JP3241837B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents
油圧駆動装置Info
- Publication number
- JP3241837B2 JP3241837B2 JP34437892A JP34437892A JP3241837B2 JP 3241837 B2 JP3241837 B2 JP 3241837B2 JP 34437892 A JP34437892 A JP 34437892A JP 34437892 A JP34437892 A JP 34437892A JP 3241837 B2 JP3241837 B2 JP 3241837B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- meter
- hydraulic
- spool valve
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルなどの油
圧機械に備えられ、走行モータ等の油圧モータやアーム
シリンダ等の油圧シリンダなどの油圧アクチュエータを
駆動する油圧駆動装置に係り、特に、負荷圧の方向が変
化する油圧アクチュエータの駆動に好適な油圧駆動装置
に関する。
圧機械に備えられ、走行モータ等の油圧モータやアーム
シリンダ等の油圧シリンダなどの油圧アクチュエータを
駆動する油圧駆動装置に係り、特に、負荷圧の方向が変
化する油圧アクチュエータの駆動に好適な油圧駆動装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は負荷圧の方向が変化する油圧アク
チュエータを駆動する従来の油圧駆動装置の一例を示す
回路図で、例えば油圧シヨベルに備えられる油圧駆動装
置を示してある。この油圧駆動装置は、油圧ポンプ３４
と、この油圧ポンプ３４から供給される圧油によって駆
動する油圧アクチュエータ、例えば走行モータ３２と、
油圧ポンプ３４と走行モータ３２との間に配置され、走
行モータ３２に供給される圧油の流量を制御する流量制
御手段、すなわち方向切換弁３３と、走行モータ３２の
供給側であるメータイン側の圧力を制御する圧力制御手
段、すなわちブレーキ弁３１ａ，３１ｂとを備えてい
る。
チュエータを駆動する従来の油圧駆動装置の一例を示す
回路図で、例えば油圧シヨベルに備えられる油圧駆動装
置を示してある。この油圧駆動装置は、油圧ポンプ３４
と、この油圧ポンプ３４から供給される圧油によって駆
動する油圧アクチュエータ、例えば走行モータ３２と、
油圧ポンプ３４と走行モータ３２との間に配置され、走
行モータ３２に供給される圧油の流量を制御する流量制
御手段、すなわち方向切換弁３３と、走行モータ３２の
供給側であるメータイン側の圧力を制御する圧力制御手
段、すなわちブレーキ弁３１ａ，３１ｂとを備えてい
る。
【０００３】一般に、油圧ショベルでは、平地走行や斜
面上昇走行の場合は走行モータ３２に対して抵抗負荷と
なるが、斜面下降走行の場合は走行モータ３２に対して
ネガティブ負荷となる。この斜面下降走行の場合、走行
モータ３２はポンプとして作用し、これにより当該走行
モータ３２のメータイン側が負圧になりやすい。このよ
うな負圧になることを防止するために、ブレーキ弁３１
ａ、３１ｂが設けられている。
面上昇走行の場合は走行モータ３２に対して抵抗負荷と
なるが、斜面下降走行の場合は走行モータ３２に対して
ネガティブ負荷となる。この斜面下降走行の場合、走行
モータ３２はポンプとして作用し、これにより当該走行
モータ３２のメータイン側が負圧になりやすい。このよ
うな負圧になることを防止するために、ブレーキ弁３１
ａ、３１ｂが設けられている。
【０００４】今、同図５に示すように油圧ポンプ３４か
ら吐出される圧油が流れている状態において、走行モー
タ３２がネガティブ負荷を受けたとする。このとき、走
行モータ３２のメータイン側の圧力Ｐ1がそれまでに比
べて低下する。この圧力Ｐ1がブレーキ弁３１ａのばね
の力によって決まる所定の設定圧力よりも小さくなる
と、ブレーキ弁３１ａが絞り側に作動し、これに伴って
走行モータ３２に制動力が与えられ、メータイン側の圧
力Ｐ1が所定の設定圧力以上を保つように制御される。
この制御により、走行モータ３２のメータイン側の圧力
Ｐ1が負圧になることに伴うキャビテーションの発生が
防止される。
ら吐出される圧油が流れている状態において、走行モー
タ３２がネガティブ負荷を受けたとする。このとき、走
行モータ３２のメータイン側の圧力Ｐ1がそれまでに比
べて低下する。この圧力Ｐ1がブレーキ弁３１ａのばね
の力によって決まる所定の設定圧力よりも小さくなる
と、ブレーキ弁３１ａが絞り側に作動し、これに伴って
走行モータ３２に制動力が与えられ、メータイン側の圧
力Ｐ1が所定の設定圧力以上を保つように制御される。
この制御により、走行モータ３２のメータイン側の圧力
Ｐ1が負圧になることに伴うキャビテーションの発生が
防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術にあっては、ブレーキ弁３１ａ，３１ｂを設
けてあることから、回路全体が振動を発生しやすい構造
になっている。すなわち、メータイン側の圧力の低下→
対応するブレーキ弁の閉じ方向の動作→メータイン側の
圧力の上昇→対応するブレーキ弁の開き方向の動作とい
うサイクリックな運動が連続的に起り、ハンティングを
発生しやすい。このようなハンティングを発生すると走
行モータ３２の円滑な作動を実現できなくなってしま
う。また、このようなハンティングの発生を防止するた
めには、ブレーキ弁３１ａ，３１ｂの製作等に際し、時
間をかけて慎重なチューニング等をおこなわなければな
らず、このようにチューニングをして製作したものでも
上述のハンティングを生じてしまう懸念があった。
た従来技術にあっては、ブレーキ弁３１ａ，３１ｂを設
けてあることから、回路全体が振動を発生しやすい構造
になっている。すなわち、メータイン側の圧力の低下→
対応するブレーキ弁の閉じ方向の動作→メータイン側の
圧力の上昇→対応するブレーキ弁の開き方向の動作とい
うサイクリックな運動が連続的に起り、ハンティングを
発生しやすい。このようなハンティングを発生すると走
行モータ３２の円滑な作動を実現できなくなってしま
う。また、このようなハンティングの発生を防止するた
めには、ブレーキ弁３１ａ，３１ｂの製作等に際し、時
間をかけて慎重なチューニング等をおこなわなければな
らず、このようにチューニングをして製作したものでも
上述のハンティングを生じてしまう懸念があった。
【０００６】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、ハンティングの
発生を確実に防止できる油圧駆動装置を提供することに
ある。
に鑑みてなされたもので、その目的は、ハンティングの
発生を確実に防止できる油圧駆動装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のうちの請求項１記載の発明は、油圧ポンプ
と、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動す
る油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに供
給される圧油の流量を制御する流量制御手段と、上記油
圧アクチュエータの供給側の圧力を制御する圧力制御手
段を備えた油圧駆動装置において、上記流量制御手段が
上記油圧ポンプと上記油圧アクチュエータとの間に配置
されるメータインスプール弁から成り、上記圧力制御手
段が上記油圧アクチュエータとタンクとの間に配置され
るメータアウトスプール弁から成ると共に、このメータ
アウトスプール弁によって制御された上記油圧アクチュ
エータの供給側の上記圧力の大きさに相応して上記メー
タインスプール弁の開度を制御する開度制御手段を備え
た構成にしてある。
に、本発明のうちの請求項１記載の発明は、油圧ポンプ
と、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動す
る油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに供
給される圧油の流量を制御する流量制御手段と、上記油
圧アクチュエータの供給側の圧力を制御する圧力制御手
段を備えた油圧駆動装置において、上記流量制御手段が
上記油圧ポンプと上記油圧アクチュエータとの間に配置
されるメータインスプール弁から成り、上記圧力制御手
段が上記油圧アクチュエータとタンクとの間に配置され
るメータアウトスプール弁から成ると共に、このメータ
アウトスプール弁によって制御された上記油圧アクチュ
エータの供給側の上記圧力の大きさに相応して上記メー
タインスプール弁の開度を制御する開度制御手段を備え
た構成にしてある。
【０００８】
【０００９】
【作用】本発明のうちの請求項１に記載の発明は、上記
の構成にしてあることから、メータインスプール弁に対
する指令流量に応じた当該メータインスプール弁のスプ
ール開度をＸＭＩ，流量ゲインをα，油圧アクチュエー
タの供給側の負荷圧をＰ１，圧力ゲインをβとすると、
開度制御手段の作動によりメータインスプール弁の開度
は負荷圧Ｐ１に応じて減少するように制御され、油圧ア
クチュエータに供給される流量をＱＭＩとすると、 ＱＭＩ＝αＸＭＩ−βＰ１ となる。したがって、負荷圧Ｐ１があらかじめ設定され
る所定値よりも低下したときには、負荷圧Ｐ１が所定値
に保たれているときの流量ＱＭＩよりも大きい流量Ｑ
ＭＩが油圧アクチュエータに供給され、その負荷圧Ｐ１
が所定値となるように制御されるとともに、この油圧系
にダンピングが与えられ、ハンティングの発生を確実に
防止することができる。
の構成にしてあることから、メータインスプール弁に対
する指令流量に応じた当該メータインスプール弁のスプ
ール開度をＸＭＩ，流量ゲインをα，油圧アクチュエー
タの供給側の負荷圧をＰ１，圧力ゲインをβとすると、
開度制御手段の作動によりメータインスプール弁の開度
は負荷圧Ｐ１に応じて減少するように制御され、油圧ア
クチュエータに供給される流量をＱＭＩとすると、 ＱＭＩ＝αＸＭＩ−βＰ１ となる。したがって、負荷圧Ｐ１があらかじめ設定され
る所定値よりも低下したときには、負荷圧Ｐ１が所定値
に保たれているときの流量ＱＭＩよりも大きい流量Ｑ
ＭＩが油圧アクチュエータに供給され、その負荷圧Ｐ１
が所定値となるように制御されるとともに、この油圧系
にダンピングが与えられ、ハンティングの発生を確実に
防止することができる。
【００１０】
【００１１】
【実施例】以下、本発明の油圧駆動装置の実施例を図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１２】図１は本発明の油圧駆動装置の一実施例を
示す回路図、図２は図１に示す実施例で得られる特性を
示す図、図３は図１に示す実施例の制御系を示すブロッ
ク図である。
示す回路図、図２は図１に示す実施例で得られる特性を
示す図、図３は図１に示す実施例の制御系を示すブロッ
ク図である。
【００１３】図１に示す油圧駆動装置は例えば油圧ショ
ベルに備えられるものであり、図中３２は作動中に負荷
方向が変化しうる油圧アクチュエータ、例えば走行モー
タである。この走行モータ３２の駆動を制御するために
本発明の制御弁を設けてあり、この制御弁は、本体を形
成するバルブボディ３と、このバルブボディ３内に配置
され、走行モータ３２に供給される圧油の流量を制御す
る流量制御手段、すなわち１本のメータインスプル弁を
形成するメータインスプール１と、バルブボディ３内に
配置され、走行モータ３２の供給側の圧力を制御する圧
力制御手段、すなわち１本のメータアウトスプール弁を
形成するメータアウトスプール２と、メータインスプー
ル弁の吐出側に設けられ、ポンプ吐出圧Ｐｓと回路の最
大負荷圧ＰLmaxとの差圧に応じて駆動する圧力補償弁４
ａ，４ｂとを備えている。
ベルに備えられるものであり、図中３２は作動中に負荷
方向が変化しうる油圧アクチュエータ、例えば走行モー
タである。この走行モータ３２の駆動を制御するために
本発明の制御弁を設けてあり、この制御弁は、本体を形
成するバルブボディ３と、このバルブボディ３内に配置
され、走行モータ３２に供給される圧油の流量を制御す
る流量制御手段、すなわち１本のメータインスプル弁を
形成するメータインスプール１と、バルブボディ３内に
配置され、走行モータ３２の供給側の圧力を制御する圧
力制御手段、すなわち１本のメータアウトスプール弁を
形成するメータアウトスプール２と、メータインスプー
ル弁の吐出側に設けられ、ポンプ吐出圧Ｐｓと回路の最
大負荷圧ＰLmaxとの差圧に応じて駆動する圧力補償弁４
ａ，４ｂとを備えている。
【００１４】上述したメータインスプール弁は、図示し
ない油圧ポンプに連絡されるポンプポート２２と、走行
モータ３２に連絡される負荷通路Ｃ１，Ｃ２との間に位
置し、メータアウトスプール弁は、走行モータ３２に連
絡される負荷通路Ｃ１，Ｃ２と、図示しないタンクに連
絡されるタンクポートＴとの間に位置している。
ない油圧ポンプに連絡されるポンプポート２２と、走行
モータ３２に連絡される負荷通路Ｃ１，Ｃ２との間に位
置し、メータアウトスプール弁は、走行モータ３２に連
絡される負荷通路Ｃ１，Ｃ２と、図示しないタンクに連
絡されるタンクポートＴとの間に位置している。
【００１５】また、上述したバルブボディ３内には、走
行モータ３２の負荷圧Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ導く油路７
ａ，７ｂと、これらの油路７ａ，７ｂに導かれる負荷圧
Ｐ１，Ｐ２のうちの大きい方を選択的に取り出すシャト
ル弁２３と、メータインスプール１の駆動ピストン部８
を作動させるための圧油を導く制御油路２０ａ，２０ｂ
と、メータアウトスプール２の駆動ピストン部９を作動
させるための圧油を導く制御油路２１ａ，２１ｂとを設
けてある。なお、メータインスプール弁は、メータイン
スプール１の端部にばね６を備え、ポンプポート２２
と、圧力補償弁４ａ，４ｂが設けられる出口側ポートと
の間に位置するメータインスプール１部分にオリフィス
１ａ，１ｂを備えており、メータアウトスプール弁２
は、メータアウトスプール２の端部にばねを備え、負荷
通路Ｃ１，Ｃ２に接続されるポートと、タンクポートＴ
との間に位置するメータアウトスプール２部分にオリフ
ィス２ａ，２ｂを備えている。
行モータ３２の負荷圧Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ導く油路７
ａ，７ｂと、これらの油路７ａ，７ｂに導かれる負荷圧
Ｐ１，Ｐ２のうちの大きい方を選択的に取り出すシャト
ル弁２３と、メータインスプール１の駆動ピストン部８
を作動させるための圧油を導く制御油路２０ａ，２０ｂ
と、メータアウトスプール２の駆動ピストン部９を作動
させるための圧油を導く制御油路２１ａ，２１ｂとを設
けてある。なお、メータインスプール弁は、メータイン
スプール１の端部にばね６を備え、ポンプポート２２
と、圧力補償弁４ａ，４ｂが設けられる出口側ポートと
の間に位置するメータインスプール１部分にオリフィス
１ａ，１ｂを備えており、メータアウトスプール弁２
は、メータアウトスプール２の端部にばねを備え、負荷
通路Ｃ１，Ｃ２に接続されるポートと、タンクポートＴ
との間に位置するメータアウトスプール２部分にオリフ
ィス２ａ，２ｂを備えている。
【００１６】また、上述したバルブボディ３には、走行
モータ３２の指令流量Ｑｃに応じた圧油を制御油路２０
ａ，２０ｂに供給する電磁アクチュエータ１０と、走行
モータ３２の圧油供給側であるメータイン側の圧力、例
えば負荷圧Ｐ１を決めるメータイン指令圧力Ｐ１０に応
じた圧油を制御油路２１ａ，２１ｂに供給する電磁アク
チュエータ１１と、シャトル弁２３で選択された圧力、
すなわち負荷圧を検出する圧力センサ５とが一体的に装
着されている。
モータ３２の指令流量Ｑｃに応じた圧油を制御油路２０
ａ，２０ｂに供給する電磁アクチュエータ１０と、走行
モータ３２の圧油供給側であるメータイン側の圧力、例
えば負荷圧Ｐ１を決めるメータイン指令圧力Ｐ１０に応
じた圧油を制御油路２１ａ，２１ｂに供給する電磁アク
チュエータ１１と、シャトル弁２３で選択された圧力、
すなわち負荷圧を検出する圧力センサ５とが一体的に装
着されている。
【００１７】さらにこの実施例では、圧力センサ５から
出力される信号に応じてメータアウトスプール弁の駆動
を制御する手段、すなわち、メータイン指令圧力Ｐ１０
から圧力センサ５で検出される負荷圧、例えばＰ１を減
算して駆動信号を電磁アクチュエータ１１に出力する減
算器２６を備えている。
出力される信号に応じてメータアウトスプール弁の駆動
を制御する手段、すなわち、メータイン指令圧力Ｐ１０
から圧力センサ５で検出される負荷圧、例えばＰ１を減
算して駆動信号を電磁アクチュエータ１１に出力する減
算器２６を備えている。
【００１８】また、圧力センサ５で検出される負荷圧、
例えばＰ１にダンピング要素である圧力ゲインβを乗じ
る乗算器２４と、走行モータ３２に供給する流量を決め
る指令流量Ｑｃから乗算器２４で求めたβＰ１を減算す
る減算器２５と、この減算器２５の演算値に応じて駆動
し、メータインスプール１の作動を制御する前述の電磁
アクチュエータ１０とを備えている。
例えばＰ１にダンピング要素である圧力ゲインβを乗じ
る乗算器２４と、走行モータ３２に供給する流量を決め
る指令流量Ｑｃから乗算器２４で求めたβＰ１を減算す
る減算器２５と、この減算器２５の演算値に応じて駆動
し、メータインスプール１の作動を制御する前述の電磁
アクチュエータ１０とを備えている。
【００１９】上記した圧力センサ５，乗算器２４，減算
器２５，及び電磁アクチュエータ１０は、負荷圧Ｐ１に
応じてメータインスプール弁の開度を制御する開度制御
手段を構成している。
器２５，及び電磁アクチュエータ１０は、負荷圧Ｐ１に
応じてメータインスプール弁の開度を制御する開度制御
手段を構成している。
【００２０】この実施例における制御系は、図３に示す
ように構成される。この図３において、αは流量ゲイン
であり、ＸＭＩはメータインスプール弁の開度であり、
ＱＭＩは現実に走行モータ３２に供給される制御流量で
ある。
ように構成される。この図３において、αは流量ゲイン
であり、ＸＭＩはメータインスプール弁の開度であり、
ＱＭＩは現実に走行モータ３２に供給される制御流量で
ある。
【００２１】このように構成した実施例における動作は
以下のとおりである。
以下のとおりである。
【００２２】すなわち、走行モータ３２を駆動させるた
めに、指令流量Ｑｃ、及びメータイン指令圧力Ｐ
１０（例えば１５気圧）が与えられると、指令流量Ｑｃ
に相応して電磁アクチュエータ１０が駆動し、これによ
り制御油路２０ａ，２０ｂに有効差圧が生じ、駆動ピス
トン部８を含むメータインスプール１がばね６ａの力に
抗して、例えば図１の右方向に移動する。これに伴い、
図示しない油圧ポンプから吐出される圧油がポンプポー
ト２２，オリフィス１ａを介して流出する。この圧油
は、圧力補償弁４ａのポペットを押し上げて負荷通路Ｃ
１に導かれる。このとき、圧力補償弁４ｂのポペットは
閉じられた状態に保たれる。
めに、指令流量Ｑｃ、及びメータイン指令圧力Ｐ
１０（例えば１５気圧）が与えられると、指令流量Ｑｃ
に相応して電磁アクチュエータ１０が駆動し、これによ
り制御油路２０ａ，２０ｂに有効差圧が生じ、駆動ピス
トン部８を含むメータインスプール１がばね６ａの力に
抗して、例えば図１の右方向に移動する。これに伴い、
図示しない油圧ポンプから吐出される圧油がポンプポー
ト２２，オリフィス１ａを介して流出する。この圧油
は、圧力補償弁４ａのポペットを押し上げて負荷通路Ｃ
１に導かれる。このとき、圧力補償弁４ｂのポペットは
閉じられた状態に保たれる。
【００２３】一方、メータイン指令圧力Ｐ１０に相応し
て電磁アクチュエータ１１が駆動し、これにより制御油
路２１ａ，２１ｂに有効差圧が生じ、駆動ピストン部９
を含むメータアウトスプール２がばね６ｂの力に抗し
て、図１の右方向に移動する。これに伴い、走行モータ
３２の負荷通路Ｃ２がオリフィス２ｂ、タンクポートＴ
を介して図示しないタンクに連絡される。これにより、
走行モータ３２が駆動し、負荷通路Ｃ１すなわちメータ
イン側に負荷圧Ｐ１が発生する。この負荷圧Ｐ１は通路
２２ａを介してシャトル弁２３から取り出され、圧力セ
ンサ５で検出される。この圧力センサ５で検出された負
荷圧Ｐ１は減算器２６に与えられ、［メータイン指令圧
力Ｐ１０−負荷圧Ｐ１］が０となるように、つまり負荷
圧Ｐ１がメータイン指令圧力Ｐ１０に一致するものとな
るように、電磁アクチュエータ１１に駆動信号が出力さ
れる。これに伴って、メータアウトスプール２が例えば
同図１の左方向に若干移動し、負荷通路Ｃ２がわずかに
絞られ、これによりメータイン側の負荷圧Ｐ１が指令圧
力Ｐ１０を保つように制御される。
て電磁アクチュエータ１１が駆動し、これにより制御油
路２１ａ，２１ｂに有効差圧が生じ、駆動ピストン部９
を含むメータアウトスプール２がばね６ｂの力に抗し
て、図１の右方向に移動する。これに伴い、走行モータ
３２の負荷通路Ｃ２がオリフィス２ｂ、タンクポートＴ
を介して図示しないタンクに連絡される。これにより、
走行モータ３２が駆動し、負荷通路Ｃ１すなわちメータ
イン側に負荷圧Ｐ１が発生する。この負荷圧Ｐ１は通路
２２ａを介してシャトル弁２３から取り出され、圧力セ
ンサ５で検出される。この圧力センサ５で検出された負
荷圧Ｐ１は減算器２６に与えられ、［メータイン指令圧
力Ｐ１０−負荷圧Ｐ１］が０となるように、つまり負荷
圧Ｐ１がメータイン指令圧力Ｐ１０に一致するものとな
るように、電磁アクチュエータ１１に駆動信号が出力さ
れる。これに伴って、メータアウトスプール２が例えば
同図１の左方向に若干移動し、負荷通路Ｃ２がわずかに
絞られ、これによりメータイン側の負荷圧Ｐ１が指令圧
力Ｐ１０を保つように制御される。
【００２４】また、メータインスプール弁側では、乗算
器２４において圧力センサ５で検出された圧力Ｐ１に圧
力ゲインβが乗算され、減算器２５で指令流量Ｑｃ（＝
αＸＭＩ ）から乗算器２４で乗算されたβＰ１が減算さ
れ、その減算値に応じて電磁アクチュエータ１０が作動
し、メータインスプール１が同図１の左方向に、つまり
絞られる方向に若干移動し、オリフィス１ａの開度が制
御される。このとき、走行モータ３２に供給される制御
流量ＱＭＩ は下記の式で表される。
器２４において圧力センサ５で検出された圧力Ｐ１に圧
力ゲインβが乗算され、減算器２５で指令流量Ｑｃ（＝
αＸＭＩ ）から乗算器２４で乗算されたβＰ１が減算さ
れ、その減算値に応じて電磁アクチュエータ１０が作動
し、メータインスプール１が同図１の左方向に、つまり
絞られる方向に若干移動し、オリフィス１ａの開度が制
御される。このとき、走行モータ３２に供給される制御
流量ＱＭＩ は下記の式で表される。
【００２５】ＱＭＩ ＝αＸＭＩ −βＰ1 したがって、この走行モータ３２が備えられる油圧ショ
ベルが平地走行等の場合には、負荷圧Ｐ１がメータイン
指令圧力Ｐ１０（一定値）となるように保たれることに
よって、走行モータ３２に供給される制御流量ＱＭＩ は
メータインスプール１の開度ＸＭＩ に依存し、この開度
ＸＭＩ は指令流量Ｑｃで決まることから、指令流量Ｑｃ
の大きさに応じた走行速度に制御することができる。
ベルが平地走行等の場合には、負荷圧Ｐ１がメータイン
指令圧力Ｐ１０（一定値）となるように保たれることに
よって、走行モータ３２に供給される制御流量ＱＭＩ は
メータインスプール１の開度ＸＭＩ に依存し、この開度
ＸＭＩ は指令流量Ｑｃで決まることから、指令流量Ｑｃ
の大きさに応じた走行速度に制御することができる。
【００２６】また、当該油圧ショベルが斜面下降走行を
行い、走行モータ３２がポンプ作用を行う状況となり、
メータイン側の負荷圧Ｐ１が低下してきたときには、上
記式のβＰ１の値がそれまでの平地走行等に比べて小さ
くなることから、減算器２５の信号により電磁アクチュ
エータ１０はメータインスプール１の開度を大きくする
ように作動し、これにより制御流量ＱＭＩ が大きくなる
ように制御される。図２は、このときの制御流量ＱＭＩ
の特性を示している。このように負荷圧Ｐ１が低下する
に伴って制御流量ＱＭＩ を増加させ、また、減算器２
６，電磁アクチュエータ１１により低下した負荷圧Ｐ１
が所定のメータイン指令圧力となるようにメータアウト
スプール弁２を駆動することにより、低下した負荷圧Ｐ
１が指令圧力Ｐ１０となるように上昇し、メータイン側
の負荷圧Ｐ１が負圧になるキャビテーションの発生が防
止される。またこのとき、走行モータ３２に供給される
制御流量ＱＭＩ は、圧力ゲインβに比例して増加するの
で油圧系にダンピングが与えられ、これによりハンティ
ングの発生が防止される。
行い、走行モータ３２がポンプ作用を行う状況となり、
メータイン側の負荷圧Ｐ１が低下してきたときには、上
記式のβＰ１の値がそれまでの平地走行等に比べて小さ
くなることから、減算器２５の信号により電磁アクチュ
エータ１０はメータインスプール１の開度を大きくする
ように作動し、これにより制御流量ＱＭＩ が大きくなる
ように制御される。図２は、このときの制御流量ＱＭＩ
の特性を示している。このように負荷圧Ｐ１が低下する
に伴って制御流量ＱＭＩ を増加させ、また、減算器２
６，電磁アクチュエータ１１により低下した負荷圧Ｐ１
が所定のメータイン指令圧力となるようにメータアウト
スプール弁２を駆動することにより、低下した負荷圧Ｐ
１が指令圧力Ｐ１０となるように上昇し、メータイン側
の負荷圧Ｐ１が負圧になるキャビテーションの発生が防
止される。またこのとき、走行モータ３２に供給される
制御流量ＱＭＩ は、圧力ゲインβに比例して増加するの
で油圧系にダンピングが与えられ、これによりハンティ
ングの発生が防止される。
【００２７】なお、図１では図示省略したが、油圧ショ
ベルには走行モータ３２の他に、旋回モータ、ブームシ
リンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等の各種の
油圧アクチュエータが備えられている。本実施例では特
には図示しないが、これらの油圧アクチュエータのそれ
ぞれに対応して圧力補償弁を設けてある。走行モータ３
２と他の油圧アクチュエータとの複合駆動に際し、該当
する油圧アクチュエータ、及び走行モータ３２の負荷圧
のうちの最大負荷圧ＰＬmaxが圧力補償弁４ａ，４ｂを
含む全ての圧力補償弁に、ポンプ吐出圧と対向するよう
に与えられる。これにより互いに他のアクチュエータの
負荷圧の変動の影響を受けることなく、該当する油圧ア
クチュエータの複合駆動を実現できる。このような圧力
補償弁及びポンプ吐出圧力制御装置は公知である。
ベルには走行モータ３２の他に、旋回モータ、ブームシ
リンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等の各種の
油圧アクチュエータが備えられている。本実施例では特
には図示しないが、これらの油圧アクチュエータのそれ
ぞれに対応して圧力補償弁を設けてある。走行モータ３
２と他の油圧アクチュエータとの複合駆動に際し、該当
する油圧アクチュエータ、及び走行モータ３２の負荷圧
のうちの最大負荷圧ＰＬmaxが圧力補償弁４ａ，４ｂを
含む全ての圧力補償弁に、ポンプ吐出圧と対向するよう
に与えられる。これにより互いに他のアクチュエータの
負荷圧の変動の影響を受けることなく、該当する油圧ア
クチュエータの複合駆動を実現できる。このような圧力
補償弁及びポンプ吐出圧力制御装置は公知である。
【００２８】以上のように構成した実施例にあっては、
ハンティングの発生を防止できるので、走行モータ３２
の円滑な駆動を実現させることができる。
ハンティングの発生を防止できるので、走行モータ３２
の円滑な駆動を実現させることができる。
【００２９】また、特に制御弁は、バルブボディ３の内
部にメータインスプール弁とメータアウトスプール弁と
を配置したものであることから、コンパクトであり、取
扱いが容易である。
部にメータインスプール弁とメータアウトスプール弁と
を配置したものであることから、コンパクトであり、取
扱いが容易である。
【００３０】図４は本発明の第２の実施例を示す回路図
である。
である。
【００３１】この第２の実施例は、制御弁に一体的に、
ポンプ吐出圧Ｐｓとシャトル弁で取り出された走行モー
タ３２の負荷圧Ｐ１，Ｐ２のうちのいずれかとの差圧、
例えば差圧ΔＰＬ＝Ｐｓ−Ｐ１を検出する差圧センサ５
０と、メータインスプール１のスプール変位ｘを検出す
るスプール位置センサ６０とを設けてある。また、差圧
センサ５０で検出された差圧ΔＰＬを開平する演算器７
０と、あらかじめメータインスプール弁のスプール変位
ｘと開度の関数関係Ａ（ｘ）が設定され、スプール位置
センサ６０で検出されたスプール変位ｘからメータイン
スプール弁の該当する開度を求める演算器８０と、前述
の演算器７０の演算値と演算器８０の演算値とを乗じて
走行モータ３２に供給されている流量Ｑを求める乗算器
９０とを備えている。流量Ｑは下記の式で表される。
ポンプ吐出圧Ｐｓとシャトル弁で取り出された走行モー
タ３２の負荷圧Ｐ１，Ｐ２のうちのいずれかとの差圧、
例えば差圧ΔＰＬ＝Ｐｓ−Ｐ１を検出する差圧センサ５
０と、メータインスプール１のスプール変位ｘを検出す
るスプール位置センサ６０とを設けてある。また、差圧
センサ５０で検出された差圧ΔＰＬを開平する演算器７
０と、あらかじめメータインスプール弁のスプール変位
ｘと開度の関数関係Ａ（ｘ）が設定され、スプール位置
センサ６０で検出されたスプール変位ｘからメータイン
スプール弁の該当する開度を求める演算器８０と、前述
の演算器７０の演算値と演算器８０の演算値とを乗じて
走行モータ３２に供給されている流量Ｑを求める乗算器
９０とを備えている。流量Ｑは下記の式で表される。
【００３２】Ｑ＝Ａ（ｘ）・√（２ΔＰＬ／ρ） このような式で流量が求められることは公知である。
【００３３】減算器２５では、前述のように指令流量Ｑ
ｃからβＰ１を減算する演算をおこなうと共に、指令流
量Ｑｃから乗算器９０で求めた流量Ｑを減算する演算を
おこなう。
ｃからβＰ１を減算する演算をおこなうと共に、指令流
量Ｑｃから乗算器９０で求めた流量Ｑを減算する演算を
おこなう。
【００３４】上述したスプール位置センサ６０，差圧セ
ンサ５０，演算器７０，演算器８０，乗算器９０，及び
減算器２５は、指令流量Ｑｃに流量Ｑが一致するように
メータインスプール弁の開度を制御する流量フィードバ
ック手段を構成している。すなわち、減算器２５で求め
られた指令流量Ｑｃと流量Ｑとの差が０になるように電
磁アクチュエータ１０はメータインスプール１の駆動を
制御する。
ンサ５０，演算器７０，演算器８０，乗算器９０，及び
減算器２５は、指令流量Ｑｃに流量Ｑが一致するように
メータインスプール弁の開度を制御する流量フィードバ
ック手段を構成している。すなわち、減算器２５で求め
られた指令流量Ｑｃと流量Ｑとの差が０になるように電
磁アクチュエータ１０はメータインスプール１の駆動を
制御する。
【００３５】また、この第２の実施例は、ポンプ吐出圧
Ｐｓを検出するポンプ吐出圧センサ６５と、このポンプ
吐出圧センサ６５で検出されたポンプ吐出圧Ｐｓから前
述した差圧センサ５０で検出された差圧ΔＰＬを減算し
てメータイン側の負荷圧Ｐ１を求める減算器２７とを設
けてあり、この減算器２７で求めた負荷圧Ｐ1が前述し
た実施例と同様に減算器２６に与えられ、この減算器２
６でメータイン指令圧力Ｐ１０から負荷圧Ｐ１を減算す
る演算がおこなわれ、その差に応じて電磁アクチュエー
タ１１が駆動し、メータアウトスプール２の開度が制御
される。
Ｐｓを検出するポンプ吐出圧センサ６５と、このポンプ
吐出圧センサ６５で検出されたポンプ吐出圧Ｐｓから前
述した差圧センサ５０で検出された差圧ΔＰＬを減算し
てメータイン側の負荷圧Ｐ１を求める減算器２７とを設
けてあり、この減算器２７で求めた負荷圧Ｐ1が前述し
た実施例と同様に減算器２６に与えられ、この減算器２
６でメータイン指令圧力Ｐ１０から負荷圧Ｐ１を減算す
る演算がおこなわれ、その差に応じて電磁アクチュエー
タ１１が駆動し、メータアウトスプール２の開度が制御
される。
【００３６】その他の構成は、前述した図１に示す実施
例とほぼ同等である。
例とほぼ同等である。
【００３７】このように構成した第２の実施例は、指令
流量Ｑｃに対する流量サーボを構成し、より精度の良い
流量制御をおこなうことができる点を除けば、前述した
図１に示す実施例と同様の作用効果を奏する。
流量Ｑｃに対する流量サーボを構成し、より精度の良い
流量制御をおこなうことができる点を除けば、前述した
図１に示す実施例と同様の作用効果を奏する。
【００３８】すなわち、この第２の実施例にあっても、
メータイン指令圧力Ｐ１０に相当するメータイン側の負
荷圧Ｐ１となるように、電磁アクチュエータ１１，メー
タアウトスプール２が駆動する。そして、このようにメ
ータアウトスプール弁で制御された負荷圧Ｐ１と圧力ゲ
インβとが乗算器２４で乗じられ、その値が前述した実
施例と同様に指令流量Ｑｃが与えられる減算器２５に与
えられるので、この第２の実施例でも上述した式 ＱＭＩ ＝αＸＭＩ −βＰ１ が成立し、走行モータ３２のメータイン側の負荷圧Ｐ１
が所定のメータイン指令圧力Ｐ１０よりも低下したとき
には、メータインスプール１の開度が大きくなり、それ
までに比べて大きな流量が供給され、合わせてメータア
ウトスプール２が作動して、メータイン側の負荷圧Ｐ１
をメータイン指令圧力Ｐ１０となるように上昇させるの
で、キャビテーションの発生の防止と、ハンティングの
発生の防止を実現でき、走行モータ３２の円滑な駆動を
実現できる。
メータイン指令圧力Ｐ１０に相当するメータイン側の負
荷圧Ｐ１となるように、電磁アクチュエータ１１，メー
タアウトスプール２が駆動する。そして、このようにメ
ータアウトスプール弁で制御された負荷圧Ｐ１と圧力ゲ
インβとが乗算器２４で乗じられ、その値が前述した実
施例と同様に指令流量Ｑｃが与えられる減算器２５に与
えられるので、この第２の実施例でも上述した式 ＱＭＩ ＝αＸＭＩ −βＰ１ が成立し、走行モータ３２のメータイン側の負荷圧Ｐ１
が所定のメータイン指令圧力Ｐ１０よりも低下したとき
には、メータインスプール１の開度が大きくなり、それ
までに比べて大きな流量が供給され、合わせてメータア
ウトスプール２が作動して、メータイン側の負荷圧Ｐ１
をメータイン指令圧力Ｐ１０となるように上昇させるの
で、キャビテーションの発生の防止と、ハンティングの
発生の防止を実現でき、走行モータ３２の円滑な駆動を
実現できる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の油圧駆動装置は以上のように、
メータインスプール弁で油圧アクチュエータの流量制御
を、メータアウトスプール弁で当該油圧アクチュエータ
の圧力制御をそれぞれ独立して実施できると共に、メー
タインスプール弁の開度をメータアウトスプール弁で制
御した圧力に応じて制御する構成にしてあるので、従来
発生しやすかったハンティングを確実に防止でき、従来
に比べて油圧アクチュエータの円滑な作動を実現でき、
また回路全体の耐久性を向上させることができる効果が
ある。
メータインスプール弁で油圧アクチュエータの流量制御
を、メータアウトスプール弁で当該油圧アクチュエータ
の圧力制御をそれぞれ独立して実施できると共に、メー
タインスプール弁の開度をメータアウトスプール弁で制
御した圧力に応じて制御する構成にしてあるので、従来
発生しやすかったハンティングを確実に防止でき、従来
に比べて油圧アクチュエータの円滑な作動を実現でき、
また回路全体の耐久性を向上させることができる効果が
ある。
【００４０】
【図１】本発明の油圧駆動装置の一実施例を示す回路図
である。
である。
【図２】図１に示す実施例で得られる特性を示す図であ
る。
る。
【図３】図１に示す実施例の制御系を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第２の実施例を示す回路図である。
【図５】負荷圧の方向が変化する油圧アクチュエータを
駆動する従来の油圧駆動装置の一例を示す回路図であ
る。
駆動する従来の油圧駆動装置の一例を示す回路図であ
る。
１ メータインスプール ２ メータアウトスプール ３ バルブボディ ４ａ 圧力補償弁 ４ｂ 圧力補償弁 ５ 圧力センサ １０ 電磁アクチュエータ １１ 電磁アクチュエータ ２０ａ 制御油路 ２０ｂ 制御油路 ２１ａ 制御油路 ２１ｂ 制御油路 ２２ ポンプポート ２４ 乗算器 ２５ 減算器 ２６ 減算器 ２７ 減算器 ３２ 走行モータ（油圧アクチュエータ） ５０ 差圧センサ ６０ スプール位置センサ ６５ ポンプ吐出圧センサ ７０ 演算器 ８０ 演算器 ９０ 乗算器 Ｃ１ 負荷通路 Ｃ２ 負荷通路 Ｐ１ 負荷圧 Ｑｃ 指令流量 Ｐ１０ メータイン指令圧力 Ｔ タンクポート α 流量ゲイン β 圧力ゲイン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−79403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−318302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−37402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−174702（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−92201（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−81004（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 11/00 E02F 9/22
Claims (5)
- 【請求項１】 油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出
される圧油によって駆動する油圧アクチュエータと、こ
の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御す
る流量制御手段と、上記油圧アクチュエータの供給側の
圧力を制御する圧力制御手段を備えた油圧駆動装置にお
いて、上記流量制御手段が上記油圧ポンプと上記油圧ア
クチュエータとの間に配置されるメータインスプール弁
から成り、上記圧力制御手段が上記油圧アクチュエータ
とタンクとの間に配置されるメータアウトスプール弁か
ら成ると共に、このメータアウトスプール弁によって制
御された上記油圧アクチュエータの供給側の上記圧力の
大きさに相応して上記メータインスプール弁の開度を制
御する開度制御手段を備えたことを特徴とする油圧駆動
装置。 - 【請求項２】 メータインスプール弁の吐出側に、ポン
プ吐出圧と回路の最大負荷圧との差圧に応じて駆動する
圧力補償弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の油
圧駆動装置。 - 【請求項３】 ポンプ吐出圧と油圧アクチュエータの供
給側の負荷圧との差圧、及びメータインスプール弁のス
プール変位に応じて、所定の指令流量に一致するように
メータインスプール弁の開度を制御する流量フィードバ
ック手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の油圧
駆動装置。 - 【請求項４】 油圧アクチュエータの供給側の負荷圧を
検出する圧力センサと、この圧力センサから出力される
信号に応じてメータアウトスプール弁の駆動を制御する
手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載
の油圧駆動装置。 - 【請求項５】 ポンプ吐出圧と油圧アクチュエータの供
給側の負荷圧との差圧を検出する差圧センサと、油圧ポ
ンプの吐出圧を検出するポンプ吐出圧センサと、上記差
圧センサ，ポンプ吐出圧センサから出力される信号から
油圧アクチュエータの供給側の負荷圧を求める演算手段
と、この演算手段で求めた負荷圧に応じてメータアウト
スプール弁の駆動を制御する手段とを備えたことを特徴
とする請求項１または３記載の油圧駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34437892A JP3241837B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 油圧駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34437892A JP3241837B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 油圧駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06193605A JPH06193605A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3241837B2 true JP3241837B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=18368784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34437892A Expired - Fee Related JP3241837B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 油圧駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3241837B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10220409A (ja) * | 1997-02-12 | 1998-08-21 | Komatsu Ltd | 方向制御弁装置 |
| JP2017053397A (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 日本電産トーソク株式会社 | 油圧制御システム |
| JP7146701B2 (ja) * | 2019-06-27 | 2022-10-04 | 日立建機株式会社 | 油圧ショベル |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34437892A patent/JP3241837B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06193605A (ja) | 1994-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0597109B1 (en) | Hydraulically driving system | |
| KR960006358B1 (ko) | 유압구동장치 및 방향전환밸브 | |
| KR100384921B1 (ko) | 유압구동장치 | |
| KR100208732B1 (ko) | 가변 재생기능이 구비된 중장비용 콘트롤밸브 | |
| KR100797729B1 (ko) | 유압구동기계의 액추에이터 제어장치 | |
| JP2839625B2 (ja) | 油圧駆動装置 | |
| US5479778A (en) | Hydraulic control system for construction machines | |
| US5152140A (en) | Pressure compensating valve spool positioned by difference in pressure receiving areas for load and inlet pressures | |
| KR940008821B1 (ko) | 밸브장치 및 유압구동장치 | |
| JP3241837B2 (ja) | 油圧駆動装置 | |
| US5992147A (en) | Hydraulic control system in construction machine | |
| JP3006778B2 (ja) | ロ−ドセンシングシステムにおける操作性向上油圧回路 | |
| JPH04285303A (ja) | ロ−ドセンシング油圧回路 | |
| JP3511504B2 (ja) | 建設機械の油圧回路 | |
| JPH06117404A (ja) | 油圧回路の制御装置 | |
| JP2592502B2 (ja) | 油圧駆動装置及び油圧建設機械 | |
| JP3525491B2 (ja) | 油圧アクチュエータ回路 | |
| JP4082928B2 (ja) | 流体圧回路 | |
| JP2986818B2 (ja) | 土木・建設機械の油圧駆動装置 | |
| JP2941876B2 (ja) | 方向切換弁 | |
| JP2816024B2 (ja) | 弁装置及び油圧駆動装置 | |
| JP3281426B2 (ja) | 建設機械の油圧制御装置 | |
| JP3974867B2 (ja) | 建設機械の油圧駆動装置 | |
| JP3403536B2 (ja) | 建設機械の制御装置 | |
| JPH10299708A (ja) | 流量調整弁 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071019 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081019 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |