JPH0456883B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0456883B2 JPH0456883B2 JP60024537A JP2453785A JPH0456883B2 JP H0456883 B2 JPH0456883 B2 JP H0456883B2 JP 60024537 A JP60024537 A JP 60024537A JP 2453785 A JP2453785 A JP 2453785A JP H0456883 B2 JPH0456883 B2 JP H0456883B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- operating
- hydraulic
- force
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/14—Special measures for giving the operating person a "feeling" of the response of the actuated device
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、油圧作業機械等に備えられた油圧ア
クチユエータを駆動する油圧アクチユエータ駆動
装置に関する。
クチユエータを駆動する油圧アクチユエータ駆動
装置に関する。
油圧作業機械、例えば油圧シヨベルは、複数の
油圧アクチユエータにより駆動されるフロント機
構を備え、このフロント機構を任意に駆動して所
定の作業を行なう。これを図により説明する。
油圧アクチユエータにより駆動されるフロント機
構を備え、このフロント機構を任意に駆動して所
定の作業を行なう。これを図により説明する。
第１０図は油圧シヨベルの概略構成の側面図で
ある。図で、１は下部走行体、２は上部旋回体、
３はフロント機構を示す。フロント機構３は上部
旋回体２に可回動に支持されたブーム４、ブーム
４に可回動に支持されたアーム５、アーム５に可
回動に支持されたバケツト６を有する。７はブー
ム４を駆動するブームシリンダ、８はアーム５を
駆動するアームシリンダ、９はバケツト６を駆動
するバケツトシリンダである。これら各油圧シリ
ンダの駆動回路を、バケツトシリンダ９の駆動回
路を例示して説明する。
ある。図で、１は下部走行体、２は上部旋回体、
３はフロント機構を示す。フロント機構３は上部
旋回体２に可回動に支持されたブーム４、ブーム
４に可回動に支持されたアーム５、アーム５に可
回動に支持されたバケツト６を有する。７はブー
ム４を駆動するブームシリンダ、８はアーム５を
駆動するアームシリンダ、９はバケツト６を駆動
するバケツトシリンダである。これら各油圧シリ
ンダの駆動回路を、バケツトシリンダ９の駆動回
路を例示して説明する。
第１１図はバケツトの駆動装置の油圧回路図で
ある。図で、９は第１０図に示すバケツトシリン
ダ、１０は油圧ポンプ、１１は油圧ポンプ１０と
バケツトシリンダ９との間に介在する方向切換
弁、１１ａ，１１ｂは方向切換弁１１のパイロツ
トポートである。１２は油圧ポンプ１０の吐出圧
力の最高値を規定するリリーフ弁、１２ａはリリ
ーフ圧設定用のばねである。
ある。図で、９は第１０図に示すバケツトシリン
ダ、１０は油圧ポンプ、１１は油圧ポンプ１０と
バケツトシリンダ９との間に介在する方向切換
弁、１１ａ，１１ｂは方向切換弁１１のパイロツ
トポートである。１２は油圧ポンプ１０の吐出圧
力の最高値を規定するリリーフ弁、１２ａはリリ
ーフ圧設定用のばねである。
１３はオペレータにより手動操作される操作レ
バー、１４は操作レバー１３と一体構造となつて
いる押し部、１５は操作レバー１３と押し部１４
を矢印Ａ，Ｂ方向に回動自在に支持する支点、１
６は押し部１４の両端に当接して操作レバー１３
の回動を規制するストツパである。１７はパイロ
ツト油圧源、１８ａ，１８ｂはパイロツト油圧源
１７と方向切換弁１１の各パイロツトポート１１
ａ，１１ｂとの間に介在するパイロツト弁、１９
ａ，１９ｂは押し部１４と各パイロツト弁１８
ａ，１８ｂとの間に装架されるばね、２０はタン
クである。
バー、１４は操作レバー１３と一体構造となつて
いる押し部、１５は操作レバー１３と押し部１４
を矢印Ａ，Ｂ方向に回動自在に支持する支点、１
６は押し部１４の両端に当接して操作レバー１３
の回動を規制するストツパである。１７はパイロ
ツト油圧源、１８ａ，１８ｂはパイロツト油圧源
１７と方向切換弁１１の各パイロツトポート１１
ａ，１１ｂとの間に介在するパイロツト弁、１９
ａ，１９ｂは押し部１４と各パイロツト弁１８
ａ，１８ｂとの間に装架されるばね、２０はタン
クである。
今、油圧シヨベルのオペレータが操作レバー１
３を例えば矢印Ａ方向に回動すると、押し部１４
は下方へ回動してばね１９ａをたわませ、パイロ
ツト弁１８ａの出力油圧Paを発生させる。この
圧力Paは方向切換弁１１のパイロツトポート１
１ａに伝達され、方向切換弁１１を左側位置に切
換え、油圧ポンプ１０の圧油をバケツトシリンダ
９のロツド側に供給する。これにより、バケツト
シリンダ９はそのロツドを縮める方向に駆動され
る。又、操作レバー１３を矢印Ｂ方向に回動する
と、パイロツト弁１８ｂの出力油圧Pbにより方
向切換弁が右側位置に切換えられ、バケツトシリ
ンダ９はロツドを伸長する方向に駆動される。
３を例えば矢印Ａ方向に回動すると、押し部１４
は下方へ回動してばね１９ａをたわませ、パイロ
ツト弁１８ａの出力油圧Paを発生させる。この
圧力Paは方向切換弁１１のパイロツトポート１
１ａに伝達され、方向切換弁１１を左側位置に切
換え、油圧ポンプ１０の圧油をバケツトシリンダ
９のロツド側に供給する。これにより、バケツト
シリンダ９はそのロツドを縮める方向に駆動され
る。又、操作レバー１３を矢印Ｂ方向に回動する
と、パイロツト弁１８ｂの出力油圧Pbにより方
向切換弁が右側位置に切換えられ、バケツトシリ
ンダ９はロツドを伸長する方向に駆動される。
ここで、操作レバー１３の操作量Ｓ、パイロツ
ト弁１８ａから出力されるパイロツト圧Pa（Pb）
およびバケツトシリンダ９に供給される圧油の流
量Ｑについて説明する。パイロツト弁１８ａ，１
８ｂは一種の減圧弁を構成しており、ばね１９ａ
がたわむとそのばね力に対抗して出力ポートに圧
力Paを発生させ、さらにばね力が増大すると、
パイロツト弁１８ａの出力ポートがパイロツト油
圧源１７（圧力P0）に接続されて油圧Paを増大
せしめる。又、この状態からばね１９ａのばね力
が減少するとパイロツト弁１８ａの出力ポートは
タンク２０に接続され、圧力Paは減少する。ば
ね１９ａのばね力はそのたわみ量に比例し、その
たわみ量は押し部１４の下方への移動量、即ち操
作レバー１３の操作量Ｓに比例する。したがつ
て、パイロツト弁１８ａ，１８ｂの出力ポートの
圧力Pa（Pb）は操作レバー１３の操作量Ｓに比例
することになる。
ト弁１８ａから出力されるパイロツト圧Pa（Pb）
およびバケツトシリンダ９に供給される圧油の流
量Ｑについて説明する。パイロツト弁１８ａ，１
８ｂは一種の減圧弁を構成しており、ばね１９ａ
がたわむとそのばね力に対抗して出力ポートに圧
力Paを発生させ、さらにばね力が増大すると、
パイロツト弁１８ａの出力ポートがパイロツト油
圧源１７（圧力P0）に接続されて油圧Paを増大
せしめる。又、この状態からばね１９ａのばね力
が減少するとパイロツト弁１８ａの出力ポートは
タンク２０に接続され、圧力Paは減少する。ば
ね１９ａのばね力はそのたわみ量に比例し、その
たわみ量は押し部１４の下方への移動量、即ち操
作レバー１３の操作量Ｓに比例する。したがつ
て、パイロツト弁１８ａ，１８ｂの出力ポートの
圧力Pa（Pb）は操作レバー１３の操作量Ｓに比例
することになる。
第１２図は操作レバーの操作量とパイロツト弁
の出力ポート圧力との関係を示す特性図であり、
横軸に操作量Ｓ、縦軸に圧力Pa，Pbがとつてあ
る。操作レバー１３は中立位置を中心として矢印
Ａ，Ｂ両方向に僅かな遊びを有するが、操作レバ
ー１３がこの遊びを超えて操作されると、圧力は
その操作量に比例して増加し、遂には最大圧力
（パイロツト油圧源１７の吐出圧力）P0に達す
る。さらに操作レバー１３を操作しても、圧力は
値P0一定である。操作量が値S0に達すると、押
し部１４の端部はストツパ１６に衝突して停止す
る。したがつて、操作レバー１３の操作量Ｓは−
S0＜Ｓ＜S0の範囲である。
の出力ポート圧力との関係を示す特性図であり、
横軸に操作量Ｓ、縦軸に圧力Pa，Pbがとつてあ
る。操作レバー１３は中立位置を中心として矢印
Ａ，Ｂ両方向に僅かな遊びを有するが、操作レバ
ー１３がこの遊びを超えて操作されると、圧力は
その操作量に比例して増加し、遂には最大圧力
（パイロツト油圧源１７の吐出圧力）P0に達す
る。さらに操作レバー１３を操作しても、圧力は
値P0一定である。操作量が値S0に達すると、押
し部１４の端部はストツパ１６に衝突して停止す
る。したがつて、操作レバー１３の操作量Ｓは−
S0＜Ｓ＜S0の範囲である。
第１３図はパイロツト弁の出力圧力とバケツト
シリンダへの油圧の供給流量との関係を示す特性
図であり、横軸に出力圧力Pa，Pbが、縦軸に流
量Ｑがとつてある。パイロツト弁１８ａ，１８ｂ
の出力ポートに圧力Pa（Pb）が発生すると方向切
換弁１１は左側位置に切換えられる。方向切換弁
１１はパイロツトポート１１ａ，１１ｂに伝達さ
れるパイロツト圧Pa（Pb）に比例してメータリン
グオリフイスを絞る構造となつており、この絞ら
れたオリフイスを通つて油圧ポンプ１０からの油
圧がバケツトシリンダ９に供給される。そして、
その供給流量は圧力Paが値Ptになつたときから
徐々に増加しはじめ、圧力P0より低い圧力で上
記オリフスが全開して最大流量Q0に達する。
シリンダへの油圧の供給流量との関係を示す特性
図であり、横軸に出力圧力Pa，Pbが、縦軸に流
量Ｑがとつてある。パイロツト弁１８ａ，１８ｂ
の出力ポートに圧力Pa（Pb）が発生すると方向切
換弁１１は左側位置に切換えられる。方向切換弁
１１はパイロツトポート１１ａ，１１ｂに伝達さ
れるパイロツト圧Pa（Pb）に比例してメータリン
グオリフイスを絞る構造となつており、この絞ら
れたオリフイスを通つて油圧ポンプ１０からの油
圧がバケツトシリンダ９に供給される。そして、
その供給流量は圧力Paが値Ptになつたときから
徐々に増加しはじめ、圧力P0より低い圧力で上
記オリフスが全開して最大流量Q0に達する。
第１４図は操作レバーの操作量とバケツトシリ
ンダへの供給流量との関係を示す特性図であり、
横軸に操作量Ｓが、縦軸に流量Ｑがとつてある。
第１４図に示す特性は第１２図および第１３図に
示す特性から当然得られる特性であり、流量Ｑの
押し部１４がストツパ１６に衝突する操作量S0よ
り小さい操作量で最大流量Q0となる。バケツト
シリンダ９への油圧の供給流量Ｑはバケツトシリ
ンダの駆動速度に比例するのであるから、結局、
油圧シヨベルのオペレータは操作レバーを操作す
ることにより、第１４図に示す特性に従つてバケ
ツトシリンダの速度を制御することができる。
ンダへの供給流量との関係を示す特性図であり、
横軸に操作量Ｓが、縦軸に流量Ｑがとつてある。
第１４図に示す特性は第１２図および第１３図に
示す特性から当然得られる特性であり、流量Ｑの
押し部１４がストツパ１６に衝突する操作量S0よ
り小さい操作量で最大流量Q0となる。バケツト
シリンダ９への油圧の供給流量Ｑはバケツトシリ
ンダの駆動速度に比例するのであるから、結局、
油圧シヨベルのオペレータは操作レバーを操作す
ることにより、第１４図に示す特性に従つてバケ
ツトシリンダの速度を制御することができる。
ところで、作業中、バケツト６が堅い岩などに
当ると、操作量を増大しても回路の圧力が大きく
なつてリリーフ弁１２の設定圧に達するとそれ以
上の圧力にはならず、バケツト６は停止する。そ
れにも拘らず、オペレータはさらに操作レバーを
操作してその操作量を最大操作量S0として、まだ
そのうえに操作レバーに力を加えて操作レバーを
動かそうとするのが一般である。これは、操作レ
バー１３によるバケツトシリンダの駆動制御が上
述のようにバケツトシリンダの速度制御であるに
も拘らず、オペレータは感覚的に当該駆動制御を
バケツトシリンダの力の制御としてとらえている
からである。そして、このような感覚は、人間が
ある物体を動さす場合の感覚に合致した自然な感
覚から当然に発生するものであるばかりでなく、
次の理由によつても発生するものである。
当ると、操作量を増大しても回路の圧力が大きく
なつてリリーフ弁１２の設定圧に達するとそれ以
上の圧力にはならず、バケツト６は停止する。そ
れにも拘らず、オペレータはさらに操作レバーを
操作してその操作量を最大操作量S0として、まだ
そのうえに操作レバーに力を加えて操作レバーを
動かそうとするのが一般である。これは、操作レ
バー１３によるバケツトシリンダの駆動制御が上
述のようにバケツトシリンダの速度制御であるに
も拘らず、オペレータは感覚的に当該駆動制御を
バケツトシリンダの力の制御としてとらえている
からである。そして、このような感覚は、人間が
ある物体を動さす場合の感覚に合致した自然な感
覚から当然に発生するものであるばかりでなく、
次の理由によつても発生するものである。
即ち、操作レバー１３の操作は、ばね１９ａ，
１９ｂのばね力に抗してなされる。この状態を第
１５図に示す。図で横軸に操作量Ｓ、縦軸に操作
レバー１３に加えられる操作力ｆがとつてある。
即ち、オペレータは操作レバー１３の操作量Ｓを
大きくする場合はそれに比例した操作力ｆを要す
ることになり、これは、オペレータに対して、操
作レバー１３の操作による制御が力の制御である
という感覚を持たせる原因となる。
１９ｂのばね力に抗してなされる。この状態を第
１５図に示す。図で横軸に操作量Ｓ、縦軸に操作
レバー１３に加えられる操作力ｆがとつてある。
即ち、オペレータは操作レバー１３の操作量Ｓを
大きくする場合はそれに比例した操作力ｆを要す
ることになり、これは、オペレータに対して、操
作レバー１３の操作による制御が力の制御である
という感覚を持たせる原因となる。
このような操作感覚についての事情は、バケツ
トシリンダの駆動のみならず、油圧シヨベルやそ
の他の作業機械の油圧アクチユエータの駆動の場
合も全く同じである。そして、このような操作感
覚からみると、特に負荷が極めて大きい場合、第
１１図に代表して示される従来の油圧回路におけ
る操作はオペレータの操作感覚から乖離したもの
であり、このため、操作性が悪化し、ひいては作
業能率の低下につながるという欠点を有してい
た。
トシリンダの駆動のみならず、油圧シヨベルやそ
の他の作業機械の油圧アクチユエータの駆動の場
合も全く同じである。そして、このような操作感
覚からみると、特に負荷が極めて大きい場合、第
１１図に代表して示される従来の油圧回路におけ
る操作はオペレータの操作感覚から乖離したもの
であり、このため、操作性が悪化し、ひいては作
業能率の低下につながるという欠点を有してい
た。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、上記従来の欠点を除き、
油圧アクチユエータを操作者の操作感覚と合致し
て駆動することができ、操作性を向上させること
ができる油圧アクチユエータ駆動装置を提供する
にある。
のであり、その目的は、上記従来の欠点を除き、
油圧アクチユエータを操作者の操作感覚と合致し
て駆動することができ、操作性を向上させること
ができる油圧アクチユエータ駆動装置を提供する
にある。
上記の目的を達成するため、本発明は、油圧ア
クチユエータと、この油圧アクチユエータの駆動
流量を制御する流量制御機構と、オペレータによ
り操作され前記流量制御機構を駆動する操作部と
を備えたものにおいて、前記油圧アクチユエータ
および前記流量制御機構を含む油圧回路の最高圧
力を設定する可変圧力設定機構と、前記操作部の
操作力が予め定められた値以上になつたとき前記
可変圧力設定機構の設定圧を増加させる設定圧変
更手段とを設けたことを特徴とする。
クチユエータと、この油圧アクチユエータの駆動
流量を制御する流量制御機構と、オペレータによ
り操作され前記流量制御機構を駆動する操作部と
を備えたものにおいて、前記油圧アクチユエータ
および前記流量制御機構を含む油圧回路の最高圧
力を設定する可変圧力設定機構と、前記操作部の
操作力が予め定められた値以上になつたとき前記
可変圧力設定機構の設定圧を増加させる設定圧変
更手段とを設けたことを特徴とする。
オペレータにより操作部に加えられていた操作
力が予め定められた値以上になると、可変圧力設
定機構に設定されていた設定圧が当該操作力に応
じて増加する。これにより、油圧アクチユエータ
の駆動力が増大してオペレータの操作感覚と一致
した作業を実施することができる。
力が予め定められた値以上になると、可変圧力設
定機構に設定されていた設定圧が当該操作力に応
じて増加する。これにより、油圧アクチユエータ
の駆動力が増大してオペレータの操作感覚と一致
した作業を実施することができる。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例に係るバケツトシリン
ダの駆動装置の油圧回路図である。図で、第１１
図に示す部分と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。２２は操作レバー１３の側面（矢
印Ａ方向の側の側面）に貼付された歪ゲージであ
り、操作量ＳがＳ＞０であるとき圧縮応力を、
又、Ｓ＜０であるとき引張応力を受ける。歪ゲー
ジ２２は圧縮応力を受けたときその抵抗が値ΔR
（ΔR＞０）だけ小さくなり、引張応力を受けた
とき値ΔR（ΔR＜０）だけ大きくなる。２３は第
１１図に示すリリーフ弁１２に代えて設けられる
電磁リリーフ弁である。電磁リリーフ弁２３は比
例ソレノイドを有し、この比例ソレノイドに電流
Ｉを供給することによりこの供給電流Ｉに比例す
る電磁力（前記リリーフ弁１２のばね１２ａのば
ね力に相当する力）を発生し、結局、上記供給電
流Ｉに比例したリリーフ圧力PRを設定すること
ができる。このような電磁リリーフ弁は良く知ら
れているので詳細な説明は省略する。２４は圧力
設定部であり、歪ゲージ２２の抵抗値に基づいて
電磁リリーフ弁２３にリリーフ圧力を設定する電
流を供給する。この圧力設定部２４の構成は次図
に示される。
ダの駆動装置の油圧回路図である。図で、第１１
図に示す部分と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。２２は操作レバー１３の側面（矢
印Ａ方向の側の側面）に貼付された歪ゲージであ
り、操作量ＳがＳ＞０であるとき圧縮応力を、
又、Ｓ＜０であるとき引張応力を受ける。歪ゲー
ジ２２は圧縮応力を受けたときその抵抗が値ΔR
（ΔR＞０）だけ小さくなり、引張応力を受けた
とき値ΔR（ΔR＜０）だけ大きくなる。２３は第
１１図に示すリリーフ弁１２に代えて設けられる
電磁リリーフ弁である。電磁リリーフ弁２３は比
例ソレノイドを有し、この比例ソレノイドに電流
Ｉを供給することによりこの供給電流Ｉに比例す
る電磁力（前記リリーフ弁１２のばね１２ａのば
ね力に相当する力）を発生し、結局、上記供給電
流Ｉに比例したリリーフ圧力PRを設定すること
ができる。このような電磁リリーフ弁は良く知ら
れているので詳細な説明は省略する。２４は圧力
設定部であり、歪ゲージ２２の抵抗値に基づいて
電磁リリーフ弁２３にリリーフ圧力を設定する電
流を供給する。この圧力設定部２４の構成は次図
に示される。
第２図は第１図に示す圧力設定部の具体例を示
す回路図である。図で、２２は第１図に示す歪ゲ
ージ、２５は歪ゲージ２２を一辺とするブリツジ
回路、２６ａ，２６ｂ，２６ｃはブリツジ回路２
５の多辺を構成する抵抗である。歪ゲージ２２の
抵抗値は、歪ゲージ２２が何等の応力をも受けて
いないとき値R0であり、他の抵抗２６ａ，２６
ｂ，２６ｃの抵抗値は上記と等しい値R0に選定
されている。各抵抗の接続点ａ〜ｄのうち、接続
点ｂ，ｄ間には所定の電圧VSが印加され、接続
点ａ，ｃ間からブリツジ回路２５の出力信号ΔV
がとり出される。２７は信号ΔVを入力しこれに
基づいて信号VAを出力する差動増幅器、２８，
２９は所定の特性を有する関数発生器、３０は増
幅器である。
す回路図である。図で、２２は第１図に示す歪ゲ
ージ、２５は歪ゲージ２２を一辺とするブリツジ
回路、２６ａ，２６ｂ，２６ｃはブリツジ回路２
５の多辺を構成する抵抗である。歪ゲージ２２の
抵抗値は、歪ゲージ２２が何等の応力をも受けて
いないとき値R0であり、他の抵抗２６ａ，２６
ｂ，２６ｃの抵抗値は上記と等しい値R0に選定
されている。各抵抗の接続点ａ〜ｄのうち、接続
点ｂ，ｄ間には所定の電圧VSが印加され、接続
点ａ，ｃ間からブリツジ回路２５の出力信号ΔV
がとり出される。２７は信号ΔVを入力しこれに
基づいて信号VAを出力する差動増幅器、２８，
２９は所定の特性を有する関数発生器、３０は増
幅器である。
次に、本実施例の動作を第３図乃至第９図に示
す特性図を参照しながら説明する。まず、各特性
図について説明する。さきに述べたように、歪ゲ
ージ２２の抵抗値は加わる応力に比例した値ΔR
だけ変化し、この変化分ΔRとブリツジ回路２５
の出力電圧（接続点ａ，ｃ間の電位差）ΔVの関
係は次式で表わされる。
す特性図を参照しながら説明する。まず、各特性
図について説明する。さきに述べたように、歪ゲ
ージ２２の抵抗値は加わる応力に比例した値ΔR
だけ変化し、この変化分ΔRとブリツジ回路２５
の出力電圧（接続点ａ，ｃ間の電位差）ΔVの関
係は次式で表わされる。
ΔV＝ｋ・ΔR・VS（ｋ＞０比例定数）
したがつて、出力電圧ΔVは操作レバー１３に
加わる操作力ｆに比例し、差動増幅器２７の出力
VAも操作力ｆに比例する。
加わる操作力ｆに比例し、差動増幅器２７の出力
VAも操作力ｆに比例する。
第３図は操作力と差動増幅器の出力電圧の関係
を示す特性図で、横軸に操作力ｆ、縦軸に出力電
圧VAがとつてある。押し部１４がストツパに当
接するまで操作レバー１３を操作したとき（操作
量S0）、第１５図に示すように操作力は値f0とな
り、これに応じて差動増幅器２７からは電圧VA0
が出力される。図示のように電圧VAは操作力ｆ
に比例する。
を示す特性図で、横軸に操作力ｆ、縦軸に出力電
圧VAがとつてある。押し部１４がストツパに当
接するまで操作レバー１３を操作したとき（操作
量S0）、第１５図に示すように操作力は値f0とな
り、これに応じて差動増幅器２７からは電圧VA0
が出力される。図示のように電圧VAは操作力ｆ
に比例する。
第４図は関数発生器２８の特性図であり、横軸
に差動増幅器２７の出力電圧VAが、縦軸に関数
発生器２８の出力電圧VBがとつてある。図から
明らかなように、関数発生器２８の出力電圧VB
は入力電圧VAの絶対値に比例し、電圧VA0，−
VA0が入力したとき電圧VB0を出力する。
に差動増幅器２７の出力電圧VAが、縦軸に関数
発生器２８の出力電圧VBがとつてある。図から
明らかなように、関数発生器２８の出力電圧VB
は入力電圧VAの絶対値に比例し、電圧VA0，−
VA0が入力したとき電圧VB0を出力する。
第５図は関数発生器２９の特性図であり、横軸
に関数発生器２８の出力電圧VBが、縦軸に関数
発生器２９の出力電圧VCがとつてある。出力電
圧VCは、入力電圧VBが値VB0より大きな値VB1に
達するまでは値VC0一定であり、入力電圧VBが値
VB1から値VB2までは入力電圧VBに比例して値VC0
から値VC1まで変化し、入力電圧VBが値VB2以上
のときは値VC1一定となる。即ち、関数発生器２
８からは、操作力ｆが値f0より僅かに大きな値f1
から値f2までの間、これに比例した電圧が出力さ
れ、操作力ｆがそれ以上のとき一定値が出力され
る。
に関数発生器２８の出力電圧VBが、縦軸に関数
発生器２９の出力電圧VCがとつてある。出力電
圧VCは、入力電圧VBが値VB0より大きな値VB1に
達するまでは値VC0一定であり、入力電圧VBが値
VB1から値VB2までは入力電圧VBに比例して値VC0
から値VC1まで変化し、入力電圧VBが値VB2以上
のときは値VC1一定となる。即ち、関数発生器２
８からは、操作力ｆが値f0より僅かに大きな値f1
から値f2までの間、これに比例した電圧が出力さ
れ、操作力ｆがそれ以上のとき一定値が出力され
る。
第６図は増幅器の出力特性（圧力設定部の出力
特性と同じ）を示す特性図であり、横軸に関数発
生器２９の出力電圧VCが、縦軸に増幅器３０の
出力電流Ｉがとつてある。出力電圧VCと出力電
流Ｉとは比例関係にあり、第５図に示すように、
関数発生器２９の出力電圧VCは値VC0と値VC1の
間で変化することから、出力電流Ｉもこれに比例
する値I0，I1の間で変化することになる。
特性と同じ）を示す特性図であり、横軸に関数発
生器２９の出力電圧VCが、縦軸に増幅器３０の
出力電流Ｉがとつてある。出力電圧VCと出力電
流Ｉとは比例関係にあり、第５図に示すように、
関数発生器２９の出力電圧VCは値VC0と値VC1の
間で変化することから、出力電流Ｉもこれに比例
する値I0，I1の間で変化することになる。
第７図は電磁リリーフ弁２３の特性図であり、
横軸に供給電流Ｉが、縦軸に電磁リリーフ弁２３
の設定圧PRがとつてある。両者は比例関係にあ
り、前述のように、電流Ｉが値I0，I1の間で変化
することから、設定圧PRもこれに比例した値PR0，
PR1の間で変化する。
横軸に供給電流Ｉが、縦軸に電磁リリーフ弁２３
の設定圧PRがとつてある。両者は比例関係にあ
り、前述のように、電流Ｉが値I0，I1の間で変化
することから、設定圧PRもこれに比例した値PR0，
PR1の間で変化する。
第８図は圧力設定部の出力特性図であり、横軸
に操作レバー１３の操作力ｆが、縦軸に圧力設定
部２４の出力電流（増幅器３０の出力電流）Ｉが
とつてある。第３図乃至第６図に示す特性図か
ら、操作力f1以下では出力電流は値I0一定、操作
力f2以上では出力電流は値I1一定、操作力f1，f2
の間では出力電流はこれに比例して変化すること
が判る。
に操作レバー１３の操作力ｆが、縦軸に圧力設定
部２４の出力電流（増幅器３０の出力電流）Ｉが
とつてある。第３図乃至第６図に示す特性図か
ら、操作力f1以下では出力電流は値I0一定、操作
力f2以上では出力電流は値I1一定、操作力f1，f2
の間では出力電流はこれに比例して変化すること
が判る。
第９図は操作レバーの操作力と電磁リリーフ弁
の設定圧との関係を示す特性図であり、横軸に操
作力ｆが、縦軸に設定圧PRがとつてある。第７
図および第８図に示す特性図から、操作力ｆと設
定圧PRとの関係は、第８図に示す操作力ｆと圧
力設定部２４の出力電流Ｉとの関係と同様の関係
となることが判る。即ち、操作力f1以下では設定
圧PR0一定、操作力f2以上では設定圧PR1一定、操
作力f1，f2の間では設定圧はこれに比例して変化
する。
の設定圧との関係を示す特性図であり、横軸に操
作力ｆが、縦軸に設定圧PRがとつてある。第７
図および第８図に示す特性図から、操作力ｆと設
定圧PRとの関係は、第８図に示す操作力ｆと圧
力設定部２４の出力電流Ｉとの関係と同様の関係
となることが判る。即ち、操作力f1以下では設定
圧PR0一定、操作力f2以上では設定圧PR1一定、操
作力f1，f2の間では設定圧はこれに比例して変化
する。
ここで、操作レバー１３の操作力が値０〜f1に
おいて、圧力設定部２４の出力電流I0による電磁
リリーフ弁２３の設定圧PR0は、第１１図に示す
従来装置のリリーフ弁の設定圧と等しく定められ
ている。今、油圧シヨベルの作業中、バケツト６
の先端が堅い岩に当つたとする。このとき、オペ
レータはさきに述べた力の制御の感覚から、操作
レバー１３を押し部１４がストツパ１６に当るま
で操作するとともに、押し部１４とストツパ１６
が係合した後もさらに操作レバー１３に力を加え
る。この場合、操作レバー１３の押し部１４がス
トツパ１６に当るまでは速度制御がなされるが、
その後さらに操作レバー１３に力が加わり、操作
力が値ｆを超えると、これに応じた圧力設定部２
４の出力電流は値I0を超え、電磁リリーフ弁２３
の設定圧は通常状態における設定圧PR0を超える。
このため回路の圧力が上昇し、流量と圧力の積に
より表わされるバケツトシリンダ９の駆動力も増
加し、バケツト６が堅い岩を動かそうとする力も
増加する。これにより、制御はオペレータの感覚
と一致した力の制御となり、操作性（操作感覚）
が極めて良くなる。岩が動かない場合、オペレー
タによる操作レバー１３の操作力が増大すると、
これに比例して設定圧も上昇し、より大きな力を
発揮することができる。操作力が値f2に達しても
岩が動かない場合、オペレータがそれ以上の力を
操作レバー１３に加えても、設定圧は値PR1一定
となり、油圧回路の構成要素を保護する。
おいて、圧力設定部２４の出力電流I0による電磁
リリーフ弁２３の設定圧PR0は、第１１図に示す
従来装置のリリーフ弁の設定圧と等しく定められ
ている。今、油圧シヨベルの作業中、バケツト６
の先端が堅い岩に当つたとする。このとき、オペ
レータはさきに述べた力の制御の感覚から、操作
レバー１３を押し部１４がストツパ１６に当るま
で操作するとともに、押し部１４とストツパ１６
が係合した後もさらに操作レバー１３に力を加え
る。この場合、操作レバー１３の押し部１４がス
トツパ１６に当るまでは速度制御がなされるが、
その後さらに操作レバー１３に力が加わり、操作
力が値ｆを超えると、これに応じた圧力設定部２
４の出力電流は値I0を超え、電磁リリーフ弁２３
の設定圧は通常状態における設定圧PR0を超える。
このため回路の圧力が上昇し、流量と圧力の積に
より表わされるバケツトシリンダ９の駆動力も増
加し、バケツト６が堅い岩を動かそうとする力も
増加する。これにより、制御はオペレータの感覚
と一致した力の制御となり、操作性（操作感覚）
が極めて良くなる。岩が動かない場合、オペレー
タによる操作レバー１３の操作力が増大すると、
これに比例して設定圧も上昇し、より大きな力を
発揮することができる。操作力が値f2に達しても
岩が動かない場合、オペレータがそれ以上の力を
操作レバー１３に加えても、設定圧は値PR1一定
となり、油圧回路の構成要素を保護する。
ここで、設定圧PR1は油圧ボンプ１０を駆動す
るエンジンの馬力により決定されるが、通常の設
定圧PR0がエンジンの出力馬力に対して可成り余
裕をもつて設定されていることから、設定圧PR1
はある程度大きな値に設定することができ、これ
に応じて大きな力を発生させることができる。
るエンジンの馬力により決定されるが、通常の設
定圧PR0がエンジンの出力馬力に対して可成り余
裕をもつて設定されていることから、設定圧PR1
はある程度大きな値に設定することができ、これ
に応じて大きな力を発生させることができる。
このように、本実施例では、リリーフ弁に電磁
リリーフ弁を備え、操作レバーに加わる操作力を
歪ゲージで検出し、この操作力に対応して圧力設
定部から電磁リリーフ弁に電流を供給してその設
定圧を変更するようにしたので、油圧シヨベルの
オペレータは作業中大きな力を要する状態が発生
した場合自己の操作感覚と一致した操作を行なう
ことができ、操作性が良くなり、作業性が向上す
る。又、操作レバーの押し部がストツパに当接し
た後さらに操作レバーに力が加えられたときはじ
めて電磁リリーフ弁の設定圧を変更するようにし
たので、操作レバーの押し部がストツパに当る毎
に設定圧が変更されることを防ぎ、油圧回路の最
高圧力が頻繁に変ることによる操作感覚の低下を
防止することができる。
リリーフ弁を備え、操作レバーに加わる操作力を
歪ゲージで検出し、この操作力に対応して圧力設
定部から電磁リリーフ弁に電流を供給してその設
定圧を変更するようにしたので、油圧シヨベルの
オペレータは作業中大きな力を要する状態が発生
した場合自己の操作感覚と一致した操作を行なう
ことができ、操作性が良くなり、作業性が向上す
る。又、操作レバーの押し部がストツパに当接し
た後さらに操作レバーに力が加えられたときはじ
めて電磁リリーフ弁の設定圧を変更するようにし
たので、操作レバーの押し部がストツパに当る毎
に設定圧が変更されることを防ぎ、油圧回路の最
高圧力が頻繁に変ることによる操作感覚の低下を
防止することができる。
なお、上記実施例の説明では、油圧シヨベルの
バケツトシリンダの駆動を例示して説明したが、
種々の作業機械の種々の油圧アクチユエータに適
用できるのは明らかである。
バケツトシリンダの駆動を例示して説明したが、
種々の作業機械の種々の油圧アクチユエータに適
用できるのは明らかである。
又、上記実施例の説明では固定ポンプを例示し
て説明したが、当然、可変容量ポンプに対しても
適用できる。この場合、可変容量ポンプの傾転制
御を行なうレギユレータには、可変容量ポンプの
吐出圧力とともに、２つのパイロツト弁の出力の
うちの高圧側の圧力がとり入れられて所定の制御
が行なわれる。可変容量ポンプの場合は傾転制御
が行なわれるので、固定ポンプに比べて電磁リリ
ーフ弁の設定圧の設定に余裕がある。
て説明したが、当然、可変容量ポンプに対しても
適用できる。この場合、可変容量ポンプの傾転制
御を行なうレギユレータには、可変容量ポンプの
吐出圧力とともに、２つのパイロツト弁の出力の
うちの高圧側の圧力がとり入れられて所定の制御
が行なわれる。可変容量ポンプの場合は傾転制御
が行なわれるので、固定ポンプに比べて電磁リリ
ーフ弁の設定圧の設定に余裕がある。
さらに、上記実施例の説明では、操作力が小さ
い場合の電磁リリーフ弁の設定圧を通常のリリー
フ弁の設定圧と等しくする例を挙げて説明した
が、通常のリリーフ弁の設定圧は通常作業状態に
対して可成り高い値に設定されていることから、
操作力が小さい場合の電磁リリーフ弁の設定圧を
通常のリリーフ弁の設定圧より低い値に選定して
おき、電磁リリーフ弁の最高設定圧を通常のリリ
ーフ弁の設定圧と等しい値に設定することもでき
る。この場合、省エネルギ効果が生じる。
い場合の電磁リリーフ弁の設定圧を通常のリリー
フ弁の設定圧と等しくする例を挙げて説明した
が、通常のリリーフ弁の設定圧は通常作業状態に
対して可成り高い値に設定されていることから、
操作力が小さい場合の電磁リリーフ弁の設定圧を
通常のリリーフ弁の設定圧より低い値に選定して
おき、電磁リリーフ弁の最高設定圧を通常のリリ
ーフ弁の設定圧と等しい値に設定することもでき
る。この場合、省エネルギ効果が生じる。
さらに又、上記実施例の説明では、油圧パイロ
ツト弁を操作レバーの操作量の検出に用いた例を
説明したが、ポテンシヨメータを用いて操作量を
検出し、これに基づいて方向切換弁を制御するよ
うにしてもよい。又、流量制御機構として方向切
換弁を用いず、可変吐出量ポンプを用いることも
できる。
ツト弁を操作レバーの操作量の検出に用いた例を
説明したが、ポテンシヨメータを用いて操作量を
検出し、これに基づいて方向切換弁を制御するよ
うにしてもよい。又、流量制御機構として方向切
換弁を用いず、可変吐出量ポンプを用いることも
できる。
以上述べたように、本発明では、油圧アクチユ
エータを操作する操作部の操作力に応じて可変圧
力設定機構の設定圧を変更するようにしたので、
操作者の操作感覚と合致して油圧アクチユエータ
を駆動することができ、操作性を向上させること
ができる。
エータを操作する操作部の操作力に応じて可変圧
力設定機構の設定圧を変更するようにしたので、
操作者の操作感覚と合致して油圧アクチユエータ
を駆動することができ、操作性を向上させること
ができる。
第１図は本発明の実施例に係るバケツトシリン
ダ駆動装置の油圧回路図、第２図は第１図に示す
圧力設定部の具体例のブロツク図、第３図、第４
図、第５図および第６図はそれぞれ第２図に示す
各回路要素の特性図、第７図は第１図に示す電磁
リリーフ弁の特性図、第８図および第９図はそれ
ぞれ第１図に示す操作レバーの操作力に対する圧
力設定部の出力電流および電磁リリーフ弁の設定
圧の特性図、第１０図は油圧シヨベルの概略構成
の側面図、第１１図は従来のバケツトシリンダ駆
動装置の油圧回路図、第１２図は第１１図に示す
パイロツト弁の出力特性図、第１３図および第１
４図は第１１図に示す方向切換弁の出力特性図、
第１５図は第１１図に示す操作レバーの操作特性
図である。 ９……バケツトシリンダ、１１……方向切換
弁、１３……操作レバー、１４……押し部、１６
……ストツパ、１８ａ，１８ｂ……パイロツト
弁、２２……歪ゲージ、２３……電磁リリーフ
弁、２４……圧力制御部。
ダ駆動装置の油圧回路図、第２図は第１図に示す
圧力設定部の具体例のブロツク図、第３図、第４
図、第５図および第６図はそれぞれ第２図に示す
各回路要素の特性図、第７図は第１図に示す電磁
リリーフ弁の特性図、第８図および第９図はそれ
ぞれ第１図に示す操作レバーの操作力に対する圧
力設定部の出力電流および電磁リリーフ弁の設定
圧の特性図、第１０図は油圧シヨベルの概略構成
の側面図、第１１図は従来のバケツトシリンダ駆
動装置の油圧回路図、第１２図は第１１図に示す
パイロツト弁の出力特性図、第１３図および第１
４図は第１１図に示す方向切換弁の出力特性図、
第１５図は第１１図に示す操作レバーの操作特性
図である。 ９……バケツトシリンダ、１１……方向切換
弁、１３……操作レバー、１４……押し部、１６
……ストツパ、１８ａ，１８ｂ……パイロツト
弁、２２……歪ゲージ、２３……電磁リリーフ
弁、２４……圧力制御部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 油圧アクチユエータと、この油圧アクチユエ
ータの駆動流量を制御する流量制御機構と、オペ
レータにより操作され前記流量制御機構を駆動す
る操作部とを備えたものにおいて、前記油圧アク
チユエータおよび前記流量制御機構を含む油圧回
路の最高圧力を設定する可変圧力設定機構と、前
記操作部の操作力が予め定められた値以上になつ
たとき前記可変圧力設定機構の設定圧を増加させ
る設定圧変更手段とを設けたことを特徴とする油
圧アクチユエータ駆動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記可変圧
力設定機構は、電磁リリーフ弁であることを特徴
とする油圧アクチユエータ駆動装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記設定圧
変更手段は、前記操作部が規制位置からさらに操
作されたときその操作力に応じた歪を生じる歪ゲ
ージと、この歪ゲージの歪に対して前記可変圧力
設定機構の設定圧を増加させる信号を発生する圧
力設定部とで構成されていることを特徴とする油
圧アクチユエータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024537A JPS61189302A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 油圧アクチユエ−タ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024537A JPS61189302A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 油圧アクチユエ−タ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189302A JPS61189302A (ja) | 1986-08-23 |
| JPH0456883B2 true JPH0456883B2 (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=12140898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60024537A Granted JPS61189302A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 油圧アクチユエ−タ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189302A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0290403U (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-18 | ||
| JPH07116729B2 (ja) * | 1989-02-14 | 1995-12-13 | 油谷重工株式会社 | 建設機械の作動制御方法とその装置 |
| US6880332B2 (en) * | 2002-09-25 | 2005-04-19 | Husco International, Inc. | Method of selecting a hydraulic metering mode for a function of a velocity based control system |
| CN104179735B (zh) * | 2014-07-18 | 2016-03-30 | 合肥工业大学 | 液压系统能量匹配控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51120375A (en) * | 1975-04-14 | 1976-10-21 | Komatsu Ltd | Pressure adjusting device |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP60024537A patent/JPS61189302A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61189302A (ja) | 1986-08-23 |
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