JP2986904B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents
建設機械の油圧駆動装置Info
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- JP2986904B2 JP2986904B2 JP2318058A JP31805890A JP2986904B2 JP 2986904 B2 JP2986904 B2 JP 2986904B2 JP 2318058 A JP2318058 A JP 2318058A JP 31805890 A JP31805890 A JP 31805890A JP 2986904 B2 JP2986904 B2 JP 2986904B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は油圧シヨベルなどの大きな慣性体を有する建
設機械の油圧駆動装置に関する。
設機械の油圧駆動装置に関する。
［従来の技術］ 第５図は、この種の油圧駆動装置の一例を示す回路図
である。この従来例は、油圧源すなわち可変容量油圧ポ
ンプ３と、この油圧ポンプ３から供給される圧油によつ
て駆動し、慣性体１を作動させるアクチユエータ、例え
ば油圧モータ２と、油圧ポンプ３から油圧モータ２に供
給される圧油の流量を制御し、周側にスリツト５を有す
る比例シート弁４と、この比例シート弁４の駆動を制御
するパイロツト弁６とを備えている。なお、この従来例
では、比例シート弁４の前後差圧を一定に保つ調整手段
3Aを備えている。また、パイロツト弁６の駆動部に外力
を与え、ばね９の力に抗して移動させて開口させると、
比例シート弁４の背圧室から管路７を介してパイロツト
弁６の開口部に圧油が流れ、さらにこの圧油が管路８を
介して比例シート弁４の下流に合流し、これによりパイ
ロツト弁６の開口量に比例した量だけ比例シート弁４が
開口する。これに伴つて油圧ポンプ３の圧油が比例シー
ト弁４を介して油圧モータ２に供給される。また、パイ
ロツト弁６の上下端は油通路10によつて連絡され、これ
により油圧バランスが保たれている。上述のようにして
パイロツト弁６に応じて駆動する比例シート弁４は公知
である。
である。この従来例は、油圧源すなわち可変容量油圧ポ
ンプ３と、この油圧ポンプ３から供給される圧油によつ
て駆動し、慣性体１を作動させるアクチユエータ、例え
ば油圧モータ２と、油圧ポンプ３から油圧モータ２に供
給される圧油の流量を制御し、周側にスリツト５を有す
る比例シート弁４と、この比例シート弁４の駆動を制御
するパイロツト弁６とを備えている。なお、この従来例
では、比例シート弁４の前後差圧を一定に保つ調整手段
3Aを備えている。また、パイロツト弁６の駆動部に外力
を与え、ばね９の力に抗して移動させて開口させると、
比例シート弁４の背圧室から管路７を介してパイロツト
弁６の開口部に圧油が流れ、さらにこの圧油が管路８を
介して比例シート弁４の下流に合流し、これによりパイ
ロツト弁６の開口量に比例した量だけ比例シート弁４が
開口する。これに伴つて油圧ポンプ３の圧油が比例シー
ト弁４を介して油圧モータ２に供給される。また、パイ
ロツト弁６の上下端は油通路10によつて連絡され、これ
により油圧バランスが保たれている。上述のようにして
パイロツト弁６に応じて駆動する比例シート弁４は公知
である。
上述した慣性体１を有する油圧駆動装置でパイロツト
弁６を急操作した場合、油の圧縮性に起因して圧力脈動
を生じ、これに伴つて油圧モータ２の回転速度が過度的
に微小変化をくり返し、振動状態になることがある。こ
のような振動を抑制するために、同第５図に示すよう
に、油圧モータ２に連絡される管路をタンクに接続する
管路11や油圧モータ２をタンクに接続する管路12を設
け、これらの管路11、12中にリリーフ弁等を設け、回路
圧が大きくなつたときリークさせることが知られてい
る。例えば、この辺の事情について［油圧化設計］（発
行所：日刊工業新聞社、発行年月:1965、第４巻、第８
号、P.33〜P.38）に実験的に詳しく記載されている。
弁６を急操作した場合、油の圧縮性に起因して圧力脈動
を生じ、これに伴つて油圧モータ２の回転速度が過度的
に微小変化をくり返し、振動状態になることがある。こ
のような振動を抑制するために、同第５図に示すよう
に、油圧モータ２に連絡される管路をタンクに接続する
管路11や油圧モータ２をタンクに接続する管路12を設
け、これらの管路11、12中にリリーフ弁等を設け、回路
圧が大きくなつたときリークさせることが知られてい
る。例えば、この辺の事情について［油圧化設計］（発
行所：日刊工業新聞社、発行年月:1965、第４巻、第８
号、P.33〜P.38）に実験的に詳しく記載されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記した従来技術では、慣性体１の急
操作時に生じる振動をリリーフ弁等を介して余剰流をタ
ンクに戻して抑制するようにしてあることから、その余
剰流に相応するエネルギー損失を生じ、経済的でない。
操作時に生じる振動をリリーフ弁等を介して余剰流をタ
ンクに戻して抑制するようにしてあることから、その余
剰流に相応するエネルギー損失を生じ、経済的でない。
本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、慣性体の急操作時に生じる
振動を、余剰流をタンクに還流させることなく抑制する
ことができる建設機械の油圧駆動装置を提供することに
ある。
されたもので、その目的は、慣性体の急操作時に生じる
振動を、余剰流をタンクに還流させることなく抑制する
ことができる建設機械の油圧駆動装置を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］ その目的を達成するために、本発明は、油圧源と、こ
の油圧源から供給される圧油によつて駆動し、慣性体を
作動させるアクチユエータと、油圧源からアクチユエー
タに供給される圧油の流量を制御する比例シート弁と、
この比例シート弁の駆動を制御するパイロツト弁とを備
えた建設機械の油圧駆動装置において、上記パイロツト
弁の駆動部と反対側に位置する弁室に上記アクチユエー
タの負荷圧を導く通路を設けるとともに、この通路中に
第１の絞りを設け、上記弁室とタンクとを連絡する通路
に第２の絞りを設けた構成にしてある。
の油圧源から供給される圧油によつて駆動し、慣性体を
作動させるアクチユエータと、油圧源からアクチユエー
タに供給される圧油の流量を制御する比例シート弁と、
この比例シート弁の駆動を制御するパイロツト弁とを備
えた建設機械の油圧駆動装置において、上記パイロツト
弁の駆動部と反対側に位置する弁室に上記アクチユエー
タの負荷圧を導く通路を設けるとともに、この通路中に
第１の絞りを設け、上記弁室とタンクとを連絡する通路
に第２の絞りを設けた構成にしてある。
［作用］ 本発明は、上記の構成にしてあることから、慣性体の
急操作に伴つてアクチユエータの負荷圧が上昇すると、
当該負荷圧が第１の絞りを介してパイロツト弁の駆動部
と反対側に位置する弁室に与えられ、このパイロツト弁
の開口量が負荷圧の大きさに応じて小さくなるように制
限され、これに伴つて比例シート弁の開口量が小さくな
るように制限され、アクチユエータに供給される流量が
少なくなるように制限される。すなわち、上記弁室に導
かれる負荷圧と流量特性との関係を上記弁室に連なるよ
うに設けられる第１の絞り、第２の絞りの開口面積の比
に依存させることができ、これらの絞りの開口面積の比
を適宜に設定することにより、アクチユエータに供給さ
れる流量を制限して圧力脈動を抑え、この圧力脈動によ
つて生じる振動を抑制することができる。
急操作に伴つてアクチユエータの負荷圧が上昇すると、
当該負荷圧が第１の絞りを介してパイロツト弁の駆動部
と反対側に位置する弁室に与えられ、このパイロツト弁
の開口量が負荷圧の大きさに応じて小さくなるように制
限され、これに伴つて比例シート弁の開口量が小さくな
るように制限され、アクチユエータに供給される流量が
少なくなるように制限される。すなわち、上記弁室に導
かれる負荷圧と流量特性との関係を上記弁室に連なるよ
うに設けられる第１の絞り、第２の絞りの開口面積の比
に依存させることができ、これらの絞りの開口面積の比
を適宜に設定することにより、アクチユエータに供給さ
れる流量を制限して圧力脈動を抑え、この圧力脈動によ
つて生じる振動を抑制することができる。
［実施例］ 以下、本発明の建設機械の油圧駆動装置の一実施例を
図に基づいて説明する。
図に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図で、前述した
第５図に対応させて描いてある。すなわち、この実施例
も前述した第５図に示すものと同等の油圧源すなわち可
変容量油圧ポンプ３と、慣性体１を作動させるアクチユ
エータ、例えば油圧モータ２と、周側にスリツト５を有
する比例シート弁４と、パイロツト弁６と、比例シート
弁４の前後差圧を一定に保つ調整手段3Aと、比例シート
弁４の背圧室とパイロツト弁６の上流側を連絡する管路
７と、パイロツト弁６の下流側と比例シート弁４の下流
側を連絡する管路８と、パイロツト弁６の上下端を連絡
する油通路10とを備えている。
第５図に対応させて描いてある。すなわち、この実施例
も前述した第５図に示すものと同等の油圧源すなわち可
変容量油圧ポンプ３と、慣性体１を作動させるアクチユ
エータ、例えば油圧モータ２と、周側にスリツト５を有
する比例シート弁４と、パイロツト弁６と、比例シート
弁４の前後差圧を一定に保つ調整手段3Aと、比例シート
弁４の背圧室とパイロツト弁６の上流側を連絡する管路
７と、パイロツト弁６の下流側と比例シート弁４の下流
側を連絡する管路８と、パイロツト弁６の上下端を連絡
する油通路10とを備えている。
そして特に、この実施例では、パイロツト弁６の駆動
部と反対側に位置する弁室30に油圧モータ２の負荷圧Pa
を導く通路31を設けるとともに、この通路31に第１の絞
り20を設け、弁室30とタンクとを連絡する通路に第２の
絞り21を設けた構成にしてある。
部と反対側に位置する弁室30に油圧モータ２の負荷圧Pa
を導く通路31を設けるとともに、この通路31に第１の絞
り20を設け、弁室30とタンクとを連絡する通路に第２の
絞り21を設けた構成にしてある。
この実施例では、外力Ｆによるパイロツト弁６の変位
に応じて比例シート弁４の開口量が制御されるから、通
路31を介してパイロツト弁６の弁室30に油圧モータ２の
駆動圧すなわち負荷圧Paが導かれ、この負荷圧Paに応じ
てパイロツト弁６の変位が減じると、その減じられたパ
イロツト弁６の変位に対応して比例シート弁４を通過す
る油量も減る。
に応じて比例シート弁４の開口量が制御されるから、通
路31を介してパイロツト弁６の弁室30に油圧モータ２の
駆動圧すなわち負荷圧Paが導かれ、この負荷圧Paに応じ
てパイロツト弁６の変位が減じると、その減じられたパ
イロツト弁６の変位に対応して比例シート弁４を通過す
る油量も減る。
なお、ここで上記した構成とは別に、パイロツト弁６
に負荷圧Paを与えてその変位を減じるという考え方か
ら、第２図に示すようにパイロツト弁６の下端部を段付
としてより簡単な構成とし、その段付け部の面積差（d1
2−d2 2）・π/4をパイロツト弁６の制御に活用すること
が可能であるかどうか検討すると、以下のようになる。
に負荷圧Paを与えてその変位を減じるという考え方か
ら、第２図に示すようにパイロツト弁６の下端部を段付
としてより簡単な構成とし、その段付け部の面積差（d1
2−d2 2）・π/4をパイロツト弁６の制御に活用すること
が可能であるかどうか検討すると、以下のようになる。
今仮に、d1＝４［mm］、外力Ｆは外径d1の受圧部に20
［Kg/cm2］相当の油圧が作用したとき最大値となり、パ
イロツト弁６はフルストロークするものとすると、 Fmax＝（π/4）×0.42×20＝2.51［Kg］ となる。そして、負荷圧Paが100［Kg/cm2］のとき、無
負荷時の90％の流量に減少するように意図すると、 2.51×0.1＝0.251［Kg］ が負荷圧Paによつて発生すれば良いことになる。すなわ
ち、 （π/4）×（0.42−d2 2）×100＝0.251［Kg］ であり、これから、 となる。したがつて、d1＝４［mm］に対して、d2＝3.96
［mm］となり、直径差は40［μ］となる。この40［μ］
の段差をd1、d2の公差を考慮して製作管理することは現
実にはかなり困難であり、したがつてこのような段付は
構成が簡単であるものの実用性には乏しいことになる。
［Kg/cm2］相当の油圧が作用したとき最大値となり、パ
イロツト弁６はフルストロークするものとすると、 Fmax＝（π/4）×0.42×20＝2.51［Kg］ となる。そして、負荷圧Paが100［Kg/cm2］のとき、無
負荷時の90％の流量に減少するように意図すると、 2.51×0.1＝0.251［Kg］ が負荷圧Paによつて発生すれば良いことになる。すなわ
ち、 （π/4）×（0.42−d2 2）×100＝0.251［Kg］ であり、これから、 となる。したがつて、d1＝４［mm］に対して、d2＝3.96
［mm］となり、直径差は40［μ］となる。この40［μ］
の段差をd1、d2の公差を考慮して製作管理することは現
実にはかなり困難であり、したがつてこのような段付は
構成が簡単であるものの実用性には乏しいことになる。
このようなことも考慮して、本実施例では、上述した
ように第１の絞り20と第２の絞り21を設け、これらの間
の信号圧を利用しているが、その作用は以下のとおりで
ある。
ように第１の絞り20と第２の絞り21を設け、これらの間
の信号圧を利用しているが、その作用は以下のとおりで
ある。
今、第１の絞り20の上流圧（負荷圧）をPa、下流圧
（弁室30内の圧）をPc、第１の絞り20の開口面積をa1、
第２の絞り21の下流圧をPt、第２の絞り21の開口面積を
a2とすると、第１の絞り20、第２の絞り21を通過する流
量は、 の関係があり、流量係数c1≒c2とすれば、 a1 2（Pa−Pc）＝a2 2（Pc−Pt） （a1 2＋a2 2）Pc＝a1 2Pa＋a2 2Pt が成立する。これをPcについて求めると、 Pc＝Pa/｛１＋（a2/a1）２｝ ＋（a1/a1）２・Pt/｛１＋（a2/a1）２｝ （１） となる。
（弁室30内の圧）をPc、第１の絞り20の開口面積をa1、
第２の絞り21の下流圧をPt、第２の絞り21の開口面積を
a2とすると、第１の絞り20、第２の絞り21を通過する流
量は、 の関係があり、流量係数c1≒c2とすれば、 a1 2（Pa−Pc）＝a2 2（Pc−Pt） （a1 2＋a2 2）Pc＝a1 2Pa＋a2 2Pt が成立する。これをPcについて求めると、 Pc＝Pa/｛１＋（a2/a1）２｝ ＋（a1/a1）２・Pt/｛１＋（a2/a1）２｝ （１） となる。
ここで、パイロツト弁６の受圧面積をapとすると、
［ap・Pc−ap・Pt］の力が外力Ｆに対抗する力、例えば
前述したｆ＝0.251［Kg］になれば良い。
［ap・Pc−ap・Pt］の力が外力Ｆに対抗する力、例えば
前述したｆ＝0.251［Kg］になれば良い。
上記した（１）から、 ap・Pc−ap・Pt ＝ap・Pa/｛１＋（a2/a1 2｝ ＋ap・Pt［（a2/a1）2/｛１＋（a2/a1）２｝−１］ ＝ap・（Pa−Pt）/1＋（a2＋a1）２ ＝ｆ となる。この式をさらに整理すると、 となる。すなわち、負荷圧Paそのものでなく、（Pa−P
t）がパイロツト弁６に作用する。
t）がパイロツト弁６に作用する。
上記（２）式においてPt＝０として上述の各数値を代
入してみると、 となる。また、上記の（２）式においてPt＝10として上
述の各数値を代入してみると、 となる。すなわち、ｆ＝0.251［Kg］、Pa＝100［Kg/c
m2］の条件でa2/a1を求めると、Pt＝０で7.0、Pt＝10で
6.64となる。つまり、a2/a1をほぼ７にするように、第
１の絞り20の開口面積a1と第２の絞り21の開口面積a2と
の比を設定すると、上記した所望の機能が得られ、また
このような開口面積a1、a2を有する第１の絞り20、第２
の絞り21を設けることは容易である。
入してみると、 となる。また、上記の（２）式においてPt＝10として上
述の各数値を代入してみると、 となる。すなわち、ｆ＝0.251［Kg］、Pa＝100［Kg/c
m2］の条件でa2/a1を求めると、Pt＝０で7.0、Pt＝10で
6.64となる。つまり、a2/a1をほぼ７にするように、第
１の絞り20の開口面積a1と第２の絞り21の開口面積a2と
の比を設定すると、上記した所望の機能が得られ、また
このような開口面積a1、a2を有する第１の絞り20、第２
の絞り21を設けることは容易である。
このように構成した実施例にあつては、パイロツト弁
６を急操作して圧力脈動を生じたとき、大きな圧力が上
述のようにパイロツト弁６の弁室30に作用することによ
りパイロツト弁６の変位が制限され、これにより比例シ
ート弁４の開口量が制限されて、油圧モータ２に供給さ
れる油量が少なくなるように制御され、これにより振動
の発生を抑制できるとともに、エネルギー損失をほとん
ど生じることがなく、経済性に富む。
６を急操作して圧力脈動を生じたとき、大きな圧力が上
述のようにパイロツト弁６の弁室30に作用することによ
りパイロツト弁６の変位が制限され、これにより比例シ
ート弁４の開口量が制限されて、油圧モータ２に供給さ
れる油量が少なくなるように制御され、これにより振動
の発生を抑制できるとともに、エネルギー損失をほとん
ど生じることがなく、経済性に富む。
また、負荷圧Paと流量特性の関係は、第１の絞り20、
第２の絞り21の開口面積の比a2/a1に依存させることが
できるので、この比a2/a1を適宜変更することにより、
容易に所望の特性に変更できる。
第２の絞り21の開口面積の比a2/a1に依存させることが
できるので、この比a2/a1を適宜変更することにより、
容易に所望の特性に変更できる。
第３図、第４図は、第１の絞りの別の例を示す図で、
第３図に示す例は、パイロツト弁６内に第１の絞り20A
を設けてあり、第４図に示す例は、パイロツト弁６の摺
動クリアランスを第１の絞り20Bとしてあり、さらにこ
れらの第１の絞り20A、20Bは、弁室30に負荷圧Paを導く
通路を兼ねている。このように第１の絞りを設けたもの
にあつては、上述の実施例１と同様の作用効果を奏する
他、従来のパイロツト弁６の構造をほとんど変えること
なく実現でき、製作がより簡単で、製作費が安くて済
む。
第３図に示す例は、パイロツト弁６内に第１の絞り20A
を設けてあり、第４図に示す例は、パイロツト弁６の摺
動クリアランスを第１の絞り20Bとしてあり、さらにこ
れらの第１の絞り20A、20Bは、弁室30に負荷圧Paを導く
通路を兼ねている。このように第１の絞りを設けたもの
にあつては、上述の実施例１と同様の作用効果を奏する
他、従来のパイロツト弁６の構造をほとんど変えること
なく実現でき、製作がより簡単で、製作費が安くて済
む。
［発明の効果］ 本発明の建設機械の油圧駆動装置は、以上のように構
成してあることから、慣性体の急操作時に生じる振動
を、余剰流をタンクに還流させることなく抑制すること
ができ、従来に比べてエネルギ損失を抑え、経済性に富
む効果がある。また、負荷圧と流量特性との関係は、第
１の絞り、第２の絞りの開口面積の比に依存するので、
この比を適宜変更することにより容易に所望の特性に変
更することができる。
成してあることから、慣性体の急操作時に生じる振動
を、余剰流をタンクに還流させることなく抑制すること
ができ、従来に比べてエネルギ損失を抑え、経済性に富
む効果がある。また、負荷圧と流量特性との関係は、第
１の絞り、第２の絞りの開口面積の比に依存するので、
この比を適宜変更することにより容易に所望の特性に変
更することができる。
第１図は本発明の建設機械の油圧駆動装置の一実施例を
示す回路図、第２図は本発明の前段階として考えられる
技術を説明する図、第３図、第４図はそれぞれ本発明に
具備される第１の絞りの別の例を示す図、第５図は従来
の建設機械の油圧駆動装置の一例を示す回路図である。 １……慣性体、２……油圧モータ（アクチユエータ）、
３……可変容量油圧ポンプ（油圧源）、3A……調整手
段、４……比例シート弁、５……スリツト、６……パイ
ロツト弁、７、８……管路、９……ばね、10……油通
路、11、12……管路、20、20A、20B……第１の絞り、30
……弁室、31……通路。
示す回路図、第２図は本発明の前段階として考えられる
技術を説明する図、第３図、第４図はそれぞれ本発明に
具備される第１の絞りの別の例を示す図、第５図は従来
の建設機械の油圧駆動装置の一例を示す回路図である。 １……慣性体、２……油圧モータ（アクチユエータ）、
３……可変容量油圧ポンプ（油圧源）、3A……調整手
段、４……比例シート弁、５……スリツト、６……パイ
ロツト弁、７、８……管路、９……ばね、10……油通
路、11、12……管路、20、20A、20B……第１の絞り、30
……弁室、31……通路。
フロントページの続き (72)発明者 米谷 栄二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭63−235706（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−153802（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−41836（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22
Claims (1)
- 【請求項１】油圧源と、この油圧源から供給される圧油
によつて駆動し、慣性体を作動させるアクチユエータ
と、油圧源からアクチユエータに供給される圧油の流量
を制御する比例シート弁と、この比例シート弁の駆動を
制御するパイロツト弁とを備えた建設機械の油圧駆動装
置において、上記パイロツト弁の駆動部と反対側に位置
する弁室に上記アクチユエータの負荷圧を導く通路を設
けるとともに、この通路中に第１の絞りを設け、上記弁
室とタンクとを連絡する通路に第２の絞りを設けたこと
を特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2318058A JP2986904B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 建設機械の油圧駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2318058A JP2986904B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 建設機械の油圧駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04191501A JPH04191501A (ja) | 1992-07-09 |
| JP2986904B2 true JP2986904B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=18095015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2318058A Expired - Fee Related JP2986904B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 建設機械の油圧駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986904B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1076183A4 (en) | 1999-03-04 | 2006-03-15 | Hitachi Construction Machinery | HYDRAULIC CIRCUIT DEVICE |
| JP3583643B2 (ja) * | 1999-03-05 | 2004-11-04 | 日立建機株式会社 | 油圧回路装置 |
| JP5823223B2 (ja) | 2010-09-27 | 2015-11-25 | Hoya株式会社 | 変倍光学系、及び撮影装置 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2318058A patent/JP2986904B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04191501A (ja) | 1992-07-09 |
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