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JP7670535B2 - Hydraulic circuits for construction machinery - Google Patents
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

本発明は、油圧ハンマー等のワークツールを備える建設機械の油圧回路に関する。 The present invention relates to a hydraulic circuit for a construction machine equipped with a work tool such as a hydraulic hammer.

建設機械の代表例である油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体に旋回自在に支持された上部旋回体と、上部旋回体に装着されたフロント作業機とを備える。油圧ショベルのフロント作業機は、上部旋回体に揺動自在に連結されたブームと、ブームの先端に揺動自在に連結されたアームとを含む。 A hydraulic excavator, a typical example of construction machinery, comprises a lower traveling body, an upper rotating body supported for free rotation on the lower traveling body, and a front working machine attached to the upper rotating body. The front working machine of the hydraulic excavator includes a boom connected to the upper rotating body for free swinging, and an arm connected to the tip of the boom for free swinging.

油圧ショベルにおいては、ワークツールとして掘削作業用のバケットがアームの先端に装着されているものが多いが、バケット以外にも様々なワークツールがアームの先端に装着され得る。バケット以外のワークツールとしては、たとえば、コンクリートや岩石等を破砕するための油圧ハンマー(油圧ブレーカ)がある。 Many hydraulic excavators have a bucket for excavation work attached to the end of the arm as a work tool, but various work tools other than a bucket can also be attached to the end of the arm. An example of a work tool other than a bucket is a hydraulic hammer (hydraulic breaker) for breaking up concrete, rocks, etc.

ワークツールとして油圧ハンマーを使用する際、油圧ハンマーの所要能力を発揮させるためには、油圧ハンマーの背圧を所定値未満にしなければならない。そこで、コントロールバルブを経由しないで、ワークツールから作動油タンクに作動油を戻す回路が採用されることがある(たとえば特許文献1参照。)。 When using a hydraulic hammer as a work tool, the back pressure of the hydraulic hammer must be kept below a specified value in order for the hydraulic hammer to perform at its required capacity. For this reason, a circuit is sometimes used that returns hydraulic oil from the work tool to the hydraulic oil tank without passing through a control valve (see, for example, Patent Document 1).

特開平8-128076号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-128076

しかし、コントロールバルブを経由せずに、油圧ハンマーから作動油タンクに作動油を戻す場合において、油圧ハンマーからの戻り油がオイルクーラを通るようになっていると、油圧ハンマーの使用に伴って発生するサージ圧により、オイルクーラが損傷してしまうという問題がある。一方、油圧ハンマーからの戻り油がオイルクーラを通らない構成であると、油圧ハンマーの作動中に作動油の温度が過剰に上昇するおそれがある。 However, when hydraulic oil is returned from the hydraulic hammer to the hydraulic oil tank without passing through the control valve, if the return oil from the hydraulic hammer passes through an oil cooler, there is a problem that the oil cooler may be damaged by the surge pressure that occurs when the hydraulic hammer is used. On the other hand, if the return oil from the hydraulic hammer does not pass through an oil cooler, there is a risk that the temperature of the hydraulic oil may rise excessively while the hydraulic hammer is in operation.

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、オイルクーラの損傷を防止することができると共に、作動油の温度が過剰に上昇するのを防止することができる建設機械の油圧回路を提供することである。 In light of the above, the objective of the present invention is to provide a hydraulic circuit for a construction machine that can prevent damage to the oil cooler and prevent the temperature of the hydraulic oil from rising excessively.

本発明によれば、上記課題を解決する以下の建設機械の油圧回路が提供される。すなわち、建設機械の油圧回路であって、油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動するワークツールと、オペレータによって操作されると前記ワークツールを作動させるための信号を出力するワークツール操作装置と、前記ワークツール操作装置が出力した信号に基づき、前記油圧ポンプから前記ワークツールへの作動油の供給を許容するコントロールバルブと、前記油圧ポンプと前記コントロールバルブとを接続するポンプ管路と、前記ポンプ管路から分岐して作動油タンクまで延びるバイパス管路と、前記バイパス管路に配置されたバイパスバルブと、前記バイパス管路において前記バイパスバルブよりも下流側に配置されたオイルクーラと、前記コントロールバルブおよび前記オイルクーラを経由しないで前記ワークツールから前記作動油タンクに作動油を戻すための戻り管路と、前記ワークツール操作装置が操作されていない場合には、前記バイパスバルブの開度を第1の開度に調整し、前記ワークツール操作装置が操作された場合には、前記バイパスバルブの開度を、前記第1の開度よりも小さい非全閉の第2の開度に調整するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記ワークツール操作装置が操作された場合において、作動油の温度が調整開始温度以上のときは前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整し、作動油の温度が前記調整開始温度未満のときは前記バイパスバルブの開度を、前記第2の開度よりも小さい第3の開度に調整する建設機械の油圧回路が提供される。 According to the present invention, there is provided the following hydraulic circuit for a construction machine that solves the above-mentioned problems: That is, the hydraulic circuit for a construction machine includes a hydraulic pump, a work tool operated by hydraulic oil discharged by the hydraulic pump, a work tool operating device that outputs a signal for operating the work tool when operated by an operator, a control valve that allows the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump to the work tool based on the signal output by the work tool operating device, a pump line connecting the hydraulic pump and the control valve, a bypass line branching off from the pump line and extending to a hydraulic oil tank, a bypass valve disposed in the bypass line, an oil cooler disposed in the bypass line downstream of the bypass valve, and a control valve and an oil cooler disposed in the bypass line downstream of the bypass valve. a return pipeline for returning hydraulic oil from the work tool to the hydraulic oil tank without passing through a cooler; and a controller that adjusts the opening of the bypass valve to a first opening when the work tool operating device is not operated, and adjusts the opening of the bypass valve to a second opening that is not fully closed and smaller than the first opening when the work tool operating device is operated, wherein when the work tool operating device is operated, the controller adjusts the opening of the bypass valve to the second opening when the temperature of the hydraulic oil is equal to or higher than an adjustment start temperature, and adjusts the opening of the bypass valve to a third opening that is smaller than the second opening when the temperature of the hydraulic oil is below the adjustment start temperature.

前記コントローラは、前記ワークツール操作装置が操作されている状態において、前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整した後、作動油の温度が調整終了温度以下となった時に前記バイパスバルブの開度を前記第3の開度に調整するのが好適である。 When the work tool operating device is being operated, the controller preferably adjusts the opening of the bypass valve to the second opening, and then adjusts the opening of the bypass valve to the third opening when the temperature of the hydraulic oil becomes equal to or lower than the end-of-adjustment temperature.

前記コントローラは、前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整した際に、前記バイパスバルブの開度を前記第3の開度に調整した場合における前記油圧ポンプの吐出量よりも多くなるように前記油圧ポンプの吐出量を制御するのが望ましい。 It is desirable that the controller controls the discharge volume of the hydraulic pump when the opening of the bypass valve is adjusted to the second opening volume so that the discharge volume of the hydraulic pump is greater than the discharge volume of the hydraulic pump when the opening of the bypass valve is adjusted to the third opening volume.

前記コントローラは、前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整した際に、前記バイパスバルブの開度を前記第3の開度に調整した場合に前記ワークツールに供給される作動油の量と同じ量の作動油が前記ワークツールに供給されるように前記油圧ポンプの吐出量を制御するのが好都合である。 It is preferable that the controller controls the discharge volume of the hydraulic pump so that when the opening of the bypass valve is adjusted to the second opening, the same amount of hydraulic oil is supplied to the work tool as when the opening of the bypass valve is adjusted to the third opening.

本発明の建設機械の油圧回路は、コントロールバルブおよびオイルクーラを経由しないで、ワークツールから作動油タンクに作動油を戻すための戻り管路を備えるので、ワークツールの使用に伴ってサージ圧が発生しても、オイルクーラが損傷することはない。 The hydraulic circuit of the construction machine of the present invention is equipped with a return line for returning hydraulic oil from the work tool to the hydraulic oil tank without passing through the control valve and oil cooler, so that the oil cooler will not be damaged even if surge pressure occurs during use of the work tool.

また、本発明の建設機械の油圧回路は、ワークツール操作装置が操作されていない場合には、バイパスバルブの開度を第1の開度に調整し、ワークツール操作装置が操作された場合には、バイパスバルブの開度を、第1の開度よりも小さい非全閉の第2の開度に調整するコントローラを備えるので、ワークツールの作動中に、油圧ポンプが吐出した作動油の一部が、ポンプ管路からバイパス管路に流入してオイルクーラにおいて冷却されるので、作動油の温度が過剰に上昇するのを防止することができる。 The hydraulic circuit of the construction machine of the present invention is also equipped with a controller that adjusts the opening of the bypass valve to a first opening when the work tool operating device is not being operated, and adjusts the opening of the bypass valve to a second opening that is smaller than the first opening and is not fully closed when the work tool operating device is being operated. Therefore, during operation of the work tool, a portion of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump flows from the pump line into the bypass line and is cooled in the oil cooler, preventing the temperature of the hydraulic oil from rising excessively.

本発明に従って構成された建設機械の油圧回路を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit of a construction machine configured according to the present invention.

以下、本発明に従って構成された建設機械の油圧回路の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Below, an embodiment of a hydraulic circuit for a construction machine configured according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1において全体を符号2で示す油圧回路は、エンジン4によって駆動する可変容量形の油圧ポンプ6と、油圧ポンプ6が吐出した作動油(吐出油)によって作動するワークツール8とを備える。油圧回路2が採用される建設機械は、たとえば油圧ショベルであり、油圧ショベルのワークツール8としては、上述した油圧ハンマーのほか、林業作業において伐倒や枝払をするためのハーベスタ等がある。 The hydraulic circuit, generally designated by the reference symbol 2 in FIG. 1, includes a variable displacement hydraulic pump 6 driven by an engine 4, and a work tool 8 operated by hydraulic oil (discharged oil) discharged by the hydraulic pump 6. A construction machine in which the hydraulic circuit 2 is used is, for example, a hydraulic excavator, and examples of the work tool 8 of the hydraulic excavator include the hydraulic hammer mentioned above, as well as a harvester used for felling and de-limbing in forestry work.

油圧回路2は、ワークツール8以外にも、油圧ポンプ6の吐出油によって作動する他の油圧アクチュエータを含む。油圧回路2が油圧ショベルのものである場合、ワークツール8以外の他の油圧アクチュエータとしては、図示していないが、ブームを揺動させるブームシリンダ、アームを揺動させるアームシリンダ、油圧ショベルを走行させる走行モータ、下部走行体に対して上部旋回体を旋回させる旋回モータ等が含まれ得る。 In addition to the work tool 8, the hydraulic circuit 2 includes other hydraulic actuators that are operated by the oil discharged from the hydraulic pump 6. If the hydraulic circuit 2 is for a hydraulic excavator, the hydraulic actuators other than the work tool 8 may include, although not shown, a boom cylinder that swings the boom, an arm cylinder that swings the arm, a travel motor that drives the hydraulic excavator, a rotation motor that rotates the upper rotating body relative to the lower traveling body, etc.

図1に示すとおり、油圧回路2は、さらに、オペレータによって操作されるとワークツール8を作動させるための信号を出力するワークツール操作装置10と、ワークツール操作装置10が出力した信号に基づき、油圧ポンプ6からワークツール8への作動油の供給を許容するコントロールバルブ12とを含む。 As shown in FIG. 1, the hydraulic circuit 2 further includes a work tool operating device 10 that outputs a signal for operating the work tool 8 when operated by an operator, and a control valve 12 that allows the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 6 to the work tool 8 based on the signal output by the work tool operating device 10.

ワークツール操作装置10は、踏み込み操作されるペダル、あるいは、押しボタン式スイッチを有する構成でよい。押しボタン式スイッチは、たとえば、ブームシリンダやアームシリンダを操作するためのジョイスティック(図示していない。)に付設され得る。なお、油圧回路2は、ワークツール8以外の他の油圧アクチュエータを操作するための他の操作装置(レバーまたはペダルを有する構成)を含む。 The work tool operating device 10 may be configured to have a pedal that is operated by stepping on it, or a push button switch. The push button switch may be attached to a joystick (not shown) for operating a boom cylinder or an arm cylinder, for example. The hydraulic circuit 2 also includes other operating devices (configurations having levers or pedals) for operating hydraulic actuators other than the work tool 8.

ワークツール操作装置10に対して、踏み込み操作や押し込み操作等の適宜の操作がなされると、ワークツール操作装置10は電気信号または油圧信号を出力する。図1には、ワークツール操作装置10が電気信号を出力する形態を示している。ワークツール操作装置10から出力された電気信号は、コントローラ14を介してコントロールバルブ12に送られる。 When an appropriate operation such as stepping or pushing is performed on the work tool operation device 10, the work tool operation device 10 outputs an electrical signal or a hydraulic signal. FIG. 1 shows a form in which the work tool operation device 10 outputs an electrical signal. The electrical signal output from the work tool operation device 10 is sent to the control valve 12 via the controller 14.

なお、図示の実施形態とは異なり、ワークツール操作装置10がコントロールバルブ12に対して油圧信号を出力してもよい。この場合には、ワークツール操作装置10から出力された油圧信号が圧力センサ(図示していない。)によって検出され、この圧力センサの検出結果がコントローラ14に入力される。 In addition, unlike the illustrated embodiment, the work tool operating device 10 may output a hydraulic signal to the control valve 12. In this case, the hydraulic signal output from the work tool operating device 10 is detected by a pressure sensor (not illustrated), and the detection result of this pressure sensor is input to the controller 14.

コントロールバルブ12は、ワークツール操作装置10が信号を出力すると、油圧ポンプ6からワークツール8に通じる油路を開き、油圧ポンプ6の吐出油がワークツール8へ供給されるのを許容する。一方、コントロールバルブ12は、ワークツール操作装置10が信号を出力していない場合には、油圧ポンプ6からワークツール8に通じる油路を閉じ、油圧ポンプ6の吐出油がワークツール8へ供給されるのを阻止する。 When the work tool operating device 10 outputs a signal, the control valve 12 opens the oil passage leading from the hydraulic pump 6 to the work tool 8, allowing the oil discharged from the hydraulic pump 6 to be supplied to the work tool 8. On the other hand, when the work tool operating device 10 does not output a signal, the control valve 12 closes the oil passage leading from the hydraulic pump 6 to the work tool 8, preventing the oil discharged from the hydraulic pump 6 from being supplied to the work tool 8.

また、コントロールバルブ12は、ワークツール操作装置10以外の他の操作装置から出力された信号に応じて、油圧ポンプ6からワークツール8以外の他の油圧アクチュエータに通じる他の油路も開閉する。 The control valve 12 also opens and closes other oil passages leading from the hydraulic pump 6 to hydraulic actuators other than the work tool 8 in response to signals output from operating devices other than the work tool operating device 10.

コントローラ14は、処理装置および記憶装置を有するコンピュータから構成される。コントローラ14は、ワークツール操作装置10から出力された信号、およびワークツール操作装置10以外の他の操作装置から出力された信号に基づいて、コントロールバルブ12の作動を制御すると共に、油圧ポンプ6の吐出量を制御する。 The controller 14 is composed of a computer having a processing device and a storage device. The controller 14 controls the operation of the control valve 12 and the discharge volume of the hydraulic pump 6 based on signals output from the work tool operating device 10 and signals output from operating devices other than the work tool operating device 10.

図1に示すとおり、油圧回路2は、油圧ポンプ6とコントロールバルブ12とを接続するポンプ管路16と、ポンプ管路16から分岐して作動油タンク18まで延びるバイパス管路20とを有する。ポンプ管路16には、油圧ポンプ6によって作動油タンク18から吸い込まれた作動油が吐出される。また、ポンプ管路16には、ポンプ管路16の圧力を検出する圧力センサ22が設けられており、圧力センサ22によって検出された圧力はコントローラ14に送られる。作動油タンク18には、作動油タンク18内の作動油の温度を検出する温度センサ24が付設されていて、温度センサ24が検出した温度はコントローラ14に送信される。 As shown in FIG. 1, the hydraulic circuit 2 has a pump line 16 that connects the hydraulic pump 6 and the control valve 12, and a bypass line 20 that branches off from the pump line 16 and extends to the hydraulic oil tank 18. The hydraulic oil sucked from the hydraulic oil tank 18 by the hydraulic pump 6 is discharged into the pump line 16. In addition, the pump line 16 is provided with a pressure sensor 22 that detects the pressure of the pump line 16, and the pressure detected by the pressure sensor 22 is sent to the controller 14. The hydraulic oil tank 18 is provided with a temperature sensor 24 that detects the temperature of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 18, and the temperature detected by the temperature sensor 24 is sent to the controller 14.

バイパス管路20には、油圧ポンプ6の吐出油の一部を、ワークツール8等の油圧アクチュエータに供給せずに、作動油タンク18に戻す(アンロードする)ためのバイパスバルブ26と、作動油を冷却するオイルクーラ28とが設けられている。詳細は後述するが、バイパスバルブ26の開度は、コントローラ14によって制御されるようになっている。オイルクーラ28は、バイパス管路20においてバイパスバルブ26よりも下流側(作動油タンク18側)に配置されている。 The bypass line 20 is provided with a bypass valve 26 for returning (unloading) a portion of the oil discharged from the hydraulic pump 6 to the hydraulic oil tank 18 without supplying it to a hydraulic actuator such as the work tool 8, and an oil cooler 28 for cooling the hydraulic oil. The opening degree of the bypass valve 26 is controlled by the controller 14, as will be described in detail later. The oil cooler 28 is disposed downstream of the bypass valve 26 in the bypass line 20 (on the hydraulic oil tank 18 side).

図1に示すとおり、油圧回路2は、コントロールバルブ12およびオイルクーラ28を経由しないで、ワークツール8から作動油タンク18に作動油を戻すための戻り管路30を備える。したがって、ワークツール8の使用に伴ってサージ圧が発生しても、ワークツール8から作動油タンク18に戻る作動油がオイルクーラ28を通過しないため、オイルクーラ28が損傷することはない。なお、ワークツール8以外の他の油圧アクチュエータからの戻り油は、図示していないが、コントロールバルブ12およびオイルクーラ28を経由して、かつ、バイパスバルブ26は通らずに、作動油タンク18に戻るようになっている。 As shown in FIG. 1, the hydraulic circuit 2 includes a return line 30 for returning hydraulic oil from the work tool 8 to the hydraulic oil tank 18 without passing through the control valve 12 and the oil cooler 28. Therefore, even if surge pressure occurs when the work tool 8 is used, the hydraulic oil returning from the work tool 8 to the hydraulic oil tank 18 does not pass through the oil cooler 28, so the oil cooler 28 will not be damaged. Note that, although not shown, return oil from hydraulic actuators other than the work tool 8 returns to the hydraulic oil tank 18 via the control valve 12 and the oil cooler 28, without passing through the bypass valve 26.

次に、上述したとおりの建設機械の油圧回路2の作動について説明する。 Next, we will explain the operation of the hydraulic circuit 2 of the construction machine as described above.

ワークツール操作装置10や、ワークツール操作装置10以外の他の操作装置が操作されていない場合には、ワークツール操作装置10等から信号が出力されない。この場合には、ワークツール8や他のアクチュエータへの油路がコントロールバルブ12によって閉ざされるため、油圧ポンプ6の吐出油がワークツール8等に供給されず、ワークツール8等は作動しない。 When the work tool operating device 10 or other operating devices other than the work tool operating device 10 are not being operated, no signal is output from the work tool operating device 10, etc. In this case, the oil passage to the work tool 8 and other actuators is closed by the control valve 12, so that the discharge oil from the hydraulic pump 6 is not supplied to the work tool 8, etc., and the work tool 8, etc. does not operate.

また、ワークツール操作装置10等が操作されていない場合、コントローラ14は、バイパスバルブ26の開度を第1の開度に調整する。これによって、油圧ポンプ6の吐出油がバイパス管路20を通って作動油タンク18に戻ると共に、ポンプ管路16の圧力が所定圧力に保持される。 When the work tool operating device 10 or the like is not being operated, the controller 14 adjusts the opening of the bypass valve 26 to the first opening. This allows the discharge oil from the hydraulic pump 6 to return to the hydraulic oil tank 18 through the bypass line 20, and the pressure in the pump line 16 is maintained at a predetermined pressure.

他方、ワークツール操作装置10が操作された場合には、ワークツール操作装置10から信号が出力される。そうすると、コントローラ14は、コントロールバルブ12を作動させ、油圧ポンプ6からワークツール8に通じる油路を開放させる。これによって、油圧ポンプ6の吐出油がワークツール8に供給され、ワークツール8が作動する。 On the other hand, when the work tool operating device 10 is operated, a signal is output from the work tool operating device 10. In response, the controller 14 operates the control valve 12 to open the oil passage leading from the hydraulic pump 6 to the work tool 8. This causes the oil discharged from the hydraulic pump 6 to be supplied to the work tool 8, causing the work tool 8 to operate.

また、コントローラ14は、ワークツール操作装置10が操作されると、バイパスバルブ26の開度を、第1の開度よりも小さい非全閉の第2の開度に調整する。このため、油圧ポンプ6の吐出油の一部が、ポンプ管路16からバイパス管路20に流入してオイルクーラ28において冷却される。 When the work tool operating device 10 is operated, the controller 14 adjusts the opening of the bypass valve 26 to a second opening that is smaller than the first opening and is not fully closed. As a result, a portion of the oil discharged from the hydraulic pump 6 flows from the pump line 16 into the bypass line 20 and is cooled in the oil cooler 28.

図示の実施形態においては、ワークツール8と作動油タンク18とを接続する戻り管路30はオイルクーラ28を経由していないため、戻り管路30を通る作動油(ワークツール8からの戻り油)は、オイルクーラ28で冷却されずに作動油タンク18に戻る。けれども、ワークツール操作装置10が操作された場合には、コントローラ14によって、バイパスバルブ26の開度が、全閉ではない第2の開度に調整される。このため、油圧ポンプ6の吐出油の一部がバイパス管路20に流入してオイルクーラ28で冷却されるから、ワークツール8の作動中に、作動油の温度が過剰に上昇するのを防止することができる。 In the illustrated embodiment, the return line 30 connecting the work tool 8 and the hydraulic oil tank 18 does not pass through the oil cooler 28, so the hydraulic oil passing through the return line 30 (return oil from the work tool 8) returns to the hydraulic oil tank 18 without being cooled by the oil cooler 28. However, when the work tool operating device 10 is operated, the controller 14 adjusts the opening of the bypass valve 26 to a second opening that is not fully closed. As a result, a portion of the discharge oil from the hydraulic pump 6 flows into the bypass line 20 and is cooled by the oil cooler 28, so that the temperature of the hydraulic oil can be prevented from rising excessively during operation of the work tool 8.

バイパスバルブ26の第2の開度については、第1の開度よりも小さい任意の開度に設定することができるが、ワークツール8の作動中に、油圧ポンプ6の吐出油の一部がバイパス管路20に流入できるようにするため、完全に閉じた状態(全閉)は第2の開度に含まれない。また、第2の開度は、一定でもよいが、作動油の温度(たとえば作動油タンク18内の作動油の温度)に応じて変化させてもよい。 The second opening of the bypass valve 26 can be set to any opening smaller than the first opening, but does not include a completely closed state (fully closed) in the second opening so that a portion of the discharge oil of the hydraulic pump 6 can flow into the bypass line 20 while the work tool 8 is in operation. In addition, the second opening may be constant, or may be changed according to the temperature of the hydraulic oil (for example, the temperature of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 18).

バイパスバルブ26の第2の開度が大きいほど、バイパス管路20に流入してオイルクーラ28を通る作動油量が多くなるので、作動油の過熱の懸念が弱まる。しかし、第2の開度が大きくなるほど、ワークツール8の作動に使用される作動油量の減少幅が増大してしまうため、ワークツール8の作動への影響が大きくなる。 The larger the second opening of the bypass valve 26, the more hydraulic oil flows into the bypass line 20 and passes through the oil cooler 28, reducing the risk of overheating the hydraulic oil. However, the larger the second opening, the greater the reduction in the amount of hydraulic oil used to operate the work tool 8, which has a greater impact on the operation of the work tool 8.

反対に、第2の開度が小さくなるほど、ワークツール8に供給される作動油量の減少幅が小さくなるから、ワークツール8の作動への影響が少なくなるものの、オイルクーラ28を通る作動油量が少なくなるので、作動油の過熱の懸念が強まることになる。 Conversely, the smaller the second opening, the smaller the reduction in the amount of hydraulic oil supplied to the work tool 8, and therefore the less impact it has on the operation of the work tool 8; however, the less hydraulic oil passes through the oil cooler 28, which increases the risk of the hydraulic oil overheating.

したがって、バイパスバルブ26の第2の開度は、作動油の過熱を効果的に抑制できる流量がバイパス管路20に振り分けられると共に、ワークツール8の所要能力を発揮できる流量がワークツール8に供給される程度の大きさであるのが好ましい。 Therefore, it is preferable that the second opening of the bypass valve 26 is large enough to distribute a flow rate that can effectively prevent overheating of the hydraulic oil to the bypass line 20, and to supply a flow rate that can exert the required capacity of the work tool 8 to the work tool 8.

上記のとおり、コントローラ14は、ワークツール操作装置10が操作された場合に、バイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整するようになっているが、ワークツール操作装置10が操作されたことに加えて、さらに他の条件が充足された場合に、バイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整するようになっていてもよい。 As described above, the controller 14 is configured to adjust the opening degree of the bypass valve 26 to the second opening degree when the work tool operating device 10 is operated, but the controller 14 may also be configured to adjust the opening degree of the bypass valve 26 to the second opening degree when other conditions are satisfied in addition to the work tool operating device 10 being operated.

たとえば、他の条件として、作動油の温度が調整開始温度以上であることを加えることができる。すなわち、コントローラ14は、ワークツール操作装置10が操作された場合において、作動油の温度が調整開始温度以上のときは、バイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整し、作動油の温度が調整開始温度未満のときはバイパスバルブ26の開度を、第2の開度よりも小さい第3の開度に調整するようになっていてもよい。 For example, another condition may be that the temperature of the hydraulic oil is equal to or higher than the adjustment start temperature. That is, when the work tool operating device 10 is operated, the controller 14 may adjust the opening of the bypass valve 26 to a second opening when the temperature of the hydraulic oil is equal to or higher than the adjustment start temperature, and adjust the opening of the bypass valve 26 to a third opening smaller than the second opening when the temperature of the hydraulic oil is less than the adjustment start temperature.

作動油の温度については、温度センサ24がコントローラ14に出力した温度(作動油タンク18内の作動油の温度)を用いることができるが、必ずしも作動油タンク18内のものでなくてよい。調整開始温度は、作動油の過熱の懸念が生じる温度として任意に設定することができる。バイパスバルブ26の第3の開度に関しては、第2の開度よりも小さい任意の開度でよいが、燃費低減の観点から、完全に閉じた状態(全閉)であるのが好適である。 The temperature of the hydraulic oil can be the temperature output by the temperature sensor 24 to the controller 14 (the temperature of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 18), but it does not necessarily have to be the temperature in the hydraulic oil tank 18. The adjustment start temperature can be set arbitrarily as the temperature at which there is concern about overheating of the hydraulic oil. The third opening of the bypass valve 26 can be any opening smaller than the second opening, but from the viewpoint of reducing fuel consumption, it is preferable that it is in a completely closed state (fully closed).

ポンプ管路16からバイパス管路20に流入した作動油は、ワークツール8の作動に使われずに作動油タンク18に戻ることになる。そこで、ワークツール操作装置10が操作された場合であっても、調整開始温度未満であれば(作動油の過熱の懸念が生じていなければ)、バイパスバルブ26の開度を、第2の開度よりも小さい第3の開度に調整することにより、ポンプ管路16からバイパス管路20に流入する作動油量を減らし、エネルギーロスを抑制することができる。 The hydraulic oil that flows from the pump line 16 into the bypass line 20 is not used to operate the work tool 8 and is returned to the hydraulic oil tank 18. Therefore, even if the work tool operating device 10 is operated, if the temperature is below the adjustment start temperature (if there is no concern about overheating of the hydraulic oil), the opening of the bypass valve 26 can be adjusted to a third opening smaller than the second opening to reduce the amount of hydraulic oil that flows from the pump line 16 into the bypass line 20 and suppress energy loss.

上述したとおり、ワークツール操作装置10が操作された場合において、コントローラ14がバイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整するか否かを、作動油の温度によって決定することができる。さらに、コントローラ14がバイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整する制御を終了するか否かについても、作動油の温度によって決定してもよい。 As described above, when the work tool operating device 10 is operated, the temperature of the hydraulic oil can determine whether the controller 14 adjusts the opening of the bypass valve 26 to the second opening. Furthermore, the temperature of the hydraulic oil can also determine whether the controller 14 terminates the control of adjusting the opening of the bypass valve 26 to the second opening.

すなわち、コントローラ14は、ワークツール操作装置10が操作されている状態において、バイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整した後、作動油の温度が調整終了温度以下となった時に、バイパスバルブ26の開度を第3の開度に調整するようになっていてもよい。つまり、コントローラ14は、ワークツール操作装置10が操作されている間に、作動油の過熱の懸念が解消されれば、バイパスバルブ26の開度を第3の開度に調整してもよい。これによって、油圧ポンプ6の吐出油のうちアンロードされる作動油量を低減することができる。 In other words, the controller 14 may adjust the opening of the bypass valve 26 to the second opening while the work tool operating device 10 is being operated, and then adjust the opening of the bypass valve 26 to the third opening when the temperature of the hydraulic oil becomes equal to or lower than the end-of-adjustment temperature. In other words, the controller 14 may adjust the opening of the bypass valve 26 to the third opening while the work tool operating device 10 is being operated if the concern about overheating of the hydraulic oil is resolved. This makes it possible to reduce the amount of hydraulic oil unloaded from the discharge oil of the hydraulic pump 6.

調整終了温度については、作動油の過熱の懸念のない温度として任意に設定することができる。ただし、調整終了温度は、上記調整開始温度よりも低い温度であって、チャタリングの発生を防止できる温度(たとえば、調整開始温度よりも10~15℃程度低い温度)であるのが望ましい。 The end-of-adjustment temperature can be set arbitrarily as long as there is no risk of overheating the hydraulic oil. However, it is desirable for the end-of-adjustment temperature to be a temperature lower than the start-of-adjustment temperature and capable of preventing chattering (for example, a temperature approximately 10 to 15°C lower than the start-of-adjustment temperature).

なお、これとは逆に、バイパスバルブ26の開度が第2の開度に一旦調整されたら、ワークツール操作装置10の操作が解除されるまで、バイパスバルブ26の開度が第2の開度に維持されるようになっていてもよい。 Conversely, once the opening degree of the bypass valve 26 has been adjusted to the second opening degree, the opening degree of the bypass valve 26 may be maintained at the second opening degree until the operation of the work tool operating device 10 is released.

ところで、バイパスバルブ26の開度が第2の開度に調整されている間は、先述のとおり、油圧ポンプ6の吐出油の一部がバイパス管路20に流入する。このため、第2の開度に調整された場合と、第2の開度よりも小さい第3の開度に調整された場合との双方において油圧ポンプ6の吐出量が一定であると、第3の開度に調整された場合よりも、第2の開度に調整された場合の方が、バイパス管路20に流入する作動油量が多くなり、ワークツール8の作動に使用される作動油量が少なくなる。 As described above, while the opening of the bypass valve 26 is adjusted to the second opening, a portion of the oil discharged from the hydraulic pump 6 flows into the bypass line 20. Therefore, if the discharge amount of the hydraulic pump 6 is constant both when it is adjusted to the second opening and when it is adjusted to the third opening, which is smaller than the second opening, the amount of hydraulic oil flowing into the bypass line 20 will be greater when it is adjusted to the second opening than when it is adjusted to the third opening, and the amount of hydraulic oil used to operate the work tool 8 will be less.

このようなことから、コントローラ14は、バイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整した際に、バイパスバルブ26の開度を第3の開度に調整した場合における油圧ポンプ6の吐出量よりも多くなるように、油圧ポンプ6の吐出量を制御するのが好ましい。 For this reason, it is preferable that the controller 14 controls the discharge volume of the hydraulic pump 6 when the opening degree of the bypass valve 26 is adjusted to the second opening degree so that the discharge volume of the hydraulic pump 6 is greater than the discharge volume of the hydraulic pump 6 when the opening degree of the bypass valve 26 is adjusted to the third opening degree.

具体的には、コントローラ14は、バイパスバルブ26の開度を第2の開度に調整した際に、バイパスバルブ26の開度を第3の開度に調整した場合にワークツール8に供給される作動油の量と同じ量の作動油がワークツール8に供給されるように、油圧ポンプ6の吐出量を制御するのが好都合である。 Specifically, it is advantageous for the controller 14 to control the discharge volume of the hydraulic pump 6 so that when the opening of the bypass valve 26 is adjusted to the second opening, the same amount of hydraulic oil is supplied to the work tool 8 as when the opening of the bypass valve 26 is adjusted to the third opening.

これによって、ワークツール8の作動中は、バイパスバルブ26の開度によらず(第2の開度であっても第3の開度であっても)、ワークツール8に一定の作動油を供給し、ワークツール8の能力を安定して発揮させることができる。また、ワークツール8の能力を損なわずに、第2の開度を大きくして、バイパス管路20に流入する作動油量を多くすることができるので、より効果的に作動油を冷却することができる。 As a result, while the work tool 8 is in operation, a constant amount of hydraulic oil can be supplied to the work tool 8 regardless of the opening of the bypass valve 26 (whether it is the second opening or the third opening), allowing the work tool 8 to stably exert its capabilities. In addition, the second opening can be increased without impairing the capabilities of the work tool 8, increasing the amount of hydraulic oil flowing into the bypass line 20, allowing the hydraulic oil to be cooled more effectively.

なお、油圧ポンプ6の吐出量の制御は、油圧ポンプ6の容量を変化させてもよく、あるいは、エンジン4の回転数を変化させてもよい。 The discharge volume of the hydraulic pump 6 may be controlled by changing the capacity of the hydraulic pump 6 or by changing the rotation speed of the engine 4.

以上のとおりであり、図示の実施形態の油圧回路2は、コントロールバルブ12およびオイルクーラ28を経由しないで、ワークツール8から作動油タンク18に作動油を戻すための戻り管路30を備えるので、ワークツール8の使用に伴ってサージ圧が発生しても、オイルクーラ28が損傷することはない。 As described above, the hydraulic circuit 2 in the illustrated embodiment includes a return line 30 for returning hydraulic oil from the work tool 8 to the hydraulic oil tank 18 without passing through the control valve 12 and the oil cooler 28, so that the oil cooler 28 will not be damaged even if surge pressure occurs when the work tool 8 is used.

また、油圧回路2は、ワークツール操作装置10が操作されていない場合には、バイパスバルブ26の開度を第1の開度に調整し、ワークツール操作装置10が操作された場合には、バイパスバルブ26の開度を、第1の開度よりも小さい非全閉の第2の開度に調整するコントローラ14を備えるので、ワークツール8の作動中に、油圧ポンプ6が吐出した作動油の一部が、ポンプ管路16からバイパス管路20に流入してオイルクーラ28において冷却されるので、作動油の温度が過剰に上昇するのを防止することができる。 The hydraulic circuit 2 also includes a controller 14 that adjusts the opening of the bypass valve 26 to a first opening when the work tool operating device 10 is not being operated, and adjusts the opening of the bypass valve 26 to a second opening that is smaller than the first opening and is not fully closed when the work tool operating device 10 is being operated. During operation of the work tool 8, a portion of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump 6 flows from the pump line 16 into the bypass line 20 and is cooled in the oil cooler 28, preventing the temperature of the hydraulic oil from rising excessively.

2:油圧回路
6:油圧ポンプ
8:ワークツール
10:ワークツール操作装置
12:コントロールバルブ
14:コントローラ
16:ポンプ管路
18:作動油タンク
20:バイパス管路
26:バイパスバルブ
28:オイルクーラ
30:戻り管路
2: Hydraulic circuit 6: Hydraulic pump 8: Work tool 10: Work tool operating device 12: Control valve 14: Controller 16: Pump line 18: Hydraulic oil tank 20: Bypass line 26: Bypass valve 28: Oil cooler 30: Return line

Claims (4)

建設機械の油圧回路であって、
油圧ポンプと、
前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動するワークツールと、
オペレータによって操作されると前記ワークツールを作動させるための信号を出力するワークツール操作装置と、
前記ワークツール操作装置が出力した信号に基づき、前記油圧ポンプから前記ワークツールへの作動油の供給を許容するコントロールバルブと、
前記油圧ポンプと前記コントロールバルブとを接続するポンプ管路と、
前記ポンプ管路から分岐して作動油タンクまで延びるバイパス管路と、
前記バイパス管路に配置されたバイパスバルブと、
前記バイパス管路において前記バイパスバルブよりも下流側に配置されたオイルクーラと、
前記コントロールバルブおよび前記オイルクーラを経由しないで前記ワークツールから前記作動油タンクに作動油を戻すための戻り管路と、
前記ワークツール操作装置が操作されていない場合には、前記バイパスバルブの開度を第1の開度に調整し、前記ワークツール操作装置が操作された場合には、前記バイパスバルブの開度を、前記第1の開度よりも小さい非全閉の第2の開度に調整するコントローラと、を備え
前記コントローラは、前記ワークツール操作装置が操作された場合において、
作動油の温度が調整開始温度以上のときは前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整し、
作動油の温度が前記調整開始温度未満のときは前記バイパスバルブの開度を、前記第2の開度よりも小さい第3の開度に調整する建設機械の油圧回路。
A hydraulic circuit of a construction machine, comprising:
A hydraulic pump;
a work tool operated by the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump;
a work tool operating device that, when operated by an operator, outputs a signal for actuating the work tool;
a control valve that allows supply of hydraulic oil from the hydraulic pump to the work tool based on a signal output from the work tool operating device;
a pump line connecting the hydraulic pump and the control valve;
a bypass line branching off from the pump line and extending to a hydraulic oil tank;
a bypass valve disposed in the bypass line;
an oil cooler disposed downstream of the bypass valve in the bypass pipe;
a return line for returning hydraulic oil from the work tool to the hydraulic oil tank without passing through the control valve and the oil cooler;
a controller that adjusts an opening degree of the bypass valve to a first opening degree when the work tool operating device is not operated, and adjusts an opening degree of the bypass valve to a second opening degree that is smaller than the first opening degree and is not fully closed when the work tool operating device is operated ,
When the work tool operating device is operated, the controller
When the temperature of the hydraulic oil is equal to or higher than an adjustment start temperature, the opening degree of the bypass valve is adjusted to the second opening degree,
A hydraulic circuit for a construction machine , which adjusts the opening of the bypass valve to a third opening smaller than the second opening when the temperature of the hydraulic oil is lower than the adjustment start temperature .
前記コントローラは、前記ワークツール操作装置が操作されている状態において、前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整した後、作動油の温度が調整終了温度以下となった時に前記バイパスバルブの開度を前記第3の開度に調整する、請求項に記載の建設機械の油圧回路。 2. The hydraulic circuit for a construction machine according to claim 1, wherein, in a state in which the work tool operating device is operated, the controller adjusts the opening of the bypass valve to the second opening, and then, when a temperature of the hydraulic oil becomes equal to or lower than an adjustment end temperature, adjusts the opening of the bypass valve to the third opening. 前記コントローラは、前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整した際に、前記バイパスバルブの開度を前記第3の開度に調整した場合における前記油圧ポンプの吐出量よりも多くなるように前記油圧ポンプの吐出量を制御する、請求項またはに記載の建設機械の油圧回路。 3. The hydraulic circuit for a construction machine according to claim 1, wherein the controller controls the discharge volume of the hydraulic pump when the opening degree of the bypass valve is adjusted to the second opening degree so that the discharge volume of the hydraulic pump is greater than the discharge volume of the hydraulic pump when the opening degree of the bypass valve is adjusted to the third opening degree. 前記コントローラは、前記バイパスバルブの開度を前記第2の開度に調整した際に、前記バイパスバルブの開度を前記第3の開度に調整した場合に前記ワークツールに供給される作動油の量と同じ量の作動油が前記ワークツールに供給されるように前記油圧ポンプの吐出量を制御する、請求項に記載の建設機械の油圧回路。 4. The hydraulic circuit for a construction machine according to claim 3, wherein, when an opening degree of the bypass valve is adjusted to the second opening degree, the controller controls the discharge amount of the hydraulic pump such that an amount of hydraulic oil supplied to the work tool is the same as an amount of hydraulic oil supplied to the work tool when the opening degree of the bypass valve is adjusted to the third opening degree.
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