WO2012176314A1 - 電油ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

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WO2012176314A1
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hole
hydraulic
hybrid drive
drive device
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典宏 葛生
健太 宮崎
幸雄 今井
寿治 久保田
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株式会社ニレコ
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    • F15B9/04Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by varying the output of a pump with variable capacity
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    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7053Double-acting output members

Definitions

  • the present invention relates to an electro-hydraulic hybrid drive device that drives a hydraulic cylinder by hydraulic pressure of hydraulic fluid discharged from a hydraulic pump driven by an electric motor.
  • FIG. 22 is a block diagram showing the structure of a conventional electric oil hybrid drive device.
  • the 22 includes an electric motor 1100, a hydraulic pump 1200 that is rotationally driven in both forward and reverse directions by the electric motor 1100, and a head-side hydraulic chamber of a single rod type hydraulic cylinder 5000.
  • the head side flow path 1300 that connects 5010A and the hydraulic pump 1200, the rod side hydraulic chamber 5010B of the single rod type hydraulic cylinder 5000 and the rod side flow path 1400 that connects the hydraulic pump 1200, and hydraulic fluid
  • the first pilot check valve 1610 disposed and the second pilot check valve disposed in the second flow path 1520.
  • the first pilot check valve 1610 allows only the flow of hydraulic fluid from the tank 1500 to the head side flow path 1300.
  • the first pilot check valve 1610 introduces the fluid pressure in the rod side channel 1400 as a pilot pressure, and opens when the fluid pressure in the rod side channel 1400 exceeds a threshold value. To communicate.
  • the second pilot check valve 1620 allows only the flow of hydraulic fluid from the tank 1500 to the rod side flow path 1400.
  • the second pilot check valve 1620 introduces the hydraulic pressure of the head side flow path 1300 as a pilot pressure, and opens when the hydraulic pressure of the head side flow path 1300 exceeds a threshold value, and the rod side flow path 1400, the tank 1500, To communicate.
  • the flow rate of the head side hydraulic chamber 5010A and the rod side hydraulic chamber 5010B are changed accordingly. It needs to be adjusted.
  • the flow rate is controlled by controlling the opening and closing of the first pilot check valve 1610 and the second pilot check valve 1620.
  • the hydraulic cylinder 5000 includes a cylinder 5010, a piston 5020 that can slide along the inner wall of the cylinder 5010, and a rod 5030 coupled to the piston 5020.
  • the rod 5030 is in contact with the load 5040 at its tip.
  • the hydraulic pump 1200 When the hydraulic pump 1200 is rotated in the forward direction by the electric motor 1100, the hydraulic fluid is drawn into the hydraulic pump 1200 from the rod-side hydraulic chamber 5010 ⁇ / b> B of the cylinder 5010 via the rod-side channel 1400, and the head-side channel 1300. Is discharged into the head side hydraulic chamber 5010A of the cylinder 5010. At this time, the second pilot check valve 1620 is opened by the pilot pressure introduced from the head side flow path 1300, and the hydraulic fluid is replenished from the tank 1500 to the rod side flow path 1400.
  • the hydraulic pump 1200 When the hydraulic pump 1200 is rotated in the reverse direction by the electric motor 1100, the hydraulic fluid is drawn into the hydraulic pump 1200 from the head-side hydraulic chamber 5010 ⁇ / b> A of the cylinder 5010 via the head-side channel 1300, and the rod-side channel 1400. Is discharged into the rod side hydraulic chamber 5010B of the cylinder 5010. At this time, the first pilot check valve 1610 is opened by the pilot pressure introduced from the rod side flow path 1400, and excess hydraulic fluid is discharged from the head side flow path 1300 to the tank 1500.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 2000 shown in FIG. 23 is replaced with the first pilot check valve 1610 and the second pilot check valve 1620 in comparison with the electro-oil hybrid drive device 1000 shown in FIG. And a rod-side solenoid valve 2200.
  • the head-side electromagnetic valve 2100 includes a communication position 2100A that allows the head-side flow path 1300 and the tank 1500 to communicate with each other when an excitation signal is input, and the head-side flow path 1300 and the tank when no excitation signal is input. It is configured to be able to take a blocking position 2100B that blocks between 1500.
  • the rod-side electromagnetic valve 2200 has a communication position 2200A that allows the rod-side flow path 1400 and the tank 1500 to communicate with each other when an excitation signal is input, and a rod-side flow path 1400 when the excitation signal is not input. And a shutoff position 2200B that shuts off between the tank 1500 and the tank 1500.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 2000 can prevent the occurrence of the hunting phenomenon by providing the head-side solenoid valve 2100 and the rod-side solenoid valve 2200.
  • the conventional electric oil hybrid drive apparatus 2000 shown in FIG. 23 has the following problems.
  • the first problem is that the response delay time until the electric oil hybrid drive device 2000 starts operating is large.
  • the flow rate difference between the hydraulic fluids cannot be adjusted.
  • the switching speed of opening and closing of the head side solenoid valve 2100 and the rod side solenoid valve 2200 is low. For this reason, the response delay time until the electro-oil hybrid drive device 2000 actually starts operation has to be increased, and the responsiveness of the electro-oil hybrid drive device 2000 is low.
  • the second problem is that it is impossible to continuously control the flow rate of the hydraulic fluid.
  • the head-side solenoid valve 2100 and the rod-side solenoid valve 2200 in the electro-hydraulic hybrid drive device 2000 is on / off control, the head-side solenoid valve 2100 or the rod-side solenoid valve 2200 is turned on as the hydraulic fluid communication path. Or it can take only two ways of passage when turned off. For this reason, it has been impossible to control the flow rate of the hydraulic fluid so as to continuously change.
  • the head-side solenoid valve 2100 and the rod-side solenoid valve 2200 are controlled to be on / off, so that the pressure fluctuation accompanying the opening / closing of the valve is still large, and the electro-oil hybrid shown in FIG.
  • the frequency of occurrence of the hunting phenomenon is reduced, but the hunting phenomenon is not completely eliminated.
  • the hunting phenomenon is still likely to occur.
  • the fourth problem is that heat and cavitation are likely to occur.
  • the electric motor 1100 Due to the response delay time and the hunting phenomenon, the electric motor 1100 generates more torque than necessary, and as a result, the hydraulic fluid repeats excessive pressurization and pressure reduction. Heat generation and cavitation in the hydraulic pump 1200 occurred.
  • the present invention has been made in view of such problems in the conventional electric oil hybrid drive apparatus, and an object thereof is to provide an electric oil hybrid drive apparatus capable of solving the above problems.
  • the present invention provides an electro-hydraulic hybrid drive device that drives a hydraulic cylinder, a hydraulic pump that can rotate in both forward and reverse directions, and an electric motor that rotationally drives the hydraulic pump;
  • a head-side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder is one of an inlet and an outlet of the hydraulic pump; and the hydraulic cylinder
  • the rod-side hydraulic chamber is always in communication with the other of the suction port and the discharge port of the hydraulic pump, and the servo valve is connected to the head-side hydraulic chamber and the hydraulic pump according to the rotational direction of the hydraulic pump.
  • Any one of the rod side hydraulic chambers communicates with the reservoir tank, and the servo valve communicates either the head side hydraulic chamber or the rod side hydraulic chamber with the reservoir tank.
  • the servo valve includes a sleeve in which a through hole is formed, and a spool that can slide along the inner wall of the through hole.
  • a first sleeve through-hole communicating the head side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder with either the suction port or the discharge port of the hydraulic pump; and the rod side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder connected to the hydraulic pump.
  • a second sleeve through-hole communicating with the other of the suction port and the discharge port and a third sleeve hole communicating with the through-hole and the reservoir tank are formed, and the spool extends along the inner wall of the sleeve.
  • the third portion has an outer diameter smaller than the outer diameter of the first portion and the second portion, and the length of the third portion in the axial direction of the spool is the first sleeve through hole and the second sleeve.
  • the length is such that both of the through holes do not communicate with the third sleeve hole at the same time, and the intersection of the first sleeve through hole and the through hole and the intersection of the second sleeve through hole and the through hole.
  • each of the locations there are formed gaps that form a flow path for the hydraulic fluid along at least a part of the periphery of the spool, and the spool has the third portion formed by the first sleeve through hole and the first sleeve.
  • Either one of the two sleeve through holes communicates with the third sleeve hole, or both the first sleeve through hole and the second sleeve through hole do not communicate with the third sleeve hole. It is preferable that the moving Te.
  • the gap is preferably an annular groove having an inner diameter larger than the outer diameter of the spool.
  • the sleeve is formed with at least three holes communicating with the through hole at a location corresponding to the first portion of the spool. Any one of the holes communicates with the head side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder, the other one communicates with the hydraulic pump, and the other hole is used in a closed state. , At least three holes communicating with the through hole are formed at a position corresponding to the second portion of the spool, and the sleeve has one of the holes formed on the rod side liquid of the hydraulic cylinder. It is preferable that any one of the pressure chambers communicates with the hydraulic pump, and the other holes are closed.
  • the servo valve includes a sleeve in which a through hole is formed, and a spool that can slide along the inner wall of the through hole.
  • a first sleeve through-hole communicating the head side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder with either the suction port or the discharge port of the hydraulic pump; and the rod side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder connected to the hydraulic pump.
  • a second sleeve through-hole communicating with the other of the suction port and the discharge port and a third sleeve hole communicating with the through-hole and the reservoir tank are formed, and the spool extends along the inner wall of the sleeve.
  • the third portion has an outer diameter smaller than the outer diameter of the first portion and the second portion, and the length of the third portion in the axial direction of the spool is the first sleeve through hole and the second sleeve.
  • the first portion has a length that does not allow both of the through holes to communicate with the third sleeve hole at the same time, the first portion has a first annular groove that communicates with the first sleeve through hole, and the second portion has A second annular groove communicating with the second sleeve through-hole is formed, and the spool is configured such that the third portion has one of the first sleeve through-hole and the second sleeve through-hole as the third sleeve. It is preferable that the first sleeve through-hole and the second sleeve through-hole move within a range that does not communicate with the third sleeve hole.
  • the inner diameter of the first sleeve through hole and the inner diameter of the second sleeve through hole are different.
  • the third sleeve hole is located between the first sleeve through hole and the second sleeve through hole in the length direction of the servo valve. .
  • the inner diameter of the third sleeve hole is preferably smaller than the inner diameters of the first sleeve through hole and the second sleeve through hole.
  • the servo valve includes a sleeve in which a through hole is formed, and a spool that can slide along the inner wall of the through hole.
  • a first sleeve hole that communicates the head side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder and the through hole; a second sleeve hole that communicates the rod side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder and the through hole; and the through hole.
  • a third sleeve hole that communicates with the reservoir tank, and the spool has a first portion that slides along the inner wall of the sleeve, and a second portion that slides along the inner wall of the sleeve A third part formed between the first part and the second part, the third part having an outer diameter smaller than the outer diameters of the first part and the second part
  • the length of the third portion in the axial direction of the spool is a length that does not cause both the first sleeve hole and the second sleeve hole to communicate with the third sleeve hole at the same time,
  • the third portion communicates either the first sleeve through hole or the second sleeve through hole with the third sleeve hole, or both the first sleeve through hole and the second sleeve through hole. Is preferably moved within a range not communicating with the third sleeve hole.
  • the inner diameter of the first sleeve hole is different from the inner diameter of the second sleeve hole.
  • the third sleeve hole is located between the first sleeve hole and the second sleeve hole in the length direction of the servo valve.
  • the servo valve includes a sleeve in which a through hole is formed and a spool that can rotate along an inner wall of the through hole.
  • a first sleeve hole that communicates the head side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder with the through hole; a second sleeve hole that communicates the rod side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder with the through hole; and the reservoir tank.
  • a third sleeve hole that communicates with the through hole, and at least one notch is formed on the outer periphery of the spool, and the size of the notch is determined by the amount of rotation of the spool.
  • either one of the first sleeve hole and the second sleeve hole is communicated with the third sleeve hole, or both the first sleeve hole and the second sleeve hole are connected. It is preferable to serial third sleeve hole are those which do not communicated.
  • the third sleeve hole is formed between the first sleeve hole and the second sleeve hole.
  • the servo valve can continuously change the degree of communication between the reservoir tank and any one of the head side hydraulic chamber and the rod side hydraulic chamber. It is preferable that
  • the servo valve includes a rotation speed of the electric motor or the hydraulic pump, a torque of the electric motor or the hydraulic pump, and a rotation of the electric motor or the hydraulic pump. It is preferable that the degree is changed in accordance with one or two or more of acceleration, the hydraulic pressure in the head side hydraulic chamber or the rod side hydraulic chamber.
  • the hydraulic pressure of the hydraulic fluid stored in the reservoir tank is a positive hydraulic pressure not smaller than the absolute value of the maximum negative pressure generated in the electric oil hybrid drive device. It is preferable to provide a hydraulic pressure holding means for holding the above hydraulic pressure.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device continuously controls the opening of the servo valve (the degree to which the servo valve communicates the head-side hydraulic chamber or the rod-side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder with the reservoir tank). Is possible. For this reason, it is possible to appropriately maintain each flow rate and pressure balance in the head-side hydraulic chamber and the rod-side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder according to the operating conditions. As a result, it is possible to control the target hydraulic cylinder speed and workload at high speed.
  • the electric oil hybrid drive device has the following effects compared to the conventional electric oil hybrid drive device.
  • the first effect is that the response delay time until the operation of the electro-hydraulic hybrid drive device can be reduced.
  • the second effect is that the flow rate of the hydraulic fluid can be controlled continuously.
  • the control of the head-side solenoid valve 2100 and the rod-side solenoid valve 2200 in the conventional electro-hydraulic hybrid drive device 2000 is on / off control, the flow rate of the hydraulic fluid turns on the head-side solenoid valve 2100 or the rod-side solenoid valve 2200. Or only two flow rates were possible when turned off.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device according to the present invention the first sleeve through hole (or the first sleeve hole) or the second sleeve through hole (or the second sleeve depending on the amount of movement of the servo valve spool). Since the degree of communication between the sleeve hole) and the internal space can be continuously changed, the flow rate of the hydraulic fluid can be controlled to an arbitrary value.
  • the third effect is that the hunting phenomenon can be almost eliminated.
  • the pressure fluctuations associated with the opening and closing of the head side solenoid valve 2100 and the rod side solenoid valve 2200 were still large, so it was impossible to eliminate the hunting phenomenon.
  • the degree of communication between the first sleeve through hole (or first sleeve hole) or the second sleeve through hole (or second sleeve hole) and the internal space is continuously set. Since the change can be made, the pressure fluctuation can be smoothed, and the hunting phenomenon due to the large pressure fluctuation can be prevented.
  • the fourth effect is that it is possible to suppress the generation of heat and cavitation.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electric oil hybrid drive device according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the electro-hydraulic hybrid drive device concerning a first embodiment of the present invention, and includes a sectional view of a servo valve in this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the servo valve taken along line III-III in FIG. 2.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device according to the first embodiment of the present invention includes a sectional view of a servo valve when the hydraulic cylinder is operated in the direction in which the hydraulic cylinder performs work, that is, the rod pushes the load. It is a block diagram.
  • FIG. 8A is a waveform diagram of a step signal as an input control signal in a conventional electric oil hybrid drive device
  • FIG. 8B is a waveform diagram of the operation of the cylinder
  • FIG. 8C is a graph of the rotation speed of the electric motor.
  • FIG. 8D is a waveform diagram showing the opening and closing of the first pilot check valve and the second pilot check valve
  • FIG. 8E is a waveform diagram showing the hydraulic pressure in the rod side hydraulic chamber of the cylinder
  • (F) is a wave form diagram which shows the hydraulic pressure in the head side hydraulic pressure chamber of a cylinder.
  • 9A is a waveform diagram of a step signal as an input control signal in the electro-hydraulic hybrid drive apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 9B is a waveform diagram of cylinder operation
  • FIG. 9D is a waveform diagram showing the operation of the servo valve at the C position (see FIG. 1)
  • FIG. 9E is the hydraulic pressure in the cylinder-side hydraulic chamber of the cylinder.
  • FIG. 9F is a waveform diagram showing the hydraulic pressure in the cylinder head-side hydraulic chamber. It is a block diagram which shows an example of the control system of the electric oil hybrid drive device which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a block diagram of the modification of the electro-oil hybrid drive device concerning a first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the modification of the servo valve in 1st embodiment of this invention. It is sectional drawing of the sleeve and spool in the electro-hydraulic hybrid drive device which concerns on 2nd embodiment of this invention.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device includes a sectional view of a servo valve in this embodiment.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device according to the third embodiment of the present invention includes a sectional view of a servo valve when the hydraulic cylinder is operated in the direction in which the hydraulic cylinder performs work, that is, the rod pushes the load.
  • FIG. 18A is a front view of the servo valve according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 18B is a side view of the servo valve
  • FIG. 18C is a sectional view of the servo valve.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device according to the fourth embodiment of the present invention includes a cross-sectional view of a servo valve when the hydraulic cylinder is operated in the direction in which the hydraulic cylinder performs work, that is, the rod pushes the load. It is a block diagram.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electric oil hybrid drive apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 100 drives a hydraulic cylinder 500.
  • the hydraulic cylinder 500 includes a cylinder 510, a piston 520 that can slide along the inner wall of the cylinder 510, and a rod 530 that is coupled to the piston 520 and has a tip protruding outside the cylinder 510.
  • the load 540 is in contact with the tip of the rod 530.
  • the hydraulic pressure is controlled so that the hydraulic pressure in the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 is higher than the hydraulic pressure in the head-side hydraulic chamber 510A.
  • the piston 520 and the rod 530 move in the left direction X1 and return to the initial positions.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 100 supplies hydraulic fluid (for example, hydraulic fluid) to the head-side hydraulic chamber 510A and the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510, or the head-side fluid of the cylinder 510.
  • the hydraulic cylinder 500 is driven so that the hydraulic cylinder 500 performs work on the load 540 by discharging the hydraulic fluid from the pressure chamber 510A and the rod side hydraulic chamber 510B.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 100 is rotatable in both forward and reverse directions, and includes a hydraulic pump 110 having a first port 111 and a second port 112, and a hydraulic pump 110.
  • the head side flow path 130 that connects the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the first port 111 of the hydraulic pump 110, and the rod side of the cylinder 510.
  • Rod side flow path 140 connecting hydraulic chamber 510B and second port 112 of hydraulic pressure pump 110, reservoir tank 150 storing hydraulic fluid, head side flow path 130, rod side flow path 140, and reservoir
  • a servo valve 160 which is arranged in communication with the tank 150 and can take three positions A, B and C (described later).
  • FIG. 2 is a block diagram of the electro-hydraulic hybrid drive device 100 according to the first embodiment of the present invention, including a cross-sectional view of the servo valve 160 in the present embodiment.
  • the servo valve 160 is slidable along a sleeve 170 in which a through hole 175 extending in the length direction of the servo valve 160 (left and right direction in FIG. 2) is formed, and an inner wall of the through hole 175.
  • a spool 180 is slidable along a sleeve 170 in which a through hole 175 extending in the length direction of the servo valve 160 (left and right direction in FIG. 2) is formed, and an inner wall of the through hole 175.
  • the sleeve 170 intersects with the through hole 175, and passes through the sleeve 170 in the diameter direction of the sleeve 170.
  • the sleeve 170 intersects with the through hole 175 and passes through the sleeve 170 in the diameter direction of the sleeve 170.
  • Two sleeve through holes 172 and a third sleeve hole 173 reaching the through hole 175 from the outer peripheral surface of the sleeve 170 are formed.
  • the third sleeve hole 173 is located in the middle of the first sleeve through hole 171 and the second sleeve through hole 172 in the length direction of the servo valve 160.
  • the first sleeve through-hole 171 and the second sleeve through-hole 172 have the same inner diameter, and the third sleeve hole 173 has a smaller inner diameter than the first sleeve through-hole 171 and the second sleeve through-hole 172. ing.
  • the head-side hydraulic chamber 510 ⁇ / b> A of the cylinder 510 communicates with the first port 111 of the hydraulic pump 110 via the head-side flow path 130 and the first sleeve through-hole 171, and the rod side of the cylinder 510.
  • the hydraulic chamber 510 ⁇ / b> B communicates with the second port 112 of the hydraulic pump 110 via the rod side flow path 140 and the second sleeve through hole 172.
  • the reservoir tank 150 communicates with the through hole 175 of the sleeve 170 through the third sleeve hole 173.
  • the spool 180 includes a first portion 181 that slides along the inner wall of the through hole 175 of the sleeve 170, a second portion 182 that slides along the inner wall of the through hole 175 of the sleeve 170, and a first portion. And a third portion 183 formed between the first portion 181 and the second portion 182.
  • the outer diameter of the first part 181 and the second part 182 is equal to the inner diameter of the through hole 175, and the outer diameter of the third part 183 is smaller than the outer diameters of the first part 181 and the second part 182. For this reason, an internal space 174 is formed between the inner wall of the through hole 175 and the outer periphery of the third portion 183.
  • the length of the third portion 183 in the axial direction of the spool 180 is a length that does not allow both the first sleeve through-hole 171 and the second sleeve through-hole 172 to communicate with the internal space 174 (that is, the reservoir tank 150) at the same time. Is set.
  • the third sleeve hole 173 of the sleeve 170 is always located within the movement range of the third portion 183. That is, the third sleeve hole 173 is always disposed so as to face the third portion 183. For this reason, the third sleeve hole 173 always allows the reservoir tank 150 and the internal space 174 to communicate with each other.
  • the first sleeve through-hole 171 communicates with the internal space 174
  • the second sleeve through-hole 172 has an internal structure. It does not communicate with the space 174.
  • the second sleeve through hole 172 communicates with the internal space 174
  • the first sleeve through hole 171 does not communicate with the internal space 174. .
  • the servo valve 160 has either one of the first sleeve through hole 171 and the second sleeve through hole 172, in other words, either the head side hydraulic chamber 510A or the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 inside. It has a function of communicating with the reservoir tank 150 through the space 174 and the third sleeve hole 173, or preventing both the head side hydraulic chamber 510A and the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 from communicating with the reservoir tank 150. is doing.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the servo valve 160, specifically, a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • a first annular groove 171A is formed concentrically with the through hole 175 at a location where the through hole 175 of the sleeve 170 and the first sleeve through hole 171 intersect.
  • the through hole 175 of the sleeve 170 and the second sleeve A second annular groove 172A is formed concentrically with the through-hole 175 at a location where the through-hole 172 intersects.
  • the first annular groove 171A has an inner diameter larger than the outer diameter of the first portion 181 of the spool 180
  • the second annular groove 172A has an inner diameter larger than the outer diameter of the second portion 182 of the spool 180.
  • the length of the first portion 181 in the length direction of the spool 180 is set to be larger than the width of the first annular groove 171A.
  • the length of the second portion 182 in the length direction of the spool 180 is the second annular shape. It is set larger than the width of the groove 172A.
  • the head-side hydraulic chamber 5010A is always provided via the first sleeve through-hole 171 and the first annular groove 171A even if the spool 180 moves in the left-right direction. 110 is communicated with the first port 111.
  • the rod-side hydraulic chamber 510B since the second annular groove 172A is formed, even if the spool 180 moves in the left-right direction, the rod-side hydraulic chamber 510B always passes through the second sleeve through-hole 172 and the second annular groove 172A. It communicates with the second port 112 of the hydraulic pump 110.
  • the spool 180 in this embodiment can take three positions A, B, and C as shown in FIG.
  • the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 communicates with the reservoir tank 150, and the rod side hydraulic chamber 510B does not communicate with the reservoir tank 150.
  • the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 communicates with the reservoir tank 150, and the head side hydraulic chamber 510A does not communicate with the reservoir tank 150.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 100 having the above-described structure operates as follows.
  • the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 communicates with the first port 111 of the hydraulic pump 110 via the first sleeve through-hole 171 and the first annular groove 171A of the sleeve 170, and the rod of the cylinder 510
  • the side hydraulic chamber 510B communicates with the second port 112 of the hydraulic pump 110 via the second sleeve through hole 172 and the second annular groove 172A of the sleeve 170.
  • the internal space 174 formed inside the through hole 175 of the sleeve 170 communicates only with the reservoir tank 150 via the third sleeve hole 173, and the first sleeve through hole 171 and the second sleeve through hole 172 does not communicate.
  • FIG. 4 shows a servo valve when the electro-hydraulic hybrid drive device 100 according to this embodiment operates the hydraulic cylinder 500 in the direction in which the hydraulic cylinder 500 performs work, that is, the direction X2 in which the rod 530 pushes the load 540. It is a block diagram including 160 sectional drawing.
  • the electric motor 120 rotates the hydraulic pump 110 in the forward direction, and as shown in FIG. 2 is moved from the position shown in FIG. 2 in the right direction X2, that is, the spool 180 is shifted from position B to position C.
  • the hydraulic pump 110 When the hydraulic pump 110 is rotated in the forward direction, the hydraulic fluid is discharged from the first port 111 of the hydraulic pump 110 and is sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112. That is, the first port 111 is a discharge port, and the second port 112 is a suction port.
  • the communication between the first sleeve through-hole 171 and the internal space 174 formed inside the through-hole 175 remains blocked, while the second The sleeve through-hole 172 communicates with the internal space 174 and eventually communicates with the reservoir tank 150 via the third sleeve hole 173.
  • the hydraulic fluid inside the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 passes through the rod-side flow path 140, the second sleeve through-hole 172, and the second annular groove 172A as shown by an arrow 191 in FIG.
  • the fluid is sucked into the hydraulic pump 110 through the port 112.
  • the second sleeve through-hole 172 communicates with the reservoir tank 150 via the internal space 174 and the third sleeve hole 173. Due to the pressure difference with the third sleeve hole 173, the hydraulic fluid stored in the reservoir tank 150 is sent to the second sleeve through hole 172 and flows through the second sleeve through hole 172 as indicated by an arrow 192. To join.
  • the difference between the volume of the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the volume of the rod side hydraulic chamber 510B, that is, the volume of hydraulic fluid corresponding to the volume of the rod 530 in the cylinder 510 passes through the second sleeve. It is added to the hydraulic fluid flowing through the hole 172.
  • the degree of communication between the second sleeve through-hole 172 and the internal space 174 (and hence the reservoir tank 150) can be controlled by controlling the movement distance of the spool 180 in the right direction X2.
  • the moving distance of the spool 180 includes, for example, the position of the rod 530, the rotational speed of the hydraulic pump 110 or the electric motor 120, the torque of the hydraulic pump 110 or the electric motor 120, the rotational acceleration of the hydraulic pump 110 or the electric motor 120, the head It is possible to control according to the pressure of the hydraulic fluid in the side hydraulic chamber 510A and the rod side hydraulic chamber 510B and other factors.
  • the hydraulic fluid sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112 is discharged from the first port 111 toward the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510.
  • the hydraulic fluid discharged from the first port 111 of the hydraulic pump 110 passes through the head-side flow path 130 and the first sleeve through-hole 171 as shown by an arrow 193 in FIG. 510A.
  • the hydraulic fluid is continuously sent from the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 to the head side hydraulic chamber 510A via the hydraulic pump 110 and the servo valve 160, and the volume of the rod 530 is increased. Is added to the hydraulic fluid that is newly sent to the head-side hydraulic chamber 510A.
  • FIG. 5 is a block diagram including a cross-sectional view of the servo valve 160 when the electro-hydraulic hybrid drive device 100 operates the hydraulic cylinder 500 so that the rod 530 moves in the left direction X1.
  • the hydraulic pump 110 When the hydraulic pump 110 is rotated in the reverse direction, the hydraulic fluid is sucked through the first port 111 of the hydraulic pump 110 and discharged from the hydraulic pump 110 through the second port 112. That is, the first port 111 is an inlet and the second port 112 is an outlet.
  • the hydraulic fluid inside the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 passes through the head-side flow path 130, the first sleeve through-hole 171 and the first annular groove 171A as shown by an arrow 194 in FIG.
  • the fluid is sucked into the hydraulic pump 110 through the port 111.
  • the first sleeve through-hole 171 communicates with the reservoir tank 150 via the internal space 174 and the third sleeve hole 173. A part of the hydraulic fluid passes through the internal space 174 and the third sleeve hole 173 and is sent to the reservoir tank 150.
  • the difference between the volume of the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the volume of the rod side hydraulic chamber 510B, that is, the volume of hydraulic fluid corresponding to the volume of the rod 530 in the cylinder 510 passes through the first sleeve. It will be excluded from the hydraulic fluid flowing in the hole 171.
  • the degree of communication between the first sleeve through hole 171 and the internal space 174 (and thus the reservoir tank 150) It can be controlled by controlling the moving distance in the left direction X1.
  • the moving distance of the spool 180 includes, for example, the position of the rod 530, the rotational speed of the hydraulic pump 110 or the electric motor 120, the torque of the hydraulic pump 110 or the electric motor 120, the rotational acceleration of the hydraulic pump 110 or the electric motor 120, the head It is possible to control according to the pressure of the hydraulic fluid in the side hydraulic chamber 510A and the rod side hydraulic chamber 510B and other factors.
  • the hydraulic fluid sucked into the hydraulic pump 110 through the first port 111 is discharged from the second port 112 toward the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510.
  • the hydraulic fluid discharged from the second port 112 of the hydraulic pump 110 passes through the rod 510, the second sleeve through-hole 172, and the second annular groove 172A, as shown by an arrow 196 in FIG. To the rod side hydraulic chamber 510B.
  • the hydraulic fluid is continuously sent from the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 to the inside of the rod side hydraulic chamber 510B via the hydraulic pump 110 and the servo valve 160.
  • the part is accommodated in the reservoir tank 150.
  • the servo valve 160 moves the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 to either the first port 111 or the second port 112 of the hydraulic pump 110.
  • the rod side hydraulic pressure chamber 510B of the cylinder 510 communicates with the other of the first port 111 and the second port 112 of the hydraulic pump 110, respectively, and in accordance with the rotational direction of the hydraulic pump 110, that is, the rod One of the head side hydraulic chamber 510A and the rod side hydraulic chamber 510B is connected to the reservoir tank 150 in accordance with the moving direction of 530.
  • the first effect is that the response delay time until the operation of the electro-hydraulic hybrid drive device 100 is started can be shortened.
  • the response delay time was long because the flow rate difference between the hydraulic fluids could not be adjusted, but in the electro-hydraulic hybrid drive device 100 according to the present embodiment, depending on the amount of movement of the spool 180, Since the flow rate difference of the working fluid can be adjusted instantaneously, the response delay time can be shortened.
  • the second effect is that the flow rate of the hydraulic fluid can be controlled as a continuous value.
  • the control of the head-side solenoid valve 2100 and the rod-side solenoid valve 2200 in the conventional electro-hydraulic hybrid drive device 2000 is on / off control, the flow rate of the hydraulic fluid turns on the head-side solenoid valve 2100 or the rod-side solenoid valve 2200. Or only two flow rates were possible when turned off.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 100 according to the present embodiment the first sleeve through-hole 171 or the second sleeve through-hole 172 and the internal space 174 (reservoir tank 150) according to the movement amount of the spool 180. Therefore, the flow rate of the hydraulic fluid can be continuously controlled to an arbitrary value.
  • the third effect is that the hunting phenomenon can be almost eliminated.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 100 In the conventional electro-hydraulic hybrid drive device 2000, pressure fluctuations associated with the opening and closing of the head-side solenoid valve 2100 and the rod-side solenoid valve 2200 were still large, so it was impossible to eliminate the hunting phenomenon. According to the electro-hydraulic hybrid drive device 100 according to the embodiment, the degree of communication between the first sleeve through-hole 171 or the second sleeve through-hole 172 and the internal space 174 (reservoir tank 150) can be continuously changed. Therefore, the pressure fluctuation can be smoothed, and the hunting phenomenon caused by the large pressure fluctuation can be prevented.
  • the fourth effect is that it is possible to suppress the generation of heat and cavitation.
  • the electric oil hybrid drive device 100 according to the present embodiment has higher responsiveness and follow-up performance than the conventional electric oil hybrid drive device 1000 shown in FIG. This point will be described below.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing the responsiveness of the conventional electric oil hybrid drive apparatus 1000.
  • the hydraulic pump 1200 operates in accordance with the sine wave signal as shown in FIG. 6B.
  • first pilot check valve 1610 and the second pilot check valve 1620 cannot perform the operation along the sine wave shown in FIGS. 6A and 6B, and are shown in FIG. Thus, the operation waveforms of the first pilot check valve 1610 and the second pilot check valve 1620 are crank-shaped.
  • the operation waveform of the hydraulic cylinder 5000 is not the sine wave shown in FIGS. 6A and 6B, but is a triangular operation waveform as shown in FIG. 6D. .
  • FIG. 7 is a waveform diagram showing the responsiveness of the electric oil hybrid drive device 100 according to the present embodiment.
  • the servo valve 160 in the electric oil hybrid drive device 100 operates in accordance with the sine wave signal shown in FIG. 7A.
  • the operation waveform of the hydraulic cylinder 500 is the same operation waveform as the sine wave signal shown in FIG.
  • the phase lag P in the operation waveform of the hydraulic cylinder 5000 has occurred with respect to the sine wave signal.
  • the phase delay P in the operation waveform of the hydraulic cylinder 500 does not occur.
  • the hydraulic cylinder 500 responds to an input control signal that is difficult to follow, such as a sine wave signal. Operate under high responsiveness and follow-up.
  • the electric oil hybrid drive device 100 can achieve higher responsiveness and followability with respect to the input control signal than the conventional electric oil hybrid drive device 1000. is there.
  • FIG. 8 is a waveform diagram of cylinder speed control in the conventional electric oil hybrid drive apparatus 1000 shown in FIG.
  • FIG. 8A is a waveform diagram of a step signal as an input control signal
  • FIG. 8B is a waveform diagram of the operation of the cylinder 5010
  • FIG. 8C is a waveform diagram of the number of revolutions of the electric motor 1100
  • FIG. D) is a waveform diagram showing opening and closing of the first pilot check valve 1610 and the second pilot check valve 1620
  • FIG. 8E is a waveform diagram showing the hydraulic pressure in the rod side hydraulic chamber 5010B of the cylinder 5010
  • FIG. ) Is a waveform diagram showing the hydraulic pressure in the head-side hydraulic chamber 5010A of the cylinder 5010.
  • the pressure in the rod side channel 1400 is affected by the load 5040 and cannot maintain a normal pressure.
  • the time lag in opening / closing the first pilot check valve 1610 and the second pilot check valve 1620 increases, and the responsiveness of the electro-hydraulic hybrid drive device 1000 as a whole is lowered.
  • FIG. 9 is a waveform diagram of cylinder speed control in the electric oil hybrid drive device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 9A is a waveform diagram of a step signal as an input control signal
  • FIG. 9B is a waveform diagram of the operation of the cylinder 510
  • FIG. 9C is a waveform diagram of the rotational speed of the electric motor 110
  • FIG. D) is a waveform diagram showing the operation of the servo valve 160 at the C position (see FIG. 1)
  • FIG. 9 (E) is a waveform diagram showing the hydraulic pressure in the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510
  • FIG. FIG. 6 is a waveform diagram showing a hydraulic pressure in a head-side hydraulic chamber 510A of a cylinder 510.
  • the hydraulic fluid is sent from the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 to the rod side hydraulic chamber 510B.
  • the servo valve 160 takes the C position (see FIG. 1) and guides part of the hydraulic fluid in the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 to the reservoir tank 150.
  • the opening degree of the servo valve 160 at the position is adjusted according to the deviation signal, and the amount of hydraulic fluid returning from the rod side hydraulic pressure chamber 510B to the reservoir tank 150 is adjusted.
  • the hydraulic pressure in the rod side hydraulic chamber 510B becomes a hydraulic pressure corresponding to the load 540, and the speed control of the cylinder 510 can be stably performed while using the hydraulic pressure in the rod side hydraulic chamber 510B as a brake. .
  • the movement speed of the rod 530 can be stably controlled as compared with the conventional electro-oil hybrid drive device 1000 shown in FIG. Is possible.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a control system of the electro-hydraulic hybrid drive device 100.
  • the rotational speed, torque, and rotational acceleration of the first sensor 301 that detects the position of the rod 530 in the cylinder 510 and the hydraulic pump 110.
  • a second sensor 302 for detecting at least one of them, a third sensor 303 for detecting at least one of the rotational speed, driving torque, and rotational acceleration of the electric motor 120, and the head-side flow path 130 (that is, the head).
  • a fourth sensor 304 that detects the pressure of the hydraulic fluid in the side hydraulic chamber 510A), a fifth sensor 305 that detects the pressure of the hydraulic fluid in the rod-side flow path 140 (that is, the rod-side hydraulic chamber 510B), and control.
  • the device 306 is disposed in the electro-oil hybrid drive device 100 according to the present embodiment.
  • the control device 306 includes a central processing unit (CPU) 310, a first memory 311, a second memory 312, an input interface 313 for inputting various commands and data to the central processing unit 310, and a central processing unit.
  • An output interface 314 that outputs the result of the processing executed by 310, and a bus 315 that connects the central processing unit 310 and other components are configured.
  • Each of the first memory 311 and the second memory 312 includes a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a semiconductor storage device such as an IC memory card, a storage medium such as a flexible disk, and a hard disk Or an optical magnetic disk or the like.
  • the first memory 311 includes a ROM
  • the second memory 312 includes a RAM.
  • the first memory 311 stores various control programs to be executed by the central processing unit 310 and other fixed data.
  • the second memory 312 stores various data and parameters and provides an operating area for the central processing unit 310, that is, data temporarily required for the central processing unit 310 to execute a program. Is stored.
  • the central processing unit 310 reads a program from the first memory 311 and executes the program. That is, the central processing unit 130 operates according to a program stored in the first memory 311.
  • Data detected by the first sensor 301, the second sensor 302, the third sensor 303, the fourth sensor 304, and the fifth sensor 305 are input to the input interface 313.
  • the input interface 313 transmits these data to the central processing unit 310, and the central processing unit 310 follows the calculation formula stored in the first memory 311, and the rotational speed of the hydraulic pump 110 suitable for the current operating situation. , Torque or rotational acceleration, the number of rotations of the electric motor 120, torque or rotational acceleration, and the opening (degree of communication) of the servo valve 160 are calculated.
  • the electric oil hybrid drive device 100 is not limited to the above structure, and various modifications can be made.
  • the inner diameter of the first sleeve through-hole 171 and the inner diameter of the second sleeve through-hole 172 are set to be equal to each other. Accordingly, the inner diameter of the first sleeve through-hole 171 and the inner diameter of the second sleeve through-hole 172 can be different.
  • the hydraulic pressure holding means 151 that holds the hydraulic pressure of the hydraulic fluid stored in the reservoir tank 150 at a predetermined hydraulic pressure or higher is provided. It is possible to provide.
  • the maximum possible negative pressure is calculated according to the following formula.
  • ⁇ P (Q / (Cd ⁇ A)) 2 ⁇ ⁇ / 2 ⁇ P: Negative pressure [MPa]
  • Q Maximum flow rate [cm 3 / sec]
  • A Spool valve opening area [mm 2 ]
  • the hydraulic pressure holding means 151 holds the hydraulic pressure of the hydraulic fluid stored in the reservoir tank 150 at a predetermined hydraulic pressure or higher, so that a negative pressure is generated in the electric oil hybrid drive device 100. As a result, it is possible to prevent the responsiveness of the electro-hydraulic hybrid drive device 100 from being lowered.
  • the electric motor 110 can be composed of a servo motor.
  • install a servo driver that controls the operation of the servo motor connect the servo driver and the control device with communication with fixed response, and send and receive necessary information between the servo driver and the control device. Is also possible.
  • the first annular groove 171A and the second annular groove 172A are formed as circular holes, but the first annular groove 171A and the second annular groove 172A are formed. It is not always necessary to have a circular hole. It is only necessary to form a gap that forms a flow path of the hydraulic fluid along all or part of the circumference of the spool 180. For example, a semicircular shape is used instead of the first annular groove 171A and the second annular groove 172A. It is also possible to form a single hole or a polygonal hole (for example, a hexagonal hole).
  • the sleeve 170 is formed with a first sleeve through hole 171 (or a second sleeve through hole 172) as a passage leading to the through hole 175.
  • a first sleeve through hole 171 or a second sleeve through hole 172
  • four passages 171B, 171C, 171D, and 171E communicating with the through hole 175 can be formed in the sleeve 170.
  • any two of these four passages depending on the arrangement state of the head side passage 130 or the rod side passage 140 or the arrangement state of surrounding parts when the servo valve 160 is arranged. Can be used.
  • the passage 171B and the passage 171D are used (in this case, the passage 171B communicates with the head-side hydraulic chamber 510A and the passage 171D communicates with the hydraulic pump 110), and the other two passages 171C and 171E are closed,
  • the configuration is the same as that of the electric oil hybrid drive device 100 according to the present embodiment.
  • the passage 171B and the passage 171E are used (for example, the passage 171B communicates with the head side hydraulic chamber 510A and the passage 171E communicates with the hydraulic pump 110), and the other two passages 171C and 171D are closed. It is also possible to use it.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the sleeve 170 and the spool 180 in the electro-oil hybrid drive device 100A according to the second embodiment of the present invention.
  • the spool 180 is replaced with the first annular groove 171A and the second annular groove 172A as compared with the electro-oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment.
  • a first annular groove 181A is formed in the first portion 181 and a second annular groove 182A is formed in the second portion 182 of the spool 180, respectively.
  • the electro-oil hybrid drive device 100A according to the present embodiment has the same structure as the electro-oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment.
  • the first annular groove 181 ⁇ / b> A is formed by making the outer diameter of a portion of the first portion 181 of the spool 180 in the length direction of the spool 180 (a portion not including both ends of the first portion 181) smaller than the outer diameter of the first portion 181.
  • the second annular groove 182A has an outer diameter of a part of the second portion 182 of the spool 180 in the length direction of the spool 180 (a portion not including both ends of the second portion 182) larger than the outer diameter of the second portion 182. Is also made smaller.
  • the length of the first annular groove 181A in the length direction of the spool 180 is substantially equal to the inner diameter of the first sleeve through-hole 171 and the length of the second annular groove 182A in the length direction of the spool 180 is the second sleeve through-hole 172. Is approximately equal to the inner diameter of
  • the first annular groove 181A of the first portion 181 is formed so as to always communicate with the first sleeve through-hole 171 even if the spool 180 moves in the left-right direction.
  • the groove 182A is formed so as to always communicate with the second sleeve through-hole 172 even if the spool 180 moves in the left-right direction.
  • the head side hydraulic chamber 5010A is always in communication with the first port 111 of the hydraulic pump 110, and similarly, the rod side hydraulic chamber 5010B is always in communication with the second port 112 of the hydraulic pump 110. Yes.
  • the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 is always in communication with the hydraulic pump 110 via the first sleeve through-hole 171 and the first annular groove 171A.
  • the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 is always in communication with the hydraulic pump 110 via the second sleeve through hole 172 and the second annular groove 172A.
  • the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 is always connected to the hydraulic pump 110 via the first sleeve through hole 171 and the first annular groove 181A.
  • the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 is always in communication with the hydraulic pump 110 via the second sleeve through hole 172 and the second annular groove 182A.
  • the electro-oil hybrid drive device 100A according to the present embodiment functions in the same manner as the electro-oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment, and has the same effects.
  • first annular groove 181A and the second annular groove 182A also have an effect of making the pressure that the hydraulic fluid acts on the spool 180 uniform in the circumferential direction of the spool 180.
  • FIG. 14 is a block diagram of an electro-hydraulic hybrid drive apparatus 200 according to the third embodiment of the present invention, including a cross-sectional view of a servo valve 260 in the present embodiment.
  • the electro-oil hybrid drive device 200 according to this embodiment is different from the electro-oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment only in the structure of the sleeve.
  • the first sleeve through hole 171 and the second sleeve through hole 172 are both in the diameter direction of the sleeve 170.
  • the first sleeve hole 271 and the second sleeve hole 272 are formed in the diametric direction of the sleeve 270 as shown in FIG. It is formed within a range reaching the through hole 175 from the outer peripheral surface, and is not formed through the sleeve 270 in the diameter direction.
  • the electro-oil hybrid drive device 200 according to the present embodiment has the same structure as the electro-oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment. For this reason, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 200 operates as follows.
  • the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 communicates with the first port 111 of the hydraulic pump 110 via the head-side channel 130, but the channel to the reservoir tank 150 is connected to the spool 180. It is blocked by the first part 181.
  • the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 communicates with the second port 112 of the hydraulic pump 110 via the rod-side flow path 140, but the flow path to the reservoir tank 150 is caused by the second portion 182 of the spool 180. Blocked.
  • the internal space 174 formed in the through hole 175 of the sleeve 270 communicates only with the reservoir tank 150 via the third sleeve hole 173, and is connected to the first sleeve hole 271 and the second sleeve hole 272. Are not communicating.
  • FIG. 15 shows a servo valve when the electro-hydraulic hybrid drive device 200 according to this embodiment operates the hydraulic cylinder 500 in the direction in which the hydraulic cylinder 500 performs work, that is, the direction X2 in which the rod 530 pushes the load 540. It is a block diagram including sectional drawing of 260. FIG.
  • the hydraulic pump 110 When the hydraulic pump 110 is rotated in the forward direction, the hydraulic fluid is discharged from the first port 111 of the hydraulic pump 110 and is sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112. That is, the first port 111 is a discharge port, and the second port 112 is a suction port.
  • the spool 180 By moving the spool 180 in the right direction X2, the communication between the first sleeve hole 271 and the internal space 174 formed in the through hole 175 remains blocked, whereas the second sleeve The hole 272 communicates with the internal space 174, and thus communicates with the reservoir tank 150 via the third sleeve hole 273.
  • the hydraulic fluid inside the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 passes through the rod-side flow path 140 and is sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112 as shown by an arrow 197 in FIG. .
  • the second sleeve hole 272 communicates with the reservoir tank 150 via the internal space 174 and the third sleeve hole 273. Due to the pressure difference between the second sleeve hole 272 and the third sleeve hole 273, the hydraulic fluid stored in the reservoir tank 150 is sucked into the second sleeve hole 272 as shown by an arrow 198, and the rod-side flow path 140 Joins the hydraulic fluid flowing through
  • the difference between the volume of the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the volume of the rod side hydraulic chamber 510B, that is, the volume of hydraulic fluid corresponding to the volume of the rod 530 in the cylinder 510 is transferred to the rod side flow path. It is added to the hydraulic fluid flowing in 140.
  • the degree of communication between the second sleeve hole 272 and the internal space 174 (and thus the reservoir tank 150) can be controlled by controlling the moving distance of the spool 180 in the right direction X2.
  • the movement distance of the spool 180 can be controlled, for example, in the same manner as in the case of the spool 180 in the first embodiment.
  • the hydraulic fluid sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112 is discharged from the first port 111 toward the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510.
  • the hydraulic fluid discharged from the first port 111 of the hydraulic pump 110 is sent to the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 via the head side flow path 130 as indicated by an arrow 199 in FIG.
  • the hydraulic fluid is continuously sent from the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 to the inside of the head side hydraulic chamber 510A via the hydraulic pump 110, and a volume corresponding to the volume of the rod 530. Is added to the hydraulic fluid that is newly sent from the reservoir tank 150 to the head-side hydraulic chamber 510A.
  • FIG. 16 is a block diagram including a sectional view of the servo valve 260 when the hydraulic cylinder 500 is operated so that the rod 530 moves in the left direction X1.
  • the hydraulic pump 110 When the hydraulic pump 110 is rotated in the reverse direction, the hydraulic fluid is sucked through the first port 111 of the hydraulic pump 110 and discharged from the hydraulic pump 110 through the second port 112. That is, the first port 111 is an inlet and the second port 112 is an outlet.
  • the hydraulic fluid inside the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 passes through the head-side flow path 130 and is sucked into the hydraulic pump 110 through the first port 111 as shown by an arrow 201 in FIG. .
  • the first sleeve hole 271 communicates with the reservoir tank 150 via the internal space 174 and the third sleeve hole 273. Part of the gas passes through the internal space 174 and the third sleeve hole 273 and is sent to the reservoir tank 150.
  • the difference between the volume of the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the volume of the rod side hydraulic chamber 510B, that is, the volume of hydraulic fluid corresponding to the volume of the rod 530 in the cylinder 510 is transferred to the head side flow path 130. It will be excluded from the hydraulic fluid which flows through.
  • the degree of communication between the first sleeve hole 271 and the internal space 174 is determined in the left direction of the spool 180. It can be controlled by controlling the moving distance to X1.
  • the movement distance of the spool 180 can be controlled, for example, in the same manner as in the case of the spool 180 in the first embodiment.
  • the hydraulic fluid sucked into the hydraulic pump 110 through the first port 111 is discharged from the second port 112 toward the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510.
  • the hydraulic fluid discharged from the second port 112 of the hydraulic pump 110 is sent to the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 through the rod-side channel 140 as indicated by an arrow 203 in FIG.
  • the hydraulic fluid is continuously sent from the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 to the inside of the rod side hydraulic chamber 510B via the hydraulic pump 110, and a part of the hydraulic fluid is a servo valve. It is accommodated in the reservoir tank 150 through 260.
  • the hydraulic pump 110 causes the head-side hydraulic chamber 510A and the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 to communicate with each other and the servo valve 260. According to the rotation direction of the hydraulic pump 120, either the head side hydraulic chamber 510A or the rod side hydraulic chamber 510B is connected to the reservoir tank 150.
  • the same effect as that of the electric oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment can also be obtained by the electric oil hybrid drive device 200 according to the present embodiment.
  • the inner diameter of the first sleeve hole 271 and the inner diameter of the second sleeve hole 272 also in the electric oil hybrid drive device 200 according to this embodiment. It can be different.
  • FIG. 17 is a block diagram of an electro-hydraulic hybrid drive device 400 according to the fourth embodiment of the present invention, including a cross-sectional view of a servo valve 460 in the present embodiment.
  • the electro-oil hybrid drive device 400 drives the hydraulic cylinder 500 (see FIG. 1), similarly to the electro-oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 400 is rotatable in both forward and reverse directions, and includes a hydraulic pump 110 having a first port 111 and a second port 112, and a hydraulic pump 110.
  • the head side flow path 130 that connects the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the first port 111 of the hydraulic pump 110, and the rod side of the cylinder 510.
  • Rod side flow path 140 connecting hydraulic chamber 510B and second port 112 of hydraulic pump 110, reservoir tank 150 storing hydraulic fluid, head side flow path 130, rod side flow path 140, and reservoir
  • a servo valve 460 disposed in communication with the tank 150.
  • the hydraulic pump 110 communicates with the head side flow path 130 via the first port 111 and with the rod side flow path 140 via the second port 112. That is, the hydraulic pump 110 causes the head side hydraulic chamber 510A and the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 to communicate with each other.
  • the servo valve 460 communicates either the head-side hydraulic chamber 510A or the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 with the reservoir tank 150 in accordance with the rotation direction of the hydraulic pump 110.
  • the servo valve 460 includes a cylindrical sleeve 470 in which a through hole 475 extending in the length direction of the servo valve 460 (a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 17) is formed, and the penetration of the sleeve 470.
  • a cylindrical spool 480 that can rotate along the inner wall of the hole 475.
  • the sleeve 470 includes a first sleeve hole 471 extending in the diameter direction of the sleeve 470 and reaching the through hole 475, and a second sleeve hole 472 extending in the diameter direction of the sleeve 470 and reaching the through hole 475.
  • a third sleeve hole 473 extending in the diameter direction of the sleeve 470 and reaching the through hole 475 is formed.
  • the first sleeve hole 471, the second sleeve hole 472, and the third sleeve hole 473 are formed so as not to interfere with each other.
  • the first sleeve hole 471 and the second sleeve hole 472 extend in directions orthogonal to each other, and the third sleeve hole 473 is located between the first sleeve hole 471 and the second sleeve hole 472.
  • the first sleeve hole 471 and the second sleeve hole 472 have the same inner diameter, and the third sleeve hole 473 has an inner diameter smaller than the inner diameters of the first sleeve hole 471 and the second sleeve hole 472. .
  • the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 communicates with the through hole 475 through the first sleeve hole 471, and the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 passes through the second sleeve hole 472. It communicates with the through hole 275.
  • the reservoir tank 150 communicates with the through hole 475 of the sleeve 470 through the third sleeve hole 473.
  • a cutout 481 having a substantially triangular cross section is formed on the outer periphery of the spool 480.
  • the length of the notch 481 (the length of the arc along the outer periphery of the spool 480) is set to a length that does not allow the third sleeve hole 473 and both the first sleeve hole 471 and the second sleeve hole 472 to communicate with each other at the same time. Has been.
  • the spool 480 can take the following three positions A, B, and C according to the rotation angle.
  • the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 communicates with the reservoir tank 150 via the head-side flow path 130 and the servo valve 460.
  • the third sleeve hole 473 is not in communication with both the first sleeve hole 471 and the second sleeve hole 472 (the state shown in FIG. 17).
  • both the head side hydraulic chamber 510A and the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 are not in communication with the reservoir tank 150.
  • the third sleeve hole 473 and the second sleeve hole 472 communicate with each other through the notch 481 (state shown in FIG. 19 described later).
  • the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 communicates with the reservoir tank 150 via the rod-side flow path 140 and the servo valve 460.
  • FIG. 18A is a front view of the servo valve 460 in the present embodiment
  • FIG. 18B is a side view of the servo valve 460
  • FIG. 18C is a cross-sectional view of the servo valve 460.
  • 17 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 18C.
  • the spool 480 is formed of a cylindrical rotor portion 482A and a shaft portion 482B extending from the rotor portion 482A.
  • the shaft portion 482B is formed concentrically with the rotor portion 482A and has a smaller outer diameter than the rotor portion 482A.
  • the shaft portion 482B extends on both sides of the rotor portion 482A, and the shaft portion 482B is supported inside the sleeve 470 via the bearing 483, whereby the spool 480 is supported inside the sleeve 470 as a whole.
  • the rotor portion 482A rotates along the inner wall of the through hole 475 of the sleeve 470.
  • One end of the shaft portion 482B extends to the outside of the sleeve 470, and as shown in FIG. 18B, a plate portion 484 is formed at one end of the shaft portion 482B.
  • a pair of springs 485 are attached to the plate portion 484, and when one of the springs 485 pulls the plate portion 484, the spool 480 rotates in any direction.
  • the rotation direction and amount of rotation of the spool 480 (specifically, the rotor portion 482A) is determined depending on which of the pair of springs 485 pulls the plate portion 484 and further, how much force pulls the plate portion 484.
  • the spool 480 takes the aforementioned positions A, B, and C according to the rotation direction and the rotation amount.
  • the electro-hydraulic hybrid drive device 400 operates as follows.
  • the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 communicates with the first port 111 of the hydraulic pump 110 via the head-side channel 130, but the channel to the reservoir tank 150 is connected by a spool 480. Blocked.
  • the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 communicates with the second port 112 of the hydraulic pump 110 via the rod-side channel 140, but the channel to the reservoir tank 150 is blocked by the spool 480.
  • the reservoir tank 150 communicates only with the third sleeve hole 473 and does not communicate with the first sleeve hole 471 and the second sleeve hole 472.
  • FIG. 19 shows a servo valve when the electro-hydraulic hybrid drive device 400 according to this embodiment operates the hydraulic cylinder 500 in the direction in which the hydraulic cylinder 500 performs work, that is, the direction X2 in which the rod 530 pushes the load 540.
  • 460 is a block diagram including a cross-sectional view of 460; FIG.
  • the electric motor 120 rotates the hydraulic pump 110 in the forward direction, and as shown in FIG.
  • the rotor portion 482A of 480 is rotated clockwise from the position shown in FIG. That is, the spool 480 is shifted from position B to position C.
  • the hydraulic pump 110 When the hydraulic pump 110 is rotated in the forward direction, the hydraulic fluid is discharged from the first port 111 of the hydraulic pump 110 and is sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112. That is, the first port 111 is a discharge port, and the second port 112 is a suction port.
  • the hydraulic fluid inside the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 passes through the rod-side flow path 140 and is sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112 as shown by an arrow 401 in FIG. .
  • the second sleeve hole 472 communicates with the reservoir tank 150 through the notch 481 and the third sleeve hole 473. Due to the pressure difference between the second sleeve hole 472 and the third sleeve hole 473, the hydraulic fluid stored in the reservoir tank 150 is sent to the second sleeve hole 472, as indicated by an arrow 402, in the rod side flow path 140. Joins the hydraulic fluid flowing through
  • the difference between the volume of the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the volume of the rod side hydraulic chamber 510B, that is, the volume of hydraulic fluid corresponding to the volume of the rod 530 in the cylinder 510 is transferred to the rod side flow path. It is added to the hydraulic fluid flowing in 140.
  • the degree of communication between the second sleeve hole 472 and the third sleeve hole 473 (and thus the reservoir tank 150) can be controlled by controlling the amount of rotation (rotation angle) of the spool 480 in the clockwise direction X3. It is.
  • the rotation amount (rotation angle) of the spool 480 can be controlled, for example, in the same manner as the spool 180 in the first embodiment.
  • the hydraulic fluid sucked into the hydraulic pump 110 through the second port 112 is discharged from the first port 111 toward the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510.
  • the hydraulic fluid discharged from the first port 111 of the hydraulic pump 110 is sent to the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 via the head side flow path 130 as indicated by an arrow 403 in FIG.
  • the hydraulic fluid is continuously sent from the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 to the inside of the head side hydraulic chamber 510A via the hydraulic pump 110, and a volume corresponding to the volume of the rod 530. Is added to the hydraulic fluid that is newly sent from the reservoir tank 150 to the head-side hydraulic chamber 510A.
  • FIG. 20 is a block diagram including a sectional view of the servo valve 460 when the hydraulic cylinder 500 is operated so that the rod 530 moves in the left direction X1.
  • the hydraulic pump 110 When the hydraulic pump 110 is rotated in the reverse direction, the hydraulic fluid is sucked through the first port 111 of the hydraulic pump 110 and discharged from the hydraulic pump 110 through the second port 112. That is, the first port 111 is an inlet and the second port 112 is an outlet.
  • the communication between the second sleeve hole 472 and the third sleeve hole 473 is blocked, whereas the first sleeve hole 471 is notched through the notch 481.
  • the third sleeve hole 473 communicates with the reservoir tank 150 via the third sleeve hole 473.
  • the hydraulic fluid inside the head-side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 passes through the head-side flow path 130 and is sucked into the hydraulic pump 110 through the first port 111 as indicated by an arrow 404 in FIG. .
  • the first sleeve hole 471 communicates with the reservoir tank 150 via the notch 481 and the third sleeve hole 473. Part of the gas passes through the notch 481 and the third sleeve hole 473 and is sent to the reservoir tank 150.
  • the difference between the volume of the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 and the volume of the rod side hydraulic chamber 510B, that is, the volume of hydraulic fluid corresponding to the volume of the rod 530 in the cylinder 510 is transferred to the head side flow path 130. It will be excluded from the hydraulic fluid which flows through.
  • the degree of communication between the first sleeve hole 471 and the third sleeve hole 473 is determined by the spool. It can be controlled by controlling the amount of rotation (rotation angle) of 480 in the counterclockwise direction X4.
  • the rotation amount (rotation angle) of the spool 480 can be controlled, for example, in the same manner as the spool 180 in the first embodiment.
  • the hydraulic fluid sucked into the hydraulic pump 110 through the first port 111 is discharged from the second port 112 toward the rod side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510.
  • the hydraulic fluid discharged from the second port 112 of the hydraulic pump 110 is sent to the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 through the rod-side flow path 140 as indicated by an arrow 406 in FIG.
  • the hydraulic fluid is continuously sent from the head side hydraulic chamber 510A of the cylinder 510 to the inside of the rod side hydraulic chamber 510B via the hydraulic pump 110, and a part of the hydraulic fluid is a servo valve. It is accommodated in the reservoir tank 150 via 460.
  • the hydraulic pump 110 causes the head-side hydraulic chamber 510A and the rod-side hydraulic chamber 510B of the cylinder 510 to communicate with each other and the servo valve 460. According to the rotation direction of the hydraulic pump 120, either the head side hydraulic chamber 510A or the rod side hydraulic chamber 510B is connected to the reservoir tank 150.
  • the same effect as that of the electric oil hybrid drive device 100 according to the first embodiment can also be obtained by the electric oil hybrid drive device 400 according to the present embodiment.
  • the electric oil hybrid drive device 400 according to the present embodiment is not limited to the above structure, and various modifications can be made.
  • the number of the notches 481 is 1, but it is possible to form two or more notches 481 and use any one of them. is there.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a modified example of the spool 480.
  • the first sleeve hole 471, the second sleeve hole 472, and the third sleeve hole 473 are formed as holes that reach the through hole 475 of the sleeve 470.
  • the first sleeve hole 471, the second sleeve hole 472, and the third sleeve hole 473 can all be formed as through holes that penetrate the sleeve 470.
  • the spool 480 is formed with two notches 481.
  • Electro-hydraulic hybrid drive device 110 according to first embodiment of the present invention 110 Hydraulic pump 120 Electric motor 130 Head side flow path 140 Rod side flow path 150 Reservoir tank 160 Servo valve 170 Sleeve 171 First sleeve through hole 171A First Annular groove 172 Second sleeve through hole 172A Second annular groove 173 Third sleeve hole 174 Inner space 175 Through hole 180 Spool 181 First part 182 Second part 183 Third part 100A Electro oil according to the second embodiment of the present invention Hybrid drive device 181A First annular groove 182A Second annular groove 200 Electro-hydraulic hybrid drive device 260 according to the third embodiment of the present invention Servo valve 270 Sleeve 271 First sleeve hole 272 Second sleeve hole 301 First sensor 302 First Two sensors 303 Third sensor 04 Fourth sensor 305 Fifth sensor 306 Control device 400 Electro-hydraulic hybrid drive device 460 according to the fourth embodiment of the present invention Servo valve 470 Sleeve 471 First sleeve hole 472 Second

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Abstract

 本発明は、液圧シリンダ(500)を駆動する電油ハイブリッド駆動装置(100)であって、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプ(110)と、液圧ポンプを回転駆動する電動モーター(120)と、作動液が貯留されているリザーバタンク(150)と、サーボバルブ(160)と、を備える電油ハイブリッド駆動装置(100)を提供する。液圧シリンダのヘッド側液圧室(510A)は液圧ポンプの第一ポート(111)と、液圧シリンダのロッド側液圧室(510B)は液圧ポンプの第二ポート(112)とそれぞれ連通しており、サーボバルブ(160)は、液圧ポンプの回転方向に応じて、ヘッド側液圧室(510A)及びロッド側液圧室(510B)の何れか一方をリザーバタンク(150)に連通させ、かつ、連通の度合いを連続値的に変化させることが可能である。

Description

電油ハイブリッド駆動装置
 本発明は、電動モーターにより駆動される液圧ポンプから吐出される作動液の液圧により液圧シリンダを駆動する電油ハイブリッド駆動装置に関する。
 図22は従来の電油ハイブリッド駆動装置の構造を示すブロック図である。
 図22に示す従来の電油ハイブリッド駆動装置1000は、電動モーター1100と、電動モーター1100により正逆両方向に回転駆動される液圧ポンプ1200と、片ロッド型液圧シリンダ5000のヘッド側液圧室5010Aと液圧ポンプ1200とを接続するヘッド側流路1300と、片ロッド型液圧シリンダ5000のロッド側液圧室5010Bと液圧ポンプ1200とを接続するロッド側流路1400と、作動液が貯留されているタンク1500と、ヘッド側流路1300とタンク1500とを接続する第一流路1510と、ロッド側流路1400とタンク1500とを接続する第二流路1520と、第一流路1510に配置された第一パイロットチェック弁1610と、第二流路1520に配置された第二パイロットチェック弁1620と、から構成されている。
 第一パイロットチェック弁1610はタンク1500からヘッド側流路1300への作動液の流れのみを許容する。第一パイロットチェック弁1610はロッド側流路1400の液圧をパイロット圧として導入し、ロッド側流路1400の液圧がしきい値を越えたときに開き、ヘッド側流路1300とタンク1500とを連通させる。
 同様に、第二パイロットチェック弁1620はタンク1500からロッド側流路1400への作動液の流れのみを許容する。第二パイロットチェック弁1620はヘッド側流路1300の液圧をパイロット圧として導入し、ヘッド側流路1300の液圧がしきい値を越えたときに開き、ロッド側流路1400とタンク1500とを連通させる。
 一般に、電油ハイブリッド駆動装置においては、シリンダ5010の移動に伴い、シリンダ5010内のロッド5030の容積が変化するため、それに応じて、ヘッド側液圧室5010Aとロッド側液圧室5010Bの流量を調整する必要がある。電油ハイブリッド駆動装置1000においては、第一パイロットチェック弁1610及び第二パイロットチェック弁1620の開閉を制御することにより、流量の制御を行っている。
 油圧シリンダ5000は、シリンダ5010と、シリンダ5010の内壁に沿ってスライド可能なピストン5020と、ピストン5020に結合されたロッド5030と、から構成されている。
 ロッド5030はその先端において負荷5040と接触している。
 電動モーター1100により液圧ポンプ1200を正方向に回転させると、作動液はロッド側流路1400を介してシリンダ5010のロッド側液圧室5010Bから液圧ポンプ1200に吸入され、ヘッド側流路1300を介してシリンダ5010のヘッド側液圧室5010Aに吐出される。このとき、ヘッド側流路1300から導入されるパイロット圧により第二パイロットチェック弁1620が開き、タンク1500からロッド側流路1400に作動液が補給される。
 作動液がシリンダ5010のヘッド側液圧室5010Aに吐出される結果、ロッド5030は図22の右方向X2に押し出され、負荷5040を右方向X2に押す。
 電動モーター1100により液圧ポンプ1200を逆方向に回転させると、作動液はヘッド側流路1300を介してシリンダ5010のヘッド側液圧室5010Aから液圧ポンプ1200に吸入され、ロッド側流路1400を介してシリンダ5010のロッド側液圧室5010Bに吐出される。このとき、ロッド側流路1400から導入されるパイロット圧により第一パイロットチェック弁1610が開き、余剰の作動液がヘッド側流路1300からタンク1500に排出される。
 作動液がシリンダ5010のロッド側液圧室5010Bに吐出される結果、ロッド5030は図22の左方向X1に移動する。
 シリンダ5010のヘッド側液圧室5010Aとロッド側液圧室5010Bとでは、ロッド5030の体積に応じた作動液の過不足が生じる。このため、図22に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置1000においては、第一パイロットチェック弁1610を介してタンク1500に余剰の作動液を排出し、あるいは、第二パイロットチェック弁1620を介してタンク1500から不足分の作動液を補給することにより、ロッド5030の体積に応じた作動液の過不足を制御している。
 しかしながら、図22に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置1000においては、第一パイロットチェック弁1610及び第二パイロットチェック弁1620の開閉に伴う圧力変動が大きいため、圧力バランスを崩して、ハンチング現象を起こすという問題点があった。
 この問題点を解決するため、特開平10-78003号公報において、図23に示す電油ハイブリッド駆動装置が提案されている。
 図23に示す電油ハイブリッド駆動装置2000は、図22に示した電油ハイブリッド駆動装置1000と比較して、第一パイロットチェック弁1610及び第二パイロットチェック弁1620に代えて、ヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200を備えている。
 ヘッド側電磁弁2100は、励磁信号が入力されたときに、ヘッド側流路1300とタンク1500とを連通させる連通位置2100Aと、励磁信号が入力されていないときに、ヘッド側流路1300とタンク1500との間を遮断する遮断位置2100Bとを取ることができるように構成されている。
 また、ロッド側電磁弁2200は、励磁信号が入力されたときに、ロッド側流路1400とタンク1500とを連通させる連通位置2200Aと、励磁信号が入力されていないときに、ロッド側流路1400とタンク1500との間を遮断する遮断位置2200Bとを取ることができるように構成されている。
 電油ハイブリッド駆動装置2000は、ヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200を設けることにより、ハンチング現象の発生を防止することができるものとされている。
特開平10-78003号公報
 しかしながら、図23に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては以下のような問題点があった。
 第一の問題点は、電油ハイブリッド駆動装置2000が動作を開始するまでの応答遅れ時間が大きい、という点である。
 図23に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては、ヘッド側電磁弁2100またはロッド側電磁弁2200が開閉されるまでの間において、ヘッド側液圧室5010Aとロッド側液圧室5010Bとの間の作動液の流量差を調整することができない。さらに、ヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200の開閉の切り替え速度は低い。このため、電油ハイブリッド駆動装置2000が実際に動作を開始するまでの応答遅れ時間が大きくならざるを得ず、電油ハイブリッド駆動装置2000の応答性は低かった。
 第二の問題点は、作動液の流量を連続的に制御することが不可能である、という点である。
 電油ハイブリッド駆動装置2000におけるヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200の制御はオン・オフ制御であるから、作動液の連通路としては、ヘッド側電磁弁2100またはロッド側電磁弁2200をオンまたはオフにした場合の二通りの連通路しかとり得ない。このため、作動液の流量が連続して変化するように制御することは不可能であった。
 第三の問題点は、ハンチング現象は減少するものの、皆無にはならない、という点である。
 電油ハイブリッド駆動装置2000においては、ヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200の制御はオン・オフ制御であるため、弁の開閉に伴う圧力変動は依然として大きく、図22に示した電油ハイブリッド駆動装置1000と比較して、ハンチング現象の発生頻度は低下するが、ハンチング現象が全くなくなるということはなかった。特に、油圧シリンダ5000を加速させるとき、あるいは、負荷5040が大きいときには、依然としてハンチング現象が発生しやすかった。
 第四の問題点は、発熱やキャビテーションが発生しやすい、という点である。
 上記の応答遅れ時間及びハンチング現象により、電動モーター1100が必要以上のトルクを発生させ、この結果、作動液が過度の加圧及び減圧を繰り返すこととなり、これに起因して、電動モーター1100からの発熱や液圧ポンプ1200におけるキャビテーションの発生が生じていた。
 本発明はこのような従来の電油ハイブリッド駆動装置における問題点に鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決することが可能な電油ハイブリッド駆動装置を提供することを目的とする。
 上記の目的を達成するため、本発明は、液圧シリンダを駆動する電油ハイブリッド駆動装置であって、正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、作動液が貯留されているリザーバタンクと、サーボバルブと、を備え、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置を提供する。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と連通させる第一スリーブ貫通孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方と連通させる第二スリーブ貫通孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、前記第一スリーブ貫通孔と前記貫通孔との交差箇所及び前記第二スリーブ貫通孔と前記貫通孔との交差箇所には、前記スプールの周囲の少なくとも一部に沿って前記作動液の流路を形成する空隙がそれぞれ形成されており、前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものであることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記空隙は前記スプールの外径より大きい内径を有する環状の溝であることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記スリーブには、前記スプールの前記第一部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用され、前記スリーブには、前記スプールの前記第二部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用されることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と連通させる第一スリーブ貫通孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方と連通させる第二スリーブ貫通孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、前記第一部分には前記第一スリーブ貫通孔と連通する第一環状溝が形成され、前記第二部分には前記第二スリーブ貫通孔と連通する第二環状溝が形成されており、前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものであることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記第一スリーブ貫通孔の内径と前記第二スリーブ貫通孔の内径とは異なるものであることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ貫通孔と前記第二スリーブ貫通孔との間に位置していることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記第三スリーブ孔の内径は前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の内径より小さいことが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第二スリーブ孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ孔及び前記第二スリーブ孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものであることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記第一スリーブ孔の内径と前記第二スリーブ孔の内径とは異なるものであることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ孔と前記第二スリーブ孔との間に位置していることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿って回転可能なスプールと、からなり、前記スリーブには、前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第二スリーブ孔と、前記リザーバタンクを前記貫通孔に連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、前記スプールの外周には少なくとも一つの切欠きが形成されており、前記切欠きの大きさは、前記スプールの回転量に応じて、前記第一スリーブ孔及び前記第二スリーブ孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ孔及び前記第二スリーブ孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させないものであることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記第三スリーブ孔は前記第一スリーブ孔と前記第二スリーブ孔との中間に形成されていることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能であることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記サーボバルブは、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転数、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプのトルク、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転加速度、前記ヘッド側液圧室または前記ロッド側液圧室の液圧の何れか一つまたは二つ以上に応じて、前記度合いを変更するものであることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、前記リザーバタンクに貯留されている前記作動液の液圧を、前記電油ハイブリッド駆動装置において発生する最大負圧の絶対値より小さくない正の液圧以上の液圧に保持する液圧保持手段を備えることが好ましい。
 本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置によれば、サーボバルブの開度(サーボバルブが液圧シリンダのヘッド側液圧室またはロッド側液圧室をリザーバタンクに連通させる度合い)を連続的に制御することが可能である。このため、液圧シリンダのヘッド側液圧室及びロッド側液圧室における各流量、圧力バランスを運転状況に応じて適切に維持することが可能である。その結果として、目標とする液圧シリンダの速度及び仕事量を高速で制御することが可能になる。
 さらに、本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置は従来の電油ハイブリッド駆動装置と比較して次のような効果を奏する。
 第一の効果は、電油ハイブリッド駆動装置の動作を開始するまでの応答遅れ時間を小さくすることができる点である。
 従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては、ヘッド側電磁弁2100またはロッド側電磁弁2200が開閉されるまでの間において、ヘッド側液圧室とロッド側液圧室との間の作動液の流量差を調整することができなかったため、応答遅れ時間が大きくなっていたが、本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、サーボバルブのスプールの移動量に応じて、作動液の流量差を容易に調節することができるため、応答遅れ時間を短縮することが可能である。
 第二の効果は、作動液の流量を連続的に制御することが可能である、という点である。
 従来の電油ハイブリッド駆動装置2000におけるヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200の制御はオン・オフ制御であるから、作動液の流量は、ヘッド側電磁弁2100またはロッド側電磁弁2200をオンまたはオフにした場合の二通りの流量しかとり得なかった。これに対して、本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置においては、サーボバルブのスプールの移動量に応じて、第一スリーブ貫通孔(または第一スリーブ孔)または第二スリーブ貫通孔(または第二スリーブ孔)と内部空間との間の連通の度合いを連続的に変更することが可能であるため、作動液の流量を任意の値に制御することが可能である。
 第三の効果は、ハンチング現象をほぼ皆無にすることが可能である、という点である。
 従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては、ヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200の開閉に伴う圧力変動は依然として大きかったため、ハンチング現象を皆無にすることは不可能であったが、本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置によれば、第一スリーブ貫通孔(または第一スリーブ孔)または第二スリーブ貫通孔(または第二スリーブ孔)と内部空間との間の連通の度合いを連続的に変更することが可能であるため、圧力変動を平滑にすることが可能であり、大きな圧力変動に起因するハンチング現象を防止することが可能である。
 第四の効果は、発熱やキャビテーションの発生を抑えることが可能である、という点である。
 従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては、上記の応答遅れ時間及びハンチング現象に起因して、電動モーター1100からの発熱や液圧ポンプ1200におけるキャビテーションの発生が生じていたが、本発明に係る電油ハイブリッド駆動装置は応答遅れ時間を短縮し、さらに、ハンチング現象を防止することが可能であるため、必然的に、発熱やキャビテーションの発生を抑えることが可能である。
本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置のブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブの断面図を含む。 図2のIII-III線におけるサーボバルブの断面図である。 本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置が、液圧シリンダが仕事を行う方向、すなわち、ロッドが負荷を押す方向に液圧シリンダを作動させる場合のサーボバルブの断面図を含むブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置が、ロッドが左方向に移動するように液圧シリンダを作動させる場合のサーボバルブの断面図を含むブロック図である。 従来の電油ハイブリッド駆動装置の応答性を示す波形図である。 本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置の応答性を示す波形図である。 図8(A)は従来の電油ハイブリッド駆動装置における入力制御信号としてのステップ信号の波形図、図8(B)はシリンダの動作の波形図、図8(C)は電動モーターの回転数の波形図、図8(D)は第一パイロットチェック弁及び第二パイロットチェック弁の開閉を示す波形図、図8(E)はシリンダのロッド側液圧室における液圧を示す波形図、図8(F)はシリンダのヘッド側液圧室における液圧を示す波形図である。 図9(A)は本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置における入力制御信号としてのステップ信号の波形図、図9(B)はシリンダの動作の波形図、図9(C)は電動モーターの回転数の波形図、図9(D)はサーボバルブのCポジション(図1参照)における動作を示す波形図、図9(E)はシリンダのロッド側液圧室における液圧を示す波形図、図9(F)はシリンダのヘッド側液圧室における液圧を示す波形図である。 本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置の制御システムの一例を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置の変形例のブロック図である。 本発明の第一の実施形態におけるサーボバルブの変形例の断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置におけるスリーブ及びスプールの断面図である。 本発明の第三の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブの断面図を含む。 本発明の第三の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置が、液圧シリンダが仕事を行う方向、すなわち、ロッドが負荷を押す方向に液圧シリンダを作動させる場合のサーボバルブの断面図を含むブロック図である。 本発明の第三の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置が、ロッドが左方向に移動するように液圧シリンダを作動させる場合のサーボバルブの断面図を含むブロック図である。 本発明の第四の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブの断面図を含む。 図18(A)は本発明の第四の実施形態におけるサーボバルブの正面図、図18(B)は同サーボバルブの側面図、図18(C)は同サーボバルブの断面図である。 本発明の第四の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置が、液圧シリンダが仕事を行う方向、すなわち、ロッドが負荷を押す方向に液圧シリンダを作動させる場合のサーボバルブの断面図を含むブロック図である。 本発明の第四の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置が、ロッドが左方向に移動するように液圧シリンダを作動させる場合のサーボバルブの断面図を含むブロック図である。 本発明の第四の実施形態におけるスプールの変形例の断面図である。 従来の電油ハイブリッド駆動装置の構造を示すブロック図である。 従来の電油ハイブリッド駆動装置の構造を示すブロック図である。
 (第一の実施形態)
 図1は本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100のブロック図である。
 図1に示すように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は液圧シリンダ500を駆動する。
 液圧シリンダ500は、シリンダ510と、シリンダ510の内壁に沿ってスライド可能なピストン520と、ピストン520に結合され、先端がシリンダ510の外側に突出しているロッド530と、から構成されている。
 ロッド530の先端には負荷540が接触している。
 シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの液圧がロッド側液圧室510Bの液圧よりも高くなるように液圧を制御すると、ピストン520及びロッド530は右方向X2に移動し、負荷540を同一方向X2に押し進める。すなわち、液圧シリンダ500が負荷540に対して仕事を行うこととなる。
 負荷540を目的の位置まで押した後、シリンダ510のロッド側液圧室510Bの液圧がヘッド側液圧室510Aの液圧よりも高くなるように液圧を制御する。これにより、ピストン520及びロッド530は左方向X1に移動し、当初の位置に復帰する。
 以後、これらの工程を繰り返すことにより、液圧シリンダ500は負荷540に対して仕事を行う。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は、シリンダ510のヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bに作動液(例えば、作動油)を供給し、あるいは、シリンダ510のヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bから作動液を排出させることにより、液圧シリンダ500が負荷540に対して仕事を行うように、液圧シリンダ500を駆動するものである。
 図1に示すように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は、正逆両方向に回転可能であり、第一ポート111及び第二ポート112を有する液圧ポンプ110と、液圧ポンプ110を正方向または逆方向に回転駆動する電動モーター120と、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aと液圧ポンプ110の第一ポート111とを接続するヘッド側流路130と、シリンダ510のロッド側液圧室510Bと液圧ポンプ110の第二ポート112とを接続するロッド側流路140と、作動液が貯留されているリザーバタンク150と、ヘッド側流路130、ロッド側流路140及びリザーバタンク150に連通して配置され、A、B及びCの3つのポジション(後述)を取り得るサーボバルブ160と、を備えている。
 図2は本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブ160の断面図を含む。
 図2に示すように、サーボバルブ160は、サーボバルブ160の長さ方向(図2の左右方向)に延びる貫通孔175が形成されているスリーブ170と、貫通孔175の内壁に沿ってスライド可能なスプール180と、を備えている。
 スリーブ170には、貫通孔175と交差し、スリーブ170の直径方向にスリーブ170を貫通する第一スリーブ貫通孔171と、貫通孔175と交差し、スリーブ170の直径方向にスリーブ170を貫通する第二スリーブ貫通孔172と、スリーブ170の外周面から貫通孔175に到達している第三スリーブ孔173と、が形成されている。
 第三スリーブ孔173はサーボバルブ160の長さ方向において第一スリーブ貫通孔171と第二スリーブ貫通孔172との中間に位置している。
 第一スリーブ貫通孔171と第二スリーブ貫通孔172とは同一の内径を有しており、第三スリーブ孔173は第一スリーブ貫通孔171及び第二スリーブ貫通孔172よりも小さい内径を有している。
 図2に示すように、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aはヘッド側流路130及び第一スリーブ貫通孔171を介して液圧ポンプ110の第一ポート111と連通し、シリンダ510のロッド側液圧室510Bはロッド側流路140及び第二スリーブ貫通孔172を介して液圧ポンプ110の第二ポート112と連通している。
 リザーバタンク150は第三スリーブ孔173を介してスリーブ170の貫通孔175と連通している。
 図2に示すように、スプール180は、スリーブ170の貫通孔175の内壁に沿ってスライドする第一部分181と、スリーブ170の貫通孔175の内壁に沿ってスライドする第二部分182と、第一部分181と第二部分182との間に形成されている第三部分183と、を備えている。
 第一部分181及び第二部分182の外径は貫通孔175の内径に等しく、第三部分183の外径は第一部分181及び第二部分182の外径よりも小さい。このため、貫通孔175の内壁と第三部分183の外周との間には内部空間174が形成されている。
 スプール180の軸方向における第三部分183の長さは第一スリーブ貫通孔171及び第二スリーブ貫通孔172の双方を同時に内部空間174(すなわち、リザーバタンク150)に連通させるものではない長さに設定されている。
 さらに、スリーブ170の第三スリーブ孔173は第三部分183の移動範囲内に常に位置している。すなわち、第三スリーブ孔173は常に第三部分183と対向するように配置されている。このため、第三スリーブ孔173はリザーバタンク150と内部空間174とを常に連通させている。
 このため、後述するように、スプール180が図2の左方向X1に移動した場合には、第一スリーブ貫通孔171は内部空間174に連通するのに対して、第二スリーブ貫通孔172は内部空間174には連通しない。また、スプール180が図2の右方向X2に移動した場合には、第二スリーブ貫通孔172は内部空間174に連通するのに対して、第一スリーブ貫通孔171は内部空間174には連通しない。
 すなわち、サーボバルブ160は第一スリーブ貫通孔171及び第二スリーブ貫通孔172の何れか一方、換言すれば、シリンダ510のヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの何れか一方を内部空間174及び第三スリーブ孔173を介してリザーバタンク150に連通させるか、あるいは、シリンダ510のヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの双方をリザーバタンク150に連通させないという機能を有している。
 図3はサーボバルブ160の断面図、具体的には、図2のIII-III線における断面図である。
 スリーブ170の貫通孔175と第一スリーブ貫通孔171とが交差する箇所には貫通孔175と同心に第一環状溝171Aが形成されており、同様に、スリーブ170の貫通孔175と第二スリーブ貫通孔172とが交差する箇所には貫通孔175と同心に第二環状溝172Aが形成されている。
 第一環状溝171Aはスプール180の第一部分181の外径よりも大きい内径を有しており、第二環状溝172Aはスプール180の第二部分182の外径よりも大きい内径を有している。
 スプール180の長さ方向における第一部分181の長さは第一環状溝171Aの幅よりも大きく設定されており、同様に、スプール180の長さ方向における第二部分182の長さは第二環状溝172Aの幅よりも大きく設定されている。
 第一環状溝171Aが形成されていることにより、スプール180が左右方向に移動したとしても、ヘッド側液圧室5010Aは第一スリーブ貫通孔171及び第一環状溝171Aを介して常に液圧ポンプ110の第一ポート111と連通している。同様に、第二環状溝172Aが形成されていることにより、スプール180が左右方向に移動したとしても、ロッド側液圧室510Bは第二スリーブ貫通孔172及び第二環状溝172Aを介して常に液圧ポンプ110の第二ポート112と連通している。
 前述のように、本実施形態におけるスプール180は図1に示すように3個のポジションA、B、Cを取ることができる。
 ポジションAにおいては、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aがリザーバタンク150と連通し、ロッド側液圧室510Bはリザーバタンク150とは連通しない。
 ポジションBにおいては、シリンダ510のヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bは何れもリザーバタンク150とは連通しない。
 ポジションCにおいては、シリンダ510のロッド側液圧室510Bがリザーバタンク150と連通し、ヘッド側液圧室510Aはリザーバタンク150とは連通しない。
 以上のような構造を有する本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は以下のように作動する。
 図2に示す状態においては、作動液は電油ハイブリッド駆動装置100内を流れることなく静止しており、従って、液圧シリンダ500のロッド530も静止状態にある。この状態においては、スプール180はポジションBに位置している。
 具体的には、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aはスリーブ170の第一スリーブ貫通孔171及び第一環状溝171Aを介して液圧ポンプ110の第一ポート111と連通し、シリンダ510のロッド側液圧室510Bはスリーブ170の第二スリーブ貫通孔172及び第二環状溝172Aを介して液圧ポンプ110の第二ポート112と連通している。
 この状態においては、スリーブ170の貫通孔175の内部に形成されている内部空間174は第三スリーブ孔173を介してリザーバタンク150にのみ連通し、第一スリーブ貫通孔171及び第二スリーブ貫通孔172には連通していない。
 図4は、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100が、液圧シリンダ500が仕事を行う方向、すなわち、ロッド530が負荷540を押す方向X2に液圧シリンダ500を作動させる場合のサーボバルブ160の断面図を含むブロック図である。
 ロッド530を図2に示す静止状態からロッド530が負荷540を押す方向X2に移動させる場合には、電動モーター120により液圧ポンプ110を正方向に回転させるとともに、図4に示すように、スプール180を図2に示す位置から右方向X2に移動させる、すなわち、スプール180をポジションBからポジションCに移行させる。
 液圧ポンプ110を正方向に回転させると、作動液は液圧ポンプ110の第一ポート111から吐出され、第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入される。すなわち、第一ポート111が吐出口となり、第二ポート112が吸入口となる。
 スプール180を右方向X2に移動させることにより、第一スリーブ貫通孔171と貫通孔175の内部に形成されている内部空間174との間の連通は遮断されたままであるのに対して、第二スリーブ貫通孔172は内部空間174と連通し、ひいては、第三スリーブ孔173を介してリザーバタンク150と連通する。
 シリンダ510のロッド側液圧室510Bの内部の作動液は、図4の矢印191に示すように、ロッド側流路140、第二スリーブ貫通孔172及び第二環状溝172Aを通過し、第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入される。
 作動液が第二スリーブ貫通孔172を通過する際、第二スリーブ貫通孔172は内部空間174及び第三スリーブ孔173を介してリザーバタンク150と連通しているため、第二スリーブ貫通孔172と第三スリーブ孔173との圧力差により、矢印192に示すように、リザーバタンク150に貯留されている作動液が第二スリーブ貫通孔172に送られ、第二スリーブ貫通孔172内を流れる作動液と合流する。
 これにより、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの体積とロッド側液圧室510Bの体積との差分、すなわち、シリンダ510内にあるロッド530の体積に相当する体積の作動液が第二スリーブ貫通孔172内を流れる作動液に追加されることとなる。
 第二スリーブ貫通孔172と内部空間174(ひいては、リザーバタンク150)との連通の度合いは、スプール180の右方向X2への移動距離を制御することにより、制御することが可能である。
 スプール180の移動距離は、例えば、ロッド530の位置、液圧ポンプ110または電動モーター120の回転数、液圧ポンプ110または電動モーター120のトルク、液圧ポンプ110または電動モーター120の回転加速度、ヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの作動液の圧力その他の要因に応じて、制御することが可能である。
 第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入された作動液は第一ポート111からシリンダ510のヘッド側液圧室510Aに向けて吐出される。
 液圧ポンプ110の第一ポート111から吐出された作動液は、図4の矢印193に示すように、ヘッド側流路130及び第一スリーブ貫通孔171を介してシリンダ510のヘッド側液圧室510Aに送られる。
 このように、作動液は、液圧ポンプ110及びサーボバルブ160を介して、シリンダ510のロッド側液圧室510Bからヘッド側液圧室510Aの内部に連続的に送られるとともに、ロッド530の体積に相当する体積の作動液が新たにヘッド側液圧室510Aに送られる作動液に追加される。
 この結果、液圧シリンダ500のロッド530は右方向X2に移動し、負荷540を右方向X2に押す仕事を行う。
 図5は、電油ハイブリッド駆動装置100が、ロッド530が左方向X1に移動するように液圧シリンダ500を作動させる場合のサーボバルブ160の断面図を含むブロック図である。
 ロッド530を左方向X1に移動させる場合には、電動モーター120により液圧ポンプ110を逆方向に回転させるとともに、図5に示すように、スプール180を図2に示す位置から左方向X1に移動させる。すなわち、スプール180をポジションAに移行させる。
 液圧ポンプ110を逆方向に回転させると、作動液は液圧ポンプ110の第一ポート111を介して吸入され、第二ポート112を介して液圧ポンプ110から吐出される。すなわち、第一ポート111が吸入口となり、第二ポート112が吐出口となる。
 スプール180を左方向X1に移動させることにより、第二スリーブ貫通孔172と内部空間174との間の連通は遮断されるのに対して、第一スリーブ貫通孔171は内部空間174と連通し、ひいては、第三スリーブ孔173を介してリザーバタンク150と連通する。
 シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの内部の作動液は、図5の矢印194に示すように、ヘッド側流路130、第一スリーブ貫通孔171及び第一環状溝171Aを通過し、第一ポート111を介して液圧ポンプ110に吸入される。
 作動液が第一スリーブ貫通孔171を通過する際、第一スリーブ貫通孔171は内部空間174及び第三スリーブ孔173を介してリザーバタンク150と連通しているため、矢印195に示すように、作動液の一部は内部空間174及び第三スリーブ孔173を通過して、リザーバタンク150に送られる。
 これにより、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの体積とロッド側液圧室510Bの体積との差分、すなわち、シリンダ510内にあるロッド530の体積に相当する体積の作動液が第一スリーブ貫通孔171内を流れる作動液から排除されることとなる。
 第二スリーブ貫通孔172と内部空間174との間の連通の度合いの制御と同様に、第一スリーブ貫通孔171と内部空間174(ひいては、リザーバタンク150)との連通の度合いは、スプール180の左方向X1への移動距離を制御することにより、制御することが可能である。スプール180の移動距離は、例えば、ロッド530の位置、液圧ポンプ110または電動モーター120の回転数、液圧ポンプ110または電動モーター120のトルク、液圧ポンプ110または電動モーター120の回転加速度、ヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの作動液の圧力その他の要因に応じて、制御することが可能である。
 第一ポート111を介して液圧ポンプ110に吸入された作動液は第二ポート112からシリンダ510のロッド側液圧室510Bに向けて吐出される。
 液圧ポンプ110の第二ポート112から吐出された作動液は、図5の矢印196に示すように、ロッド側流路140、第二スリーブ貫通孔172及び第二環状溝172Aを介してシリンダ510のロッド側液圧室510Bに送られる。
 このように、作動液は、液圧ポンプ110及びサーボバルブ160を介して、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aからロッド側液圧室510Bの内部に連続的に送られるとともに、作動液の一部はリザーバタンク150に収容される。
 この結果、液圧シリンダ500のロッド530は左方向X1に移動する。
 以上のように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、サーボバルブ160は、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aを液圧ポンプ110の第一ポート111及び第二ポート112の何れか一方と、シリンダ510のロッド側液圧室510Bを液圧ポンプ110の第一ポート111及び第二ポート112の他方とそれぞれ連通させるとともに、液圧ポンプ110の回転方向に応じて、すなわち、ロッド530の移動方向に応じて、ヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの何れか一方をリザーバタンク150に連通させる。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100によれば、以下のような効果を得ることが可能である。
 第一の効果は、電油ハイブリッド駆動装置100の動作を開始するまでの応答遅れ時間を短縮することができる点である。
 図23に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては、ヘッド側電磁弁2100またはロッド側電磁弁2200が開閉されるまでの間において、ヘッド側液圧室5010Aとロッド側液圧室5010Bとの間の作動液の流量差を調整することができなかったため、応答遅れ時間が大きくなっていたが、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、スプール180の移動量に応じて、作動液の流量差を瞬間的に調節することができるため、応答遅れ時間を短縮することが可能である。
 第二の効果は、作動液の流量を連続した値として制御することが可能である、という点である。
 従来の電油ハイブリッド駆動装置2000におけるヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200の制御はオン・オフ制御であるから、作動液の流量は、ヘッド側電磁弁2100またはロッド側電磁弁2200をオンまたはオフにした場合の二通りの流量しかとり得なかった。これに対して、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、スプール180の移動量に応じて、第一スリーブ貫通孔171または第二スリーブ貫通孔172と内部空間174(リザーバタンク150)との間の連通の度合いを連続的に変更することが可能であるため、作動液の流量を任意の値に連続的に制御することが可能である。
 第三の効果は、ハンチング現象をほぼ皆無にすることが可能である、という点である。
 従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては、ヘッド側電磁弁2100及びロッド側電磁弁2200の開閉に伴う圧力変動は依然として大きかったため、ハンチング現象を皆無にすることは不可能であったが、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100によれば、第一スリーブ貫通孔171または第二スリーブ貫通孔172と内部空間174(リザーバタンク150)との間の連通の度合いを連続的に変更することが可能であるため、圧力変動を平滑にすることが可能であり、大きな圧力変動に起因するハンチング現象を防止することが可能である。
 第四の効果は、発熱やキャビテーションの発生を抑えることが可能である、という点である。
 従来の電油ハイブリッド駆動装置2000においては、上記の応答遅れ時間及びハンチング現象に起因して、電動モーター1100からの発熱や液圧ポンプ1200におけるキャビテーションの発生が生じていたが、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は応答遅れ時間を短縮し、さらに、ハンチング現象を防止することが可能であるため、必然的に、発熱やキャビテーションの発生を抑えることが可能である。
 さらに、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は図22に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置1000と比較して、高い応答性及び追従性を有している。以下のこの点について説明する。
 図6は従来の電油ハイブリッド駆動装置1000の応答性を示す波形図である。
 図6(A)に示すような入力制御信号としての正弦波信号に従って電動モーター1100を駆動すると、図6(B)に示すように、液圧ポンプ1200は正弦波信号に従って作動する。
 しかしながら、第一パイロットチェック弁1610及び第二パイロットチェック弁1620は図6(A)及び図6(B)に示した正弦波に沿った動作を行うことができず、図6(C)に示すように、第一パイロットチェック弁1610及び第二パイロットチェック弁1620の動作波形はクランク状となる。
 さらに、液圧シリンダ5000の動作波形も図6(A)及び図6(B)に示した正弦波のようにはならず、図6(D)に示すように、三角形状の動作波形となる。
 また、液圧シリンダ5000の動作は図6(A)に示した正弦波信号に追従することができず、図6(D)に示すように、正弦波信号に対して液圧シリンダ5000の動作波形において位相遅れPが発生している。
 図7は本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100の応答性を示す波形図である。
 図6(A)及び図6(B)の場合と同様に、図7(A)に示すような入力制御信号としての正弦波信号に従って電動モーター120を駆動すると、図7(B)に示すように、液圧ポンプ110は正弦波信号に従って作動する。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100におけるサーボバルブ160は、図7(C)に示すように、図7(A)に示した正弦波信号に正確に従って作動する。
 また、図7(D)に示すように、液圧シリンダ500の動作波形も図7(A)に示した正弦波信号と同様の動作波形となる。
 さらに、従来の電油ハイブリッド駆動装置1000においては、正弦波信号に対して液圧シリンダ5000の動作波形における位相遅れPが発生していたが、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、液圧シリンダ500の動作波形における位相遅れPは発生していない。
 このように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、従来の電油ハイブリッド駆動装置1000とは異なり、液圧シリンダ500は正弦波信号のような追従し難い入力制御信号に対しても高い応答性及び追従性の下に動作する。
 以上のように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は、従来の電油ハイブリッド駆動装置1000と比較して、入力制御信号に対して高い応答性及び追従性を達成することが可能である。
 次に、負荷がある場合の液圧シリンダ500の速度制御の相違について、以下に説明する。
 図8は図22に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置1000におけるシリンダ速度制御の波形図である。
 図8(A)は入力制御信号としてのステップ信号の波形図、図8(B)はシリンダ5010の動作の波形図、図8(C)は電動モーター1100の回転数の波形図、図8(D)は第一パイロットチェック弁1610及び第二パイロットチェック弁1620の開閉を示す波形図、図8(E)はシリンダ5010のロッド側液圧室5010Bにおける液圧を示す波形図、図8(F)はシリンダ5010のヘッド側液圧室5010Aにおける液圧を示す波形図である。
 図22に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置1000において、ロッド5030の先端に負荷が作用し、負荷は方向X1に圧力を及ぼしている場合を想定する。ロッド5030を左方向X1に移動させる場合、第一パイロットチェック弁1610が開き、シリンダ5010のヘッド側液圧室5010Aの作動液の一部はタンク1500に導かれる。この場合、シリンダ5010のロッド側液圧室5010Bに作動液を導入したとしても、第一パイロットチェック弁1610が全開状態であり、さらに、ヘッド側液圧室5010Aに通じるヘッド側流路1300の液圧がゼロであるため、方向X1に作用している負荷5040の影響力が大きく、シリンダ5010の速度・位置制御を行ったとしても、液圧シリンダ5000の動作は不安定となる。
 図8に示した速度制御範囲Sにおいては、シリンダ5010の動作は負荷5040の影響を受け、不安定な状態となる。
 また、ロッド側流路1400における圧力は負荷5040の影響を受け、正常な圧力を維持することができない。
 さらに、第一パイロットチェック弁1610及び第二パイロットチェック弁1620の開閉におけるタイムラグが大きくなり、電油ハイブリッド駆動装置1000の全体としての応答性を低下させる。
 図9は本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100におけるシリンダ速度制御の波形図である。
 図9(A)は入力制御信号としてのステップ信号の波形図、図9(B)はシリンダ510の動作の波形図、図9(C)は電動モーター110の回転数の波形図、図9(D)はサーボバルブ160のCポジション(図1参照)における動作を示す波形図、図9(E)はシリンダ510のロッド側液圧室510Bにおける液圧を示す波形図、図9(F)はシリンダ510のヘッド側液圧室510Aにおける液圧を示す波形図である。
 図8の場合と同様に、ロッド530の先端に負荷が作用し、負荷は左方向X1に圧力を及ぼしている場合を想定する。
 この場合、作動液はシリンダ510のヘッド側液圧室510Aからロッド側液圧室510Bに送られる。サーボバルブ160はCポジション(図1参照)を取り、シリンダ510のロッド側液圧室510B内の作動液の一部をリザーバタンク150へ導く。
 サーボバルブ160のCポジションにおいては、例えば、予め設定されたロッド530の速度を指示する設定速度信号と実際のロッド530の速度を示すフィードバック速度信号との差分(偏差信号)をなくすために、Cポジションにおけるサーボバルブ160の開度を偏差信号に従って調整し、ロッド側液圧室510Bからリザーバタンク150へ戻る作動液の量を調整する。これにより、ロッド側液圧室510B内の液圧は負荷540に相当する液圧となり、ロッド側液圧室510B内の液圧をブレーキとしながら、シリンダ510の速度制御を安定に行うことができる。
 このように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100によれば、図22に示した従来の電油ハイブリッド駆動装置1000と比較して、ロッド530の移動速度の制御を安定に実施することが可能である。
 以下、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100の制御の一例を説明する。
 図10は電油ハイブリッド駆動装置100の制御システムの一例を示すブロック図である。
 図10に示すように、電油ハイブリッド駆動装置100の動作を制御するために、シリンダ510内におけるロッド530の位置を検出する第一センサー301と、液圧ポンプ110の回転数、トルク及び回転加速度のうちの少なくとも一つを検出する第二センサー302と、電動モーター120の回転数、駆動トルク及び回転加速度のうちの少なくとも一つを検出する第三センサー303と、ヘッド側流路130(すなわちヘッド側液圧室510A)における作動液の圧力を検出する第四センサー304と、ロッド側流路140(すなわち、ロッド側液圧室510B)における作動液の圧力を検出する第五センサー305と、制御装置306とが、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100に配置されている。
 制御装置306は、中央処理装置(CPU)310と、第一のメモリ311と、第二のメモリ312と、各種命令及びデータを中央処理装置310に入力するための入力インターフェイス313と、中央処理装置310により実行された処理の結果を出力する出力インターフェイス314と、中央処理装置310と他の構成要素とを接続するバス315と、から構成されている。
 第一のメモリ311及び第二のメモリ312の各々は、リード・オンリー・メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)またはICメモリーカードなどの半導体記憶装置、フレキシブルディスクなどの記憶媒体、ハードディスク、あるいは、光学磁気ディスクなどからなる。例えば、第一のメモリ311はROMからなり、第二のメモリ312はRAMからなる。
 第一のメモリ311は中央処理装置310が実行するための各種の制御用プログラムその他の固定的なデータを格納している。
 第二のメモリ312は様々なデータ及びパラメータを記憶しているとともに、中央処理装置310に対する作動領域を提供する、すなわち、中央処理装置310がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納している。
 中央処理装置310は第一のメモリ311からプログラムを読み出し、そのプログラムを実行する。すなわち、中央処理装置130は第一のメモリ311に格納されているプログラムに従って作動する。
 第一のセンサー301、第二のセンサー302、第三のセンサー303、第四のセンサー304及び第五のセンサー305がそれぞれ検出したデータは入力インターフェイス313に入力される。
 入力インターフェイス313はこれらのデータを中央処理装置310に送信し、中央処理装置310は第一のメモリ311に記憶されている計算式に従って、その時点における運転状況に適した液圧ポンプ110の回転数、トルクまたは回転加速度、電動モーター120の回転数、トルクまたは回転加速度、及び、サーボバルブ160の開度(連通度)を計算する。
 これらの計算値は出力インターフェイス314を介して液圧ポンプ110、電動モーター120及びサーボバルブ160に送信され、液圧ポンプ110、電動モーター120及びサーボバルブ160は受信した信号に従って動作する。これにより、液圧ポンプ110及び電動モーター120の回転数、トルクまたは回転加速度を最適値に、サーボバルブ160の開度を最適開度に制御することができる。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変を加えることが可能である。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、第一スリーブ貫通孔171の内径と第二スリーブ貫通孔172の内径とは相互に等しく設定されているが、流量差すなわちロッド530の体積に応じて、第一スリーブ貫通孔171の内径と第二スリーブ貫通孔172の内径とを異なるものとすることも可能である。
 また、図11に示すように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、リザーバタンク150に貯留されている作動液の液圧を所定液圧以上に保持する液圧保持手段151を設けることが可能である。
 上述のように、ロッド530を右方向X2に移動させる場合、作動液はロッド側液圧室510Bからヘッド側液圧室510Aに移動する。この場合、図4に示したように、シリンダ510内にあるロッド530の容量差を補正するため、ロッド530の容量差に対応する容量の作動液がリザーバタンク150から第二スリーブ貫通孔172内を流れる作動液に補充される。この動作により、ロッド側流路140(第二スリーブ貫通孔172を含む)の内部は負圧となり、作動液中に混入していた空気が気泡となって発生することがある。
 この気泡が作動液中に広がると、作動液の圧縮率は0%から最大で約3%まで低下し、電油ハイブリッド駆動装置100の応答性を低下させる。
 想定される最大の負圧は以下の式に従って計算される。
 ΔP=(Q/(Cd×A))×ρ/2
 ΔP:負圧[MPa]
 Q:最大流量[cm/sec]
 A:スプールバルブ開口面積[mm
 Cd:流量係数=0.6
 ρ:作動液密度[kg/cm
 例えば、作動液として油を使用すると、ρ=9×10-4である。最大流量Q=54、スプールバルブ開口面積A=6.4とすると、
 ΔP=-0.09MPa
となる。従って、負圧の発生を防止するためには、液圧保持手段151がリザーバタンク150に貯留されている作動液の液圧を0.09MPa以上に保持していればよく、あるいは、マージンを考慮して、0.1MPa以上に保持していればよい。
 このように、液圧保持手段151によって、リザーバタンク150に貯留されている作動液の液圧を所定液圧以上に保持することにより、電油ハイブリッド駆動装置100内において負圧が発生することを防止することができ、ひいては、電油ハイブリッド駆動装置100の応答性の低下を防止することができる。
 電動モーター110はサーボモーターから構成することができる。この場合には、サーボモーターの動作を制御するサーボドライバーを設け、サーボドライバーと制御装置とを定時応答性のある通信で接続し、サーボドライバーと制御装置との間で必要な情報を送受することも可能である。
 また、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、第一環状溝171A及び第二環状溝172Aは円形の孔として形成されているが、第一環状溝171A及び第二環状溝172Aが円形の孔であることは必ずしも必要ではない。スプール180の周囲の全部または一部に沿って作動液の流路が形成されるような空隙が形成されればよく、第一環状溝171A及び第二環状溝172Aに代えて、例えば、半円の孔または多角形形状(例えば、六角形)の孔を形成することも可能である。
 また、図3に示したように、スリーブ170には貫通孔175に通じる通路として第一スリーブ貫通孔171(または第二スリーブ貫通孔172)が形成されているが、例えば、図12に示すように、スリーブ170には、貫通孔175に通じる4つの通路171B、171C、171D、171Eを形成しておくことが可能である。
 ヘッド側流路130またはロッド側流路140の配置状況に応じて、あるいは、サーボバルブ160を配置する際の周囲のパーツの配置状況に応じて、これら4つの通路のうちの任意の二つの通路を使用することが可能である。例えば、通路171Bと通路171Dとを使用し(この場合、通路171Bはヘッド側液圧室510Aに、通路171Dは液圧ポンプ110に連通させる)、他の二つの通路171C、171Eを閉じれば、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100における構成と同一となる。あるいは、例えば、通路171Bと通路171Eとを使用し(例えば、通路171Bはヘッド側液圧室510Aに、通路171Eは液圧ポンプ110に連通させる)、他の二つの通路171C、171Dを閉じて使用することも可能である。
 (第二の実施形態)
 図13は本発明の第二の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100Aにおけるスリーブ170及びスプール180の断面図である。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100Aにおいては、第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と比較して、第一環状溝171A及び第二環状溝172Aに代えて、スプール180の第一部分181に第一環状溝181A及びスプール180の第二部分182に第二環状溝182Aがそれぞれ形成されている。この点を除いて、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100Aは第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と同一の構造を有している。
 第一環状溝181Aはスプール180の第一部分181においてスプール180の長さ方向における一部分(第一部分181の両端を含まない部分)の外径を第一部分181の外径よりも小さくすることにより形成され、同様に、第二環状溝182Aはスプール180の第二部分182においてスプール180の長さ方向における一部分(第二部分182の両端を含まない部分)の外径を第二部分182の外径よりも小さくすることにより形成されている。
 スプール180の長さ方向における第一環状溝181Aの長さは第一スリーブ貫通孔171の内径にほぼ等しく、スプール180の長さ方向における第二環状溝182Aの長さは第二スリーブ貫通孔172の内径にほぼ等しい。
 第一部分181の第一環状溝181Aは、スプール180が左右方向に移動したとしても、常に第一スリーブ貫通孔171と連通するように形成されており、同様に、第二部分182の第二環状溝182Aは、スプール180が左右方向に移動したとしても、常に第二スリーブ貫通孔172と連通するように形成されている。このため、ヘッド側液圧室5010Aは常に液圧ポンプ110の第一ポート111と連通しており、同様に、ロッド側液圧室5010Bは常に液圧ポンプ110の第二ポート112と連通している。
 第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100においては、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aは第一スリーブ貫通孔171及び第一環状溝171Aを介して常に液圧ポンプ110と連通し、シリンダ510のロッド側液圧室510Bは第2スリーブ貫通孔172及び第二環状溝172Aを介して常に液圧ポンプ110と連通している。これに対して、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100Aにおいては、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aは第一スリーブ貫通孔171及び第一環状溝181Aを介して常に液圧ポンプ110と連通し、シリンダ510のロッド側液圧室510Bは第2スリーブ貫通孔172及び第二環状溝182Aを介して常に液圧ポンプ110と連通している。
 このため、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100Aは第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と同様に機能し、同様の効果を奏する。
 さらに、第一環状溝181A及び第二環状溝182Aはスプール180の円周方向において作動液がスプール180に作用させる圧力を均一にするという効果をも奏する。
 (第三の実施形態)
 図14は、本発明の第三の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブ260の断面図を含む。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200は、第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と比較して、スリーブの構造のみが異なっている。
 すなわち、第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100におけるスリーブ170においては、図2に示したように、第一スリーブ貫通孔171及び第二スリーブ貫通孔172はいずれもスリーブ170の直径方向においてスリーブ170を貫通して形成されている。
 これに対して、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200におけるスリーブ270においては、図14に示すように、第一スリーブ孔271及び第二スリーブ孔272はスリーブ270の直径方向においてスリーブ270の外周面から貫通孔175に到達する範囲内において形成されており、スリーブ270をその直径方向に貫通して形成されていない。
 この点を除いて、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200は第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と同一の構造を有している。このため、第一の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を用いる。
 以上のような構造を有する本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200は以下のように作動する。
 図14に示す状態においては、作動液は電油ハイブリッド駆動装置200内を流れることなく静止しており、従って、液圧シリンダ500のロッド530も静止状態にある。この状態においては、スプール280はポジションBに位置している。
 具体的には、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aはヘッド側流路130を介して液圧ポンプ110の第一ポート111と連通しているが、リザーバタンク150への流路はスプール180の第一部分181により遮断されている。シリンダ510のロッド側液圧室510Bはロッド側流路140を介して液圧ポンプ110の第二ポート112と連通しているが、リザーバタンク150への流路はスプール180の第二部分182により遮断されている。
 この状態においては、スリーブ270の貫通孔175の内部に形成されている内部空間174は第三スリーブ孔173を介してリザーバタンク150にのみ連通し、第一スリーブ孔271及び第二スリーブ孔272には連通していない。
 図15は、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200が、液圧シリンダ500が仕事を行う方向、すなわち、ロッド530が負荷540を押す方向X2に液圧シリンダ500を作動させる場合のサーボバルブ260の断面図を含むブロック図である。
 ロッド530を図14に示す静止状態からロッド530が負荷540を押す方向X2に移動させる場合には、電動モーター120により液圧ポンプ110を正方向に回転させるとともに、図15に示すように、スプール280を図12に示す位置から右方向X2に移動させる、すなわち、スプール180をポジションBからポジションCに移行させる。
 液圧ポンプ110を正方向に回転させると、作動液は液圧ポンプ110の第一ポート111から吐出され、第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入される。すなわち、第一ポート111が吐出口となり、第二ポート112が吸入口となる。
 スプール180を右方向X2に移動させることにより、第一スリーブ孔271と貫通孔175の内部に形成されている内部空間174との間の連通は遮断されたままであるのに対して、第二スリーブ孔272は内部空間174と連通し、ひいては、第三スリーブ孔273を介してリザーバタンク150と連通する。
 シリンダ510のロッド側液圧室510Bの内部の作動液は、図15の矢印197に示すように、ロッド側流路140を通過し、第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入される。
 作動液がロッド側流路140を通過して液圧ポンプ110に吸入される際、第二スリーブ孔272は内部空間174及び第三スリーブ孔273を介してリザーバタンク150と連通しているため、第二スリーブ孔272と第三スリーブ孔273との圧力差により、矢印198に示すように、リザーバタンク150に貯留されている作動液が第二スリーブ孔272に吸い上げられ、ロッド側流路140内を流れる作動液と合流する。
 これにより、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの体積とロッド側液圧室510Bの体積との差分、すなわち、シリンダ510内にあるロッド530の体積に相当する体積の作動液がロッド側流路140内を流れる作動液に追加されることとなる。
 第二スリーブ孔272と内部空間174(ひいては、リザーバタンク150)との連通の度合いは、スプール180の右方向X2への移動距離を制御することにより、制御することが可能である。スプール180の移動距離は、例えば、第一の実施形態におけるスプール180の場合と同様に制御することができる。
 第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入された作動液は第一ポート111からシリンダ510のヘッド側液圧室510Aに向けて吐出される。
 液圧ポンプ110の第一ポート111から吐出された作動液は、図15の矢印199に示すように、ヘッド側流路130を介してシリンダ510のヘッド側液圧室510Aに送られる。
 このように、作動液は、液圧ポンプ110を介して、シリンダ510のロッド側液圧室510Bからヘッド側液圧室510Aの内部に連続的に送られるとともに、ロッド530の体積に相当する体積の作動液がリザーバタンク150から新たにヘッド側液圧室510Aに送られる作動液に追加される。
 この結果、液圧シリンダ500のロッド530は右方向X2に移動し、負荷540を右方向X2に押す仕事を行う。
 図16は、ロッド530が左方向X1に移動するように液圧シリンダ500を作動させる場合のサーボバルブ260の断面図を含むブロック図である。
 左方向X1にロッド530を移動させる場合には、電動モーター120により液圧ポンプ110を逆方向に回転させるとともに、図16に示すように、スプール180を図12に示す位置から左方向X1に移動させる、すなわち、スプール180をポジションAに移行させる。
 液圧ポンプ110を逆方向に回転させると、作動液は液圧ポンプ110の第一ポート111を介して吸入され、第二ポート112を介して液圧ポンプ110から吐出される。すなわち、第一ポート111が吸入口となり、第二ポート112が吐出口となる。
 スプール180を左方向X1に移動させることにより、第二スリーブ孔272と内部空間174との間の連通は遮断されるのに対して、第一スリーブ孔271は内部空間174と連通し、ひいては、第三スリーブ孔273を介してリザーバタンク150と連通する。
 シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの内部の作動液は、図16の矢印201に示すように、ヘッド側流路130を通過し、第一ポート111を介して液圧ポンプ110に吸入される。
 作動液がヘッド側流路130を通過する際、第一スリーブ孔271は内部空間174及び第三スリーブ孔273を介してリザーバタンク150と連通しているため、矢印202に示すように、作動液の一部は内部空間174及び第三スリーブ孔273を通過して、リザーバタンク150に送られる。
 これにより、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの体積とロッド側液圧室510Bの体積との差分、すなわち、シリンダ510内のロッド530の体積に相当する体積の作動液がヘッド側流路130を流れる作動液から排除されることとなる。
 第二スリーブ孔272と内部空間174との間の連通の度合いの制御と同様に、第一スリーブ孔271と内部空間174(ひいては、リザーバタンク150)との連通の度合いは、スプール180の左方向X1への移動距離を制御することにより、制御することが可能である。スプール180の移動距離は、例えば、第一の実施形態におけるスプール180の場合と同様に制御することができる。
 第一ポート111を介して液圧ポンプ110に吸入された作動液は第二ポート112からシリンダ510のロッド側液圧室510Bに向けて吐出される。
 液圧ポンプ110の第二ポート112から吐出された作動液は、図16の矢印203に示すように、ロッド側流路140を介してシリンダ510のロッド側液圧室510Bに送られる。
 このように、作動液は、液圧ポンプ110を介して、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aからロッド側液圧室510Bの内部に連続的に送られるとともに、作動液の一部はサーボバルブ260を介してリザーバタンク150に収容される。
 この結果、液圧シリンダ500のロッド530は左方向X1に移動する。
 以上のように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200においては、液圧ポンプ110はシリンダ510のヘッド側液圧室510Aとロッド側液圧室510Bとを相互に連通させ、サーボバルブ260は、液圧ポンプ120の回転方向に応じて、ヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの何れか一方をリザーバタンク150に連通させる。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200によっても、第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と同様の効果を得ることができる。
 第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100の場合と同様に、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置200においても、第一スリーブ孔271の内径と第二スリーブ孔272の内径とは異なるものとすることが可能である。
 (第四の実施形態)
 図17は、本発明の第四の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400のブロック図であり、本実施形態におけるサーボバルブ460の断面図を含む。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400は、第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と同様に、液圧シリンダ500(図1参照)を駆動する。
 図17に示すように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400は、正逆両方向に回転可能であり、第一ポート111及び第二ポート112を有する液圧ポンプ110と、液圧ポンプ110を正方向または逆方向に回転駆動する電動モーター120と、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aと液圧ポンプ110の第一ポート111とを接続するヘッド側流路130と、シリンダ510のロッド側液圧室510Bと液圧ポンプ110の第二ポート112とを接続するロッド側流路140と、作動液が貯留されているリザーバタンク150と、ヘッド側流路130、ロッド側流路140及びリザーバタンク150に連通して配置されたサーボバルブ460と、を備えている。
 液圧ポンプ110は、第一ポート111を介してヘッド側流路130に、第二ポート112を介してロッド側流路140にそれぞれ連通している。すなわち、液圧ポンプ110はシリンダ510のヘッド側液圧室510Aとロッド側液圧室510Bとを相互に連通させている。
 サーボバルブ460は、後述するように、液圧ポンプ110の回転方向に応じて、シリンダ510のヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの何れか一方をリザーバタンク150に連通させる。
 図17に示すように、サーボバルブ460は、サーボバルブ460の長さ方向(図17の紙面と直交する方向)に延びる貫通孔475が形成されている円柱形状のスリーブ470と、スリーブ470の貫通孔475の内壁に沿って回転可能な円柱形状のスプール480と、を備えている。
 スリーブ470には、スリーブ470の直径方向に延び、貫通孔475に到達している第一スリーブ孔471と、スリーブ470の直径方向に延び、貫通孔475に到達している第二スリーブ孔472と、スリーブ470の直径方向に延び、貫通孔475に到達している第三スリーブ孔473と、が形成されている。
 第一スリーブ孔471、第二スリーブ孔472及び第三スリーブ孔473は各々が相互に干渉しないように形成されている。
 第一スリーブ孔471と第二スリーブ孔472とは相互に直交する方向に延びており、第三スリーブ孔473は第一スリーブ孔471と第二スリーブ孔472との中間に位置している。
 第一スリーブ孔471と第二スリーブ孔472とは同一の内径を有しており、第三スリーブ孔473は第一スリーブ孔471及び第二スリーブ孔472の内径よりも小さい内径を有している。
 図17に示すように、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aは第一スリーブ孔471を介して貫通孔475に連通し、シリンダ510のロッド側液圧室510Bは第二スリーブ孔472を介して貫通孔275に連通している。
 リザーバタンク150は第三スリーブ孔473を介してスリーブ470の貫通孔475と連通している。
 図17に示すように、スプール480の外周には、断面がほぼ三角形の切欠き481が形成されている。切欠き481の長さ(スプール480の外周に沿った円弧の長さ)は、第三スリーブ孔473と第一スリーブ孔471及び第二スリーブ孔472の双方とを同時には連通させない長さに設定されている。
 このため、スプール480はその回転角度に応じて次の3つのポジションA、B、Cを取ることができる。
 ポジションAにおいては、切欠き481を介して第三スリーブ孔473と第一スリーブ孔471とが連通する(後述する図20に示す状態)。この場合には、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aがヘッド側流路130及びサーボバルブ460を介してリザーバタンク150と連通する。
 ポジションBにおいては、第三スリーブ孔473は第一スリーブ孔471及び第二スリーブ孔472の双方と連通していない(図17に示す状態)。この場合には、シリンダ510のヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの双方がリザーバタンク150と連通していない。
 ポジションCにおいては、切欠き481を介して第三スリーブ孔473と第二スリーブ孔472とが連通する(後述する図19に示す状態)。この場合には、シリンダ510のロッド側液圧室510Bがロッド側流路140及びサーボバルブ460を介してリザーバタンク150と連通する。
 図18(A)は本実施形態におけるサーボバルブ460の正面図、図18(B)はサーボバルブ460の側面図、図18(C)はサーボバルブ460の断面図である。
 図17におけるサーボバルブ460の断面図は図18(C)のC-C線における断面図に相当する。
 図18(C)に示すように、スプール480は、円柱形状のローター部分482Aと、ローター部分482Aから延びるシャフト部分482Bと、から形成されている。
 シャフト部分482Bはローター部分482Aと同心に形成され、ローター部分482Aよりも小さい外径を有している。シャフト部分482Bはローター部分482Aの両側に延びており、シャフト部分482Bがベアリング483を介してスリーブ470の内部に支持されることにより、スプール480が全体としてスリーブ470の内部に支持されている。
 ローター部分482Aがスリーブ470の貫通孔475の内壁に沿って回転する。
 シャフト部分482Bの一端はスリーブ470の外部まで延びており、図18(B)に示すように、シャフト部分482Bの一端にはプレート部484が形成されている。プレート部484には一対のバネ485が取り付けられており、何れか一方のバネ485がプレート部484を引っ張ることにより、スプール480が何れかの方向に回転する。
 一対のバネ485のどちらがプレート部484を引っ張るか、さらには、どの程度の力でプレート部484を引っ張るかによって、スプール480(具体的には、ローター部分482A)の回転方向及び回転量が決まり、その回転方向及び回転量に応じて、スプール480が前述のポジションA、B及びCを取る。
 以上のような構造を有する本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400は以下のように作動する。
 図17に示す状態においては、作動液は電油ハイブリッド駆動装置400内を流れることなく静止しており、従って、液圧シリンダ500のロッド530も静止状態にある。この状態においては、スプール480はポジションBに位置している。
 具体的には、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aはヘッド側流路130を介して液圧ポンプ110の第一ポート111と連通しているが、リザーバタンク150への流路はスプール480により遮断されている。シリンダ510のロッド側液圧室510Bはロッド側流路140を介して液圧ポンプ110の第二ポート112と連通しているが、リザーバタンク150への流路はスプール480により遮断されている。
 この状態においては、リザーバタンク150は第三スリーブ孔473にのみ連通し、第一スリーブ孔471及び第二スリーブ孔472には連通していない。
 図19は、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400が、液圧シリンダ500が仕事を行う方向、すなわち、ロッド530が負荷540を押す方向X2に液圧シリンダ500を作動させる場合のサーボバルブ460の断面図を含むブロック図である。
 ロッド530を図17に示す静止状態からロッド530が負荷540を押す方向X2に移動させる場合には、電動モーター120により液圧ポンプ110を正方向に回転させるとともに、図19に示すように、スプール480のローター部分482Aを図17に示す位置から時計方向X3に回転させる。すなわち、スプール480をポジションBからポジションCに移行させる。
 液圧ポンプ110を正方向に回転させると、作動液は液圧ポンプ110の第一ポート111から吐出され、第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入される。すなわち、第一ポート111が吐出口となり、第二ポート112が吸入口となる。
 スプール480を時計方向X3に回転させることにより、第一スリーブ孔471と第三スリーブ孔473(ひいては、リザーバタンク150)との間の連通は遮断されたままであるのに対して、第二スリーブ孔472は切欠き481を介して第三スリーブ孔473と連通し、ひいては、第三スリーブ孔473を介してリザーバタンク150と連通する。
 シリンダ510のロッド側液圧室510Bの内部の作動液は、図19の矢印401に示すように、ロッド側流路140を通過し、第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入される。
 作動液がロッド側流路140を通過して液圧ポンプ110に吸入される際、第二スリーブ孔472は切欠き481及び第三スリーブ孔473を介してリザーバタンク150と連通しているため、第二スリーブ孔472と第三スリーブ孔473との圧力差により、矢印402に示すように、リザーバタンク150に貯留されている作動液が第二スリーブ孔472に送られ、ロッド側流路140内を流れる作動液と合流する。
 これにより、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの体積とロッド側液圧室510Bの体積との差分、すなわち、シリンダ510内にあるロッド530の体積に相当する体積の作動液がロッド側流路140内を流れる作動液に追加されることとなる。
 第二スリーブ孔472と第三スリーブ孔473(ひいては、リザーバタンク150)との連通の度合いは、スプール480の時計方向X3への回転量(回転角度)を制御することにより、制御することが可能である。スプール480の回転量(回転角度)は、例えば、第一の実施形態におけるスプール180の場合と同様に制御することができる。
 第二ポート112を介して液圧ポンプ110に吸入された作動液は第一ポート111からシリンダ510のヘッド側液圧室510Aに向けて吐出される。
 液圧ポンプ110の第一ポート111から吐出された作動液は、図19の矢印403に示すように、ヘッド側流路130を介してシリンダ510のヘッド側液圧室510Aに送られる。
 このように、作動液は、液圧ポンプ110を介して、シリンダ510のロッド側液圧室510Bからヘッド側液圧室510Aの内部に連続的に送られるとともに、ロッド530の体積に相当する体積の作動液がリザーバタンク150から新たにヘッド側液圧室510Aに送られる作動液に追加される。
 この結果、液圧シリンダ500のロッド530は右方向X2に移動し、負荷540を右方向X2に押す仕事を行う。
 図20は、ロッド530が左方向X1に移動するように液圧シリンダ500を作動させる場合のサーボバルブ460の断面図を含むブロック図である。
 ロッド530を左方向X1に移動させる場合には、電動モーター120により液圧ポンプ110を逆方向に回転させるとともに、図20に示すように、スプール480を図17に示す位置から反時計方向X4に回転させる。すなわち、スプール480をポジションAに移行させる。
 液圧ポンプ110を逆方向に回転させると、作動液は液圧ポンプ110の第一ポート111を介して吸入され、第二ポート112を介して液圧ポンプ110から吐出される。すなわち、第一ポート111が吸入口となり、第二ポート112が吐出口となる。
 スプール480を反時計方向X4に回転させることにより、第二スリーブ孔472と第三スリーブ孔473との間の連通は遮断されるのに対して、第一スリーブ孔471は切欠き481を介して第三スリーブ孔473と連通し、ひいては、第三スリーブ孔473を介してリザーバタンク150と連通する。
 シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの内部の作動液は、図20の矢印404に示すように、ヘッド側流路130を通過し、第一ポート111を介して液圧ポンプ110に吸入される。
 作動液がヘッド側流路130を通過する際、第一スリーブ孔471は切欠き481及び第三スリーブ孔473を介してリザーバタンク150と連通しているため、矢印405に示すように、作動液の一部は切欠き481及び第三スリーブ孔473を通過して、リザーバタンク150に送られる。
 これにより、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aの体積とロッド側液圧室510Bの体積との差分、すなわち、シリンダ510内のロッド530の体積に相当する体積の作動液がヘッド側流路130を流れる作動液から排除されることとなる。
 第二スリーブ孔472と第三スリーブ孔473との間の連通の度合いの制御と同様に、第一スリーブ孔471と第三スリーブ孔473(ひいては、リザーバタンク150)との連通の度合いは、スプール480の反時計方向X4への回転量(回転角度)を制御することにより、制御することが可能である。スプール480の回転量(回転角度)は、例えば、第一の実施形態におけるスプール180の場合と同様に制御することができる。
 第一ポート111を介して液圧ポンプ110に吸入された作動液は第二ポート112からシリンダ510のロッド側液圧室510Bに向けて吐出される。
 液圧ポンプ110の第二ポート112から吐出された作動液は、図20の矢印406に示すように、ロッド側流路140を介してシリンダ510のロッド側液圧室510Bに送られる。
 このように、作動液は、液圧ポンプ110を介して、シリンダ510のヘッド側液圧室510Aからロッド側液圧室510Bの内部に連続的に送られるとともに、作動液の一部はサーボバルブ460を介してリザーバタンク150に収容される。
 この結果、液圧シリンダ500のロッド530は左方向X1に移動する。
 以上のように、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400においては、液圧ポンプ110はシリンダ510のヘッド側液圧室510Aとロッド側液圧室510Bとを相互に連通させ、サーボバルブ460は、液圧ポンプ120の回転方向に応じて、ヘッド側液圧室510A及びロッド側液圧室510Bの何れか一方をリザーバタンク150に連通させる。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400によっても、第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置100と同様の効果を得ることができる。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変を加えることが可能である。
 例えば、本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400においては、切欠き481の数は1であるが、2以上の切欠き481を形成し、そのうちの任意の1個を使用することも可能である。
 図21はスプール480の変形例の断面図である。
 本実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置400におけるスプール480においては、第一スリーブ孔471、第二スリーブ孔472及び第三スリーブ孔473はいずれもスリーブ470の貫通孔475に到達する孔として形成されているが、図21に示すように、第一スリーブ孔471、第二スリーブ孔472及び第三スリーブ孔473をいずれもスリーブ470を貫通する貫通孔として形成することが可能であり、この場合には、スプール480には2個の切欠き481を形成する。
100 本発明の第一の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置
110 液圧ポンプ
120 電動モーター
130 ヘッド側流路
140 ロッド側流路
150 リザーバタンク
160 サーボバルブ
170 スリーブ
171 第一スリーブ貫通孔
171A 第一環状溝
172 第二スリーブ貫通孔
172A 第二環状溝
173 第三スリーブ孔
174 内部空間
175 貫通孔
180 スプール
181 第一部分
182 第二部分
183 第三部分
100A 本発明の第二の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置
181A 第一環状溝
182A 第二環状溝
200 本発明の第三の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置
260 サーボバルブ
270 スリーブ
271 第一スリーブ孔
272 第二スリーブ孔
301 第一センサー
302 第二センサー
303 第三センサー
304 第四センサー
305 第五センサー
306 制御装置
400 本発明の第四の実施形態に係る電油ハイブリッド駆動装置
460 サーボバルブ
470 スリーブ
471 第一スリーブ孔
472 第二スリーブ孔
473 第三スリーブ孔
475 貫通孔
480 スプール
481 切欠き
482A ローター部分
482B シャフト部分
483 ベアリング
500 液圧シリンダ
510 シリンダ
510A ヘッド側液圧室
510B ロッド側液圧室
520 ピストン
530 ロッド
540 負荷

Claims (16)

  1. 液圧シリンダを駆動する電油ハイブリッド駆動装置であって、
     正逆両方向に回転可能な液圧ポンプと、
     前記液圧ポンプを回転駆動する電動モーターと、
     作動液が貯留されているリザーバタンクと、
     サーボバルブと、
     を備え、
     前記液圧シリンダのヘッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室は前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方とそれぞれ常に連通しており、
     前記サーボバルブは、前記液圧ポンプの回転方向に応じて、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方を前記リザーバタンクに連通させ、
     前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能である電油ハイブリッド駆動装置。
  2. 前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、
     前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と連通させる第一スリーブ貫通孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方と連通させる第二スリーブ貫通孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
     前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、
     前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、
     前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、
     前記第一スリーブ貫通孔と前記貫通孔との交差箇所及び前記第二スリーブ貫通孔と前記貫通孔との交差箇所には、前記スプールの周囲の少なくとも一部に沿って前記作動液の流路を形成する空隙がそれぞれ形成されており、
     前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである請求項1に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  3. 前記空隙は前記スプールの外径より大きい内径を有する環状の溝であることを特徴とする請求項2に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  4. 前記スリーブには、前記スプールの前記第一部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、
     前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用され、
     前記スリーブには、前記スプールの前記第二部分に対応する箇所において、前記貫通孔に通じる少なくとも3個の孔が形成されており、
     前記スリーブは、前記孔の何れか一つが前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室に、他の何れか一つが前記液圧ポンプにそれぞれ連通され、他の孔は閉じられた状態で使用されることを特徴とする請求項2または3に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  5. 前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、
     前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の何れか一方と連通させる第一スリーブ貫通孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室を前記液圧ポンプの吸入口及び吐出口の他方と連通させる第二スリーブ貫通孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
     前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、
     前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、
     前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、
     前記第一部分には前記第一スリーブ貫通孔と連通する第一環状溝が形成され、前記第二部分には前記第二スリーブ貫通孔と連通する第二環状溝が形成されており、
     前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである請求項1に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  6. 前記第一スリーブ貫通孔の内径と前記第二スリーブ貫通孔の内径とは異なるものであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  7. 前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ貫通孔と前記第二スリーブ貫通孔との間に位置していることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  8. 前記第三スリーブ孔の内径は前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の内径より小さいことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  9. 前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿ってスライド可能なスプールと、からなり、
     前記スリーブには、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダのロッド側液圧室と前記貫通孔とを連通させる第二スリーブ孔と、前記貫通孔と前記リザーバタンクとを連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
     前記スプールは、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第一部分と、前記スリーブの内壁に沿ってスライドする第二部分と、前記第一部分と前記第二部分との間に形成されている第三部分と、を備え、
     前記第三部分は前記第一部分及び前記第二部分の外径より小さい外径を有しており、
     前記スプールの軸方向における前記第三部分の長さは前記第一スリーブ孔及び前記第二スリーブ孔の双方を同時に前記第三スリーブ孔に連通させるものではない長さであり、
     前記スプールは、前記第三部分が前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ貫通孔及び前記第二スリーブ貫通孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させない範囲内において移動するものである請求項1に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  10. 前記第一スリーブ孔の内径と前記第二スリーブ孔の内径とは異なるものであることを特徴とする請求項9に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  11. 前記第三スリーブ孔は前記サーボバルブの長さ方向において前記第一スリーブ孔と前記第二スリーブ孔との間に位置していることを特徴とする請求項9または10に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  12. 前記サーボバルブは、貫通孔が形成されているスリーブと、前記貫通孔の内壁に沿って回転可能なスプールと、からなり、
     前記スリーブには、前記液圧シリンダの前記ヘッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第一スリーブ孔と、前記液圧シリンダの前記ロッド側液圧室を前記貫通孔に連通させる第二スリーブ孔と、前記リザーバタンクを前記貫通孔に連通させる第三スリーブ孔と、が形成されており、
     前記スプールの外周には少なくとも一つの切欠きが形成されており、
     前記切欠きの大きさは、前記スプールの回転量に応じて、前記第一スリーブ孔及び前記第二スリーブ孔の何れか一方を前記第三スリーブ孔に連通させ、または、前記第一スリーブ孔及び前記第二スリーブ孔の双方を前記第三スリーブ孔に連通させないものである請求項1に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  13. 前記第三スリーブ孔は前記第一スリーブ孔と前記第二スリーブ孔との中間に形成されていることを特徴とする請求項12に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  14. 前記サーボバルブは、前記ヘッド側液圧室及び前記ロッド側液圧室の何れか一方と前記リザーバタンクとを連通させる度合いを連続値的に変更可能であることを特徴とする請求項1乃至13の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  15. 前記サーボバルブは、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転数、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプのトルク、前記電動モーターまたは前記液圧ポンプの回転加速度、前記ヘッド側液圧室または前記ロッド側液圧室の液圧の何れか一つまたは二つ以上に応じて、前記度合いを変更するものであることを特徴とする請求項14に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
  16. 前記リザーバタンクに貯留されている前記作動液の液圧を、前記電油ハイブリッド駆動装置において発生する最大負圧の絶対値より小さくない正の液圧以上の液圧に保持する液圧保持手段を備えることを特徴とする請求項1乃至15の何れか一項に記載の電油ハイブリッド駆動装置。
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