JP5938356B2 - Hydraulic drive device for hydraulic excavator - Google Patents

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本発明は、ブームシリンダのロッド室とアームシリンダのボトム室とを連通させる切換弁を備えた油圧ショベルの油圧駆動装置に関する。   The present invention relates to a hydraulic drive device for a hydraulic excavator provided with a switching valve for communicating a rod chamber of a boom cylinder and a bottom chamber of an arm cylinder.

この種の従来技術として特許文献1に示されるものがある。この従来技術は、油圧ショベルの油圧駆動装置であって、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し、ロッド室及びボトム室をそれぞれ有するブームシリンダ及びアームシリンダとを備えている。また、この従来技術は、主油圧ポンプからブームシリンダに供給される圧油の流れを制御するブーム用方向制御弁、及び主油圧ポンプからアームシリンダに供給される圧油の流れを制御するアーム用方向制御弁と、ブーム用方向制御弁を切り換え操作するブーム用操作装置、及びアーム用方向制御弁を切り換え操作するアーム用操作装置とを備えている。さらに、この従来技術は、ブームシリンダのロッド室の圧が所定圧以上になったときに、ブームシリンダのロッド室とアームシリンダのボトム室とを連通させる切換弁を備えている。   There exists a thing shown by patent document 1 as this kind of prior art. This prior art is a hydraulic drive device for a hydraulic excavator, and includes a main hydraulic pump and a boom cylinder and an arm cylinder that are driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump and have a rod chamber and a bottom chamber, respectively. ing. This prior art also provides a directional control valve for a boom that controls the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the boom cylinder, and an arm for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the arm cylinder. A direction control valve, a boom operation device that switches the boom direction control valve, and an arm operation device that switches the arm direction control valve are provided. Furthermore, this prior art includes a switching valve that communicates the rod chamber of the boom cylinder and the bottom chamber of the arm cylinder when the pressure in the rod chamber of the boom cylinder exceeds a predetermined pressure.

このように構成される従来技術にあっては、アームクラウド単独操作時に掘削反力によってブームシリンダのロッド室の圧が所定圧よりも高くなると、ブームシリンダのロッド室の圧油を切換弁を介してアームシリンダのボトム室に送ることができる。したがって、ブームシリンダが伸長し、アームクラウド操作における掘削反力を逃がすことができ、機体の浮き上がりを防止することができる。また、ブームシリンダのロッド室から流出した圧油がアームシリンダのボトム室に供給されることから、アームシリンダの伸長方向の増速を実現でき、アームクラウドの操作速度を速くすることができる。   In the related art configured as described above, when the pressure in the rod chamber of the boom cylinder becomes higher than a predetermined pressure due to the excavation reaction force during the arm cloud single operation, the pressure oil in the rod chamber of the boom cylinder is passed through the switching valve. Can be sent to the bottom chamber of the arm cylinder. Therefore, the boom cylinder is extended, the excavation reaction force in the arm cloud operation can be released, and the airframe can be prevented from being lifted. Further, since the pressure oil flowing out from the rod chamber of the boom cylinder is supplied to the bottom chamber of the arm cylinder, it is possible to increase the speed in the extending direction of the arm cylinder and to increase the operation speed of the arm cloud.

国際公開第WO2004/005727号パンフレットInternational Publication No. WO2004 / 005727 Pamphlet

上述した従来技術においては、ブーム上げ・アームクラウド複合操作による掘削作業が実施されているときに、すなわちブームシリンダ、アームシリンダの複合操作が実施されているときに、切換弁が最大開口面積に保持されている状態でブームシリンダのロッド室とアームシリンダのボトム室との差圧が大きいと、ブームシリンダのロッド室の圧油が開口面積の大きい切換弁を通過する際に、機体にショックを発生する。このショックにより操作性が低下する。また、精度の高い作業を実施している場合には、ショックにより作業精度が劣化しやすくなっていた。   In the above-described prior art, the switching valve is maintained at the maximum opening area when excavation work is being performed by the combined operation of raising the boom and the arm cloud, that is, when the combined operation of the boom cylinder and the arm cylinder is being performed. If the pressure difference between the boom cylinder rod chamber and the arm cylinder bottom chamber is large, the hydraulic oil in the boom cylinder rod chamber will generate a shock when passing through the switching valve with a large opening area. To do. This shock reduces operability. In addition, when performing highly accurate work, the work accuracy is likely to deteriorate due to shock.

本発明は、上述した従来技術における実情からなされたもので、その目的は、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、ブームシリンダのロッド圧とアームシリンダのボトム圧との差圧に応じて機体に発生するショックを抑えることができる油圧ショベルの油圧駆動装置を提供することにある。   The present invention has been made based on the actual situation in the above-described prior art, and its purpose is generated in the airframe in response to the differential pressure between the boom cylinder rod pressure and the arm cylinder bottom pressure during boom raising and arm cloud combined operation. It is an object of the present invention to provide a hydraulic drive device for a hydraulic excavator that can suppress a shock.

この目的を達成するために、本発明は、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し、ロッド室及びボトム室をそれぞれ有するブームシリンダ及びアームシリンダと、上記主油圧ポンプから上記ブームシリンダに供給される圧油の流れを制御するブーム用方向制御弁、及び上記主油圧ポンプから上記アームシリンダに供給される圧油の流れを制御するアーム用方向制御弁と、上記ブーム用方向制御弁を切り換え操作するブーム用操作装置、及び上記アーム用方向制御弁を切り換え操作するアーム用操作装置と、上記ブームシリンダの上記ロッド室の圧が所定圧以上の高圧となったときに、上記ブームシリンダの上記ロッド室と上記アームシリンダの上記ボトム室とを連通させる切換弁とを備えた油圧ショベルの油圧駆動装置において、上記ブームシリンダのロッド圧を検出する第1圧力検出部、及び上記アームシリンダのボトム圧を検出する第2圧力検出部と、上記第1圧力検出部で検出された上記ブームシリンダのロッド圧と上記第2圧力検出部で検出された上記アームシリンダのボトム圧との差圧が所定圧以上のときに、上記ブームシリンダの上記ロッド室と上記アームシリンダの上記ボトム室とを連通させる上記切換弁の開口面積が小さくなるように上記切換弁を制御する開口制御部とを備えたことを特徴としている。   In order to achieve this object, the present invention provides a main hydraulic pump, a boom cylinder and an arm cylinder that are driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump and each have a rod chamber and a bottom chamber, and the main hydraulic pump. A boom direction control valve that controls the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the arm cylinder, and the boom direction control valve that controls the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the arm cylinder; A boom operating device for switching the directional control valve, an arm operating device for switching the arm directional control valve, and when the pressure in the rod chamber of the boom cylinder is higher than a predetermined pressure. The hydraulic pressure of a hydraulic excavator comprising a switching valve for communicating the rod chamber of the boom cylinder and the bottom chamber of the arm cylinder In the moving device, a first pressure detection unit for detecting the rod pressure of the boom cylinder, a second pressure detection unit for detecting the bottom pressure of the arm cylinder, and the boom cylinder detected by the first pressure detection unit. When the differential pressure between the rod pressure and the bottom pressure of the arm cylinder detected by the second pressure detector is equal to or higher than a predetermined pressure, the rod chamber of the boom cylinder and the bottom chamber of the arm cylinder are communicated with each other. And an opening control unit that controls the switching valve so as to reduce an opening area of the switching valve.

このように構成した本発明は、第1圧力検出部と第2圧力検出部によって、ブームシリンダのロッド圧とアームシリンダのボトム圧との差圧が所定圧以上であることが検出されたときには、開口制御部によって開口面積が小さくなるように切換弁が制御される。すなわち、ブームシリンダのロッド室からアームシリンダのボトム室に送られる圧油の切換弁における通過流量が、切換弁が最大開口面積に保持されている場合に比べて少なくなる。これによりブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、ブームシリンダのロッド圧とアームシリンダのボトム圧との差圧に応じて機体に発生するショックを抑えることができる。   In the present invention configured as described above, when the first pressure detection unit and the second pressure detection unit detect that the differential pressure between the rod pressure of the boom cylinder and the bottom pressure of the arm cylinder is equal to or higher than a predetermined pressure, The switching valve is controlled by the opening control unit so that the opening area is reduced. That is, the flow rate of the pressure oil that is sent from the rod chamber of the boom cylinder to the bottom chamber of the arm cylinder is less than that when the switching valve is maintained at the maximum opening area. As a result, when the boom is raised and the arm cloud is combined, it is possible to suppress a shock generated in the airframe according to the differential pressure between the rod pressure of the boom cylinder and the bottom pressure of the arm cylinder.

また、本発明は、上記発明において、ブーム上げに際しての上記ブーム用操作装置の操作量を検出する第1操作量検出部、及びアームクラウドに際しての上記アーム用操作装置の操作量を検出する第2操作量検出部を備え、上記開口制御部は、上記第1操作量検出部と上記第2操作量検出部とから出力される信号に応じて、上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたかどうかを判別する判別部と、上記第1圧力検出部で検出された上記ブームシリンダのロッド圧と上記第2圧力検出部で検出された上記アームシリンダのボトム圧との差圧を求める演算部と、この演算部で求めた差圧が上記所定圧以上のときに上記切換弁の開口面積が最大よりも小さな開口となるような開口面積を出力するように設定された第1関数発生部とを含み、当該開口制御部は、上記判別部で上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたと判別したとき、上記第1関数発生部から出力される開口面積に応じて上記切換弁を制御することを特徴としている。   Further, the present invention provides a first operation amount detection unit that detects an operation amount of the boom operation device when the boom is raised, and a second operation that detects an operation amount of the arm operation device when the arm is clouded. An operation amount detection unit, wherein the opening control unit is configured so that the boom operation device and the arm operation device are in response to signals output from the first operation amount detection unit and the second operation amount detection unit. A discriminating unit for discriminating whether or not the boom is raised and the arm cloud is operated, and the rod pressure of the boom cylinder detected by the first pressure detector and the arm cylinder detected by the second pressure detector An operation area for obtaining a differential pressure from the bottom pressure of the valve, and an opening area such that the opening area of the switching valve is smaller than the maximum when the pressure difference obtained by the operation section is equal to or greater than the predetermined pressure. A first function generator configured to output, and the opening controller is configured such that the boom operating device and the arm operating device are respectively raised in the boom and operated by the arm cloud in the determining unit. When it is determined, the switching valve is controlled according to the opening area output from the first function generator.

このように構成した本発明は、第1操作量検出部と第2操作量検出部とにより、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施されているときのみ、開口制御部によって切換弁の開口面積を小さくする制御を実施させることができる。   In the present invention configured as described above, the opening control unit controls the opening area of the switching valve only when the boom raising / arm cloud combined operation is performed by the first operation amount detecting unit and the second operation amount detecting unit. Control to make it small can be implemented.

また、本発明は、上記発明において、上記開口制御部は、上記第1操作量検出部の操作量と開口面積の関係が設定された第2関数発生部と、上記第2操作量検出部の操作量と開口面積の関係が設定された第3関数発生部と、上記第1関数発生部、上記第2関数発生部、及び上記第3関数発生部からそれぞれ出力される開口面積の最小値を選択する最小値選択部とを含み、当該開口制御部は、上記判別部で上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたと判別したとき、上記最小値選択部から出力される開口面積となるように上記切換弁を制御することを特徴としている。   Further, the present invention is the above invention, wherein the opening control unit includes: a second function generating unit in which a relationship between the operation amount of the first operation amount detection unit and the opening area is set; and the second operation amount detection unit. A minimum value of the opening area respectively output from the third function generating unit in which the relationship between the operation amount and the opening area is set, and the first function generating unit, the second function generating unit, and the third function generating unit. A minimum value selection unit to be selected, and the opening control unit detects the minimum when the determination unit determines that the boom operation device and the arm operation device are operated to raise the boom and operate the arm cloud, respectively. The switching valve is controlled to have an opening area output from the value selection unit.

このように構成した本発明は、ブーム上げ操作に関係する第2関数発生部における設定と、アームクラウド操作に関係する第3関数発生部における設定のそれぞれを、当該油圧ショベルで実施されるブーム上げ・アームクラウド複合操作による掘削作業を考慮して設定することにより、掘削作業の高い作業精度を得ることができるとともに、掘削作業時の機体のショックを抑えることができる。   In the present invention configured as described above, each of the setting in the second function generating unit related to the boom raising operation and the setting in the third function generating unit related to the arm cloud operation are performed by the hydraulic excavator. -By considering the excavation work by the arm cloud combined operation, it is possible to obtain high work accuracy of the excavation work and to suppress the shock of the airframe during the excavation work.

また、本発明は、上記発明において、上記第1圧力検出部が第1圧力センサから成り、上記第2圧力検出部が第2圧力センサから成り、上記第1操作量検出部が第3圧力センサから成り、上記第2操作量検出部が第4圧力センサから成り、上記切換弁の制御ポートに、この切換弁の開口面積を制御するパイロット圧を供給可能な電磁弁を備え、上記開口制御部が、上記電磁弁を制御する制御信号を出力するコントローラから成り、このコントローラは、上記判別部と、上記演算部と、上記第1関数発生部と、上記第2関数発生部と、上記第3関数発生部と、上記最小値選択部とを含むとともに、上記判別部で上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたと判別されたときに、上記切換弁の開口面積の制御の実施を許可する許可部と、この許可部で上記切換弁の開口面積の制御が許可されたときに、上記最小値選択部から出力される開口面積に相応する制御信号を上記電磁弁に出力する出力部とを含むことを特徴としている。   According to the present invention, in the above invention, the first pressure detection unit includes a first pressure sensor, the second pressure detection unit includes a second pressure sensor, and the first operation amount detection unit includes a third pressure sensor. The second manipulated variable detector comprises a fourth pressure sensor, the control port of the switching valve comprising a solenoid valve capable of supplying a pilot pressure for controlling the opening area of the switching valve, and the opening control unit Comprises a controller that outputs a control signal for controlling the solenoid valve, and the controller includes the determination unit, the calculation unit, the first function generation unit, the second function generation unit, and the third function generation unit. A function generation unit and the minimum value selection unit, and when it is determined by the determination unit that the boom operation device and the arm operation device are respectively operated to raise the boom and operate the arm cloud, A permission unit that permits execution of control of the opening area of the valve, and a control signal that corresponds to the opening area that is output from the minimum value selection unit when control of the opening area of the switching valve is permitted by the permission unit. And an output unit that outputs the signal to the electromagnetic valve.

本発明は、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、ブームシリンダのロッド圧とアームシリンダのボトム圧との差圧が大きい場合に、第1圧力検出部、第2圧力検出部と、開口制御部とによって、開口面積が小さくなるように切換弁を制御することにより、ブームシリンダのロッド室からアームシリンダのボトム室に送られる圧油が切換弁を通過する際に生じる機体のショックを抑えることができる。これにより、従来に比べて操作性を向上させることができ、高い作業精度を確保することができる。   The present invention provides a first pressure detection unit, a second pressure detection unit, and an opening control unit when a differential pressure between the rod pressure of the boom cylinder and the bottom pressure of the arm cylinder is large during boom raising / arm cloud combined operation. By controlling the switching valve so as to reduce the opening area, it is possible to suppress the shock of the airframe that occurs when the pressure oil sent from the rod chamber of the boom cylinder to the bottom chamber of the arm cylinder passes through the switching valve. . Thereby, operativity can be improved compared with the past, and high work accuracy can be secured.

本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態が備えられる油圧ショベルを示す側面図である。1 is a side view showing a hydraulic excavator provided with an embodiment of a hydraulic drive device according to the present invention. 本実施形態に係る油圧駆動装置の構成を示す油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram which shows the structure of the hydraulic drive device which concerns on this embodiment. 本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。It is a block diagram which shows the principal part structure of the controller with which this embodiment is equipped. 本発明の別の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。It is a block diagram which shows the principal part structure of the controller with which another embodiment of this invention is equipped.

以下、本発明に係る油圧ショベルの油圧駆動装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of a hydraulic drive device for a hydraulic excavator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施形態に係る油圧駆動装置が備えられる油圧ショベルは、走行体1と、この走行体1上に設けられる旋回体2と、この旋回体2に上下方向の回動可能に装着されるブーム3と、このブーム3に上下方向の回動可能に装着されるアーム4と、このアーム4に上下方向の回動可能に装着されるバケット5とを備えている。ブーム3、アーム4、及びバケット5はフロント作業機を構成している。また、ブーム3を駆動するブームシリンダ6と、アーム4を駆動するアームシリンダ7と、バケット5を駆動するバケットシリンダ8とを備えている。   As shown in FIG. 1, a hydraulic excavator provided with the hydraulic drive device according to the present embodiment includes a traveling body 1, a revolving body 2 provided on the traveling body 1, and the revolving body 2 rotating in the vertical direction. A boom 3 that can be mounted, an arm 4 that is mounted on the boom 3 so as to be pivotable in the vertical direction, and a bucket 5 that is mounted on the arm 4 so as to be pivotable in the vertical direction are provided. The boom 3, the arm 4, and the bucket 5 constitute a front work machine. A boom cylinder 6 that drives the boom 3, an arm cylinder 7 that drives the arm 4, and a bucket cylinder 8 that drives the bucket 5 are provided.

このように構成される油圧ショベルでは、土砂の掘削作業時等には、ブームシリンダ6は同図1の矢印13に示すように伸長し、ブーム3が矢印12に示すように回動してブーム上げが行われる。また、このブーム上げ操作とともに、アームシリンダ7が矢印9に示すように伸長し、アーム4が矢印11に示すように回動して、アームクラウド操作が行われる。さらに、このようなブーム上げ・アームクラウド複合操作とともに、バケットシリンダ8を矢印10方向に伸長させて、矢印11に示すようにバケット5を回動させることが行われる。これらの動作により所望の掘削作業等が行われる。   In the hydraulic excavator configured as described above, the boom cylinder 6 extends as shown by an arrow 13 in FIG. Raising is done. Further, along with the boom raising operation, the arm cylinder 7 extends as shown by an arrow 9 and the arm 4 rotates as shown by an arrow 11 to perform an arm cloud operation. Further, along with such boom raising / arm cloud combined operation, the bucket cylinder 8 is extended in the direction of the arrow 10 and the bucket 5 is rotated as indicated by the arrow 11. A desired excavation work or the like is performed by these operations.

図2に示すように、ブームシリンダ6はボトム室6a及びロッド室6bを備え、ボトム室6aに圧油が供給されることにより、当該ブームシリンダ6が伸長してブーム上げが実施され、ロッド室6bに圧油が供給されることにより、当該ブームシリンダ6が収縮してブーム下げが実施される。アームシリンダ7もボトム室7a及びロッド室7bを備え、ボトム室7aに圧油が供給されることにより、アームクラウドが実施され、ロッド室7bに圧油が供給されることによりアームダンプが実施される。   As shown in FIG. 2, the boom cylinder 6 includes a bottom chamber 6a and a rod chamber 6b. When pressure oil is supplied to the bottom chamber 6a, the boom cylinder 6 is extended to raise the boom, and the rod chamber By supplying pressure oil to 6b, the boom cylinder 6 contracts and the boom is lowered. The arm cylinder 7 also includes a bottom chamber 7a and a rod chamber 7b. When pressure oil is supplied to the bottom chamber 7a, arm cloud is performed, and when pressure oil is supplied to the rod chamber 7b, arm dump is performed. The

このようなブームシリンダ6及びアームシリンダ7を含む本実施形態に係る油圧駆動装置は、同図2に示すように、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とを備えている。また、本実施形態は、主油圧ポンプ21からブームシリンダ6に供給される圧油の流れを制御するブーム用方向制御弁23と、主油圧ポンプ21からアームシリンダ7に供給される圧油の流れを制御するアーム用方向制御弁24と、ブーム用方向制御弁23を切り換え操作するブーム用操作装置25と、アーム用方向制御弁24を切り換え操作するアーム用方向制御弁26とを備えている。   As shown in FIG. 2, the hydraulic drive apparatus according to this embodiment including the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 includes an engine 20, a main hydraulic pump 21 driven by the engine 20, and a pilot pump 22. And. In the present embodiment, a boom direction control valve 23 for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump 21 to the boom cylinder 6 and the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump 21 to the arm cylinder 7 are used. An arm direction control valve 24 for controlling the boom direction, a boom operation device 25 for switching the boom direction control valve 23, and an arm direction control valve 26 for switching the arm direction control valve 24.

ブーム用操作装置25はパイロットポンプ22に接続され、操作に応じて発生したパイロット圧をパイロット管路25a,25bのいずれかを介してブーム用方向制御弁23の制御ポートに供給し、このブーム用方向制御弁23を同図2の左位置、あるいは右位置に切り換える。同様に、アーム用操作装置26もパイロットポンプ22に接続され、操作に応じて発生したパイロット圧をパイロット管路26a,26bのいずれかを介してアーム用方向制御弁24の制御ポートに供給し、このアーム用方向制御弁24を同図2の左位置、あるいは右位置に切り換える。   The boom operating device 25 is connected to the pilot pump 22 and supplies the pilot pressure generated in response to the operation to the control port of the boom direction control valve 23 via one of the pilot lines 25a and 25b. The direction control valve 23 is switched to the left position or the right position in FIG. Similarly, the arm operating device 26 is also connected to the pilot pump 22 and supplies the pilot pressure generated according to the operation to the control port of the arm directional control valve 24 via either of the pilot pipe lines 26a and 26b. The arm direction control valve 24 is switched to the left position or the right position in FIG.

また、本実施形態は、ブームシリンダ6のロッド室6bの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のロッド室6bとアームシリンダ7のボトム室7aとを連通させる切換弁57を含む連通制御部を備えている。   Further, according to the present embodiment, when the pressure in the rod chamber 6b of the boom cylinder 6 becomes higher than a predetermined pressure, the switching valve 57 that connects the rod chamber 6b of the boom cylinder 6 and the bottom chamber 7a of the arm cylinder 7 is communicated. Including a communication control unit.

この連通制御部は、図2に示すように、ブームシリンダ6のロッド室6bとアームシリンダ7のボトム室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、ブームシリンダ6のロッド室6bの圧が所定圧より低いときに連通路40を遮断し、所定圧以上の高圧となったときに連通路40を連通状態に保持する前述の切換弁57とを含んでいる。切換弁57は、管路57bを介して導かれるパイロット圧により切り換えられるパイロット式の切換弁から成っている。また、アームシリンダ7のボトム室7aからブームシリンダ6のロッド室6b方向への圧油の流れを阻止する逆止弁41を含んでいる。ブームシリンダ6のロッド室6bとタンク43とを結ぶ管路56上には、オーバーロードリリーフ弁80を設けてある。切換弁57を遮断位置から連通位置に切り換えるためのばね57aによる設定圧は、オーバーロードリリーフ弁80の設定圧よりも低くく設定されている。   As shown in FIG. 2, the communication control unit is provided in the communication path 40 that can communicate the rod chamber 6 b of the boom cylinder 6 and the bottom chamber 7 a of the arm cylinder 7, and the boom cylinder 6. The switching valve 57 that shuts off the communication passage 40 when the pressure in the rod chamber 6b is lower than a predetermined pressure and holds the communication passage 40 in a communication state when the pressure is higher than a predetermined pressure is included. The switching valve 57 is composed of a pilot-type switching valve that is switched by a pilot pressure guided through a pipe line 57b. Further, a check valve 41 is included that prevents the flow of pressure oil from the bottom chamber 7a of the arm cylinder 7 toward the rod chamber 6b of the boom cylinder 6. An overload relief valve 80 is provided on a pipe line 56 connecting the rod chamber 6 b of the boom cylinder 6 and the tank 43. The set pressure by the spring 57a for switching the switching valve 57 from the shut-off position to the communication position is set to be lower than the set pressure of the overload relief valve 80.

また、本実施形態に係る油圧駆動装置は、ブームシリンダ6のロッド圧を検出する第1圧力検出部、すなわち第1圧力センサ67dと、アームシリンダ7のボトム圧を検出する第2圧力検出部、すなわち第2圧力センサ67cとを備えている。また、本実施形態は、第1圧力センサ67dで検出されたブームシリンダ6のロッド圧と第2圧力センサ67cで検出されたアームシリンダ7のボトム圧との差圧ΔPが所定圧S以上のときに、開口面積が小さくなるように切換弁57を制御する開口制御部を備えている。   Further, the hydraulic drive device according to the present embodiment includes a first pressure detection unit that detects the rod pressure of the boom cylinder 6, that is, a first pressure sensor 67 d, and a second pressure detection unit that detects the bottom pressure of the arm cylinder 7, That is, a second pressure sensor 67c is provided. Further, in the present embodiment, when the differential pressure ΔP between the rod pressure of the boom cylinder 6 detected by the first pressure sensor 67d and the bottom pressure of the arm cylinder 7 detected by the second pressure sensor 67c is equal to or greater than a predetermined pressure S. In addition, an opening control unit for controlling the switching valve 57 so as to reduce the opening area is provided.

また、本実施形態は、ブーム上げに際してのブーム用操作装置25の操作量を検出する第1操作量検出部、すなわち第3圧力センサ67bと、アームクラウドに際してのアーム用操作装置26の操作量を検出する第2操作量検出部、すなわち第4圧力センサ67aとを備えている。   In the present embodiment, the operation amount of the first operation amount detection unit that detects the operation amount of the boom operation device 25 when raising the boom, that is, the third pressure sensor 67b, and the operation amount of the arm operation device 26 when the arm cloud is used. A second operation amount detection unit to detect, that is, a fourth pressure sensor 67a is provided.

また、本実施形態は、パイロット管路57bを介して切換弁57の制御ポートに、切換弁57の開口面積を制御するパイロット圧、すなわち管路69aを介して導かれるパイロットポンプ22に基づくパイロット圧を供給可能な電磁弁69を備えている。   Further, in the present embodiment, the pilot pressure for controlling the opening area of the switching valve 57 to the control port of the switching valve 57 via the pilot pipe line 57b, that is, the pilot pressure based on the pilot pump 22 guided via the pipe line 69a. Is provided.

上述した開口制御部は、電磁弁69を制御する制御信号を出力するコントローラ68から成っている。ブームシリンダ6のロッド圧が所定圧よりも低いときには、コントローラ68から電磁弁69に出力される制御信号の値が小さく、パイロット管路57bに導かれるパイロット圧による力が切換弁57のばね57aの力よりも弱く保たれる。これによって切換弁57は図2の左位置に保たれ、連通路40は遮断される。したがって、この状態では、ブームシリンダ6のロッド室6bからの圧油がアームシリンダ57のボトム室57aへ供給されることがない。また、ブームシリンダ6のロッド圧が所定圧よりも高くなったときには、コントローラ68から電磁弁69に出力される制御信号の値が大きくなり、パイロット管路57bに導かれるパイロット圧による力が切換弁57のばね57aの力よりも強くなる。これによって切換弁57は図2の右位置に切り換えられ、連通路40は連通する。したがってこの状態になると、ブームシリンダ6のロッド室6bからの圧油をアームシリンダ7のボトム室7aに再生供給することができる。   The opening control unit described above includes a controller 68 that outputs a control signal for controlling the electromagnetic valve 69. When the rod pressure of the boom cylinder 6 is lower than the predetermined pressure, the value of the control signal output from the controller 68 to the solenoid valve 69 is small, and the force by the pilot pressure guided to the pilot pipe line 57b is the force of the spring 57a of the switching valve 57. Keeps weaker than power. As a result, the switching valve 57 is maintained at the left position in FIG. 2, and the communication path 40 is blocked. Therefore, in this state, the pressure oil from the rod chamber 6 b of the boom cylinder 6 is not supplied to the bottom chamber 57 a of the arm cylinder 57. Further, when the rod pressure of the boom cylinder 6 becomes higher than a predetermined pressure, the value of the control signal output from the controller 68 to the electromagnetic valve 69 increases, and the force by the pilot pressure guided to the pilot line 57b is changed over to the switching valve. It becomes stronger than the force of the 57 spring 57a. As a result, the switching valve 57 is switched to the right position in FIG. 2, and the communication path 40 communicates. Therefore, in this state, the pressure oil from the rod chamber 6 b of the boom cylinder 6 can be regenerated and supplied to the bottom chamber 7 a of the arm cylinder 7.

図3に示すように、本実施形態に備えられるコントローラ68は、ブーム上げに際してのブーム用操作装置25の操作量を検出する第3圧力センサ67bの検出信号と、アームクラウドに際してのアーム用操作装置26の操作量を検出する第4圧力センサ67aの検出信号が入力され、ブーム用操作装置25とアーム用操作装置26の双方が操作されて、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が行われようとしているかどうかを判別する判別部93と、第4圧力センサ67dで検出されたブームシリンダ6のロッド圧と、第2圧力センサ67cで検出されたアームシリンダ6のボトム圧との差圧ΔPを求める演算部90と、この演算部90で求めた差圧ΔPが予め定められる所定圧S以上のときに、切換弁57の開口面積が最大よりも小さな開口となるような開口面積を、すなわち、最大開口面積Mよりも小さな開口面積を出力するように設定された第1関数発生部91とを含んでいる。また、同図3に示すように、本実施形態は、判別部93でブーム用操作装置25とアーム用操作装置26の双方が操作されたと判別されたときに、切換弁57の開口面積の制御の実施を許可する許可部、すなわちスイッチング部92と、このスイッチング部92で切換弁57の開口面積の制御が許可されたときに、すなわちスイッチング部92がオンとなったときに、第1関数発生部91で求められた開口面積に相応する値の制御信号を電磁弁69に出力する出力部94とを備えている。   As shown in FIG. 3, the controller 68 provided in the present embodiment includes a detection signal of a third pressure sensor 67b that detects an operation amount of the boom operation device 25 when raising the boom, and an arm operation device when the arm cloud is used. Whether the detection signal of the fourth pressure sensor 67a for detecting the operation amount of 26 is input, and both the boom operation device 25 and the arm operation device 26 are operated to perform the boom raising / arm cloud combined operation. A determination unit 93 for determining whether or not and a calculation unit for obtaining a differential pressure ΔP between the rod pressure of the boom cylinder 6 detected by the fourth pressure sensor 67d and the bottom pressure of the arm cylinder 6 detected by the second pressure sensor 67c. 90 and when the differential pressure ΔP obtained by the calculation unit 90 is equal to or higher than a predetermined pressure S, the opening area of the switching valve 57 is smaller than the maximum. The first function generator 91 is set so as to output an opening area that becomes a mouth, that is, an opening area smaller than the maximum opening area M. Further, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, when the determination unit 93 determines that both the boom operation device 25 and the arm operation device 26 are operated, the opening area control of the switching valve 57 is controlled. When the control of the opening area of the switching valve 57 is permitted by the switching unit 92, that is, when the switching unit 92 is turned on, the first function is generated. And an output unit 94 that outputs a control signal having a value corresponding to the opening area obtained by the unit 91 to the electromagnetic valve 69.

上述の第1関数発生部91は、差圧ΔPが所定圧Sに至るまでは最大開口面積Mを維持し、所定圧Sを超えると差圧ΔPが大きくなる伴って徐々に開口面積が小さくなる関係に設定してある。また、上述の出力部94は、開口面積が最大開口面積Mに至るまでは徐々に値を大きくする制御信号となり、最大開口面積M以上は最大の値の制御信号となる関係に設定してある。   The first function generator 91 described above maintains the maximum opening area M until the differential pressure ΔP reaches the predetermined pressure S. When the differential pressure ΔP exceeds the predetermined pressure S, the opening area gradually decreases as the differential pressure ΔP increases. Set to relationship. Further, the output unit 94 is set to have a relationship in which the value is gradually increased until the opening area reaches the maximum opening area M, and the control signal having the maximum value is set above the maximum opening area M. .

このように構成した本発明は、ブーム上げ、アームクラウド複合操作によって図1に示すような掘削作業が行われる場合、ブーム用操作装置25が図2の右方向に操作され、アーム用操作装置26が図2の右方向に操作される。ブーム用操作装置25の操作によりパイロット圧がパイロット管路25aに導かれ、ブーム用方向制御弁23が同図2の左位置に切り換えられ、アーム用操作装置26の操作によりパイロット圧がパイロット管路26aに導かれて、アーム用方向制御弁24が同図2の左位置に切り換えられる。また、このときブーム用操作装置25の操作が第3圧力センサ67bで検出され、アーム用操作装置26の操作が第4圧力センサ67aで検出され、それぞれの検出信号がコントローラ68に出力される。   In the present invention configured as described above, when excavation work as shown in FIG. 1 is performed by boom raising and arm cloud combined operation, the boom operation device 25 is operated in the right direction in FIG. Is operated in the right direction of FIG. The pilot pressure is guided to the pilot line 25a by the operation of the boom operation device 25, the boom direction control valve 23 is switched to the left position in FIG. 2, and the pilot pressure is changed by the operation of the arm operation device 26. 26a, the arm direction control valve 24 is switched to the left position in FIG. At this time, the operation of the boom operation device 25 is detected by the third pressure sensor 67 b, the operation of the arm operation device 26 is detected by the fourth pressure sensor 67 a, and the respective detection signals are output to the controller 68.

上述のようにブーム用方向制御弁23が同図2の左位置に切り換えられることにより、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のボトム室6aに供給され、ブームシリンダ6のロッド室6bから排出される圧油が、主管路29b、ブーム用方向制御弁23、管路42を介してタンク43に戻される。これにより、ブームシリンダ6は図1の矢印13で示すように伸長し、ブーム3が同図1の矢印12方向に回動してブーム上げが行われる。   As described above, when the boom direction control valve 23 is switched to the left position in FIG. 2, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 21 passes through the conduit 28, the boom direction control valve 23, and the main conduit 29b. The pressure oil supplied to the bottom chamber 6a of the boom cylinder 6 and discharged from the rod chamber 6b of the boom cylinder 6 is returned to the tank 43 via the main conduit 29b, the boom direction control valve 23, and the conduit 42. As a result, the boom cylinder 6 extends as shown by the arrow 13 in FIG. 1, and the boom 3 rotates in the direction of the arrow 12 in FIG. 1 to raise the boom.

また、上述のように図2に示すアーム用方向制御弁24が同図2の左位置に切り換えられることにより、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のボトム室7aに供給され、アームシリンダ7のロッド室7bから排出される圧油が、主管路30b、アーム用方向制御弁24を介してタンク43に戻される。これにより、アームシリンダ7は図1の矢印9で示すように伸長し、アーム4が同図1の矢印11方向に回動してアームクラウドが行われる。   2 is switched to the left position in FIG. 2, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 21 is supplied to the conduit 27, the arm direction control valve 24, Pressure oil supplied to the bottom chamber 7a of the arm cylinder 7 through the main pipe line 30a and discharged from the rod chamber 7b of the arm cylinder 7 is returned to the tank 43 through the main pipe line 30b and the arm direction control valve 24. . As a result, the arm cylinder 7 extends as shown by the arrow 9 in FIG. 1, and the arm 4 rotates in the direction of the arrow 11 in FIG.

上述のようなブーム上げ操作とアームクラウド操作との複合操作によって、図1に示すように、バケット5による掘削作業が実施される。   As shown in FIG. 1, excavation work by the bucket 5 is performed by the combined operation of the boom raising operation and the arm cloud operation as described above.

このようなブーム上げ、アームクラウド複合操作において、ブームシリンダ6のロッド圧が第1圧力センサ67dで検出され、アームシリンダ7のボトム圧が第2圧力センサ67cで検出され、それぞれの検出信号がコントローラ68に出力される。   In such a boom raising and arm cloud combined operation, the rod pressure of the boom cylinder 6 is detected by the first pressure sensor 67d, the bottom pressure of the arm cylinder 7 is detected by the second pressure sensor 67c, and each detection signal is sent to the controller. 68 is output.

上述のようにブーム用操作装置25が操作されたことに伴って第3圧力センサ67bから検出信号がコントローラ68に出力され、また、アーム用操作装置26が操作されたことに伴って第4圧力センサ67aから検出信号がコントローラ68に出力されると、コントローラ68の判別部93は、ブーム用操作装置25とアーム用操作装置26の双方が操作されてブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される状態にあると判別し、スイッチング部92をオンとする信号を出力する。これにより、スイッチング部92を介して第1関数発生部91と出力部94とが連絡される。なお、ブーム上げ・アームクラウド複合操作以外の動作のときには、スイッチング部92は判別部93の制御によりオフに保たれる。したがって、このようなときには第1関数発生部91の開口面積による制御は行われない。   A detection signal is output from the third pressure sensor 67b to the controller 68 when the boom operation device 25 is operated as described above, and the fourth pressure is generated when the arm operation device 26 is operated. When a detection signal is output from the sensor 67a to the controller 68, the determination unit 93 of the controller 68 operates both the boom operation device 25 and the arm operation device 26 to perform the boom raising / arm cloud combined operation. It determines that it is in a state, and outputs a signal for turning on the switching unit 92. As a result, the first function generator 91 and the output unit 94 are communicated with each other via the switching unit 92. Note that the switching unit 92 is kept off under the control of the determination unit 93 during an operation other than the boom raising / arm cloud combined operation. Therefore, in such a case, the control based on the opening area of the first function generator 91 is not performed.

また、ブームシリンダ6のロッド圧を検出する第1圧力センサ67dの検出信号と、アームシリンダ7のボトム圧を検出する第2圧力センサ67cの検出信号とに基づいて、図3に示すコントローラ68の演算部90で、ブームシリンダ6のロッド圧からアームシリンダ7のボトム圧を減算して差圧ΔPを求める演算が行われる。求められた差圧ΔPは第1関数発生部91に出力される。   Further, based on the detection signal of the first pressure sensor 67d that detects the rod pressure of the boom cylinder 6 and the detection signal of the second pressure sensor 67c that detects the bottom pressure of the arm cylinder 7, the controller 68 shown in FIG. The calculation unit 90 performs a calculation for subtracting the bottom pressure of the arm cylinder 7 from the rod pressure of the boom cylinder 6 to obtain the differential pressure ΔP. The obtained differential pressure ΔP is output to the first function generator 91.

ブーム上げ・アームクラウド複合操作の間、上述の差圧ΔPが第1関数発生部91で設定される所定圧Sに満たないときには、最大開口面積Mが第1関数発生部91から出力される。この最大開口面積Mがスイッチング部92を介して出力部94に出力される。この出力部94は最大開口面積Mに応じた大きな値の制御信号を図2に示す電磁弁69に出力する。   During the boom raising / arm cloud combined operation, the maximum opening area M is output from the first function generator 91 when the above-described differential pressure ΔP does not reach the predetermined pressure S set by the first function generator 91. The maximum opening area M is output to the output unit 94 via the switching unit 92. The output unit 94 outputs a control signal having a large value corresponding to the maximum opening area M to the electromagnetic valve 69 shown in FIG.

電磁弁69は、図2に示すように、大きな値の制御信号に応じて最大のパイロット圧をパイロット管路57bに供給するように作動する。このときのパイロット圧による力はばね57aの力よりも大きく、したがって切換弁57は、同図2の右位置に切り換えられる。これにより、ブームシリンダ6のボトム室6bから排出された圧油が、主管路29b、管路56、切換弁57、逆止弁41、管路40、主管路30aを介してアームシリンダ7のボトム室7aに再生供給され、アームシリンダ7の増速を実現できる。   As shown in FIG. 2, the electromagnetic valve 69 operates so as to supply the maximum pilot pressure to the pilot line 57b in response to a large value control signal. At this time, the force due to the pilot pressure is larger than the force of the spring 57a. Therefore, the switching valve 57 is switched to the right position in FIG. As a result, the pressure oil discharged from the bottom chamber 6b of the boom cylinder 6 flows into the bottom of the arm cylinder 7 via the main pipeline 29b, the pipeline 56, the switching valve 57, the check valve 41, the pipeline 40, and the main pipeline 30a. Regeneration is supplied to the chamber 7a, and the speed of the arm cylinder 7 can be increased.

コントローラ68の演算部90で求められるブームシリンダ6のロッド圧とアームシリンダ7のボトム圧との差圧ΔPが所定圧Sを超える程大きくなると、第1関数発生部91から出力される開口面積は、最大開口面積Mよりも小さなものとなる。この小さな開口面積に相応する信号が第1関数発生部91からスイッチング部92を介して出力部94に送られる。出力部94は、最大開口面積よりも小さな開口面積に応じた比較的小さな値の制御信号を電磁弁69に出力する。   When the differential pressure ΔP between the rod pressure of the boom cylinder 6 and the bottom pressure of the arm cylinder 7 obtained by the calculation unit 90 of the controller 68 increases to exceed a predetermined pressure S, the opening area output from the first function generation unit 91 is , Smaller than the maximum opening area M. A signal corresponding to the small opening area is sent from the first function generator 91 to the output unit 94 via the switching unit 92. The output unit 94 outputs a control signal having a relatively small value corresponding to the opening area smaller than the maximum opening area to the electromagnetic valve 69.

電磁弁69は、比較的小さな値の制御信号に応じて最大のパイロット圧よりも小さなパイロット圧をパイロット管路57bに供給するように作動する。これに応じて切換弁57は、同図2の左位置側に切り換えられる傾向となり、こり切換弁57の開口面積が、コントローラ68の第1関数発生部91で求められた比較的小さな開口面積となるように制御される。   The electromagnetic valve 69 operates to supply a pilot pressure smaller than the maximum pilot pressure to the pilot line 57b in response to a control signal having a relatively small value. In response to this, the switching valve 57 tends to be switched to the left position side in FIG. 2, and the opening area of the stiffness switching valve 57 is a relatively small opening area obtained by the first function generator 91 of the controller 68. It is controlled to become.

この比較的小さな開口面積に制御された切換弁57、連通路40等を介して、ブームシリンダ6のロッド室6bから排出された油がアームシリンダ7のボトム室7aに再生される。   The oil discharged from the rod chamber 6b of the boom cylinder 6 is regenerated in the bottom chamber 7a of the arm cylinder 7 through the switching valve 57, the communication passage 40, and the like controlled to have a relatively small opening area.

上述のように本実施形態は、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際して、第1圧力センサ67dによって検出されるブームシリンダ6のロッド圧と、第2圧力センサ67cによって検出されるアームシリンダ7のボトム圧との差圧ΔPが所定圧S以上であることが検出されたときには、演算部90、第1関数発生部91、及び判別部93等を含む開口制御部を構成するコントローラ68によって、開口面積が小さくなるように切換弁57が制御される。すなわち、ブームシリンダ9のロッド室6bからアームシリンダ6のボトム室7aに送られる圧油の切換弁57における通過流量が、切換弁57が最大開口面積Mに保持されている場合に比べて少なくなる。これによりブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、ブームシリンダ6のロッド圧とアームシリンダ7のボトム圧との差圧ΔPに応じて機体に発生するショックを抑えることができ、操作性を向上させることができるとともに、高い作業精度を確保することができる。   As described above, in the present embodiment, in the boom raising / arm cloud combined operation, the rod pressure of the boom cylinder 6 detected by the first pressure sensor 67d and the bottom pressure of the arm cylinder 7 detected by the second pressure sensor 67c. When the pressure difference ΔP is detected to be equal to or greater than the predetermined pressure S, the controller 68 constituting the opening control unit including the calculation unit 90, the first function generation unit 91, the determination unit 93, etc. The switching valve 57 is controlled to be smaller. That is, the flow rate of the pressure oil that is sent from the rod chamber 6b of the boom cylinder 9 to the bottom chamber 7a of the arm cylinder 6 through the switching valve 57 is smaller than when the switching valve 57 is held at the maximum opening area M. . As a result, when the boom is raised and the arm cloud is combined, the shock generated in the airframe according to the differential pressure ΔP between the rod pressure of the boom cylinder 6 and the bottom pressure of the arm cylinder 7 can be suppressed, and the operability can be improved. It is possible to ensure high working accuracy.

図4は、本発明の別の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。   FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of a controller provided in another embodiment of the present invention.

この図4に示すように、本発明に係る油圧駆動装置の第2実施形態は、コントローラ68が、第1実施形態に構成に加えて、ブーム用操作装置25の操作量に相当する第3圧力センサ67bで検出された圧力Paと、開口面積との関係が設定された第2関数発生部95と、アーム用操作装置26の操作量に相当する第4圧力センサ67aで検出される圧力Pbと、開口面積との関係が設定された第3関数発生部96と、第1関数発生部91、第2関数発生部95、及び第3関数発生部96からそれぞれ出力される開口面積の最小値を選択し、スイッチング部92に出力する最小値選択部97とを含む構成にしてある。その他の構成は、上述した第1実施形態と同等である。   As shown in FIG. 4, in the second embodiment of the hydraulic drive device according to the present invention, the controller 68 has a third pressure corresponding to the operation amount of the boom operation device 25 in addition to the configuration of the first embodiment. The second function generator 95 in which the relationship between the pressure Pa detected by the sensor 67b and the opening area is set, and the pressure Pb detected by the fourth pressure sensor 67a corresponding to the operation amount of the arm operating device 26 The minimum value of the opening area output from each of the third function generator 96, the first function generator 91, the second function generator 95, and the third function generator 96 for which the relationship with the opening area is set. A minimum value selection unit 97 that selects and outputs to the switching unit 92 is included. Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.

第2関数発生部95における圧力Paと開口面積の関係、及び第3関数発生部96における圧力Pbと開口面積の関係は、例えば掘削作業が行われるに際して経験的に望ましいと考えられる関係となっている。第2関数発生部95は、ブーム用操作装置25の操作量が比較的小さくて第2圧力センサ67bから出力される圧力Paが所定圧Aに満たない間は最大開口面積に保持し、所定圧A以上となると最大開口面積よりも小さな開口面積にする関係となっている。逆に、第3関数発生部96は、アーム用操作装置26の操作量が比較的小さく所定圧Bに満たない間は、開口面積を最大開口面積よりも小さな開口面積に保持し、アーム用操作装置26が大きく操作されて所定圧B以上となると最大開口面積にする関係となっている。   The relationship between the pressure Pa and the opening area in the second function generating unit 95 and the relationship between the pressure Pb and the opening area in the third function generating unit 96 are relationships that are considered to be empirically desirable when excavation work is performed, for example. Yes. The second function generation unit 95 maintains the maximum opening area while the operation amount of the boom operation device 25 is relatively small and the pressure Pa output from the second pressure sensor 67b is less than the predetermined pressure A. When A is greater than or equal to A, the opening area is smaller than the maximum opening area. On the contrary, the third function generator 96 maintains the opening area smaller than the maximum opening area while the operation amount of the arm operating device 26 is relatively small and does not reach the predetermined pressure B. When the device 26 is greatly operated and becomes a predetermined pressure B or more, the maximum opening area is established.

これらの第2関数発生部95と第3関数発生部96とをコントローラ68に設けたことにより、ブーム上げ・アームクラウド複合操作によって掘削作業を行い、掘削した土砂等をダンプトラック等に積み込むような場合、ブーム上げ操作装置25が大きく操作されたときには、アームクラウド操作が同時に行われるときでも最小値選択部97から開口面積0がスイッチング部92を介して出力部94に出力され、図2に示す切換弁57は同図2の左位置に、すなわち連通路40を遮断する位置に保持される。また、アーム4のインチング操作を行うためにアーム用操作装置26が小さく操作されたときには、ブーム上げ操作が同時に行われるときでも最小値選択部97から開口面積0がスイッチング部92を介して出力部94に出力され、切換弁57は連通路40を遮断する位置に保持される。すなわち、上述のような操作を行うときには、再生を行わないように設定されている。   By providing the second function generating unit 95 and the third function generating unit 96 in the controller 68, excavation work is performed by a boom raising / arm cloud combined operation, and the excavated earth and sand are loaded on a dump truck or the like. In this case, when the boom raising operation device 25 is largely operated, the opening area 0 is output from the minimum value selection unit 97 to the output unit 94 via the switching unit 92 even when the arm cloud operation is performed at the same time, as shown in FIG. The switching valve 57 is held at the left position in FIG. 2, that is, at a position where the communication path 40 is blocked. Further, when the arm operation device 26 is operated to be small in order to perform the inching operation of the arm 4, even when the boom raising operation is performed at the same time, the opening area 0 is output from the minimum value selection unit 97 via the switching unit 92. 94, and the switching valve 57 is held at a position where the communication path 40 is blocked. That is, it is set so that playback is not performed when the above operation is performed.

また、例えば、ブーム用操作装置25のブーム上げ操作の操作量が、第3圧力センサ67bで検出される圧力Paが第2関数発生部95で設定される所定圧Aよりもわずかに大きくなるような操作量で、しかもアーム用操作装置26の操作量が、第4圧力センサ67aで検出される圧力Pbが第3関数発生部96で設定される所定圧Bよりもわずかに小さくなる操作量である場合であって、ブームシリンダ6のボトム圧とアームシリンダ7のロッド圧との差圧ΔPが第1関数発生部9で設定される所定圧Sよりも小さいときには、比較的大きな開口面積が最小値選択部97からスイッチング部92を介して出力部94に出力される。これによって切換弁52は、同図2の右位置側に切り換えられる傾向となり、連通路40を介してブームシリンダ6のロッド室6bから排出された油をアームシリンダ7のボトム室7bに供給し、アームシリンダ7を増速させることができるようになっている。その他の基本的な作用効果は、第1実施形態と同じである。   Further, for example, the operation amount of the boom raising operation of the boom operation device 25 is set such that the pressure Pa detected by the third pressure sensor 67 b is slightly larger than the predetermined pressure A set by the second function generator 95. And the operation amount of the arm operating device 26 is an operation amount in which the pressure Pb detected by the fourth pressure sensor 67a is slightly smaller than the predetermined pressure B set by the third function generator 96. In some cases, when the differential pressure ΔP between the bottom pressure of the boom cylinder 6 and the rod pressure of the arm cylinder 7 is smaller than the predetermined pressure S set by the first function generator 9, a relatively large opening area is minimized. The value is output from the value selection unit 97 to the output unit 94 via the switching unit 92. Accordingly, the switching valve 52 tends to be switched to the right position side in FIG. 2, and the oil discharged from the rod chamber 6 b of the boom cylinder 6 through the communication path 40 is supplied to the bottom chamber 7 b of the arm cylinder 7. The arm cylinder 7 can be increased in speed. Other basic functions and effects are the same as those of the first embodiment.

この第2実施形態も開口制御部を構成するコントローラ68が、第1実施形態におけるのと同等の演算部90、第1関数発生部91、スイッチング部92、判別部93、及び出力部94を備えていることから、第1実施形態と同様に、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、ブームシリンダ6のロッド圧とアームシリンダ7のボトム圧との差圧ΔPに応じて機体に発生するショックを抑えることができ、操作性を向上させることができる。特にこの第2実施形態は、コントローラ68が、掘削作業において予想されるブーム上げ・アームクラウド複合操作を考慮した関係が設定される第2関数発生部95、第3関数発生部96とともに、最小値選択部97を含む構成にしてあることから、掘削作業時の高い作業精度を確保できるとともに、掘削作業時の機体のショックを抑えることができる。   In the second embodiment as well, the controller 68 constituting the aperture control unit includes a calculation unit 90, a first function generation unit 91, a switching unit 92, a determination unit 93, and an output unit 94 equivalent to those in the first embodiment. Therefore, similarly to the first embodiment, during the boom raising / arm cloud combined operation, the shock generated in the airframe is suppressed according to the differential pressure ΔP between the rod pressure of the boom cylinder 6 and the bottom pressure of the arm cylinder 7. And operability can be improved. In particular, in the second embodiment, the controller 68 has a minimum value together with the second function generation unit 95 and the third function generation unit 96 in which the relationship considering the boom raising / arm cloud combined operation expected in excavation work is set. Since the selection unit 97 is included, it is possible to ensure high work accuracy during excavation work and to suppress shock of the airframe during excavation work.

1 走行体
2 旋回体
3 ブーム
4 アーム
6 ブームシリンダ
6a ボトム室
6b ロッド室
7 アームシリンダ
7a ボトム室
7b ロッド室
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
26 アーム用操作装置
40 連通路
57 切換弁
57a ばね
57b パイロット管路
67a 第4圧力センサ(第2操作量検出部)
67b 第3圧力センサ(第1操作量検出部)
67c 第2圧力センサ(第2圧力検出部)
67d 第1圧力センサ(第1圧力検出部)
68 コントローラ(開口制御部)
69 電磁弁
90 演算部
91 第1関数発生部
92 スイッチング部(許可部)
93 判別部
94 出力部
95 第2関数発生部
96 第3関数発生部
97 最小値選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling body 2 Revolving body 3 Boom 4 Arm 6 Boom cylinder 6a Bottom chamber 6b Rod chamber 7 Arm cylinder 7a Bottom chamber 7b Rod chamber 21 Main hydraulic pump 22 Pilot pump 23 Boom direction control valve 24 Arm direction control valve 25 Boom Operating device 26 Arm operating device 40 Communication path 57 Switching valve 57a Spring 57b Pilot pipe line 67a Fourth pressure sensor (second operation amount detection unit)
67b 3rd pressure sensor (1st operation amount detection part)
67c 2nd pressure sensor (2nd pressure detection part)
67d 1st pressure sensor (1st pressure detection part)
68 Controller (Aperture control unit)
69 Solenoid valve 90 Calculation unit 91 First function generation unit 92 Switching unit (permission unit)
93 Discrimination Unit 94 Output Unit 95 Second Function Generation Unit 96 Third Function Generation Unit 97 Minimum Value Selection Unit

Claims (4)

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し、ロッド室及びボトム室をそれぞれ有するブームシリンダ及びアームシリンダと、上記主油圧ポンプから上記ブームシリンダに供給される圧油の流れを制御するブーム用方向制御弁、及び上記主油圧ポンプから上記アームシリンダに供給される圧油の流れを制御するアーム用方向制御弁と、上記ブーム用方向制御弁を切り換え操作するブーム用操作装置、及び上記アーム用方向制御弁を切り換え操作するアーム用操作装置と、上記ブームシリンダの上記ロッド室の圧が所定圧以上の高圧となったときに、上記ブームシリンダの上記ロッド室と上記アームシリンダの上記ボトム室とを連通させる切換弁とを備えた油圧ショベルの油圧駆動装置において、
上記ブームシリンダのロッド圧を検出する第1圧力検出部、及び上記アームシリンダのボトム圧を検出する第2圧力検出部と、
上記第1圧力検出部で検出された上記ブームシリンダのロッド圧と上記第2圧力検出部で検出された上記アームシリンダのボトム圧との差圧が所定圧以上のときに、上記ブームシリンダの上記ロッド室と上記アームシリンダの上記ボトム室とを連通させる上記切換弁の開口面積が小さくなるように上記切換弁を制御する開口制御部とを備えたことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
A main hydraulic pump, a boom cylinder and an arm cylinder driven by pressure oil discharged from the main hydraulic pump and having a rod chamber and a bottom chamber, respectively, and a flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the boom cylinder Direction control valve for controlling the boom, the direction control valve for arm for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the arm cylinder, and the operation device for boom for switching the direction control valve for boom And the arm operating device for switching the arm direction control valve, and the rod chamber of the boom cylinder and the arm cylinder when the pressure of the rod chamber of the boom cylinder becomes higher than a predetermined pressure. In the hydraulic drive device of a hydraulic excavator provided with a switching valve for communicating with the bottom chamber of
A first pressure detector for detecting the rod pressure of the boom cylinder; a second pressure detector for detecting a bottom pressure of the arm cylinder;
When the differential pressure between the rod pressure of the boom cylinder detected by the first pressure detector and the bottom pressure of the arm cylinder detected by the second pressure detector is equal to or higher than a predetermined pressure, the boom cylinder A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, comprising: an opening control unit that controls the switching valve so that an opening area of the switching valve that communicates the rod chamber with the bottom chamber of the arm cylinder is reduced.
請求項1に記載の油圧ショベルの油圧駆動装置において、
ブーム上げに際しての上記ブーム用操作装置の操作量を検出する第1操作量検出部、及びアームクラウドに際しての上記アーム用操作装置の操作量を検出する第2操作量検出部を備え、
上記開口制御部は、
上記第1操作量検出部と上記第2操作量検出部とから出力される信号に応じて、上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたかどうかを判別する判別部と、
上記第1圧力検出部で検出された上記ブームシリンダのロッド圧と上記第2圧力検出部で検出された上記アームシリンダのボトム圧との差圧を求める演算部と、
この演算部で求めた差圧が上記所定圧以上のときに上記切換弁の開口面積が最大よりも小さな開口となるような開口面積を出力するように設定された第1関数発生部とを含み、
当該開口制御部は、上記判別部で上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたと判別したとき、上記第1関数発生部から出力される開口面積に応じて上記切換弁を制御することを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
In the hydraulic drive device of the hydraulic excavator according to claim 1,
A first operation amount detection unit that detects an operation amount of the boom operation device when the boom is raised, and a second operation amount detection unit that detects an operation amount of the arm operation device when the arm is clouded,
The opening controller is
Whether the boom operating device and the arm operating device are respectively raised in the boom and operated by the arm cloud in response to signals output from the first operation amount detecting unit and the second operation amount detecting unit. A determination unit for determining
A calculation unit for obtaining a differential pressure between the rod pressure of the boom cylinder detected by the first pressure detection unit and the bottom pressure of the arm cylinder detected by the second pressure detection unit;
A first function generator configured to output an opening area such that the opening area of the switching valve is smaller than the maximum when the differential pressure obtained by the calculation unit is equal to or greater than the predetermined pressure. ,
The opening control unit outputs an opening area output from the first function generating unit when the determining unit determines that the boom operating device and the arm operating device have respectively raised the boom and operated the arm cloud. A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, wherein the switching valve is controlled according to
請求項2に記載の油圧ショベルの油圧駆動装置において、
上記開口制御部は、
上記第1操作量検出部の操作量と開口面積の関係が設定された第2関数発生部と、
上記第2操作量検出部の操作量と開口面積の関係が設定された第3関数発生部と、
上記第1関数発生部、上記第2関数発生部、及び上記第3関数発生部からそれぞれ出力される開口面積の最小値を選択する最小値選択部とを含み、
当該開口制御部は、上記判別部で上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたと判別したとき、上記最小値選択部から出力される開口面積となるように上記切換弁を制御することを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
The hydraulic drive device for a hydraulic excavator according to claim 2,
The opening controller is
A second function generation unit in which the relationship between the operation amount of the first operation amount detection unit and the opening area is set;
A third function generation unit in which the relationship between the operation amount of the second operation amount detection unit and the opening area is set;
A minimum value selection unit that selects a minimum value of the opening area respectively output from the first function generation unit, the second function generation unit, and the third function generation unit;
The opening control unit determines the opening area output from the minimum value selection unit when the determination unit determines that the boom operation device and the arm operation device are respectively raised and operated by the boom. A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, wherein the switching valve is controlled to be
請求項3に記載の油圧ショベルの油圧駆動装置において、
上記第1圧力検出部が第1圧力センサから成り、上記第2圧力検出部が第2圧力センサから成り、上記第1操作量検出部が第3圧力センサから成り、上記第2操作量検出部が第4圧力センサから成り、
上記切換弁の制御ポートに、この切換弁の開口面積を制御するパイロット圧を供給可能な電磁弁を備え、
上記開口制御部が、上記電磁弁を制御する制御信号を出力するコントローラから成り、このコントローラは、上記判別部と、上記演算部と、上記第1関数発生部と、上記第2関数発生部と、上記第3関数発生部と、上記最小値選択部とを含むとともに、上記判別部で上記ブーム用操作装置と上記アーム用操作装置がそれぞれブーム上げ、及びアームクラウドの操作がされたと判別されたときに、上記切換弁の開口面積の制御の実施を許可する許可部と、この許可部で上記切換弁の開口面積の制御が許可されたときに、上記最小値選択部から出力される開口面積に相応する制御信号を上記電磁弁に出力する出力部とを含むことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
The hydraulic drive device for a hydraulic excavator according to claim 3 ,
The first pressure detection unit includes a first pressure sensor, the second pressure detection unit includes a second pressure sensor, the first operation amount detection unit includes a third pressure sensor, and the second operation amount detection unit. Consists of a fourth pressure sensor,
The control port of the switching valve includes a solenoid valve capable of supplying a pilot pressure for controlling the opening area of the switching valve,
The opening control unit includes a controller that outputs a control signal for controlling the electromagnetic valve. The controller includes the determination unit, the calculation unit, the first function generation unit, and the second function generation unit. And the third function generation unit and the minimum value selection unit, and the determination unit determines that the boom operation device and the arm operation device are respectively raised and operated by the boom. A permitting unit that permits the control of the opening area of the switching valve, and an opening area that is output from the minimum value selecting unit when the permitting unit permits the control of the opening area of the switching valve. A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, comprising: an output unit that outputs a control signal corresponding to the above to the electromagnetic valve.
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