JPS61165432A - 建設機械の慣性質量駆動用油圧回路 - Google Patents

建設機械の慣性質量駆動用油圧回路

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JPS61165432A
JPS61165432A JP485585A JP485585A JPS61165432A JP S61165432 A JPS61165432 A JP S61165432A JP 485585 A JP485585 A JP 485585A JP 485585 A JP485585 A JP 485585A JP S61165432 A JPS61165432 A JP S61165432A
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秀明 田中
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels

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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、油圧ショベルの旋回体を駆動する油圧モータ
などのように、大きな慣性質量を駆動するアクチュエー
タを備えた建設機械の慣性質量駆動用油圧回路に関する
〔発明の背景〕
従来の慣性質量駆動用油圧回路の一例を示す第2図にお
いて、1は大きな慣性質量を駆動するアクチュエータ、
例えば油圧ショベルの旋回体を駆動する油圧モータ、2
はこの油圧モータ1に圧油を供給する油圧ポンプ、3は
この油圧ポンプ2を駆動する原動機である。4はクロウ
ズドセンタ型の三位置切換弁、5は油圧ポンプ2の吐出
側に連絡した管路で、該吐出側を切換弁4の中立位置N
で該切換弁4のタンクボートTを介してタンク連絡管路
6に連通させる。7は管路5から分岐して  ゛切換弁
4の一方の入力ポートaに連通する管路。
8は逆流を防止するために管路7に介設された逆上弁、
9は切換弁4の他方の入力ポートbとタンク連絡管路6
とを連通させる管路である。10は管路5の最高圧力を
設定するリリーフ弁で、管路5とタンク連絡管路6とを
連通させる管路11に介設しである。12は油圧モータ
1の第1のボートすなわち一方の吸排口と切換弁4の一
方の出力ポートCとを連通させる管路、13は油圧モー
タ1の第2ポートすなわち他方の吸排口と切換弁4の他
方の出力ポートdとを連通させる管路である。
14は管路12の最高圧力を設定する差圧型リリーフ弁
で、管路12と管路13とを連通させる管路15に介設
しである。16は管路13の最高圧力を設定する差圧型
リリーフ弁で、管路12と管路13とを連通させる管路
17に介設しである。
18および19は逆止弁で、管路6に連通する管路20
から分岐した管路21および管路22にそれぞれ介設さ
れ、管路12および管路13にタンク23からの油を補
給する。24はタンク連絡管路6に背圧をたてる背圧弁
1例えばリリーフ弁で。
タンク連絡管路6に介設しである。
このような従来の慣性質量駆動用油圧回路にあって、慣
性質量を駆動するために、操作レバーによって切換弁4
をB位置に切換えると、油圧ポンプ2の吐出側の管路5
は、管路7と切換弁4の入力ポートaおよび入力ポート
Cを介して管路12に連通し、油圧ポンプ2とタンク連
絡管路6との連通は切換弁4によって遮断されるにれに
よって、油圧ポンプ2の圧力は油圧モータ1に導かれ、
油圧モータ1を介して慣性質量を動作させようとする。
しかし、油圧モータ1には慣性質量による慣性力が作用
しているため、油圧モータ1の回転数は急には上昇せず
、管路12に高圧が発生する。
この高圧は、リリーフ弁14の設定値以上になると、リ
リーフ弁14および管路15を介して管路13にリリー
フする。そして、油圧モータ1は加速状態が終了すると
定常速度状態となり、一定の速度で動作する。
この状態から操作レバーによって切換弁4を第2図の状
態である中立位ffl!Nに戻すと、管路12および管
路13は切換弁4によって閉鎖状態となる。この時、油
圧モータ1は慣性質量の慣性力によって動作状態を継続
し、管路12から吸収した油を管路13に排出する。こ
のために管路13は高圧となり、この高圧がリリーフ弁
16の設定値以上になると、リリーフ弁16および管路
17を介して管路12に圧油をリリーフする。また油圧
モータ1は管路13の高圧によって徐々に減速する。
なお二のような動作は、切換弁4を第2図に示すA位置
に切換え、油圧モータ1を上記と逆方向に回転させてい
る場合の減速に際しても同様である。
ところで、かかる油圧回路では、駆動中の油圧モータ1
を減速させるべく、第2図のB位置にある切換弁4を中
立位置Nにもどした場合、一般に両タンクボート’I”
、Tは、一方の入力ポートbと出力ポートdおよび他方
の入力ポートaと出力ポートCとが閉じる以前に連通し
、このときの油圧ポンプ2と連通する管路5の圧力はタ
ンク圧となる。したがって管路12と管路13が閉じら
れ。
油圧モータ1にブレーキをかけた際における管路12の
圧力はタンク圧となり、また、このときの管路13の圧
力はタンク圧とリリーフ弁16の設定圧力を加えたもの
となる、 なお、このように油圧モータlと管路12゜13とによ
って構成される回路を閉鎖状態にした場合、一般に油圧
モータ1等の機能上、当該回路の外部に対しての油の漏
洩(リーク)は必ず発生する。したがって、回路内の油
量は不足し、油圧モータ1の吸入量が不足し、このまま
の状態ではキャビテーションが発生することになる。
そこで、上述した従来の油圧回路にあっては。
このようなキャビテーションを防止するために。
管路20,21.22および逆止弁18.19を設けて
あり、タンク23からの油を管路21゜22により逆止
弁t8.19を介して補給できるようになっており、さ
らに、このときの補給を十分なものにするために、リリ
ーフ弁24を設けてタンク連絡管路6に背圧が発生する
ようになっている。すなわち、上述のように管路12の
油量が不足し、管路12の圧力がタンク圧以下になると
、当該不足油量が逆上弁18を介して管路12に補給さ
れるが、一般に、タンク圧は大気圧よりわずかにしか高
くできない場合が多く、管路12とタンク圧との圧力差
は大きくできないため、リリーフ弁24がない場合は逆
止弁18の圧力損失等に起因して、十分に不足油量を補
給できないことがあり、キャビテーションの防止に必ず
しも十分に対応することができなくなる。そこで、タン
ク連絡管路6に介設したリリーフ弁24による背圧で。
管路12に閉じ込む圧力をタンク圧よりも高く設定可能
とし、これにより、キャビテーションを確実に防止でき
るようにしていた。
しかしながら、かかる従来の油圧回路にあっては、リリ
ーフ弁24の設定している圧力を常時油圧ポンプ2によ
つ゛C発生させているため、油圧ポンプ2のエネルギー
ロスになっている。また、リリーフ弁24の設定してい
る圧力は、高ければそれだけキャビテーションには有利
となるが、その分エネルギーのロスは大となり、特に、
油圧モータ1を油圧ポンプ2によって駆動させて慣性質
量を加速しているときには、リリーフ弁24による背圧
は必要ないため、背圧による消費エネルギーの増加は無
駄となる。さらに、背圧によって管路の最高圧力は上乗
せされるため、管路の寿命に悪影響をおよぼす二とにな
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き。
キャビテーションの発生を確実に防止でき、かつ油圧ポ
ンプの消費エネルギーのロスf&低減できる建設機械の
慣性質量駆動用油圧回路を提供するにある。
〔発明の概要〕
二の目的を達成するために、本発明は、ポンプ圧力によ
って背圧弁のセット圧力を変更する手段を設け、慣性質
量を加速しているときには、油圧ポンプからの吐出圧に
より背圧弁にセット圧を低下できるようにした点に特徴
がある。
〔発明の実施例〕
以下1本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は本発明による建設機械の慣性質量駆動用油圧回
路の一実施例を示す回路図であり、25はピストン、2
6はシリンダ、27はばね、28はパイロット管路であ
って、第2図に対応する部分には同一符号を付けである
第1図において、リリーフ弁24のセット圧力を可変と
するピストン25は、ばね27とともにシリンダ26に
内蔵されており、シリンダ26にはパイロット管路28
を介して油圧ポンプ2のポンプ圧力が常時導かれるよう
になっている。かがるポンプ圧力がばね27の圧力より
勝ると、ピストン25はシリンダ26の内の圧油により
図示右方向へ移動し、これにより、リリーフ弁24のセ
ット圧力は下がる。反対に、ばね27の圧力がポンプ圧
力より勝ると、ピストン25はばね27により図示左方
へ移動し、これにより、リリーフ弁24のセット圧力は
上昇する。なお、リリーフ弁24の最高セット圧力をP
l、ピストン25がポンプ圧力によりばね27に抗して
作動するときのシリンダ26内の圧力をP2.管路5の
最高、圧力を設定するリリーフ弁10のセット圧力をP
:I。
管路12および13の最高圧力を設定するリリーフ弁1
4および16のセット圧力をP4とすると。
P、:の圧力は、Pxよりも高<、Pi+PiとPx+
Paとのいずれか低い方の値より低く設定されている。
このように構成された油圧回路にあって、慣性質量を駆
動するために、操作レバーによって切換弁4をB位置に
切換えると、油圧ポンプ2の吐出側の管路5は、管路7
と切換弁4の入力ポートaおよび入力ポートcを介して
管路12に連通し。
油圧ポンプ2とタンク連絡管路6との連通は切換弁4に
よって遮断される。これによって、油圧ポンプ2の圧油
は油圧モータlに導かれ、油圧モータ1を介して慣性質
量を動作させようとする。しかし、油圧モータlには慣
性質量による慣性力が作用しているために、油圧モータ
1の回転数は急には上昇せず、管路12に高圧が発生す
る。この高圧は、リリーフ弁14の設定値以上になると
リリーフ弁14および管路15を介して管路13にリリ
ーフする。そして、油圧モータ1は加速状態が終了する
と定常速度状態となり、一定の速度で動作する。
なお、かかる慣性質量の加速時に、管路12に連通して
高圧となっている管路5の圧力が、パイロット管路28
を介してシリンダ26に導かれるため、シリンダ26内
のピストン25は当該圧力により図示右方へ移動し、こ
れにより、リリーフ弁24のセット圧力は最高セット圧
力P1から最低セット圧力P′1(はとんど零)へと変
化するtなわち、かかる状態では、タンク連絡管路6に
背圧をたてるリリーフ弁24を取り除いたと同じ状態と
なり、油圧ポンプ2の消費エネルギーはその分だけ低下
する。
この状態から操作レバーによって切換弁4を第1図の状
態である中立位MNに戻すと、管路12および管路13
は切換弁4によって閉鎖状態となる。この時、油圧モー
タlは慣性質量の慣性力によって動作状態を継続し、管
路12から吸入した油を管路13に排出する。このため
に管路13は高圧となり、この高圧がリリーフ弁16の
設定値以上になると、リリーフ弁16および管路17を
介して管路12に圧油をリリーフする。また油圧モータ
1は管1!413の高圧によって徐々に減速する。
かかる慣性質量の減速時は、管路5の圧力はタンク圧と
なっているため、シリンダ26内のピストン25はばね
27の圧力によって図示左方へ移動し、リリーフ弁24
のセット圧は最低セット圧P’lから最高セット圧P1
へと変化する。すなわち、タンク連絡管路6にはリリー
フ弁24により背圧がたてられる。
したがって、油圧モータ1と管路12.13とによって
構成される回路を閉鎖状態にした場合、リリーフ弁24
による背圧で、管路12に閉じ込む圧力をタンク圧力よ
り高く設定でき、それ故。
リークにより当該回路内の油量が減少して不足するまで
には時間がかかるようになり、しかも、油量が不足した
場合でも管路21,22から十分な油量の補給が可能と
なり、キャビテーションは発生しなくなる。
[発明の効果〕 以上説明したように1本発明によれば、アクチュエータ
を油圧ポンプによって駆動させて慣性質量を加速してい
るときには、背圧弁のセット圧力を最低セット圧力にし
、また、慣性質量の減速時には背圧弁のセット圧力を最
高セット圧力にそれぞれ変更できるため、油圧ポンプの
消費エネルギーのロスに低減できるばかりでなく、キャ
ビテーションの発生を確実に防止でき、かつ管路や油圧
機器の寿命を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第[図は本発明によるFI!設機械の慣性f置駒動用油
圧回路の一実施例を示す回路図、第2図は従来の建設機
械の慣性質量駆動用油圧回路の一例を示す回路図である
。 !・・・・・・油圧モータ(アクチュエータ)、2・・
目・・油圧ポンプ、3・・・・・・原動機、4・・・・
・・切換弁(方向切換弁)、5.12,13,15.1
7・・・・・・管路、6・・・・・・タンク連絡管路、
10.14.16・・・・・・リリーフ弁、23・・・
山タンク、24・・・・・・リリーフ弁(背圧弁)、2
5・・・・・・ピストン、26・・・用シリンダ、27
・・・・ばね、28・・・・・・パイロット管路。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 原動機によつて駆動される油圧ポンプと、大きな慣性質
    量を駆動するアクチュエータと、それらを連通する管路
    に介設された方向切換弁と、アクチュエータに負圧が生
    じるのを防止するための補給管路と、補給管路に介設さ
    れた背圧弁と、アクチュエータと方向切換弁との間の管
    路の最高圧力を設定する手段とを備えた建設機械の慣性
    質量駆動用油圧回路において、ポンプ圧力によつて前記
    背圧弁のセット圧力を変更する手段を設けたことを特徴
    とする建設機械の慣性質量駆動油圧回路。
JP485585A 1985-01-17 1985-01-17 建設機械の慣性質量駆動用油圧回路 Granted JPS61165432A (ja)

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