JP2017101791A

JP2017101791A - 油圧モータ制御装置

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Publication number: JP2017101791A
Application number: JP2015237373A
Authority: JP
Inventors: 大木　孝利; Takatoshi Oki; 孝利大木
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2035-12-04
Also published as: JP6466824B2

Abstract

【課題】信頼性向上を図ることができる油圧モータ制御装置の提供。
【解決手段】油圧モータ制御装置は、冷却ファン駆動用の油圧モータ４を正逆転させる切換弁５１と、油圧ポンプ２から油圧モータ４に供給される駆動用圧油をリリーフ設定圧以下に制御する可変リリーフ弁５２と、切換弁５１を切り換えるための切換制御圧を出口ポートから出力する電磁弁５３と、電磁弁５３の切換制御信号を出力するコントローラ６と、を備え、切換制御圧に基づいて可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧を制御するリリーフ圧制御部５ａを備え、リリーフ圧制御部５ａによるリリーフ設定圧の制御は、逆転から正転への切換時および正転から逆転への切換時の少なくとも一方において、可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧を、予め設定されたリリーフ設定圧初期値よりも低下させ、その後リリーフ設定圧初期値に復帰させる制御である。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧モータ制御装置に関する。

従来、建設機械における冷却ファン用油圧モータの駆動制御回路において、ファンを逆転する際に回路圧が急激に上昇することを避けるようにした駆動制御回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の駆動制御回路は、ファンを駆動する油圧モータの正転・逆転を切り替える切換弁と、油圧モータの駆動回路に設けられリリーフ圧が変更可能な可変リリーフ弁と、切換弁および可変リリーフ弁を切換制御するコントローラとを備えている。コントローラからは、切換弁に制御圧を供給する電磁弁と可変リリーフ弁とに制御信号が出力される。油圧モータの回転方向切換時には、コントローラは可変リリーフ弁にリリーフ圧低下信号を出力し、油圧モータの回転数が低下した後に切換弁に切換信号を出力するようにしている。

特許第４３９０２０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、切換弁と可変リリーフ弁とに対してコントローラから個別に制御信号を与える構成となっているので、２系統の信号ラインが必要である。その結果、断線故障などの信頼性低下を招いている。

本発明に係る油圧モータ制御装置は、油圧ポンプからの圧油の流れ方向を切り換えて、冷却ファン駆動用の油圧モータを正逆転させる回転方向制御弁と、前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給される駆動用圧油の圧力をリリーフ設定圧以下に制御する可変リリーフ弁と、前記回転方向制御弁を切り換えるための切換制御圧を出口ポートから出力する電磁弁と、前記電磁弁の切換制御信号を出力するコントローラと、を備える油圧モータ制御装置において、前記切換制御圧が入力され、前記切換制御圧に基づいて前記可変リリーフ弁のリリーフ設定圧を制御するリリーフ圧制御部を備え、前記リリーフ圧制御部による前記リリーフ設定圧の制御は、逆転から正転への切換時および正転から逆転への切換時の少なくとも一方において、前記可変リリーフ弁のリリーフ設定圧を、予め設定されたリリーフ設定圧初期値よりも低下させ、その後前記リリーフ設定圧初期値に復帰させる制御であることを特徴とする。

本発明によれば、リリーフ圧制御部とコントローラとの間に信号ラインを必要としないので、信頼性向上を図ることができる。

図１は、本発明の一実施の形態による油圧モータ制御装置を搭載するホイールローダを示す図である。図２は、油圧モータを駆動するための油圧回路の概略図である。図３は、第１の実施の形態におけるリリーフ圧制御部の動作を説明する図である。図４は、回転方向を切り換えた際のリリーフ設定圧の変化を示す図である。図５は、第１の実施の形態の変形例を示す図である。図６は、第２の実施の形態を示す図である。図７は、第２の実施の形態におけるリリーフ圧制御部の動作を説明する図である。図８は、第３の実施の形態を示す図である。図９は、第３の実施の形態におけるリリーフ圧制御部の動作を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態による油圧モータ制御装置について詳細に説明する。以下では、油圧モータ制御装置が搭載される作業機械の一例として、ホイールローダを例に説明するが、本発明は、ホイールローダに限らず種々の作業機械の油圧モータ制御装置に適用可能である。

−第１の実施の形態−
図１は、本発明の一実施の形態による油圧モータ制御装置を搭載するホイールローダ２００を示す図である。ホイールローダ２００は、アーム２０１、バケット２０２、前輪１０１ａ，１０１ｂ等を有する前部車体２０３と、運転室１０２、エンジン（不図示）、後輪１０１ｃ，１０１ｄ等を有する後部車体２０４とを備える。アーム２０１は、アームシリンダ１０３の駆動により上下方向に回動（俯仰動）する。バケット２０２は、バケットシリンダ１０４の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。なお、以下において、前輪１０１ａ，１０１ｂと後輪１０１ｃ，１０１ｄについて総称する場合には、車輪１０１と称する。

前部車体２０３と後部車体２０４とは、連結軸２０５により互いに回動自在に連結されている。ホイールローダ２００は、連結軸２０５にて前部車体２０３と後部車体２０４とが屈曲されるアーティキュレート式の作業車両である。前部車体２０３と後部車体２０４には、連結軸２０５を中心とする一対のステアリングシリンダ１０５の一端と他端とが、それぞれ回転可能に係止されている。後述する油圧装置により一対のステアリングシリンダ１０５の内の一方を伸長させ、他方を縮退させることにより、前部車体２０３と後部車体２０４とをそれぞれ連結軸２０５を中心に回転させる。これにより、前部車体２０３と後部車体２０４との相対的な取り付け角度が変化する。

後部車体２０４には、冷却用のファン３およびファン３を回転駆動するための油圧モータ４が設けられている。ファン３を回動することによって、ラジエータ１０およびオイルクーラ１１に冷却風が送風される。

図２は、油圧モータ４を駆動するための油圧回路の概略図である。ファン３を油圧モータ４で回転駆動することで得られる冷却風は、ラジエータ１０およびオイルクーラ１１に送風される。油圧ポンプ２と油圧モータ４を繋ぐ油路７には、油圧モータ４に供給される圧油の向きと流量を調節するファン回路５が設けられている。油圧ポンプ２はエンジン１に軸接続され、エンジン１により駆動される。

通常、ファン３は正回転され、冷却風となる外気は図示上方から吸い込まれる。ところで、外気と共に塵芥も吸い込まれるので、吸い込んだ塵芥によりラジエータ１０の目詰まりを引き起こす場合がある。そのような場合には、ファン３を逆回転させてラジエータ１０に付着した塵芥を吹き飛ばすようにしている。

ファン回路５は、パイロット操作式の切換弁５１、可変リリーフ弁５２、電磁弁５３、リリーフ圧制御部５ａ、チェック弁５６ａ，５６ｂを備えている。切換弁５１は、油圧ポンプ２から油圧モータ４へ送られる圧油の向きを制御する方向制御弁である。切換弁５１に入力されるパイロット圧（以下では、切換制御圧と呼ぶ）は、電磁弁５３から出力される。

電磁弁５３は電磁比例減圧弁であり、コントローラ６からの制御信号を受けて、油圧ポンプ２からの吐出圧を一次圧とし、切換弁５１および可変リリーフ弁５２に制御圧を供給している。電磁弁５３は、コントローラ６からの指令値に応じてスプールが第１の位置５３ａと第２の位置５３ｂとの間で移動する。コントローラ６から正転指令が入力されると、スプールは第１の位置５３ａまで移動する。

コントローラ６から逆転指令が入力されると、スプールは第１の位置５３ａと第２の位置５３ｂとの間の所定位置に移動して、電磁弁５３の二次圧が指令値まで昇圧される。以下では、説明を簡単にするために、逆転指令時にはスプールは第２の位置５３ｂに移動するものとして説明する。正転指令が入力されたときの二次圧を正転制御圧と呼び、逆転指令が入力されたときの二次圧を逆転制御圧と呼ぶことにする。

正転制御圧が切換弁５１に入力されると、切換弁５１は正転位置５１ａとなって油圧モータ４のポート４１が油路７に接続され、油圧モータ４は正回転する。一方、逆転制御圧が切換弁５１に入力されると、切換弁５１は逆転位置５１ｂとなって油圧モータ４のポート４２が油路７に接続され、油圧モータ４は逆回転する。

チェック弁５６ａ，５６ｂは、油圧モータ４の両ポートの圧力がドレン圧を下回ったときに、タンク８からの圧油をポートに導入してキャビテーションの発生を防止する。

可変リリーフ弁５２は、油路７から分岐し油圧ポンプ２からの圧油をタンク８へ導く油路９上に配置され、油圧ポンプ２から切換弁５１に送られる圧油の上限圧力を規定する。上限圧力は、可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧を制御することにより、変更することができる。可変リリーフ弁５２は３つの圧力印加ポートＡ，Ｂ，Ｃを備えており、圧力印加ポートＡと対向するようにスプリング５２ａが設けられている。圧力印加ポートＡには、油路７，９を介して油圧ポンプの吐出圧が導かれている。スプリング５２ａと対向する圧力印加ポートＢ、および、圧力印加ポートＡ，Ｂと対向する圧力印加ポートＣには、リリーフ圧制御部５ａを介して電磁弁５３の二次圧が導かれる。

リリーフ圧制御部５ａはリリーフ設定圧の調整を行うものであり、電磁弁５３の二次圧を可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢ，Ｃに導く。リリーフ圧制御部５ａは、圧力印加ポートＣと前記電磁弁５３の出口ポート（すなわち、二次圧側）との間に設けられ、第１の絞り５４ｃと圧力印加ポートＣから電磁弁５３の二次圧側への圧油の流れを許容する第１のチェック弁５５ｃとが並列接続された第１制御部５０ａと、圧力印加ポートＢと電磁弁５３の出口ポートとの間に設けられ、第２の絞り５４ｂと電磁弁５３の二次圧側から圧力印加ポートＢへの圧油の流れを許容する第２のチェック弁５５ｂとが並列接続された第２制御部５０ｂとを有する。

（リリーフ圧制御部５ａの動作説明）
次に、図３，４を参照して、リリーフ圧制御部５ａによるリリーフ設定圧の制御について説明する。図３は、切換弁５１を切り換えて油圧モータ４の回転方向を反転させた際の、リリーフ圧制御部５ａの動作を説明する図である。図３（ａ）は正転から逆転に切り換えた場合を示し、図３（ｂ）は逆転から正転に切り換えた場合を示す。図４は、回転方向を切り換えた際のリリーフ設定圧の変化を示す図であり、（ａ）は圧力印加ポートＢ，Ｃの圧力の時間変化を示し、（ｂ）はリリーフ設定圧の時間変化を示す。

まず、油圧モータ４の回転方向を図２に示す正転状態から逆転方向に切り換える場合について説明する。図２に示す正転状態では、図４（ａ）の時刻ｔ＝０における状況のように電磁弁５３の二次圧はドレン圧Ｐ０となっており、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢ，Ｃの圧力もドレン圧Ｐ０になっている。

図４の時刻Ｔ１にコントローラ６から電磁弁５３に逆転を指示する制御信号が出力されると、図３（ａ）に示すように電磁弁５３のスプールが第２の位置５３ｂに移動して、電磁弁５３の二次圧が指令値まで昇圧される。このときの二次圧を逆転制御圧Ｐ１とする。その結果、切換弁５１は正転位置５１ａから逆転位置５１ｂに切り替わり、油圧モータ４のポート４２に油路７が接続される。

電磁弁５３の二次圧が逆転制御圧Ｐ１に上昇するとチェック弁５５ｂが開き、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢにはチェック弁５５ｂを介して電磁弁５３の二次圧（逆転制御圧Ｐ１）が導入される。圧力印加ポートＢの圧力Ｐｂは、図４（ａ）の実線のラインＬ１で示すように時間遅れなく逆転制御圧Ｐ１に昇圧される。一方、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＣには、絞り５４ｃを介して電磁弁５３の二次圧が導入されるため、図４（ａ）の破線のラインＬ２で示すように、絞り５４ｃの絞り径や圧力印加ポートＣの圧力室容積に応じた応答遅れをもって昇圧される。

このとき、スプリング５２ａに対向する力として、差分圧力Ｐｂ−Ｐｃに比例した力が作用する。なお、圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣの受圧面積は等しく設定されている。そのため、可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧Ｐｒは、圧力印加ポートＡに印加される圧力（図２の場合は油圧ポンプ２の吐出圧）による力とスプリング５２ａのバネ力とで規定されるリリーフ設定圧初期値Ｐr0から、差分圧力Ｐｂ−Ｐｃに比例する圧力ΔＰを減算した値となる。したがって、時刻Ｔ１に可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧Ｐｒは、いったん圧力値Ｐr1まで大きく下がり、その後徐々に昇圧してリリーフ設定圧初期値Ｐr0に復帰する。

このように、正転から逆転に切り換えたときに、リリーフ設定圧Ｐｒがいったん圧力値Ｐr1まで大きく下がるので、油路７の圧油が可変リリーフ弁５２を介してリリーフされて油路７の圧力が低下する。それにより、慣性で正回転している油圧モータ４の回転数が低下するまで、回路圧を低く保つことができる。

ところで、従来の油圧ショベルにおいては、時刻Ｔ１に切換弁５１が正転位置５１ａから逆転位置５１ｂへと切り換えられても、油圧モータ４は直ちに逆回転するわけではなく、切換直後は慣性により正回転をしている。このように正回転している状態において油圧モータ４のポート４２に油路７が接続されると、油圧モータ４に供給される圧油の流れが急に逆方向となるため過大な負荷が発生したり、騒音が発生したりする。

しかし、図２，３に示す構成では、図４（ｂ）に示したように、逆転直後にリリーフ設定圧Ｐｒがいったん圧力値Ｐr1まで大きく下がり、可変リリーフ弁５２がリリーフして油路７の圧力が低下するので、上述のような過大な負荷の発生や騒音の発生を防止することができる。

次いで、油圧モータ４の回転方向を逆転状態から正転状態に切り換える場合について説明する。逆転状態では、切換弁５１は図３（ａ）に示すような状態となっている。そして、図４の時刻Ｔ２においてコントローラ６から電磁弁５３に正転を指示する制御信号（ＯＦＦ信号）が出力されると、図３（ｂ）に示すように電磁弁５３のスプールが第１の位置５３ａに移動して、電磁弁５３の二次圧がドレン圧（正転制御圧）Ｐ０に落とされる。その結果、切換弁５１は逆転位置５１ｂから正転位置５１ａに切り替わり、油圧モータ４のポート４１に油路７が接続される。

二次圧が正転制御圧Ｐ０に低下するとチェック弁５５ｃが開き、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＣはチェック弁５５ｃを介して電磁弁５３の二次圧側と接続される。時刻Ｔ２の直前には圧力印加ポートＣの圧力Ｐｃの値は逆転制御圧Ｐ１であるが、時刻Ｔ２にチェック弁５５ｃが開くと、図４（ａ）のラインＬ２に示すように時間遅れなく正転制御圧（ドレン圧）Ｐ０に低下する。一方、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢには、絞り５４ｂを介して電磁弁５３の二次圧側と接続されるため、図４（ａ）のラインＬ１で示すように、絞り５４ｂの絞り径や圧力印加ポートＢの圧力室容積に応じた応答遅れをもって減圧される。

その結果、時刻Ｔ２に可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧Ｐｒは、いったん圧力値Ｐr1まで大きく下がり、その後徐々に昇圧してリリーフ設定圧初期値Ｐr0に復帰する。このように、逆転から正転に切り換えた場合にも、リリーフ設定圧Ｐｒがいったん圧力値Ｐr1まで大きく下がるので、油路７の圧油が可変リリーフ弁５２を介してリリーフされて油路７の圧力が低下する。それにより、慣性で逆転している油圧モータ４の回転数が低下するまで、回路圧を低く保つことができる。

以上のように、本実施の形態では、正転から逆転への切換時および逆転から正転への切換時において、可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧を、いったん予め設定されたリリーフ設定圧初期値Ｐr0よりも低下させ、その後、リリーフ設定圧初期値Ｐr0に復帰させるようにした。その結果、油圧モータ４の回転方向を反転させたときに、回路圧が急激に上昇するのを抑制することができ、過大な負荷や騒音の発生を防止することができる。
る。

特に、図４（ｂ）に示すように、可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧を、いったん予め設定されたリリーフ設定圧初期値Ｐr0よりも低下させ、時間的に遅れてリリーフ設定圧初期値Ｐr0に復帰するように徐々に上昇させることで、油圧モータ４の回転数が十分低下するまで回路圧を低く保つことができる。

上述のように、リリーフ圧制御部５ａは、切換弁５１の切換制御圧である電磁弁５３の二次圧に応じて、図４（ｂ）に示すように可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧の調整を行い、油圧モータ４の回転方向を反転させた際の回路圧の急激な上昇を防止している。このように、リリーフ圧制御部５ａは、切換弁５１のパイロット圧として用いられる電磁弁５３の二次圧によって動作する構成なので、コントローラ６からの信号ラインは電磁弁５３に関する１系統しか必要としない。そのため、従来のような２系統の信号ラインが必要な構成に比べて、信頼性向上を図ることができる。

なお、上述した実施の形態では、正転から逆転への切換時および逆転から正転への切換時において、可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧を、いったん予め設定されたリリーフ設定圧初期値Ｐr0よりも低下させ、その後、リリーフ設定圧初期値Ｐr0に復帰させるようにしたが、正転から逆転への切換時および逆転から正転への切換時の少なくとも一方に適用するような構成であっても良い。

（第１の実施の形態の変形例）
図５は、第１の実施の形態の変形例を示す図である。電磁弁５３の一次圧を、油圧ポンプ２とは別に設けられたパイロット油圧源１２から導いている。その他の構成については、上述した第１の実施の形態の図２に示す構成と同様である。このような構成とすることで、上述した第１の実施の形態における作用効果に加えて、油圧モータ４を駆動する駆動制御回路の回路圧を、切換弁５１のバルブ切換に必要な圧力に維持する必要がなくなり、よりエネルギ消費量の小さい回路とすることができる。

−第２の実施の形態−
図６は、第２の実施の形態を示す図である。第２の実施の形態では、リリーフ圧制御部５ａの構成が第１の実施の形態と異なり、その他の構成は第１の実施の形態の場合と同様である。なお、図６に示す構成では、第１の実施の形態の変形例で示した図５の構成の場合と同様に、電磁弁５３の一次圧をパイロット油圧源１２から導いているが、油圧ポンプ２から導くように構成してもよい。

図６に示すリリーフ圧制御部５ａは、第１切換弁５７および第２切換弁５８を備えている。第１切換弁５７は、圧力印加ポートＣと電磁弁５３の出口ポート（すなわち、二次圧側）との間に設けられる。第１切換弁５７は、圧力印加ポートＣの圧力が電磁弁５３の二次圧側の圧力よりも高い場合の第１切換位置５７ａと、電磁弁５３の二次圧側の圧力が圧力印加ポートＣの圧力よりも高い場合の第２切換位置５７ｂとを有している。第１切換弁５７のスプールの第１切換位置５７ａ側には、パイロット圧として可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＣの圧力が導かれ、スプールの第２切換位置５７ｂ側には、パイロット圧として電磁弁５３の二次圧が導かれている。第１切換位置５７ａでは、圧力印加ポートＣと電磁弁５３の二次圧側とが接続され、第２切換位置５７ｂでは、絞り５７０を介して圧力印加ポートＣと電磁弁５３の二次圧側とが接続される。

第２切換弁５８は、圧力印加ポートＢと電磁弁５３の出口ポート（すなわち、二次圧側）との間に設けられる。第２切換弁５８は、圧力印加ポートＢの圧力が電磁弁５３の二次圧側の圧力よりも高い場合の第１切換位置５８ａと、電磁弁５３の二次圧側の圧力が圧力印加ポートＢの圧力よりも高い場合の第２切換位置５８ｂとを有している。第２切換弁５８のスプールの第１切換位置５８ａ側には、パイロット圧として可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢの圧力が導かれ、スプールの第２切換位置５８ｂ側には、パイロット圧として電磁弁５３の二次圧が導かれている。第１切換位置５８ａでは、絞り５８０を介して圧力印加ポートＢと電磁弁５３の二次圧側とが連通する。第２切換位置５８ｂでは、圧力印加ポートＢと電磁弁５３の二次圧側とが接続する。

図７は、切換弁５１を切り換えて油圧モータ４の回転方向を反転させた際の、リリーフ圧制御部５ａの動作を説明する図である。回転方向を切り換えた際のリリーフ設定圧の変化については、上述した図４を用いて説明する。

（正転→逆転の時の動作）
まず、油圧モータ４の回転方向を図６に示す正転状態から逆転方向に切り換える場合について説明する。正転状態では、電磁弁５３、第１切換弁５７、第２切換弁５８は図６に示すような状態になっている。この場合、図４（ａ）の時刻ｔ＝０における状況のように電磁弁５３の二次圧は正転制御圧（ドレン圧）Ｐ０（＜Ｐ１）となっており、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢ，Ｃの圧力も正転制御圧Ｐ０になっている。

図７（ａ）は正転から逆転に切り換えた場合を示す。図４の時刻Ｔ１にコントローラ６から電磁弁５３に逆転を指示する制御信号が出力されると、図７（ａ）に示すように電磁弁５３のスプールが第２の位置５３ｂに移動して、電磁弁５３の二次圧が指令値（逆転制御圧Ｐ１）まで昇圧される。その結果、切換弁５１は正転位置５１ａから逆転位置５１ｂに切り替わり、油圧モータ４のポート４２に油路７が接続される。

電磁弁５３の二次圧が逆転制御圧Ｐ１に上昇すると、電磁弁５３の二次圧が導かれている第１切換弁５７の第２切換位置５７ｂ側のパイロット圧、および、第２切換弁５８の第２切換位置５８ｂ側のパイロット圧として、電磁弁５３の二次圧（逆転制御圧Ｐ１）が導かれる。一方、正転から逆転への切換直後（時刻Ｔ１の直後）においては、圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣの圧力はほぼ圧力Ｐ０となっている。その結果、図７（ａ）に示すように、第１切換弁５７および第２切換弁５８のスプールは図示下側に移動して、第１切換弁５７は第２切換位置５７ｂに切り替わり、第２切換弁５８は第２切換位置５８ｂに切り替わる。

第２切換弁５８が第２切換位置５８ｂとなると、圧力印加ポートＢの圧力Ｐｂは、図４（ａ）の実線のラインＬ１で示すように時間遅れなく逆転制御圧Ｐ１に昇圧される。また、第１切換弁５７が第２切換位置５７ｂになると、圧力印加ポートＣには、絞り５７０を介して電磁弁５３の二次圧が導入される。圧力印加ポートＣの圧力Ｐｃは、図４（ａ）の破線のラインＬ２で示すように、絞り５７０の絞り径や圧力印加ポートＣの圧力室容積に応じた応答遅れをもって昇圧される。その結果、時刻Ｔ１直後の可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧Ｐｒは、第１の実施の形態の場合と同様に図４（ｂ）のように変化する。

（逆転→正転の時の動作）
次いで、油圧モータ４の回転方向を逆転状態から正転状態に切り換える場合について説明する。逆転状態では、切換弁５１、第１切換弁５７、第２切換弁５８は図７（ａ）に示すような状態となっている。そして、図４の時刻Ｔ２においてコントローラ６から電磁弁５３に正転を指示する制御信号（ＯＦＦ信号）が出力されると、図７（ｂ）に示すように電磁弁５３のスプールが第１の位置５３ａに移動して、電磁弁５３の二次圧が正転制御圧（ドレン圧）Ｐ０に落とされる。その結果、切換弁５１は逆転位置５１ｂから正転位置５１ａに切り替わり、油圧モータ４のポート４１に油路７が接続される。

電磁弁５３の二次圧が正転制御圧（ドレン圧）Ｐ０に低下すると、その二次圧が導かれている第１切換弁５７の第２切換位置５７ｂ側のパイロット圧、および、第２切換弁５８の第２切換位置５８ｂ側のパイロット圧は正転制御圧Ｐ０となる。一方、逆転から正転への切換直後においては、圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣの圧力はほぼ逆転制御圧Ｐ１となっている。その結果、図７（ｂ）に示すように、第１切換弁５７および第２切換弁５８のスプールは図示上側に移動して、第１切換弁５７は第１切換位置５７ａに切り替わり、第２切換弁５８は第１切換位置５８ａに切り替わる。

時刻Ｔ２に第１切換弁５７が第１切換位置５７ａとなると、圧力印加ポートＣの圧力Ｐｃは、図４（ａ）のラインＬ２に示すように時間遅れなく正転制御圧Ｐ０に低下する。また、第２切換弁５８が第１切換位置５８ａになると、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢは、絞り５８０を介して電磁弁５３の二次圧側と接続される。圧力印加ポートＢの圧力Ｐｂは、図４（ａ）のラインＬ１で示すように、絞り５８０の絞り径や圧力印加ポートＢの圧力室容積に応じた応答遅れをもって減圧される。その結果、時刻Ｔ２直後の可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧Ｐｒは、第１の実施の形態の場合と同様に図４（ｂ）のように変化する。

−第３の実施の形態−
図８は、第３の実施の形態を示す図である。第３の実施の形態では、リリーフ圧制御部５ａの構成が第１の実施の形態と異なり、その他の構成は第１の実施の形態の場合と同様である。なお、図８に示す構成では、第１の実施の形態の変形例で示した図５の構成の場合と同様に、電磁弁５３の一次圧をパイロット油圧源１２から導いているが、油圧ポンプ２から導くように構成してもよい。

リリーフ圧制御部５ａは、切換弁５９を備えている。切換弁５９は、圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣの圧力が電磁弁５３の出口ポート（すなわち、二次圧側）の圧力よりも高い場合の第１切換位置５９ａと、電磁弁５３の二次圧側の圧力が圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣの圧力よりも高い場合の第２切換位置５９ｂとを有している。第１切換位置５９ａでは、電磁弁５３の二次圧側と圧力印加ポートＣと接続すると共に、電磁弁５３の二次圧側と圧力印加ポートＢと絞り５９１を介して接続する。第２切換位置５９ｂでは、電磁弁５３の二次圧側と圧力印加ポートＢとを接続すると共に、電磁弁５３の二次圧側と圧力印加ポートＣとを絞り５９２を介して接続する。

（正転→逆転の時の動作）
まず、油圧モータ４の回転方向を図８に示す正転状態から逆転方向に切り換える場合について説明する。正回転状態では、電磁弁５３および切換弁５９は図８に示すような状態になっている。この場合、図４（ａ）の時刻ｔ＝０における状況のように電磁弁５３の二次圧は正転制御圧（ドレン圧）Ｐ０（＜Ｐ１）となっており、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢ，Ｃの圧力も正転制御圧Ｐ０になっている。

図９（ａ）は正転から逆転に切り換えた場合を示す。図４の時刻Ｔ１にコントローラ６から電磁弁５３に逆転を指示する制御信号が出力されると、図９（ａ）に示すように電磁弁５３のスプールが第２の位置５３ｂに移動して、電磁弁５３の二次圧が指令値（逆転制御圧Ｐ１）まで昇圧される。その結果、切換弁５１は正転位置５１ａから逆転位置５１ｂに切り替わり、油圧モータ４のポート４２に油路７が接続される。

電磁弁５３の二次圧が逆転制御圧Ｐ１に上昇すると、電磁弁５３の二次圧が導かれている切換弁５９の第２切換位置５９ｂ側のパイロット圧として、電磁弁５３の二次圧（逆転制御圧Ｐ１）が導かれる。一方、圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣに接続されている切換弁５９の第１切換位置５９ａ側のパイロット圧は、正転から逆転への切換直後ではほぼ正転制御圧（ドレン圧）Ｐ０であるため、切換弁５９のスプールは図示下側に移動して、切換弁５９は第２切換位置５９ｂに切り替わる。

切換弁５９が第２切換位置５９ｂとなると、圧力印加ポートＢの圧力Ｐｂは、図４（ａ）の実線のラインＬ１で示すように時間遅れなく圧力Ｐ１に昇圧される。一方、圧力印加ポートＣには、絞り５９２を介して電磁弁５３の二次圧が導入される。圧力印加ポートＣの圧力Ｐｃは、図４（ａ）の破線のラインＬ２で示すように、絞り５９２の絞り径や圧力印加ポートＣの圧力室容積に応じた応答遅れをもって昇圧される。その結果、時刻Ｔ１直後の可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧Ｐｒは、第１の実施の形態の場合と同様に図４（ｂ）のように変化する。

（逆転→正転の時の動作）
次いで、油圧モータ４の回転方向を逆転方向から正転状態に切り換える場合について説明する。逆転状態では、切換弁５１，５９は図９（ａ）に示すような状態となっている。そして、図４の時刻Ｔ２においてコントローラ６から電磁弁５３に正転を指示する制御信号（ＯＦＦ信号）が出力されると、図９（ｂ）に示すように電磁弁５３のスプールが第１の位置５３ａに移動して、電磁弁５３の二次圧が正転制御圧（ドレン圧）Ｐ０に落とされる。その結果、切換弁５１は逆転位置５１ｂから正転位置５１ａに切り替わり、油圧モータ４のポート４１に油路７が接続される。

電磁弁５３の二次圧が正転制御圧Ｐ０に低下すると、その二次圧が導かれている切換弁５９の第２切換位置５９ｂ側のパイロット圧は正転制御圧Ｐ０となる。一方、逆転から正転への切換直においては、圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣの圧力はほぼ逆転制御圧Ｐ１となっている。その結果、図９（ｂ）に示すように、切換弁５９のスプールは図示上側に移動して、切換弁５９は第１切換位置５９ａに切り替わる。

時刻Ｔ２に切換弁５９が第１切換位置５９ａとなると、圧力印加ポートＣの圧力Ｐｃは、図４（ａ）のラインＬ２に示すように時間遅れなく正転制御圧Ｐ０に低下する。また、切換弁５９が第１切換位置５９ａになると、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢは、絞り５９１を介して電磁弁５３の二次圧側と接続される。圧力印加ポートＢの圧力Ｐｂは、図４（ａ）のラインＬ１で示すように、絞り５９１の絞り径や圧力印加ポートＢの圧力室容積に応じた応答遅れをもって減圧される。その結果、時刻Ｔ２直後の可変リリーフ弁５２のリリーフ設定圧Ｐｒは、第１の実施の形態の場合と同様に図４（ｂ）のように変化する。

なお、可変リリーフ弁５２の圧力印加ポートＢおよび圧力印加ポートＣの各受圧面積に差を設けることで、正転時のリリーフ設定圧と逆転時のリリーフ設定圧とを異ならせるようにしても良い。例えば、上述した実施の形態では、ラジエータ１０に付着した塵芥を吹き飛ばす目的でファン３を逆転させている。そこで、リリーフ設定圧を上げて逆転時の油圧モータ４の回転速度を上げることにより、風量アップによる塵芥除去効果の向上を図ることができる。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。また、上述した実施形態および各変形例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。

１…エンジン、２…油圧ポンプ、３…ファン、４…油圧モータ、５…ファン回路、５ａ…リリーフ圧制御部、６…コントローラ、７，９…油路、１０…ラジエータ、１１…オイルクーラ、５１…切換弁（回転方向制御弁）、５０ａ…第１制御部、５０ｂ…第２制御部、５２…可変リリーフ弁、５３…電磁弁、５４ａ，５４ｂ…絞り、５５ａ，５５ｂ…チェック弁、５７…第１切換弁、５７ａ，５９ａ…第１切換位置、５７ｂ，５９ｂ…第２切換位置、５８…第２切換弁、５８ａ…第１切換位置（第３切換位置）、５８ｂ…第２切換位置（第４切換位置）、５９…切換弁（第３切換弁）、Ａ…圧力印加ポート（第１圧力印加ポート）、Ｂ…圧力印加ポート（第２圧力印加ポート）、Ｃ…圧力印加ポート（第３圧力印加ポート）

Claims

油圧ポンプからの圧油の流れ方向を切り換えて、冷却ファン駆動用の油圧モータを正逆転させる回転方向制御弁と、
前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給される駆動用圧油の圧力をリリーフ設定圧以下に制御する可変リリーフ弁と、
前記回転方向制御弁を切り換えるための切換制御圧を出口ポートから出力する電磁弁と、
前記電磁弁の切換制御信号を出力するコントローラと、を備える油圧モータ制御装置において、
前記切換制御圧が入力され、前記切換制御圧に基づいて前記可変リリーフ弁のリリーフ設定圧を制御するリリーフ圧制御部を備え、
前記リリーフ圧制御部による前記リリーフ設定圧の制御は、逆転から正転への切換時および正転から逆転への切換時の少なくとも一方において、前記可変リリーフ弁のリリーフ設定圧を、予め設定されたリリーフ設定圧初期値よりも低下させ、その後前記リリーフ設定圧初期値に復帰させる制御であることを特徴とする油圧モータ制御装置。
請求項１に記載の油圧モータ制御装置において、
前記リリーフ設定圧の制御では、
前記可変リリーフ弁のリリーフ設定圧を、予め設定されたリリーフ設定圧初期値よりも低下させ、時間的に遅れて前記リリーフ設定圧初期値に復帰するように徐々に上昇させることを特徴とする油圧モータ制御装置。
請求項１に記載の油圧モータ制御装置において、
前記電磁弁は、前記切換制御圧として、前記回転方向制御弁を正転位置に制御する正転制御圧と、前記正転制御圧とは圧力が異なり前記回転方向制御弁を逆転位置に制御する逆転制御圧とを出力し、
前記可変リリーフ弁は、
弁体を付勢するスプリングと対向し前記油圧ポンプのポンプ圧が印加される第１圧力印加ポートと、
前記スプリングと対向する制御圧が印加される第２圧力印加ポートと、
前記第１および第２圧力印加ポートに印加される制御圧と対向する制御圧が印加される第３圧力印加ポートとを有し、
前記リリーフ圧制御部は、
前記第３圧力印加ポートと前記電磁弁の前記出口ポートとの間に設けられ、第１絞りと前記第３圧力印加ポートから前記電磁弁の前記出口ポート側への圧油の流れを許容する第１チェック弁とが並列接続された第１制御部と、
前記第２圧力印加ポートと前記電磁弁の前記出口ポートとの間に設けられ、第２絞りと前記電磁弁の前記出口ポート側から前記第２圧力印加ポートへの圧油の流れを許容する第２チェック弁とが並列接続された第２制御部とを有することを特徴とする油圧モータ制御装置。
請求項１に記載の油圧モータ制御装置において、
前記電磁弁は、前記切換制御圧として、前記回転方向制御弁を正転位置に制御する正転制御圧と、前記正転制御圧とは圧力が異なり前記回転方向制御弁を逆転位置に制御する逆転制御圧とを出力し、
前記可変リリーフ弁は、
弁体を付勢するスプリングと対向し前記油圧ポンプのポンプ圧が印加される第１圧力印加ポートと、
前記スプリングと対向する制御圧が印加される第２圧力印加ポートと、
前記第１および第２圧力印加ポートに印加される制御圧と対向する制御圧が印加される第３圧力印加ポートとを有し、
前記リリーフ圧制御部は、
前記第３圧力印加ポートと前記電磁弁の前記出口ポートとの間に設けられ、前記第３圧力印加ポートの圧力が前記電磁弁の前記出口ポートの圧力よりも高い場合に前記第３圧力印加ポートを前記電磁弁の前記出口ポートに連通する第１切換位置と、前記電磁弁の前記出口ポートの圧力が前記第３圧力印加ポートの圧力よりも高い場合に絞りを介して前記電磁弁の前記出口ポートを前記第３圧力印加ポートに連通する第２切換位置とを有する第１切換弁と、
前記第２圧力印加ポートと前記電磁弁の前記出口ポートとの間に設けられ、前記第２圧力印加ポートの圧力が前記電磁弁の前記出口ポートの圧力よりも高い場合に絞りを介して前記電磁弁の前記出口ポートを前記第２圧力印加ポートに連通する第３切換位置と、前記電磁弁の前記出口ポートの圧力が前記第２圧力印加ポートの圧力よりも高い場合に前記電磁弁の前記出口ポートを前記第２圧力印加ポートに連通する第４切換位置とを有する第２切換弁とを備えることを特徴とする油圧モータ制御装置。
請求項１に記載の油圧モータ制御装置において、
前記電磁弁は、前記切換制御圧として、前記回転方向制御弁を正転位置に制御する正転制御圧と、前記正転制御圧とは圧力が異なり前記回転方向制御弁を逆転位置に制御する逆転制御圧とを出力し、
前記可変リリーフ弁は、
弁体を付勢するスプリングと対向し前記油圧ポンプのポンプ圧が印加される第１圧力印加ポートと、
前記スプリングと対向する制御圧が印加される第２圧力印加ポートと、
前記第１および第２圧力印加ポートに印加される制御圧と対向する制御圧が印加される第３圧力印加ポートとを有し、
前記リリーフ圧制御部は、
前記第２および第３圧力印加ポートの圧力が前記電磁弁の前記出口ポートの圧力よりも高い場合に、前記電磁弁の前記出口ポートを前記第３圧力印加ポートに連通すると共に、前記出口ポートを絞りを介して前記第２圧力印加ポートに連通する第１切換位置と、
前記電磁弁の前記出口ポートの圧力が前記第２および第３圧力印加ポートの圧力よりも高い場合に、前記電磁弁の前記出口ポートを前記第２圧力印加ポートに連通すると共に、前記出口ポートを絞りを介して前記第３圧力印加ポートに連通する第２切換位置とを有する第３切換弁を備えることを特徴とする油圧モータ制御装置。
請求項３に記載の油圧モータ制御装置において、
前記回転方向制御弁が前記正転位置とされている場合には、前記可変リリーフ弁の設定圧は正転時リリーフ設定圧に設定され、
前記回転方向制御弁が前記逆転位置とされている場合には、前記可変リリーフ弁の設定圧は逆転時リリーフ設定圧に設定され、
逆転から正転への切換時における前記リリーフ設定圧初期値は前記逆転時リリーフ設定圧であって、正転から逆転への切換時における前記リリーフ設定圧初期値は前記正転時リリーフ設定圧であることを特徴とする油圧モータ制御装置。