JP2752328B2 - 油圧駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、ポンプ吐出圧油で油
圧モータを稼働させてモータ出力系統を回転駆動し、負
荷に応じて圧油流量を制御する油圧駆動制御装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の油圧駆動制御装置とし
て、例えば特公昭５４−２５１８０号に示された水力伝
動装置がある。 【０００３】この水力伝動装置はトラクタ等に車両に搭
載され、ポンプ吐出流体を第１の管路でモータの吸込側
に供給し、このモータの吐出流体をポンプの吸込側に戻
すことにより、モータを稼働させてその出力系統の車輪
を回転駆動するもので、第１の管路と第２の管路を結ぶ
バイパス通路に設けられた流体流量制御用の制御弁を有
している。 【０００４】この制御弁は、第１の管路の圧力変動に応
答作動する１個のスプールを備え、ポンプ減速時に車輪
の慣性回転力でモータの吸込側と吐出側に差圧が生じて
第１の管路が低圧になった際、高圧側となる第２の管路
からの導入流体圧でスプールが回動することにより、高
圧側の第２の管路から低圧側の第１の管路に圧力流体の
一部を循環させてそれらの管路の圧力をバランスを図
り、車両加減速時にノッキング等が生じないようにモー
タを制御している。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の推力
伝動装置では、スプールが１個のため、高圧側と低圧側
の方向が逆転するとその制御が不能となり、可逆回転ポ
ンプ、モータには適用できないという問題点があった。 【０００６】また、スプールの稼働を制御するためのダ
ンパ機能がないため、スプールを徐々に動作させること
ができず、円滑な加減速制御が行えないという問題点も
あった。 【０００７】この発明は上記問題点に着目してなされと
もので、油圧モータ出力系統の負荷に応じてスプールを
常時円滑かつ確実に動作させることができ、ポンプ正逆
回転駆動時のいずれの場合にも安定した圧油流量の制御
が行える油圧駆動制御装置を提供することを目的とす
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】この発明の油圧駆動制御
装置は、可変容量可逆回転型のポンプの吐出圧油を油圧
モータに供給する第１の管路と、油圧モータの吐出圧油
をポンプの吸込側に導く第２の管路とをバイパス通路で
接続し、このバイパス通路に圧油流量制御用の制御弁を
設けた油圧制御装置において、第１の管路の制御弁の手
前部分には第１のメイン回路オリフィスを、第２の管路
の制御弁の手前部分には第２のメイン回路オリフィスを
それぞれ設け、制御弁は第１の管路から第１のメイン回
路オリフィスを介して導入する圧油に応答して作動する
第１のスプールと、第２の管路から第２のメイン回路オ
リフィスを介して導入する圧油に応答して作動する第２
のスプールと、第１のスプールと第２のスプールのそれ
ぞれに設けられてそれぞれの導入圧油流量をスプールの
変位に応じて制御する絞り部と、同じく第１のスプール
と第２のスプールの移動を抑制すべく各スプールに形成
したオリフィス並びにチェックポートを介して圧油が導
かれる各スプールの端部に形成した端室とを備え、かつ
前記各スプールはその絞り部を形成するテーパ面の小径
側の端部が互いに対向するように同軸的に直列に配設さ
れると共に前記端室に介装されたスプリングの張力に基
づき前記テーパ面の小径側の端部を互いに当接させたも
のである。 【０００９】 【作用】この発明の油圧駆動制御装置では、第１の管路
と第２の管路に急激な差圧が生じると、この差圧に応じ
た速度で第１のスプールと第２のスプールがダンピング
機能を有するオリフィスの機能により適度に抑制された
速度で交互に開閉作動し、高圧側管路の圧油がバイパス
通路を介して低圧側管路に循環され、両管路の圧力変動
が安定した時点でバイパス通路が遮断される。このよう
にして、油圧モータの加減速が円滑に行われる。また、
このとき第１及び第２のスプールに導かれる圧油は、第
１及び第２のメイン回路オリフィスにより圧力損失を生
じた後のものであるため、制御弁の切り換え圧力と、第
１と第２の管路の圧力差との間に、差を持たせることが
できる。すなわち、車両の加速操作状態においてスプー
ル閉鎖後に、揺り戻し等により一時的に油圧モータの負
荷が落ち込むことがあっても、第１と第２のメイン回路
オリフィスの絞りにより制御弁のオープン圧力を落ち込
んだ負荷圧力より小さく設定することができるため、制
御弁が開閉を繰り返してハンチングを起こすようなこと
はない。また、レバーを中立位置に操作し車両を停止さ
せるとき、いわゆるスプリングバック等により、第１と
第２の管路の圧力が逆転する場合があり、スプールは即
時にオープンするが、このとき第１と第２のメイン回路
オリフィスにより制御弁のシャット圧力は高く設定でき
るため、スプールは中立位置に確定的に保たれる。 【００１０】 【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。 【００１１】第１図に示すように、エンジンで回転駆動
される。可変容量可逆型式のポンプ１からの吐出圧油で
回転駆動される油圧モータ２の制御用油圧回路におい
て、ポンプ１と油圧モータ２は第１および第２の管路
３、４で接続され、これらの管路３、４には制御弁５が
組込まれている。 【００１２】この制御弁５は、バルブボディ６に設けら
れた第１の入出ポート７と第２の入出ポート８を有して
いる。 【００１３】第１の入出ポート７は第１の管路３に、第
２の入出ポート８は第２の管路４にそれぞれ接続され、
それらの入出ポート７、８にはメイン回路オリフィス
９、１０がそれぞれ設けられている。 【００１４】メイン回路オリフィス９、１０は、それぞ
れ第１、第２のスプール２２，２３が嵌装された共通の
弁孔に接続している。 【００１５】第１のスプール２２と第２のスプール２３
は前記弁孔内に同軸上で直列に配置されている。この場
合、第１および第２のスプール２２，２３は、各テーパ
面２４，２５の小径側の先端部相互が突き当たるように
配置し、両端室１８，１９のそれぞれに内蔵したスプリ
ングが３４，３５で突き当て方向に付勢している。 【００１６】第１のスプール２２と第２のスプール２３
にはそれぞれダンピング機能を発揮すべくオリフィス３
８，３９が形成されており、これらのオリフィス３８，
３９と各スプール内通路４６，４７を介してポート７，
８が端室１９，１８に連通している。 【００１７】また、第１及び第２のスプール２２，２３
には、通路４６，４７内に通じるチェックポート５２，
５３を設けている。これらのチェックポート５２，５３
は、第１及び第２のスプール２２，２３が相対方向に移
動したとき、通路４６，４７を介して両端室１９，１８
内を第１及び第２の入出ポート７，８に接続する開位置
に変位し、かつ、第１及び第２のスプール２２，２３が
反対方向に移動したとき、通路４６，４７と第１及び第
２の入出ポート７，８との間を遮断する閉位置に変位す
るようになっている。 【００１８】このようなチェックポート５２，５３は、
第１の入出ポート７側(管路３)と第２の入出ポート８
(管路４)の負荷反転時に作動油を排出するクイックリタ
ーン機能を果たす。スプール２２，２３内部にチェック
弁を設けることによっても同様の作用が得られるが、前
述したチェックポート５２，５３を形成するほうが部品
点数や加工工数の点で有利となる。 【００１９】各スプール２２、２３の中間外周面には、
互いの対向端面に向かって漸次小径となるテーパ面２
４、２５が形成されている。これらのテーパ面２４、２
５は、それぞれの系統の入出側ポート７，８間で弁孔を
通過する圧油の流入量を制御するための絞り部を形成し
ている。すなわち、各スプール２２、２３は、互いの対
向端部に相互に連通する中心通路２８，２９と、これら
中心通路２８，２９をポート７，８に連通するポート３
０、３１が形成されている。 【００２０】次に、上記実施例の作用を説明する。 【００２１】ポンプ１のアイドル回転時などの吐出量の
少ない状態では、第１の管路３に発生する圧力も低く、
この状態において第１のスプール２２及び第２のスプー
ル２３はスプリング３４、３５により中立位置に付勢さ
れており、このときポンプ吐出油は中心通路２８，２９
を経由して第２の管路４へと全量が流れ、このためモー
タ２は回転を完全に停止している。次にポンプ１の回転
を上げてアイドル回転から定格回転に向けて加速する
と、モータ２は負荷により回転の上昇が遅れるため、第
１の管路３の圧力が急上昇する。 【００２２】このときの管路３からの高圧油が第１の入
出ポート７に供給されると、その圧油は、メイン回路オ
リフィス９及びダンピングオリフィス３８により絞ら
れ、図で左側の端室１９に流入する。 【００２３】この端室１９の圧力上昇により各スプール
２２，２３はスプリング３５に抗して図で右方に移動
し、これに伴い絞り部２４によりポート７側の弁孔は閉
じられてゆく。ただし、このとき右側の第２のスプール
２３は右方への移動に伴いそのチェックポート５３を閉
ざすので、背後の端室１８からポート８への作動油の流
出はオリフィス３９のみを介して行われることになり、
これにより各スプール２２，２３の移動速度は適度に抑
制される。 【００２４】したがって、第１のスプール２２はスプリ
ング３５を押圧しながら徐々に移動し、完全にポート７
側の弁孔が閉じるまでの間に、高圧側のポート７から作
動油の一部が、第１のスプール２２の系統から第２のス
プール２３の系統へと流れる。 【００２５】この結果、ポンプ１のアイドル回転からの
加速時の初期に、第１の管路３の高圧油はその一部が絞
られつつも第２の管路４へとモータ２をバイパスして流
れ、このため、モータ２の加速回転が急激に行なわれる
のが防止され、適度な円滑加速運転が実現する。 【００２６】第１のスプール２２のテーパ面２４が完全
に閉じると、第１の管路３から第２の管路４への流れは
遮断され、ポンプ１の吐出油は全量がモータ２に供給さ
れるようになり、モータ２が定格回転に移行した時点で
は、作動油の漏れはなく、効率良くモータ２を駆動する
ことができる。 【００２７】次に、このような油圧モータ２の定格回転
状態から、ポンプ１の回転が減速される減速運転時はポ
ンプ吐出油量が減少すると油圧モータ２の慣性回転によ
り第２の管路３は低圧（負圧）となり、これにより、第
１のスプール２２の系統は低圧側となり、その背後の端
室１９内の圧油はオリフィス３８、チェックポート５２
及びメイン回路オリフィス９を介して第１のポート７か
ら第１の管路３に逃げる。 【００２８】このため、第１のスプール２２はスプリン
グ３５で押されて左方に移動し、このとき第２のスプー
ル２３はチェックポート５３が開いて端室１８へ油を速
やか作動油を流入させる。すなわち、このとき第２のス
プール２３は系統は高圧側となり、第２の管路４からの
高圧油が第２のポート８に導入され、メイン回路オリフ
ィス１０及びダンピングオリフィス３９で絞られて端室
１８に流入する。 【００２９】これにより、第１の管路３と第２の管路４
の油圧が漸次均衡し、この均衡に伴って、第１のスプー
ル２２と第２のスプール２３が共に左方に逆転移動す
る。 【００３０】そして、第２のスプール２３側系統の圧力
上昇に伴ってこんどはポート８側の弁孔が閉ざされてゆ
く。 【００３１】このときの各スプール２２，２３の移動す
る速度は、対向している第１のスプール２２のチェック
ポート５２が左方への移動に伴って閉ざされて、端室１
９からポート７への作動油経路がオリフィス３８のみと
なることから、このオリフィス３８のダンピング機能に
より適度に抑制されることになる。 【００３２】このようにしてポート８側の弁孔が完全に
閉じるまでの間、第２の管路４からの第１の管路３へと
作動油が循環し、モータ２の吸込側へ作動油を供給する
ため、モータ２は急減速せずに徐々に円滑に減速し、減
速に移行してから所定の時間遅れをもって第２のスプー
ル２３が閉じる。これにより、第１のポート７と第２の
ポート８との間のバイパス通路（通路２８，２９）が遮
断される。 【００３３】このように、第１の管路３と第２の管路４
の圧力変動に応じて第１のスプール２２と第２のスプー
ル２３が交互に開閉動作し、高圧側管路の圧油の一部が
低圧側管路に供給されることにより、第１の管路３と第
２の管路４の圧力の急変が抑制される。 【００３４】そして、両管路３，４の圧力が安定した時
点では、バイパス通路が遮断されることにより、油圧モ
ータ２は円滑に定格回転駆動または停止状態に維持され
るのである。 【００３５】以上のように本発明は、可変容量可逆回転
型のポンプの吐出圧油を油圧モータに供給する第１の管
路と、油圧モータの吐出圧油をポンプの吸込側に導く第
２の管路とをバイパス通路で接続し、このバイパス通路
に圧油流量制御用の制御弁を設け、第１の管路の制御弁
の手前部分には第１のメイン回路オリフィスを、第２の
管路の制御弁の手前部分には第２のメイン回路オリフィ
スをそれぞれ設け、制御弁は第１の管路から第１のメイ
ン回路オリフィスを介して導入する圧油に応答して作動
する第１のスプールと、第２の管路から第２のメイン回
路オリフィスを介して導入する圧油に応答して作動する
第２のスプールと、第１のスプールと第２のスプールの
それぞれに設けられてそれぞれの導入圧油流量をスプー
ルの変位に応じて制御する絞り部と、同じく第１のスプ
ールと第２のスプールの移動を抑制すべく各スプールに
形成したオリフィス並びにチェックポートを介して圧油
が導かれる各スプールの端部に形成した端室とを備えて
いるため、第１の管路から第１のメイン回路オリフィス
を介して導入された圧油と第２の管路から第２のメイン
回路オリフィスを介して導入された圧油の圧力変動に応
じて第１のスプールと第２のスプールが交互に開閉作動
し、高圧側管路の圧油の一部を低圧側管路に絞りなが
ら、所定の時間だけバイパスさせるので、油圧ポンプの
加減速時にモータ負荷に応じてモータを円滑に加減速す
ることができる。 【００３６】また、第１及び第２のスプールの交互開閉
作動により、ポンプ正逆回転駆動時のいずれの場合にも
安定した圧油流量の制御が行え、しかも、各スプールを
開閉作動させるための速度がオリフィスによって制御さ
れるので、各スプールの作動時におけるダンピング機能
が得られ、各スプールの開閉速度が徐々に制御されるこ
とによって、油圧モータ出力系統のノッキング等を未然
に防止でき、その出力系統を円滑に作動させ得る。さら
に、第１及び第２のスプールに導かれる圧油は、第１及
び第２のメイン回路オリフィスにより圧力損失を生じた
後のものであるため、制御弁の切り換え圧力と、第１と
第２の管路の圧力差との間に、差を持たせることができ
る。すなわち、車両の加速操作状態においてスプール閉
鎖後に、揺り戻し等により一時的に油圧モータの負荷が
落ち込むことがあっても、第１と第２のメイン回路オリ
フィスの絞りにより制御弁のオープン圧力を落ち込んだ
負荷圧力より小さく設定することができるため、制御弁
が開閉を繰り返してハンチングを起こすようなことはな
い。また、レバーを中立位置に操作し車両を停止させる
とき、いわゆるスプリングバック等により、第１と第２
の管路の圧力が逆転する場合があり、スプールは即時に
オープンするが、このとき第１と第２のメイン回路オリ
フィスにより制御弁のシャット圧力は高く設定できるた
め、スプールは中立位置に確定的に保たれる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施例の断面図。 【符号の説明】 １ ポンプ ２ 油圧モータ ３ 第１の管路 ４ 第２の管路 ５ 制御弁 ９，１０ オリフィス ２２ 第１のスプール ２３ 第２のスプール ２４，２５ 絞り部(テーパ面) ５２，５３ チェックポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−116964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−37562（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−125764（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−98972（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−133518（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭45−5341（ＪＰ，Ｙ１) 特許2653842（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 61/40 - 61/46 F15B 11/00 - 11/22

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．可変容量可逆回転型のポンプの吐出圧油を油圧モー
   タに供給する第１の管路と、油圧モータの吐出圧油をポ
   ンプの吸込側に導く第２の管路とをバイパス通路で接続
   し、このバイパス通路に圧油流量制御用の制御弁を設け
   た油圧制御装置において、第１の管路の制御弁の手前部
   分には第１のメイン回路オリフィスを、第２の管路の制
   御弁の手前部分には第２のメイン回路オリフィスをそれ
   ぞれ設け、制御弁は第１の管路から第１のメイン回路オ
   リフィスを介して導入する圧油に応答して作動する第１
   のスプールと、第２の管路から第２のメイン回路オリフ
   ィスを介して導入する圧油に応答して作動する第２のス
   プールと、第１のスプールと第２のスプールのそれぞれ
   に設けられてそれぞれの導入圧油流量をスプールの変位
   に応じて制御する絞り部と、同じく第１のスプールと第
   ２のスプールの移動を抑制すべく各スプールに形成した
   オリフィス並びにチェックポートを介して圧油が導かれ
   る各スプールの端部に形成した端室とを備え、かつ前記
   各スプールはその絞り部を形成するテーパ面の小径側の
   端部が互いに対向するように同軸的に直列に配設される
   と共に前記端室に介装されたスプリングの張力に基づき
   前記テーパ面の小径側の端部を互いに当接させているこ
   とを特徴とする油圧駆動制御装置。