JPS5931954Y2 - 油圧駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトラクタ、コンバイン等の自走型農業機械、或
いは土木機械等の駆動手段として使用するのに適した油
圧駆動装置に関するものである。

一般にこの種の油圧駆動装置としては従来可変容量形の
油圧ポンプと定容量形の油圧モータとを組合せて、油圧
ポンプからの圧油供給量を調整し、油圧モータの回転速
度を調整するようにしたものが公知であるが、可変容量
形の油圧ポンプは構造が複雑で高価であること、伝動効
率が悪いこと、中立を選択した場合も微動する慮れがあ
ること等の不都合があった。

このような不都合を解消するため、本考案者は油圧モー
タへの圧油を遮断する中立位置と、油圧モタを正転させ
る第１の位置及び油圧モータを逆転させる第２の位置に
切換操作される３位置切換型の電磁方向制御弁を用いて
、該制御弁を夫々中立位置と第１の位置、又は中立位置
と第２の位置とに高速にて反復切換することにより、油
圧モータに対する圧油供給方向を変えて油圧モータに対
する回転方向制御、或いは油圧モータに対する圧油供給
時間を長短度じることによって油圧モータの回転速度制
御を行えるようにした油圧駆動装置を既に提案している
（例えば特願昭５４−９２７４６号）が、この装置にあ
っては高速切換用の弁として電磁式の３位置切換弁を用
いているため、スプール自体が長く、当然重量も大きい
ため、高速化には一定の限界があって円滑さを欠く外、
消費電力が非常に大きいという難点があった。

本考案はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは油圧ポンプから油圧モータに至る圧
油の送り油路にアキュムレータと、このアキュムレータ
の下流側にあって送り油路を断・絞制御するパイロット
式切換弁とを配設し、前記パイロット式切換弁にはその
片側のパイロット用連通路の圧油を高速にて断続的に低
下させる高速切換弁を付設することにより、駆動装置全
体の効率が高く、大幅な電力の節減が図れ、加えて送り
油路の断・続を行うパイロット式切換弁の切換の高速化
が図れて速度制御を円滑に行い得るようにした油圧駆動
装置を提供するにある。

以下本考案をその実施例を示す図面に基いて具体的に説
明する。

第１図は本考案に係る油圧駆動装置（以下本案装置とい
う）の油圧回路をその制御系と共に示す図であり、図中
１は定容量形の油圧ポンプ、２は定容量形の油圧モータ
、３は手動式の４ポ一ト３位置切換弁（以下単に切換弁
という）であって、油圧ポンプ１から吐出された圧油は
油圧モータ２を経て油圧ポンプ１に戻る閉回路が構成さ
れ、油圧モータ２の正転、逆転及び停止は油圧ポンプ１
と油圧モータ２との間に介在させた切換弁３によって操
作されるようにしである。

切換弁３はそのポンプ側ポー）３ｐ、３ｑのうち、ポー
ト３ｐは油圧ポンプ１の吐油口に、またポー）３ｑは油
圧ポンプ１の吸油口に接続され、一方油圧モータ側のポ
ー）３ａ、３ｂのうち、ポート３ａは油圧モータ２を正
転させる際に圧油を供給すべき油７口２ａに、またポー
１−３ｂは油圧モータ２を逆転させる際に圧油を供給す
べき油量２ｂに接続されている。

切換弁３はそのレバ３ｈの操作によって図示の如く中立
位置［有］・に設定されると、ポー）３ｐ、３ａを遮断
状態とし、切換弁３のポー）３ｐと３ｑとを直結して油
圧モータ２側への圧油を遮断し、また第１の位置■に設
定されるとポート３ｐと３ａとの間及びポート３ｑと３
ｂとの間を連通し、油圧ポンプ１の吐油口側を油圧モー
タ２の油量２ａ側に連通し、油圧モータ２を正転駆動さ
せ、更に第２の位置■に設定されるとポート３ｐと３ｂ
との間及びポート３ｑと３ａとの間を連通し、油圧ポン
プ１の吐油口側を油圧モータ２の油量２ｂ側に連通して
油圧モータＭを逆転駆動させるようにしである。

そして前記閉回路における油圧ポンプ１から油圧モータ
２に至る圧油の送り油路及び油圧モータ２から油圧ポン
プ１に至る戻り油路のうち、前記油圧ポンプ１の吐油口
から切換弁３のポー）３ｐに至る間の送り油路にはその
上流側から順次逆止弁４ａ、アキュムレータ５、パイロ
ット式切換弁６及びこのパイロット式切換弁６と一体的
に構成した高速切換弁７が配設され、また油圧ポンプ１
の吐油口から逆止弁４ａに至る間の送り油路と切換弁３
のポート３ｑから油圧ポンプ１の吸油口に至る戻り油路
との間には外部パイロット式のリリーフ弁８が配設され
ている。

アキュムレータ５は油圧モータ２が所定以上の速度にて
運転されている間に蓄圧状態に設定され、低速回転時等
において送り油路内圧力が低圧状態となった時には送り
油路内圧力を高め効率を向上させ得るようにしたもので
あり、それ自体の構造については特に限定するものでは
なく、ばね式、シリンダ式等従来知られているものを適
宜採択すればよい。

パイロット式切換弁６、高速切換弁７はいずれもポペッ
ト型の弁であって、パイロット式切換弁６はその上流側
の油路からパイロット圧を連通路６ｂ、６Ｃを介して弁
体の両側に等しく導く、所謂バランス形の弁であって、
常時はばね６ａの押圧力によって閉位置■に付勢保持さ
れており、連通路６Ｃを介して弁体の片側に付与される
油圧が、他の連通路６ｂを介して弁体の他の片側に付与
される油圧からばね６ａの押圧力量を差引いた値以下に
低下すると開位置■に設定されるようになっている。

一方、高速切換弁７は前記パイロット式切換弁６の連通
路６Ｃにおける絞り部６Ｃ′がら弁体に至る間と油タン
ク１３との間の油路を開閉すべく前記パイロット式切換
弁６と一体的に構成されており、弁体は常時はばね７ａ
にて閉位置■に付勢保持され、ソレノイド７Ｓが励磁さ
れると開位置■に（従って消磁されると閉位置■に）設
定されるようにしてあり、後述する制御部ＣＮによって
ｍ５ｅｃオーダの高速にて閉位置■と開位置■との間で
切換えられるようにしである。

リリーフバルブ８はそのパイロット圧を送り油路におけ
るアキュムレータ５設置位置から取り込むようにしてあ
り、送り油路内圧力がリリーフバルブ８のリリーフ圧を
越えたとき、油圧ポンプ１の吐油口側を吸油口側に短絡
せしめて装置全体の安全を図るようにしである。

切換弁３のポー）３ａから油圧モータ２の油量２ａに至
る油路と、同じくポー）３ｂから油量２ｂに至る油路と
の間には夫々逆止弁４ｂ、リリーフバルブ９、逆止弁４
Ｃを介して、また逆止弁４ｄ、リリーフバルブ９、逆止
弁４ｅを介して相互に接続され、油圧モータ２の両油量
２ ａ 、２ ｂ間の油圧差がリリーフバルブ９のリリ
ーフ圧を越える場合は側圧力差をＩＪ ＩＪ−フ圧以下
に平均化し負荷衝撃、キャビテーションの発生を防止し
、油圧機器の安全を図っている。

１０はチャージポンプであって、その吸油口側は油タン
ク１３に、また吐油口側はフィルタ１１．逆止弁１２を
経て油圧ポンプ１の吸油口側及び前記逆止弁４ ｃ 、
４ ｅの相互に接続された入側に接続され、更にチャー
ジポンプ１０の吐油口からフィルタ１１に至る間と油タ
ンク１３との間にはリリーフバルブ１４が配設されてい
る。

ＣＮは高速切換弁７の制御部であって、外部からの信号
により起動される発振回路等にて構成されており、この
発振回路は第２図に示す如く周期Ｔ （１００ｍｓｅ程
度）のパルス信号を切換弁７に発する。

このパルス信号がハイレベルにある時間をＴ１、ローレ
ベルにある時間をＴ。

（Ｔ１＋Ｔｏ二Ｔ）とすると、そのデユーティ比はＴＩ
／ＴＩ＋Ｔｏで与えられるが、このテ゛ニーティ比は発
振回路定数の調整操作にて変更され、このパルス信号が
ハイレベルである時間に切換弁７のソレノイド７Ｓが励
磁される結果、切換弁７は時間Ｔを１周期とし、その間
Ｔ１だけ開位置■に在る反復的切換運動を行う。

切換弁７が閉位置■に在る時間はパイロット式切換弁６
の弁体はその両側に連通路６ｂ、６Ｃを通じて等しいパ
イロット圧を受けており、これにばね６ａの押圧力が加
わって閉位置■に維持せしめられた状態となる。

切換弁７が開位置■に切換えられると、連通路６Ｃにお
ける絞り部６ｃ’から弁体に至る間の圧油が油タンク１
３に流出され、しかも絞り部６ｃ’の存在により、この
間には圧油が急速には流入されてこないため一瞬間油圧
が低下するのに対し、連通路６ｂ内の圧油は低下せず、
パイロット式切換弁６はばね６ａに抗して開位置■に設
定されることとなる。

次にこの状態から切換弁７か閉位置■に戻されると連通
路６Ｃ内の油圧が急速に回復し、両速通路６ｂ、６Ｃ内
の油圧が均一になり、これにばね６ａの押圧力が加わっ
て切換弁６は再び閉位置■に維持されることとなり、切
換弁７の切換動作に連動してパイロット式切換弁６も切
換動作されるようになっている。

かく構成された本案装置にあっては油圧ポンプ１から吐
出された圧油は逆止弁４ａを経、アキュムレータ５の配
設位置を経てパイロット式切換弁６に至るが、切換弁６
は切換弁７に連動して閉位置■と開位置■とに高速にて
切換えられており、図示の如く閉位置■にあるときは圧
油は遮断され、開位置■に在る時のみ、切換弁３側に向
けて流れることとなる。

切換弁３が図示の如く中立位置■に設定されているとき
は圧油はそのまま油圧ポンプ１側に戻されて油圧モータ
２は駆動されず、また切換弁３が第１の位置■に設定さ
れているときは圧油は油量２ａ側から油圧モータ２に入
り、油量２ｂを出て油圧ポンプ１に戻されて油圧モータ
２が正転され、更に切換弁３が第２の位置■に設定され
ているときは圧油は油量２ｂ側から油圧モータ２に入り
、油量２ａを出て油圧ポンプ１に戻されて油圧モータ２
が逆転されることとなる。

そして油圧モータ２の回転速度は前記パイロット式切換
弁６における開位置■に設定されている時間と、閉位置
■に設定されている時間、換言すれば切換弁７が開位置
２に設定されている時間と、閉位置■に設定されている
時間との比、即ち制御部ＣＮから発せられるバルブ信号
のうちハイレベルにある時間とローレベルにある時間と
の割合によって定まる。

即ち発振回路定数の調整が変速操作ということになる。

パイロット式切換弁６は圧力バランス形のポペット弁で
あり、また切換弁７も同様なポペット弁であるから従来
の如きスライドスプール型の弁に比較して切換操作の高
速化が容易であり、油圧モータ２の断続的駆動周期の短
縮化が可能となり、乗心地が良好である外、ソレノイド
駆動用電力の消費量も節減できる。

また送り油路にはアキュムレータ５が配設されているか
ら送り油路内の油圧の低下に応じてこれを補償し、特に
油圧が低下しがちな油圧モータ２の低速回転時等におい
ても効率の低下を防止し得る。

更に油圧モータ２に過負荷が作用した場合、両油量２ａ
、２ｂの圧力差がリリーフバルブ９のリリーフ圧を越え
るに至ったときには逆止弁４ｂ、リリーフバルブ９、逆
止弁４Ｃ１或いは逆止弁４ｄ、リリーフバルブ９、逆止
弁４ｅの経路を介して両油量２ ａ 、２ ｂ間が短絡
され、圧力差を解消して油圧機器の安全が図られる。

しかも油圧モータ２に楕性回転が生じて油量２ａ又は２
ｂ側に負圧が形成されたときにはチャージポンプからの
圧油が逆止弁１２，４ Ｃ，４ｅを通じて油口２ ａ
、２ ｂ側に供給されるためキャビテーションの発生が
確実に防止され、暴走等の事故発生も確実に防止される
こととなる。

以上の如く本案装置にあっては油圧ポンプから油圧モー
タに至る送り油路を高速切換弁にて切換操作されるパイ
ロット式切換弁により開閉することとしであるから、そ
の切換動作の高速化が容易であって、変速制御を円滑に
行うことが出来て振動、騒音が少なく、シかも電力消費
量も極めて少なくて済み、また送り油路にアキュムレー
タを配設したため、低速駆動時においても効率が良いな
ど本考案は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案装置の油圧回路図、第２図は本案装置にお
ける制御部から発せられるパルス信号図である。 １・・・・・・油圧ポンプ、２・・・・・・油圧モータ
、３・・・・・・切換弁、４ａ〜４ｅ・・・・・・逆止
弁、５・・・・・・アキュムレータ、６・・・・・・パ
イロット式切換弁、６ａ・・・・・・ばね、６ｂ、６Ｃ
・・・・・・連通路、６ｄ・・・・・・絞り部、７・・
・・・・高速切換弁、７Ｓ・・・・・・ソレノイド、８
・・・・・・リリーフ弁、９・・・・・・リリーフ弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 油圧ポンプから吐出された圧油を油圧モータを経て油圧
   ポンプに還流する閉回路における、油圧ポンプから油圧
   モータに至る送り油路及び油圧モータから油圧ポンプに
   至る戻り油路を遮断する中立位置、油圧モータに対する
   圧油の供給方向を正方向とする第１の位置及び逆方向と
   する第２の位置の３位置に切換えられる切換弁と、前記
   油圧ポンプから切換弁に至る送り油路に配設されたアキ
   ュムレータ及びその下流側に在って送り油路を断・続さ
   せるパイロット式切換弁と、該切換弁のパイロット用連
   通路の油圧を断続的に低下させる切換弁とを具備するこ
   とを特徴とする油圧駆動装置。