JP6231949B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents
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Description
最高負荷圧の最大圧力はメインリリーフ弁のセット圧よりも低い圧力に制限され、かつ油圧ポンプの吐出圧と最高負荷圧との差圧はロードセンシング制御の目標差圧に応じて変化するようになるので、ロードセンシング制御の目標差圧によらず、良好な複合操作性を得ることができる。
図1は、本発明の一実施の形態に係わる油圧ショベル(建設機械)の油圧駆動装置を示す図である。
PA1=PS1+α−PGR
<受圧部16cに印加される走行操作信号圧力Ptpiが閾値Ptr以上であるとき>
PA2=PS1+α+ΔPt2−PGR
=PS1+α+ΔPt1−PGR
=PS2+α−PGR
上式を変形すると、
PA1=PS1−(PGR−α)
PA2=PS2−(PGR−α)
なお、αは0より大きくPGR未満のLS制御調整値である(0<α<PGR)。
図4は、比較例を示す図である。この比較例は、図1に示した本実施の形態の油圧駆動装置において、信号圧可変リリーフ弁16を特許文献1記載の信号圧可変リリーフ弁116に置き換えたものである。言い換えれば、特許文献1に記載のように、最高負荷圧ライン35に信号圧可変リリーフ弁116を設けたロードセンシング制御システムの油圧駆動装置において、特許文献2に記載のように、走行操作時にメインリリーフ弁14のセット圧が第1の値PS1から第2の値PS2に増加するようにメインリリーフ弁14を可変リリーフ弁として構成した場合のものである。
上式を変形すると、
PA=PS1−(PGR−α)
前述したように、PS1は走行用の操作装置124a,124bのいずれも操作されていないときのメインリリーフ弁14のセット圧であり、PS1+αはバネ16aのバネ常数によって設定される圧力値である。αは0より大きくPGR未満のLS制御調整値である。
次に、図1に示した本実施の形態の動作を説明する。
全ての操作装置の操作レバーが中立の場合、メインリリーフ弁14の受圧部14b及び信号圧可変リリーフ弁16の受圧部16cには、走行操作検出回路70のシャトル弁70a,70b,70c及び信号圧力ライン36,36a,36bを介してタンク圧が導かれる。このとき、図2に示したように、メインリリーフ弁14のセット圧はバネ14aで設定された第1の値PS1であり、信号圧可変リリーフ弁16のセット圧はバネ16aと受圧部16bにより設定された第3の値PA1、すなわちPS1−(PGR−α)となる。
全ての操作装置の操作レバーが中立の場合には、前述のようにPlmaxa(=Plmax)はタンク圧であるため、タンク圧が0であると仮定すると、Pls=Pp−Plmaxa=Pp>PGRの関係が成り立っている。
走行以外の操作装置の操作レバーを入力した場合、メインリリーフ弁14の受圧部14b及び信号圧可変リリーフ弁16の受圧部16cには、(a)の場合と同様に、走行操作検出回路70のシャトル弁70a,70b,70c及び信号圧力ライン36,36a,36bを介してタンク圧が導かれる。このとき、図2に示したように、メインリリーフ弁14のセット圧はバネ14aで設定された第1の値PS1であり、信号圧可変リリーフ弁16のセット圧はバネ16aと受圧部16bにより設定された第3の値PA1、すなわちPS1−(PGR−α)となる。
Pls=Pp−Plmaxa=PS1−(PS1−(PGR−α))=PGR−α
となる。ここで、αは前述のように0より大きくPGR未満の値であるので、
0<Pls<PGR
となる。
走行用の操作装置124a,124bのいずれか或いは両方の操作レバーを入力した場合、走行操作検出回路70のシャトル弁70a,70b,70cによって高圧選択され、メインリリーフ弁14の受圧部14bと信号圧可変リリーフ弁16の受圧部16cに導かれた走行操作信号圧力Ptpiが閾値Ptr以上になると、図2に示したように、メインリリーフ弁14のセット圧は、バネ14aで設定された第1のアクチュエータPS1に受圧部14bの走行操作信号圧力Ptpiによって設定された値ΔPtを加算したPS2に増加し、信号圧可変リリーフ弁16のセット圧は、バネ16aと受圧部16bとで設定された第3の値PA1に受圧部16cの走行操作信号圧力Ptpiによって設定された値ΔPtを加算したPA2、すなわちPS2+α−PGRに増加する。
Pls=Pp−Plmaxa=PS2−(PS1−(PGR−α))=PGR−α
となる。ここで、αは前述のように0より大きくPGR未満の値であるので、
0<Pls<PGR
となる。
以上のように本実施の形態においては、信号圧可変リリーフ弁16は閉方向作動側に第2受圧部16cを有し、第2受圧部16cに印加される走行操作信号圧力Ptpiが閾値Ptr以上になると、メインリリーフ弁16のセット圧がPS1からPS2に増加するのに合わせて信号圧可変リリーフ弁16のセット圧がPA1からPA2(=PS2−(PGR−α))に増加する。これにより、左走行モータ3fの負荷圧がメインリリーフ弁14のセット圧PS2に達しようとした場合に、信号圧可変リリーフ弁16の働きによってPls<PGRの関係が得られるため、図6Bに示すようにロードセンシング制御でメインポンプの吐出圧PpをPS2まで上昇させることができ、走行時に走行モータ3f,3gの必要な出力トルクを確保し、走破性を向上させることができる。
以上の実施の形態では、建設機械が油圧ショベルであり、メインリリーフ弁14のセット圧を増加させる場合に操作される特定のアクチュエータが走行モータ3f,3gである場合について説明したが、特定のアクチュエータは走行モータ以外のアクチュエータであってもよいし、1つのアクチュエータでも複数のアクチュエータであってもよい。例えば、特定のアクチュエータはブームシリンダ3a、アームシリンダ3b、バケットシリンダ3dの少なくとも1つであってもよく、このようなアクチュエータが操作されたときにメインリリーフ弁14のセット圧を増加させることで、例えば掘削積み荷作業における掘削力や作業速度を増大させることができ、作業効率を向上することができる。
2 メインポンプ(油圧ポンプ)
3a〜3h アクチュエータ
3f,3g 走行モータ(特定のアクチュエータ)
4 コントロールバルブユニット
5 圧油供給路
6a〜6h 流量制御弁
7a〜7h 圧力補償弁
9 最高負荷圧ライン
9a〜9g シャトル弁
11 差圧減圧弁
12 レギュレータ(ポンプ制御装置)
12b LS制御弁
12c LS制御ピストン(容量制御アクチュエータ)
12d トルク制御ピストン(容量制御アクチュエータ)
13 原動機回転数検出弁
14 メインリリーフ弁
14a メインリリーフ弁のバネ
14b メインリリーフ弁の受圧部
15 アンロード弁
16 信号圧可変リリーフ弁(信号圧リリーフ弁)
16a 信号圧可変リリーフ弁のバネ
16b 信号圧可変リリーフ弁の受圧部
16c 信号圧可変リリーフ弁の受圧部
17 絞り
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弁
50 流量検出弁
51 差圧減圧弁
60a〜60h パイロットバルブユニット
60f,60g 走行用パイロットバルブユニット
70 走行操作検出回路
70a〜70c シャトル弁
100 ゲートロック弁
131 最高負荷圧検出回路
124a,124b 走行用の操作装置
Claims (5)
- 原動機により駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
この油圧ポンプにより吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、
前記複数の流量制御弁の前後差圧が目標補償差圧に等しくなるよう前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるように前記油圧ポンプの容量をロードセンシング制御するポンプ制御装置と、
前記油圧ポンプの吐出圧の最大圧力を制限するメインリリーフ弁と、
前記複数のアクチュエータの最高負荷圧を検出し、検出した最高負荷圧を最高負荷圧ラインに出力する最高負荷圧検出回路と、
前記最高負荷圧ラインに絞りを介して接続され、前記絞りの下流側に導かれた最高負荷圧の最大圧力を前記メインリリーフ弁のセット圧よりも低い圧力に制限する信号圧リリーフ弁とを備え、
前記油圧ポンプの吐出圧と前記絞りの下流側の最高負荷圧との差圧が前記ポンプ制御装置に導かれ、前記ポンプ制御装置は、前記差圧が前記ロードセンシング制御の目標差圧と等しくなるよう前記油圧ポンプの容量を制御するととともに、前記油圧ポンプの吐出圧と前記絞りの下流側の最高負荷圧との差圧が前記目標補償差圧として前記複数の圧力補償弁に導かれる建設機械の油圧駆動装置において、
前記メインリリーフ弁は、前記複数のアクチュエータのうちの特定のアクチュエータが操作されていないときは、前記メインリリーフ弁のセット圧が第1の値にあり、前記特定のアクチュエータが操作されたときは、前記メインリリーフ弁のセット圧が前記第1の値から前記第1の値よりも大きい第2の値に増加するよう構成され、
前記信号圧リリーフ弁は、前記特定のアクチュエータが操作されておらず、前記メインリリーフ弁のセット圧が前記第1の値にあるときは、前記信号圧リリーフ弁のセット圧が前記メインリリーフ弁のセット圧の第1の値よりも小さい第3の値にあり、前記特定のアクチュエータが操作され、前記メインリリーフ弁のセット圧が前記第2の値に増加するときは、前記信号圧リリーフ弁のセット圧が前記第3の値から、前記メインリリーフ弁のセット圧の第2の値よりも小さい第4の値に増加し、かつ前記メインリリーフ弁のセット圧の第1の値と前記信号圧リリーフ弁のセット圧の第3の値との差と、前記メインリリーフ弁のセット圧の第2の値と前記信号圧リリーフ弁のセット圧の第4の値との差が、共に、前記ロードセンシング制御の目標差圧よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記信号圧リリーフ弁は、前記信号圧リリーフ弁のセット圧が第3の値から第4の値に増加するとき、前記メインリリーフ弁のセット圧が第1の値から第2の値に増加する値と同じ値だけセット圧が増加するように構成されていることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1又は2に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記信号圧リリーフ弁は、前記ロードセンシング制御の目標差圧が小さくなるにしたがって前記セット圧の第3の値及び第4の値が大きくなり前記油圧ポンプの吐出圧と前記絞りの下流側の最高負荷圧との差圧が小さくなるように構成されていることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記複数の流量制御弁を切り換え操作するための操作パイロット圧を生成する操作装置を更に備え、
前記メインリリーフ弁は、前記特定のアクチュエータの操作装置が生成する操作パイロット圧が印加される第1受圧部を有し、前記第1受圧部に印加される操作パイロット圧が閾値より低いときは、前記セット圧は前記第1の値であり、前記操作パイロット圧が前記閾値以上になると、前記セット圧は前記第2の値に増加し、
前記信号圧リリーフ弁は、前記特定のアクチュエータの操作装置が生成する操作パイロット圧が印加される第2受圧部を有し、前記第2受圧部に印加される操作パイロット圧が前記閾値より低いときは、前記セット圧は前記第3の値であり、前記操作パイロット圧が前記閾値以上になると、前記セット圧は前記第4の値に増加することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記建設機械は油圧ショベルであり、
前記特定のアクチュエータは、前記油圧ショベルの走行モータであることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
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