JP2010047983A5 - - Google Patents
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Description
本発明は油圧ショベルの油圧回路に関するものであり、特に、ブームとアームの複合操作時における作業能率を向上させることができる油圧ショベルの油圧回路に関するものである。 The present invention relates to a hydraulic circuit of a hydraulic excavator, and more particularly to a hydraulic circuit of a hydraulic excavator that can improve work efficiency during combined operation of a boom and an arm.
油圧ショベルにはブーム、アーム及びバケットと、これらを駆動するブームシリンダ、アームシリンダ及びバケットシリンダを含む油圧回路が搭載されている。そして、ネガティブコントロール(以下、「ネガコン」という。)方式の油圧回路においては、2つの油圧ポンプを備え、各油圧ポンプのセンタバイパス油路の最下流にネガコン絞りを設けてネガコン圧を発生させ、該ネガコン圧をポンプレギュレータに作用させることにより、前記油圧ポンプの吐出流量をネガティブ制御できるように構成されている。 The hydraulic excavator is equipped with a boom, an arm and a bucket, and a hydraulic circuit including a boom cylinder, an arm cylinder and a bucket cylinder for driving them. In a negative control (hereinafter referred to as “negative control”) type hydraulic circuit, two hydraulic pumps are provided, and a negative control throttle is provided at the most downstream of the center bypass oil passage of each hydraulic pump to generate negative control pressure. By applying the negative control pressure to the pump regulator, the discharge flow rate of the hydraulic pump can be negatively controlled.
図5は此種油圧ショベルの油圧回路の従来例を示す。1及び2は夫々可変容量型の油圧ポンプ1,2であって、各油圧ポンプ1,2のセンタバイパス油路10,11の上流側は油タンク3に接続されている。又、各センタバイパス油路10,11からはパラレル油路12,13が夫々分岐し、該パラレル油路13の途中には絞り27が設けられている。 FIG. 5 shows a conventional example of a hydraulic circuit of this type of excavator. Reference numerals 1 and 2 denote variable displacement hydraulic pumps 1 and 2, respectively. The upstream sides of the center bypass oil passages 10 and 11 of the hydraulic pumps 1 and 2 are connected to an oil tank 3. Further, parallel oil passages 12 and 13 are branched from the center bypass oil passages 10 and 11, respectively, and a throttle 27 is provided in the middle of the parallel oil passage 13.
更に、各センタバイパス油路10,11の途中には夫々複数の方向切換弁が接続されている。即ち、センタバイパス油路10にはブーム切換弁17とアーム1速切換弁18がタンデム接続され、且つ、センタバイパス油路11にはバケット切換弁14とブーム切換弁15とアーム2速切換弁16がタンデム接続されている。 Further, a plurality of directional control valves are connected to the center bypass oil passages 10 and 11 respectively. That is, the boom switching valve 17 and the arm first speed switching valve 18 are connected in tandem to the center bypass oil path 10, and the bucket switching valve 14, boom switching valve 15, and arm second speed switching valve 16 are connected to the center bypass oil path 11. Are connected in tandem.
又、センタバイパス油路10,11におけるアーム切換弁(1速、2速)18,16の下流側にはネガコン絞り8,9が夫々設けられていると共に、各ネガコン絞り8,9に生じるネガコン圧は、ネガコン圧回路6,7を介してポンプレギュレータ4,5にフィードバックされている。そして、該ポンプレギュレータ4,5は前記ネガコン圧に基づき傾転角を調整することにより、各油圧ポンプ1,2の吐出量を制御するように構成されている。 Further, the arm switching valve (first speed, second speed) in the center bypass oil path 10, 11 on the lower stream side of the 18, 16 together with the negative control throttle 8 and 9 are respectively provided, resulting in the negative control throttle 8,9 The negative control pressure is fed back to the pump regulators 4 and 5 via the negative control pressure circuits 6 and 7. The pump regulators 4 and 5 are configured to control the discharge amounts of the hydraulic pumps 1 and 2 by adjusting the tilt angle based on the negative control pressure.
而して、バケット操作レバー28をバケット閉じ側に操作すると、当該操作信号がバケット操作パイロットライン29を介してバケット切換弁14のバケット閉じパイロットポートに入力されて、該バケット切換弁14をバケット閉じ位置(イ)に切り換える。このため、バケット切換弁14の各流出口ポートはバケットシリンダ19に接続される。 Thus, when the bucket operating lever 28 is operated to the bucket closing side, the operation signal is input to the bucket closing pilot port of the bucket switching valve 14 via the bucket operation pilot line 29, and the bucket switching valve 14 is closed. Switch to position (A). For this reason, each outlet port of the bucket switching valve 14 is connected to the bucket cylinder 19.
また、ブーム操作レバー22をブーム上げ側に操作すると、当該操作信号がブーム操作パイロットライン24を介して前記ブーム切換弁15,17のブーム上げパイロットポートに入力されて、各ブーム切換弁15,17をブーム上げ位置(イ)に切り換える。このため、前記ブーム切換弁15,17の各流出口ポートはブームシリンダ20に接続される。 Further, when the boom operation lever 22 is operated to the boom raising side, the operation signal is input to the boom raising pilot ports of the boom switching valves 15 and 17 via the boom operation pilot line 24, and the boom switching valves 15 and 17. To the boom up position (A). Therefore, the outlet ports of the boom switching valves 15 and 17 are connected to the boom cylinder 20.
更に、アーム操作レバー23をアーム引き側に操作すると、その操作信号がアーム操作パイロットライン26,25を介してアーム切換弁16,18のアーム引きパイロットポートに入力されて、該アーム切換弁16,18をアーム引き位置(イ)に切り換える。このため、該アーム切換弁16,18の各流出口ポートはアームシリンダ21に接続される(例えば特許文献1,2参照)。
特許文献1記載の従来技術において、図6に示す如く、油圧ショベル40により水平引きを行うためにアーム引きとブーム上げの複合操作を同時に行うと、上記シリンダ駆動用の切換弁15〜18が全て作動位置(イ)に切り換わる。この場合、アーム45は自重落下するが、ブーム44には作業機械全体の負荷が作用する。 In the prior art described in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, at the same time it performs a combined operation of boom-up and-out arm pull in order to perform the horizontal pulling by the hydraulic excavator 40, the switching valve for the cylinder drive 15-18 Are all switched to the operating position (A). In this case, the arm 45 falls by its own weight, but the boom 44 is subjected to the load of the entire work machine.
このため、ブーム44の負荷圧はアーム45の負荷圧よりも高くなり、油圧ポンプ1の吐出油の殆どは、パラレル油路12を介してブームシリンダ20よりも低負荷のアームシリンダ21側に流れて供給される。一方、油圧ポンプ2の吐出油の殆どは、パラレル油路13に絞り27を設けているため、ブームシリンダ20に供給される。 For this reason, the load pressure of the boom 44 is higher than the load pressure of the arm 45, and most of the discharge oil of the hydraulic pump 1 flows to the arm cylinder 21 side having a lower load than the boom cylinder 20 through the parallel oil passage 12. Supplied. On the other hand, most of the oil discharged from the hydraulic pump 2, since the aperture 27 is provided in parallel fluid passage 13 is subjected fed to the boom cylinder 20.
ここで、ブーム上げ速度を最も必要とする箇所は、バケット46が地面に着地したA地点である(図6参照)が、水平引き動作中に、バケット46が地面に対して略直角になるB地点に接近するに従い、ブーム上げ速度を維持するための作動油が次第に不要になる。そして、バケット46がB地点を通過すると、ブーム44は上げ動作から下げ動作に移行する。 Here, parts having the greatest need boom-up speed is an A point where the bucket 46 is flat on the ground (see FIG. 6), in water Hirahiki operation, the bucket 46 is substantially perpendicular to the ground As the point B is approached, hydraulic oil for maintaining the boom raising speed gradually becomes unnecessary. When the bucket 46 passes through the point B, the boom 44 shifts from the raising operation to the lowering operation.
依って、オペレータはA地点ではブーム上げ動作をフルストローク操作するが、A地点通過後は、直ちにブーム操作レバー22を元の操作位置に戻し始める。本来であればブーム上げ動作で不要になった作動油は、アーム引き動作を効率良く行うために、アームシリンダ21側に多く供給すべきである。 Therefore, the operator performs a full stroke operation of the boom raising operation at the point A, but immediately after returning to the point A, the operator starts to return the boom operation lever 22 to the original operation position. Would otherwise hydraulic oil which becomes unnecessary in boom-up operation, in order to efficiently perform operations-out arm pull, it should be much supplied to the arm cylinder 21 side.
しかし、ブーム切換弁15のスプール開口特性は、図7に示すように、ストローク初期(レバー操作の初期)よりセンタバイパス開口PTを絞るように設定されている。これにより、ブームで吊り作業を行う際に、油圧ポンプ2からの吐出油のブリード量を極力抑えて、ブーム操作レバー22の微操作域においても吊り作業を高精度に行うことができる。 However, the spool opening characteristics of the boom switching valve 15, as shown in FIG. 7, is set to narrow the center bypass opening PT than the stroke initial (initial lever operation). Thereby, when performing the suspension work with the boom, the bleed amount of the discharged oil from the hydraulic pump 2 can be suppressed as much as possible, and the suspension work can be performed with high accuracy even in the fine operation region of the boom operation lever 22.
従って、A地点で直ちにブーム操作レバー22を戻しても、センタバイパス油路11は絞られたままであり、しかも、パラレル油路13には絞り27を設けているため、ブーム上げ動作で不要になった作動油を、アームシリンダ21のほうに直ちに流入させることはできない。 Therefore, even if the boom control lever 22 is immediately returned at the point A, the center bypass oil passage 11 remains restricted, and the parallel oil passage 13 is provided with the restrictor 27, so that it is not necessary for the boom raising operation. It is not possible to immediately cause the hydraulic oil to flow into the arm cylinder 21.
その結果、水平引き作業時にアーム速度がアップしないばかりか、前記絞り27における圧油の発熱によってヒートバランスが崩れると共に、エンジン消費馬力が増加して燃費性能を悪化させるという問題があった。 As a result, either the arm speed during horizontal pulling work is just not up, the with heat balance by the heat generation of the pressure oil in the diaphragm 27 collapses, the engine horse power consumption is disadvantageously worsen the fuel efficiency increases.
ここで、上記ブーム上げで不要になった作動油がアームシリンダ21側に流れるようにするためには、パラレル油路13に設けた絞り27を取り除くことが考えられる。しかし、前記絞り27を取り除くと、水平引き初期に油圧ポンプ2の吐出油がアームシリンダ21のほうに多く流れ込むようになる。その結果、ブーム上げが行い難くなって水平引きの作業が不可能になる。 Here, it is conceivable to remove the throttle 27 provided in the parallel oil passage 13 so that the hydraulic oil that is no longer necessary when the boom is raised flows to the arm cylinder 21 side. However, when removing the diaphragm 27, oil discharged from the hydraulic pump 2 becomes to flow more towards the arm cylinder 21 to horizontal pull early. As a result, it is impossible to work in the water flat argument is difficult to perform the boom-up.
上記問題を解消するため、前記絞り27を可変絞りに変更し、ポンプ吐出圧等を検出して、その検出結果に基づいて電磁比例弁を動作させることで、該可変絞りを制御してブーム上げを安定的に行う技術も提案されている(特許文献2参照)。し
かし、この場合は、部品点数が多くなり高価な電磁比例弁を必要とし、コストアップを招くため実用的ではない。
In order to solve the above problem, the throttle 27 is changed to a variable throttle, the pump discharge pressure and the like are detected, and the electromagnetic proportional valve is operated based on the detection result, thereby controlling the variable throttle and raising the boom. A technique for stably performing the above has also been proposed (see Patent Document 2). However, in this case, the number of parts increases and an expensive electromagnetic proportional valve is required, which increases the cost and is not practical.
そこで、安定したブーム上げを確保しつつ水平引きの作業効率をアップさせ、且つ、ヒートバランス及び燃費を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, there is a technical problem to be solved in order to improve the horizontal pulling work efficiency while ensuring stable boom raising, and to improve the heat balance and fuel consumption, and the present invention solves this problem. The purpose is to do.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、油圧ポンプに連通するセンタバイパス油路にブーム切換弁とアーム2速切換弁をタンデムに接続し、且つ、前記センタバイパス油路から分岐するパラレル油路に前記ブーム切換弁と前記アーム2速切換弁をパラレル接続して成る油圧ショベルの油圧回路において、ブーム上げ操作量に基づいて前記アーム2速切換弁のスプールストロークを制御するストローク制御手段を設け、ブーム上げ操作量が設定値以上である時には前記スプールストロークを制限し、且つ、ブーム上げ操作量が設定値以下になった時には前記スプールストロークの制限を解除するように構成したことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路を提供する。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is characterized in that a boom switching valve and an arm second speed switching valve are connected in tandem to a center bypass oil passage communicating with a hydraulic pump. Further, in the hydraulic circuit of a hydraulic excavator in which the boom switching valve and the arm second speed switching valve are connected in parallel to the parallel oil path branched from the center bypass oil path, the arm second speed switching is performed based on the boom raising operation amount. Stroke control means for controlling the spool stroke of the valve is provided to limit the spool stroke when the boom raising operation amount is equal to or greater than a set value, and to limit the spool stroke when the boom raising operation amount is equal to or less than the set value. A hydraulic circuit for a hydraulic excavator is provided that is configured to release
この構成によれば、ブーム上げ操作量に基づいてアーム2速切換弁のスプールストロークを制御するストローク制御手段を設けたことにより、ブーム上げとアーム引きを同時に操作した際、ブーム上げ操作量が設定値以上であるときには、アーム2速切換弁のスプールストロークが制限されるので、アーム2速切換弁の開口面積が絞られる。そして、ブーム操作レバーが戻されてブーム上げ操作量が設定値以下になると、アーム2速切換弁のストローク制限が解除されるため、アーム2速切換弁はアーム引き操作量に相当するスプールストロークになるように切り換えられる。 According to this configuration, by providing the stroke control means for controlling the spool stroke of the arm second speed selector valve on the basis of the boom raising operation amount, the time of operating the-out boom raising and arm pulling simultaneously, the boom raising operation amount Is equal to or greater than the set value, the spool stroke of the arm 2-speed switching valve is limited, so that the opening area of the arm 2-speed switching valve is reduced. When the boom raising operation amount by the boom operating lever is returned is below the set value, the stroke limit of the arm second speed selector valve is released, the arm second speed selector valve corresponds to an operation amount-out arm pull spool Switch to stroke.
請求項2記載の発明は、上記ストローク制御手段が、ブーム上げ操作量により作動するパイロット式減圧弁であって、該パイロット式減圧弁の2次圧は、上記アーム2速切換弁のパイロットポートに作用して該アーム2速切換弁のスプールストロークを制御するように構成したことを特徴とする請求項1記載の油圧ショベルの油圧回路を提供する。 The invention according to claim 2 is the pilot type pressure reducing valve in which the stroke control means is operated by the boom raising operation amount, and the secondary pressure of the pilot pressure reducing valve is applied to the pilot port of the arm second speed switching valve. 2. The hydraulic circuit for a hydraulic excavator according to claim 1, wherein the hydraulic stroke circuit is configured to operate and control a spool stroke of the second speed switching valve of the arm.
この構成によれば、ブーム上げとアーム引きを同時に操作した際、ブーム上げ操作量が設定値以上である時には、パイロット式減圧弁による減圧作用がアーム2速切換弁のパイロットポートに入力されて、該アーム2速切換弁のスプールストロークが制限される。そして、ブーム上げ操作量が設定値以下になると、パイロット式減圧弁による減圧作用が低下するため、前記スプールストロークの制限が解除される。 According to this arrangement, when the manipulating-out boom raising and arm pulling simultaneously to when the boom raising operation amount is equal to or greater than a set value, pressure reducing action of the pilot pressure reducing valve is inputted to the pilot port of the arm second speed selector valve Thus, the spool stroke of the arm second speed switching valve is limited. When the boom raising operation amount becomes equal to or less than the set value, the pressure reducing action by the pilot type pressure reducing valve is reduced, so that the restriction of the spool stroke is released.
請求項3記載の発明は、上記ストローク制御手段が、上記アーム2速切換弁のパイロットポートに2次圧が作用する電磁比例減圧弁と、アーム引きパイロット圧及びブーム上げパイット圧を夫々検出する2つの圧力センサと、該圧力センサからの検知信号に基づいて前記電磁比例減圧弁の2次圧を制御するコントローラとから成り、該コントローラは、ブーム上げパイット圧が設定値以上の時には前記アーム2速切換弁のスプールストロークを制限するように前記電磁比例減圧弁の2次圧を制御し、且つ、ブーム上げパイット圧が設定値以下になった時には前記電磁比例減圧弁の2次圧がアーム引きパイロット圧と同等になるように制御することを特徴とする請求項1記載の油圧ショベルの油圧回路を提供する。 According to a third aspect of the invention, the stroke control means, and the electromagnetic proportional reducing valve secondary pressure to a pilot port of the arm second speed selector valve acts, the arm pull-out pilot pressure and the boom raising Paitto pressure respectively detected And a controller that controls a secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve based on a detection signal from the pressure sensor, and the controller is configured to control the arm when the boom raising pit pressure is equal to or higher than a set value. The secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve is controlled so as to limit the spool stroke of the 2-speed switching valve, and the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve is reduced when the boom raising pit pressure becomes lower than the set value. to provide a hydraulic circuit of a hydraulic excavator according to claim 1, wherein the controller controls so as to equal to the beam pull-out pilot pressure.
この構成によれば、ブーム上げとアーム引きを同時に操作した際、アーム引きパイロット圧及びブーム上げパイット圧は2つの圧力センサに夫々検知され、該検知信号はコントローラに入力される。そして、コントローラは該検知信号に基づいて電磁比例減圧弁の2次圧を調整して、アーム2速切換弁のスプールストロークを制御する。 According to this arrangement, when the manipulating-out boom raising and arm pulling simultaneously, arm pull-out pilot pressure and the boom raising Paitto pressure is respectively detected two pressure sensors, the detection signal is input to the controller. The controller adjusts the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve based on the detection signal to control the spool stroke of the arm second speed switching valve.
即ち、ブーム上げパイット圧が設定値以上の時には前記アーム2速切換弁のスプールストロークを制限するように電磁比例減圧弁の2次圧を制御し、且つ、ブーム上げパイット圧が設定値以下になった時には前記電磁比例減圧弁の2次圧がアーム引きパイロット圧と同等になるように制御する。従って、ブーム上げとアーム引きの複合操作時に、ブーム上げパイット圧が設定値以下になると、アーム引き操作量に対応してアーム2速切換弁のスプールストロークが増大する。 That is, when the boom raising pit pressure is equal to or higher than the set value, the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve is controlled so as to limit the spool stroke of the arm second speed switching valve, and the boom raising pit pressure becomes lower than the set value. secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve is controlled to be equal to the arm Technology of pilot pressure when the. Therefore, the boom raising and arm pulling Kino during the combined operation, the boom-raising Paitto pressure falls below a specified value, corresponding to the operation amount-out arm pull spool stroke of the arm second speed selector valve is increased.
請求項4記載の発明は、アーム引きの負荷圧が設定値以上の場合には、上記アーム2速切換弁のスプールストロークの制御が行われないように構成したことを特徴とする請求項1,2又は3記載の発油圧ショベルの油圧回路を提供する。 Claim invention of claim 4, when arm pulling Kino load pressure is equal to or greater than the set value, characterized by being configured so that the control spool stroke of the arm second speed selector valve is not carried out A hydraulic circuit for a hydraulic excavator as described in 1, 2 or 3 is provided.
この構成によれば、アーム引きの負荷圧が設定値以上の場合には、ストローク制御手段(パイロット式減圧弁、電磁比例減圧弁)によるアーム2速切換弁のスプールストロークの制御は停止され、通常の油圧制御によりアームが作動する。 According to this arrangement, when the arm pulling Kino load pressure is equal to or greater than the set value, the stroke control means (pilot type pressure reducing valve, electromagnetic proportional pressure reducing valve) controls the spool stroke of the arm second speed selector valve according to is stopped The arm is operated by normal hydraulic control.
請求項1記載の発明は、ブーム上げとアーム引きを同時に操作した際に、ブーム上げの操作レバーを元の位置を戻し始めると、アーム2速切換弁の開口面積が増加するので、アームシリンダに流入する作動油が増加し、アーム引きの作業速度がアップすると同時に、従来例の如き絞りによる発熱が生ぜずヒートバランス性能が向上する。更に、エンジン消費馬力が低減して燃費性能も向上する。 First aspect of the present invention, when operating the-out boom raising and arm pulling simultaneously and begins returning to its original position the operating lever of the boom-up, since the opening area of the arm second speed selector valve is increased, the arm hydraulic oil increases flowing into the cylinder, at the same time arm pull-outs working speed is up, the heat generated by such aperture conventional improves heat balance performance not occur. Furthermore, engine power consumption is reduced and fuel efficiency is improved.
請求項2記載の発明は、ブーム上げ操作量を直接入力して作動するパイロット式減圧弁によりアーム2速切換弁のスプールストロークが制御されるので、請求項1記載の発明の効果に加えて、構成が簡単でありながら、アーム2速切換弁のスプールストロークの切換制御をより迅速に行うことができる。又、従来例に比して部品点数が少なくて済み、高価な電磁比例弁が不要であるので、製作コストの低減化が図られる。 In the invention according to claim 2, in addition to the effect of the invention according to claim 1, since the spool stroke of the arm second speed switching valve is controlled by the pilot type pressure reducing valve operated by directly inputting the boom raising operation amount. Although the configuration is simple, the switching control of the spool stroke of the arm second speed switching valve can be performed more quickly. Further, since the number of parts is smaller than that of the conventional example and an expensive proportional solenoid valve is not required, the manufacturing cost can be reduced.
請求項3記載の発明では、コントローラはアーム引きパイロット圧及びブーム上げパイット圧の信号に基づき電磁比例減圧弁の2次圧を調整して、アーム2速切換弁のスプールストロークを制御するので、請求項1記載の発明の効果に加えて、コントローラから電磁比例減圧弁に出力される電気信号により電磁比例減圧弁の2次圧を正確に調整できるので、アーム2速切換弁のスプールストロークを一層精度良く制御することができる。 In the invention of claim 3, wherein the controller adjusts the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve based on a signal arm Technology of the pilot pressure and the boom raising Paitto pressure, and controls the spool stroke of the arm second speed selector valve In addition to the effect of the first aspect of the invention, the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve can be accurately adjusted by an electric signal output from the controller to the electromagnetic proportional pressure reducing valve. Control can be performed with higher accuracy.
請求項4記載の発明は、アーム引きの負荷圧が設定値以上に上昇すると、ストローク制御手段によるアーム2速切換弁のスプールストローク制御が停止するので、請求項1,2又は3記載の発明の効果に加えて、通常の油圧制御に従ってアーム引き作業を効率良く行うことができる。 The invention of claim 4, wherein, when the arm pulling Kino load pressure rises above the set value, the spool stroke control arm second speed selector valve according to the stroke control means is stopped, according to claim 1, wherein in addition to the effect of the invention, it is possible to efficiently perform the work-out arm pull according to the normal hydraulic control.
本発明は、安定したブーム上げを確保しつつアーム引きの作業効率をアップさせ、且つ、ヒートバランス及び燃費を向上させるという目的を達成するために、油圧ポンプに連通するセンタバイパス油路にブーム切換弁とアーム2速切換弁をタンデムに接続し、且つ、前記センタバイパス油路から分岐するパラレル油路に前記ブーム切換弁と前記アーム2速切換弁をパラレル接続して成る油圧ショベルの油圧回路において、ブーム上げ操作量に基づいて前記アーム2速切換弁のスプールストロークを制御するストローク制御手段を設け、ブーム上げ操作量が設定値以上である時には前記スプールストロークを制限し、且つ、ブーム上げ操作量が設定値以下になった時には前記スプールストロークの制限を解除するように構成したことにより実現した。 The present invention, while ensuring a stable boom raising was up arm pull-outs work efficiency, and, in order to achieve the object of improving the heat balance and fuel consumption, the center bypass oil passage communicating the hydraulic pump Hydraulic pressure of a hydraulic excavator in which a boom switching valve and an arm second speed switching valve are connected in tandem, and the boom switching valve and the arm second speed switching valve are connected in parallel to a parallel oil path branched from the center bypass oil path. The circuit is provided with stroke control means for controlling the spool stroke of the second speed switching valve of the arm on the basis of the boom raising operation amount, the spool stroke is limited when the boom raising operation amount is a set value or more, and the boom raising is performed. Realized by releasing the restriction of the spool stroke when the manipulated variable falls below the set value. It was.
以下、本発明の好適な一実施例を図1乃至図3に従って説明する。図1は本実施例に係る油圧ショベル40を示す側面図である。同図に示すように、下部走行体41上には旋回機構42を介して上部旋回体43が搭載され、又、該上部旋回体43にはブーム44、アーム45及びバケット46と、これらを駆動するブームシリンダ20、アームシリンダ21及びバケットシリンダ19等の油圧シリンダ並びにキャビン47が搭載されている。 A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator 40 according to this embodiment. As shown in the figure, an upper swing body 43 is mounted on the lower traveling body 41 via a swing mechanism 42. The upper swing body 43 drives a boom 44, an arm 45, a bucket 46, and these. A hydraulic cylinder such as a boom cylinder 20, an arm cylinder 21 and a bucket cylinder 19, and a cabin 47 are mounted.
図2は油圧ショベル40の油圧回路を示す。本実施例は、ネガコン方式の油圧回路に適用したものであって、2つの可変容量型の油圧ポンプ1,2を備え、各油圧ポンプ1,2のセンタバイパス油路10,11の最下流にネガコン絞り8,9を設けてネガコン圧を発生させ、該ネガコン圧をポンプレギュレータ4,5に作用させることにより、各油圧ポンプ1,2の吐出流量をネガティブ制御するように構成されている。尚、図5に示した従来例と同一の構成部分にはそれと同一の符号を付してその説明を省略するものとする。 FIG. 2 shows a hydraulic circuit of the excavator 40. The present embodiment is applied to a negative control type hydraulic circuit, and includes two variable displacement type hydraulic pumps 1 and 2, and is provided at the most downstream of the center bypass oil passages 10 and 11 of the hydraulic pumps 1 and 2. Negative control throttles 8 and 9 are provided to generate a negative control pressure, and the negative control pressure is applied to pump regulators 4 and 5 to negatively control the discharge flow rates of the hydraulic pumps 1 and 2. It should be noted that the same components as those in the conventional example shown in FIG.
本実施例では、従来例の油圧回路に設置した絞り(図5の符号27)をパラレル油路13から取り除き、その代わりにパイロット式減圧弁30をアーム2速切換弁16のアーム引きパイロットライン26に介在させ、且つ、該パイロット式減圧弁30のパイロットポートにブーム上げパイロットライン24から分かれた分岐路24Aに接続させている。該パイロット式減圧弁30は、アーム2速切換弁16のスプールストロークを制御するストローク制御手段として機能する。 In this embodiment, removing the diaphragm installed in the hydraulic circuit of the conventional example (reference numeral 27 in FIG. 5) from the parallel fluid passage 13,-out arm pull arm second speed selector valve 16 a pilot type pressure reducing valve 30 and instead the pilot A pilot port of the pilot type pressure reducing valve 30 is interposed in the line 26 and connected to a branch path 24A separated from the boom raising pilot line 24. The pilot pressure reducing valve 30 functions as a stroke control means for controlling the spool stroke of the arm second speed switching valve 16.
更に、アーム引き時におけるアーム2速切換弁16のスプール開口特性は、図3に示すように設定されている。即ち、アーム2速切換弁16のPCポート開口面積Qは、アーム2速切換弁16のスプールがアーム引き初期のストローク位置Bに到達するまでは上記従来例の絞り27の開口面積と同一の面積Aを有するように設定されている。そして、アームスプールが前記位置Bを経過した領域では、アーム2速切換弁16のPCポート開口面積Qの増加度合が次第に拡大するように設定されている。 Further, the spool opening characteristics of the arm second speed selector valve 16 in the time-out arm pull is set as shown in FIG. That, PC port opening area Q of the arm second speed selector valve 16 is identical to the opening area of the conventional diaphragm 27 to the spool of the arm second speed selector valve 16 reaches the arm Technology of initial stroke position B Is set to have an area A. And in the area | region where the arm spool passed the said position B, the increase degree of PC port opening area Q of the arm 2 speed switching valve 16 is set so that it may expand gradually.
したがって、パイロット式減圧弁30の2次圧は、アーム2速切換弁16でアーム引き操作を行っても、所定値以上のブーム上げパイロット圧が作用している場合には、アーム2速切換弁16のスプールが前記位置Bにてストローク規制される。そして、ブーム上げパイロット圧が所定値を下回った場合に初めて前記ストローク規制が解除され、アーム2速切換弁16のスプールが前記位置Bを越えてストロークできるようになる。 Therefore, the secondary pressure of the pilot type pressure reducing valve 30, even if the operation-out arm pull in the arm second speed selector valve 16, if the boom raising pilot pressure less than a predetermined value is applied, the arm second speed The stroke of the spool of the switching valve 16 is restricted at the position B. The stroke restriction is released only when the boom raising pilot pressure falls below a predetermined value, and the spool of the arm second speed switching valve 16 can stroke beyond the position B.
上記の如く構成することで、水引き初期ではアーム2速切換弁16のスプールの操作が前記位置Bにてストロークが規制されるため、アーム2速切換弁16のPCポートがパラレル油路13に対して絞り制御機能を発揮し、アーム引きとブーム上げ動作の双方がスムーズに行われる。 By configuring as described above, since the stroke of the spool operation of the arm second speed switching valve 16 is restricted at the position B at the initial stage of water drawing, the PC port of the arm second speed switching valve 16 is connected to the parallel oil passage 13. to demonstrate the aperture control function for both the boom-up operation is carried out smoothly and-out arm pull.
又、上記図6に示したように、上記複合操作時にバケット46が地面に着地した後に、オペレータがブーム操作レバー22を元の操作位置に戻し始めると、パイロット式減圧弁30によるアーム2速切換弁16に対する減圧作用が次第に低下するようになる。そのため、水平引き初期にストロークが規制されていたアーム2速切換弁16のスプールは、前記位置Bを越えて移動して、最終的にはフルストロークできるようになる。 As shown in FIG. 6, when the operator starts to return the boom operation lever 22 to the original operation position after the bucket 46 has landed on the ground during the combined operation, the second speed switching by the pilot type pressure reducing valve 30 is performed. The pressure reducing action on the valve 16 gradually decreases. Therefore, the spool of the horizontal pull arm second speed selector valve 16 that initially the stroke has been regulated, move beyond the position B, and finally will be able to full stroke.
依って、ブーム操作レバー22を戻し始めると、アーム2速切換弁16のPCポート開口面積Qが次第に増加し始めるので、ブームシリンダ20に向かう圧油の流量が減少すると同時に、アームシリンダ21に向かう圧油の流量が増加する。従って、水平引きの作業速度がアップすると共に、従来例の如き絞りによる発熱がなくなりヒートバランス
が良好に維持され、且つ、燃費の性能が著しく向上する。
更に、従来例に比し部品点数が少なくて済み製作コストの削減化が図られる。又、構成が簡単でありながら、アーム2速切換弁16のスプールストロークの切換制御をより迅速に行うことができる。
Therefore, when the boom operation lever 22 starts to be returned, the PC port opening area Q of the arm second speed switching valve 16 starts to increase gradually, so that the flow rate of pressure oil toward the boom cylinder 20 decreases and at the same time toward the arm cylinder 21. Pressure oil flow increases. Therefore, the operating speed of the horizontal pull is up, heat balance eliminates heat generated by such squeezing the prior art are favorably maintained, and fuel consumption performance is significantly improved.
Further, the number of parts is smaller than that of the conventional example, and the manufacturing cost can be reduced. Further, the spool stroke switching control of the arm second speed switching valve 16 can be performed more quickly while the configuration is simple.
図4は、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、アーム2速切換弁16のスプールストロークを制御するストローク制御手段が、アーム2速切換弁16のパイロットポートに2次圧が作用する電磁比例減圧弁31と、アーム引きパイロット圧及びブーム上げパイット圧を夫々検出する2つの圧力センサ34,35と、該圧力センサ34,35からの検知信号に基づいて電磁比例減圧弁31の2次圧を制御するコントローラ33とから成り、ブーム上げパイット圧が設定値以上の時にはアーム2速切換弁16のスプールストロークを制限するように電磁比例減圧弁31の2次圧を制御し、且つ、ブーム上げパイット圧が設定値以下になった時には電磁比例減圧弁31の2次圧がアーム引きパイロット圧と同等になるように制御することを特徴とする。
本実施例では、図2に示した上記パイロット式減圧弁30に代えて電磁比例減圧弁31を設けている。そして、電磁比例減圧弁31の流入口側ポートは油圧ポンプ36に接続されていると共に、電磁比例減圧弁31は、コントローラ33からの指令信号(電流信号)に応じて減圧作用を発揮し、該電磁比例減圧弁31の2次圧は、アーム2速切換弁16のパイロットポートに作用するように構成されている。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. This example, stroke control means for controlling the spool stroke of the arm second speed selector valve 16, the solenoid proportional pressure reducing valve 31 acting secondary pressure to the pilot port of the arm second speed selector valve 16,-out arm pull pilot Two pressure sensors 34 and 35 for detecting the pressure and the boom raising pit pressure, respectively, and a controller 33 for controlling the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 based on the detection signals from the pressure sensors 34 and 35, The secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is controlled so as to limit the spool stroke of the arm second speed switching valve 16 when the boom raising pit pressure is equal to or higher than the set value, and the boom raising pit pressure is less than the set value. sometimes secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 and controls to be equivalent to the arm Technology of pilot pressure.
In this embodiment, an electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is provided instead of the pilot pressure reducing valve 30 shown in FIG. Then, the inlet side port of the solenoid proportional pressure reducing valve 31 is connected to the hydraulic pump 36, electric磁比example pressure reducing valve 31 exerts a pressure reducing action in response to a command signal from the controller 33 (current signals), The secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is configured to act on the pilot port of the arm second speed switching valve 16.
さらに、コントローラ33にはアーム操作レバー用圧力センサ34と、ブーム操作レバー用圧力センサ35とが接続されている。該アーム操作レバー用圧力センサ34は、アーム操作レバー23の水平引き操作時に発生するアーム引きパイロットライン25の圧力を検出し、又、ブーム操作レバー用圧力センサ35は、ブーム操作レバー22の上げ操作時に発生するブーム上げパイロットライン24の圧力を検出する。これにより、コントローラ33は、前記圧力センサ34,35からの検知信号に基づいて、電磁比例減圧弁31の2次圧を次の如く制御する。 Further, an arm operating lever pressure sensor 34 and a boom operating lever pressure sensor 35 are connected to the controller 33. The arm control lever for the pressure sensor 34 detects the pressure of the arm pull-out pilot line 25 which occurs during the horizontal pulling operation of the arm operation lever 23, also, the boom operating lever for the pressure sensor 35, the boom operation lever 22 The pressure of the boom raising pilot line 24 generated during the raising operation is detected. As a result, the controller 33 controls the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 based on the detection signals from the pressure sensors 34 and 35 as follows.
即ち、ブーム上げパイロット圧が設定圧以上である場合は、アーム操作レバー23でアーム引きをフルストローク操作しても、アーム2速切換弁16のスプールが前記図3中のストローク位置B以上移動しないように、電磁比例減圧弁31の2次圧を制御する。そして、ブーム上げパイロット圧が設定圧以下となったときには、電磁比例減圧弁31の2次圧が、アーム引きパイロット圧と同等になるように制御する。 That is, when the boom raising pilot pressure is set pressure, the arm at the operating lever 23 a-out arm pull and full stroke operation, the spool of the arm second speed selector valve 16 is higher stroke position B in FIG. 3 The secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is controlled so as not to move. When the boom raising pilot pressure becomes lower set pressure, the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is controlled to be equal to the arm Technology of pilot pressure.
従って、本実施例においては、コントローラ33で動作制御される電磁比例減圧弁31が、前記実施例に係るパイロット式減圧弁30と同等の機能を有するので、前記実施例と同様の作用効果を奏し得る。即ち、ブーム上げとアーム引きを同時に操作した際、ブーム上げ操作量(ブーム上げパイロット圧)が設定値以上であるときには、アーム2速切換弁16の水平引きレバー操作の初期におけるスプールのストローク量が規制される。 Therefore, in this embodiment, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 whose operation is controlled by the controller 33 has a function equivalent to that of the pilot pressure reducing valve 30 according to the above embodiment. obtain. That is, the time of operating the-out boom raising and arm pulling simultaneously, the spool stroke of the early horizontal pulling lever arm second speed selector valve 16 when the boom raising operation amount (boom raising pilot pressure) is equal to or greater than a set value The amount is regulated.
依って、アーム2速切換弁16のスプールを操作しても、アーム引き操作量に相当するストロークが得られず、結果として、アーム2速切換弁16のPCポートの開口面積が絞られる。そして、ブーム操作レバー22が戻されてブーム上げ操作量が設定値以下になると、アーム2速切換弁16のストローク規制が解除され、アーム引き操作量に相当するストロークが得られる。 Depending, even by operating the spool of the arm second speed selector valve 16, can not be obtained stroke corresponding to the operation amount-out arm pull, as a result, the opening area of the PC port of the arm second speed selector valve 16 is throttled . When the boom raising operation amount by the boom operation lever 22 is returned it is below the set value, the stroke restricting arm second speed selector valve 16 is released, the stroke can be obtained which corresponds to the arm pull-out operation amount.
このように、ブーム上げとアーム引きを同時に操作した際に、ブーム操作レバー22を元の操作位置を戻し始めると、電磁比例減圧弁31の2次圧がアーム引きパイロット圧と同等になるように制御される。それゆえ、アーム引き操作量に相当するスト
ローク量にスプールが移動できるように、アーム2速切換弁16を切り換えるので、アーム2速切換弁16のPCポートの開口面積が図3のスプール開口特性に従って増加する。
Thus, when operating the-out boom raising and arm pulling At the same time, the boom operating lever 22 starts to return the original operating position, equivalent to the secondary pressure arm pull-out pilot pressure proportional solenoid pressure reducing valve 31 It is controlled to become. Thus, as the spool can move stroke amount corresponding to an operation amount-out arm pull, because switching the arm second speed selector valve 16, the opening area of the PC port of the arm second speed selector valve 16 in Figure 3 the spool opening Increases according to characteristics.
そのため、アームシリンダ21への作動油の流入量が急に増加し、アーム引きの作業速度がアップする。加えて、従来の如き発熱が生じないのでヒートバランス性能が向上し、且つ、エンジン消費馬力が低減して燃費性能も向上する。 Therefore, inflow of hydraulic fluid to the arm cylinder 21 increases abruptly, arm pull-outs working speed is up. In addition, since heat generation as in the conventional case does not occur, the heat balance performance is improved, and the engine consumption horsepower is reduced and the fuel consumption performance is also improved.
本実施例では、コントローラ33から電磁比例減圧弁31に出力される電気信号により電磁比例減圧弁31の2次圧を正確に調整できるので、アーム2速切換弁16のスプールストロークを一層精度良く制御することができる。 In this embodiment, the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 can be accurately adjusted by an electric signal output from the controller 33 to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31, so that the spool stroke of the arm second speed switching valve 16 can be controlled with higher accuracy. can do.
上記2つの実施例においては、パイロット式減圧弁30又は電磁比例減圧弁31等によるスプールストローク制御は、アーム引きの負荷圧が設定値以上の場合には停止するように構成されている。このため、アーム引きの負荷圧が設定値以上に上昇すると、アーム2速切換弁16のスプールストローク制御が行われないので、通常の油圧制御(上記スプールストロークが規制されない制御)に従ってアーム引き作業を効率良く行うことができる。 In the above two embodiments, the spool stroke control by pilot type pressure reducing valve 30 or the solenoid proportional pressure reducing valve 31 or the like is configured to stop when arm pulling Kino load pressure is equal to or greater than the set value. Therefore, when the arm pulling Kino load pressure rises above the set value, the spool stroke control arm second speed selector valve 16 is not performed, arm according to the normal hydraulic control (control the spool stroke is not restricted) it is possible to perform the pull-out work efficiently.
上記実施例ではネガティブコントロール方式の油圧回路を採択したが、ポジティブコントロール方式の油圧回路に適用しても上記同様の効果が得られる。 In the above embodiment, the negative control type hydraulic circuit is adopted, but the same effect as described above can be obtained even when applied to the positive control type hydraulic circuit.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
1 油圧ポンプ
2 油圧ポンプ
10 センタバイパス油路
11 センタバイパス油路
12 パラレル油路
13 パラレル油路
14 バケット切換弁
15 ブーム切換弁
16 アーム2速切換弁
17 ブーム切換弁
18 アーム1速切換弁
19 バケットシリンダ
20 ブームシリンダ
21 アームシリンダ
22 ブーム操作レバー
23 アーム操作レバー
28 バケット操作レバー
30 パイロット式減圧弁(ストローク制御手段)
31 電磁比例減圧弁(ストローク制御手段)
34 圧力センサ(ストローク制御手段)
35 圧力センサ(ストローク制御手段)
33 コントローラ(ストローク制御手段)
40 油圧ショベル
44 ブーム
45 アーム
46 バケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic pump 2 Hydraulic pump 10 Center bypass oil path 11 Center bypass oil path 12 Parallel oil path 13 Parallel oil path 14 Bucket switching valve 15 Boom switching valve 16 Arm 2 speed switching valve 17 Boom switching valve 18 Arm 1 speed switching valve 19 Bucket Cylinder 20 Boom cylinder 21 Arm cylinder 22 Boom operation lever 23 Arm operation lever 28 Bucket operation lever 30 Pilot pressure reducing valve (stroke control means)
31 Electromagnetic proportional pressure reducing valve (stroke control means)
34 Pressure sensor (stroke control means)
35 Pressure sensor (stroke control means)
33 Controller (Stroke control means)
40 Excavator 44 Boom 45 Arm 46 Bucket
Claims (4)
ブーム上げ操作量に基づいて前記アーム2速切換弁のスプールストロークを制御するストローク制御手段を設け、前記ブーム上げ操作量が設定値以上である時には前記スプールストロークを制限し、且つ、ブーム上げ操作量が設定値以下になった時には前記スプールストロークの制限を解除するように構成したことを特徴とする油圧ショベルの油圧回路。 A boom switching valve and an arm second speed switching valve are connected in tandem to a center bypass oil path communicating with the hydraulic pump, and the boom switching valve and the arm second speed switching valve are connected to a parallel oil path branched from the center bypass oil path. In the hydraulic circuit of a hydraulic excavator that is connected in parallel,
Stroke control means for controlling a spool stroke of the arm second speed switching valve based on a boom raising operation amount is provided, the spool stroke is limited when the boom raising operation amount is a set value or more, and the boom raising operation amount is provided. A hydraulic circuit for a hydraulic excavator, characterized in that the restriction of the spool stroke is released when becomes below a set value.
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