(57)【要約】【課題】アキュムレータの蓄圧状態に応じてシーケンス弁の作動を自動制御し、無駄な圧損、発熱を防止する。【解決手段】リモコン弁１２からのパイロット圧により油圧パイロット式のコントロールバルブ１３を作動させて油圧アクチュエータ１４の作動を制御する主回路Ｃと、この主回路Ｃの油圧源としての油圧ポンプ１１と、この油圧ポンプ１１から吐出された圧油の一部を減圧弁１７を介してアキュムレータ１８に蓄圧しリモコン弁１２にパイロット一次圧として供給するパイロット回路Ｄと、このパイロット回路Ｄの油圧源として必要なパイロット源圧力を確保するシーケンス弁１９と、このシーケンス弁１９を制御するシーケンス弁制御回路２１とを備え、このシーケンス弁制御回路２１は、アキュムレータ圧力が一定値以下のときにシーケンス弁１９を作動させてパイロット源圧力を発生させ、アキュムレータ圧力が一定値以上のときにシーケンス弁１９を開くように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リモコン弁からのパイロット圧により油圧パイロット式のコントロールバルブを作動させて油圧アクチュエータの作動を制御する主回路と、この主回路の油圧源としての油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油の一部を減圧弁を介してアキュムレータに蓄圧し上記リモコン弁にパイロット一次圧として供給するパイロット回路と、上記パイロット回路の油圧源として必要なパイロット源圧力を確保するシーケンス弁と、このシーケンス弁を制御するシーケンス弁制御回路とを備え、このシーケンス弁制御回路は、上記アキュムレータの圧力が一定値以下のときに上記シーケンス弁を作動させて上記パイロット源圧力を発生させ、アキュムレータ圧力が一定値以上のときに上記シーケンス弁を開くように構成されたことを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
上記シーケンス弁に、ポンプ圧を導入する第１のパイロットポートに加えて第２のパイロットポートが設けられ、この第２のパイロットポートとアキュムレータとがパイロットラインにより接続されて上記シーケンス弁制御回路が構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧回路。
【請求項３】
上記パイロットラインと、上記アキュムレータの圧力を上記シーケンス弁の第２パイロットポートに対して導通／遮断する電磁切換弁と、上記アキュムレータの圧力に基づいて上記電磁切換弁を切換制御するコントローラとによって上記シーケンス弁制御回路が構成されたことを特徴とする請求項２記載の建設機械の油圧回路。
【請求項４】
油圧アクチュエータ及びコントロールバルブが複数ずつ設けられて上記主回路が構成されるとともに、この主回路の油圧源として複数の油圧ポンプが設けられ、うち一つの油圧ポンプと主回路とを結ぶ主ポンプ管路に上記シーケンス弁が設けられ、かつ、各油圧ポンプから高圧選択された圧油を上記減圧弁の一次側に導く圧油導入管路が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧ショベル等の建設機械において、主回路の油圧ポンプをパイロット油圧源として共用するポンプ共用型の油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のポンプ共用型の油圧回路を図４に示す。
【０００３】
この回路は、基本的には、油圧源としての油圧ポンプ１に主回路Ａとパイロット回路Ｂとがパラレルに接続されて構成される。
【０００４】
主回路Ａは、オペレータにより手動操作されるリモコン弁２からのパイロット圧(パイロット二次圧)によって切換わり作動する油圧パイロット式のコントロールバルブ３と、このコントロールバルブ３によって作動の方向と速度を制御される油圧アクチュエータ４とから成る。
【０００５】
図中、５は油圧ポンプ１と主回路Ａとを結ぶ主ポンプ管路、６は油圧ポンプ１とパイロット回路Ｂとを結ぶ圧油導入管路、Ｔはタンクである。
【０００６】
なお、油圧ショベル等の建設機械では、通常、複数の油圧アクチュエータ４が設けられ、リモコン弁２及びコントロールバルブ３も、油圧アクチュエータ５に対応して複数ずつ(コントロールバルブ３については複数のバルブの集合体としてのバルブブロックとして)設けられるが、ここでは説明をわかり易くするためにいずれも単一のものとして図示している。
【０００７】
この点は図１〜図３に示す本発明の実施形態においても同じである。
【０００８】
パイロット回路Ｂは、圧油導入管路６によって導入される圧油(油圧ポンプ１から吐出された圧油の一部)を減圧する減圧弁７と、この減圧弁７の二次圧を蓄圧してリモコン弁２にパイロット一次圧として供給するアキュムレータ８とから成っている。
【０００９】
また、主ポンプ管路５にシーケンス弁９が設けられている。
【００１０】
このシーケンス弁９は、圧力設定用のバネ９ａと、主ポンプ管路５の圧力(＝ポンプ圧力)をバネ９ａに対抗するパイロット圧として取り込むパイロットポート９ｂとを有し、このシーケンス弁９により、ポンプ圧が立たない(立っても低い)状況で、パイロット回路Ｂのパイロット圧源として必要な圧力(パイロット一次圧以上の圧力＝パイロット源圧力)が確保される。
【００１１】
図４中、Ｄｒは減圧弁７及びシーケンス弁９のドレン管路である。
【００１２】
この油圧回路そのものを示す技術文献は見当たらないが、シーケンス弁によってパイロット圧源を確保する技術として特許文献１に示されたものが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２６３３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、図４に示す公知技術によると、アキュムレータ８の蓄圧状態に関係なく、ポンプ運転中、ポンプ圧が低ければ常にシーケンス弁９が作動する構成、すなわち、アキュムレータ８が十分に蓄圧され、それによってパイロット圧源が確保された状態でも、シーケンス弁９によって圧力が立つ構成であるため、無駄な圧損(エネルギー損失)が大きく、余分な発熱が生じるという問題があった。
【００１５】
そこで本発明は、アキュムレータの蓄圧状態に応じてシーケンス弁の作動を自動制御し、無駄な圧損、発熱を防止することができる建設機械の油圧回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明においては、リモコン弁からのパイロット圧により油圧パイロット式のコントロールバルブを作動させて油圧アクチュエータの作動を制御する主回路と、この主回路の油圧源としての油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油の一部を減圧弁を介してアキュムレータに蓄圧し上記リモコン弁にパイロット一次圧として供給するパイロット回路と、上記パイロット回路の油圧源として必要なパイロット源圧力を確保するシーケンス弁と、このシーケンス弁を制御するシーケンス弁制御回路とを備え、このシーケンス弁制御回路は、上記アキュムレータの圧力が一定値以下のときに上記シーケンス弁を作動させて上記パイロット源圧力を発生させ、アキュムレータ圧力が一定値以上のときに上記シーケンス弁を開くように構成したものである。
【００１７】
この構成によれば、アキュムレータの圧力(蓄圧力)が一定値以下のときに限りシーケンス弁が作動してパイロット源圧力を立て、それ以外はシーケンス弁を開いてポンプ吐出油をアンロードさせるため、シーケンス弁での無駄な圧損、発熱を防止することができる。
【００１８】
また本発明においては、上記シーケンス弁に、ポンプ圧を導入する第１のパイロットポートに加えて第２のパイロットポートを設け、この第２のパイロットポートとアキュムレータとをパイロットラインにより接続して上記シーケンス弁制御回路を構成するのが望ましい(請求項２，３)。
【００１９】
この構成によれば、アキュムレータ圧力によってシーケンス弁１９を直接制御することができる。従って、電気制御系が不要であるため、制御回路の構成が簡単でコストが安くてすみ、制御の信頼性も高くなる。
【００２０】
この場合、上記パイロットラインと、上記アキュムレータの圧力を上記シーケンス弁の第２パイロットポートに対して導通／遮断する電磁切換弁と、上記アキュムレータの圧力に基づいて上記切換弁を切換制御するコントローラとによって上記シーケンス弁制御回路を構成するのが望ましい(請求項３)。
【００２１】
この構成によれば、電磁切換弁の切換圧力を自由に設定でき、シーケンス弁が作動する圧力と開く圧力とに差を持たせることができるため、一定のしきい値を境としてシーケンス弁を制御する場合と比較して、アキュムレータへの蓄圧を確実に行わせることができる。
【００２２】
さらに本発明においては、油圧アクチュエータ及びコントロールバルブが複数ずつ設けられて上記主回路が構成されるとともに、この主回路の油圧源として複数の油圧ポンプが設けられる場合に、一つの油圧ポンプと主回路とを結ぶ主ポンプ管路に上記シーケンス弁を設け、かつ、各油圧ポンプから高圧選択された圧油を上記減圧弁の一次側に導く圧油導入管路を設けるのが望ましい(請求項４)。
【００２３】
こうすれば、シーケンス弁が設けられたポンプ回路の作動停止時に、他のポンプから高圧選択された圧油を減圧弁の一次側に導いてパイロット源圧力を確保する一方、シーケンス弁が設けられたポンプ回路のポンプ吐出油はアンロードさせることができる。
【００２４】
このため、シーケンス弁での無駄な圧損及び発熱を防止する点の効果が高くなる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、シーケンス弁によってパイロット源圧力を確保する構成をとりながら、シーケンス弁での無駄な圧損、発熱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す回路構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す回路構成図である。
【図４】従来技術を示す回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
第１実施形態(図１参照)。
【００２８】
図１に第１実施形態の回路構成を示す。
【００２９】
この回路の基本構成は、図４に示す従来回路と同じである。
【００３０】
すなわち、油圧源としての油圧ポンプ１１に主回路Ｃとパイロット回路Ｄとがパラレルに接続されている。
【００３１】
主回路Ｃは、オペレータによって手動操作されるリモコン弁１２と、このリモコン弁１２からのパイロット圧(パイロット二次圧)によって切換わり作動する油圧パイロット式のコントロールバルブ１３と、このコントロールバルブ１３によって作動の方向と速度を制御される油圧アクチュエータ１４とから成る。
【００３２】
図中、１５は油圧ポンプ１１と主回路Ｃとを結ぶ主ポンプ管路、１６は油圧ポンプ１１とパイロット回路Ｄとを結ぶ圧油導入管路、Ｔはタンクである。
【００３３】
パイロット回路Ｄは、圧油導入管路１６によって導入される圧油(油圧ポンプ１１から吐出された圧油の一部)を減圧する減圧弁１７と、この減圧弁１７の二次圧を蓄圧してリモコン弁１２にパイロット一次圧として供給するアキュムレータ１８とから成っている。
【００３４】
また、主ポンプ管路１５にシーケンス弁１９が設けられている。
【００３５】
このシーケンス弁１９は、圧力設定用のバネ１９ａと、このバネ１９ａに対抗するパイロット圧を取り込む第１及び第２のパイロットポート１９ｂ，１９ｃとを備え、第１のパイロットポート１９ｂに主ポンプ管路１５の圧力(＝ポンプ圧力)が取り込まれる。
【００３６】
一方、第２のパイロットポート１９ｃは、パイロットライン２０によってアキュムレータ１８に接続され、アキュムレータ圧力がこのパイロットポート１９ｃにシーケンス弁開き方向のパイロット圧として取り込まれる。
【００３７】
すなわち、この第２のパイロットポート１９ｃとパイロットライン２０とによってシーケンス弁制御回路２１が構成されている。
【００３８】
図１中、Ｄｒは減圧弁１７及びシーケンス弁１９のドレン管路である。
【００３９】
この構成において、シーケンス弁１９は、アキュムレータ１８の蓄圧状態が不十分でアキュムレータ圧力が低い状態では、従来と同様に作動し、ポンプ主管路１５に圧力を立てる。
【００４０】
このとき、ポンプ圧は、シーケンス弁１９の設定圧力とアクチュエータ駆動圧力のうち高い方の圧力となり、これが圧油導入管路１６及び減圧弁７経由でアキュムレータ８に供給され、このアキュムレータ圧力がリモコン弁１２にパイロット一次圧として供給される。
【００４１】
これによりアキュムレータ圧力が上昇し、一定値(減圧弁１７の二次圧についての設定値)に達すると、シーケンス弁１９が開き、アンロード状態となる。このため、シーケンス弁１９の内部に無駄な圧損と発熱が発生しない。
【００４２】
なお、シーケンス弁１９が開いたアンロード状態でも、アクチュエータ圧力が上昇すれば、そしてアキュムレータ圧力が低ければアキュムレータ１８への蓄圧が行われる。
【００４３】
また、アキュムレータ圧力が洩れ等によって徐々に低下し、予め設定された値に達すると、バネ１９ａによってシーケンス弁１９が閉じ側に作動し、再び圧力を立てる作用が行われる。
【００４４】
このように、この油圧回路によると、シーケンス弁１９での無駄な圧損、発熱を防止することができる。
【００４５】
また、シーケンス弁１９に、ポンプ圧を導入する第１のパイロットポート１９ｂに加えて第２のパイロットポート１９ｃを設け、この第２のパイロットポート１９ｃとアキュムレータ１８とをパイロットライン２０により接続してシーケンス弁制御回路２１を構成したから、アキュムレータ圧力によってシーケンス弁１９を直接制御することができる。
【００４６】
従って、電気制御系が不要であるため、制御回路の構成が簡単でコストが安くてすみ、制御の信頼性も高くなる。
【００４７】
第２実施形態(図２参照)
以下の第２、第３両実施形態については第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００４８】
第２実施形態においては、第１実施形態の構成を前提として、アキュムレータ圧力をシーケンス弁１９の第２のパイロットポート１９ｃに対して導通／遮断する電磁切換弁２２と、アキュムレータ圧力を検出する圧力センサ２３と、この圧力センサ２３によって検出されるアキュムレータ圧力に基づいて電磁切換弁２２を切換制御するコントローラ２４とによってシーケンス弁制御回路２５が構成されている。
【００４９】
コントローラ２４は、アキュムレータ圧力が低いときには電磁切換弁２２を図のオフ位置イにセットし、アキュムレータ圧力が高くなるとオン位置ロに切換え、アキュムレータ圧力をシーケンス弁１９に導入してこれをアンロード状態とする。
【００５０】
この構成によると、電磁切換弁２２の切換圧力を自由に設定でき、シーケンス弁１９が作動する圧力と開く圧力とに差を持たせることができるため、一定のしきい値を境としてシーケンス弁１９を制御する場合と比較して、アキュムレータ１８への蓄圧を確実に行わせることができる。
【００５１】
第３実施形態(図３参照)
第３実施形態においては、実際の建設機械(油圧ショベルの場合で説明する)の油圧回路に即した構成として、油圧アクチュエータ１４を複数(たとえば３つ。以下、この例で説明する)のグループに分け、グループごとに別々の油圧ポンプ(図の左側から第１、第２、第３ポンプ)１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって駆動する回路構成において、うち一つの油圧ポンプ(たとえば第３ポンプ)１１ｃの主ポンプ管路１５ｃにシーケンス弁１９が設けられている。
【００５２】
このシーケンス弁１９そのものの構成、及びシーケンス弁制御回路２１の構成は第１実施形態と同じである。
【００５３】
ここで、第３油圧ポンプ１１ｃは、たとえば、
(ｉ)  掘削作業時には、ほぼ常にシーケンス弁１９の設定圧力を上回るポンプ圧が立ち、
(ｉｉ)  走行時には逆に無負荷状態となる
状況で使用されるポンプとする。
【００５４】
この条件下では、シーケンス弁１９は、掘削作業中はほとんど機能する必要がないためアンロード状態となって圧損もほとんど発生しない一方、走行時には圧力を立ててパイロット源圧力を確保する状態となる。
【００５５】
従って、走行時にシーケンス弁１９での無駄な圧損と発熱が大きくなる。
【００５６】
そこで、このシーケンス弁１９の作動を必要最小限に抑える手段として、各ポンプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの主ポンプ管路１５ａ，１５ｂ，１５ｃの圧油を減圧弁１７の一次側に導入する圧油導入管路２６ａ，２６ｂ，２６ｃ(２６ｃは図１，２の管路１６と同じ)が設けられ、この各管路２６ａ〜２６ｃにそれぞれチェック弁２７が設けられている。
【００５７】
この構成によると、各ポンプ１１ａ〜１１ｃからの圧油のうち高圧選択された圧油が減圧弁１７に一次圧として導入され、アキュムレータ１８に蓄圧される。
【００５８】
従って、走行時には、第１、第２両ポンプ１１ａ，１１ｂからの圧油によってアキュムレータ１８が蓄圧され、アキュムレータ圧力が高い状態が維持されるため、シーケンス弁１９がアンロード状態となる。
【００５９】
このため、シーケンス弁１９での無駄な圧損と発熱を抑えることができる。
【００６０】
なお、第１ポンプ１１ａまたは第２ポンプ１１ｂからアキュムレータ１８に導入される圧油の量は、減圧弁１７からの洩れを補償する程度の少量であるため、走行時の直進性が阻害されるおそれがない。
【００６１】
また、上記の効果は、走行時に限らず、第３ポンプ１１ｃは使用せずに第１ポンプ１１ａまたは第２ポンプ１１ｂのみを使用して行う作業時にも同様に得ることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１１  油圧ポンプ
Ｃ  主回路
Ｄ  パイロット回路
１２  リモコン弁
１３  主回路のコントロールバルブ
１４  同、油圧アクチュエータ
１５  主ポンプ管路
１６  圧油導入管路
１７  パイロット回路の減圧弁
１８  同、アキュムレータ
１９  シーケンス弁
１９ｂ  シーケンス弁の第１のパイロットポート
１９ｃ  同、第２のパイロットポート
２０  シーケンス弁制御回路を構成するパイロットライン
２１  シーケンス弁制御回路
２２  切換弁
２３  アキュムレータ圧力を検出する圧力センサ
２４  コントローラ
２５  シーケンス弁制御回路
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  油圧ポンプ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ  主ポンプ管路
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ  圧力導入管路
２７  チェック弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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