JP2000352401A - 可変容量型油圧モータの容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ容量を安定させて自動的に制御し、停
止操作時等でのオペレータの負担を軽減させ、適用範囲
を広げて汎用性を高め得るようにする。 【解決手段】 カウンタバランス弁６の圧力制御弁８に
センタバイパスポート８Ａを設け、管路部４Ａ1 ，４Ｂ
1 から油圧モータ３の負荷圧をセンタバイパスポート８
Ａによりパイロット管路２７を通じて容量制御弁１１の
パイロットポート１５Ｂに供給する。油圧モータ３とカ
ウンタバランス弁６との間に位置する管路部４Ａ2 ，４
Ｂ2 間にはシャトル弁９を設け、シャトル弁９により選
択した高圧側の圧油を、高圧管路２８、容量制御弁１１
を介してサーボアクチュエータ１０に供給する。そし
て、容量制御弁１１のパイロット圧に対する受圧面積を
大容量位置（ａ）と小容量位置（ｂ）とで変化させる構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に設けられる可変容量型油圧モータのモ
ータ容量を可変に制御するのに好適に用いられる可変容
量型油圧モータの容量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、可変容量型油圧モータは、油圧
ショベル等の建設機械において走行用または旋回用の油
圧モータとして用いられる。そして、例えば走行用の油
圧モータとして用いる場合には、容量可変アクチュエー
タでモータ容量を大容量と小容量とに切換えることによ
り、大容量のときには油圧モータを高トルクで低速回転
させ、小容量のときには低トルクで高速回転させるもの
である。

【０００３】そして、油圧モータの容量制御装置として
は、油圧モータに外部から作用する負荷圧に応じてモー
タ容量を可変に制御するため、油圧モータの負荷圧をパ
イロット圧として容量制御弁に供給し、このパイロット
圧に従って容量制御弁を大容量位置と小容量位置とに選
択的に切換えることにより、容量可変アクチュエータに
給排する圧油を切換制御する構成とした自己圧制御式の
容量制御装置が知られている（例えば、特開昭５４−１
０１０６８号公報）。

【０００４】この種の従来技術による自己圧制御式の容
量制御装置は、油圧パイロット式のスプール弁からなる
容量制御弁を、油圧モータの負荷圧であるパイロット圧
に応じて小容量位置と大容量位置とに切換制御し、パイ
ロット圧に対するスプールの受圧面積を大容量位置と小
容量位置とで変化させることにより、容量切換時のハン
チングを防止する構成としている。

【０００５】即ち、油圧モータはモータ容量を小容量か
ら大容量に切換えると、これに伴って負荷圧が減少する
傾向があるため、負荷圧の減少に応じてモータ容量が大
容量から再び小容量へと切換えられてしまうことがあ
る。そして、モータ容量が小容量に切換わったときには
負荷圧が増大するために、モータ容量が小容量から再び
大容量に切換えられるといった所謂ハンチング現象を生
じる。

【０００６】そこで、このようなハンチング現象を防止
するために、上記の従来技術では、容量制御弁のパイロ
ット圧に対する受圧面積を大容量位置と小容量位置とで
変化させ、モータ容量を切換えるパイロット圧（負荷
圧）の設定値に、例えば後述の図５に示すようなヒステ
リシス特性を与えているものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、油圧モータの方向制御弁と油圧源との間に
位置する油圧ポンプ側の管路部、または方向制御弁とカ
ウンタバランス弁との間の管路部からモータ駆動圧とな
る圧油を取出し、この圧油を容量制御弁のパイロット圧
に用いると共に、容量可変アクチュエータに給排する圧
油としても使用する構成としている。

【０００８】このため、従来技術にあっては、方向制御
弁を切換位置から中立位置に戻してモータ駆動圧をタン
ク圧レベルまで低下させたときに、容量制御弁の切換位
置に拘らず、容量可変アクチュエータに給排する圧油も
タンク圧まで低下することになり、油圧モータの慣性回
転時にはモータ容量がオペレータの意図に反した容量に
なる場合がある。

【０００９】これに対して、カウンタバランス弁と油圧
モータとの間の管路部から前記圧油を導出する構成にす
ることも可能である。しかし、この場合には油圧ショベ
ル等の車両（慣性体）を停止させるときに、ブレーキ圧
によってモータ容量が切換わることがあるため、例えば
左，右の走行用油圧モータ間でモータ容量が異なってし
まい、車両の停止操作が難しくなるという問題が生じ
る。

【００１０】即ち、車両がモータ小容量で走行している
状態から停止するときに、左，右の走行用油圧モータの
負荷圧（ブレーキ圧）が路面状態等により変動し、一方
の油圧モータ側でブレーキ圧が瞬間的に増大すると、自
己圧制御により一方のモータ容量のみが大容量となって
左，右のモータ容量がアンバランスになる。そして、一
方の油圧モータ側ではブレーキ圧の急増により急ブレー
キがかかり、結果的には車両が曲進、蛇行する等の不具
合が発生する虞れがある。

【００１１】また、他の従来技術として、例えば特開昭
５７−４３００２号公報には、容量可変アクチュエータ
に圧油を選択的に供給するメイン切換弁と、油圧モータ
の負荷圧を感知し該メイン切換弁を負荷圧に応じて切換
制御するパイロット弁とからなる自己圧制御式の容量制
御装置が開示されている。

【００１２】しかし、この場合にも油圧モータと方向制
御弁との間の管路部から圧油を取出し、この圧油を容量
制御弁のパイロット圧に用いると共に、容量可変アクチ
ュエータに給排する圧油としても使用する構成としてい
るので、前述した従来技術と同様の問題が生じるもので
ある。

【００１３】一方、別の従来技術として、例えば特開平
１−１１６３０１号公報には、外部指令圧を用いてモー
タ容量を大容量と小容量とに切換えるため、容量制御弁
のスプールに外部指令圧を受圧する段差部を設け、この
段差部側で外部指令圧を受圧する受圧面積をスプールの
摺動位置（切換位置）に応じて変化させる構成としたも
のが開示されている。

【００１４】しかし、この場合にはスプールの段差部側
にスリーブを挿嵌し、外部指令圧に対する受圧面積をス
プールの段差部とスリーブとの相対位置に応じて変化さ
せる構成としているため、スプールとは別体のスリーブ
が必要となり、これによって部品点数が増加し、容量制
御弁の構造が複雑になる上に、外部指令圧を用いる容量
制御装置に適用が限られ、汎用性を高めることが難しい
という問題がある。

【００１５】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、モータ容量を安定させ
て自動的に制御でき、停止操作時等でのオペレータの負
担を軽減できる上に、適用範囲を広げて汎用性を高める
ことができるようにした可変容量型油圧モータの容量制
御装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、容量可変部を有し油圧源からの圧油
により回転駆動される可変容量型油圧モータと、該油圧
モータを油圧源に接続する一対の給排通路の途中に設け
られ前記油圧源から油圧モータに給排する圧油の方向を
切換える方向制御弁と、該方向制御弁と油圧モータとの
間に位置して前記一対の給排通路の途中に設けられたカ
ウンタバランス弁と、前記油圧モータの容量可変部を駆
動しモータ容量を変化させる容量可変アクチュエータ
と、前記油圧モータの負荷圧をパイロット圧として受圧
することにより該容量可変アクチュエータに給排する圧
油を切換える容量制御弁とからなる可変容量型油圧モー
タの容量制御装置に適用される。

【００１７】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記一対の給排通路のうち前記カウンタバラン
ス弁と油圧モータとの間に位置する通路部に、前記容量
可変アクチュエータを駆動するための圧油を該通路部か
ら導出する圧油導出手段を設け、前記方向制御弁とカウ
ンタバランス弁との間には、前記容量制御弁に供給する
ためのパイロット圧を前記一対の給排通路のうち高圧側
の給排通路から導出するパイロット圧導出手段を設け、
前記容量制御弁は、該パイロット圧導出手段からのパイ
ロット圧に従って切換制御されるときに、該パイロット
圧を受圧する受圧面積を切換位置に応じて変化させる構
成としたことにある。

【００１８】このように構成することにより、容量可変
アクチュエータに供給するための圧油を、油圧モータと
カウンタバランス弁との間の給排通路から圧油導出手段
を用いて導出することができ、例えば油圧モータの慣性
回転時にも容量可変アクチュエータに圧油を供給し続け
ることができる。そして、この状態では方向制御弁とカ
ウンタバランス弁との間の給排通路から油圧モータの負
荷圧をパイロット圧として導出することにより、容量制
御弁が慣性回転時のブレーキ圧に影響されて切換わるの
を防止でき、油圧モータの容量を安定した状態に保つこ
とができる。また、容量制御弁をパイロット圧に応じ
て、例えば大容量位置と小容量位置とに切換制御すると
きには、パイロット圧に対する容量制御弁の受圧面積の
変化させることにより、容量制御弁の切換圧力（パイロ
ット圧）にヒステリシス特性を与えることができる。

【００１９】また、請求項２の発明によると、パイロッ
ト圧導出手段は、カウンタバランス弁に設けられ各給排
通路のうち高圧側となる給排通路の圧油を導出する高圧
導出ポートにより構成している。

【００２０】これにより、方向制御弁とカウンタバラン
ス弁との間に位置する一対の給排通路のうち高圧側の給
排通路を流れる圧油（モータ駆動圧）の一部を、カウン
タバランス弁に設けた高圧導出ポートから取出し、これ
をパイロット圧として容量制御弁に供給することができ
る。

【００２１】一方、請求項３の発明では、パイロット圧
導出手段は、カウンタバランス弁と方向制御弁との間に
位置して一対の給排通路間に設けられ該各給排通路のう
ち高圧側となる給排通路から圧油を選択的に導出する高
圧選択弁により構成している。この場合には、高圧選択
弁を用いてモータ駆動圧をパイロット圧として取り出す
ことができる。

【００２２】また、請求項４の発明によると、容量制御
弁は、スプール摺動穴を有し、該スプール摺動穴の軸方
向に離間して高圧ポート、タンクポート、パイロットポ
ートおよび容量可変アクチュエータへの圧油給排ポート
が設けられた弁ハウジングと、該弁ハウジングのスプー
ル摺動穴内に挿嵌され、該スプール摺動穴内を軸方向に
摺動変位することにより前記圧油給排ポートを高圧ポー
ト，タンクポートに選択的に連通，遮断するスプール
と、該スプールの軸方向一側と前記弁ハウジングとの間
に設けられ、該スプールを他側に向けて常時付勢する付
勢手段と、前記スプールに設けられ、前記パイロットポ
ートから導かれたパイロット圧を常時受圧することによ
り前記スプールを該付勢手段に抗して摺動変位させる第
１の受圧部と、前記スプールに形成された有底穴からな
り、該スプールの軸方向に延びて軸方向他側の端面に開
口した有底の軸穴と、該軸穴の開口端を閉塞するように
該軸穴内に摺動可能に挿嵌され、該軸穴の底部との間に
油室を画成すると共に該油室内の油圧反力を受承するピ
ストンと、前記軸穴の底部によって形成され、前記油室
内の圧力を受圧することにより前記第１の受圧部と共に
前記スプールの受圧面積を変化させる第２の受圧部と、
前記油室に対応する位置で前記スプールに形成され、該
スプールがスプール摺動穴内を変位するときに前記油室
をパイロットポートとタンクポートとに選択的に連通さ
せる油路とから構成している。

【００２３】このように構成することにより、油圧モー
タの負荷圧（パイロット圧）が小さい状態ではスプール
を付勢手段によって他端側へと摺動変位させ、パイロッ
ト圧が上昇したときには第１の受圧部がパイロット圧を
受圧することにより付勢手段に抗してスプールを摺動変
位させることができる。また、油路はスプールの摺動変
位に応じて油室を互いに圧力の異なるパイロットポート
とタンクポートとに選択的に連通させる。そして、油室
がパイロットポートに連通したときには、スプールは油
室内に導かれたパイロット圧を第２の受圧部で受圧し、
タンクポートに連通したときにはパイロット圧の受圧が
解除されるため、第１，第２の受圧部によるスプールの
合計の受圧面積は、油室が油路を介していずれのポート
に連通しているかによって変化することになり、この受
圧面積の変化を活用して容量制御弁の切換圧力にヒステ
リシス特性を与えることができる。

【００２４】また、請求項５の発明によると、容量制御
弁は、スプール摺動穴を有し、該スプール摺動穴の軸方
向に離間して高圧ポート、タンクポート、パイロットポ
ート、外部指令圧ポートおよび容量可変アクチュエータ
への圧油給排ポートが設けられた弁ハウジングと、該弁
ハウジングのスプール摺動穴内に挿嵌され、該スプール
摺動穴内を軸方向に摺動変位することにより前記圧油給
排ポートを高圧ポート，タンクポートに選択的に連通，
遮断するスプールと、該スプールの軸方向他側と前記弁
ハウジングとの間に設けられ、該スプールを一側に向け
て常時付勢する付勢手段と、前記スプールの軸方向一側
に設けられ、前記外部指令圧ポートから導かれた外部指
令圧を受圧することにより前記スプールを該付勢手段に
抗して摺動変位させる指令圧受圧部と、該指令圧受圧部
と軸方向で対向して前記スプールに設けられ、該スプー
ルを前記付勢手段の付勢方向に摺動変位させるため前記
パイロットポートから導かれたパイロット圧を常時受圧
する第１の受圧部と、前記スプールに形成された有底穴
からなり、該スプールの軸方向に延びて端面に開口した
有底の軸穴と、該軸穴の開口端を閉塞するように該軸穴
内に摺動可能に挿嵌され、該軸穴の底部との間に油室を
画成すると共に該油室内の油圧反力を受承するピストン
と、前記軸穴の底部によって形成され、前記油室内の圧
力を受圧することにより前記第１の受圧部と共に前記ス
プールの受圧面積を変化させる第２の受圧部と、前記油
室に対応する位置で前記スプールに形成され、該スプー
ルがスプール摺動穴内を変位するときに前記油室をパイ
ロットポートとタンクポートとに選択的に連通させる油
路とから構成している。

【００２５】このように構成することにより、外部指令
圧を用いて容量制御弁を切換制御でき、例えば外部指令
圧をタンク圧レベルまで低下させた状態では、パイロッ
トポートからのパイロット圧に拘りなく、付勢手段によ
りスプールを一方向の摺動位置に保ち、容量制御弁を例
えば大容量位置に固定することができる。そして、外部
指令圧を大きくしスプールを付勢手段に抗して他方向に
変位させた場合には、スプールが油圧モータの負荷圧に
応じて一方向または他方向に摺動変位可能な状態とな
り、パイロット圧に対するヒステリシス特性をもった容
量の切換制御を行うことができる。

【００２６】さらに、請求項６の発明によると、容量制
御弁は、スプール摺動穴を有し、該スプール摺動穴の軸
方向に離間して高圧ポート、タンクポート、パイロット
ポートおよび容量可変アクチュエータへの圧油給排ポー
トが設けられた弁ハウジングと、該弁ハウジングのスプ
ール摺動穴内に挿嵌され、該スプール摺動穴内を軸方向
に摺動変位することにより前記圧油給排ポートを高圧ポ
ート，タンクポートに選択的に連通，遮断するスプール
と、該スプールの軸方向一側と前記弁ハウジングとの間
に設けられ、該スプールを他側に向けて常時付勢する付
勢手段と、前記スプールに設けられ、前記パイロットポ
ートから導かれたパイロット圧を常時受圧することによ
り前記スプールを該付勢手段に抗して摺動変位させる第
１の受圧部と、前記スプールの一側端面に開口した有底
穴からなり、前記タンクポートに常時連通されるストッ
パ摺動穴と、該ストッパ摺動穴内に挿嵌され、前記スプ
ールが付勢手段に抗して摺動変位したときのストローク
エンドを規制するストッパと、前記ストッパ摺動穴の径
方向外側に位置して前記スプールの外周側とスプール摺
動穴との間に形成され、前記スプールが摺動変位すると
きに前記パイロットポートに対して連通，遮断される環
状の油室と、該油室内の圧力を受圧するために前記スプ
ールに形成され、前記第１の受圧部と共に前記スプール
の受圧面積を変化させる第２の受圧部と、前記油室とス
トッパ摺動穴との間に位置して前記スプールに形成さ
れ、該油室が前記パイロットポートに対して遮断されて
いる間は該油室をストッパ摺動穴内に連通させ、該油室
が前記パイロットポートに連通したきには前記ストッパ
によりストッパ摺動穴との連通が遮断される油路とから
構成している。

【００２７】このように構成することにより、油圧モー
タの負荷圧（パイロット圧）が小さい状態ではスプール
を付勢手段によって他端側へと摺動変位させ、パイロッ
ト圧が上昇したときには第１の受圧部がパイロット圧を
受圧することにより付勢手段に抗してスプールを摺動変
位させることができる。また、油室はスプールの摺動変
位に応じてパイロットポートに連通するまで、油路によ
りストッパ摺動穴を通じてタンクポートと連通し、パイ
ロットポートに連通したときにはストッパによりタンク
ポートから遮断される。そして、油室がパイロットポー
トに連通したときには、スプールは油室内に導かれたパ
イロット圧を第２の受圧部で受圧し、タンクポートに連
通したときにはパイロット圧の受圧が解除されるため、
第１，第２の受圧部によるスプールの合計の受圧面積
は、油室がいずれのポートに連通しているかによって変
化することになり、この受圧面積の変化を活用して容量
制御弁の切換圧力にヒステリシス特性を与えることがで
きる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
可変容量型油圧モータの容量制御装置を、油圧ショベル
等の走行用油圧モータに適用した場合を例に挙げ、添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００２９】ここで、図１ないし図５は本発明の第１の
実施の形態を示し、図中、１はタンク２と共に油圧源を
構成する油圧ポンプで、該油圧ポンプ１は油圧ショベル
の原動機（図示せず）によって回転駆動され、タンク２
内から吸込んだ作動油を高圧の圧油として後述の油圧モ
ータ３等に供給するものである。

【００３０】３は走行用の油圧モータで、該油圧モータ
３は、例えば斜板式または斜軸式の可変容量型油圧モー
タにより構成され、斜板または弁板等からなる容量可変
部３Ａを有している。そして、油圧モータ３は後述のサ
ーボアクチュエータ１０を用いて容量可変部３Ａを傾転
角が大きくなる矢示Ａ方向に傾転駆動するときに、モー
タ容量が大容量側へと増大され、傾転角が小さくなる矢
示Ｂ方向に傾転駆動するときにはモータ容量が小容量側
に減少されるものである。

【００３１】４Ａ，４Ｂは油圧モータ３を油圧ポンプ１
とタンク２に接続した一対の給排通路としての主管路
で、該主管路４Ａ，４Ｂは、後述の方向制御弁５等を介
して油圧ポンプ１からの圧油を油圧モータ３に給排し、
これによって油圧モータ３は正転または逆転し、油圧シ
ョベル（車両）を前進または後進させるものである。ま
た、主管路４Ａ，４Ｂは、後述のカウンタバランス弁６
と方向制御弁５との間が通路部としての油圧源側の管路
部４Ａ1 ，４Ｂ1 となり、カウンタバランス弁６と油圧
モータ３との間が他の通路部としてのアクチュエータ側
の管路部４Ａ2 ，４Ｂ2 となっている。

【００３２】５は主管路４Ａ，４Ｂの途中に設けられた
走行用の方向制御弁で、該方向制御弁５は、図１に示す
如く例えば４ポート３位置の方向制御弁として構成さ
れ、油圧ショベルのオペレータが操作レバー５Ａを切換
操作することにより、中立位置（イ）から切換位置
（ロ），（ハ）に切換操作される。

【００３３】そして、方向制御弁５は切換位置（ロ）
で、油圧ポンプ１からの圧油を主管路４Ａを介して油圧
モータ３に供給し、油圧モータ３を例えば正方向に回転
させると共に、油圧モータ３からの戻り油を主管路４Ｂ
を介してタンク２へと排出させる。また、方向制御弁５
を切換位置（ハ）に切換えたときには、圧油の供給方向
が逆転し、油圧モータ３は逆方向に回転駆動される。

【００３４】６は油圧モータ３に付設されたブレーキ弁
を構成するカウンタバランス弁で、該カウンタバランス
弁６は、油圧源側の管路部４Ａ1 ，４Ｂ1 とアクチュエ
ータ側の管路部４Ａ2 ，４Ｂ2 との間に設けられた一対
のチェック弁７Ａ，７Ｂと、該チェック弁７Ａ，７Ｂと
並列関係をなして油圧源側の管路部４Ａ1 ，４Ｂ1 とア
クチュエータ側の管路部４Ａ2 ，４Ｂ2 との間に配設さ
れた圧力制御弁８とにより構成されている。

【００３５】そして、カウンタバランス弁６の圧力制御
弁８は、方向制御弁５にほぼ連動して中立位置（イ）か
ら切換位置（ロ），（ハ）に切換わり、油圧ポンプ１か
らの圧油が油圧モータ３に給排されるのを補償する。ま
た、カウンタバランス弁６は油圧モータ３の慣性回転時
等に圧力制御弁８が中立位置（イ）に復帰することによ
り、油圧モータ３とカウンタバランス弁６との間でアク
チュエータ側の管路部４Ａ2 または４Ｂ2 内にブレーキ
圧を発生させるものである。

【００３６】ここで、カウンタバランス弁６の圧力制御
弁８は、例えば６ポート３位置の油圧パイロット式方向
制御弁からなり、高圧導出ポートとなるセンタバイパス
ポート８Ａを有している。そして、圧力制御弁８は中立
位置（イ）から切換位置（ロ）に切換わったときに、セ
ンタバイパスポート８Ａが油圧源側の管路部４Ａ1 ，４
Ｂ1 のうち高圧側の管路部４Ａ1 に接続され、切換位置
（ハ）に切換わったときには管路部４Ｂ1 に接続され
る。

【００３７】これにより、圧力制御弁８のセンタバイパ
スポート８Ａは、油圧モータ３の負荷圧であるモータ駆
動圧を後述のパイロット管路２７内に導くパイロット圧
導出手段を構成し、後述の容量制御弁１１をパイロット
管路２７からのパイロット圧Ｐに応じて切換制御させ
る。また、圧力制御弁８が中立位置（イ）に復帰したと
きには、センタバイパスポート８Ａが後述のタンク管路
３０に接続されることにより、パイロット管路２７内の
パイロット圧はタンク圧レベルまで自動的に低下するも
のである。

【００３８】９は油圧モータ３とカウンタバランス弁６
との間に位置して主管路４Ａ，４Ｂの管路部４Ａ2 ，４
Ｂ2 間に設けられた高圧選択弁としてのシャトル弁で、
該シャトル弁９は主管路４Ａ，４Ｂの管路部４Ａ2 ，４
Ｂ2 のうち高圧側の圧油を選択し、選択した圧油を後述
の高圧管路２８、容量制御弁１１を介してサーボアクチ
ュエータ１０に供給するものである。そして、シャトル
弁９は高圧管路２８と共に圧油導出手段を構成してい
る。

【００３９】１０は油圧モータ３に付設された容量可変
アクチュエータとしてのサーボアクチュエータで、該サ
ーボアクチュエータ１０は、油圧モータ３の容量可変部
３Ａを駆動する傾転ピストン１０Ａを有し、常時はスプ
リング１０Ｂにより容量可変部３Ａを矢示Ａ方向の大傾
転（大容量）側に付勢している。そして、サーボアクチ
ュエータ１０は油圧室１０Ｃ内に高圧の圧油が供給され
ると、傾転ピストン１０Ａにより容量可変部３Ａをスプ
リング１０Ｂに抗して矢示Ｂ方向に駆動し、モータ容量
を大容量から小容量に切換える構成となっている。

【００４０】１１は油圧モータ３にサーボアクチュエー
タ１０と共に付設された容量制御弁で、該容量制御弁１
１は、図２等に示すように弁ハウジング１２と、該弁ハ
ウジング１２内に摺動可能に設けられた後述のスプール
１９およびピストン２１等とによって構成されている。
また、容量制御弁１１は、図１に示す如く６ポート２位
置の油圧パイロット式切換弁等からなり、パイロット管
路２７からのパイロット圧Ｐにより大容量位置（ａ）と
小容量位置（ｂ）とに切換制御されるものである。

【００４１】そして、容量制御弁１１は小容量位置
（ｂ）にあるときに、高圧管路２８からの圧油をサーボ
アクチュエータ１０の油圧室１０Ｃに後述の給排管路２
９を介して供給し、傾転ピストン１０Ａにより容量可変
部３Ａを傾転角が小さくなる矢示Ｂ方向に駆動させる。
また、容量制御弁１１は大容量位置（ａ）に切換わった
ときに給排管路２９をタンク管路２６に接続し、油圧室
１０Ｃ内の圧油をタンク２に向けて排出させることによ
り、サーボアクチュエータ１０のスプリング１０Ｂで容
量可変部３Ａを傾転角が大きくなる矢示Ａ方向に駆動さ
せる。

【００４２】ここで、容量制御弁１１の弁ハウジング１
２には、一端側が開口端１３Ａとなり、他端側が閉塞端
１３Ｂとなった段付のスプール摺動穴１３が形成され、
該スプール摺動穴１３の外周側には環状の油溝１４Ａ，
１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆが軸方向に離
間して形成されている。

【００４３】また、弁ハウジング１２には軸方向に互い
に離間してタンクポート１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｆ、パイ
ロットポート１５Ｂ、高圧ポート１５Ｄおよび圧油給排
ポート１５Ｅが形成され、これらのポート１５Ａ〜１５
Ｆは油溝１４Ａ〜１４Ｆを介してスプール摺動穴１３内
に連通するものである。

【００４４】１６はスプール摺動穴１３の開口端１３Ａ
側を閉塞した蓋体で、該蓋体１６は弁ハウジング１２の
一部を構成し、後述するスプール１９の一端側端面との
間には油溝１４Ａ内に位置してばね室１７を形成してい
る。また、蓋体１６の内側面には、ばね室１７内に向け
て突出するロッド状のストッパ１８が設けられ、該スト
ッパ１８はスプール１９のストロークエンドを図３に示
す如く規制するものである。

【００４５】１９は弁ハウジング１２のスプール摺動穴
１３内に挿嵌されたスプールで、該スプール１９は図
２、図４に示す如く外周側にランド１９Ａ，１９Ｂ，１
９Ｃ，１９Ｄが軸方向に互いに離間して形成され、ラン
ド１９Ｂとランド１９Ｃとの間には、油溝１４Ｂ，１４
Ｃ間を連通，遮断する環状溝１９Ｅが形成されている。
また、スプール１９のランド１９Ｃとランド１９Ｄとの
間には、油溝１４Ｄ，１４Ｅ間を連通，遮断する他の環
状溝１９Ｆが形成され、該環状溝１９Ｆとランド１９Ｄ
とにより、圧油給排ポート１５Ｅは高圧ポート１５Ｄと
タンクポート１５Ｆとに選択的に連通，遮断されるもの
である。

【００４６】ここで、スプール１９は一端側に位置する
ランド１９Ａ側が最大径となった段付スプールとして形
成され、ランド１９Ｂに対向するランド１９Ａの段差部
（端面側）は、パイロット管路２７からのパイロット圧
Ｐを受圧する第１の受圧部１９Ｇとなっている。そし
て、ランド１９Ａは外径Ｄa 、ランド１９Ｂは外径Ｄb
に形成され、受圧部１９Ｇは数１の式による受圧面積Ｓ
1 を有している。

【００４７】

【数１】Ｓ1 ＝（Ｄa²×π／４）−（Ｄb²×π／４） ＝（Ｄa²−Ｄb²) ×π／４

【００４８】これにより、受圧部１９Ｇは受圧面積Ｓ1
をもってパイロット管路２７からのパイロット圧Ｐを常
時受圧し、パイロット圧Ｐの昇圧時にスプール１９を後
述の戻しばね２４に抗して矢示Ｃ方向に摺動変位させる
ものである。

【００４９】２０はスプール１９に形成され軸方向に延
びた有底穴からなる軸穴で、該軸穴２０は一端側が底部
となって閉塞され、他端側がスプール１９の端面に開口
している。そして、軸穴２０は図４に示すように比較的
小さい穴径Ｄc （Ｄc ＜Ｄb＜Ｄa ）をもって形成さ
れ、軸穴２０の底部は後述する油室２２内の圧力を、

【００５０】

【数２】Ｓ2 ＝Ｄc²×π／４ なる受圧面積Ｓ2 をもって受圧する第２の受圧部２０Ａ
となっている。

【００５１】２１は軸穴２０内に摺動可能に挿嵌された
ピストンで、該ピストン２１は軸穴２０の開口端側を常
に閉塞し、その一端側は軸穴２０の底部との間に油室２
２を画成している。また、ピストン２１の他端側は、図
３に示す如くスプール１９の端面から軸方向に突出し、
油室２２内のパイロット圧Ｐによる油圧反力を受承すべ
くスプール摺動穴１３の閉塞端１３Ｂ側に当接してい
る。

【００５２】２３は油室２２に対応する位置でスプール
１９の径方向に穿設された油路としての小孔で、該小孔
２３は環状溝１９Ｅの位置でスプール１９の外周面に開
口し、スプール１９の摺動位置に応じて油室２２をタン
クポート１５Ｃ（油溝１４Ｃ）とパイロットポート１５
Ｂ（油溝１４Ｂ）とに選択的に連通，遮断するものであ
る。

【００５３】この場合、スプール１９は、小孔２３によ
る油室２２とタンクポート１５Ｃ，パイロットポート１
５Ｂとの連通，遮断を零ラップで行うため、ランド１９
Ｂ，１９Ｃ間の環状溝１９Ｅが、油溝１４Ｂ，１４Ｃ間
の離間寸法に対応する軸方向長さをもって形成されてい
る。そして、小孔２３は油室２２をパイロットポート１
５Ｂに連通させるときに、環状溝１９Ｅにより油室２２
をタンクポート１５Ｃに対してほぼ同時に遮断し、油室
２２をタンクポート１５Ｃに連通させるときにはパイロ
ットポート１５Ｂに対してほぼ同時に遮断する構成とな
っている。

【００５４】２４は蓋体１６とスプール１９の軸方向一
側との間に位置してばね室１７内に配設された付勢手段
を構成する戻しばねで、該戻しばね２４は一端側がスト
ッパ１８の外周側に挿通され、他端側はスプール１９の
一端側に嵌合等の手段により取付けられている。そし
て、戻しばね２４はスプール１９を矢示Ｄ方向へと閉塞
端１３Ｂ側に向け付勢力Ｆa をもって常時付勢し、これ
により容量制御弁１１は、図１に示す小容量位置（ｂ）
に保持されるものである。

【００５５】２５は油圧モータ３からのドレン（漏洩
油）をタンク２側に排出するドレン管路、２６は容量制
御弁１１のタンクポート１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｆをタン
ク２に常時接続するタンク管路を示している。

【００５６】また、２７は容量制御弁１１のパイロット
ポート１５Ｂに接続されたパイロット管路で、該パイロ
ット管路２７はカウンタバランス弁６のセンタバイパス
ポート８Ａに接続され、油圧モータ３のモータ駆動圧
（負荷圧）をパイロット圧Ｐとして容量制御弁１１のパ
イロットポート１５Ｂに導くものである。

【００５７】２８はシャトル弁９を容量制御弁１１の高
圧ポート１５Ｄに接続した高圧管路で、該高圧管路２８
は、主管路４Ａ，４Ｂの管路部４Ａ2 ，４Ｂ2 からシャ
トル弁９で選択した高圧側の圧油を容量制御弁１１の高
圧ポート１５Ｄに導くものである。

【００５８】２９はサーボアクチュエータ１０の油圧室
１０Ｃを容量制御弁１１の圧油給排ポート１５Ｅに接続
した給排管路である。さらに、３０はカウンタバランス
弁６のセンタバイパスポート８Ａに接続された他のタン
ク管路で、該タンク管路３０はカウンタバランス弁６の
圧力制御弁８が中立位置（イ）に復帰したときに、セン
タバイパスポート８Ａをタンク２に接続し、パイロット
管路２７内のパイロット圧Ｐをタンク圧レベルまで低下
させるものである。

【００５９】本実施の形態による容量制御弁１１を備え
た油圧ショベルの走行用油圧回路は上述の如き構成を有
するもので、次に、その作動について説明する。

【００６０】まず、油圧ショベルのオペレータが車両を
走行駆動するために、図１に示す方向制御弁５を中立位
置（イ）から切換位置（ロ）に切換えると、油圧ポンプ
１からの圧油はモータ駆動圧となって主管路４Ａ側から
油圧モータ３に供給される。そして、このときにカウン
タバランス弁６の圧力制御弁８は管路部４Ａ1 ，４Ｂ1
間の差圧で中立位置（イ）から切換位置（ロ）側に切換
わり、油圧モータ３からの戻り油を圧力制御弁８を介し
て主管路４Ｂ（管路部４Ｂ1 ）側からタンク２へと排出
させ、これによって車両は前進方向に走行駆動される。

【００６１】一方、走行用の方向制御弁５を中立位置
（イ）から切換位置（ハ）に切換えたときには、主管路
４Ｂ側にモータ駆動圧が供給され、油圧モータ３は前述
の場合とは逆向きに回転駆動される。そして、この場合
には圧力制御弁８が中立位置（イ）から切換位置（ハ）
に切換わり、油圧モータ３からの戻り油を圧力制御弁８
を介して主管路４Ａ（管路部４Ａ1 ）側からタンク２へ
と排出させ、これによって車両は後進方向に走行駆動さ
れる。

【００６２】ここで、車両の走行時に圧力制御弁８が中
立位置（イ）から切換位置（ロ）または（ハ）に切換わ
った状態では、圧力制御弁８のセンタバイパスポート８
Ａが油圧源側の管路部４Ａ1 または４Ｂ1 に接続され、
モータ駆動圧はパイロット圧Ｐとなってパイロット管路
２７から容量制御弁１１のパイロットポート１５Ｂに供
給される。

【００６３】また、アクチュエータ側の管路部４Ａ2 ，
４Ｂ2 側ではシャトル弁９によってモータ駆動圧が選択
され、選択された圧油は高圧管路２８から容量制御弁１
１の高圧ポート１５Ｄに導かれる。

【００６４】そして、容量制御弁１１のパイロットポー
ト１５Ｂに供給されたパイロット圧Ｐは、図２に示すス
プール１９の受圧部１９Ｇに作用し前記数１の式による
受圧面積Ｓ1 をもって、スプール１９を押圧力Ｆ1 で戻
しばね２４の付勢力Ｆa に抗して矢示Ｃ方向に押圧す
る。

【００６５】

【数３】Ｆ1 ＝Ｓ1 ×Ｐ また、戻しばね２４の付勢力Ｆa は、

【００６６】

【数４】Ｆa ＝Ｓ1 ×Ｐ1 ＝（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）×Ｐ2 なる関係を満たすように予め設定され、図５に示す特性
線３１の如くパイロット圧Ｐが圧力Ｐ1 ，Ｐ2 （Ｐ1 ＞
Ｐ2 ）の間で変化するときに、モータ容量の切換制御圧
にヒステリシス特性が与えられるものである。

【００６７】即ち、車両が坂道を登る登坂走行時等に
は、油圧モータ３の負荷圧が上昇し、パイロット圧Ｐは
圧力Ｐ1 以上まで上昇する。そして、このときにスプー
ル１９は、矢示Ｃ方向の押圧力Ｆ1 （Ｆ1 ＝Ｓ1 ×Ｐ1
）をもって戻しばね２４を図３に示す如く撓み変形さ
せ、ストッパ１８に当接するストロークエンドまで摺動
変位する。

【００６８】これにより、容量制御弁１１は戻しばね２
４の付勢力Ｆa に抗して図１に示す小容量位置（ｂ）か
ら大容量位置（ａ）へと切換わり、容量制御弁１１の高
圧ポート１５Ｄはスプール１９のランド１９Ｄにより圧
油給排ポート１５Ｅに対して遮断されると共に、該圧油
給排ポート１５Ｅがタンクポート１５Ｆ（タンク管路２
６）に連通される。

【００６９】このため、サーボアクチュエータ１０は油
圧室１０Ｃが給排管路２９、容量制御弁１１の圧油給排
ポート１５Ｅ、タンク管路２６等を介してタンク２と接
続され、スプリング１０Ｂによって油圧モータ３の容量
可変部３Ａを矢示Ａ方向へと大傾転側に駆動する。これ
により、油圧モータ３は登坂走行に備えて高トルクで低
速回転できるようにモータ容量が大容量に制御される。

【００７０】また、このときに容量制御弁１１はスプー
ル１９内の油室２２が、図３に示すように小孔２３、環
状溝１９Ｅ、油溝１４Ｂを介してパイロットポート１５
Ｂに接続されることにより、油室２２内には例えば圧力
Ｐ1 以上のパイロット圧Ｐが供給される。

【００７１】そして、スプール１９は受圧部１９Ｇで受
圧面積Ｓ1 をもってパイロット圧Ｐを受圧すると共に、
油室２２内の受圧部２０Ａ側では、前記数２の式による
受圧面積Ｓ2 をもってパイロット圧Ｐを受圧するので、
このときにスプール１９は受圧部１９Ｇと受圧部２０Ａ
との合計の受圧面積（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）をもってパイロット
圧Ｐを受圧し続けることになる。

【００７２】この結果、油圧モータ３の容量が小容量か
ら大容量に変化して、モータ駆動圧（負荷圧）が僅かに
低下した場合でも、パイロット圧Ｐが圧力Ｐ2 以上であ
る間はスプール１９が、

【００７３】

【数５】Ｆ2 ＝（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）×Ｐ

【００７４】

【数６】Ｆ2 ≧Ｆa （但し、Ｐ≧Ｐ2 ） なる押圧力Ｆ2 をもって、図３中に示す如く戻しばね２
４を矢示Ｃ方向に撓み変形させ、容量制御弁１１を大容
量位置（ａ）に保つものである。

【００７５】一方、車両の登坂走行が終わり、例えば平
地の直進走行等に移った場合には、パイロット圧Ｐが、
図５に示す圧力Ｐ2 以下まで低下する。これによって、
スプール１９の押圧力Ｆ2 は、戻しばね２４の付勢力Ｆ
a よりも小さくなるので、スプール１９は戻しばね２４
により矢示Ｄ方向に押戻され、図２に示す初期位置まで
摺動変位し、容量制御弁１１は再び小容量位置（ｂ）に
復帰する。

【００７６】そして、このときには容量制御弁１１の高
圧ポート１５Ｄが圧油給排ポート１５Ｅに連通されるの
で、サーボアクチュエータ１０は油圧室１０Ｃ内に、シ
ャトル弁９で選択した高圧管路２８からの圧油が給排管
路２９等を介して供給され、傾転ピストン１０Ａにより
油圧モータ３の容量可変部３Ａを矢示Ｂ方向へと小傾転
側に駆動する。これにより、油圧モータ３の容量を平地
走行に適した小容量に制御でき、車両を低トルクで高速
走行させることができる。

【００７７】また、このときに容量制御弁１１はスプー
ル１９内の油室２２が、図２に示すように小孔２３、油
溝１４Ｃを介してタンクポート１５Ｃに接続され、油室
２２内の圧力はタンク圧レベルまで低下する。このた
め、スプール１９は油室２２内の受圧部２０Ａ側でパイ
ロット圧Ｐを受圧することなく、受圧部１９Ｇ側でのみ
受圧面積Ｓ1 をもってパイロット圧Ｐを受圧することに
なり、スプール１９は受圧面積Ｓ1 に減少される。

【００７８】この結果、油圧モータ３の容量が大容量か
ら小容量に変化して、モータ駆動圧（負荷圧）が僅かに
増加した場合でも、パイロット圧Ｐが圧力Ｐ1 に達する
までの間はスプール１９が、数７の式による押圧力Ｆ1
で戻しばね２４を図２中の矢示Ｃ方向に押圧するに留ま
り、

【００７９】

【数７】Ｆ1 ＜Ｆa （但し、Ｐ＜Ｐ1 ） スプール１９は戻しばね２４により初期位置に付勢さ
れ、容量制御弁１１を小容量位置（ｂ）に保持するもの
である。

【００８０】かくして、本実施の形態によれば、カウン
タバランス弁６の圧力制御弁８にセンタバイパスポート
８Ａを設け、主管路４Ａ，４Ａの管路部４Ａ1 ，４Ｂ1
から油圧モータ３の負荷圧であるモータ駆動圧をセンタ
バイパスポート８Ａによりパイロット管路２７内に導
き、これをパイロット圧Ｐとして容量制御弁１１のパイ
ロットポート１５Ｂに供給する構成としている。

【００８１】また、油圧モータ３とカウンタバランス弁
６との間に位置する主管路４Ａ，４Ｂの管路部４Ａ2 ，
４Ｂ2 間にはシャトル弁９を設け、該シャトル弁９によ
り選択した管路部４Ａ2 ，４Ｂ2 のうち高圧側の圧油
を、高圧管路２８、容量制御弁１１を介してサーボアク
チュエータ１０に供給する構成としている。

【００８２】これにより、車両の走行途中で方向制御弁
５を切換位置（ロ）または（ハ）から中立位置（イ）に
戻して車両を停止させようとするとき、または降坂時に
方向制御弁５を微操作しているようなときに、カウンタ
バランス弁６の圧力制御弁８が中立位置（イ）に復帰
し、油圧モータ３が慣性回転を続ける間にも、管路部４
Ａ2 ，４Ｂ2 に発生するブレーキ圧をシャトル弁９によ
り圧油として取出し、この圧油を高圧管路２８からサー
ボアクチュエータ１０に向けて供給し続けることができ
る。

【００８３】そして、このときにカウンタバランス弁６
の圧力制御弁８は中立位置（イ）に復帰し、センタバイ
パスポート８Ａをタンク管路３０を通じてタンク２に連
通させるため、パイロット管路２７内のパイロット圧Ｐ
をタンク圧レベルまで自動的に下げ、容量制御弁１１が
慣性回転時のブレーキ圧に影響されて切換わるのを防止
でき、容量制御弁１１を図１に示す小容量位置（ｂ）に
保持できると共に、油圧モータ３を小容量に安定した状
態に保つことができる。

【００８４】このため、従来技術で述べたように、油圧
モータ３の慣性回転時にモータ容量がオペレータの意図
に反した容量になるのを防止でき、例えば左，右の油圧
モータ３の負荷圧（ブレーキ圧）が路面状態等により変
動して左，右のモータ容量がアンバランスになる等の不
具合を解消できる。そして、慣性回転時の負荷に影響さ
れてブレーキ圧が急増し、油圧モータ３に急ブレーキが
かかる等の不具合もなくなり、車両が曲進、蛇行する等
の問題も解消することができる。

【００８５】また、容量制御弁１１のスプール１９には
一端側に最大径のランド１９Ａを設けて環状の受圧部１
９Ｇを形成し、該受圧部１９Ｇによりパイロットポート
１５Ｂからのパイロット圧Ｐを受圧面積Ｓ1 をもって受
圧させると共に、スプール１９の他端側から軸方向に延
びる有底の軸穴２０内には、ピストン２１を摺動可能に
挿嵌して油室２２を画成し、該油室２２を小孔２３によ
りスプール１９の摺動位置に応じてタンクポート１５Ｃ
とパイロットポート１５Ｂとに選択的に連通，遮断する
構成としている。

【００８６】そして、スプール１９が図２に示す初期位
置、即ち容量制御弁１１が小容量位置（ｂ）にある間
は、油室２２をタンクポート１５Ｃに連通させることに
より、スプール１９のパイロット圧Ｐに対する受圧面積
を受圧部１９Ｇ側の受圧面積Ｓ1 のみに減少させ、モー
タ駆動圧（パイロット圧Ｐ）が圧力Ｐ1 以上に上昇する
までスプール１９を戻しばね２４によって初期位置に保
持でき、容量制御弁１１を小容量位置（ｂ）に保つこと
ができる。

【００８７】また、モータ駆動圧が圧力Ｐ1 以上に上昇
したときには、スプール１９が戻しばね２４に抗してス
トロークエンドまで摺動変位することにより、油室２２
内に小孔２３を通じてパイロットポート１５Ｂからのパ
イロット圧Ｐを導入し、油室２２内の受圧部２０Ａによ
る受圧面積Ｓ2 分だけスプール１９の受圧面積を増大さ
せ、合計の受圧面積（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）をもってパイロット
圧Ｐを受圧し続けることができる。

【００８８】このため、油圧モータ３の容量が小容量か
ら大容量に増加し、モータ駆動圧が僅かに減少したよう
な場合でも、大きな受圧面積（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）をもってス
プール１９を図３に示すスロークエンドに保持でき、モ
ータ駆動圧が平地走行時の圧力Ｐ2 以下に低下するま
で、容量制御弁１１を大容量位置（ａ）に切換えておく
ことにより、油圧モータ３のモータ容量を大容量に保つ
ことができる。

【００８９】従って、本実施の形態によれば、油圧モー
タ３のモータ容量を安定させて自動的に制御でき、停止
操作時等でのオペレータの負担を軽減させ、車両が曲
進、蛇行したりするのを防止できる。また、外部指令圧
等を必要とすることなくモータ容量を自己圧制御でき、
容量制御弁１１等からなる容量制御装置の適用範囲を広
げて汎用性を高めることができる。

【００９０】そして、容量制御弁１１の切換制御圧に圧
力Ｐ1 ，Ｐ2 の範囲でヒステリシス特性を与えることが
でき、容量の切換えに伴うハンチング現象を防止できる
と共に、容量制御を安定させて自動的に行うことができ
る。また、容量制御弁１１を弁ハウジング１２、スプー
ル１９、ピストン２１および戻しばね２４によって構成
できるため、部品点数を少なくして組立時の作業性を向
上できる上に、全体をコンパクトに形成して小型化を図
ることができる。

【００９１】また、スプール１９を一端側が大径となっ
た段付スプールとして形成し、スプール１９の外周側に
はパイロット圧Ｐの受圧部１９Ｇを設ける構成としてい
るから、スプール１９の軸方向長さを短くでき、容量制
御弁１１全体を小型化することができる。

【００９２】さらに、スプール１９内に画成した油室２
２は、容量制御弁１１の切換制御時にパイロットポート
１５Ｂとタンクポート１５Ｃとにほぼ零ラップで連通，
遮断される構成としているため、パイロット圧Ｐに対す
るスプール１９の受圧面積を容量の切換時に瞬間的に増
減させることができ、スプール１９を初期位置とストロ
ークエンドとの間で円滑に摺動変位できると共に、モー
タ容量の切換えに伴うハンチング現象の発生を良好に抑
えることができ、安定した容量制御を実現することがで
きる。

【００９３】次に、図６ないし図８は本発明の第２の実
施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、容量制御弁に
外部指令圧ポートを追加して設け、外部指令圧を外部選
択手段で選択することにより、モータ容量を大容量に固
定する制御と、容量自動切換制御とを運転条件に合わせ
て選択的に行う構成としたことにある。なお、本実施の
形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一
の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００９４】図中、４１は本実施の形態で採用した容量
制御弁で、該容量制御弁４１は、図７に示すように弁ハ
ウジング４２と、後述のスプール４９およびピストン５
１等とによって構成されている。そして、容量制御弁４
１は前記実施の形態で述べた容量制御弁１１とほぼ同様
に構成されているものの、該容量制御弁４１は後述する
指令圧管路５８からの外部指令圧とパイロット管路２７
からのパイロット圧Ｐにより大容量位置（ａ）と小容量
位置（ｂ）とに切換制御されるものである。

【００９５】ここで、容量制御弁４１の弁ハウジング４
２には、一端側が開口端４３Ａとなり、他端側が閉塞端
４３Ｂとなった段付のスプール摺動穴４３が形成され、
該スプール摺動穴４３の外周側には環状の油溝４４Ａ，
４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅが軸方向に離間して形
成されている。

【００９６】また、弁ハウジング４２には軸方向に互い
に離間して外部指令圧ポート４５Ａ、パイロットポート
４５Ｂ、タンクポート４５Ｃ，４５Ｆ、高圧ポート４５
Ｄおよび圧油給排ポート４５Ｅが形成され、これらのポ
ート４５Ａ〜４５Ｅは油溝４４Ａ〜４４Ｅを介してスプ
ール摺動穴４３内に連通するものである。

【００９７】４６はスプール摺動穴４３の開口端４３Ａ
側を閉塞した蓋体で、該蓋体４６は弁ハウジング４２の
一部を構成し、後述するスプール４９の一端側端面との
間には油溝４４Ａ内に位置して外部指令圧室４７を形成
している。

【００９８】４８はスプール摺動穴４３の閉塞端４３Ａ
とスプール４９の他端側端面との間に形成されたばね室
で、該ばね室４８内には後述の戻しばね５５、ストッパ
５４等が配設されている。また、ばね室４８はタンクポ
ート４５Ｆ、タンク管路２６を介してタンク２に常時接
続されている。

【００９９】４９は弁ハウジング４２のスプール摺動穴
４３内に挿嵌されたスプールで、該スプール４９は図
７、図８に示す如く外周側にランド４９Ａ，４９Ｂ，４
９Ｃ，４９Ｄが軸方向に互いに離間して形成され、ラン
ド４９Ｂとランド４９Ｃとの間には、油溝４４Ｂ，４４
Ｃ間を連通，遮断する環状溝４９Ｅが形成されている。
また、スプール４９のランド４９Ｃとランド４９Ｄとの
間には、油溝４４Ｄ，４４Ｅ間を連通，遮断する環状溝
４９Ｆが形成され、該環状溝４９Ｆとランド４９Ｄとに
より、圧油給排ポート４５Ｅは高圧ポート４５Ｄとタン
クポート４５Ｆとに選択的に連通，遮断されるものであ
る。

【０１００】ここで、スプール４９は一端側に位置する
ランド４９Ａ側が最大径となった段付スプールとして形
成され、ランド４９Ｂに対向するランド４９Ａの段付部
（端面側）は、パイロット管路２７からのパイロット圧
を受圧する環状の第１の受圧部４９Ｇとなっている。そ
して、該受圧部４９Ｇは前述した第１の実施の形態によ
るスプール１９の受圧部１９Ｇと同様に、前記数１の式
による受圧面積Ｓ1 を有している。

【０１０１】また、スプール４９のランド４９Ａ側に位
置する一端側端面は、前記受圧部４９Ｇとは逆向きに外
部指令圧を受圧する指令圧受圧部４９Ｈとなり、該受圧
部４９Ｈは、外部指令圧室４７内で後述の数８式による
受圧面積Ｓ3 を有する構成となっている。

【０１０２】５０はスプール４９に形成され軸方向に延
びた有底穴からなる軸穴で、該軸穴５０は一端側が底部
となって閉塞され、他端側がスプール４９の端面に開口
している。そして、軸穴５０は第１の実施の形態で述べ
た軸穴２０とほぼ同様に、その底部側に受圧面積Ｓ2 を
もった第２の受圧部５０Ａを有するものである。

【０１０３】５１は軸穴５０内に摺動可能に挿嵌された
ピストンで、該ピストン５１は軸穴５０の開口端側を常
に閉塞し、その一端側は軸穴５０の底部との間で油室５
２を画成している。また、ピストン５１の他端側は、図
７に示す如くスプール４９の端面から軸方向に突出し、
油室５２内のパイロット圧Ｐによる油圧反力を受承すべ
くストッパ５４の端面に当接している。

【０１０４】５３は油室５２に対応する位置でスプール
４９の径方向に穿設された油路としての小孔で、該小孔
５３は、第１の実施の形態で述べた小孔２３とほぼ同様
に、スプール４９の摺動位置に応じて油室５２をタンク
ポート４５Ｃ（油溝４４Ｃ）とパイロットポート４５Ｂ
（油溝４４Ｂ）とに選択的に連通，遮断するものであ
る。

【０１０５】そして、小孔５３は、スプール４９の摺動
変位時に油室５２とパイロットポート４５Ｂ，タンクポ
ート４５Ｃとの連通，遮断を零ラップで行うため、小孔
５３に常時連通する環状溝４９Ｅが、油溝４４Ｂ，４４
Ｃの離間寸法に対応した溝幅をもって形成されている。

【０１０６】５４はスプール摺動穴４３の閉塞端４３Ｂ
側に位置して弁ハウジング４２内に設けられたストッパ
で、該ストッパ５４は円柱状のロッド等からなり、スプ
ール摺動穴４３の閉塞端４３Ｂ側からばね室４８内に向
けて突出している。そして、ストッパ５４の一端側はピ
ストン５１の他端に当接すると共に、スプール４９が図
８に示す如く摺動変位したときには、スプール４９の端
面に当接し、該スプール４９のストロークエンドを規制
するものである。

【０１０７】５５は弁ハウジング４２とスプール４９と
の間に位置してばね室４８内に配設された付勢手段を構
成する戻しばねで、該戻しばね５５は一端側がスプール
４９の端部に嵌合等の手段を用いて取付けられ、他端側
はストッパ５４の外周側に挿通されてスプール摺動穴４
３の閉塞端４３Ｂに当接している。そして、戻しばね５
５はスプール４９を矢示Ｃ方向に付勢力Ｆb をもって常
時付勢し、これにより容量制御弁４１は、図６に示す大
容量位置（ａ）に保持されるものである。

【０１０８】５６は外部指令圧用の油圧源となるパイロ
ットポンプ、５７は該パイロットポンプ５６の最大吐出
圧を決めるリリーフ弁で、該リリーフ弁５７はパイロッ
トポンプ５６の吐出側に過剰圧が発生すると開弁し、こ
の過剰圧をタンク２側にリリーフさせるものである。

【０１０９】５８は容量制御弁４１の外部指令圧ポート
４５Ａに接続された指令圧管路、５９は該指令圧管路５
８をタンク２とパイロットポンプ５６とに選択的に接続
する外部選択手段としての圧力選択弁で、該圧力選択弁
５９は油圧ショベルのオペレータ等が操作レバー５９Ａ
を手動操作することにより、容量固定位置（ｃ）と自動
切換位置（ｄ）とのいずれかに切換えられる。

【０１１０】そして、圧力選択弁５９を容量固定位置
（ｃ）に切換えている間は、指令圧管路５８がタンク２
に接続されることにより、容量制御弁４１の外部指令圧
室４７は圧力がタンク圧レベルとなって、図７に示すよ
うにスプール４９が初期位置に戻しばね５５等で付勢さ
れるのを許し、容量制御弁４１は図６に示す大容量位置
（ａ）に保持されるものである。

【０１１１】また、圧力選択弁５９を自動切換位置
（ｄ）に切換えている間は、指令圧管路５８がパイロッ
トポンプ５６側に接続され、後述の減圧弁６０により設
定された圧力値Ｐg の外部指令圧が容量制御弁４１の外
部指令圧室４７に供給される。そして、容量制御弁４１
のスプール４９は、外部指令圧４７内の受圧部４９Ｈが
圧力値Ｐg の外部指令圧を受圧することにより、戻しば
ね５５に抗して矢示Ｄ方向に押圧されるものである。

【０１１２】６０はパイロットポンプ５６と圧力選択弁
５９との間に設けられた減圧弁で、該減圧弁６０は指令
圧管路５８内に供給する外部指令圧が、後述の数９〜数
１２の式を満たす圧力値Ｐg 以上に昇圧するのを抑える
ため、常時は開弁し、パイロットポンプ５６からの吐出
圧が圧力値Ｐg 以上に上昇すると、閉弁して吐出圧の供
給を停止するものである。

【０１１３】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、容量制
御弁４１に外部指令圧ポート４５Ａ、外部指令圧室４７
等を設け、圧力選択弁５９により外部指令圧を選択して
供給する構成としたから、下記のような作用効果を得る
ことができる。

【０１１４】即ち、圧力選択弁５９を容量固定位置
（ｃ）に切換えている間は、指令圧管路５８がタンク２
に接続され、容量制御弁４１の外部指令圧室４７は圧力
がタンク圧レベルとなるため、スプール４９には矢示Ｄ
方向の押圧力が発生することはなく、スプール４９が図
７に示す初期位置に戻しばね５５等で付勢され続けるこ
とにより、容量制御弁４１は図６に示す大容量位置
（ａ）に保持され、油圧モータ３は大容量に固定され
る。

【０１１５】一方、圧力選択弁５９を容量固定位置
（ｃ）から自動切換位置（ｄ）に切換えると、容量制御
弁４１の外部指令圧室４７には指令圧管路５８、外部指
令圧ポート４５Ａを通じて圧力値Ｐg の外部指令圧が供
給される。

【０１１６】この場合、スプール４９のランド４９Ａ
は、第１の実施の形態で述べたスプール１９のランド１
９Ａと同様に、図４に例示した外径Ｄa を有しているの
で、スプール４９の受圧部４９Ｈは外部指令圧室４７内
で下記の数８式による受圧面積Ｓ3 をもって外部指令圧
を受圧するものである。

【０１１７】

【数８】Ｓ3 ＝（Ｄa²×π／４） そして、外部指令圧を圧力値Ｐg に設定したときには、

【０１１８】

【数９】Ｆ3 ＝Ｓ3 ×Ｐg なる押圧力Ｆ3 をもってスプール４９は矢示Ｄ方向に押
圧される。

【０１１９】また、スプール４９は図７に示す初期位置
において、パイロットポート４５Ｂから導かれるパイロ
ット圧Ｐを受圧部４９Ｇで受圧面積Ｓ1 をもって受圧す
ると共に、油室５２内の受圧部５０Ａ側でも受圧面積Ｓ
2 をもって受圧するから、前記数５による押圧力Ｆ2 が
スプール４９には図７中の矢示Ｃ方向に働いている。

【０１２０】そして、戻しばね５５は付勢力Ｆb でスプ
ール４９を矢示Ｃ方向に付勢しているため、スプール４
９には矢示Ｃ方向に押圧力Ｆ2 と付勢力Ｆb とが作用
し、矢示Ｄ方向には外部指令圧による押圧力Ｆ3 が作用
し、

【０１２１】

【数１０】Ｆ3 ＞Ｆ2 ＋Ｆb なる関係を満たすときに、スプール４９は圧力値Ｐg の
外部指令圧により図８に示すストロークエンドまで摺動
変位する。

【０１２２】これにより、スプール４９はパイロット圧
Ｐが図５に例示した特性線３１の如く圧力Ｐ2 以下まで
低下した状態で、外部指令圧室４７に圧力値Ｐg の外部
指令圧が供給されたときに、図８に示すストロークエン
ド位置に摺動変位し、容量制御弁４１は図６に示す大容
量位置（ａ）から小容量位置（ｂ）へと切換制御される
ものである。

【０１２３】そして、図８に示すストロークエンドの状
態では、スプール４９内の油室５２が小孔５３、油溝４
４Ｃを介してタンクポート４５Ｃに接続され、油室５２
内の圧力はタンク圧レベルまで低下する。このため、ス
プール４９は油室５２内の受圧部５０Ａ側でパイロット
圧Ｐを受圧することなく、受圧部４９Ｇ側でのみ受圧面
積Ｓ1 をもってパイロット圧Ｐを受圧することになり、
スプール４９は受圧面積Ｓ1 に減少される。

【０１２４】この結果、スプール４９は前記数３による
押圧力Ｆ1 と付勢力Ｆb とが図８中の矢示Ｃ方向に作用
し、矢示Ｄ方向には外部指令圧による押圧力Ｆ3 を受け
ることによって、

【０１２５】

【数１１】Ｆ3 ＞Ｆ1 ＋Ｆb なる関係を満たす間は、ストロークエンドである小容量
位置（ｂ）に容量制御弁４１が保持される。

【０１２６】そして、油圧モータ３の容量が大容量から
小容量に変化し、モータ駆動圧（負荷圧）が僅かに増加
した場合でも、パイロット圧Ｐが圧力Ｐ1 に達するまで
の間はスプール４９が、数１１の式による関係下で図８
に示すストロークエンドに留まるものである。

【０１２７】次に、この状態でパイロット圧Ｐが図５に
例示した圧力Ｐ1 以上まで上昇すると、スプール４９の
受圧部４９Ｇに発生する矢示Ｃ方向の押圧力Ｆ1 が大き
くなるために、

【０１２８】

【数１２】Ｆ3 ＜Ｆ1 ＋Ｆb 但し、Ｐ≧Ｐ1 となり、スプール４９は外部指令圧室４７内の圧力に抗
して矢示Ｃ方向に摺動変位し、図７に示す初期位置に復
帰すると共に、容量制御弁４１は図６に示す大容量位置
（ａ）に戻るものである。

【０１２９】そして、この状態ではスプール４９の受圧
面積が面積（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）に増加するため、モータ容量
が小容量から大容量に変化するに伴ってモータ駆動圧が
僅かに減少するような場合でも、容量制御弁４１を大容
量位置（ａ）に保持でき、モータ駆動圧（パイロット圧
Ｐ）が再び圧力Ｐ2 以下に減少するまで、モータ容量を
大容量に保つことができる。

【０１３０】従って、本実施の形態では、外部指令圧用
の圧力選択弁５９を容量固定位置（ｃ）に切換えている
間は、モータ容量を大容量に固定でき、例えば車両のス
テアリング操作等を容易に行うことができ、オペレータ
の負担を軽減できる。また、圧力選択弁５９を自動切換
位置（ｄ）に切換えたときには、モータ駆動圧が増，減
するに応じて容量制御弁４１を自動的に切換制御でき、
モータ容量の自己圧制御を適切に行うことができる。

【０１３１】そして、車両の走行途中で方向制御弁５を
切換位置（ロ）または（ハ）から中立位置（イ）に戻し
て車両の停止操作を行うとき、または降坂時に方向制御
弁５を微操作しているようなときに、カウンタバランス
弁６の圧力制御弁８が中立位置（イ）に復帰し、油圧モ
ータ３が慣性回転を続ける間には、管路部４Ａ2 ，４Ｂ
2 に発生するブレーキ圧をシャトル弁９により圧油とし
て取出し、この圧油を高圧管路２８からサーボアクチュ
エータ１０に向けて供給することができる。

【０１３２】また、このときにカウンタバランス弁６の
圧力制御弁８は中立位置（イ）に復帰し、センタバイパ
スポート８Ａをタンク管路３０を通じてタンク２に連通
させるため、パイロット管路２７内のパイロット圧Ｐを
タンク圧レベルまで自動的に下げることができ、容量制
御弁１１が慣性回転時のブレーキ圧に影響されて切換わ
るのを防止できる。

【０１３３】これにより、外部指令圧用の圧力選択弁５
９を容量固定位置（ｃ）に切換えている間は、モータ容
量を大容量に固定したままの状態に保持でき、油圧モー
タ３の慣性回転時にモータ容量が変動するの防止でき
る。また、圧力選択弁５９を自動切換位置（ｄ）に切換
えているときには、油圧モータ３の慣性回転によりモー
タ駆動圧がタンク圧レベルに低下するため、これに応じ
て容量制御弁４１を小容量位置（ｂ）に切換えた状態に
保持でき、油圧モータ３を小容量に安定した状態に保つ
ことができる。

【０１３４】次に、図９は本発明の第３の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第２の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、主管路４Ａ，
４Ｂの管路部４Ａ1 ，４Ｂ1間に高圧選択弁としてのシ
ャトル弁７１を設け、該シャトル弁７１で選択した高圧
側の管路部４Ａ1 または管路部４Ｂ1 側からモータ駆動
圧をパイロット圧Ｐとしてパイロット管路２７内に導く
構成としたことにある。

【０１３５】ここで、シャトル弁７１は、方向制御弁５
とカウンタバランス弁７２との間に位置する管路部４Ａ
1 ，４Ｂ1 間に配設され、容量制御弁４１のパイロット
ポート４５Ｂにパイロット管路２７を介してパイロット
圧Ｐを導出するパイロット圧導出手段を構成している。

【０１３６】また、本実施の形態で採用したカウンタバ
ランス弁７２は、前記第１の実施の形態で述べたカウン
タバランス弁６とほぼ同様に、油圧源側の管路部４Ａ1
，４Ｂ1 とアクチュエータ側の管路部４Ａ2 ，４Ｂ2
との間に設けられた一対のチェック弁７Ａ，７Ｂと、該
チェック弁７Ａ，７Ｂと並列関係をなして油圧源側の管
路部４Ａ1 ，４Ｂ1 とアクチュエータ側の管路部４Ａ2
，４Ｂ2 との間に配設された圧力制御弁７３とにより
構成されている。しかし、カウンタバランス弁７２の圧
力制御弁７３は、例えば４ポート３位置の油圧パイロッ
ト式方向制御弁からなり、センタバイパスポート等は有
していないものである。

【０１３７】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。

【０１３８】次に、図１０ないし図１３は本発明の第４
の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、容量制御
弁の弁ハウジングとスプールとの間に環状の油室を形成
し、該油室をスプールの摺動変位に応じてタンクポート
とパイロットポートとに選択的に連通させることによ
り、パイロット圧に対するスプールの受圧面積を変化さ
せる構成としたことにある。なお、本実施の形態では前
記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【０１３９】図中、８１は本実施の形態で採用した容量
制御弁で、該容量制御弁８１は、図１１、図１２に示す
ように弁ハウジング８２と、後述のスプール８８および
ストッパ９２等とによって構成されている。そして、容
量制御弁８１は前記第１の実施の形態で述べた容量制御
弁１１とほぼ同様に構成され、パイロット管路２７から
のパイロット圧Ｐにより大容量位置（ａ）と小容量位置
（ｂ）とに切換制御されるものである。

【０１４０】そして、容量制御弁８１は小容量位置
（ｂ）にあるときに、高圧管路２８からの圧油をサーボ
アクチュエータ１０の油圧室１０Ｃに給排管路２９を介
して供給し、傾転ピストン１０Ａにより容量可変部３Ａ
を傾転角が小さくなる矢示Ｂ方向に駆動させる。また、
容量制御弁８１は大容量位置（ａ）に切換わったときに
給排管路２９をタンク管路２６に接続し、油圧室１０Ｃ
内の圧油をタンク２に向けて排出させることにより、サ
ーボアクチュエータ１０のスプリング１０Ｂで容量可変
部３Ａを傾転角が大きくなる矢示Ａ方向に駆動させる。

【０１４１】ここで、容量制御弁８１の弁ハウジング８
２には、一端側が開口端８３Ａとなり、他端側が閉塞端
８３Ｂとなった段付のスプール摺動穴８３が形成され、
該スプール摺動穴８３の外周側には環状の油溝８４Ａ，
８４Ｂ，８４Ｃ，８４Ｄ，８４Ｅが軸方向に離間して形
成されている。そして、油溝８４Ａは弁ハウジング８２
の一端側に位置して２段階に拡径した段付の油溝として
形成されている。

【０１４２】また、弁ハウジング８２には軸方向に互い
に離間してタンクポート８５Ａ，８５Ｅ、パイロットポ
ート８５Ｂ、高圧ポート８５Ｃおよび圧油給排ポート８
５Ｄが形成され、これらのポート８５Ａ〜８５Ｅは油溝
８４Ａ〜８４Ｅを介してスプール摺動穴８３内に連通す
るものである。

【０１４３】８６はスプール摺動穴８３の開口端８３Ａ
側を閉塞した蓋体で、該蓋体８６は弁ハウジング８２の
一部を構成し、後述するスプール８８の一端側端面とス
トッパ９２との間の位置にばね室８７を形成するもので
ある。

【０１４４】８８は弁ハウジング８２のスプール摺動穴
８３内に挿嵌されたスプールで、該スプール８８は図１
１、図１２に示す如く外周側にランド８８Ａ，８８Ｂ，
８８Ｃ，８８Ｄが軸方向に互いに離間して形成されてい
る。また、スプール８８にはランド８８Ｃとランド８８
Ｄとの間に油溝８４Ｃ，８４Ｄ間を連通，遮断する環状
溝８８Ｅが形成され、該環状溝８８Ｅとランド８８Ｄと
により、圧油給排ポート８５Ｄは高圧ポート８５Ｃとタ
ンクポート８５Ｅとに選択的に連通，遮断されるもので
ある。

【０１４５】ここで、スプール８８は一端側が２段階に
拡径した段付スプールとして形成され、ランド８８Ｂ，
８８Ｃ間の環状段部は第１の受圧部８８Ｆとなってい
る。また、スプール８８のランド８８Ａ，８８Ｂ間に位
置する環状段部は、後述する油室９０内の圧力を受圧す
る第２の受圧部８８Ｇとなっている。そして、スプール
８８の受圧部８８Ｆは、パイロットポート８５Ｂから導
かれるパイロット圧Ｐを受圧面積Ｓ4 をもって受圧し、
受圧部８８Ｇは図１２に示す如く油室９０がパイロット
ポート８５Ｂと連通したときに、油室９０内のパイロッ
ト圧Ｐを受圧面積Ｓ5 をもって受圧するものである。

【０１４６】８９はスプール８８の一端側に形成され、
軸方向に延びた有底穴からなるストッパ摺動穴で、該ス
トッパ摺動穴８９は一端側がスプール８８の端面に開口
し、他端側は底部となって閉塞されている。そして、ス
トッパ摺動穴８９はランド８８Ａ，８８Ｂの径方向内側
に位置し、ランド８８Ｃの外径寸法にほぼ対応する穴径
をもって形成されている。

【０１４７】９０はストッパ摺動穴８９の径方向外側に
位置してスプール８８の外周側とスプール摺動穴８３と
の間に形成された環状の油室で、該油室９０はスプール
８８のランド８８Ｂにより油溝８４Ｂ（パイロットポー
ト８５Ｂ）に対して連通，遮断されるものである。そし
て、油室９０は図１２に示すようにパイロットポート８
５Ｂに連通したときに、受圧面積Ｓ5 の受圧部８８Ｇに
パイロット圧Ｐを受圧させ、スプール８８に対して矢示
Ｃ方向に向けた押圧力（Ｓ5 ×Ｐ）を発生させるもので
ある。

【０１４８】９１は油室９０に対応する位置でスプール
８８の径方向に穿設された油路としての小孔で、該小孔
９１は油室９０を内側のストッパ摺動穴８９（ばね室８
７）内に連通させ、スプール８８が図１１に示す初期位
置にある間は、油室９０を後述の油穴９２Ａを介してタ
ンクポート８５Ａに連通させるものである。

【０１４９】９２はストッパ摺動穴８９内に摺動可能に
挿嵌されたストッパで、該ストッパ９２は有底筒状体と
して形成され、一端側の底部が後述の戻しばね９３によ
り蓋体８６に当接されている。また、ストッパ９２の開
口端側はストッパ摺動穴８９内に位置し、図１２に示す
如くスプール８８が矢示Ｃ方向に変位したときに、小孔
９１をばね室８７に対して遮断すると共に、スプール８
８のストロークエンドを規制するものである。

【０１５０】これにより、図１２に示すスプール８８の
ストロークエンドでは、油室９０がばね室８７に対して
遮断され、パイロットポート８５Ｂに連通することによ
り、受圧部８８Ｇに矢示Ｃ方向に向けたパイロット圧Ｐ
による押圧力を発生する。なお、ストッパ９２には径方
向の油穴９２Ａが形成され、ストッパ９２内は該油穴９
２Ａを介してタンクポート８５Ａと常時連通しているも
のである。

【０１５１】９３はスプール８８のストッパ摺動穴８９
とストッパ９２との間に位置してばね室８７内に配設さ
れた付勢手段を構成する戻しばねで、該戻しばね９３は
一端側がストッパ９２の底部側に当接され、他端側はス
トッパ摺動穴８９内でスプール８８の一端側に当接され
ている。そして、戻しばね９３はスプール８８を矢示Ｄ
方向へと閉塞端８３Ｂ側に向けて常時付勢し、これによ
り容量制御弁８１は、図１０に示す小容量位置（ｂ）に
保持されるものである。

【０１５２】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、容量制御弁８１が図１０に示す小容量位置
（ｂ）にある間は、油室９０がタンクポート８５Ａ側に
連通することにより、スプール８８の受圧面積は受圧部
８８Ｆによる受圧面積Ｓ4 に限られ、容量制御弁８１が
大容量位置（ａ）に切換わったときには、図１２に示す
如く油室９０をパイロットポート８５Ｂに連通させるこ
とにより、スプール８８の受圧面積は受圧部８８Ｆ，８
８Ｇによる合計の受圧面積（Ｓ4 ＋Ｓ5 ）に増加でき、
前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を奏するも
のである。

【０１５３】なお、前記各実施の形態では、シャトル弁
９により選択した圧油を高圧管路２８等を介してサーボ
アクチュエータ１０の油圧室１０Ｃ側に供給するものし
て述べたが、本発明はこれに限らず、例えば特開平１−
１１６３０１号公報に記載の如く油圧モータに圧油を給
排する一対の給排通路からそれぞれ圧油を取出す構成と
してもよいものである。

【０１５４】また、前記各実施の形態では、可変容量型
油圧モータとして走行用の油圧モータ３を用いる場合を
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば
旋回用の油圧モータまたはロープウインチ用の油圧モー
タ等にも適用できるものである。

【０１５５】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、容量可変アクチュエータを駆動するための
圧油を、油圧モータとカウンタバランス弁との間の給排
通路から圧油導出手段を用いて導出し、方向制御弁とカ
ウンタバランス弁との間の給排通路からは油圧モータの
負荷圧をパイロット圧としてパイロット圧導出手段によ
り導出すると共に、容量制御弁をパイロット圧に応じて
切換制御するときには、パイロット圧に対する容量制御
弁の受圧面積の変化させる構成としたので、例えば油圧
モータの慣性回転時にも容量可変アクチュエータに圧油
を供給し続けることができ、この状態で方向制御弁とカ
ウンタバランス弁との間の給排通路からパイロット圧を
導出することによって、容量制御弁が慣性回転時のブレ
ーキ圧に影響されて切換わるのを防止でき、油圧モータ
の容量を安定した状態に保つことができる。そして、パ
イロット圧に対する容量制御弁の受圧面積の変化させる
ことにより、容量制御弁の切換圧力（パイロット圧）に
ヒステリシス特性を与えることができ、モータ容量を安
定させて自動的に制御できると共に、停止操作時等での
オペレータの負担を軽減でき、容量制御装置の適用範囲
を広げて汎用性を高めることができる。

【０１５６】また、請求項２に記載の発明によると、パ
イロット圧導出手段は、カウンタバランス弁に設けられ
各給排通路のうち高圧側の給排通路から圧油を導出する
高圧導出ポートにより構成しているため、方向制御弁と
カウンタバランス弁との間に位置する一対の給排通路の
うち高圧側の給排通路を流れる圧油の一部を、カウンタ
バランス弁に設けた高圧導出ポートからパイロット圧と
して容量制御弁に導出することができ、部品点数を減ら
して組立時の作業性を向上できる。

【０１５７】一方、請求項３に記載の発明では、パイロ
ット圧導出手段を、カウンタバランス弁と方向制御弁と
の間に位置して一対の給排通路間に設けられ該各給排通
路のうち高圧側の給排通路から圧油を選択的に導出する
高圧選択弁により構成しているため、高圧選択弁を用い
てモータ駆動圧をパイロット圧として導出することがで
き、油圧モータの慣性回転時にもモータ容量を安定させ
て制御できる。

【０１５８】また、請求項４に記載の発明は、容量制御
弁を弁ハウジング、スプール、付勢手段、第１の受圧
部、有底の軸穴、該軸穴の底部との間に油室を画成した
ピストン、前記油室をパイロットポートとタンクポート
とに選択的に連通させる油路および前記軸穴の底部によ
って形成された第２の受圧部により構成しているため、
第１，第２の受圧部によるスプールの合計の受圧面積
を、油室が油路を介していずれのポートに連通している
かによって変化させ、容量制御弁の切換圧力にヒステリ
シス特性を与えることができる。従って、容量の切換え
に伴うハンチング現象を防止でき、容量制御を安定させ
て自動的に行うことができると共に、部品点数を少なく
して組立時の作業性を向上でき、容量制御装置全体をコ
ンパクトに形成して小型化を図ることができる。

【０１５９】一方、請求項５に記載の発明は、外部指令
圧を用いて容量制御弁を切換制御でき、例えば外部指令
圧をタンク圧レベルまで低下させた状態では、パイロッ
トポートからのパイロット圧に拘りなく、付勢手段によ
りスプールを一方向の摺動位置に保ち、容量制御弁を例
えば大容量位置に固定することができる。そして、外部
指令圧を大きくしスプールを付勢手段に抗して他方向に
変位させた場合には、スプールが油圧モータの負荷圧に
応じて一方向または他方向に摺動変位可能な状態とな
り、パイロット圧に対するヒステリシス特性をもった容
量の切換制御を行うことができる。

【０１６０】従って、外部指令圧を下げている間は、例
えばモータ容量を大容量に固定したままの状態に保持で
き、油圧モータの慣性回転時にモータ容量が変動するの
防止できる。また、外部指令圧を大きくしたときには、
油圧モータの慣性回転によりモータ駆動圧がタンク圧レ
ベルに低下するに応じて容量制御弁を、例えば小容量位
置に切換えた状態に保持でき、油圧モータを小容量に安
定した状態に保つことができる。

【０１６１】さらに、請求項６に記載の発明は、油圧モ
ータの負荷圧が小さい状態ではスプールを付勢手段によ
って他端側へと摺動変位させ、パイロット圧が上昇した
ときには第１の受圧部でパイロット圧を受圧させること
により付勢手段に抗してスプールを摺動変位させること
ができる。そして、油室がパイロットポートに連通した
ときには、油室内に導かれたパイロット圧を第２の受圧
部で受圧でき、タンクポートに連通したときにはパイロ
ット圧の受圧を解除できるため、第１，第２の受圧部に
よるスプールの合計の受圧面積を、油室がいずれのポー
トに連通しているかによって変えることができ、容量制
御弁の切換圧力にヒステリシス特性を与えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による容量制御装置
が適用された油圧ショベルの走行用油圧回路図である。

【図２】図１中の容量制御弁を拡大して示す縦断面図で
ある。

【図３】スプールがストロークエンドまで摺動変位した
状態を示す容量制御弁の縦断面図である。

【図４】図２中のスプールを示す縦断面図である。

【図５】容量制御弁による切換制御圧のヒステリシス特
性を示す特性線図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態による容量制御装置
が適用された油圧ショベルの走行用油圧回路図である。

【図７】図６中の容量制御弁を拡大して示す縦断面図で
ある。

【図８】スプールがストロークエンドまで摺動変位した
状態を示す容量制御弁の縦断面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態による容量制御装置
が適用された油圧ショベルの走行用油圧回路図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態による容量制御装
置が適用された油圧ショベルの走行用油圧回路図であ
る。

【図１１】図１０中の容量制御弁を拡大して示す縦断面
図である。

【図１２】スプールがストロークエンドまで摺動変位し
た状態を示す容量制御弁の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ（油圧源） ２ タンク ３ 油圧モータ ４Ａ，４Ｂ 主管路（給排通路） ４Ａ1 ，４Ｂ1 油圧源側の管路部（通路部） ４Ａ2 ，４Ｂ2 アクチュエータ側の管路部（通路部） ５ 方向制御弁 ６，７２ カウンタバランス弁 ８，７３ 圧力制御弁 ８Ａ センタバイパスポート（パイロット圧導出手段） ９ シャトル弁（圧油導出手段） １０ サーボアクチュエータ（容量可変アクチュエー
タ） １１，４１，８１ 容量制御弁 １２，４２，８２ 弁ハウジング １３，４３，８３ スプール摺動穴 １５Ｂ，４５Ｂ，８５Ｂ パイロットポート １５Ｃ，１５Ｆ，４５Ｃ，４５Ｆ，８５Ａ，８５Ｅ タ
ンクポート １５Ｄ，４５Ｄ，８５Ｃ 高圧ポート １５Ｅ，４５Ｅ，８５Ｄ 圧油給排ポート １９，４９，８８ スプール １９Ｇ，４９Ｇ，８８Ｆ 第１の受圧部 ２０，５０ 軸穴 ２０Ａ，５０Ａ，８８Ｇ 第２の受圧部 ２１，５１ ピストン ２２，５２，９０ 油室 ２３，５３，９１ 小孔（油路） ２４，５５，９３ 戻しばね（付勢手段） ４５Ａ 外部指令圧ポート ４９Ｈ 指令圧受圧部 ７１ シャトル弁（パイロット圧導出手段） ８９ ストッパ摺動穴 ９２ ストッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 剛 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB01 AB07 BA01 BA02 BA03 BB02 CA02 DA03 3H089 CC09 DB08 DB33 DB37 DB46 DB49 EE15 GG02 JJ02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変部を有し油圧源からの圧油によ
   り回転駆動される可変容量型油圧モータと、該油圧モー
   タを油圧源に接続する一対の給排通路の途中に設けられ
   前記油圧源から油圧モータに給排する圧油の方向を切換
   える方向制御弁と、該方向制御弁と油圧モータとの間に
   位置して前記一対の給排通路の途中に設けられたカウン
   タバランス弁と、前記油圧モータの容量可変部を駆動し
   モータ容量を変化させる容量可変アクチュエータと、前
   記油圧モータの負荷圧をパイロット圧として受圧するこ
   とにより該容量可変アクチュエータに給排する圧油を切
   換える容量制御弁とからなる可変容量型油圧モータの容
   量制御装置において、 前記一対の給排通路のうち前記カウンタバランス弁と油
   圧モータとの間に位置する通路部には、前記容量可変ア
   クチュエータを駆動するための圧油を該通路部から導出
   する圧油導出手段を設け、 前記方向制御弁とカウンタバランス弁との間には、前記
   容量制御弁に供給するためのパイロット圧を前記一対の
   給排通路のうち高圧側の給排通路から導出するパイロッ
   ト圧導出手段を設け、 前記容量制御弁は、該パイロット圧導出手段からのパイ
   ロット圧に従って切換制御されるときに、該パイロット
   圧を受圧する受圧面積を切換位置に応じて変化させる構
   成としたことを特徴とする可変容量型油圧モータの容量
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記パイロット圧導出手段は、前記カウ
   ンタバランス弁に設けられ前記各給排通路のうち高圧側
   となる給排通路の圧油を導出する高圧導出ポートにより
   構成してなる請求項１に記載の可変容量型油圧モータの
   容量制御装置。
3. 【請求項３】 前記パイロット圧導出手段は、前記カウ
   ンタバランス弁と方向制御弁との間に位置して前記一対
   の給排通路間に設けられ該各給排通路のうち高圧側とな
   る給排通路から圧油を選択的に導出する高圧選択弁によ
   り構成してなる請求項１に記載の可変容量型油圧モータ
   の容量制御装置。
4. 【請求項４】 前記容量制御弁は、 スプール摺動穴を有し、該スプール摺動穴の軸方向に離
   間して高圧ポート、タンクポート、パイロットポートお
   よび前記容量可変アクチュエータへの圧油給排ポートが
   設けられた弁ハウジングと、 該弁ハウジングのスプール摺動穴内に挿嵌され、該スプ
   ール摺動穴内を軸方向に摺動変位することにより前記圧
   油給排ポートを高圧ポート，タンクポートに選択的に連
   通，遮断するスプールと、 該スプールの軸方向一側と前記弁ハウジングとの間に設
   けられ、該スプールを他側に向けて常時付勢する付勢手
   段と、 前記スプールに設けられ、前記パイロットポートから導
   かれたパイロット圧を常時受圧することにより前記スプ
   ールを該付勢手段に抗して摺動変位させる第１の受圧部
   と、 前記スプールに形成された有底穴からなり、該スプール
   の軸方向に延びて軸方向他側の端面に開口した有底の軸
   穴と、 該軸穴の開口端を閉塞するように該軸穴内に摺動可能に
   挿嵌され、該軸穴の底部との間に油室を画成すると共に
   該油室内の油圧反力を受承するピストンと、 前記軸穴の底部によって形成され、前記油室内の圧力を
   受圧することにより前記第１の受圧部と共に前記スプー
   ルの受圧面積を変化させる第２の受圧部と、 前記油室に対応する位置で前記スプールに形成され、該
   スプールがスプール摺動穴内を変位するときに前記油室
   をパイロットポートとタンクポートとに選択的に連通さ
   せる油路とから構成してなる請求項１，２または３に記
   載の可変容量型油圧モータの容量制御装置。
5. 【請求項５】 前記容量制御弁は、 スプール摺動穴を有し、該スプール摺動穴の軸方向に離
   間して高圧ポート、タンクポート、パイロットポート、
   外部指令圧ポートおよび前記容量可変アクチュエータへ
   の圧油給排ポートが設けられた弁ハウジングと、 該弁ハウジングのスプール摺動穴内に挿嵌され、該スプ
   ール摺動穴内を軸方向に摺動変位することにより前記圧
   油給排ポートを高圧ポート，タンクポートに選択的に連
   通，遮断するスプールと、 該スプールの軸方向他側と前記弁ハウジングとの間に設
   けられ、該スプールを一側に向けて常時付勢する付勢手
   段と、 前記スプールの軸方向一側に設けられ、前記外部指令圧
   ポートから導かれた外部指令圧を受圧することにより前
   記スプールを該付勢手段に抗して摺動変位させる指令圧
   受圧部と、 該指令圧受圧部と軸方向で対向して前記スプールに設け
   られ、該スプールを前記付勢手段の付勢方向に摺動変位
   させるため前記パイロットポートから導かれたパイロッ
   ト圧を常時受圧する第１の受圧部と、 前記スプールに形成された有底穴からなり、該スプール
   の軸方向に延びて他側端面に開口した有底の軸穴と、 該軸穴の開口端を閉塞するように該軸穴内に摺動可能に
   挿嵌され、該軸穴の底部との間に油室を画成すると共に
   該油室内の油圧反力を受承するピストンと、 前記軸穴の底部によって形成され、前記油室内の圧力を
   受圧することにより前記第１の受圧部と共に前記スプー
   ルの受圧面積を変化させる第２の受圧部と、 前記油室に対応する位置で前記スプールに形成され、該
   スプールがスプール摺動穴内を変位するときに前記油室
   をパイロットポートとタンクポートとに選択的に連通さ
   せる油路とから構成してなる請求項１，２または３に記
   載の可変容量型油圧モータの容量制御装置。
6. 【請求項６】 前記容量制御弁は、 スプール摺動穴を有し、該スプール摺動穴の軸方向に離
   間して高圧ポート、タンクポート、パイロットポートお
   よび前記容量可変アクチュエータへの圧油給排ポートが
   設けられた弁ハウジングと、 該弁ハウジングのスプール摺動穴内に挿嵌され、該スプ
   ール摺動穴内を軸方向に摺動変位することにより前記圧
   油給排ポートを高圧ポート，タンクポートに選択的に連
   通，遮断するスプールと、 該スプールの軸方向一側と前記弁ハウジングとの間に設
   けられ、該スプールを他側に向けて常時付勢する付勢手
   段と、 前記スプールに設けられ、前記パイロットポートから導
   かれたパイロット圧を常時受圧することにより前記スプ
   ールを該付勢手段に抗して摺動変位させる第１の受圧部
   と、 前記スプールの一側端面に開口した有底穴からなり、前
   記タンクポートに常時連通されるストッパ摺動穴と、 該ストッパ摺動穴内に挿嵌され、前記スプールが付勢手
   段に抗して摺動変位したときのストロークエンドを規制
   するストッパと、 前記ストッパ摺動穴の径方向外側に位置して前記スプー
   ルの外周側とスプール摺動穴との間に形成され、前記ス
   プールが摺動変位するときに前記パイロットポートに対
   して連通，遮断される環状の油室と、 該油室内の圧力を受圧するために前記スプールに形成さ
   れ、前記第１の受圧部と共に前記スプールの受圧面積を
   変化させる第２の受圧部と、 前記油室とストッパ摺動穴との間に位置して前記スプー
   ルに形成され、前記油室がパイロットポートに対して遮
   断されている間は前記油室をストッパ摺動穴内に連通さ
   せ、前記油室がパイロットポートに連通したきには前記
   ストッパによりストッパ摺動穴との連通が遮断される油
   路とから構成してなる請求項１，２または３に記載の可
   変容量型油圧モータの容量制御装置。