JPS61127968A - 油圧閉回路駆動装置の速度制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ウィンチ、油圧走行装置、油圧旋回装置
などの油圧閉回路駆動装置の速度制御装置に関する。

〔従来の技術〕

この種、油圧閉回路駆動装置の従来の速度制御装置は、
操作レバーがフルストロークの時、最大速度となるよう
に設定されているものが一般的であり、中・低速度の作
業は操作レバーを小さいストローク範囲で細かく加減し
ながら操作しなければならず、熟練を要する問題があっ
た。

かかる問題の解決策の一例として、従来第３図に示す技
術がある。

この第３図に示すものは、アクチュエータとしての油圧
モータ１を駆動する油圧閉回路２と、第１、第２のポン
プレギュレータ１０．１１と、パイロット油圧操作回路
１３と、油タンク１７とを備えている。前記油圧閉回路
２は、この閉回路内の最高圧力を規制するリリーフ弁３
，４と、この閉回路内の圧油およびチャージ用回路から
送られる圧油の逆流を防ぐチェック弁５，６と、チャー
ジ用油圧ポンプ７を有しかつ前記チェック弁５，６間に
接続されたチャージ用回路と、互いに吐出流量を異にし
かつこの閉回路に並列に設けられた第１．第２の油圧ポ
ンプ８，９とを有している。前記第１゜第２のポンプレ
ギュレータ１０．１１は、サーボ用油圧１１２を有しか
つ当該第１．第２の油圧ポンプ８゜９とそれぞれ直列に
接続されている。前記パイロット油圧操作回路１３は、
操作レバー１４と、第１゜第２のポンプレギュレータ１
．０．１１に指令圧としてのパイロット圧を与えるパイ
ロット弁１５と、このパイロット弁１５にパイロット圧
を供給する１次圧力用油圧源１６と、前記パイロット弁
１５と第１のポンプレギュレータ１０の指令圧受圧部と
を結ぶパイロット圧通路１８ａ、　１８ｂと、このパイ
ロット圧通路１８ａ、　１８ｂ間に設けられた切換弁１
９と、この切換弁１９を介して前記パイロット圧通路１
８ａ、　１８ｂに接続されかつ前記第２のポンプレギュ
レータ１１の指令圧受圧部にパイロット圧を与えるパイ
ロット圧通路２０ａ、　２０ｂとを備えている。

そして、この第３図に示すものは、パイロット油圧操作
回路１３の切換弁１９を口位置に切り換え、パイロット
油圧操作回路１３から第１のポンプレギュレータ１０に
パイロット圧を与えて第１の油圧ポンプ８を制御し、こ
の第１の油圧ポンプ８から油圧モータ１へ圧油を供給し
て駆動する速度制御と、前記切換弁１９をハ位置に切り
換え、パイロット油圧操作回路１３から第２のポンプレ
ギュレータ１１にパイロット圧を与えて第２の油圧ポン
プ９を制御し、この第２の油圧ポンプ９から油圧モータ
１へ圧油を供給して駆動する速度制御と、前記切換弁１
９をイ位置に切り換え、パイロット油圧操作回路１３か
ら第１．第２のポンプレギュレータ１０．１１にパイッ
ト圧を与えて第１．第２の油圧ポンプ８゜９を制御し、
これら第１．第２の油圧ポンプ８゜９から油圧モータ１
へ圧油を供給して駆動する速度制御との、３段階の速度
制御を行い得るようになっている。

しかし、第３図に示す従来技術では、１個のアクチュエ
ータに対して複数の油圧ポンプを使用しているので、装
置が複雑になる欠点があり、設備費が嵩む欠点があった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、操作性を向上でき、かつ装置の構造を
単純化でき、しかも既設の装置にも簡単に組み込んで使
用可能な油圧閉回路駆動装置の速度制御装置を提供する
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、パイロット操作回路と、ポンプレギュレータ
と、油圧閉回路とを備えた油圧閉回路駆動装置において
、前記ポンプレギュレータのパイロットスプールの両端
部に、それぞれ受圧面積が異なる複数の指令圧受圧部を
設けたこと、前記パイロット操作回路に、前記指令圧受
圧部へ異なる指令圧を選択的に入力する指令圧切換手段
を設けたことに特徴を有する。

〔作用〕

本発明では、ポンプレギュレータのパイロットスプール
の両端部に、それぞれ受圧面積が異なる複数の指令圧受
圧部を設けたことにより、同一の指令圧に対して異なる
ポンプ吐出流量の制御が可能となる。

また、パイロット操作回路に、前記指令圧受圧部へ異な
る指令圧を選択的に入力する指令圧切換手段を設けたこ
とにより、この指令圧切換手段を任意の位置に切り換え
ることによって、前記パイロットスプールの指令圧受圧
部に異なる指令圧を与えることができる。

その結果、例えばポンプレギュレータのパイロットスプ
ールの両端部に、それぞれ受圧面積が異なる２個の指令
圧受圧部を設け、パイロット操作回路に、それぞれ４種
類の指令圧を出力し得るように４位置に切り換え可能な
指令圧切換手段を設けた場合には、１個の油圧ポンプの
吐出流量を４通りに制御することが可能となり、１個の
アクチュエータを４通りに速度制御することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示すもので
、アクチュエータとしての油圧モータ１を駆動する油圧
閉回路２と、ポンプレギュレータ２２と、パイロット操
作回路としてのパイロット油圧操作回路１３とを備えて
いる。

前記油圧閉口路２には、油圧モータ１を駆動するための
油圧ポンプ２１が１個のみ組み込まれている。なお、こ
の油圧閉回路２の他の構成は、前記第３図の示すものと
同様である。

前記ポンプレギュレータ２２は、一方の端部に設けられ
た指令圧受圧部を有するパイロットスプール２３ａ、　
２３ｂの組と、他方の端部に設けられた指令圧受圧部を
有するパイロットスプール２３ｃ、　２３ｄの組と、パ
イロットスリーブ２４と、フィードバックレバー２５と
、サーボピストン２６と、パイロットスプール用の中立
保持ばね２７と、サーボ用油圧源２８とを有して構成さ
れている。前記パイロットスプール２３ａとパイロット
スプール２３ｃとは同じ受圧面積に形成され、パイロッ
トスプール２３ａとパイロットスプール２３ｂとは異な
る受圧面積に形成され、パイロットスプール２３ｂとパ
イロットスプール２３ｄとは同じ受圧面積に形成されて
いる。そして、このポンプレギュレータ２２はパイロッ
トスプール２３ａ　、　２３ｂの組または２３ｃ、　２
３ｄの組がパイロット圧により変位するに伴い、サーボ
用油圧源２８からサーボピストン２６に供給される油量
が制御され、このサーボピストン２６により前記油圧ポ
ンプ２１の斜板もしくは斜軸の傾転角αを変え、該油圧
ポンプ２１の吐出流量を制御するようになっている。

前記パイロット油圧操作回路１３には、パイロット弁１
５を有しており、このパイロット弁１５と前記ポンプレ
ギュレータ２２のパイロットスプール２３ａ。

２３ｂとは、パイロット圧通路２９ａ、　２９ｂを通じ
て接続され、同パイロット弁１５と前記ポンプレギュレ
ータ２２のパイロットスプール２３ｃ、　２３ｄとは、
ノ（イロット圧通路２９ｃ、　２９ｄを通じて接続され
ている。

前記パイロット油圧操作回路１３には、パイロット圧通
路２９ａ　、　２９ｂの組と２９ｃ、　２９ｄの組とに
わたって指令圧切換手段として切換弁３０が設けられて
し）る。

この切換弁３０は、パイロット圧通路２９ａ、　２０ｂ
側に対応する第１の部分３１と、パイロット圧通路２９
ｃ、　２９ｄ側に対応する第２の部分３２と、これら第
１、第２の部分３１．３２を結ぶタイロッド３３と、切
換レバー３４とを備えている。前記第１の部分３１は４
個のボートａＴｂ９Ｑ９ｄを有し、前記第２の部分３２
は４個のボートｅ＋ｆ、ｇ、ｈを有している。また、切
換弁３０はイ２２ロ、ハ二の４位置に切り換え得るよう
になっている。そして、切換弁３０を前記イ２ロ、ハ、
二位置に切り換えると、ポンプレギュレータ２２に次の
ようなパイロット圧を与え得るようになっている。

５１、イ位置に切り換えると、第１の部分３１側作動の
場合は、ボートａ→ボートＣ２ｄ→ポンプレギュレータ
２２のパイロットスプール２３ａ、　２３ｂの指令圧受
圧部にパイロット圧が与えられる。

第２の部分３２側作動の場合には、ボートｆ→ポートｇ
＋ｈ→ポンプレギュレータ２２のパイロットスプール２
３ｃ、　２３ｄの指令圧受圧部にパイロット圧が与えら
れる。

９２、口位置に切り換えると、第１の部分３１側作動の
場合には、ポートａ→ボートＣ→ポンプレギュレータ２
２のパイロットスプール２３ａの指令圧受圧部にパイロ
ット圧が与えられる。第２の部分３２側作動の場合は、
ポートｆ→ボートｈ→ポンプレギュレータ２２のパイロ
ットスプール２３ｃの指令圧受圧部にパイロット圧が与
えられる。

５３、ハ位置に切り換えると、第１の部分３１側作動の
場合は、ポートａ→ポートｄ→ポンプレギュレータ２２
のパイロットスプール２３ｂの指令圧受圧部にパイロッ
圧が与えられる。第２の部分３２側作動の場合は、ポー
トｆ→ボートｇ→ポンプレギュレータ２２のパイロット
スプール２３ｄの指令圧受圧部にパイロット圧が与えら
れる。

５４、二位置に切り換えると、第１の部分３１側作動の
場合は、パイロット圧通路２９ａ→ポートａ→ポートＣ
→ポンプレギユレータ２２のパイロットスプール２３ａ
の指令圧受圧部にパイロット圧が与えられると同時に、
パイロット圧通路２９ａから分岐されたパイロット圧通
路２９ｄ→ボートｅ→ポートｇ→ポンプレギュレータ２
２のパイロットスプール２３ｄの指令圧受圧部にパイロ
ット圧が与えられ、したがってポンプレギュレータ２２
はパイロットスプール２３ａ　、　２３ｄに与えられた
パイロット圧の差圧によって作動する。第２の部分３２
側作動の場合は、パイロット圧通路２９ｃ→ポートｆ→
ポンプレギユレータ２２のパイロットスプール２３ｃの
指令圧受圧部にパイロット圧があたえられると同時に、
パイロット圧通路２９ｃから分岐されたパイロット圧通
路２９ｂ→ボートｂ→ポートｄ→ポンプレギユレータ２
２のパイロットスプール２３ｂの指令圧受圧部にパイロ
ット圧が与えられ、これによりポンプレギュレータ２２
はパイロットスプール２３ｃ、　２３ｂに与えられたパ
イロット圧の差圧によって作動する。

なお、パイロット油圧操作回路１３の他の構成について
は、前記第３図に示すものと同様である。

前記実施例の速度制御装置は、次のように操作され、作
用する。

いま、ポンプレギュレータ２２の各端部のパイロットス
プールの指令圧受圧部の面積をＡとし、パイロットスプ
ール２３ａ、　２３ｃの各指令圧受圧部の面積をＡ、と
じ、パイロットスプール２３ｂ、　２３ｄの各指令圧受
圧部の面積をＡ２とすると、次にようになる。

ＡＩ＋Ａ２＝Ａ　　　　　　　　　　　・・・・・（１
）Ａ２／ＡＩ＝Ｂ　　　（０＜Ｂ＜１）・・・・・・（
２）一般に、ポンプの吐出流量はポンプ１回転当りの押
しのけ容積ｑと、ポンプ回転数Ｎとの積で表わされる。

そして、ポンプの押しのけ容積ｑはボブの斜板もしくは
斜軸の傾転角αの関数であり。

次式で表わされる。

ｑ＝ｆ＋（α）　　　　　　　　　　・・・・・・（３
）ただし、斜板式の時　ｑ＝　ａ−Ｄ−ｔａｎ　ｒｘ　
・（３）’斜軸式の時　ｑ＝　ａ−Ｄ　−５ｉｎ　ａ　
−（３）’ここで、ａ：ポンプのプランジャの総面積Ｄ
：ポンプのプランジャの回転中心径 ポンプの斜板もしくは斜軸の傾転角αは、ポンプレギュ
レータ２２のパイロットスプールの変位量Ｘと、１次対
応の関数となっており１次式で表わされる。

α＝ｆｚ　（Ｘ）　　　　　　　　　　・・・・・・（
４）さらに、パイロットスプールの変位量又は、パイロ
ットスプール用の中立保持ばね２７のばね定数をｋ、初
期たわみ量をＸ、パイロットスプールに作用する外力を
Ｆとする時、次式で表わされる。

パイロットスプールに働く外力Ｆは、パイロットスプー
ルの指令圧受圧部の面積をＡ、指令圧をｐ、とする時、 Ｆ＝Ｐ、−Ａ　　　　　　　　・・・・・・（６）そし
て、本発明の前記実施例では、切換弁３０をイ２ロ、ハ
、二位置に切り換えることにより、ポンプレギュレータ
２２のパイロットスプール２３ａ〜２３ｄの指令圧受圧
部に次のようにパイロット圧を与えることができ、その
時の指令圧受圧部の面積は次のようになる。

■　切換弁３０をイ位置に切り換えた場合には、ポンプ
レギュレータ２２のパイロットスプール２３ａ。

２３ｂの指令圧受圧部、ま°たはパイロットスプール２
３ｃ、　２３ｄの指令圧受圧部にパイロット圧が与えら
れる。

この時の指令圧受圧部の面積は、Ａ、＋Ａ２となる。

■　切換弁３０を口位置に切り換えた場合には、ポンプ
レギュレータ２２のパイロットスプール２３ａの指令圧
受圧部、またはパイロットスプール２３ｃの指令圧受圧
部にパイロット圧が与えられる。

この時の指令圧受圧部の面積は、Ａ１となる。

■　切換弁３０をハ位置に切り換えた場合には、ポンプ
レギュレータ２２のパイロットスプール２３ｂの指令圧
受圧部、またはパイロットスプール２３ｄの指令圧受圧
部にパイロット圧が与えられる。

この時の指令圧受圧部の面積は、Ａ２となる。

■　切換弁３０を二位置に切り換えた場合には、ポンプ
レギュレータ２２のパイロットスプール２３ａ。

２３ｄの指令圧受圧部、またはパイロットスプール２３
ｃ、　２３ｂの指令圧受圧部にパイロット圧が与えられ
る。

この時の指令圧受圧部の面積は、Ａ、−Ａ２となる。

その結果、切換弁３０を前記イ２ロ、ハ、二位置に切り
換えた場合のパイロットスプールに作用する外力Ｆｌ＋
　Ｆ２＋　Ｆ３＋　Ｆ４は、次のようになる。

（ｉ）　　切換弁３０をイ位置に切り換えた場合、Ｆ、
＝Ｐ、・　（Ａ＋　＋　Ａ２）　　　　・・・・・・（
７）（五）切換弁３０を口位置に切り換えた場合、Ｆｚ
＝Ｐ、・Ａ！　　　　　　　・・・・・・（８）（ｉｎ
）　　切換弁３０をハ位置に切り換えた場合、Ｆ３＝Ｐ
、−Ａ２　　　　　　　・・・・・・（９）（ｉｖ）　
　切換弁３０を二位置に切り換えた場合、Ｆ４＝Ｐ、・
　（Ａ＋　　Ａｚ）　　　　・・・・・・（１０）ここ
で、前記（３）〜（５）式を調整すると、ただし、Ｆ＞
ｋ−ｘｄ となり、同一の指令圧Ｐ、に対して、外力ＦがＦ１〜Ｆ
４の４通りの値を取り得る本発明のこの実施例では、油
圧ポンプ２１の押しのけ容積ｑを４通りに換えることが
でき、したがって１個の油圧ポンプ２１から油圧モータ
１へ４通りの吐出流量の圧油を供給でき、油圧モータ１
の制御速度を４通りに変え得ることが分かる。

以上の実施例では、ポンプレギュレータのパイロットス
プールの指令圧受圧部が各端部に２個ずつで、しかも切
換弁の切り換え位置が４位置のものについて示している
が、パイロットスプールの指令圧受圧部は３個以上であ
ってもよく、また切換弁には通常作業と低速作業との２
位置に切り換えるルのを採用してもよい。さらに、前記
切換弁は切換レバ一式のものに限らず、リモートコント
ロール式のものでもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、ポンプレギュレータのパ
イロットスプールの両端部に、それぞれ受圧面積が異な
る複数の指令圧受圧部を設け、パイロット操作回路に、
前記指令圧受圧部へ異なる指令圧を選択的に入力する指
令圧切換手段を設けているので１作業速度範囲によって
指令圧切換手段の位置を選択的に切り換えておくことに
より、パイロット操作回路の操作レバーを広いストロー
クで使用可能であるため、操作性を著しく向上させ得る
効果がある。

また、本発明によれば、１個のアクチュエータに対して
、油圧ポンプおよびポンプレギュレータを１個ずつ配備
するだけで、アクチュエータの制御速度を複数に変換す
ることができるので、構造を単純化し得る効果があり、
ひいては設備費を節減できる効果があり、パイロット操
作圧力を従来技術に比べて高圧域で使用可能なるため、
パイロット圧通路での作動油の圧縮性によるタイムラグ
を減少させ得る効果もある。

さらに、本発明によれば、ポンプレギュレータおよび指
令圧切換手段とも簡単に組み込んで使用できるため、既
設の装置にも適用できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図に示す実施例の指令圧切換手段としての切換弁の内部
ロジックを示す図、第３図は従来技術の一例を示す回路
図である。 １・・・アクチュエータとしての油圧モータ、２・・・
油圧閉回路、１３・・・パイロット操作回路としてのパ
イロット油圧操作回路、２１・・・油圧ポンプ、２２・
・・ポンプレギュレータ、２３ａ〜２３ｄ・・・ポンプ
レギュレータのパイロットスプール、　３０・・・指令
圧切換手段としての切換弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．パイロット操作回路と、ポンプレギュレータと、油
   圧閉回路とを備えた油圧閉回路駆動装置において、前記
   ポンプレギュレータのパイロットスプールの両端部に、
   それぞれ受圧面積が異なる複数の指令圧受圧部を設け、
   前記パイロット操作回路に、前記指令圧受圧部へ異なる
   指令圧を選択的に入力する指令圧切換手段を設けたこと
   を特徴とする油圧閉回路駆動装置の速度制御装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項において、前記指令圧切換手
   段は指令圧を少なくとも２段階に切り換え可能な切換弁
   であることを特徴とする油圧閉回路駆動装置の速度制御
   装置。