JP2006045851A - 液圧回路の液圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ホイールローダ等の作業車両において、作業車両の走行時、ブームシリンダ等の液圧シリンダの不所望な伸縮を確実に防止可能な液圧回路の液圧制御装置を提供する。
【解決手段】 本発明の液圧制御装置は、ホイールローダのブームシリンダを操作する液圧回路、つまり、その油圧回路に適用され、油圧ポンプPとブームシリンダ14のボトム側圧力22の間の油圧管路18から分岐され、開閉弁34を介して接続された連通管路30と、油圧ポンプPとアキュムレータ36との間を接続する調圧管路66と、この調圧管路66に設けられ、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22の圧力とアキュムレータ36内の圧力との間の差圧に基づき、この差圧を解消すべく切換えられる調圧弁72,98とを備える。
【選択図】 図2
【解決手段】 本発明の液圧制御装置は、ホイールローダのブームシリンダを操作する液圧回路、つまり、その油圧回路に適用され、油圧ポンプPとブームシリンダ14のボトム側圧力22の間の油圧管路18から分岐され、開閉弁34を介して接続された連通管路30と、油圧ポンプPとアキュムレータ36との間を接続する調圧管路66と、この調圧管路66に設けられ、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22の圧力とアキュムレータ36内の圧力との間の差圧に基づき、この差圧を解消すべく切換えられる調圧弁72,98とを備える。
【選択図】 図2
Description
本発明は、ホイールローダ等の作業車両において、その液圧シリンダである例えばブームシリンダを操作する液圧回路のための液圧制御装置に関する。
ホイールローダの掘削/積み込み作業には、そのバケットに積み込んだ土砂や瓦礫等を所定の場所まで運ぶ積載走行を伴うことが多い。このような積載走行時、車輪の上下振動が車体やブームを介してバケットに伝達されると、積載物を積み込んだバケットはその重量が重いことから、ブームを上下に揺動させてしまう。また、ブームの揺動は車体振動としてフィードバックされることから、車体振動の増幅を招く要因となる。
上述の車体振動を抑制するため、ホイールローダの走行時にはブームシリンダのボトム側圧力室をアキュムレータに連通させることで、ボトム側圧力室内での圧力変動をアキュムレータにて吸収し、一方、バケットの掘削作業時にはボトム側圧力室とアキュムレータとの間の連通を遮断した状態で、ボトム側圧力室及びアキュムレータの双方に主ポンプの吐出圧を供給し、これらボトム側圧力室とアキュムレータとの間の差圧の増大を避けるようにした制御装置が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2000-309953号公報
特許文献1の制御装置の場合、主ポンプの吐出圧が減圧弁を介してアキュムレータに供給されるため、アキュムレータ内の最高圧は減圧弁の閉弁圧により決定されている。具体的は、減圧弁の閉弁圧はブームシリンダのボトム側圧力室に許容される最高負荷圧の中間値程度に設定されている。
このため、掘削/積み込み作業にて、ブームシリンダのボトム側圧力室が最高負荷圧まで加圧されている状態で、走行モードに移行すると、ボトム側圧力室とアキュムレータとの間の差圧は必ずしも小さなものではないので、ボトム側圧力室からアキュムレータに圧油が流れ、ブームシリンダの不所望な収縮を招く。一方、アキュムレータが減圧弁により決定される最高圧まで蓄圧されているが、走行モードに移行する際、ボトム側圧力室の作動圧がアキュムレータの圧力よりも低いと、この場合には、アキュムレータからボトム側圧力室に圧油が逆流し、ブームシリンダの不所望な伸長を招く。
このため、掘削/積み込み作業にて、ブームシリンダのボトム側圧力室が最高負荷圧まで加圧されている状態で、走行モードに移行すると、ボトム側圧力室とアキュムレータとの間の差圧は必ずしも小さなものではないので、ボトム側圧力室からアキュムレータに圧油が流れ、ブームシリンダの不所望な収縮を招く。一方、アキュムレータが減圧弁により決定される最高圧まで蓄圧されているが、走行モードに移行する際、ボトム側圧力室の作動圧がアキュムレータの圧力よりも低いと、この場合には、アキュムレータからボトム側圧力室に圧油が逆流し、ブームシリンダの不所望な伸長を招く。
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、作業車両の走行時等において、ブームシリンダ等の液圧シリンダの不所望な伸縮を防止することができる液圧回路の液圧制御装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、圧力源と液圧シリンダの圧力室との間を接続する液圧管路と、この液圧管路に設けられ、圧力源から圧力室に供給される圧力を制御する操作弁とを備えた液圧回路において、本発明の液圧制御装置は、圧力室と操作弁との間の液圧管路から分岐された連通管路と、この連通管路に接続されたアキュムレータと、連通管路に設けられ、通常は平位置にある開閉弁と、圧力源と操作弁との間の液圧管路から分岐され、アキュムレータに接続された調圧管路と、調圧管路に設けられ、液圧シリンダの圧力室とアキュムレータとの間の差圧に基づいて切換えられ、この差圧を解消すべくアキュムレータ内の圧力を増減させる調圧弁と備える(請求項1)。
本発明の液圧制御装置によれば、液圧シリンダの作動の有無に拘わらず、調圧弁はアキュムレータと液圧シリンダの圧力室との間を差圧を解消すべく切換えられ、アキュムレータ内の圧力は常時、圧力室の圧力に実質的に一致した状態にある。
上述の調圧弁は、アキュムレータ内に圧液を供給する供給位置と、アキュムレータ内から圧液を排出する排出位置と、調圧管路を閉じる遮断位置との3つの切換え位置を有する方向切換え弁からなる(請求項2)。具体的には、調圧弁は、圧力室及びアキュムレータの圧力がそれぞれパイロット圧として導かれ、これらパイロット圧の差圧により切換え作動されるパイロット方向切換え弁(請求項3)であるか、前記差圧に応じた電気信号により切換え作動される電磁方向切換え弁である(請求項4)。
上述の調圧弁は、アキュムレータ内に圧液を供給する供給位置と、アキュムレータ内から圧液を排出する排出位置と、調圧管路を閉じる遮断位置との3つの切換え位置を有する方向切換え弁からなる(請求項2)。具体的には、調圧弁は、圧力室及びアキュムレータの圧力がそれぞれパイロット圧として導かれ、これらパイロット圧の差圧により切換え作動されるパイロット方向切換え弁(請求項3)であるか、前記差圧に応じた電気信号により切換え作動される電磁方向切換え弁である(請求項4)。
また、開閉弁が圧力室の圧力をパイロット圧として開位置に切換えられるパイロット弁である場合、液圧制御装置は、開閉弁へのパイロット圧の供給を制御する電磁弁を更に備えることができる(請求項5)。
液圧制御装置は、調圧管路に調圧弁よりも上流に位置して設けられ、通常は開位置にある遮断弁を更に備えることができる(請求項6)。この場合、遮断弁は、開閉弁の開作動に連動して遮断位置に切換えられるパイロット弁であるか(請求項7)、又は、液圧シリンダにおける圧力室の圧力が所定圧以上に達したとき、遮断位置に切換えられるパイロット弁である(請求項8)。
液圧制御装置は、調圧管路に調圧弁よりも上流に位置して設けられ、通常は開位置にある遮断弁を更に備えることができる(請求項6)。この場合、遮断弁は、開閉弁の開作動に連動して遮断位置に切換えられるパイロット弁であるか(請求項7)、又は、液圧シリンダにおける圧力室の圧力が所定圧以上に達したとき、遮断位置に切換えられるパイロット弁である(請求項8)。
請求項5,6によれば、液圧シリンダの圧力室がアキュムレータに連通した状態にあるとき、遮断弁は、調圧管路を閉じているので、圧力室及びアキュムレータ内の圧力が変動し、これらの間に差圧が瞬間的に発生するとしても、圧力源からアキュムレータへの圧力供給は遮断弁により阻止される。
請求項8の遮断弁は、液圧シリンダの圧力室に所定圧以上の圧力が供給されたとき、調圧管路を遮断する。
請求項8の遮断弁は、液圧シリンダの圧力室に所定圧以上の圧力が供給されたとき、調圧管路を遮断する。
更に、液圧制御装置は、開閉弁と電磁弁との間に設けられ、開閉弁へのパイロット圧の供給量を規制するレギュレータを更に備えることができる(請求項9)。このようなレギュレータは、開閉弁の開作動時、その開度を徐々に増大させる。
請求項1〜4の液圧制御装置は、開閉弁が開位置に切換えられ、液圧シリンダの圧力室が連通管路を通じてアキュムレータに連通されても、この連通時、圧力室とアキュムレータとの間には差圧が実質的に発生していないので、差圧に起因して液圧シリンダが不所望に作動することはない。
請求項5の液圧制御装置は、開閉弁の切換えためのにパイロット圧源を別に必要とせず、電磁弁の切換えにより開閉弁の開閉を電気的に制御可能となる。
請求項5の液圧制御装置は、開閉弁の切換えためのにパイロット圧源を別に必要とせず、電磁弁の切換えにより開閉弁の開閉を電気的に制御可能となる。
請求項6,7の液圧制御装置は、液圧シリンダの圧力室とアキュムレータとが互いに連通状態にあるときに調圧管路を遮断弁により閉じているので、調圧弁はアキュムレータ内の圧力制御を減圧方向にのみ調整し、この結果、アキュムレータは圧力室内の圧力変動を効果的に吸収可能となる。
請求項8の液圧制御装置の遮断弁はアキュムレータの過度負荷を防止し、そして、請求項9の液圧制御装置のレギュレータは、開閉弁が開作動されるとき、開閉弁の開度を徐々に増大させ、液圧シリンダの圧力室とアキュムレータとを緩やかに連通させることができる。
請求項8の液圧制御装置の遮断弁はアキュムレータの過度負荷を防止し、そして、請求項9の液圧制御装置のレギュレータは、開閉弁が開作動されるとき、開閉弁の開度を徐々に増大させ、液圧シリンダの圧力室とアキュムレータとを緩やかに連通させることができる。
図1は作業車両としてのホイールローダを示す。このホイールローダは車輪2を有する車体4と、この車体4の前部に取付けられた作業機6とを備えており、そのオペレータは車体4の走行や作業機6の操作を車体4上の運転室8から行うことができる。
作業機6は、車体4に枢着されたブーム10と、このブーム10の先端に回動自在に取り付けられたバケット12を有し、これらブーム10及びバケット12のそれぞれは、一対のブームシリンダ(液圧シリンダ)14及びバケットシリンダ16により回動可能となっている。
作業機6は、車体4に枢着されたブーム10と、このブーム10の先端に回動自在に取り付けられたバケット12を有し、これらブーム10及びバケット12のそれぞれは、一対のブームシリンダ(液圧シリンダ)14及びバケットシリンダ16により回動可能となっている。
図2は、ブームシリンダ14の油圧(液圧)回路を制御する第1実施例の油圧(液圧)制御装置を示す。
油圧制御装置の説明に先立ち、油圧回路について簡単に説明する。油圧回路は、油圧管路18,20を備え、これら油圧管路18,20はブームシリンダ14のボトム側圧力室22及びロッド側圧力室24からそれぞれ延び、そして、操作弁26を介して油圧ポンプP及びタンクTに接続可能となっている。
油圧制御装置の説明に先立ち、油圧回路について簡単に説明する。油圧回路は、油圧管路18,20を備え、これら油圧管路18,20はブームシリンダ14のボトム側圧力室22及びロッド側圧力室24からそれぞれ延び、そして、操作弁26を介して油圧ポンプP及びタンクTに接続可能となっている。
操作弁26はパイロット圧方式の方向切換え制御弁からなり、運転室8内の操作レバー28がオペレータにより操作されたとき、切換え操作される。この操作弁26が一方の切換え位置イ(図2でみて中立位置ロから左側の切換え位置)に切換えられたとき、油圧ポンプPから吐出された圧油はブームシリンダ14のボトム側圧力室22に供給され、この場合、ブームシリンダ14は伸長され、ブーム10を上方に向けて回動させる。これに対し、操弁26が右側の切換え位置ハに切換えられたとき、油圧ポンプPからの圧油はロッド側圧力室24に供給され、この場合、ブームシリンダ14は収縮され、ブーム10を下方に向けて回動させる。なお、操作弁26が図2に示す中立位置ロにあるとき、油圧ポンプPからの圧油はタンクTに戻されている。
なお、バケットシリンダ16の油圧回路もまたブームシリンダ14の油圧回路と同様に構成されている。
油圧制御装置は、油圧管路18,20から分岐された連通管路30,32を備え、これら連通管路30,32は開閉弁34を介してアキュムレータ36及びタンクTにそれぞれ接続可能である。連通管路30はブームシリンダ14のボトム側圧力室22とアキュムレータ36との間を連通させ、連通管路32はブームシリンダ14のロッド側圧力室24とタンクTとの間を連通させる。
油圧制御装置は、油圧管路18,20から分岐された連通管路30,32を備え、これら連通管路30,32は開閉弁34を介してアキュムレータ36及びタンクTにそれぞれ接続可能である。連通管路30はブームシリンダ14のボトム側圧力室22とアキュムレータ36との間を連通させ、連通管路32はブームシリンダ14のロッド側圧力室24とタンクTとの間を連通させる。
図2から明らかなように、開閉弁34はパイロット方式の4ポート2位置のスプール切換え弁であって、通常は閉位置Aに位置付けられている。開閉弁34が閉位置Aにあるとき、開閉弁34は連通管路30,32を共に閉じ、これにより、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22及びロッド側圧力室24はアキュムレータ36及びタンクTからそれぞれ分離されている。これに対し、開閉弁34が閉位置Aから開位置Bに切換えられたとき、連通管路30,32は開かれ、ボトム側圧力室22及びロッド側圧力室24はアキュムレータ36及びタンクTにそれぞれ接続される。
開閉弁34を開閉作動させるため、連通管路30からはパイロット管路38が延び、このパイロット管路38は開閉弁34内にて、その弁スプールの片側に配置された一方のパイロット室に接続されている。なお、一方のパイロット室は、開閉弁34の復帰ばね40とは反対側にあり、そして、復帰ばね40側の他方のパイロット室は管路42を介して連通管路32に接続されている。
パイロット管路38には電磁弁44が設けられ、この電磁弁44は3ポート2位置の方向切換え弁である。電磁弁44が図示の休止位置ニにあるとき、電磁弁44は連通管路30とパイロット管路38との間の接続を断ち、一方、パイロット管路38が管路46と連通する。管路46の他端は、開閉弁34よりも下流側にて連通管路32に接続されている。これに対し、電磁弁44が作動位置ホに切換られると、電磁弁44はパイロット管路38を通じて、連通管路30を開閉弁34の一方のパイロット室に接続し、パイロット管路38と管路46の間を遮断する。
電磁弁44が作動位置ホに切り換えられたとき、油圧ポンプPからの圧油がボトム側圧力室22に既に供給されていて、ブームシリンダ14が作動状態にあると、ボトム側圧力室22内の作動圧、つまり、連通管路30内の圧力により開閉弁34が閉位置Aから開位置Bに切換えられる。この結果、前述したようにブームシリンダ14のボトム側圧力室22がアキュムレータ36に連通され、一方、ロッド側圧力室24はタンクTに連通される。
電磁弁44のソレノイド44Aはコントローラ48に電気的に接続され、電磁弁44はコントローラ48からの指令を受けて開閉制御される。この開閉制御のため、コントローラ48には、指示スイッチ50やホイールローダのアクセルペダルスイッチ52が電気的に接続されている。これらの指示スイッチ50及びアクセルペダルスイッチ52は運転室8内にそれぞれ配置され、ホイールローダのオペレータによる切換え操作及びアクセル操作によりそれぞれオン操作される。
更に、パイロット管路38にはレギュレータ54が配置され、このレギュレータ54は開閉弁34と電磁弁44との間に位置付けられている。第1実施例の場合、レギュレータ54は絞り56及びパイロット弁58からなり、絞り56及びパイロット弁58は電磁弁44側から順次配置されている。
パイロット弁58は通常、開位置ヘに位置付けられているが、絞り56の前後に発生する差圧の大きさに応じて閉位置トに切換られる。即ち、絞り56の上流側ではパイロット管路38から分岐された分岐パイロット管路60がパイロット弁58の閉位置ト側のパイロット室に接続され、また、絞り56の下流側でパイロット管路38の部位から分岐された分岐パイロット管路62がパイロット弁58の開位置へ側(その復帰ばね側)のパイロット室に接続されている。
パイロット弁58は通常、開位置ヘに位置付けられているが、絞り56の前後に発生する差圧の大きさに応じて閉位置トに切換られる。即ち、絞り56の上流側ではパイロット管路38から分岐された分岐パイロット管路60がパイロット弁58の閉位置ト側のパイロット室に接続され、また、絞り56の下流側でパイロット管路38の部位から分岐された分岐パイロット管路62がパイロット弁58の開位置へ側(その復帰ばね側)のパイロット室に接続されている。
前述したように電磁弁44が作動位置ホに切り換えられた状態では、レギュレータ54の絞り56が連通管路30から開閉弁34への圧油の流量を規制し、開閉弁34を閉位置Aから開位置Bに緩やかに切り換える。この結果、開閉弁34が徐々に開口し、ボトム側圧力室22とアキュムレータ36とが徐々に連通状態に移行していく。
なお、開閉弁34に供給されるパイロット圧(作動圧)が非常に高く、絞り56の前後差圧がパイロット弁58のセット圧以上になると、パイロット弁58は図示の開位置ヘか閉位置トに切換えられ、開閉弁34へのパイロット圧の供給を停止する。この場合、電磁弁44が作動位置ホに切り換えられたとしても、開閉弁34は閉位置Aに維持され、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22とアキュムレータ36とが連通することはない。
なお、開閉弁34に供給されるパイロット圧(作動圧)が非常に高く、絞り56の前後差圧がパイロット弁58のセット圧以上になると、パイロット弁58は図示の開位置ヘか閉位置トに切換えられ、開閉弁34へのパイロット圧の供給を停止する。この場合、電磁弁44が作動位置ホに切り換えられたとしても、開閉弁34は閉位置Aに維持され、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22とアキュムレータ36とが連通することはない。
更に、油圧ポンプPと操作弁26との間の圧油供給管路64からは調圧管路66が分岐され、この調圧管路66はアキュムレータ36と開閉弁34との間で接続されている。
一方、調圧管路66と連通管路32とはコック68及びリリーフ弁70を介して互いに接続されている。これらコック68及びリリーフ弁70は並列に配置され、リリーフ弁70はアキュムレータ36にて蓄圧可能な最高圧を決定する。
一方、調圧管路66と連通管路32とはコック68及びリリーフ弁70を介して互いに接続されている。これらコック68及びリリーフ弁70は並列に配置され、リリーフ弁70はアキュムレータ36にて蓄圧可能な最高圧を決定する。
調圧管路66には調圧弁72及び遮断弁74がそれぞれ設けられ、これら調圧弁72及び遮断弁74はアキュムレータ36側から順次配置されている。調圧弁72は、3ポート3位置のパイロット弁、つまり、スプール型の方向切換え弁からなる。
より詳しくは、調圧弁72は、調圧管路66の上流側及び下流側部位にそれぞれ接続されたポートa,bと、排出管路76に接続されたポートcを有し、排出管路76は連通管路32を介してタンクTに接続されている。
より詳しくは、調圧弁72は、調圧管路66の上流側及び下流側部位にそれぞれ接続されたポートa,bと、排出管路76に接続されたポートcを有し、排出管路76は連通管路32を介してタンクTに接続されている。
調圧弁72が図示の遮断位置Nにあるとき、ポートa,b,cは互いに分離された状態にあり、この場合、アキュムレータ36は油圧ポンプP及びタンクTの何れとも接続されていない。
調圧弁72が遮断位置Nから図示下側の供給位置Sに切換えられたとき、ポートa,bが接続され、アキュムレータ36は油圧ポンプPに接続される。この場合、油圧ポンプPから吐出された圧油がアキュムレータ36に供給され、アキュムレータ36内の圧力は増圧される。
調圧弁72が遮断位置Nから図示下側の供給位置Sに切換えられたとき、ポートa,bが接続され、アキュムレータ36は油圧ポンプPに接続される。この場合、油圧ポンプPから吐出された圧油がアキュムレータ36に供給され、アキュムレータ36内の圧力は増圧される。
これに対し、調圧弁72が遮断位置Nから排出位置Dに切換えられたとき、ポートb,cが絞り78を介して接続される。この場合には、アキュムレータ36がタンクTに接続されるので、アキュムレータ36からタンクTに圧油が排出され、アキュムレータ36内の圧力は減圧される。ここで、排出位置Dでの絞り78は、アキュムレータ36からの圧油の排出量を規制し、アキュムレータ36内の急速な減圧を防止する。
上述した調圧弁72を切換るため、調圧弁72における供給位置S側のパイロット室はパイロット管路80を介して、ボトム側圧力室22と開閉弁34との間で連通管路30に接続されている。また、排出位置D側のパイロット室はパイロット管路82により調圧弁72とアキュムレータ36との間で調圧管路66に接続されている。即ち、調圧弁72の弁スプールはその両側にパイロット圧としてブームシリンダ14におけるボトム側圧力室22の圧力及びアキュムレータ36内の圧力を常時受け、各パイロット圧間の差圧に基づき、調圧弁72は遮断位置Nから供給位置S又は排出位置Dに切り換えられる。
更に、調圧弁72をその中立位置である遮断位置Nに位置付けるため、調圧弁72弁スプールは一対のセンタばね84,86が両側に設けられている。
前述した遮断弁74もまたスプール型のパイロット弁からなり、開位置E及び遮断位置Fを有し、通常はその復帰ばね88により開位置Eに位置付けられている。また、開位置Eには、逆止弁90が介挿され、この逆止弁90は油圧ポンプPから調圧弁72への圧油の流れのみを許容する。
前述した遮断弁74もまたスプール型のパイロット弁からなり、開位置E及び遮断位置Fを有し、通常はその復帰ばね88により開位置Eに位置付けられている。また、開位置Eには、逆止弁90が介挿され、この逆止弁90は油圧ポンプPから調圧弁72への圧油の流れのみを許容する。
遮断弁74を切換るため、遮断位置F側のパイロット室には、パイロット管路92及び電磁弁44を介して連通管路32が接続されている。
従って、電磁弁44が図示の休止位置ニから作動位置ホに切換えられると、ブームシリンダ14におけるボトム側圧力室22内の圧力が開閉弁34のみならず、遮断弁74にもパイロット圧として供給される。
従って、電磁弁44が図示の休止位置ニから作動位置ホに切換えられると、ブームシリンダ14におけるボトム側圧力室22内の圧力が開閉弁34のみならず、遮断弁74にもパイロット圧として供給される。
次に、前述した油圧制御装置の作動について説明する。
今、ホイールローダがブーム10の起伏動作を伴う掘削/積込み作業中にあるとき、電磁弁44は休止位置ニに保持されている。この場合、ブーム10の起伏動作は、操作レバー28による操作弁26の切換えにより、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22又はロッド側圧力室24に油圧ポンプPからの圧油の供給し、ブームシリンダ14を伸縮させることで行われる。
今、ホイールローダがブーム10の起伏動作を伴う掘削/積込み作業中にあるとき、電磁弁44は休止位置ニに保持されている。この場合、ブーム10の起伏動作は、操作レバー28による操作弁26の切換えにより、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22又はロッド側圧力室24に油圧ポンプPからの圧油の供給し、ブームシリンダ14を伸縮させることで行われる。
一方、ブームシリンダ14の伸縮動作中、ボトム側圧力室22内の作動圧及びアキュムレータ36内の圧力(アキュムレータ圧)はそれぞれ、調圧弁72にパイロット圧として供給されるから、ボトム側圧力室22の作動圧とアキュムレータ圧との差圧がセンタばね86による付勢力に打ち勝つ程大きくなると、調圧弁72は遮断位置Nから供給位置Sに切換えられる。この場合、油圧ポンプPの圧油が遮断弁74及び調圧弁72を通じてアキュムレータ36に供給され、アキュムレータ圧は増圧される。
この後、アキュムレータ圧がボトム側圧力室22の作動圧よりも高くなり、その差圧がセンタばね84による付勢力に打ち勝つ程大きくなると、調圧弁72は供給位置Sから遮断位置Nを経て排出位置Dに切換えられる。この場合、アキュムレータ36内の圧油が調圧弁72を介してタンクTに排出され、アキュムレータ圧は減圧される。
従って、ホイールローダの掘削/積み込み作業中にあっては、アキュムレータ圧がボトム側圧力室22の作動圧に追従して増減され、アキュムレータ圧はボトム側圧力室22の作動圧とほぼ同一の圧力に維持される。なお、調圧弁72が遮断位置Nにあるとき、アキュムレータ圧とボトム側圧力室22の作動圧との差圧がセンタばね84又は86による付勢力に打ち勝つまでは、調圧弁72は遮断位置Nに維持され、調圧弁72が供給位置Sと排出位置Dとの間にて頻繁に切り換わるようなことはない。
従って、ホイールローダの掘削/積み込み作業中にあっては、アキュムレータ圧がボトム側圧力室22の作動圧に追従して増減され、アキュムレータ圧はボトム側圧力室22の作動圧とほぼ同一の圧力に維持される。なお、調圧弁72が遮断位置Nにあるとき、アキュムレータ圧とボトム側圧力室22の作動圧との差圧がセンタばね84又は86による付勢力に打ち勝つまでは、調圧弁72は遮断位置Nに維持され、調圧弁72が供給位置Sと排出位置Dとの間にて頻繁に切り換わるようなことはない。
この後、掘削/積み込み作業からホイールローダがバケット12に積載物を積み込んだ状態での走行モードに移行しようとし、運転室8内のオペレータにより指示スイッチ50及びアクセルペダルスイッチ52の少なくとも一方がオン操作され、このオン操作がコントローラ48により検出されると、コントローラ48は、電磁弁44を図示の休止位置ニから作動位置ホに切り換える。
電磁弁44の切換えにより、ブームシリンダ14におけるボトム側圧力室22の作動圧はパイロット圧として開閉弁34及び遮断弁74に供給され、これら開閉弁34及び遮断弁74は互いに連動し、開位置B及び遮断位置Fにそれぞれ切換えられる。
従って、アキュムレータ36は連通管路30を通じてボトム側圧力室22に連通される一方、油圧ポンプPから分離される。このようにしてアキュムレータ36がボトム側圧力室22に連通されると、ホイールローダの走行時、その走行振動に起因して発生するボトム側圧力室22内の圧力変動がアキュムレータ36により吸収され、ブーム10、つまり、バケット12の上下振動を良好に抑制することができる。
従って、アキュムレータ36は連通管路30を通じてボトム側圧力室22に連通される一方、油圧ポンプPから分離される。このようにしてアキュムレータ36がボトム側圧力室22に連通されると、ホイールローダの走行時、その走行振動に起因して発生するボトム側圧力室22内の圧力変動がアキュムレータ36により吸収され、ブーム10、つまり、バケット12の上下振動を良好に抑制することができる。
また、アキュムレータ36とボトム側圧力室22とが互いに連通する際、前述したようにアキュムレータ圧とボトム側圧力室22の作動圧とはほぼ同一の圧力に調圧され、しかも、開閉弁34はその開度を徐々に増大させて開位置Bに切換えられることから、連通時、アキュムレータ36とボトム側圧力室22との間で圧油が実質的に移動することはなく、ブームシリンダ14が不所望に伸縮動作することもない。この結果、ホイールローダはそのバケット12のリフト高さを一定に維持しつつ、安定して走行可能となる。
なお、遮断弁74が遮断位置Fに切り換えられると、油圧ポンプPからアキュムレータ36への圧油の供給は最早不能となる。それ故、ホイールローダの走行中、その走行振動に起因してボトム側圧力室22の作動圧とアキュムレータ圧との間に、調圧弁72のセンタばね84又は86による付勢力に打ち勝つような差圧が発生し、調圧弁72が遮断位置Nから供給位置S又は排出位置Dに一時的に切り換えられるとしても、アキュムレータ圧は調圧弁72の排出位置Dにて減圧方向のみに制御されるだけであるから、ブームシリンダ14が不所望に伸長されてしまうのを確実に防止することができる。なお、排出位置Dでの絞り78はアキュムレータ圧の不所望な減圧を実質的に阻止することから、ブームシリンダ14の不所望な収縮もまた確実に防止される。
本発明は上述した第1実施例の油圧制御装置に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、図3及び図4は第2及び第3実施例の油圧制御装置をそれぞれ示す。これら第2及び第3実施例の油圧制御装置について説明するにあたり、第1実施例の油圧制御装置の部位と同様な機能を発揮する部位には同一の参照符号を付して、それらの説明を省略し、相違する点のみを以下に説明する。
例えば、図3及び図4は第2及び第3実施例の油圧制御装置をそれぞれ示す。これら第2及び第3実施例の油圧制御装置について説明するにあたり、第1実施例の油圧制御装置の部位と同様な機能を発揮する部位には同一の参照符号を付して、それらの説明を省略し、相違する点のみを以下に説明する。
第2実施例の油圧制御装置の場合には図3に示すように、遮断弁74のパイロット管路94はパイロット管路80に接続されており、そして、その復帰ばね96により決定される遮断弁74の開弁圧は、図2の遮断弁74の復帰ばね88の場合よりも十分に高く、且つ、リリーフ弁70のリリーフ圧よりも若干低く設定されている。
従って、第2実施例の場合、ホイールローダの掘削/積み込み作業中、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22の作動圧が遮断弁74の開弁圧に打勝つと、この時点で、遮断弁74が遮断位置Fに切換えられる。この結果、アキュムレータ圧は遮断弁74の開閉圧以上に上昇されることはなく、アキュムレータ36に過度な負荷がかかることはない。
従って、第2実施例の場合、ホイールローダの掘削/積み込み作業中、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22の作動圧が遮断弁74の開弁圧に打勝つと、この時点で、遮断弁74が遮断位置Fに切換えられる。この結果、アキュムレータ圧は遮断弁74の開閉圧以上に上昇されることはなく、アキュムレータ36に過度な負荷がかかることはない。
一方、このような状況では、調圧弁72は遮断位置Nから供給位置Sに切換えられたままに維持され、そして、ボトム側圧力室22の作動圧がアキュムレータ圧よりも低下した時点にて、調圧弁72は供給位置Sから遮断位置N又は排出位置Dに切換えられ、また、同時に、遮断弁74もまた遮断位置Fから開位置Eに切換えられる。
上述の説明から明らかなように、第2実施例の油圧制御装置にあっては、ホイールローダが走行モードに移行する際、ボトム側圧力室22の作動圧がアキュムレータ圧よりも高い場合がある。このような状況下にて、開閉弁34が閉位置Aから開位置Bに切り換えられ、そして、ボトム側圧力室22とアキュムレータ36とが互いに連通すると、ボトム側圧力室22内の圧油がアキュムレータ36側に急速に逃がされようとする。しかしながら、前述したレギュレータ54の働きにより開閉弁34の開度は徐々に増加されることから、ボトム側圧力室22の作動圧とアキュムレータ圧との間に差圧が生じていても、ボトム側圧力室22の作動圧が急減に低下することはなく、この場合にも、ブームシリンダ14の不所望な収縮を防止することができる。
上述の説明から明らかなように、第2実施例の油圧制御装置にあっては、ホイールローダが走行モードに移行する際、ボトム側圧力室22の作動圧がアキュムレータ圧よりも高い場合がある。このような状況下にて、開閉弁34が閉位置Aから開位置Bに切り換えられ、そして、ボトム側圧力室22とアキュムレータ36とが互いに連通すると、ボトム側圧力室22内の圧油がアキュムレータ36側に急速に逃がされようとする。しかしながら、前述したレギュレータ54の働きにより開閉弁34の開度は徐々に増加されることから、ボトム側圧力室22の作動圧とアキュムレータ圧との間に差圧が生じていても、ボトム側圧力室22の作動圧が急減に低下することはなく、この場合にも、ブームシリンダ14の不所望な収縮を防止することができる。
上述した第1及び第2実施例の油圧制御装置は何れも、調圧弁72にパイロット式の方向切換え弁を採用しているが、第3実施例の場合、調圧弁72は図4に示す調圧弁98に置換されている。この調圧弁98は3ポート3位置の電磁方向切換え弁からなり、同様に供給位置S、遮断位置N及び排出位置Dを有する。調圧弁98は通常、弁ばね100による付勢力を受けて供給位置Sに位置付けられ、油圧ポンプPの吐出圧がアキュムレータ36に供給される状態にある。
調圧弁98の切換えをなすため、調圧弁98のソレノイド102はコントローラ48に電気的に接続され、一方、コントローラ48は2つの圧力センサ104,106に電気的に接続されている。圧力センサ104,106は、ブームシリンダ14のボトム側圧力室22内の圧力及びアキュムレータ36内の圧力をそれぞれ検出し、これら検出信号をコントローラ48に送信する。従って、コントローラ48は圧力センサ104,106からの検出信号からボトム側圧力室22とアキュムレータ36との間を差圧を求め、この差圧に応じた切換え信号を調圧弁98のソレノイド102に供給する。この結果、調圧弁98は切換え信号に基づいて切換え作動され、ボトム側圧力室22内の圧力とアキュムレータ36内の圧力とを実質的に同圧に制御する。
なお、第3実施例の場合、調圧管路66に遮断弁74は設けられておらず、調圧管路66にはその逆止弁90のみが配置されている。この場合、開閉弁34が開位置に切換えられたとき、調圧弁98はコントローラ48の指令信号を受けて遮断位置Nに強制的に切換えられ、調圧管路66を閉じる。
なお、本発明の油圧制御装置はホイールローダに限らず、種々の作業車両の液圧シリンダを作動させる油圧回路に対しても同様に適用可能であることは言うまでもない。
なお、本発明の油圧制御装置はホイールローダに限らず、種々の作業車両の液圧シリンダを作動させる油圧回路に対しても同様に適用可能であることは言うまでもない。
14 ブームシリンダ(液圧シリンダ)
18 油圧管路(液圧管路)
22 ボトム側圧力室(圧力室)
30 連通管路
34 開閉弁
36 アキュムレータ
44 電磁弁
48 コントローラ
54 レギュレータ
66 調圧管路
72,98 調圧弁
74 遮断弁
P 油圧ポンプ(圧力源)
18 油圧管路(液圧管路)
22 ボトム側圧力室(圧力室)
30 連通管路
34 開閉弁
36 アキュムレータ
44 電磁弁
48 コントローラ
54 レギュレータ
66 調圧管路
72,98 調圧弁
74 遮断弁
P 油圧ポンプ(圧力源)
Claims (9)
- 圧力源と液圧シリンダの圧力室との間を接続する液圧管路と、この液圧管路に設けられ、前記圧力源から前記圧力室に供給される圧力を制御する操作弁とを備えた液圧回路において、
前記圧力室と前記操作弁との間の前記液圧管路から分岐された連通管路と、
前記連通管路に接続されたアキュムレータと、
前記連通管路に設けられ、通常は閉位置にある開閉弁と、
前記圧力源と前記操作弁との間の前記液圧管路から分岐され、前記アキュムレータに接続された調圧管路と、
前記調圧管路に設けられ、前記液圧シリンダの圧力室と前記アキュムレータとの間の差圧に基づき切換えられて、前記差圧を解消すべく前記アキュムレータ内の圧力を増減させる調圧弁と
を具備したことを特徴とする液圧回路の液圧制御装置。 - 前記調圧弁は、前記アキュムレータ内に圧液を供給する供給位置と、前記アキュムレータ内から圧液を排出する排出位置と、前記調圧管路を閉じる遮断位置との3つの切換え位置を有する方向切換え弁であることを特徴とする請求項1に記載の液圧回路の液圧制御装置。
- 前記調圧弁は、前記圧力室及び前記アキュムレータの圧力がそれぞれパイロット圧として導かれ、これらパイロット圧の差圧により切換え作動されるパイロット方向切換え弁であることを特徴とする請求項2に記載の液圧回路の液圧制御装置。
- 前記調圧弁は、前記圧力室と前記アキュムレータとの間の差圧に応じた電気信号により切換え作動される電磁方向切換え弁であることを特徴とする請求項2に記載の液圧回路の液圧制御装置。
- 前記開閉弁は、前記圧力室の圧力をパイロット圧として開位置に切換えられるパイロット弁からなり、
前記液圧制御装置は、前記開閉弁へのパイロット圧の供給を制御する電磁弁を更に具備することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液圧回路の液圧制御装置。 - 前記調圧管路に前記調圧弁よりも上流に位置して設けられ、通常は開位置にある遮断弁を更に具備することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液圧回路の液圧制御装置。
- 前記遮断弁は、前記開閉弁の開作動に連動して遮断位置に切換えられるパイロット弁であることを特徴とする請求項6に記載の液圧回路の液圧制御装置。
- 前記遮断弁は、前記圧力室の圧力が所定圧以上に達したとき、遮断位置に切換えられるパイロット弁であることを特徴とする請求項6に記載の液圧回路の液圧制御装置。
- 前記開閉弁と前記電磁弁との間に設けられ、前記開閉弁へのパイロット圧の供給量を規制するレギュレータを更に具備することを特徴とする請求項5〜8の何れかに記載の液圧回路の液圧制御装置。
Priority Applications (1)
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JP2004227035A JP2006045851A (ja) | 2004-08-03 | 2004-08-03 | 液圧回路の液圧制御装置 |
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JP2004227035A JP2006045851A (ja) | 2004-08-03 | 2004-08-03 | 液圧回路の液圧制御装置 |
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Family
ID=36024750
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JP2004227035A Pending JP2006045851A (ja) | 2004-08-03 | 2004-08-03 | 液圧回路の液圧制御装置 |
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JP (1) | JP2006045851A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110332163A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-15 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 液压控制系统与铲运机 |
EP3597942A4 (en) * | 2017-03-14 | 2021-01-27 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | HYDRAULIC DRIVE DEVICE FOR WORK MACHINES |
US10975550B2 (en) * | 2017-04-27 | 2021-04-13 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Vibration suppression control circuit |
CN114087249A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 国能神东煤炭集团有限责任公司 | 一种电液压力控制系统及控制方法 |
-
2004
- 2004-08-03 JP JP2004227035A patent/JP2006045851A/ja active Pending
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