JPH10159808A - 油圧回路の自動昇圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇圧が不必要に頻繁に行われず、かつ操作性
も優れた昇圧装置を提供することを課題としている。 【解決手段】 油圧ポンプにより油タンクから作動油を
供給してアクチュエータを作動させる建設機械等の油圧
回路において、作動油の油圧を昇圧させる油圧昇圧手段
と、作動油の設定圧以下で作動油の油圧上昇速度を測定
する油圧測定手段と、該設定圧以下における油圧上昇速
度が基準上昇速度以下の場合は一定時間だけ前記油圧昇
圧手段を作動させる制御手段を具備したことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建設機械等の油
圧回路の自動昇圧装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、建設機械で作業する場合にお
いてアッタチメントに大きな負荷がかかる場合、例え
ば、硬い地面を掘削する場合、岩石や立木の根を掘り起
こし又は吊り荷作業の場合等には、作動油の油圧を一時
的に昇圧するという手段が用いられている。これは、作
動油の圧力を常に高い圧力で作動させると油圧ポンプ、
油圧モータその他の油圧機器を高圧に耐えるものにする
必要があり、油圧回路のコストが高くなること、又逆に
油圧機器をそのままにしてメインリリーフ弁のリリーフ
圧のみを高めると使用している油圧機器の寿命及び耐久
性の点で問題が生じるからである。

【０００３】作動油の油圧を一時的に昇圧させた従来装
置として、例えば、公開特許公報第昭６０ー１０９６０
５号に開示されている作動油の昇圧装置がある。これ
は、図４に示すように機能している。即ち、主回路に接
続されているリリーフ弁は常時圧力Ｐｃに設定されてい
る。ただし、Ｐｃ＝Ｐａ＋Ｐｅで、Ｐａは定格圧力でＰ
ｅは上昇圧である。図４において主回路の油圧が上昇し
て、定格圧力Ｐａ（図のイ点）を越えたのを検出して、
圧力Ｐｃに切り換える。そして、所定時間ｔを経過した
ときに（図のロ点）リリーフ圧を定格圧力Ｐａに戻し
（図のハ点）、以後リリーフ圧をＰａに維持する。

【０００４】また、登録実用新案第２０９７２２６号及
び公開実用新案公報第平４ー１２６９５８号に開示され
ている作動油の昇圧装置はリリーフ弁を常時定格圧力に
設定しており、オペレータが昇圧の必要を感じたときは
所定の操作によって昇圧信号を発生し、制御装置がこの
昇圧信号に基づいて主回路に接続されたリリーフ弁のリ
リーフ圧を所定時間増大するように制御している。従っ
て、この昇圧装置ではオペレータの操作により、一定時
間だけ作動油の圧力を昇圧することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の昇圧装置は、作動油の圧力が所定値、例えば定格
圧力より僅かに低い圧力に達すると自動的に昇圧をさせ
るものがある。この種の装置では昇圧が不必要な場合ま
でリリーフ圧を昇圧するため、作動油が昇圧される頻度
が必要以上に多くなり、油圧機器の寿命、耐久性が短く
なるという課題、及び運転の燃費がそれだけ悪くなると
いう課題があった。

【０００６】又、オペレータが所定の動作によって昇圧
信号を発生させる装置ではオペレータの操作が煩雑にな
るという課題、及び昇圧に時間遅れが生じ易いという課
題があった。この発明は、上述のような背景の下になさ
れたもので、昇圧が不必要に頻繁に行われず、かつ操作
性も優れた昇圧装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、作動油の昇圧が必要な場合を昇圧装置のコントロー
ラが自動的に判断し、所定の短時間だけ、作動油を定格
圧力よりも昇圧させている。また、作動油の昇圧が必要
か否かの判断基準として作動油の圧力上昇速度を採用し
ている。

【０００８】請求項１記載の装置は、油圧ポンプにより
油タンクから作動油を供給してアクチュエータを作動さ
せる建設機械等の油圧回路において、作動油の油圧を昇
圧させる油圧昇圧手段と、作動油の設定圧以下で作動油
の油圧上昇速度を測定する油圧測定手段と、該設定圧以
下における油圧上昇速度が基準上昇速度以下の場合は一
定時間だけ前記油圧昇圧手段を作動させる制御手段を具
備したことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載の装置は、請求項１
に記載の装置で、前記油圧測定手段及び制御手段は作動
油の設定圧以下におけるある油圧（Ｐａ）から設定圧よ
り僅かに低い油圧（Ｐｂ；Ｐｂ＞Ｐａ）まで上昇するに
要した時間を測定し、該測定された時間が予め定めた基
準時間より大きい場合は一定時間だけ前記油圧昇圧手段
を作動させることを特徴としている。

【００１０】請求項３に記載の装置は、請求項１又は２
に記載の装置で、前記測定手段は作動油の油圧が前記油
圧（Ｐａ）に達した後に再び該油圧（Ｐａ）以下になっ
たときは、それまでの測定時間をリセットし、最初から
上昇速度又は経過時間を測定することを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の実施形態】以下、図面を参照してこの発明の実
施形態について説明する。図１は本発明を適用した実施
形態の構成の概略を示した図である。図１において、油
圧ポンプ１により油タンク２中の作動油が主回路５を通
って、切換弁３、４及び絞り５６を介して油タンクに帰
還する。アクチュエータ６、７が切換弁３、４の出力ポ
ートに接続されている。切換弁３、４は図示を省略した
リモコン弁により制御されている。

【００１２】主回路５から分岐した配油管８にリリーフ
弁９が接続されている。リリーフ弁９は主回路５を流れ
る作動油の油圧が所定の設定圧以上になると閉じていた
弁を開き、圧力油を油タンク２に逃がす。リリーフ弁９
には設定圧を調節するためのスプリング１０とその設定
圧を制御するためのパイロットポート１１が設けられて
いる。パイロットポート１１に作用するパイロット油圧
は電磁弁１２によって制御されていると共に、電磁弁１
２のノソレノイド１３はコントローラ１４に接続され、
制御されている。電磁弁１２の入力ポートはパイロット
ポンプ１５及び油タンク２に接続されている。

【００１３】また、主回路５には分岐管１６が分岐し、
その終端に圧力センサ１７が接続されている。圧力セン
サ１７により検出された主回路５の油圧信号は配線１８
によってコントローラ１４に入力される。コントローラ
１４の具体的構成例を図２に示す。

【００１４】図２において、外部電源２１の正側はＤＣ
／ＤＣコンバータ２３及び電磁弁１２の駆動用電源端子
２２に接続しており、負側は接地端子（又は共通端子）
２５に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は直
流電圧を降圧（又は昇圧）するもので、降圧された直流
電圧はＩＣ等の電源として端子２４に接続されており、
この端子からＩＣ及び圧力センサの駆動用電源端子に接
続されている。同様に接地端子２５もＩＣ及び圧力セン
サの駆動用電源端子に接続されている。

【００１５】圧力センサ１７から入力された油圧信号は
インタフェース（Ｉ／Ｆ）２６を介してＡ／Ｄ変換器２
７に入力される。Ａ／Ｄ変換器２７によってデジタル信
号に変換された油圧信号はバス２８を介してＣＰＵ（中
央演算回路）３０に入力される。一方、ＣＰＵ３０から
出力される電磁弁１２のソレノイド１３の制御信号はバ
ス２８を介してインタフェース３１に出力される。その
制御信号に従って、電磁弁駆動用トランジスタ（パワー
トランジスタ）３２がソレノイド電流をソレノイド１３
に供給する。

【００１６】また、ＣＰＵ３０にはＲＯＭメモリ３３，
ＲＡＭメモリ３４がバス３５を介して接続されており、
タイマ−３６が回線３７により接続されている。ＣＰＵ
３０はＲＯＭ３４に格納されているプログラムに従っ
て、制御を実行する。

【００１７】図３は実行する制御プログラムの機能の具
体的ケースを例示した図である。図３において、油圧Ｐ
ａは時間の測定を開始する油圧で、油圧Ｐｃはリリーフ
弁９の設定油圧で、油圧Ｐｂは設定油圧Ｐｃより僅かに
低い油圧である。油圧Ｐｄは昇圧された後の高い油圧を
示す。また、一番上に示した時間ｔｏは基準時間を示
す。即ち、油圧ＰａからＰｂまで昇圧するに要した油圧
上昇時間ｔが基準時間ｔｏより大きい場合は作動油を昇
圧し、基準時間ｔｏより小さい場合は作動油を昇圧しな
い。太線実線で示した折れ線Ｂは作動油を昇圧しない場
合の変化状態を示し、折れ線Ａは作動油を昇圧する場合
の例を示す。

【００１８】折れ線Ｂは時刻ｔa'においてＰａになり、
時刻ｔb'で油圧Ｐｂに達しており、作動油の油圧がＰａ
からＰｂになるまでに要した油圧上昇時間は図のｔBで
あり、これは明らかにｔｏより小さい。従って、昇圧は
行われず、作動油の油圧がＰｃのままでアクチュエータ
が作動される。

【００１９】折れ線Ａは時刻ｔaにおいてＰａになり、
時刻ｔbで油圧Ｐｂに達しており、作動油の油圧がＰａ
からＰｂになるまでに要した油圧上昇時間は図のｔAで
あり、これは明らかにｔｏより大きい。従って、作動油
は油圧Ｐｄまで昇圧され、一定時間Ｔの経過後は油圧Ｐ
ｃでアクチュエータが作動される。

【００２０】この実施形態は以上のように構成されてい
るので、以下のように作用する。まず、アクチュエータ
が作動していないときは主回路の流れに対する抵抗は小
さいので、油圧は低い。次に、切換弁３を作動させてア
クチュエータ６に作動油を供給する場合を説明する。

【００２１】切換弁３を作動させると、切換弁３の流れ
抵抗は徐々に増大するので主回路の作動油の油圧も上昇
する。この作動油の油圧は分岐管１６を介して圧力セン
サ１７によって測定され、その圧力信号Ｐがコントロー
ラ１４に送られる。コントローラ１４はＣＰＵ３０によ
ってこのデータＰをメモリー３３又は３４に記録されて
いる圧力データＰａと比較し、Ｐの値によって以下の手
続きを実行する。

【００２２】即ち、Ｐ＝Ｐａならばタイマ３６によって
時間の計測を開始し、Ｐ＝Ｐｂになるまでこの計測を続
ける。ＰａからＰｂになるまで要した時間ｔと基準時間
ｔｏとを比較し、ｔ≧ｔｏならばＣＰＵ３０は電磁弁１
２を作動させるための作動信号「オン」をインタフェー
ス３１に出力し、同時に時間Ｔの計測を開始する。計測
時間がＴに達したら、作動信号を「オフ」にする。ｔ＜
ｔｏの場合は作動信号「オフ」を出力する。Ｐ＜Ｐａの
場合は上記手続きは実行しない。又、圧力信号Ｐが一度
Ｐａ以上になって、その後Ｐａ以下に落ちた場合は計測
時間を「０」にリセットし、最初の状態に戻る。

【００２３】ＣＰＵ３０から出力された電磁弁の作動信
号「オン」は、インタフェース３１を介して駆動用トラ
ンジスタ３２に送られる。コントローラ１４から「オ
ン」信号が出力されると、電磁弁１２は導通状態ａにな
り、パイロットポンプ１５から圧油がリリーフ弁９のパ
イロットポート１１に供給され、設定圧がＰｄに上昇
し、主回路の作動油の油圧もこれに従って上昇する。一
定時間Ｔの経過後は再び作動信号は「オフ」に戻り、作
動油の油圧もＰｃになる。

【００２４】この実施形態は以上に述べた構成であり、
以下の機能を果たす。即ち、主回路の作動油の油圧上昇
速度を圧力センサで測定し、上昇速度が基準値より小さ
い場合は自動的に油圧昇圧手段を作動させる。従って、
オペレータが油圧昇圧をするために何らかの作業をする
必要もなく、また必要な場合と不必要な場合とを判断す
る必要もない。しかも、作動油を昇圧させる必要がある
場合は、一般的に油圧上昇速度が遅い場合であるので、
本発明を利用したこの実施形態の作業機は操作がより容
易であるという優れた効果を有する。

【００２５】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるがものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、油圧昇圧がオペレータの判断や特定の作業をす
る必要がなく、しかも必要とされる場合に昇圧が行われ
るので作業の操作が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した実施形態の構成の概略を示
した図である。

【図２】 コントローラ１４の具体的構成例を示す図で
ある。

【図３】 制御プログラムの機能の具体的ケースを例示
した図である。

【図４】 従来装置の機能動作の例を示した図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ 油タンク ６、７ アクチュエータ ９ リリーフ弁 １１ リリーフ弁のパイロットポート（油圧昇圧手
段） １２ 電磁弁（油圧昇圧手段） １４ コントローラ（制御手段） １７ 圧力センサ（油圧測定手段） ｔｏ 基準時間 Ｔ 昇圧継続時間（一定時間）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプにより油タンクから作動油を
   供給してアクチュエータを作動させる建設機械等の油圧
   回路において、作動油の油圧を昇圧させる油圧昇圧手段
   と、作動油の設定圧以下で作動油の油圧上昇速度を測定
   する油圧測定手段と、該設定圧以下における油圧上昇速
   度が基準上昇速度以下の場合は一定時間だけ前記油圧昇
   圧手段を作動させる制御手段を具備したことを特徴とす
   る油圧回路の自動昇圧装置。
2. 【請求項２】 前記油圧測定手段及び制御手段は作動油
   の設定圧以下におけるある油圧（Ｐａ）から設定圧より
   僅かに低い油圧（Ｐｂ；Ｐｂ＞Ｐａ）まで上昇するに要
   した時間を測定し、該測定された時間が予め定めた基準
   時間より大きい場合は一定時間だけ前記油圧昇圧手段を
   作動させることを特徴とする請求項１に記載の油圧回路
   の自動昇圧装置。
3. 【請求項３】 前記測定手段は作動油の油圧が前記油圧
   （Ｐａ）に達した後に再び該油圧（Ｐａ）以下になった
   ときは、それまでの測定時間をリセットし、最初から上
   昇速度又は経過時間を測定することを特徴とする請求項
   １又は２の何れか１に記載の油圧回路の自動昇圧装置。