JPH0144921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧機械に具備されるアクチユエータ
駆動回路に係り、特に複数の油圧ポンプで１つの
アクチユエータを閉回路駆動するようにしたアク
チユエータ駆動回路に関する。

第１図はこの種の従来のアクチユエータ駆動回
路の一例を示す回路図である。これらの図におい
て、１，２は油圧ポンプ、例えば可変容量ポン
プ、３はこれらの可変容量ポンプ１，２によつて
駆動されるアクチユエータ、例えば油圧シリンダ
である。７，８，９，１０は切換弁で、このうち
切換弁７，８は、油圧シリンダ３と可変容量ポン
プ１とを連絡する回路の途上に設けてあり、また
切換弁９，１０は、油圧シリンダ３と可変容量ポ
ンプ２とを連絡する回路の途上に設けてある。な
お、３ａは可変容量ポンプ１を含む回路と、可変
容量ポンプ２を含む回路とを連絡する管路、３ｂ
はこの管路３ａに接続した油圧源である。また、
１３，１４はそれぞれ可変容量ポンプ１，２の吐
出容量を制御するピストン１１，１２はピストン
１３，１４の移動方向を制御するポンプ制御弁で
ある。

また、４は油圧シリンダ３を駆動する信号を出
力する操作装置で、そのレバー部分は矢印５で示
すように十方向、および一方向に移動可能になつ
ている。また例えばこの操作装置４は、油圧シリ
ンダ３の駆動時には「１」を示す信号を出力し、
油圧シリンダ３を駆動しないときは「０」を示す
信号を出力するようになつている。そして６は、
操作装置４から出力される信号を適宜変換して、
切換弁７，８，９，１０およびポンプ制御弁１
１，１２に出力する変換装置で、例えば、比較、
演算機能を有する中応処理装置、記憶装置、入力
装置、および出力装置を有するマイクロコンピユ
ータによつて構成してある。上述の操作装置４お
よび変換装置６は、ポンプ制御弁１１，１２およ
び切換弁７，８，９，１０を作動させる作動手段
を構成している。

このように構成してあるアクチユエータ駆動回
路は、例えば第２図に示す手順によつて油圧シリ
ンダ３の駆動が制御される。

すなわち、まず手順２０で示すように、変換装
置６で操作装置４から出力される信号が「１」か
どうか判断される。この判断が満足されない場合
は油圧シリンダ３の駆動が意図されない場合であ
り、始めに戻る。また上記の判断が満足された場
合は油圧シリンダ３の駆動が意図される場合であ
り、手順２１に移る。この手順２１では同変換装
置６で操作装置４から出力される信号の信号値が
＋かどうか判断される。この手順２１における判
断が満足された場合は手順２２に移り、また満足
されない場合は手順２３に移る。

手順２２では、変換装置６から切換弁７，８，
９，１０に、これらの切換弁７，８，９，１０を
開く信号が出力され、同時に同変換装置６からポ
ンプ制御弁１１，１２に、これらのポンプ制御弁
１１，１２を同第１図の右位置に切換える信号が
出力される。これによつて、可変容量ポンプ１，
２と油圧シリンダ３とを連絡する回路がそれぞれ
連通するとともに、ピストン１３，１４がそれぞ
れ第１図の左方に移動する。したがつて、油圧源
３ｂから導かれる圧油が管路３ａを介して可変容
量ポンプ１，２によつて吸込まれ、これらの可変
容量ポンプ１，２から吐出された圧油が合流され
て、油圧シリンダ３のロツド側に供給され、これ
によつて油圧シリンダ３は収縮する方向に作動す
る。なお、手順２２の後は始めに戻る。

また手順２３では、変換装置６から切換弁７，
８，９，１０に、これらの切換弁７，８，９，１
０を開く信号が出力され、同時に、同変換装置６
からポンプ制御弁１１，１２にこれらのポンプ制
御弁１１，１２を第１図の左位置に切換える信号
が出力される。これによつて可変容量ポンプ１，
２と油圧シリンダ３とを連絡する回路がそれぞれ
連通するとともに、ピストン１３，１４が上記と
は逆にそれぞれ第１図の右方に移動する。したが
つて、油圧源３ｂから導かれる圧履が管路３ａを
介して可変容量ポンプ１，２によつて吸込まれ、
これらの可変容量ポンプ１，２から吐出された圧
油が合流されて、油圧シリンダ３のボトム側に供
給され、これによつて油圧シリンダ３は伸長する
方向に作動する。なお、手順２３の後は始めに戻
る。

このようにして、可変容量ポンプ１，２から吐
出される圧油を合流させて、油圧シリンダ３を伸
長、収縮させることができる。

ところで、このように構成してある従来のアク
チユエータ駆動回路において、各種の作業に伴
い、アクチユエータの作動方向、例えば第１図に
示す油圧シリンダ３にあつては収縮する方向と伸
長する方向を、急速に連続的に変化させ、当該ア
クチユエータに振動を生じさせたい場合がある。
このようなことは例えば、建設機械として活用さ
れている油圧シヨベルにあつては、バケツトに付
着した泥をこのバケツトから離脱させる場合や、
バケツトによつて岩を破砕する場合に生じる。

しかし、上記した従来のアクチユエータ駆動回
路にあつては、このような振動をアクチユエータ
に、例えば同第１図に示す油圧シリンダ３に生じ
させようとする場合には、ポンプ制御弁１１，１
２を切換えることによつてピストン１３，１４の
移動方向を変化させ、これによつて可変容量ポン
プ１，２の吐出方向を変化させざるを得ず、すな
わち、油圧シリンダ３の作動方向の切換動作を、
ピストン１３，１４の移動動作を介在させた油圧
シリンダ３への圧油供給動作によつて実施せざる
を得ず、それ故、油圧シリンダ３の作動方向の切
換動作に対する応答性が悪く、結局、振動を生じ
させることができない。したがつて、例えば油圧
シヨベルにあつては、上記した振動によるバケツ
トからの泥の離脱や、岩の破砕を実現させること
ができない。

本発明はこのような従来技術における実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、アクチユエー
タの作動方向の切換動作に対して優れた応答性を
確保できるアクチユエータ駆動回路を提供するこ
とにある。

この目的を達成するために本発明は、１つのア
クチユエータと、このアクチユエータを駆動させ
る複数の油圧ポンプと、これらの油圧ポンプとア
クチユエータとの間に介設した切換弁とを有する
閉回路からなるとともに、切換弁を作動させる作
動手段を備えたものにおいて、作動手段に接続し
て、信号を出力する切換装置を設けるとともに、
作動手段は切換装置から出力される信号に応じて
切換弁を、複数の油圧ポンプのうちの１つの油圧
ポンプの吐出口とアクチユエータの１つのポート
とを連絡する回路、および複数の油圧ポンプのう
ちの別の１つの油圧ポンプの吐出口とアクチユエ
ータの別の１つのポートとを連絡する回路とが、
交互に連通としや断がくり返されるように作動さ
せる構成にしてある。

以下、本発明のアクチユエータ駆動回路を図に
基づいて説明する。第３図は本発明の一実施例を
示す回路図である。なお、この第３図は説明を簡
単にするために、前述した第１図に対応させて描
いてあり、また第１図に示す機器、部材と同じも
のは同一符号で示してある。

この第３図において、１５は切換装置で、変換
装置６に接続してあり、ON状態に切換えられる
と変換装置６に信号を出力するようになつてい
る。なお、変換装置６の記憶装置には、油圧シリ
ンダ３のボトム側の断面積S₁とロツド側の断面積
S₂にそれぞれ対応した微小時間t₁、t₂を、すなわ
ちt₁／S₁＝t₂／S₂の関係を満足する時間t₁、t₂を
記憶させてある。また、同変換装置６の中央処理
装置は、時間Ｔの計数をおこなうとともに、この
時間Ｔと上述した時間t₁、t₂との比較をおこなう
ようになつている。

このように構成してある一実施例にあつては、
例えば第４図に示す手順によつて油圧シリンダ３
の駆動が制御される。

すなわち、まず手順２４で示すように、変換装
置６で切換装置１５はON状態にあるかどうか、
すなわち切換装置１５から信号が出力されている
かどうか判断される。この判断が満足されない場
合は、油圧シリンダ３の振動を生じさせることが
意図されない場合であり、前述したとおり、手順
２０〜２３に応じた判断、動作がおこなわれ、油
圧シリンダ３は２つの可変容量ポンプ１，２から
吐出される圧油を合流させることによつて、伸
長、収縮の動作をおこなう。

そして、手順２４の判断が満足された場合は、
油圧シリンダ３に振動を生じさせることが意図さ
れる場合であり、手順２５に移る。この手順２５
では、変換装置６からポンプ制御弁１１に第３図
の左位置に切換える信号を出力し、ポンプ制御弁
１２に同第３図の右位置に切換える信号を出力す
ることがおこなわれ、手順２６に移る。なお、手
順２５において、ポンプ制御弁１１，１２が左位
置、右位置にそれぞれ切換えられることにより、
ピストン１３，１４が右方向、左方向に移動し、
これによつて可変容量ポンプ１，２はそれぞれ図
示左方向、右方向に一定の流量Ｑの圧油を吐出す
る状態となる。

次いで手順２６に示すように、変換装置６から
切換弁７，８に信号が出力され、これらの切換弁
７，８が開かれる。これによつて、可変容量ポン
プ１の吐出口と油圧シリンダ３の１つのポートす
なわちボトム側とが連通し、また可変容量ポンプ
１の吸込口と油圧シリンダ３の別の１つのポート
すなわちロツド側とが連通する。したがつて、油
圧源３ｂから管路３ａを介して可変容量ポンプ１
に吸込まれる圧油によつて油圧シリンダ３は伸長
する方向に駆動される。

また上記手順２６で切換弁７，８が開かれると
同時に手順２７に移り、変換装置６で時間Ｔの計
数が始まり、この時間Ｔとあらかじめ記憶させて
ある時間t₁との比較がおこなわれる。この時間Ｔ
が時間t₁に等しくなつたときに手順２８に移る。
なお、この間の油圧シリンダ３の作動距離は、
t₁Q／S₁となる。

次いで手順２８に示すように、変換装置６から
切換弁７，８に、これらの切換弁７，８を閉じる
信号が出力されるとともに、同変換装置６から切
換弁９，１０に、これらの切換弁９，１０を開く
信号が出力される。これによつて、可変容量ポン
プ１の吐出口を油圧シリンダ３のボトム側とを連
絡する回路、および可変容量ポンプ１の吸込口と
油圧シリンダ３のロツド側とを連絡する回路が遮
断される。一方、可変容量ポンプ２の吐出口と油
圧シリンダ３の別のポートすなわちロツド側とが
連通し、可変容量ポンプ２の吸込口区油圧シリン
ダ３のボトム側とを連絡する回路が連通する。し
たがつて、油圧源３ｂから管路３ａを介して可変
容量ポンプ２に吸込まれる圧油によつて、油圧シ
リンダ３は収縮する方向に駆動される。また上記
の手順２８で切換弁９，１０が開かれると同時
に、時間Ｔの計数が始まり、この時間Ｔとあらか
じめ記憶させてある時間t₂との比較がおこなわれ
る。この時間Ｔが時間t₂に等しくなつたときに始
めに戻る。なお、この間の油圧シリンダ３の作動
距離は、t₂Q／S₂となる。以下、同様の動作が微
小時間の間に連続的におこなわれる。

このように、上記一実施例にあつては、油圧シ
リンダ３に振動を生じさせることが意図される場
合は、可変容量ポンプ１，２は常時一定量吐出可
能な状態になり、油圧シリンダ３の作動方向の切
換動作は、ピストン１３，１４の移動動作を介在
させることなく、すなわち、油圧シリンダ３の作
動方向の切換えに対し、切換弁７，８あるいは切
換弁９，１０を切換えるだけの微小時間で応答性
よくおこなうことができ、それ故、油圧シリンダ
３は、移動距離t₁Q／S₁＝t₂Q／S₂間において、
収縮と伸長を交互にくり返し、所望の振動を発生
する。

したがつて、この一実施例を例えば油圧シヨベ
ルのバケツトを回動させるバケツトシリンダの駆
動回路に適用させた場合には、バケツトに付着し
た泥の離脱、あるいはバケツトによる岩の破砕等
をバケツトシリンダに振動を生じさせることによ
つて実現させることができる。

なお上記実施例では、油圧シリンダ３に振動を
発生させるに際し、変換装置６からポンプ制御弁
１１，１２に、それぞれ左位置、右位置に切換え
る信号を出力させたが、これとは逆にポンプ制御
弁１１，１２に、それぞれ右位置、左位置に切換
える信号を出力させるようにしてもよい。

また上記実施例では、可変容量ポンプ１，２か
ら吐出される圧油の流量Ｑを常時一定にした場合
を述べたが、例えば切換弁７，８，９，１０を流
量可変機能を有するものによつて構成し、油圧シ
リンダ３のボトム側に供給される圧油の流量を
Q₁、ロツド側に供給される圧油の流量をQ₂、あ
らかじめ変換装置６の記憶装置に記憶される微小
時間ｔを常時一定とし、かつtQ₁／S₁＝tQ₂／S₂
関係を満足するように構成してもよい。

また、第３図においては、操作装置４、変換装
置６、切換弁７，８，９，１０、およびポンプ制
御弁１１，１２を接続する系統を電気系統によつ
て示してあるが、これらの系統の一部は油圧信号
を伝えるものによつて構成することもできる。

また上記実施例においては、第３図に示すよう
に、２つの可変容量ポンプ１，２によつて油圧シ
リンダ３に振動を発生させるようにしてあるが、
可変容量ポンプ１に代えて複数の油圧ポンプを設
けても良く、また可変容量ポンプ２に代えて複数
の油圧ポンプを設けてもよい。

また上記実施例では、アクチユエータの一例と
して油圧シリンダ３を挙げたが、本発明はこの油
圧シリンダ３に限定されるものではなく、また本
発明は油圧シヨベル等の建設機械に限らず各種の
油圧機械に適用可能である。

本発明のアクチユエータ駆動回路は以上のよう
に構成したことから、アクチユエータの作動方向
の切換動作に対して優れた応答性を確保すること
ができ、それ故、このアクチユエータに所望の振
動を発生させることができ、このアクチユエータ
が具備される油圧機械の作業性を向上させること
のできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアクチユエータ駆動回路の一例
を示す回路図、第２図は第１図に示す従来のアク
チユエータ駆動回路で実施される制御手順の一例
を示すフローチヤート、第３図は本発明のアクチ
ユエータ駆動回路の一実施例を示す回路図、第４
図は第３図に示す本発明の一実施例において実施
される制御手順の一例を示すフローチヤートであ
る。 １，２……可変容量ポンプ、３……油圧シリン
ダ（アクチユエータ）、４……操作装置、６……
変換装置、７，８，９，１０……切換弁、１１，
１２……ポンプ制御弁、１３，１４……ピスト
ン、１５……切換装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １つのアクチユエータと、このアクチユエー
   タを駆動させる複数の油圧ポンプと、これらの油
   圧ポンプとアクチユエータとの間に介設した切換
   弁とを有する閉回路からなるとともに、上記切換
   弁を作動させる作動手段を備え、上記複数の油圧
   ポンプから吐出される圧油の合流によるアクチユ
   エータの駆動が可能なアクチユエータ駆動回路に
   おいて、上記作動手段に接続して、信号を出力す
   る切換装置を設けるとともに、該作動手段は該切
   換装置から出力される信号に応じて上記切換弁
   を、上記複数の油圧ポンプのうちの１つの油圧ポ
   ンプの吐出口と上記アクチユエータの１つのポー
   トとを連絡する回路と、上記複数の油圧ポンプの
   うちの別の１つの油圧ポンプの吐出口と上記アク
   チユエータの別の１つのポートとを連絡する回路
   とが、交互に連通としや断がくり返されるように
   作動させることを特徴とするアクチユエータ駆動
   回路。