JP2015105675A5 - - Google Patents

Description

（６）上記（３）の油圧駆動装置において、好ましくは、前記トルクフィードバック回路は、前記第２油圧ポンプの吐出圧が導かれる第２固定絞りと、この第２固定絞りの下流側に位置し、下流側がタンクに接続された第３固定絞りとを有し、前記第２固定絞りと前記第３固定絞りとの間の油路の圧力を出力する第２分圧回路と、前記可変減圧弁の出力圧と前記第２分圧回路の出力圧の高圧側を選択して出力する高圧選択弁とを更に有し、前記高圧選択弁の出力圧が前記第３トルク制御アクチュエータに導かれる。

コントロールバルブユニット４は、第１〜第３圧油供給路１０５，２０５，３０５に接続され、メインポンプ１０２の第１及び第２吐出ポート１０２ａ，１０２ｂ、メインポンプ２０２の第３吐出ポート２０２ａから複数のアクチュエータ３ａ〜３ｈに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉ，６ｊと、複数の流量制御弁６ａ〜６ｊの前後差圧が目標差圧に等しくなるよう複数の流量制御弁６ａ〜６ｊの前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ，７ｉ、７ｊと、複数の流量制御弁６ａ〜６ｊのスプールと一緒にストロークし、各流量制御弁の切り換わりを検出するための複数の操作検出弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｆ，８ｇ，８ｉ、８ｊと、第１圧油供給路１０５に接続され、第１圧油供給路１０５の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁１１４と、第２圧油供給路２０５に接続され、第２圧油供給路２０５の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁２１４と、第３圧油供給路３０５に接続され、第３圧油供給路３０５の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁３１４と、第１圧油供給路１０５に接続され、第１圧油供給路１０５の圧力が第１吐出ポート１０２ａから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力（所定圧力）を加算した圧力（アンロード弁セット圧）よりも高くなると開状態になって第１圧油供給路１０５の圧油をタンクに戻すアンロード弁１１５と、第２圧油供給路２０５に接続され、第２圧油供給路２０５の圧力が第２吐出ポート１０２ｂから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力（所定圧力）を加算した圧力（アンロード弁セット圧）よりも高くなると開状態になって第２圧油供給路２０５の圧油をタンクに戻すアンロード弁２１５と、第３圧油供給路３０５に接続され、第３圧油供給路３０５の圧力が第３吐出ポート２０２ａから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力（所定圧力）を加算した圧力（アンロード弁セット圧）よりも高くなると開状態になって第３圧油供給路３０５の圧油をタンクに戻すアンロード弁３１５とを備えている。

アクチュエータ３ｄ，３ｆはそれぞれ流量制御弁６ｄ，６ｆ及び圧力補償弁７ｄ，７ｆと第１圧油供給路１０５を介して第１吐出ポート１０２ａに接続され、アクチュエータ３ｃ，３ｇはそれぞれ流量制御弁６ｃ，６ｇ及び圧力補償弁７ｃ，７ｇと第２圧油供給路２０５を介して第２吐出ポート１０２ｂに接続されている。アクチュエータ３ｄ，３ｆは、それぞれ、例えば油圧ショベルのバケットを駆動するバケットシリンダ、下部走行体の左側履帯を駆動する左走行モータである。アクチュエータ３ｃ，３ｇは、それぞれ、例えば油圧ショベルの上部旋回体を駆動する旋回モータ、下部走行体の右側履帯を駆動する右走行モータである。アクチュエータ３ｅ，３ｈはそれぞれ流量制御弁６ｅ，６ｈ及び圧力補償弁７ｅ，７ｈと第３圧油供給路３０５を介して第３吐出ポート２０２ａに接続されている。アクチュエータ３ｅ，３ｈは、それぞれ、例えば油圧ショベルのスイングポストを駆動するスイングシリンダ、ブレードを駆動するブレードシリンダである。

図１に戻り、コントロールバルブユニット４は、上流側が絞り４３を介してパイロット圧油供給路３１ｂ（後述）に接続され下流側が操作検出弁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｆ，８ｇ，８ｉ，８ｊを介してタンクに接続された走行複合操作検出油路５３と、この走行複合操作検出油路５３によって生成される操作検出圧に基づいて切り換わる第１切換弁４０，第２切換弁１４６及び第３切換弁２４６とを更に備えている。

流量検出弁５０は通過流量（パイロットポンプ３０の吐出流量）が増大するにしたがって開口面積を大きくする可変絞り部５０ａを有している。パイロットポンプ３０の吐出油は流量検出弁５０の可変絞り部５０ａを通過してパイロット圧油供給路３１ｂ側へと流れる。このとき、流量検出弁５０の可変絞り部５０ａには通過流量が増加するにしたがって大きくなる前後差圧が発生し、差圧減圧弁５１はその前後差圧を絶対圧Pgrとして出力する。パイロットポンプ３０の吐出流量は原動機１の回転数によって変化するため、可変絞り部５０ａの前後差圧を検出することにより、パイロットポンプ３０の吐出流量を検出することができ、原動機１の回転数を検出することができる。原動機回転数検出弁１３（差圧減圧弁５１）が出力する絶対圧Pgrは目標LS差圧としてレギュレータ１１２，２１２に導かれる。以下において、差圧減圧弁５１が出力する絶対圧Pgrを、適宜、出力圧Pgr或いは目標LS差圧Pgrという。

図３Ａ及び図３Ｃにおいて矢印は、トルクフィードバック回路１１２ｖ及びトルクフィードバックピストン１１２ｆの効果を示している。メインポンプ２０２の吐出圧が上昇するとき、トルクフィードバック回路１１２ｖはメインポンプ２０２の吐出圧を、メインポンプ２０２の吸収トルクを模擬するよう補正して出力し、トルクフィードバックピストン１１２ｆは、図３Ａに矢印で示すように、バネ１１２ｕによって設定された最大トルクT12maxをトルクフィードバック回路１１２ｖの出力圧分、減少させる。これによりメインポンプ１０２に係わるアクチュエータとメインポンプ２０２に係わるアクチュエータを同時に駆動する複合操作時においても、メインポンプ１０２の吸収トルクが最大トルクT12maxを超えないように制御され（全トルク制御）、原動機１の停止（エンジンストール）を防止することができる。

図７において、作業機械としてよく知られている油圧ショベルは、下部走行体１０１と、上部旋回体１０９と、スイング式のフロント作業機１０４を備え、フロント作業機１０４は、ブーム１０４ａ、アーム１０４ｂ、バケット１０４ｃから構成されている。上部旋回体１０９は下部走行体１０１に対して旋回モータ３ｃによって旋回可能である。上部旋回体１０９の前部にはスイングポスト１０３が取り付けられ、このスイングポスト１０３にフロント作業機１０４が上下動可能に取り付けられている。スイングポスト１０３はスイングシリンダ３ｅの伸縮により上部旋回体１０９に対して水平方向に回動可能であり、フロント作業機１０４のブーム１０４ａ、アーム１０４ｂ、バケット１０４ｃはブームシリンダ３ａ，アームシリンダ３ｂ，バケットシリンダ３ｄの伸縮により上下方向に回動可能である。下部走行体１０１の中央フレームには、ブレードシリンダ３ｈの伸縮により上下動作を行うブレード１０６が取り付けられている。下部走行体１０１は、走行モータ３ｆ，３ｇの回転により左右の履帯１０１ａ，１０１ｂを駆動することによって走行を行う。

一方、流量制御弁６ａが図１中で上方向に切り換わると、ブームシリンダ３ａのボトム側の負荷圧が流量制御弁６ａの負荷ポートを介して第３負荷圧検出回路１３３によって最高負荷圧Plmax3として検出され、アンロード弁３１５と差圧減圧弁３１１に導かれる。最高負荷圧Plmax3がアンロード弁３１５に導かれることによって、アンロード弁３１５のセット圧は、最高負荷圧Plmax3（ブームシリンダ３ａのボトム側の負荷圧）にバネの設定圧力Pun0を加算した圧力に上昇し、第３圧油供給路３０５の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax3が差圧減圧弁３１１に導かれることによって、差圧減圧弁３１１は第３圧油供給路３０５の圧力P3と最高負荷圧Plmax3との差圧（LS差圧）を絶対圧Pls3として出力し、このPls3はＬＳ制御弁２１２ｂに導かれる。ＬＳ制御弁２１２ｂは、目標LS差圧Pgrと上記LS差圧Pls3を比較する。

水平均し作業では、ブーム上げは微操作なので、上記（ｂ）で説明したように、ブームシリンダ３ａのメイン駆動用の流量制御弁６ａのメータイン通路の開口面積はＡ１以下となり、アシスト駆動用の流量制御弁６ｉのメータイン通路の開口面積はゼロに維持される。ブームシリンダ３ａの負荷圧は流量制御弁６ａの負荷ポートを介して第３負荷圧検出回路１３３によって最高負荷圧Plmax3として検出され、アンロード弁３１５が第３圧油供給路３０５の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax3がメインポンプ２０２のレギュレータ２１２にフィードバックされ、メインポンプ２０２の容量（流量）が流量制御弁６ａの要求流量（開口面積）に応じて増加し、メインポンプ２０２の第３吐出ポート２０２ａからブーム操作レバーの入力に応じた流量の圧油がブームシリンダ３ａボトム側に供給され、ブームシリンダ３ａは第３吐出ポート２０２ａからの圧油により伸長方向に駆動される。

（ｈ）排土作業
走行しながらブレード１０６を操作して土砂を移動する排土作業では、走行モータ３ｆ，３ｇとブレードシリンダ３ｈとを同時に駆動する複合操作となる。この場合、ブレード操作レバーを操作すると、例えば前述したブーム上げの微操作（ｂ）と同様、メインポンプ２０２の容量（流量）が流量制御弁６ｈの要求流量（開口面積）に応じて増加し、メインポンプ２０２の第３吐出ポート２０２ａからブレード操作レバーの入力に応じた流量の圧油がブレードシリンダ３ｈに供給され、ブレードシリンダ３ｈは第３吐出ポート２０２ａからの圧油により駆動される。

１ 原動機
１０２ 可変容量型メインポンプ（第１油圧ポンプ）
１０２ａ，１０２ｂ 第１及び第２吐出ポート
１１２ レギュレータ（第１ポンプ制御装置）
１１２ａ 低圧選択弁
１１２ｂ ＬＳ制御弁
１１２ｃ ＬＳ制御ピストン
１１２ｄ，１１２ｅ トルク制御ピストン（第１トルク制御アクチュエータ）
１１２ｆ トルクフィードバックピストン（第３トルク制御アクチュエータ）
１１２ｇ 可変減圧弁
１１２ｈ 可変絞り弁
１１２ｉ 第１固定絞り
１１２ｊ シャトル弁（高圧選択弁）
１１２ｋ 第２固定絞り
１１２ｌ 第３固定絞り
１１２ｍ 第１固定絞り１１２ｉと可変絞り弁１１２ｈとの間の油路
１１２ｎ 第２固定絞り１１２ｋと第３固定絞り１１２ｌとの間の油路
１１２ｒ 第１分圧回路
１１２ｓ 第２分圧回路
１１２ｕ バネ（付勢手段）
１１２ｖ トルクフィードバック回路
２０２ 可変容量型メインポンプ（第２油圧ポンプ）
２０２ａ 第３吐出ポート
２１２ レギュレータ（第２ポンプ制御装置）
２１２ｂ ＬＳ制御弁
２１２ｃ ＬＳ制御ピストン（ロードセンシング制御アクチュエータ）
２１２ｄ トルク制御ピストン（第２トルク制御アクチュエータ）
２１２ｅ バネ（付勢手段）
１１５ アンロード弁
２１５ アンロード弁
３１５ アンロード弁
１１１，２１１，３１１ 差圧減圧弁
１４６，２４６ 第２及び第３切換弁
３ａ〜３ｈ 複数のアクチュエータ
４ コントロールバルブユニット
６ａ〜６ｊ 流量制御弁
７ａ〜７ｊ 圧力補償弁
８ａ〜８ｊ 操作検出弁
９ｂ〜９ｊ シャトル弁
１３ 原動機回転数検出弁
２４ ゲートロックレバー
３０ パイロットポンプ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ パイロット圧油供給路
３２ パイロットリリーフバルブ
４０ 第１切換弁
５３ 走行複合操作検出油路
４３ 絞り
１００ ゲートロック弁
１２２，１２３，１２４ａ，１２４ｂ 操作装置
１３１，１３２，１３３ 第１，第２，第３負荷圧検出回路

Claims (1)

1. 請求項３記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記トルクフィードバック回路は、
   前記第２油圧ポンプの吐出圧が導かれる第２固定絞りと、この第２固定絞りの下流側に位置し、下流側がタンクに接続された第３固定絞りとを有し、前記第２固定絞りと前記第３固定絞りとの間の油路の圧力を出力する第２分圧回路と、
   前記可変減圧弁の出力圧と前記第２分圧回路の出力圧の高圧側を選択して出力する高圧選択弁とを更に有し、
   前記高圧選択弁の出力圧が前記第３トルク制御アクチュエータに導かれることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。