JP2009024733A - Braking system of hydraulic motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧モータに用いられる摩擦制動式のブレーキシステムに関するものである。 The present invention relates to a friction braking type brake system used for a hydraulic motor.
油圧モータに用いられる摩擦制動式のブレーキシステムとして、非回転体に設けられた固定プレートと、回転体に設けられた回転プレートと、ピストンを介して回転プレートを固定プレートに対して押圧するコイルばねとを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)
このブレーキ装置は、コイルばねの付勢力によって回転プレートと固定プレートとの間に摩擦ブレーキ力を発生させて回転体を停止させる。また、ブレーキ力の解除は、油圧を用いてピストンをコイルばねの付勢力に抗して移動させることによって行われる。
As a friction braking type brake system used for a hydraulic motor, a fixed plate provided on a non-rotating body, a rotating plate provided on the rotating body, and a coil spring that presses the rotating plate against the fixed plate via a piston (For example, refer to Patent Document 1)
In this brake device, a friction brake force is generated between the rotating plate and the fixed plate by the biasing force of the coil spring to stop the rotating body. Release of the braking force is performed by moving the piston against the urging force of the coil spring using hydraulic pressure.
このため特許文献1では、ブレーキ力の解除を制御するブレーキ解除用油圧切換弁が設けられる。この油圧切換弁は、供給されるパイロット圧に応じて移動するスプールの位置に応じてポンプからの油圧をブレーキ装置のピストンに作用させる。
For this reason, in
このように、ブレーキ力の解除は、油圧切換弁の作用によりコイルばねを圧縮させ、回転プレートと固定プレートとの間の摩擦力を解除することによって行われる。
油圧切換弁のスプールに信号圧を供給するパイロット圧油路は、油圧ポンプからの駆動圧が供給されていない場合には、圧油がタンクにドレンされる構成となっている。しかしながら、パイロット圧油路は一端がタンク内に開口しているのみであり、パイロット圧油路内に残留した空気を抜く、いわゆるエア抜きが不十分となることがある。エア抜きが不十分な場合には、パイロット圧の立ち上がりが遅れることに伴いブレーキ力の解除タイミングが遅れ、油圧モータの回転により、ブレーキの摩耗が促進され、寿命が低下するという課題が生じる。 The pilot pressure oil passage that supplies the signal pressure to the spool of the hydraulic switching valve is configured such that the pressure oil is drained to the tank when the drive pressure from the hydraulic pump is not supplied. However, one end of the pilot pressure oil passage is only opened in the tank, and so-called air venting for removing air remaining in the pilot pressure oil passage may be insufficient. When air bleeding is insufficient, the brake pressure release timing is delayed as the pilot pressure rises, and the brake motor is accelerated by the rotation of the hydraulic motor, resulting in a problem that the service life is shortened.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、油圧モータのブレーキシステムにおいて、ブレーキシステムのエア抜きを確実に実施することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reliably carry out air bleeding of a brake system in a brake system of a hydraulic motor.
本発明は、油圧モータの回転を制止する制動力を発生するブレーキ装置と、前記ブレーキ装置に油圧ポンプからの圧油を供給して制動力を解除する油路と前記ブレーキ装置から圧油をドレンして制動力を発生する油路とをパイロット圧に応じて選択的に切り換える油圧切換弁と、前記油圧切換弁に作用するパイロット圧を導くパイロット圧油路と、前記パイロット圧油路内を、制動力のためのドレン圧と制動力解除のための駆動圧とに選択的に切り換えるパイロット圧切換弁と、前記油圧ポンプから供給される圧油の一部を前記パイロット圧油路に供給するバイパス油路とを備え、前記パイロット圧切換弁が前記パイロット圧油路内をドレン圧にする場合、前記油圧ポンプから供給される圧油を前記バイパス油路から前記パイロット圧油路を介してドレンすることを特徴とする油圧モータのブレーキシステムである。 The present invention relates to a brake device that generates a braking force for stopping rotation of a hydraulic motor, an oil passage that supplies pressure oil from a hydraulic pump to the brake device to release the braking force, and drains pressure oil from the brake device. A hydraulic switching valve that selectively switches an oil passage that generates a braking force according to a pilot pressure, a pilot pressure oil passage that guides a pilot pressure that acts on the hydraulic switching valve, and the pilot pressure oil passage, A pilot pressure switching valve that selectively switches between a drain pressure for braking force and a driving pressure for releasing braking force, and a bypass that supplies a part of the pressure oil supplied from the hydraulic pump to the pilot pressure oil passage An oil passage, and when the pilot pressure switching valve makes the inside of the pilot pressure oil passage a drain pressure, the pressure oil supplied from the hydraulic pump is passed from the bypass oil passage to the pilot pressure oil passage. A braking system of the hydraulic motor, characterized in that the drain to.
本発明の油圧モータのブレーキシステムによれば、パイロット圧切換弁がパイロット圧油路内をドレン圧にする場合において、油圧ポンプから供給される圧油をバイパス油路とパイロット圧油路を介してドレンし、パイロット圧油路内の空気をドレンされる圧油により排出するため、パイロット圧油路内のエア抜きを確実に実施することができる。このため、パイロット圧の立ち上がりが遅れることがなく、ブレーキ力の解除タイミングが遅れことを防止することができる。 According to the brake system for a hydraulic motor of the present invention, when the pilot pressure switching valve sets the drain pressure in the pilot pressure oil passage, the pressure oil supplied from the hydraulic pump is passed through the bypass oil passage and the pilot pressure oil passage. Since the air is drained and the air in the pilot pressure oil passage is discharged by the drained pressure oil, the air in the pilot pressure oil passage can be surely removed. For this reason, the rising of the pilot pressure is not delayed, and the release timing of the braking force can be prevented from being delayed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態である油圧モータのブレーキシステムについて説明する。図1はブレーキシステムが適用される油圧モータ1の全体構成を示す断面図であり、図2は油圧モータ1に設けられたブレーキ解除用油圧切換弁30を示す断面図である。
Hereinafter, a brake system for a hydraulic motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a
まず、図1を参照して油圧モータ1の全体構成について説明する。油圧モータ1は、例えば、建設機械等の旋回装置に用いられる斜板式の油圧モータである。
First, the overall configuration of the
油圧モータ1は、負荷(図示せず)に連結される出力軸2と、出力軸2に連結され出力軸2と一体に回転するシリンダブロック3とを備える。出力軸2は油圧モータ1のケース11とカバー12に軸受17、18を介して回転可能に支持されている。
The
シリンダブロック3における出力軸2を中心とする同心円上には、出力軸2と平行に複数のシリンダ4が開口している。それぞれのシリンダ4には、容積室5を画成するピストン6が往復摺動自在に挿入されている。
A plurality of cylinders 4 are opened in parallel with the
ピストン6の先端には球面座10を介してシュー9が連結されている。シュー9は、ケース11に固定された斜板7に面接触している。シリンダブロック3が回転するのに伴って、各シュー9が斜板7に摺接し、各ピストン6が斜板7の傾転角度に応じたストローク量で往復動する。
A shoe 9 is connected to the tip of the piston 6 via a
カバー12には、シリンダブロック3の基端面が摺接するバルブプレート8が取り付けられている。バルブプレート8は図示しない油圧ポンプに連通するポートと、タンク側に連通するポートとを有する。油圧ポンプから各ポートを介して各容積室5に導かれる油圧によって各ピストン6がシリンダ4から突出し、各ピストン6がシュー9を介して斜板7を押すことによってシリンダブロック3が回転する。そして、シリンダブロック3の回転が出力軸2を介して負荷に伝達される。
A
油圧モータ1には、摩擦制動式のブレーキ装置20が内蔵されている。ブレーキ装置20について以下に説明する。
The
ブレーキ装置20は、シリンダブロック3と共に回転する複数(本実施の形態では3枚)のディスクプレート21と、ケース11に回転不能に設けられ、ディスクプレート21と当接することによってディスクプレート21との間にて摩擦ブレーキ力を発生する摩擦部材としての複数(本実施の形態では2枚)のフリクションプレート22と、ディスクプレート21とフリクションプレート22とを互いに押し付けることによって双方のプレート21、22の間にて摩擦ブレーキ力を発生させると共に、その押し付けを解除することによって摩擦ブレーキ力を解除可能なブレーキ作動機構25とを備える。
The
各ディスクプレート21は、円環形状であり、内周には歯(図示せず)が形成されている。シリンダブロック3の外周には、出力軸2の軸方向に延在して形成されたスプライン3aが形成されている。ディスクプレート21の歯とシリンダブロック3のスプライン3aとが噛み合うことによって、ディスクプレート21は、シリンダブロック3の回転に伴って回転し、かつ出力軸2の軸方向に移動することができる。このように、各ディスクプレート21は、シリンダブロック3の外周にスプライン係合している。
Each
各フリクションプレート22は、円環形状であり、ケース11の内周に対して、ケース11と相対回転不能で、かつ出力軸2の軸方向に移動可能に取り付けられている。各フリクションプレート22も、ディスクプレート21と同様にケース11の内周にスプライン係合している。
Each
各フリクションプレート22は、隣合うディスクプレート21の間に挟まれるようにして配置されている。
Each
ブレーキ作動機構25は、ケース11の内周に支持され出力軸2の軸方向に移動可能な環状のブレーキピストン27と、カバー12とブレーキピストン27との間に介装されブレーキピストン27をディスクプレート21に向かって付勢する付勢部材としての複数のブレーキスプリング26と、ブレーキ解除用油圧切換弁30から圧油が供給されることによってブレーキスプリング26の付勢力に抗してブレーキピストン27を移動させるブレーキ解除用チャンバ28とを備える。
The
ブレーキピストン27は、ケース11の内周壁11aに沿って摺動する摺動部27aと、摺動部27aに一体に設けられ対向するディスクプレート21を押圧することによってフリクションプレート22との間にて摩擦ブレーキ力を発生させるピストン部27bとからなる。ブレーキピストン27には、カバー12に植設したピン13が挿通し、出力軸2周りの回転が阻止される。
The
ピストン部27bは、摺動部27aと比較して外径が小さく形成され、ピストン部27bの外周面27cとケース11の内周壁11aとの間には空間が存在する。
The
その空間には、ピストン部27bの外周面27cとケース11の内周壁11aとの双方に当接して配置されたリング体29が配置されている。これにより、ピストン部27bの外周面27cとケース11の内周壁11aとリング体29の基端面とによって、ブレーキ解除用チャンバ28が画成される。なお、ケース11の内周壁11aには、リング体29の先端部が係合する段部11bが形成されている。
In the space, a
ブレーキピストン27の摺動部27aには基端面に開口する複数の穴27dが同一円上に形成されており、各穴27d内にブレーキスプリング26がそれぞれ収装されている。
The sliding
ブレーキ解除用チャンバ28内は、油圧切換弁30を介して図示しないタンク又は油圧供給源(パイロットポンプ50)に選択的に接続されている。油圧切換弁30により、その選択を切り換えることによってブレーキ解除用チャンバ28内への圧油の給排が行われ、それに伴いブレーキピストン27が前進後退し、ブレーキ動作とその解除が行われる。
The
ケース11の内壁には、ブレーキピストン27がブレーキスプリング26の付勢力によって前進した際に、各ディスクプレート21及び各フリクションプレート22における出力軸2の軸方向の所定以上の移動を規制する規制部材としての受部11cが形成されている。このように、ディスクプレート21及びフリクションプレート22は、ブレーキピストン27と受部11cとの間にて互いに押し付けられ、ディスクプレート21とフリクションプレート22との間にて摩擦ブレーキ力を発生する。
On the inner wall of the
図2は、ブレーキ解除用油圧切換弁30の断面図であり、この油圧切換弁30は、バルブボディ31と、バルブボディ31の一方の開口端32を閉止する閉止栓34と、バルブボディ31の中心軸方向に形成された穴部に摺動可能に配置され、一端に信号圧としてのパイロット圧が作用するスプール35と、このスプール35をパイロット圧に抗して(図中左側へ)付勢するリターンスプリング36とを備える。図3に示すパイロット圧供給用のパイロットポンプ50からの駆動圧がパイロット圧油路82からパイロット圧ポートとしての開口端33に供給されると、リターンスプリング36の付勢力に抗してスプール35を図において右方向への移動(以下、右動という。同様に左方向への移動を左動という。)する。なお、バルブボディ31の内周面に形成された段部43によりスプール35の左動が規制され、一方、右動はスプール35の右端が閉止栓34に接触することで規制される。
2 is a cross-sectional view of the brake release
バルブボディ31は、パイロットポンプ50からの圧油が図3に示すポンプ油路83を通じて供給されるポンプポート39と、チャンバ28に連通するブレーキポート38と、シリンダブロック3が配置されるケース11内に連通するドレンポート37とを備える。スプール35が図2(a)の位置にあるときにはポンプポート39とブレーキポート38とが接続し、パイロットポンプ50からの圧油をチャンバ28に供給し、スプール35が図2(b)の位置にあるときにはドレンポート37とブレーキポート38とが接続し、チャンバ28の圧油をケース11内に排出する。なお、ケース11内は図示しないタンク側に連通する。
The
円柱状の部材から形成されるスプール35には、両端から中心軸に沿って形成され、互いに連通しない孔部40a、40bと、スプール35の外周面に形成された凹状の溝部41a、41bと、孔部40aと溝部41aとを連通する連通孔42a、及び孔部40bと溝部41bとを連通する連通孔42bとが形成され、連通孔42a、42bの一部はオリフィス状に絞られて形成される。なお、孔部40aと、スプール35の外周面に形成された凹状の溝部41aと、孔部40aと溝部41aとを連通する連通孔42aとがスプール35に切削加工により容易に形成され、これらがバイパス油路を構成する。一方、孔部40bと、スプール35の外周面に形成された凹状の溝部41bと、孔部40bと溝部41bとを連通する連通孔42bとがドレン油路を構成する。なお、一対の溝部41bは互いにオリフィスとしての絞りにより常時連通する。
The
なお、図3に示すように、油圧切換弁30のパイロット圧ポートとしての開口端33に接続するパイロット圧油路82には、パイロットポンプ50からの駆動圧をスプール35に作用させたり、パイロット圧油路82内の圧油をドレンしてスプール35にドレン圧を作用させるため、後で詳しく述べるが、これらを選択的に切り換えるパイロット圧切換弁80を備える。また、パイロット圧油路82とポンプ油路83とは同一の油圧ポンプ(パイロットポンプ50)により圧油が供給される。
As shown in FIG. 3, in the pilot
このように構成され、油圧切換弁30は、図2(a)で示すように、パイロットポンプ50からの駆動圧がパイロット圧油路82を通じて開口端33からスプール35に作用する場合には、スプール35がリターンスプリング36に抗して図中右動して、ポンプポート39が溝部41aを介してブレーキポート38と連通し、ブレーキポート38から図1のチャンバ28に圧油が供給され、ピストン部27bが左動し、ディスクプレート21とフリクションプレート22との互いの押付けが解放されてブレーキ装置20は制動力を発生しない。
As shown in FIG. 2A, the
図2(b)で示すようにパイロット圧油路82により開口端33からドレン圧がスプール35に作用する場合、言い換えると開口端33から圧油が排出される場合には、スプール35がリターンスプリング36の付勢力により左動して、ポンプポート39とブレーキポート38の連通が遮断され、一方、ブレーキポート38とドレンポート37とが孔部40bと溝部41bと連通孔42bを介して連通し、チャンバ28内の圧油を排出する。このため、図1においてピストン部27bがブレーキスプリング26の付勢力により右動してディスクプレート21をフリクションプレート22に押付け、ブレーキ装置20は制動力を発生する。このとき、ドレンされる圧油は、溝部41bの絞り及び連通孔42bの絞りを通じてドレンされるため、そのドレンの速度は遅く、制動力はゆっくりと発生することになる。開口端33を介してパイロット圧油路82とが連通する。この場合には、ポンプポート39から供給された圧油がオリフィス状の連通孔42aを通じてパイロット圧油路82からドレンされる。これにより、ブレーキ装置20の制動中にパイロット圧油路82に空気が溜まるのを防ぐ。
As shown in FIG. 2B, when the drain pressure is applied to the
図3は、本発明の油圧モータのブレーキシステムを適用した油圧ショベルの旋回用油圧回路を示す。図において、油圧モータ1は油圧ショベルの上部旋回体(図示せず)を遊星歯車機構を用いた減速機等を介して旋回駆動するものである。また、油圧モータ1には前述のブレーキ装置20が設けられ、このブレーキ装置20は上部旋回体の旋回停止時に制動力を発生する。
FIG. 3 shows a hydraulic circuit for turning a hydraulic excavator to which the brake system of the hydraulic motor of the present invention is applied. In the figure, a
前述したように油圧切換弁30のポンプポート39及びスプール35に駆動圧を供給するパイロットポンプ50を備えるとともに、タンク52から圧油を吸い上げた圧油を油圧モータ1に供給する油圧ポンプ51を備える。油圧ポンプ51は一対のメイン管路54A、54Bを介して油圧モータ1に接続される。メイン管路54A、54Bの途中には手動切換式の方向切換弁55が設けられている。
As described above, the
そして、方向切換弁55は操作レバー58を作業者が操作することで中立位置(イ)から切換位置(ロ)、(ハ)に切換えられ、中立位置(イ)から切換位置(ロ)に切り換えられた場合には、吐出した圧油はメイン管路54Aから油圧モータ1に供給され、メイン管路54Bからタンク52にドレンされる。一方、中立位置(イ)から切換位置(ハ)に切り換えられた場合には、吐出した圧油はメイン管路54Bから油圧モータ1に供給され、メイン管路54Aからタンク52にドレンされる。また、中立位置(イ)の場合には、油圧ポンプ51からの圧油は、油圧モータ1へ供給されることなくタンク52へドレンされる。このようにして、油圧ポンプ51から油圧モータ1に給排する圧油の方向を切換え、油圧モータ1の回転方向を切り換え、あるいは停止する構成となっている。
The
油圧モータ1と方向切換弁55との間でメイン管路54A、54B間を連通する分岐管路57A、57B、58A、58Bを設け、タンク管路56は分岐管路57A、57Bとの接続部、分岐管路58A、58Bとの接続部に接続し、タンク52に開口する。
分岐管路57A、57Bの途中にはそれぞれチェック弁59A、59Bが配設され、このチェック弁59A、59Bはタンク52からメイン管路54A、54B側に向けて圧油が流通するのを許容することにより、メイン管路54A、54B内が負圧状態になるのを防止する。
Check
分岐管路58A、58Bの途中にそれぞれ一対のリリーフ弁60A、60Bが設けられ、リリーフ弁60A、60Bは圧力設定ばね61A、61Bによって高圧のリリーフ設定圧Phが予め決められ、一方で後述のアキュムレータ62A、62Bにより低圧リリーフ時の開弁圧力Plが設定されている。そして、リリーフ弁60A、60Bは油圧モータ1の回転時等にメイン管路54Aまたは54B内に、例えばリリーフ設定圧Ph以上の圧力(過剰圧)が発生すると、リリーフ弁60A、60Bの弁体が開弁することにより、この圧力(過剰圧)をタンク管路56側へとリリーフさせる。
A pair of
リリーフ弁60A、60Bに付設するアキュムレータ62A、62Bを備え、、例えば油圧モータ1の慣性回転時等にメイン管路54A、54Bからの圧油が絞り67A、67B等を介してアキュムレータ62A、62B内に供給されると、圧油が一時的に蓄油され、このときにリリーフ弁60A、60Bは開弁圧力Plで低圧リリーフする。
The
この結果、アキュムレータ62A、62Bはリリーフ弁60A、60Bにショックレス機能を与え、リリーフ弁60A、60Bが高圧のリリーフ設定圧Phで開弁するときの衝撃を緩和するようになる。
As a result, the
さらに油圧モータ1に制動力を作用させる前述のブレーキ装置20を備え、チャンバ28内の圧油がドレンされている場合はブレーキスプリング26によりブレーキピストン27がディスクプレート21をフリクションプレート22側に押付け、油圧モータ1の出力軸2等に制動力を発生する。そして、ブレーキ装置20は油圧モータ1の回転駆動時等にブレーキ管路73からチャンバ28内にブレーキ解除圧(駆動圧)となる圧油がパイロットポンプ50から供給されると、このときの圧力でブレーキスプリング26を圧縮させることにより、油圧モータ1の制動を解除する。
Further, the
前述したブレーキ解除用油圧切換弁30は、ブレーキ管路73の接続先をパイロットポンプ50とタンク52とに選択的に切り換える。ここで、ブレーキ解除用油圧切換弁30はスプール35に開口端33を介してドレン圧が作用する場合には、リターンスプリング36の付勢力によりチャンバ28内の圧油をドレンしてブレーキ装置20が制動力を生じる制動位置(ニ)に保持される。一方、開口端33からスプール35に駆動圧が供給される場合は、ブレーキ解除用油圧切換弁30は制動位置(ニ)から解除位置(ホ)に切換えられ、パイロットポンプ50からブレーキ装置20のチャンバ28にブレーキ管路73を介して駆動圧、つまりブレーキ解除圧を供給する。
The brake release hydraulic
前述したように、ブレーキ解除用油圧切換弁30へのパイロット圧の供給を切り換えるために2位置切換弁のパイロット圧切換弁80を設ける。パイロット圧切換弁80は操作レバー81を備え、この操作レバー81は操作レバー58と連動するものであり、作業者が操作レバー58を切り換えると、これに連動して操作レバー81が解除位置(ヘ)に切り換えられ、パイロットポンプ50からの駆動圧がポンプ油路83から分岐したパイロット圧油路82を通じてスプール35の端部のパイロット圧ポートに作用する。一方、制動位置(ト)に切り換えた場合には、パイロット圧ポート(開口端33)をタンク52に開放し、パイロット圧油路82内の圧油をタンク52にドレンすることで、スプール35の端部にはドレン圧が作用する。
As described above, in order to switch the supply of the pilot pressure to the brake release hydraulic
次に、ブレーキ解除用油圧切換弁30の作用についてブレーキ装置20の状態に応じて説明する。なお、以下の説明において車両は作業停止中で、かつパイロットポンプ50の駆動源としてのエンジンは常時運転中とする。
Next, the operation of the brake release hydraulic
まず、ブレーキ装置20が制動力を生じる場合について図3を用いて説明する。
First, a case where the
この場合には、パイロット圧切換弁80を制動位置(ト)に切り換える。このため、油圧切換弁30のスプール35の端部にはドレン圧が作用し、油圧切換弁30はリターンスプリング36の付勢力により制動位置(ニ)に切り換わる。パイロットポンプ50からポンプ油路83を通じて供給される圧油は、油圧切換弁30のポンプポート39から溝部41a、オリフィス状の連通孔42a、孔部40aを通じて流量が制限されて開口端33に流れ込み、パイロット圧油路82、パイロット圧切換弁80を通じてタンク52へ排出される。一方、チャンバ28内の圧油がブレーキポート38、ドレンポート37を介してタンク52にドレンされ、ブレーキスプリング26の付勢力がチャンバ28内の圧力より大きくなる。このため、ブレーキピストン27が右動して、この右動により、ディスクプレート21がフリクションプレート22に圧接し、ディスクプレート21とフリクションプレート22との間にて摩擦ブレーキ力を発生する。そして、パイロット圧油路82には、ポンプポート39からオリフィス状の連通孔42a等を通じて圧油の一部が開口端33に供給されるため、制動状態においては、パイロット圧油路82には常に圧油が供給され続けることになり、パイロット圧油路内のエア抜きを行うとともに、パイロット圧油路82内は圧油が充填され、空気が入り込むことがない。
In this case, the pilot
次に、ブレーキ装置20が制動力を生じない場合について説明する。
Next, a case where the
この場合には、パイロット圧切換弁80を解除位置(ヘ)に切り換える。パイロットポンプ50から供給される駆動圧は、ポンプ油路83を通じてポンプポート39に供給されるとともに、パイロット圧切換弁80からパイロット圧油路82を通じて開口端33に送られ、スプール35にパイロット圧として作用する。スプール35に駆動圧が作用することでリターンスプリング36の付勢力に抗して油圧切換弁30が解除位置(ホ)に切り換わり、ポンプポート39に導入された圧油はブレーキポート38よりブレーキ装置20のチャンバ28に供給される。チャンバ28に圧油が供給されることでチャンバ28内の圧力がブレーキスプリング26の付勢力に勝り、ディスクプレート21とフリクションプレート22との圧接が解かれ、ディスクプレート21とフリクションプレート22との間の摩擦ブレーキ力を解消する。なお、ポンプ油路83、パイロット圧油路82、孔部40a、溝部41a、連通孔42a内の圧力は同圧であり、この間での圧油の流れは生じない。
In this case, the pilot
次に、ブレーキ装置20が制動力を生じる制動状態から生じていない非制動(制動解除)状態へ切り換わる場合について説明する。
Next, a case where the
まず制動状態では、前述したように、パイロット圧切換弁80は制動位置(ト)の位置にあり、油圧切換弁30は制動位置(ニ)の位置にある。このため、パイロットポンプ50からの圧油はポンプ油路83から油圧切換弁30を介してパイロット圧油路82を経由してドレンされる。そして制動状態を維持している状態では、常に圧油がパイロット圧油路82を満たし、空気が入り込むことはない。この状態から非制動状態へ切り換える、つまりパイロット圧切換弁80を解除位置(ト)に切り換えると、パイロットポンプ50からの圧油がパイロット圧油路82にそれぞれ供給され、油圧切換弁30が解除位置(ホ)の位置に切り換わる。
First, in the braking state, as described above, the pilot
ここで、制動状態から非制動状態へ切り換える場合に、パイロット圧油路82内には圧油が満たされており、パイロット圧切換弁80を解除位置(ヘ)に切り換えるのに伴い、パイロットポンプ50から供給された圧油により急速にパイロット圧が昇圧する。このため、油圧切換弁30のスプール35はパイロット圧(駆動圧)により速やかに切り換わり、ポンプポート39とブレーキポート38が連通してパイロットポンプ50からの圧油がチャンバ28に供給され、ブレーキ装置20のチャンバ28内の圧力が上昇して、速やかに制動力を解消することができる。これにより、ブレーキ力の解除タイミングが遅れ、油圧モータ1の回転により、ブレーキ装置20の摩耗が促進され、寿命が低下するという課題を解消することができる。
Here, when switching from the braking state to the non-braking state, the pilot
更にブレーキ装置20が非制動状態から制動状態へ切り換わる場合について説明する。
Furthermore, the case where the
まず、パイロット圧切換弁80の位置を解除位置(ヘ)から制動位置(ト)に切り換える。これによりスプール35の端部はドレン圧に切り換わる。ただし、パイロットポンプ50からの圧油はポンプ油路83からポンプポート39に送られ、連通孔42aから開口端33にも供給されるが、連通孔42aのオリフィスにより十分減圧されているのでドレン圧を高めることはない。したがって、スプール35は、リターンスプリング36により速やかに制動位置(ニ)に切り換わる。制動位置(ニ)に切り換わるとチャンバ28内の圧油がブレーキポート38からドレンポート37を通過して、タンク52へドレンされる。これによりチャンバ28内の圧力が低下してブレーキスプリング26の付勢力で、ブレーキ装置20が制動力を発生する。またパイロット圧油路82には、ポンプポート39からオリフィス状の連通孔42aを通じて圧油の一部が開口端33から供給され、パイロット圧油路内には圧油が満たされる。
First, the position of the pilot
したがって、本発明の油圧モータのブレーキシステムは、パイロット圧油路82内の圧油がドレンされる制動状態において、パイロットポンプ50からの圧油はポンプポート39からバイパス油路、つまりパイロット圧油路82に孔部40aと溝部41aと連通孔42aとを通じてパイロット圧油路82からドレンされる。ポンプポート39の圧油をパイロット圧油路82を介してドレンするため、パイロット圧油路82内の残留空気を圧油を用いて排出し、パイロット圧油路82内のエア抜きを確実に実施することができる。このため、制動を解除するときにエア抜きが不十分の場合に生じるパイロット圧(パイロットポンプ50から供給される駆動圧)の立ち上がりの遅れを抑制する。これにより制動力の解除タイミングが遅れることがなく、ブレーキ装置20の摩耗が抑制され、ブレーキ装置20の寿命を延ばすことができる
図4は、第2の実施形態の油圧モータブレーキ装置に適用される油圧ショベルの旋回用油圧回路を示す。この実施形態は、図3に示す第1の実施形態の油圧回路に比してブレーキ解除用油圧切換弁30の構成のみを変更した実施形態である。
Therefore, in the brake system of the hydraulic motor of the present invention, in the braking state in which the pressure oil in the pilot
具体的には、第1の実施形態では、ポンプポート39とパイロット圧ポートとしての開口端33とをスプール35に形成した孔部40a、溝部41a、連通孔42aを介して連通する構成として、ポンプ油路83の圧油をスプール35の内部を経由してパイロット圧油路82に排出する構成とした。これに対して本実施形態では、油圧切換弁90は3ポート2位置切換弁で構成され、スプール35に形成した孔部40a、連通孔42aを廃止し、ポンプ油路83と開口端33とを直接連通する油路91をスプール35の内部ではなくバルブボディ31に形成するようにした。なお、油路91はバルブボディ31に形成するものに限らず、外部配管としてもよい。また、油路91にはオリフィス92を設け、ポンプ油路83からパイロット圧油路82への圧油の流量を制限する。
Specifically, in the first embodiment, the
この実施形態では、第1の実施形態の効果に加え、スプール35の形状を簡略化することができ、スプール35に細かな加工を施す必要がない。
In this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the shape of the
図5は、第3の実施形態の油圧モータブレーキ装置に適用される油圧ショベルの旋回用油圧回路を示す。この実施形態は、図3に示す第1の実施形態の油圧回路に比してブレーキ解除用油圧切換弁30の構成を変更し、ブレーキ装置20が制動力を生じる場合にのみポンプポート39とパイロット圧ポートとしての開口端33とを連通する構成とした実施形態である。
FIG. 5 shows a hydraulic circuit for turning a hydraulic excavator applied to the hydraulic motor brake device of the third embodiment. In this embodiment, the configuration of the brake release
図6を用いて具体的な構成について説明する。図2に示す構成に比して孔部40aに相当する構成が異なる。孔部40aは連通孔42aに接続するとともに開口端33に開口する構成としたが、この実施形態の構成では、開口端33に開口するのではなく、バルブボディ31の内周面に開口するように形成される孔部44が形成される。更にバルブボディ31にはスプール35にドレン圧が作用する状態で、孔部44に連通するとともに開口端33に連通する連通部45が形成される。この連通部45はスプール35にドレン圧が作用する場合には孔部44と開口端33とを連通するが、スプール35に駆動圧が作用する場合には孔部44と開口端33とを非連通状態とする位置に形成される。
A specific configuration will be described with reference to FIG. The configuration corresponding to the
したがって、スプール35の端面に駆動圧が作用する場合には、ポンプポート39とブレーキポート38とが孔部44、溝部41a、連通孔42aを介して連通し、ブレーキ装置20は制動解除状態となる。一方、ドレン圧が作用する場合には、ポンプポート39が孔部44、溝部41a、連通孔42aを介して開口端33と連通する。またブレーキポート38はドレンポート37と連通し、ブレーキ装置20は制動力を生じることになる。
Therefore, when the driving pressure is applied to the end surface of the
この実施形態では非制動時にはポンプ油路83からパイロット圧油路82へ圧油が流れないため、制動状態から非制動状態への切り換えが速やかに行われ、ブレーキ力の解除タイミングが遅れることが抑制される。
In this embodiment, pressure oil does not flow from the
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明は、油圧モータに用いられる摩擦制動式のブレーキシステムに適用することができる。 The present invention can be applied to a friction braking type brake system used in a hydraulic motor.
1 油圧モータ
2 出力軸
20 ブレーキ装置
26 ブレーキスプリング
27 ブレーキピストン
28 ブレーキ解除用チャンバ
29 リング体
30 ブレーキ解除用油圧切換弁
31 バルブボディ
33 開口端
34 閉止栓
35 スプール
36 リターンスプリング
37 ドレンポート
38 ブレーキポート
39 ポンプポート
40a 孔部
41a 溝部
42a 連通孔
43 段部
50 パイロットポンプ
52 タンク
68 操作レバー
80 パイロット圧切換弁
81 操作レバー
82 パイロット圧油路
83 ポンプ油路
90 油圧切換弁
91 油路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ブレーキ装置に油圧ポンプからの圧油を供給して制動力を解除する油路と前記ブレーキ装置から圧油をドレンして制動力を発生する油路とをパイロット圧に応じて選択的に切り換える油圧切換弁と、
前記油圧切換弁に作用するパイロット圧を導くパイロット圧油路と、
前記パイロット圧油路内を、制動力のためのドレン圧と制動力解除のための駆動圧とに選択的に切り換えるパイロット圧切換弁と、
前記油圧ポンプから供給される圧油の一部を前記パイロット圧油路に供給するバイパス油路とを備え、
前記パイロット圧切換弁が前記パイロット圧油路内をドレン圧にする場合、前記油圧ポンプから供給される圧油を前記バイパス油路から前記パイロット圧油路を介してドレンすることを特徴とする油圧モータのブレーキシステム。 A brake device that generates a braking force to stop the rotation of the hydraulic motor;
An oil passage that releases the braking force by supplying pressure oil from the hydraulic pump to the brake device and an oil passage that drains the pressure oil from the brake device and generates the braking force are selectively switched according to the pilot pressure. A hydraulic switching valve;
A pilot pressure oil passage for guiding pilot pressure acting on the hydraulic switching valve;
A pilot pressure switching valve that selectively switches the inside of the pilot pressure oil passage between a drain pressure for braking force and a driving pressure for releasing braking force;
A bypass oil passage for supplying a part of the pressure oil supplied from the hydraulic pump to the pilot pressure oil passage,
When the pilot pressure switching valve sets the drain pressure in the pilot pressure oil passage, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump is drained from the bypass oil passage through the pilot pressure oil passage. Motor brake system.
前記バイパス油路は、前記スプール内を貫通し、前記ポンプポートと前記パイロットポートとを連通する油路であることを特徴とする請求項1に記載の油圧モータのブレーキシステム。 The hydraulic switching valve includes a brake port that supplies pressure oil to the brake device, a pump port that communicates with the brake port and is supplied with pressure oil from a hydraulic pump, a drain port that drains pressure oil, A pilot port connected to the pilot pressure oil passage, a spool that moves according to the pilot pressure from the pilot port, and selectively connects the brake port to the pump port or the drain port, and a pilot pressure to the spool. With a return spring that urges to resist,
2. The brake system for a hydraulic motor according to claim 1, wherein the bypass oil passage is an oil passage that passes through the spool and communicates the pump port and the pilot port. 3.
前記スプール内を貫通する油路は、前記スプールの中心軸上に沿って形成され、前記パイロット圧油路に開口する孔部と、前記スプールの外周面に形成されて前記ポンプポートに開口する凹状の溝部と、前記孔部と前記溝部と連通する連通孔を備えることを特徴とする請求項3に記載の油圧モータのブレーキシステム。 The spool is composed of a cylindrical member,
The oil passage penetrating through the spool is formed along the central axis of the spool, and has a hole opening in the pilot pressure oil passage, and a concave shape formed in the outer peripheral surface of the spool and opening in the pump port. The brake system for a hydraulic motor according to claim 3, further comprising: a groove portion, and a communication hole communicating with the hole portion and the groove portion.
前記バイパス油路は、前記バルブボディ内を貫通する油路であることを特徴とする請求項1または2に記載の油圧モータのブレーキシステム。 The hydraulic switching valve includes a valve body that slidably houses the spool,
The hydraulic motor brake system according to claim 1 or 2, wherein the bypass oil passage is an oil passage that penetrates through the valve body.
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