JPH09264301A - ブレーキバルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、部品点数も少ない、小型、か
つ、低コストであるブレーキバルブ装置を提供するこ
と。 【解決手段】 アクチュエータのブレーキ時に形成され
る閉回路上に設けたブレーキバルブは、バルブ本体と、
バルブ本体に形成したメイン通路に接続する一対の連通
ポートと、上記一方の連通ポートと一方のメイン通路に
常時連通するＡポートと、上記他方の連通ポートと他方
のメイン通路に常時連通するＢポートと、本体内に組み
込み、両端を圧力室に臨ませたスプールと、スプールに
形成し、Ａ、Ｂポートをそれぞれ上記圧力室と連通する
オリフィスを設けた一対の連通路と、スプールとバルブ
本体との隙間からなる絞り部と、スプールまたは本体に
形成したブロック部とからなり、上記スプールのフルス
トローク時にはブロック部が上記絞り部を閉じるととも
に、スプールの移動中は絞り部が開いてＡ、Ｂポートを
連通させる 。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧アクチュエー
タのブレーキ時に、アクチュエータの慣性エネルギーを
吸収するブレーキバルブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキバルブ装置では、そのリリーフ
弁の設定圧が高いと、アクチュエータの起動時あるいは
制動開始時に大きなショックが発生する。このショック
を緩和するために、リリーフ弁の設定圧を低くすること
が考えられるが、それを低くし過ぎると、アクチュエー
タのトルクが下がりすぎたり、その保持能力が低下した
りする問題があった。この点を解決するために、図６〜
図８に示すようなブレーキバルブ装置があった。この装
置は、バルブ本体ａに、カウンターバランス弁CVのスプ
ールＳとクロスオーバ型リリーフ弁R1、R2とを組み込ん
でいる。

【０００３】そして、上記バルブ本体ａのポンプポート
１と２に切換弁Ｖが接続され、この切換弁Ｖのポジショ
ンに応じて、ポート１あるいは２のいずれか一方が、ポ
ンプＰに連通し、他方がタンクＴに連通する関係にして
いる。いま、例えば、切換弁Ｖを図示の中立位置から左
側ポジションに切換えると、ポート１がポンプＰに、ま
たポート２がタンクＴにそれぞれ連通する。したがっ
て、ポンプＰから送られた圧力流体は、スプールＳに設
けたチェック弁３を押し開いて、アクチュエータポート
４からメイン通路５を経由して、アクチュエータである
モータｍに供給される。同時に上記ポンプＰの圧力がパ
イロット室６に導かれるので、この圧力作用でスプール
Ｓを図面左方向に移動し、スプールＳの環状溝７とアク
チュエータポート８とを連通させる。したがって、前記
モータｍの戻り流体は、メイン通路９を通り、ポート８
及びポート２を経由してタンクＴに戻される。

【０００４】この状態から切換弁Ｖを図示の中立位置に
切換えると、ポンプＰはタンクＴに連通するとともに、
ポンプポート１もタンクＴに連通する。ポート１がタン
クＴに連通すると、パイロット室６の圧力が低下し、ス
プールＳは、センタリングスプリング１０、１１の作用
で原位置である図示の位置に復帰し、ポート８と環状溝
７との連通を遮断する。このとき前記モータｍは、慣性
によってポンプ機能を果たすので、ポート８に連通する
メイン通路９側が高圧になり、その高圧が分岐通路１２
を経由してリリーフ弁R1に作用する。このようにモータ
ｍの慣性エネルギー、すなわち高圧流体がリリーフ弁R1
に作用すると、そのリリーフ弁R1が徐々に開き、メイン
通路９側の高圧流体を分岐通路１２からメイン通路５側
に流す。このようにリリーフ弁R1に高圧流体が通過する
と、慣性エネルギーが熱エネルギーに変換され、モータ
ｍにブレーキをかける。

【０００５】また、前記切換弁Ｖを、図示の右側ポジシ
ョンに切換えると、ポート２がポンプＰに、ポート１が
タンクＴにそれぞれ連通する。そして、ポンプＰからの
圧力流体は、前記とは逆に流れてモータｍを逆転させる
もので、その流路における各構成要素は、前記した要素
に対応する。すなわち、図中符号１３はスプールＳに設
けたチェック弁、１４はポート２に連通するパイロット
室、１５はスプールＳに形成した環状溝である。前記の
ように慣性エネルギーを熱エネルギーに変換するリリー
フ弁R1、R2は、バルブ本体ａにリリーフハウジングH1、
H2を組み込むとともに、このリリーフハウジングH1、H2
にポペット１６、１７を設けている。

【０００６】上記リリーフハウジングH1、H2は、圧力接
続口１８ａ、１９ａを有するシート部材１８、１９と、
ポペット保持部材２０、２１と、外端にボルト頭部２２
ａ、２３ａを形成した筒部材２２、２３とからなる。す
なわち、上記ポペット保持部材２０、２１の先端にシー
ト部材１８、１９を嵌合するとともに、これらポペット
保持部材２０、２１内におけるシート部材端部をシート
部１８ｂ、１９ｂとしている。また、これらポペット保
持部材２０、２１であって、上記シート部材とは反対端
に、上記筒部材２２、２３を嵌合するとともに、この筒
部材２２、２３をバルブ本体ａに固定している。

【０００７】上記ポペット１６、１７は、そのガイド筒
部１６ａ、１７ａを、ポペット保持部材２０、２１に摺
動自在に保持させるとともに、このポペット１６、１７
の一側を圧力接続口１８ａ、１９ａ側に臨ませ、他側を
筒部材２２、２３に形成したスプリング室２４、２５に
臨ませている。そして、このスプリング室２４、２５に
設けたスプリング２６、２７をポペット１６、１７に作
用させ、通常は、ポペットがシート部１８ｂ、１９ｂを
シートして、圧力接続口１８ａ、１９ａと流出ポート２
８、２９の連通を遮断する構成にしている。

【０００８】上記のようにしてリリーフハウジングH1、
H2に組み込んだポペット１６、１７は、その圧力接続口
１８ａ、１９ａ側の受圧面積A1をスプリング室２４、２
５側の受圧面積A2より大きくするとともに、オリフィス
１６ｂ、１７ｂを形成して、圧力接続口１８ａ、１９ａ
とスプリング室２４、２５とを、このオリフィス１６
ｂ、１７ｂを介して連通させている。そして、一方のリ
リーフ弁R1の圧力接続口１８ａは、分岐通路１２を介し
てメイン通路９に連通させるとともに、その流出ポート
２８は戻り通路３０を介してメイン通路５に連通させて
いる。また、他方のリリーフ弁R2の圧力接続口１９ａ
は、分岐通路３２を介してメイン通路５に連通させると
ともに、その流出ポート２９は戻り通路３１を介してメ
イン通路９に連通させている。

【０００９】したがって、例えば、一方のメイン通路５
の圧力が設定圧以上になると、図８からも明らかなよう
に、そのメイン通路５側の圧力流体が、ポペット１７を
押し開いて流出ポート２８から他方のメイン通路９に流
出する。反対に、他方のメイン通路９側の圧力が設定圧
以上になると、その圧力流体が、ポペット１６を押し開
いて流出ポート２９から一方のメイン通路５に流出す
る。上記筒部材２２、２３の外周には、周方向に連続す
る調整室３３、３４を形成するとともに、この調整室３
３、３４に筒状のフリーピストン３５、３６を設けるこ
とによって、この調整室３３、３４を、一方の室３３
ａ、３４ａと、他方の室３３ｂ、３４ｂとに区画してい
る。

【００１０】そして、上記一方の室３３ａ、３４ａは筒
部材２２、２３に形成した絞り３７、３８を介してスプ
リング室２４、２５に連通させている。また、他方の室
３３ｂ、３４ｂは、ポペット保持部材２０、２１の外周
に形成した隙間３９、４０を介してメイン通路５、９側
に連通させている。なお、図中符号４１、４２は、フリ
ーピストン３５、３６の内周に設けたシールである。

【００１１】いま、切換弁Ｖを図面左側位置に切換える
と、前記したようにポンプＰの吐出流体が、メイン通路
５を経由してモータｍに供給されるとともに、このモー
タｍからの戻り流体は、メイン通路９からタンクＴに戻
される。このときメイン通路５側の圧力は、隙間３９を
経由して調整室３３の他方の室３３ｂに作用するので、
フリーピストン３５は、図示のスタンバイ位置を保持す
る。上記の状態で、切換弁Ｖを図示の中立位置に戻す
と、前記したようにモータｍがポンプ作用をするので、
メイン通路９側の圧力が上昇する。このメイン通路９側
の圧力流体は、圧力接続口１８ａからオリフィス１６ｂ
を経由してスプリング室２４に導かれるとともに、絞り
３７を通って、調整室３３の一方の室３３ａにも導かれ
るので、フリーピストン３５にはメイン通路９側の圧力
が作用する。なお、このときのメイン通路９側の圧力
は、隙間４０を経由して他方のリリーフ弁R2側のフリー
ピストン３６にも作用するので、このフリーピストン３
６も図示のスタンバイ位置を保つ。

【００１２】この圧力作用によってフリーピストン３５
が移動するが、この移動にともなって一方の室３３ａの
容積が拡大するとともに、その拡大した室３３ａ内に流
体が流れ込むことになる。したがって、当然のことであ
るが、ポペット１６のオリフィス１６ｂに流れが発生
し、その前後に圧力差が発生する。このオリフィス１６
ｂ前後の差圧の影響と、前記受圧面積A1、A2の差とが相
乗的に作用するので、このリリーフ弁R1は低圧で開弁す
ることになる。言い換えれば、このときにはリリーフ弁
R1が低圧リリーフ弁として機能する。このようにモータ
ｍの制動開始時には、リリーフ弁R1が低圧リリーフ弁と
して機能するので、その制動開始時のショックが緩和さ
れる。

【００１３】そして、フリーピストン３５が他方の室３
３ｂの端まで移動し終わると、一方の室３３ａの容積が
それ以上拡大しないので、ポペット１６のオリフィス１
６ｂには流体が流れない。したがって、接続口１８ａ側
の圧力とスプリング室２４内の圧力とが等しくなる。そ
のために、上記ポペット１６における圧力接続口１８ａ
側とスプリング室２４側との受圧面積A1、A2の差及びス
プリング２６のバネ力によって設定圧が定まるので、リ
リーフ弁R1は、高圧リリーフ弁として機能する。したが
って、停止開始時のショックが緩和されるとともに、そ
のショック緩和後は、大きなブレーキ力を発揮させるこ
とができる。そして、切換弁Ｖを再び左側位置に切換え
ると、メイン通路５側に圧力流体が供給されてモータｍ
が起動する。このときには、前記したようにリリーフ弁
R2側のフリーピストン３６がスタンバイ位置を保ってい
るので、制動時と同様の原理でショックが緩和されるこ
とになる。なお、切換弁Ｖを図面右側位置に切換えて、
モータｍを上記とは反対方向に回転させる場合にも、原
理的には上記の場合と全く同様である。また、最近は、
カウンターバランス弁をCVを用いないで切換弁Ｖをセン
タークローズドタイプにしているものもある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の装置では、モータｍの回転方向によって、ブレーキ時
にリリーフ弁R1、R2の一方が作動する。つまり、両方向
の回転に対応するためには、２個のリリーフ弁R1、R2が
必要であり、構成が複雑で、装置が大型化してしまっ
た。また、ブレーキ時のショックを吸収するためにフリ
ーピストン３５、３６を必要とするリリーフ弁R1、R2を
２個必要とするので、部品点数も多くなり、コスト高と
なった。この発明の目的は、構造が簡単で、部品点数も
少ない、小型、かつ、低コストでありながら、モータの
ブレーキ時のショックを吸収することができるブレーキ
装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明のブレーキ装置
は、上流側の切換弁を介してポンプまたはタンクへ連通
する一対のメイン通路と、メイン通路の下流側に設けた
アクチュエータと、このアクチュエータのブレーキ時に
形成される閉回路上に設けたブレーキバルブとを備え、
このブレーキバルブは、バルブ本体と、バルブ本体に形
成したメイン通路に接続する一対の連通ポートと、上記
一方の連通ポートと一方のメイン通路に常時連通するＡ
ポートと、上記他方の連通ポートと他方のメイン通路に
常時連通するＢポートと、本体内に組み込み、両端を圧
力室に臨ませたスプールと、スプールに形成し、上記
Ａ、Ｂポートをそれぞれ上記圧力室と連通するオリフィ
スを設けた一対の連通路と、スプールとバルブ本体との
隙間からなる絞り部と、スプールまたは本体に形成した
ブロック部とからなり、上記スプールのフルストローク
時にはブロック部が上記絞り部を閉じるとともに、スプ
ールの移動中は絞り部が開いてＡ、Ｂポートを連通させ
ることを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図５に示す第１実施例は、
図２〜図４に示すようなブレーキバルブ５０を組み込ん
で、アクチュエータとしてのモータｍのブレーキ時のシ
ョックを吸収するブレーキバルブ装置である。２個のリ
リーフ弁R1、R2の代わりに、ブレーキバルブ５０を組み
込んだ以外は、従来例と同様である。同じ構成要素には
同じ符号を付し、切換弁Ｖやカウンターバランス弁CVな
どの説明も簡単にする。ブレーキバルブ５０は、切換弁
Ｖ及びカウンターバランス弁CVを介して、ポンプＰまた
はタンクＴへ連通する一対のメイン通路５、９の下流側
に設けたモータｍのブレーキ時に形成される閉回路上に
設けたものである（図１参照）。

【００１７】そして、バルブ本体５１と、バルブ本体５
１に形成したメイン通路９、５に連通する一対の連通ポ
ート５２、５３と、上記一方の連通ポート５２と一方の
メイン通路９に常時連通するポートＡと、他方の連通ポ
ート５３と他方のメイン通路５に常時連通するポートＢ
とを形成している。また、本体５１内にはスプール５４
を設け、その両端を圧力室５５、５６に臨ませている。
スプール５４には、ポートＡ、ポートＢをそれぞれ圧力
室５５、５６と連通する一対の連通路５７、５８と、凸
部からなるブロック部６２、６３を形成し、連通路５
７、５８には、それぞれオリフィス５９、６０を設けて
いる。スプール５４とバルブ本体５１との隙間は絞り部
６１を形成し、スプール５４のフルストローク時には、
図２、図４に示すようにブロック部が絞り部６１を閉じ
る。スプール５４の移動中は、絞り部６１が開いて、ポ
ートＡとポートＢとを連通させる（図３）。

【００１８】次に、このブレーキバルブ装置の動作説明
をする。いま、切換弁Ｖを図示の中立位置から左側ポジ
ションに切換えると、ポート１がポンプＰに、またポー
ト２がタンクＴにそれぞれ連通する。したがって、ポン
プＰから送られた圧力流体は、カウンターバランス弁CV
に設けたチェック弁３を押し開いて、アクチュエータポ
ート４からメイン通路５を経由して、モータｍに供給さ
れる。同時に上記ポンプＰの圧力がパイロット室６に導
かれるので、この圧力作用でカウンターバランス弁CVの
スプールを図面左方向に移動し、アクチュエータポート
８とポート２とを連通させる。したがって、前記モータ
ｍの戻り流体は、メイン通路９を通り、ポート８及びポ
ート２を経由してタンクＴに戻される。

【００１９】流体は、ポンプＰからメイン通路５を介し
て、ポートＢに供給され、連通ポート５３→連通路５８
→圧力室５６へ導かれる。ポートＡも、連通ポート５２
→連通路５７→圧力室５５と連通しているが、タンク側
のポートＡに対して、供給側のポートＢが高圧側となる
ので、つまり、圧力室５６が圧力室５５より高圧とな
り、スプール５４は圧力室５５側に移動し、図２に示す
状態となる。これが、モータｍの運転時である。この
時、ブロック部６３によって、ポートＡと、ポートＢは
遮断されている。

【００２０】この状態から切換弁Ｖを中立位置に切換え
ると、ポンプＰはタンクＴに連通するとともに、ポンプ
ポート１もタンクＴに連通する。ポート１がタンクＴに
連通すると、パイロット室６の圧力が低下し、カウンタ
ーバランス弁CVのスプールはセンタスプリング１０、１
１の作用で原位置である図示の位置に復帰し、ポート
８、４は遮断される。このとき前記モータｍは、慣性に
よってポンプ機能を果たすので、メイン通路９側が高圧
になり、その高圧がポートＡに作用する。すると、ポー
トＡに連通している圧力室５５が、圧力室５６より高圧
となり、スプール５４を圧力室５６側へ移動させる。図
３に示すスプール５４の移動中は、絞り部６１が開き、
ポートＡとポートＢは連通し、有効圧を低減する。

【００２１】そして、スプール５４がフルストローク位
置まで移動すると、図４に示すように、ブロック部６２
が絞り部６１を閉じ、ポートＡとポートＢを遮断する。
このように、スプール５４の移動中、一定時間絞り部６
１を開くことにより、モータｍの慣性エネルギーを吸収
することができる。また、絞り部６１を高圧流体が通過
すると、慣性エネルギーが熱エネルギーに変換され、モ
ータｍにブレーキをかける。

【００２２】図５は、ポートＡの圧力変化の様子を示し
たものである。モータｍが運転中の図２の状態の時、ポ
ートＡの圧力は低圧で領域ａである。そこで、切換弁Ｖ
を切り換えてポンプＰからの供給を停止する（図５の
の時点）と、ブレーキ圧が立ち始める。で、スプール
５４が移動し始め、で、フルストロークとなり、ブロ
ック部により、ポートＡとポートＢが遮断される。その
後、圧力は上昇するが、モータｍの停止（）とともに
低下する。図２と図５の領域ａ、図３と領域ｂ、図４と
領域ｃが対応する。切換弁Ｖを右側に切り換えて、モー
タｍが上記とは逆回転する場合にも、ブレーキバルブ装
置の動作は上記の場合と同様である。

【００２３】

【発明の効果】本発明のブレーキバルブ装置では、従来
のように、２個のリリーフ弁を用いることなく、しか
も、ブレーキ時のショックを吸収するためのフリーピス
トンも必要としないので、部品点数が少なく、構成も簡
単になった。したがって、構造が簡単で、部品点数も少
ない、小型、かつ、低コストでありながら、モータのブ
レーキ時のショックを吸収することができるブレーキ装
置を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の回路図である。

【図２】第１実施例のブレーキバルブの断面図であり、
スプールのフルストローク状態を示す図である。

【図３】第１実施例のブレーキバルブの断面図であり、
スプールの移動中の状態を示す図である。

【図４】第１実施例のブレーキバルブの断面図であり、
スプールのフルストローク状態を示す図である。

【図５】モータのブレーキ時におけるＡポートの圧力波
形を示す図である。

【図６】従来例のブレーキ装置の回路図である。

【図７】従来例の断面図である。

【図８】図７のＶIII−ＶIII線断面図である。

【符号の説明】

Ｐ ポンプ ５、９ メイン通路 ｍ アクチュエータとしてのモータ Ｖ 切換弁 Ａ、Ｂ ポート ５０ ブレーキバルブ ５１ バルブ本体 ５２、５３ 連通ポート ５４ スプール ５５、５６ 圧力室 ５７、５８ 連通路 ６１ 絞り部 ６２、６３ ブロック部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側の切換弁を介してポンプまたはタ
   ンクへ連通する一対のメイン通路と、メイン通路の下流
   側に設けたアクチュエータと、このアクチュエータのブ
   レーキ時に形成される閉回路上に設けたブレーキバルブ
   とを備え、このブレーキバルブは、バルブ本体と、バル
   ブ本体に形成したメイン通路に連通する一対の連通ポー
   トと、上記一方の連通ポートと一方のメイン通路に常時
   連通するＡポートと、上記他方の連通ポートと他方のメ
   イン通路に常時連通するＢポートと、本体内に組み込
   み、両端を圧力室に臨ませたスプールと、スプールに形
   成し、上記Ａ、Ｂポートをそれぞれ上記圧力室と連通す
   るオリフィスを設けた一対の連通路と、スプールとバル
   ブ本体との隙間からなる絞り部と、スプールまたは本体
   に形成したブロック部とからなり、上記スプールのフル
   ストローク時にはブロック部が上記絞り部を閉じるとと
   もに、スプールの移動中は絞り部が開いてＡ、Ｂポート
   を連通させることを特徴とするブレーキバルブ装置。