JP2017145950A - 油圧モータの油圧駆動装置及び建設車両 - Google Patents
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Abstract
Description
ΔPV=ΔPCh>PFS
ただし、ΔPV:バルブポート差圧
ΔPCh:チャンバ差圧
PFS:フルストローク必要差圧
とすると、ブレーキバルブ3内の圧油の流れは、高圧側の第1のバルブポート20Aから流入する圧油は第1のチェック弁30Aを通り、第1のモータポート21Aを介して油圧モータ2(弁板高圧側ポート)に流れ、油圧モータ2を駆動する。このとき、カウンタバランス弁31のスプール40は第2の駆動位置ALで保持されており、第1のバルブポート20Aから第1のモータポート21Aに流れるカウンタバランス弁31内の流路は遮断されている。
F=(PVHi−PMHi)S−fSP
ただし、fSP:スプリング54の反力
と表わされる。ここで、高圧側の第1のバルブポート20Aは第1のチェック弁30の上流側油路であり、高圧側の第1のモータポート21Aは第1のチェック弁30の下流側油路となるため、
PVHi−PMHi=ΔPPC
ただし、ΔPPC:チェック弁圧力損失
となる。よって、スプール51に作用する推力の合力Fは、
F=ΔPPC・S−fSP
となる。そこで、図3における
ΔPPC=PT
ただし、PT:チェック弁圧力損失圧力閾値
のときに、合力Fが、
F>0
となるように受圧面積S及びバネ反力fSPを設定しておけば、流量Qが流量閾値QTより大きく(Q>QT)なったときに、連通弁35のスプール51が駆動位置C2に移動し、油路50が絞り55を介して連通する。
PVHi=PCHi
PVLo=PCLo
となる。よって、チャンバ差圧ΔPChとバルブポート差圧ΔPVとの関係は、
ΔPCh=ΔPV=PVHi−PVLo
となる。
ΔPCh<ΔPV
となる。
ΔPCh=ΔPV>PFS
であっても、連通弁35の開口により、前記関係が、
ΔPCh<PFS<ΔPV
となれば、カウンタバランス弁31のスプール40が中立位置AO方向に変位し、図4に示すようにスプール開口面積Aが減少するため、モータ流出側油路が絞られる。その結果、第2のモータポート21Bから第2のバルブポート20Bへ流れる油圧モータ2の流出側管路抵抗(モータ背圧)が増加する。
ΔPCh/ΔPV
は、第1及び第2の絞り43A,43Bと絞り55の流路面積で定まっており、バルブポート差圧ΔPVの変動に比例してチャンバ差圧ΔPChも変動する。流量Qが流量閾値QTより大きい(Q>QT)状態で連通弁35が開口していても、バルブポート差圧ΔPvが規定圧力PVTよりも大きいとき(大流量・高負荷時)はスプール開口面積Aを減少させてモータ背圧を増加させる必要がない。そこで前記比が、
ΔPCh/ΔPV=PFS/PVT
となるように第1及び第2の絞り43A,43Bと絞り55の流路面積を調整し、バルブポート差圧ΔPVが規定圧力PVTに対して大きい(ΔPV>PVT)状態となれば、必ず、チャンバ差圧ΔPChがフルストローク必要差圧PFSに対して
ΔPCh>PFS
となるため、大流量・高負荷時にカウンタバランス弁31のスプール40はフルストローク位置、最大開口面積Amaxの状態で保持される。その結果、モータ背圧の不必要な増加を回避することができる。
同図において、時刻t0では油圧モータ2は低負荷かつ小流量状態であり、チェック弁30の圧力損失ΔPPCはチェック弁圧力損失閾値PTより小さいため連通弁35は中立位置C1に保持される。なお、低負荷、小流量状態とは、バルブポート差圧ΔPVが、規定圧力PVTとフルストローク必要差圧PFSに対して
PFS<ΔPV<PVT
であり、流量Qが流量閾値QTより小さい(Q<QT)状態である。
ΔPCh=ΔPV>PFS
となっているので、カウンタバランス弁31のスプール40はフルストローク・最大開口面積Amaxで保持される。すなわち、モータ背圧の増加制御は行われない。
時刻t1において油圧モータ2は低負荷かつ大流量状態に移行を開始する。低負荷かつ大流量状態とは、バルブポート差圧ΔPVが、規定圧力PVTとフルストローク必要差圧PFSに対して
PFS<ΔPV<PVT
であり、流量Qが閾値QTより大きい(Q>QT)状態である。
ΔPCh=ΔPV・PFS/PVT<PFS
となるため、カウンタバランス弁31のスプール40が中立位置AO方向に変位し、スプール開口面積Aが減少する。すなわち、モータ流出側油路が絞られモータ背圧が増加する。
ΔPCh=ΔPV・PFS/PVT>PFS
となるため、カウンタバランス弁31のスプール40がフルストロークし、スプール開口面積Aが最大開口面積Amaxまで増加する。すなわち、モータ背圧の増加制御は解除される。
ΔPCh=ΔPV>PFS
となるため、カウンタバランス弁31のスプール40はフルストローク・最大開口面積Amaxで保持される。このため、モータ背圧の増加制御は行われない。
・油圧モータ2のモータ負荷が小さく、かつ回転数も小さい低速走行状態(時刻t0−時刻t1)では、ピストン12の焼き付きリスクは小さく、モータ背圧の増加制御は行われない。
・油圧モータ2のモータ負荷が小さく、かつ回転数が高い緩斜面降坂時等の高速走行状態(時刻t1−時刻t4)では、ピストン12の焼き付きリスクが大きいため、モータ背圧の増加制御を行い、焼き付きリスクを低減する。
・油圧モータ2のモータ負荷が大きく、かつ回転数も大きい登坂時等の高速走行状態(時刻t4−時刻t6)では、ピストン12の焼き付きリスクは小さく、モータ背圧の増加制御は行われない。
・油圧モータ2のモータ負荷が大きく、かつ回転数が小さい登坂時等の低速走行状態(時刻t6−時刻t7及びそれ以降)では、ピストン12の焼き付きリスクは小さく、モータ背圧の増加制御は行われない。
ということになり、特に、ピストン12の焼き付きリスクが大きい場合に効果を奏することが分かる。
1)本実施例における油圧モータの油圧駆動装置1は、油圧モータ2のモータ負荷が小さく(ΔPV<PVT)、かつ油圧モータ2に流れる圧油の流量Qが大流量(Q>QT)であるとき、ピストン12の焼き付きリスクが大きいため、第1及び第2のチェンバ41A,41Bを連通して油圧モータ2のモータ背圧を増加させるので、ピストン12の焼き付きリスクを低減することができる。
2)既存のカウンタバランス弁31用い、連通弁35を付加するだけなので、モータ背圧を増加させるための構造の複雑化及びコストアップを回避することができる。
3)油圧モータの低負荷時にモータ回転数を減らすような制御を行わないので、オペレータに違和感を与えることがなく、車体制御の複雑化を回避することができる。
4)回転計や流量計の増設なしに油圧モータ2に流入する圧油が大流量であることを第1及びチェック弁30A,30Bを通る圧油の差圧で検知するので、コストアップを回避することができる。
5)大流量高回転時においても油圧モータ2のモータ負荷が大きくピストン12の焼き付きのリスクが小さい場合は、モータ背圧の増加が起こらないため、損失の増大によるモータ効率低下を回避することができる。
実施例2に係る油圧モータの油圧駆動装置は、モータ傾転に応じて流量閾値を変更可能な連通弁を備え、当該連通弁を油圧モータの制御に使用する例である。この実施例2のように構成しても本発明の実施が可能である。本実施例2は、図1に示した実施例1の油圧モータの油圧駆動装置1に対して以下の点が相違している。
F=ΔPPC・S+PPi・S’−fSP
と表わされる。
F=ΔPPC・S−fSP
となるため、連通弁37は図4に示すチェック弁30の圧力損失ΔPPCが、当該チェック弁30の圧力損失の圧力閾値PTより大きく(ΔPPC>PT)、流量Qが流量閾値QTより大きい(Q>QT)場合には、駆動位置C2に変位し、油路50を連通させる。
その他の動作は、実施例1と同様なので、説明は省略する。
ΔP=P2・S’/S
だけ低いチェック弁圧力損失 ΔPPCで連通弁37が開口することとなる。すなわち、
ΔPPC=PT’
ただし、PT’=PT−ΔP
となる。
Q=QT’<QT
となり、外部パイロット圧PPiが作用していない状態よりも小さい流量閾値QT’で開口することとなる。
実施例3は、実施例1に対してカウンタバランス弁に連動するチャンバ連通弁の開閉弁を設けたものである。すなわち、実施例3に係る油圧モータの油圧駆動装置1は、5ポート3位置のスプリングセンタ式スプール型切換弁からなるカウンタバランス弁38と、その第1及び第2のチャンバ41A,41Bの連通弁として前記カウンタバランス弁38と連動する開閉弁39を備えたことを特徴としている。その他の各部は実施例1と同様なので、説明は省略する。
ΔPCh=PCr0<PCr
となる規定圧力PCr0で開口されるように前記スプリング61のバネ反力が設定される。
2 油圧モータ
3 ブレーキバルブ
12 ピストン
20A,20B バルブポート
21A,21B モータポート
22 パイロット圧ポート
30A,30B チェック弁
31,38 カウンタバランス弁
35,37 連通弁
39 開閉弁
41A,41B,52,53,56 チャンバ
43A,43B 絞り
50 連通油路
51 連通弁スプール
55 連通弁絞り
Claims (6)
- 圧油の供給により双方向に回転駆動される油圧モータと、
前記油圧モータの圧油流入側の流路を形成するチェック弁、並びに流路を切り換えるための第1及び第2のチャンバを有し、前記油圧モータの圧油流出側の油路を形成するカウンタバランス弁を含むブレーキバルブと、
を有する油圧モータの油圧駆動装置において、
前記チェック弁を通過する圧油の流量が予め設定した流量閾値より大きく、前記油圧モータに加わる負荷が予め設定した負荷よりも小さいとき、前記カウンタバランス弁の前記第1及び第2のチャンバを連通させ、前記カウンタバランス弁を中立位置方向に変位させる連通弁を備えたことを特徴とする油圧モータの油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の油圧モータの油圧駆動装置において、
前記連通弁は、前記圧油の流量が予め設定した流量閾値を超えたときに対応する前記チェック弁前後の差圧の圧力閾値に基づいて駆動され、前記第1及び第2のチャンバを連通することを特徴とする油圧モータの油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の油圧モータの油圧駆動装置において、
前記連通弁の油路に絞りを備え、
前記絞りの絞り量は、前記絞り前後の差圧が予め設定された圧力閾値以下となったとき、前記第1及び第2のチャンバ間の差圧が前記カウンタバランス弁のフルストローク必要差圧を下回るように設定されていることを特徴とする油圧モータの油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の油圧モータの油圧駆動装置において、
前記連通弁が、前記油圧モータにモータ傾転パイロット圧を導くチャンバを備えていることを特徴とする油圧モータの油圧駆動装置。 - 請求項1の記載の油圧モータの油圧駆動装置において、
前記カウンタバランス弁の第1及び第2のチャンバ間の差圧に連動して前記連通弁を動作させる開閉弁を備えたことを特徴とする油圧モータの油圧駆動装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の油圧モータの油圧駆動装置を、走行用油圧モータの油圧駆動装置として備えたことを特徴とする建設車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016030410A JP6534946B2 (ja) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | 油圧モータの油圧駆動装置 |
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115263843A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-11-01 | 燕山大学 | 一种提升回转系统稳定性的回转缓冲阀及其工作方法 |
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JPS6455402A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-02 | Yanmar Diesel Engine Co | Shock preventer for hydraulic motor drive circuit having counter balance valve |
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JP2006123573A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Nabtesco Corp | 走行駆動用流体回路 |
-
2016
- 2016-02-19 JP JP2016030410A patent/JP6534946B2/ja active Active
Patent Citations (4)
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