at the bucket dump position 7b. Therefore, the stroke is restricted by the piston 58c, and it does not move to the bucket dump position 7a.
[0136]
In this way, during the combined operation of the operation in the arm raising direction and the operation in the bucket dump direction, the bucket operation valve 7 holds the state located at the bucket dump position 7b. Even if the bucket dump pressure rises, the bucket operation valve 7 does not move to the bucket dump position 7a. That is, the oil passage 24 a communicating with the discharge port of the hydraulic pump 1 is blocked by the bucket operation valve 7 and is not in communication with the bottom chamber 3 a of the bucket hydraulic cylinder 3 via the oil passage 31. In this way, the state of the series circuit is maintained during the combined operation. Accordingly, the arm hydraulic cylinder 2 is driven by the discharge pressure oil of the hydraulic pump 1, and the bucket hydraulic cylinder 3 is driven only by the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2. The bucket hydraulic cylinder 3 is not driven by the discharge pressure oil of the hydraulic pump 1. As a result, it is possible to operate the arm 10 which is the leading work machine during the combined operation at the same operating speed as when operating alone in the arm raising direction.
[0137]
However, when the operation amount of the arm operation lever 4 is reduced and the arm raising pressure is reduced, the stroke restriction state of the bucket operation valve 7 is released.
[0138]
That is, when the arm raising pressure in the pilot oil passage 18c decreases, the force by which the piston 58c pushes the bucket operation valve 7 is weakened. For this reason, when the bucket operating lever 5 is operated in the bucket dump direction and the bucket dump pressure is applied to the pilot port 7g of the bucket operating valve 7 via the pilot oil passage 22, the bucket operating valve 7 controls the stroke of the piston 58c. It moves to the bucket dump position 7a without being done. That is, the oil passage 24 a communicating with the discharge port of the hydraulic pump 1 is in a state of communicating with the bottom chamber 3 a of the bucket hydraulic cylinder 3 via the bucket operation valve 7 and the oil passage 31. Thus, the bucket hydraulic cylinder 3 is driven by the discharge pressure oil of the hydraulic pump 1.
[0139]
The series circuit has the advantage that the operating speed of the arm 10 that is the leading work machine does not decrease during the combined operation, but there is a problem that sufficient driving force cannot be obtained with the bucket 11 that is the subsequent work machine. In this embodiment, this problem is solved by switching from the series circuit to the parallel circuit when the load on the bucket 11 increases.
[0140]
As described above, when the operation amount of the arm operation lever 4 is reduced, the oil passage 24a communicates with the bottom chamber 3a of the bucket hydraulic cylinder 3. If the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 exceeds a certain value in this state, the force acting on the pilot port 54b of the regeneration cancel valve 54 becomes equal to or greater than the spring force of the spring 54a. Therefore, the regeneration cancellation valve 54 is located on the open side. Therefore, the pressure oil in the return oil passage 51 is discharged to the tank 14 via the oil passage 51 a, the throttle 52, the oil passage 53, the regeneration cancellation valve 54, and the oil passage 25. For this reason, the pilot pressure acting on the pilot port 55g of the pressure control valve 55 via the oil passage 53 becomes the tank pressure, and accordingly, the pressure on the upstream side of the pressure control valve 55 also becomes the tank pressure. The flow rate is discharged to the tank 14. As a result, the pressure in the cylinder chamber 2b on the return side of the arm hydraulic cylinder 2 becomes the tank pressure. That is, the series circuit is switched to the parallel circuit.
[0141]
Further, in this embodiment, when the arm operation lever 4 and the bucket operation lever 5 are operated in the operation directions such as the arm raising direction and the bucket tilt direction, the spool stroke is not restricted by the bucket operation valve 7, and the hydraulic pump 1. The bucket hydraulic cylinder 3 is driven by the discharged pressure oil. That is, the bucket hydraulic cylinder 3 is driven by the parallel circuit.
[0142]
When the arm operation lever 4 and the bucket operation lever 5 are operated in the operation directions of the arm raising direction and the bucket tilt direction, an arm raising pressure and a bucket tilt pressure are generated in the pilot oil passages 22 and 23. Here, when the bucket tilt pressure becomes higher than the arm raising pressure, the stroke restriction control valve 58 is switched to the passage position 58b. Therefore, the pilot oil passage 18 c communicates with the tank 14 through the oil passage 18 d, the stroke restriction control valve 58, the oil passage 18 e, and the oil passage 25. As a result, the arm raising pressure in the pilot oil passage 18c is throttled by the throttle 18d and lowered to the tank pressure. For this reason, the arm raising pressure applied to the pilot port 7g of the bucket operation valve 7 via the pilot oil passage 22 decreases. On the other hand, bucket tilt pressure is applied to the pilot port 7h facing the bucket operation valve 7.
[0143]
For this reason, the bucket operation valve 7 moves to the bucket tilt position 7e by the bucket tilt pressure. When the bucket operation valve 7 is positioned at the bucket tilt position 7e, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 1 is supplied to the bucket hydraulic cylinder 3 via the oil passages 24, 24b, the pressure compensation valve 9, the bucket operation valve 7, and the oil passage 32. To the head chamber 3b.
[0144]
For this reason, the bucket hydraulic cylinder 3 is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic pump 1. That is, a parallel circuit is configured.
[0145]
The case where the arm operating lever 4 is operated in the arm raising direction has been described above. The same operation occurs when the arm operating lever 4 is operated in the arm lowering direction.
[0146]
One of the advantages of the series circuit is the regenerative function. For example, when the arm 10 falls by its own weight, the holding pressure on the bottom chamber 2 a side of the arm hydraulic cylinder 2 can be used to drive the bucket hydraulic cylinder 3. At this time, it is not necessary to increase the pressure oil from the hydraulic pump 1, and the bucket hydraulic cylinder 3 can be driven only by the load pressure (holding pressure) of the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2.
[0147]
In this embodiment, a load sensing system is employed, and the operation is performed so that the differential pressure between the hydraulic pump 1 and the maximum load pressure of the hydraulic cylinders 2 and 3 becomes a constant value. Therefore, if the maximum load pressure is the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3, the discharge pressure of the hydraulic pump 1 is increased to a pressure obtained by adding a constant value to the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3. This leads to energy loss.
[0148]
According to this embodiment, the maximum load pressure is input to the shuttle valve 57 via the oil passages 27 and 27c. In addition, the pressure (regeneration pressure) of the return pressure oil from the arm hydraulic cylinder 2 is input to the shuttle valve 57 via the return oil passage 35 d and the oil passage 47. The shuttle valve 57 outputs the larger pressure of the regeneration pressure and the maximum load pressure. Here, when the regeneration pressure is larger than the maximum load pressure, the regeneration pressure is output from the check valve 57 and applied to the pressure reducing valve portion 9b of the pressure compensation valve 9 via the oil passage 27d. For this reason, the pressure reducing valve portion 9b operates in the closing direction, and the regeneration pressure is not output to the load sensing circuit. Since the discharge pressure of the hydraulic pump 1 does not increase corresponding to the regeneration pressure, energy loss can be eliminated.
[0149]
The first embodiment described above may be modified as appropriate.
[0150]
2 to 6 respectively show the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment in which a part of the hydraulic circuit of FIG. 1 is omitted. Show.
[0151]
As shown in FIG. 2, in the second embodiment, stroke restriction control valves 58 and 59 for restricting the stroke of the spool of the bucket operation valve 7 are omitted from the hydraulic circuit of FIG.
[0152]
As shown in FIG. 3, in the third embodiment, the stroke restriction control valves 58 and 59 for regulating the spool stroke of the bucket operation valve 7 are omitted from the hydraulic circuit of FIG. The switching valves 60, 61, 62, etc. to be performed are omitted.
[0153]
As shown in FIG. 4, in the fourth embodiment, the counter balance valves 39, 41, 42, 65 that limit the discharge amount of the return pressure oil of the bucket hydraulic cylinder 3 to the tank 14 in the hydraulic circuit of FIG. 1. Are omitted, the switching valves 60, 61, 62, and the like that perform floating control are omitted, and the stroke restriction control valves 58, 59 that restrict the spool stroke of the bucket operation valve 7 are omitted.
[0154]
As shown in FIG. 5, in the fifth embodiment, counter balance valves 39, 41, 42, 65 that limit the discharge amount of the return pressure oil of the bucket hydraulic cylinder 3 to the tank 14 in the hydraulic circuit of FIG. 1. Are omitted, the switching valves 60, 61, 62 and the like for performing the floating control are omitted, and the stroke restriction control valves 58, 59 for restricting the spool stroke of the bucket operation valve 7 are omitted. Further, in the sixth embodiment, in the hydraulic circuit of FIG. 1, the shuttle valve 50 for moving the bucket operation valve 7 to the bucket dump position 7b, 7a side in conjunction with the arm raising operation, interlocked with the arm lowering operation. Thus, the shuttle valve 49 and the like for moving the bucket operation valve 7 to the bucket tilt positions 7d and 7e are omitted.
[0155]
As shown in FIG. 6, in the sixth embodiment, the counter balance valves 39, 41, 42, 65 for limiting the discharge amount of the return pressure oil of the bucket hydraulic cylinder 3 to the tank 14 in the hydraulic circuit of FIG. Are omitted, the switching valves 60, 61, 62 and the like for performing the floating control are omitted, and the stroke restriction control valves 58, 59 for restricting the spool stroke of the bucket operation valve 7 are omitted. Further, in the seventh embodiment, in the hydraulic circuit of FIG. 1, the shuttle valve 50 for moving the bucket operation valve 7 to the bucket dump position 7b, 7a side in conjunction with the arm raising operation, interlocked with the arm lowering operation. Thus, the shuttle valve 49 and the like for moving the bucket operation valve 7 to the bucket tilt positions 7d and 7e side are omitted, and in the hydraulic circuit of FIG. For the pressure compensation valve 9 is omitted.
[0156]
However, in any case of the second to sixth embodiments, as in the first embodiment, when the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 is small, the regeneration cancel valve 54 is positioned on the closed side, thereby causing a series circuit. The bucket hydraulic cylinder 3 can be driven by the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2. For this reason, similarly to the first embodiment, it is possible to operate the work implement without reducing the operating speed of the leading arm 10 during the combined operation. Further, when the load pressure of the bucket hydraulic cylinder 3 is large, the regeneration cancel valve 54 is positioned on the open side to switch to the parallel circuit, and the bucket hydraulic cylinder 3 is driven by the discharge pressure oil of the hydraulic pump 1. Therefore, the bucket hydraulic cylinder 3 can be driven with the driving pressure corresponding to the load when the load on the latter bucket hydraulic cylinder 3 increases.
[0157]
As described above, according to each embodiment, the parallel circuit and the series circuit are switched by changing the flow rate of supplying the return pressure oil of the arm hydraulic cylinder 2 to the bucket hydraulic cylinder 3 according to the load state. Thus, it is possible to prevent a decrease in the working machine drive pressure and a decrease in the speed of the work machine.
[0158]
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to a construction machine has been described. However, the present invention can be applied to any hydraulic drive machine having a plurality of hydraulic actuators.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a second embodiment.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a third embodiment.
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram of a fourth embodiment.
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of a fifth embodiment.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram of a sixth embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an operation lever device.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a working machine of the construction machine according to the embodiment.
FIGS. 9A and 9B are diagrams conceptually showing a series circuit and a parallel circuit.
[Explanation of symbols]
1 ... Hydraulic pump
2 ... Hydraulic cylinder for arm
3 ... Hydraulic cylinder for bucket
4 ... Arm control lever
5 ... Bucket control lever
6 ... Operating valve for arm
7 ... Control valve for bucket
8, 9 ... Pressure compensation valve
10 ... arm
11 ... bucket
35, 35a, 35b, 35c, 35d, 51 ... return oil passage
36 ... Regeneration rate increase valve
43 ... Fixed regeneration rate valve
54 ... Regeneration cancel valve
55 ... Pressure control valve
40 ... Control lever device
49, 50 ... Shuttle valve

Claims (3)

油圧ポンプ(1)と、この油圧ポンプ(1)の吐出圧油を第1および第2の圧油供給路(24a、24b)を介して供給することにより駆動する第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)と、前記第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)にそれぞれ対応して設けられ2方向に切換自在な第1および第2の操作手段(4、5)とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される排出圧油を前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)と、
前記第1の操作手段(4)の操作量が所定量以上の場合に、前記第1の油圧アクチュエータ(2)の圧油排出側の油圧室を前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第2の油圧アクチュエータ(3)の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第2の油圧アクチュエータ(3)に前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される圧油のみが供給されるようにし、前記第2の操作手段(5)が操作された場合であって前記第1の操作手段(4)の操作量が所定量より小さい場合に、前記油圧ポンプ(1)の吐出口を前記第2の油圧アクチュエータ(3)の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第2の油圧アクチュエータ(3)に前記油圧ポンプ(1)から吐出される圧油が供給されるようにする圧油供給切換手段(7、58、59)と、
前記第2の油圧アクチュエータ(3)の負荷圧に応じて、前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する圧油をタンク(14)に連通させるように制御する制御手段(54、55)と
を備えたことを特徴とする油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置。
The hydraulic pump (1) and the first and second hydraulic actuators that are driven by supplying the discharge pressure oil of the hydraulic pump (1) through the first and second pressure oil supply passages (24a, 24b) (2, 3) and first and second operating means (4, 5) provided corresponding to the first and second hydraulic actuators (2, 3), respectively, and switchable in two directions. In the actuator control device of the hydraulic drive machine
A return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51) for supplying discharged pressure oil discharged from the first hydraulic actuator (2) to the second hydraulic actuator (3);
When the operation amount of the first operation means (4) is equal to or greater than a predetermined amount, the return pressure oil supply passage (35, 35a, 35d) is connected to the hydraulic oil discharge side hydraulic chamber of the first hydraulic actuator (2). , 48, 51) and communicated with the hydraulic chamber on the pressure oil inflow side of the second hydraulic actuator (3) and discharged from the first hydraulic actuator (2) to the second hydraulic actuator (3). When the second operating means (5) is operated and the operation amount of the first operating means (4) is smaller than a predetermined amount, the pressure oil to be supplied is supplied. The discharge port of the hydraulic pump (1) communicates with the hydraulic chamber on the pressure oil inflow side of the second hydraulic actuator (3) and is discharged from the hydraulic pump (1) to the second hydraulic actuator (3). Pressure oil supply switching means for supplying pressure oil And 7,58,59),
Pressure oil supplied to the second hydraulic actuator (3) via the return pressure oil supply passage (35, 35a, 35d, 48, 51) according to the load pressure of the second hydraulic actuator (3). An actuator control device for a hydraulically driven machine, comprising: control means (54, 55) for controlling the fuel tank to communicate with the tank (14).
油圧ポンプ(1)と、この油圧ポンプ(1)の吐出圧油を第1および第2の圧油供給路(24a、24b)を介して供給することにより駆動する第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)と、前記第1および第2の油圧アクチュエータ(2、3)にそれぞれ対応して設けられ2方向に切換自在な第1および第2の操作手段(4、5)とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される排出圧油を前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)と、
前記第2の油圧アクチュエータ(3)の負荷圧が一定値以下である場合であって前記第1および第2の操作手段(4、5)が特定の操作方向に操作されている場合に、前記第1の油圧アクチュエータ(2)から排出される排出圧油を所定の比率に分流して当該所定の比率に分流した圧油を前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給するとともに、前記第2の操作手段(5)の操作量の変化に応じて、前記戻り圧油供給路(35、35a、35d、48、51)を介して前記第1の油圧アクチュエータ(2)から前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する圧油の流量の比率を変化させる制御手段(36、54、55)と
を備えたことを特徴とする油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置。
The hydraulic pump (1) and the first and second hydraulic actuators that are driven by supplying the discharge pressure oil of the hydraulic pump (1) through the first and second pressure oil supply passages (24a, 24b) (2, 3) and first and second operating means (4, 5) provided corresponding to the first and second hydraulic actuators (2, 3), respectively, and switchable in two directions. In the actuator control device of the hydraulic drive machine
A return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51) for supplying discharged pressure oil discharged from the first hydraulic actuator (2) to the second hydraulic actuator (3);
When the load pressure of the second hydraulic actuator (3) is below a certain value and the first and second operating means (4, 5) are operated in a specific operating direction, The discharge pressure oil discharged from the first hydraulic actuator (2) is divided into a predetermined ratio, and the pressure oil divided into the predetermined ratio is returned to the return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51). To the second hydraulic actuator (3), and according to the change in the operation amount of the second operating means (5), the return pressure oil supply path (35, 35a, 35d, 48, 51) control means (36, 54, 55) for changing the ratio of the flow rate of the pressure oil supplied from the first hydraulic actuator (2) to the second hydraulic actuator (3) via the first hydraulic actuator ( 51). Hydraulic drive machine Tutor control device.
前記制御手段は、
前記第2の操作手段(5)が前記特定の操作方向以外の操作方向に操作されている場合に、前記第2の圧油供給路(24b)を介して圧油を前記第2の油圧アクチュエータ(3)に供給する制御を行うこと
を特徴とする請求項2記載の油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置。
The control means includes
When the second operation means (5) is operated in an operation direction other than the specific operation direction, the second hydraulic actuator supplies pressure oil via the second pressure oil supply path (24b). The actuator control device for a hydraulic drive machine according to claim 2, wherein control to be supplied to (3) is performed.
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