JPS60215104A - 油圧モ−タ制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は作業機械等に用いられる油圧モータの制御装置
に係り、特に建設機械の走行油圧モータの制御に好適な
油圧モータ制御装置に関する。

〔発明の背景〕

建設機械、例えば油圧ショベルは、下部走行体、この下
部走行体上に旋回可能に設げられた上部旋回体およびこ
の上部旋回体に設げられて作業部を構成するフロント機
構を備えている。下部走行体には油圧モータが設けられ
、この油圧モータは上部旋回体に搭載された油圧ポンプ
の圧油により駆動され、これにより油圧ショベルが走行
する。このような油圧モータとして、可変容量形の油圧
モータがしばしば使用される。可変容量形の油圧モータ
は負荷が大きいときにはその容量を大きくし、出力トル
クを増大して低速回転となり、逆に、負荷が小さいとき
にはその容量を小さくし、出方トルクを減少して高速回
転となる特徴を備えている。

これを上記油圧ショベルに適用すると、例えば平地走行
時のように負荷が小さいときには高速走行し、登板時の
ように負荷が大きいときにはトルクを増大して低速走行
するととができる。このような可変容量形の油圧モータ
の駆動回路を図により説明する。

第１図は従来の可変容量形油圧モータの駆動回路図であ
る。図で、１は油圧ボンダ、２は可変容量形油圧モータ
（以下単に油圧モータという。）３は油圧モータ２に備
えられたおしのけ容積可変機ｉｓ（以下、これを斜板で
代表させる。）、４は斜板３を傾転駆動する斜板駆動ピ
ストン（以下、これを傾転ピストンと（・う。）である
。５は油圧ポンプ１と油圧モータ２との間に設けられた
コントロール弁、６はコントロール弁５の操作し、＜−
である。７は油圧モータ２の両側の主管路Ａ、８間に接
続されたシャトル弁であり、両生管路のうちの高圧（１
１１１の主管路を選択し、その圧油を傾転ピストン４に
導（。

このような油圧モータ２の動作を、第２図に示す特性図
を参照しながら説明する。操作レバー６が操作され、コ
ントロール弁５が中立位置から図の左側位置に切換えら
れると、主管路Ａには油圧ポンプ１の圧油が供給され、
油圧モータ２は矢印方向に回転する。この場合、主管路
Ａが高圧側となるので、シャトル弁７は主管路Ａを選択
し、その圧油を傾転ピストン４に導く。即ち、傾転ピス
トン４には油圧モータ２の自己圧が導かれることになり
、この結果、斜板３が駆動されて油圧モータ２の容量が
変化する。これを紀２図により説明する。

第２図は傾転ピストン４に導かれた自己圧Ｐ・と■ 油圧モータ２のおしのけ容ｙＱの関係を示す特性図であ
り、横軸に自己圧Ｐ、が、又、縦軸にｋしのけ容量Ｑが
とっである。油圧モータ２の負荷が小さく、自己圧Ｐ、
が圧力Ｐａ未漕であれば、イ頃転ピストン４は駆動され
ず、油圧モータ２のおしのけ容積Ｑは低容積ｑ一定とな
り、油圧モータ２は高速回転する。今、何らかの理由で
負荷が増大し、自己圧が圧力Ｐ。ＶＣ上昇すると、傾転
ピストン４は最大駆動され、斜板３の傾転も最大となり
、おしのけ容積Ｑは最大容積ｑとなる。この増大した負
荷が一定のままであると、おしのけ容積が容積ｑに増大
したことにより、自己圧は変化し、圧力Ｐｄまで減少す
る。このように自己圧が減少すると傾転ピストン４が作
動しておしのけ容積を容積Ｑｌに減少する。容積が減少
すると再び自己圧が上昇し、容積も増大する。このよう
な動作の繰り返しにより、斜板３の傾転は最終的に自己
圧Ｐｅに対応する特性曲線上の点りに相当する傾転とな
る。

このように、油圧モータ２は負荷に応じて自動的にその
傾転を変えてその負荷に対処することができる。そして
、この場合、負荷が小さくて自己圧が圧力Ｐａ未満であ
るとき、又は負荷が大きくて容積Ｑ２においても自己圧
が圧力Ｐｂを超えるときには、斜板３の傾転は負荷の僅
かな変動に対して変化せず安定である。しかしながら、
上記のように自己圧が圧力Ｐａ、Ｐｂ間にある場合、僅
かの負荷変動によって自己圧と容積が変化し、したがっ
て、斜板３の傾転は極めて不安定となるととを免れ得す
、回転速度が絶えず変化する状態となる。

とれに対して、次回に示すような油圧モータの駆動回路
が提案されている。

第３図は他の従来の油圧モータ駆動回路図である。図で
、第１図に示す部分と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。９は斜板３を傾転駆動する傾転ピストン
であり、第１図に示す傾転ピストン４に対応する。９Ｓ
は傾転ピストン９の戻しばねであり、そのばね力は単に
ピストンケ戻すだけの力とされる。１０は傾転ピストン
９に接続された切換弁、１０１）は切換弁１０のパイロ
ットボート、１０ｓは切換弁１０の設定ばねである。

パイロットボート１０ｐはシャトル弁７と接続され、又
、設定ばね１０８には所定の力が設定されている。１１
は切換弁１０に接続された補助油圧ポンプである。

このような油圧モータ２の動作を、第４図に示す特性図
を参照しながら説明する。第４図は第２図と同じく、横
軸に自己圧が、縦軸におしのけ容積がとっである。操作
レバー６によりコントロール弁５が切換えられると、油
圧モータ２は駆動され、シャトル弁７は油圧モータ２の
自己圧を切換弁１０のパイロットボート１０ｐに導く。

ここで、油圧モータ２の負荷が小さく、その自己圧が圧
力Ｐ未満の場合、設定げね１０ｇに設定されたばね力の
方が大きく、切換弁１０は切換えられることなく図示位
置（右側位置）にある。したがって、傾転ピストン９に
は補助油圧ポンプ１１の圧油は供給されず、斜板３は最
小傾転となり、油圧モーになると、この自己圧は設定ば
ね１０３に設定されたばね力に打ち勝ち、切換弁１０を
左側位置に切換え、補助油圧ポンプ１１の圧油を傾転ポ
ンプ９に導く。この結果、斜板３は直ちに最大傾転とな
り、油圧モータ２のおしのけ容積も最大容積ｑとなる。

容積が増大したため、自己圧は圧力Ｐ１まで低下するが
、自己圧がこの圧力２１以上に維持されている限り斜板
３の傾転も維持される。

ところで、この第３図に示す駆動回路も、さきに述べた
第１図に示す駆動回路と同様、斜板３の傾転が不安定に
なるのを避けることができない。

即ち、上記のように、自己圧が圧力Ｐ２となり、切換弁
１０が左側位置に切換えられ、おしのけ容積が容積ｑと
なり、自己圧が圧力Ｐ１にある状態を考えると、何等か
の理由で負荷が僅かに減少すると自己圧は直ちに低下し
、設定ばね１０Ｓのばね力が大きくなって切換弁１０の
スプールが図示左方向に移動しはじめ、切換弁１０が完
全に切換わらない状態において傾転ピストン９をタンク
に導通せしめる。このため、斜板３の傾転は小さくなり
、油圧モータ２の容積も僅かに減少する。そうすると、
自己圧が増大して圧力Ｐ１となり、設定ばね１０５のば
ね力に打ち勝ち、再びスプールを図示右方向に押し戻す
。これＫより容積が増大し、自己圧は再び低下してスプ
ールは再び図示左方向に移動しはじめる。このように、
斜板３の傾転はきわめて不安定なものとなる。自己圧が
圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の間にあるような負荷が生じた場合
、僅かな負荷変動で斜板３の傾転が変動し易くなること
は上述の説明から明らかである。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、上記従来の問題を解決し、可変容量膨油
圧モータのおしのけ容積可変機構の傾転を常に安定状態
に維持することができる油圧モータ制御装置を提供する
にある。

〔発明の概要］ 上記の目的を達成するため、本発明は、油圧モータの自
己圧を検出し、この圧力を、おしのけ容積可変機構の駆
動機構を制御する切換弁に導き、この切換弁が切換えら
れたときその切換え状態を保持するための保持手段を設
けたことを特徴とする。

〔発明の実施例］ 以下、本発明を図示の実施例に基づ℃・て説明する。

第５図は本発明の実施例に係る油圧モータ制御装置の油
圧回路図である。図で、第１図に示す部分と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。１３は斜板３を傾
転駆動する傾転ピストン、１３８は傾転ピストン１３に
設けられて単にピストンを戻すだけのばね力を有する戻
しばねである。

１４はシャトル弁７と傾転ピストン１３との間に介在す
る切換弁、１４ｐ１は切換弁１４の自己圧パイロットボ
ート、１４ｐ２は切換弁１４の保持圧パイロットボー）
、１４Ｂは切換弁１４の設定ばねである。自己圧パイロ
ットボー）　１４　ｐ、は断面積Ｓ１を有し、シャトル
弁７からの油圧モータ２の自己圧が導かれる。保持圧パ
イロットボー）　１４　ｐ。

は断面積Ｓ２を有し、切換弁１４が図で左側位置に切換
えられたとき、後述の補助油圧ポンプからの圧油が導か
れる。設定ばね１．４８はばね力Ｆに設定され、常時、
切換弁１４を図示右側位置に保持する。切換弁１４が右
側位置にあるとき、傾転ピストン１３と保持圧パイロッ
トポート１４ｐ２はタンクに接続される構成となってい
る。１５は切換弁１４に接続された補助油圧ポンプ、１
６はシャトル弁７から自己圧パイロットボー）　１４　
ｐ、へのパイロット回路に設けられた絞りである。

ここで、本実施例の動作を第６図に示す特性図を参照し
ながら説明する。第６図は第２図および嬉４図と同じく
、横軸に自己圧Ｐ、が、又、縦軸におしのけ容積Ｑがと
っである。操作レバー６を操作してコントロール弁５を
切換えると油圧モータ２は駆動され、シャトル弁７はそ
の自己圧を、絞り１６を介して切換弁１４の自己圧パイ
ロットボー　）　１４　ｐ、に導く。ζこで、切換弁１
４の設定ばね１４８のばね力Ｆは Ｆ＝Ｐ、、・Ｓｌ に設定されているものとする。ただし、Ｐｌｌは自己圧
パイロットボート１４ｐ１に導かれる自己圧とする。油
圧モータ２の負荷が小さく、自己圧パイロットボー）　
１４　ｐ、に導かれる圧力が圧力Ｐ１１以下である場合
、切換弁１４は切換えられず右側位置に保持されている
。したがって、傾転ピストン１３は切換弁１４を介して
タンクに接続され、斜板３の傾転は最小傾転となり、油
圧ポンプ２の容積も最小容積ｑの状態にある。この状態
において、何等かの理由により負荷が増大し、自己圧が
圧力Ｐ１．を超えると、この圧力は自己圧パイロットボ
ー　）　１４　Ｉ）、に導かれ、設定ばね１４ｓのばね
力Ｆに打ち勝ち切換弁１４を左側位置に切換える。この
結果、シャトル弁７と傾転ピストン１３とが接続され、
傾転ピストン１３は自己圧により駆動さ・れて斜板３を
最大傾転とし、油圧モータ２の容積を容積ｑに増大する
。同時に、補助油圧ポンプ１５と保持圧パイロットボー
）　１４　ｐ、とが接続され、保持圧パイロットボート
１４１）、に補助油圧ポンプ１５の圧油（その圧力をＰ
Ｃとする。）が導かれ、保持圧パイロットボー）　１４
　ｐ、に設定ばね１４８を押圧する力Ｐ。・Ｓ、を発生
する。一方、油圧モータ２の容積が容積ｑに増大したこ
とにより、自己圧は圧力Ｐ１□　（Ｐ１□＝Ｐ１１・洩
）まで低下し、自己圧パイロットボート１４ｐ１に発生
する力もこれに伴って力Ｐ１２・Ｓｌに低下する。しか
しながら、保持圧パイロットボー１’　１４　ｐ、の断
面積Ｓ２および補助油圧ポンプ１５の圧力Ｐ。は予め次
式 ２式％ を満足するように設定されており、これにより、切換弁
１４はそのまま左側位置に保持される。即ち、保持圧パ
イロットボート１４ｐ！の断面積Ｓ□および補助油圧ポ
ンプ１５の圧力Ｐを適宜設定するに とにより、斜板３の傾転が増大し、自己圧が低下しても
設定ばね１４８のばね力により切換弁１４が押し戻され
るのを防止し、かつ、斜板３を最大傾転に確実に保持す
ることができる。

この状態において、何等かの理由により負荷が小さくな
り、自己圧が圧力２１１未満に低下したとする。ここで
、圧力Ｐ１１は次式 ％式％ により定まる圧力とする。この場合、自己圧パイロット
ボート１４ｐ１および保持圧パイロットボート１’４ｐ
□に発生する圧力を加えても、設定ばね１４Ｓのばね力
Ｆに対抗することはできず、切換弁１４は設定ばね１４
８のばね力により右側位置に切換えられる。との結果、
傾転ピストン１３はシャトル弁７から遮断されてタンク
に接続され、斜板３の傾転は最小傾転となり、油圧モー
タ２の容積は容積ｑに減少する。同時に、保持圧パイロ
ットボート１４ｐ２もタンクに接続され、そこに発生す
る力はＯになる。一方、・油圧モータ２の容積が容積ｑ
に減、少しだことにより、自己圧は圧力Ｐ１４（Ｐ、４
１４ｐ１に発生する力もこれに伴なって力Ｐ１４・Ｓｌ
に上昇する。しかしながら、保持圧パイロットボー）　
１４１）、の力は既にＯになっており、かつ、圧力Ｐ１
４は圧力Ｐ１１より小さいので、切換弁１４が再び左側
位置に切換えられることはなく、そのまま右側位置に保
持され、したがって、斜板３の傾転も確実に最小傾転に
保持される。なお、前述のよ圧力Ｐ１４は圧力ＰＩＩ　
より小さいのは明らかである。

さらに、この状態から、何等かの理由で負荷が大きくな
り、゛自己圧が圧力ＰＩ＋を超えると、再び前述のよう
に、切換弁１４は左側位置に切換えられ、自己圧が圧力
２１３未満になるまで確実にその切換位置を保持するこ
とになる。

さて、上記の動作において、自己圧が圧力Ｐ１□を超え
、切換弁１４のスプールが図の右側に移行中、自己圧が
傾転ピストン１３を駆動して傾転を増大し、保持圧パイ
ロットボート−１４ｐｊに補助油圧ポンプ１５による力
が充分に発生する前に自己圧が低下して切換弁１４のス
プールが押し戻されるような事態が生じるおそれもある
。しかしながら、シャトル弁７から自己圧パイロットボ
ート１４ｐ１の回路には絞り１６が設げられているので
、自己圧が低下しても自己圧パイロットボート１４ｐ１
０力は直ちに低下せず、時間遅れをもって低下してゆく
。したがって、その間に保持圧パイロットボー）　１４
　ｐ、に充分な力が発生し、切換弁１４のスプールが元
に戻されることはない。同様に、最大傾転状態から自己
圧が低下し、切換弁１４が右側位置に切換えられる場合
も、絞り１６の時間遅れの機能が働き、切換が確実にな
される。

とのように、本実施例では、傾転ピストンの駆動を制御
する切換弁に保持圧パイロットボートな設け、自己圧に
より切換弁が切換えられたとき、補助油圧ポンプの圧力
を保持圧パイロットボートに導くようにしたので、切換
弁の切換を保持することができ、傾転が不安定な状態に
陥る現象を防止することができる。又、切換弁に自己圧
を導く回路に絞りを設けたので、切換弁の切換え自体を
確実に行なうことができる。

なお、上記実施例の説明では、切換弁の切換えを保持す
るだめ補助油圧ポンプを設けたが、必ずしも補助油圧ポ
ンプに限ることはなく、切換弁の切換え時に、自己圧を
保持圧として使用することもできる。又、ｉ己圧を切換
弁に導く回路に設けられた絞りは必ずしも必要ではなく
、これを省略することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、自己圧に応じ“３ て傾転ピストンを制御する切換弁を切換え、ａ；ｐ、切
換えにより、その切換え位置を保持手段により保持する
ようにしたので、切換弁の切換えを確実に保持すること
ができ、油圧モータの傾転の不安定を解消することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油圧モータの駆動回路図、第２図は第１
図に示す油圧モータの特性図、第３図は他の従来の油圧
モータの駆動回路図、第４図は第３図に示す油圧モータ
の特性図、第５図は本発明の実施例に係る油圧モータ制
御装置゛の油圧回路図、第６図は第５図に示す油圧モー
タの特性図である。 １・・・・・・油圧ポンプ、２・・・・・・油圧モータ
、３・・・・・・斜板、７・・・・・・シャトル弁、１
３・・・・・・傾転ピストン、１４・・・・・・切換弁
、１４Ｓ・・・・・・設定ばね、１４ｐ、・・・・・・
自己圧パイロットボート、１４ｐ！・・・・・・保持圧
ノくイロットボート、１５・・・・・・補助油圧ポンプ
、１６絞り。 （ほか１名） 第１図 第２図 ’ｄ　ＦａＰｅ　’ｂ　’ＣＩ　Ｅｉｆｆｉ　（Ｐｉ）
第３図 ９ｃ 第４図 Ｐ、Ｐ２　自己１狂−Ｃ今ノ 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　おしのけ容積可変機構およびこのおしのけ容積可
   変機構を駆動する駆動機構を備えた油圧モータにおいて
   、この油圧モータの自己圧力を検出する圧力検出装置と
   、この圧力検出装置で検出された圧力に応じて切換えら
   れ前記駆動機構を制御する切換弁と、この切換弁が切換
   えられたときその切換を保持する保持手段とを設けたこ
   とを特徴とする油圧モータ制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記保持手段は、
   油圧源と、前記切換弁のパイロット室と、前記切換弁が
   切換えられたとき前記油圧源の油圧を前記パイロット室
   に導くパイロット回路とで構成されて〜・ることを特徴
   とする油圧モータ制御装置。