JP7431006B2 - 油圧制御回路 - Google Patents

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Description

本発明は、圧制御回路に関する。
走行クレーン等の建設機械のなかには、例えば、油圧制御回路に第1回路(ウインチ回路)と、第2回路(ブーム回路)と、合流弁と、を備えたものが知られている。この油圧制御回路によれば、第1回路の第1操作切換弁で第1油圧ポンプの作動油を第1アクチュエータに送る際に、第2回路の余剰油を合流弁で第1油圧ポンプの作動油に自動的に合流させて、第1アクチュエータの駆動速度を高めることができる(例えば、特許文献1参照)。
また、油圧制御回路として、第1油圧回路(ブーム回路)と第2油圧回路(ウインチ回路)との間に合流制御用パイロット切換弁が直列に配され、パイロット圧誘導回路(合流回路)が付加されたものが知られている。合流制御用パイロット切換弁は、パイロット圧が供給されない状態で、第1油圧回路を流れる作動油をそのまま戻り油路に逃がす位置に保持される。また、合流制御用パイロット切換弁は、パイロット圧が供給された状態で、作動油を第2油圧回路の油圧供給側に送り、第2油圧ポンプからの作動油と合流させる位置に切換えられる。
パイロット圧誘導回路は、第2油圧回路における主巻駆動用パイロット切換弁、補巻駆動用パイロット切換弁の少なくとも一方にパイロット圧が供給された場合に、パイロット圧を合流制御用パイロット切換弁に送る。これにより、主巻ウインチや補巻ウインチを駆動するための作動油が自動的に増加されて駆動速度を高めることができる(例えば、特許文献2参照)。
特開2001-349304号公報 特開平6-346904号公報
しかし、特許文献1の油圧制御回路は、第2回路の第1アクチュエータを第2油圧ポンプの作動油で駆動する際に、第1回路の余剰油を第2油圧ポンプの作動油に合流させて、第2アクチュエータの駆動速度を高めることはできない。また、特許文献1の油圧制御回路は、第2回路の余剰油を合流弁で第1油圧ポンプの作動油に合流させる際に、第1回路の余剰油も第2回路の余剰油とともに合流することが考えられる。このため、第1アクチュエータの負荷圧が小さくなると、ブリード合流流量が多くなり、第1アクチュエータの圧力補償特性が悪化する可能性があった。
さらに、特許文献2の油圧制御回路は、第1回路のブームを駆動する際に、第1油圧ポンプからの作動油へ第2回路(ウインチ回路)の作動油を合流させて、ブームの駆動速度を高めることはできない。さらに、特許文献2の油圧制御回路は、ウインチを駆動する際に、第2油圧ポンプからの作動油へ第1回路の作動油を合流させるために、合流制御用パイロット切換弁を備える必要があり、構成が複雑という課題があった。
本発明は、アクチュエータの圧力補償特性の悪化を抑制できる圧制御回路を提供する。
本発明の態様に係る油圧制御回路は、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操作切換弁のみに前記第2回路の余剰油を供給することにより、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操作切換弁のみに前記第1回路の余剰油を供給することにより、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、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、前記第1操作切換弁の上流側に設けられ、前記第1接続通路に接続される第1チェック弁と、前記第2操作切換弁の上流側に設けられ、前記第2接続通路に接続される第2チェック弁と、を備え、前記第1チェック弁を介して前記第1接続通路の余剰油が前記第1油圧ポンプの作動油に合流され、前記第2チェック弁を介して前記第2接続通路の余剰油が前記第2油圧ポンプの作動油に合流され、前記第1接続通路は、前記第1操作切換弁をタンクに接続し、前記第2接続通路は、前記第2操作切換弁をタンクに接続する
このように構成することで、第1油圧ポンプの作動油に第2回路の余剰油を合流回路で自動的に合流させることができる。これにより、余剰油を合流させた作動油を第1アクチュエータに送ることができ、第1アクチュエータの駆動速度を高めることができる。
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回路の余剰油を合流回路で自動的に合流させることができる。これにより、余剰油を合流させた作動油を第2アクチュエータに送ることができ、第2アクチュエータの駆動速度を高めることができる。
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。
上記構成では、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、を有してもよい。
上記構成では、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、を備えてもよい。
このように構成することで、簡単な構成で第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油圧制御回路を備えた建設機械を提供できる。
上述の流体制御回路、油圧制御回路及び建設機械は、アクチュエータの圧力補償特性の悪化を抑制できる。
本発明の第1実施形態における建設機械の概略構成図。 第1実施形態における油圧制御回路を示す回路図。 図2の合流弁を拡大して示す回路図。 比較例における第1接続通路を通過する余剰油と補巻ウインチモータの負荷圧との関係を示すグラフ。 本発明の第2実施形態における油圧制御回路を示す回路図。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
<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。
旋回体101は、操作者が搭乗可能なキャブ103と、ベース104に揺動自在に連結されているブーム105と、ブーム105の先端から垂下されている主巻ウインチフック106と、ブーム105の先端に揺動自在に連結されているジブ107と、ジブ107の先端から垂下されている補巻ウインチフック108と、を備えている。
旋回体101には、油圧制御回路1が搭載されている。油圧制御回路1の第1油圧ポンプ(請求項における第1ポンプも含む)P1から送られる作動油(作動流体)によって、主巻ウインチモータ113及び補巻ウインチモータ112が駆動される。以下、主巻ウインチモータ113、補巻ウインチモータ112を第1アクチュエータ111として説明する場合がある。
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>
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。
第1操作切換弁10,11は、油圧パイロット型のバルブであり、両端側にパイロット部を備えている。第1操作切換弁10,11は、パイロット部に給排される作動油により切換動作される。第1操作切換弁10,11には、対応する第1アクチュエータ111に作動油を給排する第1アクチュエータ111用のポートを有する。
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。
第1操作切換弁10には、補巻ウインチモータ112の作動中おける負荷圧を検出する第1負荷圧検出用通路15が接続されている。第1操作切換弁11には、主巻ウインチモータ113の作動中における負荷圧を検出する第1負荷圧検出用通路16が接続されている。第1負荷圧検出用通路15で検出された負荷圧に基づいて、第1流量調整弁12が制御される。第1負荷圧検出用通路16で検出された負荷圧に基づいて、第1流量調整弁13が制御される。
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。
第2回路3は、主に第2油圧ポンプP2から作動油が送られる3個の第2操作切換弁20,21,22と、第2操作切換弁20,21,22に対応する第2流量調整弁(圧力補償弁)23,24,25と、を備える第2油圧ポンプ系統である。第2流量調整弁23,24,25は、第2油圧ポンプP2と第2操作切換弁20,21,22との途中に接続されている。
第2操作切換弁20,21,22は、第1操作切換弁10,11と同様に、油圧パイロット型のバルブであり、両端側にパイロット部を備えている。第2操作切換弁20,21,22は、パイロット部に給排される作動油により切換動作される。第2操作切換弁20,21,22には、対応する第2アクチュエータ115に作動油を給排する第2アクチュエータ115用のポートを有する。具体的には、第2操作切換弁20は、ブーム伸縮シリンダ116用のポートA3、B3を有する。第2操作切換弁21は、ブーム起伏シリンダ117用のポートA4,B4を有する。さらに、第2操作切換弁22は、ジブ揺動シリンダ118用のポートA5,B5を有する。
また、第2操作切換弁20には、ブーム伸縮シリンダ116の作動中における負荷圧を検出する第2負荷圧検出用通路26が接続されている。第2操作切換弁21には、ブーム起伏シリンダ117の作動中における負荷圧を検出する第2負荷圧検出用通路27が接続されている。第2操作切換弁22には、ジブ揺動シリンダ118の作動中における負荷圧を検出する第2負荷圧検出用通路28が接続されている。
第2負荷圧検出用通路26で検出された負荷圧に基づいて、第2流量調整弁23が制御される。第2負荷圧検出用通路27で検出された負荷圧に基づいて、第2流量調整弁24が制御される。第2負荷圧検出用通路28で検出された負荷圧に基づいて、第2流量調整弁25が制御される。
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。
合流回路4は、合流弁35と、第1チェック弁37,38と、第2チェック弁41,42,43と、を備える合流系統である。
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。
なお、余剰油の流れについての詳細は後述するが、余剰油とは、第1油圧ポンプP1又は第2油圧ポンプP2の作動油のうち、第1アクチュエータ111や第2アクチュエータ115に送られなかったり第1アクチュエータ111や第2アクチュエータ115で消費されなかったりして還流される作動油をいう。換言すれば、余剰油とは、第1油圧ポンプP1の作動油の流量と、実際に第1アクチュエータ111に送られる作動油の流量との差分による生じた余りの作動油をいう。また、余剰油とは、第2油圧ポンプP2の作動油の流量と、実際に第2アクチュエータ115に送られる作動油の流量との差分による生じた余りの作動油をいう。
図3は、図2の合流弁35を拡大して示す回路図である。なお、以下の説明で、左右方向は、図3における左右方向と一致している。
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。
合流弁35は、スプール36の移動により、第2油圧ポンプP2の供給通路51に接続する通路52と、第1操作切換弁10,11に接続する第1接続通路53との間の開度を変更する。第1接続通路53は、第1操作切換弁10,11をタンクTに接続するオープンセンタ通路(タンデム通路)である。第1接続通路53は、第2流量調整弁23,24,25の上流に備えられている。
図2に示すように、第1チェック弁37,38は、第1操作切換弁10,11の上流側に設けられ、それぞれ第1接続通路53に接続されている。第2チェック弁41,42,43は、第2操作切換弁20,21,22の上流側に設けられ、それぞれ第2接続通路54に接続されている。第2接続通路54は、第2操作切換弁20,21,22をタンクTに接続するオープンセンタ通路(タンデム通路)である。第2接続通路54は、第1流量調整弁12,13の下流に備えられている。
<油圧制御回路の制御>
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。
また、第2油圧ポンプP2の作動油は、例えば、第2操作切換弁20,21,22のうち、第2操作切換弁21が操作されている場合、第2操作切換弁21の切換量に応じて第2流量調整弁24を経て第2操作切換弁21に送られる。
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。
第1操作切換弁10の第1ブリードオフ開口56は、第1操作切換弁10の切換量に伴い減少する。すなわち、第1接続通路53の余剰油をタンクTに還流させるブリードオフ制御で、余剰油が昇圧して第1チェック弁37が開口する。これにより、第1接続通路53の余剰油が第1チェック弁37を経て第1操作切換弁10の上流で、第1油圧ポンプP1の作動油に簡単な構成で自動的に合流する。
ここで、ブリードオフ制御とは、例えば、第1アクチュエータ111の供給側管路に設けられた主回路からバイパスさせて逃がし量を調整して、流量制御することによって第1アクチュエータ111の速度を制御することをいう。
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。
この状態で、第1油圧ポンプP1の作動油のうち、補巻ウインチモータ112に送られない余剰油は、第1流量調整弁12,13を経て通路61に送られる。よって、第1油圧ポンプP1の余剰油を第1接続通路53に導かないようにできる。すなわち、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。
ここで、比較例として、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が第1接続通路53に送られた場合に圧力補償特性が悪化する例を図4に基づいて説明する。
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。
これに対して、第1実施形態では、第1油圧ポンプP1の余剰油を第1接続通路53に導かないことにより、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に導かないようにした。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。
また、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に導かないようにして、第1接続通路53を通過する余剰油量を好適に保つようにした。これにより、第1接続通路53を通過する作動油を好適に抑えることができ、作動油が第1接続通路53を通過する際の圧力損失を小さく抑えることができ、消費性能を良好に保つことができる。
次に、第2回路3に第1回路2の余剰油を合流させる例を図2に基づいて説明する。
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。
また、第1油圧ポンプP1の作動油は、例えば、第1操作切換弁10,11のうち、第1操作切換弁10が操作されている場合、第1操作切換弁10の切換量に応じて第1流量調整弁12を経て第1操作切換弁10に送られる。
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。
第2操作切換弁21の第2ブリードオフ開口58は、第2操作切換弁21の切換量に伴い減少する。すなわち、第2接続通路54の余剰油をタンクTに還流させるブリードオフ制御で、余剰油が昇圧して第2チェック弁42が開口する。これにより、第2接続通路54の余剰油が第2チェック弁42を経て第2操作切換弁21の上流で、第2油圧ポンプP2の作動油に簡単な構成で自動的に合流する。
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。
この状態で、第2油圧ポンプP2の作動油のうち、ブーム起伏シリンダ117に送られない余剰油は、合流弁35を経て第1接続通路53に送られる。この結果、第2油圧ポンプP2の余剰油を第2接続通路54に導かないようにできる。すなわち、第1油圧ポンプP1の余剰油と第2油圧ポンプP2の余剰油との両方の余剰油を第2接続通路54に導かないようにできる。
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。
また、第1油圧ポンプP1の余剰油と第2油圧ポンプP2の余剰油との両方の余剰油を第2接続通路54に導かないようにして、第2接続通路54を通過する余剰油量を好適に保つようにした。これにより、第2接続通路54を通過する作動油を好適に抑えることができ、作動油が第2接続通路54を通過する際の圧力損失を小さく抑えることができ、消費性能を良好に保つことができる。
図2では、第1回路2の第1操作切換弁10,11のうち第1操作切換弁10を操作し、第2回路3の第2操作切換弁20,21,22のうち第2操作切換弁21を操作した例について説明したが、操作切換弁の操作はこれに限らない。その他の例として、第1操作切換弁10,11のいずれかを操作し、第2操作切換弁20,21,22のいずれかを操作した場合にも、同様の効果が得られる。
以上説明したように、油圧制御回路1によれば、簡単な構成で第1回路2及び第2回路3間の双方向への自動的な合流が可能で、第1アクチュエータ111、第2アクチュエータ115の圧力補償特性の悪化を抑制できる。
また、油圧制御回路1では、合流回路4に合流弁35を備え、合流弁35により第2回路3の余剰圧を第1回路2に送る構成とした。これにより、第1回路2の第1操作切換弁10,11のいずれかを操作し、第2回路3の第2操作切換弁20,21,22のいずれかを操作したとき、第1回路2に第2回路3の余剰圧を送る条件を、第2回路3に第1回路2の余剰圧を送る条件より優先できる。
また、油圧制御回路1では、第1接続通路53を、第1操作切換弁10,11をタンクTに接続するオープンセンタ通路(タンデム通路)とした。第2接続通路54を、第2操作切換弁20,21,22をタンクTに接続するオープンセンタ通路(タンデム通路)とした。このため、各油圧ポンプP1,P2からの作動油のうち、余剰油を容易にタンクTへ還流させることができる。
また、油圧制御回路1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た第1流量調整弁12,13を備えている。このため、第1油圧ポンプP1の余剰油を第1流量調整弁12,13で制御して第2接続通路54に送ることができる。この結果、第1油圧ポンプP1の余剰油を第2油圧ポンプP2の作動油に自動的に合流させることができる。この状態で、第2油圧ポンプP2の余剰油を第1接続通路53に送ることができる。これにより、第1アクチュエータ111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、油圧制御回路1は、第2油圧ポンプP2と第2操作切換弁20,21,22との途中に接続された第2流量調整弁23,24,25を備えている。このため、第2油圧ポンプP2の余剰油を第2流量調整弁23,24,25で制御して第1接続通路53に送ることができる。この結果、第2油圧ポンプP2の余剰油を第1油圧ポンプP1の作動油に自動的に合流させることができる。この状態で、第1油圧ポンプP1の余剰油を第2接続通路54に送ることができる。これにより、第2アクチュエータ115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。
さらに、例えば、従来で必要とした合流制御用パイロット切換弁を用いることなく、第1油圧ポンプP1の余剰油を第2油圧ポンプP2の作動油に自動的に合流させ、第2油圧ポンプP2の余剰油を第1油圧ポンプP1の作動油に自動的に合流させることができる。これにより、簡単な構成で、第1油圧ポンプP1及び第2油圧ポンプP2の一方の作動油に他方の余剰油を合流させることができる。
[第2実施形態]
<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。
<油圧制御回路の制御>
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。
また、第2油圧ポンプP2の作動油は、例えば、第2操作切換弁20,21,22のうち、第2操作切換弁21が操作されている場合、第2操作切換弁21の切換量に応じて第2流量調整弁24を経て第2操作切換弁21に送られる。
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。
第1操作切換弁10の第1ブリードオフ開口56は、第1操作切換弁10の切換量に伴い減少する。すなわち、第1接続通路53の余剰油をタンクTに還流させるブリードオフ制御で、余剰油が昇圧して第1チェック弁37が開口する。これにより、第1接続通路53の余剰油が第1チェック弁37を経て第1操作切換弁10の上流で、第1油圧ポンプP1の作動油に簡単な構成で自動的に合流する。
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。
この状態で、第1油圧ポンプP1の作動油のうち、補巻ウインチモータ112に送られない余剰油は、通路83及び第2合流弁82を経て通路84に送られる。この結果、第1油圧ポンプP1の余剰油を第1接続通路53に導かないようにできる。すなわち、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。
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。
また、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に導かないようにして、第1接続通路53を通過する余剰油量を好適に保つようにした。これにより、第1接続通路53を通過する作動油を好適に抑えることができ、作動油が第1接続通路53を通過する際の圧力損失を小さく抑えることができ、消費性能を良好に保つことができる。
次に、図5に基づいて、第2回路3に第1回路2の余剰油を合流させる例を説明する。
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。
また、第1油圧ポンプP1の作動油は、例えば、第1操作切換弁10,11のうち、第1操作切換弁10が操作されている場合、第1操作切換弁10の切換量に応じて第1流量調整弁12を経て第1操作切換弁10に送られる。
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。
第2操作切換弁21の第2ブリードオフ開口58は、第2操作切換弁21の切換量に伴い減少する。すなわち、第2接続通路54の余剰油をタンクTに還流させるブリードオフ制御で、余剰油が昇圧して第2チェック弁42が開口する。これにより、第2接続通路54の余剰油が第2チェック弁42を経て第2操作切換弁21の上流で、第2油圧ポンプP2の作動油に簡単な構成で自動的に合流する。
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。
この状態で、第2油圧ポンプP2の作動油のうち、ブーム起伏シリンダ117に送られない余剰油は、合流弁35を経て第1接続通路53に送られる。この結果、第2油圧ポンプP2の余剰油を第2接続通路54に導かないようにできる。すなわち、第1油圧ポンプP1の余剰油と第2油圧ポンプP2の余剰油との両方の余剰油を第2接続通路54に導かないようにできる。
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。
また、第1油圧ポンプP1の余剰油と第2油圧ポンプP2の余剰油との両方の余剰油を第2接続通路54に導かないようにして、第2接続通路54を通過する余剰油量を好適に保つようにした。これにより、第2接続通路54を通過する作動油を好適に抑えることができ、作動油が第2接続通路54を通過する際の圧力損失を小さく抑えることができ、消費性能を良好に保つことができる。
図5では、第1回路2の第1操作切換弁10,11のうち第1操作切換弁10を操作し、第2回路3の第2操作切換弁20,21,22のうち第2操作切換弁21を操作した例について説明したが、操作切換弁の操作はこれに限らない。その他の例として、第1操作切換弁10,11のいずれかを操作し、第2操作切換弁20,21,22のいずれかを操作した場合にも、同様の効果が得られる。
以上説明したように、第2実施形態の油圧制御回路80によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏する。つまり、油圧制御回路80によれば、簡単な構成で第1回路2及び第2回路3間の双方向への自動的な合流が可能で、第1アクチュエータ111、第2アクチュエータ115の圧力補償特性の悪化を抑制できる。
また、第2実施形態の油圧制御回路80では、合流回路4に第2合流弁82を備えた。これにより、第1回路2の第1操作切換弁10,11のいずれかを操作し、第2回路3の第2操作切換弁20,21,22のいずれかを操作したとき、第1回路2に第2回路3の余剰圧を送る条件と、第2回路3に第1回路2の余剰圧を送る条件を均等にできる。
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲に、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
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に第1回路2及び第2回路3の2つの回路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、油圧制御回路1,80に2つ以上の回路を備えてもよい。
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、第1回路2をウインチ回路、第2回路3をブーム回路とし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は他の回路に適用できる。
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。
1,80…油圧制御回路(流体制御回路)、2…第1回路、3…第2回路、4…合流回路、10,11…第1操作切換弁、12,13…第1流量調整弁、20,21,22…第2操作切換弁、23,24,25…第2流量調整弁、35…合流弁、53…第1接続通路、54…第2接続通路、82…第2合流弁、100…建設機械、101…旋回体(車体)、102…走行体(車体)、111…第1アクチュエータ、115…第2アクチュエータ、P1…第1油圧ポンプ(第1ポンプ)、P2…第2油圧ポンプ(第2ポンプ)

Claims (2)

  1. 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操作切換弁のみに前記第2回路の余剰油を供給することにより、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操作切換弁のみに前記第1回路の余剰油を供給することにより、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
    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、
    前記第1操作切換弁の上流側に設けられ、前記第1接続通路に接続される第1チェック弁と、
    前記第2操作切換弁の上流側に設けられ、前記第2接続通路に接続される第2チェック弁と、
    を備え、
    前記第1チェック弁を介して前記第1接続通路の余剰油が前記第1油圧ポンプの作動油に合流され、
    前記第2チェック弁を介して前記第2接続通路の余剰油が前記第2油圧ポンプの作動油に合流され、
    前記第1接続通路は、前記第1操作切換弁をタンクに接続し、
    前記第2接続通路は、前記第2操作切換弁をタンクに接続する、
    油圧制御回路。
  2. 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、
    を備える請求項に記載の油圧制御回路。
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