JP2017009087A - Hydraulic drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、油圧駆動装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a hydraulic drive device.
建設機械の油圧アクチュエータを駆動させるための油圧駆動装置は、圧油を吐出する油圧ポンプと、圧油を油圧アクチュエータに導く通路と、を備えている。通路は、複数の油圧アクチュエータに対応できるように、複数設けられている。そして、各通路に、所望の油圧アクチュエータが連結できるようになっている。
ここで、油圧ポンプとして、2つの吐出ポートを有するスプリットフロー型のポンプがある。スプリットフロー型のポンプを採用することにより、1つの油圧ポンプから2つの通路に圧油を供給できるので、油圧駆動装置を小型化できる。このようなスプリットフロー型のポンプは、特に小型の建設機械に好適である。
A hydraulic drive device for driving a hydraulic actuator of a construction machine includes a hydraulic pump that discharges pressure oil and a passage that guides the pressure oil to the hydraulic actuator. A plurality of passages are provided so as to correspond to a plurality of hydraulic actuators. A desired hydraulic actuator can be connected to each passage.
Here, as a hydraulic pump, there is a split flow type pump having two discharge ports. By adopting a split flow type pump, pressure oil can be supplied from one hydraulic pump to two passages, so that the hydraulic drive device can be miniaturized. Such a split flow type pump is particularly suitable for a small construction machine.
ところで、スプリットフロー型のポンプは、2つの吐出ポートから吐出される圧力を、別々に制御することが困難である。このため、小型の建設機械では、最大流量での固定容量とし、吐出圧を検出して圧力に応じて2つの通路の圧油の流量を同時に制御する場合が多い。 By the way, it is difficult for the split flow type pump to control the pressure discharged from the two discharge ports separately. For this reason, a small construction machine often has a fixed capacity at the maximum flow rate, detects the discharge pressure, and simultaneously controls the flow rate of the pressure oil in the two passages according to the pressure.
しかしながら近年、小型の建設機械においても省エネルギ化が強く望まれている。このため、常に最大流量で油圧ポンプを駆動させていると、切換弁、油圧アクチュエータ等での圧力損失が高くなり、省エネルギ化が難しい可能性があった。
また、油圧アクチュエータの作動時の圧力が高くなり、油圧アクチュエータの操作性が悪化する可能性があった。
However, in recent years, there has been a strong demand for energy saving even in small construction machines. For this reason, if the hydraulic pump is always driven at the maximum flow rate, the pressure loss in the switching valve, the hydraulic actuator, etc. becomes high, which may make it difficult to save energy.
In addition, the pressure during operation of the hydraulic actuator becomes high, and the operability of the hydraulic actuator may be deteriorated.
本発明が解決しようとする課題は、省エネルギ化を図り、油圧アクチュエータの操作性を向上させることができる小型な油圧駆動装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a small hydraulic drive device capable of saving energy and improving the operability of the hydraulic actuator.
実施形態の油圧駆動装置は、可変容量ポンプと、複数の通路と、ネガティブコントロール圧検出用の複数のオリフィスと、低圧選択機構と、を持つ。可変容量ポンプは、複数の吐出ポートを有する。複数の通路は、可変容量ポンプの複数の吐出ポートから独立して吐出される圧油を、別々に導く。複数のオリフィスは、複数の通路に別々に設けられ、オリフィス開度が可変可能である。低圧選択機構は、複数のオリフィスにかかる圧油の圧力のうち、最も低い圧力を選択し、この選択結果を、信号ラインを介して可変容量ポンプに出力する。そして、複数のオリフィスにおけるオリフィス開度を増大させる側の増大側ポートは、対応するオリフィスの上流側の通路に連結されており、複数のオリフィスにおけるオリフィス開度を減少させる側の減少側ポートは、低圧選択機構に連結されている。 The hydraulic drive apparatus according to the embodiment includes a variable displacement pump, a plurality of passages, a plurality of orifices for detecting a negative control pressure, and a low pressure selection mechanism. The variable displacement pump has a plurality of discharge ports. The plurality of passages separately guide the pressure oil discharged independently from the plurality of discharge ports of the variable displacement pump. The plurality of orifices are separately provided in the plurality of passages, and the orifice opening degree can be varied. The low pressure selection mechanism selects the lowest pressure among the pressure oil pressure applied to the plurality of orifices, and outputs the selection result to the variable displacement pump via the signal line. The increase side port on the side of increasing the orifice opening in the plurality of orifices is connected to the passage on the upstream side of the corresponding orifice, and the decrease side port on the side of decreasing the orifice opening in the plurality of orifices is Connected to the low pressure selection mechanism.
以下、実施形態の油圧駆動装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a hydraulic drive device of an embodiment is explained with reference to drawings.
(第1の実施形態)
図1は、油圧駆動装置1の概略構成図である。
同図に示すように、油圧駆動装置1は、例えば小型の油圧ショベルに搭載されるものであって、複数の油圧アクチュエータ2を備えている。また、各油圧アクチュエータ2に所望の圧油を供給する油圧ポンプ4を備えている。さらに、油圧アクチュエータ2と油圧ポンプ4との間に設けられ、油圧アクチュエータ2に供給される圧油の流量を制御する油圧制御弁5を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
As shown in FIG. 1, the
この他に、油圧駆動装置1は、操作部、ポンプ制御部(何れも不図示)等を備えている。操作部は、各油圧アクチュエータ2の操作信号を出力するものであり、この出力信号が油圧制御弁5やポンプ制御部に入力される。油圧制御弁5は、後述するオープンセンタ型切換弁(スプール)7に操作信号が入力され、この操作信号に基づいて切換弁7が駆動する。ポンプ制御部は、操作信号に基づいて油圧ポンプ4の駆動制御を行う。
In addition, the
油圧ポンプ4としては、可変容量可能なスプリットフロー型のポンプが採用されており、不図示の原動機によって駆動する。油圧ポンプ4は、2つの吐出ポート4a,4b(第1吐出ポート4a、第2吐出ポート4b)を有しており、それぞれ油圧制御弁5に連結されている。また、油圧ポンプ4は可変容量型とされ、吐出される圧油の流量(以下、吐出流量という)を制御できるようになっている。
As the hydraulic pump 4, a variable flow split flow type pump is adopted, which is driven by a prime mover (not shown). The hydraulic pump 4 has two
油圧制御弁5は、第1タンデム通路8aおよび第2タンデム通路8bの2つのタンデム通路8a,8bと、第1タンデム通路8aから分岐した第1パラレル通路9a、および第2タンデム通路8bから分岐した第2パラレル通路9bの2つのパラレル通路9a,9bと、を備えている。
The
そして、第1タンデム通路8aの上流側が、第1ポンプ通路10aを介して油圧ポンプ4の第1吐出ポート4aに連結されている。また、第2タンデム通路8bの上流側が、第2ポンプ通路10bを介して油圧ポンプ4の第2吐出ポート4bに連結されている。すなわち、第1タンデム通路8aの上流側と第2タンデム通路8bの上流側は、各ポンプ通路10a,10bを介して油圧ポンプ4の2つの吐出ポート4a,4bに別々に連結されている。
The upstream side of the
一方、各タンデム通路8a,8bの下流側には、タンク通路11が接続されている。タンク通路11はタンク50と連通しており、油圧ポンプ4から吐出された圧油は、最終的にタンク通路11を介してタンク50に戻される。
On the other hand, a
また、油圧制御弁5は、各油圧アクチュエータ2への圧油の流量を調整するための複数のオープンセンタ型切換弁(スプール、以下、単に切換弁という)7を有している。切換弁7は、各タンデム通路8a,8bおよび各パラレル通路9a,9bを介して連結されている。切換弁7は、中立位置にあるときに油圧ポンプ4からタンク通路11への油通路(各タンデム通路8a,8b)が開となるように構成されている。なお、図1は、全ての切換弁7が中立位置にある状態を示している。
The
さらに、各切換弁7は、それぞれ油圧制御弁5に設けられたシリンダポート14に連結されている。このシリンダポート14には、種々の油圧アクチュエータ2が連結されるようになっており、切換弁7の開度に応じた圧油の流量が油圧アクチュエータ2に供給される。
Further, each
また、各パラレル通路9a,9bには、各切換弁7に対応するようにチェック弁12が設けられており、切換弁7に供給された圧油が逆流しないようになっている。
一方、各タンデム通路8a,8bの最下流側には、それぞれネガティブコントロールオリフィス(以下、ネガコンオリフィスという)16a,16bが設けられている。各ネガコンオリフィス16a,16bは、対応するタンデム通路8a,8b上の油圧(ネガティブコントロール用の油圧)を検出するためのものである。
また、各ネガコンオリフィス16a,16bはオリフィス開度が可変可能とされており、オリフィス開度を増大させる側に作用する増大側ポート36aと、オリフィス開度を減少させる側に作用する減少側ポート36bおよびスプリング36cと、を備えている。
Each
On the other hand, negative control orifices (hereinafter referred to as negative control orifices) 16a and 16b are provided on the most downstream side of the
In addition, each
各ネガコンオリフィス16a,16bの増大側ポート36aは、対応する直近上流側のタンデム通路8a,8bに連結されている。
また、各タンデム通路8a,8bにおける各ネガコンオリフィス16a,16bの直近上流側には、これら直近上流側に跨るように低圧選択機構40が設けられている。より具体的には、低圧選択機構40は、第1圧力ライン41aを介して第1タンデム通路8aにおけるネガコンオリフィス16aの直近下流側に連結されている。また、低圧選択機構40は、第2圧力ライン41bを介して第2タンデム通路8bにおけるネガコンオリフィス16bの直近下流側に連結されている。
The
In addition, a low
低圧選択機構40は、第1圧力ライン41a(第1タンデム通路8aにおける第1ネガコンオリフィス16aの直近上流側)の油圧と、第2圧力ライン41b(第2タンデム通路8bにおける第2ネガコンオリフィス16bの直近上流側)の油圧と、を比較し、低圧側の圧力を選択するように構成されている。この選択結果は低圧側の圧力信号として、ポンプ信号ライン17を介して油圧ポンプ4に出力される。
また、各ネガコンオリフィス16a,16bの減少側ポート36bは、それぞれ低圧選択機構40の圧力信号を出力する側に連結されている。
The low
Further, the
このように構成された油圧制御弁5に連結されている油圧アクチュエータ2は、アーム駆動用の油圧シリンダ2a、キャブ(旋回体)旋回用の油圧モータ2b、バケット駆動用の油圧シリンダ2c、ブーム駆動用の油圧シリンダ2d等で構成されている。
The
本第1の実施形態では、油圧制御弁5の第1タンデム通路8a側(図1における左側)に、アーム駆動用の油圧シリンダ2a、およびキャブ(旋回体)旋回用の油圧モータ2bが連結されている。アーム駆動用の油圧シリンダ2aは、油圧制御弁5のシリンダポート14を介し、第1タンデム通路8aに連結されている切換弁7、および第2タンデム通路8bに連結されている切換弁7に連結されている。また、キャブ旋回用の油圧モータ2bは、油圧制御弁5のシリンダポート14を介し、第1タンデム通路8aに連結されている切換弁7に連結されている。
In the first embodiment, the
一方、油圧制御弁5の第2タンデム通路8b側(図1における右側)には、バケット駆動用の油圧シリンダ2c、およびブーム駆動用の油圧シリンダ2dが連結されている。バケット駆動用の油圧シリンダ2cは、油圧制御弁5のシリンダポート14を介し、第2タンデム通路8bに連結されている切換弁7に連結されている。また、ブーム駆動用の油圧シリンダ2dは、油圧制御弁5のシリンダポート14を介し、第2タンデム通路8bに連結されている切換弁7、および第1タンデム通路8aに連結されている切換弁7に連結されている。
On the other hand, a bucket drive
このように構成された油圧駆動装置1の油圧ポンプ4は、ネガティブコントロール方式の流量制御によりその吐出流量が制御されている。この油圧駆動装置1におけるネガティブコントロール制御は、低圧選択機構40から出力された圧力信号(以下、ポンプ信号ライン圧力という)に基づいて、各ネガコンオリフィス16a,16bの圧油の漏れ量が一定となるように制御する。
The hydraulic pump 4 of the
図2は、縦軸を油圧ポンプ4の吐出流量とし、横軸をポンプ信号ライン圧力としたときの油圧ポンプ4の吐出流量の変化を示すグラフである。
同図に示すように、油圧ポンプ4の吐出流量は、ポンプ信号ライン圧力が大きくなるにしたがい、減少することが確認できる。
FIG. 2 is a graph showing changes in the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 when the vertical axis is the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 and the horizontal axis is the pump signal line pressure.
As shown in the figure, it can be confirmed that the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 decreases as the pump signal line pressure increases.
次に、図1、図3、図4に基づいて、油圧駆動装置1の動作を、より詳細に説明する。
まず、図1に基づいて、油圧アクチュエータ2を作動させず、各切換弁7が中立位置にある場合について説明する。
油圧ポンプ4から吐出された圧油は、各ポンプ通路10a,10bおよび各タンデム通路8a,8bを介し、タンク50へと通油される。このとき、ネガコンオリフィス16a,16bの圧油の通過流量に応じて、第1圧力ライン41aおよび第2圧力ライン41bの油圧が高くなる。また、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度が同一になっており、これらネガコンオリフィス16a,16bの圧油の通過流量も同一になる。したがって、第1圧力ライン41aおよび第2圧力ライン41bの油圧も同一になる。
Next, the operation of the
First, based on FIG. 1, the case where the
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 4 is passed to the
ここで、低圧選択機構40は、第1圧力ライン41aの油圧と第2圧力ライン41bの油圧とを比較し、低圧側の圧力を選択するように構成されているが、第1圧力ライン41aの油圧と第2圧力ライン41bの油圧がほぼ同一であるので、各圧力ライン41a,41b(各タンデム通路8a,8bにおける各ネガコンオリフィス16a,16bの直近上流側)の圧力と同一の圧力信号を出力する。
Here, the low
このため、各ネガコンオリフィス16a,16bの増大側ポート36aと減少側ポート36bには、ほぼ同一の圧力がかかる。さらに、各ネガコンオリフィス16a,16bは、オリフィス開度を減少させる側に作用するスプリング36cを備えている。よって、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
一方、ポンプ信号ライン圧力が高いので、油圧ポンプ4の吐出流量は、最小流量を維持する(図2参照)。
For this reason, substantially the same pressure is applied to the
On the other hand, since the pump signal line pressure is high, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the minimum flow rate (see FIG. 2).
次に、図3に基づいて、キャブ旋回用の油圧モータ2bやバケット駆動用の油圧シリンダ2cを作動させる場合について説明する。このような場合、第1タンデム通路8aに連結されている切換弁7、または第2タンデム通路8bに連結されている切換弁7の何れか一方が作動することになる。
Next, a case where the
図3は、バケット駆動用の油圧シリンダ2cを作動させた場合の油圧駆動装置1の概略構成図である。
同図に示すように、油圧ポンプ4の第1吐出ポート4aから吐出された圧油は、第1ポンプ通路10aおよび第1タンデム通路8aを介し、タンク50へと通油される。一方、油圧ポンプ4の第2吐出ポート4bから吐出された圧油は、第2ポンプ通路10bおよび第2タンデム通路8bを介し、バケット駆動用の油圧シリンダ2cへと通油される。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the pressure oil discharged from the
このため、第1タンデム通路8a側の第1ネガコンオリフィス16aには圧油が通流され、第1圧力ライン41aの油圧が高くなる。これに対し、第2タンデム通路8b側の第2ネガコンオリフィス16bには圧油が通流されないので、第2圧力ライン41bの油圧が低くなる。したがって、低圧選択機構40は、第2圧力ライン41bの圧力を選択し、この第2圧力ライン41bの圧力に基づくポンプ信号ライン圧力を、油圧ポンプ4に出力する。この結果、油圧ポンプ4の吐出流量は、最大流量を維持する(図2参照)。
For this reason, pressure oil flows through the first
ここで、各ネガコンオリフィス16a,16bの作動について説明する。
低圧選択機構40のポンプ信号ライン圧力が第2圧力ライン41bの圧力であるため、第2ネガコンオリフィス16bには、増大側ポート36aと減少側ポート36bとに第2圧力ライン41bの圧力(低圧)がかかる。このため、第2ネガコンオリフィス16bのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
Here, the operation of each
Since the pump signal line pressure of the low
これに対し、第1ネガコンオリフィス16aは、増大側ポート36aに第1圧力ライン41aの圧力(高圧)がかかる一方、減少側ポート36bに第2圧力ライン41bの圧力(低圧)がかかる。このため、第1ネガコンオリフィス16aのオリフィス開度は、スプリング36cのばね力に抗して増大側に変位する。
ここで、従来であれば、第1ネガコンオリフィス16aのオリフィス開度に対する圧油の通過流量分油圧が増大してしまうところだが、第1タンデム通路8a側の油圧は、オリフィス開度が増大することにより第1タンデム通路8a側の油圧が低減される。
In contrast, in the first
Here, in the prior art, the hydraulic pressure is increased by the flow rate of the pressure oil relative to the orifice opening of the first
なお、キャブ旋回用の油圧モータ2bを作動させた場合は、上記作動に対し、第1ネガコンオリフィス16aと第2ネガコンオリフィス16bとの作動が逆になるだけであり、結果的にはバケット駆動用の油圧シリンダ2cを作動させた場合と同様の作用を奏するので、説明を割愛する。
When the
次に、図4に基づいて、アーム駆動用の油圧シリンダ2aやブーム駆動用の油圧シリンダ2dを作動させる場合について説明する。このような場合、第1タンデム通路8aに連結されている切換弁7、および第2タンデム通路8bに連結されている切換弁7の何れも作動することになる。
Next, a case where the arm driving
図4は、ブーム駆動用の油圧シリンダ2dを作動させる場合の油圧駆動装置1の概略構成図である。
同図に示すように、油圧ポンプ4から吐出された圧油は、各ポンプ通路10a,10bおよび各タンデム通路8a,8bを介し、ブーム駆動用の油圧シリンダ2dへと通油される。このとき、各ネガコンオリフィス16a,16bには圧油が通流されないので、第1圧力ライン41aおよび第2圧力ライン41bの油圧が低くなる。また、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度が同一になっており、これらネガコンオリフィス16a,16bの圧油の通過流量も同一になる。このため、第1圧力ライン41aおよび第2圧力ライン41bの油圧も同一になる。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 4 is passed through the
したがって、低圧選択機構40は、各圧力ライン41a,41b(各タンデム通路8a,8bにおける各ネガコンオリフィス16a,16bの直近上流側)の圧力と同一のポンプ信号ライン圧力を出力する。この結果、各ネガコンオリフィス16a,16bの増大側ポート36aと減少側ポート36bには、ほぼ同一の圧力がかかる。さらに、各ネガコンオリフィス16a,16bのスプリング36cによって、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
また、ポンプ信号ライン圧力も低いので、油圧ポンプ4の吐出流量は、最大流量を維持する(図2参照)。
Accordingly, the low
Moreover, since the pump signal line pressure is also low, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the maximum flow rate (see FIG. 2).
このように、上述の第1の実施形態では、油圧ポンプ4として、可変容量可能なポンプが採用されている。また、各タンデム通路8a,8bの最下流側に、それぞれオリフィス開度が可変可能なネガコンオリフィス16a,16bを設けている。さらに、各タンデム通路8a,8bにおける各ネガコンオリフィス16a,16bの直近上流側に、これら直近上流側に跨るように低圧選択機構40を設けている。そして、各ネガコンオリフィス16a,16bの増大側ポート36aを、対応する直近上流側のタンデム通路8a,8bに連結すると共に、各ネガコンオリフィス16a,16bの減少側ポート36bを、それぞれ低圧選択機構40のポンプ信号ライン圧力を出力する側に連結している。
Thus, in the first embodiment described above, a variable capacity pump is employed as the hydraulic pump 4. Further,
このため、各油圧アクチュエータ2の作動状況に応じて油圧ポンプ4の吐出流量を変化させるだけでなく、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度を変化させることにより、切換弁7や油圧アクチュエータ2等での圧力損失を低減できる。
よって、油圧駆動装置1の省エネルギ化を図ることができる。さらに、油圧アクチュエータ2の作動時の圧力が高くなりすぎてしまうことを防止でき、油圧アクチュエータ2の操作性を向上できる。
For this reason, not only the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 is changed in accordance with the operating state of each
Therefore, energy saving of the
また、油圧ポンプ4として、2つの吐出ポート4a,4b(第1吐出ポート4a、第2吐出ポート4b)を有するスプリットフロー型のポンプを採用することにより、油圧ポンプ4の配置スペースを省スペース化したり、付属部品の点数を減少したりできる。このため、油圧駆動装置1を小型化でき、とりわけ、小型の建設機器(油圧ショベル等)に好適な油圧駆動装置1を提供できる。
Further, by adopting a split flow type pump having two
さらに、切換弁7として、オープンセンタ型切換弁を採用し、いわゆるネガティブコントロール方式の流量制御とした。このため、油圧回路を簡素化でき、高効率で小型な油圧駆動装置1を提供できる。
Further, as the switching
なお、上述の第1の実施形態では、油圧制御弁5は、第1タンデム通路8aおよび第2タンデム通路8bの2つのタンデム通路8a,8bを有している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、2つ以上の複数のタンデム通路を有するように構成してもよい。
この場合、油圧ポンプは、タンデム通路の個数に応じて複数の吐出ポートを有するものとすることが望ましい。また、各タンデム通路に、それぞれネガコンオリフィスを設ける。また、低圧選択機構40は、各タンデム通路のそれぞれの圧力を比較、選択できるように構成する。
In the first embodiment described above, the
In this case, the hydraulic pump desirably has a plurality of discharge ports according to the number of tandem passages. Each tandem passage is provided with a negative control orifice. The low
さらに、上述の第1の実施形態では、油圧制御弁5の第1タンデム通路8a側に、アーム駆動用の油圧シリンダ2a、およびキャブ旋回用の油圧モータ2bが連結されている場合について説明した。また、油圧制御弁5の第2タンデム通路8b側に、バケット駆動用の油圧シリンダ2c、およびブーム駆動用の油圧シリンダ2dが連結されている場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、油圧制御弁5の任意の箇所にさまざまな油圧アクチュエータ2を接続することが可能である。
Further, in the first embodiment described above, the case where the
(第2の実施形態)
次に、図5〜図7に基づいて、第2の実施形態について説明する。
図5は、油圧駆動装置201の概略構成図である。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第2の実施形態における油圧駆動装置201は、クローズドセンタ型切換弁(スプール、以下、単に切換弁という)207を用いた、いわゆるロードセンシング方式で流量制御されている。この点、前述の第1の実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described based on FIGS.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the
より詳しくは、油圧駆動装置201の油圧制御弁205は、第1ポンプ通路10aに連結された第1油通路208a、および第2ポンプ通路10bに連結された第2油通路208bと、第1油通路208aから分岐した第1パラレル通路209a、および第2油通路208bから分岐した第2パラレル通路209bと、を備えている。そして、第1パラレル通路209aおよび第2パラレル通路209bに、複数の切換弁207がパラレルに連結されている。切換弁207はクローズドセンタ型であるので、切換弁207が中立位置にあるときに、各パラレル通路209a,209bが閉となる。
More specifically, the
また、第1油通路208aと第2油通路208bとに跨るように、合流弁60が連結されている。合流弁60は、第1油通路208aと第2油通路208bとを連通させたり遮断させたりするためのものである。具体的には、合流弁60は、アーム駆動用の油圧シリンダ2aやブーム駆動用の油圧シリンダ2d等、油圧ポンプ4の2つの吐出ポート4a,4bの両方を用いて油圧アクチュエータ2を作動させる場合に、第1油通路208aと第2油通路208bとを連通させる。
The merging
また、第1油通路208aの下流側には、第1アンロード弁61aが設けられていると共に、第2油通路208bの下流側には、第2アンロード弁61bが設けられている。各アンロード弁61a,61bは、切換弁207が作動していない(中立位置にある)ときに、各油通路208a,208bの圧油を不図示のタンクに戻すように構成されている。
A first unload
すなわち、各アンロード弁61a,61bには、ロードセンシング(LS、最高負荷圧)圧、およびスプリング61cのばね力が閉弁方向に作用し、油圧ポンプ4の吐出圧(各油通路208a,208bの油圧)が開弁方向に作用する。これにより、アンロード弁61a,61bは、油圧ポンプ4の吐出圧が最高負荷圧よりも規定圧(すなわち、スプリング61cの設定圧)分だけ高くなるように制御する。そして、両者の差圧が規定圧を越えるとアンロード弁61a,61bが開弁され、圧油が不図示のタンクに戻る。
That is, the load sensing (LS, maximum load pressure) pressure and the spring force of the
さらに、各油通路208a,208bには、アンロード弁61a,61bの下流側に、ネガコンオリフィス16a,16bが設けられている。そして、各ネガコンオリフィス16a,16bの増大側ポート36aは、それぞれ対応するアンロード弁61a,61bの直近下流側に連結されている。
Furthermore,
また、各アンロード弁61a,61bの下流側には、各油通路208a,208bに跨るように低圧選択機構40が設けられている。より具体的には、低圧選択機構40は、第1圧力ライン41aを介して第1油通路208aにおける第1アンロード弁61aの直近下流側に連結されている。また、低圧選択機構40は、第2圧力ライン41bを介して第2油通路208bにおける第2アンロード弁61bの直近下流側に連結されている。
さらに、各ネガコンオリフィス16a,16bの減少側ポート36bは、それぞれ低圧選択機構40の圧力信号を出力する側に連結されている。
Further, a low
Further, the
次に、図5〜図7に基づいて、油圧駆動装置201の動作を、より詳細に説明する。
まず、図5に基づいて、油圧アクチュエータ2を作動させず、各切換弁7が中立位置にある場合について説明する。
油圧ポンプ4から吐出された圧油は、各ポンプ通路10a,10b、および各油通路208a,208bを通流した後、各アンロード弁61a,61bによって、不図示のタンクへと通流される。このとき、ネガコンオリフィス16a,16bの圧油の通過流量に応じて、第1圧力ライン41aおよび第2圧力ライン41bの油圧が高くなる。また、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度が同一になっており、これらネガコンオリフィス16a,16bの圧油の通過流量も同一になる。
Next, based on FIGS. 5-7, operation | movement of the
First, based on FIG. 5, the case where the
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 4 flows through the
したがって、第1圧力ライン41aおよび第2圧力ライン41bの油圧も同一になる。また、低圧選択機構40のポンプ信号ライン圧力も各圧力ライン41a,41bの圧力と同一になる。このため、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
一方、ポンプ信号ライン圧力が高いので、油圧ポンプ4の吐出流量は、最小流量を維持する(図2参照)。
Accordingly, the hydraulic pressures of the
On the other hand, since the pump signal line pressure is high, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the minimum flow rate (see FIG. 2).
次に、図6に基づいて、キャブ旋回用の油圧モータ2bやバケット駆動用の油圧シリンダ2cを作動させる場合、つまり、第1油通路208aに連結されている切換弁207、または第2油通路208bに連結されている切換弁207の何れか一方を作動させる場合について説明する。
Next, based on FIG. 6, when the
図6は、バケット駆動用の油圧シリンダ2cを作動させた場合の油圧駆動装置1の概略構成図である。
同図に示すように、油圧ポンプ4の第1吐出ポート4aから吐出された圧油は、第1ポンプ通路10aおよび第1油通路208aを通流した後、第1アンロード弁61aによって、不図示のタンクへと通流される。このため、第1圧力ライン41aの油圧が高くなる。
これに対し、第2ポンプ通路10bの第2アンロード弁61bには、ロードセンシング(LS)圧がかかる。このため、第2アンロード弁61bが中間位置に移動し、第2圧力ライン41bの油圧が低くなる。したがって、低圧選択機構40は、第2圧力ライン41bの圧力を選択し、この第2圧力ライン41bの圧力に基づくポンプ信号ライン圧力を油圧ポンプ4に出力する。そして、油圧ポンプ4の吐出流量は、最大流量を維持する(図2参照)。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the pressure oil discharged from the
On the other hand, load sensing (LS) pressure is applied to the second unload
なお、このような場合の各ネガコンオリフィス16a,16bの作動は、前述の第1の実施形態と同様であるので、説明を割愛する。
また、キャブ旋回用の油圧モータ2bを作動させた場合は、上記作動に対し、第1ネガコンオリフィス16aと第2ネガコンオリフィス16bとの作動が逆になるだけであり、結果的にはバケット駆動用の油圧シリンダ2cを作動させた場合と同様の作用を奏するので、説明を割愛する。
Note that the operation of the
Further, when the
次に、図7に基づいて、アーム駆動用の油圧シリンダ2aやブーム駆動用の油圧シリンダ2dを作動させる場合、つまり、第1油通路208aに連結されている切換弁7、および第2油通路208bに連結されている切換弁7の何れも作動させる場合について説明する。
Next, when the
図7は、ブーム駆動用の油圧シリンダ2dを作動させる場合の油圧駆動装置1の概略構成図である。
同図に示すように、ブーム駆動用の油圧シリンダ2dを作動させる場合、合流弁60によって第1油通路208aと第2油通路208bとが連通される。これにより、各アンロード弁61a,61bには、ロードセンシング(LS)圧がかかる。そして、各アンロード弁61a,61bが中間位置に移動する。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, when the boom-driving
また、各ネガコンオリフィス16a,16bの増大側ポート36aと減少側ポート36bには、それぞれ同じ低圧がかかるので、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
また、ポンプ信号ライン圧力も低いので、油圧ポンプ4の吐出流量は最大流量を維持する(図2参照)。
このように、上述の第2の実施形態も、前述の第1の実施形態と同様の効果を奏する。
Further, since the same low pressure is applied to the
Moreover, since the pump signal line pressure is also low, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the maximum flow rate (see FIG. 2).
Thus, the above-described second embodiment also has the same effect as the above-described first embodiment.
なお、上述の第2の実施形態では、油圧制御弁5は、第1油通路208aおよび第2油通路208bの2つの油通路208a,208bを有している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、2つ以上の複数の油通路を有するように構成してもよい。
この場合、油圧ポンプは、油通路の個数に応じて複数の吐出ポートを有するものとすることが望ましい。また、各油通路に、それぞれネガコンオリフィスを設けると共に、アンロード弁を設ける。また、低圧選択機構40は、各油通路のそれぞれの圧力を比較、選択できるように構成する。
In the above-described second embodiment, the case where the
In this case, the hydraulic pump desirably has a plurality of discharge ports according to the number of oil passages. Each oil passage is provided with a negative control orifice and an unload valve. Further, the low
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、油圧ポンプ4として、可変容量可能なポンプが採用されている。また、各タンデム通路8a,8bの最下流側、または各油通路208a,208bに、オリフィス開度が可変可能なネガコンオリフィス16a,16bを設けている。さらに、低圧選択機構40を設けて第1圧力ライン41aの圧力と第2圧力ライン41bの圧力とを比較し、ポンプ信号ライン圧力を油圧ポンプ4に出力するように構成している。
According to at least one embodiment described above, a variable displacement pump is employed as the hydraulic pump 4. Further,
このため、各油圧アクチュエータ2の作動状況に応じて油圧ポンプ4の吐出流量を変化させるだけでなく、各ネガコンオリフィス16a,16bのオリフィス開度を変化させることにより、切換弁7や油圧アクチュエータ2等での圧力損失を低減できる。
よって、油圧駆動装置1,201の省エネルギ化を図ることができる。さらに、油圧アクチュエータ2の作動時の圧力が高くなりすぎてしまうことを防止でき、油圧アクチュエータ2の操作性を向上できる。
For this reason, not only the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 is changed in accordance with the operating state of each
Therefore, energy saving of the
また、油圧ポンプ4として、2つの吐出ポート4a,4b(第1吐出ポート4a、第2吐出ポート4b)を有するスプリットフロー型のポンプを採用することにより、油圧ポンプ4の配置スペースを省スペース化したり、付属部品の点数を減少したりできる。このため、油圧駆動装置1,201を小型化でき、とりわけ、小型の建設機器(油圧ショベル等)に好適な油圧駆動装置1,201を提供できる。
Further, by adopting a split flow type pump having two
さらに、切換弁7として、オープンセンタ型切換弁を採用し、いわゆるネガティブコントロール方式の流量制御とした。このため、油圧回路を簡素化でき、高効率で小型な油圧駆動装置1,201を提供できる。
Further, as the switching
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1,201…油圧駆動装置、4…油圧ポンプ(可変容量ポンプ)、7…オープンセンタ型切換弁、8a…第1タンデム通路(通路)、8b…第2タンデム通路(通路)、9a,209a…第1パラレル通路(通路)、9b,209b…第2パラレル通路(通路)、10a…第1ポンプ通路(通路)、10b…第2ポンプ通路(通路)、16a,16b…ネガティブコントロールオリフィス(オリフィス)、17…ポンプ信号ライン(信号ライン)、36a…増大側ポート、36b…減少側ポート、40…低圧選択機構、208a…第1油通路(通路)、208b…第2油通路(通路) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201 ... Hydraulic drive device, 4 ... Hydraulic pump (variable displacement pump), 7 ... Open center type switching valve, 8a ... First tandem passage (passage), 8b ... Second tandem passage (passage), 9a, 209a ... 1st parallel passage (passage), 9b, 209b ... 2nd parallel passage (passage), 10a ... 1st pump passage (passage), 10b ... 2nd pump passage (passage), 16a, 16b ... Negative control orifice (orifice) , 17 ... Pump signal line (signal line), 36a ... Increase side port, 36b ... Decrease side port, 40 ... Low pressure selection mechanism, 208a ... First oil passage (passage), 208b ... Second oil passage (passage)
Claims (3)
前記可変容量ポンプの前記複数の吐出ポートから独立して吐出される圧油を、別々に導く複数の通路と、
前記複数の通路に別々に設けられ、オリフィス開度が可変可能なネガティブコントロール圧検出用の複数のオリフィスと、
前記複数のオリフィスにかかる前記圧油の圧力のうち、最も低い前記圧力を選択し、この選択結果を、信号ラインを介して前記可変容量ポンプに出力する低圧選択機構と、
を備え、
前記複数のオリフィスにおける前記オリフィス開度を増大させる側の増大側ポートは、対応する前記オリフィスの上流側の前記通路に連結されており、
前記複数のオリフィスにおける前記オリフィス開度を減少させる側の減少側ポートは、前記低圧選択機構に連結されている油圧駆動装置。 A variable displacement pump having a plurality of discharge ports;
A plurality of passages for separately guiding the pressure oil discharged independently from the plurality of discharge ports of the variable displacement pump;
A plurality of orifices for negative control pressure detection that are separately provided in the plurality of passages and whose orifice opening degree is variable;
A low pressure selection mechanism that selects the lowest pressure among the pressure oil pressure applied to the plurality of orifices, and outputs the selection result to the variable displacement pump via a signal line;
With
The increase side port on the side of increasing the orifice opening in the plurality of orifices is connected to the passage on the upstream side of the corresponding orifice,
The decrease side port of the plurality of orifices on the side for decreasing the orifice opening is a hydraulic drive device connected to the low pressure selection mechanism.
2つの前記通路に、前記オリフィスが設けられている請求項1に記載の油圧駆動装置。 The variable displacement pump is a split flow type pump having two discharge ports,
The hydraulic drive device according to claim 1, wherein the orifice is provided in the two passages.
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