WO2021039287A1 - 建設機械の油圧システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a hydraulic system for construction machinery.
- a plurality of control valves are interposed between a main pump and a plurality of hydraulic actuators. Each control valve controls the supply and discharge of hydraulic oil to the corresponding hydraulic actuator.
- each control valve has a spool arranged in the housing and a pair of pilot ports for operating the spool.
- an electromagnetic proportional valve is connected to each pilot port of the control valve, and the control valve is driven by the electromagnetic proportional valve.
- Patent Document 1 discloses a configuration for returning the control valve to the neutral position when the electromagnetic proportional valve for driving the control valve fails.
- an electromagnetic switching valve is interposed between the auxiliary pump and the electromagnetic proportional valve for driving the control valve, and when the electromagnetic proportional valve for driving the control valve fails, the electromagnetic switching valve is moved from the open position to the closed position. Switch to stop the supply of hydraulic oil from the auxiliary pump to the electromagnetic proportional valve. That is, when the electromagnetic proportional valve for driving the control valve fails, the control valve is maintained in the neutral position even if the operator operates the operating device, and the operation on the operating device is invalidated.
- an object of the present invention is to provide a hydraulic system for a construction machine capable of invalidating an operation on an operating device without using a dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operating device.
- the inventor of the present invention connects an electromagnetic proportional valve for driving a control valve to a constantly movable one that is directly connected to the auxiliary pump and to the auxiliary pump via a switching valve.
- the constantly movable electromagnetic proportional valve could be used to invalidate the operation on the operating device if it was divided into the movable switching type.
- the present invention has been made from such a viewpoint.
- a plurality of control valves having a pair of pilot ports interposed between the main pump and the plurality of hydraulic actuators, and a pair of pilot ports of the plurality of control valves, respectively.
- a plurality of operating devices that output electric signals according to the amount of operation for operating the plurality of control valves, and electric signals output from the plurality of operating devices.
- the plurality of electromagnetic proportional valves include a control device for controlling the plurality of electromagnetic proportional valves, and the plurality of electromagnetic proportional valves include a pair of pilot ports of a specific control valve among the plurality of control valves, a first pilot line, and a second pilot.
- the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve include a first electromagnetic proportional valve and a second electromagnetic proportional valve connected by a line, respectively, and the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are directly connected to an auxiliary pump and the first electromagnetic proportional valve.
- the plurality of electromagnetic proportional valves other than the proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are connected to the auxiliary pump via a switching valve, and the switching valve is connected to the first pilot line by a switching pilot line. It is characterized in that it has a pilot port and switches between a closed position and an open position according to the pilot pressure guided to the pilot port.
- the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve switches the switching valve interposed between the electromagnetic proportional valve other than the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve and the auxiliary pump to the closed position. It is possible to switch to the open position, in other words, to disable or enable the operation of the operation device other than the specific operation device for operating the specific control valve. That is, the switching valve can be operated by using the first electromagnetic proportional valve for driving the specific control valve. Therefore, a dedicated solenoid valve for invalidating the operation of the operation device other than the specific operation device is unnecessary.
- the operation on the operating device can be invalidated without using the dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operating device.
- FIG. 1 shows the hydraulic system 1A of the construction machine according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 2 shows the construction machine 10 on which the hydraulic system 1A is mounted.
- the construction machine 10 shown in FIG. 2 is a hydraulic excavator
- the present invention is also applicable to other construction machines such as a hydraulic crane.
- the construction machine 10 shown in FIG. 2 is a self-propelled type and includes a traveling body 11. Further, the construction machine 10 includes a swivel body 12 rotatably supported by the traveling body 11 and a boom that looks down on the swivel body 12. An arm is swingably connected to the tip of the boom, and a bucket is swingably connected to the tip of the arm.
- the swivel body 12 is provided with a cabin 16 in which a driver's seat is installed.
- the traveling means of the traveling body 11 is a crawler, but the traveling means of the traveling body 11 may be a wheel.
- the construction machine 10 does not have to be self-propelled.
- the hydraulic system 1A includes the boom cylinder 13, the arm cylinder 14, and the bucket cylinder 15 shown in FIG. 2, as the hydraulic actuator 20, and also includes a swivel motor and a pair of traveling motors (left traveling motor and right traveling motor) (not shown).
- the boom cylinder 13 raises and lowers the boom
- the arm cylinder 14 swings the arm
- the bucket cylinder 15 swings the bucket.
- the swivel motor swivels the swivel body 12, the left traveling motor rotates the left crawler of the traveling body 11, and the right traveling motor rotates the right crawler of the traveling body 11.
- the hydraulic system 1A includes a main pump 22 that supplies hydraulic oil to the above-mentioned hydraulic actuator 20.
- the hydraulic actuator 20 is omitted for the sake of simplification of the drawings.
- the main pump 22 is driven by the engine 21. However, the main pump 22 may be driven by an electric motor.
- the engine 21 also drives the auxiliary pump 23.
- a plurality of main pumps 22 may be provided.
- the main pump 22 is a variable displacement pump (swash plate pump or diagonal shaft pump) whose tilt angle can be changed.
- the discharge flow rate of the main pump 22 may be controlled by an electric positive control method or a hydraulic negative control method. Alternatively, the discharge flow rate of the main pump 22 may be controlled by a load sensing method.
- a plurality of control valves 4 are interposed between the main pump 22 and the hydraulic actuator 20.
- all the control valves 4 are 3-position valves, but one or some of the control valves 4 may be 2-position valves.
- All control valves 4 are connected to the main pump 22 by the supply line 31 and to the tank by the tank line 33. Further, each control valve 4 is connected to the corresponding hydraulic actuator 20 by a pair of supply / discharge lines. When a plurality of main pumps 22 are provided, the control valves 4 are also divided into the same number of groups as the main pumps 22, and the control valves 4 are connected to the main pumps 22 by the supply line 31 for each group.
- control valve 4 includes a boom control valve that controls the supply and discharge of work oil to the boom cylinder 13, an arm control valve that controls the supply and discharge of work oil to the arm cylinder 14, and work oil to the bucket cylinder 15. Includes a bucket control valve 4b that controls supply and discharge. Further, the control valve 4 includes a swivel control valve that controls the supply and discharge of hydraulic oil to the swivel motor.
- the supply line 31 described above includes a main flow path extending from the main pump 22 and a plurality of branch paths branching from the main flow path and connecting to the control valve 4.
- the center bypass line 32 branches from the main flow path of the supply line 31, and the center bypass line 32 extends to the tank.
- a control valve 4 is arranged on the center bypass line 32.
- the center bypass line 32 may be omitted.
- a relief line 34 is branched from the main flow path of the supply line 31, and a relief valve 35 for the main pump 22 is provided in the relief line 34.
- the relief line 34 may branch from the center bypass line 32 on the upstream side of all the control valves 4.
- Each control valve 4 has a spool arranged in the housing and a pair of pilot ports for operating the spool.
- the housings of all the control valves 4 may be integrated to form a multi-control valve unit.
- the pilot ports of all control valves 4 are connected to a plurality of electromagnetic proportional valves 6 by pilot lines 5, respectively.
- Each electromagnetic proportional valve 6 is a direct proportional type in which the command current and the secondary pressure show a positive correlation. However, each electromagnetic proportional valve 6 may be of an inverse proportional type in which the command current and the secondary pressure show a negative correlation.
- the bucket control valve 4b corresponds to the specific control valve of the present invention.
- the bucket control valve 4b has a first pilot port for operating the first bucket and a second pilot port for operating the second bucket as the pair of pilot ports described above.
- the electromagnetic proportional valve 6 is connected to the first electromagnetic proportional valve 6a connected to the first pilot port of the bucket control valve 4b by the first pilot line 5a, and to the second pilot port of the bucket control valve 4b by the second pilot line 5b. Includes the second electromagnetic proportional valve 6b.
- the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b are directly connected to the auxiliary pump 23, and the electromagnetic proportional valves 6 other than the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b have a switching valve 52. It is connected to the auxiliary pump 23 via. That is, the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b are always movable electromagnetic proportional valves, and the electromagnetic proportional valves 6 other than the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b are movable switching type. It is an electromagnetic proportional valve.
- the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b are connected to the sub-pump 23 by the primary pressure line 41.
- the primary pressure line 41 includes a main flow path extending from the sub-pump 23 and two branch paths branching from the main flow path and connecting to the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b.
- a relief line 42 branches from the main flow path of the primary pressure line 41, and the relief line 42 is provided with a relief valve 43 for the auxiliary pump 23.
- the electromagnetic proportional valves 6 other than the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b are connected to the switching valve 52 by the downstream primary pressure line 53, and the switching valve 52 is connected to the upstream primary pressure line 51. Is connected to the auxiliary pump 23 by.
- the downstream primary pressure line 53 includes a main flow path extending from the switching valve 52 and a plurality of branch paths branching from the main flow path and connected to the electromagnetic proportional valve 6.
- the upstream side primary pressure line 51 and the upstream side portion of the above-mentioned primary pressure line 41 merge with each other to form a common flow path.
- the switching valve 52 has a pilot port and switches between the closed position and the open position according to the pilot pressure guided to the pilot port.
- the closed position is the neutral position. That is, the switching valve 52 switches from the closed position to the open position when the pilot pressure becomes the set value ⁇ or more.
- the pilot port of the switching valve 52 is connected to the first pilot line 5a described above by the switching pilot line 54.
- the switching valve 52 shuts off the upstream primary pressure line 51 and communicates with the tank at the downstream primary pressure line 53, and communicates the upstream primary pressure line 51 with the downstream primary pressure line 53 at the open position.
- the primary pressure of the movable switching type electromagnetic proportional valve 6 becomes zero, and even if a current is supplied to the movable switching type electromagnetic proportional valve 6, the corresponding control valve 4 does not operate. ..
- Each operating device 7 includes an operating unit (operating lever or foot pedal) that receives an operation for moving the corresponding hydraulic actuator 20, and an electric signal corresponding to the operating amount of the operating unit (for example, the tilt angle of the operating lever). Is output.
- an operating unit operating lever or foot pedal
- the operating device 7 includes a boom operating device 7a including an operating lever, an arm operating device 7b, a bucket operating device 7c and a turning operating device 7d, and a traveling left operating device 7e including a foot pedal and a traveling right operating device 7f.
- a boom operating device 7a including an operating lever
- an arm operating device 7b including a bucket
- a bucket operating device 7c including a turning operating device 7d
- a traveling left operating device 7e including a foot pedal and a traveling right operating device 7f.
- some of the operation devices 7 may be combined with the operation lever in common.
- the boom operating device 7a and the bucket operating device 7c may be combined, and the arm operating device 7b and the swivel operating device 7d may be combined.
- the bucket operating device 7c corresponds to the specific operating device of the present invention.
- the operating lever of the boom operating device 7a receives a boom raising operation and a boom lowering operation
- the operating lever of the arm operating device 7b receives an arm pulling operation and an arm pushing operation
- the operating lever of the bucket operating device 7c receives a first bucket operation and a first bucket operation.
- the operating lever of the turning operation device 7d receives a left turning operation and a right turning operation
- the foot pedals of the traveling left operating device 7e and the traveling right operating device 7f receive forward and reverse operations, respectively.
- the bucket excavation operation may be either a first bucket operation or a second bucket operation.
- the bucket operating device 7c has a size corresponding to the amount of operation (that is, the tilt angle of the operating lever) when the operating lever receives the first bucket operation (that is, when it is tilted in the first bucket operating direction).
- the first bucket electric signal is output, and when the operating lever receives the second bucket operation (that is, when it is tilted in the second bucket operating direction), it corresponds to the operation amount (that is, the tilt angle of the operating lever).
- a second bucket electric signal of a magnitude is output.
- the electric signal output from each operating device 7 is input to the control device 70.
- the control device 70 controls the electromagnetic proportional valve 6 based on the electric signal output from the operation device 7.
- the control device 70 is a computer having a memory such as a ROM or RAM, a storage such as an HDD, and a CPU, and the program stored in the ROM or the HDD is executed by the CPU.
- the control device 70 sends a command current to the first electromagnetic proportional valve 6a, and the command current is increased as the first bucket electric signal becomes larger. Enlarge.
- the control device 70 sends a command current to the second electromagnetic proportional valve 6b, and the second swirl electric signal increases the command current. I see, make it bigger.
- a selection device 71 is also arranged for the operator to select whether to invalidate or enable the operation on the operation device 7 other than the bucket operation device 7c.
- the selection device 71 accepts the selection of the operation lock that invalidates the operation on the operation device 7 other than the bucket operation device 7c, or the selection of the operation lock release that enables the operation on the operation device 7 other than the bucket operation device 7c.
- the selection device 71 may be a micro switch or a limit switch that can select operation lock or operation lock release by moving or swinging the safety lever.
- the selection device 71 may be a push button switch capable of selecting operation lock or operation lock release depending on whether or not the button is pressed.
- FIGS. 3 and 4 the first pilot port side of the bucket control valve 4b is described as the A side, and the second pilot port side is described as the B side.
- the control device 70 makes the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6a lower than the set value ⁇ of the switching valve 52 as shown in FIG.
- the first electromagnetic proportional valve 6a is controlled.
- the switching valve 52 is maintained in the closed position.
- the control device 70 does not have to supply the command current to the first electromagnetic proportional valve 6a, and supplies a command current lower than the current value corresponding to the set value ⁇ to the first electromagnetic proportional valve 6a. You may.
- the control device 70 uses the first electromagnetic proportionality so that the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6a becomes higher than the set value ⁇ of the switching valve 52. Control the valve 6a. As a result, the switching valve 52 is switched to the open position, and operations other than bucket operation are possible.
- control device 70 when the first bucket operation is not performed while the selection device 71 is accepting the selection of the operation lock release (when the first bucket electric signal is not output from the bucket operation device 7c). ) Sends a standby current as a command current to the first electromagnetic proportional valve 6a, and maintains the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6a at a predetermined value ⁇ higher than the set value ⁇ of the switching valve 52.
- the bucket control valve 4b starts to open when the other pilot pressure reaches a predetermined value ⁇ (supply). At least one of the drain passages begins to communicate with the pump passage).
- the predetermined value ⁇ is a value larger than the set value ⁇ of the switching valve 52. Further, the predetermined value ⁇ described above is a value smaller than the predetermined value ⁇ .
- the control device 70 receives the operation lock release selection. As shown by the solid line in FIG. 4, a command current is sent to the first electromagnetic proportional valve 6a so that the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6a rises from the predetermined value ⁇ to the predetermined value ⁇ at the start of the bucket operation. To do. After that, the control device 70 sends a command current having a magnitude corresponding to the first bucket electric signal to the first electromagnetic proportional valve 6a as described above.
- control device 70 is not limited to whether the selection device 71 accepts the selection of the operation lock or the selection of the operation lock release, unless the second bucket operation is performed (from the bucket operation device 7c to the second bucket). No command current is sent to the second electromagnetic proportional valve 6b (unless an electrical signal is output).
- the electromagnetic proportional valve 6 other than the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b and the auxiliary pump 23 are subjected to the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6a. It is possible to switch the switching valve 52 interposed between the and the closed position to the closed position or the open position, in other words, whether to invalidate or enable the operation on the operation device 7 other than the bucket operation device 7c. That is, the switching valve 52 can be operated by using the first electromagnetic proportional valve 6a for driving the bucket control valve 4b. Therefore, a dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operation device 7 other than the bucket operation device 7c is unnecessary.
- the selection device 71 is provided in the present embodiment, if the operator selects the operation lock with the selection device 71, the operation for the operation device 7 other than the bucket operation device 7c becomes invalid, and the operation lock release is selected. For example, the operation on the operation device 7 other than the bucket operation device 7c is effective.
- the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 6b is zero unless the second bucket operation is performed, but the second electromagnetic proportional valve 6b is controlled in the same manner as the first electromagnetic proportional valve 6a. You may. That is, in the control device 70, the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 6b becomes lower than the set value ⁇ of the switching valve 52 while the selection device 71 accepts the selection of the operation lock, and the selection device 71 locks the operation.
- the second electromagnetic proportional valve 6b may be controlled so that the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 6b becomes higher than the set value ⁇ of the switching valve 52 while the selection of release is accepted.
- the control device 70 uses the standby current as the command current. Is supplied to the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b, and the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b is set to a predetermined value ⁇ higher than the set value ⁇ of the switching valve 52. Keep in. At this time, the predetermined value ⁇ is less than the above-mentioned predetermined value ⁇ (the other pilot pressure when the bucket control valve 4b starts to open when the pilot pressure of one of the first pilot port and the second pilot port is zero). It is not necessary, but it is desirable that it is less than the predetermined value ⁇ .
- the control device 70 is shown by a solid line or a two-dot chain line in FIG.
- a command current is sent to the electromagnetic proportional valve 6b.
- the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 6b may be zero while the selection device 71 accepts the selection of operation lock release as in the above embodiment, but in this case, the switching valve 52 is switched.
- the pressure difference between the pilot pressure for this purpose (predetermined value ⁇ in FIG. 4) and the pilot pressure when the bucket control valve 4b starts to open (predetermined value ⁇ in FIG. 4) is small. Therefore, in order to prevent malfunction, it is desirable to take measures such as strengthening the return spring in the bucket control valve 4b.
- the selection device 71 while the selection device 71 is accepting the selection of operation lock release as in this modification, if the second electromagnetic proportional valve 6b also outputs a secondary pressure equal to or higher than the set value ⁇ of the switching valve 52, the switching is performed.
- the swivel control valve 4t corresponds to the specific control valve of the present invention
- the swivel operation device 7d corresponds to the specific operation device of the present invention.
- the switching valve 52 described in the first embodiment is included as the first switching valve, and the second switching valve 62 is also adopted.
- the operating lever of the turning operation device 7d receives the first turning operation and the second turning operation.
- One of the first turning operation and the second turning operation is a left turning operation, and the other is a right turning operation.
- the left turn operation may be either a first turn operation or a second turn operation.
- the turning operation device 7d When the operating lever receives the first turning operation (that is, when it is tilted in the first turning direction), the turning operation device 7d has a size corresponding to the operation amount (that is, the tilt angle of the operating lever).
- the 1-turn electric signal is output and the operating lever receives the 2nd turning operation (that is, when it is tilted in the 2nd turning direction), the size corresponding to the operation amount (that is, the tilt angle of the operating lever).
- the second turning electric signal of is output.
- the swivel control valve 4t has a first pilot port for first swivel operation and a second pilot port for second bucket operation as the pair of pilot ports described above.
- the electromagnetic proportional valve 6 is connected by a first electromagnetic proportional valve 6c connected to the first pilot port of the swivel control valve 4t by the first pilot line 5c, and by the second pilot port of the swivel control valve 4t and the second pilot line 5d.
- the second electromagnetic proportional valve 6d is included.
- the control device 70 When the first turning electric signal is output from the turning operation device 7d, the control device 70 sends a command current to the first electromagnetic proportional valve 6c, and increases the command current as the first turning electric signal becomes larger. .. Similarly, when the second turning electric signal is output from the turning operation device 7d, the control device 70 sends a command current to the second electromagnetic proportional valve 6d, and the second turning electric signal increases the command current. I see, make it bigger.
- the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are directly connected to the sub-pump 23.
- the electromagnetic proportional valves 6 other than the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are connected to the auxiliary pump 23 via the first switching valve 52. It is connected. That is, the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are constantly movable electromagnetic proportional valves, and the electromagnetic proportional valves 6 other than the first electromagnetic proportional valve 6a and the second electromagnetic proportional valve 6b are movable switching type. It is an electromagnetic proportional valve.
- the swivel control valve 4t is connected to the swivel motor 81 by a pair of supply / discharge lines 91 and 92.
- the supply / discharge lines 91 and 92 are connected to each other by a bridge path 93.
- the bridge road 93 is provided with a pair of relief valves 94 in opposite directions.
- the portion of the bridge road 93 between the relief valves 94 is connected to the tank by a make-up line 97.
- Each of the supply / discharge lines 91 and 92 is connected to the make-up line 97 by a bypass line 95.
- a pair of bypass lines 95 may be provided in the bridge path 93 so as to bypass each relief valve 94.
- Each bypass line 95 is provided with a check valve 96.
- the swivel motor 81 is provided with a mechanical brake 83 in order to prevent the swivel body 12 from swiveling when parked on a slope or the like.
- the mechanical brake 83 has a structure in which the rotation of the output shaft 82 of the swing motor 81 is blocked by a spring, and hydraulic pressure is used to release the rotation. That is, when the pressure oil is supplied, the mechanical brake 83 is switched from a brake state that prohibits the rotation of the output shaft 82 of the swivel motor 81 to a brake release state that allows the rotation of the output shaft 82. From the mechanical brake 83, the drain line 84 extends to the tank via the swivel motor 81.
- the mechanical brake 83 is connected to the second switching valve 62 by the supply / discharge line 63.
- the second switching valve 62 is connected to the auxiliary pump 23 by a pump line 61.
- the pump line 61 and the upstream portion of the primary pressure line 41 described in the first embodiment merge with each other to form a common flow path.
- the second switching valve 62 interposed between the auxiliary pump 23 and the mechanical brake 83 has a pilot port, and the pilot pressure guided to this pilot port is a set value ⁇ '(corresponding to the second set value of the present invention).
- ⁇ ' the pilot pressure guided to this pilot port.
- the second switching valve 62 shuts off the pump line 61 and communicates with the tank at the closed position, and communicates the pump line 61 with the supply / discharge line 63 at the open position.
- the pilot port of the second switching valve 62 is connected to the first pilot line 5c described above by the switching pilot line 64.
- FIGS. 7 to 9 the first pilot port side of the swivel control valve 4t is described as the A side, and the second pilot port side is described as the B side.
- the control device 70 While the selection device 71 is accepting the selection of the operation lock, the control device 70 has the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d as the first switching valve 52, as shown in FIG.
- the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are controlled so as to be lower than the set value ⁇ of.
- the first switching valve 52 is maintained in the closed position.
- the control device 70 does not have to supply the command current to the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d, and the control device 70 sends a command current lower than the current value corresponding to the set value ⁇ to the first electromagnetic. It may be fed to the proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d.
- the control device 70 sets the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d from the set value ⁇ of the first switching valve 52.
- the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are controlled so as to be higher.
- the first switching valve 52 is switched to the open position, and operations other than the turning operation are possible.
- the control device 70 when neither the first turning operation nor the second turning operation is performed while the selection device 71 accepts the selection of the operation lock release (from the turning operation device 7d to the first turning electric current).
- the standby current is sent to the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d as a command current, and the first electromagnetic proportional valve 6c and the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are supplied.
- the secondary pressure of the electromagnetic proportional valve 6d is maintained at a predetermined value ⁇ higher than the set value ⁇ of the first switching valve 52.
- the predetermined value ⁇ is a value smaller than the set value ⁇ 'of the second switching valve 62.
- the swing control valve 4t starts to open when the other pilot pressure reaches a predetermined value ⁇ .
- the predetermined value ⁇ is a value larger than the set value ⁇ 'of the second switching valve 62.
- the command current is sent to 6d.
- the control device 70 supplies a command current having a magnitude corresponding to the second bucket electric signal to the second electromagnetic proportional valve 6d as described in the first embodiment.
- the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6c is maintained at a predetermined value ⁇ .
- both the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are the second switching valve 62.
- the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are controlled so as to output a secondary pressure equal to or higher than the set value ⁇ '.
- the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic are performed.
- the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are controlled so that the proportional valve 6d outputs a secondary pressure equal to or higher than the set value ⁇ 'of the second switching valve 62.
- Whether or not the boom operation has been performed is determined by whether or not the boom operation device 7a outputs a boom electric signal, and whether or not the arm operation has been performed is determined by whether or not the arm operation device 7b outputs an arm electric signal. It is determined whether or not the bucket operation is performed, and whether or not the bucket operation is performed is determined by whether or not the bucket operation device 7c outputs a bucket electric signal.
- the secondary pressures of the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d rise from the predetermined value ⁇ to the predetermined value ⁇ 'at the start of the operation of the work system.
- the command current is supplied to the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d so as to do so.
- the second switching valve 62 is switched to the open state, and the brake by the mechanical brake 83 is released.
- the secondary pressures of the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d are maintained at a predetermined value ⁇ 'while the working system operation is continued, and are returned to the predetermined value ⁇ at the end of the working system operation.
- the electromagnetic proportional valve 6 other than the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d and the auxiliary pump 23 are subjected to the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve 6c. It is possible to switch whether the first switching valve 52 intervening between the two is switched to the closed position or the open position, in other words, whether the operation on the operating device 7 other than the swivel operating device 7d is invalidated or enabled. it can. That is, the first switching valve 52 can be operated by using the first electromagnetic proportional valve 6c for driving the swing control valve 4t. Therefore, a dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operation device 7 other than the turning operation device 7d is unnecessary.
- the selection device 71 is provided in the present embodiment, if the operator selects the operation lock with the selection device 71, the operation for the operation device 7 other than the turning operation device 7d becomes invalid, and the operation lock release is selected. For example, the operation on the operation device 7 other than the turning operation device 7d is effective.
- the second switching valve 62 is switched to the open state, and the mechanical brake 83 is used.
- the brake is released. That is, not only the first switching valve 52 but also the second switching valve 62 can be operated by using the first electromagnetic proportional valve 6c for driving the swivel control valve 4t. Therefore, the number of solenoid valves can be reduced by two as compared with the case where both the first switching valve 52 and the second switching valve 62 are electromagnetic on-off valves.
- the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 6d may be zero while the selection device 71 accepts the selection of the operation lock release. In this case, the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 6d may be zero even when the first turning operation is performed.
- the secondary pressures of the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d may be maintained at a predetermined value ⁇ .
- FIG. 10 shows the hydraulic system 1C of the construction machine according to the third embodiment of the present invention.
- the difference between the hydraulic system 1C and the hydraulic system 1B of the second embodiment is that the pilot port of the second switching valve 62 is connected to the second pilot line 5d instead of the first pilot line 5c by the switching pilot line 64. Only.
- the control of the first electromagnetic proportional valve 6c and the second electromagnetic proportional valve 6d is the same as that of the second embodiment.
- the first switching valve 52 can be operated by using the first electromagnetic proportional valve 6c for driving the swivel control valve 4t as in the second embodiment.
- the second electromagnetic proportional valve 6d outputs a secondary pressure equal to or higher than the set value ⁇ 'of the second switching valve 62
- the second switching valve 62 is switched to the open state, and the mechanical brake 83 is used.
- the brake is released. That is, the second switching valve 62 can also be operated by using the second electromagnetic proportional valve 6d for driving the swirl control valve 4t. Therefore, as in the second embodiment, the number of solenoid valves can be reduced by two as compared with the case where both the first switching valve 52 and the second switching valve 62 are electromagnetic on-off valves.
- the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 6d may be zero while the selection device 71 accepts the selection of the operation lock release.
- the switching valve 52 may be configured to switch from the open position to the closed position when the pilot pressure becomes a relatively high set value or more.
- the hydraulic system of the construction machine of the present invention has a plurality of control valves having a pair of pilot ports interposed between the main pump and the plurality of hydraulic actuators, and a pair of pilots of the plurality of control valves.
- a plurality of electromagnetic proportional valves connected to each port, a plurality of operating devices for outputting the electric signal according to the amount of operation for operating the plurality of control valves, and electricity output from the plurality of operating devices.
- a control device for controlling the plurality of electromagnetic proportional valves based on a signal is provided, and the plurality of electromagnetic proportional valves include a pair of pilot ports and a first pilot line of a specific control valve among the plurality of control valves.
- the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve include the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve, respectively, which are connected by the second pilot line, and the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are directly connected to the auxiliary pump.
- the plurality of electromagnetic proportional valves other than the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are connected to the auxiliary pump via a switching valve, and the switching valve is connected to the first pilot line and the switching pilot line. It has a pilot port connected by, and is characterized in that it switches between a closed position and an open position according to the pilot pressure guided to this pilot port.
- the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve switches the switching valve interposed between the electromagnetic proportional valve other than the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve and the auxiliary pump to the closed position. It is possible to switch to the open position, in other words, to disable or enable the operation of the operation device other than the specific operation device for operating the specific control valve. That is, the switching valve can be operated by using the first electromagnetic proportional valve for driving the specific control valve. Therefore, a dedicated solenoid valve for invalidating the operation of the operation device other than the specific operation device is unnecessary.
- the plurality of electromagnetic proportional valves are of a direct proportional type showing a positive correlation between the command current and the secondary pressure, and the switching valve has a pilot pressure guided to the pilot port of the switching valve equal to or higher than a set value. Occasionally, the closed position may be switched to the open position.
- the plurality of operating devices include a specific operating device for operating the specific control valve, and the hydraulic system selects an operation lock that invalidates an operation on the plurality of operating devices other than the specific operating device.
- the control device further includes a selection device that accepts an operation lock release selection that enables an operation on the plurality of operation devices other than the specific operation device, and the control device is while the selection device accepts the selection of the operation lock.
- the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve is lower than the set value, and the secondary pressure of the first electromagnetic proportional valve is lower than the set value while the selection device accepts the selection of operation lock release.
- the first electromagnetic proportional valve may be controlled so as to be higher. According to this configuration, if the operator selects the operation lock with the selection device, the operation for the operation device other than the specific operation device is invalid, and if the operation lock release is selected, the operation for the operation device other than the specific operation device is valid. Become.
- the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve becomes lower than the set value while the selection device accepts the selection of the operation lock, and the selection device accepts the selection of the operation lock release.
- the second electromagnetic proportional valve may be controlled so that the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve becomes higher than the set value.
- the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve may be zero while the selection device is accepting the selection of the operation lock, but in this case, the pilot pressure for switching the switching valve and the specific control valve The pressure difference from the pilot pressure when it starts to open is small. Therefore, in order to prevent malfunction, it is desirable to take measures such as strengthening the return spring in the specific control valve.
- the second electromagnetic proportional valve also outputs a secondary pressure equal to or higher than the set value of the switching valve while the selection device is accepting the selection of the operation lock, the pilot pressure for switching the switching valve and the specific control The pressure difference from the pilot pressure when the valve starts to open becomes large, and it is not necessary to take such measures.
- the construction machine may be a hydraulic excavator, and the specific control valve may be a bucket control valve.
- the specific control valve may be a swivel control valve.
- the specific control valve is a swivel control valve
- the construction machine is a self-propelled hydraulic excavator
- the switching valve is the first switching valve
- the set value is the first set value
- the above hydraulic system
- the swivel motor connected to the swivel control valve by a pair of supply / discharge lines, and when the flood control oil is supplied, the rotation of the output shaft is allowed from the braking state that prohibits the rotation of the output shaft of the swivel motor.
- It is a second switching valve interposed between the mechanical brake that is switched to the brake release state and the auxiliary pump and the mechanical brake, and has a pilot port that is connected to the first pilot line by a switching pilot line.
- a second switching valve that switches from the closed position to the open position when the pilot pressure guided to the pilot port becomes equal to or higher than the second set value is further provided, and the second set value is from the first set value. May be large.
- the first electromagnetic proportional valve outputs a secondary pressure equal to or higher than the set value of the second switching valve
- the second switching valve is switched to the open state and the brake by the mechanical brake is released. That is, not only the first switching valve but also the second switching valve can be operated by using the first electromagnetic proportional valve for driving the swivel control valve. Therefore, the number of solenoid valves can be reduced by two as compared with the case where both the first switching valve and the second switching valve are solenoid on-off valves.
- the plurality of operating devices include a turning operation device that receives a first turning operation and a second turning operation, the first pilot port is a pilot port for the first turning operation, and the second pilot port is the first. It is a pilot port for two swivel operations, and in the control device, the first electromagnetic proportional valve has a secondary pressure equal to or higher than the second set value regardless of whether the first swivel operation or the second swivel operation is performed.
- the first electromagnetic proportional valve may be controlled so as to output.
- both the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are secondary having the second set value or more regardless of whether the first turning operation or the second turning operation is performed.
- the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve may be controlled so as to output the pressure.
- the construction machine is a self-propelled hydraulic excavator
- the switching valve is a first switching valve
- the set value is the first set value
- the above hydraulic system is a pair of supply / discharge lines with the swivel control valve.
- a mechanical brake that is switched from a brake state that prohibits the rotation of the output shaft of the swivel motor to a brake release state that allows the rotation of the output shaft when pressure oil is supplied.
- a second switching valve interposed between the auxiliary pump and the mechanical brake, which has a pilot port connected to the second pilot line by a switching pilot line, and the pilot pressure guided to the pilot port is the second.
- a second switching valve that switches from the closed position to the open position when the value exceeds the set value is further provided, and the second set value may be larger than the first set value.
- the second electromagnetic proportional valve outputs a secondary pressure equal to or higher than the set value of the second switching valve
- the second switching valve is switched to the open state and the brake by the mechanical brake is released. That is, the second switching valve can also be operated by using the second electromagnetic proportional valve for driving the swivel control valve. Therefore, the number of solenoid valves can be reduced by two as compared with the case where both the first switching valve and the second switching valve are solenoid on-off valves.
- the plurality of operating devices include a turning operation device that receives a first turning operation and a second turning operation, the first pilot port is a pilot port for the first turning operation, and the second pilot port is the first. It is a pilot port for two swivel operations, and in the control device, both the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are said regardless of whether the first swivel operation or the second swivel operation is performed.
- the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve may be controlled so as to output a secondary pressure equal to or higher than the second set value.
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Abstract
1つの側面からの油圧システム(1A)は、主ポンプ(22)と複数の油圧アクチュエータとの間に介在する複数の制御弁(4)と、制御弁(4)のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の電磁比例弁(6)を含む。電磁比例弁(6)のうちの第1電磁比例弁(6a)および第2電磁比例弁(6b)は特定制御弁の一対のパイロットポートとそれぞれ接続されている。第1電磁比例弁(6a)および第2電磁比例弁(6b)は副ポンプ(23)と直接的に接続されており、それ以外の電磁比例弁(6)は切換弁(52)を介して副ポンプ(23)と接続されている。切換弁(52)は、第1電磁比例弁(6a)と特定制御弁の間の第1パイロットライン(5a)と切換パイロットライン(54)により接続されたパイロットポートを有する。
Description
本発明は、建設機械の油圧システムに関する。
油圧ショベルや油圧クレーンのような建設機械に搭載される油圧システムでは、主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に複数の制御弁が介在する。各制御弁は、対応する油圧アクチュエータに対する作動油の供給および排出を制御する。
一般的に、各制御弁は、ハウジング内に配置されたスプールと、スプールを作動させるための一対のパイロットポートを有する。各制御弁を作動させるための操作装置として電気信号を出力する操作装置が用いられる場合、制御弁の各パイロットポートには電磁比例弁が接続され、この電磁比例弁により制御弁が駆動される。
例えば、特許文献1には、制御弁駆動用の電磁比例弁が故障したときに、制御弁を中立位置へ戻すための構成が開示されている。この構成では、副ポンプと制御弁駆動用の電磁比例弁との間に電磁切換弁を介在させ、制御弁駆動用の電磁比例弁が故障したときに、電磁切換弁を開位置から閉位置に切り換えて副ポンプから電磁比例弁への作動油の供給を停止する。すなわち、制御弁駆動用の電磁比例弁が故障したときには、操縦者が操作装置を操作しても制御弁が中立位置に維持され、操作装置に対する操作が無効とされる。
しかしながら、特許文献1に開示された構成では、操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が必要である。
そこで、本発明は、操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁を用いることなく、操作装置に対する操作を無効とすることができる建設機械の油圧システムを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の発明者は、制御弁駆動用の電磁比例弁を、副ポンプと直接的に接続される常時可動式のものと、切換弁を介して副ポンプと接続される可動切換式のものに分ければ、常時可動式の電磁比例弁を操作装置に対する操作を無効とするために利用できるのではないかと考えた。本発明は、このような観点から成されたものである。
すなわち、本発明の建設機械の油圧システムは、主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に介在する、一対のパイロットポートを有する複数の制御弁と、前記複数の制御弁の一対のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の電磁比例弁と、前記複数の制御弁を作動させるための、操作量に応じた電気信号を出力する複数の操作装置と、前記複数の操作装置から出力される電気信号に基づいて前記複数の電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記複数の電磁比例弁は、前記複数の制御弁のうちの特定制御弁の一対のパイロットポートと第1パイロットラインおよび第2パイロットラインによりそれぞれ接続された第1電磁比例弁および第2電磁比例弁を含み、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁は、副ポンプと直接的に接続されており、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁以外の前記複数の電磁比例弁は、切換弁を介して前記副ポンプと接続されており、前記切換弁は、前記第1パイロットラインと切換パイロットラインにより接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、第1電磁比例弁の二次圧によって、第1電磁比例弁および第2電磁比例弁以外の電磁比例弁と副ポンプとの間に介在する切換弁を閉位置に切り換えるか開位置に切り換えるか、換言すれば特定制御弁を作動させるための特定操作装置以外の操作装置に対する操作を無効とするか有効とするかを切り換えることができる。すなわち、特定制御弁の駆動用の第1電磁比例弁を利用して切換弁を操作することができる。従って、特定操作装置以外の操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が不要である。
本発明によれば、操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁を用いることなく、操作装置に対する操作を無効とすることができる。
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態に係る建設機械の油圧システム1Aを示し、図2に、その油圧システム1Aが搭載された建設機械10を示す。図2に示す建設機械10は油圧ショベルであるが、本発明は油圧クレーンなどの他の建設機械にも適用可能である。
図1に、本発明の第1実施形態に係る建設機械の油圧システム1Aを示し、図2に、その油圧システム1Aが搭載された建設機械10を示す。図2に示す建設機械10は油圧ショベルであるが、本発明は油圧クレーンなどの他の建設機械にも適用可能である。
図2に示す建設機械10は自走式であり、走行体11を含む。また、建設機械10は、走行体11に旋回可能に支持された旋回体12と、旋回体12に対して俯仰するブームを含む。ブームの先端には、アームが揺動可能に連結されており、アームの先端には、バケットが揺動可能に連結されている。旋回体12には、運転席が設置されたキャビン16が設けられている。本実施形態では、走行体11の走行手段がクローラであるが、走行体11の走行手段は車輪であってもよい。なお、建設機械10は自走式でなくてもよい。
油圧システム1Aは、油圧アクチュエータ20として、図2に示すブームシリンダ13、アームシリンダ14およびバケットシリンダ15を含むとともに、図示しない旋回モータおよび一対の走行モータ(左走行モータおよび右走行モータ)を含む。ブームシリンダ13はブームを俯仰させ、アームシリンダ14はアームを揺動させ、バケットシリンダ15はバケットを揺動させる。また、旋回モータは旋回体12を旋回させ、左走行モータは走行体11の左クローラを回転させ、右走行モータは走行体11の右クローラを回転させる。
また、油圧システム1Aは、図1に示すように、上述した油圧アクチュエータ20へ作動油を供給する主ポンプ22を含む。なお、図1では、図面の簡略化のために、油圧アクチュエータ20を省略している。
主ポンプ22は、エンジン21により駆動される。ただし、主ポンプ22は電動機によって駆動されてもよい。また、エンジン21は、副ポンプ23も駆動する。主ポンプ22は、複数設けられてもよい。
主ポンプ22は、傾転角が変更可能な可変容量型のポンプ(斜板ポンプまたは斜軸ポンプ)である。主ポンプ22の吐出流量は、電気ポジティブコントロール方式で制御されてもよいし、油圧ネガティブコントロール方式で制御されてもよい。あるいは、主ポンプ22の吐出流量はロードセンシング方式で制御されてもよい。
主ポンプ22と油圧アクチュエータ20との間には、複数の制御弁4が介在する。本実施形態では、全ての制御弁4が3位置弁であるが、制御弁4のうちの1つ又はいくつかは2位置弁であってもよい。
全ての制御弁4は、供給ライン31により主ポンプ22と接続されるとともに、タンクライン33によりタンクと接続されている。また、各制御弁4は、対応する油圧アクチュエータ20と一対の給排ラインにより接続されている。なお、主ポンプ22が複数設けられる場合、制御弁4も主ポンプ22と同数のグループに分けられ、それらのグループごとに制御弁4が供給ライン31により主ポンプ22と接続される。
例えば、制御弁4は、ブームシリンダ13に対する作業油の供給および排出を制御するブーム制御弁と、アームシリンダ14に対する作業油の供給および排出を制御するアーム制御弁と、バケットシリンダ15に対する作業油の供給および排出を制御するバケット制御弁4bを含む。また、制御弁4は、旋回モータに対する作動油の供給および排出を制御する旋回制御弁を含む。
上述した供給ライン31は、主ポンプ22から延びる主流路と、主流路から分岐して制御弁4へつながる複数の分岐路を含む。本実施形態では、供給ライン31の主流路からセンターバイパスライン32が分岐しており、このセンターバイパスライン32がタンクまで延びている。そして、センターバイパスライン32上に制御弁4が配置されている。ただし、センターバイパスライン32は省略されてもよい。
また、供給ライン31の主流路からはリリーフライン34が分岐しており、このリリーフライン34に主ポンプ22用のリリーフ弁35が設けられている。なお、リリーフライン34は、全ての制御弁4の上流側でセンターバイパスライン32から分岐してもよい。
各制御弁4は、ハウジング内に配置されたスプールと、スプールを作動させるための一対のパイロットポートを有する。例えば、全ての制御弁4のハウジングが一体となってマルチ制御弁ユニットが構成されてもよい。全ての制御弁4のパイロットポートは、パイロットライン5により複数の電磁比例弁6とそれぞれ接続されている。
各電磁比例弁6は、指令電流と二次圧が正の相関を示す正比例型である。ただし、各電磁比例弁6は、指令電流と二次圧が負の相関を示す逆比例型であってもよい。
本実施形態では、バケット制御弁4bが本発明の特定制御弁に相当する。バケット制御弁4bは、上述した一対のパイロットポートとして、第1バケット操作用の第1パイロットポートと、第2バケット操作用の第2パイロットポートを有する。
電磁比例弁6は、バケット制御弁4bの第1パイロットポートと第1パイロットライン5aにより接続された第1電磁比例弁6aと、バケット制御弁4bの第2パイロットポートと第2パイロットライン5bにより接続された第2電磁比例弁6bを含む。
第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bは副ポンプ23と直接的に接続されており、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6b以外の電磁比例弁6は切換弁52を介して副ポンプ23と接続されている。すなわち、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bは常時可動式の電磁比例弁であり、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6b以外の電磁比例弁6は可動切換式の電磁比例弁である。
具体的に、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bは、一次圧ライン41により副ポンプ23と接続されている。一次圧ライン41は、副ポンプ23から延びる主流路と、主流路から分岐して第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bへつながる2つの分岐路を含む。一次圧ライン41の主流路からはリリーフライン42が分岐しており、このリリーフライン42に副ポンプ23用のリリーフ弁43が設けられている。
一方、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6b以外の電磁比例弁6は、下流側一次圧ライン53により切換弁52と接続されており、切換弁52は、上流側一次圧ライン51により副ポンプ23と接続されている。下流側一次圧ライン53は、切換弁52から延びる主流路と、主流路から分岐して電磁比例弁6へつながる複数の分岐路を含む。上流側一次圧ライン51と上述した一次圧ライン41の上流側部分は互いに合流して共通の流路となっている。
切換弁52は、パイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる。本実施形態では、閉位置が中立位置である。すなわち、切換弁52は、パイロット圧が設定値α以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる。切換弁52のパイロットポートは、切換パイロットライン54により上述した第1パイロットライン5aと接続されている。
切換弁52は、閉位置では上流側一次圧ライン51を遮断するとともに下流側一次圧ライン53をタンクと連通させ、開位置では上流側一次圧ライン51を下流側一次圧ライン53と連通させる。換言すれば、切換弁52が閉位置に維持された状態では、副ポンプ23から第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6b以外の電磁比例弁6(可動切換式の電磁比例弁6)への作動油の供給が停止されるとともに可動切換式の電磁比例弁6の一次圧がゼロとなり、可動切換式の電磁比例弁6に電流を送給しても対応する制御弁4は作動しない。
上述したキャビン16内には、制御弁4を作動させるための複数の操作装置7が配置されている。各操作装置7は、対応する油圧アクチュエータ20を可動させるための操作を受ける操作部(操作レバーまたはフットペダル)を含み、操作部の操作量(例えば、操作レバーの傾倒角)に応じた電気信号を出力する。
具体的に、操作装置7は、操作レバーを含むブーム操作装置7a、アーム操作装置7b、バケット操作装置7cおよび旋回操作装置7dと、フットペダルを含む走行左操作装置7eおよび走行右操作装置7fを含む。なお、操作装置7のうちのいくつかは操作レバーを共通として組み合わされてもよい。例えば、ブーム操作装置7aとバケット操作装置7cとが組み合わされ、アーム操作装置7bと旋回操作装置7dとが組み合わされてもよい。本実施形態では、バケット操作装置7cが本発明の特定操作装置に相当する。
ブーム操作装置7aの操作レバーはブーム上げ操作およびブーム下げ操作を受け、アーム操作装置7bの操作レバーはアーム引き操作およびアーム押し操作を受け、バケット操作装置7cの操作レバーは第1バケット操作および第2バケット操作を受ける。また、旋回操作装置7dの操作レバーは左旋回操作および右旋回操作を受け、走行左操作装置7eおよび走行右操作装置7fのフットペダルのそれぞれは、前進操作および後進操作を受ける。
第1バケット操作と第2バケット操作の一方はバケット掘削操作であり、他方はバケットダンプ操作である。バケット掘削操作は、第1バケット操作と第2バケット操作のどちらであってもよい。バケット操作装置7cは、操作レバーが第1バケット操作を受けたとき(すなわち、第1バケット操作方向に傾倒されたとき)にその操作量(すなわち、操作レバーの傾倒角)に応じた大きさの第1バケット電気信号を出力し、操作レバーが第2バケット操作を受けたとき(すなわち、第2バケット操作方向に傾倒されたとき)にその操作量(すなわち、操作レバーの傾倒角)に応じた大きさの第2バケット電気信号を出力する。
各操作装置7から出力される電気信号は制御装置70へ入力される。制御装置70は、操作装置7から出力される電気信号に基づいて電磁比例弁6を制御する。ただし、図1では、図面の簡略化のために一部の信号線のみを描いている。例えば、制御装置70は、ROMやRAMなどのメモリと、HDDなどのストレージと、CPUを有するコンピュータであり、ROMまたはHDDに記憶されたプログラムがCPUにより実行される。
例えば、制御装置70は、バケット操作装置7cから第1バケット電気信号が出力されるときは、第1電磁比例弁6aへ指令電流を送給し、その指令電流を第1バケット電気信号が大きくなるほど大きくする。同様に、バケット操作装置7cから第2バケット電気信号が出力されるときは、制御装置70は、第2電磁比例弁6bへ指令電流を送給し、その指令電流を第2旋回電気信号が大きくなるほど大きくする。
また、キャビン16内には、操縦者がバケット操作装置7c以外の操作装置7に対する操作を無効とするか有効とするかを選択するための選択装置71も配置されている。選択装置71は、バケット操作装置7c以外の操作装置7に対する操作を無効とする操作ロックの選択、またはバケット操作装置7c以外の操作装置7に対する操作を有効とする操作ロック解除の選択を受け付ける。
例えば、選択装置71は、安全レバーの移動または揺動により操作ロックか操作ロック解除かを選択可能なマイクロスイッチやリミットスイッチであってもよい。あるいは、選択装置71は、ボタンを押すか否かで操作ロックか操作ロック解除かを選択可能な押しボタンスイッチであってもよい。
次に、図3および図4を参照して、制御装置70による第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bの制御を詳細に説明する。なお、図3および図4では、バケット制御弁4bの第1パイロットポート側をA側、第2パイロットポート側をB側と記載している。
選択装置71が操作ロックの選択を受け付けている間は、制御装置70は、図4に示すように、第1電磁比例弁6aの二次圧が切換弁52の設定値αよりも低くなるように第1電磁比例弁6aを制御する。これにより、切換弁52が閉位置に維持される。このとき、制御装置70は第1電磁比例弁6aへ指令電流を送給しなくてもよいし、設定値αに対応する電流値よりも低い指令電流を第1電磁比例弁6aへ送給してもよい。
一方、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、制御装置70は第1電磁比例弁6aの二次圧が切換弁52の設定値αよりも高くなるように第1電磁比例弁6aを制御する。これにより、切換弁52が開位置に切り換えられ、バケット操作以外の操作も可能となる。
より詳しくは、制御装置70は、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間で第1バケット操作が行われない場合(バケット操作装置7cから第1バケット電気信号が出力されていない場合)は、指令電流として待機電流を第1電磁比例弁6aへ送給し、第1電磁比例弁6aの二次圧を切換弁52の設定値αよりも高い所定値εに維持する。
図3に示すように、バケット制御弁4bは、第1パイロットポートと第2パイロットポートの一方のパイロット圧がゼロのときは、他方のパイロット圧が所定値βとなったときに開き始める(給排通路の少なくとも一方がポンプ通路と連通し始める)。所定値βは、切換弁52の設定値αよりも大きな値である。また、上述した所定値εは、所定値βよりも小さな値である。
一方、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間に第1バケット操作が行われた場合(バケット操作装置7cから第1バケット電気信号が出力された場合)は、制御装置70は、図4中に実線で示すように、バケット操作開始時に、第1電磁比例弁6aの二次圧が所定値εから所定値βまで上昇するように第1電磁比例弁6aへ指令電流を送給する。その後、制御装置70は、上述したように第1バケット電気信号に応じた大きさの指令電流を第1電磁比例弁6aへ送給する。
なお、制御装置70は、選択装置71が操作ロックの選択を受け付けているか操作ロック解除の選択を受け付けているかに拘らず、第2バケット操作が行われない限り(バケット操作装置7cから第2バケット電気信号が出力されない限り)、第2電磁比例弁6bへは指令電流を送給しない。
逆に、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間に第2バケット操作が行われた場合(バケット操作装置7cから第2バケット電気信号が出力された場合)は、バケット制御弁4bの第1パイロットポートの圧力が所定値εであるので、バケット制御弁4bは、第2パイロットポートの圧力が所定値γ(=β+ε)となるまでは開口しない。このため、制御装置70は、図4中に二点鎖線で示すように、バケット操作開始時に、第2電磁比例弁6bの二次圧が所定値γまで上昇するように第2電磁比例弁6bへ指令電流を送給する。その後、制御装置70は、上述したように第2バケット電気信号に応じた大きさの指令電流を第2電磁比例弁6bへ送給する。
以上説明したように、本実施形態の油圧システム1Aでは、第1電磁比例弁6aの二次圧によって、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6b以外の電磁比例弁6と副ポンプ23との間に介在する切換弁52を閉位置に切り換えるか開位置に切り換えるか、換言すればバケット操作装置7c以外の操作装置7に対する操作を無効とするか有効とするかを切り換えることができる。すなわち、バケット制御弁4bの駆動用の第1電磁比例弁6aを利用して切換弁52を操作することができる。従って、バケット操作装置7c以外の操作装置7に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が不要である。
また、本実施形態では選択装置71が設けられているので、操縦者が選択装置71で操作ロックを選択すればバケット操作装置7c以外の操作装置7に対する操作が無効となり、操作ロック解除を選択すればバケット操作装置7c以外の操作装置7に対する操作が有効となる。
<変形例>
前記実施形態では、第2バケット操作が行われない限り、第2電磁比例弁6bの二次圧はゼロであるが、第2電磁比例弁6bは、第1電磁比例弁6aと同様に制御されてもよい。すなわち、制御装置70は、選択装置71が操作ロックの選択を受け付けている間は第2電磁比例弁6bの二次圧が切換弁52の設定値αよりも低くなり、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は第2電磁比例弁6bの二次圧が切換弁52の設定値αよりも高くなるように第2電磁比例弁6bを制御してもよい。
前記実施形態では、第2バケット操作が行われない限り、第2電磁比例弁6bの二次圧はゼロであるが、第2電磁比例弁6bは、第1電磁比例弁6aと同様に制御されてもよい。すなわち、制御装置70は、選択装置71が操作ロックの選択を受け付けている間は第2電磁比例弁6bの二次圧が切換弁52の設定値αよりも低くなり、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は第2電磁比例弁6bの二次圧が切換弁52の設定値αよりも高くなるように第2電磁比例弁6bを制御してもよい。
例えば、図5に示すように、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間に第1バケット操作も第2バケット操作も行われない場合は、制御装置70は、指令電流として待機電流を第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bへ送給し、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bの二次圧を切換弁52の設定値αよりも高い所定値εに維持する。このとき、所定値εは、上述した所定値β(第1パイロットポートと第2パイロットポートの一方のパイロット圧がゼロの場合にバケット制御弁4bが開き始めるときの他方のパイロット圧)未満である必要はないが、所定値β未満であることが望ましい。
一方、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間に第1バケット操作または第2バケット操作が行われた場合は、制御装置70は、図4中に実線または二点鎖線で示すように、バケット操作開始時に、第1電磁比例弁6aまたは第2電磁比例弁6bの二次圧が所定値εから所定値γ(=β+ε)まで上昇するように第1電磁比例弁6aまたは第2電磁比例弁6bへ指令電流を送給する。
前記実施形態のように選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は第2電磁比例弁6bの二次圧はゼロであってもよいが、この場合には、切換弁52を切り換えるためのパイロット圧(図4中の所定値ε)と、バケット制御弁4bが開き始めるときのパイロット圧(図4中の所定値β)との間の圧力差が小さい。このため、誤作動を防止するために、バケット制御弁4b内のリターンスプリングを強化するなどの対策を取ることが望ましい。これに対し、本変形例のように選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は第2電磁比例弁6bも切換弁52の設定値α以上の二次圧を出力すれば、切換弁52を切り換えるためのパイロット圧(図5中の所定値ε)と、バケット制御弁4bが開き始めるときのパイロット圧(図5中の所定値γ)との間の圧力差が大きくなり、そのような対策を取る必要がない。
(第2実施形態)
次に、図6~図9を参照して、本発明の第2実施形態に係る建設機械の油圧システム1Bを説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
次に、図6~図9を参照して、本発明の第2実施形態に係る建設機械の油圧システム1Bを説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態では、旋回制御弁4tが本発明の特定制御弁に相当し、旋回操作装置7dが本発明の特定操作装置に相当する。また、本実施形態では、第1実施形態で説明した切換弁52が第1切換弁として含まれるとともに、第2切換弁62も採用されている。
旋回操作装置7dの操作レバーは、第1旋回操作と第2旋回操作を受ける。第1旋回操作と第2旋回操作の一方は左旋回操作であり、他方は右旋回操作である。左旋回操作は、第1旋回操作と第2旋回操作のどちらであってもよい。旋回操作装置7dは、操作レバーが第1旋回操作を受けたとき(すなわち、第1旋回方向に傾倒されたとき)にその操作量(すなわち、操作レバーの傾倒角)に応じた大きさの第1旋回電気信号を出力し、操作レバーが第2旋回操作を受けたとき(すなわち、第2旋回方向に傾倒されたとき)にその操作量(すなわち、操作レバーの傾倒角)に応じた大きさの第2旋回電気信号を出力する。
旋回制御弁4tは、上述した一対のパイロットポートとして、第1旋回操作用の第1パイロットポートと、第2バケット操作用の第2パイロットポートを有する。電磁比例弁6は、旋回制御弁4tの第1パイロットポートと第1パイロットライン5cにより接続された第1電磁比例弁6cと、旋回制御弁4tの第2パイロットポートと第2パイロットライン5dにより接続された第2電磁比例弁6dを含む。
制御装置70は、旋回操作装置7dから第1旋回電気信号が出力されるときは、第1電磁比例弁6cへ指令電流を送給し、その指令電流を第1旋回電気信号が大きくなるほど大きくする。同様に、旋回操作装置7dから第2旋回電気信号が出力されるときは、制御装置70は、第2電磁比例弁6dへ指令電流を送給し、その指令電流を第2旋回電気信号が大きくなるほど大きくする。
第1実施形態の第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6bと同様に、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dは副ポンプ23と直接的に接続されている。一方、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6d以外の電磁比例弁6(バケット制御弁4bの駆動用の電磁比例弁を含む)は、第1切換弁52を介して副ポンプ23と接続されている。すなわち、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dは常時可動式の電磁比例弁であり、第1電磁比例弁6aおよび第2電磁比例弁6b以外の電磁比例弁6は可動切換式の電磁比例弁である。
旋回制御弁4tは、一対の給排ライン91,92により旋回モータ81と接続されている。給排ライン91,92は、橋架路93によって互いに接続されている。橋架路93には、互いに逆向きに一対のリリーフ弁94が設けられている。橋架路93におけるリリーフ弁94の間の部分は、メークアップライン97によりタンクと接続されている。給排ライン91,92のそれぞれは、バイパスライン95によってメークアップライン97と接続されている。ただし、各リリーフ弁94をバイパスするように一対のバイパスライン95が橋架路93に設けられてもよい。各バイパスライン95には、逆止弁96が設けられている。
旋回モータ81には、斜面などでの駐車時に旋回体12が旋回するのを防止するために、メカニカルブレーキ83が設けられている。メカニカルブレーキ83は、スプリングによって旋回モータ81の出力軸82の回転が阻止される構造となっており、これを解除するために油圧が用いられる。つまり、メカニカルブレーキ83は、圧油が供給されたときに、旋回モータ81の出力軸82の回転を禁止するブレーキ状態から出力軸82の回転を許容するブレーキ解除状態に切り換えられる。メカニカルブレーキ83からは、ドレンライン84が旋回モータ81を経由してタンクまで延びている。
メカニカルブレーキ83は、給排ライン63により第2切換弁62と接続されている。第2切換弁62は、ポンプライン61により副ポンプ23と接続されている。ポンプライン61と第1実施形態で説明した一次圧ライン41の上流側部分は互いに合流して共通の流路となっている。
副ポンプ23とメカニカルブレーキ83との間に介在する第2切換弁62は、パイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧が設定値α’(本発明の第2設定値に相当)以上となったときに中立位置である閉位置から開位置に切り換わる。第2切換弁62の設定値α’は、第1切換弁52の設定値α(本発明の第1設定値に相当)よりも大きい。
第2切換弁62は、閉位置ではポンプライン61を遮断するとともに給排ライン63をタンクと連通させ、開位置ではポンプライン61を給排ライン63と連通させる。第2切換弁62のパイロットポートは、切換パイロットライン64により上述した第1パイロットライン5cと接続されている。
次に、図7~9を参照して、制御装置70による第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの制御を詳細に説明する。なお、図7~図9では、旋回制御弁4tの第1パイロットポート側をA側、第2パイロットポート側をB側と記載している。
選択装置71が操作ロックの選択を受け付けている間は、制御装置70は、図8に示すように、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの二次圧が第1切換弁52の設定値αよりも低くなるように第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dを制御する。これにより、第1切換弁52が閉位置に維持される。このとき、制御装置70は第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dへ指令電流を送給しなくてもよいし、設定値αに対応する電流値よりも低い指令電流を第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dへ送給してもよい。
一方、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、制御装置70は第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの二次圧が第1切換弁52の設定値αよりも高くなるように第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dを制御する。これにより、第1切換弁52が開位置に切り換えられ、旋回操作以外の操作も可能となる。
より詳しくは、制御装置70は、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間で第1旋回操作と第2旋回操作のどちらも行われない場合(旋回操作装置7dから第1旋回電気信号と第2旋回電気信号のどちらも出力されていない場合)は、指令電流として待機電流を第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dへ送給し、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの二次圧を第1切換弁52の設定値αよりも高い所定値εに維持する。所定値εは、第2切換弁62の設定値α’よりも小さな値である。
図7に示すように、旋回制御弁4tは、第1パイロットポートと第2パイロットポートの一方のパイロット圧がゼロのときは、他方のパイロット圧が所定値βとなったときに開き始める。所定値βは、第2切換弁62の設定値α’よりも大きな値である。
一方、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間に第1旋回操作が行われた場合(旋回操作装置7dから第1旋回電気信号が出力された場合)は、制御装置70は、図8中に実線で示すように、旋回操作開始時に、第1電磁比例弁6cの二次圧が所定値εから所定値γ(=β+ε)まで上昇するように第1電磁比例弁6cへ指令電流を送給する。その後、制御装置70は、第1実施形態で説明したように第1バケット電気信号に応じた大きさの指令電流を第1電磁比例弁6aへ送給する。第2電磁比例弁6dの二次圧は、所定値εに維持される。
同様に、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間に第2旋回操作が行われた場合(旋回操作装置7dから第2旋回電気信号が出力された場合)は、制御装置70は、図8中に二点鎖線で示すように、旋回操作開始時に、第2電磁比例弁6dの二次圧が所定値εから所定値γ(=β+ε)まで上昇するように第2電磁比例弁6dへ指令電流を送給する。その後、制御装置70は、第1実施形態で説明したように第2バケット電気信号に応じた大きさの指令電流を第2電磁比例弁6dへ送給する。第1電磁比例弁6cの二次圧は、所定値εに維持される。
すなわち、本実施形態では、制御装置70が、第1旋回操作と第2旋回操作のどちらが行われたときでも第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの双方が第2切換弁62の設定値α’以上の二次圧を出力するように、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dを制御する。
さらに、本実施形態では、制御装置70が、ブーム操作、アーム操作およびバケット操作のいずれか(以下、作業系操作と呼ぶ)が行われたときにも、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dが第2切換弁62の設定値α’以上の二次圧を出力するように、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dを制御する。ブーム操作が行われたか否かは、ブーム操作装置7aがブーム電気信号を出力しているか否かにより判定され、アーム操作が行われたか否かは、アーム操作装置7bがアーム電気信号を出力しているか否かにより判定され、バケット操作が行われたか否かは、バケット操作装置7cがバケット電気信号を出力しているか否かにより判定される。
より詳しくは、図9に示すように、制御装置70は、作業系操作開始時に、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの二次圧が所定値εから所定値ε’まで上昇するように第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dへ指令電流を送給する。これにより、第2切換弁62が開状態に切り換わり、メカニカルブレーキ83によるブレーキが解除される。第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの二次圧は、作業系操作が継続中は所定値ε’に維持され、作業系操作終了時に所定値εに戻される。
従って、作業系操作の継続中に第1旋回操作が行われたときは、図9中に実線で示すように、旋回操作開始時に、第1電磁比例弁6cの二次圧は所定値ε’から所定値γ’(=β+ε’)まで上昇する。一方、作業系操作の継続中に第2旋回操作が行われたときは、図9中に二点鎖線で示すように、旋回操作開始時に、第2電磁比例弁6dの二次圧は所定値ε’から所定値γ’(=β+ε’)まで上昇する。
以上説明したように、本実施形態の油圧システム1Bでは、第1電磁比例弁6cの二次圧によって、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6d以外の電磁比例弁6と副ポンプ23との間に介在する第1切換弁52を閉位置に切り換えるか開位置に切り換えるか、換言すれば旋回操作装置7d以外の操作装置7に対する操作を無効とするか有効とするかを切り換えることができる。すなわち、旋回制御弁4tの駆動用の第1電磁比例弁6cを利用して第1切換弁52を操作することができる。従って、旋回操作装置7d以外の操作装置7に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が不要である。
また、本実施形態では選択装置71が設けられているので、操縦者が選択装置71で操作ロックを選択すれば旋回操作装置7d以外の操作装置7に対する操作が無効となり、操作ロック解除を選択すれば旋回操作装置7d以外の操作装置7に対する操作が有効となる。
さらに、本実施形態では、第1電磁比例弁6cが第2切換弁62の設定値α’以上の二次圧を出力すれば、第2切換弁62が開状態に切り換わり、メカニカルブレーキ83によるブレーキが解除される。すなわち、旋回制御弁4tの駆動用の第1電磁比例弁6cを利用して第1切換弁52だけでなく第2切換弁62も操作することができる。従って、第1切換弁52および第2切換弁62の双方を電磁開閉弁とした場合に比べ、電磁弁の数を2つ低減することができる。
<変形例>
第1実施形態と同様に、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、第2電磁比例弁6dの二次圧がゼロであってもよい。この場合、第1旋回操作が行われたときも第2電磁比例弁6dの二次圧がゼロであってもよい。
第1実施形態と同様に、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、第2電磁比例弁6dの二次圧がゼロであってもよい。この場合、第1旋回操作が行われたときも第2電磁比例弁6dの二次圧がゼロであってもよい。
また、作業系操作が行われたときは、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの二次圧は所定値εに維持されてもよい。
(第3実施形態)
図10に、本発明の第3実施形態に係る建設機械の油圧システム1Cを示す。この油圧システム1Cが第2実施形態の油圧システム1Bと異なる点は、第2切換弁62のパイロットポートが切換パイロットライン64により第1パイロットライン5cではなく第2パイロットライン5dに接続されている点だけである。そして、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの制御は、第2実施形態と同様である。
図10に、本発明の第3実施形態に係る建設機械の油圧システム1Cを示す。この油圧システム1Cが第2実施形態の油圧システム1Bと異なる点は、第2切換弁62のパイロットポートが切換パイロットライン64により第1パイロットライン5cではなく第2パイロットライン5dに接続されている点だけである。そして、第1電磁比例弁6cおよび第2電磁比例弁6dの制御は、第2実施形態と同様である。
このような構成でも、第2実施形態と同様に、旋回制御弁4tの駆動用の第1電磁比例弁6cを利用して第1切換弁52を操作することができる。
さらに、本実施形態では、第2電磁比例弁6dが第2切換弁62の設定値α’以上の二次圧を出力すれば、第2切換弁62が開状態に切り換わり、メカニカルブレーキ83によるブレーキが解除される。すなわち、旋回制御弁4tの駆動用の第2電磁比例弁6dを利用して第2切換弁62も操作することができる。従って、第2実施形態と同様に、第1切換弁52および第2切換弁62の双方を電磁開閉弁とした場合に比べ、電磁弁の数を2つ低減することができる。
<変形例>
第1実施形態と同様に、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、第2電磁比例弁6dの二次圧がゼロであってもよい。
第1実施形態と同様に、選択装置71が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、第2電磁比例弁6dの二次圧がゼロであってもよい。
(その他の実施形態)
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、電磁比例弁6が逆比例型である場合、切換弁52は、パイロット圧が比較的に高い設定値以上となったときに開位置から閉位置に切り換わるように構成されてもよい。
(まとめ)
以上のように、本発明の建設機械の油圧システムは、主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に介在する、一対のパイロットポートを有する複数の制御弁と、前記複数の制御弁の一対のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の電磁比例弁と、前記複数の制御弁を作動させるための、操作量に応じた電気信号を出力する複数の操作装置と、前記複数の操作装置から出力される電気信号に基づいて前記複数の電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記複数の電磁比例弁は、前記複数の制御弁のうちの特定制御弁の一対のパイロットポートと第1パイロットラインおよび第2パイロットラインによりそれぞれ接続された第1電磁比例弁および第2電磁比例弁を含み、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁は、副ポンプと直接的に接続されており、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁以外の前記複数の電磁比例弁は、切換弁を介して前記副ポンプと接続されており、前記切換弁は、前記第1パイロットラインと切換パイロットラインにより接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる、ことを特徴とする。
以上のように、本発明の建設機械の油圧システムは、主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に介在する、一対のパイロットポートを有する複数の制御弁と、前記複数の制御弁の一対のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の電磁比例弁と、前記複数の制御弁を作動させるための、操作量に応じた電気信号を出力する複数の操作装置と、前記複数の操作装置から出力される電気信号に基づいて前記複数の電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記複数の電磁比例弁は、前記複数の制御弁のうちの特定制御弁の一対のパイロットポートと第1パイロットラインおよび第2パイロットラインによりそれぞれ接続された第1電磁比例弁および第2電磁比例弁を含み、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁は、副ポンプと直接的に接続されており、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁以外の前記複数の電磁比例弁は、切換弁を介して前記副ポンプと接続されており、前記切換弁は、前記第1パイロットラインと切換パイロットラインにより接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、第1電磁比例弁の二次圧によって、第1電磁比例弁および第2電磁比例弁以外の電磁比例弁と副ポンプとの間に介在する切換弁を閉位置に切り換えるか開位置に切り換えるか、換言すれば特定制御弁を作動させるための特定操作装置以外の操作装置に対する操作を無効とするか有効とするかを切り換えることができる。すなわち、特定制御弁の駆動用の第1電磁比例弁を利用して切換弁を操作することができる。従って、特定操作装置以外の操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が不要である。
例えば、前記複数の電磁比例弁は、指令電流と二次圧が正の相関を示す正比例型であり、前記切換弁は、当該切換弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わってもよい。
前記複数の操作装置は、前記特定制御弁を作動させるための特定操作装置を含み、上記の油圧システムは、前記特定操作装置以外の前記複数の操作装置に対する操作を無効とする操作ロックの選択、または前記特定操作装置以外の前記複数の操作装置に対する操作を有効とする操作ロック解除の選択を受け付ける選択装置をさらに備え、前記制御装置は、前記選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は前記第1電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも低くなり、前記選択装置が操作ロック解除の選択を受け付けている間は前記第1電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも高くなるように前記第1電磁比例弁を制御してもよい。この構成によれば、操縦者が選択装置で操作ロックを選択すれば特定操作装置以外の操作装置に対する操作が無効となり、操作ロック解除を選択すれば特定操作装置以外の操作装置に対する操作が有効となる。
前記制御装置は、前記選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は前記第2電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも低くなり、前記選択装置が操作ロック解除の選択を受け付けている間は前記第2電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも高くなるように前記第2電磁比例弁を制御してもよい。選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は第2電磁比例弁の二次圧はゼロであってもよいが、この場合には、切換弁を切り換えるためのパイロット圧と、特定制御弁が開き始めるときのパイロット圧との間の圧力差が小さい。このため、誤作動を防止するために、特定制御弁内のリターンスプリングを強化するなどの対策を取ることが望ましい。これに対し、選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は第2電磁比例弁も切換弁の設定値以上の二次圧を出力すれば、切換弁を切り換えるためのパイロット圧と、特定制御弁が開き始めるときのパイロット圧との間の圧力差が大きくなり、そのような対策を取る必要がない。
例えば、前記建設機械は、油圧ショベルであり、前記特定制御弁は、バケット制御弁であってもよい。
あるいは、前記特定制御弁は、旋回制御弁であってもよい。
特定制御弁が旋回制御弁である場合、前記建設機械は、自走式の油圧ショベルであり、前記切換弁は第1切換弁、前記設定値は第1設定値であり、上記の油圧システムは、前記旋回制御弁と一対の給排ラインにより接続された旋回モータと、圧油が供給されたときに、前記旋回モータの出力軸の回転を禁止するブレーキ状態から前記出力軸の回転を許容するブレーキ解除状態に切り換えられるメカニカルブレーキと、前記副ポンプと前記メカニカルブレーキとの間に介在する第2切換弁であって、切換パイロットラインにより前記第1パイロットラインと接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧が第2設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる第2切換弁と、をさらに備え、前記第2設定値は、前記第1設定値よりも大きくてもよい。この構成によれば、第1電磁比例弁が第2切換弁の設定値以上の二次圧を出力すれば、第2切換弁が開状態に切り換わり、メカニカルブレーキによるブレーキが解除される。すなわち、旋回制御弁の駆動用の第1電磁比例弁を利用して第1切換弁だけでなく第2切換弁も操作することができる。従って、第1切換弁および第2切換弁の双方を電磁開閉弁とした場合に比べ、電磁弁の数を2つ低減することができる。
例えば、前記複数の操作装置は、第1旋回操作および第2旋回操作を受ける旋回操作装置を含み、前記第1パイロットポートは前記第1旋回操作用のパイロットポート、前記第2パイロットポートは前記第2旋回操作用のパイロットポートであり、前記制御装置は、前記第1旋回操作と前記第2旋回操作のどちらが行われたときでも前記第1電磁比例弁が前記第2設定値以上の二次圧を出力するように、前記第1電磁比例弁を制御してもよい。
あるいは、前記制御装置は、前記第1旋回操作と前記第2旋回操作のどちらが行われたときでも前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁の双方が前記第2設定値以上の二次圧を出力するように、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁を制御してもよい。
前記建設機械は、自走式の油圧ショベルであり、前記切換弁は第1切換弁、前記設定値は第1設定値であり、上記の油圧システムは、前記旋回制御弁と一対の給排ラインにより接続された旋回モータと、圧油が供給されたときに、前記旋回モータの出力軸の回転を禁止するブレーキ状態から前記出力軸の回転を許容するブレーキ解除状態に切り換えられるメカニカルブレーキと、前記副ポンプと前記メカニカルブレーキとの間に介在する第2切換弁であって、切換パイロットラインにより前記第2パイロットラインと接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧が第2設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる第2切換弁と、をさらに備え、前記第2設定値は、前記第1設定値よりも大きくてもよい。この構成によれば、第2電磁比例弁が第2切換弁の設定値以上の二次圧を出力すれば、第2切換弁が開状態に切り換わり、メカニカルブレーキによるブレーキが解除される。すなわち、旋回制御弁の駆動用の第2電磁比例弁を利用して第2切換弁も操作することができる。従って、第1切換弁および第2切換弁の双方を電磁開閉弁とした場合に比べ、電磁弁の数を2つ低減することができる。
例えば、前記複数の操作装置は、第1旋回操作および第2旋回操作を受ける旋回操作装置を含み、前記第1パイロットポートは前記第1旋回操作用のパイロットポート、前記第2パイロットポートは前記第2旋回操作用のパイロットポートであり、前記制御装置は、前記第1旋回操作と前記第2旋回操作のどちらが行われたときでも前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁の双方が前記第2設定値以上の二次圧を出力するように、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁を制御してもよい。
1A~1C 油圧システム
10 建設機械
20 油圧アクチュエータ
22 主ポンプ
23 副ポンプ
4 制御弁
4b バケット制御弁(第1実施形態における特定制御弁)
4t 旋回制御弁(第2および第3実施形態における特定制御弁)
5 パイロットライン
5a,5c 第1パイロットライン
5b,5d 第2パイロットライン
52 切換弁、第1切換弁
54 切換パイロットライン
6 電磁比例弁
6a,6c 第1電磁比例弁
6b,6d 第2電磁比例弁
62 第2切換弁
64 切換パイロットライン
7 操作装置
7c バケット操作装置(第1実施形態における特定操作装置)
7d 旋回操作装置(第2および第3実施形態における特定操作装置)
70 制御装置
71 選択装置
81 旋回モータ
82 出力軸
83 メカニカルブレーキ
10 建設機械
20 油圧アクチュエータ
22 主ポンプ
23 副ポンプ
4 制御弁
4b バケット制御弁(第1実施形態における特定制御弁)
4t 旋回制御弁(第2および第3実施形態における特定制御弁)
5 パイロットライン
5a,5c 第1パイロットライン
5b,5d 第2パイロットライン
52 切換弁、第1切換弁
54 切換パイロットライン
6 電磁比例弁
6a,6c 第1電磁比例弁
6b,6d 第2電磁比例弁
62 第2切換弁
64 切換パイロットライン
7 操作装置
7c バケット操作装置(第1実施形態における特定操作装置)
7d 旋回操作装置(第2および第3実施形態における特定操作装置)
70 制御装置
71 選択装置
81 旋回モータ
82 出力軸
83 メカニカルブレーキ
Claims (11)
- 主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に介在する、一対のパイロットポートを有する複数の制御弁と、
前記複数の制御弁の一対のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の電磁比例弁と、
前記複数の制御弁を作動させるための、操作量に応じた電気信号を出力する複数の操作装置と、
前記複数の操作装置から出力される電気信号に基づいて前記複数の電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、
前記複数の電磁比例弁は、前記複数の制御弁のうちの特定制御弁の一対のパイロットポートと第1パイロットラインおよび第2パイロットラインによりそれぞれ接続された第1電磁比例弁および第2電磁比例弁を含み、
前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁は、副ポンプと直接的に接続されており、
前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁以外の前記複数の電磁比例弁は、切換弁を介して前記副ポンプと接続されており、
前記切換弁は、前記第1パイロットラインと切換パイロットラインにより接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる、建設機械の油圧システム。 - 前記複数の電磁比例弁は、指令電流と二次圧が正の相関を示す正比例型であり、
前記切換弁は、当該切換弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる、請求項1に記載の建設機械の油圧システム。 - 前記複数の操作装置は、前記特定制御弁を作動させるための特定操作装置を含み、
前記特定操作装置以外の前記複数の操作装置に対する操作を無効とする操作ロックの選択、または前記特定操作装置以外の前記複数の操作装置に対する操作を有効とする操作ロック解除の選択を受け付ける選択装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は前記第1電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも低くなり、前記選択装置が操作ロック解除の選択を受け付けている間は前記第1電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも高くなるように前記第1電磁比例弁を制御する、請求項2に記載の建設機械の油圧システム。 - 前記制御装置は、前記選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は前記第2電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも低くなり、前記選択装置が操作ロック解除の選択を受け付けている間は前記第2電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも高くなるように前記第2電磁比例弁を制御する、請求項3に記載の建設機械の油圧システム。
- 前記建設機械は、油圧ショベルであり、
前記特定制御弁は、バケット制御弁である、請求項1~4の何れか一項に記載の建設機械の油圧システム。 - 前記特定制御弁は、旋回制御弁である、請求項1~4の何れか一項に記載の建設機械の油圧システム。
- 前記建設機械は、自走式の油圧ショベルであり、
前記切換弁は第1切換弁、前記設定値は第1設定値であり、
前記旋回制御弁と一対の給排ラインにより接続された旋回モータと、
圧油が供給されたときに、前記旋回モータの出力軸の回転を禁止するブレーキ状態から前記出力軸の回転を許容するブレーキ解除状態に切り換えられるメカニカルブレーキと、
前記副ポンプと前記メカニカルブレーキとの間に介在する第2切換弁であって、切換パイロットラインにより前記第1パイロットラインと接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧が第2設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる第2切換弁と、をさらに備え、
前記第2設定値は、前記第1設定値よりも大きい、請求項6に記載の建設機械の油圧システム。 - 前記複数の操作装置は、第1旋回操作および第2旋回操作を受ける旋回操作装置を含み、
前記第1パイロットポートは前記第1旋回操作用のパイロットポート、前記第2パイロットポートは前記第2旋回操作用のパイロットポートであり、
前記制御装置は、前記第1旋回操作と前記第2旋回操作のどちらが行われたときでも前記第1電磁比例弁が前記第2設定値以上の二次圧を出力するように、前記第1電磁比例弁を制御する、請求項7に記載の建設機械の油圧システム。 - 前記制御装置は、前記第1旋回操作と前記第2旋回操作のどちらが行われたときでも前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁の双方が前記第2設定値以上の二次圧を出力するように、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁を制御する、請求項8に記載の建設機械の油圧システム。
- 前記建設機械は、自走式の油圧ショベルであり、
前記切換弁は第1切換弁、前記設定値は第1設定値であり、
前記旋回制御弁と一対の給排ラインにより接続された旋回モータと、
圧油が供給されたときに、前記旋回モータの出力軸の回転を禁止するブレーキ状態から前記出力軸の回転を許容するブレーキ解除状態に切り換えられるメカニカルブレーキと、
前記副ポンプと前記メカニカルブレーキとの間に介在する第2切換弁であって、切換パイロットラインにより前記第2パイロットラインと接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧が第2設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる第2切換弁と、をさらに備え、
前記第2設定値は、前記第1設定値よりも大きい、請求項6に記載の建設機械の油圧システム。 - 前記複数の操作装置は、第1旋回操作および第2旋回操作を受ける旋回操作装置を含み、
前記第1パイロットポートは前記第1旋回操作用のパイロットポート、前記第2パイロットポートは前記第2旋回操作用のパイロットポートであり、
前記制御装置は、前記第1旋回操作と前記第2旋回操作のどちらが行われたときでも前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁の双方が前記第2設定値以上の二次圧を出力するように、前記第1電磁比例弁および前記第2電磁比例弁を制御する、請求項10に記載の建設機械の油圧システム。
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