JPS58137660A - 液圧システム - 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】 とｏｎ明は、例えば掘削機やクレーンのような移動式機
械で見受けられる液圧装置における動力伝達装置に関す
る０ 仁の発明はより詳細には、例えば、掘削機中クレーンに
見受けられる旋回駆動部を予め選定したブレーキ圧力で
自動的に制動するための液圧装置に関する；旋回駆動部
は通常、を圧ポンプ及び岡モータを有する靜箪圧駆動部
と、掘削機やクレーン上で見受けられるブームの水平同
転を指揮する関連する伝動装置及び制御部とから成って
いる。

ｍ回駆動装置は、出力トルクを制御するためにモータに
供給される流体の圧力の直接制御を利用してきた０出力
トルク制御装置を用いて操縦者はモータの出力トルクの
大きさと方向とを選定している。

か＼る装置では、旋回駆動部を制御する弁の運動の方向
と大きさの機械的又状電気的制御部を含むものが典■的
であるｏＡｉｌ的な装置は米国特許第５，６９６，８５
６号明細書に示されている０パイロット操作制御弁を利
用することＫよって遠隔操作することがで龜る液圧装置
を提供することが本発明の目的〇一つである〇 典型的には、旋回駆動部のトルク制御によってクレーン
上のブームを自由旋回又は惰力運転させることができる
。即ち、液圧装置内にコマンド信号がない場合、ブーム
又はブームと荷重は、ブームケーブル又拡荷重が過度に
振動することなく摩擦力によって停止点にまで惰性で動
くことになる。

掘削機は、通常流量制御部が備わっていてブームのブロ
ックしたセンターブレーキングを行なう◇即ち、コマン
ド信号が無い時はブーム又はブームと荷重は即座に停止
点にまで減速する。

この場合、モータからの戻多流体は、モータ作動ボート
リリーフ弁の設定点において逃がされる。ブロックされ
たセンターブレーキングによってブームと荷重とが迅速
に一列に並べられ、同様にまた傾斜した面上で運転する
掘削機と共にブームを静止状態に維持することができる
０ある運転状１況のもとでは、また旋回駆動部を予め選
定した減少圧力、即ち、リリーフ弁の設定圧力よ）低い
圧力設定で制動するのが望ましい０ クレーン上の自由旋回ブレーキ装置で初期の訓練及び経
験をしてきた操縦者のある者は、ブロックされたセンタ
ーブレーキ装置を備えた掘削機の操縦に遭遇した時紘、
自由旋回特性を持つもの一方が好ましいと述べているこ
とがわかった０逆に、ブロックされ九装置を備えた掘削
機で初期の訓練を受は良何人かの操縦者では、自由旋回
ブレーキ装置を備えたクレーンを操縦するととＫなった
時に、ブロックされ友センター装置を望む声が上ってい
る。

以上の観点からして、本発明の目的は、簡単な調節によ
って、操縦者が、自由旋回ブレーキ装置、ブロックされ
たセンターブレーキ装置、又は自由旋回とブロックされ
たセンターブレーキ装置との間の任意の減圧ブレーキを
選択的に選ぶことができる、旋回駆動部を予め定め九圧
力で自動的に制動するための流体回路装置を提供するこ
とである◎ 従って、こ＼にはトルク制御液圧装置と速度制御液圧装
置の両方のための旋回駆動部の選択的自動ブレーキ装置
が開示されている〇液圧装置紘、逆転可能な可変容積重
ポンプと、該ポンプの変位方向及び変位置を制御するた
めの液圧サーボモータと、前記ポンプと並列に連結され
ると共に前記ポンプによって駆動されるのに適合した液
圧モータと、前記モータの位置と方向とを制御するため
のパイロット操作方向切換弁と、前記ポンプの変位を検
出して、前記弁を移動するためのパイレット圧力によゐ
力に抗して前記方向切換弁に力を印加する手段とから成
っている。

よ〕詳細に杜、トルク制御液圧装置は、充填ステージ、
ポンプ容積を変更するように操作可能な斜板、斜板の角
度管変更するために充填ステージに連結された斜板偏倚
シリンダに抗して作用する斜板ス）Ｇｌ−クシリンダ、
及び斜板の角度運動を検出する丸めの斜板角度フィード
バック弁を含む逆転可能な可変容積型ピストンポンプと
；ストロークシリンダへの流体流量全制御するためであ
って、しかも第１及び第２の大面積環状部と第１及び第
２の対向した小面積端部を有する、スプリングセンタ差
動面積スプールを含んでいる斜板制御弁と；ポンプを横
切って平行に且つ制御弁の第１及び第２の両小面積端部
に接続されていて駆動トルクを旋回駆動部に供給する液
圧モータと；りｙりと、制御弁、充填ステージ及び偏倚
シリンダとの間に接続された制御圧カリリーフ弁と；タ
ンクとフィードバック弁との間でリリーフ弁と直列にそ
してリリーフ弁と偏倚シリンダと並列に接続された制御
圧力減圧弁と；制御弁の第１及び第２環状部と、それぞ
れ第１及び第２のシャトル弁を介してフィードバック弁
に接続され九第１及び第２のパイロット圧力導管を有す
る手動による流体的遠隔制御弁とから成っている０ 第１図を参照すると、本発明を具体化した液圧伝動装置
は、導管１１．１２によって流体モータ１ｓＫｉｉ続さ
れた逆転可能な可変容積重ポンプ１０から成っていゐ０
ポンプ１０の容積は、小面積ピストン１４と大面積ピス
トン１５とから成る差動面積型式のサーボモータシステ
ムによって変化させることができる０可変容積型ポンプ
１０は、流体を導管１７及び低圧カリリーフ弁１８を介
して小断面積ピストン１４と、導管２０を介してフィー
ドバック装置２１へ伸びる可調節減圧弁１９とへ配送す
る充填及び補助又は制御圧力用定容積型ポンプ１６を含
んでいる。充填及び制御圧力ポンプ１６はまた導管２２
を介してストローク制御弁として機能するノ（イロット
操作方向切換弁に接続されているが、これについては、
程なく記述することにする０スト四−夕制御弁２５は、
シャトル２７　、２８を介した導管！５　、２６によっ
てストローク制御弁２ｓの両端に対して手動作動による
液圧遠隔制御弁２４に接続されてお夛、流体が送られる
と弁を一方又は他方へとシフトさせることになるＯフィ
ードバック装置２１は、ポンプ１０の送出し容積を検知
しそして液圧遠隔制御器からの圧力に対抗して制御弁２
Ｂヘフイードバツク圧力を加える働きをしている。より
詳細には、弁２１は、フィードバック流体を導管２９　
、５０を介して制御弁２ｓのシャ７トルの両端に位置す
るピストン！１　、５２に向かわせる働きをしている。

中立位置では、液圧遠隔制御部２４からの両方の導管に
おける出口圧力はゼｐである。液圧モータにオーバーホ
ール負荷が何ら存在しないのであれば、主システムの支
路にお妙る圧力もまたゼロである。もしもオーバーホー
ル負荷が発生して主回路の右側支路に圧力が生じると、
まず最初の反作用としてス）ａ−り制御弁２５が左ヘシ
フトされ、制御流体を大径のストロークシリンダ１５へ
吐出し、それＫよってポンプ１０の送出し容積を変更し
て主回路の右側支路からの流体を受妙入れることになる
ｏしかしながら、斜板角度フィードバック装置２１は、
ストローク制御弁５２の左端上の差動面積に連通するフ
ィードバック圧力を発生するように構成されている０斜
板角の関数としてＯ圧力特性が第２図の曲線で示されて
いる。

ス）０−り制御弁２５０力平衡は、遠隔制御部２４が中
央にもたらされ九時、ポンプがオーバーホール負荷によ
って中立位置から充分離れるようにシフトされる前に主
システム内の圧力がある予め選定された値を越えねばな
らないものとなっている。

アクチュエータ１５によって負荷を旋回するために、遠
隔制御部２４が中央位置から手動で偏位される。これに
よってパイロット圧力がパ圧力上昇があると、シャトル
弁はシフトして圧力がストローク制御弁２５の左側にお
いて差動面積に作用することができる。ストローク制御
弁２ｓは右−ヘシフトされ、大行鵬シリンダｊｓはタン
クヘドレンされることになる。斜板が僅かに移動した後
、斜板角度フィードバック装置２１は、右側シャトルを
介してストローク制御弁２５の右側における差動面積へ
送り込まれる圧力を発生させる。これによってストロー
ク制御弁２５は無効となシ、パイロットコマンドを増大
させるには遠隔制御部２４をさらに移動させゐことが必
要である。減圧弁１！の調節によって選ばれ九ある予め
設定されたレベルでは、コマンド圧力はフィードバック
圧力との平均を失ない、ストローク制御弁２ｓは右側へ
移動し、そしてポンプ１ｏｏＩＦ積による押出しによっ
て主システムの右側文路内へ流れが生じるであろう。負
荷と立ち向かうと、圧力がストローク制御弁２ｓの右側
端部における小ピストンに作用する。ストローク制御弁
２ｓの左側における差動面積に作用するパイロット圧力
と、ストローク制御弁２！の右側端部において差動面積
に作用するフィードバック圧力とピストンに作用するシ
ステム圧力との和との間で力がバランスすることになる
。それによってポンプ吐出圧力、卸ちモータ出力トルク
を制御することができる。

被駆動負荷が増大して設定トルクを越えようとすると、
スト費−り制御弁！墨は左側ヘシフトして斜板角度を減
少させる０もしポンプが中立位置へ接近し、被駆動負荷
が減少しないのなら、フィードバック圧力は第２図に示
されているように減少してゼロになる。帰するところの
力がストロークスプール２ｓの左側における差動面積に
作用するパイロット圧力の結果として生Ｃる力を越える
点にまで圧力が上昇するまで、斜板鉱中立位置に保持さ
れる。ストローク制御弁２５がシフトして中心を横切っ
て斜板を移動しようとする時、フィードバック圧力拡上
昇してシャトル弁に送られ始め、この圧力はストローク
制御スプール２５の左側における差動面積に至ることに
なる。この圧力がパイロット圧力を越えない限９、何の
効果も生じない。

遠隔制御パイロット圧力がフィードバック最大圧力より
大きいと仮定すると、ストローク制御スプールは左側へ
移動し続けてポンプにストロークＯ運動をさせることに
なる。もしオーバーホール負荷が増大し続けると、ポン
プは全容積にまでストロークし切ることになる。

高慣、性負荷の型が抵抗性のものでｓｒ、１１１回が遠
隔制御部の左儒支路内にパイロット圧力を加えて、次に
遠隔制御弁ハンドルを中央に持ってくることによっであ
る速度Ｋｔで加速された場合は、遠隔制御部２４からの
両導管内のパイロット圧力はゼロになるであろう。斜板
はある角度をなしてしまっているので、フィードバッタ
最大圧力はストローク制御弁２５の右側における差動面
積に作用している。これＫよってストｐ−り制御弁２ｓ
は左側ヘシフトし、制御流体が、大ストロークシリンダ
１５へ至るのを許容してその結果変位が減少することに
なる。主システムＯ左側支路で圧力の上昇がＴｏＬこの
圧力杜ストローク制御弁Ｏ左儒端部における小ピストン
に作用する。力Ｏバランスが確立され、負荷は、ポンプ
が中立位置に到達するまで予め選定された圧力レベルで
減少される。

この装置は、オーバーホール圧力が予め選定された圧力
以下であれば何時でも旋回体を本質的に静止状態に維持
するものであることがわかるであろう◎車両をいずれの
方向にも旋回させるトルク社操縦者が遠隔制御部２４を
手動で制御することによって変更可能である。

もし、操縦者が通常よシ迅速に減速しようと思えば、操
縦者は遠隔制御部を中立位置を横切って移動する仁とで
よシ速い減速圧力を生じさせることができる。最高減速
圧力は最大駆動圧力よシも高くなる。

このようにして、この流体装置線出力トルク制御の利点
を保持しつつ、付随する回路を利用することによって自
動ブレーキを達成している。

操縦者は液圧遠隔制御部２４を利用して旋回駆動部を制
御する。遠隔制御部２４を中立位置から移動させる仁と
で所定の方向への旋回の指令が与えられる。ポンプによ
って流れが送や出される前に、レバーのある程度Ｏ移動
（例えば１０−〜１！ｓｇＩＩ）が必要であゐ。初期行
程の後本装置の出力トルクはレバーの行程に比例するよ
うになる＠もし、ハンドルが全速旋回位置から中央ＫＨ
されると、モータ祉、運動が止まるまで予め選定された
ブレーキ圧力になるまで減速される◎より高−減速度が
ｉＩまれるのであれば、遠隔制御部を中央を横切って変
位させて反対方向のトルクを指令することができる◇こ
れによってブレーキ圧力は最大圧力速度にまで上昇し、
そＯ上しバーの移動量に比例することになる。最大ブレ
ーキ圧力は、中立ハンドル設定位置における予め選定さ
れたブレーキ圧力Ｋｌｌしい分だけ最大駆動圧力よｐも
高くなっている。

斜板角度フィードバック装置２１は第５図に示されてい
るが、図示されてｉるように下部を切９落し喪中央部５
４を備えたスプールＳ５と中央位置に方向付けられた密
耐ランド！４　、　ｓｙとから成っている０スプール５
５はポンプストローク機構によって軸線方向に位置付け
られている◇検知孔が圧力を取シ出して、これら圧力を
導管２９　、５０を介してストローク制御弁の差動面積
へ送夛込む◎ スプール器ｓが右ヘシフトされると、制御圧力社右側の
検知孔へ入いることになる。左匈の検知孔での圧力は低
い値のま＼となっている。

もし、正確な変位制御を望むのであれば、フイートバッ
クスプールは、ポンプ押出し容積に比例したフィードバ
ック圧力を与えるように変更することができる。ストロ
ーク制御弁のいずれか一端における小ピストンと、それ
の連通経路を除去することによって、本装置は、米国特
許第３，７５８，２５５号に含まれたのと拳似したポン
プ容積制御として機能する。

ストローク制御弁２５は、本質的には米！１ｒｉ１４Ｉ
許第５，７５８，２５５号のパイロット作動弁に類供し
ている。この構成は、ゼロから全変位管で動かすには、
米国特許第５，７５８，２５５号で行なわれるような比
較的大きな角度Ｏ−の斜板角変位で関に合うようにする
のが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化し九液圧装置の概略図である
。 第２図は、可変容積製ポンプの容積に対するフィードバ
ック圧力曲線である。 第５図は１本装置に利用されるフィードバック装置の部
分断面図であゐ０ １０・・・逆転可能な可変容積型ポンプ１１、　１２．
　１７．２０．　ｆｆ１２．２５．２＆、　２９．　！
１０・・・導管１ｓ・・・液圧モータ １４・・・小面積ピストン １５・・・大面積ピストン １６・・・定容積型ポンプ １６・・・リリーフ弁 １９・・・可調節減圧弁 ２１・・・フィードバック装置 ２ｓ・・・ストローク制御弁 ２４・・・液圧遠隔制御弁 ２７、２８・・・シャトル弁 ５１、５２・・・ピストン ５ト・・スプール 図面の浄書（内容に変更なしン 手　　続　　補　　正　　書　（自発）（１）昭和５８
年３月１６日 特許庁長官　若杉和夫　殿 ｌ　事件の表示 特願昭５８−８０００号 ２　発明の名称 動　　力　　伝　　達　　装　　置 ３　補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ヴイー、カーズ、インコーボレーテッド４　　代　　理
　　人 ５　補正の対象 （１）別紙め如き正式にタイプ印書した明細書を提出（
内容に変更なし） （１）別紙の如き正式に浄書した図面を提出（内容に変
更なし） （１）委任状を別紙の如く補正 ７　添付書類の目録 （１）　　訂　　正　　願　　書　　　　　　　　　１
　　通（２）訂正明細書　　　　１　通 （３）　　図　　　　　　　　面　　　　　　　　　１
　　通（０委任状原文及び訳文　　　　各１通手続補正
書（自発）（２） １、事件の表示 特許［１５８−８０００号 ２−　尭明の名称 動力伝達装置 ＆　補正をする者 事件とＯ関係　特許出願人 グイツカーズ、インコーポレーテツド 本代環へ （１）　　陶日付手続補正書（自発）（１）に添附の明
細書第１０頁１５〜１６行「制御弁２４」を［制御部２
４」と訂正 （１）同第１０員１９行「制御器」を「制御部」と訂正 （１）同第１１員８行「支路」を「両支路」と訂正 （１）　　同第１２頁１１行「右側」を「左側」と訂正 （１）　　同第１ｓ頁５行「平均」を「平衡」と訂正（
１）同第１４頁４行「ストロークスプール」を「スト四
−り制御スプール」と訂正 （１）　　ＰＩ第１６頁５行「速い」を「高−」と訂正
（１）　　−第１６員１４行「１Ａ」をｒ　１／２’Ｊ
と訂正 （１）　　同第１９頁１５行「制御弁」を「制御部」と
訂正

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　逆転可能な可変容量瀧ポンプと、該−ンプの変位の
   方向と変位量とを制御するための液圧サーボモータ手段
   と、前記ポンプと並列に連結されると共に前記ポンプに
   よって駆動されるぺ〈適合される流体モータと、前記サ
   ーボモータシステムの位置と方向とを制御する丸めのス
   トローク制御弁として機能するパイｐット操作方向切換
   弁と、前記ポンプの変位を検出して、前記弁を移動する
   ためのパイロット圧力による力に抗して前記方向切換弁
   に力を印加する手段とから成る液圧システム。 ２　前記サーボモータ手段は小面積のピストン及びシリ
   ンダと大面積のピストン及びシリンダとから成る差動■
   積ｌ１ｌＯ％のであシ、前記ストローク制御弁拡大爾積
   ピストンへの及び大面積ピストンからＯ供給又拡排出流
   体管制御してお９、さらに補助ポンプを有していて、前
   記小面積ピストンが前記補助ポンプの出力に接続されて
   おり、前記補助ポンプの前記出力はまた前記ストローク
   制御弁にも供給されている、特許請求の範囲第１項記載
   Ｏｉ［圧システムＯ 墨　前記サーボモータの位置を検出する丸めの前記手段
   は、前記サーボモータの変位に応答すると共に前記スト
   ローク制御弁へＯＩＩ接流体Ｋｌ！絖されてパイロット
   圧力による運動方向に対抗するフィードバック弁から成
   っている特許請求の範囲第２項記載の液圧システム０４
   　前記最後に述べた方向切換弁と直列にそして前記小面
   積のピストン及びシリンダと並列に接続されている制御
   圧力ＩＪ　リーフ弁を含んでいる特許請求の範囲第１項
   記載の液圧システム。 ５　パイ謬ット圧力を前記方向ストローク制御弁へ供給
   する手動による液圧遠隔制御部と、前記ストローク制御
   弁にＭゐ前記導管内のシヤトル弁手段とを含み、前記フ
   ィードバッグ弁は、フィードバック圧力がパイロット圧
   力に対抗するように前記シャ）ル弁に接続されている％
   特許請求の範囲第４項記載の液圧システム。 ６　充填ステージ、ポンプ容積を変更するように操作可
   能な斜板、斜１［０角度を変更するためＯ斜板偏倚シ？
   、ｙダに対して作用する斜板スト謂−タシリｙ〆を含む
   逆転可能な可変容積型ピストンポンプと、斜板の角度運
   動を検出するための斜薯角度フィードバック弁と、スト
   ロークＶ９ンダへの流体流量を制御する丸めのものであ
   りて、第１及び第２の大面積の環状部と第１及び第２の
   対向した小面積端部とを有して−てばねで中央に付勢さ
   れた差動面積スプールを含んで・いる斜板制御弁と、ポ
   ンプを横切って並列にそして制御弁の第１及び第！Ｏ真
   小爾積端部に接続されて、駆動トルクを旋回駆動部に供
   給すゐ箪圧毫−夕とから成る液圧システム０ ７　タンクと制御弁及び偏倚シリンダ間に接続され圧制
   御圧力１７１Ｊ−７弁を含んでいる特許請求の範囲第６
   項記載の液圧システム。 ｓ　タンクとフィードバック弁との間でリリーフ弁と直
   列にそしてリリーフ弁と偏倚シリンダとに並列に接続さ
   れた制御圧力減少弁を含んでいる特許請求の範囲第７項
   記載Ｏｉ［圧システム０ ！　制御弁の第１及び第２０環状部に接続された第１及
   び第２のパイロット圧力導管と、第１及び第２のシャト
   ル弁とを有しておシ、前記第１及び第２の制御導管は、
   それぞれ第１及び第！のシャトル弁を介してフィードバ
   ッタ弁ＫＩＩ続されている手動による液圧遠隔制御弁を
   含んでいる特許請求の範囲第６項記載ＯＩｍ圧システム
   。