JP2017067153A - 建設機械の油圧回路 - Google Patents
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第2の発明により、電磁比例弁のスタンバイ圧がコントロールバルブの作動に影響を与えることを抑制できる。
建設機械1の油圧回路20は、次のように作動する。
通常時(下記の「所定条件」が満たされない場合)は、アクチュエータ33は、操作者によるレバーLの操作に応じて作動する。さらに詳しくは、パイロットポンプ41は、上流側第一パイロット油路51aを介してリモコン弁53に油圧を供給する。リモコン弁53は、パイロットポンプ41から供給された油圧を、レバーLの操作に応じた2次圧に減圧する。この2次圧は、下流側第一パイロット油路51bを介して第一入力部43aに入力される。ここで、通常時には、第二入力部43bの圧力はゼロである(下記)。よって、第一入力部43aの圧力は、第二入力部43bの圧力以上となる。よって、リモコン弁53の2次圧は、シャトル弁43を介して、パイロット室35pに供給される。よって、コントロールバルブ35は、第一作動位置35aに切り替わる。また、コントロールバルブ35の開度は、パイロット室35pに供給されたパイロット圧P35pに応じて変わる。これにより、コントロールバルブ35は、メインポンプ31からアクチュエータ33に供給される油の流量を変え、アクチュエータ33の作動速度を変える。その結果、アクチュエータ33は、操作者のレバーLの操作に応じて作動する。例えば、アーム12用のアクチュエータ33は、操作者によるアーム押しの操作に応じて、アーム12の先端部をブーム11から遠ざけるように作動する。
下記の「所定条件」が満たされる場合は、アクチュエータ33は、コントローラ70の指令に応じて作動する。コントローラ70には、所定条件が予め設定される。所定条件は、アクチュエータ33の状態に関する条件である。所定条件は、例えば、アクチュエータ33の作動速度に関する条件、および、アクチュエータ33の作動位置(角度位置を含む)に関する条件の少なくともいずれかである。所定条件の具体例は次の通りである。所定条件は、アタッチメント10の姿勢に関する条件であり、例えばアーム12先端の位置に関する条件である。所定条件は、予め設定された領域内にアタッチメント10が配置されていることであり、例えば予め設定された干渉回避領域内にアーム12先端が配置されていることである。上記「予め設定された領域」は、障害物(アタッチメント10と干渉するおそれがある物)の近傍の位置に設定される。上記「干渉回避領域」は、例えば運転室(図示なし)の近傍の位置に設定される(この場合、油圧回路20は、いわば運転室干渉防止装置である)。アタッチメント10の姿勢は、アタッチメント10に設けられたセンサ(ブームアングルセンサ15など)の検出値に基づいて、コントローラ70により演算される。アーム12先端の位置は、ブームアングルセンサ15およびアームアングルセンサ16の検出値に基づいて、コントローラ70により演算される。
電磁比例弁63は、スタンバイ状態になる場合がある。スタンバイ状態は、微小なスタンバイ電流が電磁比例弁63に入力される状態である。上記「所定条件」が満たされない場合には、電磁比例弁63はスタンバイ状態になる。アクチュエータ33を停止させる指令をコントローラ70が電磁比例弁63に出力している場合には、電磁比例弁63は、スタンバイ状態になる。上記「スタンバイ電流」は、電磁比例弁63のスプールを微小に動かすための電流であり、例えばディザ電流などである。スタンバイ電流は、電磁比例弁63に入力される指令電流値の変化に応じて、電磁比例弁63のスプールがスムーズに移動できるようにすることで、電磁比例弁63の2次圧が適切に変化できるようにするための電流である。
電磁比例弁63がスタンバイ状態、かつ、レバーLが中立のときには、第一入力部43aおよび第二入力部43bに入力される圧力は、いずれもゼロである。この場合、シャトル弁43の出力(出力部43cの圧力)は、ゼロである。よって、パイロット室35pのパイロット圧P35pはゼロである。また、レバーLが中立のときには、逆側パイロット室35qのパイロット圧P35qもゼロである。したがって、電磁比例弁63がスタンバイ状態、かつ、レバーLが中立のとき、コントロールバルブ35は、適切に中立位置35cになる。
電磁比例弁63がスタンバイ状態、かつ、逆側レバー操作(下記)が行われるとき、逆側レバー操作に応じてコントロールバルブ35が適切に作動する。この作動の詳細は次の通りである。逆側レバー操作は、コントロールバルブ35を第二作動位置35bに切り替える側へのレバーLの操作である。逆側レバー操作が行われるとき、リモコン弁53の2次圧はゼロである。よって、電磁比例弁63がスタンバイ状態、かつ、逆側レバー操作が行われるとき、シャトル弁43の第一入力部43aおよび第二入力部43bに入力される圧力は、いずれもゼロである。よって、パイロット室35pに入力されるパイロット圧P35pは、ゼロである。また、逆側レバー操作が行われるとき、レバーLの操作に応じて、逆側パイロット室35qにパイロット圧P35qが入力される。このとき、パイロット室35pの圧力(ゼロ)は、パイロット圧P35qに応じたコントロールバルブ35の操作の妨げとなる圧力(対抗圧)にならない。よって、逆側レバー操作に応じて、適切にコントロールバルブ35が第二作動位置35bに切り替わり、適切にアクチュエータ33が作動する(正常な速度制御ができる)。
油圧回路20とは異なり、リモコン弁53によりコントロールバルブ35の制御を行うが、電磁比例弁63によりコントロールバルブ35の制御を行わない油圧回路(制御の切替を行わない油圧回路)がある(図示なし)。制御の切替を行わない油圧回路では、リモコン弁53が制御するパイロット圧P35pは、ゼロになり得る。また、上記のように、油圧回路20では、リモコン弁53が制御するパイロット圧P35pは、ゼロになり得る。よって、制御の切替を行わない油圧回路と、制御の切替を行う油圧回路20とで、リモコン弁53により制御可能なパイロット圧P35pの範囲を等しくでき、その結果、リモコン弁53によるスプール制御域を等しくできる。スプール制御域とは、コントロールバルブ35のスプールの位置の制御が可能な領域である。
図1に示す建設機械1の油圧回路20による効果は次の通りである。油圧回路20は、パイロットポンプ41と、パイロットポンプ41に接続されるパイロット室35pを有するコントロールバルブ35と、を備える。さらに、油圧回路20は、シャトル弁43と、第一パイロット油路51と、第二パイロット油路62と、リモコン弁53と、電磁比例弁63と、タンク23と、第一切替位置65a(接続手段)と、を備える。シャトル弁43は、パイロットポンプ41とパイロット室35pとの間に設けられ、第一入力部43aおよび第二入力部43bを有する。第一パイロット油路51は、パイロットポンプ41と第一入力部43aとに接続される。第二パイロット油路62は、パイロットポンプ41と第二入力部43bとに接続される。リモコン弁53は、第一パイロット油路51に設けられ、パイロットポンプ41から供給される油圧を操作に応じた2次圧に減圧する。電磁比例弁63は、第二パイロット油路62に設けられ、パイロットポンプ41から供給される油圧を入力電流に応じた2次圧に減圧する。第一切替位置65aは、第二パイロット油路62およびタンク23に接続される。
[構成1−1]シャトル弁43は、第一入力部43aおよび第二入力部43bのうち圧力が高い側とパイロット室35pとを連通させ、かつ、圧力が低い側とパイロット室35pとを遮断する。
[構成1−2]電磁比例弁63は、微小なスタンバイ電流が入力される状態であるスタンバイ状態になることが可能である。第一切替位置65aは、電磁比例弁63がスタンバイ状態のときに、第二パイロット油路62とタンク23とを連通させる。
油圧回路20は、第一切替位置65a(遮断手段)を備える。
[構成2]第一切替位置65aは、電磁比例弁63よりもパイロットポンプ41側(上流側第二パイロット油路62a)に設けられる。第一切替位置65aは、電磁比例弁63がスタンバイ状態のときに、パイロットポンプ41と電磁比例弁63とを遮断する。
上記の無駄なリークを抑制できる結果、次の効果を奏する場合がある。通常、パイロットポンプ41は、パイロット室35pだけでなく、パイロット室35p以外の部分にも油圧を供給する。上記「パイロット室35p以外の部分」は、例えば、逆側パイロット室35q、および、マルチコントロールバルブを構成する他のバルブ(コントロールバルブ35以外のバルブ)のパイロット室(図示なし)などである。上記の無駄なリークを抑制できるので、パイロットポンプ41は、パイロット室35p以外の部分に適切に油圧を供給できる。よって、逆側パイロット室35qのパイロット圧P35qに応じたアクチュエータ33の作動の制御を適切に行える。また、上記「他のバルブ」によるアクチュエータ(図示なし)の作動の制御を適切に行える。
図2を参照して、第2実施形態の建設機械201の油圧回路220について、第1実施形態との相違点を説明する。なお、建設機械201のうち、第1実施形態との共通点については、第1実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した。相違点は次の通りである。第2実施形態のシャトル弁243(高圧選択手段)の構成は、第1実施形態のシャトル弁43(図1参照)の構成とは異なる。第2実施形態の油圧回路220は、図1に示す第1実施形態の油圧回路20の切替弁65を備えない。
図2に示す建設機械201の油圧回路220による効果は次の通りである。油圧回路220は、パイロットポンプ41と、パイロットポンプ41に接続されるパイロット室35pを有するコントロールバルブ35と、を備える。さらに、油圧回路220は、シャトル弁243と、第一パイロット油路51と、第二パイロット油路62と、リモコン弁53と、電磁比例弁63と、を備える。シャトル弁243は、パイロットポンプ41とパイロット室35pとの間に設けられ、第一入力部43aおよび第二入力部43bを有する。第一パイロット油路51は、パイロットポンプ41と第一入力部43aとに接続される。第二パイロット油路62は、パイロットポンプ41と第二入力部43bとに接続される。リモコン弁53は、第一パイロット油路51に設けられ、パイロットポンプ41から供給される油圧を、操作に応じた2次圧に減圧する。電磁比例弁63は、第二パイロット油路62に設けられ、パイロットポンプ41から供給される油圧を、入力電流に応じた2次圧に減圧する。シャトル弁243は、設定圧を設定するためのバネ243sを備える。シャトル弁243は、第一入力部43aの圧力と設定圧との和が第二入力部43bの圧力未満の場合、第二入力部43bとパイロット室35pとを連通させ、かつ、第一入力部43aとパイロット室35pとを遮断する。
[構成3−1]シャトル弁243は、第一入力部43aの圧力と設定圧との和が第二入力部43bの圧力を超える場合、第一入力部43aとパイロット室35pとを連通させ、かつ、第二入力部43bとパイロット室35pとを遮断する。
[構成3−2]電磁比例弁63は、微小なスタンバイ電流が入力される状態であるスタンバイ状態になることが可能である。設定圧は、スタンバイ状態の電磁比例弁63の2次圧(スタンバイ圧)よりも大きい値に設定される。
上記の各実施形態は様々に変形されてもよい。上記実施形態の構成要素の数は適宜変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、図1に示すブームアングルセンサ15やアームアングルセンサ16は設けられなくてもよい。
20、220 油圧回路
23 タンク
35 コントロールバルブ
35p パイロット室
41 パイロットポンプ
43、243 シャトル弁(高圧選択手段)
43a 第一入力部
43b 第二入力部
51 第一パイロット油路
53 リモコン弁
62 第二パイロット油路
63 電磁比例弁
65a 第一切替位置(接続手段、遮断手段)
243s バネ(設定手段)
Claims (3)
- パイロットポンプと、
前記パイロットポンプに接続されるパイロット室を有するコントロールバルブと、
前記パイロットポンプと前記パイロット室との間に設けられ、第一入力部および第二入力部を有する高圧選択手段と、
前記パイロットポンプと前記第一入力部とに接続される第一パイロット油路と、
前記パイロットポンプと前記第二入力部とに接続される第二パイロット油路と、
前記第一パイロット油路に設けられ、前記パイロットポンプから供給される油圧を操作に応じた2次圧に減圧するリモコン弁と、
前記第二パイロット油路に設けられ、前記パイロットポンプから供給される油圧を入力電流に応じた2次圧に減圧する電磁比例弁と、
タンクと、
前記第二パイロット油路および前記タンクに接続される接続手段と、
を備え、
前記高圧選択手段は、前記第一入力部および前記第二入力部のうち圧力が高い側と前記パイロット室とを連通させ、かつ、圧力が低い側と前記パイロット室とを遮断し、
前記電磁比例弁は、微小なスタンバイ電流が入力される状態であるスタンバイ状態になることが可能であり、
前記接続手段は、前記電磁比例弁が前記スタンバイ状態のときに、前記第二パイロット油路と前記タンクとを連通させる、
建設機械の油圧回路。 - 請求項1に記載の建設機械の油圧回路であって、
前記電磁比例弁よりも前記パイロットポンプ側に設けられ、前記電磁比例弁が前記スタンバイ状態のときに前記パイロットポンプと前記電磁比例弁とを遮断する遮断手段を備える、
建設機械の油圧回路。 - パイロットポンプと、
前記パイロットポンプに接続されるパイロット室を有するコントロールバルブと、
前記パイロットポンプと前記パイロット室との間に設けられ、第一入力部および第二入力部を有する高圧選択手段と、
前記パイロットポンプと前記第一入力部とに接続される第一パイロット油路と、
前記パイロットポンプと前記第二入力部とに接続される第二パイロット油路と、
前記第一パイロット油路に設けられ、前記パイロットポンプから供給される油圧を操作に応じた2次圧に減圧するリモコン弁と、
前記第二パイロット油路に設けられ、前記パイロットポンプから供給される油圧を入力電流に応じた2次圧に減圧する電磁比例弁と、
を備え、
前記高圧選択手段は、設定圧を設定するための設定手段を備え、
前記高圧選択手段は、前記第一入力部の圧力と前記設定圧との和が前記第二入力部の圧力未満の場合、前記第二入力部と前記パイロット室とを連通させ、かつ、前記第一入力部と前記パイロット室とを遮断し、
前記高圧選択手段は、前記第一入力部の圧力と前記設定圧との和が前記第二入力部の圧力を超える場合、前記第一入力部と前記パイロット室とを連通させ、かつ、前記第二入力部と前記パイロット室とを遮断し、
前記電磁比例弁は、微小なスタンバイ電流が入力される状態であるスタンバイ状態になることが可能であり、
前記設定圧は、前記スタンバイ状態の前記電磁比例弁の2次圧よりも大きい値に設定される、
建設機械の油圧回路。
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