JPH03504149A - 逆転可能な油圧モータ操作のための油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧制御装置に関し、更に詳細にはモータの速度を制御するために容量 可変型ポンプの行程容積を、また、モータの回転方向を制御するために、ポンプ とモータとの間に配置した逆転バルブの作動位置を選択的に制御する油圧制御装 置に関する。

背景技術 可変容量ポンプの多くは、斜板の角度を制御し、それによってポンプの吐出容量 を制御する、ポンプと一体になった容量制御装置を備えている。上記ポンプのう ち多くのものの吐出容量は容量制御装置に供給される制御信号の圧力レベルを制 御することによって選択的に調節される。上記の可変容量ポンプの吐出流体を固 定容量モータに導きモータの速度がポンプの斜板角度によって変化するようにす ることは公知の技術である。モータを両方の方向に回転させる必要がある場合は 一般的に、逆転バルブをポンプとモータとの間に配設して逆転作動のためにモー タを通って流れる流体の方向を逆転させることが行なわれる。

上記のポンプとモータの構成を地表を移動する機械に採用した場合、これらの機 械においてはモータの作動速度と回転方向の制御は、機械の正常な操作のために 操作者が注意しなければならない他の多くの機能のうちの一つにすぎないため問 題が生じる。従って、操作者の機械の機能制御操作を単純化するため、操作者が 操作するレバーの数をできる限り少くしておくことが望ましい。

地表移動型機械の製造者は、しばしば、類似の機械の構成部品の共通性を維持し て製造及びその後部品サービスのために在庫を保持する必要がある異なる部品の 数を低減することが好ましいという状況に遭遇する。例えば地表移動型スクレー バとエレベーテインダスクレーバとはしばしば多くの共通部品を有しており、主 要な相違は通常型スクレーバはボウルの開放端に可動型エプロンを備えているの に対し、エレベーテインダスクレーバはボウルの開放端に動力式の昇降装置を備 えていることである。通常型スクレーバはボウル高さを調節する第１のレバーと 、エプロンの開閉を制御する第２のレバーと、ボウル内のエジェクタを制御する 第３のレバーとを備えている。いくつかのスクレーバではコントロールレバーに より作動する制御弁はモノブロックバルブと称しており、そのバルブ本体内部に 相互に連通した通路と３つのボアとを備え、それぞれのボア内に摺動可能にバル ブスプールが設けられ、上記レバーに作用上連結されている。同様にエレベーテ ィングスクレーバはボウル高さを調節する第１のレバーと、ボウル内のエジェク タを制御する第２のレバーと、理想的にはエレベータの駆動モータの作動を制御 する第３のレバーのみを備えることが好ましい。これにより生じる問題の一つは 、モノブロックバルブの形態を保持しながら、いかにしてバルブのスプール部の 一部分をエレベータ駆動モータ制御用に転換するかということであり、特に駆動 モータの作動速度が可変容量ポンプの吐出量制御に依存しており、一方モータの 回転方向が別体の逆転バルブにより制御されているような場合にこの問題が生じ る。

本発明は上述の問題の−又はそれ以上を解決することを目的としている。

発明の開示 本発明の１つの態様は、制御用流体信号を受けて、それに応じてポンプの吐出容 量を調節するための容量制御装置を有する可変容量油圧ポンプを備えた、逆転可 能な油圧モータの操作のための油圧制御装置である。パイロット操作式逆転バル ブはポンプとモータとに接続されるとともに、ポンプからの流体がモータを１つ の方向に駆動する第１の位置と、ポンプからの流体がモータを反対方向に駆動す る第２の位置との間を作動可能に設けられている。上記逆転バルブは、加圧され たパイロット流体が導入されると上記第２の位置に移動する。加圧パイロット流 体供給源にはセレクタバルブが接続されており、該セレクタバルブは中立位置と 第１と第２の作動位置との間を移動可能とされ、加圧パイロット流体供給源が上 記中立位置と第１の作動位置においては前記逆転バルブから遮断され、上記第２ の作動位置においてはパイロット流体が前記逆転バルブに導かれる。バルブ手段 は、パイロット流体供給源と可変容量ポンプの容量制御装置とに接続されており 、前記セレクタバルブが第１若しくは第２の作動位置へ動かされるとそれに応じ て、調節された圧力の制御信号を上記容量制御装置に導くようになっている。

本発明は、セレクタバルブを用い、前記第２の作動位置で逆転バルブへのパイロ ット流体の流れを制御するとともに、別体のバルブ手段がセレクタバルブが前記 第１若しくは第２の作動位置へ位置決めされると、それに応じて調節された圧力 制御信号を容量可変ポンプの容量制御装置に導くようにすることによって、操作 者の操作するレバーの数を最小にして操作の煩雑さを最小限にするという課題を 解決している。このようにしてモータの回転方向と回転速度との両方が操作者の セレクタバルブ操作のみによって制御される。

発明を実施するだめの最良の形態 油圧制御装置１０はエレベーテインダスクレーバの昇降機構（図示せず）の駆動 に使用可能な逆転可能な油圧モータ１１の操作のために設けられる。油圧装置１ ０は可変容量油圧ポンプ１２と、ポンプ１３のような加圧パイロット流体供給源 とを備えている。ポンプ１２は可動斜板１４と、該斜板１４の角度若しくは位置 を調節し、それによりポンプの吐出容量を調節するのに使用される容量制御装置 １６とを備えている。上記容量制御装置１６は、加圧流体の制御信号を受けると それに応じて斜板１４が最大行程容積位置の方向に移動し、斜板角度が上記制御 信号の圧力レベルに応じて決まるような形式である。ポンプ１２は、上記制御信 号がないときには斜板が行程容積がゼロになる位置に強制的に保持されるような 形式であることが望ましい。上記容量制御装置には１本の配管１７が接続されて いる。

図においてポンプ１３は固定容量ポンプとして示されているが、通常、車両の他 の機能用に流体を供給している圧力補償型の可変容量ポンプを用いても良い。

パイロット操作式逆転バルブ１８は供給配管１９を介して可変容量ポンプ１２に 、また一対のモータ配管２１．２２を介して油圧モータ１１にそれぞれ接続され ている。逆転バルブ１８は、供給配管１９がモータ配管２１と連通し、モータ配 管２２がタンク２３と連通する第１の位置と、供給配管１９がモータ配管２２と 連通し、モータ配管２１がタンク２３と連通する第２の位置との間を移動できる ようになっている。パイロット配管２４は逆転バルブ１８に接続されている。逆 転バルブ１８は前記第１の位置に向けて弾性的に付勢されており、パイロット配 管２４内に流体信号が存在する場合には前記第２の位置に押動される。

手動セレクタ２６は、複数の同心ボア２ｇ、　２９．３１と軸線方向に互いに離 間した位置でボア２８と交差する複数の環状部３２から３８とを有する複数の分 割部から成るボディ２７を備えている。

本実施例では上記ボディ２７は鋳物製であり、異なるバルブ機能用に設計されて いるため本実施例の用途では上記環状部のいくつかは機能していない。上記ボデ ィは、環状部３３の近傍でボア２Ｂと交差する、段付部を有する横方向ボア４１ と、環状部３７に連通し、パイロット配管２４に接続されたボート４２と、環状 部３８とボア２９との間の位置でボア２８と交差するボート４３と、ボア３１と 交差するボート４４と、環状部３２．３５と３８とをタンク２３に接続する図式 的に示したドレーン通路４６とを備えている。

セレクタバルブ２６はボア２８内を往復して滑動可能なスプール４７を備え、該 スプール４７は図示した状態で前記横方向ボア４１と整合する位置に環状溝４８ を有している。環状溝４８の一方の側には一対のカム面５１．５２が設けられも う一方の側にはカム面５３が形成されている。スプール４７は、離間して設けら れるとともに互いに通路５８を介して連通ずる一対の環状溝５６゜５７を有する 流体制御部５４を備えている。前記カム面５３と流体制御部５４との間には環状 溝５９が設けられている。上記環状溝５９はスプールが図示した位置にあるとき には環状溝３５，３６゜３７を互いに連通させている。通常の形式の戻り止め機 構６１とスプールの心出し機構６２とがボア２９内に配設されスプール４７に連 結されている。戻り止め機構６１はボア３１内に摺動可能に設けられたピストン ６３を含んでいる。止め具６４がボア３１にねじ止めされており、該止め具６４ はボア３１のピストン６３の端部付近と連通ずる入口ボート６６を備えている。

パイロット流体供給配管６７はポンプ１３を上記入口ボート６６に接続している 。別のパイロット配管６８はボート４４とボート４３とを相互に接続している。

パイロット配管６７内の加圧流体はピストン６３を上方に移動させそれによりポ ンプ１３が作動している場合にはパイロット配管６８に加圧流体が供給される。

前記バルブスプール４７は図示した中立又は非作動位置“Ｎ”から符号“Ｌ”、 “Ｈ”、“Ｒ”で示す３つの作動位置に移動することができるようになっている 。上記“Ｌ”と“Ｈ”はそれぞれモータ１１の正転方向での低速と高速の作動を 表わし、“Ｒ”はモータの逆転作動を表わしている。

信号制御弁７１は前記セレクタバルブ２６のボディに適宜に連結されたボディ７ ２を有している。ボディ７２はボディ２７のボア４１と同心の一対の同心ボア７ ３．７４と、ボア７３と交差する環状部７６と、環状溝７６に連通ずるとともに パイロット配管６８に接続された入口ポート７７と、ボア７３に連通ずるととも に信号配管１７に接続された吐出ボート７８とを備えている。信号制御弁７１は 、ボア７３内に滑動可能に配設されたスプール７９を備え、８１を内部に、また 該通路８１と交差する横方向通路８２をそれぞれ備えている。スプール７９が図 示した位置にあるとき、横方向通路８２はボア７４内に開口するようにされてい る。小径のステム８３はスプール７９の端部に適宜に連結され、セレクタバルブ ２６のスプール４７の方向に延設されている。ステム８３の端部には大径のフラ ンジ８４が設けられている。段付きのアダプタスリーブ８６はボディ２７の横方 向ボア４１内に装着されており、ボア４１と同心の段付きボア８７を備えている 。該スリーブの外周面には、そのうちの１つの符号８８で示した複数のスロット が設けられ、ボア７４とボディ２７内のボア２８の環状部３３近傍とを常時連通 している。プランジャ８９はボア８７内に滑動可能に配置され、スリーブ８６に 当接するフランジ９１と、スプール４７の環状溝４８に当接する球面状端部９２ とを備えている。平板状の環状コネクタ９４はフランジ９１と環状スプリングシ ート９６との間に配置され、ステム８３が自在に通過できる中央開口部９７を備 えている。内側コイルスプリング９８はステム８３を取り囲んでスプリングシー ト９６とスプール７９との間に配置され、スプール７９をスプール４７から遠ざ かる方向に弾性的に付勢している。外側コイルスプリング９９は内側コイルスプ リング９８を取り囲んでスプリングシート９６とボディ７２との間に配置されて いる。スプリング９９はプランジャ８９、従ってスプール７９を図示した位置に 弾性的に付勢している。信号制御弁７１はバルブ手段１０１を構成し、セレクタ バルブ２６のスプール４７が３つの作動位置のいずれか１つに動かされるとそれ に応じて、調節された圧力の制御信号を可変容量ポンプ１２の容量制御装置１６ に供給する。

産業上の利用可能性 本発明の実施にあたって、ポンプ１２と１３は両方ともエンジンにより駆動され ると仮定する。ポンプ１３は加圧流体をパイロット流体供給配管６７とポート６ ６とを介してボア３１内に供給する。ボア３１内の加圧流体はピストン６３を上 方に移動させて戻り止め機構６１を作動させ、それによりスプール４７を操作者 が選択した位置に弾性的に保持されるようにする。ピストン６３の移動は同様に ポート４４を通る流路を形成し、それにより回転は操作者がセレクタバルブ２６ のスプール４７を図示した中立位置から“Ｌ”、“Ｈ”、“Ｒ”の位置のいずれ かに動かすことにより選択的に得ることができる。スプール４７が図示した位置 にあるとき、流体制御部５４はポート４３を通る流体の流れを遮断し、一方ボー ト４２は環状部３７、環状溝５９、環状部３６及び３５とドレーン通路４６を介 してタンク２３に連通される。このようにして、ポンプ１３からのパイロット流 体は逆転バルブ１８から遮断され、逆転バルブ１８は図示した第１の位置に移動 する。更に、スプール４７の中立位置においては、信号制御弁７１のスプリング ９９はプランジャ８９を押動し、それによりスプール７９を、可変容量ポンプ１ ２の容量制御装置１６に制御信号を送らない第１の位置に移動させる。更に詳細 にいえば、スプール７９が、図示位置にあると配管１７は、吐出ポート７８、ボ ア７３、スプール７９内の通路８１及び８２、ボア７４、スリーブ８６のスロッ ト８８、環状部３３及び３２、そしてドレーン通路４６を介してタンク２３に連 通ずる。配管１７内に制御信号がない場合、容量制御装置１６は自動的に可変容 量ポンプ１２の斜板７４を行程容積がゼロになる位置に動かすため、モータ１１ には流体が供給されず、従ってモータ１１は駆動されない。

モータ１１の正転低速駆動は操作者がスプール４７を選択的にＬの位置まで下方 に動かすことによって得ることができる。

上記動作によりカム面５１がプランジャ８９を機械的に図の右方向に第２の位置 まで移動させ、それによりスプリング９８がスプール７９を横方向通路８２と環 状部７６とが連通ずる位置まで移動させるようにする。上記位置では、配管６８ からの加圧流体はポート７７、通路８２及び８１、ボア７３、吐出ボート７８、 そして信号配管１７を通って容量制御装置１６に供給される。ボア７３内の流体 はスプール７９の端部に作用してスプールをスプリング９８の付勢力に抗して左 方向に押圧する。横方向通路８２と環状部７６との相互作用は配管６８からの流 体圧力の低下を生じさせ、それにより調節された圧力の制御信号が容量制御装置 １６に供給される。調節された圧力の制御信号は可変容量ポンプ１２の所定の吐 出容量を得るのに充分であり、それによりモータ１１は所定の速度で駆動される 。バルブスプール４７が“Ｌ”位置にあると配管２４はタンク２３との連通を保 っており、そのため逆転バルブ１８は図示の位置に保持される。こうして、モー タ１１は正転方向に駆動される。

モータ１１の高速作動を得るためには、操作者はバルブ４７を“Ｈ”位置まで下 方に動かし、カム面５２がプランジャ８９を機械的に更に右方向へ第３の位置ま で移動させるようにしてスプール７９に作用するコイルスプリング９８の付勢力 を増大させ、それにより容量制御装置１６に供給される制御信号の圧力を増大さ せる。調節された圧力の制御信号はポンプ１２の第２の所定吐出容量を得るのに 充分な第２の所定レベルまで増大し、そのためモータ１１は第２の所定速度で駆 動される。

モータ１１の逆転作動はスプール４７を上方に“Ｒ”位置まで動かすことにより 得られる。スプールの上記動作によりカム面５３がプランジャ８９を第２の位置 まで移動させる。前述のように、プランジャ８９が第２の位置にあると所定の圧 力レベルの制御信号が容量制御装置１６に供給され、それにより斜板１４が可変 容量ポンプ１２の所定吐出容量を得るように調節される。

同様に、スプール４７が“Ｒ”位置にあると、配管６８からの加圧流体はポート ４３、環状溝５７、通路５８、環状溝５６、ポート４２、そしてパイロット配管 ２４を通過して、逆転バルブ１８をポンプ１２からの加圧流体が配管２２を通っ てモータ１１を逆転方向に駆動する第２の位置へと移動させる。

本実施例においてはモータ１１の低速正転方向の速度と逆転方向の速度とは等し い。しかし、所望であれば低速正転の速度と逆転の速度の設定値が異なるように カム面５１又は５３を構成することもできる。

上記の説明から、本発明の構成はモータの速度と回転方向とがセレクタバルブの 手動操作により制御される逆転可能な油圧モータの改良された油圧制御装置を提 供することが容易に理解される。セレクタバルブは、油圧モータの回転方向を制 御する流体制御部と、制御信号弁を機械的に作動させそれにより可変容量ポンプ の容量を制御する複数のカム面とを備えている。可変容量ポンプの容量を制御す ることによりモータの作動速度が制御される。

本発明の他の側面、目的、利点は添付図面や説明及び添付の請求の範囲を検討す ることにより理解される。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成２年１０月７２日 特許庁長官　植　松　　　敏　殿 １　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　８８１０２３２４ ２　発明の名称 逆転可能な油圧モータ操作のための油圧制御装置３　特許出願人 ４代理人 ５　補正書の提出年月日 請求の範囲 １、逆転可能な油圧モータ（１１）の操作のための油圧制御装置（１０）であっ て： 制御用流体信号を受け、その制御用流体信号に応じてポンプの吐出容量を調節す る容量制御装置（１６）を有する可変容量油圧ポンプ（１２）と； 前記ポンプ（１２）と前記モータ（１１）とに接続されるとともに、ポンプから の流体がモータを正転方向に駆動する第１の位置と、ポンプからの流体がモータ を逆転方向に駆動する第２の位置との間を移動可能であって、加圧パイロット流 体が供給された場合には上記第２の位置に移動するパイロット操作式逆転バルブ （１８）と； 加圧パイロット流体の供給源と； 前記加圧パイロット流体の供給源と前記逆転バルブ（１８）とに接続される手動 セレクタバルブ（２６）であって、中立位置と第１及び第２の作動位置との間を 移動可能であるとともに前記中立位置と第１の作動位置とでは加圧パイロット流 体の供給源が前記逆転バルブから遮断され、前記第２の作動位置ではパイロット 流体が前記逆転バルブに供給されるスプール（４７）を備えた手動セレクタバル ブ（２６）と；前記パイロット流体の供給源（１３）と前記ポンプ（１２）の容 量制御装置（］６）とに接続されたバルブ手段（１０１）であって、前記スプー ルが前記第１又は第２の作動位置へ移動されると前記容量制御装置（１６）に調 節した圧力の制御信号を送る位置に前記スプール（４７）により機械的に位置決 めされるバルブ手段（１０１）、 とを備える逆転可能な油圧モータ（１１）の操作のための油圧制御装置（１０） 。

２、前記バルブ手段（１０１）は、前記容量制御装置（１６）に制御信号が供給 されない第１の位置と、前記容量制御装置にポンプ（１２）の所定の吐出容量を 得るのに充分な調節した圧力の制御信号を供給する第２の位置との間を移動可能 なプランジャ（８９）を備え、該プランジャ（８９）は前記セレクタバルブ（２ ６）を中立位置から第１又は第２の作動位置に移動させると、それに応じて前記 第１の位置から前記第２の位置へと移動する請求の範囲第１項に記載の油圧制御 装置（１０）。

３、前記セレクタバルブ（２６）の前記スプール（４７）は、前記中立位置と前 記第１及び第２の作動位置との間を移動可能であるとともに、環状溝（４８）と この環状溝の両側に第１と第２のカム面（５１，５３）とを有し、前記スプール （４７）の中立位置においては前記プランジャ（８９）が前記環状溝（４８）内 に位置し、前記スプール（４７）が第１と第２の作動位置に移動されると、前記 第１と第２のカム面（５１，５３）によって前記プランジャ（８９）が前記第２ の位置に移動させられる請求の範囲第２項に記載の油圧制御装置（１０）。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．逆転可能な油圧モータ（１１）の操作のための油圧制御装置（１０）であっ て： 制御用流体信号を受け、その制御用流体信号に応じてポンプの吐出容量を調節す る容量制御装置（１６）を有する可変容量油圧ポンプ（１２）と； 前記ポンプ（１２）と前記モータ（１１）とに接続されるとともに、ポンプから の流体かモータを正転方向に駆動する第１の位置と、ポンプからの流体がモータ を逆転方向に駆動する第２の位置との間を移動可能であって、加圧パイロット流 体が供給された場合には上記第２の位置に移動するパイロット操作式逆転バルブ （１８）と； 加圧パイロット流体の供給源と； 前記加圧パイロット流体の供給源と前記逆転バルブ（１８）とに接続されるとと もに、中立位置と第１及び第２の作動位置との間を移動可能な手動セレクタバル ブ（２６）であって前記中立位置と第１の作動位置とでは加圧パイロット流体の 供給源か前記逆転バルブから遮断され、前記第２の作動位置ではパイロット流体 が前記逆転バルブに供給される手動セレクタバルブ（２６）と； 前記パイロット流体の供給源（１３）と前記ポンプ（１２）の容量制御装置（１ ６）とに接続され、前記セレクタバルブか前記第１又は第２の作動位置へ移動さ れると、それに応じて前記容量制御装置（１６）に調節した圧力の制御信号を送 るバルブ手段（１０１）、 とを備える逆転可能な油圧モータ（１１）の操作のための油圧制御装置（１０） 。 ２．前記バルブ手段（１０１）は、前記容量制御装置（１６）に制御信号が供給 されない第１の位置と、回転方向制御装置にポンプ（１２）の所定の吐出容量を 得るのに充分な調節した圧力の制御信号を供給する第２の位置との間を移動可能 なプランジャ（８９）を備え、該プランジャ（８９）は前記セレクタバルブ（２ ６）を中立位置から第１又は第２の作動位置に移動させると、それに応じて前記 第１の位置から前記第２の位置へと移動する請求の範囲第１項に記載の油圧制御 装置（１０）。 ３．前記セレクタバルブ（２６）は、前記中立位置と前記第１及び第２の作動位 置との間を移動可能であるとともに、環状溝（４８）とこの環状溝の両側に第１ と第２のカム面（５１，５３）を有するスプール（４７）を備え、前記プランジ ャ（８９）が前記スプール（４７）の中立位置においては前記環状溝（４８）内 に位置し、前記スプール（４７）が第１と第２の作動位置に移動されると、前記 第１と第２のカム面（５１，５３）によって前記プランジャ（８９）が前記第２ の位置に移動させられる請求の範囲第２項に記載の油圧制御装置（１０）。 ４．前記信号制御弁はスプール（７９）と、前記プランジャ（８９）と上記スプ ール（７９）との間に配置されたスプリング（９８）とを有し、上記スプール（ ７９）は、前記プランジャが第１の位置にあるときには加圧流体の供給源が容量 制御装置（１６）から遮断される位置に保持され、前記プランジャ（８９）が第 ２の位置に移動されると調節された圧力の制御信号を容量制御装置（１６）に供 給する位置に前記スプリングにより弾性的に移動される請求の範囲第３項に記載 の油圧制御装置（１０）。 ５．前記プランジャ（８９）は、容量制御装置（１６）に供給される調節された 圧力の制御信号の圧力レベルが、前記可変容量ポンプ（１２）の第２の所定吐出 容量を得るのに充分な第２の所定レベルまで増大する第３の位置に移動させるこ とができ、前記セレクタバルブ（２６）の前記スプール（４７）は前記第２のカ ム面（５１）の近傍に第３のカム面（５２）を備えるとともに、カム面（５２） がプランジャ（８９）を第３の位置に移動させる第３の作動位置に移動可能であ る請求の範囲第４項に記載の油圧制御装置（１０）。