JP3829100B2 - 油圧制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリートミキサー車やごみ収集車などの特装車に用いる油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばコンクリートミキサー車に用いる油圧制御装置として、図３に示すものが従来から知られている。
この従来の装置は、エンジンＥの出力軸ｄに、可変容量形のメインポンプｐ１と、定容量形のチャージポンプｐ２とを連係するとともに、これらメインポンプｐ１およびチャージポンプｐ２を、エンジンＥの作動に応じて駆動させるようにしている。
上記メインポンプｐ１は、その吐出ポート１０に通路１を介して切換弁ｂの第１ポート１２を接続している。また、このメインポンプｐ１の吸い込みポート１１には、通路２を介して切換弁ｂの第２ポート１３を接続している。
【０００３】
上記切換弁ｂの第３，第４ポート１４，１５には、それぞれ配管５、６を介してアクチュエータａに接続している。
このアクチュエータａには、セメントを入れるドラムＤを連係し、このドラムＤをアクチュエータａの作動に応じて回転させるようにしている。
【０００４】
上記メインポンプｐ１には、その吐出量を制御するコントローラｃを接続している。このコントローラｃは、上記切換弁ｂが中立位置にあれば、メインポンプｐ１の斜板の傾転角を小さくして、その吐出量を最少にする。また、切換弁ｂを操作レバー７によっていずれかの方向に切り換えると、メインポンプｐ１の斜板の傾転角を大きくして、その吐出量を増やす。
なお、メインポンプｐ１の吐出量は、エンジンＥの回転数にも比例している。すなわち、エンジンＥの回転数が高くなればなるほどメインポンプｐ１の吐出量が増加し、エンジンＥの回転数が低くなればなるほどメインポンプｐ１の吐出量が減少する。
【０００５】
一方、上記チャージポンプｐ２は、その吐出ポート８側を、チェック弁３を介して上記通路１を接続し、チェック弁４を介して上記通路２を接続している。このようにしたチャージポンプｐ２は、回路内の流量不足を補うものである。すなわち、この装置はいわゆる閉回路であり、一定量の作動油を回路内に循環させている。しかし、油漏れなどによって回路内の流量が不足することがあり、このような場合に、上記チャージポンプｐ２によって不足分の流量を補充するようにしている。
【０００６】
次に、この従来の装置の作用を説明する。
切換弁ｂが図示する中立位置にある場合、コントローラｃによってメインポンプｐ１の一回転当たりの吐出量が最少に保たれている。そのため、エンジンＥの作動に応じてメインポンプｐ１が駆動すると、このメインポンプｐ１から最少流量が吐出される。そして、このメインポンプｐ１から吐出された最少流量は、通路１を介して切換弁ｂに導かれるが、このとき切換弁ｂが中立位置にあるので、この流量は通路２を介してメインポンプｐ１の吸い込みポート１１に戻される。つまり、切換弁ｂが中立位置にあるとき、アクチュエータａに圧油は供給されず、ドラムＤの回転は停止している。
【０００７】
上記の状態から例えば切換弁ｂを図面上側のポジションに切り換えると、第１ポート１２と第３ポート１４とが連通し、第２ポート１３と第４ポート１５とが連通する。また、このとき、コントローラｃがメインポンプｐ１の吐出量を増やす方向に斜板を制御する。
したがって、メインポンプｐ１から吐出された圧油が、通路１→切換弁ｂ→通路５を介してアクチュエータａに供給される。そして、このアクチュエータａからの戻り油が、通路６→切換弁ｂ→通路２を介してメインポンプｐ１の吸い込みポート１１に戻される。
【０００８】
上記のようにすれば、圧油の供給量に応じた速度でアクチュエータａが作動する。そして、このアクチュエータａの作動速度に応じてドラムＤが回転する。
なお、このときメインポンプｐ１から吐出される流量は、メインポンプｐ１の一回転当たりの吐出量に、エンジンＥの回転数をかけ合わせたものである。
したがって、ドラムＤの回転数を上げる場合には、エンジンＥの回転数を上げることになる。
【０００９】
また、上記と反対に切換弁ｂを図面下側のポジションに切り換えた場合には、第１ポート１２と第４ポート１５とが連通し、第２ポート１３と第３ポート１４とが連通する。そのため、上記と反対方向にアクチュエータａが作動して、上記と反対方向にドラムＤも回転することになる。
なお、上記のようにドラムＤを回転させているときに、油漏れなどによって回路内の流量が不足すると、その不足分がチャージポンプｐ２によって補充される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
セメントを搬送するコンクリートミキサー車は、ドラムＤからセメントを排出する時に、ドラムＤを高速回転させる。また、セメントを排出する直前にも、セメントを良く混ぜ合わせるために、ドラムＤを高速回転させている。
ところが、従来の装置では、ドラムＤを高速回転させるために、エンジンＥの回転数を上げなければならない。エンジンＥの回転数を上げると、それに応じてエンジン音が大きくなり、このエンジン音が住宅街などにおいて騒音となるという問題があった。つまり、この従来の装置は、アクチュエータの作動速度を上げようとすると、エンジンの回転数が上がり、このエンジン音がうるさくなるという問題があった。
【００１１】
なお、大型のメインポンプｐ１を用いれば、回転数が低くても大流量が吐出されるので、アクチュエータａを高速で作動させるために、エンジンＥの回転数を増やさなくてもよい。つまり、ドラムＤを回転させるときのエンジン音を低く抑えることができる。しかし、可変容量形のポンプは非常に高価であるため、大型のメインポンプｐ１を用いると、装置全体のコストアップを招くという不都合が生じる。
この発明の目的は、安価で、しかも、エンジンの回転数を上げなくてもアクチュエータの作動速度を上げることのできる油圧制御装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、循環回路に設けるとともに、アクチュエータから排出される排出流量を測定する流量計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、電動モータの回転数を上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、アクチュエータの作動速度を測定する速度計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、上記電動モータの回転数を、上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示す第１実施形態は、可変容量形のメインポンプＰ１と、定容量形で小型のチャージポンプＰ２とを、エンジンＥの出力軸ｄに連係している。そして、これら２台のポンプＰ１，Ｐ２を、エンジンＥによって駆動させるようにしている。
また、定容量形のサブポンプＰ３を、電動モータＭの出力軸に連係している。そして、このサブポンプＰ３を、電動モータＭによって駆動させるようにしている。
【００１６】
上記メインポンプＰ１は、その一方のポート２０に通路２２を介してアクチュエータＡのポート２４を接続している。また、他方のポート２１には、通路２３を介してアクチュエータＡのポート２５を接続している。そして、上記通路２２および通路２３によって、この発明の循環回路を構成している。
また、上記アクチュエータＡにドラムＤを連係し、このドラムＤをアクチュエータＡの作動に応じて回転させるようにしている。
【００１７】
上記通路２２には合流通路２６を介して方向切換弁Ｂのポート２８を接続し、上記通路２３には合流通路２７を介して方向切換弁Ｂの他方のポート２９を接続している。
上記方向切換弁Ｂは、その流入ポート３０に通路３２を介してサブポンプＰ３の吐出ポート３３を接続し、また、流出ポート３１にタンクＴを接続している。このようにした方向切換弁Ｂは、図示する中立位置にあるとき、流入ポート３０を流出ポート３１に連通させているが、図面上側位置に切り換わると、流入ポート３０をポート２８に連通させる。また、方向切換弁Ｂが図面下側位置に切り換わると、流入ポート３０をポート２９に連通させる。
【００１８】
一方、上記流路２２には、排出通路３６を接続するとともに、この排出通路３６に排出バルブ４１の一方のポート４２を接続している。また、上記通路２３には、排出通路３７を介して排出バルブ４１の他方のポート４３を接続している。上記排出バルブ４１は、そのポート４４，４５を、圧力制御弁４６を介してタンクＴに接続している。また、この排出バルブ４１は、図示する中立位置にあるとき、各ポート４２〜４５と他のポートとの連通を遮断しているが、図面右側位置に切り換わるとポート４３とポート４５とを連通し、図面左側位置に切り換わるとポート４２とポート４４とを連通する。
【００１９】
なお、上記チャージポンプＰ２の吐出ポート４７には、チェック弁３４を介して通路２２を接続し、また、チェック弁３５を介して通路２３を接続している。そして、このチャージポンプＰ２によって、通路２２，２３内の流量不足を補うようにしている。
【００２０】
上記メインポンプＰ１には、その斜板の傾転角を操作する操作レバーＲを機械的に連係している。また、この操作レバーＲには、コントローラＣを接続し、このコントローラＣに操作レバーＲの操作量を入力するようにしている。
上記コントローラＣには、方向切換弁Ｂ、および排出バルブ４１のソレノイドｓをそれぞれ接続している。そして、各ソレノイドｓの励磁電流をコントローラＣで制御することによって、これら方向切換弁Ｂ、および排出バルブ４１の切り換え位置を制御するようにしている。
さらに、図示していないが、上記コントローラＣには、ドラムＤの回転数すなわちアクチュエータＡの作動速度を特定する作動指令値を入力する入力機構を接続している。
【００２１】
上記エンジンＥの出力軸ｄには、このエンジンＥの回転数を検出する回転数センサー４９を設けるとともに、この回転数センサー４９を上記コントローラＣに接続している。
一方、上記通路２３には、固定オリフィス４８を設けるとともに、この固定オリフィス４８の前後に生じる圧力差を、差圧計５０によって検出するようにしている。そして、この差圧計５０によって検出した値を、上記コントローラＣに出力するようにしている。
上記の圧力差が入力されたコントローラＣは、この圧力差に基づいて電動モータＭの回転数を制御するが、その詳細な説明については後で説明する。
なお、上記固定オリフィス４８と差圧計５０とによって、差圧式の流量計を構成しているが、通過流量を測定できるものであれば、流速から流量を特定する流量計でもよく、また、容積から流量を特定する容量計でもよい。
【００２２】
次に、この第１実施形態の作用を説明する。
操作レバーＲを操作していない状態、すなわちメインポンプＰ１の斜板の傾転角が最少のとき、このメインポンプＰ１の吐出量はほぼゼロに保たれている。そのため、この状態においてエンジンＥが作動しても、このメインポンプＰ１から圧油は吐出されない。
また、このように操作レバーＲを操作していないとき、コントローラＣによって、電動モータＭの作動を停止させている。したがって、サブポンプＰ３からも圧油は吐出されない。
【００２３】
一方、チャージポンプＰ２は、操作レバーＲの操作状況に係わりなく、エンジンＥの回転数に比例した流量を吐出する。ただし、このチャージポンプＰ２は、通路２２，２３内の流量不足を補うものであり、その吐出圧を低く設定している。そのため、このチャージポンプＰ２から吐出される圧油によって、アクチュエータＡが作動することはない。
したがって、操作レバーＲが中立位置にあるときには、ドラムＤは停止している。
【００２４】
上記の状態から操作レバーＲを操作すると、メインポンプＰ１の斜板の傾転角が大きくなるため、このメインポンプＰ１がエンジンＥの回転数に応じた流量を吐出する。例えば、メインポンプＰ１のポート２０から圧油が吐出されると、この圧油は通路２２を介してアクチュエータＡの一方のポート２４に供給されて、このアクチュエータＡからの戻り油が通路２３を介してメインポンプＰ１のポート２１に戻される。このように圧油が供給されると、アクチュエータＡが作動して、ドラムＤが所定の速度で回転する。
【００２５】
このようにドラムＤが回転している状態から、このドラムＤの回転速度をさらに上げる場合には、図示していない入力機構からコントローラＣに作動指令値を入力する。このように作動指令値をコントローラＣに入力すると、このコントローラＣが電動モータＭを所定の速度で回転させる。そのため、サブポンプＰ３が所定の速度で回転駆動して、その吐出ポート３３から圧油が吐出される。
また、コントローラＣは、電動モータＭを駆動させると同時に、方向切換弁Ｂを図面上側位置に切り換える。このように方向切換弁Ｂを切り換えると、流入ポート３０とポート２８とが連通し、サブポンプＰ３の吐出ポート３３が、通路３２→方向切換弁Ｂ→合流通路２６を介して通路２２に連通する。
【００２６】
したがって、サブポンプＰ３から吐出された流量が、合流通路２６を介して通路２２に合流する。このようにしてサブポンプＰ３の吐出油を通路２２に合流させると、アクチュエータＡの作動速度が速くなるため、ドラムＤの回転速度も増加する。つまり、エンジンＥの回転数を増やさなくても、ドラムＤの回転速度を上げることができる。
【００２７】
上記のようにしてドラムＤの回転速度を上げているが、サブポンプＰ３を駆動する電動モータＭの回転数というのは負荷や電圧に応じて変化しやすく、場合によってはサブポンプＰ３の吐出流量が不足することがある。サブポンプＰ３の吐出流量が不足すると、アクチュエータＡを必要とする速度で作動させることができず、ドラムＤの回転数が指定した回転数よりも低くなってしまう。
そこで、この実施形態では、実際にアクチュエータＡに供給されている流量に基づいて、サブポンプＰ３の吐出量を制御するようにしている。具体的に説明すると、コントローラＣが、上記差圧計５０によって測定した圧力差に基づいてアクチュエータＡから排出される排出流量を求めるとともに、この排出流量が作動指令値に対して多いか少ないかを判断して、電動モータＭの出力電流を最適に制御する。このようにすれば、最適な流量をサブポンプＰ３から吐出させることができるので、ドラムＤを指定した回転数で作動させることができる。
【００２８】
なお、上記のようにして方向切換弁Ｂを上側位置に切り換えると、コントローラＣからの指令によって、排出バルブ４１が図面右側位置に切り換わるようにしている。このように排出バルブ４１が切り換わると、そのポート４３とポート４５とが連通するため、アクチュエータＡの下流側の通路２３が、通路３７→排出バルブ４１→圧力制御弁４６を介してタンクＴに連通する。したがって、通路２３を通過する圧油のうち、所定の流量がタンクＴに排出される。そして、この所定の流量とは、上記サブポンプＰ３によって合流させた流量のことである。つまり、サブポンプＰ３によって合流させた分の流量を、排出バルブ４１を介してタンクＴに排出するようにしている。
【００２９】
上記圧力制御弁４６は、その上流側の圧力、すなわちアクチュエータＡの下流側の圧力を一定に保つためのものであり、その設定圧は、各ポンプＰ１〜Ｐ３を作動させたときに、通路２３または通路２２内に通常生じる圧力に設定している。つまり、この圧力制御弁４６によって、アクチュエータＡの下流側の圧力が、下がり過ぎたり上がりすぎたりしないようにしている。
なお、この圧力制御弁４６は、その上流側の圧力を一定に保つ機能を有するものであれば、リリーフ弁でも圧力補償弁でもよい。
【００３０】
また、メインポンプＰ１は、上記と反対方向にも回転できるようにしている。メインポンプＰ１を反対方向に回転させた場合には、ポート２１から圧油が吐出されるため、アクチュエータＡが上記と逆回転して、ドラムＤも逆回転する。
また、この状態において、ドラムＤの回転速度を上げる場合には、電動モータＭを作動させるとともに、方向切換弁Ｂを図面下側位置に切り換えて、排出バルブ４１を図面左側に切り換える。このようにすれば、アクチュエータＡの作動速度が速くなり、ドラムＤの回転数も増加する。
【００３１】
図２に示した第２実施形態は、上記第１実施形態の固定絞り４８と差圧計５０の代わりに速度計５１を設けて、この速度計５１によってドラムＤの回転数を直接測定する構成にしたものであり、それ以外の構成については第１実施形態と同じである。
この第２実施形態によれば、コントローラＣが、電動モータＭを作動させている最中に、上記速度計５１によって測定した作動速度と作動指令値とを比較して、電動モータＭの出力電流を最適に制御する。つまり、ドラムＤの実際の作動速度に基づいて、サブポンプＰ３の吐出量を制御するようにしている。このようにすれば、最適な流量がサブポンプＰ３から吐出するので、ドラムＤも指定した回転数で作動させることができる。
【００３２】
上記第１，第２実施形態では、赤信号などで車両が停止しているときにエンジンＥを一次的に停止するアイドリングストップ車にも用いることができる。すなわち、従来、コンクリートミキサー車をアイドリングストップ仕様にした場合、エンジン停止時にドラムＤの回転も止まってしまうという不都合があったため、アイドリングストップ車に用いることができなかった。
しかし、この第１、第２実施形態では、エンジンＥと別の駆動源である電動モータＭによってサブポンプＰ３を駆動させる構成にしているので、アイドリング時にエンジンＥが停止しても、電動モータＭの作動によってドラムＤを回転させることができる。したがって、エンジン停止時に、ドラムＤの回転が止まってしまうという不都合が生じない。
【００３３】
また、上記アイドリングストップ時の制御を具体的に説明すると、コントローラＣが、エンジンＥの作動停止を回転数センサー４９からの信号によって検知すると、このコントローラＣは、操作レバーＲの操作量に基づいて、エンジン作動中にメインポンプＰ１が吐出していた流量を特定する。そして、この特定した流量と同じ流量を、サブポンプＰ３が吐出するように、電動モータＭの回転数を制御する。
【００３４】
上記第１，第２実施形態では、定容量形のサブポンプＰ３を用いているが、この定容量形のサブポンプＰ３は、可変吐出形のポンプに比べて安価である。そのため、可変容量形のメインポンプを大型化した場合に比べて、装置全体のコストを安く抑えることができる。つまり、これら第１，第２実施形態では、エンジンの回転数を上げなくても、アクチュエータの作動速度を上げることが可能というだけでなく、装置全体のコストアップも低く抑えることができる。
また、上記第１，第２実施形態では、コンクリートミキサー車を一例として説明したが、この発明は、油圧モータや油圧シリンダなどのアクチュエータを備えた他の特装車にも用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電動モータを駆動源とするサブポンプを設けて、このサブポンプから吐出した流量を、メインポンプの吐出油に合流させてアクチュエータに供給する構成にしたので、エンジンの回転数を上げなくても、アクチュエータの作動速度を速くすることができる。したがって、アクチュエータの作動速度を速くしたときに、エンジン音が大きくなることを防止できる。
また、サブポンプが定容量形なので、可変容量形のメインポンプを大型化する場合に比べて、装置全体のコストアップを低く抑えることができる。
さらに、エンジンと異なる駆動源によってサブポンプを駆動させるので、エンジンが停止しているときでも、アクチュエータを作動させることができる。したがって、アイドリングストップ車に用いることができる。
【００３６】
しかも、アクチュエータからの排出流量と、作動指令値とを比較して、コントローラが電動モータＭの回転数を制御する構成にしたので、アクチュエータの作動速度を、目標とする速度に保つことができる。
また、第２の発明によれば、アクチュエータの作動速度と、作動指令値とを比較して、コントローラが電動モータＭの回転数を制御する構成にしたので、アクチュエータの作動速度を、目標とする速度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回路図である。
【図２】第２実施形態の回路図である。
【図３】従来例の回路図である。
【符号の説明】
Ａ アクチュエータ
Ｂ 方向切換弁
Ｃ コントローラ
Ｅ エンジン
Ｍ 電動モータ
Ｐ１ メインポンプ
Ｐ３ サブポンプ
ｄ この発明の伝達手段に相当する出力軸
２２ この発明の循環回路を構成する通路
２３ この発明の循環回路を構成する通路
２６ 合流通路
２７ 合流通路
３６，３７ 排出通路
４６ 圧力制御弁
４１ 排出バルブ
４６ 圧力制御弁
４８ この発明の流量計を構成する固定絞り
５０ この発明の流量計を構成する差圧計
５１ 速度計
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリートミキサー車やごみ収集車などの特装車に用いる油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばコンクリートミキサー車に用いる油圧制御装置として、図３に示すものが従来から知られている。
この従来の装置は、エンジンＥの出力軸ｄに、可変容量形のメインポンプｐ１と、定容量形のチャージポンプｐ２とを連係するとともに、これらメインポンプｐ１およびチャージポンプｐ２を、エンジンＥの作動に応じて駆動させるようにしている。
上記メインポンプｐ１は、その吐出ポート１０に通路１を介して切換弁ｂの第１ポート１２を接続している。また、このメインポンプｐ１の吸い込みポート１１には、通路２を介して切換弁ｂの第２ポート１３を接続している。
【０００３】
上記切換弁ｂの第３，第４ポート１４，１５には、それぞれ配管５、６を介してアクチュエータａに接続している。
このアクチュエータａには、セメントを入れるドラムＤを連係し、このドラムＤをアクチュエータａの作動に応じて回転させるようにしている。
【０００４】
上記メインポンプｐ１には、その吐出量を制御するコントローラｃを接続している。このコントローラｃは、上記切換弁ｂが中立位置にあれば、メインポンプｐ１の斜板の傾転角を小さくして、その吐出量を最少にする。また、切換弁ｂを操作レバー７によっていずれかの方向に切り換えると、メインポンプｐ１の斜板の傾転角を大きくして、その吐出量を増やす。
なお、メインポンプｐ１の吐出量は、エンジンＥの回転数にも比例している。すなわち、エンジンＥの回転数が高くなればなるほどメインポンプｐ１の吐出量が増加し、エンジンＥの回転数が低くなればなるほどメインポンプｐ１の吐出量が減少する。
【０００５】
一方、上記チャージポンプｐ２は、その吐出ポート８側を、チェック弁３を介して上記通路１を接続し、チェック弁４を介して上記通路２を接続している。このようにしたチャージポンプｐ２は、回路内の流量不足を補うものである。すなわち、この装置はいわゆる閉回路であり、一定量の作動油を回路内に循環させている。しかし、油漏れなどによって回路内の流量が不足することがあり、このような場合に、上記チャージポンプｐ２によって不足分の流量を補充するようにしている。
【０００６】
次に、この従来の装置の作用を説明する。
切換弁ｂが図示する中立位置にある場合、コントローラｃによってメインポンプｐ１の一回転当たりの吐出量が最少に保たれている。そのため、エンジンＥの作動に応じてメインポンプｐ１が駆動すると、このメインポンプｐ１から最少流量が吐出される。そして、このメインポンプｐ１から吐出された最少流量は、通路１を介して切換弁ｂに導かれるが、このとき切換弁ｂが中立位置にあるので、この流量は通路２を介してメインポンプｐ１の吸い込みポート１１に戻される。つまり、切換弁ｂが中立位置にあるとき、アクチュエータａに圧油は供給されず、ドラムＤの回転は停止している。
【０００７】
上記の状態から例えば切換弁ｂを図面上側のポジションに切り換えると、第１ポート１２と第３ポート１４とが連通し、第２ポート１３と第４ポート１５とが連通する。また、このとき、コントローラｃがメインポンプｐ１の吐出量を増やす方向に斜板を制御する。
したがって、メインポンプｐ１から吐出された圧油が、通路１→切換弁ｂ→通路５を介してアクチュエータａに供給される。そして、このアクチュエータａからの戻り油が、通路６→切換弁ｂ→通路２を介してメインポンプｐ１の吸い込みポート１１に戻される。
【０００８】
上記のようにすれば、圧油の供給量に応じた速度でアクチュエータａが作動する。そして、このアクチュエータａの作動速度に応じてドラムＤが回転する。
なお、このときメインポンプｐ１から吐出される流量は、メインポンプｐ１の一回転当たりの吐出量に、エンジンＥの回転数をかけ合わせたものである。
したがって、ドラムＤの回転数を上げる場合には、エンジンＥの回転数を上げることになる。
【０００９】
また、上記と反対に切換弁ｂを図面下側のポジションに切り換えた場合には、第１ポート１２と第４ポート１５とが連通し、第２ポート１３と第３ポート１４とが連通する。そのため、上記と反対方向にアクチュエータａが作動して、上記と反対方向にドラムＤも回転することになる。
なお、上記のようにドラムＤを回転させているときに、油漏れなどによって回路内の流量が不足すると、その不足分がチャージポンプｐ２によって補充される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
セメントを搬送するコンクリートミキサー車は、ドラムＤからセメントを排出する時に、ドラムＤを高速回転させる。また、セメントを排出する直前にも、セメントを良く混ぜ合わせるために、ドラムＤを高速回転させている。
ところが、従来の装置では、ドラムＤを高速回転させるために、エンジンＥの回転数を上げなければならない。エンジンＥの回転数を上げると、それに応じてエンジン音が大きくなり、このエンジン音が住宅街などにおいて騒音となるという問題があった。つまり、この従来の装置は、アクチュエータの作動速度を上げようとすると、エンジンの回転数が上がり、このエンジン音がうるさくなるという問題があった。
【００１１】
なお、大型のメインポンプｐ１を用いれば、回転数が低くても大流量が吐出されるので、アクチュエータａを高速で作動させるために、エンジンＥの回転数を増やさなくてもよい。つまり、ドラムＤを回転させるときのエンジン音を低く抑えることができる。しかし、可変容量形のポンプは非常に高価であるため、大型のメインポンプｐ１を用いると、装置全体のコストアップを招くという不都合が生じる。
この発明の目的は、安価で、しかも、エンジンの回転数を上げなくてもアクチュエータの作動速度を上げることのできる油圧制御装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、循環回路に設けるとともに、アクチュエータから排出される排出流量を測定する流量計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、電動モータの回転数を上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、アクチュエータの作動速度を測定する速度計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、上記電動モータの回転数を、上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示す第１実施形態は、可変容量形のメインポンプＰ１と、定容量形で小型のチャージポンプＰ２とを、エンジンＥの出力軸ｄに連係している。そして、これら２台のポンプＰ１，Ｐ２を、エンジンＥによって駆動させるようにしている。
また、定容量形のサブポンプＰ３を、電動モータＭの出力軸に連係している。そして、このサブポンプＰ３を、電動モータＭによって駆動させるようにしている。
【００１６】
上記メインポンプＰ１は、その一方のポート２０に通路２２を介してアクチュエータＡのポート２４を接続している。また、他方のポート２１には、通路２３を介してアクチュエータＡのポート２５を接続している。そして、上記通路２２および通路２３によって、この発明の循環回路を構成している。
また、上記アクチュエータＡにドラムＤを連係し、このドラムＤをアクチュエータＡの作動に応じて回転させるようにしている。
【００１７】
上記通路２２には合流通路２６を介して方向切換弁Ｂのポート２８を接続し、上記通路２３には合流通路２７を介して方向切換弁Ｂの他方のポート２９を接続している。
上記方向切換弁Ｂは、その流入ポート３０に通路３２を介してサブポンプＰ３の吐出ポート３３を接続し、また、流出ポート３１にタンクＴを接続している。このようにした方向切換弁Ｂは、図示する中立位置にあるとき、流入ポート３０を流出ポート３１に連通させているが、図面上側位置に切り換わると、流入ポート３０をポート２８に連通させる。また、方向切換弁Ｂが図面下側位置に切り換わると、流入ポート３０をポート２９に連通させる。
【００１８】
一方、上記流路２２には、排出通路３６を接続するとともに、この排出通路３６に排出バルブ４１の一方のポート４２を接続している。また、上記通路２３には、排出通路３７を介して排出バルブ４１の他方のポート４３を接続している。上記排出バルブ４１は、そのポート４４，４５を、圧力制御弁４６を介してタンクＴに接続している。また、この排出バルブ４１は、図示する中立位置にあるとき、各ポート４２〜４５と他のポートとの連通を遮断しているが、図面右側位置に切り換わるとポート４３とポート４５とを連通し、図面左側位置に切り換わるとポート４２とポート４４とを連通する。
【００１９】
なお、上記チャージポンプＰ２の吐出ポート４７には、チェック弁３４を介して通路２２を接続し、また、チェック弁３５を介して通路２３を接続している。そして、このチャージポンプＰ２によって、通路２２，２３内の流量不足を補うようにしている。
【００２０】
上記メインポンプＰ１には、その斜板の傾転角を操作する操作レバーＲを機械的に連係している。また、この操作レバーＲには、コントローラＣを接続し、このコントローラＣに操作レバーＲの操作量を入力するようにしている。
上記コントローラＣには、方向切換弁Ｂ、および排出バルブ４１のソレノイドｓをそれぞれ接続している。そして、各ソレノイドｓの励磁電流をコントローラＣで制御することによって、これら方向切換弁Ｂ、および排出バルブ４１の切り換え位置を制御するようにしている。
さらに、図示していないが、上記コントローラＣには、ドラムＤの回転数すなわちアクチュエータＡの作動速度を特定する作動指令値を入力する入力機構を接続している。
【００２１】
上記エンジンＥの出力軸ｄには、このエンジンＥの回転数を検出する回転数センサー４９を設けるとともに、この回転数センサー４９を上記コントローラＣに接続している。
一方、上記通路２３には、固定オリフィス４８を設けるとともに、この固定オリフィス４８の前後に生じる圧力差を、差圧計５０によって検出するようにしている。そして、この差圧計５０によって検出した値を、上記コントローラＣに出力するようにしている。
上記の圧力差が入力されたコントローラＣは、この圧力差に基づいて電動モータＭの回転数を制御するが、その詳細な説明については後で説明する。
なお、上記固定オリフィス４８と差圧計５０とによって、差圧式の流量計を構成しているが、通過流量を測定できるものであれば、流速から流量を特定する流量計でもよく、また、容積から流量を特定する容量計でもよい。
【００２２】
次に、この第１実施形態の作用を説明する。
操作レバーＲを操作していない状態、すなわちメインポンプＰ１の斜板の傾転角が最少のとき、このメインポンプＰ１の吐出量はほぼゼロに保たれている。そのため、この状態においてエンジンＥが作動しても、このメインポンプＰ１から圧油は吐出されない。
また、このように操作レバーＲを操作していないとき、コントローラＣによって、電動モータＭの作動を停止させている。したがって、サブポンプＰ３からも圧油は吐出されない。
【００２３】
一方、チャージポンプＰ２は、操作レバーＲの操作状況に係わりなく、エンジンＥの回転数に比例した流量を吐出する。ただし、このチャージポンプＰ２は、通路２２，２３内の流量不足を補うものであり、その吐出圧を低く設定している。そのため、このチャージポンプＰ２から吐出される圧油によって、アクチュエータＡが作動することはない。
したがって、操作レバーＲが中立位置にあるときには、ドラムＤは停止している。
【００２４】
上記の状態から操作レバーＲを操作すると、メインポンプＰ１の斜板の傾転角が大きくなるため、このメインポンプＰ１がエンジンＥの回転数に応じた流量を吐出する。例えば、メインポンプＰ１のポート２０から圧油が吐出されると、この圧油は通路２２を介してアクチュエータＡの一方のポート２４に供給されて、このアクチュエータＡからの戻り油が通路２３を介してメインポンプＰ１のポート２１に戻される。このように圧油が供給されると、アクチュエータＡが作動して、ドラムＤが所定の速度で回転する。
【００２５】
このようにドラムＤが回転している状態から、このドラムＤの回転速度をさらに上げる場合には、図示していない入力機構からコントローラＣに作動指令値を入力する。このように作動指令値をコントローラＣに入力すると、このコントローラＣが電動モータＭを所定の速度で回転させる。そのため、サブポンプＰ３が所定の速度で回転駆動して、その吐出ポート３３から圧油が吐出される。
また、コントローラＣは、電動モータＭを駆動させると同時に、方向切換弁Ｂを図面上側位置に切り換える。このように方向切換弁Ｂを切り換えると、流入ポート３０とポート２８とが連通し、サブポンプＰ３の吐出ポート３３が、通路３２→方向切換弁Ｂ→合流通路２６を介して通路２２に連通する。
【００２６】
したがって、サブポンプＰ３から吐出された流量が、合流通路２６を介して通路２２に合流する。このようにしてサブポンプＰ３の吐出油を通路２２に合流させると、アクチュエータＡの作動速度が速くなるため、ドラムＤの回転速度も増加する。つまり、エンジンＥの回転数を増やさなくても、ドラムＤの回転速度を上げることができる。
【００２７】
上記のようにしてドラムＤの回転速度を上げているが、サブポンプＰ３を駆動する電動モータＭの回転数というのは負荷や電圧に応じて変化しやすく、場合によってはサブポンプＰ３の吐出流量が不足することがある。サブポンプＰ３の吐出流量が不足すると、アクチュエータＡを必要とする速度で作動させることができず、ドラムＤの回転数が指定した回転数よりも低くなってしまう。
そこで、この実施形態では、実際にアクチュエータＡに供給されている流量に基づいて、サブポンプＰ３の吐出量を制御するようにしている。具体的に説明すると、コントローラＣが、上記差圧計５０によって測定した圧力差に基づいてアクチュエータＡから排出される排出流量を求めるとともに、この排出流量が作動指令値に対して多いか少ないかを判断して、電動モータＭの出力電流を最適に制御する。このようにすれば、最適な流量をサブポンプＰ３から吐出させることができるので、ドラムＤを指定した回転数で作動させることができる。
【００２８】
なお、上記のようにして方向切換弁Ｂを上側位置に切り換えると、コントローラＣからの指令によって、排出バルブ４１が図面右側位置に切り換わるようにしている。このように排出バルブ４１が切り換わると、そのポート４３とポート４５とが連通するため、アクチュエータＡの下流側の通路２３が、通路３７→排出バルブ４１→圧力制御弁４６を介してタンクＴに連通する。したがって、通路２３を通過する圧油のうち、所定の流量がタンクＴに排出される。そして、この所定の流量とは、上記サブポンプＰ３によって合流させた流量のことである。つまり、サブポンプＰ３によって合流させた分の流量を、排出バルブ４１を介してタンクＴに排出するようにしている。
【００２９】
上記圧力制御弁４６は、その上流側の圧力、すなわちアクチュエータＡの下流側の圧力を一定に保つためのものであり、その設定圧は、各ポンプＰ１〜Ｐ３を作動させたときに、通路２３または通路２２内に通常生じる圧力に設定している。つまり、この圧力制御弁４６によって、アクチュエータＡの下流側の圧力が、下がり過ぎたり上がりすぎたりしないようにしている。
なお、この圧力制御弁４６は、その上流側の圧力を一定に保つ機能を有するものであれば、リリーフ弁でも圧力補償弁でもよい。
【００３０】
また、メインポンプＰ１は、上記と反対方向にも回転できるようにしている。メインポンプＰ１を反対方向に回転させた場合には、ポート２１から圧油が吐出されるため、アクチュエータＡが上記と逆回転して、ドラムＤも逆回転する。
また、この状態において、ドラムＤの回転速度を上げる場合には、電動モータＭを作動させるとともに、方向切換弁Ｂを図面下側位置に切り換えて、排出バルブ４１を図面左側に切り換える。このようにすれば、アクチュエータＡの作動速度が速くなり、ドラムＤの回転数も増加する。
【００３１】
図２に示した第２実施形態は、上記第１実施形態の固定絞り４８と差圧計５０の代わりに速度計５１を設けて、この速度計５１によってドラムＤの回転数を直接測定する構成にしたものであり、それ以外の構成については第１実施形態と同じである。
この第２実施形態によれば、コントローラＣが、電動モータＭを作動させている最中に、上記速度計５１によって測定した作動速度と作動指令値とを比較して、電動モータＭの出力電流を最適に制御する。つまり、ドラムＤの実際の作動速度に基づいて、サブポンプＰ３の吐出量を制御するようにしている。このようにすれば、最適な流量がサブポンプＰ３から吐出するので、ドラムＤも指定した回転数で作動させることができる。
【００３２】
上記第１，第２実施形態では、赤信号などで車両が停止しているときにエンジンＥを一次的に停止するアイドリングストップ車にも用いることができる。すなわち、従来、コンクリートミキサー車をアイドリングストップ仕様にした場合、エンジン停止時にドラムＤの回転も止まってしまうという不都合があったため、アイドリングストップ車に用いることができなかった。
しかし、この第１、第２実施形態では、エンジンＥと別の駆動源である電動モータＭによってサブポンプＰ３を駆動させる構成にしているので、アイドリング時にエンジンＥが停止しても、電動モータＭの作動によってドラムＤを回転させることができる。したがって、エンジン停止時に、ドラムＤの回転が止まってしまうという不都合が生じない。
【００３３】
また、上記アイドリングストップ時の制御を具体的に説明すると、コントローラＣが、エンジンＥの作動停止を回転数センサー４９からの信号によって検知すると、このコントローラＣは、操作レバーＲの操作量に基づいて、エンジン作動中にメインポンプＰ１が吐出していた流量を特定する。そして、この特定した流量と同じ流量を、サブポンプＰ３が吐出するように、電動モータＭの回転数を制御する。
【００３４】
上記第１，第２実施形態では、定容量形のサブポンプＰ３を用いているが、この定容量形のサブポンプＰ３は、可変吐出形のポンプに比べて安価である。そのため、可変容量形のメインポンプを大型化した場合に比べて、装置全体のコストを安く抑えることができる。つまり、これら第１，第２実施形態では、エンジンの回転数を上げなくても、アクチュエータの作動速度を上げることが可能というだけでなく、装置全体のコストアップも低く抑えることができる。
また、上記第１，第２実施形態では、コンクリートミキサー車を一例として説明したが、この発明は、油圧モータや油圧シリンダなどのアクチュエータを備えた他の特装車にも用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電動モータを駆動源とするサブポンプを設けて、このサブポンプから吐出した流量を、メインポンプの吐出油に合流させてアクチュエータに供給する構成にしたので、エンジンの回転数を上げなくても、アクチュエータの作動速度を速くすることができる。したがって、アクチュエータの作動速度を速くしたときに、エンジン音が大きくなることを防止できる。
また、サブポンプが定容量形なので、可変容量形のメインポンプを大型化する場合に比べて、装置全体のコストアップを低く抑えることができる。
さらに、エンジンと異なる駆動源によってサブポンプを駆動させるので、エンジンが停止しているときでも、アクチュエータを作動させることができる。したがって、アイドリングストップ車に用いることができる。
【００３６】
しかも、アクチュエータからの排出流量と、作動指令値とを比較して、コントローラが電動モータＭの回転数を制御する構成にしたので、アクチュエータの作動速度を、目標とする速度に保つことができる。
また、第２の発明によれば、アクチュエータの作動速度と、作動指令値とを比較して、コントローラが電動モータＭの回転数を制御する構成にしたので、アクチュエータの作動速度を、目標とする速度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回路図である。
【図２】第２実施形態の回路図である。
【図３】従来例の回路図である。
【符号の説明】
Ａ アクチュエータ
Ｂ 方向切換弁
Ｃ コントローラ
Ｅ エンジン
Ｍ 電動モータ
Ｐ１ メインポンプ
Ｐ３ サブポンプ
ｄ この発明の伝達手段に相当する出力軸
２２ この発明の循環回路を構成する通路
２３ この発明の循環回路を構成する通路
２６ 合流通路
２７ 合流通路
３６，３７ 排出通路
４６ 圧力制御弁
４１ 排出バルブ
４６ 圧力制御弁
４８ この発明の流量計を構成する固定絞り
５０ この発明の流量計を構成する差圧計
５１ 速度計
Claims (2)
- アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、循環回路に設けるとともに、アクチュエータから排出される排出流量を測定する流量計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、上記電動モータの回転数を上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御することを特徴とする油圧制御装置。
- アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、アクチュエータの作動速度を測定する速度計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、上記電動モータの回転数を上記作動速度と作動指令値とに基づいて制御することを特徴とする油圧制御装置。
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