JPH11210634A - 液圧回転機の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧ポンプの吐出圧や吐出流量の急激な変化を
防止すると共に、容量切換弁の作成加工の容易化。 【解決手段】可変容量型の液圧回転機１と、容量可変ア
クチユエータ３と、第１の切換位置と第２の切換位置と
を選択的に切り換えて容量可変クチュエータ３の圧油を
給排する容量切換弁４とを備えた液圧回転機の容量制御
装置において、容量切換弁４は、スプールの内部に形成
され該スプールを径方向に貫通するよう設けられた小径
の絞り通路４３と、前記スプールの外周に設けられ前記
第２の切換位置のときに前記高圧ポート４１Ｂと絞り通
路４３の一端を連通する第１の切り欠きと、前記スプー
ルの外周に設けられ前記第２の切換位置のときに前記圧
油給排ポート４１Ａと絞り通路４３の他端を連通する第
２の切り欠きとを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液圧回転機の容量
制御装置に係わり、特に、油圧ショベル等の建設機械に
設けられ、油圧ポンプや油圧モータ等の容量を制御する
のに好適な液圧回転機の容量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液圧回転機の容量制御装置とし
て、例えば特公平５−５５７１４号公報（特開昭６１−
４９１７５）が知られている。これは操作手段によって
容量切換弁に供給するパイロツト圧を変化させて、容量
切換弁の圧油給排ポートを高圧ポートとタンクポートと
に選択的に連通させて、容量可変アクチュエータに給排
する圧油を切換制御して液圧回転機の容量可変部を傾転
駆動して液圧回転機の容量を小容量と大容量とに切り換
え制御するものである。

【０００３】この液圧回転機を、例えば、油圧モータと
して使用する場合には、負荷圧が小さいときはモータ容
量を小容量に切り換えて小トルクで高速回転するように
し、負荷圧が大きいときは大容量に切り換えて大トルク
で低速回転するようにして、負荷圧が大きく上昇するの
を抑制し、油圧ポンプ等の負荷が過負荷に作用しないよ
うにしている。

【０００４】ところで、この液圧回転機の容量制御装置
を油圧ショベルに適用した場合、油圧ショベルの運転者
等が容量切り換え用の操作手段を切換操作し、操作手段
からのパイロット圧に応じて容量切換弁の圧油給排ポー
トを高圧ポートとタンクポートとに選択的に連通させ、
油圧モータのモータ容量を小容量と大容量とに２段階に
切り換えようとすると、モータ容量が切り換わる瞬間に
油圧ポンプの吐出圧や吐出流量が急激に変化することが
ある。これが定行用の油圧モータの場合には、切換時に
定行速度が急変し、運転者の乗り心地が悪くなるという
問題があり、また油圧ポンプとして使用した場合も同様
の問題がある。

【０００５】そのため、例えば、特開平７−３０１２０
５号公報等に示されるように、このような液圧回転機の
容量制御装置では、容量切換弁の圧油給排ポートを高圧
ポートとタンクポートとに選択的に連通して油圧モータ
のモータ容量を小容量と大容量の２段階に切り換える場
合、油圧ポンプの吐出圧や吐出流量が急激に変化するの
を防止するために、容量切換弁内の油路に絞りを設ける
ことが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
のものは、容量切換弁の圧油給排ポートを高圧ポートま
たはタンクポートに連通する油路が、弁ケースとスプー
ル外周間との互いに摺動する部分に形成されているた
め、容量切換弁の切り換え時に、スプールの外周部にお
いて摺動による油路の切り換えと同時に絞りの役割も果
たしている。そのため、容量切換弁の作成にあたって、
摺動するスプール外周面に切り換え機能と絞り機能を併
せ持たせて設計し加工しなければならず、作成上問題が
あった。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、
容量切換弁の圧油給排ポートを高圧ポートとタンクポー
トとに選択的に連通して油圧モータのモータ容量を小容
量と大容量の２段階に切り換える場合、油圧ポンプの吐
出圧や吐出流量の急激な変化を防止すると共に、容量切
換弁の作成加工を容易にした液圧回転機の容量制御装置
を提供することにある。

【０００８】

【発明が解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次のような手段を採用した。

【０００９】容量可変部を有する可変容量型の液圧回転
機と、圧油が給排されることによって前記容量可変部を
駆動し前記液圧回転機の容量を小容量または大容量に切
り換える容量可変アクチユエータと、前記容量可変アク
チユエータに接続される圧油給排ポートをタンクポート
に連通させる第１の切換位置と、前記圧油給排ポートを
高圧ポートに連通させる第２の切換位置とを選択的に切
り換えて、前記容量可変クチュエータの圧油を給排する
容量切換弁と、を備えた液圧回転機の容量制御装置にお
いて、前記容量切換弁は、前記圧油給排ポート、前記高
圧ポート、前記タンクポートおよびパイロットポートが
形成された弁ケーシングと、該弁ケーシング内に摺動可
能に嵌挿され前記圧油給排ポートを高圧ポートまたはタ
ンクポートに選択的に連通または遮断させるスプール
と、該スプールの一端側と弁ケーシングとの間に形成さ
れ前記タンクポートに常時連通したばね室と、該ばね室
内に配設され前記スプールを軸方向に常時付勢するばね
と、前記スプールの他端側に位置して前記弁ケーシング
内に形成され前記パイロツトポートからパイロット圧が
供給されることにより、前記ばねに抗して前記スプール
を摺動変位させる油圧パイロット部と、前記スプールの
内部に形成され該スプールを径方向に貫通するよう設け
られた小径の絞り通路と、前記スプールの外周に設けら
れ前記第２の切換位置のときに前記高圧ポートと前記絞
り通路の一端を連通する第１の切り欠きと、前記スプー
ルの外周に設けられ前記第２の切り換え位置のときに前
記圧油給排ポートと前記絞り通路の他端を連通する第２
の切り欠きと、を備えることを特徴とする。

【００１０】また、請求項１に記載の液圧回転機の容量
制御装置において、前記絞り通路は、前記スプールの摺
動変位方向に略垂直方向に貫通するよう設けると共に、
前記第２の切換位置のときに前記圧油給排ポートと前記
高圧ポートとの中間に位置するよう設けたことを特徴と
する。

【００１１】また、請求項１ないしは請求項２のいずれ
か１つの請求項記載の液圧回転機の容量制御装置におい
て、前記スプールは、前記圧油給排ポートをタンクポー
トと連通または遮断する連通路を有し、前記小径の絞り
通路は前記連通路と前記ばね室とを連通するように設け
られていることを特徴とする。

【００１２】また、容量可変部を有する可変容量型の液
圧回転機と、圧油が給排されることによって前記容量可
変部を駆動し前記液圧回転機の容量を小容量または大容
量に切り換える複数の容量可変アクチユエータと、一方
の前記容量可変アクチユエータに接続される圧油給排ポ
ートをタンクポートに連通させると共に、他方の前記容
量可変アクチュエータに接続される圧油給排ポートを高
圧ポートに連通させる第１の切換位置と、前記一方の容
量可変アクチュエータに接続される圧油給排ポートを高
圧ポートに連通させると共に、前記他方の容量可変アク
チュエータに接続される圧油給排ポートをタンクポート
に連通させる第２の切換位置とを選択的に切り換えて、
前記各容量可変クチュエータの圧油を給排する容量切換
弁と、を備えた液圧回転機の容量制御装置において、前
記容量切換弁は、前記各圧油給排ポート、前記高圧ポー
ト、前記タンクポートおよびパイロットポートとが形成
された弁ケーシングと、該弁ケーシング内に摺動可能に
嵌挿され前記各圧油給排ポートを高圧ポートまたはタン
クポートに選択的に連通または遮断させるスプールと、
該スプールの一端側と弁ケーシングとの間に形成され前
記タンクポートに常時連通したばね室と、該ばね室内に
配設され前記スプールを軸方向に常時付勢するばねと、
前記スプールの他端側に位置して前記弁ケーシング内に
形成され前記パイロツトポートからパイロット圧が供給
されることにより、該ばねに抗して前記スプールを摺動
変位させる油圧パイロット部と、前記スプールの内部に
形成され該スプールを径方向に貫通するよう設けられた
複数の小径の絞り通路と、前記スプールの外周に設けら
れ前記第２の切換位置のときに前記高圧ポートと一方の
前記絞り通路の一端を連通する第１の切り欠きと、前記
スプールの外周に設けられ前記第２の切り換え位置のと
きに前記一方の容量可変アクチュエータに接続される前
記圧油給排ポートと前記一方の絞り通路の他端を連通す
る第２の切り欠きと、前記スプールの外周に設けられ前
記第２の切換位置のときに前記他方の容量可変アクチュ
エータに接続される前記圧油給排ポートと他方の絞り通
路の一端を連通する第３の切欠きと、前記スプールの外
周に設けられ前記第２の切換位置のときに前記タンクポ
ートと前記他方の絞り通路の他端を連通する第４の切り
欠きと、を備えることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の第１の実施形
態を図１から図５を用いて説明する。

【００１４】図１は本実施形態に係わる液圧回転機の容
量制御装置の油圧回路である。

【００１５】この図において、１は走行用の油圧モータ
を構成する可変容量型の油圧モータであり、斜板または
弁板等からなる容量可変部２を有している。容量可変部
２は後述する容量可変アクチユエータ３によって矢印Ａ
またはＢ方向に傾転駆動され、Ａ方向に回転して傾転角
が最大となったときは油圧モータ１のモータ容量を大容
量とし、Ｂ方向に回転して傾転角が最小となったときは
モータ容量を小容量に設定するものである。３は油圧モ
ータ１に付設された容量可変アクチュエータであり、油
圧室３Ａを画成する傾転ピストン３Ｂを有し、傾転ピス
トン３Ｂは油圧室３Ａ内に給排される圧油によって矢印
ＡまたはＢ方向に駆動され、油圧モータ１の容量可変部
２を最大傾転側と最小傾転側とに傾転させる。

【００１６】４は容量可変アクチュエータ３に給排する
圧油を切換制御する容量切換弁であり、これは容量可変
アクチユエータ３の油圧室３Ａに接続される圧油給排ポ
ート４１Ａ、後述するシャトル弁１３と制御管路１４を
介して接続される高圧ポート４１Ｂ、タンク７に接続さ
れるタンクポート４１Ｃ、パイロットポート４１Ｄを有
している。

【００１７】４２は後述するスプールをパイロットポー
ト４１Ｄ側に常時軸方向に付勢しているばね、４３は高
圧ポート４１Ｂと圧油給排ポート４１Ａ間を連通する第
１絞り通路、４４は圧油給排ポート４１Ａとタンクポー
ト４１Ｃ間を連通する第２絞り通路である。

【００１８】６はタンク７と共に主油圧源を構成する油
圧ポンプであり、原動機（図示せず）によって回転駆動
され、タンク７から吸込んだ作動油を高圧の圧油として
吐出するものである。油圧ポンプ６とタンク７とは油圧
モータ１に主管路８Ａ，８Ｂを介して接続される。

【００１９】９は主管路８Ａ，８Ｂの途中に設けられた
走行用の制御弁であり、操作レバー９Ａにより中立位置
（イ）から切換位置（ロ）または（ハ）に切り換えら
れ、切換位置（ロ）または（ハ）で油圧ポンプ６から油
圧モータ１に給排する圧油の方向を切り換えるように構
成している。制御弁９はノーマルオープン型の方向切換
弁が採用され、中立位置（イ）で主管路８Ａまたは８Ｂ
内が負圧となったときに、主管路８Ａまたは８Ｂにタン
ク７の作動油を補給するようになっている。１０Ａ，１
０Ｂは油圧モータ１と制御弁９との間に位置して主管路
８Ａ，８Ｂの途中に設けられた一対のチエック弁、１１
はチエック弁１０Ａ，１０Ｂと並列に位置して主管路８
Ａ，８Ｂの途中に設けられたカウンタバランス弁であ
り、これは主管路８Ａ，８Ｂ間の差圧により制御弁９に
ほぼ連動して切り換わり、油圧モータ１の慣性回転時等
には閉弁状態となって油圧モータ１の前後で主管路８Ａ
または８Ｂ内にブレーキ圧を発生させるものである。

【００２０】１２Ａ，１２Ｂは油圧モータ１とカウンタ
バランス弁１１との間に位置し主管路８Ａ，８Ｂの途中
に設けられる一対のオーバロードリリーフ弁であり、オ
ーバロードリリーフ弁１２Ａ，１２Ｂは油圧モータ１の
停止時等に前記ブレーキ圧が所定の設定圧まで上昇する
と開弁し、このときの過剰圧を解放して油圧モータ１等
に過剰圧が作用するのを防止するものである。

【００２１】１３は油圧モータ１とカウンタバランス弁
１１との間に位置して主管路８Ａ，８Ｂ間に設けられた
高圧選択弁として作用するシャトル弁であり、主管路８
Ａ，８Ｂのうちの高圧側の圧油を選択し、この圧油を制
御管路１４および容量切換弁５を介して容量可変アクチ
ユエータ３の油圧室３Ａに供給するものである。

【００２２】１５はタンク７と共にパイロツト油圧源を
構成するパイロットポンプ、１６はパイロットポンプ１
５とタンク７とをパイロット管路１７に切換接続する容
量選択弁であり、油圧モータ１のモータ容量を切り換え
るための操作レバー１６Ａを備える。運転者が操作レバ
ー１６Ａを傾転操作することによって容量選択弁１６の
大容量位置（ｃ）と小容量位置（ｄ）とを選択的に切り
換える。

【００２３】１９はパイロットポンプ１５と容量選択弁
１６との間に設けられる減圧弁であり、容量選択弁１６
が小容量位置（ｄ）に切り換えられたとき、パイロット
ポンプ１５からパイロツト管路１７に供給されるパイロ
ット圧を、リリーフ弁１８の設定圧よりも低い圧力Ｐａ
まで減圧するものである。ここで、容量切換弁４のばね
４２による切換設定圧をＰｂとすると、減圧弁１８で設
定される圧力ＰａはＰａ＞Ｐｂなる関係を有し、容量切
換弁４の切換設定圧（圧力Ｐｂ）よりも高い圧力に設定
される。

【００２４】次に、容量切換弁４の詳細を図２から図５
を用いて説明する。

【００２５】図２は圧油給排ポート４１Ａがタンクポー
ト４１Ｃに接続されたときの容量切換弁４の断面図、図
３は圧油給排ポート４１Ａが高圧ポート４１Ｂに接続さ
れたときの容量切換弁４の断面図、図４は図３のイ−イ
から見た容量切換弁４の断面図、図５は図３のロ−ロか
ら見た容量切換弁４の断面図である。

【００２６】これらの図において、切換弁４は、弁ケー
シング４５と後述するスプール４７等から構成され、弁
ケーシング４５には有底のスプール摺動穴４６が形成さ
れると共に、スプール摺動穴４６の軸方向に離間してタ
ンクポート４１Ｃ、圧油給排ポート４１Ａ、高圧ポート
４１Ｂおよびパイロットポート４１Ｄが形成される。

【００２７】４７は弁ケーシング４３のスプール摺動穴
４６内に挿嵌されたスプールで、一端側が有底筒状に形
成されている。また、スプール４７の内部には小径の第
１絞り通路４３が設けられており、スプール４７の外周
側には高圧ポート４１Ｂと第１絞り通路４３を連通また
は遮断する第１の切欠き５２と、圧油給排ポート４１Ａ
と第１絞り通路４３を連通または遮断する第２の切欠き
５３と、第１および第２切欠き５２，５３とは軸方向に
離間して、圧油給排ポート４１Ａをタンクポート４１Ｃ
に対して連通または遮断する連通路としての環状溝５１
が形成されている。環状溝５１は第２絞り通路４４およ
び連通穴５０を介してタンクポート４１Ｃに常時連通す
るように構成されている。４８はスプール４７の底部と
弁ケーシング４５との間に形成されたばね室であり、ば
ね室４８はタンクポート４１Ｃに常時連通している。ま
た、ばね室４８内には円柱状のストッパ４９が配設さ
れ、容量切換弁４が図２に示す第１の切換位置から図３
に示す第２の切換位置に切換わるときにスプール４７の
最大ストローク位置を規制するものである。

【００２８】４２はばね室４８内に配設された圧力設定
用のばねであり、ばね４２は圧力Ｐｂ程度のばね力を有
し、スプール４７をパイロット油室５４側に向けて初期
位置へと常時軸方向に付勢しており、容量切換弁４を図
２に示す第１の切換位置に復帰させるものである。第１
絞り通路４３はスプール４７の内部に軸方向に略直角方
向の径方向に貫通するよう設けられた小径の絞り通路
で、スプール４７の外周側に設けた第１の切欠き５２と
第２の切欠き５３によって、高圧ポート４１Ｂと圧油給
排ポート４１Ａとを第１絞り通路４３を介して連通する
ように構成されている。第１絞り通路４３は高圧ポート
４１Ｂから圧油給排ポート４１Ａに向けて圧油が流通す
るときに、この圧油に絞り作用を与えることによって、
圧油の流量を制御（制限）している。

【００２９】また、図４および図５に示すように、第１
および第２の切欠き５２，５３は、スプール４６の外周
側に設けられ、互いに円周方向に１８０度離間した位置
に、軸方向に延びた溝により形成されており、容量切換
弁４が第１の切換位置から第２の切換位置に切換わると
きに、第１の切欠き５２は高圧ポート４１Ｂと第１絞り
通路４３とに連通し、第２の切欠き５３は圧油給排ポー
ト４１Ａと第１絞り通路４３と連通するように設けられ
ている。５０はスプール４７の底部に穿設された連通穴
であり、タンクポート４１Ｃと環状溝５１とを第２絞り
通路４４を介して常時連通するように構成されており、
第２絞り通路４４は圧油給排ポート４１Ａからタンクポ
ート４１Ｃに向けて圧油が流通するときに、圧油に絞り
作用を与えることによって、圧油の流量を制御（制限）
している。５４はスプール４７の他端側と弁ケーシング
４５との間に形成された油圧パイロット部としてのパイ
ロツト油室であり、パイロットポート４１Ｄを介してパ
イロット管路１７に接続されている。容量選択弁１６を
小容量位置（ｄ）に切り換えたときに、減圧弁１８で設
定された圧力Ｐａ（Ｐａ＞Ｐｂ）のパイロット圧がパイ
ロット管路１７を介してパイロツト油室５４に供給され
ることにより、スプール４７をばね４２に抗してばね室
４８側に摺動変位させ、容量切換弁４を第１の切換位置
から第２の切換位置に切り換えるように構成されてい
る。

【００３０】容量切換弁４は第２の切換位置で高圧ポー
ト４１Ｂを圧油給排ポート４１Ａに連通させることによ
り、シャトル弁１３からの圧油を容量可変アクチユエー
タ３の油圧室３Ａに供給し、容量可変アクチユエータ３
の傾転ピストン３ＢをＢ方向に駆動する。

【００３１】また、容量切換弁４がばね４２によって第
１の切換位置に切り換えられたときには、圧油給排ポー
ト４１Ａをタンクポート４１Ｃに連通させることによ
り、容量可変アクチュエータ３の油圧室３Ａからの圧油
を圧油給排ポート４１Ａを介してタンクポート４１Ｃ側
に排出させ、容量可変アクチユエータ３の傾転ピストン
３ＢをＡ方向に駆動する。

【００３２】次に、本実施形態の液圧回転機の容量制御
装置の動作について説明する。

【００３３】まず、図１において、容量選択弁１６を大
容量位置（ｃ）に切り換えた状態では、パイロット管路
１７がタンク７に接続されてタンク圧となるから、容量
切換弁４がばね４２によって切換位置（ａ）に切り換え
られ、図２に示すように、容量切換弁４は圧油給排ポー
ト４１Ａをタンクポート４１Ｃに連通させ、容量可変ア
クチュエータ３の油圧室３Ａから圧油給排ポート４１Ａ
を介してタンクポート４１Ｃ側に圧油を排出させること
により、容量可変アクチユエータ３の傾転ピストン３Ｂ
を矢示Ａ方向に駆動し、油圧モータ１のモータ容量を大
容量状態に設定する。この状態で制御弁９を中立位置
（イ）から切換位置（ロ）または（ハ）に切り換え、油
圧モータ１に油圧ポンプ６からの圧油を供給すると、こ
のときの油圧力によって油圧モータ１が高トルクで回転
駆動し、油圧ショベルを低速で定行させることができ
る。この場合、モータ容量は大容量であり、油圧モータ
１の負荷圧が大きく上昇するのを抑えることができるの
で、油圧ポンプ６の吐出圧等が過剰に高くなるのを防止
でき、原動機の過負荷を防止して登坂走行等を円滑に行
うことができる。

【００３４】次に、図１において、容量選択弁１６を小
容量位置（ｄ）に切り換えたときは、減圧弁１８で設定
された圧力Ｐａのパイロット圧がパイロット配管１７を
介して容量切換弁４の油圧パイロット部５４に供給され
ることにより、容量切換弁４がばね４２に抗して切換位
置（ａ）から切換位置（ｂ）に切り換えられる。その結
果、図３〜図５に示すように、容量切換弁４は高圧ポー
ト４１Ｂが圧油給排ポート４１Ａに連通し、シャトル弁
１３からの圧油が制御管路１４を介して容量可変アクチ
ュエータ３の油圧室３Ａに供給され、容量可変アクチュ
エータ３は傾転ピストン３Ｂの移動により容量可変部２
を矢印Ｂ方向に小傾転側へと傾転起動し、油圧モータ１
のモータ容量を小容量状態に設定する。

【００３５】ここで、高圧ポート４１Ｂは、第１の切欠
き５２、第１の絞り通路４３、および第２の切欠き５３
を介して圧油給排ポート４１Ａに連通するので、高圧ポ
ート４１Ｂからの圧油は、第１の絞り通路４３によって
その流量を制御（制限）されながら、圧油給排ポート４
１Ａヘと供給され、シヤトル弁１３からの圧油が容量可
変アクチユエータ３の油圧室３Ａに急激に供給されるの
を確実に防止することができる。その結果、油圧モータ
１の容量可変部２を大傾転側から滑らかに安定して傾転
駆動ができ、車両の走行速度を急変させることがないの
で、運転者に振動や衝撃を与えることを防止することが
できる。

【００３６】油圧モータ１は、油圧ポンプ６からの圧油
が給排されることにより、低トルクで高速回転され、油
圧ショベルを速い速度で定行させることができる。この
場合、油圧モータ１はモータ容量が小容量であり、制御
弁９を介して給排される圧油の流量に応じて油圧モータ
１は低トルクで高速回転することができ、油圧モータ１
に作用する負荷圧が小さい平地定行時等に、車両を速い
速度で路上定行させることができる。

【００３７】また、図１に示すように、容量選択弁１６
を小容量位置（ｄ）から大容量位置（ｃ）に切り換えた
ときには、容量切換弁４がばね４２によって切換位置
（ａ）に切り換えられ、圧油給排ポート４１Ａがタンク
ポート４Ｃに連通し、容量可変アクチュエータ３の油圧
室３Ａから圧油が圧油給排ポート４１Ａを介してタンク
ポート４１Ｃ側へと急激に排出される。この場合、図２
に示すように、圧油給排ポート４１Ａが第２の絞り通路
４４を介してタンクポート４１Ｃに連通し、圧油給排ポ
ート４１Ａからの圧油は、第２の絞り通路４４によって
その流量を制御（制限）されながら、タンクポート４１
Ｃへと排出されるので、容量可変部２の傾転角の急激な
変化を防止し、油圧モータ１の容量可変部２を小傾転側
から滑らかに安定させて傾転駆動させることができ、車
両の走行速度が急変することによって運転者に振動や衝
撃を与えることを防止することができる。

【００３８】このように、本実施形態によれば、油圧モ
ータの容量を小容量から大容量ヘ、また大容量から小容
量へと滑らかに安定して切り換えることができ、油圧回
路中の圧力や流量が急激に変化するのを効果的に防止で
きる。そのため、例えば油圧ショベルの走行速度等を滑
らかに変えることができ、運転者の乗り心地や操縦性を
向上することができる。

【００３９】また、絞り通路４３，４４を別々に２ケ所
設けているから、それぞれの絞り通路４３，４４の開口
面積を変えることによって、容量切換方向によって切換
速度を任意に変えることができる。

【００４０】また、絞り通路４３，４４は容量切換弁４
に集約して設けたから装置を複雑化することなく、コン
パクトに構成でき、装置の小型化に寄与する。

【００４１】さらに、第１の絞り通路４３は、スプール
４７の摺動変位方向に略垂直方向に貫通するよう設ける
と共に、第２の切換位置のときに圧油給排ポート４１Ａ
と高圧ポート４１Ｂとの中間に位置するよう設けたか
ら、第１の絞り通路４３はスプール４７を最短距離で貫
通するように加工すればよく、スプール４７を軸方向に
短くでき装置全体をコンパクトにでき、絞り通路の加工
も容易に行える。

【００４２】また、絞り通路４３，４４は、小径の絞り
としたことから、容量可変アクチュエータ３の傾転ピス
トン３Ｂの移動速度を加工誤差等に伴う機体差の少ない
ものとすることができる。

【００４３】また、絞り通路４３，４４を摺動変位方向
に対して略垂直方向に貫通するよう設けたので、絞り通
路に切り換え機能を持たせる必要がなく、切り換え機能
と絞り機能とを独立させることができ、容量切換弁の加
工が容易となる。

【００４４】次に、本発明の第２の実施形態を図６から
図１０を用いて説明する。

【００４５】なお、以下の説明において、図６から図１
０に示す構成において、第１の実施形態として図１から
図５に示した構成と同一の箇所は同一符号を付して説明
を省略する。

【００４６】図６は本実施形態に係わる液圧回転機の容
量制御装置の油圧回路である。

【００４７】この図において、容量可変部２は容量可変
アクチユエータ３，５によって矢印ＡまたはＢ方向に傾
転駆動され、Ａ方向に回転して傾転角が最大となったと
きは油圧モータ１のモータ容量を大容量とし、Ｂ方向に
回転して傾転角が最小となったときはモータ容量を小容
量に設定するものである。５は油圧モータ１に付設され
た容量可変アクチュエータであり、油圧室５Ａを画成す
る傾転ピストン５Ｂを有し、傾転ピストン５Ｂは油圧室
５Ａ内に給排される圧油によって、容量可変アクチュエ
ータ３の傾動ピストン３Ｂと共に、矢印ＡまたはＢ方向
に駆動し、油圧モータ１の容量可変部２を最大傾転側と
最小傾転側とに傾転させる。

【００４８】容量切換弁４は、容量可変アクチユエータ
３の油圧室３Ａに接続される圧油給排ポート４１Ａ１、
容量可変アクチユエータ３の油圧室５Ａに接続される圧
油給排ポート４１Ａ２、シャトル弁１３と制御管路１４
を介して接続される高圧ポート４１Ｂ、およびタンク７
に接続されるタンクポート４１Ｃを有している。

【００４９】４３Ａは高圧ポート４１Ｂと圧油給排ポー
ト４１Ａ１間を連通する第１絞り通路、４３Ｂは圧油給
排ポート４１Ａ２とタンクポート４１Ｃ間を連通する第
４絞り通路、４４Ａは圧油給排ポート４１Ａ１とタンク
ポート４１Ｃ間を連通する第２絞り通路、４４Ｂは高圧
ポート４１Ｂと圧油給排ポート４１Ａ２間を連通する第
３絞り通路である。

【００５０】次に、容量切換弁４の詳細を図７から図１
０を用いて説明する。

【００５１】図７は圧油給排ポート４１Ａ１がタンクポ
ート４１Ｃに接続され、かつ圧油給排ポート４１Ａ２が
高圧ポート４１Ｂに接続されたときの容量切換弁４の断
面図、図８は圧油給排ポート４１Ａ１が高圧ポート４１
Ｂに接続され、圧油給排ポート４１Ａ２がタンクポート
４１Ｃに接続されたときの容量切換弁４の断面図、図９
は図８のイ−イから見た容量切換弁４の断面図、図１０
は図８のロ−ロから見た容量切換弁４の断面図である。

【００５２】これらの図において、切換弁４は、弁ケー
シング４５とスプール４７等から構成され、スプール摺
動穴４６の軸方向に離間してタンクポート４１Ｃ、圧油
給排ポート４１Ａ１，４１Ａ２、高圧ポート４１Ｂおよ
びパイロットポート４１Ｄが形成されている。

【００５３】スプール４７の内部には小径の第１絞り通
路４３Ａ、第２絞り通路４４Ａ、第３絞り通路４４Ｂ、
および第４絞り通路４３Ｂが設けられており、スプール
４７の外周側には、高圧ポート４１Ｂと第１絞り通路４
３Ａまたは第３絞り通路４４Ｂと連通する第１の切欠き
５２Ａと、圧油給排ポート４１Ａ１と第１絞り通路４３
Ａを連通または遮断する第２の切欠き５３Ａと、圧油給
排ポート４１Ａ２と第３絞り通路４４Ｂを連通または遮
断する第５の切欠き５３Ｂと、タンクポート４１Ｃまた
は圧油給排ポート４１Ａ２と第４絞り通路４３Ｂと連通
または遮断する第３の切欠き５１Ｂと、タンクポート４
１Ｃと第４絞り通路４３Ｂと連通または遮断する第４の
切欠き５１Ｃと、圧油給排ポート４１Ａ１をタンクポー
ト４１Ｃに対して連通または遮断する連通路としての環
状溝５１Ａが形成されている。環状溝５１Ａは第２絞り
通路４４Ａを介してタンクポート４１Ｃに常時連通する
ように構成されている。

【００５４】第１絞り通路４３Ａ、第３絞り通路４４
Ｂ、第４絞り通路４３Ｂはスプール４７の内部に軸方向
に略直角な径方向に貫通するよう設けられた小径の絞り
通路でである。

【００５５】第１の切欠き５２Ａと第２の切欠き５３Ａ
によって、高圧ポート４１Ｂと圧油給排ポート４１Ａ１
とを第１絞り通路４３Ａを介して連通または遮断するよ
うに構成され、第２の切欠き５２Ａと第５の切欠き５３
Ｂによって、高圧ポート４１Ｂと圧油給排ポート４１Ａ
２とを第３絞り通路４４Ｂを介して連通または遮断する
ように構成され、第３の切欠き５１Ｂと第４の切欠き５
１Ｃによって、圧油給排ポート４１Ａ２とタンクポート
４１Ｃとを第４絞り通路４３Ｂを介して連通または遮断
するように構成されている。

【００５６】第１絞り通路４３Ａと第３絞り通路４４Ｂ
は高圧ポート４１Ｂから圧油給排ポート４１Ａ１，４１
Ａ２に向けて圧油が流通するときに、この圧油に絞り作
用を与えることによって、圧油の流量を制御（制限）し
ている。

【００５７】また、図９および図１０に示すように、各
切り欠き５１Ｂ，５１Ｃ，５２Ａ，５３Ａ，５３Ｂ，は
スプール４６の外周側に設けられ、第２，第５および第
３の切欠き５３Ａ，５３Ｂ，５１Ｂと第１および第４の
切り欠き５２Ａ，５１Ｃは互いに円周方向に１８０度離
間した位置に、軸方向に延びた溝により形成されいる。

【００５８】容量切換弁４が第１の切換位置から第２の
切換位置に切換わるときに、第１の切欠き５２Ａは高圧
ポート４１Ｂと第１絞り通路４３Ａとに連通し、第２の
切欠き５３Ａは圧油給排ポート４１Ａ１と第１絞り通路
４３Ａと連通するように設けられると共に、第３の切り
欠５１Ｂが圧油給排ポート４１Ａ２と第４絞り通路４３
Ｂと連通し、第４の切欠き５１Ｃがタンクポート４１Ｃ
と第４絞り通路４３Ｂと連通するように設けられてい
る。

【００５９】第２絞り通路４４Ａと第４絞り通路４３Ｂ
は圧油給排ポート４１Ａ１，４１Ａ２からタンクポート
４１Ｃに向けて圧油が流通するときに、この圧油に絞り
作用を与えることによって、圧油の流量を制御（制限）
している。

【００６０】容量切換弁４は第２の切換位置で高圧ポー
ト４１Ｂを圧油給排ポート４１Ａ１に連通させることに
より、シャトル弁１３からの圧油を容量可変アクチユエ
ータ３の油圧室３Ａに供給し、容量可変アクチユエータ
３の傾転ピストン３ＢをＢ方向に駆動すると共に、圧油
給排ポート４１Ａ２をタンクポート４１Ｃに連通させる
ことにより、容量可変アクチュエータ５の油圧室５Ａか
らの圧油を圧油給排ポート４１Ａ１を介してタンクポー
ト４１Ｃ側に排出させ、容量可変アクチユエータ５の傾
転ピストン５ＢをＢ方向に駆動する。

【００６１】容量切換弁４がばね４２によって第１の切
換位置に切り換えられたときには、圧油給排ポート４１
Ａ１をタンクポート４１Ｃに連通させることにより、容
量可変アクチュエータ３の油圧室３Ａからの圧油を圧油
給排ポート４１Ａ１を介してタンクポート４１Ｃ側に排
出させ、容量可変アクチユエータ３の傾転ピストン３Ｂ
をＡ方向に駆動すると共に、高圧ポート４１Ｂを圧油給
排ポート４１Ａ２に連通させることにより、シャトル弁
１３からの圧油を容量可変アクチユエータ５の油圧室５
Ａに供給し、容量可変アクチユエータ５の傾転ピストン
５ＢをＡ方向に駆動する。

【００６２】次に、本実施形態の液圧回転機の容量制御
装置の動作について説明する。

【００６３】まず、図６において、容量選択弁１６を大
容量位置（ｃ）に切り換えた状態では、パイロット管路
１７がタンク７に接続されてタンク圧となるから、容量
切換弁４がばね４２によって切換位置（ａ）に切り換え
られ、図７に示すように、容量切換弁４は圧油給排ポー
ト４１Ａ１をタンクポート４１Ｃに連通させ、容量可変
アクチュエータ３の油圧室３Ａから圧油給排ポート４１
Ａを介してタンクポート４１Ｃ側に圧油を排出させるこ
とにより、容量可変アクチユエータ３の傾転ピストン３
Ｂを矢印Ａ方向に駆動すると共に、圧油給排ポート４１
Ａ２を高圧ポート４１Ｂに連通させ、容量可変アクチュ
エータ５の油圧室５Ａに圧油給排ポート４１Ａ２を介し
てシャトル弁１３から圧油を供給することにより、容量
可変アクチユエータ５の傾転ピストン５Ｂを矢印Ａ方向
に駆動し、油圧モータ１のモータ容量を大容量状態に設
定する。

【００６４】この状態で制御弁９を中立位置（イ）から
切換位置（ロ）または（ハ）に切り換え、油圧モータ１
に油圧ポンプ６からの圧油を供給すると、このときの油
圧力によって油圧モータ１が高トルクで回転駆動し、油
圧ショベルを低速で定行させることができる。この場
合、モータ容量は大容量であり、油圧モータ１の負荷圧
が大きく上昇するのを抑えることができるので、油圧ポ
ンプ６の吐出圧等が過剰に高くなるのを防止でき、原動
機の過負荷を防止して登坂走行等を円滑に行うことがで
きる。

【００６５】次に、図６において、容量選択弁１６を小
容量位置（ｄ）に切り換えたときは、減圧弁１８で設定
された圧力Ｐａのパイロット圧がパイロット配管１７を
介して容量切換弁４の油圧パイロット部５４に供給され
ることにより、容量切換弁４がばね４２に抗して切換位
置（ａ）から切換位置（ｂ）に切り換えられる。この結
果、図８〜図１０に示すように、容量切換弁４は高圧ポ
ート４１Ｂが圧油給排ポート４１Ａ１に連通し、シャト
ル弁１３からの圧油が制御管路１７を介して容量可変ア
クチュエータ３の油圧室３Ａに供給され、傾転ピストン
３Ｂは矢印Ｂ方向に移動する共に、圧油給排ポート４１
Ａ２がタンクポート４１Ｃに連通し、容量可変アクチュ
エータ５の油圧室５Ａの圧油が排出されて、傾転ピスト
ン５Ｂは矢印Ｂ方向に移動して油圧モータ１のモータ容
量を小容量状態に設定する。

【００６６】ここで、高圧ポート４１Ｂは、第１の切欠
き５２Ａ、第１の絞り通路４３Ａ、および第２の切欠き
５３Ａを介して圧油給排ポート４１Ａ１に連通するの
で、高圧ポート４１Ｂからの圧油は、第１の絞り通路４
３Ａによってその流量を制御（制限）されながら、圧油
給排ポート４１Ａ１ヘと供給され、シヤトル弁１３から
の圧油が容量可変アクチユエータ３の油圧室３Ａに急激
に供給されるのを防止することができ、さらに、圧油給
排ポート４１Ａ２は、第４の切欠き５１Ｂ、第４絞り通
路４３Ｂ、第５の切欠き５１Ｃを介して連通するので、
容量可変アクチュエータ５の油圧室５Ａからの圧油の急
激な排出が抑制される。その結果、油圧モータ１の容量
可変部２を大傾転側から滑らかに安定して傾転駆動する
ことができ、車両の走行速度を急変させることがないの
で、運転者に振動や衝撃を与えることを防止することが
できる。

【００６７】また、図６において、容量選択弁１６を小
容量位置（ｄ）から大容量位置（ｃ）に切り換えたとき
には、図７に示すように、圧油給排ポート４１Ａ１が第
２の絞り通路４４を介してタンクポート４１Ｃに連通
し、圧油給排ポート４１Ａ１からの圧油は、第２の絞り
通路４４Ａによってその流量を制御（制限）されなが
ら、タンクポート４１Ｃへと排出されると共に、シャト
ル弁１３からの圧油は第３絞り通路４４Ｂを介して容量
可変アクチュエータ５に供給され、シャトル弁１３から
の圧油は第３絞り通路４４Ｂによってその流量を制限
（抑制）されるので、容量可変部２の傾転角の急激に変
化を防止し、油圧モータ１の容量可変部２を小傾転側か
ら滑らかに安定させて傾転駆動させることができ、車両
の走行速度が急変することによる運転者への振動や衝撃
を防止することができる。

【００６８】このように、本実施形態ににおいても、油
圧モータの容量を小容量から大容量ヘ、また大容量から
小容量へと滑らかに安定して切り換えることができ、油
圧回路中の圧力や流量が急激に変化するのを効果的に防
止できる。そのため、例えば油圧ショベルの走行速度等
を滑らかに変えることができ、運転者の乗り心地や操縦
性を向上することができる。

【００６９】また、絞り通路４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，
４４Ｂを、別々に設けているから、それぞれの絞り通路
の開口面積を変えることによって、容量切換方向によっ
て切換速度を任意に変えることができる。

【００７０】また、各絞り通路４３Ａ，４３Ｂ，４４
Ａ，４４Ｂを容量切換弁４に集約して設けたから装置を
複雑化することなく、コンパクトに構成できるので、装
置の小型化に寄与する。

【００７１】また、各絞り通路４３Ａ，４３Ｂ，４４
Ａ，４４Ｂは、小径の絞りとしたことから、容量可変ア
クチュエータ３，５の傾転ピストン３Ｂ、５Ｂの移動速
度を加工誤差等に伴う機体差の少ないものとすることが
できる。

【００７２】また、各絞り通路４３Ａ，４３Ｂ，４４
Ａ，４４Ｂを摺動変位方向に対して略垂直方向に貫通す
るよう設けたので、絞り通路に切り換え機能を持たせる
必要がなく、切り換え機能と絞り機能とを独立させるこ
とができ、容量切換弁の作成加工が容易となる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明では、液圧回転機の容量を変えるべく容量切換弁の圧
油給排ポートを高圧ポートに連通させたときに、高圧ポ
ートから圧油給排ポートへ供給される圧油の流量を、ス
プールに設けた小径の絞り通路により制御（制限）する
ことにより容量可変アクチユエータへの圧油が急激に供
給されるのを確実に防止できる。

【００７４】また、請求項２に記載の発明では、絞り通
路は、スプールの摺動変位方向に略垂直方向に連通する
よう設けると共に、第２の切換位置のときに圧油給排ポ
ートと高圧ポートとの中間に位置するよう設けたから、
絞り通路はスプールを最短距離で連通するように加工す
ればよく、スプールを軸方向に短くでき装置全体をコン
パクトに構成でき、絞り通路の加工も容易に行える。

【００７５】さらに、請求項３に記載の発明では、液圧
回転機の容量を変えるべく容量切換弁の圧油給排ポート
をタンクポートに連通させたときに、圧油給排ポートか
らタンクポートへと排出される圧油の流量を、スプール
に設けた小径の絞り通路により制御（制限）することに
より容量可変アクチュエータの圧油が急激にタンクポー
トに排出されるのを防止できる。

【００７６】さらに、請求項４に記載の発明では、液圧
回転機の容量を変えるべく容量切換弁の一方の圧油給排
ポートを高圧ポートに連通させたときに、高圧ポートか
ら前記一方の圧油給排ポートに供給される圧油の流量
を、スプールに設けた一方の小径の絞り通路により制御
（制限）すると共に、容量切換弁の他方の圧油給排ポー
トをタンクポートに連通して、圧油給排ポートからタン
クポートへ供給される圧油の流量を、スプールに設けた
他方の小径の絞り通路により制御（制限）することによ
り、容量可変アクチユエータへの圧油が急激に供給され
るのを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる液圧回転機の
容量制御装置の油圧回路である。

【図２】第１の実施形態に係わる圧油給排ポート４１Ａ
がタンクポート４１Ｃに接続されたときの容量切換弁４
の断面図である。

【図３】第１の実施形態に係わる圧油給排ポート４１Ａ
が高圧ポート４１Ｂに接続されたときの容量切換弁４の
断面図である。

【図４】図３のイ−イから見た容量切換弁４の断面図で
ある。

【図５】図３のロ−ロから見た容量切換弁４の断面図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施形態に係わる液圧回転機の
容量制御装置の油圧回路である。

【図７】第２の実施形態に係わる圧油給排ポート４１Ａ
１がタンクポート４１Ｃに接続されると共に、圧油給排
ポート４１Ａ２が高圧ポート４１Ｂに接続されたときの
容量切換弁４の断面図である。

【図８】第２の実施形態に係わる圧油給排ポート４１Ａ
１が高圧ポート４１Ｂに接続されると共に、圧油給排ポ
ート４１Ａ２がタンクポート４１Ｃに接続されたときの
容量切換弁４の断面図である。

【図９】図８のイ−イから見た容量切換弁４の断面図で
ある。

【図１０】図８のロ−ロから見た容量切換弁４の断面図
である。

【符号の説明】

１ 油圧モータ ２ 容量可変部 ３，５ 容量可変アクチユエータ ４ 容量切換弁 ６ 油圧ポンプ ７ タンク ９ 制御弁 １３ シヤトル弁 １４ 制御管路 １５ パイロットポンプ １６ 容量選択弁 １７ パイロット管路 ４１Ａ，４１Ａ１，４１Ａ２ 圧油給排ポート ４１Ｂ 高圧ポート ４１Ｃ タンクポート ４２ ばね ４３，４３Ａ 第１絞り通路 ４４，４４Ａ 第２絞り通路 ４４Ｂ 第３絞り通路 ４３Ｂ 第４絞り通路 ４５ 弁ケーシング ５１Ｂ 第４の切欠き ５１Ｃ 第５の切欠き ５２，５２Ａ 第１の切欠き ５３，５３Ａ 第２の切欠き ５３Ｂ 第３の切欠き

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変部を有する可変容量型の液圧回
   転機と、 圧油が給排されることによって前記容量可変部を駆動し
   前記液圧回転機の容量を小容量または大容量に切り換え
   る容量可変アクチユエータと、 前記容量可変アクチユエータに接続される圧油給排ポー
   トをタンクポートに連通させる第１の切換位置と、前記
   圧油給排ポートを高圧ポートに連通させる第２の切換位
   置とを選択的に切り換えて、前記容量可変クチュエータ
   の圧油を給排する容量切換弁と、 を備えた液圧回転機の容量制御装置において、 前記容量切換弁は、 前記圧油給排ポート、前記高圧ポート、前記タンクポー
   トおよびパイロットポートが形成された弁ケーシング
   と、 該弁ケーシング内に摺動可能に嵌挿され前記圧油給排ポ
   ートを高圧ポートまたはタンクポートに選択的に連通ま
   たは遮断させるスプールと、 該スプールの一端側と弁ケーシングとの間に形成され前
   記タンクポートに常時連通したばね室と、 該ばね室内に配設され前記スプールを軸方向に常時付勢
   するばねと、 前記スプールの他端側に位置して前記弁ケーシング内に
   形成され前記パイロツトポートからパイロット圧が供給
   されることにより、前記ばねに抗して前記スプールを摺
   動変位させる油圧パイロット部と、 前記スプールの内部に形成され該スプールを径方向に貫
   通するよう設けられた小径の絞り通路と、 前記スプールの外周に設けられ前記第２の切換位置のと
   きに前記高圧ポートと前記絞り通路の一端を連通する第
   １の切り欠きと、 前記スプールの外周に設けられ前記第２の切り換え位置
   のときに前記圧油給排ポートと前記絞り通路の他端を連
   通する第２の切り欠きと、 を備えることを特徴とする液圧回転機の容量制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 前記絞り通路は、前記スプールの摺動変位方向に略垂直
   方向に貫通するよう設けると共に、前記第２の切換位置
   のときに前記圧油給排ポートと前記高圧ポートとの中間
   に位置するよう設けたことを特徴とする液圧回転機の容
   量制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１ないしは請求項２のいずれか１
   つの請求項記載において、 前記スプールは、前記圧油給排ポートをタンクポートと
   連通または遮断する連通路を有し、前記小径の絞り通路
   は前記連通路と前記ばね室とを連通するように設けられ
   ていることを特徴とする液圧回転機の容量制御装置。
4. 【請求項４】 容量可変部を有する可変容量型の液圧回
   転機と、 圧油が給排されることによって前記容量可変部を駆動し
   前記液圧回転機の容量を小容量または大容量に切り換え
   る複数の容量可変アクチユエータと、 一方の前記容量可変アクチユエータに接続される圧油給
   排ポートをタンクポートに連通させると共に、他方の前
   記容量可変アクチュエータに接続される圧油給排ポート
   を高圧ポートに連通させる第１の切換位置と、前記一方
   の容量可変アクチュエータに接続される圧油給排ポート
   を高圧ポートに連通させると共に、前記他方の容量可変
   アクチュエータに接続される圧油給排ポートをタンクポ
   ートに連通させる第２の切換位置とを選択的に切り換え
   て、前記各容量可変クチュエータの圧油を給排する容量
   切換弁と、 を備えた液圧回転機の容量制御装置において、 前記容量切換弁は、 前記各圧油給排ポート、前記高圧ポート、前記タンクポ
   ートおよびパイロットポートとが形成された弁ケーシン
   グと、 該弁ケーシング内に摺動可能に嵌挿され前記各圧油給排
   ポートを高圧ポートまたはタンクポートに選択的に連通
   または遮断させるスプールと、 該スプールの一端側と弁ケーシングとの間に形成され前
   記タンクポートに常時連通したばね室と、 該ばね室内に配設され前記スプールを軸方向に常時付勢
   するばねと、 前記スプールの他端側に位置して前記弁ケーシング内に
   形成され前記パイロツトポートからパイロット圧が供給
   されることにより、該ばねに抗して前記スプールを摺動
   変位させる油圧パイロット部と、 前記スプールの内部に形成され該スプールを径方向に貫
   通するよう設けられた複数の小径の絞り通路と、 前記スプールの外周に設けられ前記第２の切換位置のと
   きに前記高圧ポートと一方の前記絞り通路の一端を連通
   する第１の切り欠きと、 前記スプールの外周に設けられ前記第２の切り換え位置
   のときに前記一方の容量可変アクチュエータに接続され
   る前記圧油給排ポートと前記一方の絞り通路の他端を連
   通する第２の切り欠きと、 前記スプールの外周に設けられ前記第２の切換位置のと
   きに前記他方の容量可変アクチュエータに接続される前
   記圧油給排ポートと他方の絞り通路の一端を連通する第
   ３の切欠きと、 前記スプールの外周に設けられ前記第２の切換位置のと
   きに前記タンクポートと前記他方の絞り通路の他端を連
   通する第４の切り欠きと、 を備えることを特徴とする液圧回転機の容量制御装置。