JP2007046742A - Hydraulic driving device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly start a swivel hydraulic motor in combined control of a swivel hydraulic motor and a hydraulic cylinder mounted in a state of being driven by a common main hydraulic pump. <P>SOLUTION: In this hydraulic driving device comprising a boom cylinder 6, an arm cylinder 7 and the swivel hydraulic motor 50 connected in parallel with each other and driven by pressure oil of the common main hydraulic pump 21, a convergent switch valve 44 is mounted for selectively closing a tank pipe conduit 42, the tank pipe conduit 42 is closed by the convergent switch valve 44 when a pressure of a bottom-side chamber 7a of the arm cylinder 7 is increased to be more than a prescribed value in combined control of the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7, the pressure oil of a rod-side chamber 6b of the boom cylinder 6 is supplied to the bottom-side chamber 7a of the arm cylinder 7 through a communication pipe conduit 40, and the tank pipe conduit 42 is temporarily closed by the convergent switch valve 44 and the pressure oil of a pressure oil supply pipe conduit 28 is increased to strengthen the pressure of pressure oil supplied to the swivel hydraulic motor 50 in starting the combined control of the swivel hydraulic motor 50 and the boom cylinder 6. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フロント作業機の油圧アクチュエータをなす複数の油圧シリンダと、上部旋回体を旋回させる旋回油圧モータと、これらの油圧アクチュエータへ圧油を供給する共用の油圧ポンプと、これらの油圧アクチュエータをそれぞれ制御する各方向制御弁とを備えた、油圧ショベルのような建設機械等の作業機械に設けられる油圧駆動装置に関する。   The present invention relates to a plurality of hydraulic cylinders that constitute a hydraulic actuator of a front work machine, a swing hydraulic motor that swings an upper swing body, a common hydraulic pump that supplies pressure oil to these hydraulic actuators, and these hydraulic actuators The present invention relates to a hydraulic drive device provided in a work machine such as a construction machine such as a hydraulic excavator, which is provided with each directional control valve for controlling each.

自走式の建設機械では、建設作業を行なうためのフロント作業機を車体に設置し、このフロント作業機を操作して種々の作業を行なう。そのため、フロント作業機は、その構成要素をなし互に協働して種々の作業を行なう作業用機具と、これらの作業用機具をそれぞれ駆動するための複数の油圧シリンダとを備えている。自走式の建設機械として油圧ショベルを例にとると、油圧ショベルにおいては、車体を、クローラ等で走行する下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設置された上部旋回体とを設けて構成し、フロント作業機を、掘削作業等を行うためのブーム、アーム及びバケットのような作業用機具と、これらの作業用機具をそれぞれ駆動するためのブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダのような種々の油圧シリンダとを設けて構成している。そして、こうして構成されたフロント作業機を上部旋回体に設置して掘削作業等の種々の作業を行う。   In a self-propelled construction machine, a front work machine for performing construction work is installed on the vehicle body, and the front work machine is operated to perform various work. For this reason, the front work machine includes work tools that perform various work in cooperation with each other, and a plurality of hydraulic cylinders for driving these work tools. Taking a hydraulic excavator as an example of a self-propelled construction machine, in a hydraulic excavator, a lower traveling body that travels on a vehicle body with a crawler or the like, and an upper revolving body that is rotatably installed on the lower traveling body. A front working machine, a working machine such as a boom, an arm and a bucket for performing excavation work, etc., and a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder for driving these working machines, respectively. Such various hydraulic cylinders are provided. And the front working machine comprised in this way is installed in an upper revolving body, and various work, such as excavation work, is performed.

こうした建設機械では、前記油圧シリンダ等の種々の油圧アクチュエータを駆動、制御するため、種々の油圧アクチュエータへ圧油を供給するための油圧の発生源となる油圧ポンプと、この油圧ポンプから各油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れをそれぞれ制御する各方向制御弁と、油圧アクチュエータから方向制御弁を通じて排出される圧油を貯溜する作動油タンクとを備えた油圧駆動装置を設けている。こうした油圧駆動装置では、油圧シリンダを駆動する場合、油圧ポンプの圧油を、方向制御弁を通じて油圧シリンダのボトム側及びロッド側の一方の側に供給し、他方の側から排出して駆動するが、フロント作業機の複数の油圧シリンダについて複合操作をする場合に、通常の油圧駆動装置では、油圧シリンダの他方の側すなわち圧油排出側から排出される圧油を、その複合操作に有効に活用しないでそのまま作動油タンクに逃がしていた。   In such a construction machine, in order to drive and control various hydraulic actuators such as the hydraulic cylinder, a hydraulic pump that is a source of hydraulic pressure for supplying pressure oil to various hydraulic actuators, and each hydraulic actuator from the hydraulic pump A hydraulic drive device is provided that includes each directional control valve that controls the flow of the pressure oil supplied to the hydraulic fluid, and a hydraulic oil tank that stores pressure oil discharged from the hydraulic actuator through the directional control valve. In such a hydraulic drive device, when the hydraulic cylinder is driven, the hydraulic oil of the hydraulic pump is supplied to one side of the bottom side and the rod side of the hydraulic cylinder through the direction control valve, and is discharged and driven from the other side. When performing multiple operations on multiple hydraulic cylinders of a front work machine, the normal hydraulic drive system effectively utilizes the pressure oil discharged from the other side of the hydraulic cylinder, that is, the pressure oil discharge side, for the combined operation. Without escaping to the hydraulic oil tank.

例えば、油圧ショベルにおいてブームシリンダ及びアームシリンダのボトム側に圧油を供給してこれらを伸長してブーム上げ及びアームクラウドの複合操作を行うと、ブームシリンダにおける圧油供給側すなわわちボトム側の油圧が高圧となり、これに伴ってブームシリンダにおける圧油排出側すなわちロッド側の油圧も上昇するが、こうしたエネルギーの残存するロッド側の油圧を有効に活用することなく作動油タンクに捨てていた。出願人は、こうした問題に着目して、それまで有効利用されていなかった油圧シリンダの圧油排出側の圧油を油圧シリンダの複合操作時に有効に活用できるようにするため、特許文献１に記載の技術をすでに開発している。   For example, when hydraulic oil is supplied to the bottom side of the boom cylinder and the arm cylinder in a hydraulic excavator and is extended to perform boom raising and arm cloud combined operation, the pressure oil supply side in the boom cylinder, that is, the bottom side With this, the hydraulic pressure on the pressure oil discharge side, that is, the rod side in the boom cylinder also rises, and this was thrown away into the hydraulic oil tank without effectively utilizing the remaining hydraulic pressure on the rod side. . The applicant pays attention to such a problem, and in order to make it possible to effectively utilize the pressure oil on the pressure oil discharge side of the hydraulic cylinder, which has not been effectively used until now, in the combined operation of the hydraulic cylinder, it is described in Patent Document 1. Technology has already been developed.

本発明は、この特許文献１に記載の技術に係る油圧駆動装置について、その仕組みを別の目的に二重に活用できるように改良を加えようとするものである。そこで、本発明の改良点の技術内容を容易に理解できるようするため、特許文献１に記載の技術を、従来の技術として位置付けて以下に概説する。その際、特許文献１で使用している用語や符号を括弧内に付記しながら、本発明と関連する部分の技術内容を中心に説明する。   The present invention intends to improve the hydraulic drive device according to the technique described in Patent Document 1 so that the mechanism can be used for another purpose. Therefore, in order to make it easy to understand the technical contents of the improvements of the present invention, the technique described in Patent Document 1 is positioned as a conventional technique and outlined below. At that time, the technical contents of the parts related to the present invention will be mainly described while adding the terms and symbols used in Patent Document 1 in parentheses.

この特許文献１に記載の従来の技術に係る油圧駆動装置は、発明の実施の形態の説明では、フロント作業機の油圧アクチュエータをなし互に複合操作される第１油圧シリンダとしてのブームシリンダ（６）及び第２油圧シリンダとしてのアームシリンダ（７）と、ブームシリンダ（６）及びアームシリンダ（７）へ供給するための油圧の発生源として共用される主油圧ポンプ（２１）とを備えている。また、ブームシリンダ（６）やアームシリンダ（７）をこうした共通の主油圧ポンプ（２１）の圧油で駆動できるようにするため、その圧油を両油圧アクチュエータへ供給する並列の管路（２７，２８）を備えている。さらに、主油圧ポンプ（２１）からブームシリンダ（６）へ供給される圧油の流れを制御する第１油圧シリンダ用方向制御弁としてのブーム用方向制御弁（２３）と、主油圧ポンプ（２１）からアームシリンダ（７）へ供給される圧油の流れを制御する第２油圧シリンダ用方向制御弁としてのアーム用方向制御弁（２４）と、ブーム用方向制御弁（２３）を作動油タンク（タンク（４３））へ連結するタンク油路（４２）とを備えている。   In the description of the embodiment of the hydraulic drive device according to the prior art described in Patent Document 1, a boom cylinder (6 as a first hydraulic cylinder that is combined and operated as a hydraulic actuator of a front work machine) ) And an arm cylinder (7) as a second hydraulic cylinder, and a main hydraulic pump (21) shared as a source of hydraulic pressure to be supplied to the boom cylinder (6) and the arm cylinder (7). . Further, in order to be able to drive the boom cylinder (6) and the arm cylinder (7) with the pressure oil of the common main hydraulic pump (21), a parallel pipe line (27 for supplying the pressure oil to both hydraulic actuators is provided. , 28). Further, a boom direction control valve (23) as a first hydraulic cylinder direction control valve for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump (21) to the boom cylinder (6), and a main hydraulic pump (21 ) As a second hydraulic cylinder direction control valve for controlling the flow of pressure oil supplied to the arm cylinder (7), and the boom direction control valve (23) as a hydraulic oil tank. And a tank oil passage (42) connected to (tank (43)).

特許文献１に記載の従来の技術では、こうした油圧駆動装置において、タンク油路（４２）とアーム用方向制御弁（２４）の上流側とを連通させる連通路（４０）と、タンク油路（４２）に設けられこのタンク油路（４２）を選択的に閉鎖することができる閉鎖手段としての合流切換弁（４４）とを設けている。この合流切換弁（４４）は、アームシリンダ（７）のボトム側の圧力が所定圧力値以上の高圧となったときに、この圧力により、開位置から閉位置に切り換えられる常開の油圧パイロット式切換弁である。この合流切換弁（４４）は、開位置にあるときに、ブーム用方向制御弁（２３）を通じてブームシリンダ（６）から排出される油圧を作動油タンクに戻せるようにし、アームシリンダ（７）のボトム側の圧力が所定圧以上の高圧となって閉位置に切り換えられたとき、ブームシリンダ（６）の特にロッド側の油圧が作動油タンクに戻されるのを阻止する働きをする。   In the conventional technique described in Patent Document 1, in such a hydraulic drive device, a communication passage (40) that connects the tank oil passage (42) and the upstream side of the arm direction control valve (24), and a tank oil passage ( 42), a merging switching valve (44) is provided as a closing means that can selectively close the tank oil passage (42). The junction switching valve (44) is a normally open hydraulic pilot type that is switched from the open position to the closed position by the pressure when the pressure on the bottom side of the arm cylinder (7) becomes a high pressure equal to or higher than a predetermined pressure value. It is a switching valve. When this junction switching valve (44) is in the open position, the hydraulic pressure discharged from the boom cylinder (6) through the boom direction control valve (23) can be returned to the hydraulic oil tank, and the arm cylinder (7) When the pressure on the bottom side becomes higher than a predetermined pressure and is switched to the closed position, it functions to prevent the hydraulic pressure on the boom cylinder (6), particularly on the rod side, from being returned to the hydraulic oil tank.

この従来の技術に係る油圧駆動装置は、以上のような手段を備えているので、ブームシリンダ（６）及びアームシリンダ（７）を伸長させてブーム上げ及びアームクラウドの複合操作をしているときに、アームシリンダ（７）のボトム側の圧力が所定圧力値以上の高圧になると、合流切換弁（４４）でタンク油路（４２）を閉鎖することにより、タンク油路（４２）に排出されたブームシリンダ（６）のロッド側の圧油を連通路（４０）に導いてアーム用方向制御弁（２４）の上流側に供給する。このブームシリンダ（６）のロッド側の圧油は、主油圧ポンプ（２１）からアームシリンダ（７）に供給される圧油とアーム用方向制御弁（２４）の上流側で合流し、合流したこれらの圧油が同方向制御弁（２４）を経由してアームシリンダ（７）のボトム側へ供給される。したがって、この油圧駆動装置によれば、ブームシリンダ（６）及びアームシリンダ（７）について複合操作をする場合に、エネルギーの残存するブームシリンダ（６）のロッド側の油圧を有効に活用してアームシリンダ（７）を従前よりも迅速に伸長させることができる。
特開２００４ー３４６４８５号公報（第５−１２頁、図１−２） Since the hydraulic drive device according to this conventional technique includes the above-described means, the boom cylinder (6) and the arm cylinder (7) are extended to perform the boom raising and the arm cloud combined operation. When the pressure on the bottom side of the arm cylinder (7) becomes higher than a predetermined pressure value, the tank oil passage (42) is closed by the merging switching valve (44) to be discharged to the tank oil passage (42). The pressure oil on the rod side of the boom cylinder (6) is guided to the communication path (40) and supplied to the upstream side of the arm direction control valve (24). The pressure oil on the rod side of the boom cylinder (6) merged with the pressure oil supplied from the main hydraulic pump (21) to the arm cylinder (7) on the upstream side of the arm direction control valve (24). These pressure oils are supplied to the bottom side of the arm cylinder (7) via the same direction control valve (24). Therefore, according to this hydraulic drive apparatus, when the boom cylinder (6) and the arm cylinder (7) are subjected to a combined operation, the hydraulic pressure on the rod side of the boom cylinder (6) where the energy remains is effectively utilized. The cylinder (7) can be extended more quickly than before.
JP 2004-346485 A (page 5-12, FIG. 1-2)

ところで、こうした優れた仕組みを有する特許文献１に記載の従来の技術に係る油圧駆動装置が上部旋回体を有する例えば油圧ショベルのような建設機械の油圧駆動装置である場合には、この上部旋回体を旋回させるための旋回油圧モータを設けることが必要になるが、この旋回油圧モータを前記の第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダと共通の主油圧ポンプで駆動するようにした場合には、更に改善すべき新たな問題が生じる。この点について以下に言及する。   By the way, when the hydraulic drive device according to the prior art described in Patent Document 1 having such an excellent mechanism is a hydraulic drive device of a construction machine such as a hydraulic excavator having an upper swing body, the upper swing body. It is necessary to provide a turning hydraulic motor for turning the motor, but when this turning hydraulic motor is driven by the main hydraulic pump common to the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder, further New problems to improve arise. This is referred to below.

前記旋回油圧モータを主油圧ポンプで駆動するようにした場合、第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダと旋回油圧モータには、主油圧ポンプの圧油が並列の油路により供給されることとなる。こうした油圧駆動装置において旋回油圧モータと油圧シリンダとを複合操作した場合、特に、旋回油圧モータの始動時において、カウンタウエイト、フロント作業機、運転室、建屋等、種々の機器、設備を設けた旋回慣性体としての上部旋回体から旋回油圧モータが著大な負荷を受けるため、旋回油圧モータの駆動圧力が油圧シリンダの駆動圧力よりも高くなることがある。このような場合、主油圧ポンプの圧油が油圧シリンダの方に優先して供給され、旋回油圧モータには、圧油が十分に供給されないため、旋回油圧モータを駆動するための油圧を高めることができず、旋回油圧モータを即座に始動させるために必要な十分な旋回加速が得られない。   When the swing hydraulic motor is driven by the main hydraulic pump, the pressure oil of the main hydraulic pump is supplied to the first hydraulic cylinder, the second hydraulic cylinder and the swing hydraulic motor through a parallel oil passage. . When a swivel hydraulic motor and a hydraulic cylinder are operated in combination in such a hydraulic drive device, especially at the start of the swivel hydraulic motor, a swivel provided with various equipment and facilities such as a counterweight, a front work machine, a cab, and a building. Since the swing hydraulic motor receives a significant load from the upper swing body as the inertial body, the drive pressure of the swing hydraulic motor may be higher than the drive pressure of the hydraulic cylinder. In such a case, the pressure oil of the main hydraulic pump is preferentially supplied to the hydraulic cylinder, and the hydraulic oil is not sufficiently supplied to the swing hydraulic motor, so the hydraulic pressure for driving the swing hydraulic motor is increased. Thus, sufficient turning acceleration necessary to start the turning hydraulic motor immediately cannot be obtained.

こうした旋回油圧モータ及び油圧シリンダの複合操作の例を挙げると、油圧ショベルにおいて高頻度で実施される旋回及びブーム上げの複合操作がこれに当たる。この旋回ブーム上げ操作では、バケットに入れた掘削土砂を、上部旋回体を旋回させながらブームを持ち上げることにより、油圧ショベルの後方に位置するトラック等の放土エリアに運んで放出する。こうした油圧ショベルによる積載作業を行う場合、作業能率上、上部旋回体の旋回操作とブーム上げ操作とが同時並行的にスピーディに行えるようにすることが望ましいが、旋回油圧モータの始動時に旋回油圧モータの駆動圧力がブームシリンダの駆動圧力よりも高くなると、旋回油圧モータの始動を迅速に行うことができなくなる。   An example of the combined operation of the swing hydraulic motor and the hydraulic cylinder is a combined operation of swing and boom raising that is frequently performed in a hydraulic excavator. In this turning boom raising operation, the excavated earth and sand contained in the bucket is transported to the earthing area such as a truck located behind the hydraulic excavator by lifting the boom while turning the upper turning body and released. When carrying out loading work with such a hydraulic excavator, it is desirable that the turning operation of the upper swing body and the boom raising operation be performed simultaneously and speedily in terms of work efficiency. If the driving pressure becomes higher than the driving pressure of the boom cylinder, the swing hydraulic motor cannot be started quickly.

こうしたことから、従来の技術に係る油圧駆動装置において旋回油圧モータを油圧シリンダと共通の主油圧ポンプで駆動するように前述のごとく設けた場合には、旋回油圧モータを油圧シリンダと複合操作するときに、旋回油圧モータの始動が迅速に行えるように改善するが必要となる。その場合、従来の技術が有する前述の優れた仕組みに影響を及ぼしことなく、これと融合させるように改善することが望ましい。   Therefore, when the swing hydraulic motor is combined with the hydraulic cylinder when the swing hydraulic motor is driven by the main hydraulic pump common to the hydraulic cylinder in the conventional hydraulic drive device as described above, In addition, it is necessary to improve so that the swing hydraulic motor can be started quickly. In that case, it is desirable to improve so that it may unite with the above-mentioned excellent mechanism of the prior art without affecting it.

本発明は、こうした要求に応えるために創作されたものであり、従来の技術に係る油圧駆動装置において、旋回油圧モータを油圧シリンダと共通の主油圧ポンプで駆動するように設けた場合に、従来の技術の優れた仕組みを変えることなく有効に活用して、旋回油圧モータと油圧シリンダの複合操作時に旋回油圧モータの始動を迅速に行うことができる油圧駆動装置を提供することにある。   The present invention was created to meet such demands, and in the conventional hydraulic drive device, when the swing hydraulic motor is provided to be driven by a main hydraulic pump common to the hydraulic cylinder, It is an object of the present invention to provide a hydraulic drive device capable of quickly starting the swing hydraulic motor during combined operation of the swing hydraulic motor and the hydraulic cylinder by effectively utilizing the excellent mechanism of the technology.

本発明は、前記の技術課題を達成するため、
フロント作業機の油圧アクチュエータをなし互に複合操作される第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダと、第１油圧シリンダと共に複合操作され上部旋回体を旋回させる旋回油圧モータと、これら第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダ及び旋回油圧モータへ供給するための油圧の発生源として共用される主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから第１油圧シリンダへ供給される圧油の流れを制御する第１油圧シリンダ用方向制御弁と、主油圧ポンプから第２油圧シリンダへ供給される圧油の流れを制御する第２油圧シリンダ用方向制御弁と、主油圧ポンプから旋回油圧モータへ供給される圧油の流れを制御する旋回油圧モータ用方向制御弁と、第１油圧シリンダ用方向制御弁を作動油タンクへ連結するタンク油路とを備えた油圧駆動装置において、
このタンク油路を選択的に閉鎖することができる閉鎖手段を設けて、第１油圧シリンダと第２油圧シリンダの複合操作をしている場合において第２油圧シリンダの圧油供給側の圧力が所定圧力値以上の高圧となったときに、閉鎖手段でタンク油路を閉鎖することにより第１油圧シリンダの圧油排出側の圧油を第２油圧シリンダ用方向制御弁を経由して第２油圧シリンダの圧油供給側へ供給し、第１油圧シリンダを駆動しながら旋回油圧モータを始動する複合操作を開始したときに、閉鎖手段でタンク油路を一時的に閉鎖することにより主油圧ポンプの吐出側の油路の油圧を一時的に上昇させて、主油圧ポンプから旋回油圧モータへ供給される同油圧モータ始動時の圧油の圧力を増強させるように構成した。 In order to achieve the above technical problem, the present invention
A first hydraulic cylinder and a second hydraulic cylinder which are combined and operated as a hydraulic actuator of a front work machine, a swing hydraulic motor which is combined with the first hydraulic cylinder and swings the upper swing body, and the first hydraulic cylinder, A main hydraulic pump shared as a source of hydraulic pressure to be supplied to the second hydraulic cylinder and the swing hydraulic motor, and a first hydraulic cylinder that controls the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the first hydraulic cylinder Directional control valve, directional control valve for second hydraulic cylinder for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the second hydraulic cylinder, and flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the swing hydraulic motor The hydraulic drive device includes a directional control valve for a swing hydraulic motor that controls the directional control valve, and a tank oil passage that connects the directional control valve for the first hydraulic cylinder to a hydraulic oil tank. Te,
When a closing means capable of selectively closing the tank oil passage is provided and the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are combined, the pressure on the pressure oil supply side of the second hydraulic cylinder is predetermined. When the pressure becomes higher than the pressure value, the pressure oil on the pressure oil discharge side of the first hydraulic cylinder is passed through the second hydraulic cylinder direction control valve by closing the tank oil passage with the closing means. When the combined operation of starting the swing hydraulic motor while driving the first hydraulic cylinder is started by supplying the cylinder to the pressure oil supply side, the tank oil passage is temporarily closed by the closing means to The hydraulic pressure in the oil passage on the discharge side is temporarily increased to increase the pressure of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the swing hydraulic motor when starting the hydraulic motor.

本発明の油圧駆動装置は、「タンク油路を選択的に閉鎖することができる閉鎖手段を設けて、第１油圧シリンダと第２油圧シリンダの複合操作をしている場合において第２油圧シリンダの圧油供給側の圧力が所定圧力値以上の高圧となったときに、閉鎖手段でタンク油路を閉鎖することにより第１油圧シリンダの圧油排出側の圧油を第２油圧シリンダ用方向制御弁を経由して第２油圧シリンダの圧油供給側へ供給する」ようにしていて、従来の技術の優れた仕組みを変えることなく実質的に保持している。そのため、第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダについて複合操作をする場合に、従来の技術と同様、エネルギーの残存する第１油圧シリンダのロッド側の油圧を有効に活用して第２油圧シリンダを迅速に駆動することができる。   The hydraulic drive device according to the present invention provides the following: “When the closing means capable of selectively closing the tank oil passage is provided and the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are combined and operated, When the pressure on the pressure oil supply side becomes higher than a predetermined pressure value, the tank oil passage is closed by the closing means, whereby the pressure oil on the pressure oil discharge side of the first hydraulic cylinder is controlled in the direction for the second hydraulic cylinder. The pressure is supplied to the pressure oil supply side of the second hydraulic cylinder via a valve ", and is maintained substantially without changing the superior mechanism of the conventional technology. Therefore, when performing a combined operation for the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder, the second hydraulic cylinder is quickly utilized by effectively utilizing the oil pressure on the rod side of the first hydraulic cylinder where energy remains, as in the prior art. Can be driven.

本油圧駆動装置は、こうした従来の技術の優れた仕組みが既に有する閉鎖手段を活用することにより、「第１油圧シリンダを駆動しながら旋回油圧モータを始動する複合操作を開始したときに、閉鎖手段でタンク油路を一時的に閉鎖することにより主油圧ポンプの吐出側の油路の油圧を一時的に上昇させて、主油圧ポンプから旋回油圧モータへ供給される同油圧モータ始動時の圧油の圧力を増強させる」ように構成しているので、旋回油圧モータと油圧シリンダとを共通の主油圧ポンプで駆動して複合操作しても、旋回油圧モータを速やかに始動させるために必要な十分な旋回加速を得ることができる。以上のことから明らかなように、本油圧駆動装置によれば、従来の技術に係る油圧駆動装置において、旋回油圧モータを油圧シリンダと共通の主油圧ポンプで駆動するように設けた場合に、従来の技術の優れた仕組みを変えることなく有効に活用して、旋回油圧モータと油圧シリンダとの複合操作時に旋回油圧モータの始動を迅速に行うことができる。   The present hydraulic drive device utilizes the closing means already possessed by such an excellent mechanism of the prior art, so that "the closing means is started when the combined operation of starting the swing hydraulic motor while driving the first hydraulic cylinder is started." By temporarily closing the tank oil passage, the hydraulic pressure in the oil passage on the discharge side of the main hydraulic pump is temporarily raised, and the hydraulic oil supplied from the main hydraulic pump to the swing hydraulic motor is started when the hydraulic motor is started. Is sufficient to start the swing hydraulic motor quickly even if the swing hydraulic motor and hydraulic cylinder are driven by a common main hydraulic pump and combined operation is performed. Turning acceleration can be obtained. As is clear from the above, according to this hydraulic drive device, in the conventional hydraulic drive device, when the swing hydraulic motor is provided to be driven by the main hydraulic pump common to the hydraulic cylinder, It is possible to quickly start the swing hydraulic motor during the combined operation of the swing hydraulic motor and the hydraulic cylinder by effectively utilizing the excellent mechanism of the technology.

以下の説明から明らかなように、本発明の油圧駆動装置は、前記の〔課題を解決するための手段〕の項に示したように構成されているので、従来の技術に係る油圧駆動装置において、旋回油圧モータを油圧シリンダと共通の主油圧ポンプで駆動するように設けた場合に、従来の技術の優れた仕組みを変えることなく有効に活用して、旋回油圧モータと油圧シリンダの複合操作時に旋回油圧モータの始動を迅速に行うことができる。そのため、本油圧駆動装置では、油圧シリンダを増速するための既存の仕組み中の閉鎖手段を旋回油圧モータの始動を迅速化する手段にも利用して二重に活用して、当該作業を能率的に行うことができるとともに製作費の節減にも資することができる。   As will be apparent from the following description, the hydraulic drive device according to the present invention is configured as shown in the above section [Means for Solving the Problems]. When the swing hydraulic motor is driven by the main hydraulic pump common to the hydraulic cylinder, it can be used effectively without changing the excellent mechanism of the conventional technology, and during the combined operation of the swing hydraulic motor and hydraulic cylinder The swing hydraulic motor can be started quickly. Therefore, in this hydraulic drive device, the closing means in the existing mechanism for accelerating the hydraulic cylinder is also used as a means for speeding up the start of the swing hydraulic motor, and the work is efficiently performed. This can be done in an effort and can also save production costs.

以下、本発明が実際上どのように具体化されるのかを図１乃至図３を用いて説明することにより、本発明を実施するための望ましい形態を明らかにする。   Hereinafter, how the present invention is actually embodied will be described with reference to FIGS. 1 to 3 to clarify a desirable mode for carrying out the present invention.

図１は、本発明を具体化して構成した油圧駆動装置に関する油圧回路図、図２は、図１の油圧駆動装置の制御のために設けられるコントローラのブロック図、図３は、旋回油圧モータをブームシリンダと複合操作しながら始動した場合に旋回油圧モータ及びブームシリンダにそれぞれかかる負荷の推移を示す概念図である。以下に、本発明に係る油圧駆動装置を説明する場合、ここでは、自走式の油圧ショベルの油圧駆動装置に具体化した場合を例にして説明をする。   FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram relating to a hydraulic drive device which is embodied by embodying the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a controller provided for controlling the hydraulic drive device of FIG. 1, and FIG. It is a conceptual diagram which shows transition of the load concerning a turning hydraulic motor and a boom cylinder, respectively, when it starts, performing a composite operation with a boom cylinder. Hereinafter, when a hydraulic drive device according to the present invention is described, an example in which the hydraulic drive device is embodied in a self-propelled hydraulic excavator will be described.

まず、図１の油圧駆動装置を設置するための建設機械である自走式の油圧ショベルについて概説する。   First, an outline of a self-propelled hydraulic excavator that is a construction machine for installing the hydraulic drive device of FIG. 1 will be described.

この自走式の油圧ショベルは、大別すると、掘削作業や積載作業等種々の作業を行うフロント作業機と、このフロント作業機が設置される走行可能な車体とで構成される。このうち、車体は、上部旋回体を設置するための基台となり作業現場を走行することが可能な下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に搭載された旋回フレーム及びこの旋回フレーム上に設置された諸装置からなる上部旋回体とを設けて構成される。旋回フレーム上には、フロント作業機のほか、油圧ポンプ、これを駆動するエンジン及び各種制御装置等を内蔵した建屋、運転室、カウンタウエイト等の種々の装置が設置されており、それゆえ、上部旋回体は、著大な重量を有する旋回慣性体をなす。こうした旋回慣性体としての上部旋回体は、油圧アクチュエータとしての図１に図示の旋回用油圧モータ５０により駆動される。また、下部走行体は、スプロケットの回転が伝動されるエンドレスチェーン状のクローラにより走行する。   This self-propelled hydraulic excavator is roughly composed of a front work machine that performs various work such as excavation work and loading work, and a travelable vehicle body on which the front work machine is installed. Of these, the vehicle body serves as a base for installing the upper revolving structure, and is a lower traveling structure capable of traveling on the work site, a revolving frame mounted on the lower traveling structure so as to be capable of revolving, and the revolving frame. The upper revolving body which consists of various apparatuses installed in is provided. On the swivel frame, in addition to the front work machine, various devices such as a hydraulic pump, an engine for driving the engine, a building incorporating various control devices, a driver's cab, a counterweight, and the like are installed. The swivel body is a swivel inertial body having a significant weight. The upper swing body as the swing inertia body is driven by a swing hydraulic motor 50 shown in FIG. 1 as a hydraulic actuator. Further, the lower traveling body travels by an endless chain crawler to which the rotation of the sprocket is transmitted.

一方、車体上に設置されるフロント作業機は、後端部が旋回フレームの前部に垂直方向に回動（傾動）可能に軸着されて設置されたブームと、後端部がこのブームの前端部に垂直方向に回動（揺動）可能に軸着されたアームと、このアームの前端部に垂直方向に回動可能にかつ着脱可能に軸着されたバケットとを備えている。また、これらの作業用機具をそれぞれ駆動するための、油圧アクチュエータとして、後述する図１に図示のブームシリンダ６及びアームシリンダ７やバケットシリンダを備えている。これらのブームシリンダ６、アームシリンダ７及びバケットシリンダは、それぞれ、伸縮させてブーム、アーム及びバケットシリンダを垂直方向に回動させるように駆動する。   On the other hand, the front work machine installed on the vehicle body has a boom installed with its rear end pivotally attached to the front part of the swivel frame so that it can pivot (tilt) in the vertical direction, and the rear end part of this boom. An arm is pivotally attached to the front end so as to be pivotable (swingable) in the vertical direction, and a bucket is pivotally attached to the front end of the arm so as to be pivotable in a vertical direction and detachably attached. In addition, a boom cylinder 6, an arm cylinder 7, and a bucket cylinder illustrated in FIG. 1 described later are provided as hydraulic actuators for driving each of these work tools. These boom cylinder 6, arm cylinder 7 and bucket cylinder are driven to extend and contract to rotate the boom, arm and bucket cylinder in the vertical direction, respectively.

図１乃至図３に基づき、本発明を具体化して構成した油圧ショベルの油圧駆動装置について説明する。本油圧駆動装置を特許文献１に記載の油圧駆動装置と対比しやすくするため、図１において特許文献１に記載の要素と同等の働きをする部分には、特許文献１で使用している符号と同一の符号を付けている。   Based on FIG. 1 thru | or FIG. 3, the hydraulic drive device of the hydraulic excavator which actualized and comprised this invention is demonstrated. In order to make this hydraulic drive device easier to compare with the hydraulic drive device described in Patent Document 1, the parts used in FIG. The same reference numerals are attached.

図１において、６は油圧により伸縮させてブームを回動させるように駆動する第１油圧シリンダとしてのブームシリンダ、６ａはシリンダチューブのボトム側の室をなし圧油が供給又は排出されるブームシリンダ６のボトム室、６ｂはシリンダチューブのピストンロッド側の室をなし圧油が供給又は排出されるブームシリンダ６のロッド室、７は油圧により伸縮させてアームを回動させるように駆動する第２油圧シリンダとしてのアームシリンダ、７ａはアームシリンダ７のボトム室、７ｂはアームシリンダ７のロッド室、５０は油圧により回転させて前記上部旋回体を旋回させるように駆動する旋回用油圧モータ、２０は油圧ショベルの動力源としてのエンジン、２１はこのエンジン２０により駆動されて圧油を発生しブームシリンダ６、アームシリンダ７及び旋回油圧モータ５０へ供給するための油圧の発生源として共用される可変容量型の主油圧ポンプである。   In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a boom cylinder as a first hydraulic cylinder which is driven to expand and contract by hydraulic pressure and rotate the boom, and 6a is a boom cylinder which forms a chamber on the bottom side of the cylinder tube and is supplied or discharged with pressure oil. 6 is a bottom chamber of the cylinder tube, 6b is a chamber on the piston rod side of the cylinder tube, a rod chamber of the boom cylinder 6 to which pressure oil is supplied or discharged, and 7 is driven to extend and contract by hydraulic pressure to rotate the arm. An arm cylinder as a hydraulic cylinder, 7a is a bottom chamber of the arm cylinder 7, 7b is a rod chamber of the arm cylinder 7, 50 is a hydraulic motor for turning which is rotated by hydraulic pressure to drive the upper swing body, and 20 An engine 21 as a power source of the hydraulic excavator is driven by the engine 20 to generate pressure oil, and the boom cylinder 6. A main hydraulic pump of variable displacement type which is commonly used as hydraulic sources to be supplied to Mushirinda 7 and the turning hydraulic motor 50.

油圧ショベルでは、ブームシリンダ６、アームシリンダ７及び旋回用油圧モータ５０のうちの複数の油圧アクチュエータについて、時を同じくして駆動するいわゆる複合操作が行われる。共通の主油圧ポンプ２０でこうした複合操作さが行えるようにするため、ブームシリンダ６、アームシリンダ７及び旋回用油圧モータ５０へは、主油圧ポンプ２０の圧油を互に並列の油路により供給するように配管している。すなわち、主油圧ポンプ２０の圧油を、ブームシリンダ６へは圧油供給管路２８の一方の分岐路２８ａを通じて供給し、アームシリンダ７へはこの圧油供給管路２８と並列の圧油供給管路２７を通じて供給し、旋回用油圧モータ５０へは圧油供給管路２８の他方の分岐路２８ｂを通じて供給するようにしている。   In the hydraulic excavator, a so-called composite operation is performed in which a plurality of hydraulic actuators among the boom cylinder 6, the arm cylinder 7 and the turning hydraulic motor 50 are driven at the same time. In order to allow such a combined operation to be performed by the common main hydraulic pump 20, the pressure oil of the main hydraulic pump 20 is supplied to the boom cylinder 6, the arm cylinder 7 and the turning hydraulic motor 50 through parallel oil passages. Piping is done. That is, the pressure oil of the main hydraulic pump 20 is supplied to the boom cylinder 6 through one branch passage 28a of the pressure oil supply pipe 28, and the pressure oil supply parallel to the pressure oil supply pipe 28 is supplied to the arm cylinder 7. The oil is supplied through the pipe 27 and supplied to the turning hydraulic motor 50 through the other branch 28 b of the pressure oil supply pipe 28.

２２は油圧パイロット圧を発生するための油圧パイロット圧発生源としてのパイロットポンプ、２２ａはこのパイロットポンプ２２で発生した油圧パイロット圧の上限値を規定するためのパイロットリリーフ弁、２３は主油圧ポンプ２１からブームシリンダ６へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同シリンダ６の運動を制御する第１油圧シリンダ用方向制御弁としてのブーム用方向制御弁、２４は主油圧ポンプ２１からアームシリンダ７へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同シリンダ７の運動を制御する第２油圧シリンダ用方向制御弁としてのアーム用方向制御弁、５１は主油圧ポンプ２１から旋回用油圧モータ５０へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同油圧モータ５０の運動を制御する旋回用方向制御弁、２５は操作手段の操作によりブーム用方向制御弁２３を切り換え操作するためのパイロット信号を出力するブーム用操作装置、２６は操作手段の操作によりアーム用方向制御弁２４を切り換え操作するためのパイロット信号を出力するアーム用操作装置、５２は操作手段の操作により旋回用方向制御弁５１を切り換え操作するためのパイロット信号を出力する旋回用操作装置である。   22 is a pilot pump as a hydraulic pilot pressure generating source for generating a hydraulic pilot pressure, 22a is a pilot relief valve for defining an upper limit value of the hydraulic pilot pressure generated by the pilot pump 22, and 23 is a main hydraulic pump 21. A directional control valve for a boom as a first directional control valve for a first hydraulic cylinder that controls the movement of the cylinder 6 by switching the flow and flow rate of pressure oil supplied to the boom cylinder 6 from the main hydraulic pump 21 to the arm cylinder. 7 is a directional control valve for an arm as a directional control valve for a second hydraulic cylinder that controls the movement of the cylinder 7 by switching the flow and flow rate of the pressure oil supplied to 7, and 51 is a turning hydraulic motor 50 from the main hydraulic pump 21. A turning direction control valve 25 for controlling the movement of the hydraulic motor 50 by switching the flow and flow rate of pressure oil supplied to the A boom operation device that outputs a pilot signal for switching the directional control valve 23 for the boom by operating the means, and 26 outputs a pilot signal for switching the directional control valve 24 for the arm by operating the operating means. The arm operation device 52 is a turning operation device that outputs a pilot signal for switching the turning direction control valve 51 by operating the operation means.

パイロットポンプ２２で発生した油圧パイロット圧は、その上限値をパイロットリリーフ弁２２ａで規定することにより所定の値に調整されて、互に並列の各パイロット圧供給路を通じてブーム用操作装置２５、アーム用操作装置２６及び旋回用操作装置５２へそれぞれ導く。また、こうして調整された油圧パイロット圧は、必要に応じて、前記各パイロット圧供給路と並列の後記パイロット管路４５を通じて、後述する合流切換弁４４の信号受け部にも導くことができるようになっている。各操作装置２５，２６，５２は、オペレータが操作するための操作レバーや操作ペダル等の操作手段（図１の例では操作レバー）を備えている。   The hydraulic pilot pressure generated by the pilot pump 22 is adjusted to a predetermined value by defining an upper limit value of the pilot pressure by the pilot relief valve 22a. They are guided to the operating device 26 and the turning operating device 52, respectively. Further, the hydraulic pilot pressure adjusted in this way can be guided to a signal receiving portion of a merging switching valve 44, which will be described later, through a pilot pipe line 45, which will be described later, in parallel with each pilot pressure supply path. It has become. Each operating device 25, 26, 52 is provided with operating means (operating lever in the example of FIG. 1) such as an operating lever and an operating pedal for operation by an operator.

各操作装置２５，２６，５２に導かれた油圧パイロット圧は、それぞれの操作手段の操作量に応じた圧力値に調整されて、各操作装置２５，２６，５２から対応する各方向制御弁２３，２４，５１の信号受け部に出力される。その結果、各方向制御弁２３，２４，５１は、各操作装置２５，２６，５２から出力された圧力値に応じて開口量が調節されてブームシリンダ６、アームシリンダ７及び旋回用油圧モータ５０の各駆動速度をそれぞれ制御する。また、各操作装置２５，２６，５２の操作手段の操作方向により、それぞれ、各方向制御弁２３，２４，５１を中立位置から左位置又は右位置に切り換えてブームシリンダ６、アームシリンダ７及び旋回用油圧モータ５０の駆動方向を制御する。なお、油圧ショベルの油圧駆動装置には、バケットを駆動するバケットシリンダ、その運動を制御するバケット用方向制御弁、これを操作するブーム用操作装置を設けているが、これらは、本油圧駆動装置に直接的には関係しないので、図１への図示は省略している。   The hydraulic pilot pressure guided to each operating device 25, 26, 52 is adjusted to a pressure value corresponding to the operation amount of each operating means, and the corresponding directional control valve 23 from each operating device 25, 26, 52 is adjusted. , 24, 51 are output to the signal receivers. As a result, the opening amounts of the directional control valves 23, 24, 51 are adjusted according to the pressure values output from the operating devices 25, 26, 52, and the boom cylinder 6, the arm cylinder 7, and the turning hydraulic motor 50. Each drive speed is controlled. In addition, each direction control valve 23, 24, 51 is switched from the neutral position to the left position or the right position according to the operation direction of the operation means of each operation device 25, 26, 52, and the boom cylinder 6, the arm cylinder 7 and the swivel. The drive direction of the hydraulic motor 50 is controlled. The hydraulic drive device of the hydraulic excavator is provided with a bucket cylinder that drives the bucket, a bucket direction control valve that controls the movement of the bucket, and a boom operation device that operates the bucket cylinder. The illustration in FIG. 1 is omitted.

各操作装置２５，２６，５２の働きについて更に具体的に述べる。ブーム用操作装置２５は、その操作手段を一方の方向に操作すると、同操作装置２５で圧力調整された油圧パイロット圧を、パイロット管路２５ａを通じてブーム用方向制御弁２３の左の信号受け部へ出力してこれを中立位置から左位置（図１に示す位置）に切り換える。そうすると、このブーム用方向制御弁２３は、主油圧ポンプ２１の圧油を、ボトム側管路２９ａを通じてブームシリンダ６のボトム側室６ａへ供給するとともに、そのロッド側室６ｂの圧油を、ロッド側管路２９ｂからタンク管路４２を経て作動油タンク４３へ排出し、これによりブームシリンダ６を伸長させてブーム上げ操作を行う。   The operation of each operation device 25, 26, 52 will be described more specifically. When the operating device 25 for the boom is operated in one direction, the hydraulic pilot pressure adjusted by the operating device 25 is supplied to the left signal receiving portion of the boom directional control valve 23 through the pilot line 25a. The output is switched from the neutral position to the left position (position shown in FIG. 1). Then, the boom direction control valve 23 supplies the pressure oil of the main hydraulic pump 21 to the bottom side chamber 6a of the boom cylinder 6 through the bottom side conduit 29a, and supplies the pressure oil of the rod side chamber 6b to the rod side pipe. The oil is discharged from the passage 29b through the tank conduit 42 to the hydraulic oil tank 43, whereby the boom cylinder 6 is extended to perform the boom raising operation.

また、ブーム用操作装置２５の操作手段を他方の方向に操作すると、ブーム用操作装置２５は、同様にして、油圧パイロット圧を、パイロット管路２５ｂを通じてブーム用方向制御弁２３の右の信号受け部へ出力してこれを右位置に切り換える。そうすると、このブーム用方向制御弁２３は、主油圧ポンプ２１の圧油を、ロッド側管路２９ｂを通じてブームシリンダ６のロッド側室６ｂへ供給するとともに、そのボトム側室６ａの圧油を、ボトム側管路２９ａからタンク管路４２を経て作動油タンク４３へ排出し、これによりブームシリンダ７を縮小させる。以上の間、ブーム用方向制御弁２３は、ブーム用操作装置２５の操作手段の操作量に応じて開口量が調節され、これにより、ブームシリンダ６の伸縮する速度を制御する。   When the operating means of the boom operating device 25 is operated in the other direction, the boom operating device 25 similarly receives the hydraulic pilot pressure through the pilot line 25b and receives the right signal from the boom direction control valve 23. To the right position. Then, the boom direction control valve 23 supplies the pressure oil of the main hydraulic pump 21 to the rod side chamber 6b of the boom cylinder 6 through the rod side conduit 29b, and supplies the pressure oil of the bottom side chamber 6a to the bottom side pipe. The oil is discharged from the passage 29a through the tank conduit 42 to the hydraulic oil tank 43, whereby the boom cylinder 7 is reduced. During the above, the opening amount of the boom direction control valve 23 is adjusted according to the operation amount of the operation means of the boom operation device 25, thereby controlling the speed at which the boom cylinder 6 extends and contracts.

アーム用操作装置２６は、その操作手段を一方の方向に操作すると、同操作装置２６で圧力調整された油圧パイロット圧を、パイロット管路２６ａを通じてアーム用方向制御弁２４の左の信号受け部へ出力してこれを中立位置から左位置（図１に示す位置）に切り換える。そうすると、このアーム用方向制御弁２４は、主油圧ポンプ２１の圧油を、ボトム側管路３０ａを通じてアームシリンダ７のボトム側室７ａへ供給するとともに、そのロッド側室７ｂの圧油を、ロッド側管路３０ｂを通じて作動油タンク４３へ排出し、これによりアームシリンダ７を伸長させてアームクラウド操作を行う。   When the operating device 26 for the arm is operated in one direction, the hydraulic pilot pressure adjusted by the operating device 26 is supplied to the left signal receiving portion of the arm direction control valve 24 through the pilot line 26a. The output is switched from the neutral position to the left position (position shown in FIG. 1). Then, the arm direction control valve 24 supplies the pressure oil of the main hydraulic pump 21 to the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 through the bottom side pipe line 30a, and supplies the pressure oil of the rod side chamber 7b to the rod side pipe. The oil is discharged to the hydraulic oil tank 43 through the passage 30b, whereby the arm cylinder 7 is extended to perform the arm cloud operation.

また、操作レバーを他方の方向に操作すると、アーム用操作装置２６は、同様にして、油圧パイロット圧を、パイロット管路２６ｂを通じてアーム用方向制御弁２４の右の信号受け部へ出力してこれを右位置に切り換える。そうすると、このアーム用方向制御弁２４は、主油圧ポンプ２１の圧油を、ロッド側管路３０ｂを通じてアームシリンダ７のロッド側室７ｂへ供給するとともに、そのボトム側室７ａの圧油を、ボトム側管路３０ａを通じて作動油タンク４３へ排出し、これによりアームシリンダ７を縮小させる。以上の間、アーム用方向制御弁２４は、アーム用操作装置２６の操作レバーの操作量に応じて開口量が調節され、これにより、アームシリンダ７の伸縮する速度を制御する。   When the operating lever is operated in the other direction, the arm operating device 26 similarly outputs the hydraulic pilot pressure to the right signal receiving portion of the arm directional control valve 24 through the pilot line 26b. To the right position. Then, the arm direction control valve 24 supplies the pressure oil of the main hydraulic pump 21 to the rod side chamber 7b of the arm cylinder 7 through the rod side pipe line 30b, and supplies the pressure oil of the bottom side chamber 7a to the bottom side pipe. The oil is discharged to the hydraulic oil tank 43 through the passage 30a, whereby the arm cylinder 7 is reduced. During the above, the opening amount of the arm direction control valve 24 is adjusted according to the operation amount of the operation lever of the arm operation device 26, thereby controlling the speed at which the arm cylinder 7 expands and contracts.

旋回用操作装置５２は、その操作手段を一方の方向又は他方の方向に操作すると、同操作装置５２で圧力調整された油圧パイロット圧を、一方のパイロット管路５２ａ又は他方のパイロット管路５２ｂを通じて旋回用方向制御弁５１の左の信号受け部又は右の信号受け部へ出力してこれを左位置（図１に示す位置）又は右位置へ切り換える。そうすると、この旋回用方向制御弁５１は、主油圧ポンプ２１の圧油を、一方の側の管路３１ａ又は他方の側の管路３１ｂを通じて旋回用油圧モータ５０へ供給するとともに、旋回用油圧モータ５０の排出油を、他方の側の管路３１ｂ又は一方の側の管路３１ａを通じて作動油タンク４３へ排出して、旋回用油圧モータ５０の回転方向を制御する。この間、旋回用方向制御弁５１は、旋回用操作装置５２の操作手段の操作量に応じて旋回用油圧モータ５０の回転速度を制御し、以上の制御により、上部旋回体の旋回速度を調節しつつこれを正逆所望の方向に旋回させることができる。   When the operation device 52 for turning is operated in one direction or the other direction, the hydraulic pilot pressure adjusted by the operation device 52 is supplied to the turning operation device 52 through one pilot line 52a or the other pilot line 52b. The signal is output to the left signal receiving part or the right signal receiving part of the turning direction control valve 51 and switched to the left position (position shown in FIG. 1) or the right position. Then, the turning direction control valve 51 supplies the hydraulic oil of the main hydraulic pump 21 to the turning hydraulic motor 50 through the pipe line 31a on one side or the pipe line 31b on the other side. 50 discharged oil is discharged to the hydraulic oil tank 43 through the other side pipe line 31b or the one side pipe line 31a, and the rotation direction of the turning hydraulic motor 50 is controlled. During this time, the turning direction control valve 51 controls the rotation speed of the turning hydraulic motor 50 according to the operation amount of the operating means of the turning operation device 52, and adjusts the turning speed of the upper turning body by the above control. However, this can be turned in the desired direction.

３６は主油圧ポンプ２１の吐出口に接続された吐出側管路、３７は後述する連通管路４０の油圧が設定圧力以上に上昇したときにその連通管路４０の圧油をメインリリーフ弁３８により逃がすことができるようにするための圧抜き管路、３８は吐出側管路３６に供給される主油圧ポンプ２１の圧油を逃がしてその圧油の最大圧力を制限するメインリリーフ弁、３９は吐出側管路３６の圧油が圧抜き管路３７を経由して連通管路４０に流入しないようにするための逆止弁である。   Reference numeral 36 denotes a discharge side pipe connected to the discharge port of the main hydraulic pump 21, and 37 denotes a main relief valve 38 that supplies pressure oil in the communication pipe 40 when the hydraulic pressure of the communication pipe 40 described later rises to a set pressure or higher. A pressure relief line 38 for allowing the pressure oil to be released by a main relief valve 39 for releasing the pressure oil of the main hydraulic pump 21 supplied to the discharge side pipe 36 and limiting the maximum pressure of the pressure oil; Is a check valve for preventing the pressure oil in the discharge side line 36 from flowing into the communication line 40 via the pressure release line 37.

４０はタンク油路４２とアーム用方向制御弁２４の上流側とを連通させる連通管路、４１は吐出側管路３６を通じて圧油供給管路２７に供給される主油圧ポンプ２１の圧油が連通管路４０を通じてタンク管路４２側に流入しないようにするための逆止弁、４２はブーム用方向制御弁２３からの戻り油を作動油タンク４３に逃がすためのタンク管路、４３は作動油を貯溜するための作動油タンク、４４はタンク管路４２に設けられて通常は右位置に切り換えられてタンク管路４２を開放しているスプリングオフセットパイロット方式の２ポート２位置切換弁としての合流切換弁、４５はパイロットポンプ２２で発生した油圧パイロット圧を合流切換弁４４の信号受け部に導くためのパイロット管路である。   Reference numeral 40 denotes a communication pipe that communicates the tank oil passage 42 with the upstream side of the arm direction control valve 24, and reference numeral 41 denotes pressure oil of the main hydraulic pump 21 that is supplied to the pressure oil supply pipe 27 through the discharge side pipe 36. A check valve for preventing the oil from flowing into the tank line 42 through the communication line 40, 42 is a tank line for allowing the return oil from the boom direction control valve 23 to escape to the hydraulic oil tank 43, and 43 is operated. A hydraulic oil tank 44 for storing oil is provided in the tank line 42 and is normally switched to the right position to open the tank line 42 as a spring offset pilot type 2-port 2-position switching valve. A merging switching valve 45 is a pilot line for guiding the hydraulic pilot pressure generated by the pilot pump 22 to the signal receiving portion of the merging switching valve 44.

合流切換弁４４は、通常は右位置に切り換えられていて、ブーム用方向制御弁２３からの戻り油を、タンク管路４２を通じて作動油タンク４３に逃がすのを許容しているが、後述するパイロット圧導入用切換弁５３が下位置に切り換えられると、パイロットポンプ２２の油圧パイロット圧がパイロット管路４５を通じて信号受け部に導かれて左位置に切り換えられる。そうすると、タンク管路４２が合流切換弁４４により閉鎖され、ブーム用方向制御弁２３からの戻り油、換言すると、ブームシリンダ６の排出側から排出された圧油は、タンク管路４２を通じて作動油タンク４３へ排出されるのを阻止される。   The merging switching valve 44 is normally switched to the right position and allows the return oil from the boom direction control valve 23 to escape to the hydraulic oil tank 43 through the tank conduit 42, but will be described later. When the pressure introduction switching valve 53 is switched to the lower position, the hydraulic pilot pressure of the pilot pump 22 is guided to the signal receiving portion through the pilot line 45 and switched to the left position. Then, the tank line 42 is closed by the merging switching valve 44, and the return oil from the boom direction control valve 23, in other words, the pressure oil discharged from the discharge side of the boom cylinder 6 is supplied to the hydraulic oil through the tank line 42. It is prevented from being discharged to the tank 43.

このとき、ブーム上げ及びアームクラウドの複合操作をしているときには、後述するように、ブームシリンダ６の圧油排出側となるロッド側室６ｂから排出された圧油は、行き場を失って連通管路４０に流入する。そして、この連通管路４０に流入した圧油は、圧油供給管路２７に供給された主油圧ポンプ２１の圧油とアーム用方向制御弁２４の上流側で合流して、アーム用方向制御弁２４を通じてアームシリンダ７の圧油供給側となるボトム側室７ａに供給される。また、そのとき、旋回及びブーム上げの複合操作をしているときには、ブームシリンダ６の排出側から圧油を円滑に排出することができなくなり、その当然の結果として、圧油供給管路２８内の油圧が上昇し、主油圧ポンプ２１から旋回油圧モータ５０へ供給される圧油の圧力が増強される。さらに、ブーム下げ及びアームクラウドの複合操作をしているときには、次に述べるサブタンク管路４６とパイロット式逆止弁４７とによる仕組みにより、ブームシリンダ６の排出側の圧油を連通管路４０に流入させることなく作動油タンク４３へ逃がす。   At this time, when the boom raising and the arm cloud are being combined, as will be described later, the pressure oil discharged from the rod-side chamber 6b on the pressure oil discharge side of the boom cylinder 6 loses its place and communicates with the communication line. 40. The pressure oil that has flowed into the communication line 40 joins with the pressure oil of the main hydraulic pump 21 supplied to the pressure oil supply line 27 on the upstream side of the arm direction control valve 24, and the arm direction control is performed. The oil is supplied to the bottom chamber 7 a on the pressure oil supply side of the arm cylinder 7 through the valve 24. Further, at that time, when performing a combined operation of turning and boom raising, it becomes impossible to smoothly discharge the pressure oil from the discharge side of the boom cylinder 6, and as a result, in the pressure oil supply pipe 28. And the pressure of the pressure oil supplied from the main hydraulic pump 21 to the swing hydraulic motor 50 is increased. Further, when the boom lowering and the arm cloud are combined, the pressure oil on the discharge side of the boom cylinder 6 is transferred to the communication line 40 by the mechanism of the sub tank line 46 and the pilot type check valve 47 described below. Escape to the hydraulic oil tank 43 without flowing in.

４６は逆止弁４１の上流側における連通管路４０と合流切換弁４４の下流側におけるタンク管路４２とを接続して、必要に応じて連通管路４０の圧油を作動油タンク４３に逃がすことができるようにするためのサブタンク管路、４７はこのサブタンク管路４６に設けられ通常は連通管路４０の圧油がサブタンク管路４６を通じてタンク管路４２側に流れるのを阻止する逆止弁の機能を果たし、必要に応じてこの逆止弁の機能を解除することができるパイロット式逆止弁、４８は油圧パイロット圧をパイロット式逆止弁４７の信号受け部に導くための逆止弁用パイロット管路である。   46 connects the communication pipe line 40 on the upstream side of the check valve 41 and the tank pipe line 42 on the downstream side of the merging switching valve 44, and the pressure oil in the communication pipe line 40 is supplied to the hydraulic oil tank 43 as necessary. A sub-tank pipe 47 for allowing escape is provided in the sub-tank pipe 46, and normally the reverse pressure for preventing the pressure oil in the communication pipe 40 from flowing to the tank pipe 42 side through the sub-tank pipe 46. A pilot type check valve 48 that performs the function of a check valve and can release the function of the check valve if necessary, 48 is a reverse type for guiding the hydraulic pilot pressure to the signal receiving portion of the pilot type check valve 47 This is a pilot line for a stop valve.

パイロット式逆止弁４７は、通常は連通管路４０の圧油がタンク管路４２側に流れるのを阻止しているが、油圧パイロット圧が逆止弁用パイロット管路４８に導入されて信号受け部に導かれると、逆止弁としての機能を解除して、連通管路４０の圧油がサブタンク管路４６を通じてタンク管路４２側に流れるのを許容する。その場合、逆止弁用パイロット管路４８の信号受け部には、ブームシリンダ６を縮小操作するときにブーム用操作装置２５が発する油圧パイロット圧が導入される。すなわち、ブームシリンダ６を縮小操作するようにブーム用操作装置２５の操作手段を操作すると、ブーム用操作装置２５が発する油圧パイロット圧は、パイロット管路２５ｂに導入されてブーム用方向制御弁２３の右の信号受け部に導かれ、ブームシリンダ６を縮めるようにブーム用方向制御弁２３を切り換えるとともに、逆止弁用パイロット管路４８にも導入されてパイロット式逆止弁４７の信号受け部に導かれ、同逆止弁４７の逆止弁としての機能を解除する。   The pilot check valve 47 normally prevents the pressure oil in the communication line 40 from flowing to the tank line 42 side, but the hydraulic pilot pressure is introduced into the check valve pilot line 48 and the signal is transmitted. When guided to the receiving portion, the function as a check valve is released and the pressure oil in the communication line 40 is allowed to flow to the tank line 42 side through the sub tank line 46. In that case, a hydraulic pilot pressure generated by the boom operating device 25 when the boom cylinder 6 is contracted is introduced into the signal receiving portion of the check valve pilot conduit 48. That is, when the operation means of the boom operation device 25 is operated so as to reduce the boom cylinder 6, the hydraulic pilot pressure generated by the boom operation device 25 is introduced into the pilot conduit 25 b and the boom direction control valve 23 is operated. The boom directional control valve 23 is switched so that the boom cylinder 6 is contracted by being guided to the right signal receiving portion, and is also introduced into the check valve pilot pipe 48 so as to be connected to the signal receiving portion of the pilot check valve 47. The function of the check valve 47 as the check valve is canceled.

５３はパイロット管路４５に設けられて通常は上位置に切り換えられてパイロット管路４５を閉鎖しているスプリングオフセット電磁方式の２ポート２位置切換弁としてのパイロット圧導入用切換弁、５４はパイロット管路５２ａ，５２ｂの油圧パイロット圧のうちの高圧の方の油圧パイロット圧を選択して下流側のパイロット管路に導くシャトル弁、６０はブーム用方向制御弁２３の左の信号受け部に出力される油圧パイロット圧を検出してブーム上げ操作が行われていることを検出するブーム上げ操作検出手段、６１は旋回用方向制御弁５１の左右の信号受け部の何れかに出力される油圧パイロット圧を検出して旋回操作が行われていることを検出する旋回操作検出手段、６２はアームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力を検出するアームシリンダボトム圧検出手段、７０（図２参照）はこれらブーム上げ操作検出手段６０、旋回操作検出手段６１及びアームシリンダボトム圧検出手段６２の検出結果が入力され、これらの検出結果に基づいてパイロット圧導入用切換弁５３の切換操作を制御するコントローラである。   53 is a pilot pressure introducing switching valve as a spring offset electromagnetic two-port two-position switching valve which is provided in the pilot conduit 45 and is normally switched to the upper position to close the pilot conduit 45, and 54 is a pilot A shuttle valve 60 for selecting the higher hydraulic pilot pressure of the hydraulic pilot pressures in the pipelines 52a and 52b and leading it to the downstream pilot pipeline, 60 is output to the left signal receiving portion of the directional control valve 23 for the boom. Boom raising operation detecting means for detecting that the boom raising operation is performed by detecting the hydraulic pilot pressure, 61 is a hydraulic pilot output to either of the left and right signal receiving portions of the turning direction control valve 51 Rotation operation detection means for detecting that the rotation operation is performed by detecting the pressure, 62 is an arm for detecting the pressure of the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7. The cylinder bottom pressure detecting means 70 (see FIG. 2) receives the detection results of the boom raising operation detecting means 60, the turning operation detecting means 61 and the arm cylinder bottom pressure detecting means 62, and the pilot pressure is determined based on these detection results. It is a controller that controls the switching operation of the introduction switching valve 53.

パイロット圧導入用切換弁５３は、通常は上位置に切り換えられていて、パイロットポンプ２２の油圧パイロット圧がパイロット管路４５を通じて合流切換弁４４の信号受け部に導かれるのを阻止しているが、コントローラ７０からの電気信号が信号受け部５３ａへ出力されると、下位置に切り換えられてパイロット管路４５を開放し、パイロットポンプ２２の油圧パイロット圧が合流切換弁４４の信号受け部に導かれるのを許容する。コントローラ７０は、アームシリンダ７のボトム側（ボトム側室７ａ）の圧力が設定値以上に上昇している（ＹＥＳ）かそうでない（ＮＯ）かを判定する第１の判定手段と、旋回及びブーム上げ操作の複合操作が実施されている（ＹＥＳ）かそうでない（ＮＯ）かを判定する第２の判定手段とを備えている。そして、第１の判定手段及び第２の判定手段の何れかでＹＥＳと判定されたときには、パイロット圧導入用切換弁５３の信号受け部５３ａへ電気信号を出力してこれを下位置に切り換える。   Although the pilot pressure introduction switching valve 53 is normally switched to the upper position, the hydraulic pilot pressure of the pilot pump 22 is prevented from being guided to the signal receiving portion of the merging switching valve 44 through the pilot line 45. When the electrical signal from the controller 70 is output to the signal receiving portion 53a, the pilot signal is switched to the lower position to open the pilot pipe 45, and the hydraulic pilot pressure of the pilot pump 22 is guided to the signal receiving portion of the merging switching valve 44. Allow to be removed. The controller 70 includes first determination means for determining whether the pressure on the bottom side (bottom side chamber 7a) of the arm cylinder 7 is higher than a set value (YES) or not (NO), and turning and raising the boom. And a second determination unit that determines whether the combined operation of the operation is performed (YES) or not (NO). When YES is determined by either the first determination means or the second determination means, an electric signal is output to the signal receiving portion 53a of the pilot pressure introduction switching valve 53 and switched to the lower position.

そこで、図１及び図２に基づき、このコントローラ７０で実施する制御について更に具体的に説明する。   Therefore, based on FIGS. 1 and 2, the control performed by the controller 70 will be described more specifically.

コントローラ７０には、図２に示すようにブーム上げ操作検出手段６０の検出信号α、旋回操作検出手段６１の検出信号β、アームシリンダボトム圧検出手段６２の検出信号γが入力される。検出信号αは、ブーム用操作装置２５からパイロット管路２５ａに対し油圧パイロット圧が出力されているか否かを判別するための信号であり、この信号により、ブーム上げ操作を行うためのブーム用方向制御弁２３の左位置への切換操作が行われているか否かを判別することができる。検出信号βは、旋回用操作装置５２からパイロット管路５２ａ，５２ｂの何れかに対し油圧パイロット圧が出力されているか否かを判別するための信号であり、この信号により、旋回操作を行うための旋回用方向制御弁５１の左右何れかの位置への切換操作が行われているか否かを判別することができる。検出信号γは、アームシリンダ７のボトム側の圧力の値に係る検出信号であり、この信号により、アームシリンダ７の迅速な伸長操作が要求されているか否かを判別することができる。   As shown in FIG. 2, the controller 70 receives the detection signal α of the boom raising operation detection means 60, the detection signal β of the turning operation detection means 61, and the detection signal γ of the arm cylinder bottom pressure detection means 62. The detection signal α is a signal for determining whether or not the hydraulic pilot pressure is output from the boom operating device 25 to the pilot pipe line 25a, and the boom direction for performing the boom raising operation based on this signal. It can be determined whether or not the switching operation of the control valve 23 to the left position is being performed. The detection signal β is a signal for determining whether or not the hydraulic pilot pressure is being output from the turning operation device 52 to any of the pilot pipe lines 52a and 52b, and for performing the turning operation based on this signal. It is possible to determine whether or not the switching operation to the left or right position of the turning direction control valve 51 is performed. The detection signal γ is a detection signal related to the pressure value on the bottom side of the arm cylinder 7, and it is possible to determine whether or not a rapid extension operation of the arm cylinder 7 is requested by this signal.

前記第１の判定手段では、アームシリンダボトム圧検出手段６２の検出信号γに基づいて、アームシリンダ７のボトム側の圧力の値が予め設定した設定値以上であるか否かを判定し、設定値以上であると判定されたときに、コントローラ７０は、電気信号による制御信号ｓを出力してパイロット圧導入用切換弁５３を下位置に切り換える。その結果、パイロットポンプ２２の油圧パイロット圧は、パイロット管路４５を通じて合流切換弁４４の信号受け部に導かれ、これにより、合流切換弁４４は、タンク管路４２を閉鎖するための左位置に切り換えられる。   The first determination means determines whether or not the pressure value on the bottom side of the arm cylinder 7 is greater than or equal to a preset value based on the detection signal γ of the arm cylinder bottom pressure detection means 62, and sets When it is determined that the value is greater than or equal to the value, the controller 70 outputs a control signal s based on an electric signal to switch the pilot pressure introduction switching valve 53 to the lower position. As a result, the hydraulic pilot pressure of the pilot pump 22 is guided to the signal receiving portion of the merging switching valve 44 through the pilot line 45, whereby the merging switching valve 44 is moved to the left position for closing the tank line 42. Can be switched.

前記第２の判定手段では、ブーム上げ操作検出手段６０の検出信号αに基づいて、パイロット管路２５ａへ油圧パイロット圧が出力されているか否かを判定し、旋回操作検出手段６１の検出信号βに基づいて、パイロット管路５２ａ，５２ｂの何れかへ油圧パイロット圧が出力されているか否かを判定する。その結果、両方の油圧パイロット圧が出力されていると判定されたとき、すなわち、旋回及びブーム上げの複合操作が行われていると判定されたときに、コントローラ７０は、制御信号ｓを出力してパイロット圧導入用切換弁５３を下位置に切り換え、前記と同様にして、合流切換弁４４を左位置に切り換えてタンク管路４２を閉鎖する。   The second determination means determines whether hydraulic pilot pressure is output to the pilot line 25a based on the detection signal α of the boom raising operation detection means 60, and detects the detection signal β of the turning operation detection means 61. Based on the above, it is determined whether or not the hydraulic pilot pressure is being output to either of the pilot lines 52a and 52b. As a result, when it is determined that both hydraulic pilot pressures are output, that is, when it is determined that the combined operation of turning and boom raising is being performed, the controller 70 outputs the control signal s. Then, the pilot pressure introduction switching valve 53 is switched to the lower position, and the merging switching valve 44 is switched to the left position in the same manner as described above to close the tank line 42.

こうして第２の判定手段での判定結果に基づいてタンク管路４２を閉鎖する場合、コントローラ７０からは、制御信号ｓを限られた時間だけ出力して合流切換弁４４でタンク管路４２を一時的に閉鎖する。この点の技術的意義を、図３を用いて説明する。   In this way, when the tank line 42 is closed based on the determination result of the second determination means, the controller 70 outputs the control signal s for a limited time and temporarily connects the tank line 42 with the junction switching valve 44. Closed. The technical significance of this point will be described with reference to FIG.

図３は、旋回及びブーム上げの複合操作の実施時に、ブームシリンダ６及び旋回用油圧モータ５０がそれぞれ受ける負荷の推移を模式的に示したものであり、ブームシリンダ６や旋回用油圧モータ５０が受ける負荷Ｌを縦軸に表し、旋回用油圧モータ５０の始動開始後の経過時間Ｔを横軸に表している。図３中、Ｂは、複合操作の開始以降にブームシリンダ６が受ける負荷の推移を示すグラフ、Ｍは、複合操作の開始以降に旋回用油圧モータ５０が受ける負荷の推移を示すグラフである。また、ｔ0 は、複合操作の開始時点（旋回用油圧モータ５０の始動開始時点）、ｔ1 は、旋回用油圧モータ５０が受ける負荷がその始動開始後に増加してからブームシリンダ６が受ける負荷の域にまで低下した時点、ｔは、複合操作の開始時点ｔ0 から前記時点ｔ1 までの時間を意味する。   FIG. 3 schematically shows the transition of loads received by the boom cylinder 6 and the turning hydraulic motor 50 when the combined operation of turning and boom raising is performed. The received load L is represented on the vertical axis, and the elapsed time T after the start of the turning hydraulic motor 50 is represented on the horizontal axis. In FIG. 3, B is a graph showing the transition of the load received by the boom cylinder 6 after the start of the combined operation, and M is a graph showing the transition of the load received by the turning hydraulic motor 50 after the start of the combined operation. Further, t0 is the start time of the combined operation (starting time of the turning hydraulic motor 50), and t1 is the load range received by the boom cylinder 6 after the load received by the turning hydraulic motor 50 is increased after the start. When t is reduced to t, t means the time from the start time t0 of the composite operation to the time t1.

旋回及びブーム上げ操作の複合操作を実施したときに、ブームシリンダ６が受ける負荷は、図３のグラフＢに示すようにその複合操作の開始時点ｔ0 以降ほぼ一定である。これに対し、ブームシリンダ６が受ける負荷は、図３のグラフＭに示すように旋回用油圧モータ５０の始動開始時点ｔ0 後に急激に上昇して、ブームシリンダ６が受ける負荷を大きく上回り、その後、急速に低下して、時点ｔ1 経過後に、ブームシリンダ６が受ける負荷を大きく下回り、定常状態となる。旋回用油圧モータ５０がこうした特性を有する理由は、既に述べたように上部旋回体が著大な重量を有する旋回慣性体をなしていて、その起動に大きなエネルギーを必要とするからである。   When the combined operation of the turning and boom raising operation is performed, the load received by the boom cylinder 6 is substantially constant after the start time t0 of the combined operation as shown in the graph B of FIG. On the other hand, the load received by the boom cylinder 6 increases rapidly after the start start time t0 of the turning hydraulic motor 50 as shown in the graph M of FIG. It decreases rapidly, and after the elapse of time t1, it greatly falls below the load applied to the boom cylinder 6 and enters a steady state. The reason why the swing hydraulic motor 50 has such a characteristic is that, as described above, the upper swing body is a swing inertia body having a significant weight and requires a large amount of energy to start.

このように、旋回及びブーム上げ操作の複合操作における旋回油圧モータ５０の始動時に、特に、旋回用油圧モータ５０の始動開始時点ｔ0 から時点ｔ1 までの時間ｔ内での一時期、旋回油圧モータ５０が上部旋回体から著大な負荷を受けるため、旋回油圧モータ５０の駆動圧力がブームシリンダ６の駆動圧力よりも高くなる。そうすると、主油圧ポンプ２１の圧油がブームシリンダ６に優先して供給され、旋回油圧モータ５０には、圧油が十分に供給されないため、旋回油圧モータ５０を迅速に始動させるために必要な十分な旋回加速が得られない。こうした問題に対応して、主油圧ポンプ２１から旋回油圧モータ５０へ供給する圧油の圧力を増強するため、旋回油圧モータ５０の始動時に、時間ｔを目安にして予め設定した設定時間だけ制御信号ｓをコントローラ７０から出力して、合流切換弁４４によりタンク管路４２を一時的に閉鎖する。この設定時間は、通常は１秒前後で足りるが、余裕を見込んでも数秒あれば十分である。   In this way, when the swing hydraulic motor 50 is started in the combined operation of the swing and the boom raising operation, the swing hydraulic motor 50 is in particular at a certain time within the time t from the start time t0 to the time t1 of the swing hydraulic motor 50. Since a significant load is received from the upper swing body, the drive pressure of the swing hydraulic motor 50 becomes higher than the drive pressure of the boom cylinder 6. As a result, the pressure oil of the main hydraulic pump 21 is supplied to the boom cylinder 6 with priority, and the hydraulic oil is not sufficiently supplied to the swing hydraulic motor 50, so that it is sufficient to start the swing hydraulic motor 50 quickly. Can not get a good turning acceleration. In response to such a problem, in order to increase the pressure of the pressure oil supplied from the main hydraulic pump 21 to the swing hydraulic motor 50, when the swing hydraulic motor 50 is started, a control signal is set for a preset time with reference to the time t. s is output from the controller 70, and the tank line 42 is temporarily closed by the merge switching valve 44. This set time is usually about 1 second, but a few seconds are enough even if a margin is allowed.

以上の手段を備えた本油圧駆動装置の作用効果について説明する。   The effects of the hydraulic drive apparatus having the above means will be described.

本油圧駆動装置では、油圧ショベルの運転時に、コントローラ７０の第１の判定手段において、アームシリンダ７のボトム側の圧力の値が予め設定した設定値以上であるか否かをアームシリンダボトム圧検出手段６２の検出信号γに基づいて判定する。その結果、アームシリンダ７のボトム側の圧力の値が前記設定値以上であると判定されたときには、コントローラ７０は、制御信号ｓを出力してパイロット圧導入用切換弁５３を下位置に切り換え、これにより、合流切換弁４４を左位置に切り換えてタンク管路４２を閉鎖する。   In the hydraulic drive device, when the hydraulic excavator is operated, the first determination means of the controller 70 detects whether the pressure value on the bottom side of the arm cylinder 7 is equal to or higher than a preset value. The determination is made based on the detection signal γ of the means 62. As a result, when it is determined that the pressure value on the bottom side of the arm cylinder 7 is equal to or greater than the set value, the controller 70 outputs the control signal s to switch the pilot pressure introduction switching valve 53 to the lower position, As a result, the junction switching valve 44 is switched to the left position to close the tank pipeline 42.

このとき、ブームシリンダ６及びアームシリンダ７を共に伸長させてブーム上げ及びアームクラウドの複合操作をしているならば、タンク管路４２に排出されたブームシリンダ６の圧油排出側となるロッド側（ロッド側室６ｂ）の圧油は、連通管路４０に導かれてアーム用方向制御弁２４の上流側に供給される。そして、この上流側に供給されたブームシリンダ６のロッド側の圧油は、主油圧ポンプ２１からアームシリンダ７に供給される圧油とアーム用方向制御弁２４の上流側で合流し、合流したこれらの圧油が同方向制御弁２４を経由してアームシリンダ７の圧油供給側となるボトム側へ供給される。このように、本油圧駆動装置は、従来の技術の優れた仕組みを変えることなく実質的に保持し、ブーム上げ及びアームクラウドの複合操作をする場合に、エネルギーの残存するブームシリンダ６のロッド側の油圧を有効に活用してアームシリンダ７を迅速に伸長させることができる。   At this time, if the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 are both extended and the boom raising and the arm cloud are combined, the rod side on the pressure oil discharge side of the boom cylinder 6 discharged to the tank conduit 42 The pressure oil in the (rod side chamber 6 b) is guided to the communication pipe 40 and supplied to the upstream side of the arm direction control valve 24. Then, the pressure oil on the rod side of the boom cylinder 6 supplied to the upstream side merges with the pressure oil supplied from the main hydraulic pump 21 to the arm cylinder 7 on the upstream side of the arm direction control valve 24. These pressure oils are supplied to the bottom side which is the pressure oil supply side of the arm cylinder 7 via the same direction control valve 24. As described above, the hydraulic drive device substantially retains the excellent mechanism of the conventional technology without changing the mechanism, and the boom side of the boom cylinder 6 where the energy remains is used when the boom is raised and the arm cloud is combined. The arm cylinder 7 can be quickly extended by effectively utilizing the hydraulic pressure.

なお、こうしてブームシリンダ６のロッド側の圧油を連通管路４０を通じてアーム用方向制御弁２４の上流側に供給している過程で、連通管路４０の油圧が所定値以上に上昇したときには、この連通管路４０の圧油を、メインリリーフ弁３８により圧抜き管路３７を通じて作動油タンク４３に逃がす。ここに示す例では、アームシリンダ７のボトム側室７ａの圧だけを検出手段で検出して合流切換弁４４を切り換えるようにしているので、ブームシリンダ６を伸長させアームシリンダ７を縮小させるブーム上げ及びアームダンプの複合操作をしたときには、アームシリンダ７の圧油供給側となるロッド側室７ｂの圧は上昇するものの、圧油排出側となるボトム側室７ａの圧は、設定値までは上昇せず、タンク管路４２が合流切換弁４４により閉鎖されることはない。   In the process of supplying the pressure oil on the rod side of the boom cylinder 6 to the upstream side of the arm directional control valve 24 through the communication line 40 in this way, when the hydraulic pressure of the communication line 40 rises above a predetermined value, The pressure oil in the communication line 40 is released to the hydraulic oil tank 43 through the pressure relief line 37 by the main relief valve 38. In the example shown here, since only the pressure in the bottom side chamber 7a of the arm cylinder 7 is detected by the detecting means and the merging switching valve 44 is switched, the boom raising and lowering the boom cylinder 6 and reducing the arm cylinder 7 are performed. When the arm dump is combined, the pressure in the rod side chamber 7b on the pressure oil supply side of the arm cylinder 7 rises, but the pressure in the bottom side chamber 7a on the pressure oil discharge side does not rise to the set value. The tank line 42 is not closed by the junction switching valve 44.

また、前記第１の判定手段での判定結果に基づいて合流切換弁４４によりタンク管路４２を閉鎖したときに、ブーム下げ及びアームクラウドの複合操作をしているならば、ブームシリンダ６の縮小操作時にブーム用操作装置２５が発する油圧パイロット圧が逆止弁用パイロット管路４８に導入されてパイロット式逆止弁４７の信号受け部に導かれ、同逆止弁４７の逆止弁としての機能を解除する。その結果、ブームシリンダ６の圧油排出側となるボトム側の圧油を、連通管路４０に流入させることなく、サブタンク管路４６を通じて作動油タンク４３へ逃がす。   Further, when the tank pipeline 42 is closed by the junction switching valve 44 based on the determination result of the first determination means, if the boom lowering and the arm cloud are combined, the boom cylinder 6 is reduced. The hydraulic pilot pressure generated by the boom operating device 25 during operation is introduced into the check valve pilot pipe 48 and guided to the signal receiving portion of the pilot check valve 47, and the check valve 47 serves as a check valve. Cancel the function. As a result, the pressure oil on the bottom side, which is the pressure oil discharge side of the boom cylinder 6, is released to the hydraulic oil tank 43 through the sub tank conduit 46 without flowing into the communication conduit 40.

一方、本油圧駆動装置では、油圧ショベルの運転時に、コントローラ７０の第２の判定手段において、パイロット管路２５ａに油圧パイロット圧が出力されているか否かをブーム上げ操作検出手段６０の検出信号αに基づいて判定し、パイロット管路５２ａ，５２ｂの何れかに油圧パイロット圧が出力されているか否かを旋回操作検出手段６１の検出信号βに基づいて判定する。その結果、両方の油圧パイロット圧が出力されていると判定されたときには、旋回及びブーム上げの複合操作が実施されていると判断して、コントローラ７０は、制御信号ｓを一時的に出力してパイロット圧導入用切換弁５３を下位置に切り換え、これにより、合流切換弁４４を左位置に切り換えて、旋回油圧モータ５０の始動時にタンク管路４２を一時的に閉鎖する。   On the other hand, in this hydraulic drive device, during the operation of the hydraulic excavator, the second determination means of the controller 70 determines whether or not the hydraulic pilot pressure is being output to the pilot line 25a. Is determined based on the detection signal β of the turning operation detecting means 61 to determine whether the hydraulic pilot pressure is being output to either of the pilot lines 52a, 52b. As a result, when it is determined that both hydraulic pilot pressures are output, it is determined that the combined operation of turning and boom raising is being performed, and the controller 70 temporarily outputs the control signal s. The pilot pressure introduction switching valve 53 is switched to the lower position, whereby the merging switching valve 44 is switched to the left position, and the tank line 42 is temporarily closed when the swing hydraulic motor 50 is started.

そうすると、ブームシリンダ６をブーム上げのために伸長操作しても、ブームシリンダ６のロッド側から圧油を円滑に排出することができなくなり、その当然の結果として、圧油供給管路２８内の油圧が上昇して、主油圧ポンプ２１から旋回油圧モータ５０へ供給される圧油の圧力が増強される。換言すると、本油圧駆動装置では、タンク管路４２を合流切換弁４４で閉鎖してブームシリンダ６の駆動圧力を旋回油圧モータ５０の駆動圧力に対し人為的に上昇させることにより、主油圧ポンプ２１の圧油が旋回油圧モータ５０の方へ供給されやすくして、旋回油圧モータを始動するための油圧を増強する。したがって、図１の油圧回路のように旋回油圧モータ５０とブームシリンダ６とを共通の主油圧ポンプ２１で駆動して複合操作しても、旋回油圧モータ５０を速やかに始動させるために必要な十分な旋回加速を得ることができる。   Then, even if the boom cylinder 6 is extended to raise the boom, the pressure oil cannot be smoothly discharged from the rod side of the boom cylinder 6. The hydraulic pressure rises and the pressure of the pressure oil supplied from the main hydraulic pump 21 to the swing hydraulic motor 50 is increased. In other words, in this hydraulic drive device, the main hydraulic pump 21 is closed by closing the tank pipe line 42 with the merging switching valve 44 and artificially increasing the drive pressure of the boom cylinder 6 with respect to the drive pressure of the swing hydraulic motor 50. The pressure oil is easily supplied to the swing hydraulic motor 50, and the hydraulic pressure for starting the swing hydraulic motor is increased. Therefore, even if the swing hydraulic motor 50 and the boom cylinder 6 are driven by the common main hydraulic pump 21 and combinedly operated as in the hydraulic circuit of FIG. 1, it is sufficient to start the swing hydraulic motor 50 quickly. Turning acceleration can be obtained.

なお、旋回及びブーム上げの複合操作時に、こうした合流切換弁４４でのタンク管路４２の閉鎖によりブームシリンダ６のロッド側からの圧油の排出を妨げても、このタンク管路４２の閉鎖は、旋回油圧モータ５０の始動開始時の限られた時間であるので、ブーム上げの操作に悪影響をもたらすようなことはない。また、合流切換弁４４でのタンク管路４２の閉鎖時に、圧油供給管路２８内の油圧が過度に上昇したときには、主油圧ポンプ２１からの圧油をメインリリーフ弁３８の作動により作動油タンク４３に逃がすので、こうした仕組みにより圧油供給管路２８の油圧を上昇させても、格別問題は生じない。   In the combined operation of turning and boom raising, even if the discharge of the pressure oil from the rod side of the boom cylinder 6 is prevented by the closing of the tank conduit 42 by the merging switching valve 44, the tank conduit 42 is closed. Since it is a limited time at the start of the turning hydraulic motor 50, there is no adverse effect on the boom raising operation. Further, when the oil pressure in the pressure oil supply line 28 rises excessively when the tank line 42 is closed by the merging switching valve 44, the pressure oil from the main hydraulic pump 21 is actuated by the operation of the main relief valve 38. Since it escapes to the tank 43, even if it raises the hydraulic pressure of the pressure oil supply line 28 by such a mechanism, a special problem does not arise.

以上のことから明らかなように、本油圧駆動装置によれば、従来の技術に係る油圧駆動装置において、旋回油圧モータ５０をブームシリンダ６と共通の主油圧ポンプ２１で駆動するように設けた場合に、従来の技術の優れた仕組みを変えることなく有効に活用して、旋回油圧モータ５０とブームシリンダ６の複合操作時に旋回油圧モータ５０の始動を迅速に行うことができる。そのため、本油圧駆動装置では、アームシリンダ７を増速するための既存の仕組み中の合流切換弁４４を旋回油圧モータ５０の始動を迅速化する手段にも利用して二重に活用して、当該作業を能率的に行うことができるとともに製作費の節減にも資することができる。   As is clear from the above, according to this hydraulic drive device, in the hydraulic drive device according to the prior art, when the swing hydraulic motor 50 is provided to be driven by the main hydraulic pump 21 common to the boom cylinder 6. In addition, it is possible to quickly start the swing hydraulic motor 50 during the combined operation of the swing hydraulic motor 50 and the boom cylinder 6 by effectively utilizing the excellent mechanism of the conventional technology. Therefore, in this hydraulic drive device, the merging switching valve 44 in the existing mechanism for accelerating the arm cylinder 7 is also used in a double manner by utilizing it as a means for speeding up the start of the swing hydraulic motor 50, This work can be done efficiently and can contribute to a reduction in production costs.

ここでは、第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダの複合操作において第２油圧シリンダを増速する例として、ブーム上げ及びアームクラウドの複合操作の例を示したが、本油圧駆動装置は、土砂を押す作業で実施されるブーム上げ及びアームダンプの複合操作においてアームシリンダ７を増速する場合にも適用することができる。その場合には、図１の油圧回路において、アームシリンダボトム圧検出手段６２の代わりに又は同検出手段６２に加えて、アームシリンダ７のロッド側室７ｂの圧を検出するためのアームシリンダロッド圧検出手段を設けて、アームシリンダ７のロッド圧が設定値以上であるときに、パイロット圧導入用切換弁５３を下位置に切り換えて合流切換弁４４でタンク管路４２を閉鎖するようにすればよい。   Here, as an example of increasing the speed of the second hydraulic cylinder in the combined operation of the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder, an example of the combined operation of raising the boom and the arm cloud is shown. The present invention can also be applied to the case of increasing the speed of the arm cylinder 7 in the combined operation of boom raising and arm dumping performed by the pushing operation. In that case, in the hydraulic circuit of FIG. 1, arm cylinder rod pressure detection for detecting the pressure in the rod side chamber 7 b of the arm cylinder 7 instead of or in addition to the arm cylinder bottom pressure detection means 62. When the rod pressure of the arm cylinder 7 is equal to or higher than the set value, the pilot pressure introduction switching valve 53 is switched to the lower position, and the merging switching valve 44 closes the tank line 42. .

ここでは、旋回油圧モータ及び油圧シリンダの複合操作時に旋回油圧モータの始動を迅速に行うための本発明の油圧駆動装置を、建設機械の代表例である油圧ショベルに具体化した例を示した。しかしながら、旋回油圧モータと油圧シリンダとを備えて両者を複合操作する油圧駆動装置は、各種建設機械を始めとする油圧ショベル以外の作業機械も備えているので、旋回油圧モータ及び油圧シリンダの複合操作時に旋回油圧モータの駆動を優先して作業を行う必要性がある作業機械であれば、本発明の油圧駆動装置は、油圧ショベルだけに限らず、他の作業機械の油圧駆動装置にも適用することができる。   Here, an example in which the hydraulic drive device of the present invention for quickly starting the swing hydraulic motor during combined operation of the swing hydraulic motor and the hydraulic cylinder is embodied in a hydraulic excavator that is a typical example of a construction machine is shown. However, since the hydraulic drive device that includes the swing hydraulic motor and the hydraulic cylinder and performs a combined operation thereof includes a work machine other than the hydraulic excavator including various construction machines, the combined operation of the swing hydraulic motor and the hydraulic cylinder is performed. If it is a work machine that sometimes needs to prioritize the drive of the swing hydraulic motor, the hydraulic drive device of the present invention is not limited to the hydraulic excavator, but also applies to the hydraulic drive devices of other work machines. be able to.

本発明を具体化して構成した油圧駆動装置に関する油圧回路図である。1 is a hydraulic circuit diagram relating to a hydraulic drive device that embodies the present invention. 図１の油圧駆動装置の制御のために設けられるコントローラのブロック図である。It is a block diagram of the controller provided for control of the hydraulic drive device of FIG. 旋回油圧モータをブームシリンダと複合操作しながら始動した場合に旋回油圧モータ及びブームシリンダにそれぞれかかる負荷の推移を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows transition of the load concerning a turning hydraulic motor and a boom cylinder, respectively, when a turning hydraulic motor is started while performing combined operation with a boom cylinder.

符号の説明Explanation of symbols

６ ブームシリンダ
６ａ （ブームシリンダ６の）ボトム側室
６ｂ （ブームシリンダ６の）ロッド側室
７ アームシリンダ
７ａ （アームシリンダ７の）ボトム側室
７ｂ （アームシリンダ７の）ロッド側室
２１ 主油圧ポンプ
２２ パイロットポンプ
２３ ブーム用方向制御弁
２４ アーム用方向制御弁
２５ ブーム用操作装置
２５ａ，２５ｂ パイロット管路
２６ アーム用操作装置
２６ａ，２６ｂ パイロット管路
２７，２８ 圧油供給管路
３８ メインリリーフ弁
４０ 連通管路
４２ タンク管路
４３ 作動油タンク
４４ 合流切換弁
４５ パイロット管路
４６ サブタンク管路
４７ パイロット式逆止弁
４８ 逆止弁用パイロット管路
５０ 旋回用油圧モータ
５１ 旋回用方向制御弁
５２ 旋回用操作装置
５２ａ，５２ｂ パイロット管路
５３ パイロット圧導入用切換弁
５３ａ （パイロット圧導入用切換弁５３の）信号受け部
５４ シャトル弁
６０ ブーム上げ操作検出手段
６１ 旋回操作検出手段
６２ アームシリンダボトム圧検出手段
７０ コントローラ 6 Boom cylinder 6a Bottom side chamber (of boom cylinder 6) 6b Rod side chamber (of boom cylinder 6) 7 Arm cylinder 7a Bottom side chamber (of arm cylinder 7) 7b Rod side chamber (of arm cylinder 7) 21 Main hydraulic pump 22 Pilot pump 23 Boom direction control valve 24 Arm direction control valve 25 Boom operation device 25a, 25b Pilot conduit 26 Arm operation device 26a, 26b Pilot conduit 27, 28 Pressure oil supply conduit 38 Main relief valve 40 Communication conduit 42 Tank line 43 Hydraulic oil tank 44 Merge switching valve 45 Pilot line 46 Sub tank line 47 Pilot type check valve 48 Pilot valve for check valve 50 Turning hydraulic motor 51 Turning direction control valve 52 Turning operation device 52a , 52b Pilot pipeline 53 pie Tsu DOO pressure introduction needful switching valve 53a (pilot pressure introducing needful switching the valve 53) the signal receiving unit 54 shuttle valve 60 boom raising operation detecting means 61 turning operation detecting means 62 the arm cylinder bottom pressure detector 70 Controller

Claims (1)

フロント作業機の油圧アクチュエータをなし互に複合操作される第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダと、第１油圧シリンダと共に複合操作され上部旋回体を旋回させる旋回油圧モータと、これら第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダ及び旋回油圧モータへ供給するための油圧の発生源として共用される主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから第１油圧シリンダへ供給される圧油の流れを制御する第１油圧シリンダ用方向制御弁と、主油圧ポンプから第２油圧シリンダへ供給される圧油の流れを制御する第２油圧シリンダ用方向制御弁と、主油圧ポンプから旋回油圧モータへ供給される圧油の流れを制御する旋回油圧モータ用方向制御弁と、第１油圧シリンダ用方向制御弁を作動油タンクへ連結するタンク油路とを備えた油圧駆動装置において、このタンク油路を選択的に閉鎖することができる閉鎖手段を設けて、第１油圧シリンダと第２油圧シリンダの複合操作をしている場合において第２油圧シリンダの圧油供給側の圧力が所定圧力値以上の高圧となったときに、閉鎖手段でタンク油路を閉鎖することにより第１油圧シリンダの圧油排出側の圧油を第２油圧シリンダ用方向制御弁を経由して第２油圧シリンダの圧油供給側へ供給し、第１油圧シリンダを駆動しながら旋回油圧モータを始動する複合操作を開始したときに、閉鎖手段でタンク油路を一時的に閉鎖することにより主油圧ポンプの吐出側の油路の油圧を一時的に上昇させて、主油圧ポンプから旋回油圧モータへ供給される同油圧モータ始動時の圧油の圧力を増強させるように構成したことをことを特徴とする油圧駆動装置。
A first hydraulic cylinder and a second hydraulic cylinder which are combined and operated as a hydraulic actuator of a front work machine, a swing hydraulic motor which is combined with the first hydraulic cylinder and swings the upper swing body, and the first hydraulic cylinder, A main hydraulic pump shared as a source of hydraulic pressure to be supplied to the second hydraulic cylinder and the swing hydraulic motor, and a first hydraulic cylinder that controls the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the first hydraulic cylinder Directional control valve, directional control valve for second hydraulic cylinder for controlling the flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the second hydraulic cylinder, and flow of pressure oil supplied from the main hydraulic pump to the swing hydraulic motor The hydraulic drive device includes a directional control valve for a swing hydraulic motor that controls the directional control valve, and a tank oil passage that connects the directional control valve for the first hydraulic cylinder to a hydraulic oil tank. Thus, when a closing means capable of selectively closing the tank oil passage is provided to perform a combined operation of the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder, the pressure on the pressure oil supply side of the second hydraulic cylinder When the pressure becomes higher than a predetermined pressure value, the pressure oil on the pressure oil discharge side of the first hydraulic cylinder is passed through the second hydraulic cylinder direction control valve by closing the tank oil passage with the closing means. Main oil pressure is obtained by temporarily closing the tank oil passage with the closing means when the combined operation of starting the swing hydraulic motor while driving the first hydraulic cylinder and supplying the hydraulic oil to the hydraulic oil supply side of the two hydraulic cylinders is started. The hydraulic pressure of the oil passage on the discharge side of the pump is temporarily increased to increase the pressure oil pressure at the start of the hydraulic motor supplied from the main hydraulic pump to the swing hydraulic motor. Hydraulic drive Apparatus.
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