JPH0321761B2 - - Google Patents

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JPH0321761B2
JPH0321761B2 JP58195254A JP19525483A JPH0321761B2 JP H0321761 B2 JPH0321761 B2 JP H0321761B2 JP 58195254 A JP58195254 A JP 58195254A JP 19525483 A JP19525483 A JP 19525483A JP H0321761 B2 JPH0321761 B2 JP H0321761B2
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Japan
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hydraulic motor
hydraulic
pressure
hydraulic pump
motor
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JP58195254A
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JPS6088202A (en
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Masahiko Shimotori
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0321761B2 publication Critical patent/JPH0321761B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/423Motor capacity control by fluid pressure control means

Landscapes

  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧モータを備えた作業機械に用い
られる油圧モータの駆動機構に係り、特に建設機
械の走行モータの駆動に好適な油圧モータの駆動
機構に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a drive mechanism for a hydraulic motor used in a working machine equipped with a hydraulic motor, and in particular to a drive mechanism for a hydraulic motor suitable for driving a travel motor of a construction machine. Regarding the drive mechanism.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

建設機械、例えば油圧シヨベルは、油圧モータ
で駆動される下部走行体と、この下部走行体上に
旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋
回体に設けられて作業部を構成するフロント機構
とを備えている。下部走行体の油圧モータは上部
旋回体に設置されてエンジン等の原動機により回
転される油圧ポンプの吐出油により駆動される。
このような油圧モータの駆動回路を図に基づいて
説明する。
A construction machine, for example, a hydraulic excavator, has a lower traveling body driven by a hydraulic motor, an upper rotating body rotatably provided on the lower traveling body, and a front rotating body provided on the upper rotating body and constituting a working section. It is equipped with a mechanism. The hydraulic motor of the lower traveling body is driven by oil discharged from a hydraulic pump installed in the upper rotating body and rotated by a prime mover such as an engine.
A drive circuit for such a hydraulic motor will be explained based on the drawings.

第1図は従来の油圧シヨベルの油圧モータの駆
動回路図である。図で、1は原動機により回転駆
動される可変容量形油圧ポンプ(以下、単に油圧
ポンプという。)、2は油圧ポンプ1からの吐出油
により駆動される固定容量形油圧モータであり油
圧シヨベルの下部走行体の左右にそれぞれ1基ず
つ備えられている。3は下部走行体の駆動輪と固
定容量形油圧モータ2との間に介在する走行減速
機である。4は油圧ポンプ1と固定容量形油圧モ
ータ2との間に介在するコントロールバルブであ
り、固定容量形油圧モータ2の回転方向等の駆動
制御を行なう。4aはコントロールバルブ4のス
プールに連結されたロツド、5はロツド4aに設
けられた所定形状のカムである。6は固定容量形
油圧モータ2のブレーキバルブ、7は固定容量形
油圧モータ2の両側の管路が所定の差圧になつた
とき両管路を接続するクロスオーバリリーフ弁、
8は主リリーフ弁、9は油圧ポンプ1の吐出量制
御装置である。
FIG. 1 is a drive circuit diagram of a hydraulic motor of a conventional hydraulic excavator. In the figure, 1 is a variable displacement hydraulic pump (hereinafter simply referred to as a hydraulic pump) that is rotationally driven by a prime mover, and 2 is a fixed displacement hydraulic motor that is driven by oil discharged from the hydraulic pump 1, which is the lower part of the hydraulic excavator. There is one on each side of the vehicle. Reference numeral 3 denotes a travel reduction gear interposed between the drive wheels of the undercarriage and the fixed displacement hydraulic motor 2. A control valve 4 is interposed between the hydraulic pump 1 and the fixed displacement hydraulic motor 2, and controls the rotation direction of the fixed displacement hydraulic motor 2. 4a is a rod connected to the spool of the control valve 4, and 5 is a cam of a predetermined shape provided on the rod 4a. 6 is a brake valve of the fixed displacement hydraulic motor 2; 7 is a crossover relief valve that connects both pipelines when a predetermined differential pressure is reached between the pipelines on both sides of the fixed displacement hydraulic motor 2;
8 is a main relief valve, and 9 is a discharge amount control device for the hydraulic pump 1.

以下、油圧ポンプ1の吐出量制御装置9の構成
の概略について説明する。油圧ポンプ1はおしの
け容積可変機構(以下、これを斜板で代表する)
1aを有し、その傾転量を変えることにより油圧
ポンプ1の吐出量を制御する。10はそのピスト
ンロツドが斜板1aと連結された傾転制御シリン
ダであり、この傾転制御シリンダ10を駆動する
ことにより斜板1aの傾転量を変えることができ
る。11は傾転制御シリンダ10への圧油を供給
する補助油圧ポンプ、12は補助油圧ポンプ11
に接続されたリリーフ弁である。13は油圧ポン
プ1の吐出圧に応じて作動する圧力補償制御器で
あり、補助油圧ポンプ11と傾転制御シリンダ1
0との間の油路を吐出圧に応じて切換え、傾転制
御シリンダ10を駆動して斜板1aの傾転量が最
適になるように制御する。14は圧力補償制御器
13と傾転制御シリンダ10のピストンロツドと
を連結するリンク機構であり、斜板1aの傾転量
を圧力補償制御器13にフイードバツクして最適
の傾転量を維持する。15は前記圧力補償制御器
13と同じく補助油圧ポンプ11と傾転制御シリ
ンダ10との間の油路を切換える外部指令制御器
であり、前記圧力補償制御器13が油圧ポンプ1
の吐出圧に応じて作動するのに対し、外部指令制
御器15は油圧ポンプ1で駆動されるアクチユエ
ータの駆動に応じて作動し、斜板1aの傾転量が
最適になるように制御する。斜板1aの傾転量は
リンク機構14を介して外部指令制御器15にフ
イードバツクされることにより最適に維持され
る。
The outline of the configuration of the discharge amount control device 9 of the hydraulic pump 1 will be described below. The hydraulic pump 1 has a variable displacement mechanism (hereinafter, this is represented by a swash plate)
1a, and the discharge amount of the hydraulic pump 1 is controlled by changing the amount of tilting thereof. Reference numeral 10 denotes a tilt control cylinder whose piston rod is connected to the swash plate 1a, and by driving this tilt control cylinder 10, the amount of tilt of the swash plate 1a can be changed. 11 is an auxiliary hydraulic pump that supplies pressure oil to the tilt control cylinder 10; 12 is an auxiliary hydraulic pump 11;
It is a relief valve connected to the 13 is a pressure compensation controller that operates according to the discharge pressure of the hydraulic pump 1;
0 is switched according to the discharge pressure, and the tilting control cylinder 10 is driven to control the tilting amount of the swash plate 1a to be optimal. A link mechanism 14 connects the pressure compensation controller 13 and the piston rod of the tilting control cylinder 10, and feeds back the amount of tilting of the swash plate 1a to the pressure compensation controller 13 to maintain an optimum amount of tilting. 15 is an external command controller that switches the oil path between the auxiliary hydraulic pump 11 and the tilting control cylinder 10 like the pressure compensation controller 13;
The external command controller 15 operates in accordance with the drive of the actuator driven by the hydraulic pump 1, and controls the tilting amount of the swash plate 1a to be optimal. The amount of tilting of the swash plate 1a is maintained optimally by being fed back to the external command controller 15 via the link mechanism 14.

ここで、外部指令制御器15に対して外部指令
を与える機構を説明する。一般に、油圧ポンプ1
は、固定容量形油圧モータ2だけでなく、その他
のアクチユエータの油圧源となつている。したが
つて、油圧ポンプ1に駆動される複数のアクチユ
エータに対してはそれぞれコントロールバルブが
備えられており、これら複数のコントロールバル
ブは一括して集められ、コントロールバルブ群を
構成する。各コントロールバルブには、コントロ
ールバルブ4と同じくそのスプールにロツド(ロ
ツド4aと同じ)が連結され、各ロツドにはカム
5と同一形状のカムが設けられている。各カムは
同一平面に同一列になるように配置される。即
ち、図ではカム5のみが示されているが、他のカ
ムも紙面と垂直方向に同一列に配置されている。
このような構成において、図で16は各カムのす
べてに接触する長いローラ、17はこのローラ1
6および前記外部指令制御器15を連結するリン
ク機構である。
Here, a mechanism for giving an external command to the external command controller 15 will be explained. Generally, hydraulic pump 1
serves as a hydraulic power source not only for the fixed displacement hydraulic motor 2 but also for other actuators. Therefore, each of the plurality of actuators driven by the hydraulic pump 1 is provided with a control valve, and these plurality of control valves are collected together to form a control valve group. Like the control valve 4, a rod (same as the rod 4a) is connected to the spool of each control valve, and each rod is provided with a cam having the same shape as the cam 5. Each cam is arranged in the same plane and in the same row. That is, although only the cam 5 is shown in the figure, the other cams are also arranged in the same row in the direction perpendicular to the plane of the paper.
In this configuration, 16 in the figure is a long roller that contacts all of the cams, and 17 is this roller 1.
6 and the external command controller 15.

今、油圧シヨベルを走行させるべく、コントロ
ールバルブ4を図の左側位置に切換えると、油圧
ポンプ1の吐出油はコントロールバルブ4、ブレ
ーキバルブ6を経て固定容量形油圧モータ2に供
給され、固定容量形油圧モータ2が回転して油圧
シヨベルが走行する。同時に、カム5も図で右方
に移動し、カム5の形状から明らかなようにロー
ラ16はカム端部高所に乗り上げ上方へ持ち上げ
られる。したがつて、外部指令制御器15はリン
ク機構17により駆動されて油路を切換え、傾転
制御シリンダ10が駆動されて斜板1aの傾転量
を大にして油圧ポンプ1の吐出量を増大させる。
なお、このような油圧ポンプ1の吐出量制御装置
9の構成および動作は、特公昭47−6703号公報に
記載されて公知であるので、その詳細な説明は省
略する。
Now, when the control valve 4 is switched to the left position in the figure in order to run the hydraulic excavator, the oil discharged from the hydraulic pump 1 is supplied to the fixed displacement hydraulic motor 2 via the control valve 4 and the brake valve 6. The hydraulic motor 2 rotates and the hydraulic excavator travels. At the same time, the cam 5 also moves to the right in the figure, and as is clear from the shape of the cam 5, the roller 16 rides on the high end of the cam and is lifted upward. Therefore, the external command controller 15 is driven by the link mechanism 17 to switch the oil path, and the tilt control cylinder 10 is driven to increase the tilt amount of the swash plate 1a to increase the discharge amount of the hydraulic pump 1. let
The configuration and operation of the discharge amount control device 9 of the hydraulic pump 1 are described in Japanese Patent Publication No. 47-6703 and are well known, so a detailed explanation thereof will be omitted.

第2図a乃至cは上記のように固定容量形油圧
モータ2を駆動したときの油圧ポンプ1の斜板1
aの傾転角(即ち、傾転量)、固定容量形油圧モ
ータの走行速度と出力トルクの特性図である。第
2図aは油圧ポンプ1の吐出圧力Pと斜板1aの
傾転角θの関連を示す図である。吐出圧力Pがあ
る値P1以下では斜板1aの傾転角は第1図に示
す吐出量制御装置9より大きな傾転角θ1に制御さ
れ、油圧ポンプ1からの吐出量は大となり、固定
容量形油圧モータ2は高速で回転し、油圧シヨベ
ルも高速走行する。一方、油圧シヨベルが坂道や
湿地等抵抗の大きい場所を走行する場合、油圧ポ
ンプの吐出圧力は増大して圧力P1を超える。こ
のため斜板1aの傾転角θは減少し、したがつて
油圧ポンプ1の吐出量も減少して固定容量形油圧
モータ2の回転も低下し、油圧シヨベルは低速走
行となる。なお、点Aは油圧シヨベルの平地走行
時における油圧ポンプ1の状態を示す点である。
第2図bは固定容量形油圧モータ2の入力圧力P
に対する回転数Nと出力トルクTの関連を示す図
であり、入力圧力Pがある値P1以下では油圧ポ
ンプ1の吐出量は大であるので回転数Nも最大回
転数N1となるが、坂道等においては入力圧力P
が増大し回転数Nは低下する。出力トルクTは圧
力Pに比例する。即ち、平地走行時は入力圧力P
は小さく、大きなトルクTを必要とせず、大きな
回転数N1で高速走行することができるが、坂道
等においてはトルクTを大にし、回転数Nを低下
させて低速走行となる。第2図cは固定容量形油
圧モータ2の傾転角θを示し、固定容量形である
から当然その傾転角θも値θ′1に一定している。
Figures 2a to 2c show the swash plate 1 of the hydraulic pump 1 when the fixed displacement hydraulic motor 2 is driven as described above.
FIG. 3 is a characteristic diagram of the tilting angle (that is, the tilting amount) of a, the traveling speed of the fixed displacement hydraulic motor, and the output torque. FIG. 2a is a diagram showing the relationship between the discharge pressure P of the hydraulic pump 1 and the tilt angle θ of the swash plate 1a. When the discharge pressure P is below a certain value P1 , the tilting angle of the swash plate 1a is controlled to a tilting angle θ1 larger than that of the discharge amount control device 9 shown in FIG. 1, and the discharge amount from the hydraulic pump 1 becomes large. The fixed displacement hydraulic motor 2 rotates at high speed, and the hydraulic excavator also travels at high speed. On the other hand, when the hydraulic excavator travels in a place with high resistance such as a slope or wetland, the discharge pressure of the hydraulic pump increases and exceeds the pressure P1 . As a result, the tilting angle θ of the swash plate 1a decreases, the discharge amount of the hydraulic pump 1 also decreases, and the rotation of the fixed displacement hydraulic motor 2 also decreases, causing the hydraulic excavator to travel at a low speed. Note that point A indicates the state of the hydraulic pump 1 when the hydraulic excavator is running on flat ground.
Figure 2b shows the input pressure P of the fixed displacement hydraulic motor 2.
It is a diagram showing the relationship between the rotation speed N and the output torque T for a given value. When the input pressure P is below a certain value P1 , the discharge amount of the hydraulic pump 1 is large, so the rotation speed N also reaches the maximum rotation speed N1 . Input pressure P on slopes etc.
increases, and the rotational speed N decreases. Output torque T is proportional to pressure P. In other words, when driving on flat ground, the input pressure P
is small and does not require a large torque T and can run at high speed at a large rotational speed N1 , but on slopes etc., the torque T is increased and the rotational speed N is lowered to run at a low speed. FIG. 2c shows the tilting angle θ of the fixed displacement hydraulic motor 2, and since it is a fixed displacement type, the tilting angle θ is naturally constant at the value θ'1 .

このような従来の走行装置においては、固定容
量形油圧モータ2が使用されているので、その最
大回転数および最大出力トルクも固定された値と
なる。そして、固定容量形油圧モータ2が最大回
転数により駆動されているとき(油圧シヨベルが
最高速度で走行しているとき)、油圧ポンプ1か
らは大流量の吐出油が供給される。
In such a conventional traveling device, since a fixed displacement hydraulic motor 2 is used, its maximum rotation speed and maximum output torque are also fixed values. When the fixed displacement hydraulic motor 2 is driven at the maximum rotation speed (when the hydraulic excavator is traveling at the maximum speed), a large flow of discharge oil is supplied from the hydraulic pump 1.

〔発明の解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、油圧ポンプ1と固定容量形油圧モー
タ2との間は、前者が上部旋回体に、後者が下部
走行体に備えられている関係から両者間の配管距
離が長く、又、中間にはコントロールバルブ4、
センタジヨイント(図示されていない)、ブレー
キバルブ6等が備えられている。したがつて、油
圧ポンプ1から固定容量形油圧モータ2へ大流量
の吐出油が供給された場合、回路圧損は極めて大
きくなり、この損失を補なうためには油圧ポンプ
1を駆動する原動機の馬力を大きくしなければな
らないという欠点があつた。
By the way, the piping distance between the hydraulic pump 1 and the fixed displacement hydraulic motor 2 is long because the former is installed on the upper revolving structure and the latter is installed on the lower traveling structure, and there is a control panel in between. valve 4,
A center joint (not shown), a brake valve 6, etc. are provided. Therefore, when a large flow of discharge oil is supplied from the hydraulic pump 1 to the fixed displacement hydraulic motor 2, the circuit pressure loss becomes extremely large, and in order to compensate for this loss, it is necessary to The drawback was that it required increased horsepower.

なお、大形の建設機械等においては、斜板を備
えた可変容量形油圧モータを使用する例も見られ
るが、これは手動により斜板の傾転角を大、小い
ずれかに変更するものであり、傾転角を小にした
とき上記固定容量形油圧モータ2と同一性能をも
たせ、平地走行等通常走行の場合高速走行ができ
るようにし、坂道等の走行時に傾転角を大にして
牽引力をさらに増大させようとするものであり、
上記固定容量形油圧モータ2と全く同じく回路圧
損が大きいという欠点を有するものである。しか
も、可変容量形油圧モータの負荷に応じて運転者
が絶えずその傾転角を変更しなければならず、適
切な変更はほとんど不可能である。加えて、操作
性を少しでも柔らげるために傾転角を小にしたと
きの速度と大にしたときの速度の差を一定範囲内
におき、あまり大きな速度差をつけられないため
に熱効率が悪くなることになる。
In addition, in large construction machinery, etc., there are examples of using variable displacement hydraulic motors equipped with a swash plate, but in this case, the tilt angle of the swash plate is manually changed to either large or small. The motor has the same performance as the fixed capacity hydraulic motor 2 when the tilting angle is small, and can run at high speed when driving on flat roads or other normal driving conditions, and when the tilting angle is increased when driving on slopes, etc. The aim is to further increase traction,
Just like the fixed displacement hydraulic motor 2 described above, this motor has the disadvantage of large circuit pressure loss. Moreover, the driver must constantly change the tilt angle according to the load on the variable displacement hydraulic motor, and it is almost impossible to make an appropriate change. In addition, in order to make the operability as easy as possible, the difference between the speed when the tilt angle is small and when it is increased is kept within a certain range, and the thermal efficiency is improved so that the speed difference is not too large. will become worse.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、上記従来の欠点を除き、
油圧モータに所期の駆動を行わせつつ、しかも管
路の圧力損失を減少させることができる油圧モー
タの駆動機構を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks,
It is an object of the present invention to provide a drive mechanism for a hydraulic motor that can reduce pressure loss in a conduit while causing the hydraulic motor to perform a desired drive.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するため、本発明は、容量可
変機構を有する油圧ポンプと、この油圧ポンプに
より駆動される容量可変機構を有する油圧モータ
および他の油圧アクチユエータとを備えたものに
おいて、前記他の油圧アクチユエータの駆動時に
前記油圧ポンプのおしのけ容積を所定の値に設定
するとともに前記油圧モータのみの駆動時に前記
油圧ポンプのおしのけ容積を前記所定の値より低
い値に設定する設定手段と、前記油圧モータの高
圧側圧力が所定の圧力以下のときには当該油圧モ
ータのおしのけ容積を所定の低い値に維持すると
ともに前記所定の圧力を超えたときその圧力に応
じて当該油圧モータのおしのけ容積を増加させる
ように駆動する駆動手段とを設けたことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a hydraulic pump having a variable capacity mechanism, a hydraulic motor and other hydraulic actuator having a variable capacity mechanism driven by the hydraulic pump, and which includes a setting means for setting the displacement volume of the hydraulic pump to a predetermined value when the hydraulic actuator is driven, and setting the displacement volume of the hydraulic pump to a value lower than the predetermined value when only the hydraulic motor is driven; When the high pressure side pressure of the hydraulic motor is below a predetermined pressure, the displacement volume of the hydraulic motor is maintained at a predetermined low value, and when the pressure exceeds the predetermined pressure, the displacement volume of the hydraulic motor is increased in accordance with the pressure. It is characterized in that it is provided with a driving means for driving.

〔作用〕[Effect]

設定手段は、他の油圧アクチユエータ、又は他
の油圧アクチユエータと油圧モータとが同時に駆
動される場合、油圧ポンプのおしのけ容積をエン
ジンの出力で定まる所定の値(最大値又はその近
辺の値)に設定し、かつ、油圧モータのみが駆動
される場合には、油圧ポンプのおしのけ容積を上
記所定の値よりも小さな値に設定する。一方、駆
動手段は、油圧モータの高圧側出力が所定圧以下
のときにはおしのけ容積を低い値に保持し、所定
圧を超えたとき(負荷が大きくなつたとき)には
これに応じておしのけ容積を大きくする。これに
より、油圧ポンプの吐出流量を減少させ、油圧モ
ータの所期の駆動を得ながら管路損失を減少せし
めることができる。
The setting means sets the displacement volume of the hydraulic pump to a predetermined value (maximum value or a value close to it) determined by the engine output when another hydraulic actuator or another hydraulic actuator and hydraulic motor are driven simultaneously. However, when only the hydraulic motor is driven, the displacement volume of the hydraulic pump is set to a value smaller than the predetermined value. On the other hand, the drive means maintains the displacement volume at a low value when the high-pressure side output of the hydraulic motor is below a predetermined pressure, and adjusts the displacement volume accordingly when the output exceeds the predetermined pressure (when the load increases). Enlarge. Thereby, it is possible to reduce the discharge flow rate of the hydraulic pump and reduce pipe line loss while obtaining the desired drive of the hydraulic motor.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を第3図に示す実施例に基づいて
説明する。
The present invention will be explained below based on the embodiment shown in FIG.

第3図は本発明の実施例に係る油圧シヨベルの
油圧モータの駆動機構の油圧回路図である。図
で、第1図に示す部分と同一部分には同一符号が
付されている。18は油圧シヨベルの下部走行体
に備えられた可変容量形油圧モータ(以下、単に
油圧モータという。)、18aは油圧モータ18の
おしのけ容積可変機構(以下、斜板で代表させ
る)、19は斜板18を駆動してその傾転角を変
えるモータ傾転シリンダ、20は油圧モータ18
の両端の圧力を導入してその高圧側を選択するシ
ヤトル弁である。シヤトル弁20により選択され
た圧力はモータ傾転シリンダ19に導かれる。2
1はコントロールバルブ4のロツド4aに設けら
れたカムである。カム21は図示のように、第1
図に示すカム5に比べてその両端部が切断されて
低くなつている。即ち、油圧ポンプ1で駆動され
る他のアクチユエータのコントロールバルブのロ
ツドに設けられたカムに比べてその両端部が低く
形成されている。
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a drive mechanism for a hydraulic motor of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. 18 is a variable displacement hydraulic motor (hereinafter simply referred to as a hydraulic motor) provided in the lower running body of the hydraulic excavator, 18a is a variable displacement displacement mechanism (hereinafter represented by a swash plate) of the hydraulic motor 18, and 19 is a slanted displacement mechanism. A motor tilting cylinder that drives the plate 18 to change its tilting angle; 20 is a hydraulic motor 18;
This is a shuttle valve that introduces pressure from both ends of the valve and selects the high pressure side. The pressure selected by the shuttle valve 20 is directed to the motor tilting cylinder 19. 2
1 is a cam provided on the rod 4a of the control valve 4. The cam 21 is connected to the first
Compared to the cam 5 shown in the figure, both ends thereof are cut off and are lower. That is, both ends thereof are formed lower than cams provided on the rods of control valves of other actuators driven by the hydraulic pump 1.

ここで、本実施例の動作を第4図a乃至cに示
す特性図を参照しながら説明する。油圧シヨベル
を走行させるためコントロールバルブ4をいずれ
か一方、例えば図の左側位置に切換えると、油圧
ポンプ1の吐出油はコントロールバルブ4、ブレ
ーキバルブ6を介して油圧モータ18に供給され
これを回転させる。一方、コントロールバルブ4
の操作によりカム21は右側に移行し、ローラ1
6はカム21の左側端部に乗り上げ、リンク機構
17、外部指令制御器15、傾転制御シリンダ1
0を介して油圧ポンプ1の斜板1aの傾転角を増
加する。今、ローラ16が、第1図に示す両端の
高いカム5の端部に乗り上げた場合の斜板1aの
傾転角を第2図aに示すようにθ1とし、本実施例
における両端の低いカム21の端部に乗り上げた
場合の斜板1aの傾転角をθ2とすると、両傾転角
θ1,θ2は第4図aに示すようにθ1>θ2の関係にあ
る。第4図aで、破線部分は第2図aに示す従来
の特性を示し、点Aはその平地走行時の油圧ポン
プ1の状態を示す。従来例においては、油圧ポン
プ1の吐出圧力が圧力P1以下の場合に斜板1a
の傾転角が角θ1一定であるのに対して、本実施例
においては、油圧ポンプ1の吐出圧力が圧力P1
よりも大きい圧力P2以下の場合に斜板1aの傾
転角が角θ2一定である。そして、角θ2は角θ1より
小さいのであるから、油圧ポンプ1の吐出量は従
来例における吐出量に比べて減少する。
Here, the operation of this embodiment will be explained with reference to the characteristic diagrams shown in FIGS. 4a to 4c. When the control valve 4 is switched to one of the positions, for example, to the left side in the figure, in order to run the hydraulic excavator, the oil discharged from the hydraulic pump 1 is supplied to the hydraulic motor 18 via the control valve 4 and the brake valve 6 to rotate it. . On the other hand, control valve 4
With the operation of , the cam 21 moves to the right side, and the roller 1
6 rides on the left end of the cam 21, link mechanism 17, external command controller 15, tilting control cylinder 1
0 to increase the tilt angle of the swash plate 1a of the hydraulic pump 1. Now, if the roller 16 rides on the ends of the cam 5 at both ends shown in FIG. 1, the tilting angle of the swash plate 1a is set to θ 1 as shown in FIG. If the tilting angle of the swash plate 1a when it rides on the end of the low cam 21 is θ 2 , then both tilting angles θ 1 and θ 2 have a relationship of θ 1 > θ 2 as shown in FIG. 4a. be. In FIG. 4a, the broken line portion shows the conventional characteristics shown in FIG. 2a, and point A shows the state of the hydraulic pump 1 when traveling on flat ground. In the conventional example, when the discharge pressure of the hydraulic pump 1 is less than pressure P1 , the swash plate 1a
While the tilting angle of the hydraulic pump 1 is constant at the angle θ 1 , in this embodiment, the discharge pressure of the hydraulic pump 1 is the pressure P 1
The tilting angle of the swash plate 1a is constant at an angle θ 2 when the pressure is less than or equal to the pressure P 2 . Since the angle θ 2 is smaller than the angle θ 1 , the discharge amount of the hydraulic pump 1 is reduced compared to the discharge amount in the conventional example.

ところで、油圧モータ18の斜板18aの傾転
角を小さくすれば、油圧モータ18の入力圧力が
増大すること、および油圧モータ18の出力トル
クはその入力圧力とモータ容量の積に比例するこ
とが知られている。したがつて、油圧シヨベルの
平地走行等油圧モータ18の負荷が低い一定範囲
においては、斜板18aの傾転角を小さくして
も、油圧モータ18の入力圧力が増大するから充
分に所要の出力トルクを得ることができる。一
方、油圧モータ18の回転数は供給される吐出量
に比例し、斜板18aの傾転角に反比例する。し
たがつて、供給される吐出量が一定であるときに
は、斜板18aの傾転角を小さくすれば油圧モー
タ18の回転数を増大させることができる。以上
のことから、油圧ポンプ1の斜板1aの傾転角を
小さくしてその吐出量を減少させても、油圧モー
タ18の斜板18aの傾転角を小さくしてその入
力圧力を増大してやれば、充分な出力トルクを得
つつ回転数も上昇させることができることにな
る。
By the way, if the tilting angle of the swash plate 18a of the hydraulic motor 18 is reduced, the input pressure of the hydraulic motor 18 increases, and the output torque of the hydraulic motor 18 is proportional to the product of the input pressure and the motor capacity. Are known. Therefore, in a certain range where the load on the hydraulic motor 18 is low, such as when a hydraulic excavator is running on flat ground, even if the tilting angle of the swash plate 18a is reduced, the input pressure of the hydraulic motor 18 increases, so that the required output is not sufficient. torque can be obtained. On the other hand, the rotation speed of the hydraulic motor 18 is proportional to the supplied discharge amount and inversely proportional to the tilt angle of the swash plate 18a. Therefore, when the supplied discharge amount is constant, the rotational speed of the hydraulic motor 18 can be increased by reducing the tilt angle of the swash plate 18a. From the above, even if the tilting angle of the swash plate 1a of the hydraulic pump 1 is reduced to reduce its discharge amount, the input pressure can be increased by decreasing the tilt angle of the swash plate 18a of the hydraulic motor 18. This means that it is possible to increase the rotational speed while obtaining sufficient output torque.

そこで、本実施例においては、カム21の両端
の高さを、そこにローラ16が乗り上げたとき斜
板1aの傾転角が第4図aに示す小さな傾転角θ2
になるように設定しておき、一方、シヤトル弁2
0で選択された高圧側圧力が第4図cに示す所定
の圧力P2以下において、油圧モータ18の斜板
18aの傾転角が従来の固定容量形油圧モータ2
の傾転角θ1′より小さい傾転角θn2になるようにモ
ータ傾転シリンダ19の特性を設定しておく。そ
うすると、第4図aに示すように、油圧ポンプ1
の吐出量を減少させたにもかかわらず、第4図b
に示すように油圧モータ18の回転数を入力圧力
P2以下において従来の固定容量形モータ2の回
転数N1と等しくすることができる。この結果、
油圧シヨベルの平地走行時、油圧ポンプ1の吐出
量が減少することにより回路の圧損も著るしく減
少するとともに、油圧モータ18の駆動速度は従
来の固定容量形モータ2の駆動速度と同一にする
ことができる。なお、第4図aに示す点Bは平地
走行時の油圧ポンプ1の状態を示す。
Therefore, in this embodiment, the height of both ends of the cam 21 is set such that the tilting angle of the swash plate 1a when the roller 16 rides thereon is a small tilting angle θ 2 shown in FIG. 4a.
On the other hand, the shuttle valve 2
When the high pressure side pressure selected at 0 is less than the predetermined pressure P2 shown in FIG.
The characteristics of the motor tilt cylinder 19 are set so that the tilt angle θ n2 is smaller than the tilt angle θ 1 '. Then, as shown in FIG. 4a, the hydraulic pump 1
Despite reducing the discharge amount of
Input the rotation speed of the hydraulic motor 18 as shown in
The rotation speed N 1 of the conventional fixed displacement motor 2 can be made equal to P 2 or less. As a result,
When the hydraulic excavator runs on flat ground, the pressure drop in the circuit is significantly reduced due to the reduction in the discharge amount of the hydraulic pump 1, and the drive speed of the hydraulic motor 18 is made the same as the drive speed of the conventional fixed displacement motor 2. be able to. Note that point B shown in FIG. 4a shows the state of the hydraulic pump 1 when traveling on flat ground.

油圧シヨベルが坂道等抵抗の大きい場所を走行
する場合には、油圧モータ18の入力圧力は圧力
P2を超える。この場合シリンダー19内のスプ
リング圧力P2の直前の圧力から動き出すように
しておけば、負荷トルク増大につれて斜板18a
の傾転角が大きくなり圧力P2の直後で最大とな
る。この圧力P2はシヤトル弁20よりモータ傾
転シリンダ19に導かれ、モータ傾転シリンダ1
9は導かれた圧力に応じて第4図cに示すように
斜板18aの傾転角を最小傾転角θn2から最大傾
転角θn1までの間で自動的に変化させる。なお、
第4図cに示す圧力P2の点で傾転角θn2から傾転
角θn1に直線的に上昇しているのは負荷が増大し
圧力が圧力P2以上になろうとすると斜板18a
の傾転が増大する結果、直ちに圧力は下るため圧
力一定のもとで、傾転が大きくなるような作動を
することに起因している。今、斜板18aの傾転
角が角θn2のときの入力圧力P2の直前における回
転数特性曲線上の点をα1その直後の傾転角が大き
くなつた時点の点をα2とし、又、斜板18aの傾
転角を角θn1に固定した場合の回転数特性曲線を
一点鎖線で示し入力圧力P3における当該回転数
特性曲線上の点をα3とすると、入力圧力P2を超
えた場合の油圧モータ18の回転数は点α1と点α2
を通り点α3を結ぶ直線上にある。又、斜板18a
の傾転角が角θn2のときの入力圧力P2の直前にお
ける出力トルク特性直線上の点β1、直後の点を
β2、斜板18aの傾転角を角θn1に固定した場合
の出力トルク特性直線を二点鎖線で示した入力圧
力P3における当該直線上の点をβ3とすると、入力
圧力P2を超えた場合の油圧モータ18の出力ト
ルクは点β1と点β2を通りβ3を結ぶ直線上にある。
即ち、油圧モータ18の負荷が坂道走行等により
増大し、その入力圧力が所定の圧力P2を超える
と、油圧モータ18の回転数は急速に減少し、一
方、油圧モータ18の出力トルクは急速に増大す
る。油圧シヨベルの坂道走行や湿地脱出等におい
ては、高速走行の必要はなく、充分な出力トルク
を確保できればよいのであるから上記の特性は油
圧モータ18にとつて極めて望ましい特性である
といえる。
When the hydraulic excavator travels on a place with high resistance such as a slope, the input pressure of the hydraulic motor 18 is
Exceeds P2 . In this case, if it starts moving from the pressure just before the spring pressure P2 in the cylinder 19, the swash plate 18a will move as the load torque increases.
The tilt angle increases and reaches its maximum immediately after pressure P 2 . This pressure P2 is guided from the shuttle valve 20 to the motor tilting cylinder 19, and the motor tilting cylinder 1
9 automatically changes the tilt angle of the swash plate 18a between the minimum tilt angle θ n2 and the maximum tilt angle θ n1 as shown in FIG. 4c in accordance with the introduced pressure. In addition,
The reason why the pressure increases linearly from the tilt angle θ n2 to the tilt angle θ n1 at the pressure P 2 shown in FIG.
As a result of the increase in tilting, the pressure immediately decreases, so this is due to the operation in which the tilting increases while the pressure remains constant. Now, when the tilt angle of the swash plate 18a is θ n2 , the point on the rotational speed characteristic curve immediately before the input pressure P 2 is α 1 , and the point immediately after that when the tilt angle becomes large is α 2 . , In addition, if the rotation speed characteristic curve when the tilting angle of the swash plate 18a is fixed at the angle θ n1 is indicated by a dashed line, and the point on the rotation speed characteristic curve at input pressure P 3 is α 3 , the input pressure P When the rotation speed of the hydraulic motor 18 exceeds 2 , the rotation speed of the hydraulic motor 18 is at point α 1 and point α 2
It is on a straight line passing through and connecting point α3 . Also, the swash plate 18a
When the tilt angle of the swash plate 18a is fixed at the angle θ n1 , the point β 1 on the output torque characteristic line immediately before the input pressure P 2 is β 2 , the point immediately after is β 2 , and the tilt angle of the swash plate 18a is fixed at the angle θ n1 If the point on the straight line at the input pressure P 3 where the output torque characteristic straight line is indicated by a two-dot chain line is β 3 , the output torque of the hydraulic motor 18 when the input pressure P 2 is exceeded is between the points β 1 and the point β. It lies on the straight line passing through 2 and connecting β 3 .
That is, when the load on the hydraulic motor 18 increases due to running on a slope, etc., and its input pressure exceeds a predetermined pressure P2 , the rotation speed of the hydraulic motor 18 rapidly decreases, while the output torque of the hydraulic motor 18 rapidly decreases. increases to When a hydraulic excavator is running on a slope or escaping from a wetland, it is not necessary to run at high speed, and it is sufficient to ensure sufficient output torque, so the above characteristics can be said to be extremely desirable for the hydraulic motor 18.

このように、本実施例では、油圧モータ駆動
時、油圧モータのコントロールバルブのロツドに
設けられたカムのみを他のアクチユエータのコン
トロールバルブのカムよりも低くすることにより
油圧ポンプの容量を低くして高吐出圧、低流量と
し、かつ、モータ傾転シリンダにより油圧モータ
の斜板の傾転角を、油圧モータ入力圧力が所定の
圧力以下において小さな一定の傾転角とし、所定
の圧力を超えたときその圧力に応じて大きく変化
するようにしたので、油圧モータに所期の駆動を
行わせつつ、しかも管路の圧損を大幅に減少させ
ることができ、ひいては原動機の馬力上昇を抑え
て省エネルギーに寄与することもできる。又、油
圧モータの負荷が大きくなつたとき、大きな出力
トルクを得ることもできる。さらに、シヤトル弁
により油圧モータの高圧側の圧力をモータ傾転シ
リンダに導くようにしたので、油圧モータの斜板
の傾転角制御を自動的に連続して最適に行なうこ
とができ、運転者の負担を大きく軽減することが
ができる。
In this way, in this embodiment, when the hydraulic motor is driven, only the cam provided on the control valve rod of the hydraulic motor is made lower than the cams of the control valves of other actuators, thereby lowering the capacity of the hydraulic pump. High discharge pressure and low flow rate, and the tilting angle of the hydraulic motor swash plate by the motor tilting cylinder is set to a small constant tilting angle when the hydraulic motor input pressure is below a predetermined pressure, and exceeds a predetermined pressure. Since the pressure changes greatly depending on the pressure at the time, it is possible to make the hydraulic motor perform the desired drive while significantly reducing the pressure drop in the pipeline, which in turn suppresses the increase in horsepower of the prime mover and saves energy. You can also contribute. Furthermore, when the load on the hydraulic motor increases, a large output torque can be obtained. Furthermore, since the pressure on the high pressure side of the hydraulic motor is guided to the motor tilting cylinder by the shuttle valve, the tilting angle of the hydraulic motor's swash plate can be automatically and continuously optimized. can greatly reduce the burden on

なお、上記実施例では、油圧シヨベルの走行油
圧モータについて述べたが、これに限ることはな
く、他の種々の作業機の種々の油圧モータに適用
することができる。
In the above embodiments, the traveling hydraulic motor of a hydraulic excavator was described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to various hydraulic motors of various other working machines.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明では、油圧モータの
駆動時、油圧ポンプの容量を低くして高吐出圧、
低流量とし、かつ、油圧モータの高圧側圧力が所
定圧力以下のとき油圧モータのおしのけ容積可変
機構の傾転角を小さくし、前記所定圧力を超えた
とき当該傾転角をその圧力に応じて大きく変化す
るようにしたので、油圧モータに所期の駆動を行
わせつつ、しかも管路の圧損を大幅に減少させる
ことができ、ひいては原動機の馬力上昇を抑えて
省エネルギーに寄与することができる。又、油圧
モータの大きな負荷にも充分対応し得る出力トル
クを得ることもできる。さらに、油圧モータの入
力圧力に応じて傾転角を変化させるので、油圧モ
ータの駆動速度制御を自動的、かつ、なめらかに
行なうことができる。
As described above, in the present invention, when the hydraulic motor is driven, the capacity of the hydraulic pump is lowered to achieve high discharge pressure.
When the flow rate is low and the pressure on the high pressure side of the hydraulic motor is below a predetermined pressure, the tilting angle of the variable displacement mechanism of the hydraulic motor is made small, and when the predetermined pressure is exceeded, the tilting angle is adjusted according to the pressure. By making the pressure change greatly, it is possible to make the hydraulic motor perform the desired drive while also significantly reducing the pressure loss in the pipeline, which in turn suppresses the increase in horsepower of the prime mover and contributes to energy savings. Further, it is also possible to obtain an output torque that can sufficiently cope with the large load of the hydraulic motor. Furthermore, since the tilting angle is changed according to the input pressure of the hydraulic motor, the driving speed of the hydraulic motor can be controlled automatically and smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の油圧シヨベルの油圧モータの駆
動回路図、第2図a,b,cは第1図に示す油圧
ポンプおよび油圧モータの特性図、第3図は本発
明の実施例に係る油圧シヨベルの油圧モータの駆
動機構の油圧回路図、第4図a,b,cは第3図
に示す油圧ポンプおよび油圧モータの特性図であ
る。 1……油圧ポンプ、1a,18a……斜板、4
……コントロールバルブ、4a……ロツド、9…
…吐出量制御装置、16……ローラ、18……油
圧モータ、19……モータ傾転シリンダ、20…
…シヤトル弁、21……カム。
Fig. 1 is a drive circuit diagram of a hydraulic motor of a conventional hydraulic excavator, Fig. 2 a, b, and c are characteristic diagrams of the hydraulic pump and hydraulic motor shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram according to an embodiment of the present invention. Hydraulic circuit diagrams of the drive mechanism of the hydraulic motor of the hydraulic excavator, FIGS. 4a, b, and c are characteristic diagrams of the hydraulic pump and hydraulic motor shown in FIG. 3. 1... Hydraulic pump, 1a, 18a... Swash plate, 4
...Control valve, 4a... Rod, 9...
...Discharge rate control device, 16...Roller, 18...Hydraulic motor, 19...Motor tilting cylinder, 20...
...Shuttle valve, 21...cam.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 容量可変機構を有する油圧ポンプと、この油
圧ポンプにより駆動される容量可変機構を有する
油圧モータおよび他の油圧アクチユエータとを備
えたものにおいて、前記他の油圧アクチユエータ
の駆動時に前記油圧ポンプのおしのけ容積を所定
の値に設定するとともに前記油圧モータのみの駆
動時に前記油圧ポンプのおしのけ容積を前記所定
の値より低い値に設定する設定手段と、前記油圧
モータの高圧側圧力が所定の圧力以下のときには
当該油圧モータのおしのけ容積を所定の低い値に
維持するとともに前記所定の圧力を超えたときそ
の圧力に応じて当該油圧モータのおしのけ容積を
増加させるように駆動する駆動手段とを設けたこ
とを特徴とする油圧モータの駆動機構。
1. In a hydraulic pump having a variable capacity mechanism, a hydraulic motor having a variable capacity mechanism driven by the hydraulic pump, and another hydraulic actuator, the displacement volume of the hydraulic pump when the other hydraulic actuator is driven is setting means for setting the displacement of the hydraulic pump to a predetermined value and setting the displacement volume of the hydraulic pump to a value lower than the predetermined value when only the hydraulic motor is driven; and when the high pressure side pressure of the hydraulic motor is below the predetermined pressure. A driving means is provided for driving the hydraulic motor to maintain the displacement volume of the hydraulic motor at a predetermined low value and to increase the displacement volume of the hydraulic motor in accordance with the pressure when the predetermined pressure is exceeded. Hydraulic motor drive mechanism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57119174A (en) * 1980-11-28 1982-07-24 Do Const Mekaniku Zurutsuaa Co Static water power transmission using hydraulic motor and motors of this type

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