JPS5983864A - 静液圧駆動装置用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力を受ける調整シリンダを介して調整可能
なポンプが、主導管を介して液圧モータに接続され、こ
の液圧モータの回転数に比例して駆動される測定モータ
がイ」属して、液圧モータの回転数を調整するため目標
値発生器により変化可能な制御流を発生する、液圧駆動
装置用制御装置から出発している。

このような公知の装置では、測定モータの測定回路に可
変絞りが接続され、また可変液圧モータが、測定回路に
設けられた可変絞りの流通断面に応じて調整シリンダに
より調整され、すなわちこの絞りにより液圧モータの回
転数が規定される。しかしこのような装置はポンプの性
質を考慮していないので、公知の装置の使用範囲および
その制御精度は限られている。

これに対し特許請求の範囲第１項の特徴をもつ本発明の
装置は、ポンプを調整する信号が所定の目標値からの液
圧モータ回転の偏差から簡単に得られるという利点をも
っている。これにより特に単位組立てに適しかつ自由に
移動できるように設けられる制御素子の使用が可能とな
り、駆動機械の変動や容積効率の変化がなくなる。これ
は液圧モータの低い回転数にとって重要である。駆動回
転数の手動あるいは電気遠隔制御も特に有利である。

特許請求の範囲の実施態様環にあげた手段は、特許請求
の範囲第１項に示した特徴の発展である。電動機により
駆動されて測定回路に影響を及ばすポンプを目標値発生
器として設けると特に有利である。

本発明の実施例が図面に示してあり、以下これについて
説明する。

第１図には本発明の最も簡単な実施例が示されている。

図示しない駆動機械により駆動される可変ポンプ１０は
、伝動装置主導管１１および１２を介して不変液圧モー
タ１３と閉回路をなすように接続されている。ポンプ１
ｏの回転数に比例して制御ポンプとしての供給ポンプが
駆動されて、圧力媒体を容器】５から吸入し、これを制
御導管Ｉ６へ吐出する。この制御導管１６は、液圧モー
タ１３の回転数に比例して駆動される測定モータ】７へ
通じ、この測定モータ１７がら導管Ｊ８がポンプ１ｏの
調整部ＩＪ’２０用調整シリンダ１９へ通じている。制
御導管１６には可変絞り２１（流量調整弁でもよい）が
設けられ、これかられかるように供給ポンプ１４、制御
導管１６、絞り２１、測定モータＩ７および調整シリン
ダ１９が、ポンプ１０の調整用制御回路を形成している
。測定モータ１７と可変絞り２１は直列に接続されてい
る。

調整°シリンダ１９は複動構成となっており、そのピス
トン２３は両側の圧力空間２４．２５に設けられた圧縮
はね２６．２７の荷重を受けている。

導管Ｉ８は圧力空間２５へ通じ、一方圧カ空間２４へ通
ずる導管２８は制御導管１６から分岐している。導管１
８に通ずる導管３ｏは任意に設定可能な４ボ一ト３位置
方向制御弁３１へ通じている。この弁３１は調整シリン
ダ１９への制御流の方向変化に役だち、それによりポン
プ１ｏを逆転することができる。導管３ｏは方向制御弁
″３１を経て、その端部には戻り導管用の低い開放圧力
をもつ初応力弁３２が設けられている。

ポンプ１４には導管１６からの分岐導管としてさらに導
管３３が接続されて、供給圧力の圧力制限弁３４へ通じ
ている。このいわゆる供給油は、逆止め弁３５．３６を
経て主回路１１．１２のそれぞれ低圧導管へ供給される
。

制御装置は次のように動作する。供給ポンプ１４の吐出
量はポンプ１０の回転数に関係しているが、測定モータ
１７の吸収量および主回路＋１゜１２における漏れ損失
の補給量より常に多い。

過剰量は圧力制限弁３４を経て流出する。したがって供
給ポンプ１４は絞り２１の前で制御導管１６中にほぼ一
定の圧力を生ずる。測定モータ１７の吸収量は液圧モー
タ１３の回転数に関係している。例えば絞り２１を通る
吐出流量が測定モータ１７の吸収量より多いと、制御導
管１６にある分岐点Ａから差流量が導管２８を経て調整
シリンダ１つへ流れる。なぜならば、分岐点Ａの規則に
従って流入流量と流出流量との和が零でなければならな
いからである。導管２８を流れる圧力媒体流によって、
測定モータ１７への圧力媒体流量が絞り２１の所におけ
る圧力媒体流量に等しくなるまで、ポンプ１０がいっそ
う大きい吐出量に調整される。調整シリンダ１９したが
ってポンプ１０はこの新しい平衡状態に留まり、ポンプ
１０の正しい吐出量が液圧モータ１３に所望の新しい回
転数を設定する。したがって絞り２１の流通断面の変化
によって、液圧モータ１３の簡単な調整特に遠隔調整が
可能になり、その際目標値と実際値がきわめて急速に一
致する。

第２図による実施例と第１図による実施例とは、目標値
の設定装置のみが相違している。この設定装置は、制御
導管１６に挿入されてｉＩ！気的に操作可能な比例方向
制御弁４０を含み、はね４１′の荷重を受ける圧力調整
器４１がこの弁４０の前で制御導管１６に挿入されてい
る。さらに一方では導管４３を介して導管１８に接続さ
れ他方では導管４４を介して制御導管１６へ接続されて
いる択一逆止め弁４２が必要である。これにより導管１
６．１８の圧力のうち高い方の圧力が選択され、導管４
５を経て圧力調整器４１へ導かれる。導管４５内の圧力
に抗して圧力調整器４１へ、制御導管４６を介して方向
制御弁４０の前で導管１６から取出される圧力が作用す
る。方向制御弁４０の動作位置の１つＩあるいはＴＩに
おいて、圧力調整器４１により弁４０の制御断面に特定
の差圧が維持される。圧力調整器４】の設定に応じて、
ポンプＩＯの適当な調整により液圧モータ１３には再び
特定の回転数が規定され、この回転数の実際値と目標値
が一致するまで、これらの値が比較されかつ圧力調整器
４１および比例弁４０を介して調整される。圧力調整器
伺の目的は、調整シリンダ１９に必要な調整圧力に関係
なく目標値を一定に保つことで゛ある。

第３図による実施例では、前の実施例と同じ部分には同
じ数字がつけである。ここでは２つの液圧モータ４８．
４．９が設けられ、その各々に測定モータ５０．５＋が
付属して、導管５２．５３により閉じた回路となるよう
に接続されている。導管５２から導管５４が調整シリン
ダ１９の一方の圧力空間へ通じ、他の導管５３から導管
５５が調整シリンダＩ９の他方の圧力空間へ通じている
。

電動機５７により測定ポンプ５６が駆動されて、回転方
向に応じて導管５８．５９を経て圧力媒体を容器６０か
ら導管５４あるいは５５へ供給する。

測定ポンプ５６と測定モータ５０，５１の圧力媒体流量
は、目標値と実際値との偏差に応じて導管５４．５５内
で加算あるいは減算され、両方の値が一致するまで、こ
れらの導管５４．５５を通してポンプ１０が調整される
。例えば測定モータ５０，５１が吸収する量より多くポ
ンプ５６が吐出すると、目標値と実際値が一致するまで
、ポンプ１０を調整せねばならない。したがってポンプ
５６の回転数の変化によって、目標値と実際値の比較を
含むポンプｌＯの調整を介して、モータ４８，４９の回
転数の簡単な制御が可能となる。したがってこれは原理
的に第１図による実施例におけるのと同じである。

第４図による実施例では、調整シリンダ１９の前にパイ
ロット弁６３が接続され、この弁により導管６４が供給
ポンプ６１に接続されている。

こうしてポンプ１０のいっそう高感度の調整が行なわれ
る。パイロット弁６３の制御は導管５４゜５５の圧力差
によって行なわれる。供給ポンプ６】は調整シリンダ１
９の調整圧力を供給する。

第５図による実施例と第２図による実施例は、大体にお
いて各導管１１．１２に圧力制限弁６７．６８が接続さ
れている点において相違している。これら弁６７．６８
の各々から導管６９または７０が比例方向制卸弁４０の
それぞれの端面へ通じている。それにより、それぞれ高
圧を通す主導管ＩＩ。

】２の圧力が上限値に達すると、ポンプＩＯが戻し調整
されるようにすることができる。例えば主導管ｌｌ内の
圧力がこの上限値に達すると、圧力制限弁６７が開き、
圧力媒体は導管６９を経て弁４０の端面へ流れ、この圧
力により弁４０が制御されて、調整シリンダ１９がポン
プｌＯの吐出量を減少するように設定される。この原理
は、比例方向制御弁４０が開閉電磁石あるいは比例電磁
石で操作されるとき、特に適用可能である。

これによりいわゆる低損失の圧力制限が行なわれる。

第６図による実施例ては、制御導管１６に再び直接制御
される比例方向制御弁４０が接続され、さらに液圧で制
御される調整弁７５が設けられ、この調整弁７５から導
管７６が制御導管１６へ接続されている。調整弁７５か
ら２つの導管７７．７８が調整シリンダ１９へ通じてい
る。調整弁７５の両端面へ通ずる導管７９．８０は制御
導管１６および導管１８へ接続されている。これら側導
管７９，８．０は導管８４により接続されている。

さらに導管７９へ弁４０から出る導管８５も通じている
。調整弁７５は導管７９，８０．１６．１８の差圧を受
ける。ポンプ】０の所望の吐出方向に応じて、調整弁７
５の一方の側が測定モータ１７への供給導管に接続され
、また他方の側が戻り導管に接続される。戻り導管の圧
力は初応力弁３２により決定される。

比例弁４０により設定される目標値と測定モータＪ７の
吸＊ｍとの差は、導管８４内の絞り８２に関係して調整
弁７５の制御面に、初応力弁３２の背圧より高いかある
いは低い圧力を生ずる。圧力差の符号に応じて調整弁７
５は開閉位ｆｉｌｌあるいはＩＩをとって、ポンプ１０
の調整あるいは戻り調整を行なう。

直接制御とは異なり、ポンプ１０の調整速度３４測定モ
ータ１７の容積流量には無関係であり、戻しはばね力に
よっては行なわれず、液体圧力によって行なわれる。比
例弁４０における圧力調整は不要である。この弁４０に
おける圧力差は調整弁７５のばね８６，８７によって一
定に保たれる。

第７図による実施例に示すように、今や９０で示す液圧
モータも調整可能に構成することが可能である。その調
整部材旧は、単動調整シリンダ９２によりはね９３の力
に抗して操作される。その圧力空間９４は導管９５を介
してパイロット弁２９６に接続されている。パイロット
弁９６の一方の側へは、択一逆止め弁９８から来る導管
９７が通じている。パイロット弁９６の他方の側へは、
制御導管１６から出る導管９９が通じている。第１図の
実施例におけるように、ｆｌ？！Ｉ御導管１６には圧力
調整器３２をもつ比例弁３１が接続されている。択一逆
止め弁９８は、圧力制限弁６８に接続されている導管９
９を介して一方の側へ圧力を受けている（第５図による
実施例参照）。択一逆止め弁９８の他力の側へは、圧力
制限弁６７へも通ずる導管１００が通じている（同様に
第５図の実施例参照）。これかられかるように第７図に
よる実施例では、第１図、第５図および第６図の実施例
の素子がまとめられ、これに液圧モータ９０の調整装置
が加わっている。パイロット弁９６には、導管９７から
の圧力と同じ方向にはね１０１の力が作用している。調
整弁７５にさらに通ずる導管１０４は、制御導管１６か
らパイロット弁９６へ通ずる導管１０２へ接続されてい
る。

ポンプと液圧モータを同時に調整する場合、調整範囲が
一義的に別々に存在しないと、多義的な動作点が生ずる
。これはパイロット制御される調整弁７５によって行な
われる。パイロット弁９６は不動作位置で圧力空間９４
を容器へ接続する。導管９９には通常は圧力がない。し
たがって調整シリンダ７２のばね９３は液圧モータ９０
を全吸収量に設定する。測定ポンプおよび測定モータの
回転数の目標値と実際値との間に偏差があり、それによ
り導管１６と導管１８．７９とに圧力差が生ずると、ま
ずポンプ１０の！ｌｌ整弁７５が変位せしめられる。調
整偏差がさらに大きくなるとはじめて、液圧モータ９０
の調整用パイロット弁９６も開閉位置■から開閉位置Ｉ
Ｔへもたらされる。それにより供給ポンプ１４から導管
１６および導管１０２へ供給される圧力媒体が調整シリ
ンダ９２の圧力空間９４へ達し、液圧モータ９０をいっ
そう小さい吸収量へ調整するが、これは回転数の上昇を
意味する。択一逆止め弁９８により、そのつと高圧の側
が導管９７へ接続される。

特定の最大圧力では、液圧モータのトルクは吸収容積の
減少につれてかさくなるので、回転数につれて負荷トル
クが増大すると、トルク限界において不安定な動作が予
想される。すなわち大きすぎる負荷のため液圧モータが
設定された目標回転数に達しないと、液圧モータはさら
に戻り調整され、したがってトルクを減少する。

これを防止するため、圧力制限弁６７、．６８により再
びいわゆる低損失圧力制限が行なわれ、これらの弁の応
動の際、量大圧力に達すると液圧モータがさらに調整さ
れる。最大圧力を超過すると、これらの弁が応動し、導
管９９または１００の動圧は択一逆止め弁９８および導
管９７を経てパイロット弁９６の左側へ伝わる。今や導
管９９の圧力より高い圧力はパイロット弁９６を中間位
置へ動かし、この位置で調整シリンダ９２は液圧モータ
９０の調整部材９１を最大圧力に合わせる。高圧を超過
すると、パイロット弁９６は開閉位置■へもたらされ、
それから液圧モータ９６が最大調整され、依然として生
じている導管７９．１０４の二次圧力は調整弁７５を動
かして、調整シリンダ１９が今やポンプ１ｏを戻し調整
するようにする。この組合わせ装置により、特定の回転
に達するために、両方の流体機械ができるだけ大きい調
整角（低い圧力）で最良の効率をとるようにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は制御装置をもっ液圧駆動装置の異
なる実施例の接続図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　圧力を受ける調整シリンダを介して調整可能なポン
   プが、主導管を介して液圧モータに接続され、この液圧
   モータの回転数に比例して駆動される？ｌ！ｌ定モータ
   が付属して、液圧モータの回転数を調整するため目標値
   発生器により変化可能な制翻流を発生するものにおいて
   、目標値発生器（２Ｎ４０．４１ｉ５６，５７）により
   規定されたのとほぼ同じ容積流量を？ｌｊＩ定モータ（
   １７）がとるとき、液圧モータ（１３）がその回転数目
   標値に達し、回転数が目標値からずれると、ポンプ（１
   ０）が目標値発生器（２１ブ４０，４１；５６，５７）
   と測定モータ（１７）の圧力媒体流量差により調整シリ
   ンダ（１９）を介して、測定モータ（１７）の吸収量が
   目標値発生器（２１；４０，４１；５６．５７）の流出
   量に等しくなるまで、調整されることを特徴とする、静
   液圧駆動装置用制御装置。 ２　目標値発生器が、制御回路に設けられた可変絞り弁
   （２１）または流量調整弁または圧力調整器（４１）を
   もち電気あるいは手動で操作可能な方向制御弁（４０）
   または電動機（５７）により駆動されるポンプ（５６）
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ３　比例方向制御弁（４０）の後に、初応力をかけられ
   て戻り導管へ圧力を除かれる弁（３２）が接続されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置
   。 ４　圧力調整器（４１）の前に択一逆止め弁（４２）が
   接続されて、制御回路にある両方の圧力のうち高い方の
   圧力を圧力調整１ａ（４］）へ導き、この圧力調整器（
   ４１）が制御ポンプ（１４）からも圧力を受けているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ５　高圧導管（１１，１２）に圧力°制限弁（６７、６
   ，ｓ　）が接続され、ここで分岐する圧力が比例方向制
   御弁（４０）へ作用して、この方向制御弁（４ｏ）が調
   整シリンダ（１９）を介して可変ポンプ（１，０）を戻
   し調整することによって、このポンプ（１０）の戻し調
   整により損失の少ない圧力制限を行なう装置が設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ６　比例方向制御弁（４０）の壕に接続された調整弁（
   ７５）を介して調整シリンダ（１９）の駆動が行なわれ
   、この調整弁（７５）が制御回路に生ずる差圧を受けて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の装
   置。 ７　液圧モータ（９０）も特に単動調整シリンダ（９２
   ）により調整可能であり、この調整シリンダ（９２）の
   圧力空間（９４）がパイロット弁（９６）により制御さ
   れ、このパイロット弁（９６）へ一方では制御回路の圧
   力が作用し、他方ではばねと過圧が現われるとき主導管
   （＋＋、１２）の一方からの圧力とが作用することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。