WO2013111705A1 - 回路圧制御装置、この回路圧制御装置を用いた油圧制御回路、及び建設機械の油圧制御回路 - Google Patents

回路圧制御装置、この回路圧制御装置を用いた油圧制御回路、及び建設機械の油圧制御回路 Download PDF

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pressure
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俊介 福田
説与 吉田
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カヤバ工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic control device that linearly controls the driving pressure of an actuator, a hydraulic control circuit that linearly controls the driving pressure of an actuator to be controlled, and that can supply surplus oil of the actuator to be controlled to other actuators and construction
  • the present invention relates to a hydraulic control circuit of a machine.
  • a relief valve is known as one that controls the drive pressure of an actuator.
  • This relief valve sets the maximum pressure by the spring force of the spring and controls the circuit pressure by communicating the circuit with a tank when a pressure higher than the maximum pressure is applied.
  • an auxiliary piston is provided in the spring, and pressure is applied to the auxiliary piston to bend the spring to make the initial set pressure variable. What you do is generally known.
  • JP2011-018427A an apparatus shown in JP2011-018427A is known as one that controls the driving pressure of a turning motor.
  • a relief valve that controls the drive pressure of the swing motor is connected in parallel to a pair of connection passages that connect the swing motor to a hydraulic pump or a tank, and an on-off valve is located upstream of the relief valve. Is provided.
  • a hydraulic motor for turning the generator is connected to the downstream side of the relief valve.
  • the set pressure of the relief valve is lower than that of the main relief valve that controls the maximum pressure of the entire circuit.
  • the above on-off valve is opened to guide the drive pressure of the swing motor to the relief valve, and the relief valve is opened by the drive pressure of the swing motor, so that excess oil for the swing motor Is guided to the hydraulic motor.
  • the construction machine described above has a problem that while the drive pressure of the swing motor changes, the excess oil for the swing motor cannot be used efficiently while capturing the change linearly.
  • a first object of the present invention is to provide a circuit pressure control device capable of linearly controlling the circuit pressure.
  • a second object of the present invention is to provide a hydraulic control circuit that makes it possible to efficiently use surplus energy of an actuator to be controlled for other actuators.
  • a circuit pressure control device including a relief valve connected to a connection passage that communicates the upstream side with an actuator, and a control from a controller is provided upstream of the relief valve.
  • a circuit pressure control device is provided that includes a variable throttle valve that varies the opening according to a signal.
  • the upstream side of the variable throttle valve in the circuit pressure control device of the first invention is connected to a connection passage that communicates with an actuator that is a pressure control target, and the variable throttle valve
  • the downstream side of the relief valve connected downstream is connected to a supply passage that communicates with another actuator from the control target, and the circuit pressure of the actuator system on the control target side is controlled by the variable throttle valve and the relief valve.
  • a circuit pressure control device is provided.
  • a swing motor, a hydraulic pump that is a pressure source of the swing motor, and between the swing motor and the hydraulic pump, the upstream side is connected to the hydraulic pump or the tank.
  • a hydraulic control circuit for a construction machine having an operation valve connected downstream to the swing motor, wherein the upstream side of the variable throttle valve of the circuit pressure control device according to claim 1 is connected to the operation valve.
  • a hydraulic control circuit for a construction machine that is connected to a connection passage that connects to the swing motor, and that connects a downstream side of the relief valve to a supply passage that is connected to a hydraulic motor for turning a generator.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit pressure control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a hydraulic control circuit of the construction equipment in the second embodiment.
  • the first embodiment shown in FIG. 1 is a hydraulic circuit in which a variable displacement hydraulic pump P and a tank T are connected to a cylinder 2 as an actuator via an operation valve 1.
  • the operation valve 1 when the operation valve 1 is held at the neutral position, the communication between the hydraulic pump P and the tank T and the cylinder 2 is blocked.
  • the hydraulic pump P When the operation valve 1 is switched from the neutral position to either the left or right switching position, the hydraulic pump P is communicated with either the piston side chamber 2a or the rod side chamber 2b of the cylinder 2 via the connection passage 3 or 4. At the same time, the tank T communicates with either the rod side chamber 2b or the piston side chamber 2a of the cylinder 2 via the connection passage 4 or 3. Thereby, the cylinder 2 expands or contracts.
  • a main relief valve 5 is provided in a branch passage branched from a hydraulic passage connecting the hydraulic pump P and the operation valve 1. The pressure supplied to the entire circuit from the hydraulic pump P is controlled by opening and closing the main relief valve 5.
  • a branch passage 6 connected to the tank T is connected to the connection passage 3 that connects the operation valve 1 and the piston side chamber 2a of the cylinder 2.
  • the branch passage 6 is provided with a variable throttle valve 7 and a relief valve 8 in order from the upstream side.
  • variable throttle valve 7 and the relief valve 8 constitute the circuit pressure control device S of the present invention.
  • the variable throttle valve 7 includes an electromagnetic mechanism 7a.
  • the electromagnetic mechanism 7 a operates in accordance with an electrical signal from the controller C, and the opening degree of the variable throttle valve 7 is adjusted.
  • the variable throttle valve 7 is controlled by the controller C.
  • a joystick 9 is connected to the controller C. When the operator operates the joystick 9, a predetermined operation signal is input to the controller C every time the joystick 9 is operated.
  • the controller C controls the opening degree of the variable throttle valve 7 by operating the electromagnetic mechanism 7a according to the operation signal.
  • the opening degree of the variable throttle valve 7 changes according to the control signal for controlling the electromagnetic mechanism 7a from the controller C.
  • the joystick 9 operates the pilot pressure led to the pilot chambers 1a and 1b of the operation valve 1, and the control signal input to the electromagnetic mechanism 7a of the variable throttle valve 7 is proportional to the switching amount of the operation valve 1. become.
  • the relief valve 8 includes a spring.
  • the upper limit value of the upstream pressure is set by the spring force of the spring.
  • the set pressure of the relief valve 8 is set to be lower than the set pressure of the main relief valve 5.
  • a plurality of actuators are connected to the hydraulic pump P of the first embodiment.
  • the plurality of actuators are connected to each other via a hydraulic circuit (not shown).
  • the hydraulic pump P is provided with a regulator 10 that controls the discharge amount of the hydraulic pump P, and the tilt angle of the hydraulic pump P is controlled by the regulator 10.
  • the controller C When the operation lever of the joystick 9 is operated, the controller C outputs a control signal proportional to the operation amount of the operation lever.
  • the pilot pressure corresponding to the control signal is introduced to the pilot chamber 1a of the operation valve 1, the operation valve 1 is switched from the neutral position to the left side position in the drawing according to the control signal from the controller C.
  • the operator operates the controller C and changes the set pressure of the hydraulic circuit by the circuit pressure control device S.
  • the circuit pressure control device S changes the pressure in the connection passage 3 and the branch passage 6 to increase or decrease the pressure supplied to the cylinder 2 by the operation of the operator.
  • a control signal for maximizing the opening degree of the variable throttle valve 7 is output from the controller C. If the opening degree of the variable throttle valve 7 is maximized, the set pressure of the hydraulic circuit including the cylinder 2 by the circuit pressure control device S becomes the set pressure of the relief valve 8 that is relatively low.
  • the set pressure of the hydraulic circuit by the circuit pressure control device S can be kept higher as the opening of the variable throttle valve 7 is reduced.
  • the load pressure of the cylinder 2 acts on the relief valve 8 via the variable throttle valve 7. That is, the higher the load pressure of the cylinder 2, the higher the pressure on the upstream side of the relief valve 8.
  • the relief valve 8 is opened if the load pressure of the cylinder 2 reaches the set pressure of the relief valve 8.
  • the set pressure of the hydraulic circuit upstream of the circuit pressure control device S is the highest set pressure (upper limit value) determined according to the opening of the variable throttle valve 7 from the lowest set pressure (lower limit value) of the relief valve 8. ) Can be controlled linearly.
  • the set pressure of the hydraulic circuit communicating with the cylinder 2 can be controlled linearly in this way, for example, when the load on the cylinder 2 is small, the set pressure can be kept low to reduce the load on the hydraulic pump P. As a matter of course, it is possible to cope with a case where the load on the cylinder 2 is large.
  • the set pressure can be variably controlled linearly by the variable throttle valve and the relief valve. It can be controlled in detail.
  • FIG. 2 showing the second embodiment is a circuit diagram focusing on the turning motor RM in the control circuit of the construction machine. Therefore, in 2nd Embodiment, illustration of the other actuator used for a construction machine is abbreviate
  • the turning motor RM is connected to the operation valve 1 for turning motor control via the connection passages 3 and 4.
  • Brake valves 11 and 12 are connected to the connection passages 3 and 4, respectively.
  • connection passage 3 When the operation valve 1 is switched from the neutral position to the left side in the drawing from the above state, for example, one connection passage 3 is connected to the hydraulic pump P, and the other connection passage 4 communicates with the tank T. Accordingly, pressure oil is supplied from the connection passage 3 to rotate the turning motor RM, and return oil from the turning motor RM is returned to the tank via the other connection passage 4.
  • connection passage 4 When the operation valve 1 is switched in the opposite direction, the discharge oil from the hydraulic pump P is supplied to the connection passage 4, the connection passage 3 communicates with the tank T, and the swing motor RM rotates in the reverse direction. become.
  • the brake valve 11 or 12 When the swing motor RM is driven as described above, the brake valve 11 or 12 exhibits the function of a relief valve, and when the connection passages 3 and 4 become the set pressure or higher, the brake valves 11 and 12 are opened. Thus, the pressure in the high-pressure side passage is controlled within the set pressure.
  • the swing motor RM performs pumping action. To do.
  • the connection passages 3 and 4, the swing motor RM, and the brake valve 11 or 12 form a closed circuit, and the brake valve 11 or 12 converts the inertia energy of the swing motor RM into heat energy. .
  • connection passages 3 and 4 merge with each other via check valves 13 and 14, respectively.
  • the supply passage 15 is connected to the junction.
  • the check valves 13 and 14 allow only the flow from the connection passages 3 and 4 to the supply passage 15 respectively.
  • a variable displacement hydraulic motor M is connected to the most downstream side of the supply passage 15 as described above, and a generator G is linked to the hydraulic motor M.
  • the generator G is connected to the battery 16 via the inverter I. Connected to.
  • the battery 16 is connected to the controller C via a signal line for detecting the state of the battery 16. For this reason, the controller C can grasp the charging state of the battery 16.
  • the hydraulic motor M is provided with an inclination controller 17 that electrically controls the inclination angle of the hydraulic motor M, and the inclination controller 17 is connected to the controller C via a signal line.
  • a circuit pressure control device S is provided in the supply passage 15 as described above.
  • the circuit pressure control device S includes a variable throttle valve 7 having an electromagnetic mechanism 7 a and a relief valve 8 provided on the downstream side of the variable throttle valve 7. These variable throttle valve 7 and relief valve 8 are the same as in the first embodiment.
  • the set pressure when the variable throttle valve 7 is slightly open is set to be lower than the set pressure of the brake valves 11 and 12.
  • a pressure sensor 18 for detecting the pressure at the time of turning of the turning motor RM or the pressure at the time of braking is provided, and the pressure signal of this pressure sensor 18 is input to the controller C. .
  • the hydraulic pump P is provided with the same regulator 10 as in the first embodiment.
  • the turning motor RM rotates within the set pressure range of the brake valves 11 and 12 as described above.
  • the load pressure of the turning motor RM is detected by the pressure sensor 18 and input to the controller C, and the switching amount of the operation valve 1 is input to the controller C as the operation amount of the joystick 9.
  • the controller C compares the difference between the set pressure of the brake valves 11 and 12 and the load pressure of the swing motor RM, and determines whether or not the load pressure exceeds a threshold value set in advance in the controller C. To do.
  • the controller C controls the opening and closing of the variable throttle valve 7 from the load pressure of the swing motor RM and the threshold value. That is, when the load pressure of the swing motor RM exceeds the threshold value, the controller C operates the electromagnetic mechanism 7a to reduce the opening of the variable throttle valve 7, or closes the variable throttle valve 7. .
  • the opening of the variable throttle valve 7 is reduced to increase the set pressure of the hydraulic circuit by the circuit pressure control device S, and the set pressure of the circuit is maximized by completely closing the variable throttle valve 7. it can.
  • the turning motor RM can be driven within the set pressure range of the brake valves 11 and 12.
  • the controller C determines that the load pressure of the turning motor RM is equal to or lower than the threshold value
  • the controller C drives the electromagnetic mechanism 7a to open the variable throttle valve 7.
  • the variable throttle valve 7 is opened
  • the relief valve 8 is opened with the pressure at that time, so that the surplus flow rate with respect to the swing motor RM is supplied to the hydraulic motor M via the supply passage 15 to rotate the hydraulic motor M.
  • the generator G rotates to generate power, and the generated power is charged to the battery 16 via the inverter I.
  • the controller C controls the opening degree of the variable throttle valve 7 based on the difference between the required flow rate and the threshold value.
  • the set pressure of the circuit pressure control device S composed of the variable throttle valve 7 and the relief valve 8 is the lowest, and when the variable throttle valve 7 is fully closed, The set pressure of the hydraulic circuit by the pressure control device S is the highest.
  • variable throttle valve 7 may be controlled directly by the operator or automatically by the controller C.
  • the set pressure of the circuit can be variably controlled linearly. Since linear control can be performed in this way, surplus oil that changes in accordance with the operating state of the turning motor RM can be appropriately supplied to the hydraulic motor M, and energy efficiency can be increased by that amount and energy saving can be achieved.
  • the controller C can control the opening degree of the variable throttle valve 7. For example, when the controller C determines that the battery 16 is sufficiently charged from a signal related to the charge amount input from the battery 16 to the controller C, the tilt angle controller 17 is operated to tilt the hydraulic motor M. Is almost zero. In such a state, the controller C can prioritize the drive of the turning motor RM by fully closing the variable throttle valve 7.
  • the controller C linearly sets the set pressure of the circuit by the circuit pressure control device S while combining the pressure signal from the pressure sensor 18 and the tilt signal from the tilt controller 17 of the hydraulic motor M. Variable control is possible.
  • the second embodiment can be used not only to supply surplus oil to the hydraulic motor M for power generation but also to supply surplus oil to other devices.
  • the actuator to be controlled can be applied not only to the turning motor RM but also to general equipment.
  • the second embodiment of the present invention it is possible to increase energy efficiency by appropriately supplying surplus energy that changes in accordance with the operating state of the actuator that is a control target to other actuators, thereby saving energy accordingly. Can be achieved.
  • surplus energy that changes in accordance with the change in the driving pressure of the turning motor can be supplied to the hydraulic motor that rotates the generator. Since the turning pressure may be low, at this time, the degree of opening of the variable throttle valve can be made relatively large so that a large amount of excess oil can be guided to the hydraulic motor.
  • the power generation efficiency can be increased by effectively turning the hydraulic motor without hindering the drive efficiency of the swing motor. be able to.
  • the circuit pressure control device can be used for a construction machine having a power generation function.

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Abstract

　回路圧制御装置は、上流側にアクチュエータが連通する接続通路に接続してなるリリーフ弁と、リリーフ弁の上流側に、コントローラからの制御信号に応じて開度が変化する可変絞り弁と、を備える。

Description

回路圧制御装置、この回路圧制御装置を用いた油圧制御回路、及び建設機械の油圧制御回路
　この発明は、アクチュエータの駆動圧をリニアに制御する油圧制御装置、制御対象のアクチュエータの駆動圧をリニアに制御するとともに、制御対象のアクチュエータの余剰油を他のアクチュエータに供給できる油圧制御回路及び建設機械の油圧制御回路に関する。
　アクチュエータの駆動圧を制御するものとしてリリーフ弁が知られている。このリリーフ弁は、スプリングのばね力で最高圧を設定するとともに、その最高圧以上の圧力が作用したときに、当該回路をタンクに連通して回路圧を制御するものである。そして、上記設定圧を可変にするものとして、例えば、ＪＰ１９９４－１７４１２２Ａに示すように、上記スプリングに補助ピストンを設け、この補助ピストンに圧力を作用させてスプリングを撓ませて初期設定圧を可変にするものが一般に知られている。
　一方、建設機械において、例えば、旋回モータの駆動圧を制御するものとしてＪＰ２０１１－０１７４２７Ａに示した装置が知られている。
　この種の装置では、旋回モータの駆動圧を制御するリリーフ弁が、旋回モータを油圧ポンプまたはタンクに連通する一対の接続通路に対して並列に接続されるとともに、このリリーフ弁の上流に開閉弁が設けられている。また、このリリーフ弁の下流側には発電機を回すための油圧モータが接続されている。
　さらに、上記リリーフ弁は、回路全体の最高圧を制御するメインリリーフ弁よりもその設定圧を低くしている。
　そして、旋回モータの駆動圧に余剰があるとき、上記開閉弁を開いて旋回モータの駆動圧をリリーフ弁に導くとともに、旋回モータの駆動圧でリリーフ弁を開弁させて、旋回モータに対する余剰油を上記油圧モータに導くようにしている。
　上記のように補助ピストンを動作させて設定圧を可変にしたリリーフ弁では、ほとんどの場合に、その設定圧を高圧と低圧のいずれかに選択する択一的な制御しか行えなかった。言い換えると、リリーフ弁の設定圧をリニアに制御することはできないという問題があった。
　また、上記の建設機械では、旋回モータの駆動圧が変化する中で、その変化をリニアにとらえながら旋回モータに対する余剰油を効率的に利用することができないという問題があった。
　この発明の第１の目的は、回路圧をリニアに制御できる回路圧制御装置を提供することである。
　この発明の第２の目的は、制御対象であるアクチュエータの余剰エネルギーを、他のアクチュエータに効率的に活用できるようにした油圧制御回路を提供することである。
　第１の発明のある態様によれば、上流側をアクチュエータに連通させる接続通路に接続してなるリリーフ弁を備えた回路圧制御装置であって、上記リリーフ弁の上流側に、コントローラからの制御信号に応じて開度を可変にする可変絞り弁を備える回路圧制御装置が提供される。
　第２の発明のある態様によれば、第１の発明の回路圧制御装置における上記可変絞り弁の上流側を、圧力制御対象であるアクチュエータに連通させる接続通路に接続し、上記可変絞り弁の下流に接続されたリリーフ弁の下流側を上記制御対象とは他のアクチュエータに連通させる供給通路に接続し、上記可変絞り弁と上記リリーフ弁とで、制御対象側のアクチュエータ系の回路圧を制御する回路圧制御装置が提供される。
　第３の発明のある態様によれば、旋回モータと、この旋回モータの圧力源である油圧ポンプと、上記旋回モータと上記油圧ポンプとの間にあって、上流側を上記油圧ポンプあるいはタンクに接続し、下流側を上記旋回モータに接続した操作弁とを備えた建設機械の油圧制御回路であって、上記請求項１記載における回路圧制御装置の上記可変絞り弁の上流側を、上記操作弁と上記旋回モータとを接続する接続通路に接続させ、上記リリーフ弁の下流側を、発電機を回すための油圧モータに接続した供給通路に接続した建設機械の油圧制御回路が提供される。
　第１から第３までの発明の実施形態及び利点について、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の回路圧制御装置を示す回路図である。 図２は、第２実施形態における建設機器の油圧制御回路を示す回路図である。
　図１に示した第１実施形態は、可変容量型の油圧ポンプＰ及びタンクＴが、操作弁１を介してアクチュエータであるシリンダ２に接続された油圧回路である。本実施形態では、操作弁１が中立位置に保持されているときには、油圧ポンプＰ及びタンクＴと、シリンダ２との連通が遮断される。
　そして、操作弁１を中立位置から左右いずれかの切換位置に切り換えると、油圧ポンプＰが、接続通路３又は４を介してシリンダ２のピストン側室２ａ又はロッド側室２ｂのいずれかに連通される。これとともに、タンクＴが、接続通路４又は３を介してシリンダ２のロッド側室２ｂ又はピストン側室２ａのいずれかに連通される。これにより、シリンダ２が伸長又は収縮する。
　また、油圧ポンプＰと操作弁１とを結ぶ油圧通路から分岐した分岐通路には、メインリリーフ弁５が設けられている。メインリリーフ弁５の開閉によって油圧ポンプＰから回路全体に供給される圧力が制御される。
　また、操作弁１とシリンダ２のピストン側室２ａとを接続する接続通路３には、タンクＴに接続された分岐通路６が接続される。分岐通路６には、その上流側から順に可変絞り弁７及びリリーフ弁８が設けられる。
　可変絞り弁７及びリリーフ弁８は、本発明の回路圧制御装置Ｓを構成する。
　可変絞り弁７は、電磁機構７ａを備える。可変絞り弁７では、コントローラＣからの電気的な信号に応じて電磁機構７ａが動作して、可変絞り弁７の開度が調整される。可変絞り弁７は、コントローラＣによって制御される。コントローラＣにはジョイスティック９が接続されている。オペレータがジョイスティック９を操作すると、ジョイスティック９の操作ごとに予め定められた操作信号がコントローラＣに入力される。コントローラＣは、操作信号に応じて電磁機構７ａを動作させ、可変絞り弁７の開度を制御する。このように可変絞り弁７は、コントローラＣから電磁機構７ａを制御する制御信号に応じて開度が変化する。
　ただし、ジョイスティック９は、操作弁１のパイロット室１ａ及び１ｂに導くパイロット圧を操作するもので、可変絞り弁７の電磁機構７ａに入力する制御信号は、操作弁１の切換量に比例したものになる。
　リリーフ弁８は、スプリングを備える。リリーフ弁８では、上流側の圧力の上限値がスプリングのばね力によって設定される。本実施形態では、リリーフ弁８の設定圧は、メインリリーフ弁５の設定圧よりも低くなるように設定されている。
　また、第１実施形態の油圧ポンプＰには、図示していない複数のアクチュエータが接続されている。これら複数のアクチュエータは、図示していない油圧回路を介して互いに接続されている。そして、油圧ポンプＰには、油圧ポンプＰの吐出量を制御するレギュレータ１０が設けられ、このレギュレータ１０により油圧ポンプＰの傾転角が制御される。
　次に、この実施形態の作用を説明する。
　ジョイスティック９の操作レバーが操作されると、コントローラＣは、操作レバーの操作量に比例した制御信号を出力する。そして、操作弁１のパイロット室１ａに制御信号に応じたパイロット圧が導かれると、操作弁１は、コントローラＣからの制御信号に応じて、中立位置から図面左側位置に切り換えられる。
　上記のように操作弁１が図面左側位置に切り換えられると、油圧ポンプＰの吐出油がシリンダ２のピストン側室２ａに供給され、ロッド側室２ｂの戻り油はタンクＴに戻される。
　このときオペレータは、コントローラＣを動作させて、回路圧制御装置Ｓで油圧回路の設定圧を変更する。すなわち、オペレータの操作によって回路圧制御装置Ｓは、接続通路３及び分岐通路６の圧力を変更して、シリンダ２に供給される圧力を増減させる。
　例えば、設定圧を最も低くするときには、可変絞り弁７の開度を最大にするための制御信号をコントローラＣから出力させる。可変絞り弁７の開度が最大になれば、回路圧制御装置Ｓによってシリンダ２を含む油圧回路の設定圧は、相対的に低いリリーフ弁８の設定圧になる。
　反対に、可変絞り弁７の開度を小さくするほど、回路圧制御装置Ｓによる油圧回路の設定圧を高く保つことができる。
　例えば、可変絞り弁７の開度を小さくした場合であっても、シリンダ２の負荷圧は、可変絞り弁７を介してリリーフ弁８に作用する。すなわち、シリンダ２の負荷圧が高くなるほど、リリーフ弁８の上流側の圧力も高くなる。
　したがって、可変絞り弁７の開度を小さくした場合にも、シリンダ２の負荷圧がリリーフ弁８の設定圧に達すれば、リリーフ弁８は開弁する。
　リリーフ弁８が開弁すれば、分岐通路６に流れが発生するので、可変絞り弁７の前後に圧力損失が発生する。このように可変絞り弁７の前後に圧力損失が発生すれば、可変絞り弁７の上流側に圧力が発生するが、この圧力が、シリンダ２の回路における実質的な設定圧となる。
　したがって、回路圧制御装置Ｓの上流側の油圧回路の設定圧は、一番低いリリーフ弁８の設定圧（下限値）から、可変絞り弁７の開度に応じて決まる最高設定圧（上限値）までの範囲で、リニアに制御することができる。
　このようにシリンダ２に連通される油圧回路の設定圧をリニアに制御できるので、例えば、シリンダ２の負荷が小さいときには、その設定圧を低く保って、油圧ポンプＰの負担を軽減できる。また、当然のことであるが、シリンダ２の負荷が大きいときにも対応することできる。
　本発明の第１実施形態における回路圧制御装置Ｓによれば、可変絞り弁とリリーフ弁とで設定圧をリニアに可変制御できるようにしたので、制御対象であるアクチュエータの設定圧を、状況に応じてきめ細かく制御できる。
　次に本発明の第２実施形態について説明する。
　第２実施形態を示した図２は、建設機械の制御回路のうち、旋回モータＲＭに着目した回路図である。そのため、第２実施形態においては、建設機械に用いられる他のアクチュエータの図示を省略している。
　また、第２実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素については、第１実施形態と同一符号を付して説明する。
　旋回モータＲＭは、接続通路３及び４を介して旋回モータ制御用の操作弁１に接続している。接続通路３及び４のそれぞれには、ブレーキ弁１１及び１２が接続されている。そして、操作弁１が中立位置に保たれているときには、旋回モータＲＭは停止状態を維持する。
　上記の状態から操作弁１を例えば中立位置から図面左側位置に切り換えると、一方の接続通路３が油圧ポンプＰに接続され、他方の接続通路４がタンクＴに連通する。したがって、接続通路３から圧油が供給されて旋回モータＲＭが回転するとともに、旋回モータＲＭからの戻り油が他方の接続通路４を介してタンクに戻される。
　操作弁１を上記とは反対方向に切り換えると、今度は、接続通路４に油圧ポンプＰからの吐出油が供給され、接続通路３がタンクＴに連通し、旋回モータＲＭは逆に回転することになる。
　上記のように旋回モータＲＭを駆動しているときには、ブレーキ弁１１あるいは１２がリリーフ弁の機能を発揮し、接続通路３及び４が設定圧以上になったとき、ブレーキ弁１１及び１２が開弁して高圧側の通路の圧力を設定圧以内に制御する。
　また、旋回モータＲＭを回転している状態で、操作弁１を中立位置に戻して操作弁１が閉じられても、旋回モータＲＭはその慣性エネルギーで回転し続け、旋回モータＲＭがポンプ作用をする。この時には、接続通路３及び４、旋回モータＲＭ、ブレーキ弁１１あるいは１２で閉回路が構成されるとともに、ブレーキ弁１１あるいは１２によって、旋回モータＲＭの慣性エネルギーが熱エネルギーに変換されることになる。
　接続通路３及び４は、それぞれチェック弁１３及び１４を介して互いに合流する。、その合流点には供給通路１５が接続されている。なお、チェック弁１３及び１４は、それぞれ接続通路３及び４から供給通路１５への流通のみを許容するものである。
　上記のようにした供給通路１５の最下流には、可変容量型の油圧モータＭが接続され、油圧モータＭには発電機Ｇが連係されるとともに、発電機ＧはインバータＩを介してバッテリー１６に接続される。バッテリー１６は、バッテリー１６の状態を検出するための信号線を介してコントローラＣと接続される。このため、コントローラＣは、バッテリー１６の充電状況を把握することができる。
　また、油圧モータＭには油圧モータＭの傾転角を電気的に制御する傾角制御器１７が設けられるとともに、傾角制御器１７は、コントローラＣと信号線を介して接続される。
　上記のようにした供給通路１５には、回路圧制御装置Ｓを設けている。この回路圧制御装置Ｓは、電磁機構７ａを備えた可変絞り弁７と、可変絞り弁７の下流側に設けられるリリーフ弁８とを有する。これら可変絞り弁７及びリリーフ弁８は、第１実施形態と同じである。可変絞り弁７が多少でも開いているときの設定圧は、ブレーキ弁１１及び１２の設定圧よりも低くなるようにしている。
　さらに、可変絞り弁７の上流側には、旋回モータＲＭの旋回時の圧力あるいはブレーキ時の圧力を検出する圧力センサー１８が設けられ、この圧力センサー１８の圧力信号をコントローラＣに入力している。
　なお、油圧ポンプＰには第１実施形態と同じレギュレータ１０が設けられている。
　次に、この第２実施形態の作用を説明する。
　操作弁１を、例えば中立位置から左右いずれかの切換位置に切り換えれば、上記したように旋回モータＲＭは、ブレーキ弁１１及び１２の設定圧の範囲内で回転する。
　このときの旋回モータＲＭの負荷圧は、圧力センサー１８で検出されてコントローラＣに入力されるとともに、操作弁１の切換量は、ジョイスティック９の操作量としてコントローラＣに入力される。
　そして、コントローラＣは、ブレーキ弁１１及び１２の設定圧と、旋回モータＲＭの負荷圧との差を比較し、負荷圧がコントローラＣにあらかじめ設定されたしきい値を超えているか否かを判定する。
　そして、コントローラＣは、旋回モータＲＭの負荷圧と上記しきい値とから、可変絞り弁７を開閉制御する。つまり、旋回モータＲＭの負荷圧がしきい値を超えている場合には、コントローラＣは、電磁機構７ａを動作して可変絞り弁７の開度を小さくするか、あるいは可変絞り弁７を閉じる。このように可変絞り弁７の開度を小さくして回路圧制御装置Ｓによる油圧回路の設定圧を高くし、可変絞り弁７を完全に閉じることによって当該回路の設定圧を最大にすることができる。これとともに、旋回モータＲＭをブレーキ弁１１及び１２の設定圧の範囲で駆動させることができる。
　一方、コントローラＣが、旋回モータＲＭの負荷圧がしきい値以下であると判断した場合には、コントローラＣは、電磁機構７ａを駆動して可変絞り弁７を開く。可変絞り弁７が開かれると、そのときの圧力でリリーフ弁８が開くので、旋回モータＲＭに対する余剰流量は、供給通路１５を経由して油圧モータＭに供給され、油圧モータＭを回転させる。このようにして油圧モータＭが回転すれば、発電機Ｇが回って発電されるとともに、この発電された電力がインバータＩを経由してバッテリー１６に充電される。
　そして、コントローラＣは、上記要求流量としきい値との差をもとにして、可変絞り弁７の開度を制御する。可変絞り弁７を全開状態にしたときには、可変絞り弁７とリリーフ弁８とで構成される回路圧制御装置Ｓの設定圧が最も低くなり、可変絞り弁７を全閉状態にしたときには、回路圧制御装置Ｓによる油圧回路の設定圧は最も高くなる。
　そして、回路圧制御装置Ｓによる当該回路の設定圧が低くなればなるほど、油圧モータＭに対して多くの流量を供給できる。反対に回路圧制御装置Ｓによる当該回路の設定圧が高くなれば、その分、油圧モータＭに供給される流量が少なくなる。
　なお、可変絞り弁７の開度は、オペレータが直接制御してもよいし、コントローラＣが自動的に制御してもよい。
　しかも、回路圧制御装置Ｓによる当該回路の設定圧を変更するために、可変絞り弁７の開度を制御すれば足りるので、当該回路の設定圧は、リニアに可変制御できる。このようにリニアに可変制御できるので、旋回モータＲＭの作動状況に応じて変化する余剰油を適切に油圧モータＭに供給でき、その分、エネルギー効率を上げて省エネルギー化を図ることができる。
　また、油圧モータＭの傾角制御器１７の傾角信号をもとにして、コントローラＣは、可変絞り弁７の開度を制御できる。例えば、バッテリー１６からコントローラＣに入力される充電量に関する信号から、コントローラＣがバッテリー１６に十分に充電されていると判定したときには、傾角制御器１７を動作して、油圧モータＭの傾転角をほぼゼロにする。このような状態のときには、コントローラＣは、可変絞り弁７を全閉状態にして、旋回モータＲＭの駆動を優先させることができる。
　いずれにしても、コントローラＣは、圧力センサー１８からの圧力信号や、油圧モータＭの傾角制御器１７からの傾角信号などを組み合わせながら、上記回路圧制御装置Ｓによる当該回路の設定圧をリニアに可変制御できる。
　なお、第２実施形態は、発電用の油圧モータＭに余剰油を供給するだけでなく、他の機器に余剰油を供給する場合に利用できること当然である。
　また、制御対象のアクチュエータは、旋回モータＲＭだけでなく、一般の機器にすべて応用することができる。
　本発明の第２実施形態によれば、制御対象であるアクチュエータの作動状況に応じて変化する余剰エネルギーを適切に他のアクチュエータに供給することによって、エネルギー効率を上げることができ、その分、省エネルギー化を図ることができる。
　また、第２実施形態によれば、旋回モータの駆動圧の変化に応じて変化する余剰エネルギーを、発電機を回す油圧モータに供給できるので、例えば、傾斜地で低い方向に向かって旋回するときには、その旋回圧は低くてもよいので、このときには可変絞り弁の開度を相対的に大きくして、多くの余剰油を上記油圧モータに導くことができる。
　反対に、上記傾斜地の高い方向に向かって旋回するときには、その旋回圧は高くなければならないので、可変絞り弁の開度を相対的に小さくして、旋回モータを優先的に作動させる。このときには、上記油圧モータに供給される余剰油は少なくなる。
　このようにして、旋回モータの作動条件に応じて、油圧モータに供給される余剰油の流量を制御できるので、旋回モータの駆動効率を妨げることなく、有効に油圧モータを回して発電効率を上げることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１２年１月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－０１３１８６に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
　本発明に係る回路圧制御装置は、発電機能を備えた建設機械に利用できる。
 

Claims (6)

  1. 　上流側にアクチュエータが連通する接続通路に接続されるリリーフ弁を備えた回路圧制御装置であって、
    　前記リリーフ弁の上流側に、コントローラからの制御信号に応じて開度が変化する可変絞り弁を備える回路圧制御装置。
  2. 　請求項１に記載の回路圧制御装置であって、
    　前記可変絞り弁は、前記制御信号によって開度が小さくなるほど、前記アクチュエータに供給される圧力を大きく設定し、前記制御信号によって開度が大きくなるほど、前記アクチュエータに供給される圧力を小さく設定する、
    回路圧制御装置。
  3. 　請求項１に記載の回路圧制御装置であって、
    　前記コントローラは、前記アクチュエータの負荷を小さくするときは、前記可変絞り弁の開度を大きくし、アクチュエータの負荷を大きくするときは、前記可変絞り弁の開度を小さくする、
    回路圧制御装置。
  4. 　請求項１に記載の回路圧制御装置であって、
    　前記コントローラは、上流の圧力が前記リリーフ弁の設定圧よりも高いときに、アクチュエータに供給される圧力をリニアに変更する、
    回路圧制御装置。
  5. 　前記アクチュエータを制御する油圧制御回路であって、
    　請求項１に記載の回路圧制御装置における前記可変絞り弁の上流側を、圧力制御対象である前記アクチュエータに連通させる前記接続通路に接続し、前記可変絞り弁の下流に接続された前記リリーフ弁の下流側を前記制御対象とは別のアクチュエータに連通させる供給通路に接続し、前記可変絞り弁と前記リリーフ弁とで、前記制御対象側の前記アクチュエータ系の回路圧を制御する回路圧制御装置を構成する油圧制御回路。
  6. 　旋回モータと、この旋回モータの圧力源である油圧ポンプと、前記旋回モータと前記油圧ポンプとの間にあって、上流側を前記油圧ポンプあるいはタンクに接続し、下流側を前記旋回モータに接続した操作弁とを備えた建設機械の油圧制御回路であって、
    　請求項１に記載の回路圧制御装置における前記可変絞り弁の上流側を、前記操作弁と前記旋回モータとを接続する接続通路に接続させ、前記リリーフ弁の下流側を、発電機を回すための油圧モータに接続した供給通路に接続してなる建設機械の油圧制御回路。
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