WO2018021288A1 - ショベル、ショベル用コントロールバルブ - Google Patents

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朋紀 黒川
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住友建機株式会社
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    • F15B2211/7142Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups

Definitions

  • the present invention relates to an excavator and the like.
  • Patent Document 1 In a hydraulic circuit of a shovel having a plurality of directional control valves to which hydraulic oil is supplied in parallel through a center bypass oil passage, a hydraulic circuit in which a bleed-off valve is provided downstream of the most downstream directional control valve has been proposed (for example, Patent Document 1).
  • a hydraulic pump A plurality of hydraulic actuators; A center bypass oil passage to which hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is supplied; A plurality of directional control valves arranged in tandem in the center bypass oil passage and supplying the hydraulic oil from the center bypass oil passage to each of the plurality of hydraulic actuators, and at least the most downstream directional control valve A plurality of directional control valves for communicating the center bypass oil passage with other directional control valves; A bleed-off valve connected to a portion upstream of at least a part of the plurality of directional control valves in the center bypass oil passage, An excavator is provided.
  • a shovel control valve that operates a plurality of hydraulic actuators using hydraulic oil supplied from a hydraulic pump, A center bypass oil passage to which hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is supplied; A plurality of directional control valves arranged in tandem in the center bypass oil passage and supplying the hydraulic oil from the center bypass oil passage to each of the plurality of hydraulic actuators, and at least the most downstream directional control valve A plurality of directional control valves for communicating the center bypass oil passage with other directional control valves; A bleed-off valve connected to a portion upstream of at least a part of the plurality of directional control valves in the center bypass oil passage, A control valve for an excavator is provided.
  • FIG. 1 is a side view showing an example of an excavator 100 according to the present embodiment.
  • An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the excavator 100 via a swing mechanism 2.
  • a boom 4 is attached to the upper swing body 3.
  • An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 is attached to the tip of the arm 5.
  • the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 as work elements constitute a drilling attachment that is an example of an attachment, and are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, respectively.
  • the upper swing body 3 is provided with a cabin 10 and is mounted with a power source such as the engine 11 and a controller 30 (see FIG. 2).
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hydraulic circuit that drives the hydraulic actuator of the shovel according to the present embodiment.
  • the hydraulic circuit in this example mainly includes main pumps 14L and 14R, a control valve 17, and a hydraulic actuator.
  • the hydraulic actuator mainly includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, and a turning hydraulic motor 21.
  • the hydraulic actuator may include a left traveling hydraulic motor and a right traveling hydraulic motor (both not shown).
  • the boom cylinder 7 drives the boom 4 up and down.
  • a regeneration valve 7 a is connected between the bottom side oil chamber and the rod side oil chamber of the boom cylinder 7, and a holding valve 7 b is connected to the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7.
  • the arm cylinder 8 opens and closes the arm 5.
  • a regeneration valve 8 a is connected between the bottom side oil chamber and the rod side oil chamber of the arm cylinder 8, and a holding valve 8 b is connected to the rod side oil chamber of the arm cylinder 8.
  • the bucket cylinder 9 drives the bucket 6 to open and close.
  • a regeneration valve 9 a is connected between the bottom side oil chamber and the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9.
  • the regeneration valves 7a, 8a, 9a are all installed outside the control valve 17, and are installed adjacent to the corresponding hydraulic cylinder, for example.
  • the turning hydraulic motor 21 drives the upper turning body 3 to turn. Ports 21L and 21R of the turning hydraulic motor 21 are connected to the hydraulic oil tank T via relief valves 22L and 22R, respectively.
  • the relief valve 22L is opened when the pressure on the port 21L side reaches a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil on the port 21L side to the hydraulic oil tank T.
  • the relief valve 22R is opened when the pressure on the port 21R side reaches a predetermined relief pressure, and the hydraulic oil on the port 21R side is discharged to the hydraulic oil tank T.
  • the main pump 14L is a hydraulic pump that sucks and discharges hydraulic oil from the hydraulic oil tank T, and is a swash plate type variable displacement hydraulic pump in this embodiment.
  • the main pump 14L is connected to a regulator (not shown).
  • the regulator changes the swash plate tilt angle of the main pump 14L in accordance with a command from the controller 30, and controls the displacement volume (discharge amount per rotation) of the main pump 14L.
  • the main pump 14L supplies the discharged hydraulic oil to the center bypass oil path RC1, and the main pump 14R supplies the discharged hydraulic oil to the center bypass oil path RC2.
  • the main pump 14L, the main pump 14R, and the pilot pump 15 are mechanically coupled to their respective drive shafts, and the drive shafts are connected to the engine 11 that is a power source. Specifically, each drive shaft is connected to the output shaft of the engine 11 through the transmission 13 at a predetermined speed ratio. Therefore, if the engine speed is constant, each speed is also constant.
  • the main pump 14L, the main pump 14R, and the pilot pump 15 may be connected to the engine 11 via a continuously variable transmission or the like so that the rotational speed can be changed even when the engine rotational speed is constant.
  • the control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic drive system.
  • the control valve 17 mainly includes switching valves 62B, 62C, variable load check valves 50, 51A, 51B, 52A, 52B, 53, bleed-off valves 56L, 56R, and directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B. , 173.
  • the switching valve 62B is a 2-port 2-position variable relief valve capable of switching whether or not to discharge the hydraulic oil discharged from the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank T. Specifically, the switching valve 62B communicates between the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 and the hydraulic oil tank T when in the first position, and blocks communication when in the second position. Further, the switching valve 62B has a check valve that blocks the flow of hydraulic oil from the hydraulic oil tank T at the first position.
  • the switching valve 62C is a 2-port 2-position variable relief valve capable of switching whether or not the hydraulic oil discharged from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 is discharged to the hydraulic oil tank T. Specifically, the switching valve 62C communicates between the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 and the hydraulic oil tank T when in the first position, and shuts off the communication when in the second position. In addition, the switching valve 62C has a check valve that blocks the flow of hydraulic oil from the hydraulic oil tank T at the first position.
  • variable load check valves 50, 51A, 51B, 52A, 52B, 53 communicate with each other between the direction control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 and at least one of the main pumps 14L, 14R. It is a 2-port 2-position valve that can be switched off.
  • Direction control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 respectively control the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the corresponding hydraulic actuator.
  • each of the directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 operates according to the pilot pressure input to the left or right pilot port from the operation device 26 including the corresponding operation lever.
  • the direction control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 are 6-port 3-position spool valves.
  • the directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 have four ports (two cylinder ports RCp1, RCp2 and two tank ports described later) for supplying hydraulic oil to the corresponding hydraulic actuators. Tp).
  • the directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 have two center bypass ports, that is, center bypass oil passages RC1, RC2 that are maintained in communication regardless of the position of the spool, as will be described later. There are portions corresponding to the inlet and the outlet.
  • the operating device 26 uses the pressure of the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 (primary side pressure) as a base pressure, and the pilot pressure generated according to the operation amount (specifically, the operation angle) It is applied to either the left or right pilot port corresponding to the operation direction.
  • the direction control valve 170 is a spool valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the turning hydraulic motor 21.
  • Direction control valves 171A and 171B are spool valves that control the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the arm cylinder 8. Specifically, the direction control valve 171A supplies the hydraulic oil supplied from the main pump 14L through the center bypass oil passage RC1 to the arm cylinder 8, and the direction control valve 171B is supplied from the main pump 14R through the center bypass oil passage RC2. The supplied hydraulic oil is supplied to the arm cylinder 8. Accordingly, hydraulic oil from both the main pumps 14L and 14R can flow into the arm cylinder 8 at the same time.
  • the direction control valve 172A is a spool valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the boom cylinder 7. Specifically, the direction control valve 172A supplies hydraulic oil supplied from the main pump 14R to the boom cylinder 7 through the center bypass oil passage RC2.
  • the direction control valve 172B is a spool valve that allows hydraulic oil supplied from the main pump 14L to flow into the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 through the center bypass oil passage RC1 when the boom raising operation is performed through the operation device 26. is there. Further, when the boom lowering operation is performed through the operation device 26, the direction control valve 172B can join the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 to the center bypass oil passage RC1.
  • the direction control valve 173 is a spool valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the bucket cylinder 9. Specifically, the direction control valve 173 supplies hydraulic oil supplied from the main pump 14R to the bucket cylinder 9 through the center bypass oil passage RC2.
  • the directional control valve 170, the directional control valve 172B, and the directional control valve 171A are arranged in tandem in order from the upstream side (side closer to the main pump 14L).
  • hydraulic oil from the main pump 14L is supplied in parallel to the directional control valves 170, 172B, and 171A through the center bypass oil passage RC1.
  • the direction control valves 170, 172B, and 171A are configured to be able to supply hydraulic oil to the most downstream (that is, the direction control valve 171A located on the most downstream side) through the center bypass oil passage RC1.
  • the directional control valves 170 and 172B except for the most downstream directional control valve 171A communicate with the center bypass oil passage RC1 regardless of the position of the spool (the communication state is maintained). ). That is, the center bypass oil passage RC1 communicates with the directional control valve 171A located on the most downstream side of the directional control valves 170, 172B, and 171A arranged in tandem from upstream to downstream.
  • the direction control valves 170, 172B, and 171A are oil passages (cylinder ports RCp1, described later) that supply hydraulic oil discharged from the main pump 14L and supplied through the center bypass oil passage RC1 to the corresponding hydraulic actuator. RCp2 etc.).
  • the center bypass oil passage RC1 is blocked from the hydraulic oil tank T. This is because there is no target to which hydraulic oil should be supplied through the center bypass oil passage RC1 on the downstream side of the direction control valve 171A.
  • the center bypass oil passage RC1 is not cut off from the hydraulic oil tank T by the most downstream direction control valve 171A, but is cut off by a plug or the like provided in an oil passage further downstream of the direction control valve 171A. It may be an embodiment. In this case, the center bypass oil passage RC1 communicates with the direction control valve 171A in addition to the direction control valves 170 and 172B.
  • the direction control valves 173, 172A, 171B are arranged in tandem in order from the upstream side (side closer to the main pump 14R). Further, in this example, hydraulic oil from the main pump 14R is supplied in parallel to the directional control valves 173, 172A, 171B through the center bypass oil passage RC2. That is, the direction control valves 173, 172A, and 171B are configured to be able to supply hydraulic oil to the most downstream (that is, the direction control valve 171B located at the most downstream) through the center bypass oil passage RC2.
  • the direction control valves 173 and 172A excluding the most downstream direction control valve 171B communicate with the center bypass oil passage RC2 regardless of the position of the spool (the communication state is maintained). ). That is, the center bypass oil passage RC2 communicates with the directional control valve 171B located on the most downstream side of the directional control valves 173, 172A, 171B arranged in tandem from upstream to downstream.
  • the direction control valves 173, 172A, 171B are oil passages (cylinder ports RCp1, described later) that supply hydraulic oil discharged from the main pump 14L and supplied through the center bypass oil passage RC1 to the corresponding hydraulic actuator. RCp2 etc.).
  • the center bypass oil passage RC2 is blocked from the hydraulic oil tank T. This is because there is no target to which hydraulic oil should be supplied through the center bypass oil passage RC2 downstream of the direction control valve 171B.
  • the center bypass oil passage RC2 is not cut off by the most downstream directional control valve 171B, but by a plug or the like provided in the oil passage further downstream of the directional control valve 171B. It may be a mode of being blocked.
  • the center bypass oil passage RC2 communicates with the direction control valve 171B in addition to the direction control valves 173 and 172A, as in the case of the center bypass oil passage RC1.
  • control valve 17 will be specifically described with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the structure of the control valve 17 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion including a directional control valve V that represents any one of the directional control valves 170, 171 A, 171 B, 172 A, 172 B, 173 of the control valve 17.
  • the center bypass oil passage RC in this example corresponds to one of the center bypass oil passages RC1 and RC2 in FIG.
  • control valve 17 includes a center bypass oil passage RC formed in a substantially vertical direction of the moving direction of the spool SP of the direction control valve V.
  • the center bypass oil passage RC has a plurality of directional control valve V spools arranged in tandem. That is, in the center bypass oil passage RC, the spools of the other directional control valve V are arranged on at least one of the upstream side and the downstream side of the spool of the one directional control valve V.
  • the directional control valve V included in the control valve 17 includes a spool SP, a part of the center bypass oil passage RC in which the spool SP is disposed (hereinafter simply referred to as “a part of the center bypass oil passage RC”), and a cylinder port RCp1. , RCp2, tank port Tp, and bridge oil passage RB.
  • the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R is supplied to a part of the center bypass oil passage RC from the upstream portion of the center bypass oil passage RC.
  • a portion of the center bypass oil passage RC maintains substantially the same passage area regardless of the position of the spool. Therefore, as described above, the center bypass oil passage RC of the control valve 17 has a mode in which the passage area does not substantially change regardless of the positions of the spools SP of the plurality of directional control valves V arranged in tandem in the center bypass oil passage RC. The communication state is maintained.
  • the directional control valves 171A and 171B located on the most downstream side of the center bypass oil passages RC1 and RC2 have ports corresponding to the outlets of the center bypass oil passages RC1 and RC2 closed, or The port itself is not provided.
  • Each of the cylinder ports RCp1 and RCp2 is connected to two ports of the hydraulic actuator (for example, the bottom side port and the rod side port of the hydraulic cylinder), and supplies hydraulic oil supplied from the center bypass oil passage RC to one of them.
  • the hydraulic oil discharged from the other is supplied to the tank port Tp.
  • the tank port Tp is discharged from the hydraulic actuator, and the hydraulic oil supplied to either of the cylinder ports RCp1 and RCp2 is discharged to the hydraulic oil tank T.
  • the tank port Tp includes a tank port Tp corresponding to the cylinder port RCp1 and a tank port Tp corresponding to the cylinder port RCp2.
  • the bridge oil passage RB is always connected to a part of the center bypass oil passage RC in a communication state regardless of the position of the spool SP, and the communication state and the non-communication state are switched according to a change in the position of the spool SP.
  • the cylinder ports RCp1 and RCp2 are connected to each other. That is, a part of the center bypass oil passage RC supplies hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R to the bridge oil passage RB regardless of the position of the spool.
  • the direction control valve V supplies the hydraulic oil of the center bypass oil passage RC to the hydraulic actuator from one of the cylinder ports RCp1 and RCp2 according to the position of the spool SP, or shuts off the supply. Etc. can be performed. That is, each of the plurality of directional control valves V does not supply or supply the hydraulic oil supplied through the center bypass oil passage RC that is always maintained in communication regardless of the position of the spool SP. Can be.
  • a part of the center bypass oil passage RC is always maintained in a communication state regardless of the position of the spool SP. Accordingly, a part of the center bypass oil passage RC is disposed on at least one of the upstream side and the downstream side on the center bypass oil passage RC in a state where it communicates with one of the cylinder ports RCp1 and RCp2 through the bridge oil passage RB. It communicates with the spool SP of the other directional control valve V. Therefore, the center bypass oil passage RC supplies the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R in parallel to each hydraulic actuator connected to each of the plurality of directional control valves V arranged in tandem. it can.
  • the hydraulic oil in (a part of) the center bypass oil passage RC is supplied to the hydraulic actuator through the bridge oil passage RB and the cylinder port RCp2.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic actuator is supplied to the cylinder port RCp1 and discharged from the tank port Tp corresponding to the cylinder port RCp1 to the hydraulic oil tank T.
  • the bleed-off valves 56L and 56R operate according to commands from the controller 30.
  • the bleed-off valves 56L and 56R are respectively connected upstream of the directional control valves (directional control valves 170, 172B, 171A and directional control valves 173, 172A, 171B) in the center bypass oil passages RC1, RC2.
  • the bleed-off valve 56L is a 2-port 2-position spool valve capable of controlling the amount of hydraulic oil supplied from the main pump 14L to the center bypass oil passage RC1 to the hydraulic oil tank T.
  • the bleed-off valve 56R is a 2-port 2-position spool valve capable of controlling the discharge amount of hydraulic oil supplied from the main pump 14R to the center bypass oil passage RC2 to the hydraulic oil tank T.
  • the bleed-off valve 56L functions as a variable throttle that adjusts the opening area of the opening (bleed opening) in accordance with a command from the controller 30 when in the first position, and opens when in the second position. Shut off. The same applies to the bleed-off valve 56R. With this configuration, the bleed-off valves 56L and 56R can perform bleed-off control by adjusting the opening in accordance with a command from the controller 30.
  • the controller 30 controls the bleed-off valves 56L and 56R based on the detection value of the pressure sensor 29A that detects the operation amount and the operation direction in the operation device 26 including the operation lever. Specifically, the controller 30 transmits a command to the electromagnetic solenoid of the pressure reducing valve connected to the pilot ports of the bleed-off valves 56L and 56R, so that the pressure reducing valve applies the pilot pressure corresponding to the command to the bleed-off valve. Bleed-off control can be performed by acting on 56L and 56R.
  • the controller 30 is mainly configured by a microcomputer including a CPU, RAM, ROM, and the like, and realizes various functions by executing various control programs stored in the ROM on the CPU.
  • the bleed-off valves 56L and 56R may be configured as electromagnetic valves, and the bleed-off valves 56L and 56R may be operated in response to a direct command from the controller 30.
  • each of the bleed-off valves 56L and 56R capable of adjusting the bleed opening is connected to the center bypass oil passages RC1 and RC2.
  • the bleed-off control can be performed without providing a bleed opening in the directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, and 173 that receive the supply of hydraulic oil from any of the center bypass oil passages RC1 and RC2. . Therefore, pressure loss in the center bypass oil passages RC1, RC2 and the bleed opening can be reduced as compared with the case where the bleed opening is provided in the direction control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173.
  • the bleed-off valves 56L and 56R are upstream of the directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, and 173 in the center bypass oil passages RC1 and RC2 (that is, the most upstream). ). Therefore, as compared with the case where the bleed-off valves 56L and 56R are arranged downstream of the directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B and 173 in the center bypass oil passages RC1 and RC2, The responsiveness of bleed-off control can be improved.
  • the pressure of the hydraulic circuit is reduced by bleed-off control because it is less affected by the residual pressure of the directional control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 disposed downstream of the center bypass oil passages RC1, RC2. Can be immediately reduced.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of a hydraulic circuit that drives the hydraulic actuator of the shovel according to the present embodiment.
  • the connection positions (arrangement positions) of the bleed-off valves 56L and 56R in the center bypass oil passages RC1 and RC2 are different from the example shown in FIG.
  • the same components as those in the example shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be mainly described.
  • the bleed-off valve 56L is connected to a portion between the direction control valve 170 and the direction control valve 172B in the center bypass oil passage RC1. That is, the bleed-off valve 56L is disposed downstream of the directional control valve 170 and upstream of the directional control valve 172B in the center bypass oil passage RC1.
  • the direction control valve 173 positioned upstream of the bleed-off valve 56L is affected by the direction control valves 172B and 171A positioned downstream of the bleed-off valve 56L (for example, the effect of residual pressure or the like). ). For this reason, for example, by performing bleed-off control using the bleed-off valve 56L at the time of turning operation alone, the pressure of the hydraulic circuit can be changed quickly, and the turning operation of the upper-part turning body 3 is speeded up. be able to.
  • the controller 30 determines that the turning operation is based on the detected value of the pressure sensor 29A that detects the operating state of the operating device 26, the controller 30 transmits a command to the pressure reducing valve, and the bleed-off control by the bleed-off valve 56R. I do.
  • the bleed-off valve 56R is connected to a portion between the directional control valve 173 and the directional control valve 172A in the center bypass oil passage RC2. That is, the bleed-off valve 56R is disposed downstream of the directional control valve 173 and upstream of the directional control valve 172A in the center bypass oil passage RC2.
  • the direction control valve 170 positioned upstream of the bleed-off valve 56R is influenced by the direction control valves 172A and 171B positioned downstream of the bleed-off valve 56R (for example, the effect of residual pressure or the like). ). Therefore, for example, when the bucket is operated independently from the idling state, the pressure of the hydraulic circuit can be quickly changed by performing the bleed-off control using the bleed-off valve 56R, and the operation of the bucket 6 is speeded up. can do.
  • the controller 30 determines that the bucket 6 is operated alone based on the detection value of the pressure sensor 29A that detects the operation state of the operating device 26, the controller 30 transmits a command to the pressure reducing valve, and the bleed-off valve 56R causes Turn off control.
  • the controller 30 transmits a command to the pressure reducing valve, and the bleed-off valve 56R causes Turn off control.
  • the direction control valve corresponding to the hydraulic actuator (the turning hydraulic motor 21 and the bucket cylinder 9) that is operated with priority in the center bypass oil passages RC1 and RC2, and adjacent to the downstream of the direction control valve.
  • the bleed-off valves 56L and 56R are connected between the directional control valves arranged as described above. This suppresses the influence of the directional control valve arranged downstream of the bleed-off valves 56L and 56R in the center bypass oil passages RC1 and RC2 with respect to the operation of the hydraulic actuator that operates with priority, and the hydraulic actuator that operates with priority. Operability and responsiveness can be improved.
  • the turning hydraulic motor 21 and the bucket cylinder 9 are selected as hydraulic actuators to be operated with priority.
  • the present invention is not limited to this mode.
  • a spare directional control valve for driving a spare hydraulic actuator for driving a spare attachment (not shown) (for example, a crusher, a breaker, etc.)
  • the actuator to be operated with priority is a spare hydraulic actuator.
  • the influence of the other directional control valve located downstream of the bleed-off valve is reduced. It is possible to suppress and improve the operability and responsiveness of the preliminary attachment (preliminary hydraulic actuator).
  • FIG. 5 is a diagram showing still another example of the hydraulic circuit for driving the hydraulic actuator of the shovel according to the present embodiment.
  • This example is different from the example shown in FIG. 2 in that the center bypass ports of the direction control valves 171A and 171B located on the most downstream side of the center bypass oil passages RC1 and RC2 are communicated.
  • the same components as those in the example shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be mainly described.
  • the directional control valves 171A and 171B communicate with the center bypass oil passages RC1 and RC2, respectively, and the center bypass oil passages RC1 and RC2 are spare oil passages downstream of the directional control valves 171A and 171B, respectively.
  • RC1a and RC2a are included.
  • the spare oil passages RC1a and RC2a are provided with switching valves 58L and 58R for switching the spare oil passages RC1a and RC2a between a communication state and a shut-off state (non-communication state).
  • the switching valves 58L and 58R are normally set so as to maintain the spare oil passages RC1a and RC2a in the shut-off state.
  • other hydraulic supply objects such as other directional control valves for controlling other hydraulic actuators
  • the switching valves 58L and 58R are maintained in a communicating state.
  • the switching valves 58L and 58R are provided in the portions of the center bypass oil passages RC1 and RC2 further downstream of the most downstream directional control valves 171A and 171B (preliminary oil passages RC1a and RC2a).
  • the center bypass oil passages RC1 and RC2 can be blocked by the valves 58L and 58R. Accordingly, the center bypass oil passages RC1 and RC2 are blocked at one end, and the bleed-off control by the bleed-off valves 56L and 56R is enabled, and another hydraulic pressure supply target is connected downstream of the most downstream directional control valve. It can correspond to.
  • FIG. 6 is a diagram showing still another example of a hydraulic circuit that drives the hydraulic actuator of the shovel according to the present embodiment.
  • a left traveling hydraulic motor 1L and a right traveling hydraulic motor 1R that drive the lower traveling body 1 as hydraulic actuators are included, and the control valve 17 includes a left traveling hydraulic motor 1L and a right traveling hydraulic motor.
  • 2 is different from the example shown in FIG. 2 in that directional control valves 174L and 174R for controlling the motor 1R and a travel straight valve 175 are included.
  • the same components as those in the example shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be mainly described.
  • the direction control valve 174L is disposed further upstream of the direction control valves 170, 172B, 171A in the center bypass oil passage RC1, that is, on the main pump 14L side.
  • the direction control valve 174L controls the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the left-side traveling hydraulic motor 1L according to the pilot pressure input to either the left or right pilot port from the operation device 26 including the corresponding operation lever or the like. Control.
  • the direction control valve 174R is disposed further upstream of the direction control valves 173, 172A, 171B in the center bypass oil passage RC2, that is, on the main pump 14R side.
  • the direction control valve 174R controls the direction and flow rate of the hydraulic oil flowing into and out of the right-side traveling hydraulic motor 1R in accordance with the pilot pressure input to the left or right pilot port from the operating device 26 including the corresponding operating lever. Control.
  • the traveling straight valve 175 is provided upstream of the direction control valve 174R in the center bypass oil passage RC2, and supplies hydraulic oil from the main pumps 14L and 14R to the left traveling hydraulic motor 1L and the right traveling hydraulic motor 1R, respectively. Or a spool valve that switches whether hydraulic oil is supplied from one main pump 14L. Specifically, the straight travel valve 175 is provided on the upstream side of the center bypass oil passage RC2 when the left traveling hydraulic motor 1L, the right traveling hydraulic motor 1R, and other hydraulic actuators are operated simultaneously. Through the bypass oil passage BP2 and into the center bypass oil passage RC1 downstream of the direction control valve 174L, and branch from the center bypass oil passage RC1 upstream of the direction control valve 174L.
  • the traveling straight valve 175 passes the hydraulic oil on the upstream side of the center bypass oil passage RC2 to the downstream side as it is, and passes the hydraulic oil on the bypass oil passage BP1 as it is on the downstream side.
  • the bypass oil passage BP2 to the center bypass oil passage RC1 downstream of the direction control valve 174L.
  • the hydraulic oil from the main pumps 14L and 14R is supplied to the left traveling hydraulic motor 1L and the right traveling hydraulic motor 1R, respectively.
  • Direction control valves 174L and 174R are 6-port 3-position spool valves, respectively. Specifically, each of the direction control valves 174L and 174R has a left traveling hydraulic motor 1L, a 4 port for supplying hydraulic oil to the right traveling hydraulic motor 1R, and two center bypass ports.
  • the direction control valves 174L and 174R are different from the direction control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, and 173, and limit or block the flow rate of the hydraulic oil that passes through the center bypass oil passages RC1 and RC2 depending on the spool position. .
  • the directional control valves 174L and 174R supply hydraulic fluid to the left traveling hydraulic motor 1L and the right traveling hydraulic motor 1R when the spool is in the right position or the left position.
  • the flow rate of the hydraulic oil passing through the center bypass oil passages RC1 and RC2 is limited or cut off. Instead, the hydraulic oil from the main pumps 14L and 14R is supplied to the center bypass oil passage RC1 downstream of the direction control valve 174L via the bypass oil passage BP2. Further, the center bypass oil passage RC2 on the downstream side of the directional control valve 174R passes through the bypass oil passage BP3 that bypasses the travel straight advance valve 175 and the direction control valve 174R from the center bypass oil passage RC2 on the upstream side of the travel straight valve 175. Then, the hydraulic oil from the main pump 14R is supplied.
  • the bleed-off valves 56L and 56R are connected downstream of the direction control valves 174L and 174R in the center bypass oil passages RC1 and RC2, respectively. Specifically, the bleed-off valves 56L and 56R are respectively a portion between the direction control valve 174L and the direction control valve 170 in the center bypass oil passage RC1, and the direction from the direction control valve 174R in the center bypass oil passage RC2. It is connected to a portion between the control valve 173 and the control valve 173.
  • the bleed-off valves 56L and 56R are connected downstream of the traveling direction control valves 174L and 174R in the center bypass oil passages RC1 and RC2. This suppresses the influence of the directional control valve disposed downstream of the bleed-off valves 56L and 56R, and the operability and responsiveness of the left traveling hydraulic motor 1L and the right traveling hydraulic motor 1R that drive the lower traveling body 1. Can be improved.

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Abstract

センタバイパス油路を通じてパラレルに複数の方向制御弁に作動油を供給する場合に、ブリードオフ制御の応答性の低下を抑制することが可能なショベル等を提供する。そのため、油圧ポンプと、複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプから吐出される作動油が供給されるセンタバイパス油路と、センタバイパス油路にタンデム配置されると共に、センタバイパス油路から複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対して作動油を供給する複数の方向制御弁であって、少なくとも最下流の方向制御弁以外の方向制御弁がセンタバイパス油路を連通させる複数の方向制御弁と、センタバイパス油路のうちの複数の方向制御弁の少なくとも一部よりも上流の部分に接続されるブリードオフ弁と、を備える。

Description

ショベル、ショベル用コントロールバルブ
 本発明は、ショベル等に関する。
 センタバイパス油路を通じてパラレルに作動油が供給される複数の方向制御弁を備えるショベルの油圧回路において、最下流の方向制御弁の下流にブリードオフ弁を設ける油圧回路が提案されている(例えば、特許文献1)。
 かかる構成によれば、該ブリードオフ弁によるブリードオフ制御を行うことで、方向制御弁にブリード開口を設ける場合等に比して、センタバイパス油路等における圧力損失を低減することができる。
特許第5758348号公報
 しかしながら、特許文献1に開示の構成では、センタバイパス油路における複数の方向制御弁の更に下流位置にブリードオフ弁が設けられるため、油圧回路のブリードオフ制御における応答性が低下してしまう可能性がある。例えば、ブリードオフ制御により油圧回路の圧力を直ちに低減させたい場合であっても、ブリードオフ弁が複数の方向制御弁よりも更に下流の位置にあると、各方向制御弁の残圧等により、油圧ポンプに負荷がかかり、意図通りに、圧力を低減できない可能性がある。
 そこで、上記課題に鑑み、センタバイパス油路を通じてパラレルに複数の方向制御弁に作動油を供給する場合に、ブリードオフ制御の応答性の低下を抑制することが可能なショベル等を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、一実施形態において、
 油圧ポンプと、
 複数の油圧アクチュエータと、
 前記油圧ポンプから吐出される作動油が供給されるセンタバイパス油路と、
 前記センタバイパス油路にタンデム配置されると共に、前記センタバイパス油路から前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対して前記作動油を供給する複数の方向制御弁であって、少なくとも最下流の方向制御弁以外の方向制御弁が前記センタバイパス油路を連通させる複数の方向制御弁と、
 前記センタバイパス油路のうちの前記複数の方向制御弁の少なくとも一部よりも上流の部分に接続されるブリードオフ弁と、を備える、
 ショベルが提供される。
 また、他の実施形態において、
 油圧ポンプから供給される作動油を用いて、複数の油圧アクチュエータを作動させるショベル用コントロールバルブであって、
 前記油圧ポンプから吐出される作動油が供給されるセンタバイパス油路と、
 前記センタバイパス油路にタンデム配置されると共に、前記センタバイパス油路から前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対して前記作動油を供給する複数の方向制御弁であって、少なくとも最下流の方向制御弁以外の方向制御弁が前記センタバイパス油路を連通させる複数の方向制御弁と、
 前記センタバイパス油路のうちの前記複数の方向制御弁の少なくとも一部よりも上流の部分に接続されるブリードオフ弁と、を備える、
 ショベル用コントロールバルブが提供される。
 上述の実施形態によれば、センタバイパス油路を通じてパラレルに複数の方向制御弁に作動油を供給する場合に、ブリードオフ制御の応答性の低下を抑制することが可能なショベル等を提供することができる。
ショベルの一例を示す側面図である。 ショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の一例を示す図である。 コントロールバルブの構造の一例を概略的に示す図である。 ショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の他の例を示す図である。 ショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の更に他の例を示す図である。 ショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の更に他の例を示す図である。
 以下、図面を参照して、本発明の限定的でない例示としての実施形態について説明する。
 まず、図1を参照して、本実施形態に係るショベルの基本構成について説明する。
 図1は、本実施形態に係るショベル100の一例を示す側面図である。
 ショベル100の下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3にはブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはバケット6が取り付けられている。作業要素としてのブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、且つエンジン11等の動力源及びコントローラ30等が搭載される(図2参照)。
 次に、図2を参照して、ショベル100の油圧アクチュエータを駆動する油圧回路について説明する。
 まず、図2は、本実施形態に係るショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の一例を示す図である。本例における油圧回路は、主に、メインポンプ14L,14R、コントロールバルブ17、及び油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータは、主に、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、及び旋回用油圧モータ21を含む。また、油圧アクチュエータは、左側走行用油圧モータ及び右側走行用油圧モータ(共に不図示)を含んでもよい。
 ブームシリンダ7は、ブーム4を昇降駆動する。ブームシリンダ7のボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁7aが接続されると共に、ブームシリンダ7のボトム側油室には、保持弁7bが接続される。
 アームシリンダ8は、アーム5を開閉駆動する。アームシリンダ8のボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁8aが接続されると共に、アームシリンダ8のロッド側油室には保持弁8bが接続される。
 バケットシリンダ9は、バケット6を開閉駆動する。バケットシリンダ9のボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁9aが接続される。
 再生弁7a,8a,9aは何れもコントロールバルブ17の外部に設置され、例えば、対応する油圧シリンダに隣接して設置される。
 旋回用油圧モータ21は、上部旋回体3を旋回駆動する。旋回用油圧モータ21のポート21L、21Rがそれぞれリリーフ弁22L、22Rを介して作動油タンクTに接続される。
 リリーフ弁22Lは、ポート21L側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開放され、ポート21L側の作動油を作動油タンクTに排出する。また、リリーフ弁22Rは、ポート21R側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開放され、ポート21R側の作動油を作動油タンクTに排出する。
 メインポンプ14Lは、作動油タンクTから作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプであり、本実施形態では、斜板式可変容量型油圧ポンプである。また、メインポンプ14Lは、レギュレータ(不図示)に接続される。レギュレータは、コントローラ30からの指令に応じてメインポンプ14Lの斜板傾転角を変更してメインポンプ14Lの押し退け容積(1回転当たりの吐出量)を制御する。メインポンプ14Rについても同様である。メインポンプ14Lは、吐出する作動油をセンタバイパス油路RC1に供給し、メインポンプ14Rは、吐出される作動油をセンタバイパス油路RC2に供給する。
 メインポンプ14L、メインポンプ14R、及びパイロットポンプ15は、それぞれの駆動軸が機械的に連結されると共に、該駆動軸は、動力源であるエンジン11に接続される。具体的には、それぞれの駆動軸は、変速機13を介して所定の変速比でエンジン11の出力軸に連結される。そのため、エンジン回転数が一定であれば、それぞれの回転数も一定となる。
 尚、メインポンプ14L、メインポンプ14R、及びパイロットポンプ15は、エンジン回転数が一定であっても回転数を変更できるよう、無段変速機等を介してエンジン11に接続されてもよい。
 コントロールバルブ17は、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、主に、切替弁62B,62C,可変ロードチェック弁50,51A,51B,52A,52B,53、ブリードオフ弁56L,56R、及び方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173を含む。
 切替弁62Bは、ブームシリンダ7のロッド側油室から排出される作動油を作動油タンクTに排出するか否かを切り替え可能な2ポート2位置の可変リリーフ弁である。具体的には、切替弁62Bは、第1位置にある場合にブームシリンダ7のロッド側油室と作動油タンクTとの間を連通し、第2位置にある場合にその連通を遮断する。また、切替弁62Bは、第1位置において、作動油タンクTからの作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。
 切替弁62Cは、ブームシリンダ7のボトム側油室から排出される作動油を作動油タンクTに排出するか否かを切り替え可能な2ポート2位置の可変リリーフ弁である。具体的には、切替弁62Cは、第1位置にある場合にブームシリンダ7のボトム側油室と作動油タンクTとの間を連通し、第2位置にある場合にその連通を遮断する。また、切替弁62Cは、第1位置において、作動油タンクTからの作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。
 可変ロードチェック弁50、51A、51B、52A、52B、53は、方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173のそれぞれとメインポンプ14L,14Rのうちの少なくとも一方との間の連通・遮断を切り替え可能な2ポート2位置の弁である。
 方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173は、それぞれ、対応する油圧アクチュエータに流出入する作動油の向き及び流量を制御する。本例では、方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173は、それぞれ、対応する操作レバー等を含む操作装置26から左右何れかのパイロットポートに入力されるパイロット圧に応じて動作する。また、方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173は、6ポート3位置のスプール弁である。具体的には、方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173は、対応する油圧アクチュエータに作動油を供給するための4ポート(後述する2つのシリンダポートRCp1,RCp2及び2つのタンクポートTp)を有する。加えて、方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173は、2つのセンタバイパスポート、即ち、後述の如く、スプールの位置に関わらず連通状態に維持されるセンタバイパス油路RC1,RC2の入口及び出口に相当する部分を有する。
 尚、操作装置26は、パイロットポンプ15から供給される作動油の圧力(1次側の圧力)を元圧として、操作量(具体的には、操作角度)に応じて生成したパイロット圧を、操作方向に対応する左右何れかのパイロットポートに作用させる。
 方向制御弁170は、旋回用油圧モータ21に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
 方向制御弁171A、171Bは、アームシリンダ8に流出入する作動油の方向及び流量を制御するスプール弁である。具体的には、方向制御弁171Aは、センタバイパス油路RC1を通じてメインポンプ14Lから供給される作動油をアームシリンダ8に供給し、方向制御弁171Bは、センタバイパス油路RC2を通じてメインポンプ14Rから供給される作動油をアームシリンダ8に供給する。従って、アームシリンダ8には、メインポンプ14L,14Rの双方からの作動油が同時に流入し得る。
 方向制御弁172Aは、ブームシリンダ7に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。具体的には、方向制御弁172Aは、センタバイパス油路RC2を通じてメインポンプ14Rから供給される作動油をブームシリンダ7に供給する。
 方向制御弁172Bは、操作装置26を通じてブーム上げ操作が行われた場合に、センタバイパス油路RC1を通じてメインポンプ14Lから供給される作動油をブームシリンダ7のボトム側油室に流入させるスプール弁である。また、方向制御弁172Bは、操作装置26を通じてブーム下げ操作が行われた場合には、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油をセンタバイパス油路RC1に合流させることができる。
 方向制御弁173は、バケットシリンダ9に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。具体的には、方向制御弁173は、センタバイパス油路RC2を通じてメインポンプ14Rから供給される作動油をバケットシリンダ9に供給する。
 センタバイパス油路RC1において、方向制御弁170、方向制御弁172B、及び方向制御弁171Aは、上流側(メインポンプ14Lに近い側)から順に、タンデム配置される。また、本例では、各方向制御弁170,172B,171Aに対して、メインポンプ14Lからの作動油がセンタバイパス油路RC1を通じてパラレルに供給される構成である。即ち、方向制御弁170,172B,171Aは、センタバイパス油路RC1を通じて最下流(即ち、最下流に位置する方向制御弁171A)まで作動油を供給可能に構成される。具体的には、最下流の方向制御弁171Aを除く、方向制御弁170,172Bは、それぞれ、そのスプールの位置に関わらずセンタバイパス油路RC1を連通させている(連通状態に維持している)。即ち、センタバイパス油路RC1は、上流から下流に亘ってタンデム配置される方向制御弁170,172B,171Aの最下流に位置する方向制御弁171Aまで連通している。また、方向制御弁170,172B,171Aは、それぞれ、メインポンプ14Lから吐出され、センタバイパス油路RC1を通じて供給される作動油を、対応する油圧アクチュエータに供給する油路(後述するシリンダポートRCp1,RCp2等)を含む。
 また、センタバイパス油路RC1における最下流に位置する方向制御弁171Aにおいて、センタバイパス油路RC1は、作動油タンクTに対して遮断されている。方向制御弁171Aの下流側には、センタバイパス油路RC1を通じて作動油を供給すべき対象がないからである。
 尚、センタバイパス油路RC1は、作動油タンクTに対して、最下流の方向制御弁171Aにより遮断される態様ではなく、方向制御弁171Aの更に下流の油路に設けられるプラグ等により遮断される態様であってもよい。この場合、センタバイパス油路RC1は、方向制御弁170,172Bに加えて、方向制御弁171Aを連通する。
 また、センタバイパス油路RC2において、方向制御弁173,172A,171Bは、上流側(メインポンプ14Rに近い側)から順に、タンデム配置される。また、本例では、各方向制御弁173,172A,171Bに対して、メインポンプ14Rからの作動油がセンタバイパス油路RC2を通じてパラレルに供給される構成である。即ち、方向制御弁173,172A,171Bは、センタバイパス油路RC2を通じて最下流(即ち、最下流に位置する方向制御弁171B)まで作動油を供給可能に構成される。具体的には、最下流の方向制御弁171Bを除く、方向制御弁173,172Aは、それぞれ、そのスプールの位置に関わらずセンタバイパス油路RC2を連通させている(連通状態に維持している)。即ち、センタバイパス油路RC2は、上流から下流に亘ってタンデム配置される方向制御弁173,172A,171Bの最下流に位置する方向制御弁171Bまで連通している。また、方向制御弁173,172A,171Bは、それぞれ、メインポンプ14Lから吐出され、センタバイパス油路RC1を通じて供給される作動油を、対応する油圧アクチュエータに供給する油路(後述するシリンダポートRCp1,RCp2等)を含む。
 また、センタバイパス油路RC2における最下流に位置する方向制御弁171Bにおいて、センタバイパス油路RC2は、作動油タンクTに対して遮断されている。方向制御弁171Bの下流には、センタバイパス油路RC2を通じて作動油を供給すべき対象がないからである。
 尚、センタバイパス油路RC2は、センタバイパス油路RC1の場合と同様、最下流の方向制御弁171Bにより遮断される態様ではなく、方向制御弁171Bの更に下流の油路に設けられるプラグ等により遮断される態様であってもよい。この場合、センタバイパス油路RC2は、センタバイパス油路RC1の場合と同様、方向制御弁173,172Aに加えて、方向制御弁171Bを連通する。
 ここで、図3を参照して、コントロールバルブ17の構造について具体的に説明を行う。
 図3は、本実施形態に係るコントロールバルブ17の構造の一例を概略的に示す図である。具体的には、図3は、コントロールバルブ17の方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173のうちの任意の1つを代表する方向制御弁Vを含む部分の断面図である。
 尚、本例におけるセンタバイパス油路RCは、図2のセンタバイパス油路RC1,RC2の何れかに相当する。
 図3に示すように、コントロールバルブ17は、方向制御弁VのスプールSPの移動方向の略鉛直方向に形成されるセンタバイパス油路RCを含む。
 また、上述の如く(図2参照)、センタバイパス油路RCには、複数の方向制御弁Vのスプールがタンデム配置されている。即ち、センタバイパス油路RCにおいて、一の方向制御弁Vのスプールの上流側及び下流側の少なくとも一方には、他の方向制御弁Vのスプールが配置されている。
 コントロールバルブ17に含まれる方向制御弁Vは、スプールSPと、スプールSPが配置されるセンタバイパス油路RCの一部分(以下、単に「センタバイパス油路RCの一部分」と称する)と、シリンダポートRCp1,RCp2と、タンクポートTpと、ブリッジ油路RBとを含む。
 センタバイパス油路RCの一部分には、メインポンプ14L,14Rから吐出される作動油がセンタバイパス油路RCの上流側の部分から供給される。
 センタバイパス油路RCの一部分は、スプールの位置に関わらず略同一の通路面積が維持される。そのため、コントロールバルブ17のセンタバイパス油路RCは、上述の如く、センタバイパス油路RCにタンデム配置される複数の方向制御弁VのスプールSPの位置に関わらず、通路面積が略変化しない態様で、連通状態に維持される。
 尚、図2に示す一例において、センタバイパス油路RC1,RC2の最下流に位置する方向制御弁171A,171Bは、センタバイパス油路RC1,RC2の出口に相当するポートが閉鎖されている、或いは、当該ポート自体が設けられない。
 シリンダポートRCp1,RCp2は、それぞれ、油圧アクチュエータの2つのポート(例えば、油圧シリンダのボトム側ポート及びロッド側ポート)と接続され、一方にセンタバイパス油路RCから供給される作動油を供給すると共に、他方から排出される作動油をタンクポートTpに供給する。
 タンクポートTpは、油圧アクチュエータから排出され、シリンダポートRCp1,RCp2の何れかに供給された作動油を作動油タンクTに排出する。タンクポートTpは、シリンダポートRCp1に対応するタンクポートTpと、シリンダポートRCp2に対応するタンクポートTpとを含む。
 ブリッジ油路RBは、スプールSPの位置に関わらず、センタバイパス油路RCの一部分と常に連通状態で接続されると共に、スプールSPの位置の変化に応じて、連通状態と非連通状態が切り替わる態様で、シリンダポートRCp1,RCp2のそれぞれと接続される。即ち、センタバイパス油路RCの一部分は、スプールの位置に関わらず、メインポンプ14L,14Rから吐出される作動油をブリッジ油路RBに供給する。これにより、方向制御弁Vは、スプールSPの位置に応じて、センタバイパス油路RCの作動油を、シリンダポートRCp1,RCp2の何れか一方から油圧アクチュエータに供給したり、その供給を遮断したり等を行うことができる。即ち、複数の方向制御弁Vは、それぞれ、スプールSPの位置に関わらず、常に連通状態に維持されるセンタバイパス油路RCを通じて供給される作動油を、油圧アクチュエータに供給したり、供給しないようにしたりすることができる。
 また、上述の如く、センタバイパス油路RCの一部分は、スプールSPの位置に関わらず、常に連通状態に維持される。これにより、センタバイパス油路RCの一部分は、ブリッジ油路RBを通じて、シリンダポートRCp1,RCp2の何れか1つと連通する状態で、センタバイパス油路RC上の上流側及び下流側の少なくとも一方に配置される他の方向制御弁VのスプールSPとも連通する。そのため、センタバイパス油路RCは、タンデム配置される複数の方向制御弁Vのそれぞれに接続される各油圧アクチュエータに対して、メインポンプ14L,14Rから吐出される作動油をパラレルに供給することができる。
 例えば、図3に示す一例では、スプールSPの位置の変化に応じて、センタバイパス油路RC(の一部分)の作動油は、ブリッジ油路RB及びシリンダポートRCp2を通じて、油圧アクチュエータに供給されている。また、油圧アクチュエータから排出された作動油は、シリンダポートRCp1に供給され、シリンダポートRCp1に対応するタンクポートTpから作動油タンクTに排出されている。
 図2に戻り、ブリードオフ弁56L,56Rは、コントローラ30からの指令に応じて動作する。ブリードオフ弁56L,56Rは、それぞれ、センタバイパス油路RC1,RC2における各方向制御弁(方向制御弁170,172B,171A、及び方向制御弁173,172A,171B)の上流に接続される。本例では、ブリードオフ弁56Lは、メインポンプ14Lからセンタバイパス油路RC1に供給される作動油の作動油タンクTへの排出量を制御可能な2ポート2位置のスプール弁である。また、ブリードオフ弁56Rは、メインポンプ14Rからセンタバイパス油路RC2に供給される作動油の作動油タンクTへの排出量を制御可能な2ポート2位置のスプール弁である。また、ブリードオフ弁56Lは、第1位置にある場合にコントローラ30からの指令に応じてその開口(ブリード開口)の開口面積を調整する可変絞りとして機能し、第2位置にある場合にその開口を遮断する。ブリードオフ弁56Rについても同様である。ブリードオフ弁56L,56Rは、かかる構成により、コントローラ30からの指令に応じて、その開口を調整することによりブリードオフ制御を行うことができる。
 コントローラ30は、操作レバー等を含む操作装置26における操作量及び操作方向を検出する圧力センサ29Aの検出値に基づき、ブリードオフ弁56L,56Rの制御を行う。具体的には、コントローラ30は、ブリードオフ弁56L,56Rのパイロットポートと接続される減圧弁の電磁ソレノイドに対して指令を送信することにより、減圧弁が指令に対応するパイロット圧をブリードオフ弁56L,56Rに作用させて、ブリードオフ制御を行うことができる。
 尚、コントローラ30は、例えば、CPU、RAM、ROM等を含むマイクロコンピュータを中心に構成され、ROMに格納された各種制御プログラムをCPU上で実行させることにより各種機能を実現する。また、ブリードオフ弁56L,56Rを電磁弁として構成し、コントローラ30からの直接の指令に応じて、ブリードオフ弁56L,56Rが作動する構成であってもよい。
 このように、本例に係る油圧回路によれば、ブリード開口を調整可能なブリードオフ弁56L,56Rのそれぞれをセンタバイパス油路RC1,RC2に接続する。これにより、センタバイパス油路RC1,RC2の何れかから作動油の供給を受ける方向制御弁170、171A、171B、172A、172B、173にブリード開口を設けずとも、ブリードオフ制御を行うことができる。そのため、方向制御弁170、171A、171B、172A、172B、173にブリード開口を設ける場合に比して、センタバイパス油路RC1,RC2やブリード開口における圧力損失を低減することができる。
 また、本例に係る油圧回路によれば、ブリードオフ弁56L,56Rは、センタバイパス油路RC1,RC2における各方向制御弁170、171A、171B、172A、172B、173の上流(即ち、最上流)に配置される。そのため、ブリードオフ弁56L,56Rがセンタバイパス油路RC1,RC2における各方向制御弁170、171A、171B、172A、172B、173の下流(即ち、最下流)に配置される場合に比して、ブリードオフ制御の応答性を向上させることができる。例えば、センタバイパス油路RC1,RC2の下流に配置される各方向制御弁170、171A、171B、172A、172B、173の残圧等の影響を受けにくくなるため、ブリードオフ制御により油圧回路の圧力を直ちに低減させることが可能になる。
 続いて、図4は、本実施形態に係るショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の他の例を示す図である。本例では、センタバイパス油路RC1,RC2におけるブリードオフ弁56L,56Rの接続位置(配置位置)が図2に示す一例と異なる。以下、図2に示す一例と同様の構成については、同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明をする。
 本例では、ブリードオフ弁56Lは、センタバイパス油路RC1における方向制御弁170と方向制御弁172Bとの間の部分に接続される。即ち、ブリードオフ弁56Lは、センタバイパス油路RC1における方向制御弁170の下流且つ方向制御弁172Bの上流に配置される。
 これにより、ブリードオフ制御を行う際、ブリードオフ弁56Lの上流に位置する方向制御弁173は、ブリードオフ弁56Lの下流に位置する方向制御弁172B,171Aの影響(例えば、残圧等による影響)を受けにくくなる。そのため、例えば、旋回単独操作時において、ブリードオフ弁56Lを用いたブリードオフ制御を行うことにより、油圧回路の圧力を迅速に変化させることが可能となり、上部旋回体3の旋回動作を迅速化することができる。具体的には、コントローラ30は、操作装置26の操作状態を検出する圧力センサ29Aの検出値に基づき、旋回単独操作と判断すると、減圧弁に指令を送信し、ブリードオフ弁56Rによるブリードオフ制御を行う。
 また、本例では、ブリードオフ弁56Rは、センタバイパス油路RC2における方向制御弁173と方向制御弁172Aとの間の部分に接続される。即ち、ブリードオフ弁56Rは、センタバイパス油路RC2における方向制御弁173の下流且つ方向制御弁172Aの上流に配置される。
 これにより、ブリードオフ制御を行う際、ブリードオフ弁56Rの上流に位置する方向制御弁170は、ブリードオフ弁56Rの下流に位置する方向制御弁172A,171Bの影響(例えば、残圧等による影響)を受けにくくなる。そのため、例えば、アイドリング状態からのバケット単独操作時において、ブリードオフ弁56Rを用いたブリードオフ制御を行うことにより、油圧回路の圧力を迅速に変化させることが可能となり、バケット6の動作を迅速化することができる。具体的には、コントローラ30は、操作装置26の操作状態を検出する圧力センサ29Aの検出値に基づき、バケット6の単独操作と判断すると、減圧弁に指令を送信し、ブリードオフ弁56Rによるブリードオフ制御を行う。特に、バケット6(スケルトンバケット)による細かい土砂をふるい落とす動作やバケット6に貼り付いた土砂をふるい落とす動作等では、バケット6の迅速な動作が要求される。そのため、かかる場面で、本例に係る油圧回路の構成を採用しブリードオフ制御を行うことにより、操作性、応答性を向上させることができる。
 このように、本例では、センタバイパス油路RC1,RC2における優先して動作させる油圧アクチュエータ(旋回用油圧モータ21、バケットシリンダ9)に対応する方向制御弁と、該方向制御弁の下流に隣接して配置される方向制御弁との間にブリードオフ弁56L,56Rを接続する。これにより、優先して動作させる油圧アクチュエータの動作に対する、センタバイパス油路RC1,RC2におけるブリードオフ弁56L,56Rの下流に配置される方向制御弁の影響を抑制し、優先して動作させる油圧アクチュエータの操作性、応答性を向上させることができる。
 尚、本例では、優先して動作させる油圧アクチュエータとして、旋回用油圧モータ21、バケットシリンダ9が選択されるが,本態様に限定されない。例えば、図示しない予備アタッチメント(例えば、破砕機、ブレーカ等)を駆動する予備用油圧アクチュエータを駆動する予備用方向制御弁が設けられる場合、優先して動作させるアクチュエータは、予備用油圧アクチュエータであってもよい。具体的には、予備用方向制御弁と、下流に隣接する他の方向制御弁との間にブリードオフ弁を接続することにより、ブリードオフ弁の下流に位置する他の方向制御弁の影響を抑制し、予備アタッチメント(予備用油圧アクチュエータ)の操作性、応答性を向上させることができる。
 続いて、図5は、本実施形態に係るショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の更に他の例を示す図である。本例では、センタバイパス油路RC1,RC2の最下流に位置する方向制御弁171A,171Bのセンタバイパスポートが連通される点が図2に示す一例と異なる。以下、図2に示す一例と同様の構成については、同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明をする。
 本例では、方向制御弁171A,171Bは、それぞれ、センタバイパス油路RC1,RC2を連通させると共に、センタバイパス油路RC1,RC2は、それぞれ、方向制御弁171A,171Bの下流に予備の油路RC1a,RC2aを含む。また、予備の油路RC1a,RC2aには、該予備の油路RC1a,RC2aのそれぞれを連通状態と遮断状態(非連通状態)との間で切り替える切替弁58L,58Rが設けられる。
 切替弁58L,58Rは、通常、予備の油路RC1a,RC2aを遮断状態に維持するように設定される。一方、予備の油路RC1a,RC2aに他の油圧供給対象(他の油圧アクチュエータを制御する他の方向制御弁等)が接続される場合には、切替弁58L,58Rは、連通状態に維持される。
 このように、本例では、最下流の方向制御弁171A,171Bの更に下流のセンタバイパス油路RC1,RC2の部分(予備の油路RC1a,RC2a)に切替弁58L,58Rを設け、該切替弁58L,58Rによりセンタバイパス油路RC1,RC2を遮断可能な構成にしている。これにより、センタバイパス油路RC1,RC2を一端で遮断して、ブリードオフ弁56L,56Rによるブリードオフ制御を可能としつつ、最下流の方向制御弁の下流に他の油圧供給対象を接続する構成に対応することができる。
 続いて、図6は、本実施形態に係るショベルの油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の更に他の例を示す図である。本例では、油圧アクチュエータとしての下部走行体1を駆動する左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rが含まれると共に、コントロールバルブ17には、左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rを制御する方向制御弁174L,174Rと、走行直進弁175が含まれる点で図2に示す一例と異なる。以下、図2に示す一例と同様の構成については、同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
 方向制御弁174Lは、センタバイパス油路RC1における方向制御弁170,172B,171Aの更に上流、即ち、メインポンプ14L側に配置される。方向制御弁174Lは、対応する操作レバー等を含む操作装置26から左右何れかのパイロットポートに入力されるパイロット圧に応じて、左側走行用油圧モータ1Lに流出入する作動油の向き及び流量を制御する。
 方向制御弁174Rは、センタバイパス油路RC2における方向制御弁173,172A,171Bの更に上流、即ち、メインポンプ14R側に配置される。方向制御弁174Rは、対応する操作レバー等を含む操作装置26から左右何れかのパイロットポートに入力されるパイロット圧に応じて、右側走行用油圧モータ1Rに流出入する作動油の向き及び流量を制御する。
 走行直進弁175は、センタバイパス油路RC2における方向制御弁174Rの上流に設けられ、左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rに、それぞれ、メインポンプ14L,14Rから作動油を供給するか、双方に、一つのメインポンプ14Lから作動油を供給するかを切り替えるスプール弁である。具体的には、走行直進弁175は、左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rと、他の油圧アクチュエータとが同時に操作されている場合、センタバイパス油路RC2の上流側の作動油を、バイパス油路BP2を経由して、方向制御弁174Lの下流側のセンタバイパス油路RC1に流入させ、且つ、方向制御弁174Lの上流側のセンタバイパス油路RC1から分岐するバイパス油路BP1の作動油をセンタバイパス油路RC2の下流側に流入させる。これにより、左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rと、他のアクチュエータとが同時に操作されている場合に、左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rが一つのメインポンプ14Lから供給される作動油で駆動されるため、下部走行体1の直進性が向上する。一方、走行直進弁175は、他の油圧アクチュエータが操作されていない場合、センタバイパス油路RC2の上流側の作動油をそのまま下流側に通過させると共に、バイパス油路BP1の作動油をそのまま下流側のバイパス油路BP2を経由して方向制御弁174Lの下流側のセンタバイパス油路RC1に流入させる。これにより、左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rに、それぞれ、メインポンプ14L,14Rからの作動油が供給される。
 方向制御弁174L,174Rは、それぞれ、6ポート3位置のスプール弁である。具体的には、方向制御弁174L,174Rは、それぞれ、左側走行用油圧モータ1L、及び、右側走行用油圧モータ1Rに作動油を供給するための4ポートと、2つのセンタバイパスポートを有する。方向制御弁174L,174Rは、方向制御弁170,171A,171B,172A,172B,173と異なり、スプール位置に応じて、センタバイパス油路RC1,RC2を通過する作動油の流量を制限或いは遮断する。具体的には、方向制御弁174L,174Rは、スプールが右位置或いは左位置にある場合、即ち、左側走行用油圧モータ1L、及び、右側走行用油圧モータ1Rに作動油を供給している場合、センタバイパス油路RC1,RC2を通過する作動油の流量を制限或いは遮断する。その代り、方向制御弁174Lの下流側のセンタバイパス油路RC1には、バイパス油路BP2を経由して、メインポンプ14L,14Rの作動油が供給される。また、方向制御弁174Rの下流側のセンタバイパス油路RC2には、走行直進弁175の上流側のセンタバイパス油路RC2から走行直進弁175及び方向制御弁174Rをバイパスするバイパス油路BP3を経由して、メインポンプ14Rからの作動油が供給される。
 ブリードオフ弁56L,56Rは、それぞれ、センタバイパス油路RC1,RC2における方向制御弁174L,174Rの下流に接続される。具体的には、ブリードオフ弁56L,56Rは、それぞれ、センタバイパス油路RC1における方向制御弁174Lと方向制御弁170との間の部分、及び、センタバイパス油路RC2における方向制御弁174Rと方向制御弁173との間の部分に接続される。
 このように、本例では、センタバイパス油路RC1,RC2における走行用の方向制御弁174L,174Rの下流にブリードオフ弁56L,56Rを接続する。これにより、ブリードオフ弁56L,56Rの下流に配置される方向制御弁の影響を抑制し、下部走行体1を駆動する左側走行用油圧モータ1L及び右側走行用油圧モータ1Rの操作性、応答性を向上させることができる。
 以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
 尚、本願は、2016年7月29日に出願した日本国特許出願2016-150818号に基づく優先権を主張するものであり、その日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
 1 下部走行体
 2 旋回機構
 3 上部旋回体
 4 ブーム
 5 アーム
 6 バケット
 7 ブームシリンダ
 8 アームシリンダ
 9 バケットシリンダ
 10 キャビン
 11 エンジン
 14L,14R メインポンプ
 15 パイロットポンプ
 17 コントロールバルブ(ショベル用コントロールバルブ)
 21 旋回用油圧モータ
 26 操作装置
 29A 圧力センサ
 30 コントローラ
 56L,56R ブリードオフ弁
 58L,58R 切替弁
 100 ショベル
 170 方向制御弁
 171A,171B 方向制御弁
 172A,172B 方向制御弁
 173 方向制御弁
 174L,174R 方向制御弁(走行用方向制御弁)
 175 走行直進弁
 RC1,RC2 センタバイパス油路
 RC1a,RC2a 予備の油路
 RCp1,RCp2 シリンダポート
 RB ブリッジ油路
 SP スプール
 Tp タンクポート
 V 方向制御弁

Claims (14)

  1.  油圧ポンプと、
     複数の油圧アクチュエータと、
     前記油圧ポンプから吐出される作動油が供給されるセンタバイパス油路と、
     前記センタバイパス油路にタンデム配置されると共に、前記センタバイパス油路から前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対して前記作動油を供給する複数の方向制御弁であって、少なくとも最下流の方向制御弁以外の方向制御弁が前記センタバイパス油路を連通させる複数の方向制御弁と、
     前記センタバイパス油路のうちの前記複数の方向制御弁の少なくとも一部よりも上流の部分に接続されるブリードオフ弁と、を備える、
     ショベル。
  2.  前記複数の方向制御弁のうちの前記センタバイパス油路の最下流に配置される方向制御弁は、前記センタバイパス油路を遮断している、
     請求項1に記載のショベル。
  3.  前記複数の方向制御弁のうちの前記センタバイパス油路の最下流に配置される方向制御弁の下流において、前記センタバイパス油路は遮断されている、
     請求項1に記載のショベル。
  4.  前記センタバイパス油路は、前記複数の方向制御弁の更に下流に予備の油路を含み、
     前記予備の油路には、連通状態と遮断状態を切替可能な切替弁が設けられる、
     請求項1に記載のショベル。
  5.  前記ブリードオフ弁は、前記複数の方向制御弁のうちの優先して動作させる前記油圧アクチュエータに対応する方向制御弁と、該方向制御弁の下流に隣接して配置される方向制御弁との間の前記センタバイパス油路の部分に接続される、
     請求項1に記載のショベル。
  6.  前記方向制御弁には、スプールが含まれると共に、前記複数の油圧アクチュエータの何れか1つに接続されるシリンダポートと、前記スプールの位置の変化に応じて、連通状態と非連通状態とが切り替えられる態様で、前記シリンダポートに接続されるブリッジ油路と、前記油圧ポンプからの作動油を前記ブリッジ油路に供給する前記センタバイパス油路とが形成され、
     前記スプールは、前記センタバイパス油路に配置されている、
     請求項1に記載のショベル。
  7.  前記センタバイパス油路は、前記スプールの位置に関わらず、前記ブリッジ油路と連通している、
     請求項6に記載のショベル。
  8.  前記センタバイパス油路には、走行用油圧モータに作動油を供給する走行用方向制御弁が配置され、
     前記ブリードオフ弁は、前記走行用方向制御弁よりも下流の前記センタバイパス油路の部分に接続される、
     請求項1に記載のショベル。
  9.  前記複数の方向制御弁のうちの一の方向制御弁に含まれるスプールの位置に関わらず、前記油圧ポンプから吐出される作動油は、前記一の方向制御弁より前記センタバイパス油路の下流に配置される他の方向制御弁に供給される、
     請求項1に記載のショベル。
  10.  油圧ポンプから供給される作動油を用いて、複数の油圧アクチュエータを作動させるショベル用コントロールバルブであって、
     前記油圧ポンプから吐出される作動油が供給されるセンタバイパス油路と、
     前記センタバイパス油路にタンデム配置されると共に、前記センタバイパス油路から前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対して前記作動油を供給する複数の方向制御弁であって、少なくとも最下流の方向制御弁以外の方向制御弁が前記センタバイパス油路を連通させる複数の方向制御弁と、
     前記センタバイパス油路のうちの前記複数の方向制御弁の少なくとも一部よりも上流の部分に接続されるブリードオフ弁と、を備える、
     ショベル用コントロールバルブ。
  11.  前記複数の方向制御弁のうちの前記センタバイパス油路の最下流に配置される方向制御弁は、前記センタバイパス油路を遮断している、
     請求項10に記載のショベル用コントロールバルブ。
  12.  前記複数の方向制御弁のうちの前記センタバイパス油路の最下流に配置される方向制御弁の下流において、前記センタバイパス油路は遮断されている、
     請求項10に記載のショベル用コントロールバルブ。
  13.  前記方向制御弁には、スプールが含まれると共に、前記複数の油圧アクチュエータの何れか1つに接続されるシリンダポートと、前記スプールの位置の変化に応じて、連通状態と非連通状態とが切り替えられる態様で、前記シリンダポートに接続されるブリッジ油路と、前記油圧ポンプからの作動油を前記ブリッジ油路に供給する前記センタバイパス油路とが形成され、
     前記スプールは、前記センタバイパス油路に配置されており、
     前記センタバイパス油路は、前記スプールの位置に関わらず、前記ブリッジ油路と連通している、
     請求項10に記載のショベル用コントロールバルブ。
  14.  前記センタバイパス油路には、走行用油圧モータに作動油を供給する走行用方向制御弁が配置され、
     前記ブリードオフ弁は、前記走行用方向制御弁よりも下流の前記センタバイパス油路の部分に接続される、
     請求項10に記載のショベル用コントロールバルブ。
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