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技術 作業機械の油圧制御装置

出願人 株式会社神戸製鋼所コベルコ建機株式会社
発明者 今西悦二郎堀直人櫻井仁士
出願日 2016年6月28日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-127260
公開日 2018年1月11日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2018-003868
状態 特許登録済
技術分野 流体圧回路(1) 供給装置、増圧器、変換器、テレモータ
主要キーワード 流入制限 制限流量 機器寿命 換指令信号 オンロード状態 アンロード制御 累積稼働 制限位置
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課題

良好な操作性を保ちながらエネルギー損失の抑制が可能な油圧制御装置を提供する。

解決手段

提供される装置は、コントロールバルブ16と、パイロット操作器20と、パイロットライン22に接続されるアキュムレータ24と、パイロットライン22に設けられるアンロード弁30と、蓄圧状態検出器32A,32Bと、蓄圧状態に応じてアンロード弁30をオンロード位置30aとアンロード位置30bとの間で切換えアンロード制御部40と、パイロットライン22からアキュムレータ24へのパイロット油の流入の許容及び制限をそれぞれ行う許容位置63と制限位置64とに切換可能なアキュムレータ切換弁60と、オンロード切換時点からアキュムレータ復帰条件が満たされるまでアキュムレータ切換弁60を制限位置64に維持するアキュムレータ切換制御部40と、を備える。

概要

背景

クレーン等の作業機械に設けられる油圧制御装置として、例えば特許文献1に記載されるものが知られている。この装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油の供給によって作動する油圧アクチュエータと、を備えた作業機械に設けられ、当該油圧ポンプから当該油圧アクチュエータへの作動油の供給の制御を行う。具体的に、当該装置は、一対のパイロットポートを有する作動油用切り換え弁であって前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に介在するものと、パイロットポンプと、操作レバーを有するリモコン弁であって当該操作レバーの操作に応じて前記パイロットポンプから前記一対のパイロットポートのいずれかへのパイロット圧の入力を許容するものと、前記パイロットポンプと前記リモコン弁とを結ぶパイロットラインと、当該パイロットラインに接続されるアキュムレータと、当該パイロットラインとタンクとの間に介在するリリーフ弁と、を備える。

この装置によれば、前記操作レバーが操作された場合に前記リモコン弁が前記パイロットポンプから前記一対のパイロットポートのいずれかへのパイロット圧の供給を許容するように開弁する。これにより、前記作動油用切り換え弁が作動し、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の供給を可能にする。さらに、前記操作レバーが操作されておらず前記リモコン弁が閉じているときは、前記パイロットポンプから吐出されるパイロット油が前記アキュムレータに導入され、これにより当該アキュムレータによる蓄圧が行われる。また、前記パイロットライン内の圧力が前記リリーフ弁の設定圧リリーフ圧)以上になると当該リリーフ弁が開弁して余剰のパイロット油をタンクに逃がすリリーフ動作を行う。このリリーフ動作は、前記パイロットライン内の圧力を前記リリーフ圧に保ちながら余剰油を逃がすものであるため、当該パイロットライン内の作動油のもつエネルギーは少なからず熱エネルギーとして浪費されてしまう。

前記装置は、このようなリリーフ動作に伴うエネルギー損失を抑制するため、前記アキュムレータと前記パイロットポンプとの間に介在するパイロット用切り換え弁と、前記パイロット圧及び前記アキュムレータの圧力をそれぞれ検出する検出器と、制御部と、をさらに備える。前記パイロット用切り換え弁は、前記パイロットポンプから吐出されるパイロット用油を前記リモコン弁に導くオンロード状態と、当該パイロット用油をタンクに逃がすアンロード状態と、に切換可能である。前記制御部は、前記パイロット圧が検出されない非操作時において前記アキュムレータの圧力が一定圧力を超えた場合に前記パイロット切り換え弁をアンロード状態にすることにより、当該非操作時に前記リリーフ弁が開弁して前記のエネルギー損失を生じさせることを阻む。

概要

良好な操作性を保ちながらエネルギー損失の抑制が可能な油圧制御装置を提供する。提供される装置は、コントロールバルブ16と、パイロット操作器20と、パイロットライン22に接続されるアキュムレータ24と、パイロットライン22に設けられるアンロード弁30と、蓄圧状態検出器32A,32Bと、蓄圧状態に応じてアンロード弁30をオンロード位置30aとアンロード位置30bとの間で切換えアンロード制御部40と、パイロットライン22からアキュムレータ24へのパイロット油の流入の許容及び制限をそれぞれ行う許容位置63と制限位置64とに切換可能なアキュムレータ切換弁60と、オンロード切換時点からアキュムレータ復帰条件が満たされるまでアキュムレータ切換弁60を制限位置64に維持するアキュムレータ切換制御部40と、を備える。

目的

本発明は、このような事情に鑑み、作業機械に設けられる油圧制御装置であって、良好な操作性を維持しながらパイロットラインに接続されるリリーフ弁の開弁によるエネルギー損失を抑止することが可能な装置を提供する

効果

実績

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請求項1

作動油吐出する油圧ポンプ及びこの油圧ポンプから吐出される作動油の供給によって作動する油圧アクチュエータを備えた作業機械に設けられ、当該油圧ポンプから当該油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する油圧制御装置であって、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に介在し、パイロット圧の供給を受けることにより開弁して前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの作動油の供給を可能にするコントロールバルブと、前記パイロット圧を発生させるパイロット油圧源と、前記パイロット油圧源と前記コントロールバルブとの間に介在するパイロット操作器であって、当該パイロット油圧源から当該コントロールバルブへのパイロット圧の供給を許容する許容状態遮断する遮断状態とに切換可能であり、当該コントロールバルブへの当該パイロット圧の供給を指令するためのパイロット指令操作を受けた場合にのみ前記許容状態に切換えられるものと、前記パイロット油圧源と前記パイロット操作器とを結ぶパイロットラインと、前記パイロットラインに接続されて蓄圧を行うアキュムレータと、前記パイロットラインとタンクとの間に介在し、当該パイロットラインの圧力が予め決められた設定圧に達したときに開弁することにより当該パイロットラインの圧力を制限するリリーフ弁と、前記アキュムレータと前記パイロット油圧源との間に介在するように前記パイロットラインに設けられ、当該パイロットラインを開通して前記パイロット油圧源から前記パイロット操作器へのパイロット圧の供給を可能にするオンロード位置と当該パイロットラインを遮断して前記パイロット油圧源をタンクに連通するアンロード位置とに切換わり可能なアンロード弁と、前記アキュムレータの蓄圧状態に関係する情報を検出する蓄圧状態検出器と、前記蓄圧状態検出器により検出される情報に応じて前記アンロード弁の位置を切換えることによりアンロード制御を行うアンロード制御部と、前記パイロットラインと前記アキュムレータとの間に介在し、当該パイロットラインから当該アキュムレータへのパイロット油の流入を許容する許容位置と当該パイロットラインから当該アキュムレータへのパイロット油の流入を前記許容位置に比べて制限する制限位置とに切換わり可能なアキュムレータ切換弁と、前記アキュムレータ切換弁の位置を切換えるアキュムレータ切換制御部と、を備え、当該アキュムレータ切換制御部は、前記アンロード弁が前記アンロード位置から前記オンロード位置に切換えられた時点であるオンロード切換時点から予め設定されたアキュムレータ復帰条件が満たされるまで前記アキュムレータ切換弁を前記制限位置に維持し、前記オンロード切換時点の後に前記アキュムレータ復帰条件が満たされた時点で前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に切換える、作業機械の油圧制御装置。

請求項2

請求項1記載の作業機械の油圧制御装置であって、前記アキュムレータ復帰条件は、前記オンロード切換時点から予め設定されたアキュムレータ流入制限時間が経過することを含む、作業機械の油圧制御装置。

請求項3

請求項1または2記載の作業機械の油圧制御装置であって、前記アキュムレータ切換弁の制限位置は、前記パイロットラインと前記アキュムレータとの間を遮断する遮断位置である、作業機械の油圧制御装置。

請求項4

請求項1または2記載の作業機械の油圧制御装置であって、前記アキュムレータ切換弁の制限位置は、前記パイロットラインと前記アキュムレータとの間を遮断する遮断位置であり、前記アキュムレータ復帰条件は、前記オンロード切換時点から予め決められたアキュムレータ流入制限時間が経過し、かつ、前記操作部材操作量が予め設定された許容範囲内にあるという条件を含む、作業機械の油圧制御装置。

請求項5

請求項4記載の作業機械の油圧制御装置であって、前記アキュムレータ内の圧力を検出するアキュムレータ圧検出器をさらに備え、前記アキュムレータ切換制御部は、前記アキュムレータ圧検出器により検出される圧力が予め設定された許容圧力以上になった時点以降は前記操作部材の操作量にかかわらず前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に維持する、作業機械の油圧制御装置。

請求項6

請求項1または2記載の作業機械の油圧制御装置であって、前記アキュムレータ切換弁の制限位置は、前記許容位置に比べて少ない制限流量でのみ前記パイロットラインから前記アキュムレータ内へのパイロット用の流入を許容する制限許容位置である、作業機械の油圧制御装置。

請求項7

請求項1〜6のいずれかに記載の作業機械の油圧制御装置であって、前記蓄圧状態検出器は、前記パイロット指令操作の有無を検出する指令操作検出器であり、前記アンロード制御部は、前記指令操作検出器が前記非操作状態の検出を開始した時点から当該非操作状態がアンロード切換設定時間継続した時点で前記アンロード弁を前記アンロード位置に切換え、前記非操作状態が前記アンロード切換設定時間継続したことにより前記アンロード弁を前記アンロード位置に切換えてからさらに当該非操作状態がオンロード切換設定時間継続した時点で前記アンロード弁を前記オンロード位置に切換える、作業機械の油圧制御装置。

技術分野

0001

本発明は、クレーン等の作業機械に設けられる油圧制御装置に関する。

背景技術

0002

クレーン等の作業機械に設けられる油圧制御装置として、例えば特許文献1に記載されるものが知られている。この装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油の供給によって作動する油圧アクチュエータと、を備えた作業機械に設けられ、当該油圧ポンプから当該油圧アクチュエータへの作動油の供給の制御を行う。具体的に、当該装置は、一対のパイロットポートを有する作動油用切り換え弁であって前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に介在するものと、パイロットポンプと、操作レバーを有するリモコン弁であって当該操作レバーの操作に応じて前記パイロットポンプから前記一対のパイロットポートのいずれかへのパイロット圧の入力を許容するものと、前記パイロットポンプと前記リモコン弁とを結ぶパイロットラインと、当該パイロットラインに接続されるアキュムレータと、当該パイロットラインとタンクとの間に介在するリリーフ弁と、を備える。

0003

この装置によれば、前記操作レバーが操作された場合に前記リモコン弁が前記パイロットポンプから前記一対のパイロットポートのいずれかへのパイロット圧の供給を許容するように開弁する。これにより、前記作動油用切り換え弁が作動し、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の供給を可能にする。さらに、前記操作レバーが操作されておらず前記リモコン弁が閉じているときは、前記パイロットポンプから吐出されるパイロット油が前記アキュムレータに導入され、これにより当該アキュムレータによる蓄圧が行われる。また、前記パイロットライン内の圧力が前記リリーフ弁の設定圧リリーフ圧)以上になると当該リリーフ弁が開弁して余剰のパイロット油をタンクに逃がすリリーフ動作を行う。このリリーフ動作は、前記パイロットライン内の圧力を前記リリーフ圧に保ちながら余剰油を逃がすものであるため、当該パイロットライン内の作動油のもつエネルギーは少なからず熱エネルギーとして浪費されてしまう。

0004

前記装置は、このようなリリーフ動作に伴うエネルギー損失を抑制するため、前記アキュムレータと前記パイロットポンプとの間に介在するパイロット用切り換え弁と、前記パイロット圧及び前記アキュムレータの圧力をそれぞれ検出する検出器と、制御部と、をさらに備える。前記パイロット用切り換え弁は、前記パイロットポンプから吐出されるパイロット用油を前記リモコン弁に導くオンロード状態と、当該パイロット用油をタンクに逃がすアンロード状態と、に切換可能である。前記制御部は、前記パイロット圧が検出されない非操作時において前記アキュムレータの圧力が一定圧力を超えた場合に前記パイロット切り換え弁をアンロード状態にすることにより、当該非操作時に前記リリーフ弁が開弁して前記のエネルギー損失を生じさせることを阻む。

先行技術

0005

特開2008−101721号公報

発明が解決しようとする課題

0006

前記のようにパイロットラインがアキュムレータの蓄圧状況によってアンロード状態とオンロード状態とに切換えられる装置では、当該アンロード状態から当該オンロード状態に切換わった直後に操作レバーが操作された場合、当該操作がなされた時点から、パイロットポートに供給されるパイロット圧が実際に立ち上がって油圧アクチュエータが動き始める時点までの間に著しい応答遅れが発生するという課題がある。すなわち、前記パイロットラインが前記アンロード状態から前記オンロード状態に切換わった直後は、操作レバーが操作されてリモコン弁が開弁してもパイロットポンプから吐出されるパイロット用油の大半はアキュムレータ内の蓄圧がある程度進むまで当該アキュムレータに流入するため、パイロット圧の立上がり及びこれに伴う油圧アクチュエータの始動に少なからぬ応答遅れを生じさせる。当該応答遅れは、作業者ストレスを生じさせるものであって、操作性の向上の妨げとなる。

0007

本発明は、このような事情に鑑み、作業機械に設けられる油圧制御装置であって、良好な操作性を維持しながらパイロットラインに接続されるリリーフ弁の開弁によるエネルギー損失を抑止することが可能な装置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

0008

本発明により提供されるのは、作動油を吐出する油圧ポンプ及びこの油圧ポンプから吐出される作動油の供給によって作動する油圧アクチュエータを備えた作業機械に設けられ、当該油圧ポンプから当該油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する油圧制御装置であって、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に介在し、パイロット圧の供給を受けることにより開弁して前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの作動油の供給を可能にするコントロールバルブと、前記パイロット圧を発生させるパイロット油圧源と、前記パイロット油圧源と前記コントロールバルブとの間に介在するパイロット操作器であって、当該パイロット油圧源から当該コントロールバルブへのパイロット圧の供給を許容する許容状態遮断する遮断状態とに切換可能であり、当該コントロールバルブへの当該パイロット圧の供給を指令するためのパイロット指令操作を受けた場合にのみ前記許容状態に切換えられるものと、前記パイロット油圧源と前記パイロット操作器とを結ぶパイロットラインと、前記パイロットラインに接続されて蓄圧を行うアキュムレータと、前記パイロットラインとタンクとの間に介在し、当該パイロットラインの圧力が予め決められた設定圧に達したときに開弁することにより当該パイロットラインの圧力を制限するリリーフ弁と、前記アキュムレータと前記パイロット油圧源との間に介在するように前記パイロットラインに設けられ、当該パイロットラインを開通して前記パイロット油圧源から前記パイロット操作器へのパイロット圧の供給を可能にするオンロード位置と当該パイロットラインを遮断して前記パイロット油圧源をタンクに連通するアンロード位置とに切換割可能なアンロード弁と、前記アキュムレータの蓄圧状態に関係する情報を検出する蓄圧状態検出器と、前記蓄圧状態検出器により検出される情報に応じて前記アンロード弁の位置を切換えることによりアンロード制御を行うアンロード制御部と、前記パイロットラインと前記アキュムレータとの間に介在し、当該パイロットラインから当該アキュムレータへのパイロット油の流入を許容する許容位置と当該パイロットラインから当該アキュムレータへのパイロット油の流入を前記許容位置に比べて制限する制限位置とに切換わり可能なアキュムレータ切換弁と、前記アキュムレータ切換弁の位置を切換えるアキュムレータ切換制御部と、を備える。当該アキュムレータ切換制御部は、前記アンロード弁が前記アンロード位置から前記オンロード位置に切換えられた時点であるオンロード切換時点から予め設定されたアキュムレータ復帰条件が満たされるまで前記アキュムレータ切換弁を前記制限位置に維持し、前記オンロード切換時点の後に前記アキュムレータ復帰条件が満たされた時点で前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に切換える。

0009

この装置によれば、アンロード制御部がアキュムレータの蓄圧状態に応じてアンロード弁を適宜アンロード位置に切換えるアンロード制御を行うことにより、リリーフ弁の開弁によるエネルギー損失を有効に抑制することができる。しかも、前記オンロード切換時点、すなわち前記アンロード制御によって前記アンロード弁が前記アンロード位置から前記オンロード位置に切換えられた時点、から予め設定されたアキュムレータ復帰条件が満たされるまでは前記アキュムレータ切換制御部が前記アキュムレータ切換弁を前記制限位置に維持する、つまり前記パイロット油圧源から前記アキュムレータへのパイロット油の流入を制限する、ことにより、当該オンロード切換時点の直後にパイロット操作器が操作されたときに前記パイロット油圧源から前記アキュムレータへのパイロット用油の流入に起因して前記パイロット操作器からコントロールバルブに与えられるパイロット圧の立上がりに遅れが生じることを有効に抑止することができ、これにより、前記パイロット操作器に対する前記コントロールバルブの作動の応答性を高く維持して良好な操作性を担保することができる。一方、前記アンロード弁が前記アンロード位置からオンロード位置への切換がなされてからパイロットライン内の圧力がある程度立ち上がった後は、前記アキュムレータ切換弁が前記許容位置に切換えられてパイロットポンプからのパイロット油の一部が前記アキュムレータに流入しても当該流入がコントロールバルブに供給されるパイロット圧に与える影響は小さいので、前記アキュムレータ切換制御部は、前記オンロード切換時点の後に前記アキュムレータ復帰条件が満たされた時点で前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に切換えることで、良好な操作性を確保した上でアキュムレータの復帰も行うことができる。

0010

前記アキュムレータ復帰条件としては、例えば、前記オンロード切換時点から予め設定されたアキュムレータ流入制限時間が経過することを含むものが、好適である。前記オンロード切換時点からある程度の時間が経過した後は、パイロットライン内の圧力がある程度まで高まっていると推定されるので、この時点でアキュムレータ切換弁が許容位置に切換えられても当該切換がコントロールバルブへのパイロット圧の供給に与える影響は小さい。

0011

前記アキュムレータ切換弁の制限位置は、例えば、前記パイロットラインと前記アキュムレータとの間を遮断する遮断位置が好適である。この遮断位置によれば、オンロード切換時点の直後にパイロットポンプからアキュムレータへのパイロット油の流入をなくすことにより、コントロールバルブに供給されるパイロット圧の立上がりをより迅速にすることができる。

0012

このようにアキュムレータ切換弁が遮断位置に切換えられている場合、時間の経過にかかわらずアキュムレータ内の圧力は上昇しないが、前記アキュムレータ復帰条件が、前記オンロード切換時点から予め決められたアキュムレータ流入制限時間を過ぎることに加えて、前記操作部材操作量が予め設定された許容範囲内にあるという条件を含むことにより、つまり、操作部材の操作量が小さくて大きなパイロット圧の要請がないときに前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に切換えることにより、前記操作部材の操作による運転に与える影響を抑えながら、前記アキュムレータ流入制限時間の経過後にアキュムレータ内の圧力を上昇させて当該アキュムレータを復帰させることができる。

0013

この場合、前記アキュムレータ内の圧力を検出するアキュムレータ圧検出器をさらに備え、前記アキュムレータ切換制御部は、前記アキュムレータ圧検出器により検出される圧力が予め設定された許容圧力以上になった時点以降は前記操作部材の操作量にかかわらず前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に維持することが、好ましい。前記のようにアキュムレータ内の圧力が前記許容圧力以上になった時点からは前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に切換えてもコントロールバルブに供給されるパイロット圧に与える影響は小さく、前記操作部材の操作量に応じてアキュムレータ切換弁の位置を切換えるという制御は不要である。従って、前記アキュムレータ内の圧力の監視は、前記操作量に基づくアキュムレータ切換弁の過剰な切換動作が行われるのを防ぎ、当該切換動作の繰返しによる機器寿命の短縮を抑えることを可能にする。

0014

前記アキュムレータ切換弁の制限位置は、あるいは、前記許容位置に比べて少ない制限流量でのみ前記パイロットラインから前記アキュムレータ内へのパイロット用の流入を許容する制限許容位置でも、よい。当該制限許容位置では、前記許容位置に比べて前記アキュムレータへのパイロット油の流入を制限することにより、オンロード切換時点の直後にパイロット油が前記アキュムレータに流入することに起因するパイロット圧の立ち上がりの遅れを抑制しながら、当該制限許容位置を維持したままでもアキュムレータ内の圧力が時間経過とともに上昇して当該アキュムレータが復帰することを可能にする。

0015

つまり、前記アキュムレータ切換弁の制限位置が前記制限許容位置である場合は、前記アキュムレータ内の圧力が時間経過とともに上昇するので、前記アキュムレータ復帰条件が、前記オンロード切換時点から予め決められたアキュムレータ流入制限時間が経過することを含むことにより、簡単な制御で、前記アキュムレータ内の圧力が上昇してから前記アキュムレータ切換弁を前記許容位置に切換えることが可能になる。

0016

前記蓄圧状態検出器は、例えば、アキュムレータ内の圧力を検出するものであってもよいし、あるいは、前記パイロット指令操作の有無を検出する指令操作検出器であってもよい。後者の場合、前記アンロード制御部は、前記指令操作検出器が前記非操作状態の検出を開始した時点から当該非操作状態が前記アンロード切換設定時間継続した時点で前記アンロード弁を前記アンロード位置に切換えることにより、アキュムレータの圧力の直接的な検出に依存することなく、パイロット指令操作のない非操作状態の検出の継続時間に基いてアンロード切換の判断を行うことができる。ただし、前記非操作状態の継続時間が過度に長いと、アキュムレータからの油のリーク等によって当該アキュムレータの圧力が低下する可能性があるので、前記アンロード制御部は、前記非操作状態が前記アンロード切換設定時間継続したことにより前記アンロード弁を前記アンロード位置に切換えてからさらに当該非操作状態が決められたオンロード切換設定時間継続した時点で前記アンロード弁を前記オンロード位置に切換えることが、好ましい。

発明の効果

0017

以上のように、本発明によれば、作業機械に設けられる油圧制御装置であって、良好な操作性を維持しながらパイロットラインに接続されるリリーフ弁の開弁に伴うエネルギー損失をより確実に抑止することが可能なものが、提供される。

図面の簡単な説明

0018

本発明の第1の実施の形態に係る作業機械の油圧制御装置を示す回路図である。
前記第1の実施の形態に係る油圧制御装置に含まれるコントローラ機能構成を示すブロック図である。
前記第1の実施の形態に係るコントローラが行う制御動作を示すフローチャートである。
前記コントローラが行う制御動作の変形例を示すフローチャートである。
前記油圧制御装置におけるアキュムレータ切換弁の第1の変形例を示す回路図である。
前記油圧制御装置におけるアキュムレータ切換弁の第2の変形例を示す回路図である。
本発明の第2の実施の形態に係る作業機械のコントローラの演算制御動作を示すフローチャートである。
前記第2の実施の形態におけるアンロード制御に伴うアキュムレータ圧の変化を示すグラフである。

実施例

0019

本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

0020

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る作業機械及びその油圧駆動装置を示す。

0021

前記作業機械は、エンジン10と、このエンジン10により駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプであるメインポンプ12と、このメインポンプ12が吐出する作動油の供給を受けることにより作動する油圧アクチュエータ14と、を備える。図1に示される油圧アクチュエータ14は、油圧シリンダ(例えばブームシリンダ)であるが、本発明に係る油圧アクチュエータは油圧シリンダ以外のもの、例えば油圧モータ、であってもよい。

0022

前記油圧駆動装置は、前記作業機械に設けられて前記メインポンプ12から前記油圧アクチュエータ14への作動油の供給を制御する。具体的に、この油圧駆動装置は、コントロールバルブ16と、パイロット油圧源であるパイロットポンプ18と、パイロット操作器であるリモコン弁20と、パイロットライン22と、アキュムレータ24と、リリーフ弁26と、チェック弁28と、アンロード弁30と、アキュムレータ切換弁60と、一対のパイロット圧検出器32A,32Bと、アキュムレータ圧検出器34と、コントローラ40と、を備える。

0023

前記コントロールバルブ16は、前記メインポンプ12と前記油圧アクチュエータ14との間に介在して当該メインポンプ12から当該油圧アクチュエータ14への作動油の供給を制御するように作動する。

0024

この実施の形態に係るコントロールバルブ16は、一対のパイロットポート17A,17Bを有する3位置パイロット切換弁からなり、当該一対のパイロットポート17A,17Bのいずれかへのパイロット圧の供給に応じて当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで開弁し、これにより、当該ストロークに対応した流量での前記メインポンプ12から前記油圧アクチュエータ14への作動油の供給を可能にする。

0025

具体的に、前記コントロールバルブ16は、中立位置16cと、第1供給位置16aと、第2供給位置16bと、を有する。前記コントロールバルブ16は、前記一対のパイロットポート17A,17Bのいずれにもパイロット圧が供給されないときは前記中立位置16cに保たれて前記メインポンプ12と前記油圧アクチュエータ14との間を遮断する。前記コントロールバルブ16は、前記パイロットポート17Aにパイロット圧が供給されたときは、前記第1供給位置16aに切換えられて、前記メインポンプ12から前記油圧アクチュエータ14の一方のポート図1ではロッド側ポート)への作動油の供給を許容し、前記パイロットポート17Bにパイロット圧が供給されたときは、前記第2供給位置16bに切換えられて、前記メインポンプ12から前記油圧アクチュエータ14の他方のポート(図1ではへッド側ポート)への作動油の供給を許容する。

0026

前記パイロットポンプ18は、前記メインポンプ12とともに前記エンジン10の出力軸に連結され、当該エンジン10により駆動されることにより、パイロット用油を吐出する。すなわち、前記パイロット圧を発生させる。

0027

前記リモコン弁20は、前記パイロットポンプ18と前記一対のパイロットポート17A,17Bとの間に介在し、当該パイロットポンプ18から当該パイロットポート17A,17Bへのパイロット圧の供給を許容する許容状態と遮断する遮断状態とに切換えられる。前記パイロットライン22は、前記リモコン弁20の一次側ポートと前記パイロットポンプ18の吐出口とを結ぶように設けられる。また、当該リモコン弁20は一対の二次側ポートを有し、これらの二次側ポートがパイロット圧供給ライン21A,21Bをそれぞれ介して前記一対のパイロットポート17A,17Bに接続される。

0028

前記リモコン弁20は、操作部材である操作レバー20aと、この操作レバー20aに接続される弁本体20bと、を有する。前記操作レバー20aは、これを回動させる操作を受けることが可能であり、この操作は、前記パイロットポート17A,17Bへの前記パイロット圧の供給を指令するためのパイロット指令操作に相当する。前記弁本体20bは、前記操作レバー20aへの前記パイロット指令操作の付与に連動して開弁する。具体的には、前記一対のパイロットポート17A,17Bのうち前記パイロット指令操作の方向に対応したパイロットポートに対して前記パイロットポンプ18から前記パイロット圧供給ライン21A,21Bを通じて当該パイロット指令操作の操作量に対応した大きさのパイロット圧が供給されることを許容するように、前記弁本体20bが開弁する。

0029

なお、本発明に係るパイロット操作器は前記リモコン弁20に限定されない。当該パイロット操作器は、例えば、回動操作を受けることによりその操作に応じた電気信号を生成して出力する電気レバー装置と、この電気レバー装置が出力する電気信号または当該電気信号に基いてコントローラが出力する指令信号の入力を受けることによりパイロット油圧源からパイロットポートに入力されるパイロット圧を変化させる電磁比例減圧弁と、の組み合わせに基づくものでもよい。

0030

前記アキュムレータ24は、アキュムレータライン29を介して前記パイロットライン22に接続され、当該パイロットライン22から当該アキュムレータラインを通じてのパイロット用油の流入を受けることにより、蓄圧を行う。

0031

前記リリーフ弁26は、前記パイロットライン22とタンクTとの間に介在し、当該パイロットライン22内の圧力が予め設定されたリリーフ圧に達したときに開弁する。この開弁により、当該パイロットライン22内の圧力が前記リリーフ圧以下の圧力に制限される。前記チェック弁28は、前記パイロットライン22において前記アキュムレータ24と前記リリーフ弁26との間の位置に設けられ、当該パイロットライン22におけるパイロット用油の逆流、すなわち前記リモコン弁20から前記リリーフ弁26に向かう流れ、を阻止する。

0032

前記アンロード弁30は、前記パイロットポンプ18の負荷をなくすアンロード制御を行うために設けられる弁であって、前記アキュムレータ24と前記パイロットポンプ18との間に介在するように、より詳しくは当該アキュムレータ24と前記リリーフ弁26との間に介在するように、前記パイロットライン22に設けられる。この実施の形態に係るアンロード弁30は、ソレノイド31を有する2位置電磁切換弁からなり、当該ソレノイド31に入力される信号に応じてオンロード位置30aとアンロード位置30bとに切換えられる。アンロード弁30は、前記オンロード位置30aでは前記パイロットライン22を開通して前記パイロットポンプ18から前記リモコン弁20へのパイロット圧の供給を可能にし、前記アンロード位置30bでは、前記パイロットライン22を遮断して前記パイロットポンプ18をタンクに連通する。すなわち、パイロットポンプ18から吐出されるパイロット用油をタンクTに逃がすことにより当該パイロットポンプ18の運転を実質上無負荷の運転にする。

0033

前記アキュムレータ切換弁60は、前記パイロットライン22と前記アキュムレータ24との間に介在するように前記アキュムレータライン29の途中に設けられる。当該アキュムレータ切換弁60は、前記アキュムレータライン29を開通して前記パイロットライン22から前記アキュムレータ24へのパイロット油の流入を許容する許容位置63と、当該パイロットライン22から当該アキュムレータ24へのパイロット油の流入を前記許容位置に比べて制限する制限位置64と、を有する。

0034

この実施の形態に係るアキュムレータ切換弁60は、ソレノイド62を有する電磁切換弁からなり、当該ソレノイド62に切換指令信号が入力されないときは前記許容位置63を保ち、当該ソレノイド62に切換指令信号が入力されると前記制限位置64に切換えられるように構成されている。図1に示される制限位置64は、前記アキュムレータライン29を完全にブロックする位置、つまり前記パイロットライン22から前記アキュムレータ24を遮断する遮断位置、である。

0035

前記パイロット圧検出器32A,32Bは、それぞれ、前記パイロット圧供給ライン21A,21B内の圧力Pa,Pbを検出する。つまり、これらのパイロット圧検出器32A,32Bは、前記パイロットポート17A,17Bにそれぞれ供給されるパイロット圧Pa,Pbをそれぞれ検出することが可能な圧力センサであり、従って、前記パイロット指令操作の有無を検出する指令操作検出器に相当する。

0036

当該指令操作検出器は、パイロット圧検出器32A,32Bに限定されない。当該指令操作検出器は、例えば、前記操作レバー20aの実際の操作量を検出するセンサや当該操作量が一定以上となった時点でオンオフ切換されるスイッチ(例えばリミットスイッチ)であってもよい。また、パイロット操作器が前記電気レバー装置を具備する場合には当該電気レバー装置が出力する電気信号を検出するものでもよい。

0037

前記アキュムレータ圧検出器34も、例えば圧力センサからなり、前記アキュムレータライン29のうち前記アキュムレータ切換弁60よりも前記アキュムレータ24に近い部位の圧力であるアキュムレータ圧Pdに相当するアキュムレータ圧検出信号を生成する。当該アキュムレータ圧検出信号は、アキュムレータ24内の圧力についての情報として前記コントローラ40に入力される。

0038

前記コントローラ40は、図2に示すようなアンロード制御部42及びアキュムレータ切換制御部44を有する。

0039

前記アンロード制御部42は、前記パイロット圧検出器32A,32Bから入力される検出信号に応じて次のようなアンロード弁30の切換操作を行う。
(A)オンロードへの切換
アンロード制御部42は、前記パイロット指令操作がなされている操作状態が検出されている期間(具体的には、前記パイロット圧検出器32A,32Bのいずれかが一定以上のパイロット圧を検出している期間)、及び、前記パイロット指令操作のない非操作状態の検出が開始された時点(具体的には、前記パイロット圧検出器32A,32Bの双方が一定以上のパイロット圧を検出しなくなった時点)から予め設定されたアンロード切換設定時間TUが経過するまでの期間は、前記アンロード弁30を前記オンロード位置30aにする。前記アンロード切換設定時間TUは、その時間だけ前記非操作状態が継続すればアキュムレータ24での蓄圧が完了するであろうと推定できる時間である。このアンロード切換設定時間TUは、予め決められた一定の時間でもよいし、前記操作レバー20aの操作頻度エンジン回転数建設機械累積稼働時間、アキュムレータ圧Pdといった種々の因子によって補正された時間であってもよい。当該アンロード切換設定時間TUの経過の判定は、前記アンロード制御部42が内蔵する計時手段である第1タイマカウントにより、行われる。
(B)アンロードへの切換
アンロード制御部42は、前記非操作状態の検出が開始されてから当該非操作状態が前記アンロード切換設定時間TUだけ継続した時点で前記アンロード弁30を前記アンロード位置30bに切換える。
(C)アンロードからオンロードへの切換
アンロード制御部42は、前記非操作状態が前記アンロード切換設定時間TUだけ継続することにより前記アンロード弁30を前記アンロード位置に切換えた時点からさらに前記非操作状態がオンロード切換設定時間TOだけ継続した時点で前記アンロード弁30を前記オンロード位置に切換える。前記オンロード切換設定時間TOは、その時間だけさらに前記非操作状態が継続すると今度は前記アキュムレータ24やその周囲のバルブ(例えばリモコン弁20)のシール部からの油の漏れによって前記アキュムレータ24の圧力が一定以上低下するであろうと推定できる時間である。このオンロード切換設定時間TOも、予め決められた一定の時間でもよいし、前記稼働時間等に基いて補正された時間であってもよい。当該オンロード切換設定時間TOの経過の判定は、前記アンロード制御部42が内蔵する計時手段である第2タイマのカウントにより、行われる。

0040

つまり、前記非操作状態が継続する時間によって前記アキュムレータ24内の蓄圧状態が推定可能であることから、この第1の実施の形態に係るアンロード制御部42は、当該非操作状態の継続時間に基いて前記アンロード弁30の切換制御すなわちアンロード制御を実行する。

0041

前記アキュムレータ切換制御部44は、前記アキュムレータ切換弁60を開閉作動させるように当該アキュムレータ切換弁60に対する指令を行う。具体的に、この実施の形態に係るアキュムレータ切換制御部44は、切換指令信号を生成して前記アキュムレータ切換弁60のソレノイド62に入力することにより当該アキュムレータ切換弁60を前記制限位置(この実施の形態では遮断位置)64に切換える動作と、当該切換指令信号の入力を停止して当該アキュムレータ切換弁60を前記許容位置63に復帰させる動作と、を行う。

0042

この装置の特徴として、前記アキュムレータ切換制御部44は、前記アキュムレータ切換弁60の切換について次のような制御動作を行う。

0043

A)前記アキュムレータ切換制御部44は、前記アンロード制御部42が前記アンロード弁30をアンロード位置30bに切換えているアンロード状態では、前記切換指令信号の生成及び当該切換指令信号の前記アキュムレータ切換弁60への入力を停止する。つまり、アキュムレータ切換弁60を許容位置63に保持する。

0044

B)前記アキュムレータ切換制御部44は、前記アンロード制御部42が前記アンロード弁30を前記アンロード位置30bからオンロード位置30aに切換えた時点、つまりアンロード状態からオンロード状態に切換えたオンロード切換時点、で前記アキュムレータ切換弁60に前記切換指令信号を入力して当該アキュムレータ切換弁60を前記制限位置64に切換える。

0045

C)前記アキュムレータ切換制御部44は、前記オンロード切換時点から予め設定されたアキュムレータ復帰条件が満たされるまでの間は前記アキュムレータ切換弁60を前記制限位置64に保ち、当該アキュムレータ復帰条件が満たされた時点で前記アキュムレータ切換弁60を前記許容位置63に復帰させる。当該アキュムレータ復帰条件も、任意に設定されることが可能である。

0046

前記アキュムレータ復帰条件は、当該アキュムレータ復帰条件が満たされるときにアキュムレータ切換弁60が許容位置63に切換えられて前記アキュムレータ24へのパイロット油の流入を許容しても前記コントロールバルブ16に供給されるパイロット圧の立上がりに著しい影響を与えることがない、つまり操作レバー20aの操作による運転に影響を与えずに前記アキュムレータ24を昇圧させることができる、とみなし得る条件である。このアキュムレータ復帰条件は、複数の項目を含んでもよく、これらの項目は論理積論理和のいずれで結ばれていてもよい。

0047

この実施の形態では、前記オンロード切換時点からある程度の時間が経過すればパイロットライン22内の圧力が高まるためにアキュムレータ24へのパイロット油の流入がコントロールバルブ16に供給されるパイロット圧Pa,Pbに与える影響は小さいとの観点から、前記アキュムレータ復帰条件は、c1)前記オンロード切換時点から所定時間(アキュムレータ流入制限時間)TAが経過するという条件を含む。当該所定時間TAの経過の判定は、前記アキュムレータ切換制御部44が内蔵する計時手段である第3タイマのカウントにより、行われる。

0048

さらに、この実施の形態では、前記アキュムレータ切換弁60の制限位置64が遮断位置であってアキュムレータ24内へのパイロット油の流入を許容しない位置、つまり時間の経過にかかわらずアキュムレータ圧を増加させない位置、であることから、操作レバー20aが操作されていないときにアキュムレータ切換弁60を開いてアキュムレータ24の蓄圧を行うべく、c2)前記パイロット圧検出器32A,32Bにより検出されるパイロット圧Pa,Pbがいずれも予め設定された規定圧Poよりも小さいという条件と、c3)前記アキュムレータ圧検出器34により検出されるアキュムレータ圧Pdが予め設定された許容圧力Pdo以上であるという条件と、が論理積で結ばれるとともに、当該論理積で結ばれた条件と、前記のc1)前記オンロード切換時点から所定時間TAが経過するという条件と、が論理和で結ばれている。

0049

ここで、前記パイロット圧Pa,Pbについて設定される規定圧Poは、前記操作レバー20aの操作量を0または実質上非操作とみなせる程度に微小な値である。従って、当該規定圧Poは、コントロールバルブ16が両方向についてそれぞれ開弁し始めるパイロット圧よりも低い値に設定されることが、好ましい。

0050

また、前記所定時間TAは、前記オンロード切換時点で前記アキュムレータ切換弁60が前記制限位置64に切換えられてからパイロットポンプ18の駆動によるパイロット圧の立ち上がりを保証するための最低制限時間よりも長い時間(例えば5秒)に設定されることが好ましい。このような所定時間TAは、実験シミュレーションによって特定されることが可能である。あるいは、当該所定時間TAがオペレータ入力操作によって指定されてもよい。

0051

前記のようなアキュムレータ復帰条件の設定により、前記アキュムレータ切換制御部44は、i)前記オンロード切換時点から少なくとも前記所定時間TAが経過するまでは前記アキュムレータ切換弁60を制限位置64に維持した後、ii)前記アキュムレータ圧Pdが前記許容圧力Pdoに満たないうちは前記パイロット圧Pa,Pbが前記規定圧Po未満であるという条件を満たす場合にのみ前記アキュムレータ切換弁60を前記制限位置64から前記許容位置63に切換え、iii)前記アキュムレータ圧Pdが前記許容圧力Pdoに達した時点からは前記パイロット圧Pa,Pbにかかわらず前記アキュムレータ切換弁60を前記許容位置63に維持する、という制御動作を行う。

0052

具体的に、当該コントローラ40が行う演算制御動作を、図3のフローチャートを参照しながら説明する。なお、このフローチャートは前記コントローラ40のアンロード制御部42及びアキュムレータ切換制御部44がそれぞれ行うアンロード制御及びアキュムレータ切換制御を複合したものであるが、以下の説明は当該アンロード制御及びアキュムレータ切換制御についてそれぞれ個別に行う。

0053

I)アンロード制御
まず、リモコン弁20の操作レバー20aにパイロット指令操作が与えられると、当該リモコン弁20が開弁し、前記パイロットポンプ18からコントロールバルブ16のパイロットポート17Aまたはパイロットポート17Bへのパイロット圧の供給を許容する。その一方、前記操作レバー20aに前記パイロット指令操作が与えられていない非操作状態では、当該リモコン弁20が閉じるため、アンロード弁30がオンロード位置30aにあるとすると、パイロットポンプ18から吐出されるパイロット用油はアキュムレータ24に導入されて充填される。

0054

ここで仮に、前記アンロード弁30がない場合、あるいは、当該アンロード弁30の位置が前記オンロード位置30aに固定されている場合、を想定すると、これらの場合には前記アキュムレータ24への作動油のフル充填が完了してパイロットライン22内の圧力がリリーフ弁26の設定圧(リリーフ圧)に達した時点で当該リリーフ弁26が開き、余剰の油をタンクTに逃がすリリーフ動作を行うことになる。このリリーフ動作は、パイロットライン22内に前記リリーフ圧を立てたまま余剰油を逃がすものであるため、当該パイロットライン22内のパイロット用油がもつエネルギーは少なからず熱エネルギーとして浪費されてしまう。

0055

コントローラ40のアンロード制御部42は、このようなエネルギーの損失を抑えるべく、換言すれば、パイロットポンプ18の負荷を軽減すべく、アンロード弁30を適当なタイミングでアンロード位置30bに切換えるアンロード制御を行う。当該切換のタイミングの決定は、この実施の形態では、パイロット圧検出器32A,32Bにより検出される圧力Pa,Pbに基づく操作状態/非操作状態の判定と、当該非操作状態の継続時間と、に基いて行われる。当該決定は、前記非操作状態の継続時間から前記アキュムレータ24における作動油の充填状態を推定するというコンセプトに基づく。

0056

具体的に、前記コントローラ40は、初期設定を行った後(ステップS1)、リモコン弁20に与えられるパイロット指令操作の有無の判定、すなわち、当該リモコン弁20が操作状態にあるか非操作状態にあるかの判定、を行う。具体的に、この実施の形態に係るコントローラ40のアンロード制御部42は、ステップS2,S3において、各パイロット圧検出器32A,32Bが検出するパイロット圧供給ライン21A,21B内の圧力Pa,Pbと、予め与えられた規定圧Poとの対比に基づき、前記操作状態/非操作状態の判定を行う。

0057

前記圧力Pa,Pbのいずれか一方が前記規定圧Po以上の場合(ステップS2でYESまたはステップS3でYES)、すなわち、前記パイロットポート17A,17Bのいずれかに十分なパイロット圧が与えられていてリモコン弁20が操作状態にあると判定することが可能な場合、アンロード制御部42は、内蔵する前記第1及び第2タイマのカウントをいずれもリセットして(ステップS4)アンロード弁30をオンロード位置30aに維持する(ステップS5)。従って、パイロットポンプ18からリモコン弁20を通じてのコントロールバルブ16へのパイロット圧の供給が支障なく行われる。

0058

その一方、前記圧力Pa,Pbの双方が前記規定圧Po未満となった時点(ステップS2,S3でともにNO)、つまりコントロールバルブ16にパイロット圧が与えられなくなってリモコン弁20が非操作状態に移行したと判断し得る時点で、アンロード制御部42は、当該時点からの経過時間T1を計測するための第1タイマによるカウントを開始する(ステップS6)。

0059

このように第1タイマによって計測される時間T1がアンロード切換設定時間TUに達した時点、つまり前記非操作状態の検出が開始されてから前記アンロード切換設定時間TUが経過した時点で(ステップS7でYES)、アンロード制御部42は、この時点からのさらなる経過時間の計測のための第2タイマによるカウントを開始する(ステップS8)とともに、当該第2タイマにより計測される時間T2がオンロード切換設定時間TOに達するまでの間は(ステップS9でNO)アンロード弁30をアンロード位置30bにする(ステップS10)。これにより、パイロットポンプ18が吐出する油はリリーフ弁26の開弁を伴うことなく前記アンロード弁30を通じてタンクTに逃がされ、パイロットポンプ18の運転は実質上無負荷運転となる。これにより、前記リリーフ弁26の開弁による動力の浪費が防がれる。しかも、この切換は前記非操作状態の開始からアンロード切換設定時間TUが経過した後に行われるので、アキュムレータ24への十分な作動油の充填が保障される。

0060

前記のようにしてアンロード弁30がアンロード位置30bに切換えられてから第2タイマにより計測される時間T2が前記オンロード切換設定時間TOに達した時点(ステップS9でYES)、つまり、アキュムレータ24内の作動油が半減したと予測される時点、でアンロード制御部42は第1及び第2タイマをリセットして(ステップS11)アンロード弁30をオンロード位置30aに復帰させる(ステップS5)。これにより、アキュムレータ24内への作動油の再充填が開始される。

0061

以上説明したアンロード制御によれば、アキュムレータ24が十分蓄圧されたとみなし得る時点(操作レバー20aの非操作状態がアンロード切換設定時間TUだけ継続した時点)でアンロード弁30をアンロード位置30bに切換えることが、リリーフ弁26の開弁を抑制して当該開弁によるエネルギー損失を低減させることを可能にする。さらに、前記アンロード弁30が前記アンロード位置30bに切換わった時点からオンロード切換設定時間TOが経過した時点で当該アンロード弁30をオンロード位置30aに切換えることが、前記非操作状態の長時間の継続によりアキュムレータ圧Pdが低下したアキュムレータ24へのパイロット油の再補給を適切なタイミングで行うことを可能にする。

0062

IIアキュムレータ切換制御
前記コントローラ40のアキュムレータ切換制御部44は、前記アンロード制御部42が行うアンロード制御と並行して、前記アンロード弁30の切換に対応したアキュムレータ切換弁60の切換を行う。なお、以下の説明における「Pdフラグ」は、現在の運転状態が、オンロード切換時点後にアキュムレータ圧Pdが許容圧力Pdoまで復帰した状態であるか否かを判定するためのフラグであって、初期状態では「1」に設定される。

0063

前記アキュムレータ切換制御部44は、前記アンロード制御部42が前記アンロード弁30をアンロード位置30bに切換えるとき(ステップS10)、つまり、非操作状態の検出が開始されてから前記アンロード切換設定時間TUが経過しているが第2タイマにより計測される時間T2がオンロード切換設定時間TOに達するまでの間は(ステップS2,S3でNO、ステップS7でYES、かつステップS9でNO)、前記アキュムレータ切換弁60を前記許容位置63に切換える(ステップS12)。

0064

一方、前記アキュムレータ切換制御部44は、前記第2タイマにより計測される時間T2が前記オンロード切換設定時間TOに到達して前記アンロード制御部42が前記アンロード弁30を前記オンロード位置30aに切換えるオンロード切換時点で(ステップS9でYES)、第3タイマをリセットして当該第3タイマによるカウントを開始する(ステップS13,S14)。つまり、オンロード切換時点からの経過時間T3を計測する。

0065

前記アキュムレータ切換制御部44は、前記経過時間T3が前記所定時間TAに到達するまでは(ステップS15でNO)Pdフラグを0に維持するとともに(ステップS16)その他の条件に関係なくアキュムレータ切換弁60を制限位置64に維持し(ステップS17)。そして、前記計測時間T3が前記所定時間TAに到達した時点から(ステップS9でYES)、アキュムレータ圧Pd及びパイロット圧Pa,Pbに基づくアキュムレータ切換弁60の切換の判定を行う(ステップS20〜ステップS22)。

0066

すなわち、前記アキュムレータ切換制御部44は、前記アキュムレータ圧Pdが前記許容圧力Pdoに満たない間は(ステップS20でYES)、前記パイロット圧Pa,Pbのいずれもが規定圧Po未満である、つまり実質上操作レバー20aが操作されておらずリモコン弁20が閉じている、という条件を満たす場合にのみ(ステップS21でNO)アキュムレータ切換弁60を許容位置63に切換え(ステップS22)、パイロット圧Pa,Pbのいずれか一方が前記規定圧Po以上である場合には(ステップS21でYES)アキュムレータ切換弁60を制限位置に維持する(ステップS17)。その後、前記アキュムレータ圧Pdが前記許容圧力Pdo以上になると(ステップS20でNO)、アキュムレータ切換制御部44はPdフラグを1に切換え(ステップS23)、この時点からはパイロット圧Pa,Pbに関係なくアキュムレータ切換弁60を許容位置63に維持する(ステップS22)。

0067

このように、アキュムレータ復帰条件としてパイロット圧Pa,Pbが規定圧Po未満であるという条件とアキュムレータ圧Pdが許容圧力Pdo以上であるという条件とを論理和で結ぶことは、アキュムレータ圧Pdが十分高くてアキュムレータ切換弁60を許容位置に切換えることが制御弁16のパイロット操作に影響を与えない状況にあるにもかかわらずパイロット圧Pa,Pbに応じてアキュムレータ切換弁60の開閉操作が過剰に行われるのを防ぎ、これにより、当該開閉操作に起因する機器寿命の短縮を抑止することを可能にする。当該パイロット圧Pa,Pbや前記アキュムレータ圧Pdの判定にはハンチングを抑止するためのヒステリシスが与えられてもよい。

0068

前記コントロールバルブ16に供給されるパイロット圧Pa,Pbのいずれか一方が前記規定圧Po以上の場合(ステップS2でYESまたはステップS3でYES)、すなわち、前記パイロットポート17A,17Bのいずれかに十分なパイロット圧が与えられていてリモコン弁20が操作状態にあると判定することが可能な場合、Pdフラグに基づく判定を行う(ステップS24)。Pdフラグが1である場合(ステップS24でNO)、つまり、アキュムレータ圧Pdが既に許容圧力Pdoに達している場合、アキュムレータ切換制御部44はアキュムレータ切換弁60を許容位置63に維持する(ステップS22)。一方、Pdフラグが0である場合(ステップS24でYES)、アキュムレータ切換制御部44は前記ステップS14以降の切換判定動作を行う。

0069

以上の制御動作によれば、アンロード弁30がそれまでのアンロード位置30bからオンロード位置30aに切換えられたオンロード切換時点でアキュムレータ切換弁60がそれまでの許容位置63から制限位置64に切換えられる。この切換は、パイロットポンプ18から吐出されるパイロット油がアキュムレータ24に流入するのを阻み、これにより、オンロード状態への切換に呼応してパイロットライン22の圧力が迅速に立ち上がることを可能にする。このことは、オペレータが操作レバー20aの操作によって迅速に運転を再開することを可能にする。

0070

一方、アキュムレータ圧Pdはオンロード切換時点以降も低いままであるが、オンロード切換時点から所定時間TAが経過した後は操作レバー20aが中立位置にあること(パイロット圧Pa,Pbが規定圧Po未満であること)を条件にアキュムレータ切換弁60が再び許容位置63に切換えられることによりパイロット油がアキュムレータ24に流入してアキュムレータ圧Pdを上昇させる。つまり、アキュムレータ24を復帰させる。このとき、前記アキュムレータ24への前記パイロット油の流入が一時的にパイロットライン22の圧力を低下させても、操作レバー20aは操作されていないので運転に影響を与えることがない。仮に操作レバー20aが操作されたとしても、パイロットライン22内の圧力はオンロード切換時点から既に十分に立ち上がっているので、前記アキュムレータ切換弁60の開弁が運転に与える影響は小さい。

0071

例えば、前記オンロード切換時点で前記アキュムレータ切換弁60が前記許容位置63から前記制限位置64に切換えられない場合、あるいは当該アキュムレータ切換弁60そのものが存在しない場合を想定すると、この場合にはパイロットポンプ18のパイロット油が前記アキュムレータ切換弁60を通じて大きな流量でアキュムレータ24に流入することによりアキュムレータ圧Pdを比較的迅速に上昇させるが、その分、パイロットライン22内の圧力がオンロード状態への切換に呼応して上昇することができず、その立ち上がりが遅れる。このことは、オンロード切換時点の直後に操作レバー20aに与えられる操作と実際にコントロールバルブ16に与えられるパイロット圧Pa,Pbとの間に少なからぬ時間差を生じさせ、これによりオペレータに著しい違和感を与える。

0072

これに対して前記アキュムレータ切換制御部44が行う制御は、オンロード切換時点から少なくとも所定時間TAが経過するまではアキュムレータ切換弁60を制限位置64に保つことによって、迅速なパイロット圧の立ち上がりを保証し、これにより、オペレータに著しい違和感を与えるのを防ぐことを可能にする。さらに、当該制御は、アキュムレータ圧Pdが許容圧力Pdo以上である場合またはパイロット圧Pa,Pbが規定圧Po未満である場合に限りアキュムレータ切換弁60を許容位置63に切換えることで、当該許容位置63へのアキュムレータ切換弁60の切換が制御弁16に与えられるパイロット圧に与える影響をさらに抑えることを可能にしている。

0073

しかし、本発明に係る「アキュムレータ復帰条件」は必ずしも前記のように複数の条件を含むものに限られない。例えば、アキュムレータ圧Pdが許容圧力Pdo以上であるという条件(図3のステップS20)やパイロット圧Pa,Pbが規定圧Po未満であるという条件(図3のステップS21)が省略されて図4のフローチャートに示すようにオンロード切換時点からの経過時間T3が所定時間TA以上であること(図4のステップS21)のみがアキュムレータ復帰条件に設定されてもよい。この場合も、オンロード切換時点から前記所定時間TAが経過するまでのアキュムレータ24へのパイロット油の流入の規制が、操作レバー20aの操作に対するコントロールバルブ16の作動の遅れを有効に抑制する。

0074

図1に示されるアキュムレータ切換弁60の制限位置64は、アキュムレータ24をパイロットライン22から完全に遮断する遮断位置であるが、本発明に係るアキュムレータ切換弁は、例えば図5及び図6にそれぞれ示されるアキュムレータ切換弁60A,60Bのように、制限位置において許容位置よりも少ない流量でパイロット油が流通するのを許容するものでもよい。具体的に、図5に示されるアキュムレータ切換弁60Aは、許容位置63と制限位置64Aとを有するが、当該制限位置64Aは絞り65により制限された流量でパイロット油が流通するのを許容する制限許容位置である。図5に示されるアキュムレータ切換弁60Bは、前記絞り65に加えてこれと並列に配置される逆止弁66を含み、前記制限位置64Bにおいて、アキュムレータ24に流入するパイロット油についてはその流量を絞り65によって規制する一方、アキュムレータ24からの油は流量を規制することなく当該油が逆止弁66を通じて流出することを許容する。

0075

前記アキュムレータ切換弁60A,60Bにおいて、パイロットライン22からアキュムレータ24に流入するパイロット油の最大流量を制限流量Qlim以下に抑えるには、下記の式を満たすように絞り65の流路面積Ahが設定されればよい。

0076

Qlim≧C×Ah×√(PP−PA)
ここで、Cは流量係数、PPは前記リリーフ弁26によりパイロットライン22に与えられる設定圧である。

0077

前記アキュムレータ切換弁60A,60Bのように、その制限位置64A,64Bにおいてアキュムレータ24へのパイロット油の流入を許容するものが用いられても、当該アキュムレータ24に入力するパイロット油の流量はリモコン弁20側に流れるパイロット油の流量に比べると僅かであるから、図1に示されるようなアキュムレータ切換弁60が用いられる場合と同様、パイロットライン22内の圧力を迅速に立ち上げることが可能である。

0078

しかも、前記制限位置64A,64Bにあってもアキュムレータ切換弁60A,60Bはアキュムレータ圧Pdが時間経過とともに上昇することを許容するため、その昇圧速度を考慮してオンロード切換時点から所定時間すなわち前記アキュムレータ圧Pdが十分な圧力まで上昇するのに必要な時間が経過した後にアキュムレータ切換弁60A,60Bを許容位置63に切換える制御を行うことにより、前記のようなパイロット圧Pa,Pbに基づく頻度の高い切換制御を行うことなく、しかも運転操作に影響を与えずに、アキュムレータ24を復帰させることが可能である。

0079

例えば図3のフローチャートでは、ステップS15における「所定時間TA」として、前記制限位置64Aまたは64Bにおけるアキュムレータ切換弁60Aまたは60Bを通じてのアキュムレータ24へのパイロット油の流入によってアキュムレータ圧Pdを許容圧力Pdoまで上昇させるのに必要な時間が設定されることにより、アキュムレータ24が十分に昇圧した状態でアキュムレータ切換弁60Aまたは60Bを許容位置63に復帰させることが可能である。

0080

前記アキュムレータ切換弁60A,60Bについて設定されるアキュムレータ復帰条件は、アキュムレータ圧Pdが許容圧力Pdo以上であるという条件のみを含むもの、であってもよい。あるいは、前記所定時間TAについての条件と前記アキュムレータ圧Pdについての条件が複合されたものでもよい。

0081

前記第1の実施の形態では、アンロード制御を行うための蓄圧状態を検出する蓄圧状態検出器がパイロット圧検出器32A,32Bすなわちパイロット指令操作の有無を検出する指令操作検出器であるが、当該蓄圧状態検出器は当該蓄圧状態を直接検出するもの、例えば前記アキュムレータ圧Pdを検出する前記アキュムレータ圧検出器34であってもよい。つまり、アキュムレータ圧Pdが所定のオンロード切換設定圧PdMまで低下した時点でアンロード弁30をアンロード位置30bからオンロード位置30aに切換え、逆にアキュムレータ圧Pdが所定のアンロード切換設定圧PdLまで上昇した時点でアンロード弁30をオンロード位置30aからアンロード位置30bに切換える制御が行われてもよい。さらに、この制御にはハンチングを防ぐためのヒステリシスが与えられること、つまり、図7に示されるように、前記アンロード切換設定圧PdLと前記オンロード切換設定圧PdMとの間に適当な差(PdL>PdM)が与えられること、が好ましい。

0082

当該制御の例を第2の実施の形態として図8のフローチャートを参照しながら説明する。図8のフローチャートは、第1の実施の形態に係る図3のフローチャートにおける非操作状態の継続時間の判断に関するステップS4,S6〜S9,S11がアキュムレータ圧Pdの判断に関するステップS31〜S35に置換されたものである。

0083

具体的に、第1の実施の形態に係るアンロード制御部42は、図3に示されるように操作レバー20aが操作されていない非操作状態において(ステップS2,S3でNO)その非操作状態の継続時間を判断するのに対し、第2の実施の形態に係るアンロード制御部42は、アキュムレータ圧Pdと前記オンロード切換設定圧PdM及び前記アンロード切換設定圧PdLとの比較を行う(ステップS31,S32)。

0084

前記アキュムレータ圧Pdが前記アンロード切換設定圧PdL以上の場合(ステップS31でNO、ステップS32でYES)、前記アンロード制御部42は、現在がアンロード状態であることを判定するためのフラグであるPd2フラグを1にして(ステップS33)前記アンロード弁30を前記アンロード位置30bに切換える(ステップS10)。これに伴ってアキュムレータ切換制御部44は前記アキュムレータ切換弁60を許容位置63に切換える(ステップS12)。

0085

一方、前記アキュムレータ圧Pdが前記オンロード切換設定圧PdM以下の場合(ステップS31でYES)、アンロード制御部42はアンロード弁30をオンロード位置30aに切換える(ステップS5)。また、アキュムレータ切換制御部60は第1の実施の形態と同様に第3タイマにより計測される時間T3等に基づくアキュムレータ切換弁60の切換判定を行う(ステップS14〜17,S20〜S22)。ただし、前記Pd2フラグが1の場合(ステップS34でNO)、前記アキュムレータ切換制御部44は前記第3タイマをリセットし(ステップS11)、前記アンロード制御部42は前記Pd2フラグを0にする(ステップS35)。

0086

前記アキュムレータ圧Pdが前記オンロード切換設定圧PdM以上でかつ前記アンロード切換設定圧PdLよりも低い中間領域にある場合(ステップS31,S32でNO)、前記アンロード制御部42は前記Pd2フラグの切換を行わずに前記アンロード弁30の位置を現状に維持する。例えば、アンロード弁30がオンロード位置30aに切換えられることによりアキュムレータ圧Pdが上昇しても当該アキュムレータ圧Pdがアンロード切換設定圧PdLに至るまでの間は当該オンロード位置30aが維持される。逆に、アンロード弁30がアンロード位置30bに切換えられてからのパイロット油の漏れ等によりアキュムレータ圧Pdが降下しても当該アキュムレータPdがオンロード切換設定圧PdMに至るまでの間は当該アンロード位置30bが維持される。一方、前記アキュムレータ切換制御部44も前記アキュムレータ切換弁60の位置を現状に維持する。

0087

この第2の実施の形態において、アンロード状態からオンロード状態への切換は、アキュムレータ圧Pdが前記オンロード切換設定圧PdM近傍の低い圧力にある状態で行われるが、少なくともそのオンロード切換時点から設定時間TAが経過するまではアキュムレータ切換弁60が制限位置64に保持されてアキュムレータ24へのパイロット油の流入を制限するため(ステップS17)、前記第1の実施の形態と同様、オンロード切換時点直後に操作レバー20aが操作されたときのコントロールバルブ16のパイロット圧の立ち上がりの遅れを抑制することが可能である。

0088

12メインポンプ(油圧ポンプ)
14油圧アクチュエータ
16コントロールバルブ
17A,17Bパイロットポート
18パイロットポンプ(パイロット油圧源)
20リモコン弁(パイロット操作器)
20a操作レバー
21A,21Bパイロット圧供給ライン
22パイロットライン
24アキュムレータ
26リリーフ弁
29アキュムレータライン
30アンロード弁
30aオンロード位置
30bアンロード位置
32A,32Bパイロット圧検出器
34アキュムレータ圧検出器
40コントローラ
42アンロード制御部
44 アキュムレータ切換制御部
60,60A,60B アキュムレータ切換弁
63許容位置
64,64A,64B 制限位置

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