JPH0972303A - 可変容量形液圧装置システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変容量形液圧装置の主軸が停止指令時に動
き出さないようにする。 【解決手段】 可変容量形液圧装置１の第１のポートＰ
1 に高圧を作用させる蓄圧器８及び第２のポートＰ2 に
連通するリザーバタンク９と、可変容量形液圧装置１の
最大容量よりも小さい容量の固定容量形液圧装置１３と
を設け、その軸部１３ａに主軸５を取り付ける。また、
固定容量形液圧装置１３の第１のポートＰo1を第１の逆
止弁１４ａを介して蓄圧器８に連通させる自由流れ方向
の第１の管路１６と、リザーバタンク９から第２の逆止
弁１５ｂを介して第２のポートＰo2に連通させる自由流
れ方向の第２の管路１７と、第３の逆止弁１４ｂを有す
る第３の管路２５と、第４の逆止弁１５ａを有する第４
の管路２６とを設け、停止指令時に固定容量形液圧装置
１３の制動トルクで主軸５の回転を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、走行する車輌等
の移動慣性物体を加減速させるのに用いられる可変容量
形液圧装置システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の可変容量形液圧装置シス
テムとして、本出願人は先に特願平７−５２２７０号
（船舶の動搖防止装置）を出願している。その船舶の動
搖防止装置は、図６に示すように重錘３１を慣性物体と
して可変容量形液圧装置である液圧モータ３０の主軸
（出力軸）４５に機械的に結合させ、その液圧モータ３
０に補助ポンプ３６からの高圧の作動液を逆止弁４２を
介して供給するようにし、所定の圧力以上の作動油を安
全弁４３を介してタンク３７に還流させるようにしてい
る。液圧モータ３０の容量制御は、制御装置４０からの
指令によりクローズドセンタ形の制御弁４１を介して作
動する第１，第２の容量制御用ピストン４７，４８によ
って制御される。

【０００３】制御装置４０は、船体に設けられた加速度
計等のセンサ（図示しない）で横搖れを検知すると、そ
の検知量を消却する方向に重錘３１を移動させる命令を
発する。重錘３１を移動させるには船体に相当の反力が
作用するが、その反力によって船体にあまりモーメント
がかからないような位置、すなわち、反力が船体の回転
中心付近を通るような位置、あるいは船体の横搖れをキ
ャンセルする方向に作用するような位置に重錘３１を設
けるとよい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の可変容量形液圧装置システムにあっては、可
変容量形液圧装置の出力軸の停止状態における安定性に
若干の問題があった。すなわち、上述したような可変容
量形液圧装置システムや、単に可変容量形液圧装置を、
車輌等の移動慣性物体を加減速させるのに使用した場合
には、その移動慣性物体が停止状態のときは加速度が零
であるから可変容量形液圧装置の容量は零になるが、こ
のときその可変容量形液圧装置の容量制御の精度によっ
ては理想的零が保たれなくなるため、摺動部における摩
擦抵抗が極めて小さい場合には、その停止状態を保持す
ることができなくなって動きだしてしまうことがある。

【０００５】また、その停止状態が保たれているときで
も、例えば、この可変容量形液圧装置システムを建設車
輌に使用しているときは、その建設車輌を停止状態にし
て建設作業をしていると走行系に外力トルクが加わるよ
うになり、可変容量形液圧装置の容量制御機能の補償が
十分でないと、精度，応答性によってはその停止状態を
保持することができなくなることがある。

【０００６】一般に、移動慣性物体を加減速させる際の
加速度は、加速時の加速度よりも減速時の加速度（絶対
値）の方が大きい。また、移動慣性物体が車輌である場
合には、その安全性を確保する上で、車輌が停止状態か
ら最大速度に達するまでの時間（距離）よりも、最大速
度から停止状態になるまでの時間（距離）の方を短くす
る場合が多い。これを可変容量形液圧装置の単体で実現
しようとすると、減速加速度を得るためのトルク、すな
わち大きな容量が必要となり、かなり大型の可変容量形
液圧装置が必要となる。

【０００７】このような点を解決する方法として、可変
容量形液圧装置の出力軸に機械式の制動装置（ブレー
キ）を付加する方法がある。しかしながら、このような
機械式の制動装置は、減速時にブレーキパッドが摺動部
に接触することにより発生する摩擦により、運動エネル
ギが熱エネルギに変換されるため、可変容量形液圧装置
の本来の特徴であるエネルギ回生の効果が目減りしてし
まう。また、このような機械式の制動装置を使用した場
合には、その熱エネルギの発生部を冷却する必要がある
と共に、磨耗するブレーキパッドを定期的に交換しなけ
ればならない等の問題点もあった。

【０００８】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、可変容量形液圧装置の出力軸が停止指令
時に動き出さないようにすると共に、それを正確に停止
させることができるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、軸の１回転当たりの押しのけ容量を変化
させることによって出力軸トルクを変化させる可変容量
形液圧装置と、その可変容量形液圧装置の第１のポート
に高圧を作用させる高圧液圧源及び第２のポートに連通
するリザーバタンクと、上記可変容量形液圧装置の最大
容量よりも小さい容量の固定容量形液圧装置とを設け
る。また、上記可変容量形液圧装置の出力軸と同一軸
に、固定容量形液圧装置の軸部を取り付け、その固定容
量形液圧装置の第１のポートを第１の逆止弁を介して高
圧液圧源に連通させる自由流れ方向の第１の管路と、リ
ザーバタンクから第２の逆止弁を介して固定容量形液圧
装置の第２のポートに連通させる自由流れ方向の第２の
管路と、第２のポートを第３の逆止弁を介して高圧液圧
源に連通させる自由流れ方向の第３の管路と、リザーバ
タンクから第４の逆止弁を介して第１のポートに連通さ
せる自由流れ方向の第４の管路とを設けて、可変容量形
液圧装置システムを構成したものである。

【００１０】そうすることによって、単体の可変容量形
液圧装置の出力軸に慣性物体を取り付けて、その可変容
量形液圧装置の容量を容量センサにより測定し、その容
量をフィードバックすることによって容量を操作するよ
うにしている場合には、停止指令を出したときでも容量
センサの出力精度や制御の補償系の設計によっては容量
の零点を補償することができず、可変容量形液圧装置の
出力軸が動きだしてしまうことがある（クリープ）が、
それを防止して出力軸を正確に停止させることができ
る。

【００１１】すなわち、可変容量形液圧装置の出力軸
に、その可変容量形液圧装置の最大容量よりも小さい容
量の固定容量形液圧装置の軸部を取り付けることによっ
て、出力軸に摩擦負荷を加えた場合と同様の制動トルク
を与えることができるので、その制動トルクによって出
力軸が回転してしまうのを抑えることができる。また、
運転中には、その可変容量形液圧装置の出力軸を停止さ
せる際に、出力軸に取り付けられた慣性物体の運動エネ
ルギがリザーバタンク内の作動液を、運転中の回転方向
に応じて第２の管路から固定容量形液圧装置を介して第
１の管路を通し、あるいは第４の管路から固定容量形液
圧装置を介して第３の管路を通して高圧液圧源へ還流さ
せることによって高圧液圧源に蓄えるため、その制動エ
ネルギを可変容量形液圧装置の駆動エネルギとして利用
することができるので、動力損失が極めて小さくて済
む。

【００１２】さらに、上記可変容量形液圧装置システム
において、固定容量形液圧装置の第１のポートと第２の
ポートを連通させる位置と遮断する位置とに切り換えら
れる切換弁を設けるとよい。そうすれば、可変容量形液
圧装置の出力軸の停止保持が必要なときには、切換弁を
固定容量形液圧装置の第１のポートと第２のポートを遮
断する位置にすれば、上述した制動トルクを発生させる
ことによって可変容量形液圧装置の出力軸を正確に停止
させることができ、停止保持が不要なときはその制動ト
ルクを発生させる必要がないので、切換弁を上記第１の
ポートと第２のポートを連通させる位置にすれば、固定
容量形液圧装置から可変容量形液圧装置に制動トルクが
加わらないようにすることができるので、可変容量形液
圧装置の最大出力トルクの減衰が起きず、作動時の動力
損失もない。

【００１３】また、上記切換弁を設けると共に、上記固
定容量形液圧装置の容量を可変容量形液圧装置の容量の
１００％以上にして可変容量形液圧装置システムを構成
するようにしてもよい。そうすれば、大容量の固定容量
形液圧装置により高い制動トルクを発生させることがで
きるので、停止状態で出力軸に高いトルクが加わる場合
であっても、その動きだしを抑えることができる。ま
た、出力軸を回転させるときには、切換弁を作動させて
固定容量形液圧装置の第１のポートと第２のポートを連
通させることにより、上記の高い制動トルクを開放して
可変容量形液圧装置の最大出力トルクを減衰させずに回
転させることができる。

【００１４】さらに、上記可変容量形液圧装置システム
において、上記切換弁に３位置切換弁を接続し、その３
位置切換弁が固定容量形液圧装置の第１のポートと第２
のポートを上記切換弁がそのポート間を連通させる位置
にあるときには連通させ、そのポート間を遮断する位置
にあるときには遮断させる第１の位置と、第１のポート
を高圧液圧源に直接連通させると共に第２のポートをリ
ザーバタンクに直接連通させる第２の位置と、第１のポ
ートをリザーバタンクに直接連通させると共に第２のポ
ートを高圧液圧源に直接連通させる第３の位置とに切り
換え可能にするとよい。そうすれば、切換弁を固定容量
形液圧装置の第１のポートと第２のポートを３位置切換
弁の各ポートにそれぞれ連通させる位置にし、且つ３位
置切換弁を第２の位置にすると、固定容量形液圧装置は
モータ動作となって正回転方向のトルクが発生するの
で、可変容量形液圧装置の出力軸が正方向に回転するの
を補助することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施の
形態を説明するための可変容量形液圧装置システムを示
す回路図、図２は同じくその可変容量形液圧装置システ
ムの制御ブロック図である。図１に示す可変容量形液圧
装置システムは、軸の１回転当たりの押しのけ容量を変
化させることによって出力軸トルクを変化させる可変容
量形液圧装置１と、その可変容量形液圧装置１の第１の
ポートＰ1 に高圧を作用させる高圧液圧源である蓄圧器
８と、その可変容量形液圧装置１の第２のポートＰ2 に
連通するリザーバタンク９と、可変容量形液圧装置１の
最大容量よりも小さい容量の固定容量形液圧装置１３と
を設けている。

【００１６】そして、可変容量形液圧装置１の出力軸で
ある主軸５と同一軸に、固定容量形液圧装置１３の軸部
１３ａを取り付け、固定容量形液圧装置１３の第１のポ
ートＰo1を第１の逆止弁１４ａを介して蓄圧器８に連通
させる自由流れ方向の第１の管路１６と、リザーバタン
ク９から第２の逆止弁１５ｂを介して固定容量形液圧装
置１３の第２のポートＰo2に連通させる自由流れ方向の
第２の管路１７とを設けている。

【００１７】また、第２のポートＰo2を第３の逆止弁１
４ｂを介して蓄圧器８に連通させる自由流れ方向の第３
の管路２５と、リザーバタンク９から第４の逆止弁１５
ａを介して第１のポートＰo1に連通させる自由流れ方向
の第４の管路２６とを設けている。なお、固定容量形液
圧装置１３は、可変容量形液圧装置１の最大容量に対し
て、例えばその２〜３０％程度の小さい容量のものを使
用する。

【００１８】また、図１において２は、可変容量形液圧
装置１の容量を測定する容量センサであり、３ａ，３ｂ
は可変容量形液圧装置１の容量を変化させるための液圧
シリンダである。また、４は液圧シリンダ３ａ又は３ｂ
に圧液を作用させたり、その圧液を遮断したり、さらに
は液圧シリンダ３ａ又は３ｂをタンク２３へ連通させた
りする制御を行なう制御弁（サーボ弁）である。また、
６は軸速度センサであり、可変容量形液圧装置１の主軸
５に一体に固定された軸部１３ａの回転速度（位相）を
測定することにより、主軸５の回転速度を測定する。

【００１９】さらに、７は制御装置であり、主軸回転速
度指令及び軸速度センサ６からの回転速度相当量に応じ
た出力を入力すると共に、容量センサ２からの出力も入
力し、制御弁４に操作指令を出力する。さらにまた、１
０は逆止弁，１１は補助ポンプユニット，１２は主軸５
に取り付けられた慣性負荷である。なお、逆止弁１４ａ
は、固定容量形液圧装置１３の第１のポートＰo1から蓄
圧器８へ向かう圧液の流れを許容し、逆止弁１５ｂはリ
ザーバタンク９から固定容量形液圧装置１３の第２のポ
ートＰo2へ向かう圧液の流れを許容する。また、逆止弁
１４ｂは、固定容量形液圧装置１３の第２のポートＰo2
から蓄圧器８へ向かう圧液の自由流れを許容し、逆止弁
１５ａはリザーバタンク９から固定容量形液圧装置１３
の第１のポートＰo1方向へ向かう圧液の流れを許容す
る。

【００２０】この可変容量形液圧装置システムは、制御
装置７に主軸回転速度指令零が入力され、軸速度センサ
６が主軸５の回転速度を測定し、その測定した回転速度
が零となったところで制御弁４が図１に示す位置になっ
て操作指令が零になり、シリンダ３ａ，３ｂの変位が停
止して可変容量形液圧装置１の容量が固定される。この
ときの容量によって発生する主軸５のトルクと、その主
軸５に加わる外力によるトルク（負荷）が釣り合うこと
によって主軸５の回転停止状態が保持されるが、例えば
外力によるトルクが零のとき、正確に零揚力が保持され
なければこの釣り合いは保たれない。したがって、この
場合には主軸５が回りだしてしまうことになる。

【００２１】このような現象を引き起こす要因の一つと
して、容量センサ２の零と、実際の揚力（トルク）零が
正確に一致していないことが考えられる。すなわち、制
御装置７は、容量センサ２から入力する容量零を示す信
号により容量を固定保持する操作指令を制御弁４に対し
て出力しているにも拘わらず、実際には可変容量液圧装
置１は若干のオフセットトルクを発生するため、主軸５
が回転してしまう。

【００２２】このとき、主軸５に軸摩擦がなければ、そ
の主軸５は高速で回転してしまうことになるが、実際に
は主軸５に若干の摩擦力が働くので、上記オフセットト
ルクと釣り合う速度で回転する。また、主軸５が回りだ
す他の要因とし、低速領域で軸速度センサ６の出力が安
定しないこともあげられる。そのため、低速領域では主
軸５を正確に停止させることが難しい。

【００２３】ここで、この発明の実施形態を説明するに
あたり、例えば主軸５が正方向に回転するとき、固定容
量形液圧装置１３も同一方向に回転し、そのときの圧液
の流れが固定容量形液圧装置１３において第１のポート
Ｐo1から第２のポートＰo2に流れるものとする。しか
し、第２のポートＰo2からの管路１８は、逆止弁１４ｂ
を通って蓄圧器８に連通しているため、その第２のポー
トＰo2の圧力が蓄圧器８の圧液の圧力以上に昇圧されて
いるときに、始めてこのような圧液の流れが生じて、そ
れが流出する。

【００２４】換言すれば、このような固定容量形液圧装
置１３の第２のポートＰo2の圧力が蓄圧器８の圧力に達
するトルク（以下、固定容量形液圧装置の制動トルクと
呼ぶ）に達しないようにすれば、主軸５の停止状態を保
持することができる。すなわち、可変容量形液圧装置１
のトルクが、固定容量形液圧装置１３の制動トルクを上
回らなければ、主軸５の停止状態を保持できる。

【００２５】この主軸５の回転開始条件は、逆止弁１４
ａの圧力損失が極めて小さいので、可変容量形液圧装置
１の容量（絶対値）が固定容量形液圧装置１３の容量
（絶対値）より大きい場合である。そこで、容量センサ
２が測定した可変容量形液圧装置１の容量と実容量の誤
差が１％程度で管理されるとすると、固定容量形液圧装
置１３の容量の精度は１％程度の誤差を考慮したもので
よいことになるが、このような液圧装置は通常複数の部
品が組み合わされて構成されていることを考慮すると、
実際の精度はそれよりも悪い場合が多い。

【００２６】さらに、外力トルクに対する停止保持機能
を考慮すると、固定容量形液圧装置１３の容量は、可変
容量形液圧装置１の最大容量の２％〜３０％の範囲で設
計することが望ましい。一方、主軸回転速度指令が制御
装置７に入力されて主軸５が回転するとき、固定容量形
液圧装置１３の制動トルクは可変容量形液圧装置１の抵
抗となるため、可変容量形液圧装置１の実出力トルク
は、可変容量形液圧装置１の容量分から固定容量形液圧
装置１３の容量分を差し引いた値となる。

【００２７】ところが、図１に示した実施の形態では、
このとき固定容量形液圧装置１３が、圧液をリザーバタ
ンク９から蓄圧器８に還流するように働くため、この固
定容量形液圧装置１３の上述した制動トルクは動力損失
にはならない。また、加速時の加速度に比して減速時の
加速度が大きい駆動系が構成される。

【００２８】このように、この実施の形態による可変容
量形液圧装置システムによれば、従来の可変容量形液圧
装置システムの特徴を維持したまま、主軸５の停止保持
を効果的に行なうことができ、可変容量形液圧装置１の
主軸５を回転させるときには動力損失が生じないように
することができる。また、固定容量形液圧装置１３は、
同容量の可変容量形液圧装置に比較して非常に小型であ
って、しかも安価にできるため、この実施の形態によれ
ば、特別のスペースファクタを必要とせず(省スペー
ス)、コスト面でのメリットも大きい。なお、図１に一
例として示した実施の形態では容量センサ２を設け、そ
の容量センサ２によって測定した可変容量形液圧装置１
の容量を制御装置７にフィードバックするようにしてい
るが、これは制御の安定性を向上させるためである。

【００２９】この可変容量形液圧装置システムは、図２
に示すように、軸の１回転当たり容量に比例したトルク
で可変容量形液圧装置１の主軸５を回転させるものであ
るが、その主軸５の回転速度をロータリエンコーダ２１
により周波数として検出し、それをＦ／Ｖコンバータ２
２を介して電圧値としてフィードバックし、その測定結
果を主軸回転速度指令と比較演算して、その結果により
可変容量形液圧装置１の容量を操作するものである。

【００３０】すなわち、主軸回転速度指令と可変容量形
液圧装置１の主軸５の速度との差信号が制御補償を通り
精度を高められて制御弁４に至り、シリンダ３ａ，３ｂ
を加速度，減速度に対応した状態にする。この状態で、
速度を増加させる加速が行なわれ、設定速度に達して加
速が完了すると、制御弁４が作動してシリンダ３ａ，３
ｂを最小状態（零）にする。そのシリンダ３ａ，３ｂの
変位量は主軸５のトルクに比例し、トルクは加速度に比
例する。そして、主軸５には慣性負荷１２を取り付けて
いるので、その角速度は加速度の一次積分で得られる。
この速度を、上述したようにロータリエンコーダ２１に
より周波数として検出し、Ｆ／Ｖコンバータ２２を介し
て電圧値としてフィードバックする。

【００３１】ところで、このように主軸５に慣性負荷１
２を取り付けると、容量センサ２の出力精度や制御の補
償系の設計によっては、可変容量形液圧装置１の容量の
零点は補償できず、主軸回転速度指令に零を入力してい
ても前述したような主軸５にクリープ（動きだし）が生
じてしまう。この微小容量において、軸出力に不感帯を
設けるためには制動トルクが必要であり、一般には、軸
に摩擦トルクを生じさせる等の手段が考えられるが、そ
のようにするとその摩擦部分で発熱するため、動力損失
を生じる。

【００３２】そこで、この発明の実施の形態では、図１
で前述したように可変容量形液圧装置１の主軸５に、そ
の可変容量形液圧装置１の最大容量よりも小さい容量の
固定容量形液圧装置１３の軸部１３ａを取り付けると共
に、前述した回路構成にすることによって、摩擦トルク
を主軸５に生じさせると同様の固定容量形液圧装置１３
による制動トルクを発生させながら、可変容量形液圧装
置１の運転中には、その固定容量形液圧装置１３の制動
エネルギを可変容量形液圧装置１の駆動エネルギとして
利用するようにしたので、動力損失は極めて小さくて済
む。

【００３３】例えば、可変容量形液圧装置１の最大容量
に対して１０％の容量の固定容量形液圧装置１３を用い
たとすると、可変容量形液圧装置１の速度制御装置の容
量操作部の指令値、あるいは容量測定誤差が１０％（最
大容量に対し）以下のレベルでは動き出さないので、主
軸５の停止を確実に保持することができる。同様に、固
定容量形液圧装置１３の容量によって、その容量操作指
令値に対する不感帯が決定される。

【００３４】次に、図３を使用してこの発明の第２の実
施の形態を説明する。なお、図３において図１と対応す
る部分には同一の符号を付してある。この第２の実施の
形態は、図１で説明した可変容量形液圧装置システムに
対し、固定容量形液圧装置１３の第１のポートＰo1と第
２のポートＰo2を連通させる位置と遮断する位置とに切
り換えられる切換弁１９を付加した点のみが異なる。

【００３５】前述した実施の形態で、固定容量形液圧装
置１３の制動トルクは、可変容量形液圧装置１の抵抗と
なるため、実出力トルクは可変容量形液圧装置１の容量
分から固定容量形液圧装置１３の容量分を差し引いた値
になることを説明したが、この第２の実施の形態では、
この問題を解決するため、主軸５の回転中等に上記制動
トルクを開放するための切換弁１９を付加している。

【００３６】このように、主軸５の回転中等に切換弁１
９を開放状態（図３に図示の位置から右行させる）にす
ると、主軸５が回転したとき固定容量形液圧装置１３の
第１のポートＰo1と第２のポートＰo2が連通するため、
その第１と第２のポートＰo1とＰo2の間には圧力差が生
じないため固定容量形液圧装置１３の制動トルクが発生
しない。

【００３７】また、切換弁１９を遮断状態（図３に示す
位置）にすると、これまでに説明した停止保持機能が可
変容量形液圧装置１に働くので、例えば主軸回転速度指
令がある絶対値以上になったとき、切換弁１９を開放状
態に切り換えるように操作すればよい。このような構成
にすると、固定容量形液圧装置１３の容量を可変容量形
液圧装置１の容量の１００％以上にして高い制動トルク
を発生させるようにしても、主軸５の回転運動に問題を
生じない。

【００３８】したがって、例えばショベルカーにおいて
は、掘削作業時に走行系が停止している状態で大きな外
力を受けるため、それに抗する高い制動トルクが必要で
あるが、この実施の形態による可変容量形液圧装置シス
テムを使用すれば、前述の如く所望の高い制動トルクが
得られるので特に有効である。また、この実施の形態で
は、急激な減速が必要な場合にも有効である。しかも、
その高い制動トルクを、高い省エネ性，容易な制御性を
維持しながら得ることができる。

【００３９】このように、固定容量形液圧装置１３の第
１のポートＰo1と第２のポートＰo2を連通させる位置と
遮断する位置とに切り換えられる切換弁１９を具備する
ことによって、固定容量形液圧装置１３の主軸５の回転
停止保持が必要な状態において、切換弁１９を第１のポ
ートＰo1と第２のポートＰo2とを遮断する位置にするこ
とによって、可変容量形液圧装置１の最大出力トルクの
減衰を起こさせずに、且つ作動時の動力損失もなく所望
の制動トルクを発生させることができる。

【００４０】一方、可変容量形液圧装置１の主軸５の回
転停止保持が不要な状態（運転状態等）においては、固
定容量形液圧装置１３は制動トルクを発生させる必要が
ないので、切換弁１９を第１のポートＰo1と第２のポー
トＰo2を連通させる位置にすればよい。このように、こ
の発明の実施の形態では、図１で説明した発明の実施の
形態の場合にはエネルギ的には非常に有効であるが、最
大出力トルクが固定容量形液圧装置１３の容量分だけ減
衰してしまうということと、その固定容量形液圧装置１
３の容量を余り大きくできないとう欠点があったが、そ
れを解決することができる。なお、余り大きい容量の固
定容量形液圧装置１３を用いると、切換弁１９の圧力損
失によるエネルギ損失が無視できなくなるので、この点
を注意する必要がある。

【００４１】次に、図４を使用してこの発明の第３の実
施の形態を説明する。なお、図４において図３と対応す
る部分には同一の符号を付してある。この第３の実施の
形態は、図３の可変容量形液圧装置システムに対し、さ
らに３位置切換弁２０を設けている。

【００４２】そして、その３位置切換弁２０により、固
定容量形液圧装置１３の第１のポートＰo1と第２のポー
トＰo2を切換弁１９が図４に示した位置から右行した位
置にあるときには連通させ、図示の位置にあるときには
遮断させる第１の位置（図４の位置）と、第１のポート
Ｐo1を蓄圧器８に直接連通させると共に第２のポートＰ
o2をリザーバタンク９に直接連通させる第２の位置（図
４から左行させた位置）と、第１のポートＰo1をリザー
バタンク９に直接連通させると共に第２のポートＰo2を
蓄圧器８に直接連通させる第３の位置（図４から右行さ
せた位置）とに切り換え可能にしている。

【００４３】この実施の形態では、制御装置７が正方向
の主軸回転速度指令を入力したとき、切換弁１９を図４
で右行させることによって解放状態に切り換えて主軸５
を回転させるが、これに加え、例えば３位置切換弁２０
を図４に示すａポジションに切り換えると（左行）、第
１のポートＰo1が蓄圧器８に連通され、第２のポートＰ
o2はリザーバタンク９に連通される。

【００４４】その結果、固定容量形液圧装置１３は正回
転方向のトルクを発生し、可変容量形液圧装置１のトル
クを補助するように働く。したがって、可変容量形液圧
装置１だけの出力トルクよりも高い実出力トルクを得る
ことができる。そして、この実施の形態による可変容量
形液圧装置システムによれば、同一の最大出力トルクの
単一の可変容量形液圧装置に比較して安価に構成できる
場合がある。

【００４５】この３位置切換弁２０の切り換えは、例え
ば主軸回転速度指令と軸速度センサ６のフィードバック
量から得られる偏差が所定のしきい値を越えた場合に切
り換えるようにするとよい。例えば、上記偏差が正のし
きい値を越えたときは、３位置切換弁２０の切換位置を
ａポジションにし、負のしきい値を越えた場合はｂポジ
ションに切り換えるようにする。

【００４６】図５は可変容量形液圧装置の主軸と固定容
量形液圧装置の軸部とを電磁クラッチ等の接続手段を介
して接続するようにした実施の形態を主要な部分のみ示
す回路図であり、図１と対応する部分には同一の符号を
付してある。また、図示以外の構成は図１と同様であ
る。この実施の形態では、可変容量形液圧装置１の主軸
５と固定容量形液圧装置１３の軸部１３ａとを電磁クラ
ッチ等の接続手段３５で接続したり、切り離したりでき
るようにしている。

【００４７】その接続手段３５を接続状態にしておけ
ば、図１で説明した可変容量形液圧装置システムと同様
な作用を果たす。また、それを切り離した状態にしてお
けば、固定容量形液圧装置１３の制動トルクが主軸５に
作用しなくなる。すなわち、この実施の形態では、電磁
クラッチ等の接続手段３５が、図３で説明した実施の形
態における切換弁１９と同様な役割を果たす。

【００４８】このようにすれば、図３で説明した可変容
量形液圧装置システムの場合には、主軸５の回転状態
（無制動状態）では、切換弁１９を作動液が通過するた
め、そこに僅かながら圧力損失が生じると共に固定容量
形液圧装置固有の摩擦トルクが動力損失となるが、この
ように電磁クラッチ等の接続手段３５を設けることによ
り、そのような問題を解決することができる。なお、そ
の接続手段３５を駆動（主軸５と軸部１３ａの接続と切
り離し）は、図３の実施の形態で説明した切換弁１９を
作動させるのと同様なアルゴリズムで、接続手段３５に
駆動信号（接続・切り離し信号）を送ればよい。

【００４９】以上、この発明の各実施の形態についてそ
れぞれ説明したが、その各実施の形態で上述した各可変
容量形液圧装置システムを構成するとき、可変容量形液
圧装置１は斜板式アキシャルピストン形を用いるのが容
易であるが、その他のベーン形，ラジアルピストン形等
の可変容量形液圧装置を使用するようにしてもよい。ま
た、固定容量形液圧装置１３は、トルクを発生しながら
回転したり、大流量を吐出したりするわけではないので
特別に高い効率のものを必要としない。したがって、い
わゆる容積形ポンプであればベーン，ピストン，ネジタ
イプ等のうち何れのものを用いてもよいが、コスト，ス
ペースファクタを考えると歯車形の優位性が高い。

【００５０】さらに、逆止弁、またはその逆止弁に加え
て切換弁を含む固定容量形液圧装置を複数設けることに
よっても、上述した発明の実施の形態と同様な効果が得
られるものは、この発明に含まれる。さらにまた、次に
掲げるような各構成のものも、同様にこの発明に含まれ
る。すなわち、レゾルバ等のセンサの種類が異なった
り、容量センサを用いない構成にして軸の回転位相を制
御するようにした場合等のように、構成を含む制御アル
ゴリズムが異なる場合であっても、固定容量形液圧装置
と蓄圧器と逆止弁とによって制動機能が得られ、その制
動機能によるエネルギ損失が生じないように構成したも
の。

【００５１】あるいは、主軸に対し固定容量形液圧装置
の軸部を歯車等を用いてトルク伝達するように構成した
もの。可変容量形液圧装置と、固定容量形液圧装置の出
力軸に対する配置が上述した各実施の形態と異なるも
の。補助ポンプユニットを内燃機関等、電動機以外の原
動機を用いて運転するようにしたもの。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、停止指令時における容量センサの誤差等により発生
する可変容量形液圧装置の主軸の動き出し（クリープ）
を抑制し、それを正確に停止させることができる。そし
て、その際の動力損失を極めて小さくすることができ
る。また、コストアップ率及び装置全体の重量を非常に
小さくすることができると共に、省スペースにできる。
さらに、非常に大きい外力トルクに対しても停止保持を
行なうことができる。さらに、大容量の可変容量液圧装
置と同等の特性を安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態を説明するための
可変容量形液圧装置システムを示す回路図である。

【図２】同じくその可変容量形液圧装置システムの制御
ブロック図である。

【図３】この発明の第２の実施の形態を説明するための
可変容量形液圧装置システムを示す回路図である。

【図４】この発明の第３の実施の形態を説明するための
可変容量形液圧装置システムを示す回路図である。

【図５】可変容量形液圧装置の主軸と固定容量形液圧装
置の軸部とを電磁クラッチ等の接続手段を介して接続す
るようにした実施の形態を主要な部分のみ示す回路図で
ある。

【図６】従来の可変容量形液圧装置システムの一例を示
す回路図である。

【符号の説明】

１：可変容量形液圧装置 ５：主軸（出力軸） ８：蓄圧器（高圧液圧源） ９：リザーバタンク １３：固定容量形液圧装置 １３ａ：軸部 １４ａ：第１の逆止弁 １４ｂ：第３の逆止弁 １５ａ：第４の逆止弁 １５ｂ：第２の逆止弁 １６：第１の管路 １７：第２の管路 １９：切換弁 ２０：３位置切換弁 ２５：第３の管路 ２６：第４の管路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸の１回転当たりの押しのけ容量を変化
   させることによって出力軸トルクを変化させる可変容量
   形液圧装置と、該可変容量形液圧装置の第１のポートに
   高圧を作用させる高圧液圧源及び第２のポートに連通す
   るリザーバタンクと、前記可変容量形液圧装置の最大容
   量よりも小さい容量の固定容量形液圧装置とを設けると
   共に、 前記可変容量形液圧装置の出力軸と同一軸に、前記固定
   容量形液圧装置の軸部を取り付け、該固定容量形液圧装
   置の第１のポートを第１の逆止弁を介して前記高圧液圧
   源に連通させる自由流れ方向の第１の管路と、前記リザ
   ーバタンクから第２の逆止弁を介して前記固定容量形液
   圧装置の第２のポートに連通させる自由流れ方向の第２
   の管路と、前記第２のポートを第３の逆止弁を介して前
   記高圧液圧源に連通させる自由流れ方向の第３の管路
   と、前記リザーバタンクから第４の逆止弁を介して前記
   第１のポートに連通させる自由流れ方向の第４の管路と
   を設けたことを特徴とする可変容量形液圧装置システ
   ム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の可変容量形液圧装置シス
   テムにおいて、前記固定容量形液圧装置の第１のポート
   と第２のポートを連通させる位置と遮断する位置とに切
   り換えられる切換弁を設けたことを特徴とする可変容量
   形液圧装置システム。
3. 【請求項３】 軸の１回転当たりの押しのけ容量を変化
   させることによって出力軸トルクを変化させる可変容量
   形液圧装置と、該可変容量形液圧装置の第１のポートに
   高圧を作用させる高圧液圧源及び第２のポートに連通す
   るリザーバタンクとを設けると共に、 前記可変容量形液圧装置の出力軸と同一軸に、容量を前
   記可変容量形液圧装置の容量の１００％以上とした固定
   容量形液圧装置の軸部を取り付け、該固定容量形液圧装
   置の第１のポートを第１の逆止弁を介して前記高圧液圧
   源に連通させる自由流れ方向の第１の管路と、前記リザ
   ーバタンクから第２の逆止弁を介して前記固定容量形液
   圧装置の第２のポートに連通させる自由流れ方向の第２
   の管路と、前記第２のポートを第３の逆止弁を介して前
   記高圧液圧源に連通させる自由流れ方向の第３の管路
   と、前記リザーバタンクから第４の逆止弁を介して前記
   第１のポートに連通させる自由流れ方向の第４の管路
   と、前記固定容量形液圧装置の第１のポートと第２のポ
   ートを連通させる位置と遮断する位置とに切り換えられ
   る切換弁とを設けたことを特徴とする可変容量形液圧装
   置システム。
4. 【請求項４】 請求項１又は３記載の可変容量形液圧装
   置システムにおいて、前記切換弁に３位置切換弁を接続
   し、該３位置切換弁が前記固定容量形液圧装置の第１の
   ポートと第２のポートを前記切換弁が前記連通させる位
   置にあるときには連通させ、前記遮断する位置にあると
   きには遮断させる第１の位置と、前記第１のポートを前
   記高圧液圧源に直接連通させると共に第２のポートを前
   記リザーバタンクに直接連通させる第２の位置と、前記
   第１のポートを前記リザーバタンクに直接連通させると
   共に第２のポートを前記高圧液圧源に直接連通させる第
   ３の位置とに切り換え可能であることを特徴とする可変
   容量形液圧装置システム。