WO2014006950A1 - 建設機械の油圧回路及びその制御装置 - Google Patents

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浩文 橋本
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    • F15B2211/7142—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic circuit of a construction machine and a control device thereof.
  • Some construction machines perform control (bleed-off control) for returning a part (for example, surplus) of pressure oil discharged from a hydraulic pump to a hydraulic oil tank.
  • control bleed-off control
  • some construction machines include a clearance (for example, a bleed opening Sbo in FIG. 7) for returning pressure oil in the spool of the direction control valve.
  • the construction machine performs bleed-off control by changing the opening area of the bleed opening (for example, Patent Document 1).
  • the present embodiment is made under such circumstances, and has a plurality of center bypass passages to which pressure oil discharged from a plurality of hydraulic pumps is supplied, and the pressure oil supplied to the center bypass passage is joined. It is an object of the present invention to provide a hydraulic circuit for a construction machine or a control device for the hydraulic circuit of a construction machine that includes a merging circuit that allows the flow direction of pressure oil to be merged.
  • a hydraulic circuit for a construction machine including a plurality of center bypass passages each supplied with pressure oil discharged from a plurality of hydraulic pumps, and arranged in tandem in the center bypass passage.
  • a directional control valve group comprising a plurality of directional control valves, a bleed-off valve disposed in the center bypass passage downstream of the directional control valve group, and a center bypass passage that is one of the plurality of center bypass passages.
  • a merging circuit for joining the pressurized oil to another center bypass passage, and the directional control valve includes a first internal passage for flowing the pressure oil supplied to the directional control valve to the center bypass passage; A second internal passage for supplying the hydraulic oil supplied to the directional control valve to a hydraulic actuator of the construction machine, wherein the first internal passage is a front
  • a parallel passage is formed by the center bypass passage and the first internal passage, and the bleed-off
  • the valve performs bleed-off control of the pressure oil supplied through the parallel passage by changing the opening area of the bleed-off valve, and the merging circuit controls the inflow direction of the pressure oil to be merged
  • a hydraulic circuit for a construction machine including a control valve.
  • the first internal passage has substantially the same passage area regardless of the spool position of the direction control valve, and forms the parallel passage corresponding to the passage area.
  • a hydraulic circuit for a construction machine is provided, which is supplied with pressure oil only
  • a hydraulic circuit for a construction machine including a plurality of center bypass passages each supplied with pressure oil discharged from a plurality of hydraulic pumps, wherein the center bypass passage is tandem.
  • a directional control valve group comprising a plurality of directional control valves disposed in the directional control valve group, a bleed-off valve disposed in the center bypass passage downstream of the directional control valve group, and a center bypass passage of one of the plurality of center bypass passages
  • a merging circuit for merging the pressure oil supplied to the other center bypass passage wherein the directional control valve has a first inner portion for flowing the pressure oil supplied to the directional control valve to the center bypass passage.
  • a parallel passage is formed by the center bypass passage and the first internal passage
  • the bleed-off valve controls the bleed-off of the pressure oil supplied through the parallel passage by changing the opening area of the bleed-off valve
  • the merging circuit controls the inflow direction of the pressure oil to be merged
  • a hydraulic circuit for a construction machine comprising a merging direction control valve, wherein the plurality of hydraulic pumps are two hydraulic pumps, and the plurality of center bypass passages are two center bypass passages
  • the merging direction control valve switches between the inflow directions, so that any one of the pressure oils respectively supplied to the two center bypass passages is switched.
  • the merging circuit further includes a check valve corresponding to the inflow direction, and the check valve prevents a flow of pressure oil in a reverse direction with respect to the inflow direction.
  • a hydraulic circuit for construction machinery is provided.
  • a control device for a hydraulic circuit of a construction machine including a plurality of center bypass passages to which pressure oil discharged from a plurality of hydraulic pumps is supplied, respectively,
  • a directional control valve group comprising a plurality of directional control valves arranged in tandem in the passage; a bleed-off valve arranged in the center bypass passage downstream of the directional control valve group; and one of the plurality of center bypass passages
  • a merging circuit for joining the pressure oil supplied to the center bypass passage to another center bypass passage, and the direction control valve is configured to flow the pressure oil supplied to the direction control valve to the center bypass passage.
  • the internal passage of 1 is a parallel passage formed by the center bypass passage and the first internal passage by allowing the pressure oil discharged from the hydraulic pump to flow out to the center bypass passage downstream of the direction control valve.
  • the bleed-off valve controls the bleed-off of the pressure oil supplied through the parallel passage by changing the opening area of the bleed-off valve, and the merging circuit
  • a control device for a hydraulic circuit of a construction machine that controls a hydraulic circuit of the construction machine, comprising a merging direction control valve that controls an inflow direction.
  • a control device for a hydraulic circuit of a construction machine wherein the inflow direction is changed in accordance with operation information input to the construction machine.
  • a control device for a hydraulic circuit of a construction machine wherein when the pressure oil is merged using the merge circuit, the opening area of the bleed-off valve is reduced.
  • the hydraulic circuit of the construction machine is characterized by giving priority to the operation of the hydraulic actuator corresponding to the directional control valve to which the joined pressure oil is supplied by joining the pressure oil using the merge circuit.
  • a control device is provided.
  • the inflow direction of the pressure oil to be merged can be controlled using the merge circuit and the merge direction control valve.
  • FIG. 1 is a schematic external view illustrating an example of a construction machine according to an embodiment of the present invention. It is a hydraulic circuit diagram explaining an example of the hydraulic circuit of the construction machine which concerns on embodiment of this invention. It is explanatory drawing explaining an example of the direction control valve of the hydraulic circuit of the construction machine which concerns on embodiment of this invention. It is explanatory drawing explaining an example of the direction control valve of the hydraulic circuit of the construction machine which concerns on embodiment of this invention. It is explanatory drawing explaining an example of the direction control valve of the hydraulic circuit of the construction machine which concerns on embodiment of this invention. It is a schematic sectional drawing explaining an example of the cross section (AA cross section of FIG. 3A) of the direction control valve of the hydraulic circuit of the construction machine which concerns on embodiment of this invention.
  • the present invention is a construction machine including a plurality of center bypass passages (center bypass lines) other than the present embodiment, and a part of pressure oil using a cut valve (bleed-off valve, flow control valve, etc.). Is returned to the tank (bleed-off control), and any oil that supplies (combines) the pressure oil supplied to one center bypass passage to the other center bypass passage can be used. Can also be used.
  • Construction machines that can use the present invention include hydraulic excavators, crane trucks, bulldozers, wheel loaders and dump trucks, pile driving machines, pile removers, water jets, mud drainage treatment equipment, grout mixers, deep Includes foundation and drilling machines.
  • Construction machine configuration A schematic configuration of a construction machine 100 in which the present invention can be used will be described with reference to FIG.
  • the construction machine is a machine that performs a desired operation using a hydraulic actuator in the present embodiment.
  • the construction machine 100 includes, as hydraulic actuators, a boom 11 whose base end is pivotally supported on the upper swing body 10Up, an arm 12 pivotally supported on the distal end of the boom 11, and a distal end of the arm 12. And a bucket 13 that is pivotally supported.
  • the construction machine 100 extends and contracts the boom cylinder 11c in the longitudinal direction by supplying hydraulic oil (pressure oil) to the boom cylinder 11c of the boom 11. At this time, the boom 11 is driven in the vertical direction by expansion and contraction of the boom cylinder 11c. Further, the construction machine 100 is controlled by a boom direction control valve (for example, Vb1 and Vb2 in FIG. 2 described later) controlled in accordance with an operation amount (and an operation direction) of an operation lever of an operator (driver, operator). The hydraulic fluid supplied to the boom cylinder 11c is controlled. As a result, the construction machine 100 performs a desired operation according to the operation amount of the operation lever of the operator.
  • a boom direction control valve for example, Vb1 and Vb2 in FIG. 2 described later
  • the construction machine 100 drives the arm 12 and the bucket 13 by the expansion and contraction of the arm cylinder 12c and the bucket cylinder 13c as in the case of the boom 11.
  • the construction machine 100 uses an arm direction control valve (for example, Va1 and Va2 in FIG. 2) and a bucket direction control valve (for example, Vbk in FIG. 2) to form an arm cylinder 12c and a bucket cylinder 13c.
  • the hydraulic fluid supplied to the is controlled.
  • the construction machine 100 travels (moves back and forth, left and right) and rotates (turns, etc.) the main body of the construction machine 100 using wheels and a turning device (for example, the lower traveling body 10Dw).
  • the construction machine 100 uses, for example, a traveling direction control valve (for example, Vt1, Vt2, and Vst in FIG. 2) to run the construction machine 100 according to the amount of operation of the operation lever of the operator.
  • a construction machine 100 that can use the present invention includes a hydraulic circuit (described later) 20 that supplies hydraulic oil (pressure oil) from a hydraulic pump to a hydraulic actuator, and a control device (described later) that controls the operation of each component of the construction machine 100. 30).
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 will be described with reference to FIG.
  • the solid line described in FIG. 2 indicates an oil passage (pressure oil passage).
  • a solid line added with // indicates an electric control system.
  • the hydraulic circuit to which the present invention can be applied is not limited to that shown in FIG. That is, any hydraulic circuit having a plurality of center bypass passages and having a cut valve (bleed-off valve) disposed in the center bypass passage downstream of the plurality of directional control valves (direction control valve group).
  • the present invention can also be applied to circuits. 2 includes two hydraulic pumps, the hydraulic circuit to which the present invention can be applied is not limited to one including two hydraulic pumps. That is, you may use this invention for a hydraulic circuit (construction machine) provided with three or more hydraulic pumps.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 includes two hydraulic pumps mechanically connected to an output shaft of a power source (a prime mover, an engine, a motor, etc.) not shown.
  • P first hydraulic pump P1 and second hydraulic pump P2
  • two center bypass passages RC first center bypass passage RC1 to which the pressure oil discharged from each of the two hydraulic pumps P is supplied And a second center bypass passage RC2)
  • a directional control valve such as the first traveling directional control valve Vt1 for controlling the hydraulic actuator (such as the boom 11 in FIG. 1)
  • a directional control valve for traveling straight such as traveling). Direct valve
  • the hydraulic circuit 20 includes a bleed-off valve Vbo (a first bleed-off valve Vbo1 and a second bleed-off valve Vbo2) disposed downstream (for example, the most downstream) of the center bypass passage RC. Further, the hydraulic circuit 20 includes a merging circuit RJ that supplies the pressure oil supplied to one center bypass passage of the plurality of center bypass passages to another center bypass passage (hereinafter referred to as “merging”).
  • Vbo a first bleed-off valve Vbo1 and a second bleed-off valve Vbo2
  • a directional control valve (Vt1 or the like) is arranged in series with the center bypass passage RC, and a bleed-off valve Vbo is arranged downstream of the center bypass passage RC.
  • the hydraulic circuit 20 includes a first traveling direction control valve (for example, a left traveling direction control valve) Vt1 and a preliminary direction in a first center bypass passage RC1 corresponding to the first hydraulic pump P1.
  • the control valve Vop, the turning direction control valve Vsw, the second boom direction control valve Vb2, the first arm direction control valve Va1, and the first bleed-off valve Vbo1 are arranged in series.
  • the hydraulic circuit 20 includes a second traveling direction control valve (for example, a right traveling direction control valve) Vt2 and a bucket direction control valve Vbk in the second center bypass passage RC2 corresponding to the second hydraulic pump P2.
  • the first boom direction control valve Vb1, the second arm direction control valve Va2, and the second bleed-off valve Vbo2 are arranged in series.
  • the hydraulic circuit 20 has a straight running valve Vst disposed upstream of the second center bypass passage RC2.
  • the hydraulic circuit 20 has a plurality of directional control valves arranged in series in the center bypass passage RC. Further, the hydraulic circuit 20 arranges the directional control valves in tandem by arranging a plurality of directional control valves in series in the two center bypass passages RC1, RC2. In the following description, a group composed of a plurality of directional control valves arranged in tandem in the center bypass passage RC is referred to as a “directional control valve group”.
  • the hydraulic circuit 20 is a remote controller generated in accordance with operation information corresponding to the operation of the operator's operation lever (for example, information regarding the operation amount, information regarding the operation direction, hereinafter referred to as “operation information”).
  • operation information for example, information regarding the operation amount, information regarding the operation direction, hereinafter referred to as “operation information”.
  • the pressure (secondary pressure of the remote control valve) is input to the direction control valve (Vt1 or the like) corresponding to the operated operation lever.
  • the direction control valve switches the position of the spool in accordance with the remote control pressure introduced at both ends of the spool (flow rate control spool), and the flow rate (operation amount) and direction (operation direction) of the pressure oil (hydraulic oil) To control.
  • the hydraulic circuit 20 uses the bleed-off valve Vbo (for example, Vbo1) disposed downstream of the center bypass passage RC (for example, RC1), and the pressure oil discharged from the hydraulic pump P (for example, P1). Part (surplus) of the oil is returned to the hydraulic oil tank Tnk (bleed-off control is performed). Accordingly, the construction machine 100 can control the flow rate of the hydraulic oil (pressure oil) supplied to the hydraulic cylinder (for example, 11c), and can control the drive (operation) of the hydraulic actuator (for example, 11 in FIG. 1). .
  • Vbo for example, Vbo1
  • the bleed-off valve Vbo includes an unload position where the opening area is maximized and a block position where the opening area is zero.
  • the bleed-off valve Vbo is switched from the unload position to the block position using the pressure oil of the pilot pump Pp controlled by the control device 30 described later, and its opening area is changed. Accordingly, the bleed-off valve Vbo can return (return) the pressure oil having a desired flow rate corresponding to the changed opening area to the hydraulic oil tank.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 joins the pressure oil supplied to one center bypass passage to another center bypass passage using the joining circuit RJ.
  • the merging circuit RJ is a merging direction control valve that controls the flow direction (hereinafter referred to as “inflow direction”) of the pressure oil supplied into the merging circuit RJ. Vj is provided.
  • the merging circuit RJ uses pressure oil generated by using the pilot pump Pp (the first pilot pump Pp1 and the second pilot pump Pp2) as a pilot port (control port) of the merging direction control valve Vj. ). Accordingly, the hydraulic circuit 20 (merging circuit RJ) controls the merging direction control valve Vj.
  • the merging circuit RJ uses the merging direction control valve Vj based on the operation information input by the operator using the operation lever to supply the pressure oil supplied to the center bypass passage RC1. It is possible to select (control) to join the center bypass passage RC2 or to join the pressure oil supplied to the center bypass passage RC2 to the center bypass passage RC1. That is, the hydraulic circuit 20 (joining circuit RJ) of the construction machine 100 according to the embodiment of the present invention can join the pressure oil in both directions of the center bypass passages RC1 and RC2.
  • the hydraulic circuit 20 (merging circuit RJ) of the construction machine 100 in which the present invention can be used may be configured to merge the pressure oil into only one of the center bypass passage RC1 or RC2, for example.
  • the hydraulic circuit 20 includes a directional control valve group (a plurality of directional control valves). Further, the directional control valve according to the present embodiment has, as the internal passage RV, a first internal passage that flows the supplied pressure oil to the center bypass passage RC, and a second that supplies the supplied pressure oil to the hydraulic actuator. And an internal passage. That is, the plurality of directional control valves constituting the directional control valve group are each provided with a first internal passage and a second internal passage.
  • the opening of the first internal passage is not fully closed even when the spool position of the direction control valve is switched. That is, in the present embodiment, the first internal passage has substantially the same passage area regardless of the spool position of the direction control valve.
  • the substantially same passage area means that the effective passage area through which the pressure oil actually passes does not change substantially compared to the increase / decrease amount of the passage area that changes due to the spool position displacement.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 according to the embodiment of the present invention can form a parallel passage by the center bypass passage RC and the first internal passage. Further, the hydraulic circuit 20 according to the present embodiment can form a parallel passage corresponding to the passage area of the first internal passage. Furthermore, the hydraulic circuit 20 according to the present embodiment can supply pressure oil to the directional control valve group (a plurality of directional control valves) only from the formed parallel passage.
  • the traveling direction control valves (for example, Vt1 and Vt2 in FIG. 2) among the plurality of direction control valves may have a configuration in which the opening of the first internal passage is fully closed (for example, RV1t in FIG. 2).
  • the construction machine 100 (the hydraulic circuit 20 thereof) can ensure traveling stability (flow rate of hydraulic oil necessary for traveling) during traveling.
  • the first internal passage (spool) of the directional control valve according to the present embodiment does not include a gap (hereinafter referred to as “bleed opening”) for returning the pressure oil to the hydraulic oil tank.
  • bleed opening a gap
  • the hydraulic circuit 20 according to the present embodiment can perform bleed-off control (unified bleed-off control) using the bleed-off valve Vbo disposed on the most downstream side of the center bypass passage RC. .
  • the second internal passage according to the embodiment of the present invention is an internal passage (for example, RV2 in FIG. 2) for supplying pressure oil to a hydraulic cylinder (for example, the arm cylinder 12c in FIG. 2).
  • the second internal passage supplies pressure oil discharged from the hydraulic pump P to a hydraulic cylinder (such as the arm cylinder 12c in FIG. 2).
  • the second internal passage according to the present embodiment changes the path of the internal passage and supplies the hydraulic oil (hydraulic oil) supplied to the hydraulic cylinder. ) Is changed in flow rate (operation amount) and direction (operation direction).
  • the direction control valve construction machine 100
  • FIGS. 3A to 3C An example of the internal passage RV (spool shape) of the directional control valve disposed in the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 3A to 3C.
  • the direction control valve (spool shape, etc.) that can be used in the present invention is not limited to that shown in FIGS. 3A to 3C.
  • the directional control valve V of the hydraulic circuit 20 includes an inlet port PIprt supplied with pressure oil via a center bypass passage RC, and a pressure supplied from the inlet port PIprt.
  • a check valve Vch is disposed at the inlet of the second internal passage RV2 to which pressure oil is supplied.
  • the directional control valve V uses the check oil Vch to supply the pressure oil (working oil) Oc supplied from the center bypass passage RC when the spool is displaced (for example, Mb in the figure). And it supplies to a hydraulic cylinder (for example, 11c of FIG.1 and FIG.2) from cylinder port CprtB via 2nd internal channel
  • the directional control valve V non-returns the pressure oil (working oil) Oc supplied from the center bypass passage RC when the spool is displaced (for example, Mc in the figure).
  • a hydraulic cylinder (for example, 11c in FIGS. 1 and 2) is supplied from the cylinder port CprtB through the valve Vch and the second internal passage RV2.
  • the pressure oil (hydraulic oil) Ot discharged from the hydraulic cylinder to the cylinder port CprtA is discharged from the tank port Tprt to the hydraulic oil tank.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 does not perform bleed-off control in the directional control valve V (because the directional control valve V does not have a bleed opening).
  • the opening area of the first internal passage RV1 of the direction control valve V can be increased.
  • the direction control valve V according to the present embodiment can increase the opening area of the first internal passage RV1 of the direction control valve V, thereby reducing the pressure loss of the pressure oil passing through the center bypass passage RC. can do.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 arranges a plurality of directional control valves V in series with the center bypass passage RC, whereby the center bypass passage RC and the plurality of first internal passages RV1 (directions).
  • the passage formed by the control valve V) can function as a parallel passage.
  • the hydraulic circuit 20 according to the present embodiment does not require a separate parallel passage, and can reduce the size of the direction control valve V (reducing the size of the spool in the axial direction and the radial direction).
  • the hydraulic circuit 20 according to the present embodiment can reduce the size of the bridge passage Rb (FIG. 3A), for example.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 according to the embodiment of the present invention uses a plurality of directional control valve groups V to flow pressure oil into the center bypass passage RC. That is, the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 according to the embodiment of the present invention flows the pressure oil into the center bypass passage RC (parallel passage) using the direction control valve group Gv.
  • the hydraulic circuit 20 in which the directional control valve group Gv (a plurality of directional control valves V) is arranged has the same passage area regardless of the spool position of the directional control valve.
  • a parallel passage can be formed by one internal passage and the center bypass passage RC.
  • the hydraulic circuit 20 flows out the pressure oil Op supplied from the inlet port PIprt to the outlet port POprt via the first internal passage RV1 of the direction control valve V, and flows out to the center bypass passage RC.
  • the hydraulic circuit 20 performs bleed-off control (unified bleed-off control) using a bleed-off valve Vbo disposed on the most downstream side of the center bypass passage RC.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 does not need to provide a plurality of bleed openings in the spools of the plurality of directional control valves V (directional control valve group Gv).
  • the shape of RC can be simplified.
  • the hydraulic circuit 20 according to the present embodiment can reduce the bent portion of the center bypass passage RC, the pressure loss of the pressure oil passing through the center bypass passage RC can be reduced.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 causes the passage formed by the center bypass passage RC and the first internal passage RV1 to function as a parallel passage, and the center bypass passage RC ( Since the pressure loss of the pressure oil passing through the center bypass passage RC can be reduced by simplifying the shape of the parallel passage), the pressure oil joined by the joining circuit RJ is supplied to a desired directional control valve.
  • the center bypass passage RC parallel passage
  • the center bypass passage RC parallel passage
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 uses the junction circuit RJ and the bleed-off valve Vbo (FIG. 2) to supply the pressure oil supplied to one center bypass passage to another center bypass passage. Merge.
  • the junction circuit RJ according to the present embodiment includes a junction direction control valve Vj. Further, the junction circuit RJ according to the present embodiment further includes a check valve Vjc corresponding to the spool position (inflow direction) of the junction direction control valve Vj.
  • the junction circuit RJ that can be used in the present invention is not limited to the junction circuit arranged on the upstream side of the bleed-off valve Vbo shown in FIG. That is, the merging circuit RJ that can be used in the present invention has an arbitrary position of the center bypass passage RC in the gap between the hydraulic pump P and the bleed-off valve Vbo (cut valve) (an arbitrary directional control valve of the directional control valve group). (Upstream side or downstream side).
  • the junction circuit RJ that can be used in the present invention includes, for example, a center bypass passage RC1 immediately upstream of the preliminary directional control valve Vop and a center bypass passage immediately upstream of the bucket directional control valve Vbk as shown in FIG. 5B. Or between the center bypass passage RC1 immediately downstream of the preliminary directional control valve Vop and the center bypass passage RC2 immediately downstream of the bucket directional control valve Vbk as shown in FIG. 5C.
  • a junction circuit RJ may be arranged.
  • the merging circuit RJ is a hydraulic circuit as shown in FIG. 2
  • the positions of the auxiliary direction control valve Vop and the turning direction control valve Vsw are switched, and the auxiliary direction control valve Vop and the bucket direction control are switched.
  • the positional relationship may be such that the valve Vbk is adjacent.
  • the merging circuit RJ controls the inflow direction of the pressure oil in the merging circuit RJ by changing the position of the spool of the merging direction control valve Vj.
  • the merging circuit RJ inputs the pressure oil generated by using the pilot pump Pp (FIG. 2) to the pilot port (control port) of the merging direction control valve Vj, thereby setting the spool position of the merging direction control valve Vj. Control. Further, the merging circuit RJ supplies the pressure oil to the other center bypass passage (merges) using the pressure of the pressure oil in the one center bypass passage that has been raised by reducing the opening area of the bleed-off valve Vbo. ).
  • the junction circuit RJ includes pilot pressures (discharge pressures of the pilot pump Pp) A and B generated based on operation information input to the construction machine 100. Are respectively input to the control ports of the merging direction control valve Vj.
  • the merging direction control valve Vj displaces the position of the spool (for example, to the position PA or position PB in the figure) according to the pilot pressures A and B and the negative forces of the springs Spra and Sprb.
  • the merging direction control valve Vj controls the inflow direction of the pressure oil in the merging circuit RJ.
  • the junction circuit RJ according to the present embodiment uses the check valve Vjc to prevent the flow of pressure oil in the reverse direction with respect to the inflow direction.
  • the junction circuit RJ reduces the pressure area of the bleed-off valve Vbo1 to reduce the pressure oil pressure in the center bypass passage RC1, for example, in order to join the pressure oil supplied to the center bypass passage RC1 to the center bypass passage RC2. It is possible to raise and to displace (Ra) the spool of the merging direction control valve Vj to the position PA.
  • the junction circuit RJ reduces the opening area of the bleed-off valve Vbo2 by, for example, reducing the opening area of the bleed-off valve Vbo2 in order to join the pressure oil supplied to the center bypass passage RC2 to the center bypass passage RC1.
  • the pressure can be increased and the spool of the merging direction control valve Vj can be displaced (Rb) to the position PB.
  • the method of switching the spool position of the merging direction control valve Vj is not limited to the above direction (pressurizing method).
  • the merging direction control valve Vj may be, for example, a solenoid valve (ON / OFF switching) or a combination of other (hydraulic pilot) mechanical mechanisms.
  • the position of the spool of the merging direction control valve Vj is not limited to the above positions (position PA and position PB).
  • the merging direction control valve Vj may be configured to eliminate the merging shock by switching proportionally regardless of the lever operation amount, for example.
  • the check valve Vjc may be configured not to be built in the merging direction control valve Vj.
  • the controller 30 of the construction machine 100 uses a controller 30C (FIG. 2) that is mounted to control the operation of the entire construction machine 100.
  • the controller 30 ⁇ / b> C is a device that instructs each component of the construction machine 100 to operate and controls the operation of each component.
  • the controller 30C (control device 30) can be configured by an arithmetic processing device including a CPU (Central Processing Unit) and a memory (ROM, RAM, etc.).
  • the controller 30C controls the operation of the regulator R (R1, R2) based on the operation information (operation amount of the operation lever, operation direction, etc.) input to the construction machine 100. Control.
  • the discharge amount of the hydraulic pump P (P1, P2) is controlled by the regulator R.
  • the controller 30C generates a remote control pressure using a remote control valve or the like based on the operation information input to the construction machine 100.
  • the controller 30C inputs the generated remote control pressure to the direction control valve (Vt1 or the like) using a remote control circuit (not shown).
  • the direction control valve can switch the spool position and control the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator by using the input remote control pressure.
  • the controller 30C controls the merging direction control valve Vj and the bleed-off valve Vbo based on information input to the construction machine 100.
  • the controller 30C controls the discharge pressure of the pilot pump Pp that is input to the merging direction control valve Vj and the bleed-off valve Vbo, for example, according to a specific operation situation determined in advance, so that the spool of the merging direction control valve Vj is controlled.
  • the position and the opening degree (opening area) of the bleed-off valve Vbo are controlled.
  • the controller 30C can control the inflow direction of the junction circuit RJ and the pressure of the pressure oil flowing in.
  • the control of the controller 30C is exemplified below.
  • the controller 30C (control device 30), for example, at the time of preliminary priority, a center bypass passage (for example, a preliminary directional control valve Vop in FIG. 2) corresponding to a hydraulic actuator that prioritizes operation is disposed (for example, The pressure oil supplied to another center bypass passage (for example, RC2 in FIG. 2) can be joined to RC1) in FIG.
  • the controller 30C can prioritize the operation of the spare hydraulic actuator.
  • the controller 30C (control device 30) has a center bypass passage in which a directional control valve (Vbk in FIG. 2) corresponding to a hydraulic actuator (for example, the bucket 13 in FIG. 1) that gives priority to the operation is combined, for example, during a combined operation
  • a directional control valve Vbk in FIG. 2 corresponding to a hydraulic actuator (for example, the bucket 13 in FIG. 1) that gives priority to the operation is combined, for example, during a combined operation
  • the pressure oil supplied to the other center bypass passage (RC1 in FIG. 2) can be joined to (RC2 in FIG. 2).
  • the controller 30C can give priority to the operation of the arbitrary hydraulic actuator (bucket 13) (increase the operation speed).
  • the bleed-off control is not performed by the directional control valve, and the first internal passage of the directional control valve is used. Since the pressure oil discharged from the hydraulic pump P can be supplied downstream of the center bypass passage RC, the pressure loss of the pressure oil passing through the center bypass passage RC can be reduced. Further, according to the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 or the control device 30 thereof according to the embodiment of the present invention, the output port and the center bypass passage on the upstream side of the cut valve (bleed-off valve) when the junction circuit is formed.
  • the inflow direction of the pressure oil in the merging circuit RJ is controlled using the merging direction control valve Vj and the bleed-off valve Vbo. Therefore, the pressure oil can be merged in both directions in the plurality of center bypass passages RC.
  • the bleed-off control is performed by the directional control valve using the bleed-off valve Vbo disposed downstream of the center bypass passage RC. Without the bleed opening in each directional control valve, the bleed-off control can be performed downstream of the center bypass passage RC.
  • the internal passage (for example, the first internal passage) of the directional control valve is compared with the case where the bleed-off control is performed by the plurality of directional control valves. ), The pressure loss of the pressure oil passing through the center bypass passage RC can be reduced.
  • the directional control valve since the directional control valve is not provided with the bleed opening, the size of the directional control valve in the longitudinal direction can be reduced. it can.
  • the direction control valve can be reduced in size compared to the case where the direction control valve is provided with a bleed opening, and the manufacture thereof is facilitated. can do.
  • the plurality of directional control valves V are arranged in series in the center bypass passage RC, so that A passage formed by one internal passage RV1 (direction control valve V) can function as a parallel passage. Further, according to the hydraulic circuit 20 or the control device 30 thereof according to the present embodiment, the passage formed by the center bypass passage RC and the plurality of first internal passages RV1 can function as a parallel passage. There is no need to provide a separate passage, and the direction control valve V can be reduced in size.
  • the bleed-off valve Vbo can be functioned as a cut valve (neutral cut valve) for the junction circuit RJ. There is no need to prepare.
  • the hydraulic circuit 20 of the construction machine 100 or the control device 30 thereof according to the embodiment of the present invention has advantageous effects for downsizing, facilitating manufacture, and cost reduction of the construction machine 100 as a whole.
  • FIG. 6 shows another example of the hydraulic circuit of the construction machine.
  • bleed openings for example, Sbo of FIG. 7
  • Va ⁇ b> 1, etc. of FIG. 6 can be provided in the spools of the directional control valves (Va ⁇ b> 1, etc. of FIG. 6) in order to perform bleed-off control. That is, the construction machine including the hydraulic circuit of FIG. 6 can perform bleed-off control by changing the opening area of the bleed opening.
  • a cut valve Vct and an output port Pout are provided to allow pressure oil to flow out, and an input port Pin is further provided to allow the pressure oil to flow in (merge).
  • the passage of the hydraulic circuit (for example, the passage connecting the output port Pout and the input port Pin) becomes complicated, and the pressure loss of the pressure oil may increase.

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Description

建設機械の油圧回路及びその制御装置
 本発明は、建設機械の油圧回路及びその制御装置に関する。
 建設機械には、油圧ポンプから吐出された圧油の一部(例えば余剰分)を作動油タンクに戻す制御(ブリードオフ制御)を行うものがある。ブリードオフ制御を行うために、建設機械では、圧油を戻すための隙間(例えば図7のブリード開口Sbo)を方向制御弁のスプールに備えるものがある。建設機械は、このブリード開口の開口面積を変化させることによって、ブリードオフ制御を行う(例えば、特許文献1)。
特開平11-257302号公報
 油圧アクチュエータに供給する圧油(作動油)の量は作業目的に応じて異なるため、複数の油圧ポンプを備える建設機械では、合流回路を用いて油圧ポンプから吐出した圧油を合流させることによって、油圧アクチュエータに供給する圧油の量を確保するものがある。
 しかしながら、特許文献1に開示されている技術に合流回路を追加した場合では、例えば図6に示すように、カット弁Vct及び出力ポートPoutを設けて圧油を流出させ、入力ポートPinを更に設けて圧油を流入(合流)させる必要がある。このため、油圧回路の通路(例えば出力ポートPoutと入力ポートPinとを連通する外部通路)が複雑になり、圧油の圧力損失が増加する場合があった。また、特許文献1に開示されている技術に合流回路を追加した場合で、双方向に圧油を合流させることを可能にするために、もう1組のカット弁Vct及び出力ポートPout等を設ける必要があった。すなわち、特許文献1に開示されている技術に合流回路を追加した場合では、カット弁Vct及び出力ポートPout等により、建設機械の油圧回路が大型化する場合があった。
 本実施形態は、このような事情の下に為され、複数の油圧ポンプから吐出される圧油が夫々供給される複数のセンターバイパス通路を有し、センターバイパス通路に供給された圧油を合流させる合流回路を備え、合流させる圧油の流入方向を制御することができる建設機械の油圧回路又はその制御装置を提供することを課題とする。
 本実施形態の一の態様によれば、複数の油圧ポンプから吐出された圧油が夫々供給される複数のセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路であって、前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、複数の前記センターバイパス通路の一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に合流させる合流回路とを有し、前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第1の内部通路と、該方向制御弁に供給された圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第2の内部通路とを備え、前記第1の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第1の内部通路とによってパラレル通路を形成し、前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、前記合流回路は、合流させる圧油の流入方向を制御する合流方向制御弁を備える、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。また、前記第1の内部通路は、前記方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有し、該通路面積に対応する前記パラレル通路を形成し、前記方向制御弁グループは、前記パラレル通路のみから圧油の供給を受ける、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路が提供される。
 また、本実施形態の他の態様によれば、複数の油圧ポンプから吐出された圧油が夫々供給される複数のセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路であって、前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、複数の前記センターバイパス通路の一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に合流させる合流回路とを有し、前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第1の内部通路と、該方向制御弁に供給された圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第2の内部通路とを備え、前記第1の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第1の内部通路とによってパラレル通路を形成し、前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、前記合流回路は、合流させる圧油の流入方向を制御する合流方向制御弁を備える、ことを特徴とする建設機械の油圧回路であって、複数の前記油圧ポンプは、2つの油圧ポンプであり、複数の前記センターバイパス通路は、2つのセンターバイパス通路であり、前記合流方向制御弁は、前記流入方向を切り換えることによって、前記2つのセンターバイパス通路に夫々供給された圧油のいずれか一方の圧油を他方の圧油が供給されたセンターバイパス通路に供給する、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路が提供される。また、前記合流回路は、前記流入方向に対応する逆止弁を更に有し、前記逆止弁は、前記流入方向に対して逆方向の圧油の流れを防止する、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路が提供される。
 更に、本実施形態のその他の態様によれば、複数の油圧ポンプから吐出された圧油が夫々供給される複数のセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路の制御装置であって、前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、複数の前記センターバイパス通路の一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に合流させる合流回路とを有し、前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第1の内部通路と、該方向制御弁に供給された圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第2の内部通路とを備え、前記第1の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第1の内部通路とによってパラレル通路を形成し、前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、前記合流回路は、合流させる圧油の流入方向を制御する合流方向制御弁を備える、ことを特徴とする建設機械の油圧回路を制御する建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。また、前記建設機械に入力された操作情報に応じて、前記流入方向を変更する、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。また、前記合流回路を用いて圧油を合流させる場合に、前記ブリードオフ弁の前記開口面積を減少させる、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。更に、前記合流回路を用いて圧油を合流させることによって、合流した圧油が供給される前記方向制御弁に対応する油圧アクチュエータの操作を優先する、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。
 本発明に係る建設機械の油圧回路又はその制御装置によれば、合流回路及び合流方向制御弁を用いて、合流させる圧油の流入方向を制御することができる。
本発明の実施形態に係る建設機械の一例を説明する概略外観図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の一例を説明する油圧回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の方向制御弁の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の方向制御弁の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の方向制御弁の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の方向制御弁の断面(図3AのAA断面)の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の合流方向制御弁の一例を説明する合流回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の合流方向制御弁の一例を説明する合流回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の合流方向制御弁の一例を説明する合流回路図である。 建設機械の油圧回路のその他の例を説明する油圧回路図である。 建設機械の油圧回路のその他の例の方向制御弁を説明する説明図である。 油圧回路の方向制御弁のその他の例の断面(図7(a)のBB断面)の一例を説明する概略断面図である。
 添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。
 以後に、本発明の実施形態に係る油圧回路20及び制御装置30を備える建設機械100を用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、本実施形態以外でも、複数のセンターバイパス通路(センターバイパスライン)を備える建設機械であって、カット弁(ブリードオフ弁、流量制御弁など)を用いて圧油の一部をタンクに還流(ブリードオフ制御)するもので、複数のセンターバイパス通路の一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に供給する(合流させる)ものあれば、いずれのものにも用いることができる。また、本発明を用いることができる建設機械には、油圧ショベル、クレーン車、ブルドーザ、ホイールローダ及びダンプトラック、並びに、杭打ち機、杭抜き機、ウォータージェット、泥排水処理設備、グラウトミキサ、深礎工用機械及びせん孔機械などが含まれる。
 (建設機械の構成)
 本発明を用いることができる建設機械100の概略構成を、図1を用いて説明する。ここで、建設機械とは、本実施形態では、油圧アクチュエータを用いて、所望の作業を実施する機械である。
 図1に示すように、建設機械100は、油圧アクチュエータとして、上部旋回体10Upに基端部を軸支されたブーム11と、ブーム11の先端に軸支されたアーム12と、アーム12の先端に軸支されたバケット13とを備える。
 建設機械100は、ブーム11のブームシリンダ11cに作動油(圧油)を供給することによって、ブームシリンダ11cを長手方向に伸縮する。このとき、ブーム11は、ブームシリンダ11cの伸縮によって、上下方向に駆動される。また、建設機械100は、オペレータ(運転者、作業者)の操作レバーの操作量(及び操作方向)に応じて制御されるブーム用方向制御弁(例えば後述する図2のVb1及びVb2)によって、ブームシリンダ11cに供給される作動油を制御する。この結果、建設機械100は、オペレータの操作レバーの操作量等に応じて、所望の作業を実施する。
 また、建設機械100は、ブーム11の場合と同様に、アームシリンダ12c及びバケットシリンダ13cの伸縮によって、アーム12及びバケット13を駆動する。建設機械100は、ブームシリンダ11cの場合と同様に、アーム用方向制御弁(例えば図2のVa1及びVa2)及びバケット用方向制御弁(例えば図2のVbk)によって、アームシリンダ12c及びバケットシリンダ13cに供給される作動油を制御する。
 更に、建設機械100は、車輪及び旋回装置等(例えば下部走行体10Dw)を用いて、建設機械100本体の走行(前後左右の移動)及び回転(旋回など)を行う。建設機械100は、例えば走行用の方向制御弁など(例えば図2のVt1、Vt2及びVst)を用いて、オペレータの操作レバーの操作量などに応じて、建設機械100の走行などを実施する。
 本発明を用いることができる建設機械100は、油圧ポンプから油圧アクチュエータに作動油(圧油)を供給する油圧回路(後述)20と、建設機械100の各構成の動作を制御する制御装置(後述)30と、を更に備える。
 以下に、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20及び制御装置30を具体的に説明する。
 (建設機械の油圧回路)
 本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20を、図2を用いて説明する。ここで、図2に記載した実線は、油路(圧油の通路)を示す。また、//を付加している実線は、電気制御系を示す。
 なお、本発明を適用することができる油圧回路は、図2に示すものに限定されない。すなわち、複数のセンターバイパス通路を備え、複数の方向制御弁(方向制御弁グループ)の下流側のセンターバイパス通路にカット弁(ブリードオフ弁)を配置している油圧回路であれば、いずれの油圧回路にも本発明を適用することができる。また、図2に示す油圧回路20は2個の油圧ポンプを備えるが、本発明を適用することができる油圧回路は2個の油圧ポンプを備えるものに限定されない。すなわち、3個以上の油圧ポンプを備える油圧回路(建設機械)に本発明を用いてもよい。
 図2に示すように、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、図示しない動力源(原動機、エンジン、モータなど)の出力軸に機械的に接続された2個の油圧ポンプP(第1の油圧ポンプP1及び第2の油圧ポンプP2)と、2個の油圧ポンプPから夫々吐出された圧油を供給される2個のセンターバイパス通路RC(第1のセンターバイパス通路RC1及び第2のセンターバイパス通路RC2)と、油圧アクチュエータ(図1のブーム11等)を制御する方向制御弁(第1の走行用方向制御弁Vt1等)と、走行直進用の方向制御弁(走直弁)Vstと、を有する。また、油圧回路20は、センターバイパス通路RCの下流(例えば最下流)に配置されたブリードオフ弁Vbo(第1のブリードオフ弁Vbo1及び第2のブリードオフ弁Vbo2)を有する。更に、油圧回路20は、複数のセンターバイパス通路の一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に供給(以下、「合流」という。)する合流回路RJを有する。
 本実施形態に係る油圧回路20は、方向制御弁(Vt1等)をセンターバイパス通路RCに直列に配置し、センターバイパス通路RCの下流にブリードオフ弁Vboを配置している。具体的には、油圧回路20は、第1の油圧ポンプP1に対応する第1のセンターバイパス通路RC1に、第1の走行用方向制御弁(例えば左走行用方向制御弁)Vt1、予備用方向制御弁Vop、旋回用方向制御弁Vsw、第2のブーム用方向制御弁Vb2及び第1のアーム用方向制御弁Va1、並びに、第1のブリードオフ弁Vbo1を直列に配置している。また、油圧回路20は、第2の油圧ポンプP2に対応する第2のセンターバイパス通路RC2に、第2の走行用方向制御弁(例えば右走行用方向制御弁)Vt2、バケット用方向制御弁Vbk、第1のブーム用方向制御弁Vb1及び第2のアーム用方向制御弁Va2、並びに、第2のブリードオフ弁Vbo2を直列に配置している。更に、油圧回路20は、第2のセンターバイパス通路RC2の上流側に、走直弁Vstを配置している。
 すなわち、油圧回路20は、センターバイパス通路RCに複数の方向制御弁を直列に配置している。また、油圧回路20は、2つのセンターバイパス通路RC1、RC2に複数の方向制御弁を夫々直列に配置することで、方向制御弁をタンデムに配置している。なお、以後の説明において、センターバイパス通路RCにタンデムに配置された複数の方向制御弁からなるグループを「方向制御弁グループ」という。
 本実施形態に係る油圧回路20は、オペレータの操作レバーの操作に対応する操作情報(例えば、操作量に関する情報、操作方向に関する情報、以下、「操作情報」という。)に応じて生成されたリモコン圧(リモコン弁の二次圧)を、操作された操作レバーに対応する方向制御弁(Vt1等)に入力する。このとき、方向制御弁は、スプール(流量制御スプール)の両端に導入されるリモコン圧に応じて、スプールの位置を切り替え、圧油(作動油)の流量(操作量)及び方向(操作方向)を制御する。
 また、本実施形態に係る油圧回路20は、センターバイパス通路RC(例えばRC1)の下流に配置したブリードオフ弁Vbo(例えばVbo1)を用いて、油圧ポンプP(例えばP1)から吐出された圧油の一部(余剰分)を作動油タンクTnkに還流する(ブリードオフ制御する)。これにより、建設機械100は、油圧シリンダ(例えば11c)に供給される作動油(圧油)の流量を制御し、油圧アクチュエータ(例えば図1の11)の駆動(動作)を制御することができる。
 ここで、ブリードオフ弁Vboは、本実施形態では、その開口面積が最大となるアンロード位置と、開口面積がゼロとなるブロック位置とを備える。ブリードオフ弁Vboは、後述する制御装置30によって制御されるパイロットポンプPpの圧油(の圧力)を用いて、アンロード位置からブロック位置に切り換えられ、その開口面積を変化される。これにより、ブリードオフ弁Vboは、変化された開口面積に対応する所望の流量の圧油を作動油タンクに還流する(戻す)ことができる。
 本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、合流回路RJを用いて、一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に合流させる。ここで、合流回路RJは、本実施形態では、図2に示すように、合流回路RJ内に供給された圧油の流れ方向(以下、「流入方向」という。)を制御する合流方向制御弁Vjを備える。また、合流回路RJは、本実施形態では、パイロットポンプPp(第1のパイロットポンプPp1及び第2のパイロットポンプPp2)を用いて生成した圧油を、合流方向制御弁Vjのパイロットポート(制御ポート)に入力する。これにより、油圧回路20(合流回路RJ)は、合流方向制御弁Vjを制御する。
 具体的には、本実施形態に係る合流回路RJは、オペレータが操作レバーを用いて入力した操作情報に基づいて、合流方向制御弁Vjを用いて、センターバイパス通路RC1に供給された圧油をセンターバイパス通路RC2に合流させること、又は、センターバイパス通路RC2に供給された圧油をセンターバイパス通路RC1に合流させることを選択(制御)することができる。すなわち、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20(合流回路RJ)は、センターバイパス通路RC1及びRC2の双方向に圧油を合流させることができる。
 なお、油圧回路20が合流回路RJ等を用いて圧油を合流する動作の詳細は、後述する(圧油を合流する動作)で説明する。また、本発明を用いることができる建設機械100の油圧回路20(合流回路RJ)は、例えばセンターバイパス通路RC1又はRC2の一方のみに圧油を合流させる構成としてもよい。
 (方向制御弁の内部通路)
 本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20に配置された方向制御弁の内部通路RVを、下記に説明する。
 本実施形態に係る油圧回路20は、方向制御弁グループ(複数の方向制御弁)を備える。また、本実施形態に係る方向制御弁は、内部通路RVとして、供給された圧油をセンターバイパス通路RCに流出する第1の内部通路と、供給された圧油を油圧アクチュエータに供給する第2の内部通路とを備える。すなわち、方向制御弁グループを構成する複数の方向制御弁は、第1の内部通路及び第2の内部通路を夫々備える。
 更に、第1の内部通路は、本実施形態では、方向制御弁のスプール位置が切り替えられた場合でも、その通路の開口を全閉されない。すなわち、第1の内部通路は、本実施形態では、方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有する。なお、略同一の通路面積とは、スプール位置変位により変化する通路面積の増減量に比して圧油が実際に通過する有効通路面積が実質的に大きく変化しないことを意味する。
 これにより、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、センターバイパス通路RCと第1の内部通路とによって、パラレル通路を形成することができる。また、本実施形態に係る油圧回路20は、第1の内部通路の通路面積に対応するパラレル通路を形成することができる。更に、本実施形態に係る油圧回路20は、形成されたパラレル通路のみから方向制御弁グループ(複数の方向制御弁)に圧油を供給することができる。
 なお、複数の方向制御弁のうちの走行用方向制御弁(例えば図2のVt1、Vt2)は、第1の内部通路の開口を全閉される構成(例えば図2のRV1t)としてもよい。これにより、建設機械100(の油圧回路20)は、走行時に、走行の安定性(走行に必要な作動油の流量)を確保することができる。
 また、本実施形態に係る方向制御弁の第1の内部通路(のスプール)は、作動油タンクに圧油を戻すための隙間(以下、「ブリード開口」という。)を備えない。なお、本実施形態に係る油圧回路20は、前述の通り、センターバイパス通路RCの最下流側に配置したブリードオフ弁Vboを用いて、ブリードオフ制御(統一ブリードオフ制御)を実施することができる。
 本発明の実施形態に係る第2の内部通路は、油圧シリンダ(例えば図2のアームシリンダ12c)に圧油を供給するための内部通路(例えば図2のRV2)である。第2の内部通路は、油圧ポンプPから吐出された圧油を、油圧シリンダ(図2のアームシリンダ12c等)に供給する。本実施形態に係る第2の内部通路は、入力されたリモコン圧によって方向制御弁のスプール位置を切り替えられた場合に、その内部通路の経路を変化させ、油圧シリンダに供給する圧油(作動油)の流量(操作量)及び方向(操作方向)を変化させる。これにより、方向制御弁(建設機械100)は、油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)の動作を制御することができる。
 本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20に配置された方向制御弁の内部通路RV(スプールの形状)等の一例を、図3Aから3Cを用いて具体的に説明する。なお、本発明に用いることができる方向制御弁(スプールの形状等)は図3Aから3Cに示すものに限定されるものではない。
 図3Aに示すように、本発明の実施形態に係る油圧回路20の方向制御弁Vは、センターバイパス通路RCを介して圧油を供給される入口ポートPIprtと、入口ポートPIprtから供給された圧油をセンターバイパス通路RCに流出する出口ポートPOprtと、方向制御弁Vに供給された圧油を油圧シリンダに供給するシリンダポートCprtと、油圧シリンダから排出された圧油を作動油タンクに排出するタンクポートTprtと、を有する。また、本実施形態に係る油圧回路20は、圧油を供給される第2の内部通路RV2の入口に逆止弁Vchを配置している。
 図3Bに示すように、本実施形態に係る方向制御弁Vは、スプール変位時(例えば図中のMb)に、センターバイパス通路RCから供給された圧油(作動油)Ocを逆止弁Vch及び第2の内部通路RV2を介して、シリンダポートCprtBから油圧シリンダ(例えば図1及び図2の11c等)に供給する。このとき、油圧シリンダからシリンダポートCprtAに排出された圧油(作動油)Otは、タンクポートTprtから作動油タンクに排出される。
 また、図3Cに示すように、本実施形態に係る方向制御弁Vは、スプール変位時(例えば図中のMc)に、センターバイパス通路RCから供給された圧油(作動油)Ocを逆止弁Vch及び第2の内部通路RV2を介して、シリンダポートCprtBから油圧シリンダ(例えば図1及び図2の11c等)に供給する。このとき、油圧シリンダからシリンダポートCprtAに排出された圧油(作動油)Otは、タンクポートTprtから作動油タンクに排出される。
 本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、図3Aから3Cに示すように、方向制御弁Vにおいてブリードオフ制御をしないため(方向制御弁Vにブリード開口を有しないため)、方向制御弁Vの第1の内部通路RV1の開口面積を大きくすることができる。これにより、本実施形態に係る方向制御弁Vは、方向制御弁Vの第1の内部通路RV1の開口面積を大きくすることができるので、センターバイパス通路RCを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。
 また、本実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、センターバイパス通路RCに複数の方向制御弁Vを直列に配置することによって、センターバイパス通路RCと複数の第1の内部通路RV1(方向制御弁V)とで形成される通路をパラレル通路として機能させることができる。このため、本実施形態に係る油圧回路20は、パラレル通路を別に設ける必要がなく、方向制御弁Vを小型化(スプールの軸方向及び径方向の大きさを小さく)することができる。本実施形態に係る油圧回路20は、例えばブリッジ通路Rb(図3A)を小型化することができる。
 本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、複数の方向制御弁グループVを用いて、センターバイパス通路RCに圧油を流出する。すなわち、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、方向制御弁グループGvを用いて、センターバイパス通路RC(パラレル通路)に圧油を流出する。
 具体的には、図4に示すように、方向制御弁グループGv(複数の方向制御弁V)を配置した油圧回路20は、方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有する第1の内部通路とセンターバイパス通路RCとによってパラレル通路を形成することができる。ここで、油圧回路20は、方向制御弁Vの第1の内部通路RV1を経由して、入口ポートPIprtから供給された圧油Opを出口ポートPOprtに流出し、センターバイパス通路RCに流出する。また、油圧回路20は、センターバイパス通路RCの最下流側に配置したブリードオフ弁Vboを用いて、ブリードオフ制御(統一ブリードオフ制御)を実施する。
 これにより、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、複数の方向制御弁V(方向制御弁グループGv)のスプールに複数のブリード開口を夫々設ける必要がないため、センターバイパス通路RCの形状を単純にすることができる。また、本実施形態に係る油圧回路20は、センターバイパス通路RCの曲がり部等を少なくすることができるので、センターバイパス通路RCを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。
 また、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、センターバイパス通路RCと第1の内部通路RV1とによって形成される通路をパラレル通路として機能させること、及び、センターバイパス通路RC(パラレル通路)の形状を単純にすることでセンターバイパス通路RCを通過する圧油の圧力損失を低減することができるので、合流回路RJによって合流された圧油を所望の方向制御弁に供給するための通路として、上記センターバイパス通路RC(パラレル通路)を用いることができる。
 (圧油を合流する動作)
 本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20は、合流回路RJ及びブリードオフ弁Vbo(図2)を用いて、一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に合流させる。ここで、本実施形態に係る合流回路RJは、合流方向制御弁Vjを備える。また、本実施形態に係る合流回路RJは、合流方向制御弁Vjのスプールの位置(流入方向)に対応した逆止弁Vjcを更に備える。
 なお、本発明に用いることができる合流回路RJは、図2に示すブリードオフ弁Vboの上流側に配置される合流回路に限定されるものではない。すなわち、本発明に用いることができる合流回路RJは、油圧ポンプPとブリードオフ弁Vbo(カット弁)との間隙のセンターバイパス通路RCの任意の位置(方向制御弁グループの任意の方向制御弁の上流側又は下流側)に配置することができる。
 本発明に用いることができる合流回路RJは、例えば、図5Bに示すような予備用方向制御弁Vopの直上流側のセンターバイパス通路RC1とバケット用方向制御弁Vbkの直上流側のセンターバイパス通路RC2との間に、あるいは、図5Cに示すような予備用方向制御弁Vopの直下流側のセンターバイパス通路RC1とバケット用方向制御弁Vbkの直下流側のセンターバイパス通路RC2との間に、合流回路RJを配置してもよい。このとき、合流回路RJは、図2のような油圧回路の場合ならば、予備用方向制御弁Vopと旋回用方向制御弁Vswの位置を入れ替えて、予備用方向制御弁Vopとバケット用方向制御弁Vbkとが隣接するような位置関係にするとよい。
 本実施形態に係る合流回路RJは、合流方向制御弁Vjのスプールの位置を変化することによって、合流回路RJ内の圧油の流入方向を制御する。また、合流回路RJは、パイロットポンプPp(図2)を用いて生成した圧油を合流方向制御弁Vjのパイロットポート(制御ポート)に入力することによって、合流方向制御弁Vjのスプールの位置を制御する。更に、合流回路RJは、ブリードオフ弁Vboの開口面積を小さくすることで上昇した一のセンターバイパス通路内の圧油の圧力を用いて、他のセンターバイパス通路に圧油を供給する(合流させる)。
 具体的には、図5Aに示すように、本実施形態に係る合流回路RJは、建設機械100に入力された操作情報に基づいて生成されたパイロット圧(パイロットポンプPpの吐出圧)A、Bを合流方向制御弁Vjの制御ポートに夫々入力する。このとき、合流方向制御弁Vjは、パイロット圧A、B及びバネSpra、Sprbの負勢力に応じて、スプールの位置を(例えば図中の位置PA又は位置PBに)変位する。これにより、合流方向制御弁Vjは、合流回路RJ内の圧油の流入方向を制御する。また、本実施形態に係る合流回路RJは、逆止弁Vjcを用いて、流入方向に対して逆方向の圧油の流れを防止する。
 合流回路RJは、例えばセンターバイパス通路RC1に供給された圧油をセンターバイパス通路RC2に合流させるために、ブリードオフ弁Vbo1の開口面積を小さくすることでセンターバイパス通路RC1内の圧油の圧力を上昇させること、及び、合流方向制御弁Vjのスプールを位置PAに変位(Ra)させることができる。また、合流回路RJは、例えばセンターバイパス通路RC2に供給された圧油をセンターバイパス通路RC1に合流させるために、ブリードオフ弁Vbo2の開口面積を小さくすることでセンターバイパス通路RC2内の圧油の圧力を上昇させること、及び、合流方向制御弁Vjのスプールを位置PBに変位(Rb)させることができる。
 なお、合流方向制御弁Vjのスプールの位置を切り換える方法は、上記方向(加圧方法)に限定されるものではない。合流方向制御弁Vjは、例えばソレノイド弁(ON/OFF切換)又はその他の(油圧パイロットの)機械的機構の組合せを用いてもよい。また、合流方向制御弁Vjのスプールの位置は、上記位置(位置PA及び位置PB)に限定されるものではない。合流方向制御弁Vjは、例えばレバー操作量と無関係で比例的に切り換えて合流ショックをなくす構成でもよい。更に、逆止弁Vjcは、合流方向制御弁Vjに内蔵されない構成でもよい。
 (建設機械の制御装置)
 建設機械100の制御装置30は、本実施形態では、建設機械100全体の動作を制御するために搭載されているコントローラ30C(図2)を用いる。ここで、コントローラ30C(制御装置30)は、建設機械100の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する装置である。コントローラ30C(制御装置30)は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリ(ROM、RAMなど)等を含む演算処理装置で構成することができる。
 コントローラ30Cは、図2に示すように、本実施形態では、建設機械100に入力された操作情報(操作レバーの操作量、操作方向など)に基づいて、レギュレータR(R1、R2)の動作を制御する。これにより、油圧ポンプP(P1、P2)は、レギュレータRによって、その吐出量を制御される。
 また、コントローラ30Cは、建設機械100に入力された操作情報に基づいて、リモコン弁等を用いて、リモコン圧を生成する。次いで、コントローラ30Cは、リモコン回路(不図示)を用いて、生成したリモコン圧を方向制御弁(Vt1等)に入力する。これにより、方向制御弁は、入力されたリモコン圧を用いて、スプール位置を切り換え、油圧アクチュエータに供給する作動油を制御することができる。
 更に、コントローラ30Cは、本発明の実施形態では、建設機械100に入力された情報に基づいて、合流方向制御弁Vj及びブリードオフ弁Vboを制御する。コントローラ30Cは、例えば予め決められた特定の操作状況に応じて、合流方向制御弁Vj及びブリードオフ弁Vboに入力するパイロットポンプPpの吐出圧を制御することにより、合流方向制御弁Vjのスプールの位置及びブリードオフ弁Vboの開度(開口面積)を制御する。これにより、コントローラ30Cは、合流回路RJの流入方向及び流入する圧油の圧力を制御することができる。
 コントローラ30Cの制御を以下に例示する。
 (1)コントローラ30C(制御装置30)は、例えば予備優先時に、動作を優先させる油圧アクチュエータに対応する方向制御弁(例えば図2の予備用方向制御弁Vop)が配置されたセンターバイパス通路(例えば図2のRC1)に他のセンターバイパス通路(例えば図2のRC2)に供給された圧油を合流させることができる。これにより、コントローラ30Cは、予備用の油圧アクチュエータの動作を優先させることができる。
 (2)コントローラ30C(制御装置30)は、例えば複合動作時に、動作を優先させる油圧アクチュエータ(例えば図1のバケット13)に対応する方向制御弁(図2のVbk)が配置されたセンターバイパス通路(図2のRC2)に他のセンターバイパス通路(図2のRC1)に供給された圧油を合流させることができる。これにより、コントローラ30Cは、任意の油圧アクチュエータ(バケット13)の動作を優先させること(動作の速度を増加すること)ができる。
 以上により、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20又はその制御装置30によれば、方向制御弁でブリードオフ制御をしないで、方向制御弁の第1の内部通路を用いて、油圧ポンプPから吐出された圧油をセンターバイパス通路RCの下流に供給することができるので、センターバイパス通路RCを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。また、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20又はその制御装置30によれば、合流回路を形成する場合に、カット弁(ブリードオフ弁)の上流側に出力ポート及びセンターバイパス通路RCに合流する側に入力ポート並びに出力ポートと入力ポートとを連通する外部通路を設ける必要がなく、油圧回路を小型化することができ、その製作を容易化することができる。更に、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20又はその制御装置30によれば、合流方向制御弁Vj及びブリードオフ弁Vboを用いて合流回路RJ内の圧油の流入方向を制御することができるので、複数のセンターバイパス通路RCにおいて双方向に圧油を合流させることができる。
 また、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20又はその制御装置30によれば、センターバイパス通路RCの下流に配置したブリードオフ弁Vboを用いて、方向制御弁でブリードオフ制御をしないで(各方向制御弁にブリード開口を備えないで)、センターバイパス通路RCの下流でブリードオフ制御をすることができる。これにより、本実施形態に係る油圧回路20又はその制御装置30によれば、複数の方向制御弁で夫々ブリードオフ制御する場合と比較して、方向制御弁の内部通路(例えば第1の内部通路)の開口面積を大きくすることができるので、センターバイパス通路RCを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。また、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20又はその制御装置30によれば、方向制御弁にブリード開口を備えないので、方向制御弁の長手方向の大きさを小さくすることができる。これにより、本実施形態に係る油圧回路20又はその制御装置30によれば、方向制御弁にブリード開口を備える場合と比較して、方向制御弁を小型化することができ、その製作を容易化することができる。
 更に、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20又はその制御装置30によれば、センターバイパス通路RCに複数の方向制御弁Vを直列に配置することによって、センターバイパス通路RCと第1の内部通路RV1(方向制御弁V)とで形成される通路をパラレル通路として機能させることができる。また、本実施形態に係る油圧回路20又はその制御装置30によれば、センターバイパス通路RCと複数の第1の内部通路RV1とで形成される通路をパラレル通路として機能させることができるので、パラレル通路を別に設ける必要がなく、方向制御弁Vを小型化することができる。更に、本実施形態に係る油圧回路20又はその制御装置30によれば、ブリードオフ弁Vboを合流回路RJのためのカット弁(中立カット弁)として機能させることができるので、新たにカット弁を備える必要がない。これにより、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20又はその制御装置30は、建設機械100全体の小型化、製作容易化及び低コスト化について有利な効果を有する。
 なお、図6に、建設機械の油圧回路のその他の例を示す。図6の油圧回路では、ブリードオフ制御を実施するために、方向制御弁(図6のVa1等)のスプールにブリード開口(例えば図7のSbo)を夫々設けることができる。すなわち、図6の油圧回路を備える建設機械は、このブリード開口の開口面積を変化させることによって、ブリードオフ制御を行うことができる。
 ここで、図6の油圧回路を備える建設機械では、方向制御弁のスプールに夫々ブリード開口を設けているため、本発明に係る油圧回路(図4)の場合と比較して、センターバイパス通路(図8のRCm)を通過する圧油の圧力損失が増加する場合がある。
 更に、図6の油圧回路では、合流回路を形成するために、カット弁Vct及び出力ポートPoutを設けて圧油を流出させ、入力ポートPinを更に設けて圧油を流入(合流)させる。このため、油圧回路の通路(例えば出力ポートPoutと入力ポートPinとを連通する通路)が複雑になり、圧油の圧力損失が増加する場合がある。また、図6の油圧回路では、双方向に圧油を合流させることを可能にするためには、もう1組のカット弁Vct及び出力ポートPout等を設ける必要がある。すなわち、カット弁Vct及び出力ポートPout等により、図6の場合では、本発明に係る油圧回路(図4)の場合と比較して、油圧回路が大型化する場合がある。
 以上、建設機械の油圧回路又はその制御装置を含む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、上述した実施形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。
 本国際出願は、2012年7月2日に出願した日本国特許出願2012-148928号に基づく優先権を主張するものであり、2012-148928号の全内容をここに本国際出願に援用する。
100  : 建設機械
 11  : ブーム
 11c : ブームシリンダ
 12  : アーム
 12c : アームシリンダ
 13  : バケット
 13c : バケットシリンダ
 20  : 油圧回路
 30  : 制御手段
 30C : コントローラ
 Gv  : 方向制御弁グループ
 V   : 方向制御弁(コントロールバルブ)
 Va1,Va2,Vb1,Vb2,Vbk,Vsw,Vop,Vt1,Vt2:油圧アクチュエータ用方向制御弁
 Vst : 走行直進用方向制御弁(走直弁)
 Vbo : ブリードオフ弁(カット弁)
 Vch,Vjc : 逆止弁
 Vj : 合流方向制御弁(切換弁、比例切換弁など)
 RJ,RJa,RJb: 合流回路
 RC,RC1,RC2: センターバイパス通路(センターバイパスライン)
 RV1 : 第1の内部通路(ブリードオフ用内部通路,PT開口用内部通路)
 RV2 : 第2の内部通路(シリンダポート用内部通路)
 PIprt:入口ポート
 POprt:出口ポート
 Tprt :タンクポート
 Cprt,CprtA,CprtB :シリンダポート
 P,P1,P2: 油圧ポンプ
 R,R1,R2: レギュレータ
 Tnk : 作動油タンク(タンク)
 Pp,Pp1,Pp2: パイロットポンプ

Claims (8)

  1.  複数の油圧ポンプから吐出された圧油が夫々供給される複数のセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路であって、
     前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、
     前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、
     複数の前記センターバイパス通路の一のセンターバイパス通路に供給された圧油を他のセンターバイパス通路に合流させる合流回路と
     を有し、
     前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第1の内部通路と、該方向制御弁に供給された圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第2の内部通路とを備え、
     前記第1の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第1の内部通路とによってパラレル通路を形成し、
     前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、
     前記合流回路は、合流させる圧油の流入方向を制御する合流方向制御弁を備える、
     ことを特徴とする建設機械の油圧回路。
  2.  前記第1の内部通路は、前記方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有し、該通路面積に対応する前記パラレル通路を形成し、
     前記方向制御弁グループは、前記パラレル通路のみから圧油の供給を受ける、
     ことを特徴とする、請求項1に記載の建設機械の油圧回路。
  3.  複数の前記油圧ポンプは、2つの油圧ポンプであり、
     複数の前記センターバイパス通路は、2つのセンターバイパス通路であり、
     前記合流方向制御弁は、前記流入方向を切り換えることによって、前記2つのセンターバイパス通路に夫々供給された圧油のいずれか一方の圧油を他方の圧油が供給されたセンターバイパス通路に供給する、
     ことを特徴とする、請求項1に記載の建設機械の油圧回路。
  4.  前記合流回路は、前記流入方向に対応する逆止弁を更に有し、
     前記逆止弁は、前記流入方向に対して逆方向の圧油の流れを防止する、
     ことを特徴とする、請求項1に記載の建設機械の油圧回路。
  5.  請求項1に記載の建設機械の油圧回路を制御する建設機械の油圧回路の制御装置。
  6.  前記建設機械に入力された操作情報に応じて、前記流入方向を変更する、ことを特徴とする、請求項5に記載の建設機械の油圧回路の制御装置。
  7.  前記合流回路を用いて圧油を合流させる場合に、前記ブリードオフ弁の前記開口面積を減少させる、ことを特徴とする、請求項5に記載の建設機械の油圧回路の制御装置。
  8.  前記合流回路を用いて圧油を合流させることによって、合流した圧油が供給される前記方向制御弁に対応する油圧アクチュエータの操作を優先する、ことを特徴とする、請求項5に記載の建設機械の油圧回路の制御装置。
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