(57)【要約】【課題】両方向回転可能な電動ポンプにより油圧シリンダを駆動する電動ショベルに於いて、油圧シリンダの作動方向を変更する場合に応答遅れが生じないようにする。【解決手段】両方向回転可能な電動ポンプ１１と油圧シリンダ１２との間に方向制御弁２２を介装する。方向制御弁２２と油圧シリンダ１２との間には、ヘッド側油路１６とロッド側油路１８とを選択的にタンク１９へ連通する排出電磁弁２３を設ける。また、ヘッド側油路１６とロッド側油路１８に夫々チェック弁２４，２５を介してアシストポンプ２６を接続する。【選択図】　図１
2004011802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両方向回転可能な電動ポンプを備え、該電動ポンプの吐出油にて油圧シリンダを駆動する電動ショベルに於いて、前記電動ポンプと油圧シリンダとの間に方向制御弁を介装し、該方向制御弁と油圧シリンダ間には、ヘッド側油路とロッド側油路とを選択的にタンクへ連通する排出電磁弁を設けるとともに、ヘッド側油路とロッド側油路に夫々チェック弁を介してアシストポンプを接続したことを特徴とする電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置。
【請求項２】
上記電動ポンプを一方向のみに回転させる請求項１記載の電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置。
【請求項３】
上記方向制御弁は、操作レバーをシリンダ伸側に操作したときに電動ポンプの吐出油が油圧シリンダのヘッド側に供給され、操作レバーをシリンダ縮側に操作したときに電動ポンプの吐出油が油圧シリンダのロッド側に供給されるように切り替わる請求項１記載の電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置。
【請求項４】
上記ヘッド側油路とロッド側油路に夫々圧力センサを設け、ヘッド側油路の圧力とロッド側油路の圧力を検出可能にした請求項１記載の電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置。
【請求項５】
上記排出電磁弁は、操作レバーをシリンダ縮側に操作したときのみ、ヘッド側油路若しくはロッド側油路の負荷圧の低い側の油路をタンクに連通するように切り替わる請求項１記載の電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置。
【請求項６】
上記アシストポンプは、上記方向制御弁を介して上記チェック弁に接続され、該方向制御弁が中立位置では吐出油路が閉止され、該方向制御弁がシリンダ伸位置に切り替わったときのみ、吐出油路がチェック弁に連通する請求項１記載の電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置に関するものであり、特に、応答遅れのない油圧シリンダ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の電動ショベルに於ける油圧回路を示し、両方向回転可能な電動ポンプ１を備え、該電動ポンプ１の吐出油にて油圧シリンダ２を駆動する。油圧シリンダ２はピストン３とロッド４を有し、ヘッド側油室５はヘッド側油路６にて前記電動ポンプ１の一方の吐出口に接続され、ロッド側油室７はロッド側油路８にて前記電動ポンプ１の他方の吐出口に接続されている。
【０００３】
ここで、前記油圧シリンダ２を作動させてロッド４を伸ばす方向に移動させる場合は、前記電動ポンプ１からヘッド側油路６に圧油を吐出させる。然るときは、前記ヘッド側油室５に圧油が供給され、ピストン３が図中右方向へ押されてロッド４が伸びる方向に移動する。そして、ロッド側油室７内の油がロッド側油路８に排出され、前記電動ポンプ１の吸い込み側に戻る。
【０００４】
また、前記油圧シリンダ２を作動させてロッド４を縮ませる方向に移動させる場合は、前記電動ポンプ１からロッド側油路８に圧油を吐出させる。然るときは、前記ロッド側油室７に圧油が供給され、ピストン３が図中左方向へ押されてロッド４が縮まる方向に移動する。そして、ヘッド側油室５内の油がヘッド側油路６に排出され、前記電動ポンプ１の吸い込み側に戻る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来型では、油圧シリンダの作動方向を変更するには電動ポンプの回転方向を変える必要があり、油圧シリンダの動作を停止させた後に電動ポンプを逆回転させる。このため慣性の大きなシステムでは特に切り替えに時間を要し、オペレータがレバー操作とシリンダの応答に違和感を生じるという不具合があった。
【０００６】
そこで、両方向回転可能な電動ポンプにより油圧シリンダを駆動する電動ショベルに於いて、油圧シリンダの作動方向を変更する場合に応答遅れが生じないようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、両方向回転可能な電動ポンプを備え、該電動ポンプの吐出油にて油圧シリンダを駆動する電動ショベルに於いて、前記電動ポンプと油圧シリンダとの間に方向制御弁を介装し、該方向制御弁と油圧シリンダ間には、ヘッド側油路とロッド側油路とを選択的にタンクへ連通する排出電磁弁を設けるとともに、ヘッド側油路とロッド側油路に夫々チェック弁を介してアシストポンプを接続した電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置、
及び、上記電動ポンプを一方向のみに回転させる電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置、
及び、上記方向制御弁は、操作レバーをシリンダ伸側に操作したときに電動ポンプの吐出油が油圧シリンダのヘッド側に供給され、操作レバーをシリンダ縮側に操作したときに電動ポンプの吐出油が油圧シリンダのロッド側に供給されるように切り替わる電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置、
及び、上記ヘッド側油路とロッド側油路に夫々圧力センサを設け、ヘッド側油路の圧力とロッド側油路の圧力を検出可能にした電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置、
及び、上記排出電磁弁は、操作レバーをシリンダ縮側に操作したときのみ、ヘッド側油路若しくはロッド側油路の負荷圧の低い側の油路をタンクに連通するように切り替わる電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置
及び、上記アシストポンプは、上記方向制御弁を介して上記チェック弁に接続され、該方向制御弁が中立位置では吐出油路が閉止され、該方向制御弁がシリンダ伸位置に切り替わったときのみ、吐出油路がチェック弁に連通する電動ショベルに於ける油圧シリンダ制御装置を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図４に従って詳述する。図１は油圧シリンダ制御装置の油圧回路を示し、同図に於いて両方向回転可能な電動ポンプ１１は電動モータ２１により一方向のみに回転させる。また、油圧シリンダ１２はピストン１３とロッド１４を有し、ヘッド側油室１５にはヘッド側油路１６を接続し、ロッド側油室１７にはロッド側油路１８を接続する。
【０００９】
前記電動ポンプ１１と油圧シリンダ１２との間に方向制御弁２２を介装し、該方向制御弁２２と油圧シリンダ１２との間にはヘッド側油路１５とロッド側油路１８とを選択的にタンク１９へ連通する排出電磁弁２３を設ける。また、ヘッド側油路１６とロッド側油路１８に夫々チェック弁２４，２５を介してアシストポンプ２６を接続する。また、ヘッド側油路１６とロッド側油路１８に夫々圧力センサ２７，２８を設け、一方の圧力センサ２７にてヘッド側油路１６の圧力を検出可能にするとともに、他方の圧力センサ２８にてロッド側油路１８の圧力を検出可能にしてある。
【００１０】
前記方向制御弁２２は、中立位置でヘッド側油路１６とロッド側油路１８並びにアシストポンプ２６の油路を遮断し、操作レバーをシリンダ伸側に操作したときはＰＯＳＬ位置に切り替わって電動ポンプ１１の吐出油がヘッド側油路１６に導入し、操作レバーをシリンダ縮側に操作したときはＰＯＳＲ位置に切り替わって電動ポンプ１１の吐出油がロッド側油路１８に導入するように形成されている。
【００１１】
また、操作レバーをシリンダ伸側に操作して前記方向制御弁２２がＰＯＳＬ位置に切り替わったときは、前記アシストポンプ２６の油路が開放され、アシストポンプ２６の吐出油がチェック弁２４または２５を介してヘッド側油路１６またはロッド側油路１８に導入する。尚、操作レバーをシリンダ縮側に操作して前記方向制御弁２２がＰＯＳＲ位置に切り替わったときは、前記アシストポンプ２６の油路は遮断されているため、アシストポンプ２６の吐出油がチェック弁２４または２５に導入することはない。
【００１２】
次に、油圧シリンダ制御装置の作動について説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、前記油圧シリンダ１２がシリンダ縮方向で自重降下の場合は、図３に示すように、方向制御弁２２はＰＯＳＲ位置となり、電動ポンプ１１の吐出側がロッド側油路１８に接続される。自重降下では自重と釣り合うのは保持圧であるため、ロッド側油路１８は油の補給のみでよいので低圧となり、ヘッド側油路１６が高圧となり、シリンダ速度はヘッド側流量のポンプ吸い込み量で制御する。このとき、ヘッド側油室１５とロッド側油室１７ではシリンダ１３の受圧面積が異なるので、ロッド側油路１８に導入される電動ポンプ１１の吐出油が補油以上となる。ここで、前記圧力センサ２７，２８の比較結果に基づいて排出電磁弁２３がロッド側油路１８をタンク１９に連通するようにソレノイドを切り替える。従って、電動ポンプ１１から吐出された低圧の油は、前記排出電磁弁２３の（イ）位置を介してタンク１９に排出される。
【００１３】
一方、図２（ｂ）に示すように、前記油圧シリンダ１２がシリンダ縮方向で負荷駆動の場合は、前述と同様に、図３に示すように、方向制御弁２２はＰＯＳＲ位置となり、電動ポンプ１１の吐出側がロッド側油路１８に接続される。負荷駆動では負荷を駆動するためにロッド側油路１８が高圧となり、ロッド側油量を電動ポンプ１１で吐出しながらシリンダの速度制御するため、ヘッド側油路１６は低圧の油が電動ポンプ１１の吸入量以上となる。ここで、前記圧力センサ２７，２８の比較結果に基づいて排出電磁弁２３がヘッド側油路１６をタンク１９に連通するようにソレノイドを切り替える。従って、ヘッド側油路１６の低圧の油は、前記排出電磁弁２３の（ロ）位置を介してタンク１９に排出される。
【００１４】
また、図２（ｃ）に示すように、前記油圧シリンダ１２がシリンダ伸方向で自重降下の場合は、図４に示すように、方向制御弁２２はＰＯＳＬ位置となり、電動ポンプ１１の吐出側がヘッド側油路１６に接続される。前述したように、ＰＯＳＬ位置では前記アシストポンプ２６の油路が開放される。シリンダ速度はロッド側流量のポンプ吸い込み量で制御するが、ヘッド側は電動ポンプ１１の吐出量だけでは流量が不足する。このため、前記アシストポンプ２６の吐出油が、チェック弁２４を介して低圧であるヘッド側油路１６へ導入され、ヘッド側油室１５に補油される。
【００１５】
一方、図２（ｄ）に示すように、前記油圧シリンダ１２がシリンダ伸方向で負荷駆動の場合は、前述と同様に、図４に示すように、方向制御弁２２はＰＯＳＬ位置となり、電動ポンプ１１の吐出側がヘッド側油路１６に接続される。負荷駆動では負荷を駆動するためにヘッド側油路１６が高圧となり、ヘッド側油量を電動ポンプ１１で吐出しながらシリンダの速度制御するが、ロッド側油路１８から電動ポンプ１１に戻る流量が不足する。このため、前記アシストポンプ２６の吐出油が、チェック弁２５を介して低圧であるロッド側油路１８へ導入され、ポンプ吸い込み流量が補油される。
【００１６】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は、方向制御弁と油圧シリンダとの間に設けた排出制御弁により、ヘッド側油路とロッド側油路とを選択的にタンクへ連通できるようにするとともに、ヘッド側油路とロッド側油路にチェック弁を介してアシストポンプを接続したので、油圧シリンダが伸側または縮側の何れの方向に作動する場合でも、自重降下若しくは負荷駆動に応じて、ヘッド側油路またはロッド側油路をタンクに連通して余剰油を排出し、或いは、アシストポンプの吐出油にて不足分を補油することにより、油圧シリンダの応答遅れを解消できる。従って、操作レバーの切り替え操作により油圧シリンダの作動方向を変更する場合であっても、切り替え速度は前記方向制御弁の切り替え速度で決まるため、応答遅れを感じさせることなく速やかに作動方向を変更できる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、両方向回転可能な電動ポンプを一方向のみに回転させるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、電動ポンプを逆転させることに起因する切り替え時間のロスを防止できる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、上記方向制御弁は操作レバーのシリンダ縮側操作で電動ポンプの吐出油が油圧シリンダのロッド側に供給され、操作レバーのシリンダ伸側操作で電動ポンプの吐出油が油圧シリンダのヘッド側に供給されるように切り替わるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、操作レバーの操作に対応して油圧シリンダを伸縮作動できる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、上記ヘッド側油路とロッド側油路に夫々圧力センサを設けたので、請求項１記載の発明の効果に加えて、双方の油路の圧力を検出して負荷の高低を判別し、シリンダ縮方向の作動では負荷の低い側の油をタンクに排出することにより余剰油を排出できる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、上記排出制御弁は、操作レバーを縮側に操作したときのみヘッド側油路若しくはロッド側油路の負荷圧の低い側の油をタンクに排出するように切り替わるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、シリンダ縮方向の作動では負荷の低い側の油をタンクに排出することにより余剰油を排出できる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、方向制御弁がシリンダ伸位置に切り替わったときのみ、自重降下若しくは負荷駆動に応じてヘッド側油室若しくはロッド側油室にアシストポンプの吐出油にて不足分を補油することにより、請求項１記載の発明の効果に加えて、油圧シリンダの応答遅れを解消できる。」
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、油圧シリンダ制御装置の油圧回路図。
【図２】本発明の一実施の形態を示し、（ａ）はシリンダ縮方向で自重降下の場合、（ｂ）はシリンダ縮方向の負荷駆動の場合、（ｃ）はシリンダ伸方向で自重降下の場合、（ｄ）はシリンダ伸方向で負荷駆動の場合の、夫々油圧シリンダ制御装置の作動についての説明図。
【図３】本発明の一実施の形態を示し、シリンダ縮方向での作動を説明する油圧シリンダ制御装置の油圧回路図。
【図４】本発明の一実施の形態を示し、シリンダ伸方向での作動を説明する油圧シリンダ制御装置の油圧回路図。
【図５】従来の電動ショベルに於ける油圧回路図。
【符号の説明】
１１　　　　電動ポンプ
１２　　　　油圧シリンダ
１３　　　　ピストン
１４　　　　ロッド
１６　　　　ヘッド側油路
１８　　　　ロッド側油路
１９　　　　タンク
２２　　　　方向制御弁
２３　　　　排出電磁弁
２４，２５　　　チェック弁
２６　　　　アシストポンプ
２７，２８　　　圧力センサ
【図１】
2004011802.tif 000003
【図２】
2004011802.tif 000004
【図３】
2004011802.tif 000005
【図４】
2004011802.tif 000006
【図５】
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