JP2019011835A - アンチキャビテーション油圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成によってキャビテーションを効果的に低減できるアンチキャビテーション油圧回路を提供する。また既存の回路に対して簡単にキャビテーション低減機能を付加できるアンチキャビテーション油圧回路を提供する。【解決手段】アンチキャビテーション弁５０は、第１給排路２１が第１連絡路６１を介して接続されるとともに第２給排路２２が第２連絡路６２を介して接続され、第１給排路２１及び第２給排路２２からの作動油の圧力に応じてスライド位置が定まるアンチキャビテーションスプール５１を有する。アンチキャビテーション弁５０は、アンチキャビテーションスプール５１が中立位置とストロークエンド位置との間の少なくとも一部に位置する場合には、第１連絡路６１と第２連絡路６２とを連通させる連絡路連通状態をとる。【選択図】図４

Description

本発明は、油圧モータ等の油圧アクチュエータに接続されるアンチキャビテーション油圧回路に関し、特に油圧アクチュエータの停止操作時に発生しうるキャビテーションを低減するアンチキャビテーション油圧回路に関する。

走行用や旋回用の油圧モータに作動油を供給するための油圧回路として、目的に応じた様々な回路が提案されている。例えば、油圧モータの停止時に発生するキャビテーションは、不快な異音や振動を伴うため、可能な限り抑制されることが好ましい。特許文献１及び特許文献２は、そのようなキャビテーションの発生を防止することを目的とした油圧回路を開示する。

特開２００１−２１４９０１号公報 特開２００６−１７２６３号公報

特許文献１及び特許文献２が開示する上述の油圧回路は、必ずしも簡素な構成を有してはおらず、また必ずしも十分なキャビテーション抑制効果を得ることができなかった。

例えば特許文献１の油圧回路では、２つのメイン回路の各々に戻り回路が接続され、各戻り回路にチェック弁が設けられ、これらの戻り回路の中間点にバイパス回路が接続され、当該バイパス回路に対しては２つの分岐通路が選択的に開閉される。この特許文献１の油圧回路は、ポンプ停止作動時に戻り側のメイン回路の作動油を供給側のメイン回路に供給することでキャビテーションの発生を防いでいるが、回路構成が複雑であるとともに、様々な箇所にチェック弁を設置する必要もある。そのため、特許文献１の油圧回路はコストが高くなりやすい。

また特許文献２の油圧回路では、油圧モータのブレーキ時に、カウンターバランス弁を介して吸い込み側給排路と油圧モータとを接続することにより、吸い込み側給排路から油圧モータへの油の吸い込み性能が向上されている。しかしながらこの吸い込み側給排路は、油圧モータのブレーキ時には油の供給が停止若しくは低減されている。したがって特許文献２の油圧回路では、必ずしも十分な油量を油圧モータに供給することができず、キャビテーションを十分に抑制できない場合もあった。

上述のように、簡素な構成を有し且つキャビテーション抑制効果の高い油圧回路は従来提案されておらず、低コスト化の面でも更なる改善の余地があった。さらにニーズの多様化に伴い、多少コストが増大してもキャビテーションを効果的に低減可能な油圧回路を望むユーザがいる一方で、キャビテーション低減機能を省いてコストを抑えた油圧回路を望むユーザもいる。これらの要望のいずれにも応えることが可能なように、既存の回路に対し、キャビテーション低減機能を必要に応じて簡単に付加できるようにすることも望まれている。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成によってキャビテーションを効果的に低減できる油圧回路を提供することを目的の一つとする。また、既存の回路に対して簡単にキャビテーション低減機能を付加できる油圧回路を提供することを他の目的とする。

本発明の一態様は、油圧アクチュエータに接続される第１給排路及び第２給排路であって、一方から油圧アクチュエータに作動油が供給され、油圧アクチュエータから他方に作動油が排出される第１給排路及び第２給排路と、第１給排路が第１連絡路を介して接続され、第２給排路が第２連絡路を介して接続され、第１給排路からの作動油の圧力及び第２給排路からの作動油の圧力に応じてスライド位置が定まるアンチキャビテーションスプールを有するアンチキャビテーション弁と、を備え、アンチキャビテーション弁は、アンチキャビテーションスプールが中立位置とストロークエンド位置との間の少なくとも一部に位置する場合には、前記第１連絡路と前記第２連絡路とを連通させる連絡路連通状態をとるアンチキャビテーション油圧回路に関する。

アンチキャビテーション油圧回路は、第１給排路及び第２給排路を含む第１ブロック体と、第１ブロック体に取り付けられ、アンチキャビテーション弁を含む第２ブロック体と、を備えてもよい。

アンチキャビテーション油圧回路は、第１給排路と油圧アクチュエータとの間に設けられる第１中継路と、第２給排路と油圧アクチュエータとの間に設けられる第２中継路と、第１給排路内の作動油の圧力と第１中継路内の作動油の圧力との差圧に応じて作動する第１チェック弁であって、第１給排路から第１中継路に向かう作動油の通過を許容する一方で第１中継路から第１給排路に向かう作動油の通過を許容しない第１チェック弁と、第２給排路内の作動油の圧力と第２中継路内の作動油の圧力との差圧に応じて作動する第２チェック弁であって、第２給排路から第２中継路に向かう作動油の通過を許容する一方で第２中継路から第２給排路に向かう作動油の通過を許容しない第２チェック弁と、を更に備えてもよい。

アンチキャビテーション油圧回路は、第１給排路及び第２給排路に接続され、第１給排路からの作動油の圧力及び第２給排路からの作動油の圧力に応じてスライド位置が定まるカウンターバランススプールを有するカウンターバランス弁であって、カウンターバランススプールのスライド位置に応じて、油圧アクチュエータに対する第１給排路の接続状態及び油圧アクチュエータに対する第２給排路の接続状態を変えるカウンターバランス弁を更に備えてもよい。

カウンターバランス弁は、カウンターバランススプールを中立位置に配置するようにカウンターバランススプールに弾性力を付与する第１弾性体を更に有し、アンチキャビテーション弁は、アンチキャビテーションスプールを中立位置に配置するようにアンチキャビテーションスプールに弾性力を付与する第２弾性体を更に有し、第２弾性体の弾性率は、第１弾性体の弾性率よりも小さくてもよい。

アンチキャビテーション油圧回路は、第１給排路からアンチキャビテーションスプールに向かう作動油にもたらす抵抗よりも、アンチキャビテーションスプールから第１給排路に向かう作動油にもたらす抵抗の方が大きい第１スローリターンチェック弁と、第２給排路からアンチキャビテーションスプールに向かう作動油にもたらす抵抗よりも、アンチキャビテーションスプールから第２給排路に向かう作動油にもたらす抵抗の方が大きい第２スローリターンチェック弁と、を更に備えてもよい。

本発明によれば、簡素な構成によってキャビテーションを効果的に低減できる。また第１ブロック体に取り付けられる第２ブロック体にアンチキャビテーション弁を含ませることによって、第１ブロック体に含まれる回路に対してキャビテーションを低減する機能を簡単に付加することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るアンチキャビテーション油圧回路の断面状態を示す図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るアンチキャビテーション油圧回路の断面状態を示す図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るアンチキャビテーション油圧回路の断面状態を示す図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るアンチキャビテーション油圧回路の断面状態を示す図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る油圧回路の一例を示す回路図である。 図６は、本発明の一変形例に係るアンチキャビテーション油圧回路を含む油圧回路の一例を示す回路図である。 図７は、第１給排路内の作動油の圧力と第２給排路内の作動油の圧力との差ΔＰと、アンチキャビテーション弁の状態と、の関係を示す概念図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面に示される要素には、理解を容易にするために、サイズ及び縮尺等が実際のそれらと異なって示されている要素が含まれうる。

以下に説明する油圧回路は、例えば建設機械に対して適用可能であり、走行用油圧モータ及び旋回用油圧モータの停止操作時に発生しうるキャビテーションを効果的に低減できる。ただし、以下の油圧回路を適用可能な装置は特に限定されず、油圧モータ等の油圧アクチュエータを用いる任意の装置においてキャビテーションの低減が望まれる場合に、以下の油圧回路を好適に用いることが可能である。

図１〜図４は、本発明の一実施形態に係るアンチキャビテーション油圧回路１０の断面状態を示す図であり、アンチキャビテーション油圧回路１０及び油圧モータ１５の接続状態を簡略的に示す。

［構成］
アンチキャビテーション油圧回路１０は、第１給排路２１、第２給排路２２、カウンターバランス弁４０及びアンチキャビテーション弁５０を備える。第１給排路２１、第２給排路２２、及びカウンターバランス弁４０は第１ブロック体１１に含まれる一方で、アンチキャビテーション弁５０は第２ブロック体１２に含まれる。第２ブロック体１２は、ネジ等の任意の固定具（図示省略）を介し、第１ブロック体１１に固定的に取り付けられる。

第１給排路２１及び第２給排路２２は、油圧モータ１５に接続され、一方から油圧モータ１５に作動油が供給され、他方に油圧モータ１５からの作動油が排出され、油圧モータ１５の正転駆動又は逆転駆動が行われる。図１〜図４には、第１給排路２１が油圧ポンプＰに接続され、第２給排路２２が排出タンクＴに接続され、第１給排路２１から油圧モータ１５に作動油が供給されるとともに油圧モータ１５から第２給排路２２に作動油が排出されて、油圧モータ１５の正転駆動が行われる場合のアンチキャビテーション油圧回路１０の状態が示されている。

第１接続ポート２３及び第２接続ポート２４の各々に接続されるメイン回路（油路）は図示しないコントロール切換弁に接続されており、当該コントロール切換弁によって、油圧ポンプＰ及び排出タンクＴに対する第１給排路２１及び第２給排路２２の接続態様を変えることができる。すなわちユーザにより操作可能なコントロール切換弁によって、アンチキャビテーション油圧回路１０より上流側の油路構成を、油圧ポンプＰを第１給排路２１に接続しつつ排出タンクＴを第２給排路２２に接続する正転駆動モード、又は、油圧ポンプＰを第２給排路２２に接続しつつ排出タンクＴを第１給排路２１に接続する逆転駆動モードに切り換えることができる。

カウンターバランス弁４０は、第１給排路２１及び第２給排路２２に接続されており、第１給排路２１からの作動油の圧力及び第２給排路２２からの作動油の圧力に応じて軸方向Ｄａに関するスライド位置が定まる第１スプール（カウンターバランススプール）４１を有する。第１スプール４１には複数の切欠部（ノッチ）４２及び複数のランド部４３が形成されており、第１スプール４１のスライド位置に応じて、油圧モータ１５に対する第１給排路２１の接続状態及び第２給排路２２の接続状態が変わる。第１スプール４１の両端部は、第１スプリングチャンバ４６ａ、４６ｂに収容された第１スプリング４７ａ、４７ｂから、軸方向Ｄａに弾性力を受ける。第１スプリングチャンバ４６ａ、４６ｂはそれぞれ、第１スプール４１の切欠部４２に形成された固定絞り部４４及び第１スプール４１の内部に形成された貫通路４５を介し、第１給排路２１及び第２給排路２２に連通する。第１スプリング４７ａ、４７ｂは第１スプール４１を中立位置に配置するように弾性力を第１スプール４１に付与するのに対し、第１スプリングチャンバ４６ａ、４６ｂ内に流入した作動油は第１スプール４１をストロークエンド位置に向けて移動させるように油圧を第１スプール４１に作用させる。したがって第１スプール４１のスライド位置は、第１給排路２１から第１スプリングチャンバ４６ａに流入した作動油の圧力及び第１スプリング４７ａの弾性力と、第２給排路２２から第１スプリングチャンバ４６ｂに流入した作動油の圧力及び第１スプリング４７ｂの弾性力と、に応じて決まる。

アンチキャビテーション弁５０は、カウンターバランス弁４０及び第１連絡路６１を介して第１給排路２１に接続されるとともに、カウンターバランス弁４０及び第２連絡路６２を介して第２給排路２２に接続されており、第１給排路２１及び第２給排路２２からの作動油の圧力に応じてスライド位置が定まる第２スプール（アンチキャビテーションスプール）５１を有する。第１連絡路６１及び第２連絡路６２の各々は、第１ブロック体１１及び第２ブロック体１２に形成された孔部によって構成され、第１スプール４１がスライド自在に配置されるスプール孔と、第２スプール５１がスライド自在に配置されるスプール孔とをつなぐ。また第１連絡路６１及び第２連絡路６２は、対応の固定絞り部５４にそれぞれ連通している。

第２スプール５１には複数の切欠部５２及び複数のランド部５３が形成されている。アンチキャビテーション弁５０は、第２スプール５１のスライド位置に応じて、第１連絡路６１と第２連絡路６２との間の連通をランド部５３によって遮断する連絡路遮断状態及び第１連絡路６１と第２連絡路６２とを切欠部５２を介して連通させる連絡路連通状態のうちのいずれかの状態をとる。第２スプール５１の両端部は、第２スプリングチャンバ５６ａ、５６ｂに収容された第２スプリング５７ａ、５７ｂから、軸方向Ｄａに弾性力を受ける。第２スプリングチャンバ５６ａ、５６ｂはそれぞれ、第２ブロック体１２に形成された固定絞り部５４を介し、第１連絡路６１及び第２連絡路６２に連通する。第２スプリング５７ａ、５７ｂは第２スプール５１を中立位置に配置するように第２スプール５１に弾性力を付与するのに対し、第２スプリングチャンバ５６ａ、５６ｂ内に流入した作動油は第２スプール５１をストロークエンド位置に向けて移動させるように第２スプール５１に油圧を作用させる。したがって第２スプール５１のスライド位置は、第１給排路２１からカウンターバランス弁４０、第１連絡路６１及び固定絞り部５４を介して第２スプリングチャンバ５６ａに流入した作動油の圧力及び第２スプリング５７ａの弾性力と、第２給排路２２からカウンターバランス弁４０、第２連絡路６２及び固定絞り部５４を介して第２スプリングチャンバ５６ｂに流入した作動油の圧力及び第２スプリング５７ｂの弾性力と、に応じて決まる。

なお、第１スプール４１の複数の切欠部４２（特に固定絞り部４４が形成された複数の切欠部４２）は、第１スプール４１のスライド位置にかかわらず、第１給排路２１と第１連絡路６１との間及び第２給排路２２と第２連絡路６２との間に配置される。したがって第１スプール４１のスライド位置によらず、第１給排路２１内の作動油及び第２給排路２２内の作動油は、固定絞り部４４、貫通路４５及び第１スプリングチャンバ４６ａ、４６ｂに流入して第１スプール４１に作用し、また切欠部４２、第１連絡路６１、第２連絡路６２、固定絞り部５４及び第２スプリングチャンバ５６ａ、５６ｂに流入して第２スプール５１に作用する。

アンチキャビテーション油圧回路１０は、更に第１中継路３１、第２中継路３２、第１チェック弁６５及び第２チェック弁６６を備える。第１中継路３１は、第１給排路２１と油圧モータ１５との間に設けられ、第２中継路３２は、第２給排路２２と油圧モータ１５との間に設けられている。第１中継路３１には、第１連通油路３７を介して油圧モータ１５に連通する第１連通口３５が設けられ、第２中継路３２には、第２連通油路３８を介して油圧モータ１５に連通する第２連通口３６が設けられている。第１チェック弁６５は、第１給排路２１と第１中継路３１との間の第１チェック貫通路２６を、第１給排路２１内の作動油の圧力と第１中継路３１内の作動油の圧力との差圧に応じて開閉し、第１給排路２１から第１中継路３１に向かう作動油の通過を許容する一方で、第１中継路３１から第１給排路２１に向かう作動油の通過を許容しない。第２チェック弁６６は、第２給排路２２と第２中継路３２との間の第２チェック貫通路２７を、第２給排路２２内の作動油の圧力と第２中継路３２内の作動油の圧力との差圧に応じて開閉し、第２給排路２２から第２中継路３２に向かう作動油の通過を許容する一方で第２中継路３２から第２給排路２２に向かう作動油の通過を許容しない。

上述の構成を有するアンチキャビテーション弁５０は、第２スプール５１が少なくとも中立位置及びストロークエンド位置に位置する場合には第１給排路２１と第２給排路２２との間の連通を遮断する連絡路遮断状態をとり、中立位置とストロークエンド位置との間の少なくとも一部に位置する場合には第１給排路２１と第２給排路２２とを連通させる連絡路連通状態をとる。したがって、第２スプール５１が中立位置からストロークエンド位置に移動する間及びストロークエンド位置から中立位置に移動する間の各々において、第１給排路２１と第２給排路２２とが互いに連通される連絡路連通状態が存在する。

なおここでいう中立位置とは、例えばスプールに作動油から力が加わっていない状態、或いは、スプールに対して第１給排路２１内の作動油から加えられる力と第２給排路２２内の作動油から加えられる力とが等しい状態でスプールが配置される位置であり、両端部に配置されたスプリングの弾性力によって定まる位置である。またストロークエンド位置とは、スプールがスライド可能な位置のうち、軸方向Ｄａに関して最も端の位置（図１における左右の端位置）である。

油圧モータ１５の停止動作の初期には、油圧モータ１５は慣性によって回転動作を継続し、バキューム作用を発揮して第１給排路２１から作動油を吸い込もうとする一方で、油圧ポンプＰから第１給排路２１への作動油の供給は停止又は低減される。そのため、油圧モータ１５が吸い込もうとする作動油の量と、第１給排路２１から油圧モータ１５に供給できる作動油の量との間に不均衡が生じる。この不均衡によって、油圧モータ１５の停止動作時にはキャビテーションが発生しうる。上述の本実施形態のアンチキャビテーション油圧回路１０では、油圧モータ１５の停止動作の初期において第２スプール５１がストロークエンド位置から中立位置に移動する間の少なくとも一部において、アンチキャビテーション弁５０は上述の連絡路連通状態をとる。これにより、油圧モータ１５から一旦排出された作動油が第１給排路２１に導かれて油圧モータ１５に再度供給可能となるため、上述の不均衡が抑制され、キャビテーションを有効に低減することができる。

［作動］
以下、カウンターバランス弁４０及びアンチキャビテーション弁５０の具体的な作動について説明する。

第１給排路２１及び第２給排路２２に対する作動油の供給が停止している場合、図１に示すように、第１スプール４１及び第２スプール５１は中立位置に配置される。この場合、第１給排路２１と第２給排路２２との間の油路（すなわちカウンターバランス弁４０のスプール孔及びアンチキャビテーション弁５０のスプール孔）は第１スプール４１のランド部４３及び第２スプール５１のランド部５３によって遮断される。また第１給排路２１と第１中継路３１との間の油路及び第２給排路２２と第２中継路３２との間の油路の各々（すなわちカウンターバランス弁４０のスプール孔）も第１スプール４１のランド部４３によって遮断される。また第１チェック弁６５が第１チェック貫通路２６を遮断し、第２チェック弁６６が第２チェック貫通路２７を遮断する。そのため、油圧モータ１５における作動油の供給及び排出は行われず、油圧モータ１５は停止状態に置かれる。

一方、図示しないコントロール切換弁によって第１給排路２１が油圧ポンプＰに連通され第２給排路２２が排出タンクＴに連通されると、油圧ポンプＰからの作動油が第１給排路２１に供給され、第１給排路２１内の作動油の圧力が増大する。これにより図２及び図３に示すように、第１チェック弁６５が第１チェック貫通路２６を開き、第１給排路２１から第１中継路３１、第１連通口３５及び第１連通油路３７を介して油圧モータ１５に作動油が供給される。また第１給排路２１から固定絞り部４４及び貫通路４５を介して第１スプリングチャンバ４６ａに流入した作動油の圧力が増大し、また第１給排路２１から切欠部４２、第１連絡路６１及び固定絞り部５４介して第２スプリングチャンバ５６ａに流入した作動油の圧力が増大する。これにより、第１スプール４１及び第２スプール５１が一方のストロークエンド位置（図２の右側のストロークエンド位置）に向かって移動する。このとき図２及び図３に示すように、第１スプール４１の切欠部４２を介して第２中継路３２が第２給排路２２と連通し、油圧モータ１５から第２連通油路３８、第２連通口３６、第２中継路３２及び切欠部４２を介して第２給排路２２に作動油が排出される。このようにして油圧モータ１５は正転駆動される。

なお図２及び図３に示す状態では、第２スプール５１が右側のストロークエンド位置に配置されており、第１連絡路６１と第２連絡路６２との間の油路（すなわちアンチキャビテーション弁５０のスプール孔）が第２スプール５１のランド部５３によって遮断されている。この状態では、油圧モータ１５を経ることなく第１連絡路６１及び第２連絡路６２を介して第１給排路２１から第２給排路２２に直接的に作動油が流出することはなく、油圧モータ１５をエネルギー効率良く駆動することができる。

ただし、第２スプール５１が中立位置からストロークエンド位置に移動する途中において、第１連絡路６１及び第２連絡路６２が第２スプール５１の切欠部５２を介して相互に連通し、油圧モータ１５を経ることなく第１給排路２１から第２給排路２２に直接的に作動油が流出する状態が存在する。その状態が維持される時間をできる限り短くするために、アンチキャビテーション弁５０の第２スプリング５７ａ、５７ｂのばね定数（弾性率）を十分に小さく設定して第２スプリング５７ａ、５７ｂから第２スプール５１に加えられる弾性力を低く抑えることが好ましい。この場合、第１給排路２１における作動油の圧力の上昇に応じて、第２スプール５１を中立位置からストロークエンド位置にごくわずかな時間で到達させることが可能であり、作動油の第１給排路２１から第２給排路２２への直接的な流出によるエネルギーロスを実質的に無視できる程度にまで低減することも可能である。加えて、第２スプリング５７ａ、５７ｂのばね定数が非常に小さい場合、第２スプリング５７ａ、５７ｂが第２スプール５１を中立位置に戻す力が弱くなる。そのような第２スプリング５７ａ、５７ｂの低復元力（低弾性力）と固定絞り部５４の絞り効果とが相俟って、第２スプール５１をストロークエンド位置から中立位置に向けてゆっくりと戻すことができ、キャビテーション低減効果を長時間にわたって得ることができる。

本実施形態では、アンチキャビテーション弁５０の第２スプリング５７ａ、５７ｂ（第２弾性体）の弾性率（例えばばね定数）は、カウンターバランス弁４０の第１スプリング４７ａ、４７ｂ（第１弾性体）の弾性率よりも小さく設定される。この場合、図２に示すように、第１スプール４１がストロークエンド位置に至る前に第２スプール５１が先行してストロークエンド位置に到達し、そこからある時間経過した後に、図３に示すように第１スプール４１もストロークエンド位置に到達する。

一方、図示しないコントロール切換弁によって油圧モータ１５の停止操作が行われた場合、第１スプール４１及び第２スプール５１はストロークエンド位置から中立位置に向かって（図４の左側に向かって）徐々に移動し、最終的には図１に示す中立位置に配置され、油圧モータ１５における作動油の供給及び排出が停止する。すなわち油圧モータ１５の停止操作時には、油圧ポンプＰから第１給排路２１への作動油の供給が停止されるが、第１給排路２１内の作動油の圧力は時間をかけて徐々に低下する。そのため、第１スプール４１及び第２スプール５１は、第１給排路２１内の作動油の圧力の低下及び第１スプリング４７ａ、４７ｂ及び第２スプリング５７ａ、５７ｂからの弾性力に応じて、ストロークエンド位置から中立位置に向かって徐々に移動する。このようにして第２スプール５１がストロークエンド位置から中立位置に戻る間の途中において、第１連絡路６１及び第２連絡路６２は第２スプール５１の切欠部５２を介して互いに連通され、第２連絡路６２から第１連絡路６１に作動油が送られて、キャビテーションが低減される。

すなわち油圧モータ１５の停止操作後も暫くの間は、油圧モータ１５は慣性によって減速されながらも回転を続行し、第１給排路２１から油を吸い込み続けようとする。その一方で、油圧モータ１５から排出された作動油は、連通路面積が徐々に小さくなる第１スプール４１の切欠部４２を介して第２中継路３２から第２給排路２２及び第２連絡路６２へ流入する。第２連絡路６２に流入した作動油は、アンチキャビテーション弁５０の第２スプール５１の切欠部５２を介して第１連絡路６１に流入し、その後、カウンターバランス弁４０の切欠部４２を介して第１給排路２１に流入する。これにより油圧モータ１５が第１給排路２１から吸い込もうとする作動油の量と、第１給排路２１から油圧モータ１５に供給できる作動油の量との間の不均衡を抑え、キャビテーションを低減することができる。

なお、上述の説明は主として正転駆動モードに関するものであるが、当業者であれば、逆転駆動モードの場合にも同様の作用効果がもたらされうることを理解できる。すなわち、油圧ポンプＰからの作動油が第２給排路２２に供給されるとともに第１給排路２１からの作動油が排出タンクＴに排出される場合、作動油の流れ、油圧モータ１５の回転方向、カウンターバランス弁４０及びアンチキャビテーション弁５０の作動方向、及び第１チェック貫通路２６及び第２チェック貫通路２７の挙動が、上述の正転駆動モードとは逆になるが、基本的には正転駆動モードと同様の挙動が示される。

［回路図］
図５は、本発明の一実施形態に係る油圧回路９０の一例を示す回路図である。なお図５は、主として図１〜４に示すアンチキャビテーション油圧回路１０の作用面を反映した状態を示しており、図５に示すアンチキャビテーション油圧回路１０と図１〜４に示すアンチキャビテーション油圧回路１０とは必ずしも構造的に一致するものではない。

図５は、カウンターバランス弁４０の第１スプール４１及びアンチキャビテーション弁５０の第２スプール５１が中立位置（図１参照）に配置されている状態を示し、カウンターバランス弁４０では符合「４０ｂ」で示されるブロックが選択され、アンチキャビテーション弁５０では符合「５０ｃ」で示されるブロックが選択されている。

一方、第１スプール４１が中立位置以外のスライド位置に配置される場合、正転駆動モードでは符合「４０ａ」で示されるブロックが選択され、逆転駆動モードでは符合「４０ｃ」で示されるブロックが選択される。またアンチキャビテーション弁５０では、正転駆動モードにおいて第２スプール５１がストロークエンド位置に配置されている場合には符合「５０ａ」で示されるブロックが選択され、正転駆動モードにおいて第２スプール５１がストロークエンド位置と中立位置との間に配置されている場合（特に上述の連絡路連通状態の間）は符合「５０ｂ」で示されるブロックが選択され、逆転駆動モードにおいて第２スプール５１がストロークエンド位置に配置されている場合には符合「５０ｅ」で示されるブロックが選択され、逆転駆動モードにおいて第２スプール５１がストロークエンド位置と中立位置との間に配置されている場合（特に上述の連絡路連通状態の間）は符合「５０ｄ」で示されるブロックが選択される。

なお図５に示す油圧回路９０は、上述のアンチキャビテーション油圧回路１０に加えて、高圧選択弁９１、ブレーキ装置９２、切換弁９３及び切換シリンダ９４を更に備える。高圧選択弁９１は、第１給排路２１及び第２給排路２２のうちの高圧側油路を選択して切換弁９３に向けて作動油を流す。切換弁９３は、パイロット圧源Ｐからのパイロット圧油に応じて油路の切り換えを行い、高圧選択弁９１からの作動油の切換シリンダ９４への供給の有無を切り換える。切換シリンダ９４は、切換弁９３からの作動油の供給の有無に応じて油圧モータ１５を高速度モード又は低速度モードに切り換える。また油圧モータ１５の停止時のブレーキ装置９２が油圧モータ１５に接続されている。また油圧モータ１５はドレーンＤ１、Ｄ２に接続されている。

以上説明したように本実施形態によれば、簡素な構成を有するアンチキャビテーション弁５０によってキャビテーションを効果的に低減できる。また、第１給排路２１、第２給排路２２及びカウンターバランス弁４０が第１ブロック体１１に形成される一方で、アンチキャビテーション弁５０が第２ブロック体１２に形成される。そのため、第１連絡路６１及び第２連絡路６２を形成する等の比較的簡単な加工を第１ブロック体１１に加え、第１ブロック体１１に対して第２ブロック体１２を取り付けるだけで、第１ブロック体１１に含まれる油圧回路に対してキャビテーション低減機能を付加することができる。したがってユーザは、油圧回路の製造工程において、第１ブロック体１１に含まれる油圧回路に対してキャビテーション低減機能を付加するか否かを簡単に選択することが可能である。

［第１変形例］
図６は、本発明の一変形例に係るアンチキャビテーション油圧回路１０を含む油圧回路９０の一例を示す回路図である。本変形例の油圧回路９０は、上述の図５に示す油圧回路９０と基本的に同じ回路構成を有するが、固定絞り部５４の代わりに第１スローリターンチェック弁７１及び第２スローリターンチェック弁７２が設けられている。第１スローリターンチェック弁７１は、第１給排路２１から第２スプール５１に向かう作動油にもたらす抵抗よりも、第２スプール５１から第１給排路２１に向かう作動油にもたらす抵抗の方が大きい。一方、第２スローリターンチェック弁７２は、第２給排路２２から第２スプール５１に向かう作動油にもたらす抵抗よりも、第２スプール５１から第２給排路２２に向かう作動油にもたらす抵抗の方が大きい。

本変形例によれば、第２スプール５１を中立位置からストロークエンド位置に移動させる場合には、第１スローリターンチェック弁７１及び第２スローリターンチェック弁７２によって作動油にもたらされる抵抗が比較的小さいため、第２スプール５１は素早く移動する。一方、第２スプール５１をストロークエンド位置から中立位置に移動させる場合には、第１スローリターンチェック弁７１及び第２スローリターンチェック弁７２によって作動油にもたらされる抵抗が比較的大きいため、第２スプール５１はゆっくりと移動する。この構成を有するアンチキャビテーション油圧回路１０によれば、連絡路連通状態における第１給排路２１及び第２給排路２２の相互間の直接的な連通によるエネルギーロスを低減しつつ、キャビテーションの低減の効果を長時間にわたって確保することができる。

なお第１スローリターンチェック弁７１及び第２スローリターンチェック弁７２の具体的な構成は特に限定されず、既知のスローリターンチェック弁を用いることも可能である。また第１スローリターンチェック弁７１及び第２スローリターンチェック弁７２の設置位置も特に限定されず、第１給排路２１から第２スプール５１（例えば第２スプリングチャンバ５６ａ）に至る油路のうちの適当な箇所に第１スローリターンチェック弁７１を配置することが可能であり、また第２給排路２２から第２スプール５１（例えば第２スプリングチャンバ５６ｂ）に至る油路のうちの適当な箇所に第２スローリターンチェック弁７２を配置することが可能である。

［他の変形例］
例えば、第１スプール４１の切欠部４２及びランド部４３の位置、幅及び形状等や、第２スプール５１の切欠部５２及びランド部５３の位置、幅及び形状等は、適宜変更が可能である。特に第２スプール５１の切欠部５２及びランド部５３の位置、幅及び形状等を変えることによって、第１連絡路６１と第２連絡路６２との間の連通の状態（すなわち第１給排路２１と第２給排路２２との間の連通の状態）の調整も可能である。またカウンターバランス弁４０の第１スプリング４７ａ、４７ｂの弾性特性、及びアンチキャビテーション弁５０の第２スプリング５７ａ、５７ｂの弾性特性を調整することも可能である。

図７は、第１給排路２１内の作動油の圧力Ｐ１と第２給排路２２内の作動油の圧力Ｐ２との差ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）と、アンチキャビテーション弁５０の状態との関係を示す概念図である。図７の横軸はΔＰを示し、「０」で示される位置（すなわち中立位置）よりも右側はΔＰが正の値（＋）であることを示し、「０」で示される位置よりも左側はΔＰが負の値（−）であることを示す。図７に示すように、ΔＰが正であり第１の差圧値ｄ１よりも大きい場合、アンチキャビテーション弁５０は連絡路遮断状態をとる。またΔＰが正であり第１の差圧値ｄ１以下であって第２の差圧値ｄ２よりも大きい場合、アンチキャビテーション弁５０は連絡路連通状態をとる。またΔＰが負であり第４の差圧値ｄ４よりも小さい場合、アンチキャビテーション弁５０は連絡路遮断状態をとる。またΔＰが負であり第４の差圧値ｄ４以上であって第３の差圧値ｄ３よりも小さい場合、アンチキャビテーション弁５０は連絡路連通状態をとる。そして、ΔＰが第２の差圧値ｄ２以下であって第３の差圧値ｄ３以上の場合、アンチキャビテーション弁５０は連絡路遮断状態をとる。

図７に示す第１〜第４の差圧値ｄ１〜ｄ４の具体的な数値は、第２スプール５１の形状や第２スプリング５７ａ、５７ｂのばね定数を調整することによって、適宜設定可能である。例えば、第２の差圧値ｄ２の絶対値を第３の差圧値ｄ３の絶対値と同じ又は異なるように設定することが可能であり、特に第２の差圧値ｄ２及び第３の差圧値ｄ３を「０」若しくはその近傍の値に設定することも可能である。また第１の差圧値ｄ１の絶対値を第４の差圧値ｄ４の絶対値と同じ又は異なるように設定することも可能である。

上述の構成要素以外の構成要素を含む形態も、本発明の実施形態に含まれうる。また、上述の構成要素のうちの一部の要素が含まれない形態も、本発明の実施形態に含まれうる。また、本発明のある実施形態に含まれる一部の構成要素と、本発明の他の実施形態に含まれる一部の構成要素とを含む形態も、本発明の実施形態に含まれうる。したがって、上述の実施形態及び変形例、及び上述以外の本発明の実施形態の各々に含まれる構成要素同士が組み合わされてもよく、そのような組み合わせに係る形態も本発明の実施形態に含まれうる。また、本発明によって奏される効果も上述の効果に限定されず、各実施形態の具体的な構成に応じた特有の効果が発揮されうる。このように、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲、明細書、要約書及び図面に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１０…アンチキャビテーション油圧回路、１１…第１ブロック体、１２…第２ブロック体、１５…油圧モータ、２１…第１給排路、２２…第２給排路、２３…第１接続ポート、２４…第２接続ポート、２６…第１チェック貫通路、２７…第２チェック貫通路、３１…第１中継路、３２…第２中継路、３５…第１連通口、３６…第２連通口、３７…第１連通油路、３８…第２連通油路、４０…カウンターバランス弁、４１…第１スプール、４２…切欠部、４３…ランド部、４４…固定絞り部、４５…貫通路、４６ａ…第１スプリングチャンバ、４６ｂ…第１スプリングチャンバ、４７ａ…第１スプリング、４７ｂ…第１スプリング、５０…アンチキャビテーション弁、５１…第２スプール、５２…切欠部、５３…ランド部、５４…固定絞り部、５６ａ…第２スプリングチャンバ、５６ｂ…第２スプリングチャンバ、５７ａ…第２スプリング、５７ｂ…第２スプリング、６１…第１連絡路、６２…第２連絡路、６５…第１チェック弁、６６…第２チェック弁、７１…第１スローリターンチェック弁、７２…第２スローリターンチェック弁、９０…油圧回路、９１…高圧選択弁、９２…ブレーキ装置、９３…切換弁、９４…切換シリンダ、Ｐ…油圧ポンプ、Ｔ…排出タンク

Claims (6)

1. 油圧アクチュエータに接続される第１給排路及び第２給排路であって、一方から前記油圧アクチュエータに作動油が供給され、前記油圧アクチュエータから他方に作動油が排出される第１給排路及び第２給排路と、
   前記第１給排路が第１連絡路を介して接続され、前記第２給排路が第２連絡路を介して接続され、前記第１給排路からの作動油の圧力及び前記第２給排路からの作動油の圧力に応じてスライド位置が定まるアンチキャビテーションスプールを有するアンチキャビテーション弁と、を備え、
   前記アンチキャビテーション弁は、前記アンチキャビテーションスプールが中立位置とストロークエンド位置との間の少なくとも一部に位置する場合には、前記第１連絡路と前記第２連絡路とを連通させる連絡路連通状態をとるアンチキャビテーション油圧回路。
2. 前記第１給排路及び前記第２給排路を含む第１ブロック体と、
   前記第１ブロック体に取り付けられ、前記アンチキャビテーション弁を含む第２ブロック体と、を備える請求項１に記載のアンチキャビテーション油圧回路。
3. 前記第１給排路と前記油圧アクチュエータとの間に設けられる第１中継路と、
   前記第２給排路と前記油圧アクチュエータとの間に設けられる第２中継路と、
   前記第１給排路内の作動油の圧力と前記第１中継路内の作動油の圧力との差圧に応じて作動する第１チェック弁であって、前記第１給排路から前記第１中継路に向かう作動油の通過を許容する一方で前記第１中継路から前記第１給排路に向かう作動油の通過を許容しない第１チェック弁と、
   前記第２給排路内の作動油の圧力と前記第２中継路内の作動油の圧力との差圧に応じて作動する第２チェック弁であって、前記第２給排路から前記第２中継路に向かう作動油の通過を許容する一方で前記第２中継路から前記第２給排路に向かう作動油の通過を許容しない第２チェック弁と、を更に備える請求項１又は２に記載のアンチキャビテーション油圧回路。
4. 前記第１給排路及び前記第２給排路に接続され、前記第１給排路からの作動油の圧力及び前記第２給排路からの作動油の圧力に応じてスライド位置が定まるカウンターバランススプールを有するカウンターバランス弁であって、前記カウンターバランススプールのスライド位置に応じて、前記油圧アクチュエータに対する前記第１給排路の接続状態及び前記油圧アクチュエータに対する前記第２給排路の接続状態を変えるカウンターバランス弁を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンチキャビテーション油圧回路。
5. 前記カウンターバランス弁は、前記カウンターバランススプールを中立位置に配置するように前記カウンターバランススプールに弾性力を付与する第１弾性体を更に有し、
   前記アンチキャビテーション弁は、前記アンチキャビテーションスプールを中立位置に配置するように前記アンチキャビテーションスプールに弾性力を付与する第２弾性体を更に有し、
   前記第２弾性体の弾性率は、前記第１弾性体の弾性率よりも小さい請求項４に記載のアンチキャビテーション油圧回路。
6. 前記第１給排路から前記アンチキャビテーションスプールに向かう作動油にもたらす抵抗よりも、前記アンチキャビテーションスプールから前記第１給排路に向かう作動油にもたらす抵抗の方が大きい第１スローリターンチェック弁と、
   前記第２給排路から前記アンチキャビテーションスプールに向かう作動油にもたらす抵抗よりも、前記アンチキャビテーションスプールから前記第２給排路に向かう作動油にもたらす抵抗の方が大きい第２スローリターンチェック弁と、を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載のアンチキャビテーション油圧回路。

Images