JP6644536B2 - Excavator - Google Patents
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Description
本発明は、ショベルに関する。 The present invention relates to a shovel.
従来から、ショベルのブーム下げ動作時に、第１アームシリンダ流量制御弁の上流に位置する第２ブームシリンダ流量制御弁を通じて、ブームシリンダのボトム側の油室から流出する作動油をセンターバイパスラインに合流させる構成が開示されている。（例えば、特許文献１）。 Conventionally, at the time of a boom lowering operation of a shovel, hydraulic oil flowing out of an oil chamber on the bottom side of a boom cylinder joins a center bypass line through a second boom cylinder flow control valve located upstream of the first arm cylinder flow control valve. There is disclosed a configuration for causing this to occur. (For example, Patent Document 1).
かかる構成によれば、ブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をアームシリンダの駆動に利用することができる。 According to this configuration, the operating oil flowing out of the bottom oil chamber of the boom cylinder can be used for driving the arm cylinder.
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、ブームシリンダのボトム側の油室から出する作動油をアームシリンダの駆動という一の用途でしか再利用することができない。 However, in the conventional technology described in Patent Document 1, the operating oil discharged from the oil chamber on the bottom side of the boom cylinder can be reused only for one purpose of driving the arm cylinder.
そこで、上記課題に鑑み、ブーム下げ動作時に、ブームシリンダのボトム側の油室から流出する作動油を選択的に複数の用途に利用することが可能なショベルを提供することを目的とする。 In view of the above problem, it is an object of the present invention to provide a shovel capable of selectively using hydraulic oil flowing out of an oil chamber on a bottom side of a boom cylinder for a plurality of uses during a boom lowering operation.
上記目的を達成するため、一実施形態において、ショベルは、
ブームを含む複数のアタッチメントと、
前記ブームを油圧駆動するブームシリンダを含む、前記複数のアタッチメントのそれぞれを油圧駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される作動油を用いて前記ブームシリンダを駆動するブーム制御弁と、
所定の油路を通じて、前記ブーム制御弁と接続される回生制御弁と、
を備え、
前記ブーム制御弁は、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記所定の油路との間を連通可能に構成され、
前記回生制御弁は、前記所定の油路に接続される入力ポート、第１出力ポート、及び第２出力ポートを有し、前記入力ポートと前記第１出力ポート及び第２出力ポートとの間が非連通の中立状態から、前記入力ポートと前記第１出力ポートとの間、及び前記入力ポートと前記第２出力ポートとの間を選択的に連通可能に構成される。
To achieve the above object, in one embodiment, the shovel is
Multiple attachments, including booms,
A plurality of hydraulic actuators that hydraulically drive each of the plurality of attachments, including a boom cylinder that hydraulically drives the boom,
A hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the plurality of hydraulic actuators,
A boom control valve that drives the boom cylinder using hydraulic oil discharged from the hydraulic pump,
Via a predetermined oil passage, and a regenerative control valve wherein are connected boom control valve,
With
The boom control valve is configured to be able to communicate between a bottom oil chamber of the boom cylinder and the predetermined oil passage,
The regenerative control valve has an input port, a first output port, and a second output port connected to the predetermined oil passage, and a connection between the input port and the first output port and the second output port. From the non-communication neutral state, it is possible to selectively communicate between the input port and the first output port and between the input port and the second output port.
上述の実施形態によれば、ブーム下げ動作時に、ブームシリンダのボトム側の油室から流出する作動油を選択的に複数の用途に利用することが可能なショベルを提供することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to provide a shovel capable of selectively using hydraulic oil flowing out from an oil chamber on a bottom side of a boom cylinder for a plurality of uses during a boom lowering operation.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
まず、図１〜図３を参照して、本実施形態に係るショベルの構成について説明をする。 First, the configuration of the shovel according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図１は、本実施形態に係るショベルを示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing the shovel according to the present embodiment.
図１に示すように、油圧モータ１Ａ，１Ｂ（図２参照）により油圧駆動される下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられる。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が取り付けられる。アタッチメントとしてのブーム４、アーム５、及びバケット６は、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ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。また、上部旋回体３には、オペレータが搭乗するキャビン１０が設けられると共に、エンジン１１（図２参照）等が搭載される。
As shown in FIG. 1, an upper revolving unit 3 is mounted on a lower traveling unit 1 that is hydraulically driven by
図２は、ショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図中、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細い実線でそれぞれ示されている。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a drive system of the shovel. In the figure, the mechanical power system is indicated by a double line, the high-pressure hydraulic line is indicated by a thick solid line, the pilot line is indicated by a broken line, and the electric drive / control system is indicated by a thin solid line.
本実施形態に係るショベルにおけるメイン駆動部としてのエンジン１１と、アシスト駆動部としての電動発電機１２は、減速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続される。減速機１３の出力軸には、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。また、メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続される。
In the shovel according to the present embodiment, an
エンジン１１は、減速機１３を介して、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。
The
電動発電機１２は、減速機１３を介して、エンジン１１をアシストしメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動することができる。また、電動発電機１２は、減速機１３を介して伝達されるエンジン１１の動力で発電することができる。
The motor generator 12 can drive the
メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、斜板の角度（傾転角）を制御することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量（吐出圧）を制御することができる。メインポンプ１４は、後述の如く、２つのメインポンプ１４Ａ、１４Ｂ（図４等参照）を含む。
The
パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプである。
The
コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作に応じて、油圧系の制御を行う制御装置である。下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）、１Ｂ（左用）、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等（以下、まとめて「油圧アクチュエータ」と称する場合がある）は、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４と各油圧アクチュエータとの間に設けられ、メインポンプ１４（１４Ａ，１４Ｂ）から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量（圧力）と流れる方向を制御する複数の油圧制御弁（後述する油圧制御弁１７１，１７２，１７４，１７６〜１７９、図４等参照）を含む。また、コントロールバルブ１７は、ショベルのブーム下げ動作時にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の回生（ブーム回生）を行う油圧制御弁１７５（回生制御弁の一例、図４等参照）を含む。即ち、コントロールバルブ１７は、油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量等を制御する複数の油圧制御弁と、ブーム回生用の油圧制御弁１７５とを同一の筐体内に含む制御弁ユニットである。コントロールバルブ１７を含む油圧回路の詳細は後述する。
The
電動発電機１２には、インバータ１８Ａを介して、蓄電装置としてのキャパシタ１９（図３参照）を含む蓄電系１２０が接続される。また、パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。操作装置２６は、レバー２６Ａ，２６Ｂ、ペダル２６Ｃを含み、下部走行体１（油圧モータ１Ａ，１Ｂ）、上部旋回体３（後述する旋回用電動機２１）、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、及びバケット６（バケットシリンダ９）等の操作を行うための操作手段である。レバー２６Ａ，２６Ｂ、及びペダル２６Ｃは、油圧ライン２７及び油圧ライン２８を介して、コントロールバルブ１７及び圧力センサ２９にそれぞれ接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じたパイロット信号（パイロット圧）が入力される。圧力センサ２９は、コントローラ３０に接続される。これにより、コントローラ３０には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じた圧力信号が入力される。
A
また、本実施形態に係るショベルは、旋回機構２が電動化され、旋回機構２（上部旋回体３）を駆動する旋回用電動機２１が設けられる。また、旋回用電動機２１は、上部旋回体３の旋回減速時に、運動エネルギを電気エネルギに変換し、回生発電を行う。旋回用電動機２１は、インバータ１８Ｂを介して蓄電系１２０に接続される。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。
In the shovel according to the present embodiment, the turning mechanism 2 is electrically driven, and a turning electric motor 21 that drives the turning mechanism 2 (the upper turning body 3) is provided. The turning electric motor 21 converts kinetic energy into electric energy and performs regenerative power generation when the upper turning body 3 decelerates turning. Turning electric motor 21 is connected to
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う制御装置である。コントローラ３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ等を含む演算処理装置（マイクロコンピュータ）等により構成され、ＲＯＭに格納される各種駆動制御用のプログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種駆動制御が実現される。
The
コントローラ３０は、圧力センサ２９から供給される圧力信号（操作装置２６における上部旋回体３の操作状態を表す信号）を速度指令に変換し、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。尚、圧力センサ２９から供給される信号は、旋回機構２を旋回させるための操作装置２６における操作量を表す信号である。
The
また、コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（電動（アシスト）運転又は発電運転の切り替え）を行うとともに、昇降圧コンバータ１００（図３参照）を駆動制御することによるキャパシタ１９（図３参照）の充放電制御を行う。コントローラ３０は、キャパシタ１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態（電動（アシスト）運転又は発電運転）、及び旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づき、昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりキャパシタ１９の充放電制御を行う。
The
また、コントローラ３０は、後述する油圧制御弁１７５の切替制御を実行する。コントローラ３０による油圧制御弁１７５の切替制御の詳細については、後述する。
Further, the
図３は、蓄電系１２０の構成の一例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the
蓄電系１２０は、キャパシタ１９、昇降圧コンバータ１００、ＤＣバス１１０等を含む。
ＤＣバス１１０は、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間での電力の授受を制御する。キャパシタ１９には、キャパシタ１９の電圧値、及び電流値を検出するキャパシタ電圧検出部１１２、及びキャパシタ電流検出部１１３が設けられる。キャパシタ電圧検出部１１２、及びキャパシタ電流検出部１１３により検出されるキャパシタ電圧値、及びキャパシタ電流値は、コントローラ３０に供給される。
The DC bus 110 controls transfer of electric power among the capacitor 19, the motor generator 12, and the turning motor 21. The capacitor 19 is provided with a capacitor
昇降圧コンバータ１００は、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の運転状態に応じて、ＤＣバス電圧値を一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える。ＤＣバス１１０は、インバータ１８Ａ、１８Ｂと昇降圧コンバータ１００との間に配設され、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１は、ＤＣバス１１０を介して、電力の授受を行う。
The step-up / step-down
昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧検出部１１１により検出されるＤＣバス電圧値、キャパシタ電圧検出部１１２により検出されるキャパシタ電圧値、及びキャパシタ電流検出部１１３により検出されるキャパシタ電流値に基づき、コントローラ３０により実行される。
The switching control between the step-up operation and the step-down operation of the buck-
次に、図４〜図７を参照して、本実施形態に係るショベルにおける油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の詳細について説明する。 Next, details of a hydraulic circuit that drives a hydraulic actuator in the shovel according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図４〜図７は、本実施形態に係るショベルの油圧回路の一例を示す図である。具体的には、図４は、ショベルの油圧アクチュエータの非動作時における油圧回路の状態を示す図である。また、図５は、ショベルがブーム上げ動作を行う場合における油圧回路の状態を示す図である。また、図６、図７は、ショベルがブーム下げ動作を行う場合における油圧回路の状態を示す図である。 4 to 7 are diagrams illustrating an example of a hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment. Specifically, FIG. 4 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the hydraulic actuator of the shovel is not operating. FIG. 5 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the shovel performs the boom raising operation. FIGS. 6 and 7 are diagrams showing the state of the hydraulic circuit when the shovel performs the boom lowering operation.
尚、図５〜図７において、走行直進弁１７０、及び油圧制御弁１７１〜１８０は、実現されている作動油の流れの状態のみを示し、スプールの移動により実現可能な他の状態の図示を省略している。
In FIGS. 5 to 7, the traveling
［油圧回路の構成］
図４に示すように、本実施形態に係るショベルにおける油圧アクチュエータを駆動する油圧回路は、エンジン１１及び電動発電機１２の少なくとも一方で駆動される２つのメインポンプ１４Ａ，１４Ｂから、センターバイパス油路２０１（２０１Ａ，２０１Ｂ）のそれぞれを経て作動油タンク（以下、単に「タンク」と称する）まで作動油を循環させる。また、油圧回路は、センターバイパス油路２０１Ａ，２０１Ｂのそれぞれから分岐するパラレル油路２０２（２０２Ａ，２０２Ｂ）を含む。
[Configuration of hydraulic circuit]
As shown in FIG. 4, a hydraulic circuit that drives a hydraulic actuator in the shovel according to the present embodiment includes a center bypass oil passage from two
尚、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂの制御方式としては、例えば、後述するネガティブコントロール絞り２３０（２３０Ａ，２３０Ｂ）で発生する制御圧（ネガコン圧）に基づくネガティブコントロール制御が採用される。また、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂは、吸収馬力がエンジン１１、電動発電機１２による出力馬力を超えないように、レギュレータ（不図示）により吐出量の制御がなされる（全馬力制御）。
As a control method of the
センターバイパス油路２０１Ａは、メインポンプ１４Ａとコントロールバルブ１７との間を繋ぐ高圧油圧ライン１６（１６Ａ）から延設され、上流側（メインポンプ１４Ａ側）から順に、油圧制御弁１７１，１７３，１７５，１７７，１７８を経由してタンクに至る高圧油路である。また、センターバイパス油路２０１Ａは、最下流の油圧制御弁１７８とタンクの間にネガティブコントロール絞り（ネガコン絞り）２３０（２３０Ａ）を備える。
The center
センターバイパス油路２０１Ｂは、メインポンプ１４Ｂとコントロールバルブ１７との間を繋ぐ高圧油圧ライン１６（１６Ｂ）から延設され、上流側（メインポンプ１４Ｂ側）から順に、走行直進弁１７０、油圧制御弁１７２，１７４，１７６，１７９、１８０を経由してタンクに至る高圧油路である。また、センターバイパス油路２０１Ｂは、最下流の油圧制御弁１８０とタンクの間にネガコン絞り２３０（２３０Ｂ）を備える。
The center
パラレル油路２０２Ａは、センターバイパス油路２０１Ａにおける油圧制御弁１７１と油圧制御弁１７３との間で分岐し、油圧制御弁１７３，１７５，１７７、１７８に対して並列的にメインポンプ１４Ａからの作動油を供給する。
The
パラレル油路２０２Ｂは、センターバイパス油路２０１Ｂにおける走行直進弁１７０の上流で分岐し、油圧制御弁１７２，１７４，１７６，１７９に対して並列的にメインポンプ１４Ｂからの作動油を供給する。
The
走行直進弁１７０は、下部走行体１を駆動する油圧モータ１Ａ，１Ｂとそれ以外の油圧アクチュエータとが同時に操作された場合に作動するスプール弁である。図４に示すように、通常、センターバイパス油路２０１Ａにおける油圧制御弁１７１の上流で分岐する油路２０３を通じて、メインポンプ１４Ａから供給される作動油は、走行直進弁１７０を通じて、パラレル油路２０２Ａに戻される。一方、下部走行体１を駆動する油圧モータ１Ａ，１Ｂとそれ以外の油圧アクチュエータとが同時に操作されると、走行直進弁１７０のスプールが図中右方向に移動する。そのため、油路２０３を通じて、メインポンプ１４Ａから供給される作動油は、油圧制御弁１７２の上流でセンターバイパス油路２０１Ｂに導入され、代わりに、メインポンプ１４Ｂから供給される作動油がパラレル油路２０２Ａに導入される。これにより、油圧モータ１Ａ，１Ｂの流量等を制御する油圧制御弁１７１，１７２を共に、メインポンプ１４Ａから供給される作動油で駆動することができるため、下部走行体１の直進性が高まる。また、詳細は後述するが、本実施形態では、走行直進弁１７０を下部走行体１の直進性の確保以外の用途で使用する。
The
油圧制御弁１７１は、メインポンプ１４Ａが吐出する作動油を油圧モータ１Ａで循環させるスプール弁である。油圧制御弁１７１は、中立位置（図４に示す状態）に対するスプールの移動（図中右方向或いは左方向）に応じて、作動油の流れる方向を切り替えると共に、作動油の流量を調整する。
The
油圧制御弁１７２は、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂが吐出する作動油を油圧モータ１Ｂで循環させるスプール弁である。油圧制御弁１７２は、中立位置（図４に示す状態）に対するスプールの移動（図中右方向或いは左方向）に応じて、作動油の流れる方向を切り替えると共に、作動油の流量を調整する。
The
油圧制御弁１７３は、油圧モータや油圧シリンダ等を駆動するために利用可能な予備のスプール弁である。油圧制御弁１７３は、中立位置（図４に示す状態）に対するスプールの移動（図中右方向或いは左方向）に応じて、作動油の流れる方向を切り替えると共に、作動油の流量を調整することができる。
The
油圧制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｂが吐出する作動油をバケットシリンダ９に導入し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油をタンクに排出するスプール弁である。油圧制御弁１７４は、中立位置（図４に示す状態）に対するスプールの移動（図中右方向或いは左方向）に応じて、作動油の流れる方向を切り替えると共に、作動油の流量を調整する。
The
油圧制御弁１７５（回生制御弁の一例）は、操作装置２６でブーム下げ操作が行われた場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を予め規定された対象に供給する、即ち、ブーム回生を行うためのスプール弁である。油圧制御弁１７５は、センターバイパス油路２０１Ａの一区間である油路２０３（所定の油路の一例）を通じて、油圧制御弁１７７（ブーム制御弁の一例）と直列接続される。また、油圧制御弁１７５は、油路２０４に接続する入力ポートＰ０と、出力ポートＰ１，Ｐ２とを有し、入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ１との間、及び入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ２との間を選択的に連通可能に構成される。具体的には、油圧制御弁１７５は、スプールが中立位置（図４に示す状態）から図中左方向に移動することにより、入力ポートＰ０と出力ポートＰ１との間を連通させる。また、油圧制御弁１７５は、スプールが中立位置から図中右方向に移動することにより、入力ポートＰ０と出力ポートＰ２との間を連通させる。例えば、油圧制御弁１７５は、コントロールバルブ１７のバルブボディ（筐体）内に組み込まれたスプールが中立位置から図中左方向に所定量以上移動すると、入力ポートＰ０からスプールの内部空間（第１空間）に作動油が導入されると共に、第１空間に組み込まれたチェック弁を介して、第１空間から作動油が出力ポートＰ１に排出される。また、油圧制御弁１７５は、スプールが中立位置から右方向に所定量以上移動すると、入力ポートＰ０から第１空間と隔離されたスプールの内部空間（第２空間）に作動油が導入されると共に、第２空間に組み込まれたチェック弁を介して、第２空間から作動油が出力ポートＰ２に排出される。即ち、油圧制御弁１７５は、バルブボディと、バルブボディ内に組み込まれ、中立位置から所定軸（図４における左右方向の軸）に沿った第１方向（左方向）と第１方向の反対側の第２方向（右方向）に移動可能なスプールと、バルブボディに形成される入力ポートＰ０、出力ポートＰ１，Ｐ２と、スプールに形成され、入力ポートＰ０からスプール内部の第１空間に作動油を導入可能な第１導入口と、スプールに形成され、入力ポートＰ０からスプール内部の第１空間と隔離された第２空間に作動油を導入可能な第２導入口と、スプールに形成され、第１空間から出力ポートＰ１に作動油を排出可能な第１排出口と、スプールに形成され、第２空間から出力ポートＰ２に作動油を排出可能な第２排出口と、第１空間に組み込まれ、第１導入口から第１排出口に向けて作動油の流れを規制する第１チェック弁と、第２空間に組み込まれ、第２導入口から第２排出口に向けて作動油の流れを規制する第２チェック弁と、を備え、スプールが中立位置の場合、入力ポートＰ０と第１空間並びに第２空間との間、出力ポートＰ１と第１空間との間、及び出力ポートＰ２と第２空間との間は、非連通となり、スプールが中立位置から第１方向（左方向）に所定量以上移動した場合、第１導入口、第１空間、及び第１排出口を介して、入力ポートＰ０と出力ポートＰ１との間が連通し、スプールが中立位置から第２方向に所定量以上移動した場合、第２導入口、第２空間、及び第２排出口を介して、入力ポートＰ０と出力ポートＰ２との間が連通する構成であってよい。出力ポートＰ１，Ｐ２は、それぞれ、油路２０６、２０７に接続される。油路２０６、２０７の接続先については、後述する。
The hydraulic control valve 175 (an example of a regenerative control valve) supplies the hydraulic oil flowing out from the bottom oil chamber of the boom cylinder 7 to a predetermined target when the
尚、油圧制御弁１７５は、スプールを交換することにより、旋回機構が油圧駆動されるショベルの旋回油圧モータに供給する作動油の流量及び流れる方向を制御する油圧制御弁（旋回制御弁）として使用可能である。即ち、コントロールバルブ１７は、油圧制御弁１７５のスプール交換により、旋回機構が油圧駆動されるショベルとの間で共用可能である。
The
油圧制御弁１７６，１７７は、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂが吐出する作動油をブームシリンダ７に導入し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油をタンクに排出するスプール弁である。油圧制御弁１７６，１７７は、中立位置（図４に示す状態）に対するスプールの移動（図中右方向或いは左方向）に応じて、作動油の流れる方向を切り替えると共に、作動油の流量を調整する。
The
油圧制御弁１７６は、操作装置２６におけるブーム上げ操作を示すパイロット信号に応じて、スプールが中立位置から図中右方向に移動することにより、メインポンプ１４Ｂが吐出する作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に導入し、且つ、ブームシリンダ７のロッド側油室の作動油をタンクに排出する。また、油圧制御弁１７６は、操作装置２６におけるブーム下げ操作を示すパイロット信号に応じて、スプールが中立位置から図中左方向に移動することにより、メインポンプ１４Ｂが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に導入し、且つ、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油をタンクに排出する。即ち、油圧制御弁１７６は、メインポンプ１４Ｂが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室及びボトム側油室の何れか一方に導入し、且つ、ブームシリンダ７の作動油が導入された油室と反対側の油室の作動油をタンクに排出可能に構成される。また、油圧制御弁１７６は、ブーム下げ側位置（図中右側のスプール位置）におけるＣＴ油路（ブームシリンダ７のボトム側油室とタンクとを繋ぐ油路）とＰＣ油路（メインポンプ１４Ｂとブームシリンダ７のロッド側油室とを繋ぐ油路）の間にチェック弁を含む再生油路１７６Ａを備える。再生油路１７６Ａは、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させるために設けられる（ブーム再生）。また、再生油路１７６Ａの開口面積は、油圧制御弁１７６のスプールのブーム下げ方向（図中左方向）への変位量に比例する。
The
油圧制御弁１７７（ブーム制御弁の一例）は、操作装置２６におけるブーム上げ操作を示すパイロット信号に応じて、スプールが中立位置（図４に示す状態）から図中左方向に移動することにより、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂが吐出する作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に導入する。また、油圧制御弁１７７は、操作装置２６におけるブーム下げ操作を示すパイロット信号に応じて、スプールが中立位置から図中右方向に移動することにより、ブームシリンダ７のボトム側油室と油路２０４との間を連通させる。即ち、油圧制御弁１７７は、ショベルのブーム上げ動作時（即ち、操作装置２６でブーム上げ操作が行われた場合）だけ、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂから供給される作動油をブームシリンダ７（のボトム側油室）に導入する。そして、油圧制御弁１７７は、ショベルのブーム下げ動作時（即ち、操作装置２６でブーム下げ操作が行われた場合）、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を油路２０４に導入する。
The hydraulic control valve 177 (an example of a boom control valve) moves the spool from the neutral position (the state shown in FIG. 4) to the left in the drawing in response to a pilot signal indicating a boom raising operation in the operating
油圧制御弁１７８，１７９は、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂが吐出する作動油をアームシリンダ８に導入し、且つ、アームシリンダ８内の作動油をタンクに排出するスプール弁である。油圧制御弁１７８，１７９は、中立位置（図４に示す状態）に対するスプールの移動（図中右方向或いは左方向）に応じて、作動油の流れる方向を切り替えると共に、作動油の流量を調整する。油圧制御弁１７８は、操作装置２６におけるアーム５の操作が行われた場合、常に作動する。また、油圧制御弁１７９は、操作装置２６におけるアーム５の操作が行われ且つその操作量（レバー操作量）が所定量以上である場合に作動する。
The
尚、油圧制御弁１７１、１７２、１７４、１７６、１７７、１７８，１７９は、操作装置２６から入力される（２次側の）パイロット圧に応じて、スプールが移動することにより、操作装置２６における操作状態に応じた作動状態を実現する。即ち、ショベルの下部走行体１、ブーム４、アーム５、バケット６における所望の動作を実現する。また、走行直進弁１７０、油圧制御弁１７５には、コントローラ３０の制御指令に基づくパイロット信号（コントローラ３０の制御指令に応じて、パイロットポンプ１５で生成されるパイロット圧や、操作装置２６で生成される２次側のパイロット圧を電磁弁等で調整したパイロット信号）が入力される。そして、油圧制御弁１７５は、かかるパイロット信号に応じて、スプールが移動し、上述した作動状態を実現する。
The
油圧制御弁１８０は、メインポンプ１４Ｂが吐出する作動油をネガコン絞り２３０Ｒまで到達させるか否かを切り替えるスプール弁である。
The
メインリリーフ弁２１０は、メインポンプ１４Ａ或いはメインポンプ１４Ｂの吐出圧を予め規定されるリリーフ圧未満に制御する安全弁である。
The
リリーフ弁２２０（２２０Ａ，２２０Ｂ）は、ネガコン絞り２３０Ａ，２３０Ｂの上流におけるネガコン圧が予め規定されたリリーフ圧以上になった場合に作動油をタンクに排出してネガコン圧をかかるリリーフ圧未満に制御する安全弁である。 When the negative control pressure upstream of the negative control throttles 230A, 230B becomes equal to or higher than a predetermined relief pressure, the relief valve 220 (220A, 220B) discharges the hydraulic oil to the tank and controls the negative control pressure to less than the applied relief pressure. Safety valve.
［油圧回路の動作］
図５に示すように、ショベルがブーム上げ動作を行う場合、油圧制御弁１７６は、操作装置２６におけるブーム操作に応じて、スプールが図中右方向に移動し、メインポンプ１４Ｂから供給される作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に導入すると共に、ブームシリンダ７のロッド側油室の作動油をタンクに排出する。
[Operation of hydraulic circuit]
As shown in FIG. 5, when the shovel performs the boom raising operation, the
また、油圧制御弁１７７は、操作装置２６におけるブーム操作に応じて、スプールが図中左方向に移動し、メインポンプ１４Ａから供給される作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に導入する。
In addition, the
一方、図６、図７に示すように、ショベルがブーム下げ動作を行う場合、油圧制御弁１７６は、操作装置２６におけるブーム操作に応じて、スプールが図中左方向に移動し、メインポンプ１４Ｂから供給される作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に導入すると共に、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をタンクに排出する。また、油圧制御弁１７６は、再生油路１７６Ａを通じて、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側の油室に戻して再利用する、即ち、ブーム再生を行う。
On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, when the shovel performs the boom lowering operation, the
また、油圧制御弁１７７は、操作装置２６におけるブーム下げ操作に応じて、スプールが図中右方向に移動し、ブームシリンダ７のボトム側油室と油路２０４との間を連通させる。これにより、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を油路２０４に導入することができる。
In addition, the
また、油圧制御弁１７５は、コントローラ３０からの制御指令に基づくパイロット信号に応じて、スプールが図中左方向（図６の場合）或いは図中右方向（図７の場合）に移動し、入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ１との間、或いは、入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ２との間を連通させる。これにより、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を油路２０４から油路２０６或いは油路２０７に選択的に導入することができる。そのため、ブームシリンダ７のボトム側油室から油路２０６に導入された作動油と油路２０７に導入された作動油とを異なる用途で再利用することができる。即ち、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を選択的に複数の用途に利用することができる。
Further, in response to a pilot signal based on a control command from the
また、走行直進弁１７０は、コントローラ３０からの制御指令に基づくパイロット信号に応じて、スプールが図中右方向に移動し、油路２０３を介して、メインポンプ１４Ａが吐出する作動油をセンターバイパス油路２０１Ｂに導入する。これにより、メインポンプ１４Ａが吐出する作動油を、センターバイパス油路２０１Ｂを通じてタンクまで循環することができる。即ち、上述の如く、センターバイパス油路２０１Ａの一区間である油路２０４がブーム回生に利用されることにより、センターバイパス油路２０１Ａでメインポンプ１４Ａが吐出する作動油をタンクまで循環することができないところ、走行直進弁１７０を利用することにより、センターバイパス油路２０１Ｂで循環することができる。
Further, in response to a pilot signal based on a control command from the
［ブーム回生の対象（作動油の利用用途）］
図８は、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利用用途の一例を示す図である。具体的には、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供給先（以下、単に「供給先」と称する）と、かかる供給先を２つの供給先（油路２０６に接続される供給先と油路２０７に接続される供給先）から選択する際の操作装置２６における操作状態に関する条件（操作条件）と、かかる供給先を選択した場合の効果を示す表である。
[Target of boom regeneration (use of hydraulic oil)]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the usage of the hydraulic oil flowing out of the bottom oil chamber of the boom cylinder 7. Specifically, a supply destination (hereinafter, simply referred to as a “supply destination”) of the hydraulic oil flowing out from the bottom oil chamber of the boom cylinder 7 and the supply destination are connected to two supply destinations (connected to the oil passage 206). 6 is a table showing conditions (operation conditions) regarding an operation state of the
尚、供給先の選択は、操作条件以外の条件を加味して選択されてもよい。 The selection of the supply destination may be made in consideration of conditions other than the operation conditions.
例えば、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供給先としては、ブームシリンダ７のロッド側油室がある。この場合、油圧制御弁１７６におけるブーム再生分と併せて、油圧制御弁１７５を経由した作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に戻して再利用することができる。そのため、コントローラ３０がショベルの姿勢等に応じて、油圧制御弁１７５のスプールの変位量を調整することにより、ブーム再生時の再生油量の可変制御を行うことができる。供給先としてブームシリンダ７のロッド側油室を選択する操作条件は、例えば、"操作装置２６でブーム下げの単独操作が行われていること"、或いは、"ブーム下げ操作と旋回操作が行われていること（但し、旋回機構２が電動化されている場合）"である。
For example, the supply destination of the hydraulic oil flowing out from the bottom oil chamber of the boom cylinder 7 is a rod-side oil chamber of the boom cylinder 7. In this case, the hydraulic oil that has passed through the
また、例えば、供給先としては、タンクへの戻り油路がある。この場合、油圧制御弁１７６における作動油のタンクへの排出分と併せて、コントローラ３０がショベルの姿勢等に応じて、油圧制御弁１７５のスプールの変位量を調整することにより、ブーム再生時の排出油量の可変制御を行うことができる。供給先として、タンクへの戻り油路を選択する操作条件は、例えば、"操作装置２６でブーム下げの単独操作が行われていること"、或いは、"ブーム下げ操作と旋回操作が行われていること（但し、旋回機構２が電動化されている場合）"である。
Also, for example, the supply destination is an oil return to the tank. In this case, the
また、例えば、供給先としては、アームシリンダ８のロッド側油室がある。この場合、ショベルがアーム開き動作を行っていれば、アームシリンダ８を駆動するために、ブーム下げ動作時におけるブームシリンダ７のボトム側油室から流出される作動油を再利用することができる。供給先として、アームシリンダ８のロッド側油室を選択する操作条件は、例えば、"操作装置２６でブーム下げ操作とアーム開き操作が行われていること"である。
Also, for example, the supply destination is a rod-side oil chamber of the
また、例えば、供給先としては、アームシリンダ８のボトム側油室がある。この場合、ショベルがアーム閉じ動作を行っていれば、アームシリンダ８を駆動するために、ブーム下げ動作時におけるブームシリンダ７のボトム側油室から流出される作動油を再利用することができる。供給先として、アームシリンダ８のボトム側油室を選択する操作条件は、例えば、"操作装置２６でブーム下げ操作とアーム閉じ操作が行われていること"である。
Also, for example, the supply destination is a bottom side oil chamber of the
また、例えば、供給先としてはバケットシリンダ９のロッド側油室がある。この場合、ショベルがバケット開き動作を行っていれば、バケットシリンダ９を駆動するために、ブーム下げ動作時におけるブームシリンダ７のボトム側油室から流出される作動油を再利用することができる。供給先として、バケットシリンダ９のロッド側油室を選択する操作条件は、例えば、"操作装置２６でブーム下げ操作とバケット開き操作が行われていること"である。
For example, the supply destination is a rod-side oil chamber of the
また、例えば、供給先としては、バケットシリンダ９のボトム側油室がある。この場合、ショベルがバケット閉じ動作を行っていれば、バケットシリンダ９を駆動するために、ブーム下げ動作時におけるブームシリンダ７のボトム側油室から流出される作動油を再利用することができる。供給先として、バケットシリンダ９のボトム側油室を選択する操作条件は、例えば、"操作装置２６でブーム下げ操作とバケット閉じ操作が行われていること"である。
Further, for example, the supply destination is a bottom side oil chamber of the
また、例えば、供給先としては、アキュムレータがある。この場合、ブーム下げ動作時におけるブームシリンダ７のボトム側油室から流出される作動油をアキュムレータに供給して圧力エネルギとして蓄圧することができるため、ブーム下げ動作時以外のタイミングで他の油圧アクチュエータに供給する等して再利用することができる。供給先として、アキュムレータを選択する操作条件は、例えば、"操作装置２６でブーム下げの単独操作が行われていること"、或いは、"ブーム下げ操作と旋回操作が行われていること（但し、旋回機構２が電動化されている場合）"である。
Also, for example, there is an accumulator as the supply destination. In this case, the hydraulic oil flowing out of the bottom-side oil chamber of the boom cylinder 7 during the boom lowering operation can be supplied to the accumulator and accumulated as pressure energy. Can be reused. The operating condition for selecting the accumulator as the supply destination is, for example, that “the boom lowering operation is performed independently by the operating
このように、上述した供給先は一例であるが、例えば、上述した供給先のうちの異なる２つを出力ポートＰ１（油路２０６）、出力ポートＰ２（油路２０７）のそれぞれに接続する。即ち、出力ポートＰ１は、油圧アクチュエータ（アームシリンダ８、バケットシリンダ９）、タンクへの戻り油路、及びアキュムレータのうちの何れかに接続され、出力ポートＰ２は、油圧アクチュエータ、タンクへの戻り油路、及びアキュムレータのうち、出力ポートＰ１の接続先を除く何れかに接続される。これにより、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を選択的に複数の用途に利用することができる。
As described above, the above-mentioned supply destination is an example. For example, two different supply destinations described above are connected to the output port P1 (oil passage 206) and the output port P2 (oil passage 207), respectively. That is, the output port P1 is connected to any one of the hydraulic actuator (the
出力ポートＰ１、Ｐ２に接続する供給先の組み合わせは、任意であるが、例えば、エネルギ効率を重視する観点から、出力ポートＰ１，Ｐ２に接続する供給先として、ブームシリンダ７のロッド側油室とアキュムレータの組み合わせが採用されてよい。また、ショベルのパワー（作業効率）を重視する観点から、出力ポートＰ１，Ｐ２に接続する供給先として、アームシリンダ８のロッド側油室とボトム側油室の組み合わせ、バケットシリンダ９のロッド側油室とボトム側油室の組み合わせ、アームシリンダ８のロッド側油室或いはボトム側油室とバケットシリンダ９のロッド側油室或いはボトム側油室との組み合わせ等が採用されてよい。また、エネルギ効率と作業効率のバランスを重視する観点から、出力ポートＰ１，Ｐ２に接続する供給先として、ブームシリンダ７のロッド側油室、タンクへの戻り油路、或いはアキュムレータと、アームシリンダ８（ボトム側油室／ロッド側油室）或いはバケットシリンダ９（ボトム側油室／ロッド側油室）との組み合わせが採用されてよい。
The combination of the supply destinations connected to the output ports P1 and P2 is arbitrary, but, for example, from the viewpoint of emphasizing energy efficiency, the supply destinations connected to the output ports P1 and P2 are the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 and A combination of accumulators may be employed. Further, from the viewpoint of emphasizing the power (working efficiency) of the shovel, as a supply destination connected to the output ports P1 and P2, a combination of the rod-side oil chamber and the bottom-side oil chamber of the
［油圧制御弁１７５の制御］
コントローラ３０は、上述の如く、圧力センサ２９からの圧力信号に基づき、操作装置２６における操作状態を認識する。そして、コントローラ３０は、操作装置２６における操作状態に関する所定条件を満足すると、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ１（油路２０６）との間、又は入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ２（油路２０７）との間を連通させる。また、コントローラ３０は、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ１（油路２０６）との間、又は入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ２（油路２０７）との間を連通させるのに併せて、走行直進弁１７０のスプールを移動させて、メインポンプ１４Ａが吐出する作動油をセンターバイパス油路２０１Ｂに導入させる。
[Control of hydraulic control valve 175]
As described above, the
尚、当然の如く、操作装置２６における操作状態に関する所定条件には、必ず"操作装置２６でブーム下げ操作が行われていること"が含まれる。
As a matter of course, the predetermined condition regarding the operation state of the
例えば、図８に示す供給先のうち、出力ポートＰ１（油路２０６）にアームシリンダ８のロッド側油路が接続され、出力ポートＰ２（油路２０７）にアームシリンダ８のボトム側油路が接続される場合（アーム５の作業効率を重視する場合）、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ操作とアーム開き操作が行われているとき、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ１との間を連通させる。また、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ装置とアーム閉じ操作が行われているとき、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ２との間を連通させる。
For example, among the supply destinations shown in FIG. 8, the rod side oil passage of the
また、例えば、図８に示す供給先のうち、出力ポートＰ１（油路２０６）にバケットシリンダ９のロッド側油路が接続され、出力ポートＰ２（油路２０７）にバケットシリンダ９のボトム側油路が接続される場合（バケット６の作業効率を重視する場合）、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ操作とバケット開き操作が行われているとき、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ１との間を連通させる。また、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ操作とバケット閉じ操作が行われているとき、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ２との間を連通させる。
For example, among the supply destinations shown in FIG. 8, the rod-side oil passage of the
また、例えば、図８に示す供給先のうち、出力ポートＰ１（油路２０６）にブームシリンダ７のロッド側油室が接続され、出力ポートＰ２（油路２０７）にアキュムレータが接続される場合（エネルギ効率を重視する場合）、操作条件以外の条件を追加して、出力ポートＰ１と出力ポートＰ２の何れかを選択する。例えば、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ操作が行われており且つアキュムレータが既に蓄圧している場合、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ１（油路２０６）との間を連通させる。また、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ操作が行われており且つアキュムレータが蓄圧していない場合、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ２との間を連通させる。
Further, for example, among the supply destinations shown in FIG. 8, a case where the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 is connected to the output port P1 (oil passage 206) and the accumulator is connected to the output port P2 (oil passage 207) ( When the energy efficiency is emphasized), conditions other than the operation conditions are added, and either the output port P1 or the output port P2 is selected. For example, when the
また、例えば、図８に示す供給先のうち、出力ポートＰ１（油路２０６）にブームシリンダ４、タンク戻り油路、或いはアキュムレータが接続され、出力ポートＰ２（油路２０７）にアームシリンダ８のロッド側油室が接続される場合（エネルギ効率とアーム５の作業効率のバランスを重視する場合）、操作装置２６におけるアーム閉じ操作の有無に応じて、出力ポートＰ１、Ｐ２の何れかを選択する。具体的には、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ操作が行われ且つアーム開き操作が行われていない場合、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ１との間を連通させる。また、コントローラ３０は、操作装置２６でブーム下げ操作とアーム開き操作が行われている場合、油圧制御弁１７５における入力ポートＰ０と出力ポートＰ２との間を連通させる。尚、出力ポートＰ２（油路２０７）にアームシリンダ８のボトム側油室、バケットシリンダ９のロッド側油室、或いはバケットシリンダ９のボトム側油室が接続される場合についても、同様に、コントローラ３０は、アーム閉じ操作の有無、バケット開き操作の有無、或いはバケット閉じ操作の有無に応じて、出力ポートＰ１と出力ポートＰ２の何れかを選択する。
For example, among the supply destinations shown in FIG. 8, the boom cylinder 4, the tank return oil passage, or the accumulator is connected to the output port P1 (oil passage 206), and the
［油圧回路の構成の他の例］
本実施形態に係るショベルの油圧回路において、ブーム回生を行う回生制御弁は、センターバイパス油路２０１Ａにおけるブーム制御弁としての油圧制御弁１７７に直列接続される態様であれば、任意の油圧制御弁であってよい。即ち、旋回機構が油圧駆動されるショベルで旋回制御弁として利用（共用）される油圧制御弁１７５には限定されない。
[Other examples of hydraulic circuit configuration]
In the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment, a regenerative control valve that performs boom regeneration is an arbitrary hydraulic control valve as long as it is connected in series to a
例えば、図９〜図１１は、本実施形態に係るショベルの油圧回路の他の例を示す図である。具体的には、図９は、図４と同様、ショベルの油圧アクチュエータの非動作時における油圧回路の状態を示す図である。また、図１０、図１１は、図６、図７と同様、ショベルがアーム下げ動作を行う場合における油圧回路の状態を示す図である。 For example, FIGS. 9 to 11 are diagrams illustrating other examples of the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment. Specifically, FIG. 9 is a diagram showing a state of the hydraulic circuit when the hydraulic actuator of the shovel is not operating, as in FIG. FIGS. 10 and 11 are diagrams illustrating states of the hydraulic circuit when the shovel performs the arm lowering operation, similarly to FIGS. 6 and 7.
尚、図１０、図１１において、走行直進弁１７０、及び油圧制御弁１７１〜１８０は、実現されている作動油の流れの状態のみを示し、スプールの移動により実現可能な他の状態の図示を省略している。また、本例は、油圧制御弁１７３が油圧モータや油圧シリンダ等を駆動するために利用されないことを前提として実現可能な構成である。
In FIGS. 10 and 11, the traveling
図９〜図１１に示すように、本例に係るショベルの油圧回路は、図４〜図７に示す例の油圧回路に対して、油圧制御弁１７３と油圧制御弁１７５のセンターバイパス油路２０１Ａにおける位置が入れ替えられている点が異なる。即ち、本例では、油圧モータや油圧シリンダ等を駆動するために利用可能な予備の油圧制御弁１７３のスプールを交換して回生制御弁として用いる点が異なる。
As shown in FIGS. 9 to 11, the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment is different from the hydraulic circuits of the examples shown in FIGS. 4 to 7 in that the center
本例における油圧制御弁１７３の動作は、油圧制御弁１７７と油圧制御弁１７５を直列接続する油路２０４が、油圧制御弁１７７と油圧制御弁１７３を直列接続する油路２０８（所定の油路の一例）に置換される点以外、図４〜図７に示す例と同様である。
The operation of the
このように、回生制御弁として予備の油圧制御弁１７３を油圧制御弁１７７（第２ブーム制御弁）の上流に直列接続しても、図４〜図７に示す例と同様に、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を選択的に複数の用途に利用することができる。
As described above, even when the spare
［油圧回路の構成の更に他の例］
本実施形態に係るショベルの油圧回路において、ブーム回生を行う回生制御弁は、センターバイパス油路２０１Ａにおけるブーム制御弁としての油圧制御弁１７７に対して、ショベルの起動中、常に作動油が通流可能な油路を介して直列接続される態様であれば、油圧制御弁１７７との間に他の油圧制御弁が配置される構成であってもよい。
[Another Example of Configuration of Hydraulic Circuit]
In the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment, the regenerative control valve for performing the boom regeneration is such that the hydraulic oil always flows through the
例えば、図１２〜図１４は、本実施形態に係るショベルの油圧回路の更に他の例を示す図である。具体的には、図１２は、図４と同様、ショベルの油圧アクチュエータの非動作時における油圧回路の状態を示す図である。また、図１３、図１４は、図６、図７と同様、ショベルがアーム下げ動作を行う場合における油圧回路の状態を示す図である。 For example, FIGS. 12 to 14 are diagrams illustrating still another example of the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment. Specifically, FIG. 12 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the hydraulic actuator of the shovel is not operating, as in FIG. 4. FIGS. 13 and 14 are diagrams showing states of the hydraulic circuit when the shovel performs the arm lowering operation, similarly to FIGS. 6 and 7.
尚、図１３、図１４において、走行直進弁１７０、及び油圧制御弁１７１〜１８０は、実現されている作動油の流れの状態のみを示し、スプールの移動により実現可能な他の状態の図示を省略している。また、本例は、上述した図９〜図１１に示す例と同様、油圧制御弁１７３が油圧モータや油圧シリンダ等を駆動するために利用されないことを前提として実現可能な構成である。
In FIGS. 13 and 14, the straight traveling
図１２〜図１４に示すように、本例に係るショベルの油圧回路は、図４〜図７に示す例の油圧回路に対して、油圧制御弁１７３と油圧制御弁１７５のセンターバイパス油路２０１Ａにおける位置を同じとしつつ、油圧制御弁１７３のスプール交換をして回生制御弁として用いる点が異なる。
As shown in FIGS. 12 to 14, the hydraulic circuit of the shovel according to the present example is different from the hydraulic circuits of the examples shown in FIGS. 4 to 7 in that the center
油圧制御弁１７５は、上述の如く、旋回機構が油圧駆動される油圧ショベルで旋回制御弁として利用されるため、本実施形態に係るショベルでは、スプールを移動させる必要がない。そのため、センターバイパス油路２０１Ａにおける油圧制御弁１７３と油圧制御弁１７７の間に配置される油圧制御弁１７５は、油圧制御弁１７７と油圧制御弁１７５を直列接続する油路２０４と、油圧制御弁１７３と油圧制御弁１７５を直列接続する油路２０５との間を常に連通状態に維持する。従って、本例における油圧制御弁１７３の動作は、油圧制御弁１７７と油圧制御弁１７５を直列接続する油路２０４が、油圧制御弁１７７と油圧制御弁１７３を直列接続する油路２０４、２０５（所定の油路の一例、油圧制御弁１７５内の油路含む）に置換される点以外、図４〜図７に示す例と同様である。
As described above, the
このように、回生制御弁としての油圧制御弁１７３が、ショベルの起動中、常に連通状態にある油圧制御弁１７５を間に含む油路２０４、２０５を介して油圧制御弁１７７（第２ブーム制御弁）と直列接続される態様であっても、図４〜図７に示す例と同様に、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を選択的に複数の用途に利用することができる。
As described above, the
尚、本例における油圧制御弁１７３と同様、図９〜図１１に示す例における油圧制御弁１７５をスプール交換により回生制御弁として使用することも可能である。
Note that, like the
［油圧回路の構成の更に他の例］
本実施形態に係るショベルの油圧回路において、ブーム回生を行う回生制御弁は、センターバイパス油路２０１Ａにおけるブーム制御弁としての油圧制御弁１７７に直列接続される態様であれば、油圧制御弁１７７の下流側に接続されてもよい。
[Another Example of Configuration of Hydraulic Circuit]
In the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment, the regenerative control valve for performing boom regeneration is connected to the
例えば、図１５〜図１７は、本実施形態に係るショベルの油圧回路の更に他の例を示す図である。具体的には、図１５は、図４と同様、ショベルの油圧アクチュエータの非動作時における油圧回路の状態を示す図である。また、図１６、図１７は、図６、図７と同様、ショベルがアーム下げ動作を行う場合における油圧回路の状態を示す図である。 For example, FIGS. 15 to 17 are diagrams illustrating still another example of the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment. Specifically, FIG. 15 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the hydraulic actuator of the shovel is not operating, as in FIG. 4. FIGS. 16 and 17 are diagrams showing the state of the hydraulic circuit when the shovel performs the arm lowering operation, as in FIGS. 6 and 7.
尚、図１６、図１７において、走行直進弁１７０、及び油圧制御弁１７１〜１８０は、実現されている作動油の流れの状態のみを示し、スプールの移動により実現可能な他の状態の図示を省略している。
In FIGS. 16 and 17, the straight traveling
図１５〜図１７に示すように、本例に係るショベルの油圧回路は、図４〜図７に示す例の油圧回路に対して、回生制御弁としての油圧制御弁１７５とブーム制御弁としての油圧制御弁１７７のセンターバイパス油路２０１Ａにおける位置関係が入れ替わっている点が異なる。即ち、図１６、図１７に示すように、操作装置２６でブーム下げ操作が行われると、上流側に位置する油圧制御弁１７７がブームシリンダ７のボトム側油室とセンターバイパス油路２０１Ａの一区間である油路２０４とを連通させる。そして、下流側に位置する油圧制御弁１７５が入力ポートＰ０（油路２０４）と出力ポートＰ１（油路２０６）或いは出力ポートＰ２（油路２０７）との間を選択的に連通させる。これにより、操作装置２６でブーム下げ操作が行われる場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を油路２０６或いは油路２０７に接続される対象に選択的に供給できる。
As shown in FIGS. 15 to 17, the hydraulic circuit of the shovel according to the present embodiment is different from the hydraulic circuits of the examples shown in FIGS. 4 to 7 in that a
このように、回生制御弁（油圧制御弁１７５）がブーム制御弁（油圧制御弁１７７）の下流側に位置する場合であっても、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を選択的に複数の用途に利用することができる。 Thus, even when the regenerative control valve (hydraulic control valve 175) is located downstream of the boom control valve (hydraulic control valve 177), the operating oil flowing out from the bottom oil chamber of the boom cylinder 7 is selected. It can be used for multiple purposes.
尚、油圧制御弁１７３が油圧モータや油圧シリンダ等を駆動するために利用されないことを前提として、本例における油圧制御弁１７５の位置に油圧制御弁１７３を配置し、図９〜図１１に示す例のように、スプールを交換して、回生制御弁として用いてもよい。
In addition, assuming that the
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As described above, the embodiments for carrying out the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. Can be modified and changed.
例えば、上述した実施形態では、エンジン１１をアシストする電動発電機１２と、上部旋回体３を旋回駆動する旋回用電動機２１を備えるが、図１８（変形例に係るショベルの駆動系の構成を示す図）に示すように、電動発電機１２、旋回用電動機２１を含まない油圧ショベルであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the motor generator 12 that assists the
図１８に示すように、変形例に係るショベルは、エンジン１１のみでメインポンプ１４（１４Ａ，１４Ｂ）を駆動し、メインポンプ１４から供給される作動油により駆動される旋回油圧モータ４０を含む。かかる変形例の場合、油圧制御弁１７５は、メインポンプ１４（１４Ａ）が吐出する作動油を旋回油圧モータ４０で循環するために使用される。そのため、油圧制御弁１７３が油圧モータや油圧シリンダ等を駆動するために利用されないことを前提として、予備の油圧制御弁１７３を回生制御弁として使用すればよい。例えば、上述した実施形態における図９〜図１１、或いは、図１２〜図１４に示す油圧回路の構成を採用すればよい。これにより、上述した実施形態と同様の作用・効果を奏する。
As shown in FIG. 18, the shovel according to the modified example includes a turning
１ 下部走行体
１Ａ，１Ｂ 油圧モータ（油圧アクチュエータ）
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（油圧アクチュエータ）
８ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
９ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１０ キャビン
１１ エンジン
１２ 電動発電機
１３ 減速機
１４，１４Ａ，１４Ｂ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１６ 高圧油圧ライン
１７ コントロールバルブ
１８Ａ，１８Ｂ インバータ
１９ キャパシタ（蓄電装置）
２１ 旋回用電動機
２２ レゾルバ
２３ メカニカルブレーキ
２４ 旋回減速機
２５ パイロットライン
２６ 操作装置
２６Ａ，２６Ｂ レバー
２６Ｃ ペダル
２７，２８ 油圧ライン
２９ 圧力センサ
３０ コントローラ（制御装置）
４０ 旋回油圧モータ
１７３、１７５ 油圧制御弁（回生制御弁）
１７６ 油圧制御弁
１７７ 油圧制御弁（ブーム制御弁）
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ センターバイパス油路
２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ パラレル油路
２０４，２０５，２０８ 油路（所定の油路）
Ｐ０ 入力ポート
Ｐ１ 出力ポート（第１出力ポート）
Ｐ２ 出力ポート（第２出力ポート）
1
2 Revolving mechanism 3 Upper revolving unit 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder (hydraulic actuator)
8. Arm cylinder (hydraulic actuator)
9 Bucket cylinder (hydraulic actuator)
DESCRIPTION OF
Reference Signs List 21 turning
40 Rotating
176
201, 201A, 201B Center
P0 input port P1 output port (first output port)
P2 output port (second output port)
Claims (7)
前記ブームを油圧駆動するブームシリンダを含む、前記複数のアタッチメントのそれぞれを油圧駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される作動油を用いて前記ブームシリンダを駆動するブーム制御弁と、
所定の油路を通じて、前記ブーム制御弁と接続される回生制御弁と、
を備え、
前記ブーム制御弁は、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記所定の油路との間を連通可能に構成され、
前記回生制御弁は、前記所定の油路に接続される入力ポート、第１出力ポート、及び第２出力ポートを有し、前記入力ポートと前記第１出力ポート及び第２出力ポートとの間が非連通の中立状態から、前記入力ポートと前記第１出力ポートとの間、及び前記入力ポートと前記第２出力ポートとの間を選択的に連通可能に構成される、
ショベル。 Multiple attachments including a boom,
A plurality of hydraulic actuators that hydraulically drive each of the plurality of attachments, including a boom cylinder that hydraulically drives the boom,
A hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the plurality of hydraulic actuators,
A boom control valve that drives the boom cylinder using hydraulic oil discharged from the hydraulic pump,
Via a predetermined oil passage, and a regenerative control valve wherein are connected boom control valve,
With
The boom control valve is configured to be able to communicate between a bottom oil chamber of the boom cylinder and the predetermined oil passage,
The regenerative control valve has an input port, a first output port, and a second output port connected to the predetermined oil passage, and a connection between the input port and the first output port and the second output port. It is configured to be able to selectively communicate between the input port and the first output port and between the input port and the second output port from a non-communicating neutral state .
Excavator.
請求項１に記載のショベル。 The regenerative control valve is incorporated in a housing, including a first direction and said first direction opposite to the spool that is movable in a second direction along a predetermined axis from the neutral position, the case spool is in the neutral position , between the front Symbol first output port and said input port, and between the second output port and the input port becomes a non-communicating, the spool is moved a predetermined amount or more in the first direction from the neutral position If, through between the first air, which is formed in the spool, communicating the between the input port and the first output port, wherein when the spool is moved a predetermined amount or more in the second direction from the neutral position , through between the first space and the second different sky formed in the spool, between the input port and the second output port are communicated with each other,
The shovel according to claim 1.
前記第２出力ポートは、前記複数の油圧アクチュエータ及び蓄圧器のうち、前記第１出力ポートの接続先を除く何れかに接続される、
請求項１又は２に記載のショベル。 It said first output port is connected to one of said plurality of hydraulic actuators及 beauty accumulator,
It said second output port, among the plurality of hydraulic actuators及 beauty accumulator is connected to any other than the connection of the first output port,
The shovel according to claim 1.
前記ブーム制御弁は、ブーム下げ操作が行われた場合、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記所定の油路との間を連通させ、
前記制御装置は、前記ブームを下げる操作が行われていることを含む、前記アタッチメントの操作状況に関する所定条件を満足すると、前記入力ポートと前記第１出力ポートとの間、又は前記入力ポートと前記第２出力ポートとの間を連通させる、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のショベル。 A control device for controlling the pre-Symbol regenerative control valve,
The boom control valve, when boom lowering operation is performed, so communication between the bottom-side oil chamber and the predetermined oil path of the boom cylinder,
Wherein the control device comprises operating lowering the boom is being performed, to satisfy the predetermined condition relating to the operation status before the SL attachment between said input port and said first output port, or said input port Communicating with the second output port,
The shovel according to any one of claims 1 to 3.
前記第２出力ポートは、前記ブームシリンダを除く前記複数の油圧アクチュエータの何れかに接続され、
前記制御装置は、前記ブームを下げる操作が行われ且つ前記第２出力ポートの接続先である前記油圧アクチュエータにより油圧駆動される前記アタッチメントに所定動作をさせる操作が行われていない場合、前記入力ポートと前記第１出力ポートとの間を連通させ、前記ブームを下げる操作が行われ且つ前記第２出力ポートの接続先である前記油圧アクチュエータにより油圧駆動される前記アタッチメントに前記所定動作をさせる操作が行われている場合、前記入力ポートと前記第２出力ポートとの間を連通させる、
請求項４に記載のショベル。 Said first output port, the rod-side oil chamber of the boom cylinder, the return oil passage of the hydraulic oil tank, or connected to a voltage divider 蓄,
The second output port is connected to any of the plurality of hydraulic actuators except the boom cylinder,
Wherein the control device, if the operation for a predetermined operation to the attachment operation for lowering the previous SL boom is hydraulically driven by performed and the second said hydraulic actuator is a connection destination of the output port is not performed, the input port and communicates between said first output port, causing a predetermined operation to said attachment is hydraulically driven by the front Symbol the hydraulic actuator lowers the boom operation is the connection destination of the performed and the second output port When an operation is being performed, a communication is made between the input port and the second output port.
The shovel according to claim 4.
前記油圧ポンプの作動油を前記複数の制御弁に直列的に供給する直列油路と、を備え、
前記回生制御弁は、前記直列油路における前記ブーム制御弁の上流側に配置される、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のショベル。 A plurality of control valves that drive each of the plurality of hydraulic actuators, including the boom control valve,
A series oil passage that supplies the operating oil of the hydraulic pump to the plurality of control valves in series,
The regenerative control valve is disposed on the upstream side of the boom control valve in the series oil passage,
The shovel according to any one of claims 1 to 5.
前記第２出力ポートは、蓄圧器に接続され、
前記制御装置は、前記ブームを下げる操作が行われ且つ前記蓄圧器が蓄圧されている場合、前記入力ポートと前記第１出力ポートとの間を連通させ、前記ブームを下げる操作が行われ且つ前記蓄圧器が蓄圧されていない場合、前記入力ポートと前記第２出力ポートとの間を連通させる、
請求項４に記載のショベル。 The first output port is connected to a rod-side oil chamber of the boom cylinder ,
The second output port is connected to an accumulator;
When the operation of lowering the boom is performed and the pressure accumulator is accumulated, the control device communicates between the input port and the first output port, and the operation of lowering the boom is performed and When the accumulator is not accumulated, the communication between the input port and the second output port is established;
The shovel according to claim 4 .
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