JP2008039020A

JP2008039020A - 油圧モータ駆動装置

Info

Publication number: JP2008039020A
Application number: JP2006212832A
Authority: JP
Inventors: Takaya Yokota; 貴也横田
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】構造が複雑で経済的にも不利なリリーフ弁を有する緩衝回路がなくても、カウンターバランス弁が閉状態に切り換わった後も給油路による作用でキャビテーションが防止できる油圧モータ駆動装置を提供する。
【解決手段】油圧モータ駆動装置１０は、原動機１１により駆動される油圧ポンプ１２と、リリーフ弁１３と、流量制御弁１４と、方向切換弁１５と、油圧モータ１６、タンク１８及びカウンターバランス弁２０とを備える。カウンターバランス弁２０は油圧モータ１６のドレン油路７８、７９からカウンターバランス弁２０の第２ポート３３ａ，３３ｂへ油を流すチェック弁６２ａ，６２ｂを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は建設機械、農業機械等に使用されるポンプと、前記ポンプの圧油の方向切換弁と、前記方向切換弁の２個のポートに連通されたカウンターバランス弁と、前記カウンターバランス弁の下流に油圧モータと、を有する油圧モータ駆動装置に関する。

従来、この種の技術は特許文献１に示されるように、カウンターバランス弁が開状態のときに、該カウンターバランス弁の排出側と油圧モータやカウンターバランス弁の吸入側とを連通するように給油路を設けることにより、油圧モータの停止操作が行われてカウンターバランス弁が閉状態に切り換わるまでの間に、カウンターバランス弁の排出側から油圧モータやカウンターバランス弁の吸入側へ油を流入させてキャビテーションの発生を防止するものである。また、カウンターバランス弁が閉状態に切り換わってからは、緩衝回路のリリーフ弁が作動して油圧モータの排出側から吸入側に油が循環し、キャビテーションの発生を防止するものである。従って、カウンターバランス弁が閉状態に切り換わるまでの間は給油路の作用によって、またカウンターバランス弁が閉状態に切り換わってからはリリーフ弁を有する緩衝回路の作用によってキャビテーションの発生を防止する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１８４８０１号公報

しかしながら、特許文献１では、給油路の作用のみによるキャビテーションの発生の防止効果が得られるのは、油圧モータの停止操作が行われてからカウンターバランス弁が閉状態に切り換わるまでの間である。カウンターバランス弁が閉状態に切り換わった後も油圧モータが慣性回動した場合、給油路の作用ではキャビテーションの発生を防止することはできない。また、カウンターバランス弁が閉状態に切り換わった後もキャビテーションの発生を防止する場合は、リリーフ弁を有する緩衝回路を併設しなければならず、給油路のみの構造に比べ、油圧モータ駆動回路の構造が複雑なものとなってしまい、経済的にも不利になる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、構造が複雑で経済的にも不利なリリーフ弁を有する緩衝回路がなくても、カウンターバランス弁が閉状態に切り換わった後も給油路による作用でキャビテーションが防止できる油圧モータ駆動装置を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するため請求項１記載の発明は、ポンプと、
前記ポンプの圧油の方向切換弁と、
前記方向切換弁の２個のポートに連通されたカウンターバランス弁と、
前記カウンターバランス弁の下流に配置した油圧モータと、
を有する油圧モータ駆動装置において、
前記カウンターバランス弁は、前記油圧モータのドレンから該カウンターバランス弁の吸入側へ油を流すチェック弁機構を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、油圧モータのドレンからカウンターバランス弁の吸入側へ油が流れるようにしたチェック弁機構を設けたので、油圧モータ停止操作時に、油圧モータ内部に漏れた圧油が、油圧モータのドレンからカウンターバランス弁の吸入側へ供給されることで、カウンターバランス弁の吸入側から、カウンターバランス弁内のチェック弁を通って、油圧モータの吸入側へ油が流入し易くなり、キャビテーションの発生を防止することができる。

本発明は、油圧モータのドレンからカウンターバランス弁の吸入側へ油が流れるようにしたチェック弁機構を設けたので、油圧モータ停止操作時に、油圧モータ内部に漏れた圧油が、油圧モータのドレンからカウンターバランス弁の吸入側へ供給されることで、カウンターバランス弁の吸入側から、カウンターバランス弁内のチェック弁を通って、油圧モータの吸入側へ油が流入し易くなり、キャビテーションの発生を防止することができる。
さらに、油圧モータ停止時に、カウンターバランス弁が開状態及び閉状態に関係なく、油圧モータのドレンからカウンターバランス弁の吸入側へ油が流れようにするので、カウンターバランス弁が閉状態に切り換わった後も、キャビテーションの発生を防止することができる。

本発明に係る油圧モータ駆動装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付図面を参照しながら、以下、詳細に説明する。
図１及び図２は油圧モータ駆動装置１０の概略構成図を示す。油圧モータ駆動装置１０は、基本的には原動機１１により駆動される油圧ポンプ１２と、リリーフ弁１３と、流量制御弁１４と、方向切換弁１５と、油圧モータ１６、タンク１８及びカウンターバランス弁２０とを、備え、これらの油圧機器は、タンク１８に収納された圧力媒体、例えば圧油を供給又は戻す連通路により接続されている。

次に、本発明の実施の形態に係るカウンターバランス弁２０について図１及び図２により詳細に説明する。カウンターバランス弁２０は、略直方体形状を呈するボディ３１の上面及び下面には、夫々対応する部位に一組の第１ポート３２ａ、３２ｂと、第２ポート３３ａ、３３ｂが画成され、さらに、前記ボディ３１には軸心方向に穿設された孔３４にスプール３５が摺動自在に嵌挿されている。
前記スプール３５には、軸心方向に両端部より段付穴３６ａ、３６ｂが対向して形成される。前記段付穴３６ａ、３６ｂは、大径穴３７ａ、３７ｂと、小径穴３９ａ、３９ｂと、を備える。
ここで、前記大径穴３７ａ、３７ｂ、小径穴３９ａ、３９ｂは、同じ構造なので、大径穴３７ａ、小径穴３９ａについて説明し、大径穴３７ｂ、小径穴３９ｂについては、符号を付して詳細な説明を省略する。

大径穴３７ａには、チェック弁４６ａを軸心方向に移動自在に挿入してガイドするガイド部材４０ａが液密的に螺着されている。前記ガイド部材４０ａは、軸心方向の略中央部に円盤形状の着座部４１ａと、該着座部４１ａの両端側に軸心方向に延在するボス部４２ａ、４３ａを有し、前記着座部４１ａがねじ機構（指示しない）を介してスプール３５の端部に係着される。
ボス部４２ａは、孔３４の同心状に形成されたパイロット室４４ａに収納され、ボス部４３ａは、大径穴３７ａに嵌挿して螺着される。さらに、前記ガイド部材４０ａの孔４５ａには、チェック弁４６ａが装着されている。前記チェック弁４６ａは、弁軸４７ａと、弁本体４８ａと、を備える。前記弁軸４７ａはガイド部材４０ａの孔４５ａに摺動自在に嵌挿され、かつ孔４５ａに収納されたばね部材５１ａにより軸心方向に変位可能に設けられている。前記弁本体４８ａは、軸心方向に傾斜面４９ａを有し、油圧モータ１６の停止時に、チェック弁４６ａの傾斜面４９ａが小径穴３９ａの端面３５ａに当接した際、大径穴３７ａと小径穴３９ａは連通が遮断される。

さらに、前記チェック弁４６ａは、ばね部材５１ａの弾発力により弁本体４８ａが矢印Ｙ方向に押圧され、傾斜面４９ａが小径穴３９ａの端面３５ａに押圧される。なお、圧油によりチェック弁４６ａが矢印Ｘ方向に変位して、傾斜面４９ａが端面３５ａより離脱し該チェック弁４６ａが完全に開ききった状態では傾斜面４９ａが端面３５ａより離れ、弁本体４８ａが小径穴３９ａに係合されない位置、すなわち、大径穴３７ａ内まで矢印Ｘ方向に変位し、圧油の流れを絞らないようにする。

参照符号５３ａは、パイロット室４４ａを液密的に閉塞する栓部材を示し、ボディ３１に螺着され、該栓部材５３ａの内孔５４ａには、ばね部材５５ａが収納される。前記ばね部材５５ａは、一端部が前記栓部材５３ａの内孔５４ａの底面に着座し、他端部が着座部４１ａに係着するスペーサ５２ａに着座する。よって、スプール３５は、ばね部材５５ａの弾発力により圧油が作用しない状態、すなわち中立位置でボディ３１の略中央部に確保されている。

スプール３５の略中央部には、外周面に軸心方向に延伸する環状溝５６ａ、５６ｂが間隔を置いて設けられ、該環状溝５６ａ、５６ｂは圧油室５７ａ，５７ｂを介して第２ポート３３ａ、３３ｂに連通し、かつスプール３５に穿設された連通孔５８ａ、５８ｂより小径穴３９ａ、３９ｂに連通している。また、スプール３５の大径穴３７ａ、３７ｂの奥の穴部には、半径方向に連通孔５９ａ、５９ｂが穿設され、該連通孔５９ａ、５９ｂは、第１ポート３２ａ、３２ｂに連通している。

前記ボディ３１には、第２ポート３３ａ、３３ｂに並行してタンク１８に連通したドレン管路（図示せず）に接続するドレンポート６０ａ、６０ｂが画成されている。前記ドレンポート６０ａ、６０ｂはボディ３１内に形成された内部ドレン油路６１ａ、６１ｂにより圧油室５７ａ、５７ｂに連通している。内部ドレン油路６１ａ、６１ｂの途中には、圧油室５７ａ，５７ｂとドレンポート６０ａ、６０ｂとを連通、遮断するチェック弁（チェック弁機構）６２ａ、６２ｂが設けられている。なお、ドレンポート６０ａはタンク排油路８０に連通している。

ここで、チェック弁６２ａ、６２ｂは同じ構造なので、チェック弁６２ａについて説明し、チェック弁６２ｂについては符号を付して詳細な説明は省略する。チェック弁６２ａは、ボディ３１にねじ機構により螺着されたガイドプラグ６３ａを有する。ガイドプラグ６３ａには弁軸６４ａが摺動自在に嵌挿され、該弁軸６４ａの先端には弁本体６５ａが形成されており、かつ孔６６ａに収納されたばね部材６７ａにより軸心方向に変位可能に設けられている。よって、チェック弁６２ａはばね部材６７ａの弾発力により弁本体６５ａの傾斜面６８ａが内部ドレン油路６１ａを遮断するようになる。

参照符号６９ａ、６９ｂはパイロット油路を示すもので、一端が圧油室５７ａ、５７ｂに連通し、他端がパイロット室４４ａ、４４ｂに連通しており、圧油室５７ａ、５７ｂ内の圧油がパイロット油路６９ａ、６９ｂを介してパイロット室４４ａ、４４ｂに供給され、スプール３５が矢印Ｙ方向またはＸ方向に移動するようになる。前記パイロット油路６９ａ、６９ｂにはチョーク７０ａ、７０ｂを備え、パイロット室４４ａ、４４ｂに供給される圧油の流量を絞ることによりスプール３５の矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向の移動速度が調整される。

本発明の実施の形態に係る油圧モータ駆動装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
先ず、図１に示されるように、油圧モータ１６は、第１給排路７１、７２を介して第１ポート３２ａ、３２ｂに接続されている。第２ポート３３ａ、３３ｂは第２給排路７３、７４を介して方向切換弁１５の入力ポートＢ、Ａに接続されている。油圧ポンプ１２は、供給通路７５を介して流量制御弁１４、供給通路７６より方向切換弁１５の圧力ポートＰに接続されている。なお、供給通路７５の途中にはリリーフ弁１３が設けられている。
タンクポートＴは排出通路７７を介してタンク１８に接続されている。

図１は、方向切換弁１５が中立位置に設定されていると、油圧モータ１６には圧油が作用していない停止状態に確保される。この状態で、カウンターバランス弁２０は、スプール３５がばね部材５５ａ、５５ｂの弾発力の付勢により、図１に示すように中立位置に保持されている。さらに、チェック弁４６ａ、４６ｂは、ばね部材５１ａ、５１ｂの弾発力により弁本体４８ａ、４８ｂの傾斜面４９ａ、４９ｂが小径穴３９ａ、３９ｂの端面３５ａ、３５ｂに当接され、大径穴３７ａ、３７ｂと小径穴３９ａ、３９ｂとの連通を遮断している。

図２は、方向切換弁１５が中立位置から一方向、例えば右位置に切り換えられた状態を示す。図２に示されるように、方向切換弁１５は起動状態に保持される。この状態で、油圧ポンプ１２で発生した圧油は供給通路７５より流量制御弁１４を経て方向切換弁１５の圧力ポートＰ、入力ポートＡより第２給路７４を経て第２ポート３３ｂ、環状溝５６ｂ（図１参照）、連通孔５８ｂより小径穴３９ｂに流入し、チェック弁４６ｂの弁本体４８ｂに作用する。これにより、圧油はばね部材５１ｂの弾発力に抗してチェック弁４６ｂを矢印Ｙ方向に変位させる。よって、圧油は小径穴３９ｂと弁本体４８ｂとの隙間より大径穴３７ｂ、連通孔５９ｂを経て第１ポート３２ｂ、第１給路７２より油圧モータ１６に流入する。

一方、第１給路７２より油圧モータ１６に流入した圧油は、第１排路７１より第１ポート３２ａ、環状溝５６ａ（図１参照）より圧油室５７ａ、第２ポート３３ａ、第２排路７３を経て入力ポートＢから方向切換弁１５のタンクポートＴ、排出通路７７よりタンク１８に戻る。よって。油圧モータ１６は回転する。

方向切換弁１５が中立位置（図１参照）に戻されると、入力ポートＡに流入していた圧油は遮断される。このため、パイロット室４４ｂ内の圧力が低下するため、パイロット室４４ａに設けられたばね部材５５ａの弾発力によりスプール３５は矢印Ｙ方向に変位し、図１に示される中立状態になる。よって、油圧ポンプ１２による圧油は方向切換弁１５のＰポートが閉塞され第２給路７４への供給が停止し、油圧モータ１６には圧油が供給されないため油圧モータ１６は回転を停止する。
そして、図１に示すように方向切換弁１５を中立位置に保持し、カウンターバランス弁２０のスプール３５が中立位置に戻ると、油圧モータ１６への圧油の供給が遮断される。

これにより、負荷（油圧モータ１６とそれらが駆動する駆動部分）の慣性力により油圧モータ１６は回転を続けようとし、第１排路７１は高圧になり、逆に第１給路７２が負圧になる。さらに、Ａ及びＢポートは方向切換弁１５が中立時にタンクポートＴに連通しているので、チェック弁４６ｂは矢印Ｙ方向に移動し、タンクポートＴより油が第２ポート３３ｂに流入を開始する。一方、油圧モータ１６の内部に漏れた油はドレン油路７９よりドレンポート６０ｂ、ドレン油路６１ｂに入り、チェック弁６２ｂを押し開き第２ポート３３ｂに供給され、タンクポートＴより流入する油と合流してチェック弁４６ｂより第１給路７２に流入するので、負圧を軽減することができ、結果としてキャビテーションの発生を防止することができる。

本発明の実施の形態に係る油圧モータ駆動装置のカウンターバランス弁の概略構造示す縦断面図及びカウンターバランス弁を用いた走行回路を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る油圧モータ駆動装置のカウンターバランス弁を用いた走行回路の動作説明図である。本発明の実施の形態に係る油圧モータ駆動装置の油圧回路図である

符号の説明

１０油圧モータ駆動装置１１原動機
１２油圧ポンプ１５方向切換弁
１６油圧モータ２０カウンターバランス弁
３１ボディ３２第１ポート
３３第２ポート３５スプール
４０ガイド部材４４パイロット室
４６チェック弁６０ドレンポート
６１ドレン油路６９パイロット油路
７０チョーク７１、７２第１給排路
７３、７４第２給排路７５、７６供給通路
７８、７９ドレン油路８０タンク排出油路

Claims

ポンプと、
前記ポンプの圧油の方向切換弁と、
前記方向切換弁の２個のポートに連通されたカウンターバランス弁と、
前記カウンターバランス弁の下流に配置した油圧モータと、
を有する油圧モータ駆動装置において、
前記カウンターバランス弁は、前記油圧モータのドレンから該カウンターバランス弁の吸入側へ油を流すチェック弁機構を設けたことを特徴とする油圧モータ駆動装置。