JP7178493B2

JP7178493B2 - 回生制御油圧システム

Info

Publication number: JP7178493B2
Application number: JP2021529428A
Authority: JP
Inventors: リーピン・ワン; グォフォ・ファン; ジン・ジャ; リャン・ハー; ホングァン・リウ; ジュンシァン・ハン; リー・ジャイ
Original assignee: ジアンスーホンリーハイドローリックテクノロジーカンパニーリミテッド
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2040-09-22
Also published as: DE112020004605T5; JP2022507986A; US20220034070A1; WO2021057727A1; US11396737B2

Description

関連出願の相互参照
本出願は、出願番号が「２０１９１０９１６７９０．０」及び「２０１９２１６２０６７８．４」であり、出願日が２０１９年９月２６日である中国特許出願の優先権及び権益を主張し、上記の中国特許出願の全ての内容は、参照により本出願に組み込まれる。

本出願の実施例は、作業機械油圧システムの技術分野に関し、より具体的には、回生制御油圧システムに関する。

現在の工学機械において、掘削機の使用は、広範に普及及び応用され、その燃費、作業効率及び操作の利便性は、各ホスト製造会社、研究開発機構及び顧客の主な関心対象である。掘削機の作業装置は、ブーム、スティック、バケット、及びブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダを含む作業装置の油圧パイプラインなどの主要部から構成され、スティックは、掘削機の作業装置の重要な構成要素として、その油圧システムの合理的な設置が掘削機の作業性能に重要且つ大きな意味を持つ。

本出願は、以下の事実及び問題に対する発明者の発見及び認識に基づいてなされたものである。

関連技術において、スティックの作業効率を向上させるには、一般的に、２つの油圧ポンプを合流させてスティックの動作を実現するようにしており、２つの油圧ポンプは、それぞれスティック弁に対応し、スティックの弁体内に回生油路が設けられ、回生油路によってスティックの小キャビティから大キャビティへの回生を実現している。スティックが地面に垂直となるまで揺動した場合に掘削動作が必要となり、挿着した回生遮断弁又は弁体に弁を統合することによって回生を遮断し、掘削力を高める。しかしながら、挿着した回生遮断弁を採用する場合、回生遮断が調節不能である。弁体に回生及び回生遮断チェック弁を統合することを採用する場合、構造が複雑であり、回生及び回生遮断が同一の弁体に統合されるため、回生及び回生遮断に制御盲点が現れ、応答性に影響する。

そのため、本出願の実施例は、従来技術における回生制御油圧システムに存在する回生及び回生遮断制御の構造が複雑で、調節性が低く、応答性が遅いという技術的課題を解決した回生制御油圧システムを提案する。

本出願の実施例に係る回生制御油圧システムは、作動油を吐出する少なくとも１つの油圧ポンプと、前記少なくとも１つの油圧ポンプからの作動油の供給によって作動するアクチュエータと、を含み、前記回生制御油圧システムは、回生油路と、回生遮断油路とをさらに含み、前記回生油路は、戻り油を回生油として前記アクチュエータの負圧になっているキャビティ内に送り、前記戻り油は、前記アクチュエータから排出された作動油であり、前記回生油路に回生弁と第１の制御弁とが設けられ、前記第１の制御弁は、作業装置が内方へ揺動する場合、回生油が前記アクチュエータの負圧になっているキャビティ内に流入するように制御し、又は、作業装置が外方へ揺動する場合、前記アクチュエータから回生遮断油路に油を排出するように制御し、前記回生遮断油路は、回生弁を通過した回生油又はアクチュエータからの排出油を他の目的地に送り、前記回生遮断油路に回生遮断弁が設けられる。

本出願の実施例に係る回生制御油圧システムは、回生油路及び回生遮断油路を設け、回生油路に回生弁を設け、回生遮断油路に回生遮断弁を設けることにより、アクチュエータから排出された回生油が回生油路を通ってアクチュエータの負圧になっているキャビティ内に流れ、回生利用を実現し、回生弁が回生油路の作動状況を制御し、回生油を必要としない場合、回生油は、回生遮断油路を通過して他の目的地に送ることができる。また、作業装置が上昇する場合、アクチュエータから排出された作動油は、第１の制御弁及び回生遮断油路を通過して他の目的地に送ることもできる。従来技術に比べて、回生弁及び回生遮断弁は、油圧ポンプのポンプ制御弁に統合される必要がなく、回生及び回生遮断制御が簡素化され、応答性が良い。

一部の実施例では、前記第１の制御弁は、ロジック弁である。

本出願の実施例に係る回生制御油圧システムは、第１の制御弁をロジック弁とすることにより、ロジック弁は、回生遮断弁と協働して回生油路を遮断することができ、回生油が流れるキャビティ内の圧力が一定値に達すると、回生遮断弁を制御して回生遮断油路に連通させ、回生油が回生遮断弁を通過して他の目的地に流ることができる。一方、作業装置が外方へ揺動する際に、アクチュエータから排出された作動油がロジック弁及び回生遮断油路を通過して他の目的地に送ることができ、これにより、油路面積が増加し、外方への揺動の戻り油圧損失が低減され、その過程でロジック弁の開弁圧力及び制御関係をさらに設定することにより、作業装置の外方への揺動の空吸いなし制御を実現することができ、作業装置の動作の操縦性及び信頼性を向上させることができる。

一部の実施例では、前記油圧ポンプは、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを含み、前記第１の油圧ポンプのポンプ出口に第２の制御弁が設けられ、前記第２の油圧ポンプのポンプ出口に第３の制御弁が設けられ、前記アクチュエータは、第１のキャビティと第２のキャビティとを有し、前記第１の油圧ポンプが前記第２の制御弁の制御下で、前記第２の油圧ポンプが前記第３の制御弁の制御下で、合流して、それぞれ前記アクチュエータの第１のキャビティ及び第２のキャビティに油を供給することができる。合流して油を供給することにより、作業装置の応答が速くなる。

一部の実施例では、前記第１のキャビティに第１の作動油路が連通され、前記第２のキャビティに第２の作動油路が連通され、前記第１の油圧ポンプは、前記第２の制御弁の制御下で前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通し、前記第２の油圧ポンプは、前記第３の制御弁の制御下で前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する。

一部の実施例では、第１の油圧ポンプは、第２の制御弁の制御下で、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路にそれぞれ連通し、前記第２の制御弁は、圧油ポートｐ１と、戻り油ポートｔ１と、２つの作動油ポートａ１、ｂ１と、を含み、前記圧油ポートｐ１が前記第１の油圧ポンプのポンプ出口に連通し、前記戻り油ポートｔ１が戻り油タンクＴに連通し、２つの作動油ポートａ１、ｂ１がそれぞれ前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する。

一部の実施例では、第２の油圧ポンプは、第３の制御弁の制御下で、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路にそれぞれ連通し、前記第３の制御弁は、圧油ポートｐ２と、戻り油ポートｔ２と、２つの作動油ポートａ２、ｂ２と、を含み、前記圧油ポートｐ２が前記第２の油圧ポンプのポンプ出口に連通し、前記戻り油ポートｔ２が戻り油タンクＴに連通し、２つの作動油ポートａ２、ｂ２がそれぞれ前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する。

一部の実施例では、前記第２の制御弁と前記第３の制御弁は、いずれも中立位置、第１の作動位置及び第２の作動位置を有し、前記第２の制御弁と前記第３の制御弁がいずれも前記第１の作動位置にある場合、前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプが合流して前記アクチュエータの第１のキャビティに油を供給し、前記第２のキャビティから排出された作動油が前記回生油路を通過して前記第１のキャビティに回生し、又は前記回生遮断油路を通過して他の目的地に送られ、前記第２の制御弁と前記第３の制御弁がいずれも前記第２の作動位置にある場合、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプが合流して前記第２のキャビティに油を供給し、前記第１のキャビティから排出された作動油が前記第１の制御弁及び前記第２の制御弁及び/又は前記回生遮断油路を通過して他の目的地に送られる。

本出願の実施例に係る回生制御油圧システムは、制御弁及び２つの作動油路を設けることにより、２つの油圧ポンプが合流して２つのキャビティに油を供給することを実現でき、アクチュエータから排出された作動油が直接制御弁を通って戻り油タンクに戻ることができ、背圧のない油戻りを実現し、燃費及び圧力損失を低減することができる。

一部の実施例では、前記回生油路の両端は、それぞれ、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する。

一部の実施例では、前記第２の作動油路には第４の制御弁がさらに設けられ、前記第４の制御弁は、前記第１の油圧ポンプ及び前記第２の油圧ポンプから圧送された作動油が前記第２のキャビティに流入するように制御し、又は前記第２のキャビティから前記回生油路に油を排出するように制御する。

一部の実施例では、前記第４の制御弁は、保持弁である。

上記の技術案に基づいて、本出願が奏することができる技術的効果は、以下の通りである。

１、本出願の回生制御油圧システムでは、回生油路及び回生遮断油路を設け、回生油路に回生弁を設け、回生遮断油路に回生遮断弁を設けることにより、アクチュエータから排出された回生油が回生油路を通ってアクチュエータの負圧になっているキャビティ内に流れ、回生利用を実現し、回生弁が回生油路の作動状況を制御し、回生油を必要としない場合、回生油が回生遮断油路を通過して他の目的地に送ることができる。また、作業装置が外方へ揺動する場合、アクチュエータから排出された作動油が第１の制御弁及び回生遮断油路を通過して他の目的地に送ることもできる。従来技術に比べて、回生弁と回生遮断弁が個別に設けられて、対応する油路を制御し、油圧ポンプのポンプ制御弁に統合される必要がなく、回生及び回生遮断の制御が簡素化され、圧力が低減され、応答性が良い。

２、本出願の回生制御油圧システムでは、第１の制御弁をロジック弁とすることにより、回生油が回生油路を通過して回生利用される場合、ロジック弁の弁体が回生油の作用下でスライドして開き、回生油が第１の作動油路に流れて、第１のキャビティに回生することができ、第１のキャビティが油を排出する場合、ロジック弁及び回生遮断弁の開きを制御することにより、第１のキャビティからの排出油は、ロジック弁及び回生遮断油路を通過して他の目的地に流れることができる。具体的には、作業装置が内方へ揺動する前期段階では、回生弁が開き、回生遮断弁が閉じ、第２のキャビティからの排出油が回生弁を通過してロジック弁に流れ、ロジック弁の弁体を押してスライドさせて開き、第２のキャビティからの排出油が第１の作動油路に流れて、２つの油圧ポンプから圧送された圧油と合流して第１のキャビティに供給され、回生合流を実現し、内方への揺動を加速させる。作業装置が内方へ揺動する後期段階では、すなわち作業装置が地面に垂直となるまで揺動した場合、回生弁が開き、回生遮断弁が開き、第２のキャビティからの排出油が回生弁を通過した後、回生遮断油路を通過して他の目的地に送られ、合流遮断を実現し、掘削力を向上させ、この階段では、第１のキャビティの圧力が一定値に達すると、回生遮断油路に連通するように回生遮断弁を制御することにより、回生油が回生遮断弁を通過して他の目的地に流れ、回生の応答性及び制御の精度を向上させることができる。作業装置が外方へ揺動する階段では、２つの油圧ポンプが合流して第２のキャビティに油を供給し、第１のキャビティからの排出油がロジック弁及び回生遮断油路を通過して他の目的地に送ることができ、このようにすることで、油路面積が増加し、外方への揺動の戻り油圧損失が低減され、この階段では、ロジック弁の開弁圧力及び制御関係をさらに設定することにより、作業装置の外方への揺動の空吸いなし制御を実現することができ、作業装置の動作の操縦性及び信頼性を向上させることができる。このほか、回生油路と回生遮断油路が並列に接続され、回生遮断油路上の回生遮断弁を任意の開度に調節可能な弁とすることで、回生合流過程において、回生遮断弁の開度を制御して、一部の回生油を回生遮断油路を介して戻すことにより、第１のキャビティに回生される回生油の油流量を制御することができる。上記の調節過程は、回生遮断油路の油流量を調節するだけで、第１のキャビティに回生される回生油の油流量を制御でき、調節過程は、簡単で制御可能である。

３、本出願の回生制御油圧システムは、第４の制御弁を保持弁とし、第２の制御弁及び第３の制御弁が中立位置にある場合、スプール弁の漏れを避け、作業装置の自然落下を防止し、作業装置を原位置に保持することができる。

４、本出願の回生制御油圧システムは、２つの油圧ポンプのポンプ吐出油路及び２つの制御弁の構造を合理的に設置することで、２つの油圧ポンプが合流して２つのキャビティに油を供給することを実現でき、第１のキャビティから排出された作動油は、直接制御弁を通って戻り油タンクに戻ることができ、背圧のない油戻りを実現し、燃費及び圧力損失を低減することができる。

本発明の回生制御油圧システムの概略図である。回生制御油圧システムが回生合流して第１のキャビティに油を供給する場合の油路の流れを示す図である。回生制御油圧システムが回生遮断して第１のキャビティに油を供給する場合の油路の流れを示す図である。回生制御油圧システムが第２のキャビティに油を供給する場合の油路の流れを示す図である。

以下、図面に示される本開示の実施例を詳細に説明する。以下、図面を参照して説明される実施例は、例示的なものであり、本出願を説明するためのものであり、本出願を限定するものと理解してはいけない。なお、本出願の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示された方位又は位置関係に基づくものであり、本出願を便利に又は簡潔に説明するためのものであり、指定された装置又は部品が必ず特定の方位にあり、特定の方位に構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本出願を限定するものと理解してはいけない。

図１～４に示すように、本出願の実施例は、掘削機のスティックの作動を駆動するための回生制御油圧システムであって、少なくとも１つの油圧ポンプとアクチュエータ７とを含み、少なくとも１つの油圧ポンプが作動油を吐出し、アクチュエータが上記の少なくとも１つの油圧ポンプからの作動油の供給によって作動する。

アクチュエータ７は、第１のキャビティ７１と第２のキャビティ７２とを有する油圧シリンダであってもよい。少なくとも１つの油圧ポンプが第１のキャビティ７１又は第２のキャビティ７２に油を供給して、アクチュエータ７の作動を駆動する。具体的には、アクチュエータ７の第１のキャビティ７１には第１の作動油路５が連通され、少なくとも１つの油圧ポンプから圧送された作動油が、第１の作動油路５を通過してアクチュエータ７の第１のキャビティ７１に入る。アクチュエータ７の第２のキャビティ７２には第２の作動油路６が連通され、少なくとも１つの油圧ポンプから圧送された作動油が、第２の作動油路６を通過してアクチュエータ７の第２のキャビティ７２に入る。好ましくは、第２の作動油路６には第４の制御弁６１がさらに設けられ、第４の制御弁６１は、２つの油圧ポンプから圧送された作動油が第２のキャビティ７２に流入するように制御し、又は第２のキャビティ７２から回生油路１に油を排出するように制御する。好ましくは、第４の制御弁６１は、保持弁である。

本実施例では、油圧ポンプは、２つであり、それぞれ第１の油圧ポンプＰ１と第２の油圧ポンプＰ２であり、第１の油圧ポンプＰ１が、第２の制御弁４１の制御下で、第１のキャビティ７１及び第２のキャビティ７２にそれぞれ油を供給し、第２の油圧ポンプＰ２が、第３の制御弁４２の制御下で、第１のキャビティ７１及び第２のキャビティ７２にそれぞれ油を供給する。第１の油圧ポンプＰ１と第２の油圧ポンプＰ２が合流して第１のキャビティ７１に油を供給することができるとともに、合流して第２のキャビティ７２に油を供給することもできる。

具体的には、第１の油圧ポンプＰ１のポンプ出口には第１のポンプ吐出油路３１が連通され、第１の油圧ポンプＰ１は、第１のポンプ吐出油路３１を介して第２の制御弁４１に連通する。第２の制御弁４１は、４方３位置弁であり、第２の制御弁４１には、圧油ポートｐ１と、戻り油ポートｔ１と、作動油ポートａ１と、作動油ポートｂ１との４つのポートを有し、第１の油圧ポンプＰ１のポンプ出口が第１のポンプ吐出油路３１を介して圧油ポートｐ１に連通し、戻り油ポートｔ１が戻り油タンクＴに連通し、作動油ポートａ１が第１の作動油路５に連通し、作動油ポートｂ１が第２の作動油路６に連通する。

第２の制御弁４１は、中立位置と２つの作動位置とを有する。第２の制御弁４１が中立位置にある場合、４つのポートは、いずれも連通しない。第２の制御弁４１が第１の作動位置（すなわち図１における右位置）にある場合、圧油ポートｐ１が作動油ポートａ１に連通し、作動油ポートｂ１が戻り油ポートｔ１と遮断される。第２の制御弁４１が第２の作動位置（すなわち図１における左位置）にある場合、圧油ポートｐ１が作動油ポートｂ１に連通し、作動油ポートａ１が戻り油ポートｔ１に連通する。第２の制御弁４１が第１の作動位置にある場合、第１の油圧ポンプＰ１が第１のキャビティ７１に油を供給することができ、第２の制御弁４１が中立位置にある場合、第１の油圧ポンプＰ１が第２のキャビティ７２と第１のキャビティ７１との両方にも油を供給しない。第２の制御弁４１が第２の作動位置にある場合、第１の油圧ポンプＰ１が第２のキャビティ７２に油を供給することができ、第１のキャビティ７１から排出された作動油が第２の制御弁４１を通って戻り油タンクＴに戻ることができる。第２の制御弁４１は、電気制御、油圧制御、電気油圧制御又は他のサーボモータ制御の４方３位置弁であってもよい。

第２の油圧ポンプＰ２のポンプ出口には第２のポンプ吐出油路３２が連通され、第２の油圧ポンプＰ２は、第２のポンプ吐出油路３２を介して第３の制御弁４２に連通する。第３の制御弁４２は、４方３位置弁であり、第３の制御弁４２には、圧油ポートｐ２と、戻り油ポートｔ２と、作動油ポートａ２と、作動油ポートｂ２との４つのポートを有する。第２の油圧ポンプＰ２のポンプ出口が第２のポンプ吐出油路３２を介して圧油ポートｐ２に連通し、戻り油ポートｔ２が戻り油タンクＴに連通し、作動油ポートａ２が第１の作動油路５に連通し、作動油ポートｂ２が第２の作動油路６に連通する。

第３の制御弁４２は、中立位置と２つの作動位置とを有する。第３の制御弁４２が中立位置にある場合、４つのポートがいずれも連通しない。第３の制御弁４２が第１の作動位置（すなわち図１における左位置）にある場合、圧油ポートｐ２が作動油ポートａ２に連通し、作動油ポートｂ２が戻り油ポートｔ２と遮断され、第３の制御弁４２が第２の作動位置（すなわち図１における右位置）にある場合、圧油ポートｐ２が作動油ポートｂ２に連通し、作動油ポートａ２が戻り油ポートｔ２に連通する。第３の制御弁４２が第１の作動位置にある場合、第２の油圧ポンプＰ２が第１のキャビティ７１に油を供給することができる。第３の制御弁４２が中立位置にある場合、第２の油圧ポンプＰ２が第２のキャビティ７２と第１のキャビティ７１との両方にも油を供給しない。第３の制御弁４２が第２の作動位置にある場合、第２の油圧ポンプＰ２が第２のキャビティ７２に油を供給することができ、第１のキャビティ７１から排出された作動油が第３の制御弁４２を通って戻り油タンクＴに戻ることができる。好ましくは、第３の制御弁４２は、電気制御、油圧制御、電気油圧制御又は他のサーボモータ制御の４方３位置弁であってもよい。

第２の制御弁４１と第３の制御弁４２がいずれも第１の作動位置にあるように制御されることにより、第１の油圧ポンプＰ１と第２の油圧ポンプＰ２とが合流してアクチュエータ７の第１のキャビティ７１に油を供給することを実現できる。第２の制御弁４１と第３の制御弁４２がいずれも第２の作動位置にあるように制御されることにより、第１の油圧ポンプＰ１と第２の油圧ポンプＰ２が合流してアクチュエータ７の第２のキャビティ７２に油を供給することを実現でき、このとき、第１のキャビティ７１から排出された作動油は、第２の制御弁４１及び第３の制御弁４２を通過して戻り油タンクＴに戻り、第１のキャビティ７１の背圧のない油戻りを実現することができる。

好ましくは、第１のポンプ吐出油路３１には第１のチェック弁が設けられ、第１の油圧ポンプＰ１から圧送された圧油は、第１のポンプ吐出油路３１を通って圧油ポートｐ１に一方向のみに流れることができる。第２のポンプ吐出油路３２には第２のチェック弁が設けられ、第２の油圧ポンプＰ２から圧送された圧油は、第２のポンプ吐出油路３２を通って圧油ポートｐ２に一方向のみに流れることができる。

本実施例の回生制御油圧システムは、戻り油を回生油としてアクチュエータ７の第１のキャビティ７１に送るための回生油路１をさらに含み、戻り油は、アクチュエータ７のロッド付きキャビティ７２から排出された作動油である。回生油路１には回生弁１１と第１の制御弁１２とが設けられ、回生弁１１は、回生油路１の回生油の流れ方向及び開閉を制御し、第１の制御弁１２は、回生油が前記アクチュエータ７の第１のキャビティ７１に流入するように制御し、又は前記アクチュエータ７の第１のキャビティ７１から回生遮断油路２に油を排出するように制御する。

好ましくは、回生油路１の両端がそれぞれ第２の作動油路６及び第１の作動油路５に連通し、回生弁１１は、開閉弁１１１と第３のチェック弁１１２とを含み、開閉弁１１１は、回生油路１の開閉を制御するための２方２位置弁であってもよい。第３のチェック弁１１２が回生油路１の方向を制御し、第２の作動油路６における作動油が第３のチェック弁１１２を通過して第１の作動油路５に流れることができるが、第１の作動油路５における作動油が第３のチェック弁１１２を通過して第２の作動油路６に流れることができない。好ましくは、開閉弁１１１と第３のチェック弁１１２とが直列に設置され、開閉弁１１１が第３のチェック弁１１２の上流に位置する。また、開閉弁１１１と第３のチェック弁１１２とが統合して設置されてもよく、第３のチェック弁１１２を開閉弁１１１の弁体に統合して設置する。

好ましくは、第１の制御弁１２は、ロジック弁であり、第２のキャビティ７２から排出された回生油が、まず回生弁１１を通過して、次にロジック弁を通過して第１のキャビティ７１に入る。第２のキャビティ７２に油を供給する場合、第１のキャビティ７１からの排出油は、ロジック弁を通過して回生遮断油路２に流れて他の目的地に送ることができる。ロジック弁の開弁圧力及び制御関係をさらに設定することにより、スティックの外方への揺動の空吸いなし制御を実現することができ、スティック動作の操縦性及び信頼性を向上させることができる。

本実施例の回生制御油圧システムは、回生遮断油路２をさらに含み、回生遮断油路２は、回生弁１１を通過した回生油又は第１のキャビティ７１からの排出油を他の目的地に送り、すなわち回生遮断油路２が、回生弁１１と第１の制御弁１２との間に位置する回生油路１に連通する。回生を遮断するか又は回生油量を調節する必要がある場合、第２のキャビティ７２から排出された少なくとも一部の回生油が回生油路１、回生弁１１を通過して回生遮断油路２に流れて、他の目的地に送ることができる。スティックが外方へ揺動する場合、ロジック弁の開きを制御でき、第１のキャビティ７１からの排出油は、ロジック弁を通過して回生遮断油路２に流れて、他の目的地に送ることができる。

さらに、回生遮断油路２には回生遮断弁２１が設けられ、回生遮断弁２１が回生遮断油路２の開閉を制御できる。好ましくは、回生遮断弁２１は、２方２位置弁である。より好ましくは、回生遮断弁２１は、任意の開度に調節可能な弁である。さらに、第１のキャビティ７１内の圧力が一定値に達すると、回生遮断弁２１が開き、第１のキャビティ７１から排出された作動油は、第１の制御弁１２を通過して回生遮断油路２に流れて、他の目的地に送られる。ここで、他の目的地は、戻り油タンクＴであるが、これに限定されない。

好ましくは、本実施例における開閉弁１１１、第１の制御弁１２及び第４の制御弁６１は、いずれも電気制御、油圧制御、電気油圧制御又は他のサーボモータ制御の油圧制御弁であってもよい。

好ましくは、本実施例におけるアクチュエータ７は、油圧ポンプであり、第１のキャビティ７１は、ロッドレスキャビティであり、第２のキャビティ７２は、ロッド付きキャビティである。このほか、アクチュエータ７を逆に設置し、第１のキャビティ７１をロッド付きキャビティとし、第２のキャビティ７２をロッドレスキャビティとしてもよく、作業装置の内方への揺動及び外方への揺動を駆動すればよい。

上記の構造に基づいて、本実施例の回生制御油圧システムは、掘削機のスティックの作動を駆動するために使用でき、スティックの作動を駆動することを例とし、本実施例の回生制御油圧システムの作動原理は、以下の通りである。

初期状態では、第２の制御弁４１と第３の制御弁４２がいずれも中立位置にあり、２つの油圧ポンプがアクチュエータ７に油を供給しない。

図２に示すように、スティックが内方へ揺動する前期段階では、掘削機がまだ掘削作業を実行していないとき、第２の制御弁４１と第３の制御弁４２がいずれも第１の作動位置に位置し、第１の油圧ポンプＰ１と第２の油圧ポンプＰ２が合流して第１の作動油路５を通過して第１のキャビティ７１内に入り、同時に第２のキャビティ７２から排出された回生油が回生油路１を通過して第１の作動油路５に流れ、回生油と２つの油圧ポンプから圧送された油とが合流して第１のキャビティに油を供給する。この階段では、回生油路１における回生弁１１が開き、回生遮断油路２における回生遮断弁２１が閉じ、回生油が回生弁１１を通過して第１の制御弁１２の弁体を押してスライドさせて開き、回生油が第１の作動油路５に流れて、圧送された油と合流して第１のキャビティに供給され、この過程では、回生遮断弁２１の開度を調節することにより、第１のキャビティに回生される回生油の油流量を制御することもできる。

図３に示すように、スティックが内方へ揺動する後期階段では、すなわちスティックが地面に垂直となるまで揺動した場合、第２の制御弁４１と第３の制御弁４２がいずれも第１の作動位置に位置し、第１の油圧ポンプＰ１及び第２の油圧ポンプＰ２が合流して第１の作動油路５を通過して第１のキャビティ内に入り、同時に回生弁１１及び回生遮断弁２１が開き、第２のキャビティ７２から排出された回生油が回生油路１を通過して回生遮断油路２に流れて、他の目的地に送られる。回生は、遮断され、スティック掘削圧力損失が低減される。

図４に示すように、スティックが外方へ揺動する過程では、第２の制御弁４１と第３の制御弁４２がいずれも第２の作動位置に位置し、第１の油圧ポンプＰ１と第２の油圧ポンプＰ２が合流して第２の作動油路６を通過して第２のキャビティ７２内に入り、第２のキャビティ７２に油が入り、同時に第１のキャビティ７１から排出された作動油の一部が、第１の作動油路５及び第２の制御弁４１を通過して戻り油タンクＴに戻り、一部が第１の作動油路５及び第３の制御弁４２を通過して戻り油タンクＴに戻る。また、スティックが外方へ揺動する場合、ロジック弁が開くように設定することもでき、第１のキャビティ７１内の圧力が一定値に達すると、回生遮断弁２１が開き、このように、第１のキャビティ７１から排出された作動油がロジック弁を通過して回生遮断油路２に流れ、戻り油タンクＴを含む他の目的地に戻ることもできる。

本明細書の説明において、「一実施例」、「一部の実施例」、「例」、「具体的な例」、或いは「一部の例」などの用語とは、当該実施例或いは例に合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特性が、本出願の少なくとも１つの実施例或いは例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例的な説明は、必ずしも同じ実施例或いは例を示すものではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特性は、いずれか一つ或いは複数の実施例又は例において適切に結合することができる。さらに、互いに矛盾しない限り、当業者は、本明細書で説明する異なる実施例又は例ならびに異なる実施例又は例の特徴を結合し、組み合わせることができる。

以上に本出願の実施例を示して説明したが、上記実施例は、例示的なものであり、本出願を限定するものではなく、当業者は、本出願の範囲内で上記実施例に対して変化、修正、置換及び変形を行うことができるということを理解されたい。

１回生油路
１１回生弁
１１１開閉弁
１１２第３のチェック弁
１２第１の制御弁
２回生遮断油路
２１回生遮断弁
３１第１のポンプ吐出油路
３２第２のポンプ吐出油路
４１第２の制御弁
４２第３の制御弁
５第１の作動油路
６第２の作動油路
６１第４の制御弁
７アクチュエータ
７１第１のキャビティ
７２第２のキャビティ
非閉鎖矢印は、油の流入方向を示す
閉鎖矢印は、油の排出方向を示す

Claims

作動油を吐出する少なくとも１つの油圧ポンプと、
前記少なくとも１つの油圧ポンプからの作動油の供給によって作動するアクチュエータと、を含む回生制御油圧システムであって、
前記回生制御油圧システムは、回生油路と回生遮断油路とをさらに含み、
前記回生油路は、戻り油を回生油として前記アクチュエータの負圧になっているキャビティ内に送り、前記戻り油は、前記アクチュエータから排出された作動油であり、前記回生油路に回生弁と第１の制御弁とが設けられ、前記第１の制御弁は、作業装置が内方へ揺動する場合、回生油が前記アクチュエータの負圧になっているキャビティ内に流入するように制御し、又は、作業装置が外方へ揺動する場合、前記アクチュエータから回生遮断油路に油を排出するように制御し、
前記回生遮断油路は、回生弁を通過した回生油又はアクチュエータからの排出油を他の目的地に送り、前記回生遮断油路に回生遮断弁が設けられ、
前記回生油が前記回生油路、前記回生弁及び前記第１の制御弁を通過して前記アクチュエータの負圧になっているキャビティ内に回生されている過程において、前記回生油の一部が前記回生油路、前記回生弁を通過して前記回生遮断油路に流れて他の目的地に送られることにより、前記アクチュエータの負圧になっているキャビティ内に回生される前記回生油の油流量を調節する、
ことを特徴とする回生制御油圧システム。
前記第１の制御弁は、ロジック弁である、
ことを特徴とする請求項１に記載の回生制御油圧システム。
前記油圧ポンプは、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとを含み、前記第１の油圧ポンプのポンプ出口に第２の制御弁が設けられ、前記第２の油圧ポンプのポンプ出口に第３の制御弁が設けられ、前記アクチュエータは、第１のキャビティと第２のキャビティとを有し、前記第１の油圧ポンプが前記第２の制御弁の制御下で、前記第２の油圧ポンプが前記第３の制御弁の制御下で、合流して、それぞれ前記アクチュエータの第１のキャビティ及び第２のキャビティに油を供給できる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回生制御油圧システム。
前記第１のキャビティに第１の作動油路が連通され、前記第２のキャビティに第２の作動油路が連通され、前記第１の油圧ポンプは、前記第２の制御弁の制御下で、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通し、前記第２の油圧ポンプは、前記第３の制御弁の制御下で、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する、
ことを特徴とする請求項３に記載の回生制御油圧システム。
第１の油圧ポンプは、第２の制御弁の制御下で、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路にそれぞれ連通し、前記第２の制御弁は、圧油ポート（ｐ１）と、戻り油ポート（ｔ１）と、２つの作動油ポート（ａ１，ｂ１）と、を含み、前記圧油ポート（ｐ１）が前記第１の油圧ポンプのポンプ出口に連通し、前記戻り油ポート（ｔ１）が戻り油タンクＴに連通し、２つの作動油ポート（ａ１，ｂ１）がそれぞれ前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する、
ことを特徴とする請求項４に記載の回生制御油圧システム。
第２の油圧ポンプは、第３の制御弁の制御下で、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路にそれぞれ連通し、前記第３の制御弁は、圧油ポート（ｐ２）と、戻り油ポート（ｔ２）と、２つの作動油ポート（ａ２，ｂ２）と、を含み、前記圧油ポート（ｐ２）が前記第２の油圧ポンプのポンプ出口に連通し、前記戻り油ポート（ｔ２）が戻り油タンクＴに連通し、２つの作動油ポート（ａ２，ｂ２）がそれぞれ前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の回生制御油圧システム。
前記第２の制御弁及び前記第３の制御弁は、いずれも中立位置、第１の作動位置及び第２の作動位置を有し、前記第２の制御弁及び前記第３の制御弁がいずれも前記第１の作動位置にある場合、前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプとが合流して前記アクチュエータの第１のキャビティに油を供給し、前記第２のキャビティから排出された作動油が、前記回生油路を通過して前記第１のキャビティに回生するか、又は前記回生遮断油路を通過して他の目的地に送られ、前記第２の制御弁及び前記第３の制御弁がいずれも前記第２の作動位置にある場合、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプとが合流して前記第２のキャビティに油を供給し、前記第１のキャビティから排出された作動油が、前記第１の制御弁及び前記第２の制御弁、及び／又は前記回生遮断油路を通過して他の目的地に送られる、
ことを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の回生制御油圧システム。
前記回生油路の両端は、それぞれ、前記第１の作動油路及び前記第２の作動油路に連通する、
ことを特徴とする請求項４～７のいずれかに記載の回生制御油圧システム。
前記第２の作動油路には第４の制御弁がさらに設けられ、前記第４の制御弁は、前記第１の油圧ポンプ及び前記第２の油圧ポンプから圧送された作動油が前記第２のキャビティに流入するように制御し、又は前記第２のキャビティから前記回生油路に油を排出するように制御する、
ことを特徴とする請求項４～８のいずれかに記載の回生制御油圧システム。
前記第４の制御弁は、保持弁である、
ことを特徴とする請求項９に記載の回生制御油圧システム。