JPH04194129A - ロードセンシングシステムにおける油圧再生回路 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ロートセンシングシステムにおける油圧再生
回路に関する。

［従来の技術］ ロードセンシングシステムを備えた油圧機械、たとえば
油圧式掘削機においては、第３図および第４図に示すよ
うにエンジン等の動力源によって駆動される可変容量形
油圧ポンプ（以下ポンプという）１０と、このポンプ１
０が吐出する圧油によって駆動されるブーム１２、アー
ム１３、パケット１４等の作業機や旋回装置用のアクチ
ュエータたとえばブームシリンダｌ、アームシリンダ９
等と、ポンプ１０から前記ブームシリンダ１、アームシ
リンダ９等に送られる圧油の方向を切り換えるブームシ
リンダ用方向切換弁５、アームシリンダ用方向切換弁８
等と、ポンプ１０が吐出する圧油の流量を制御するレギ
ュレータ１５およびロードセンシング弁（以下ＬＳ弁と
いう）１６とを備えている。

前記ブームシリンダ用方向切換弁５、アームシリンダ用
方向切換弁８等はポンプ１０に回路１７で接続され、油
タンク１１に回路１８で接続されている。

前記ブームシリンダ用方向切換弁５、アームシリンダ用
方向切換弁８等にはポンプ１０からの回路１７と並列に
回路１７ａ、１７ｂ等が接続されるとともに、ブームシ
リンダ１にはヘッド側回路１ａ、ボトム側回路１ｂが、
またアームシリンダ９にはヘッド側回路９ａ、ボトム側
回路９ｂがそれぞれ接続されている。前記方向切換弁５
，８等は３位置からなり、各位置でボー）Ｒを経てシャ
トル弁１９．２０等に接続されている。これらのシャト
ル弁１９．２０等にはパイロット回路２１゜２２等が接
続されていて、パイロット回路２３を介してブームシリ
ンダｌ、アームシリンダ９等の回路１ａ、ｌｂ、９ａ、
９ｂ等に挿入された減圧弁２４，２５，２６．２７等に
導かれている。

またＬＳＳｉ２０一端は、回路１７から分岐したパイロ
ット回路２８に接続されてポンプ１０の吐出圧Ｐｐを受
け、他端はパイロット回路２９に接続され、各アクチュ
エータの負荷圧のうち最高の圧力を圧力ＰＬＳとして受
け、レギュレータ１５を介してポンプ１０の吐出容積Ｑ
ｐを制御している。

［発明が解決しようとする課題］ ブームシリンダ用方向切換弁５のブーム下げ側戻り回路
には、ブーム下げ操作時にブームの自重落下を防止する
ため紋り５ａが設けられている。

ブーム下げ操作によりブームシリンダ１のヘット側には
ポンプ１０から送られる圧油が流入し、ボトム側の油は
前記紋り５ａを通って油タンク１１に戻る。この絞り５
ａによって、ブームの自重による急激な下降は起こらな
いが、ブーム下げ時のブームシリンダボトム側油圧をＰ
ｂとし、ボトム側からの排出油量をＱｔとすると、油タ
ンク１１においては油圧がほぼ０となるので、ＱｔＸＰ
ｂに相当するエネルギーが熱に転換されて捨てられると
ともに、不必要な油温上昇を招いている。

またブーム１２と他の作業機との同時複合操作、例えば
ブーム下げと並行してアームを前方に伸ばすアームダン
プを行う場合、アームダンプに要するポンプ出力をポン
プ吐出圧　１００ｋｇ／ｃｍ２Ｘポンプ吐出量０．６７
Ｑ（Ｑはポンプの全吐出量）、ブーム下げに要するポン
プ出力をポンプ吐出圧１０ｋｇ／ｃｍ２Ｘポンプ吐出量
０．３３Ｑとすると、第５図に示すようにアームダンプ
に消費されるポンプ出力Ａと、ブーム下げに消費される
ポンプ出力Ｂとが有効に活用され、残りＣの部分がエネ
ルギーロスとして捨てられることになる。

本発明は上記従来の問題点に着目し、ブーム下げ操作の
際に捨てられているエネルギーを有効活用することがで
きるような、ロードセンシングシステムにおける油圧再
生回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明に係るロードセンシン
グシステムにおける油圧再生回路は、可変容量杉油圧ポ
ンプと、この可変容量杉油圧ポンプが吐出する圧油によ
って駆動される油圧アクチュエータと、前記可変容量杉
油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧油の
流れを制御する方向切換弁と、可変容量杉油圧ポンプか
ら吐出される圧油の流量を制御する吐出量制御手段とを
備えた油圧式掘削機の油圧駆動装置において、ブームシ
リンダのボトム側回路とヘット側回路とを結ぶ油圧回路
を設け、この油圧回路上に、ブームシリンダ用方向切換
弁をブーム下げ側に切り換えるパイロット油圧によって
作動する切換弁と、逆止め弁とを設け、ブームの下降に
伴ってブームシリンダボトム側から排出される圧油を前
記切換弁および逆止め弁を介してブームシリンダヘッド
側に供給する構成とした。

［作用］ 上記構成によれば、ブームシリンダのヘッド側回路とボ
トム側回路とを接続する油圧回路を設け、この油圧回路
上に設けた切換弁はブームシリンダ用方向切換弁をブー
ム下げ側に操作することによって作動するようにしたの
で、前記ブームシリンダ用方向切換弁がブーム下げ側に
切り換えられると、ブームシリンダボトム側から排出さ
れる圧油の一部は、前記切換弁と逆止め弁とを経てブー
ムシリンダヘッド側に流入する。従ってポンプからブー
ムシリンダヘッド側に送り込む油量を節約することがで
きる。

またブーム下げと同時に他のアクチュエータも操作する
場合は、前記節約した油量を他のアクチュエータに回す
ことができる。

［実施例コ 以下に本発明に係るロードセンシングシステムにおける
油圧再生回路の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図において、ブームシリンダ１のヘット側回路１ａ
と、ボトム側回路１ｂとが油圧回路２て接続され、この
油圧回路２には切換弁３と逆止め弁４とが設けられてい
る。前記切換弁３は２ボ一ト２位置切換弁で、この切換
弁３の一端にブームシリンダ用方向切換弁５のブーム下
げ側パイロット回路６から分岐したパイロット回路６ａ
が接続され、他端には切換弁３をＯＦＦ側に付勢するス
プリング７が装着されている。また切換弁３の内部には
絞り３ａが設けられ、その他の回路構成は従来と同一で
ある。

上記のような回路構成において、たとえばブーム下げと
アームダンプの同時操作を行った場合は次のようになる
。すなわち、一方の作業機操作レバーをブーム下げ側に
動かすことにより、図示しないパイロット圧制御弁から
のパイロット圧がブーム下げ側パイロット回路６を通っ
てブームシリンダ用方向切換弁５の一端に作用し、同切
換弁５を第１図において右側に切り換える。また前記パ
イロット圧はパイロット回路６ａを通って切換弁３の一
端にも作用し、スプリング７の張力に抗して切換弁３を
切り換えるが、切換弁３はブームシリンダ用方向切換弁
５の作動より遅れて切り換えられる。

これと同時に他方の作業機操作レバーはアームダンプ側
に動かされるので、アームシリンダ用方向切換弁８はア
ームダンプ側すなわち第１図において右側に切り換えら
れ、ブームシリンダ１が縮められてブームが下降すると
ともに、アームシリンダ９も縮められアームが前方に張
り出す。

ここでブームシリンダ１のヘッド側とボトム側との容積
比を１＝２とし、ブーム下げに必要なブームシリンダヘ
ッド側油圧を　１０ｋｇ／ｃｍ２、アームダンプ操作に
必要なアームシリンダヘッド側油圧を１００ｋｇ／ｃｍ
２として説明する。

ブーム下げ操作によってブームシリンダ用方向切換弁５
が切り換えられ、ポンプ１０が吐出する圧油のうち油量
Ｑｉが、ヘッド側回路１ａを通って負荷圧１０ｋｇ／ｃ
ｍ２てブームシリンダ１のヘッド側に流入する。ブーム
シリンダ１のボトム側から排出される圧油はボトム側回
路１ｂを通り、油量Ｑｒが前記切換弁３と逆止め弁４と
を経てヘッド側回路１ａに合流し、残りの油量Ｑｔはブ
ームシリンダ用方向切換弁５を経て油タンク１１に戻る
。このとき油量Ｑｔはブームシリンダ用方向切換弁５内
の絞り５ａを通ることによ）て、ブームシリンダ１のヘ
ット側に供給される油量がＱｉ＋Ｑｒとなってブーム下
降速度が速くなり過ぎるのを防止し、ブームは従来の油
圧式掘削機と同一速度で下降する。

前記ブームシリンダ１のボトム側から排出される油量の
１／２が油圧回路２に流れるとすると、Ｑｒ＝Ｑｔ　　
となり、ブームシリンダ１のヘッド側、ボトム側の容積
比（１：　２）から理論的にはＱｉ＝０　　てよいこと
になる。しかし実際にはブームシリンダヘット側の負圧
発生を防止するため、ブームシリンダヘッド側に供給す
る油量Ｑｌをポンプ吐出量の　１／６　（０，１７Ｑ）
とし、残り　５／６　（０，８３Ｑ）をアームシリンダ
９に供給する。

上記流量配分の結果、第２図に示すようにＡの部分がア
ームダンプに、Ｂの部分がブーム下げにそれぞれ用いら
れ、Ｃの部分はブーム下げ時のロスとなる。従ってアー
ムシリンダに供給される油量は、再生回路のないときの
油ｆｆ１Ｏ，６７Ｑから０．８３Ｑに増加されるので、
アーム速度を速くすることができ、ロスＣは従来に比べ
て半減している。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ブームシリンダの
ヘッド側回路とボトム側回路とを油圧回路で接続し、こ
の油圧回路上に設けた切換弁はブームシリンダ用方向切
換弁をブーム下げ側に操作することによって作動するよ
うにしたので、前記ブームシリンダ用方向切換弁がブー
ム下げ側に切り換えられると、ブームシリンダボトム側
から排出される圧油の一部は、前記切換弁を経てブーム
シリンダヘッド側に流入する。従ってブーム下げの単独
操作においては、ポンプ出力を減らすことができ、ブー
ム下げと同時に他のアクチュエータも操作する複合操作
においては、前記節約したポンプ出力を他のアクチュエ
ータの駆動に振り向けることができる。このようにして
、従来無駄に消費されていたエネルギーの１７２を回収
して有効利用することができ、油圧式掘削機の燃料消費
量を低減させることができる。

なお本発明では、油圧式掘削機のブーム下は操作時に発
生するエネルギーロスを有効に活用する再生回路につい
て説明したが、これに限るものではなく、油圧式掘削機
におけるその他の回路または各種油圧式作業機械に対し
ても本発明を利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係るロードセンシングシステムにおけ
る油圧再生回路を備えた油圧式掘削機の一部省略油圧回
路図、第２図は油圧ポンプ出力配分の説明図、第３図は
従来の技術による油圧式掘削機の一部省略油圧回路図、
第４図は油圧式掘削機の概略側面図、第５図は従来の技
術による油圧ポンプ出力配分の説明図である。 １・・・・・・ブームシリンダ １ａ＋９ａ・・・・・・ヘッド側回路 ｌｂ、９ｂ・・・・・・ボトム側回路 ２・・・・・・油圧回路 ３・・・・・・切換弁 ４・・・や・・逆止め弁 ５・・・・・・ブームシリンダ用方向切換弁１０・・・
・・・可変容量形油圧ポンプ１２１・φ・・ブーム 出願人　　株式会社　小松製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変容量形油圧ポンプと、この可変容量形油圧ポンプが
   吐出する圧油によって駆動される油圧アクチュエータと
   、前記可変容量形油圧ポンプから油圧アクチュエータに
   供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と、可変容
   量形油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御する吐
   出量制御手段とを備えた油圧式掘削機の油圧駆動装置に
   おいて、ブームシリンダのボトム側回路とヘッド側回路
   とを結ぶ油圧回路を設け、この油圧回路上に、ブームシ
   リンダ用方向切換弁をブーム下げ側に切り換えるパイロ
   ット油圧によって作動する切換弁と、逆止め弁とを設け
   、ブームの下降に伴ってブームシリンダボトム側から排
   出される圧油を前記切換弁および逆止め弁を介してブー
   ムシリンダヘッド側に供給する構成を特徴とするロード
   センシングシステムにおける油圧再生回路。