JP6510910B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (3)
- 複数の吐出ポートを有する可変容量ポンプと、
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。 - 前記可変容量ポンプは、前記吐出ポートを2つ有するスプリットフロー型のポンプであり、
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。 - 前記通路にオープンセンタ型切換弁が連結されている請求項1または請求項2に記載の油圧駆動装置。
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