JP2021055699A - 流体制御回路、油圧制御回路及び建設機械 - Google Patents
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Abstract
Description
また、第1ポンプの流体に第2回路の余剰流体のみ合流させることにより、第1ポンプの流体に過多の余剰流体を合流させることを抑えることができる。これにより、第1アクチュエータの低負荷時のブリードオフ制御では、ブリード合流流量が多くなることを抑制でき、圧力補償特性を良好に保つことができる。
また、第1油圧ポンプの作動油に第2回路の余剰油のみ合流させることにより、第1油圧ポンプの作動油に過多の余剰油を合流させることを抑えることができる。これにより、第1アクチュエータの低負荷時のブリードオフ制御では、ブリード合流流量が多くなることを抑制でき、圧力補償特性を良好に保つことができる。
また、第2油圧ポンプの作動油に第1回路の余剰油のみ合流させることにより、第2油圧ポンプの作動油に過多の余剰油を合流させることを抑えることができる。これにより、第2アクチュエータの低負荷時のブリードオフ制御では、ブリード合流流量が多くなることを抑制でき、圧力補償特性を良好に保つことができる。
このように、油圧制御回路によれば、第1回路及び第2回路間の双方向への自動的な合流が可能で、アクチュエータの圧力補償特性の悪化を抑制できる。
また、第1油圧ポンプの作動油に第2回路の余剰油のみ合流させることにより、第1油圧ポンプの作動油に過多の余剰油を合流させることを抑えることができる。これにより、第1アクチュエータの低負荷時のブリードオフ制御で、ブリード合流流量が多くなることを抑制でき、圧力補償特性を良好に保つことができる。
また、第2油圧ポンプの作動油に第1回路の余剰油のみ合流させることにより、第2油圧ポンプの作動油に過多の余剰油を合流させることを抑えることができる。これにより、第2アクチュエータの低負荷時のブリードオフ制御で、ブリード合流流量が多くなることを抑制でき、圧力補償特性を良好に保つことができる。
このように、油圧制御回路によれば、第1回路及び第2回路間の双方向への自動的な合流が可能で、アクチュエータの圧力補償特性の悪化を抑制できる。
<建設機械>
図1は、建設機械100の概略構成図である。図2は、油圧制御回路1を示す回路図である。
図1、図2に示すように、建設機械100は、例えばラフテレーンクレーン等の自走式クレーンである。建設機械100は、例えば、旋回体(請求項における車体に相当)101と、走行体(請求項における車体に相当)102とを備えている。旋回体101は、走行体102の上に旋回可能に設けられている。旋回体101には、油圧制御回路(請求項における流体制御回路も含む)1が搭載されている。
また、油圧制御回路1の第2油圧ポンプ(請求項における第2ポンプも含む)P2から吐出される作動油によって、ブーム伸縮シリンダ116、ブーム起伏シリンダ117、及びジブ揺動シリンダ118が駆動される。以下、ブーム伸縮シリンダ116、ブーム起伏シリンダ117、ジブ揺動シリンダ118を第2アクチュエータ115として説明する場合がある。
油圧制御回路1は、主に第1油圧ポンプP1から作動油が送られる第1回路2と、主に第2油圧ポンプP2から作動油が送られる第2回路3と、第1回路2及び第2回路3に接続された合流回路4と、を備えている。
第1回路2は、主に第1油圧ポンプP1から作動油が送られる2個の第1操作切換弁10,11と、第1操作切換弁10,11に対応する第1流量調整弁(圧力補償弁)12,13と、を備える第1油圧ポンプ系統である。第1流量調整弁12,13は、第1油圧ポンプP1と第1操作切換弁10,11との途中に接続されている。
具体的には、第1操作切換弁10は、補巻ウインチモータ112に作動油を給排する補巻ウインチモータ112用のポートA1、B1を有する。第1操作切換弁11は、主巻ウインチモータ113に作動油を給排する主巻ウインチモータ113用のポートA2,B2を有する。
すなわち、第1回路2は、第1操作切換弁10,11をパイロット圧で操作することにより、第1油圧ポンプP1から吐出する作動油で補巻ウインチモータ112、主巻ウインチモータ113を駆動するウインチ回路である。
また、第2負荷圧検出用通路26,27,28で検出された負荷圧に基づいて、第2操作切換弁20,21,22の中の最高負荷圧を高圧選択弁31,32で選択する。高圧選択弁31,32で選択した最高負荷圧は合流弁35の制御に使用される。
すなわち、第2回路3は、第2操作切換弁20,21,22をパイロット圧で操作することにより、第2油圧ポンプP2から吐出する作動油でブーム伸縮シリンダ116、ブーム起伏シリンダ117、ジブ揺動シリンダ118を駆動するブーム回路である。
合流弁35は、状況に応じて第1油圧ポンプP1の作動油に、第2油圧ポンプP2の作動油の余剰油(余剰流体)を合流させる流量調整弁である。具体的には、合流弁35は、スプール型のバルブであり、スプール36の両端に軸方向の作動力を受けてスプール36が移動可能に支持されている。合流弁35は、スプール36が遮断位置と開放位置との間で開度が徐々に変化するように形成されており、開閉と可変絞りの機能を有している。
図3に示すように、合流弁35のスプール36の左端に作用する油圧は、第2油圧ポンプP2の油圧が通路45を経て圧力室46に伝えられ、スプール36を右方へ移動させるように作用する。また、スプール36の右端には、ばね47が当接され、ばね室48に高圧選択弁31(図2参照)の出口が通路49により接続されている。スプール36の右端に作用する右方向の作用力は、ばね41によるばね力と、高圧選択弁31からの出力圧とによる。
次に、油圧制御回路1の制御について説明する。
まず、図2に基づいて、第1回路2に第2回路3の余剰油を合流させる例を説明する。
図2に示すように、第1操作切換弁10,11及び第2操作切換弁20,21,22がいずれも操作されていない状態(中立位置にある状態)で、例えば、第1操作切換弁10を操作する。この場合、第1操作切換弁10の切換量に応じて第1流量調整弁12が、第1油圧ポンプP1の作動油を第1操作切換弁10に送る。第1油圧ポンプP1の作動油のうち余剰油は下流へ通油する。
第2油圧ポンプP2の余剰油は、通路52及び通路45を経て圧力室46(図3参照)に伝えられ、スプール36を右方へ移動させる。第2油圧ポンプP2の余剰油が、合流弁35を経て第1接続通路53に送られる。
合流した余剰油及び第1油圧ポンプP1の作動油が、第1操作切換弁10及び通路57を経て補巻ウインチモータ112に作動油として送られる。これにより、第1油圧ポンプP1単独による駆動に比べて、補巻ウインチモータ112を駆動する作動油流量が増加され、補巻ウインチモータ112の駆動速度を高めることができる。
図4は、比較例における第1接続通路53を通過する余剰油と補巻ウインチモータ112の負荷圧との関係を示すグラフである。グラフGはブリード合流流量を示す。
図4に示すように、第2油圧ポンプP2と第1油圧ポンプP1との両方の余剰油が第1接続通路53に送られた場合、補巻ウインチモータ112の負荷圧が小さくなると、グラフGに示すように、ブリード合流流量が多くなる。このため、補巻ウインチモータ112の圧力補償特性が悪化することが考えられる。
図2に示すように、第1操作切換弁10,11及び第2操作切換弁20,21,22がいずれも操作されていない状態(中立位置にある状態)で、例えば、第2操作切換弁21を操作する。この場合、第2操作切換弁21の切換量に応じて第2流量調整弁24が、第2油圧ポンプP2の作動油を第2操作切換弁21に送る。第2油圧ポンプP2の作動油のうち余剰油は下流へ通油する。
第1油圧ポンプP1の余剰油は、第1流量調整弁12,13を経て通路61に送られる。通路61に送られた余剰油は、通路61を経て第2接続通路54に送られる。
合流した余剰油及び第2油圧ポンプP2の作動油が、第2操作切換弁21及び通路59を経てブーム起伏シリンダ117に作動油として送られる。これにより、第2油圧ポンプP2単独による駆動に比べて、ブーム起伏シリンダ117を駆動する作動油流量が増加され、ブーム起伏シリンダ117の駆動速度を高めることができる。
したがって、第2接続通路54を通過する余剰油量を好適に保つことができる。これにより、ブーム起伏シリンダ117の負荷圧が小さくなった場合に、ブリード合流流量を好適に抑えることが可能になる。よって、圧力補償特性の悪化を抑制できる。
<油圧制御回路>
次に、第2実施形態の油圧制御回路80を図5に基づいて説明する。第1実施形態の油圧制御回路1と同一態様には同一符号を付して説明を省略する。
図5は、第2実施形態の油圧制御回路80を示す回路図である。
図5に示すように、油圧制御回路80は、合流回路4に第2合流弁82を備えている。この点、前述の第1実施形態と相違する点である。第2実施形態の油圧制御回路80は、その他の構成は第1実施形態の油圧制御回路1と同様である。第2合流弁82は、第1実施形態の合流弁35と同様に構成されている。
次に、第2実施形態における油圧制御回路80の制御について説明する。
まず、図5に基づいて、第1回路2に第2回路3の余剰油を合流させる例を説明する。なお、以下の説明で、左右方向は、図5における左右方向と一致している。
図5に示すように、第1操作切換弁10,11及び第2操作切換弁20,21,22がいずれも操作されていない状態(中立位置にある状態)で、例えば、第1操作切換弁10を操作する。この場合、第1操作切換弁10の切換量に応じて第1流量調整弁12が、第1油圧ポンプP1の作動油を第1操作切換弁10に送る。第1油圧ポンプP1の作動油のうち余剰油は下流へ通油する。
第2油圧ポンプP2の余剰油は、通路52及び通路45を経て圧力室46(図3参照)に伝えられ、スプール36を右方へ移動させる。第2油圧ポンプP2の余剰油が、合流弁35を経て第1接続通路53に送られる。
合流した余剰油及び第1油圧ポンプP1の作動油が、第1操作切換弁10及び通路57を経て補巻ウインチモータ112に作動油として送られる。これにより、第1油圧ポンプP1単独による駆動に比べて、補巻ウインチモータ112を駆動する作動油流量が増加され、補巻ウインチモータ112の駆動速度を高めることができる。
したがって、第2油圧ポンプP2の余剰油と第1油圧ポンプP1の余剰油との両方の余剰油を第1接続通路53に導かないようにできる。この結果、第1接続通路53を通過する余剰油量を好適に保つことができる。これにより、補巻ウインチモータ112の負荷圧が小さくなった場合に、ブリード合流流量を好適に抑えることが可能になる。よって、圧力補償特性の悪化を抑制できる。
図5に示すように、第1操作切換弁10,11及び第2操作切換弁20,21,22がいずれも操作されていない状態(中立位置にある状態)で、例えば、第2操作切換弁21を操作する。この場合、第2操作切換弁21の切換量に応じて第2流量調整弁24が、第2油圧ポンプP2の作動油を第2操作切換弁21に送る。第2油圧ポンプP2の作動油のうち余剰油は下流へ通油する。
第1油圧ポンプP1の余剰油は、通路83及び第2合流弁82を経て通路84に送られる。通路84に送られた余剰油は、通路84を経て第2接続通路54に送られる。
合流した余剰油及び第2油圧ポンプP2の作動油が、第2操作切換弁21及び通路59を経てブーム起伏シリンダ117に作動油として送られる。これにより、第2油圧ポンプP2単独による駆動に比べて、ブーム起伏シリンダ117を駆動する作動油流量が増加され、ブーム起伏シリンダ117の駆動速度を高めることができる。
したがって、第2接続通路54を通過する余剰油量を好適に保つことができる。これにより、ブーム起伏シリンダ117の負荷圧が小さくなった場合に、ブリード合流流量を好適に抑えることが可能になる。よって、圧力補償特性の悪化を抑制できる。
例えば、上述の実施形態では、建設機械100としてラフテレーンクレーン等の自走式クレーンを例に説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、さまざまな建設機械に上述の油圧制御回路1,80を採用できる。
また、上述の実施形態では、油圧制御回路1,80の第1回路2に第1操作切換弁10,11を備え、第2回路3に第2操作切換弁20,21,22を備えた例について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、第1回路2、第2回路3に備える操作切換弁の個数は任意に選択できる。
また、上述の実施形態では、作動油を用いた油圧制御回路1,80について説明した。しかしながら、さまざまな流体に上述の油圧制御回路1,80の構成を適用できる。すなわち、油圧制御回路1,80に代わって流体制御回路とすることができる。この流体制御回路で用いる流体としては、例えば空気等を挙げることができる。この場合、第1油圧ポンプP1、第2油圧ポンプP2に代わってエアポンプを用いることができる。また、第1アクチュエータ111や第2アクチュエータ115は、空気によって作動するエアアクチュエータとすることができる。
Claims (8)
- 第1ポンプの流体を第1操作切換弁で第1アクチュエータに送る第1回路と、
第2ポンプの流体を第2操作切換弁で第2アクチュエータに送る第2回路と、
前記第1ポンプの流体に前記第2回路の余剰流体を合流させ、前記第2ポンプの流体に前記第1回路の余剰流体を合流させる合流回路と、
を備える流体制御回路。 - 第1油圧ポンプの作動油を第1操作切換弁で第1アクチュエータに送る第1回路と、
第2油圧ポンプの作動油を第2操作切換弁で第2アクチュエータに送る第2回路と、
前記第1油圧ポンプの作動油に前記第2回路の余剰油を合流させ、前記第2油圧ポンプの作動油に前記第1回路の余剰油を合流させる合流回路と、
を備える油圧制御回路。 - 前記合流回路は、
前記第1油圧ポンプの作動油に前記第2回路の余剰油を合流させる第1オープンセンタ通路を含む第1接続通路と、
前記第2油圧ポンプの作動油に前記第1回路の余剰油を合流させる第2オープンセンタ通路を含む第2接続通路と、
を有する請求項2に記載の油圧制御回路。 - 前記第1油圧ポンプと前記第1操作切換弁との間に接続され、前記第1操作切換弁に送る作動油又は余剰油のいずれか一方の流量を制御する第1流量調整弁と、
前記第2油圧ポンプと前記第2操作切換弁との間に接続され、前記第2操作切換弁に送る作動油又は余剰油のいずれか一方の流量を制御する第2流量調整弁と、
を備える請求項3に記載の油圧制御回路。 - 第1油圧ポンプ、前記第1油圧ポンプに接続された第1操作切換弁、及び前記第1操作切換弁と前記第1油圧ポンプとの間に接続され前記第1操作切換弁に送る作動油又は余剰油のいずれか一方の流量を制御する第1流量調整弁を備えた第1回路と、
第2油圧ポンプ、前記第2油圧ポンプに接続された第2操作切換弁、及び前記第2操作切換弁と前記第2油圧ポンプとの間に接続され、前記第2操作切換弁に送る作動油又は余剰油のいずれか一方の流量を制御する第2流量調整弁を備えた第2回路と、
第1油圧ポンプの作動油に前記第2油圧ポンプの余剰油を合流させるオープンセンタ通路を含む第1接続通路、及び前記第2油圧ポンプの作動油に前記第1油圧ポンプの余剰油を合流させるオープンセンタ通路を含む第2接続通路を備えた合流回路と、
を備える油圧制御回路。 - 油圧ポンプ、前記油圧ポンプに接続され油圧アクチュエータの駆動制御を行う操作切替弁、及び前記油圧ポンプと前記操作切替弁との間に設けられ前記操作切替弁への作動油の供給量を制御する流量調整弁を有する油圧回路と、
前記油圧回路での前記流量調整弁の下流と他の油圧回路とを接続する合流回路と、
を備える油圧制御回路。 - 前記合流回路は、オープンセンタ通路を含む接続通路を備える
請求項6に記載の油圧制御回路。 - 請求項2から請求項7のいずれか1項に記載の油圧制御回路が搭載された車体を備えた建設機械。
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