JP2000145705A - 緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 リリーフ弁の作動圧力を２段階に設定するこ
とができ、高圧設定時にはブレーキ開始時の昇圧パター
ンを滑らかにすると共に、低圧時には確実に低圧を維持
することができるよう構成した油圧モータ装置を提供す
る。 【解決手段】 慣性負荷５６を駆動する油圧モータ５２
の両管路に配設され、供給口７０Ａ、７０Ｂの圧油をバ
ネ座ピストン室８６へ絞り９１を介して導入して、バネ
座ピストン８０を移動させることによりリリーフ圧力を
調整するように構成したリリーフ弁を有する油圧モータ
装置において、この絞りのバネ座ピストン側にその両端
に作用する圧力差によって液密的にかつ摺動自在に移動
する制御ピストン１０１を配設し、この制御ピストン１
０１の一端には前記バネ座ピストン室８６から前記絞り
との間の圧力を作用させると共に、前記制御ピストン１
０１の他端には外部信号圧力を作用させるように構成す
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、油圧ショベルの旋
回駆動装置等を制御するための慣性体駆動回路に適用し
得る緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、慣性体駆動回路は、油圧ポンプ
の圧油を切換弁によりその回転方向と停止とを制御し
て、油圧モータの駆動制御を行うように構成されてい
る。そこで、油圧モータが一方向へ回転中のときに、切
換弁を中立位置に戻して慣性体の駆動を停止させると、
油圧モータの戻り側通路は切換弁により閉止されるが、
慣性体には慣性回転力が残っており、戻り側の油圧力は
急上昇してエネルギーが増加し、ショックを発生して、
油圧モータの歯車等を破損させることがある。

【０００３】このため、従来において、リリーフ弁を油
圧回路に設置して油圧力の急上昇を防止することが提案
されている（実公昭６３−２１８１４号公報）。

【０００４】すなわち、この提案に係るリリーフ弁は、
図９に示す構成からなり、供給通路２の圧力が低い時に
は、リリーフ弁１は非作動状態にあり、外側ポペット４
は受け５およびバネ受け６を介してバネ７により左方向
に押圧されて、シート８と接し、かつバネ座ピストン９
がプラグ１０に接した位置にあり、供給通路２と戻り通
路３とを図９に示すように遮断する。

【０００５】そこで、供給通路２の圧力が上昇すると、
この圧油は外側ポペット４に作用し、バネ７の弾力に抗
して外側ポペット４を右方向に移動させて、供給通路２
と戻り通路３とを連通し、リリーフ作用を開始する。一
方において、圧油は外側ポペット４の偏心孔１１、孔１
２を介して軸方向の通路１３に流入し、さらに横孔１
４、環状溝１５、通路１６を経てバネ座ピストン室１７
に導入される。このバネ座ピストン室１７の圧油は、前
記供給通路２の圧力上昇に対応してバネ座ピストン９を
バネ７の弾力に抗して図示の位置から左方向へ移動す
る。

【０００６】これにより、バネ７はさらに圧縮されるた
め、リリーフ圧力は上昇していく。このバネ座ピストン
９の移動により、ロッド１８の横孔１４は徐々に開口面
積を減少することにより、バネ座ピストン室１７への圧
油を減量する。さらに、バネ座ピストン９は、移動し、
横孔１４の開口が閉じられ、バネ座ピストン室１７への
圧油の流入が実質的になくなるので、バネ座ピストン９
の左行限位置は保持される。

【０００７】このように、設定圧力の上昇は、上限値に
近付くにつれてその増加量が緩やかになるため、リリー
フ弁１の始動時における急上昇圧力に起因するショック
を緩和することができる。また、供給通路２の圧力が設
定値以下になると、バネ座ピストン９の右端面に作用す
るバネ座ピストン室１７の圧力が低くなり、バネ座ピス
トン９はバネ７の弾力により図９に示す位置に戻り、次
の動作に備える。

【０００８】従って、前記のように構成されたリリーフ
弁は、供給通路２の圧力が上昇すると、まず外側ポペッ
ト４がバネ７の弾力に抗して右行し、これと同時にバネ
座ピストン９の右側のバネ座ピストン室１７に圧油が流
入し、バネ座ピストン９は左行してバネ７を圧縮させて
その弾性力（リリーフ圧力）を高めていく。このバネ座
ピストン９の左行に伴い、バネ座ピストン室１７へ圧油
が流入する横孔１４の開口面積は小さくなり、やがて横
孔１４を閉じ、圧油の流入がなくなって左行限位置に保
持されたバネ座ピストン９とバネ受け６との間で圧縮さ
れたバネ７の弾性力と平衡するリリーフ圧力が設定圧力
になり、リリーフ弁１の始動時における圧力ピークを低
減させる効果を発揮させることができる。

【０００９】しかしながら、前記構成のリリーフ弁にお
いて、バネ座ピストン９における圧油作用面積は、バネ
７を装填したバネ室１９を形成したキャップの孔２０に
嵌合されたバネ座ピストン９の外径と、ロッド１８を挿
入したバネ座ピストン９の内孔２１の孔径との間に挾ま
れたリング形状の比較的大きな面積を有しており、バネ
座ピストン室１７に流入する圧油が油圧モータの回転時
に、戻り通路に発生する背圧程度の低い圧力でも、バネ
座ピストン９は左方向へ移動を開始することになり、供
給通路２の圧力が上昇した時にバネ座ピストン室１７へ
圧油を流入するために必要な横孔１４は、既にバネ座ピ
ストン９が左行していることにより閉じられており、こ
の横孔１４が閉じられた後では大きなピークを解消して
ショックを低減することは不可能であった。

【００１０】このような観点から、本出願人は、先に、
供給通路の圧力が上昇した時に、バネを圧縮してリリー
フ圧力を高くするように、移動させることによってバネ
座ピストンの圧油作用面積を小さくすることができ、こ
れにより低い圧力ではバネ座ピストンが移動することな
く、供給通路の圧力が上昇した際に、リリーフ弁の始動
時における圧力ピークを解消し、かつショックを低減す
るようにした油圧モータのリリーフ弁を開発し、特許を
得た（特許第２５７１９２８号公報）。

【００１１】すなわち、この特許に係る油圧モータのリ
リーフ弁は、図１０および図１１に示すように、油圧ポ
ンプ２２から切換弁２３を介して給排される圧油により
慣性負荷を駆動する油圧モータ２４の両管部に分岐して
配設され、前記油圧モータの回転を停止した際に供給口
の圧力上昇によりポペット２５がその背部に一端を押接
するバネ２６に抗して移動して開口し、その圧油を出口
へリリーフさせると共に、前記供給口の圧油をバネ座ピ
ストン室２７へ絞り２８を介して導入することにより、
前記バネ２６の他端に押接されたバネ座ピストン２９を
移動させて、前記バネ２６を圧縮してリリーフ圧力を調
整する油圧モータ２４のリリーフ弁３０Ａ、３０Ｂにお
いて、前記バネ２６を装填した内孔３１より段付き小径
とした内孔３２を設けて圧油作用面積を小さくしたバネ
座ピストン２９を、移動可能に嵌装することにより前記
油圧モータの回転時に戻り通路に発生する背圧程度の圧
力では前記バネ座ピストン２９を初期位置に保持して移
動されることのないように構成したものである。

【００１２】しかるに、前記リリーフ弁３０Ａ、３０Ｂ
の動作は、図１０および図１１において、切換弁２３が
図示の中立状態の時、供給通路３２Ａ、３２Ｂ、すなわ
ち図１１における供給口３３には圧力はなく、リリーフ
弁３０Ａ、３０Ｂは非作動状態であり、ポペット２５の
先端はバネ２６の弾性力により左方向へ押圧されてシー
ト３４の弁座に接しており、供給口３３と出口３５とは
遮断されている。

【００１３】そこで、切換弁２３を中立位置から上方位
置へ切り換えると、油圧ポンプ２２の圧油は切換弁２３
を介して管路３６から油圧モータ２４に流入されて、一
方向へ回転させると共に、油圧モータ２４から排出され
る圧油は、管路３７から切換弁２３を介してタンク３８
ヘ戻される。次いで、この油圧モータ２４を回転状態か
ら停止させるために、切換弁２３を中立位置に切り換え
ると、管路３６、３７はそれぞれ油圧ポンプ２２とタン
ク３８との回路が遮断されるが、慣性体３９の慣性回転
力のため油圧モータ２４は直ちに停止せず、管路３７の
圧力は上昇する。従って、供給通路３２Ｂを通ってリリ
ーフ弁３０Ｂの供給口３３の圧力は上昇し、ポペット２
５にはシート３４の弁座径Ｄ1と、ロッド４０の径Ｄ2と
の差（Ｄ1＞Ｄ2）で形成される有効断面積に供給口３３
の圧油の力が作用し、バネ２６の弾性力に抗して右方向
へ移動させ、シート３４の開放された弁座と横孔４１を
介して、供給口３３と出口３５とを連通させることによ
り、リリーフ作用を開始する。

【００１４】同時に、供給口３３の圧油は、ポペット２
５とロッド４０の通路４２から絞り２８を介して通路４
３を通って、バネ座ピストン室２７に導入され、このバ
ネ座ピストン室２７の圧油は、供給口３３の圧力上昇に
対応して圧力が上昇し、バネ座ピストン２９をバネ２６
の弾力に抗して左方向へ移動させる。この結果、バネ２
６はさらに圧縮され、リリーフ圧力は上昇する。バネ座
ピストン２９の左行は、バネ座ピストン室２７の圧力上
昇に伴い、バネ座ピストン２９のフランジ部４４の左側
面４５が弁本体４６の壁面４７に接するまでストローク
Ｌを移動して停止し、この停止した時のリリーフ圧が設
定圧力である。

【００１５】このようにして、リリーフされた圧油は、
出口３５から図１０の出口通路４８Ｂと逆止弁４９Ａを
経て、管路３６に至り油圧モータ２４に供給される。

【００１６】なお、バネ座ピストン室２７への圧油の流
入は、通路４２と通路４３との途中に絞り２８があるた
め緩やかであり、従ってリリーフ圧力の上昇も緩やかで
あり、急激な圧力上昇によるショックを緩和させてい
る。さらに、バネ座ピストン２９が移動するストローク
Ｌを大きくすることにより、設定圧力を高くすることも
可能とされている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術に係
る油圧モータのリリーフ弁においては、図１０に示すよ
うに、供給口３２Ａ、すなわち図１１における供給口３
３の圧力が上昇すると、この圧力はポペット２５の内部
に設けた通路４２を経て、バネ座ピストン室２７に流入
する。また、この流入した圧油は、バネ座ピストン２９
に作用し、これがある値以上になると、バネ２６の荷重
に対向してバネ２６を圧縮しつつ、図示の左方へ移動さ
せる。

【００１８】この移動過程では、圧油が絞り２８を経て
バネ座ピストン室２７へ流入するので、バネ座ピストン
２９が図示の位置から室壁４７に当接する位置まで移動
するには、多少の時間を要し、かつこの過程でリリーフ
弁のポペット２５が開弁動作を行うと、このポペット２
５に作用するバネ２６の荷重は、初期は図示の位置か
ら、最終的にはバネ座ピストン２９が室壁４７に当接し
た位置での荷重となるので、これに対応した給油口の圧
力もバネ座ピストン２９の動きに応じて漸増し、図６に
示すような動特性が得られる。

【００１９】大きな慣性体、例えば油圧ショベルの上部
旋回体を駆動する油圧回路には、前述したような旋回モ
ータのリリーフ弁が多く使用され、ブレーキ時のショッ
ク軽減に対し良好な結果を得ている。

【００２０】しかるに、油圧ショベル等においては、ブ
ーム、アームをより旋回中心へ近付けた場合と、ブー
ム、アームを水平状態に近付け、かつバケットに荷重を
積載した場合とでは、旋回慣性が大幅に異なる。このた
め、前記の従来技術においては、リリーフ弁が作動直後
のショックを軽減してはいるが、アーム、ブームの姿勢
もしくはバケット負荷の有無等による慣性の違いに拘ら
ず、同じ昇圧パターンとなるので、例えば慣性の小さな
状態に合わせてリリーフ圧力を設定すると、慣性の大き
な運転条件では旋回ブレーキ時の流れ角が大きく、また
旋回慣性の大きな状態に合わせてリリーフ圧を設定する
と、慣性の小さくなる操作条件では旋回の油圧ブレーキ
の利きが過大となり、停止時の円滑さが損なわれるとい
う問題がある。

【００２１】また、油圧ショベルの姿勢、負荷条件の差
等による慣性の差が発生しても、これに対応すべくリリ
ーフ弁の設定圧力そのものを外部信号により調整する方
法は、既に知られているが、この場合にはリリーフ弁の
構造が非常に複雑になり、さらには外部信号が不測の事
態により遮断された状態では、リリーフ弁は低圧設定と
なるので、安全上からも好ましくない。そして、この場
合には、高圧設定状態でのブレーキ開始時のショックを
軽減する構造とすることは、極めて困難である。

【００２２】そこで、本発明者等は、鋭意研究を重ねた
結果、油圧ポンプから切換弁を介して給排される圧油に
より油圧ショベルの上部旋回体からなる慣性負荷を駆動
する油圧モータの両管路に分岐して配設され、前記油圧
モータの回転を減速停止する際に供給口の圧力上昇によ
りポペットがその背部に一端を押接するバネ弾力に抗し
て移動して開口し、その圧油を出口へリリーフさせると
共に、前記供給口の圧油をバネ座ピストン室へ絞りを介
して導入することにより、前記バネの他端に押接された
バネ座ピストンを移動させて、前記バネを圧縮してリリ
ーフ圧力を調整するように構成したリリーフ弁を有する
油圧モータ装置において、前記供給口と前記バネ座ピス
トン室との間に設けた絞りに対して、この絞りのバネ座
ピストン側にその両端に作用する圧力差によって液密的
にかつ摺動自在に移動する制御ピストンを配設し、この
制御ピストンの一端には前記バネ座ピストン室から前記
絞りとの間の圧力を作用させると共に、前記制御ピスト
ンの他端には外部信号圧力を作用させるように構成する
ことにより、油圧ショベルの減速停止性能を最適に設定
することができる緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ
装置を得ることができることを突き止めた。

【００２３】従って、本発明の目的は、極めて簡単な手
段により、リリーフ弁の作動圧力を２段階に設定するこ
とができ、高圧設定時にはブレーキ開始時の昇圧パター
ンを滑らかにすると共に、低圧時には確実に低圧を維持
することができるよう構成してなる緩昇圧リリーフ弁を
有する油圧モータ装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ
装置は、油圧ポンプから切換弁を介して給排される圧油
により慣性負荷を駆動する油圧モータの両管路に分岐し
て配設され、前記油圧モータの回転を減速停止する際に
供給口の圧力上昇によりポペットがその背部に一端を押
接するバネ弾力に抗して移動して開口し、その圧油を出
口へリリーフさせると共に、前記供給口の圧油をバネ座
ピストン室へ絞りを介して導入することにより、前記バ
ネの他端に押接されたバネ座ピストンを移動させて、前
記バネを圧縮してリリーフ圧力を調整するように構成し
たリリーフ弁を有する油圧モータ装置において、前記供
給口と前記バネ座ピストン室との間に設けた絞りに対し
て、この絞りのバネ座ピストン側にその両端に作用する
圧力差によって液密的にかつ摺動自在に移動する制御ピ
ストンを配設し、この制御ピストンの一端には前記バネ
座ピストン室から前記絞りとの間の圧力を作用させると
共に、前記制御ピストンの他端には外部信号圧力を作用
させるように構成したことを特徴とする。

【００２５】この場合、前記緩昇圧リリーフ弁および制
御ピストンを油圧モータのカバーに内蔵することができ
る。

【００２６】また、前記油圧モータのそれぞれのポート
に対して緩昇圧リリーフ弁を設け、それぞれの緩昇圧リ
リーフ弁に対して制御ピストンを設け、これらの制御ピ
ストンを油圧モータのカバーに設けた共通の外部信号供
給口に外部信号を給排するように構成することができ
る。

【００２７】代案として、本発明に係る緩昇圧リリーフ
弁を有する油圧モータ装置は、供給口からバネ座ピスト
ン室への通路上に圧力補償流量調整手段を設けると共
に、この圧力補償流量調整手段とバネ座ピストン室との
間にその両端の差圧により液密的にかつ摺動自在に移動
する制御ピストンの一端を開口させると共に、前記制御
ピストンの他端には外部信号圧力を作用させるように構
成することができる。

【００２８】この場合、前記圧力補償流量調整手段の差
圧を設定するバネの荷重を外部から調整可能な構成とす
ることができる。

【００２９】前記の緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モー
タ装置において、前記制御ピストンは、緩昇圧リリーフ
弁のリリーフ弁組立ての同軸上にこのリリーフ弁組立て
と一体的に配置した構成とすることができる。

【００３０】また、前記緩昇圧リリーフ弁を有する油圧
モータ装置は、油圧ショベルの旋回駆動装置であって、
外部信号は前記油圧ショベルの上部旋回体とブームとの
相対角度に対応して出力される信号とすることができ
る。

【００３１】さらに、前記緩昇圧リリーフ弁を有する油
圧モータ装置は、油圧ショベルの旋回駆動装置であっ
て、外部信号は前記油圧ショベルのブーム保持圧に対応
して出力される信号とすることができる。

【００３２】さらにまた、前記緩昇圧リリーフ弁を有す
る油圧モータ装置は、油圧ショベルの旋回駆動装置であ
って、外部信号は前記油圧ショベルのブーム保持圧とす
ることもできる。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る緩昇圧リリー
フ弁を有する油圧モータ装置の実施例につき、添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。

【００３４】図１および図２は、本発明に係る緩昇圧リ
リーフ弁を有する油圧モータ装置の一実施例を示すもの
である。すなわち、図１は緩昇圧リリーフ弁を有する油
圧モータ装置の要部断面構造と油圧系統との接続状態を
示すと共に、図２は緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モー
タ装置全体の油圧系統図を示すものである。

【００３５】しかるに、図１および図２において、参照
符号５０Ａ、５０Ｂは、油圧モータ５２に取付けられた
リリーフ弁をそれぞれ示す。これらのリリーフ弁５０
Ａ、５０Ｂは、油圧モータ５２のカバー部５４に内蔵さ
れている。そして、油圧モータ５２は、慣性負荷（例え
ば、本発明が油圧ショベルに適用される場合には、油圧
ショベルの上部旋回体）５６を駆動するように構成され
ている。また、前記油圧モータ５２へは、切換弁５８を
介して油圧ポンプ６０、タンク６２との間の圧油の給排
が行われる。なお、本実施例において、切換弁５８とし
て図１にその構成例を示したが、油圧ポンプ６０には油
圧ショベルの図示していない他のアクチュエータの切換
弁、例えばアームシリンダの切換弁等が、一般的には接
続されている。

【００３６】そこで、まず一方のリリーフ弁５０Ａにつ
いて、図１を参照しながら説明する。

【００３７】油圧モータ５２のカバー部５４には、リリ
ーフ弁組立て６４がスリーブ６６に内蔵されて組込ま
れ、このスリーブ６６の先端に取付けられたシート６８
が、供給口７０Ａと低圧室（出口）７２とを液密的に遮
断している。また、このスリーブ６６の中には、スペー
サ７４、ロッド７６を有するポペット７８、バネ座ピス
トン８０、および一端がポペット７８に他端がバネ座ピ
ストン８０に支持されたスペーサ７４に当接するバネ８
２が内包されている。なお、ポペット７８は、シート６
８に対してその径ｄ1部分で着座し、ロッド７６の径ｄ2
（ｄ2＜ｄ1）との面積差に、供給口７０Ａの圧油が作用
するように構成されている。そして、ロッド７６には、
リリーフ弁６４が作動した場合の安定性を維持するため
のオリフィス８４が設けられている。

【００３８】しかるに、バネ座ピストン８０は、バネ座
ピストン室８６内において、スリーブ６６に対し径部ｄ
3にて液密的にかつ摺動自在に支持されており、前記バ
ネ座ピストン室８６は、バネ座ピストン８０をスリーブ
６６に組付けた後、キャップ８８により閉栓されてい
る。また、バネ座ピストン８０は、バネ座ピストン室８
６の中でその肩部８０ａがスリーブ６６の壁面６６ａに
当接するまでの距離Ｓを移動することができる。なお、
このバネ座ピストン８０の移動は、バネ座ピストン室８
６に対し、後述する経路により流入した圧油が、バネ座
ピストン８０の右端に作用することにより、バネ８２を
圧縮しつつ図示の左方へ移動することになる。

【００３９】そして、前記供給口７０Ａとバネ座ピスト
ン室８６との間には、圧力補償流量調整弁としての圧力
補償流量制御スプール９０が組み込まれている。さら
に、この圧力補償流量制御スプール９０は、このスプー
ルに設けた絞り９１の前後での差圧を設定するバネ９２
により、図において下方へ押圧変位している。なお、こ
の圧力補償流量制御スプール９０を通過して通路９４か
ら通路９６へ流れる油量は、絞り９１の前後の差圧がバ
ネ９２の荷重による圧力と同じになるよう開口部９３の
開度が自動調整され、供給口７０Ａすなわち通路９４の
圧力如何に拘わらず一定となる。

【００４０】また、通路９６の一端には、油室１００が
開口しており、この油室１００には制御ピストン１０１
が液密的にかつ摺動自在にキャップ１０２に支持されて
おり、またこの制御ピストン１０１はバネ１０３により
他方の油室１０４側に押圧変位している。さらに、他方
の油室１０４は、キャップ１０２に設けた絞り１０５を
介して信号ライン１０６に接続されている。そして、前
記制御ピストン１０１は、信号ライン１０６に外部信号
が作用していない時は、バネ１０３の作用により図にお
いて右方に維持されている。この場合、バネ１０３の弾
力は比較的小さく設定してある。

【００４１】このような状態、すなわち制御ピストン１
０１が図示のＬ2＝０の位置となる右端に来ている状態
において、切換弁５８を操作し、油圧モータ５２すなわ
ち慣性体５６を起動加速または減速停止させる際には、
供給口７０Ａに発生する圧力は、通路９４から圧力補償
流量制御スプール９０を介して通路９６へ流入し、さら
に通路１０７、６６ｂを経てバネ座ピストン室８６へ供
給される。この時、圧力補償流量制御スプール９０から
下流への圧油の流入量は、バネ座ピストン８０の移動に
伴う体積変化、すなわちバネ座ピストン８０の径部ｄ3
の面積×ストロークＳの変化となる。

【００４２】従って、バネ座ピストン８０の図において
左方への移動速度は、圧力補償流量制御スプール９０を
通過する油量によってのみ定まり、この場合のリリーフ
弁組立て６４の昇圧パターンは、従来技術の場合と同様
の昇圧パターン（図６参照）からなる圧力波形を得るこ
とができ、例えば油圧ショベルの上部旋回体（慣性体５
６）の慣性が比較的大きな場合に、良好な減速停止特性
を得ることができる（なお、この特性は慣性体５６の起
動加速の場合も同じパターンとなる）。

【００４３】なお、図５および図６に示す圧力波形にお
いて、初期圧Ｐ1は図１に示すバネ座ピストン８０が図
示の位置に有る場合であり、最終設定圧ＰSは前記バネ
座ピストン８０が最大ストロークＳを移動した位置にあ
る場合を示す。そして、前記初期圧Ｐ1から最終設定圧
ＰSまでへの昇圧時間を緩昇圧時間Δｔと称する。

【００４４】次に、信号ライン１０６に信号圧力を、例
えば信号発生用油圧ポンプ１０８の吐出圧力として、３
０ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力が作用している時は、油室
１００の圧力が比較的低圧の場合には、制御ピストン１
０１をバネ１０３の力に対抗し図において左方に移動さ
せて、Ｌ1＝０の位置に維持している。

【００４５】このような状態で、前記と同様に慣性体５
６を減速停止すべく、供給口７０Ａの圧力が上昇する
と、この圧力は制御ピストン１０１の右端の油室１０４
に作用する信号圧力より高いので、圧力補償流量制御ス
プール９０を通過後の圧油は、まず制御ピストン１０１
を前記信号圧力に対抗し図において右方へ移動させ、Ｌ
1＋Ｌ2のストロークの後に制御ピストン１０１を停止さ
せる。

【００４６】この間において、すなわち制御ピストン１
０１がＬ1＋Ｌ2をストロークする間においては、圧力補
償流量制御スプール９０からバネ座ピストン室８６の方
向へ流入する圧油は、制御ピストン１０１の径をｄ4と
するとき、この径部ｄ4の面積×ストローク（Ｌ1＋Ｌ
2）の体積増加に使用されるので、バネ座ピストン８０
がキャップ８８に当接した位置、すなわち低圧により作
動する。

【００４７】そして、制御ピストン１０１がＬ1＋Ｌ2の
ストローク移動後、圧力補償流量制御スプール９０の下
流における体積膨張は、バネ座ピストン８０の移動によ
る径部ｄ3の面積×ストロークＳとなるので、このバネ
座ピストン８０が移動する過程では、リリーフ弁組立て
６４の作動圧力は、信号ライン１０６に信号圧力が無い
場合と同様となる。但し、一般には、慣性体５６は低圧
状態で既に減速されているので、停止までの昇圧パター
ンは（信号ライン１０６に信号圧力が作用している状態
では）、図５に示す圧力波形IIもしくは圧力波形II−１
（図５において、低圧での作動時間ｔ1の間に減速はす
るものの停止しない場合には、圧力波形は圧力波形II−
１）となる。しかし、低圧での作動時間は、圧力補償流
量調整スプール９０を通過する油量は、供給口７０Ａの
圧力に拘わらず単位時間当たり一定であるので、制御ピ
ストン１０１の径部ｄ4とそのストロークＬ1＋Ｌ2を予
め適切に設定することにより、必要にして充分な作動時
間とすることができる。

【００４８】図１に示す実施例においては、油圧モータ
５２に対し、２個のリリーフ弁５０Ａ、５０Ｂを設け、
その一方のリリーフ弁５０Ａの構造についてのみ図示し
ているが、他方のリリーフ弁５０Ｂも同様の構成となる
ことは勿論である。また、制御ピストン１０１は、信号
切換手段１１１およびこの切換手段１１１への信号発生
手段１１２からの信号操作により、信号発生用油圧ポン
プ１０８からの油圧信号を伝達することにより、その切
換え操作が行われる。

【００４９】また、図１に示す実施例においては、供給
口７０Ａからバネ座ピストン室８６への通路上には、圧
力補償流量制御スプール９０を介して圧油を導く構成を
示したが、代案として、図３に示すように、オリフィス
１１０を設けただけの構成とすることもできる。

【００５０】なお、図１および図２において、参照符号
１１４Ａ、１１４Ｂは逆止弁、１１６はバネ付き逆止
弁、１１７はタンクをそれぞれ示す。

【００５１】また、圧力補償流量制御スプール９０を使
用する場合、図１に示すように、バネ９２の他端を保持
するために前記圧力補償流量制御スプール９０の収納孔
９７を閉栓するように設けたキャツプ９８の位置を、そ
のねじ部９８ａとこれに螺合する調整ナット９９によ
り、外部から調整可能な構成とする。これにより、前記
圧力補償流量制御スプール９０に作用するバネ９２の荷
重を、外部から調整可能とすると共に、前記圧力補償流
量制御スプール９０を通過する油量が調整されて、緩昇
圧時間Δｔを本発明の適用される機械の特性に応じて、
図５の圧力波形Ｉ−１（Δｔ＋α）もしくは圧力波形Ｉ
−２（Δｔ−β）に示すように、最適に調整することが
できるので、さらに優れたリリーフ弁を有する油圧モー
タ装置として構成することができる。

【００５２】前述した、本発明に係る緩昇圧リリーフ弁
を有する油圧モータ装置を、図７および図８に示すよう
に、油圧ショベルに適用した場合、切換スプールに外部
信号を作用させる条件として、油圧ショベルのブームの
上部旋回体に対する角度θを検出し、これに応じて、例
えばブームがより水平に近い状態（図８参照）では外部
信号を与えず、またブームが上部旋回体に対してより垂
直に近い場合（図７参照）には外部信号を与えることに
より、油圧ショベルの減速停止性能を最適に設定するこ
とが可能となる。

【００５３】また、ブームシリンダの保持圧を検出し、
この保持圧が高い場合は外部信号を与えず、そして前記
保持圧が所定の圧力より低い場合には外部信号を与える
等、油圧ショベルの上部旋回体のアクチュエータの姿
勢、作業条件に応じて、圧力補償流量制御スプール９０
（これに対応するリリーフ弁５０Ｂの圧力補償流量制御
スプールに対しても同様）に切換信号圧力を与えること
によっても、油圧ショベルの減速停止性能を最適に設定
することが可能となる。なお、前述したように、前記ブ
ーム保持圧に対応して出力される油圧信号とする代わり
に、ブームシリンダ保持圧そのものを外部信号として伝
達するようにしても良い。

【００５４】さらに、実用上においては、各供給口に対
して設けられたリリーフ部組立てに対して、油圧モータ
のカバー部に設けた共通（１個所）の信号供給口より外
部信号を与えることにより、信号配管がより単純化され
て、取扱いが容易となる。

【００５５】さらにまた、本発明の緩昇圧リリーフ弁を
有する油圧モータ装置において、制御ピストン１０１
は、図１に示すモータ装置のカバー部５２に内蔵する構
成に代えて、図４に示すように、リリーフ弁組立て６４
と同軸にしてキャップ８８に内蔵する構成とすることも
できる。

【００５６】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更
が可能である。

【００５７】

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係る緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装置
は、油圧ポンプから切換弁を介して給排される圧油によ
り慣性負荷を駆動する油圧モータの両管路に分岐して配
設され、前記油圧モータの回転を減速停止する際に供給
口の圧力上昇によりポペットがその背部に一端を押接す
るバネ弾力に抗して移動して開口し、その圧油を出口へ
リリーフさせると共に、前記供給口の圧油をバネ座ピス
トン室へ絞りを介して導入することにより、前記バネの
他端に押接されたバネ座ピストンを移動させて、前記バ
ネを圧縮してリリーフ圧力を調整するように構成したリ
リーフ弁を有する油圧モータ装置において、前記供給口
と前記バネ座ピストン室との間に設けた絞りに対して、
この絞りのバネ座ピストン側にその両端に作用する圧力
差によって液密的に摺動自在に移動する制御ピストンを
配設し、この制御ピストンの一端には前記バネ座ピスト
ン室から前記絞りとの間の圧力を作用させると共に、前
記制御ピストンの他端には外部信号圧力を作用させる構
成としたことにより、油圧ショベルのように、機械の姿
勢や作業条件によっては、慣性体の慣性がそれぞれ異な
る場合でも、外部信号によりこの慣性体を減速停止する
際の油圧ブレーキの作動圧力を、非常に簡単な方法によ
って調整することができるので、各作業条件や姿勢に拘
らず最適な減速停止並びに起動加速特性を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モ
ータ装置の一実施例を示す要部断面構造と油圧系統との
接続状態を示す説明図である。

【図２】図１に示す緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モー
タ装置全体の油圧系統図である。

【図３】本発明に係る緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モ
ータ装置の別の実施例を示し、図１における圧力補償流
量調整手段の代わりにオリフィスを設けるだけの場合の
要部拡大断面図である。

【図４】図１の実施例における制御ピストンを、リリー
フ弁組立てと同軸にキャップに内蔵して設けた変形例を
示す要部拡大断面図である。

【図５】本発明の油圧モータにおける緩昇圧リリーフ弁
の圧力動作特性を示す波形図である。

【図６】従来における油圧モータのリリーフ弁の圧力動
作特性を示す波形図である。

【図７】慣性負荷として油圧ショベルの場合における旋
回慣性が比較的小さくなる場合の状態を示す説明図であ
る。

【図８】慣性負荷として油圧ショベルの場合における旋
回慣性が比較的大きくなる場合の状態を示す説明図であ
る。

【図９】従来の油圧モータのリリーフ弁の一構成例を示
す要部断面図である。

【図１０】従来の油圧モータのリリーフ弁の別の構成例
の概略構成とその系統配置を示す説明図である。

【図１１】図１０に示すリリーフ弁の要部拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

５０Ａ、５０Ｂ 緩昇圧リリーフ弁 ５２ 油圧モータ ５４ カバー部 ５６ 慣性負荷 ５８ 切換弁 ６０ 油圧ポンプ ６２ タンク ６４ リリーフ弁組立て ６６ スリーブ ６６ａ 壁面 ６６ｂ 通路 ６８ シート ７０Ａ、７０Ｂ 供給口 ７２ 低圧室 ７４ スペーサ ７６ ロッド ７８ ポペット ８０ バネ座ピストン ８０ａ 肩部 ８２ バネ ８４ オリフィス ８６ バネ座ピストン室 ８８ キャップ ９０ 圧力補償流量制御スプール ９１ 絞り ９２ バネ ９３ 開口部 ９４ 通路 ９６ 通路 ９７ 収納孔 ９８ キャップ ９８ａ ねじ部 ９９ 調整ナット １００ 油室 １０１ 制御ピストン １０２ キャップ １０３ バネ １０４ 油室 １０５ 絞り １０６ 信号ライン １０７ 通路 １０８ 信号発生用油圧ポンプ １１０ オリフィス １１１ 信号切換手段 １１２ 信号発生手段 １１４Ａ、１１４Ｂ 逆止弁 １１６ バネ付き逆止弁 １１７ タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 利幸 神奈川県座間市ひばりが丘４丁目5676番地 東芝機械株式会社相模事業所内 (72)発明者 佐藤 幸治 神奈川県座間市ひばりが丘４丁目5676番地 東芝機械株式会社相模事業所内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB02 AC06 BA01 BA02 BB03 CA02 DB02 3H059 AA03 BB06 BB31 CA04 CA05 CC06 CF01 DD06 DD14 EE01 FF03 FF14 3H089 AA18 BB06 BB27 CC08 DA03 DB03 DB33 DB47 DB49 EE08 EE22 EE31 GG02 JJ02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプから切換弁を介して給排され
   る圧油により慣性負荷を駆動する油圧モータの両管路に
   分岐して配設され、前記油圧モータの回転を減速停止す
   る際に供給口の圧力上昇によりポペットがその背部に一
   端を押接するバネ弾力に抗して移動して開口し、その圧
   油を出口へリリーフさせると共に、前記供給口の圧油を
   バネ座ピストン室へ絞りを介して導入することにより、
   前記バネの他端に押接されたバネ座ピストンを移動させ
   て、前記バネを圧縮してリリーフ圧力を調整するように
   構成したリリーフ弁を有する油圧モータ装置において、 前記供給口と前記バネ座ピストン室との間に設けた絞り
   に対して、この絞りのバネ座ピストン側にその両端に作
   用する圧力差によって液密的にかつ摺動自在に移動する
   制御ピストンを配設し、この制御ピストンの一端には前
   記バネ座ピストン室から前記絞りとの間の圧力を作用さ
   せると共に、前記制御ピストンの他端には外部信号圧力
   を作用させるように構成したことを特徴とする緩昇圧リ
   リーフ弁を有する油圧モータ装置。
2. 【請求項２】 緩昇圧リリーフ弁および制御ピストンを
   油圧モータのカバーに内蔵してなる請求項１記載の緩昇
   圧リリーフ弁を有する油圧モータ装置。
3. 【請求項３】 油圧モータのそれぞれのポートに対して
   緩昇圧リリーフ弁を設け、それぞれの緩昇圧リリーフ弁
   に対して制御ピストンを設け、これらの制御ピストンを
   油圧モータのカバーに設けた共通の外部信号供給口に外
   部信号を給排するように構成してなる請求項２記載の緩
   昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装置。
4. 【請求項４】 油圧ポンプから切換弁を介して給排され
   る圧油により慣性負荷を駆動する油圧モータの両管路に
   分岐して配設され、前記油圧モータの回転を減速停止す
   る際に供給口の圧力上昇によりポペットがその背部に一
   端を押接するバネ弾力に抗して移動して開口し、その圧
   油を出口へリリーフさせると共に、前記供給口の圧油を
   バネ座ピストン室へ絞りを介して導入することにより、
   前記バネの他端に押接されたバネ座ピストンを移動させ
   て、前記バネを圧縮してリリーフ圧力を調整するように
   構成したリリーフ弁を有する油圧モータ装置において、 供給口からバネ座ピストン室への通路上に圧力補償流量
   調整手段を設けると共に、この圧力補償流量調整手段と
   バネ座ピストン室との間にその両端の差圧により液密的
   にかつ摺動自在に移動する制御ピストンの一端を開口さ
   せると共に、前記制御ピストンの他端には外部信号圧力
   を作用させるように構成したことを特徴とする緩昇圧リ
   リーフ弁を有する油圧モータ装置。
5. 【請求項５】 圧力補償流量調整手段の差圧を設定する
   バネの荷重を外部から調整可能に構成してなる請求項４
   記載の緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装置。
6. 【請求項６】 制御ピストンは、緩昇圧リリーフ弁のリ
   リーフ弁組立ての同軸上にこのリリーフ弁組立てと一体
   的に配置してなる請求項１〜４のいずれかに記載の緩昇
   圧リリーフ弁を有する油圧モータ装置。
7. 【請求項７】 緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装
   置は、油圧ショベルの旋回駆動装置であって、外部信号
   は前記油圧ショベルの上部旋回体とブームとの相対角度
   に対応して出力される信号からなる請求項１〜４のいず
   れかに記載の緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装
   置。
8. 【請求項８】 緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装
   置は、油圧ショベルの旋回駆動装置であって、外部信号
   は前記油圧ショベルのブーム保持圧に対応して出力され
   る信号からなる請求項１〜４のいずれかに記載の緩昇圧
   リリーフ弁を有する油圧モータ装置。
9. 【請求項９】 緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モータ装
   置は、油圧ショベルの旋回駆動装置であって、外部信号
   は前記油圧ショベルのブーム保持圧からなる請求項１〜
   ４のいずれかに記載の緩昇圧リリーフ弁を有する油圧モ
   ータ装置。