JP2016014451A - 建設機械用油圧回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】第1ポンプおよび第2ポンプそれぞれの吐出量が連動して制御される構成において、圧油再生が行われることで第2ポンプの吐出量が余るときに、第2ポンプの吐出量を減らしやすく、エネルギー消費を抑制できるようにする。
【解決手段】再生通路71は、ブーム用シリンダ23F(再生対象アクチュエータ)から排出されたブーム排出油(再生対象排出油)を、ブーム用シリンダ23F(第2ポンプ12の吐出油が供給されることにより作動するアクチュエータ)に供給する「圧油再生」を行う。第1検知圧上昇通路81は、圧油再生が行われるときに、第1圧力検知部61pよりも上流側の第1アンロード通路31にブーム排出油35Foの一部を供給する。
【選択図】図2

Description

本発明は、建設機械用油圧回路に関する。
特許文献1には、アクチュエータから排出された油を再利用する技術(圧油再生が行われる技術)が記載されている。また、同文献に記載の技術では、2つのポンプ(12L、12R)それぞれの吐出量(吐出流量)が、ネガティブコントロール(以下「ネガコン」)制御により個別に制御される。さらに詳しくは、同文献の請求項1には次の記載がある。「ブームシリンダのボトム側油室から流出する圧油を他の油圧アクチュエータに流入させ、前記吐出量低減部により、前記メインポンプの吐出量を低減させる」。また、同文献の段落[0019]には、次の記載がある。「メインポンプ(12L、12R)が吐出した圧油の流れは、ネガティブコントロール絞り(20L、20R)で制限され・・・ネガティブコントロール絞り(20L、20R)は、レギュレータ(13L、13R)を制御するための制御圧(以下、「ネガコン圧」とする。)を発生させる」。また、同文献の段落[0021]には、次の記載がある。「レギュレータ(13L、13R)は、・・・導入されるネガコン圧が大きいほどメインポンプ(12L、12R)の吐出量を減少させ、導入されるネガコン圧が小さいほどメインポンプ(12L、12R)の吐出量を増大させるようにする」。なお、同文献に記載の符号には括弧を付した。
特開2013−53498号公報
特許文献1に記載の技術では、2つのポンプ(12L、12R)の吐出量が個別に制御される。一方、2つのポンプ(第1ポンプおよび第2ポンプ)の吐出量を連動させて制御する場合もある。ここで、上記の圧油再生が行われることにより、第2ポンプの吐出油が余る(吐出油の必要量が減る)とする。このとき、第2ポンプの吐出量が余っているにもかかわらず、第1ポンプおよび第2ポンプの吐出量を連動させて制御するため、第2ポンプの吐出量を適切に減らせないおそれがある。具体的には例えば、第1ポンプの吐出油がアクチュエータに供給されることにより、第1ポンプの吐出油の必要量に基づいて第2ポンプの吐出量が決定される場合などに、上記の問題が生じるおそれがある。その結果、第2ポンプを駆動させるための無駄なエネルギー消費が生じるおそれがある。
そこで本発明は、第1ポンプおよび第2ポンプそれぞれの吐出量が連動して制御される構成において、圧油再生が行われることで第2ポンプの吐出量が余るときに、第2ポンプの吐出量を減らしやすく、エネルギー消費を抑制できる、建設機械用油圧回路を提供することを目的とする。
本発明の建設機械用油圧回路は、第1ポンプ、第2ポンプ、タンク、および、複数のアクチュエータに接続される。前記建設機械用油圧回路は、前記第1ポンプに接続される第1アンロード通路と、前記第2ポンプに接続される第2アンロード通路と、前記第1アンロード通路、前記第2アンロード通路、および前記タンクに接続されるタンク通路と、を備える。さらに、前記建設機械用油圧回路は、方向切換弁と、ネガコン圧検知部と、レギュレータと、再生通路と、検知圧上昇通路と、を備える。前記方向切換弁は、前記第1ポンプまたは前記第2ポンプから前記アクチュエータに油を供給し、前記アクチュエータから排出された油を前記タンクに排出し、複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される。前記ネガコン圧検知部は、前記第1アンロード通路の最下流部の第1圧力検知部で検知された圧力、および前記第2アンロード通路の最下流部の第2圧力検知部で検知された圧力のうち、低い方の圧力をネガコン圧として出力する。前記レギュレータは、前記ネガコン圧検知部から出力される前記ネガコン圧に応じて、前記第1ポンプおよび前記第2ポンプそれぞれの吐出量を連動させて制御する。前記再生通路は、複数の前記アクチュエータの一部を構成する再生対象アクチュエータに接続される。前記検知圧上昇通路は、前記再生対象アクチュエータに接続される。前記方向切換弁は、前記第2ポンプの吐出油を前記再生対象アクチュエータに供給する再生対象切換弁を備える。前記再生通路は、前記再生対象アクチュエータから排出された再生対象排出油を、前記第2ポンプの吐出油が供給されることにより作動する前記アクチュエータに供給する圧油再生を行う。前記検知圧上昇通路は、前記圧油再生が行われるときに、前記第1圧力検知部よりも上流側の前記第1アンロード通路、または、前記第2圧力検知部よりも上流側の前記第2アンロード通路に前記再生対象排出油の一部を供給する。
上記構成により、第1ポンプおよび第2ポンプそれぞれの吐出量が連動して制御される構成において、圧油再生が行われることで第2ポンプの吐出量が余るときに、第2ポンプの吐出量を減らしやすく、エネルギー消費を抑制できる。
建設機械用油圧回路30を備える建設機械1の油圧回路図である。 図1に示す建設機械用油圧回路30の一部を示す油圧回路図である。 図2に示すブーム下げ位置53Fcが選択されたときの建設機械用油圧回路30の一部を示す油圧回路図である。 第2実施形態の図3相当図である。 第3実施形態の図3相当図である。 第4実施形態の図2相当図である。 図6に示すアーム作動位置53Ecが選択されたときの建設機械用油圧回路430の一部を示す油圧回路図である。
(第1実施形態)
図1〜図3を参照して、図1に示す建設機械用油圧回路30を備える建設機械1について説明する。
建設機械1は、建設作業を行うための機械である。建設機械1は、例えば油圧ショベルである。建設機械1は、ポンプ11・12と、タンク15と、アクチュエータ21A〜23Fと、建設機械用油圧回路30と、を備える。
ポンプ11・12は、油(圧油、作動油)を吐出する油圧ポンプである。ポンプ11・12は、容量可変型である。ポンプ11・12では、斜板の傾転角が変わることで容量が変わり、容量が変わると吐出量(入力軸1回転あたりの油の吐出量)が変わる。ポンプ11・12は、2つのポンプで構成される。ポンプ11・12には、第1ポンプ11と、第2ポンプ12と、がある。ポンプ11・12は、例えばスプリットポンプである。スプリットポンプは、1つの入力軸により、複数のポンプ(第1ポンプ11および第2ポンプ12)が駆動されるポンプである。スプリットポンプでは、第1ポンプ11と第2ポンプ12とが一体的に構成される。スプリットポンプでは、第1ポンプ11の吐出量と第2ポンプ12の吐出量とが等しい。なお、ポンプ11・12は、スプリットポンプでなくてもよい。第1ポンプ11と第2ポンプ12とは、別体でもよい。第1ポンプ11の入力軸と第2ポンプ12の入力軸とは、共通でもよく、共通でなくてもよい。第1ポンプ11の吐出量と第2ポンプ12の吐出量とは、同一でもよく、相違してもよい。
タンク15は、油を貯留する。タンク15は、ポンプ11・12に油を供給する。タンク15には、ポンプ11・12から吐出され、アクチュエータ21A〜23Fを通った油が戻される。タンク15には、ポンプ11・12から吐出され、アクチュエータ21A〜23Fを通らない油が戻される。
アクチュエータ21A〜23Fは、建設機械1を作動させる。アクチュエータ21A〜23Fは、ポンプ11・12から油が供給されることにより駆動する、油圧アクチュエータである。アクチュエータ21A〜23Fの種類には、油圧モータと、油圧シリンダと、がある。建設機械1が油圧ショベルの場合、アクチュエータ21A〜23Fの用途には、走行用、旋回用、バケット回動用、アーム起伏用、およびブーム起伏用などがある。アクチュエータ21A〜23Fには、第1アクチュエータ21A・21Dと、第2アクチュエータ22B・22Cと、第3アクチュエータ23E・23Fと、がある。
第1アクチュエータ21A・21Dは、第1ポンプ11から油が供給されることで駆動する。第1アクチュエータ21A・21Dには、第2ポンプ12から油が供給されることはない。第1アクチュエータ21A・21Dには、右走行用モータ21A(一方の走行用モータ)と、旋回用モータ21Dと、がある。
右走行用モータ21A(一方の走行用モータ)は、建設機械1を走行させるための油圧モータである。右走行用モータ21Aは、建設機械1が備える下部走行体の右側のクローラを駆動するための油圧モータである。
旋回用モータ21Dは、下部走行体に対して上部旋回体を旋回させるための油圧モータである。
第2アクチュエータ22B・22Cは、第2ポンプ12から油が供給されることで駆動する。第2アクチュエータ22B・22Cには、第1ポンプ11から油が供給されることはない。第2アクチュエータ22B・22Cには、左走行用モータ22B(他方の走行用モータ)と、バケット用シリンダ22Cと、がある。
左走行用モータ22B(他方の走行用モータ)は、建設機械1を走行させるための油圧モータである。左走行用モータ22Bは、建設機械1が備える下部走行体の左側のクローラを駆動するためのモータである。なお、右走行用モータ21Aを第2アクチュエータとし、左走行用モータ22Bを第1アクチュエータとしてもよい。
バケット用シリンダ22Cは、アームに対してバケットを回動させるための油圧シリンダである。
第3アクチュエータ23E・23Fは、第1ポンプ11から油が供給可能であり、かつ、第2ポンプ12から油が供給可能である。第3アクチュエータ23E・23Fは、第1ポンプ11および第2ポンプ12の、両方または一方から油が供給されることで駆動する。第3アクチュエータ23E・23Fには、アーム用シリンダ23Eと、ブーム用シリンダ23F(再生対象アクチュエータ)と、がある。
アーム用シリンダ23Eは、ブームに対してアームを起伏(上げ下げ、回動)させるためのシリンダである。
ブーム用シリンダ23F(再生対象アクチュエータ)は、上部旋回体に対してブームを起伏(上げ下げ、回動)させるためのシリンダである。但し、ブームを下げる動作を行う場合(「ブーム下げの場合」)、ブーム用シリンダ23Fは、第2アクチュエータと同様に動作する(後述)。なお、建設機械1は、上記のアクチュエータ21A〜23F以外のアクチュエータ(例えばドーザ用のアクチュエータなど)を備えてもよい。ブーム用シリンダ23Fは、「再生対象アクチュエータ」である。再生対象アクチュエータとは、再生通路71(図3参照、後述)に流入する油を排出するアクチュエータである。
建設機械用油圧回路30は、複数のアクチュエータ21A〜23Fの動作を制御するための油圧回路である。建設機械用油圧回路30は、第1ポンプ11、第2ポンプ12、タンク15、および複数のアクチュエータ21A〜23Fに接続される。建設機械用油圧回路30は、一体的に構成され、例えばブロック状(略直方体状)に構成される。建設機械用油圧回路30は、後述するように複数の方向切換弁51A〜53Fを備えるが、建設機械用油圧回路30全体として「方向切換弁」と称される場合もある。建設機械用油圧回路30は、通路31〜43と、方向切換弁51A〜53Fと、ネガコン圧検知部60と、レギュレータ65と、図2に示す再生通路71と、検知圧上昇通路81・82と、を備える。
通路31〜43は、図1に示すように、油の通路(油路、配管)である。通路31〜43は、アンロード通路31・32と、タンク通路35と、供給通路41・42・43と、を備える。
アンロード通路31・32は、ポンプ11・12の吐出油を、アクチュエータ21A〜23Fに供給せずに、タンク15に戻すための通路(バイパス通路)である。但し、第1アンロード通路31から第1アーム用合流通路41Ea(後述)に油が流れる場合などには、ポンプ11・12の吐出油がアクチュエータ21A〜23Fに供給される場合もある。また、検知圧上昇通路81・82(後述)が用いられる場合には、アクチュエータ21A〜23F(例えばブーム用シリンダ23F)からアンロード通路31・32に油が供給される場合もある。アンロード通路31・32は、2本設けられる(建設機械用油圧回路30は、いわばデュアルバイパス方式である)。アンロード通路31・32は、第1アンロード通路31と、第2アンロード通路32と、を備える。第1アンロード通路31は、第1ポンプ11に接続される。第2アンロード通路32は、第2ポンプ12に接続される。図2に示すように、第1アンロード通路31には、第1リリーフ弁31rが配置される。第2アンロード通路32には、第2リリーフ弁32rが配置される。
第1リリーフ弁31rは、第1アンロード通路31の最下流部に配置される。上記「最下流部」とは、複数の方向切換弁51A〜53Fのうち最も下流側(ポンプ11・12から遠い側)の方向切換弁(図1ではアーム用方向切換弁53E)よりも下流の部分(最下流位置)である。図2に示す第1リリーフ弁31rは、第1アンロード通路31の最下流部の圧力が第1リリーフ圧(後述)を超えたときに、第1アンロード通路31の最下流部の油をタンク15に排出する、安全弁である。上記第1リリーフ圧は、第1リリーフ弁31rに予め設定される。第2リリーフ弁32rは、第2アンロード通路32の最下流部に配置される。第2リリーフ弁32rは、第2アンロード通路32の最下流部の圧力が第2リリーフ圧(後述)を超えたときに、第2アンロード通路32の最下流部の油をタンク15に排出する、安全弁である。上記第2リリーフ圧は、第2リリーフ弁32rに予め設定される。
タンク通路35は、図1に示すように、油をタンク15に戻すための通路である。タンク通路35は、タンク15、第1アンロード通路31、および第2アンロード通路32に接続される。タンク通路35は、複数の方向切換弁51A〜53Fそれぞれに接続される。タンク通路35は、第1アンロード通路31および第2アンロード通路32の最下流部と接続される。図2に示すように、タンク通路35には、アーム用タンク通路35E、およびブーム用タンク通路35Fなどがある。アーム用タンク通路35Eは、アーム用シリンダ23E(後述)から排出された油をタンク15に戻す通路である。ブーム用タンク通路35Fは、ブーム用シリンダ23F(後述)から排出されたブーム排出油35Fo(再生対象排出油)(図3参照)をタンク15に戻す通路である。
供給通路41・42・43は、図1に示すように、ポンプ11・12の吐出油を、アクチュエータ21A〜23Fに供給するための通路である。供給通路41・42・43には、第1供給通路41と、第2供給通路42と、第3供給通路43と、がある。
第1供給通路41は、第1ポンプ11の吐出油を、第1アクチュエータ21A・21Dおよび第3アクチュエータ23E・23Fに供給するための通路である(但し、第3供給通路43は第1供給通路41に含まれない)。第1供給通路41は、第1ポンプ11に接続される。第1供給通路41は、第1アンロード通路31に接続される。第1供給通路41は、第1アンロード通路31の最上流部に接続される。上記「第1アンロード通路31の最上流部」とは、第1アンロード通路31が通る方向切換弁51A〜53F(後述)のうち最も上流側の方向切換弁(図1では右走行用方向切換弁51A(一方の走行用方向切換弁))よりも上流側(第1ポンプ11側)の部分である。第1供給通路41は、第1供給本線通路41αと、第1供給分岐通路41A〜41Fと、第1アーム用合流通路41Eaと、を備える。
第1供給本線通路41αは、第1方向切換弁51A・51Dおよび第3方向切換弁53E・53Fのうち、2以上の方向切換弁に油を供給可能な通路である。
第1供給分岐通路41A〜41Fは、第1方向切換弁51A・51Dおよび第3方向切換弁53E・53Fのうち、1つの方向切換弁(方向切換弁51A・51D・53E・53Fのいずれか1つ)のみに油を供給可能な通路である。第1供給分岐通路41A〜41Fは、第1供給本線通路41αに接続される。第1供給分岐通路41A〜41Fには、右走行用分岐通路41A(一方の走行用分岐通路)と、旋回用分岐通路41Dと、第1ブーム用分岐通路41Fと、第1アーム用分岐通路41Eと、がある。第1ブーム用分岐通路41Fは、第1供給本線通路41αとブーム用供給通路43F(後述)とを接続する。第1アーム用分岐通路41Eは、第1供給本線通路41αとアーム用供給通路43E(後述)とを接続する。
第1アーム用合流通路41Eaは、第1アンロード通路31を流れる油(余剰油)をアーム用供給通路43E(第3供給通路43)に供給する(合流させる)ための通路である。第1アーム用合流通路41Eaは、第1アンロード通路31と、アーム用供給通路43E(第3供給通路43)と、に接続される。なお、アンロード通路31・32を流れる油を供給通路41・42・43に供給する合流通路は、第1アーム用合流通路41Ea以外にも設けられてもよい。
第2供給通路42は、第2ポンプ12の吐出油を、第2アクチュエータ22B・22Cおよび第3アクチュエータ23E・23Fに供給するための通路である(但し、第3供給通路43は第2供給通路42に含まれない)。第2供給通路42は、第2ポンプ12に接続される。第2供給通路42は、第2アンロード通路32に接続される。第2供給通路42は、第2アンロード通路32の最上流部に接続される。上記「第2アンロード通路32の最上流部」とは、第2アンロード通路32が通る方向切換弁52B〜53F(後述)のうち最も上流側の方向切換弁(図1では左走行用方向切換弁52B(他方の走行用方向切換弁))よりも上流側(第2ポンプ12側)の部分である。第2供給通路42は、第2供給本線通路42αと、第2供給分岐通路42B〜42Fと、を備える。
第2供給本線通路42αは、第2方向切換弁52B・52Cおよび第3方向切換弁53E・53Fのうち、2以上の方向切換弁に油を供給可能な通路である。
第2供給分岐通路42B〜42Fは、第2方向切換弁52B・52Cおよび第3方向切換弁53E・53Fのうち、1つの方向切換弁(方向切換弁52B・52C・53E・53Fのいずれか1つ)のみに油を供給可能な通路である。第2供給分岐通路42B〜42Fは、第2供給本線通路42αに接続される。第2供給分岐通路42B〜42Fには、左走行用分岐通路42B(他方の走行用分岐通路)と、バケット用分岐通路42Cと、第2ブーム用分岐通路42Fと、ブーム下げ用分岐通路42F1と、第2アーム用分岐通路42Eと、がある。第2ブーム用分岐通路42Fは、第2供給本線通路42αとブーム用供給通路43F(後述)とを接続する。第2アーム用分岐通路42Eは、第2供給本線通路42αとアーム用供給通路43E(後述)とを接続する。
第3供給通路43は、第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出油を、第3アクチュエータ23E・23Fに供給するための通路である。第3供給通路43は、第1供給通路41および第2供給通路42に接続される。第3供給通路43には、第1供給通路41を流れる油と第2供給通路42を流れる油とが合流した油が流れる。第3供給通路43には、アーム用供給通路43Eと、ブーム用供給通路43Fと、がある。
アーム用供給通路43Eは、アーム用方向切換弁53E(後述)に接続される。アーム用供給通路43Eは、第1アーム用分岐通路41Eおよび第2アーム用分岐通路42Eに接続される。
ブーム用供給通路43Fは、ブーム用方向切換弁53F(後述)に接続される。ブーム用供給通路43Fは、第1ブーム用分岐通路41Fおよび第2ブーム用分岐通路42Fに接続される。
なお、通路31〜43には、チェック弁が配置される。チェック弁は、方向切換弁52C・51D・53E・53Fから、供給通路41・42やアンロード通路31・32への油の逆流を防ぐ。チェック弁は、例えば、第1供給分岐通路(旋回用分岐通路41D、第1ブーム用分岐通路41F、および第1アーム用分岐通路41E)、第2供給分岐通路(バケット用分岐通路42C、第2ブーム用分岐通路42F、ブーム下げ用分岐通路42F1、および第2アーム用分岐通路42E)、並びに合流通路(第1アーム用合流通路41Faなど)に配置される。
方向切換弁51A〜53Fは、ポンプ11・12からアクチュエータ21A〜23Fに供給される油の流量および方向を変える(流量を調整する、方向を切り換える)弁である。方向切換弁51A〜53Fは、複数のアクチュエータ21A〜23Fそれぞれに接続され、アクチュエータ21A〜23Fに対して油を供排(供給および排出)する弁である。方向切換弁51A〜53Fは、ポンプ11・12の吐出油をアクチュエータ21A〜23Fに供給する。方向切換弁51A〜53Fは、アクチュエータ21A〜23Fが排出した油をタンク15に排出する(戻す)。方向切換弁51A〜53Fは、ポンプ11・12とアクチュエータ21A〜23Fとの間に配置される。方向切換弁51A〜53Fそれぞれは、スプール弁である。スプール弁は、スプールのストローク量(位置)に応じて、油の流量や方向を変える弁である。
この方向切換弁51A〜53Fには、第1方向切換弁51A・51Dと、第2方向切換弁52B・52Cと、第3方向切換弁53E・53Fと、がある。方向切換弁51A〜53Fには、アンロード通路31・32における上流側から下流側の順に、右走行用方向切換弁51A、左走行用方向切換弁52B、バケット用方向切換弁52C、旋回用方向切換弁51D、アーム用方向切換弁53E、およびブーム用方向切換弁53Fがある。
第1方向切換弁51A・51Dは、第1ポンプ11から第1アクチュエータ21A・21Dに流れる油の流量および方向を変える弁である。第1方向切換弁51A・51Dは、第1アクチュエータ21A・21Dに対して油を供排する。第1方向切換弁51A・51Dは、第1供給通路41と、第1アンロード通路31と、タンク通路35と、に接続される。第1方向切換弁51A・51Dは、第2アンロード通路32に接続されてもよく(旋回用方向切換弁51D参照)、第2アンロード通路32に接続されなくてもよい(右走行用方向切換弁51A参照)。第1方向切換弁51A・51Dには、右走行用方向切換弁51Aと、旋回用方向切換弁51Dと、がある。
右走行用方向切換弁51A(一方の走行用方向切換弁)は、右走行用モータ21Aに対して油を供排する。右走行用方向切換弁51Aは、右走行用分岐通路41Aに接続される。
旋回用方向切換弁51Dは、旋回用モータ21Dに対して油を供排する。旋回用方向切換弁51Dは、旋回用分岐通路41Dに接続される。
第2方向切換弁52B・52Cは、第2ポンプ12から第2アクチュエータ22B・22Cに流れる油の流量および方向を変える弁である。第2方向切換弁52B・52Cは、第2アクチュエータ22B・22Cに対して油を供排する。第2方向切換弁52B・52Cは、第2供給通路42と、第2アンロード通路32と、タンク通路35と、に接続される。第2方向切換弁52B・52Cは、第1アンロード通路31に接続される。第2方向切換弁52B・52Cは、第1アンロード通路31に接続されなくてもよい(図示なし)。第2方向切換弁52B・52Cには、左走行用方向切換弁52Bと、バケット用方向切換弁52Cと、がある。
左走行用方向切換弁52B(他方の走行用方向切換弁)は、左走行用モータ22Bに対して油を供排する。左走行用方向切換弁52Bは、左走行用分岐通路42Bに接続される。
バケット用方向切換弁52Cは、バケット用シリンダ22Cに対して油を供排する。バケット用方向切換弁52Cは、バケット用分岐通路42Cに接続される。
第3方向切換弁53E・53Fは、第1ポンプ11および第2ポンプ12から、第3アクチュエータ23E・23Fに流れる油の流量および方向を変える弁である。第3方向切換弁53E・53Fは、第3アクチュエータ23E・23Fに対して油を供排する。2つのポンプ11・12から、1つの第3アクチュエータ(23Eまたは23F)に油を供給するために、第3方向切換弁(53Eまたは53F)は1つで足りる(2以上の方向切換弁は不要である)。第3方向切換弁53E・53Fは、第3供給通路43と、第1アンロード通路31と、第2アンロード通路32と、タンク通路35と、に接続される。第3方向切換弁53E・53Fは、第1方向切換弁51A・51Dおよび第2方向切換弁52B・52Cよりも下流側(アンロード通路31・32における下流側)に配置される。第3方向切換弁53E・53Fは、一部の切換位置で第2方向切換弁52B・52Cと同様に動作してもよい(後述するブーム用方向切換弁53Fのブーム下げ位置53Fc参照(図2参照))。第3方向切換弁53E・53Fには、アーム用方向切換弁53Eと、ブーム用方向切換弁53Fと、がある。
アーム用方向切換弁53Eは、アーム用シリンダ23Eに対して油を供排する。アーム用方向切換弁53Eは、アーム用供給通路43Eに接続される。図2に示すように、アーム用方向切換弁53Eの切換位置には、アーム中立位置53Eaと、アーム作動位置53Eb・53Ecと、がある。
ブーム用方向切換弁53F(再生対象切換弁)は、ブーム用シリンダ23Fに対して油を供排する。図1に示すように、ブーム用方向切換弁53Fは、他の方向切換弁(アンロード通路31・32においてブーム用方向切換弁53Fよりも上流側の方向切換弁)の下流側に配置される。ブーム用方向切換弁53Fは、アーム用方向切換弁53Eの下流側に配置される。ブーム用方向切換弁53Fは、ブーム用供給通路43Fに接続される。また、ブーム用方向切換弁53Fは、ブーム下げ用分岐通路42F1に接続される。ブーム用方向切換弁53Fは、「再生対象切換弁」である。再生対象切換弁とは、少なくとも第2ポンプ12の吐出油を、再生対象アクチュエータ(本実施形態ではブーム用シリンダ23F)に供給可能な弁である。
このブーム用方向切換弁53Fの切換位置には、図2に示すように、ブーム中立位置53Faと、ブーム作動位置53Fb・53Fcと、がある。ブーム作動位置53Fb・53Fcには、ブーム上げ位置53Fbと、ブーム下げ位置53Fcと、がある。ブーム上げ位置53Fbは、ブームを上げるときに選択される切換位置である。ブーム下げ位置53Fcは、ブームを下げるときに選択される切換位置である。図3に示すように、ブーム下げ位置53Fcには、ブーム下げ用分岐通路42F1と、第1アンロード通路31と、第2アンロード通路32と、ブーム用タンク通路35Fと、が形成される。
ネガコン圧検知部60は、図2に示すように、ネガコン制御(ネガティブコントロール制御)によりポンプ11・12の容量を制御するために設けられる。ネガコン圧検知部60は、第1圧力検知部61p(後述)で検知された圧力P1(油圧、検知圧)、および、第2圧力検知部62p(後述)で検知された圧力P2(油圧、検知圧)のうち、低い方の圧力をネガコン圧Pnとして出力する。ネガコン圧検知部60は、第1圧力検知部61pと、第2圧力検知部62pと、第1検知圧発生絞り61rと、第2検知圧発生絞り62rと、低圧選択部63と、を備える。
第1圧力検知部61pは、第1アンロード通路31の最下流部に配置される。具体的には、第1圧力検知部61pは、ブーム用方向切換弁53Fよりも下流側、かつ、タンク15よりも上流側の第1アンロード通路31に配置される。第2圧力検知部62pは、第2アンロード通路32の最下流部に配置される。具体的には、第2圧力検知部62pは、ブーム用方向切換弁53Fよりも下流側、かつ、タンク15よりも上流側の第2アンロード通路32に配置される。
第1検知圧発生絞り61rは、第1圧力検知部61pで検知される圧力P1を発生させる。第1検知圧発生絞り61rは、第1圧力検知部61pよりも下流側の第1アンロード通路31に配置される。第2検知圧発生絞り62rは、第2圧力検知部62pで検知される圧力P2を発生させる。第2検知圧発生絞り62rは、第2圧力検知部62pよりも下流側の第2アンロード通路32に配置される。
低圧選択部63は、第1圧力検知部61pで検知された圧力P1、および、第2圧力検知部で検知された圧力P2のうち、低い方の圧力を選択する。低圧選択部63は、選択した圧力を、ネガコン圧Pnとして出力する。低圧選択部63は、例えば低圧選択弁であり、例えばシャトル弁を用いたものなどである。なお、低圧選択部63は、弁でなくてもよい。低圧選択部63は、ネガコン圧Pnを油圧信号として出力してもよく、また、ネガコン圧Pnを電気信号などに変換して出力してもよい(図示なし)。
レギュレータ65は、ネガコン圧検知部60から(低圧選択部63から)出力されるネガコン圧Pnに応じて、ポンプ11・12の吐出量を制御する(変える)。レギュレータ65は、ポンプ11・12の傾転角を変え、ポンプ11・12の容量を変えることにより、ポンプ11・12の吐出量を変える。レギュレータ65によるポンプ11・12の吐出量の制御は、ネガコン制御により行われる。さらに詳しくは、ポンプ11・12からアクチュエータ21A〜23Fに流れた(使われた)油が多いほど、アンロード通路31・32を流れる油が少なくなる結果、ネガコン圧検知部60に検知されるネガコン圧Pnが低くなる。そこで、レギュレータ65は、ネガコン圧Pnが低くなるほど、ポンプ11・12の吐出量を増やす。レギュレータ65は、ネガコン圧Pnが高くなるほど、ポンプ11・12の吐出量を減らす。
このレギュレータ65は、第1ポンプ11および第2ポンプ12それぞれの吐出量を連動させて制御する。レギュレータ65は、第1ポンプ11の吐出量および第2ポンプ12の吐出量を同時に変える。レギュレータ65は、第1ポンプ11の吐出量を増やすとき、第2ポンプ12の吐出量も増やす。レギュレータ65は、第1ポンプ11の吐出量を減らすとき、第2ポンプ12の吐出量も減らす。レギュレータ65は、第1ポンプ11の吐出量と第2ポンプ12の吐出量とを同一(略同一でもよい)にする。第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出量を1つのレギュレータ65により制御することで、レギュレータ65にかかるコストを削減できる(第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出量を2つのレギュレータ65により個別に制御する場合と比べた場合)。
再生通路71は、図3に示すように、圧油再生を行うための通路である。再生通路71は、ブーム用シリンダ23F(再生対象アクチュエータ)に接続される。再生通路71には、ブーム用シリンダ23Fから排出されたブーム排出油35Foが流入する。再生通路71は、ブーム排出油35Foを、第2ポンプ12の吐出油が供給されることにより作動するアクチュエータ(第2アクチュエータ22B・22Cおよび第3アクチュエータ23E・23Fのいずれか)に供給する。例えば、再生通路71は、ブーム排出油35Foを、ブーム用シリンダ23Fに供給する。具体的には、再生通路71は、ブーム用タンク通路35Fと、ブーム下げ用分岐通路42F1と、に接続される。
この再生通路71は、ブーム用方向切換弁53Fの弁内(内部)に配置される(内蔵される)。再生通路71は、ブーム下げ位置53Fcの弁内に配置される。なお、再生通路71は、ブーム用方向切換弁53Fの弁外(外部)に配置されてもよい。再生通路71がブーム用方向切換弁53Fの弁外に配置される場合は、再生通路71を用いるか否かを切り換えるための弁(ブーム用方向切換弁53Fとは別の弁、図示なし)が設けられる。再生通路71には、チェック弁71cと、絞り71rと、が設けられる。
チェック弁71cは、ブーム下げ用分岐通路42F1からブーム用タンク通路35Fへの油の逆流を防止する。絞り71rにより、ブーム排出油35Foの一部のみが再生通路71を流れる。
検知圧上昇通路81・82は、ネガコン圧検知部60により検知されるネガコン圧Pnを高めるための通路である。検知圧上昇通路81・82には、第1検知圧上昇通路81と、第2検知圧上昇通路82と、がある。
第1検知圧上昇通路81は、再生通路71による圧油再生が行われるときに、第1圧力検知部61pで検知される圧力P1を高くするための通路である。第1検知圧上昇通路81は、圧油再生が行われるときに、第1圧力検知部61pよりも上流側の第1アンロード通路31にブーム排出油35Foの一部を供給する(詳細は後述)。第1検知圧上昇通路81は、圧油再生が行われないときには、ブーム排出油35Foを第1アンロード通路31に供給しない。第1検知圧上昇通路81は、ブーム用タンク通路35Fに接続され、ブーム用タンク通路35Fを介してブーム用シリンダ23Fに接続される。第1検知圧上昇通路81は、第1圧力検知部61pよりも上流側の第1アンロード通路31に接続される。第1検知圧上昇通路81の第1アンロード通路31への接続の位置を、接続位置81pとする。
この第1検知圧上昇通路81は、ブーム用方向切換弁53Fの弁内に配置される。第1検知圧上昇通路81は、ブーム下げ位置53Fcの弁内に配置される。なお、第1検知圧上昇通路81は、ブーム用方向切換弁53Fの弁外に配置されてもよい。第1検知圧上昇通路81がブーム用方向切換弁53Fの弁外に配置される場合は、圧油再生が行われるか否かに応じて、第1検知圧上昇通路81を用いるか否かを切り換える弁(ブーム用方向切換弁53Fとは別の増速用切換弁、図示なし)が設けられる。第1検知圧上昇通路81には、絞り81rが設けられる。絞り81rにより、ブーム排出油35Foの一部のみが、第1検知圧上昇通路81に流れる。
第2検知圧上昇通路82は、再生通路71による圧油再生が行われるときに、第2圧力検知部62pで検知される圧力P2を高くするための通路である。第2検知圧上昇通路82は、圧油再生が行われるときに、第2圧力検知部62pよりも上流側の第2アンロード通路32にブーム排出油35Foの一部を供給する(詳細は後述)。第2検知圧上昇通路82は、圧油再生が行われないときには、ブーム排出油35Foを第2アンロード通路32に供給しない。第2検知圧上昇通路82は、ブーム用タンク通路35Fに接続され、ブーム用タンク通路35Fを介して、ブーム用シリンダ23Fに接続される。第2検知圧上昇通路82は、第2圧力検知部62pよりも上流側の第2アンロード通路32に接続される。第2検知圧上昇通路82の第2アンロード通路32への接続の位置を、接続位置82pとする。
この第2検知圧上昇通路82は、ブーム用方向切換弁53Fの弁内に配置される。第2検知圧上昇通路82は、ブーム下げ位置53Fcの弁内に配置される。なお、第2検知圧上昇通路82は、第1検知圧上昇通路81と同様に、ブーム用方向切換弁53Fの弁外に配置されてもよい。第2検知圧上昇通路82には、絞り82rが設けられる。絞り82rにより、ブーム排出油35Foの一部のみが、第2検知圧上昇通路82に流れる。
(動作)
図1に示す建設機械1の動作は次の通りである。
(方向切換弁51A〜53Fの動作)
方向切換弁51A〜53Fは、建設機械1の操縦者による操作(レバー操作)に応じて動作する。方向切換弁51A〜53Fは、レバー操作に応じて切換位置が切り換わる。方向切換弁51A〜53Fは、切換位置が切り換わることにより、アクチュエータ21A〜23Fへの油の供排量や供排の有無を変える。第1方向切換弁51A・51Dは、第1アンロード通路31を遮断するまたは絞ることにより、第1ポンプ11の吐出油を第1アクチュエータ21A・21Dに供給する。さらに詳しくは、第1方向切換弁51A・51Dは、レバー操作量に応じて第1アンロード通路31を遮断するまたは絞る。そして、第1方向切換弁51A・51Dは、第1ポンプ11の吐出油を、第1供給通路41から第1アクチュエータ21A・21Dに供給する。第2方向切換弁52B・52Cは、第2アンロード通路32を遮断するまたは絞ることにより、第2ポンプ12の吐出油を第2アクチュエータ22B・22Cに供給する。さらに詳しくは、第2方向切換弁52B・52Cは、レバー操作量に応じて第2アンロード通路32を遮断するまたは絞る。そして、第2方向切換弁52B・52Cは、第2ポンプ12の吐出油を、第2供給通路42から第2アクチュエータ22B・22Cに供給する。
(第3方向切換弁53E・53Fの動作)
図2に示す第3方向切換弁53E・53Fの動作の概要は次の通りである(但し、ブーム下げ位置53Fcを除く)。第3方向切換弁53E・53Fは、レバー操作(第3方向切換弁53E・53Fの操作)に応じて、第1アンロード通路31および第2アンロード通路32の開度を調整する。第3方向切換弁53E・53Fは、この開度の調整により、第1供給通路41および第2供給通路42から第3供給通路43に流入する油の流量を調整する。第3方向切換弁53E・53Fは、この流量の調整により、第3アクチュエータ23E・23Fに対して供排する油の流量を調整する。
(アーム用方向切換弁53Eの動作)
アーム用方向切換弁53Eの動作について説明する。
(アーム中立位置53Ea)切換位置がアーム中立位置53Eaの場合のアーム用方向切換弁53Eは、アーム用シリンダ23Eに対する油の供排をしない。具体的には、アーム中立位置53Eaは、第1アンロード通路31および第2アンロード通路32を全開状態にするとともに、第3供給通路43およびタンク通路35を遮断する(全閉状態にする)。
(アーム作動位置53Eb・53Ec)切換位置がアーム作動位置53Eb・53Ecの場合のアーム用方向切換弁53Eは、アーム用シリンダ23Eに対する油の供排をする。具体的には、作動位置53b・53cは、第1アンロード通路31および第2アンロード通路32を、遮断するまたは絞る(絞られた状態にする)(詳細は後述)。また、アーム作動位置53Eb・53Ecは、第3供給通路43およびタンク通路35を、連通状態にするまたは絞る(全開状態または絞られた状態にする)。連通状態とは、全開状態またはほぼ全開状態(わずかに絞られた状態)である。その結果、原則、第1供給通路41を流れる油と、第2供給通路42を流れる油と、が第3供給通路43に合流する(例外は後述)。そして、第3供給通路43を流れる油がアーム用シリンダ23Eに供給され、アーム用シリンダ23Eから排出された油がタンク通路35に流れる。その結果、ブームに対してアームが回動する。
(ブーム用方向切換弁53Fの動作)
ブーム用方向切換弁53Fの動作について説明する。
(ブーム中立位置53Fa)切換位置がブーム中立位置53Faの場合のブーム用方向切換弁53Fは、ブーム用シリンダ23Fに対する油の供排をしない。具体的には、ブーム中立位置53Faは、第1アンロード通路31および第2アンロード通路32を全開状態にするとともに、第3供給通路43およびタンク通路35を遮断する。
(ブーム上げ位置53Fb)切換位置がブーム上げ位置53Fbの場合のブーム用方向切換弁53Fは、ブーム用シリンダ23Fに対する油の供排をする。具体的には、ブーム上げ位置53Fbは、第1アンロード通路31および第2アンロード通路32を、遮断するまたは絞る(詳細は後述)。また、ブーム上げ位置53Fbは、第3供給通路43およびタンク通路35を、連通状態にするまたは絞る。その結果、原則、第1供給通路41を流れる油と、第2供給通路42を流れる油と、が第3供給通路43に合流する(例外は後述)。そして、第3供給通路43を流れる油がブーム用シリンダ23Fに供給され、ブーム用シリンダ23Fから排出された油がタンク通路35に流れる。その結果、ブームが上がる。
(ブーム下げ位置53Fc)ブーム下げ位置53Fcが選択されている場合、ブーム用方向切換弁53Fは、第2方向切換弁52B・52Cと同様に機能する。切換位置がブーム下げ位置53Fcの場合のブーム用方向切換弁53Fは、第2供給通路42からブーム用シリンダ23Fに油の供給を行い、第3供給通路43(ブーム用供給通路43F)からブーム用シリンダ23Fへの油の供給をしない。ブーム下げ時には、第1供給通路41および第2供給通路42のうち、第2供給通路42のみからブーム用供給通路43Fに油が供給される。具体的には、ブーム下げ位置53Fcは、第1アンロード通路31を連通状態にする(連通状態に維持する、全開状態またはほぼ全開状態に維持する)。ブーム下げ位置53Fcは、ブーム用供給通路43F(第3供給通路43)を遮断する。また、第2方向切換弁52B・52Cと同様に、ブーム下げ位置53Fcは、第2アンロード通路32を遮断するまたは絞る。また、第2方向切換弁52B・52Cと同様に、ブーム下げ位置53Fcは、ブーム下げ用分岐通路42F1(第2供給通路42)およびタンク通路35を、連通状態にするまたは絞る。その結果、第2ポンプ12の吐出油がブーム下げ用分岐通路42F1(第2供給通路42)を流れ、ブーム下げ用分岐通路42F1を流れる油がブーム用シリンダ23Fに供給され、ブーム用シリンダ23Fから排出された油がタンク通路35に流れる。その結果、ブームが下がる。
(ブーム下げの動作の変形例)なお、ブーム下げ位置53Fcが選択されている場合、第2ポンプ12の吐出油が、ブーム下げ用分岐通路42F1ではなくブーム用供給通路43Fを介して、ブーム用シリンダ23Fに供給されてもよい(図示なし)。この場合、ブーム下げ位置53Fcは、第1アンロード通路31を連通状態とし、第2アンロード通路32を遮断するまたは絞る。また、ブーム下げ位置53Fcは、ブーム用供給通路43Fおよびタンク通路35を、連通状態にするまたは絞る。この変形例では、ブーム下げ用分岐通路42F1を設ける必要がないので、建設機械用油圧回路30を簡易な構成にすることができる。
(再生通路71周辺の動作)
図3に示すブーム下げ位置53Fcが選択されているときの再生通路71などの動作は次の通りである。ブームの自重により、ブーム用シリンダ23F(ボトム室)からブーム用タンク通路35Fに、ブーム排出油35Foが排出される。ブーム排出油35Foの一部は、再生通路71を通ることで、ブーム下げ用分岐通路42F1に供給される。その結果、ブーム排出油35Foの一部が、ブーム用シリンダ23F(ロッド室)に供給される(再生圧油として利用される)。
(第1検知圧上昇通路81周辺の動作)
ブーム下げ位置53Fcが選択されているときの第1検知圧上昇通路81などの動作は次の通りである。上記のように、ブームの自重により、ブーム排出油35Foがブーム用タンク通路35Fを流れる。ブーム排出油35Foの一部は、ブーム用タンク通路35Fから第1検知圧上昇通路81を介して、第1圧力検知部61pより上流側の第1アンロード通路31に供給される。その結果、接続位置81pでの圧力が高められる。よって、第1圧力検知部61pで検知される圧力P1が高められる。圧力P1がネガコン圧Pnの場合(圧力P1が圧力P2よりも小さい場合)は、圧力P1が高められることによりネガコン圧Pnが高められる。その結果、レギュレータ65は、第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出量を減らす。ここで、ブーム下げ時には、上記のように再生通路71により圧油再生が行われることにより、第2ポンプ12の吐出流量は余る(必要流量は減る)。そこで、上記のように第2ポンプ12の吐出量が減らされることにより、余分な油を吐出する第2ポンプ12によるエネルギー消費が抑制される。
(ブームおよびアームなどの同時操作時の第1検知圧上昇通路81周辺の動作)
図2に示すブーム下げ位置53Fcが選択され、かつ、ブーム用方向切換弁53Fよりも上流側の方向切換弁51A〜53Eで、第1アンロード通路31が遮断または絞られている場合の動作は次の通りである。具体例として、ブーム下げ時、かつ、アーム作動時について説明する。アーム作動時には、アーム作動位置53Eb・53Ecが選択され、第1アンロード通路31が遮断されるまたは絞られる(なお、第2アンロード通路32も遮断されるまたは絞られる)。その結果、アーム用方向切換弁53Eよりも下流側の第1アンロード通路31の圧力が下がる(アーム中立位置53Eaが選択されている場合に比べて下がる)。よって、圧力P1がネガコン圧Pnになりやすい。このとき、上記のように、第1検知圧上昇通路81により圧力P1が高められるので、ネガコン圧Pnが高まりやすい。
(第2検知圧上昇通路82周辺の動作)
図3に示すブーム下げ位置53Fcが選択されているときの第2検知圧上昇通路82などの動作は次の通りである。上記のように、ブームの自重により、ブーム排出油35Foがブーム用タンク通路35Fを流れる。ブーム排出油35Foの一部は、ブーム用タンク通路35Fから第2検知圧上昇通路82を介して、第2圧力検知部62pより上流側の第2アンロード通路32に供給される。その結果、接続位置82pでの圧力が高められる。よって、第2圧力検知部62pで検知される圧力P2が高められる。圧力P2がネガコン圧Pnの場合(圧力P2が圧力P1よりも小さい場合)は、圧力P2が高められることにより、ネガコン圧Pnが高められる。その結果、レギュレータ65は、第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出量を減らす。その結果、上記のように、余分な油を吐出する第2ポンプ12によるエネルギー消費が抑制される。
(効果1(発明1))
図1に示す建設機械用油圧回路30による効果を説明する。建設機械用油圧回路30は、第1ポンプ11、第2ポンプ12、タンク15、および、複数のアクチュエータ21A〜23Fに接続される。建設機械用油圧回路30は、第1ポンプ11に接続される第1アンロード通路31と、第2ポンプ12に接続される第2アンロード通路32と、第1アンロード通路31、第2アンロード通路32、およびタンク15に接続されるタンク通路35と、を備える。さらに、建設機械用油圧回路30は、方向切換弁51A〜53Fと、ネガコン圧検知部60と、レギュレータ65と、を備える。さらに、図2に示すように、建設機械用油圧回路30は、複数のアクチュエータ21A〜23Fの一部を構成するブーム用シリンダ23F(再生対象アクチュエータ)に接続される再生通路71と、ブーム用シリンダ23Fに接続される検知圧上昇通路81・82(第1検知圧上昇通路81および第2検知圧上昇通路82の少なくともいずれか)と、を備える。方向切換弁51A〜53Fは、第1ポンプ11または第2ポンプ12からアクチュエータ21A〜23Fに油を供給し、アクチュエータ21A〜23Fから排出された油をタンク15に排出する。方向切換弁51A〜53Fは、複数のアクチュエータ21A〜23Fそれぞれに接続される。
[構成1−1]ネガコン圧検知部60は、第1アンロード通路31の最下流部の第1圧力検知部61pで検知された圧力P1、および第2アンロード通路32の最下流部の第2圧力検知部62pで検知された圧力P2のうち、低い方の圧力をネガコン圧Pnとして出力する。
[構成1−2]レギュレータ65は、ネガコン圧検知部60から出力されるネガコン圧Pnに応じて、第1ポンプ11および第2ポンプ12それぞれの吐出量を連動させて制御する。
[構成1−3]方向切換弁51A〜53Fは、第2ポンプ12の吐出油をブーム用シリンダ23Fに供給するブーム用方向切換弁53F(再生対象切換弁)を備える。
[構成1−4]図3に示すように、再生通路71は、ブーム用シリンダ23Fから排出されたブーム排出油35Foを、第2ポンプ12の吐出油が供給されることにより作動するアクチュエータ(例えばブーム用シリンダ23F)に供給する「圧油再生」を行う。
[構成1−5]次の[構成1−5A]または[構成1−5B」を備える。
[構成1−5A]第1検知圧上昇通路81は、圧油再生が行われるときに、第1圧力検知部61pよりも上流側の第1アンロード通路31にブーム排出油35Foの一部を供給する。
[構成1−5B]第2検知圧上昇通路82は、圧油再生が行われるときに、第2圧力検知部62pよりも上流側の第2アンロード通路32にブーム排出油35Foの一部を供給する。
建設機械用油圧回路30は、上記[構成1−3]および[構成1−4]を備える。よって、圧油再生が行われることにより、第2ポンプ12の吐出量の必要流量は減る。また、建設機械用油圧回路30は、上記[構成1−5A]または[構成1−5B]を備える。よって、次の(効果1A)または(効果1B)を奏する。
(効果1A)
建設機械用油圧回路30は、上記[構成1−1]および[構成1−2]を備える。よって、圧力P1が圧力P2よりも低い場合(圧力P1<圧力P2の場合)は、圧力P1(=ネガコン圧Pn)に基づいて、第1ポンプ11および第2ポンプ12それぞれの吐出量が連動して制御される。そのため、圧力P1<圧力P2の場合、圧油再生が行われることにより第2ポンプ12の吐出量の必要流量が減るにもかかわらず、第2ポンプ12の吐出量が減らない場合がある。そこで、建設機械用油圧回路30は、上記[構成1−5A]を備える。よって、第1検知圧上昇通路81の作用により、圧力P1を高めることができる。よって、圧力P1<圧力P2の場合は、ネガコン圧Pnを高めることができる。よって、第2ポンプ12の吐出量を減らすことができ、第2ポンプ12を駆動するためのエネルギー消費を低減できる。なお、第2ポンプ12の吐出量が減ると、第1ポンプ11の吐出量も減るので、第1ポンプ11を駆動するためのエネルギー消費も低減できる。
(効果1B)
建設機械用油圧回路30は、上記[構成1−1]および[構成1−2]を備える。よって、圧力P1が圧力P2よりも高い場合(圧力P1>圧力P2の場合)は、圧力P2(=ネガコン圧Pn)に基づいて、第1ポンプ11および第2ポンプ12それぞれの吐出量が制御される。そこで、建設機械用油圧回路30は、上記[構成1−5B]を備える。よって、第2検知圧上昇通路82の作用により、圧力P2を高めることができる。よって、圧力P1>圧力P2の場合は、ネガコン圧Pnを高めることができる。よって、第2ポンプ12の吐出量を減らすことができ、第2ポンプ12を駆動するためのエネルギー消費を低減できる。なお、第2ポンプ12の吐出量が減ると、第1ポンプ11の吐出量も減るので、第1ポンプ11を駆動するためのエネルギー消費も低減できる。
建設機械用油圧回路30では、上記「(効果1A)」または「(効果1B)」の効果が得られる。したがって、第1ポンプ11および第2ポンプ12それぞれの吐出量が連動して制御される構成において、圧油再生が行われることで第2ポンプ12の吐出量が余るときに、第2ポンプ12の吐出量を減らしやすい。その結果、第2ポンプ12を駆動するためのエネルギー消費を抑制できる。
(効果2(発明2))
[構成2]検知圧上昇通路81・82は、圧油再生が行われるときに、第1圧力検知部61pよりも上流側の第1アンロード通路31にブーム排出油35Foの一部を供給する第1検知圧上昇通路81を備える。
この[構成2]により、上記「(効果1A)」が得られる。
(効果3(発明3))
[構成3]検知圧上昇通路81・82は、圧油再生が行われるときに、第2圧力検知部62pよりも上流側の第2アンロード通路32にブーム排出油35Foの一部を供給する第2検知圧上昇通路82を備える。
上記[構成2]および[構成3]を備える場合、上記「(効果1A)」および「(効果1B)」が両方得られる。
(効果4(発明4))
[構成4]第1検知圧上昇通路81は、ブーム用方向切換弁53Fの弁内に配置される。
上記[構成4]により、第1検知圧上昇通路81を用いるか否かを切り換えるための弁であってブーム用方向切換弁53Fとは別の弁(増速用切換弁)を省くことができる。また、ブーム用方向切換弁53Fの弁外に第1検知圧上昇通路81を配置するためのスペースを省くことができる。
(効果5(発明5))
[構成5]再生対象切換弁は、ブーム用方向切換弁53Fである。
この[構成5]により、ブーム用方向切換弁53Fに接続されたブーム用シリンダ23Fを動作させるとき(例えばブーム下げのとき)に、上記「(効果1A)」または「(効果1B)」を得ることができる。
(他の効果)
[他の構成1]第2検知圧上昇通路82は、ブーム用方向切換弁53Fの弁内に配置される。
上記[他の構成1]により、第2検知圧上昇通路82を用いるか否かを切り換えるための弁であってブーム用方向切換弁53Fとは別の弁(増速用切換弁)を省くことができる。また、ブーム用方向切換弁53Fの弁外に第2検知圧上昇通路82を配置するためのスペースを省くことができる。
(第2実施形態)
図4を参照して、第2実施形態の建設機械201の建設機械用油圧回路230について、第1実施形態との相違点を説明する。なお、第2実施形態の建設機械201のうち、第1実施形態と共通点については、第1実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した(共通点の説明を省略する点については、他の実施形態も同様)。図3に示す第1実施形態の建設機械用油圧回路30は、第2検知圧上昇通路82を備えたが、図4に示す第2実施形態の建設機械用油圧回路230は、第2検知圧上昇通路82(図3参照)を備えない。
第2実施形態の建設機械用油圧回路230は、上記[構成2]を備えるので、上記「(効果1A)」が得られる。
(第3実施形態)
図5を参照して、第3実施形態の建設機械301の建設機械用油圧回路330について、第1実施形態との相違点を説明する。図3に示す第1実施形態の建設機械用油圧回路30は、第1検知圧上昇通路81を備えたが、図5に示す第3実施形態の建設機械用油圧回路330は、第1検知圧上昇通路81(図3参照)を備えない。
(効果6(発明7))
第3実施形態の建設機械用油圧回路330は、上記[構成3]を備えるので、上記「(効果1B)」が得られる。
(第4実施形態)
図6〜図7を参照して、第4実施形態の建設機械401の建設機械用油圧回路430について、第1実施形態との相違点を説明する。図2に示す第1実施形態の建設機械用油圧回路30では、再生対象アクチュエータはブーム用シリンダ23Fであり、再生対象切換弁はブーム用方向切換弁53Fであった。また、再生通路71、検知圧上昇通路81・82は、ブーム用シリンダ23Fに接続された。一方、図6に示す第4実施形態の建設機械用油圧回路430では、再生対象アクチュエータはアーム用シリンダ23Eであり、再生対象切換弁はアーム用方向切換弁453Eである。また、再生通路471、検知圧上昇通路481・482は、アーム用シリンダ23Eに接続され、ブーム用シリンダ23Fには接続されない。また、建設機械用油圧回路430は、再生対象切換弁ではないブーム用方向切換弁453Fを備える。以下、上記相違点をさらに説明する。
ブーム用方向切換弁453Fは、ブーム下げ位置453Fcを備える。第1実施形態のブーム下げ位置53Fc(図2参照)と異なり、ブーム下げ位置453Fcの弁内には、再生通路71、および検知圧上昇通路81・82が配置されない。
アーム用方向切換弁453E(再生対象切換弁)は、再生対象アクチュエータであるアーム用シリンダ23Eに油を供給する。
再生通路471、第1検知圧上昇通路481、および第2検知圧上昇通路482それぞれは、アーム作動位置453Ebまたはアーム作動位置453Ecが選択されているときに使用可能に構成される。再生通路471、第1検知圧上昇通路481、および第2検知圧上昇通路482それぞれは、アーム作動位置453Ebおよびアーム作動位置453Ecそれぞれの弁内に配置される(弁外に配置されてもよい)。図7では、2つのアーム作動位置453Eb・453Ec(図6参照)のうち、一方のアーム作動位置453Ecの拡大図を示した。
再生通路471は、図7に示すように、アーム用シリンダ23Eから排出されたアーム排出油35Eo(再生対象排出油)の一部を、アーム用供給通路43Eを介してアーム用シリンダ23Eに供給する。具体的には、再生通路471は、アーム用シリンダ23Eに接続される。再生通路471は、アーム用タンク通路35Eと、アーム用供給通路43Eと、に接続される。再生通路471は、アーム用方向切換弁453Eの弁内に配置される(弁外に配置されてもよい)。
第1検知圧上昇通路481は、再生通路471による圧油再生が行われるときに、第1圧力検知部61pよりも上流側の第1アンロード通路31にアーム排出油35Eoの一部を供給する。第1検知圧上昇通路481は、アーム用タンク通路35Eに接続され、アーム用タンク通路35Eを介してアーム用シリンダ23Eに接続される。第1検知圧上昇通路481は、第1圧力検知部61pよりも上流側の第1アンロード通路31に接続される。第1検知圧上昇通路481の第1アンロード通路31への接続の位置を、接続位置481pとする。第1検知圧上昇通路481は、アーム用方向切換弁453Eの弁内に配置される(弁外に配置されてもよい)。
第2検知圧上昇通路482は、再生通路471による圧油再生が行われるときに、第2圧力検知部62pよりも上流側の第2アンロード通路32にアーム排出油35Eoの一部を供給する。第2検知圧上昇通路482は、アーム用タンク通路35Eに接続され、アーム用タンク通路35Eを介してアーム用シリンダ23Eに接続される。第2検知圧上昇通路482は、第2圧力検知部62pよりも上流側の第2アンロード通路32に接続される。第2検知圧上昇通路482の第2アンロード通路32への接続の位置を、接続位置482pとする。第2検知圧上昇通路482は、アーム用方向切換弁453Eの弁内に配置される(弁外に配置されてもよい)。
(再生通路471周辺の動作)
アーム作動位置53Eb(図6参照)またはアーム作動位置53Ecが選択され、アームが下げられるとき(アーム下げ時)の、再生通路471などの動作は次の通りである。アームの自重により、アーム用シリンダ23Eからアーム用タンク通路35Eに、アーム排出油35Eoが排出される。アーム排出油35Eoの一部は、再生通路471を通ることで、アーム用供給通路43Eに供給される。その結果、アーム排出油35Eoの一部が、アーム用シリンダ23E(ボトム室およびロッド室のうちアーム排出油35Eoが排出されなかった油室)に供給される(再生圧油として利用される)。なお、アーム用シリンダ23Eによりアームが持ち上げられるとき(アーム上げ時)は、チェック弁71cの作用により再生通路471を油が流れず、圧油再生が行われない。
(第1検知圧上昇通路481周辺の動作)
アーム作動位置53Eb(図6参照)またはアーム作動位置53Ecが選択されているときの第1検知圧上昇通路481などの動作は次の通りである。アーム作動時には、アーム排出油35Eoがアーム用タンク通路35Eを流れる。アーム排出油35Eoの一部は、アーム用タンク通路35Eから第1検知圧上昇通路481を介して、第1圧力検知部61pより上流側の第1アンロード通路31に供給される。その結果、接続位置481pでの圧力が高められる。よって、接続位置481pよりも下流側の方向切換弁(ブーム用方向切換弁53F(図6参照))で第1アンロード通路31が連通状態であれば、第1圧力検知部61pで検知される圧力P1が高められる(詳細は後述)。
(アームおよびブームなどの同時操作時の第1検知圧上昇通路481周辺の動作)
(アーム下げ時、かつ、ブーム下げ時など)
図6に示すアーム作動位置453Ebまたはアーム作動位置453Ecが選択され、かつ、アーム用方向切換弁453Eよりも下流側の方向切換弁(ブーム用方向切換弁453F)で、第1アンロード通路31が連通状態である場合の作用は次の通りである。具体例として、アーム下げ時、かつ、ブーム下げ時について説明する。上記のように、ブーム下げ時には、ブーム用方向切換弁453Fのブーム下げ位置453Fcは、第1アンロード通路31を連通状態とする。また、アーム下げ時には、第1検知圧上昇通路481により接続位置481p(図7参照)での圧力が高められる。その結果、第1圧力検知部61pで検知される圧力P1が高められる。
(アーム下げ時、かつ、ブーム上げ時など)
アーム作動位置453Ebまたはアーム作動位置453Ecが選択され、かつ、アーム用方向切換弁453Eよりも下流側の方向切換弁(例えばブーム用方向切換弁453F)で、第1アンロード通路31が遮断または絞られている場合の作用は次の通りである。具体例として、アーム下げ時、かつ、ブーム上げ時について説明する。上記のように、アーム下げ時には、第1検知圧上昇通路481により接続位置481p(図7参照)での圧力が高められる。一方、ブーム上げ時には、ブーム用方向切換弁453Fのブーム上げ位置53Fbで、第1アンロード通路31が遮断または絞られる(なお、第2アンロード通路32も遮断または絞られる)。その結果、ブーム用方向切換弁453Fでの第1アンロード通路31の絞りの量に応じて、第1圧力検知部61pで検知される圧力P1が低くなる。圧力P1がネガコン圧Pnの場合は、圧力P1が低くなることによりネガコン圧Pnが下がり、第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出量が増える。このように、第1検知圧上昇通路481により圧力P1を高めるという機能(一部または全部)が、キャンセルされる。その結果、ブームを上げる(ブーム用シリンダ23Fを動作させる)のに必要な流量が確保される(例えば、いわばフル流量を使える)。よって、ブームを用いた作業の作業性が確保される。
(第2検知圧上昇通路482などの作用)
アーム作動位置453Ebまたは図7に示すアーム作動位置453Ecが選択されているときの第2検知圧上昇通路482などの作用は次の通りである。上記のように、アーム作動時には、アーム排出油35Eoがアーム用タンク通路35Eを流れる。アーム排出油35Eoの一部は、アーム用タンク通路35Eから第2検知圧上昇通路482を介して、第2圧力検知部62pより上流側の第2アンロード通路32に供給される。よって、接続位置482pでの圧力が高められる。よって、接続位置482pよりも下流側の方向切換弁(ブーム用方向切換弁53F)で、図6に示す第2アンロード通路32が連通状態であれば、第2圧力検知部62pで検知される圧力P2が高められる。一方、ブーム用方向切換弁53Fで第2アンロード通路32が遮断または絞られる場合、絞りの量に応じて、第2圧力検知部62pで検知される圧力P2が低くなる。その結果、ネガコン圧Pnが下がり、第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出量が増える。このように、第2検知圧上昇通路482により圧力P2を高めるという機能(一部または全部)が、キャンセルされる。
(効果7(発明6))
図6に示す第4実施形態の建設機械用油圧回路430による効果を説明する。複数の方向切換弁51A〜53F(図1参照)は、再生対象切換弁であるアーム用方向切換弁453Eと、アーム用方向切換弁453Eよりも下流側に配置されるブーム用方向切換弁453Fと、を備える。ブーム用方向切換弁453Fは、ブーム下げ位置453Fcと、ブーム上げ位置53Fbと、を備える。
[構成7−1]ブーム下げ位置453Fcは、ブームを下げるときに選択され、第1アンロード通路31を連通状態とする。
[構成7−2]ブーム上げ位置53Fbは、ブームを上げるときに選択され、第1アンロード通路31を遮断するまたは絞る。
また、建設機械用油圧回路430は、上記[構成2]の第1検知圧上昇通路481を備える。
上記[構成7−1]のブーム下げ位置453Fcが選択されている場合、ブーム用方向切換弁453Fによって第1アンロード通路31の圧力がほぼ下がらない。よって、上記「(効果1A)」が得られる。
上記[構成7−2]のブーム上げ位置53Fbが選択されている場合、ブーム上げ位置53Fbによる第1アンロード通路31の絞りの量に応じて、第1圧力検知部61pで検知される圧力P1が下がる。このとき、圧力P1がネガコン圧Pnの場合は、第1ポンプ11および第2ポンプ12の吐出量が増える。よって、ブーム上げの操作を適切に行うことができる。よって、建設機械による作業効率を確保できる。
(変形例)
上記の各実施形態は、様々に変形できる。
例えば、異なる実施形態の構成の一部どうしを組み合わせてもよい。具体的には例えば、図2に示す第1実施形態のようにブーム用シリンダ23Fに接続された再生通路71および検知圧上昇通路81・82を備える構成と、図6に示す第4実施形態のようにアーム用シリンダ23Eに接続された再生通路471および検知圧上昇通路481・482を備える構成と、を組み合わせてもよい。
例えば、第4実施形態の建設機械用油圧回路430を、検知圧上昇通路481および第2検知圧上昇通路482のうち一方のみを備えるように変形してもよい。
例えば、図1に示す建設機械用油圧回路30などに図示しない構成要素(絞りや通路など)を追加してもよい。また、建設機械用油圧回路30の各通路の接続の位置を変更してもよい。
11 第1ポンプ
12 第2ポンプ
15 タンク
21A、21B、22C、22D、23E、23F アクチュエータ
23E アーム用シリンダ(第4実施形態における再生対象アクチュエータ)
23F ブーム用シリンダ(第1実施形態における再生対象アクチュエータ)
30、230、330、430 建設機械用油圧回路
31 第1アンロード通路
32 第2アンロード通路
35 タンク通路
35Eo アーム排出油(第4実施形態における再生対象排出油)
35Fo ブーム排出油(第1実施形態における再生対象排出油)
51A、51B、52C、52D、53E、53F 方向切換弁
53F ブーム用方向切換弁(再生対象切換弁)
53Fb ブーム上げ位置
53Fc、453Fc ブーム下げ位置
60 ネガコン圧検知部
61p 第1圧力検知部
62p 第2圧力検知部
65 レギュレータ
71、471 再生通路
81、481 第1検知圧上昇通路(検知圧上昇通路)
82、482 第2検知圧上昇通路(検知圧上昇通路)
453E アーム用方向切換弁(再生対象切換弁)
453F ブーム用方向切換弁

Claims (7)

  1. 第1ポンプ、第2ポンプ、タンク、および、複数のアクチュエータに接続される建設機械用油圧回路であって、
    前記第1ポンプに接続される第1アンロード通路と、
    前記第2ポンプに接続される第2アンロード通路と、
    前記第1アンロード通路、前記第2アンロード通路、および前記タンクに接続されるタンク通路と、
    前記第1ポンプまたは前記第2ポンプから前記アクチュエータに油を供給し、前記アクチュエータから排出された油を前記タンクに排出し、複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される方向切換弁と、
    前記第1アンロード通路の最下流部の第1圧力検知部で検知された圧力、および前記第2アンロード通路の最下流部の第2圧力検知部で検知された圧力のうち、低い方の圧力をネガコン圧として出力するネガコン圧検知部と、
    前記ネガコン圧検知部から出力される前記ネガコン圧に応じて、前記第1ポンプおよび前記第2ポンプそれぞれの吐出量を連動させて制御するレギュレータと、
    複数の前記アクチュエータの一部を構成する再生対象アクチュエータに接続される再生通路と、
    前記再生対象アクチュエータに接続される検知圧上昇通路と、
    を備え、
    前記方向切換弁は、前記第2ポンプの吐出油を前記再生対象アクチュエータに供給する再生対象切換弁を備え、
    前記再生通路は、前記再生対象アクチュエータから排出された再生対象排出油を、前記第2ポンプの吐出油が供給されることにより作動する前記アクチュエータに供給する圧油再生を行い、
    前記検知圧上昇通路は、前記圧油再生が行われるときに、前記第1圧力検知部よりも上流側の前記第1アンロード通路、または、前記第2圧力検知部よりも上流側の前記第2アンロード通路に前記再生対象排出油の一部を供給する、
    建設機械用油圧回路。
  2. 請求項1に記載の建設機械用油圧回路であって、
    前記検知圧上昇通路は、前記圧油再生が行われるときに、前記第1圧力検知部よりも上流側の前記第1アンロード通路に前記再生対象排出油の一部を供給する第1検知圧上昇通路を備える、
    建設機械用油圧回路。
  3. 請求項2に記載の建設機械用油圧回路であって、
    前記検知圧上昇通路は、前記圧油再生が行われるときに、前記第2圧力検知部よりも上流側の前記第2アンロード通路に前記再生対象排出油の一部を供給する第2検知圧上昇通路を備える、
    建設機械用油圧回路。
  4. 請求項2に記載の建設機械用油圧回路であって、
    前記第1検知圧上昇通路は、前記再生対象切換弁の弁内に配置される、
    建設機械用油圧回路。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の建設機械用油圧回路であって、
    前記再生対象切換弁は、ブーム用方向切換弁またはアーム用方向切換弁である、
    建設機械用油圧回路。
  6. 請求項2に記載の建設機械用油圧回路であって、
    複数の前記方向切換弁は、
    前記再生対象切換弁であるアーム用方向切換弁と、
    前記アーム用方向切換弁よりも下流側に配置されるブーム用方向切換弁と、
    を備え、
    前記ブーム用方向切換弁は、
    ブームを下げるときに選択され、前記第1アンロード通路を連通状態とするブーム下げ位置と、
    ブームを上げるときに選択され、前記第1アンロード通路を遮断するまたは絞るブーム上げ位置と、
    を備える、建設機械用油圧回路。
  7. 請求項1に記載の建設機械用油圧回路であって、
    前記検知圧上昇通路は、前記圧油再生が行われるときに、前記第2圧力検知部よりも上流側の前記第2アンロード通路に前記再生対象排出油の一部を供給する、
    建設機械用油圧回路。
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