JPH054562Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えば油圧シヨベルやクローラク
レーン等の建設機械の走行駆動や巻き上げ駆動用
の油圧回路に好適な液圧モータの制御装置に関す
る。

〔従来の技術〕

建設機械の走行駆動には、従来から各種の液圧
モータが採用されているが、その中で車輌の車速
を高速と低速とに切り換え可能とするため、主に
可変容量形液圧モータ（以下、液圧モータと略称
する）が用いられている。液圧モータは、通常、
該液圧モータに内蔵されている制御シリンダによ
り斜板等の傾転角を変えて、液圧モータが１回転
で吸入・排出できる液体の量を制御することによ
り供給される圧油の量が一定でも回転速度（回転
数）を制御できるように設定されている。

この制御シリンダに付与される圧力を導入する
方式としては、液圧モータの駆動圧力をそのまま
導入する自己圧方式と、外部液圧源によるパイロ
ツト圧方式とがある。

このうち、液圧モータの駆動圧力が比較的高い
場合には、液圧モータの制御シリンダを確実に制
御でき、かつ外形寸法を比較的小さくできる自己
圧方式が望ましい。この自己圧方式の一例を第２
図に示す。第２図に示した液圧モータ制御装置
は、実公昭59−7647号として開示されたものであ
る。

同第２図において、液圧モータ制御装置は、制
御シリンダ４２を内蔵した液圧モータ４１と、液
圧タンク４６に接続された液圧源としての液圧ポ
ンプ４７から方向切換弁４８と、カウンタバラン
ス弁４９およびリリーフ５０ａ，５０ｂからなる
ブレーキ弁５１とを介して液圧モータ４１に接続
される通路５４ａ，５４ｂと、該通路５４ａ，５
４ｂ間に設けられたシヤトル弁５２から液圧モー
タ４１の制御シリンダ４２に供給される圧油を切
り換えるセレクタ弁５５とから主に構成されてい
る。

そして、この構成により、車輌の降坂走行時で
液圧ポンプ４７の供給流量が少なく液圧モータ４
１が車輌の自重により駆動されポンプ作用を行つ
て、液圧モータ４１とカウンタバランス弁４９の
排出側の通路５４ａ，５４ｂの圧力が上昇されて
も、シヤトル弁５２を介して通路５４ａ、５４ｂ
のいずれか高い方の圧力を制御シリンダ４２内に
導入して、該制御シリンダ４２内のピストン５３
に作用させることにより、降坂途中での制御シリ
ンダ４２の制御不能、すなわち、液圧モータ４１
の容量制御が不能になる等の不都合を確実に解消
できるという効果を奏している。

これに対し、外部液圧源によるパイロツト圧方
式を採用したものとして、第３図に示すような液
圧モータ制御装置がある。

第３図において、液圧モータ制御装置は制御シ
リンダ１２を内蔵する可変容量形液圧モータとし
ての可変容量形液圧モータ（以下、油圧モータと
略称する）１１と、液圧タンクとしての油圧タン
ク１から作動油を吸入し油圧モータ１１に供給す
ることにより油圧モータ１１を駆動するモータ駆
動用液圧源としての油圧ポンプ２と、油圧ポンプ
２から吐出された圧油の供給方向を切り換えて油
圧モータ１１の回転方向を制御する方向制御弁４
と、方向制御弁４と油圧モータ１１を接続する通
路５，６に設けられたカウンタバランス弁８およ
びリリーフ弁９からなるブレーキ弁１０と、油圧
タンク１から作動油を吸入し、セレクタ弁１９を
介して油圧モータ１１の制御シリンダ１２にパイ
ロツト圧力として作用する圧油を供給するパイロ
ツト圧供給用液圧源としての油圧ポンプ２４と、
から主に構成されている。

前記通路５，６間には、前述のように、油圧モ
ータ１１の逸走を防止するための背圧を発生させ
るカウンタバランス弁８と、圧力の上限を規制す
るリリーフ弁９とから構成されるブレーキ弁１０
が設けられているが、このブレーキ弁１０と方向
制御弁４との間にはシヤトル弁７が設けられ、油
圧モータ１１の出力軸１３に整備されたブレーキ
装置１４のシリンダ１４ａに対しシヤトル弁７に
連通する通路１５が接続され、該通路１５に設け
られた減圧手段としての減圧弁１６を介して通路
５または通路６から選択的に圧油をブレーキ装置
１４に供給できるようになつている。

油圧ポンプ２４は、通路２２の下流側に設けら
れたセレクタ弁１９と、通路２０，２１とを介し
て制御シリンダ１２のＡポート１２ａおよびＢポ
ートｂにそれぞれ圧油を供給できるように構成さ
れており、セレクタ弁１９を操作することによ
り、ピストン１２ｃによつて仕切られたシリンダ
部分の一側に圧油が供給され、他側は油圧タンク
１に開放されるので、その操作方向によつてピス
トン１２ｃのストロークが変化し、これにより油
圧モータ１１の容量を変化させることができる。

また、油圧ポンプ２から方向制御弁４に至る通
路からは通路５，６に生じる圧力の上限を規制す
る圧力設定手段としての圧力制御弁３を備えた通
路が分岐し、油圧ポンプ２４からセレクタ弁１９
に至る通路２２からは、油圧ポンプ２４から吐出
される圧油の圧力の上限を規制する圧力設定手段
としての圧力制御弁２５が分岐している。そし
て、圧力制御弁３，２５の吐出側は、前記方向制
御弁４の反油圧ポンプ２接続側の端部とともに油
圧タンク１に開放されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上記のような自己圧力を用いた液圧
モータ制御装置にあつては、液圧モータ４１の制
御シリンダ４２へシヤトル弁５２とセレクタ弁５
５を介して自己圧力をそのまま導いているため、
シヤトル弁５２からセレクタ弁５５を経て制御シ
リンダ４２へ至る通路５５ａ，５５ｂや、セレク
タ弁５５および制御シリンダ４２等の耐圧限度を
液圧モータ４１の耐圧限度と同じにする必要があ
る。

また、この液圧モータ４１を油圧シヨベル等の
走行用モータとして使用し、坂道を降坂するとき
などは、セレクタ弁５５および制御シリンダ４２
に加わる圧力が、負荷の繰り返し回数が増大して
大きく変動するため、機械的強度を確保する必要
があり、セレクタ弁５５および制御シリンダ４２
をコンパクトにすることはできない。

一方、パイロツト圧力を用いる方式にあつて
は、制御シリンダ１２を作動させるために必要な
力は、油圧モータ１１の通路の圧力が低いときは
小さく、通路の圧力が高いときは大きくなるた
め、制御シリンダ１２を確実に作動させるため
に、油圧モータ１１の通路の圧力が高いときに対
応して、圧力制御弁２５によつて設定されるパイ
ロツト圧を常に高くするか、低圧でも作動するよ
うに制御シリンダ１２のシリンダ径を太くする必
要がある。

しかし、パイロツト圧力を高く設定すると、制
御シリンダ１２に導びかれる圧力は常に一定の圧
力であるが、油圧ポンプ２４から吐出された圧油
は常時圧力制御弁２５からリリーフして油圧タン
ク１へ戻るため、この圧力エネルギは全てロスに
なり、エネルギ損失が大きいという問題がある。

これに反し、シリンダ径を大きくすると、油圧
モータ１１のまとまりが悪くなり、シユーインタ
イプの走行モータにすることが難しくなるという
問題がある。

また、この制御装置を油圧シヨベル等の走行モ
ータとして使用するためには、下部走行体に取り
付けられた油圧モータ１１の制御シリンダ１２へ
上部旋回体から圧油を導く配管が、セレクタ弁１
９を上部旋回体側に設ける必要性から２本必要で
あり、第３図においてセレクタ弁１９と制御シリ
ンダ１２を接続する通路２０，２１の一部にあた
るＪ部に設けるセンタジヨイントのコストも上昇
する。

この考案は、上記のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、可変容量形液圧モータ
をコンパクトに形成してシユーインタイプの走行
モータとして下部走行体に搭載することができ、
また、上部旋回体から下部走行体に導びかれる配
管が最小でよい液圧モータ制御装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

従来技術が抱える問題点を解決し、上記目的を
達成するため、この考案は、容量を可変する制御
シリンダを内蔵する可変容量形液圧モータと、該
可変容量形液圧モータの出力軸部に取り付けられ
たブレーキ装置と、パイロツト圧液を供給するパ
イロツト圧供給用液圧源と、パイロツト圧を設定
する圧力設定手段と、該パイロツト圧供給用液圧
源から前記制御シリンダに導かれるパイロツト圧
液の方向を切り換えるセレクタ弁と、可変容量形
液圧モータを駆動するための圧油を供給するモー
タ駆動用液圧源と、このモータ駆動用液圧源から
可変容量形液圧モータに導く圧液の供給方向を切
り換えるて可変容量形液圧モータの回転方向を切
り換える方向制御弁と、該方向制御弁の下流側に
設けたシヤトル弁と、シヤトル弁の出口側通路と
ブレーキ装置とを接続する通路に設けた減圧手段
と、を備えた液圧モータ制御装置において、パイ
ロツト圧供給用液圧源の設定される圧力を２段階
に切り換えられるようにした圧力設定手段と、パ
イロツト圧供給用液圧源により設定された圧液と
モータ駆動用液圧源からブレーキ装置に供給され
る圧液のうち高い方の圧力の圧液を前記セレクタ
弁に導く制御シリンダの制御圧選択手段とを持
ち、該セレクタ弁の切り換えをセレクタ弁に供給
される圧力の高低で行えるように構成してある。

〔作用〕

上記のように構成すると、モータ駆動用液圧源
から供給され減圧手段によつて設定される圧液の
圧力が、パイロツト圧供給用液圧源から供給され
圧力設定手段によつて設定された圧液の圧力より
も低い場合には、パイロツト圧供給用液圧源から
供給される液圧がセレクタ弁を介して液圧モータ
の制御シリンダに供給される。また、モータ駆動
用液圧源から供給され減圧手段によつて設定され
る圧液の圧力がパイロツト圧供給用液圧源から供
給される圧液の圧力より高い場合には、モータ駆
動用液圧源からの圧液が該制御シリンダに供給さ
れる。

一方、セレクタ弁はパイロツト圧力の設定手段
によつて設定された圧力の高低により切り換わ
り、これにより、制御シリンダに導びかれる圧力
を切り換え、液圧モータの回転数（回転速度）の
制御が可能になる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図は、この考案の実施例に係る液圧モータ
制御装置としての油圧モータ制御装置の油圧回路
図である。なお、以下の説明において、第３図に
示した従来例と同一もしくは同一とみなせる各構
成要素には同一の符号を付し、重複する各構成要
素についての説明は割愛する。

第１図において、実施例に係る油圧モータ制御
装置は、パイロツト圧供給用液圧源としての油圧
ポンプ２４からセレクタ弁１９側に至る通路２２
と、減圧弁１６の下流側の通路１５とを制御シリ
ンダ１２の制御圧選択手段としてのシヤトル弁３
１を介して接続し、シヤトル弁３１の出口側とセ
レクタ弁１９の入口側を接続するとともに、セレ
クタ弁１９のパイロツト通路として通路２２から
分岐した通路３２が接続され、さらに、該通路３
２が前記通路２２から分岐した分岐部２２ｂより
上流側で、圧力設定手段として、方向切換弁３４
と出口側が油圧タンク１に開放された二つの圧力
制御弁３５，３６とを備えた通路３７が分岐して
いる。

圧力制御弁３５，３６は、それぞれ方向切換弁
３４の切換方向に応じて油圧ポンプ２４から吐出
される圧油の圧力の上限を規定するもので、この
実施例にあつては、圧力制御弁３５のセツト圧力
を30Kgｆ／cm²程度に、圧力制御弁３６のセツト圧
力を50Kgｆ／cm²程度に設定してあり、セレクタ弁
１９の切換手段としてのばね３３のセツト圧力を
40Kgｆ／cm²とすることにより、方向切換弁３４に
よつて高い方の圧力を選択したときには、導かれ
るパイロツト圧力が前記ばね３３のセツト圧力に
打ち勝つてセレクタ弁１９がノーマル位置からオ
フセツト位置に切り換わるようになつている。そ
の他の各部は、全て第３図に示した従来例と同一
に構成してある。

引き続き、上記のように構成した油圧モータ制
御装置を油圧シヨベルやクローラクレーンなどの
車輌の走行用装置として使用した場合について説
明する。

〈始動時〉 まず、油圧モータ１１を回転するためには、図
示しない原動機を始動する。該原動機を始動する
と、油圧ポンプ２および２４は油圧タンク１から
作動油を吸入して圧油を吐出する。このとき、方
向制御弁４は中立位置にあるので、油圧ポンプ２
から吐出された圧油は、方向制御弁４を通つて油
圧タンク１に戻る無負荷回路を形成する。

一方、油圧タンク２４から吐出された圧油は、
通路３７に取り付けられた方向切換弁３４がノー
マル位置にあるとして、圧力制御弁３５によつて
規定される圧力の圧油をシヤトル弁３１、セレク
タ弁１９および通路２０を介して、制御シリンダ
１２のＡポート１２ａに供給し、ピストン１２ｃ
をストロークの大きくなる方向、すなわち、油圧
モータ１１の容量を大きくし、低速高トルクとす
る方向に駆動する。また、前記方向切換弁３４を
オフセツト位置に切り換えると、圧力制御弁３６
によつて規定される高い方の圧力がシヤトル弁３
１を介してセレクタ弁１９に導かれるが、このと
き、通路３２からはセレクタ弁１９のパイロツト
通路に高い方の圧力の圧油が導かれ、この圧力に
よつて該セレクタ弁１９をオフセツト位置に切り
換える。これにより、シヤトル弁３１からセレク
タ弁１９に導かれた圧油は、通路２１から制御シ
リンダ１２のＢポート１２ｂに供給され、ピスト
ン１２ｃをストロークが小さくなる方向、すなわ
ち、油圧モータ１１の容量を小さくし、高速低ト
ルクとする方向に駆動する。また、これらの場合
に、制御シリンダ１２内に圧油を供給した後は、
油圧ポンプ２４から吐出された圧油は圧力制御弁
３５あるいは３６を通つて油圧タンク１に戻る。

したがつて、方向切換弁４，３４がノーマル位
置にあつて油圧ポンプ２，２４を始動すると、油
圧モータ１１には圧油は供給されないが、制御シ
リンダ１２には油圧ポンプ２４から油圧モータ１
１の容量を大きくする方向に圧油が供給されるこ
とになる。

〔低圧回転時（小負荷時）〕

今、上記の状態で油圧ポンプ２の吐出側に設け
た方向切換弁４を操作して油圧ポンプ２から吐出
された圧油を通路５へ導くと、この圧油は、ま
ず、シヤトル弁７から減圧弁１６の介在する通路
１５を通つてブレーキ装置１４に至り、ブレーキ
装置１４のシリンダ１４ａ内のピストンを駆動さ
せてブレーキを解除する。また、油圧ポンプ２か
ら吐出された圧油は、油圧モータ１１の入口に達
し、カウンタバランス弁８を動かして油圧モータ
１１を回転させ、さらに、出力軸１３の先端部に
取り付けられている図示しないスプロケツトを回
転させる。このとき、減圧弁１６の下流側の通路
１５の圧力が通路２２の圧力よりも低い場合に
は、前述のように圧力制御弁３５によつて規定さ
れる圧力の圧油がＡポート１２ａから制御シリン
ダ１２に導かれ、油圧モータ１１の容量を大きく
し、この状態を維持する。これによつて、油圧モ
ータ１１は低速高トルクで回転する。

そして、この状態から方向切換弁３４を操作し
てオフセツト位置に切り換えると、油圧ポンプ２
４から吐出された圧油は、圧力制御弁３６により
圧力を規定されてシヤトル弁３１およびセレクタ
弁１９に導かれる。このとき、圧力制御弁３６に
よつて規定される圧力は、圧力制御弁３５によつ
て規定される圧力よりも高いため、シヤトル弁３
１は当然に油圧ポンプ２４から吐出された圧油を
選択してセレクタ弁１９に導く。一方、セレクタ
弁１９のパイロツト通路３２へは、前述のように
ばね３３のセツト圧よりも高い該圧力制御弁３６
によつて規定される圧力が導かれることになるの
で、セレクタ弁１９はオフセツト位置に切り換わ
り、シヤトル弁３１によつて選択された圧油は、
今度は通路２１から制御シリンダ１２のＢポート
１２ｂに導かれる。これにより、ピストン１２ｃ
は容量を減少させる方へ移動して油圧モータ１１
の容量を小さくし、この状態を保持する。その結
果、油圧モータ１１の回転速度が増大する。

〔高圧回転時（大負荷時）〕 通路３７に設けた方向切換弁３４がノーマル位
置にあり、圧力制御弁３５，３６によつて規定さ
れる通路２２の圧力よりも、通路５，６側から減
圧弁１６を介してブレーキ装置に導かれる圧油の
圧力の方が高い場合には、シヤトル弁３１は減圧
弁１６からブレーキ装置１４に導かれる圧油を選
択してセレクタ弁１９へ導き、さらに通路２０を
介して制御シリンダ１２のＡポート１２ａに導
く、これにより、油圧モータ１１は大容量とな
り、回転数が減少する。

この状態から、方向切換弁３４をオフセツト位
置に切り換えると、前述の理由によりセレクタ弁
１９もオフセツト位置に切り換わり、前記減圧弁
１６から導かれる圧油を今度は通路２１を介して
制御シリンダ１２のＢポート１２ｂに供給する。
これにより、油圧モータ１１が小容量となり、回
転数は増大することになる。

上記のように構成すると、油圧シヨべル等の建
設機械の走行モータとして使用する場合、上部旋
回体に設置された油圧ポンプ２４から、下部走行
体に取り付けられた油圧モータ１１の制御シリン
ダ１２へ圧油を送るためには、通路３７の分岐部
２２ａと通路３２の分岐部２２ｂとの間の通路２
０位置においてセンタジヨイントＪを通せば、セ
ンタジヨイントＪを通す通路が１本となるので、
センタジヨイントＪの構造が簡単になり、低コス
ト化を図ることができる。

なお、この実施例は、建設機械の走行装置に用
いた油圧回路をもつて説明しているが、他の同じ
原理の液圧回路全てに適用できることはいうまで
もない。

また、制御シリンダ１２の応答速度が遅くても
良い場合には、油圧ポンプ２４の吐出側の通路２
２から分岐させて設けた方向切換弁３４を省略す
るとともに、圧力制御弁３５，３６のいずれか一
方を省略して第３図に示した従来例の圧力制御弁
２５と同様の構成となし、その圧力制御弁の設定
圧力を制御して、低圧側をセレクタ弁１９のセツ
ト圧よりも低く、高圧側を該セツト圧より高くす
ることにより、同様の切換制御が可能になること
はいうまでもない。

以上のように、上記実施例によれば、制御シリ
ンダ１２に導かれる圧力は、低圧側は油圧ポンプ
２４の吐出側に分岐して備えられた圧力制御弁３
５で設定され、高圧側は油圧ポンプ２の吐出側の
通路１５に設けられた減圧弁１６で設定される一
定範囲内の、油圧ポンプ２の吐出圧力よりはるか
に低い圧力であるため、制御シリンダ１２は油圧
モータ１１の制御に必要十分な一定したある範囲
内の圧油を受けることができ、これにより、油圧
モータ１１の特性に相応した小型の構造とするこ
とができる。したがつて、シユーインタイプの建
設機械の走行体にも十分搭載できる寸法に構成で
きる。また、センタジヨイントＪを通る通路を１
本で構成することができる。

〔考案の効果〕

これまでの説明で明らかなように、パイロツト
圧供給用液圧源からセレクタ弁に供給される圧液
と、モータ駆動用液圧源からブレーキ装置に供給
される圧液のうち、高い方の圧力の圧液を該セレ
クタ弁に導く制御シリンダの制御圧選択手段と、
パイロツト圧を設定する圧力設定手段によつて設
定された圧力に応じて、セレクタ弁を切り換える
ようにしたこの発明によれば、セレクタ弁を介し
て制御シリンダに供給される制御圧力をある一定
の範囲に規定した状態で、十分な制御圧力を該制
御シリンダに供給することができるので、該一定
の範囲に対応する小型の制御シリンダを形成で
き、可変容量形液圧モータの特性に最も合つた制
御シリンダを構成することができる。また、これ
により、建設機械のシユーインタイプの走行用モ
ータとして下部走行体に搭載することが容易にな
る。さらに、上部旋回体から下部走行体に導かれ
る通路を１本で構成できるので、センタジヨイン
トも簡単になり、コストを低減することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例に係る油圧モータ
制御装置の油圧回路図、第２図は従来例に係る液
圧モータ制御装置の液圧回路図、第３図は従来例
に係る油圧モータ制御装置の油圧回路図である。 １……油圧タンク、２……油圧ポンプ、４……
方向切換弁、５，６……通路、７……シヤトル
弁、８……カウンタバランス弁、９……リリーフ
弁、１０……ブレーキ弁、１１……油圧モータ、
１２……制御シリンダ、１３……出力軸、１４…
…ブレーキ装置、１５……通路、１６……減圧
弁、１９……セレクタ弁、２０，２１，２２……
通路、３１……シヤトル弁、３２……通路、３３
……ばね、３４……方向切換弁、３５，３６……
圧力制御弁、３７……通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 容量を可変する制御シリンダを内蔵する可変容
   量形液圧モータと、該可変容量形液圧モータの出
   力軸部に取り付けられたブレーキ装置と、パイロ
   ツト圧液を供給するパイロツト圧供給用液圧源
   と、パイロツト圧を設定する圧力設定手段と、該
   パイロツト圧供給用液圧源から前記制御シリンダ
   に導かれるパイロツト圧液の方向を切り換えるセ
   レクタ弁と、可変容量形液圧モータを駆動するた
   めの圧油を供給するモータ駆動用液圧源と、この
   モータ駆動用液圧源から可変容量形液圧モータに
   導く圧液の供給方向を切り換えて可変容量形液圧
   モータの回転方向を切り換える方向制御弁と、該
   方向制御弁の下流側に設けたシヤトル弁と、シヤ
   トル弁の出口側通路とブレーキ装置とを接続する
   通路に設けた減圧手段と、を備えた液圧モータ制
   御装置において、パイロツト圧供給用液圧源の設
   定される圧力を２段階に切り換えられるようにし
   た圧力設定手段と、パイロツト圧供給用液圧源に
   より設定された圧液とモータ駆動用液圧源からブ
   レーキ装置に供給される圧液のうち高い方の圧力
   の圧液を前記セレクタ弁に導く制御シリンダの制
   御圧選択手段とを持ち、該セレクタ弁の切り換え
   をセレクタ弁に供給される圧力の高低で行えるよ
   うにしたことを特徴とする液圧モータ制御装置。