JPS63199902A - 油圧モ−タの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベルの走行装置、旋回装置等に用い
る油圧モータの制御回路に関する。

〔従来の技術〕

油圧ショベル走行装置用の油圧モータ等の制御回路とし
ては、第４図（ａ）（特開昭６１−４９１７５号と実開
昭５９−５８２０１号とから作成した従来技術の回路図
）に示すものがある。

第４図（ａ）において、回路７がポンプに接続され、回
路８がタンクに接続されると、カウンタバランス弁３が
、切換位置３ａに切り換わり、油圧モータＭには、主回
路１から圧油が供給され、主回路２から排出される。従
って油圧モータＭは、矢印Ｍａの方向に回転し、油圧シ
ョベルを走行させる。

油圧ショベルの走行中に回路７．８がタンクに接続され
ると、カウンタバランス弁３が中立位置３Ｃに復帰し、
主回路１，２は、中立位ｆ３ｃの逆止弁を介して、回路
７，８に接続する。従って、油圧モータＭへの圧油の供
給が停止されるが、油圧モータＭは、慣性力によって回
転させられるので、主回路１から油を吸引し、主回路２
へ吐出する。

この主回路２の油圧は、ブレーキ回路４のリリ−フ弁Ｓ
Ｒ２により、第４図（ｂ）に示すように制御される。こ
のリリーフ弁ＳＲ２（ＳＲＩとＳＲＩとは同一構成であ
る。）は、実開昭５９−５８２０１号で開示されたもの
と同一である。このリリーフ弁ＳＲ２の特性は、第４図
（ｂ）に示すように、主回路２の油圧が上昇し始めて、
ｔ７時間の間、油圧をＰｌに保持し、その後油圧Ｐ１よ
り高圧の油圧Ｐ２に保持する。

油圧ショベルには、その走行装置の油圧モータＭに、油
圧Ｐ１に応じたブレーキが作用すると、衝撃を生じない
程度のブレーキが作用する。そして、このブレーキがｔ
３時間保持されることで、油圧ショベルが、停止させら
れるものである。なお、油圧ショベルの起動時には、リ
リーフ弁ＳＲ１が第４図（ｂ）に示すような油圧の昇圧
特性曲線に応じて、主回路１の油圧を制御する。すなわ
ち、主回路の油圧を油圧Ｐ１でｔ３時間保持することで
、油圧モータＭと走行装置との間の機械的な遊び（減速
機の遊び等。）をなくし、油圧Ｐ２になったとき油圧シ
ョベルが起動させられるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ブレーキ回路４は、そのリリーフ弁ＳＲ２が、主回路２
の油圧を、低圧Ｐ″１？１＋時間制御することで、衝撃
の原因を省き、油圧ショベルに衝撃を生じさせずに停止
させる。

しかし、最近油圧モータＭの速度は、第４図（ａ）に示
すように、斜板Ｍ１がシリンダＭ２で高速位置と低速位
置に制御されることで、高速と低速の任意の速度に制御
される構成とし、このシリンダＭ２は、パイロット弁１
０を介して、主回路１゜２の高圧側へ接続する構成され
、このパイロット弁１０を、操作弁１１に接続するもの
である。

この装置は、操作弁１１が、切換位置１１ａの位置に操
作されると、パイロット弁１０が、切換位置１０ａに切
り換わり、主回路の高圧側の油圧が、回路５からパイロ
ット弁１０を介して、シリンダＭ２εこ作用し、斜板Ｍ
１の傾斜角を変化させ、油圧モータＭの出力を、高速、
低トルクとするものである。

また操作弁１１を、第４図（ａ）の位置に復帰させると
、シリンダＭ２がタンクに接続され油圧モータＭは、低
速、高トルクの出力とするものである。

上記した油圧モータＭの高速運転は、主に油圧ショベル
の移動のために利用され、低速運転は、作業のために利
用される。従って、低速運転時に求められる特性は、正
確な位置制御機能である。

つまり、操作者の操作に対する応答性をよくする必要が
ある。これに対して、高速運転時に求められる特性は、
なるべく少ない衝撃で停止させる必要がある。この点従
来の制御回路では、このような油圧モータの速度変化に
対応できないものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するための本発明の技術的手段は、
油圧モータとカウンタバランス弁との間の主回路に、リ
リーフ弁を有するブレーキ回路を有し、前記油圧モータ
を操作弁で制御されるパイロット油圧で、高速と低速と
のいずれか任意の速度に制御できる形式とした、油圧モ
ータの制御回路において、前記ブレーキ回路は、圧力室
を備えこの圧力室への圧油の給排で時間に対する昇圧特
性が変化するリリーフ弁で構成され、このブレーキ回路
のリリーフ弁の圧力室を前記油圧モータの高低速を制御
する操作弁の出力側に接続するものである。

〔作用〕

上記の技術的手段を有する本発明は、操作弁により、油
圧モータの速度が変化させられると、油圧モータに作用
するパイロット油圧モータの速度変更と同時に、ブレー
キ回路のブレーキ特性を、油圧モータの速度に慎合うよ
うに変更するものであるから、油圧モータの制御を、そ
の作動状況に応じたものとするたとができる。

〔実施例〕

以下、実施例の説明をするに当って、従来の技術と同様
の部品には、同様の符号を用い、その説明を省く。

第１図において、４Ａは、本発明の実施例に係る、ブレ
ーキ回路で、主回路１圧力を制御するりリーフ弁Ｒ１と
主回路２の圧力を制御するリリーフ弁Ｒ２とを有する。

このリリーフ弁ＲＩＲ２は、そのブレーキ特性を変化さ
せる圧力室Ｒ１１゜Ｒ２１を有し、この圧力室Ｒ１１，
Ｒ２１は、パイロット弁１０の出口にパイロット回路Ｐ
Ｒを介して接続する。

前記したリリーフ弁Ｒ１は、第２図（ａ）に示す構成を
有する。（なお、リリーフ弁Ｒ２も同一であるので、リ
リーフ弁Ｒ１のみの説明とする。）第２図（ａｌにおい
て、弁体Ｂｌの内孔Ｂ２に固定される、本体Ｒ１２には
、主回路１に連通ずる口Ｒ１３を有し、この日Ｒ１３と
排出通路Ｒ１４との間を開閉する主弁Ｒ１５を備える筒
体Ｒ１６が固定してあり、この筒体Ｒ１６内には、主弁
Ｒ１５を押圧するばねＲ１７が設けである。このはねＲ
１７は、本体Ｒ１２に摺動自在に設けてあり、前記ばね
Ｒ１７より強い押圧力でセットされたばねＲ１８で押圧
されるピストンＲ１９で支持される。このピストンＲ１
９は、圧力室Ｒ１１に圧油が供給されると、その圧力で
１だけ右方へ移動する。このとき、ばねＲ１７の押圧力
は、その分減少する。また、前記主弁Ｒ１５内には、ピ
ストンＲ１５ａが摺動自在に嵌入しである。このピスト
ンＲ１５ａは、本体Ｒ１２に固定されたストッパＲ１２
ａに当接して停止するもので、主弁Ｒ１５内に、主弁Ｒ
１５の絞りＲ１５ｂを介して主回路１に接続する圧力室
Ｒ１５ｃを形成する。なお、このピストンＲ１５ａの受
圧面積Ｓ１５は、口Ｒ１３の面積Ｓ１３より小さくしで
ある。また、ｉ２はピストンＲ１５ａとストッパＲ１２
ａとの間の間隔であり、ばねＲ１７が設けであるばね室
Ｒ１７ａは、主回路２に接続する。

上記したリリーフ弁ＲＩＲ２を有するブレーキ回路４Ａ
は、第２図（ｂ）に示す２種類のブレーキ力を油圧モー
タＭに作用させる。

〔第１実施例の作動〕 操作弁１１を操作しない場合は、第１図に示すように、
シリンダＭ２がパイロット弁１０を介して、タンクに接
続されているので油圧モータＭは、低速回転となってい
る。また、ブレーキ回路４Ａのリリーフ弁Ｒ１，Ｒ２の
圧力室Ｒ１１，Ｒ２１には、圧油が作用していないので
、ピストンＲ１９、Ｒ２９は、ばねＲ１８，Ｒ２８に押
圧され、第２図（ａ）の位置にある。従って、ばねＲ１
７゜Ｒ２８は、高押圧力にセットされている。

以上の状態で、主回路２から油圧モータＭに圧油が供給
され、油圧モータＭが矢印Ｍｂ力方向回転しているとき
に、油圧モータＭへの圧油の供給が停止されたとする。

すると、油圧モータＭは、その慣性力により、矢印Ｍｂ
力方向駆動され、主回路２から油を吸引し、主回路１へ
圧油を吐出する。

リリーフ弁Ｒ１に主回路１の油圧が作用すると、その圧
油は主弁１５の絞りＲ１５ｂを介して圧力室Ｒ１５ｃに
流入する。このため、ピストンＲ１５ａは右方へ移動す
る。このピストンＲ１５ａが、ストッパＲ１２ａに当る
までは、主回路１の油圧Ｐ　Ｌ　（ｋｇ／ｃｎりが口Ｒ
１３の受圧面積５１３（ｃｆｌりと、主回路１の油圧と
の積による押圧力と、ばねＲ１７の押圧力Ｆ１７（ｋｇ
）とによって決まる値、第２図（ｂ）の曲線（ａｌのＰ
ｉ（ｋｇ／ｃｆｆｌ）に制御される。（Ｐ１＝Ｆ１７／
３１３）この油圧Ｐ１に制御される時間１．は、ピスト
ンＲ１５がストッパＲ１２に当るまでの時間である。従
って、油圧モータＭには圧力ＰＩに相当するブレーキ力
が作用する。

このようにして、主弁Ｒ１５のピストンＲ１５ａが、ス
トッパＲ１２ａに当ると、主弁Ｒ１５の受圧面積が、受
圧面積Ｓ１３から受圧面積Ｓ１５を引いた値となる。従
って、主回路１の油圧Ｐ２に制御される。（Ｐ２＝Ｆ１
７／５１３−３１５）上記したように、主回路１の油圧
がｐｉ（ｋｇ／ｄ）に制御されると、油圧モータＭには
、ブレーキ力が作用するが、このブレーキ力は、油圧シ
ョベルが低速で走行している場合に、衝撃を生じない程
度のブレーキ力で、その時間ｔ、は、油圧ショベルの低
速走行時の慣性力が吸収される程度の時間である。従っ
て、油圧ショベルは、油圧モータＭへの圧油の供給を断
ってほぼｔ１時間後に停止する。

次に、操作弁１１を、切換位置１１ａに操作すると、シ
リンダＭ２に、パイロット圧油が供給され、油圧モータ
Ｍは、高速回転となり油圧ショベルも高圧走行となる。

このとき、リリーフ弁Ｒ１、Ｒ２の圧力室Ｒ１１，Ｒ２
１にも圧油が供給される。

リリーフ弁Ｒ２の圧力室Ｒ１１に圧油が供給されると、
そのピストンＲ１９，Ｒ２９が、ばねＲ１８、Ｒ２Ｂに
抗してｌ、だけ移動するので、ばねＲ１７，Ｒ２７の押
圧力もＦ１７から、Ｆ１７ａの弱い値となる。従って、
主回路１の油圧Ｐ１’、Ｐ２’は、第２図中）の曲線中
）に示すように、以下のとおりとなる。

Ｐ１’＝Ｆ１７ａ／３１３ Ｐ２’＝Ｆ１７’／５１３−３１５ なお、Ｆ１７ａ＜Ｆ１７であるから、主弁Ｒ１５の絞り
孔Ｒ１５ｂの前後の差圧も減少するので、主回路１を圧
力ＰＩ’に保持する時間ｔ２も、時間１．より長くなる
。

油圧ショベルの走行速度が増速されると、ブレーキ回路
４Ａの特性曲線は、第２図（ｂ）の曲線中）に示すよう
になる。従って、油圧ショベルには、油圧ＰＩ’のブレ
ーキ力が、ｔ２時間作用する。しかし、ブレーキ回路４
Ａの特性は、第２図（′ｂ）の曲線（ａ）に示すように
、油圧ショベルの低速走行の時に１．時間内に停止する
ように設定しである。従って、高速走行において、ブレ
ーキ回路４Ａの特性を、曲線（ｂ）に示すように低下さ
せると、油圧ショベルは、時間１ｇでは停止せず、油圧
Ｐ２’のブレーキ力が作用する時間ｔ、を必要とする。

この時間ｔ、の間には、ブレーキ力が圧力ＰＩがら圧力
Ｐ２へ変化に応じて変わる。このときの圧力差をＰＳ′
とすると、この圧力差に相当する分だけブレーキ力が変
化するものである。この油圧差ＰＳ′は、油圧ショベル
に衝撃を及ぼさない程度に定めである。従って、高速走
行時の油圧ショベルを停止させるには、低速の場合より
長時間必要とするものである。

次に、ブレーキ回路４Ａに用いるリリーフ弁Ｒ１、Ｒ２
の第２実施例を、第３図（ａｌ　（ｂ）によって説明す
る。なお、説明に当って、前述したリリーフ弁Ｒ１，Ｒ
２と同一の構成の部分については、符号ＲＡに添える数
字を同一とし、その説明を省く。

この第２実施例と、第２図（ａ）によって説明した第１
実施例との相違点は、第２図（ａ）に示した実施例が、
主弁Ｒ１５を押圧するばねの押圧力を変化させることで
、その特性の変化を行わせるのに対し、この第２実施例
は、主弁ＲＡ１５の圧力室ＲＡ１５ｃの圧力を、ダンパ
部ＲＡＤに導びき、ダンパ部のダンパ特性を変化させる
ことによって、ブレーキ回路の特性を変化させるもので
ある。

上記の構成リリーフ弁ＲＡＩは、その主弁ＲＡ１５に、
管ＲＡ１５ｄを摺動自在に嵌入し、その後方にダンパ部
ＲＡＤを設けた構成である。このダンパ部ＲＡＤは、本
体ＲＡ１２の内孔ＲＡＤ　１３を、２つの室ＲＡＤＩ　
４．ＲＡＤＩ　５に分割する。この室ＲＡＤ１５は、管
ＲＡＤ　１５　ｄを介して、主弁ＲＡ１５の圧力室ＲＡ
Ｄ　１５　Ｃに接続する。また、室ＲＡＤ１４は、第１
絞りＲＡＤ１６ａ、第２絞りＲＡＤ　１６　ｂを介して
、主回路２が接続しているばね室ＲＡＤ１７ａに接続す
るものである。

なお、穴ＲＡＤ１７は、ピストンＲＡＤ　ｌ　１で閉鎖
されるものである。前記した第２絞り１６ｂは、小ピス
トンＲＡＤ１８で開閉される構成であり、この小ピスト
ンＲＡＤ１８は、パイロット回路ＰＪの油圧で作動し絞
りＲＡＤ１６ｂを閉鎖する。

〔第２実施例の作動〕 前述したように、油圧モータＭに圧油の給排が断れ、油
圧モータＭのポンプ作用による油圧が主回路１に作用し
たものとする。

この主回路１の油圧は、主弁ＲＡ１５の絞りＲＡ１５ｂ
を介し、圧力室ＲＡ１５Ｃ，管ＲＡ１５ｄを経て、室Ｒ
ＡＤ１５に作用する。このとき、室ＲＡＤ１４は、穴Ｒ
ＡＤ１７を介して、ばね室ＲＡＤ１７ａに連通している
ので、そのピストンＲＡＤＩＩは軽く移動する。このた
め、主回路１のサージ圧力を除却できる。

ダンパ部ＲＡＤのピストンＲＡＤＩＩが穴ＲＡＤ１７を
閉鎖すると、室ＲＡＤ１４は、第１．第２絞りＲＡＤ　
１６　ａ、１６ｂのみを介して、ばね室ＲＡ１７ａに接
続する。従って、圧力室ＲＡＩ５ｃ（７）圧力は、この
２つの絞りＲＡＤ１６ａ、ＲＡＤ１６ｂの開口面積に応
じた値に、制御されるものである。このため、主弁ＲＡ
１５は、主回路の油圧Ｐｉを次のように制御する。

Ｐ１＝Ｒ３１５／Ｒ３Ｉ　３ＸＰａ＋Ｆ１７／ＲＳ　１
３−・−・・・−−−−−−（１）Ｐｌ−・−主回路１
の圧力 ５Ｒ１３−・口ＲＡ１３の面積 Ｐａ−・圧力室ＲＡ１５Ｃの圧力 ５Ｒ１５・−・圧力室ＲＡ１５Ｃの面積Ｆ１７・・−ば
ねＲＡ１７の押圧力 °従って、主回路１の油圧Ｐ１は、ダンパ部ＲＡＤが作
動している間は、第３図（ｂ）の曲線（ａｌに示すよう
に、圧力Ｐ１に保持され、その時間１．は、室ＲＡＤ１
５の容積と、主弁ＲＡ１５の絞りＲＡ１５ｂとで決まる
。

次に、ピストンＲＡＤＩＩが右端に移動してしまうと、
主弁ＲＡ１５の圧力室ＲＡ１５Ｃの油圧と主回路１の油
圧が等しくなるため、主回路１の油圧は、第３図（ｂ）
の曲線（ａ）に示すように、Ｒ２の値に制御される。

Ｐ　２−Ｆ　１７／Ｒ３１３−Ｒ３１５−（２）上記の
作用において、パイロット回路ＰＲから圧油が供給され
、第２絞りＲＡＤ　１６　ｂが閉鎖されると、ダンパ部
ＲＡＤの室ＲＡＤ１４からの排出油が第２絞りＲＡＤ　
１６　ａのみとなるため、前述した式（１）のＰａの値
が、それより高いＰａ′となる。

従って、主回路１の圧力も、第３図中）の曲線中）に示
すように、Ｐｌより高いＰｌ′の値に制御される。

この第２実施例は、上述したように、パイロット回路ｐ
ｚの油圧を小ピストンＲＡＤ　ｌ　８に作用させ、その
ダンパ部の絞り開口面積を絞ることで、第３図（ｂｌの
曲１（ａ）、　（ｂ）に示す特性を得るものである。

上述したリリーフ弁ＲＡ１．ＲＡ２を用いたブレーキ回
路によると、油圧ショベルの走行速度が低速の場合、操
作弁１１からの油圧が作用していないので、小ピストン
ＲＡＤ１８には油圧が作用しない。このためζ室ＲＡＤ
１４は、第１．第２絞りを介して、タンクへ排出される
。従って、ブレーキ回路の特性は、第３図（ｂ）の曲線
（ａ）に示されるようになる。そして、油圧モータＭに
圧油が供給されなくなると、主回路１が油圧Ｐ１に制御
されるので、その油圧Ｐ１に相当するブレーキ力が、油
圧モータに作用する。このブレーキ力が時間１、たけ作
用すると、油圧ショベルの低速走行によって生じる慣性
力がほぼ吸収され、油圧ショベルが停止するようにしで
ある。（前述した場合と同様、低速走行時は、作業状態
であるため、停止に要する時間を短かくしである。） 次に、油圧ショベルを高速走行させるため、油圧モータ
の回転数を上昇させると、小ピストンＲＡＤ１８が、第
２絞りＲＡＤ　１６　ｂを閉鎖するので、ブレーキ回路
の特性は、第３図（ｂ）の曲線（ｂｌに示すようになる
。そして、油圧モータＭに圧油が供給されなくなると、
主回路１の油圧がＰ１′に制御されるで、その油圧Ｐ１
′に相当するブレーキ力油圧モータＭに作用する。油圧
ショベルは高速走行になっているので、その慣性力が増
大し、１、時間内では停止せず、停止するには、主回路
１の油圧がＲ２に制御される時間ｔ３を必要とする。こ
の時間ｔ３内において、油圧Ｐ１からＲ２へ制御された
とき、その圧力差ＰＳ’に相当する分だけブレーキ力が
変化するものである。この圧力差ＰＳ′は、油圧ショベ
ルに衝撃を及ぼさない程度に定めである。従って、高速
走行時の油圧しよべるを停止させるには、低速の場合よ
り長時間を必要とする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による制御回路は、操作弁
で制御されるパイロット油圧で、高速、低速の任意速度
に制御可能な油圧モータの制御に用い、そのブレーキ回
路のブレーキ特性を、前記パイロット油圧で、油圧モー
タの速度に対応した特性に変化させるものである。従っ
て、油圧ショベル等のように、その操作の条件に対応し
て、作業の内容がほぼ決まっているものにおいては、そ
の作業条件に応じてブレーキ特性を、変化させれば、そ
の作業条件に合うブレーキ特性が油圧モータの速度の選
択に対応して自動的に得ることができる。このため、操
作者の操作を容易にする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す回路図。 第２図（ａ）は、第１図のブレーキ回路４に用いられる
リリーフ弁の断面図、第２図（ｂ）は、その特性曲線図
、第３図（ａ）は、第１図のブレーキ回路４に用いるリ
リーフ弁の第２実施例の断面図、第３図（ｂ）は、その
特性曲線図、第４図（ａｌは、従来の技術の回路図、第
４図（ｂ）、第４図（ａ）のブレーキ回路４の特性曲線
図。 １．２−−一主回路　３−・カウンタバランス弁４．４
Ａ−ブレーキ回路　７．Ｌ−・回路１０−パイロット弁
　１１・・・操作弁Ｒ１，Ｒ２，ＲＡＩ、ＲＡ２・−リ
リーフ弁Ｒ１１，Ｒ２Ｌ−−−圧力室　Ｒ１５・−主弁
ＲＡ１５−−・主弁　ＲＡＩ）−ダンパ部出願人　　日
本エヤーブレーキ株式会社第１図 第２１１（ｂ） 第４図（０） 第４図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧モータとカウンタバランス弁との間の主回路
   に、リリーフ弁を有するブレーキ回路を有し、前記油圧
   モータを、操作弁で制御されるパイロット油圧で、高速
   と低速とのいずれか任意の速度に制御できる形式とした
   、油圧モータの制御回路において、前記ブレーキ回路は
   、圧力室を備えこの圧力室への油圧の給排で時間に対す
   る昇圧特性が変化するリリーフ弁で構成され、このブレ
   ーキ回路のリリーフ弁の圧力室を前記油圧モータの高低
   速を制御する操作弁の出力側に接続した油圧モータの制
   御回路。