JP6096002B2 - Hydraulic control device and construction machine equipped with the hydraulic control device - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ドーザ等の鉛直方向に伸縮する油圧アクチュエータを有する建設機械に搭載する油圧制御装置とそれを搭載した建設機械に係るもので、特に停止時の姿勢保持精度を向上させる油圧制御装置とそれを搭載した建設機械に関する。 The present invention relates to a hydraulic control device mounted on a construction machine having a hydraulic actuator that expands and contracts in the vertical direction, such as a hydraulic dozer, and to a construction machine equipped with the hydraulic control device, and in particular, a hydraulic control device that improves posture holding accuracy when stopped And the construction machine on which it is mounted.
従来の技術について図3、4を用いて説明する。 A conventional technique will be described with reference to FIGS.
図3は従来の建設機械の油圧制御装置における方向制御弁の横断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a directional control valve in a conventional hydraulic control apparatus for construction machinery.
これらの切換弁1は、図示せぬポンプラインを介して同じく図示せぬ油圧ポンプに接続すると共にタンクポート20a、20bをタンクラインを介して図示せぬタンクに接続する。
These
切換弁1は、基本的には、バルブボディ10内にポンプからの圧油を受ける共通の圧油供給通路12aと、バルブボディ10に摺動自在に嵌挿された切換スプール13と、この切換スプール13の移動により圧油供給通路12aからの圧油の供給を受ける中間室14と、シリンダポート15a、15bと、これらのシリンダポート15a、15bと前記圧油供給通路12aとの間に設けられ前記中間室14からシリンダポート15aまたは15bへ圧油を供給する通路16と、通路16上に設けられた逆止弁17と、前記切換スプール13の移動によりシリンダポート15a,15bの圧油をタンクポート20a、20bへ排出する補助ポート18a、18bと、これらの補助ポート18a、18bとを連通接続する圧力補償通路19と、前記補助ポート18a、18bの外側に位置する前記タンクポート20a、20bおよびタンク通路21と、このタンク通路21と前記圧力補償通路19との間に設けられた流量調整手段25とをそれぞれ内蔵した構成からなる。
The
なお、切換スプール13には、この切換スプール13の移動に伴い圧油供給通路12aを中間室14に接続するためのノッチ22a、22bと、補助ポート18a、18bの各々をシリンダポート15a、15bまたはタンクポート20a、20bに連通接続するためのノッチ23a、23bおよび24a、24bが設けられている。ここで、ノッチ22a、22bは、ポンプの吐出量を制御するポンプ吐出流量制御用、ノッチ23a、23bは、アクチュエータ38からの戻り圧油量を制御するアクチュエータ戻り油制御用、ノッチ24a、24bは、圧力補償通路19の圧油をタンクポート20a、20bに戻る圧油量を制御する圧力補償用の機能を有する。
The switching spool 13 is provided with notches 22a and 22b for connecting the pressure oil supply passage 12a to the
また、流量調整手段25は、スプール26とばね27とを備え、スプール26はバルブボディ10に形成されたスプール穴28に摺動自在に嵌挿されると共に、その一端をカバー29により囲繞する。そして、スプール26に設けた内部通路41の一端は逆止弁31および通路32を介してバルブボディ10内に設けた背室34に連通接続すると共に、その他端は前室33に開口する。
The flow rate adjusting means 25 includes a
上記、構成の流量調整手段25は、スプール26がばね27の弾発力に抗して上方へ移動するに伴い、スプール26の肩部26aがスプール穴28に係合しつつ、その開度Aはスプール26に設けたノッチ36によって規制されて次第に小さくなる。一方、前室33は、通路35を介して中間室14に連通接続され、前室33内にばね27を収納して、スプール26の他端を弾力的に保持している。さらに、背室34は、連通路37(図示せず)を経由し他方の切換弁1の背室34′(図示せず)に連通接続している。なお、通路35は中間室14の圧力検出としての機能を有し、逆止弁31は、通路35により検出された圧力のうち最高圧力を検出する機能を有する。
The flow rate adjusting means 25 having the above-described configuration is configured so that the shoulder 26a of the
かかる構成の切換弁1では、切換スプール13の移動量によって、ノッチ22a、22bの開度が調整され油圧ポンプの吐出流量が決定される。よって、アクチュエータ38の面積比が既知となれば、必然的に、切換スプール13の操作量に応じた前記アクチュエータ38からの戻り油量も既知となる。このため、ノッチ24a、24bは、アクチュエータ38からの戻りの油量が全て通過するとした場合に、切換スプール13の移動量に応じた任意の補償圧力が得られる絞り特性に設定することが出来る。また、流量調整手段25において、ノッチ36が閉じ方向(図3で上方向)に動いたときには、スプール穴28とノッチ36と開度を零にすることも出来る。
In the
以上のように構成される場合の油圧制御装置では、以下のように作用する。単独操作時に、例えば、切換弁1の切換スプール13を図3で右方向に操作した場合には、その移動量によりノッチ22aに応じた圧油が油圧ポンプより吐出され、中間室14へ導かれた後、逆止弁17、通路16よりシリンダポート15aを経てアクチュエータ38に供給される。一方、アクチュエータ38からの戻り圧油は、シリンダポート15b、ノッチ23bを介して圧力補償通路19に至る。
The hydraulic control apparatus configured as described above operates as follows. For example, when the switching spool 13 of the
ところで、前記アクチュエータ38は中立時にそのシリンダの両端に戻り油と吐出油とを移動させずに固定することでアクチュエータの姿勢が保持されている。
By the way, when the
続いて、図4は、従来の可動に取り付けられた用具を有する地表面改変機械であるドーザ―を示す。用具62が可動に取り付けられた地表面改変機械60の実施の形態の側面図が開示される。この実施の形態では、地表面改変機械は履帯式トラクターであり、用具は地面をならすのに使用する細長いブレードである。地表面改変機械60は、フレーム64、フレーム64に結合した車台66、内燃エンジン等の原動機68を有する。原動機68は、通常の公知の方法で車台66のエンドレス履帯70に動力を伝達するように接続される。原動機はエンドレス履帯70を回転させ、地表面改変機械60を下の地面の上を進ませる。隔離した第1、第2プッシュアーム72、74が、それぞれその反対側端部で用具62とフレーム64にピボット軸等の従来の方法でピボット(旋回)可能に接続され、用具62をフレーム64にピボット可能に接続する。プッシュアームはほぼ同じ長さであり、運転室65から見て用具を地表面改変機械60の前端部に横方向に保持する。
Subsequently, FIG. 4 shows a dozer which is a ground surface modification machine having a conventional movably attached tool. A side view of an embodiment of a ground
伸張可能な隔離した流体作動第1、第2傾きジャッキ78、80(油圧シリンダーが好ましいがそれに限らない)を含む傾きジャッキ手段76が、フレーム64に対して用具62をベース位置から第1,第2方向に傾けるため設けられる。ベース位置は、地表面改変機械60がほぼ平らな水平表面に支持されるとき、用具がほぼ水平の位置である。第1傾きジャッキ78のロッド端部82は、Uリンクとピボットピン等の通常の方法で用具62にピボット可能に取り付けられている。同様に、第2傾きジャッキ80のロッド端部84は、Uリンクとピボットピン等の通常の方法で用具62にピボット可能に取り付けられている。第1傾きジャッキ78のヘッド端部86は、Uリンクとピボットピン等の通常の方法で第1プッシュアーム72にピボット可能に取り付けられている。同様に、第2傾きジャッキ80のヘッド端部88は、Uリンクとピボットピン等の通常の方法で第2プッシュアーム74にピボット可能に取り付けられている。なお、ロッドとヘッド端部の接続は、反対にすることができる。第1,第2傾きジャッキ78、80のどちらかのロッド端部82、84をヘッド端部86、88に対して伸張または収縮すると、用具62が傾く。これに関連して、地面をならす傾斜は傾き角度θを制御することにより制御できる。運転室65から見た傾き角度θは、用具62の右又は左のコーナーを相対的に下げることにより現れる。
Tilt jack means 76, including extensible and isolated fluid actuated first and second tilt jacks 78, 80 (preferably but not limited to hydraulic cylinders), are used to move the tool 62 from the base position to the first and first positions relative to the frame 64. Provided to tilt in two directions. The base position is where the tool is in a substantially horizontal position when the
隔離した流体作動第1、第2リフトジャッキ90、92が、フレーム64に対して用具を上へ動かすために設けられる。流体作動リフトジャッキは、公知の構成の油圧作動流体作動リフトシリンダーが好ましい。第1リフトジャッキ90は、フレーム64にピボット可能に接続された第1端部94を有し、第2リフトジャッキ92は、フレーム64にピボット可能に接続された第1端部96を有する。第1リフトジャッキ90は、用具62にピボット可能に接続された第2端部98を有し、第2リフトジャッキ92は、用具62にピボット可能に接続された第2端部100を有する。このようなフレーム64と用具62へのピボット可能な接続は、Uリンクとピボットピン配置等通常の方法で行われる。第2端部98、100は、それぞれの第1端部94、96に対して伸張するように動くことができる。(第1,第2プッシュアーム72、74のピボット接続の周りの)用具62のフレーム64に対する上昇動きは、この伸張動きに対応するものである。
Separate fluid-actuated first and
ところで実際に中立時であっても圧油供給通路12aに圧力が生じていると、圧油はバルブボディ10と切換スプール13との間に生じる隙間を通過して圧油供給通路12a、通路16を通り、シリンダポート15a、15bを通過して前記アクチュエータ38に到達し、その結果としてアクチュエータの姿勢が保持されない。このため、制止時にアクチュエータ38を固定できないという課題が生じていた。
By the way, when pressure is generated in the pressure oil supply passage 12a even in the neutral state, the pressure oil passes through a gap formed between the
そこで、本発明は前記の課題を解決するためになされたものでアクチュエータの姿勢が中立である際に、圧油供給通路で圧力が生じている場合に、アクチュエータの姿勢を保持することのできる油圧制御装置とそれを搭載した建設機械を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and when the posture of the actuator is neutral, the hydraulic pressure that can maintain the posture of the actuator when pressure is generated in the pressure oil supply passage. An object is to provide a control device and a construction machine equipped with the control device.
前記の課題を解決するために、本発明に係る建設機械の油圧制御装置は、圧油供給通路、シリンダポート及びタンクポートを含む複数の油室を備えたバルブボディと、このバルブボディ内に摺動自在液密的に挿入され、前記圧油供給通路から供給される圧油を、前記シリンダポートを介してアクチュエータへ供給するとともに、このアクチュエータからの戻り油を、タンクポートよりタンクラインへ排出するよう油の給排を切換える切換スプールと、前記圧油供給通路とシリンダポートとの間に設けた中間室と、この中間室とシリンダポートとの間に設けた逆止弁を有する方向制御弁において、アクチュエータである油圧シリンダがそのロッドの伸縮方向が鉛直方向に対して水平方向より下側向きに配設される方向である方向制御弁の場合において、当該部位の切換スプールが中立近傍に配設されるときに、切換スプールの中間室と油圧シリンダを縮める側のシリンダポートを繋ぐ部分にノッチを設けることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a hydraulic control device for a construction machine according to the present invention includes a valve body including a plurality of oil chambers including a pressure oil supply passage, a cylinder port, and a tank port, and a slide in the valve body. Pressure oil that is inserted in a fluid-tight manner and supplied from the pressure oil supply passage is supplied to the actuator via the cylinder port, and return oil from the actuator is discharged from the tank port to the tank line. In a direction control valve having a switching spool for switching the supply and discharge of oil, an intermediate chamber provided between the pressure oil supply passage and the cylinder port, and a check valve provided between the intermediate chamber and the cylinder port In the case of a directional control valve in which the hydraulic cylinder that is the actuator is a direction in which the expansion and contraction direction of the rod is disposed below the horizontal direction with respect to the vertical direction There are, when the switching spool of the sites are arranged near neutral, and providing a notch in a portion connecting the cylinder port side to reduce the intermediate chamber and the hydraulic cylinder of the switching spool.
前記の課題を解決するために、本発明に係る建設機械は、前記油圧制御装置を搭載する。 In order to solve the above problems, a construction machine according to the present invention is equipped with the hydraulic control device.
本発明に係る油圧制御装置によれば、圧油供給通路、シリンダポート及びタンクポートを含む複数の油室を備えたバルブボディと、このバルブボディ内に摺動自在液密的に挿入され、前記圧油供給通路から供給される圧油を、前記シリンダポートを介してアクチュエータへ供給するとともに、このアクチュエータからの戻り油を、タンクポートよりタンクラインへ排出するよう油の給排を切換える切換スプールと、前記圧油供給通路とシリンダポートとの間に設けた中間室と、この中間室とシリンダポートとの間に設けた逆止弁を有する方向制御弁において、アクチュエータである油圧シリンダがそのロッドの伸縮方向が鉛直方向に対して水平方向より下側向きに配設される方向である方向制御弁の場合において、当該部位の切換スプールが中立近傍に配設されるときに、切換スプールの中間室と油圧シリンダを縮める側のシリンダポートを繋ぐ部分にノッチを設けることにより、アクチュエータの姿勢が中立である際に、圧油供給通路で圧力が生じている場合であって、アクチュエータの姿勢を保持することができる。 According to the hydraulic control device of the present invention, a valve body having a plurality of oil chambers including a pressure oil supply passage, a cylinder port, and a tank port, and a slidably liquid-tightly inserted into the valve body, A switching spool that supplies the pressure oil supplied from the pressure oil supply passage to the actuator via the cylinder port and switches the supply and discharge of the oil so that the return oil from the actuator is discharged from the tank port to the tank line; In the directional control valve having an intermediate chamber provided between the pressure oil supply passage and the cylinder port and a check valve provided between the intermediate chamber and the cylinder port, a hydraulic cylinder as an actuator is connected to the rod. In the case of a directional control valve in which the expansion / contraction direction is a direction disposed below the horizontal direction with respect to the vertical direction, When the actuator is in a neutral position by providing a notch in the portion connecting the intermediate chamber of the switching spool and the cylinder port on the side that contracts the hydraulic cylinder, In this case, the posture of the actuator can be maintained.
図1乃至2を用いて、本発明に係る油圧制御システムの構成について2つの実施例を通して説明する。 The configuration of the hydraulic control system according to the present invention will be described through two embodiments with reference to FIGS.
図1に、本発明に係る建設機械の油圧制御装置における方向制御弁の横断面図を示す。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a directional control valve in a hydraulic control device for a construction machine according to the present invention.
図1に示す切換弁1は、図示せぬポンプラインを介して同じく図示せぬ油圧ポンプに接続すると共にタンクポート20a、20bをタンクラインを介して図示せぬタンクに接続する。
The switching
切換弁1は、基本的には、バルブボディ10内にポンプからの圧油を受ける共通の圧油供給通路12aと、バルブボディ10に摺動自在で液密的に嵌挿された切換スプール13と、この切換スプール13の移動により圧油供給通路12aからの圧油の供給を受ける中間室14と、シリンダポート15a、15bと、これらのシリンダポート15a、15bと前記圧油供給通路12aとの間に設けられ前記中間室14からシリンダポート15aまたは15bへ圧油を供給する通路16と、通路16上に設けられた逆止弁17と、前記切換スプール13の移動によりシリンダポート15a、15bの圧油をタンクポート20a、20bへ排出する補助ポート18a、18bと、これらの補助ポート18a、18bとを連通接続する圧力補償通路19と、前記補助ポート18a、18bの外側に位置する前記タンクポート20a、20bおよびタンク通路21と、このタンク通路21と前記圧力補償通路19との間に設けられた流量調整手段25とをそれぞれ内蔵した構成からなる。
The switching
なお、切換スプール13には、この切換スプール13の移動に伴い圧油供給通路12aを中間室14に接続するためのノッチ22a、22bと、補助ポート18a、18bの各々をシリンダポート15a、15bまたはタンクポート20a、20bに連通接続するためのノッチ23a、23bおよび24a、24bが設けられている。ここで、ノッチ22a、22bは、ポンプの吐出量を制御するポンプ吐出流量制御用、ノッチ23a、23bは、アクチュエータ38からの戻り圧油量を制御するアクチュエータ戻り油制御用、ノッチ24a、24bは、圧力補償通路19の圧油をタンクポート20a、20bに戻る圧油量を制御する圧力補償用の機能を有する。
The switching spool 13 is provided with notches 22a and 22b for connecting the pressure oil supply passage 12a to the
ここで、切換スプール13の中間室14とアクチュエータ38を縮める側のシリンダポート15aを繋ぐ部分である肩部50にノッチ50aが刻設される。図2にその詳細図を示す。
Here, a
以上のように構成される場合の油圧制御装置では、以下のように作用する。 The hydraulic control apparatus configured as described above operates as follows.
切換スプール13は、圧油信号ポートからの信号によって、シリンダポート15aから圧油が流れる状態から、シリンダポート15bから圧油が流れる状態に遷移する。この2つのいずれでもない中立の状態において、圧油供給通路12aの圧油はバルブボディ10と切換スプール13の隙間を通り、中間室14、ノッチ50aを通り、アクチュエータ38のピストンロッド39を縮める側のシリンダポート15aに作用する。ピストンロッド39先端部には排土板等の重量物が設けられており、ノッチ50aはアクチュエータ38が姿勢を保持する開口となっている。
The switching spool 13 transitions from a state in which pressure oil flows from the cylinder port 15a to a state in which pressure oil flows from the cylinder port 15b in response to a signal from the pressure oil signal port. In the state of the neutral these two neither, side pressure oil pressure oil supply passage 12a passes through the gap between the
前記の通り、切換弁1の切換スプール13の中間室14とアクチュエータ38のピストンロッド39を縮める側のシリンダポート15aを繋ぐ部分にノッチ50aを設けることで、切換スプール13が中立状態で圧油供給通路12aに圧油があった場合でもアクチュエータ38の姿勢保持精度を向上することができる。
As described above, by providing the
前記実施形態は、建設機械用油圧制御装置のドーザ用油圧制御弁部について説明したが、本発明は建設機械用油圧制御装置のドーザ用油圧制御弁部に限らず、油圧シリンダのロッドが下向きに取り付けられている機構でのシリンダ姿勢保持にも適用することができる。 In the above embodiment, the hydraulic control valve portion for the dozer of the hydraulic control device for construction machinery has been described. However, the present invention is not limited to the hydraulic control valve portion for the dozer of the hydraulic control device for construction machinery, and the rod of the hydraulic cylinder faces downward. The present invention can also be applied to holding the cylinder posture with the attached mechanism.
1 切換弁
10 バルブボディ
12a 圧油供給通路
12b タンクポート
13 切換スプール
14 中間室
15a シリンダポート
15b シリンダポート
16 通路
17 逆止弁
18a、18b 補助ポート
19 圧力補償通路
20a、20b タンクポート
21 タンク通路
22a、22b、23a、23b、24a、24b ノッチ
25 流量調整手段
26 スプール
26a 肩部
27 ばね
28 スプール穴
29 カバー
31 逆止弁
32 通路
33 前室
34 背室
35 通路
36 ノッチ
37 連通路
38 アクチュエータ
39 ピストンロッド
41 フレーム
50 肩部
50a ノッチ
60 地表面改変機械
62 用具
64 フレーム
65 運転室
66 車台
68 原動機
70 エンドレス履帯
72 第1プッシュアーム
74 第2プッシュアーム
76 傾きジャッキ手段
78 第1傾きジャッキ
80 第2傾きジャッキ
82 ロッド端部
84 ロッド端部
88 ヘッド端部
90 第1リフトジャッキ
92 第2リフトジャッキ
94 第1端部
96 第1端部
98 第2端部
100 第2端部
1 switching
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