JP7614973B2 - Regulators for drilling hydraulic motors - Google Patents
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Description
本開示は、掘削用液圧モータのレギュレータに関する。 This disclosure relates to a regulator for a hydraulic motor for drilling.
従来から、地盤に縦穴を掘削する掘削ユニットが搭載された掘削機が知られている。掘削機はアースドリルとも呼ばれる。掘削ユニットは、鉛直方向に延びる掘削軸と、掘削軸の下端に設けられた掘削用のバケットを含む。例えば、特許文献1には、掘削軸を回転させる回転機として液圧モータが用いられた掘削ユニットが開示されている。 Conventionally, excavators equipped with a drilling unit that excavates a vertical hole in the ground have been known. Excavators are also called earth drills. The drilling unit includes a drilling shaft that extends vertically and a drilling bucket attached to the lower end of the drilling shaft. For example, Patent Document 1 discloses a drilling unit that uses a hydraulic motor as a rotating machine that rotates the drilling shaft.
掘削ユニットに用いられる液圧モータ、すなわち掘削用液圧モータは、掘削負荷に応じてトルクを変更できるように可変容量型であることが望ましい。液圧モータが可変容量型である場合、液圧モータの容量はレギュレータにより変更される。 The hydraulic motor used in the drilling unit, i.e., the drilling hydraulic motor, is desirably of a variable displacement type so that the torque can be changed according to the drilling load. When the hydraulic motor is of a variable displacement type, the capacity of the hydraulic motor is changed by a regulator.
例えば、レギュレータは、掘削負荷が低いときは液圧モータの容量を最小として液圧モータを低トルクおよび高回転数で回転させ、掘削負荷が高いときは液圧モータの容量を最大として液圧モータを高トルクおよび低回転数で回転させる。 For example, when the excavation load is low, the regulator minimizes the hydraulic motor capacity, causing the hydraulic motor to rotate at low torque and high speed, and when the excavation load is high, the regulator maximizes the hydraulic motor capacity, causing the hydraulic motor to rotate at high torque and low speed.
地盤に深い縦穴を掘削する場合、掘削ユニットの掘削軸はテレスコピック構造となる。このような長い掘削軸では、バケットが硬い岩盤に当たって掘削不可となったときに、掘削軸が大きく捩られる。従って、作業者が液圧モータを逆回転させたときに、掘削軸の捩れが解放されることで液圧モータが過回転し、液圧モータの構成部品に過度な応力が掛かるおそれがある。 When drilling a deep vertical hole in the ground, the drilling shaft of the drilling unit has a telescopic structure. With such a long drilling shaft, the shaft is significantly twisted when the bucket hits hard rock and drilling becomes impossible. Therefore, when an operator reverses the rotation of the hydraulic motor, the twist in the drilling shaft is released, causing the hydraulic motor to over-rotate, which may place excessive stress on the components of the hydraulic motor.
そこで、本開示は、掘削軸の捩れの解放によって生じる液圧モータの過回転を低減することができる掘削用液圧モータのレギュレータを提供することを目的とする。 The present disclosure therefore aims to provide a regulator for a hydraulic motor for drilling that can reduce over-rotation of the hydraulic motor caused by the release of torsion in the drilling shaft.
本開示は、掘削用液圧モータの容量を変更するレギュレータであって、小径部および大径部を含み、前記大径部の前記小径部側の環状面が第1受圧室に面し、前記大径部の前記小径部と反対側の端面が第2受圧室に面するサーボピストンであって、前記第1受圧室に前記液圧モータの入口圧が導入され、前記第2受圧室に導入される圧力が高くなるほど前記液圧モータの容量が減少する方向に移動するサーボピストンと、前記液圧モータの入口圧が供給される入力路およびタンク路が接続されるとともに、調圧路により前記第2受圧室と接続された第1切換弁であって、前記調圧路を前記入力路と前記タンク路のどちらかと連通させる第1切換弁と、前記調圧路の前記第1切換弁側の第1流路と前記第2受圧室側の第2流路との間に介在する、前記入力路から分岐する迂回路が接続された第2切換弁であって、前記第1切換弁によって前記液圧モータの容量が最大に維持されている状況下で、前記液圧モータの入口圧が設定値よりも小さいときは前記第1流路を前記第2流路と連通させ、前記液圧モータの入口圧が前記設定値よりも大きいときは前記迂回路を前記第2流路と連通させる第2切換弁と、を備える、掘削用液圧モータのレギュレータを提供する。 The present disclosure relates to a regulator for changing the capacity of a hydraulic motor for drilling, comprising a small diameter portion and a large diameter portion, a servo piston in which an annular surface of the large diameter portion on the side of the small diameter portion faces a first pressure receiving chamber, and an end face of the large diameter portion opposite the small diameter portion faces a second pressure receiving chamber, the inlet pressure of the hydraulic motor is introduced into the first pressure receiving chamber, and the servo piston moves in a direction in which the capacity of the hydraulic motor decreases as the pressure introduced into the second pressure receiving chamber increases, and a first switching valve connected to an input path and a tank path through which the inlet pressure of the hydraulic motor is supplied and connected to the second pressure receiving chamber by a pressure regulating path, the pressure regulating path A regulator for a hydraulic motor for drilling is provided, which comprises a first switching valve that connects the first flow path to either the input path or the tank path, and a second switching valve that is interposed between a first flow path on the first switching valve side of the pressure regulating path and a second flow path on the second pressure receiving chamber side, and to which a bypass path branching off from the input path is connected, and the second switching valve connects the first flow path to the second flow path when the inlet pressure of the hydraulic motor is smaller than a set value and connects the bypass path to the second flow path when the inlet pressure of the hydraulic motor is larger than the set value under a condition in which the capacity of the hydraulic motor is maintained at a maximum by the first switching valve.
本開示によれば、掘削軸の捩れの解放によって生じる液圧モータの過回転を低減することができる。 This disclosure makes it possible to reduce over-rotation of the hydraulic motor caused by the release of torsion in the drilling shaft.
図1に、一実施形態に係る掘削用液圧モータ9のレギュレータ2を示す。液圧モータ9は図2Bに示すように掘削ユニット15に含まれ、掘削ユニット15は図2Aに示すように掘削機1に搭載される。
Figure 1 shows a
掘削機1は、鉛直方向に延びるフレーム11を含み、このフレーム11に掘削ユニット15が取り付けられている。掘削ユニット15は、フレーム11と結合されるベース16と、ベース16を貫通して鉛直方向に延びる掘削軸17と、掘削軸17の下端に設けられたバケット18を含む。掘削軸17は、ベース16に回転可能かつ鉛直方向に摺動可能に支持されている。
The excavator 1 includes a
また、ベース16には減速機19が取り付けられ、この減速機19に液圧モータ9が取り付けられている。液圧モータ9は、減速機19を介して掘削軸17を掘削方向または反掘削方向に回転する。
A
掘削軸17は、伸縮可能なテレスコピック構造である。掘削軸17は、掘削機1の巻上ユニット12によりワイヤ13を介して上下動されるとともに伸長または短縮される。より詳しくは、掘削軸17は、直径の異なる複数の管状体を含み、外側から数えてn番目の管状体はn-1番目の管状体内に少なくとも部分的に嵌合する。管状体の数は図例では3つであるが、特に限定されるものではない。
The
図1に示すように、液圧モータ9は、回転方向によって入口ポートとなるか出口ポートとなるかが切り換わる一対のポート91,92を有する。ポート91,92には給排路9a,9bがそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 1, the
液圧モータ9は、可変容量型のアキシャルピストンモータである。液圧モータ9は、複数のピストンおよびシリンダブロックなどで構成される回転ユニットと、この回転ユニットを収容するケーシングを含む。本実施形態では、液圧モータ9が斜板90を有する斜板モータである。
The
レギュレータ2は、液圧モータ9の容量を変更する。具体的に、レギュレータ2は、サーボピストン4と、サーボピストン4を摺動可能に保持するハウジング20を含む。さらに、レギュレータ2は、ハウジング20に組み込まれた第1切換弁5および第2切換弁7を含む。
The
ハウジング20は、サーボピストン4を保持するパーツ、第1切換弁5が組み込まれるパーツ、および第2切換弁7が組み込まれるパーツに分割されてもよい。また、ハウジング20は、液圧モータ9のケーシングと一体となってもよい。
The
レギュレータ2には、入力路3を通じて液圧モータ9の入口圧Piが供給される。入力路3は、給排路9a,9bと接続された一対の選択路31,32と、これらの選択路31,32が合流する供給路33を含む。選択路31,32には逆止弁35,36がそれぞれ設けられている。すなわち、給排路9a,9bの圧力のうちの高い方の圧力が入口圧Piであり、この入口圧Piが対応する選択路31または32を通じて供給路33へ導かれる。
The
サーボピストン4は、小径部41および大径部42を含む。大径部42の小径部41側の環状面は第1受圧室4aに面し、大径部42の小径部41と反対側の端面が第2受圧室4bに面する。
The
上述したように本実施形態では液圧モータ9が斜板90を有するため、サーボピストン4は斜板90と連結されている。サーボピストン4が大径部42から小径部41へ向かう方向に移動すると液圧モータ9の容量が減少し、サーボピストン4が小径部41から大径部42へ向かう方向に移動すると液圧モータ9の容量が増加する。以下では、大径部42から小径部41へ向かう方向を「容量減少方向」、小径部41から大径部42へ向かう方向を「容量増加方向」という。
As described above, in this embodiment, the
第1受圧室4aには上述した入力路3の供給路33が接続されている。つまり、第1受圧室4aには液圧モータ9の入口圧Piが導入される。第2受圧室4bは、調圧路6により第1切換弁5と接続されている。第2切換弁7は、調圧路6上に配置されている。
The first
サーボピストン4は、第2受圧室4bに導入される圧力が高くなるほど流量低減方向に移動する。第2受圧室4bに導入される圧力が、第1受圧室4aと第2受圧室4bの面積差に対応する所定値よりも大きくなってサーボピストン4が最小側ストッパーに当接するまで流量低減方向に移動すると、液圧モータ9の容量が最小となる。一方、第2受圧室4bに導入される圧力が前記所定値よりも小さくなってサーボピストン4が最大側ストッパーに当接するまで容量増加方向に移動すると、液圧モータ9の容量が最大となる。
The
上述した入力路3は、供給路33から分岐する分岐路34も含む。分岐路34は第1切換弁5に接続されている。第1切換弁5には、タンク路5aも接続されている。タンク路5aは、液圧モータ9のケーシング内の空間、およびケーシングとタンクとを接続する配管を介してタンクと連通する。
The
第1切換弁5は、調圧路6を分岐路34とタンク路5aのどちらかと連通させる。本実施形態では、第1切換弁5が、図1の左側位置である第1位置と図1の右側位置である第2位置との間で切り換えられる2位置弁である。また、本実施形態では、第1位置が中立位置である。第1切換弁5は、第1位置では調圧路6をタンク路5aと連通させ、第2位置では分岐路34を調圧路6と連通させる。ただし、本実施形態とは逆に、第2位置が中立位置であってもよい。また、第1切換弁5は、第1位置と第2位置との間に、当該第1切換弁5に接続された全ての流路をブロックする第3位置を有する3位置弁であってもよい。
The
より詳しくは、第1切換弁5は、ハウジング20に摺動可能に保持されたスリーブ52と、スリーブ52に摺動可能に保持されたスプール51を含む。スプール51は、スプリング46およびフィードバックレバー45を介してサーボピストン4と連結されている。つまり、サーボピストン4の位置がスプール51にフィードバックされる。
More specifically, the
このような構造により、第1切換弁5が第2位置に位置するときは、第2受圧室4bに導入される圧力Psが、サーボピストン4の大径部42に両側から作用する力がつり合うように調整される。換言すれば、第1切換弁5は、第2位置に位置するとき、調圧路6を分岐路34と連通させることで第2受圧室4bに導入される圧力Psを調整する。調整された圧力Psは、液圧モータ9の入口圧Piよりも小さい。
With this structure, when the
本実施形態では、第1切換弁5が電気信号により駆動される。第1切換弁5は、制御装置21と電気的に接続されており、制御装置21から指令電流が送給されることで第1位置から第2位置に切り換わる。制御装置21は、給排路9a,9bに設けられた圧力センサ22,23とも電気的に接続されている。給排路9a,9bの圧力のうち高い方が圧力センサ22または23により入口圧Piとして検出される。
In this embodiment, the
制御装置21に関し、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウエアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウエアである。ハードウエアは、本明細書に開示されているハードウエアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウエアであってもよい。ハードウエアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウエアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウエアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。
With respect to the
本実施形態では、制御装置21が、圧力センサ22または23で検出される液圧モータ9の入口圧Piが第1設定値αよりも小さい低負荷時は、第1切換弁5に指令電流を送給して第1切換弁5を第2位置に切り換える。これにより、上述したように第2受圧室4bに導入される圧力Psが調整される。その結果、液圧モータ9は入口圧Piに応じたトルクおよび回転数で回転する。
In this embodiment, when the inlet pressure Pi of the
一方、圧力センサ22または23で検出される液圧モータ9の入口圧Piが第1設定値αよりも大きい高負荷時、制御装置21は、第1切換弁5への指令電流の送給を停止する。これにより、第1切換弁5は第1位置に戻り、調圧路6がタンク路5aと連通する。その結果、第2受圧室4bの圧力がほぼゼロとなって液圧モータ9の容量が最大となる。このため、液圧モータ9は高トルクおよび低回転数で回転する。
On the other hand, when the
ただし、第1切換弁5は、必ずしも液圧モータ9の入口圧Piに基づいて切り換えられる必要はない。例えば、作業者が大容量に固定するか否かを選択するための容量選択スイッチが採用され、その容量選択スイッチによって大容量に固定することが選択されない限り、制御装置21が第1切換弁5へ指令電流を送給して第1切換弁5を第2位置に切り換えてもよい。また、第1切換弁5はパイロット圧により駆動されてもよい。すなわち、第1切換弁5がスプール51を移動させるためのパイロット室を有し、このパイロット室と接続される電磁比例弁が制御装置21により制御されてもよい。
However, the
第2切換弁7は、調圧路6の第1切換弁5側の第1流路61と、第2受圧室4b側の第2流路62との間に介在する。第2切換弁7には、供給路33から分岐する迂回路75が接続されている。
The
第2切換弁7は、高負荷時に、換言すれば第1切換弁5によって液圧モータ9の容量が最大に維持されている状況下で、安全弁として機能するものである。第2切換弁7は、図1の左側位置である第1位置と図1の右側位置である第2位置との間で切り換えられる2位置弁である。本実施形態では、第1位置が中立位置である。第2切換弁7は、第1位置では第1流路61を第2流路62と連通させ、第2位置では迂回路75を第2流路62と連通させる。
The
本実施形態では、第2切換弁7がパイロット圧により駆動される。第2切換弁7は、ハウジング20に摺動可能に保持されたスプール71を含む。さらに、第2切換弁7は、スプール71を第2位置から第1位置へ切り換える方向に移動させるための第1パイロット室72と、スプール71を第1位置から第2位置へ切り換える方向に移動させるための第2パイロット室73を含む。
In this embodiment, the
第1パイロット室72には、調圧路6の第1流路61から分岐する第1パイロット流路81がつながっている。このため、第1切換弁5が第2位置に位置する低負荷時は第1切換弁5によって調整された圧力Psが第1パイロット室72に導入され、第1切換弁5が第1位置に位置する高負荷時は第1パイロット室72の圧力がほぼゼロとなる。
The
第2パイロット室73には迂回路75から分岐する第2パイロット流路82がつながっている。第2パイロット流路82は、入力路3の供給路33または分岐路34から分岐してもよい。このため、第2パイロット室73には、液圧モータ9の入口圧Piが導入される。第2パイロット流路82には絞り83が設けられている。
The
第2切換弁7は、第2パイロット室73の圧力が、第1パイロット室72の圧力に第2設定値βを加えた値よりも大きくなると、第1位置から第2位置に切り換わる。第2設定値βは、上述した低負荷時か高負荷時かの判定に使用される第1設定値αよりも大きな値である。また、第2設定値βは、バケット18の回転中、すなわち掘削中に想定される液圧モータ9の最大入口圧Pmよりも大きく設定される。
The
液圧モータ9を含む液圧回路はリリーフ弁を含む。第1設定値αは、リリーフ弁のリリーフ圧の70~90%であり、第2設定値βは、第1設定値αとリリーフ圧の間の値である。例えば、リリーフ弁のリリーフ圧は34MPaであり、第1設定値は30MPaである、第2設定値は31~33MPaである。
The hydraulic circuit including the
低負荷時、すなわちPi<αのときは、上述したように第1切換弁5によって第2受圧室4bに導入される圧力Psが調整されるため、第2パイロット室73に導入される液圧モータ9の入口圧Piと第1パイロット室72に導入される圧力Psとの差圧が第2設定値βよりも大きくなることはない。このため、第2切換弁7は第1位置に維持される。
When the load is low, i.e., when Pi<α, the pressure Ps introduced into the second
一方、高負荷時、すなわちPi>αのときは、第1パイロット室72の圧力はほぼゼロとなるが、上述したように第2設定値βは掘削中に想定される液圧モータ9の最大入口圧Pmよりも大きく設定されるため、バケット18が回転している間は、第2切換弁7が第1位置に維持される。
On the other hand, when the load is high, i.e., when Pi>α, the pressure in the
バケット18が硬い岩盤に当たって掘削不可となると、液圧モータ9の入口圧Piがさらに上昇して第2設定値βを超える。そうすると、第2切換弁7が第1位置から第2位置に切り換わり、迂回路75が調圧路6の第2流路62と連通する。これにより、液圧モータ9の入口圧Piが第2受圧室4bに導入されて液圧モータ9の容量が最小となり、液圧モータ9のトルクが低下する。その結果、液圧モータ9の入口圧Piが第2設定値βを超えるまでに掘削軸17が大きく捩られていたとしても、掘削軸17の捩れが液圧モータ9のトルクの低下分だけ解消される。従って、逆回転時の液圧モータ9の回転数を、掘削軸17が大きく捩られている場合に比べて低下させることができる。
When the
すなわち、作業者が掘削不可の状態を解消するために、液圧モータ9に逆回転するよう指令を与えたとしても、掘削軸17の捩れがトルクの低下分だけ解消された状態で液圧モータ9が逆回転するため、掘削軸17の捩れの解放によって生じる液圧モータ9の過回転を低減することができる。
In other words, even if the operator issues a command to the
さらに、本実施形態では、第2パイロット流路82に絞り83が設けられているので、液圧モータ9のサージ圧力、すなわち入口圧Piの急変動によって第2切換弁7が切り換わることを抑制することができる。
Furthermore, in this embodiment, a
(変形例)
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
(Modification)
The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present disclosure.
例えば、第2切換弁7は、必ずしもパイロット圧により駆動される必要はなく、電気信号により駆動されてもよい。ただし、前記実施形態のような構成であれば、第2切換弁7を自動的に切り換えることができる。
For example, the
また、図3に示す変形例のレギュレータ2Aのように、調圧路6の第1流路61に2つの絞り63,64が設けられてもよい。この場合、一方の絞り63または64を迂回する迂回路65が設けられ、この迂回路65に、第2切換弁7から第1切換弁5に向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止する逆止弁66が設けられてもよい。
Also, as in the modified
第1切換弁5に関しても種々の構成が採用可能である。例えば、図3に示すように、第2位置が中立位置であり、第1切換弁5がスプール51を第2位置から第1位置に切り換える方向に押すピストン53を含んでもよい。図3に示す例では、第1切換弁5が、ピストン53を作動させるための2つのパイロット室54,55を含む。一方のパイロット室54はパイロット流路5bによって供給路33と接続され、他方のパイロット室55にはパイロット流路5cを通じて信号圧が導入される。例えば、信号圧は、通常はゼロとされ、作業者が大容量に固定したい場合に高圧とされる。
Various configurations can be adopted for the
また、図3に示す例では、フィードバックレバー45がスリーブ52に連結されており、サーボピストン4の位置がスリーブ52にフィードバックされる。
In the example shown in FIG. 3, the
あるいは、図4に示す変形例のレギュレータ2Bのように、サーボピストン4の位置が第1切換弁5にフィードバックされなくてもよい。図4に示す例では、第1切換弁5が、スプール51を第2位置から第1位置に切り換える方向に移動させるためのパイロット室56を含み、このパイロット室56がパイロット流路5dによって供給路33と接続されている。
Alternatively, as in the modified
(まとめ)
本開示は、掘削用液圧モータの容量を変更するレギュレータであって、小径部および大径部を含み、前記大径部の前記小径部側の環状面が第1受圧室に面し、前記大径部の前記小径部と反対側の端面が第2受圧室に面するサーボピストンであって、前記第1受圧室に前記液圧モータの入口圧が導入され、前記第2受圧室に導入される圧力が高くなるほど前記液圧モータの容量が減少する方向に移動するサーボピストンと、前記液圧モータの入口圧が供給される入力路およびタンク路が接続されるとともに、調圧路により前記第2受圧室と接続された第1切換弁であって、前記調圧路を前記入力路と前記タンク路のどちらかと連通させる第1切換弁と、前記調圧路の前記第1切換弁側の第1流路と前記第2受圧室側の第2流路との間に介在する、前記入力路から分岐する迂回路が接続された第2切換弁であって、前記第1切換弁によって前記液圧モータの容量が最大に維持されている状況下で、前記液圧モータの入口圧が設定値よりも小さいときは前記第1流路を前記第2流路と連通させ、前記液圧モータの入口圧が前記設定値よりも大きいときは前記迂回路を前記第2流路と連通させる第2切換弁と、を備える、掘削用液圧モータのレギュレータを提供する。
(summary)
The present disclosure relates to a regulator for changing the capacity of a hydraulic motor for excavation, comprising a servo piston including a small diameter portion and a large diameter portion, an annular surface of the large diameter portion on the side of the small diameter portion facing a first pressure receiving chamber, and an end face of the large diameter portion opposite the small diameter portion facing a second pressure receiving chamber, wherein an inlet pressure of the hydraulic motor is introduced into the first pressure receiving chamber, and the servo piston moves in a direction in which the capacity of the hydraulic motor decreases as the pressure introduced into the second pressure receiving chamber increases, and a first switching valve connected to an input path and a tank path through which the inlet pressure of the hydraulic motor is supplied, and connected to the second pressure receiving chamber by a pressure regulating path, a first switching valve that connects a first passage on the first switching valve side of the pressure regulating passage to either the input passage or the tank passage; and a second switching valve that is interposed between a first passage on the first switching valve side of the pressure regulating passage and a second passage on the second pressure receiving chamber side, and to which a bypass passage branching off from the input passage is connected, the second switching valve being configured to connect the first passage with the second passage when an inlet pressure of the hydraulic motor is smaller than a set value and to connect the bypass passage with the second passage when the inlet pressure of the hydraulic motor is larger than the set value under a condition in which a maximum capacity of the hydraulic motor is maintained by the first switching valve.
上記の構成によれば、液圧モータの入口圧が第1設定値よりも大きい高負荷時は第1切換弁が調圧路をタンク路と連通させるため、第2受圧室の圧力がほぼゼロとなって液圧モータの容量は最大となる。このため、液圧モータが高トルクおよび低回転数で回転する。この状態でバケットが硬い岩盤に当たって掘削不可となり、液圧モータの入口圧がさらに上昇して第2設定値を超えると、第2切換弁が迂回路を調圧路の第2流路と連通させる。これにより、液圧モータの入口圧が第2受圧室に導入されて液圧モータの容量が最小となり、液圧モータのトルクが低下する。その結果、液圧モータの入口圧が第2設定値を超えるまでに掘削軸が大きく捩られていたとしても、掘削軸の捩れが液圧モータのトルクの低下分だけ解消される。従って、掘削軸の捩れの解放によって生じる液圧モータの過回転を低減することができる。 According to the above configuration, when the hydraulic motor is under high load and the inlet pressure is greater than the first set value, the first switching valve connects the pressure regulation path to the tank path, so that the pressure in the second pressure receiving chamber becomes almost zero and the capacity of the hydraulic motor becomes maximum. Therefore, the hydraulic motor rotates at high torque and low rotation speed. In this state, if the bucket hits hard rock and becomes unable to excavate, and the inlet pressure of the hydraulic motor further increases and exceeds the second set value, the second switching valve connects the bypass path to the second flow path of the pressure regulation path. As a result, the inlet pressure of the hydraulic motor is introduced into the second pressure receiving chamber, the capacity of the hydraulic motor becomes minimum, and the torque of the hydraulic motor decreases. As a result, even if the drilling shaft is significantly twisted before the inlet pressure of the hydraulic motor exceeds the second set value, the twist of the drilling shaft is eliminated by the amount of the reduction in the torque of the hydraulic motor. Therefore, the over-rotation of the hydraulic motor caused by the release of the twist of the drilling shaft can be reduced.
前記第2切換弁は、前記第1流路を前記第2流路と連通させる第1位置と、前記迂回路を前記第2流路と連通させる第2位置との間で切り換えられ、前記第2切換弁は、スプールと、前記スプールを前記第2位置から前記第1位置へ切り換える方向に移動させるための第1パイロット室と、前記スプールを前記第1位置から前記第2位置へ切り換える方向に移動させるための第2パイロット室を含み、前記調圧路の第1流路から分岐する第1パイロット流路が前記第1パイロット室につながり、前記迂回路または前記入力路から分岐する第2パイロット流路が前記第2パイロット室につながってもよい。この構成によれば、第2切換弁を自動的に切り換えることができる。 The second switching valve is switched between a first position in which the first flow path is connected to the second flow path and a second position in which the bypass is connected to the second flow path, and the second switching valve includes a spool, a first pilot chamber for moving the spool in a direction to switch from the second position to the first position, and a second pilot chamber for moving the spool in a direction to switch from the first position to the second position, and a first pilot flow path branching from the first flow path of the pressure regulating path may be connected to the first pilot chamber, and a second pilot flow path branching from the bypass or the input path may be connected to the second pilot chamber. With this configuration, the second switching valve can be automatically switched.
前記第2パイロット流路には絞りが設けられてもよい。この構成によれば、液圧モータのサージ圧力、すなわち入口圧の急変動によって第2切換弁が切り換わることを抑制することができる。 A throttle may be provided in the second pilot flow passage. This configuration makes it possible to prevent the second switching valve from switching due to surge pressure of the hydraulic motor, i.e., a sudden change in the inlet pressure.
例えば、前記液圧モータは斜板を含み、前記サーボピストンは前記斜板と連結されてもよい。 For example, the hydraulic motor may include a swash plate and the servo piston may be coupled to the swash plate.
15 掘削ユニット
17 掘削軸
2 レギュレータ
3 入力路
4 サーボピストン
41 小径部
42 大径部
4a 第1受圧室
4b 第2受圧室
5 第1切換弁
5a タンク路
6 調圧路
61 第1流路
62 第2流路
7 第2切換弁
71 スプール
72 第1パイロット室
73 第2パイロット室
75 迂回路
81 第1パイロット流路
82 第2パイロット流路
83 絞り
9 液圧モータ
90 斜板
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
小径部および大径部を含み、前記大径部の前記小径部側の環状面が第1受圧室に面し、前記大径部の前記小径部と反対側の端面が第2受圧室に面するサーボピストンであって、前記第1受圧室に前記液圧モータの入口圧が導入され、前記第2受圧室に導入される圧力が高くなるほど前記液圧モータの容量が減少する方向に移動するサーボピストンと、
前記液圧モータの入口圧が供給される入力路およびタンク路が接続されるとともに、調圧路により前記第2受圧室と接続された第1切換弁であって、前記調圧路を前記入力路と前記タンク路のどちらかと連通させる第1切換弁と、
前記調圧路の前記第1切換弁側の第1流路と前記第2受圧室側の第2流路との間に介在する、前記入力路から分岐する迂回路が接続された第2切換弁であって、前記第1切換弁によって前記液圧モータの容量が最大に維持されている状況下で、前記液圧モータの入口圧が設定値よりも小さいときは前記第1流路を前記第2流路と連通させ、前記液圧モータの入口圧が前記設定値よりも大きいときは前記迂回路を前記第2流路と連通させる第2切換弁と、
を備える、掘削用液圧モータのレギュレータ。 A regulator for varying the displacement of a hydraulic motor for drilling, comprising:
a servo piston including a small diameter portion and a large diameter portion, an annular surface of the large diameter portion on the side of the small diameter portion facing a first pressure receiving chamber, and an end face of the large diameter portion opposite the small diameter portion facing a second pressure receiving chamber, wherein an inlet pressure of the hydraulic motor is introduced into the first pressure receiving chamber, and the servo piston moves in a direction in which the capacity of the hydraulic motor decreases as the pressure introduced into the second pressure receiving chamber increases;
a first switching valve to which an input passage to which an inlet pressure of the hydraulic motor is supplied and a tank passage are connected and which is connected to the second pressure receiving chamber by a pressure adjustment passage, the first switching valve communicating the pressure adjustment passage with either the input passage or the tank passage;
a second switching valve, which is interposed between a first flow path on the first switching valve side of the pressure regulating path and a second flow path on the second pressure receiving chamber side, and to which a bypass path branching off from the input path is connected, the second switching valve communicating the first flow path with the second flow path when an inlet pressure of the hydraulic motor is smaller than a set value and communicating the bypass path with the second flow path when the inlet pressure of the hydraulic motor is larger than the set value under a condition in which a maximum capacity of the hydraulic motor is maintained by the first switching valve;
A regulator for a hydraulic motor for drilling comprising:
前記第2切換弁は、スプールと、前記スプールを前記第2位置から前記第1位置へ切り換える方向に移動させるための第1パイロット室と、前記スプールを前記第1位置から前記第2位置へ切り換える方向に移動させるための第2パイロット室を含み、
前記調圧路の第1流路から分岐する第1パイロット流路が前記第1パイロット室につながり、前記迂回路または前記入力路から分岐する第2パイロット流路が前記第2パイロット室につながる、請求項1に記載の掘削用液圧モータのレギュレータ。 the second switching valve is switched between a first position in which the first flow path is connected to the second flow path and a second position in which the bypass path is connected to the second flow path,
the second switching valve includes a spool, a first pilot chamber for moving the spool in a direction for switching from the second position to the first position, and a second pilot chamber for moving the spool in a direction for switching from the first position to the second position,
2. The regulator of a hydraulic motor for excavation according to claim 1, wherein a first pilot flow passage branching from a first flow passage of the pressure regulating passage leads to the first pilot chamber, and a second pilot flow passage branching from the bypass passage or the input passage leads to the second pilot chamber.
前記サーボピストンは前記斜板と連結されている、請求項1~3の何れか一項に記載の掘削用液圧モータのレギュレータ。
the hydraulic motor includes a swash plate;
4. A regulator for a hydraulic motor for drilling as claimed in claim 1, wherein the servo piston is connected to the swash plate.
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