(57)【要約】【課題】複数の油圧モータで一つの装置を駆動する場合に、油圧制御方式により、各モータの容量を同調させ、トルク分担を均等にする。【解決手段】２台の可変容量型油圧モータ１２Ａ，１２Ｂで一つの装置１１を駆動し、外部から容量制御機構１６，１６に送られるパイロット圧に応じてモータ容量を制御する容量制御装置において、モータ容量制御機構１６，１６にパイロット圧を送るパイロットライン２０，２０にそれぞれ減圧弁２１，２１を設け、モータ駆動圧が設定値を超える範囲で、この減圧弁２１，２１によって上記パイロット圧をモータ駆動圧に応じて減圧する構成とした。【選択図】　　　　図１
2004076910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの装置を駆動する複数の可変容量型の油圧モータと、この各油圧モータの容量を制御する容量制御機構とを具備し、制御手段から上記容量制御機構に入力されるパイロット圧に応じて各油圧モータの容量を制御するように構成された可変容量型油圧モータの制御装置において、上記各油圧モータに作用するモータ駆動圧が予め設定された値を超える範囲でモータ駆動圧に応じて上記パイロット圧を減圧する減圧弁が設けられたことを特徴とする可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項２】
減圧弁が、容量制御機構ごとに設けられ、この各減圧弁により各油圧モータの駆動圧に応じてパイロット圧を減圧するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項３】
一つの油圧モータの駆動圧に応じてパイロット圧を減圧する一つの減圧弁の二次圧が複数の容量制御機構にパラレルに入力されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【請求項４】
各油圧モータの対応する駆動管路同士を接続する同調管路が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可変容量型油圧モータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一つの装置を複数の可変容量型油圧モータで駆動する構成をとる場合に、各モータの容量を同調制御する可変容量型油圧モータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のように一つの装置（たとえば大形のウィンチや走行装置、旋回装置）を複数の油圧モータで駆動する場合、作業中、各モータの容量が等しくて速度の同調が得られることに加えて、特定のモータに過負荷が作用しないようにトルク配分を均等にする必要がある。
【０００３】
一方、可変容量型の油圧モータの過負荷を防止する技術として、特開平５−１２６１０３号に示されたものが公知である。
【０００４】
これを図５〜図８によって説明する。
【０００５】
図５において、１は可変容量型の油圧モータ、２は同モータ１の容量を制御するサーボ式の容量制御機構である。
【０００６】
この容量制御機構２は、図示しない制御手段（たとえばリモコン弁）からのパイロット圧Ｐｉによって制御される油圧パイロット式のスプール弁（サーボ弁）３と、このスプール弁３を介してモータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂを入力されて傾転機構を駆動するピストン４から成り、パイロット圧Ｐｉに応じてピストン４が作動し、モータ１の容量が制御される。
【０００７】
このときのパイロット圧Ｐｉとモータ容量の関係を図６に示し、パイロット圧Ｐｉａ〜Ｐｉｂの間でパイロット圧に応じてモータ容量が最大値ｑｂから最小値ｑａまで変化する。同図中、Ｐｉｘはモータ容量が変化するパイロット圧Ｐｉａ〜Ｐｉｂ間の中間の値、ｑｘはこのパイロット圧Ｐｉｘでのモータ容量である。
【０００８】
この構成を前提として、モータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂのうち高い方の圧力を選択する高圧選択弁５とスプール弁３との間に圧力一定制御のための圧力補償弁６が設けられ、図７に示すように、モータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂが過負荷防止作用を開始すべき圧力として予め設定された値Ｐｓに達すると、モータ容量が小容量ｑａから大容量ｑｂに切換えられ、高トルク−低回転でのモータ運転が行われるように構成されている。
【０００９】
この構成により、設定値Ｐｓでの圧力一定制御によって図８に示す定馬力制御が行われ、モータ１の過負荷が防止される。
【００１０】
従って、前記のように複数の油圧モータで一つの装置を駆動する場合にも、この技術を各モータの過負荷防止制御に用いることが可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公知技術では、過負荷防止制御を圧力補償弁６による一定圧力制御で行う構成であるため、モータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂとモータ容量の関係は一意的には決まらず、設定値Ｐｓでのモータ容量が定まらない。
【００１２】
このため、この技術を複数モータの容量制御に用いると、モータ駆動圧に対して各モータの容量が不均等となる（たとえば２台のモータの一方が相対的に大容量で他方が小容量となる）可能性がある。
【００１３】
このモータ容量の同調崩れが生じると、各モータの回転速度を同調させるための流量分配手段として、パラレル回路で駆動回路を構成するか、独立回路を基本として流量差による配管圧損の影響を受けないような大がかりな同調回路を付加する必要があるため、回路構成及び配管が複雑化するという問題が生じる。
【００１４】
また、過負荷時にモータ容量が同調せず、成り行きになるということは、各モータのトルク分担が不均等になるということであり、トルク分担の大きいモータや減速機の寿命が大幅に低下するという問題が生じる。
【００１５】
なお、このような問題は、電気制御方式、たとえばモータ駆動圧が設定値を超える範囲で、コントローラから各モータの傾転機構に信号を送って一定容量に制御する方式をとれば解消できるが、この電気制御方式では電気回路の断線や故障による制御不調が発生し易くて信頼性に劣るという難点がある。このため、油圧制御方式による問題の解決が待たれていた。
【００１６】
そこで本発明は、複数の油圧モータで一つの装置を駆動する場合に、油圧制御方式により、各モータの容量を同調させ、トルク分担を均等にできる可変容量型油圧モータの制御装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、一つの装置を駆動する複数の可変容量型の油圧モータと、この各油圧モータの容量を制御する容量制御機構とを具備し、制御手段から上記容量制御機構に入力されるパイロット圧に応じて各油圧モータの容量を制御するように構成された可変容量型油圧モータの制御装置において、上記各油圧モータに作用するモータ駆動圧が予め設定された値を超える範囲でモータ駆動圧に応じて上記パイロット圧を減圧する減圧弁が設けられたものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、減圧弁が、容量制御機構ごとに設けられ、この各減圧弁により各油圧モータの駆動圧に応じてパイロット圧を減圧するように構成されたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、一つの油圧モータの駆動圧に応じてパイロット圧を減圧する一つの減圧弁の二次圧が複数の容量制御機構にパラレルに入力されるように構成されたものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、各油圧モータの対応する駆動管路同士を接続する同調管路が設けられたものである。
【００２１】
上記構成によると、モータ駆動圧が設定値を超えると、モータ駆動圧に応じて容量制御機構への入力パイロット圧が減圧弁で減圧され、この減圧された圧力で容量制御機構によるモータの容量制御が行われる。
【００２２】
すなわち、各モータの容量が、モータ駆動圧が設定値以下の範囲では入力パイロット圧によって一意的に定まり、モータ駆動圧が設定値を超える範囲ではモータ駆動圧によって一意的に定まる。
【００２３】
従って、上記設定値を、モータの過負荷防止制御を開始すべき圧力として定めておけば、過負荷防止制御時に、各モータの容量が、モータ駆動圧で決まる同一の値に制御（同調制御）される。
【００２４】
このため、各モータの同調をとるための大がかりな同調回路が不要となる（設けるにしても補助的な簡単な回路ですむ）ため、回路構成及び配管が簡単ですむ。
【００２５】
また、各モータのトルク分担が確実に均等になるため、トルク分担のアンバランスによって特定のモータや減速機の寿命低下の問題が起こらない。
【００２６】
しかも、上記容量制御が、モータ駆動圧に基づく減圧弁の作用によってすべて油圧回路内で行われるため、電気制御方式の場合のような回路配線の断線や故障の問題がなく、装置の信頼性が高いものとなる。
【００２７】
この場合、容量制御作用が、請求項２では容量制御機構ごとに別々に設けられた減圧弁の二次圧によって行われ、請求項３では各容量制御機構共通の減圧弁の二次圧に基づいて行われる。
【００２８】
ここで、請求項３の構成によると、各容量制御機構に入力されるパイロット圧が同一となり、減圧弁の個体差の影響を受けなくなるため容量同調精度をより高めることができる。
【００２９】
さらに、請求項４の構成によると、両モータ回路の配管構成等に個体差がある場合に、同調管路によってこの個体差に基づく流量のアンバランスを解消することができる。このため、各モータの同調制御の精度をさらに高めることができる。
【００３０】
但し、この同調管路は、基本的な同調をとるための同調回路と異なり、わずかの個体差に基づく流量差を補償するだけの簡単、小形なものでよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。
【００３２】
以下の実施形態では、一つの装置１１を２台の可変容量型油圧モータ１２Ａ，１２Ｂで駆動する場合を例にとっている。
【００３３】
第１実施形態（図１〜図３参照）
図１に示すように、両モータ１２Ａ，１２Ｂの出力軸は歯車減速機構１３を介して被駆動装置（たとえばウィンチ）１１に連結され、両モータ１２Ａ，１２Ｂによって被駆動装置１１が回転駆動される。
【００３４】
両モータ１２Ａ，１２Ｂには、それぞれ、図示しない制御手段からのパイロット圧Ｐｉによって制御される油圧パイロット式のスプール弁１４と、このスプール弁１４により制御される傾転調整用のピストン１５から成る容量制御機構１６が設けられ、この容量制御機構１６によって両モータ１２Ａ，１２Ｂの容量が制御される。
【００３５】
１７，１８は両モータ１２Ａ，１２Ｂの両側駆動管路、Ｐａ，Ｐｂはこの両側駆動管路１７，１８に作用するモータ駆動圧で、このモータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂのうち高い方が高圧選択弁１９で選択され、この選択されたモータ駆動圧が容量制御機構１６に、ピストン１５を作動させる圧力として加えられる。
【００３６】
この制御装置においては、両容量制御機構１６，１６におけるスプール弁１４，１４に制御用のパイロット圧を導入するパイロットライン２０，２０に油圧パイロット式の減圧弁２１，２１が設けられ、この減圧弁２１，２１に、高圧選択弁１９，１９で選択されたモータ駆動圧がパイロット圧として導入されるように構成されている。
【００３７】
この減圧弁２１，２１は、図２に示すように、モータ駆動圧が、モータ過負荷防止制御を開始すべき圧力として予め設定された圧力（設定値）Ｐｓ１を超えると、この超える範囲Ｐｓ１〜Ｐｓ２で、モータ駆動圧に応じてパイロット一次圧Ｐｉを減圧するように設定されている。
【００３８】
図２中、Ｐｉｂは減圧弁二次圧の最大値（＝パイロット一次圧Ｐｉ）で、モータ駆動圧がＰｓ１になったときに減圧弁二次圧がこのＰｉｂとなってモータ容量が最小となり、モータ駆動圧がＰｓ３のときに減圧弁二次圧がＰｉａとなってモータ容量が最大となる。
【００３９】
この構成において、モータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂが設定値Ｐｓ１よりも小さい場合は、減圧弁２１，２１は減圧作用を行わず、パイロット一次圧Ｐｉがそのまま二次圧として容量制御機構１６，１６のスプール弁１４，１４に入力される。
【００４０】
従って、図６に示すようにパイロット一次圧Ｐｉに応じてモータ容量ｑが変化し、モータ回転速度が変化する。
【００４１】
これに対し、モータ駆動圧Ｐａ，Ｐｂが設定値Ｐｓ１を超えると、図２に示すようにこの超える範囲Ｐｓ１〜Ｐｓ２でモータ駆動圧に応じて減圧弁２１，２１の二次圧が減少するため、図６の特性に基づいてモータ容量が減少し、モータ出力馬力の増加が抑えられる。
【００４２】
これにより、図３中に二点鎖線で示すモータ駆動圧Ｐｓ１での圧力一定制御による定馬力特性に近い略定馬力制御（実線）が行われてモータ１２Ａ，１２Ｂの過負荷が防止される。
【００４３】
この装置によると、上記のようにモータ駆動圧が設定値Ｐｓ１を超えるとモータ容量がモータ駆動圧に応じて変化し、モータ駆動圧によってモータ容量が一意的に決まるため、両モータ１２Ａ，１２Ｂの容量が等しくなる。
【００４４】
従って、両モータ１２Ａ，１２Ｂのトルク分担が常に均一となるため、両モータ１２Ａ，１２Ｂの寿命が均等となる。
【００４５】
また、この実施形態においては、両モータ回路の対応する駆動管路１７，１７及び１８，１８同士が同調管路２２，２３によって接続され、両モータ回路の個体差（減圧弁２１，２１の個体差による二次圧のごく僅かな差や、配管構成の違いによる圧損の差）を補償するための流量がこの同調管路２２，２３を流れる。
【００４６】
但し、この装置においては上記のように基本的に両モータ１２Ａ，１２Ｂの同調が確実にとられ、同調管路２２，２３には、あくまでも機器の個体差を吸収するための少しの流量のみが流れるため、基本的な同調をとるための同調回路と異なり、小形、簡単なものでよい。
【００４７】
第２実施形態（図４参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００４８】
第２実施形態においては、一方（図左側）のモータ回路のパイロットライン２０のみに減圧弁２１が設けられ、この減圧弁２１の二次圧が、分岐された二つの二次圧ライン２４Ａ，２４Ｂを介して両容量制御機構１６，１６のスプール弁１４，１４にパラレルに入力されるように構成されている。
【００４９】
この構成によると、第１実施形態と同様に、モータ駆動圧が設定値以上の範囲で減圧弁２１の二次圧がモータ駆動圧に応じて変化することによって両モータ１２Ａ，１２Ｂの容量制御が同調して行われるという基本的作用に加えて、両容量制御機構１６，１６への入力パイロット圧が完全同一となるため、両容量制御機構１６，１６に別々の減圧弁２１，２１を用いる場合の減圧弁２１，２１の個体差による同調のずれを無くし、より同調制御の精度を向上させることができる。
【００５０】
ところで、上記実施形態では２台のモータ１２Ａ，１２Ｂの容量を同調制御する場合を例にとったが、本発明は、３台またはそれ以上のモータの容量を同調制御する場合も、第１または第２実施形態の構成によって上記同様に実施することができる。
【００５１】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、モータ容量制御機構にパイロット圧を送るパイロットラインに減圧弁を設け、モータ駆動圧が設定値を超える範囲で、この減圧弁によって上記パイロット圧をモータ駆動圧に応じて減圧する構成としたから、各モータの容量が、モータ駆動圧が設定値以下の範囲では入力パイロット圧によって一意的に定まり、モータ駆動圧が設定値を超える範囲ではモータ駆動圧によって一意的に定まる。
【００５２】
従って、上記設定値を、モータの過負荷防止制御を開始すべき圧力として定めておくことにより、過負荷防止制御時に、各モータの容量が、モータ駆動圧で決まる同一の値に制御（同調制御）される。
【００５３】
このため、各モータの同調をとるための大がかりな同調回路が不要となる（設けるにしても補助的な簡単な回路ですむ）ため、回路構成及び配管が簡単ですむ。
【００５４】
また、各モータのトルク分担が確実に均等になるため、トルク分担のアンバランスによって特定のモータや同モータ用減速機の寿命低下の問題が起こらない。
【００５５】
しかも、上記容量制御が、モータ駆動圧に基づく減圧弁の作用によってすべて油圧回路内で行われるため、電気制御方式の場合のような回路配線の断線や故障の問題がなく、装置の信頼性が高いものとなる。
【００５６】
さらに、請求項３の発明によると、各容量制御機構に入力されるパイロット圧が同一となり、減圧弁の個体差の影響を受けなくなるため容量同調精度をより高めることができる。
【００５７】
また、請求項４の発明によると、両モータ回路の配管構成等に個体差がある場合に、同調管路によってこの個体差に基づく流量のアンバランスを解消することができる。このため、各モータの同調制御の精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるモータ制御装置の油圧回路図である。
【図２】同装置によるモータ駆動圧と減圧弁二次圧の関係を示す図である。
【図３】同モータ出力トルクとモータ回転速度の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるモータ制御装置の油圧回路図である。
【図５】モータの容量制御と過負荷防止制御を行う従来装置の油圧回路図である。
【図６】同装置による入力パイロット圧とモータ容量の関係を示す図である。
【図７】同モータ駆動圧とモータ容量の関係を示す図である。
【図８】同モータ出力トルクとモータ回転速度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１１　複数のモータで駆動される装置
１２Ａ，１２Ｂ　可変容量型油圧モータ
１６，１６　モータ容量制御機構
１４，１４　同機構のスプール弁
１５，１５　同ピストン
１７，１８　モータ両側駆動管路
１９，１９　モータ駆動圧を選択する高圧選択弁
２０，２０　容量制御機構にパイロット圧を送るパイロットライン
２１，２１　減圧弁
２２，２３　同調管路
２４Ａ，２４Ｂ　減圧弁の二次圧を両容量制御機構に送る二次圧ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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