JP2016132988A - Fail-safe hydraulic drive system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液圧ポンプから吐出される作動流体の流量を電気的に制御する液圧駆動システムであって、電気系統の断線等によるフェール時に安全に機能し得るフェールセーフ付液圧駆動システムに関する。 The present invention relates to a hydraulic drive system that electrically controls the flow rate of a working fluid discharged from a hydraulic pump, and relates to a fail-safe hydraulic drive system that can function safely in the event of a failure due to disconnection of an electrical system. .
従来から、液圧ポンプから吐出される作動流体の流量を電磁比例弁を用いて電気的に制御する液圧駆動システムが知られている。液圧駆動システムは、一般に、図6(a)に示すように、電磁比例弁への指令電流と吐出流量とが正の相関を示すポジティブ型である。このような液圧駆動システムでは、フェール時に電磁比例弁が作動しなくなった場合の対策が施されている。例えば、特許文献1には、図5に示すようなフェールセーフ付液圧駆動システム100が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic drive system that electrically controls the flow rate of a working fluid discharged from a hydraulic pump using an electromagnetic proportional valve is known. As shown in FIG. 6A, the hydraulic drive system is generally a positive type in which the command current to the electromagnetic proportional valve and the discharge flow rate have a positive correlation. In such a hydraulic drive system, measures are taken when the electromagnetic proportional valve stops operating during a failure. For example, Patent Literature 1 discloses a fail-safe
具体的に、液圧駆動システム100は、可変容量型の液圧ポンプ110と、液圧ポンプ110の傾転角を調整するレギュレータ120と、電磁比例弁130と、切換弁140を備える。レギュレータ120は、液圧ポンプ110の斜板と連結されたサーボピストン121と、サーボピストン121を駆動するスプール122と、スプール122を操作する馬力制御ピストン124及び流量制御ピストン123を含む。また、レギュレータ120は、馬力制御ピストン124用の2つの受圧室126,127と、流量制御ピストン123用の受圧室125を含む。
Specifically, the
馬力制御ピストン124用の一方の受圧室126には液圧ポンプ110の吐出圧Pdが導かれ、馬力制御ピストン124は、吐出圧Pdが上昇したときにスプール122を流量低減方向に移動させる。他方の受圧室127は、通常時はタンクと連通している。
The discharge pressure Pd of the
流量制御ピストン123用の受圧室125には流量制御圧が導かれ、流量制御ピストン123は、流量制御圧が上昇したときにスプール122を流量増加方向に移動させる。電磁比例弁130は、一次圧Psvを受け、前記流量制御圧として二次圧を出力する。なお、馬力制御ピストン124と流量制御ピストン123は、そのうちの吐出流量を小さく制御する方が優先してスプール122を移動させるように構成される。
A flow rate control pressure is guided to the
通常時は、電磁比例弁130からある程度大きな二次圧が出力されるため、切換弁140が図5中の左側の状態に維持され、電磁比例弁130からの二次圧が流量制御ピストン123用の受圧室125に導かれる。一方、フェール時には、電磁比例弁130からの二次圧がほぼゼロになるため、切換弁140が図5中の右側の状態に切り換えられる。これにより、パイロット圧Ppが流量制御ピストン123用の受圧室125に導かれるとともに、一次圧Psvが馬力制御ピストン124用の受圧室127に導かれる。一次圧Psvが受圧室127に導かれると、図6(b)に示すように馬力制御特性がラインAからラインBにシフトし、各々の吐出圧Pdにおける吐出流量Qの上限が低く抑えられる。
During normal operation, a relatively large secondary pressure is output from the electromagnetic
ところで、建設機械や産業車両等には、各種の動作を実行するために複数の液圧アクチュエータが搭載されたものが多く、それらの液圧駆動システムは、複数の液圧アクチュエータに作動流体を供給するために、複数の液圧ポンプ(例えばダブルポンプ型液圧ポンプ)を有している。このような複数の液圧ポンプを有する液圧駆動システムに、上述のフェールセーフ付液圧駆動システム100を適用すると、液圧ポンプごとにフェールセーフのための切換弁140が必要となり、構成の複雑化や製造コストの上昇につながる。それ故に、より簡易な構成のフェールセーフ付液圧駆動システムが望まれる。
By the way, many construction machines, industrial vehicles, and the like are equipped with a plurality of hydraulic actuators to perform various operations, and these hydraulic drive systems supply working fluid to the plurality of hydraulic actuators. For this purpose, a plurality of hydraulic pumps (for example, a double pump hydraulic pump) are provided. When the above-described hydraulic drive system with fail-safe 100 is applied to such a hydraulic drive system having a plurality of hydraulic pumps, a
また、上述のフェールセーフ付液圧駆動システム100では、フェール時に切換弁140が切り換えられ、流量制御ピストン123用の受圧室125にパイロット圧Ppを供給する別の圧力源が必要となる。この圧力源がなければ、流量制御ピストン123は吐出流量が最小となるように作動するため、馬力制御ピストン124よりも優先されて機能してしまい、フェールセーフが機能しなくなる。このような別途備え付けられる圧力源も、構成の複雑化や製造コストの上昇につながる。
Further, in the above-described hydraulic drive system with fail safe 100, the
そこで、本発明は、複数の液圧ポンプを有し、且つ、簡易な構成のフェールセーフ付液圧駆動システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fail-safe hydraulic drive system having a simple configuration and having a plurality of hydraulic pumps.
前記課題を解決するために、本発明の発明者らは、従来用いられていた電磁比例弁への指令電流と吐出流量とが正の相関を示すポジティブ型の駆動システムの代わりに、負の相関を示すネガティブ型の駆動システムを採用することで、構成をより簡易化できることを思い付いた。本発明は、このような観点からなされたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have used a negative correlation instead of a positive drive system in which the command current to the electromagnetic proportional valve and the discharge flow rate that are conventionally used have a positive correlation. I came up with the idea that the configuration could be simplified by adopting a negative drive system. The present invention has been made from such a viewpoint.
すなわち、本発明のフェールセーフ付液圧駆動システムは、可変容量型の第1液圧ポンプ及び第2液圧ポンプと、前記第1液圧ポンプの吐出量を調整する第1レギュレータであって、前記第1液圧ポンプの吐出圧に応じて前記第1液圧ポンプの最大吐出流量を規定する第1馬力制御ピストン、及び、流量制御圧に応じて前記第1液圧ポンプの吐出流量を制御する第1流量制御ピストン、を含む、第1レギュレータと、前記第2液圧ポンプの吐出量を調整する第2レギュレータであって、前記第2液圧ポンプの吐出圧に応じて前記第2液圧ポンプの最大吐出流量を規定する第2馬力制御ピストン、及び、流量制御圧に応じて前記第2液圧ポンプの吐出流量を制御する第2流量制御ピストン、を含む、第2レギュレータと、送給される指令電流に応じた二次圧を、前記第1流量制御ピストンの流量制御圧として出力する第1電磁比例弁と、送給される指令電流に応じた二次圧を、前記第2流量制御ピストンの流量制御圧として出力する第2電磁比例弁と、前記第1電磁比例弁及び前記第2電磁比例弁に一次圧を導く一次圧ラインと、通常時に前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室への前記一次圧の供給を遮断し、フェール時に前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室に前記一次圧を導く切換弁と、を備え、前記第1流量制御ピストンは、前記第1電磁比例弁に送給される指令電流が高くなるほど、前記第1液圧ポンプの吐出流量を低下させ、前記第2流量制御ピストンは、前記第2電磁比例弁に送給される指令電流が高くなるほど、前記第2液圧ポンプの吐出流量を低下させることを特徴とする。 That is, the fail-safe hydraulic drive system of the present invention is a variable displacement first hydraulic pump and a second hydraulic pump, and a first regulator that adjusts the discharge amount of the first hydraulic pump, A first horsepower control piston that regulates a maximum discharge flow rate of the first hydraulic pump according to the discharge pressure of the first hydraulic pump, and a discharge flow rate of the first hydraulic pump according to the flow control pressure A first regulator that includes a first flow rate control piston, and a second regulator that adjusts a discharge amount of the second hydraulic pump, wherein the second liquid according to a discharge pressure of the second hydraulic pump A second regulator including a second horsepower control piston that regulates the maximum discharge flow rate of the pressure pump, and a second flow rate control piston that controls the discharge flow rate of the second hydraulic pump according to the flow rate control pressure; The command current supplied The first proportional solenoid valve for outputting the secondary pressure as the flow control pressure of the first flow control piston, and the secondary pressure corresponding to the commanded current supplied to the flow control of the second flow control piston. A second electromagnetic proportional valve that outputs pressure, a primary pressure line that guides the primary pressure to the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve, and pressure reception for the first horsepower control piston from the primary pressure line during normal operation The primary pressure supply to the chamber and the pressure receiving chamber for the second horsepower control piston is shut off, and the pressure receiving chamber for the first horsepower control piston and the pressure receiving pressure for the second horsepower control piston from the primary pressure line at the time of failure A switching valve for guiding the primary pressure to the chamber, and the first flow rate control piston decreases the discharge flow rate of the first hydraulic pump as the command current supplied to the first electromagnetic proportional valve increases. The second flow rate control Stone is as command current to be fed to the second solenoid proportional valve becomes high, and decreases the discharge flow rate of the second hydraulic pump.
上記構成によれば、通常時は、一次圧ラインから第1及び第2馬力制御ピストン用の受圧室への一次圧の供給が切換弁で遮断されるため、第1及び第2馬力制御ピストン用の受圧室のいずれにも一次圧は導かれない。また、第1及び第2流量制御ピストン用の受圧室のそれぞれには電磁比例弁からの二次圧が導かれるので、電磁比例弁への指令電流に応じた電気的な流量制御を行うことができる。 According to the above configuration, since the supply of the primary pressure from the primary pressure line to the pressure receiving chambers for the first and second horsepower control pistons is normally shut off by the switching valve, the first and second horsepower control pistons are normally used. The primary pressure is not guided to any of the pressure receiving chambers. Further, since the secondary pressure from the electromagnetic proportional valve is led to each of the pressure receiving chambers for the first and second flow control pistons, it is possible to perform electrical flow control according to the command current to the electromagnetic proportional valve. it can.
一方、フェール時は、切換弁を通って第1及び第2馬力制御ピストン用の受圧室のそれぞれに一次圧が導かれる。このため、液圧ポンプの最大吐出流量が低く抑えられる。また、流量制御ピストンは、電磁比例弁に送給される指令電流が高くなるほど、液圧ポンプの吐出流量を低下させるので、指令電流がゼロとなるフェール時には、流量制御ピストンではなく馬力制御ピストンが優先されて機能する。こうして、フェール時には、液圧ポンプは、馬力制御ピストンにより低く抑えられた最大吐出流量で吐出されるように制御されるため、フェール時であってもある程度の馬力で液圧アクチュエータを駆動することができる。 On the other hand, at the time of failure, the primary pressure is guided to each of the pressure receiving chambers for the first and second horsepower control pistons through the switching valve. For this reason, the maximum discharge flow rate of the hydraulic pump can be kept low. In addition, the flow rate control piston decreases the discharge flow rate of the hydraulic pump as the command current supplied to the solenoid proportional valve increases.Therefore, when the command current becomes zero, the horsepower control piston is not the flow rate control piston. Prioritize and function. Thus, during a failure, the hydraulic pump is controlled to discharge at a maximum discharge flow rate that is kept low by the horsepower control piston. Therefore, even during a failure, the hydraulic actuator can be driven with a certain amount of horsepower. it can.
さらに、複数の液圧ポンプについてのフェールセーフのための切換弁を1つの共通の切換弁としたことによって、液圧ポンプごとに切換弁を設ける必要がなくなり、構成の複雑化や製造コストの上昇を回避することができる。 Further, since the switching valve for fail-safe for a plurality of hydraulic pumps is made into one common switching valve, it is not necessary to provide a switching valve for each hydraulic pump, and the configuration is complicated and the manufacturing cost is increased. Can be avoided.
上記のフェールセーフ付液圧駆動システムにおいて、前記第1電磁比例弁及び前記第2電磁比例弁は、送給される指令電流が高くなるほど、出力する二次圧を上昇させる正比例弁であって、前記第1流量制御ピストンは、その流量制御圧が上昇したときに前記第1液圧ポンプの吐出流量を低下させ、前記第2流量制御ピストンは、その流量制御圧が上昇したときに前記第2液圧ポンプの吐出流量を低下させてもよい。 In the above hydraulic drive system with fail-safe, the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are direct proportional valves that increase the secondary pressure to be output as the supplied command current increases. The first flow rate control piston decreases the discharge flow rate of the first hydraulic pump when the flow rate control pressure increases, and the second flow rate control piston decreases the second flow rate control piston when the flow rate control pressure increases. The discharge flow rate of the hydraulic pump may be reduced.
また、上記のフェールセーフ付液圧駆動システムにおいて、前記第1電磁比例弁及び前記第2電磁比例弁は、送給される指令電流が高くなるほど、出力する二次圧を低下させる逆比例弁であって、前記第1流量制御ピストンは、その流量制御圧が低下したときに前記第1液圧ポンプの吐出流量を低下させ、前記第2流量制御ピストンは、その流量制御圧が低下したときに前記第2液圧ポンプの吐出流量を低下させてもよい。 In the hydraulic drive system with failsafe, the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are inverse proportional valves that decrease the output secondary pressure as the supplied command current increases. The first flow rate control piston decreases the discharge flow rate of the first hydraulic pump when the flow rate control pressure decreases, and the second flow rate control piston decreases when the flow rate control pressure decreases. The discharge flow rate of the second hydraulic pump may be reduced.
上記のフェールセーフ付液圧駆動システムは、第1電磁比例弁及び第2電磁比例弁の各々に指令電流を送給する制御装置を更に備え、前記切換弁は、前記制御装置から切換電流を送給される電磁切換弁であって、スプリングにより前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室に前記一次圧を導く連通位置に維持され、前記制御装置から電流が送給されたときに前記スプリングの付勢力に抗して前記連通位置から前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室への前記一次圧の供給を遮断する遮断位置に移動してもよい。この構成によれば、制御装置の電気系統が故障して、制御装置からの電流の送給が行われなくなった場合に、切換弁が自動的に遮断位置から連通位置に切り換わり、一次圧ラインから第1及び第2馬力制御ピストン用の受圧室に自動的に一次圧が導かれる。 The above hydraulic drive system with fail-safe further includes a control device that supplies a command current to each of the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve, and the switching valve transmits a switching current from the control device. An electromagnetic switching valve to be supplied, maintained by a spring at a communication position for guiding the primary pressure from the primary pressure line to the pressure receiving chamber for the first horsepower control piston and the pressure receiving chamber for the second horsepower control piston; The pressure receiving chamber for the first horsepower control piston and the pressure reception for the second horsepower control piston from the primary pressure line from the communication position against the biasing force of the spring when current is supplied from the control device. You may move to the interruption | blocking position which interrupts | blocks supply of the said primary pressure to a chamber. According to this configuration, when the electric system of the control device fails and current supply from the control device is not performed, the switching valve automatically switches from the shut-off position to the communication position, and the primary pressure line The primary pressure is automatically led from the pressure receiving chambers for the first and second horsepower control pistons.
本発明によれば、複数の液圧ポンプを有し、且つ、簡易な構成のフェールセーフ付液圧駆動システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has a several hydraulic pump and can provide the hydraulic drive system with a fail safe of a simple structure.
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is the same or it corresponds through all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態に係るフェールセーフ付液圧駆動システム1Aを示す。この液圧駆動システム1Aは、例えば、各種の動作を実行するために複数の油圧アクチュエータ(図示せず)を有する油圧ショベル等の建設機械や産業車両等に搭載される。液圧駆動システム1Aは、各液圧アクチュエータへ作動流体を供給する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a
具体的に、液圧駆動システム1Aは、可変容量型の第1液圧ポンプ21及び第2液圧ポンプ22と、第1液圧ポンプ21の吐出量を調整する第1レギュレータ31と、第2液圧ポンプ22の吐出量を調整する第2レギュレータ32とを備える。また、液圧駆動システム1Aは、第1電磁比例弁51、第2電磁比例弁52及び切換弁8を備える。また、液圧駆動システム1Aは、第1電磁比例弁51及び第2電磁比例弁52に、それぞれ、指令電流I1,I2を送給する制御装置9を備える。
Specifically, the
第1液圧ポンプ21及び第2液圧ポンプ22は、傾転角に応じた流量の作動流体を吐出する。本実施形態では、第1液圧ポンプ21及び第2液圧ポンプ22として、斜板23及び斜板24の角度によりそれぞれ傾転角が規定される斜板ポンプが採用されている。ただし、第1液圧ポンプ21及び第2液圧ポンプ22は、斜軸の角度により傾転角が規定される斜軸ポンプであってもよい。
The first
第1レギュレータ31は、第1液圧ポンプ21の傾転角を変更するサーボピストン33と、サーボピストン33を駆動するための駆動圧を調整するスプール35aと、スプール35aを収容するスリーブ35bを含む。サーボピストン33は、第1液圧ポンプ21の斜板23と連結されている。また、第2レギュレータ32は、第2液圧ポンプ22の傾転角を変更するサーボピストン34と、サーボピストン34を駆動するための駆動圧を調整するスプール36aと、スプール36aを収容するスリーブ36bを含む。サーボピストン34は、第2液圧ポンプ22の斜板24と連結されている。スプール35a及びスリーブ35bは、サーボピストン33用の圧力調整弁37を構成し、スプール35a及びスリーブ35bは、サーボピストン34用の圧力調整弁38を構成する。
The
図1右側に示される第1レギュレータ31の動作をより詳しく説明すると、スプール35aは、流量低減方向(図1の左向き)に移動したとき(右側位置に切り換ったとき)に第1液圧ポンプ21の傾転角が小さくなるようにサーボピストン33を駆動するとともに、流量増加方向(図1の右向き)に移動したとき(左側位置に切り換ったとき)に第1液圧ポンプ21の傾転角が大きくなるようにサーボピストン33を駆動する。スリーブ35bは、フィードバックレバー33aによりサーボピストン33と連結されており、サーボピストン33の小径側にはポンプ吐出圧Pd1が作用するとともに、サーボピストン33の大径側には圧力調整弁37で調圧された駆動圧が作用する。サーボピストン33の両側から作用する力(圧力×サーボピストン受圧面積)が釣り合うように、圧力調整弁37が駆動圧を調整する。このように圧力調整弁37はスプール35aとスリーブ35bとの相対位置(メータリング特性)が一定となるように作動する。このようにして、スリーブ35bは、スプール35aの移動に追従して移動する。第1レギュレータ31とは左右逆になるように図1左側に示された第2レギュレータ32でも、第1レギュレータ31と同様の動作をする。
The operation of the
また、第1レギュレータ31は、スプール35aを操作する第1馬力制御ピストン41及び第1流量制御ピストン43を含む。第1馬力制御ピストン41及び第1流量制御ピストン43は、それぞれ、第1馬力制御用レバー41c及び第1流量制御用レバー43bを介してスプール35aと連結されている。同様に、第2レギュレータ32は、スプール36aを操作する第2馬力制御ピストン42及び第2流量制御ピストン44を含む。第2馬力制御ピストン42及び第2流量制御ピストン44は、それぞれ、第2馬力制御用レバー42c及び第2流量制御用レバー44bを介してスプール36aと連結されている。
The
さらに、第1レギュレータ31は、第1馬力制御ピストン41用の2つの受圧室41a,41bと、第1流量制御ピストン43用の受圧室43aを含み、第2レギュレータ32は、第2馬力制御ピストン42用の2つの受圧室42a,42bと、第2流量制御ピストン44用の受圧室44aを含む。第1馬力制御ピストン41は、第1液圧ポンプ21の吐出圧Pd1に応じて、第1液圧ポンプ21の最大吐出流量を規定する。また、第2馬力制御ピストン42は、第2液圧ポンプ22の吐出圧Pd2に応じて、第2液圧ポンプ22の最大吐出流量を規定する。
Further, the
第1馬力制御ピストン41用の一方の受圧室41aには、第1液圧ポンプ21の吐出圧Pd1が導かれる。第1馬力制御ピストン41は、吐出圧Pd1が上昇したときにスプール35aを流量低減方向に移動させ、吐出圧Pd1が低下したときにスプール35aを流量増加方向に移動させる。同様に、第2馬力制御ピストン42用の一方の受圧室42aには、第2液圧ポンプ22の吐出圧Pd2が導かれる。第2馬力制御ピストン42は、吐出圧Pd2が上昇したときにスプール36aを流量低減方向に移動させ、吐出圧Pd2が低下したときにスプール36aを流量増加方向に移動させる。
The discharge pressure Pd 1 of the first
第1馬力制御ピストン41用の他方の受圧室41bには、切換弁8が後述する連通位置と遮断位置のどちらに位置するかによって、一次圧ライン61から第1馬力制御ライン64を介して一次圧P1が導かれたり、導かれなかったりする。同様に、第2馬力制御ピストン42用の他方の受圧室42bには、切換弁8が後述する連通位置と遮断位置のどちらに位置するかによって、一次圧ライン61から第2馬力制御ライン65を介して一次圧P1が導かれたり、導かれなかったりする。
In the other
第1流量制御ピストン43用の受圧室43a及び第2流量制御ピストン44用の受圧室44aには、流量制御圧が導かれ、その流量制御圧に応じて第1液圧ポンプ21及び第2液圧ポンプ22の吐出流量が制御される。本実施形態では、第1レギュレータ31及び第2レギュレータ32は、いずれも流量制御圧が上昇するのに伴って、吐出流量Q1,Q2が低下させる負流量制御を行う。すなわち、第1流量制御ピストン43は、流量制御圧が上昇したときにスプール35aを流量低減方向に移動させ、流量制御圧が低下したときにスプール35aを流量増加方向に移動させる。第2流量制御ピストン44は、流量制御圧が上昇したときにスプール36aを流量低減方向に移動させ、流量制御圧が低下したときにスプール36aを流量増加方向に移動させる。こうして、第1流量制御ピストン43及び第2流量制御ピストン44は、それぞれの受圧室43a,44aに導かれた流量制御圧が上昇したときに、第1液圧ポンプ21及び第2液圧ポンプ22のそれぞれの吐出流量が低下させる。
A flow control pressure is guided to the
なお、第1馬力制御ピストン41と第1流量制御ピストン43は、そのうちの吐出流量Q1を制限する方(すなわち、少ない流量を指令する方)が優先してスプール35aを移動させるように構成され、第2馬力制御ピストン42と第2流量制御ピストン44は、そのうちの吐出流量Q2を制限する方が優先してスプール36aを移動させるように構成される。
The first
第1流量制御ピストン43用の受圧室43aは、第1流量制御ライン66により第1電磁比例弁51と接続されており、第2流量制御ピストン44用の受圧室44aは、第2流量制御ライン67により第2電磁比例弁52と接続されている。第1電磁比例弁51及び第2電磁比例弁52には、一次圧ライン61から一次圧P1が導かれる。
The
第1電磁比例弁51は、制御装置9から送給される指令電流I1に応じた二次圧P21を、第1流量制御ピストン43の流量制御圧として出力し、第2電磁比例弁52は、制御装置9から送給される指令電流I2に応じた二次圧P22を、第2流量制御ピストン44の流量制御圧として出力する。第1電磁比例弁51の二次圧P21は、第1流量制御ライン66により第1電磁比例弁51から受圧室43aへ直接且つ常時導かれ、第2電磁比例弁52の二次圧P22は、第2流量制御ライン67により第2電磁比例弁52から受圧室44aへ直接且つ常時導かれる。
The first electromagnetic
本実施形態において、第1電磁比例弁51及び第2電磁比例弁52は、図2(a)に示すように、制御装置9から送給される指令電流I1,I2が高くなるほど、出力する二次圧P21,P22を上昇させる正比例弁である。また、上述したように、本実施形態では、第1レギュレータ31及び第2レギュレータ32がいずれも負流量制御を行うので、流量制御圧としての二次圧P21,P22が上昇するのに伴って吐出流量Q1,Q2が低下する。このため、二次圧P21,P22と吐出流量Q1,Q2との関係は図2(b)に示す通りであり、指令電流I1,I2と吐出流量Q1,Q2の関係は図2(c)に示す通りである。図2(c)に示すように、液圧駆動システム1Aは、第1電磁比例弁51及び第2電磁比例弁52への指令電流I1,I2と吐出流量Q1,Q2とが負の相関を示すネガティブ型である。
In the present embodiment, the first electromagnetic
図1に戻って、一次圧ライン61は、上流ライン62により切換弁8と接続されており、また、切換弁8は、下流ライン63により上述の第1馬力制御ライン64及び第2馬力制御ライン65に接続されている。
Returning to FIG. 1, the
切換弁8は、制御装置9から切換電流Isを送給される電磁切換弁である。また、切換弁8は、一次圧ライン61から第1馬力制御ピストン41用の受圧室41b及び第2馬力制御ピストン42用の受圧室42bへの一次圧P1の供給を遮断する遮断位置と、一次圧ライン61から第1馬力制御ピストン41用の受圧室41b及び第2馬力制御ピストン42用の受圧室42bに一次圧P1を導く連通位置との間で切り換えられる。本実施形態では、切換弁8にタンクライン68も接続されており、切換弁8が遮断位置に位置するときには、下流ライン63がタンクライン68と連通させられる。
The switching valve 8 is an electromagnetic switching valve to which a switching current Is is supplied from the
より詳しくは、切換弁8は、当該切換弁8を連通位置に維持するためのスプリング81を有しており、制御装置9から切換電流Isが送給されていないときは、このスプリング81により連通位置に維持される。切換弁8は、制御装置9から切換電流Isが送給されたときに、スプリング81の付勢力に抗して連通位置から遮断位置に移動する。通常時は、切換弁8は、制御装置9から切換電流Isが送給されており、遮断位置に維持されている。そして、フェール時には、制御装置9から切換電流Isが送給されなくなり、スプリング81により連通位置に移動し、維持される。
More specifically, the switching valve 8 has a
切換弁8は電磁切換弁であるので、例えば制御装置9の電気系統が故障して、制御装置9からの切換電流Isの送給が行われなくなった場合には、自動的に切換弁8が遮断位置から連通位置に切り換わり、一次圧ライン61から第1及び第2馬力制御ピストン41,42用の受圧室41b,42bに一次圧P1が自動的に導かれる。ただし、切換弁8は、フェール時に手動により遮断位置から連通位置に切り換えられる手動切換弁であってもよい。
Since the switching valve 8 is an electromagnetic switching valve, for example, when the electrical system of the
次に、液圧駆動システム1Aの動作について説明する。
Next, the operation of the
通常時は、一次圧ライン61から第1及び第2馬力制御ピストン41,42用の受圧室41b,42bへの一次圧P1の供給が切換弁8で遮断されるため、第1及び第2馬力制御ピストン41,42用の受圧室41b,42bのいずれにも一次圧P1は導かれず、受圧室41b,42bの圧力はほぼゼロになる。これにより、第1及び第2馬力制御ピストン41,42には受圧室41a,42aに導かれる吐出圧Pd1,Pd2のみがそれぞれ作用し、吐出圧Pd1,Pd2のみに基づく馬力制御が行われる。これら第1及び第2馬力制御ピストン41,42による馬力制御は、図6(b)中のラインAと同様に、非常に高い馬力に設定してあるため、通常時は吐出流量Qを制限しない。つまり、通常時は、第1及び第2流量制御ピストン43,44のみの働きによって吐出流量Qが制御される。そして、第1及び第2流量制御ピストン43,44用の受圧室43a,44aには、第1及び第2電磁比例弁51,52からそれぞれ二次圧P21,P22が導かれるので、第1及び第2電磁比例弁51,52への指令電流I1,I2に応じた電気的な流量制御を行うことができる。
Normal state, since the
一方、フェール時は、切換弁8を通って第1及び第2馬力制御ピストン41,42用の受圧室41b,42bのそれぞれに一次圧P1が導かれる。このため、第1馬力制御ピストン41に一次圧P1と吐出圧Pd1が印加され、第2馬力制御ピストン42に一次圧P1とPd2が印加される。これにより、図6(b)中のラインAからラインBにシフトするのと同様に、第1及び第2液圧ポンプ21,22の最大吐出流量が低く抑えられる。また、液圧駆動システム1Aは、第1及び第2電磁比例弁51,52への指令電流I1,I2と吐出流量Q1,Q2とが負の相関を示すネガティブ型であるので、指令電流I1,I2がゼロとなるフェール時には、それぞれ、第1及び第2流量制御ピストン43,44ではなく第1及び第2馬力制御ピストン41,42が優先されて機能する。こうして、フェール時には、第1及び第2液圧ポンプ21,22は、第1及び第2馬力制御ピストン41,42により低く抑えられた最大吐出流量で吐出されるように制御されるため、フェール時であってもある程度の馬力で液圧アクチュエータ(図示せず)を駆動することができる。
On the other hand, when failure is first and the
さらに、第1及び第2液圧ポンプ21,22についてのフェールセーフのための切換弁を、1つの共通の切換弁8としたことによって、液圧ポンプごとに切換弁を設ける必要がなくなり、構成の複雑化や製造コストの上昇を回避することができる。また、本実施形態では、フェール時に第1及び第2流量制御ピストン43,44用の受圧室43a,44aにパイロット圧を供給する別の圧力源は不要であり、且つ、切換弁8としてポート数の少ない弁を用いることができるため、簡易な構成を実現できる。
Furthermore, since the switching valve for fail-safe for the first and second
(第2実施形態)
次に、図3を参照して、本発明の第2実施形態に係るフェールセーフ付液圧駆動システム1Bを説明する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 3, the
本実施形態では、流量制御圧としての二次圧を出力する第1電磁比例弁53及び第2電磁比例弁54として、送給される指令電流I1,I2が高くなるほど、出力する二次圧P21,P22を低下させる逆比例弁が採用されている。
In the present embodiment, as the first electromagnetic
また、本実施形態では、第1及び第2レギュレータ31,32は、それぞれ、上記実施形態とは異なる第1流量制御用レバー43d,44dを有しており、流量制御圧が上昇するのに伴って、吐出流量Q1,Q2が上昇する正流量制御を行う。すなわち、第1流量制御ピストン43は、流量制御圧が上昇したときにスプール35aを流量上昇方向に移動させ、流量制御圧が低下したときにスプール35aを流量低減方向に移動させる。第2流量制御ピストン44は、流量制御圧が上昇したときにスプール36aを流量上昇方向に移動させ、流量制御圧が低下したときにスプール36aを流量低減方向に移動させる。こうして、第1流量制御ピストン43及び第2流量制御ピストン44は、それぞれの受圧室43a,44aに導かれた流量制御圧が低下したときに、第1液圧ポンプ21及び第2液圧ポンプ22のそれぞれの吐出流量を低下させる。
In the present embodiment, the first and
本実施形態において、上述したように第1電磁比例弁53及び第2電磁比例弁54はいずれも逆比例弁であるので、図4(a)に示すように、制御装置9から送給される指令電流I1,I2が高くなるほど、出力する二次圧P21,P22を低下させる。そして、上述したように、第1レギュレータ31及び第2レギュレータ32がいずれも正流量制御を行うので、流量制御圧としての二次圧P21,P22が低下するのに伴って吐出流量Q1,Q2が低下する。このため、二次圧P21,P22と吐出流量Q1,Q2との関係は図4(b)に示す通りであり、指令電流I1,I2と吐出流量Q1,Q2の関係は図4(c)に示す通りである。
In the present embodiment, as described above, since both the first electromagnetic
図4(c)に示すように、本実施形態の液圧駆動システム1Bも、第1実施形態の液圧駆動システム1Aと同様、第1電磁比例弁53及び第2電磁比例弁54への指令電流I1,I2と吐出流量Q1,Q2とが負の相関を示すネガティブ型である。このため、本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 4C, the
(その他の実施形態)
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
上記実施形態では、第1電磁比例弁と第2電磁比例弁とが同じ種類の比例弁であり、第1レギュレータと第2レギュレータとが同じ流量制御方式を採用していたが、これに限定されない。例えば、第1電磁比例弁が正比例弁であり、第1レギュレータが負流量制御方式を採用し、第2電磁比例弁が逆比例弁であり、第2レギュレータが正流量制御方式を採用する構成であってもよい。また、上記実施形態では、ポンプは2台であったが、3台以上の複数で構成されてもよい。 In the above embodiment, the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are the same type of proportional valve, and the first regulator and the second regulator employ the same flow rate control method, but the present invention is not limited to this. . For example, the first electromagnetic proportional valve is a direct proportional valve, the first regulator adopts a negative flow control method, the second electromagnetic proportional valve is an inverse proportional valve, and the second regulator adopts a positive flow control method. There may be. Moreover, in the said embodiment, although the pump was two units | sets, you may be comprised by three or more.
1A,1B フェールセーフ付液圧駆動システム
21 第1液圧ポンプ
22 第2液圧ポンプ
31 第1レギュレータ
32 第2レギュレータ
41 第1馬力制御ピストン
42 第2馬力制御ピストン
43 第1流量制御ピストン
44 第2流量制御ピストン
41b,42b 受圧室
51 第1電磁比例弁
52 第2電磁比例弁
61 一次圧ライン
8 切換弁
81 スプリング
9 制御装置
1A, 1B Hydraulic drive system with fail safe 21 First
Claims (4)
前記第1液圧ポンプの吐出量を調整する第1レギュレータであって、前記第1液圧ポンプの吐出圧に応じて前記第1液圧ポンプの最大吐出流量を規定する第1馬力制御ピストン、及び、流量制御圧に応じて前記第1液圧ポンプの吐出流量を制御する第1流量制御ピストン、を含む、第1レギュレータと、
前記第2液圧ポンプの吐出量を調整する第2レギュレータであって、前記第2液圧ポンプの吐出圧に応じて前記第2液圧ポンプの最大吐出流量を規定する第2馬力制御ピストン、及び、流量制御圧に応じて前記第2液圧ポンプの吐出流量を制御する第2流量制御ピストン、を含む、第2レギュレータと、
送給される指令電流に応じた二次圧を、前記第1流量制御ピストンの流量制御圧として出力する第1電磁比例弁と、
送給される指令電流に応じた二次圧を、前記第2流量制御ピストンの流量制御圧として出力する第2電磁比例弁と、
前記第1電磁比例弁及び前記第2電磁比例弁に一次圧を導く一次圧ラインと、
通常時に前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室への前記一次圧の供給を遮断し、フェール時に前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室に前記一次圧を導く切換弁と、を備え、
前記第1流量制御ピストンは、前記第1電磁比例弁に送給される指令電流が高くなるほど、前記第1液圧ポンプの吐出流量を低下させ、前記第2流量制御ピストンは、前記第2電磁比例弁に送給される指令電流が高くなるほど、前記第2液圧ポンプの吐出流量を低下させる、フェールセーフ付液圧駆動システム。 A variable displacement first hydraulic pump and a second hydraulic pump;
A first regulator for adjusting a discharge amount of the first hydraulic pump, wherein the first horsepower control piston defines a maximum discharge flow rate of the first hydraulic pump according to a discharge pressure of the first hydraulic pump; And a first regulator that includes a first flow control piston that controls a discharge flow rate of the first hydraulic pump in accordance with a flow control pressure;
A second regulator for adjusting a discharge amount of the second hydraulic pump, a second horsepower control piston for defining a maximum discharge flow rate of the second hydraulic pump according to a discharge pressure of the second hydraulic pump; And a second regulator including a second flow rate control piston for controlling a discharge flow rate of the second hydraulic pump according to a flow rate control pressure,
A first electromagnetic proportional valve that outputs a secondary pressure corresponding to a command current to be supplied as a flow control pressure of the first flow control piston;
A second electromagnetic proportional valve that outputs a secondary pressure corresponding to a command current to be supplied as a flow control pressure of the second flow control piston;
A primary pressure line for guiding a primary pressure to the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve;
During the normal time, the supply of the primary pressure from the primary pressure line to the pressure receiving chamber for the first horsepower control piston and the pressure receiving chamber for the second horsepower control piston is shut off, and during the failure, the first horsepower is supplied from the primary pressure line. A pressure receiving chamber for the control piston and a switching valve for guiding the primary pressure to the pressure receiving chamber for the second horsepower control piston,
The first flow rate control piston decreases the discharge flow rate of the first hydraulic pump as the command current supplied to the first electromagnetic proportional valve increases, and the second flow rate control piston decreases the second electromagnetic rate control piston. A hydraulic drive system with a fail safe that reduces the discharge flow rate of the second hydraulic pump as the command current supplied to the proportional valve increases.
前記第1流量制御ピストンは、その流量制御圧が上昇したときに前記第1液圧ポンプの吐出流量を低下させ、前記第2流量制御ピストンは、その流量制御圧が上昇したときに前記第2液圧ポンプの吐出流量を低下させる、請求項1に記載のフェールセーフ付液圧駆動システム。 The first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are direct proportional valves that increase the secondary pressure to be output as the command current supplied increases.
The first flow rate control piston decreases the discharge flow rate of the first hydraulic pump when the flow rate control pressure increases, and the second flow rate control piston decreases the second flow rate control piston when the flow rate control pressure increases. The hydraulic drive system with a fail safe according to claim 1, wherein the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced.
前記第1流量制御ピストンは、その流量制御圧が低下したときに前記第1液圧ポンプの吐出流量を低下させ、前記第2流量制御ピストンは、その流量制御圧が低下したときに前記第2液圧ポンプの吐出流量を低下させる、請求項1に記載のフェールセーフ付液圧駆動システム。 The first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve are inverse proportional valves that reduce the secondary pressure to be output as the command current supplied increases.
The first flow rate control piston decreases the discharge flow rate of the first hydraulic pump when the flow rate control pressure decreases, and the second flow rate control piston decreases the second flow rate control piston when the flow rate control pressure decreases. The hydraulic drive system with a fail safe according to claim 1, wherein the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced.
前記切換弁は、前記制御装置から切換電流を送給される電磁切換弁であって、スプリングにより前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室に前記一次圧を導く連通位置に維持され、前記制御装置から電流が送給されたときに、前記スプリングの付勢力に抗して、前記連通位置から、前記一次圧ラインから前記第1馬力制御ピストン用の受圧室及び前記第2馬力制御ピストン用の受圧室への前記一次圧の供給を遮断する遮断位置に移動する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフェールセーフ付液圧駆動システム。 A control device for supplying a command current to each of the first electromagnetic proportional valve and the second electromagnetic proportional valve;
The switching valve is an electromagnetic switching valve to which a switching current is supplied from the control device, and a pressure receiving chamber for the first horsepower control piston and a pressure receiving pressure for the second horsepower control piston from the primary pressure line by a spring. The first horsepower from the primary pressure line from the primary pressure line is maintained against the urging force of the spring when the current is supplied from the control device and maintained in the primary position to guide the primary pressure to the chamber. The liquid with fail-safe according to any one of claims 1 to 3, which moves to a shut-off position that shuts off the supply of the primary pressure to the pressure receiving chamber for the control piston and the pressure receiving chamber for the second horsepower control piston. Pressure drive system.
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