JPH0545202U - 油圧モータ駆動回路に於けるリリーフ弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設機械等の油圧モータの起動並びに停止時
の衝撃圧の発生を防止して操作性及び乗り心地を向上さ
せる。 【構成】 油圧モータ４への主管路５，６をバイパスす
る可変圧力リリーフ弁１８，１９を設ける。可変圧力リ
リーフ弁１８，１９は電磁比例減圧弁２３によってリリ
ーフ設定圧を制御される。方向制御弁１の操作量を検出
する圧力センサ１４等の検出手段を設け、検出値を制御
装置１５へ入力する。制御装置１５は現在の操作状況
が、急加速や緩やかな減速等に分類された操作パターン
の何れに該当するかを判断する。記憶部２４には各操作
パターン毎に適切な制御電流−時間線図が設定されてい
る。出力部２６が、選択された制御電流−時間線図に従
って電磁比例減圧弁２３へ制御電流を出力する。加減速
操作時に所定時間リリーフ設定圧が低下し、衝撃圧の発
生が軽減される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、油圧モータ駆動回路に於けるリリーフ弁制御装置に関するもので あり、特に、リリーフ弁の設定圧力を制御するリリーフ弁制御装置に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

従来の油圧モータの駆動回路を図１０及び図１１に従って説明する。図１０は 建設機械の旋回や走行用の駆動回路を示し、方向制御弁１と、これを制御する遠 隔制御弁２、方向制御弁１に接続したカウンタバランス弁３、カウンタバランス 弁３と油圧モータ４とを接続する２本の主管路５，６、主管路５，６をバイパス する２個のリリーフ弁７，８とから構成されている。９は操作レバー、１０は油 圧ポンプである。

【０００３】 図１１は、油圧モータ４駆動時の主管路５，６の圧力変化を示す計測図である 。操作レバー９をＦ時点で例えば図１０中Ｄ方向へ回動し、方向制御弁１を中立 位置ＣからＡ位置へ切換えると、一方の主管路５と油圧ポンプ１０とが連通して 油圧モータ４を一方向へ回転させる。図１１中Ｇの時点で操作レバー９を中立位 置へ戻すと、方向制御弁１が中立位置Ｃへ復帰して油圧モータ４の駆動を停止す る。同図に示すように、発進時には加速側主管路圧力Ｐ₁ に立上がりが急峻なピ ーク圧力ａが発生し、減速開始時と停止時には制動側主管路圧力Ｐ₂ にピーク圧 力ｂ，ｃが発生しており、このピーク圧力ａ，ｂ，ｃが駆動回路に衝撃をもたら す。

【０００４】 更に、ピーク圧力ｃによって開いたリリーフ弁７，８が閉じると（Ｈ）機体は 一旦停止するが、制動側主管路圧力Ｐ₂ にピーク圧力ｅが発生し、油圧モータ４ は前後の圧力差によって反転を開始する。これにより差圧力は急速に減少してゼ ロになるが、この油圧モータ４の反転も機体の衝撃を増大させている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前述した従来の油圧モータ駆動回路は、起動時並びに停止時に衝撃圧が発生し て油圧装置及び操作者に衝撃を与え、肉体的負担によって疲労度が高く作業性の 低下を招くとともに、油圧装置の耐久性を低下させる原因ともなる。 また、方向制御弁を極めて短時間開いて油圧モータを微少量駆動する所謂イン チング操作時にも、操作レバーのオン／オフに伴い衝撃圧が発生して操作に円滑 さを欠き、微妙な操作が困難である。

【０００６】 そこで、油圧モータの起動時並びに停止時における衝撃を軽減し、操作性及び 作業性を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本考案 はこの課題を解決することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成するために提案するものであり、方向制御弁と油圧 モータとを接続する２本の主管路を、２本のバイパス管路にて接続し、前記２本 のバイパス管路に夫々リリーフ弁を設け、一方のリリーフ弁の接続方向を逆にし て、両方向へ油圧油をバイパスできるようにした油圧モータ駆動回路に於て、前 記リリーフ弁を可変圧力形とし、前記方向制御弁の操作量の検出手段と、その検 出値から操作方向と操作速度を判断する手段と、複数の制御電流−時間線図を設 定する記憶手段と、操作状態に応じて前記制御電流−時間線図を選択する判断手 段と、選択された線図に従って制御電流を出力する手段と、前記制御電流によっ て二次圧を制御される電磁比例減圧弁とからなり、前記二次圧によって前記リリ ーフ弁のリリーフ設定圧を制御することを特徴とする油圧モータ駆動回路に於け るリリーフ弁制御装置を提供するものである。

【０００８】

【作用】

油圧モータの方向制御弁の操作量から操作速度と、加速か減速かが判断手段に よって判断される。判断手段は、記憶手段に予め設定した制御電流−時間線図か ら操作状態に応じた線図を選択し、出力手段が線図に従って制御電流を出力する 。制御電流によって電磁比例減圧弁の二次圧が制御され、この二次圧によってリ リーフ弁のリリーフ設定圧が制御される。制御電流−時間線図の設定により、急 加速、緩加速、急減速、緩減速等の種々の操作状況に応じて衝撃の発生を軽減す るようにリリーフ設定圧を変化させることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１乃至図９に従って詳述する。尚、従来例と同 一構成の部分には同一符号を付して説明する。図１は油圧モータ駆動回路を示し 、油圧ポンプ１０の吐出油は方向制御弁１、カウンタバランス弁３から２本の主 管路５，６を通じて油圧モータ４へ供給される。方向制御弁１は遠隔制御弁２か らパイロット圧を供給され、操作レバー９を回動することにより切換えられる。

【００１０】 遠隔制御弁２と方向制御弁１とを結ぶ２本のパイロット管路１１，１２にはシ ャトル弁１３を設け、シャトル弁１３の出口に圧力センサ１４を接続してパイロ ット圧Ｐ₃ を電気信号に変換し、制御装置１５に入力している。 主管路５，６は２本のバイパス管路１６，１７によって接続され、バイパス管 路１６，１７には夫々可変圧力リリーフ弁１８，１９が設けられている。可変圧 力リリーフ弁１８，１９のパイロットポート２０，２１はパイロット管路２２を 介して電磁比例減圧弁２３に接続され、電磁比例減圧弁２３は制御装置１５から 制御電流を供給される。

【００１１】 制御装置１５の記憶部２４には図２乃至図５の夫々上段に示す制御電流−時間 線図ｉ₁(t)，ｉ₂(t)，ｉ₃(t)，ｉ₄(t)を設定しておき、圧力センサ１４の出力変 化に応じて演算部２５が電磁比例減圧弁２３への出力線図を選択し、選択された 線図に従って出力部２６から制御電流が出力される。 図６は制御装置１５の出力電流と、電磁比例減圧弁２３の出口に接続された可 変圧力リリーフ弁１８，１９のパイロット圧Ｐ₄ との関係を示すグラフである。 可変圧力リリーフ弁１８，１９はパイロット圧Ｐ₄ に反比例してリリーフ設定 圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ が低下し、図２乃至図５の下段に示すように、制御電流ｉ₁(t)，ｉ ₂ (t)，ｉ₃(t)，ｉ₄(t)と対称的にリリーフ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ が変化する。

【００１２】 次に図７のフローチャートに従ってリリーフ弁制御装置の作用を説明する。先 ず、エンジンが始動されると（ステップ１０１）、圧力センサ１４を介してシャ トル弁１３の出口側パイロット圧Ｐ₃ が制御部２７を介して記憶部２４に読込ま れる。停止時は、操作レバー９が中立位置でパイロット圧Ｐ₃ ≒０であるからス テップ１０７へ進んで電流値Ｉ＝０とし、電磁比例減圧弁２３は閉じている。従 って、可変圧力リリーフ弁１８，１９へパイロット圧Ｐ₄ は付加されず、リリー フ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ はばね１８ａ，１９ａによって設定されたmax となっており 、油圧モータ４には１００％の制動力がかかっている。

【００１３】 操作レバー９を回動して油圧モータ４を起動すると、シャトル弁１３を介して 圧力センサ１４にパイロット圧Ｐ₃ が加わり、パイロット圧Ｐ₃ ＞０のためステ ップ１０４へ進み、パイロット圧Ｐ₃ の圧力上昇勾配ｄＰ₃ ／ｄｔ＞０であるか らステップ１０５へ進む。ここで、圧力上昇勾配ｄＰ₃ ／ｄｔを任意に設定した 値Ａと比較し、Ａ以上の場合は急加速と判断してステップ１０８で制御電流Ｉ＝ ｉ₁(t)とし、図２に示すように起動時にリリーフ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ をmin に低下 させて衝撃を軽減し、比較的短時間でmax に立上げて応答性の低下を防止する。

【００１４】 一方、ステップ１０５で圧力上昇勾配ｄＰ₃ ／ｄｔが設定値Ａ未満のときは緩 加速と判断し、図３に示す制御電流ｉ₂(t)によりリリーフ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ の上 昇を遅延させて微少操作のインチング加速時における操作性を円滑にする。 加速後に一定速度の回転に移行したときは圧力上昇勾配ｄＰ₃ ／ｄｔ＝０とな り、ステップ１０４から１０７へ進み、制御電流Ｉ＝０としてリリーフ設定圧Ｐ ₅ ，Ｐ₆ をmax とし、回転中に負荷が増大しても最大トルクを発揮できるように している。

【００１５】 また、減速時には圧力上昇勾配ｄＰ₃ ／ｄｔ＜０となるからステップ１０４か ら１０６へと進む。ここでは加速時と同様に任意に設定した値Ｂとの比較により 、急減速か緩減速かが判断される。ｄＰ₃ ／ｄｔが設定値Ｂ以下の場合は急減速 と判断してステップ１１０へ進み、図４に示す制御電流ｉ₃(t)を出力する。ｉ₃( t)は、減速開始時にリリーフ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ をmin とし、短時間でmax に復帰 させて制動時間を遅延させることなく減速時の衝撃を軽減する。更に、停止時に はΔｔの間リリーフ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ をmin として停止後の制動側主管路の圧力 上昇を軽減し、図８のｆに示すように制動側主管路の圧力Ｐ₈ にピーク圧力が発 生することを抑止して反転を防いでいる。

【００１６】 また、ステップ１０６において圧力上昇勾配ｄＰ₃ ／ｄｔが設定値Ｂを上回る 場合は、緩減速と判断して制御電流Ｉ＝ｉ₄(t)とし（ステップ１１１）、急減速 時よりもリリーフ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ の立上がりを緩やかにしてインチング減速時 の操作性を良好にしている。そして、急減速時と同様に停止時にΔｔの間リリー フ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ をmin として反転を防止している。

【００１７】 尚、本実施例では可変圧力リリーフ弁１８，１９をネガティブ制御しているた め、電磁比例減圧弁２３から二次圧を伝えるパイロット管路２２が何等かの原因 で破損した場合にはリリーフ設定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ がmax となるため、油圧モータ４ への制動背圧が低下することがなく、安全性を確保している。

【００１８】 図９は他の実施例を示し、図１に用いた圧力センサ１４に代えて操作量検出装 置３１を使用して操作レバー９の操作量から停止、加速、定速度、減速を判断し 、操作に見合った制御電流を図７のフローチャートに則して選択し、リリーフ設 定圧Ｐ₅ ，Ｐ₆ を制御する。但し、図７内のパイロット圧Ｐ₃ はレバー操作量を 示す変数に替わるものとする。

【００１９】 尚、上記一実施例中の制御電流−時間線図のパターン数や、パターンの形状等 は種々の改変をすることができ、本実施例に限定されるべきものではないことは 当然である。

【００２０】

【考案の効果】

この考案は、上記一実施例に於て詳述したように、方向制御弁の操作状態によ ってリリーフ弁のリリーフ設定圧を制御するので、操作方向並びに操作速度に応 じて油圧回路の衝撃を可及的に低下させることができる。また、停止時に於ける 油圧モータの反転を軽減することもできる。従って、操作者の疲労度が低下する とともに、油圧モータの起動／停止が円滑になり、微少量の操作を容易且つ正確 に行うことができ、操作性及び作業能率の向上に寄与できる実用的価値ある考案 である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す油圧モータの駆動回路
図。

【図２】急加速時の制御電流−時間線図とリリーフ設定
圧の変化を示すグラフ。

【図３】緩加速時の制御電流−時間線図とリリーフ設定
圧の変化を示すグラフ。

【図４】急減速時の制御電流−時間線図とリリーフ設定
圧の変化を示すグラフ。

【図５】緩減速時の制御電流−時間線図とリリーフ設定
圧の変化を示すグラフ。

【図６】制御電流に対する電磁比例減圧弁の二次圧の特
性を示すグラフ。

【図７】リリーフ弁制御装置の制御フローチャート。

【図８】主管路の圧力変化を示すグラフ。

【図９】他の実施例を示す油圧モータ駆動回路図。

【図１０】従来の油圧モータ駆動回路図。

【図１１】従来の油圧モータ駆動回路における主管路の
圧力変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 方向制御弁 ２ 遠隔制御弁 ４ 油圧モータ ５，６ 主管路 ９ 操作レバー １３ シャトル弁 １４ 圧力センサ １５ 制御装置 １６，１７ バイパス管路 １８，１９ 可変圧力リリーフ弁 ２３ 電磁比例減圧弁 ２４ 記憶部 ２５ 演算部 ２６ 出力部 ２７ 制御部 ３１ 操作量検出装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 方向制御弁と油圧モータとを接続する２
   本の主管路を、２本のバイパス管路にて接続し、前記２
   本のバイパス管路に夫々リリーフ弁を設け、一方のリリ
   ーフ弁の接続方向を逆にして、両方向へ油圧油をバイパ
   スできるようにした油圧モータ駆動回路に於て、前記リ
   リーフ弁を可変圧力形とし、前記方向制御弁の操作量の
   検出手段と、その検出値から操作方向と操作速度を判断
   する手段と、複数の制御電流−時間線図を設定する記憶
   手段と、操作状態に応じて前記制御電流−時間線図を選
   択する判断手段と、選択された線図に従って制御電流を
   出力する手段と、前記制御電流によって二次圧を制御さ
   れる電磁比例減圧弁とからなり、前記二次圧によって前
   記リリーフ弁のリリーフ設定圧を制御することを特徴と
   する油圧モータ駆動回路に於けるリリーフ弁制御装置。