JPH04370403A - 油圧駆動回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建設機械の旋回、走
行用等や荷役機械のウインチ用等に対して使用される可
変容量モータの容量制御装置に係り、殊にこの種の装置
における操作性、作業性並びに安全性の向上を図った可
変容量モータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の可変容量モータにおい
ては、作業性を向上するために負荷の変動に対応して駆
動速度を変更する等の手段が講じられている。

【０００３】従来、例えば図４に示すように、可変容量
モータ１００の容積制御シリンダ１０２を定馬力制御弁
１０４により制御するようにした可変容量モータの容量
制御装置が知られている（特公平３−８４０１号公報）
。この容量制御装置において、定馬力制御弁１０４は、
ばね１０６およびモータ１００からの駆動圧と遠隔制御
弁１０８からのパイロット圧とをスプール１１０を介し
て対向させると共に、モータ１回当りの押しのけ容積を
、ばね１０６およびモータ駆動圧に対してパイロット圧
が押し勝つと減少し、押し負けると増加し、釣り合うと
一定に保つように容積制御シリンダ１０２を制御するよ
うに構成されている。従って、このような構成によれば
、遠隔制御弁１０８からのパイロット圧によって定馬力
制御弁１０４の設定圧が変更されるので、パイロット圧
が一定でも定馬力特性が得られること、および負荷一定
の状態でもレバー操作により任意のモータ回転数が得ら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術においては、以下に述べるような改善されるべ
き難点が存在していた。

【０００５】すなわち、前記の従来技術においては、定
馬力制御弁１０４は３位置を有し、そしてこれらの３位
置は、前述したように定馬力制御弁１０４の両端部にそ
れぞればね１０６およびモータ駆動圧の和と切換弁１１
２（図４参照）を操作するパイロット圧とを対向させる
ことにより位置決めされる。しかし、このような構成に
おいては、例えば切換弁１１２を中間位置に半操作して
この位置に保持した場合には、次のような難点を生じる
。すなわち、この場合には、定馬力制御弁１０４に作用
するパイロット圧は、切換弁１１２を操作すると同じ一
定圧力となるので、このパイロット圧に対して定馬力制
御弁１０４が釣り合うためのモータ駆動圧もただ１点の
みの圧力となる。しかるに、油圧モータで負荷を駆動す
る場合には、その駆動圧は通常同一の負荷であっても、
負荷の慣性、加速、減速或いは負荷に作用する外力によ
って大きく変動する。従って、このような条件において
は、定馬力制御弁１０４を釣り合い位置に保持すること
が極めて困難或いは実際上不可能となり、このためモー
タ容積の制御すなわち駆動速度の定速保持が甚だしく不
安定となる惧れがある。

【０００６】さらに、前記の技術においては、軽負荷を
半操作で駆動したい場合にも、モータ容積は規定馬力以
下では常に最小容積に設定保持されるので、負荷が作業
者の意図に反して高速で駆動される惧れもある。またさ
らに、比較的重い負荷を中速で駆動したい場合にも、モ
ータ容積は規定馬力を一旦越えると最大容積に設定保持
されるので、負荷をモータの中間容量すなわち中速で駆
動することができない等の難点を生じる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、モータ速度をレ
バー操作量に応じて低速から高速まで調整することがで
きると共に、さらにこのモータ速度を負荷に応じて自動
的に調整することができる、すなわち軽負荷では低トル
クの高速にて、また負荷の増加に伴って漸次低速回転と
なり、高負荷では大トルクの低速にて駆動することがで
きる可変容量モータ制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る可変容量モ
ータ制御装置は、容積制御装置を備えた可変容量モータ
と、油圧ポンプと、タンクと、油圧ポンプからの圧油を
前記可変容量モータまたはタンクへ給排する切換弁と、
前記切換弁をパイロット操作するパイロットバルブとか
らなる可変容量モータ制御装置において、前記容積制御
装置はパイロットバルブからのパイロット圧と油圧ポン
プからのモータ駆動圧によって作動する容積制御シリン
ダと容積制御弁とからなり、前記容積制御弁は前記パイ
ロット圧による作動を前記モータ駆動圧による作動に優
先させて選択する手段を有し、これにより切換弁の中立
位置では可変容量モータの１回転当り押しのけ容積がそ
の最大値に保持され、切換弁を操作するとその中立位置
からの切換量に対応して前記押しのけ容積が前記最大値
から減少し、一方この減少状態においてモータ駆動圧が
所定値以上に上昇するとこの上昇度に対応して前記押し
のけ容積が前記減少状態から前記最大値へ向けて増大す
るよう構成することを特徴とする。

【０００９】この場合、油圧ポンプは定馬力制御するよ
う構成することができる。

【００１０】

【作用】本発明に係る可変容量モータ制御装置によれば
、容量制御装置に設けた優先選択手段の作用により、可
変容量モータの容積は、切換弁の中立時には最大値に確
実に保持され、切換弁の操作時にはその操作量に対応し
て減少し、一方モータ駆動圧が上昇するとその上昇度に
対応して自動的に増大する。従って、可変容量モータの
速度は、切換弁の半操作時には最低速に確実に保持され
、切換弁の操作時にはその操作量に対応した速度に自動
的に増速され、しかもこの増速された速度が負荷圧に応
じて自動的に調整される。

【００１１】

【実施例】次に、本発明に係る可変容量モータ制御装置
の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

【００１２】図１において、先ず初めに、本発明の可変
容量モータ制御装置の基本的構成を簡単に説明する。本
実施例において、油圧回路は、油圧モータ１０の容積、
すなわち１回転当りの押しのけ容積を制御する容積制御
装置１２を備えた可変容量モータ１４と、油圧ポンプ１
６と、タンク１８と、油圧ポンプ１６からの圧油をモー
タ１０またはタンク１８へ給排する切換弁２０と、この
切換弁２０をパイロットポンプ２２からの２次パイロッ
ト圧を介して操作するパイロットバルブ２４とから構成
されている。

【００１３】しかるに、本発明の容積制御装置１２は、
容積制御シリンダ２６と容積制御弁２８とから構成され
る。そこで、容積制御シリンダ２６は、ヘッド室２６ａ
、ロッド室２６ｂおよびこの間に配置されるロッド２６
ｃとからなり、ロッド２６ｃが図１において左行すると
モータ容積を減少し、また右行するとモータ容積を増大
するよう構成されている。また、容積制御弁２８は、サ
ーボピストン３０、サーボスプール３２、２つのばね３
４，３６、リテーナ３８および段付ピストン４０からな
り、ここで前記要素の中で両ばね３４，３６、リテーナ
３８および段付ピストン４０は、優先選択手段４２を構
成し、その作用は後述することから明らかとなるが、ば
ね３４の力がばね３６の力より大きく設定されている。 そして、この容積制御装置１２に対して、容積制御弁２
８の段部シリンダ油室４４には、パイロットバルブ２４
からのパイロット圧がライン４６、シャトル弁４８、ラ
イン５０を介して接続され、容積制御弁２８のサーボピ
ストン左端部３０ａおよび容積制御シリンダ２６のロッ
ド室２６ｂには、油圧ポンプ１６からの圧油（モータ駆
動圧）がライン５２、切換弁２０、ライン５４、シャト
ル弁５６、ライン６８を介して接続され、さらに前記ラ
イン５８内のモータ駆動圧がサーボスプール３２の作動
により、ライン６０を介してヘッド室２６ａ或いはライ
ン６２を介してタンク１８ヘ切換え接続されるよう構成
されている。なお、図示されている容積制御装置１２の
状態は、サーボスプール３２が右行端位置にあり、これ
によりライン５８内のモータ駆動圧はロッド室２６ｂへ
接続され、ヘッド室２６ａはライン６０からサーボスプ
ール３２を経ると共にライン６２を介してタンク１８ヘ
接続され、従ってロッド２６ｃは、ロッド室２６ｂ内の
モータ駆動圧を介して右行端位置にあり、すなわちモー
タ１０はその容積が最大値に保持されている状態を示し
ている。

【００１４】次に、このような構成からなる本発明の可
変容量モータ制御装置の動作につき説明する。先ず、パ
イロットバルブ２４が図示される中立位置にある際には
、段部シリンダ油室４４にはパイロット圧が作用してい
ないので、優先選択手段４２は作動することなく、従っ
てサーボスプール３２並びにロッド２６ｃは図示の位置
に維持される。すなわち、モータ１０はその容量を最大
値に、換言すれば駆動速度が最低値に維持される。なお
、この時、切換弁２０を半操作してモータ１０、すなわ
ち負荷を駆動する場合には、負荷の変動によってモータ
駆動圧が変動するが、この場合にも優先選択手段４２は
作動することなく、モータ１０は最大容積値（最低速度
）を確実に維持することができる。

【００１５】次いで、パイロットバルブ２４を例えば図
示の矢印方向へ傾動すると、前述したようにパイロット
圧はライン４６、シャトル弁４８、ライン５０を通り段
部シリンダ油室４４へ導入されると同時に、ライン４６
を通り切換弁２０へ導入されてこれを図において左行さ
せる。従って、油圧ポンプ１６からの圧油（モータ駆動
圧）は、ライン５２、切換弁２０、ライン５４を通りモ
ータ１０へ導入されてこれを駆動すると共に、さらにシ
ャトル弁５６、ライン５８を通りサーボピストン左端部
３０ａ並びにロッド室２６ｂへ導入される。これにより
、段付ピストン４０は、油室４４内に作用するパイロッ
ト圧により、ばね３４の力に抗してこれを圧縮して図に
おいて左行する。ところで、この場合、モータ駆動圧に
よりサーボピストン左端部３０ａに作用する力がばね３
４の力より比較的小さい場合、すなわち負荷が比較的軽
負荷である場合を想定すると、段付ピストン４０が前述
のように左行すると、ばね３６は段付ピストン４０から
離間したリテーナ３８が再びこれと対接する位置まで、
このリテーナ３８およびサーボスプール３２を図におい
て左行させる。従って、ライン５８内のモータ駆動圧は
、サーボスプール３２、ライン６０を通りヘッド室２６
ａへ接続され、そして両室２６ａ，２６ｂのロッド２６
ｃに対する面積差によりロッド２６ｃを図において左行
させる。すなわち、モータ１０の容積が減少する。 しかるに、ロッド２６ｃとサーボスプール３２とは、フ
ィードバック制御されているので、ロッド２６ｃの前記
左行位置はサーボスプール３２の位置のみによって決定
される。換言すれば、比較的軽負荷時におけるモータ容
積の減少度は、段付ピストン４０の移行位置、すなわち
パイロット圧の大きさ、つまり切換弁２０の中立位置か
らの切換量のみに依存する。図２は、この特性をモータ
１０の容積ｖ、回転数ｎのパイロット圧Ｐｐに対する関
係として示したものである。

【００１６】次に、前記状態において、モータ駆動圧が
所定値を越えると、すなわちモータ負荷が比較的高負荷
となると、前記モータ駆動圧によってサーボピストン左
端部３０ａに作用する力がばね３６の力に打ち勝ち、従
ってこの場合リテーナ３８が前記状態と同一のリフト位
置にある際にも、サーボピストン３０は前記状態の位置
から右方向へ移行する。従って、ロッド２６ｃがこれに
対応して右行し、モータ１０はその容積がその分だけ増
大する。しかるに、この場合、ロッド２６ｃもしくはサ
ーボスプール３２の前記右行位置は、ばね３６の特性が
加算されたモータ駆動圧のみによって決定される。換言
すれば、比較的重負荷時においては、モータ容積は、切
換弁の切換量によって決定された前記減少状態から、モ
ータ駆動圧の上昇度（高負荷度）のみに依存しかつこれ
に対応した大きさまで自動的に増大する。図３は、この
特性をモータ１０の容積ｖ、回転数ｎのモータ駆動圧Ｐ
ｄに対する関係として示したものである。

【００１７】以上、本発明装置の好適な実施例について
説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく
、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計
変更をなし得ることは勿論である。例えば、優先選択手
段を構成する各要素は、用途に応じてそれぞれ適宜に設
定することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る可変
容量モータ制御装置は、容積制御装置に優先選択手段を
設けることにより、可変容量モータの容積を、切換弁の
中立時には最大値に確実に保持し、切換弁の操作時には
その操作量に対応して減少し、一方モータ駆動圧が上昇
した場合にはその上昇度に対応して自動的に増大させる
ことができる。すなわち、可変容量モータの駆動速度を
、切換弁の半操作時には最低速に確実に保持し、切換弁
の操作時にはその操作量に対応した速度に自動的に増速
し、しかもこの増速された速度を負荷圧に応じて自動的
に調整する、すなわち軽負荷では低トルクの高速にて、
また負荷の増加に伴って漸次低速回転となり、高負荷で
は大トルクの低速にて駆動するよう自動的に調整するこ
とができる。従って、この種の装置の操作性、作業性並
びに安全性を大幅に向上することができる。

【００１９】なお、本発明において、油圧ポンプは定馬
力制御するよう構成することができるが、このように構
成すれば、高負荷の場合でもモータ駆動馬力が規定され
るので、前記の安全性を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可変容量モータ制御装置の一実施
例を示す油圧回路図である。

【図２】図１に示す可変容量モータ制御装置における優
先選択手段によって達成されるパイロット圧作動による
モータ容積或いはモータ速度の特性線図である。

【図３】図２と同様のモータ駆動圧作動によるモータ容
積或いはモータ速度の特性線図である。

【図４】従来の可変容量モータ制御装置の油圧回路図で
ある。

【符号の説明】

１０　　モータ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１２　　容積制御装置 １４　　可変容量モータ　　　　　　　　　　　　　　
１６　　油圧ポンプ１８　　タンク　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　２０　　切換弁２２　　パ
イロットポンプ　　　　　　　　　　　　２４　　パイ
ロットバルブ ２６　　容積制御シリンダ　　　　　　　　　　　　２
６ａ　　ヘッド室２６ｂ　　ロッド室　　　　　　　　
　　　　　　　　　　２６ｃ　　ロッド２８　　容積制
御弁　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０　　サ
ーボピストン ３０ａ　　サーボピストン左端部　　　　　　３２　　
サーボスプール ３４，３６　　ばね　　　　　　　　　　　　　　　　
　　３８　　リテーナ４０　　段付ピストン　　　　　
　　　　　　　　　　　４２　　優先選択手段 ４４　　段部シリンダ油室　　　　　　　　　　　　４
８，５６　　シャトル弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　容積制御装置を備えた可変容量モータ
   と、油圧ポンプと、タンクと、油圧ポンプからの圧油を
   前記可変容量モータまたはタンクへ給排する切換弁と、
   前記切換弁をパイロット操作するパイロットバルブとか
   らなる可変容量モータ制御装置において、前記容積制御
   装置はパイロットバルブからのパイロット圧と油圧ポン
   プからのモータ駆動圧によって作動する容積制御シリン
   ダと容積制御弁とからなり、前記容積制御弁は前記パイ
   ロット圧による作動を前記モータ駆動圧による作動に優
   先させて選択する手段を有し、これにより切換弁の中立
   位置では可変容量モータの１回転当り押しのけ容積がそ
   の最大値に保持され、切換弁を操作するとその中立位置
   からの切換量に対応して前記押しのけ容積が前記最大値
   から減少し、一方この減少状態においてモータ駆動圧が
   所定値以上に上昇するとこの上昇度に対応して前記押し
   のけ容積が前記減少状態から前記最大値へ向けて増大す
   るよう構成することを特徴とする可変容量モータ制御装
   置。
2. 【請求項２】　　油圧ポンプは、定馬力制御してなる請
   求項１記載の可変容量モータ制御装置。