JP5946184B2 - 作業機械の油圧駆動装置 - Google Patents
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Description
また、オペレータの操作で制御圧を調整し、操作量に応じた圧力制御性を得ることができる。
本発明の第1の実施形態にかかる作業機械の油圧駆動装置の構成を図1に示す。本実施形態は、本発明をオープンセンタ式の方向切替弁を有する油圧回路へ適用したものである。
ただし、Fpsはレギュレータ調整ばね11dが発生するばね力であり、レギュレータ11のピストン11aのストロークに応じて比例的に増加する。また、Ar、Abはそれぞれレギュレータ11のロッド側室11bの有効受圧面積、ボトム側室11cの有効受圧面積である。ここで、ロッド側室11bの有効受圧面積Arとボトム側室11cの有効受圧面積Abは、最高ポンプ吐出圧Ppmaxと最高制御圧Pcmaxに対して次式が成り立つように設定されている。最高ポンプ吐出圧Ppmaxは図示しないメインリリーフ弁により規制されるポンプ2の最高吐出圧であり、最高制御圧Pcmaxはパイロット油圧源8の圧力(パイロットリリーフ弁により規制されるパイロットポンプの吐出圧)である。
ただし、Fpsmaxはレギュレータ11のピストン11aがフルストロークしたときにレギュレータ調整ばね11dが発生する最大ばね力である。
R=Ab/Ar=(Ppmax+Fpsmax)/Pcmax (3)
一方、アンロード弁13の受圧部13aに作用するポンプ吐出圧Ppと受圧部13cに作用する制御圧Pcのそれぞれの有効受圧面積をAp,Acとすると、アンロード弁13は、次式の条件でリリーフする。
ただし、Fusはアンロード調節ばね13bが発生するばね力である。
ここで、Rは上述した(3)式の面積比である。この面積比Rを用いて、(1)式と(4)式は、それぞれ次のように書き換えられる。
Pp>R・Pc+(Fus/Ap) (7)
ここで、(6)式のPpは制御圧Pcによって設定される目標ポンプ吐出圧である。
図2は、(6)式と(8)式を基に作成した制御圧に対するポンプ吐出圧の特性を示す図である。図2において、Xは(6)式で表されるレギュレータ11の特性(目標ポンプ吐出圧の特性)であり、Yは(8)式で表されるアンロード弁13の特性である。
本発明の第2の実施形態にかかる作業機械の油圧駆動装置の構成を図7に示す。本実施形態は、第2の実施形態にかかる油圧駆動装置に改良を加えたものである。以下、第1の実施形態と同様の部分には、第1の実施形態と同じ符号を配し、その説明を省略する。
こうすることにより、操作レバー9が動かされ、これに連動して制御圧が発生すると、ポンプ吐出圧が、制御圧によって定まる目標吐出圧から、増圧調整ばね21aによって設定された所定値(増圧切替値)を減算した圧力より低い間は、レギュレータ11のロッド側室11bをタンクへ連通させ、ポンプ吐出圧が当該減算圧力より高くなり、(6)式で表される目標ポンプ吐出圧に近づくと、レギュレータ11のロッド側室11bにポンプ吐出圧を導くように、増圧切替弁21が動作する。このように増圧切替弁21は、ポンプ2の吐出圧が制御圧によって定まる目標吐出圧から、増圧調整ばね21aによって設定された所定値(増圧切替値)を減算した圧力より低い間は、ポンプ油路12a(第1油路)を遮断してポンプ吐出圧の代わりにタンク圧をレギュレータ11に導くように構成されている。
本発明の第3の実施形態にかかる作業機械の油圧駆動装置の構成を図9に示す。本実施形態は、第2の実施形態にかかる油圧駆動装置にさらに改良を加えたものである。以下、第1および第2の実施形態と同様の部分には、それらと同じ符号を配し、その説明を省略する。
本発明の参考例にかかる作業機械の油圧駆動装置の構成を図11に示す。本参考例は、第1〜第3の実施形態にかかる油圧駆動装置と異なるタイプの油圧回路に本発明を適用したものである。以下、第1〜第3の実施形態と同様の部分には、それらと同じ符号を配し、その説明を省略する。
本発明の第4の実施形態にかかる作業機械の油圧駆動装置の構成を図12に示す。本実施形態は、クローズドセンタ式の方向切替弁41を有する油圧回路に本発明を適用しかつ操作量に応じた圧力制御性も得られるようにしたものである。以下、第1〜第3の実施形態及び参考例と同様の部分には、それらと同じ符号を配し、その説明を省略する。
上記実施形態では、操作レバー装置を操作レバー9とパイロット方向切替弁10を備える構成としたが、パイロット方向切替弁10に代え2つの減圧弁を用いるなど、操作量に応じた操作パイロット圧を生成するものであればどのような構成であってもよい。また、操作レバー装置は操作パイロット圧を生成するものとしたが、操作レバーの操作に応じて電気信号を生成する所謂電気レバー装置であってもよい。この場合、公知の如く、電気信号はコントローラに入力され、コントローラは電気信号を電磁弁の制御信号に変換し、電磁弁に出力する。電磁弁は制御信号により駆動され、操作レバーの操作量に応じた操作パイロット圧を出力する。この操作パイロット圧は、方向切替弁の受圧部に導かれ、方向切換弁を切り換え操作するとともに、例えば図1に示す制御圧供給油路12bを介して制御圧としてレギュレータ11のボトム側室11cに導かれる。これにより上述した実施形態と同様の効果が得られる。
2…油圧ポンプ
2a…斜板(容量変更部材)
3…油圧シリンダ
4…チェック弁
5…方向切替弁(オープンセンタ式)
6…バイパスカット弁
7…シャトル弁
8…パイロット油圧源
9…操作レバー
10…パイロット方向切替弁
11…レギュレータ(第1レギュレータ)
11a…ピストン11a
11b…ロッド側室
11c…ボトム側室
11d…レギュレータ調整ばね(容量減少力発生装置)
12a…ポンプ油路(第1油路)
12b…制御圧供給油路(第2油路)
12c…分岐油路
12d…絞り圧供給油路(第3油路)
12e…制御圧供給油路(第2油路)
12f…
13…アンロード弁(可変リリーフ弁)
13a…受圧部
13b…アンロード調節ばね
13c…受圧部
21…増圧切替弁(増圧切替装置)
21a…増圧調整ばね
21b,21c…受圧部
31…固定絞り(絞り圧発生装置)
32…サブレギュレータ
32a…ピストン
32b…ボトム側室
41…方向切替弁(クローズドセンタ式)
42…負荷圧取り出し通路
43…圧力補償弁
100,100A〜100C…ポンプ制御装置
Claims (4)
- 可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、操作レバー装置の操作レバーを操作することによって操作され、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向切替弁と、前記油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御装置とを備えた作業機械の油圧駆動装置において、
前記油圧ポンプの吐出圧が導かれる第1油路と、
前記油圧ポンプの目標ポンプ吐出圧を設定するための制御圧が導かれる第2油路とを備え、
前記ポンプ制御装置は、
前記第1油路と前記第2油路に接続され、前記油圧ポンプの容量が減少するように前記油圧ポンプの吐出圧が作用し、前記油圧ポンプの容量が増加するように前記制御圧が作用する第1レギュレータと、
前記油圧ポンプの容量が増加するにしたがって大きくなる容量減少方向の力を発生する容量減少力発生装置とを有し、
前記ポンプ制御装置は、前記操作レバー装置の操作レバーの操作量に基づいて前記制御圧を生成することを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の作業機械の油圧駆動装置であって、
前記油圧ポンプの吐出圧を制御する可変リリーフ弁を更に備え、
前記可変リリーフ弁は、前記制御圧が閉じ方向に作用する受圧部を有し、前記制御圧が増加するにしたがってリリーフ圧を増加させるよう構成したことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の作業機械の油圧駆動装置であって、
前記ポンプ制御装置は、
前記第1油路に設けられた増圧切替装置を更に有し、
前記増圧切替装置は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記制御圧によって定まる前記目標吐出圧から所定値を減算した圧力より低い間は、前記第1油路を遮断して前記油圧ポンプの吐出圧の代わりにタンク圧を前記第1レギュレータに導くように構成したことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。 - 請求項2に記載の作業機械の油圧駆動装置であって、
前記ポンプ制御装置は、
前記可変リリーフ弁の下流側に設けられた絞り圧発生装置と、
前記絞り圧発生装置によって発生した絞り圧が導かれる第3油路と、
前記第3油路に接続され、前記絞り圧発生装置によって発生した絞り圧が前記油圧ポンプの容量を減少させるように作用する第2レギュレータとを更に有することを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。
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