JP2001140803A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧ポンプの運転馬力が無駄に消費されるこ
となく油圧モータを駆動する。 【解決手段】 操作レバー１から入力した任意の操作位
置に応じて油圧モータ４３が駆動回転する油圧駆動装置
において、油圧制御回路２３Ｂが、圧力計４７及び４８
が検出した油圧モータ４３を駆動回転させる作動油の圧
力と、圧力計４９が検出した油圧ポンプ４２から方向切
換弁２５に供給される作動油の圧力と、を受けて、電磁
リリーフ弁４６に電流を出力して電磁リリーフ弁４６の
設定圧を変化させることによりメインリリーフ弁４５の
設定圧を変化させて、油圧ポンプ４２から供給される作
動油の圧力が油圧モータ４３を駆動回転させる作動油の
圧力よりも所定圧力だけ高くなるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベル、クレ
ーン、アスファルトクラッシャ及び工作機械等に用いら
れる油圧駆動装置に関し、より詳しくは、油圧ポンプか
ら供給される作動油の圧力が油圧モータの負荷圧力より
も所定圧力だけ高くなるように制御される油圧駆動装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気・油圧サーボ機構を制御する
油圧回路として、以下に説明する技術が知られている。

【０００３】図５において、１は角度を変化させること
により任意の操作位置を入力することができる操作レバ
ー、２は操作レバー１の入力角度に応じた電圧（操作位
置信号）を生成しコントローラ３に出力する操作位置信
号出力手段であり、操作レバー１によって入力された操
作位置は操作位置信号出力手段２により操作位置信号に
変換されてコントローラ３に出力される。

【０００４】また、コントローラ３には油圧モータ１６
の出力部に取り付けられ出力部の出力回転数を検出する
回転数検出器４からフィードバック信号が入力される。

【０００５】また、油圧ポンプ１２はタンク１１から油
圧モータ１６に作動油を供給するが、作動油はタンク１
１から油圧モータ１６に供給される間に方向切換弁１５
によって流れを切り換えられ、又は油量を制御される。
すなわち、油圧モータ１６の動作は方向切換弁１５によ
り制御される。

【０００６】ここで、コントローラ３には、操作位置信
号出力手段２から出力される操作位置信号と回転数検出
器４から出力されるフィードバック信号とが入力されて
おり、コントローラ３は入力された操作位置信号とフィ
ードバック信号とを比較し、油圧モータ１６が操作レバ
ー１によって入力された操作位置に応じた動作をするよ
うに方向切換弁１５を制御する。したがって、油圧モー
タ１６は操作レバー１によって入力された操作位置に応
じて動作する。

【０００７】なお、油圧ポンプ１２から供給される作動
油の圧力は、油圧モータ１６の使用流量に関わらず、圧
力補償付サーボレギュレータ１３及びリリーフ弁１４に
より油圧モータ１６の最大負荷圧力に合わせて常に一定
にされているので、油圧モータ１６は任意の負荷圧力に
対して動作することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、油圧モータ１６の負荷圧力が油圧
ポンプ１２から供給される作動油の圧力より極めて小さ
いときであっても、油圧ポンプ１２から供給される作動
油の圧力は常に一定であり、油圧ポンプ１２の運転馬力
が無駄に消費されるという問題があった。

【０００９】そこで、本発明では、油圧ポンプの運転馬
力が無駄に消費されることなく油圧モータを駆動するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の油圧駆動装置は、油圧により駆動回転する
駆動回転部材と、該駆動回転部材を駆動回転させるため
の作動油を供給する作動油供給手段と、該作動油供給手
段から供給される作動油の流量を制御して前記駆動回転
部材に供給することにより前記駆動回転部材に任意の駆
動回転をさせる駆動回転制御手段と、を備え、前記駆動
回転制御手段が、任意の操作位置を入力することができ
る操作位置入力手段と、該操作位置入力手段に入力され
た操作位置に応じた操作位置信号を生成し出力する操作
位置信号出力手段と、該操作位置信号出力手段から出力
される操作位置信号を演算処理して駆動信号に変換し出
力する駆動信号出力手段と、該駆動信号出力手段から出
力される駆動信号に応じた速度及び回転量に従って駆動
回転する電動機と、前記作動油供給手段から供給される
作動油の流量を制御して前記駆動回転部材に供給するこ
とにより、前記電動機の回転に応じて前記駆動回転部材
を駆動回転させる作動油制御手段と、を備え、前記操作
位置入力手段から入力した任意の操作位置に応じて前記
駆動回転部材が駆動回転する油圧駆動装置において、前
記駆動回転部材を駆動回転させる作動油の圧力を検出
し、該圧力に応じた駆動油圧信号を生成して出力する駆
動油圧検出手段と、前記作動油供給手段から前記作動油
制御手段に供給される作動油の圧力を検出し、該圧力に
応じた供給油圧信号を生成して出力する供給油圧検出手
段と、前記作動油供給手段から前記作動油制御手段に供
給される作動油の圧力が設定圧以下になるように規制す
るメインリリーフ弁と、設定圧を変化させることにより
前記メインリリーフ弁の設定圧を変化させる電磁リリー
フ弁と、前記供給油圧検出手段の出力する供給油圧信号
と前記駆動油圧検出手段の出力する駆動油圧信号とが入
力され、前記電磁リリーフ弁に電流を出力して前記電磁
リリーフ弁の設定圧を変化させることにより前記メイン
リリーフ弁の設定圧を変化させて、前記作動油供給手段
から供給される作動油の圧力が前記駆動回転部材を駆動
回転させる作動油の圧力よりも所定圧力だけ高くなるよ
うに制御する油圧制御手段と、を備えたことを特徴とす
る。これにより、油圧モータの負荷圧力に対して油圧ポ
ンプから供給される作動油の圧力を所定圧力だけ高くす
ることができるので、油圧ポンプの運転馬力が無駄に消
費されることなく油圧モータを駆動することができる。

【００１１】また、請求項２に記載の油圧駆動装置は、
前記作動油供給手段が供給する作動油の流量を制御する
供給油量制御手段と、前記操作位置信号出力手段の出力
する操作位置信号が入力され、入力された操作位置信号
から供給油量信号を生成し前記供給油量制御手段に出力
することにより、前記供給油量制御手段に前記作動油供
給手段が供給する作動油の流量を制御させる供給油量信
号出力手段と、を備えたことを特徴とする。これによ
り、作動油供給手段が供給する作動油の流量を高応答で
制御することができ、流量損失を少なくすることができ
る。また、作動油供給手段が供給する作動油の流量を遠
隔操作により制御することができる。

【００１２】また、請求項３に記載の油圧駆動装置は、
前記駆動油圧検出手段が、前記作動油制御手段から前記
駆動回転部材に供給される作動油の圧力を検出する圧力
計と、前記駆動回転部材から前記作動油制御手段に供給
される作動油の圧力を検出する圧力計と、から構成され
たことを特徴とする。これにより、駆動回転部材に対す
る負荷圧力の方向に関わらず駆動回転部材の負荷圧力を
正確に検出することができる。

【００１３】また、請求項４に記載の油圧駆動装置は、
前記駆動油圧検出手段が検出する作動油の圧力が所定の
圧力以上のとき、前記油圧制御手段が前記電磁リリーフ
弁に所定の電流を出力することを特徴とする。これによ
り、駆動回転部材が外部負荷により強制的に駆動回転さ
せられたとき、駆動回転部材に供給される作動油中にキ
ャビテーションが生じない程度にメインリリーフ弁をア
ンロード状態にすることができ、油圧ポンプの運転馬力
が無駄に消費されることがなくなる。

【００１４】また、請求項５に記載の油圧駆動装置は、
前記メインリリーフ弁によって圧力が設定圧以下になる
ように規制された作動油が、前記作動油供給手段から前
記作動油制御手段に供給されるとき、該作動油の逆流を
防ぐ逆止弁を備えたことを特徴とする。これにより、メ
インリリーフ弁をアンロード状態にしても駆動回転部材
が暴走することがなくなり、油圧ポンプの運転馬力が無
駄に消費されることがなくなる。

【００１５】また、請求項６に記載の油圧駆動装置は、
油圧により駆動する追加駆動回転部材と、前記駆動信号
出力手段から出力される駆動信号に応じた速度及び回転
量に従って駆動回転する追加電動機と、前記作動油供給
手段から前記作動油制御手段に供給される作動油の圧力
と等しい圧力の作動油を前記作動油供給手段から供給さ
れ、前記作動油供給手段から供給される作動油の流量を
制御して前記追加駆動回転部材に供給することにより、
前記追加電動機の回転に応じて前記追加駆動回転部材を
駆動回転させる追加作動油制御手段と、を備えた追加駆
動回転制御手段と、前記追加駆動回転部材を駆動回転さ
せる作動油の圧力を検出し、該圧力に応じた駆動油圧信
号を生成して出力する追加駆動油圧検出手段と、を備
え、前記油圧制御手段が、前記供給油圧検出手段の出力
する供給油圧信号、前記駆動油圧検出手段の出力する駆
動油圧信号、及び、前記追加駆動油圧検出手段の出力す
る駆動油圧信号を入力され、前記電磁リリーフ弁に電流
を出力して前記電磁リリーフ弁の設定圧を変化させるこ
とにより前記メインリリーフ弁の設定圧を変化させて、
前記作動油供給手段から供給される作動油の圧力が、前
記駆動回転部材を駆動回転させる作動油の圧力、及び、
前記追加駆動回転部材を駆動回転させる作動油の圧力の
うち高い方よりも所定圧力だけ高くなるように制御する
ことを特徴とする。これにより、１つの油圧ポンプに対
して並列に連通する複数の油圧モータの負荷圧力のうち
最も高い圧力に対して油圧ポンプから供給される作動油
の圧力を所定圧力だけ高くすることができるので、油圧
ポンプの運転馬力が無駄に消費されることなく油圧モー
タを駆動することができる。

【００１６】また、請求項７に記載の油圧駆動装置は、
前記追加駆動回転制御手段が、任意の操作位置を入力す
ることができる追加操作位置入力手段と、該追加操作位
置入力手段に入力された操作位置に応じた操作位置信号
を生成し出力する追加操作位置信号出力手段と、該追加
操作位置信号出力手段から出力される操作位置信号を演
算処理して駆動信号に変換し出力する追加駆動信号出力
手段と、を備え、前記追加電動機が、前記追加駆動信号
出力手段から出力される駆動信号に応じた速度及び回転
量に従って駆動回転することを特徴とする。これによ
り、１つの油圧ポンプに対して並列に連通し、複数の操
作位置入力手段によってそれぞれ操作される複数の油圧
モータの負荷圧力のうち最も高い圧力に対して油圧ポン
プから供給される作動油の圧力を所定圧力だけ高くする
ことができるので、油圧ポンプの運転馬力が無駄に消費
されることなく油圧モータを駆動することができる。

【００１７】また、請求項８に記載の油圧駆動装置は、
前記作動油供給手段が供給する作動油の流量を制御する
供給油量制御手段と、前記操作位置信号出力手段の出力
する操作位置信号、及び、前記追加操作位置信号出力手
段の出力する操作位置信号が入力され、入力された２つ
の操作位置信号から供給油量信号を生成し前記供給油量
制御手段に出力することにより、前記供給油量制御手段
に前記作動油供給手段が供給する作動油の流量を制御さ
せる供給油量信号出力手段と、を備えたことを特徴とす
る。これにより、作動油供給手段が供給する作動油の流
量を高応答で制御することができ、流量損失を少なくす
ることができる。また、作動油供給手段が供給する作動
油の流量を遠隔操作により制御することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面に基づいて説明する。

【００１９】（第１実施形態）

【００２０】図１は本発明の第１実施形態に係る油圧駆
動装置の油圧回路図である。

【００２１】まず、本実施形態に係る油圧駆動装置の構
成について説明する。

【００２２】図１において、４１は油を貯めておくタン
クであり、４３は油圧により駆動回転する駆動回転部材
としての油圧モータ、４２は油圧モータ４３を駆動回転
させるための作動油を供給する作動油供給手段としての
油圧ポンプである。

【００２３】また、２０は油圧ポンプ４２から供給され
る作動油の流量を制御して油圧モータ４３に供給するこ
とにより油圧モータ４３に任意の駆動回転をさせる駆動
回転制御手段である。駆動回転制御手段２０は、任意の
操作位置を入力することができる操作位置入力手段とし
ての操作レバー２１、操作レバー２１に入力された操作
位置に応じた操作位置信号を生成し出力する操作位置信
号出力手段２２、操作位置信号出力手段２２から出力さ
れる操作位置信号を演算処理して駆動信号に変換し出力
する駆動信号出力手段としての駆動信号出力回路２３
Ａ、駆動信号出力回路２３Ａから出力される駆動信号に
応じた速度及び回転量に従って駆動回転する電動機とし
ての電気モータ２４、及び油圧ポンプ４２から供給され
る作動油の流量を制御して油圧モータ４３に供給するこ
とにより、電気モータ２４の回転に応じて油圧モータ４
３を駆動回転させる作動油制御手段としての方向切換弁
２５から構成されている。

【００２４】なお、方向切換弁２５と油圧モータ４３と
は、油圧モータ４３の及び電気モータ２４の回転数の差
に応じて弁の開度を変えるために、ネジ連結されてい
る。

【００２５】また、４５は油圧ポンプ４２から方向切換
弁２５に供給される作動油の油圧が設定圧以下になるよ
うに規制するメインリリーフ弁であり、４６は設定圧を
変化させることによりメインリリーフ弁４５の設定圧を
変化させる電磁リリーフ弁である。

【００２６】また、４７及び４８は油圧モータ４３を駆
動回転させる作動油の圧力を検出し、該圧力に応じた駆
動油圧信号を生成して出力する駆動油圧検出手段として
の圧力計であり、４９は油圧ポンプ４２から方向切換弁
２５に供給される作動油の圧力を検出し、該圧力に応じ
た供給油圧信号を生成して出力する供給油圧検出手段と
しての圧力計である。

【００２７】また、５０は作動油の逆流を防ぐ逆止弁、
５１は油圧ポンプ４２が供給する作動油の流量を制御す
る供給油量制御手段としてのポンプレギュレータであ
る。

【００２８】また、２３Ｂは圧力計４９の出力する供給
油圧信号と圧力計４７、４８の出力する駆動油圧信号と
が入力され、電磁リリーフ弁４６に電流を出力して電磁
リリーフ弁４６の設定圧を変化させることによりメイン
リリーフ弁４５の設定圧を変化させて、油圧ポンプ４２
から供給される作動油の圧力が油圧モータ４３を駆動回
転させる作動油の圧力よりも所定圧力だけ高くなるよう
に制御する油圧制御手段としての油圧制御回路であり、
２３Ｃは操作位置信号出力手段２２から出力される操作
位置信号を演算処理して供給油量信号に変換し出力する
供給油量信号出力手段としての供給油量信号出力回路で
ある。なお、駆動信号出力回路２３Ａ、油圧制御回路２
３Ｂ及び供給油量信号出力回路２３Ｃはハウジング２３
内に収納されている。

【００２９】また、３１、３２、３３、３４、３５、３
６及び３７は信号を伝達する信号伝達路、６１、６２、
６３、６４、６５及び６６は作動油を伝達する油路、６
７はパイロット油を伝達するパイロット油路である。

【００３０】次に、本実施形態に係る油圧駆動装置の作
用について説明する。

【００３１】まず、操作者が操作レバー２１によって入
力した操作位置に応じて油圧モータ４３が駆動回転する
作用について説明する。

【００３２】まず、操作者が操作レバー２１の角度を変
化させることによって任意の操作位置を入力すると、操
作位置信号出力手段２２は操作レバー２１に入力された
操作位置に応じて電気信号である操作位置信号を生成し
出力する。次に、操作位置信号出力手段２２から出力さ
れた操作位置信号は信号伝達路３１を介して駆動信号出
力回路２３Ａに入力され、駆動信号出力回路２３Ａは操
作位置信号出力手段２２から入力された操作位置信号を
演算処理して駆動信号に変換し電気モータ２４に出力す
る。次に、駆動信号出力回路２３Ａから出力された駆動
信号は信号伝達路３２を介して電気モータ２４に入力さ
れ、電気モータ２４は駆動信号出力回路２３Ａから入力
された駆動信号に応じた速度及び回転量に従って駆動回
転する。

【００３３】ここで、電気モータ２４、方向切換弁２５
及び油圧モータ４３は図示していない電気・油圧サーボ
機構を構成しているので、油圧モータ４３は電気モータ
２４の駆動回転に追従して駆動回転する。

【００３４】以下、電気モータ２４、方向切換弁２５及
び油圧モータ４３によって構成されている電気・油圧サ
ーボ機構の作用について説明する。

【００３５】電気モータ２４の入力角θ₁と油圧モータ
４３の出力角θ₂とに角度差θ₃が生じると、図示してい
ない機械的機構により、角度差θ₃に応じて方向切換弁
２５のポートが開かれる。方向切換弁２５のポートが開
かれると、方向切換弁２５には油圧ポンプ４２によっ
て、油圧モータ４３を駆動回転させるための作動油がタ
ンク４１から油路６１、６２及び６３を介して供給され
ているので、油圧ポンプ４２から油圧モータ４３に作動
油が供給され、油圧モータ４３は駆動回転する。油圧モ
ータ４３が駆動回転すると、図示していない機械的機構
により、角度差θ ₃は減少する。すなわち、入力角θ₁の
方が出力角θ₂より大きくなった場合、角度差θ₃がなく
なるまで、上述した油圧モータ４３の駆動回転により出
力角θ₂が大きくなり、出力角θ₂の方が入力角θ₁より
大きくなった場合、角度差θ₃がなくなるまで、上述し
た油圧モータ４３の駆動回転により出力角θ₂が小さく
なる。したがって、角度差θ₃が生じている限り、油圧
モータ４３は、電気・油圧サーボ機構によって、電気モ
ータ２４の駆動回転に追従して駆動回転させられる。

【００３６】以上説明したように、電気モータ２４は操
作者が操作レバー２１によって入力した操作位置に応じ
て駆動回転し、油圧モータ４３は電気モータ２４の駆動
回転に追従して駆動回転するので、油圧モータ４３は操
作者が操作レバー２１によって入力した操作位置に応じ
て駆動回転する。

【００３７】次に、本発明の特徴部分の作用について説
明する。

【００３８】油圧ポンプ４２によって油圧モータ４３を
駆動回転させるための作動油が油路６１、６２及び６３
を介してタンク４１から方向切換弁２５に供給される。
ここで、方向切換弁２５に供給された作動油は、方向切
換弁２５によって、油路６４を介して油圧モータ４３に
供給された後、油路６５を介して再び方向切換弁２５に
戻ってくるか、油路６５を介して油圧モータ４３に供給
された後、油路６４を介して再び方向切換弁２５に戻っ
てくるか、油圧モータ４３に供給される油路を断たれる
か、の何れかの状態にされる。また、作動油が油圧モー
タ４３に供給された後、方向切換弁２５に戻ってくる場
合、作動油は油路６６を介して再びタンク４１に戻され
る。

【００３９】ここで、油圧ポンプ４２から方向切換弁２
５に供給される作動油の圧力は、油圧モータ４３を駆動
回転させる作動油の圧力よりも最大でも２０ｋｇ／ｃｍ
²だけ高くなるように制御されている。

【００４０】以下、油圧ポンプ４２から方向切換弁２５
に供給される作動油の圧力の制御について説明する。

【００４１】まず、制御の中心として機能する油圧制御
回路２３Ｂの入力と出力について説明する。

【００４２】油圧制御回路２３Ｂには、圧力計４７及び
４８から出力された駆動油圧信号がそれぞれ信号伝達路
３３及び３４を介して入力され、圧力計４９から出力さ
れた供給油圧信号が信号伝達路３５を介して入力され
る。なお、駆動油圧信号は、圧力計４７及び４８によっ
て圧力計４７及び４８がそれぞれ検出した油路６４及び
６５中の作動油の圧力に応じて生成され、供給油圧信号
は、圧力計４９によって圧力計４９が検出した油路６３
中の作動油の圧力に応じて生成される。

【００４３】また、油圧制御回路２３Ｂは信号伝達路３
６を介して電磁リリーフ弁４６に電流を出力する。

【００４４】なお、油圧制御回路２３Ｂは出力する電流
を変化させることにより、以下のように、油圧ポンプ４
２から方向切換弁２５に供給される作動油の圧力を変化
させることができる。

【００４５】まず、油圧制御回路２３Ｂが電磁リリーフ
弁４６に信号伝達路３６を介して出力する電流を変化さ
せると、電磁リリーフ弁４６の設定圧は入力される電流
によって決定されるので、電磁リリーフ弁４６の設定圧
は変化する。次に、パイロット油路６７中のパイロット
油の圧力は電磁リリーフ弁４６の設定圧と等しいので、
電磁リリーフ弁４６の設定圧が変化するとパイロット油
の圧力も変化する。次に、メインリリーフ弁４５の設定
圧はパイロット油の圧力によって決定されるので、パイ
ロット油の圧力が変化するとメインリリーフ弁４５の設
定圧も変化する。更に、メインリリーフ弁４５は、油圧
ポンプ４２から方向切換弁２５に供給される作動油の圧
力が設定圧以下になるように規制するので、メインリリ
ーフ弁４５の設定圧が変化すると油圧ポンプ４２から方
向切換弁２５に供給される作動油の圧力も変化する。

【００４６】以上説明したように、油圧制御回路２３Ｂ
は、電磁リリーフ弁４６に入力する電流を変化させるこ
とによって、油圧ポンプ４２から方向切換弁２５に供給
される作動油の圧力を変化させることができる。

【００４７】次に、油圧ポンプ４２から方向切換弁２５
に供給される作動油の圧力の制御について、制御の過程
に従って説明する。

【００４８】まず、油路６４及び６５中の作動油の圧力
が、それぞれ圧力計４７及び４８によって検出され、駆
動油圧信号として生成され、それぞれ信号伝達路３３及
び３４を介して油圧制御回路２３Ｂに出力される。ま
た、油路６３中の作動油の圧力が、圧力計４９によって
検出され、供給油圧信号として生成され、信号伝達路３
５を介して油圧制御回路２３Ｂに出力される。

【００４９】次に、圧力計４９の出力する供給油圧信号
と圧力計４７及び４８の出力する駆動油圧信号とを入力
された油圧制御回路２３Ｂは、圧力計４７及び４８のう
ち検出した圧力が大きい方の出力する駆動油圧信号と圧
力計４９の出力する供給油圧信号とから、油圧ポンプ４
２から供給される作動油の圧力が油圧モータ４３を駆動
回転させる作動油の圧力よりも最大でも２０ｋｇ／ｃｍ
²だけ高くなるように電磁リリーフ弁４６に出力する電
流を決定し、信号伝達路３６を介して電磁リリーフ弁４
６に電流を出力する。この電流により、上述したよう
に、油圧制御回路２３Ｂは油圧ポンプ４２から方向切換
弁２５に供給される作動油の圧力を変化させる。

【００５０】なお、油圧制御回路２３Ｂが電磁リリーフ
弁４６に出力する電流を決定するとき、圧力計４７及び
４８のうち検出した圧力が大きい方の出力する駆動油圧
信号を用いるのは、圧力計４７及び４８のうち検出した
圧力が大きい方の検出した圧力が油圧モータ４３を駆動
回転させる作動油の圧力であるからである。

【００５１】以上の過程を常時繰り返すことにより、油
圧ポンプ４２から供給される作動油の圧力は、油圧モー
タ４３を駆動回転させる作動油の圧力よりも最大でも２
０ｋｇ／ｃｍ²だけ高くなるように制御される。

【００５２】また、圧力計４７及び４８のうち検出した
圧力が大きい方の検出した圧力が所定の圧力以上のと
き、油圧制御回路２３Ｂが信号伝達路３６を介して電磁
リリーフ弁４６に出力する電流を０Ａとする。この電流
により、電磁リリーフ弁４６は開き、電磁リリーフ弁４
６が開くことによりメインリリーフ弁４５は開きアンロ
ード状態となり、作動油はメインリリーフ弁４５からタ
ンク４１に流れ、油圧ポンプ４２は負荷を受けなくな
る。したがって、油圧駆動装置がウインチに用いられた
場合のウインチの巻下げのように、油圧モータ４３が外
部負荷により強制的に駆動回転させられたとき、油圧モ
ータ４３に供給される作動油中にキャビテーションが生
じない程度にメインリリーフ弁４５をアンロード状態に
することができ、油圧ポンプ４２の運転馬力が無駄に消
費されることがなくなる。

【００５３】また、アンロード状態は油圧モータ４３に
供給される作動油中にキャビテーションが生じない程度
であればよいので、油圧制御回路２３Ｂが信号伝達路３
６を介して電磁リリーフ弁４６に出力する電流は０Ａ以
外の所定の電流であってもよい。

【００５４】また、本実施形態に係る油圧駆動装置は、
上述した電気・油圧サーボ機構により、電気モータ２４
が停止しているときには油圧モータ４３も停止するよう
に制御される。したがって、例えば、電気モータ２４が
停止しているときに油圧モータ４３が外部から負荷を受
けて回転すると、方向切換弁２５のポートが開閉されて
油圧モータ４３は負荷に対向するように駆動回転する。
ここで、仮に、逆止弁５０が図１に示す位置に設けられ
ていなかったとすると、メインリリーフ弁４５をアンロ
ード状態にした場合、作動油は逆流方向、すなわち、方
向切換弁２５から油路６３を介して油圧ポンプ４２の方
向に流れてしまい、油圧モータ４３は暴走してしまう。
そこで、逆流を防止するためにメインリリーフ弁４５の
設定圧を負荷圧力以上に設定すると、油圧ポンプ４２の
運転馬力が無駄に消費されてしまう。しかし、本実施形
態のように逆止弁５０が図１に示す位置に設けられてい
れば、メインリリーフ弁４５をアンロード状態にして
も、作動油は逆流することがないので、油圧ポンプ４２
の運転馬力は無駄に消費されることがなくなる。

【００５５】なお、電気モータ２４が停止しているとき
油圧モータ４３が外部から負荷を受ける例としては、油
圧駆動装置が作業車両の走行装置に用いられた場合の走
行の坂道での停車、油圧駆動装置が作業車両の旋回装置
に用いられた場合の旋回の斜面での停止、及び、油圧駆
動装置がウインチに用いられた場合のウインチの停止等
がある。

【００５６】また、本実施形態に係る油圧駆動装置にお
いては、油圧ポンプ４２が供給する作動油の流量は油圧
モータ４３の必要流量より５％多くなるように制御され
ているため、油圧ポンプ４２の流量損失が少ない。

【００５７】以下、油圧ポンプ４２が供給する作動油の
流量の制御について説明する。

【００５８】油圧モータ４３が駆動するために必要とす
る作動油の流量（以下、単に必要流量という）は油圧モ
ータ４３の回転数と油圧モータ４３の行程容積から求め
られる。ここで、油圧モータ４３は電気モータ２４に追
従するので、油圧モータ４３の回転数は電気モータ２４
の回転数に等しい。また、油圧モータ４３の行程容積は
設計値である。ここで、電気モータ２４の回転数は操作
位置信号出力手段２２から出力される操作位置信号から
決定される。

【００５９】したがって、供給油量信号出力回路２３Ｃ
は、操作位置信号出力手段２２から出力される操作位置
信号と予め判明している油圧モータ４３の行程容積から
油圧モータ４３の必要流量を演算し、油圧ポンプ４２か
ら供給される作動油の流量が演算した油圧モータ４３の
必要流量より５％多くなるように供給油量信号を生成
し、信号伝達路３７を介してポンプレギュレータ５１に
出力する。供給油量信号を入力されたポンプレギュレー
タ５１は、供給油量信号に応じてポンプ容量（ｃｃ／ｒ
ｅｖ）を操作することにより油圧ポンプ４２が供給する
作動油の流量を制御する。

【００６０】以上のようにして、油圧ポンプ４２が供給
する作動油の流量は油圧モータ４３の必要流量より５％
多くなるように制御されている。

【００６１】なお、本実施形態においては、油圧ポンプ
４２から供給される作動油の流量は油圧モータ４３の必
要流量より５％多くなるように制御されているが、本発
明においては、もちろん５％に限らず他の値でもよい。
また、ポンプレギュレータ５１及び供給油量信号出力回
路２３Ｃにより、油圧ポンプ４２が供給する作動油の流
量を遠隔操作により制御することができる。

【００６２】なお、ポンプレギュレータ５１としては、
図１に示したものに限らず、本発明においては、油圧パ
イロット方式、電磁比例方式、電動方式等のものを用い
てもよい。

【００６３】また、本実施形態に係る油圧駆動装置で
は、駆動信号出力回路２３Ａ、油圧制御回路２３Ｂ及び
供給油量信号出力回路２３Ｃは全てハウジング２３内に
収納されている。このハウジング２３により、油圧駆動
装置全体が煩雑になることがなく、しかも、電気信号を
扱う駆動信号出力回路２３Ａ、油圧制御回路２３Ｂ及び
供給油量信号出力回路２３Ｃの電気部品を集約している
ので修理の際に便利である。

【００６４】なお、本実施形態において、油圧ポンプ４
２から供給される作動油の圧力が、油圧モータ４３を駆
動回転させる作動油の圧力より最大でも２０ｋｇ／ｃｍ
²だけ高くなるように制御していたが、本発明において
は、もちろん２０ｋｇ／ｃｍ ²に限らず他の値でもよ
い。

【００６５】なお、上述した電気・油圧サーボ機構にお
いて、仮に、方向切換弁２５に絞りが無ければ、油圧モ
ータ４３は電気モータ２４の駆動回転に高応答で追従す
るが振動し易い。しかしながら、本実施形態に係る油圧
駆動装置においては、方向切換弁２５に大きな絞りがあ
るので、油圧モータ４３は電気モータ２４の駆動回転に
応答時間は長いものの滑らかに追従する。また、本実施
形態に係る油圧駆動装置においては、方向切換弁２５の
絞りは、２５Ａ側はメータアウトに、２５Ｂ側はメータ
インにあり、本実施形態に係る油圧駆動装置はウインチ
のように油圧モータ４３が常に巻き下げ方向（図１中の
矢印Ｄの方向）にのみ外部負荷を受ける場合に用いる。

【００６６】（第２実施形態）

【００６７】図２は本発明の第２実施形態に係る油圧駆
動装置の油圧回路図である。

【００６８】基本的な構成は第１実施形態と同様である
が、本実施形態に係る油圧駆動装置においては、方向切
換弁２５の絞りは、２５Ａ側はメータインに、２５Ｂ側
はメータアウトにあり、本実施形態に係る油圧駆動装置
は油圧モータ４３が常に図２中の矢印Ｕの方向にのみ外
部負荷を受ける場合に用いる。

【００６９】（第３実施形態）

【００７０】図３は本発明の第３実施形態に係る油圧駆
動装置の油圧回路図である。

【００７１】基本的な構成は第１実施形態及び第２実施
形態と同様であるが、本実施形態に係る油圧駆動装置に
おいては、方向切換弁２５の絞りは、２５Ａ側、２５Ｂ
側共にメータイン、メータアウトそれぞれにあり、本実
施形態に係る油圧駆動装置は油圧モータ４３が図３中の
矢印Ｕ及び矢印Ｄの方向に外部負荷を受ける場合に用い
る。

【００７２】（第４実施形態）

【００７３】図５は本発明の第４実施形態に係る油圧駆
動装置の油圧回路図である。

【００７４】まず、本実施形態に係る油圧駆動装置の構
成について説明する。

【００７５】本実施形態に係る油圧駆動装置の構成は、
以下に述べる構成を除いて、第１〜３実施形態に係る油
圧駆動装置の構成と概ね同様である。

【００７６】１４３は油圧により駆動回転する追加駆動
回転部材としての油圧モータである。

【００７７】また、１２０は油圧ポンプ４２から供給さ
れる作動油の流量を制御して油圧モータ１４３に供給す
ることにより油圧モータ１４３に任意の駆動回転をさせ
る駆動回転制御手段である。追加駆動回転制御手段１２
０は、任意の操作位置を入力することができる追加操作
位置入力手段としての操作レバー１２１、操作レバー１
２１に入力された操作位置に応じた操作位置信号を生成
し出力する追加操作位置信号出力手段１２２、追加操作
位置信号出力手段１２２から出力される操作位置信号を
演算処理して駆動信号に変換し出力する追加駆動信号出
力手段としての駆動信号出力回路２３Ａ、駆動信号出力
回路２３Ａから出力される駆動信号に応じた速度及び回
転量に従って駆動回転する追加電動機としての電気モー
タ１２４、及び油圧ポンプ４２から供給される作動油の
流量を制御して油圧モータ１４３に供給することによ
り、電気モータ１２４の回転に応じて油圧モータ１４３
を駆動回転させる追加作動油制御手段としての方向切換
弁１２５から構成されている。

【００７８】なお、第１〜３実施形態に係る油圧駆動装
置と同様に、駆動信号出力回路２３Ａは駆動信号出力手
段としても機能している。

【００７９】また、１４７及び１４８は油圧モータ１４
３を駆動回転させる作動油の圧力を検出し、該圧力に応
じた駆動油圧信号を生成して出力する追加駆動油圧検出
手段としての圧力計である。

【００８０】また、本実施形態においては、油圧制御手
段としての油圧制御回路２３Ｂは圧力計４９の出力する
供給油圧信号、圧力計４７、４８の出力する駆動油圧信
号、及び、圧力計１４７、１４８の出力する駆動油圧信
号を入力され、電磁リリーフ弁４６に電流を出力して電
磁リリーフ弁４６の設定圧を変化させることによりメイ
ンリリーフ弁４５の設定圧を変化させて、油圧ポンプ４
２から供給される作動油の圧力が油圧モータ４３を駆動
回転させる作動油の圧力よりも所定圧力だけ高くなるよ
うに制御する。

【００８１】また、供給油量信号出力手段としての供給
油量信号出力回路２３Ｃは操作位置信号出力手段２２か
ら出力される操作位置信号、及び、追加操作位置信号出
力手段１２２から出力される操作位置信号を演算処理し
て供給油量信号に変換し出力する。

【００８２】また、１３１及び１３２は信号を伝達する
信号伝達路、１６４及び１６５は作動油を伝達する油路
である。

【００８３】なお、圧力センサ４７、４８、４９、１４
７及び１４８は、図示していない信号伝達路によって油
圧制御回路２３Ｂと電気的に接続されている。

【００８４】また、コンピュータ１８０は図示していな
い信号伝達路を介して駆動信号出力回路２３Ａ、油圧制
御回路２３Ｂ、及び、供給油量信号出力回路２３Ｃと電
気的に接続されている。

【００８５】次に、本実施形態に係る油圧駆動装置の作
用について説明する。

【００８６】本実施形態に係る油圧駆動装置の作用は、
以下に述べる作用を除いて、第１〜３実施形態に係る油
圧駆動装置の作用と概ね同様である。

【００８７】追加駆動回転制御手段１２０は、駆動回転
制御手段２０が油圧モータ４３に任意の駆動回転をさせ
ることができるのと同様に、油圧モータ１４３に任意の
駆動回転をさせることができる。

【００８８】また、本実施形態に係る油圧駆動装置にお
いては、第１〜３実施形態に係る油圧駆動装置の作用と
同様にして、油圧ポンプ４２から供給される作動油の流
量は油圧モータ４３及び１４３の必要流量の合計量より
５％多くなるように制御されるので、油圧ポンプ４２の
流量損失が少ない。

【００８９】また、本実施形態に係る油圧駆動装置にお
いては、第１〜３実施形態に係る油圧駆動装置の作用と
同様にして、油圧ポンプ４２から供給される作動油の圧
力が油圧モータ４３及び１４３を駆動回転させる作動油
の圧力のうち高い方よりも最大でも２０ｋｇ／ｃｍ²だ
け高くなるようにされるので、油圧ポンプ４２の運転馬
力が無駄に消費されることがない。

【００９０】また、本実施形態に係る油圧駆動装置にお
いては、コンピュータ１８０は、図示していない信号伝
達路を介して駆動信号出力回路２３Ａに信号を出力し
て、電気モータ２４及び１２４の回転数を設定したり、
図示していない信号伝達路を介して油圧制御回路２３Ｂ
に信号を出力して、電磁リリーフ弁４６の設定圧を設定
したり、図示していない信号伝達路を介して供給油量信
号出力回路２３Ｃに信号を出力して、油圧ポンプ４２の
吐出流量を設定することができる。

【００９１】なお、本実施形態においては、操作レバー
２１から入力された操作位置に応じて、油圧モータ４３
が駆動回転させられ、操作レバー１２１から入力された
操作位置に応じて、油圧モータ１４３が駆動回転させら
れていたが、１つの操作レバーから入力された操作位置
に応じて、油圧モータ４３及び１４３が駆動回転させら
れるようにしてもよい。

【００９２】また、本実施形態においては、油圧駆動装
置は、２つの電気・油圧サーボバルブを備えているが、
３つ以上の電気・油圧サーボバルブを備えた構成であっ
てもよい。

【００９３】

【発明の効果】請求項１に記載の油圧駆動装置によれ
ば、油圧モータの負荷圧力に対して油圧ポンプから供給
される作動油の圧力を所定圧力だけ高くすることができ
るので、油圧ポンプの運転馬力が無駄に消費されること
なく、油圧モータを駆動することができる。

【００９４】また、請求項２に記載の油圧駆動装置によ
れば、作動油供給手段が供給する作動油の流量を高応答
で制御することができ、流量損失を少なくすることがで
きる。また、作動油供給手段が供給する作動油の流量を
遠隔操作により制御することができる。

【００９５】また、請求項３に記載の油圧駆動装置によ
れば、駆動回転部材に対する負荷圧力の方向に関わらず
駆動回転部材の負荷圧力を正確に検出することができ
る。

【００９６】また、請求項４に記載の油圧駆動装置によ
れば、駆動回転部材が外部負荷により強制的に駆動回転
させられたとき、駆動回転部材に供給される作動油中に
キャビテーションが生じない程度にメインリリーフ弁を
アンロード状態にすることができ、油圧ポンプの運転馬
力が無駄に消費されることがなくなる。

【００９７】また、請求項５に記載の油圧駆動装置によ
れば、メインリリーフ弁をアンロード状態にしても駆動
回転部材が暴走することがなくなり、油圧ポンプの運転
馬力が無駄に消費されることがなくなる。

【００９８】また、請求項６に記載の油圧駆動装置によ
れば、１つの油圧ポンプに対して並列に連通する複数の
油圧モータの負荷圧力のうち最も高い圧力に対して油圧
ポンプから供給される作動油の圧力を所定圧力だけ高く
することができるので、油圧ポンプの運転馬力が無駄に
消費されることなく油圧モータを駆動することができ
る。

【００９９】また、請求項７に記載の油圧駆動装置によ
れば、１つの油圧ポンプに対して並列に連通し、複数の
操作位置入力手段によってそれぞれ操作される複数の油
圧モータの負荷圧力のうち最も高い圧力に対して油圧ポ
ンプから供給される作動油の圧力を所定圧力だけ高くす
ることができるので、油圧ポンプの運転馬力が無駄に消
費されることなく油圧モータを駆動することができる。

【０１００】また、請求項８に記載の油圧駆動装置によ
れば、作動油供給手段が供給する作動油の流量を高応答
で制御することができ、流量損失を少なくすることがで
きる。また、作動油供給手段が供給する作動油の流量を
遠隔操作により制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置の油
圧回路図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係る油圧駆動装置の油
圧回路図である。

【図３】本発明の第３実施形態に係る油圧駆動装置の油
圧回路図である。

【図４】本発明の第４実施形態に係る油圧駆動装置の油
圧回路図である。

【図５】従来の油圧駆動装置の油圧回路図である。

【符号の説明】

４３ 油圧モータ（駆動回転部材） ４２ 油圧ポンプ（作動油供給手段） ２０ 駆動回転制御手段 ２１ 操作レバー（操作位置入力手段） ２２ 操作位置信号出力手段 ２３Ａ 駆動信号出力回路（駆動信号出力手段、追加駆
動信号出力手段） ２４ 電気モータ（電動機） ２５ 方向切換弁（作動油制御手段） ４７ 圧力計（駆動油圧検出手段） ４８ 圧力計（駆動油圧検出手段） ４９ 圧力計（供給油圧検出手段） ４５ メインリリーフ弁 ４６ 電磁リリーフ弁 ２３Ｂ 油圧制御回路（油圧制御手段） ５１ ポンプレギュレータ（供給油量制御手段） ２３Ｃ 供給油量信号出力回路（供給油量信号出力手
段） ５０ 逆止弁 １４３ 油圧モータ（追加駆動回転部材） １２４ 電気モータ（追加電動機） １２５ 方向切換弁（追加作動油制御手段） １２０ 追加駆動回転制御手段 １４７、１４８ 圧力計（追加駆動油圧検出手段） １２１ 操作レバー（追加操作位置入力手段） １２２ 追加操作位置信号出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 陽次 岐阜県不破郡垂井町御所野1414 帝人製機 株式会社岐阜第二工場内 Ｆターム(参考） 3H089 AA16 BB01 CC09 DA03 DA14 DB03 DB33 DB46 DB49 EE31 FF07 GG02 JJ02 JJ08 JJ20

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧により駆動回転する駆動回転部材と、 該駆動回転部材を駆動回転させるための作動油を供給す
   る作動油供給手段と、 該作動油供給手段から供給される作動油の流量を制御し
   て前記駆動回転部材に供給することにより前記駆動回転
   部材に任意の駆動回転をさせる駆動回転制御手段と、 を備え、 前記駆動回転制御手段が、 任意の操作位置を入力することができる操作位置入力手
   段と、 該操作位置入力手段に入力された操作位置に応じた操作
   位置信号を生成し出力する操作位置信号出力手段と、 該操作位置信号出力手段から出力される操作位置信号を
   演算処理して駆動信号に変換し出力する駆動信号出力手
   段と、 該駆動信号出力手段から出力される駆動信号に応じた速
   度及び回転量に従って駆動回転する電動機と、 前記作動油供給手段から供給される作動油の流量を制御
   して前記駆動回転部材に供給することにより、前記電動
   機の回転に応じて前記駆動回転部材を駆動回転させる作
   動油制御手段と、 を備え、 前記操作位置入力手段から入力した任意の操作位置に応
   じて前記駆動回転部材が駆動回転する油圧駆動装置にお
   いて、 前記駆動回転部材を駆動回転させる作動油の圧力を検出
   し、該圧力に応じた駆動油圧信号を生成して出力する駆
   動油圧検出手段と、 前記作動油供給手段から前記作動油制御手段に供給され
   る作動油の圧力を検出し、該圧力に応じた供給油圧信号
   を生成して出力する供給油圧検出手段と、 前記作動油供給手段から前記作動油制御手段に供給され
   る作動油の圧力が設定圧以下になるように規制するメイ
   ンリリーフ弁と、 設定圧を変化させることにより前記メインリリーフ弁の
   設定圧を変化させる電磁リリーフ弁と、 前記供給油圧検出手段の出力する供給油圧信号と前記駆
   動油圧検出手段の出力する駆動油圧信号とが入力され、
   前記電磁リリーフ弁に電流を出力して前記電磁リリーフ
   弁の設定圧を変化させることにより前記メインリリーフ
   弁の設定圧を変化させて、前記作動油供給手段から供給
   される作動油の圧力が前記駆動回転部材を駆動回転させ
   る作動油の圧力よりも所定圧力だけ高くなるように制御
   する油圧制御手段と、 を備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
2. 【請求項２】前記作動油供給手段が供給する作動油の流
   量を制御する供給油量制御手段と、 前記操作位置信号出力手段の出力する操作位置信号が入
   力され、入力された操作位置信号から供給油量信号を生
   成し前記供給油量制御手段に出力することにより、前記
   供給油量制御手段に前記作動油供給手段が供給する作動
   油の流量を制御させる供給油量信号出力手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装
   置。
3. 【請求項３】前記駆動油圧検出手段が、前記作動油制御
   手段から前記駆動回転部材に供給される作動油の圧力を
   検出する圧力計と、前記駆動回転部材から前記作動油制
   御手段に供給される作動油の圧力を検出する圧力計と、
   から構成されたことを特徴とする請求項１に記載の油圧
   駆動装置。
4. 【請求項４】前記駆動油圧検出手段が検出する作動油の
   圧力が所定の圧力以上のとき、 前記油圧制御手段が前記電磁リリーフ弁に所定の電流を
   出力することを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装
   置。
5. 【請求項５】前記メインリリーフ弁によって圧力が設定
   圧以下になるように規制された作動油が、前記作動油供
   給手段から前記作動油制御手段に供給されるとき、該作
   動油の逆流を防ぐ逆止弁を備えたことを特徴とする請求
   項４に記載の油圧駆動装置。
6. 【請求項６】油圧により駆動する追加駆動回転部材と、 前記駆動信号出力手段から出力される駆動信号に応じた
   速度及び回転量に従って駆動回転する追加電動機と、前
   記作動油供給手段から前記作動油制御手段に供給される
   作動油の圧力と等しい圧力の作動油を前記作動油供給手
   段から供給され、前記作動油供給手段から供給される作
   動油の流量を制御して前記追加駆動回転部材に供給する
   ことにより、前記追加電動機の回転に応じて前記追加駆
   動回転部材を駆動回転させる追加作動油制御手段と、を
   備えた追加駆動回転制御手段と、 前記追加駆動回転部材を駆動回転させる作動油の圧力を
   検出し、該圧力に応じた駆動油圧信号を生成して出力す
   る追加駆動油圧検出手段と、 を備え、 前記油圧制御手段が、前記供給油圧検出手段の出力する
   供給油圧信号、前記駆動油圧検出手段の出力する駆動油
   圧信号、及び、前記追加駆動油圧検出手段の出力する駆
   動油圧信号を入力され、前記電磁リリーフ弁に電流を出
   力して前記電磁リリーフ弁の設定圧を変化させることに
   より前記メインリリーフ弁の設定圧を変化させて、前記
   作動油供給手段から供給される作動油の圧力が、前記駆
   動回転部材を駆動回転させる作動油の圧力、及び、前記
   追加駆動回転部材を駆動回転させる作動油の圧力のうち
   高い方よりも所定圧力だけ高くなるように制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
7. 【請求項７】前記追加駆動回転制御手段が、 任意の操作位置を入力することができる追加操作位置入
   力手段と、 該追加操作位置入力手段に入力された操作位置に応じた
   操作位置信号を生成し出力する追加操作位置信号出力手
   段と、 該追加操作位置信号出力手段から出力される操作位置信
   号を演算処理して駆動信号に変換し出力する追加駆動信
   号出力手段と、 を備え、 前記追加電動機が、前記追加駆動信号出力手段から出力
   される駆動信号に応じた速度及び回転量に従って駆動回
   転することを特徴とする請求項６に記載の油圧駆動装
   置。
8. 【請求項８】前記作動油供給手段が供給する作動油の流
   量を制御する供給油量制御手段と、 前記操作位置信号出力手段の出力する操作位置信号、及
   び、前記追加操作位置信号出力手段の出力する操作位置
   信号が入力され、入力された２つの操作位置信号から供
   給油量信号を生成し前記供給油量制御手段に出力するこ
   とにより、前記供給油量制御手段に前記作動油供給手段
   が供給する作動油の流量を制御させる供給油量信号出力
   手段と、 を備えたことを特徴とする請求項６に記載の油圧駆動装
   置。