JP7201463B2 - construction machinery - Google Patents

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Description

本発明は、油圧パイロット式制御弁のパイロット油室からのエア抜きが可能な建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine capable of bleeding air from a pilot oil chamber of a hydraulic pilot control valve.

一般に、油圧ショベルやホイールローダ等の建設機械は、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータの作動を制御するための油圧パイロット式制御弁を備えている。この油圧パイロット式制御弁のパイロット油室には、オペレータが操作する操作具から出力された作動信号に応じてパイロット圧が作用するようになっており、パイロット油室に作用するパイロット圧の大きさに応じて、油圧パイロット式制御弁の制御弁スプールが制御弁スプリングにより保持された中立位置から制御弁スプリングの力に抗して移動する。また、パイロット油室へのパイロット圧が解除されると、制御弁スプールは制御弁スプリングの力によって元の中立位置に戻される。このように、油圧パイロット式制御弁は、パイロット油室に作用するパイロット圧によって制御弁スプールが任意の位置に移動することにより、油圧アクチュエータへの作動油の供給方向および供給量を制御して、油圧アクチュエータの作動を制御するようになっている。 Construction machines such as hydraulic excavators and wheel loaders generally include a hydraulic pilot control valve for controlling the operation of hydraulic actuators such as hydraulic cylinders and hydraulic motors. A pilot pressure acts on the pilot oil chamber of this hydraulic pilot type control valve according to an actuation signal output from an operation tool operated by an operator. In response, the control valve spool of the hydraulic piloted control valve moves from the neutral position held by the control valve spring against the force of the control valve spring. Also, when the pilot pressure to the pilot oil chamber is released, the control valve spool is returned to its original neutral position by the force of the control valve spring. In this way, the hydraulic pilot control valve controls the supply direction and amount of hydraulic oil to the hydraulic actuator by moving the control valve spool to an arbitrary position due to the pilot pressure acting on the pilot oil chamber. It is adapted to control the actuation of the hydraulic actuator.

このような油圧パイロット式制御弁を含む油圧機器に作動油を充填する際等には、油圧パイロット式制御弁のパイロット油室にエアが混入してしまうことがある。そうすると、パイロット油室が行き止まりであるためパイロット油室にエアが閉じ込められてしまい、油圧パイロット式制御弁の応答性が低下する等の不具合が発生することとなる。 When a hydraulic device including such a hydraulic pilot control valve is filled with working oil, air may enter the pilot oil chamber of the hydraulic pilot control valve. Then, since the pilot oil chamber is a dead end, air will be trapped in the pilot oil chamber, and problems such as a decrease in responsiveness of the hydraulic pilot type control valve will occur.

この点に関して、下記特許文献１の従来技術には、パイロット油室からのエア抜きが可能な油圧パイロット式制御弁が記載されており、この油圧パイロット式制御弁について図４を参照して説明する。 Regarding this point, the prior art of Patent Document 1 below describes a hydraulic pilot type control valve capable of removing air from the pilot oil chamber. This hydraulic pilot type control valve will be described with reference to FIG. .

図４に示すとおり、油圧パイロット式制御弁１００の制御弁スプール１０２の軸方向端部外周面にはエア抜き用の切り欠き１０４が形成されている。切り欠き１０４は、パイロット油室１０６に矢印Ｙで示す方向にパイロット油が供給されて制御弁スプール１０２が移動しストローク端に近づくと、作動油タンク（図示していない。）に接続された戻り通路１０８とパイロット油室１０６とが連通する。戻り通路１０８とパイロット油室１０６とが連通した状態を図４に二点鎖線で示す。戻り通路１０８とパイロット油室１０６とが連通すると、パイロット油室１０６内に滞留したエアが矢印Ｄで示すように制御弁スプール１０２の切り欠き１０４および戻り通路１０８を介してパイロット油と共に作動油タンクに排出される。 As shown in FIG. 4 , a notch 104 for bleeding air is formed in the outer peripheral surface of the axial end of the control valve spool 102 of the hydraulic pilot control valve 100 . Notch 104 is connected to a hydraulic oil tank (not shown) when pilot oil is supplied to pilot oil chamber 106 in the direction indicated by arrow Y and control valve spool 102 moves and approaches the stroke end. Passage 108 and pilot oil chamber 106 communicate with each other. A state in which the return passage 108 and the pilot oil chamber 106 communicate with each other is shown by a chain double-dashed line in FIG. When the return passage 108 and the pilot oil chamber 106 are communicated with each other, the air remaining in the pilot oil chamber 106 flows through the notch 104 of the control valve spool 102 and the return passage 108 as indicated by arrow D into the working oil tank together with the pilot oil. discharged to

特開２００２－３１７８０２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-317802

しかしながら、上記特許文献１の従来技術においては、制御弁スプールの切り欠きを介してパイロット油室から戻り通路に流れたパイロット油がアクチュエータを作動させるために使用されないので、パイロット油室から戻り通路に流れたパイロット油の分だけエネルギーが損失（ブリードロス）するという問題がある。 However, in the prior art of Patent Document 1, the pilot oil that has flowed from the pilot oil chamber to the return passage through the notch of the control valve spool is not used to operate the actuator. There is a problem that energy is lost (bleed loss) by the pilot oil that has flowed.

ところで、建設機械の油圧回路には、油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出するメインポンプと、油圧パイロット式制御弁の制御弁スプールを作動させるためのパイロット油を吐出するパイロットポンプとの両方が設けられているものが存在するが、メインポンプから減圧弁を介して油圧パイロット式制御弁にパイロット油を供給するものも存在し、このような油圧回路では、必要な時だけメインポンプから油圧パイロット式制御弁にパイロット油が供給されるため、メインポンプとパイロットポンプとの両方が設けられている油圧回路よりも効率が高くなる。 By the way, a hydraulic circuit of a construction machine includes both a main pump that discharges hydraulic oil for operating a hydraulic actuator and a pilot pump that discharges pilot oil for operating a control valve spool of a hydraulic pilot type control valve. is provided, but there are also those that supply pilot oil from the main pump to the hydraulic pilot type control valve via the pressure reducing valve. Since the pilot oil is supplied to the pilot type control valve, the efficiency is higher than that of a hydraulic circuit provided with both a main pump and a pilot pump.

しかしながら、メインポンプから減圧弁を介して油圧パイロット式制御弁にパイロット油を供給する場合において、上記特許文献１の従来技術のように制御弁スプールの切り欠きおよび戻り通路を介してパイロット油室内のエアが作動油タンクに排出されるようになっていると、制御弁スプールの切り欠きを通過する流量（ブリード流量）にメインポンプの吐出圧力を乗じた分がエネルギー損失（ブリードロス）となるため、メインポンプが高圧になったときには建設機械の性能に影響を及ぼす程度のエネルギー損失が発生するおそれがある。 However, when the pilot oil is supplied from the main pump to the hydraulic pilot type control valve through the pressure reducing valve, the pressure inside the pilot oil chamber passes through the notch of the control valve spool and the return passage as in the prior art of Patent Document 1. If the air is discharged to the hydraulic oil tank, energy loss (bleed loss) is the flow rate that passes through the notch of the control valve spool (bleed flow rate) multiplied by the discharge pressure of the main pump. When the main pump reaches high pressure, there is a risk of energy loss that affects the performance of the construction machine.

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、パイロット油室から戻り通路にパイロット油が流れることに起因するエネルギー損失を低減することができる建設機械を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of the above facts, is to provide a construction machine capable of reducing energy loss caused by the pilot oil flowing from the pilot oil chamber to the return passage.

上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の建設機械である。すなわち、油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、スプール孔および前記スプール孔から延び作動油タンクに接続された戻り通路が形成されたハウジングと前記ハウジングの前記スプール孔に軸方向に移動自在に収容された円柱状の制御弁スプールとを含み且つ前記制御弁スプールの軸方向外方にパイロット油室が設けられた油圧パイロット式制御弁と、前記油圧ポンプと前記パイロット油室とを接続するパイロットラインに設けられ前記パイロット油室に作用するパイロット圧を制御する電磁比例減圧弁と、オペレータから加えられる操作に応じて作動信号を出力する操作具と、前記操作具から出力された作動信号および前記圧力センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧力に応じて前記電磁比例減圧弁の作動を制御するコントローラとを備え、前記油圧パイロット式制御弁の前記制御弁スプールの軸方向端部外周面には切り欠きが形成されており、前記コントローラは、前記操作具に所定量以上の操作が加えられた場合において前記圧力センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が所定値未満であるときは前記パイロット油室と前記戻り通路とが前記制御弁スプールの前記切り欠きを介して連通する位置に前記制御弁スプールを位置づけると共に、前記操作具に前記所定量以上の操作が加えられた場合において前記圧力センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が前記所定値を超えたときは前記パイロット油室と前記戻り通路との連通が遮断される位置に前記制御弁スプールを位置づけるように前記電磁比例減圧弁の作動を制御する建設機械である。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following construction machine. Specifically, a hydraulic pump, a pressure sensor for detecting the discharge pressure of the hydraulic pump, a housing having a spool hole and a return passage extending from the spool hole and connected to a hydraulic oil tank, and a shaft connected to the spool hole of the housing. a hydraulic pilot type control valve including a cylindrical control valve spool housed so as to be movable in a direction and having a pilot oil chamber axially outward of the control valve spool; the hydraulic pump and the pilot oil chamber; and an electromagnetic proportional pressure reducing valve for controlling the pilot pressure acting on the pilot oil chamber, an operating tool for outputting an actuation signal in response to an operation applied by an operator, and an output from the operating tool a controller for controlling the operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve in accordance with the operating signal and the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure sensor; A cutout is formed on the outer peripheral surface of the part, and the controller detects when the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure sensor is less than a predetermined value when the operating tool is operated by a predetermined amount or more. In some cases, the control valve spool is positioned at a position where the pilot oil chamber and the return passage communicate with each other through the notch of the control valve spool, and the operating tool is operated by the predetermined amount or more. In some cases, when the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure sensor exceeds the predetermined value, the control valve spool is positioned at a position where the communication between the pilot oil chamber and the return passage is cut off. It is a construction machine that controls the operation of an electromagnetic proportional pressure reducing valve.

好ましくは、前記切り欠きは前記制御弁スプールの軸方向に延びる線状溝である。 Preferably, the notch is a linear groove extending in the axial direction of the control valve spool.

本発明が提供する建設機械においては、操作具に所定量以上の操作が加えられた場合において圧力センサによって検出された油圧ポンプの吐出圧力が所定値未満であるときはパイロット油室と戻り通路とが制御弁スプールの切り欠きを介して連通する位置に制御弁スプールを位置づけるように電磁比例減圧弁の作動をコントローラが制御するので、油圧ポンプの吐出圧力が所定値未満で比較的低圧のときには、パイロット油室内に滞留したエアが制御弁スプールの切り欠きおよび戻り通路を通ってパイロット油と共に作動油タンクに排出される。 In the construction machine provided by the present invention, when the manipulator is operated by a predetermined amount or more and the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure sensor is less than a predetermined value, the pilot oil chamber and the return passage are closed. Since the controller controls the operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve so as to position the control valve spool at a position where the control valve spool communicates with the notch of the control valve spool, when the discharge pressure of the hydraulic pump is less than a predetermined value and is relatively low, The air remaining in the pilot oil chamber is discharged to the hydraulic oil tank together with the pilot oil through the notch of the control valve spool and the return passage.

また、本発明の建設機械においては、操作具に所定量以上の操作が加えられた場合において圧力センサによって検出された油圧ポンプの吐出圧力が所定値を超えたときはパイロット油室と戻り通路との連通が遮断される位置に制御弁スプールを位置づけるように電磁比例減圧弁の作動をコントローラが制御するため、油圧ポンプの吐出圧力が所定値を超えて比較的高圧となったときには、パイロット油室から戻り通路にパイロット油が流れることがない。したがって、本発明の建設機械では、油圧ポンプの吐出圧力が比較的低圧のときにパイロット油室内のエアがパイロット油と共に排出される一方、油圧ポンプの吐出圧力が比較的高圧のときにはパイロット油室から戻り通路にパイロット油が流れないので、効果的にブリードロスを低減することができる。 Further, in the construction machine of the present invention, when the operating tool is operated by a predetermined amount or more and the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure sensor exceeds a predetermined value, the pilot oil chamber and the return passage are closed. Since the controller controls the operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve so that the control valve spool is positioned at the position where the communication is cut off, when the discharge pressure of the hydraulic pump exceeds a predetermined value and becomes relatively high, The pilot oil does not flow into the return passage from the Therefore, in the construction machine of the present invention, air in the pilot oil chamber is discharged together with the pilot oil when the discharge pressure of the hydraulic pump is relatively low, while air is discharged from the pilot oil chamber when the discharge pressure of the hydraulic pump is relatively high. Since pilot oil does not flow into the return passage, bleed loss can be effectively reduced.

本発明に従って構成された建設機械の油圧回路の一部を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a portion of a hydraulic circuit of a construction machine constructed according to the present invention; FIG. 図１に示す油圧パイロット式制御弁の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydraulic pilot control valve shown in FIG. 1; （ａ）図２に示す制御弁スプールが中立位置に位置している状態を示す油圧パイロット式制御弁の部分断面図、（ｂ）図２に示す制御弁スプールのパイロット油室と戻り通路とが切り欠きを介して連通した状態を示す油圧パイロット式制御弁の部分断面図、（ｃ）（ｂ）に示す状態から若干中立位置側に制御弁スプールが位置づけられ、パイロット油室と戻り通路との連通が遮断された状態を示す油圧パイロット式制御弁の部分断面図。(a) Partial cross-sectional view of the hydraulic pilot type control valve showing a state in which the control valve spool shown in FIG. Partial cross-sectional view of the hydraulic pilot type control valve showing the state of communication through the notch, (c) The control valve spool is positioned slightly on the neutral position side from the state shown in (b), and the pilot oil chamber and the return passage are separated. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the hydraulic pilot control valve showing a state in which communication is blocked; 従来の油圧パイロット式制御弁の断面図。Sectional drawing of the conventional hydraulic pilot type control valve.

以下、本発明に従って構成された建設機械の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of a construction machine constructed according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１を参照して説明すると、全体を符号２で示す建設機械は、エンジン４によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ６と、油圧ポンプ６の吐出圧力を検出する圧力センサ８と、油圧ポンプ６から吐出された作動油によって作動する油圧アクチュエータ１０と、油圧ポンプ６から油圧アクチュエータ１０への作動油の供給量および供給方向を制御する油圧パイロット式制御弁１２とを備える。なお、図１には、便宜上、油圧アクチュエータ１０および油圧パイロット式制御弁１２を１個ずつ記載しているが、油圧アクチュエータ１０（油圧シリンダまたは油圧モータ）および油圧パイロット式制御弁１２はそれぞれ複数設けられていてもよい。 Referring to FIG. 1, a construction machine generally indicated by reference numeral 2 includes a variable displacement hydraulic pump 6 driven by an engine 4, a pressure sensor 8 for detecting the discharge pressure of the hydraulic pump 6, and a hydraulic pump. 6, and a hydraulic pilot control valve 12 for controlling the amount and direction of supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 6 to the hydraulic actuator 10. Although one hydraulic actuator 10 and one hydraulic pilot control valve 12 are shown in FIG. 1 for convenience, a plurality of hydraulic actuators 10 (hydraulic cylinders or hydraulic motors) and hydraulic pilot control valves 12 are provided. may have been

図２を参照して説明すると、油圧パイロット式制御弁１２は制御弁ハウジング１４を含み、この制御弁ハウジング１４には、図２の左右方向に延びるスプール孔１６と、ポンプライン１８によって油圧ポンプ６に接続された供給通路２０と、タンクライン２２によって作動油タンク２４に接続されたタンク通路２６（戻り通路）と、一対のアクチュエータライン２８によって油圧アクチュエータ１０に接続された一対のアクチュエータ通路３０とが形成されている。図２を参照することによって理解されるとおり、供給通路２０、タンク通路２６および一対のアクチュエータ通路３０はスプール孔１６から延びている。なお、図示していないが、ハウジング１４には、油圧パイロット式制御弁１２の内部で漏れた油を作動油タンク２４へ戻すためのドレン通路が形成されていてもよく、ドレン通路はタンク通路２６よりもスプール孔１６の端部側に配置され得る。また、ポンプライン１８、タンクライン２２および一対のアクチュエータライン２８は、適宜の油圧ホースまたはパイプ部材等から構成され得る。 Referring to FIG. 2, the hydraulic piloted control valve 12 includes a control valve housing 14 having a spool hole 16 extending laterally in FIG. , a tank passage 26 (return passage) connected to a hydraulic oil tank 24 by a tank line 22, and a pair of actuator passages 30 connected to the hydraulic actuator 10 by a pair of actuator lines 28. formed. A supply passageway 20, a tank passageway 26 and a pair of actuator passageways 30 extend from the spool bore 16, as will be appreciated by reference to FIG. Although not shown, the housing 14 may be formed with a drain passage for returning oil leaked from the hydraulic pilot type control valve 12 to the hydraulic oil tank 24. The drain passage is the tank passage 26. can be arranged closer to the end of the spool hole 16 than the . Also, the pump line 18, the tank line 22 and the pair of actuator lines 28 may be constructed from suitable hydraulic hoses or pipe members or the like.

図２に示すとおり、ハウジング１４のスプール孔１６には、円柱状の制御弁スプール３２が軸方向（図２の左右方向）に移動自在に収容されており、この制御弁スプール３２の軸方向片側端部外周面には切り欠き３４が形成されている。図示の実施形態の切り欠き３４は制御弁スプール３２の軸方向に延びる線状溝である。また、制御弁スプール３２の外周面には、軸方向に間隔をおいて複数の環状溝３６が形成されている。 As shown in FIG. 2, a cylindrical control valve spool 32 is accommodated in the spool hole 16 of the housing 14 so as to be movable in the axial direction (horizontal direction in FIG. 2). A notch 34 is formed on the outer peripheral surface of the end portion. The notch 34 in the illustrated embodiment is a linear groove extending in the axial direction of the control valve spool 32 . A plurality of annular grooves 36 are formed on the outer peripheral surface of the control valve spool 32 at intervals in the axial direction.

図２および図３を参照して説明を続けると、油圧パイロット式制御弁１２は、ハウジング１４の軸方向片側に装着された片側キャップ３７と、ハウジング１４の軸方向他側に装着された他側キャップ３８と、一対の円筒状のスプリング受け３９を介して制御弁スプール３２を初期位置（図２および図３（ａ）に示す中立位置）に付勢する制御弁スプリング４０とを含む。片側キャップ３７および他側キャップ３８のそれぞれは制御弁スプール３２の軸方向外方に配置され、片側キャップ３７および他側キャップ３８の内面によって一対のパイロット油室４２が規定されている。すなわち、制御弁スプール３２の軸方向外方には一対のパイロット油室４２が設けられている。制御弁スプリング４０は、片側キャップ３７によって規定されたパイロット油室４２内において一対のスプリング受け３９の間に配置されており、一対のスプリング受け３９と共にボルト４１によって制御弁スプール２６の軸方向片側端部に固定されている。また、図示の実施形態の油圧パイロット式制御弁１２は、制御弁スプリング４０によって制御弁スプール３２が中立位置に位置づけられている際に供給通路２０、タンク通路２６および一対のアクチュエータ通路３０の相互の連通が遮断されるクローズドセンタ形である。なお、図示の実施形態では、油圧パイロット式制御弁１２よりも上流側部分のポンプライン１８には、油圧アクチュエータ１０の負荷圧を保持するためのチェック弁４４が配置されている。 2 and 3, the hydraulic pilot control valve 12 includes a one-side cap 37 attached to one axial side of the housing 14 and a cap 37 attached to the other axial side of the housing 14. It includes a cap 38 and a control valve spring 40 that biases the control valve spool 32 to an initial position (the neutral position shown in FIGS. 2 and 3a) via a pair of cylindrical spring receptacles 39. As shown in FIG. The one-side cap 37 and the other-side cap 38 are arranged axially outward of the control valve spool 32 , and the inner surfaces of the one-side cap 37 and the other-side cap 38 define a pair of pilot oil chambers 42 . That is, a pair of pilot oil chambers 42 are provided outside the control valve spool 32 in the axial direction. The control valve spring 40 is arranged between a pair of spring bearings 39 in a pilot oil chamber 42 defined by the one-sided cap 37 , and is attached to one axial end of the control valve spool 26 by a bolt 41 together with the pair of spring bearings 39 . fixed to the part. In addition, the hydraulic piloted control valve 12 of the illustrated embodiment is such that when the control valve spring 40 positions the control valve spool 32 in the neutral position, the supply passage 20 , the tank passage 26 and the pair of actuator passages 30 are mutually controlled. It is a closed center type in which communication is cut off. In the illustrated embodiment, a check valve 44 for holding the load pressure of the hydraulic actuator 10 is arranged in the pump line 18 upstream of the hydraulic pilot control valve 12 .

図１に示すとおり、建設機械２は、ポンプライン１８から分岐して油圧パイロット式制御弁１２のパイロット油室４２まで延びるパイロットライン４６を有する。すなわち、建設機械２においては、ポンプライン１８とパイロットライン４６とに共通の油圧ポンプ６から作動油およびパイロット油が供給される。 As shown in FIG. 1 , the construction machine 2 has a pilot line 46 branching from the pump line 18 and extending to the pilot oil chamber 42 of the hydraulic pilot control valve 12 . That is, in the construction machine 2 , hydraulic oil and pilot oil are supplied from the common hydraulic pump 6 to the pump line 18 and the pilot line 46 .

油圧ポンプ６とパイロット油室４２とを接続するパイロットライン４６には、油圧ポンプ６から吐出された作動油の圧力を降下させパイロット１次圧を生成する減圧弁４８と、パイロット１次圧を保持するためのチェック弁５０と、パイロット１次圧平滑用のアキュムレータ５２と、油圧パイロット式制御弁１２のパイロット油室４２に作用するパイロット圧（パイロット２次圧）を制御する複数の電磁比例減圧弁５４とが上流側から順に配置されている。 A pilot line 46 connecting the hydraulic pump 6 and the pilot oil chamber 42 is provided with a pressure reducing valve 48 for reducing the pressure of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 6 to generate a primary pilot pressure, and a pressure reducing valve 48 for holding the primary pilot pressure. a check valve 50 for smoothing the pilot primary pressure, an accumulator 52 for smoothing the pilot primary pressure, and a plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves for controlling the pilot pressure (pilot secondary pressure) acting on the pilot oil chamber 42 of the hydraulic pilot type control valve 12 54 are arranged in order from the upstream side.

電磁比例減圧弁５４に電流が印加されていない状態においては電磁比例減圧弁５４の開口面積は０（全閉）であるため油圧パイロット室４２にはパイロット圧が作用せず、したがって油圧パイロット式制御弁１２の制御弁スプール３２は制御弁スプリング４０によって中立位置に位置づけられる。電磁比例減圧弁５４に電流が印加されると電磁比例減圧弁５４が開放され、電磁比例減圧弁５４に印加される電流の増大に従って電磁比例減圧弁５４の開口面積が増大する。そして、電磁比例減圧弁５４の開口面積が増大するに従って、一対のパイロット油室４２のいずれか一方に作用するパイロット２次圧が増大し、パイロット２次圧によって制御弁スプール３２が中立位置から移動するようになっている。 When no current is applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54, the opening area of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 is 0 (fully closed). Control valve spool 32 of valve 12 is positioned in a neutral position by control valve spring 40 . When a current is applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 is opened, and as the current applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 increases, the opening area of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 increases. As the opening area of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 increases, the pilot secondary pressure acting on one of the pair of pilot oil chambers 42 increases, and the pilot secondary pressure moves the control valve spool 32 from the neutral position. It is designed to

また、図１に示すとおり、建設機械２は、オペレータから加えられる操作に応じて作動信号を出力する操作具５６と、電磁比例減圧弁５４の作動を制御するコントローラ５８とを備えている。 Further, as shown in FIG. 1 , the construction machine 2 includes an operation tool 56 that outputs an actuation signal in response to an operator's operation, and a controller 58 that controls the actuation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 .

操作具５６は、オペレータから手動操作が加えられる操作レバー又はオペレータから踏み込み操作が加えられる操作ペダルから構成され得る。この操作具５６は、コントローラ５８に電気的に接続されており、オペレータから加えられる操作の量および方向に応じて電気信号からなる作動信号をコントローラ５８に出力するようになっている。 The operation tool 56 can be composed of an operation lever that is manually operated by an operator or an operation pedal that is stepped on by an operator. The operating tool 56 is electrically connected to the controller 58 and outputs an actuation signal, which is an electrical signal, to the controller 58 in accordance with the amount and direction of operation applied by the operator.

コントローラ５８は圧力センサ８に電気的に接続されており、圧力センサ８によって検出された油圧ポンプ６の吐出圧力が圧力センサ８からコントローラ５８に入力される。また、コントローラ５８は、各電磁比例減圧弁５４にも電気的に接続されており、操作具５６から出力された作動信号および圧力センサ８によって検出された油圧ポンプ６の吐出圧力に応じて、各電磁比例減圧弁５４に印加する電流を制御するようになっている。 The controller 58 is electrically connected to the pressure sensor 8 , and the discharge pressure of the hydraulic pump 6 detected by the pressure sensor 8 is input from the pressure sensor 8 to the controller 58 . The controller 58 is also electrically connected to each electromagnetic proportional pressure reducing valve 54, and according to the operating signal output from the operation tool 56 and the discharge pressure of the hydraulic pump 6 detected by the pressure sensor 8, each The current applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 is controlled.

図１を参照して説明を続けると、建設機械２は、ポンプライン１８から分岐して作動油タンク２４まで延びるバイパスライン６０と、バイパスライン６０に配置されバイパスライン６０を通って作動油タンク２４に戻る作動油の量を制御するバイパス弁６２とを備える。バイパス弁６２は、バイパス弁ハウジング（図示していない。）と、バイパス弁ハウジングに移動自在に収容されたバイパス弁スプール６４と、バイパス弁スプール６４の一端側に配置されバイパス弁スプール６４を初期位置に付勢するバイパス弁スプリング６６と、バイパス弁スプール６４の他端側に配置されバイパス弁スプリング６６の付勢力に抗してバイパス弁スプール６４を移動させる比例ソレノイド６８とを含む。この比例ソレノイド６８はコントローラ５８に電気的に接続されており、コントローラ５８によって比例ソレノイド６８の作動が制御される。 Continuing the description with reference to FIG. 1, the construction machine 2 includes a bypass line 60 branched from the pump line 18 and extending to the hydraulic oil tank 24 , and a bypass line 60 arranged in the bypass line 60 and passing through the bypass line 60 to the hydraulic oil tank 24 . a bypass valve 62 that controls the amount of hydraulic fluid that returns to the The bypass valve 62 includes a bypass valve housing (not shown), a bypass valve spool 64 movably accommodated in the bypass valve housing, and one end of the bypass valve spool 64 that is arranged at an initial position. and a proportional solenoid 68 disposed at the other end of the bypass valve spool 64 to move the bypass valve spool 64 against the biasing force of the bypass valve spring 66 . The proportional solenoid 68 is electrically connected to the controller 58 which controls the actuation of the proportional solenoid 68 .

次に、上述したとおりの建設機械２の作動について説明する。建設機械２においては、操作具５６に操作が加えられていない操作具中立時には、コントローラ５８から比例ソレノイド６８に電流が印加されず、バイパス弁スプール６４は開口面積が最大となる初期位置にバイパス弁スプリング６６によって位置づけられる。このため、油圧ポンプ６から吐出された作動油はバイパスライン６０を通って作動油タンク２４に戻され、操作具中立時にはポンプライン１８の圧力が小さくなるので省エネルギー化が図られる。 Next, operation of the construction machine 2 as described above will be described. In the construction machine 2, when the operation tool 56 is not operated and the operation tool is neutral, no current is applied from the controller 58 to the proportional solenoid 68, and the bypass valve spool 64 is at the initial position where the opening area is maximized. Positioned by spring 66 . Therefore, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 6 is returned to the hydraulic oil tank 24 through the bypass line 60, and the pressure in the pump line 18 is reduced when the operating tool is neutral, thereby saving energy.

操作具５６に操作が加えられると、コントローラ５８から比例ソレノイド６８に電流が印加され、操作具５６に加えられる操作の量が増加するに従ってバイパス弁スプール６４の移動量が次第に増加し、バイパス弁６２の開口面積が次第に小さくなる。このため、バイパスライン６０を通って作動油タンク２４に戻る作動油の量が減少する。 When the operation tool 56 is operated, the controller 58 applies a current to the proportional solenoid 68, and as the amount of operation applied to the operation tool 56 increases, the amount of movement of the bypass valve spool 64 gradually increases. The opening area of gradually becomes smaller. Therefore, the amount of hydraulic fluid returning to the hydraulic fluid tank 24 through the bypass line 60 is reduced.

また、操作具５６に操作が加えられると、操作具５６に加えられた操作の量および方向に応じて操作具５６からコントローラ５８に作動信号が出力され、コントローラ５８は、操作具５６から出力された作動信号に応じて各電磁比例減圧弁５４に印加する電流を制御する。すなわち、コントローラ５８は、操作具５６から作動信号が出力されていない状態においては各電磁比例減圧弁５４に電流を印加せず、操作具５６に加えられる操作の量の増大に基づく操作具５６の作動信号の変化に応じて、電磁比例減圧弁５４に印加する電流を変化させ電磁比例減圧弁５４の開口面積を増大させる。 Further, when an operation is applied to the operation tool 56, an actuation signal is output from the operation tool 56 to the controller 58 according to the amount and direction of operation applied to the operation tool 56, and the controller 58 is output from the operation tool 56. The current applied to each electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 is controlled according to the actuation signal. That is, the controller 58 does not apply a current to each electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 in a state in which an actuation signal is not output from the operating tool 56 , and the operation tool 56 is controlled based on an increase in the amount of operation applied to the operating tool 56 . The current applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 is changed according to the change in the actuation signal to increase the opening area of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 .

電磁比例減圧弁５４の開口面積が増大し、一対のパイロット油室４２の一方に作用する２次パイロット圧が制御弁スプリング４０の付勢力よりも大きくなると、制御弁スプール３２が中立位置から移動し、供給通路２０と一対のアクチュエータ通路３０の一方とが制御弁スプール３２の環状溝３６を介して連通すると共に、一対のアクチュエータ通路３０の他方とタンク通路２６とが制御弁スプール３２の環状溝３６を介して連通する。そうすると、ポンプライン１８、油圧パイロット式制御弁１２および一対のアクチュエータライン２８の一方を介して油圧ポンプ６から油圧アクチュエータ１０に作動油が供給されると共に、一対のアクチュエータライン２８の他方、油圧パイロット式制御弁１２およびタンクライン２２を介して油圧アクチュエータ１０から作動油タンク２４に作動油が戻され、これによって油圧アクチュエータ１０が作動する。 When the opening area of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 increases and the secondary pilot pressure acting on one of the pair of pilot oil chambers 42 becomes greater than the biasing force of the control valve spring 40, the control valve spool 32 moves from the neutral position. , the supply passage 20 and one of the pair of actuator passages 30 communicate through an annular groove 36 of the control valve spool 32, and the other of the pair of actuator passages 30 and the tank passage 26 communicate with the annular groove 36 of the control valve spool 32. Communicate via. Then, the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 6 to the hydraulic actuator 10 via the pump line 18, the hydraulic pilot control valve 12 and one of the pair of actuator lines 28, and the other of the pair of actuator lines 28 is connected to the hydraulic pilot control valve 12. Hydraulic fluid is returned from hydraulic actuator 10 to hydraulic fluid tank 24 via control valve 12 and tank line 22, thereby operating hydraulic actuator 10. FIG.

そして、操作具５６に所定量以上の操作（たとえばフルストローク）が加えられた場合において、圧力センサ８によって検出された油圧ポンプ６の吐出圧力が所定値未満であるときは、図３（ｂ）に示すとおり、パイロット油室４２とタンク通路２６（戻り通路）とが制御弁スプール３２の切り欠き３４を介して連通する位置に制御弁スプール３２を位置づけるように、電磁比例減圧弁５４に印加する電流をコントローラ５８が制御する。このようにして、パイロット油室４２とタンク通路２６（戻り通路）とが切り欠き３４を介して連通すると、パイロット油室４２内に滞留したエアが切り欠き３４およびタンク通路２６（戻り通路）を通ってパイロット油と共に作動油タンク２４に排出される。なお、油圧ポンプ６の吐出圧力に関する上記所定値は任意に設定され得る。 When the operating tool 56 is operated by a predetermined amount or more (for example, a full stroke) and the discharge pressure of the hydraulic pump 6 detected by the pressure sensor 8 is less than a predetermined value, FIG. , the control valve spool 32 is positioned at a position where the pilot oil chamber 42 and the tank passage 26 (return passage) communicate with each other through the notch 34 of the control valve spool 32. A controller 58 controls the current. In this manner, when the pilot oil chamber 42 and the tank passage 26 (return passage) communicate with each other through the notch 34, air remaining in the pilot oil chamber 42 flows through the notch 34 and the tank passage 26 (return passage). It passes through and is discharged to the hydraulic oil tank 24 together with the pilot oil. Note that the predetermined value for the discharge pressure of the hydraulic pump 6 can be set arbitrarily.

一方、操作具５６に所定量以上の操作が加えられた場合において、圧力センサ８によって検出された油圧ポンプ６の吐出圧力が所定値を超えたときは、図３（ｃ）に示すとおり、パイロット油室４２とタンク通路２６（戻り通路）との連通が遮断される位置に制御弁スプール３２を位置づけるように、電磁比例減圧弁５４に印加する電流をコントローラ５８が制御する。 On the other hand, when the operating tool 56 is operated by a predetermined amount or more and the discharge pressure of the hydraulic pump 6 detected by the pressure sensor 8 exceeds a predetermined value, as shown in FIG. A controller 58 controls the current applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 54 so as to position the control valve spool 32 at a position where communication between the oil chamber 42 and the tank passage 26 (return passage) is blocked.

たとえば、操作具５６にフルストロークの操作が加えられると制御弁スプール３２がストローク端まで移動するようになっている場合に、操作具５６にフルストロークの操作が加えられ、かつ油圧ポンプ６の吐出圧力が所定値を超えたときは、制御弁スプール３２の位置はストローク端よりも若干中立位置側に位置づけられ、パイロット油室４２とタンク通路２６（戻り通路）との連通が遮断されることとなる。これによって、油圧ポンプ６の吐出圧力が所定値を超えて比較的高圧となったときには、パイロット油室４２からタンク通路２６（戻り通路）にパイロット油が流れることがない。 For example, when the control valve spool 32 moves to the end of the stroke when the operating tool 56 is fully stroked, the operating tool 56 is fully stroked and the hydraulic pump 6 is discharged. When the pressure exceeds a predetermined value, the position of the control valve spool 32 is slightly closer to the neutral position than the stroke end, and the communication between the pilot oil chamber 42 and the tank passage 26 (return passage) is cut off. Become. As a result, when the discharge pressure of the hydraulic pump 6 exceeds a predetermined value and becomes relatively high, the pilot oil does not flow from the pilot oil chamber 42 to the tank passage 26 (return passage).

以上のとおりであり、図示の実施形態の建設機械２では、油圧ポンプ６の吐出圧力が比較的低圧のときにパイロット油室４２内のエアがパイロット油と共に排出される一方、油圧ポンプ６の吐出圧力が比較的高圧のときにはパイロット油室４２からタンク通路２６（戻り通路）にパイロット油が流れないので、効果的にブリードロスを低減することができる。 As described above, in the construction machine 2 of the illustrated embodiment, the air in the pilot oil chamber 42 is discharged together with the pilot oil when the discharge pressure of the hydraulic pump 6 is relatively low. Since the pilot oil does not flow from the pilot oil chamber 42 to the tank passage 26 (return passage) when the pressure is relatively high, bleed loss can be effectively reduced.

なお、戻り通路については、図示の実施形態ではアクチュエータ１０から作動油タンク２４へ戻る作動油が通るタンク通路２６によって戻り通路が構成されている例を説明したが、油圧パイロット式制御弁１２の内部で漏れた油を作動油タンク２４へ排出するためのドレン通路によって戻り通路が構成されていてもよい。 As for the return passage, in the illustrated embodiment, the example in which the return passage is constituted by the tank passage 26 through which the hydraulic oil returning from the actuator 10 to the hydraulic oil tank 24 has been described. The return passage may be configured by a drain passage for discharging the oil leaked in the hydraulic oil tank 24 .

また、制御弁スプール３２の切り欠き３４については、図示の実施形態では制御弁スプール３２の軸方向片側にのみ形成されている例を説明したが、制御弁スプール３２の軸方向両側に形成されていてもよい。また、制御弁スプール３２が上下方向に沿って配置されている場合には、エア抜きが容易に行われるようにする観点から、エアが溜まりやすい制御弁スプール３２の上側端部に切り欠き３４が形成されているのが好ましい。 In the illustrated embodiment, the notch 34 of the control valve spool 32 is formed only on one side of the control valve spool 32 in the axial direction. may Further, when the control valve spool 32 is arranged along the vertical direction, a notch 34 is provided at the upper end of the control valve spool 32 where air tends to accumulate, from the viewpoint of facilitating air bleeding. preferably formed.

２：建設機械
６：油圧ポンプ
８：圧力センサ
１２：油圧パイロット式制御弁
１４：ハウジング
１６：スプール孔
２４：作動油タンク
２６：タンク通路（戻り通路）
３２：制御弁スプール
３４：切り欠き
４２：パイロット油室
４６：パイロットライン
５４：電磁比例減圧弁
５６：操作具
５８：コントローラ 2: Construction machine 6: Hydraulic pump 8: Pressure sensor 12: Hydraulic pilot type control valve 14: Housing 16: Spool hole 24: Hydraulic oil tank 26: Tank passage (return passage)
32: Control valve spool 34: Notch 42: Pilot oil chamber 46: Pilot line 54: Electromagnetic proportional pressure reducing valve 56: Operating tool 58: Controller

Claims (2)

油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサと、
スプール孔および前記スプール孔から延び作動油タンクに接続された戻り通路が形成されたハウジングと前記ハウジングの前記スプール孔に軸方向に移動自在に収容された円柱状の制御弁スプールとを含み且つ前記制御弁スプールの軸方向外方にパイロット油室が設けられた油圧パイロット式制御弁と、
前記油圧ポンプと前記パイロット油室とを接続するパイロットラインに設けられ前記パイロット油室に作用するパイロット圧を制御する電磁比例減圧弁と、
オペレータから加えられる操作に応じて作動信号を出力する操作具と、
前記操作具から出力された作動信号および前記圧力センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧力に応じて前記電磁比例減圧弁の作動を制御するコントローラとを備え、
前記油圧パイロット式制御弁の前記制御弁スプールの軸方向端部外周面には切り欠きが形成されており、
前記コントローラは、前記操作具に所定量以上の操作が加えられた場合において前記圧力センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が所定値未満であるときは前記パイロット油室と前記戻り通路とが前記制御弁スプールの前記切り欠きを介して連通する位置に前記制御弁スプールを位置づけると共に、前記操作具に前記所定量以上の操作が加えられた場合において前記圧力センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が前記所定値を超えたときは前記パイロット油室と前記戻り通路との連通が遮断される位置に前記制御弁スプールを位置づけるように前記電磁比例減圧弁の作動を制御する建設機械。 a hydraulic pump;
a pressure sensor that detects the discharge pressure of the hydraulic pump;
a housing having a spool hole and a return passage extending from the spool hole and connected to a hydraulic oil tank; and a cylindrical control valve spool axially movably accommodated in the spool hole of the housing. a hydraulic pilot control valve having a pilot oil chamber axially outward of the control valve spool;
an electromagnetic proportional pressure reducing valve provided in a pilot line connecting the hydraulic pump and the pilot oil chamber and controlling a pilot pressure acting on the pilot oil chamber;
an operating tool that outputs an actuation signal according to an operation applied by an operator;
a controller that controls the operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve in accordance with the operation signal output from the operating tool and the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure sensor;
A notch is formed in an outer peripheral surface of an axial end portion of the control valve spool of the hydraulic pilot control valve,
When the operating tool is operated by a predetermined amount or more and the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure sensor is less than a predetermined value, the controller determines that the pilot oil chamber and the return passage are closed. The control valve spool is positioned at a position communicating with the notch of the control valve spool, and the hydraulic pump detected by the pressure sensor when the operating tool is operated by the predetermined amount or more. A construction machine for controlling the operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve so that the control valve spool is positioned at a position where the communication between the pilot oil chamber and the return passage is cut off when the discharge pressure exceeds the predetermined value. 前記切り欠きは前記制御弁スプールの軸方向に延びる線状溝である、請求項１に記載の建設機械。 2. The construction machine according to claim 1, wherein said notch is a linear groove extending in the axial direction of said control valve spool.
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