JP3955521B2

JP3955521B2 - Hydraulic drive

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Publication number: JP3955521B2
Application number: JP2002322673A
Authority: JP
Inventors: 勇輔梶田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: JP2004156696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられ、複数の油圧シリンダによる複合操作時、その複合操作に係る油圧シリンダのうちのいずれかの油圧シリンダの増速を実現させることのできる油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設機械に備えられる油圧駆動装置として、アームシリンダの収縮と、ブームシリンダの収縮とを同時に実施するアームクラウド・ブーム下げの複合操作時にあって、ブームシリンダのボトム圧がアームシリンダの駆動圧よりも高い時に、ブームシリンダのロッド側の圧油の一部をアームシリンダのロッド側に供給し、アームシリンダの収縮作動速度を増速させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、上述の従来技術とほとんど同様であるが、アームシリンダを伸長あるいは収縮させるとともに、ブームシリンダを収縮させる複合操作に際し、ブームシリンダのボトム圧がアームシリンダの駆動圧よりも高い場合に、ブームシリンダのロッド側の圧油の一部をアームシリンダに供給し、アームシリンダの作動速度を増速させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献２。）。
【０００４】
すなわち、上述した技術はいずれも、建設機械に備えられる主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する例えばブームシリンダすなわち第１油圧シリンダと、アームシリンダすなわち第２油圧シリンダを備えるとともに、第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダのいずれかの駆動圧が所定圧以上の高圧となったときに、第１油圧シリンダと第２油圧シリンダとを連通させ、第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダのうちの一方側からの圧油を、他方側の油圧シリンダに供給して、この他方側の油圧シリンダの作動速度を増速させる連通制御手段を備えたものである。
【０００５】
【特許文献１】
実開平６−３４０６３号公報（段落番号００２０，００２１、図２）
【０００６】
【特許文献２】
実開平６−３４０６４号公報（段落番号００２３，００２４、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１，２には示されていないが、この種の建設機械に備えられる油圧駆動装置には、一般に、主油圧ポンプの吐出圧の最大圧を規定する主リリーフ弁と、上述した第１，第２油圧シリンダそれぞれの駆動圧の最大圧を規定するオーバロードリリーフ弁とが設けられている。
【０００８】
このような主リリーフ弁、オーバロードリリーフ弁を備えた油圧駆動装置において、上述した第１，第２油圧シリンダの複合操作により当該建設機械で実施される作業時、例えば掘削作業等に、掘削抵抗の増加により第２油圧シリンダの駆動圧が主リリーフ弁のリリーフ圧と同圧となることがある。このような状態に至ると、主油圧ポンプから第２油圧シリンダへの圧油の流入は途絶えるが、第１油圧シリンダ側から第２油圧シリンダへの圧油は供給され続ける。その結果、第２油圧シリンダは、主リリーフ弁のリリーフ圧以上の圧力で駆動することになる。このような状態は、第１油圧シリンダ側から供給される圧油がさらに高圧となり、第１油圧シリンダに関連して設けられるオーバロードリリーフ弁が開放されるまで続いてしまう。
【０００９】
この種の建設機械の上述した第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダによって駆動される駆動体、例えばブーム、アーム等を含むフロント構造物は、一般に第１，第２油圧シリンダが主リリーフ弁のリリーフ圧で駆動することを条件に製作されている。したがって、上述のように通常の作業時に頻繁に主リリーフ弁のリリーフ圧以上の圧力、すなわちオーバロードリリーフ弁のリリーフ圧で第１油圧シリンダ、あるいは第２油圧シリンダが駆動すると、設計時に想定される以上の負荷がフロント構造物にかかってしまう。これにより、フロント構造物に破損を生じる懸念がある。
【００１０】
なお、このような懸念を解消するために、上述ように第１油圧シリンダと第２油圧シリンダとを連通させた際の圧力上昇を許容させる堅牢なフロント構造物とすることが考えられる。すなわち、構造物強度を高めるように製作することが考えられる。しかし、このように構造物強度を高めるように製作すると、材料費が高くなり、製作原価の高騰化を招いてしまう。
【００１１】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、いずれかの油圧シリンダの増速を実現できる複合操作に際し、これらの油圧シリンダによって駆動される駆動体に対する負荷を軽減させることができる油圧駆動装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、建設機械に備えられ、建設機械に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記第１油圧シリンダ及び上記第２油圧シリンダのいずれかの駆動圧が所定圧以上の高圧となったときに、上記第１油圧シリンダと上記第２油圧シリンダとを連通させ、上記第１油圧シリンダ及び上記第２油圧シリンダのうちの所定圧力以上の高圧となっていない一方側の油圧シリンダからの圧油を、所定圧力以上の高圧となった他方側の油圧シリンダに供給可能な連通制御手段を備えた油圧駆動装置において、上記油圧ポンプの吐出圧の最大圧を規定する主リリーフ弁と、上記第１油圧シリンダの駆動圧の最大圧を規定するオーバロードリリーフ弁と、上記第２油圧シリンダの駆動圧の最大圧を規定するオーバロードリリーフ弁とを備えるとともに、上記連通制御手段による上記第１油圧シリンダと上記第２油圧シリンダの連通時に、上記他方側の油圧シリンダの駆動圧の最大圧を、上記一方側の油圧シリンダに係る上記オーバロードリリーフ弁の設定圧よりも低く設定する圧力設定手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、第１，第２油圧シリンダの複合操作時には、主油圧ポンプから第１，第２油圧シリンダのそれぞれに圧油が供給され、これらの第１，第２油圧シリンダが駆動する。このような複合操作時に、第１，第２油圧シリンダのいずれかの駆動圧が所定圧以上の高圧になったとき、例えば第２油圧シリンダの駆動圧が所定圧以上となったとき、連通制御手段を介して、第１，第２油圧シリンダのうちの一方側、例えば第１油圧シリンダから流出される圧油が、他方側すなわち第２油圧シリンダに供給される。これにより第２油圧シリンダの増速を実現できる。
【００１４】
また、このようにして第２油圧シリンダが増速されているときの第２油圧シリンダの駆動圧の最大圧は、第１油圧シリンダに係るオーバロードリリーフ弁の設定圧よりも低く設定されている。したがって、第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダによって駆動される駆動体に対する負荷は、第１油圧シリンダがオーバロードリリーフ圧によって駆動するときの駆動体に対する負荷に比べて軽減される。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、上記連通制御手段が、上記第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上となったときに、上記第１油圧シリンダのロッド側室と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連通させるものから成ることを特徴としている。
【００１６】
このように構成した本発明は、第１，第２油圧シリンダの複合操作時に第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上の高圧となったとき、連通制御手段を介して、第１油圧シリンダのロッド側室から流出される圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に供給され、第２油圧シリンダの伸長作動速度を増速させることができる。
【００１７】
また本発明は、上記発明において、上記連通制御手段が、上記第１油圧シリンダのロッド側室と、上記第２油圧シリンダのボトム側室を連通可能な連通路と、この連通路中に設けられ、上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する逆止弁と、上記第２油圧シリンダのボトム圧が上記所定圧より低いときには上記連通路を遮断し、上記所定圧以上となったときに上記連通路を連通状態に切換える切換弁とを含むことを特徴としている。
【００１８】
このように構成した本発明は、第１，第２油圧シリンダの複合操作時、第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧より低いときには、第１油圧シリンダのロッド側室と第２油圧シリンダのボトム側室を連通可能な連通路が切換弁によって遮断される。したがって、第１油圧シリンダのロッド側室から流出される圧油が、第２油圧シリンダのボトム側室に供給されることはない。すなわち、第２油圧シリンダの伸長作動速度の増速は実施されない。
【００１９】
上述の複合操作中に、第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上になると、切換弁が作動して連通路が連通し、この切換弁及び連通路を介して、第１油圧シリンダのロッド側室から流出される圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に供給される。これにより第２油圧シリンダの伸長作動速度の増速が実現される。なお、このように第２油圧シリンダが増速される間、第２油圧シリンダのボトム側室から第１油圧シリンダのロッド側室に向かって圧油が流れようとすることがあっても、そのような圧油の流れは、連通路に設けた逆止弁で阻止される。したがって、第１油圧シリンダのロッド側室に流入することはない。
【００２０】
また本発明は、上記発明において、上記逆止弁を上記切換弁の内部に設けたことを特徴としている。
【００２１】
このように構成した本発明は、逆止弁を切換弁の内部に設けたので、部品点数を少なくすることができる。
【００２２】
また本発明は、上記発明において、上記圧力設定手段が、上記逆止弁の上流に位置する上記連通路の部分から分岐し、タンクに連通する管路中に配置したリリーフ弁から成ることを特徴としている。
【００２３】
このように構成した本発明は、第２油圧シリンダが増速されているときの第２油圧シリンダの駆動圧の最大圧は、第１油圧シリンダに係るオーバロードリリーフ弁のリリーフ圧よりも低い圧力、すなわち連通路から分岐した管路中に設けたリリーフ弁のリリーフ圧に制限される。
【００２４】
また本発明は、上記発明において、上記圧力設定手段が、上記主リリーフ弁から成るとともに、この主リリーフ弁の上流の管路部分と、上記逆止弁の上流に位置する上記連通路の部分とを連絡する管路を設けたことを特徴としている。
【００２５】
このように構成した本発明は、第２油圧シリンダが増速されているときの第２油圧シリンダの駆動圧の最大圧は、第１油圧シリンダに係るオーバロードリリーフ弁のリリーフ圧よりも低い圧力、すなわち主リリーフ弁のリリーフ圧に制限される。
【００２６】
また本発明は、上記発明において、上記連通制御手段が、上記第２油圧シリンダのボトム圧を検出し、電気信号を出力するボトム圧検出器と、このボトム圧検出器から出力される信号に応じて上記切換弁を切換え制御する制御信号を出力するコントローラとを含むことを特徴としている。
【００２７】
このように構成した本発明は、第１，第２油圧シリンダの複合操作時にボトム圧検出器によって第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上の高圧であることが検出されると、これに応じてコントローラから切換弁に、第１油圧シリンダのロッド側室と、第２油圧シリンダのボトム側室とを連絡可能な連通路を、連通状態に切換える制御信号が出力される。これにより、第１油圧シリンダのロッド側室から流出される圧油が、切換弁、連通路を介して第２油圧シリンダのボトム側室に供給され、第２油圧シリンダの伸長作動速度の増速が実現される。
【００２８】
また本発明は、上記発明において、上記建設機械が油圧ショベルから成り、上記第１油圧シリンダがブームシリンダであり、上記第２油圧シリンダがアームシリンダであることを特徴としている。
【００２９】
このように構成した本発明は、ブーム・アーム複合操作時に、例えばアームシリンダの駆動圧が所定圧以上の高圧となったときに、連通制御手段を介して、例えばブームシリンダから流出される圧油が、アームシリンダに供給され、これによりアームシリンダの増速を実現できる。
【００３０】
このときのアームシリンダの駆動圧の最大圧は、ブームシリンダに係るオーバロードリリーフ弁の設定圧よりも低く設定されている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の油圧駆動装置に係る実施形態を図に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本発明の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【００３３】
この第１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ある。駆動体を構成するフロント構造物を作動させる第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダは、それぞれ例えばブームシリンダ６、アームシリンダ７から成っている。ブームシリンダ６はボトム側室６ａとロッド側室６ｂとを備え、アームシリンダ７もボトム側室７ａとロッド側室７ｂとを備えている。
【００３４】
また、エンジン２０と、このエンジン２０によって駆動される主油圧ポンプ２１及びパイロットポンプ２２と、ブームシリンダ６に供給される圧油の流れを制御するセンタバイパス型のブーム用方向制御弁２３、アームシリンダ７に供給される圧油の流れを制御するセンタバイパス型のアーム用方向制御弁２４とを備えている。さらに、ブーム用方向制御弁２３を切換え制御するブーム用操作装置２５と、アーム用方向制御弁２４を切換え制御するアーム用操作装置２６とを備えている。
【００３５】
主油圧ポンプ２１の吐出管路に、管路２７，２８が接続され、管路２７中にアーム用方向制御弁２４を設けてあり、管路２８中にブーム用方向制御弁２３を設けてある。
【００３６】
ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のボトム側室６ａとは主管路２９ａで接続してあり、ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のロッド側室６ｂとは主管路２９ｂで接続してある。アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のボトム側室７ａとは主管路３０ａで接続してあり、アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のロッド側室７ｂとは主管路３０ｂで接続してある。
【００３７】
ブーム用操作装置２５、アーム用操作装置２６は、例えばパイロット圧を発生させるパイロット式操作装置から成り、パイロットポンプ２２に接続してある。また、ブーム用操作装置２５は、パイロット管路２５ａ，２５ｂを介してブーム用方向制御弁２３の制御室にそれぞれ接続され、アーム用操作装置２６はパイロット管路２６ａ，２６ｂを介してアーム用方向制御弁２４の制御室にそれぞれ接続してある。
【００３８】
また、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧となったときに、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂとアームシリンダ７のボトム側室７ａとを連通させる連通制御手段を備えている。この連通制御手段は例えば、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂとアームシリンダ７のボトム側室７ａとを連通可能な連通路４０と、この連通路４０中に設けられ、アームシリンダ７のボトム側室７ａからブームシリンダ６のロッド側室６ｂ方向への圧油の流れを阻止する逆止弁４１と、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧より低いときには連通路４０を遮断し、所定圧以上の高圧となったときに連通路４０を連通状態に切換える切換弁６４とを含んでいる。この切換弁６４は例えば、制御圧により切換えられるパイロット式切換弁から成っている。
【００３９】
逆止弁４１とアームシリンダ７のボトム側室７ａとの間に位置する連通路４０部分に、アームシリンダ７のボトム圧を検出する制御管路５８を設けてあり、この制御管路５８で検出されるアームシリンダ７のボトム圧に相応する制御圧に応じて切換弁６４を切換え制御するようにしてある。
【００４０】
また、切換弁６４の上流側に位置するタンク通路４２部分と、切換弁６４の下流側に位置するタンク通路４２部分とを連絡するバイパス管路６１と、このバイパス管路６１中に設けた開閉弁、例えばパイロット式逆止弁６２と、一端がブーム操作系のパイロット管路２５ｂに接続され、他端がパイロット式逆止弁６２に接続される制御管路６３とを備えている。
【００４１】
また、アーム用操作装置２６の操作量に応じて連通路４０を流れる流量を制御する第１流量制御手段を備えている。この第１流量制御手段は、逆止弁４１とアームシリンダ７のボトム側室７ａとの間に位置する連通路４０部分に介設した可変絞り５４と、この可変絞り５４とアーム操作系のパイロット管路２６ａとを連絡する制御管路５５とを含んでいる。また、ブーム用操作装置２５の操作量に応じて連通路４０を流れる流量を制御する第２流量制御手段を備えている。この第２流量制御手段は、切換弁６４に設けた可変絞り６４ａと、ブーム操作系のパイロット管路２５ａと切換弁６４の制御室とを連絡する制御管路６５とを含んでいる。
【００４２】
また、この第１実施形態は、主油圧ポンプ２１の吐出圧の最大圧を規定する主リリーフ弁８０と、アームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される駆動圧の最大圧を規定するオーバロードリリーフ弁８１と、アームシリンダ７のロッド側室７ｂに供給される駆動圧の最大圧を規定するオーバロードリリーフ弁８２と、ブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給される駆動圧の最大圧を規定するオーバロードリリーフ弁８３と、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂに供給される駆動圧の最大圧を規定するオーバロードリリーフ弁８４とを備えている。
【００４３】
特に、この第１実施形態は、上述した連通制御手段によるブームシリンダ６とアームシリンダ７の連通時に、他方側の油圧シリンダ、すなわちアームシリンダ７の駆動圧の最大圧を、一方側の油圧シリンダすなわちブームシリンダに係るオーバロードリリーフ弁８４の設定圧よりも低く設定する圧力設定手段を備えている。この圧力設定手段は、逆止弁４１の上流に位置する連通路４０の部分から分岐させた管路８８中に配置され、前述の主リリーフ弁８０とは別体に設けたリリーフ弁８５から成っている。このリリーフ弁８５のリリーフ圧は、ブームシリンダ６に係るオーバロードリリーフ弁８４のリリーフ圧よりも低く設定してある。例えば、主リリーフ弁８０のリリーフ圧と同等のリリーフ圧となるように設定してある。
【００４４】
このように構成した第１実施形態において実施されるブームシリンダ６とアームシリンダ７の複合操作は、以下のとおりである。
【００４５】
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
ブーム用操作装置２５を操作してパイロット管路２５ａにパイロット圧を供給し、同図１に示すように、ブーム用方向制御弁２３を左位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してパイロット管路２６ａにパイロット圧を供給して、アーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２８、ブーム用方向制御弁２３、主管路２９ａを介してブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給され、また、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２７、アーム用方向制御弁２４、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、ブームシリンダ６、アームシリンダ７が共に伸張する方向に作動し、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される。
【００４６】
上述の複合操作の間、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧よりも低い状態にあっては、ブーム用操作装置２５の操作に伴ってパイロット管路２５ａに供給されるパイロット圧が、制御管路６５を介して制御圧として切換弁６４の制御室に与えられるものの、連通路４０、制御管路５８を介して切換弁６４の同じ制御室に与えられる制御圧による力が弱い。すなわち、制御管路５８，６５により導かれる制御圧による力の合力がばね力よりも小さく、切換弁６４は同図１に示す左位置に保持される。この状態では連通路４０は遮断される。したがって、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油がアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給されることはない。
【００４７】
このような状態から、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧となると、連通路４０、制御管路５８を介して切換弁６４の制御室に与えられる制御圧による力が大きくなり、これによって制御管路５８，６５より導かれる制御圧による力の合力がばね力よりも大きくなり、切換弁６４は同図１の右位置に切換えられる。この状態になると、タンク通路４２が切換弁６４によって遮断されるとともに、連通路４０が連通し、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから流出する圧油が、主管路２９ｂ、分岐管路５６を介して連通路４０に供給される。この連通路４０に供給された圧油は、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。すなわち、アームシリンダ７のボトム側室７ａには、主油圧ポンプ２１から吐出され、アーム用方向制御弁２４を介して供給される圧油と、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから供給される圧油とが合流して供給され、これにより、アームシリンダ６の伸長作動速度の増速を実現できる。すなわち、アームクラウドの操作速度を速くすることができる。
【００４８】
なお、このようにアームクラウドの増速がおこなわれる間、ブーム操作系のパイロット管路２５ｂにはパイロット圧が供給されずタンク圧となるので、制御管路６３はタンク圧となりパイロット式逆止弁６２は閉じられた状態に保たれ、バイパス管路６１を介してのタンク連通路４２とタンク４３との連通は遮断される。
【００４９】
また、アーム用操作装置２６の操作によりパイロット管路２６ａにパイロット圧が供給され、そのパイロット圧が制御管路５５に導かれることにより、連通路４０に設けた可変絞り５４が作動する。すなわち、アーム用操作装置２６の操作量に応じた開口量となるように可変絞り５４が作動し、アームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される流量が制御される。
【００５０】
同様に、ブーム用操作装置２５の操作によりパイロット管路２５ａにパイロット圧が供給され、そのパイロット圧が制御管路６５に導かれ、切換弁６４が切換えられたときには、切換弁６４に含まれる可変絞り６４ａが作動する。すなわち、ブーム用操作装置２５の操作量に応じた開口量となるように可変絞り６４ａが作動し、アームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される流量が制御される。
【００５１】
そして特に、上述のような複合操作によりアームシリンダ７の伸長作動速度の増速がおこなわれている間、ブームとアームを介して実施される掘削作業に伴って、アームシリンダ７の駆動圧が上昇したとしても、その駆動圧が主リリーフ弁８０のリリーフ圧に至ると、主油圧ポンプ１からの圧油はアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給されなくなる。また、上述のようにその駆動圧が主リリーフ弁８０のリリーフ圧まで上昇すると、リリーフ弁８５が作動し、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから連通路４０に導かれる圧油は、アームシリンダ７のボトム側室７ａに供給されなくなる。したがって、アームシリンダ７は伸長動作を停止することになる。
【００５２】
［ブーム下げ・アームクラウド操作］
ブーム用操作装置２５を操作してパイロット管路２５ｂにパイロット圧を供給し、ブーム用方向制御弁２３を同図１の右位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してパイロット管路２６ａにパイロット圧を供給し、アーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２８、ブーム用方向制御弁２３、主管路２９ｂを介してブームシリンダ６のロッド側室６ｂに供給される。また前述したように、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２７、アーム用方向制御弁２４、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、ブームシリンダ６が収縮し、アームシリンダ７が伸長し、ブーム下げ・アームクラウド複合操作が実施される。
【００５３】
このような複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路２５ｂにパイロット圧が供給されることに伴い、制御管路６３に制御圧が導かれ、パイロット式逆止弁６２が作動してバイパス管路６１が開かれる。これによりタンク通路４２がタンク４３に連通する。
【００５４】
また、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧になって制御管路５８を介して切換弁６４の制御室に制御圧が導かれたとしても、ブーム用操作系のパイロット管路２５ａには圧が立っていないことから、制御管路６５を介して切換弁６４の制御室に制御圧が導かれることがなく、制御管路５８，６５の制御圧による合力に比べて切換弁６４のばね力が優勢となり、切換弁６４は同図１に示す左位置に保持される。したがって、連通路４０は遮断状態に保持され、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油が連通路４０に供給されることはない。すなわち、このブーム下げ・アームクラウド複合操作に際しては、アームクラウドの増速は実施されない。
【００５５】
なお、アームシリンダ７のロッド側室７ｂに圧油が供給されるアームダンプに係るブーム・アーム複合操作時には、アームシリンダ７のボトム側室７ａがアーム用方向制御弁２６を介してタンク４３に連通することから、連通路４０に圧が立たず、アームシリンダ７の増速は実施されない。
【００５６】
このように構成した第１実施形態にあっては、土砂の掘削作業などにおいて頻繁に実施されるブーム上げ・アームクラウド複合操作において、アームシリンダ７の駆動圧が所定圧以上になったときには、アームシリンダ７のボトム側室７ａにブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油を供給させることができる。これにより、アームシリンダ７の増速を実現でき、この油圧ショベルで実施される作業の能率を向上させることができる。
【００５７】
また、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧であっても、ブームシリンダ６を収縮させるブーム下げを実施する場合には、連通路４０が遮断され、アームシリンダ７の増速は実施されない。すなわち、アームクラウドの操作速度を抑え、ブーム下げ・アームクラウド複合操作による所定の作業形態を維持できる。
【００５８】
そして特に、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に伴って、アームシリンダ７の伸長作動速度の増速を実現させている間に、アームシリンダ７の駆動圧が上昇しても、連通路４０から分岐させた管路８８に設けたリリーフ弁８５により、その駆動圧の最大圧は主リリーフ弁８０のリリーフ圧程度に抑えられ、オーバロードリリーフ弁８４のリリーフ圧に至ることがない。これにより、ブームシリンダ６、アームシリンダ７で駆動されるブーム、アーム、すなわちフロント構造物に対する負荷を軽減でき、このような負荷によるフロント構造物の破損を防止することができる。
【００５９】
なお、上記第１実施形態では、切換弁６４と、アームシリンダ７のボトム側室７ａとの間に位置する連通路４０部分に、アームシリンダ７のボトム側室７ａからブームシリンダ６のロッド側室６ｂ方向への圧油の流れを阻止する逆止弁４１を設けてあるが、図２，３に示すように、切換弁６４の内部に逆止弁４１を設けてもよい。
【００６０】
図２に示す切換弁６４は、可変絞り６４ａの下流側に逆止弁４１を設けてあるとともに、一端が可変絞り６４ａと逆止弁４１との間の油路に接続される分岐路６４ｂを設けてある。この分岐路６４ｂの他端は、リリーフ弁８５が設けられる管路８８に接続可能になっている。
【００６１】
図３に示す切換弁６４は、可変絞り６４ａの上流側に逆止弁４１を設けてあるとともに、上述と同様の分岐路６４ｂを設けてある。
【００６２】
これらの図２，３に示すように、切換弁６４内に逆止弁４１を設けた構成にしたものでは、部品点数を少なくすることができ、これにより製作工数の低減に貢献する。
【００６３】
図４は本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【００６４】
この第２実施形態は、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂとアームシリンダ７のボトム側室７ａとの連通時に、アームシリンダ７の駆動圧の最大圧を、オーバロードリリーフ弁８４の設定圧よりも低く設定する圧力設定手段を、主油圧ポンプ２１の吐出圧を規定する主リリーフ弁８０によって構成してある。
【００６５】
これに伴い、主リリーフ弁８０の上流の管路部分と、逆止弁４１の上流に位置する連通路４０の部分とを連絡する管路８６を設けてある。また、この管路８６中に、主リリーフ弁８０側から連通路４０側への圧油の流れを阻止する逆止弁８７を設けてある。その他の構成は、前述した図１に示す第１実施形態と同じである。
【００６６】
このように構成した第２実施形態におけるブーム・アーム複合操作については、前述した第１実施形態と同じである。
【００６７】
この第２実施形態では、ブーム上げ・アームクラウド複合操作によりアームシリンダ７の伸長作動速度の増速がおこなわれている間に、アームシリンダ７の駆動圧が上昇し、その駆動圧が主リリーフ弁８０のリリーフ圧に至ると、主油圧ポンプ２１からの圧油はアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給されなくなる。また、このとき連通路４０を介してのアームシリンダ７のボトム側室７ａへの圧油の供給も停止する。これらにより、アームシリンダ７は伸長動作を停止する。
【００６８】
このように構成した第２実施形態も、上述した第１実施形態におけるのと同様に、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際してアームシリンダ７が増速しているとき、アームシリンダ７の駆動圧が上昇しても、その駆動圧を主リリーフ弁８０のリリーフ圧程度に抑えることができる。これにより、フロント構造物に対する負荷を軽減でき、このような負荷によるフロント構造物の破損を防止することができる。
【００６９】
また、主リリーフ弁８０に、連通路４０の圧を規定するリリーフ弁を兼ねさせたことから、リリーフ弁の数を低減でき、製作費を抑えることに貢献する。
【００７０】
図５は本発明の第３実施形態を示す油圧回路図、図６は図５に示す第３実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示すブロック図である。
【００７１】
この第３実施形態は、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧になったときに、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂとアームシリンダ７のボトム側室７ａとを連通させる連通制御手段が、連通路４０、逆止弁４１、及び選択的に連通路４０を連通、遮断する切換弁５７の他に次のものを含んでいる。すなわち、連通路４０に設けられ、アームシリンダ７のボトム圧を検出して電気信号を出力するアームボトム圧検出器６６と、このアームボトム圧検出器６０から出力される信号に応じて切換弁５７を切換え制御する制御信号を出力するコントローラ６８と、このコントローラ６８から出力される制御信号の値に応じた制御圧を出力する電気・油圧変換器６９と、この電気・油圧変換器６９と切換弁５７の制御室とを連絡する制御管路５７ａとを含む構成にしてある。
【００７２】
また、アーム操作系のパイロット管路２６ａに、アーム用操作装置２６の操作量を検出し、電気信号を出力するアームパイロット圧検出器６７を備えるとともに、ブーム操作系のパイロット管路２５ａに、ブーム用操作装置２５の操作量を検出し、電気信号を出力するブームパイロット圧検出器７０を備えた構成にしてある。
【００７３】
コントローラ６８は、図６に示すように、アームシリンダ７のボトム圧が高くなるに従って次第に大きくなる値を出力する第１関数発生器６８ａと、アーム操作装置２６の操作量が大きくなるに従って１を上限とする次第に大きくなる値を出力する第２関数発生器８６ｂと、ブーム用操作装置２５の操作量が大きくなるに従って１を上限とする次第に大きくなる値を出力する第３関数発生器６８ｄとを含んでいる。
【００７４】
また、上述した第１関数発生器６８から出力される信号と第２関数発生器６８ｂから出力される信号を掛け合わせる第１乗算器６８ｃと、この第１乗算器６８ｃから出力される信号と第３関数発生器６８ｄから出力される信号を掛け合わせる第２乗算器６８ｅとを含んでいる。第２乗算器６８ｅから出力される制御信号により電気・油圧変換器６９の駆動が制御される。
【００７５】
その他の構成は、前述した第１実施形態と同等である。
【００７６】
このように構成した第３実施形態も、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際して、ブーム用操作装置２５を操作してブーム用方向制御弁２３を左位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してアーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、ブームシリンダ６、アームシリンダ７が伸長し、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される。
【００７７】
このような複合操作の間、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧よりも低い状態にあっては、アームボトム圧検出器６６で検出される信号値が小さく、図６に示すコントローラ６８の第１関数発生器６８ａから第１乗算器６８ｃに出力される信号値は小さくなる。
【００７８】
また、このとき仮に、アーム用操作装置２６の操作量、ブーム用操作装置２５の操作量が小さい場合には、アームパイロット圧検出器６７、ブームパイロット圧検出器７０のそれぞれで検出される信号値が小さくなる。したがって、第１乗算器６８ｃ及び第２乗算器６８ｅでは、それぞれ小さな信号値どうしが掛け合わされ、その結果得られる比較的小さな値の制御信号がコントローラ６８から電気・油圧変換器６９に出力される。
【００７９】
電気・油圧変換器６９は、上述の制御信号に応じて比較的小さな制御圧を制御管路５７ａに出力する。この状態では、切換弁５７の制御室に与えられる制御圧による力がばね力よりも小さく、切換弁５７は図５に示す左位置に保持される。したがって、連通路４０は切換弁５７によって遮断され、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油がアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給されることはない。
【００８０】
このような状態からアームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧となると、アームボトム圧検出器６６で検出される信号値が大きくなり、図６に示すコントローラ６８の第１関数発生器６８ａから第１乗算器６８ｃに出力される信号値は大きくなる。
【００８１】
このとき、アーム用操作装置２６の操作量、ブーム用操作装置２５の操作量が大きくなると、アームパイロット圧検出器６７、ブームパイロット圧検出器７０のそれぞれで検出される信号値が大きくなる。したがって、第１乗算器６８ｃ及び第２乗算器６８ｅでは、それぞれ大きな信号値どうしが掛け合わされる状態となり、その結果得られる大きな値の制御信号がコントローラ６８から電気・油圧変換器６９に出力される。
【００８２】
この制御信号に応じて、電気・油圧変換器６９は、大きな制御圧を制御管路５７ａに出力する。これにより、切換弁５７の制御室に与えられる制御圧による力がばね力よりも大きくなり、切換弁５７は図５の右位置に切換えられる。すなわち、連通路４０が連通する。これに伴って、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから流出する圧油が、分岐管路５６、連通路４０を介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、アームシリンダ７のボトム側室７ａには、アーム用方向制御弁２４を介して供給される主油圧ポンプ２１からの圧油と、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂからの圧油とが合流して供給され、アームシリンダ６を増速させることができる。
【００８３】
なお、このようにアームシリンダ６を増速させている間、アームシリンダ６の駆動圧が上昇し、主リリーフ弁８０のリリーフ圧に至ったときには、前述の第１実施形態におけるのと同様に、連通路４０から分岐させた管路８８に設けたリリーフ弁８５により、その駆動圧の最大圧は主リリーフ弁８０のリリーフ圧程度に抑えられ、オーバロードリリーフ弁８４のリリーフ圧まで上昇することがない。したがって、前述したように、ブーム、アーム、すなわちフロント構造物に対する負荷を軽減でき、このような負荷によるフロント構造物の破損を防止することができる。
【００８４】
また、コントローラ６８に含まれる第２関数発生器６８ｂの関数関係に基づいて、アーム用操作装置２６の操作量に応じてブームシリンダ７の増速を実現でき、また第３関数発生器６８ｄの関数関係に基づいて、ブーム用操作装置２５の操作量に応じてブームシリンダ６を駆動させることができ、オペレータの操作感覚に合うように、アームシリンダ７の円滑な増速と、ブームシリンダ６の駆動を実現させることができる。これにより、ブーム上げ・アームクラウド複合操作の良好な操作性を確保できる。
【００８５】
なお上記各実施形態では、第１油圧シリンダをブームシリンダ６に設定し、第２油圧シリンダをアームシリンダ７に設定してあるが、例えば第２油圧シリンダをバケットシリンダに設定してもよい。このように構成した場合には、バケットリンダの増速を実現できる。
【００８６】
また上記では、センタバイパス型の油圧駆動装置に適用させてあるが、本発明は、これに限られず、クローズドセンタ型の方向制御弁を備えた油圧駆動装置に適用させる構成にしてもよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、連通制御手段による第１油圧シリンダと第２油圧シリンダの連通時に、第１，第２油圧シリンダのいずれか他方側の油圧シリンダの駆動圧を、一方側の油圧シリンダに係るオーバロードリリーフ弁の設定圧よりも低く設定する圧力設定手段を備えたことから、いずれかの油圧シリンダの増速を実現できる複合操作に際し、これらの油圧シリンダによって駆動される駆動体に対する負荷を従来に比べて軽減させることができ、従来懸念されていた上述のような負荷による当該駆動体の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられる切換弁部分の別の構成を示す要部拡大図である。
【図３】図１に示す第１実施形態に備えられる切換弁部分のさらに別の構成を示す要部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図６】図５に示す第３実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
６ブームシリンダ（第１油圧シリンダ）
６ａボトム側室
６ｂロッド側室
７アームシリンダ（第２油圧シリンダ）
７ａボトム側室
７ｂロッド側室
２０エンジン
２１主油圧ポンプ
２２パイロットポンプ
２３ブーム用方向制御弁
２４アーム用方向制御弁
２５ブーム用操作装置
２５ａパイロット管路
２５ｂパイロット管路
２６アーム用操作装置
２６ａパイロット管路
２６ｂパイロット管路
２７管路
２８管路
２９ａ主管路
２９ｂ主管路
３０ａ主管路
３０ｂ主管路
４０連通路（連通制御手段）
４１逆止弁（連通制御手段）
４２タンク通路
４３タンク
５４可変絞り
５５制御管路
５６分岐管路
５７切換弁（連通制御手段）
５７ａ制御管路（連通制御手段）
５８制御管路（連通制御手段）
６１バイパス管路
６２パイロット逆止弁
６３制御管路
６４切換弁（連通制御手段）
６４ａ可変絞り
６４ｂ分岐路
６５制御管路
６６アームボトム圧検出器（連通制御手段）
６７アームパイロット圧検出器
６８コントローラ（連通制御手段）
６８ａ第１関数発生器
６８ｂ第２関数発生器
６８ｃ第１乗算器
６８ｄ第３関数発生器
６８ｅ第２乗算器
６９電気・油圧変換器
７０ブームパイロット圧検出器
８０主リリーフ弁（圧力設定手段）
８１オーバロードリリーフ弁
８２オーバロードリリーフ弁
８３オーバロードリリーフ弁
８４オーバロードリリーフ弁
８５リリーフ弁（圧力設定手段）
８６管路
８７逆止弁
８８管路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is provided in a construction machine such as a hydraulic excavator, and is capable of realizing acceleration of any one of the hydraulic cylinders according to the combined operation when the combined operation is performed by a plurality of hydraulic cylinders. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a hydraulic drive device provided in construction machinery, the bottom pressure of the boom cylinder is the driving pressure of the arm cylinder when performing the combined operation of the arm cloud and the boom lowering that simultaneously perform the contraction of the arm cylinder and the contraction of the boom cylinder. Has been proposed to supply a part of the pressure oil on the rod side of the boom cylinder to the rod side of the arm cylinder at a higher speed to increase the contraction operation speed of the arm cylinder (for example, Patent Documents) 1).
[0003]
In addition, when the bottom pressure of the boom cylinder is higher than the driving pressure of the arm cylinder in the combined operation of expanding or contracting the arm cylinder and contracting the boom cylinder, the boom cylinder A technique has been proposed in which part of the pressure oil on the rod side is supplied to the arm cylinder to increase the operating speed of the arm cylinder (for example, Patent Document 2).
[0004]
That is, each of the above-described techniques includes, for example, a boom cylinder, that is, a first hydraulic cylinder, and an arm cylinder, that is, a second hydraulic cylinder that are driven by pressure oil discharged from a main hydraulic pump provided in the construction machine, and the first hydraulic pressure. When the driving pressure of either the cylinder or the second hydraulic cylinder becomes higher than a predetermined pressure, the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are communicated with each other. Communication control means for supplying pressure oil from one side to the hydraulic cylinder on the other side and increasing the operating speed of the hydraulic cylinder on the other side is provided.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 6-34063 (paragraph numbers 0020, 0021, FIG. 2)
[0006]
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 6-34064 (paragraph numbers 0023 and 0024, FIG. 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Although not shown in Patent Documents 1 and 2 described above, a hydraulic drive device provided in this type of construction machine generally includes a main relief valve that regulates the maximum discharge pressure of the main hydraulic pump, and the above-described hydraulic drive device. An overload relief valve is provided that defines the maximum driving pressure of each of the first and second hydraulic cylinders.
[0008]
In a hydraulic drive apparatus having such a main relief valve and an overload relief valve, excavation resistance, for example, during excavation work or the like during work performed on the construction machine by the combined operation of the first and second hydraulic cylinders described above. As a result, the drive pressure of the second hydraulic cylinder may become the same as the relief pressure of the main relief valve. In such a state, the flow of pressure oil from the main hydraulic pump to the second hydraulic cylinder stops, but the pressure oil from the first hydraulic cylinder side to the second hydraulic cylinder continues to be supplied. As a result, the second hydraulic cylinder is driven at a pressure higher than the relief pressure of the main relief valve. Such a state continues until the pressure oil supplied from the first hydraulic cylinder side becomes higher pressure and the overload relief valve provided in association with the first hydraulic cylinder is opened.
[0009]
A front structure including a driving body driven by the above-described first hydraulic cylinder and second hydraulic cylinder of this type of construction machine, such as a boom, an arm, etc., generally has the first and second hydraulic cylinders as the relief of the main relief valve. It is manufactured on condition that it is driven by pressure. Therefore, when the first hydraulic cylinder or the second hydraulic cylinder is driven at a pressure higher than the relief pressure of the main relief valve, that is, the relief pressure of the overload relief valve, during the normal operation as described above, it is assumed at the time of designing. The above load is applied to the front structure. This may cause damage to the front structure.
[0010]
In order to eliminate such a concern, it is conceivable to provide a robust front structure that allows an increase in pressure when the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are communicated as described above. That is, it is conceivable to manufacture the structure so as to increase the strength of the structure. However, if the structure is manufactured so as to increase the strength of the structure, the material cost becomes high and the manufacturing cost increases.
[0011]
The present invention has been made from the above-described prior art, and its purpose is to reduce the load on the driving body driven by these hydraulic cylinders in the combined operation that can realize the acceleration of any of the hydraulic cylinders. An object of the present invention is to provide a hydraulic drive device that can perform the above-described operation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is provided in a construction machine, provided in the construction machine, and a main hydraulic pump, a first hydraulic cylinder driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump, and a second hydraulic pressure When the drive pressure of any one of the cylinder and the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder is higher than a predetermined pressure, the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are communicated, Of one hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder The pressure is not higher than the specified pressure One side Hydraulic cylinder Pressure oil from , The pressure became higher than the specified pressure In the hydraulic drive device having the communication control means that can be supplied to the other hydraulic cylinder, a main relief valve that defines the maximum discharge pressure of the hydraulic pump and the maximum drive pressure of the first hydraulic cylinder are defined. And an overload relief valve that regulates the maximum driving pressure of the second hydraulic cylinder, and when the communication between the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder is established, There is provided pressure setting means for setting the maximum pressure of the driving pressure of the other hydraulic cylinder lower than the set pressure of the overload relief valve related to the one hydraulic cylinder.
[0013]
In the present invention configured as described above, when the first and second hydraulic cylinders are combined, pressure oil is supplied from the main hydraulic pump to each of the first and second hydraulic cylinders. Drive. When such a combined operation, when the driving pressure of either the first or second hydraulic cylinder becomes higher than a predetermined pressure, for example, when the driving pressure of the second hydraulic cylinder exceeds a predetermined pressure, the communication control Through the means, pressure oil flowing out from one side of the first and second hydraulic cylinders, for example, the first hydraulic cylinder, is supplied to the other side, that is, the second hydraulic cylinder. Thereby, the speed increase of a 2nd hydraulic cylinder is realizable.
[0014]
Further, the maximum pressure of the driving pressure of the second hydraulic cylinder when the second hydraulic cylinder is accelerated in this way is set lower than the set pressure of the overload relief valve related to the first hydraulic cylinder. . Therefore, the load on the drive body driven by the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder is reduced compared to the load on the drive body when the first hydraulic cylinder is driven by the overload relief pressure.
[0015]
Further, the present invention is the above invention, wherein the communication control means is configured such that when the bottom pressure of the second hydraulic cylinder becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the rod side chamber of the first hydraulic cylinder and the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder. It is characterized by consisting of things that communicate with each other.
[0016]
In the present invention configured as described above, when the bottom pressure of the second hydraulic cylinder becomes higher than a predetermined pressure during the combined operation of the first and second hydraulic cylinders, the first hydraulic cylinder is connected via the communication control means. The pressure oil flowing out from the rod side chamber is supplied to the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder, and the extension operation speed of the second hydraulic cylinder can be increased.
[0017]
Further, the present invention is the above invention, wherein the communication control means is provided in the communication path, the communication path capable of communicating the rod side chamber of the first hydraulic cylinder and the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder, A check valve that prevents the flow of pressure oil from the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder toward the rod side chamber of the first hydraulic cylinder, and the communication path when the bottom pressure of the second hydraulic cylinder is lower than the predetermined pressure. A switching valve that shuts off and switches the communication path to a communication state when the pressure exceeds the predetermined pressure.
[0018]
In the present invention configured as described above, when the bottom pressure of the second hydraulic cylinder is lower than a predetermined pressure during the combined operation of the first and second hydraulic cylinders, the rod side chamber of the first hydraulic cylinder and the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder. The communication path capable of communicating is blocked by the switching valve. Therefore, the pressure oil flowing out from the rod side chamber of the first hydraulic cylinder is not supplied to the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder. That is, the extension operation speed of the second hydraulic cylinder is not increased.
[0019]
When the bottom pressure of the second hydraulic cylinder becomes equal to or higher than the predetermined pressure during the above-described combined operation, the switching valve is operated to communicate with the communication path, and the rod side chamber of the first hydraulic cylinder is communicated with the switching valve and the communication path. The pressure oil flowing out from the second hydraulic cylinder is supplied to the bottom chamber of the second hydraulic cylinder. Thereby, an increase in the extension operation speed of the second hydraulic cylinder is realized. It should be noted that while the second hydraulic cylinder is accelerated in this manner, even if pressure oil may flow from the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder toward the rod side chamber of the first hydraulic cylinder, The flow of pressure oil is blocked by a check valve provided in the communication path. Therefore, it does not flow into the rod side chamber of the first hydraulic cylinder.
[0020]
The present invention is characterized in that, in the above invention, the check valve is provided in the switching valve.
[0021]
In the present invention configured as described above, since the check valve is provided inside the switching valve, the number of parts can be reduced.
[0022]
The present invention is also characterized in that, in the above invention, the pressure setting means comprises a relief valve that is branched from a portion of the communication passage located upstream of the check valve and disposed in a conduit communicating with the tank. It is said.
[0023]
In the present invention configured as described above, the maximum pressure of the driving pressure of the second hydraulic cylinder when the second hydraulic cylinder is accelerated is lower than the relief pressure of the overload relief valve related to the first hydraulic cylinder. That is, the pressure is limited to the relief pressure of the relief valve provided in the pipeline branched from the communication passage.
[0024]
Further, the present invention is the above invention, wherein the pressure setting means comprises the main relief valve, a pipe line portion upstream of the main relief valve, and a portion of the communication passage located upstream of the check valve; It is characterized by the provision of a pipe line that communicates.
[0025]
In the present invention configured as described above, the maximum pressure of the driving pressure of the second hydraulic cylinder when the second hydraulic cylinder is accelerated is lower than the relief pressure of the overload relief valve related to the first hydraulic cylinder. That is, it is limited to the relief pressure of the main relief valve.
[0026]
According to the present invention, in the above invention, the communication control means detects a bottom pressure of the second hydraulic cylinder and outputs an electric signal, and a signal output from the bottom pressure detector. And a controller that outputs a control signal for switching the switching valve.
[0027]
In the present invention configured as described above, when the bottom pressure detector detects that the bottom pressure of the second hydraulic cylinder is higher than the predetermined pressure during the combined operation of the first and second hydraulic cylinders, Then, a control signal is output from the controller to the switching valve to switch the communication path capable of communicating the rod side chamber of the first hydraulic cylinder and the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder to the communication state. As a result, the pressure oil flowing out from the rod side chamber of the first hydraulic cylinder is supplied to the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder via the switching valve and the communication path, and the extension operation speed of the second hydraulic cylinder is increased. Is done.
[0028]
In the present invention, the construction machine is a hydraulic excavator, the first hydraulic cylinder is a boom cylinder, and the second hydraulic cylinder is an arm cylinder.
[0029]
The present invention configured as described above is, for example, pressure oil that flows out from the boom cylinder, for example, via the communication control means when the drive pressure of the arm cylinder becomes higher than a predetermined pressure during the boom-arm combined operation. Is supplied to the arm cylinder, whereby the speed of the arm cylinder can be increased.
[0030]
At this time, the maximum driving pressure of the arm cylinder is set lower than the set pressure of the overload relief valve for the boom cylinder.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the hydraulic drive device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
[0033]
The first embodiment is provided in a construction machine, for example, a hydraulic excavator. The first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder that operate the front structure constituting the driving body are, for example, a boom cylinder 6 and an arm cylinder 7, respectively. The boom cylinder 6 includes a bottom side chamber 6a and a rod side chamber 6b, and the arm cylinder 7 also includes a bottom side chamber 7a and a rod side chamber 7b.
[0034]
The engine 20, a main hydraulic pump 21 and a pilot pump 22 driven by the engine 20, a center bypass type boom direction control valve 23 that controls the flow of pressure oil supplied to the boom cylinder 6, and an arm cylinder And a center bypass type directional control valve for arm 24 for controlling the flow of the pressure oil supplied to 7. Further, a boom operation device 25 for switching and controlling the boom direction control valve 23 and an arm operation device 26 for switching and controlling the arm direction control valve 24 are provided.
[0035]
Pipe lines 27 and 28 are connected to the discharge pipe line of the main hydraulic pump 21, an arm direction control valve 24 is provided in the pipe line 27, and a boom direction control valve 23 is provided in the pipe line 28. .
[0036]
The boom direction control valve 23 and the bottom side chamber 6a of the boom cylinder 6 are connected by a main pipeline 29a, and the boom direction control valve 23 and the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 are connected by a main pipeline 29b. The arm direction control valve 24 and the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 are connected by a main conduit 30a, and the arm direction control valve 24 and the rod side chamber 7b of the arm cylinder 7 are connected by a main conduit 30b.
[0037]
The boom operation device 25 and the arm operation device 26 are, for example, pilot-type operation devices that generate pilot pressure, and are connected to the pilot pump 22. Further, the boom operation device 25 is connected to the control chamber of the boom direction control valve 23 via the pilot lines 25a and 25b, respectively, and the arm operation device 26 is connected to the arm direction via the pilot lines 26a and 26b. Each is connected to a control chamber of the control valve 24.
[0038]
Further, communication control means is provided for communicating the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 and the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 when the bottom pressure of the arm cylinder 7 becomes higher than a predetermined pressure. The communication control means is, for example, a communication path 40 that can communicate between the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 and the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7, and the communication path 40. When the check valve 41 that prevents the flow of pressurized oil in the direction of the rod side chamber 6b of the cylinder 6 and the bottom pressure of the arm cylinder 7 are lower than the predetermined pressure, the communication path 40 is shut off, and when the pressure becomes higher than the predetermined pressure And a switching valve 64 for switching the communication path 40 to the communication state. The switching valve 64 is composed of, for example, a pilot type switching valve that is switched by a control pressure.
[0039]
A control line 58 for detecting the bottom pressure of the arm cylinder 7 is provided in the communication path 40 located between the check valve 41 and the bottom chamber 7 a of the arm cylinder 7, and is detected by this control line 58. The switching valve 64 is controlled to switch according to the control pressure corresponding to the bottom pressure of the arm cylinder 7.
[0040]
Also, a bypass passage 61 connecting the tank passage 42 portion located upstream of the switching valve 64 and the tank passage 42 portion located downstream of the switching valve 64, and an opening / closing provided in the bypass conduit 61. A valve, for example, a pilot check valve 62, and a control line 63 having one end connected to the boom operation system pilot line 25 b and the other end connected to the pilot check valve 62 are provided.
[0041]
Further, a first flow rate control means is provided for controlling the flow rate flowing through the communication path 40 in accordance with the operation amount of the arm operating device 26. The first flow rate control means includes a variable throttle 54 provided in a communication passage 40 portion located between the check valve 41 and the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7, and the variable throttle 54 and a pilot pipe for the arm operation system. And a control line 55 communicating with the path 26a. Moreover, the 2nd flow control means which controls the flow volume which flows through the communicating path 40 according to the operation amount of the operation apparatus 25 for booms is provided. The second flow rate control means includes a variable throttle 64a provided in the switching valve 64, and a control line 65 that communicates the boom operation system pilot line 25a with the control chamber of the switching valve 64.
[0042]
In the first embodiment, the main relief valve 80 that regulates the maximum discharge pressure of the main hydraulic pump 21 and the overload relief that regulates the maximum drive pressure supplied to the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 are used. An overload relief valve 82 that regulates the maximum pressure of the drive pressure supplied to the valve 81, the rod side chamber 7b of the arm cylinder 7, and an overload that regulates the maximum of the drive pressure supplied to the bottom side chamber 6a of the boom cylinder 6. A load relief valve 83 and an overload relief valve 84 that regulates the maximum driving pressure supplied to the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 are provided.
[0043]
In particular, in the first embodiment, when the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 are communicated by the above-described communication control means, the maximum hydraulic pressure of the other hydraulic cylinder, that is, the arm cylinder 7, Pressure setting means for setting the pressure lower than the set pressure of the overload relief valve 84 related to the boom cylinder is provided. This pressure setting means is arranged in a pipe 88 branched from a portion of the communication passage 40 located upstream of the check valve 41, and comprises a relief valve 85 provided separately from the main relief valve 80 described above. ing. The relief pressure of the relief valve 85 is set lower than the relief pressure of the overload relief valve 84 associated with the boom cylinder 6. For example, the relief pressure is set to be the same as the relief pressure of the main relief valve 80.
[0044]
The combined operation of the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 implemented in the first embodiment configured as described above is as follows.
[0045]
[Boom raising / arm cloud combined operation]
The boom operating device 25 is operated to supply pilot pressure to the pilot line 25a. As shown in FIG. 1, the boom directional control valve 23 is switched to the left position and the arm operating device 26 is operated. When pilot pressure is supplied to the pilot line 26a and the arm direction control valve 24 is switched to the left position, the pressure oil discharged from the main hydraulic pump 21 is the line 28, the boom direction control valve 23, and the main line 29a. The pressure oil supplied to the bottom chamber 6a of the boom cylinder 6 through the main hydraulic pump 21 and discharged from the main hydraulic pump 21 is supplied to the bottom chamber of the arm cylinder 7 through the pipe 27, the arm direction control valve 24, and the main pipe 30a. 7a. As a result, the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 are operated in the extending direction, and the boom raising / arm cloud combined operation is performed.
[0046]
During the above-described combined operation, when the bottom pressure of the arm cylinder 7 is lower than the predetermined pressure, the pilot pressure supplied to the pilot line 25a in accordance with the operation of the boom operating device 25 is controlled by the control line. Although the control pressure is applied to the control chamber of the switching valve 64 via 65, the force due to the control pressure applied to the same control chamber of the switching valve 64 via the communication path 40 and the control conduit 58 is weak. That is, the resultant force of the control pressure guided by the control lines 58 and 65 is smaller than the spring force, and the switching valve 64 is held at the left position shown in FIG. In this state, the communication path 40 is blocked. Therefore, the pressure oil in the rod side chamber 6 b of the boom cylinder 6 is not supplied to the bottom side chamber 7 a of the arm cylinder 7.
[0047]
From this state, when the bottom pressure of the arm cylinder 7 becomes higher than a predetermined pressure, the force by the control pressure applied to the control chamber of the switching valve 64 via the communication passage 40 and the control pipe 58 increases. Thus, the resultant force of the control pressure guided from the control lines 58 and 65 becomes larger than the spring force, and the switching valve 64 is switched to the right position in FIG. In this state, the tank passage 42 is blocked by the switching valve 64, the communication passage 40 is communicated, and the pressure oil flowing out from the rod side chamber 6 b of the boom cylinder 6 passes through the main pipeline 29 b and the branch pipeline 56. It is supplied to the communication path 40. The pressure oil supplied to the communication passage 40 is supplied to the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 through the main pipeline 30a. That is, pressure oil discharged from the main hydraulic pump 21 and supplied via the arm direction control valve 24 to the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 and pressure oil supplied from the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 Are combined and supplied, whereby an increase in the extension operation speed of the arm cylinder 6 can be realized. That is, the operation speed of the arm cloud can be increased.
[0048]
During the acceleration of the arm cloud in this way, pilot pressure is not supplied to the pilot operation line 25b of the boom operation system and tank pressure is obtained, so that the control line 63 becomes tank pressure and the pilot check valve. 62 is kept closed, and the communication between the tank communication path 42 and the tank 43 through the bypass pipe 61 is blocked.
[0049]
Further, the pilot pressure is supplied to the pilot line 26 a by the operation of the arm operating device 26, and the pilot pressure is guided to the control line 55, whereby the variable throttle 54 provided in the communication path 40 is operated. That is, the variable throttle 54 is operated so as to have an opening amount corresponding to the operation amount of the arm operating device 26, and the flow rate supplied to the bottom side chamber 7 a of the arm cylinder 7 is controlled.
[0050]
Similarly, when the pilot pressure is supplied to the pilot line 25a by the operation of the boom operating device 25, the pilot pressure is guided to the control line 65, and the switching valve 64 is switched, the variable included in the switching valve 64 is included. The iris 64a is activated. That is, the variable throttle 64a is operated so as to have an opening amount corresponding to the operation amount of the boom operation device 25, and the flow rate supplied to the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 is controlled.
[0051]
In particular, while the extension operation speed of the arm cylinder 7 is increased by the combined operation as described above, the driving pressure of the arm cylinder 7 increases with excavation work performed through the boom and the arm. Even so, when the drive pressure reaches the relief pressure of the main relief valve 80, the pressure oil from the main hydraulic pump 1 is not supplied to the bottom side chamber 7 a of the arm cylinder 7. As described above, when the drive pressure rises to the relief pressure of the main relief valve 80, the relief valve 85 is activated, and the pressure oil guided from the rod side chamber 6 b of the boom cylinder 6 to the communication passage 40 is supplied to the arm cylinder 7. It is no longer supplied to the bottom chamber 7a. Therefore, the arm cylinder 7 stops the extending operation.
[0052]
[Boom lowering / arm cloud operation]
The boom operating device 25 is operated to supply pilot pressure to the pilot conduit 25b, the boom direction control valve 23 is switched to the right position in FIG. 1, and the arm operating device 26 is operated to operate the pilot conduit 26a. When the pilot pressure is supplied to the arm and the arm directional control valve 24 is switched to the left position, the pressure oil discharged from the main hydraulic pump 21 is connected to the boom cylinder via the conduit 28, the boom directional control valve 23, and the main conduit 29b. 6 is supplied to the rod side chamber 6b. Further, as described above, the pressure oil discharged from the main hydraulic pump 21 is supplied to the bottom chamber 7a of the arm cylinder 7 through the pipe 27, the arm direction control valve 24, and the main pipe 30a. Thereby, the boom cylinder 6 contracts, the arm cylinder 7 extends, and the boom lowering / arm cloud combined operation is performed.
[0053]
During such combined operation, the pilot pressure is supplied to the pilot line 25b of the boom operation system, so that the control pressure is guided to the control line 63, and the pilot check valve 62 is operated to bypass the bypass line. Road 61 is opened. As a result, the tank passage 42 communicates with the tank 43.
[0054]
Even if the bottom pressure of the arm cylinder 7 becomes higher than a predetermined pressure and the control pressure is led to the control chamber of the switching valve 64 via the control line 58, the boom operation system pilot line 25a is supplied. Since no pressure is generated, the control pressure is not led to the control chamber of the switching valve 64 via the control line 65, and the switching valve 64 is compared with the resultant force of the control pressure of the control lines 58 and 65. The spring force becomes dominant, and the switching valve 64 is held at the left position shown in FIG. Therefore, the communication path 40 is kept in a shut-off state, and the pressure oil in the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 is not supplied to the communication path 40. That is, during the boom lowering / arm cloud combined operation, the speed of the arm cloud is not increased.
[0055]
When the boom / arm combined operation related to the arm dump in which pressure oil is supplied to the rod side chamber 7 b of the arm cylinder 7, the bottom side chamber 7 a of the arm cylinder 7 communicates with the tank 43 via the arm direction control valve 26. Therefore, no pressure is generated in the communication passage 40, and the speed of the arm cylinder 7 is not increased.
[0056]
In the first embodiment configured as described above, in the boom raising / arm cloud combined operation frequently performed in the excavation work of earth and sand, when the driving pressure of the arm cylinder 7 becomes a predetermined pressure or higher, The pressure oil in the rod side chamber 6 a of the boom cylinder 6 can be supplied to the bottom side chamber 7 a of the cylinder 7. Thereby, the acceleration of the arm cylinder 7 can be realized, and the efficiency of the work performed by this hydraulic excavator can be improved.
[0057]
Further, even when the bottom pressure of the arm cylinder 7 is higher than a predetermined pressure, when the boom lowering for contracting the boom cylinder 6 is performed, the communication path 40 is blocked and the arm cylinder 7 is not accelerated. . That is, the operation speed of the arm cloud can be suppressed, and a predetermined work form by the boom lowering / arm cloud combined operation can be maintained.
[0058]
In particular, even if the drive pressure of the arm cylinder 7 rises while the extension operation speed of the arm cylinder 7 is increased with the boom raising / arm cloud combined operation, the branch passage 40 is branched. By the relief valve 85 provided in the pipe 88, the maximum drive pressure is suppressed to the relief pressure of the main relief valve 80 and does not reach the relief pressure of the overload relief valve 84. As a result, the load on the boom and arm driven by the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7, that is, the front structure can be reduced, and the front structure can be prevented from being damaged by such a load.
[0059]
In the first embodiment, the communication passage 40 located between the switching valve 64 and the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 is moved from the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 toward the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6. Although the check valve 41 for preventing the flow of the pressure oil is provided, the check valve 41 may be provided inside the switching valve 64 as shown in FIGS.
[0060]
The switching valve 64 shown in FIG. 2 is provided with a check valve 41 on the downstream side of the variable throttle 64a, and a branch path 64b whose one end is connected to the oil path between the variable throttle 64a and the check valve 41. It is provided. The other end of the branch path 64b can be connected to a pipe line 88 provided with a relief valve 85.
[0061]
The switching valve 64 shown in FIG. 3 is provided with the check valve 41 on the upstream side of the variable throttle 64a and with the same branch path 64b as described above.
[0062]
As shown in FIGS. 2 and 3, in the configuration in which the check valve 41 is provided in the switching valve 64, the number of parts can be reduced, thereby contributing to a reduction in manufacturing man-hours.
[0063]
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
[0064]
In the second embodiment, when the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 communicates with the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7, the maximum driving pressure of the arm cylinder 7 is set lower than the set pressure of the overload relief valve 84. The pressure setting means is configured by a main relief valve 80 that regulates the discharge pressure of the main hydraulic pump 21.
[0065]
Along with this, a pipe line 86 is provided to connect the pipe line part upstream of the main relief valve 80 and the part of the communication path 40 located upstream of the check valve 41. Further, a check valve 87 for preventing the flow of pressure oil from the main relief valve 80 side to the communication passage 40 side is provided in the pipe line 86. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0066]
The boom / arm combined operation in the second embodiment configured as described above is the same as that in the first embodiment described above.
[0067]
In the second embodiment, while the extension operation speed of the arm cylinder 7 is increased by the boom raising / arm cloud combined operation, the driving pressure of the arm cylinder 7 increases, and the driving pressure is increased by the main relief valve. When the relief pressure of 80 is reached, the pressure oil from the main hydraulic pump 21 is not supplied to the bottom side chamber 7 a of the arm cylinder 7. At this time, the supply of pressure oil to the bottom chamber 7a of the arm cylinder 7 through the communication passage 40 is also stopped. As a result, the arm cylinder 7 stops the extending operation.
[0068]
In the second embodiment configured as described above, similarly to the first embodiment described above, when the arm cylinder 7 is accelerated during the boom raising / arm cloud combined operation, the driving pressure of the arm cylinder 7 is increased. Even so, the drive pressure can be suppressed to the relief pressure of the main relief valve 80. Thereby, the load with respect to the front structure can be reduced, and the breakage of the front structure due to such a load can be prevented.
[0069]
Further, since the main relief valve 80 also serves as a relief valve that regulates the pressure of the communication passage 40, the number of relief valves can be reduced, which contributes to a reduction in manufacturing costs.
[0070]
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram showing a main configuration of a controller provided in the third embodiment shown in FIG.
[0071]
In the third embodiment, when the bottom pressure of the arm cylinder 7 becomes higher than a predetermined pressure, the communication control means for communicating the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 and the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 includes In addition to the passage 40, the check valve 41, and the switching valve 57 for selectively communicating and blocking the communication passage 40, the following is included. That is, an arm bottom pressure detector 66 that is provided in the communication path 40 and detects the bottom pressure of the arm cylinder 7 and outputs an electric signal, and a switching valve 57 according to a signal output from the arm bottom pressure detector 60. 68 that outputs a control signal for switching control, an electric / hydraulic converter 69 that outputs a control pressure corresponding to the value of the control signal output from the controller 68, and the electric / hydraulic converter 69 and the switching valve The control line 57a communicates with 57 control rooms.
[0072]
The pilot line 26a for the arm operation system is provided with an arm pilot pressure detector 67 for detecting the operation amount of the arm operation device 26 and outputting an electric signal, and the boom pipe for the boom operation system is provided with a boom. The boom pilot pressure detector 70 that detects the operation amount of the operating device 25 and outputs an electrical signal is provided.
[0073]
As shown in FIG. 6, the controller 68 has a first function generator 68a that outputs a value that gradually increases as the bottom pressure of the arm cylinder 7 increases, and an upper limit of 1 as the operation amount of the arm operating device 26 increases. A second function generator 86b that outputs a gradually increasing value, and a third function generator 68d that outputs a gradually increasing value with 1 as the upper limit as the operation amount of the boom operation device 25 increases. It is out.
[0074]
The first multiplier 68c that multiplies the signal output from the first function generator 68 and the signal output from the second function generator 68b, and the signal output from the first multiplier 68c and the first multiplier 68c. And a second multiplier 68e that multiplies the signal output from the tri-function generator 68d. The drive of the electro-hydraulic converter 69 is controlled by a control signal output from the second multiplier 68e.
[0075]
Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.
[0076]
In the third embodiment configured as described above, the boom operation device 25 is operated to switch the boom direction control valve 23 to the left position and the arm operation device 26 is operated during the boom raising / arm cloud combined operation. When the arm direction control valve 24 is switched to the left position, the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 extend, and the boom raising / arm cloud combined operation is performed.
[0077]
During such a combined operation, when the bottom pressure of the arm cylinder 7 is lower than the predetermined pressure, the signal value detected by the arm bottom pressure detector 66 is small, and the first value of the controller 68 shown in FIG. The signal value output from the function generator 68a to the first multiplier 68c is small.
[0078]
At this time, if the operation amount of the arm operation device 26 and the operation amount of the boom operation device 25 are small, the signal values detected by the arm pilot pressure detector 67 and the boom pilot pressure detector 70, respectively. Becomes smaller. Accordingly, in the first multiplier 68c and the second multiplier 68e, the small signal values are multiplied, and a control signal having a relatively small value obtained as a result is output from the controller 68 to the electro-hydraulic converter 69.
[0079]
The electro-hydraulic converter 69 outputs a relatively small control pressure to the control line 57a in accordance with the control signal described above. In this state, the force by the control pressure given to the control chamber of the switching valve 57 is smaller than the spring force, and the switching valve 57 is held at the left position shown in FIG. Therefore, the communication path 40 is blocked by the switching valve 57, and the pressure oil in the rod side chamber 6 b of the boom cylinder 6 is not supplied to the bottom side chamber 7 a of the arm cylinder 7.
[0080]
When the bottom pressure of the arm cylinder 7 becomes higher than the predetermined pressure from such a state, the signal value detected by the arm bottom pressure detector 66 increases, and the first function generator 68a of the controller 68 shown in FIG. The signal value output to the first multiplier 68c increases.
[0081]
At this time, when the operation amount of the arm operation device 26 and the operation amount of the boom operation device 25 are increased, the signal values detected by the arm pilot pressure detector 67 and the boom pilot pressure detector 70 are increased. Therefore, the first multiplier 68c and the second multiplier 68e are in a state where the large signal values are multiplied by each other, and a control signal having a large value obtained as a result is output from the controller 68 to the electro-hydraulic converter 69. .
[0082]
In response to this control signal, the electro-hydraulic converter 69 outputs a large control pressure to the control line 57a. Thereby, the force by the control pressure given to the control chamber of the switching valve 57 becomes larger than the spring force, and the switching valve 57 is switched to the right position in FIG. That is, the communication path 40 communicates. Along with this, pressure oil flowing out from the rod side chamber 6 b of the boom cylinder 6 is supplied to the bottom side chamber 7 a of the arm cylinder 7 through the branch pipe 56 and the communication path 40. Thus, the pressure oil from the main hydraulic pump 21 supplied via the arm direction control valve 24 and the pressure oil from the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 join the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7. The arm cylinder 6 can be accelerated.
[0083]
While the arm cylinder 6 is accelerated in this manner, when the driving pressure of the arm cylinder 6 rises and reaches the relief pressure of the main relief valve 80, as in the first embodiment described above, By the relief valve 85 provided in the pipe line 88 branched from the communication passage 40, the maximum pressure of the driving pressure can be suppressed to the relief pressure of the main relief valve 80 and can be increased to the relief pressure of the overload relief valve 84. Absent. Therefore, as described above, the load on the boom, arm, that is, the front structure can be reduced, and the front structure can be prevented from being damaged by such a load.
[0084]
Further, based on the functional relationship of the second function generator 68b included in the controller 68, the boom cylinder 7 can be accelerated according to the operation amount of the arm operating device 26, and the function of the third function generator 68d can be realized. Based on the relationship, the boom cylinder 6 can be driven according to the operation amount of the boom operation device 25, and the arm cylinder 7 can be smoothly accelerated and the boom cylinder 6 can be driven so as to suit the operator's sense of operation. Can be realized. Thereby, the favorable operativity of boom raising and arm cloud combined operation is securable.
[0085]
In each of the above embodiments, the first hydraulic cylinder is set as the boom cylinder 6 and the second hydraulic cylinder is set as the arm cylinder 7. However, for example, the second hydraulic cylinder may be set as the bucket cylinder. When configured in this way, it is possible to increase the speed of the bucket linder.
[0086]
In the above description, the present invention is applied to a center bypass type hydraulic drive device. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a hydraulic drive device including a closed center type directional control valve.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are communicated by the communication control means, the drive pressure of the hydraulic cylinder on the other side of the first and second hydraulic cylinders is changed to the hydraulic pressure on the one side. Since pressure setting means for setting the pressure lower than the set pressure of the overload relief valve related to the cylinder is provided, in the combined operation that can realize the acceleration of any hydraulic cylinder, the driving body driven by these hydraulic cylinders The load can be reduced as compared with the conventional case, and damage to the drive body due to the above-described load, which has been a concern in the past, can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of a hydraulic drive device of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing another configuration of a switching valve portion provided in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view of a main part showing still another configuration of the switching valve portion provided in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a main configuration of a controller provided in the third embodiment shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
6 Boom cylinder (first hydraulic cylinder)
6a Bottom side chamber
6b Rod side chamber
7 Arm cylinder (second hydraulic cylinder)
7a Bottom side chamber
7b Rod side chamber
20 engine
21 Main hydraulic pump
22 Pilot pump
23 Boom direction control valve
24 Arm direction control valve
25 Boom operating device
25a Pilot pipeline
25b Pilot pipeline
26 Arm operating device
26a Pilot pipeline
26b Pilot pipeline
27 pipeline
28 pipelines
29a Main pipeline
29b Main pipeline
30a Main pipeline
30b Main pipeline
40 communication path (communication control means)
41 Check valve (communication control means)
42 Tank passage
43 tanks
54 Variable aperture
55 Control line
56 branch line
57 Switching valve (communication control means)
57a Control line (communication control means)
58 Control pipeline (communication control means)
61 Bypass pipeline
62 Pilot check valve
63 Control line
64 selector valve (communication control means)
64a Variable aperture
64b fork
65 Control line
66 Arm bottom pressure detector (communication control means)
67 Arm pilot pressure detector
68 controller (communication control means)
68a First function generator
68b Second function generator
68c first multiplier
68d third function generator
68e Second multiplier
69 Electric / Hydraulic Converter
70 Boom pilot pressure detector
80 Main relief valve (pressure setting means)
81 Overload relief valve
82 Overload relief valve
83 Overload relief valve
84 Overload relief valve
85 Relief valve (pressure setting means)
86 pipeline
87 Check valve
88 pipeline

Claims

A main hydraulic pump provided in a construction machine, and a first hydraulic cylinder and a second hydraulic cylinder that are driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump;
When the driving pressure of any of the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder becomes higher than a predetermined pressure, the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are communicated, and the first hydraulic cylinder and pressure oil, and communication control means capable of supplying to the other side of the hydraulic cylinder reaches a predetermined pressure or more high pressure from one side of the hydraulic cylinder which is not a predetermined pressure or more high pressure of said second hydraulic cylinder In the provided hydraulic drive device,
A main relief valve that defines a maximum discharge pressure of the hydraulic pump, an overload relief valve that defines a maximum drive pressure of the first hydraulic cylinder, and a maximum drive pressure of the second hydraulic cylinder And an overload relief valve that
When the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder communicate with each other by the communication control means, the maximum drive pressure of the other hydraulic cylinder is set to the set pressure of the overload relief valve for the one hydraulic cylinder. A hydraulic drive apparatus comprising pressure setting means for setting a lower pressure than the pressure setting means.

The communication control means is configured to communicate the rod-side chamber of the first hydraulic cylinder and the bottom-side chamber of the second hydraulic cylinder when the bottom pressure of the second hydraulic cylinder becomes higher than a predetermined pressure. The hydraulic drive device according to claim 1, wherein:

The communication control means is
A communication path capable of communicating the rod side chamber of the first hydraulic cylinder and the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder;
A check valve that is provided in the communication path and blocks the flow of pressure oil from the bottom side chamber of the second hydraulic cylinder toward the rod side chamber of the first hydraulic cylinder;
And a switching valve that shuts off the communication passage when the bottom pressure of the second hydraulic cylinder is lower than the predetermined pressure, and switches the communication passage to a communication state when the pressure exceeds the predetermined pressure. Item 3. The hydraulic drive device according to Item 2.

4. The hydraulic drive apparatus according to claim 3, wherein the check valve is provided inside the switching valve.

5. A pressure valve according to claim 3, wherein the pressure setting means comprises a relief valve that is branched from a portion of the communication passage located upstream of the check valve and is disposed in a conduit communicating with the tank. Hydraulic drive device.

The pressure setting means comprises the main relief valve, and a pipe line is provided for connecting the pipe line portion upstream of the main relief valve and the communication passage portion located upstream of the check valve. The hydraulic drive device according to claim 3 or 4, characterized in that.

The communication control means is
A bottom pressure detector for detecting a bottom pressure of the second hydraulic cylinder and outputting an electric signal;
4. The hydraulic drive apparatus according to claim 3, further comprising a controller that outputs a control signal for switching the switching valve in accordance with a signal output from the bottom pressure detector.

8. The hydraulic drive apparatus according to claim 1, wherein the construction machine is a hydraulic excavator, the first hydraulic cylinder is a boom cylinder, and the second hydraulic cylinder is an arm cylinder.