JPS6140861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧シヨベル等の建設機械における
施回体ブレーキの油圧回路に関する。

従来、油圧シヨベル等の施回パーキングブレー
キに用いられる油圧回路としては、例えば第１図
に示すようなものがある。

第１図において、１は油圧モータ２により施回
駆動される施回体であり、油圧モータ２にはブレ
ーキシリンダ３が設けられ、ブレーキシリンダ３
に対する圧油の供給でパーキングブレーキ３ａの
制動を解除し、ブレーキシリンダ３の圧油を排出
することで内蔵したスプリングの作用でパーキン
グブレーキ３ａの制動がかかるようにしている。

油圧モータ２はブレーキ弁４及びカウンタバラ
ンス弁５を介して方向切換弁６に接続され、方向
切換弁６は油圧源７及び油タンク８が接続され
る。この方向切換弁６は中立位置のポートＡ，Ｂ
につき絞り９を備えており、方向切換弁６とカウ
ンタバランス弁５の間をシヤトル弁１１に接続
し、シヤトル弁１１よりの通路１１ｃをブレーキ
シリンダ３に接続している。

この第１図に示す油圧回路の作用は、例えば方
向切換弁６を左側の位置に切換えたとすると、カ
ウンタバランス弁５、ブレーキ弁４を介して油圧
モータ２が方向切換弁６の油圧源７及び油タンク
８に連通され、油圧モータ２の左側に圧油が供給
されて起動する。

このとき、方向切換弁６よりの圧油は同時にシ
ヤトル弁１１を介してブレーキシリンダ３に供給
され、油圧モータ２の起動と同時に制動を解除す
る。一方、施回駆動中の油圧モータ２を停止する
ため、方向切換弁６を中立位置に戻したとする
と、油圧モータ２に対する圧油の供給は断たれる
が、油圧モータ２の慣性回転により右側のポート
から圧油が吐出され、方向切換弁６の絞り９を介
して油タンク８に圧油を除々に排出し、この絞り
９の上流側に生ずる圧力によつてシヤトル弁１１
を介してブレーキシリンダ３に圧油を供給して慣
性回転中における制動を解除し、最終的に油圧モ
ータ２が停止するとシヤトル弁１１及び方向切換
弁６を介してブレーキシリンダ３の圧油を油タン
ク８に排出させることで油圧モータ２に制動をか
ける。

ところが、第１図の従来回路においては、方向
切換弁６を中立に戻してから制動が行なわれるま
での油圧モータ２の慣性回転中の遅延時間が、方
向切換弁６に設けた絞り９の大きさにより定ま
り、この絞り９の大きさの選定は施回体１の大き
さ、速度、管路長さ等に基づいて実験的に定めな
ければならず、また、これらの条件が変化する度
に絞りの大きさを変えなければならない。

そのため、適切な絞りの大きさの選定が困難と
なり、例えば絞りが小さい場合には、ブレーキシ
リンダ３の圧油が排出されるまでの時間が長くな
つて制動が遅れ、また起動時にはブレーキシリン
ダ３に対する圧油の供給が遅れて制動が解除され
ない状況が発生する。一方、絞りが大きい場合に
は、制動遅延時間が短かいために、油圧モータ２
の慣性回転中に制動がかかり、ブレーキがダイナ
ミツクブレーキとして使用されるために発熱や異
常音（鳴き）を生じ、更に摩耗が増大するという
問題があつた。

尚、第１図に破線で示すようにブレーキシリン
ダ３とシヤトル弁１１の間の通路１１ｃにも絞り
１２を設け、制動遅延時間の選定を容易にしたも
のもみられるが、絞りを使用しているため同様な
問題を生じている。

一方、第１図の油圧回路における問題を解決す
るため、例えば第２図に示すように方向切換弁に
絞りを設けずに油圧モータの主管路に絞りを設け
るようにした油圧回路も提案されている。

すなわち第２図の油圧回路は油圧モータ２をブ
レーキ弁４およびカウンタバランス弁５を介して
方向切換弁６に接続し、ブレーキ弁４及び方向切
換弁６の上流側のそれぞれにシヤトル弁１３，１
４を接続し、方向切換弁６には油圧源７と油タン
ク８が接続される。更に、油圧モータ２の主管路
には絞り１５が設けられ、絞り１５に生ずる差圧
はシヤトル弁１３の出力を切換える切換弁１６に
与えられ、また、シヤトル弁１４の出力と切換弁
１６の出力により動作してブレーキシリンダ３を
圧油側と油タンク８に切換える絞り１７を備えた
切換弁１８を設けている。

この第２図の油圧回路の作用は、方向切換弁６
を例えば左側に切換えたとすると、シヤトル弁１
４の出力で切換弁１８が右側に切り換り、シヤト
ル弁１４よりの圧油をブレーキシリンダ３に供給
して制動を解除し、油圧モータ２を起動する。一
方、方向切換弁６を中立位置に戻すと、油圧モー
タ２の慣性回転による圧油が絞り１５に流れて差
圧を生じ、この差圧で切換弁１６が上側に切換
り、シヤトル弁１３の出力を方向切換弁１８に与
えて左側に切換え、シヤトル弁１３よりの圧油を
ブレーキシリンダ３に供給して慣性回転中におけ
る制動解除状態を保つ。続いて油圧モータ２が停
止すると、絞り１５の差圧が無くなるために切換
弁１８は中立に戻り、ブレーキシリンダ３を油タ
ンク８に連通することで油圧モータ２に制動をか
ける。

ところが、第２図の回路では油圧モータ２の主
管路に絞り１５を設けているため、絞り１５によ
る圧力損失が大きいという問題がある。

更に、このような絞りによる損失を無くすた
め、例えば特開昭56−167903号公報に示されるよ
うに、油圧モータとカウンタバランス弁の間に方
向切換弁とリリーフ弁の組み合せてなるオーバロ
ードリリーフ弁を接続し、油圧ポンプの慣性回転
による圧油でオーバロードリリーフ弁を作動して
ブレーキシリンダへ方向切換弁の切換作動を介し
て慣性回転による圧油を供給するようにした回路
も提案されているが、この回路ではオーバロード
リリーフ弁のリリーフ動作が行なわれて初めて慣
性回転による圧油をブレーキシリンダに供給する
切換え作動が行なわれる構成であるため、油圧モ
ータの慣性油圧に対する応等遅れがみられ、ま
た、オーバロードリリーフ弁としてリリーフ弁と
切換弁（絞り付き）を２組み使用しているために
回路構成が複雑になるという問題があつた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、油圧モータのブレーキシリンダに
対する圧油の供給による制動解除と圧油の排出に
よる制動を行なうシーケンス弁を設け、且つシー
ケンス弁を動作するパイロツト圧として油圧モー
タの主管路圧を直接導入することにより、油圧モ
ータの作動中における油圧源よりの供給圧油およ
び油圧モータの慣性回転により発生する圧油に直
接応動して制動を解除し、油圧モータの停止につ
いてはタイミングずれを起すことなくパーキング
制動がかかり、またオーバロードリリーフ弁の作
動に依存せず且つ慣性圧油による制動解除への切
換える絞りを主管路はもちろんのことパイロツト
管路や切換弁のいずれにも設ける必要のないこと
から応答性に優れ、簡潔な回路構成をもつた施回
体ブレーキの油圧回路を提供することを目的とす
る。

第３図は、本発明の一実施例を示した油圧回路
図である。

まず、構成を説明すると、１は油圧シヨベル等
の施回体であり、油圧源７と油タンク８を接続し
た方向切換弁６と施回体１の間には、油圧モータ
部２０、シーケンス弁部３０、オーバロードリリ
ーフ弁４０及びカウンタバランス弁部５０でなる
油圧回路が設けられる。

まず、モータ部２０には施回体１を回転駆動す
る油圧モータ２が設けられ、油圧モータの回転軸
にはパーキングブレーキ２２を介してブレーキシ
リンダ３が設けられ、ブレーキシリンダ３にはス
プリング２４が内蔵され、ブレーキシリンダ３に
対する圧油の供給でパーキングブレーキ２２を制
動解除し、ブレーキシリンダ３の圧油を排出させ
ることでスプリングの押圧力でパーキングブレー
キ２２による油圧モータ２の制動を行なうように
している。

更に、油圧モータ２の主管路２０ａ，２０ｂは
シーケンス弁部３０、オーバロードリリーフ弁部
４０及びカウンタバランス弁部５０を介して方向
切換弁６に接続されている。

次にシーケンス弁部３０にはシーケンス弁３２
とシヤトル弁３４が設けられており、シーケンス
弁３２のポートＡ，Ｃのそれぞれには油圧モータ
２の主管路２０ａ，２０ｂが分岐接続され、又中
央のポートＢにはシヤトル弁３４の出力Ｃが接続
され、流出側となるポートＤは油圧モータ部２０
のブレーキシリンダ３に接続されている。

更に、シーケンス弁３２のパイロツト圧は油圧
モータ２の主管路２０ａ〜２０ｂを直接導入して
おり、このためシーケンス弁３２は主管路２０
ａ，２０ｂの圧力を直接感知して切換動作するよ
うになる。更に又、シヤトル弁３４のポートＡ，
Ｂには主管路２０ａ，２０ｂより分岐された破線
で示すパイロツト管路６０ａ，６０ｂが接続され
ている。

尚、シーケンス弁３２における設定スプリング
３６ａ，３６ｂのそれぞれは通常の方向切換弁の
設定スプリングより強いスプリングを使用してい
るものである。

次にオーバロードリリーフ弁部４０を説明する
に、オーバロードリリーフ弁部４０にはオーバロ
ードリリーフ弁４０ａ，４０ｂが設けられ、オー
バロードリリーフ弁４０ａは主管路２０ａの圧油
を規定圧力に保ち、又オーバロードリリーフ弁４
０ｂは主管路２０ｂの圧油を規定圧に保つように
接続している。

又、オーバロードリリーフ弁４０ａ，４０ｂの
それぞれは方向切換弁６を中立位置に戻した時の
油圧モータ２の慣性回転により生ずる圧油により
作動して主管路２０ａ，２０ｂとの間のクロスフ
ローを行なうブレーキ弁としての機能をも有す
る。

更にカウンタバランス弁部５０には主管路２０
ａ，２０ｂに対する圧油の供給で動作するカウン
タバランス弁５２が設けられ、カウンタバランス
弁５２の流入側となるＡ，Ｂポートは方向切換弁
６のポートＡ，Ｂに接続され、一方、流出側とな
るポートＣ，Ｄはチエツク弁５４ａ，５４ｂを介
在した主管路２０ａ，２０ｂのそれぞれに接続さ
れる。

次に本発明の油圧回路の作動を説明する。

まず、図示のように方向切換弁６が中立位置に
ある状態では、ブレーキシリンダ３に対する圧油
の供給がないことからスプリング２４によりパー
キングブレーキ２２が作動して油圧モータ２を制
動停止させている。

この状態で方向切換弁６を、例えば左側の位置
に切換えたとすると、油圧源７よりの圧油は方向
切換弁６のポートＡよりカウンタバランス弁５２
及び主管路２０ａを介して油圧モータに供給さ
れ、カウンタバランス弁５２が左側の位置に切換
わり、同時に主管路２０ａに供給した圧油の一部
がパイロツト管路６０ａを介してシーケンス弁部
３０のシヤトル弁３４に流れる。ここでシーケン
ス弁３２の設定スプリング３６ａ，３６ｂはオー
バロードリリーフ弁４０ａ，４０ｂのクラツキン
グ圧力より低めに設定されており、設定圧以下の
時、シーケンス弁３２は図示の中立位置にあり、
シヤトル弁３４よりの圧油をポートＤよりブレー
キシリンダ３に供給し、パーキングブレーキ２２
の制動を解除する。このパーキングブレーキ２２
の制動解除により油圧モータが回転を始め、油圧
モータ２よりの排出油は主管路２０ｂ及びカウン
タバランス弁52、方向切換弁６を介して油タンク
８に戻る。

一方、起動時には油圧モータ２にかかる慣性負
荷が大きいため主管路２０ａの圧力を上昇し、こ
のためオーバロードリリーフ弁４０ａはクラツク
してリリーフ状態となる。

この時、シーケンス弁３２の設定スプリング３
６ａ，３６ｂによる圧力設定はオーバロードリリ
ーフ弁４０ａ，４０ｂのクラツキング圧力より低
め（クラツキング圧力の80％程度）に設定されて
いるため、主管路２０ａの圧力上昇によりシーケ
ンス弁３２は左側の位置に切換わり、ポートＡ，
Ｄを介して主管路２０ａよりの圧油を直接ブレー
キシリンダ３に供給し、制動解除状態を保持す
る。

続いて油圧モータ２が加速し、吸込み油量が吐
出油量に近づいてくると主管路２０ａの圧力は下
がり、オーバロードリリーフ弁４０ａのリリーフ
動作が停止し、シーケンス弁３２の左側に作用す
る主管路２０ａよりのパイロツト圧力が設定圧力
以下に下がるとシーケンス弁３２は再び図示の中
立位置に戻り、シヤトル弁３４からの圧油をブレ
ーキシリンダ３に供給して油圧モータ２の駆動中
における制動解除状態を保持する。

次に上記のように、方向切換弁６を左側位置へ
切換えた状態から図示の中立位置へ戻したとする
と、油圧源７よりの圧油の供給が断たれることで
カウンタバランス弁５２も図示の中立位置に戻
り、この時、油圧モータ２は施回体１の慣性力に
より慣性回転されて油圧ポンプとして作動し、主
管路２０ｂ側の圧力が高くなる。

このため主管路２０ｂの圧油を受けてオーバロ
ードリリーフ弁４０ｂがリリーフ状態となり、
又、シーケンス弁３２は主管路２０ｂの慣性回転
による圧油で中立位置から右側位置へ切換えら
れ、主管路２０ｂの圧油がポートＣ，Ｄを介して
ブレーキシリンダ３に供給され、油圧モータ２の
慣性回転中においてもパーキングブレーキ２２の
制動解除状態を保持する。

次いで油圧モータ２の慣性回転が低下し、オー
バロードリリーフ弁４０ｂのリリーフ状態が解除
されることで油圧モータ２が完全に停止したとす
ると、主管路２０ｂの圧力がなくなることからシ
ーケンス弁３２は図示の中立位置に戻り、ブレー
キシリンダ３はシーケンス弁３２、シヤトル弁３
４及びパイロツト管路６０ｂを経て油タンク８に
連通することでブレーキシリンダ３の圧油が排出
され、スプリング２４によるパーキングブレーキ
２２の作動によつて施回体１のパーキング制動が
かけられる。

勿論、方向切換弁６を右側に切換えて油圧モー
タ２を逆回転させた後に方向切換弁６を中立位置
に戻して停止させる場合にも、前述と同様な作用
が行なわれる。

以上説明してきたように、本発明によれば、油
圧シヨベル、ウインチ等の施回体を駆動する油圧
モータを有し、ブレーキシリンダへの圧油の供給
で油圧モータの制動を解除し、ブレーキシリンダ
からの圧油の排出で制動をかける施回体ブレーキ
の油圧回路として、油圧モータをオーバロードリ
リーフ弁を介してカウンタバランス弁に接続する
とともに、このカウンタバランス弁を油圧源及び
タンクに接続した方向切換弁に接続し、油圧モー
タに対する主管路の圧力をパイロツト圧力として
接続したシーケンス弁を配置し、方向切換弁の左
又は右の切換時に油圧モータ主管路に加わる圧油
をブレーキシリンダに供給することでパーキング
ブレーキを制動解除し、この切換え後に方向切換
弁を中立位置に戻した時には、油圧モータの慣性
回転による圧油でシーケンス弁を切換えてブレー
キシリンダに慣性圧油を供給することで油圧モー
タの慣性回転中における制動解除状態を保持し、
慣性圧油の低下でオーバロードリリーフ弁のリリ
ーフ動作が停止して油圧モータが停止するとシー
ケンス弁が中立位置に戻つてブレーキシリンダの
圧油をタンクに排出させるようにしたため、油圧
モータの主管路の圧力を直接検出してブレーキシ
リンダに対する圧油の供給による制動解除及びブ
レーキシリンダの圧油を排出することによる制動
が行なえるので油圧モータの慣性回転から静止に
至る圧力変化に直接感応してパーキング制動の制
御が実現できるために制御の応答性が高く、慣性
回転中に制動がかかつてパーキングブレーキの発
熱やブレーキ鳴りを完全に防止し、又、主管路に
絞りを設ける必要がないことから絞りによる損失
に原因した油圧モータの効率低下が起きず、更に
パーキングブレーキの制動解除と制動を主管路の
圧力により動作するシーケンス弁とシヤトル弁の
組み合わせにより実現していることから油圧回路
の構成が簡潔となり、配管接続や油圧モータに対
する油圧回路の組み込みを容易にし、又、配管路
を短くできることから応答性の向上性と管路損失
の低減を図ることができ、更に又、シーケンス弁
のパイロツト設定圧をオーバロードリリーフ弁の
クラツキング圧力より低めに設定しているためオ
ーバロードリリーフ弁のクラツキング作動に基づ
いて、ブレーキシリンダの圧油供給、圧油排出を
切換えていた従来回路に比べ十分に高い油圧モー
タの慣性回転及び静止に対する制動制御の応答性
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来例を示した油圧回路図、第３
図は本発明の一実施例を示した油圧回路図であ
る。 １……施回体、２……油圧モータ、３……ブレ
ーキシリンダ、６……方向切換弁、７……油圧
源、８……油タンク、２０……油圧モータ部、２
０ａ，２０ｂ……主管路、２２……パーキングブ
レーキ、２４……スプリング、３０……シーケン
ス弁部、３２……シーケンス弁、３４……シヤト
ル弁、３６ａ，３６ｂ……設定スプリング、４０
……オーバロードリリーフ弁部、４０ａ，４０ｂ
……オーバロードリリーフ弁、５０……カウンタ
バランス弁部、５２……カウンタバランス弁、５
４ａ，５４ｂ……チエツク弁、６０ａ，６０ｂ…
…パイロツト管路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧シヨベル、ウインチ等の施回体を駆動す
   る油圧モータを有し、ブレーキシリンダへの圧油
   の供給で油圧モータの制動を解除し、該ブレーキ
   シリンダからの圧油の排出で制動をかける施回体
   ブレーキの油圧回路に於いて、 前記油圧モータをオーバロードリリーフ弁を介
   してカウンタバランス弁に接続すると共に、該カ
   ウンタバランス弁を油圧源及びタンクに接続した
   方向切換弁に接続し、前記油圧モータの主管路圧
   をパイロツト圧として接続したシーケンス弁を配
   置し、前記方向切換弁の左又は右の切換え時に油
   圧モータ主管路に加わる圧油を前記ブレーキシリ
   ンダに供給し、該切換後に前記方向切換弁を中立
   に戻したときには、前記油圧モータの慣性圧油に
   より前記シーケンス弁を逆方向に切換えて前記ブ
   レーキシリンダに慣性圧油を供給し、該慣性圧油
   が断たれたときに前記シーケンス弁が中立に戻つ
   て前記ブレーキシリンダをタンクに連通させる回
   路接続に備えたことを特徴とする施回体ブレーキ
   の油圧回路。