CN102308100B - 液压马达 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具备制动结构的液压马达，在使液压马达机构停止时，抑制从液压马达机构排出的液体的压力变动（压力振动），并且使停止时的冲击比以往更小。油压马达（100）具备与用于将压力油导入安全阀（2）的背压室21的先导通路（54）相连、且具有使背压室（21）与油箱（102）连通的第1切换位置（3a）、和使先导通路（54）与背压室（21）连通的第2切换位置（3b）的切换阀（3）。通过该切换阀（3），在油压马达机构（1）驱动时，向油压马达机构（1）供给的压力油也经由先导通路（54）导入背压室（21），在油压马达机构（1）的制动动作时，当先导通路（54）的压力为规定压力以下时，将背压室（21）与油箱（102）相连。

Description

液压马达

技术领域

本发明涉及一种使用液体的压力能量进行连续旋转运动的液压马达。

背景技术

作为与这种液压马达有关的技术，例如有专利文献1所公开的技术。在专利文献1中记载了与流体马达的制动装置有关的技术，该流体制动装置7是在流体马达7驱动时将来自泵2的压力向开闭阀38的弹簧室引导而不使开闭阀38动作的结构，在使流体马达停止时，控制阀18返回中立位置，从而终止朝向开闭阀38的弹簧室（背压室）的压力供给而使开闭阀38能够动作，开闭阀38在从流体马达排出的流体压力的作用下动作，从而在流体马达中产生制动力。

专利文献1：日本实开昭60-38901号公报。

但是，在专利文献1所记载的流体制动装置7中，当控制阀18返回到中立位置时，控制通路47与给排路5、6成为经由节流孔49、50相连的状态。另一方面，即使在控制阀18返回到中立位置的状态下，大多是给排路5、6均保持高压力状态不变。因此，产生在与控制通路47连通的开闭阀38的背压室中残留高压力的状态。其结果，在使液体马达停止时，开闭阀38以高于设定值的压力动作。当开闭阀38以高于其设定值的压力动作时，从流体马达排出而再次向流体马达返回的流体有可能产生大的压力变动（压力振动），其结果，在例如作为行走用流体马达的制动装置而搭载了该流体制动装置7的建筑车辆中，制动力变动，制动声音增大。而且，由于开闭阀38以高于其设定值的压力动作，停止时的冲击增大。

发明内容

本发明是鉴于上述实情而提出的，其目的在于提供一种具备制动结构的液压马达，在使液压马达机构停止时，抑制从液压马达机构排出的液体的压力变动（压力振动），并且能够使停止时的冲击比以往更小。

本发明的液压马达为了实现上述目的而具有以下几个特征。即，本发明的液压马达单独具备以下的特征或者将其适当组合。

为了实现上述目的，本发明的液压马达的第1特征在于，具备：与方向切换阀连通的第1给排端口以及第2给排端口；将上述第1给排端口与液压马达机构之间连通的第1给排通路；将上述第2给排端口与上述液压马达机构之间连通的第2给排通路；与上述第1给排通路以及上述第2给排通路相连的背压阀；将上述背压阀和上述液压马达机构之间的上述第1给排通路、与该背压阀和该液压马达机构之间的上述第2给排通路之间连通的旁通通路；配置在上述旁通通路上且当上述第1给排通路或者上述第2给排通路的液压为动作压力以上时开阀的连通阀；与上述背压阀相连且将液压导入控制上述连通阀的动作压力的该连通阀的背压室的先导通路；还具备切换阀，与上述先导通路相连，具有使上述背压室与上述油箱连通的第1切换位置、和使上述先导通路与该背压室连通的第2切换位置；通过上述切换阀，在上述液压马达机构驱动时，向该液压马达机构供给的液压也经由上述先导通路导入上述背压室，在该液压马达机构的制动动作时，当该先导通路的液压为规定压力以下时，将该背压室与上述油箱相连。

根据该结构，由于在液压马达机构的制动动作时连通阀的背压室与油箱相连，所以背压室的压力下降到油箱内的压力。这样一来，由于连通阀以规定的设定压力动作，所以连通阀的开阀压力保持一定，抑制了从液压马达机构排出的液体的压力变动（压力振动）。而且，能够使液压马达机构停止时的冲击比以往更小。

本发明的液压马达的第2特征在于，在上述背压阀的至少一个端部上配置有中立弹簧，并且来自上述第1给排通路的液压被导入该背压阀的一侧，来自上述第2给排通路的液压被导入该背压阀的另一侧；在上述切换阀的一个端部上配置有返回弹簧，来自上述先导通路的先导压力被导入上述切换阀的另一个端部；用于使上述切换阀向上述第1切换位置返回的上述返回弹簧的弹簧力设定成大于用于使上述背压阀向中立位置返回的上述中立弹簧的弹簧力。

根据该结构，当背压阀向中立位置返回时，供给一侧的压力小于用于使背压阀向中立位置返回的中立弹簧的弹簧力。在此，由于用于使切换阀向第1切换位置返回的返回弹簧的弹簧力设定成大于用于使背压阀向中立位置返回的中立弹簧的弹簧力，所以当背压阀向中立位置返回时，切换阀可靠地被切换到使背压室与油箱连通的第1切换位置。

本发明的液压马达的第3特征在于，上述背压阀的上述中立位置为上述先导通路与上述第1给排端口以及上述第2给排端口隔断的切换位置。

根据该结构，当背压阀向中立位置返回时，先导通路与第1给排端口以及第2给排端口隔断。这样一来，即使存在泵压等的变动，连通阀的背压室也不会受到其影响。其结果，连通阀的动作更稳定。

本发明的液压马达的第4特征在于，在使上述先导通路与上述背压室连通的上述切换阀内的通路上形成有节流孔。

根据该结构，当液压马达机构驱动时，能够避免背压室的液压急剧上升，其结果，能够缓和液压马达机构的旋转急剧上升。

本发明的液压马达的第5特征在于，上述连通阀形成为能够经由设在该连通阀的背压室中的分隔部件向隔断方向受力。

根据本发明的液压马达，制动动作时连通阀的背压室与油箱相连。但是，根据该结构，即使在制动动作时也能够经由上述分隔部件对连通阀向隔断方向施力。这样一来，能够相对于连通阀设定不同的动作压力，在低速模式和高速模式下变更制动力。

本发明的液压马达的第6特征在于，具备：配置在上述连通阀的背压室中且对该连通阀向隔断方向施力的施力弹簧，能够对上述施力弹簧向收缩方向施力的作为上述分隔部件的活塞，由上述活塞与上述背压室不同地划分的推压室；上述推压室中导入双速切换用控制压力。

根据该结构，即使在制动动作时，也能够经由活塞通过上述切换用控制压力使施力弹簧收缩。其结果，能够在低速模式和高速模式下变更制动力。而且，由于利用了双速切换用控制压力，所以无需另外设置仅用于产生连通阀的控制压力的先导泵等，能够使液压马达的控制机构的结构简单化。

本发明的液压马达的第7特征在于，上述双速切换用控制压力是导入双速切换阀的先导室的双速切换信号压力。

根据该结构，通过使用双速切换信号压力作为双速切换用控制压力，不必变更油压系统的结构（例如建筑车辆的油压系统的结构）即能够进行行走速度（低速模式、高速模式）的制动力的变更。

本发明的液压马达的第8特征在于，上述双速切换用控制压力是从双速切换阀导入摆缸的双速切换指令压力。

根据该结构，由于通过使用双速切换指令压力作为双速切换用控制压力，高于双速切换信号压力的压力根据到上述背压室，所以能够减小作为分隔部件的活塞的受压面积（活塞的小直径化）。进而，由于上述切换指令压力（行走驱动压力）得到高于双速切换信号压力的压力，所以能够通过提高施力的弹簧力而将动作压力设定得较高。

附图说明

图1是用于表示本发明的一实施方式的油压马达的油压回路图；

图2是用于表示本发明的另一实施方式的油压马达的油压回路图。

附图标记说明：

1：油压马达机构（液压马达机构），2：安全阀（连通阀），3：切换阀，4：背压阀，9：第1给排端口，10：第2给排端口，21：背压室，51：第1给排通路，52：第2给排通路，53：旁通通路，100：油压马达（液压马达），101：方向切换阀，102：油箱。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的优选方式进行说明。另外，本发明的液压马达用于例如油压挖掘机等建筑车辆的行走用马达等中。而且，作为用于使液压马达动作的介质，一般使用的是油，但并不仅限于油，也可以使用各种液体。在以下的说明中，将以油为动作介质的油压马达作为液压马达为例进行说明。

（油压马达的结构）

图1是用于表示本发明的一实施方式的油压马达100的油压回路图。如图1所示，油压马达100中对压力油进行给排控制的方向切换阀101与第1给排端口9以及第2给排端口10相连。在方向切换阀101上连接有用于向油压马达100供给压力油的泵104，供给到油压马达100的油返回到油箱102。而且，油压马达100也与用于供给将其运行状态切换成低速模式或者高速模式的某一种的先导压力油的先导泵105、减速机103相连。

油压马达100具备与减速机103相连的油压马达机构1，该油压马达机构1与第1给排端口9之间通过第1给排通路51连通。而且，油压马达机构1与第2给排端口10之间通过第2给排通路52连通。而且，在第1给排通路51以及第2给排通路52上，分别经由带有节流孔的通路58以及带有节流孔的通路59连接有背压阀4。来自第1给排通路51的压力油经由带有节流孔的通路58导入背压阀4的一个先导室，来自第2给排通路52的压力经由带有节流孔的通路59导入背压阀4的另一个先导室。而且，在第1给排通路51以及第2给排通路52上分别配置有单向阀7以及单向阀8。

背压阀4是三位置阀，具备将第2给排通路52与油箱102相连的第1切换位置4a，将第1给排通路51与油箱102相连的第2切换位置4c，以及将第1给排通路51和第2给排通路52与油箱102隔断的中立位置4b。

背压阀4和油压马达100之间的第1给排通路51与背压阀4和油压马达100之间的第2给排通路52之间通过旁通通路53连通，在该旁通通路53上设有安全阀2（连通阀）。安全阀2是形成为在第1给排通路51或者第2给排通路52的油压为该安全阀2的动作压力以上时开阀，使第1给排通路51与第2给排通路52连通而使油从油压高的通路一侧向油压低的通路一侧流动的阀。而且，安全阀2具有用于控制其动作压力的背压室21，其动作压力通过油导入背压室21而受到控制。另外，由设在安全阀2的背压室21上的施力弹簧22的弹簧力而决定的动作压力为安全阀2的设定压力。施力弹簧22是对安全阀2向隔断方向施力的弹簧。

在安全阀2与背压阀4之间配置有切换阀3，该切换阀3与背压阀4经由先导通路54相连。切换阀3与安全阀2（安全阀2的背压室21）经由通路56相连。切换阀3为两位置阀，具备使安全阀2的背压室21经由通路56以及排泄通路55与油箱102连通的第1切换位置3a，和使先导通路54经由通路56与背压室21连通的第2切换位置3b。第2切换位置3b处的切换阀3内的通路作为具有节流孔34的带有节流孔的通路33，第1切换位置3b处的切换阀3内的通路也作为带有节流孔的通路32。背压阀4是先导通路54和第1给排通路51在第1切换位置4a处相连，先导通路54和第2给排通路52在第2切换位置4c处相连。

而且，油压马达100具备用于将其运行状态切换成低速模式或者高速模式的某一种的速度可变机构，该速度可变机构由活塞（摆缸15、以下记载成“摆缸15”），高低速切换阀5，以及梭阀6构成。高低速切换阀5（双速切换阀）为两位置阀，具备用于从摆缸15的压力室中排出压力油的第1切换位置5a，和向摆缸15的压力室供给压力油的第2切换位置5b。

（油压马达的动作）

以下，对油压马达100的动作进行说明。在此，与油压马达100相连的方向切换阀101为三位置阀，使油压马达机构1正向旋转（或者反向旋转）时为第1切换位置101a，使油压马达1逆向旋转（或者正向旋转）时为第2切换位置101c，使油压马达1停止使为中立位置101b。

另外，以将方向切换阀101从中立位置101b向第1切换位置101a切换、使油压马达机构1旋转（驱动）的情况，和之后将方向切换阀101返回中立位置101b、使油压马达机构1停止（施加制动）的情况为例进行说明，对于将方向切换阀101切换到第2切换位置101c，使油压马达机构1旋转后停止的情况，由于是同样的说明而省略。

（油压马达机构1的驱动）

当将方向切换阀101从中立位置101b向第1切换位置101a切换时，来自泵104的压力油经由第1给排通路51向油压马达机构1供给。另一方面，来自泵104的压力油也经由带有节流孔的通路58向背压阀4的一个先导室供给，这样一来，背压阀4从中立位置4b被切换到第1切换位置4a。当背压阀4向第1切换位置4a切换时，来自泵104的压力油经由先导通路54以及通路53作为先导压力而导入切换阀3。这样一来，切换阀3从第1切换位置3a被切换到第2切换位置3b，压力油也经由带有节流孔的通路33从先导通路54向安全阀2的背压室21供给。安全阀2的动作压力由于压力油供给到背压室21而上升，其结果，安全阀2不再动作，油不再经由旁通通路53而在第1给排通路51和第2给排通路52之间流动。

此时，压力油也经由通路57向油压马达机构1的压力室供给，这样一来，油压马达机构1的制动器11（停车制动器）被解除。另一方面，当背压阀4向第1切换位置4a切换时，从油压马达机构1排出的压力油经由第2给排通路52、背压阀4、以及方向切换阀101向油箱102排放。通过这一系列的动作，油压马达机构1以规定的转速旋转。

另外，由于在第2切换位置3b处的切换阀3内的通路中形成有节流孔34，所以抑制了安全阀2的背压室21的压力急剧上升。因此，由于在背压阀4被切换到第1切换位置4a后安全阀2立即动作，所以从泵104供给到第1给排通路51的压力油的一部分经由旁通通路53向油箱102排放。其结果，能够缓和油压马达机构1的旋转急剧上升。

以下，对油压马达100的速度可变机构进行说明。当高低速切换阀5处于第1切换位置5a时，成为压力油从摆缸15的压力室排放的状态，摆缸15的杆位于低方向，成为油压马达机构1的容量为大容量的低速模式（高转矩、低速转速）。这样，当通过来自先导泵105的压力油将高低速切换阀5从第1切换位置5a向第2切换位置5b切换时，来自泵104的压力油经由梭阀6向摆缸15的压力室供给，摆缸15的杆位向高方向位移，切换成油压马达机构1的容量成为小容量的高速模式（低转矩、高速转速）。

（油压马达机构1的停止）

以下，对使油压马达机构1停止的情况下的动作进行说明。当将方向切换阀101从第1切换位置101a向中立位置101b返回时，成为泵104与油箱102连通的状态，从泵104排出的油的压力降低。这样一来，带有节流孔的通路58的压力也降低，背压阀4在配置在其两端部的中立弹簧41、42的弹簧力的作用下从第1切换位置4a向中立位置4b返回。当背压阀4向中立位置4b返回时，泵104与先导通路54之间被隔断。此时先导通路54的压力为规定压力以下。切换阀3在配置在其一侧的端部上的返回弹簧31的弹簧力的作用下从第2切换位置3b向第1切换位置3a返回。这样一来，安全阀2的背压室21经由通路56以及排泄通路55与油箱102相连。因此，背压室21的压力油向油箱102放出，背压室21的压力下降到油箱102内的压力。这样一来，安全阀2以其设定压力动作。另外，切换阀3的第1切换位置3a的带有节流孔的通路32的节流孔用于调整从背压室21向油箱102放出的压力油的排放速度。而且，由于通路57的压力因先导通路54的压力下将而下降，所以油压马达机构1的压力室内的压力油也向油箱102放出，这样一来，油压马达机构1的制动器11（停车制动器）动作。

另一方面，由于当背压阀4向中立位置4b返回时，第2给排通路52与第2给排端口10之间被隔断，所以从油压马达机构1排出的压力油不能够返回油箱102，而是经由第2给排通路52向旁通通路53引导，通过安全阀2的动作，流向第1给排通路51并向油压马达机构1返回。安全阀2的阻力成为制动力，油压马达机构1在经过了规定时间后停止。另外，油压马达经过1制动器11（停车制动器）也成为制动力。如上所述，由于安全阀2的背压室21与油箱102相连，背压室21的压力下降到排泄通路55内的压力。其结果，由于安全阀2以规定的设定压力动作，所以其开阀压力保持一定，抑制了从油压马达机构1排出的压力油的压力变动（压力振动）。而且，安全阀2以规定的设定压力动作，从而能够使油压马达机构1停止时的冲击比以往更小。

在此，用于使切换阀3从第2切换位置3b向第1切换位置3a返回的返回弹簧31的弹簧力设定成大于用于使背压阀4向中立位置4b返回的中立弹簧41、42的弹簧力。另一方面，当背压阀4向中立位置4b返回时，第1给排通路51的压力小于用于使背压阀4向中立位置4b返回的中立弹簧41、42的弹簧力。如上所述，由于用于使切换阀3向第1切换位置3a返回的返回弹簧31的弹簧力设成大于用于使背压阀4向中立位置4b返回的中立弹簧41、42的弹簧力，所以当背压阀4向中立位置4b返回时，切换阀3可靠地使背压室21向与油箱102连通的第1切换位置3a切换。

而且，由于背压阀4的中立位置4b为先导通路54与第1给排端口9以及第2给排端口10隔断的切换位置，所以当背压阀4向中立位置4b返回时，先导通路54与第1给排端口9以及第2给排端口10隔断。这样一来，即使存在泵104的脉动的压力变动，安全阀2的背压室21也不会受到其影响。其结果，安全阀2的动作压力进一步保持一定，从而安全阀2的动作更稳定。

（其它实施方式）

图2是用于表示本发明的另一实施方式的油压马达200的油压回路图。另外，在本油压回路图中，对于与上述的油压马达100的油压回路图的结构要素相同的结构要素赋予相同的附图标记。

如上所述，油压马达100是能够将其运行状态切换到低速模式与高速模式中任一种的油压马达。在此，在使油压马达机构1从运行状态停止动作的情况下，由于在低速模式下，与高速模式的情况相比，短时间内从油压马达机构1排出大量的压力油，所以安全阀2的制动压力急剧上升。这样，在油压马达100中，存在停止动作时的冲击及制动距离在低速模式与高速模式下不同的问题。当考虑低速模式下停止动作时的冲击而设定设在安全阀2的背压室21中的施力弹簧22的弹簧力时，高速模式时制动距离则无谓地延长。相反，当考虑高速模式时设定施力弹簧2的弹簧力时，在低速模式时冲击增强。

能够解决上述问题的是本发明的油压马达200。在油压马达200中，能够使用导入高低速切换阀5（双速切换阀）的先导室中的双数切换信号压力提高安全阀2的施力弹簧22的弹簧力。

如图2所示，在安全阀2的背压室21内，与施力弹簧22的一个端面接触地配置有活塞23（分隔部件）。这样，通过活塞23形成与背压室21不同地划分的推压室24。另外，施力弹簧22的弹簧力决定成低速模式时的停止动作的冲击、加速度为适当程度。

先导泵105与安全阀2的推压室24之间通过通路60连通。双速切换信号压力经由该通路60导入推压室24。

以下，将油压马达机构1的停止动作时的安全阀2的动作分为低速模式和高速模式进行说明。

首先，在从低速模式的运行状态停止动作的情况下，安全阀2的背压室21与油箱102相连。而且，由于双速切换信号压力不导入推压室24，所以安全阀2以与低速模式相配合地设定的规定的设定压力（施力弹簧22的弹簧力）动作。这样一来，油压马达机构1以适当的冲击、加速度停止。

接着，在油压马达机构1从高速模式的运行状态停止动作的情况下，与低速模式时同样，安全阀2的背压室21与油箱102相连。此时，由于来自先导泵105的压力油（双速切换信号压力）经由通路60导入推压室24，所以活塞23对施力弹簧22向收缩方向施力。这样一来，安全阀2的设定压力上升。另一方面，由于从油压马达机构1流向旁通通路5的压力油的量与低速模式时相比较少，所以其结果，能够以与低速模式时同样适当的冲击、加速度停止油压马达机构1。另外，考虑到高速模式时的制动力，来自先导泵105的压力油（双速切换信号压力）的压力设定成低于从泵104向安全阀2的背压室21供给的压力油的压力。

如以上所说明的那样，根据本实施方式的油压马达200，在高速模式时，能够通过来自先导泵105的双速切换信号压力，经由活塞23对安全阀2向隔断方向施力。这样一来，能够相对于安全阀2设定不同的安全压力，在低速模式与高速模式下变更制动力。即，在使用油压马达200作为油压挖掘机的行走用马达的情况下，能够将操作者承受的动作停止时的冲击在低速模式与高速模式下为同等程度，缓和停止冲击。

另外，也可以是不使用上述的双速切换信号压力，而是将从高低速切换阀5（双速切换阀）导入摆缸15的双速切换指令压力向安全阀2的推压室21引导的结构。高低速切换阀5与摆缸15之间通过通路61连通。双速切换指令压力由在该通路61中流动的压力油形成。在将双速切换指令压力向推压室24引导的情况下，也可以从通路61的节流孔62的上游侧以及下游侧中的某一侧分支出通路，将双速切换指令压力向推压室24引导。

而且，在本发明中，作为双速切换信号压力以及双速切换指令压力的上位概念语句使用了双速切换用控制压力的表述。通过使用双速切换用控制压力，则无需另外设置仅用于产生安全阀2的控制压力的先导泵等。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不仅限于上述的实施方式。能够在权利要求书所记载的范围内进行各种变更加以实施。例如，能够如以下那样进行变更而加以实施。

（1）在上述实施方式中，示出了将中立弹簧41、42配置在背压阀4的两端部上的例子，但中立弹簧也可以仅配置在背压阀4的一个端部上。

Claims (5)

1.一种液压马达，具备：与方向切换阀连通的第1给排端口以及第2给排端口；将上述第1给排端口与液压马达机构之间连通的第1给排通路；将上述第2给排端口与上述液压马达机构之间连通的第2给排通路；与上述第1给排通路以及上述第2给排通路相连的背压阀；将上述背压阀和上述液压马达机构之间的上述第1给排通路、与该背压阀和该液压马达机构之间的上述第2给排通路之间连通的旁通通路；配置在上述旁通通路上且当上述第1给排通路或者上述第2给排通路的液压为动作压力以上时开阀的连通阀；与上述背压阀相连且将液压导入控制上述连通阀的动作压力的该连通阀的背压室的先导通路；其特征在于，

还具备：切换阀，与上述先导通路相连，具有使上述背压室与油箱连通的第1切换位置、和使上述先导通路与该背压室连通的第2切换位置；施力弹簧，配置在上述连通阀的背压室中，对该连通阀向隔断方向施力；作为分隔部件的活塞，能够对上述施力弹簧向收缩方向施力；由上述活塞与上述背压室不同地划分的推压室；

在使上述先导通路与上述背压室连通的上述切换阀内的通路上形成有节流孔；

通过上述切换阀，在上述液压马达机构驱动时，向该液压马达机构供给的液压也经由上述先导通路导入上述背压室，在该液压马达机构的制动动作时，当该先导通路的液压为规定压力以下时，将该背压室与上述油箱相连；

上述连通阀形成为能够经由设在该连通阀的背压室中的上述分隔部件向隔断方向受力；

上述推压室中导入双速切换用控制压力。

2.如权利要求1所述的液压马达，其特征在于，

在上述背压阀的至少一个端部上配置有中立弹簧，并且来自上述第1给排通路的液压被导入该背压阀的一侧，来自上述第2给排通路的液压被导入该背压阀的另一侧；

在上述切换阀的一个端部上配置有返回弹簧，来自上述先导通路的先导压力被导入上述切换阀的另一个端部；

用于使上述切换阀向上述第1切换位置返回的上述返回弹簧的弹簧力设定成大于用于使上述背压阀向中立位置返回的上述中立弹簧的弹簧力。

3.如权利要求2所述的液压马达，其特征在于，

上述背压阀的上述中立位置为上述先导通路与上述第1给排端口以及上述第2给排端口隔断的切换位置。

4.如权利要求1～3任一项所述的液压马达，其特征在于，

上述双速切换用控制压力是导入双速切换阀的先导室的双速切换信号压力。

5.如权利要求1～3任一项所述的液压马达，其特征在于，

上述双速切换用控制压力是从双速切换阀导入摆缸的双速切换指令压力。

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