JP2004340271A - 一定圧力による油圧駆動システム - Google Patents
一定圧力による油圧駆動システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004340271A JP2004340271A JP2003137825A JP2003137825A JP2004340271A JP 2004340271 A JP2004340271 A JP 2004340271A JP 2003137825 A JP2003137825 A JP 2003137825A JP 2003137825 A JP2003137825 A JP 2003137825A JP 2004340271 A JP2004340271 A JP 2004340271A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- braking
- driving
- hydraulic motor
- variable displacement
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
【解決手段】一定圧力による油圧駆動システムである。この油圧駆動システムは、油圧源と、油圧源からの圧油を受けて被駆動体を駆動する駆動用可変容量形油圧モータと、駆動体を制動する制動用可変容量形油圧モータと、駆動用可変容量形油圧モータおよび制動用可変容量形油圧モータの出力軸に連結されるとともに、被駆動体を駆動および制動するギヤからなる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一定圧力による油圧駆動システム(CPSシステム)に係り、特に、旋回体、走行体等の被駆動体の駆動および制動をなす油圧モータによる駆動システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、旋回掘削機の上部旋回体を駆動および制動する油圧モータの操作を容易にするとともに、上部旋回体の慣性エネルギーを回収する装置として、特許文献1が提案されている。
特許文献1の従来技術には、旋回時の車体慣性エネルギーをアキュムレータに蓄圧し、次の旋回時にこれを放出することにより省エネルギー化を図った油圧回路が記載されている。
この油圧回路は、油圧モータの両振りの斜板をいずれかの方向に傾動して旋回し、また斜板を反対の方向に傾動し車体に制動力を与えて旋回速度を低下するとともに、その圧油をアキュムレータに蓄えている。停止時には、再度斜板を逆方向に作動させ、中立位置に戻すことにより行なっている。即ち、この場合には減速時に操作レバーを減速方向から停止前に、一旦加速方向に逆方向に作動させて停止しているため、慣れるまでに時間を要する。
【0003】
このため、発明の実施例では、操作レバーの変位、主回路の圧力および油圧モータの回転速度をマイクロコンピュータ等の制御装置に取り込み、この数値から操作レバーの変位に比例した旋回速度、旋回トルクおよび旋回加速度が得られるように油圧モータの斜板を算出するとともに、それを用いて斜板角制御機構により制御している。
これにより、旋回速度が一定以下になったときに旋回ブレーキに制動信号を出力して上部旋回体を制動し、電子制御により油圧モータを制御している。
【0004】
【特許文献1】
特開昭61−78930号公報(第1〜3頁、第1〜3図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1では、従来技術の問題として、前記のごとく操作が難しく慣れるまでの時間が必要であるとともに、旋回ブレーキが必ず必要になっており、その旋回ブレーキの制御が難しい。
このため特許文献1では、電子機器を用いて旋回ブレーキを制御しているが、例えば、旋回掘削機では、操作レバーの変位に対して、掘削した土砂の地質、掘削量、リンクの長さ、傾斜地での掘削等による油圧モータに作用する荷重が多岐にわたって異なり、その旋回速度も異なるため電子機器を用いて制御しても、その制御は相変わらず複雑で困難なものになっている。
また、マイクロコンピュータ、変位検出器、圧力検出器および回転検出器等の複数の電子機器と、その指令により作動する斜板角制御機構が必要になり、前記のごとく制御が複雑であるとともにコストアップになり、かつ、その保守点検も困難であるという問題がある。
【0006】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、一定圧力による油圧駆動システムに係り、特に、駆動用油圧モータと制動用油圧モータを併用して被駆動体を制御することにより、操作が簡単、安価、保守点検が容易で、かつエネルギー回収を図れる一定圧力による油圧駆動システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するために、本発明に係る一定圧力による油圧駆動システムの発明は、油圧源と、油圧源からの圧油を受けて被駆動体を駆動する駆動用可変容量形油圧モータと、駆動体を制動する制動用可変容量形油圧モータと、駆動用可変容量形油圧モータおよび制動用可変容量形油圧モータの出力軸に連結されるとともに、被駆動体を駆動および制動するギヤからなる構成としている。
この場合において、油圧源のアキュムレータと、制動用可変容量形油圧モータの圧油をアキュムレータに戻すチェック弁と、タンクの油を制動用可変容量形油圧モータに吸込み可能なチェック弁とからなるようにしている。
【0008】
また、駆動用可変容量形油圧モータの押除け容積を停止時に0cc/rev、最大出力時に最大押除け容積とし、かつ、制動用可変容量形油圧モータの押除け容積を停止時に最大押除け容積、最大出力時に0cc/revとしてなるようにすると良い。
また、駆動用可変容量形油圧モータおよび制動用可変容量形油圧モータがスプリットモータからなるようにすると良い。
【0009】
また、本発明に係る一定圧力による油圧駆動システムの発明は、駆動用可変容量形油圧モータと制動用可変容量形油圧モータとで被駆動体を駆動および制動するとき、停止時に制動用可変容量形油圧モータの制動トルクを最大にするとともに、駆動用可変容量形油圧モータの駆動トルクをゼロにして制動し、かつ、駆動時に駆動用可変容量形油圧モータの押除け容積を増して駆動トルクを増加させるとともに、制動用可変容量形油圧モータの押除け容積を減じて制動トルクを減少させ、制動トルクよりも駆動トルクを大きくして駆動するようにしている。
【0010】
または、本発明に係る一定圧力による油圧駆動システムの発明は、駆動部および制動部を有するスプリットモータよりなる一対の可変容量形油圧モータで被駆動体を駆動および制動するとき、停止時に油圧モータの駆動部での油圧モータの駆動トルクを互いに反する回転方向に駆動トルクを出力させるとともに、油圧モータの制動部での制動トルクを互いに同方向の回転方向に作用させ、かつ、駆動時に容量を最大容量から0cc/revを通り逆側の最大容量へと変化させて、一方の油圧モータを最大容量の状態に維持するとともに、他方の油圧モータの回転方向を反対方向から一方の油圧モータに合わせて回転させて駆動するようにしても良い。
【0011】
上記の一定圧力による油圧駆動システムによれば、駆動用油圧モータと制動用油圧モータとを併用して被駆動体を駆動および制動するようにしているため、操作弁で油圧モータを操作することなく、あるいはブレーキ装置を用いることなく、油圧モータのみで被駆動体の制動、停止を行なうことができる。
これにより、油圧モータのみを制御して駆動および制動を行なう場合でも、操作レバーを逆操作することなく一方向のみで油圧モータを制御して制動、停止が行なえる。このため、操作は従来と同じにできるため習熟を行なう必要がなくなり、従来の機械を使用しているオペレータが容易に操作できる。また、ブレーキ装置、電気機器、操作弁等が不要になり安価になっている。また、油圧装置のみで駆動、制動および停止の制御を行なうため、コントローラ等の制御機器を用いる必要がなくなり保守点検が容易になっている。
また、制動時に制動用可変容量形油圧モータの圧油をチェック弁からアキュムレータに戻すため、省エネルギー化が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一定圧力による油圧駆動システムの実施形態について図面を参照して説明する。
先ず、第1実施例の一定圧力による油圧駆動システムについて、図1および図2を用いて説明する。図1は一定圧力による油圧駆動システム1の油圧回路図、図2は油圧モータの容量指令と駆動トルクとの関係を説明する図である。
【0013】
図1において、油圧駆動システム1は、油圧ポンプ3が、駆動用可変容量形油圧モータ5(以下、駆動モータ5という)の供給側ポート5aに第1配管7で、また制動用可変容量形油圧モータ9(以下、制動モータ9という)の第1ポート9aに第1配管7より分岐した第2配管11で、また、制動モータ9の第2ポート9bに第2配管11より分岐した第3配管13で、更にアキュムレータ15に第1配管7より分岐した第4配管17で、それぞれが接続されている。
第1配管7には油圧ポンプ3とアキュムレータ15との間に油圧ポンプ3への戻りを遮断する第1チェック弁7aが、また、第2配管11には制動モータ9への圧油を遮断する第2チェック弁11aが、更に第3配管13には制動モータ9への圧油を遮断する第3チェック弁13aが配設されている。
【0014】
駆動モータ5の排出側ポート5bは第5配管21によりタンク23に接続されている。制動モータ9と第2チェック弁11aとの間の第2配管11と、制動モータ9と第3チェック弁13aとの間の第3配管13とは第6配管25により接続されており、第6配管25には対向して配設された一対の第4チェック弁25aと第5チェック弁25bが配設されている。
一対の第4チェック弁25aと第5チェック弁25bの間の第6配管25から第7配管27が分岐され、第7配管27は第5配管21に接続されている。第4チェック弁25aは制動モータ9の第1ポート9aに、また、第5チェック弁25bは制動モータ9の第2ポート9bに、タンク23の油および駆動モータ5の戻り油をそれぞれに流すように配設されている。
【0015】
駆動モータ5は、二方向可変容量形油圧モータにより形成されており、その中立位置で出力軸5dが駆動用減速機31を介してスイングサークルのギヤ33(以下、サークル33という)に連結されている。サークル33は駆動モータ5の駆動トルクTを受けて被駆動体37および制動用減速機35を介して制動モータ9を駆動している。
また、制動モータ9は、一方向可変容量形油圧モータにより形成されており、その最大傾転角の位置で出力軸9dが制動用減速機35を介してサークル33に連結されている。
駆動用減速機31および制動用減速機35は、遊星歯車式減速機により形成されており、駆動用減速機31は駆動モータ5の駆動力を受けてサークル33に出力し、サークル33に連結されている上部旋回体等の被駆動体37を駆動している。また、制動用減速機35は、制動モータ9の制動力を受けてサークル33に出力し、被駆動体37に制動を与えるとともに停止している。
【0016】
駆動モータ5および制動モータ9は、例えば、斜板5e、9eがサーボ機構等のパイロット油圧装置39aを介して操作レバー39に接続されている。操作レバー39が中立位置Nから操作されると、駆動モータ5の駆動用斜板5eは二方向(RとLに相当する)のいずれかに傾転して出力軸5dを右回転あるいは左回転させるとともに、傾転量に応じた駆動トルクTを出力軸5dに出力し、駆動用減速機31、サークル33を介して被駆動体37を駆動する。
また、制動モータ9は、操作レバー39の操作に伴って制動用斜板9eの傾転角を減じていき、出力軸9dに出力される制動トルクを減じ、駆動用減速機31を介してサークル33を減速、停止する制動力を減じている。
【0017】
上記構成における作動について、図1および図2を用いて説明する。図2は、横軸に押除け容積指令を、縦軸に駆動トルクTおよび制動トルクSを示している。横軸について、駆動モータ5は押除け容積指令ゼロで押除け容積Qoをゼロに、押除け容積指令最大で最大押除け容積Qmにし、一例として、その横軸の右側に駆動モータ5を右方向に、また左側に左方向に回転させるため駆動用斜板5eを傾動させたときの例を示している。
また、制動モータ9は押除け容積指令ゼロで押除け容積を最大押除け容積Vmにし、押除け容積指令最大で押除け容積Voをゼロにし、一例として、その横軸の右側に駆動モータ5を右方向に回転させるときの、また左側に駆動モータ5を左方向に回転させるときの制動力を生ずるために制動用斜板9eを傾動させたときの例を示している。
【0018】
次に、操作レバーを操作したときの作動を説明する。先ず、操作レバー39が中立位置(N)にある場合について説明する。
駆動モータ5にはアキュムレータ15の一定圧力の蓄圧油が第1配管7を経て供給側ポート5aに作用している。このとき、駆動モータ5は駆動用斜板5eの傾動角がゼロにあるため押除け容積Qoもゼロとなり、駆動トルクTはゼロとなっている。
制動モータ9には、アキュムレータ15の一定圧力の蓄圧油が第1配管7と第2配管11および第1配管7と第3配管13を経て作用しようとするが、第2チェック弁11aおよび第3チェック弁13aで遮断されている。
【0019】
また、第1ポート9aおよび第2ポート9bは、一対の第4チェック弁25aと第5チェック弁25bによりタンク23との回路も遮断されて閉じられている。これにより、制動モータ9は、アキュムレータ15およびタンク23への回路が遮断されており、最大押除け容積Vmにある。
このとき、制動モータ9がサークル33から出力軸9dを経て右回転の外力を受けると、制動モータ9の内部の反対側、即ち左回転側に圧油が生じて制動トルクSaが生ずる。また反対に制動モータ9がサークル33から出力軸9dを経て左回転の外力を受けると、制動モータ9の内部の反対側、即ち右回転側に圧油が生じて制動トルクSbが生ずる。このため、制動モータ9は、サークル33から駆動トルクTを受けると、左右方向に制動トルクSa、Sbが生じて被駆動体37を停止している。
【0020】
次に、操作レバー39が右方向(R)に操作されて、駆動モータ5が右回転する場合について説明する。
この場合にも駆動モータ5にはアキュムレータ15の一定圧力の蓄圧油が第1配管7と供給側ポート5aを経て作用している。このとき、駆動モータ5は操作レバー39の操作Rにより駆動用斜板5eが右回転する方向に傾動し、駆動用斜板5eが操作レバー39の操作量に応じて押除け容積Qを増している。これにより、駆動モータ5の駆動トルクTは、トルクがゼロから押除け容積に従って増大する。
【0021】
制動モータ9は、駆動モータ5とともに、操作レバー39の操作Rにより制動用斜板9eが傾動する。また、制動モータ9は、駆動モータ5の駆動トルクTを受けたサークル33から右回転方向の駆動トルクを受けてポンプ作用を行ない、例えば、第1ポート9aに吐出圧を生じている。
このとき、第1ポート9aの圧油は、第4チェック弁25aによりタンク23への回路および第2チェック弁11aによりアキュムレータ15への回路が遮断(アキュムレータ15の蓄圧油の圧力の方が高いとき)されているため第1ポート9aの吐出圧が順次高圧となり、制動モータ9には制動トルクSが生じる。
【0022】
この制動トルクSは、押除け容積指令ゼロでは制動モータ9が最大押除け容積Vmとなっているため、右回転に抗する最大制動トルクが生じている。この制動トルクは、制動用斜板9eの減少ととも減少し、押除け容積指令最大で押除け容積がゼロとなり、制動トルクもゼロとなる。
上記のごとく、サークル33には駆動トルクTおよび制動トルクSaが作用しており、サークル33は、右回転の場合、実線(ハ)に示すその差の有効駆動トルク(イ)−(ロ)を受けている。有効駆動トルクは、押しのけ容積指令ゼロから1/2の値になるまでは制動トルクの方が大きくなってサークル33を制動し、また、1/2の値の点から最大値の点までは駆動トルクの方が大きくなってサークル33を駆動する。
【0023】
したがって、操作レバー39を右方向(R)に操作して駆動モータ5が被駆動体37を駆動する場合には、有効駆動トルクFtが被駆動体37の負荷トルクWtよりも大きくなった点Xcでサークル33が回転を始める。
【0024】
このとき、制動モータ9はサークル33からの逆トルクを受けてポンプ作用を行ない第1ポート9aから第6配管25に圧油を吐出する。この吐出圧が駆動モータ5の駆動トルクTの増加に伴ってアキュムレータ15の蓄圧値以上、即ち点Xc以上になると第4チェック弁25aを開き、吐出圧が第2配管11から第1配管7を経てアキュムレータ15あるいは駆動モータ5に供給されて制動モータ9及び駆動モータ5は回転を始める。
また、制動モータ9は第5チェック弁25bを開き、タンク23および駆動モータ5の戻りポート5bからの油を第2ポート9bから吸引している。
【0025】
これにより、サークル33は、駆動モータ5がアキュムレータ15の蓄圧油および制動モータ9からの吐出圧による駆動トルクTを受けるとともに、制動モータ9を駆動トルクTの一部により回転させ、その差の有効駆動トルクFtにより回転を続けている。
サークル33は、操作レバー39が最大に操作されたときに最も大きい有効駆動トルクFtm、即ち駆動モータ5の最大駆動トルクTmにより旋回をおこなっている。
【0026】
次に、操作レバー39が操作から中立位置Nに戻される場合について説明する。
操作レバー39が操作Rから中立位置Nまたはその近傍に戻されると、駆動モータ5の押除け容積Qはゼロに向けて減少し、また、制動モータ9の押除け容積Vは最大押除け容積Vmに向けて増加している。駆動モータ5および制動モータ9への押除け容積指令値が、点Xaと点Xoとの間は、有効駆動トルクは制動力になる。したがって、操作レバー39は、従来のごとく逆方向に操作することなく、中立位置Nに戻すだけで被駆動体37を停止することができる。
【0027】
このとき、アキュムレータ15および制動モータ9から駆動モータ5に供給される圧油が減少するとともに、制動モータ9からアキュムレータ15に戻される圧油は増加している。
この増加は、横軸の点Xaから中央Xoに至るまでは、サークル33の駆動力によって生ずる制動モータ9からの吐出油量がアキュムレータ15から駆動モータ5に供給する油量よりも上回り、アキュムレータ15に蓄えられる。これにより省エネルギー化が図られている。
【0028】
操作レバー39が左方向(L)に操作されて、駆動モータ5が左回転する場合については、右方向と同様に作動するため説明は省略する。
【0029】
次に、第2実施例の一定圧力による油圧駆動システム1Aについて図3および図4を用いて説明する。なお、第1実施例と同一部品には同一符号を付している。
図3において、油圧駆動システム1Aは、二つのスプリットモータ51,52(以下、第1モータ51、第2モータ52という)がアキュムレータ15の圧油を受けて減速機55、サークル33を介して被駆動体37に連結され、被駆動体37の駆動および制動を行なっている。
このスプリットモータは、例えば、同芯軸上の異なる半径の円周に複数のピストンを配設して一つのモータで二つのモータ部を形成し、その一つのモータ部を駆動部53とし、他のモータ部を制動部54としている。
【0030】
第1モータ51には駆動部53aと制動部54aが、また第2モータ52には駆動部53bおよび制動部54bがそれぞれ設けられている。第1モータ51の駆動部53aには、アキュムレータ15の圧油が供給される供給側ポート51aと、タンク23への戻り油を排出する排出側ポート51bとが、また、制動部54aにはポート51cとポート51dが配設されている。
また、第2モータ52は第1モータ51と同様に形成されており、第2モータ52の駆動部53bには供給側ポート52aと排出側ポート52bとが、また、制動部54bにはポート52cとポート52dが配設されている。
【0031】
第1モータ51の供給側ポート51aには第1配管7より分岐した第2配管11が、また第2モータ52の供給側ポート52aには第1配管7が接続されており、アキュムレータ15の一定圧力の蓄圧油が第1モータ51および第2モータ52に常時作用している。
また、第1モータ51の排出側ポート51bと第2モータ52の排出側ポート52bとは第5配管21によりそれぞれが接続されるとともにタンク23に接続されている。
【0032】
この第1モータ51は供給側ポート51aに圧油を受けて右方向の回転を、また、第2モータ52は供給側ポート52aに圧油を受けて左方向の回転をサークル33に与える。
停止時には、最大押除け容積Qmとなり、サークル33に第1モータ51の右方向回転の駆動トルクTiが、また第2モータ52の左方向回転の駆動トルクTfが釣り合って作用し、サークル33は停止している。
【0033】
第1モータ51のポート51dと第2モータ52のポート52cとは配管57により接続されるとともに分岐された配管57aにより配管25のチェック弁25aとチェック弁11aとの間に接続されている。
また、第1モータ51のポート51cと第2モータ52のポート52dとは配管59により接続されるとともに分岐された配管59aにより配管25のチェック弁25bとチェック弁13aとの間に接続されている。
【0034】
一対のチェック弁25aとチェック弁25bの間の配管25から配管27が分岐され、配管27は配管21に接続されている。
チェック弁25aはタンク23の油および第1モータ51と第2モータ52の戻り油を配管57から第1モータ51のポート51dと第2モータ52のポート52cとに向けて流すように配設されている。また、チェック弁25bはタンク23の油および第1モータ51と第2モータ52の戻り油を配管59から第1モータ52のポート51cと第2モータ52のポート52dに向けて流すように配設されている。
【0035】
第1モータ51は前記のごとく右方向の回転を、また、第2モータ52は左方向の回転をサークル33に与えるとともに、第1モータ51および第2モータ52の制動部54a、54bは、その制動トルクSにより減速機55を介してサークル33を制動している。
減速機55は、遊星歯車式減速機により形成されており、第1モータ51および第2モータ52の駆動部53a、53bの駆動力を受けてサークル33に出力し上部旋回体等の被駆動体37を駆動している。また、減速機55は、第1モータ51および第2モータ52の制動部54a、54bの制動力を受けてサークル33に出力し被駆動体37を制動している。
【0036】
第1モータ51および第2モータ52は、例えば、斜板51e、52eがリンク39bを介して操作レバー39に接続されている。操作レバー39が右側Rに操作されると、第1モータ51は最大押除け容積Qmの位置に留まり、例えば、駆動部53aが右回転の一定の最大駆動トルクTiを出力するとともに、第2モータ52の駆動部53bは最大押除け容積Qmの左回転から押除け容積を減じてQoのゼロを経て反対側の右回転の最大押除け容積Qmpになり、第1モータ51とともに右回転の最大駆動トルクTiを出力する。
このとき、第1モータ51および第2モータ52は、供給側ポート51a、52aがアキュムレータ15から蓄圧油を受けて回転し、排出側ポート51b、52bから戻り油をタンク23に排出している。
【0037】
また、第1モータ51および第2モータ52の制動部54a、54bは、操作レバー39の右方向の操作に伴って、第2モータ52の制動用斜板52eの傾転角を減じていき制動トルクSを減じる。第2モータ52が反対側の最大押除け容積Qmpになると、第1モータ51と第2モータ52の押除け容積Qが同じになり、油は第1モータ51と第2モータ52の制動部54a、54bの間を循環し、制動トルクはゼロになる。
【0038】
また、第1モータ51および第2モータ52の制動部54a、54bは、駆動部53a、53bの駆動トルクTによりポンプ作用を行ない、例えば、右回転の場合に第1モータ51のポート51dと第2モータ52のポート52cおよび配管57が高圧となる。
このポート51dとポート52cおよび配管57の高圧油は、操作レバー39の操作量が小さいときには、チェック弁25aおよびチェック弁11aにより遮断され、高圧となって第1モータ51および第2モータ52に制動トルクを生じている。また、操作量が大きくなると、駆動トルクの増加に伴って圧油が更に高圧となって第2チェック弁11aを開き、アキュムレータ15側に圧油を流して第1モータ51および第2モータ52が回転を始める。
【0039】
上記構成において作動について図3および図4を用いて説明する。図4は、横軸に押除け容積指令を、縦軸に駆動トルクTおよび制動トルクSを示している。横軸について、第1モータ51および第2モータ52は押除け容積指令ゼロで駆動部53の押除け容積を最大押除け容積Qmに、押除け指令最大で斜板が反転して反対側の最大押除け容積Qmpに、その中間部で押除け容積Qoをゼロにし、例えば、その横軸の右側に第1モータ51を右方向に、また左側に第2モータ52を左方向に回転させる例を示している。
また、第1モータ51および第2モータ52は押除け容積指令ゼロで制動部54の押除け容積を最大押除け容積Vmに、押除け容積指令最大で斜板が反転して反対側の最大押除け容積Vmpに、その中間部で押除け容積Voをゼロにし、例えば、その横軸の右側に第1モータ51を右方向に回転させたときの、また左側に第2モータ52を左方向に回転させるときの駆動トルクおよび制動トルクの例を示している。
【0040】
先ず、操作レバー39が中立位置(N)にある場合について説明する。
この場合、第1モータ51には配管7と配管11を経て供給側ポート51aに、また第2モータ52には配管7を経て供給側ポート52aにアキュムレータ15の一定圧力の蓄圧油がそれぞれ作用している。
このとき、第1モータ51および第2モータ52は最大押除け容積Qmにあり、第1モータ51は右回転の右駆動トルクTiを、第2モータ52は左回転の左駆動トルクTfを出力し、サークル33に均等に作用して旋回トルクをゼロとしている。
【0041】
第1モータ51のポート51dと第2モータ52のポート52cはチェック弁11aによりアキュムレータ15への回路が、またチェック弁25aによりタンク23への回路が遮断(アキュムレータ15の蓄圧油の方が高いとき)されている。また、第1モータ51のポート51cと第2モータ52のポート52dはチェック弁13aによりアキュムレータ15への回路が、またチェック弁25bによりタンク23への回路が遮断(アキュムレータ15の蓄圧油の方が高いとき)されている。
これにより、第1モータ51および第2モータ52の制動部54a、54bは回路が遮断されており、サークル33から旋回力を受けると、第1モータ51と第2モータ52の最大押除け容積Vmによる制動トルクSi、Sf(駆動トルクTi、Tfと同じ)が生じており、サークル33を停止している。
【0042】
次に、操作レバー39が右方向(R)に操作されて、第1モータ51が右回転する場合について説明する。
この場合にも第1モータ51の供給側ポート51aと第2モータ52の供給側ポート52aにはアキュムレータ15の蓄圧油が作用している。操作レバー39が操作されると、前記のごとく、第1モータ51の最大押除け容積Qmはそのまま維持されて、アキュムレータ15の蓄圧油により図4の一点鎖線(ニ)に示すごとく右回転の一定の最大駆動トルクTiを出力する。
【0043】
また、第2モータ52は最大押除け容積Qmから減じていき、二点鎖線(ホ)に示すように、点Xoから点Xaまでは第1モータ51とは逆方向の順次減ずる駆動トルクTaを、また点Xaから点Xbまでは第1モータ51とは同方向の順次増加する駆動トルクTaを出力する。
これにより、第1モータ51の最大駆動トルクTiと第2モータ52の駆動トルクTaとの右回転の加算した合力駆動トルクTpは点線(へ)に示す加算したトルクになっている。
【0044】
第1モータ51と第2モータ52の制動部54a、54bの制動トルクSは、中立位置でそれぞれの押除け容積が最大押除け容積Vmにあるため、制動トルクSiと制動トルクSfが加算されてYs点となっている。
操作レバー39が操作されると、第1モータ51の制動トルクSiはそのまま維持されるが、第2モータ52は押除け容積Vmが順次減少していき、これに伴って制動トルクSfは順次減少し、その合力制動トルクSpは三点鎖線(ト)に示すごとく順次減少している。
【0045】
このとき、第1モータ51と第2モータ52の制動部54a、54bは、第1モータ51の駆動トルクTiを受けたサークル33から右回転方向のトルクを受けてポンプ作用を行なっており、例えば、ポート51dと3ポート52cに制動部54a、54bの吐出圧が生じている。
このポート51dとポート52cの吐出圧油は、チェック弁25aによりタンク23への回路およびチェック弁11aによりアキュムレータ15への回路が遮断されているためポート51dとポート52cの吐出圧が高圧となり、第1モータ51と第2モータ52の制動部54a、54bには合力制動トルクSpが生じる。
【0046】
この合力制動トルクSpは、横軸の中央(点Xa)で第2モータ52の斜板角がゼロで中立位置にあるため、第2モータ52の制動トルクSfはゼロとなり、第1モータ51の最大押除け容積Vmによる制動トルクSiのみとなっている。
横軸の中央(点Xa)より右側に操作レバー39が操作されると、第2モータ52は、押除け容積Vがゼロから反対側の最大押除け容積Vmp、即ち第1モータ51と同方向の傾転角となり右回転を始める。これにより、第2モータ52の制動部54bは、ポンプ作用による吐出圧がポート52cからポート52dに変わり、第2モータ52の制動部54bには第1モータ51の制動部54aの圧油が供給されるとともに、その余剰した圧油がチェック弁11aを経てアキュムレータ15に向かって送出される。
【0047】
この余剰した圧油は、第2モータ52の押除け容積Vが反対側の最大押除け容積Vmpに近づくほど減少し、最大押除け容積Vmpではゼロとなり、第1モータ51と第2モータ52の回転に伴って、圧油は、ポート51dと第3ポート52cとの間を行き来するだけとなり、合力制動トルクSpはゼロ(点Xb)になっている。
上記のごとく、サークル33には、第1モータ51と第2モータ52の点線(へ)の合力駆動トルクTpが、また、1モータ51と第2モータ52の三点鎖線(ト)の合力制動トルクSpが作用しており、サークル33は実線(チ)に示すその差の有効駆動トルクFt(Ft=Tp−Sp)を受けている。有効駆動トルクFtは、横軸の中央Xoから点Xaまでは制動トルクSが大きくなってサークル33を制動し、また、点Xaから点Xbまでは駆動トルクTが大きくなってサークル33を駆動する。
【0048】
上記において、操作レバー39を右方向(R)に操作して第1モータ51と第2モータ52が被駆動体37を駆動する場合には、有効駆動トルクFtが被駆動体37の負荷トルクWtよりも大きくなったとき、例えば、点Xcでサークル33が回転を始める。このとき、操作レバー39の操作量は負荷トルクWtよりも大きい有効駆動トルクFtが生ずるように操作される。
この操作量に応じて操作レバー39が操作されると、前記のように、第1モータ51は最大押除け容積Qmのまま駆動トルクTiを出力し、第2モータ52は、当初から傾転角を反対の方向に移動して、所定の押除け容積となって第1モータ51と同方向の駆動トルクThを出力する。
また、制動部54a、54bは、二つのあわせた押除け容積Vが最大押除け容積Vmから減じて合力制動トルクThに減ずる。
【0049】
このとき、制動部54a、54bは、サークル33からの逆トルクを受けてポンプ作用を行ないポート51d、52cから圧油を吐出しようとする。この吐出圧が第1モータ51と第2モータ52の合力駆動トルクTpの増加に伴ってアキュムレータ15の蓄圧値以上、即ち点Xc以上になるとチェック弁25aを開き、吐出圧が第2配管11から第1配管7を経てアキュムレータ15あるいは第1モータ51と第2モータ52に供給されて、第1モータ51と第2モータ52は回転を始める。
また、制動部54a、54bはチェック弁25bを開き、タンク23および第1モータ51と第2モータ52の戻りポート51b、52bからの油をポート51c、52dから吸引してポート51d、52cを経て配管57に吐出し、回転を続けている。
【0050】
これにより、サークル33は、第1モータ51と第2モータ52がアキュムレータ15の蓄圧油および制動部54a、54bからの吐出圧を受けて回転する合力駆動トルクTpを受けるとともに、制動部54a、54bを合力駆動トルクTpの一部により回転させ、その差の有効駆動トルクFtにより回転を続けている。
サークル33は、操作レバー39が最大に操作されたときに最も大きい有効駆動トルクFt、即ち第1モータ51と第2モータ52の最大駆動トルクTiと最大駆動トルクTfの加算値により、旋回をおこなっている。
【0051】
次に、操作レバー39が操作から中立位置Nに戻される場合について説明する。
第1実施例と同様に、操作レバーが、例えば操作Rから中立位置Nに、またはその近傍に戻されると、第1モータ51はそのまま維持されて最大駆動トルクTiが出力されている。第2モータ52は、第1モータ51の回転方向から逆転されるとともに、その左方向の駆動トルクTaを生じており、サークル33に制動力を与え、有効駆動トルクFtが制動トルク側になっている。
このため、点Xaと点Xoとの間では、被駆動体37に制動力が作用し、停止する。したがって、操作レバー39は、従来のごとく逆方向に操作することなく、中立位置Nに戻すだけで被駆動体37を停止することができる。
【0052】
このとき、第2モータ52の押除け容積Qが反対側の最大押除け容積QmpからQoのゼロを経て最大押除け容積Qmに向けて増加し、また、第1モータ51の押除け容積Qは最大押除け容積Qmを維持している。第1モータ51と第2モータ52は、慣性力によりサークル33から逆駆動されるため、第1モータ51の回転速度が減じることによりアキュムレータ15から供給側ポート51aへの供給量が減じている。また、第2モータ52の駆動部54bは、逆方向に回転されるため油を排出側ポート51bから吸引し、第2モータ52で加圧されて供給側ポート51aからアキュムレータ15に向けて吐出している。
【0053】
また、第2モータ52の制動部54bは、最大押除け容積Vmに向けて増加するため、第1モータ51の制動部54aとともに、タンク23からチェック弁25bを経て油を吸引している。
これにより、横軸の点Xaから中央Xoに至るまでは、逆駆動力による第1モータ51および第2モータ52からの吐出油量がアキュムレータ15から第1モータ51に供給する蓄圧量よりも上回り、アキュムレータ15に蓄えられる。これにより省エネルギー化が図られている。
【0054】
上記実施例において、ギヤはスイングサークル33で説明したが外歯歯車にかみ合わせても良い。また遊星歯車式減速機を用いたが、歯車に直接連結しても良く、あるいは外歯歯車をかみ合わせて減速しても良い。スプリットモータは、斜板式でも良く、あるいは斜軸式でも良い。
また、アキュムレータ15を用いた一定圧を供給する場合には、その容量を使用する機械に合わせて適宜に選択できる。操作レバー39は、PPC操作、電気レバー等も選択できる。
また、被駆動体として、旋回体で説明したが、ウインチ、クレーン等の油圧駆動システムにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例である一定圧力による油圧駆動システムの回路図である。
【図2】本発明に係る第1実施例の油圧モータの容量指令と駆動トルクとの関係を説明する図である。
【図3】本発明に係る第2実施例である一定圧力による油圧駆動システムの回路図である。
【図4】本発明に係る第2実施例の油圧モータの容量指令と駆動トルクとの関係を説明する図である。
【符号の説明】
1,1A…一定圧力による油圧駆動システム、3…油圧ポンプ、5…駆動用可変容量形油圧モータ、9…制動用可変容量形油圧モータ、15…アキュムレータ、11a,13a,25a,25b…チェック弁、23…タンク、31,35,55…減速機、33…スイングサークル、37…被駆動体、39…操作レバー、51,52…スプリットモータ、53a,53b…駆動部、54a,54b…制動部。
Claims (6)
- 一定圧力による油圧駆動システムにおいて、
油圧源と、
油圧源からの圧油を受けて被駆動体を駆動する駆動用可変容量形油圧モータと、駆動体を制動する制動用可変容量形油圧モータと、
駆動用可変容量形油圧モータおよび制動用可変容量形油圧モータの出力軸に連結されるとともに、被駆動体を駆動および制動するギヤからなることを特徴とする一定圧力による油圧駆動システム。 - 油圧源のアキュムレータと、
制動用可変容量形油圧モータの圧油をアキュムレータに戻すチェック弁と、
タンクの油を制動用可変容量形油圧モータに吸込み可能なチェック弁とからなることを特徴とする請求項1記載の一定圧力による油圧駆動システム。 - 駆動用可変容量形油圧モータの押除け容積を停止時に0cc/rev、最大出力時に最大押除け容積とし、
かつ、制動用可変容量形油圧モータの押除け容積を停止時に最大押除け容積、最大出力時に0cc/revとしてなることを請求項1又は請求項2のいずれかに記載の一定圧力による油圧駆動システム。 - 駆動用可変容量形油圧モータおよび制動用可変容量形油圧モータがスプリットモータからなることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の一定圧力による油圧駆動システム。
- 一定圧力による油圧駆動システムにおいて、
駆動用可変容量形油圧モータと制動用可変容量形油圧モータとで被駆動体を駆動および制動するとき、
停止時に制動用可変容量形油圧モータの制動トルクを最大にするとともに、駆動用可変容量形油圧モータの駆動トルクをゼロにして制動し、
かつ、駆動時に駆動用可変容量形油圧モータの押除け容積を増して駆動トルクを増加させるとともに、制動用可変容量形油圧モータの押除け容積を減じて制動トルクを減少させ、制動トルクよりも駆動トルクを大きくして駆動することを特徴とする一定圧力による油圧駆動システム。 - 一定圧力による油圧駆動システムにおいて、
駆動部および制動部を有するスプリットモータよりなる一対の可変容量形油圧モータで被駆動体を駆動および制動するとき、
停止時に油圧モータの駆動部で駆動トルクを互いに反する回転方向に出力させるとともに、油圧モータの制動部での制動トルクを互いに同方向の回転方向に作用させ、
かつ、駆動時に、一方の油圧モータを最大容量の状態に維持するとともに、他方の油圧モータの容量を最大容量から0cc/revを通り逆側の最大容量へと変化させて駆動することを特徴とする一定圧力による油圧駆動システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003137825A JP4108001B2 (ja) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | 一定圧力による油圧駆動システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003137825A JP4108001B2 (ja) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | 一定圧力による油圧駆動システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004340271A true JP2004340271A (ja) | 2004-12-02 |
JP4108001B2 JP4108001B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=33527402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003137825A Expired - Fee Related JP4108001B2 (ja) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | 一定圧力による油圧駆動システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4108001B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7070531B2 (en) | 2003-05-27 | 2006-07-04 | Komatsu Ltd. | Hydromechanical transmission |
JP2011179280A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 建設機械 |
CN102926427A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-13 | 无锡汇虹机械制造有限公司 | 一种挖掘机基于恒压控制的液压*** |
CN107816463A (zh) * | 2016-09-14 | 2018-03-20 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有多条输入管路的液压的驱动*** |
-
2003
- 2003-05-15 JP JP2003137825A patent/JP4108001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7070531B2 (en) | 2003-05-27 | 2006-07-04 | Komatsu Ltd. | Hydromechanical transmission |
JP2011179280A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 建設機械 |
CN102926427A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-13 | 无锡汇虹机械制造有限公司 | 一种挖掘机基于恒压控制的液压*** |
CN107816463A (zh) * | 2016-09-14 | 2018-03-20 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有多条输入管路的液压的驱动*** |
CN107816463B (zh) * | 2016-09-14 | 2021-12-10 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有多条输入管路的液压的驱动*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4108001B2 (ja) | 2008-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10221871B2 (en) | Construction machinery | |
CN102203352B (zh) | 工作机械的驱动控制装置 | |
JP4732284B2 (ja) | 慣性体の有する運動エネルギを電気エネルギに変換するハイブリッド型建設機械 | |
KR101056133B1 (ko) | 건설기계의 선회구동장치 | |
JP6506146B2 (ja) | 作業機械の油圧駆動装置 | |
WO2012050028A1 (ja) | 旋回体を有する建設機械 | |
US9777463B2 (en) | Construction machine | |
US9732770B2 (en) | Drive control system of operating machine, operating machine including drive control system, and drive control method of operating machine | |
CN105637233A (zh) | 混合动力建筑机械的控制*** | |
JP6013503B2 (ja) | 建設機械 | |
JP2004036303A (ja) | 作業機械の旋回制御装置 | |
JP4294086B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP4108001B2 (ja) | 一定圧力による油圧駆動システム | |
JP6557472B2 (ja) | 作業機械の駆動制御システム、それを備える作業機械、及びその駆動制御方法 | |
WO2019004156A1 (ja) | 油圧駆動システム | |
JP4509874B2 (ja) | 作業機械のハイブリッドシステム | |
JP4557187B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
JPS5919122Y2 (ja) | 油圧駆動回路 | |
JP2006336307A (ja) | 作業機械 | |
JP2006336305A (ja) | 作業機械 | |
JP2559022Y2 (ja) | 建設機械の旋回用油圧回路 | |
JP2904406B2 (ja) | 建設機械の旋回装置 | |
JP3545111B2 (ja) | 定圧力制御液圧駆動装置 | |
JPH0972313A (ja) | 液圧装置システム | |
JPH11236969A (ja) | 車両の動力再生制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20080311 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20080401 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120411 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |