JP5645236B2 - 電油ハイブリッド駆動装置 - Google Patents
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Description
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記空隙は前記スプールの外径より大きい内径を有する環状の溝であることを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1または2に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記スリーブには、前記スプールの前記第一部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用され、前記スリーブには、前記スプールの前記第二部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用される、ことを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、油圧シリンダと、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置において、前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と連通させる第一スリーブ貫通孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方と連通させる第ニスリーブ貫通孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、前記第一部分には前記第一スリーブ貫通孔と連通する第一環状溝が形成され、前記第二部分には前記第ニスリーブ貫通孔と連通する第二環状溝が形成されており、前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである、ことを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記第一スリーブ貫通孔の内径と前記第ニスリーブ貫通孔の内径とは異なるものであることを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ貫通孔と前記第ニスリーブ貫通孔との間に位置していることを特徴とする。
請求項7にかかる発明は、請求項1乃至6の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記第三スリーブ孔の内径は前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の内径より小さいことを特徴とする。
請求項8にかかる発明は、油圧シリンダと、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置において、前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第ニスリーブ孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである、ことを特徴とする。
請求項9にかかる発明は、請求項8に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記第一スリーブ孔の内径と前記第ニスリーブ孔の内径とは異なるものであることを特徴とする。
請求項10にかかる発明は、請求項8または9に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ孔と前記第ニスリーブ孔との間に位置していることを特徴とする。
請求項11にかかる発明は、油圧シリンダと、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置において、前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿って回転可能なスプールと、からなり、前記スリーブには、前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第ニスリーブ孔と、前記リザーバタンクを前記貫通孔に連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、前記スプールの外周には少なくとも一つの切欠きが形成されており、前記切欠きの大きさは、前記スプールの回転量に応じて、前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させないものである、ことを特徴とする。
請求項12にかかる発明は、請求項11に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記第三スリーブ孔は前記第一スリーブ孔と前記第ニスリーブ孔との中間に形成されていることを特徴とする。
請求項13にかかる発明は、請求項1乃至12の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記サーボバルブは、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転数、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプのトルク、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転加速度、前記ヘッド側液圧室または前記ロッド側液圧室の液圧の何れか一つまたは二つ以上に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる前記度合いを変更するものであることを特徴とする。
請求項14にかかる発明は、請求項1乃至13の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置において、前記リザーバタンクに貯留されている前記作動液の液圧を、前記電油ハイブリッド駆動装置において発生する最大負圧の絶対値より小さくない正の液圧以上の液圧に保持する液圧保持手段を備えることを特徴とする。
図1は本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100のブロック図である。
ΔP:負圧[MPa]
Q:最大流量[cm3/sec]
A:スプールバルブ開口面積[mm2]
Cd:流量係数=0.6
ρ:作動液密度[kg/cm3]
ΔP=−0.09MPa
となる。従って、負圧の発生を防止するためには、液圧保持手段151がリザーバタンク150に貯留されている作動液の液圧を0.09MPa以上に保持していればよく、あるいは、マージンを考慮して、0.1MPa以上に保持していればよい。
図13は本発明の第二の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100Aにおけるスリーブ170及びスプール180の断面図である。
図14は、本発明の第三の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブ260の断面図を含む。
図17は、本発明の第四の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブ460の断面図を含む。
110 液圧ポンプ
120 電動モーター
130 ヘッド側流路
140 ロッド側流路
150 リザーバタンク
160 サーボバルブ
170 スリーブ
171 第一スリーブ貫通孔
171A 第一環状溝
172 第二スリーブ貫通孔
172A 第二環状溝
173 第三スリーブ孔
174 内部空間
175 貫通孔
180 スプール
181 第一部分
182 第二部分
183 第三部分
100A 本発明の第二の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置
181A 第一環状溝
182A 第二環状溝
200 本発明の第三の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置
260 サーボバルブ
270 スリーブ
271 第一スリーブ孔
272 第二スリーブ孔
301 第一センサー
302 第二センサー
303 第三センサー
304 第四センサー
305 第五センサー
306 制御装置
400 本発明の第四の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置
460 サーボバルブ
470 スリーブ
471 第一スリーブ孔
472 第二スリーブ孔
473 第三スリーブ孔
475 貫通孔
480 スプール
481 切欠き
482A ローター部分
482B シャフト部分
483 ベアリング
500 液圧シリンダ
510 シリンダ
510A ヘッド側液圧室
510B ロッド側液圧室
520 ピストン
530 ロッド
540 負荷
Claims (14)
- 油圧シリンダと、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置において、
前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、
前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と連通させる第一スリーブ貫通孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出ロの他方と連通させる第ニスリーブ貫通孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、
前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、
前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、
前記第一スリーブ貫通孔と前記貫通孔との交差箇所及び前記第ニスリーブ貫通孔と前記貫通孔との交差箇所には、前記スプールの周囲の少なくとも一部に沿って前記作動液の流路を形成する空隙がそれぞれ形成されており、
前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである、
ことを特徴とする電油ハイブリッド駆動装置。 - 前記空隙は前記スプールの外径より大きい内径を有する環状の溝であることを特徴とする請求項1に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 前記スリーブには、前記スプールの前記第一部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、
前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用され、
前記スリーブには、前記スプールの前記第二部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、
前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用される、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電油ハイブリッド駆動装置。 - 油圧シリンダと、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置において、
前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、
前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と連通させる第一スリーブ貫通孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方と連通させる第ニスリーブ貫通孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、
前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、
前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、
前記第一部分には前記第一スリーブ貫通孔と連通する第一環状溝が形成され、前記第二部分には前記第ニスリーブ貫通孔と連通する第二環状溝が形成されており、
前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである、
ことを特徴とする電油ハイブリッド駆動装置。 - 前記第一スリーブ貫通孔の内径と前記第ニスリーブ貫通孔の内径とは異なるものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ貫通孔と前記第ニスリーブ貫通孔との間に位置していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 前記第三スリーブ孔の内径は前記第一スリーブ貫通孔及び前記第ニスリーブ貫通孔の内径より小さいことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 油圧シリンダと、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置において、
前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、
前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第ニスリーブ孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、
前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、
前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、
前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである、
ことを特徴とする電油ハイブリッド駆動装置。 - 前記第一スリーブ孔の内径と前記第ニスリーブ孔の内径とは異なるものであることを特徴とする請求項8に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ孔と前記第ニスリーブ孔との間に位置していることを特徴とする請求項8または9に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 油圧シリンダと、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置において、
前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿って回転可能なスプールと、からなり、
前記スリーブには、前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第ニスリーブ孔と、前記リザーバタンクを前記貫通孔に連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
前記スプールの外周には少なくとも一つの切欠きが形成されており、
前記切欠きの大きさは、前記スプールの回転量に応じて、前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ孔及び前記第ニスリーブ孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させないものである、
ことを特徴とする電油ハイブリッド駆動装置。 - 前記第三スリーブ孔は前記第一スリーブ孔と前記第ニスリーブ孔との中間に形成されていることを特徴とする請求項11に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 前記サーボバルブは、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転数、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプのトルク、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転加速度、前記ヘッド側液圧室または前記ロッド側液圧室の液圧の何れか一つまたは二つ以上に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる前記度合いを変更するものであることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
- 前記リザーバタンクに貯留されている前記作動液の液圧を、前記電油ハイブリッド駆動装置において発生する最大負圧の絶対値より小さくない正の液圧以上の液圧に保持する液圧保持手段を備えることを特徴とする請求項1乃至13の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
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