JPH0456883B2 - - Google Patents
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- JPH0456883B2 JPH0456883B2 JP60024537A JP2453785A JPH0456883B2 JP H0456883 B2 JPH0456883 B2 JP H0456883B2 JP 60024537 A JP60024537 A JP 60024537A JP 2453785 A JP2453785 A JP 2453785A JP H0456883 B2 JPH0456883 B2 JP H0456883B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/14—Special measures for giving the operating person a "feeling" of the response of the actuated device
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、油圧作業機械等に備えられた油圧ア
クチユエータを駆動する油圧アクチユエータ駆動
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a hydraulic actuator drive device for driving a hydraulic actuator provided in a hydraulic working machine or the like.
油圧作業機械、例えば油圧シヨベルは、複数の
油圧アクチユエータにより駆動されるフロント機
構を備え、このフロント機構を任意に駆動して所
定の作業を行なう。これを図により説明する。
2. Description of the Related Art Hydraulic working machines, such as hydraulic excavators, include a front mechanism driven by a plurality of hydraulic actuators, and the front mechanism is arbitrarily driven to perform a predetermined work. This will be explained using a diagram.
第10図は油圧シヨベルの概略構成の側面図で
ある。図で、1は下部走行体、2は上部旋回体、
3はフロント機構を示す。フロント機構3は上部
旋回体2に可回動に支持されたブーム4、ブーム
4に可回動に支持されたアーム5、アーム5に可
回動に支持されたバケツト6を有する。7はブー
ム4を駆動するブームシリンダ、8はアーム5を
駆動するアームシリンダ、9はバケツト6を駆動
するバケツトシリンダである。これら各油圧シリ
ンダの駆動回路を、バケツトシリンダ9の駆動回
路を例示して説明する。 FIG. 10 is a side view of the schematic configuration of the hydraulic excavator. In the figure, 1 is the lower traveling body, 2 is the upper revolving body,
3 indicates the front mechanism. The front mechanism 3 includes a boom 4 rotatably supported by the upper revolving body 2, an arm 5 rotatably supported by the boom 4, and a bucket 6 rotatably supported by the arm 5. 7 is a boom cylinder that drives the boom 4; 8 is an arm cylinder that drives the arm 5; and 9 is a bucket cylinder that drives the bucket 6. The drive circuits for each of these hydraulic cylinders will be explained by exemplifying the drive circuit for the bucket cylinder 9.
第11図はバケツトの駆動装置の油圧回路図で
ある。図で、9は第10図に示すバケツトシリン
ダ、10は油圧ポンプ、11は油圧ポンプ10と
バケツトシリンダ9との間に介在する方向切換
弁、11a,11bは方向切換弁11のパイロツ
トポートである。12は油圧ポンプ10の吐出圧
力の最高値を規定するリリーフ弁、12aはリリ
ーフ圧設定用のばねである。 FIG. 11 is a hydraulic circuit diagram of the bucket drive device. In the figure, 9 is the bucket cylinder shown in FIG. 10, 10 is the hydraulic pump, 11 is the directional control valve interposed between the hydraulic pump 10 and the bucket cylinder 9, and 11a and 11b are the pilot ports of the directional control valve 11. It is. 12 is a relief valve that defines the maximum value of the discharge pressure of the hydraulic pump 10, and 12a is a spring for setting the relief pressure.
13はオペレータにより手動操作される操作レ
バー、14は操作レバー13と一体構造となつて
いる押し部、15は操作レバー13と押し部14
を矢印A,B方向に回動自在に支持する支点、1
6は押し部14の両端に当接して操作レバー13
の回動を規制するストツパである。17はパイロ
ツト油圧源、18a,18bはパイロツト油圧源
17と方向切換弁11の各パイロツトポート11
a,11bとの間に介在するパイロツト弁、19
a,19bは押し部14と各パイロツト弁18
a,18bとの間に装架されるばね、20はタン
クである。 13 is a control lever that is manually operated by the operator; 14 is a push part that is integrated with the control lever 13; and 15 is a control lever 13 and the push part 14.
A fulcrum that rotatably supports in the directions of arrows A and B, 1
6 is in contact with both ends of the push part 14 and the operating lever 13
This is a stopper that restricts the rotation of the Reference numeral 17 indicates a pilot hydraulic pressure source, and 18a and 18b indicate the pilot hydraulic pressure source 17 and each pilot port 11 of the directional control valve 11.
a pilot valve interposed between a and 11b, 19
a, 19b are the push part 14 and each pilot valve 18
The spring 20 is a tank mounted between the springs a and 18b.
今、油圧シヨベルのオペレータが操作レバー1
3を例えば矢印A方向に回動すると、押し部14
は下方へ回動してばね19aをたわませ、パイロ
ツト弁18aの出力油圧Paを発生させる。この
圧力Paは方向切換弁11のパイロツトポート1
1aに伝達され、方向切換弁11を左側位置に切
換え、油圧ポンプ10の圧油をバケツトシリンダ
9のロツド側に供給する。これにより、バケツト
シリンダ9はそのロツドを縮める方向に駆動され
る。又、操作レバー13を矢印B方向に回動する
と、パイロツト弁18bの出力油圧Pbにより方
向切換弁が右側位置に切換えられ、バケツトシリ
ンダ9はロツドを伸長する方向に駆動される。 Now, the hydraulic excavator operator is pressing control lever 1.
3 in the direction of arrow A, the pusher 14
rotates downward to deflect the spring 19a and generate the output oil pressure P a of the pilot valve 18a. This pressure P a is applied to the pilot port 1 of the directional valve 11.
1a, the directional control valve 11 is switched to the left position, and pressure oil from the hydraulic pump 10 is supplied to the rod side of the bucket cylinder 9. As a result, the bucket cylinder 9 is driven in the direction of retracting its rod. When the operating lever 13 is rotated in the direction of arrow B, the directional control valve is switched to the right position by the output oil pressure Pb of the pilot valve 18b, and the bucket cylinder 9 is driven in the direction of extending the rod.
ここで、操作レバー13の操作量S、パイロツ
ト弁18aから出力されるパイロツト圧Pa(Pb)
およびバケツトシリンダ9に供給される圧油の流
量Qについて説明する。パイロツト弁18a,1
8bは一種の減圧弁を構成しており、ばね19a
がたわむとそのばね力に対抗して出力ポートに圧
力Paを発生させ、さらにばね力が増大すると、
パイロツト弁18aの出力ポートがパイロツト油
圧源17(圧力P0)に接続されて油圧Paを増大
せしめる。又、この状態からばね19aのばね力
が減少するとパイロツト弁18aの出力ポートは
タンク20に接続され、圧力Paは減少する。ば
ね19aのばね力はそのたわみ量に比例し、その
たわみ量は押し部14の下方への移動量、即ち操
作レバー13の操作量Sに比例する。したがつ
て、パイロツト弁18a,18bの出力ポートの
圧力Pa(Pb)は操作レバー13の操作量Sに比例
することになる。 Here, the operating amount S of the operating lever 13, the pilot pressure P a (P b ) output from the pilot valve 18a
And the flow rate Q of the pressure oil supplied to the bucket cylinder 9 will be explained. Pilot valve 18a, 1
8b constitutes a kind of pressure reducing valve, and the spring 19a
When the spring flexes, pressure P a is generated at the output port against the spring force, and as the spring force increases further,
The output port of the pilot valve 18a is connected to the pilot oil pressure source 17 (pressure P 0 ) to increase the oil pressure P a . Further, when the spring force of the spring 19a decreases from this state, the output port of the pilot valve 18a is connected to the tank 20, and the pressure P a decreases. The spring force of the spring 19a is proportional to the amount of deflection thereof, and the amount of deflection is proportional to the amount of downward movement of the push portion 14, that is, the amount of operation S of the operating lever 13. Therefore, the pressure P a (P b ) at the output port of the pilot valves 18a, 18b is proportional to the operating amount S of the operating lever 13.
第12図は操作レバーの操作量とパイロツト弁
の出力ポート圧力との関係を示す特性図であり、
横軸に操作量S、縦軸に圧力Pa,Pbがとつてあ
る。操作レバー13は中立位置を中心として矢印
A,B両方向に僅かな遊びを有するが、操作レバ
ー13がこの遊びを超えて操作されると、圧力は
その操作量に比例して増加し、遂には最大圧力
(パイロツト油圧源17の吐出圧力)P0に達す
る。さらに操作レバー13を操作しても、圧力は
値P0一定である。操作量が値S0に達すると、押
し部14の端部はストツパ16に衝突して停止す
る。したがつて、操作レバー13の操作量Sは−
S0<S<S0の範囲である。 FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the operating amount of the operating lever and the output port pressure of the pilot valve.
The horizontal axis is the manipulated variable S, and the vertical axis is the pressures P a and P b . The operating lever 13 has a slight play in both directions of arrows A and B around the neutral position, but when the operating lever 13 is operated beyond this play, the pressure increases in proportion to the amount of operation, and finally The maximum pressure (discharge pressure of the pilot hydraulic pressure source 17) reaches P 0 . Further, even if the operating lever 13 is operated, the pressure remains constant at the value P0 . When the manipulated variable reaches the value S0 , the end of the pushing part 14 collides with the stopper 16 and stops. Therefore, the operation amount S of the operation lever 13 is -
The range is S 0 <S < S 0 .
第13図はパイロツト弁の出力圧力とバケツト
シリンダへの油圧の供給流量との関係を示す特性
図であり、横軸に出力圧力Pa,Pbが、縦軸に流
量Qがとつてある。パイロツト弁18a,18b
の出力ポートに圧力Pa(Pb)が発生すると方向切
換弁11は左側位置に切換えられる。方向切換弁
11はパイロツトポート11a,11bに伝達さ
れるパイロツト圧Pa(Pb)に比例してメータリン
グオリフイスを絞る構造となつており、この絞ら
れたオリフイスを通つて油圧ポンプ10からの油
圧がバケツトシリンダ9に供給される。そして、
その供給流量は圧力Paが値Ptになつたときから
徐々に増加しはじめ、圧力P0より低い圧力で上
記オリフスが全開して最大流量Q0に達する。 Figure 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the output pressure of the pilot valve and the flow rate of hydraulic pressure supplied to the bucket cylinder, with the output pressures P a and P b on the horizontal axis and the flow rate Q on the vertical axis. . Pilot valves 18a, 18b
When pressure P a (P b ) is generated at the output port of , the directional control valve 11 is switched to the left position. The directional control valve 11 has a structure that throttles a metering orifice in proportion to the pilot pressure P a (P b ) transmitted to the pilot ports 11a, 11b, and the flow from the hydraulic pump 10 passes through this throttled orifice. Hydraulic pressure is supplied to the bucket cylinder 9. and,
The supply flow rate begins to gradually increase when the pressure P a reaches the value P t , and at a pressure lower than the pressure P 0 the orifice is fully opened and reaches the maximum flow rate Q 0 .
第14図は操作レバーの操作量とバケツトシリ
ンダへの供給流量との関係を示す特性図であり、
横軸に操作量Sが、縦軸に流量Qがとつてある。
第14図に示す特性は第12図および第13図に
示す特性から当然得られる特性であり、流量Qの
押し部14がストツパ16に衝突する操作量S0よ
り小さい操作量で最大流量Q0となる。バケツト
シリンダ9への油圧の供給流量Qはバケツトシリ
ンダの駆動速度に比例するのであるから、結局、
油圧シヨベルのオペレータは操作レバーを操作す
ることにより、第14図に示す特性に従つてバケ
ツトシリンダの速度を制御することができる。 FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the operating amount of the operating lever and the supply flow rate to the bucket cylinder,
The manipulated variable S is plotted on the horizontal axis, and the flow rate Q is plotted on the vertical axis.
The characteristics shown in FIG. 14 are naturally obtained from the characteristics shown in FIGS. 12 and 13, and the maximum flow rate Q 0 can be achieved with a manipulated variable smaller than the manipulated variable S 0 at which the pushing portion 14 of the flow rate Q collides with the stopper 16. becomes. Since the flow rate Q of hydraulic pressure supplied to the bucket cylinder 9 is proportional to the driving speed of the bucket cylinder 9, after all,
By operating the operating lever, the operator of the hydraulic excavator can control the speed of the bucket cylinder according to the characteristics shown in FIG.
ところで、作業中、バケツト6が堅い岩などに
当ると、操作量を増大しても回路の圧力が大きく
なつてリリーフ弁12の設定圧に達するとそれ以
上の圧力にはならず、バケツト6は停止する。そ
れにも拘らず、オペレータはさらに操作レバーを
操作してその操作量を最大操作量S0として、まだ
そのうえに操作レバーに力を加えて操作レバーを
動かそうとするのが一般である。これは、操作レ
バー13によるバケツトシリンダの駆動制御が上
述のようにバケツトシリンダの速度制御であるに
も拘らず、オペレータは感覚的に当該駆動制御を
バケツトシリンダの力の制御としてとらえている
からである。そして、このような感覚は、人間が
ある物体を動さす場合の感覚に合致した自然な感
覚から当然に発生するものであるばかりでなく、
次の理由によつても発生するものである。 By the way, if the bucket 6 hits a hard rock during work, the pressure in the circuit will increase even if the operating amount is increased, and once it reaches the set pressure of the relief valve 12, the pressure will not increase beyond that, and the bucket 6 will stop working. Stop. Despite this, it is common for the operator to further operate the operating lever to set the operating amount to the maximum operating amount S 0 and then apply force to the operating lever in order to move the operating lever. This is because although the drive control of the bucketed cylinder by the operation lever 13 is the speed control of the bucketed cylinder as described above, the operator intuitively perceives the drive control as controlling the force of the bucketed cylinder. Because there is. Such sensations not only naturally arise from natural sensations that match the sensations humans experience when moving an object, but also
This also occurs due to the following reasons.
即ち、操作レバー13の操作は、ばね19a,
19bのばね力に抗してなされる。この状態を第
15図に示す。図で横軸に操作量S、縦軸に操作
レバー13に加えられる操作力fがとつてある。
即ち、オペレータは操作レバー13の操作量Sを
大きくする場合はそれに比例した操作力fを要す
ることになり、これは、オペレータに対して、操
作レバー13の操作による制御が力の制御である
という感覚を持たせる原因となる。 That is, the operation of the operating lever 13 is performed by the springs 19a,
This is done against the spring force of 19b. This state is shown in FIG. In the figure, the horizontal axis shows the operating amount S, and the vertical axis shows the operating force f applied to the operating lever 13.
In other words, when the operator increases the operating amount S of the operating lever 13, an operating force f proportional to the amount S is required. It causes sensation.
このような操作感覚についての事情は、バケツ
トシリンダの駆動のみならず、油圧シヨベルやそ
の他の作業機械の油圧アクチユエータの駆動の場
合も全く同じである。そして、このような操作感
覚からみると、特に負荷が極めて大きい場合、第
11図に代表して示される従来の油圧回路におけ
る操作はオペレータの操作感覚から乖離したもの
であり、このため、操作性が悪化し、ひいては作
業能率の低下につながるという欠点を有してい
た。 The situation regarding such operational feeling is exactly the same not only when driving a bucket cylinder but also when driving a hydraulic actuator of a hydraulic excavator or other working machine. From this point of view, especially when the load is extremely large, the operation in the conventional hydraulic circuit shown in FIG. This has the disadvantage that it leads to deterioration of the process, which in turn leads to a decrease in work efficiency.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、上記従来の欠点を除き、
油圧アクチユエータを操作者の操作感覚と合致し
て駆動することができ、操作性を向上させること
ができる油圧アクチユエータ駆動装置を提供する
にある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks,
It is an object of the present invention to provide a hydraulic actuator drive device capable of driving a hydraulic actuator in accordance with an operator's operating feeling and improving operability.
上記の目的を達成するため、本発明は、油圧ア
クチユエータと、この油圧アクチユエータの駆動
流量を制御する流量制御機構と、オペレータによ
り操作され前記流量制御機構を駆動する操作部と
を備えたものにおいて、前記油圧アクチユエータ
および前記流量制御機構を含む油圧回路の最高圧
力を設定する可変圧力設定機構と、前記操作部の
操作力が予め定められた値以上になつたとき前記
可変圧力設定機構の設定圧を増加させる設定圧変
更手段とを設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a hydraulic actuator, a flow rate control mechanism that controls the drive flow rate of the hydraulic actuator, and an operating section that is operated by an operator to drive the flow rate control mechanism. a variable pressure setting mechanism that sets the maximum pressure of the hydraulic circuit including the hydraulic actuator and the flow rate control mechanism; and a variable pressure setting mechanism that sets the set pressure of the variable pressure setting mechanism when the operating force of the operating section exceeds a predetermined value. The present invention is characterized in that it includes a set pressure changing means for increasing the set pressure.
オペレータにより操作部に加えられていた操作
力が予め定められた値以上になると、可変圧力設
定機構に設定されていた設定圧が当該操作力に応
じて増加する。これにより、油圧アクチユエータ
の駆動力が増大してオペレータの操作感覚と一致
した作業を実施することができる。 When the operating force applied to the operating section by the operator exceeds a predetermined value, the set pressure set in the variable pressure setting mechanism increases in accordance with the operating force. As a result, the driving force of the hydraulic actuator is increased, and it is possible to perform work that matches the operator's sense of operation.
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.
第1図は本発明の実施例に係るバケツトシリン
ダの駆動装置の油圧回路図である。図で、第11
図に示す部分と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。22は操作レバー13の側面(矢
印A方向の側の側面)に貼付された歪ゲージであ
り、操作量SがS>0であるとき圧縮応力を、
又、S<0であるとき引張応力を受ける。歪ゲー
ジ22は圧縮応力を受けたときその抵抗が値ΔR
(ΔR>0)だけ小さくなり、引張応力を受けた
とき値ΔR(ΔR<0)だけ大きくなる。23は第
11図に示すリリーフ弁12に代えて設けられる
電磁リリーフ弁である。電磁リリーフ弁23は比
例ソレノイドを有し、この比例ソレノイドに電流
Iを供給することによりこの供給電流Iに比例す
る電磁力(前記リリーフ弁12のばね12aのば
ね力に相当する力)を発生し、結局、上記供給電
流Iに比例したリリーフ圧力PRを設定すること
ができる。このような電磁リリーフ弁は良く知ら
れているので詳細な説明は省略する。24は圧力
設定部であり、歪ゲージ22の抵抗値に基づいて
電磁リリーフ弁23にリリーフ圧力を設定する電
流を供給する。この圧力設定部24の構成は次図
に示される。 FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a bucket cylinder driving device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the 11th
Components that are the same as those shown in the figures are given the same reference numerals and explanations will be omitted. 22 is a strain gauge attached to the side surface of the operating lever 13 (the side surface in the direction of arrow A), and when the operating amount S is S>0, the compressive stress is measured.
Further, when S<0, tensile stress is applied. When the strain gauge 22 receives compressive stress, its resistance becomes the value ΔR
(ΔR>0), and increases by the value ΔR (ΔR<0) when subjected to tensile stress. 23 is an electromagnetic relief valve provided in place of the relief valve 12 shown in FIG. The electromagnetic relief valve 23 has a proportional solenoid, and by supplying a current I to the proportional solenoid, an electromagnetic force (a force corresponding to the spring force of the spring 12a of the relief valve 12) proportional to the supplied current I is generated. As a result, the relief pressure PR can be set in proportion to the supply current I. Since such electromagnetic relief valves are well known, detailed explanation will be omitted. A pressure setting section 24 supplies a current to the electromagnetic relief valve 23 to set a relief pressure based on the resistance value of the strain gauge 22. The configuration of this pressure setting section 24 is shown in the next figure.
第2図は第1図に示す圧力設定部の具体例を示
す回路図である。図で、22は第1図に示す歪ゲ
ージ、25は歪ゲージ22を一辺とするブリツジ
回路、26a,26b,26cはブリツジ回路2
5の多辺を構成する抵抗である。歪ゲージ22の
抵抗値は、歪ゲージ22が何等の応力をも受けて
いないとき値R0であり、他の抵抗26a,26
b,26cの抵抗値は上記と等しい値R0に選定
されている。各抵抗の接続点a〜dのうち、接続
点b,d間には所定の電圧VSが印加され、接続
点a,c間からブリツジ回路25の出力信号ΔV
がとり出される。27は信号ΔVを入力しこれに
基づいて信号VAを出力する差動増幅器、28,
29は所定の特性を有する関数発生器、30は増
幅器である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the pressure setting section shown in FIG. 1. In the figure, 22 is the strain gauge shown in FIG. 1, 25 is a bridge circuit with the strain gauge 22 on one side, and 26a, 26b, and 26c are bridge circuits 2.
It is a resistance that constitutes many sides of 5. The resistance value of the strain gauge 22 is R 0 when the strain gauge 22 is not receiving any stress, and the resistance value of the strain gauge 22 is R 0 when the strain gauge 22 is not receiving any stress.
The resistance values of b and 26c are selected to be the same value R 0 as above. Among the connection points a to d of each resistor, a predetermined voltage V S is applied between the connection points b and d, and the output signal ΔV of the bridge circuit 25 is applied between the connection points a and c.
is taken out. 27 is a differential amplifier that inputs the signal ΔV and outputs the signal V A based on the signal; 28;
29 is a function generator having predetermined characteristics, and 30 is an amplifier.
次に、本実施例の動作を第3図乃至第9図に示
す特性図を参照しながら説明する。まず、各特性
図について説明する。さきに述べたように、歪ゲ
ージ22の抵抗値は加わる応力に比例した値ΔR
だけ変化し、この変化分ΔRとブリツジ回路25
の出力電圧(接続点a,c間の電位差)ΔVの関
係は次式で表わされる。 Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to the characteristic diagrams shown in FIGS. 3 to 9. First, each characteristic diagram will be explained. As mentioned earlier, the resistance value of the strain gauge 22 is a value ΔR proportional to the applied stress.
This change ΔR and the bridge circuit 25
The relationship between the output voltage (potential difference between connection points a and c) ΔV is expressed by the following equation.
ΔV=k・ΔR・VS(k>0比例定数)
したがつて、出力電圧ΔVは操作レバー13に
加わる操作力fに比例し、差動増幅器27の出力
VAも操作力fに比例する。 ΔV=k・ΔR・V S (k>0 proportional constant) Therefore, the output voltage ΔV is proportional to the operating force f applied to the operating lever 13, and the output of the differential amplifier 27
V A is also proportional to the operating force f.
第3図は操作力と差動増幅器の出力電圧の関係
を示す特性図で、横軸に操作力f、縦軸に出力電
圧VAがとつてある。押し部14がストツパに当
接するまで操作レバー13を操作したとき(操作
量S0)、第15図に示すように操作力は値f0とな
り、これに応じて差動増幅器27からは電圧VA0
が出力される。図示のように電圧VAは操作力f
に比例する。 FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the operating force and the output voltage of the differential amplifier, with the operating force f on the horizontal axis and the output voltage V A on the vertical axis. When the operating lever 13 is operated until the pusher 14 comes into contact with the stopper (operating amount S 0 ), the operating force becomes the value f 0 as shown in FIG. A0
is output. As shown, the voltage V A is the operating force f
is proportional to.
第4図は関数発生器28の特性図であり、横軸
に差動増幅器27の出力電圧VAが、縦軸に関数
発生器28の出力電圧VBがとつてある。図から
明らかなように、関数発生器28の出力電圧VB
は入力電圧VAの絶対値に比例し、電圧VA0,−
VA0が入力したとき電圧VB0を出力する。 FIG. 4 is a characteristic diagram of the function generator 28, in which the horizontal axis represents the output voltage V A of the differential amplifier 27, and the vertical axis represents the output voltage V B of the function generator 28. As is clear from the figure, the output voltage V B of the function generator 28
is proportional to the absolute value of the input voltage V A , and the voltage V A0 , −
Outputs voltage V B0 when V A0 is input.
第5図は関数発生器29の特性図であり、横軸
に関数発生器28の出力電圧VBが、縦軸に関数
発生器29の出力電圧VCがとつてある。出力電
圧VCは、入力電圧VBが値VB0より大きな値VB1に
達するまでは値VC0一定であり、入力電圧VBが値
VB1から値VB2までは入力電圧VBに比例して値VC0
から値VC1まで変化し、入力電圧VBが値VB2以上
のときは値VC1一定となる。即ち、関数発生器2
8からは、操作力fが値f0より僅かに大きな値f1
から値f2までの間、これに比例した電圧が出力さ
れ、操作力fがそれ以上のとき一定値が出力され
る。 FIG. 5 is a characteristic diagram of the function generator 29, in which the horizontal axis represents the output voltage V B of the function generator 28, and the vertical axis represents the output voltage V C of the function generator 29. The output voltage V C is constant at the value V C0 until the input voltage V B reaches a value V B1 greater than the value V B0 , and the input voltage V B
From V B1 to the value V B2 , the value V C0 is proportional to the input voltage V B
The voltage V C1 changes from V C1 to the value V C1, and when the input voltage V B is equal to or higher than V B2 , the value V C1 remains constant. That is, function generator 2
8, the operating force f is a value f1 slightly larger than the value f0 .
A voltage proportional to this is output from 2 to the value f2, and a constant value is output when the operating force f is greater than that.
第6図は増幅器の出力特性(圧力設定部の出力
特性と同じ)を示す特性図であり、横軸に関数発
生器29の出力電圧VCが、縦軸に増幅器30の
出力電流Iがとつてある。出力電圧VCと出力電
流Iとは比例関係にあり、第5図に示すように、
関数発生器29の出力電圧VCは値VC0と値VC1の
間で変化することから、出力電流Iもこれに比例
する値I0,I1の間で変化することになる。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the output characteristics of the amplifier (same as the output characteristics of the pressure setting section), where the horizontal axis represents the output voltage V C of the function generator 29, and the vertical axis represents the output current I of the amplifier 30. It is attached. There is a proportional relationship between the output voltage V C and the output current I, as shown in Figure 5.
Since the output voltage V C of the function generator 29 changes between the value V C0 and the value V C1 , the output current I also changes between the proportional values I 0 and I 1 .
第7図は電磁リリーフ弁23の特性図であり、
横軸に供給電流Iが、縦軸に電磁リリーフ弁23
の設定圧PRがとつてある。両者は比例関係にあ
り、前述のように、電流Iが値I0,I1の間で変化
することから、設定圧PRもこれに比例した値PR0,
PR1の間で変化する。 FIG. 7 is a characteristic diagram of the electromagnetic relief valve 23,
The horizontal axis shows the supply current I, and the vertical axis shows the electromagnetic relief valve 23.
The set pressure P R is determined. The two are in a proportional relationship, and as mentioned above, since the current I changes between the values I 0 and I 1 , the set pressure P R also has a proportional value P R0 ,
P varies between R1 .
第8図は圧力設定部の出力特性図であり、横軸
に操作レバー13の操作力fが、縦軸に圧力設定
部24の出力電流(増幅器30の出力電流)Iが
とつてある。第3図乃至第6図に示す特性図か
ら、操作力f1以下では出力電流は値I0一定、操作
力f2以上では出力電流は値I1一定、操作力f1,f2
の間では出力電流はこれに比例して変化すること
が判る。 FIG. 8 is an output characteristic diagram of the pressure setting section, in which the horizontal axis indicates the operating force f of the operating lever 13, and the vertical axis indicates the output current I of the pressure setting section 24 (output current of the amplifier 30). From the characteristic diagrams shown in Figs. 3 to 6, when the operating force is less than f 1 , the output current is constant at the value I 0 , when the operating force is above f 2 , the output current is constant at the value I 1 , and when the operating force is f 1 , f 2
It can be seen that the output current changes in proportion to this between.
第9図は操作レバーの操作力と電磁リリーフ弁
の設定圧との関係を示す特性図であり、横軸に操
作力fが、縦軸に設定圧PRがとつてある。第7
図および第8図に示す特性図から、操作力fと設
定圧PRとの関係は、第8図に示す操作力fと圧
力設定部24の出力電流Iとの関係と同様の関係
となることが判る。即ち、操作力f1以下では設定
圧PR0一定、操作力f2以上では設定圧PR1一定、操
作力f1,f2の間では設定圧はこれに比例して変化
する。 FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the operating force of the operating lever and the set pressure of the electromagnetic relief valve, with the operating force f on the horizontal axis and the set pressure P R on the vertical axis. 7th
8 and the characteristic diagram shown in FIG. 8, the relationship between the operating force f and the set pressure P R is similar to the relationship between the operating force f and the output current I of the pressure setting section 24 shown in FIG. 8. I understand that. That is, when the operating force is less than f 1 , the set pressure P R0 is constant, when the operating force is more than f 2 , the set pressure P R1 is constant, and between the operating forces f 1 and f 2 , the set pressure changes proportionally.
ここで、操作レバー13の操作力が値0〜f1に
おいて、圧力設定部24の出力電流I0による電磁
リリーフ弁23の設定圧PR0は、第11図に示す
従来装置のリリーフ弁の設定圧と等しく定められ
ている。今、油圧シヨベルの作業中、バケツト6
の先端が堅い岩に当つたとする。このとき、オペ
レータはさきに述べた力の制御の感覚から、操作
レバー13を押し部14がストツパ16に当るま
で操作するとともに、押し部14とストツパ16
が係合した後もさらに操作レバー13に力を加え
る。この場合、操作レバー13の押し部14がス
トツパ16に当るまでは速度制御がなされるが、
その後さらに操作レバー13に力が加わり、操作
力が値fを超えると、これに応じた圧力設定部2
4の出力電流は値I0を超え、電磁リリーフ弁23
の設定圧は通常状態における設定圧PR0を超える。
このため回路の圧力が上昇し、流量と圧力の積に
より表わされるバケツトシリンダ9の駆動力も増
加し、バケツト6が堅い岩を動かそうとする力も
増加する。これにより、制御はオペレータの感覚
と一致した力の制御となり、操作性(操作感覚)
が極めて良くなる。岩が動かない場合、オペレー
タによる操作レバー13の操作力が増大すると、
これに比例して設定圧も上昇し、より大きな力を
発揮することができる。操作力が値f2に達しても
岩が動かない場合、オペレータがそれ以上の力を
操作レバー13に加えても、設定圧は値PR1一定
となり、油圧回路の構成要素を保護する。 Here, when the operating force of the operating lever 13 is from 0 to f 1 , the set pressure P R0 of the electromagnetic relief valve 23 due to the output current I 0 of the pressure setting unit 24 is the setting of the relief valve of the conventional device shown in FIG. It is determined to be equal to the pressure. Currently working on the hydraulic excavator, Bucket 6
Suppose the tip of the ball hits a solid rock. At this time, the operator operates the operating lever 13 until the pushing part 14 hits the stopper 16, based on the feeling of controlling the force described earlier, and also presses the pushing part 14 and the stopper 16.
Even after the lever 13 is engaged, force is further applied to the operating lever 13. In this case, the speed is controlled until the push part 14 of the operating lever 13 hits the stopper 16;
After that, further force is applied to the operating lever 13, and when the operating force exceeds the value f, the pressure setting section 2 responds accordingly.
The output current of 4 exceeds the value I 0 and the solenoid relief valve 23
The set pressure exceeds the set pressure P R0 under normal conditions.
Therefore, the pressure in the circuit increases, and the driving force of the bucket cylinder 9, which is represented by the product of flow rate and pressure, also increases, and the force with which the bucket 6 attempts to move the solid rock also increases. As a result, the control is a force control that matches the operator's sense, and operability (operational feeling)
becomes extremely better. If the rock does not move, if the operating force of the operating lever 13 by the operator increases,
The set pressure also increases in proportion to this, allowing greater force to be exerted. If the rock does not move even when the operating force reaches the value f2 , even if the operator applies more force to the operating lever 13, the set pressure remains constant at the value P R1 , protecting the components of the hydraulic circuit.
ここで、設定圧PR1は油圧ボンプ10を駆動す
るエンジンの馬力により決定されるが、通常の設
定圧PR0がエンジンの出力馬力に対して可成り余
裕をもつて設定されていることから、設定圧PR1
はある程度大きな値に設定することができ、これ
に応じて大きな力を発生させることができる。 Here, the set pressure P R1 is determined by the horsepower of the engine that drives the hydraulic pump 10, but since the normal set pressure P R0 is set with a considerable margin for the output horsepower of the engine, Set pressure P R1
can be set to a somewhat large value, and a correspondingly large force can be generated.
このように、本実施例では、リリーフ弁に電磁
リリーフ弁を備え、操作レバーに加わる操作力を
歪ゲージで検出し、この操作力に対応して圧力設
定部から電磁リリーフ弁に電流を供給してその設
定圧を変更するようにしたので、油圧シヨベルの
オペレータは作業中大きな力を要する状態が発生
した場合自己の操作感覚と一致した操作を行なう
ことができ、操作性が良くなり、作業性が向上す
る。又、操作レバーの押し部がストツパに当接し
た後さらに操作レバーに力が加えられたときはじ
めて電磁リリーフ弁の設定圧を変更するようにし
たので、操作レバーの押し部がストツパに当る毎
に設定圧が変更されることを防ぎ、油圧回路の最
高圧力が頻繁に変ることによる操作感覚の低下を
防止することができる。 As described above, in this embodiment, the relief valve is equipped with an electromagnetic relief valve, the operating force applied to the operating lever is detected by a strain gauge, and current is supplied from the pressure setting section to the electromagnetic relief valve in response to this operating force. Since the hydraulic excavator operator is able to change the set pressure by using the hydraulic excavator, when a situation that requires a large amount of force occurs during work, the operator of the hydraulic excavator can perform an operation that is consistent with his/her operating feeling, improving operability and improving work efficiency. will improve. In addition, since the set pressure of the electromagnetic relief valve is changed only when force is applied to the operating lever after the pushing part of the operating lever contacts the stopper, the setting pressure of the electromagnetic relief valve is changed every time the pushing part of the operating lever touches the stopper. It is possible to prevent the set pressure from being changed and to prevent the operational feeling from being deteriorated due to frequent changes in the maximum pressure of the hydraulic circuit.
なお、上記実施例の説明では、油圧シヨベルの
バケツトシリンダの駆動を例示して説明したが、
種々の作業機械の種々の油圧アクチユエータに適
用できるのは明らかである。 In addition, in the description of the above embodiment, the driving of a bucket cylinder of a hydraulic excavator was explained as an example.
It is obvious that it can be applied to various hydraulic actuators of various work machines.
又、上記実施例の説明では固定ポンプを例示し
て説明したが、当然、可変容量ポンプに対しても
適用できる。この場合、可変容量ポンプの傾転制
御を行なうレギユレータには、可変容量ポンプの
吐出圧力とともに、2つのパイロツト弁の出力の
うちの高圧側の圧力がとり入れられて所定の制御
が行なわれる。可変容量ポンプの場合は傾転制御
が行なわれるので、固定ポンプに比べて電磁リリ
ーフ弁の設定圧の設定に余裕がある。 Further, although the above embodiments have been explained by exemplifying a fixed pump, the present invention can of course also be applied to a variable displacement pump. In this case, the regulator that controls the tilting of the variable displacement pump receives the discharge pressure of the variable displacement pump as well as the pressure on the higher pressure side of the outputs of the two pilot valves to perform predetermined control. In the case of a variable displacement pump, since tilting control is performed, there is more leeway in setting the set pressure of the electromagnetic relief valve than in a fixed pump.
さらに、上記実施例の説明では、操作力が小さ
い場合の電磁リリーフ弁の設定圧を通常のリリー
フ弁の設定圧と等しくする例を挙げて説明した
が、通常のリリーフ弁の設定圧は通常作業状態に
対して可成り高い値に設定されていることから、
操作力が小さい場合の電磁リリーフ弁の設定圧を
通常のリリーフ弁の設定圧より低い値に選定して
おき、電磁リリーフ弁の最高設定圧を通常のリリ
ーフ弁の設定圧と等しい値に設定することもでき
る。この場合、省エネルギ効果が生じる。 Furthermore, in the explanation of the above embodiment, an example was given in which the set pressure of the electromagnetic relief valve when the operating force is small is equal to the set pressure of the normal relief valve, but the set pressure of the normal relief valve is Since it is set to a fairly high value for the state,
Select the set pressure of the electromagnetic relief valve when the operating force is small to a value lower than the set pressure of the normal relief valve, and set the maximum set pressure of the electromagnetic relief valve to a value equal to the set pressure of the normal relief valve. You can also do that. In this case, an energy saving effect occurs.
さらに又、上記実施例の説明では、油圧パイロ
ツト弁を操作レバーの操作量の検出に用いた例を
説明したが、ポテンシヨメータを用いて操作量を
検出し、これに基づいて方向切換弁を制御するよ
うにしてもよい。又、流量制御機構として方向切
換弁を用いず、可変吐出量ポンプを用いることも
できる。 Furthermore, in the explanation of the above embodiment, an example was explained in which a hydraulic pilot valve was used to detect the operating amount of the operating lever, but a potentiometer was used to detect the operating amount, and the directional control valve was operated based on this. It may also be controlled. Moreover, a variable discharge amount pump may be used as the flow rate control mechanism without using the directional switching valve.
以上述べたように、本発明では、油圧アクチユ
エータを操作する操作部の操作力に応じて可変圧
力設定機構の設定圧を変更するようにしたので、
操作者の操作感覚と合致して油圧アクチユエータ
を駆動することができ、操作性を向上させること
ができる。
As described above, in the present invention, the set pressure of the variable pressure setting mechanism is changed in accordance with the operating force of the operating section that operates the hydraulic actuator.
The hydraulic actuator can be driven in accordance with the operator's operating sense, and operability can be improved.
第1図は本発明の実施例に係るバケツトシリン
ダ駆動装置の油圧回路図、第2図は第1図に示す
圧力設定部の具体例のブロツク図、第3図、第4
図、第5図および第6図はそれぞれ第2図に示す
各回路要素の特性図、第7図は第1図に示す電磁
リリーフ弁の特性図、第8図および第9図はそれ
ぞれ第1図に示す操作レバーの操作力に対する圧
力設定部の出力電流および電磁リリーフ弁の設定
圧の特性図、第10図は油圧シヨベルの概略構成
の側面図、第11図は従来のバケツトシリンダ駆
動装置の油圧回路図、第12図は第11図に示す
パイロツト弁の出力特性図、第13図および第1
4図は第11図に示す方向切換弁の出力特性図、
第15図は第11図に示す操作レバーの操作特性
図である。
9……バケツトシリンダ、11……方向切換
弁、13……操作レバー、14……押し部、16
……ストツパ、18a,18b……パイロツト
弁、22……歪ゲージ、23……電磁リリーフ
弁、24……圧力制御部。
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a bucket cylinder drive device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a specific example of the pressure setting section shown in FIG. 1, and FIGS.
Figures 5 and 6 are characteristic diagrams of each circuit element shown in Figure 2, Figure 7 is a characteristic diagram of the electromagnetic relief valve shown in Figure 1, and Figures 8 and 9 are characteristic diagrams of each circuit element shown in Figure 1. The characteristic diagram of the output current of the pressure setting unit and the set pressure of the electromagnetic relief valve with respect to the operating force of the operating lever shown in the figure, Fig. 10 is a side view of the schematic configuration of a hydraulic excavator, and Fig. 11 is a conventional bucket cylinder drive device. Fig. 12 is the hydraulic circuit diagram of the pilot valve shown in Fig. 11, Fig. 13 is the output characteristic diagram of the pilot valve shown in Fig.
Figure 4 is an output characteristic diagram of the directional control valve shown in Figure 11;
FIG. 15 is an operation characteristic diagram of the operating lever shown in FIG. 11. 9...Bucket cylinder, 11...Directional switching valve, 13...Operation lever, 14...Pushing part, 16
... Stopper, 18a, 18b ... Pilot valve, 22 ... Strain gauge, 23 ... Electromagnetic relief valve, 24 ... Pressure control section.
Claims (1)
ータの駆動流量を制御する流量制御機構と、オペ
レータにより操作され前記流量制御機構を駆動す
る操作部とを備えたものにおいて、前記油圧アク
チユエータおよび前記流量制御機構を含む油圧回
路の最高圧力を設定する可変圧力設定機構と、前
記操作部の操作力が予め定められた値以上になつ
たとき前記可変圧力設定機構の設定圧を増加させ
る設定圧変更手段とを設けたことを特徴とする油
圧アクチユエータ駆動装置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記可変圧
力設定機構は、電磁リリーフ弁であることを特徴
とする油圧アクチユエータ駆動装置。 3 特許請求の範囲第1項において、前記設定圧
変更手段は、前記操作部が規制位置からさらに操
作されたときその操作力に応じた歪を生じる歪ゲ
ージと、この歪ゲージの歪に対して前記可変圧力
設定機構の設定圧を増加させる信号を発生する圧
力設定部とで構成されていることを特徴とする油
圧アクチユエータ駆動装置。[Scope of Claims] 1. A device comprising a hydraulic actuator, a flow rate control mechanism that controls the drive flow rate of the hydraulic actuator, and an operating section that is operated by an operator to drive the flow rate control mechanism, wherein the hydraulic actuator and the flow rate control mechanism are operated by an operator. a variable pressure setting mechanism that sets the maximum pressure of a hydraulic circuit including a flow rate control mechanism; and a set pressure change that increases the set pressure of the variable pressure setting mechanism when the operating force of the operating section exceeds a predetermined value. A hydraulic actuator drive device comprising: means. 2. The hydraulic actuator drive device according to claim 1, wherein the variable pressure setting mechanism is an electromagnetic relief valve. 3. In claim 1, the set pressure changing means includes a strain gauge that generates a strain in accordance with the operating force when the operating section is further operated from the restriction position, and A hydraulic actuator drive device comprising: a pressure setting section that generates a signal to increase the set pressure of the variable pressure setting mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024537A JPS61189302A (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Hydraulic actuator driving device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP60024537A JPS61189302A (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Hydraulic actuator driving device |
Publications (2)
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| JPS61189302A JPS61189302A (en) | 1986-08-23 |
| JPH0456883B2 true JPH0456883B2 (en) | 1992-09-09 |
Family
ID=12140898
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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Also Published As
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