JP2009133442A

JP2009133442A - Device and method for controlling hydraulic cylinder

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Publication number: JP2009133442A
Application number: JP2007311357A
Authority: JP
Inventors: Kenji Himura; 健次火村
Original assignee: Caterpillar Japan Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for controlling a hydraulic cylinder capable of improving energy efficiency by eliminating the risk of oil leakage and easily controlling the driving of the hydraulic cylinder. <P>SOLUTION: The driving of the hydraulic cylinder 9 is controlled by a hydraulic cylinder control device B having a hydraulic pump 13, a control valve 14, and a pilot valve 16. A pilot pressure is reduced by pressure reducing valves 36, 37 installed in a pilot oil passage 34 allowing the pilot valve 16 to communicate with the control valve 14 according to the magnitude of a load acting on the hydraulic cylinder 9. The covers 38, 39 of the control valve 14 are replaced with covers 38', 39' with different positions of restriction parts to specify the stroke of the spool according to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder 9. Consequently, the flow of the hydraulic oil supplied into the hydraulic cylinder 9 can be controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば油圧ショベルのブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダなどの建設機械の油圧シリンダの駆動を制御するための油圧シリンダ制御装置及び油圧シリンダ制御方法に関する。 The present invention relates to a hydraulic cylinder control device and a hydraulic cylinder control method for controlling driving of a hydraulic cylinder of a construction machine such as a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder of a hydraulic excavator.

従来、例えば建設機械の油圧ショベル１は、図６に示すように、下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３上に上下方向に起倒自在に取り付けられたフロント作業機４とを備えて構成されている。また、フロント作業機４は、後端が上部旋回体３に回動自在に支持されたブーム５と、ブーム５の先端に後端が回動自在に支持されたアーム６と、アーム６の先端に回動自在に取り付けられたバケット７とを備えて多関節状に形成されている。さらに、ブーム５とアーム６とバケット７をそれぞれ回動させるためのブームシリンダ８とアームシリンダ９とバケットシリンダ１０（油圧シリンダ）を備え、油圧シリンダ制御装置で作動油を給排することによりこれら油圧シリンダ８、９、１０が伸縮駆動し、ブーム５とアーム６とバケット７がそれぞれ回動するように構成されている。なお、油圧ショベル１では、各油圧シリンダ８、９、１０を伸ばすように駆動した場合に、ブーム５が起き上がり、ブーム５とアーム６、アーム６とバケット７がそれぞれ大きく屈曲するように回動してフロント作業機４が縮小する。また、各油圧シリンダ８、９、１０を縮めるように駆動した場合に、ブーム５が倒れ、ブーム５とアーム６、アーム６とバケット７がそれぞれ直線状に伸ばされるように回動してフロント作業機４が伸長する。 Conventionally, for example, as shown in FIG. 6, a hydraulic excavator 1 for a construction machine includes a lower traveling body 2, an upper revolving body 3 that is turnable on the lower traveling body 2, and a vertical direction on the upper revolving body 3. And a front work machine 4 that can be freely tilted. Further, the front work machine 4 includes a boom 5 whose rear end is rotatably supported by the upper swing body 3, an arm 6 whose rear end is rotatably supported by the tip of the boom 5, and a tip of the arm 6. And a bucket 7 attached to be freely rotatable. Further, a boom cylinder 8, an arm cylinder 9 and a bucket cylinder 10 (hydraulic cylinder) for rotating the boom 5, the arm 6 and the bucket 7 are provided, and hydraulic pressure is supplied and discharged by a hydraulic cylinder control device. The cylinders 8, 9, and 10 are extended and retracted, and the boom 5, the arm 6, and the bucket 7 are rotated. In the excavator 1, when the hydraulic cylinders 8, 9, 10 are driven to extend, the boom 5 rises, and the boom 5 and the arm 6, and the arm 6 and the bucket 7 rotate so as to be largely bent, respectively. As a result, the front work machine 4 is reduced. When the hydraulic cylinders 8, 9, and 10 are driven to be contracted, the boom 5 falls and the boom 5 and the arm 6, and the arm 6 and the bucket 7 are rotated so as to be extended linearly. Machine 4 extends.

また、このように各油圧シリンダ８、９、１０の駆動を制御する油圧シリンダ制御装置Ａには、例えば図７に示すように、作動油を貯留するタンク１１と、原動機１２により駆動しタンク１１内の作動油を油圧シリンダ９（８、１０）に圧送して供給する可変容量型の油圧ポンプ（メインポンプ）１３と、油圧シリンダ９（８、１０）と油圧ポンプ１３の間に設けられ、油圧ポンプ１３から油圧シリンダ９（８、１０）に供給する作動油の方向及び流量をスプールの移動によって切り換え制御するコントロールバルブ１４と、オペレーターによる操作レバー１５の手動操作量に応じてパイロット圧を出力し、このパイロット圧を導入してコントロールバルブ１４のスプールを移動させるパイロットバルブ（リモコン弁）１６とを備えて構成されている。 Further, in the hydraulic cylinder control device A that controls the driving of the hydraulic cylinders 8, 9, and 10 in this way, as shown in FIG. 7, for example, a tank 11 that stores hydraulic oil and a motor 11 that is driven by a prime mover 12 A variable displacement hydraulic pump (main pump) 13 that feeds hydraulic oil in the hydraulic cylinder 9 (8, 10) and supplies it between the hydraulic cylinder 9 (8, 10) and the hydraulic pump 13, A pilot pressure is output in accordance with the amount of manual operation of the control lever 14 by the operator and the control valve 14 which controls the direction and flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 13 to the hydraulic cylinders 9 (8, 10) by movement of the spool. And a pilot valve (remote control valve) 16 for introducing the pilot pressure and moving the spool of the control valve 14. To have.

また、この油圧シリンダ制御装置Ａにおいては、オープンセンタ型のコントロールバルブ１４を備え、コントロールバルブ１４が中立位置の状態で、油圧ポンプ１３から吐出された作動油を、センタバイパス１４ａを通じて戻し油路１７からタンク１１に返送するように構成されている。さらに、この戻し油路１７には、ネガコン絞り１８が設けられ、このネガコン絞り１８の上流側に一端を接続し、他端を油圧ポンプ１３に接続したネガティブコントロール油路（ネガコン油路）１９が分岐して設けられている。そして、例えば油圧ポンプ１３が大出力で駆動し大流量で作動油を油圧シリンダ９（８、１０）に供給している状態から操作レバー１５の操作によってコントロールバルブ１４のスプールが中立位置に切り換わった際には、作動油が戻し油路１７を流通するとともにネガコン絞り１８によってネガコン油路１９の作動油にネガコン圧が発生し、このネガコン圧によって作動油の流量（吐出量）を少なくするように油圧ポンプ１３の駆動が制御される。これにより、油圧シリンダ９（８、１０）を駆動させない状態では、ネガコン圧によって油圧ポンプ１３の出力が抑えられ、省エネルギー化が図られている。 Further, the hydraulic cylinder control device A includes an open center type control valve 14, and hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 with the control valve 14 in a neutral position is returned to the return oil passage 17 through the center bypass 14a. To return to the tank 11. Further, the return oil path 17 is provided with a negative control throttle 18, and a negative control oil path (negative control oil path) 19 having one end connected to the upstream side of the negative control throttle 18 and the other end connected to the hydraulic pump 13 is provided. It is provided by branching. Then, for example, the spool of the control valve 14 is switched to the neutral position by the operation of the operation lever 15 from the state where the hydraulic pump 13 is driven at a high output and the hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinders 9 (8, 10) at a large flow rate. In this case, the working oil flows through the return oil passage 17 and negative control pressure is generated in the working oil in the negative control oil passage 19 by the negative control throttle 18, so that the flow rate (discharge amount) of the working oil is reduced by this negative control pressure. The drive of the hydraulic pump 13 is controlled. Thereby, in a state where the hydraulic cylinders 9 (8, 10) are not driven, the output of the hydraulic pump 13 is suppressed by the negative control pressure, and energy saving is achieved.

ここで、油圧ショベル１が、標準フロント作業機４と、ブーム５やアーム６を長尺で形成した長尺フロント作業機４’とを付け替えて使用する特殊仕様機である場合や、油圧ショベル１のバケット７を例えばブレーカやクラッシャなど大重量のアタッチメントに付け替えて使用する場合などにおいては、フロント作業機４（４’）の付け替えによってフロント作業機４’の重量が増大し、油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷が増大する。そして、大重量のフロント作業機４’に付け替えた場合には、オペレーターが油圧シリンダ９（１０）を伸ばすように（フロント作業機４’を縮めるように）操作レバー１５を最大で操作した際に、コントロールバルブ１４のスプールが中立位置から油圧シリンダ９（８、１０）に全開で作動油を供給するように切り換わり、これと同時にネガコン油路１９のネガコン圧が急激に低下あるいはゼロになって、小流量で作動油を吐出していた油圧ポンプ１３が全開の出力に切り換わり大流量の作動油を急激に吐出する。これにより、フロント作業機４’がその重量による影響で急激に作動して、オペレーターが予期せぬ非常に危険な作動状態になる。 Here, the hydraulic excavator 1 is a special specification machine that is used by replacing the standard front work machine 4 and the long front work machine 4 ′ in which the boom 5 and the arm 6 are formed long, or the hydraulic excavator 1. For example, when the bucket 7 is replaced with a heavy attachment such as a breaker or a crusher, the weight of the front working machine 4 ′ increases due to the replacement of the front working machine 4 (4 ′), and the hydraulic cylinder 9 (8 10) increases the load acting on it. When the heavy duty front work machine 4 ′ is replaced, the operator operates the operation lever 15 at the maximum so as to extend the hydraulic cylinder 9 (10) (so as to contract the front work machine 4 ′). The spool of the control valve 14 is switched from the neutral position so as to supply the hydraulic oil to the hydraulic cylinders 9 (8, 10) fully open, and at the same time, the negative control pressure in the negative control oil passage 19 suddenly decreases or becomes zero. The hydraulic pump 13 that has discharged the hydraulic oil at a small flow rate is switched to a fully open output, and the hydraulic oil at a large flow rate is rapidly discharged. As a result, the front work machine 4 'operates suddenly due to the influence of its weight, and the operator enters an extremely dangerous operating state unexpected by the operator.

このため、油圧シリンダ制御装置Ａには、図７に示すように、油圧シリンダ９（８、１０）とコントロールバルブ１４の間の一対の給排油路（ヘッド側給排油路２０とロッド側給排油路２１）にそれぞれ絞り２２、２３を設けて構成したものがある。そして、大重量のフロント作業機４’に付け替えた場合には、これら絞り２２、２３を調整してヘッド側給排油路２０及びロッド側給排油路２１の開口面積を小さくするようにしている。これにより、操作レバー１５を最大で操作し、ネガコン圧が急激に低下して油圧ポンプ１３が全開の出力で駆動した場合においても、絞り２２、２３により油圧シリンダ９（８、１０）の背圧を上昇させてフロント作業機４’の作動を制限でき、フロント作業機４’が重量による影響で急激に作動することを防止できる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００１−９９１０６号公報特開平４−４４５０２号公報 For this reason, as shown in FIG. 7, the hydraulic cylinder control device A includes a pair of supply / discharge oil passages (head side supply / discharge oil passage 20 and rod side) between the hydraulic cylinders 9 (8, 10) and the control valve 14. There are some which are provided with throttles 22 and 23 in the supply / discharge oil passage 21), respectively. When the heavy duty front work machine 4 'is replaced, the apertures 22 and 23 are adjusted to reduce the opening areas of the head side oil supply / discharge oil passage 20 and the rod side oil supply / discharge passage 21. Yes. As a result, even when the operating lever 15 is operated at the maximum and the negative control pressure rapidly decreases and the hydraulic pump 13 is driven with the fully open output, the back pressure of the hydraulic cylinders 9 (8, 10) is controlled by the throttles 22, 23. And the operation of the front work machine 4 ′ can be restricted, and the front work machine 4 ′ can be prevented from operating suddenly due to the influence of weight (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 2001-99106 A JP-A-4-44502

しかしながら、図７に示す従来の油圧シリンダ制御装置Ａにおいては、大重量のフロント作業機４’に付け替えた場合に、ヘッド側給排油路２０及びロッド側給排油路２１にそれぞれ設けた絞り２２、２３で、油圧ポンプ１３が全開の出力で吐出した作動油の流量を絞って圧力に変換するため、油圧ポンプ１３と絞り２２、２３の間の油圧が高圧になり、絞り２２、２３や他の部分などに油漏れが生じるリスクが著しく高まるという問題があった。 However, in the conventional hydraulic cylinder control device A shown in FIG. 7, the throttles provided in the head side oil supply / discharge oil passage 20 and the rod side oil supply / discharge oil passage 21 when replaced with a heavy front work machine 4 ′. 22 and 23, the flow rate of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump 13 with the fully open output is throttled and converted into pressure, so that the hydraulic pressure between the hydraulic pump 13 and the throttles 22 and 23 becomes high. There has been a problem that the risk of oil leakage in other parts is significantly increased.

一方、図７に示すように、油圧ポンプ１３とコントロールバルブ１４を繋ぐ供給油路２４にリリーフバルブ２５を設け、このリリーフバルブ２５の作動によって作動油を戻し油路２６からタンク１１に戻すようにして、油圧ポンプ１３と絞り２２、２３の間の油圧が著しく高圧になることを防止しているが、油圧ポンプ１３が全開の出力で吐出した作動油の流量を絞り２２、２３で圧力に変換することで、このリリーフバルブ２５から無駄にエネルギーを放出することになり、エネルギー損失が非常に大きいという問題もあった。 On the other hand, as shown in FIG. 7, a relief valve 25 is provided in the supply oil passage 24 connecting the hydraulic pump 13 and the control valve 14, and the hydraulic oil is returned from the return oil passage 26 to the tank 11 by the operation of the relief valve 25. Thus, the hydraulic pressure between the hydraulic pump 13 and the throttles 22 and 23 is prevented from becoming extremely high, but the flow rate of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump 13 at the fully open output is converted into pressure by the throttles 22 and 23. As a result, energy is wasted from the relief valve 25, and there is a problem that energy loss is very large.

さらに、このような絞り２２、２３を設けることで、油圧シリンダ制御装置Ａのコスト高を招き、また、ヘッド側給排油路２０及びロッド側給排油路２１に絞り２２、２３を設けることでレイアウトに大きな制限が生じる。 Further, the provision of the throttles 22 and 23 increases the cost of the hydraulic cylinder control device A, and the throttles 22 and 23 are provided in the head-side supply / discharge oil passage 20 and the rod-side supply / discharge oil passage 21. As a result, the layout is greatly limited.

また、標準フロント作業機４と長尺フロント作業機４’を付け替える場合や、油圧ショベル１のバケット７を大重量のアタッチメントに付け替えて使用する場合など、フロント作業機４（４’）の交換を行う度にフロント作業機４（４’）の重量に応じて絞り２２、２３の調整を行う必要があり、多大な手間と労力を要する。 Also, when replacing the standard front work machine 4 and the long front work machine 4 ', or when replacing the bucket 7 of the excavator 1 with a heavy attachment, the front work machine 4 (4') should be replaced. It is necessary to adjust the diaphragms 22 and 23 according to the weight of the front work machine 4 (4 ′) every time it is performed, which requires a lot of labor and labor.

本発明は、上記事情に鑑み、油漏れのリスクを解消し、エネルギー効率を向上させることができ、容易に油圧シリンダの駆動を制御することが可能な油圧シリンダ制御装置及び油圧シリンダ制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a hydraulic cylinder control device and a hydraulic cylinder control method capable of eliminating the risk of oil leakage, improving energy efficiency, and easily controlling the drive of the hydraulic cylinder. The purpose is to do.

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.

請求項１記載の油圧シリンダ制御装置は、建設機械の油圧シリンダの駆動を制御するための油圧シリンダ制御装置であって、油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、油圧シリンダと油圧ポンプの間に設けられ、油圧ポンプから油圧シリンダに供給する作動油の方向及び流量をスプールの移動によって制御するコントロールバルブと、コントロールバルブのスプールを移動させるためのパイロット圧を操作レバーの操作量に応じて出力するパイロットバルブとを備え、コントロールバルブが、スプールを摺動自在に保持するバルブボディと、バルブボディに着脱可能に設けられ、スプールの端部が規制部に当接することによってスプールのストロークを規定するカバーとを備えて構成されており、パイロットバルブとコントロールバルブを繋ぐパイロット油路に、油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じてパイロット圧を減圧させる減圧弁が設けられ、コントロールバルブに、スプールの異なるストロークを規定するように規制部の位置が異なる複数のカバーから、油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じたスプールのストロークを規定するカバーが選択的に設けられていることを特徴とする。 A hydraulic cylinder control device according to claim 1 is a hydraulic cylinder control device for controlling driving of a hydraulic cylinder of a construction machine, and includes a hydraulic pump that supplies hydraulic oil to the hydraulic cylinder, and between the hydraulic cylinder and the hydraulic pump. A control valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder by moving the spool, and outputs pilot pressure to move the spool of the control valve according to the amount of operation of the operating lever. The control valve is slidably provided on the valve body, and the control valve is detachably provided on the valve body, and the end of the spool is in contact with the regulating portion to define the stroke of the spool. With a cover, pilot valve and control valve A pressure reducing valve that reduces the pilot pressure according to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder is provided in the pilot oil passage connecting the two, and the control valve has a plurality of different positions of the restricting portions so as to define different spool strokes. A cover for defining a stroke of the spool corresponding to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder is selectively provided from the cover.

請求項２記載の油圧シリンダ制御方法は、建設機械の油圧シリンダの駆動を制御する油圧シリンダ制御方法であって、油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、油圧シリンダと油圧ポンプの間に設けられ、油圧ポンプから油圧シリンダに供給する作動油の方向及び流量をスプールの移動によって制御するコントロールバルブと、コントロールバルブのスプールを移動させるためのパイロット圧を操作レバーの操作量に応じて出力するパイロットバルブとを備える油圧シリンダ制御装置によって油圧シリンダの駆動を制御し、油圧シリンダに作用する負荷の大きさが変更される場合には、パイロットバルブとコントロールバルブを繋ぐパイロット油路に設けた減圧弁により、油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じてパイロット圧を減圧させるとともに、スプールを摺動自在に保持するバルブボディに着脱可能に設けられ、スプールの端部が規制部に当接することによってスプールのストロークを規定するコントロールバルブのカバーを、油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じたスプールのストロークを規定するように規制部の位置が異なるカバーに交換して、油圧シリンダに供給される作動油の流量を制御するようにしたことを特徴とする。 The hydraulic cylinder control method according to claim 2 is a hydraulic cylinder control method for controlling the drive of the hydraulic cylinder of the construction machine, and is provided between the hydraulic cylinder and the hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinder. The control valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder by moving the spool, and the pilot that outputs the pilot pressure for moving the spool of the control valve according to the operation amount of the operation lever When the hydraulic cylinder control device including the valve controls the drive of the hydraulic cylinder and the load acting on the hydraulic cylinder is changed, the pressure reducing valve provided in the pilot oil passage connecting the pilot valve and the control valve is used. , Pilot pressure according to the load acting on the hydraulic cylinder A control valve cover that is provided on the valve body that slidably holds the spool and that is slidably held, and that regulates the stroke of the spool by the end of the spool coming into contact with the regulating portion, acts on the hydraulic cylinder. It is characterized in that the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder is controlled by replacing the cover with a different position of the restricting portion so as to define the spool stroke in accordance with the magnitude of the load.

請求項１記載の油圧シリンダ制御装置及び請求項２記載の油圧シリンダ制御方法においては、パイロットバルブとコントロールバルブを繋ぐパイロット油路に設けた減圧弁によって油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じてパイロット圧を減圧させることが可能になり、パイロットバルブの操作量（オペレーターによる操作レバーの操作量）に対しスプールの移動量が小さくなるように制御することが可能になる。 In the hydraulic cylinder control device according to claim 1 and the hydraulic cylinder control method according to claim 2, according to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder by the pressure reducing valve provided in the pilot oil passage connecting the pilot valve and the control valve. The pilot pressure can be reduced, and control can be performed so that the amount of movement of the spool is smaller than the amount of operation of the pilot valve (the amount of operation of the operation lever by the operator).

そして、このように減圧弁でスプールの移動量を小さく制御できることによって、例えば建設機械の油圧ショベルのフロント作業機を大重量のフロント作業機に付け替えた場合（油圧シリンダに作用する負荷が増大する場合）に、オペレーターが操作レバーを最大で操作したとしても、スプールが中立位置から油圧シリンダに全開で作動油を供給するように切り換わることがなく、ネガコン圧が急激に下がることを防止でき、操作レバーの操作量に応じて油圧ポンプを必要な出力で必要な流量の作動油を吐出するように制御することが可能になる。 In addition, since the amount of movement of the spool can be controlled by the pressure reducing valve in this way, for example, when the front work machine of the excavator of the construction machine is replaced with a heavy front work machine (when the load acting on the hydraulic cylinder increases) Even if the operator operates the operating lever at the maximum, the spool does not switch from the neutral position to supply hydraulic oil to the hydraulic cylinder fully open, and the negative control pressure can be prevented from dropping sharply. It is possible to control the hydraulic pump so as to discharge the required amount of hydraulic fluid at the required output according to the amount of operation of the lever.

これにより、従来の油圧シリンダ制御装置のように絞りによって作動油の流量を圧力に変換することなく、スプールの移動量を制御して油圧シリンダに供給される作動油の流量を少なくすることが可能になる。そして、例えば建設機械の油圧ショベルのフロント作業機を大重量のフロント作業機に付け替えた場合に、オペレーターが操作レバーを最大で操作したとしても、油圧シリンダを緩やかに駆動させることが可能になり、フロント作業機がその重量による影響で急激に作動して非常に危険な作動状態になることを防止できる。 This makes it possible to reduce the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder by controlling the movement amount of the spool without converting the flow rate of the hydraulic oil into pressure by a throttle as in the conventional hydraulic cylinder control device. become. And, for example, when the front work machine of a hydraulic excavator of a construction machine is replaced with a heavy weight front work machine, even if the operator operates the operation lever at the maximum, the hydraulic cylinder can be gently driven. It is possible to prevent the front working machine from operating suddenly due to its weight and becoming a very dangerous operating state.

また、規制部の位置が異なる複数のカバーから油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じたスプールのストロークを規定するカバーが選択的に設けられているため、減圧弁によるパイロット圧の減圧効果に加え、このカバーによっても油圧シリンダに供給される作動油の流量を制御することが可能になる。すなわち、例えば建設機械の油圧ショベルのフロント作業機を大重量のフロント作業機に付け替えた場合に、オペレーターが操作レバーを最大で操作したとしても、選択的に設けたカバー（交換したカバー）によってスプールのストロークを小さく規定することができる。このため、油圧シリンダに供給される作動油の最大流量をフロント作業機の重量に応じて少なくすることが可能になる。そして、このようにコントロールバルブのカバーに作動油の流量調整機能が付与されることによって、例えば減圧弁が好適に作動しなかったり、破損するなど不測の事態が生じ、油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じてパイロット圧を好適に減圧させることができなくなった場合においても、確実にフロント作業機がその重量による影響で急激に作動して非常に危険な作動状態になることを防止できる。 In addition, since a cover for selectively defining the stroke of the spool according to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder from a plurality of covers with different positions of the restricting portions is provided, the pressure reducing valve can reduce the pilot pressure. In addition, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder can be controlled by this cover. That is, for example, when the front work machine of a hydraulic excavator of a construction machine is replaced with a heavy weight front work machine, even if the operator operates the operation lever at the maximum, the spool is selectively provided by a cover (replaced cover). The stroke can be defined small. For this reason, it is possible to reduce the maximum flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder according to the weight of the front work machine. In addition, by providing the control valve cover with the function of adjusting the flow rate of the hydraulic oil in this way, for example, an unexpected situation occurs such that the pressure reducing valve does not operate properly or is damaged, and the load acting on the hydraulic cylinder is reduced. Even when the pilot pressure cannot be reduced appropriately in accordance with the size, it is possible to reliably prevent the front work machine from operating suddenly due to the influence of its weight and entering a very dangerous operating state.

よって、請求項１記載の油圧シリンダ制御装置及び請求項２記載の油圧シリンダ制御方法によれば、減圧弁を設けるとともにコントロールバルブのカバーを油圧シリンダに作用する負荷の大きさに応じて選択的に設けてスプールのストロークを制御することにより、油圧シリンダに供給される作動油の流量を制御することが可能になるため、従来のように絞りによって作動油の流量を圧力に変換する場合と比較し、油漏れのリスクを解消して、油圧シリンダの駆動を制御することが可能になる。 Therefore, according to the hydraulic cylinder control device according to claim 1 and the hydraulic cylinder control method according to claim 2, the pressure reducing valve is provided and the cover of the control valve is selectively selected according to the load acting on the hydraulic cylinder. By installing and controlling the stroke of the spool, it becomes possible to control the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder, so compared with the case where the flow rate of hydraulic oil is converted to pressure by a throttle as in the past. It is possible to eliminate the risk of oil leakage and control the drive of the hydraulic cylinder.

また、このとき、ネガコン圧が急激に下がることを防止し、小流量で作動油を吐出していた油圧ポンプが全開の出力に切り換わることがないようにして作動油の流量を制御できるため、絞りによって作動油の流量を圧力に変換する従来の油圧シリンダ制御装置と比較しエネルギー効率を向上させることが可能になる。さらに、油圧シリンダに作用する負荷が変更される場合に減圧弁の調整とカバーの交換を行うという簡便な操作で容易に作動油の流量設定の変更を行うことが可能になる。 Also, at this time, it is possible to control the flow rate of the hydraulic oil so that the negative pressure is prevented from dropping sharply and the hydraulic pump that has discharged the hydraulic oil at a small flow rate does not switch to a fully open output. The energy efficiency can be improved as compared with the conventional hydraulic cylinder control device that converts the flow rate of hydraulic oil into pressure by the throttle. Furthermore, when the load acting on the hydraulic cylinder is changed, it is possible to easily change the hydraulic oil flow rate setting by a simple operation of adjusting the pressure reducing valve and replacing the cover.

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る油圧シリンダ制御装置及び油圧シリンダ制御方法について説明する。ここで、本実施形態は、建設機械の油圧ショベルに設けられるブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ（油圧シリンダ）の駆動を制御する油圧シリンダ制御装置及び油圧シリンダ制御方法に関するものである。また、本実施形態では、油圧ショベルが、標準フロント作業機と、ブームやアームを長尺で形成した長尺フロント作業機とを付け替えて使用する特殊仕様機であるものとし、さらに、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダのうち一つの油圧シリンダ（例えばアームシリンダ）の駆動を制御するものとして説明を行う。なお、本実施形態では、図６及び図７に示した油圧ショベル１及び従来の油圧シリンダ制御装置Ａと共通する構成に対し同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, a hydraulic cylinder control device and a hydraulic cylinder control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. Here, the present embodiment relates to a hydraulic cylinder control device and a hydraulic cylinder control method for controlling driving of a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder (hydraulic cylinder) provided in a hydraulic excavator of a construction machine. In the present embodiment, the hydraulic excavator is a special specification machine that uses a standard front work machine and a long front work machine in which a boom and an arm are formed in a long shape, and further includes a boom cylinder, The description will be made on the assumption that driving of one hydraulic cylinder (for example, an arm cylinder) of the arm cylinder and the bucket cylinder is controlled. In the present embodiment, the same reference numerals are given to the components common to the hydraulic excavator 1 and the conventional hydraulic cylinder control device A shown in FIGS.

本実施形態の油圧シリンダ制御装置Ｂは、図１に示すように、作動油を貯留するタンク１１と、原動機１２により駆動して作動油を油圧シリンダ９（８、１０）に供給する油圧ポンプ（メインポンプ）１３と、油圧シリンダ９（８、１０）と油圧ポンプ１３の間に設けられたオープンセンタ型のパイロット式コントロールバルブ１４と、オペレーターによる操作レバー１５の手動操作量に応じてパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１４のスプールを移動させるパイロットバルブ（リモコン弁）１６とを備えて構成されている。 As shown in FIG. 1, the hydraulic cylinder control device B of the present embodiment includes a tank 11 that stores hydraulic oil, and a hydraulic pump that is driven by a prime mover 12 and supplies hydraulic oil to the hydraulic cylinders 9 (8, 10). The main pump) 13, the open center type pilot control valve 14 provided between the hydraulic cylinders 9 (8, 10) and the hydraulic pump 13, and the pilot pressure according to the amount of manual operation of the operating lever 15 by the operator. A pilot valve (remote control valve) 16 for outputting and moving the spool of the control valve 14 is provided.

また、この油圧シリンダ制御装置Ｂでは、油圧ポンプ１３が、タンク油路３０を介してタンク１１に接続され、供給油路２４を介してコントロールバルブ１４の供給ポート１４ｂに接続されている。供給油路２４には、油圧ポンプ１３から吐出した作動油をコントロールバルブ１４に向かう方向にのみ流通させる逆止弁３１が設けられ、この逆止弁３１よりも作動油流通方向上流側（油圧ポンプ１３側）に、センタバイパス油路３２が分岐して設けられている。このセンタバイパス油路３２は、コントロールバルブ１４が中立位置の状態（図１に示す状態）でセンタバイパス１４ａと連通するようにコントロールバルブ１４に接続されている。さらに、供給油路２４には、センタバイパス油路３２よりも作動油流通方向上流側にリリーフバルブ２５を介して第１戻し油路２６の一端が接続され、この第１戻し油路２６は他端をタンク１１に繋げて設けられている。 In the hydraulic cylinder control device B, the hydraulic pump 13 is connected to the tank 11 via the tank oil passage 30 and is connected to the supply port 14 b of the control valve 14 via the supply oil passage 24. The supply oil passage 24 is provided with a check valve 31 that allows the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 to flow only in the direction toward the control valve 14. The hydraulic oil distribution direction upstream side of the check valve 31 (hydraulic pump 13 side), a center bypass oil passage 32 is branched and provided. The center bypass oil passage 32 is connected to the control valve 14 so as to communicate with the center bypass 14a when the control valve 14 is in a neutral position (the state shown in FIG. 1). Furthermore, one end of a first return oil passage 26 is connected to the supply oil passage 24 via a relief valve 25 on the upstream side of the center bypass oil passage 32 in the hydraulic oil flow direction. The end is connected to the tank 11.

さらに、コントロールバルブ１４が中立位置の状態で油圧ポンプ１３から供給油路２４を通じてセンタバイパス１４ａに流通した作動油をタンク１１に返送する第２戻し油路１７が、コントロールバルブ１４とタンク１１の間に設けられている。また、この第２戻し油路１７に設けられたネガコン絞り１８の作動油流通方向上流側と油圧ポンプ１３とを繋いでネガコン油路１９が設けられている。 Further, a second return oil passage 17 is provided between the control valve 14 and the tank 11 for returning the hydraulic oil circulated from the hydraulic pump 13 to the center bypass 14 a through the supply oil passage 24 to the tank 11 with the control valve 14 in the neutral position. Is provided. Further, a negative control oil passage 19 is provided by connecting the upstream side of the negative control throttle 18 provided in the second return oil passage 17 in the hydraulic oil flow direction and the hydraulic pump 13.

さらに、コントロールバルブ１４と油圧シリンダ９（８、１０）とが、ヘッド側給排油路２０とロッド側給排油路２１の一対の給排油路によって接続されている。ヘッド側給排油路２０は、油圧シリンダ９（８、１０）のヘッド側の室９ａ（８ａ、１０ａ）とコントロールバルブ１４の第１給排ポート１４ｃとを接続して設けられている。また、ロッド側給排油路２１は、油圧シリンダ９（８、１０）のロッド側の室９ｂ（８ｂ、１０ｂ）とコントロールバルブ１４の第２給排ポート１４ｄとを接続して設けられている。そして、本実施形態の油圧シリンダ制御装置Ｂにおいては、従来の油圧シリンダ制御装置Ａと異なり、これらヘッド側給排油路２０とロッド側給排油路２１に絞りが設けられていない。また、油圧シリンダ９（８、１０）の各室９ａ（８ａ、１０ａ）、９ｂ（８ｂ、１０ｂ）からヘッド側給排油路２０やロッド側給排油路２１を通じてコントロールバルブ１４に排出された作動油をタンク１１に戻すための第３戻し油路３３が、コントロールバルブ１４の排出ポート１４ｅに一端を接続し、他端をタンク１１に繋げて設けられている。 Further, the control valve 14 and the hydraulic cylinders 9 (8, 10) are connected by a pair of supply / discharge oil passages of a head side supply / discharge oil passage 20 and a rod side supply / discharge oil passage 21. The head side oil supply / discharge passage 20 is provided by connecting the head side chamber 9 a (8 a, 10 a) of the hydraulic cylinder 9 (8, 10) and the first supply / discharge port 14 c of the control valve 14. The rod side supply / discharge oil passage 21 is provided by connecting the rod side chamber 9b (8b, 10b) of the hydraulic cylinder 9 (8, 10) and the second supply / discharge port 14d of the control valve 14. . In the hydraulic cylinder control device B of the present embodiment, unlike the conventional hydraulic cylinder control device A, the head side supply / discharge oil passage 20 and the rod side supply / discharge oil passage 21 are not provided with a throttle. Further, the oil was discharged from the chambers 9a (8a, 10a), 9b (8b, 10b) of the hydraulic cylinder 9 (8, 10) to the control valve 14 through the head side oil supply / discharge oil passage 20 and the rod side oil supply / discharge oil passage 21. A third return oil passage 33 for returning the hydraulic oil to the tank 11 is provided with one end connected to the discharge port 14 e of the control valve 14 and the other end connected to the tank 11.

パイロットバルブ１６は、油圧源のパイロットポンプ２７の駆動によってタンク１１から作動油が供給され、コントロールバルブ１４の両端部側にそれぞれ接続した一対のパイロット油路３４、３５を通じてコントロールバルブ１４と繋げられている。また、これら一対のパイロット油路３４、３５にそれぞれ、パイロット圧を減圧するための減圧弁３６、３７が設けられている。 The pilot valve 16 is connected to the control valve 14 through a pair of pilot oil passages 34 and 35 that are supplied with hydraulic oil from the tank 11 by driving a pilot pump 27 that is a hydraulic pressure source and connected to both ends of the control valve 14. Yes. The pair of pilot oil passages 34 and 35 are provided with pressure reducing valves 36 and 37 for reducing the pilot pressure, respectively.

一方、本実施形態のコントロールバルブ１４は、周知の油圧パイロット式コントロールバルブと同様に構成されたものであり、例えば図２に示すように、バルブボディ１４ｆと、バルブボディ１４ｆに形成されたスプール穴１４ｇに軸線Ｏ１方向に摺動自在に保持されたスプール１４ｈと、バルブボディ１４ｆから外側に突出するスプール１４ｈの両端部１４ｍ、１４ｎをそれぞれ囲繞するようにして、バルブボディ１４ｆの両側端側にそれぞれ着脱可能に設けられた一対のカバー３８、３９とを備えて構成されている。 On the other hand, the control valve 14 of the present embodiment is configured in the same manner as a well-known hydraulic pilot control valve. For example, as shown in FIG. 2, a valve body 14f and a spool hole formed in the valve body 14f. The spool 14h is slidably held in the direction of the axis O1 at 14g, and both end portions 14m and 14n of the spool 14h projecting outward from the valve body 14f are respectively enclosed on both side ends of the valve body 14f. A pair of covers 38 and 39 provided in a detachable manner are provided.

また、一対のカバー３８、３９はそれぞれ、スプール１４ｈが中立位置に配された状態でスプール１４ｈの端部１４ｍ、１４ｎとの軸線Ｏ１方向の間に空間（背室４０、４１）を形成し、スプール１４ｈが軸線Ｏ１方向に移動して端部１４ｍ、１４ｎが当接するとともにこのスプール１４ｈの移動を規制する規制部（規制面）３８ａ、３９ａを備えて形成されている。すなわち、これら一対のカバー３８、３９は、一方のカバー３８の規制部３８ａにスプール１４ｈの一端部１４ｍが当接することでこのスプール１４ｈの軸線Ｏ１方向の一方向Ｔ１の移動を規制し、他方のカバー３９の規制部３９ａにスプール１４ｈの他端部１４ｎが当接することでこのスプール１４ｈの軸線Ｏ１方向の他方向Ｔ２の移動を規制する。よって、スプール１４ｈは、これら一対のカバー３８、３９の規制部３８ａ、３９ａによってストロークＳ（Ｓ＝Ｍ＋Ｎ）が規定されている。 Further, the pair of covers 38 and 39 form spaces (back chambers 40 and 41) between the end portions 14m and 14n of the spool 14h in the direction of the axis O1 with the spool 14h disposed in the neutral position, respectively. The spool 14h is moved in the direction of the axis O1 so that the end portions 14m and 14n come into contact with each other, and regulation portions (regulation surfaces) 38a and 39a for regulating the movement of the spool 14h are provided. That is, the pair of covers 38, 39 regulates the movement of the spool 14h in one direction T1 in the axis O1 direction by the one end 14m of the spool 14h coming into contact with the regulating portion 38a of the one cover 38, and the other The movement of the spool 14h in the other direction T2 in the direction of the axis O1 is restricted when the other end portion 14n of the spool 14h comes into contact with the restriction portion 39a of the cover 39. Accordingly, the spool 14h has a stroke S (S = M + N) defined by the restriction portions 38a and 39a of the pair of covers 38 and 39.

また、一方のカバー３８に一方のパイロット油路３５が、他方のカバー３９に他方のパイロット油路３４が接続されている。そして、オペレーターによる操作レバー１５の操作に応じて、パイロットバルブ１６から一方のカバー３８あるいは他方のカバー３９の背室４０、４１に作動油が流入し、スプール１４ｈの端部（受圧面）１４ｍ、１４ｎにパイロット圧が作用することで、スプール１４ｈが軸線Ｏ１方向の一方向Ｔ１あるいは他方向Ｔ２に移動するように構成されている。さらに、スプール１４ｈにはバネ４２が設けられ、操作レバー１５が中立位置に配されて一対のカバー３８、３９の両背室４０、４１のパイロット圧が略ゼロになるとともに、このバネ４２の付勢力によってスプール１４ｈが中立位置に配されるように構成されている。 One pilot oil passage 35 is connected to one cover 38, and the other pilot oil passage 34 is connected to the other cover 39. Then, according to the operation of the operation lever 15 by the operator, the hydraulic oil flows from the pilot valve 16 into the back chambers 40, 41 of one cover 38 or the other cover 39, and the end (pressure receiving surface) 14m of the spool 14h, When the pilot pressure is applied to 14n, the spool 14h is configured to move in one direction T1 or another direction T2 in the direction of the axis O1. Further, the spool 14h is provided with a spring 42, and the operation lever 15 is disposed at the neutral position so that the pilot pressures of both the back chambers 40, 41 of the pair of covers 38, 39 become substantially zero. The spool 14h is arranged at the neutral position by the force.

そして、本実施形態の油圧シリンダ制御装置Ｂにおいては、油圧ショベル１に標準フロント作業機４を搭載した際に使用する標準用カバー（図２に示すカバー３８、３９）と、標準フロント作業機４よりも大重量の長尺フロント作業機４’を搭載した際に使用する長尺用カバー（図３に示すカバー３８’、３９’）とがそれぞれ個別に準備されており、標準フロント作業機４と長尺フロント作業機４’のどちらが搭載されるかによって標準用カバー３８、３９と長尺用カバー３８’、３９’が選択的に設けられている。 In the hydraulic cylinder control device B of the present embodiment, the standard cover (covers 38 and 39 shown in FIG. 2) used when the standard front work machine 4 is mounted on the excavator 1, and the standard front work machine 4. The long front working machine 4 ', which is heavier than the long front working machine 4', is provided with a long cover (covers 38 'and 39' shown in FIG. 3). Standard covers 38 and 39 and long covers 38 ′ and 39 ′ are selectively provided depending on whether the long front work machine 4 ′ is mounted.

また、図２及び図３に示すように、標準用カバー３８、３９と長尺用カバー３８’、３９’は、バルブボディ１４ｆに取り付けた状態で規制部（３８ａと３８ａ’、３９ａと３９ａ’）の位置が異なるように形成されており、長尺用カバー３８’、３９’は、規制部３８ａ’、３９ａ’が標準用カバー３８、３９の規制部３８ａ、３９ａよりもスプール１４ｈの軸線Ｏ１方向内側に配されるように形成されている。すなわち、長尺用カバー３８’、３９’は、これを取り付けた際のスプール１４ｈのストロークＳ’（Ｓ’＝Ｍ’＋Ｎ’）が、長尺フロント作業機４’の重量に応じて（油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさに応じて）標準用カバー３８、３９を取り付けた際のスプール１４ｈのストロークＳよりも小さくなるように形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the standard covers 38 and 39 and the long covers 38 'and 39' are attached to the valve body 14f in a restricting portion (38a and 38a ', 39a and 39a'). ) And the long covers 38 ′ and 39 ′ are configured such that the restricting portions 38 a ′ and 39 a ′ have an axis O 1 of the spool 14 h that is more restrictive than the restricting portions 38 a and 39 a of the standard covers 38 and 39. It is formed so as to be arranged on the inner side in the direction. That is, in the long covers 38 ′ and 39 ′, the stroke S ′ (S ′ = M ′ + N ′) of the spool 14h when the long covers 38 ′ and 39 ′ are attached depends on the weight of the long front work machine 4 ′ (hydraulic pressure). It is formed to be smaller than the stroke S of the spool 14h when the standard covers 38 and 39 are attached (according to the magnitude of the load acting on the cylinder 9 (8, 10)).

ついで、上記の構成からなる油圧シリンダ制御装置Ｂによって油圧シリンダ９（８、１０）の駆動を制御する方法について説明するとともに、本実施形態の油圧シリンダ制御装置Ｂ及び油圧シリンダ制御方法の作用及び効果について説明する。 Next, a method for controlling the driving of the hydraulic cylinders 9 (8, 10) by the hydraulic cylinder control device B having the above configuration will be described, and the operation and effect of the hydraulic cylinder control device B and the hydraulic cylinder control method of the present embodiment will be described. Will be described.

はじめに、油圧ショベル１に標準フロント作業機４を搭載している場合には、減圧弁３６、３７を調整してパイロット圧に減圧効果が生じないようにしておく。また、コントロールバルブ１４にスプール１４ｈのストロークＳを有する標準用カバー３８、３９を取り付けておく。この場合には、スプール１４ｈが中立位置にある状態で、オペレーターが例えば油圧シリンダ９（１０）を伸ばす方向（標準フロント作業機４を縮小させる方向）に操作レバー１５を操作すると、減圧弁３６、３７によってパイロット圧が減圧されていないため、図４に示すように、操作レバー１５の操作量が大きくなるに従い漸次大きなパイロット圧がスプール１４ｈの一端部（受圧面）１４ｍに作用する（図４の実線Ｐ１）。また、これに伴いスプール１４ｈが軸線Ｏ１方向の他方向Ｔ２に速く移動することになり、操作レバー１５の操作量が大きくなるに従い漸次大きな移動量でスプール１４ｈが移動することになる（図４の破線Ｐ２）。 First, when the standard front work machine 4 is mounted on the hydraulic excavator 1, the pressure reducing valves 36 and 37 are adjusted so that the pilot pressure does not have a pressure reducing effect. Further, standard covers 38 and 39 having a stroke S of the spool 14 h are attached to the control valve 14. In this case, when the operator operates the operation lever 15 in a direction in which the hydraulic cylinder 9 (10) is extended (a direction in which the standard front work machine 4 is reduced) with the spool 14h in the neutral position, the pressure reducing valve 36, Since the pilot pressure is not reduced by 37, as shown in FIG. 4, as the operation amount of the operation lever 15 increases, a gradually larger pilot pressure acts on one end (pressure receiving surface) 14m of the spool 14h (FIG. 4). Solid line P1). As a result, the spool 14h moves quickly in the other direction T2 in the direction of the axis O1, and the spool 14h moves gradually with a large moving amount as the operating amount of the operating lever 15 increases (FIG. 4). Dashed line P2).

そして、コントロールバルブ１４に標準用カバー３８、３９を設けてスプール１４ｈが大きなストロークＳで移動するように設定されているため、オペレーターが操作レバー１５を急激に最大で操作した際には、スプール１４ｈが中立位置から供給油路２４とヘッド側給排油路２０、ロッド側給排油路２１と第３戻し油路３３をそれぞれ全開で連通させるように急速に切り換わる。すなわちスプール１４ｈの絞り状開口部（切欠き部）が供給ポート１４ｂと第１給排ポート１４ｃ、排出ポート１４ｅと第２給排ポート１４ｄをそれぞれ全開で連通させるように急速に切り換わる。これと同時にネガコン油路１９のネガコン圧が急激に低下あるいはゼロになり、スプール１４ｈが中立位置の状態においてネガコン圧により作動油を小流量で吐出していた油圧ポンプ１３が全開の出力に切り換わって大流量の作動油を吐出し、この大流量の作動油が全開の絞り状開口部を通じて油圧シリンダ９（１０）のヘッド側の室９ａ（１０ａ）に供給される。 Since the standard covers 38 and 39 are provided on the control valve 14 so that the spool 14h moves with a large stroke S, the spool 14h is operated when the operator suddenly operates the operation lever 15 to the maximum. Are rapidly switched from the neutral position so that the supply oil passage 24 and the head side oil supply / discharge oil passage 20, the rod side oil supply / discharge oil passage 21 and the third return oil passage 33 are fully opened. That is, the throttle-like opening (notch) of the spool 14h is rapidly switched so that the supply port 14b and the first supply / discharge port 14c, and the discharge port 14e and the second supply / discharge port 14d are fully opened. At the same time, the negative control pressure in the negative control oil passage 19 suddenly decreases or becomes zero, and the hydraulic pump 13 that has discharged the hydraulic oil at a small flow rate by the negative control pressure is switched to the fully open output when the spool 14h is in the neutral position. A large flow rate of hydraulic fluid is discharged, and this large flow rate of hydraulic fluid is supplied to the head-side chamber 9a (10a) of the hydraulic cylinder 9 (10) through a fully-open throttle-like opening.

このとき、油圧ショベル１に標準フロント作業機４を搭載している場合には、標準フロント作業機４の重量が小さく、且つこの標準フロント作業機４の重量に応じたコントロールバルブ（標準用カバー３８、３９）１４が設けられているため、絞り状開口部が全開し大流量の作動油が油圧シリンダ９（１０）のヘッド側の室９ａ（１０ａ）に供給されても、標準フロント作業機４が急激に作動してオペレーターが予期せぬ非常に危険な作動状態になることはなく、好適な状態を維持して作業を行うことが可能である。 At this time, when the standard front work machine 4 is mounted on the excavator 1, the weight of the standard front work machine 4 is small, and a control valve (standard cover 38 corresponding to the weight of the standard front work machine 4 is used. 39) 14, even if the throttle opening is fully opened and a large amount of hydraulic fluid is supplied to the head-side chamber 9a (10a) of the hydraulic cylinder 9 (10), the standard front work machine 4 Does not suddenly operate, resulting in an extremely dangerous operating state unexpected by the operator, and it is possible to perform work while maintaining a suitable state.

一方、標準フロント作業機４と長尺フロント作業機４’を交換して、油圧ショベル１に大重量の長尺フロント作業機４’を付け替えた場合（油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさが変更される場合）には、コントロールバルブ１４のスプール１４ｈのストロークＳが標準用カバー３８、３９で規定されていると、オペレーターが操作レバー１５を急激に最大で操作した際に、スプール１４ｈの絞り状開口部が全開し大流量の作動油が油圧シリンダ９（１０）のヘッド側の室９ａ（１０ａ）に供給され、長尺フロント作業機４’がその重量による影響で急激に作動してしまう。 On the other hand, when the standard front work machine 4 and the long front work machine 4 'are replaced and the heavy weight long front work machine 4' is replaced with the hydraulic excavator 1 (acts on the hydraulic cylinders 9 (8, 10)). When the load S is changed), when the stroke S of the spool 14h of the control valve 14 is defined by the standard covers 38 and 39, when the operator suddenly operates the operation lever 15 to the maximum, The throttle-like opening of the spool 14h is fully opened, and a large amount of hydraulic fluid is supplied to the chamber 9a (10a) on the head side of the hydraulic cylinder 9 (10), and the long front work machine 4 ′ is suddenly affected by its weight. Will work.

これに対し、本実施形態では、長尺フロント作業機４’に付け替える際に、この長尺フロント作業機４’の重量に応じてパイロット圧を減圧させるように減圧弁３６、３７を調整する。また、これとともにコントロールバルブ１４のカバーを標準用カバー３８、３９から長尺用カバー３８’、３９’に交換する。 On the other hand, in this embodiment, when changing to the long front work machine 4 ′, the pressure reducing valves 36 and 37 are adjusted so as to reduce the pilot pressure according to the weight of the long front work machine 4 ′. At the same time, the cover of the control valve 14 is replaced from the standard cover 38, 39 to the long cover 38 ', 39'.

このようにした場合には、減圧弁３６、３７によってパイロット圧が操作レバー１５の操作量に応じて減圧されるため、図４に示すように、操作レバー１５の操作量を大きくしてもパイロット圧の上昇が抑えられ、標準フロント作業機４を搭載した場合と比較してスプール１４ｈの一端部（受圧面）１４ｍに作用するパイロット圧が小さくなる（図４の実線Ｑ１）。また、これに伴いスプール１４ｈが軸線Ｏ１方向の他方向Ｔ２に緩やかに移動することになり、操作レバー１５の操作量を大きくしても小さな移動量でスプール１４ｈが移動することになる（図４の破線Ｑ２）。 In this case, since the pilot pressure is reduced by the pressure reducing valves 36 and 37 in accordance with the operation amount of the operation lever 15, as shown in FIG. 4, even if the operation amount of the operation lever 15 is increased, the pilot pressure is reduced. The increase in pressure is suppressed, and the pilot pressure acting on one end portion (pressure receiving surface) 14m of the spool 14h is smaller than when the standard front work machine 4 is mounted (solid line Q1 in FIG. 4). Accordingly, the spool 14h moves gently in the other direction T2 in the direction of the axis O1, and the spool 14h moves with a small movement amount even if the operation amount of the operation lever 15 is increased (FIG. 4). Dashed line Q2).

そして、減圧弁３６、３７によってパイロット圧を減圧させ、スプール１４ｈの移動量（ストローク）を制御した場合には、スプール１４ｈが中立位置にある状態で、オペレーターが例えば油圧シリンダ９（１０）を伸長させる方向（長尺フロント作業機４’を縮小させる方向）に操作レバー１５を急激に最大で操作したとしても、スプール１４ｈに減圧弁３７（３６）によって減圧されたパイロット圧が作用するため、スプール１４ｈが中立位置から供給油路２４とヘッド側給排油路２０、ロッド側給排油路２１と第３戻し油路３３をそれぞれ全開で連通させるように急速に切り換わることがない。そして、スプール１４ｈの絞り状開口部（切欠き部）が、緩やかに開口面積を増加させながら供給ポート１４ｂと第１給排ポート１４ｃ、排出ポート１４ｅと第２給排ポート１４ｄをそれぞれ連通させるように切り換わってゆく。このため、ネガコン油路１９のネガコン圧が急激に下がることはなく、油圧ポンプ１３の出力が徐々に上がってゆく。 When the pilot pressure is reduced by the pressure reducing valves 36 and 37 and the movement amount (stroke) of the spool 14h is controlled, the operator extends, for example, the hydraulic cylinder 9 (10) while the spool 14h is in the neutral position. Even if the operating lever 15 is suddenly operated to the maximum (in the direction of reducing the long front work machine 4 '), the pilot pressure reduced by the pressure reducing valve 37 (36) acts on the spool 14h. 14h is not rapidly switched from the neutral position so that the supply oil passage 24 and the head side supply / discharge oil passage 20, the rod side supply / discharge oil passage 21 and the third return oil passage 33 are in full open communication. The throttle-like opening (notch) of the spool 14h allows the supply port 14b and the first supply / discharge port 14c, and the discharge port 14e and the second supply / discharge port 14d to communicate with each other while gradually increasing the opening area. Will switch to. For this reason, the negative control pressure in the negative control oil passage 19 does not drop rapidly, and the output of the hydraulic pump 13 gradually increases.

これにより、操作レバー１５の操作量に応じて油圧ポンプ１３が必要な出力で必要な流量の作動油を吐出するように制御され、この油圧ポンプ１３から吐出される作動油の流量を少なく制御した状態で油圧シリンダ９（１０）のヘッド側の室９ａ（１０ａ）に作動油が供給される。よって、オペレーターが操作レバー１５を急激に最大で操作したとしても、油圧シリンダ９（１０）が緩やかに駆動し、最大出力も制限されるように制御されて、大重量の長尺フロント作業機４’がその重量による影響で急激に作動することがない。 As a result, the hydraulic pump 13 is controlled to discharge the required amount of hydraulic fluid at the required output according to the amount of operation of the operating lever 15, and the flow rate of the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump 13 is controlled to be small. In this state, hydraulic oil is supplied to the head side chamber 9a (10a) of the hydraulic cylinder 9 (10). Therefore, even if the operator suddenly operates the operation lever 15 at the maximum, the hydraulic cylinder 9 (10) is controlled so as to be gently driven and the maximum output is limited, so that the heavy weight long front work machine 4 is controlled. 'Does not operate rapidly due to its weight.

また、長尺用カバー３８’、３９’が標準用カバー３８、３９と交換して取り付けられているため、オペレーターが例えば油圧シリンダ９（１０）を伸長させる方向に操作レバー１５を急激に最大で操作したとしても、長尺用カバー３９’（３８’）の規制部３９ａ’（３８ａ’）にスプール１４ｈの端部１４ｎ（１４ｍ）が当接してスプール１４ｈの軸線Ｏ１方向の他方向Ｔ２の移動が規制され、スプール１４ｈの絞り状開口部（切欠き部）が全開することがない状態で供給ポート１４ｂと第１給排ポート１４ｃ、排出ポート１４ｅと第２給排ポート１４ｄをそれぞれ連通させることになる。これにより、この長尺用カバー３９’（３８’）によってスプール１４ｈの最大移動量（最大ストロークＳ’）が小さく規定され（図４の破線Ｒ１）、オペレーターが操作レバー１５を急激に最大で操作したとしても、やはりネガコン油路１９のネガコン圧が急激に下がることはなく、油圧ポンプ１３から吐出される作動油の最大流量が長尺フロント作業機４’の重量に応じて少なく制御された状態で油圧シリンダ９（１０）のヘッド側の室９ａ（１０ａ）に作動油が供給されることになる。 In addition, since the long covers 38 ′ and 39 ′ are attached in place of the standard covers 38 and 39, the operating lever 15 is suddenly maximized in the direction of extending the hydraulic cylinder 9 (10), for example. Even if the operation is performed, the end portion 14n (14m) of the spool 14h comes into contact with the restricting portion 39a '(38a') of the long cover 39 '(38') and the spool 14h moves in the other direction T2 in the axis O1 direction. The supply port 14b and the first supply / discharge port 14c and the discharge port 14e and the second supply / discharge port 14d are communicated with each other in a state where the throttle-like opening (notch) of the spool 14h is not fully opened. become. As a result, the maximum movement amount (maximum stroke S ′) of the spool 14h is defined to be small by the long cover 39 ′ (38 ′) (broken line R1 in FIG. 4), and the operator operates the operation lever 15 at maximum suddenly. Even so, the negative control pressure of the negative control oil passage 19 does not drop rapidly, and the maximum flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 is controlled to be small according to the weight of the long front work machine 4 ′. Thus, the hydraulic oil is supplied to the chamber 9a (10a) on the head side of the hydraulic cylinder 9 (10).

そして、このようにコントロールバルブ１４のカバー（長尺用カバー３８’、３９’）に作動油の流量調整機能が付与されることで、作動油に混入した例えば油圧ポンプ１３の切粉や減圧弁３６、３７の鋳造時の砂残りなどのゴミが溜まり減圧弁３６、３７が好適に作動しなかったり、破損が生じるなど不測の事態が生じて、長尺フロント作業機４’の重量に応じてパイロット圧を好適に減圧させることができなくなった場合においても、長尺フロント作業機４’がその重量による影響で急激に作動して非常に危険な作動状態になることが確実に防止される。 Then, by providing the hydraulic oil flow rate adjusting function to the cover of the control valve 14 (elongate covers 38 ′ and 39 ′) in this way, for example, chips of the hydraulic pump 13 and pressure reducing valves mixed in the hydraulic oil. Depending on the weight of the long front work machine 4 ', dust such as sand residue at the time of casting of 36 and 37 accumulates, and the pressure reducing valves 36 and 37 do not operate properly or breakage occurs. Even when the pilot pressure cannot be reduced appropriately, it is reliably prevented that the long front work machine 4 ′ suddenly operates due to its weight and enters a very dangerous operating state.

なお、減圧弁３６、３７を設けず、コントロールバルブ１４のカバーを長尺用カバー３８’、３９’に交換することのみで油圧シリンダ９（８、１０）に供給される作動油の流量を制御することも考えられる。しかしながら、この場合には、図４に示した操作レバー１５の操作量に対して大きなパイロット圧が発生し（図４の実線Ｐ１）、大きな移動量でスプール１４ｈが移動する（図４の破線Ｐ２）状態で作動油の流量を制御することになるため、オペレーターが操作レバー１５を操作した際に少量の操作量でスプール１４ｈの移動が長尺用カバー３８’、３９’で規制されてしまい、長尺フロント作業機４’の微動操作性が悪くなってしまう。 The flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders 9 (8, 10) is controlled only by replacing the cover of the control valve 14 with the long covers 38 ′, 39 ′ without providing the pressure reducing valves 36, 37. It is also possible to do. However, in this case, a large pilot pressure is generated with respect to the operation amount of the operation lever 15 shown in FIG. 4 (solid line P1 in FIG. 4), and the spool 14h moves with a large movement amount (broken line P2 in FIG. 4). ), The flow rate of the hydraulic oil is controlled, and when the operator operates the operation lever 15, the movement of the spool 14h is restricted by the long covers 38 'and 39' when the operation lever 15 is operated. The fine movement operability of the long front work machine 4 ′ is deteriorated.

また、本実施形態の油圧シリンダ制御装置Ｂにおいては、一対のパイロット油路３４、３５にそれぞれ減圧弁３６、３７を設け、且つコントロールバルブ１４の両側端に取り付けた両長尺用カバー３８’、３９’に規制部３８ａ’、３９ａ’による流量調整機能が付与されている。このため、オペレーターが油圧シリンダ９（１０）を縮める方向（長尺フロント作業機４’を伸長させる方向）に操作レバー１５を操作した場合においても、油圧ポンプ１３から吐出される作動油の流量を少なく制御して油圧シリンダ９（８、１０）を緩やかに駆動させることが可能である。 Further, in the hydraulic cylinder control device B of the present embodiment, both long covers 38 ′ provided with pressure reducing valves 36, 37 in the pair of pilot oil passages 34, 35 and attached to both side ends of the control valve 14, 39 ′ is provided with a flow rate adjusting function by the regulating portions 38a ′ and 39a ′. For this reason, even when the operator operates the operation lever 15 in the direction in which the hydraulic cylinder 9 (10) is contracted (the direction in which the long front work machine 4 ′ is extended), the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 13 is reduced. It is possible to drive the hydraulic cylinders 9 (8, 10) gently with little control.

したがって、本実施形態の油圧シリンダ制御装置Ｂ及び油圧シリンダ制御方法においては、パイロットバルブ１６とコントロールバルブ１４を繋ぐパイロット油路３４、３５に設けた減圧弁３６、３７によって油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさに応じてパイロット圧を減圧させることが可能になり、パイロットバルブ１６の操作量（オペレーターによる操作レバー１５の操作量）に対しスプール１４ｈの移動量（ストロークＳ’）が小さくなるように制御することが可能になる。 Therefore, in the hydraulic cylinder control device B and the hydraulic cylinder control method of the present embodiment, the hydraulic cylinders 9 (8, 10) are provided by the pressure reducing valves 36, 37 provided in the pilot oil passages 34, 35 connecting the pilot valve 16 and the control valve 14. ), The pilot pressure can be reduced according to the magnitude of the load acting on the pilot valve 16, and the movement amount (stroke S ′) of the spool 14h with respect to the operation amount of the pilot valve 16 (operation amount of the operation lever 15 by the operator). Can be controlled to be small.

そして、このように減圧弁３６、３７でスプール１４ｈの移動量を小さく制御できることによって、オペレーターが操作レバー１５を最大で操作したとしても、スプール１４ｈが中立位置から油圧シリンダ９（８、１０）に全開で作動油を供給するように切り換わることがなく、ネガコン圧が急激に下がることを防止できる。このため、小流量で作動油を吐出していた油圧ポンプ１３が全開の出力に切り換わって大流量の作動油を吐出することをなくし、操作レバー１５の操作量に応じて油圧ポンプ１３が必要な出力で必要な流量の作動油を吐出するように制御することが可能になる。 Since the amount of movement of the spool 14h can be controlled to be small by the pressure reducing valves 36 and 37 as described above, even if the operator operates the operation lever 15 at the maximum, the spool 14h is moved from the neutral position to the hydraulic cylinders 9 (8, 10). It is possible to prevent the negative control pressure from dropping sharply without switching to supply hydraulic oil when fully open. For this reason, the hydraulic pump 13 that has discharged the hydraulic oil at a small flow rate is not switched to a fully open output and discharges a large flow rate of hydraulic oil, and the hydraulic pump 13 is required according to the operation amount of the operation lever 15. It is possible to control so as to discharge the required amount of hydraulic oil with a sufficient output.

これにより、従来の油圧シリンダ制御装置Ａのように絞り２２、２３によって作動油の流量を圧力に変換することなく、油圧シリンダ９（８、１０）に供給される作動油の流量を少なくすることが可能になり、油圧ショベル１のフロント作業機を標準フロント作業機４から大重量の長尺フロント作業機４’に付け替えた場合に、オペレーターが操作レバー１５を最大で操作したとしても、油圧シリンダ１３を緩やかに駆動させることが可能になり、長尺フロント作業機４’がその重量による影響で急激に作動して非常に危険な作動状態になることを防止できる。 Thus, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders 9 (8, 10) is reduced without converting the flow rate of the hydraulic oil into pressure by the throttles 22, 23 as in the conventional hydraulic cylinder control device A. Even if the operator operates the operation lever 15 at the maximum when the front work machine of the excavator 1 is changed from the standard front work machine 4 to the heavy long front work machine 4 ′, the hydraulic cylinder 13 can be driven gently, and it is possible to prevent the long front work machine 4 'from operating suddenly due to its weight and becoming a very dangerous operating state.

また、規制部３８ａ、３８ａ’、３９ａ、３９ａ’の位置が異なる複数のカバー（標準用カバー３８、３９、長尺用カバー３８’、３９’）から、油圧シリンダ１３に作用する負荷の大きさに応じたスプール１４ｈのストロークＳ、Ｓ’を規定するカバー３８、３８’、３９、３９’が選択的に設けられることで、減圧弁３６、３７によるパイロット圧の減圧効果に加え、このカバー３８、３８’、３９、３９’によっても油圧シリンダ１３に供給される作動油の流量を制御することが可能になる。そして、このようにコントロールバルブ１４のカバー３８、３８’、３９、３９’に作動油の流量調整機能を付与することによって、減圧弁３６、３７が好適に作動しなかったり、破損するなど不測の事態が生じ、油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさに応じてパイロット圧を好適に減圧させることができなくなった場合においても、確実に長尺フロント作業機４’がその重量による影響で急激に作動して非常に危険な作動状態になることを防止できる。 Further, the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder 13 from a plurality of covers (standard covers 38 and 39, long covers 38 'and 39') having different positions of the restricting portions 38a, 38a ', 39a and 39a'. In addition to the effect of reducing the pilot pressure by the pressure reducing valves 36, 37, the cover 38, 38 ′, 39, 39 ′ that prescribes the strokes S, S ′ of the spool 14 h according to , 38 ′, 39, 39 ′ can control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 13. Then, by providing the hydraulic oil flow rate adjustment function to the covers 38, 38 ′, 39, 39 ′ of the control valve 14 in this manner, the pressure reducing valves 36, 37 do not operate properly or are unexpectedly damaged. Even when a situation arises and the pilot pressure cannot be reduced appropriately in accordance with the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinders 9 (8, 10), the long front work machine 4 ′ is surely weighted. It is possible to prevent a sudden operation due to the influence of the operation and a very dangerous operation state.

よって、本実施形態の油圧シリンダ制御装置Ｂ及び油圧シリンダ制御方法によれば、減圧弁３６、３７を設けるとともにコントロールバルブ１４のカバー３８、３８’、３９、３９’を油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさに応じて選択的に設けてスプール１４ｈの移動量（ストロークＳ、Ｓ’）を制御することにより、油圧シリンダ９（８、１０）に供給される作動油の流量を制御することが可能になるため、従来のように絞り２２、２３によって作動油の流量を圧力に変換する場合と比較し、油漏れのリスクを解消して、油圧シリンダ９（８、１０）の駆動を制御することが可能になる。 Therefore, according to the hydraulic cylinder control device B and the hydraulic cylinder control method of the present embodiment, the pressure reducing valves 36 and 37 are provided, and the covers 38, 38 ′, 39, and 39 ′ of the control valve 14 are attached to the hydraulic cylinders 9 (8, 10). The flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders 9 (8, 10) is controlled by selectively providing according to the magnitude of the load acting on the cylinder 14) and controlling the movement amount (stroke S, S ′) of the spool 14h. As compared with the conventional case where the flow rate of hydraulic oil is converted to pressure by the throttles 22 and 23, the risk of oil leakage is eliminated and the hydraulic cylinders 9 (8, 10) are controlled. Can be controlled.

また、このとき、ネガコン圧が急激に下がることを防止し、小流量で作動油を吐出していた油圧ポンプ１３が全開の出力に切り換わることがないようにして作動油の流量を制御できるため、絞り２２、２３によって作動油の流量を圧力に変換する従来の油圧シリンダ制御装置Ａと比較しエネルギー効率を向上させることが可能になる。さらに、油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷が変更される場合に減圧弁３６、３７の調整とカバー３８、３８’、３９、３９’の交換を行うという簡便な操作で容易に作動油の流量設定の変更を行うことが可能になる。 Further, at this time, the negative control pressure can be prevented from dropping sharply, and the hydraulic oil flow rate can be controlled so that the hydraulic pump 13 that has discharged the hydraulic oil at a small flow rate does not switch to the fully open output. Compared with the conventional hydraulic cylinder control device A that converts the flow rate of hydraulic oil into pressure by the throttles 22 and 23, energy efficiency can be improved. Further, when the load acting on the hydraulic cylinder 9 (8, 10) is changed, the pressure reducing valves 36, 37 are adjusted and the covers 38, 38 ', 39, 39' are exchanged easily. It is possible to change the oil flow rate setting.

なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、建設機械が油圧ショベル１であるものとし、この油圧ショベル１が標準フロント作業機４と長尺フロント作業機４’を付け替えて使用する特殊作業機であるものとして説明を行ったが、本発明の油圧シリンダ制御装置及び油圧シリンダ制御方法は、油圧ショベル１に限らず他の建設機械が具備する油圧シリンダの駆動を制御するために適用されてもよい。 In addition, this invention is not limited to said one Embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in this embodiment, it is assumed that the construction machine is the hydraulic excavator 1, and the hydraulic excavator 1 is a special work machine that is used by replacing the standard front work machine 4 and the long front work machine 4 ′. Although it performed, the hydraulic cylinder control apparatus and hydraulic cylinder control method of this invention may be applied in order to control the drive of the hydraulic cylinder with which not only the hydraulic shovel 1 but other construction machines are provided.

また、例えばバケット７をブレーカやクラッシャなど大重量のアタッチメントに付け替えて使用する油圧ショベル１や、アタッチメントの先端部にフックを装着し、ショベル仕様とクレーン仕様で使用される油圧ショベル１など、フロント作業機４（４’）の仕様形態に応じて油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさが変わる油圧ショベル１に適用されてもよく、この場合においても、本実施形態と同様、油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさに応じて減圧弁３６、３７によりパイロット圧を減圧させるとともに、コントロールバルブ１４に、規制部３８ａ、３８ａ’、３９ａ、３９ａ’の位置が異なる複数のカバー３８、３８’、３９、３９’から選択的にカバー３８、３８’、３９、３９’を設けることで、油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさに応じてスプール１４ｈのストロークＳ、Ｓ’を規定し作動油の流量を制御して、好適に油圧シリンダ９（８、１０）の駆動を制御することが可能である。 In addition, for example, a hydraulic excavator 1 that is used by replacing the bucket 7 with a heavy attachment such as a breaker or a crusher, or a hydraulic excavator 1 that is attached to the tip of the attachment and used for excavator specifications and crane specifications, etc. It may be applied to the hydraulic excavator 1 in which the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder 9 (8, 10) changes according to the specification form of the machine 4 (4 ′). In this case as well, as in this embodiment, The pilot pressure is reduced by the pressure reducing valves 36 and 37 according to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinders 9 (8, 10), and the positions of the restricting portions 38a, 38a ′, 39a, 39a ′ are located on the control valve 14. By providing the covers 38, 38 ′, 39, 39 ′ selectively from a plurality of different covers 38, 38 ′, 39, 39 ′, The strokes S and S ′ of the spool 14h are defined according to the magnitude of the load acting on the pressure cylinders 9 (8, 10) and the flow rate of the hydraulic oil is controlled to suitably drive the hydraulic cylinders 9 (8, 10). Can be controlled.

また、本実施形態では、一対のパイロット油路３４、３５にそれぞれ減圧弁３６、３７を設け、且つコントロールバルブ１４の両側端にそれぞれ取り付けた両長尺用カバー３８’、３９’に規制部３８ａ’、３９ａ’による流量調整機能が付与されているものとしたが、オペレーターが油圧シリンダ９（１０）を伸ばす方向に操作レバー１５を操作した際に、大重量のフロント作業機４’がその重量によって急激に作動することのみを防止したい場合には、他方のパイロット油路３５のみに減圧弁３７を設け、スプール１４ｈの他端部１４ｎ側のカバー３９のみを交換してスプール１４ｈのストロークを規定するようにしてもよい。よって、必ずしも一対のパイロット油路３４、３５にそれぞれ減圧弁３６、３７を設けなくてもよく、また、必ずしもコントロールバルブ１４の両側端側の一対のカバー３８、３９（３８’、３９’）を全て交換しなくてもよい。 Further, in the present embodiment, the pressure reducing valves 36 and 37 are provided in the pair of pilot oil passages 34 and 35, respectively, and the restricting portions 38a are attached to both long covers 38 'and 39' attached to both side ends of the control valve 14, respectively. It is assumed that the flow rate adjustment function by “, 39a” is given, but when the operator operates the operation lever 15 in the direction of extending the hydraulic cylinder 9 (10), the heavy front work machine 4 ′ has its weight. If only the other pilot oil passage 35 is to be prevented from being actuated suddenly, the pressure reducing valve 37 is provided, and only the cover 39 on the other end 14n side of the spool 14h is replaced to define the stroke of the spool 14h. You may make it do. Therefore, the pressure reducing valves 36 and 37 are not necessarily provided in the pair of pilot oil passages 34 and 35, and the pair of covers 38 and 39 (38 ′ and 39 ′) on both side ends of the control valve 14 are not necessarily provided. It is not necessary to exchange everything.

さらに、油圧ショベル１に標準フロント作業機４を搭載している場合には、減圧弁３６、３７でパイロット圧が減圧されないようにしておき、長尺フロント作業機４’に付け替える際に減圧弁３６、３７を調整し、油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさに応じてパイロット圧を減圧させるものとしたが、例えば図５に示すように、パイロット油路３４、３５に切換弁４３を介してバイパス油路４４、４５を設け、標準フロント作業機４を搭載している場合には、このバイパス油路４４、４５を通じてコントロールバルブ１４に減圧されていないパイロット圧を作用させ、長尺フロント作業機４’に付け替える際には、切換弁４３を操作して作動油の流路を切り換え、長尺フロント作業機４’の重量に応じて減圧弁３６、３７により減圧したパイロット圧をコントロールバルブ１４に作用させるようにしてもよい。この場合には、フロント作業機４、４’の付け替え時に（油圧シリンダ９（８、１０）に作用する負荷の大きさが変更される場合に）、コントロールバルブ１４のカバー３８、３８’、３９、３９’を交換するとともに、切換弁４３を切り換えるというより簡便な操作で、油圧シリンダ９（８、１０）に供給される作動油の流量を制御することが可能になる。 Further, when the standard excavator 4 is mounted on the excavator 1, the pilot pressure is not reduced by the pressure reducing valves 36 and 37, and the pressure reducing valve 36 is replaced when the long excavator 4 ′ is replaced. 37 is adjusted to reduce the pilot pressure in accordance with the load acting on the hydraulic cylinders 9 (8, 10). For example, as shown in FIG. When the bypass oil passages 44 and 45 are provided via the valve 43 and the standard front work machine 4 is mounted, an unreduced pilot pressure is applied to the control valve 14 through the bypass oil passages 44 and 45. When changing to the long front work machine 4 ′, the switching valve 43 is operated to switch the flow path of the hydraulic oil, and the pressure reducing valves 36 and 37 are switched according to the weight of the long front work machine 4 ′. Ri may be caused to act under reduced pressure pilot pressure to the control valve 14. In this case, when the front work machines 4 and 4 ′ are replaced (when the load acting on the hydraulic cylinders 9 (8 and 10) is changed), the covers 38, 38 ′, and 39 of the control valve 14 are used. , 39 ′ can be exchanged, and the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders 9 (8, 10) can be controlled by a simpler operation of switching the switching valve 43.

本発明の一実施形態に係る油圧シリンダ制御装置を示す図である。It is a figure showing a hydraulic cylinder control device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る油圧シリンダ制御装置のコントロールバルブを示した図であり、標準用カバーを設けた状態を示す図である。It is a figure showing a control valve of a hydraulic cylinder control device concerning one embodiment of the present invention, and is a figure showing the state where a standard cover was provided. 本発明の一実施形態に係る油圧シリンダ制御装置のコントロールバルブを示した図であり、長尺用カバーを設けた状態を示す図である。It is a figure showing a control valve of a hydraulic cylinder control device concerning one embodiment of the present invention, and is a figure showing the state where a long cover was provided. 本発明の一実施形態に係る油圧シリンダ制御装置によって油圧シリンダの駆動を制御する際の操作レバーの操作量とパイロット圧、スプールの移動量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the operation amount of an operation lever at the time of controlling the drive of a hydraulic cylinder by the hydraulic cylinder control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, pilot pressure, and the movement amount of a spool. 本発明の一実施形態に係る油圧シリンダ制御装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the hydraulic cylinder control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 油圧ショベルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a hydraulic excavator. 従来の油圧シリンダ制御装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional hydraulic cylinder control apparatus.

Explanation of symbols

１油圧ショベル
２下部走行体
３上部旋回体
４フロント作業機（標準フロント作業機）
４’ フロント作業機（長尺フロント作業機）
５ブーム
６アーム
７バケット
８ブームシリンダ（油圧シリンダ）
９アームシリンダ（油圧シリンダ）
１０バケットシリンダ（油圧シリンダ）
１１タンク
１２原動機
１３油圧ポンプ
１４コントロールバルブ
１４ａセンタバイパス
１４ｂ供給ポート
１４ｃ第１給排ポート
１４ｄ第２給排ポート
１４ｅ排出ポート
１４ｆバルブボディ
１４ｇスプール穴
１４ｈスプール
１４ｍスプールの端部（一端部）
１４ｎスプールの端部（他端部）
１５操作レバー
１６パイロットバルブ
１７戻し油路（第２戻し油路）
１８ネガコン絞り
１９ネガコン油路
２０ヘッド側給排油路
２１ロッド側給排油路
２２絞り
２３絞り
２４供給油路
２５リリーフバルブ
２６戻し油路（第１戻し油路）
２７パイロットポンプ
３０タンク油路
３１逆止弁
３２センタバイパス油路
３３戻し油路（第３戻し油路）
３４パイロット油路
３５パイロット油路
３６減圧弁
３７減圧弁
３８カバー（標準用カバー）
３８ａ標準カバーの規制部
３８’ カバー（長尺用カバー）
３８ａ’ 長尺カバーの規制部
３９カバー（標準用カバー）
３９ａ標準カバーの規制部
３９’ カバー（長尺用カバー）
３９ａ’ 長尺カバーの規制部
４０背室
４１背室
４２バネ
４３切換弁
４４バイパス油路
４５バイパス油路
Ａ従来の油圧シリンダ制御装置
Ｂ油圧シリンダ制御装置
Ｏ１スプールの軸線
Ｓスプールのストローク
Ｓ’ スプールのストローク
Ｔ１スプールの移動方向（一方向）
Ｔ２スプールの移動方向（他方向） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 2 Lower traveling body 3 Upper turning body 4 Front work machine (standard front work machine)
4 'front work machine (long front work machine)
5 Boom 6 Arm 7 Bucket 8 Boom cylinder (hydraulic cylinder)
9 Arm cylinder (hydraulic cylinder)
10 Bucket cylinder (hydraulic cylinder)
11 tank 12 prime mover 13 hydraulic pump 14 control valve 14a center bypass 14b supply port 14c first supply / discharge port 14d second supply / discharge port 14e discharge port 14f valve body 14g spool hole 14h spool 14m end of spool (one end)
14n End of spool (other end)
15 Operation lever 16 Pilot valve 17 Return oil passage (second return oil passage)
18 Negative control throttle 19 Negative control oil path 20 Head side supply / discharge oil path 21 Rod side supply / discharge oil path 22 Restriction 23 Restriction 24 Supply oil path 25 Relief valve 26 Return oil path (first return oil path)
27 Pilot pump 30 Tank oil passage 31 Check valve 32 Center bypass oil passage 33 Return oil passage (third return oil passage)
34 Pilot oil passage 35 Pilot oil passage 36 Pressure reducing valve 37 Pressure reducing valve 38 Cover (standard cover)
38a Standard cover regulating part 38 'cover (long cover)
38a 'Long cover regulating part 39 Cover (standard cover)
39a Standard cover regulating part 39 'cover (long cover)
39a 'Long cover regulating portion 40 Back chamber 41 Back chamber 42 Spring 43 Switching valve 44 Bypass oil passage 45 Bypass oil passage A Conventional hydraulic cylinder control device B Hydraulic cylinder control device O1 Spool axis S Spool stroke S' Spool Stroke T1 Spool movement direction (one direction)
T2 Spool moving direction (other direction)

Claims

A hydraulic cylinder control device for controlling the drive of a hydraulic cylinder of a construction machine,
A hydraulic pump that supplies hydraulic oil to the hydraulic cylinder, a control valve that is provided between the hydraulic cylinder and the hydraulic pump, and that controls the direction and flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder by moving the spool; and a control valve A pilot valve for outputting a pilot pressure for moving the spool of the control lever according to the operation amount of the operation lever,
The control valve is configured to include a valve body that slidably holds the spool, and a cover that is detachably provided on the valve body and that defines the spool stroke by the end of the spool coming into contact with the regulating portion. And
In the pilot oil passage connecting the pilot valve and the control valve, a pressure reducing valve for reducing the pilot pressure according to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder is provided.
The control valve is selectively provided with a cover for defining the spool stroke according to the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder, from a plurality of covers having different positions of the restricting portions so as to define different strokes of the spool. A hydraulic cylinder control device.

A hydraulic cylinder control method for controlling the drive of a hydraulic cylinder of a construction machine,
A hydraulic pump that supplies hydraulic oil to the hydraulic cylinder, a control valve that is provided between the hydraulic cylinder and the hydraulic pump, and that controls the direction and flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder by moving the spool; and a control valve Controlling the drive of the hydraulic cylinder by a hydraulic cylinder control device including a pilot valve that outputs a pilot pressure for moving the spool of the spool according to the operation amount of the operation lever,
When the load acting on the hydraulic cylinder is changed, the pilot pressure is reduced according to the load acting on the hydraulic cylinder by the pressure reducing valve provided in the pilot oil passage connecting the pilot valve and the control valve. As well as
The control valve cover, which is detachably provided on the valve body that slidably holds the spool and regulates the stroke of the spool by the end of the spool coming into contact with the regulating portion, is the magnitude of the load acting on the hydraulic cylinder. The hydraulic cylinder control method is characterized in that the flow of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder is controlled by replacing the cover with a different position of the restricting portion so as to regulate the stroke of the spool according to the above.