JPS5848763B2 - アクチュエ−タのブレ−キ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アクチュエータのブレーキ回路に関するもの
である。

従来、この種のブレーキ回路としては、第６図に示す（
実開昭５２−７４９９６号）ものがあった。

第６図に示すブレーキ回路Ｉａは、アクチュエータ６（
以下油圧モータ６と記す。

）に油圧ポンプ１が、切換弁２、給排管路４，５を介し
て接続する油圧モータ６の駆動回路に、設けてあり、給
排管路４，５及び排出管路２０が接続する。

このブレーキ回路Ｉａは、バランスピストン型のリリー
フ弁Ｒ３を備え、このＩＪ ＩＪ−フ弁Ｒ３の入口側に
逆止弁８ａｔ８ａ’を介して給排管路４，５に接続する
と共に、出口側は、逆止弁１５ａ，１５ａ’を介して給
排管路４，５と排出管路２０を介してタンク３に接続す
る構戒である。

このブレーキ回路は、切換弁２を図示の切換位置ｂに操
作した油圧モータ６が矢印ｂ，方向へ駆動中において、
切換弁２を中立位置に操作すると、油圧ポンプ１の吐出
側がタンク３へ接続されると共に給排管路４，５が遮断
される。

このため油圧モータ６への圧油の給排が断たれるが、油
圧モータ６には、油圧モータ６が駆動する被駆動体（例
えば、建設機械のブーム。

）を駆動するものがあるから、圧油の給排が断たれても
被駆動体の慣性力により、矢印ｂ１の方向へ駆動される
ので、油圧モータ６は、慣性力により、給排管路５へ圧
油を送出する。

この圧油は、ブレーキ回路Ｉａの逆止弁８ａ′を介して
ＩＪ ＩＪ−フ弁Ｒ３を経て排出管路２０からタンク３
へ流出するので、給排管路５の油圧は、ＩＪ ＩＪ−フ
弁Ｒ３の設定圧力に保持され、油圧モータ６には、ＩＪ
ＩＪ−フ弁Ｒ３の設定圧に相当するブレーキカが作用
するものである。

このブレーキ回路Ｉａに使用されているリリーフ弁Ｒ３
は、バランスピストン型であるため、オーバライド特性
のオーバライド圧力が小さく、第４図に点線で示すよう
に、急激な変化となる。

このためＩＪ ＩＪ−フ弁Ｒ３の設定圧力を高圧に設定
すると、油圧モータ６の慣性力の減少にもかかわらず給
排管路５内の油圧を高圧に保持することになり、慣性力
よりブレーキカが大きくなって油圧モータ６が急激に停
止され、衝撃が発生する。

この衝撃を防止するためＩＪ ＩＪ−フ弁Ｒ３の設定圧
力を低圧に設定すると、ブレーキカが弱くなり切換弁２
を切換位置ｂから中立位置ａに切り換えてから油圧モー
タ６が停止するまでの時間が長くなり、油圧モータ６の
停止位置の制御が困難になるものである。

本発明は、アクチュエータの駆動回路においてアクチュ
エータに作用する慣性力の減少に応じてブレーキカを減
少させ、アクチュエータに衝撃を発生させることなくか
つ短時間で停止させることをその技術的課題とするもの
である。

この技術的課題を解決するための第１の技術的手段は、
アクチュエータに接続する給排管路の間又は給排管路と
排出管路との間に、バランスピストン型の第１リリーフ
弁と第２リリーフ弁を並列に設け、第１リリーフ弁の設
定圧力を第２リリーフ弁の設定圧力より高圧に設定する
と共に第２リリーフ弁の入口側に絞りを設けたものであ
る。

この技術的手段では、アクチュエータへの圧油の給排が
遮断され、アクチュエータに作用する慣性力が大きいと
きの大流量、高圧の圧油が、第１、第２リリーフ弁の双
方に作用するが、第２リリーフ弁を通過する流量が絞り
により制限を受けるので、第１リリーフ弁の設定圧まで
達し、アクチュエータには、第１リリーフ弁の設定圧力
に応じたブレーキカが作用する。

このブレーキカによりアクチュエータに作用する慣性力
が減少されると第１リリーフ弁は、そのオーバライド特
性に従って、通過流量を制限するが、第２リリーフ弁は
、作動状態にあるので、第２リリーフ弁を通過する流量
は、絞りにより制限されるので、アクチュエータには、
この絞りの特性によるブレーキ力が作用する。

この様にしてアクチュエー夕に作用するブレーキカが、
慣性力の減少に応じて減少させられ、給排管路の油圧が
第２リリーフ弁の設定圧力に達すると第２リリーフ弁の
作動が停止して、アクチュエータを停止させるものであ
る。

このようにこの技術的手段によると、アクチュエータへ
の圧油の給排が遮断されてから停止にいたるまでの間に
は、慣性力の減少に応じたブレーキカを作用させること
によりアクチュエータの停止時の衝撃の発生を防止する
と共にアクチュエータの停止までの時間を短縮するもの
である。

以上の構戒を有する本発明は、以下に記す特有の効果を
有するものである。

第６図に示す従来のブレーキ回路Ｉａはそのリリーフ弁
Ｒ３を、直動型のＩＪ ＩＪ−フ弁にしてオーバライド
特性のオーバライド圧力を大きな値にすることにより、
アクチュエータに作用する慣性力の減少に応じたブレー
キカを得ることができるものである。

しかし、直動型のＩＪ ＩＪ−フ弁は、その主弁に対し
て油圧による押圧力とばねによる押圧力とが対向して作
用する構成であり、オーバライド圧力を大きくするため
には、主弁の移動量を太きくし主弁が形戒する開口面積
の変化を小さくする必要があるが、主弁の移動によりば
ねの押圧力が変化し、主弁が形成する開口面積の増加に
伴なってばねの押圧力が増加するものであるから、主弁
に作用する油圧による押圧力とばねの押圧力とが開口面
積の増減によってバランスするものであるので、主弁が
振動しやすく、このために安定したブレーキカを得れな
くなる。

また別の手段として、第６図に示すように、絞りＳ，と
、スプール式の切換弁２ａを直列に接続した回路２ｂを
、ＩＪ ＩＪ−フ弁Ｒ３に並列に設け、スプール式の切
換弁２ａのスプールの一端をばねで押圧し他端にパイロ
ット油圧を作用させ、このスプール式の切換弁２ａの作
動圧力をＩＪ ＩＪ−フ弁Ｒ３の設定圧力より小さな値
に設定する構成が考えられる。

しかし、この技術的手段においても、スプール式の切換
弁２ａは、スプールを介してばね力と油圧力が対向して
作用するので、スプール式の切換弁２ａの作動設定圧附
近の油圧の変動によりスプール式切換弁２ａのスプール
が振動して、前述と同様に安定したブレーキカを得にく
いものである。

本発明は、バランスピストン型のリリーフ弁を２つ用い
、この２つのＩＪ ＩＪ−フ弁の設定圧力の一方を他方
より高圧設定すると共に、低圧に設定したＩＪ ＩＪ−
フ弁の上流側に絞りを設けるか、あるいは、低圧のＩＪ
ＩＪ−フ弁の主弁が、そのＩＪ ＩＪ−フ弁の作動時
に絞りを構成する構戒としたものである。

そして、バランスピストン型のリリーフ弁は、パイロッ
ト弁の作動により主弁の絞り孔を介して圧油が流れ、こ
の圧油の流れにより絞り孔の前後に生じる圧力差によっ
て主弁が作動するものであるから、主弁に対するばねの
押圧力の変化がなく、極めて安定した作動が得られさら
に高圧のＩＪ ＩＪ一フ弁の作動と同時に作動している
低圧のＩＪ ＩＪ−フ弁を作動させ、油圧が低圧のＩＪ
ＩＪ−フ弁に達するまでは、絞りの特性によるブレー
キカを作用させ、圧力変動に対応して振動する要素をな
くすることができるので、安定したブレーキカを得るこ
とができる。

以下、本発明の実捲例について述べる。

第１図、第２図において、■はブレーキ回路、■は、切
換弁ユニットである。

切換弁ユニット■は、従来周知の切換弁２を主体とする
もので、油圧ポンプ１及びタンク３の側と、油圧モータ
６に対する給排管路４及び５の側との間に設けられてお
り、その間の接続の切換及び遮断を行うようになってい
る。

１１は逆止弁、１２はＩＪ ＩＪ−フ弁、１５はキャビ
テーション防止用の、逆止弁である。

切換弁２は遮断状態の中立位置ａ、油圧モータの正転位
置ｂ、同逆転位置Ｃの３つの切換位置をとり得るもので
ある。

なお、油圧モータ６はブームを旋回させるものとする。

ブレーキ回路■は、油圧モータ６の正転及び逆転の各々
に対して１組づつ設けてあり、それは第１リリーフ弁Ｒ
１、第２リリーフ弁Ｒ２からなるものと、第１リリーフ
弁Ｒ′１、第２リリーフ弁Ｒ′２からなるものである。

第１リリーフ弁Ｒ１とＲ′，は同じ構戒のもので、その
オーバライド特性も同一である。

そして、第１リリーフ弁Ｒ， ， Ｒ’１は、その設定
圧が１４０咎であり、第２リリーフ弁Ｒ２とＲ’２は設
定圧が７０〜であり、いづれも流入口に絞り７，７′を
有している。

、第１、第２リリーフ弁Ｒ１及びＲ２の具体的な構．造
の１例を第２図に示す。

同図に見られるように第１リリーフ弁Ｒ，は主弁９、ボ
ペット弁１０を具備するバランスピストン型のもので給
排管路５に連らなる流入口の油圧が設定圧を越えるとポ
ペット弁１０が開弁して主弁９が開弁し、出口側管路２
０側へ油圧を逃すようになっている。

また第２リリーフ弁Ｒ２は主弁９の前に絞り７を設けて
ある。

絞り７の存在は主弁９が開弁したとき、第２リリーフ弁
Ｒ２を油圧が設定圧の７０化を越えて上昇する間に出口
側への流出量を徐々に増大させるような、開口面積にし
ている。

すなわち、第２リリーフ弁Ｒ２は上昇する油圧が７０鵞
近くに達すると出口側へ流出を始め絞り７は、油圧の上
昇に従って流出量が徐々に増大して油圧が１４０５程度
になると流出量が最大（２０１／Ｉｒｕｌｔ’）になる
ように制限する。

このような第１、第２リリーフ弁Ｒ１， Ｒ２を並列に
設置した場合の特性は第３図に示すようになる。

なお、第１図における８，８′は逆止弁、２０は第１、
第２リリーフ弁Ｒ１，Ｒ２，Ｒ′１，Ｒ′２に共通の排
出管路である。

このように構成された油圧回路は、切換弁２が中立位置
ａの切換位置である場合、給排管路４，５を遮断し、油
圧ポンプ１の吐出油は切換弁２を介してタンク３へ排出
され、油圧モータ６は停止している。

次に、切換弁２が正転位置ｂあるいは逆転位置Ｃの切換
位置とされた場合、油圧ポンプ１の吐出油は切換弁２を
介して給排管路４，５の何れか一方を通って油圧モータ
６へ供給され、油圧モーク６を回転させ他方の給排管路
を通り再び切換弁２を通ってタンク３に排出される。

油圧モータ６の回転によりブームが旋回する。

そしてブームを所定の位置に止めるために切換弁２を中
立位置ａに戻すと、前記のように給排管路４，５が遮断
される。

これによって油圧モーク６は圧油が供給されないから回
転を停止しようとするが、ブームが慣性力のためさらに
旋回しようとするため、例えば今まで油圧モータ６へ給
排管路４から油圧が供給されていたとすると、モータ６
はブームから同じ方向の回転力を受けるので、給排管路
５内の油圧が急激に上昇することになる。

この圧力がブレーキカとなり、ブームの慣性力に打ち勝
ってブームを停止させるのである。

その場合に第１、第２リリーフ弁Ｒ１， Ｒ２が次のよ
うに作用する。

すなわち、第４図に示すように、切換弁２の中立位置ａ
への切り換えにより、給排管路４，５が遮断されるが、
モータ６は、ブームの慣性力により回転を続けるので、
給排管路５内の油圧が上昇し始める。

この油圧が、第２リリーフ弁Ｒ２のパイロット弁１０の
クラツキング圧力（第３図ｂ１の値５０製）に達すると
パイロット弁１０が、弁座より離座するが、さらに上昇
し第２リリーフ弁Ｒ２の設定圧力（第３図ｂ２の値７０
５）でその主弁９が弁座より完全に離座して油圧給排管
路５内の圧油が、絞り７、第２リリーフ弁Ｒ２を介して
管路２０へ流出し始める。

しかしブームの慣性力は充分減少していないので、給排
管路５内の油圧はさらに上昇を続け、その圧力が第１リ
リーフ弁Ｒ１のクラツキング圧力（第３図ｂ３の値約１
２０製）になるとそのパイロット弁１０が弁座より離座
しさらに油圧が上昇し続け第１リリーフ弁Ｒ１の主弁９
が弁座より離座し始める。

従って油圧給排管路５内の圧油は、第１リリーフ弁Ｒ１
並びに絞り７、第２リリーフ弁Ｒ２を介して管路２０へ
流出し始めるが、絞り７、第２リリーフ弁Ｒ２を介して
流出するリリーフ流量は、絞り７により給排管路５内の
油圧の上昇と共に制限され、そのＩＪ ＩＪ−フ流量が
値ｂ （ ２ ０ １７ｍｍ）に達すると、その後の圧
力上昇に対して絞り７、第２リリーフ弁Ｒ２を介して流
出するリリーフ流量より、第１リリーフ弁Ｒ１を介して
流出するリリーフ流量が大きくなるため、その後の油圧
の上昇は、第１リリーフ弁Ｒ１のオーバライド特性に応
じて上昇する。

このようにして、給排管路５内の油圧が第１ １Ｊ Ｉ
Ｊ−フ弁Ｒ１の設定圧力（第３図ｂ３の値１４０％）に
達すると、その主弁９が弁座より完全に離座し給排管路
５内の油圧を１ ４ ０勧こ保持する。

給排管路５内の油圧が１４０〜まで上昇すると油圧モー
タ６には、この油圧に相当するブレーキカが作用するの
で、ブームの慣性力が減少し始める。

このブームの慣性力の減少により、油圧モータ６の回転
力と回転数が減少し始めると、給排管路５内の油圧は、
第１リリーフ弁Ｒ１、オーバライド特性（第３図の曲線
Ｃ／）と絞り７の特性（第３図ｅ）に従って減少する。

このため、ブームの旋回速度も第５図曲線Ｂ，Ｄに示す
ように低下する。

そして、給排管路５内の油圧が、第２リリーフ弁Ｒ２の
クラツキング圧力に達すると、そのパイロット弁１０が
着座するので、油圧給排管路５は、完全に遮断されモー
タ６も停止する。

なお、ブームが上記とは逆方向に旋回して停止するよう
なときは、油圧が給排管路５から油圧モータ６へ供給さ
れ、給排管路４からクンク３へ排出される状態が切換弁
２によって遮断されるのであるから、給排管路４内の圧
力が上昇する。

この状態は前記した給排管路５内の圧力が上昇及び下降
する場合と全く同様に第１、第２リリーフ弁Ｒ／１Ｒ′
２が動作するので説明を省略する。

次に、他の実症例について述べる。

他の実癩例は、第２図に示した前記実捲例の絞り７と第
２リリーフ弁Ｒ２の代りに第２リリーフ弁Ｒ“２として
、第７図ａに示すＩＪ ＩＪ−フ弁を用いるものである
。

この第２リリーフ弁Ｒ！２は、第７図ａに示すように、
主弁９に、切り欠き１１を設け、この切り欠き１１は、
第７図ａに示すように、主弁９が作動しない位置にある
とき、本体の内孔により閉鎖され、第７図ｂに示すよう
に主弁９が作動する位置では、絞りを形成するものであ
る。

第２リリーフ弁Ｒ″２を第２リリーフ弁Ｒ２と絞り７の
代りに設けたブレーキ回路において、油圧モータ６に作
用するブームの慣性力による油圧が作用すると、第１リ
リーフ弁Ｒ１と第２リリーフ弁Ｒ“２の双方が同時に作
動し、油圧モータ６の慣性力の減少に従って給排管路５
の油圧は、第１リリーフ弁Ｒ１のオーバライド特性（第
３図ｃ／ ）に従って減少し、さらに慣性力が減少する
と、第２リリーフ弁Ｒ“２の主弁９に設けた切り欠き１
１による絞りの特性（第３図Ｃ）に応じて減少するので
、第１の実捲例の場合と同様の作用を行なう。

上記実捲例においてはアクチュエータがブーム旋回用で
あるために２組のブレーキ回路を設けたものについて説
明したが、巻上ウインチのように一方向にのみ慣性力が
働く場合にはそれに対応して１組でよく、また、上記実
権例の排出側管路２０はタンクに接続する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実症例を示す油圧回路図、第２図
は同実維例のＩＪ ＩＪ−フ弁の具体的な構造の１例を
示す縦断面図、第３図は同実症例のブレーキ回路の特性
を示す線図、第４図は同実椎例のブレーキ作用時の管路
の内圧の時間的変化を示す線図、第５図は圧力及びブー
ムの旋回速度の時間的変化を示す線図、第６図は従来の
ブレーキ回路図、第７図ａはこの発明の他の実捲例のＩ
Ｊ ＩＪ−フ弁の要部断面図、第７図ｂは第７図ａの作
動状態の断面図である。 １・・・・・・油圧ポンプ、２・・・・・・切換弁、３
・・・・・・油タンク、■・・・・・・切換弁ユニット
、４，５・・・・・・油圧給排管路、６・・・・・・ア
クチュエータ（油圧モータ）、７，７′・・・・・・絞
り、８，８′・・・・・・逆止弁、９・・・・・・主弁
、１１・・・・・・切り欠き、２０・・・・・・管路、
■・・・・・・ブレーキ回路、Ｒ１，Ｒ’・・・・・・
第１リリーフ弁、Ｒ２，Ｒ′２・・・・・・第２リリー
フ弁、Ｒ“２・・・・・・第２リリーフ弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧ポンプに切換弁及び給排管路を介して接続する
   アクチュエータを備えたアクチュエータの駆動回路にお
   いて、前記給排管路の間又は給排管路と排出管路の間に
   バランスピストン型の第１リリーフ弁と第２リリーフ弁
   とを並列に設け、第ＩＩＪ ＩＪ−フ弁の設定圧力を第
   ２リリーフ弁の設定圧力より高い設定圧力とすると共に
   第２リリーフ弁の入口側に絞りを設けたアクチュエータ
   のブレーキ回路。