WO2021039284A1 - 建設機械の油圧システム - Google Patents

建設機械の油圧システム Download PDF

Info

Publication number
WO2021039284A1
WO2021039284A1 PCT/JP2020/029480 JP2020029480W WO2021039284A1 WO 2021039284 A1 WO2021039284 A1 WO 2021039284A1 JP 2020029480 W JP2020029480 W JP 2020029480W WO 2021039284 A1 WO2021039284 A1 WO 2021039284A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
electromagnetic proportional
pilot
line
valves
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/029480
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲弘 近藤
直希 畑
敦之 木下
和也 岩邊
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
Priority to US17/637,378 priority Critical patent/US11649610B2/en
Priority to CN202080056336.3A priority patent/CN114207293B/zh
Publication of WO2021039284A1 publication Critical patent/WO2021039284A1/ja

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267—Valves or distributors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2285—Pilot-operated systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/267—Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • E02F9/268—Diagnosing or detecting failure of vehicles with failure correction follow-up actions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/044—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30525—Directional control valves, e.g. 4/3-directional control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/329—Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/355—Pilot pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41554—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a return line and a directional control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41563—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and a return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/42—Flow control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/428—Flow control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/45—Control of bleed-off flow, e.g. control of bypass flow to the return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50536—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using unloading valves controlling the supply pressure by diverting fluid to the return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/515—Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit
    • F15B2211/5157—Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit being connected to a pressure source and a return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/52—Pressure control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/528—Pressure control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/575—Pilot pressure control
    • F15B2211/5753—Pilot pressure control for closing a valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/635—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
    • F15B2211/6355—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6658—Control using different modes, e.g. four-quadrant-operation, working mode and transportation mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/67—Methods for controlling pilot pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/865—Prevention of failures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/875—Control measures for coping with failures
    • F15B2211/8752—Emergency operation mode, e.g. fail-safe operation mode

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system for construction machinery.
  • a plurality of control valves are interposed between a main pump and a plurality of hydraulic actuators. Each control valve controls the supply and discharge of hydraulic oil to the corresponding hydraulic actuator.
  • each control valve has a spool arranged in the housing and a pair of pilot ports for operating the spool.
  • an electromagnetic proportional valve is connected to each pilot port of the control valve, and the control valve is driven by the electromagnetic proportional valve.
  • Patent Document 1 discloses a configuration for returning the control valve to the neutral position when the electromagnetic proportional valve for driving the control valve fails.
  • an electromagnetic switching valve is interposed between the auxiliary pump and the electromagnetic proportional valve for driving the control valve, and when the electromagnetic proportional valve for driving the control valve fails, the electromagnetic switching valve is moved from the open position to the closed position. Switch to stop the supply of hydraulic oil from the auxiliary pump to the electromagnetic proportional valve. That is, when the electromagnetic proportional valve for driving the control valve fails, the control valve is maintained in the neutral position even if the operator operates the operating device, and the operation on the operating device is invalidated.
  • an object of the present invention is to provide a hydraulic system for a construction machine capable of invalidating an operation on an operating device without using a dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operating device.
  • an unload valve for keeping the discharge pressure of the main pump low when the operating device is not operated is electromagnetically proportional. Focusing on the fact that some are configured to be driven by a valve, I knew if the electromagnetic proportional valve could be used to invalidate the operation on the operating device. The present invention has been made from such a viewpoint.
  • a plurality of control valves having pilot ports interposed between the main pump and the plurality of hydraulic actuators, and a plurality of control valves connected to the pilot ports of the plurality of control valves, respectively.
  • a plurality of operating devices for operating the plurality of control valves, and a plurality of operating devices for outputting electric signals according to the amount of operation, and electric signals output from the plurality of operating devices.
  • the control device for controlling the plurality of first electromagnetic proportional valves and the plurality of operating devices provided on the line branching from the supply line connecting the main pump and the plurality of control valves to the tank are operated.
  • An unload valve having a pilot port that maximizes the opening area when not in use, and a second electromagnetic proportional that is connected to the pilot port of the unload valve by a secondary pressure line and connected to an auxiliary pump by a primary pressure line.
  • a switching valve interposed between the valve, the sub-pump and the plurality of first electromagnetic proportional valves, having a pilot port connected to the secondary pressure line by a pilot line, and guiding to the pilot port. It is characterized by including a switching valve that switches between a closed position and an open position according to the pilot pressure applied.
  • the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve switches the switching valve interposed between the auxiliary pump and the first electromagnetic proportional valve to the closed position or the open position, in other words, the operation. You can switch between disabling and enabling operations on the device. Further, the opening area of the unload valve can be changed by the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve. That is, one second electromagnetic proportional valve can be provided with two functions. Therefore, a dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operating device is unnecessary.
  • the unload valve is configured so that the opening area becomes smaller as the pilot pressure guided to the pilot port of the unload valve increases, and the switching valve is a pilot guided to the pilot port of the switching valve.
  • the closed position may be switched to the open position when the pressure exceeds the set value.
  • the hydraulic system further includes a selection device that accepts the selection of an operation lock that invalidates the operation on the plurality of operating devices or the selection of the operation lock release that enables the operation on the plurality of operating devices.
  • a selection device that accepts the selection of an operation lock that invalidates the operation on the plurality of operating devices or the selection of the operation lock release that enables the operation on the plurality of operating devices.
  • the second electromagnetic proportional valve may be controlled so that the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve becomes higher than the set value.
  • the set value is the first set value, and the unload valve is configured so that the maximum opening area is maintained until the pilot pressure guided to the pilot port of the unload valve reaches the second set value.
  • the first set value may be equal to or less than the second set value. According to this configuration, the switching valve can be switched from the closed position to the open position while the opening area of the unload valve is maintained at the maximum.
  • the main pump includes a plurality of main pumps
  • the unload valve includes a plurality of unload valves corresponding to the plurality of main pumps
  • the second electromagnetic proportional valve corresponds to the plurality of unload valves, respectively.
  • the pilot line includes a plurality of second electromagnetic proportional valves
  • the pilot line includes a bridge line connecting a plurality of secondary pressure lines extending from the plurality of second electromagnetic proportional valves, and a high-pressure selection valve provided in the bridge line.
  • the output line connecting the output port of the high pressure selection valve and the pilot port of the switching valve may be included. According to this configuration, even if any of the second electromagnetic proportional valves does not operate due to a failure or the like, the switching valve can be switched between the closed position and the open position. As a result, the phenomenon that the construction machine does not operate due to the failure is reduced, and the reliability of the construction machine is improved.
  • the operation on the operating device can be invalidated without using the dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operating device.
  • FIG. 1 shows the hydraulic system 1A of the construction machine according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows the construction machine 10 on which the hydraulic system 1A is mounted.
  • the construction machine 10 shown in FIG. 2 is a hydraulic excavator
  • the present invention is also applicable to other construction machines such as a hydraulic crane.
  • the construction machine 10 shown in FIG. 2 is a self-propelled type and includes a traveling body 11. Further, the construction machine 10 includes a swivel body 12 rotatably supported by the traveling body 11 and a boom that looks down on the swivel body 12. An arm is swingably connected to the tip of the boom, and a bucket is swingably connected to the tip of the arm. The swivel body 12 is provided with a cabin 16 in which a driver's seat is installed. The construction machine 10 does not have to be self-propelled.
  • the hydraulic system 1A includes a boom cylinder 13, an arm cylinder 14 and a bucket cylinder 15 shown in FIG. 2 as the hydraulic actuator 20, and also includes a pair of left and right traveling motors and a swivel motor (not shown).
  • the boom cylinder 13 raises and lowers the boom, the arm cylinder 14 swings the arm, and the bucket cylinder 15 swings the bucket.
  • the hydraulic system 1A includes a main pump 22 that supplies hydraulic oil to the above-mentioned hydraulic actuator 20.
  • the hydraulic actuator 20 is omitted for the sake of simplification of the drawings.
  • the main pump 22 is driven by the engine 21. However, the main pump 22 may be driven by an electric motor.
  • the engine 21 also drives the auxiliary pump 23.
  • a plurality of main pumps 22 may be provided.
  • the main pump 22 is a variable displacement pump (swash plate pump or diagonal shaft pump) whose tilt angle can be changed.
  • the discharge flow rate of the main pump 22 may be controlled by an electric positive control method or a hydraulic negative control method. Alternatively, the discharge flow rate of the main pump 22 may be controlled by a load sensing method.
  • a plurality of control valves 41 are interposed between the main pump 22 and the hydraulic actuator 20.
  • all control valves 41 are 3-position valves, but one or some of the control valves 41 may be 2-position valves.
  • All control valves 41 are connected to the main pump 22 by the supply line 31 and to the tank by the tank line 33. Further, each control valve 41 is connected to the corresponding hydraulic actuator 20 by a pair of supply / discharge lines. When a plurality of main pumps 22 are provided, the control valves 41 are also divided into the same number of groups as the main pumps 22, and the control valves 41 are connected to the main pumps 22 by the supply line 31 for each group.
  • control valve 41 includes a boom control valve that controls the supply and discharge of working oil to the boom cylinder 13, an arm control valve that controls the supply and discharge of working oil to the arm cylinder 14, and a working oil to the bucket cylinder 15.
  • a bucket control valve that controls supply and discharge.
  • the supply line 31 includes a main flow path extending from the main pump 22 and a plurality of branch paths branching from the main flow path and connecting to the control valve 41.
  • the center bypass line 32 branches from the main flow path of the supply line 31, and the center bypass line 32 extends to the tank.
  • a control valve 41 is arranged on the center bypass line 32.
  • a relief line 34 is branched from the main flow path of the supply line 31, and a relief valve 35 for the main pump 22 is provided in the relief line 34.
  • the relief line 34 may branch from the center bypass line 32 on the upstream side of all the control valves 41.
  • the center bypass line 32 is provided with an unload valve 9 on the downstream side of all control valves 41.
  • the unload valve 9 may be provided on the upstream side of all control valves 41 or between specific control valves 41.
  • the unload valve 9 has a pilot port, and the opening area can be changed by the pilot pressure guided to the pilot port. The opening area of the unload valve 9 becomes maximum when none of the plurality of operating devices 44 described later is operated.
  • the unload valve 9 is a normally open type. That is, as shown in FIG. 4, the unload valve 9 has a maximum opening area at the neutral position and a maximum opening area until the pilot pressure reaches the set value ⁇ (corresponding to the second set value of the present invention). It is configured to be maintained. When the pilot pressure becomes higher than the set value ⁇ , the opening area of the unload valve 9 becomes smaller as the pilot pressure becomes higher.
  • each control valve 41 has a spool arranged in the housing and a pair of pilot ports for operating the spool.
  • the housings of all the control valves 41 may be integrated to form a multi-control valve unit.
  • the pilot ports of all the control valves 41 are connected to the plurality of first electromagnetic proportional valves 43 by the pilot line 42, respectively.
  • Each first electromagnetic proportional valve 43 is a direct proportional type in which the command current and the secondary pressure show a positive correlation. However, each first electromagnetic proportional valve 43 may be of an inverse proportional type in which the command current and the secondary pressure show a negative correlation.
  • the distribution line 53 includes a main flow path extending from the switching valve 52 and a plurality of branch paths branching from the main flow path and connecting to the first electromagnetic proportional valve 43.
  • the switching valve 52 is connected to the sub pump 23 by a pump line 51.
  • a relief line 54 is branched from the pump line 51, and the relief line 54 is provided with a relief valve 55 for the auxiliary pump 23.
  • the relief pressure of the relief valve 55 is set sufficiently high so that the spool of the control valve 41 can move to the stroke end (for example, 4 MPa). Further, the relief pressure of the relief valve 55 is somewhat higher than the pressure at which the opening area of the unload valve 9 is minimized (zero).
  • the switching valve 52 interposed between the sub-pump 23 and all the first electromagnetic proportional valves 43 has a pilot port and cuts between the closed position and the open position according to the pilot pressure guided to the pilot port. It changes.
  • the closed position is the neutral position. That is, the switching valve 52 switches from the closed position to the open position when the pilot pressure becomes equal to or higher than the set value ⁇ (corresponding to the first set value of the present invention).
  • the switching valve 52 shuts off the pump line 51 and communicates with the tank at the closed position, and communicates the pump line 51 with the distribution line 53 at the open position. In other words, when the switching valve 52 is maintained in the closed position, the supply of hydraulic oil from the auxiliary pump 23 to the first electromagnetic proportional valve 43 is stopped, and the primary pressure of the first electromagnetic proportional valve 43 becomes zero.
  • the control valve 41 does not operate even if a current is supplied to the first electromagnetic proportional valve 43.
  • the set value ⁇ of the switching valve 52 is set to be equal to or less than the set value ⁇ of the unload valve 9. This is because the switching valve 52 can be switched from the closed position to the open position while the opening area of the unload valve 9 is maintained at the maximum.
  • the set value ⁇ is 0.1 to 0.4 MPa
  • the set value ⁇ is 0.5 to 0.8 MPa.
  • the set value ⁇ of the switching valve 52 may be larger than the set value ⁇ of the unload valve 9.
  • the auxiliary pump 23 is also connected to the second electromagnetic proportional valve 62 by the primary pressure line 61, and the second electromagnetic proportional valve 62 is connected to the pilot port of the unload valve 9 by the secondary pressure line 63.
  • the primary pressure line 61 and the upstream portion of the pump line 51 merge with each other to form a common flow path.
  • the second electromagnetic proportional valve 62 is a direct proportional type in which the command current and the secondary pressure show a positive correlation.
  • the pilot port of the switching valve 52 is connected to the secondary pressure line 63 by the pilot line 64.
  • Each operating device 44 includes an operating unit (operating lever or foot pedal) that receives an operation to move the corresponding hydraulic actuator 20, and an electric signal corresponding to the operating amount of the operating unit (for example, the tilt angle of the operating lever). Is output.
  • an operating unit operating lever or foot pedal
  • the operating device 44 includes a boom operating device including an operating lever, an arm operating device, and a bucket operating device.
  • the operating lever of the boom operating device receives the boom raising operation and boom lowering operation
  • the operating lever of the arm operating device receives the arm pulling operation and the arm pushing operation
  • the operating lever of the bucket operating device receives the bucket excavation operation and the bucket dump operation. ..
  • the boom operating device outputs a boom raising electric signal having a size corresponding to the tilt angle of the operating lever.
  • control device 7 is a computer having a memory such as a ROM or RAM, a storage such as an HDD, and a CPU, and a program stored in the ROM or the HDD is executed by the CPU.
  • the control device 7 controls the first electromagnetic proportional valve 43 based on the electric signal output from the operating device 44. However, in FIG. 1, only some signal lines are drawn for the sake of simplification of the drawing. For example, when the boom raising electric signal is output from the boom operating device, the control device 7 sends a command current to the first electromagnetic proportional valve 43 connected to the boom raising pilot port of the boom control valve, and supplies a command current to the first electromagnetic proportional valve 43. The command current is increased as the boom is raised and the electric signal becomes larger.
  • the control device 7 controls the second electromagnetic proportional valve 62 so that the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 increases as the amount of operation of each operating device 44 increases.
  • the larger the operating amount of each operating device 44 the smaller the opening area of the unload valve 9.
  • the relationship between the operating amount of each operating device 44 and the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 does not necessarily have to be a proportional relationship, and the relational lines thereof are curves that are convex upward or convex downward. May be good.
  • a selection device 8 for the operator to select whether to invalidate or enable the operation of all the operation devices 44 is also arranged.
  • the selection device 8 accepts the selection of the operation lock that invalidates the operation on the operation device 44, or the selection of the operation lock release that enables the operation on the operation device 44.
  • the selection device 8 may be a micro switch or a limit switch that can select operation lock or operation lock release by moving or swinging the safety lever.
  • the selection device 8 may be a push button switch capable of selecting operation lock or operation lock release depending on whether or not the button is pressed.
  • the control device 7 controls the second electromagnetic proportional valve 62 as follows depending on the selection status of the selection device 8.
  • the control device 7 makes the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 lower than the set value ⁇ of the switching valve 52, as shown in FIG.
  • the second electromagnetic proportional valve 62 is controlled.
  • the opening area of the unload valve 9 is maintained at the maximum, and the switching valve 52 is maintained at the closed position.
  • the control device 7 does not have to supply the command current to the second electromagnetic proportional valve 62, and supplies a command current lower than the current value corresponding to the set value ⁇ to the second electromagnetic proportional valve 62. You may.
  • the control device 7 is so that the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 becomes higher than the set value ⁇ of the switching valve 52. Controls the valve 62. As a result, the switching valve 52 is switched to the open position.
  • the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 increases as the amount of operation of each operating device 44 increases. That is, when none of the operation devices 44 is operated while the selection device 8 is accepting the selection of the operation lock release, the control device 7 sends a standby current as a command current to the second electromagnetic proportional valve 62.
  • the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 is maintained at a predetermined value ⁇ higher than the set value ⁇ of the switching valve 52.
  • the predetermined value ⁇ is a value equal to or close to the set value ⁇ of the unload valve 9. Therefore, the opening area of the unload valve 9 is maintained at or near the maximum.
  • the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 is made larger than the predetermined value ⁇ . In this way, while the selection device 8 is accepting the selection of operation lock release, the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62 is between a predetermined value ⁇ and the maximum value according to the operation amount of the operation device 44. Change.
  • the switching valve 52 interposed between the auxiliary pump 23 and the first electromagnetic proportional valve 43 is set to the closed position by the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62. It is possible to switch between switching and switching to the open position, in other words, whether to invalidate or enable the operation on the operating device 44. Further, the opening area of the unload valve 9 can be changed by the secondary pressure of the second electromagnetic proportional valve 62. That is, one second electromagnetic proportional valve 62 can be provided with two functions. Therefore, a dedicated solenoid valve for invalidating the operation on the operating device 44 is unnecessary.
  • the selection device 8 is provided in the present embodiment, if the operator selects the operation lock on the selection device 8, the operation on the operation device 44 becomes invalid, and if the operation lock release is selected, the operation on the operation device 44 is invalidated. Is valid.
  • FIG. 6 shows the hydraulic system 1B according to the second embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • control valve 41 is also divided into two groups, and the control valve 41 is connected to the main pump 22 by the supply line 31 for each group.
  • the center bypass line 32 branches from the main flow path of each supply line 31 and extends to the tank, and the center bypass line 32 is provided with an unload valve 9. Further, the pilot port of each unload valve 9 is connected to the second electromagnetic proportional valve 62 by a secondary pressure line 63. Both second electromagnetic proportional valves 62 are connected to the auxiliary pump 23 by a primary pressure line 61.
  • the pilot port of the switching valve 52 is connected to both secondary pressure lines 63 by the pilot line 64.
  • the pilot line 64 connects the bridge line 65 that connects the secondary pressure lines 63 to each other, the high pressure selection valve 66 provided on the bridge line 65, the output port of the high pressure selection valve 66, and the pilot port of the switching valve 52.
  • the output line 67 to be used is included.
  • the high-pressure selection valve 66 selects the higher of the secondary pressures of the two second electromagnetic proportional valves 62 and outputs them from the output port.
  • the switching valve 52 can be switched between the closed position and the open position. Can be done. As a result, the phenomenon that the construction machine 10 does not operate due to a failure is reduced, so that the reliability of the construction machine 10 is improved.
  • the unload valve 9 may be a normally closed type.
  • the switching valve 52 is configured to switch from the open position to the closed position when the pilot pressure becomes a relatively high set value or more.
  • the second electromagnetic proportional valve 62 may be a direct proportional type or an inverse proportional type.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

１つの側面からの建設機械の油圧システム（１Ａ）は、主ポンプ（２２）と複数の油圧アクチュエータとの間に介在する複数の制御弁（４１）と、制御弁（４１）のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の第１電磁比例弁（４３）を含む。また、油圧システム（１Ａ）は、パイロットポートを有するアンロード弁（９）と、二次圧ライン（６３）によりアンロード弁（９）のパイロットポートと接続され、一次圧ライン（６１）により副ポンプ（２３）と接続された第２電磁比例弁（６２）を含む。副ポンプ（２３）と第１電磁比例弁（４３）との間には、パイロットライン（６４）により二次圧ライン（６３）と接続されたパイロットポートを有する切換弁（５２）が介在する。

Description

建設機械の油圧システム
　本発明は、建設機械の油圧システムに関する。
　油圧ショベルや油圧クレーンのような建設機械に搭載される油圧システムでは、主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に複数の制御弁が介在する。各制御弁は、対応する油圧アクチュエータに対する作動油の供給および排出を制御する。
　一般的に、各制御弁は、ハウジング内に配置されたスプールと、スプールを作動させるための一対のパイロットポートを有する。各制御弁を作動させるための操作装置として電気信号を出力する操作装置が用いられる場合、制御弁の各パイロットポートには電磁比例弁が接続され、この電磁比例弁により制御弁が駆動される。
　例えば、特許文献１には、制御弁駆動用の電磁比例弁が故障したときに、制御弁を中立位置へ戻すための構成が開示されている。この構成では、副ポンプと制御弁駆動用の電磁比例弁との間に電磁切換弁を介在させ、制御弁駆動用の電磁比例弁が故障したときに、電磁切換弁を開位置から閉位置に切り換えて副ポンプから電磁比例弁への作動油の供給を停止する。すなわち、制御弁駆動用の電磁比例弁が故障したときには、操縦者が操作装置を操作しても制御弁が中立位置に維持され、操作装置に対する操作が無効とされる。
特開２０１７－１１０６７２号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された構成では、操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が必要である。
　そこで、本発明は、操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁を用いることなく、操作装置に対する操作を無効とすることができる建設機械の油圧システムを提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の発明者は、建設機械の油圧システムの中には、操作装置が操作されていないときに主ポンプの吐出圧を低く保つためのアンロード弁が電磁比例弁によって駆動されるように構成されたものがあることに着目し、その電磁比例弁を操作装置に対する操作を無効とするために利用できるのではないかと考えた。本発明は、このような観点から成されたものである。
　すなわち、本発明の建設機械の油圧システムは、主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に介在する、パイロットポートを有する複数の制御弁と、前記複数の制御弁のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の第１電磁比例弁と、前記複数の制御弁を作動させるための、操作量に応じた電気信号を出力する複数の操作装置と、前記複数の操作装置から出力される電気信号に基づいて前記複数の第１電磁比例弁を制御する制御装置と、前記主ポンプと前記複数の制御弁とを接続する供給ラインから分岐してタンクまで延びるラインに設けられた、前記複数の操作装置が操作されていないときに開口面積が最大となる、パイロットポートを有するアンロード弁と、二次圧ラインにより前記アンロード弁のパイロットポートと接続され、一次圧ラインにより副ポンプと接続された第２電磁比例弁と、前記副ポンプと前記複数の第１電磁比例弁との間に介在する切換弁であって、パイロットラインにより前記二次圧ラインと接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる切換弁と、を備える、ことを特徴とする。
　上記の構成によれば、第２電磁比例弁の二次圧によって、副ポンプと第１電磁比例弁との間に介在する切換弁を閉位置に切り換えるか開位置に切り換えるか、換言すれば操作装置に対する操作を無効とするか有効とするかを切り換えることができる。また、第２電磁比例弁の二次圧によって、アンロード弁の開口面積を変更することができる。すなわち、１つの第２電磁比例弁に２つの機能を具備させることができる。従って、操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が不要である。
　例えば、前記アンロード弁は、当該アンロード弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が高くなるほど開口面積が小さくなるように構成されており、前記切換弁は、当該切換弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わってもよい。
　上記の油圧システムは、前記複数の操作装置に対する操作を無効とする操作ロックの選択、または前記複数の操作装置に対する操作を有効とする操作ロック解除の選択を受け付ける選択装置をさらに備え、前記制御装置は、前記選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は前記第２電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも低くなり、前記選択装置が操作ロック解除の選択を受け付けている間は前記第２電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも高くなるように前記第２電磁比例弁を制御してもよい。この構成によれば、操縦者が選択装置で操作ロックを選択すれば操作装置に対する操作が無効となり、操作ロック解除を選択すれば操作装置に対する操作が有効となる。
　前記設定値は第１設定値であり、前記アンロード弁は、当該アンロード弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が第２設定値となるまでは開口面積が最大に維持されるように構成されており、前記第１設定値は前記第２設定値以下であってもよい。この構成によれば、アンロード弁の開口面積が最大に維持されている間に切換弁を閉位置から開位置に切り換えることができる。
　前記主ポンプは複数の主ポンプを含み、前記アンロード弁は前記複数の主ポンプとそれぞれ対応する複数のアンロード弁を含み、前記第２電磁比例弁は前記複数のアンロード弁とそれぞれ対応する複数の第２電磁比例弁を含み、前記パイロットラインは、前記複数の第２電磁比例弁から延びる複数の二次圧ライン同士を接続する橋架ラインと、前記橋架ラインに設けられた高圧選択弁と、前記高圧選択弁の出力ポートと前記切換弁のパイロットポートとを接続する出力ラインを含んでもよい。この構成によれば、第２電磁比例弁のいずれかが故障などで動作しない場合でも、切換弁を閉位置と開位置との間で切り換えることができる。これにより、故障のために建設機械が作動しなくなる現象が低減するので、建設機械の信頼度が向上する。
　本発明によれば、操作装置に対する操作を無効とするための専用の電磁弁を用いることなく、操作装置に対する操作を無効とすることができる。
本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧システムの概略構成図である。 建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。 第１実施形態における操作装置の操作量と第２電磁比例弁の二次圧との関係を示すグラフである。 第１実施形態における第２電磁比例弁の二次圧とアンロード弁の開口面積との関係を示すグラフである。 第１実施形態の変形例の油圧システムの概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る建設機械の油圧システムの概略構成図である。
　（第１実施形態）
　図１に、本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧システム１Ａを示し、図２に、その油圧システム１Ａが搭載された建設機械１０を示す。図２に示す建設機械１０は油圧ショベルであるが、本発明は油圧クレーンなどの他の建設機械にも適用可能である。
　図２に示す建設機械１０は自走式であり、走行体１１を含む。また、建設機械１０は、走行体１１に旋回可能に支持された旋回体１２と、旋回体１２に対して俯仰するブームを含む。ブームの先端には、アームが揺動可能に連結されており、アームの先端には、バケットが揺動可能に連結されている。旋回体１２には、運転席が設置されたキャビン１６が設けられている。なお、建設機械１０は自走式でなくてもよい。
　油圧システム１Ａは、油圧アクチュエータ２０として、図２に示すブームシリンダ１３、アームシリンダ１４およびバケットシリンダ１５を含むとともに、図示しない左右一対の走行モータおよび旋回モータを含む。ブームシリンダ１３はブームを俯仰させ、アームシリンダ１４はアームを揺動させ、バケットシリンダ１５はバケットを揺動させる。
　また、油圧システム１Ａは、図１に示すように、上述した油圧アクチュエータ２０へ作動油を供給する主ポンプ２２を含む。なお、図１では、図面の簡略化のために、油圧アクチュエータ２０を省略している。
　主ポンプ２２は、エンジン２１により駆動される。ただし、主ポンプ２２は電動機によって駆動されてもよい。また、エンジン２１は、副ポンプ２３も駆動する。主ポンプ２２は、複数設けられてもよい。
　主ポンプ２２は、傾転角が変更可能な可変容量型のポンプ（斜板ポンプまたは斜軸ポンプ）である。主ポンプ２２の吐出流量は、電気ポジティブコントロール方式で制御されてもよいし、油圧ネガティブコントロール方式で制御されてもよい。あるいは、主ポンプ２２の吐出流量はロードセンシング方式で制御されてもよい。
　主ポンプ２２と油圧アクチュエータ２０との間には、複数の制御弁４１が介在する。本実施形態では、全ての制御弁４１が３位置弁であるが、制御弁４１のうちの１つ又はいくつかは２位置弁であってもよい。
　全ての制御弁４１は、供給ライン３１により主ポンプ２２と接続されるとともに、タンクライン３３によりタンクと接続されている。また、各制御弁４１は、対応する油圧アクチュエータ２０と一対の給排ラインにより接続されている。なお、主ポンプ２２が複数設けられる場合、制御弁４１も主ポンプ２２と同数のグループに分けられ、それらのグループごとに制御弁４１が供給ライン３１により主ポンプ２２と接続される。
　例えば、制御弁４１は、ブームシリンダ１３に対する作業油の供給および排出を制御するブーム制御弁と、アームシリンダ１４に対する作業油の供給および排出を制御するアーム制御弁と、バケットシリンダ１５に対する作業油の供給および排出を制御するバケット制御弁を含む。
　供給ライン３１は、主ポンプ２２から延びる主流路と、主流路から分岐して制御弁４１へつながる複数の分岐路を含む。本実施形態では、供給ライン３１の主流路からセンターバイパスライン３２が分岐しており、このセンターバイパスライン３２がタンクまで延びている。そして、センターバイパスライン３２上に制御弁４１が配置されている。
　また、供給ライン３１の主流路からはリリーフライン３４が分岐しており、このリリーフライン３４に主ポンプ２２用のリリーフ弁３５が設けられている。なお、リリーフライン３４は、全ての制御弁４１の上流側でセンターバイパスライン３２から分岐してもよい。
　センターバイパスライン３２には、全ての制御弁４１の下流側にアンロード弁９が設けられている。ただし、アンロード弁９は、全ての制御弁４１の上流側または特定の制御弁４１同士の間に設けられてもよい。アンロード弁９は、パイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧によって開口面積が変更可能に構成されたものである。アンロード弁９の開口面積は、後述する複数の操作装置４４のいずれもが操作されていないときに最大となる。
　本実施形態では、アンロード弁９がノーマルオープンタイプである。すなわち、アンロード弁９は、図４に示すように、中立位置で開口面積が最大となり、パイロット圧が設定値β（本発明の第２設定値に相当）となるまでは開口面積が最大に維持されるように構成されている。パイロット圧が設定値βよりも高くなると、パイロット圧が高くなるにつれてアンロード弁９の開口面積が小さくなる。
　図１に戻って、各制御弁４１は、ハウジング内に配置されたスプールと、スプールを作動させるための一対のパイロットポートを有する。例えば、全ての制御弁４１のハウジングが一体となってマルチ制御弁ユニットが構成されてもよい。全ての制御弁４１のパイロットポートは、パイロットライン４２により複数の第１電磁比例弁４３とそれぞれ接続されている。
　各第１電磁比例弁４３は、指令電流と二次圧が正の相関を示す正比例型である。ただし、各第１電磁比例弁４３は、指令電流と二次圧が負の相関を示す逆比例型であってもよい。
　全ての第１電磁比例弁４３は、分配ライン５３により切換弁５２と接続されている。分配ライン５３は、切換弁５２から延びる主流路と、主流路から分岐して第１電磁比例弁４３へつながる複数の分岐路を含む。
　切換弁５２は、ポンプライン５１により副ポンプ２３と接続されている。ポンプライン５１からはリリーフライン５４が分岐しており、このリリーフライン５４に副ポンプ２３用のリリーフ弁５５が設けられている。リリーフ弁５５のリリーフ圧は、制御弁４１のスプールがストロークエンドまで動くことができるように十分に高く設定されている（例えば、４ＭＰａ）。また、リリーフ弁５５のリリーフ圧は、アンロード弁９の開口面積を最小（ゼロ）とする圧力よりもある程度高い。
　副ポンプ２３と全ての第１電磁比例弁４３との間に介在する切換弁５２は、パイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる。本実施形態では、閉位置が中立位置である。すなわち、切換弁５２は、パイロット圧が設定値α（本発明の第１設定値に相当）以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる。
　切換弁５２は、閉位置ではポンプライン５１を遮断するとともに分配ライン５３をタンクと連通させ、開位置ではポンプライン５１を分配ライン５３と連通させる。換言すれば、切換弁５２が閉位置に維持された状態では、副ポンプ２３から第１電磁比例弁４３への作動油の供給が停止されるとともに第１電磁比例弁４３の一次圧がゼロとなり、第１電磁比例弁４３に電流を送給しても制御弁４１は作動しない。
　図４に示すように、切換弁５２の設定値αは、アンロード弁９の設定値β以下に設定されることが望ましい。アンロード弁９の開口面積が最大に維持されている間に切換弁５２を閉位置から開位置に切り換えることができるからである。例えば、設定値αは０．１～０．４ＭＰａであり、設定値βは０．５～０．８ＭＰａである。ただし、切換弁５２の設定値αは、アンロード弁９の設定値βよりも大きくてもよい。
　図１に戻って、副ポンプ２３は、一次圧ライン６１により第２電磁比例弁６２とも接続されており、第２電磁比例弁６２は二次圧ライン６３によりアンロード弁９のパイロットポートと接続されている。一次圧ライン６１とポンプライン５１の上流側部分は互いに合流して共通の流路となっている。
　本実施形態では、第２電磁比例弁６２が指令電流と二次圧が正の相関を示す正比例型である。切換弁５２のパイロットポートは、パイロットライン６４により二次圧ライン６３と接続されている。
　上述したキャビン１６内には、制御弁４１を作動させるための複数の操作装置４４が配置されている。各操作装置４４は、対応する油圧アクチュエータ２０を可動させるための操作を受ける操作部（操作レバーまたはフットペダル）を含み、操作部の操作量（例えば、操作レバーの傾倒角）に応じた電気信号を出力する。
　例えば、操作装置４４は、操作レバーを含むブーム操作装置、アーム操作装置およびバケット操作装置を含む。ブーム操作装置の操作レバーはブーム上げ操作およびブーム下げ操作を受け、アーム操作装置の操作レバーはアーム引き操作およびアーム押し操作を受け、バケット操作装置の操作レバーはバケット掘削操作およびバケットダンプ操作を受ける。例えば、ブーム操作装置は、操作レバーがブーム上げ方向に傾倒されたときに、操作レバーの傾倒角に応じた大きさのブーム上げ電気信号を出力する。
　各操作装置４４から出力される電気信号は制御装置７へ入力される。例えば、制御装置７は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリと、ＨＤＤなどのストレージと、ＣＰＵを有するコンピュータであり、ＲＯＭまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵにより実行される。
　制御装置７は、操作装置４４から出力される電気信号に基づいて第１電磁比例弁４３を制御する。ただし、図１では、図面の簡略化のために一部の信号線のみを描いている。例えば、制御装置７は、ブーム操作装置からブーム上げ電気信号が出力されるときは、ブーム制御弁のブーム上げ用パイロットポートと接続された第１電磁比例弁４３へ指令電流を送給し、その指令電流をブーム上げ電気信号が大きくなるほど大きくする。
　また、制御装置７は、図３に示すように、各操作装置４４の操作量が大きくなるほど第２電磁比例弁６２の二次圧が大きくなるように第２電磁比例弁６２を制御する。これにより、各操作装置４４の操作量が大きくなるほど、アンロード弁９の開口面積が小さくなる。なお、各操作装置４４の操作量と第２電磁比例弁６２の二次圧との関係は必ずしも比例関係である必要はなく、それらの関係線は上に凸または下に凸の曲線であってもよい。
　キャビン１６内には、操縦者が全ての操作装置４４に対する操作を無効とするか有効とするかを選択するための選択装置８も配置されている。選択装置８は、操作装置４４に対する操作を無効とする操作ロックの選択、または操作装置４４に対する操作を有効とする操作ロック解除の選択を受け付ける。
　例えば、選択装置８は、安全レバーの移動または揺動により操作ロックか操作ロック解除かを選択可能なマイクロスイッチやリミットスイッチであってもよい。あるいは、選択装置８は、ボタンを押すか否かで操作ロックか操作ロック解除かを選択可能な押しボタンスイッチであってもよい。
　制御装置７は、選択装置８での選択状況により、第２電磁比例弁６２を次のように制御する。
　選択装置８が操作ロックの選択を受け付けている間は、制御装置７は、図４に示すように、第２電磁比例弁６２の二次圧が切換弁５２の設定値αよりも低くなるように第２電磁比例弁６２を制御する。これにより、アンロード弁９の開口面積が最大に維持されるとともに、切換弁５２が閉位置に維持される。このとき、制御装置７は第２電磁比例弁６２へ指令電流を送給しなくてもよいし、設定値αに対応する電流値よりも低い指令電流を第２電磁比例弁６２へ送給してもよい。
　一方、選択装置８が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、制御装置７は第２電磁比例弁６２の二次圧が切換弁５２の設定値αよりも高くなるように第２電磁比例弁６２を制御する。これにより、切換弁５２が開位置に切り換えられる。
　上述したように、第２電磁比例弁６２の二次圧は各操作装置４４の操作量が大きくなるほどが大きくなる。すなわち、制御装置７は、選択装置８が操作ロック解除の選択を受け付けている間で操作装置４４のいずれもが操作されていないときは、指令電流として待機電流を第２電磁比例弁６２へ送給し、第２電磁比例弁６２の二次圧を切換弁５２の設定値αよりも高い所定値γに維持する。所定値γは、アンロード弁９の設定値βと同じかこれに近い値である。このため、アンロード弁９の開口面積は、最大または最大近傍に維持される。
　そして、操作装置４４のいずれかが操作されたときには、第２電磁比例弁６２の二次圧が所定値γよりも大きくされる。このように、選択装置８が操作ロック解除の選択を受け付けている間は、第２電磁比例弁６２の二次圧は、操作装置４４の操作量に応じて所定値γと最大値の間で変化する。
　以上説明したように、本実施形態の油圧システム１Ａでは、第２電磁比例弁６２の二次圧によって、副ポンプ２３と第１電磁比例弁４３との間に介在する切換弁５２を閉位置に切り換えるか開位置に切り換えるか、換言すれば操作装置４４に対する操作を無効とするか有効とするかを切り換えることができる。また、第２電磁比例弁６２の二次圧によって、アンロード弁９の開口面積を変更することができる。すなわち、１つの第２電磁比例弁６２に２つの機能を具備させることができる。従って、操作装置４４に対する操作を無効とするための専用の電磁弁が不要である。
　また、本実施形態では選択装置８が設けられているので、操縦者が選択装置８で操作ロックを選択すれば操作装置４４に対する操作が無効となり、操作ロック解除を選択すれば操作装置４４に対する操作が有効となる。
　＜変形例＞
　図５に示すように、センターバイパスライン３２が省略される代わりに、供給ライン３１の主流路から分岐して制御弁４１を経由せずにタンクまで延びるアンロードライン９１が採用され、このアンロードライン９１にアンロード弁９が設けられてもよい。この変形例は、後述する第２実施形態にも適用可能である。
　（第２実施形態）
　図６に、本発明の第２実施形態に係る油圧システム１Ｂを示す。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
　本実施形態では、主ポンプ２２が２つ設けられている。ただし、主ポンプ２２の数は３つであってもよい。そして、制御弁４１も２つのグループに分けられ、それらのグループごとに制御弁４１が供給ライン３１により主ポンプ２２と接続されている。
　第１実施形態と同様に、各供給ライン３１の主流路からはセンターバイパスライン３２が分岐してタンクまで延びており、このセンターバイパスライン３２にアンロード弁９が設けられている。また、各アンロード弁９のパイロットポートは、二次圧ライン６３により第２電磁比例弁６２と接続されている。双方の第２電磁比例弁６２は、一次圧ライン６１により副ポンプ２３と接続されている。
　本実施形態では、切換弁５２のパイロットポートがパイロットライン６４により双方の二次圧ライン６３と接続されている。このパイロットライン６４は、二次圧ライン６３同士を接続する橋架ライン６５と、橋架ライン６５に設けられた高圧選択弁６６と、高圧選択弁６６の出力ポートと切換弁５２のパイロットポートとを接続する出力ライン６７を含む。高圧選択弁６６は、２つの第２電磁比例弁６２の二次圧のうちの高い方を選択して出力ポートから出力する。
　このような構成であれば、第２電磁比例弁６２のいずれかが故障など（例えば、断線等による通電不良）で動作しない場合でも、切換弁５２を閉位置と開位置との間で切り換えることができる。これにより、故障のために建設機械１０が作動しなくなる現象が低減するので、建設機械１０の信頼度が向上する。
　（その他の実施形態）
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　例えば、アンロード弁９はノーマルクローズタイプであってもよい。この場合、切換弁５２は、パイロット圧が比較的に高い設定値以上となったときに開位置から閉位置に切り換わるように構成される。アンロード弁９がノーマルクローズタイプである場合は、第２電磁比例弁６２は正比例型であっても逆比例型であってもよい。
　１Ａ，１Ｂ　油圧システム
　２０　油圧アクチュエータ
　２２　主ポンプ
　２３　副ポンプ
　３２　センターバイパスライン
　３３　リリーフ弁
　４１　制御弁
　４３　第１電磁比例弁
　４４　操作装置
　５２　切換弁
　６１　一次圧ライン
　６２　第２電磁比例弁
　６３　二次圧ライン
　６４　パイロットライン
　６５　橋架ライン
　６６　高圧選択弁
　６７　出力ライン
　７　　制御装置
　８　　選択装置
　９　　アンロード弁
　９１　アンロードライン

Claims (5)

  1. 　主ポンプと複数の油圧アクチュエータとの間に介在する、パイロットポートを有する複数の制御弁と、
    　前記複数の制御弁のパイロットポートとそれぞれ接続された複数の第１電磁比例弁と、
    　前記複数の制御弁を作動させるための、操作量に応じた電気信号を出力する複数の操作装置と、
    　前記複数の操作装置から出力される電気信号に基づいて前記複数の第１電磁比例弁を制御する制御装置と、
    　前記主ポンプと前記複数の制御弁とを接続する供給ラインから分岐してタンクまで延びるラインに設けられた、前記複数の操作装置が操作されていないときに開口面積が最大となる、パイロットポートを有するアンロード弁と、
    　二次圧ラインにより前記アンロード弁のパイロットポートと接続され、一次圧ラインにより副ポンプと接続された第２電磁比例弁と、
    　前記副ポンプと前記複数の第１電磁比例弁との間に介在する切換弁であって、パイロットラインにより前記二次圧ラインと接続されたパイロットポートを有し、このパイロットポートに導かれるパイロット圧に応じて閉位置と開位置との間で切り換わる切換弁と、
    を備える、建設機械の油圧システム。
  2. 　前記アンロード弁は、当該アンロード弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が高くなるほど開口面積が小さくなるように構成されており、
    　前記切換弁は、当該切換弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が設定値以上となったときに閉位置から開位置に切り換わる、請求項１に記載の建設機械の油圧システム。
  3. 　前記複数の操作装置に対する操作を無効とする操作ロックの選択、または前記複数の操作装置に対する操作を有効とする操作ロック解除の選択を受け付ける選択装置をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記選択装置が操作ロックの選択を受け付けている間は前記第２電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも低くなり、前記選択装置が操作ロック解除の選択を受け付けている間は前記第２電磁比例弁の二次圧が前記設定値よりも高くなるように前記第２電磁比例弁を制御する、請求項２に記載の建設機械の油圧システム。
  4. 　前記設定値は第１設定値であり、
    　前記アンロード弁は、当該アンロード弁のパイロットポートに導かれるパイロット圧が第２設定値となるまでは開口面積が最大に維持されるように構成されており、
    　前記第１設定値は前記第２設定値以下である、請求項２または３に記載の建設機械の油圧システム。
  5. 　前記主ポンプは複数の主ポンプを含み、前記アンロード弁は前記複数の主ポンプとそれぞれ対応する複数のアンロード弁を含み、前記第２電磁比例弁は前記複数のアンロード弁とそれぞれ対応する複数の第２電磁比例弁を含み、
    　前記パイロットラインは、前記複数の第２電磁比例弁から延びる複数の二次圧ライン同士を接続する橋架ラインと、前記橋架ラインに設けられた高圧選択弁と、前記高圧選択弁の出力ポートと前記切換弁のパイロットポートとを接続する出力ラインを含む、請求項１～４の何れか一項に記載の建設機械の油圧システム。
PCT/JP2020/029480 2019-08-23 2020-07-31 建設機械の油圧システム WO2021039284A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/637,378 US11649610B2 (en) 2019-08-23 2020-07-31 Hydraulic system of construction machine
CN202080056336.3A CN114207293B (zh) 2019-08-23 2020-07-31 建筑机械的液压***

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-152659 2019-08-23
JP2019152659A JP7297596B2 (ja) 2019-08-23 2019-08-23 建設機械の油圧システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021039284A1 true WO2021039284A1 (ja) 2021-03-04

Family

ID=74677157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/029480 WO2021039284A1 (ja) 2019-08-23 2020-07-31 建設機械の油圧システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11649610B2 (ja)
JP (1) JP7297596B2 (ja)
CN (1) CN114207293B (ja)
WO (1) WO2021039284A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021032319A (ja) * 2019-08-23 2021-03-01 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム
JP7285736B2 (ja) * 2019-08-23 2023-06-02 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム
JP7297596B2 (ja) * 2019-08-23 2023-06-26 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム
JP7324655B2 (ja) * 2019-08-23 2023-08-10 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム
CN114412868B (zh) * 2022-01-24 2023-04-18 华中科技大学 高压大流量液泵比例卸荷阀

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1061604A (ja) * 1996-08-24 1998-03-06 Yutani Heavy Ind Ltd 建設機械の油圧駆動装置及びその制御方法
JP2017110672A (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 川崎重工業株式会社 油圧駆動システム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3501902B2 (ja) * 1996-06-28 2004-03-02 コベルコ建機株式会社 建設機械の制御回路
JP4193830B2 (ja) * 2005-09-02 2008-12-10 コベルコ建機株式会社 作業機械の油圧制御装置
JP4896774B2 (ja) * 2007-02-28 2012-03-14 日立建機株式会社 油圧作業機械の安全装置
CN103717913B (zh) * 2011-08-09 2016-06-29 沃尔沃建造设备有限公司 用于施工机械的液压控制***及方法
JP5978056B2 (ja) * 2012-08-07 2016-08-24 住友建機株式会社 建設機械の油圧回路及びその制御装置
KR20150018834A (ko) * 2012-10-30 2015-02-24 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 액압 제어 장치
US9784266B2 (en) * 2012-11-23 2017-10-10 Volvo Construction Equipment Ab Apparatus and method for controlling preferential function of construction machine
JP6262054B2 (ja) * 2014-03-28 2018-01-17 株式会社クボタ 作業機の油圧システム
JP6475522B2 (ja) * 2015-03-13 2019-02-27 川崎重工業株式会社 油圧システム
JP6799480B2 (ja) * 2017-03-08 2020-12-16 川崎重工業株式会社 油圧システム
CN107740462A (zh) * 2017-11-22 2018-02-27 江苏恒立液压科技有限公司 液压控制***和具有其的挖掘机
JP7324654B2 (ja) * 2019-08-23 2023-08-10 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム
JP2021032319A (ja) * 2019-08-23 2021-03-01 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム
JP7297596B2 (ja) * 2019-08-23 2023-06-26 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム
JP7324655B2 (ja) * 2019-08-23 2023-08-10 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1061604A (ja) * 1996-08-24 1998-03-06 Yutani Heavy Ind Ltd 建設機械の油圧駆動装置及びその制御方法
JP2017110672A (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 川崎重工業株式会社 油圧駆動システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN114207293B (zh) 2023-07-18
US11649610B2 (en) 2023-05-16
JP2021032316A (ja) 2021-03-01
JP7297596B2 (ja) 2023-06-26
CN114207293A (zh) 2022-03-18
US20220316186A1 (en) 2022-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021039284A1 (ja) 建設機械の油圧システム
KR101932304B1 (ko) 작업 기계의 유압 구동 장치
JP3497947B2 (ja) 油圧駆動装置
WO2021039282A1 (ja) 建設機械の油圧システム
WO2021039283A1 (ja) 建設機械の油圧システム
WO2021039285A1 (ja) 建設機械の油圧システム
WO2021039287A1 (ja) 建設機械の油圧システム
WO2021039286A1 (ja) 建設機械の油圧システム
JP2019199726A (ja) 油圧ショベル駆動システム
KR20070095446A (ko) 유압 구동 장치
JP7152968B2 (ja) 油圧ショベル駆動システム
JP6924161B2 (ja) 建設機械の油圧システム
WO2021206002A1 (ja) 建設機械の油圧システム
JP6989548B2 (ja) 建設機械
JP7268435B2 (ja) 作業機械の油圧駆動装置
JP7332424B2 (ja) 油圧制御装置及び建設機械
JP2685870B2 (ja) 作業機械の油圧回路
JP2021038787A (ja) 建設機械の油圧システム
JP2005054526A (ja) 建設機械の旋回制御装置
JPH04149326A (ja) 建設機械の油圧制御回路
JP2002194776A (ja) バックホウ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20856646

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20856646

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1