JPS62160326A - Boom cylinder driver for oil-pressure shovel - Google Patents

Boom cylinder driver for oil-pressure shovel

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JPS62160326A
JPS62160326A JP211486A JP211486A JPS62160326A JP S62160326 A JPS62160326 A JP S62160326A JP 211486 A JP211486 A JP 211486A JP 211486 A JP211486 A JP 211486A JP S62160326 A JPS62160326 A JP S62160326A
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boom cylinder
oil
boom
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cylinder
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吉岡 至文
Koji Kuwabara
耕治 桑原
Masatoshi Miki
三木 正俊
Hiroshi Nosaka
野坂 寛
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To save energy by reducing the amount of oil to be supplied by a method in which a connection switch valve to switch the oil path of each boom cylinder to a parallel connection and a serial connection is provided, and at the time of boom lowering operation, each cylinder is switched to serial connection. CONSTITUTION:A connection switch valve 208 for boom cylinder is switched to serial connection, and an oil path switch control valve 201 for boom cylinder is operated to the direction of X. Hereupon, working oil of an oil-pressure pump 300 flows through a control valve 201 into the rod side pressure chamber of the boom cylinder to push out oil as many as two-fold from the head side pressure chamber. The oil so pushed out flows by 1/2 each through a switch valve 208 into cylinders 11a and 13a, and oil as many as two-fold is returned through the control valve 201 from the head side pressure chamber to an oil tank 301. Three cylinders 11a, 11b, and 11c are integrally contracted and the lowering operation is made by 1/3 necessary horsepower. The switch valve can thus be miniaturized.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は機械的に結合されて並列駆動される複数本のブ
ームシリンダと、油圧ポンプと、同油圧ポンプから同各
ブームシリンダへの油路を切り換えるブームシリンダ用
油路切換制御弁とを有する油圧ショベルのブームシリン
ダ駆動装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a plurality of boom cylinders that are mechanically connected and driven in parallel, a hydraulic pump, and an oil path from the hydraulic pump to each boom cylinder. The present invention relates to a boom cylinder drive device for a hydraulic excavator, which has a boom cylinder oil passage switching control valve that switches between.

(従来の技術) 従来のローダ・フロント仕様の油圧ショベルの油圧回路
を第4図により説明すると、 (100)が油圧ショベ
ル本体、 (101)がブーム、 (102)がアーム
、 (103)がバケッI”+ (la)が上記油圧シ
ョベル本体(100)と上記ブーム(101)との間に
取付けたブームシリンダ、 (2a)が上記ブーム(1
01)と上記アーム(102)との間に取付けたアーム
シリンダ。
(Prior Art) The hydraulic circuit of a conventional hydraulic excavator with front loader specifications is explained with reference to Fig. 4. (100) is the hydraulic excavator body, (101) is the boom, (102) is the arm, and (103) is the bucket. I”+ (la) is the boom cylinder installed between the hydraulic excavator main body (100) and the boom (101), (2a) is the boom (1)
01) and the arm (102).

(3a)が上記アーム(102)と上記パケット(10
3)との間に取付けたパケットシリンダ、 (300)
が油圧ポンプ、 (301)がオイルタンク、 (20
1)が上記油圧ポンプ(300)及び上記オイルタンク
(301)  と上記ブームシリンダ(1a)との間の
油圧回路に設けたブームシリンダ用油路切換制御弁、 
(202)が上記油圧ポンプ(300)及び上記オイル
タンク(301) と上記アームシリンダ(2a)との
間の油圧回路に設けたアームシリンダ用油路切換制御弁
、 (203)が上記油圧ポンプ(300)及び上記オ
イルタンク(301)  と上記パケットシリンダ(3
a)との間の油圧回路に設けたパケットシリンダ用油路
切換制御弁で、ローダ・フロント仕様の油圧ショベルで
の掘削は、主としてアームシリンダ用油路切換制御弁(
202)を切り換え、油圧ポンプ(300)からの作動
油をアームシリンダ(2a)のヘッド側圧力室へ供給し
て、同アームシリンダ(2a)を伸長方向に作動し、ア
ーム(102)を前進方向に動作させて行う。このアー
ム(102)の単独動作による掘削では、パケット(1
03)の先端部の軌跡がアーム(102)とブーム(1
01)との結合部を中心とした円弧になって、パケット
(103)の先端部が跳ね上がるような掘削になる。
(3a) is the arm (102) and the packet (10).
3) Packet cylinder installed between (300)
is the hydraulic pump, (301) is the oil tank, (20
1) is a boom cylinder oil passage switching control valve provided in a hydraulic circuit between the hydraulic pump (300) and the oil tank (301) and the boom cylinder (1a);
(202) is an arm cylinder oil passage switching control valve provided in a hydraulic circuit between the hydraulic pump (300) and the oil tank (301), and the arm cylinder (2a); (203) is the hydraulic pump (2a); 300) and the oil tank (301) and the packet cylinder (3
Excavation with a hydraulic excavator with a loader/front specification is mainly performed using the oil passage switching control valve for the arm cylinder (
202), the hydraulic oil from the hydraulic pump (300) is supplied to the head side pressure chamber of the arm cylinder (2a), the arm cylinder (2a) is operated in the extension direction, and the arm (102) is moved in the forward direction. This is done by operating the In excavation by independent operation of this arm (102), the packet (1
The trajectory of the tip of the arm (102) and the boom (1)
The tip of the packet (103) is excavated in an arc centered at the joint with the packet (103).

(発明が解決しようとする問題点) しかしローダ・フロント仕様の油圧ショベルでの実際の
掘削或いは積込作業では、バケツ) (103)の先端
部を直線的に動かすことが多い。このようにパケット(
103)の先端部を直線的に動かすためには、アームシ
リンダ用油路切換制御弁(202)を切り換え、油圧ポ
ンプ(300)からの作動油をアームシリンダ(2a)
のヘッド側圧力室へ供給して、同アームシリンダ(2)
を伸長方向に作動すると同時にブームシリンダ用油路切
換制御弁(201)を切り換え、油圧ポンプ(300)
からの作動油をブームシリンダ(1a)のロッド側圧力
室へ供給して。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in actual excavation or loading work using a hydraulic excavator with a loader front specification, the tip of the bucket (103) is often moved linearly. Like this packet (
In order to linearly move the tip of the arm cylinder (103), switch the arm cylinder oil passage switching control valve (202) to transfer hydraulic oil from the hydraulic pump (300) to the arm cylinder (2a).
The same arm cylinder (2) is supplied to the head side pressure chamber of
At the same time, the boom cylinder oil passage switching control valve (201) is switched, and the hydraulic pump (300) is operated in the extension direction.
Supply hydraulic oil from the cylinder to the rod side pressure chamber of the boom cylinder (1a).

同ブームシリンダ(1a)を縮み方向に作動する(ブー
ム(101)を下降させる)必要がある。また必要に応
じてパケットシリンダ用油路切換制御弁(203)を切
り換え、油圧ポンプ(300)からの作動油をパケット
シリンダ(3a)のヘッド側圧力室へ供給して、同パケ
ットシリンダ(3a)を縮み方向に作動する必要もある
It is necessary to operate the boom cylinder (1a) in the retraction direction (to lower the boom (101)). In addition, if necessary, the packet cylinder oil passage switching control valve (203) is switched to supply hydraulic oil from the hydraulic pump (300) to the head side pressure chamber of the packet cylinder (3a). It is also necessary to operate in the direction of contraction.

ブーム(101)の下降動作には、 (■)上記のよう
に直線的な掘削を行うためにアーム(102)の動作に
連動する場合と、 (■)ダンプ積込・排土後の次の掘
削位置に戻す場合と、(■)パケット先端部を地面に深
く切り込ませる場合との3つのケースがある。このうち
、 (■)のケースは、大きな圧力により、大きな押し
下げ力を発生させることが必要になるが、  (I) 
 (If)のケースでは。
The lowering operation of the boom (101) includes (■) interlocking with the operation of the arm (102) for linear excavation as described above, and (■) the next operation after dump loading/unloading. There are three cases: (1) returning the packet to the excavation position, and (2) causing the tip of the packet to cut deeply into the ground. Among these, case (■) requires generating a large downward force using large pressure, but (I)
In the case of (If).

供給油量は必要であるが、フロント部の自重により充分
な下降速度が得られて、圧力は殆ど必要でない。
Although a sufficient amount of oil is required, the weight of the front section provides sufficient descending speed, and almost no pressure is required.

いま第5図に示すブームシリンダ(1a)のロッド側圧
力室の断面積を(S、)、ピストンロッド(1c)の最
高速度を(V、a、 )  とすると、ブームシリンダ
(1a)のロッド側圧力室に流入する油の流量Qは。
Now, if the cross-sectional area of the rod side pressure chamber of the boom cylinder (1a) shown in Fig. 5 is (S, ), and the maximum speed of the piston rod (1c) is (V, a, ), then the rod of the boom cylinder (1a) is The flow rate Q of oil flowing into the side pressure chamber is.

Q=S、  ・V□8になる。また油圧ポンプ(300
)の吐出圧を(Po)とすると、ブーム(101)下降
動作時に必要な馬力は。
Q=S, ・V□8. Also hydraulic pump (300
) is the discharge pressure (Po), then the horsepower required for lowering the boom (101) is:

(必要馬力)=P0 ・Q・・・■ になる。上記0式において、Qは、ピストンロッド(1
c)の速度が一定であれば、一定で、変化しないが、P
oは、動作条件により大きく変化し、これにより必要馬
力が大幅に変化する。即ち、ブーム(101)が単独動
作する場合は、油圧ポンプ(300)の吐出圧P0が殆
ど零まで低下して、小さな必要馬力になるが、前記のよ
うにパケット(103)の先端部を直線的に動かすとと
もにブーム(101)を下降させて掘削する場合には、
掘削力を発生させるのに必要なレベルまで油圧ポンプ(
300)の吐出圧P0を上昇させ、この吐出圧P0をブ
ームシリンダ用油路切換制御弁(201)の圧損により
零程度にまで低下させて、ブームシリンダ(1a)のロ
ッド圧力室に供給するため、必要馬力が極めて大きくな
る。このことは、ブームシリンダ(1a)の断面積が他
のシリンダの断面積に比べて大きなことも重なって不用
馬力の増大、油圧機器の大型化を招来して、省エネルギ
ーを困難にしていた。
(Required horsepower) = P0 ・Q...■. In the above equation 0, Q is the piston rod (1
If the speed of c) is constant, it is constant and does not change, but P
o varies greatly depending on operating conditions, which causes the required horsepower to vary significantly. That is, when the boom (101) operates independently, the discharge pressure P0 of the hydraulic pump (300) decreases to almost zero, resulting in a small required horsepower. When excavating by moving the boom (101) and lowering the boom (101),
Hydraulic pump (
300), and reduce this discharge pressure P0 to approximately zero due to the pressure loss of the boom cylinder oil passage switching control valve (201), and supply it to the rod pressure chamber of the boom cylinder (1a). , the required horsepower becomes extremely large. This, combined with the fact that the cross-sectional area of the boom cylinder (1a) is larger than the cross-sectional areas of other cylinders, leads to an increase in unnecessary horsepower and an increase in the size of the hydraulic equipment, making it difficult to save energy.

以上の問題点に対して従来次の3つの対策が提案されて
いるが、それぞれには、下記の欠点がある。
Conventionally, the following three countermeasures have been proposed to address the above problems, but each has the following drawbacks.

その第1は、油圧ポンプの吐出圧を各シリンダの要求圧
に独立して対応するようにブームシリンダ、アームシリ
ンダ、パケットシリンダの各油圧系統に専用の油圧ポン
プを配置した独立ポンプ・システムである。この独立ポ
ンプ・システムでは。
The first is an independent pump system in which a dedicated hydraulic pump is placed in each hydraulic system for the boom cylinder, arm cylinder, and packet cylinder so that the discharge pressure of the hydraulic pump corresponds to the required pressure of each cylinder independently. . With this independent pump system.

単独動作、連動動作の何れにおいても最適な馬力配分を
実現できるが、単独動作時に最大馬力う得られるように
するために、大きな馬力発生能力を持った大きな油圧ポ
ンプを3台必要になるという欠点がある。
Optimal horsepower distribution can be achieved in both independent and linked operations, but the disadvantage is that three large hydraulic pumps with large horsepower generation capacity are required to obtain maximum horsepower during independent operation. There is.

その第2は2例えば第6図に示すようにブームシリンダ
(1a)のロッド側圧力室とヘッド側圧力室とをバイパ
スする配管にバルブ(204)を設け、ブームシリンダ
(1a)のヘッド側圧力室とオイルタンクとをつなぐ配
管にバルブ(205)を設けて、ブーム下降時に、ブー
ムシリンダ用油路切換制御弁(201)を中立位置に保
持したまま、バルブ(204) (205)を開いて、
ブームを自由に下降させるようにしたフローティング・
システムである。このフローティング・システムでは、
ブームの下降量がパケット底面の反力とのバランスによ
りコントロールされるため、湿地における掘削時や空中
に浮いた状態での掘削時には、必要な制御ができないと
いう欠点があった。
The second is 2. For example, as shown in FIG. 6, a valve (204) is provided in the piping that bypasses the rod side pressure chamber and head side pressure chamber of the boom cylinder (1a), and the head side pressure chamber of the boom cylinder (1a) is A valve (205) is installed in the pipe connecting the chamber and the oil tank, and when the boom is lowered, the valves (204) and (205) are opened while the boom cylinder oil path switching control valve (201) is held in the neutral position. ,
Floating type with boom that can be lowered freely
It is a system. In this floating system,
Since the amount of descent of the boom is controlled by the balance with the reaction force on the bottom of the packet, there was a drawback that necessary control was not possible when excavating in wetlands or when excavating while floating in the air.

その3は1例えば第6図と同じように構成して。Part 3 is configured in the same way as 1, for example, in Figure 6.

ブーム下降時に、ブームシリンダ用油路切換制御弁(2
01)を中立位置に保持したまま、バルブ(204)を
開き、バルブ(205)の開口面積を変化させて、ブー
ムの下降速度をコントロールするようにしたコントロー
ルシステムである。このコントロールシステムを具体的
に示したのが第7図(I)で、ブームシリンダ(1a)
のロッド側圧力室とヘッド側圧力室とをバイパスする配
管に切換制御弁(207)を設ける。同切換制御弁(2
07)は、第7図(n)の開口特性を有し1 しかも最
大流量Qmax=Vmax  −3aを流せる大きさ9
即ち、メインのブームシリンダ用油路切換制御弁(20
1) と同じ大きさを有している。このコントロールシ
ステムでは、切換制御弁(207)が大型化する。しか
も動作状態により、操作する切換制御弁をどれかに選択
する必要があって、操作を複雑にするという欠点があっ
た。
When the boom is lowered, the boom cylinder oil passage switching control valve (2
This control system controls the descending speed of the boom by opening the valve (204) and changing the opening area of the valve (205) while holding the boom (01) in the neutral position. This control system is specifically shown in Figure 7 (I), where the boom cylinder (1a)
A switching control valve (207) is provided in the piping that bypasses the rod side pressure chamber and the head side pressure chamber. The same switching control valve (2
07) has the opening characteristics shown in FIG. 7(n) 1 and has a size 9 that allows the maximum flow rate Qmax=Vmax −3a to flow.
That is, the main boom cylinder oil passage switching control valve (20
1) It has the same size as . In this control system, the switching control valve (207) is enlarged. Moreover, it is necessary to select which switching control valve to operate depending on the operating state, which has the disadvantage of complicating the operation.

(問題点を解決するための手段) 本発明は前記の問題点に対処するもので1機械的に結合
されて並列駆動される複数本のブームシリンダと、油圧
ポンプと、同油圧ポンプから同各ブームシリンダへの油
路を切り換えるブームシリンダ用油路切換制御弁とを有
する油圧ショベルのブームシリンダ駆動装置において、
前記各ブームシリンダの油路を並列接続と直列接続とに
切り換えるブームシリンダ用接続切換弁を具えているこ
とを特徴としたブームシリンダ駆動装置に係わり。
(Means for Solving the Problems) The present invention addresses the above-mentioned problems, and includes: (1) a plurality of boom cylinders that are mechanically connected and driven in parallel; a hydraulic pump; A boom cylinder drive device for a hydraulic excavator includes a boom cylinder oil passage switching control valve that switches an oil passage to the boom cylinder,
The present invention relates to a boom cylinder drive device characterized by comprising a boom cylinder connection switching valve that switches the oil passages of each boom cylinder between parallel connection and series connection.

その目的とする処は、油圧機器を大型化させることなく
、また制御性、操作性を低下させることなく、省エネル
ギーを達成できる改良されたブームシリンダ駆動装置を
供する点にある。
The objective is to provide an improved boom cylinder drive device that can achieve energy savings without increasing the size of hydraulic equipment or reducing controllability and operability.

(作用) 本発明のブームシリンダ駆動装置は前記のように構成さ
れており、ブーム下降操作時には、各ブームシリンダを
直列接続状態に切り換え、油圧ポンプからの供給油量を
低減して、ブーム下降操作時の省エネルギーを達成する
。またこのときの動作制御は、メインのブームシリンダ
用油路切換制御弁により行われる。
(Function) The boom cylinder drive device of the present invention is configured as described above, and when the boom is lowered, each boom cylinder is connected in series, and the amount of oil supplied from the hydraulic pump is reduced, and the boom is lowered. Achieve time energy savings. Further, the operation control at this time is performed by the main boom cylinder oil passage switching control valve.

(実施例) 次に本発明のブームシリンダ駆動装置を第1図(1)に
示す一実施例により説明すると、 (lla)(12a
 (13a)が3本のブームシリンダで、同各ブームシ
リンダ(11a) (12a (13a)は、同じ長さ
を有し。
(Example) Next, the boom cylinder drive device of the present invention will be explained using an example shown in FIG. 1 (1). (lla) (12a
(13a) are three boom cylinders, each boom cylinder (11a) (12a (13a) having the same length.

一端部がロッド状部材(15)とビンとを介して機械的
に連結されている。また(llb) (12b(13b
)が同各ブームシリンダ(ILa) (12a (13
a)のピストン、 (llc)(12c(13c)が同
各ブームシリンダ(lla) (12a(13a)のピ
ストンロッドで、同各ピストンロッド(llc)(12
c(13c)も上記と同様にロッド状部材(14)とピ
ンとを介して機械的に連結されている。また(201)
がブームシリンダ用油路切換制御弁、 (201a)が
同油路切換制御弁(201)の操作レバー、 (300
)が油圧ポンプ、 (301)がオイルタンク、 (3
a)が上記油圧ポンプ(300)から上記ブームシリン
ダ用油路切換制御弁(201)に延びた高圧油路、 (
3b)が同ブームシリンダ用油路切換制御弁(201)
から上記オイルタンク(301)に延びた低圧油路、 
(208)がブームシリンダ用接続切換弁で、同ブーム
シリンダ用接続切換弁(208)のAポートが油路(3
d)を介して上記ブームシリンダ用油路切換制御弁(2
01)のEボートに、またブームシリンダ用接続切換弁
(208)のBボートが油路(3e)を介して上記ブー
ムシリンダ用油路切換制御弁(201)のFポートに、
それぞれ接続している。また(208a)が同接続切換
弁(208)の操作レバー、 (16a)が上記ブーム
シリンダ(1la)のロッド側圧力室と上記ブームシリ
ンダ用接続切換弁(20B)のDポートとを接続する油
路、(16b)が上記ブームシリンダ(lla)のヘッ
ド側圧力室と上記油路(3d)とを接続する油路、 (
17a)が上記ブームシリンダ(12a)のロッド側圧
力室と上記油路(3e)とを接続する油路、 (17b
)が上記ブームシリンダ(12a)のヘッド側圧力室と
上記ブームシリンダ用接続切換弁(20B)のCポート
とを接続する油路、 (18a)が上記ブームシリンダ
(13a)のロッド側圧力室と上記油路(16a)とを
接続する油路。
One end portion is mechanically connected to the rod-shaped member (15) via the bottle. Also (llb) (12b(13b
) is the same for each boom cylinder (ILa) (12a (13
The piston of a), (llc) (12c (13c) is the piston rod of each boom cylinder (lla) (12a (13a), the same piston rod (llc) (12
c (13c) is also mechanically connected to the rod-shaped member (14) via a pin in the same manner as above. Also (201)
is the oil passage switching control valve for the boom cylinder, (201a) is the operating lever of the oil passage switching control valve (201), (300
) is the hydraulic pump, (301) is the oil tank, (3
a) is a high-pressure oil passage extending from the hydraulic pump (300) to the boom cylinder oil passage switching control valve (201);
3b) is the oil passage switching control valve (201) for the same boom cylinder.
a low pressure oil passage extending from the oil tank (301);
(208) is the connection switching valve for the boom cylinder, and the A port of the boom cylinder connection switching valve (208) is the oil path (3
d) through the boom cylinder oil passage switching control valve (2).
01), and the B boat of the boom cylinder connection switching valve (208) is connected to the F port of the boom cylinder oil passage switching control valve (201) via the oil passage (3e).
They are connected to each other. (208a) is the operation lever of the connection switching valve (208), and (16a) is the oil that connects the rod side pressure chamber of the boom cylinder (1la) and the D port of the boom cylinder connection switching valve (20B). an oil passage (16b) connecting the head side pressure chamber of the boom cylinder (lla) and the oil passage (3d);
17a) is an oil passage connecting the rod side pressure chamber of the boom cylinder (12a) and the oil passage (3e);
) is an oil passage connecting the head side pressure chamber of the boom cylinder (12a) and the C port of the boom cylinder connection switching valve (20B), and (18a) is the oil passage connecting the rod side pressure chamber of the boom cylinder (13a). An oil passage that connects with the oil passage (16a).

(18b)が上記ブームシリンダ(13a)のヘッド側
圧力室と上記油路(16b)とを接続する油路である。
(18b) is an oil passage connecting the head side pressure chamber of the boom cylinder (13a) and the oil passage (16b).

次に前記第1図(I)に示すブームシリンダ駆動装置の
作用を具体的に説明する。まず通常動作時のブーム下降
作用を第2図により説明すると。
Next, the operation of the boom cylinder drive device shown in FIG. 1(I) will be specifically explained. First, the boom lowering action during normal operation will be explained with reference to FIG.

ブームシリンダ用接続切換弁(20B)を図示の並列接
続の状態にしておき、ブームシリンダ用油路切換制御弁
(201)を操作する。このとき、3本のブームシリン
ダ(lla) (12a(13a)は、並列状態で伸長
方向または縮み方向に作動する。このとき、ブームシリ
ンダ用接続切換弁(208)に流れる油量は次の通りで
ある。各ブームシリンダ(lla) (12a (13
a)のロッド圧力室の合計断面積をSa、ヘッド側圧力
室の合計断面積をsbとし、5a=Sbとすると、各ブ
ームシリンダ(lla) (12a (13a)それぞ
れのロッド側圧力室、及びヘッド側圧力室の断面積は。
The boom cylinder connection switching valve (20B) is kept in the illustrated parallel connection state, and the boom cylinder oil passage switching control valve (201) is operated. At this time, the three boom cylinders (lla) (12a (13a) operate in parallel in the extending or retracting direction. At this time, the amount of oil flowing into the boom cylinder connection switching valve (208) is as follows. Each boom cylinder (lla) (12a (13
If the total cross-sectional area of the rod pressure chambers in a) is Sa, the total cross-sectional area of the head-side pressure chambers is sb, and 5a=Sb, then each boom cylinder (lla) (12a) (13a) each rod-side pressure chamber, and What is the cross-sectional area of the head side pressure chamber?

1/3 S a 、 l/3 S b =2/3 S 
aになる。このため。
1/3 S a , l/3 S b =2/3 S
Become a. For this reason.

最大シリンダ動作速度Vmaxに対して。For maximum cylinder operating speed Vmax.

A−Cポート間の流量は。What is the flow rate between A and C ports?

Q+ max =1/3 S b ・Vmax =2/
3 S a−VmaX ・・・・・・・・・・・・■ B−Dポート間の流量は。
Q+ max = 1/3 S b ・Vmax = 2/
3 S a-VmaX ・・・・・・・・・・・・■ The flow rate between the B-D ports is.

Qz wax =2 XI/3 Sa  −Vmax 
=2/3 S a −Vmax・・・・・・・・・・・
■ になる。
Qz wax =2 XI/3 Sa −Vmax
=2/3 S a −Vmax・・・・・・・・・・・・
■ Become.

次に省エネルギー動作時のブーム下降作用を第3図によ
り説明すると、まずブームシリンダ用接続切換弁(20
B)を図示の方向に切り換え2次いでブームシリンダ用
油路切換制御弁(201)をX方向に操作する。これに
より、油圧ポンプ(300)からの作動油がブームシリ
ンダ用油路切換制御弁(201)のG−Fポートから油
路(17a)を経てブームシリンダ(12a)のロッド
側圧力室に流入して、ピストン(12b)及びピストン
ロッド(12c)が右方(縮み方向)に移動し、同ブー
ムシリンダ(12a)のヘッド側圧力室から5b=Sa
によりその2倍の油が押し出される。この油は、油路(
17b)からブームシリンダ用接続切換弁(20B)の
Cポート−Dボートを経て他のブームシリンダ(lla
) (13a)のロッド側圧力室へ1/2ずつ流れ込み
、同各ブームシリンダ(lla) (13a)のヘッド
側圧力室から2倍の油が押し出される。この油は、油路
(16b) (18b)からブームシリンダ用油路切換
制御弁(201)のEポー)−Hポートを経てオイルタ
ンク(301)に戻る。
Next, the boom lowering action during energy-saving operation will be explained using Fig. 3. First, the boom cylinder connection switching valve (20
B) in the direction shown, and then operate the boom cylinder oil passage switching control valve (201) in the X direction. As a result, the hydraulic oil from the hydraulic pump (300) flows from the G-F port of the boom cylinder oil passage switching control valve (201) through the oil passage (17a) into the rod side pressure chamber of the boom cylinder (12a). Then, the piston (12b) and the piston rod (12c) move to the right (in the direction of contraction), and 5b=Sa is removed from the head side pressure chamber of the boom cylinder (12a).
twice that amount of oil is pushed out. This oil flows through the oil line (
17b) to the other boom cylinder (lla
) 1/2 of the oil flows into the rod side pressure chamber of (13a), and twice as much oil is pushed out from the head side pressure chamber of each boom cylinder (lla) (13a). This oil returns to the oil tank (301) from the oil passages (16b) and (18b) through the E port and H port of the boom cylinder oil passage switching control valve (201).

これにより、3本のブームシリンダ(lla) (12
a(13a)は一体になって必要長さだけ縮み方向に作
動して、ブームの下降動作が行われる。このとき、油圧
ポンプ(300)から供給される油量は、最大ブームシ
リンダ速度Vmaxに対して。
This results in three boom cylinders (lla) (12
a (13a) are integrally operated in the retracting direction by the required length to lower the boom. At this time, the amount of oil supplied from the hydraulic pump (300) is relative to the maximum boom cylinder speed Vmax.

Q:+max=1/3 Sa  −Vmax  ・・・
・−・・■になり、従って必要馬力は。
Q:+max=1/3 Sa-Vmax...
・−・・■ Therefore, the required horsepower is.

(必要馬力) =Po  ・Qa max =1/3 
Po  ・Q・・・・・・・・・・・・・■ になり、前記従来の0式の場合に対して1/3にするこ
とができる。しかもこの場合、ブームシリンダ用接続切
換弁(208)のC−Dポート間に流れる油量は。
(Required horsepower) = Po ・Qa max = 1/3
Po. Moreover, in this case, the amount of oil flowing between ports C and D of the boom cylinder connection switching valve (208) is as follows.

Q4 max =2 ・1/3 Sa ・Vmax =
2/3 Sa  ・vIIIaxI11φ・・・壷1轡
拳■になる。以上000式により、ブーみシリンダ用接
続切換弁(208)の最大流量は+ 2/3 Sa  
−VmaXでよ(、Sa  ・Vmaxの油量を必要と
した前記第7図(1)に示した従来の切換制御弁(20
7)に比べると、切換弁を小型化できるとともに、0N
−OFF操作にすることが可能で、この点からも小型化
、構造の簡単化を更に促進できる。
Q4 max = 2 ・1/3 Sa ・Vmax =
2/3 Sa ・vIIIaxI11φ... Becomes 1 pot ■. According to the above formula 000, the maximum flow rate of the connection switching valve (208) for the boom cylinder is + 2/3 Sa
The conventional switching control valve (20
Compared to 7), the switching valve can be made smaller and the 0N
-OFF operation is possible, and from this point of view, miniaturization and structural simplification can be further promoted.

また上記ブームシリンダ駆動装置の操作性、制御性につ
いて説明する。通常動作時、及び省エネルギー動作時、
ブームシリンダ用接続切換弁(208)のON −OF
F操作によりブームを動作させることができて、操作性
、制御性が向上する。また上記ブームシリンダ用接続切
換弁(208)はマニュアル操作システムだけでなく、
コンピュータ等をもつ自動操作システムにも適用可能で
あり、自動制御可能な省エネルギー油圧ショベルの実現
に有効である。
Also, the operability and controllability of the boom cylinder drive device will be explained. During normal operation and energy saving operation,
ON-OF of boom cylinder connection switching valve (208)
The boom can be operated by F operation, improving operability and controllability. In addition, the boom cylinder connection switching valve (208) is not only a manual operation system, but also a manual operation system.
It can also be applied to automatic operation systems with computers, etc., and is effective in realizing energy-saving hydraulic excavators that can be automatically controlled.

(発明の効果) 本発明のブームシリンダ駆動装置は前記のように構成さ
れており、ブーム下降操作時には1各ブームシリンダを
直列接続状態に切り換えて、油圧ポンプからの供給油量
を低減する。またこのときの動作制御をメインのブーム
シリンダ用油路切換制御弁により行うので、油圧機器を
大型化させることなく、また制御性、操作性を低下させ
ることなく、省エネルギーを達成できる効果がある。
(Effects of the Invention) The boom cylinder drive device of the present invention is configured as described above, and when the boom is lowered, each boom cylinder is switched to a series connection state to reduce the amount of oil supplied from the hydraulic pump. Furthermore, since the operation control at this time is performed by the main boom cylinder oil passage switching control valve, energy saving can be achieved without increasing the size of the hydraulic equipment or reducing controllability and operability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(I)は本発明に係わるブームシリンダ駆動装置
の一実施例を示す油圧回路図、第1図(II)はブーム
シリンダ用接続切換弁の開口特性を示す説明図、第2図
は同ブームシリンダ駆動装置の通常動作時の作用説明図
、第3図は省エネルギー動作時の作用説明図、第4図は
油圧ショベルの基本構成を示す側面図、第5図は従来の
油圧ショベルのブームシリンダ駆動装置を示す油圧回路
図、第6図は他の従来例を示す油圧回路図、第7図(1
)はさらに他の従来例を示す油圧回路図。 第7図(II)は同ブームシリンダ駆動装置で使用して
いる切換制御弁の開口特性図である。 (lla) (12a) (13a)  ・・・ブーム
シリンダ、 (201)・・・ブームシリンダ用油路切
換制御弁、 (208)・・・ブームシリンダ用接続切
換弁、 (300)  ・・・油圧ポンプ。 復代理人弁理士岡本重文外2名 第2図 第3図 第5図 第6図 1山1a。 第7図(1)
FIG. 1(I) is a hydraulic circuit diagram showing an embodiment of the boom cylinder drive device according to the present invention, FIG. 1(II) is an explanatory diagram showing the opening characteristics of the boom cylinder connection switching valve, and FIG. Fig. 3 is an explanatory diagram of the operation of the boom cylinder drive device during normal operation, Fig. 3 is an explanatory diagram of the operation during energy-saving operation, Fig. 4 is a side view showing the basic configuration of the hydraulic excavator, and Fig. 5 is the boom of a conventional hydraulic excavator. A hydraulic circuit diagram showing a cylinder drive device, Fig. 6 is a hydraulic circuit diagram showing another conventional example, and Fig. 7 (1
) is a hydraulic circuit diagram showing yet another conventional example. FIG. 7 (II) is an opening characteristic diagram of the switching control valve used in the boom cylinder drive device. (lla) (12a) (13a)...Boom cylinder, (201)...Oil passage switching control valve for boom cylinder, (208)...Connection switching valve for boom cylinder, (300)...Hydraulic pressure pump. Sub-Agent Patent Attorney Okamoto (2 persons) Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 6 1 Mountain 1a. Figure 7 (1)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 機械的に結合されて並列駆動される複数本のブームシリ
ンダと、油圧ポンプと、同油圧ポンプから同各ブームシ
リンダへの油路を切り換えるブームシリンダ用油路切換
制御弁とを有する油圧ショベルのブームシリンダ駆動装
置において、前記各ブームシリンダの油路を並列接続と
直列接続とに切り換えるブームシリンダ用接続切換弁を
具えていることを特徴としたブームシリンダ駆動装置。
A boom for a hydraulic excavator having a plurality of boom cylinders that are mechanically connected and driven in parallel, a hydraulic pump, and a boom cylinder oil passage switching control valve that switches oil passages from the hydraulic pump to each boom cylinder. A boom cylinder drive device, characterized in that the boom cylinder drive device includes a boom cylinder connection switching valve that switches oil passages of each boom cylinder between parallel connection and series connection.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128330A (en) * 2006-11-20 2008-06-05 Aiyontekku:Kk Hydraulic circuit
JP2008190666A (en) * 2007-02-06 2008-08-21 Aiyontekku:Kk Hydraulic circuit

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