JP2002327714A - 建設機械の油圧回路 - Google Patents
建設機械の油圧回路Info
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- 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
- E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
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- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 専用の電動機を設置せずにアキュムレータを
蓄圧することができ、それにより、コストダウンと省ス
ペース化が図れるようにした建設機械の油圧回路を提供
する。 【解決手段】 電動機４によって駆動されアクチュエー
タ１に対して圧油を供給する電動油圧ポンプ２と、補助
油圧源としての圧油を蓄積するアキュムレータ２１とを
有する建設機械の油圧回路において、電動油圧ポンプ２
とアクチュエータとを接続するアクチュエータ回路１０
に、アキュムレータ２１につながるアキュムレータ回路
１９を接続し、アクチュエータ回路１０に使用されない
圧油をアキュムレータ回路１９を介してアキュムレータ
２１に供給するように構成したことを特徴とする。
蓄圧することができ、それにより、コストダウンと省ス
ペース化が図れるようにした建設機械の油圧回路を提供
する。 【解決手段】 電動機４によって駆動されアクチュエー
タ１に対して圧油を供給する電動油圧ポンプ２と、補助
油圧源としての圧油を蓄積するアキュムレータ２１とを
有する建設機械の油圧回路において、電動油圧ポンプ２
とアクチュエータとを接続するアクチュエータ回路１０
に、アキュムレータ２１につながるアキュムレータ回路
１９を接続し、アクチュエータ回路１０に使用されない
圧油をアキュムレータ回路１９を介してアキュムレータ
２１に供給するように構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキ制動回路
やリモコン回路等のように比較的低圧の制御圧を補助圧
源から供給する建設機械の油圧回路に関するものであ
る。
やリモコン回路等のように比較的低圧の制御圧を補助圧
源から供給する建設機械の油圧回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電動機で油圧ポンプを駆動する建設機械
では、図５に示すように、２方向流れ２方向回転形の油
圧ポンプ５０を電動機５１で駆動しており、この油圧ポ
ンプ５０の両側吐出口は、給排路５２及び５３を介して
油圧シリンダ５４のロッド側油室５４ａ及びヘッド側油
室５４ｂに接続されている。図中５５，５６はリリーフ
弁、５７はタンク、５８ａ，５８ｂはオペレートチェッ
ク弁、５９は各給排路５２，５３を接続している油路に
設けられた手動開閉弁である。
では、図５に示すように、２方向流れ２方向回転形の油
圧ポンプ５０を電動機５１で駆動しており、この油圧ポ
ンプ５０の両側吐出口は、給排路５２及び５３を介して
油圧シリンダ５４のロッド側油室５４ａ及びヘッド側油
室５４ｂに接続されている。図中５５，５６はリリーフ
弁、５７はタンク、５８ａ，５８ｂはオペレートチェッ
ク弁、５９は各給排路５２，５３を接続している油路に
設けられた手動開閉弁である。
【０００３】この油圧回路では、油圧ポンプ５０が正転
すると、圧油がオペレートチェック弁５８ｂを通じてヘ
ッド側油室５４ｂに送られ、それにより、油圧シリンダ
５４が伸長する。このとき、ロッド側油室５４ａ内の圧
油は、給排路５３の圧力上昇によって開かれたオペレー
トチェック弁５８ａを通じて油圧ポンプ５０の吸引側に
送られる。
すると、圧油がオペレートチェック弁５８ｂを通じてヘ
ッド側油室５４ｂに送られ、それにより、油圧シリンダ
５４が伸長する。このとき、ロッド側油室５４ａ内の圧
油は、給排路５３の圧力上昇によって開かれたオペレー
トチェック弁５８ａを通じて油圧ポンプ５０の吸引側に
送られる。
【０００４】一方、油圧ポンプ５０が逆転すると、オペ
レートチェック弁５８ａ、給排路５２を通じて圧油がロ
ッド側油室５４ａに供給され、それにより、油圧シリン
ダ５４が縮小する。上述した電動油圧回路は重掘削が行
えるよう高圧の圧油を制御する。
レートチェック弁５８ａ、給排路５２を通じて圧油がロ
ッド側油室５４ａに供給され、それにより、油圧シリン
ダ５４が縮小する。上述した電動油圧回路は重掘削が行
えるよう高圧の圧油を制御する。
【０００５】これに対し、例えば上部旋回体の旋回モー
タに制動を与えるような油圧ブレーキは低圧で制御され
る。この低圧制御用の圧源としてアキュムレータを用い
ることがあり、必要な流量を放出してアキュムレータの
圧力が低下すると、油圧シリンダが停止しているときに
蓄圧ポンプを駆動させて圧油を補充する。
タに制動を与えるような油圧ブレーキは低圧で制御され
る。この低圧制御用の圧源としてアキュムレータを用い
ることがあり、必要な流量を放出してアキュムレータの
圧力が低下すると、油圧シリンダが停止しているときに
蓄圧ポンプを駆動させて圧油を補充する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の油圧回路では、アキュムレータを蓄圧する蓄圧
ポンプ駆動用として専用の電動機を設置しなければなら
ない。通常、電動油圧回路の電動機は、バッテリの消耗
を少なくするためにエンジン駆動の油圧回路と違って常
時駆動させることはない。そしてアクチュエータ単位に
電動機を設置することが常であるからである。そのた
め、アキュムレータ蓄圧用として電動機の設置が避けら
れず、コストダウンが図れないばかりか省スペース化の
妨げにもなっていた。
た従来の油圧回路では、アキュムレータを蓄圧する蓄圧
ポンプ駆動用として専用の電動機を設置しなければなら
ない。通常、電動油圧回路の電動機は、バッテリの消耗
を少なくするためにエンジン駆動の油圧回路と違って常
時駆動させることはない。そしてアクチュエータ単位に
電動機を設置することが常であるからである。そのた
め、アキュムレータ蓄圧用として電動機の設置が避けら
れず、コストダウンが図れないばかりか省スペース化の
妨げにもなっていた。
【０００７】本発明は以上のような従来の電動油圧回路
における課題を考慮してなされたものであり、専用の電
動機を設置せずにアキュムレータを蓄圧することがで
き、それにより、コストダウンと省スペース化が図れる
ようにした建設機械の油圧回路を提供するものである。
における課題を考慮してなされたものであり、専用の電
動機を設置せずにアキュムレータを蓄圧することがで
き、それにより、コストダウンと省スペース化が図れる
ようにした建設機械の油圧回路を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る建設機械の
油圧回路は第一〜第三の形態がある。
油圧回路は第一〜第三の形態がある。
【０００９】第一の形態は、電動機によって駆動されア
クチュエータに対して圧油を供給する電動油圧ポンプ
と、補助油圧源としての圧油を蓄積するアキュムレータ
とを有する建設機械の油圧回路において、電動油圧ポン
プとアクチュエータとを接続するアクチュエータ回路
に、アキュムレータにつながるアキュムレータ回路を接
続し、アクチュエータ回路に使用されない圧油をアキュ
ムレータ回路を介してアキュムレータに供給するように
構成した建設機械の油圧回路である。
クチュエータに対して圧油を供給する電動油圧ポンプ
と、補助油圧源としての圧油を蓄積するアキュムレータ
とを有する建設機械の油圧回路において、電動油圧ポン
プとアクチュエータとを接続するアクチュエータ回路
に、アキュムレータにつながるアキュムレータ回路を接
続し、アクチュエータ回路に使用されない圧油をアキュ
ムレータ回路を介してアキュムレータに供給するように
構成した建設機械の油圧回路である。
【００１０】第一の形態の油圧回路に従えば、蓄圧用の
ポンプ及びそのポンプを駆動させる電動機を設置するこ
となく、アキュムレータの蓄圧が可能になる。
ポンプ及びそのポンプを駆動させる電動機を設置するこ
となく、アキュムレータの蓄圧が可能になる。
【００１１】また、上記アクチュエータ回路に、同回路
の余剰油をタンクに戻す戻し回路を接続し、アキュムレ
ータ回路をこの戻し回路に接続することにより、ブリー
ドオフ流量の一部をアキュムレータに供給するように構
成することができる。また、その戻し回路として、流量
制御弁を備えたブリードオフ回路をアクチュエータ回路
に接続することができる。
の余剰油をタンクに戻す戻し回路を接続し、アキュムレ
ータ回路をこの戻し回路に接続することにより、ブリー
ドオフ流量の一部をアキュムレータに供給するように構
成することができる。また、その戻し回路として、流量
制御弁を備えたブリードオフ回路をアクチュエータ回路
に接続することができる。
【００１２】また、流量制御弁は、アクチュエータの非
操作時に電動油圧ポンプからの圧油を全量ブリードオフ
させ、アクチュエータを微速操作した時にはブリードオ
フを徐々に閉じていきアクチュエータ回路の圧力を高め
ていくように構成することができる。それにより、負荷
の影響を受けずにインチング操作が可能になると同時に
ブリードオフされる圧油を蓄圧に利用することができ
る。
操作時に電動油圧ポンプからの圧油を全量ブリードオフ
させ、アクチュエータを微速操作した時にはブリードオ
フを徐々に閉じていきアクチュエータ回路の圧力を高め
ていくように構成することができる。それにより、負荷
の影響を受けずにインチング操作が可能になると同時に
ブリードオフされる圧油を蓄圧に利用することができ
る。
【００１３】また、上記電動油圧ポンプは、アクチュエ
ータとしての油圧シリンダのヘッド側に圧油を供給する
２方向流れのヘッド側ポンプと、ロッド側に圧油を供給
する２方向流れのロッド側ポンプとを有し、このロッド
側ポンプは、さらに吐出し方向が制御可能に構成するこ
とができる。それにより、蓄圧流量を増加させることが
できる。
ータとしての油圧シリンダのヘッド側に圧油を供給する
２方向流れのヘッド側ポンプと、ロッド側に圧油を供給
する２方向流れのロッド側ポンプとを有し、このロッド
側ポンプは、さらに吐出し方向が制御可能に構成するこ
とができる。それにより、蓄圧流量を増加させることが
できる。
【００１４】第二の形態は、電動機によって駆動されア
クチュエータに対して圧油を供給する電動油圧ポンプ
と、補助油圧源としての圧油を蓄積するアキュムレータ
とを有する建設機械の油圧回路において、電動油圧ポン
プと同軸にアキュムレータ蓄圧用の補助ポンプを設け、
電動油圧ポンプの回転時に補助ポンプを連動させ、アキ
ュムレータを蓄圧する圧油をその補助ポンプを介して補
充するように構成した建設機械の油圧回路である。
クチュエータに対して圧油を供給する電動油圧ポンプ
と、補助油圧源としての圧油を蓄積するアキュムレータ
とを有する建設機械の油圧回路において、電動油圧ポン
プと同軸にアキュムレータ蓄圧用の補助ポンプを設け、
電動油圧ポンプの回転時に補助ポンプを連動させ、アキ
ュムレータを蓄圧する圧油をその補助ポンプを介して補
充するように構成した建設機械の油圧回路である。
【００１５】第二の形態において、補助ポンプとして電
動機の正逆回転に応じて圧油の吐出方向が変化する２方
向吐出し形のポンプを用いれば、電動機の回転方向に関
係なくアキュムレータの蓄圧が可能になる。
動機の正逆回転に応じて圧油の吐出方向が変化する２方
向吐出し形のポンプを用いれば、電動機の回転方向に関
係なくアキュムレータの蓄圧が可能になる。
【００１６】第三の形態は、請求項１記載の油圧回路と
請求項６記載の油圧回路を組み合わせ、各油圧回路から
引き出された蓄圧用の油路を合流させて一つのアキュム
レータに導いた建設機械の油圧回路である。
請求項６記載の油圧回路を組み合わせ、各油圧回路から
引き出された蓄圧用の油路を合流させて一つのアキュム
レータに導いた建設機械の油圧回路である。
【００１７】この第三の形態に従えば、稼働率の高いア
クチュエータには蓄圧効率の高い油圧回路を配置するこ
とができ、油圧回路全体のエネルギー効率を高めること
ができる。
クチュエータには蓄圧効率の高い油圧回路を配置するこ
とができ、油圧回路全体のエネルギー効率を高めること
ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施の形態に
基づいて本発明を詳細に説明する。
基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明に係る建設機械の油圧回路
について第一の形態を示したものである。
について第一の形態を示したものである。
【００２０】同図において、１はアクチュエータとして
の油圧シリンダ（例えば油圧ショベルであればフロント
アタッチメントに取り付けられているブームシリンダ）
であり、ヘッド側油室１ａとロッド側油室１ｂを有し、
各油室１ａ，１ｂに対して圧油を給排することによりロ
ッド１ｃを伸縮させるようになっている。
の油圧シリンダ（例えば油圧ショベルであればフロント
アタッチメントに取り付けられているブームシリンダ）
であり、ヘッド側油室１ａとロッド側油室１ｂを有し、
各油室１ａ，１ｂに対して圧油を給排することによりロ
ッド１ｃを伸縮させるようになっている。
【００２１】２は上記ヘッド側油室１ａに圧油を供給す
るための２方向流れのヘッド側油圧ポンプ（電動油圧ポ
ンプ）である。３は上記ロッド側油室１ｂに圧油を供給
するためのロッド側油圧ポンプであり、２方向流れ、可
変容量形からなる。
るための２方向流れのヘッド側油圧ポンプ（電動油圧ポ
ンプ）である。３は上記ロッド側油室１ｂに圧油を供給
するためのロッド側油圧ポンプであり、２方向流れ、可
変容量形からなる。
【００２２】各油圧ポンプ２，３は電動機４を駆動源と
して回転するようになっており、この電動機４の回転数
は、操作レバー（或いは操作ペダル）５の操作に基づい
て制御を行うコントローラ６により、低速回転域（例え
ば100rpm）〜高速回転域（例えば3,000rpm）まで増減す
るようになっている。
して回転するようになっており、この電動機４の回転数
は、操作レバー（或いは操作ペダル）５の操作に基づい
て制御を行うコントローラ６により、低速回転域（例え
ば100rpm）〜高速回転域（例えば3,000rpm）まで増減す
るようになっている。
【００２３】ヘッド側油圧ポンプ２の吐出側ポートから
一方に分岐する油路７には、開閉動作する電磁切換弁８
及び電磁切換弁９が直列に配設されており、さらに電磁
切換弁９は給排路（アクチュエータ回路）１０及び保持
弁１１を介して油圧シリンダ１のロッド側油室１ｂに接
続されている。一方、ヘッド側油圧ポンプ２の吐出側ポ
ートから他方に分岐する給排路（アクチュエータ回路）
１２は、保持弁１３を介してヘッド側油室１ａに接続さ
れている。
一方に分岐する油路７には、開閉動作する電磁切換弁８
及び電磁切換弁９が直列に配設されており、さらに電磁
切換弁９は給排路（アクチュエータ回路）１０及び保持
弁１１を介して油圧シリンダ１のロッド側油室１ｂに接
続されている。一方、ヘッド側油圧ポンプ２の吐出側ポ
ートから他方に分岐する給排路（アクチュエータ回路）
１２は、保持弁１３を介してヘッド側油室１ａに接続さ
れている。
【００２４】また、上記電磁切換弁８と電磁切換弁９と
の間から分岐油路１４が引き出されている。この分岐油
路１４には電磁比例弁（流量制御弁）１５が介設され、
その電磁比例弁１５における出口側油路１６にリリーフ
弁１７が接続され、このリリーフ弁１７の出口側油路１
８はタンクＴに接続されている。上記分岐油路１４，出
口側油路１６，１８及び後述する油路２６はブリードオ
フ回路を構成する。
の間から分岐油路１４が引き出されている。この分岐油
路１４には電磁比例弁（流量制御弁）１５が介設され、
その電磁比例弁１５における出口側油路１６にリリーフ
弁１７が接続され、このリリーフ弁１７の出口側油路１
８はタンクＴに接続されている。上記分岐油路１４，出
口側油路１６，１８及び後述する油路２６はブリードオ
フ回路を構成する。
【００２５】上記電磁比例弁１５とリリーフ弁１７の間
からは分岐路（アキュムレータ回路）１９が引き出さ
れ、この分岐路１９はチェック弁２０を介して補助圧源
としてのアキュムレータ２１に接続されている。
からは分岐路（アキュムレータ回路）１９が引き出さ
れ、この分岐路１９はチェック弁２０を介して補助圧源
としてのアキュムレータ２１に接続されている。
【００２６】また、上記給排路１０から分岐して油路２
２が設けられており、この油路２２はロッド側油圧ポン
プ３を経由した後、油路２３を通じてタンクＴに接続さ
れている。
２が設けられており、この油路２２はロッド側油圧ポン
プ３を経由した後、油路２３を通じてタンクＴに接続さ
れている。
【００２７】また、出口側油路１６における分岐路１９
上流部分で、油路７に接続されている油路７ａと油路２
２に接続されている油路２２ａが合流しており、各油路
７ａ，２２ａにはチェック弁７ｂ，２２ｂがそれぞれ設
けられている。なお、図中２４，２５はリリーフ弁であ
る。
上流部分で、油路７に接続されている油路７ａと油路２
２に接続されている油路２２ａが合流しており、各油路
７ａ，２２ａにはチェック弁７ｂ，２２ｂがそれぞれ設
けられている。なお、図中２４，２５はリリーフ弁であ
る。
【００２８】次に、上記油圧回路の動作について説明す
る。
る。
【００２９】(ａ) 油圧シリンダ１の伸長 操作レバー５をシリンダ伸長側に操作し始めると、例え
ばリミットスイッチ（図示しない）がレバー中立位置か
ら外れたことを検知し、操作有り信号をコントローラ６
に与える。コントローラ６はその操作有り信号を受けて
電磁比例弁１５を遮断位置ａから連通位置ｂに切り換え
て全開とし、同時に電磁切換弁８を閉位置ｃから開位置
ｄに切り換える。
ばリミットスイッチ（図示しない）がレバー中立位置か
ら外れたことを検知し、操作有り信号をコントローラ６
に与える。コントローラ６はその操作有り信号を受けて
電磁比例弁１５を遮断位置ａから連通位置ｂに切り換え
て全開とし、同時に電磁切換弁８を閉位置ｃから開位置
ｄに切り換える。
【００３０】図２は操作レバー５の操作量（レバー変
位）に対する電磁比例弁１５の開口面積特性と電動機４
の回転数特性の関係を示したものである。同図におい
て、コントローラ６は、電磁比例弁１５及び電磁切換弁
８の開弁動作を待って（ｔ秒後）電動機４を駆動させ、
回転数Ｎ1で定速回転させる。
位）に対する電磁比例弁１５の開口面積特性と電動機４
の回転数特性の関係を示したものである。同図におい
て、コントローラ６は、電磁比例弁１５及び電磁切換弁
８の開弁動作を待って（ｔ秒後）電動機４を駆動させ、
回転数Ｎ1で定速回転させる。
【００３１】この回転数Ｎ1は、油圧シリンダ１のロッ
ド１ｃに作用する負荷が高くとも所定のポンプ流量が確
保できる値、具体的には低速回転域の100rpmに設定され
る。
ド１ｃに作用する負荷が高くとも所定のポンプ流量が確
保できる値、具体的には低速回転域の100rpmに設定され
る。
【００３２】そしてさらに操作レバー５が深く操作され
ると、その操作量に応じて電磁比例弁１５の開口面積を
徐々に閉じていく。なお、当初、電磁比例弁１５を全開
にしている時は、ヘッド側ポンプ容量ｑ1に基づいて求
められる 流量Ｑ1＝ｑ1×Ｎ1×容積効率 を十分低い圧力で流せるだけの開口面積を開けている。
その開口面積を操作レバー５の操作量に応じて徐々に閉
じていくことにより、ヘッド側の給排路１２の圧力が高
められる。
ると、その操作量に応じて電磁比例弁１５の開口面積を
徐々に閉じていく。なお、当初、電磁比例弁１５を全開
にしている時は、ヘッド側ポンプ容量ｑ1に基づいて求
められる 流量Ｑ1＝ｑ1×Ｎ1×容積効率 を十分低い圧力で流せるだけの開口面積を開けている。
その開口面積を操作レバー５の操作量に応じて徐々に閉
じていくことにより、ヘッド側の給排路１２の圧力が高
められる。
【００３３】この給排路１２の圧力が高まればロッド側
の給排路１０に設けられた保持弁１１が開く。この状態
で、ヘッド側の給排路１２の圧力が負荷圧よりも高くな
れば、油圧シリンダ１が伸長動作を開始することにな
る。この制御内容は、バイパス回路で流量を制御するい
わゆるブリードオフ制御であり、油圧シリンダ１の滑ら
かな始動が保証される。
の給排路１０に設けられた保持弁１１が開く。この状態
で、ヘッド側の給排路１２の圧力が負荷圧よりも高くな
れば、油圧シリンダ１が伸長動作を開始することにな
る。この制御内容は、バイパス回路で流量を制御するい
わゆるブリードオフ制御であり、油圧シリンダ１の滑ら
かな始動が保証される。
【００３４】油圧シリンダ１の伸長動作中、電磁比例弁
１５を通過した圧油は油路２２ａ→２２を流れ、ロッド
側油圧ポンプ３を経由し、油路２３を通じてタンクＴに
戻る。
１５を通過した圧油は油路２２ａ→２２を流れ、ロッド
側油圧ポンプ３を経由し、油路２３を通じてタンクＴに
戻る。
【００３５】ヘッド側油圧ポンプ２とロッド側油圧ポン
プ３は電動機４によって連動しているため、ロッド側油
圧ポンプ３には当初、ヘッド側油圧ポンプ２の吐出量Ｑ
1の全量が電磁比例弁１５を通過する。この電磁比例弁
１５を通過した圧油はロッド側油圧ポンプの吸い込み側
に入り、残りの圧油は、油路１９を通じてアキュムレー
タ２１に供給される。その結果、アキュムレータ２１が
蓄圧される。次いでアキュムレータ２１内の圧力が設定
圧を超えるとリリーフ弁１７が開き、余剰の圧油は油路
１８→２６を通じてタンクＴに戻される。
プ３は電動機４によって連動しているため、ロッド側油
圧ポンプ３には当初、ヘッド側油圧ポンプ２の吐出量Ｑ
1の全量が電磁比例弁１５を通過する。この電磁比例弁
１５を通過した圧油はロッド側油圧ポンプの吸い込み側
に入り、残りの圧油は、油路１９を通じてアキュムレー
タ２１に供給される。その結果、アキュムレータ２１が
蓄圧される。次いでアキュムレータ２１内の圧力が設定
圧を超えるとリリーフ弁１７が開き、余剰の圧油は油路
１８→２６を通じてタンクＴに戻される。
【００３６】そもそも上記油圧回路は、油圧シリンダ１
を微操作するにあたり、電動機４を低速回転していると
負荷が作用することによってポンプ流量が変化してしま
うという電動油圧回路固有の問題を解消するように構成
されたものである。そのため、所定のポンプ流量を確保
できるように電動機４を回転させておき、この状態でヘ
ッド側油圧ポンプ２から吐出される圧油を電磁比例弁１
５を通じてブリードオフさせておく。そして操作レバー
５をゆっくりと操作すると、それに連動してブリードオ
フが閉じられていき、油圧シリンダ１の給排路の圧力が
高められる。従って、負荷に影響されず油圧シリンダ１
を微操作することができるようになっている。
を微操作するにあたり、電動機４を低速回転していると
負荷が作用することによってポンプ流量が変化してしま
うという電動油圧回路固有の問題を解消するように構成
されたものである。そのため、所定のポンプ流量を確保
できるように電動機４を回転させておき、この状態でヘ
ッド側油圧ポンプ２から吐出される圧油を電磁比例弁１
５を通じてブリードオフさせておく。そして操作レバー
５をゆっくりと操作すると、それに連動してブリードオ
フが閉じられていき、油圧シリンダ１の給排路の圧力が
高められる。従って、負荷に影響されず油圧シリンダ１
を微操作することができるようになっている。
【００３７】その油圧シリンダ１が伸長動作を始める前
または油圧シリンダ１の停止時において、電磁比例弁１
５を通じてブリードオフされている圧油の一部をアキュ
ムレータ２１に導けば、蓄圧用のポンプ及びそのポンプ
を駆動する電動機を設けることなく蓄圧することが可能
になる。
または油圧シリンダ１の停止時において、電磁比例弁１
５を通じてブリードオフされている圧油の一部をアキュ
ムレータ２１に導けば、蓄圧用のポンプ及びそのポンプ
を駆動する電動機を設けることなく蓄圧することが可能
になる。
【００３８】(ｂ) 油圧シリンダ１の縮小 操作レバー５をシリンダ縮小側に操作し始めると、リミ
ットスイッチから出力される信号を受けてコントローラ
６は電磁比例弁１５を遮断位置ａから連通位置ｂに切り
換えて全開とし、今度は電磁切換弁９を閉位置ｅから開
位置ｆに切り換える。
ットスイッチから出力される信号を受けてコントローラ
６は電磁比例弁１５を遮断位置ａから連通位置ｂに切り
換えて全開とし、今度は電磁切換弁９を閉位置ｅから開
位置ｆに切り換える。
【００３９】次いで操作レバー５の操作量に応じて電磁
比例弁１５の開口面積を閉じていく。その開口面積をレ
バー操作量に応じて徐々に閉じていくことにより、給排
路１０の圧力が高まる。ロッド側の給排路１０の圧力が
高まればヘッド側の給排路１２に設けられた保持弁１３
が開き、油圧シリンダ１が縮小し始める。このときもブ
リードオフ制御が行なわれ、滑らかな始動が保証され
る。もちろん、油圧シリンダ１が縮小動作を開始する前
においても電磁比例弁１５が開いて圧油がブリードオフ
されている期間は、油圧シリンダ伸長時と同様にアキュ
ムレータ２１を蓄圧することができる。
比例弁１５の開口面積を閉じていく。その開口面積をレ
バー操作量に応じて徐々に閉じていくことにより、給排
路１０の圧力が高まる。ロッド側の給排路１０の圧力が
高まればヘッド側の給排路１２に設けられた保持弁１３
が開き、油圧シリンダ１が縮小し始める。このときもブ
リードオフ制御が行なわれ、滑らかな始動が保証され
る。もちろん、油圧シリンダ１が縮小動作を開始する前
においても電磁比例弁１５が開いて圧油がブリードオフ
されている期間は、油圧シリンダ伸長時と同様にアキュ
ムレータ２１を蓄圧することができる。
【００４０】なお、上記実施形態ではロッド側油圧ポン
プ３を、２方向流れ１方向回転のポンプで構成したが、
２方向流れ、２方向回転の両傾転ポンプを使用すると、
アキュムレータ２１への蓄圧流量を増加させることがで
きる。
プ３を、２方向流れ１方向回転のポンプで構成したが、
２方向流れ、２方向回転の両傾転ポンプを使用すると、
アキュムレータ２１への蓄圧流量を増加させることがで
きる。
【００４１】すなわち、油圧シリンダ１のヘッド側容量
をｑ１とし、ロッド側容量をｑ２とすると、２方向流れ
１方向回転の場合では蓄圧流量がＮ×（ｑ１−ｑ２）×
ηvとなるが、２方向流れ２方向回転にすると、蓄圧流
量がＮ×（ｑ１＋ｑ２）×η vとなるからである。ただ
し、Ｎは電動機４の回転数、ηvはポンプの容積効率で
ある。
をｑ１とし、ロッド側容量をｑ２とすると、２方向流れ
１方向回転の場合では蓄圧流量がＮ×（ｑ１−ｑ２）×
ηvとなるが、２方向流れ２方向回転にすると、蓄圧流
量がＮ×（ｑ１＋ｑ２）×η vとなるからである。ただ
し、Ｎは電動機４の回転数、ηvはポンプの容積効率で
ある。
【００４２】図３は本発明に係る油圧回路の第二の形態
を示したものである。なお、以下の説明において図１と
同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省
略する。
を示したものである。なお、以下の説明において図１と
同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省
略する。
【００４３】図３に示す油圧回路では、電動機４の出力
軸にシリンダ伸縮用のポンプ２，３とアキュムレータ２
１を蓄圧するための蓄圧ポンプ（補助ポンプ）３０とを
取り付けている。
軸にシリンダ伸縮用のポンプ２，３とアキュムレータ２
１を蓄圧するための蓄圧ポンプ（補助ポンプ）３０とを
取り付けている。
【００４４】この蓄圧ポンプ３０は２方向流れの定容量
形の油圧ポンプからなり、回転することによってタンク
Ｔから油路３１を通じて圧油を取り込み、給排路３２、
切換弁３３、油路３４を通じてアキュムレータ２１に圧
油を供給するようになっている。
形の油圧ポンプからなり、回転することによってタンク
Ｔから油路３１を通じて圧油を取り込み、給排路３２、
切換弁３３、油路３４を通じてアキュムレータ２１に圧
油を供給するようになっている。
【００４５】油圧シリンダ伸長方向にヘッド側油圧ポン
プ２が回転すると、そのヘッド側油圧ポンプ２と連動す
る蓄圧ポンプ３０から圧油が吐出され、給排路３２ａ内
の圧が上昇し、この回路圧によって切換弁３３がｇ位置
からｈ位置に切り換わり、圧油がアキュムレータ２１に
供給される。一方、油圧シリンダ縮小方向にヘッド側油
圧ポンプ２が回転すると、給排路３２ｂ内の圧が上昇
し、この回路圧によって切換弁３３がｇ位置からｉ位置
に切り換わり、圧油がアキュムレータ２１に供給され
る。要するに電動機４がどちらの方向に回転しても蓄圧
ができるようになっている。
プ２が回転すると、そのヘッド側油圧ポンプ２と連動す
る蓄圧ポンプ３０から圧油が吐出され、給排路３２ａ内
の圧が上昇し、この回路圧によって切換弁３３がｇ位置
からｈ位置に切り換わり、圧油がアキュムレータ２１に
供給される。一方、油圧シリンダ縮小方向にヘッド側油
圧ポンプ２が回転すると、給排路３２ｂ内の圧が上昇
し、この回路圧によって切換弁３３がｇ位置からｉ位置
に切り換わり、圧油がアキュムレータ２１に供給され
る。要するに電動機４がどちらの方向に回転しても蓄圧
ができるようになっている。
【００４６】そしてアキュムレータ２１内の圧力が上昇
して設定圧に達すると、電磁弁３５が遮断位置ｊから連
通位置ｋに切り換えられ、蓄圧ポンプ３０をアンロード
する。
して設定圧に達すると、電磁弁３５が遮断位置ｊから連
通位置ｋに切り換えられ、蓄圧ポンプ３０をアンロード
する。
【００４７】この油圧回路では、図１に示した油圧回路
に比べるとブリードオフがない分、エネルギーロスが少
ないため蓄圧効率を高めることができるという利点があ
る。
に比べるとブリードオフがない分、エネルギーロスが少
ないため蓄圧効率を高めることができるという利点があ
る。
【００４８】また、図４は、本発明に係る油圧回路の第
三の形態を示したものである。
三の形態を示したものである。
【００４９】同図に示す構成は、上記第一実施形態に示
した油圧回路４１と、第二実施形態に示した油圧回路４
２，４３を複数組み合わせて各アクチュエータ４１ａ，
４２ａ，４３ａを動作させるようにしたものである。
した油圧回路４１と、第二実施形態に示した油圧回路４
２，４３を複数組み合わせて各アクチュエータ４１ａ，
４２ａ，４３ａを動作させるようにしたものである。
【００５０】このような構成において、複数の操作レバ
ーが接続されているコントローラ６は、各油圧回路４１
〜４３の電動機を制御してアクチュエータ４１ａ，４２
ａ，４３ａの伸縮動作を制御するようになっており、各
油圧回路４１〜４３から引き出された蓄圧用の油路４１
ｂ，４２ｂ，４３ｂは合流点４４で合流し、アキュムレ
ータ２１に供給されるようになっている。このアキュム
レータ２１に蓄圧された圧油は例えば旋回ネガティブブ
レーキ用の補助圧源として利用される。
ーが接続されているコントローラ６は、各油圧回路４１
〜４３の電動機を制御してアクチュエータ４１ａ，４２
ａ，４３ａの伸縮動作を制御するようになっており、各
油圧回路４１〜４３から引き出された蓄圧用の油路４１
ｂ，４２ｂ，４３ｂは合流点４４で合流し、アキュムレ
ータ２１に供給されるようになっている。このアキュム
レータ２１に蓄圧された圧油は例えば旋回ネガティブブ
レーキ用の補助圧源として利用される。
【００５１】また、油圧回路４２，４３は稼働率が高い
アクチュエータに適用され、油圧回路４１は稼働率の低
いアクチュエータに適用される。すなわち、稼働率の高
いアクチュエータに蓄圧効率の高い油圧回路を多く配置
すれば、全体の油圧回路のエネルギーロスを少なくする
ことができる。
アクチュエータに適用され、油圧回路４１は稼働率の低
いアクチュエータに適用される。すなわち、稼働率の高
いアクチュエータに蓄圧効率の高い油圧回路を多く配置
すれば、全体の油圧回路のエネルギーロスを少なくする
ことができる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１の本発明によれば、アクチュエータ回路に使用
されない圧油をアクチュエータ回路から取り込んでアキ
ュムレータに供給するように構成したため、蓄圧用のポ
ンプ及びそのポンプを駆動させる電動機も設置すること
なくアキュムレータを蓄圧することができる。
請求項１の本発明によれば、アクチュエータ回路に使用
されない圧油をアクチュエータ回路から取り込んでアキ
ュムレータに供給するように構成したため、蓄圧用のポ
ンプ及びそのポンプを駆動させる電動機も設置すること
なくアキュムレータを蓄圧することができる。
【００５３】請求項２の本発明によれば、ブリードオフ
流量の一部をアキュムレータに供給するように構成した
ため、アクチュエータ回路に比べて設定圧の低いアキュ
ムレータに対して蓄圧することができる請求項３の本発
明によれば、流量制御弁を通じてブリードオフされた圧
油の一部をアキュムレータに供給するように構成したた
め、アキュムレータへの蓄圧を円滑に行うことができ
る。
流量の一部をアキュムレータに供給するように構成した
ため、アクチュエータ回路に比べて設定圧の低いアキュ
ムレータに対して蓄圧することができる請求項３の本発
明によれば、流量制御弁を通じてブリードオフされた圧
油の一部をアキュムレータに供給するように構成したた
め、アキュムレータへの蓄圧を円滑に行うことができ
る。
【００５４】請求項４の本発明によれば、流量制御弁
が、アクチュエータの非操作時に油圧ポンプからの圧油
を全量ブリードオフさせ、アクチュエータを微速操作し
た時にはブリードオフを徐々に閉じていき給排路の圧力
を高めるように構成されているため、負荷の影響を受け
ずにインチング操作が可能になると同時にブリードオフ
される圧油を蓄圧に利用することができる。
が、アクチュエータの非操作時に油圧ポンプからの圧油
を全量ブリードオフさせ、アクチュエータを微速操作し
た時にはブリードオフを徐々に閉じていき給排路の圧力
を高めるように構成されているため、負荷の影響を受け
ずにインチング操作が可能になると同時にブリードオフ
される圧油を蓄圧に利用することができる。
【００５５】請求項５の本発明によれば、ロッド用ポン
プの吐出し方向を逆方向にすれば蓄圧流量を増加させる
ことができる。
プの吐出し方向を逆方向にすれば蓄圧流量を増加させる
ことができる。
【００５６】請求項６の本発明によれば、油圧ポンプと
同軸にアキュムレータ蓄圧用の補助ポンプを設け、アキ
ュムレータを蓄圧する圧油をその補助ポンプを介して補
充するように構成したため、補助ポンプを駆動する電動
機を設置することなく、アキュムレータの蓄圧が可能に
なる。
同軸にアキュムレータ蓄圧用の補助ポンプを設け、アキ
ュムレータを蓄圧する圧油をその補助ポンプを介して補
充するように構成したため、補助ポンプを駆動する電動
機を設置することなく、アキュムレータの蓄圧が可能に
なる。
【００５７】請求項７の本発明によれば、補助ポンプ
を、電動機の正逆回転に応じて圧油の吐出方向が変化す
る２方向吐出し形で構成したため、電動機の回転方向に
関係なくアキュムレータの蓄圧が可能になる。
を、電動機の正逆回転に応じて圧油の吐出方向が変化す
る２方向吐出し形で構成したため、電動機の回転方向に
関係なくアキュムレータの蓄圧が可能になる。
【００５８】請求項８の本発明によれば、請求項１及び
請求項６の油圧回路を組み合わせ、各油圧回路から引き
出された蓄圧用の油路を合流させて一つのアキュムレー
タに導いたため、稼働率の高いアクチュエータには蓄圧
効率の高い油圧回路を配置することができ、油圧回路全
体のエネルギー効率を高めることができる。
請求項６の油圧回路を組み合わせ、各油圧回路から引き
出された蓄圧用の油路を合流させて一つのアキュムレー
タに導いたため、稼働率の高いアクチュエータには蓄圧
効率の高い油圧回路を配置することができ、油圧回路全
体のエネルギー効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧回路の第一実施形態を示す回
路図である。
路図である。
【図２】操作量に対する電磁比例弁の開口特性及び電動
機回転数特性を示すグラフである。
機回転数特性を示すグラフである。
【図３】本発明に係る油圧回路の第二実施形態を示す回
路図である。
路図である。
【図４】本発明に係る油圧回路の第三実施形態を示す回
路図である。
路図である。
【図５】従来の電動油圧回路の構成を示す回路図であ
る。
る。
１ 油圧シリンダ ２ ヘッド側油圧ポンプ ３ ロッド側油圧ポンプ ４ 電動機 ５ 操作レバー ６ コントローラ ８ 電磁切換弁 ９ 電磁切換弁 １１ 保持弁 １３ 保持弁 １５ 電磁比例弁 １６ 吐出側油路 １７ リリーフ弁 １８ 吐出側油路 ２０ チェック弁 ２１ アキュムレータ
Claims (8)
- 【請求項１】 電動機によって駆動されアクチュエータ
に対して圧油を供給する電動油圧ポンプと、補助油圧源
としての圧油を蓄積するアキュムレータとを有する建設
機械の油圧回路において、 上記電動油圧ポンプと上記アクチュエータとを接続する
アクチュエータ回路に、上記アキュムレータにつながる
アキュムレータ回路を接続し、上記アクチュエータ回路
に使用されない圧油を上記アキュムレータ回路を介して
上記アキュムレータに供給するように構成したことを特
徴とする建設機械の油圧回路。 - 【請求項２】 上記アクチュエータ回路に、同回路の余
剰油をタンクに戻す戻し回路を接続し、アキュムレータ
回路をこの戻し回路に接続することにより、ブリードオ
フ流量の一部を上記アキュムレータに供給するように構
成した請求項１記載の建設機械の油圧回路。 - 【請求項３】 上記戻し回路として、流量制御弁を備え
たブリードオフ回路を上記アクチュエータ回路に接続し
てなる請求項２記載の建設機械の油圧回路。 - 【請求項４】 上記流量制御弁は、上記アクチュエータ
の非操作時に上記電動油圧ポンプからの圧油を全量ブリ
ードオフさせ、上記アクチュエータを微速操作した時に
はブリードオフを徐々に閉じていき上記アクチュエータ
回路の圧力を高めていくように構成されている請求項３
記載の建設機械の油圧回路。 - 【請求項５】 上記電動油圧ポンプが、アクチュエータ
としての油圧シリンダのヘッド側に圧油を供給する２方
向流れのヘッド側ポンプと、ロッド側に圧油を供給する
２方向流れのロッド側ポンプとを有し、このロッド側ポ
ンプは、さらに吐出し方向が制御可能に構成されている
請求項１〜４のいずれかに記載の建設機械の油圧回路。 - 【請求項６】 電動機によって駆動されアクチュエータ
に対して圧油を供給する電動油圧ポンプと、補助油圧源
としての圧油を蓄積するアキュムレータとを有する建設
機械の油圧回路において、 上記電動油圧ポンプと同軸にアキュムレータ蓄圧用の補
助ポンプを設け、上記電動油圧ポンプの回転時に上記補
助ポンプを連動させ、上記アキュムレータを蓄圧する圧
油をその補助ポンプを介して補充するように構成したこ
とを特徴とする建設機械の油圧回路。 - 【請求項７】 上記補助ポンプとして上記電動機の正逆
回転に応じて圧油の吐出方向が変化する２方向吐出し形
のポンプを用いた請求項６記載の建設機械の油圧回路。 - 【請求項８】 上記請求項１記載の油圧回路と上記請求
項６記載の油圧回路を組み合わせ、各油圧回路から引き
出された蓄圧用の油路を合流させて一つの上記アキュム
レータに導いたことを特徴とする建設機械の油圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131069A JP4678096B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 建設機械の油圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131069A JP4678096B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 建設機械の油圧回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002327714A true JP2002327714A (ja) | 2002-11-15 |
| JP4678096B2 JP4678096B2 (ja) | 2011-04-27 |
Family
ID=18979321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001131069A Expired - Fee Related JP4678096B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 建設機械の油圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4678096B2 (ja) |
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-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001131069A patent/JP4678096B2/ja not_active Expired - Fee Related
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