JP2017009087A - Hydraulic drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、油圧駆動装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a hydraulic drive device.
建設機械の油圧アクチュエータを駆動させるための油圧駆動装置は、圧油を吐出する油圧ポンプと、圧油を油圧アクチュエータに導く通路と、を備えている。通路は、複数の油圧アクチュエータに対応できるように、複数設けられている。そして、各通路に、所望の油圧アクチュエータが連結できるようになっている。
ここで、油圧ポンプとして、２つの吐出ポートを有するスプリットフロー型のポンプがある。スプリットフロー型のポンプを採用することにより、１つの油圧ポンプから２つの通路に圧油を供給できるので、油圧駆動装置を小型化できる。このようなスプリットフロー型のポンプは、特に小型の建設機械に好適である。
A hydraulic drive device for driving a hydraulic actuator of a construction machine includes a hydraulic pump that discharges pressure oil and a passage that guides the pressure oil to the hydraulic actuator. A plurality of passages are provided so as to correspond to a plurality of hydraulic actuators. A desired hydraulic actuator can be connected to each passage.
Here, as a hydraulic pump, there is a split flow type pump having two discharge ports. By adopting a split flow type pump, pressure oil can be supplied from one hydraulic pump to two passages, so that the hydraulic drive device can be miniaturized. Such a split flow type pump is particularly suitable for a small construction machine.
ところで、スプリットフロー型のポンプは、２つの吐出ポートから吐出される圧力を、別々に制御することが困難である。このため、小型の建設機械では、最大流量での固定容量とし、吐出圧を検出して圧力に応じて２つの通路の圧油の流量を同時に制御する場合が多い。 By the way, it is difficult for the split flow type pump to control the pressure discharged from the two discharge ports separately. For this reason, a small construction machine often has a fixed capacity at the maximum flow rate, detects the discharge pressure, and simultaneously controls the flow rate of the pressure oil in the two passages according to the pressure.
しかしながら近年、小型の建設機械においても省エネルギ化が強く望まれている。このため、常に最大流量で油圧ポンプを駆動させていると、切換弁、油圧アクチュエータ等での圧力損失が高くなり、省エネルギ化が難しい可能性があった。
また、油圧アクチュエータの作動時の圧力が高くなり、油圧アクチュエータの操作性が悪化する可能性があった。
However, in recent years, there has been a strong demand for energy saving even in small construction machines. For this reason, if the hydraulic pump is always driven at the maximum flow rate, the pressure loss in the switching valve, the hydraulic actuator, etc. becomes high, which may make it difficult to save energy.
In addition, the pressure during operation of the hydraulic actuator becomes high, and the operability of the hydraulic actuator may be deteriorated.
本発明が解決しようとする課題は、省エネルギ化を図り、油圧アクチュエータの操作性を向上させることができる小型な油圧駆動装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a small hydraulic drive device capable of saving energy and improving the operability of the hydraulic actuator.
実施形態の油圧駆動装置は、可変容量ポンプと、複数の通路と、ネガティブコントロール圧検出用の複数のオリフィスと、低圧選択機構と、を持つ。可変容量ポンプは、複数の吐出ポートを有する。複数の通路は、可変容量ポンプの複数の吐出ポートから独立して吐出される圧油を、別々に導く。複数のオリフィスは、複数の通路に別々に設けられ、オリフィス開度が可変可能である。低圧選択機構は、複数のオリフィスにかかる圧油の圧力のうち、最も低い圧力を選択し、この選択結果を、信号ラインを介して可変容量ポンプに出力する。そして、複数のオリフィスにおけるオリフィス開度を増大させる側の増大側ポートは、対応するオリフィスの上流側の通路に連結されており、複数のオリフィスにおけるオリフィス開度を減少させる側の減少側ポートは、低圧選択機構に連結されている。 The hydraulic drive apparatus according to the embodiment includes a variable displacement pump, a plurality of passages, a plurality of orifices for detecting a negative control pressure, and a low pressure selection mechanism. The variable displacement pump has a plurality of discharge ports. The plurality of passages separately guide the pressure oil discharged independently from the plurality of discharge ports of the variable displacement pump. The plurality of orifices are separately provided in the plurality of passages, and the orifice opening degree can be varied. The low pressure selection mechanism selects the lowest pressure among the pressure oil pressure applied to the plurality of orifices, and outputs the selection result to the variable displacement pump via the signal line. The increase side port on the side of increasing the orifice opening in the plurality of orifices is connected to the passage on the upstream side of the corresponding orifice, and the decrease side port on the side of decreasing the orifice opening in the plurality of orifices is Connected to the low pressure selection mechanism.
以下、実施形態の油圧駆動装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a hydraulic drive device of an embodiment is explained with reference to drawings.
（第１の実施形態）
図１は、油圧駆動装置１の概略構成図である。
同図に示すように、油圧駆動装置１は、例えば小型の油圧ショベルに搭載されるものであって、複数の油圧アクチュエータ２を備えている。また、各油圧アクチュエータ２に所望の圧油を供給する油圧ポンプ４を備えている。さらに、油圧アクチュエータ２と油圧ポンプ４との間に設けられ、油圧アクチュエータ２に供給される圧油の流量を制御する油圧制御弁５を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
As shown in FIG. 1, the
この他に、油圧駆動装置１は、操作部、ポンプ制御部（何れも不図示）等を備えている。操作部は、各油圧アクチュエータ２の操作信号を出力するものであり、この出力信号が油圧制御弁５やポンプ制御部に入力される。油圧制御弁５は、後述するオープンセンタ型切換弁（スプール）７に操作信号が入力され、この操作信号に基づいて切換弁７が駆動する。ポンプ制御部は、操作信号に基づいて油圧ポンプ４の駆動制御を行う。
In addition, the
油圧ポンプ４としては、可変容量可能なスプリットフロー型のポンプが採用されており、不図示の原動機によって駆動する。油圧ポンプ４は、２つの吐出ポート４ａ，４ｂ（第１吐出ポート４ａ、第２吐出ポート４ｂ）を有しており、それぞれ油圧制御弁５に連結されている。また、油圧ポンプ４は可変容量型とされ、吐出される圧油の流量（以下、吐出流量という）を制御できるようになっている。
As the hydraulic pump 4, a variable flow split flow type pump is adopted, which is driven by a prime mover (not shown). The hydraulic pump 4 has two
油圧制御弁５は、第１タンデム通路８ａおよび第２タンデム通路８ｂの２つのタンデム通路８ａ，８ｂと、第１タンデム通路８ａから分岐した第１パラレル通路９ａ、および第２タンデム通路８ｂから分岐した第２パラレル通路９ｂの２つのパラレル通路９ａ，９ｂと、を備えている。
The
そして、第１タンデム通路８ａの上流側が、第１ポンプ通路１０ａを介して油圧ポンプ４の第１吐出ポート４ａに連結されている。また、第２タンデム通路８ｂの上流側が、第２ポンプ通路１０ｂを介して油圧ポンプ４の第２吐出ポート４ｂに連結されている。すなわち、第１タンデム通路８ａの上流側と第２タンデム通路８ｂの上流側は、各ポンプ通路１０ａ，１０ｂを介して油圧ポンプ４の２つの吐出ポート４ａ，４ｂに別々に連結されている。
The upstream side of the
一方、各タンデム通路８ａ，８ｂの下流側には、タンク通路１１が接続されている。タンク通路１１はタンク５０と連通しており、油圧ポンプ４から吐出された圧油は、最終的にタンク通路１１を介してタンク５０に戻される。
On the other hand, a
また、油圧制御弁５は、各油圧アクチュエータ２への圧油の流量を調整するための複数のオープンセンタ型切換弁（スプール、以下、単に切換弁という）７を有している。切換弁７は、各タンデム通路８ａ，８ｂおよび各パラレル通路９ａ，９ｂを介して連結されている。切換弁７は、中立位置にあるときに油圧ポンプ４からタンク通路１１への油通路（各タンデム通路８ａ，８ｂ）が開となるように構成されている。なお、図１は、全ての切換弁７が中立位置にある状態を示している。
The
さらに、各切換弁７は、それぞれ油圧制御弁５に設けられたシリンダポート１４に連結されている。このシリンダポート１４には、種々の油圧アクチュエータ２が連結されるようになっており、切換弁７の開度に応じた圧油の流量が油圧アクチュエータ２に供給される。
Further, each
また、各パラレル通路９ａ，９ｂには、各切換弁７に対応するようにチェック弁１２が設けられており、切換弁７に供給された圧油が逆流しないようになっている。
一方、各タンデム通路８ａ，８ｂの最下流側には、それぞれネガティブコントロールオリフィス（以下、ネガコンオリフィスという）１６ａ，１６ｂが設けられている。各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂは、対応するタンデム通路８ａ，８ｂ上の油圧（ネガティブコントロール用の油圧）を検出するためのものである。
また、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂはオリフィス開度が可変可能とされており、オリフィス開度を増大させる側に作用する増大側ポート３６ａと、オリフィス開度を減少させる側に作用する減少側ポート３６ｂおよびスプリング３６ｃと、を備えている。
Each
On the other hand, negative control orifices (hereinafter referred to as negative control orifices) 16a and 16b are provided on the most downstream side of the
In addition, each
各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの増大側ポート３６ａは、対応する直近上流側のタンデム通路８ａ，８ｂに連結されている。
また、各タンデム通路８ａ，８ｂにおける各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの直近上流側には、これら直近上流側に跨るように低圧選択機構４０が設けられている。より具体的には、低圧選択機構４０は、第１圧力ライン４１ａを介して第１タンデム通路８ａにおけるネガコンオリフィス１６ａの直近下流側に連結されている。また、低圧選択機構４０は、第２圧力ライン４１ｂを介して第２タンデム通路８ｂにおけるネガコンオリフィス１６ｂの直近下流側に連結されている。
The
In addition, a low
低圧選択機構４０は、第１圧力ライン４１ａ（第１タンデム通路８ａにおける第１ネガコンオリフィス１６ａの直近上流側）の油圧と、第２圧力ライン４１ｂ（第２タンデム通路８ｂにおける第２ネガコンオリフィス１６ｂの直近上流側）の油圧と、を比較し、低圧側の圧力を選択するように構成されている。この選択結果は低圧側の圧力信号として、ポンプ信号ライン１７を介して油圧ポンプ４に出力される。
また、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの減少側ポート３６ｂは、それぞれ低圧選択機構４０の圧力信号を出力する側に連結されている。
The low
Further, the
このように構成された油圧制御弁５に連結されている油圧アクチュエータ２は、アーム駆動用の油圧シリンダ２ａ、キャブ（旋回体）旋回用の油圧モータ２ｂ、バケット駆動用の油圧シリンダ２ｃ、ブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄ等で構成されている。
The
本第１の実施形態では、油圧制御弁５の第１タンデム通路８ａ側（図１における左側）に、アーム駆動用の油圧シリンダ２ａ、およびキャブ（旋回体）旋回用の油圧モータ２ｂが連結されている。アーム駆動用の油圧シリンダ２ａは、油圧制御弁５のシリンダポート１４を介し、第１タンデム通路８ａに連結されている切換弁７、および第２タンデム通路８ｂに連結されている切換弁７に連結されている。また、キャブ旋回用の油圧モータ２ｂは、油圧制御弁５のシリンダポート１４を介し、第１タンデム通路８ａに連結されている切換弁７に連結されている。
In the first embodiment, the
一方、油圧制御弁５の第２タンデム通路８ｂ側（図１における右側）には、バケット駆動用の油圧シリンダ２ｃ、およびブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄが連結されている。バケット駆動用の油圧シリンダ２ｃは、油圧制御弁５のシリンダポート１４を介し、第２タンデム通路８ｂに連結されている切換弁７に連結されている。また、ブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄは、油圧制御弁５のシリンダポート１４を介し、第２タンデム通路８ｂに連結されている切換弁７、および第１タンデム通路８ａに連結されている切換弁７に連結されている。
On the other hand, a bucket drive
このように構成された油圧駆動装置１の油圧ポンプ４は、ネガティブコントロール方式の流量制御によりその吐出流量が制御されている。この油圧駆動装置１におけるネガティブコントロール制御は、低圧選択機構４０から出力された圧力信号（以下、ポンプ信号ライン圧力という）に基づいて、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの圧油の漏れ量が一定となるように制御する。
The hydraulic pump 4 of the
図２は、縦軸を油圧ポンプ４の吐出流量とし、横軸をポンプ信号ライン圧力としたときの油圧ポンプ４の吐出流量の変化を示すグラフである。
同図に示すように、油圧ポンプ４の吐出流量は、ポンプ信号ライン圧力が大きくなるにしたがい、減少することが確認できる。
FIG. 2 is a graph showing changes in the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 when the vertical axis is the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 and the horizontal axis is the pump signal line pressure.
As shown in the figure, it can be confirmed that the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 decreases as the pump signal line pressure increases.
次に、図１、図３、図４に基づいて、油圧駆動装置１の動作を、より詳細に説明する。
まず、図１に基づいて、油圧アクチュエータ２を作動させず、各切換弁７が中立位置にある場合について説明する。
油圧ポンプ４から吐出された圧油は、各ポンプ通路１０ａ，１０ｂおよび各タンデム通路８ａ，８ｂを介し、タンク５０へと通油される。このとき、ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの圧油の通過流量に応じて、第１圧力ライン４１ａおよび第２圧力ライン４１ｂの油圧が高くなる。また、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度が同一になっており、これらネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの圧油の通過流量も同一になる。したがって、第１圧力ライン４１ａおよび第２圧力ライン４１ｂの油圧も同一になる。
Next, the operation of the
First, based on FIG. 1, the case where the
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 4 is passed to the
ここで、低圧選択機構４０は、第１圧力ライン４１ａの油圧と第２圧力ライン４１ｂの油圧とを比較し、低圧側の圧力を選択するように構成されているが、第１圧力ライン４１ａの油圧と第２圧力ライン４１ｂの油圧がほぼ同一であるので、各圧力ライン４１ａ，４１ｂ（各タンデム通路８ａ，８ｂにおける各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの直近上流側）の圧力と同一の圧力信号を出力する。
Here, the low
このため、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの増大側ポート３６ａと減少側ポート３６ｂには、ほぼ同一の圧力がかかる。さらに、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂは、オリフィス開度を減少させる側に作用するスプリング３６ｃを備えている。よって、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
一方、ポンプ信号ライン圧力が高いので、油圧ポンプ４の吐出流量は、最小流量を維持する（図２参照）。
For this reason, substantially the same pressure is applied to the
On the other hand, since the pump signal line pressure is high, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the minimum flow rate (see FIG. 2).
次に、図３に基づいて、キャブ旋回用の油圧モータ２ｂやバケット駆動用の油圧シリンダ２ｃを作動させる場合について説明する。このような場合、第１タンデム通路８ａに連結されている切換弁７、または第２タンデム通路８ｂに連結されている切換弁７の何れか一方が作動することになる。
Next, a case where the
図３は、バケット駆動用の油圧シリンダ２ｃを作動させた場合の油圧駆動装置１の概略構成図である。
同図に示すように、油圧ポンプ４の第１吐出ポート４ａから吐出された圧油は、第１ポンプ通路１０ａおよび第１タンデム通路８ａを介し、タンク５０へと通油される。一方、油圧ポンプ４の第２吐出ポート４ｂから吐出された圧油は、第２ポンプ通路１０ｂおよび第２タンデム通路８ｂを介し、バケット駆動用の油圧シリンダ２ｃへと通油される。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the pressure oil discharged from the
このため、第１タンデム通路８ａ側の第１ネガコンオリフィス１６ａには圧油が通流され、第１圧力ライン４１ａの油圧が高くなる。これに対し、第２タンデム通路８ｂ側の第２ネガコンオリフィス１６ｂには圧油が通流されないので、第２圧力ライン４１ｂの油圧が低くなる。したがって、低圧選択機構４０は、第２圧力ライン４１ｂの圧力を選択し、この第２圧力ライン４１ｂの圧力に基づくポンプ信号ライン圧力を、油圧ポンプ４に出力する。この結果、油圧ポンプ４の吐出流量は、最大流量を維持する（図２参照）。
For this reason, pressure oil flows through the first
ここで、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの作動について説明する。
低圧選択機構４０のポンプ信号ライン圧力が第２圧力ライン４１ｂの圧力であるため、第２ネガコンオリフィス１６ｂには、増大側ポート３６ａと減少側ポート３６ｂとに第２圧力ライン４１ｂの圧力（低圧）がかかる。このため、第２ネガコンオリフィス１６ｂのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
Here, the operation of each
Since the pump signal line pressure of the low
これに対し、第１ネガコンオリフィス１６ａは、増大側ポート３６ａに第１圧力ライン４１ａの圧力（高圧）がかかる一方、減少側ポート３６ｂに第２圧力ライン４１ｂの圧力（低圧）がかかる。このため、第１ネガコンオリフィス１６ａのオリフィス開度は、スプリング３６ｃのばね力に抗して増大側に変位する。
ここで、従来であれば、第１ネガコンオリフィス１６ａのオリフィス開度に対する圧油の通過流量分油圧が増大してしまうところだが、第１タンデム通路８ａ側の油圧は、オリフィス開度が増大することにより第１タンデム通路８ａ側の油圧が低減される。
In contrast, in the first
Here, in the prior art, the hydraulic pressure is increased by the flow rate of the pressure oil relative to the orifice opening of the first
なお、キャブ旋回用の油圧モータ２ｂを作動させた場合は、上記作動に対し、第１ネガコンオリフィス１６ａと第２ネガコンオリフィス１６ｂとの作動が逆になるだけであり、結果的にはバケット駆動用の油圧シリンダ２ｃを作動させた場合と同様の作用を奏するので、説明を割愛する。
When the
次に、図４に基づいて、アーム駆動用の油圧シリンダ２ａやブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄを作動させる場合について説明する。このような場合、第１タンデム通路８ａに連結されている切換弁７、および第２タンデム通路８ｂに連結されている切換弁７の何れも作動することになる。
Next, a case where the arm driving
図４は、ブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄを作動させる場合の油圧駆動装置１の概略構成図である。
同図に示すように、油圧ポンプ４から吐出された圧油は、各ポンプ通路１０ａ，１０ｂおよび各タンデム通路８ａ，８ｂを介し、ブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄへと通油される。このとき、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂには圧油が通流されないので、第１圧力ライン４１ａおよび第２圧力ライン４１ｂの油圧が低くなる。また、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度が同一になっており、これらネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの圧油の通過流量も同一になる。このため、第１圧力ライン４１ａおよび第２圧力ライン４１ｂの油圧も同一になる。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 4 is passed through the
したがって、低圧選択機構４０は、各圧力ライン４１ａ，４１ｂ（各タンデム通路８ａ，８ｂにおける各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの直近上流側）の圧力と同一のポンプ信号ライン圧力を出力する。この結果、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの増大側ポート３６ａと減少側ポート３６ｂには、ほぼ同一の圧力がかかる。さらに、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのスプリング３６ｃによって、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
また、ポンプ信号ライン圧力も低いので、油圧ポンプ４の吐出流量は、最大流量を維持する（図２参照）。
Accordingly, the low
Moreover, since the pump signal line pressure is also low, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the maximum flow rate (see FIG. 2).
このように、上述の第１の実施形態では、油圧ポンプ４として、可変容量可能なポンプが採用されている。また、各タンデム通路８ａ，８ｂの最下流側に、それぞれオリフィス開度が可変可能なネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂを設けている。さらに、各タンデム通路８ａ，８ｂにおける各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの直近上流側に、これら直近上流側に跨るように低圧選択機構４０を設けている。そして、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの増大側ポート３６ａを、対応する直近上流側のタンデム通路８ａ，８ｂに連結すると共に、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの減少側ポート３６ｂを、それぞれ低圧選択機構４０のポンプ信号ライン圧力を出力する側に連結している。
Thus, in the first embodiment described above, a variable capacity pump is employed as the hydraulic pump 4. Further,
このため、各油圧アクチュエータ２の作動状況に応じて油圧ポンプ４の吐出流量を変化させるだけでなく、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度を変化させることにより、切換弁７や油圧アクチュエータ２等での圧力損失を低減できる。
よって、油圧駆動装置１の省エネルギ化を図ることができる。さらに、油圧アクチュエータ２の作動時の圧力が高くなりすぎてしまうことを防止でき、油圧アクチュエータ２の操作性を向上できる。
For this reason, not only the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 is changed in accordance with the operating state of each
Therefore, energy saving of the
また、油圧ポンプ４として、２つの吐出ポート４ａ，４ｂ（第１吐出ポート４ａ、第２吐出ポート４ｂ）を有するスプリットフロー型のポンプを採用することにより、油圧ポンプ４の配置スペースを省スペース化したり、付属部品の点数を減少したりできる。このため、油圧駆動装置１を小型化でき、とりわけ、小型の建設機器（油圧ショベル等）に好適な油圧駆動装置１を提供できる。
Further, by adopting a split flow type pump having two
さらに、切換弁７として、オープンセンタ型切換弁を採用し、いわゆるネガティブコントロール方式の流量制御とした。このため、油圧回路を簡素化でき、高効率で小型な油圧駆動装置１を提供できる。
Further, as the switching
なお、上述の第１の実施形態では、油圧制御弁５は、第１タンデム通路８ａおよび第２タンデム通路８ｂの２つのタンデム通路８ａ，８ｂを有している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つ以上の複数のタンデム通路を有するように構成してもよい。
この場合、油圧ポンプは、タンデム通路の個数に応じて複数の吐出ポートを有するものとすることが望ましい。また、各タンデム通路に、それぞれネガコンオリフィスを設ける。また、低圧選択機構４０は、各タンデム通路のそれぞれの圧力を比較、選択できるように構成する。
In the first embodiment described above, the
In this case, the hydraulic pump desirably has a plurality of discharge ports according to the number of tandem passages. Each tandem passage is provided with a negative control orifice. The low
さらに、上述の第１の実施形態では、油圧制御弁５の第１タンデム通路８ａ側に、アーム駆動用の油圧シリンダ２ａ、およびキャブ旋回用の油圧モータ２ｂが連結されている場合について説明した。また、油圧制御弁５の第２タンデム通路８ｂ側に、バケット駆動用の油圧シリンダ２ｃ、およびブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄが連結されている場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、油圧制御弁５の任意の箇所にさまざまな油圧アクチュエータ２を接続することが可能である。
Further, in the first embodiment described above, the case where the
（第２の実施形態）
次に、図５〜図７に基づいて、第２の実施形態について説明する。
図５は、油圧駆動装置２０１の概略構成図である。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、第２の実施形態における油圧駆動装置２０１は、クローズドセンタ型切換弁（スプール、以下、単に切換弁という）２０７を用いた、いわゆるロードセンシング方式で流量制御されている。この点、前述の第１の実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described based on FIGS.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the
より詳しくは、油圧駆動装置２０１の油圧制御弁２０５は、第１ポンプ通路１０ａに連結された第１油通路２０８ａ、および第２ポンプ通路１０ｂに連結された第２油通路２０８ｂと、第１油通路２０８ａから分岐した第１パラレル通路２０９ａ、および第２油通路２０８ｂから分岐した第２パラレル通路２０９ｂと、を備えている。そして、第１パラレル通路２０９ａおよび第２パラレル通路２０９ｂに、複数の切換弁２０７がパラレルに連結されている。切換弁２０７はクローズドセンタ型であるので、切換弁２０７が中立位置にあるときに、各パラレル通路２０９ａ，２０９ｂが閉となる。
More specifically, the
また、第１油通路２０８ａと第２油通路２０８ｂとに跨るように、合流弁６０が連結されている。合流弁６０は、第１油通路２０８ａと第２油通路２０８ｂとを連通させたり遮断させたりするためのものである。具体的には、合流弁６０は、アーム駆動用の油圧シリンダ２ａやブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄ等、油圧ポンプ４の２つの吐出ポート４ａ，４ｂの両方を用いて油圧アクチュエータ２を作動させる場合に、第１油通路２０８ａと第２油通路２０８ｂとを連通させる。
The merging
また、第１油通路２０８ａの下流側には、第１アンロード弁６１ａが設けられていると共に、第２油通路２０８ｂの下流側には、第２アンロード弁６１ｂが設けられている。各アンロード弁６１ａ，６１ｂは、切換弁２０７が作動していない（中立位置にある）ときに、各油通路２０８ａ，２０８ｂの圧油を不図示のタンクに戻すように構成されている。
A first unload
すなわち、各アンロード弁６１ａ，６１ｂには、ロードセンシング（ＬＳ、最高負荷圧）圧、およびスプリング６１ｃのばね力が閉弁方向に作用し、油圧ポンプ４の吐出圧（各油通路２０８ａ，２０８ｂの油圧）が開弁方向に作用する。これにより、アンロード弁６１ａ，６１ｂは、油圧ポンプ４の吐出圧が最高負荷圧よりも規定圧（すなわち、スプリング６１ｃの設定圧）分だけ高くなるように制御する。そして、両者の差圧が規定圧を越えるとアンロード弁６１ａ，６１ｂが開弁され、圧油が不図示のタンクに戻る。
That is, the load sensing (LS, maximum load pressure) pressure and the spring force of the
さらに、各油通路２０８ａ，２０８ｂには、アンロード弁６１ａ，６１ｂの下流側に、ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂが設けられている。そして、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの増大側ポート３６ａは、それぞれ対応するアンロード弁６１ａ，６１ｂの直近下流側に連結されている。
Furthermore,
また、各アンロード弁６１ａ，６１ｂの下流側には、各油通路２０８ａ，２０８ｂに跨るように低圧選択機構４０が設けられている。より具体的には、低圧選択機構４０は、第１圧力ライン４１ａを介して第１油通路２０８ａにおける第１アンロード弁６１ａの直近下流側に連結されている。また、低圧選択機構４０は、第２圧力ライン４１ｂを介して第２油通路２０８ｂにおける第２アンロード弁６１ｂの直近下流側に連結されている。
さらに、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの減少側ポート３６ｂは、それぞれ低圧選択機構４０の圧力信号を出力する側に連結されている。
Further, a low
Further, the
次に、図５〜図７に基づいて、油圧駆動装置２０１の動作を、より詳細に説明する。
まず、図５に基づいて、油圧アクチュエータ２を作動させず、各切換弁７が中立位置にある場合について説明する。
油圧ポンプ４から吐出された圧油は、各ポンプ通路１０ａ，１０ｂ、および各油通路２０８ａ，２０８ｂを通流した後、各アンロード弁６１ａ，６１ｂによって、不図示のタンクへと通流される。このとき、ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの圧油の通過流量に応じて、第１圧力ライン４１ａおよび第２圧力ライン４１ｂの油圧が高くなる。また、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度が同一になっており、これらネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの圧油の通過流量も同一になる。
Next, based on FIGS. 5-7, operation | movement of the
First, based on FIG. 5, the case where the
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 4 flows through the
したがって、第１圧力ライン４１ａおよび第２圧力ライン４１ｂの油圧も同一になる。また、低圧選択機構４０のポンプ信号ライン圧力も各圧力ライン４１ａ，４１ｂの圧力と同一になる。このため、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
一方、ポンプ信号ライン圧力が高いので、油圧ポンプ４の吐出流量は、最小流量を維持する（図２参照）。
Accordingly, the hydraulic pressures of the
On the other hand, since the pump signal line pressure is high, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the minimum flow rate (see FIG. 2).
次に、図６に基づいて、キャブ旋回用の油圧モータ２ｂやバケット駆動用の油圧シリンダ２ｃを作動させる場合、つまり、第１油通路２０８ａに連結されている切換弁２０７、または第２油通路２０８ｂに連結されている切換弁２０７の何れか一方を作動させる場合について説明する。
Next, based on FIG. 6, when the
図６は、バケット駆動用の油圧シリンダ２ｃを作動させた場合の油圧駆動装置１の概略構成図である。
同図に示すように、油圧ポンプ４の第１吐出ポート４ａから吐出された圧油は、第１ポンプ通路１０ａおよび第１油通路２０８ａを通流した後、第１アンロード弁６１ａによって、不図示のタンクへと通流される。このため、第１圧力ライン４１ａの油圧が高くなる。
これに対し、第２ポンプ通路１０ｂの第２アンロード弁６１ｂには、ロードセンシング（ＬＳ）圧がかかる。このため、第２アンロード弁６１ｂが中間位置に移動し、第２圧力ライン４１ｂの油圧が低くなる。したがって、低圧選択機構４０は、第２圧力ライン４１ｂの圧力を選択し、この第２圧力ライン４１ｂの圧力に基づくポンプ信号ライン圧力を油圧ポンプ４に出力する。そして、油圧ポンプ４の吐出流量は、最大流量を維持する（図２参照）。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, the pressure oil discharged from the
On the other hand, load sensing (LS) pressure is applied to the second unload
なお、このような場合の各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの作動は、前述の第１の実施形態と同様であるので、説明を割愛する。
また、キャブ旋回用の油圧モータ２ｂを作動させた場合は、上記作動に対し、第１ネガコンオリフィス１６ａと第２ネガコンオリフィス１６ｂとの作動が逆になるだけであり、結果的にはバケット駆動用の油圧シリンダ２ｃを作動させた場合と同様の作用を奏するので、説明を割愛する。
Note that the operation of the
Further, when the
次に、図７に基づいて、アーム駆動用の油圧シリンダ２ａやブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄを作動させる場合、つまり、第１油通路２０８ａに連結されている切換弁７、および第２油通路２０８ｂに連結されている切換弁７の何れも作動させる場合について説明する。
Next, when the
図７は、ブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄを作動させる場合の油圧駆動装置１の概略構成図である。
同図に示すように、ブーム駆動用の油圧シリンダ２ｄを作動させる場合、合流弁６０によって第１油通路２０８ａと第２油通路２０８ｂとが連通される。これにより、各アンロード弁６１ａ，６１ｂには、ロードセンシング（ＬＳ）圧がかかる。そして、各アンロード弁６１ａ，６１ｂが中間位置に移動する。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the
As shown in the figure, when the boom-driving
また、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂの増大側ポート３６ａと減少側ポート３６ｂには、それぞれ同じ低圧がかかるので、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度は、小さいまま維持される。
また、ポンプ信号ライン圧力も低いので、油圧ポンプ４の吐出流量は最大流量を維持する（図２参照）。
このように、上述の第２の実施形態も、前述の第１の実施形態と同様の効果を奏する。
Further, since the same low pressure is applied to the
Moreover, since the pump signal line pressure is also low, the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 maintains the maximum flow rate (see FIG. 2).
Thus, the above-described second embodiment also has the same effect as the above-described first embodiment.
なお、上述の第２の実施形態では、油圧制御弁５は、第１油通路２０８ａおよび第２油通路２０８ｂの２つの油通路２０８ａ，２０８ｂを有している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つ以上の複数の油通路を有するように構成してもよい。
この場合、油圧ポンプは、油通路の個数に応じて複数の吐出ポートを有するものとすることが望ましい。また、各油通路に、それぞれネガコンオリフィスを設けると共に、アンロード弁を設ける。また、低圧選択機構４０は、各油通路のそれぞれの圧力を比較、選択できるように構成する。
In the above-described second embodiment, the case where the
In this case, the hydraulic pump desirably has a plurality of discharge ports according to the number of oil passages. Each oil passage is provided with a negative control orifice and an unload valve. Further, the low
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、油圧ポンプ４として、可変容量可能なポンプが採用されている。また、各タンデム通路８ａ，８ｂの最下流側、または各油通路２０８ａ，２０８ｂに、オリフィス開度が可変可能なネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂを設けている。さらに、低圧選択機構４０を設けて第１圧力ライン４１ａの圧力と第２圧力ライン４１ｂの圧力とを比較し、ポンプ信号ライン圧力を油圧ポンプ４に出力するように構成している。
According to at least one embodiment described above, a variable displacement pump is employed as the hydraulic pump 4. Further,
このため、各油圧アクチュエータ２の作動状況に応じて油圧ポンプ４の吐出流量を変化させるだけでなく、各ネガコンオリフィス１６ａ，１６ｂのオリフィス開度を変化させることにより、切換弁７や油圧アクチュエータ２等での圧力損失を低減できる。
よって、油圧駆動装置１，２０１の省エネルギ化を図ることができる。さらに、油圧アクチュエータ２の作動時の圧力が高くなりすぎてしまうことを防止でき、油圧アクチュエータ２の操作性を向上できる。
For this reason, not only the discharge flow rate of the hydraulic pump 4 is changed in accordance with the operating state of each
Therefore, energy saving of the
また、油圧ポンプ４として、２つの吐出ポート４ａ，４ｂ（第１吐出ポート４ａ、第２吐出ポート４ｂ）を有するスプリットフロー型のポンプを採用することにより、油圧ポンプ４の配置スペースを省スペース化したり、付属部品の点数を減少したりできる。このため、油圧駆動装置１，２０１を小型化でき、とりわけ、小型の建設機器（油圧ショベル等）に好適な油圧駆動装置１，２０１を提供できる。
Further, by adopting a split flow type pump having two
さらに、切換弁７として、オープンセンタ型切換弁を採用し、いわゆるネガティブコントロール方式の流量制御とした。このため、油圧回路を簡素化でき、高効率で小型な油圧駆動装置１，２０１を提供できる。
Further, as the switching
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１，２０１…油圧駆動装置、４…油圧ポンプ（可変容量ポンプ）、７…オープンセンタ型切換弁、８ａ…第１タンデム通路（通路）、８ｂ…第２タンデム通路（通路）、９ａ，２０９ａ…第１パラレル通路（通路）、９ｂ，２０９ｂ…第２パラレル通路（通路）、１０ａ…第１ポンプ通路（通路）、１０ｂ…第２ポンプ通路（通路）、１６ａ，１６ｂ…ネガティブコントロールオリフィス（オリフィス）、１７…ポンプ信号ライン（信号ライン）、３６ａ…増大側ポート、３６ｂ…減少側ポート、４０…低圧選択機構、２０８ａ…第１油通路（通路）、２０８ｂ…第２油通路（通路） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201 ... Hydraulic drive device, 4 ... Hydraulic pump (variable displacement pump), 7 ... Open center type switching valve, 8a ... First tandem passage (passage), 8b ... Second tandem passage (passage), 9a, 209a ... 1st parallel passage (passage), 9b, 209b ... 2nd parallel passage (passage), 10a ... 1st pump passage (passage), 10b ... 2nd pump passage (passage), 16a, 16b ... Negative control orifice (orifice) , 17 ... Pump signal line (signal line), 36a ... Increase side port, 36b ... Decrease side port, 40 ... Low pressure selection mechanism, 208a ... First oil passage (passage), 208b ... Second oil passage (passage)
Claims (3)
前記可変容量ポンプの前記複数の吐出ポートから独立して吐出される圧油を、別々に導く複数の通路と、
前記複数の通路に別々に設けられ、オリフィス開度が可変可能なネガティブコントロール圧検出用の複数のオリフィスと、
前記複数のオリフィスにかかる前記圧油の圧力のうち、最も低い前記圧力を選択し、この選択結果を、信号ラインを介して前記可変容量ポンプに出力する低圧選択機構と、
を備え、
前記複数のオリフィスにおける前記オリフィス開度を増大させる側の増大側ポートは、対応する前記オリフィスの上流側の前記通路に連結されており、
前記複数のオリフィスにおける前記オリフィス開度を減少させる側の減少側ポートは、前記低圧選択機構に連結されている油圧駆動装置。 A variable displacement pump having a plurality of discharge ports;
A plurality of passages for separately guiding the pressure oil discharged independently from the plurality of discharge ports of the variable displacement pump;
A plurality of orifices for negative control pressure detection that are separately provided in the plurality of passages and whose orifice opening degree is variable;
A low pressure selection mechanism that selects the lowest pressure among the pressure oil pressure applied to the plurality of orifices, and outputs the selection result to the variable displacement pump via a signal line;
With
The increase side port on the side of increasing the orifice opening in the plurality of orifices is connected to the passage on the upstream side of the corresponding orifice,
The decrease side port of the plurality of orifices on the side for decreasing the orifice opening is a hydraulic drive device connected to the low pressure selection mechanism.
２つの前記通路に、前記オリフィスが設けられている請求項１に記載の油圧駆動装置。 The variable displacement pump is a split flow type pump having two discharge ports,
The hydraulic drive device according to claim 1, wherein the orifice is provided in the two passages.
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