JP4969541B2 - Hydraulic control device for work machine - Google Patents

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Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械の油圧制御装置に関する。   The present invention relates to a hydraulic control device for a work machine such as a hydraulic excavator.
従来、図7に示されるような油圧制御装置HCoが知られている。この油圧制御装置HCoでは、第1、第2油圧ポンプ5、6を備える。   Conventionally, a hydraulic control device HCo as shown in FIG. 7 is known. The hydraulic control device HCo includes first and second hydraulic pumps 5 and 6.
第1油圧ポンプ5側では、センタバイパス油路52にバケットシリンダ10を制御するバケットシリンダ切換弁11、ブームシリンダ20を制御するブームシリンダ切換弁21、アームシリンダ30を制御するアームシリンダ切換弁31がタンデムに接続されている。また、各シリンダ切換弁11、21、31はパラレル回路64にも接続されている。   On the first hydraulic pump 5 side, a bucket cylinder switching valve 11 that controls the bucket cylinder 10 in the center bypass oil passage 52, a boom cylinder switching valve 21 that controls the boom cylinder 20, and an arm cylinder switching valve 31 that controls the arm cylinder 30 are provided. Connected to tandem. Each cylinder switching valve 11, 21, 31 is also connected to a parallel circuit 64.
第2油圧ポンプ6側では、センタバイパス油路54に第2のブームシリンダ切換弁22、アームシリンダ30を制御する第2のアームシリンダ切換弁32がタンデムに接続されている。また、各シリンダ切換弁22、32はパラレル回路66にも接続されている。   On the second hydraulic pump 6 side, the second boom cylinder switching valve 22 and the second arm cylinder switching valve 32 for controlling the arm cylinder 30 are connected to the center bypass oil passage 54 in tandem. Each cylinder switching valve 22, 32 is also connected to a parallel circuit 66.
しかし、この方式は、例えば、掘削作業等を行う場合に、「バケット閉じ」、「アーム引き」、「ブーム上げ」の3つの動作が同時に行われると、ブームの上げ動作が良好に行われなくなるという不具合があった。図7を用いてこの不具合を簡単に説明する。   However, in this method, for example, when excavation work is performed, if the three operations of “bucket closing”, “arm pulling”, and “boom raising” are performed at the same time, the boom raising operation cannot be performed satisfactorily. There was a problem that. This defect will be briefly described with reference to FIG.
上記3つの動作が同時に行われるとき、バケット操作レバー13の「バケット閉じ」のパイロット圧Pp1は、バケットシリンダ切換弁10のパイロットポート11P1に作用する。ブーム操作レバー23の「ブーム上げ」のパイロット圧Pp2は、ブームシリンダ切換弁21、22のパイロットポート21P1、22P1に作用する。アーム操作レバー33の「アーム引き」のパイロット圧Pp3は、アームシリンダ切換弁31、32のパイロットポート31P1、32P1に作用する。この結果、バケットシリンダ切換弁10、ブームシリンダ切換弁21、22、アームシリンダ切換弁31、32は、全てそれぞれのA位置に切り換わる。   When the above three operations are performed simultaneously, the “bucket closing” pilot pressure Pp1 of the bucket operating lever 13 acts on the pilot port 11P1 of the bucket cylinder switching valve 10. The pilot pressure Pp <b> 2 for “boom raising” of the boom operation lever 23 acts on the pilot ports 21 </ b> P <b> 1 and 22 </ b> P <b> 1 of the boom cylinder switching valves 21 and 22. The pilot pressure Pp3 for “arm pull” of the arm operation lever 33 acts on the pilot ports 31P1 and 32P1 of the arm cylinder switching valves 31 and 32. As a result, the bucket cylinder switching valve 10, the boom cylinder switching valves 21 and 22, and the arm cylinder switching valves 31 and 32 are all switched to their A positions.
しかるにこの状態では、アームは自重落下、バケットは自重落下(又は低負荷)であり、ブームは作業機全体の負荷が作用するため負荷圧は一番高くなる。この油圧制御装置HCoでは、第2油圧ポンプ6の圧油はパラレル油路66を介して低負荷のアームシリンダ34に多量に供給される。そのため、第2のブームシリンダ切換弁22側からブームシリンダ20への圧油の供給は殆どなされない。一方、第1ポンプ5側の圧油も、パラレル油路64を介してブームシリンダ20より低負荷のバケットシリンダ10に多量に供給されてしまう。よって「ブーム上げ」の操作を行っているにも拘わらず、結局、ブームは上がらないことになる。   However, in this state, the arm is falling under its own weight, the bucket is falling under its own weight (or low load), and the boom is subjected to the load of the entire work machine, so the load pressure is highest. In this hydraulic control device HCo, a large amount of pressure oil from the second hydraulic pump 6 is supplied to the low load arm cylinder 34 via the parallel oil passage 66. Therefore, the pressure oil is hardly supplied from the second boom cylinder switching valve 22 side to the boom cylinder 20. On the other hand, the pressure oil on the first pump 5 side is also supplied in a large amount to the bucket cylinder 10 having a lower load than the boom cylinder 20 through the parallel oil passage 64. Therefore, in spite of performing the “boom raising” operation, the boom does not rise after all.
そこで、この不具合を回避するべくバケット負荷圧を上昇させる手段として、バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール開口特性(ポート11P3の開口特性)を後述する図4の実線で示されるような特性に設計変更し、バケットシリンダ切換弁11のスプール14がA位置にフルストロークしたとしても、ポート11P3の開口が深く絞られた状態のままとなるような設定をすることが考えられる。しかしながら、常時このような設定をすると、バケット単独作業時に掘削力が低下するだけでなく、ポート11P3の付近の発熱によるヒートバランスの悪化及び燃費の悪化を招く恐れがある。   Therefore, as a means for increasing the bucket load pressure to avoid this problem, the bucket spool opening characteristic of the bucket cylinder switching valve 11 (opening characteristic of the port 11P3) is changed to a characteristic as shown by a solid line in FIG. Even if the spool 14 of the bucket cylinder switching valve 11 is fully stroked to the A position, it is conceivable to set so that the opening of the port 11P3 remains deeply squeezed. However, if such a setting is always made, not only the excavation force is reduced when the bucket is operated alone, but also there is a risk of deteriorating heat balance and fuel consumption due to heat generation near the port 11P3.
特許文献1では、このような問題を解消する技術の一例を提案している。この技術は、図7におけるパラレル油路64からバケットシリンダ切換弁11に分岐するフィーダ油路54に該フィーダ油路54の供給流量を制限する(破線で示すような)可変絞り弁56を介在させるようにしたものである。これにより、ブーム上げ操作が検出されたときのみ、このフィーダ油路54の供給流量を絞り込んでバケット負荷圧を高めることができる。   Patent Document 1 proposes an example of a technique for solving such a problem. In this technique, a variable throttle valve 56 (as shown by a broken line) that restricts the supply flow rate of the feeder oil passage 54 is interposed in the feeder oil passage 54 that branches from the parallel oil passage 64 to the bucket cylinder switching valve 11 in FIG. It is what I did. Thereby, only when the boom raising operation is detected, the supply flow rate of the feeder oil passage 54 can be narrowed down to increase the bucket load pressure.
特許第2892939号公報Japanese Patent No. 2892939
しかしながら、この特許文献1に係る技術は、「ブーム上げ」の操作が検出されると、バケットシリンダ切換弁11へのフィーダ油路54の流量を絞り込むという操作を行うものであったため、例えば、ブーム負荷圧よりもバケット負荷圧の方が上昇したような場合であっても、ブーム上げ操作を行っている限りは、上記フィーダ油路54は絞られた状態のままとなっていた。そのため、不用意な回路圧の上昇、ヒートバランス特性の悪化、バケット作業速度の低下、あるいはエンジン出力の増加による燃費悪化等の不具合を招いていた。   However, since the technique according to Patent Document 1 performs the operation of reducing the flow rate of the feeder oil passage 54 to the bucket cylinder switching valve 11 when the operation of “boom raising” is detected, for example, the boom Even when the bucket load pressure is higher than the load pressure, the feeder oil passage 54 remains in a throttled state as long as the boom raising operation is performed. For this reason, problems such as an inadvertent increase in circuit pressure, deterioration in heat balance characteristics, reduction in bucket working speed, or deterioration in fuel consumption due to an increase in engine output have been caused.
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、特にブーム及びバケットに対して意図する作業を確実に且つ迅速に行うことができ、合わせてヒートバランスの向上及び燃費性能の向上を図ることをその課題としている。   The present invention has been made in order to solve such a conventional problem. In particular, the intended work can be reliably and quickly performed on the boom and the bucket, and the heat balance can be improved. The challenge is to improve fuel efficiency.
本発明は、作業機械のバケット及びブームを駆動するバケットシリンダ及びブームシリンダを少なくとも有し、各シリンダをバケットシリンダ切換弁及びブームシリンダ切換弁にてそれぞれ制御する作業機械の油圧制御装置において、前記バケットの閉じ操作が行われたことを検出するバケット閉じ操作検出手段と、前記ブームの上げ操作が行われたことを検出するブーム上げ操作検出手段と、前記バケットシリンダの負荷圧を検出するバケットシリンダ負荷圧検出手段と、前記バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を調整可能な流量調整手段と、を備え、前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧が所定値以下であると検出されたときに、前記流量調整手段により、前記バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を規制するように構成したことにより、上記課題を解決したものである。   The present invention provides at least a bucket cylinder and a boom cylinder for driving a bucket and a boom of a work machine, and each of the cylinders is controlled by a bucket cylinder switching valve and a boom cylinder switching valve. Bucket closing operation detecting means for detecting that the closing operation of the boom has been performed, boom raising operation detecting means for detecting that the boom raising operation has been performed, and bucket cylinder load for detecting the load pressure of the bucket cylinder Pressure detecting means, and flow rate adjusting means capable of adjusting the flow rate of return oil from the rod side of the bucket cylinder to the tank, the bucket closing operation and the boom raising operation being performed simultaneously, and the bucket When it is detected that the load pressure of the cylinder is below a predetermined value, the flow rate adjusting means , By constructing the rod side of the bucket cylinder to regulate the flow rate of oil returning to the tank is obtained by solving the above problems.
本発明においては、バケットの閉じ操作がブーム上げ操作と同時に行われたときには、該バケットの閉じ操作に関し特別な制御がなされる。即ち、そのときのバケットシリンダの負荷圧が検出され、該バケットシリンダの負荷圧が所定値以下であると判断されると、バケットシリンダのロッド側の戻り油の流量が規制される。そのため、バケットシリンダの負荷圧が高まり、ポンプの吐出油がバケットシリンダに集中して流入するのを抑制することができ、その分ブームシリンダ側に円滑に誘導・供給することが可能となる。   In the present invention, when the bucket closing operation is performed simultaneously with the boom raising operation, special control is performed with respect to the bucket closing operation. That is, when the load pressure of the bucket cylinder at that time is detected and it is determined that the load pressure of the bucket cylinder is not more than a predetermined value, the flow rate of the return oil on the rod side of the bucket cylinder is regulated. For this reason, the load pressure of the bucket cylinder is increased, and the pump discharge oil can be prevented from concentrating and flowing into the bucket cylinder, and can be smoothly guided and supplied to the boom cylinder.
ここで、本発明では、バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量規制は、バケットシリンダの負荷圧が所定値以下のときに行われる。逆に言うならば負荷圧が所定値を超えているときにはこの流量規制は行われない。また、本発明では、バケットシリンダのフィーダ油路については特にその流量を妨げる規制は行われない。この結果、バケットの駆動に悪影響が及ぶことがない。また、不必要にフィーダ油路が絞られていないため、ヒートバランス性能を向上させることができ、エンジン出力を高めに維持する必要がないため、燃費も向上する。   Here, in the present invention, the flow rate restriction of the return oil from the bucket cylinder rod side to the tank is performed when the load pressure of the bucket cylinder is a predetermined value or less. In other words, when the load pressure exceeds a predetermined value, this flow rate regulation is not performed. Further, in the present invention, there is no restriction that particularly impedes the flow rate of the feeder oil passage of the bucket cylinder. As a result, the driving of the bucket is not adversely affected. Further, since the feeder oil passage is not restricted unnecessarily, the heat balance performance can be improved, and it is not necessary to maintain the engine output at a high level, so that the fuel efficiency is also improved.
本発明の好ましい実施態様は、例えば、前記流量調整手段として、前記バケットシリンダ切換弁のスプールの閉じ操作側へのストロークを規制するストローク規制機構を備え、前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧が所定値以下と検出されたときに、前記ストローク規制機構が、前記バケットシリンダ切換弁のスプールが所定のストローク位置よりもバケット閉側へストロークすることを規制するように構成することである。   A preferred embodiment of the present invention includes, for example, a stroke restricting mechanism for restricting a stroke of the bucket cylinder switching valve toward a closing operation side of the spool as the flow rate adjusting means, and the closing operation of the bucket and the raising operation of the boom Are simultaneously performed, and when the load pressure of the bucket cylinder is detected to be equal to or less than a predetermined value, the stroke regulating mechanism causes the spool of the bucket cylinder switching valve to stroke closer to the bucket than the predetermined stroke position. Is configured to regulate.
これにより、バケットシリンダ切換弁の僅かな設計変更のみで、上記課題を解決できる。また、電気的配線を伴う構成要素を必要とせず、油圧回路上の制御のみで実現できるため、作動の信頼性も高い。   Thereby, the said subject can be solved by only a slight design change of the bucket cylinder switching valve. In addition, since a component with electrical wiring is not required and it can be realized only by control on the hydraulic circuit, the operation reliability is high.
また、本発明の好ましい実施態様は、例えば、前記流量調整手段として、前記バケットシリンダの開側のパイロットポートに任意のパイロット圧を付与可能な電磁比例弁を備え、前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧が所定値以下と検出されたときに、前記電磁比例弁で調圧されるパイロット圧により、前記バケットシリンダ切換弁のスプールがバケット閉じ側のストロークエンド以外の所定のストローク位置に維持されるように構成することである。   Further, a preferred embodiment of the present invention includes, for example, an electromagnetic proportional valve capable of applying an arbitrary pilot pressure to the pilot port on the open side of the bucket cylinder as the flow rate adjusting means, And when the load pressure of the bucket cylinder is detected to be equal to or lower than a predetermined value, the spool of the bucket cylinder switching valve is closed on the bucket closing side by the pilot pressure regulated by the electromagnetic proportional valve. It is configured to be maintained at a predetermined stroke position other than the stroke end.
これにより、前記所定のストローク位置の設定自体を、例えばバケットシリンダの負荷圧のみならず、必要ならばブームシリンダの負荷圧等の他の状況をも考慮して、よりきめ細かに設定することができる。   Thereby, the setting of the predetermined stroke position itself can be set more finely in consideration of not only the load pressure of the bucket cylinder but also other situations such as the load pressure of the boom cylinder if necessary. .
なお、このように、特に流量の調整をバケットシリンダ切換弁のスプールのストローク調整によって実現する場合には、例えば、前記バケットシリンダ切換弁が閉側から開側にストロークしてゆくときの、前記バケットシリンダからタンクへの戻りポートの開口特性が、バケット閉側から前記所定のストローク位置までは拡大の程度が小さく、該ストローク位置より開側では拡大の程度が大きく設定されるようにするとよい。   In this way, particularly when the flow rate is adjusted by adjusting the spool stroke of the bucket cylinder switching valve, for example, the bucket cylinder when the bucket cylinder switching valve strokes from the closed side to the open side. The opening characteristic of the return port from the cylinder to the tank may be set such that the degree of enlargement is small from the bucket closing side to the predetermined stroke position, and the degree of enlargement is set larger on the opening side than the stroke position.
これにより、バケットシリンダの負荷圧が所定値以下のときにはブームシリンダ側へ吐出油を良好に誘導し、一方バケットシリンダの負荷圧が所定値を超える本来のバケットの駆動作業についてはこれをより迅速に行わせることができるようになる。   As a result, when the load pressure of the bucket cylinder is less than or equal to a predetermined value, the discharged oil is well guided to the boom cylinder side, while for the original bucket driving operation where the load pressure of the bucket cylinder exceeds the predetermined value, this is performed more quickly. Can be made to do.
本発明の更に他の好ましい実施態様は、例えば、前記流量調整手段として、バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を調整可能な電磁比例流量調整弁を備え、前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧に依存して、前記電磁比例流量調整弁により、前記バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を規制する構成とすることである。   Still another preferred embodiment of the present invention includes, for example, an electromagnetic proportional flow rate adjustment valve capable of adjusting the flow rate of return oil from the rod side of the bucket cylinder to the tank as the flow rate adjusting means, The boom raising operation is performed simultaneously, and the flow rate of return oil from the rod side of the bucket cylinder to the tank is regulated by the electromagnetic proportional flow rate adjustment valve depending on the load pressure of the bucket cylinder. That is.
この構成は、バケットシリンダ切換弁に関しては特に設計変更が必要なく、また、(必要ならば)バケットシリンダの負荷圧のみならず、ブームシリンダの負荷圧等の他の状況を考慮した上で、任意の特性で、バケットシリンダのロッド側の戻り油の流量のみを非常にきめ細かに制御することができ、ブーム駆動とバケット駆動とを一層良好に実現させることができるようになる。   This configuration does not require any particular design changes for the bucket cylinder switching valve, and is optional in consideration of other conditions such as the load pressure of the boom cylinder as well as the load pressure of the bucket cylinder (if necessary). With this characteristic, only the flow rate of the return oil on the rod side of the bucket cylinder can be controlled very finely, and boom driving and bucket driving can be realized more satisfactorily.
本発明によれば、特にブームとバケットに対して意図する作業を確実に且つ迅速に行うことができ、合わせてヒートバランスの向上及び燃費性能の向上を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to reliably and quickly perform the intended work particularly on the boom and the bucket, and it is possible to improve the heat balance and the fuel efficiency.
以下図面に基づいて本発明の実施形態の例を詳細に説明する。   Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図3は、本発明の実施形態の一例が適用された油圧ショベル(作業機械)SC1の要部概略、図2は、その油圧制御装置HC1のバケットシリンダ切換弁付近の要部を示している。なお、理解を容易にするために、既に説明した油圧制御装置HCoと同一または類似する機能を有する部位には同一の符号を付している。   FIG. 3 shows an outline of the main part of a hydraulic excavator (work machine) SC1 to which an example of the embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 shows the main part near the bucket cylinder switching valve of the hydraulic control device HC1. In order to facilitate understanding, parts having the same or similar functions as those of the hydraulic control apparatus HCo already described are denoted by the same reference numerals.
図3に示されるように、油圧ショベルSC1は、ブーム1、アーム2、及びバケット3を備える。ブーム1はブームシリンダ20によって、アーム2はアームシリンダ30によって、バケット3はバケットシリンダ10によってそれぞれ駆動される。   As shown in FIG. 3, the excavator SC <b> 1 includes a boom 1, an arm 2, and a bucket 3. The boom 1 is driven by the boom cylinder 20, the arm 2 is driven by the arm cylinder 30, and the bucket 3 is driven by the bucket cylinder 10.
図2に示されるように、油圧制御装置HC1は、第1、第2油圧ポンプ5、6を備える。第1油圧ポンプ5側では、センタバイパス油路52にバケットシリンダ10を制御するバケットシリンダ切換弁11、ブームシリンダ20を制御するブームシリンダ切換弁21、アームシリンダ30を制御するアームシリンダ切換弁31がタンデムに接続されている。また、各シリンダ切換弁11、21、31はパラレル回路64にも接続されている。   As shown in FIG. 2, the hydraulic control device HC1 includes first and second hydraulic pumps 5 and 6. On the first hydraulic pump 5 side, a bucket cylinder switching valve 11 that controls the bucket cylinder 10 in the center bypass oil passage 52, a boom cylinder switching valve 21 that controls the boom cylinder 20, and an arm cylinder switching valve 31 that controls the arm cylinder 30 are provided. Connected to tandem. Each cylinder switching valve 11, 21, 31 is also connected to a parallel circuit 64.
第2油圧ポンプ6側では、センタバイパス油路54に第2のブームシリンダ切換弁22、アームシリンダ30を制御する第2のアームシリンダ切換弁32がタンデムに接続されている。また、各シリンダ切換弁22、32はパラレル回路66にも接続されている。   On the second hydraulic pump 6 side, the second boom cylinder switching valve 22 and the second arm cylinder switching valve 32 for controlling the arm cylinder 30 are connected to the center bypass oil passage 54 in tandem. Each cylinder switching valve 22, 32 is also connected to a parallel circuit 66.
それぞれのセンタバイパス油路52、54の最も下流には、絞り弁56、58が配置され、これによって発生させるネガコン圧をポンプレギュレータ60、62に作用させて油圧ポンプ5、6の吐出流量を制御している。この制御方式は、2ポンプタイプのネガティブコントロール方式(いわゆるネガコン)と称されるもので、ブーム1、アーム2、バケット3の各種の複合制御が良好に実現できる方式として広く普及している。   Throttle valves 56 and 58 are arranged on the most downstream side of the respective center bypass oil passages 52 and 54, and the negative control pressure generated thereby is applied to the pump regulators 60 and 62 to control the discharge flow rate of the hydraulic pumps 5 and 6. is doing. This control method is called a two-pump type negative control method (so-called negative control), and is widely used as a method that can satisfactorily realize various composite controls of the boom 1, arm 2, and bucket 3.
以下、個々の構成について便宜上適宜に作用の説明を含めながら詳細に説明する。   In the following, each configuration will be described in detail, including a description of the action as appropriate for convenience.
バケットシリンダ10は、バケットシリンダ切換弁11によって作動・制御される。バケットシリンダ切換弁11は、この例では6ポート3位置切換弁である。オペレータの操作するバケット操作レバー13がバケット閉の状態とされると、図示せぬ公知のパイロット圧発生手段からのバケット閉のパイロット圧Pp1がパイロットポート11P1に付与されるように連結されている。即ち、この実施形態では、パイロットポート11P1のパイロット圧Pp1がバケット閉じ操作検出手段の閉じ信号を兼用していることになる。バケット操作レバー13のバケット閉の信号がパイロットポート11P1に付与されると、バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール14が図1のA位置に切り換わる。これによりバケットシリンダ10のボトム側10Bに第1ポンプ5からの圧油がパラレル油路64、フィーダ油路54を介して供給され、ロッド側10Rの戻り油がドレンライン69を介してドレンされる。また、操作レバー13からのバケット開のパイロット圧Pp4がパイロットポート11P2に付与されると、バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール11Aが図1のC位置に切り換わる。これによりバケットシリンダ10のロッド側10Rに第1ポンプ5からの圧油がパラレル油路64、フィーダ油路54を介して供給され、ボトム側10Bがドレンライン69からドレンされる。   The bucket cylinder 10 is actuated and controlled by a bucket cylinder switching valve 11. The bucket cylinder switching valve 11 is a 6-port 3-position switching valve in this example. When the bucket operating lever 13 operated by the operator is closed, the bucket closing pilot pressure Pp1 from a well-known pilot pressure generating means (not shown) is connected to the pilot port 11P1. That is, in this embodiment, the pilot pressure Pp1 of the pilot port 11P1 also serves as a closing signal for the bucket closing operation detection means. When the bucket closing signal of the bucket operating lever 13 is applied to the pilot port 11P1, the bucket spool 14 of the bucket cylinder switching valve 11 is switched to the position A in FIG. As a result, the pressure oil from the first pump 5 is supplied to the bottom side 10 </ b> B of the bucket cylinder 10 via the parallel oil passage 64 and the feeder oil passage 54, and the return oil on the rod side 10 </ b> R is drained via the drain line 69. . Further, when the bucket opening pilot pressure Pp4 from the operation lever 13 is applied to the pilot port 11P2, the bucket spool 11A of the bucket cylinder switching valve 11 is switched to the position C in FIG. As a result, the pressure oil from the first pump 5 is supplied to the rod side 10 </ b> R of the bucket cylinder 10 via the parallel oil passage 64 and the feeder oil passage 54, and the bottom side 10 </ b> B is drained from the drain line 69.
ここで、バケットシリンダ切換弁11の、バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール14がバケット閉側から開側にストロークしてゆくときのバケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻りポート11P3の開口特性が、従来とは異なった設計とされている。即ち、このときの戻りポート11P3の開口特性は、図4に示されるように、バケット完全閉位置から「所定のストローク位置」Spの付近までは拡大の程度が小さいが、該ストローク位置Spより開側では拡大の程度がより大きく(この例では破線で示すように急激に拡大するように)設定されている。バケットシリンダ切換弁11には、この所定のストローク位置Spを規定するストローク規制機構74が付設されている。ストローク規制機構74の構成については、後に詳述する。   Here, the opening of the return port 11P3 from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 to the tank T when the bucket spool 14 of the bucket cylinder switching valve 11 strokes from the bucket closing side to the opening side of the bucket cylinder switching valve 11. The characteristics are different from the conventional design. That is, as shown in FIG. 4, the opening characteristic of the return port 11P3 at this time is small from the bucket fully closed position to the vicinity of the “predetermined stroke position” Sp, but is smaller than the stroke position Sp. On the side, the degree of enlargement is set to be larger (in this example, as shown by a broken line, it expands rapidly). The bucket cylinder switching valve 11 is provided with a stroke regulating mechanism 74 that defines the predetermined stroke position Sp. The configuration of the stroke restriction mechanism 74 will be described in detail later.
ブームシリンダ20はブームシリンダ切換弁21及び第2のブームシリンダ切換弁22によって作動・制御される。ブームシリンダ切換弁21は、この例では6ポート3位置切換弁である。オペレータの操作するブーム操作レバー23がブーム上げの状態とされると、図示せぬ公知のパイロット圧発生手段からのブーム上げのパイロット圧Pp2がパイロットポート21P1に付与されるように連結されている。即ち、この実施形態では、パイロットポート21P1のパイロット圧Pp2がブーム上げ操作検出手段の上げ信号を兼用していることになる。ブーム操作レバー23からのブーム上げのパイロット圧Pp2がパイロットポート21P1に付与されると、ブームシリンダ切換弁21のブームスプール24が図1のA位置に切り換わる。これによりブームシリンダ20のボトム側20Bに第1ポンプ5からの圧油がパラレル油路64、フィーダ油路55を介して供給され、ロッド側20Rがドレンされる。また、操作レバー23からのブーム下げの信号が図示せぬパイロットラインを介してパイロットポート21P2に付与されると、ブームシリンダ切換弁21のブームスプール24が図1のC位置に切り換わる。これによりブームシリンダ20のロッド側20Rに第1ポンプ5からの圧油がパラレル油路64、フィーダ油路55を介して供給され、ロッド側20Rがドレンライン71を介してドレンされる。   The boom cylinder 20 is actuated and controlled by a boom cylinder switching valve 21 and a second boom cylinder switching valve 22. The boom cylinder switching valve 21 is a 6-port 3-position switching valve in this example. When the boom operating lever 23 operated by the operator is brought into the boom raising state, the boom raising pilot pressure Pp2 from a well-known pilot pressure generating means (not shown) is connected to the pilot port 21P1. That is, in this embodiment, the pilot pressure Pp2 of the pilot port 21P1 also serves as the raising signal of the boom raising operation detecting means. When the pilot pressure Pp2 for raising the boom from the boom operation lever 23 is applied to the pilot port 21P1, the boom spool 24 of the boom cylinder switching valve 21 is switched to the position A in FIG. As a result, the pressure oil from the first pump 5 is supplied to the bottom side 20B of the boom cylinder 20 via the parallel oil passage 64 and the feeder oil passage 55, and the rod side 20R is drained. Further, when a boom lowering signal from the operation lever 23 is applied to the pilot port 21P2 via a pilot line (not shown), the boom spool 24 of the boom cylinder switching valve 21 is switched to the position C in FIG. As a result, the pressure oil from the first pump 5 is supplied to the rod side 20 </ b> R of the boom cylinder 20 via the parallel oil passage 64 and the feeder oil passage 55, and the rod side 20 </ b> R is drained via the drain line 71.
第2のブームシリンダ切換弁22は、6ポート2位置切換弁である。操作レバー23からのブーム上げの信号がパイロットポート22P1に付与されると、ブームシリンダ切換弁22のブームスプール26が図1のA位置に切り替わってブームシリンダ20のボトム側20Bに第2ポンプ6からの圧油がパラレル油路66、フィーダ油路73を介して供給され、ロッド側20Rがドレンされる。また、ブーム上げの信号がパイロットポート22P1に掛かっていないときは、ばね25の付勢力により、ブームシリンダ切換弁22のブームスプール26は図1のC位置に切り替わるようになっている。この結果、ブームシリンダ20はボトム側20B、ロッド側20Rとも遮断状態とされ、センタバイパス油路54が第2のアームシリンダ切換弁32側に連通される。   The second boom cylinder switching valve 22 is a 6-port 2-position switching valve. When a boom raising signal from the operation lever 23 is applied to the pilot port 22P1, the boom spool 26 of the boom cylinder switching valve 22 is switched to the position A in FIG. Is supplied via the parallel oil passage 66 and the feeder oil passage 73, and the rod side 20R is drained. When the boom raising signal is not applied to the pilot port 22P1, the boom spool 26 of the boom cylinder switching valve 22 is switched to the position C in FIG. As a result, the boom cylinder 20 is shut off at both the bottom side 20B and the rod side 20R, and the center bypass oil passage 54 is communicated to the second arm cylinder switching valve 32 side.
アームシリンダ30は、アームシリンダ切換弁31及び第2のアームシリンダ切換弁32によって作動・制御される。アームシリンダ切換弁31及び第2のアームシリンダ切換弁32は、アーム引きのときにアームシリンダ30のボトム側30Bに圧油を供給するが、その他は基本的にブームシリンダ21とほぼ同様な動きをする。   The arm cylinder 30 is operated and controlled by an arm cylinder switching valve 31 and a second arm cylinder switching valve 32. The arm cylinder switching valve 31 and the second arm cylinder switching valve 32 supply pressure oil to the bottom side 30B of the arm cylinder 30 when the arm is pulled, but the other operations are basically the same as those of the boom cylinder 21. To do.
即ち、アームシリンダ切換弁31は、この例ではブームシリンダ21と同様の6ポート3位置切換弁である。オペレータの操作するアーム操作レバー33がアーム引きの状態とされると、図示せぬ公知のパイロット圧発生手段からのアーム引きのパイロット圧Pp5がパイロットポート31P1(及び第2のアームシリンダ切換弁32のパイロットポート32P1)に付与されるように連結されている。即ち、この実施形態では、パイロットポート31P1(32P1)のパイロット圧Pp5がアーム引き操作検出手段のアーム引き信号を兼用していることになる。アーム操作レバー33からのアーム引きのパイロット圧Pp5がパイロットポート31P1に付与されると、アームシリンダ切換弁31のスプール31Aが図1のA位置に切り換わる。これによりアームシリンダ30のボトム側30Bに第1ポンプ5からの圧油がパラレル油路64フィーダ油路57を介して供給され、ロッド側30Rがドレンライン75を介してドレンされる。また、アーム操作レバー33からのアーム上げの信号がパイロットポート31P2に付与されると、アームシリンダ切換弁31のスプール34が図1のC位置に切り換わる。これによりアームシリンダ30のロッド側30Rに第1ポンプ5からの圧油がパラレル油路64、フィーダ57を介して供給され、ボトム側30Bがドレンライン75を介してドレンされる。   That is, the arm cylinder switching valve 31 is a 6-port 3-position switching valve similar to the boom cylinder 21 in this example. When the arm operating lever 33 operated by the operator is brought into the arm pulling state, the arm pulling pilot pressure Pp5 from a well-known pilot pressure generating means (not shown) is changed to the pilot port 31P1 (and the second arm cylinder switching valve 32). The pilot port 32P1) is connected so as to be given. That is, in this embodiment, the pilot pressure Pp5 of the pilot port 31P1 (32P1) is also used as the arm pulling signal of the arm pulling operation detecting means. When the arm pulling pilot pressure Pp5 from the arm operating lever 33 is applied to the pilot port 31P1, the spool 31A of the arm cylinder switching valve 31 is switched to the position A in FIG. As a result, the pressure oil from the first pump 5 is supplied to the bottom side 30 </ b> B of the arm cylinder 30 through the parallel oil passage 64 feeder oil passage 57, and the rod side 30 </ b> R is drained through the drain line 75. Further, when the arm raising signal from the arm operation lever 33 is applied to the pilot port 31P2, the spool 34 of the arm cylinder switching valve 31 is switched to the position C in FIG. As a result, the pressure oil from the first pump 5 is supplied to the rod side 30 </ b> R of the arm cylinder 30 via the parallel oil passage 64 and the feeder 57, and the bottom side 30 </ b> B is drained via the drain line 75.
第2のアームシリンダ切換弁32は、6ポート2位置切換弁である。アーム操作レバー33からのアーム引きのパイロット圧Pp5がパイロットポート32P1に付与されると、アームシリンダ切換弁32のアームスプール36が図1のA位置に切り換わる。これによりアームシリンダ30のボトム側30Bに第2ポンプ6からの圧油がパラレル油路66を介して供給され、ロッド側30Rがドレンされる。また、アーム操作レバー33からのアーム上げの信号がパイロットポート32P2に付与されると、アームシリンダ切換弁32のスプール36が図1のC位置に切り換わる。これによりアームシリンダ30のロッド側30Rに第2ポンプ6からの圧油がパラレル油路66を介して供給され、ボトム側30Bがドレンされる。   The second arm cylinder switching valve 32 is a 6-port 2-position switching valve. When the arm pulling pilot pressure Pp5 from the arm operating lever 33 is applied to the pilot port 32P1, the arm spool 36 of the arm cylinder switching valve 32 is switched to the position A in FIG. As a result, the pressure oil from the second pump 6 is supplied to the bottom side 30B of the arm cylinder 30 via the parallel oil passage 66, and the rod side 30R is drained. When the arm raising signal from the arm operation lever 33 is applied to the pilot port 32P2, the spool 36 of the arm cylinder switching valve 32 is switched to the position C in FIG. As a result, the pressure oil from the second pump 6 is supplied to the rod side 30R of the arm cylinder 30 via the parallel oil passage 66, and the bottom side 30B is drained.
なお、アームシリンダ30のボトム側30Bへの圧油の供給に関係して、従来の第1油圧ポンプ5のフィーダ油路57に設けていた絞り弁70(図7参照)は、本実施形態では省略されている。これは、この実施形態では、アームシリンダ30のボトム側30Bへの圧油の供給は主に第2ポンプ6のパラレル油路66から行われること、本願発明の効果により、この部分でアームシリンダ14への供給を特に制限しなくても、ブームシリンダ20への圧油供給が十分期待できるという理由に基づいている。   In connection with the supply of pressure oil to the bottom side 30B of the arm cylinder 30, the throttle valve 70 (see FIG. 7) provided in the feeder oil passage 57 of the conventional first hydraulic pump 5 is the present embodiment. It is omitted. In this embodiment, the pressure oil is supplied to the bottom side 30B of the arm cylinder 30 mainly from the parallel oil passage 66 of the second pump 6, and the arm cylinder 14 in this portion due to the effect of the present invention. This is based on the reason that the pressure oil supply to the boom cylinder 20 can be sufficiently expected even if the supply to the boom cylinder 20 is not particularly limited.
ここで、図1を用いてバケットシリンダ切換弁11に付設された流量調整手段FR1の構成について詳細に説明する。バケットシリンダ切換弁11のバケット開側端部には、バケット閉操作時に作用するストローク規制機構74が設けられている。このストローク規制機構74は、流量調整手段FR1の中核をなすもので、バケット3の閉じ操作とブーム1の上げ操作とが同時に行われ、且つバケットシリンダ10の負荷圧P1が所定値以下と検出されたときに、バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール14が所定のストローク位置Spよりもバケット閉側(矢示X1側)へストロークすることを規制するものである。なお、図1では、後述する各油室を説明するために、規制ピストン78を所定のストローク位置Spより若干引いた位置にて描写してある。   Here, the configuration of the flow rate adjusting means FR1 attached to the bucket cylinder switching valve 11 will be described in detail with reference to FIG. At the bucket opening side end portion of the bucket cylinder switching valve 11, a stroke restricting mechanism 74 that acts during the bucket closing operation is provided. The stroke regulating mechanism 74 is the core of the flow rate adjusting means FR1, and the closing operation of the bucket 3 and the raising operation of the boom 1 are performed at the same time, and the load pressure P1 of the bucket cylinder 10 is detected to be less than a predetermined value. The bucket spool 14 of the bucket cylinder switching valve 11 is restricted from moving toward the bucket closing side (arrow X1 side) from the predetermined stroke position Sp. In FIG. 1, in order to describe each oil chamber described later, the regulating piston 78 is depicted at a position slightly pulled from a predetermined stroke position Sp.
具体的には、このストローク規制機構74は、2箇所の段差面76A、76Bを有する規制シリンダ76と、段差面76A、76Bとそれぞれ対応する2箇所の段差面78A、78Bを有する規制ピストン78とで主に構成されている。規制ピストン78の小径部78Cは、バケットシリンダ切換弁11の開側のパイロットポート11P2の油室15内に臨まされている。パイロットポート11P2の油室15は、バケット3の開操作が行われているときに発生するパイロット圧Pp4が反映される空間である。バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール14の先端14Aがバケット閉側(X1方向)に移動してくると、規制ピストン78の端面78Dと当接するように構成されている。   Specifically, the stroke restricting mechanism 74 includes a restricting cylinder 76 having two step surfaces 76A and 76B, and a restricting piston 78 having two step surfaces 78A and 78B corresponding to the step surfaces 76A and 76B, respectively. It is mainly composed of. The small diameter portion 78C of the regulating piston 78 faces the oil chamber 15 of the pilot port 11P2 on the open side of the bucket cylinder switching valve 11. The oil chamber 15 of the pilot port 11P2 is a space in which the pilot pressure Pp4 generated when the bucket 3 is being opened is reflected. When the tip 14A of the bucket spool 14 of the bucket cylinder switching valve 11 moves toward the bucket closing side (X1 direction), the bucket cylinder switching valve 11 is configured to come into contact with the end surface 78D of the regulating piston 78.
規制ピストン78の中間径部78Eの段差面78Aに形成された油室81Aは、バケットシリンダ10のボトム側10Bの負荷圧P1がライン77を介して反映される空間であり、バケットシリンダ負荷圧検出手段として機能している。   The oil chamber 81A formed on the stepped surface 78A of the intermediate diameter portion 78E of the regulating piston 78 is a space in which the load pressure P1 on the bottom side 10B of the bucket cylinder 10 is reflected via the line 77, and the bucket cylinder load pressure detection is performed. It functions as a means.
規制ピストン78の大径部78Fのボトム面78Gに形成された油室81Bは、ブーム操作レバー23のブーム上げのパイロット油圧Pp2がライン79を介して反映される空間であり、ブーム上げ操作検出手段として機能している。   The oil chamber 81B formed in the bottom surface 78G of the large diameter portion 78F of the regulating piston 78 is a space in which the boom raising pilot hydraulic pressure Pp2 of the boom operating lever 23 is reflected via the line 79, and the boom raising operation detecting means. Is functioning.
前述したように、バケット閉じのパイロット油圧Pp1は、パイロットポート11P1(の油室16)に掛かっており、該油室16がバケット閉じ操作検出手段として機能している。   As described above, the pilot hydraulic pressure Pp1 for closing the bucket is applied to the pilot port 11P1 (the oil chamber 16), and the oil chamber 16 functions as a bucket closing operation detecting means.
なお、規制ピストン78の大径部78Fの先端側に形成された油室81CはタンクTと連通している。また、図の符号17A、17Bは、バケットスプール14を中立位置Bに戻すためのばねである。   Note that an oil chamber 81 </ b> C formed on the distal end side of the large diameter portion 78 </ b> F of the regulating piston 78 communicates with the tank T. Reference numerals 17A and 17B in the figure are springs for returning the bucket spool 14 to the neutral position B.
次に、この実施形態の作用を、特に本発明で問題とする状況での圧油と戻り油の流れに着目して説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described by paying attention to the flow of pressure oil and return oil particularly in a situation that is a problem in the present invention.
例えば、図3で示されるような堆積された砂を掬う作業等を行う場合において、「バケット閉じ」、「アーム引き」、「ブーム上げ」の3つの動作が同時に行われた場合について説明する。この状況では、従来(図7)の油圧制御装置によれば、「ブーム上げ」が良好に行われなくなることについては既に述べた。本実施形態では、この状況において、ブーム1を全く問題なく上げ方向に駆動することができる。   For example, a case will be described in which three operations of “bucket closing”, “arm pulling”, and “boom raising” are performed simultaneously in the case of performing an operation of scooping up accumulated sand as shown in FIG. In this situation, it has already been described that “boom raising” cannot be performed well according to the conventional hydraulic control device (FIG. 7). In this embodiment, in this situation, the boom 1 can be driven in the raising direction without any problem.
図1を参照して、バケット操作レバー13が「バケット閉じ」の状態とされると、バケットシリンダ切換弁11のパイロットポート11P1には、パイロット圧Pp1が印加される。このため、バケットスプール14が、ばね17Bの付勢力に打ち勝って図1の左方向(矢印X1方向)に移動し、ストローク規制機構74の規制ピストン78の端面78Dに当接する。これと同時に、油室81Aにバケットシリンダ10の負荷圧(ボトム側の圧力)P1が掛かり、更に、油室81Bにブーム上げのパイロット圧Pp2が掛かる。   Referring to FIG. 1, when bucket operating lever 13 is in a “bucket closed” state, pilot pressure Pp <b> 1 is applied to pilot port 11 </ b> P <b> 1 of bucket cylinder switching valve 11. For this reason, the bucket spool 14 overcomes the urging force of the spring 17 </ b> B and moves in the left direction (arrow X <b> 1 direction) in FIG. 1, and comes into contact with the end surface 78 </ b> D of the restriction piston 78 of the stroke restriction mechanism 74. At the same time, the load pressure (bottom side pressure) P1 of the bucket cylinder 10 is applied to the oil chamber 81A, and the boom raising pilot pressure Pp2 is applied to the oil chamber 81B.
なお、「バケット閉じ」の状態であるため、バケットシリンダ切換弁11の開側のパイロットポート11P2(の油室15)にはパイロット圧は掛かっていない。また、油室81Cは、タンクTと連結されているため、ここにも油圧は掛かっていない。   Since the bucket is in the “closed bucket” state, no pilot pressure is applied to the pilot port 11P2 (the oil chamber 15) on the open side of the bucket cylinder switching valve 11. Also, since the oil chamber 81C is connected to the tank T, no hydraulic pressure is applied thereto.
この結果、規制ピストン78には、バケットシリンダ10の負荷圧P1に、油室81Aに露出している段差面78Aの面積S1を乗じた付勢力が矢印X1方向に作用する。また、「ブーム上げ」のパイロット圧Pp2に、油室81Bに臨んでいるボトム面78Gの面積S2を乗じた付勢力が矢印X2方向に作用する。従って、バケットシリンダ10の負荷圧P1がある程度大きくならない限り、ストローク規制機構74のピストン78は、図中右側(X2方向)への付勢力の方が勝り、規制ピストン78はその段差面78Bが規制シリンダ76の段差面76Bに当接した状態のまま動けなくなる。即ち、結果としてバケットシリンダ10の負荷圧P1がある程度上昇するまではバケットスプール14は、特定のストローク位置Spよりバケット閉じ側へは移動できないことになる。   As a result, a biasing force obtained by multiplying the restriction piston 78 by the load pressure P1 of the bucket cylinder 10 and the area S1 of the step surface 78A exposed to the oil chamber 81A acts in the direction of the arrow X1. Further, an urging force obtained by multiplying the pilot pressure Pp2 of “boom raising” by the area S2 of the bottom surface 78G facing the oil chamber 81B acts in the direction of the arrow X2. Therefore, unless the load pressure P1 of the bucket cylinder 10 is increased to some extent, the urging force of the piston 78 of the stroke restricting mechanism 74 is superior to the right side (X2 direction) in the drawing, and the restricting piston 78 is restricted by its stepped surface 78B. The cylinder 76 cannot move while remaining in contact with the stepped surface 76B of the cylinder 76. That is, as a result, the bucket spool 14 cannot move from the specific stroke position Sp to the bucket closing side until the load pressure P1 of the bucket cylinder 10 rises to some extent.
これにより、バケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻り油の流量が規制され、圧油がバケットシリンダ10のボトム側10Bに急速に流入するのが抑制される。その分、第1ポンプ5の圧油をブームシリンダ20の駆動に有効に活用することができる。   Thereby, the flow rate of the return oil from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 to the tank T is restricted, and the pressure oil is prevented from flowing into the bottom side 10B of the bucket cylinder 10 rapidly. Accordingly, the pressure oil of the first pump 5 can be effectively utilized for driving the boom cylinder 20.
更に、図4に示されるように、この実施形態においては、バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール14がバケット閉側から開側にストロークしてゆくときのバケットシリンダ10のロッド側からタンクへの戻りポート11P3の開口特性が、バケット完全閉位置から前記「所定のストローク位置Sp」の付近までは拡大の程度が小さいが、該ストローク位置Spより開側では拡大の程度がより大きく(この例では破線で示すように「急激に」拡大するように)設定されている。バケットスプール14が所定のストローク位置Spから開方向に動き始めたということは、バケットシリンダ10の負荷圧P1がある程度立ち上がってきたということにほかならない。この状態では、ブームシリンダ20に圧油が供給できないという状況はほぼ解消されている。そこで本実施形態では、バケットスプール14が「所定のストローク位置Sp」から開方向に動き始めると、当該戻り油の開口が急激に拡大される。これにより、バケットシリンダ10のロッド側10Rの圧油の負荷は激減し、バケットシリンダ10のボトム側10Bに円滑に圧油を流入させることができ、バケット3の作業性をより向上させることができる。   Further, as shown in FIG. 4, in this embodiment, when the bucket spool 14 of the bucket cylinder switching valve 11 strokes from the bucket closing side to the opening side, the bucket cylinder 10 returns from the rod side to the tank. In the opening characteristic of the port 11P3, the degree of enlargement is small from the fully closed position of the bucket to the vicinity of the “predetermined stroke position Sp”, but the degree of enlargement is larger on the opening side than the stroke position Sp (in this example, a broken line) Set to “expand” (as shown). The fact that the bucket spool 14 starts to move in the opening direction from the predetermined stroke position Sp is nothing but that the load pressure P1 of the bucket cylinder 10 has risen to some extent. In this state, the situation in which pressure oil cannot be supplied to the boom cylinder 20 is almost eliminated. Therefore, in this embodiment, when the bucket spool 14 starts to move in the opening direction from the “predetermined stroke position Sp”, the opening of the return oil is rapidly expanded. Thereby, the load of the pressure oil on the rod side 10R of the bucket cylinder 10 is drastically reduced, the pressure oil can be smoothly flowed into the bottom side 10B of the bucket cylinder 10, and the workability of the bucket 3 can be further improved. .
このストローク規制機構74を用いた流量規制は、バケットシリンダ切換弁11の僅かな設計変更のみで実現でき、また、電気的配線を伴う構成要素を必要とせず、油圧回路上の制御のみで実現できるため、作動の信頼性が高いというメリットがある。   The flow rate regulation using the stroke regulation mechanism 74 can be realized only by a slight design change of the bucket cylinder switching valve 11 and can be realized only by control on the hydraulic circuit without requiring a component with electrical wiring. Therefore, there is an advantage that operation reliability is high.
この実施形態では、バケットシリンダ10の負荷圧P1が所定値を超えているときには流量規制は行われない。また、バケットシリンダ10のフィーダ油路54については特にその流量を妨げる規制は行われない。この結果、バケット3の駆動に悪影響が及ぶことがない。また、不必要にフィーダ油路54が絞られていないため、ヒートバランス性能を向上させることができ、エンジン出力を高めに維持する必要がないため、燃費も向上する。   In this embodiment, the flow rate restriction is not performed when the load pressure P1 of the bucket cylinder 10 exceeds a predetermined value. Further, there is no restriction on the feeder oil passage 54 of the bucket cylinder 10 that hinders its flow rate. As a result, the driving of the bucket 3 is not adversely affected. Further, since the feeder oil passage 54 is not unnecessarily restricted, the heat balance performance can be improved, and it is not necessary to maintain the engine output at a high level.
ところで、本発明においては、流量調整手段の具体的な構成については特に上記例に限定されない。例えば、図5に示されるような実施形態であってもよい。   By the way, in the present invention, the specific configuration of the flow rate adjusting means is not particularly limited to the above example. For example, an embodiment as shown in FIG. 5 may be used.
図5に示す実施形態では、バケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻り油の流量を調整可能な流量調整手段FR2として、バケットシリンダ切換弁11のバケットスプール14を開側にストロークさせるパイロットポート11P2に、任意のパイロット圧PpSを付与可能な電磁比例弁82を備えている。バケットシリンダ切換弁11は、前述の実施形態におけるバケットシリンダ切換弁11からストローク規制機構74を取り除いたもので、バケットシリンダ切換弁11のポート11P3の開口特性については先の実施形態におけるバケットシリンダ切換弁11と同様の(図4の破線で示すような所定のストローク位置Sp付近から急増する)特性とされている。   In the embodiment shown in FIG. 5, a pilot that strokes the bucket spool 14 of the bucket cylinder switching valve 11 to the open side as the flow rate adjusting means FR2 that can adjust the flow rate of the return oil from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 to the tank T. The port 11P2 includes an electromagnetic proportional valve 82 that can apply an arbitrary pilot pressure PpS. The bucket cylinder switching valve 11 is obtained by removing the stroke restricting mechanism 74 from the bucket cylinder switching valve 11 in the above-described embodiment, and the opening characteristics of the port 11P3 of the bucket cylinder switching valve 11 are the bucket cylinder switching valve in the previous embodiment. 11 (abrupt increase from the vicinity of a predetermined stroke position Sp as indicated by a broken line in FIG. 4).
この実施形態においては、バケット3の閉じ操作が行われたことを検出するバケット閉じ操作検出手段は、圧力スイッチ84である。ブーム1の上げ操作が行われたことを検出するブーム上げ操作検出手段は、圧力スイッチ86である。バケットシリンダ11の負荷圧P1を検出するバケットシリンダ負荷圧検出手段は、圧力センサ88である。   In this embodiment, the bucket closing operation detecting means for detecting that the closing operation of the bucket 3 has been performed is the pressure switch 84. The boom raising operation detecting means for detecting that the raising operation of the boom 1 has been performed is a pressure switch 86. The bucket cylinder load pressure detecting means for detecting the load pressure P 1 of the bucket cylinder 11 is a pressure sensor 88.
バケット3の閉じ操作とブーム1の上げ操作とが同時に行われ、且つバケットシリンダ11の負荷圧P1が所定値以下と検出されると、これらの情報がコントローラ90に入力され、相応の電気信号が電磁比例弁82に出力される。電磁比例弁82では、当該電気信号に対応するパイロット圧PpSを出力し、このパイロット油圧PpSが、バケットシリンダ11のバケットスプール14を開側にストロークさせるパイロットポート11P2に入力される。この電気信号は、バケットスプール14をバケット閉じ側のストロークエンド以外の「所定のストローク位置Ps」に位置させるパイロット圧に対応している。   When the closing operation of the bucket 3 and the raising operation of the boom 1 are performed at the same time and the load pressure P1 of the bucket cylinder 11 is detected to be equal to or lower than a predetermined value, these pieces of information are input to the controller 90 and a corresponding electric signal is generated. It is output to the electromagnetic proportional valve 82. The electromagnetic proportional valve 82 outputs a pilot pressure PpS corresponding to the electric signal, and this pilot hydraulic pressure PpS is input to a pilot port 11P2 that strokes the bucket spool 14 of the bucket cylinder 11 to the open side. This electric signal corresponds to a pilot pressure that positions the bucket spool 14 at a “predetermined stroke position Ps” other than the stroke end on the bucket closing side.
この構成によっても、先のストローク規制機構74を用いた先の実施形態と実質的に同等の作用効果が得られる。また、図示はされていないが、この構成によれば、例えばブームシリンダ20の負荷圧、あるいはアームシリンダ30の負荷圧等の更に他の要素(あるいはその時の状況をより詳細に推察し得る情報)をも考慮して電磁比例弁82での出力を決定することもでき、必要に応じてよりきめ細かな流入規制を行うことができる。   Also with this configuration, substantially the same effect as the previous embodiment using the previous stroke restriction mechanism 74 can be obtained. Further, although not shown, according to this configuration, for example, other elements such as the load pressure of the boom cylinder 20 or the load pressure of the arm cylinder 30 (or information that can infer the situation at that time in more detail). In consideration of this, the output from the electromagnetic proportional valve 82 can be determined, and finer inflow regulation can be performed as necessary.
本実施形態でも先の実施形態と同様に、バケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻りポート11P3の開口特性を「所定のストローク位置Sp」付近から変更するように構成してあるため、特にバケットの作業性を一層向上させることができる。   In this embodiment as well as the previous embodiment, the opening characteristic of the return port 11P3 from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 to the tank T is changed from the vicinity of the “predetermined stroke position Sp”. In particular, the workability of the bucket can be further improved.
図6に本発明の更に他の実施形態の例を示す。   FIG. 6 shows an example of still another embodiment of the present invention.
この実施形態では、バケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻り油の流量を調整可能な流量調整手段FR3として、バケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻り油の流量を規制する電磁比例流量調整弁92を、バケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻り油のドレンライン69に直接配置するようにしている。前記実施形態と同様に、バケット3の閉じ操作が行われたことを検出するバケット閉じ操作検出手段としての圧力スイッチ84、ブーム1の上げ操作が行われたことを検出するブーム上げ操作検出手段としての圧力スイッチ86、バケットシリンダ10の負荷圧P1を検出するバケットシリンダ負荷圧検出手段としての圧力センサ88を備えている。バケット3の閉じ操作とブーム1の上げ操作とが同時に行われ、且つバケットシリンダ10の負荷圧P1が所定値以下と検出されると、コントローラ90での指令によりバケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻り油の流量が、この電磁比例流量制御弁92によって直接規制される。   In this embodiment, the flow rate of the return oil from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 to the tank T is regulated as the flow rate adjusting means FR3 capable of adjusting the flow rate of the return oil from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 to the tank T. The electromagnetic proportional flow rate adjusting valve 92 is arranged directly on the drain line 69 for returning oil from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 to the tank T. As in the above embodiment, the pressure switch 84 as a bucket closing operation detecting means for detecting that the bucket 3 has been closed, and the boom raising operation detecting means for detecting that the boom 1 has been raised. Pressure switch 86, and a pressure sensor 88 as a bucket cylinder load pressure detecting means for detecting the load pressure P1 of the bucket cylinder 10. When the closing operation of the bucket 3 and the raising operation of the boom 1 are performed at the same time and the load pressure P1 of the bucket cylinder 10 is detected to be equal to or less than a predetermined value, the tank 90 starts from the rod side 10R of the bucket cylinder 10 according to a command from the controller 90. The flow rate of the return oil to T is directly regulated by the electromagnetic proportional flow control valve 92.
この実施形態は、バケットスプール14の動きを規制するものではないため、バケットシリンダ10のボトム側10Bへの圧油の供給に関しては、何ら影響が及ばず、戻り油の流量規制によってバケットシリンダ10のロッド側10Rの圧油の負荷の程度のみを独立して任意の値に制御することができる。そのため、バケットシリンダ切換弁11に関しては、バケットスプール14Aの前述した「開口特性」をも含め、(従来のバケットスプールから)一切設計変更を施す必要がなく、しかも、実質的に開口特性を考慮したと同等の制御を一元的に実施できる。   Since this embodiment does not regulate the movement of the bucket spool 14, there is no influence on the supply of pressure oil to the bottom side 10 </ b> B of the bucket cylinder 10. Only the degree of pressure oil load on the rod side 10R can be independently controlled to an arbitrary value. Therefore, the bucket cylinder switching valve 11 does not require any design change (from the conventional bucket spool) including the above-mentioned “opening characteristics” of the bucket spool 14A, and substantially considers the opening characteristics. Can be implemented in a centralized manner.
また、この制御構成は、バケットシリンダ10のロッド側RからタンクTへの戻り油の流量を直接的に電磁比例流量調整弁92によって制御するものであるため、バケットの閉じ操作の有無、ブームの上げ操作の有無、バケットシリンダの負荷圧という情報のほかに、必要ならば、更に、例えばブームシリンダ20の負荷圧、アームシリンダ30の負荷圧等をも考慮した上でバケットシリンダ10のロッド側10RからタンクTへの戻り油の流量を制御することも可能である。よって、よりバランスのとれた一層きめ細かな総合的な制御をすることも可能である。   In addition, this control configuration directly controls the flow rate of the return oil from the rod side R of the bucket cylinder 10 to the tank T by the electromagnetic proportional flow rate adjusting valve 92. In addition to the information on the presence / absence of the lifting operation and the load pressure of the bucket cylinder, if necessary, the load pressure of the boom cylinder 20 and the load pressure of the arm cylinder 30 are also taken into consideration, for example. It is also possible to control the flow rate of return oil from the tank to the tank T. Therefore, it is possible to carry out more comprehensive control that is more balanced.
なお、上記実施形態においては、それぞれネガティブコントロール方式の油圧制御装置について例示してきたが、本願発明は、ポジティブコントロール方式の油圧制御装置においても、同様の作用効果が得られる。   In the above-described embodiment, the negative control type hydraulic control device has been exemplified. However, the present invention can achieve the same effect even in the positive control type hydraulic control device.
作業機械の各シリンダ切換弁をタンデムに接続すると共に、該シリンダ切換弁をパラレル回路でも接続した作業機械の油圧制御装置に適用可能である。   The present invention can be applied to a hydraulic control device for a working machine in which each cylinder switching valve of the work machine is connected in tandem and the cylinder switching valve is also connected in a parallel circuit.
本発明の実施形態の一例適用された作業機械の油圧制御装置のバケットシリンダ切換弁の付近の構成を示す概略油圧回路図1 is a schematic hydraulic circuit diagram showing a configuration in the vicinity of a bucket cylinder switching valve of a hydraulic control device for a work machine to which an example of an embodiment of the present invention is applied. 前記油圧制御装置の全体構成の要部を示す油圧回路図Hydraulic circuit diagram showing the main part of the overall configuration of the hydraulic control device 前記作業機械のブーム、アーム、バケットの概略構成を示す正面図The front view which shows schematic structure of the boom of the said working machine, an arm, and a bucket. バケットシリンダ切換弁の開口特性を示すグラフGraph showing opening characteristics of bucket cylinder switching valve 本発明の他の実施形態の一例を示すバケットシリンダ切換弁の付近を示す概略油圧回路図Schematic hydraulic circuit diagram showing the vicinity of a bucket cylinder switching valve showing an example of another embodiment of the present invention 本発明の更に他の実施形態の一例を示すバケットシリンダ切換弁の付近を示す概略油圧回路図Schematic hydraulic circuit diagram showing the vicinity of a bucket cylinder switching valve showing an example of still another embodiment of the present invention 従来の作業機械の油圧制御装置の概略構成を示す図2相当の油圧回路図FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional hydraulic control device for a work machine
符号の説明Explanation of symbols
5、6…第1、第2油圧ポンプ
10…バケットシリンダ
11…バケットシリンダ切換弁
11P1…パイロットポート
13…バケット操作レバー
14…ストローク規制機構
20…ブームシリンダ
20P1…パイロットポート
21…ブームシリンダ切換弁
23…ブーム操作レバー
30…アームシリンダ
31…アームシリンダ切換弁
33…アーム操作レバー
52、54…センタバイパス油路
64、66…パラレル油路
82…電磁比例弁
92…電磁比例流量制御弁
5, 6 ... 1st, 2nd hydraulic pump
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Bucket cylinder 11 ... Bucket cylinder switching valve 11P1 ... Pilot port 13 ... Bucket operation lever 14 ... Stroke control mechanism 20 ... Boom cylinder 20P1 ... Pilot port 21 ... Boom cylinder switching valve 23 ... Boom operation lever 30 ... Arm cylinder 31 ... Arm Cylinder switching valve 33 ... Arm operation lever 52, 54 ... Center bypass oil passage 64, 66 ... Parallel oil passage 82 ... Electromagnetic proportional valve 92 ... Electromagnetic proportional flow control valve

Claims (5)

  1. 作業機械のバケット及びブームを駆動するバケットシリンダ及びブームシリンダを少なくとも有し、各シリンダを切り換えるバケットシリンダ切換弁及びブームシリンダ切換弁をタンデムに接続すると共に、該シリンダ切換弁をパラレル回路でも接続した作業機械の油圧制御装置において、
    前記バケットの閉じ操作が行われたことを検出するバケット閉じ操作検出手段と、
    前記ブームの上げ操作が行われたことを検出するブーム上げ操作検出手段と、
    前記バケットシリンダの負荷圧を検出するバケットシリンダ負荷圧検出手段と、
    前記バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を調整可能な流量調整手段と、を備え、
    前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧が所定値以下であると検出されたときに、前記流量調整手段により、前記バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を規制するように構成した
    ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
    Work having at least a bucket cylinder and a boom cylinder for driving a bucket and a boom of a work machine, and connecting a bucket cylinder switching valve and a boom cylinder switching valve for switching each cylinder in tandem, and also connecting the cylinder switching valve with a parallel circuit In the machine hydraulic control device,
    Bucket closing operation detection means for detecting that the bucket closing operation has been performed;
    Boom raising operation detecting means for detecting that the boom raising operation has been performed;
    Bucket cylinder load pressure detecting means for detecting the load pressure of the bucket cylinder;
    Flow rate adjusting means capable of adjusting the flow rate of return oil from the rod side of the bucket cylinder to the tank, and
    When the bucket closing operation and the boom raising operation are performed at the same time and it is detected that the load pressure of the bucket cylinder is equal to or lower than a predetermined value, the flow rate adjusting means causes the tank from the rod side of the bucket cylinder to A hydraulic control device for a work machine, characterized in that the flow rate of return oil to the engine is regulated.
  2. 請求項1において、
    前記流量調整手段として、前記バケットシリンダ切換弁のスプールの閉じ操作側へのストロークを規制するストローク規制機構を備え、
    前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧が所定値以下と検出されたときに、前記ストローク規制機構が、前記バケットシリンダ切換弁のスプールが所定のストローク位置よりもバケット閉側へストロークすることを規制する
    ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
    In claim 1,
    As the flow rate adjusting means, provided with a stroke regulating mechanism for regulating the stroke of the bucket cylinder switching valve toward the closing operation side of the spool,
    When the bucket closing operation and the boom raising operation are performed at the same time, and the load pressure of the bucket cylinder is detected to be equal to or less than a predetermined value, the stroke restriction mechanism causes the bucket cylinder switching valve to have a predetermined spool. A hydraulic control device for a work machine, characterized by regulating a stroke closer to a bucket closing side than a stroke position.
  3. 請求項1において、
    前記流量調整手段として、前記バケットシリンダのスプールを開側にストロークさせるパイロットポートに、任意のパイロット圧を付与可能な電磁比例弁を備え、
    前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧が所定値以下と検出されたときに、前記電磁比例弁が、前記バケットシリンダのスプールを開側にストロークさせるパイロットポートに、該スプールをバケット閉じ側のストロークエンド以外の所定のストローク位置に位置させるパイロット圧を付与する
    ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
    In claim 1,
    As the flow rate adjusting means, an electromagnetic proportional valve capable of applying an arbitrary pilot pressure to a pilot port that strokes the spool of the bucket cylinder to the open side,
    When the bucket closing operation and the boom raising operation are performed at the same time and the load pressure of the bucket cylinder is detected to be a predetermined value or less, the electromagnetic proportional valve strokes the bucket cylinder spool to the open side. A hydraulic pressure control device for a work machine, characterized in that a pilot pressure is applied to a pilot port that causes the spool to be positioned at a predetermined stroke position other than a stroke end on a bucket closing side.
  4. 請求項1〜3のいずれかにおいて、
    前記バケットシリンダ切換弁のスプールが閉側から開側にストロークしてゆくときの、前記バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻りポートの開口特性が、バケット完全閉位置から前記所定のストローク位置までは拡大の程度が小さく、該ストローク位置より開側では拡大の程度がより大きく設定されている
    ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
    In any one of Claims 1-3,
    The opening characteristic of the return port from the bucket cylinder rod side to the tank when the spool of the bucket cylinder switching valve strokes from the closed side to the open side is from the bucket fully closed position to the predetermined stroke position. A hydraulic control device for a working machine, characterized in that the degree of expansion is small and the degree of expansion is set larger on the opening side than the stroke position.
  5. 請求項1において、
    前記流量調整手段として、バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を調整可能な電磁比例流量調整弁を備え、
    前記バケットの閉じ操作とブームの上げ操作とが同時に行われ、且つ前記バケットシリンダの負荷圧が所定値以下と検出されたときに、前記電磁比例流量調整弁により、前記バケットシリンダのロッド側からタンクへの戻り油の流量を規制するように構成した
    ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
    In claim 1,
    As the flow rate adjusting means, an electromagnetic proportional flow rate adjustment valve capable of adjusting the flow rate of return oil from the rod side of the bucket cylinder to the tank is provided,
    When the bucket closing operation and the boom raising operation are performed at the same time, and the load pressure of the bucket cylinder is detected to be equal to or lower than a predetermined value, the electromagnetic proportional flow rate adjusting valve controls the tank from the rod side of the bucket cylinder. A hydraulic control device for a work machine, characterized in that the flow rate of return oil to the engine is regulated.
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