JP2019094609A - Shovel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、旋回減速時に旋回用油圧モータが吐出する作動油のエネルギを回生するショベルに関する。 The present invention relates to a shovel that regenerates energy of hydraulic fluid discharged by a turning hydraulic motor during turning and decelerating.
旋回減速時に旋回用油圧モータが吐出する作動油をアキュムレータに蓄圧するショベルが知られている(特許文献1参照。)。 DESCRIPTION OF RELATED ART The shovel which accumulates the hydraulic fluid which the hydraulic motor for revolution discharges at the time of revolution deceleration to an accumulator is known (refer patent document 1).
しかしながら、上述のショベルは、旋回減速時の旋回用油圧モータの吸い込み側の作動油不足のメイクアップ(補填)を考慮していない。そのため、旋回減速時に旋回用油圧モータの吸い込み側でキャビテーションを発生させてしまうおそれがある。 However, the above-mentioned shovel does not consider the make-up (compensation) of the hydraulic oil shortage on the suction side of the turning hydraulic motor at the time of turning deceleration. Therefore, there is a possibility that cavitation may be generated on the suction side of the turning hydraulic motor at the time of turning deceleration.
上述の点に鑑み、旋回減速時に旋回用油圧モータが吐出する作動油のエネルギを回生する場合であっても旋回用油圧モータの吸い込み側でのキャビテーションの発生を防止できるショベルを提供することが望まれる。 In view of the above-mentioned point, it is desirable to provide a shovel capable of preventing the occurrence of cavitation on the suction side of the turning hydraulic motor even when the energy of the hydraulic fluid discharged by the turning hydraulic motor is regenerated during turning deceleration. Be
本発明の実施例に係るショベルは、旋回用油圧モータと、前記旋回用油圧モータに関する流量制御弁が設置されるセンターバイパス管路と、前記センターバイパス管路に設置されるネガティブコントロール絞りと、前記流量制御弁と前記ネガティブコントロール絞りとの間と、前記旋回用油圧モータを含む旋回油圧回路とを接続する旋回メイクアップ管路と、を備える。 The shovel according to the embodiment of the present invention includes: a turning hydraulic motor; a center bypass pipe line on which a flow control valve related to the turning hydraulic motor is installed; a negative control throttle installed on the center bypass pipe; And a turning make-up line connecting between a flow control valve and the negative control throttle and a turning hydraulic circuit including the turning hydraulic motor.
上述の手段により、旋回減速時に旋回用油圧モータが吐出する作動油のエネルギを回生する場合であっても旋回用油圧モータの吸い込み側でのキャビテーションの発生を防止できるショベルが提供される。 According to the above-described means, there is provided a shovel capable of preventing the occurrence of cavitation on the suction side of the turning hydraulic motor even if the energy of the hydraulic fluid discharged by the turning hydraulic motor is regenerated at the time of turning deceleration.
図1は、本発明が適用される建設機械としてのショベル(掘削機)を示す側面図である。ショベルの下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3にはブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはバケット6が取り付けられている。作業要素としてのブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、且つエンジン11等の動力源及びコントローラ30等が搭載される。
FIG. 1 is a side view showing a shovel (excavator) as a construction machine to which the present invention is applied. An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the shovel via a
コントローラ30は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。図1の例では、コントローラ30は、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをCPUに実行させて各種機能を実現する。
The
図2は、図1のショベルに搭載される油圧回路100の構成例を示す概略図である。図2の例では、油圧回路100は、主に、第1ポンプ14L、第2ポンプ14R、回生用油圧モータ14A、コントロールバルブ17、アキュムレータ85、及び油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータは、主に、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、及び旋回用油圧モータ21を含む。また、油圧アクチュエータは、左側走行用油圧モータ(図示せず。)及び右側走行用油圧モータ(図示せず。)を含んでいてもよい。
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration example of the hydraulic circuit 100 mounted on the shovel of FIG. In the example of FIG. 2, the hydraulic circuit 100 mainly includes a
図2の例では、第1ポンプ14L、第2ポンプ14R、及び回生用油圧モータ14Aは、それぞれの駆動軸が機械的に連結される。具体的には、それぞれの駆動軸は、ポンプドライブとしての変速機13を介して所定の変速比でエンジン11の出力軸に連結される。すなわち、変速機13は、エンジン11の出力軸と回生用油圧モータ14Aの出力軸とに接続され、エンジン11の動力と回生用油圧モータ14Aの動力とを第1ポンプ14L及び第2ポンプ14Rに伝達する。そのため、エンジン回転数が一定であれば、第1ポンプ14L、第2ポンプ14R、及び回生用油圧モータ14Aのそれぞれの回転数も一定となる。但し、第1ポンプ14L、第2ポンプ14R、及び回生用油圧モータ14Aは、エンジン回転数が一定であっても回転数を変更できるよう、無段変速機等を介してエンジン11に接続されていてもよい。
In the example of FIG. 2, the drive shafts of the
第1ポンプ14L、第2ポンプ14Rは、センターバイパス管路40L、40R、パラレル管路42L、42R、戻り管路43L、43R、43Cを経て作動油タンクTまで作動油を循環させる。
The
センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブ17内に配置された流量制御弁170、172L、及び173Lを通る高圧油圧ラインである。センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブ17内に配置された流量制御弁171、172R、及び173Rを通る高圧油圧ラインである。
The
パラレル管路42Lは、センターバイパス管路40Lに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路42Lは、流量制御弁170、172L、又は173Lによってセンターバイパス管路40Lを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、その流量制御弁に作動油を供給する。また、パラレル管路42Rは、センターバイパス管路40Rに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路42Rは、流量制御弁171、172R、又は173Rによってセンターバイパス管路40Rを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、その流量制御弁に作動油を供給する。
The
戻り管路43Lは、センターバイパス管路40Lに並行する低圧油圧ラインである。戻り管路43Lは、油圧アクチュエータから流量制御弁170、172L、173Lを通って流れる作動油を戻り管路43Cに流通させる。戻り管路43Rは、センターバイパス管路40Rに並行する低圧油圧ラインである。戻り管路43Rは、油圧アクチュエータから流量制御弁171、172R、173Rを通って流れる作動油を戻り管路43Cに流通させる。
The
センターバイパス管路40L、40Rは、最も下流にある流量制御弁173L、173Rと戻り管路43Cとの間にネガティブコントロール絞り18L、18R及びリリーフ弁19L、19Rを備える。第1ポンプ14L、第2ポンプ14Rが吐出した作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り18L、18Rで制限される。そして、ネガティブコントロール絞り18L、18Rは、第1ポンプ14L、第2ポンプ14Rのレギュレータを制御するための制御圧(ネガコン圧)を発生させる。リリーフ弁19L、19Rは、ネガコン圧が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、センターバイパス管路40L、40Rの作動油を戻り管路43Cに排出する。
The
戻り管路43Cの最下流には比例弁52が設置されている。図2の例では、比例弁52は、コントローラ30からの指令に応じて開口の大きさを調整して流量を制御する電磁弁であり、戻り管路43Cと作動油タンクTとの間の連通・遮断を切り替え可能な1ポート2位置の電磁比例弁である。具体的には、比例弁52は、第1位置にある場合に戻り管路43Cと作動油タンクTとの間を最大開口で連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断できる。図2の例では、比例弁52は、旋回操作レバーの操作内容に応じて開閉する。具体的には、比例弁52は、旋回操作レバーと他の操作レバーとが同時に操作されている複合旋回操作中に旋回操作レバーが中立位置に戻されたときに第2位置になる。そして、所定時間が経過したとき、或いは、旋回用油圧モータ21が停止したと判定されたときに第1位置に戻る。コントローラ30は、例えば、旋回用油圧モータ21における作動油の圧力を検出する圧力センサ、旋回機構2の回転角度を検出する回転角度センサ等の出力に基づいて旋回用油圧モータ21が停止したか否かを判定する。
A
旋回用油圧モータ21は、上部旋回体3を旋回させる油圧モータである。旋回用油圧モータ21のポート21L、21Rはリリーフ弁22L、22R又はチェック弁23L、23Rを介して旋回メイクアップ管路44に接続されている。また、ポート21L、21Rはチェック弁24L、24Rを介してアキュムレータ85及び回生用油圧モータ14Aに接続されている。旋回用油圧モータ21、リリーフ弁22L、22R、チェック弁23L、23R、及びチェック弁24L、24Rは旋回油圧回路SCを構成する。
The turning
旋回メイクアップ管路44は、旋回用油圧モータ21の吸い込み側の作動油不足をメイクアップ(補填)するための油圧ラインである。図2の例では、旋回メイクアップ管路44は、主に、第1メイクアップ管路44A、第2メイクアップ管路44B、及び共通メイクアップ管路44Cで構成される。
The turning make-
第1メイクアップ管路44Aは、センターバイパス管路40Lの最下流にある流量制御弁173Lとネガティブコントロール絞り18Lとの間にある管路と、旋回用油圧モータ21を含む旋回油圧回路SCとを接続する油圧ラインである。第1メイクアップ管路44Aにはチェック弁50が設置されている。チェック弁50は、センターバイパス管路40Lから旋回油圧回路SCに向かう作動油の流れを許容し、旋回油圧回路SCからセンターバイパス管路40Lに向かう作動油の流れを遮断する。
The
第2メイクアップ管路44Bは、戻り管路43Cの最下流にある比例弁52の上流側と旋回油圧回路SCとを接続する油圧ラインである。第2メイクアップ管路44Bにはチェック弁51が設置されている。チェック弁51は、戻り管路43Cから旋回油圧回路SCに向かう作動油の流れを許容し、旋回油圧回路SCから戻り管路43Cに向かう作動油の流れを遮断する。
The second make-up
共通メイクアップ管路44Cは、第1メイクアップ管路44A及び第2メイクアップ管路44Bのそれぞれと旋回油圧回路SCとを接続する油圧ラインである。
The common make-up
リリーフ弁22Lは、ポート21L側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート21L側の作動油を排出する。また、リリーフ弁22Rは、ポート21R側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート21R側の作動油を排出する。
The
チェック弁23Lは、ポート21L側の圧力が反対側の圧力より低くなった場合に開き、旋回メイクアップ管路44からポート21L側に作動油を補給する。チェック弁23Rは、ポート21R側の圧力が反対側の圧力より低くなった場合に開き、旋回メイクアップ管路44からポート21R側に作動油を補給する。この構成により、チェック弁23L、23Rは、旋回用油圧モータ21の制動時に吸い込み側ポートに作動油を補給できる。
The
チェック弁24Lは、ポート21L側の圧力が反対側の圧力より高くなった場合に開き、ポート21L側からアキュムレータ85及び回生用油圧モータ14Aの少なくとも一方に作動油を供給する。チェック弁24Rは、ポート21R側の圧力が反対側の圧力より高くなった場合に開き、ポート21R側からアキュムレータ85及び回生用油圧モータ14Aの少なくとも一方に作動油を供給する。この構成により、チェック弁24L、24Rは、旋回用油圧モータ21の制動時に吐出側ポートの作動油をアキュムレータ85及び回生用油圧モータ14Aの少なくとも一方に供給できる。
The
比例弁22Gは、コントローラ30からの指令に応じて開口の大きさを調整して流量を制御する弁である。図2の例では、比例弁22Gは、旋回用油圧モータ21とアキュムレータ85との間の連通・遮断を切り替え可能な1ポート2位置の電磁比例弁である。具体的には、比例弁22Gは、第1位置にある場合に旋回用油圧モータ21とアキュムレータ85との間を最大開口で連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断できる。
The
第1ポンプ14Lは、作動油タンクTから作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプであり、図2の例では斜板式可変容量型油圧ポンプである。また、第1ポンプ14Lはレギュレータ(図示せず。)に接続される。レギュレータは、コントローラ30からの指令に応じて第1ポンプ14Lの斜板傾転角を変更して第1ポンプ14Lの押し退け容積(1回転当たりの吐出量)を制御する。第2ポンプ14Rについても同様である。
The
回生用油圧モータ14Aは、油圧アクチュエータから流出する作動油が有するエネルギを回生してエンジン11をアシストする油圧モータであり、図2の例では斜板式可変容量型油圧モータである。回生用油圧モータ14Aの吐出側ポートは戻り管路43Lに接続されている。
The regenerative
回生用油圧モータ14Aは、第1ポンプ14L及び第2ポンプ14Rと同様にレギュレータに接続される。レギュレータは、コントローラ30からの指令に応じて回生用油圧モータ14Aの斜板傾転角を変更して回生用油圧モータ14Aの押し退け容積を制御する。また、レギュレータは、回生用油圧モータ14Aの押し退け容積(斜板傾転角)をゼロに設定可能であってもよい。作動油を消費(吸い込み及び吐出)することなく回転できるようにするためであり、また、回生用油圧モータ14Aを通過する作動油の流れを遮断できるようにするためである。
The regenerative
回生用油圧モータ14Aの上流側(吸い込み側)は切替弁87を介してアキュムレータ85に接続される。アキュムレータ85は、旋回用油圧モータ21の吐出側ポートから流出する作動油を蓄積する油圧装置である。図2の例では、アキュムレータ85は、比例弁22Gにより作動油の蓄積が制御され、且つ、切替弁87により作動油の放出が制御される。
The upstream side (suction side) of the regenerative
切替弁87はコントローラ30からの指令に応じて動作する弁である。図2の例では、切替弁87は、アキュムレータ85と回生用油圧モータ14Aとの間の連通・遮断を切り替え可能な1ポート2位置の電磁弁である。具体的には、切替弁87は、第1位置にある場合にアキュムレータ85と回生用油圧モータ14Aとの間を連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断する。
The switching
コントロールバルブ17は、ショベルにおける油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、主に、流量制御弁170、171、172L、172R、173L、及び173Rを含む。
The control valve 17 is a hydraulic control device that controls a hydraulic drive system in a shovel. The control valve 17 mainly includes
流量制御弁170、171、172L、172R、173L、及び173Rは、油圧アクチュエータに流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。図2の例では、流量制御弁170、171、172L、172R、173L、及び173Rのそれぞれは、対応する操作レバー等の操作装置(図示せず。)が生成するパイロット圧を左右何れかのパイロットポートで受けて動作する3ポート3位置のスプール弁である。操作装置は、操作量(操作角度)に応じて生成したパイロット圧を、操作方向に対応する側のパイロットポートに作用させる。
The
具体的には、流量制御弁170は、旋回用油圧モータ21に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁171は、バケットシリンダ9に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
Specifically, the
また、流量制御弁172L、172Rは、ブームシリンダ7に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁173L、173Rは、アームシリンダ8に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
The
上述のような構成の油圧回路100はブーム下げ回生回路を有する。ブーム下げ回生回路は、主に、管路45、管路46、比例弁70、及び切替弁71を含む。
The hydraulic circuit 100 configured as described above has a boom lowering regenerative circuit. The boom lowering regeneration circuit mainly includes a
管路45は、ブームシリンダ7のボトム側油室と回生用油圧モータ14Aの上流側(吸い込み側)とを繋ぐ管路である。管路46は、管路45から分岐して管路45と戻り管路43Rとを繋ぐ管路である。
The
比例弁70は、コントローラ30からの指令に応じて開口の大きさを調整して流量を制御する弁であり、管路46に設けられている。図2の例では、比例弁70は、ブームシリンダ7のボトム側油室と戻り管路43Rとの間の連通・遮断を切り替え可能な1ポート2位置の電磁比例弁である。具体的には、比例弁70は、第1位置にある場合にブームシリンダ7のボトム側油室と戻り管路43Rとの間を最大開口で連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断できる。
The
切替弁71は、コントローラ30からの指令に応じて動作する弁であり、管路45に設けられている。図2の例では、切替弁71は、ブームシリンダ7のボトム側油室と回生用油圧モータ14Aの上流側(吸い込み側)との間の連通・遮断を切り替え可能な1ポート2位置の電磁弁である。具体的には、切替弁71は、第1位置にある場合にブームシリンダ7のボトム側油室と回生用油圧モータ14Aの上流側(吸い込み側)との間を連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断する。
The switching
また、コントローラ30は、ブーム下げの際に比例弁70の開度を調整することで、管路45内の作動油の圧力を調整できる。すなわち、ブームシリンダ7のボトム側油室から回生用油圧モータ14Aに向かう作動油による背圧を調整できる。そのため、回生用油圧モータ14Aの応答遅れに起因して増大する背圧を調整でき、ブーム操作の即応性及び微操作性を確保できる。
In addition, the
また、コントローラ30は、エンジン11をアシストする必要がない場合には、ブーム下げの際に比例弁70の開度を大きめに調整することで、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の大部分を戻り管路43R、戻り管路43C、及び比例弁52を通じて作動油タンクに排出できる。そのため、過度のアシストによるエンジンの過回転を防止できる。
Further, when the
次に図3及び図4を参照し、単独旋回操作が行われたときの油圧回路100の状態について説明する。図3は旋回加速時の状態を示し、図4は旋回減速時の状態を示す。図3及び図4において、太実線は旋回用油圧モータ21に流入する作動油の流れを示し、太点線は旋回用油圧モータ21から流出する作動油の流れを示す。
Next, the state of the hydraulic circuit 100 when the single turning operation is performed will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows the state at the time of turning acceleration, and FIG. 4 shows the state at the time of turning deceleration. In FIGS. 3 and 4, thick solid lines indicate the flow of hydraulic fluid flowing into the turning
旋回操作レバーが操作されると、流量制御弁170が右弁位置に切り替わる。第1ポンプ14Lが吐出する作動油は、図3の太実線で示すように、流量制御弁170のPCポートを通って旋回用油圧モータ21のポート21Rに流入する。
When the turning operation lever is operated, the
旋回用油圧モータ21は、第1ポンプ14Lからの作動油の供給を受けて回転し、ポート21Lから作動油を吐出する。ポート21Lから流出する作動油は、図3の太点線で示すように、流量制御弁170のCTポート、戻り管路43L、戻り管路43C、及び比例弁52を通って作動油タンクTに至る。
The turning
このようにして、上部旋回体3は、旋回用油圧モータ21の回転によって旋回させられる。
Thus, the upper swing body 3 is swung by the rotation of the swing
その後、旋回操作レバーが中立位置に戻されると、流量制御弁170は中立弁位置に切り替わる。第1ポンプ14Lが吐出する作動油は、図4の太実線で示すように、流量制御弁170のPTポートを通ってセンターバイパス管路40Lの下流にあるネガティブコントロール絞り18Lに向かって流れる。流量制御弁170のPCポートから旋回用油圧モータ21に向かう作動油の流れは遮断される。
Thereafter, when the turning operation lever is returned to the neutral position, the
このとき、コントローラ30は、比例弁22Gに対して指令を出力し、比例弁22Gを第1位置に切り替える。旋回用油圧モータ21から流出する作動油のエネルギを回生するためである。
At this time, the
旋回用油圧モータ21のポート21Lから流出する作動油は、図4の太点線で示すように、チェック弁24L及び比例弁22Gを通ってアキュムレータ85に蓄圧される。旋回用油圧モータ21から流出する作動油は、アキュムレータ85に蓄圧されずに、回生用油圧モータ14Aに供給されてもよい。
The hydraulic fluid flowing out of the
流量制御弁170のPTポートを通ってネガティブコントロール絞り18Lに向かった作動油は、図4の太実線で示すように第1メイクアップ管路44A及び共通メイクアップ管路44Cを通って旋回用油圧モータ21のポート21Rに流入する。
The hydraulic oil directed to the
この構成により、油圧回路100は、単独旋回操作中に旋回操作レバーが中立位置に戻された場合であっても、旋回減速時の旋回用油圧モータ21の吸い込み側の作動油不足を防止できる。そのため、旋回用油圧モータの吸い込み側でのキャビテーションの発生を防止できる。
With this configuration, the hydraulic circuit 100 can prevent the shortage of hydraulic oil on the suction side of the turning
次に図5及び図6を参照し、ブーム上げ操作と旋回操作の複合旋回操作が行われたときの油圧回路100の状態について説明する。図5は旋回加速時の状態を示し、図6は旋回減速時の状態を示す。図5及び図6において、太実線は旋回用油圧モータ21、ブームシリンダ7、又は回生用油圧モータ14Aに流入する作動油の流れを示し、太点線は旋回用油圧モータ21、ブームシリンダ7、又は回生用油圧モータ14Aから流出する作動油の流れを示す。
Next, referring to FIGS. 5 and 6, the state of the hydraulic circuit 100 when the combined swing operation of the boom raising operation and the swing operation is performed will be described. FIG. 5 shows the state at the time of turning acceleration, and FIG. 6 shows the state at the time of turning deceleration. 5 and 6, the thick solid line indicates the flow of hydraulic fluid flowing into the swing
旋回操作レバーが操作されると、流量制御弁170が右弁位置に切り替わる。第1ポンプ14Lが吐出する作動油の一部は、図5の太実線で示すように、流量制御弁170のPCポートを通って旋回用油圧モータ21のポート21Rに流入する。
When the turning operation lever is operated, the
ブーム操作レバーが上げ方向に操作されると、流量制御弁172Lが右弁位置に切り替わり、且つ、流量制御弁172Rが右弁位置に切り替わる。第1ポンプ14Lが吐出する作動油の残りは、図5の太実線で示すように、流量制御弁172LのPCポートを通ってブームシリンダ7のボトム側油室に流入する。第2ポンプ14Rが吐出する作動油は、図5の太実線で示すように、流量制御弁172RのPCポートを通って流量制御弁172Lからの作動油に合流し、ブームシリンダ7のボトム側油室に流入する。
When the boom control lever is operated in the upward direction, the
旋回用油圧モータ21は、第1ポンプ14Lからの作動油の供給を受けて回転し、ポート21Lから作動油を吐出する。ポート21Lから流出する作動油は、図5の太点線で示すように、流量制御弁170のCTポート、戻り管路43L、戻り管路43C、及び比例弁52を通って作動油タンクTに至る。
The turning
ブームシリンダ7は、第1ポンプ14L及び第2ポンプ14Rからの作動油の供給を受けて伸張し、ロッド側油室から作動油を吐出する。ロッド側油室から流出する作動油の一部は、図5の太点線で示すように、流量制御弁172LのCTポート、戻り管路43L、戻り管路43C、及び比例弁52を通って作動油タンクTに至る。ロッド側油室から流出する作動油の残りは、図5の太点線で示すように、流量制御弁172RのCTポート、戻り管路43R、戻り管路43C、及び比例弁52を通って作動油タンクTに至る。
The boom cylinder 7 receives the supply of hydraulic oil from the
このとき、コントローラ30は、切替弁87に対して指令を出力し、切替弁87を第1位置に切り替えてもよい。アキュムレータ85に蓄圧された作動油を放出するためである。
At this time, the
アキュムレータ85から流出する作動油は、図5の太実線で示すように、切替弁87を通って回生用油圧モータ14Aに供給される。回生用油圧モータ14Aは、アキュムレータ85から流出する作動油を利用してエンジン11の回転をアシストする。
The hydraulic oil flowing out of the
このようにして、上部旋回体3は旋回用油圧モータ21の回転によって旋回させられ、ブーム4はブームシリンダ7の伸張によって上昇させられる。
Thus, the upper structure 3 is turned by the rotation of the turning
その後、旋回操作レバーが中立位置に戻されると、流量制御弁170が中立弁位置に切り替わる。第1ポンプ14Lが吐出する作動油は、図6の太実線で示すように、その全てが流量制御弁172Lに向かって流れる。流量制御弁170のPCポートから旋回用油圧モータ21に向かう作動油の流れは遮断される。流量制御弁172Lに向かった作動油は、流量制御弁172LのPCポートを通ってブームシリンダ7のボトム側油室に至る。
Thereafter, when the turning operation lever is returned to the neutral position, the
このとき、コントローラ30は、比例弁22Gに対して指令を出力し、比例弁22Gを第1位置に切り替える。旋回用油圧モータ21から流出する作動油のエネルギを回生するためである。
At this time, the
旋回用油圧モータ21のポート21Lから流出する作動油は、図6の太点線で示すように、チェック弁24L及び比例弁22Gを通ってアキュムレータ85に蓄圧される。旋回用油圧モータ21から流出する作動油は、アキュムレータ85に蓄圧されずに、回生用油圧モータ14Aに供給されてもよい。
The hydraulic fluid flowing out of the
また、コントローラ30は、比例弁52に対して指令を出力し、比例弁52を第2位置に切り替える。戻り管路43Cを流れる作動油を、旋回減速時の旋回用油圧モータの吸い込み側の作動油不足のメイクアップ(補填)に用いるためである。
The
ブームシリンダ7のロッド側油室から流出する作動油は、戻り管路43Lを通る分と戻り管路43Rを通る分とに別れ、その後に戻り管路43Cで合流する。そして、第2メイクアップ管路44B及び共通メイクアップ管路44Cを通って旋回用油圧モータ21のポート21Rに流入する。
The hydraulic fluid flowing out of the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 is divided into a portion passing through the
この構成により、油圧回路100は、複合旋回操作中に旋回操作レバーが中立位置に戻された場合であっても、旋回減速時の旋回用油圧モータ21の吸い込み側の作動油不足を防止できる。そのため、旋回用油圧モータの吸い込み側でのキャビテーションの発生を防止できる。
With this configuration, the hydraulic circuit 100 can prevent the shortage of hydraulic oil on the suction side of the turning
以上の構成により、油圧回路100は、旋回減速時に旋回用油圧モータの吐出側から流出する作動油のエネルギを利用する場合であっても旋回用油圧モータの吸い込み側でのキャビテーションの発生を防止できる。具体的には、旋回減速時に旋回用油圧モータの吐出側から流出する作動油をアキュムレータ85に蓄圧し、或いは、回生用油圧モータ14Aに供給する場合であっても旋回用油圧モータの吸い込み側でのキャビテーションの発生を防止できる。
With the above configuration, the hydraulic circuit 100 can prevent the occurrence of cavitation on the suction side of the turning hydraulic motor even when utilizing energy of the hydraulic fluid flowing out from the discharge side of the turning hydraulic motor at the time of turning deceleration. . Specifically, even when the hydraulic oil flowing out from the discharge side of the swing hydraulic motor during swing decelerating is accumulated in the
また、油圧回路100は、旋回減速時に作動油タンクTの作動油よりも高圧の作動油を旋回用油圧モータの吐出側に供給できる。そのため、戻り管路43Cの最下流のバネ付きチェック弁等、メイクアップのために戻り管路43Cの作動油の圧力を高めるための構成を排除できる。その結果、戻り管路43Cの圧損を低減させて省エネ性を向上できる。
Further, the hydraulic circuit 100 can supply the hydraulic oil having a pressure higher than that of the hydraulic oil tank T to the discharge side of the hydraulic motor for turning at the time of turning and decelerating. Therefore, the configuration for increasing the pressure of the hydraulic fluid in the
また、油圧回路100は、旋回減速時に作動油タンクTの作動油よりも高圧の作動油を旋回用油圧モータの吐出側に供給できる。そのため、メイクアップのための作動油を蓄圧する低圧アキュムレータ等、戻り管路43Cの作動油の圧力を高めるための構成を排除できる。その結果、油圧回路構成が複雑になるといった問題を回避できる。 Further, the hydraulic circuit 100 can supply the hydraulic oil having a pressure higher than that of the hydraulic oil tank T to the discharge side of the hydraulic motor for turning at the time of turning and decelerating. Therefore, the structure for raising the pressure of the hydraulic fluid of 43 C of return lines, such as a low pressure accumulator which accumulates the hydraulic fluid for makeup, can be excluded. As a result, the problem that the hydraulic circuit configuration becomes complicated can be avoided.
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. It can be added.
例えば、上述の油圧回路は、旋回用油圧モータを備えたリフマグ機、クレーン等の他の建設機械に搭載されてもよい。 For example, the above-described hydraulic circuit may be mounted on another construction machine such as a lift mug machine equipped with a swing hydraulic motor or a crane.
1・・・下部走行体 2・・・旋回機構 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10・・・キャビン 11・・・エンジン 13・・・変速機 14L・・・第1ポンプ 14R・・・第2ポンプ 14A・・・回生用油圧モータ 17・・・コントロールバルブ 18L、18R・・・ネガティブコントロール絞り 19L、19R・・・リリーフ弁 21・・・旋回用油圧モータ 21L、21R・・・ポート 22G・・・比例弁 22L、22R・・・リリーフ弁 23L、23R、24L、24R・・・チェック弁 30・・・コントローラ 40L、40R・・・センターバイパス管路 42L、42R・・・パラレル管路 43C、43L、43R・・・戻り管路 44・・・旋回メイクアップ管路 44A・・・第1メイクアップ管路 44B・・・第2メイクアップ管路 44C・・・共通メイクアップ管路 50、51・・・チェック弁 52・・・比例弁 70・・・比例弁 71・・切替弁 85・・・アキュムレータ 87・・・切替弁 170、171、172、172L、172R、173、173L、173R・・・流量制御弁 SC・・・旋回油圧回路 T・・・作動油タンク
1 ... lower traveling
Claims (5)
前記旋回用油圧モータに関する流量制御弁が設置されるセンターバイパス管路と、
前記センターバイパス管路に設置されるネガティブコントロール絞りと、
前記流量制御弁と前記ネガティブコントロール絞りとの間と、前記旋回用油圧モータを含む旋回油圧回路とを接続する旋回メイクアップ管路と、を備える、
ショベル。 Hydraulic motor for turning,
A center bypass line in which a flow control valve for the swing hydraulic motor is installed;
A negative control throttle installed in the center bypass pipeline;
And a turning make-up pipeline connecting between the flow control valve and the negative control throttle and a turning hydraulic circuit including the turning hydraulic motor.
Excavator.
前記戻り管路に設置される比例弁と、を備え、
前記旋回メイクアップ管路は、前記比例弁の上流側と前記旋回油圧回路とを接続する管路を含む、
請求項1に記載のショベル。 A return line connecting the hydraulic oil tank and the downstream side of the negative control throttle in the center bypass line;
And a proportional valve installed in the return line,
The turning make-up line includes a line connecting the upstream side of the proportional valve and the turning hydraulic circuit.
The shovel according to claim 1.
請求項2に記載のショベル。 The proportional valve opens and closes in accordance with the operation content of the turning operation lever.
The shovel according to claim 2.
請求項1乃至3の何れかに記載のショベル。 And a separate accumulator for accumulating hydraulic oil discharged from the discharge side port of the turning hydraulic motor at the time of turning deceleration.
The shovel according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4の何れかに記載のショベル。 And a regenerating hydraulic motor driven by hydraulic fluid discharged from a discharge side port of the swing hydraulic motor at the time of rotational deceleration.
The shovel according to any one of claims 1 to 4.
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