JP2000110803A - 油圧再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧再生装置において、原動機の回転が低い場
合にも、息付きを防止できるようにする。 【解決手段】ブーム用の操作レバー装置５３により生成
されるパイロット圧力Ｐb1又はＰb2をシャトル弁４５で
検出し、このシャトル弁４５で検出した圧力を圧力セン
サ４６で電気信号に変換し、圧力センサ４６から信号と
スロットルボリューム６１から信号がコントローラ１０
０に取り込まれる。コントローラ１００では、それらの
信号に基づき、目標エンジン回転数ｒが定格回転数より
も低い回転数にある状態でアーム用の操作レバー装置５
２のみを操作するアームの単独操作を行った場合は、エ
ンジン回転数の低下に応じた流量の戻り油の再生が行わ
れるよう電磁比例減圧弁４３に駆動電流ｉを出力し、再
生切換弁４２を絞り方向に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ルのブーム、アーム、バケットのような作業体を駆動す
る際、油圧アクチュエータからの戻り油を当該アクチュ
エータに再生して作業体の駆動に再利用する油圧再生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧再生装置には、例えば、実開
平３−５７６９号公報に記載のものがある。この油圧再
生装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出され
る圧油によって駆動される旋回モータ及びアームシリン
ダと、油圧ポンプから旋回モータ及びアームシリンダに
供給される圧油の流れを制御する旋回用、アーム用の方
向切換弁と、これら方向切換弁のうちの少なくとも１つ
の特定の方向切換弁であるアーム用の方向切換弁のメー
タアウト絞りをタンクに連絡する第１ラインと、アーム
用の方向切換弁のメータイン絞りを油圧ポンプに連絡す
る第２ラインとを備えた油圧駆動装置に設けられてる。
また、この油圧再生装置は、第１ラインと第２ラインと
を連絡し、特定の方向切換弁であるアーム用の方向切換
弁に対応するアームシリンダからの戻り油の少なくとも
一部を再生油として第２ラインに合流させる第３ライン
と、この第３ラインに設けられ、第１ラインから第２ラ
インヘ向かう圧油の流れのみを許すチェック弁と、第１
ラインに設けられ、再生油の流量を制御する可変抵抗手
段、例えばパイロットチェック弁と、複数の方向切換弁
のうちの特定の方向切換弁以外の方向切換弁である旋回
用の方向切換弁の操作を検出する操作検出手段、例えば
旋回用のリモコン弁により生成されるパイロット圧を検
出するシャトル弁とを備え、シャトル弁により旋回のパ
イロット圧が検出されると、このパイロット圧によりパ
イロットチェック弁を閉じ、戻り油の再生を行う構成と
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実開平３−５７６９号
公報に記載の油圧再生装置では、上記のように旋回とア
ームの複合操作時にアームシリンダからの戻り油の再生
を行い、アームの単独操作時には再生は行われない構成
となっている。

【０００４】ところで、油圧ポンプは原動機例えばディ
ーゼルエンジンによって回転駆動されることで圧油を吐
出するものであり、その吐出流量はエンジン回転数によ
って増減する。実開平３−５７６９号公報に記載の油圧
再生装置では、アームをクラウド側に操作した場合（シ
リンダ伸びる方向）は、エンジン回転数が高いときは、
ポンプ吐出流量が多いため、アームシリンダに供給され
る流量が十分であるが、エンジン回転が低いときは、ポ
ンプ吐出流量が少ないため、アームのボトム側の流量が
足りず、負圧になりキャビテーションが発生し、アーム
の動きがぎくしゃくしていわゆるアームが息付く現象が
生じるという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、原動機の回転が低い場合
にも、息付きを防止できる油圧再生装置を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、原動機と、この原動機により駆動
される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧
油によって駆動される複数のアクチュエータと、前記油
圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧
油の流れを制御する複数の方向切換弁と、前記複数の方
向切換弁のうちの少なくとも１つの特定の方向切換弁の
メータアウト絞りをタンクに連絡する第１ラインと、前
記特定の方向切換弁のメータイン絞りを前記油圧ポンプ
に連絡する第２ラインとを備えた油圧駆動装置に設けら
れ、前記第１ラインと前記第２ラインとを連絡し、前記
特定の方向切換弁に対応する特定のアクチュエータから
の戻り油の少なくとも一部を再生油として前記第２ライ
ンに合流させる第３ラインと、この第３ラインに設けら
れ、前記第１ラインから前記第２ラインヘ向かう圧油の
流れのみを許すチェック弁と、前記第１ラインに設けら
れ、前記再生油の流量を制御する可変抵抗手段とを備え
た油圧再生装置において、前記原動機の回転数を検出す
る回転数検出手段と、この回転数検出手段により検出し
た回転数に応じて前記可変抵抗手段を制御する再生制御
手段とを備えるものとする。

【０００７】このように回転数検出手段と再生制御手段
を設けることにより、原動機の回転数が低下すると、そ
れに応じて可変抵抗手段を制御し戻り油の再生を行うよ
うになり、原動機の回転が低い場合にも、息付きを防止
できる。

【０００８】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記再生制御手段は、前記回転数検出手段により検出し
た回転数が高いときは前記再生油の流量を少なくし、回
転数が低くなるに従って前記再生油の流量を多くするよ
う前記可変抵抗手段を制御する。

【０００９】これにより再生制御手段は、原動機の回転
数の低下に応じた流量の戻り油の再生が行える。

【００１０】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記再生制御手段は、前記回転数検出手段からの
信号を入力し、予め記憶した関係に基づいて前記回転数
に応じた駆動信号を生成するコントローラと、このコン
トローラからの駆動信号により駆動される電磁比例減圧
弁とを有し、前記可変抵抗手段は、前記電磁比例減圧弁
で生成された圧力により駆動されるパイロット切換弁で
ある。

【００１１】これにより再生制御手段は、回転数検出手
段により検出した回転数に応じて可変抵抗手段を制御で
きる。

【００１２】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記回転数検出手段は、前記原動機の目標回転数
を指示する手段からの信号を検出する手段である。

【００１３】これにより回転数検出手段は、原動機の回
転数制御手段として電子ガバナを用いた場合にコントロ
ーラに取り込んだ目標回転数の信号から原動機の回転数
を検出できる。

【００１４】（５）また、上記（１）において、好まし
くは、前記複数の方向切換弁のうちの前記特定の方向切
換弁以外の方向切換弁の操作を検出する操作検出手段を
更に備え、前記再生制御手段は、前記特定の方向切換弁
以外の方向切換弁の操作が検出されると前記可変抵抗手
段を制御して戻り油の再生を行い、前記特定の方向切換
弁以外の方向切換弁の操作が検出されないときは、前記
回転数に応じて前記可変抵抗手段を制御する。

【００１５】これにより再生制御手段は、特定の方向切
換弁に係わるアクチュエータを含む複合操作時に戻り油
の再生を行うと共に、特定の方向切換弁に係わるアクチ
ュエータの単独操作時にも、原動機の回転数が低下する
と戻り油の再生を行い、息付きを防止する。

【００１６】（６）また、上記（１）において、好まし
くは、前記複数の方向切換弁のうちの前記特定の方向切
換弁の操作を検出する第１操作検出手段と、前記複数の
方向切換弁のうちの前記特定の方向切換弁以外の方向切
換弁の操作を検出する第２操作検出手段とを更に備え、
前記再生制御手段は、前記特定の方向切換弁以外の方向
切換弁の操作が検出されると、前記特定の方向切換弁の
操作量に応じて前記可変抵抗手段を制御して戻り油の再
生を行い、前記特定の方向切換弁以外の方向切換弁の操
作が検出されないときは、前記回転数に応じて前記可変
抵抗手段を制御する。

【００１７】これにより上記（５）で述べたように、再
生制御手段は、特定の方向切換弁に係わるアクチュエー
タを含む複合操作時に戻り油の再生を行い、特定の方向
切換弁に係わるアクチュエータの単独操作時で原動機の
回転数が低いときも戻り油の再生を行い、息付きを防止
すると共に、複合操作時には特定の方向切換弁の操作量
に応じた流量の戻り油を再生し、良好な複合操作が行え
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、本
発明を油圧ショベルの油圧駆動装置に適用した場合につ
いて図面を参照して説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施形態による油圧
再生装置を示す図である。この図１において、原動機で
あるエンジン５０により回転駆動され、レギュレータ１
Ａによって押しのけ容積が制御される可変容量型の油圧
ポンプ１と、油圧ポンプ１から吐出される圧油によって
作動する複数のアクチュエータ４，５と、油圧ポンプ１
と複数のアクチュエータ４，５との間にそれぞれ設けら
れ、アクチュエータ４，５に供給される圧油の流れを制
御する複数の方向切換弁２，３とで油圧ショベルの油圧
駆動装置が構成されている。

【００２０】油圧ポンプ１を回転駆動するエンジン５０
は、例えばディーゼルエンジンであり、その回転数制御
手段として、エンジン５０の目標回転数ｒを指示するス
ロットルボリューム６１と、スロットルボリューム６１
からの信号に応じてエンジン５０の燃料噴射装置、即ち
電子ガバナを制御するコントローラ１００とが設けられ
ている。

【００２１】アクチュエータ４は、例えば油圧ショベル
の図示しないアームを駆動するアームシリンダであり、
アクチュエータ５は、例えば油圧ショベルの図示しない
ブームを駆動するブームシリンダである。

【００２２】方向切換弁２，３は油圧ポンプ１とタンク
９とを連絡するセンターバイパスライン１Ｂが貫通する
センターバイパスタイプの弁であり、方向制御弁２はア
ーム用の操作レバー装置５２によって生成されるパイロ
ット圧力Ｐa1，Ｐa2によって動作し、スプールの移動量
に応じて絞り量が変化するメータイン可変絞り２５ａ，
２５ｂとメータアウト可変絞り２６ａ，２６ｂとを有
し、方向制御弁３はブーム用の操作レバー装置５３によ
って生成されるパイロット圧力Ｐb1，Ｐb2によって動作
し、スプールの移動量に応じて絞り量が変化するメータ
イン可変絞り２７ａ，２７ｂとメータアウト可変絞り２
８ａ，２８ｂとを有している。

【００２３】また、方向切換弁２はポンプポート２１ａ
及びタンクポート２２ａとアクチュエータポート２３
ａ，２４ａを有し、ポンプポート２１ａはフィーダライ
ン３１ａ及びバイパスライン３５を介して油圧ポンプ１
に接続され、タンクポート２２ａはタンクライン３２ａ
を介してタンク９に接続され、アクチュエータポート２
３ａ，２４ａはアクチュエータライン３３ａ，３４ａを
介してアームシリンダ４に接続されている。フィーダラ
イン３１ａには逆流防止用のロードチェック弁３６ａが
設けられている。

【００２４】同様に、方向切換弁３はポンプポート２１
ｂ及びタンクポート２２ｂとアクチュエータポート２３
ｂ，２４ｂを有し、ポンプポート２１ｂはフィーダライ
ン３１ｂを介して油圧ポンプ１に接続され、タンクポー
ト２２ｂはタンクライン３２ｂを介してタンク９に接続
され、アクチュエータポート２３ｂ，２４ｂはアクチュ
エータライン３３ｂ，３４ｂを介してブームシリンダ５
に接続されている。フィーダライン３１ｂには逆流防止
用のロードチェック弁３６ｂが設けられている。

【００２５】本実施形態の油圧再生装置は以上のような
油圧駆動装置に設けられるものであり、アーム用方向切
換弁２に係わるタンクライン３２ａとフィーダライン３
１ａのロードチェック弁３６ａよりも下流側部分とを連
絡し、アームシリンダ４からの戻り油の少なくとも一部
を再生油としてフィーダライン３１ａに合流させる再生
ライン４０と、この再生ライン４０に設けられ、タンク
ライン３２ａからフィーダライン３１ａヘ向かう圧油の
流れのみを許すチェック弁４１と、タンクライン３２ａ
に設けられ、再生油の流量を制御する可変抵抗手段であ
る再生切換弁４２と、この再生切換弁４２を切り換え制
御する電磁比例減圧弁４３とを備えている。

【００２６】再生切換弁４２は可変絞り６ａを形成する
スプール６ｂ、このスプール６ｂを絞り方向に駆動する
油圧駆動部６ｃ、スプール６ｂを開弁方向に付勢するバ
ネ６ｄを有し、油圧駆動部６ｃに電磁比例減圧弁４３に
より生成された制御圧力が与えられる。

【００２７】再生切換弁４２及び電磁比例減圧弁４３の
特性を図２及び図３に示す。再生切換弁４２は、図２に
示すように、電磁比例減圧弁４３によって生成される制
御圧力Ｐiが小さいと、開口面積Ａは最大であり、制御
圧力Ｐiが高くなるにしたがって開口面積Ａが小さくな
るよう作動する。電磁比例減圧弁４３は、図３に示すよ
うに、駆動電流ｉが小さいときは制御圧力Ｐiは０であ
り、駆動電流ｉが大きくなるに従って制御圧力Ｐiが高
くなるように作動する。その結果、電磁比例減圧弁４３
の駆動電流ｉが大きくなるに従い再生切換弁４２の開口
面積Ａは小さくなり、図４に示すように電磁比例減圧弁
４３の駆動電流ｉが大きくなるにしたがって再生ライン
４０を通ってフィーダライン３１ａに合流する再生流量
Ｑrは多くなるように制御される。

【００２８】更に、本実施形態の油圧再生装置は、その
特徴的構成として、ブーム用の操作レバー装置５３と方
向切換弁３とを連絡するパイロットライン４４ａ，４４
ｂの圧力の高圧側を選択し、ブーム用の操作レバー装置
５３により生成されるパイロット圧力Ｐb1又はＰb2（以
下、パイロット圧力Ｐbで代表する）を検出するシャト
ル弁４５と、このシャトル弁４５で検出した圧力を電気
信号に変換する圧力センサ４６とを備え、圧力センサ４
６からのパイロット圧力Ｐbの信号は、上記のスロット
ルボリューム６１からのエンジン５０の目標回転数ｒの
信号と共にコントローラ１００に取り込まれる。

【００２９】コントローラ１００の再生制御に係わる構
成を図５に示す。

【００３０】図５において、コントローラ１００は、目
標エンジン回転数ｒの信号及びパイロット圧力Ｐbの信
号を入力する入力部１００ａと、予め設定された目標エ
ンジン回転数ｒと電磁比例減圧弁４３の駆動電流ｉの目
標値（目標電流）との関係を示すマップ、パイロット圧
力Ｐbと電磁比例減圧弁４３の駆動電流ｉの目標値（目
標電流）との関係を示すマップが格納された記憶部１０
０ｂと、入力部１００ａで取り込んだ信号の目標エンジ
ン回転数ｒ及びパイロット圧力Ｐbと記憶部１００ｂに
格納されたマップとを用いて出力すべき駆動電流ｉの目
標値（目標電流）を算出する演算部１００ｃと、この演
算部１００ｃで算出した目標値を電磁比例減圧弁４３の
駆動電流ｉに変換して出力する電磁比例弁駆動回路１０
０ｄとを備えている。

【００３１】図６に演算部１００ｃにおける演算内容
を、記憶部１００ｂに記憶されたマップの内容と共に示
す。

【００３２】図６において、演算部１００ｃは第１目標
電流演算部１１０、第２目標電流演算部１１１、最大値
選択部１１２の各演算機能を有している。

【００３３】第１目標電流演算部１１０は、目標エンジ
ン回転数ｒから記憶部１００ｂに格納されたマップとを
比較して目標電流ｉ1を算出する演算部である。ここで
用いるマップには、目標エンジン回転数ｒが定格回転数
にあるときは目標電流ｉ1は最小値ｉminであり、目標エ
ンジン回転数ｒが低くなるに従って目標電流ｉ1が大き
くなり、目標エンジン回転数ｒがある程度まで低くなる
と目標電流ｉ1が最大値ｉmaxとなるように目標エンジン
回転数ｒと目標電流ｉ1との関係が設定されている。

【００３４】第２目標電流演算部１１１はブームパイロ
ット圧力Ｐbから記憶部１００ｂに格納されたマップと
を比較して目標電流ｉ2を算出する演算部である。ここ
で用いるマップには、ブームパイロット圧力Ｐbが低い
ときは目標電流ｉ2は最小値ｉminであり、ブームパイロ
ット圧力Ｐbがある程度高くなると目標電流ｉ2が最大値
ｉmaxになるようにパイロット圧Ｐbと目標電流ｉ2との
関係が設定されている。

【００３５】最大値選択部１１２は第１目標電流演算部
１１０で算出された目標電流ｉ1と第２目標電流演算部
１１１で算出された目標電流ｉ2との大きい方を選択
し、目標電流ｉ0として出力する。なお、目標電流ｉ1と
目標電流ｉ2とが等しいときは、そのいずれか一方、例
えば目標電流ｉ1を選択するよう設定されている。

【００３６】最大値選択部１１２から出力された目標電
流ｉ0は前述したようにコントローラ１００の電磁比例
弁駆動回路１００ｄで駆動電流ｉに変換され、電磁比例
減圧弁４３に出力される。

【００３７】以上において、コントローラ１００のスロ
ットルボリューム６１からの信号を入力する入力部１０
０ａの機能は、エンジン５０の回転数を検出する回転数
検出手段を構成し、コントローラ１００のその他の機能
及び電磁比例減圧弁４３は、その回転数検出手段により
検出した回転数に応じて可変抵抗手段である再生切換弁
４２を制御する再生制御手段を構成する。

【００３８】以上のように構成した本実施形態の動作を
説明する。

【００３９】（１）目標エンジン回転数が定格回転数の
とき スロットルボリューム６１により設定されたエンジン５
０の目標回転数ｒが定格回転数にあるときは、コントロ
ーラ１００において、図６に示す第１目標電流演算部１
１０で目標電流ｉ1として最小値のｉminが算出されてい
る。この場合、アーム用の操作レバー装置５２とブーム
用の操作レバー装置５３とを同時に操作するアームとブ
ームの複合操作時には、図６に示す第２目標電流演算部
１１１で目標電流ｉ2として最大値ｉmaxが算出され、最
大値選択部１１２では目標電流ｉ2（＝ｉmax）が目標電
流ｉ0として選択される。このため、目標電流ｉ0（＝ｉ
max）に応じた駆動電流ｉが電磁比例減圧弁４３に出力
され、再生切換弁４２を絞り方向に作動し、タンクライ
ン３２ａの戻り油の一部が再生ライン４０を通ってフィ
ーダライン３１ａに供給される。即ち、戻り油の再生が
行われる。

【００４０】アーム用の操作レバー装置５２のみを操作
するアームの単独操作時には、図６に示す第２目標電流
演算部１１１では目標電流ｉ2としてｉminが算出され、
最大値選択部１１２では目標電流ｉ1（＝ｉmin）が目標
電流ｉ0として選択される。このため、コントローラ１
００からは駆動電流ｉが出力されず、再生切換弁４２は
全開位置に保持され、タンクライン３２ａの戻り油の再
生は行われない。

【００４１】（２）目標エンジン回転数が中間回転数の
とき スロットルボリューム６１を操作してエンジン５０の目
標回転数ｒを定格回転数以下の低速、例えば定格回転数
とアイドル回転数の中間付近の回転数に設定した場合
は、図６に示す第１目標電流演算部１１０では目標電流
ｉ1として最小値ｉminと最大値のｉmaxの間の値、例え
ば中間値ｉmidが算出される。この場合、アーム用の操
作レバー装置５２とブーム用の操作レバー装置５３とを
同時に操作するアームとブームの複合操作時は、図６に
示す第２目標電流演算部１１１で目標電流ｉ2として最
大値ｉmaxが算出され、最大値選択部１１２では目標電
流ｉ2（＝ｉmax）が目標電流ｉ0として選択される。こ
のため、目標エンジン回転数ｒが定格回転数にあるとき
と同様に戻り油の再生が行われる。

【００４２】目標エンジン回転数ｒが中間付近の回転数
にある状態でアーム用の操作レバー装置５２のみを操作
するアームの単独操作を行った場合は、図６に示す第２
目標電流演算部１１１では目標電流ｉ2としてｉminが算
出され、最大値選択部１１２では目標電流ｉ1（＝ｉmi
d）が目標電流ｉ0として選択される。このため、この目
標電流ｉ0（＝ｉmid）に応じた駆動電流ｉが電磁比例減
圧弁４３に出力され、再生切換弁４２を絞り方向に作動
し、エンジン回転数の低下に応じた流量の戻り油の再生
が行われる。

【００４３】（３）目標エンジン回転数がアイドル回転
数付近のとき スロットルボリューム６１を操作してエンジン５０の目
標回転数ｒを更に低速のアイドル回転数付近に設定した
場合は、図６に示す第１目標電流演算部１１０では目標
電流ｉ1として最大値のｉmaxが算出される。この場合、
アーム用の操作レバー装置５２とブーム用の操作レバー
装置５３とを同時に操作するアームとブームの複合操作
時は、最大値選択部１１２で目標電流ｉ1（＝ｉmax）が
目標電流ｉ0として選択されるため、目標エンジン回転
数ｒが定格回転数にあるときと同様に戻り油の再生が行
われる。

【００４４】目標エンジン回転数ｒがアイドル回転数付
近にある状態でアーム用の操作レバー装置５２のみを操
作するアームの単独操作を行った場合も、図６に示す第
２目標電流演算部１１１では目標電流ｉ2としてｉminが
算出され、最大値選択部１１２では目標電流ｉ1（＝ｉm
ax）が目標電流ｉ0として選択される。このため、目標
エンジン回転数ｒが中間付近の回転数にある場合より多
くの流量の戻り油が再生される。

【００４５】従って、本実施形態によれば、アームとブ
ームの複合操作では、エンジン回転数の高低に係わらず
戻り油の再生を行うことで、アームシリンダ４には十分
な流量を供給でき、アームとブームの適切な複合操作が
行える。

【００４６】また、アームの単独操作では、エンジン回
転数が高い場合は再生は行われないが、油圧ポンプの吐
出流量が多いため、アームシリンダ４には十分な流量を
供給でき、アームシリンダ４に供給される圧油が負圧に
なりアームの動きがぎくしゃくする、いわゆるアームの
息付きは発生しない。

【００４７】また、エンジン回転数が低い場合は、油圧
ポンプの吐出流量が少なくなるが、エンジン回転数の低
下に応じた流量の戻り油の再生を行うことで、アームシ
リンダ５には必要な流量を供給でき、アームの息付きを
防止できる。

【００４８】本発明の第２の実施形態を図７及び図８に
より説明する。本実施形態も本発明を油圧ショベルの油
圧駆動装置に適用したものである。図中、図１及び図６
に示す部材及び機能と同等のものには同じ符号を付して
いる。

【００４９】図７において、本実施形態の油圧再生装置
は、その特徴的構成として、図１に示したシャトル弁４
５、圧力センサ４６に加えて、アーム用の操作レバー装
置５２のアームシリンダ４の伸び側（アームクラウド
側）のパイロットライン４７のパイロット圧力Ｐa1を電
気的に検出する圧力センサ４８を備え、圧力センサ４
６，４８からのパイロット圧力Ｐb，Ｐa1の信号は、上
記のスロットルボリューム６１からのエンジン５０の目
標回転数ｒの信号と共にコントローラ１００Ａに取り込
まれる。

【００５０】図８にコントローラ１００Ａの演算部１０
０ｃ（図５参照）における演算内容を、記憶部１００ｂ
（図５参照）に記憶されたマップの内容と共に示す。

【００５１】図８において、演算部１００ｃは第１目標
電流演算部１１０、第２目標電流演算部１１１、最大値
選択部１１２に加え、第３目標電流演算部１２０及び最
小値選択部１２１の各演算機能を有している。

【００５２】第１目標電流演算部１１０及び第２目標電
流演算部１１１の演算内容は図６に示した第１の実施形
態のものと同じである。

【００５３】第２目標電流演算部１２０は、アームクラ
ウドのパイロット圧力Ｐa1から記憶部１００ｂに格納さ
れたマップとを比較して目標電流ｉ3を算出する演算部
である。ここで用いるマップには、アームクラウドのパ
イロット圧力Ｐa1が低いときは目標電流ｉ3は最小値ｉm
inであり、アームクラウドのパイロット圧力Ｐa1が高く
なるに従って目標電流ｉ3が大きくなり、アームクラウ
ドのパイロット圧力Ｐa1が最高圧力付近まで高くなると
目標電流ｉ3が最大値ｉmaxになるようにパイロット圧Ｐ
a1と目標電流ｉ3との関係が設定されている。

【００５４】最小値選択部１２１は第２目標電流演算部
１１１で算出された目標電流ｉ2と第３目標電流演算部
１２０で算出された目標電流ｉ3との小さい方を選択
し、中間の目標電流ｉ4とする。なお、目標電流ｉ2と目
標電流ｉ3とが等しいときは、そのいずれか一方、例え
ば目標電流ｉ3を選択するよう設定されている。

【００５５】最大値選択部１１２は第１目標電流演算部
１１０で算出された目標電流ｉ1と最小値選択部１２１
で選択された目標電流ｉ4との大きい方を選択し、目標
電流ｉ0として出力する。この場合も、目標電流ｉ1と目
標電流ｉ4とが等しいときは、そのいずれか一方、例え
ば目標電流ｉ1を選択するよう設定されている。

【００５６】最大値選択部１１２から出力された目標電
流ｉ0は前述したようにコントローラ１００の電磁比例
弁駆動回路１００ｄで駆動電流ｉに変換され、電磁比例
減圧弁４３に出力される。

【００５７】以上のように構成した本実施形態の動作を
説明する。

【００５８】（１）目標エンジン回転数が定格回転数の
とき スロットルボリューム６１により設定されたエンジン５
０の目標回転数ｒが定格回転数にあるときは、コントロ
ーラ１００Ａにおいて、図８に示す第１目標電流演算部
１１０で目標電流ｉ1として最小値のｉminが算出されて
いる。この場合、アーム用の操作レバー装置５２とブー
ム用の操作レバー装置５３とを同時に操作するアームと
ブームの複合操作時には、図８に示す第２目標電流演算
部１１１で目標電流ｉ2として最大値ｉmaxが算出される
と共に、第３目標電流演算部１２０でそのときのアーム
用の操作レバー装置５２の操作量（アームクラウドのパ
イロット圧Ｐa1）に応じた目標電流ｉ3（≦ｉmax）が算
出され、最小値選択部１２１では目標電流ｉ3（≦ｉma
x）が目標電流ｉ4として選択され、更に最大値選択部１
１２では目標電流ｉ4（＝ｉ3≦ｉmax）が目標電流ｉ0と
して選択される。このため、この目標電流ｉ4（＝ｉ3≦
ｉmax）に応じた駆動電流ｉが電磁比例減圧弁４３に出
力され、目標電流ｉ4の大きさ、即ちアーム用の操作レ
バー装置５２の操作量に応じて再生切換弁４２は絞り方
向に作動し、アーム用の操作レバー装置５２の操作量に
応じた流量の戻り油の再生が行われる。

【００５９】アーム用の操作レバー装置５２のみを操作
するアームの単独操作時には、図８に示す第２目標電流
演算部１１１では目標電流ｉ2としてｉminが算出され、
第３目標電流演算部１２０ではそのときのアーム用の操
作レバー装置５２の操作量（アームクラウドのパイロッ
ト圧Ｐa1）に応じた目標電流ｉ3（≦ｉmax）が算出さ
れ、最小値選択部１２１では目標電流ｉ2（＝ｉmin）が
目標電流ｉ4として選択され、更に最大値選択部１１２
では目標電流ｉ1（＝ｉmin）が目標電流ｉ0として選択
される。このため、コントローラ１００Ａからは駆動電
流ｉが出力されず、再生切換弁４２は全開位置に保持さ
れ、タンクライン３２ａの戻り油の再生は行われない。

【００６０】（２）目標エンジン回転数が中間回転数の
とき スロットルボリューム６１を操作してエンジン５０の目
標回転数ｒを定格回転数以下の低速、例えば定格回転数
とアイドル回転数の中間付近の回転数に設定した場合
は、図８に示す第１目標電流演算部１１０では目標電流
ｉ1として最小値ｉminと最大値のｉmaxの間の値、例え
ば中間値ｉmidが算出される。この場合、アーム用の操
作レバー装置５２とブーム用の操作レバー装置５３とを
同時に操作するアームとブームの複合操作時は、上述し
たように最小値選択部１２１では目標電流ｉ3（≦ｉma
x）が目標電流ｉ4として選択され、最大値選択部１１２
では目標電流ｉ1（＝ｉmid）とｉ3（≦ｉmax）の大きい
方が目標電流ｉ0として選択される。このため、この目
標電流ｉ0に応じた駆動電流ｉが電磁比例減圧弁４３に
出力され、再生切換弁４２を絞り方向に作動し、アーム
用の操作レバー装置５２の操作量とエンジン回転数の低
下に応じた戻り油の再生が行われる。

【００６１】目標エンジン回転数ｒが中間付近の回転数
にある状態でアーム用の操作レバー装置５２のみを操作
するアームの単独操作を行った場合は、上述したように
最小値選択部１２１では目標電流ｉ2（＝ｉmin）が目標
電流ｉ4として選択され、最大値選択部１１２では目標
電流ｉ1（＝ｉmid）が目標電流ｉ0として選択される。
このため、この目標電流ｉ0（＝ｉmid）に応じた駆動電
流ｉが電磁比例減圧弁４３に出力され、エンジン回転数
の低下に応じた流量の戻り油の再生が行われる。

【００６２】（３）目標エンジン回転数がアイドル回転
数付近のとき スロットルボリューム６１を操作してエンジン５０の目
標回転数ｒを定格回転数以下の低速、例えばアイドル回
転数付近に設定した場合は、図８に示す第１目標電流演
算部１１０では目標電流ｉ1として最大値のｉmaxが算出
される。この場合、アーム用の操作レバー装置５２とブ
ーム用の操作レバー装置５３とを同時に操作するアーム
とブームの複合操作時は、上述したように最小値選択部
１２１では目標電流ｉ3（≦ｉmax）が目標電流ｉ4とし
て選択され、最大値選択部１１２では目標電流ｉ1（＝
ｉmax）が目標電流ｉ0として選択されため、目標エンジ
ン回転数ｒが定格回転数にあるときと同様に戻り油の再
生が行われる。

【００６３】目標エンジン回転数ｒがアイドル回転数付
近にある状態でアーム用の操作レバー装置５２のみを操
作するアームの単独操作を行った場合も、上述したよう
に最小値選択部１２１では目標電流ｉ2（＝ｉmin）が目
標電流ｉ4として選択され、最大値選択部１１２では目
標電流ｉ1（＝ｉmax）が目標電流ｉ0として選択され
る。このため、目標エンジン回転数ｒが中間付近の回転
数にある場合より多くの流量の戻り油が再生される。

【００６４】従って、本実施形態によっても、第１の実
施形態と同様に、アームとブームの複合操作でエンジン
回転数が高い場合に再生を行い、アームとブームの適切
な複合操作が行えると共に、アームの単独操作でエンジ
ン回転数が低い場合には、エンジン回転数の低下に応じ
た流量の戻り油の再生を行うことで、アームシリンダ５
には必要な流量を供給でき、アームの息付きを防止でき
る。

【００６５】また、本実施形態によれば、エンジン回転
数が高い場合のアームとブームの複合操作では、アーム
用の操作レバー装置５２の操作量に応じた流量の戻り油
の再生が行われるため、再生流量が過大とならず、より
良好なアームとブームの複合操作が行える。

【００６６】なお、上記実施形態では、エンジン５０の
回転数を検出する手段としてスロットルボリューム６１
による目標エンジン回転数ｒを検出する構成としたが、
目標エンジン回転数の代わりに、エンジン５０の出力軸
などに回転計を設け、実エンジン回転数を検出する構成
としても良く、この場合にも同じ効果が得られる。

【００６７】また、上記実施形態では、アームシリンダ
とブームシリンダを備えた回路でアームシリンダに対し
て再生を行う構成としたが、油圧ショベルで一般に用い
られるアームシリンダ、ブームシリンダ、バケットシリ
ンダ、旋回モータ等のいずれの組み合わせでいずれのア
クチュエータに対して再生を行って、同様の効果が得ら
れる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、エンジン回転数が低い
場合、再生を行うことで息付きを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による油圧再生装置を
備えた油圧駆動装置を示す図である。

【図２】再生切換弁の制御パイロット圧力−開口面積特
性を示す図である。

【図３】電磁比例減圧弁の駆動電流−制御パイロット圧
力特性を示す図である。

【図４】図２に示す再生切換弁の特性と図３に示す電磁
比例減圧弁の特性の結果得られる電磁比例減圧弁の駆動
電流と再生流量との関係を示す図である。

【図５】コントローラの構成を示す図である。

【図６】コントローラの演算部における演算内容を、記
憶部に記憶されたマップの内容と共に示す図である。

【図７】本発明の第２の実施形態による油圧再生装置を
備えた油圧駆動装置を示す図である。

【図８】コントローラの演算部における演算内容を、記
憶部に記憶されたマップの内容と共に示す図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２，３ 流量制御弁 ４ アームシリンダ（アクチュエータ） ５ ブームシリンダ（アクチュエータ） ２５ａ，２５ｂ メータイン可変絞り ２６ａ，２６ｂ メータアウト可変絞り ３１ａ フィーダライン（第２ライン） ３２ａ タンクライン（第１ライン） ４０ 再生ライン（第３ライン） ４１ チェック弁 ４２ 再生切換弁（可変抵抗手段） ４３ 電磁比例減圧弁（再生制御手段） ４５ シャトル弁（操作検出手段；第２操作検出手段） ４６ 圧力センサ（操作検出手段；第２操作検出手段） ４８ 圧力センサ（第１操作検出手段） ５０ エンジン ５２ アーム用の操作レバー装置 ５３ ブーム用の操作レバー装置 ６１ スロットルボリューム １００ コントローラ（再生制御手段） １００ａ 入力部（回転数検出手段） １００ｂ 記憶部 １００ｃ 演算部 １００ｄ 電磁比例弁駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 剛志 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 富川 修 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB03 AB06 BA00 CA09 DA03 DA04 DB02 DB03 3H089 BB04 CC12 DA03 DB33 DB47 DB49 EE13 EE14 EE16 EE22 FF05 FF07 FF10 GG02 JJ02 JJ20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動機と、この原動機により駆動される油
   圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によっ
   て駆動される複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプ
   から前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れ
   を制御する複数の方向切換弁と、前記複数の方向切換弁
   のうちの少なくとも１つの特定の方向切換弁のメータア
   ウト絞りをタンクに連絡する第１ラインと、前記特定の
   方向切換弁のメータイン絞りを前記油圧ポンプに連絡す
   る第２ラインとを備えた油圧駆動装置に設けられ、 前記第１ラインと前記第２ラインとを連絡し、前記特定
   の方向切換弁に対応する特定のアクチュエータからの戻
   り油の少なくとも一部を再生油として前記第２ラインに
   合流させる第３ラインと、この第３ラインに設けられ、
   前記第１ラインから前記第２ラインヘ向かう圧油の流れ
   のみを許すチェック弁と、前記第１ラインに設けられ、
   前記再生油の流量を制御する可変抵抗手段とを備えた油
   圧再生装置において、 前記原動機の回転数を検出する回転数検出手段と、 この回転数検出手段により検出した回転数に応じて前記
   可変抵抗手段を制御する再生制御手段とを備えることを
   特徴とする油圧再生装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧再生装置において、前
   記再生制御手段は、前記回転数検出手段により検出した
   回転数が高いときは前記再生油の流量を少なくし、回転
   数が低くなるに従って前記再生油の流量を多くするよう
   前記可変抵抗手段を制御することを特徴とする油圧再生
   装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の油圧再生装置において、前
   記再生制御手段は、前記回転数検出手段からの信号を入
   力し、予め記憶した関係に基づいて前記回転数に応じた
   駆動信号を生成するコントローラと、このコントローラ
   からの駆動信号により駆動される電磁比例減圧弁とを有
   し、前記可変抵抗手段は、前記電磁比例減圧弁で生成さ
   れた圧力により駆動されるパイロット切換弁であること
   を特徴とする油圧再生装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の油圧再生装置において、前
   記回転数検出手段は、前記原動機の目標回転数を指示す
   る手段からの信号を検出する手段であることを特徴とす
   る油圧再生装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の油圧再生装置において、 前記複数の方向切換弁のうちの前記特定の方向切換弁以
   外の方向切換弁の操作を検出する操作検出手段を更に備
   え、 前記再生制御手段は、前記特定の方向切換弁以外の方向
   切換弁の操作が検出されると前記可変抵抗手段を制御し
   て戻り油の再生を行い、前記特定の方向切換弁以外の方
   向切換弁の操作が検出されないときは、前記回転数に応
   じて前記可変抵抗手段を制御することを特徴とする油圧
   再生装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の油圧再生装置において、 前記複数の方向切換弁のうちの前記特定の方向切換弁の
   操作を検出する第１操作検出手段と、 前記複数の方向切換弁のうちの前記特定の方向切換弁以
   外の方向切換弁の操作を検出する第２操作検出手段とを
   更に備え、 前記再生制御手段は、前記特定の方向切換弁以外の方向
   切換弁の操作が検出されると、前記特定の方向切換弁の
   操作量に応じて前記可変抵抗手段を制御して戻り油の再
   生を行い、前記特定の方向切換弁以外の方向切換弁の操
   作が検出されないときは、前記回転数に応じて前記可変
   抵抗手段を制御することを特徴とする油圧再生装置。