JPS629004A - 油圧制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は油圧制御装置に関するものであり、詳しくは油
圧アクチェエータに供給される作動油の圧力特性を、任
意に設定できる油圧制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に油圧アクチェエータ、例えば油圧式クラッチ作動
用のクラッチパックシリンダに、ポンプからの作動油を
供給する際、上記ポンプとクラッチパックシリンダとの
間にモジニレ−ティングバルブ等の各種バルブを介装し
、上記クラッチパックシリンダに適正な作動油圧力が加
わるよう構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記クラッチパックシリンダに供給される作動
油の圧力特性は、上記バルブの形状等の諸条件によって
一意的に決まってしまう。このため上記油圧式クラッチ
を、パワーシフトトランスミッションにおける変速用ク
ラッチに用いた場合に変速ショックを生じたり、あるい
は上記油圧式クラッチを、履帯にて走行する建設車輌の
操向およびブレーキクラッチに用いた場合、操向ショッ
クを生ずる等の不都合を免れなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、かかる従来の問題点に鑑み、電気信号によ
って動作するパイロット弁と、該パイロット弁からのパ
イロット圧に対応しかつ電気信号値に比例した油圧アク
チュエータへの作動油圧力を生ずる主弁とを有する流量
制御弁を備えるとともに、操作レバーの操作角度に比例
した指令信号を発生する指令信号発生手段を備え、該指
令信号発生手段からの信号を、信号変換手段によって予
設定された所望の変換信号値に変換したのち上記流量制
御弁に入力して、上記油圧アクチェエータに圧送される
作動油の圧力を、上記変換信号値と比例させるようにし
ている。

〔作用〕

これによって、油圧アクチュエータに作用する圧力特性
を、予め任意に設定しておけるので、既述した変速ショ
ックや操向ショックを抑制することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の構成を、一実施例を示す図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る油圧制御装置を、履帯にて走行す
る建設用車輌の操向系に採用した例を示すブロック図で
ある。なお本例では上記建設用車輌における片側の履帯
に係る油圧制御装置について説明するが、もう一方の履
帯に係る油圧制御装置も全く同一の構成および動作態様
であることは勿論である。

図中１は操向レバーであり、該レバー１にはポテンショ
メータ２が設けられている。このポテンショメータ２は
、オペレータが操向レバー１を、図中左右方向に倒す操
作をすると、該レバー１を倒した角度に比例した電流値
１（Ａ）の指令信号を発生する。上記指令信号は次いで
コントローラ３に入力され、ここで操向クラッチとブレ
ーキクラッチとを個々に動作させるため、上記指令信号
は２つに分岐され、それぞれ予め設定された変換信号値
Ｉ、Ｉ［に変換される。コントローラ３から出力された
変換信号値■は、後に詳しく述べる流量制御弁４に入力
し、該流量制御弁４は上記変換信号値Ｉに対応して動作
し、ポンプから操向クラッチ用パックシリンダ５に圧送
される作動油の流量を制御する。かくして操向クラッチ
６は、操向レバー１の操作にともなって、変換信号値Ｉ
に対応した圧力特性によって挙動する。一方図中６′は
ブーレキクラッチ、５′は該ブレーキクラッチ用のパッ
クシリンダであり、既述のコントローラ３から出力され
た変換信号値Ｈに対応して動作するもう一方の流量制御
弁４′の働きによって上記ブレーキクラッチ６′は前記
操向クラッチ６と同様、操向レバー１の操作にともなっ
て変換信号値■に対応した圧力特性によって挙動する。

これにより以下では流量制御弁４（４’）の構造および
その動作態様について詳述する。第２図に示す如く、本
実施例における流量制御弁４（４’）は、パイロット弁
７と主弁８とを有している。上記パイロット弁７におけ
るバルブケーシング９にはシリンダ１０が形成され、そ
こにパイロット弁スプール１１が嵌装されている。該パ
イロット弁スプール１１は図からも明らかなように、図
中左方から第１のピストン部１２、第２のピストン部１
３、第３のピストン部１４を備えており、その左端は、
バルブケーシング９に取り付けられた比例ソレノイド１
５のロッド１６と連結されている。

また第３のピストン部１４の端面１４ａと上記シリンダ
１０の右端部とによって圧力室１５が画成されており、
この圧力室１５の内部には、スプール１１を左方に付勢
するばね１６が介装されている。また第１のピストン部
１２と第２のピストン部１３とによって画成された油室
１７には、バルブケーシング９に形成されたポンプ通路
１８が連通されており、一方策２のピストン部１３と第
３のピストン部１４とによって画成された油室１９には
、ドレン通路２０が連通されている。さらに上記ポンプ
通路１８とドレン通路２０との間には、シリンダ１０の
内周面に開口する出力通路２１が形成されており、かつ
該出力通路２１と既述の圧力室１５とは通路２２により
て連通されている。

また、第１のピストン部１２の左方に画成された室２３
と上記油室１９七は通路２４によって連通されている。

一方、主弁８におけるバルブケーシング３０にはシリン
ダ３１が形成されており、そこに主弁スプール３２が嵌
装されている。この主弁スプール３２は図からも明らか
なように、図中左方から第１のピストン部３３、第２の
ピストン部３４、第３のピストン部３５を備えており、
これら各ピストン部３３．３４．３５は、それぞれの径
が同一となるよう形成されている。さらに上記シリンダ
３１の左方部には上記第１のピストン部３３の端面３３
ａによって圧力室３６が画成されており、該圧力室３６
は入力通路３７を介して既述したパイロタ）弁７におけ
る出力通路２１と連通している。また上記シリンダ３１
の右方部には上記第３のピストン部３５の端面３５ａに
よって圧力室３８が画成されており、該圧力室３８内に
はパイロット弁スプール３２を左方へ付勢するばね３９
が介装されている。また第１のピストン部３３と第２の
ピストン部３４とによって油室４０が画成されており、
該油室４０には、バルブケーシング３０に形成されたポ
ンプ通路４１が連通されている。

また、第２のピストン部３４と第３のピストン部３５と
によりて画成された油室４２には、ドレン通路４３が連
通されている。さらに上記ポンプ通路４１とドレン通路
４３との間には、シリンダ３１の内周面に開口する出力
通路４４が形成されている。さらに第２のピストン部３
４を挾んで上記出力通路４４と対向する部位には通路４
５の一端が開口しており、該通路４５の他端は既述した
圧力室３８に開口している。

いま、オペレータが操向レバー１を操作すると、既述し
た如くポテンショメータ２から発生した指令信号は、コ
ントローラ３によりて予め設定された変換信号値Ｉ（…
）に変換されたのち流量制御弁４（４’）における比例
ンレノイド１５に入力される。この比例ソレノイド１５
は公知の如く入力電流ｉ　（Ａ）とロッド１６の推力Ｆ
（′Ｋｑｆ）とが比例する特性を有しており、この関係
を第３図に示す。上記比例ソレノイド１５の作動によっ
てパイロット弁スプール１１が第２図中を右行すると、
ポンプＰからポンプ通路１８を介して油室１７に流入し
た作動油は、第２のピストン１３に形成された切欠き部
１３ａを通過して出力通路２１に流れ込む。また、上記
出力通路２１を通過する作動油の一部は通路２２を介し
て圧力室１５に流入する。上記出力通路２１から出力さ
れる作動油の圧力が上昇するのに伴って、圧力室１５内
の油圧が上昇すると、この圧力室１５内の油圧とばね１
６の弾性復帰力との共働作用によってパイロット弁スプ
ール１１が左行し、出力通路２１への作動油の流入が断
たれる。ここで上記出力通路２１から出力される作動油
圧力をｐｃｔ　　、圧力室１５に臨む第３のピストン部
１４の断面積をＤＩ、パイロット弁スプール１１が初期
状態にあるときのばね１６のばね荷重をｆ！　、同じく
ばね１６のばね定数をＫｌ　、初期状態から作動油を出
力している状態へのパイロット弁スプール１１の移動量
をＸｌ。

そして比例ソレノイド１５によるロッド１６の推力をＦ
ｖとすると上記推力Ｆｖは次式で表わすことができる。

Ｆ　Ｖ　”　ｆ　１　＋　ＫＩ　Ｘ　Ｘ１＋ＤＩＸ　Ｐ
（ｔ　　−−（１）いま上記中成において、ばね１６の
ばね定数に１を、次の（２）式が成立する程に小さくす
ると、Ｆ　ｖ　”　ｆ　１＋　ＤＩ　Ｘ　Ｐａｔ　　　
　　　　−＝　（２）となり、先にも述べたように、ロ
ッド１６の推力Ｆ（Ｋ９ｆ）と比例ソレノイド１５への
入力電流１（Ａ）とは比例関係にあるため、上記比例ソ
レノイド１５への入力電流ｉ　（Ａ）と、パイロット弁
７から出力される作動油圧力Ｐｃ、とは、第４図に示す
ような比例関係となる。なお図中ａは不感帯である。

一方、パイロット弁７における出力通路２１から出力さ
れた作動油は、第２図中の矢印Ａで示す如く、主弁８に
おける入力通路３７を介して油室３６に流入する。上記
圧力室３６に流入した作動油の圧力によって主弁スプー
ル３２が図中右方に移行されると、ポンプＰからポンプ
通路４１を介して油室４０に流入した作動油が、第２の
ピストン３４に形成された切り欠き３４ａを通過して出
力通路４４に流れ込む。また上記出力通路４４を流れる
作動油の一部は通路４５を介して圧力室３８に導かれる
。上記出力通路４４から出力される作動油の圧力が上昇
するのに伴って圧力室３８内の油圧が上昇すると、この
圧力室３８内の油圧と、ばね３９の弾性復帰力との共働
作用によって主弁スプール３２が左行し、出力通路４４
への作動油の流入が断たれる。ここで、上記出力通路４
４力１ら出力される作動油圧力をＰＣ２１圧力室３６に
臨む第１のピストン部３３の断面積および圧力室３８に
臨む第３のピストン部３５の断面積をＤ２゜主弁スプー
ル３２が初期状態にあるときのばね３９のばね荷重をｆ
２　、同じくばね３９のばね定数をに２　、初期状態か
ら作動油を出力している状態への主弁スプール３２の移
動量をＸ２とすると、上記主弁スプール３２の釣り合っ
ている状態は１次式で表わすことができる。

Ｐ（１Ｘ　Ｄ２＝　ｆ２＋に２ＸＸｚ＋Ｄ２Ｘ　Ｐ（ｚ
・・・・・・・・・（３） （３ン式においてＰｃｔは既述したようにパイロット弁
７から出力される作動油圧力、つまり主弁８の圧力室３
６に加わる作動油圧力である。いま上記（３）式におい
て、ばね３９のばね定数に、を次の（４）式が成立する
程に小さくすると、 ＰＣ＋ＸＤ２二ｆ２＋Ｄ２ＸＰｃ２　−・−曲・（４）
が成立する。この式からも明らかなように、パイロット
弁７から出力される作動油圧力ｐｃ、と、主弁８から出
力される作動油圧力Ｐｃ２とは、第５図に示す如き比例
関係にあり、さらに上記（１）。

（２）　、　（３）　、　（４）式および第４図、第５
図からも明らかなように、比例ソレノイド１５に入力さ
れる交換信号値Ｉ　（ｎ）と、主弁８、換言すれば流量
制御弁４（４′）から出力される作動油圧力ＰＣ２とは
、第６図に示す如く比例関係にある。なお図中すは不感
帯である。

ところで第２図に示すように、既述した変換信号値Ｉお
よび■は以下の如くに設定されている。

つまり、変換信号値ｒは、操作レバー１の操作角度が増
加するのに伴ない急激に上昇し、こののち操向クラッチ
６を接続状態とするのに必要な信号値ｉ　（Ａ）を一定
に保持するよう設定されている一方、変換信号値■は、
操作レバー１の操作角度が増加するのに伴い、その初期
段階において、ブレーキクラッチ６′を接続状態として
おくのに必要な信号値ｉ　（Ａ）を一定に保持したのち
、急激にその値が減少するよう設定されている。また、
上記変換信号値ｒと１とは、変換信号値Ｉにおける信号
値が定常になった直後と、変換信号値Ｈにおける信号値
が急減する直前の部分で、操作レバー１の所定操作角度
範囲のみ重なり合うよう設定されている。このことは、
つまり、車輌の操向時において操向レバー１を倒し込ん
でゆくと、ブレーキクラッチ６′が接続状態にある間に
、操向クラッチ６が切断状態から接続状態へと移行し、
上記操向クラッチ６が完全に接続状態となったのちに、
ブレーキクラッチ６′が切断状態となるわけで、これに
より、操作クラッチ６が接続状態となる際のショク、り
に起因する操向ショックが可及的に防止される。

なお本例では、本発明に係る油圧制御装置を、履帯にて
走行する建設用車輌の操向系に採用した場合を示したが
、これ以外にも、例えばパワーシフトトランスミッショ
ンにおけるクラッチの切り換え機構に本発明を適用でき
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明に係る油圧制御装置によれば
、油圧アクチュエータに作用する作動油の圧力特性を信
号値として予め任意に設定しておくとともに、上記信号
値に比例して油圧アクチュエータに供給される作動油の
流量を制御する流量制御弁を用いたことにより、任意の
圧力特性で油圧アクチニエータを動作させることができ
、したがってたとえば実施例に示したような建設用車輌
の操向系に採用することにより、操向ショックが生じな
いよう油圧を制御することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる油圧制御装置を、履帯にて走行
する建設用車輌の操向系に用いた例を示すブロック図で
あり、第２図は流量制御弁の概念的な側面図、第３図は
比例ソレノイドへの入力信号値１（Ａ）と上記比例ソレ
ノイドが出力する推力Ｆ（Ｋｆｆ）との関係を表わすグ
ラフ、第４図は比例ソレノイドへの入力信号値ｉ　（Ａ
）とパイロット弁が出力する作動油圧力との関係を表わ
すグラフ、第５図はパイロット弁が出力する作動油圧力
ｐｃｔと主弁が出力する作動油圧力Ｐｃ２との関係を表
わすグラフであり、第６図は比例ソレノイドへの入力信
号値ｉ　（Ａ）と主弁が出力する作動油圧力Ｐｃ２との
関係を表わすグラフである。 １・・・操作レバー、２・・・ポテンショメータ、３・
・・コントロー２．４・・流量制御弁、７・・・パイロ
ット弁、８・・・主弁、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電気信号によって動作するパイロット弁と、該パイロ
   ット弁からのパイロット圧に対応し、かつ電気信号値に
   比例した油圧アクチュエータへの作動油圧力を生ずる主
   弁とを有する流量制御弁を備えるとともに、操作レバー
   の操作角度に比例した指令信号を発生する指令信号発生
   手段を備え、該指令信号発生手段からの信号を、信号変
   換手段によって予設定された所望の変換信号値に変換し
   て上記流量制御弁に入力し、上記油圧アクチュエータに
   圧送される作動油の圧力を、上記変換信号値と比例させ
   たことを特徴とする油圧制御装置。