JP5590611B2 - Hydraulic circuit with accumulator - Google Patents
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Description
本発明は、液圧エネルギーを蓄積するためのアキュムレータを備えた液圧回路の技術分野に関するものである。 The present invention relates to the technical field of a hydraulic circuit with an accumulator for storing hydraulic energy.
一般に、油圧式作業機械の油圧回路には、エンジンや電動モータ等の駆動機構により駆動される油圧ポンプや、該油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータ回路（油圧シリンダ、油圧モータ等の油圧アクチュエータが配された回路）が設けられるが、さらに、油圧ポンプの吐出ラインにアキュムレータを接続し、該アキュムレータに油圧ポンプの吐出油を蓄圧すると共に、アキュムレータの蓄圧油を、駆動機構の停止時（油圧ポンプの停止時）に油圧アクチュエータ回路の油圧源として用いるように構成した油圧回路が従来から知られている。この様なアキュムレータを備えた油圧回路において、アキュムレータ内の封入ガス圧力をＰ１、最低作動圧力をＰ２、最高作動圧力をＰ３、アキュムレータの容積をＶ１とすると、下記の式（１）によって表される容積Ｖｗがアキュムレータの吐出できる吐出量となる。
Ｖ１＝Ｖｗ×（Ｐ２ １／ｎ×Ｐ３ １／ｍ）／｛Ｐ１ １／ｍ×（Ｐ３ １／ｎ−Ｐ２ １／ｎ）｝ ・・・（１）
上記式（１）において、ｍ、ｎはそれぞれアキュムレータの蓄積時、吐出時のポリトロープ指数である。また、アキュムレータの最高作動圧力Ｐ３は、アキュムレータが接続される回路の最高圧力、つまり、油圧ポンプの吐出ラインの回路圧を設定するリリーフ弁の設定圧によって決まる。
ところで、前述したようなアキュムレータを備えた油圧回路において、アキュムレータが吐出できる吐出量Ｖｗは、上記式（１）によりアキュムレータの最高作動圧力Ｐ３によって増減するが、該最高作動圧力Ｐ３は、前述したようにリリーフ弁の設定圧によって決まってしまうため、アキュムレータの最高作動圧力Ｐ３を高くしてアキュムレータの吐出量Ｖｗを多くすることはできないことになる。而して、アキュムレータの吐出量Ｖｗを多くしたい場合には、アキュムレータの容積Ｖ１を大きくしなければならず、アキュムレータの大型化、高重量化という問題がある。また、アキュムレータの蓄圧油を、前記リリーフ弁の設定圧よりも高圧で作動する油圧アクチュエータ回路に供給しようとしてもできないことになる。
さらに、前記油圧回路において、駆動機構の停止中の油圧アクチュエータ回路の圧力は、駆動機構の停止直後はリリーフ弁の設定圧であるが、油圧アクチュエータ回路の内部漏洩により時間経過と共に徐々に低下していく。このとき、アキュムレータの蓄圧油が油圧アクチュエータ回路に供給されるが、該油圧アクチュエータ回路への供給に伴いアキュムレータの蓄圧圧力も低下していくため、油圧アクチュエータ回路の圧力が徐々に低下していくことを止めることはできない。このため、例えば、油圧アクチュエータがワークを保持する油圧シリンダであるような場合に、駆動機構を停止させたままでは油圧シリンダの保持力を長時間保つことができないという問題もある。
これに対し、油圧ポンプからの吐出油をアキュムレータに蓄圧すると共に、該アキュムレータの蓄圧油を増圧器で増圧することで、アキュムレータの蓄圧油よりも高圧の圧油を油圧アクチュエータに供給できるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
Generally, a hydraulic circuit of a hydraulic work machine includes a hydraulic pump driven by a drive mechanism such as an engine or an electric motor, and a hydraulic actuator circuit (hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder and a hydraulic motor) supplied with pressure oil from the hydraulic pump. In addition, an accumulator is connected to the discharge line of the hydraulic pump, and the discharge oil of the hydraulic pump is accumulated in the accumulator, and the accumulated oil of the accumulator is used when the drive mechanism is stopped (hydraulic pressure). 2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic circuit configured to be used as a hydraulic pressure source of a hydraulic actuator circuit when the pump is stopped) is known. In a hydraulic circuit having such an accumulator, when the sealed gas pressure in the accumulator is P 1 , the minimum operating pressure is P 2 , the maximum operating pressure is P 3 , and the accumulator volume is V 1 , the following equation (1) The volume Vw represented by is the discharge amount that can be discharged by the accumulator.
V 1 = Vw × (P 2 1 / n × P 3 1 / m ) / {P 1 1 / m × (P 3 1 / n− P 2 1 / n )} (1)
In the above formula (1), m and n are the polytropic indices at the time of accumulator accumulation and discharge, respectively. The maximum operating pressure P 3 of the accumulator maximum pressure of the circuit which accumulator is connected, that is, determined by the set pressure of the relief valve for setting the circuit pressure in the discharge line of the hydraulic pump.
Meanwhile, in a hydraulic circuit comprising an accumulator as described above, the discharge amount Vw of the accumulator can discharge, the above formula (1) is increased or decreased by the maximum operating pressure P 3 of the accumulator, outermost high working pressure P 3 is above since thus determined by the setting pressure of the relief valve as will be by increasing the operating pressure P 3 of the accumulator can not be more the discharge amount Vw of the accumulator. And Thus, if you want to increase the discharge amount Vw of accumulator, it is necessary to increase the volume V 1 of the accumulator, an increase in the size of the accumulator, there is a problem that a high weight of. Further, it is impossible to supply the accumulator pressure accumulation oil to a hydraulic actuator circuit that operates at a pressure higher than the set pressure of the relief valve.
Further, in the hydraulic circuit, the pressure of the hydraulic actuator circuit while the drive mechanism is stopped is the set pressure of the relief valve immediately after the drive mechanism is stopped, but gradually decreases with time due to internal leakage of the hydraulic actuator circuit. Go. At this time, the accumulated oil in the accumulator is supplied to the hydraulic actuator circuit, but the accumulator pressure decreases with the supply to the hydraulic actuator circuit, so the pressure in the hydraulic actuator circuit gradually decreases. Can't stop. For this reason, for example, when the hydraulic actuator is a hydraulic cylinder that holds a workpiece, there is a problem that the holding force of the hydraulic cylinder cannot be maintained for a long time while the drive mechanism is stopped.
On the other hand, the discharge oil from the hydraulic pump is accumulated in the accumulator, and the accumulator's accumulated oil is increased by the pressure intensifier, so that pressure oil higher than the accumulator's accumulated oil can be supplied to the hydraulic actuator. Techniques are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、前記特許文献１、２のものでは、増圧器から油圧アクチュエータへの供給量は、アキュムレータから増圧器への供給量に対して、増圧器で増圧された圧力に反比例して少なくなる。つまり、増圧器の出力圧力をアキュムレータの蓄圧圧力のＮ倍にする場合、増圧器から油圧アクチュエータへの供給量は、アキュムレータから増圧器への供給量の１／Ｎになる。このため、油圧アクチュエータの要求量に対して充分に大きな容積のアキュムレータを採用する必要があって、アキュムレータの大型化、高重量化を回避することができないという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。
However, in
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、駆動機構により駆動される液圧ポンプと、該液圧ポンプの吐出側に接続されるポンプラインの回路圧を設定する第一リリーフ弁と、ポンプラインから作動液が供給される第一アクチュエータ回路と、作動液を蓄圧するアキュムレータとを備えた液圧回路において、該液圧回路に、液圧ポンプの吐出圧を増圧する増圧器を設け、該増圧器により増圧された作動液を前記アキュムレータに蓄圧する構成にすると共に、アキュムレータに接続されるアキュムレータラインの回路圧を前記第一リリーフ弁の設定圧よりも高く設定する第二リリーフ弁と、アキュムレータラインから作動液が供給される第二アクチュエータ回路と、アキュムレータラインの作動液を前記ポンプラインに供給する補充ラインとを設けたことを特徴とするアキュムレータを備えた液圧回路である。
請求項２の発明は、請求項１において、増圧器は、ポンプラインから増圧器に至る増圧器入力ラインに配された切換弁の切換え作動に基づいて増圧作動を行なう構成であると共に、駆動機構が駆動しており、且つ、アキュムレータラインの圧力が第二リリーフ弁の設定圧未満の場合に、増圧器を増圧作動させてアキュムレータに蓄圧するべく前記切換弁に制御信号を出力する制御装置を設けたことを特徴とするアキュムレータを備えた液圧回路である。
請求項３の発明は、請求項１または２において、補充ラインを開閉する補充ライン用制御弁を設けると共に、駆動機構が停止しており、且つ、ポンプラインの圧力が予め設定される第一アクチュエータ回路保持圧未満の場合に、補充ラインを開いてアキュムレータの蓄圧液を第一アクチュエータ回路に供給するべく前記補充ライン用制御弁に制御信号を出力する制御装置を設けたことを特徴とするアキュムレータを備えた液圧回路である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、アキュムレータラインから第二アクチュエータ回路への供給流量を制御する第二アクチュエータ回路用制御弁を設けると共に、第二アクチュエータ回路に配される第二アクチュエータが操作された場合に、アキュムレータの蓄圧液を第二アクチュエータ回路に供給するべく前記第二アクチュエータ回路用制御弁に制御信号を出力する制御装置を設けたことを特徴とするアキュムレータを備えた液圧回路である。
The present invention has been created in view of the above circumstances and has been created for the purpose of solving these problems. The invention of claim 1 includes a hydraulic pump driven by a drive mechanism, and the hydraulic pump. A hydraulic circuit including a first relief valve that sets a circuit pressure of a pump line connected to a discharge side of the pump, a first actuator circuit that is supplied with hydraulic fluid from the pump line, and an accumulator that accumulates hydraulic fluid The hydraulic circuit is provided with a pressure intensifier for increasing the discharge pressure of the hydraulic pump, and the hydraulic fluid increased by the pressure intensifier is configured to accumulate in the accumulator, and an accumulator line connected to the accumulator A second relief valve that sets a circuit pressure higher than a set pressure of the first relief valve; a second actuator circuit that is supplied with hydraulic fluid from an accumulator line; Liquid is a hydraulic circuit comprising an accumulator, wherein a hydraulic fluid cumulants regulator line provided with a replenishment line to be supplied to the pump line.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the pressure booster is configured to perform a pressure boosting operation based on a switching operation of a switching valve disposed in a pressure booster input line extending from the pump line to the pressure booster, and is driven. When the mechanism is driven and the pressure in the accumulator line is lower than the set pressure of the second relief valve, a control device that outputs a control signal to the switching valve to increase the pressure in the accumulator and accumulate the pressure in the accumulator It is the hydraulic circuit provided with the accumulator characterized by providing.
The invention according to
The invention of claim 4 provides a control valve for a second actuator circuit for controlling the supply flow rate from the accumulator line to the second actuator circuit according to any one of claims 1 to 3, and is arranged in the second actuator circuit. An accumulator is provided that outputs a control signal to the control valve for the second actuator circuit so as to supply the accumulator pressure-accumulating fluid to the second actuator circuit when the second actuator is operated. It is a hydraulic circuit provided with.
請求項１の発明とすることにより、アキュムレータに、液圧ポンプの吐出圧よりも高圧の作動液を蓄積できることになって、アキュムレータの小型化、軽重量化に貢献できる。さらに、アキュムレータラインから作動液が供給される第二アクチュエータ回路には、ポンプラインの回路圧よりも高圧で作動するアクチュエータを配することができる。また、アキュムレータに蓄積された高圧の作動液を、補充ラインを介して第一アクチュエータ回路に供給することもできる。
請求項２の発明とすることにより、駆動機構の駆動中は、アキュムレータの蓄圧圧力が第二リリーフ弁の設定圧を保持するように増圧器の増圧作動が行なわれることになる。
請求項３の発明とすることにより、駆動機構を停止させたままであっても、第一アクチュエータ回路の圧力を予め設定される第一アクチュエータ回路保持圧以上に長期間保持することができる。
請求項４の発明とすることにより、アキュムレータの蓄圧液を、無駄無く効率的に第二アクチュエータ回路に供給することができる。
According to the first aspect of the present invention, the hydraulic fluid having a pressure higher than the discharge pressure of the hydraulic pump can be accumulated in the accumulator, which can contribute to the miniaturization and weight reduction of the accumulator. Furthermore, the second actuator circuit to which the working fluid is supplied from the accumulator line can be provided with an actuator that operates at a pressure higher than the circuit pressure of the pump line. In addition, the high-pressure hydraulic fluid accumulated in the accumulator can be supplied to the first actuator circuit via the replenishment line.
According to the invention of
According to the invention of
According to the invention of claim 4, the accumulator pressure accumulation liquid can be efficiently supplied to the second actuator circuit without waste.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、作業機械に設けられる油圧回路を示す図であって、該図１において、１は油圧ポンプ（本発明の液圧ポンプに相当する）、２は該油圧ポンプ１を駆動せしめるエンジンや電動機等の駆動機構、３は油タンク、４はサクションフィルター、５は油圧ポンプ１の吐出側に接続されるポンプラインであって、該ポンプライン５には、油圧ポンプ１からポンプライン５への油の流れは許容するが逆方向の流れは阻止する逆止弁６が配されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a hydraulic circuit provided in a work machine. In FIG. 1, 1 is a hydraulic pump (corresponding to a hydraulic pump according to the present invention), 2 is an engine for driving the hydraulic pump 1, A drive mechanism such as an electric motor, 3 is an oil tank, 4 is a suction filter, 5 is a pump line connected to the discharge side of the hydraulic pump 1, and the
さらに、前記ポンプライン５には、該ポンプライン５から圧油が供給される第一アクチュエータ回路７が接続されている。該第一アクチュエータ回路７は、単数或いは複数の第一油圧アクチュエータ（図示しないが、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータ）に圧油を供給するための回路である。
Further, a
また、８は前記ポンプライン５から分岐されて油タンク３に至る第一リリーフ油路であって、該第一リリーフ油路８には、ポンプライン５の回路圧を設定する第一リリーフ弁９が配されている。これによりポンプライン５の回路圧は、第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１を越えないように設定されている。
Reference numeral 8 denotes a first relief oil passage that branches off from the
さらに、１０はアキュムレータ、１１は前記油圧ポンプ１の吐出圧を増圧してアキュムレータ１０に供給するための増圧回路であって、該増圧回路１１には、切換弁１２と増速器１３と逆止弁１４とが配設されている。
Further, 10 is an accumulator, 11 is a pressure increasing circuit for increasing the discharge pressure of the hydraulic pump 1 and supplying it to the
前記切換弁１２は、制御装置１５から出力される信号に基づいて切換わる二位置電磁切換弁であって、ポンプライン５から分岐されて増圧器１３に至る増圧器入力ライン１６に配されている。そして該切換弁１２は、制御装置１５からの出力信号がＯＦＦの場合には中立位置Ｎに位置しているが、該中立位置Ｎでは、前記増圧器入力ライン１６を遮断すると共に、増圧器１３の大径部側油室１３Ｄ（該大径部側油室１３Ｄについては後述する）を油タンク３に連通させる。一方、制御装置１５からＯＮ信号が出力されることにより切換弁１２は作動位置Ｘに切換わるが、該作動位置Ｘでは増圧器入力ライン１６を開き、これによりポンプライン５の圧油が増圧器入力ライン１６を経由して増圧器１３の大径部側油室１３Ｄに供給されるように構成されている。
The
一方、前記増圧器１３は、大径筒部１３Ａａ及び小径筒部１３Ａｂを有した二段筒形状のシリンダ筒１３Ａ、該シリンダ筒１３Ａの大径筒部１３Ａａ及び小径筒部１３Ａｂにそれぞれ摺動自在に内嵌される大径部１３Ｂａ及び小径部１３Ｂｂを有した二段形状のピストン１３Ｂ、シリンダ筒１３Ａの小径筒部側底面１３Ａｄとピストン１３Ｂの小径部側端面１３Ｂｄとの間に介装されてピストン１３Ｂをシリンダ筒１３Ａの大径筒部側底面１３Ａｃ方向に向けて押圧するバネ１３Ｃ等を備えて構成されると共に、シリンダ筒１３Ａの大径筒部側底面１３Ａｃとピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃとの間には大径部側油室１３Ｄが形成され、また、シリンダ筒１３Ａの小径筒部側底面１３Ａｄとピストン１３Ｂの小径部側端面１３Ｂｄとの間には小径部側油室１３Ｅが形成され、さらにシリンダ筒１３Ａの大径筒部１３Ａａ、小径筒部１３Ａｂ間の段差部１３Ａｅとピストン１３Ｂの大径部１３Ｂａ、小径部１３Ｂｂ間の段差部１３Ｂｅとの間にはドレン室１３Ｆが形成されている。そして、前記大径部側油室１３Ｄは前述した切換弁１２に接続され、また、小径部側油室１３Ｅは逆止弁１４を介してアキュムレータ１０に接続され、さらにドレン室１３Ｆは油タンク３に接続されている。前記逆止弁１４は、増圧器１３からアキュムレータ１０に至る増圧器出力ライン１７に配されていて、増圧器１３の小径部側油室１３Ｅからアキュムレータ１０への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するように構成されている。さらに、前記増圧器１３のピストン１３Ｂには、大径部側油室１３Ｄと小径部側油室１３Ｅとを連通する連通路１３Ｇが形成されていると共に、該連通路１３Ｇには、大径部側油室１３Ｄから小径部側油室１３Ｅへの油の流れは許容するが逆方向の流れは阻止する逆止弁１３Ｈが配設されている。また、１３Ａｆはシリンダ筒１３Ａの大径筒部側底面１３Ａｃに設けられる大径筒部側ストッパ、１３Ａｇは小径筒部側底面１３Ａｄに設けられる小径筒部側ストッパであって、これら大径筒部側ストッパ１３Ａｆ、小径筒部側ストッパ１３Ａｇにピストン１３Ｂが当接することによって該ピストン１３Ｂのこれ以上の大径筒部側底面１３Ａｃ方向、小径筒部側底面１３Ａｄ方向への移動が規制されるようになっている。
On the other hand, the
ここで、前記増圧器１３は、ピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃに作用する負荷圧がピストン１３Ｂをシリンダ筒１３Ａの小径筒部側底面１３Ａｄ方向（図１における左方向）に移動させる力として作用し、また、ピストン１３Ｂの小径部側端面１３Ｂｄに作用する負荷圧及びバネ１３Ｃの付勢力がピストン１３Ｂをシリンダ筒１３Ａの大径筒部側底面１３Ａｃ方向（図１における右方向）に移動させる力として作用すると共に、下記の式（２）、（３）が成立するようになっている。
Ｐ２ｘ・Ｓ２＋Ｆｘ≧Ｐ１ｘ・Ｓ１ ・・・（２）
Ｐ２ｙ・Ｓ２＋Ｆｙ≦Ｐ１ｙ・Ｓ１ ・・・（３）
尚、上記式（２）、（３）及び以下の説明において、Ｓ１はピストン１３Ｂの大径部１３Ｂａの断面積、Ｓ２はピストン１３Ｂの小径部１３Ｂｂの断面積である。また、Ｆｘ、Ｐ１ｘ、Ｐ２ｘはそれぞれピストン１３Ｂがシリンダ筒１３Ａの大径筒部側端に位置している（大径筒部側ストッパ１３Ａｆに当接している）ときのバネ１３Ｃの付勢力、ピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃに作用する負荷圧、ピストン１３Ｂの小径部側端面１３Ｂｄに作用する負荷圧であり、また、Ｆｙ、Ｐ１ｙ、Ｐ２ｙはそれぞれピストン１３Ｂがシリンダ筒１３Ａの小径筒部側端（小径筒部側ストッパ１３Ａｇに当接している）に位置しているときのバネ１３Ｃの付勢力、ピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃに作用する負荷圧、ピストン１３Ｂの小径部側端面１３Ｂｄに作用する負荷圧である。
Here, the
P2x · S2 + Fx ≧ P1x · S1 (2)
P2y · S2 + Fy ≦ P1y · S1 (3)
In the above formulas (2), (3) and the following description, S1 is the cross-sectional area of the large-diameter portion 13Ba of the
そして、前記増圧器１３は、切換弁１２の切換え作動に基づき油圧ポンプ１の吐出圧を増圧してアキュムレータ１０に供給するが、該増圧器１３の作動について以下に説明する。まず、駆動機構２の駆動時（油圧ポンプ１の駆動時）において、切換弁１２を中立位置Ｎから作動位置Ｘに切換えると、油圧ポンプ１の吐出油がポンプライン５及び増圧器入力ライン１６を経由して増圧器１３の大径部側油室１３Ｄに供給される。これにより、ピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃには油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｐが作用するが、該油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｐは、ピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃに作用する最高圧であって、上記式（３）のＰ１ｙ以上（Ｐｐ≧Ｐ１ｙ）であるから、上記式（３）により、ピストン１３Ｂは、シリンダ筒１３Ａの小径筒部側ストッパ１３Ａｇに当接するまで小径筒部側端方向に移動する。そして、該ピストン１３Ｂの移動に伴い小径部側油室１３Ｅから増圧された圧油が出力され、該増圧油が逆止弁１４を経由してアキュムレータ１０に蓄圧される。この場合、小径部側油室１３Ｅから排出される増圧油の圧力、つまり、アキュムレータ１０に供給される圧力は、ピストン１３Ｂの断面積比Ｋ（Ｋ＝Ｓ１／Ｓ２、小径部１３Ｂｂの断面積Ｓ２に対する大径部１３Ｂａの断面積Ｓ１）に比例して高圧になるため、大径部１３Ｂａの断面積Ｓ１を小径部１３Ｂｂの断面積Ｓ２よりも充分に大きな値に設定することにより、アキュムレータ１０に油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｐよりも充分に高圧な圧油を蓄圧することができる。
The
次いで、切換弁１２を作動位置Ｘから中立位置Ｎに切換えると、油圧ポンプ１から大径部側油室１３Ｄへの圧油供給が断たれると共に、該大径部側油室１３Ｄが油タンク３に連通して、ピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃに作用する負荷圧はタンク圧Ｐｔになる。該タンク圧Ｐｔは、ピストン１３Ｂの大径部側端面１３Ｂｃに作用する最低圧であって、上記式（２）のＰ１ｘ以下（Ｐｔ≦Ｐ１ｘ）であるから、上記式（２）より、ピストン１３Ｂは、シリンダ筒１３Ａの大径筒部側ストッパ１３Ａｆに当接するまで大径筒部側端方向に移動する。このとき、小径部側油圧１３Ｅには、大径部側油室１３Ｄの油が連通路１３Ｇ及び逆止弁１３Ｈを経由して供給されると共に、アキュムレータ１０から小径部側油室１３Ｅへの逆流は、増圧器出力ライン１７に配された逆止弁１４によって阻止されるようになっている。そして、ピストン１３Ｂがシリンダ筒１３Ａの大径筒部側端に達した後、再び切換弁１２を作動位置Ｘに切換えると、再びピストン１３Ｂがシリンダ筒１３Ａの小径筒部側端方向に移動して増圧油がアキュムレータ１０に蓄圧され、この様にして、切換弁１２の切換え作動に基づいて増圧器１３のピストン１３Ｂが往復移動し、これに伴い増圧器１３から出力された増圧油が漸次アキュムレータ１０に蓄積されていくように構成されている。尚、前記切換弁１２の切換え作動は、制御装置１５の行なうアキュムレータ蓄圧制御によって制御されるが、該アキュムレータ蓄圧制御については後述する。
Next, when the switching
一方、１８は前記アキュムレータ１０に接続されるアキュムレータラインであって、該アキュムレータライン１８には、油タンク３に至る第二リリーフ油路１９が分岐形成されている。該第二リリーフ油路１９には、アキュムレータライン１８の回路圧を設定する第二リリーフ弁２０が配設されており、これによりアキュムレータライン１８の回路圧は、第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２を越えないように設定されているが、該第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２は、前記第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１よりも高圧（ＰＲ２＞ＰＲ１）に設定されている。
On the other hand, 18 is an accumulator line connected to the
また、２２は前記アキュムレータライン１８から分岐されて前記ポンプライン５に至る補充ラインであって、該補充ライン２２には第一制御弁（本発明の補充ライン用制御弁に相当する）２３が配設されている。該第一制御弁２３は、電磁比例切換弁を用いて構成されており、制御装置１５からの出力信号がＯＦＦの場合には、補充ライン２２を閉じる中立位置Ｎに位置しているが、制御装置１５からＯＮ信号が出力されることにより作動位置Ｘに切換わって補充ライン２２を開くと共に、その開口面積は、制御装置１５からの信号値に応じて可変制御されるようになっている。つまり、制御装置１５からの制御信号に基づいて作動する第一制御弁２３によって、アキュムレータライン１８からポンプライン５への圧油供給流量を制御できるようになっている。
A
さらに、前記アキュムレータライン１８には、該アキュムレータライン１８から圧油が供給される第二アクチュエータ回路２４が第二制御弁（本発明の第二アクチュエータ回路用制御弁に相当する）２５を介して接続されている。該第二制御弁２５は、前記第一制御弁２３と同様に電磁比例切換弁を用いて構成されていて、制御装置１５からの出力信号がＯＦＦの場合には、アキュムレータライン１８から第二アクチュエータ回路２４に至る油路を閉じる中立位置Ｎに位置しているが、制御装置１５からＯＮ信号が出力されることにより作動位置Ｘに切換わって、アキュムレータライン１８から第二アクチュエータ回路２４に至る油路を開くと共に、その開口面積は、制御装置１５からの信号値に応じて可変制御されるようになっている。つまり、制御装置１５からの制御信号に基づいて作動する第二制御弁２５によって、アキュムレータライン１８から第二アクチュエータ回路２４への圧油供給流量を制御できるようになっている。尚、前記第二アクチュエータ回路２４は、単数或いは複数の第二油圧アクチュエータ（図示しないが、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータ）に圧油を供給するための回路である。
Further, a
次いで、制御装置１５の行なうアキュムレータ蓄圧制御について説明する。つまり、前述したように、切換弁１２の切換え作動に基づいて増圧器１３から増圧油が出力され、該増圧油がアキュムレータ１０に蓄圧されることになるが、上記切換弁１２の切換え作動は、制御装置１５の行なうアキュムレータ蓄圧制御によって制御される構成になっており、該アキュムレータ蓄圧制御について、図２に示すフローチャート図に基づいて説明する。まず、制御装置１５は、油圧ポンプ１を駆動せしめる駆動機構２の駆動、停止に基づいてＯＮ、ＯＦＦが切換わるスイッチ２６と、アキュムレータライン１８の圧力を検出するアキュムレータ用圧力センサ２７からの検出信号を入力する（ステップＳ１）。
Next, accumulator pressure accumulation control performed by the
次いで、制御装置１５は、スイッチ２６からの入力信号に基づいて、駆動機構２の駆動の有無を判定する（ステップＳ２）。該ステップＳ２の判定で、駆動機構２が駆動している（スイッチ２６がＯＮ）と判定された場合には、続けて、アキュムレータ用圧力センサ２７により検出されるアキュムレータライン１８の圧力ＰＡが第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２未満であるか否か（ＰＡ＜ＰＲ２？）を判定する（ステップＳ３）。
Next, the
そして、前記ステップＳ３の判定で「ＹＥＳ」、つまり、アキュムレータライン１８の圧力ＰＡが第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２未満である（ＰＡ＜ＰＲ２）と判定された場合には、制御装置１５は切換弁１２に対して、予め設定される所定時間Ｔ間隔でＯＮ信号とＯＦＦ信号とを繰返して出力（ＯＮ／ＯＦＦ信号反復出力）する（ステップＳ４）。これにより、切換弁１２は、所定時間Ｔ間隔で作動位置Ｘと中立位置Ｎとに切換わるが、上記所定時間Ｔは、切換弁１２の切換え作動に基づいて増圧器１３のピストン１３Ｂがシリンダ筒１３Ａの大径筒部側端と小径筒部側端との間を移動することができる時間に設定されている。そして、切換弁１２が所定時間Ｔ間隔で作動位置Ｘと中立位置Ｎとに切換わることにより、前述したように、増圧器１３のピストン１３Ｂが往復移動して増圧油を出力し、該増圧油がアキュムレータ１０に蓄積される。
When the determination in step S3 is “YES”, that is, when it is determined that the pressure PA of the
一方、前記ステップＳ２の判定で、駆動機構２が停止している（スイッチ２６がＯＦＦ）と判定された場合、或いは、ステップＳ３の判定で「ＮＯ」、つまり、アキュムレータライン１８の圧力ＰＡが第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２以上（ＰＡ≧ＰＲ２）であると判定された場合には、制御装置１５は切換弁１２に対してＯＦＦ信号を出力する（ステップＳ５）。これにより、切換弁１２は中立位置Ｎに保持されて、増圧器１３のピストン１３Ｂの往復移動は行なわれず、増圧器１３からアキュムレータ１０への増圧油の供給は停止されるようになっている。尚、前記ストップＳ４の処理後、或いはステップＳ５の処理後は、前記ステップＳ１に戻る。
On the other hand, if it is determined in step S2 that the
而して、前記制御装置１５の行なうアキュムレータ蓄圧制御によって、駆動機構２が駆動しており、且つ、アキュムレータライン１８の圧力ＰＡが第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２未満の場合には、切換弁１２の切換え作動に基づいて増圧器１３から増圧油が出力され、該増圧油がアキュムレータ１０に蓄圧される。該アキュムレータ１０への蓄圧は、アキュムレータライン１８の圧力ＰＡが第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２に達するまで続行される。そして、アキュムレータライン１８の圧力ＰＡが第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２に達すると、切換弁１２が中立位置Ｎに保持されることによりアキュムレータ１０への蓄圧は停止されるが、アキュムレータ１０の蓄圧油が使用されてアキュムレータライン１８の圧力ＰＡが再び第二リリーフ弁２０の設定圧ＰＲ２未満になると、アキュムレータ１０への蓄圧が再開される。一方、駆動機構２が停止している場合には、油圧ポンプ１の吐出油が増圧器入力ライン１６に供給されないが、この場合には、アキュムレータライン１８の圧力ＰＡに関わらず、アキュムレータ１０への蓄圧は行なわれないようになっている。
Thus, when the
さらに、前記制御装置１５は、駆動機構２の停止中において、第一アクチュエータ回路７の回路圧を予め設定される第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ以上に保持するための第一アクチュエータ回路圧力保持制御を行なう。該第一アクチュエータ回路圧力保持制御について、図３に示すフローチャート図に基づいて説明すると、まず、制御装置１５は、前記スイッチ２６と、ポンプライン５の圧力を検出するポンプライン用圧力センサ２８からの検出信号を入力する（ステップＳ１）。 尚、前記第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬは、駆動機構２の停止時に第一アクチュエータ回路７の内部漏洩により回路圧が低下してしまうことを防止するために、第一アクチュエータ回路７が保持するべき圧力として予め設定される圧力であって、第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１よりも低い値（ＰＬ＜ＰＲ１）に設定されている。
Further, the
次いで、制御装置１５は、スイッチ２６からの入力信号に基づいて、駆動機構２の駆動の有無を判定する（ステップＳ２）。該ステップＳ２の判定で、駆動機構２が停止している（スイッチ２６がＯＦＦ）と判定された場合には、続けて、ポンプライン用圧力センサ２８により検出されるポンプライン５の圧力ＰＳが前記第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ未満であるか否か（ＰＳ＜ＰＬ？）を判定する（ステップＳ３）。
Next, the
そして、前記ステップＳ３の判定で「ＹＥＳ」、つまり、ポンプライン５の圧力ＰＳが第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ未満である（ＰＳ＜ＰＬ）と判定された場合は、制御装置１５は第一制御弁２３に対してＯＮ信号を出力する（ステップＳ４）。これにより第一制御弁２３は、補充ライン２２を開く作動位置Ｘに切換わるが、該作動位置Ｘの第一制御弁２３の開口面積は、制御装置１５から出力される信号値によって制御される。
When the determination in step S3 is “YES”, that is, when it is determined that the pressure PS of the
前記ステップＳ４の処理後、制御装置１５は、ポンプライン用圧力センサ２８により検出されるポンプライン５の圧力ＰＳが第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１以上であるか否か（ＰＳ≧ＰＲ１？）を判定する（ステップＳ５）。
After the process of step S4, the
前記ステップＳ５の判定で「ＮＯ」、つまり、ポンプライン５の圧力ＰＳが第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１未満である（ＰＳ＜ＰＲ１）と判定された場合には、前記ステップＳ４の処理に戻る。これにより、ポンプライン５の圧力ＰＳが第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１未満のあいだは、第一制御弁２３は作動位置Ｘに保持されるようになっている。
If “NO” in the determination in step S5, that is, if it is determined that the pressure PS of the
一方、前記ステップＳ５の判定で「ＹＥＳ」、つまり、ポンプライン５の圧力ＰＳが第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１以上である（ＰＳ≧ＰＲ１）と判定された場合には、制御装置１５は第一制御弁２３に対してＯＦＦ信号を出力する（ステップＳ６）。これにより第一制御弁２３は、補充ライン２２を閉じる中立位置Ｎに切換わる。尚、ステップＳ６の処理後は、前記ステップＳ１に戻る。
On the other hand, if “YES” in the determination in step S5, that is, if it is determined that the pressure PS of the
また、前記ステップＳ２の判定で、駆動機構２が駆動している（スイッチ２６がＯＮ）と判定された場合、或いは、ステップＳ３の判定で「ＮＯ」、つまり、ポンプライン５の圧力ＰＳが第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ以上である（ＰＳ≧ＰＬ）と判定された場合には、ステップＳ１に戻る。
Further, when it is determined in step S2 that the
而して、前記制御装置１５の行なう第一アクチュエータ回路圧力保持制御によって、駆動機構２の停止中にポンプライン５の圧力ＰＳが第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ未満になった場合には、第一制御弁２３が補充ライン２２を開く作動位置Ｘに切換わり、これにより、アキュムレータ１０の蓄圧油が補充ライン２２及びポンプライン５を経由して第一アクチュエータ回路７に供給される。このアキュムレータ１０の蓄圧油の供給は、ポンプライン５の圧力ＰＳが第一リリーフ弁９の設定圧ＰＲ１に達するまで続行され、而して、駆動機構２の停止中であっても、第一アクチュエータ回路７の回路圧を第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ以上に保持することができるようになっている。
Thus, when the pressure PS of the
さらに、前記制御装置１５は、第二油圧アクチュエータの操作を検出する第二油圧アクチュエータ操作検出手段（例えば、第二油圧アクチュエータ用操作具の操作を検出する操作具検出手段や、第二油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて出力されるパイロット圧を検出する圧力センサ等）２９からの検出信号に基づいて、アキュムレータ１０から第二アキュムレータ回路２４への圧油供給を制御する。つまり、制御装置１５は、第二油圧アクチュエータ操作検出手段２９により第二油圧アクチュエータの操作が検出された場合に、第二制御弁２５に対してＯＮ信号を出力する。これにより第二制御弁２５は、アキュムレータライン１８から第二アクチュエータ回路２４に至る油路を開く作動位置Ｘに切換り、而して、アキュムレータ１０の蓄圧油が第二アクチュエータ回路２４に供給されるようになっている。この場合の第二制御弁２５の開口面積は、第二油圧アクチュエータ操作検出手段２９により検出される第二油圧アクチュエータの操作量に基づいて、第二油圧アクチュエータが要求する流量を供給できるように可変制御される構成になっている。尚、第二油圧アクチュエータ操作検出手段２９により第二油圧アクチュエータの操作が検出されない場合には、制御装置１５は第二制御弁２５に対してＯＦＦ信号を出力し、これにより第二制御弁２５は、アキュムレータライン１８から第二アクチュエータ回路２４に至る油路を閉じる中立位置Ｎに位置していて、アキュムレータ１０の蓄圧油は第二アクチュエータ回路２４に供給されないようになっている。また、アキュムレータ１０から第二アクチュエータ回路２４への圧油供給制御は、駆動機構２の駆動、停止に拘わらず行なわれるようになっている。
Further, the
叙述の如く構成された本形態において、作業機械の油圧回路には、駆動機構２により駆動される油圧ポンプ１と、該油圧ポンプ１の吐出側に接続されるポンプライン５の回路圧を設定する第一リリーフ弁９と、ポンプライン５から圧油が供給される第一アクチュエータ回路７と、圧油を蓄積するアキュムレータ１０とが設けられているが、さらに、油圧ポンプ１の吐出圧を増圧する増圧器１３が設けられており、該増圧器１３により増圧された圧油が前記アキュムレータ１０に蓄積される構成になっていると共に、アキュムレータ１０に接続されるアキュムレータライン１８の回路圧を前記第一リリーフ弁９の設定圧よりも高く設定する第二リリーフ弁２０と、アキュムレータライン１８から圧油が供給される第二アクチュエータ回路２４と、アキュムレータライン１８の圧油をポンプライン５に供給する補充ライン２２とが設けられている。
In the present embodiment configured as described, the circuit pressure of the hydraulic pump 1 driven by the
この結果、アキュムレータ１０に、油圧ポンプ１の吐出圧よりも高圧の圧油を蓄積できることになり、而して、油圧ポンプ１の吐出油をそのまま蓄積する場合と比して、アキュムレータ１０の容積を大きくすることなくアキュムレータ１０の吐出量を多くすることができて、アキュムレータ１０の小型化、軽重量化に貢献できる。さらに、アキュムレータライン１８から圧油供給される第二アクチュエータ回路２４には、ポンプライン５の回路圧よりも高圧で作動する油圧アクチュエータを配することができる。また、アキュムレータ１０に蓄積された高圧の圧油を、補充ライン２２を介して第一アクチュエータ回路７に供給することもできる。
As a result, pressure oil higher than the discharge pressure of the hydraulic pump 1 can be accumulated in the
さらにこのものにおいて、前記増圧器１３は、ポンプライン５から増圧器１３に至る増圧器入力ライン１６に配された切換弁１２の切換え作動に基づいて増圧作動を行なうと共に、上記切換弁１２は制御装置１５からの制御信号に基づいて作動するが、該制御装置１５は、駆動機構２が駆動しており、且つ、アキュムレータライン１８の圧力が第二リリーフ弁２０の設定圧未満の場合に、増圧器１３を増圧作動させてアキュムレータ１０に蓄圧するべく前記切換弁１２に制御信号を出力することになる。而して、駆動機構２の駆動中は、アキュムレータ１０の蓄圧圧力が第二リリーフ弁２０の設定圧を保持するように増圧器１３の増圧作動が行なわれると共に、第二リリーフ弁２０の設定圧に達した以降も増圧作動が続行されて増圧油が第二リリーフ弁２０からリリーフされてしまうような無駄をなくすことができる。
Further, in this device, the
また、前記補充ライン２２には、該補充ライン２２を開閉する第一制御弁２３が設けられていると共に、該第一制御弁２３は制御装置１５からの制御信号に基づいて作動するが、制御装置１５は、駆動機構２が停止しており、且つ、ポンプライン５の圧力が予め設定される第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ未満の場合に、補充ライン２２を開いてアキュムレータ１０の蓄圧油を第一アクチュエータ回路７に供給するべく前記第一制御弁２３に制御信号を出力することになる。この場合、アキュムレータ１０には油圧ポンプ１の吐出圧を増圧した圧油が蓄積されているから、駆動機構２を停止させたままであっても、第一アクチュエータ回路７の圧力を第一アクチュエータ回路保持圧ＰＬ以上に長期間保持することができる。
The
さらにこのものでは、アキュムレータライン１８から第二アクチュエータ回路２４への供給流量を制御する第二制御弁２５が設けられていると共に、該第二制御弁２５は制御装置１５からの制御信号に基づいて作動するが、該制御装置１５は、第二アクチュエータ回路２４に配される第二油圧アクチュエータが操作された場合に、アキュムレータ１０の蓄圧油を第二アクチュエータ回路２４に供給するべく前記第二制御弁２５に制御信号を出力することになる。この結果、アキュムレータ１０の蓄圧油を、無駄無く効率的に第二アクチュエータ回路２４に供給することができる。
Further, in this case, a
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、上記実施の形態では、駆動機構の駆動、停止を判別する手段としてスイッチ２６を用いたが、これに限らず、エンジンや電動機の回転を検出するセンサ等を用いて駆動機構の駆動、停止を判別する構成にすることもできる。また、本発明は、油圧回路に限定されるものではなく、作動油と等価な作動液により作動する液圧回路に実施できることは勿論である。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
本発明は、液圧エネルギーを蓄積するためのアキュムレータを備えた各種の液圧回路に利用することができる。 The present invention can be used in various hydraulic circuits including an accumulator for accumulating hydraulic energy.
１ 油圧ポンプ
２ 駆動機構
５ ポンプライン
７ 第一アクチュエータ回路
９ 第一リリーフ弁
１０ アキュムレータ
１２ 切換弁
１３ 増圧器
１５ 制御装置
１６ 増圧器入力ライン
１８ アキュムレータライン
２０ 第二リリーフ弁
２２ 補充ライン
２３ 第一制御弁
２４ 第二アクチュエータ回路
２５ 第二制御弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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