JP4866311B2 - Hydraulic circuit protection device - Google Patents
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Description
本発明は、アキュムレータが接続された油圧再生回路を保護するための油圧回路保護装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic circuit protection device for protecting a hydraulic pressure regeneration circuit to which an accumulator is connected.
従来、油圧ショベル等の建設機械では、油圧ポンプの負荷軽減や油圧エネルギの効率的な再利用を目的として、油圧回路上にアキュムレータを備えたものが開発されている。
例えば、特許文献1には、油圧アクチュエータと方向制御弁とを接続する主管路に分岐油路を設けてアキュムレータを接続する構成が開示されている。この技術では、油圧アクチュエータからタンクへ戻る高圧油を利用してアキュムレータに蓄圧するとともに、操作レバーのフル操作時にアキュムレータ内の圧油を放出して油圧アクチュエータの動作を補助させている。このような構成により、油圧ポンプの負荷を軽減してエンジンの燃料消費量を抑制することができるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, construction machines such as hydraulic excavators have been developed that have an accumulator on a hydraulic circuit for the purpose of reducing the load on the hydraulic pump and efficiently reusing hydraulic energy.
For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a branch oil passage is provided in a main pipeline connecting a hydraulic actuator and a directional control valve to connect an accumulator. In this technology, high-pressure oil returning from the hydraulic actuator to the tank is used to accumulate pressure in the accumulator, and pressure oil in the accumulator is released when the operation lever is fully operated to assist the operation of the hydraulic actuator. With such a configuration, the load on the hydraulic pump can be reduced and the fuel consumption of the engine can be suppressed.
油圧回路に接続されるアキュムレータの代表的な種別としては、ピストン式アキュムレータとブラダ式アキュムレータとが挙げられる。
ピストン式アキュムレータとは、図5に示すように、円筒状のシリンダ31内をピストン32で区画して気体室33と液体室(油室)34とを形成したものである。このタイプでは、ピストン32の外周面に沿って環状に封止部材35が取り付けられ、シリンダ31の内周面とピストン32の外周面との間がシールされている。これにより、気密性を保持しつつピストン32が摺動する構造となっている。
Typical types of accumulators connected to the hydraulic circuit include piston accumulators and bladder accumulators.
As shown in FIG. 5, the piston type accumulator is formed by partitioning a
また、ブラダ式アキュムレータとは、図6に示すように、気体を封入したブラダ(袋状体)42を容器41内に設けて、ブラダ42の内部及び外部をそれぞれ気体室43及び液体室(油室)44としたものである。このタイプでは、容器41内に充填される作動油の油圧に応じてブラダ42が圧縮,膨張する構造となっている。
これらのように、油圧回路に接続されるアキュムレータは気体室及び液体室が互いに隔離されて形成されており、アキュムレータの蓄圧機能は油圧変動を気体体積変化へ変換する機能、及び、気体体積変化を作動油の圧力変動へ変換する機能によって実現されている。
As described above, the accumulator connected to the hydraulic circuit is formed by separating the gas chamber and the liquid chamber from each other, and the accumulator pressure accumulation function converts the hydraulic pressure change into the gas volume change, and the gas volume change. This is realized by the function of converting to hydraulic oil pressure fluctuation.
しかし、例えばピストン式アキュムレータの場合、経年変化によってシリンダ内周面とピストン外周面との間のシールが破損すると蓄圧機能が働かなくなってしまう。また同様に、ブラダ式アキュムレータにおいても、容器内のブラダが破損すると蓄圧することができない。
さらに、これらのアキュムレータが油圧回路に接続されている状態では、隔壁の破損によりアキュムレータ内の気体が油圧回路側へ流出するおそれがある。特に、アキュムレータ内で圧縮されていた気体は膨張しながら油圧配管へ漏出するため、気体に押された大量の作動油が作動油タンク側へ押し戻され、作動油タンクから外部へ噴出しかねない。
However, for example, in the case of a piston type accumulator, if the seal between the cylinder inner peripheral surface and the piston outer peripheral surface is broken due to aging, the pressure accumulation function does not work. Similarly, in the bladder type accumulator, if the bladder in the container is broken, pressure cannot be accumulated.
Further, when these accumulators are connected to the hydraulic circuit, the gas in the accumulator may flow out to the hydraulic circuit side due to breakage of the partition walls. In particular, since the gas compressed in the accumulator leaks to the hydraulic pipe while expanding, a large amount of hydraulic oil pushed by the gas may be pushed back to the hydraulic oil tank side and ejected from the hydraulic oil tank to the outside.
一方、アキュムレータの内部の気体体積,温度及び圧力等を検出するセンサ類を設け、これらのパラメータに基づいて隔壁の破損の有無を判断することも考えられる。しかし、これらのパラメータは、アキュムレータの正常動作時においても蓄圧状態や作動油温度等に応じて大きく変動するため、隔壁の破損を正確に判断することが困難である。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、アキュムレータの破損から油圧回路を保護することができる油圧回路保護装置を提供することを目的とする。
On the other hand, it is also conceivable to provide sensors for detecting the gas volume, temperature, pressure and the like inside the accumulator, and to determine whether the partition wall is damaged based on these parameters. However, these parameters vary greatly depending on the pressure accumulation state, hydraulic oil temperature, and the like even during normal operation of the accumulator, and it is difficult to accurately determine the breakage of the partition wall.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic circuit protection device that can protect the hydraulic circuit from damage to the accumulator with a simple configuration.
上記目的を達成するため、請求項1記載の本発明の油圧回路保護装置は、一端を作動油タンク側に他端を油圧アクチュエータ側に接続された、アキュムレータを用いた建設機械の油圧再生回路において、該作動油タンクの内圧を検出する検出手段(内圧センサ,油面レベルセンサ)と、該作動油タンク及び該アキュムレータ間に設けられた電気作動式リリーフ弁と、該検出手段で検出された該作動油タンクの内圧の上昇率が所定値を超えた場合に、該電気作動式リリーフ弁を閉弁させる信号を出力する電子制御装置と、該検出手段で検出された該作動油タンクの内圧を表示するモニタ装置とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the hydraulic circuit protection device of the present invention according to claim 1 is a hydraulic regeneration circuit for a construction machine using an accumulator, wherein one end is connected to the hydraulic oil tank side and the other end is connected to the hydraulic actuator side. Detecting means for detecting the internal pressure of the hydraulic oil tank (internal pressure sensor, oil level sensor), an electrically operated relief valve provided between the hydraulic oil tank and the accumulator, and the detecting means detected by the detecting means When the rate of increase of the internal pressure of the hydraulic oil tank exceeds a predetermined value, an electronic control device that outputs a signal for closing the electrically operated relief valve, and the internal pressure of the hydraulic oil tank detected by the detection means And a monitor device for displaying.
なお、該作動油タンクの内圧とは、該作動油タンクの内部の空気圧である。また、該電気作動式リリーフ弁は、該油圧再生回路内で高圧となった油圧を逃がす安全弁としての機能と、該電子制御装置から入力される該信号によって閉弁する停止弁としての機能とを兼ね備えている。
また、請求項2記載の本発明の油圧回路保護装置は、請求項1記載の構成に加えて、該検出手段が、該作動油タンク内の作動油の油面を検出し、該電子制御装置が、該検出手段で検出された該油面が所定高さを超えた場合に、該電気作動式リリーフ弁を閉弁させる信号を出力することを特徴としている。
The internal pressure of the hydraulic oil tank is the air pressure inside the hydraulic oil tank. The electrically operated relief valve has a function as a safety valve for releasing the hydraulic pressure that has become high in the hydraulic pressure regeneration circuit, and a function as a stop valve that is closed by the signal input from the electronic control unit. Have both.
According to a second aspect of the present invention, in the hydraulic circuit protection device of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the detection means detects the oil level of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank, and the electronic control device However, when the oil level detected by the detection means exceeds a predetermined height, a signal for closing the electrically operated relief valve is output.
また、請求項3記載の本発明の油圧回路保護装置は、請求項1又は2記載の構成に加えて、該モニタ装置が、該電子制御装置の該信号により該電気作動式リリーフ弁が閉弁された場合に、該作動油タンク内の異常をオペレータへ伝える警告手段を有することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the hydraulic circuit protection device according to the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect. In this case, a warning means is provided for notifying the operator of an abnormality in the hydraulic oil tank.
本発明の油圧回路保護装置(請求項1)によれば、作動油タンクの内圧を検出する検出手段を備えたことにより、アキュムレータ自体の内部状態を把握することなくアキュムレータの破損を容易に検出することができる。また、アキュムレータの破損時には、電気作動式リリーフ弁を閉弁することにより、再生回路内の作動油の作動油タンクへの急激な流入を防止することができ、作動油タンクから外部への作動油の吹き出しを未然に防ぐことができる。 According to the hydraulic circuit protection device of the present invention (Claim 1), it is possible to easily detect breakage of the accumulator without grasping the internal state of the accumulator itself by providing the detecting means for detecting the internal pressure of the hydraulic oil tank. be able to. Also, when the accumulator is damaged, the electrically operated relief valve is closed to prevent sudden inflow of hydraulic oil in the regeneration circuit to the hydraulic oil tank. Can be prevented in advance.
また、本発明の油圧回路保護装置(請求項2)によれば、作動油タンク内の作動油量の急増を防止することで、作動油タンクから外部への作動油の溢れを未然に防ぐことができる。
また、本発明の油圧回路保護装置(請求項3)によれば、通常気付きにくいアキュムレータの破損の可能性をオペレータに警告することができ、メンテナンスを促すことができる。
In addition, according to the hydraulic circuit protection device of the present invention (Claim 2), it is possible to prevent overflow of hydraulic oil from the hydraulic oil tank to the outside by preventing a sudden increase in the amount of hydraulic oil in the hydraulic oil tank. Can do.
Further, according to the hydraulic circuit protection device of the present invention (Claim 3), it is possible to warn the operator of the possibility of damage to the accumulator, which is usually difficult to notice, and to promote maintenance.
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図1,図2は、本発明の一実施形態に係る油圧回路保護装置を説明するためのものであり、図1は本保護装置が適用された油圧回路の全体構成及び本保護装置の制御構成を模式的に示す油圧回路図、図2は本保護装置が適用された油圧ショベルの全体構成を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are for explaining a hydraulic circuit protection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration of a hydraulic circuit to which the protection device is applied and a control configuration of the protection device. FIG. 2 is a perspective view showing an overall configuration of a hydraulic excavator to which the present protective device is applied.
なお、図3は変形例としての油圧回路保護装置における制御内容を説明するためのグラフ、図4は変形例としての油圧回路保護装置が適用された油圧回路を示す油圧回路図、図5は一般的なピストン式アキュムレータの内部構造を示す断面図、図6は一般的なブラダ式アキュムレータの内部構造を示す断面図である。 3 is a graph for explaining the control contents in the hydraulic circuit protection device as a modification, FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram showing a hydraulic circuit to which the hydraulic circuit protection device as a modification is applied, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the internal structure of a typical bladder type accumulator, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the internal structure of a typical bladder type accumulator.
[1.油圧ショベル構成]
本実施形態の油圧回路保護装置は、図2に示す油圧ショベル20に設けられた油圧回路を保護するものである。この油圧ショベル20は、クローラ式の油圧走行装置を装備した下部走行体21と、旋回装置を介して下部走行体21の上に旋回自在に搭載された上部旋回体22とを備えて構成される。
[1. Excavator configuration]
The hydraulic circuit protection device of this embodiment protects the hydraulic circuit provided in the
上部旋回体22は、機体前方へ向けて延出する油圧駆動式の作業装置23,オペレータ(運転者)の搭乗室であるキャブ24,各種油圧装置の駆動源であるエンジンが設置されるエンジンルーム25,機体の重量バランスを保つためのカウンタウェイト26等を備えて構成される。
エンジンルーム25の右側方には、エンジン駆動の油圧ポンプ8aが配置されるポンプルーム27が設けられている。ポンプルーム27及びエンジンルーム25は図示しない防火壁によって互いに隔離されている。油圧ポンプ8aは、油圧ショベル20に搭載される油圧シリンダや油圧モータ等の各種油圧装置へ作動油を供給するものである。
The upper swing body 22 is an engine room in which a hydraulically-driven
On the right side of the
また、ポンプルーム27の内部には、複数本のブラダ式アキュムレータ(以下、単にアキュムレータという)3が配置されている。なお、ポンプルーム27の前方には、作動油タンク1が配置されている。
作業装置23は、各々が独立して作動するブーム28a,スティック28b及びバケット28cの三部位から構成されている。また、上部旋回体22のフレームとブーム28aとの間には、ブーム28aを上下方向へ揺動駆動する油圧駆動式のブームシリンダ(アクチュエータ)29aが介装されている。ブームシリンダ29aの伸縮により、ブーム28aが上部旋回体22に対して起伏自在となっている。なお、図2中には、スティック28bを駆動するためのスティックシリンダ29b及びバケット28cを駆動するためのバケットシリンダ29cも示されている。
A plurality of bladder type accumulators (hereinafter simply referred to as accumulators) 3 are arranged inside the
The
キャブ24の内部には、これらの作業装置23や旋回装置,走行装置等を操作するための操作レバーや各種スイッチ等が設けられている。
Inside the
[2.メイン油圧回路構成]
図1に、本油圧回路保護装置が適用された油圧回路10を模式的に示す。ここでは、ブーム28aの駆動に係る油圧回路10の概略構成を説明する。この油圧回路10は、メイン油圧回路11,アシスト油圧回路12,再生回路(油圧再生回路)2及びサクション回路13を備えて構成される。
[2. Main hydraulic circuit configuration]
FIG. 1 schematically shows a
メイン油圧回路11は、ブームシリンダ29aを伸縮駆動する作動油が流通する油圧回路である。メイン油圧回路11上には、図1に示すように、油圧ポンプ8a,電磁方向制御弁9a,ブームシリンダ29a及び作動油タンク1が接続されている。なお、図1中では便宜的に作動油タンク1を複数箇所に示しているが、これらは全て同一の作動油タンク1である。
The main
ブームシリンダ29aの内部には、ピストンを介してヘッド室29A及びロッド室29Bが形成されている。このピストンにはピストンロッドが固設されており、ピストンロッドの上端がブーム28aに枢支されている。一方、ブームシリンダ29aの下端は、上部旋回体22のフレームに枢支されている。
電磁方向制御弁9aは、油圧ポンプ8a及びブームシリンダ29a間のメイン油圧回路11上に介装されており、図示しない操作レバーの操作状態に応じて油圧ポンプ8aから供給される作動油の流量及び流通方向を制御する。例えば、オペレータによってブーム上げ操作がなされると、油圧ポンプ8aから供給される作動油がブームシリンダ29aのヘッド室29Aへ流通するように、電磁方向制御弁9aでの流路が設定される。逆に、ブーム下げ操作がなされると、ロッド室29Bへ作動油が供給される。
Inside the
The electromagnetic
作動油タンク1は、ブームシリンダ29aからの戻り油が回収されるタンクである。例えばブーム28aの上昇時には、ロッド室29B側から排出される作動油が作動油タンク1へと環流している。一方、ブーム28aの下降時には、ヘッド室29A側から排出される作動油のエネルギを再利用するために、その作動油を再生回路2へ流通させるようになっている。なお、油圧ポンプ8aによって吐出される作動油は、作動油タンク1から供給されている。
The hydraulic oil tank 1 is a tank in which return oil from the
作動油タンク1の内部には、内圧(作動油タンク1の内部の空気圧)を検出する内圧センサ(検出手段)1aが固設されている。ここで検出された内圧は、後述する電子制御装置(ECM)5へ入力されるようになっている。 Inside the hydraulic oil tank 1, an internal pressure sensor (detection means) 1a for detecting an internal pressure (air pressure inside the hydraulic oil tank 1) is fixed. The internal pressure detected here is input to an electronic control unit (ECM) 5 described later.
[3.再生回路構成]
再生回路2とは、一端をメイン油圧回路11のヘッド室29A側のラインに接続され、他端を作動油タンク1に接続された回路である。この再生回路2上には、アキュムレータ3,電気作動式のリリーフバルブ(電気作動式リリーフ弁)4,リカバリーバルブ6a及びチェックバルブ6bが介装されている。
[3. Reproduction circuit configuration]
The regeneration circuit 2 is a circuit in which one end is connected to the line on the head chamber 29 </ b> A side of the main
アキュムレータ3は、図6に示すようなブラダ式アキュムレータであり、作動油の圧力を内部に蓄える機能を有している。本実施形態では、ブーム28aの下降時の戻り油の圧力を蓄圧するようになっている。
電気作動式のリリーフバルブ4は、再生回路2上におけるアキュムレータ3及び作動油タンク1間に介装されており、電気信号を受けて閉弁し強制的に回路を遮断する停止弁としての機能を持っている。リリーフバルブ4を閉弁させる信号は、後述するECM5から出力されるようになっている。
The
The electrically operated relief valve 4 is interposed between the
また、上記の電気信号を受けていない状態では、再生回路2内の上限油圧を設定する一般的な安全弁として機能している。すなわち、再生回路2内の作動油圧力が予め設定された第1所定圧力を越えた場合に開弁し、作動油を作動油タンク1へ環流させて再生回路2内部の油圧を低下させる(つまり、高圧を逃がす)ようになっている。なお、第1所定圧力とは、少なくともアキュムレータ3の最高使用圧力以下の圧力であり、再生回路2内の作動油圧力が第1所定圧力以下であれば、リリーフバルブ4は閉弁状態とされる。
Further, when the electric signal is not received, it functions as a general safety valve for setting the upper limit hydraulic pressure in the regeneration circuit 2. That is, when the hydraulic oil pressure in the regeneration circuit 2 exceeds a preset first predetermined pressure, the valve is opened, and the hydraulic oil is circulated to the hydraulic oil tank 1 to reduce the hydraulic pressure in the regeneration circuit 2 (that is, , To release high pressure). The first predetermined pressure is at least a pressure equal to or lower than the maximum operating pressure of the
リカバリーバルブ6aは、再生回路2上におけるメイン油圧回路11との接続部に介装された電気作動式の弁である。このリカバリーバルブ6aは、メイン油圧回路11及び再生回路2間の作動油の流通を制御している。
また、チェックバルブ6bは、アキュムレータ3及びリカバリーバルブ6a間の再生回路2上に介装された電気作動式の弁であり、リカバリーバルブ6aを介して再生回路2へ流通してきた作動油の流通方向を制御している。このチェックバルブ6bは、非通電時には一般的な逆止弁と同様に、作動油を一方向へ流通させるように機能する。本実施形態では、図1に示すように、リカバリーバルブ6a側からアキュムレータ3側への作動油の流通を許可する。一方、通電時には、内部のスプールを強制的に移動させて、流路を双方向へ開放するようになっている。
The
The
これらのリカバリーバルブ6a及びチェックバルブ6bも、後述するECM5によって開閉制御されている。
These
[4.サクション回路及びアシスト油圧回路構成]
また、図1に示すように、リカバリーバルブ6a及びチェックバルブ6b間の回路から分岐してアシスト油圧回路12へ接続されるサクション回路13が設けられている。
サクション回路13は、作動油を再生回路2からアシスト油圧回路12へと流通させるための回路である。また、アシスト油圧回路12は、再生回路2に蓄えられた作動油を再利用して再びブームシリンダ29aへ供給するための回路である。
[4. Suction circuit and assist hydraulic circuit configuration]
Further, as shown in FIG. 1, a
The
図1に示すように、アシスト油圧回路12は、アキュムレータ用ポンプ8b及び電磁方向制御弁9bを備えてメイン油圧回路11に接続されている。また、前述のサクション回路13はアキュムレータ用ポンプ8bに接続されている。これにより、アキュムレータ用ポンプ8bは、サクション回路13を介して再生回路2側の作動油を吸い込み、ブームシリンダ29a側へ供給するようになっている。
As shown in FIG. 1, the assist
なお、アキュムレータ用ポンプ8bに吸い込まれる作動油は再生回路2に蓄圧されていた高圧油であるため、アキュムレータ用ポンプ8bにおける作動油の昇圧幅は、作動油ポンプ8aにおける作動油の昇圧幅よりも小さいことになる。したがって、アキュムレータ用ポンプ8bは、小さな仕事量で高圧の作動油をブームシリンダ29aへ供給することになる。
Since the hydraulic oil sucked into the
[5.制御構成]
前述のリリーフバルブ4,リカバリーバルブ6a及びチェックバルブ6bは、ECM5によって制御されている。
ECM5とは、油圧ショベル20に搭載された電子制御装置であり、停止弁制御部5a,制御弁制御部5b,逆止弁制御部5c及び報知部(警告手段)5dを備えて構成される。また、ECM5の制御対象の一つとして、油圧ショベル20のキャブ24内には、文字や画像を表示するモニタパネル(モニタ装置)7が設置されている。
[5. Control configuration]
The relief valve 4, the
The
[A.停止弁制御部]
停止弁制御部5aは、リリーフバルブ4を開閉制御するものである。停止弁制御部5aは、内圧センサ1aで検出された作動油タンク1の内圧の上昇率が所定値を超えた場合に、停止弁制御部5aはリリーフバルブ4を閉弁する信号を出力する。つまり、リリーフバルブ4を強制的に閉弁させて、再生回路2内に高圧を閉じこめるようになっている。
[A. Stop valve control unit]
The stop
一方、上記の条件が成立しない場合には、信号を出力しない。つまり、リリーフバルブ4を一般的な安全弁として機能させるようになっている。
また、所定値の上昇率とは、ブームシリンダ29aの通常動作時に内圧センサ1aで検出される内圧の上昇率よりも高い値とする。
On the other hand, if the above condition is not satisfied, no signal is output. That is, the relief valve 4 is made to function as a general safety valve.
The predetermined rate of increase is a value higher than the rate of increase of the internal pressure detected by the
[B.制御弁制御部]
制御弁制御部5bは、リカバリーバルブ6aを制御するものである。ここでは、油圧ポンプ8a及びブームシリンダ29aの作動状態に応じてリカバリーバルブ6aが開閉制御されている。
[B. Control valve control unit]
The control valve control unit 5b controls the
まず、ブームシリンダ29aの伸長時(すなわち、メイン油圧回路11の作動油がヘッド室29A側へ供給され、ロッド室29B側から排出されているとき)や停止時(すなわち、ヘッド室29A及びロッド室29Bへの作動油の流通がないとき)には、制御弁制御部5bがリカバリーバルブ6aを閉鎖するようになっている。
First, when the
一方、ブームシリンダ29aの縮小時(すなわち、メイン油圧回路11の作動油がロッド室29B側へ供給され、ヘッド室29A側から排出されているとき)には、制御弁制御部5bがリカバリーバルブ6aを開放するようになっている。このような制御により、ブーム28aの下降時の戻り油のみが再生回路2側へ流通することになる。
なお、制御弁制御部5bにおける制御に関して、図示しない操作レバーの操作状態等に基づいて、油圧ポンプ8a及びブームシリンダ29aの作動状態を判断するように構成してもよい。
On the other hand, when the
In addition, regarding the control in the control valve control unit 5b, the operation state of the
[C.逆止弁制御部]
逆止弁制御部5cは、チェックバルブ6bを制御するものである。ここでは、油圧ポンプ8a及びブームシリンダ29aの作動状態に応じてチェックバルブ6bが開閉制御されている。
[C. Check valve control unit]
The check valve control unit 5c controls the
まず、ブームシリンダ29aの縮小時には、逆止弁制御部5cがチェックバルブ6bを非通電状態とするようになっている。つまり、チェックバルブ6bは、通常の逆止弁として機能し、アキュムレータ3側からリカバリーバルブ6a側への作動油の流通が規制される。このとき、リカバリーバルブ6aは開放されているため、作動油はアキュムレータ3側へと流通することになり、アキュムレータ3は蓄圧される。
First, when the
一方、ブームシリンダ29aの伸長時や停止時には、逆止弁制御部5cはチェックバルブ6bを通電状態に制御するようになっている。つまり、チェックバルブ6bに流路を双方向へ開放させる。このとき、リカバリーバルブ6aは閉鎖されているため、作動油はサクション回路13を通ってアシスト油圧回路12へ供給されることになり、作動油が再利用される。
On the other hand, when the
なお、逆止弁制御部5cは、停止弁制御部5aによりリリーフバルブ4が閉弁された場合には、油圧ポンプ8a及びブームシリンダ29aの作動状態に関わらず、チェックバルブ6bを非通電状態とするようになっている。
When the relief valve 4 is closed by the stop
[D.その他の制御機能]
報知部5dは、モニタパネル7を制御するものであり、停止弁制御部5aがリリーフバルブ4を閉弁させたことを検知すると、モニタパネル7に作動油タンク1内の異常を表示して、アキュムレータ3の破損をオペレータへ伝えるようになっている。
なお、停止弁制御部5aがリリーフバルブ4を閉弁させる信号を出力していないときには、作動油タンク1内の内圧状態をモニタパネル7に表示するようになっている。
[D. Other control functions]
The
When the
[6.作用]
上記のような構成により、本油圧回路保護装置は以下のように作用する。
[A.ブーム下降時]
ブーム28aの下降時には、制御弁制御部5bによりリカバリーバルブ6aが開放され、再生回路2内へ戻り油が流通する。このとき、逆止弁制御部5cによりチェックバルブ6bが非通電状態に制御されるため、チェックバルブ6bからアキュムレータ3側へ流通した作動油の逆流が阻止される。これにより、チェックバルブ6bよりも作動油タンク1側の再生回路2に作動油が蓄えられることになり、アキュムレータ3が蓄圧される。
[6. Action]
With this configuration, the hydraulic circuit protection device operates as follows.
[A. When the boom is lowered]
When the
再生回路2内の作動油圧が第1所定圧力以下である通常状態では、電気作動式のリリーフバルブ4が通常の安全弁として機能して閉弁する。このリリーフバルブ4の働きにより、アキュムレータ3の内部の作動油圧力は第1所定圧力以下に自動的に調節される。
また、再生回路2内の作動油圧が第1所定圧力を越えると、リリーフバルブ4が開弁し圧抜きがなされる。
In a normal state where the hydraulic pressure in the regeneration circuit 2 is equal to or lower than the first predetermined pressure, the electrically operated relief valve 4 functions as a normal safety valve and closes. By the action of the relief valve 4, the hydraulic oil pressure inside the
When the operating hydraulic pressure in the regeneration circuit 2 exceeds the first predetermined pressure, the relief valve 4 is opened and the pressure is released.
[B.ブーム上昇・停止時]
一方、ブーム28aの停止時及び上昇時には、制御弁制御部5bによりリカバリーバルブ6aが閉鎖されるとともに、逆止弁制御部5cによりチェックバルブ6bが通電状態に制御され、再生回路2内の作動油がサクション回路13へ流出する。これにより、高圧の作動油がアキュムレータ用ポンプ8bへ吸い込まれ、ブームシリンダ29aへ再生供給される。
[B. When the boom is raised or stopped]
On the other hand, when the
[C.アキュムレータ破損時]
万が一、アキュムレータ3の内部隔壁が破損した場合、アキュムレータ3内の気体の圧力によって再生回路2内の作動油がリリーフバルブ4から作動油タンク1へ流出し、作動油タンク1の内圧が急激に上昇する。このとき、内圧センサ1aで検出された内圧の上昇率が所定値を越えると、停止弁制御部5aが信号を出力し、リリーフバルブ4を閉弁させる。
[C. When the accumulator is damaged]
If the internal partition of the
さらに、逆止弁制御部5cによりチェックバルブ6bが非通電状態に制御され、チェックバルブ6bからリカバリーバルブ6a側への作動油の流通が遮断される。つまり、アキュムレータ3から流出しようとする高圧の作動油や気体がチェックバルブ6bとリリーフバルブ4との間の回路内に閉じこめられる。これにより、作動油タンク1への作動油の吹き出しや作動油タンク1から外部への作動油の漏出が防止される。
また、報知部5dによってモニタパネル7にアキュムレータ3の破損が表示され、作動油タンク1内の異常がオペレータへ伝達される。
Further, the
Further, the notifying
[7.効果]
このように、本油圧回路保護装置によれば、アキュムレータ3の通常作動時には再生回路2のリカバリーバルブ6aが閉鎖され、かつ、チェックバルブ6bが通常の逆止弁として機能するため、ブームシリンダ29aの作動状態に応じてアキュムレータ3に蓄圧することができる。
[7. effect]
Thus, according to this hydraulic circuit protection device, the
一方、アキュムレータ3の破損時には、リリーフバルブ4で回路を閉鎖して再生回路2内の作動油の作動油タンク1への急激な流入を防止することができ、作動油タンク1から外部への作動油の吹き出しを未然に防ぐことができる。また、このような場合には報知部5dによる報知がなされるため、通常気付きにくいアキュムレータ3の破損の可能性をオペレータに伝えることができ、メンテナンスを促すことができる。
On the other hand, when the
さらに、作動油タンク1内に設けられた内圧センサ1aを用いることにより、アキュムレータ3自体の内部状態を観察することなくアキュムレータ3の破損を容易に検出することができる。
また、メイン油圧回路11と再生回路2との接続部に介装されたリカバリーバルブ6aをブームシリンダ29aの作動状態に応じて開閉制御することにより、戻り油を利用して容易に蓄圧及びその再利用をすることができる。
Further, by using the
In addition, the
また、再生回路2とアシスト油圧回路12とを連結するサクション回路13を設けるとともに、再生回路2からサクション回路13への回路上に電気作動式のチェックバルブ6bを設けたことにより、再生回路2の作動油圧を効率よく再生利用することができる。
In addition, a
[8.その他]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、図4に示すように、上述の実施形態における電気作動式のリリーフバルブ4の代わりに、電気作動式でない通常のリリーフ弁4a及びストップ弁4bを用いることが考えられる。リリーフ弁4aは、再生回路2内の油圧が予め設定された上限油圧を超えると開弁するものとする。また、ストップ弁4bは、ECM5による開閉制御が可能な電気作動式の弁とする。このように、電気作動式のリリーフバルブ4の機能を分離し、各々の機能に対応する弁を用意することにより、装置構成を簡素にすることができ、コストを低減させることができる。
[8. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, as shown in FIG. 4, it is conceivable to use a normal relief valve 4a and a
また、上述の実施形態では、停止弁制御部5aが、内圧の上昇率が所定値を超えた場合にリリーフバルブ4を閉弁する信号を出力しているが、この信号を出力する条件はこれに限定されない。例えば、内圧センサ1aの検出精度や検出誤差,作動油タンク1の大きさ等を考慮して、内圧の上昇率が所定値を超え、且つ、そのまま所定時間が経過した場合に、信号を出力する構成としてもよい。あるいは、図3に示すように、作動油タンク1の内圧が予め設定された第2所定圧力を越えた場合に、信号を出力する構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the stop
また、上述の実施形態では、内圧センサ1aを用いて作動油タンク1の内圧を検出しているが、これに代えて(あるいは、これに加えて)作動油タンク1内の作動油量を検出する構成とすることも考えられる。つまり、貯留された作動油の液面高さを検出する液面レベルセンサを設けて、所定の液面高さ以上まで作動油が貯留された場合(つまり、作動油タンク1内に貯留された作動油の体積が予め設定された所定体積以上である場合)に、停止弁制御部5aにおいて信号を出力しリリーフバルブ4を閉鎖する構成とする。
In the above-described embodiment, the internal pressure of the hydraulic oil tank 1 is detected using the
このような構成においても、作動油タンク1内の作動油量の急増を防止することができ、作動油タンク1から外部への作動油の溢れを未然に防ぐことができる。
なお、上述の実施形態の構成のうち、チェックバルブ6bは再生回路2からサクション回路13への作動油流通を制御するためのものであり、再生回路2とリカバリーバルブ6aはメイン油圧回路11及びアシスト油圧回路12との間の作動油流通を制御するためのものである。したがって、本油圧回路保護装置が適用される回路構成に応じて、省略あるいは他の構成に置換することができる。
Even in such a configuration, it is possible to prevent a sudden increase in the amount of hydraulic oil in the hydraulic oil tank 1 and to prevent overflow of hydraulic oil from the hydraulic oil tank 1 to the outside.
In the configuration of the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、報知部5dによる報知方法としてモニタパネル7の表示のみが示されているが、これ以外の報知方法を適用することも考えられる。例えば、油圧ショベル20のキャブ24内に設置された音響装置のスピーカを利用して警告音や音声を発する構成としてもよい。
また、上述の実施形態では、ブラダ式のアキュムレータ3が用いられているが、アキュムレータ3の形式はこれに限定されず、ピストン式やその他の形式のものとしてもよい。また、上述の実施形態では、本保護装置を油圧ショベル20の油圧回路10に適用したものを例示したが、ブルドーザやホイールローダ,油圧式クレーン等様々な建設機械の油圧回路に適用することが可能である。
In the above-described embodiment, only the display on the monitor panel 7 is shown as a notification method by the
In the above-described embodiment, the
1 作動油タンク
1a 内圧センサ(検出手段)
2 再生回路(油圧再生回路)
3 アキュムレータ
4 リリーフバルブ(電気作動式リリーフ弁)
5 電子制御装置(ECM)
5a 停止弁制御部
5b 制御弁制御部
5c 逆止弁制御部
5d 報知部(警告手段)
6a リカバリーバルブ
6b チェックバルブ
7 モニタパネル(モニタ装置)
8a 油圧ポンプ
8b アキュムレータ用ポンプ
9a,9b 電磁方向制御弁
10 油圧回路
11 メイン油圧回路
12 アシスト油圧回路
13 サクション回路
1
2 Regeneration circuit (hydraulic regeneration circuit)
3 Accumulator 4 Relief valve (electrically operated relief valve)
5 Electronic control unit (ECM)
5a Stop valve control unit 5b Control valve control unit 5c Check
8a
Claims (3)
該作動油タンクの内圧を検出する検出手段と、
該作動油タンク及び該アキュムレータ間に設けられた電気作動式リリーフ弁と、
該検出手段で検出された該作動油タンクの内圧の上昇率が所定値を超えた場合に、該電気作動式リリーフ弁を閉弁させる信号を出力する電子制御装置と、
該検出手段で検出された該作動油タンクの内圧を表示するモニタ装置と
を備えたことを特徴とする、油圧回路保護装置。 In the hydraulic regeneration circuit of a construction machine using an accumulator, one end connected to the hydraulic oil tank side and the other end connected to the hydraulic actuator side,
Detecting means for detecting the internal pressure of the hydraulic oil tank;
An electrically operated relief valve provided between the hydraulic oil tank and the accumulator;
An electronic control unit that outputs a signal for closing the electrically operated relief valve when an increase rate of the internal pressure of the hydraulic oil tank detected by the detection unit exceeds a predetermined value;
A hydraulic circuit protection device, comprising: a monitor device that displays the internal pressure of the hydraulic oil tank detected by the detection means.
該電子制御装置は、該検出手段で検出された該油面が所定高さを超えた場合に、該電気作動式リリーフ弁を閉弁させる信号を出力する
ことを特徴とする、請求項1記載の油圧回路保護装置。 The detection means detects the oil level of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank,
The electronic control device outputs a signal for closing the electrically operated relief valve when the oil level detected by the detection means exceeds a predetermined height. Hydraulic circuit protection device.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の油圧回路保護装置。 The monitoring device includes warning means for notifying an operator of an abnormality in the hydraulic oil tank when the electrically operated relief valve is closed by the signal of the electronic control device. The hydraulic circuit protection device according to 1 or 2.
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