JPS5891960A - 油圧系統の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧系統の制御鉄量に係り，ことκ油圧ショベ
ルの旋回体勢の大きな慣性を有する負荷を駆動する油圧
系統にあって、油圧モータを停止状１１に保持する毫一
夕停止手段の自動操作が可能な制御鋲ｔＫ関する。

一般に，油圧ショベルの旋回体のように慣性の大きな負
荷を油圧モータによって駆動する油圧系統にあっては，
油圧モータを停止状態κ保持するモータ停止手段を，損
耗や破損を生ずることなく□　自動的κ操作するためκ
は、油圧モータが停止しているか，あるいは停止状一に
近い３ｌｌ！ｌｖＬにあるかを積重する必簀がある。そ
してこの種の検出手段を備えた従来の制御鉄量としては
例えば次のものが提案されている。すなわち。

（１）負荷を作動させる油圧モータの出力軸に、油圧モ
ータを作動させる油圧ポンプとは別の油圧ポンプを連結
し、その吐出し圧油によって油圧モータの回転状態を検
出するようにした制御鉄量。

（２）油圧モータが設置される主管路の当該そ一夕の前
後のいずれかに紋り弁を設け、との絞り弁の差圧によっ
て主管路内の圧油の流れを検出して油圧モーグの回転状
態を知るようＫした制御装置ム（８）油圧モータが設置
される主管路の当該油圧！　−タの前後に設けたり四ス
オーバーリリーフ弁のリリーフ状態を検出するよ５Ｋし
たもの。すなわち油圧七−夕のポンプ作用状態により、
この油圧峰−夕の回転状態を検出するようにした制御羨
置。

しかし上記（１）の制御鉄量にあっては、別に油圧ポン
プを設けるために構造が複雑で高領となり、しかも動力
損失を生ずる不具合があり、（２）の制御鉄量にあって
は、主管路上に絞り弁を設けであるので、その圧力損失
により動力損失が大きくなる不具合があり　、　（３１
の制御鉄量にあっては、一般にＩＪ　リーフ弁の作動が
不安定になる小流量域でのクロスオーバーリＩＪ　−７
弁の特性に左右されるため正確な検出結果が得られない
不具合がある。

ところで従来、油圧閉回路においては、可変容量油圧ポ
ンプの吐出し容量を調整する制御レバーが中立位置にあ
る時のみ油圧モータを停止状１１に保持するモータ停止
手段を作動させるようにした制御鉄量が提案されている
が、慣性の大きな負荷を駆動する場合には、上記の制御
レバーが中立位置にあっても、クロスオーバーリリーフ
弁でリリーフしつつ油圧モータがＩ１１転しつづける場
合がある。そしてこの状１ｌｌＫおけるモータ停止手段
の作動を防止するために、従来、制御レバーが中立位置
に復帰してからモータ停止１！１段が作動な一始するま
でに所定の遅延時間を設けることが行なわれている。こ
の遅延時間は、ＩＲｌえ′ばモータ停止手段操作用の電
絡上に絞り弁を設けることＫより得ている。しかしこの
ようＫｊ１ｍ時間を絞り弁によって設定するものは、作
動油の温度変化に！なう轟賦作動油の粘度の大輪な変化
により遅延時間が変化してしまい不都合である。さらに
１例えば油圧ショベルの旋回体くおけるように、土工機
の負荷および位置の状態に応じて油圧モータＫかかる負
荷の慣性の大きさが大幅に変化するようなものＫあって
は、これに伴なって上記したクロスオーバーリリーフ弁
のリリーフ状ｌｌ１ｌ継続時間が大幅に変わるので、こ
の全ての状ｍＫ過合して油圧モータが実質的に停止した
後、速やかにモータ停止手段が作動するように上記の遅
延時間を設定することは困−である。

本灸明は上記した従来技ｍにおける実情に鍜みてなされ
たもので、その目的は、油圧モータを停止状態に保持す
る屯−夕停止手検を、油圧セータの停止後、速やかに自
動的に作動させることのできる油圧系統の制御＆ｌをＩ
Ｉ供するととくある。

この目的を連成するために本発明は、可仮容量油圧ポン
プと油圧モータとによって油圧閉回路を構成し、可変容
量油圧ポンプの吐出し容量を制御する油圧サーボ機構を
制御する制御弁を設け、このｌ？’ｌ！Ｊ弁は可変す量
油圧ポンプと油圧モータとを連絡する主管路の圧力に応
じて上記油圧サーボ機構を制御するようにし、これとと
もに油圧モータを停止状ＷＩＡＫ保持する篭−タ停止手
象に作動を解除する制御圧力を供給する油圧源とモータ
停止手段とを連絡する管路の途上に、制御弁の制御状塾
に応じて毫−夕停止手＆に制御圧力を伝える第１の圧力
伝達手段と、油圧サーボ機構の入力手段の作動に関連し
て毎−夕停止手段に１１１ＩＩｌ圧力を伝える第２の圧
力伝達手段とを介設し、第１の圧力伝達手段および第２
の圧力伝達＋段の少なくとも一方の作動によりモータ停
止装置の作動を解除するようにしである。

以下、本発明の油圧系紙の制御鉄量を図に１づいて詳述
する。第１図は本発明の一実施例の構成動する油圧そ一
タ、３は油圧モータ２によって作動する負荷である。上
°艷の可変谷量油圧ポンプ１と油圧そ一夕２とによつ″
Ｃ油圧閉回路を構成しである。２０はこの閉（９）路へ
チャージ圧油を供給するチャージ油圧源、４は油圧ポン
プｌと油圧モータ２とを連絡する主管路とチャージ油圧
源２０との間に介般したチェック弁、Ｓはフラッシング
弁−ｔ’＄６゜このフラッシング弁５は、チャージ油圧
ｌｌ１１２０からのチャージ流量に対応した余剰流量を
低圧輪生管島から排出する。６はフラッシング弁５の下
流に設けたリリーフ弁で、閉（ロ）路の最低圧力を設定
する。フはりｐスオーバーリリーフ弁で閉回路の最高圧
力を設定する。８はチェック弁でチャージ油圧源２０か
らのチャージがない場合ＫａｐＨｇｌ路にタンクからの
作動油を供給する。９はサーボシリンダで、可変容１に
油圧ポンプ１の吐出し各量１１１１１１部材を操作する
。１０はサーボ弁で、入力手段例えば４ｉＬ述の油圧パ
イロット弁１３の操作に応じてサーボシリンダ１ｔｆｌ
ｂ＋御する。これらのサーボシリンダ９およびサーボ弁
１０は可変容量油圧ポンプ１の吐出し容量を制御する油
圧サーボ機構を構成し℃いる。１９は油圧モータ２を停
止切換弁、２１はこの切換弁１９を操作する制御圧力を
供給する油圧源である。１１は上記した油圧サーボ機構
を制御する制御弁で、油圧源２１に連絡しである。もち
ろん別系統の油圧源に連絡しても良い。１２はシャトル
弁で、主管路の圧力を取出して制御弁１１に導く。すな
わち上記した制御弁１１は主管路の圧力をパイロット圧
としてサーボ弁１０への供給圧油を制御する。この制御
弁１１の切換設定圧力は上記したクリスオーバーリリー
フ弁７の設定圧力よりも／Ｊ％さく設定しである。

１３は油圧パイロット弁でサーボ弁１０を操作する入力
手段となる。１４は２つの油圧パイロット弁１３からの
パイロット圧力の代表値を検出するシャトル弁である。

Ｉｓは制御弁１１の出力輪の圧力と供給餉の圧力との差
圧に応じてνｒ＠わる切換弁である。１６はシャトル弁
で、シャトル弁１４切換弁１ｂからの圧力の５ち為圧の
方を選択する。

上記した切換弁！５は制御弁１１の制御状態例えば出力
輪の圧力と供紺餉の圧力との差圧に応じ【。

切換弁１９のパイロット部に油圧ｆＩＩＡ２１からの制
御圧力を伝える第１の圧力伝達手段を構成しており、ま
た油圧パイロット弁１＆シヤトル弁１４は油圧サーボ機
構の入力手段の作動に関連して切換弁１９のパイロット
部に油圧源２１かもの制御圧力を伝える第２の圧力伝：
ｊＩ！＋段ｖｍ成している。

そして１７はシャトル弁１６と切換弁１９のパイロット
部とを連絡する管路に設けたチェック弁でシャトル弁１
６からやＪ換弁１９のパイロット部への流れを詐称する
。１８はこのチェック弁１７に並列に設けた絞り弁であ
る。これらのチェック弁１７および絞り弁１８は、サー
ボ弁１０の入力中＆が中立位置となってから制御弁１１
の出力転と惧給餉とＫｌ！圧が発生するまでなどの過波
的期間に切換弁１９が作動することを防止する。

このように構成した制御装置における作用は次のとおり
である。すなわち油圧モータ加速操作時にあっては、油
圧パイロット弁１３の一方を操作　・してサーボ弁１Ｇ
を操作すると、その操作量に応じてサーボシリンダ９と
サーボ弁１０とで構成された油圧サーボ機構が作動し、
油圧ポンプ１の吐出し容量が操作される。この時、サー
ボ弁１０の操作と連動して油圧パイロット弁１３からの
制御用圧油は、シャトル弁１４，１６．チェック弁１７
を介して切換弁１９のパイロット部に堺かれ、主’ｗ路
を導通させ油圧モータ２の停止状塾を解除する。そこで
油圧モータ２は油圧ポンプ１の吐出し容量に見合う速度
で作動しようとするが、負荷３の慣性が大きい場合には
良ちにその速度に達することができず、そのために油圧
ポンプ１の１ｌｆｉし輪生管路の圧力が上昇する。この
圧力はシャトル弁１２を介して１１１Ｊ＃弁１１に導か
れ、１１′１４ｇ４弁１１の作動設定圧力を越えると、
制御弁１１を作動させて、油圧源２１からサーボ弁１Ｇ
への供給流量を低減させ、ｆ＆４圧ホンポンの吐出し容
量の変化遅Ｗ、を小さくする。−政に慣性負葡を駆動す
る際の駆動圧力は吐出し流量の変化速度に比例するので
この時主管路の圧力は低下する。このよ５Ｋして結局、
主ｑＩｔ路の圧力は制御弁１１の設定によって定まる圧
力に１１１１ｇ１される。

また油圧モータ減速操作時、−１なわち油圧パイロット
弁１３を一定の操作位置に保持して、油圧モータ２が一
定速表でＩｇｌｋシている定常状態から油圧パイロット
弁１３を中立位置に戻す操作が行なわれる操作時にあっ
ては、油圧パイロット弁１３を中立位置に戻すとサーボ
弁１０の作動により油圧ポンプ１の吐出し容量が減じよ
うとするが、このとき油圧モータ２には負荷３の慣性が
作用するので、油圧ポンプ１の吸込み鉤虫管路の圧力が
上昇する。これはいわゆる油圧モータ２のポンプ作用で
ある。この主管路の圧力が制御弁１１に作用して油圧ポ
ンプ１の吐出し容量の変化速度を小さくするので、９＆
込み匈主管路の圧力が所定の設定飯に制御される。なお
上記したように制御弁１１の設定圧力はクロスオーバＩ
Ｊ　リーフ弁７の設定圧力よりもＩトさく設定しである
ので、加速時にあっても減速時にあっても、リリーフに
よる動力損失あるいは発熱を生ずることがない。

また油圧パイロット弁１３を中立位置に戻した場合には
、切換弁１９のパイロット部への管路が油圧パイロット
弁１３を介してタンクに連通される。しかしこの時、油
圧ポンプ１の吸込み偽の圧力か速やかに上昇し、制御弁
１１が作動するのでサーボ弁１０は油圧パイロット弁１
３の作動に追鳳して直ちに中立状態に復帰することがで
きず、切換状態にとどまる。つまり油圧ポンプｌの傾転
角が中立方向く急激に作動しない。この時、制御弁１１
の出力軸の圧力は油圧源２１からの供給圧力より低下す
る。そしてこの圧力の低下によって切換弁１５が作動す
る。したがってサーボ弁１０が切換状態にある間は、切
換弁１５からの制御圧力で切換弁１９によるモータ停止
状態を解除しておくことができ、かつサーボ弁１０が中
立位置。

すなわち油圧ポンプ１が中立状塾、油圧モータ２が実質
的に停止状−となった時には、切換弁１５が中立（図の
位置）に復帰し、油圧パイロット弁１３も中立位置にあ
るので、切換弁１９により主管路を導通不能状態として
油圧そ一夕２を停止させ仝ことができる。

上記実施例に示す制御装置は１以上のようにして油圧パ
イロット弁１３を操作している時はもちろんのこと、油
圧パイロット弁１３を中立位置に戻しても、油圧モータ
２が実質的に停止状−となるまでは主管路な導通してモ
ータ停止状態を解除しておくことができ、また油圧モー
タ２が停止した後は速やかに主管路を導通不能にして油
圧モータ意の作動を拘束することができ、負荷の慣性の
変化による影響な伺ら受けることがない。

また、油圧パイレット弁１３を極く僅かに操作するいわ
ゆるインテング操作のような場合には、主管路の圧力が
制御弁１１の設定圧力に遅しない状態で、油圧モータ２
が作動する場合がある。このような時、１１１制御弁１
１および切換弁１５は作動しないので、切換弁１９は油
圧パイロット１３からのパイロット圧力により過渡的切
換え状−で操・作されることになる。切換弁１９の過渡
的切換え状態が油圧ポンプ１を介さずに主管路を相互に
連通（短絡）させるものであると、例えば油圧シ冒　。

ベルが傾斜如上で作業する場合のように油圧モーターに
外力（例えば位置エネルギによって車体が作動しようと
することにより生じる力）が作用する場合には、上記の
過渡的切換え状態で油圧モータ２が外力により操作者の
意志に反した方向へ作動するという不具合が生ずるため
、これを防ぐために切換弁１９の過渡的切換え状態は主
管路を短絡しないものとしている。

また上記において、過渡的切換え状態は図に示すように
主管路を敏り連通状態となるが、これにより油圧ポンプ
１の吐出し流量の制御によって主回路の圧力を制御する
とともに、切換弁１９により副次的に主１路の圧力を制
御することができる。

また、実施例では切換弁１５を制御弁１１の出力軸の圧
力と供給餉の圧力との差圧に応動する構成としたことに
よって、油圧源２１からの供給圧力の変動による影響な
受けにくいようにしているが１本発明はこれに限定され
ず、たとえば切換弁１５を１１１Ｊ御弁１１の出力軸の
圧力のみに応動する構成としてもよい。′ また、実施例に示すように、りｐスオーバーリリーフ弁
７を細閉弁１９よりも油圧モータ２に近く設けたので、
負荷３に過度の外力が付加された場合には、クロスオー
バーリリーフ弁７が作動し油圧モータ２の出力軸および
ｍ迷機などの動力伝達系統の破損な防止する機能を有す
る。

なおサーボ弁１Ｇの中立時級続形式、サーボ弁ｌＯの入
力手段、あるいはこの入力手段とモータ停止手段との振
続系統あるいは切換弁１９の構成勢に関しては１本発明
の趣旨に溢う限り第１図に示した実施例に限定されるも
のではない。また上記した制御弁１１は単にサーボ弁１
Ｇへの供給流量を制御するものに限らず、主管路の圧力
に応動じて１１１ｊｌｌｌｌされた圧力あるいは流量に
よる出力を発生し、蟲該出力によってサーボ機構の作動
を制御するよ５に構成してもよい。

本発明の油圧系統の制御＆置は上記したように主管路の
圧力によって油圧サーボ機構を制御する制御弁を設け、
モー−停止手段に制御圧力を供給する油圧源とモータ停
止＋＊とを連絡する管路上に、制御弁の制御状態に応じ
てモータ停止手＆に制御圧力を伝える第１の圧力伝達手
段と、油圧サーボ機構の入力手段の作動に関連してモー
タ停止手段に制御圧力を伝える纂２の圧力伝達手段とな
設げ、上記制御弁によって油圧毫−夕が停止状塾にある
かどうかを検出するとともに、第１の圧力伝過手獣およ
び第２の圧力伝遜手段のうちの少なくとも一方からの制
御圧力によってモータ停止手段の作動を解除するように
構成しであることから油圧モータの停止後速やかにモー
タ停止手段を自動的に作動させることができ、従来のよ
うに油圧ポンプを別に般げる必嶽がなく、それ故簡単な
構造にすることができる効果があり、また従来のように
主管路に紋り弁を設けて油圧モータの回転状態を検出す
ることがなく、かつ上記のＴｈ１ｉｌｌ弁の設定圧力は
クロスオーバーリリーフ弁の設定圧力よりも小さくする
ことができることから、＃ＩＪＪ力損失を生じない効果
があり、また従来のようにクロスオーバーリリーフ弁の
リリーフ拡動を検出する必振がなく、かつ油圧サーボ機
構の入力手段が中立位置に僕殉じてから毫−夕停止手獣
が作動を開始するまでの迦鉢時間４を設定するＫＰ！Ｒ
を設げることがな−ので、負荷の慣性の変化に影響され
ることなくきわめて正確にモータ停止手段を作動させる
ことのできる効果がある。

また、油圧サーボ機構の入力＋段によるインチング操作
時に、モータ停止手段の過杖的状態を油圧屹−夕と油圧
ポンプとを連絡する主管路が絞り遅過状態となるように
したので、油圧七−夕に外力が作用しても操作者の意志
に反した方向へ油圧セータが作動することがなく、かつ
主回路の圧力な制御できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧系統の匍」＃装置の一実施例な示
す回＃ｌｌＩ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプ
   によって駆動し、負荷を作動させる油圧モータとくよっ
   て油圧閉回路を構成し、上記可変容量油圧ポツプの吐出
   し容量を制御する油圧サーボ機構と、上記油圧上−夕を
   停止状態に保持する４　−夕停止手段と、とのモータ停
   止手段に連絡されこのモータ停止手段に作動を解除する
   制御圧力を供給する油圧源とを傳えた油圧系統の制御鉄
   量において、上記そ一夕停止手段を、過渡的状態におい
   て上記可変容量油圧ポンプと上記油圧モータとを連絡す
   る主管路を短絡することなく、かつ、上記主管路ｔＩＲ
   る機能を持つ手段により構成し、上記可変容量油圧ポン
   プと上記油圧上−夕とを連絡する主管路の圧力に応じて
   上記油圧サーボ機構を制御する制御弁を設げるとともに
   、上記油圧源と上記モータ停止手段とを連絡する管路の
   途上に、上￥制御弁の制御状ｍＫ応じてモータ停止手段
   に制御圧力を伝える第１の圧力伝達手段と、上記油圧サ
   ーボ機構の入力手段の作動に関連してモータ停止手段に
   制御圧力を伝える第２の圧力伝達手段とを介設し、嬉１
   の圧力伝達手段および第２の圧力伝達手段の少なくとも
   一方を介して伝えられる制御圧力によってモータ停止手
   段の作動を解除するよ５Ｋしてあることを特徴とする油
   圧系統ｔｌ’＞ｆｍ御装置。