JP2003294008A - 油圧制御装置 - Google Patents
油圧制御装置Info
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Abstract
ータの作動速度を上げることのできる安価な油圧制御装
置を提供することである。 【解決手段】 アクチュエータAとメインポンプP1と
を接続する循環回路22,23と、電動モータMを駆動
源とする定容量形のサブポンプP3と、サブポンプの吐
出油を循環回路に合流させる合流通路26,27と、合
流通路に設けた方向切換弁Bと、循環回路に接続した排
出通路36,37と、この排出通路に設けた排出バルブ
41と、排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁46
と、電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御する
コントローラCとを備えたことを特徴とする。
Description
キサー車やごみ収集車などの特装車に用いる油圧制御装
置に関する。
油圧制御装置として、図3に示すものが従来から知られ
ている。この従来の装置は、エンジンEの出力軸dに、
可変容量形のメインポンプp1と、定容量形のチャージ
ポンプp2とを連係するとともに、これらメインポンプ
p1およびチャージポンプp2を、エンジンEの作動に
応じて駆動させるようにしている。上記メインポンプp
1は、その吐出ポート10に通路1を介して切換弁bの
第1ポート12を接続している。また、このメインポン
プp1の吸い込みポート11には、通路2を介して切換
弁bの第2ポート13を接続している。
5には、それぞれ配管5、6を介してアクチュエータa
に接続している。このアクチュエータaには、セメント
を入れるドラムDを連係し、このドラムDをアクチュエ
ータaの作動に応じて回転させるようにしている。
制御するコントローラcを接続している。このコントロ
ーラcは、上記切換弁bが中立位置にあれば、メインポ
ンプp1の斜板の傾転角を小さくして、その吐出量を最
少にする。また、切換弁bを操作レバー7によっていず
れかの方向に切り換えると、メインポンプp1の斜板の
傾転角を大きくして、その吐出量を増やす。なお、メイ
ンポンプp1の吐出量は、エンジンEの回転数にも比例
している。すなわち、エンジンEの回転数が高くなれば
なるほどメインポンプp1の吐出量が増加し、エンジン
Eの回転数が低くなればなるほどメインポンプp1の吐
出量が減少する。
出ポート8側を、チェック弁3を介して上記通路1を接
続し、チェック弁4を介して上記通路2を接続してい
る。このようにしたチャージポンプp2は、回路内の流
量不足を補うものである。すなわち、この装置はいわゆ
る閉回路であり、一定量の作動油を回路内に循環させて
いる。しかし、油漏れなどによって回路内の流量が不足
することがあり、このような場合に、上記チャージポン
プp2によって不足分の流量を補充するようにしてい
る。
切換弁bが図示する中立位置にある場合、コントローラ
cによってメインポンプp1の一回転当たりの吐出量が
最少に保たれている。そのため、エンジンEの作動に応
じてメインポンプp1が駆動すると、このメインポンプ
p1から最少流量が吐出される。そして、このメインポ
ンプp1から吐出された最少流量は、通路1を介して切
換弁bに導かれるが、このとき切換弁bが中立位置にあ
るので、この流量は通路2を介してメインポンプp1の
吸い込みポート11に戻される。つまり、切換弁bが中
立位置にあるとき、アクチュエータaに圧油は供給され
ず、ドラムDの回転は停止している。
のポジションに切り換えると、第1ポート12と第3ポ
ート14とが連通し、第2ポート13と第4ポート15
とが連通する。また、このとき、コントローラcがメイ
ンポンプp1の吐出量を増やす方向に斜板を制御する。
したがって、メインポンプp1から吐出された圧油が、
通路1→切換弁b→通路5を介してアクチュエータaに
供給される。そして、このアクチュエータaからの戻り
油が、通路6→切換弁b→通路2を介してメインポンプ
p1の吸い込みポート11に戻される。
た速度でアクチュエータaが作動する。そして、このア
クチュエータaの作動速度に応じてドラムDが回転す
る。なお、このときメインポンプp1から吐出される流
量は、メインポンプp1の一回転当たりの吐出量に、エ
ンジンEの回転数をかけ合わせたものである。したがっ
て、ドラムDの回転数を上げる場合には、エンジンEの
回転数を上げることになる。
ポジションに切り換えた場合には、第1ポート12と第
4ポート15とが連通し、第2ポート13と第3ポート
14とが連通する。そのため、上記と反対方向にアクチ
ュエータaが作動して、上記と反対方向にドラムDも回
転することになる。なお、上記のようにドラムDを回転
させているときに、油漏れなどによって回路内の流量が
不足すると、その不足分がチャージポンプp2によって
補充される。
ンクリートミキサー車は、ドラムDからセメントを排出
する時に、ドラムDを高速回転させる。また、セメント
を排出する直前にも、セメントを良く混ぜ合わせるため
に、ドラムDを高速回転させている。ところが、従来の
装置では、ドラムDを高速回転させるために、エンジン
Eの回転数を上げなければならない。エンジンEの回転
数を上げると、それに応じてエンジン音が大きくなり、
このエンジン音が住宅街などにおいて騒音となるという
問題があった。つまり、この従来の装置は、アクチュエ
ータの作動速度を上げようとすると、エンジンの回転数
が上がり、このエンジン音がうるさくなるという問題が
あった。
ば、回転数が低くても大流量が吐出されるので、アクチ
ュエータaを高速で作動させるために、エンジンEの回
転数を増やさなくてもよい。つまり、ドラムDを回転さ
せるときのエンジン音を低く抑えることができる。しか
し、可変容量形のポンプは非常に高価であるため、大型
のメインポンプp1を用いると、装置全体のコストアッ
プを招くという不都合が生じる。この発明の目的は、安
価で、しかも、エンジンの回転数を上げなくてもアクチ
ュエータの作動速度を上げることのできる油圧制御装置
を提供することである。
エータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、こ
れらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回
路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプ
と、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合
流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換
え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通
させる方向切換弁と、循環回路に接続した排出通路と、
この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの
下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排
出バルブの切換位置を制御するコントローラとを備え、
上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介して
タンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保
つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポン
プが方向切換弁を介して循環通路に連通しているとき
に、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作
動させる構成にしたことを特徴とする。
循環回路にアクチュエータから排出される排出流量を測
定する流量計を設ける一方、コントローラにアクチュエ
ータの作動指令値を入力する入力機構を備え、上記コン
トローラは、電動モータの回転数を、上記排出流量と作
動指令値とに基づいて制御することを特徴とする。
アクチュエータの作動速度を測定する速度計を設ける一
方、コントローラにアクチュエータの作動指令値を入力
する入力機構を備え、上記コントローラは、電動モータ
の回転数を、上記作動速度と作動指令値とに基づいて制
御することを特徴とする。
容量形のメインポンプP1と、定容量形で小型のチャー
ジポンプP2とを、エンジンEの出力軸dに連係してい
る。そして、これら2台のポンプP1,P2を、エンジ
ンEによって駆動させるようにしている。また、定容量
形のサブポンプP3を、電動モータMの出力軸に連係し
ている。そして、このサブポンプP3を、電動モータM
によって駆動させるようにしている。
ト20に通路22を介してアクチュエータAのポート2
4を接続している。また、他方のポート21には、通路
23を介してアクチュエータAのポート25を接続して
いる。そして、上記通路22および通路23によって、
この発明の循環回路を構成している。また、上記アクチ
ュエータAにドラムDを連係し、このドラムDをアクチ
ュエータAの作動に応じて回転させるようにしている。
向切換弁Bのポート28を接続し、上記通路23には合
流通路27を介して方向切換弁Bの他方のポート29を
接続している。上記方向切換弁Bは、その流入ポート3
0に通路32を介してサブポンプP3の吐出ポート33
を接続し、また、流出ポート31にタンクTを接続して
いる。このようにした方向切換弁Bは、図示する中立位
置にあるとき、流入ポート30を流出ポート31に連通
させているが、図面上側位置に切り換わると、流入ポー
ト30をポート28に連通させる。また、方向切換弁B
が図面下側位置に切り換わると、流入ポート30をポー
ト29に連通させる。
接続するとともに、この排出通路36に排出バルブ41
の一方のポート42を接続している。また、上記通路2
3には、排出通路37を介して排出バルブ41の他方の
ポート43を接続している。上記排出バルブ41は、そ
のポート44,45を、圧力制御弁46を介してタンク
Tに接続している。また、この排出バルブ41は、図示
する中立位置にあるとき、各ポート42〜45と他のポ
ートとの連通を遮断しているが、図面右側位置に切り換
わるとポート43とポート45とを連通し、図面左側位
置に切り換わるとポート42とポート44とを連通す
る。
ト47には、チェック弁34を介して通路22を接続
し、また、チェック弁35を介して通路23を接続して
いる。そして、このチャージポンプP2によって、通路
22,23内の流量不足を補うようにしている。
転角を操作する操作レバーRを機械的に連係している。
また、この操作レバーRには、コントローラCを接続
し、このコントローラCに操作レバーRの操作量を入力
するようにしている。上記コントローラCには、方向切
換弁B、絞りバルブ40、および排出バルブ41のソレ
ノイドsをそれぞれ接続している。そして、各ソレノイ
ドsの励磁電流をコントローラCで制御することによっ
て、これら方向切換弁B、絞りバルブ40、および排出
バルブ41の切り換え位置を制御するようにしている。
さらに、図示していないが、上記コントローラCには、
ドラムDの回転数すなわちアクチュエータAの作動速度
を特定する作動指令値を入力する入力機構を接続してい
る。
ジンEの回転数を検出する回転数センサー49を設ける
とともに、この回転数センサー49を上記コントローラ
Cに接続している。一方、上記通路23には、固定オリ
フィス48を設けるとともに、この固定オリフィス48
の前後に生じる圧力差を、差圧計50によって検出する
ようにしている。そして、この差圧計50によって検出
した値を、上記コントローラCに出力するようにしてい
る。上記の圧力差が入力されたコントローラCは、この
圧力差に基づいて電動モータMの回転数を制御するが、
その詳細な説明については後で説明する。なお、上記固
定オリフィス48と差圧計50とによって、差圧式の流
量計を構成しているが、通過流量を測定できるものであ
れば、流速から流量を特定する流量計でもよく、また、
容積から流量を特定する容量計でもよい。
る。操作レバーRを操作していない状態、すなわちメイ
ンポンプP1の斜板の傾転角が最少のとき、このメイン
ポンプP1の吐出量はほぼゼロに保たれている。そのた
め、この状態においてエンジンEが作動しても、このメ
インポンプP1から圧油は吐出されない。また、このよ
うに操作レバーRを操作していないとき、コントローラ
Cによって、電動モータMの作動を停止させている。し
たがって、サブポンプP3からも圧油は吐出されない。
Rの操作状況に係わりなく、エンジンEの回転数に比例
した流量を吐出する。ただし、このチャージポンプP2
は、通路22,23内の流量不足を補うものであり、そ
の吐出圧を低く設定している。そのため、このチャージ
ポンプP2から吐出される圧油によって、アクチュエー
タAが作動することはない。したがって、操作レバーR
が中立位置にあるときには、ドラムDは停止している。
と、メインポンプP1の斜板の傾転角が大きくなるた
め、このメインポンプP1がエンジンEの回転数に応じ
た流量を吐出する。例えば、メインポンプP1のポート
20から圧油が吐出されると、この圧油は通路22を介
してアクチュエータAの一方のポート24に供給され
て、このアクチュエータAからの戻り油が通路23を介
してメインポンプP1のポート21に戻される。このよ
うに圧油が供給されると、アクチュエータAが作動し
て、ドラムDが所定の速度で回転する。
ら、このドラムDの回転速度をさらに上げる場合には、
図示していない入力機構からコントローラCに作動指令
値を入力する。このように作動指令値をコントローラC
に入力すると、このコントローラCが電動モータMを所
定の速度で回転させる。そのため、サブポンプP3が所
定の速度で回転駆動して、その吐出ポート33から圧油
が吐出される。また、コントローラCは、電動モータM
を駆動させると同時に、方向切換弁Bを図面上側位置に
切り換える。このように方向切換弁Bを切り換えると、
流入ポート30とポート28とが連通し、サブポンプP
3の吐出ポート33が、通路32→方向切換弁B→合流
通路26を介して通路22に連通する。
た流量が、合流通路26を介して通路22に合流する。
このようにしてサブポンプP3の吐出油を通路22に合
流させると、アクチュエータAの作動速度が速くなるた
め、ドラムDの回転速度も増加する。つまり、エンジン
Eの回転数を増やさなくても、ドラムDの回転速度を上
げることができる。
げているが、サブポンプP3を駆動する電動モータMの
回転数というのは負荷や電圧に応じて変化しやすく、場
合によってはサブポンプP3の吐出流量が不足すること
がある。サブポンプP3の吐出流量が不足すると、アク
チュエータAを必要とする速度で作動させることができ
ず、ドラムDの回転数が指定した回転数よりも低くなっ
てしまう。そこで、この実施形態では、実際にアクチュ
エータAに供給されている流量に基づいて、サブポンプ
P3の吐出量を制御するようにしている。具体的に説明
すると、コントローラCが、上記差圧計50によって測
定した圧力差に基づいてアクチュエータAから排出され
る排出流量を求めるとともに、この排出流量が作動指令
値に対して多いか少ないかを判断して、電動モータMの
出力電流を最適に制御する。このようにすれば、最適な
流量をサブポンプP3から吐出させることができるの
で、ドラムDを指定した回転数で作動させることができ
る。
側位置に切り換えると、コントローラCからの指令によ
って、排出バルブ41が図面右側位置に切り換わるよう
にしている。このように排出バルブ41が切り換わる
と、そのポート43とポート45とが連通するため、ア
クチュエータAの下流側の通路23が、通路37→排出
バルブ41→圧力制御弁46を介してタンクTに連通す
る。したがって、通路23を通過する圧油のうち、所定
の流量がタンクTに排出される。そして、この所定の流
量とは、上記サブポンプP3によって合流させた流量の
ことである。つまり、サブポンプP3によって合流させ
た分の流量を、排出バルブ41を介してタンクTに排出
するようにしている。
力、すなわちアクチュエータAの下流側の圧力を一定に
保つためのものであり、その設定圧は、各ポンプP1〜
P3を作動させたときに、通路23または通路22内に
通常生じる圧力に設定している。つまり、この圧力制御
弁46によって、アクチュエータAの下流側の圧力が、
下がり過ぎたり上がりすぎたりしないようにしている。
なお、この圧力制御弁46は、その上流側の圧力を一定
に保つ機能を有するものであれば、リリーフ弁でも圧力
補償弁でもよい。
向にも回転できるようにしている。メインポンプP1を
反対方向に回転させた場合には、ポート21から圧油が
吐出されるため、アクチュエータAが上記と逆回転し
て、ドラムDも逆回転する。また、この状態において、
ドラムDの回転速度を上げる場合には、電動モータMを
作動させるとともに、方向切換弁Bを図面下側位置に切
り換えて、排出バルブ41を図面左側に切り換える。こ
のようにすれば、アクチュエータAの作動速度が速くな
り、ドラムDの回転数も増加する。
施形態の固定絞り48と差圧計50の代わりに速度計5
1を設けて、この速度計51によってドラムDの回転数
を直接測定する構成にしたものであり、それ以外の構成
については第1実施形態と同じである。この第2実施形
態によれば、コントローラCが、電動モータMを作動さ
せている最中に、上記速度計51によって測定したに作
動速度と作動指令値とを比較して、電動モータMの出力
電流を最適に制御する。つまり、ドラムDの実際の作動
速度に基づいて、サブポンプP3の吐出量を制御するよ
うにしている。このようにすれば、最適な流量がサブポ
ンプP3から吐出するので、ドラムDも指定した回転数
で作動させることができる。
で車両が停止しているときにエンジンEを一次的に停止
するアイドリングストップ車にも用いることができる。
すなわち、従来、コンクリートミキサー車をアイドリン
グストップ仕様にした場合、エンジン停止時にドラムD
の回転も止まってしまうという不都合があったため、ア
イドリングストップ車に用いることができなかった。し
かし、この第1、第2実施形態では、エンジンEと別の
駆動源である電動モータMによってサブポンプP3を駆
動させる構成にしているので、アイドリング時にエンジ
ンEが停止しても、電動モータMの作動によってドラム
Dを回転させることができる。したがって、エンジン停
止時に、ドラムDの回転が止まってしまうという不都合
が生じない。
を具体的に説明すると、コントローラCが、エンジンE
の作動停止を回転数センサー49からの信号によって検
知すると、このコントローラCは、操作レバーRの操作
量に基づいて、エンジン作動中にメインポンプP1が吐
出していた流量を特定する。そして、この特定した流量
と同じ流量を、サブポンプP3が吐出するように、電動
モータMの回転数を制御する。
サブポンプP3を用いているが、この定容量形のサブポ
ンプP3は、可変吐出形のポンプに比べて安価である。
そのため、可変容量形のメインポンプを大型化した場合
に比べて、装置全体のコストを安く抑えることができ
る。つまり、これら第1,第2実施形態では、エンジン
の回転数を上げなくても、アクチュエータの作動速度を
上げることが可能というだけでなく、装置全体のコスト
アップも低く抑えることができる。また、上記第1,第
2実施形態では、コンクリートミキサー車を一例として
説明したが、この発明は、油圧モータや油圧シリンダな
どのアクチュエータを備えた他の特装車にも用いること
ができる。
源とするサブポンプを設けて、このサブポンプから吐出
した流量を、メインポンプの吐出油に合流させてアクチ
ュエータに供給する構成にしたので、エンジンの回転数
を上げなくても、アクチュエータの作動速度を速くする
ことができる。したがって、アクチュエータの作動速度
を速くしたときに、エンジン音が大きくなることを防止
できる。また、サブポンプが定容量形なので、可変容量
形のメインポンプを大型化する場合に比べて、装置全体
のコストアップを低く抑えることができる。さらに、エ
ンジンと異なる駆動源によってサブポンプを駆動させる
ので、エンジンが停止しているときでも、アクチュエー
タを作動させることができる。したがって、アイドリン
グストップ車に用いることができる。
の排出流量と、作動指令値とを比較して、コントローラ
が電動モータMの回転数を制御する構成にしたので、ア
クチュエータの作動速度を、目標とする速度に保つこと
ができる。第3の発明によれば、アクチュエータの作動
速度と、作動指令値とを比較して、コントローラが電動
モータMの回転数を制御する構成にしたので、アクチュ
エータの作動速度を、目標とする速度に保つことができ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 アクチュエータと、エンジンを駆動源と
するメインポンプと、これらアクチュエータとメインポ
ンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とす
る定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を
循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設け
るとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタ
ンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、循環回路
に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バル
ブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、
上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御する
コントローラとを備え、上記コントローラは、サブポン
プが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、
排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を
停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通
路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つと
ともに電動モータを作動させる構成にしたことを特徴と
する油圧制御装置。 - 【請求項2】 循環回路にアクチュエータから排出され
る排出流量を測定する流量計を設ける一方、コントロー
ラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構を
備え、上記コントローラは、電動モータの回転数を、上
記排出流量と作動指令値とに基づいて制御することを特
徴とする請求項1記載の油圧制御装置。 - 【請求項3】 アクチュエータの作動速度を測定する速
度計を設ける一方、コントローラにアクチュエータの作
動指令値を入力する入力機構を備え、上記コントローラ
は、電動モータの回転数を、上記作動速度と作動指令値
とに基づいて制御することを特徴とする請求項1記載の
油圧制御装置。
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