JP6282941B2 - Hydraulic drive device for work machine - Google Patents

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Description

本発明は、クレーン等の作業機械において吊り荷等の負荷をその自重落下方向と同じ方向に移動させるための油圧駆動装置に関する。   The present invention relates to a hydraulic drive device for moving a load such as a suspended load in a working machine such as a crane in the same direction as its own weight falling direction.

従来、負荷をその自重落下方向と同じ方向に移動させるための装置、例えば吊り荷をワイヤによって吊るウインチを巻下げ方向に駆動するための巻下げ駆動装置、として、特許文献1に記載されるものが知られている。この装置は、前記ウインチを駆動するための油圧モータと、この油圧モータに作動油を供給するための油圧ポンプと、前記油圧モータのメータアウト回路に設けられるカウンタバランス弁と、を備える。前記カウンタバランス弁は、前記油圧モータの入口ポートに導入される作動油の圧力であるメータイン圧を受けて開閉作動する。具体的には、当該メータイン圧が予め設定された設定圧以下に下がった場合にのみ前記メータアウト回路を遮断することにより、当該メータイン圧を当該設定圧に保持する機能を有する。   Conventionally, as a device for moving a load in the same direction as its own weight falling direction, for example, a lowering drive device for driving a winch for hanging a suspended load by a wire in the lowering direction, described in Patent Document 1 It has been known. The apparatus includes a hydraulic motor for driving the winch, a hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic motor, and a counter balance valve provided in a meter-out circuit of the hydraulic motor. The counter balance valve opens and closes in response to meter-in pressure, which is the pressure of hydraulic oil introduced into the inlet port of the hydraulic motor. Specifically, it has a function of holding the meter-in pressure at the set pressure by blocking the meter-out circuit only when the meter-in pressure falls below a preset pressure set in advance.

特開平7−17688号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-17688

前記従来の油圧駆動装置において、前記カウンタバランス弁による制御を有効にすべく十分なメータイン圧を確保しかつ前記油圧モータに十分な流量(メータイン流量)で作動油を供給するためには、前記油圧ポンプが吐出する作動油の流量であるポンプ流量を、前記油圧モータを流れる作動油の流量であるモータ流量よりも大きな流量にしなければならない。従って、当該油圧ポンプの駆動に求められる必要動力が大きい。   In the conventional hydraulic drive device, in order to ensure a sufficient meter-in pressure to enable the control by the counter balance valve and supply the hydraulic oil at a sufficient flow rate (meter-in flow rate) to the hydraulic motor, The pump flow rate that is the flow rate of the hydraulic oil discharged from the pump must be larger than the motor flow rate that is the flow rate of the hydraulic oil flowing through the hydraulic motor. Therefore, the required power required for driving the hydraulic pump is large.

本発明は、油圧ポンプ及びこの油圧ポンプが吐出する作動油の供給により駆動されて負荷を下げ方向に移動させる油圧モータを備えた作業機械の油圧駆動装置であって、十分なモータ流量を確保しながら前記油圧ポンプの必要動力を低減して省エネルギー化を図ることが可能なものを提供することを目的とする。   The present invention is a hydraulic drive device for a work machine including a hydraulic pump and a hydraulic motor that is driven by supply of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to move a load in a downward direction, and ensures a sufficient motor flow rate. However, an object of the present invention is to provide an apparatus that can reduce the required power of the hydraulic pump and save energy.

前記目的を達成する手段として、本発明者らは、前記油圧モータのメータアウト流路を流れる作動油の一部をメータイン流路に還元して油圧ポンプが吐出する作動油と合流させることにより、当該油圧ポンプに求められる吐出流量すなわちポンプ流量を低減し、これにより当該油圧ポンプの必要動力を低減することに想到した。さらに本発明者らは、メータイン圧を確保するためのカウンタバランス弁が有する機能すなわち当該メータイン圧を予め設定された設定圧に保つ機能を利用することにより、前記再生流路を通じての作動油の再生を確実に行わせる手段に想到するに至った。   As means for achieving the above object, the present inventors reduced a part of the hydraulic oil flowing through the meter-out flow path of the hydraulic motor to the meter-in flow path, and merged with the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump, It has been conceived to reduce the discharge flow rate required for the hydraulic pump, that is, the pump flow rate, thereby reducing the required power of the hydraulic pump. Furthermore, the present inventors use the function of the counter balance valve for securing the meter-in pressure, that is, the function of maintaining the meter-in pressure at a preset pressure, thereby regenerating the hydraulic oil through the regeneration channel. I came up with a way to make sure.

具体的に、本発明が提供するのは、油圧を利用して負荷をその自重による落下方向と同じ向きの下げ方向に移動させるための作業機械の油圧駆動装置であって、油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動して作動油を吐出させるための動力源と、入口ポート及び出口ポートを有し、前記入口ポートに前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて前記出口ポートから作動油を排出することにより前記負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する油圧モータと、前記負荷を下げ方向に移動させるときに前記油圧ポンプから前記油圧モータの入口ポートに作動油を導くためのメータイン流路と、前記負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記油圧モータの出口ポートから排出された作動油をタンクに導くためのメータアウト流路と、前記負荷の移動速度を指定するための操作を受け、その操作に応じた操作信号を出力する操作装置と、前記メータイン流路に設けられ、前記操作装置からの前記操作信号の入力に応じて開口面積が変化するように開閉作動するメータイン絞り弁と、このメータイン絞り弁の前後差圧を予め設定されたメータイン設定差圧に保つように開閉作動するメータイン流量調節弁と、前記メータアウト流路に設けられ、前記油圧モータの入口ポートに導入される作動油の圧力であるメータイン圧を予め設定された設定圧に保つように開閉作動するカウンタバランス弁と、前記カウンタバランス弁から流出する前記メータアウト流路内の作動油の一部を前記メータイン流路における前記メータイン絞り弁及び前記メータイン流量調節弁の上流側に還元して前記油圧ポンプから吐出される作動油と合流させるように前記メータアウト流路及び前記メータイン流路に接続される再生流路と、前記メータアウト流路において前記メータアウト流路と前記再生流路との接続部位よりも下流側の部位に設けられる絞り弁であって前記再生流路に前記作動油を流すための背圧を発生させるととともに前記操作装置から出力される操作信号に応じて開口面積が変化するように開閉作動する背圧用絞り弁と、を備える。そして、前記油圧モータを流れる作動油の流量であって前記メータイン絞り弁の開口面積及び前記メータイン設定差圧により推定されるモータ流量が、前記操作装置の操作信号にかかわらず、前記背圧用絞り弁を流れる作動油の流量であって前記背圧用絞り弁の開口面積と前記メータイン設定差圧と前記カウンタバランス弁の設定圧とにより推定されるタンク戻り流量よりも大きくなるように、前記操作信号に対する前記メータイン絞り弁の開口面積の特性及び前記操作信号に対する前記背圧用絞り弁の開口面積の特性が設定されている。 Specifically, the present invention provides a hydraulic drive device for a work machine that uses hydraulic pressure to move a load in a lowering direction that is the same as the falling direction due to its own weight. A power source for driving the hydraulic pump to discharge the hydraulic oil, an inlet port, and an outlet port. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is supplied to the inlet port and the hydraulic oil is supplied from the outlet port. A hydraulic motor that operates to move the load in the lowering direction by discharging the oil, and a meter-in for guiding hydraulic oil from the hydraulic pump to the inlet port of the hydraulic motor when the load is moved in the lowering direction and the flow path, and a meter-out flow passage for guiding the tank the hydraulic oil discharged from the outlet port of the hydraulic motor when moving the load to the lowering direction, the An operation device that receives an operation for designating the moving speed of the load and outputs an operation signal according to the operation, and an opening area provided in the meter-in flow path according to the input of the operation signal from the operation device A meter-in throttle valve that opens and closes so as to change, a meter-in flow control valve that opens and closes to maintain the differential pressure across the meter-in throttle valve at a preset meter-in set differential pressure, and the meter-out flow path A counter balance valve that opens and closes to maintain a meter-in pressure, which is a pressure of hydraulic oil introduced into the inlet port of the hydraulic motor, at a preset pressure, and the meter-out flow that flows out of the counter balance valve A part of the hydraulic oil in the passage is reduced to the upstream side of the meter-in throttle valve and the meter-in flow control valve in the meter-in flow path, and the A regeneration channel connected to the meter-out channel and the meter-in channel so as to merge with hydraulic oil discharged from a pressure pump, and the meter-out channel and the regeneration channel in the meter-out channel. A throttle valve provided at a site downstream of the connection site, which generates a back pressure for flowing the hydraulic oil through the regeneration channel, and has an opening area according to an operation signal output from the operation device And a back pressure throttle valve that opens and closes so as to change. And the flow rate of hydraulic oil flowing through the hydraulic motor and the motor flow rate estimated by the opening area of the meter-in throttle valve and the meter-in set differential pressure is the back pressure throttle valve regardless of the operation signal of the operating device. The flow rate of the hydraulic oil flowing through the tank is larger than the tank return flow rate estimated by the opening area of the back pressure throttle valve, the meter-in set differential pressure, and the counter balance valve set pressure. The characteristics of the opening area of the meter-in throttle valve and the characteristics of the opening area of the back pressure throttle valve for the operation signal are set.

この装置によれば、再生流路を流れる作動油が油圧ポンプから吐出される作動油と合流することにより、当該油圧ポンプから吐出される作動油の流量であるポンプ流量を抑えながら油圧モータに十分な流量でもって作動油を供給することができる。ここで、前記再生流路を流れる作動油の流量である再生流量は前記モータ流量から前記タンク戻り流量を差し引いた流量に相当するため、前記操作装置が出力する操作信号にかかわらず前記モータ流量が前記タンク戻り流量を上回るように当該操作信号に対する前記メータイン絞り弁及び前記背圧用絞り弁の開口面積の特性がそれぞれ設定されることにより、前記操作信号にかかわらず前記再生流量を確保することができる。   According to this device, the hydraulic oil flowing through the regeneration flow path joins with the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, so that the hydraulic motor is sufficiently capable of suppressing the pump flow rate that is the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. The hydraulic oil can be supplied at a high flow rate. Here, the regeneration flow rate, which is the flow rate of the hydraulic oil flowing through the regeneration flow path, corresponds to the flow rate obtained by subtracting the tank return flow rate from the motor flow rate. By setting the characteristics of the opening areas of the meter-in throttle valve and the back pressure throttle valve for the operation signal so as to exceed the tank return flow rate, the regeneration flow rate can be ensured regardless of the operation signal. .

この「操作信号にかかわらず前記モータ流量が前記タンク戻り流量を上回るように当該操作信号に対する前記メータイン絞り弁及び前記背圧用絞り弁の開口面積の特性をそれぞれ設定すること」は、前記カウンタバランス弁がメータイン圧を予め設定された設定圧に保持する機能と、前記メータイン流量調節弁が前記メータイン絞り弁の前後差圧を予め設定されたメータイン設定差圧に保つ機能と、を利用することによって、可能である。具体的に、前記操作信号に対応する前記背圧用絞り弁の開口面積をAt、前記メータイン絞り弁の開口面積をAmi、前記メータイン設定差圧をPf、前記カウンタバランス弁の設定圧をPcとすると、前記操作信号にかかわらず例えば次の関係式が成立するように当該操作信号に対する前記各開口面積At,Amiの特性を設定することにより、前記再生流量の確保が可能となる。   This “setting the characteristics of the opening areas of the meter-in throttle valve and the back pressure throttle valve with respect to the operation signal so that the motor flow rate exceeds the tank return flow rate regardless of the operation signal” means that the counter balance valve By utilizing the function of maintaining the meter-in pressure at a preset set pressure and the function of maintaining the differential pressure across the meter-in throttle valve at a preset meter-in set differential pressure by the meter-in flow control valve, Is possible. Specifically, when the opening area of the back pressure throttle valve corresponding to the operation signal is At, the opening area of the meter-in throttle valve is Ami, the meter-in set differential pressure is Pf, and the set pressure of the counter balance valve is Pc. Regardless of the operation signal, for example, by setting the characteristics of the opening areas At and Ami for the operation signal so that the following relational expression is established, the regeneration flow rate can be ensured.

[数1]
At<K・Ami; K=Pf/(Pf+Pc)(K<1)
[Equation 1]
At <K · Ami; K 2 = Pf / (Pf + Pc) (K <1)

以上のように、本発明によれば、油圧ポンプ及びこの油圧ポンプが吐出する作動油の供給により駆動されて負荷を下げ方向に移動させる油圧モータを備えた作業機械の油圧駆動装置であって、前記油圧モータについて十分なメータイン圧及びメータイン流量を確保しながら前記油圧ポンプの必要動力を低減して省エネルギー化を図ることが可能なものを提供することができる。   As described above, according to the present invention, there is provided a hydraulic drive device for a work machine including a hydraulic pump and a hydraulic motor that is driven by supply of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump and moves a load in a lowering direction. With respect to the hydraulic motor, it is possible to provide the hydraulic motor capable of reducing the required power of the hydraulic pump and ensuring energy saving while ensuring a sufficient meter-in pressure and meter-in flow rate.

本発明の実施の形態に係る作業機械の油圧駆動装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the hydraulic drive device of the working machine which concerns on embodiment of this invention. 従来の油圧駆動装置におけるポンプ流量及びモータ流量の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the pump flow volume and motor flow volume in the conventional hydraulic drive unit. 図1に示される油圧駆動装置における操作信号に対するポンプ流量、モータ流量及びタンク戻り流量の特性を示すグラフである。2 is a graph showing characteristics of a pump flow rate, a motor flow rate, and a tank return flow rate with respect to an operation signal in the hydraulic drive device shown in FIG. 1. 図1に示される油圧駆動装置における操作信号に対するメータイン絞り弁及び背圧用絞り弁の開口面積の特性をそれぞれ示すグラフである。2 is a graph showing characteristics of opening areas of a meter-in throttle valve and a back pressure throttle valve with respect to an operation signal in the hydraulic drive device shown in FIG. 1. 図1に示される油圧駆動装置における操作信号に対するメータイン圧、メータイン絞り弁の上流圧及びカウンタバランス弁の上流圧の特性を示すグラフである。2 is a graph showing characteristics of meter-in pressure, upstream pressure of a meter-in throttle valve, and upstream pressure of a counter balance valve with respect to an operation signal in the hydraulic drive device shown in FIG. 1. 図1に示される油圧駆動装置に中立遮断弁が付加された例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example in which a neutral shutoff valve is added to the hydraulic drive device shown in FIG. 1.

本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、前記実施の形態に係る作業機械の油圧駆動装置を示す回路図である。この装置は、エンジン1と、油圧ポンプ2と、油圧アクチュエータである油圧モータ4と、操作装置と、メータイン流路10と、メータアウト流路20と、再生流路30と、メータイン流量制御器12と、カウンタバランス弁25と、背圧用絞り弁23と、を備える。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a hydraulic drive device for a work machine according to the embodiment. This apparatus includes an engine 1, a hydraulic pump 2, a hydraulic motor 4 that is a hydraulic actuator, an operating device, a meter-in flow path 10, a meter-out flow path 20, a regeneration flow path 30, and a meter-in flow controller 12. A counter balance valve 25 and a back pressure throttle valve 23.

前記エンジン1は、前記油圧ポンプ2の動力源である。前記油圧ポンプ2は、前記エンジン1により駆動され、これによりタンクT内の作動油を吐出する。   The engine 1 is a power source for the hydraulic pump 2. The hydraulic pump 2 is driven by the engine 1 and thereby discharges hydraulic oil in the tank T.

前記油圧モータ4は、本発明に係る油圧モータの一例であり、ウインチドラム5を有するウインチ装置に組み込まれ、当該ウインチドラム5を特定方向に正逆両方向に回転させることで負荷である吊り荷7を昇降させる。具体的に、この油圧モータ4は、第1ポート4aと第2ポート4bとを有し、前記第1ポート4aに作動油が供給されるときには前記ウインチドラム5を巻下げ方向すなわち前記吊り荷7をその自重による落下方向と同じ向きの下げ方向に移動させる方向に回転させて当該作動油を前記第2ポート4bから排出する一方、前記第2ポート4bに作動油が供給されるときには前記ウインチドラム5を巻上げ方向すなわち前記吊り荷7を上昇させる方向に回転させて当該作動油を前記第1ポート4aから排出する。ただし、図1では、図示の簡略化のため、本発明の対象である下げ方向の油圧モータ4の駆動、すなわち前記吊り荷7を降下させるための巻下げ駆動、に関する回路のみを示している。換言すれば、図1は、油圧モータ4を正逆両方向に回転させるための油圧回路のうち前記油圧モータ4の第1ポート4aに作動油を供給して第2ポート4bから排出される作動油をタンクTに戻すための流路のみを示している。 The hydraulic motor 4 is an example of a hydraulic motor according to the present invention. The hydraulic motor 4 is incorporated in a winch device having a winch drum 5, and the suspended load 7 is a load by rotating the winch drum 5 in both the forward and reverse directions in a specific direction. Raise and lower. Specifically, the hydraulic motor 4 has a first port 4a and a second port 4b, and when the hydraulic oil is supplied to the first port 4a, the winch drum 5 is lowered, that is, the suspended load 7 is moved. Is rotated in a direction in which it is moved downward in the same direction as the falling direction due to its own weight, and the hydraulic oil is discharged from the second port 4b, while when the hydraulic oil is supplied to the second port 4b, the winch drum The hydraulic fluid is discharged from the first port 4a by rotating 5 in the winding direction, that is, the direction in which the suspended load 7 is raised. However, in FIG. 1, for simplification of illustration, only a circuit related to the driving of the hydraulic motor 4 in the lowering direction, that is, the lowering driving for lowering the suspended load 7, which is the subject of the present invention, is shown. In other words, FIG. 1 shows the hydraulic fluid supplied to the first port 4a of the hydraulic motor 4 and discharged from the second port 4b in the hydraulic circuit for rotating the hydraulic motor 4 in both forward and reverse directions. Only the flow path for returning to the tank T is shown.

図1に示す回路において、実際に前記油圧モータ4を正逆両方向に回すためには、当該油圧モータ4と前記油圧ポンプ2との間に例えば方向切換弁からなるコントロールバルブが介在し、このコントロールバルブが油圧ポンプ2を油圧モータ4の第1ポート4aに接続する流路と第2ポート4bに接続する流路との間での切換を行うものであればよい。ただし、本発明では、油圧モータが正逆両方向に駆動されるものに限定されず、負荷を下げ方向に移動させる方向にのみ駆動されるものであってもよい In the circuit shown in FIG. 1, in order to actually rotate the hydraulic motor 4 in both forward and reverse directions, a control valve such as a direction switching valve is interposed between the hydraulic motor 4 and the hydraulic pump 2, and this control is performed. Any valve may be used as long as it switches between the flow path connecting the hydraulic pump 2 to the first port 4a of the hydraulic motor 4 and the flow path connecting to the second port 4b. However, in the present invention, the hydraulic motor is not limited to being driven in both forward and reverse directions, and may be driven only in the direction in which the load is moved in the downward direction .

前記メータイン流路10は、前記巻下げ駆動時において前記油圧ポンプ2から吐出される作動油を前記油圧モータ4に供給するための流路であり、具体的には当該油圧ポンプ2の吐出口から当該油圧モータ4の第1ポート4aに至る。前記メータアウト流路20は、前記巻下げ駆動時において前記油圧モータ4の第2ポート4bから排出される作動油をタンクTに戻すための流路であり、具体的には当該油圧モータ4の第2ポート4bからタンクTに至る。   The meter-in flow path 10 is a flow path for supplying hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 2 to the hydraulic motor 4 during the lowering drive. Specifically, the meter-in flow path 10 is connected to the discharge port of the hydraulic pump 2. It reaches the first port 4 a of the hydraulic motor 4. The meter-out flow path 20 is a flow path for returning hydraulic oil discharged from the second port 4b of the hydraulic motor 4 to the tank T during the lowering drive. It reaches the tank T from the second port 4b.

前記操作装置は、前記吊り荷7の下げ方向の移動速度を指定するための操作を受けるとともに、その操作に応じて増大する操作信号を出力するものであり、この実施の形態では、図略のパイロット油圧源と、リモコン弁6と、を有する。リモコン弁6は、回動操作を受けるレバー6aと、このレバー6aに連結された弁本体6bと、を有する。この弁本体6bは、前記パイロット油圧源に接続され、前記操作信号として、前記レバー6aの操作量に応じた大きさのパイロット圧をもつ油圧信号であるパイロット信号を出力する。このパイロット信号は前記メータイン流量制御器12及び背圧用絞り弁23にそれぞれパイロットライン16,26を通じて入力される。   The operating device receives an operation for designating a moving speed in the lowering direction of the suspended load 7 and outputs an operation signal that increases in accordance with the operation. A pilot hydraulic power source and a remote control valve 6 are provided. The remote control valve 6 includes a lever 6a that receives a turning operation, and a valve body 6b that is connected to the lever 6a. The valve body 6b is connected to the pilot hydraulic pressure source, and outputs a pilot signal, which is a hydraulic signal having a pilot pressure having a magnitude corresponding to the operation amount of the lever 6a, as the operation signal. This pilot signal is input to the meter-in flow controller 12 and the back pressure throttle valve 23 through pilot lines 16 and 26, respectively.

前記メータイン流量制御器12は、前記メータイン流路10の途中に設けられ、当該メータイン流路10を通じて前記油圧モータ4に導入される作動油の流量であるメータイン流量Qinを制御する。このメータイン流量Qinは、油圧モータ4を流れるモータ流量Qmに相当する。   The meter-in flow rate controller 12 is provided in the middle of the meter-in flow channel 10 and controls a meter-in flow rate Qin that is a flow rate of hydraulic oil introduced into the hydraulic motor 4 through the meter-in flow channel 10. This meter-in flow rate Qin corresponds to the motor flow rate Qm flowing through the hydraulic motor 4.

このメータイン流量制御器12は、メータイン絞り弁13と、メータイン流量調節弁14と、を有する。   The meter-in flow controller 12 has a meter-in throttle valve 13 and a meter-in flow control valve 14.

前記メータイン絞り弁13は、前記リモコン弁6から前記パイロットライン16を通じて入力されるパイロット信号のパイロット圧によって開口面積が変化する可変絞り弁により構成される。具体的に、メータイン絞り弁13は、前記パイロット信号の入力がない場合にはバネによって閉位置すなわちメータイン流路10を遮断する位置に保持される一方、前記パイロット信号が入力されるとそのパイロット圧の大きさに応じて開口面積が増大するように開弁し、メータイン流路10での作動油の流通を許容する。すなわち、メータイン絞り弁13は、前記リモコン弁6におけるレバー6aが巻下げ駆動のための方向に操作されるのに従って当該メータイン絞り弁13の開口面積が増大するように開口し、より大きな流量での作動油の流通を許容する。   The meter-in throttle valve 13 is constituted by a variable throttle valve whose opening area changes depending on the pilot pressure of a pilot signal input from the remote control valve 6 through the pilot line 16. Specifically, when the pilot signal is not input, the meter-in throttle valve 13 is held in a closed position by a spring, that is, a position where the meter-in flow path 10 is shut off, whereas when the pilot signal is input, the pilot pressure is reduced. The valve is opened so that the opening area increases in accordance with the size of the hydraulic oil, and the circulation of the hydraulic oil in the meter-in flow path 10 is allowed. That is, the meter-in throttle valve 13 opens so that the opening area of the meter-in throttle valve 13 increases as the lever 6a of the remote control valve 6 is operated in the direction for lowering drive, so that the flow rate is increased. Allow distribution of hydraulic oil.

メータイン流量調節弁14は、前記メータイン流路10における前記メータイン絞り弁13の上流側の部位からタンクTに至るブリードオフ流路の途中に設けられ、このブリードオフ流路の流量を変化させるように開閉作動することにより、メータイン流量Qinの制御を可能にする。このメータイン流量調節弁14は、前記メータイン絞り弁13の上流側の圧力と下流側の圧力の差、つまりメータイン絞り弁13の前後差圧ΔPin、を予め設定されたメータイン設定差圧Pfに保つように開閉動作する。具体的に、当該メータイン流量調節弁14には、前記メータイン絞り弁13の上流側の圧力及び下流側の圧力が互いに反対の側から導入され、そのバランスによってメータイン流量調節弁14の開口面積ひいてはメータイン流量Qinが決定される。   The meter-in flow rate adjusting valve 14 is provided in the middle of the bleed-off flow channel from the upstream portion of the meter-in throttle valve 13 in the meter-in flow channel 10 to the tank T, and changes the flow rate of the bleed-off flow channel. The meter-in flow rate Qin can be controlled by opening and closing. The meter-in flow control valve 14 keeps the difference between the upstream pressure and the downstream pressure of the meter-in throttle valve 13, that is, the differential pressure ΔPin across the meter-in throttle valve 13 at a preset meter-in set differential pressure Pf. Open and close. Specifically, an upstream pressure and a downstream pressure of the meter-in throttle valve 13 are introduced into the meter-in flow control valve 14 from opposite sides, and the opening area of the meter-in flow control valve 14 and the meter-in flow are determined by the balance. The flow rate Qin is determined.

なお、前記油圧駆動装置が前記のような油圧モータ4の駆動方向の切換のためのコントロールバルブを備える場合、前記メータイン絞り弁13は当該コントロールバルブ内に組み込まれてもよい。   When the hydraulic drive device includes a control valve for switching the drive direction of the hydraulic motor 4 as described above, the meter-in throttle valve 13 may be incorporated in the control valve.

前記カウンタバランス弁25は、前記メータアウト流路20に設けられ、前記油圧モータ4の入口ポート4aに導入される作動油の圧力であるメータイン圧を予め設定された設定圧に保つように開閉作動する。具体的に、当該カウンタバランス弁25には、これを閉弁状態に保持する方向の付勢力がバネによって与えられるとともに、前記メータイン流路10における前記メータイン絞り弁13の下流側に設定された計測点15における圧力が前記バネと反対の側に導入され、当該圧力すなわちメータイン圧が予め設定された設定圧Pcを上回る場合のみカウンタバランス弁25が開弁する。換言すれば、カウンタバランス弁25は、前記メータイン圧が前記設定圧Pc以下の場合にのみ閉弁し、これにより当該メータイン圧を当該設定圧Pcに保持する。   The counter balance valve 25 is provided in the meter-out flow path 20 and opens and closes so as to keep the meter-in pressure, which is the pressure of the hydraulic oil introduced into the inlet port 4a of the hydraulic motor 4, at a preset set pressure. To do. Specifically, the counter balance valve 25 is given a biasing force in a direction to hold the counter balance valve 25 in a closed state, and a measurement set downstream of the meter-in throttle valve 13 in the meter-in flow path 10. The counter balance valve 25 is opened only when the pressure at the point 15 is introduced on the side opposite to the spring and the pressure, that is, the meter-in pressure exceeds the preset pressure Pc. In other words, the counter balance valve 25 is closed only when the meter-in pressure is equal to or lower than the set pressure Pc, thereby holding the meter-in pressure at the set pressure Pc.

前記再生流路30は、前記カウンタバランス弁25から流出する作動油であって前記メータアウト流路20を通じてタンクTに戻される作動油の一部を前記メータイン流路10における前記メータイン絞り13の上流側に還元するための流路である。この再生流路30は、前記メータアウト流路20において前記カウンタバランス弁25の下流側の部分に接続される入口端と、前記メータイン流路10において前記メータイン絞り弁13を含む前記メータイン流量制御器12の上流側の部分に接続される出口端と、を有する。この再生流路30の途中にはチェック弁32が設けられ、このチェック弁32は前記メータイン流路10から前記メータアウト流路20への作動油の逆流を阻止する。   The regeneration flow path 30 is a part of the hydraulic oil flowing out from the counter balance valve 25 and returned to the tank T through the meter-out flow path 20 upstream of the meter-in throttle 13 in the meter-in flow path 10. It is a flow path for reducing to the side. The regeneration channel 30 includes the meter-in flow rate controller including the inlet end connected to the downstream portion of the counter balance valve 25 in the meter-out channel 20 and the meter-in throttle valve 13 in the meter-in channel 10. 12 and an outlet end connected to the upstream portion. A check valve 32 is provided in the middle of the regeneration flow path 30, and the check valve 32 prevents backflow of hydraulic oil from the meter-in flow path 10 to the meter-out flow path 20.

前記背圧用絞り弁23は、前記メータアウト流路20と前記再生流路30との接続点34よりも下流側の流路すなわち前記接続点34からタンクTに至るタンク流路36に設けられ、前記接続点34から前記再生流路30への作動油の流れを確保するための背圧を前記タンクTの上流側に発生させるとともに、前記タンクTに戻る作動油の流量を変化させる機能を有する。すなわち、この背圧用絞り弁23は、前記リモコン弁6から前記パイロットライン26を通じて入力されるパイロット信号のパイロット圧によって開口面積が変化する可変絞り弁により構成される。具体的に、背圧用絞り弁23は、前記パイロット信号の入力がない場合にはバネによって閉位置すなわちメータアウト流路20を遮断する位置に保持される一方、前記パイロット信号が入力されるとそのパイロット圧の大きさに応じて開口面積が増大するように開弁し、メータアウト流路20での作動油の流通を許容する。このように、背圧用絞り弁23は、前記リモコン弁6におけるレバー6aが巻下げ駆動のための方向に操作されるのに従って当該背圧用絞り弁23の開口面積が増大するように開弁し、より大きな戻り流量での作動油の流通を許容する。   The back pressure throttle valve 23 is provided in a flow path downstream from the connection point 34 between the meter-out flow path 20 and the regeneration flow path 30, that is, a tank flow path 36 extending from the connection point 34 to the tank T. It has a function of generating a back pressure upstream of the tank T for ensuring the flow of hydraulic oil from the connection point 34 to the regeneration flow path 30 and changing the flow rate of the hydraulic oil returning to the tank T. . That is, the back pressure throttle valve 23 is constituted by a variable throttle valve whose opening area is changed by the pilot pressure of the pilot signal input from the remote control valve 6 through the pilot line 26. Specifically, the back pressure throttle valve 23 is held in a closed position, that is, a position where the meter-out flow path 20 is shut off by a spring when the pilot signal is not input, and when the pilot signal is input, The valve is opened so that the opening area increases according to the magnitude of the pilot pressure, and the flow of the hydraulic oil in the meter-out flow path 20 is allowed. Thus, the back pressure throttle valve 23 is opened so that the opening area of the back pressure throttle valve 23 increases as the lever 6a of the remote control valve 6 is operated in the direction for driving down. Allow hydraulic fluid to flow at higher return flow rates.

この装置において、操作装置を構成するリモコン弁6のレバー6aが操作されると、その操作量に応じた大きさのパイロット圧をもつパイロット信号すなわち操作信号がパイロットライン16を通じてメータイン流量制御器12のメータイン絞り弁13に入力され、そのパイロット圧の大きさに応じた開口面積でメータイン絞り弁13が開弁する。当該メータイン流量制御器12のメータイン流量調節弁14は、前記メータイン絞り弁13の上流側圧力と下流側圧力との差である前後差圧ΔPinを予め設定されたメータイン設定差圧Pfに保つように開閉動作する。こうして、前記メータイン絞り弁13から前記油圧モータ4の入口ポート4aに導入される作動油の流量すなわちメータイン流量Qmiが前記パイロット信号に対応した流量に制御される。油圧モータ4は当該メータイン流量Qmiに対応した速度で回転し、これによりウインチドラム5を巻下げ方向に駆動して吊り荷7を降下させる。   In this device, when the lever 6a of the remote control valve 6 constituting the operating device is operated, a pilot signal having a pilot pressure of a magnitude corresponding to the operating amount, that is, an operating signal is transmitted through the pilot line 16 to the meter-in flow controller 12. The meter-in throttle valve 13 is opened with an opening area corresponding to the magnitude of the pilot pressure that is input to the meter-in throttle valve 13. The meter-in flow control valve 14 of the meter-in flow controller 12 keeps the differential pressure ΔPin, which is the difference between the upstream pressure and the downstream pressure of the meter-in throttle valve 13, at a preset meter-in set differential pressure Pf. Open and close. Thus, the flow rate of the hydraulic oil introduced from the meter-in throttle valve 13 to the inlet port 4a of the hydraulic motor 4, that is, the meter-in flow rate Qmi is controlled to a flow rate corresponding to the pilot signal. The hydraulic motor 4 rotates at a speed corresponding to the meter-in flow rate Qmi, thereby driving the winch drum 5 in the lowering direction to lower the suspended load 7.

前記油圧モータ4の第2ポート4bから排出される作動油はカウンタバランス弁25を流れるが、当該カウンタバランス弁25は、前記第1ポート4aに導入される作動油の圧力であるメータイン圧が設定圧に満たない場合にのみ閉弁することによりメータイン圧を前記設定圧に保持する。   The hydraulic oil discharged from the second port 4b of the hydraulic motor 4 flows through the counter balance valve 25. The counter balance valve 25 is set to a meter-in pressure that is the pressure of the hydraulic oil introduced into the first port 4a. The meter-in pressure is maintained at the set pressure by closing the valve only when the pressure is not reached.

前記カウンタバランス弁25から流出する作動油は背圧用絞り弁23を通じてタンクTに戻るが、この背圧用絞り弁23の開口面積は前記パイロット圧の大きさに対応した開口面積に制限される。従って、当該背圧用絞り弁23はその絞り作用によってタンク圧よりも高い背圧を生成する。この背圧が油圧ポンプ2の吐出圧であるポンプ圧まで確保されれば、前記作動油の一部は再生流路30を流れて前記メータイン流路10に還元され、油圧ポンプ2から吐出される作動油に合流することができる。この作動油の還元及び合流は、必要なポンプ流量Qpすなわち油圧ポンプ2から吐出される作動油の流量を低くすることを可能にし、これにより、油圧ポンプ2を駆動するための必要動力を低減して省エネルギー化を可能にする。   The hydraulic oil flowing out from the counter balance valve 25 returns to the tank T through the back pressure throttle valve 23, but the opening area of the back pressure throttle valve 23 is limited to the opening area corresponding to the magnitude of the pilot pressure. Therefore, the back pressure throttle valve 23 generates a back pressure higher than the tank pressure by the throttle action. If the back pressure is ensured up to the pump pressure that is the discharge pressure of the hydraulic pump 2, a part of the hydraulic oil flows through the regeneration flow path 30 and is reduced to the meter-in flow path 10 and is discharged from the hydraulic pump 2. Can merge with hydraulic oil. This reduction and merging of the hydraulic oil makes it possible to reduce the necessary pump flow rate Qp, that is, the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 2, thereby reducing the necessary power for driving the hydraulic pump 2. Energy saving.

前記再生流路30を持たない従来回路の場合、メータイン流量制御器12によるメータイン流量Qinの制御を可能にするためには、前記ポンプ流量Qpは例えば図2に示すように前記モータ流量Qmよりも高い流量に維持される必要がある。これに対して前記再生流路30を通じての作動油の還元が行われると、その還元される作動油の流量すなわち再生流量Qrcの分だけポンプ流量を削減しながら十分なモータ流量Qmを確保することが可能になり、例えば図3に示すように、当該ポンプ流量Qpを当該モータ流量Qmよりも小さい流量に設定することが可能になる。   In the case of a conventional circuit having no regeneration flow path 30, in order to enable the meter-in flow rate controller 12 to control the meter-in flow rate Qin, the pump flow rate Qp is larger than the motor flow rate Qm as shown in FIG. It needs to be maintained at a high flow rate. On the other hand, when the hydraulic fluid is reduced through the regeneration flow path 30, a sufficient motor flow rate Qm is secured while reducing the pump flow rate by the flow rate of the reduced hydraulic fluid, that is, the regeneration flow rate Qrc. For example, as shown in FIG. 3, the pump flow rate Qp can be set to a flow rate smaller than the motor flow rate Qm.

このような再生流量Qrcを確実に発生させるには、つまりQrc>0とするには、前記リモコン弁6が出力するパイロット信号のパイロット圧にかかわらず前記モータ流量Qm(=Qmi)が前記タンク流路36における流量であるタンク戻り流量Qtを上回るように当該パイロット圧に対する前記メータイン絞り弁13の開口面積Ami及び前記背圧用絞り弁23の開口面積Atの特性がそれぞれ設定されればよい。例えば図4に示すように両開口面積Ami,Atの特性が設定されればよい。前記再生流量Qrcは前記モータ流量Qmすなわち前記メータイン流量Qmiから前記タンク戻り流量Qtを差し引いた流量(=Qmi−Qt)に相当するため、前記の特性の設定により前記再生流量Qrcを確保することができる。   In order to reliably generate such a regeneration flow rate Qrc, that is, to satisfy Qrc> 0, the motor flow rate Qm (= Qmi) is equal to the tank flow regardless of the pilot pressure of the pilot signal output from the remote control valve 6. The characteristics of the opening area Ami of the meter-in throttle valve 13 and the opening area At of the back pressure throttle valve 23 with respect to the pilot pressure may be set so as to exceed the tank return flow rate Qt that is the flow rate in the passage 36. For example, as shown in FIG. 4, the characteristics of both opening areas Ami and At may be set. Since the regeneration flow rate Qrc corresponds to the motor flow rate Qm, that is, the flow rate obtained by subtracting the tank return flow rate Qt from the meter-in flow rate Qmi (= Qmi−Qt), the regeneration flow rate Qrc can be secured by setting the characteristics. it can.

ここで、「前記パイロット圧にかかわらず前記モータ流量Qm(=メータイン流量Qin)が前記タンク戻り流量Qtを上回るように当該パイロット圧に対する前記メータイン絞り弁及び前記背圧用絞り弁の開口面積の特性をそれぞれ設定すること」は、前記カウンタバランス弁25が前記メータイン圧Pinを予め設定された設定圧Pcに保持する機能と、前記メータイン流量調節弁14が前記メータイン絞り弁13の前後差圧ΔPinを予め設定されたメータイン設定差圧Pfに保つ機能と、を利用することによって、可能である。すなわち、前記モータ流量Qmは前記メータイン絞り弁13の開口面積Ami及び前記メータイン設定差圧Pfにより推定可能であり、前記タンク戻り流量Qtは前記背圧用絞り弁23の開口面積Atと前記メータイン設定差圧Pfと前記カウンタバランス弁25の設定圧Pcとにより推定可能であり、これらの推定に基いて、前記の条件を満たすような各開口面積Ami,Atの特性の設定ができる。   Here, “the characteristics of the opening areas of the meter-in throttle valve and the back pressure throttle valve with respect to the pilot pressure are set so that the motor flow rate Qm (= meter-in flow rate Qin) exceeds the tank return flow rate Qt regardless of the pilot pressure. “Setting each” means that the counter balance valve 25 holds the meter-in pressure Pin at a preset pressure Pc, and the meter-in flow control valve 14 sets the differential pressure ΔPin across the meter-in throttle valve 13 in advance. This is possible by using the function of maintaining the set meter-in set differential pressure Pf. In other words, the motor flow rate Qm can be estimated from the opening area Ami of the meter-in throttle valve 13 and the meter-in set differential pressure Pf, and the tank return flow rate Qt can be estimated from the opening area At of the back pressure throttle valve 23 and the meter-in set difference. It is possible to estimate from the pressure Pf and the set pressure Pc of the counter balance valve 25. Based on these estimates, the characteristics of the opening areas Ami and At that satisfy the above conditions can be set.

具体的には、次の式(1)が成立するように前記パイロット圧に対する前記各開口面積At,Amiの特性が設定されればよい。   Specifically, the characteristics of the opening areas At and Ami with respect to the pilot pressure may be set so that the following expression (1) is established.

[数2]
At<K・Ami; K=Pf/(Pf+Pc)(∴K<1) …(1)
[Equation 2]
At <K · Ami; K 2 = Pf / (Pf + Pc) (∴K <1) (1)

その理由は以下のとおりである。既述のように前記再生流路30における作動油の流量である再生流路Qrcは、油圧モータ4から排出される作動油の流量、すなわちモータ流量Qm、からタンク戻り流量Qtを差し引いた流量に相当するので、Qrc>0とするには次の関係式を満たせばよい。   The reason is as follows. As described above, the regeneration flow path Qrc which is the flow rate of the hydraulic oil in the regeneration flow path 30 is a flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor 4, that is, a flow rate obtained by subtracting the tank return flow rate Qt from the motor flow rate Qm. Therefore, in order to satisfy Qrc> 0, the following relational expression should be satisfied.

[数3]
Qrc=Qm−Qt>0 …(2)
[Equation 3]
Qrc = Qm−Qt> 0 (2)

ここで、前記モータ流量Qmは、前記メータイン流量Qmiに等しいので、前記作動油の流量係数をCvとすると次式で表される。   Here, since the motor flow rate Qm is equal to the meter-in flow rate Qmi, the flow rate coefficient of the hydraulic oil is represented by the following equation.

[数4]
Qm=Qmi=Cv・Ami・√Pf …(3)
[Equation 4]
Qm = Qmi = Cv · Ami · √Pf (3)

一方、前記タンク戻り流量Qtすなわち前記再生用絞り弁23を流れる作動油の流量は、当該再生用絞り弁23の前後差圧をΔPtとすると次式で表される。   On the other hand, the tank return flow rate Qt, that is, the flow rate of the hydraulic oil flowing through the regeneration throttle valve 23 is expressed by the following equation, where ΔPt is the differential pressure across the regeneration throttle valve 23.

[数5]
Qt=Cv・At・√ΔPt …(4)
[Equation 5]
Qt = Cv · At · √ΔPt (4)

ここで、前記再生用絞り弁23の前後差圧ΔPtは、ゲージ圧にして前記再生用絞り弁23の上流側圧力に等しく、しかも、再生流量Qrcが発生している場合はチェック弁32が開いているので、当該前後差圧ΔPtはポンプ圧Ppに等しいとみなすことができる。すなわち、   Here, the front-rear differential pressure ΔPt of the regeneration throttle valve 23 is equal to the upstream pressure of the regeneration throttle valve 23 as a gauge pressure, and when the regeneration flow rate Qrc is generated, the check valve 32 is opened. Therefore, the front-rear differential pressure ΔPt can be regarded as being equal to the pump pressure Pp. That is,

[数6]
Qt=Cv・At・√Pp …(5)
[Equation 6]
Qt = Cv · At · √Pp (5)

式(3)及び(5)を式(2)に代入して変形すると次式が得られる。   Substituting Equations (3) and (5) into Equation (2) for transformation yields:

[数7]
At<(√Pf/√Pp)Ami …(6)
[Equation 7]
At <(√Pf / √Pp) Ami (6)

ここで、前記メータイン圧Pinすなわち油圧モータ4の第1ポート4aに導入される作動油の圧力は、ポンプ圧Ppからメータイン絞り弁13の前後差圧ΔPinを差し引いた圧力(=Pp−ΔPi)であり、しかも、当該メータイン圧Pinは前記カウンタバランス弁25によってその設定圧Pcに保たれ、当該前後差圧ΔPinはメータイン流量調節弁14によってメータイン設定差圧Pfに保たれるから、前記ポンプ圧Ppは次式で表すことができる。   Here, the meter-in pressure Pin, that is, the pressure of the hydraulic oil introduced into the first port 4a of the hydraulic motor 4 is a pressure obtained by subtracting the differential pressure ΔPin of the meter-in throttle valve 13 from the pump pressure Pp (= Pp−ΔPi). In addition, the meter-in pressure Pin is maintained at the set pressure Pc by the counter balance valve 25, and the front-rear differential pressure ΔPin is maintained at the meter-in set differential pressure Pf by the meter-in flow control valve 14, so that the pump pressure Pp Can be expressed as:

Pp=Pin+ΔPin=Pc+Pf …(7)   Pp = Pin + ΔPin = Pc + Pf (7)

この式(7)を式(6)に代入することにより、前記式(1)を得ることができる。   By substituting Equation (7) into Equation (6), Equation (1) can be obtained.

なお、図1に示す回路において、前記カウンタバランス弁25の上流側の圧力(吊り荷7を保持するための保持圧)、前記背圧用絞り弁23の上流側の圧力(≒ポンプ圧Pp)及びメータイン圧Pin(≒Pc)は、例えば図5に示すようになる。   In the circuit shown in FIG. 1, the pressure on the upstream side of the counter balance valve 25 (holding pressure for holding the suspended load 7), the pressure on the upstream side of the throttle valve 23 for back pressure (≈pump pressure Pp), and The meter-in pressure Pin (≈Pc) is, for example, as shown in FIG.

以上のように、この装置によれば、カウンタバランス弁25がメータイン圧Pinを設定圧Pcに制御する機能、及び、メータイン流量調節弁14がメータイン絞り弁13の前後差圧ΔPinをメータイン設定差圧Pfに制御する機能を利用することにより、リモコン弁6が出力するパイロット信号のパイロット圧にかかわらず背圧用絞り弁23の生成する背圧によって再生流路30を作動油が流れるように前記パイロット圧に対するメータイン絞り弁13及び背圧用絞り弁23の開口面積Ami,Atの特性を設定することが可能であり、これにより、必要なポンプ流量Qpを低減して省エネルギー化を図ることができる。しかも、ポンプ流量Qpと再生流量Qrcとの和をメータイン流量制御器12により制御されるメータイン流量Qinすなわちモータ流量Qm以上とすることができ、これにより、当該メータイン流量制御器12を確実に制御域で動作させることができる。このことは、実際のレバー6aの操作量(パイロット圧)にモータ流量Qmを確実に対応させることを可能にし、操作性の改善に寄与する。   As described above, according to this device, the counter balance valve 25 controls the meter-in pressure Pin to the set pressure Pc, and the meter-in flow control valve 14 converts the front-rear differential pressure ΔPin of the meter-in throttle valve 13 to the meter-in set differential pressure. By utilizing the function of controlling to Pf, the pilot pressure is adjusted so that the hydraulic oil flows through the regeneration passage 30 by the back pressure generated by the back pressure throttle valve 23 regardless of the pilot pressure of the pilot signal output from the remote control valve 6. It is possible to set the characteristics of the opening areas Ami and At of the meter-in throttle valve 13 and the back pressure throttle valve 23 against the above, thereby reducing the necessary pump flow rate Qp and saving energy. In addition, the sum of the pump flow rate Qp and the regeneration flow rate Qrc can be set to a meter-in flow rate Qin controlled by the meter-in flow rate controller 12, that is, the motor flow rate Qm or more. Can be operated. This makes it possible to reliably correspond the motor flow rate Qm to the actual operation amount (pilot pressure) of the lever 6a, and contributes to improvement in operability.

一方、前記カウンタバランス弁25の存在は、メータイン圧Pinを安定させて高い安全性を確保することを可能にする。例えばメータイン流路10を構成する配管が破損する等してメータイン圧が急激に低下した場合、前記カウンタバランス弁25は当該メータイン圧の降下に伴って全閉することによりメータアウト流路20を遮断して吊り荷7の急降下を防ぐことができる。   On the other hand, the presence of the counter balance valve 25 makes it possible to stabilize the meter-in pressure Pin and ensure high safety. For example, when the meter-in pressure rapidly decreases due to, for example, damage to the pipes constituting the meter-in flow path 10, the counter balance valve 25 is fully closed as the meter-in pressure decreases, thereby blocking the meter-out flow path 20. Thus, the sudden drop of the suspended load 7 can be prevented.

さらに、前記装置が図6に示すような中立遮断弁40,42の少なくとも一方を備えることにより、さらに高い安全性を確保することができる。これらの中立遮断弁40,42は、前記再生流路30及び前記メータアウト流路20の途中にそれぞれ設けられ、リモコン弁6が出力するパイロット信号のパイロット圧が一定以上の場合にのみ開弁する。換言すれば、リモコン弁6のレバー6aが中立位置にあるときは閉弁して流路を遮断する。当該中立遮断弁40,42は、その閉弁により、前記レバー6aが中立位置にあるときに油圧モータ4を確実に停止させることを可能にする。   Further, when the device includes at least one of the neutral shutoff valves 40 and 42 as shown in FIG. 6, higher safety can be ensured. These neutral shut-off valves 40 and 42 are provided in the middle of the regeneration flow path 30 and the meter-out flow path 20, respectively, and are opened only when the pilot pressure of the pilot signal output from the remote control valve 6 is a certain level or higher. . In other words, when the lever 6a of the remote control valve 6 is in the neutral position, the valve is closed to block the flow path. The neutral shut-off valves 40 and 42 can reliably stop the hydraulic motor 4 when the lever 6a is in the neutral position due to the valve closing.

本発明において、メータイン絞り弁や再生用絞り弁に入力される操作信号は電気信号であってもよい。すなわち、本発明に係る操作装置は操作信号として電気信号を出力するものであってもよい。この場合、前記メータイン絞り弁及び前記再生用絞り弁には例えば電磁油圧パイロット式の絞り弁が用いられれば良い。   In the present invention, the operation signal input to the meter-in throttle valve or the regeneration throttle valve may be an electrical signal. That is, the operating device according to the present invention may output an electrical signal as an operation signal. In this case, for example, an electrohydraulic pilot type throttle valve may be used as the meter-in throttle valve and the regeneration throttle valve.

1 エンジン(動力源)
2 油圧ポンプ
4 油圧モータ(油圧アクチュエータ)
6 リモコン弁(操作装置)
7 吊り荷(負荷)
10 メータイン流路
12 メータイン流量制御器
13 メータイン絞り弁
14 メータイン流量調節弁
15 カウンタバランス弁の計測点
20 メータアウト流路
23 背圧用絞り弁
25 カウンタバランス弁
30 再生流路
34 接続点
36 タンク流路
T タンク
1 Engine (Power source)
2 Hydraulic pump 4 Hydraulic motor (hydraulic actuator)
6 Remote control valve (operating device)
7 Suspended load (load)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Meter-in flow path 12 Meter-in flow controller 13 Meter-in throttle valve 14 Meter-in flow control valve 15 Counter balance valve measurement point 20 Meter-out flow path 23 Back pressure throttle valve 25 Counter balance valve 30 Regeneration flow path 34 Connection point 36 Tank flow path T tank

Claims (2)

油圧を利用して負荷をその自重による落下方向と同じ向きの下げ方向に移動させるための作業機械の油圧駆動装置であって、
油圧ポンプと、
この油圧ポンプを駆動して作動油を吐出させるための動力源と、
入口ポート及び出口ポートを有し、前記入口ポートに前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて前記出口ポートから作動油を排出することにより前記負荷を前記下げ方向に移動させるように作動する油圧モータと、
前記負荷を下げ方向に移動させるときに前記油圧ポンプから前記油圧モータの入口ポートに作動油を導くためのメータイン流路と、
前記負荷を前記下げ方向に移動させるときに前記油圧モータの出口ポートから排出された作動油をタンクに導くためのメータアウト流路と、
前記負荷の移動速度を指定するための操作を受け、その操作に応じた操作信号を出力する操作装置と、
前記メータイン流路に設けられ、前記操作装置からの前記操作信号の入力に応じて開口面積が変化するように開閉作動するメータイン絞り弁と、
このメータイン絞り弁の前後差圧を予め設定されたメータイン設定差圧に保つように開閉作動するメータイン流量調節弁と、
前記メータアウト流路に設けられ、前記油圧モータの入口ポートに導入される作動油の圧力であるメータイン圧を予め設定された設定圧に保つように開閉作動するカウンタバランス弁と、
前記カウンタバランス弁から流出する前記メータアウト流路内の作動油の一部を前記メータイン流路における前記メータイン絞り弁及び前記メータイン流量調節弁の上流側に還元して前記油圧ポンプから吐出される作動油と合流させるように前記メータアウト流路及び前記メータイン流路に接続される再生流路と、
前記メータアウト流路において前記メータアウト流路と前記再生流路との接続部位よりも下流側の部位に設けられる絞り弁であって前記再生流路に前記作動油を流すための背圧を発生させるととともに前記操作装置から出力される操作信号に応じて開口面積が変化するように開閉作動する背圧用絞り弁と、を備え、
前記油圧モータを流れる作動油の流量であって前記メータイン絞り弁の開口面積及び前記メータイン設定差圧により推定されるモータ流量が、前記操作装置の操作信号にかかわらず、前記背圧用絞り弁を流れる作動油の流量であって前記背圧用絞り弁の開口面積と前記メータイン設定差圧と前記カウンタバランス弁の設定圧とにより推定されるタンク戻り流量よりも大きくなるように、前記操作信号に対する前記メータイン絞り弁の開口面積の特性及び前記操作信号に対する前記背圧用絞り弁の開口面積の特性が設定されている、作業機械の油圧駆動装置。
A hydraulic drive device for a work machine for moving a load in a lowering direction in the same direction as a falling direction by its own weight using hydraulic pressure,
A hydraulic pump;
A power source for driving the hydraulic pump to discharge hydraulic oil;
It has an inlet port and an outlet port, and receives the supply of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the inlet port and discharges the hydraulic oil from the outlet port to operate the load in the downward direction. A hydraulic motor to
A meter-in flow path for guiding hydraulic oil from the hydraulic pump to the inlet port of the hydraulic motor when the load is moved in the lowering direction;
A meter-out flow path for guiding hydraulic oil discharged from the outlet port of the hydraulic motor to the tank when moving the load in the lowering direction;
An operation device that receives an operation for designating the moving speed of the load and outputs an operation signal corresponding to the operation;
A meter-in throttle valve that is provided in the meter-in flow path and opens and closes so that an opening area changes according to the input of the operation signal from the operation device;
A meter-in flow control valve that opens and closes to maintain the differential pressure across the meter-in throttle valve at a preset meter-in differential pressure; and
A counter balance valve that is provided in the meter-out flow path and opens and closes so as to maintain a meter-in pressure that is a pressure of hydraulic oil introduced into an inlet port of the hydraulic motor at a preset pressure;
An operation in which a part of the hydraulic oil in the meter-out flow path flowing out from the counter balance valve is reduced to the upstream side of the meter-in throttle valve and the meter-in flow control valve in the meter-in flow path and discharged from the hydraulic pump. A regeneration channel connected to the meter-out channel and the meter-in channel so as to merge with oil;
A throttle valve provided in a part of the meter-out flow path downstream of the connection part between the meter-out flow path and the regeneration flow path, and generates a back pressure for flowing the hydraulic oil through the regeneration flow path. And a back pressure throttle valve that opens and closes so that the opening area changes according to an operation signal output from the operating device.
Regardless of the operation signal of the operating device, the flow rate of hydraulic oil flowing through the hydraulic motor and the motor flow rate estimated by the opening area of the meter-in throttle valve and the meter-in set differential pressure flows through the back pressure throttle valve. The meter-in to the operation signal is a flow rate of hydraulic oil that is larger than a tank return flow rate estimated by an opening area of the throttle valve for back pressure, the meter-in set differential pressure, and a set pressure of the counter balance valve. A hydraulic drive device for a work machine, wherein a characteristic of an opening area of the throttle valve and a characteristic of an opening area of the back pressure throttle valve with respect to the operation signal are set.
請求項1記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記操作信号に対応する前記背圧用絞り弁の開口面積をAt、前記メータイン絞り弁の開口面積をAmi、前記メータイン設定差圧をPf、前記カウンタバランス弁の設定圧をPcとしたときに前記操作信号にかかわらず次の関係式が成立するように当該操作信号に対する前記各開口面積At,Amiの特性が設定されている、作業機械の油圧駆動装置。
[数8]
At<K・Ami; K=Pf/(Pf+Pc)(K<1)

The hydraulic drive device for a work machine according to claim 1, wherein an opening area of the back pressure throttle valve corresponding to the operation signal is At, an opening area of the meter-in throttle valve is Ami, and the meter-in set differential pressure is Pf, The characteristics of the opening areas At and Ami with respect to the operation signal are set so that the following relational expression is satisfied regardless of the operation signal when the set pressure of the counter balance valve is Pc. Hydraulic drive device.
[Equation 8]
At <K · Ami; K 2 = Pf / (Pf + Pc) (K <1)

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