JP6021144B2 - 油圧駆動システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧駆動システムが搭載された油圧ショベル100の斜視図である。油圧ショベル100は、車両本体1と作業機2とを有する。車両本体1は、上部旋回体3と運転室4と下部車体5とを有する。上部旋回体3は、下部車体5上に載置されている。上部旋回体3は、下部車体5に対して旋回可能に設けられる。上部旋回体3は、後述するエンジンや油圧ポンプなどの装置を収容している。運転室4は上部旋回体3の前部に載置されている。運転室4内には、後述する操作装置が配置される。下部車体5は履帯5a,5bを有しており、履帯5a,5bが回転することにより油圧ショベル100が走行する。
本発明の第2実施形態に係る油圧駆動システムを図5に示す。第2実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁16は、第3位置状態P3において、第1シリンダ用ポート16bと第2シリンダ用ポート16fとを連通させる戻し流路18を有する。制御弁16が第3位置状態P3であるときに、戻し流路18は、第1流路15aから分岐しており、第1室14cから排出された作動油の一部を第2流路15bに戻す。戻し流路18には、チェック弁19と絞り20とが配置されている。チェック弁19は、第1流路15aから第2流路15bへの作動油の流れを許容する。チェック弁19は、第2流路15bから第1流路15aへの作動油の流れを禁止する。
本発明の第3実施形態に係る油圧駆動システムを図6に示す。第3実施形態に係る油圧駆動システムは、ブリードオフ流路38を備える。制御弁16は、第3ブリードオフポート16iを有する。ブリードオフ流路38は、第3ブリードオフポート16iと作動油タンク27とに接続されている。制御弁16は、第3位置状態P3において、第1シリンダ用ポート16bと第2シリンダ用ポート16fとを連通させる戻し流路18を有する。制御弁16が第3位置状態P3であるときに、戻し流路18は、第1流路15aから分岐しており、第1室14cから排出された作動油の一部を第2流路15bに戻す。戻し流路18には、チェック弁19と絞り20とが配置されている。
本発明の第4実施形態に係る油圧駆動システムを図7に示す。第4実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁16は、第3位置状態P3において、第1シリンダ用ポート16bと第3ブリードオフポート16iとをチェック弁19及び絞り17を介して連通させると共に、第1シリンダ用ポート16bと第2シリンダ用ポート16fとをチェック弁19及び絞り20を介して連通させる。すなわち、制御弁16は、第3位置状態P3では、第1シリンダ流路31をチェック弁19及び絞り17を介してブリードオフ流路38に接続すると共に、第1シリンダ流路31をチェック弁19及び絞り20を介して第2シリンダ流路32に接続する。第4実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成及び高速度制御時の作動油の流れは、第3実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様であるため、説明を省略する。第4実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第3実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。
本発明の第5実施形態に係る油圧駆動システムを図8に示す。第5実施形態に係る油圧駆動システムでは、第1実施形態の油圧駆動システムにおいて第2油圧ポンプ13が省略されている。従って、メインポンプ10は、1つの油圧ポンプ(第1油圧ポンプ12)によって構成されている。また、第5実施形態に係る油圧駆動システムは、シャトル弁51を備えている。
本発明の第6実施形態に係る油圧駆動システムを図9に示す。第6実施形態に係る油圧駆動システムは、第1実施形態の油圧駆動システムの制御弁16に代えて、制御弁29を備えている。制御弁29は、ポンプコントローラ24からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。制御弁29は、第1流路15aとブリードオフ流路37との間に配置される。制御弁29は、ポンプコントローラ24からの指令信号に基づいて、第1流路15aからブリードオフ流路37に流れる作動油の流量を制御する。
本発明の第7実施形態に係る油圧駆動システムを図10に示す。第7実施形態に係る油圧駆動システムは、第1実施形態の油圧駆動システムのエンジン11に代えて、電動モータ60を備えている。また、第7実施形態に係る油圧駆動システムでは、第1油圧ポンプ12及び第2油圧ポンプ13は、固定容量型のポンプである。回転速度センサ23は、電動モータ60の実回転速度を検出する。ポンプコントローラ24は、電動モータ60の回転速度を制御することにより、第1油圧ポンプ12及び第2油圧ポンプ13からの吐出流量を制御する。第7実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第1実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。また、第7実施形態に係る油圧駆動システムにおける高速度制御時の作動油の流れについても、第1実施形態に係る油圧駆動システムと同様である。第7実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第1実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。
第1実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁16のブリードオフ流路37に接続する開口は、ブーム操作量が所定値A1になったときに開き始めている。しかし、図11に示すように、制御弁16のブリードオフ流路37に接続する開口は、ブーム操作量が所定値Athになったときに開き始めてもよい。所定値Athは、操作部材46aの最大操作量よりも小さい。操作部材46aの最大操作量を100%として、所定値Athは例えば85%である。所定値Athは、第1油圧ポンプ12の容量が最大容量Dmaxとなるブーム操作量の所定値A1より大きい。本実施形態に係る油圧駆動システムにおいても第1実施形態と同様に、第1油圧ポンプ12及び第2油圧ポンプ13の吸込み油量がほぼ一定のままでも、作業機2の下降速度を増大させることができる。
第1実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁16のブリードオフ流路37に接続する開口は、ブーム操作量が所定値A1になったときに開き始めている。すなわち、制御弁16のブリードオフ流路37に接続する開口は、第1油圧ポンプ12の容量が最大容量Dmaxとなったときに開き始める。しかし、図12に示すように、制御弁16のブリードオフ流路37に接続する開口は、第1油圧ポンプ12の容量が最大容量Dmaxより小さい所定容量D1となったときに開き始めてもよい。図12において、A2は、第1油圧ポンプ12の容量が所定容量D1となったときのブーム操作量である。
第1実施形態に係る油圧駆動システムでは、ポンプコントローラ24は、ブーム操作量に応じて制御弁16のブリードオフ開口面積を制御している。しかし、エンジン回転速度に応じて、ブリードオフ開口面積を制御してもよい。図13は、第10実施形態に係る油圧駆動システムにおけるブリードオフ開口面積の制御の処理を示すフローチャートである。
12a 第1ポンプポート
12b 第2ポンプポート
11 エンジン
2 作業機
14 油圧シリンダ
14c 第1室
14d 第2室
15 作動油流路
15a 第1流路
15b 第2流路
37,38 ブリードオフ流路
46a 操作部材
16 制御弁
23 回転速度センサ
35 チャージ回路
27 作動油タンク
18 戻し流路
Claims (11)
- 第1ポンプポートと第2ポンプポートとを有し、前記第2ポンプポートから作動油を吸入して前記第1ポンプポートから作動油を吐出する状態と、前記第1ポンプポートから作動油を吸入して前記第2ポンプポートから作動油を吐出する状態と、に切り換え可能な油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する駆動源と、
作業機と、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動され、第1室と第2室とを有し、前記第1室から作動油が排出され、且つ、前記第2室に作動油が供給されることによって前記作業機を下降させ、前記第1室に作動油が供給され、且つ、前記第2室から作動油が排出されることによって前記作業機を上昇させる油圧シリンダと、
前記第1ポンプポートと前記第1室とを接続する第1流路と、前記第2ポンプポートと前記第2室とを接続する第2流路とを有し、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間で閉回路を構成する作動油流路と、
前記第1流路から分岐しており、前記作業機の下降時に前記第1室から排出された作動油の一部が流れるブリードオフ流路と、
前記油圧シリンダの動作を操作するための操作部材と、
を備え、
前記作業機の下降時に、前記操作部材の操作量に応じた操作パラメータが、所定値よりも小さいときには、前記第1室から排出された作動油の全量が、前記第1流路を介して前記第1ポンプポートに戻され、
前記作業機の下降時に、前記操作パラメータが、前記所定値以上であるときには、前記第1室から排出された作動油の一部が、前記ブリードオフ流路に流れ、前記第1ポンプポートに戻される作動油の流量は、前記第1室から排出された作動油の全量よりも少ない、
油圧駆動システム。 - 前記操作パラメータは、前記操作部材の操作量であり、
前記所定値は、前記操作部材の最大操作量よりも小さい所定操作量である、
請求項1に記載の油圧駆動システム。 - 前記第1流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁をさらに備え、
前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口は、前記操作部材の操作量が前記所定操作量となったときに開き始め、前記操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる、
請求項2に記載の油圧駆動システム。 - 前記油圧ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記操作パラメータは、前記油圧ポンプの容量であり、
前記所定値は、前記油圧ポンプの最大容量である、
請求項1に記載の油圧駆動システム。 - 前記第1流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁をさらに備え、
前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口は、前記油圧ポンプの容量が前記最大容量となったときに開き始め、前記操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる、
請求項4に記載の油圧駆動システム。 - 前記油圧ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記操作パラメータは、前記油圧ポンプの容量であり、
前記所定値は、前記油圧ポンプの最大容量よりも小さい所定容量である、
請求項1に記載の油圧駆動システム。 - 前記第1流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁をさらに備え、
前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口は、前記油圧ポンプの容量が前記所定容量となったときに開き始め、前記操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる、
請求項6に記載の油圧駆動システム。 - 第1ポンプポートと第2ポンプポートとを有し、前記第2ポンプポートから作動油を吸入して前記第1ポンプポートから作動油を吐出する状態と、前記第1ポンプポートから作動油を吸入して前記第2ポンプポートから作動油を吐出する状態と、に切り換え可能な油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する駆動源と、
作業機と、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動され、第1室と第2室とを有し、前記第1室から作動油が排出され、且つ、前記第2室に作動油が供給されることによって前記作業機を下降させ、前記第1室に作動油が供給され、且つ、前記第2室から作動油が排出されることによって前記作業機を上昇させる油圧シリンダと、
前記第1ポンプポートと前記第1室とを接続する第1流路と、前記第2ポンプポートと前記第2室とを接続する第2流路とを有し、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間で閉回路を構成する作動油流路と、
前記第1流路から分岐しており、前記作業機の下降時に前記第1室から排出された作動油の一部が流れるブリードオフ流路と、
前記第1流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁と、
前記油圧ポンプ又は前記駆動源の回転速度を検出する回転速度センサと、
を備え、
前記油圧ポンプ又は前記駆動源の回転速度が、所定の許容回転速度よりも小さい所定値より大きくなったときに、前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口が開き始め、前記回転速度の増大に応じて開口面積を増大させる、
油圧駆動システム。 - 前記作動油流路に作動油を補充するためのチャージ回路をさらに備え、
前記ブリードオフ流路は、前記チャージ回路に接続されている、
請求項1から8のいずれかに記載の油圧駆動システム。 - 作動油を貯留する作動油タンクをさらに備え、
前記ブリードオフ流路は、前記作動油タンクに接続されている、
請求項1から8のいずれかに記載の油圧駆動システム。 - 第1ポンプポートと第2ポンプポートとを有し、前記第2ポンプポートから作動油を吸入して前記第1ポンプポートから作動油を吐出する状態と、前記第1ポンプポートから作動油を吸入して前記第2ポンプポートから作動油を吐出する状態と、に切り換え可能な油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する駆動源と、
作業機と、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動され、第1室と第2室とを有し、前記第1室から作動油が排出され、且つ、前記第2室に作動油が供給されることによって前記作業機を下降させ、前記第1室に作動油が供給され、且つ、前記第2室から作動油が排出されることによって前記作業機を上昇させる油圧シリンダと、
前記第1ポンプポートと前記第1室とを接続する第1流路と、前記第2ポンプポートと前記第2室とを接続する第2流路とを有し、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間で閉回路を構成する作動油流路と、
前記第1流路から分岐しており、前記作業機の下降時に前記第1室から排出された作動油の一部が流れるブリードオフ流路と、
前記第1流路から分岐しており、前記第1室から排出された作動油の一部を前記第2流路に戻す戻し流路と、
を備える油圧駆動システム。
Priority Applications (5)
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