JP2009150462A - Hydraulic control system for working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、昇降する作業部を備えた作業機械において、作業部の有する位置エネルギーを回収、再利用することができる作業機械における油圧制御システムの技術分野に属するものである。 The present invention belongs to the technical field of a hydraulic control system in a working machine that can recover and reuse the potential energy of the working part in a working machine that includes a working part that moves up and down.
一般に、油圧ショベルやクレーン等の作業機械は、昇降自在な作業部を備えると共に、該作業部の昇降は、油圧ポンプから圧油供給される昇降用油圧シリンダの伸縮作動に基づいて行うように構成されているが、このものにおいて、従来、作業部の下降時に昇降用油圧シリンダの重量保持側油室から油タンクに排出される油は、作業部の自重による急激な落下を防止するため、昇降用油圧シリンダの油供給排出制御を行うコントロールバルブに設けられた絞りによってメータアウト制御されるように構成されている。つまり、地面より上方に位置している作業部は位置エネルギーを有しているが、該位置エネルギーは、前記コントロールバルブの絞りを通過するときに熱エネルギーに変換され、さらに該熱エネルギーはオイルクーラーによって大気中に放出されることになって、無駄なエネルギー損失となる。
そこで、作業部の有する位置エネルギーを回収、再利用するために、従来設けられている昇降用油圧シリンダに加えてアシストシリンダを設け、作業部の下降時に、アシストシリンダの重量保持側油室から排出される油をアキュムレータに蓄圧すると共に、作業部の上昇時に、アキュムレータに蓄圧された圧油をアシストシリンダの重量保持側油室に供給するようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
Therefore, in order to collect and reuse the potential energy of the working unit, an assist cylinder is provided in addition to the conventional lifting hydraulic cylinder, and when the working unit is lowered, it is discharged from the weight holding side oil chamber of the assist cylinder. A technique is disclosed in which oil to be accumulated is accumulated in an accumulator and pressure oil accumulated in the accumulator is supplied to the weight holding side oil chamber of the assist cylinder when the working unit is raised (for example, Patent Document 1). reference.).
しかるに、前記特許文献1のものは、作業部の下降時に、アシストシリンダからの排出油はアキュムレータに蓄圧されるものの、作業部を昇降するために従来から設けられている昇降用油圧シリンダからの排出油は、コントロールバルブを経由して油タンクに排出されるようになっており、作業機の有する位置エネルギーのうちの一部しか回収されていないことになる。しかも、作業部の上昇時にアキュムレータに充分に蓄圧されていない場合には、油圧ポンプからコントロールバルブを介して昇降用油圧シリンダに供給される圧油の一部が、アシストシリンダに供給されると共にアキュムレータ蓄圧用に用いられるように構成されているため、作業部の上昇速度が遅くなって、作業効率が低下するという問題がある。
これに対し、アシストシリンダを設けることなく、作業部の下降時に昇降用油圧シリンダから排出された油をアキュムレータに蓄圧すると共に、作業部の上昇時に該アキュムレータに蓄圧された圧油を昇降用油圧シリンダに供給するように構成すれば、作業機の有する位置エネルギーを確実に回収できることになるが、この場合、アキュムレータの蓄圧油の圧力では、高負荷作業時に作業部を上昇させるべく昇降用油圧シリンダに供給される圧油の圧力としては不足する場合がある。そこでアキュムレータの蓄圧油を、エンジン動力で駆動する専用のポンプで高圧にして昇降用油圧シリンダに供給することが提唱されるが、そうすると、専用のポンプや、該ポンプにエンジン動力を伝達するための動力伝達機器(ギア装置等)が必要になって、コストアップの要因となるうえ、動力伝達機器におけるトルク低下やポンプ自体の慣性質量などによる空転トルクの損失等の問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
However, in
On the other hand, without providing an assist cylinder, the oil discharged from the lifting hydraulic cylinder when the working part is lowered is accumulated in the accumulator, and the pressure oil accumulated in the accumulator is raised when the working part is raised. However, in this case, with the pressure of the accumulator's accumulated oil, the hydraulic cylinder for raising and lowering is used to raise the working part during high-load work. The pressure of the supplied pressure oil may be insufficient. Therefore, it is proposed that the accumulator pressure-accumulated oil is supplied to the lifting hydraulic cylinder at a high pressure by a dedicated pump driven by engine power, but in this case, the dedicated pump and the engine power for transmitting the engine power to the pump are proposed. Power transmission equipment (gear device, etc.) is required, which increases costs, and there are problems such as torque reduction in the power transmission equipment and loss of idling torque due to the inertial mass of the pump itself. There is a problem to be solved.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、作業部を昇降せしめる昇降用油圧シリンダを含めた複数の油圧アクチュエータと、これら油圧アクチュエータに圧油供給する油圧ポンプと、各油圧アクチュエータへの供給流量をそれぞれ制御する各油圧アクチュエータ用コントロールバルブとを備えた作業機械の油圧制御システムにおいて、作業部の下降時に昇降用油圧シリンダの重量保持側油室から排出される油を蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータの蓄圧油が入力側油室に供給されることで出力側油室の油圧を増圧して出力する増圧シリンダとを設ける一方、該増圧シリンダにより増圧された圧油を、前記複数の油圧アクチュエータのうち少なくとも一つの油圧アクチュエータへの供給圧油として用いる構成であることを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項2の発明は、油圧制御システムは、増圧シリンダにより増圧された圧油を、油圧ポンプから各油圧アクチュエータ用コントロールバルブに至る圧油供給油路に合流させる増圧シリンダ出力油路を有することを特徴とする請求項1に記載の作業機械における油圧制御システムである。
請求項3の発明は、増圧シリンダ出力油路に、増圧シリンダから圧油供給油路への合流量を制御する合流バルブを配したことを特徴とする請求項2に記載の作業機械における油圧制御システムである。
請求項4の発明は、油圧制御システムは、増圧シリンダから圧油供給油路への合流量に応じて油圧ポンプの吐出流量を低減せしめるポンプ流量低減手段を有することを特徴とする請求項2または3に記載の作業機械における油圧制御システムである。
請求項5の発明は、油圧制御システムは、作業部の下降時に昇降用油圧シリンダの重量保持側油室から排出される油を、アキュムレータおよび増圧シリンダの出力側油室に供給する回収油路を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
請求項6の発明は、回収油路に、昇降用油圧シリンダの重量保持側油室から排出される油の流量を制御する回収バルブを配したことを特徴とする請求項5に記載の作業機械における油圧制御システムである。
請求項7の発明は、油圧制御システムは、アキュムレータから増圧シリンダの入力側油室への油供給、および回収油路から増圧シリンダの出力側油室への油供給を制御する増圧シリンダ用コントロールバルブを有することを特徴とする請求項5または6に記載の作業機械における油圧制御システムである。
The present invention has been created in view of the above-described circumstances and has been created for the purpose of solving these problems. The invention of
According to a second aspect of the present invention, the hydraulic control system includes a pressure increasing cylinder output oil path that joins the pressure oil increased by the pressure increasing cylinder to the pressure oil supply oil path from the hydraulic pump to each hydraulic actuator control valve. The hydraulic control system for a work machine according to
According to a third aspect of the present invention, in the work machine according to the second aspect, the merging valve for controlling the combined flow rate from the pressure increasing cylinder to the pressure oil supply oil path is arranged in the pressure increasing cylinder output oil path. It is a hydraulic control system.
The invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, the hydraulic control system is configured so that the oil discharged from the weight holding side oil chamber of the lifting hydraulic cylinder when the working unit is lowered is supplied to the output side oil chamber of the accumulator and the pressure increasing cylinder. The hydraulic control system for a work machine according to any one of
6. The work machine according to
According to a seventh aspect of the present invention, the hydraulic control system controls the oil supply from the accumulator to the input side oil chamber of the pressure increasing cylinder and the oil supply from the recovery oil path to the output side oil chamber of the pressure increasing cylinder. The hydraulic control system for a work machine according to
請求項1の発明とすることにより、作業部の下降時に、昇降用油圧シリンダの重量保持側油室から排出された油がアキュムレータに蓄圧される一方、増圧シリンダは、前記アキュムレータの蓄圧油が入力側油室に供給されることで出力側油室から増圧された圧油を出力し、そして該増圧シリンダにより増圧された圧油が、前記昇降用油圧シリンダを含めた複数の油圧アクチュエータのうちの少なくとも一つの油圧アクチュエータへの供給圧油として用いられることになる。而して、作業部の下降時に回収された位置エネルギーを再利用できることになって、省エネルギー化に大きく貢献できると共に、増圧シリンダにより増圧することで、高負荷作業時にも対応できる高圧の圧油を油圧アクチュエータに供給できることになる。しかも、エンジン動力で駆動するポンプを用いて増圧する場合のように、エンジンからポンプへの動力伝達経路におけるトルク低下やポンプ自体の慣性質量などによる空転トルクの損失等がなく、回収したエネルギーを可及的に損失の少ない状態で利用できると共に、コスト的にも有利となる。
請求項2の発明とすることにより、増圧シリンダにより増圧された圧油は油圧ポンプの吐出油と合流して各油圧アクチュエータ用コントロールバルブに供給されることになり、而して、増圧シリンダからの出力流量に左右されることなく、各油圧アクチュエータ用コントロールバルブによって油圧アクチュエータへの供給流量を制御することができて、制御の簡略化に貢献できる。
請求項3の発明とすることにより、合流バルブにより増圧シリンダから圧油供給油路への合流量を制御することで、増圧シリンダにより増圧された圧油を無駄無く効率的に用いることができる。
請求項4の発明とすることにより、油圧ポンプの吐出流量を適切に低減せしめることができて、効率よく低燃費化を達成できる。
請求項5の発明とすることにより、増圧シリンダの出力側油室への圧油供給を、別途圧油供給手段を設けることなく、作業部の下降時に昇降用油圧シリンダの重量保持側油室からの排出油を用いて行なえることになって、システムの簡略化に寄与できると共に、ここにおいても、作業部の位置エネルギーを回収できることになる。
請求項6の発明とすることにより、回収バルブによって昇降用油圧シリンダの重量保持側油室からの排出流量を制御することで、作業部の下降速度を制御できることになって、良好な操作性を得ることができる。
請求項7の発明とすることにより、増圧シリンダ用コントロールバルブによって、増圧シリンダの入力側油室、出力側油室への圧油供給を、それぞれ適切に行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, when the working unit is lowered, the oil discharged from the weight holding side oil chamber of the elevating hydraulic cylinder is accumulated in the accumulator, while the pressure increasing cylinder has the accumulated oil in the accumulator. Pressure oil increased in pressure from the output-side oil chamber by being supplied to the input-side oil chamber is output, and the pressure oil increased by the pressure-increasing cylinder includes a plurality of hydraulic pressures including the lifting hydraulic cylinder. It will be used as supply pressure oil to at least one of the actuators. As a result, the potential energy recovered when the working unit is lowered can be reused, which can greatly contribute to energy saving, and can be used for high-load work by increasing the pressure with a pressure-increasing cylinder. Can be supplied to the hydraulic actuator. In addition, unlike the case where the pressure is increased using a pump driven by engine power, there is no loss of torque in the power transmission path from the engine to the pump or loss of idling torque due to the inertial mass of the pump itself, and the recovered energy can be used. It can be used in a state where the loss is as low as possible and is advantageous in terms of cost.
According to the second aspect of the present invention, the pressure oil increased by the pressure increasing cylinder is combined with the oil discharged from the hydraulic pump and supplied to the control valve for each hydraulic actuator. Regardless of the output flow rate from the cylinder, the supply flow rate to the hydraulic actuator can be controlled by each hydraulic actuator control valve, which contributes to simplification of the control.
By controlling the combined flow rate from the pressure-increasing cylinder to the pressure oil supply oil passage by the merging valve, the pressure oil increased by the pressure-increasing cylinder can be used efficiently without waste. Can do.
By setting it as invention of
According to the invention of
By controlling the discharge flow rate from the weight holding side oil chamber of the lifting hydraulic cylinder by means of the recovery valve, the lowering speed of the working part can be controlled by the recovery valve. Obtainable.
According to the seventh aspect of the present invention, the pressure oil can be appropriately supplied to the input side oil chamber and the output side oil chamber of the pressure increasing cylinder by the pressure increasing cylinder control valve.
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1において、1は作業機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル1は、クローラ式の下部走行体2、該下部走行体2の上方に旋回自在に支持される上部旋回体3、該上部旋回体3のフロントに装着される作業部4等の各部から構成され、さらに該作業部4は、基端部が上部旋回体3に上下揺動自在に支持されるブーム5、該ブーム5の先端部に前後揺動自在に支持されるアーム6、該アーム6の先端部に取付けられるバケット7等から構成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1,
8は前記ブーム5を上下揺動せしめるべく伸縮作動する左右一対のブームシリンダ(本発明の昇降用油圧シリンダに相当する)であって、該ブームシリンダ8は、ヘッド側油室8a(本発明の重量保持側油室に相当する)の圧力によって作業部4の重量を保持すると共に、該ヘッド側油室8aへの圧油供給およびロッド側油室8bからの油排出により伸長してブーム5を上昇せしめ、また、ロッド側油室8bへの圧油供給およびヘッド側油室8aからの油排出により縮小してブーム5を下降せしめるように構成されている。そして、該ブーム5の昇降によって作業部4全体が昇降すると共に、ブーム5の上昇に伴い作業部4の有する位置エネルギーが増加するが、該位置エネルギーは、後述する油圧制御システムによってブーム5の下降時に回収される一方、該回収されたエネルギーは、ブーム5の上昇時に利用されるようになっている。
次いで、前記油圧制御システムについて、図2の回路図に基づいて説明するが、これらの図面において、9は油圧ショベル1に搭載のエンジンEにより駆動される可変容量型のメインポンプ(本発明の油圧ポンプに相当する)、10はパイロット油圧源となるパイロットポンプ、11は油タンクである。尚、前記メインポンプ9は、ブームシリンダ8だけでなく、油圧ショベル1に設けられる他の複数の油圧アクチュエータ(図示しないが、走行モータ、旋回モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ等)の油圧供給源となる油圧ポンプである。
Next, the hydraulic control system will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 2. In these drawings, 9 is a variable displacement main pump driven by the engine E mounted on the hydraulic excavator 1 (the hydraulic pressure of the present invention). 10 corresponds to a pump, and 11 is an oil tank. The main pump 9 includes not only the
さらに、12は前記メインポンプ9の吐出流量制御を行うレギュレータであって、該レギュレータ12は、メインポンプ出力制御用電磁比例減圧弁14からの制御信号圧を受けて、エンジン回転数と作業負荷に対応したポンプ出力にするべく作動すると共に、メインポンプ9の吐出圧力を受けて定馬力制御を行う。さらにレギュレータ12は、ネガティブコントロール信号圧Pn或いは流量制御信号圧Pcに基づいた流量制御も行うが、該流量制御については後述する。
Further, 12 is a regulator for controlling the discharge flow rate of the main pump 9, and the
一方、15は前記メインポンプ9の吐出側に接続される圧油供給油路であって、該圧油供給油路15には、ブームシリンダ8に対する油給排制御を行うブームシリンダ用コントロールバルブ(本発明の油圧アクチュエータ用コントロールバルブの一つに相当する)16が接続されている。尚、圧油供給油路15には、メインポンプ9の吐出油だけでなく、後述するように、増圧シリンダ17からの圧油も供給されるようになっている。また、圧油供給油路15には、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ16だけでなく、他の複数の油圧アクチュエータ(走行モータ、旋回モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ等)に対する油給排制御をそれぞれ行なう各油圧アクチュエータ用コントロールバルブも接続されるが、図2においては省略する。
On the other hand, 15 is a pressure oil supply oil passage connected to the discharge side of the main pump 9, and the pressure oil
前記ブームシリンダ用コントロールバルブ16は、上昇側、下降側パイロットポート16a、16bを備えたスプール弁で構成されており、そして、両パイロットポート16a、16bにパイロット圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ8に対する油給排を行なわない中立位置Nに位置しているが、上昇側パイロットポート16aにパイロット圧が入力されることによりスプールが移動して、圧油供給油路15の圧油をブームシリンダヘッド側油路18を経由してブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給する一方、ロッド側油室8bからブームシリンダロッド側油路19に排出された油を油タンク11に流す上昇側位置Xに切換わる。また、下降側パイロットポート16bにパイロット圧が入力されることにより、前記上昇側位置Xとは反対側にスプールが移動して、圧油供給油路15の圧油を絞り16cを介してブームシリンダロッド側油路19からロッド側油室8bに供給すると共に、ヘッド側油室8aからブームシリンダヘッド側油路18に排出された油の一部を、再生用弁路16dを介してブームシリンダロッド側油路19からロッド側油室8bに供給する下降側位置Yに切換るように構成されている。尚、前記ブームシリンダヘッド側油路18は、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aに油を給排するべくヘッド側油室8aに接続される油路であり、ブームシリンダロッド側油路19は、ブームシリンダ8のロッド側油室8bに油を給排するべくロッド側油室8bに接続される油路である。
The boom
ここで、前記下降側位置Yのブームシリンダ用コントロールバルブ16に設けられる再生用弁路16dは、ブームシリンダヘッド側油路18とブームシリンダロッド側油路19とを連通する弁路であって、該再生用弁路16dには、ブームシリンダヘッド側油路18からブームシリンダロッド側油路19への油の流れは許容するが逆方向の流れは阻止するチェック弁16eと絞り16fとが配されている。而して、ヘッド側油室8aがロッド側油室8bよりも高圧のあいだは、ヘッド側油室8aから排出される油の一部が上記再生用弁路16dを経由してロッド側油室8bに供給されるようになっている。
Here, the
また、20、21は上昇側、下降側電磁比例減圧弁であって、これら各電磁比例減圧弁20、21は、後述するコントローラ13からの励磁信号に基づいて、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ16の上昇側パイロットポート16a、下降側パイロットポート16bにそれぞれパイロット圧を出力するべく作動する。これら上昇側、下降側電磁比例減圧弁20、21から出力されるパイロット圧は、ブーム用操作レバー(図示せず)の操作量に応じて増減するように制御されると共に、該パイロット圧の増減に対応してブームシリンダ用コントロールバルブ16のスプールの移動ストロークが増減するようになっており、これによって、ブームシリンダ用コントロールバルブ16からブームシリンダ8への給排流量の増減制御がなされるように構成されている。
さらに、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ16には、圧油供給油路15の圧油をネガティブコントロールバルブ22を経由して油タンク11に流すセンタバイパス弁路16gが形成されている。該センタバイパス弁路16gの通過流量は、ブームシリンダ用コントロールバルブ16が中立位置Nのときに最も大きく、スプールの移動ストロークが大きくなるほど小さくなる、つまり、ブーム用操作レバーの操作量が増加するほどセンタバイパス弁路16gの通過流量が減少するように制御されるが、下降側位置Yのコントロールバルブ16のセンタバイパス弁路16gは、スプールが最大ストロークのときも絞り16hを介して開いている。そして、該センタバイパス弁路16gの通過流量は、ネガティブコントロール信号圧Pnとして後述するシャトル弁23の一方の入力ポート23aに出力される。
Further, the boom
一方、24はコントローラ13からの励磁信号に基づいて流量制御信号圧Pcを出力するメインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁であって、該メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24から出力された流量制御信号圧Pcは、前記シャトル弁23の他方の入力ポート23bに入力される。
On the other hand, 24 is a main pump flow control electromagnetic proportional pressure reducing valve that outputs a flow control signal pressure Pc based on an excitation signal from the
前記シャトル弁23は、入力ポート23a、23bから入力されるネガティブコントロール信号圧Pn、流量制御信号圧Pcのうち高圧側を選択して、前記メインポンプ9のレギュレータ12に出力する。そして、該レギュレータ12は、入力された信号圧が高いほどポンプ流量を減少せしめるように、メインポンプ9の流量を制御する。つまり、ネガティブコントロール信号圧Pnとメインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24から出力される流量制御信号圧Pcとのうち、メインポンプ9の吐出流量を少なくする方の信号圧がシャトル弁23により選択されてレギュレータ12に入力され、そして、該レギュレータ12は、ネガティブコントロール信号圧Pnが入力された場合には、ブーム用操作レバーの操作量の増減に対応してポンプ流量を増減せしめるネガティブコントロール流量制御を行なう一方、流量制御信号圧Pcが入力された場合には、該流量制御信号圧Pcに基づく流量制御を行なうが、この流量制御信号圧Pcについては後述する。
The
また、25は前記ブームシリンダヘッド側油路18に配されるドリフト低減弁、26はコントローラ13からの励磁信号に基づいてOFF位置NからON位置Xに切換わるドリフト低減弁用電磁切換弁であって、上記ドリフト低減弁25は、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ16からブームシリンダ8のヘッド側油室8aへの油の流れは常時許容するが、逆方向の流れは、ドリフト低減弁用電磁切換弁26がOFF位置Nのときには阻止し、ON位置Xのときのみ許容するように構成されている。尚、27はシリンダヘッド側油路18に接続されるリリーフ弁であって、該リリーフ弁27によって、ブームシリンダヘッド側油路18の最高圧力が制限されている。
さらに、28は前記ブームシリンダ用コントロールバルブ16とドリフト低減弁25との間のブームシリンダヘッド側油路18から分岐形成される回収油路であって、該回収油路28には、回収バルブ29が配されていると共に、該回収バルブ29の下流側で、後述するアキュムレータ油路30と増圧シリンダ用供給油路31とに接続されている。さらに、前記回収バルブ29には、ブームシリンダヘッド側油路18からアキュムレータ油路30および増圧シリンダ用供給油路31への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するチェック弁32が内蔵されている。而して、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからブームシリンダヘッド側油路18に排出された油を、回収油路28を経由して、アキュムレータ油路30および増圧シリンダ用供給油路31に供給することができるようになっている。
前記回収バルブ29は、コントローラ13からの励磁信号が入力される回収バルブ用電油変換弁33の作動に基づいてスプールが移動する開閉弁であって、回収バルブ用電油変換弁33が非励磁の状態では、回収油路28を閉じる閉位置Nに位置しているが、回収バルブ用電油変換弁33に励磁信号が入力されることによりスプールが移動して、回収油路28を開く開位置Xに切換わるように構成されている。
The
前記回収バルブ29のスプールの移動ストロークは、コントローラ13から回収バルブ用電油変換弁33に入力される励磁信号の信号値によって増減制御されるようになっており、そして、該スプールの移動ストロークの増減制御によって、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出された油が回収油路28を経由してアキュムレータ油路30および増圧シリンダ用供給油路31に流れる流量の増減制御がなされるように構成されている。
The movement stroke of the spool of the
一方、アキュムレータ油路30は、前記回収油路28からアキュムレータチェックバルブ34を経由してアキュムレータ35に至る油路であって、該アキュムレータ油路30の最高圧力は、アキュムレータ油路30に接続されるリリーフ弁36によって制限されている。尚、本実施の形態において、アキュムレータ35は、油圧エネルギー蓄積用として最適なブラダ型のものが用いられているが、これに限定されることなく、例えばピストン型のものであっても良い。
On the other hand, the
前記アキュムレータチェックバルブ34は、アキュムレータ35に対する油の給排制御を行なうバルブであって、ポペット弁37と、コントローラ13から出力される励磁信号に基づいてOFF位置NからON位置Xに切換わるアキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38とを用いて構成されている。そして、上記ポペット弁37は、回収油路28からアキュムレータ35への油の流れは、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38がOFF位置N、ON位置Xの何れであっても許容するが、アキュムレータ35から増圧シリンダ用供給油路31への油の流れは、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38がOFF位置Nに位置しているときには阻止し、ON位置Xに位置しているときのみ許容するように構成されている。尚、回収油路28からアキュムレータ35への油の流れは、前述したようにアキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38がOFF位置N、ON位置Xの何れであっても許容されるが、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38がON位置Xに位置している状態では、アキュムレータ油路30の圧力がポペット弁37のバネ室37aに導入されないため、殆ど圧力損失のない状態で回収油路28からアキュムレータ油路30に油を流すことができる。
The
一方、39は前記増圧シリンダ用供給油路31に接続される増圧シリンダ用コントロールバルブであって、該増圧シリンダ用コントロールバルブ39は、コントローラ13からの制御信号に基づいて、前記回収油路28或いはアキュムレータ油路30から増圧シリンダ用供給油路31に供給された圧油を、増圧シリンダ17に供給するべく作動する。
On the other hand, 39 is a pressure-increasing cylinder control valve connected to the pressure-increasing cylinder
前記増圧シリンダ用コントロールバルブ39について詳細に説明すると、該増圧シリンダ用コントロールバルブ39は、コントローラ13からの励磁信号が入力される上昇側、下降側電油変換弁40、41の作動に基づいてスプールが移動する方向切換弁であって、両電油変換弁40、41が非励磁の状態では、増圧シリンダ用供給油路31を閉じる中立位置Nに位置していて、増圧シリンダ用供給油路31の圧油を増圧シリンダ17に流さない。一方、上昇側電油変換弁40に励磁信号が入力されるとスプールが移動して、増圧シリンダ用供給油路31の圧油を増圧シリンダヘッド側油路42を経由して増圧シリンダ17のヘッド側油室17aに供給する上昇側位置Xに切換わる。また、下降側電油変換弁41に励磁信号が入力されることにより、前記上昇側位置Xとは反対側にスプールが移動して、増圧シリンダ用供給油路31の圧油を増圧シリンダロッド側油路43を経由して増圧シリンダ17のロッド側油室17bに供給する下降側位置Yに切換るように構成されている。尚、前記増圧シリンダヘッド側油路42は、増圧シリンダ17のヘッド側油室17aに油を給排するべくヘッド側油室17aに接続される油路であり、増圧シリンダロッド側油路43は、増圧シリンダ17のロッド側油室17bに油を給排するべくロッド側油室17bに接続される油路である。
The pressure-increasing cylinder control valve 39 will be described in detail. The pressure-increasing cylinder control valve 39 is based on the operation of the ascending and descending electro-
前記増圧シリンダ用コントロールバルブ39のスプールの移動ストロークは、コントローラ13から上昇側、下降側電油変換弁40、41に入力される励磁信号の信号値によって増減制御されるようになっており、そして該スプールの移動ストロークの増減制御によって、増圧シリンダ17への供給流量の増減制御がなされるように構成されている。
The movement stroke of the spool of the pressure increasing cylinder control valve 39 is controlled to increase or decrease by the signal value of the excitation signal input from the
ここで、前記増圧シリンダ17は、ヘッド側油室(本発明の入力側油室に相当する)17aに圧油供給されることによって、ロッド側油室(本発明の出力側油室に相当する)17bの油圧をヘッド側室17aへの入力圧力よりも増圧して出力するものである。その増圧比は、ピストン17cに作用するロッド側油室17bの受圧面積とヘッド側油室17aの受圧面積との比に等しくなるが、ロッド側油室17bからの出力圧力は、高負荷作業時におけるメインポンプ9の吐出圧よりも高くなるように設定されており、これによって、後述するように、ロッド側油室17bから出力された圧油をメインポンプ9の吐出油に合流させることができるようになっている。
Here, the
一方、44は前記増圧シリンダロッド側油路43から分岐されて前記圧油供給油路15に合流するように形成される増圧シリンダ出力油路であって、該増圧シリンダ出力油路44には、合流バルブ45が配されている。
On the other hand, reference numeral 44 denotes a pressure-increasing cylinder output oil passage that is branched from the pressure-increasing cylinder rod side oil passage 43 and is joined to the pressure oil
前記合流バルブ45は、コントローラ13からの励磁信号が入力される合流バルブ用電油変換弁46の作動に基づいてスプールが移動する開閉弁であって、合流バルブ用電油変換弁46が非励磁の状態では、増圧シリンダ出力油路44を閉じる閉位置Nに位置しているが、合流バルブ用電油変換弁46に励磁信号が入力されることによりスプールが移動して、増圧シリンダ出力油路44を開く開位置Xに切換わるように構成されている。さらに、該合流バルブ45には、増圧シリンダロッド側油路43から圧油供給油路15への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するチェック弁47が内蔵されている。而して、合流バルブ45が開位置Xに切換わることによって、増圧シリンダ17のロッド側油室17bの圧油を増圧シリンダ出力油路44を経由して圧油供給油路15に合流させることができるようになっている。
The merging
前記合流バルブ45のスプールの移動ストロークは、コントローラ13から合流バルブ用電油変換弁46に入力される励磁信号の信号値によって増減制御されるようになっており、そして、該スプールの移動ストロークの増減制御によって、前記増圧シリンダ17のロッド側油室17bから増圧シリンダ出力油路44を経由して圧油供給油路15に合流する流量の増減制御がなされるように構成されている。
The movement stroke of the spool of the merging
さらに、48は前記増圧シリンダヘッド側油路42から分岐形成されて油タンク11に至る排出油路であって、該排出油路48にはアンロード弁49が配されている。
Further, a
前記アンロード弁49は、ポペット弁50と、コントローラ13から出力されるON信号に基づいてOFF位置NからON位置Xに切換わるアンロード弁用電磁切換弁51とを用いて構成されている。上記ポペット弁50は、増圧シリンダヘッド側油路42から油タンク11への油の流れを、アンロード弁用電磁切換弁51がON位置Xに位置しているときのみ許容し、OFF位置Nに位置しているときには阻止するようになっている。而して、上記アンロード弁用電磁切換弁51をON位置Xに切換えることによって、増圧シリンダ17のヘッド側油室17aの圧油を、増圧シリンダヘッド側油路42および排出油路48を経由して油タンク11に排出することができるようになっている。また、アンロード弁用電磁切換弁51は、油圧ショベル1のエンジンEの停止時においてアキュムレータ35に蓄圧された圧油を油タンク11に放出する場合にもON位置Xに切換えられるが、この制御については後述する。
The unload
一方、前記コントローラ13は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、図3のブロック図に示すごとく、ブーム用操作レバーの操作方向および操作量を検出するブーム操作検出手段52、メインポンプ9の吐出圧を検出するポンプ用圧力センサ53、増圧シリンダ17のロッド側油室17bの圧力を検出する増圧シリンダ用圧力センサ54、エンジンEを始動、停止するべく操作されるエンジンキースイッチ55等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前述の上昇側電磁比例減圧弁20、下降側電磁比例減圧弁21、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24、ドリフト低減弁用電磁切換弁26、回収バルブ用電油変換弁33、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38、上昇側電油変換弁40、下降側電油変換弁41、合流バルブ用電油変換弁46、アンロード弁用電磁切換弁51等に制御信号を出力する。
On the other hand, the
次いで、ブーム用操作レバーの操作に基づくコントローラ13の制御について説明する。
まず、ブーム用操作レバーがブーム下降側、上昇側の何れにも操作されていない場合、コントローラ13は、上昇側電磁比例減圧弁20、下降側電磁比例減圧弁21、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24、ドリフト低減弁用電磁切換弁26、回収バルブ用電油変換弁33、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38、上昇側電油変換弁40、下降側電油変換弁41、合流バルブ用電油変換弁46、アンロード弁用電磁切換弁51の全てが非励磁となるように制御する。
Next, the control of the
First, when the boom control lever is not operated on either the lowering side or the rising side of the boom, the
一方、ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合、つまりブーム操作検出手段52からブーム下降側操作の検出信号が入力された場合、コントローラ13は、下降側電磁比例減圧弁21に対し、ブームシリンダ用コントロールバルブ16の下降側パイロットポート16bに、ブーム用操作レバーの操作量に対応したパイロット圧を出力するように励磁信号を出力する。これによりブームシリンダ用コントロールバルブ16が下降側位置Yに切換わり、而して、圧油供給油路15の圧油が、前記下降側位置Yのブームシリンダ用コントロールバルブ16の絞り16cを経由してブームシリンダ8のロッド側油室8bに供給されると共に、ヘッド側油室8aからの排出油の一部が、再生用弁路16dを介してロッド側油室8bに供給されるが、その流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。尚、後述するように、ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合、圧油供給油15にはメインポンプ9の吐出油のみが供給されるようになっている。
On the other hand, when the boom operating lever is operated to the boom lowering side, that is, when the boom lowering operation detection signal is input from the boom
さらに、ブーム下降側に操作された場合、コントローラ13は、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24に対して励磁信号を出力しない。これにより、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24からシャトル弁23の他方のポート23aに入力される圧力はタンク圧となり、而して、シャトル弁23によりネガティブコントロール信号圧Pnが選択されて、メインポンプ9のレギュレータ12に入力される。これによりメインポンプ9の吐出流量は、ブーム用操作レバーの操作量の増減に対応してメインポンプ9の流量が増減するネガティブコントロール流量制御が行なわれるが、前述したように、下降側位置Yのブームシリンダ用コントロールバルブ16のセンタバイパス弁路16gは、スプールが最大ストロークのとき絞り16hを介して開いており、これにより、ブーム用操作レバーの操作量が最大のときでもメインポンプ9の吐出流量は最大流量よりも少なくなるように制御される。
Furthermore, when operated to the boom lowering side, the
さらに、ブーム下降側に操作された場合、コントローラ13は、ドリフト低減弁用電磁切換弁26に対し、ON位置Xに切換わるよう励磁信号を出力する。これにより、ドリフト低減弁25は、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの油排出を許容する状態になる。
Further, when operated to the boom lowering side, the
さらに、ブーム下降側に操作された場合、コントローラ13は、回収バルブ用電油変換弁33に対し、ブーム操作レバーの操作量に対応した信号値の励磁信号を出力する。これにより回収バルブ29が回収油路28を開く開位置Xに切換わり、而して、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出された油が、回収油路28を経由してアキュムレータ油路30および増圧シリンダ用供給油路31に流れるが、該回収油路28の流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。尚、ヘッド側油室8aからの排出油の一部は、前述したように、下降側位置Yの第一コントロールバルブ16を経由してロッド側油室8bに供給される。
Furthermore, when operated to the boom lowering side, the
さらにこのとき、コントローラ13は、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38に対し、ON位置Xに切換るよう励磁信号を出力する。これにより、殆ど圧力損失のない状態で回収油路28からアキュムレータ油路30に油が供給され、そして該アキュムレータ油路30に供給された油がアキュムレータ35に蓄圧される。
Further, at this time, the
さらに、ブーム下降側に操作された場合、コントローラ13は、下降側電油変換弁41に対し、ブーム用操作レバーの操作量に対応した信号値の励磁信号を出力する。これにより増圧シリンダ用コントロールバルブ39が下降側位置Yに切換わり、而して、前記回収油路28から増圧シリンダ用供給油路31に流れた油が、下降側位置Yの増圧シリンダ用コントロールバルブ39を経由して増圧シリンダ17のロッド側油室17bに供給される。
Further, when operated to the boom lowering side, the
さらにこのとき、コントローラ13は、アンロード弁用電磁切換弁51に対し、ON位置Xに切換るよう励磁信号を出力する。これによりアンロード弁49は、増圧シリンダ17のヘッド側油室17aから油タンク11への油の流れを許容する状態になる。これにより、ヘッド側油室17aの圧力が低下して、前述したロッド側油室17bへの油供給を殆ど抵抗のない状態で行なえるようになっている。
Further, at this time, the
さらに、ブーム下降側に操作された場合、コントローラ13は、合流バルブ用電油変換弁46に対して励磁信号を出力しない。これにより合流バルブ45は、増圧シリンダ出力油路44を閉じる閉位置Nに位置しており、而して、増圧シリンダ出力油路44から圧油供給油路15に圧油供給されることなく、圧油供給油路15にはメインポンプ9の吐出油のみが供給されるようになっている。
Furthermore, when operated to the boom lowering side, the
つまり、ブーム5の下降時に、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出される油は、作業部4の有する位置エネルギーにより高圧となっていると共に、ピストン8cに作用する受圧面積の関係からロッド側油室8bへの供給量に対して略2倍の排出量となるが、該ヘッド側油室8aからの排出油は、回収油路28を経由してアキュムレータ油路30および増圧シリンダ用供給油路31に流れる。そして、アキュムレータ油路30に供給された圧油はアキュムレータ35に蓄圧される一方、増圧シリンダ用供給油路31に流れた油は、増圧シリンダ17のロッド側油室17bに供給されることになる。また、ヘッド側油室8aからの排出油の一部は、前述したようにブームシリンダ用コントロールバルブ16の再生用弁路16dを経由してロッド側油室8bに供給されることになる。而して、作業部4の有する位置エネルギーを、無駄にすることなく回収、再利用できるようになっている。
That is, when the
次に、ブーム用操作レバーがブーム上昇側に操作された場合、つまり、ブーム操作検出手段52からブーム上昇側操作の検出信号が入力された場合のコントローラ13の制御について説明する。
Next, the control of the
ブーム上昇側に操作された場合、コントローラ13は、ドリフト低減弁用電磁切換弁26に対して励磁信号を出力しない。これにより、ドリフト低減弁25は、ブームシリンダ用コントロールバルブ16からブームシリンダ8のヘッド側油室8aへの油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止する状態になっている。
When operated to the boom raising side, the
さらに、ブーム上昇側に操作された場合、コントローラ13は、上昇側電磁比例減圧弁20に対し、ブームシリンダ用コントロールバルブ16の上降側パイロットポート16aに、ブーム用操作レバーの操作量に対応したパイロット圧を出力するように励磁信号を出力する。これによりブームシリンダ用コントロールバルブ16が上昇側位置Xに切換わり、而して、圧油供給油路15の圧油が、前記上昇側位置Xのブームシリンダ用コントロールバルブ16を経由してブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給されると共に、ロッド側油室8bからの排出油が油タンク11に排出される。尚、後述するように、ブーム上昇側に操作された場合、圧油供給油路15には、メインポンプ9の吐出油だけでなく、増圧シリンダ17からの圧油も供給されるようになっている。
Further, when operated on the boom raising side, the
さらに、ブーム上昇側に操作された場合、コントローラ13は、回収バルブ用電油変換弁33に対して励磁信号を出力しない。これにより、回収バルブ29は回収油路28を閉じる閉位置Nに位置しており、而して、前記上昇側位置Xのブームシリンダ用コントロールバルブ16を経由してブームシリンダヘッド側油路18に供給された圧油が、回収油路28を経由してアキュムレータ油路30や増圧シリンダ用供給油路31に流れてしまうことなく、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給されるようになっている。
Furthermore, when operated to the boom raising side, the
さらに、ブーム上昇側に操作された場合、コントローラ13は、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38に対し、ON位置Xに切換わるよう励磁信号を出力する。これにより、アキュムレータチェックバルブ34は、アキュムレータ油路30から増圧シリンダ用供給油路31への油の流れを許容する状態になる。而して、アキュムレータ35に蓄圧された圧油が増圧シリンダ用供給油路31に供給される。
Further, when operated to the boom raising side, the
さらに、ブーム上昇側に操作された場合、コントローラ13は、上昇側電油変換弁40に対し、ブーム用操作レバーの操作量に対応した信号値の励磁信号を出力する。これにより増圧シリンダ用コントロールバルブ39が上昇側位置Xに切換わり、而して、前記増圧シリンダ用供給油路31に供給されたアキュムレータ35の蓄圧油が、上昇側位置Xの増圧シリンダ用コントロールバルブ39を経由して増圧シリンダ17のヘッド側油室17aに供給される。
Furthermore, when operated to the boom raising side, the
さらにこのとき、コントローラ13は、アンロード弁用電磁切換弁51に対して励磁信号を出力しない。これによりアンロード弁49は、増圧シリンダ17のヘッド側油室17aから油タンク11への油の流れを阻止する状態になっており、而して、前記上昇側位置Xの増圧シリンダ用コントロールバルブ39を経由したアキュムレータ35の蓄圧油は、油タンク11に流れることなく、増圧シリンダ17のヘッド側油室17aに供給されるようになっている。
Further, at this time, the
前記増圧シリンダ17は、アキュムレータ35の蓄圧油がヘッド側油室17aに供給されることによって、ロッド側油室17bの油圧を増圧して増圧シリンダ出力油路44に出力する。
The pressure-increasing
さらに、ブーム上昇側に操作された場合、コントローラ13は、合流バルブ用電油変換弁46に対し、ブーム操作レバーの操作量に対応した信号値の励磁信号を出力する。これにより合流バルブ45が増圧シリンダ出力油路44を開く開位置Xに切換わり、而して、増圧シリンダ17により増圧された圧油が、増圧シリンダ出力油路44を経由して圧油供給油路15に供給される。そして、該圧油供給油路15に供給された増圧シリンダ17からの圧油は、メインポンプ9の吐出油と合流して、前述したように、上昇側位置Xのブームシリンダ用コントロールバルブ16を経由してブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給される。
Further, when operated to the boom raising side, the
さらに、ブーム上昇側に操作された場合、コントローラ13は、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24に対して、流量制御信号圧Pcを出力するように制御信号を出力する。この場合、コントローラ13は、ポンプ用圧力センサ53から入力されるメインポンプ9の吐出圧と増圧シリンダ用圧力センサ54から入力される増圧シリンダロッド側油室17bの圧力との差圧、および合流バルブ用電油変換弁46への制御信号から求められる合流バルブ45の開度量によって、増圧シリンダ17から圧油供給油路15への合流量を演算する。そして、メインポンプ9の吐出流量を、ブーム用操作レバーの操作量によって要求されるポンプ流量から、前記増圧シリンダ17からの合流量分を減じた流量にするべく、コントローラ13からメインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24に対して流量制御信号圧Pcが出力される。
Further, when operated to the boom raising side, the
前記メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24から出力された流量制御信号圧Pcは、シャトル弁23の他方の入力ポート23bに入力される。一方、シャトル弁23の一方の入力ポート23aにはネガティブコントロール信号圧Pnが入力されるが、増圧シリンダ17からの圧油が圧油供給油路15に合流している状態では、流量制御信号圧Pcの方がネガティブコントロール信号圧Pnよりもポンプ流量を少なくする信号圧、つまり、流量制御信号圧Pcの方がネガティブコントロール信号圧Pnよりも高圧になるから、該流量制御信号圧Pcがシャトル弁23により選択されて、メインポンプ9のレギュレータ12に入力される。而して、メインポンプ9の吐出流量は、増圧シリンダ17からの合流量分だけ低減した流量となるように制御されることになり、このようにして、本発明のポンプ流量低減手段が構成されている。
The flow control signal pressure Pc output from the main pump flow control electromagnetic proportional
つまり、ブーム5の上昇側には、アキュムレータ35の蓄圧油が増圧シリンダ17のヘッド側油室17aに供給され、これにより増圧シリンダ17のロッド側油室17bの圧油が増圧される。そして、該増圧シリンダ17により増圧された圧油は、増圧シリンダ出力油路44を経由して圧油供給油路15に供給されてメインポンプ9の吐出油と合流し、ブームシリンダ用コントロールバルブ16を介してブームシリンダ8のヘッド側室8aに供給される。さらにこのとき、メインポンプ9の吐出流量は、増圧シリンダ17からの合流量分低減した流量となるように制御される。而して、ブーム5の下降時にアキュムレータ35および増圧シリンダ17のロッド側油室17bに回収された位置エネルギーをブーム5の上昇時に再利用できると共に、その分メインポンプ9の吐出流量を低減することができるようになっている。
That is, on the rising side of the
次いで、エンジンEの停止時において、コントローラ13の行なうアキュムレータ排出制御について説明する。
コントローラ13は、エンジンキースイッチ55が「ON」から「OFF」に切換えられた場合、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁38、上昇側電油変換弁40、アンロード弁用電磁切換弁51に対して所定時間Tのあいだ励磁信号を出力する。これにより、アキュムレータチェックバルブ34は、アキュムレータ油路30から増圧シリンダ用供給油路31への油の流れを許容する状態になる。また、増圧シリンダ用コントロールバルブ39は上昇側位置Xに切換わって、増圧シリンダ用供給油路31の圧油を増圧シリンダヘッド側油路42に流す。さらに、アンロード弁49は、増圧シリンダヘッド側油路42から油タンク11への油の流れを供給する状態になる。而して、エンジンスイッチ55が「OFF」操作された場合には、アキュムレータ35の蓄圧油が、アキュムレータチェックバルブ34、増圧シリンダ用コントロールバルブ39、アンロード弁49を経由して油タンク11に排出されるようになっている。尚、前記所定時間Tは、アキュムレータ35の蓄圧油を排出するのに必要な時間として予め設定される時間であって、アキュムレータ35の容量等に応じて適宜設定される。
Next, accumulator discharge control performed by the
When the engine
そして、前記アキュムレータ排出制御によって、油圧ショベル1の作業終了時にエンジンキースイッチ55を「OFF」操作すると、自動的にアキュムレータ35の蓄圧油が油タンク11に排出されて、長期保管に適した状態になり、而して、油圧ショベル1を長時間使用しない場合であっても、アキュムレータ35に油が蓄圧されたまま長期間放置されてガス量が減少してしまうような不具合を、確実に回避できるようになっている。
When the engine
叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル1の油圧制御システムには、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出される油を蓄圧するアキュムレータ35と、該アキュムレータ35の蓄圧油がヘッド側油室17aに供給されることでロッド側油室17bの油圧を増圧して出力する増圧シリンダ17とが設けられていると共に、該増圧シリンダ17により増圧された圧油は、ブーム5の上昇時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給されることになる。
In the present embodiment configured as described, the hydraulic control system of the
而して、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出される油は、作業部4の有する位置エネルギーによって高圧になっているが、該位置エネルギーをアキュムレータ35の蓄圧油として回収できる一方、該アキュムレータ35に蓄積された圧力は増圧シリンダ17により増圧されて、ブーム5の上昇時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給されることになる。この結果、ブーム5の下降時に回収された位置エネルギーをブーム5の上昇時に再利用できることになって、省エネルギー化に大きく貢献できることになるが、この場合、アキュムレータ35に蓄圧された圧力は増圧シリンダ17により増圧されることになるから、高負荷作業時にも対応できる高圧の圧油をブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給できることになる。しかも、増圧シリンダ17を用いて増圧しているから、エンジン動力で駆動するポンプを用いて増圧する場合のように、エンジンからポンプへの動力伝達経路におけるトルク低下やポンプ自体の慣性質量などによる空転トルクの損失等がなく、回収したエネルギーを可及的に損失の少ない状態で利用できると共に、コスト的にも有利となる。さらに、アキュムレータ35に蓄圧される圧力はメインポンプ9の吐出圧よりも低圧で良いから、高圧仕様の高価なアキュムレータを用いる必要がなく、コスト抑制に貢献できる。
Thus, the oil discharged from the head
さらにこのものにおいて、前記増圧シリンダ17により増圧された圧油は、増圧シリンダ出力油路44を経由して、メインポンプ9からブームシリンダ用コントロールバルブ16に至る圧油供給油路15に合流する構成になっているから、増圧シリンダ17により増圧された圧油とメインポンプ9の吐出油とが合流してブームシリンダ用コントロールバルブ16に供給されることになる。この結果、増圧シリンダ17からの出力流量に左右されることなく、ブームシリンダ用コントロールバルブ16によってブームシリンダ8への供給流量を制御できることになって、制御の簡略化に貢献できる。尚、前述したように、増圧シリンダ17の出力圧力は、高負荷作業時におけるメインポンプ9の吐出圧よりも高くなるように設定されており、而して、高負荷作業時であっても、増圧シリンダ17から出力された圧油をメインポンプ9の吐出油に合流させることができる。
Further, in this configuration, the pressure oil increased by the
さらに、前記増圧シリンダ出力油路44には、増圧シリンダ17から圧油供給油路15への合流量を制御する合流バルブ45が配されている。而して、該合流バルブ45によって合流量を制御することで、増圧シリンダ17により増圧された圧油を無駄無く効率的に用いることができる。
Further, a merging
そのうえ、メインポンプ9の吐出流量は、前述したように、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁24からメインポンプ9のレギュレータ12に出力される流量制御信号圧Pcによって、増圧シリンダ17から圧油供給回路15への合流量に応じて低減するように制御されることになり、而して、メインポンプ9の吐出流量を適切に低減せしめることができて、効率よく低燃費化を達成できる。
In addition, the discharge flow rate of the main pump 9 is increased from the
またこのものにおいて、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出された油は、回収油路28を経由して、アキュムレータ35に蓄圧されると共に、増圧シリンダ17のロッド側油室17bに供給されることになる。この結果、増圧シリンダ17の出力側油室であるロッド側油室17bへの圧油供給を、別途圧油供給手段を設けることなく、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの排出油を用いて行なえることになって、システムの簡略化に寄与できると共に、ここにおいても、作業部4の位置エネルギーを回収できることになる。
In this case, the oil discharged from the head
しかも、前記回収油路28には、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの排出油の流量を制御する回収バルブ41が配されており、而して、該回収バルブ41によってヘッド側油室8aからの排出流量を制御することで、ブーム5の下降速度をブーム操作レバーの操作量に対応するよう制御できることになって、良好な操作性を得ることができる。
In addition, a
さらにこのものでは、アキュムレータ35から増圧シリンダ17のヘッド側油室17aへの油供給、および回収油路28から増圧シリンダ17のロッド側油室17bへの油供給を制御する増圧シリンダ用コントロールバルブ39が設けられているから、該増圧シリンダ用コントロールバルブ39によって、ブーム上昇時およびブーム下降時における増圧シリンダ17のヘッド側油室17a、ロッド側油室17bへの圧油供給を、それぞれ適切に行うことができる。
Further, in this case, for the pressure-increasing cylinder for controlling the oil supply from the accumulator 35 to the head-
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、上記実施の形態では、増圧シリンダ17により増圧された圧油を、ブーム5の上昇時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給する構成になっているが、これに限定されることなく、増圧シリンダにより増圧された圧油を、作業機械に設けられる他の複数の油圧アクチュエータ(作業機械が油圧ショベルの場合には、走行モータ、旋回モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ等)への供給圧油として用いることもできる。この場合には、作業部の下降時に回収された位置エネルギーを、他の油圧アクチュエータの動作にも利用できることになる。
さらに、本発明は、油圧ショベルだけでなく、作業部を昇降せしめる昇降用油圧シリンダが設けられた各種作業機械の油圧制御システムに実施することができる。
また、図2の回路図では、複数の油圧アクチュエータに圧油供給する油圧ポンプとして一つのメインポンプを示したが、二つ以上のメインポンプが設けられていても良いことは勿論である。
Of course, the present invention is not limited to the above embodiment, and in the above embodiment, the pressure oil increased by the
Furthermore, the present invention can be implemented not only in a hydraulic excavator but also in a hydraulic control system for various work machines provided with a lifting hydraulic cylinder that lifts and lowers a working unit.
In the circuit diagram of FIG. 2, one main pump is shown as a hydraulic pump that supplies hydraulic oil to a plurality of hydraulic actuators. However, it is needless to say that two or more main pumps may be provided.
4 作業部
8 ブームシリンダ
8a ヘッド側油室
9 メインポンプ
13 コントローラ
15 圧油供給油路
16 ブームシリンダ用コントロールバルブ
17 増圧シリンダ
17a ヘッド側油室
17b ロッド側油室
23 シャトル弁
24 メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁
28 回収油路
29 回収バルブ
35 アキュムレータ
39 増圧シリンダ用コントロールバルブ
44 増圧シリンダ出力油路
45 合流バルブ
4 Working
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