JP2000179501A

JP2000179501A - ブレーキ弁装置

Info

Publication number: JP2000179501A
Application number: JP10362427A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Ueno; 広道上野; Toshiyuki Sakai; 利幸酒井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2000-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧アクチュエータの起動時及び制動開始時
に、高低２段階にリリーフ作動して、ショックを軽減で
きるように構成されたブレーキ弁装置において、大きな
機械摩擦があっても制動初期のショックを起動時と同じ
ように軽減する。【解決手段】油圧ショベル(S)の旋回モータ(B)に連通
する２つの給排通路(2,3)にそれぞれリリーフ弁(4,5)を
接続する。各リリーフ弁(4,5)のバネ室(8,18)にオリフ
ィス(10,20)を介して通路側の油圧を導く一方、各バネ
室(8,18)にそれぞれシリンダ室(12,22)を連通し、その
シリンダ(12,22)内のフリーピストン(13,23)がバネ室側
から流入する圧油により移動される間、リリーフ弁(4,
5)を低圧リリーフ作動させる。各フリーピストン(13,2
3)をバネ(14,24)によりシリンダ(12,22)の始端側に付勢
する。一方のバネ室(8,18)を連通路(26,27)により他方
のシリンダ(22,12)の終端に連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧アクチュエー
タの制動時等に背圧をリリーフ弁により調整して、該油
圧アクチュエータの制動力を制御するようにしたブレー
キ弁装置に関し、特に、急激な制動を防止するためのリ
リーフ圧の油圧制御の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のブレーキ弁装置とし
て、例えば特開昭５４−８６０６９号公報に開示される
ように、油圧アクチュエータの起動初期や制動初期のシ
ョックを軽減するために、リリーフ弁を高低２段階に作
動させるようにしたものが知られている。

【０００３】そのような従来のブレーキ弁装置は、油圧
ショベルやクレーンに代表される建設機械の旋回モータ
等に用いられている。具体的には、例えば図８に示すブ
レーキ弁装置(100)では、建設機械の旋回モータ(B)に対
し作動油を給排する一対の給排通路(2,3)にそれぞれリ
リーフ弁(4,5)が接続され、その各リリーフ弁(4,5)のバ
ネ室(8,18)には、リリーフ弁(4,5)のポペット(6,16)内
に形成したパイロット通路(9,19)のオリフィス(10,20)
を介して、通路側の油圧が導かれるようになっている。
また、各バネ室(8,18)はそれぞれ油圧調整用のシリンダ
室(12,22)に連通されていて、このシリンダ室(12,22)の
フリーピストン(13,23)が前記バネ室(8,18)から流入す
る圧油を受けて、バネ(14,24)による付勢力に抗して移
動するようになっている。

【０００４】このような構成において、前記旋回モータ
(B)の起動時に、例えば図の上側の給排通路(2)が作動油
の供給側になると、該給排通路(2)の油圧は、図３に示
すように急速に高まり、速やかに第１設定圧に達する
(ｔ＝ｔ1)。これにより、図の下側のリリーフ弁(4)のポ
ペット(6)がバネ(7)の付勢力に抗して図の下側に移動
し、リリーフ弁(4)は、給排通路(2)の油圧を前記第１設
定圧に保持するようにリリーフ作動する。

【０００５】その際、リリーフ弁(4)のバネ室(8)には、
ポペット(6)内のオリフィス(10)を介して通路側の油圧
が導かれるが、一方でそのバネ室(8)の圧油がシリンダ
室(12)に流入して、フリーピストン(13)を移動させるの
で、そのフリーピストン(13)の移動中はバネ室(8)の油
圧は上昇せず、略大気圧に維持される。

【０００６】その後、前記フリーピストン(13)がシリン
ダ室(12)において図の上端まで移動して、それ以上、移
動できなくなると、バネ室(8)の油圧が上昇し、ポペッ
ト(6)は図の上側に押圧されて、一旦、閉じられる。そ
うすると、今度は給排通路(2)の油圧が、図３に破線で
示すように第１設定圧からさらに上昇する(ｔ＝ｔ2)。
ここで、給排通路(2)の油圧が高くなれば、やや遅れて
バネ室(8)の油圧も高くなるが、ポペット(6)の受圧面積
は先端側（図の上側）の方が基端側（図の下側）よりも
大きいので、双方の油圧が等しくなってもポペット(6)
には下向きの力が作用することになる。こうして、給排
通路(2)の油圧が第２設定圧（例えば２１０ｋｇ/ｍ²）
を越えると、ポペット(6)はバネ(7)の付勢力に抗して、
再び下側に移動し、リリーフ弁(4)は、給排通路(2)の油
圧を前記第２設定圧に保持するようにリリーフ作動す
る。

【０００７】つまり、建設機械の上部旋回体(S3)を起動
するときには、まず、リリーフ弁(4,5)が相対的に低い
第１設定圧でリリーフ作動するので、旋回モータ(B)を
その起動トルクを抑えつつ、緩やかに増速させることが
でき、このことで、オペレータのショックを軽減でき
る。また、所定時間が経過すれば、リリーフ弁(4,5)は
第２設定圧でリリーフ作動するようになるので、旋回モ
ータ(B)の駆動トルクを十分に確保できるようになって
いる。

【０００８】反対に、動いている上部旋回体(S3)を停止
させるときにも、リリーフ弁(4,5)は前記と同様に高低
２段階に作動するので、制動初期にオペレータのショッ
クを軽減しつつ、十分な制動力を得られるようになって
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、建
設機械等の上部旋回体が動くときには、この上部旋回体
(S3)に対しかなり大きな機械摩擦力が作用する。そのた
め、停止している上部旋回体を起動するときには、旋回
モータによる駆動トルクが前記機械摩擦力により減殺さ
れることになるので、前記従来例の如きブレーキ弁装置
(100)により、旋回モータ(B)の起動時にリリーフ弁(4,
5)を短時間だけ低圧でリリーフ作動させれば、前記の如
く上部旋回体をスムーズに起動させることができる。

【００１０】しかし、動いている上部旋回体(S3)を停止
させるときには、旋回モータ(B)による制動トルクと前
記機械摩擦力とが同じ向きに作用することになるので、
前記従来例のように、リリーフ弁(4,5)を旋回モータ(B)
の制動開始時にも起動時と同じように作動させるとする
と、制動初期に上部旋回体(S3)に作用する制動力が一時
的に過大なものになってしまい、オペレータのショック
を十分に軽減できないという不具合がある。

【００１１】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、慣性体を駆動する油圧
アクチュエータに用いられているブレーキ弁装置におい
て、リリーフ圧の調節機構に工夫を凝らして、制動初期
のショックを起動時と同じように軽減することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のブレーキ弁装置は、油圧アクチュエータの
制動開始時に、リリーフ弁を起動時よりも長く低圧リリ
ーフ作動させるように構成することで、ショックの軽減
を図るようにした。

【００１３】具体的に、請求項１の発明では、油圧アク
チュエータへの作動油の供給及び排出通路(2,3)にそれ
ぞれ接続され、その通路側の油圧を受ける弁体(6,16)
と、該弁体(6,16)を閉じる側に押圧付勢するバネ(7,17)
とを有し、前記通路側の油圧が所定以上に高くなったと
きに開弁してリリーフ作動する２つのリリーフ弁(4,5)
を備え、該２つのリリーフ弁(4,5)にそれぞれバネ(7,1
7)を収容する圧力室(8,18)と、この圧力室(8,18)に通路
側の油圧を導くオリフィス(10,20)とを設けるととも
に、前記各圧力室(8,18)にそれぞれフリーピストン(13,
23)を有する油圧調整用シリンダ(12,22)を連通し、その
フリーピストン(13,23)が前記圧力室側から流入する圧
油を受けてシリンダ(12,22)の始端側から終端側まで移
動する間は前記各リリーフ弁(4,5)を低圧でリリーフ作
動させる一方、該フリーピストン(13,23)の移動後は各
リリーフ弁(4,5)を高圧でリリーフ作動させるようにし
たブレーキ弁装置(1)を前提とする。そして、前記排出
通路(3)のリリーフ弁(5)に対応するシリンダ(22)におけ
るフリーピストン(23)の移動に要する時間が、供給通路
(2)のリリーフ弁(4)に対応するシリンダ(12)よりも長く
なるように構成する。

【００１４】この構成によれば、油圧アクチュエータの
起動時に供給通路(2)の油圧が上昇したとき、又は制動
開始時に排出通路(3)の油圧が上昇したとき、リリーフ
弁(4,5)は上述の従来例と同じように高低２段階にリリ
ーフ作動する。すなわち、前記供給又は排出通路(2,3)
の一方の油圧が上昇すると、その通路側の油圧がオリフ
ィス(10,18)を介して圧力室(8,18)に導かれる一方、こ
の圧力室(8,18)の圧油が通路(11,21)によりシリンダ室
(12,22)に流入して、フリーピストン(13,23)を移動させ
るので、その間、圧力室(8,18)の油圧は上昇せず、リリ
ーフ弁(4,5)は低圧でリリーフ作動する。また、フリー
ピストン(13,23)がシリンダ終端側に移動した後は、リ
リーフ弁(4,5)は高圧でリリーフ作動する。

【００１５】ここで、前記排出通路(3)のリリーフ弁(5)
は、油圧調整用シリンダ(22)におけるフリーピストン(2
3)の移動に要する時間が供給通路(2)に対応するシリン
ダ(12)よりも長いので、それだけ長い間、低圧でリリー
フ作動することになる。従って、油圧アクチュエータの
制動初期に排出通路(3)のリリーフ弁(5)が低圧でリリー
フ作動する時間を、油圧アクチュエータの起動時に供給
通路(2)のリリーフ弁(4)が低圧でリリーフ作動する時間
よりも長くすることができ、このことで、制動時のショ
ックを起動時と同じように十分に軽減することができ
る。

【００１６】また、請求項２の発明では、請求項１の発
明において、排出通路(3)のリリーフ弁(5)に対応するシ
リンダ(22)におけるフリーピストン(23,13)の移動行程
に対応する容積は、供給通路(2)のリリーフ弁(4)に対応
するシリンダ(12)よりも大きいものとする。より具体的
には、排出通路(3)のリリーフ弁(5)に対応するシリンダ
(22)のストロークを供給通路(2)のリリーフ弁(4)に対応
するシリンダ(12)よりも長くしたり、又は、前記排出通
路(3)側のシリンダ(22)のボアを供給通路(2)側よりも大
きくすればよい。

【００１７】このようにすれば、排出通路(3)側のシリ
ンダ(22)において、フリーピストン(23)の移動に要する
時間が供給通路(2)側よりも長くなるので、請求項１の
発明による作用効果を十分に得ることができる。

【００１８】請求項３の発明では、正逆両方向に作動す
る油圧アクチュエータに対し作動油を供給又は排出する
２つの給排通路(2,3)にそれぞれ接続され、その通路側
の油圧を受ける弁体(6,16)と、該弁体(6,16)を閉じる側
に押圧付勢するバネ(7,17)とを有し、前記通路側の油圧
が所定以上に高くなったときに開弁してリリーフ作動す
る２つのリリーフ弁(4,5)を備え、該２つのリリーフ弁
(4,5)にそれぞれバネ(7,17)を収容する圧力室(8,18)
と、この圧力室(8,18)に通路側の油圧を導くオリフィス
(10,20)とを設けるとともに、前記各圧力室(8,18)にそ
れぞれフリーピストン(13,23)を有する油圧調整用シリ
ンダ(12,22)を連通し、そのフリーピストン(13,23)が前
記圧力室側から流入する圧油を受けてシリンダ(12,22)
の始端側から終端側まで移動する間は前記各リリーフ弁
(4,5)を低圧でリリーフ作動させる一方、該フリーピス
トン(13,23)の移動後は各リリーフ弁(4,5)を高圧でリリ
ーフ作動させるようにしたブレーキ弁装置(1)を前提と
する。そして、前記一方のリリーフ弁(4,5)の圧力室(8,
18)を、他方のリリーフ弁(5,4)に対応するシリンダ(22,
12)の終端部に連通路(26,27)により連通し、前記各シリ
ンダ(12,22)内のフリーピストン(13,23)を、それぞれ付
勢手段(14,24)によりシリンダ(12,22)の始端側に付勢す
る構成とする。

【００１９】この構成によれば、油圧アクチュエータの
起動時に、例えば、一方の給排通路(2)が作動油の供給
側にされると、その給排通路(2)の油圧が上昇して、リ
リーフ弁(4)が上述の従来例と同じように高低２段階に
リリーフ作動する。すなわち、前記一方の給排通路(2)
の油圧が上昇すると、その給排通路(2)の油圧がオリフ
ィス(10)を介して圧力室(8)に導かれる一方、この圧力
室(8)の圧油が通路(11)によりシリンダ室(12)に流入し
て、フリーピストン(13)を移動させるので、その間、圧
力室(8)の油圧は上昇せず、リリーフ弁(4)は低圧でリリ
ーフ作動する。また、フリーピストン(13)がシリンダの
終端側に移動された後は、リリーフ弁(4)は高圧でリリ
ーフ作動する。

【００２０】ここで、前記リリーフ弁(4)の圧力室(8)は
連通路（26）により他方のシリンダ(22)の終端部に連通
されているが、この他方のシリンダ(22)においては、フ
リーピストン(23)が付勢手段(24)によりシリンダ(22)の
始端側に付勢されていて、それ以上、移動し得ない状態
になっているので、その他方のシリンダ室(22)に前記圧
力室(8)から圧油が流入することはない。従って、前記
リリーフ弁(4)が低圧でリリーフ作動する時間は上述の
従来例のものと同じく、一方のシリンダ(12)におけるフ
リーピストン(13)の移動行程に対応するものとなる。

【００２１】これに対し、油圧アクチュエータの制動時
には、両方の給排通路(2,3)がロックされ、油圧アクチ
ュエータが慣性力によって作動油を吐出することで、排
出側になる給排通路(3)の油圧が上昇して、リリーフ弁
(5)が高低２段階のリリーフ作動を行う。

【００２２】ここで、前記リリーフ弁(5)の圧力室(18)
も、通路(21)によりシリンダ室(22)に連通されるととも
に、連通路（27）により他方のシリンダ(12)の終端部に
連通されている。そして、油圧アクチュエータの制動時
には、上述の如くその他方のシリンダ(12)においてフリ
ーピストン(13)が既にシリンダ(12)の終端側に移動され
ているので、圧力室(18)の圧油はシリンダ室(22)だけで
なく他方のシリンダ室(12)にも流入して、フリーピスト
ン(13)を終端側から始端側に移動させることになる。

【００２３】すなわち、前記リリーフ弁(5)の圧力室(1
8)における油圧は、フリーピストン(23)がシリンダ室(2
2)を始端側から終端側に移動し、かつフリーピストン(1
3)がシリンダ室(12)を終端側から始端側に移動するまで
は上昇しない。

【００２４】言い換えると、油圧アクチュエータの制動
開始時には、油圧調整用シリンダの容積が見かけ上、約
２倍になり、このことで、排出側のリリーフ弁(5)が低
圧でリリーフ作動する時間も起動時の約２倍になるの
で、請求項１の発明と同様に制動時のショックを起動時
と同様に十分に軽減することができる。

【００２５】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
ける油圧アクチュエータを、建設機械(S)の上部旋回体
(S3)を駆動する旋回モータ(B)とする。

【００２６】すなわち、一般に、建設機械(S)の上部旋
回体(S3)を駆動する旋回モータ(B)にはかなり大きな駆
動力が必要とされ、また、動作時にかなり大きな機械摩
擦力が作用するので、制動開始時に大きなショックが発
生しやすい。しかも、上部旋回体(S3)には、オペレータ
が乗り込んでいるので、前記のショック発生によりオペ
レータが感じる不快感は甚だしく大きい。そこで、この
ようなものにおいて、請求項３の発明のように旋回モー
タ(B)の制動開始時のショックを軽減できることは、極
めて有効な作用をもたらす。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るブレーキ弁装
置を、油圧ショベル(S)の上部旋回体(S3)を駆動する旋
回モータ(B)に適用した実施形態について、図面に基い
て説明する。

【００２８】（油圧ショベルの全体構成）図１に示すよ
うに、油圧ショベル(S)は、ショベル基体(S1)に備えら
れたクローラ(S2,S2)、上部旋回体(S3)、ブーム(S4)、
アーム(S5)、バケット(S6)、排土プレート(S7)を備えて
いる。また、ディーゼルエンジンにより油圧ポンプ(15)
を回転駆動してエンジンの出力を油圧動力に変換し、該
油圧ポンプ(15)から吐出する作動油を以下の各油圧アク
チュエータに供給するようになっている。すなわち、こ
の作動油が、左右の走行モータ(A)、旋回モータ(B)、ブ
ームシリンダ(C)、アームシリンダ(D)、バケットシリン
ダ(F)及びリフトシリンダ(G)に供給され、これにより、
各アクチュエータが作動して、走行や掘削等の作業を行
えるようになっている。

【００２９】左右一対の走行モータ(A)は、油圧ポンプ
(15)からの作動油により正転作動または逆転作動が可能
な２方向回転形のもので、左右のクローラ(S2,S2)をそ
れぞれ正転または逆転させることで、油圧ショベル(S)
を前進、後退等させることができるようになっている。
また、旋回モータ(B)は、前記走行モータ(A)と同様に正
転作動または逆転作動が可能な２方向回転形のもので、
油圧ショベル(S)の上部旋回体(S3)を、鉛直方向に延び
る図示しない回転軸の回りに左右何れかの側に旋回させ
るものである。前記走行モータ(A)や旋回モータ(B)とし
ては、例えば斜板式アキシャルピストンモータが使用さ
れている。

【００３０】前記ブームシリンダ(C)、アームシリンダ
(D)、バケットシリンダ(F)及びリフトシリンダ(G)は、
それぞれ油圧ショベル(S)のブーム(S4)、アーム(S5)、
バケット(S6)及び排土プレート(S7)を駆動するものであ
る。これらシリンダ(C,D,F,G)は、作動油の供給により
進退作動され、ブーム(S4)、アーム(S5)、バケット(S6)
及び排土プレート(S7)を水平軸の回りに上下方向に回転
駆動して、掘削作業等を行わせるものである。

【００３１】（ブレーキ弁装置の構成）図２に示すよう
に、旋回モータ(B)には、主に制動時の背圧を調整して
制動力を制御するためのブレーキ弁装置(1)が装備され
ている。このブレーキ弁装置(1)には、旋回モータ(B)の
２つの給排ポート(B1,B2)にそれぞれ連通される一対の
給排通路(2,3)が設けられており、この一対の給排通路
(2,3)の一方から他方に向かって分岐する分岐通路(2a,3
a)には、それぞれリリーフ弁(4,5)が接続されていて、
このリリーフ弁(4,5)のリリーフ作動により、２つの給
排通路(3,2)が互いに連通されるようになっている。

【００３２】詳しくは、同図の下側に示す一方のリリー
フ弁(4)は、図の上側に示す一方の給排通路(2)から分岐
して図の下側に延びる分岐路(2a)を、ポペット（弁体）
(6)により他方の給排通路(3)に対し連通又は遮断状態の
いずれかに切換えるようになっている。このポペット
(6)はきのこ状に形成され、先端部（図の上側の端部）
に給排通路(2)の作動油圧による押圧力をうける一方、
基端部（図の下側の端部）を押圧するバネ(7)により先
端側に向かって付勢されている。また、そのバネ(7)を
収容するバネ室(8)は、前記ポペット(6)の軸心に沿って
貫通形成されたパイロット通路(9)により分岐路２ａに
連通されていて、この分岐路２ａの作動油圧がオリフィ
ス(10)を介して前記バネ室(8)に導かれるようになって
いる。

【００３３】つまり、前記バネ室(8)は、内部の油圧力
によりポペット(6)を閉じる側に押圧する圧力室とさ
れ、該ポペット(6)は、その先端部に作用する通路側の
油圧による押圧力が、基端部に作用するバネ室(8)の油
圧による押圧力とバネ(7)の付勢力とを合わせたものを
上回ったときに、図の下側に移動して、分岐路(2a)を給
排通路(3)に連通するものである。

【００３４】また、前記バネ室(8)には、通路(11)によ
り油圧調整用のシリンダ室(12)が連通されている。この
シリンダ室(12)の始端側（図の下側）には環状の段部(1
2a)が形成され、その段部(12a)よりも端のシリンダ室(1
2)は相対的に小径にされていて、そこに前記通路(11)が
開口している。一方、前記段部(12a)よりも終端側のシ
リンダ室(12)は相対的に大径とされ、そこに、フリーピ
ストン(13)が摺動自在に嵌装されている。このフリーピ
ストン(13)はバネ（付勢手段）(14)の押圧付勢力により
シリンダ室(12)の始端側に付勢される一方、前記通路(1
1)を流通してバネ室(8)から圧油が流入すると、この圧
油によりバネ(14)の付勢力に抗してシリンダ室(12)の終
端まで移動される。

【００３５】一方、同図の上側に示す他方のリリーフ弁
(5)も、前記リリーフ弁(4)と同じく、ポペット(16)、バ
ネ(17)、及びバネ室（圧力室）(18)を備え、そのポペッ
ト(16)内のパイロット通路(19)により通路側の油圧がオ
リフィス(20)を介してバネ室(18)に導かれるようになっ
ている。さらに、前記バネ室(18)には、前記同様のシリ
ンダ室(22)が通路(21)により連通されていて、そのシリ
ンダ室(22)には、フリーピストン(23)とバネ（付勢手
段）(24)とが設けられている。

【００３６】すなわち、前記リリーフ弁(4,5)はいずれ
も従来例のものと略同じように構成され、それぞれシリ
ンダ室(12,22)のフリーピストン(13,23)が移動する間、
低圧でリリーフ作動する一方、該フリーピストン(13,2
3)の移動後は高圧でリリーフ作動するようになってい
る。

【００３７】そして、この実施形態に係るブレーキ弁装
置(1)の特徴は、前記２つのリリーフ弁(4,5)の一方のバ
ネ室(8,18)が連通路(26,27)により他方のシリンダ室(2
2,12)の終端部に連通されていることにある。このこと
で、詳しくは後述するが、旋回モータ(B)の制動時にリ
リーフ弁(4,5)が低圧リリーフ作動する時間を起動時の
約２倍にして、制動初期のショックを起動時と同じよう
に軽減できるようになっている。

【００３８】尚、前記ブレーキ弁装置１の一対の給排通
路(2,3)は、それぞれ切換弁(28)を介して油圧ポンプ(1
5)の吐出側と油タンク(29)とに対する接続状態が切換え
可能とされている。すなわち、切換弁(28)が図中右側位
置に切換えられると、旋回モータ(B)の一方の給排ポー
ト(B1)が一方の給排通路(2)を介して油圧ポンプ(15)の
吐出側に接続されて、この油圧ポンプ(15)から吐出され
る作動油の供給を受けるようになり、一方、旋回モータ
(B)の他方の給排ポート(B2)から排出される作動油は他
方の給排通路(3)を介して前記油タンク(29)に還流す
る。

【００３９】反対に、切換弁(28)が図中左側位置に切換
えられると、旋回モータ(B)の他方の給排ポート(B2)が
他方の給排通路(3)を介して油圧ポンプ(15)から吐出さ
れる作動油の供給を受ける一方、旋回モータ(B)の前記
一方の給排ポート(B1)から排出される作動油は一方の給
排通路(2)を介して前記油タンク(29)に還流するように
なる。このように、切換弁(28)の切換え操作により作動
油の供給方向と還流方向とを反転させて、旋回モータ
(B)を正転または逆転させ得るようになっている。

【００４０】（ブレーキ弁装置の動作）次に、上述の如
き構成のブレーキ弁装置の動作を、特に従来例と異なる
部分について詳細に説明する。

【００４１】まず、図４に示すように、油圧ショベル
(S)の上部旋回体(S3)が停止しているときに、オペレー
タがレバー操作により切換弁(28)を図２の右側位置に切
換えると、同図の上側の給排通路(2)が作動油の供給側
とされ、油圧ポンプ(15)から吐出される作動油が給排通
路(2)を介して旋回モータ(B)の一方の給排ポート(B1)に
供給される。このとき、上部旋回体(S3)の重量や機械摩
擦力が大きいことから、該給排通路(2)の油圧は図３に
例示するように急速に高まり、速やかに第１設定圧（例
えば１００ｋｇ/ｍ²）に達する(ｔ＝ｔ1)。そして、こ
の油圧を受けたポペット(6)がバネ(7)の付勢力に抗して
図の下側に移動し、リリーフ弁(4)は、給排通路(2)の油
圧を前記第１設定圧に保持するようにリリーフ作動す
る。

【００４２】その際、リリーフ弁(4)のバネ室(8)には、
ポペット(6)内のパイロット通路(9)によりオリフィス(1
0)を介して通路側の油圧が導かれるが、一方で、そのバ
ネ室(8)の圧油が通路(11)によりシリンダ室(12)に流入
して、フリーピストン(13)を移動させるので、そのフリ
ーピストン(13)の移動中はバネ室(8)の油圧は上昇せ
ず、略大気圧に維持される。また、前記バネ室(8)は連
通路(26)により他方のシリンダ室(22)の終端（図の下側
端）にも連通されているが、この他方のシリンダ室(22)
においては、フリーピストン(23)がバネ(24)によって付
勢されて既にシリンダ室(22)始端側（図の上側）に位置
づけられ、それ以上は移動できない状態になっているの
で、この他方のシリンダ室(22)へ前記バネ室(8)から圧
油が流入することはない。

【００４３】そして、図５に示すように、前記シリンダ
室(12)において、フリーピストン(13)がシリンダ室(12)
の終端（図の上端）まで移動すると、バネ室(8)の油圧
は急速に高まり、この油圧力によってポペット(6)が図
の上側に押圧されて、一旦、閉じられる。その結果、給
排通路(2)の油圧は図３に破線で例示するように再び急
上昇し(ｔ＝ｔ2)、その後、リリーフ弁(4)は、給排通路
(2)の油圧を第２設定圧（例えば２１０ｋｇ/ｍ²）に保
持するようにリリーフ作動する。

【００４４】このように、旋回モータ(B)の起動時に
は、ブレーキ弁装置１は従来例のものと同じように作動
し、オペレータのショックを軽減しつつ、旋回モータ
(B)の駆動トルクを十分に確保することができる。

【００４５】次に、上述の如く上部旋回体(S3)が起動さ
れて動いているときに、図６に示すように、オペレータ
がレバー操作により切換弁(28)を図の中央位置に切換え
ると、両方の給排通路(2,3)がロックされて、旋回モー
タ(B)は油圧ポンプ(15)から遮断される。このとき、回
転している旋回モータ(B)は慣性力によりポンプ作動す
るので、作動油は図の上側の給排通路(2)から吸い上げ
られて図の下側の給排通路(3)に吐出されることにな
り、その下側の給排通路(3)の油圧が急激に上昇する。
そして、該給排通路(5)の油圧が前記第１設定圧に達す
ると、同図に示すように、リリーフ弁(5)のポペット(1
6)はバネ(17)の付勢力に抗して上側に移動するので、給
排通路(3)の油圧は第１設定圧に保持される。

【００４６】その際、前記リリーフ弁(5)のバネ室(18)
にはオリフィス(20)を介して通路側の油圧が導かれる一
方、そのバネ室(18)の圧油は通路(21)により一方のシリ
ンダ室(22)に流入するとともに、連通路(27)により他方
のシリンダ室(12)にも流入する。これは、旋回モータ
(B)の制動開始時には、前記図５にも示すように、前記
他方のシリンダ室(12)において、フリーピストン(13)が
既にシリンダ室(12)の終端に移動されているからであ
る。

【００４７】そして、フリーピストン(23)がシリンダ室
(22)を始端側から終端側まで移動され、かつフリーピス
トン(13)がシリンダ室(12)を終端側から始端側まで移動
されるまでは、バネ室(18)の油圧は上昇せず、略大気圧
に維持されるので、その間、リリーフ弁(5)により給排
通路(3)の油圧が第１設定圧に保たれる。一方、それら
のフリーピストン(13,23)が両方共に移動し終わると、
バネ室(18)の油圧は急速に高まり(ｔ＝ｔ3)、この油圧
力によってポペット(16)が図の下側に押圧されて、一
旦、閉じられる。その後、リリーフ弁(5)は、給排通路
(3)の油圧を第２設定圧に保持するようにリリーフ作動
する。

【００４８】つまり、旋回モータ(B)の制動時には、バ
ネ室(18)の油圧を調整するためのシリンダ室(22)の容積
が見かけ上、約２倍に拡大され、リリーフ弁(5)の低圧
でリリーフ作動する時間（t3−t1）は、起動時の時間
（t2−t1）の約２倍になる。

【００４９】したがって、この実施形態では、旋回モー
タ(B)の起動時にブレーキ弁装置１を短時間だけ低圧で
リリーフ作動させ、その後、高圧でリリーフ作動させる
ことで、起動時のショック軽減と十分な駆動力の確保と
を両立できる上に、旋回モータ(B)の制動開始時には、
前記の低圧リリーフ作動時間を起動時の約２倍にさせる
ことにより、旋回モータ(B)の制動トルクを十分に長い
間、小さめに抑えることができ、このことで、制動初期
のショックを起動時と同じように十分に軽減できる。

【００５０】（他の実施形態）尚、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その他、種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、
本願発明に係るブレーキ弁装置(1)を油圧ショベル(S)の
旋回モータ(B)に適用しているが、これに限らず、走行
モータ(A)やそれ以外のアクチュエータに適用してもよ
い。また、乗車しているオペレータのショックを和らげ
るという観点からは、油圧ショベル以外の他の建設機械
や産業用車両等にも適用可能と考えられ、それ以外にも
作動時の衝撃を低くすることが求められる油圧機器全般
に適用することができる。

【００５１】さらに、本願発明に係るブレーキ弁装置
(1)は、正逆両方向に作動する油圧アクチュエータのみ
ならず、例えば一方向のみに作動するような油圧モータ
にも適用可能である。その場合には、作動油を油圧モー
タから排出する排出側のリリーフ弁を、供給側のリリー
フ弁よりも長時間、低圧でリリーフ作動するように構成
すればよい。

【００５２】具体的には、図７に例示するように、排出
側のリリーフ弁(5)に設けた油圧調整用シリンダ(22)の
ストロークを、供給側のリリーフ弁(4)に対応するシリ
ンダ(12)よりも長くしたり、又は前記排出側シリンダ(2
2)のボアを供給側よりも大きくすればよい。或いは、前
記排出側シリンダ(22)から圧油を一定量リークさせる構
成とすることも可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係るブレーキ弁装置(1)によると、排出通路(3)のリリー
フ弁(5)に対応する油圧調整用シリンダ(22)において、
フリーピストン(23)の移動に要する時間が供給通路(2)
側よりも長くなるように構成したので、油圧アクチュエ
ータの制動初期に排出通路(3)のリリーフ弁(5,4)が低圧
でリリーフ作動する時間を、起動時の供給通路(2)側に
おける低圧リリーフ作動時間よりも長くすることがで
き、このことで、制動時のショックを起動時と同じよう
に十分に軽減できる。

【００５４】請求項２の発明によると、フリーピストン
(23,13)の移動行程に対応する容積を、排出側のシリン
ダ(22)において供給側よりも大きくすることで、請求項
１の発明による効果を十分に得ることができる。

【００５５】請求項３の発明によると、２つのリリーフ
弁(4,5)の一方の圧力室(8,18)をそれぞれ連通路(26,27)
により他方のシリンダ(22,12)の終端部に連通するとと
もに、その各シリンダ(12,22)内のフリーピストン(13,2
3)をそれぞれ付勢手段(14,24)によりシリンダ(12,22)の
始端側に付勢することにより、油圧調整用シリンダの容
積を、排出側になったときに見かけ上、供給側になった
ときの約２倍にすることができ、このことで、請求項１
の発明と同様に制動時のショックを起動時と同様に十分
に軽減できる。

【００５６】請求項４の発明によると、油圧アクチュエ
ータが、建設機械(S)の上部旋回体(S3)を駆動する旋回
モータ(B)である場合に、その旋回モータ(B)の制動開始
時のショックを軽減できることが極めて有効な効果をも
たらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルにおける油圧機器の全体構成を示
す図である。

【図２】本発明の実施形態に係るブレーキ弁装置の構成
を示す図である。

【図３】旋回モータの起動時又は制動開始時における作
動油圧の変化を示すタイムチャート図である。

【図４】旋回モータを起動するときのブレーキ弁装置の
作動状態を示す図２相当図である。

【図５】旋回モータの定常運転中のブレーキ弁装置の作
動状態を示す図２相当図である。

【図６】旋回モータを停止させるときのブレーキ弁装置
の作動状態を示す図２相当図である。

【図７】本発明を一方向作動の油圧モータに適用した他
の実施形態に係る図１相当図である。

【図８】従来のブレーキ弁装置に係る図１相当図であ
る。

【符号の説明】

S3 旋回モータ１ブレーキ弁装置２，３給排通路（供給通路、排出通路）４，５リリーフ弁７，１７バネ８，１８バネ室（圧力室）１０，２０オリフィス１２，２２シリンダ室（油圧調整用シリンダ）１３，２３フリーピストン１４，２４バネ（付勢手段）２６，２７連通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧アクチュエータへの作動油の供給及
び排出通路(2,3)にそれぞれ接続され、その通路側の油
圧を受ける弁体(6,16)と、該弁体(6,16)を閉じる側に押
圧付勢するバネ(7,17)とを有し、前記通路側の油圧が所
定以上に高くなったときに開弁してリリーフ作動する２
つのリリーフ弁(4,5)を備え、前記２つのリリーフ弁(4,5)にそれぞれバネ(7,17)を収
容する圧力室(8,18)と、この圧力室(8,18)に通路側の油
圧を導くオリフィス(10,20)とを設けるとともに、前記各圧力室(8,18)にそれぞれフリーピストン(13,23)
を有する油圧調整用シリンダ(12,22)を連通し、そのフ
リーピストン(13,23)が前記圧力室側から流入する圧油
を受けてシリンダ(12,22)の始端側から終端側まで移動
する間は前記各リリーフ弁(4,5)を低圧でリリーフ作動
させる一方、該フリーピストン(13,23)の移動後は各リ
リーフ弁(4,5)を高圧でリリーフ作動させるようにした
ブレーキ弁装置(1)であって、前記排出通路(3)のリリーフ弁(5)に対応するシリンダ(2
2)におけるフリーピストン(23)の移動に要する時間は、
供給通路(2)のリリーフ弁(4)に対応するシリンダ(12)よ
りも長いことを特徴とするブレーキ弁装置。
【請求項２】請求項１のブレーキ弁装置において、排出通路(3)のリリーフ弁(5)に対応するシリンダ(22)に
おけるフリーピストン(23,13)の移動行程に対応する容
積は、供給通路(2)のリリーフ弁(4)に対応するシリンダ
(12)よりも大きいことを特徴とするブレーキ弁装置。
【請求項３】正逆両方向に作動する油圧アクチュエー
タに対し作動油を供給又は排出する２つの給排通路(2,
3)にそれぞれ接続され、その通路側の油圧を受ける弁体
(6,16)と、該弁体(6,16)を閉じる側に押圧付勢するバネ
(7,17)とを有し、前記通路側の油圧が所定以上に高くな
ったときに開弁してリリーフ作動する２つのリリーフ弁
(4,5)を備え、前記２つのリリーフ弁(4,5)にそれぞれバネ(7,17)を収
容する圧力室(8,18)と、この圧力室(8,18)に通路側の油
圧を導くオリフィス(10,20)とを設けるとともに、前記各圧力室(8,18)にそれぞれフリーピストン(13,23)
を有する油圧調整用シリンダ(12,22)を連通し、そのフ
リーピストン(13,23)が前記圧力室側から流入する圧油
を受けてシリンダ(12,22)の始端側から終端側まで移動
する間は前記各リリーフ弁(4,5)を低圧でリリーフ作動
させる一方、該フリーピストン(13,23)の移動後は各リ
リーフ弁(4,5)を高圧でリリーフ作動させるようにした
ブレーキ弁装置(1)であって、前記一方のリリーフ弁(4,5)の圧力室(8,18)は、他方の
リリーフ弁(5,4)に対応するシリンダ(22,12)の終端部に
連通路(26,27)により連通され、前記各シリンダ(12,22)内のフリーピストン(13,23)は、
それぞれ付勢手段(14,24)によりシリンダ(12,22)の始端
側に付勢されていることを特徴とするブレーキ弁装置。
【請求項４】請求項３のブレーキ弁装置において、油圧アクチュエータは、建設機械(S)の上部旋回体(S3)
を駆動する旋回モータ(B)であることを特徴とするブレ
ーキ弁装置。