JP3935659B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に備えられ、パイロットポンプから吐出されるパイロット圧に応じて、可変容量形油圧ポンプから吐出される圧油の流量を良好に制御することができる建設機械の油圧駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
建設機械の油圧駆動装置、例えば油圧ショベルの油圧駆動装置には、2つの可変容量形油圧ポンプ、すなわち第1可変容量形油圧ポンプおよび第2可変容量形油圧ポンプと、パイロットポンプとを備えるものがある。
【0003】
これらの第1可変容量形油圧ポンプ、第2可変容量形油圧ポンプには、圧油の吐出流量を制御する第1レギュレータ、第2レギュレータが設けられている。
【0004】
また、この油圧駆動装置には、第1可変容量形油圧ポンプおよび第2可変容量形油圧ポンプの少なくとも一方から供給される圧油によって駆動する複数のアクチュエータが備えられている。これらのアクチュエータは、例えば走行右モータ、走行左モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ、および、ブレーカ等のアタッチメントを駆動する予備用アクチュエータ等である。
【0005】
また、この油圧駆動装置には、上述の複数のアクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁が設けられている。
【0006】
また、上述のパイロットポンプには、上述の複数のアクチュエータのそれぞれを操作するパイロット操作装置が接続されている。
【0007】
以下、このような建設機械の従来の油圧駆動装置を、図に基づいて説明する。
【0008】
図8は油圧ショベルの従来の油圧駆動装置に備えられるパイロット操作装置の構成を示す図、図9はシャトルブロックの構成を示す図、図10はパイロット圧、ポンプコントロール圧、およびポンプ流量の関係を示すタイムチャートである。
【0009】
図8に示すように、走行用パイロット操作装置18は、不図示の右側の走行体に対し前後進を指示する走行右用操作部18aと、不図示の左側の走行体に対し前後進を指示する走行左用操作部18bとによって構成されている。
【0010】
また、不図示のブームおよびバケットを操作するパイロット操作装置19は、バケットクラウドおよびバケットダンプの操作を行うバケット用操作部19aと、ブーム上げおよびブーム下げの操作を行うブーム用操作部19bとによって構成されている。
【0011】
また、不図示のアームおよび旋回体の旋回操作を行うためのパイロット操作装置20は、アームクラウドおよびアームダンプの操作を行うアーム用操作部20aと、旋回体の右旋回および左旋回操作を行う旋回用操作部20bとによって構成されている。
【0012】
これらのパイロット操作装置18〜20のそれぞれは、パイロットポンプ4に接続されている。なお、パイロットポンプ4とタンクを接続する管路には、パイロットポンプ4の吐出圧を規定するパイロットリリーフ弁17が設けられている。
【0013】
なお、この従来の油圧駆動装置では、図9に示すように、上述のパイロット操作装置18〜20から出力されるパイロット圧を選択して、選択されたパイロット圧を出力する複数のシャトル弁から成るシャトル弁群を備えている。シャトル弁21pは、パイロット操作装置18aから出力される右走行前進側と右走行後進側とのパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択し出力する。同様に、シャトル弁21q〜21vは、それぞれ左走行前後進,バケットダンプ・クラウド,ブーム上げ・下げ,アームダンプ・クラウド,旋回右・左,予備1・予備2の各パイロット圧のうち、大きい方のパイロット圧を選択し出力する。また、シャトル弁21nはブームとアームのパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択して出力し、シャトル弁21oは旋回と予備のパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択して出力する。さらに、シャトル弁21lはシャトル弁21nによって選択されたパイロット圧とバケットパイロット圧のうちの大きい方のパイロット圧を選択して出力し、シャトル弁21mはシャトル弁21nおよびシャトル弁21oのそれぞれによって選択されたパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択し出力する。
【0014】
そして、最終段に設けられたシャトル弁21aは、シャトル弁21pとシャトル弁21lによって選択されたパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を後述の第1減圧弁21cの切換制御信号として導くように設けられている。また、シャトル弁21bは、シャトル弁21qとシャトル弁21mによって選択されたパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を後述の第2減圧弁21dの切換制御信号として導くように設けられている。
【0015】
第1減圧弁21cは、上述のシャトル弁21aから出力されるパイロット圧が切換制御信号として付与される制御部21c1と、パイロットポンプ4から吐出された圧油の入力ポート21c2と、このパイロット一次圧を減圧し、不図示の第1可変容量油圧ポンプの傾転角を制御するためのポンプコントロール圧として第1レギュレータに出力する出力ポート21c3とを備えている。
【0016】
同様に、第2減圧弁21は、シャトル弁21bから出力されるパイロット圧が切換制御信号として付与される制御部21d1と、入力ポート21d2と、不図示の第2可変容量油圧ポンプの傾転角を制御するためのポンプコントロール圧として第2レギュレータに出力する出力ポート21d3とを備えている。
【0017】
そして、上述の第1減圧弁21c,第2減圧弁21dと、上述のシャトル弁21a,21bを含むシャトル弁群とは、1個のシャトルブロック21F内に設けられている。
【0018】
このように構成される従来の油圧駆動装置では、所望のアクチュエータ、例えば走行右モータおよび走行左モータのそれぞれを駆動する場合、次のように動作する。
【0019】
例えば、走行右用パイロット操作装置18aを前進側に操作し、左走行用パイロット操作装置18bを前進側に操作すると、操作に応じたパイロット圧が、シャトルブロック21Fを介し、走行右モータ用方向制御弁の前進側のパイロット室、走行左モータ用方向制御弁の前進側のパイロット室に導かれ、これらの方向制御弁が切り換えられる。
【0020】
一方、右前進側のパイロット圧は、シャトル弁21p,21aを介し、切換信号として第1減圧弁21cの制御部21c1に導かれ、第1減圧弁21cの弁位置がパイロット圧に応じた位置に制御される。同様に、左前進側のパイロット圧が、シャトル弁21q,21bを介し、切換制御信号として第2減圧弁21dの制御部21d1に導かれ、第2減圧弁21cの弁位置がパイロット圧に応じた位置に制御される。
【0021】
各減圧弁21c,21dが各パイロット圧に応じた弁位置に制御されると、パイロットポンプ4からのパイロット一次圧が各減圧弁21c,21dの弁開度に応じて減圧され、各出力ポート21c3,21d3からポンプコントロール圧として第1可変容量形油圧ポンプ、および、第2可変容量形油圧ポンプの各レギュレータに導かれ、各々のポンプ傾転角が制御される。
【0022】
これにより、第1可変容量形油圧ポンプ、および、第2可変容量形油圧ポンプからそれぞれの傾転角に応じた流量が吐出される。
【0023】
第1可変容量形油圧ポンプから吐出される流量は、方向制御弁を介して走行右モータに供給され、第2可変容量形油圧ポンプから吐出される流量は、方向制御弁を介して走行左モータに供給され、走行右モータ、走行左モータが駆動する。
【0024】
以上のような動作において、方向制御弁に付与されるパイロット圧,レギュレータへのポンプコントロール圧,可変容量形油圧ポンプからの吐出流量の時系列的な関係は、図10に示すようなる。
【0025】
パイロット操作装置18を中立状態からフルストロークまで操作すると、パイロット圧は、同図(a)に示すように立上り開始から時間T1で最大圧力値に達する。
【0026】
一方、減圧弁21c,21dは、パイロット圧の立上がりとほぼ同時にスプールが移動し始め(弁が開き始める)、パイロット圧が最大圧力値に達する前に全開状態となる。ポンプコントロール圧は、減圧弁21c,21dのスプールの移動とともに変化し、比較的短時間T2(T2<T1)でポンプ傾転角が変化し始める圧力値Pc1に達し、第1ギュレータ、第2レギュレータに作用する。これに伴い、ポンプ流量も、比較的短時間で増加し始める。
【0027】
また、停止時には、パイロット操作装置18の操作に応じて、パイロット圧が低くなり、ポンプコントロール圧、ポンプ吐出流量も、パイロット圧の低下に伴い低くなる。
【0028】
なお、このパイロット圧、ポンプコントロール圧、およびポンプ流量の関係は、他のアクチュエータを操作するときも同様である。
【0029】
このように、従来の油圧駆動装置では、減圧弁21c,21dを介し、パイロットポンプからの一次圧を減圧しポンプコントロール圧として生成するようになっているため、パイロット操作装置18〜20から出力されるパイロット圧を、第1レギュレータおよび第2レギュレータのそれぞれに短時間で作用させることができる。これにより、パイロット操作装置18〜20の操作に対するアクチュエータの応答性を向上させることができる。
【0030】
なお、この種の公知技術として、特開平11−82416号公報に示されるものがある。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように応答性の優れた従来の油圧駆動装置では、パイロット圧の増加に対するポンプ流量の増加速度が速すぎ、方向制御弁のスプールが移動する以前に可変容量形油圧ポンプからの吐出流量が増加し、特に起動時にショックが生じるという問題がある。すなわち、方向制御弁が開状態となる以前にポンプ吐出流量が増加するため、開状態となった途端にアクチュエータに圧油が一気に流れ込み、作業機、旋回体、および走行体が急激に動作し、このような動作に伴なって、建設機械の車体には、ゆれや、衝撃によるショックなどが発生し、乗り心地あるいは操作性が悪くなりやすいという問題があった。
【0032】
本発明の目的は、上述の問題を考慮してなされたのもで、パイロット操作装置の操作によるパイロット圧の立上りに伴なって吐出されるポンプ流量の増加速度を遅くすることができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【0048】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項に係る発明は、可変容量形油圧ポンプと、パイロットポンプと、前記可変容量形油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御するレギュレータと、前記可変容量形油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動するアクチュエータと、前記可変容量形油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、前記パイロットポンプに接続され、前記方向切換弁を操作するパイロット操作装置と、このパイロット操作装置から出力されるパイロット圧が切換制御信号として付与される制御部を有し、前記パイロットポンプからの吐出圧を減圧しポンプコントロール圧として前記レギュレータに出力する減圧弁と、前記パイロット操作装置から出力されるパイロット圧を選択し、この選択されたパイロット圧を前記減圧弁の前記制御部に出力するシャトル弁を含む複数のシャトル弁から成るシャトル弁群とを備えている建設機械の油圧駆動装置において、前記減圧弁と前記パイロットポンプとを接続する管路に第1絞りを設け前記減圧弁と前記レギュレータとを接続する管路に第2絞りを設け、前記減圧弁、前記シャトル弁群、前記第1絞り、および前記第2絞りを内蔵するシャトルブロックを設けたことを特徴とする
【0049】
このように構成した請求項に係る発明では、アクチュエータを駆動させるに際し、次のように動作する。
【0050】
パイロット操作装置が操作されると、操作に応じたパイロット圧が、一方では、シャトルブロックを介して方向制御弁に付与され、方向制御弁がパイロット圧に応じた弁位置に切り換わる。
【0051】
同時に、このパイロット圧は、シャトル弁群によって選択されて、切換制御信号として減圧弁の制御部に付与される。これにより、この減圧弁は、パイロット圧に応じた弁位置に切り換わり、パイロットポンプからの吐出圧が入力される。
【0052】
この間、第1絞りにより、パイロットポンプからの吐出圧が絞られる。これにより、減圧弁に入力されるパイロット圧は、立ち上が緩やかになる。
【0053】
そして、減圧弁は、減圧したパイロット圧をポンプコントロール圧としてレギュレータに出力する。
【0054】
この間、第2絞りにより、減圧弁から出力されたポンプコントロール圧がさらに絞られる。これにより、レギュレータに出力されるポンプコントロール圧を、さらに緩やかに立ち上げることができる。
【0055】
そして、レギュレータは、ポンプコントロール圧の立上りの緩やかさに応じて可変容量形油圧ポンプの流量を徐々に増加させる。
【0056】
このようにして、請求項に係る発明では、パイロット操作装置の操作によるパイロット圧の立上りに伴なって吐出されるポンプ流量の増加速度を遅くすることができる。
【0072】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建設機械の油圧駆動装置の実施形態について図に基づいて説明する。
【0073】
図1は、本発明の第1の実施形態を示す油圧回路図である。図2は、図1に示す第1の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。図3は、図1に示す第1の実施形態のパイロット圧、ポンプコントロール圧、およびポンプ流量の関係を示すタイムチャートである。なお、図1,2に示す符号のうち、前述の図9,10に示した構成要素と同等のものには同じ符号を付している。
【0074】
第1の実施形態は、建設機械、例えば油圧ショベルに備えられるもので、次のように構成している。
【0075】
すなわち、この第1の実施形態は、図1に示すように、エンジン1によって駆動する例えば2つの可変容量形油圧ポンプ、すなわち第1可変容量形油圧ポンプ2および第2可変容量形油圧ポンプ3と、パイロットポンプ4とを備えている。また、第1可変容量形油圧ポンプ2から吐出される圧油の流量を制御する第1レギュレータ5、および第2可変容量形油圧3ポンプから吐出される圧油の流量を制御する第2レギュレータ6を備えている。また、パイロットポンプ4の吐出圧、すなわちパイロット一次圧を規定するパイロットリリーフ弁17を備えている。
【0076】
また、この第1の実施形態は、上述の第1可変容量形油圧ポンプ2および上述の第2可変容量形油圧ポンプ3の少なくとも一方から吐出された圧油によって駆動する不図示の第1アクチュエータおよび不図示の第2アクチュエータを備えている。第1アクチュエータとしては、例えば、走行右モータ、バケットシリンダ、第1ブームシリンダ、および第2アームシリンダが設けられ、また、第2アクチュエータとしては、走行左モータ、第2ブームシリンダ、第1アームシリンダ、旋回モータ、および、ブレーカ等のアタッチメントを駆動する予備アクチュエータが設けられている。
【0077】
また、この第1の実施形態は、上述した走行右モータ、走行左モータによって駆動する不図示の走行体と、上述した旋回モータによって旋回する不図示の旋回体と、上述の第1,第2ブームシリンダ、上述の第1,第2アームシリンダ、および上述のバケットシリンダ、すなわちフロント駆動用アクチュエータのそれぞれによって駆動する不図示のブーム、アーム、およびバケットとを備えている。
【0078】
また、この第1の実施形態は、図1に示すように、上述の第1アクチュエータおよび第2アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁を内蔵するコントロールバルブ7を備えている。
【0079】
このコントロールバルブ7は、上述の第1可変容量形油圧ポンプ2および第2可変容量形油圧ポンプ3の少なくとも一方から第1アクチュエータ、第2アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する第1方向制御弁、第2方向制御弁を備えている。
【0080】
すなわち、第1方向制御弁は、例えば走行右用方向制御弁8、バケット用方向制御弁9、第1ブーム用方向制御弁10、および第2アーム用方向制御弁11である。また、第2方向制御弁は、例えば旋回用方向制御弁12、第1アーム用方向制御弁13、第2ブーム用方向制御弁14、予備用方向制御弁15、および走行左用方向制御弁16である。
【0081】
また、この第1の実施形態は、上述のパイロットポンプ4に接続され、上述の第1アクチュエータおよび上述の第2アクチュエータを操作する前述の図8に示すパイロット操作装置18〜20を備えている。
【0082】
すなわち、走行用パイロット操作装置18は、右側の走行体に対し前後進を指示する走行右用操作部18aと、左側の走行体に対し前後進を指示する走行左用操作部18bとによって構成されている。また、パイロット操作装置19は、バケットクラウドおよびバケットダンプの操作を行うバケット用操作部19aと、ブーム上げおよびブーム下げの操作を行うブーム用操作部19bとによって構成されている。また、パイロット操作装置20は、アームクラウドおよびアームダンプの操作を行うアーム用操作部20aと、旋回体の右旋回および左旋回操作を行う旋回用操作部20bとによって構成されている。
【0083】
また、この第1の実施形態は、図2に示すように、上述のパイロット操作装置18〜20から出力されるパイロット圧を付与されて切り換わる第1減圧弁21cおよび第2減圧弁21dを備えている。
【0084】
第1減圧弁21cは、パイロット圧が切換制御信号として付与される制御部21cと、パイロットポンプ4からの吐出圧が入力される第1ポート21c2と、減圧したパイロット圧をポンプコントロール圧として上述の第1レギュレータ5に出力する第2ポート21c3とを備えている。
【0085】
同様に、第2の減圧弁21dは、パイロット圧が切換制御信号として付与される制御部21d1と、パイロットポンプ4からの吐出圧が入力される第1ポート21d2と、減圧したパイロット圧をポンプコントロール圧として上述の第2レギュレータ6に出力する第2ポート21d3とを備えている。
【0086】
また、この第1の実施形態は、同図2に示すように、上述のパイロット操作装置18〜20から出力されるパイロット圧を選択して出力するシャトル弁群を備えている。
【0087】
すなわち、前述の従来技術と同様に、シャトル弁21pは、パイロット操作装置18aから出力される右走行前進側と右走行後進側とのパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択し出力する。同様に、シャトル弁21q〜21vは、それぞれ左走行前後進,バケットダンプ・クラウド,ブーム上げ・下げ,アームダンプ・クラウド,旋回右・左,予備1・予備2の各パイロット圧のうち、大きい方のパイロット圧を選択し出力する。また、シャトル弁21nはブームとアームのパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択して出力し、シャトル弁21oは旋回と予備のパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択して出力する。さらに、シャトル弁21lはシャトル弁21nによって選択されたパイロット圧とバケットパイロット圧のうちの大きい方のパイロット圧を選択して出力し、シャトル弁21mはシャトル弁21nおよびシャトル弁21oのそれぞれによって選択されたパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を選択し出力する。
【0088】
そして、最終段に設けられたシャトル弁21aは、シャトル弁21pとシャトル弁21lによって選択されたパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を上述の第1減圧弁21cの切換制御信号として導くように設けられている。また、シャトル弁21bは、シャトル弁21qとシャトル弁21mによって選択されたパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧を上述の第2減圧弁21dの切換制御信号として導くように設けられている。
【0089】
特に、この第1の実施形態では、同図2に示すように、第1減圧弁21cの第1ポート21c2および第2減圧弁21dの第1ポート21d2のそれぞれと、パイロットポンプ4とを接続する管路22に、第1絞り21eを設けている。
【0090】
また、第1減圧弁21cの第2ポート21c3と、第1レギュレータ5とを接続する管路23に、第2絞り21fを設けている。
【0091】
さらに、第2減圧弁21dの第2ポート21d3と、第2レギュレータ5とを接続する管路24に、第3絞り21gを設けている。
【0092】
そして、上述の第1減圧弁21c、上述の第2減圧弁21d、上述のシャトル弁21a,21b,21l〜21v、上述の第1絞り21e、上述の第2絞り21f、および上述の第3絞り21gをシャトルブロック21Aに内蔵している。
【0093】
このように構成した第1の実施形態は、所望のアクチュエータ、例えば走行右モータおよび走行左モータのそれぞれを駆動させるに際し、次のように動作する。
【0094】
例えば、パイロット操作装置18の走行右用操作部18aおよび走行左用操作部18bを前進側に操作すると、操作に応じたパイロット圧が、これらの走行操作部18a、18bのそれぞれから出力され、シャトルブロック21Aを介し、走行右用方向制御弁8のパイロット室、走行左用方向制御弁16のパイロット室に導かれ、これらの方向制御弁8,16を切り換える。
【0095】
一方、右前進側のパイロット圧は、図2に示すように、シャトル弁21p,21aを介し、切換制御信号として第1減圧弁21cの制御部21c1に導かれ、これにより、第1減圧弁21cがパイロット圧に応じた弁位置に切り換えられる。同様に、左前進側のパイロット圧は、シャトル弁21q,21bを介し、切換制御信号として第2減圧弁21dの制御部21d1に導かれ、これにより、第2減圧弁21dがパイロット圧に応じた弁位置に切り換えられる。
【0096】
これに伴ない、パイロットポンプ4から吐出されてシャトルブロック21A内の管路22に導かれたパイロット一次圧は、第1減圧弁21cの第1ポート21c2および第2減圧弁21dの第1ポート21d2のそれぞれに入力される。
【0097】
この間、上述の管路22では、第1絞り21eにより、パイロット一次圧が絞られる。これにより、第1減圧弁21cの第1ポート21c2および第2減圧弁21dの第1ポート21d2のそれぞれに入力されるパイロット圧は立上りが緩やかになる。
【0098】
そして、第1減圧弁21cは、入力されたパイロット圧を減圧し、ポンプコントロール圧として第2ポート21c3から管路23に出力する。同様に、第2減圧弁21dは、入力されたパイロット圧を減圧し、ポンプコントロール圧として第2ポート21d3から管路24に出力する。
【0099】
この間、上述の管路23では、第2絞り21fにより、第1減圧弁21cの第2ポート21c3から出力されたポンプコントロール圧が絞られ、このポンプコントロール圧の立上りがさらに緩やかになる。同様に、上述の管路24でも、第3絞り21gにより、第2減圧弁21dの第2ポート21d3から出力されたポンプコントロール圧が絞られ、このポンプコントロール圧の立上りがさらに緩やかになる。
【0100】
そして、第1レギュレータ5、第2レギュレータ6は、ポンプコントロール圧の立上りの緩やかさに応じて、第1可変容量形油圧ポンプ2、第2可変容量形油圧ポンプ3の流量を徐々に増加させる。これにより、第1可変容量形油圧ポンプ2は、走行右用方向制御弁8を介して走行右モータに圧油を徐々に供給する。同様に、第2可変容量形油圧ポンプ3は、走行左用方向制御弁16を介して走行左モータに圧油を徐々に供給する。
【0101】
以上のような動作において、走行右用方向制御弁8、走行左用方向制御弁16に付与されるパイロット圧と、第1レギュレータ5、第2レギュレータ6へ付与されるポンプコントロール圧と、第1可変容量形油圧ポンプ2、第2可変容量形油圧ポンプ3から吐出される吐出流量との時系列的な関係は、図3(a)〜(c)に示すようになる。
【0102】
パイロット操作装置18を中立状態からフルストロークまで操作すると、パイロット圧は、同図(a)に示すように、急激に立上り、この立上り開始から時間T1で最大圧力値に達する。
【0103】
このとき、まず、第1絞り21eによって、減圧弁21c,21dのそれぞれに入力されるパイロット圧の立上りが緩やかになる。次に、第2絞り21f、第3絞り21gによって、レギュレータ5,6に付与されるポンプコントロール圧の立上りが緩やかになる。すなわち、ポンプコントロール圧は、減圧弁21c、21dのスプールの移動とともに変化し、同図(b)に示すようにパイロット圧の立上り速度に比べて遅い速度で立ち上がり、前述の従来技術の時間T2よりも遅い時間T3(T2<T3<T1)でポンプ傾転角が変化し始める圧力値Pc1に達して、レギュレータ5,6に緩やかに作用する。
【0104】
これにより、同図(c)に示すように、ポンプ流量を徐々に増加させ、時間T1でポンプ流量は、前述の従来技術のポンプ流量Q1よりも少ないポンプ流量Q2とすることができる。
【0105】
また、停止時には、パイロット操作装置18の操作に応じてパイロット圧が立ち下がる。
【0106】
このとき、レギュレータ5,6のそれぞれに作用していたポンプコントロール圧は、第2絞り21f、第3絞り21gを通過してドレンに戻る。すなわち、ポンプコントロール圧は、同図(b)の1点鎖線Cに示すように立上り時と比べれば速く立ち下がるものの、前述の従来技術に比べれば緩やかに立ち上がり、最小圧力値で一定となる。このとき、ポンプ流量は、ポンプコントロール圧の立下りに応じて、同図(c)の1点鎖線Eに示すように比較的緩やかに立ち下がり、最小圧力値で一定となる。
【0107】
また、パイロット操作装置18を中立状態からフルストロークまでの操作を繰り返し、走行モータを連続動作させる場合では、パイロット圧が立ち下がってから実線Aに示すように再び立が上るのに応じて、ポンプコントロール圧は、最小圧力値付近まで比較的緩やかに立ち下がってから再び同図(b)の実線Bで示すように立ち上がる。そして、ポンプ流量は、ポンプコントロール圧が圧力値Pc1に達すると、立下りから立上りに転じて同図(c)実線Dで示すように増加する。すなわち、可変容量形油圧ポンプ2,3のポンプ傾転は、最小傾転に至る前に再び流量を増加し始める。
【0108】
なお、上述の絞り21e,21f,21gは、他のアクチュエータを駆動させる際にも同様に作用し、パイロット圧、ポンプコントロール圧、およびポンプ流量の時系列的な関係は上述のようになる。
【0109】
このように、第1の実施形態では、第1絞り21eでパイロット一次圧の圧油の流れを絞り、さらに第2絞り21fおよび第3絞り21gのそれぞれでポンプコントロール圧の圧油の流れを絞ることによって、パイロット操作装置18〜20の操作によるパイロット圧の立上りに伴なって吐出されるポンプ流量の増加速度を遅くすることができる。これにより、作業機、旋回体、および走行体を緩やかに起動させることができる。したがって、作業機、旋回体、および走行体の急激な動作を防止でき、従来よりも乗り心地を良くすることができる。また、従来よりも操作性を向上させることができる。
【0110】
また、第1の実施形態では、パイロット圧の立下り時には、ポンプコントロール圧は第2絞り21f、第3絞り21gを通過することによって比較的緩やかに立ち下がり、これにより、作業機、旋回体、および走行体を比較的緩やかに停止させることができ、この場合も良好な乗り心地を確保できる。さらに、作業機、旋回体、および走行体の連続動作に際しては、可変容量形油圧ポンプ2,3の傾転が最小値に至らない状態で流量を供給でき、円滑な動作を実現できる。
【0111】
図4は、本発明の第2の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【0112】
この第2の実施形態に備られるシャトルブロック21Bには、図4に示すように、第1絞り21eだけを内蔵する構成にしている。その他の構成は第1の実施形態と同様の構成にしている。
【0113】
このように構成した第2の実施形態では、第1絞り21eでパイロット一次圧を絞ることによって、パイロット操作装置18〜20の操作によるパイロット圧の立上りに伴なって吐出されるポンプ流量の増加速度を遅くすることができる。これにより、作業機、旋回体、および走行体の急激な動作防止でき、従来よりも乗り心地を良くすることができる。
【0114】
図5は、本発明の第3の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【0115】
この第3の実施形態に備えられるシャトルブロック21Cには、図5に示すように、第2絞り21fおよび第3絞り21gだけを内蔵した構成にしている。その他の構成は第1,第2実施形態と同様の構成にしている。
【0116】
このように構成した第3の実施形態では、第2絞り21fで第1減圧弁21cの第2ポートから出力されるポンプコントロール圧の圧油の流れを絞り、第3の絞り21gで第2減圧弁21dの第2ポートから出力されるポンプコントロール圧の圧油の流れを絞る。これにより、パイロット操作装置18〜20の操作によるパイロット圧の立上りに伴なって吐出されるポンプ流量の増加速度を遅くすることができ、作業機、旋回体、および走行体の急激な動作防止でき、従来よりも乗り心地を良くすることができる。
【0117】
図6は、本発明の第4の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【0118】
この第4の実施形態は、上述の第1〜第3の実施形態のシャトルブロック21A〜21Cに代えてシャトルブロック21Dを備えている。その他の構成は第1〜第3の実施形態と同様の構成にしている。
【0119】
すなわち、この第4の実施形態に備えられるシャトルブロック21Dには、前述の第1絞り21e、第2絞り21f、および第3絞り21gのいずれも内蔵せず、別に第1絞り21h,第2絞り21iを内蔵した構成にしている。
【0120】
第1絞り21hは、第1減圧弁21cの制御部21c1と、シャトル弁21aとを接続する管路25に設けている。
【0121】
第2絞り21iは、第2の減圧弁21dの制御部21d1と、シャトル弁21d1とを接続する管路26に設けている。
【0122】
このように構成した第4の実施形態では、第1絞り21h、第2絞り21iにより、シャトル弁21a、シャトル弁21bから出力されるパイロット圧が絞られて、第1減圧弁21cの制御部21c1、第2減圧弁21dに付与される切換制御信号が緩やかに立ち上がる。これにより、減圧弁21c、21dは徐々に切り換わる。
【0123】
これに伴なって、これらの第1減圧弁21cの第1ポート21c2、第2減圧弁21dの第1ポート21d2には、パイロットポンプ4からの減圧用圧が徐々に入力され、第1減圧弁21c、第2減圧弁21dの第2ポート21c3,21d3から立上りの緩やかなポンプコントロール圧が第1レギュレータ5、第2レギュレータ6に出力される。これにより、第1レギュレータ5、第2レギュレータ6は、第1可変容量形油圧ポンプ5、第2可変容量形油圧ポンプ6のポンプ流量を徐々に増加させる。
【0124】
したがって、前述した各実施形態におけるのと同様に、作業機、旋回体、および走行体の急激な動作を防止でき、乗り心地を良くすることができる。
【0125】
図7は、第5の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【0126】
この第5の実施形態は、上述の第1〜第4の実施形態のそれぞれのシャトルブロック21A〜21Dに代えて、シャトルブロック21Eを備えている。その他の構成は第1〜第4の実施形態と同様の構成にしている。
【0127】
すなわち、第1〜第4の実施形態のシャトルブロック21A〜21Dには、第1減圧弁21cおよび第2減圧弁21dを設けられているが、この第5の実施形態に備えられるシャトルブロック21Eには、減圧弁21c,21dが設けられていない。つまり、このシャトルブロック21Eは、シャトル弁21aおよびシャトル弁21bを含むシャトル弁群と、シャトル弁21aと第1レギュレータ5を接続する管路27と、シャトル弁21bと第2レギュレータ6を接続する管路28と、これらの管路27,28のそれぞれに設けられる第1絞り21j,第2絞り21kとを内蔵している。
【0128】
このように構成した第5の実施形態では、絞り21jが、シャトル弁21aから出力されるパイロット圧を絞り、ポンプコントロール圧の立上りを緩やかにする。また、絞り21kが、シャトル弁21bから出力されるパイロット圧を絞り、ポンプコントロール圧の立上りを緩やかにする。これにより、第1レギュレータ5は、第1可変容量形油圧ポンプ2の流量を徐々に増加させ、第2レギュレータ6は、第2可変容量形油圧ポンプ3の流量を徐々に増加させる。したがって、この第5の実施形態でも、第1〜第4の実施形態と同様にポンプの流量の増加速度を遅くすることができる。
【0129】
【発明の効果】
以上のように、発明では、絞りによって、ポンプコントロール圧の立上りを緩やかにし、可変容量形油圧から吐出される流量の増加速度を遅くすることができ、これにより、アクチュエータの急激な動作防止でき、従来よりも乗り心地を良くすることができる。また、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の建設機械の油圧駆動装置の第1の実施形態を示す油圧回路図である。
【図2】図1に示す第1の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【図3】図1に示す第1の実施形態のパイロット圧、ポンプコントロール圧、およびポンプ流量の関係を示すタイムチャートである。
【図4】本発明の第2の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【図6】本発明の第4の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【図7】本発明の第5の実施形態に備えられるシャトルブロックの構成を示す図である。
【図8】従来の油圧ショベルの油圧駆動装置に備えられるパイロット操作装置の構成を示す図である。
【図9】従来の油圧ショベルの油圧駆動装置に備えられるシャトルブロックの構成の一例を示す図である。
【図10】図9に示すシャトルブロックを備えている従来の油圧駆動装置におけるパイロット圧、ポンプコントロール圧、およびポンプ流量の関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン
2 第1可変容量形油圧ポンプ
3 第2可変容量形油圧ポンプ
4 パイロットポンプ
5 第1レギュレータ
6 第2レギュレータ
7 コントロールバルブ
8 走行右用方向制御弁
9 方向制御弁
10 第1ブーム方向制御弁
11 第2アーム方向制御弁
12 旋回用方向制御弁
13 第1アーム方向制御弁
14 第2ブーム方向制御弁
15 予備用方向制御弁
16 走行左用方向制御弁
17 パイロットリリーフ弁
18 パイロット操作装置
18a 走行左用操作部
18b 走行右用操作部
19 パイロット操作装置
19a バケット用操作部
19b ブーム用操作部
20 パイロット操作装置
20a アーム用操作部
20b 旋回用操作部
21A シャトルブロック
21B シャトルブロック
21C シャトルブロック
21D シャトルブロック
21E シャトルブロック
21a シャトル弁
21b シャトル弁
21c 第1減圧弁
21d 第2減圧弁
21e 絞り
21f 絞り
21g 絞り
21h 絞り
21i 絞り
21j 絞り
21k 絞り
22 管路
23 管路
24 管路
25 管路
26 管路
27 管路
28 管路

Claims (1)

  1. 可変容量形油圧ポンプと、
    パイロットポンプと、
    前記可変容量形油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御するレギュレータと、
    前記可変容量形油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動するアクチュエータと、
    前記可変容量形油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、
    前記パイロットポンプに接続され、前記方向切換弁を操作するパイロット操作装置と、
    このパイロット操作装置から出力されるパイロット圧が切換制御信号として付与される制御部を有し、前記パイロットポンプからの吐出圧を減圧しポンプコントロール圧として前記レギュレータに出力する減圧弁と、
    前記パイロット操作装置から出力されるパイロット圧を選択し、この選択されたパイロット圧を前記減圧弁の前記制御部に出力するシャトル弁を含む複数のシャトル弁から成るシャトル弁群とを備えている建設機械の油圧駆動装置において、
    前記減圧弁と前記パイロットポンプとを接続する管路に第1絞りを設け
    前記減圧弁と前記レギュレータとを接続する管路に第2絞りを設け、
    前記減圧弁、前記シャトル弁群、前記第1絞り、および前記第2絞りを内蔵するシャトルブロックを設けたことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
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