JP6434504B2 - Excavator and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ブーム下げ操作時にブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路を備えたショベル及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an excavator provided with a regenerative oil passage for allowing hydraulic oil flowing out from a contraction side oil chamber of a boom cylinder to flow into an extension side oil chamber during a boom lowering operation, and a control method therefor.
1台の油圧ポンプが吐出する作動油によってブームシリンダ及びバケットシリンダを同時に駆動して操作体としてのブーム及びバケットを同時に動かすようにする建設機械の制御装置が知られている(特許文献1参照。)。 A construction machine control device is known in which a boom cylinder and a bucket cylinder are simultaneously driven by hydraulic oil discharged from one hydraulic pump to simultaneously move a boom and a bucket as an operating body (see Patent Document 1). ).
この制御装置は、別の油圧ポンプが吐出する作動油によってアームシリンダを駆動して駆動体としてのアームを動かすように構成される。また、この制御装置は、ブーム下げ操作が行われた場合にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダのロッド側油室に流入させる再生油路を含む。 This control device is configured to move an arm as a driving body by driving an arm cylinder with hydraulic oil discharged from another hydraulic pump. The control device also includes a regenerative oil passage that allows hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder to flow into the rod side oil chamber of the boom cylinder when the boom lowering operation is performed.
しかしながら、上述の制御装置は、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作を含む複合操作である排土操作が行われた場合、比較的負荷圧の低いブームシリンダに油圧ポンプが吐出する作動油のほとんどを流入させ、比較的負荷圧の高いバケットシリンダに流入する作動油の量を低減させてしまう。その結果、排土操作の際のバケット開き速度を低下させ、バケット開き速度とアーム開き速度とのマッチング不良を引き起こすおそれがある。 However, the control device described above is an operation in which a hydraulic pump discharges to a boom cylinder having a relatively low load pressure when a soil removal operation that is a combined operation including a boom lowering operation, an arm opening operation, and a bucket opening operation is performed. Most of the oil flows in, reducing the amount of hydraulic oil flowing into the bucket cylinder with a relatively high load pressure. As a result, the bucket opening speed at the time of the soil discharging operation is lowered, and there is a risk of causing poor matching between the bucket opening speed and the arm opening speed.
上述に鑑み、複合操作の際の操作体の動作速度のマッチング不良を防止するショベルを提供することが望ましい。 In view of the above, it is desirable to provide a shovel to prevent matching operation speed of the operation tool at the time of the double focus operation failure.
本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される油圧シリンダと、前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断可能な弁とを備え、前記油圧シリンダに関する操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁は前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断し、前記伸張側油室には、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが流入する。 An excavator according to an embodiment of the present invention includes a hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump, another hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and contraction side oil of the hydraulic cylinder. A regenerative oil passage for flowing hydraulic oil flowing out of the chamber into the extension side oil chamber, a return oil passage communicating with the other hydraulic cylinder and the hydraulic oil tank, and a communication between the extension side oil chamber and the return oil passage. a make-up oil path possible, the includes hydraulic pump and a possible blocking valve the communication between the hydraulic cylinder, combined operation including the operation relating to said another hydraulic cylinder and the operation relating to the hydraulic cylinder is performed The valve shuts off the communication between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder, and the extension side oil chamber contains hydraulic oil flowing out from the contraction side oil chamber and hydraulic oil in the return oil passage. Inflow.
上述の手段により、複合操作の際の操作体の動作速度のマッチング不良を防止するショベルが提供される。 The above-described means, excavator for preventing matching operation speed of the operation tool at the time of the double focus operation failure is provided.
図1は、本発明の実施例に係る作業機械の構成例を示す側面図である。図1において、作業機械としてのショベル(掘削機)1は、クローラ式の下部走行体2の上に、旋回機構を介して、上部旋回体3をX軸周りに旋回自在に搭載している。
FIG. 1 is a side view showing a configuration example of a work machine according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an excavator (excavator) 1 as a work machine has an
また、上部旋回体3は、前方中央部に掘削アタッチメントを備える。掘削アタッチメントは、ブーム4、アーム5、及び、エンドアタッチメント6を含み、且つ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及び、エンドアタッチメント用油圧シリンダ9を含む。本実施例では、エンドアタッチメント6はバケットであり、エンドアタッチメント用油圧シリンダ9はバケットシリンダである。なお、エンドアタッチメント6は、グラップル等、バケット以外であってもよい。
Further, the
図2は、図1のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す図である。なお、図2の破線は制御圧ラインを示し、図2の点線は電気信号ラインを示す。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a hydraulic circuit mounted on the shovel of FIG. In addition, the broken line of FIG. 2 shows a control pressure line, and the dotted line of FIG. 2 shows an electric signal line.
油圧ポンプ10L、10Rは、エンジン、電動モータ等の駆動源によって駆動される可変容量型ポンプである。本実施例では、油圧ポンプ10Lは、制御弁11L〜15Lのそれぞれを連通するセンターバイパス油路30Lを通じて作動油タンク22まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ10Lは、センターバイパス油路30Lに平行に伸びるパラレル油路31Lを通じて制御弁12L〜15Lのそれぞれに作動油を供給可能である。同様に、油圧ポンプ10Rは、制御弁11R〜15Rのそれぞれを連通するセンターバイパス油路30Rを通じて作動油タンク22まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ10Rは、センターバイパス油路30Rに平行して伸びるパラレル油路31Rを通じて制御弁12R〜15Rのそれぞれに作動油を供給可能である。なお、以下では、油圧ポンプ10L及び油圧ポンプ10Rは、集合的に「油圧ポンプ10」として参照される場合もある。左右一対で構成される他の構成要素についても同様である。
The
制御弁11Lは、操作装置としての左側走行レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10Lが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての左側走行用油圧モータ42Lに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The
制御弁11Rは、走行直進弁としてのスプール弁である。本実施例では、走行直進弁11Rは、4ポート2位置のスプール弁であり、第1弁位置及び第2弁位置を有する。具体的には、第1弁位置は、油圧ポンプ10Lとパラレル油路31Lとを連通する流路と、油圧ポンプ10Rと制御弁12Rとを連通する流路と有する。また、第2弁位置は、油圧ポンプ10Rとパラレル油路31Lとを連通する流路と、油圧ポンプ10Lと制御弁12Rとを連通する流路とを有する。
The
制御弁12Lは、油圧ポンプ10が吐出する作動油をオプションの油圧アクチュエータ(図示せず。)に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The
制御弁12Rは、操作装置としての右側走行レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての右側走行用油圧モータ42Rに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The
制御弁13Lは、操作装置としての旋回操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての旋回用油圧モータ44に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The
制御弁13Rは、操作装置としてのバケット操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油をバケットシリンダ9へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The
制御弁14L、14Rは、操作装置としてのブーム操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁14Lは、ブーム操作レバーが所定のレバー操作量以上でブーム上げ方向に操作された場合に、作動油を追加的にブームシリンダ7に供給する。
The control valves 14 </ b> L and 14 </ b> R switch the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the
制御弁15L、15Rは、操作装置としてのアーム操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁15Rは、アーム操作レバーが所定のレバー操作量以上で操作された場合に、作動油を追加的にアームシリンダ8に供給する。
The
なお、左側走行用油圧モータ42L、オプションの油圧アクチュエータ、旋回用油圧モータ44、アームシリンダ8のそれぞれから流出する作動油は、戻り油路32Lを通じて作動油タンク22に排出される。同様に、右側走行用油圧モータ42R、バケットシリンダ9、ブームシリンダ7、アームシリンダ8のそれぞれから流出する作動油は、戻り油路32Rを通じて作動油タンク22に排出される。
The hydraulic oil flowing out from each of the left traveling
センターバイパス油路30L、30Rはそれぞれ、最も下流にある制御弁15L、15Rと作動油タンク22との間にネガティブコントロール絞り20L、20Rを備える。なお、以下では、ネガティブコントロールを「ネガコン」と略称する。ネガコン絞り20L、20Rは、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油の流れを制限してネガコン絞り20L、20Rの上流でネガコン圧を発生させる。
The center
圧力センサS1、S2は、ネガコン絞り20L、20Rの上流で発生したネガコン圧を検出し、検出した値を電気的なネガコン圧信号としてコントローラ54に対して出力する。
The pressure sensors S1 and S2 detect the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R, and output the detected value to the
圧力センサS3、S4は、油圧ポンプ10L、10Rの吐出圧を検出し、検出した値を電気的な吐出圧信号としてコントローラ54に対して出力する。
The pressure sensors S3 and S4 detect the discharge pressures of the
なお、左側走行レバー、右側走行レバー、アーム操作レバー、旋回操作レバー、ブーム操作レバー、バケット操作レバー等の操作装置には操作内容検出部が取り付けられる。操作内容検出部は、例えば、各操作装置が生成するパイロット圧を検出する圧力センサ(図示せず。)である。これら圧力センサは、検出した値を電気的なパイロット圧信号としてコントローラ54に対して出力する。
An operation content detection unit is attached to operation devices such as a left travel lever, a right travel lever, an arm operation lever, a turning operation lever, a boom operation lever, and a bucket operation lever. The operation content detection unit is, for example, a pressure sensor (not shown) that detects a pilot pressure generated by each operation device. These pressure sensors output the detected value to the
コントローラ54は、油圧回路を制御する機能要素であり、例えば、CPU、RAM、ROM、NVRAM等を備えたコンピュータである。本実施例では、コントローラ54は、圧力センサ等の操作内容検出部の出力に基づいて各種操作装置の操作内容(例えば、レバー操作の有無、レバー操作方向、レバー操作量等である。)を電気的に検出する。なお、操作内容検出部は、各種操作レバーの傾きを検出する傾きセンサ等、圧力センサ以外のセンサで構成されてもよい。
The
そして、コントローラ54は、各種操作装置の操作内容に応じて可変チェック弁50、メイクアップ弁51等を動作させる各種機能要素に対応するプログラムをCPUに実行させる。
Then, the
可変チェック弁50は、油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断可能な機構の一例であり、コントローラ54が出力する指令に応じて動作する。本実施例では、可変チェック弁50は、パラレル油路31Rと制御弁14Rとを接続する油路33に設置されるロードチェック弁である。具体的には、可変チェック弁50は、制御弁14Rからパラレル油路31Rへの作動油の流れを防止し、且つ、パラレル油路31Rの作動油の圧力が開放圧を上回った場合にパラレル油路31Rから制御弁14Rへの作動油の流れを許容する。
The
図3は、可変チェック弁50の構成例を示す概略図である。具体的には、可変チェック弁50は、主に弁体50a、バネ50b、及び電磁弁50cを含む。弁体50aは、パラレル油路31Rの作動油の圧力が開放圧を上回った場合に油路33を開くように移動し、パラレル油路31Rの作動油の圧力が開放圧以下の場合に油路33を閉じるように移動する。バネ50bは、油路33を閉じるように弁体50aを移動させる力(第1閉弁力)を発生させる。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the
電磁弁50cは、コントローラ54が出力する電流指令に応じて動作する電磁比例弁である。本実施例では、電磁弁50cは、固定容量型ポンプであるコントロールポンプ55が吐出する作動油を利用して二次圧を調整する。二次圧は、バネ50bと同様、油路33を閉じるように弁体50aを移動させる力(第2閉弁力)を発生させる。
The
可変チェック弁50は、パラレル油路31Rの作動油の圧力による弁体50aを押す力(開弁力)が第1閉弁力と第2閉弁力の合力である閉弁力以下の場合に油路33を閉じ、開弁力が閉弁力より大きい場合に油路33を開く。また、コントローラ54は、電磁弁50cに対する電流指令の大きさを調整することで第2閉弁力の大きさを調整する。このように、コントローラ54は、可変チェック弁50を電子制御することで油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通・遮断を切り替えることができる。
The
メイクアップ弁51は、ブームシリンダ7のロッド側油室における作動油の圧力が負圧になるのを防止する。ロッド側油室でのキャビテーションの発生を防止するためである。本実施例では、メイクアップ弁51は、戻り油路32Rとブームシリンダ7のロッド側油室とを接続するメイクアップ油路34に設置される可変チェック弁であり、可変チェック弁50と同様の構成を有する。そのため、コントローラ54は、メイクアップ弁51を電子制御することでメイクアップ油路34の流路面積を調整できる。具体的には、コントローラ54は、メイクアップ弁51としての可変チェック弁の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路34の流路面積を増大させることができる。メイクアップ弁51の上流側と下流側との間の圧力差が同じであればその開放圧が低いほどメイクアップ弁51の開口面積が大きくなるためである。なお、メイクアップ弁51は、開放圧が固定されたチェック弁であってもよい。
The
チェック弁52は、パラレル油路31Rと制御弁13Rとを接続する油路35に設置されるチェック弁である。具体的には、チェック弁52は、制御弁13Rからパラレル油路31Rへの作動油の流れを防止し、且つ、パラレル油路31Rの作動油の圧力が所定の開放圧を上回った場合にパラレル油路31Rから制御弁13Rへの作動油の流れを許容する。油圧ポンプ10と制御弁12L〜15L、12R、15Rのそれぞれとの間に設置されるチェック弁についても同様である。
The
ポンプレギュレータ40L、40Rは、油圧ポンプ10L、10Rの吐出量を制御する機構である。本実施例では、ポンプレギュレータ40L、40Rは、コントローラ54が生成する指令に応じて油圧ポンプ10L、10Rの斜板傾転角を調整して油圧ポンプ10L、10Rの吐出量を制御する。
The
例えば、ショベル1における油圧アクチュエータが何れも操作されていない状態では、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油は、センターバイパス油路30L、30Rを通ってネガコン絞り20L、20Rに至り、ネガコン絞り20L、20Rの上流で発生するネガコン圧を増大させる。この場合、ポンプレギュレータ40L、40Rは、ネガコン圧信号に基づいてコントローラ54が生成する指令に応じて油圧ポンプ10L、10Rの吐出量を低減させる。その結果、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油がセンターバイパス油路30L、30Rを通過する際の圧力損失(ポンピングロス)が抑制される。
For example, when none of the hydraulic actuators in the
一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油は、その油圧アクチュエータに対応する制御弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込む。そのため、ネガコン絞り20L、20Rに至る量は減少或いは消滅し、ネガコン絞り20L、20Rの上流で発生するネガコン圧は低下する。この場合、ポンプレギュレータ40L、40Rは、油圧ポンプ10L、10Rの吐出量を増大させ、各油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、各アクチュエータの駆動を確かなものとする。
On the other hand, when any hydraulic actuator is operated, the hydraulic oil discharged from the
また、油圧ポンプ10L、10Rの吐出圧が、吐出量に応じて決まる所定値を上回った場合、ポンプレギュレータ40L、40Rは、吐出圧信号に基づいてコントローラ54が生成する指令に応じて油圧ポンプ10L、10Rの吐出量を低減させる。油圧ポンプ10L、10Rの吸収馬力が駆動源としてのエンジンの出力馬力を上回るのを防止するためである。
Further, when the discharge pressures of the
なお、ポンプレギュレータ40L、40Rは、ネガコン絞り20L、20Rの上流のネガコン圧、油圧ポンプ10Lの吐出圧、及び油圧ポンプ10Rの吐出圧を利用して、油圧ポンプ10L、10Rの吐出量を油圧的に制御してもよい。
The
次に、図4を参照して油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7及びバケットシリンダ9との間の作動油の流れについて説明する。なお、図4は、図2の油圧回路における制御弁13R及び制御弁14Rを含む部分の断面図である。
Next, the flow of hydraulic oil between the
制御弁14Rは、主に、バルブボディ14Ra(左下がりの斜線ハッチングで示す部分)と、バルブボディ14Raに形成されたバルブ穴内を摺動するブームスプール14Rb(右下がりの斜線ハッチングで示す部分)とを含む。
The
バルブボディ14Raは、6つのランド部L1〜L6を有する。また、ランド部L1とランド部L2との間には戻り油路32Rを構成する第1戻り油路32R1が形成され、ランド部L5とランド部L6との間には戻り油路32Rを構成する第2戻り油路32R2が形成される。また、ランド部L2とランド部L3との間には環状空間V1が形成され、ランド部L3とランド部L4との間には環状空間V2が形成され、ランド部L4とランド部L5との間には環状空間V3が形成される。
The valve body 14Ra has six land portions L1 to L6. Further, a first return oil passage 32R1 constituting a
ブームスプール14Rbは、軸部Aと、軸部A上に形成される4つのランド部L7〜L10とを有する。また、ランド部L7とランド部L8との間には環状空間V4が形成され、ランド部L8とランド部L9との間には環状空間V5が形成され、ランド部L9とランド部L10との間には環状空間V6が形成される。また、ブームスプール14Rbには再生油路RCが形成される。 The boom spool 14Rb has a shaft portion A and four land portions L7 to L10 formed on the shaft portion A. An annular space V4 is formed between the land portion L7 and the land portion L8, an annular space V5 is formed between the land portion L8 and the land portion L9, and between the land portion L9 and the land portion L10. Is formed with an annular space V6. Further, a regeneration oil path RC is formed in the boom spool 14Rb.
環状空間V1は、バルブボディ14Raのランド部L2とランド部L3との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間V1と向き合うバルブボディ14Raの部分には、ブームシリンダ7のロッド側油室と制御弁14Rとを接続する油路に通じる第1シリンダポートP1が形成される。また、環状空間V1には、メイクアップ弁51を含むメイクアップ油路34が接続され、第1戻り油路32R1の作動油が流入可能である。また、環状空間V1は、ブームスプール14Rbが図4の左方向に摺動すると、環状空間V4を介して第1戻り油路32R1と連通する。また、環状空間V1は、ブームスプール14Rbが図4の右方向に摺動すると、環状空間V5を介して環状空間V2と連通する。
The annular space V1 is an annular space formed around the valve hole between the land portion L2 and the land portion L3 of the valve body 14Ra. A first cylinder port P1 that communicates with an oil passage that connects the rod-side oil chamber of the
環状空間V2は、バルブボディ14Raのランド部L3とランド部L4との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間V2と向き合うバルブボディ14Raの部分には、油圧ポンプ10Rと制御弁14Rとを接続する油路33に通じるポンプポートP2が形成される。また、環状空間V2は、ブームスプール14Rbが図4の左方向に摺動すると、環状空間V5を介して環状空間V3と連通する。また、環状空間V2は、ブームスプール14Rbが図4の右方向に摺動すると、環状空間V5を介して環状空間V1と連通する。
The annular space V2 is an annular space formed around the valve hole between the land portion L3 and the land portion L4 of the valve body 14Ra. In addition, a pump port P2 that leads to an
環状空間V3は、バルブボディ14Raのランド部L4とランド部L5との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間V3と向き合うバルブボディ14Raの部分には、ブームシリンダ7のボトム側油室と制御弁14Rとを接続する油路に通じる第2シリンダポートP3が形成される。また、環状空間V3は、ブームスプール14Rbが図4の左方向に摺動すると、環状空間V5を介して環状空間V2と連通する。また、環状空間V3は、ブームスプール14Rbが図4の右方向に摺動すると、環状空間V6を介して第2戻り油路32R2と連通する。
The annular space V3 is an annular space formed around the valve hole between the land portion L4 and the land portion L5 of the valve body 14Ra. Further, a second cylinder port P3 that leads to an oil passage that connects the bottom side oil chamber of the
再生油路RCは、ブームスプール14Rbが図4の右方向に摺動したときに、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に流入させるための油路である。本実施例では、再生油路RCは、ランド部L8及びランド部L9のそれぞれの外周面に開口し、ブームスプール14Rbが図4の右方向に摺動したときに、環状空間V1と環状空間V3とを連通できるように形成される。なお、ブーム下げ速度は、再生油路RCの開口面積、及び、第2シリンダポートP3の開口面積(環状空間V3と第2戻り油路32R2との間の流路の流路面積)に応じて決まり、開口面積が大きいほど速い。
The reclaimed oil path RC is an oil for causing the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the
制御弁13Rは、制御弁14Rと同様、第1シリンダポートQ1、ポンプポートQ2、第2シリンダポートQ3、第1戻り油路32R1、及び第2戻り油路32R2のそれぞれの間の接続関係を適宜切り替え、油圧ポンプ10Rからバケットシリンダ9を通じて作動油タンク22に向かう作動油の流れを制御する。なお、第1シリンダポートQ1は、バケットシリンダ9のロッド側油室と制御弁13Rとを接続する油路に通じるポートである。また、ポンプポートQ2は、油圧ポンプ10Rと制御弁13Rとを接続する油路35に通じるポートであり、第2シリンダポートQ3は、バケットシリンダ9のボトム側油室と制御弁13Rとを接続する油路に通じるポートである。なお、制御弁13Rは、制御弁14Rと同様の構成を有するため、その詳細の説明を省略する。
Similarly to the
次に、図5を参照してブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態について説明する。なお、図5は、ブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態を示す図であり、図2に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作は、掘削アタッチメントを空中で動かす際にブーム4を下降させるための操作を意味する。また、図5の太実線はブームシリンダ7に向かう作動油の流れを表し、図5の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われる。「ハーフレバー操作」はフルレバー操作よりも小さい操作量で行われるレバー操作を意味する。また、「フルレバー操作」は、所定の操作量以上で行われるレバー操作を意味し、所定の操作量は例えば80%以上の操作量である。なお、操作量100%は操作レバーを最大限傾斜させたときの操作量に対応し、操作量0%は操作レバーを中立にしたとき(操作レバーを操作していないとき)の操作量に対応する。
Next, the state of the hydraulic circuit when the boom lowering operation is performed alone will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the boom lowering operation is performed alone, and corresponds to FIG. In the present embodiment, the boom lowering operation means an operation for lowering the
具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁14Rは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。
Specifically, when the boom operation lever is operated in the downward direction, the
制御弁14Rが左に移動するとセンターバイパス油路30Rが遮断されるため、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油はパラレル油路31Rを通って制御弁14Rに向かう。
When the
このとき、コントローラ54は、可変チェック弁50の開放圧を低めに調整し、パラレル油路31Rから制御弁14Rに向かう作動油の流れを許容する。
At this time, the
そして、パラレル油路31Rの作動油は、制御弁14Rを通じてブームシリンダ7のロッド側油室に流入する。また、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油は、制御弁14R及び戻り油路32Rを通じて作動油タンク22に排出される。
Then, the hydraulic oil in the
次に、図6を参照してブーム下げ操作が単独で行われた場合の制御弁14Rにおける作動油の流れについて説明する。なお、図6は、図2の油圧回路における制御弁13R及び制御弁14Rを含む部分の断面図であり、図4に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われる。
Next, the flow of hydraulic oil in the
具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁14Rのブームスプール14Rbは、図4に示す状態から図の右側に移動する。なお、説明の便宜のために左右を逆転させているが、図6のブームスプール14Rbの右側への移動は、図5における制御弁14Rの左側への移動に対応する。
Specifically, when the boom operation lever is operated in the downward direction, the boom spool 14Rb of the
ブームスプール14Rbが右側へ移動すると、環状空間V3が環状空間V6を介して第2戻り油路32R2と連通する。そのため、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部は、第2シリンダポートP3、環状空間V3、環状空間V6、第2戻り油路32R2を通じて作動油タンク22に排出される。
When the boom spool 14Rb moves to the right side, the annular space V3 communicates with the second return oil passage 32R2 via the annular space V6. Therefore, part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the
また、ブームスプール14Rbが右側へ移動すると、環状空間V2が環状空間V5を介して環状空間V1と連通する。そのため、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油は、可変チェック弁50、油路33、ポンプポートP2を通じて環状空間V2に流入し、環状空間V5及び環状空間V1、第1シリンダポートP1を通じてブームシリンダ7のロッド側油室に流入する。
When the boom spool 14Rb moves to the right side, the annular space V2 communicates with the annular space V1 via the annular space V5. Therefore, the hydraulic oil discharged from the
また、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の別の一部は、第2シリンダポートP3、環状空間V3、再生油路RCを通じて環状空間V1に流入し、油圧ポンプ10Rからの作動油と合流してブームシリンダ7のロッド側油室に再生される。
Further, another part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the
次に、図7を参照して排土操作が行われた場合の油圧回路の状態について説明する。なお、図7は、排土操作が行われた場合の油圧回路の状態を示す図であり、図2及び図5に対応する。また、図7の太実線はブームシリンダ7、アームシリンダ8、又はバケットシリンダ9に向かう作動油の流れを表し、図7の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われ、アーム開き操作はフルレバー操作で行われ、バケット開き操作はフルレバー操作で行われる。
Next, the state of the hydraulic circuit when the earthing operation is performed will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the earthing operation is performed, and corresponds to FIGS. 2 and 5. 7 represents the flow of hydraulic oil toward the
具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁14Rは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。また、バケット操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁13Rは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。また、アーム操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁15Lは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。
Specifically, when the boom operation lever is operated in the downward direction, the
制御弁14Rの上流にある制御弁13Rが左側に移動するとセンターバイパス油路30Rが遮断されるため、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油はパラレル油路31Rを通って制御弁13R及び制御弁14Rに向かう。
When the
このとき、コントローラ54は、可変チェック弁50の開放圧を高めに調整し、パラレル油路31Rから制御弁14Rに向かう作動油の流れを遮断する。その結果、パラレル油路31Rの作動油は、油路35、制御弁13Rを通じてバケットシリンダ9のロッド側油室に流入する。また、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出する作動油は、制御弁13R及び戻り油路32Rを通じて作動油タンク22に排出される。
At this time, the
また、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部は、制御弁14Rを通じて戻り油路32Rに至り、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出する作動油と合流して作動油タンク22に排出される。
Further, a part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the
また、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の別の一部は再生油路RCを通じてブームシリンダ7のロッド側油室に再生される。
Further, another part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the
このとき、コントローラ54は、メイクアップ弁51の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路34の流路面積を増大させる。その結果、戻り油路32Rの作動油の一部は、メイクアップ油路34を通って再生油路RCからの作動油に合流してブームシリンダ7のロッド側油室に流入する。
At this time, the
次に、図8を参照して排土操作が行われた場合の制御弁13R及び制御弁14Rにおける作動油の流れについて説明する。なお、図8は、図2の油圧回路における制御弁13R及び制御弁14Rを含む部分の断面図であり、図4及び図6に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われ、バケット開き操作はフルレバー操作で行われる。
Next, the flow of hydraulic oil in the
具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁14Rのバルブスプールは、図4に示す状態から図の右側に移動する。同様に、バケット操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁13Rのバケットスプール13Rbは、図4に示す状態から図の右側に移動する。なお、説明の便宜のために左右を逆転させているが、図8のバケットスプール13Rb、ブームスプール14Rbの右側への移動は、図7における制御弁13R、14Rの左側への移動に対応する。
Specifically, when the boom operation lever is operated in the downward direction, the valve spool of the
ブームスプール14Rbが右側へ移動すると、環状空間V3が環状空間V6を介して第2戻り油路32R2と連通する。そのため、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部は、第2シリンダポートP3、環状空間V3、環状空間V6、第2戻り油路32R2を通じて作動油タンク22に排出される。
When the boom spool 14Rb moves to the right side, the annular space V3 communicates with the second return oil passage 32R2 via the annular space V6. Therefore, part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the
また、ブームスプール14Rbが右側へ移動すると、環状空間V2が環状空間V5を介して環状空間V1と連通する。このとき、コントローラ54は、可変チェック弁50の開放圧を高めに調整し、パラレル油路31Rから制御弁14Rに向かう作動油の流れを遮断する。そのため、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油は、環状空間V2には流入しない。一方で、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油は、バケットスプール13Rbが右側へ移動する場合には、チェック弁52、油路35、ポンプポートQ2、第1シリンダポートQ1を通じてバケットシリンダ9のロッド側油室に流入する。また、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出する作動油は、第2シリンダポートQ3を通じて第1戻り油路32R1に至り、その一部が作動油タンク22に排出される。
When the boom spool 14Rb moves to the right side, the annular space V2 communicates with the annular space V1 via the annular space V5. At this time, the
また、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油が環状空間V2に流入しないため、ブームシリンダ7のロッド側油室の体積が膨張すると、環状空間V1の作動油の圧力は低下する。そして、環状空間V1の作動油の圧力が第1戻り油路32R1の作動油の圧力よりも低くなると、第1戻り油路32R1の作動油の別の一部は、メイクアップ油路34を通って環状空間V1に流入する。そして、環状空間V1に流入した作動油は、再生油路RCを流れる作動油に合流してブームシリンダ7のロッド側油室に流入する。このとき、コントローラ54は、メイクアップ弁51の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路34の流路面積を増大させている。そのため、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に供給しなくとも、十分な量の作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に供給できる。
Further, since the hydraulic oil discharged from the
次に、図9を参照し、ブーム下げ操作を含む複合操作の際にコントローラ54が再生油と戻り油とでブーム4を下降させる処理(以下、「複合操作時処理」とする。)について説明する。なお、本実施例では、「再生油」はブームシリンダ7のボトム側油室から流出してブームシリンダ7のロッド側油室に流入する作動油を意味し、「戻り油」はバケットシリンダ9から作動油タンク22に排出される作動油を意味する。また、図9は、複合操作時処理の一例の流れを示すフローチャートであり、コントローラ54は、この複合操作時処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。
Next, with reference to FIG. 9, processing in which the
最初に、コントローラ54は、所定の複合操作が行われたか否かを判定する(ステップST1)。本実施例では、所定の複合操作は、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作を含む複合操作である。具体的には、コントローラ54は、操作内容検出部としての各種圧力センサの出力に基づいてブーム下げ操作及びバケット開き操作を含む複合操作が行われたか否かを判定する。なお、所定の複合操作は、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作を含む複合操作としての排土操作であってもよく、ブーム下げ操作とバケット閉じ操作を含む複合操作であってもよい。
First, the
所定の複合操作が行われていないと判定した場合(ステップST1のNO)、コントローラ54は、今回の複合操作時処理を終了させる。
When it is determined that the predetermined composite operation has not been performed (NO in step ST1), the
また、所定の複合操作が行われたと判定した場合(ステップST1のYES)、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断する(ステップST2)。本実施例では、コントローラ54は、制御弁14Rのメータイン側の油路33を遮断する。具体的には、油路33に設置された可変チェック弁50を構成する電磁弁50cに対して電流指令を与えて可変チェック弁50の開放圧を増大させることで油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断する。
If it is determined that a predetermined combined operation has been performed (YES in step ST1), the
また、コントローラ54は、ブームシリンダ7のロッド側油室に関するメイクアップ油路34の流路面積を増大させる(ステップST3)。本実施例では、コントローラ54は、メイクアップ弁51としての可変チェック弁を構成する電磁弁に対して電流指令を与えてその可変チェック弁の開放圧を低減させることでメイクアップ油路34の流路面積を増大させる。
Moreover, the
なお、ステップST2及びステップST3の処理は順不同であり、ステップST3の処理が実行された後でステップST2の処理が実行されてもよく同時に実行されてもよい。 Note that the processes of step ST2 and step ST3 are out of order, and the process of step ST2 may be executed after the process of step ST3 or may be executed simultaneously.
上述の処理により、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ7のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ9のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット6の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット6の開き速度を増大できる。そして、コントローラ54は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。具体的には、コントローラ54は、例えば、アーム・バケット同時到達性を向上させることができる。なお、アーム・バケット同時到達性は、フルレバー操作されたアーム5が所定の第1姿勢から所定の第2姿勢に到達するまでに要する時間と、フルレバー操作されたバケット6が所定の第1姿勢から所定の第2姿勢に到達するまでに要する時間とをマッチさせる性能を意味する。そして、ショベル1は、アーム・バケット同時到達性が高いほど、例えばトラックの荷台に偏りなく土砂を排土できる。
By the above processing, the
また、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断するため、制御弁14Rのところで圧力損失を発生させることもない。
Further, since the
また、コントローラ54は、メイクアップ油路34の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出して戻り油路32Rを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に流入(回生)させることができる。そのため、ブームシリンダ7のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。また、コントローラ54は、戻り油路32Rの作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に流入させるため、戻り油路32Rの作動油の圧力を低減させることができ、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出する作動油の圧力損失(メータアウト損)を低減させることができる。
Further, the
次に、図10を参照し、本発明の実施例に係る作業機械に搭載される油圧回路の別の構成例について説明する。なお、図10は、図1のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す図であり、図7に対応する。また、図10の太実線はブームシリンダ7、アームシリンダ8、又はバケットシリンダ9に向かう作動油の流れを表し、図10の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。
Next, another configuration example of the hydraulic circuit mounted on the work machine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the hydraulic circuit mounted on the excavator in FIG. 1, and corresponds to FIG. 10 represents the flow of hydraulic oil toward the
図10の油圧回路は、制御弁14Lの代わりに制御弁14Laを備える点で図7の油圧回路と相違する。なお、その他の点で両者は共通する。そのため、共通点の説明を省略し相違点を詳細に説明する。
The hydraulic circuit in FIG. 10 is different from the hydraulic circuit in FIG. 7 in that a control valve 14La is provided instead of the
制御弁14Laは、6ポート3位置のスプール弁であり、ブーム上げ操作時弁位置、中立弁位置、及び、ブーム下げ操作時弁位置を有する。 The control valve 14La is a 6-port 3-position spool valve, and has a valve position during boom raising operation, a neutral valve position, and a valve position during boom lowering operation.
ブーム上げ操作時弁位置(右側の弁位置)は、ブーム操作レバーが上げ方向に操作された場合に採用される弁位置である。制御弁14Laは、ブーム上げ操作時弁位置が採用された場合、油圧ポンプ10が吐出する作動油をブームシリンダ7のボトム側油室に流入させる。
The boom raising operation valve position (right valve position) is a valve position adopted when the boom operation lever is operated in the raising direction. When the boom raising operation valve position is employed, the control valve 14La causes the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to flow into the bottom side oil chamber of the
中立弁位置(中央の弁位置)は、ブーム操作レバーが操作されていない場合に採用される弁位置である。制御弁14Laは、中立弁位置が採用された場合、センターバイパス油路30Lを連通させる。
The neutral valve position (central valve position) is a valve position that is employed when the boom operation lever is not operated. When the neutral valve position is employed, the control valve 14La communicates the center
ブーム下げ操作時弁位置(左側の弁位置)は、ブーム操作レバーが下げ方向に操作され、且つ、アーム操作レバーが操作された場合に採用される弁位置である。制御弁14Laは、ブーム下げ操作時弁位置が採用された場合、油圧ポンプ10Lが吐出する作動油と、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油がアームシリンダ8に供給されるようにする。
The boom lowering valve position (left valve position) is a valve position that is adopted when the boom operating lever is operated in the lowering direction and the arm operating lever is operated. When the boom lowering operation valve position is adopted, the control valve 14La merges the hydraulic oil discharged from the
図10に示すように、ブーム下げ操作の際にブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部を油圧ポンプ10Lが吐出する作動油に合流(回生)させる場合であっても、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ7のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ9のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット6の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット6の開き速度を増大できる。そして、コントローラ54は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。
As shown in FIG. 10, even when a part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the
また、コントローラ54は、メイクアップ油路34の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出して戻り油路32Rを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に流入させることができる。そのため、ブームシリンダ7のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。
Further, the
上述より、本発明の実施例に係るショベルは、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われた場合、油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断し、且つ、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油(再生油)、及び、戻り油路32Rを流れる作動油(戻り油)をブームシリンダ7のロッド側油室に流入させる。そのため、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ9に供給できる。その結果、バケット6の動作速度の低下を防止でき、さらにはバケット6の動作速度を増大できる。また、アーム動作速度とバケット動作速度とのマッチング不良を防止できる。
As described above, the excavator according to the embodiment of the present invention blocks communication between the
また、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われているときのメイクアップ油路34の流路面積は、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われていないときのメイクアップ油路34の流路面積より大きくなるように調整される。そのため、本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断したとしても、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出して戻り油路32Rを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に流入させることができる。その結果、ブームシリンダ7のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。
Further, the flow passage area of the
また、ブームスプール14Rbは、ブームシリンダ7のロッド側油室に接続される第1シリンダポートP1、油圧ポンプ10Rに接続されるポンプポートP2、及びブームシリンダ7のボトム側油室に接続される第2シリンダポートP3を有する。そして、戻り油路32Rは、バケット開き操作が行われた場合にバケットシリンダ9から流出する作動油が流れる第1戻り油路32R1と、バケット閉じ操作が行われた場合にバケットシリンダ9から流出する作動油が流れる第2戻り油路32R2とを含む。また、第1シリンダポートP1は、第2戻り油路32R2よりも第1戻り油路32R1に近いところに形成される。そのため、メイクアップ油路34の長さを必要最小限の長さに制限でき、メイクアップ油路34の管路抵抗を抑制できる。
The boom spool 14Rb is connected to the first cylinder port P1 connected to the rod side oil chamber of the
また、コントローラ54は、可変チェック弁50を電子制御することで油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通・遮断を切り替える。また、コントローラ54は、メイクアップ弁51を電子制御することでメイクアップ油路34の流路面積の大きさを調整する。そのため、ブームシリンダ7に流出入する作動油の流れを簡易且つ迅速に制御できる。
In addition, the
次に、図11を参照し、本発明の実施例に係る作業機械に搭載される油圧回路の更に別の構成例について説明する。なお、図11は、図1のショベルに搭載される油圧回路の更に別の構成例を示す図である。また、図11の太実線はブームシリンダ7、アームシリンダ8、又はバケットシリンダ9に向かう作動油の流れを表し、図11の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。
Next, still another configuration example of the hydraulic circuit mounted on the work machine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing still another configuration example of the hydraulic circuit mounted on the shovel of FIG. Further, the thick solid line in FIG. 11 represents the flow of hydraulic oil toward the
図11の油圧回路は、再生油路RC、メイクアップ油路34、及びメイクアップ弁51がコントロールバルブ17の外部に配置される点、並びに、開閉弁56、可変絞り57、及び可変絞り58が追加された点で図2の油圧回路と相違する。なお、その他の点で両者は共通する。そのため、共通点の説明を省略し相違点を詳細に説明する。
In the hydraulic circuit of FIG. 11, the regeneration oil path RC, the
コントロールバルブ17は、制御弁11L〜15L、制御弁11R〜15Rを含むバルブ集合体である。なお、図2の油圧回路は、再生油路RC、メイクアップ油路34、及びメイクアップ弁51をコントロールバルブ17内に含むように構成される。
The
開閉弁56は、再生油路RCの連通・遮断を切り替える機能要素の一例であり、コントローラ54が出力する指令に応じて動作する。本実施例では、開閉弁56は2ポート2位置の電磁開閉弁であり、第1弁位置及び第2弁位置を有する。具体的には、第1弁位置は、ブームシリンダ7のボトム側油室とロッド側油室とを連通する流路と、その流路を流れる作動油の流量を抑制する絞りと、ボトム側油室への作動油の流れを防止するチェック弁とを有する。また、開閉弁56は、第2弁位置にある場合にボトム側油室とロッド側油室との連通を遮断する。なお、開閉弁56は、図示のような電磁開閉弁ではなく、可変絞り57と同様の可変絞りであってもよい。
The on-off valve 56 is an example of a functional element that switches communication / blocking of the regenerated oil path RC, and operates according to a command output from the
可変絞り57は、ブームシリンダ7のボトム側油室から制御弁14Rへ流れる作動油の流量を調整する機能要素の一例であり、コントローラ54が出力する指令に応じて流路面積を増減させる。コントローラ54は、可変絞り57の流路面積を小さくすることで再生油路RCを流れる作動油の流量を増大させ、可変絞り57の流路面積を大きくすることで再生油路RCを流れる作動油の流量を低減させることができる。
The variable throttle 57 is an example of a functional element that adjusts the flow rate of hydraulic oil flowing from the bottom side oil chamber of the
可変絞り58は、メイクアップ油路34を流れる作動油の流量を調整する機能要素の一例である。可変絞り58は、可変絞り57と同様、コントローラ54が出力する指令に応じて流路面積を増減させる。コントローラ54は、バケット開き操作が行われていない場合(例えばバケット閉じ操作が行われている場合)に可変絞り58の流路面積を小さくし、メイクアップ油路34を通ってブームシリンダ7へ作動油が流入するのを防止する。一方で、コントローラ54は、ブーム下げ操作及びバケット開き操作を含む複合操作が行われている場合には可変絞り58の流路面積を大きくしてバケットシリンダ9から流出した作動油がメイクアップ油路34を円滑に流れるようにする。
The
図11に示すように、再生油路RC、メイクアップ油路34、及びメイクアップ弁51がコントロールバルブ17の外部に配置される場合であっても、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ7のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ54は、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ9のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット6の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット6の開き速度を増大できる。そして、コントローラ54は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。なお、本実施例では、バケットシリンダ9のボトム側油室と制御弁13Rとを繋ぐ管路が戻り油路の一部を構成する。
As shown in FIG. 11, even when the regeneration oil path RC, the
また、図11の油圧回路は、開閉弁56及び可変絞り57のそれぞれが担う機能を制御弁14Rから分離して開閉弁56及び可変絞り57を制御弁14Rの外部に配置した構成をとる。しかしながら、開閉弁56が担う機能のみが制御弁14Rから分離されてもよい。この場合、開閉弁56のみが制御弁14Rの外部に配置され、可変絞り57は制御弁14R内に統合される。或いは、可変絞り57が担う機能のみが制御弁14Rから分離されてもよい。この場合、可変絞り57のみが制御弁14Rの外部に配置され、開閉弁56は制御弁14R内に統合される。
Further, the hydraulic circuit of FIG. 11 has a configuration in which the functions of the on-off valve 56 and the variable throttle 57 are separated from the
また、コントローラ54は、メイクアップ油路34の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出する作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ7のロッド側油室に流入させることができる。そのため、ブームシリンダ7のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。
Further, the
また、図11の油圧回路は図10に示すような制御弁14Laを採用してもよい。この場合、コントローラ54は、排土操作が行われたときに油圧ポンプ10Lが吐出する作動油とブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油がアームシリンダ8に供給されるようにする。
Further, the hydraulic circuit in FIG. 11 may employ a control valve 14La as shown in FIG. In this case, the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.
例えば、上述の実施例では、コントローラ54は、可変チェック弁50を電子制御して油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、可変チェック弁50は、電磁開閉弁等の他のタイプの弁であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施例では、コントローラ54は、メイクアップ弁51としての可変チェック弁を電子制御してメイクアップ油路34の流路面積を調整する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、メイクアップ弁51は、コントローラ54からの電流指令に応じて弁の開口面積を直接的に変化させる電磁比例弁等の他のタイプの弁であってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施例では、ブーム下げ操作を含む複合操作の際に油圧ポンプ10Lが吐出する作動油とブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油をアームシリンダ8に流入させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、合流後の作動油は、旋回用油圧モータ44等の他の油圧アクチュエータに供給されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the hydraulic oil discharged from the
また、上述の実施例では、ブームシリンダ7及びバケットシリンダ9は基本的に油圧ポンプ10Rが吐出する作動油によって駆動され、且つ、アームシリンダ8は基本的に油圧ポンプ10Lが吐出する作動油によって駆動される。そして、コントローラ54は、ブーム下げ操作を含む複合操作の際に、油圧ポンプ10Rとブームシリンダ7との間の連通を遮断し、且つ、エンドアタッチメント用油圧シリンダとしてのバケットシリンダ9から流出する戻り油と再生油とでブーム4を下降させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、バケットシリンダ9以外の別の油圧シリンダ(例えばアームシリンダ8)から流出する作動油としての戻り油と再生油とでブーム4を下降させてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、本願は、2014年5月19日に出願した日本国特許出願2014−103711号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。 Moreover, this application claims the priority based on the Japan patent application 2014-103711 for which it applied on May 19, 2014, and uses all the content of these Japan patent applications for this application by reference.
1・・・ショベル 2・・・下部走行体 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10L、10R・・・油圧ポンプ 11L、11R、12L、12R、13L、13R、14L、14La、14R、15L、15R・・・制御弁 13Ra、14Ra・・・バルブボディ 13Rb・・・バケットスプール 14Rb・・・ブームスプール 20L、20R・・・ネガコン絞り 22・・・作動油タンク 30L、30R・・・センターバイパス油路 31L、31R・・・パラレル油路 32L、32R、32R1、32R2・・・戻り油路 33・・・油路 34・・・メイクアップ油路 35・・・油路 40L、40R・・・ポンプレギュレータ 42L、42R・・・走行用油圧モータ 44・・・旋回用油圧モータ 50・・・可変チェック弁 50a・・・弁体 50b・・・バネ 50c・・・電磁弁 51・・・メイクアップ弁 52・・・チェック弁 54・・・コントローラ 55・・・コントロールポンプ 56・・・開閉弁 57、58・・・可変絞り S1〜S4・・・圧力センサ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、
前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、
前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、
前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断可能な弁と、を備え、
前記油圧シリンダに関する操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁は前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断し、前記伸張側油室には、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが流入する、
ショベル。 A hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged by a hydraulic pump;
Another hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
A regeneration oil passage for flowing hydraulic oil flowing out from the contraction side oil chamber of the hydraulic cylinder into the extension side oil chamber;
A return oil passage communicating the other hydraulic cylinder and the hydraulic oil tank;
A makeup oil passage capable of communicating the extension side oil chamber and the return oil passage;
A valve capable of blocking communication between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder,
When a combined operation including an operation related to the hydraulic cylinder and an operation related to the other hydraulic cylinder is performed, the valve blocks communication between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder, , The working oil flowing out from the contraction side oil chamber and the working oil in the return oil path flow in.
Excavator.
請求項1に記載のショベル。 The flow passage area of the makeup oil passage when the composite operation including the operation of moving the operating body in the direction of falling of its own weight is performed is the flow passage of the makeup oil passage when the composite operation is not performed. Larger than the area,
The excavator according to claim 1.
前記戻り油路は、バケット開き操作が行われた場合に前記別の油圧シリンダとしてのバケットシリンダから流出する作動油が流れる第1戻り油路と、バケット閉じ操作が行われた場合に前記バケットシリンダから流出する作動油が流れる第2戻り油路とを含み、
前記第1シリンダポートは、前記第2戻り油路よりも前記第1戻り油路に近いところに形成される、
請求項1又は2に記載のショベル。 A first cylinder port connected to a rod side oil chamber of a boom cylinder as the hydraulic cylinder; a second cylinder port connected to a bottom side oil chamber of the boom cylinder; and a pump port connected to the hydraulic pump. It has a boom spool,
The return oil passage includes a first return oil passage through which hydraulic oil flowing out from the bucket cylinder as the other hydraulic cylinder flows when a bucket opening operation is performed, and the bucket cylinder when a bucket closing operation is performed. A second return oil passage through which hydraulic oil flowing out from
The first cylinder port is formed closer to the first return oil path than the second return oil path.
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載のショベル。 The communication / blocking between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder by the valve is electronically controlled,
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載のショベル。 The size of the flow passage area of the makeup oil passage is electronically controlled,
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載のショベル。 The regeneration oil passage and the makeup oil passage are disposed in a control valve,
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載のショベル。 The regeneration oil passage and the makeup oil passage are disposed outside a control valve.
The shovel according to claim 1 or 2.
前記油圧シリンダに関する操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁が前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断し、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが前記伸張側油室に流入する、
制御方法。 A hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, another hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and hydraulic oil flowing out from the contraction side oil chamber of the hydraulic cylinder A regenerative oil passage that flows into the chamber, a return oil passage that communicates the other hydraulic cylinder and the hydraulic oil tank, a makeup oil passage that allows the extension side oil chamber and the return oil passage to communicate, and the hydraulic pressure A control method of an excavator comprising: a valve capable of blocking communication between a pump and the hydraulic cylinder,
When a combined operation including an operation related to the hydraulic cylinder and an operation related to the other hydraulic cylinder is performed, the valve blocks communication between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder and flows out of the contraction side oil chamber. Hydraulic oil and the return oil passage hydraulic oil flow into the extension side oil chamber,
Control method.
請求項8に記載の制御方法。 The flow path area of the makeup oil path when the combined operation including the operation of moving the operating body in the direction of falling of its own weight is performed, and the flow path of the makeup oil path when the combined operation is not performed Larger than the area,
The control method according to claim 8.
請求項8又は9に記載の制御方法。 When a combined operation including an operation related to the hydraulic cylinder, an operation related to the other hydraulic cylinder, and an operation related to another hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged from another hydraulic pump is performed, a hydraulic oil hydraulic pump is discharged, the part of the hydraulic fluid flowing out of the contraction side oil chamber of the hydraulic cylinder and is combined with, for supplying hydraulic fluid after the confluence to the further hydraulic cylinder,
The control method according to claim 8 or 9.
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