JPS5828441B2 - 液圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばパワーショベルやクレーンなどのように
液圧ポンプと液圧モータとが旋回台のような相対移動個
所をまたがって相互の相対位置を変える液圧駆動走行装
置等の液圧回路に関する。

パワーショベル等の装置を液圧駆動する場合、液圧モー
タを可変容量型を使用すると作動や制御工種々の利点が
あることが知られている。

しかしながら可変容量型液圧モータは何等かの制御入力
によりその理論押し除は容積を任意に又は自動的に変化
させる必要がある。

パワーショベル等においては運転者が任意に制御しなけ
ればならないが、その際に下記の問題点が生ずる。

例えばパワーショベル等では通常運転者および原動機、
液圧ポンプ、作動液タンク等は相対移動個所である旋回
体の上部にあり、液圧モータは旋回しない車体の下部に
設置されており、したがって、旋回体上部に設けた液圧
機器と車体下部に設けた液圧モータとは通常旋回中心に
設けた旋回継手すなわちスイベルジヨイントを介して連
結されている。

運転者は旋回体上部に居るので、必然的に可変容量型液
圧モータへの制御信号は旋回体の上部で発し、車体下部
にある液圧モータの制御シリンダに受信されるので、液
圧信号を用いれば、この信号液路もスイベルジヨイント
を経由して伝達されることになる。

このように相対移動個所をまたがってスイベルジヨイン
トを経由する液路の数が増加するとスイベルジヨイント
の構造が複雑となり、リーク等の問題が生じて作動上の
不都合があり、またコスト高となる。

本発明の詳細な説明するに先立って本発明をよく理解す
るためにまず第１図および第２図を参照して従来例につ
いて説明する。

第１図において、原動機Ｅで駆動される液圧ポンプＰ１
．Ｐ２はそれぞれ液路１，２を介してアクチュエータに
圧液な供給するようになっている。

これらの液路１゜２はそれぞれ同様な回路に接続されて
いるので、液圧ポンプＰ１ の液路１に関してのみ図示
しである。

液路１は液圧ポンプから液圧モータへ供給される圧液の
方向を切換える切換弁３およびブレーキ弁４を介して可
変容量型液圧モータ５に接続されている。

図中６は安全弁である。

この可変容量型液圧モータ５は変角装置７で押し除は量
を制御するようになっている。

この変角装置７は信号液路８，９からの液圧によって作
動するようになっており、液圧ポンプＰ１．Ｐ２からの
圧液がシャトル弁１０および切換弁１１を介して液路８
または９により導入されるようになっている。

図中１２はブレーキ装置であり、矢印Ｒは旋回個所すな
わち相対移動個所を示し、図面の右側の液圧モータ側Ａ
は固定すなわち車体の下部であり、左側の液圧ボイプ側
Ｂは旋回すなわち旋回体の上部を示している。

このような可変容量型液圧モータの制御回路では、液圧
モータの駆動液路の外にどうしても２本の信号液路８，
９がスイベルジヨイントを貫流しなければならない。

可変容量型液圧モータ５の変角装置Ｔをスプリングバラ
ンス形式にすれば変角装置Ｔへの信号液路は１本で追い
。

そのような回路の一例が第２図に示されており、第２図
において第１図に対応する部分には同じ符号が付しであ
る。

この第２図の例では、変角装置Ｔの制御シリンダ７１の
中のピストン７３は液路８ａから導入される室７４の液
圧とスプリング７２とのバランスした位置をとり、この
ピストン７３の移動によって所望の制御位置を得るもの
である。

しかしながら第２図の場合、スプリング７２の押圧力は
変角装置の大きな負荷に打勝つようにかなり強力なもの
を用いねばならず、またその強力なスプリングに打勝つ
ために直径の大きなシリンダを必要とするという欠点が
あった。

なお第１図の場合はシリンダの中のピストンの左右に液
圧が作用するので比較的に小さいシリンダで制御できる
。

以上のように従来技術によれば、信号液路を１本とすれ
ば制御シリンダが必然的に大きくなるという欠点があっ
た。

したがって本発明の目的は、１本の信号液路でしかも可
変容量型液圧機械の制御シリンダを小型化することがで
きる液圧回路を提供するにある。

このため本発明によれば、相対移動個所をまたがって設
けられ相互の相対位置が変わる液圧ポンプと液圧モータ
を有し、その液圧ポンプと液圧モータとはスイベルジヨ
イントを設けた液路により接続されていて、その液路に
は液圧ポンプから液圧モータへ供給される圧液の方向を
変える切換弁が設けられており、液圧ポンプと液圧モー
タのうち少くとも一方は可変容量型液圧機械であって、
その可変容量型液圧機械はピストンの位置が２つの位置
に切換えられる制御シリンダによりその理論押し除き容
量が犬又は小に制御されるようになっており、その制御
シリンダのピストンの位置を切換えて液圧モータの速度
を高又は低の２段に切換えるようにした液圧回路におい
て、制御シリンダのピストンはその両側面の受圧面積が
異っており、そのピストンの受圧面積の小さい側の制御
シリンダの室には液圧ポンプ側と液圧モータ側の相対移
動個所をまたがることのない１本の液路が接続されてい
てその液路により液圧ポンプの吐出圧が導入されるよう
になっており、又ピストンの受圧面積の大きい側の制御
シリンダの室には液圧ポンプ側と液圧モータ側の相対移
動個所をまたがりスイベルジヨイントを介して設けた１
本の信号液路が接続されており、その信号液路には液圧
ボンプと液圧モータとを接続する液路に設けた前記切換
弁とは独立した切換弁が設けられており、その切換弁は
信号液路をドレンするか又は信号液路によりピストンの
受圧面積の大きい側の制御シリンダの室に液圧ポンプの
吐出圧を導入するように切換えられるものである液圧回
路が提供される。

このように液圧ポンプ側と液圧モータ側とをまたがりス
イベルジヨイントに設けられる信号液路は１本だけでよ
く、このためスイベルジヨイントの構造が簡単なものと
なると共に、リーク等の問題も極力抑えることができる
。

又制御シリンダはそのピストンの両側面の受圧面積の異
るものを用い、ピストンにより区画される制御シリンダ
の各室に液圧ポンプの吐出圧を導入してピストンの受圧
面積差によりピストンの位置を２つの位置に切換えるも
のであるので、ピストンにより区画された制御シリンダ
の一方の室にのみ液圧ポンプの吐出圧を導入し他方の室
にはスプリングを入れてそのスプリングで液圧ポンプの
吐出圧と対抗されるものに比べて制御シリンダを小型化
することができる。

以下第３図および第４図を参照して本発明の詳細な説明
する。

第３図において第１図、第２図に対応する部品は同じ符
号で示しである。

可変容量型液圧モータ５の変角装置７は制御シリンダ２
０を備え、この制御シリンダ２０の中には可変容量型液
圧モータ５の押し除は容積を制御するピストン２１が設
けられ、このピストン２１０両側の有効受圧面Ｓ１．Ｓ
２０面積が異っており、通常２Ｓ１＝８２程度が好まし
い。

このピストン２１０図面で左側室２３すなわち有効受圧
面積の小さい方の室には、シャトル弁２５を介して液路
２６から液圧ポンプＰ１ の吐出圧が導入されていて、
この圧力によってピストン２１は図面で右方に押圧され
る。

また室２３にはスプリング２４が収容されていて、ピス
トン２１を補助的に右方へ押圧している。

液路２６は旋回個所Ｒより旋回側である液圧ポンプ側Ｂ
に出ることなく固定側である液圧モータ側Ａに止まって
いる。

したがってこの液路２６にはスイベルジヨイントを設け
る必要はない。

なお、絞り２７はピストン２１の移動速度を制限するも
のである。

また右側の室２２すなわち有効受圧面積の大きい方の室
にはシャトル弁１０と手動切換弁１１とを介して液路８
ａにより複数の液圧ポンプＰ１゜Ｐ２のうちの最も高い
圧力が供給されるか、又は大気に解放（ドレン）される
ようになっている。

この選択は手動切換弁１１で操作され、図示の状態はド
レンされている。

液路８ａは固定側である油圧モータ側Ａと節回側である
液圧ポンプ側Ｂとにまたがっており、図示は省略したが
旋回個所Ｒにはスイベルジヨイントが設けられている。

制御シリンダ２００室２２を図示の如く切換弁１１を介
してドレンした状態で液圧ポンプＰ１゜Ｐ２を駆動し、
切換弁３を中立位置から切換えれば、液圧ポンプＰ１の
吐出圧が液路２６を通って制御シリンダ２０の室２３に
導入されてピストン２１は右端位置に保持される。

この状態では液圧モータ５の押し除は容量は例えば小と
なって液圧モータ５は低トルクで高速回転する。

手動切換弁１１を図示と反対の位置に切換えると、室２
２には液路８ａを通って液圧ポンプの吐出圧が導入され
る。

この圧力は室２３の圧力よりも高くなるようになってい
る。

すなわち、手動切換弁１１の圧力源はシャトル弁１０に
より液圧ポンプＰ１．Ｐ２の最も高圧力が選択されてお
り、また仮に液圧ポンプＰ□の方が高い場合でも室２２
への液路８ａの方が室２３への液路２６よりも上流側で
液路１と連通しており室２２の方が室２３よりも圧力が
高くなる。

室２２側のピストンの受圧面積Ｓ２は室２３側のピスト
ンの受圧面積Ｓ１ より大きい（約２倍）ので、ピス
トン２１は左端位置に保持される。

この状態では液圧モータ５の押し除は容量は例えば犬と
なって液圧モータ５は高トルクで低速回転する。

なお、この実施例では制御シリンダ２０の室２２に導入
する液圧の方が室２３に導入する液圧より高くなってい
るが、必ずしもそのようにする必要はなく同圧であって
もよく、また場合によっては室２２に導入する液圧の方
が室２３に導入する液圧よりも低くてもよい。

要は室２２に液圧を導入したときピストン２１の受圧面
積差によりピストン２１が左端位置に保持される圧力で
あればよい。

ただ室２２に導入する液圧の方を室２３に導入する液圧
よりも高いものとすればピストン２１の左端位置への保
持力が確実なものとなる。

以上の実施例は本発明をパワーショベル等の可変容量型
液圧モータの制御装置について説明したが、本発明は可
変容量型液圧ポンプに実施することもできる。

第４図は例えばトラッククレーンにおいてシャシ側に可
変容量型液圧ポンプ３１が設けられ、旋回体上部にウィ
ンチ等の駆動のために固定容量型液圧モータ３２および
制御弁３３を設けた例である。

図中矢印Ｒの右側は旋回体上部をそしてその左側はシャ
シ側を示し、３４は切換弁である。

この実施例でも第３図の場合と同様に変角装置Ｉがポン
プ３１を制御している。

その他の構成は実質的に第３図と同様である。

この実施例でも信号液路３５を１本にし、かつ変角装置
を小型にできる。

なお、第３図および第４図において制御シリンダに使用
されているスプリングは補助的なもので、液圧ポンプが
停止している場合に、すなわち制御圧のない場合に、制
御シリンダ内のピストンが無定位になるのを防止するた
めのものである。

したがってこのスプリングは特に大きな力を必要としな
いので、作動的にはこのスプリングの作用を無視するこ
とができる。

以上説明したように本発明によれば、可変容量型液圧機
械、第３図に示す実施例の場合は可変容量型液圧モータ
、また第４図に示す実施例の場合は可変容量型液圧ポン
プの押し除は容量を制御する制御シリンダのピストン受
圧面積の大きい側の室を信号液路に設けた切換弁により
ドレンすれば、ピストン受圧面積の小さい側の室に常時
導入されている液圧によりピストンは一方の位置、図面
では右端位置に保持され可変容量型液圧機械の押し除は
容量が例えば小とされて液圧モータは低トルクで高速回
転（可変容量型液圧機械が液圧モータである場合）、或
いは液圧モータは高トルクで低速回転（可変容量型機械
が液圧ポンプの場合）する。

また切換弁を切換え制御シリンダのピストン受圧面積の
大きい側の室に液圧ポンプの吐出圧を導入すればピスト
ンの受圧面積差によりピストンは他方の位置、図面では
左端位置に保持され可変容量型液圧機械の押し除は容量
は例えば犬とされて液圧モータは高トルクで低速回転（
可変容量型液圧機械が液圧モータである場合）、或いは
液圧モータは低トルクで高速回転（可変容量型機械が液
圧ポンプの場合）する。

その際、液圧ポンプ側と液圧モータ側とをまたがりスイ
ベルジヨイントが設けられる信号液路は１本だけでよく
、このためスイベルジヨイントの構造が簡単なものとな
ると共に、リーク等の問題も極力抑えることができる。

また制御シリンダはそのピストンの両側の受圧面積の異
るものを用い、ピストンにより区画される制御シリンダ
の各室に液圧ポンプの吐出圧を導入してピストンの受圧
面積差によりピスントンの位置を２つの位置に切換える
ものであるので、ピストンにより区画された制御シリン
ダの一方の室にのみ液圧ポンプの吐出圧を導入し他方の
室にはスプリングを入れてそのスプリングと液圧ポンプ
の吐出圧に対抗させるものに比べて制御シリンダを小型
化することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可変容量型液圧モータの液圧回路を示す
回路図、第２図は従来の別の回路図、第３図は本発明に
よる可変容量型液圧モータの液圧回路を示す回路図、第
４図は本発明による可変容量型液圧ポンプの液圧回路を
示す回路図である。 Ｐｌ 、Ｐ２・・・・・・ポンプ、５・・・・・・可変
容量型液圧モータ、７・・・・・・変角装置、２０・・
・・・・制御シリンダ、２１・・・・・・ピストン、２
２，２３・・・・・・室、８ ａ ｓ３５・・・・・・
信号液路、１１，３３・・・・・・切換弁、３１・・・
・・・可変容量型液圧ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相対移動個所をまたがって設けられ相互の相対位置
   が変る液圧ポンプと液圧モータを有し、その液圧ポンプ
   と液圧モータとはスイベルジヨイントを設けた液路によ
   り接続されていて、その液圧には液圧ポンプから液圧モ
   ータへ供給される圧液の方向を変える切換弁が設けられ
   ており、液圧ポンプと液圧モータのうち少くとも一方は
   可変容量型液圧機械であって、その可変容量型液圧機械
   はピストンの位置が２つの位置に切換えられる部側シリ
   ンダによりその理論押し除は容量が犬又は小に制御され
   るようになっており、その制御シリンダのピストンの位
   置を切換えて液圧モータの速度を高又は低の２段に切換
   えるようにした液圧回路において、制御シリンダのピス
   トンはその両側面の受圧面積が異っており、そのピスト
   ンの受圧面積の小さい側の制御シリンダの室には液圧ポ
   ンプ側ト液圧モータ側の相対移動個所をまたがることの
   ない１本の液路が接続されていてその液路により液圧ポ
   ンプの吐出圧が導入されるようになっており、又ピスト
   ンの受圧面積の大きい側の制御シリンダの室には液圧ポ
   ンプ側と液圧モータ側の相対移動個所をまたがりスイベ
   ルジヨイントを介して設けた１本の信号液路が接続され
   ており、その信号液路には液圧ポンプと液圧モータとを
   接続する液路に設けた前記切換弁とは独立した切換弁が
   設けられていて、その切換弁は信号液路をドレンするか
   又は信号液路によりピストンの受圧面積の大きい側の制
   御シリンダの室に液圧ポンプの吐出圧を導入するように
   切換えられるものであることを特徴とする液圧回路。