JPH01199001A - 油圧式掘削機のブームエネルギー再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧シリンダーにより可動される作業機を有
する油圧式掘削機のブーム下げ時の位置エネルギーを全
て回収し、省エネを図った位置エネルギーの回収活用装
置に関する。

（従来の技術） 油圧的掘削機の作業機については、土砂などの積込み時
には、同時に作業機自体の重量も必要高さまで、持ち上
げなければならないから。

積込み能力以上に大形のブームシリンダーを必要とする
。第７図に示すように、ブームシリンダー５とは別に、
補助シリンダー２２を設置し。

作業機を上げる時は１図示しないエンジンにより駆動さ
れる油圧ポンプ１２よりのオイルをブーム操作弁１３．
管路１９を通じてブームシリンダー５．補助シリンダー
２２に流すが９作業機を下げる時には、油圧ポンプ１２
よりのオイルはシリンダーヘッド側室５ａに流し、シリ
ンダーボトム側室５ｂのオイルは管路１９．ブーム操作
弁１３を通ってタンク２３に戻す、しかし補助シリンダ
ー２２のボトム側室２２ａのオイルはチエツク弁２４が
あるため、タンク２３には戻れず、蓄圧器１４内に圧力
として蓄圧回収され作業機重量とバランスさせている０
次に作業機を上げる時は、蓄圧器１４内に蓄圧された油
圧力が作業機を上げるよう作動する構成になっている。

（発明が解決しようとする諜Ｈ） しかしながら９作業機４では、アームシリンダー８の伸
し量により１作業機の重心位置が移動し０作業機の落下
モーメントＭ−ＷＸｊ！は絶えず変るので、補助シリン
ダー２２での必要保持圧（空荷時）もそれに対応して種
々変化する。

第３図に示すように掘削始めの姿勢、即ちアームシリン
ダー８が最短、パケットシリンダ１０が最長で、最小リ
ーチ状態になった時３蓄圧器１４に蓄圧された油圧力で
１作業機４が自然に上昇するのを防止する必要があるこ
とから、リリーフ弁１５ａのセット圧をある圧以下に設
定し、それ以上の圧力になると、リリーフ弁１５ａを作
動させている０作業機４を第２図の掘削前の状態からブ
ームシリンダー５を縮めると。

作業機４は降下し、補助シリンダー２２のオイルは蓄圧
器１４に蓄圧されるが、リリーフ弁設定圧に達すると、
リリーフしながら作業機は地面に到達し、第３図の掘削
始めの状態になる。

この状態から、第４図に示すように、水平掘削を行うと
、アームシリンダー８を伸ばしながらブーム７を下げる
ので、補助シリンダー２２はさらに縮められるが、蓄圧
器回路２５はすでにリリーフ油圧に達しているため、補
助シリンダー２２の縮められた分だけ、オイルは蓄圧さ
れずにリリーフしてしまうので作業機４が有する位置エ
ネルギーの回収効率が低くなり、省エネ効果はあまり高
くなかった０本発明は前記欠点を解決することを目的と
している。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明の要旨は
油圧シリンダー５．６により可動される作業機４を有す
る油圧式掘削機において、ブームシリンダー６の上げ側
油圧回路に蓄圧器１４．蓄圧器操作弁１５および可変リ
リーフ弁１６を設け２作業機４の位置に応じて。

前記操作弁１５および、可変リリーフ弁１６により作業
機４０重量とバランスする油圧を蓄圧器１４内に発生さ
せることを特徴とする油圧式掘削機の位置エネルギー回
収・活用装置である。

掘削作業時、ブームシリンダー５．６の保持圧に相当す
る信号が可変リリーフ弁１６に導かれ、前記弁のセット
圧が作業機４の落下モーメントＭ−ＷＸ１に応じて自動
的に制御されるので、エネルギー回収効率が向上する。

（実施例） 本発明にもとづく位置エネルギーの回収・活用装置の実
施例を図面により具体的に説明する。

第１図に示すように走行装置２上に旋回自在に旋回車体
３が設けられている油圧式掘削機１においてその旋回車
体３の前部に作業機４が装着されている０作業機４は、
一対のブームシリンダー５．６により起伏自在なブーム
７を具えており、ブーム７の先端部には、アームシリン
ダー８により先端側が前後自在なアーム９が、そしてア
ーム９の先端部には、パケットシリンダー１０により回
転自在なパケット１１が夫々取付けられている。

一方ブームシリンダー５．６には１図示しないエンジン
により駆動される油圧ポンプ１２より圧送されたオイル
がブーム操作弁１３を介して供給される。ブームシリン
ダ６のボトム側室６ａとブーム操作弁１３の間には、蓄
圧器１４゜蓄圧器操作弁１５が、さらにブームシリンダ
ー６のボトム側室６ａのリターン回路には可変リリーフ
弁１６が装着されている。

操作レバー１７の動きは、電気信号として演算器１８に
伝えられるが、演算器１Ｂは前記レバー１７の操作方向
、ストロークにより指示された動きが作業機４において
行なわれるよう。

ブーム操作弁１３に電気信号を送るので、油圧ポンプ１
２からのオイルはブーム操作弁１３゜管路１９を通って
、ブームシリンダー５．６に達する。

ブーム７を下げる時は、操作レバー１７の“下”操作に
より、演算器１８よりの指令がブーム操作弁１３に達す
るので、油圧ポンプ１２よりのオイルがブームシリンダ
ー５，６のヘッド側室５ｂ、６ｂに送り込まれるが、こ
れとは無間係に作業機４の自重による落下モーメントＭ
＝ＷＸ　ｌが働いて１作業機４は落下しようとする。

このため、ブームシリンダーは縮小されるが。

ブーム操作弁１３のリリーフ弁１５ａは演算器１８より
の指示により９通路が開かれるから。

ブームシリンダー５のボトム側室５ａのオイルはタンク
へ戻されるが、ブームシリンダー６のボトム側室６ａの
オイルは、演算器１８の指示で、ブーム操作弁１３の可
変リリーフ弁１６は“閉”、蓄圧器操作弁１５は“開”
となっているため、蓄圧器１４に導かれ封入してＮ２ガ
スを圧縮、蓄圧する。この蓄圧の程度はブームシリンダ
ー６のボトム側室６ａ内で発生した油圧力で作業機４を
宙に浮かされた状態に維持できることが必要である。し
かし、第２図〜第４図で明らかなように落下モーメント
Ｍ＝ＷＸｌは作業ｆｉ４の位置により著しく異なるので
、可変リリーフ弁１６のセット圧は作業機４の位置に応
じて変更せねばならない、このため、ブーム角度検出器
２０．アーム角度検出器２１をブーム７、アーム９の軸
支部に取付け、夫々の角度検出器からの信号により９作
業機位置の演算と。

予め記憶させている作業機重量Ｗとから１作業機の落下
モーメントＭを第５図に示す作業機制御の手順で、演算
器１８で求めブームシリンダーのみで作業機４を保持す
ると仮定した時のブームシリンダー相当圧からブームシ
リンダー６で保持させるべき最大油圧、つまり、ブーム
操作弁１３のリリーフ弁セット圧を算出して、可変リリ
ーフ弁１６に指示される。

演算器１８から、可変リリーフ弁１６へは。

Ｐ　ａｌｌｏ　−Ｐ　ａｍ→ｍ→機の動き、停止状態Ｐ
　Ａ１０＞　Ｐ　Ａｍ→可変可変−リーフ弁セット圧さ
く Ｐ□。＜Ｐａｗ→可変リリーす弁セット圧を大きく のように作動直前のリリーフ弁セット圧に対する必要最
大油圧との差により、可変リリーフ弁のセット圧が変更
されるよう指示される。

但し＋ＰＡＲＯは作動直前のリリーフ弁セット圧＋　　
ＰＡＲはブームシリンダー６で保持させるべ　。

き最大油圧を示す。

操作レバー１７の“上”操作により演算器１日の指令が
ブーム操作弁１３に達すると、油圧ポンプ１２よりのオ
イルは、ブーム操作弁１３から、ブームシリンダー５の
ボトム側室５ａに送り込まれるがブームシリンダー６の
ボトム側室６ａには、油圧ポンプからのオイルは流入せ
ず、蓄圧器操作弁１５が作動して、蓄圧器１４に蓄圧さ
れていたオイルが送り込まれる。

（発明の効果） 本発明においては、可変リリーフ弁のセット圧が作業機
の落下モーメントに応じて制御されるので、従来の固定
リリーフ弁装着の場合に比べて、第６図（ａ）、（ロ）
に示すように、蓄圧器に蓄圧されるエネルギー回収量が
増加し、その分作業機上昇時に持上刃として活用できる
ので、油圧ポンプでの消費エネルギーは、ブームシリン
ダー５のものだけで充分となり、大きな省エネ効果が期
待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における作業機の制御回路図、
第２図は油圧式掘削機の掘削前の状態を示す側面図、第
３図は油圧式掘削機の掘削始めの状態を示す側面図、第
４図は油圧式掘削機の掘削線りの状態を示す側面図、第
５図は本発明実施例の作業機制御のフローチャート、第
６図（ａ）は９本発明実施例の積荷最大リーチ時のブー
ムシリンダ・ストロークと保持圧との関係を示す図、第
６図（ロ）は、従来技術の積荷最大リーチ時のブームシ
リンダ・ストロークと保持圧との関係を示す図、第７図
は従来技術の作業機の制御回路図である。 ４・・・作業機　　　５・・・ブームシリンダー６・・
・ブームシリンダー　　７・・・ブーム１３・・・ブー
ム操作弁　　１４・・・蓄圧器１５・・・蓄圧器操作弁
　　１６・・・可変リリーフ弁特許出願人　株式会社小
松製作所 代理人　（弁理士）岡　１）和　喜 ３°）（ｂ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　油圧シリンダにより可動される作業機４を有する油圧
   式掘削機において、ブームシリンダー６の上げ側油圧回
   路に蓄圧器１４、蓄圧器操作弁１５および可変リリーフ
   弁１６を設け、作業器４の位置に応じて、前記操作弁１
   ５および可変リリーフ弁１６により、作業器４の重量と
   バランスする油圧を蓄圧器１４内に発生させることを特
   徴とする油圧式掘削機の位置エネルギー回収活用装置。