JP2018105487A - Hydraulic actuation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーショベルのように、油圧力により作動される複数の油圧アクチュエータを有する油圧作動装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic actuator having a plurality of hydraulic actuators operated by hydraulic pressure, such as a power shovel.
パワーショベルは、例えば、走行可能な車両上に水平旋回自在に旋回台を設け、旋回台にブーム、アームおよびバケットからなる掘削装置を設けて構成される。走行車両の走行作動、旋回台の旋回作動、並びにブーム、アームおよびバケットの揺動作動は、油圧力を用いて作動される構成としたものが良く知られている。すなわち、油圧走行モータにより走行作動が行われ、油圧旋回モータにより旋回作動が行われ、油圧シリンダからなるブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダによりブーム、アームおよびバケットの揺動作動が行われる。具体的には、油圧供給源(例えば、エンジン駆動される油圧ポンプ)からの作動油を、操作レバーの操作に応じて制御バルブを介して走行油圧モータ等に供給して各装置の作動制御が行われる。なお、油圧走行モータ、油圧旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダを総称的に油圧アクチュエータと称する。 The power shovel is configured, for example, by providing a swivel base on a vehicle that can travel so that the swivel can swing horizontally, and by providing a drilling device that includes a boom, an arm, and a bucket. It is well known that the traveling operation of the traveling vehicle, the turning operation of the swivel base, and the swinging operation of the boom, arm, and bucket are operated using hydraulic pressure. That is, the travel operation is performed by the hydraulic travel motor, the swing operation is performed by the hydraulic swing motor, and the swing operation of the boom, the arm, and the bucket is performed by the boom cylinder, the arm cylinder, and the bucket cylinder, which are hydraulic cylinders. Specifically, hydraulic oil from a hydraulic supply source (for example, a hydraulic pump driven by an engine) is supplied to a traveling hydraulic motor or the like via a control valve in accordance with the operation of an operation lever to control the operation of each device. Done. Note that the hydraulic travel motor, the hydraulic swing motor, the boom cylinder, the arm cylinder, and the bucket cylinder are collectively referred to as a hydraulic actuator.
例えばバケットを揺動させるバケット操作レバーが操作された場合、バケット操作レバーの操作に対応してバケット用制御バルブによりバケットシリンダへの作動油供給が制御され、バケット操作レバーの操作に応じた速度でバケットシリンダが伸縮作動され、バケットが揺動作動される。パワーショベルのように複数の油圧アクチュエータを搭載して構成される油圧作動装置は、通常、油圧ポンプからの作動油が供給される供給油路に、各油圧アクチュエータに対応した複数の制御バルブを並列に接続した油圧回路を備えて構成される(例えば、特許文献1の図1を参照)。 For example, when the bucket operating lever that swings the bucket is operated, the hydraulic oil supply to the bucket cylinder is controlled by the bucket control valve in response to the operation of the bucket operating lever, and at a speed corresponding to the operation of the bucket operating lever. The bucket cylinder is expanded and contracted, and the bucket is swung. A hydraulic actuator configured by mounting a plurality of hydraulic actuators such as a power shovel usually has a plurality of control valves corresponding to each hydraulic actuator in parallel in a supply oil passage to which hydraulic oil from a hydraulic pump is supplied. (See, for example, FIG. 1 of Patent Document 1).
このような構成のパワーショベルを用いて作業を行うときに、作業状況によっては、複数の操作が同時に行われる(複合操作される)ことがある。例えば、車両を走行させながら、ブームおよびアームを同時に揺動させる操作が行われる場合がある。この場合には、この複合操作に応じて、油圧走行モータ、ブームシリンダおよびアームシリンダへの作動油供給を行う必要がある。ところが、油圧ポンプからの最大供給可能油量が、操作レバーの操作量に応じて油圧走行モータ、ブームシリンダおよびアームシリンダが必要とする油量より少ないときに、どのように供給油量制御を行うかということを考える必要がある。このことに鑑みて、走行油圧モータに加えてブームおよびアームを同時に揺動させるレバー操作が行われるときに、ブームおよびアームの作動速度が遅くなることは許容しても、走行操作レバーに応じた走行作動は確保できる制御を行えるようにする油圧作動装置を、本件出願人が提案している(特許文献2)。 When work is performed using the power shovel having such a configuration, a plurality of operations may be performed simultaneously (combined operations) depending on the work situation. For example, there is a case where an operation of simultaneously swinging the boom and the arm is performed while the vehicle is traveling. In this case, it is necessary to supply hydraulic oil to the hydraulic travel motor, the boom cylinder, and the arm cylinder in accordance with this combined operation. However, how to control the supply oil amount when the maximum amount of oil that can be supplied from the hydraulic pump is less than the oil amount required by the hydraulic travel motor, boom cylinder, and arm cylinder according to the operation amount of the operation lever. It is necessary to think about. In view of this, when the lever operation for simultaneously swinging the boom and the arm in addition to the traveling hydraulic motor is performed, the operating speed of the boom and the arm is allowed to be slow, but the traveling operation lever is The applicant of the present application has proposed a hydraulic actuator that enables control that can ensure traveling operation (Patent Document 2).
ところで、パワーショベル等に用いられる油圧作動装置においては、油圧ポンプの駆動負荷を必要最小限に抑えるためなどを目的として、圧力補償バルブを用いたロードセンシングシステムが用いられている。圧力補償バルブは複合操作のときに、負荷の小さなアク
チュエータへの供給油量を絞ることで供給圧力を上げ、負荷の大きなアクチュエータに必要な油圧を供給できるようにするためのものである。このロードセンシングシステムを、特許文献2に開示の油圧作動装置に用いると、車両を走行させながら、ブームおよびアームを同時に揺動させるという複合操作が行われた場合、ブームおよびアームの作動負荷の変動の影響を受けて、走行油圧モータへの作動油供給が変動して滑らかな走行が阻害される可能性があることが判明した。特に、ブーム、アームの作動負荷は大きく変動することがあり、この変動が急激で大きい場合に、滑らかな走行が阻害され易いという問題がある。
By the way, in a hydraulic actuator used for a power shovel or the like, a load sensing system using a pressure compensation valve is used for the purpose of minimizing the driving load of the hydraulic pump. The pressure compensation valve is used to increase the supply pressure by reducing the amount of oil supplied to the actuator with a small load during complex operation, and to supply the necessary hydraulic pressure to the actuator with a large load. When this load sensing system is used in the hydraulic actuator disclosed in
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の油圧アクチュエータの同時作動が行われるときに、それぞれに必要に応じた適切な油圧供給を行うことができるような構成の油圧作動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a hydraulic actuator having a configuration capable of supplying an appropriate hydraulic pressure as necessary when a plurality of hydraulic actuators are simultaneously operated. The purpose is to provide.
上記課題を解決するため、本発明に係る油圧作動装置は、少なくとも一つの油圧アクチュエータを有して構成される第1、第2および第3油圧アクチュエータ群と、前記第1油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータへの作動油供給制御を行う少なくとも一つの制御バルブから構成される第1制御バルブ群と、前記第2油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータへの作動油供給制御を行う少なくとも一つの制御バルブから構成される第2制御バルブ群と、前記第3油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータへの作動油供給制御を行う少なくとも一つの制御バルブから構成される第3制御バルブ群と、それぞれ作動油を供給する第1および第2作動油供給源と、前記第1〜前記第3油圧アクチュエータ群を作動させるために操作される操作装置と、を備えて構成される。さらに、この油圧作動装置は、前記第1作動油供給源からの作動油を前記第1制御バルブ群に供給させる第1油路と、前記第1制御バルブ群と前記第2制御バルブ群を繋ぐ第2油路と、前記第2作動油供給源からの作動油を前記第3制御バルブ群に供給させる第3油路と、前記第3制御バルブ群と前記第2制御バルブ群を繋ぐ第4油路と、前記第2油路中に配置された第1切換バルブと、前記第4油路中に配置された第2切換バルブとを備える。そして、前記第1および前記第2油圧アクチュエータ群のいずれか一方を作動させる時には、前記第1切換バルブを開放して前記第1制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を許容し、且つ、前記第2切換バルブを閉止して前記第3制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を規制し、前記第1油圧アクチュエータ群の少なくとも一つの油圧アクチュエータおよび前記第2油圧アクチュエータ群の少なくとも一つの油圧アクチュエータを一緒に作動させる時には、前記第1切換バルブを閉止して前記第1制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を規制し、前記第2切換バルブを開放して前記第3制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を許容する。 In order to solve the above problems, a hydraulic actuator according to the present invention comprises first, second, and third hydraulic actuator groups configured to include at least one hydraulic actuator, and the first hydraulic actuator group. A first control valve group comprising at least one control valve for controlling hydraulic oil supply to the hydraulic actuator, and at least one control valve for performing hydraulic oil supply control to the hydraulic actuator constituting the second hydraulic actuator group A second control valve group comprising: a third control valve group comprising at least one control valve for performing hydraulic oil supply control to the hydraulic actuators constituting the third hydraulic actuator group; Operates first and second hydraulic oil supply sources to supply and first to third hydraulic actuator groups Constructed and an operation device which is operated to. Further, the hydraulic actuator connects the first oil passage for supplying the first control valve group with the hydraulic oil from the first hydraulic oil supply source, and connects the first control valve group and the second control valve group. A second oil passage, a third oil passage for supplying hydraulic oil from the second hydraulic oil supply source to the third control valve group, and a fourth connecting the third control valve group and the second control valve group. An oil passage, a first switching valve disposed in the second oil passage, and a second switching valve disposed in the fourth oil passage. When one of the first and second hydraulic actuator groups is operated, the first switching valve is opened to allow hydraulic oil to be supplied from the first control valve group to the second control valve group. And closing the second switching valve to restrict the supply of hydraulic oil from the third control valve group to the second control valve group, and at least one hydraulic actuator of the first hydraulic actuator group and the first When operating at least one hydraulic actuator of the two hydraulic actuator groups together, the first switching valve is closed to restrict the supply of hydraulic oil from the first control valve group to the second control valve group, and The 2 switching valve is opened to allow the hydraulic oil supply from the third control valve group to the second control valve group.
上記構成の油圧作動装置において、好ましくは、パイロット油圧が供給されるパイロット油路を備え、前記第1および前記第2制御バルブ群を構成する制御バルブがそれぞれ、前記パイロット油路をドレン側に連通・遮断させる制御を行うパイロット制御部を備えており、前記パイロット制御部はそれぞれ、対応する制御バルブが中立位置のときに前記パイロット油路をドレン側に連通させ、作動位置のときに前記パイロット油路をドレン側から遮断するように構成されており、前記第1制御バルブ群の少なくとも一つの制御バルブにおける前記パイロット制御部および前記第2制御バルブ群の少なくとも一つの制御バルブにおける前記パイロット制御部がともにドレン側から遮断されると前記パイロット油路にパイロット油圧が発生し、このパイロット油圧が前記パイロット油路を介して前記第1および前記第2切換バルブに作用して前記第1切換バルブを閉止するとともに前記第2切換バルブを開放させる構成である。 In the hydraulic actuator configured as described above, preferably, a pilot oil passage to which pilot oil pressure is supplied is provided, and the control valves constituting the first and second control valve groups respectively communicate the pilot oil passage to the drain side. A pilot control unit that performs control to shut off, and each of the pilot control units communicates the pilot oil passage to the drain side when the corresponding control valve is in the neutral position, and the pilot oil in the operation position. The passage is configured to be shut off from the drain side, and the pilot control unit in at least one control valve of the first control valve group and the pilot control unit in at least one control valve of the second control valve group include: When both are shut off from the drain side, pilot oil pressure is generated in the pilot oil passage. Pilot hydraulic is configured to open the second switching valve while closing the first switching valve by acting on the first and the second switching valve via the pilot oil passage.
上記構成の油圧作動装置において、さらに好ましくは、前記第1および前記第2制御バ
ルブ群を構成する制御バルブのそれぞれに、自己の制御バルブが制御する対応油圧アクチュエータの負荷圧と、前記第1および前記第2油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータの負荷圧のうちの最大負荷圧とを受けて作動する圧力補償バルブが設けられており、前記第1切換バルブを閉止して前記第1制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を規制しているときには、前記第1制御バルブ群に設けられた前記圧力補償バルブには、前記2油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータの最大負荷圧を作用させないように構成される。
In the hydraulic actuator configured as described above, it is more preferable that the control valves constituting the first and second control valve groups each include a load pressure of a corresponding hydraulic actuator controlled by its own control valve, and the first and second control valves. There is provided a pressure compensation valve that operates in response to the maximum load pressure among the load pressures of the hydraulic actuators constituting the second hydraulic actuator group, and the first switching valve is closed to close the first control valve group. When the hydraulic oil supply to the second control valve group is restricted from being performed, the pressure compensation valve provided in the first control valve group includes a maximum load pressure of the hydraulic actuators constituting the two hydraulic actuator groups. It is configured not to act.
本発明に係る油圧作動装置によれば、第1および第2油圧アクチュエータ群のいずれか一方を作動させる時には、第1切換バルブを開放して第1制御バルブ群から第2制御バルブ群への作動油供給を許容し、且つ、第2切換バルブを閉止して第3制御バルブ群から第2制御バルブ群への作動油供給を規制するので、操作装置の操作に応じて対応する制御バルブの作動が制御され、第1作動油供給源から供給される作動油が対応する油圧アクチュエータへ供給され、その作動が適切に制御される。一方、第1油圧アクチュエータ群の少なくとも一つの油圧アクチュエータおよび第2油圧アクチュエータ群の少なくとも一つの油圧アクチュエータを一緒に作動させる時には、第1切換バルブを閉止して第1制御バルブ群から第2制御バルブ群への作動油供給を規制し、第2切換バルブを開放して第3制御バルブ群から第2制御バルブ群への作動油供給を許容する。このため、第1作動油供給源からは第1制御バルブ群に作動油が供給されて第1制御バルブ群により第1油圧アクチュエータ群への作動油供給が制御されてその作動が的確に制御される。一方、第2作動油供給源からは第3制御バルブ群を通って第4油路を介して第2制御バルブ群に作動油が供給されるため、第2制御バルブ群により第2油圧アクチュエータ群への作動油供給が制御されて、これら側の油圧アクチュエータの作動も第1油圧アクチュエータ群とは独立して適切に制御される。 According to the hydraulic actuator according to the present invention, when any one of the first and second hydraulic actuator groups is operated, the first switching valve is opened and the operation from the first control valve group to the second control valve group is performed. Since the oil supply is allowed and the hydraulic oil supply from the third control valve group to the second control valve group is restricted by closing the second switching valve, the operation of the corresponding control valve according to the operation of the operating device Is controlled, the hydraulic oil supplied from the first hydraulic oil supply source is supplied to the corresponding hydraulic actuator, and the operation thereof is appropriately controlled. On the other hand, when operating at least one hydraulic actuator of the first hydraulic actuator group and at least one hydraulic actuator of the second hydraulic actuator group together, the first switching valve is closed to change the second control valve from the first control valve group. The supply of hydraulic oil to the group is restricted, and the second switching valve is opened to allow the supply of hydraulic oil from the third control valve group to the second control valve group. For this reason, the hydraulic oil is supplied from the first hydraulic oil supply source to the first control valve group, and the hydraulic oil supply to the first hydraulic actuator group is controlled by the first control valve group, and the operation thereof is accurately controlled. The On the other hand, since the hydraulic oil is supplied from the second hydraulic oil supply source to the second control valve group through the fourth control passage through the third control valve group, the second hydraulic actuator group is supplied by the second control valve group. The hydraulic fluid supply to the hydraulic actuator is controlled, and the operation of the hydraulic actuators on these sides is also appropriately controlled independently of the first hydraulic actuator group.
上述の油圧作動装置において、第1および前記第2制御バルブ群を構成する制御バルブにそれぞれ、パイロット油路をドレン側に連通・遮断させる制御を行うパイロット制御部を設け、パイロット制御部はそれぞれ、対応する制御バルブが中立位置のときにパイロット油路をドレン側に連通させ、作動位置のときにパイロット油路をドレン側から遮断するように構成され、第1および第2制御バルブ群のパイロット制御部がともにドレン側から遮断されて発生するパイロット油圧を第1および第2切換バルブに作用させて第1切換バルブを閉止するとともに第2切換バルブを開放させる構成とするのが好ましい。このようにすれば、第1および第2油圧アクチュエータ群の作動に対応して、第1および第2切換バルブを適切に作動させることができる。 In the above-described hydraulic actuator, the control valves constituting the first and second control valve groups are each provided with a pilot control unit that performs control for communicating / blocking the pilot oil passage to the drain side, When the corresponding control valve is in the neutral position, the pilot oil passage is communicated with the drain side, and when the corresponding control valve is in the operating position, the pilot oil passage is shut off from the drain side. Pilot control of the first and second control valve groups It is preferable that the pilot hydraulic pressure generated when both parts are shut off from the drain side is applied to the first and second switching valves to close the first switching valve and open the second switching valve. If it does in this way, the 1st and 2nd change-over valve can be operated appropriately corresponding to the operation of the 1st and 2nd hydraulic actuator groups.
さらに、上述の油圧作動装置において、第1および前記第2制御バルブ群を構成する制御バルブのそれぞれに圧力補償バルブを設け、第1切換バルブを閉止して第1制御バルブ群から第2制御バルブ群への作動油供給を規制しているときには、第1制御バルブ群に設けられた圧力補償バルブには、第2油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータの最大負荷圧を作用させないように構成するのが好ましい。このようにすれば、第1作動油供給源から供給される作動油により第1および第2油圧アクチュエータ群のいずれかの作動制御が行われているときには、当然ながら作動制御を行う制御バルブの圧力補償バルブが適切に作動する。さらに、第1作動油供給源からの作動油供給により第1油圧アクチュエータ群の作動制御が行われ、第2作動油供給源からの作動油供給により第2油圧アクチュエータ群の作動制御が行われているときには、互いの油圧アクチュエータ群が相手側の油圧アクチュエータ群の作動油圧変化の影響を受けることなく、各圧力補償バルブを適切に作動させることができる。 Further, in the hydraulic actuator described above, a pressure compensation valve is provided in each of the control valves constituting the first and second control valve groups, the first switching valve is closed, and the second control valve is switched from the first control valve group. When the hydraulic oil supply to the group is restricted, the pressure compensation valve provided in the first control valve group is configured not to act on the maximum load pressure of the hydraulic actuator constituting the second hydraulic actuator group. Is preferred. In this way, when any one of the first hydraulic actuator group and the second hydraulic actuator group is controlled by the hydraulic fluid supplied from the first hydraulic fluid supply source, the pressure of the control valve for performing the operational control is naturally. Compensation valve works properly. Further, the operation control of the first hydraulic actuator group is performed by the hydraulic oil supply from the first hydraulic oil supply source, and the operation control of the second hydraulic actuator group is performed by the hydraulic oil supply from the second hydraulic oil supply source. Each pressure compensation valve can be operated properly without the mutual hydraulic actuator group being affected by the change in hydraulic pressure of the counterpart hydraulic actuator group.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1には本発明を適用したクローラ型のパワーショベル1を示し、図2にはこのパワーショベル1の油圧作動装置の作動制御を行うための制御系統をブロック図で示している。これら図1および図2を参照しながら、まずパワーショベル1の概略構成について説明する。なお、旋回台6が旋回作動して前後方向が変化するため、説明の便宜上、図1に示す矢印方向を前後、左右および上下と定義して説明を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
パワーショベル1は、図1に示すように、平面視略H字状の走行台車2の左右に走行機構3,3を備えて構成される走行装置4を備える。走行台車2の後部にブレード5が上下に揺動自在に設けられ、走行台車2の上部に旋回台6が水平旋回自在に設けられ、旋回台6の前部にショベル機構7が設けられ、旋回台6の上部にオペレータ搭乗用のオペレータキャビン8が立設されている。
As shown in FIG. 1, the
左右一対の走行機構3,3は、走行台車2の左右前部に設けられた駆動用スプロケットホイール9と、走行台車2の左右後部に設けられたアイドラホイール10と、駆動用スプロケットホイール9とアイドラホイール10との間に巻き掛けられた履帯11とから構成される。走行台車2の右側に設けられた走行機構3には、駆動用スプロケットホイール9を駆動する油圧駆動式の右走行モータ9Rが備えられており、走行台車2の左側に設けられた走行機構3には、油圧駆動式の左走行モータ9Lが備えられている。ブレード5は、油圧駆動式のブレードシリンダ26(図2参照)により上下に揺動作動される。旋回台6は、油圧駆動式の旋回モータ25(図2参照)により、走行装置4に対して水平旋回作動される。
The pair of left and right traveling
ショベル機構7は、図1に示すように、旋回台6の前部に上下揺動自在に枢結されたブーム12と、ブーム12の先端部にブーム12の揺動面内で上下揺動自在に枢結されたアーム13と、アーム13の先端部に上下に揺動自在に枢結されたバケット14とを備える。旋回台6の前部とブーム12とに跨って油圧駆動式のブームシリンダ15が設けられており、このブームシリンダ15によりブーム12が揺動作動される。ブーム12とアーム13とに跨って油圧駆動式のアームシリンダ16が設けられており、このアームシリンダ16によりアーム13が揺動作動される。アーム13とバケット14とに跨って油圧駆動式のバケットシリンダ17が設けられており、このバケットシリンダ17によりバケット14が揺動作動される。
As shown in FIG. 1, the
オペレータキャビン8は、略矩形箱状に形成されており、内部にオペレータが前方に向いて着座するオペレータシート18が設けられている。オペレータシート18の左右には、ブレード5、旋回台6およびショベル機構7等の作動操作を行うための右作業操作レバー21および左作業操作レバー22が設けられている。オペレータシート18の前方には、走行装置4の作動操作を行うための右走行操作レバー23と左走行操作レバー24とが設けられている。右走行操作レバー23は、右走行モータ9Rを操作するための操作レバーであり、左走行操作レバー24は、左走行モータ9Lを操作するための操作レバーである。これら4つの操作レバー21〜24を総称して操作レバー20と称する。
The
このように構成されるパワーショベル1においては、オペレータがオペレータシート18に着座して、右作業操作レバー21および左作業操作レバー22を前後左右に傾動操作
したり、右走行操作レバー23および左走行操作レバー24を前後に傾動操作することによって、走行装置4によりパワーショベル1を前後に走行させたり、ショベル機構7を作動させて掘削等の作業をさせることができる。
In the
具体的には、右作業操作レバー21を前後に傾動操作することによりブーム12を上下起伏揺動させ、左右に傾動操作することによりバケット14を上下に掘削揺動させる。左作業操作レバー22については、前後に傾動操作することによりアーム13を上下に屈伸揺動させ、左右に傾動操作することにより旋回台6を左右に旋回作動させる。また、右走行操作レバー23を前方向に傾動操作することにより右走行モータ9Rを正転駆動して右走行機構3を前進方向に駆動し、後方向に傾動操作することによりこれを逆転駆動して後進方向に駆動する。同様に、左走行操作レバー24を前方向に傾動操作することにより左走行モータ9Lを正転駆動して左走行機構3を前進方向に駆動し、後方向に傾動操作することによりこれを逆転駆動して後進方向に駆動する。
Specifically, the
以上ここまで、パワーショベル1の構成について説明した。次に、このパワーショベル1において、各操作レバー21〜24の操作に応じて、上述した作動を行わせるために、ブームシリンダ15等の油圧アクチュエータ類を作動させる油圧制御ユニットHCUの構成について、図2および図3を参照しながら説明する。なお、各操作レバー21〜24が上述のように前後もしくは左右に操作されると、その操作方向および操作量に対応する操作信号(電気信号もしくは信号油圧)が出力される構成となっている。
The configuration of the
油圧制御ユニットHCUは、図2に示すように、各操作レバー21〜24(操作レバー20)からの操作信号が入力される制御装置30と、制御装置30により作動制御されて油圧アクチュエータへの作動油の供給制御を行う第1制御バルブ群40、第2制御バルブ群50および第3制御バルブ群60を備える。第1制御バルブ群40は、左右の走行モータ9R,9Lへの作動油の供給制御を行う右および左走行制御バルブ41,45を備える。これら右および左走行制御バルブ41,45は油圧パイロット式のバルブ構成であり、制御装置30から右および左走行操作レバー23,24の操作に対応して走行制御パイロット圧を右および左走行制御バルブ41,45のパイロットポートに供給してその作動を制御する。この作動制御については後述する。第1制御バルブ群40により作動制御される左右の走行モータ9R,9L(油圧アクチュエータ)を総称的に第1油圧アクチュエータ群AG1と称する。
As shown in FIG. 2, the hydraulic control unit HCU has a
第2制御バルブ群50は、ブームシリンダ15への作動油供給制御を行うブーム制御バルブ51、アームシリンダ16への作動油供給制御を行うアーム制御バルブ55、およびバケットシリンダ17への作動油供給制御を行うバケット制御バルブ56を備える。制御装置30から右および左作業操作レバー21,22の操作に対応して作動制御パイロット圧をこれら制御バルブ51,55,56のパイロットポートに供給してその作動を制御する。この作動制御も後述する。第2制御バルブ群50により作動制御されるブームシリンダ15、アームシリンダ16およびバケットシリンダ17(油圧アクチュエータ)を総称的に第2油圧アクチュエータ群AG2と称する。
The second
第3制御バルブ群60は、旋回モータ25への作動油供給制御を行う旋回制御バルブ61、ブレードシリンダ26への作動油供給制御を行うブレード制御バルブ65、およびサービスポート(外部への油圧取り出しポート)27への作動油供給制御を行うAUX制御バルブ66を備える。サービスポート27は外部から配管類を繋いで外部に油圧を取り出すための油圧ポートであり、例えば、油圧作動アタッチメントを取り付けたときにこのアタッチメントの作動を行う油圧アクチュエータに作動油供給を行うためのポートである。これらの制御バルブ61,65,66の作動制御は、図示しない操作装置を操作して行うようになっている。図示しない操作装置が操作されるとその操作信号が制御装置30に入
力され、制御装置30から図示しない操作装置の操作に対応して作動制御パイロット圧をこれら制御バルブ61,65,66のパイロットポートに供給してその作動を制御する。この作動制御も後述する。第3制御バルブ群60により作動制御(油圧供給制御)される旋回モータ25、ブレードシリンダ26およびサービスポート27を総称的に第3油圧アクチュエータ群AG3と称する。
The third
油圧制御ユニットHCUはさらに、エンジンEにより回転駆動される第1油圧ポンプP1、第2油圧ポンプP2およびパイロット油圧ポンプP3を備える。第1油圧ポンプP1からの吐出油は油路71を通って第1制御バルブ群40に送られる。第2油圧ポンプP2の吐出油は油路81を通って第3制御バルブ群60に送られる。第3ポンプP3はパイロット圧を供給するためのポンプで、その吐出油は油路91に吐出され、パイロット調圧バルブ92により油路91内にパイロット圧Ppを発生させるようになっている。
The hydraulic control unit HCU further includes a first hydraulic pump P1, a second hydraulic pump P2, and a pilot hydraulic pump P3 that are rotationally driven by the engine E. The oil discharged from the first hydraulic pump P1 is sent to the first
第1制御バルブ群40と第2制御バルブ群50とが油路73,74を介して繋がっている。油路73,74の間に第1切換バルブ31が設けられており、第1切換バルブ31により第1制御バルブ群40と第2制御バルブ群50との連通・遮断制御を行えるように構成されている。さらに、第2制御バルブ群50と第3制御バルブ群60とが油路83,84を介して繋がっている。油路83,84の間に第2切換バルブ35が設けられており、第2切換バルブ35により第2制御バルブ群50と第3制御バルブ群60との連通・遮断制御を行えるように構成されている。
The first
以下、図3も参照しながら、油圧制御ユニットHCUのさらに詳細な構成説明を行い、さらに操作レバー20操作に基づく第1〜第3油圧アクチュエータ群AG1〜AG3の作動制御について説明する。
Hereinafter, the detailed configuration of the hydraulic control unit HCU will be described with reference to FIG. 3 and the operation control of the first to third hydraulic actuator groups AG1 to AG3 based on the operation of the
第1油圧ポンプP1は、斜板式の可変容量タイプの油圧ポンプであり、エンジンEにより回転駆動されて、作動油タンクTに貯留された作動油を吸い上げて油路71に吐出する。第1油圧ポンプP1における斜板の傾斜角度は、油圧アクチュエータでの負荷圧の変動に拘らず、操作レバー20の操作に対応して油圧アクチュエータへの作動油の供給量が維持されるように、図示しないポンプレギュレータにより制御される。ポンプレギュレータには、第1油圧ポンプP1の吐出油圧(油路71の油圧であり、これをポンプ圧と称する)と、この吐出油を用いて作動される油圧アクチュエータのうちの最も高い負荷圧(最高負荷圧)とが入力される。ポンプレギュレータは、入力されたこれらの圧力を基にして、ポンプ圧が最高負荷圧よりも所定圧だけ高くなるように、第1油圧ポンプP1の斜板角を制御して吐出量を制御する(いわゆる「ロードセンシング制御」する)。第2油圧ポンプP2は斜板式の固定容量タイプの油圧ポンプであり、オープンセンタ制御される構成となっている。
The first hydraulic pump P <b> 1 is a swash plate type variable displacement hydraulic pump, is driven to rotate by the engine E, sucks up the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank T, and discharges it to the
第3油圧ポンプP3は固定容量タイプの油圧ポンプであり、エンジンEにより回転駆動されて、作動油タンクTに貯留された作動油を吸い上げてパイロット油路91に吐出する。パイロット油路91内の油圧は、上述したように、パイロット調圧バルブ92によりパイロット圧Ppとなるように調圧される。パイロット圧Ppは油路93を介して制御装置30に送られ、ここから、操作レバー20の操作に応じて対象となる制御バルブ(第1、第2および第3制御バルブ群40,50,60のうちの対象となる制御バルブ)のパイロットポートに供給され、この制御バルブの作動が制御される。パイロット油路91は絞り94を介してパイロット油路95にも繋がるが、この部分については後述する。
The third hydraulic pump P3 is a fixed displacement type hydraulic pump, is driven to rotate by the engine E, sucks up the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank T, and discharges it to the
第1油圧ポンプP1からの吐出油を受ける油路71は、図3に示すように、油路71aから右走行制御バルブ41に繋がる。右走行制御バルブ41はロードセンシング制御され、中立時には油路71は油路72から左走行制御バルブ45(図3では図示省略)に送ら
れる。右走行制御バルブ41の入口側には圧力補償バルブ43が設けられている。右走行制御バルブ41の上下端部にパイロットポート44a,44bが設けられており、ここに、右走行操作レバー23の操作に応じて制御装置30により制御されてパイロット圧Ppが供給され、右走行制御バルブ41の作動が制御される。具体的には、第1ポンプP1から油路71に供給される作動油が、右走行制御バルブ41により制御されて右走行モータ9Rに供給される。これにより右走行モータ9Rには、右走行操作レバー23の操作に応じた供給方向および供給量の作動油が供給される。この結果、右走行モータ9Rは、右走行操作レバー23の操作方向および操作量に対応した回転方向および回転速度で回転駆動される。
The
右走行制御バルブ41はさらに、パイロット制御部42を備える。パイロット制御部42の入口側ポートには、上述したパイロット油路95に繋がる油路97aが繋がり、出口側ポートは油路97bを介してタンクTに繋がる。右走行制御バルブ41が中立位置のときに、パイロット制御部42は入口側ポートと出口側ポートを連通させ、パイロット油路95,97,97aをタンクT(ドレン側)に繋げる。一方、右走行制御バルブ41が作動位置(図において上側もしくは下側に移動した位置)のときには、パイロット制御部42は入口側ポートと出口側ポートを遮断し、パイロット油路95,97,97aをタンクT(ドレン側)から遮断する。
The right
油路72には、図3では図示省略しているが、左走行制御バルブ45が繋がる。左走行制御バルブ45の中立時には油路72に供給された油は油路73に送られる。左走行制御バルブ45の入口側にも圧力補償バルブが設けられている。左走行制御バルブ45の上下端部にもパイロットポートが設けられており、ここに左走行操作レバー24の操作に応じて制御装置30により制御されたパイロット圧Ppが供給され、左走行制御バルブ45の作動が制御される。これにより油路72に供給される作動油が、左走行制御バルブ45により制御されて左走行モータ9Lに供給され、左走行モータ9Lは、左走行操作レバー24の操作方向および操作量に対応した回転方向および回転速度で回転駆動される。
Although not shown in FIG. 3, the left
左走行制御バルブ45もさらに、パイロット制御部を備え、その入口側ポートにパイロット油路97が繋がり、出口側ポートは油路97aに繋がる。左走行制御バルブ45が中立位置のときに、このパイロット制御部は入口側ポートと出口側ポートを連通させ、パイロット油路97を、右走行制御バルブ41のパイロット制御部42を介して、タンクT(ドレン側)に繋げる。左走行制御バルブ45が作動位置のときには、パイロット制御部は入口側ポートと出口側ポートを遮断し、パイロット油路95,97をタンクT(ドレン側)から遮断する。
The left
以上の説明から分かるように、第1油圧ポンプP1からの吐出油を受ける油路71には、右走行制御バルブ41および左走行制御バルブ45が並列に繋がる。すなわち、油路71に第1制御バルブ群40が繋がる。パイロット油路95からパイロット油路97,97a,97bを介してドレン側(タンクT)に至るパイロット油路中に、右および左走行制御バルブ41,45に備えられた二つのパイロット制御部が直列に繋がる。このため、これら二つのパイロット制御部の両方が開放されるとパイロット油路95がドレン側に繋がり、少なくともいずれかが閉止されるとドレン側から遮断されるようになっている。
As can be seen from the above description, the right
油路73は、第1切換バルブ31を介して油路74に繋がり、油路74は油路74aから圧力補償バルブ53を通ってブーム制御バルブ51の入口側に繋がる。第1切換バルブ31は、一端側にパイロット油路99を介してパイロット油路95に繋がるパイロットポート32を有し、他端側にバネ33を有する。パイロット油路95内の圧力が低く、パイロットポート32には低い(もしくは圧力零の)パイロット圧が作用しているときには、第1切換バルブ31はバネ33に押圧されて図示の開放状態となり、油路73と油路74
とを連通させる。一方、パイロット油路95にパイロット圧Ppが発生するとこのパイロット圧Ppがパイロット油路99を介してパイロットポート32に作用し、第1切換バルブ31をバネ33の付勢に抗して上動させて閉鎖状態とし、油路73と油路74とを遮断する。
The
To communicate with. On the other hand, when the pilot pressure Pp is generated in the
ブーム制御バルブ51は中立時には油路74の作動油をそのまま油路75に供給させる。ブーム制御バルブ51の入口側には圧力補償バルブ53が設けられている。ブーム制御バルブ51の上下端部にパイロットポート54a,54bが設けられており、ここに、右作業操作レバー21の前後操作に応じて制御装置30により制御されてパイロット圧Ppが供給され、ブーム制御バルブ51の作動が制御される。具体的には、第1ポンプP1から油路71に供給される作動油が、中立状態の第1制御バルブ群AG1を迂回してブーム制御バルブ51に供給され、このブーム制御バルブ51により制御されてブームシリンダ15に供給される。これによりブームシリンダ15には、右作業操作レバー21の前後操作に応じた供給方向および供給量の作動油が供給される。この結果、ブームシリンダ15は、右作業操作レバー21の操作方向および操作量に対応した作動方向および作動速度で作動される。
The
ブーム制御バルブ51はさらに、パイロット制御部52を備える。パイロット制御部52の入口側ポートには、上述したパイロット油路95に繋がる油路98が繋がり、出口側ポートは油路98a,98bを介してタンクTに繋がる。ブーム制御バルブ51が中立位置のときに、パイロット制御部52は入口側ポートと出口側ポートを連通させ、パイロット油路95,98をタンクT(ドレン側)に繋げる。一方、ブーム制御バルブ51が作動位置(図において上側もしくは下側に移動した位置)のときには、パイロット制御部52は入口側ポートと出口側ポートを遮断し、パイロット油路95,98をタンクT(ドレン側)から遮断する。
The
油路75には、図3では図示省略しているが、アーム制御バルブ55が繋がる。アーム制御バルブ55の中立時には油路75の作動油をそのまま油路76に送る。油路76はアンロードバルブ78を介してタンク(ドレン側)と連通している。アーム制御バルブ55の入口側にも圧力補償バルブが設けられている。アーム制御バルブ55の上下端部にもパイロットポートが設けられており、ここに左作業操作レバー22の前後操作に応じて制御装置30により制御されたパイロット圧Ppが供給され、アーム制御バルブ55の作動が制御される。これにより油路75に供給される作動油が、アーム制御バルブ55により制御されてアームシリンダ16に供給され、アームシリンダ16は、左作業操作レバー22の操作方向および操作量に対応した作動方向および作動速度で作動される。
Although not shown in FIG. 3, the
アーム制御バルブ55もさらに、パイロット制御部を備え、その入口側ポートにパイロット油路98aが繋がり、出口側ポートは油路98bに繋がる。アーム制御バルブ55が中立位置のときに、このパイロット制御部は入口側ポートと出口側ポートを連通させ、パイロット油路98aを、アーム制御バルブ55のパイロット制御部52を介して、タンクT(ドレン側)に繋げる。アーム制御バルブ55が作動位置のときには、パイロット制御部は入口側ポートと出口側ポートを遮断し、パイロット油路95,98をタンクT(ドレン側)から遮断する。
The
油路75には、これも図3では図示省略しているが、バケット制御バルブ56が繋がる。バケット制御バルブ56の入口側にも圧力補償バルブが設けられている。バケット制御バルブ56の上下端部にもパイロットポートが設けられており、ここに右作業操作レバー21の左右傾動操作に応じて制御装置30により制御されたパイロット圧Ppが供給され、バケット制御バルブ56の作動が制御される。これにより油路75から供給される作動油が、バケット制御バルブ56により制御されてバケットシリンダ17に供給され、バケ
ットシリンダ17は、右作業操作レバー21の操作方向および操作量に対応した作動方向および作動速度で作動される。
Although not shown in FIG. 3, the
バケット制御バルブ56もさらに、パイロット制御部を備え、その入口側ポートにパイロット油路98aがアーム制御バルブ55のパイロット制御部を介して繋がり、出口側ポートは油路98bに繋がる。バケット制御バルブ56が中立位置のときに、このパイロット制御部は入口側ポートと出口側ポートを連通させ、パイロット油路98aをタンクT(ドレン側)に繋げる。バケット制御バルブ56が作動位置のときには、パイロット制御部は入口側ポートと出口側ポートを遮断し、パイロット油路95,98をタンクT(ドレン側)から遮断する。
The
以上の説明から分かるように、油路74には、ロードセンシング形式のブーム制御バルブ51,アーム制御バルブ55およびバケット制御バルブ56が並列に繋がる。すなわち、油路74に第2制御バルブ群50が繋がる。パイロット油路95からパイロット油路98,98a,98bを介してドレン側(タンクT)に至るパイロット油路中に、ブーム制御バルブ51、アーム制御バルブ55およびバケット制御バルブ56に備えられた三つのパイロット制御部が直列に繋がる。このため、これら三つのパイロット制御部の全てが開放されるとパイロット油路95がドレン側に繋がり、少なくともいずれかが閉止されるとドレン側から遮断されるようになっている。
As can be seen from the above description, a load sensing type
次に、第2油圧ポンプP2からの吐出油を受ける油路81は、図3に示すように、旋回制御バルブ61に繋がる。旋回制御バルブ61はオープンセンタ形式であり、中立時には入口側の油路81をそのまま出口側の油路82と連通させる。旋回制御バルブ61の上下端部にパイロットポート64a,64bが設けられており、ここに、左作業操作レバー22の左右傾動操作に応じて制御装置30により制御されてパイロット圧Ppが供給され、旋回制御バルブ61の作動が制御される。具体的には、第2ポンプP2から油路81に供給される作動油が、旋回制御バルブ61に供給され、この旋回制御バルブ61により制御されて旋回モータ25に供給される。これにより旋回モータ25には、左作業操作レバー22の左右傾動操作に応じた供給方向および供給量の作動油が供給される。この結果、旋回モータ25は、左作業操作レバー22の操作方向および操作量に対応した回転方向および回転速度で回転駆動される。
Next, the
旋回制御バルブ61の出口側の油路82には、図3では図示省略しているが、ブレード制御バルブ65が繋がる。ブレード制御バルブ65もオープンセンタ式であり、中立時には入口側の油路82をそのまま出口側の油路と連通させる。ブレード制御バルブ65の上下端部にもパイロットポートが設けられており、ここに図示しないブレード操作レバーの操作に応じて制御装置30により制御されたパイロット圧Ppが供給され、ブレード制御バルブ65の作動が制御される。これにより油路82に供給される作動油が、ブレード制御バルブ65により制御されてブレードシリンダ26に供給され、ブレードシリンダ26は、ブレード操作レバーの操作方向および操作量に対応した作動方向および作動速度で作動される。
Although not shown in FIG. 3, the
ブレード制御バルブ65の出口側の油路には、これも図3では図示省略しているが、AUX制御バルブ66が繋がる。AUX制御バルブ66もオープンセンタ式であり、中立時には入口側の油路をそのまま出口側の油路と連通させる。AUX制御バルブ66の上下端部にもパイロットポートが設けられており、ここに図示しないAUX操作レバーの操作に応じて制御装置30により制御されたパイロット圧Ppが供給され、AUX制御バルブ66の作動が制御される。これにより油路82から旋回制御バルブ61およびブレード制御バルブ65を通って供給される作動油が、AUX制御バルブ66により制御されてサービスポート27に供給される。このため、サービスポート27に取り付けられた外部アクチ
ュエータへの作動油の供給をAUX制御バルブ66により制御できる。
Although not shown in FIG. 3, an
以上の説明から分かるように、油路81には、オープンセンタ形式の旋回制御バルブ61、ブレード制御バルブ65およびAUX制御バルブ66が直列に繋がる。すなわち、油路81に第3制御バルブ群60が繋がる。
As can be seen from the above description, the
以上の構成の第3制御バルブ群60は上述したように、第2切換バルブ35を有する油路83,84を介して第2制御バルブ群50に繋がる。この構成を図3に基づいて説明すると、第3制御バルブ群60を構成するAUX制御バルブ66の出口側に油路83が繋がり、油路83に第2切換バルブ35が繋がる。第2切換バルブ35は、一端側にパイロット油路96を介してパイロット油路95に繋がるパイロットポート36を有し、他端側にバネ37を有する。パイロット油路95内の圧力が低く、パイロットポート36には低い(もしくは圧力零の)パイロット圧が作用しているときには、第2切換バルブ35はバネ37に押圧されて図示の開放状態となり、油路83を油路85と連通させてドレン側(タンクT)と連通させるとともに、油路84を閉鎖する。一方、パイロット油路95にパイロット圧Ppが発生するとこのパイロット圧Ppがパイロット油路96を介してパイロットポート36に作用し、第2切換バルブ35をバネ37の付勢に抗して下動させ、油路83と油路84を連通させる。
As described above, the third
以上、油圧制御ユニットHCUの構成を説明したが、その作動を説明する前に、各制御バルブに設けられた圧力補償バルブおよびロードセンシング制御について説明する。圧力補償バルブは、これが設けられる制御バルブ(対象制御バルブと称する)に対し、対象制御バルブにより作動油供給制御が行われる対象油圧アクチュエータの負荷変動(油圧変動)が生じても、所望の作動油供給が行われるようにするためのバルブである。このため、対象制御バルブの入力圧力が対象油圧アクチュエータの作動油圧より所定の圧力だけ高い圧力となるように圧力補償バルブが通過油量を設定する構成となっている。 The configuration of the hydraulic control unit HCU has been described above. Before describing the operation, the pressure compensation valve and load sensing control provided in each control valve will be described. The pressure compensation valve has a desired hydraulic fluid even if a load fluctuation (hydraulic fluctuation) of a target hydraulic actuator, which is controlled by the target control valve, is supplied to the control valve (referred to as a target control valve) provided with the pressure compensation valve. This is a valve for making supply. For this reason, the pressure compensation valve sets the passing oil amount so that the input pressure of the target control valve is higher than the operating hydraulic pressure of the target hydraulic actuator by a predetermined pressure.
これが基本的な機能であるが、複数の油圧アクチュエータが同時に作動される複合作動時にも、対象制御バルブの全てにおいて所望の作動油供給が行われるようになっている。このため、全ての油圧アクチュエータの最高負荷油圧を取り出し、これを全ての圧力補償バルブに信号圧として用いて圧力補償バルブを作動させるようになっている。すなわち、複合作動が行われたときに、対象となる複数の制御バルブにより制御される複数の油圧アクチュエータの負荷圧力のうちから(シャトルバルブなどを用いて)最大負荷圧力を取り出し、これを各圧力補償バルブに作用させて、この最大負荷圧力より所定圧力だけ高い入力圧力となるように圧力補償バルブが作動するようになっている。具体的には、軽負荷の制御バルブでは圧力補償バルブが閉じて流入量を制限する。 Although this is a basic function, desired hydraulic oil is supplied to all of the target control valves even during a combined operation in which a plurality of hydraulic actuators are simultaneously operated. For this reason, the maximum load oil pressure of all the hydraulic actuators is taken out and used as a signal pressure for all the pressure compensation valves to operate the pressure compensation valves. That is, when a combined operation is performed, the maximum load pressure is extracted from the load pressures of a plurality of hydraulic actuators controlled by a plurality of target control valves (using a shuttle valve or the like), and is obtained for each pressure. By acting on the compensation valve, the pressure compensation valve is operated so that the input pressure is higher than the maximum load pressure by a predetermined pressure. Specifically, in a light load control valve, the pressure compensation valve is closed to limit the inflow amount.
この最大負荷圧力は油圧ポンプの可変容量制御(斜板角制御)を行うポンプレギュレータにも供給され、ロードセンシング制御が行われる。以上のことから分かるように、各制御バルブの入口側に設けられた圧力補償バルブは、これら各制御バルブが制御する油圧アクチュエータの負荷に対する圧力補償を行うのであるが、複合操作を考慮して、最大負荷油圧に対する圧力補償を行うようになっている。さらに、最大負荷圧力はポンプレギュレータにも用いられ、最大負荷圧力を用いてポンプの可変容量制御を行うロードセンシング制御も一緒に行われるようになっている。 This maximum load pressure is also supplied to a pump regulator that performs variable displacement control (swash plate angle control) of the hydraulic pump to perform load sensing control. As can be seen from the above, the pressure compensation valve provided on the inlet side of each control valve performs pressure compensation for the load of the hydraulic actuator controlled by each control valve. Pressure compensation for maximum load oil pressure is performed. Furthermore, the maximum load pressure is also used for the pump regulator, and load sensing control for performing variable displacement control of the pump using the maximum load pressure is also performed together.
次に、操作レバー20の操作に対する油圧制御ユニットHCUの作動を説明する。まず、操作レバー20の操作により単一の油圧アクチュエータ群の作動を制御する場合について説明する。例えば、第1制御バルブ群40による第1油圧アクチュエータ群AG1の作動制御のみを行う場合の作動を説明する。第1制御バルブ群40は右および左走行制御バルブ41,45から構成され、右および左走行操作レバー23,24の操作により作動さ
れ、右および左走行モータ9R,9Lへの作動油供給を制御する。このように右および左走行制御バルブ41,45の少なくともいずれかが作動されると、それらに設けられたパイロット制御部によりパイロット油路97をドレン側から遮断する。しかし、第2制御バルブ群50は作動されずに中立位置にあるので、それらのパイロット制御部によりパイロット油路98がドレン側に連通している。このため、パイロット油路95の油圧は低く、第1切換バルブ31は図3の状態で、油路73と油路74は連通した状態である。なお、制御装置30に繋がるパイロット油路93は、絞り94を介してバイロット油路95と繋がっているため、パイロット油路93内はパイロット圧Ppが保持され、制御装置30には常時パイロット圧Ppが供給される。
Next, the operation of the hydraulic control unit HCU with respect to the operation of the
このとき、右および左走行制御バルブ41,45の入口側に設けられた圧力補償バルブは、右および左走行モータ9R,9Lの負荷圧のうちの高い方の圧力(最高負荷圧)に基づく圧力補償を行う。最高負荷圧は第2油圧アクチュエータ群AG2の負荷圧も対象として決めるものであるが、第2油圧アクチュエータ群AG2は作動されていないので、右および左走行モータ9R,9Lの負荷圧のうちの高い方の圧力が最高負荷圧となる。この最高負荷圧は、第1油圧ポンプP1のポンプレギュレータにも送られ、この最高負荷圧に基づくポンプ容量制御、すなわち、ロードセンシング制御が行われる。
At this time, the pressure compensation valve provided on the inlet side of the right and left
次に、第2制御バルブ群50による第2油圧アクチュエータ群AG2の作動制御のみを行う場合の作動を説明する。第2制御バルブ群50はブーム制御バルブ51、アーム制御バルブ55およびバケット制御バルブ56から構成され、右および左作業操作レバー21,22の操作により作動され、ブームシリンダ15、アームシリンダ16およびバケットシリンダ17への作動油供給を制御する。ブーム制御バルブ51、アーム制御バルブ55およびバケット制御バルブ56の少なくともいずれかが作動されると、それらに設けられたパイロット制御部によりパイロット油路98をドレン側から遮断する。しかし、第1制御バルブ群40は作動されずに中立位置にあるので、それらのパイロット制御部によりパイロット油路97がドレン側に連通している。このため、パイロット油路95の油圧は低く、第1切換バルブ31は図3の状態で、油路73と油路74は連通した状態である。
Next, the operation when only the operation control of the second hydraulic actuator group AG2 by the second
このとき、ブーム制御バルブ51、アーム制御バルブ55およびバケット制御バルブ56の入口側に設けられた圧力補償バルブは、ブームシリンダ15、アームシリンダ16およびバケットシリンダ17の負荷圧のうちの高い方の圧力(最高負荷圧)に基づく圧力補償を行う。この最高負荷圧は、第1油圧ポンプP1のポンプレギュレータにも送られ、この最高負荷圧に基づくポンプ容量制御、すなわち、ロードセンシング制御が行われる。
At this time, the pressure compensation valve provided on the inlet side of the
以上説明したように、第1油圧アクチュエータ群AG1もしくは第2油圧アクチュエータ群AG2が単独で作動されるときには、第1油圧ポンプP1から供給される作動油を、第1制御バルブ群40もしくは第2制御バルブ群50により制御して、第1油圧アクチュエータ群AG1もしくは第2油圧アクチュエータ群AG2に供給する。
As described above, when the first hydraulic actuator group AG1 or the second hydraulic actuator group AG2 is operated alone, the hydraulic fluid supplied from the first hydraulic pump P1 is supplied to the first
次に、第1および第2油圧アクチュエータ群AG1,AG2が同時作動させる場合(例えば、走行中にショベル機構7を作動させる場合)について説明する。これは走行操作レバー23,24を操作しながら、作業操作レバー21,22も操作する場合であり、第1制御バルブ群40の少なくともいずれかの制御バルブと、第2制御バルブ群50の少なくともいずれかの制御バルブとが作動する。そうすると、第1制御バルブ群40のいずれかの制御バルブのパイロット制御部がパイロット油路97をドレン側から遮断し、第2制御バルブ群50のいずれかの制御バルブのパイロット制御部がパイロット油路98をドレン側から遮断する。その結果、パイロット油路95にパイロット調圧バルブ92により調圧されたパイロット圧Ppが発生する。このパイロット圧Ppはパイロット油路99を介して第1切換バルブ31に作用し、これを上動させ、油路73と油路74との連通を遮断す
る。パイロット圧Ppはさらにパイロット油路96を介して第2切換バルブ35に作用し、これを下動させ、油路83と油路84を連通させる。
Next, a case where the first and second hydraulic actuator groups AG1, AG2 are operated simultaneously (for example, a case where the
このように第1および第2切換バルブ31,35が作動するので、第1油圧ポンプP1の吐出油は油路71から第1制御バルブ群40に送られ、第1油圧アクチュエータ群AG1の作動制御が行われるが、第1油圧ポンプP1の吐出油は第2制御バルブ群50には送られなくなる。しかしながら、第2油圧ポンプP2の吐出油が第3制御バルブ群60を通り、油路83、第2切換バルブ35および油路84を介して油路74に送られ、第2制御バルブ群50に送られる。このため、第2制御バルブ群50は、第2油圧ポンプP2の吐出油を第2油圧アクチュエータ群AG2に供給する制御を行い、第2油圧アクチュエータ群AG2の作動が制御される。これにより、第1油圧アクチュエータ群AG1は第1油圧ポンプP1からの作動油により作動され、第2油圧アクチュエータ群AG2は第2油圧ポンプP2からの作動油により作動されることとなり、第1および第2油圧アクチュエータ群AG1,AG2ともに確実に作動制御を行うことが可能である。
Since the first and
ところで上述のように、第1および第2制御バルブ群40,50の入口側に配置される各圧力補償バルブは、第1および第2油圧アクチュエータ群AG1,AG2の最高負荷圧に基づいて圧力補償が行われ、この最高負荷圧に基づいて第1油圧ポンプP1のロードセンシング制御が行われる構成である。この制御を、第1油圧ポンプP1からの作動油により第1油圧アクチュエータ群AG1を作動させるとともに、第2油圧ポンプP2からの作動油により第2油圧アクチュエータ群AG2を作動させるときにも行うと、第2油圧アクチュエータ群AG2の負荷変動が、第1制御バルブ群40の作動に悪影響を及ぼすことになる。このため、第2油圧アクチュエータ群AG2の最高負荷圧を、第1制御バルブ群40の圧力補償バルブに作用させないようにするとともに、第1油圧ポンプP1のロードセンシング制御にも用いないようにする第3切換バルブ(図示せず)を設けている。
By the way, as described above, each pressure compensation valve arranged on the inlet side of the first and second
第3切換バルブは、油路95に発生するパイロット油圧Ppを受けて作動し、第2油圧アクチュエータ群AG2の最高負荷圧を、第1制御バルブ群40の圧力補償バルブに作用させないようにするとともに、第1油圧ポンプP1のロードセンシング制御を行うポンプレギュレータにも作用させないようにする構成である。これにより、第1制御バルブ群40の入口側に配置される各圧力補償バルブは、第1油圧アクチュエータ群AG1の最高負荷圧のみに基づいて圧力補償が行われ、この最高負荷圧に基づいて第1油圧ポンプP1のロードセンシング制御が行われる。
The third switching valve operates in response to the pilot hydraulic pressure Pp generated in the
一方、第2制御バルブ群50には、第2油圧ポンプP2の吐出油が、第3制御バルブ群60に送られ、さらに、油路83,84を介して第2制御バルブ群50に送られる。このため、このときには、第2油圧アクチュエータ群AG2の最高負荷圧が、第2制御バルブ群50の入口側に配置された圧力補償バルブに送られ、これらの圧力補償制御が行われる。このように第2油圧アクチュエータ群AG2の最高負荷圧を作用させるようにする切換は、第3切換バルブにより行われる。
On the other hand, the oil discharged from the second hydraulic pump P2 is sent to the second
次に、第3油圧アクチュエータ群AG3を作動させる場合について説明する。第3制御バルブ群60は旋回制御バルブ61、ブレード制御バルブ65およびAUX制御バルブ66から構成され、左作業操作レバー22の左右傾動操作および図示しない操作レバーの操作により作動され、旋回モータ25、ブレードシリンダ26およびサービスポート27への作動油供給を制御する。これら制御バルブには第2油圧ポンプP2から作動油が供給され、旋回制御バルブ61、ブレード制御バルブ65およびAUX制御バルブ66がこの作動油を旋回モータ25、ブレードシリンダ26およびサービスポート27へ供給する制御を行う。
Next, a case where the third hydraulic actuator group AG3 is operated will be described. The third
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に係るものに限られない。例えば、パワーショベルが履帯式の走行装置を用いた例を示しているが、車輪式の走行装置を用いるものでも良い。第1〜第3油圧アクチュエータ群についても、別の組み合わせでも良い。例えば、第1油圧アクチュエータ群AG1をブームシリンダ15、アームシリンダ16およびバケットシリンダ17から構成し、第2油圧アクチュエータ群AG2を右および左走行モータ9R,9Lから構成しても良い。さらに別の油圧アクチュエータを用いることも可能である。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to the thing which concerns on the said embodiment. For example, an example in which a power shovel uses a crawler type traveling device is shown, but a wheeled traveling device may be used. Another combination may be used for the first to third hydraulic actuator groups. For example, the first hydraulic actuator group AG1 may be configured by the
以上においては、パワーショベルを例にして説明したが、本発明はこれに限らず、複数の油圧アクチュエータを備えた油圧作動装置であれば、どのような装置にも適用可能である。 The power excavator has been described above as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any device as long as it is a hydraulic operation device including a plurality of hydraulic actuators.
1 パワーショベル 3 走行機構
9R,9L 右および左走行モータ(第1油圧アクチュエータ群AG1)
12 ブーム 13 アーム
14 バケット 15 ブームシリンダ
16 アームシリンダ 17 バケットシリンダ
20 操作レバー 30 制御装置
31 第1切換バルブ 35 第2切換バルブ
40 第1制御バルブ群 50 第2制御バルブ群
60 第3制御バルブ群 P1 第1油圧ポンプ
P2 第2油圧ポンプ P3 第3油圧ポンプ
E エンジン AG1 第1油圧アクチュエータ群
AG2 第2油圧アクチュエータ群 AG3 第3油圧アクチュエータ群
HCU 油圧制御ユニット
DESCRIPTION OF
12
Claims (3)
前記第1油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータへの作動油供給制御を行う少なくとも一つの制御バルブから構成される第1制御バルブ群と、
前記第2油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータへの作動油供給制御を行う少なくとも一つの制御バルブから構成される第2制御バルブ群と、
前記第3油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータへの作動油供給制御を行う少なくとも一つの制御バルブから構成される第3制御バルブ群と、
それぞれ作動油を供給する第1および第2作動油供給源と、
前記第1〜前記第3油圧アクチュエータ群を作動させるために操作される操作装置と、を備えて構成される油圧作動装置において、
前記第1作動油供給源からの作動油を前記第1制御バルブ群に供給させる第1油路と、
前記第1制御バルブ群と前記第2制御バルブ群を繋ぐ第2油路と、
前記第2作動油供給源からの作動油を前記第3制御バルブ群に供給させる第3油路と、
前記第3制御バルブ群と前記第2制御バルブ群を繋ぐ第4油路と、
前記第2油路中に配置された第1切換バルブと、
前記第4油路中に配置された第2切換バルブと、を備え、
前記第1および前記第2油圧アクチュエータ群のいずれか一方を作動させる時には、前記第1切換バルブを開放して前記第1制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を許容し、且つ、前記第2切換バルブを閉止して前記第3制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を規制し、
前記第1油圧アクチュエータ群の少なくとも一つの油圧アクチュエータおよび前記第2油圧アクチュエータ群の少なくとも一つの油圧アクチュエータを一緒に作動させる時には、前記第1切換バルブを閉止して前記第1制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を規制し、前記第2切換バルブを開放して前記第3制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を許容するように構成されたことを特徴とする油圧作動装置。 First, second and third hydraulic actuator groups each having at least one hydraulic actuator;
A first control valve group composed of at least one control valve for performing hydraulic oil supply control to the hydraulic actuators constituting the first hydraulic actuator group;
A second control valve group comprising at least one control valve for performing hydraulic oil supply control to the hydraulic actuators constituting the second hydraulic actuator group;
A third control valve group comprising at least one control valve for performing hydraulic oil supply control to the hydraulic actuators constituting the third hydraulic actuator group;
First and second hydraulic oil supply sources for supplying hydraulic oil, respectively;
An operation device operated to operate the first to third hydraulic actuator groups, and a hydraulic operation device configured to include:
A first oil passage for supplying hydraulic oil from the first hydraulic oil supply source to the first control valve group;
A second oil passage connecting the first control valve group and the second control valve group;
A third oil passage for supplying hydraulic oil from the second hydraulic oil supply source to the third control valve group;
A fourth oil passage connecting the third control valve group and the second control valve group;
A first switching valve disposed in the second oil passage;
A second switching valve disposed in the fourth oil passage,
When operating any one of the first and second hydraulic actuator groups, the first switching valve is opened to allow hydraulic oil supply from the first control valve group to the second control valve group, And closing the second switching valve to restrict hydraulic oil supply from the third control valve group to the second control valve group,
When operating at least one hydraulic actuator of the first hydraulic actuator group and at least one hydraulic actuator of the second hydraulic actuator group together, the first switching valve is closed to release the first control valve group from the first control valve group. (2) The hydraulic oil supply to the control valve group is restricted, the second switching valve is opened, and the hydraulic oil supply from the third control valve group to the second control valve group is permitted. Features hydraulic actuator.
前記第1および前記第2制御バルブ群を構成する制御バルブがそれぞれ、前記パイロット油路をドレン側に連通・遮断させる制御を行うパイロット制御部を備えており、
前記パイロット制御部はそれぞれ、対応する制御バルブが中立位置のときに前記パイロット油路をドレン側に連通させ、作動位置のときに前記パイロット油路をドレン側から遮断するように構成されており、
前記第1制御バルブ群の少なくとも一つの制御バルブにおける前記パイロット制御部および前記第2制御バルブ群の少なくとも一つの制御バルブにおける前記パイロット制御部がともにドレン側から遮断されると前記パイロット油路にパイロット油圧が発生し、このパイロット油圧が前記パイロット油路を介して前記第1および前記第2切換バルブに作用して前記第1切換バルブを閉止するとともに前記第2切換バルブを開放させる構成であることを特徴とする請求項1に記載の油圧作動装置。 It has a pilot oil passage to which pilot hydraulic pressure is supplied,
Each of the control valves constituting the first and second control valve groups includes a pilot control unit that performs control for communicating and blocking the pilot oil passage to the drain side,
Each of the pilot control units is configured to communicate the pilot oil passage to the drain side when the corresponding control valve is in the neutral position, and to shut off the pilot oil passage from the drain side when in the operating position,
When the pilot control unit in at least one control valve of the first control valve group and the pilot control unit in at least one control valve of the second control valve group are both shut off from the drain side, the pilot oil passage is piloted. Hydraulic pressure is generated, and the pilot hydraulic pressure acts on the first and second switching valves via the pilot oil passage to close the first switching valve and open the second switching valve. The hydraulic actuator according to claim 1.
前記第1切換バルブを閉止して前記第1制御バルブ群から前記第2制御バルブ群への作動油供給を規制しているときには、前記第1制御バルブ群に設けられた前記圧力補償バルブには、前記2油圧アクチュエータ群を構成する油圧アクチュエータの最大負荷圧を作用させないように構成したことを特徴とする請求項1もしくは2に記載の油圧作動装置。 Each of the control valves constituting the first and second control valve groups includes a load pressure of a corresponding hydraulic actuator controlled by its own control valve, and a hydraulic actuator constituting the first and second hydraulic actuator groups. There is a pressure compensation valve that operates in response to the maximum load pressure of the load pressure,
When the first switching valve is closed to restrict the supply of hydraulic oil from the first control valve group to the second control valve group, the pressure compensation valve provided in the first control valve group includes 3. The hydraulic actuator according to claim 1, wherein a maximum load pressure of the hydraulic actuators constituting the two hydraulic actuator groups is not applied. 4.
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