WO1995035220A1 - Circuit de commande mobile pour dispositif mobile a entrainement hydraulique - Google Patents

Description

明細書 油圧駆動式走行装置の走行制御回路 技術分野

この発明は、 建設機械等に用いられる油圧駆動式走行装置の走 行制御回路に関するものである。 背景技術

油圧駆動式走行装置は、 左右の駆動輪を左右の走行用油圧モー 夕でそれぞれ駆動するが、 その際左右の走行用油圧モータに油圧 ポンプの吐出圧油を左右の方向制御弁によ りそれぞれ供給するよ うにしてある。

このような油圧駆動式走行装置の走行制御回路と しては、 例え ば図 1 に示すように、 1 つの油圧ポンプを設けたものが知られて いる。

これは、 油圧ポンプ 1 の吐出路 2 に左右の方向制御弁 3 , 4を 並列に設け、 その左右の方向制御弁 3 , 4 と左右の走行用油圧 モータ 5 , 6を左右の第 1 · 第 2回路 7 , 8の組でそれぞれ接続 し、 その各第 1 · 第 2回路 7 , 8 に圧力補償弁 9をそれぞれ設け、 これらの各圧力補償弁 9を左右の走行用油圧モータ 5 , 6 の負荷 圧における高い方の負荷圧によってそれぞれセッ トするよう に し てある。

つま り、 圧力補償弁 9 は、 ばね 1 0 の弾力と第 1受圧部 1 1 に 作用する最高の負荷圧で入口ポー 卜 1 2 と出口ポー ト 1 3の間を 遮断する方向に押され、 第 2受圧部 1 4 に作用する 自己の負荷圧 で入口ポー 卜 1 2 と出口ポー 卜 1 3 を連通する方向に押されるよ うになつているので、 その圧力補償弁 9の入口ポ一 卜 1 2 と出口 ポー 卜 1 3 との間の開口面積は最高の負荷圧と 自己の負荷圧の差 圧が増加するにつれ減少し、 入口側の圧力を補償する。

このようにすることで、 1 つの油圧ポンプ 1 の吐出圧油を左右 の走行用油圧モータ 5 ， 6 に同時に供給する際に圧力補償弁 9で 圧力補償するから、 左右旋回走行時に左右の走行用油圧モータ 5 , 6の負荷圧が異なっても左右の走行用油圧モータ 5 , 6 に圧油を 供給することができる。

なお、 図 1 において、 第 1 · 第 2補助回路 1 5 , 1 6 は圧力補 償弁 9の出口ポー ト側と左右の方向制御弁 3 , 4 のタ ンクポー ト との間を連通するものである。 また、 1 a は負荷圧に応じて油圧 ポンプ 1 の容量制御する容量制御装置である。

前述の走行制御回路である と、 例えば左右の方向制御弁 3 , 4 を図 2 に示すように第 1位置 Aと した直進走行時に、 左右の走行 用油圧モータ 5 , 6への供給流量が異なると走行曲りが発生して 直進走行性が低下する。 そこで、 図 1 に示すよう に、 左右の第 1 回路 7 , 7相互及び左右の第 2 回路 8 , 8相互を各短絡路 1 7で それぞれ短絡し、 その各短絡路 1 7 に走行連通弁 1 8をそれぞれ 設け、 直進走行時にはこの走行連通弁 1 8を連通位置 a と して左 右の走行用油圧モータ 5 , 6への供給流量を同一と し、 左右旋回 走行時には走行連通弁 1 8を遮断位置 b としている。

かかる走行制御回路であると、 2つの走行連通弁 1 8を必要と するからコス トが高く なる。 また、 かかる走行制御回路では、 走行連通弁 1 8 は左右の方向 制御弁 3 , 4の切換え動作と同期して連通位置 a , 遮断位置 に 切換え動作させる必要がある。

このために、 走行連通弁 1 8をその受圧部 1 8 a への圧力で切 換え作動するようにし、 その受圧部 1 8 a と左右の方向制御弁 3 , 4の受圧部 3 a , 4 a とにパイ ロ ッ 卜圧供給用回路 1 9を接続し ている。 従って、 前述の 2 つの短絡路 1 7 とは別に 4 つのパイ ロッ ト圧供給用回路 1 9が必要となつて全体の回路が複雑となる。 そこで、 本発明は、 前述の問題点に鑑み、 2つの走行連通弁が 不要となってコス トが安く なる と共に、 パイ ロ ッ ト圧油供給用回 路が不要となって全体の回路が簡単となるよう に した油圧駆動式 走行装置の走行制御回路を提供することを目的とするものである。

発明の開示

上記の目的を達成するために、 本発明の一つの態様によれば、 油圧ポンプと、 該油圧ポンプの吐出路に設けた並列の左右の方 向制御弁と、 該左右の方向制御弁の出力側を左右の走行用油圧 モータにそれぞれ接続した左右の第 1 回路と第 2回路の組と、 前 記各第 1 回路， 第 2回路にそれぞれ設けられていて自己の負荷圧 と前記左右の走行用油圧モータの負荷圧のう ちの最高の負荷圧と の差圧によってそれ自身の入口ポー 卜 と出口ポ一 卜 との間の開口 面積を制御して圧力補憒する圧力補償弁とを備え、

前記圧力補償弁を、 圧油補償時には前記左右の第 1 回路間， 前 記左右の第 2回路間をそれぞれ連通路で連通し、 前記入口ポー ト と出口ポー 卜の間を遮断またはほぼ遮断する時には前記左右の第

1 回路間， 前記左右の第 2 回路間をそれぞれ遮断する機能を有す るものと したことを特徴とする油圧駆動式走行装置の走行制御回 路が提供される。

上記構成によれば、 左右の走行用油圧モータに圧油を供給して 直進走行する時には第 1 回路又は第 2 回路に設けた圧力補償弁に よ り左右の第 1 回路 *間及び左右の第 2回路間がそれぞれ連通され る。 これにより、 左右の走行用油圧モータへの圧油の供給量が同 一になるので、 直進走行性を向上できる。

したがって、 2つの走行連通弁が不要となるからコス トが安く なる し、 パイロ ッ ト圧油用の回路が不要となって回路が簡単とな る。

また、 上記構成において、 前記圧力補償弁は、

弁本体と、

該弁本体に設けられていて入口ポー ト と出口ポー ト と負荷圧導 入ポー トと該出口ポー 卜に連通する第 1 ポー 卜 と第 2 ポー ト とを 有する孔と、

前記孔に摺動可能に挿入されていて前記入口ポー ト及び出口 ポー ト間を連通 ♦ 遮断すると共に、 前記入口ポー トの圧力で連通 方向に押されるバルブと、

前記孔に摺動可能に挿入されていて前記負荷圧導入ポー 卜の圧 力とパネの弾力で前記バルブを遮断方向に押す一方向に摺動され ると共に、 前記バルブによって他方向に摺動される ビス ト ンとを 備え、

前記ピス ト ンが前記一方向にス ト ロークエン ドまたほぼス ト ロークェン ドまで摺動した時には前記第 1 ポー ト及び第 2 ポー ト 間を遮断し、 前記ピス ト ンが前記他方向に所定距離摺動した時に 前記第 1 ポー ト及び第 2 ポー ト間を連通するよう にするのが好ま しい。

さ らに、 上記構成に加えて、 前記ビス ト ンに、 前記第 1 ポー ト 及び第 2ポー ト間の連通時に前記第 1 ポー 卜 と第 2 ポー トを連通 する連通路を形成するのが望ま しい。

図面の簡単な説明

本発明は、 以下の詳細な説明及び本発明の実施例を示す添付図 面により、 より良く理解される ものとなろう。 なお、 添付図面に 示す実施例は、 発明を特定するこ とを意図する ものではな く 、 単 に説明及び理解を容易とするものである。

図中、

図 1 は、 従来の油圧駆動式走行装置の走行制御回路図である。 図 2 は、 上記従来の走行制御回路における直進走行時の状態を 示す図である。

図 3 は、 本発明による油圧駆動式走行装置の走行制御回路の一 実施例を示す図である。

図 4は、 上記実施例に用いる圧力補償弁の詳細断面図である。 図 5は、 上記圧力補償弁の動作状態を示す詳細断面図である。 図 6は、 上記実施例における直進走行時の状態を示す図である。 発明を実施するための好適な態様

以下に、 本発明の好適実施例による油圧駆動式走行装置の走行 制御回路を添付図面を参照しながら説明する。

図 3以降を参照して本発明の一実施例を説明する。 なお、 従来 と同一の部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

油圧ポ ンプ 1 の吐出路 2 は、 並列の左右の方向制御弁 3 , 4 の 各入力側に接続している。 左右の方向制御弁 3 , 4 の各出力側は - 左右の第 1 · 第 2回路 7 , 8の組をそれぞれ経て左右の走行用油 圧モータ 5 ， 6 にそれぞれ接続 している。 各第 1 · 第 2 回路 7， 8には圧力補償弁 9がそれぞれ設けてある。

前記左方向制御弁 3は、 第 1 · 第 2入口ポー ト 2 0 , 2 1 と第 1 · 第 2 ァ ク チ ユエ一タ ポー ト 2 2 , 2 3 と第 1 · 第 2 タ ン ク ポ一 卜 2 4 , 2 5 と第 1 · 第 2戻り ポー ト 2 6， 2 7 と負荷圧検 出ポー ト 2 8を有している。 そ して、 第 1 · 第 2入口ポー ト 2 0， 2 1 に油圧ポ ンプ 1 の吐出路 2 が接続 し、 第 1 · 第 2 ァ ク チ ュ ェ一タポー ト 2 2 , 2 3 に第 1 · 第 2 回路 7 , 8それぞれが接続 し、 第 1 · 第 2 タ ンク ポー ト 2 4 , 2 5 がタ ン ク 2 9 に接続 し、 第 1 · 第 2 戻 り ポー ト 2 6 , 2 7 が第 1 · 第 2 補助回路 1 5 , 1 6 に接続し、 負荷圧検出ポー ト 2 8 に負荷圧検出路 3 0が接続 している。

前記左方向制御弁 3 が中立位置 Nの時には、 第 1 ， 第 2入口 ポー ト 2 0， 2 1 と第 1 ' 第 2 ァク チユエ一夕ポー ト 2 2 , 2 3 との間が遮断され、 第 1 タ ンク ポー ト 2 4 と第 1 戻り ポー ト 2 6 が連通 し、 第 1 タ ン ク ポー ト 2 4 が絞 り を介 して第 1 ァ ク チュ ェ一タ ポー ト 2 2 に連通 し、 第 2 タ ン ク ポー ト 2 5 と第 2 戻 り ポー ト 2 7が連通し、 第 2 タ ンク ポー ト 2 5が絞 り を介 して第 2 ァクチユエ一夕ポー ト 2 3 に連通 し、 負荷圧検出ポー ト 2 8 は第 1 · 第 2タ ンクポー ト 2 4 , 2 5 に連通している。

左方向制御弁 3が第 1 位置 Aの時には、 第 1 入口ポ一 卜 2 0 と 第 1 ァクチユエ一夕ポー ト 2 2 との間が遮断され、 第 2入口ポー ト 2 1 が第 2 ァ ク チ ユエ一 夕 ポー ト 2 3 に連通 し、 第 1 タ ン ク ポー ト 2 4が第 1戻り ポー ト 2 6 に連通 し、 第 2 ァク チユエ一夕 ポー ト 2 3及び第 2戻り ポー ト 2 7がそれぞれ絞 り を経て負荷圧 検出ポー ト 2 8に連通し、 第 2 タ ンクポー ト 2 5 は遮断される。 左方向制御弁 3が第 2位置 Bの時には、 第 1入口ポー ト 2 0 が 第 1 ァクチユエ一夕ポー ト 2 2 に連通 し、 第 1 入口ポー ト 2 0が 第 1戻り ポー ト 2 6 と負荷圧検出ポ一 ト 2 8 に絞り を介 して連通 し、 第 2戻り ポー ト 2 7が第 2 タ ンク ポー ト 2 5 に連通 し、 第 2 入口ポー ト 2 1 , 第 2 ァ ク チユ エ一 夕 ポー ト 2 3 ， 第 1 タ ン ク ポー ト 2 4はそれぞれ遮断される。

右方向制御弁 4 は左方向制御弁 3 と 同一の構造を有 している c 左右の方向制御弁 3 , 4 の負荷圧検出ポー ト 2 8 に接続された負 荷圧検出回路 3 0は高圧優先弁 3 1 を介 して負荷圧導入路 3 2 に 接続し、 該負荷圧導入路 3 2が各圧力補償弁 9の第 1 受圧部 1 1 に接続している。

前記各圧力補償弁 9は、 入口ポー ト 1 2 , 出口ポー ト 1 3 と は 別に第 1 ポー ト 3 3 と第 2 ポー ト 3 4 を有 し、 該第 1 ポー ト 3 3 は第 1連通路 3 5で一側の第 1 回路 7 , 第 2 回路 8 にそれぞれ接 続し、 第 2 ポー ト 3 4 は第 2連通路 3 6で他側の第 1 回路 7 , 第 2回路 8に設けた圧力補償弁 9の第 2 ポー ト 3 4 に接続している。 そ して、 第 1受圧部 1 1 の圧力とァクチユエ一夕ポー トの圧力と の差圧が著しく大き く て入口ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 との間 が遮断また、 ほぼ遮断された時に第 1 ポー ト 3 3 と第 2 ポー ト 3 4 との間が遮断され、 前記差圧が小さ く て入口ポー ト 1 2 と出 口ポー ト 1 3を連通している時には第 1 ポー ト 3 3 と第 2 ポー ト 3 4 との間を連通して左右の第 1 回路 7 , 7 間又は第 2 回路 8 8間を連通する。

つま り、 圧力補償弁 9 は左右の第 1 回路 7 を連通する連通路■ 左右の第 2回路 8を連通する連通路を連通 ， 遮断する機能を有し. 圧力補償弁 9の入口ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 との間を所定値 以上の開口面積で連通している時には該連通路を連通し、 入口 ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 との間を遮断また、 ほぼ遮断した時 には該連通路を遮断するようになっている。

次に、 圧力補償弁 9の具体構造を図 4 と図 5 に基づいて説明す る。

4 0 は弁本体であって、 該弁本体 4 0 には入口ポ一 ト 1 2 と出 口ポー ト 1 3 と負荷圧導入ポー ト 4 7 とを有する孔 4 0 aが形成 されている。 該孔 4 0 a の左側に入口ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 を連通 · 遮断するバルブ 4 1 が摺動可能に嵌挿され、 該孔 4 0 aの他側にはス リ一ブ 4 2がバルブ 4 1 に相対向 して螺着さ れている。 そ して、 スリ ーブ 4 2 は、 その内周面 4 2 a と負荷圧 導入ポー ト 4 7 と連通する細孔 4 6 と、 内周面 4 2 a に形成され た該環状凹部 5 5 と、 油孔 5 1 を有していて、 該油孔 5 1 の一端 部はス リーブ 4 2 に螺合したばね受け 5 2 の孔 5 3 を経てエルボ 5 4 に連通し、 他端部は環状凹部 5 5 に開口 して第 2 ポー ト 3 4 となっている。 このス リ ーブ 4 2 内にはビス ト ン 4 3 が前記バル ブ 4 1 と対向 して摺動自在に嵌挿され、 該ピス ト ン 4 3 はばね 1 0で一方向に押されてバルブ 4 1 を遮断方向に押している。

前記バルブ 4 1 は、 その一端面 4 1 aが入口ポー ト 1 2 に開口 しており、 該一端面 4 l a . (つま り、 第 2受圧部 1 4 ) への圧力 で連通方向 （図 4右方向） に押されて入口ポー ト 1 2 と出口ポー トを連通する。 ピス ト ン 4 3 は、 その第 1 ' 第 2段部 4 4 ， 4 5 (つま り、 第 1受圧部 1 1 ) への圧力で一方向に押されてバルブ 4 1 を遮断方向 （図 4左方向） に押 し、 この時バルブ 4 1 が入口 ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 との間を遮断する。 ピス ト ン 4 3 の 第 1段部 4 4は、 ス リーブ 4 2 の細孔 4 6 よ り弁本体 4 0 の負荷 圧導入ポー ト 4 7に連通し、 該負荷圧導入ポー ト 4 7 は負荷圧導 入路 3 2 に接続している。 そ して、 第 1段部 4 4 に流入した圧油 が第 2段部 4 5 に作用するように、 第 1 段部 4 4 と第 2段部 4 5 は連通せしめられている。

前記ビス ト ン 4 3 の中心部には軸孔 4 8 が形成され、 該軸孔

4 8の一端部は一端面 4 3 a に開口 して出口ポー ト 1 3 と連通す る第 1 ポー ト 3 3 となり、 該第 1 ポー ト 3 3を介して軸孔 4 8 内 に出口ポー ト 1 3の圧力が流入するよう になっている。 この軸孔 4 8の他端寄りは径方向の孔 4 9でビス ト ン 4 3 の外周部に形成 された環状凹部 5 0に連通している。 そ して、 図 4 に示すよう に、 バルブ 4 1 が入口ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3を遮断している時 には、 ビス ト ン 4 3 が左方に移動 して環状凹部 5 0 と環状凹部

5 5がとの間が遮断されて第 1 ポー ト 3 3 と第 2 ポー ト 3 4 との 間を遮断している。 そ して、 バルブ 4 1 が図 5 に示すよ う に右方に摺動 して入口 ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 を連通する と、 ピス ト ン 4 3が右方 に押されて環状凹部 5 0 が環状凹部 5 5 に連通して第 1 ポー 卜 3 3 と第 2ポー ト 3 4 との間が連通する。

次に、 本実施例の作動を説明する。

左右の方向制御弁 3 , 4が中立位置 Nの時には、 図 3 に示すよ うに第 1 · 第 2入口ポー ト 2 0 , 2 1 がそれぞれ遮断される と共 に、 第 1 ' 第 2ァクチユエ一夕ポー ト 2 2， 2 3 と第 1 ' 第 2戻 りポー ト 2 6 , 2 7 と負荷圧検出ポー ト 2 8がタ ンク 2 9 に連通 し.ているから、 自己の負荷圧と負荷圧導入路 3 2の最高の負荷圧 はそれぞれゼロとなり、 各圧力補償弁 9 はばね 1 0で入口ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 との間が遮断される と共に、 第 1 ポー ト 3 3 と第 2ポー ト 3 4 との間が遮断された状態となる。

これにより、 左右の走行用油圧モータ 5 , 6 の回転が防止され る。

左右の方向制御弁 3 , 4を図 6 に示すよう に第 1位置 Aとする と、 油圧ポンプ 1 の吐出圧油は第 2入口ポー ト 2 1 , 2 ァクチュ ェ一タポー ト 2 3 , 圧力補償弁 9， 第 2 回路 8 よ り左右の走行用 油圧モータ 5 , 6の第 1 ポー ト 5 a , 6 a にそれぞれ流入し、 そ れらの第 2ポー ト 5 b , 6 b よ りの圧油は第 1 回路 7 , 第 1補助 回路 1 5 , 第 1戻りポー ト 2 6 , 第 1 タ ンクポー ト 2 4 よ りタ ン ク 2 9に流出する。

この時、 第 2回路 8に設けた圧力補償弁 9の第 2受圧部 1 4 に 作用する圧力は、 第 1受圧部 1 1 に作用する最高の負荷圧 （負荷 圧導入路 3 2の圧力） とな り、 この圧力と自己の負荷圧との差圧 によって入口ポー ト 1 2 と出口ポー ト 1 3 の開口面積を制御して 入力側の圧力を圧力補償するので、 左右の走行用油圧モータ 5 6の第 1 ポー ト 5 a , 6 a に 1 つの油圧ポンプ 1 からの吐出圧油 を供給できる。

これと同時に、 第 2回路 8 に設けた圧力補償弁 9の第 1 ポー 卜 3 3 と第 2ポー ト 3 4 は連通するから左右の第 2回路 8 , 8間が 連通して直進走行性を向上させる。

なお、 左右の方向制御弁 3 , 4 を図 6 に示した第 2位置 B とす ると、 ァクチユエ一夕 5 , 6が逆転するだけで、 作動原理は第 1 位置 Aを取る場合と基本的に同じである。

また、 上記圧力補償弁 9 において、 ス リ 一ブ 4 2 を弁本体 4 0 に一体形成することも可能である。

以上のように、 左右の走行用油圧モー夕 5 , 6 に圧を供給して 直進走行する時には、 第 1 回路 7又は第 2 回路 8 に設けた圧力補 償弁 9が開弁状態となって左右の第 1 回路 7 , 7間又は左右の第 2回路 8 , 8間を連通するので、 圧力補償弁 9 によ って直進走行 性を向上させることができる。

したがって、 2つの走行連通弁が不要となるからコス 卜が安く なる し、 パイロ ッ ト圧油供給用の回路が不要となって全体の回路 が簡単となる。

なお、 本発明は例示的な実施例について説明 したが、 開示した 実施例に関 して、 本発明の要旨及び範囲を逸脱する こ とな く 、 種々の変更、 省略、 追加が可能である こ とは、 当業者において自 明である。 従って、 本発明は、 上記の実施例に限定される もので はなく 、 請求の範囲に記載された要素によって規定される範囲及 びその均等範囲を包含するものと して理解されなければならない

Claims

請求の範囲

1 . 油圧ポンプと、 該油圧ポンプの吐出路に設けた並列の左右の 方向制御弁と、 該左右の方向制御弁の出力側を左右の走行用油圧 モータにそれぞれ接続した左右の第 1 回路と第 2 回路の組と、 前 記各第 1 回路， 第 2回路にそれぞれ設けられていて自己の負荷圧 と前記左右の走行用油圧モータの負荷圧のう ちの最高の負荷圧と の差圧によってそれ自身の入口ポー 卜 と出口ポー 卜 との間の開口 面積を制御して圧力補償する圧力補償弁とを備え、

前記圧力補償弁を、 圧油補償時には前記左右の第 1 回路間， 前記 左右の第 2回路間をそれぞれ連通路で連通し、 前記入口ポー ト と 出口ポー トの間を遮断またはほぼ遮断する時には前記左右の第 1 回路間， 前記左右の第 2 回路間をそれぞれ遮断する機能を有する ものと したことを特徴とする油圧駆動式走行装置の走行制御回路。

2 . 前記圧力補償弁は、

弁本体と、

該弁本体に設けられていて入口ポ一 ト と出口ポー 卜 と負荷圧.導 入ポー トと該出口ポー トに連通する第 1 ポー ト と第 2 ポー ト とを 有する孔と、

前記孔に摺動可能に挿入されていて前記入口ポー ト及び出口 ポー ト間を連通 · 遮断する と共に、 前記入口ポー トの圧力で連通 方向に押されるバルブと、

前記孔に摺動可能に挿入されていて前記負荷圧導入ポー トの圧力 とパネの弾力で前記バルブを遮断方向に押す一方向に摺動される と共に、 前記バルブによって他方向に摺動される ピス ト ンとを備 え、

前記ビス ト ンが前記一方向にス ト ロ一クェン ドまたほぼス ト ロ一 クエン ドまで摺動した時には前記第 1 ポー ト及び第 2 ポー ト間を 遮断し、 前記ビス ト ンが前記他方向に所定距離摺動した時に前記 第 1 ポー ト及び第 2ポー ト間を連通するよう に構成されている こ とを特徴とする、 請求の範囲 1 に記載の油圧駆動式走行装置の走 行制御回路。

3 . 前記ピス ト ンに、 前記第 1 ポー ト及び第 2 ポー ト間の連通時 に前記第 1 ポー トと第 2 ポー トを連通する連通路を形成したこ と を特徴とする、 請求の範囲 2 に記載の油圧駆動式走行装置の走行 制御回路。