JP2677959B2 - 油圧モータの駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば建設機械の旋回
や走行を行う油圧モータの駆動回路に係り、特に起動時
や制動時のショックを軽減することのできる油圧モータ
の駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術として、特公昭６１−
３７４８１号公報に記載のものが知られている。図４は
同公報に記載された油圧モータの駆動回路の回路構成を
示す図である。

【０００３】図において、１０１は油圧モータ、１０２
はポンプ、１０３はタンク、１０４は方向切換弁、１０
５はカウンタバランス弁である。

【０００４】方向切換弁１０４は、油圧モータ１０１を
適宜ポンプ１０２並びにタンク１０３に接続すること
で、油圧モータ１０１の正転、逆転を制御し、並びに停
止を制御する。カウンタバランス弁１０５は、油圧モー
タ１０１の排出側圧力を保持することで、供給側が負圧
にならないようにするためのものであり、油圧モータ１
０１と方向切換弁１０４との間に挿入されている。

【０００５】油圧モータ１０１と方向切換弁１０４と
は、圧油を給排する一対の主通路１０６、１０７によっ
て接続され、主通路１０６、１０７の途中に前記カウン
タバランス弁１０５が挿入されている。また、カウンタ
バランス弁１０５と油圧モータ１０１との間の両主通路
１０６、１０７間には、両主通路１０６、１０７にまた
がって一対のリリーフ弁１１０、１１１が配置されてい
る。

【０００６】これらリリーフ弁１１０、１２０は、それ
ぞれの流入口１１１、１２１及び流出口１１２、１２２
が、対称的に主通路１０６、１０７に対して接続されて
いる。これらリリーフ弁１１０、１２０は、リリーフス
プリングを収容したスプリング室１１３、１２３が、絞
り（オリフィス）１１４、１２４を介して流入口１１
１、１２１と連通されており、流入口１１１、１２１側
とスプリング室１１３、１２３側の受圧力の差により、
流入口１１１、１２１と流出口１１２、１２２の連通開
度が制御され、リリーフ圧力が設定されるようになって
いる。

【０００７】また、この駆動回路中には、リリーフ弁１
１０、１２０のリリーフ圧を調整するためのリリーフ圧
調整機構１３０、１４０が、各リリーフ弁１１０、１２
０に付属する形で設けられている。リリーフ圧調整機構
１３０、１４０は、圧力室１３１、１４１とバネ室１３
２、１４２とを区画するピストン１３３、１４３と、ピ
ストン１３３、１４３を圧力室１３１、１４１側に押す
バネ１３４、１４４とを有し、圧力室１３１、１４１
が、リリーフ弁１１０、１２０のスプリング室１１３、
１２３に連通されている。

【０００８】また、この圧力室１３１、１４１は、ピス
トン１３３、１４３の動きによって動作する絞り弁機構
１３５、１４５を介して、各リリーフ弁１１０、１２０
の流出口１１２、１２２側に接続されている。この絞り
弁機構１３５、１４５は、ピストン１３３、１４３のス
トローク初期及び終期に、圧力室１３１、１４１と流出
側の連通を遮断し、ピストン１３１、１４１のストロー
ク中期に、前記絞り１１４、１２４より小径の絞り１３
６、１４６を介して、圧力室１３１、１４１を流出側に
連通させる。

【０００９】次に作用を説明する。

【００１０】この駆動回路では、方向切換弁１０４を図
示の中立位置から左側ポジションに切り換えて、油圧モ
ータ１０１を起動させると、主通路１０７に圧油が供給
される。主通路１０７の圧力は、リリーフ弁１１０に対
して背圧として作用すると共に、リリーフ圧調整機構１
３０のバネ室１３２にも伝播して、ピストン１３３に対
して背圧として作用する。よって、リリーフ弁１１０及
びピストン１３３は、確実に図示の位置に保持される。

【００１１】また、主通路１０７に流入した圧油は、リ
リーフ弁１２０の絞り１２４を介してスプリング室１２
３に流入する。このスプリング室１２３に流入した圧油
は、リリーフ調整機構１４０の圧力室１４１に導入され
てピストン１４３に作用し、当該ピストン１４３をバネ
１４４に抗して移動させ、それによりリリーフ弁１２０
のスプリング室１２３の容積を実質的に拡大する。

【００１２】このようにピストン１４３が移動してスプ
リング室１２３の容積が実質的に拡大すると、圧油の流
動により、絞り１２４の下流側のスプリング室１２３が
低圧になり、リリーフ弁１２０の設定圧が低下する。

【００１３】ピストン１４３の移動によって絞り弁機構
１４５の絞り１４６が開くと、絞り１４６を介して圧力
室１４１が流出口１２２側と連通し、スプリング室１２
３の圧油が、圧力室１４１、絞り１４６を介して流出口
１２２側に逃げることになるので、ピストン１４３に対
する圧力が弱まり、当該ピストン１４３の移動速度がや
や遅くなる。

【００１４】リリーフ弁１２０はピストン１４３の移動
している時間だけ設定圧を低く保持できるので、ピスト
ン１４３の移動速度が遅くなると、ピストン１４３のス
トロークを十分に確保しにくい場合でも、必要な時間だ
けリリーフ弁１２０の設定圧を低く保つことができる。
ピストン１４３が移動してストロークエンドにて止まる
と、絞り１４６が閉じて圧油の流動がなくなるので、ス
プリング室１２３内の圧力が上昇し、当該リリーフ弁１
２０が高圧設定になる。

【００１５】このように、油圧モータ１０１の起動時に
は、設定圧が低くなったリリーフ弁１２０の作用で回路
圧が低圧に保たれるので、起動時のショックが低減され
る。

【００１６】また、上のような油圧モータ１０１の駆動
状態から、方向切換弁１０４を中立位置に復帰させる
と、カウンタバランス弁１０５が中立位置に戻り、油圧
モータ１０１が慣性エネルギーによりポンプ作用をし
て、排出側の主通路１０６が高圧になる。この場合は、
反対側のリリーフ弁１１０及びリリーフ圧調整機構１３
０が前記と同様の原理で作動し、制動開始時のショック
を低減する。

【００１７】また、従来の他の例として、特公昭４７−
９６４６号公報に記載のものが知られている。

【００１８】図５は同公報に記載の油圧モータの駆動回
路の構成を示す回路図である。図において、１０１は油
圧モータ、１０２はポンプ、１０３はタンク、１０４は
方向切換弁、１０５はカウンタバランス弁で、これらは
前記の従来例と変わらない。また、主通路１０６、１０
７間には、リリーフ弁１５０、１６０が前述の例と同様
に配置されている。ここでは、リリーフ弁１５０、１６
０として、可変リリーフ圧型のものが用いられている。

【００１９】これらリリーフ弁１５０、１６０は、リリ
ーフスプリング１５１、１６１を受け止めるバネ座を、
パイロット圧で作動するピストンによって押圧変位さ
せ、それによりスプリング１５１、１６１の圧縮度を高
めて、リリーフ圧を高く設定するというものであり、パ
イロット圧としてカウンタバランス弁１０５の手前の駆
動圧（ポンプ１０２からの吐出圧）が導入されている。

【００２０】この駆動回路においては、駆動圧がパイロ
ット圧としてリリーフ弁１５０、１６０のピストンを押
すので、起動時においては起動側のリリーフ弁１５０、
１６０が高圧設定となるものの、制動時に制動側のリリ
ーフ弁１５０、１６０は低圧設定となる。したがって、
起動時のトルク増加と制動時のショック低減の両立を図
ることができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特公昭６１
−３７４８１号公報に記載の従来の駆動回路では、リリ
ーフ圧調整機構１３０、１４０の圧力室１３１、１４１
に流入する圧油がバネ１３４、１４４に抗してピストン
１３３、１４３を動かしている間だけリリーフ圧を低圧
に保持し、ストローク途中でピストン１３３、１４３の
動くスピードが遅くなるようになっているので、低圧で
ある時間が長くなり過ぎ、ショック低減効果は大になる
ものの、起動時のトルクの立上がりが遅れ、応答性が悪
化するおそれがあった。

【００２２】また、特公昭４７−９６４６号公報に記載
の駆動回路では、制動時のリリーフ圧を低圧に調整でき
るものの、制動中ずっと同じ圧力に制御するようになっ
ているので、制動側のリリーフ圧をあまり低く設定する
と、降坂走行から制動をかけた時、制動時間及び距離が
延びてしまうという不具合が発生する。そのため、現実
にはそれほど低圧設定にすることはできず、大幅なショ
ック低減を得られないという問題があった。

【００２３】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、確実なショックの低減と応答性
の向上を図り得る油圧モータの駆動回路を提供すること
を目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】図１にその要旨構成を図
示するように、請求項１の発明は、油圧モータと、ポン
プと、タンクと、これら油圧モータ、ポンプ並びにタン
クを接続し油圧モータの駆動並びに停止を制御する駆動
弁と、前記モータに対して圧油を給排する一対の主通路
間にまたがって配置され、それぞれの流入側及び流出側
が対称的に前記一対の主通路に接続された一対のリリー
フ弁と、を備えた油圧モータの駆動回路において、前記
リリーフ弁は、リリーフスプリングと、前記流入側に第
１の絞りを介して連通された背圧室と、前記流入側の圧
力による開弁力と、前記背圧室の圧力による閉弁力と、
前記リリーフスプリングによる閉弁力とのバランスによ
って、前記流入側と流出側との連通開度を制御するリリ
ーフポペットと、前記背圧室に連通された圧力室と、こ
の圧力室に流入する圧油に押されて初期位置からストロ
ークエンドに向かって移動し、前記流出側の圧力が高ま
った際にその圧力により初期位置に戻されるピストン
と、前記ピストンがストロークエンドに達した際に該ピ
ストンにより押圧変位させられて前記リリーフスプリン
グを高圧縮状態に縮める可動式のバネ座と、を備えたこ
とにより、上記課題を解決したものである。

【００２５】請求項２の発明は、請求項１記載の油圧モ
ータの駆動回路において、前記圧力室と背圧室の連通経
路に前記第１の絞りよりも流路断面積の小さい第２の絞
りを選択的に挿入する絞り切換機構を設けたことによ
り、上記課題を解決したものである。

【００２６】請求項３の発明は、請求項２記載の油圧モ
ータの駆動回路において、前記絞り切換機構が、外部パ
イロットの出力により変位させられて前記連通経路途中
に設けた油室の容積を縮小・変更し、かつ前記背圧室と
圧力室を連通する絞りを、前記第１の絞りよりも流路断
面積の大きな第３の絞りから、流路断面積の小さな前記
第２の絞りに切り換える絞り切換用ピストンを備えた絞
り切換弁によって構成されていることにより、上記課題
を解決したものである。

【００２７】請求項４の発明は、請求項３記載の油圧モ
ータの駆動回路において、前記油圧モータの起動時に前
記外部パイロットを出力するパイロット制御手段を設け
たことにより、上記課題を解決したものである。

【００２８】請求項５の発明は、請求項３記載の油圧モ
ータの駆動回路において、前記油圧モータを低速駆動す
るモードと高速駆動するモードとを択一的に選択する駆
動モード選択手段と、低速駆動するモードが選択されて
いる際の制動時に外部パイロットを出力せず、高速駆動
するモードが選択されている際の制動時に外部パイロッ
トを出力するパイロット制御手段を設けたことにより、
上記課題を解決したものである。

【００２９】請求項６の発明は、前記油圧モータが建設
機械の走行用モータとして適用された請求項１〜５のい
ずれかに記載の油圧モータの駆動回路において、水平状
態近傍の姿勢で前記建設機械が制動される際に、該機械
が完全に停止するまで、制動側に位置するリリーフ弁の
ピストンがストロークエンドに達しないように、ピスト
ンのストローク及び前記第１の絞り、第２の絞りの流路
断面積が設定されていることにより、上記課題を解決し
たものである。

【００３０】

【作用】請求項１の発明では、流入側が高圧となったリ
リーフ弁（起動時には流入側が供給側の主通路に接続さ
れたリリーフ弁であり、制動時には流入側が排出側の主
通路に接続されたリリーフ弁である）において、背圧室
に流入口側から第１の絞りを介して圧油が流入し、その
圧油が更に圧力室に流れ込む。そして、その圧油の作用
でピストンが初期位置からストロークエンドに向けて移
動する。ピストンが動いている間は、圧油の流動により
背圧室の圧力が低下する。よってその間、ポペットが開
き側に移動して、リリーフ圧が低圧あるいは中圧に設定
される。

【００３１】ピストンがストロークエンドに達すると、
背圧室からの圧油の流動がなくなるので、背圧室の圧力
が流入側と等しくなり、圧油によりポペットを動かそう
とする力は、ほぼ背圧室側と流入側とのポペットの受圧
面積差になり、ポペットの受ける閉じ方向の力が増大す
る。同時に、ストロークエンドに達したピストンがバネ
座を押し移動して、スプリングを高圧縮状態にするの
で、更にポペット閉じ方向の力が増大して、リリーフ弁
が高圧設定となる。

【００３２】このように起動時及び制動時の初期にリリ
ーフ圧が低圧に保持され、ピストンがストロークエンド
に達した段階でリリーフ圧が高圧設定にされるので、起
動時及び制動時のショックを低減できる。また、バネに
抗しないでピストンを動かすので、背圧室の圧力を効果
的に下げることができ、低圧あるいは中圧のレベルを低
くすることができる。また、高圧時は圧縮量を増した状
態のリリーフスプリングでリリーフ圧が設定されるの
で、高圧のレベルをより高くすることができ、高圧と低
圧の差を、同じリリーフスプリングを使用しながらも大
きくとることができる。

【００３３】なお、起動時及び制動時に流出側が高圧と
なるリリーフ弁（上記の動作をするリリーフ弁と反対の
リリーフ弁）では、流出側の高圧によりピストンがスト
ロークエンドから初期位置に戻される。

【００３４】請求項２の発明では、第２の絞りを選択し
ない（挿入しない）場合は、背圧室及び圧力室へ流入す
る圧油の流量は最小流路断面を形成する第１の絞りで決
まるが、（第１の絞りより流路断面積の小さな）第２の
絞りを選択した（挿入した）場合は、背圧室及び圧力室
へ流入する圧油の流量は最小流路断面を形成する第２の
絞りで決まる。従って、前者の場合は第１の絞りを介し
て背圧室に流入する圧油の流量が大きくなるため、第１
の絞りの前後の圧力差が大となって、背圧室内の低圧レ
ベルが低くなり、リリーフ圧が低圧設定になるが、後者
の場合は第１の絞りを介して背圧室に流入する圧油の流
量が小さくなり、第１の絞りの前後の圧力差があまり大
きくならず、従って、背圧室内の低圧レベルがあまり低
くならず、リリーフ圧が中圧設定になる。

【００３５】また、請求項３の発明では、外部パイロッ
ト無しの場合は、請求項２の前者の場合と同様となり、
低圧設定になる。一方、外部パイロット有りの場合は、
請求項２の後者の場合と同様になり、中圧設定になる。
但し、外部パイロット有りの場合は、背圧室と圧力室の
連通途中の油室容積が絞り切換用ピストンにより縮小さ
せられるので、その分、圧力室に面したピストンが速く
動くようになって、ストロークエンドまで短時間で到達
することになる。従って、短時間リリーフ圧が中圧設定
になり、その後高圧設定になる。これにより、応答遅れ
が無くなる。

【００３６】また、請求項４の発明では、起動時に外部
パイロットを出力するので、起動時に応答遅れがなくな
り、素早く起動トルクが立ち上がる。

【００３７】また、請求項５の発明では、低速駆動の際
の制動時は低圧設定となり、高速駆動の際の制動時は中
圧設定となる。

【００３８】また、請求項６の発明では、機械が完全に
止まるまでは、高圧設定にならなくなり、停止時のショ
ックが軽減される。

【００３９】なお、図１に示した構成は、上記請求項の
要旨を説明するために便宜上作成したものであり、この
図１に記載された構成自体に本発明は限定されるもので
はない。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００４１】図２は建設機械の走行駆動系に適用された
実施例の油圧モータの駆動回路の構成を示す回路図、図
３は同駆動回路中に設けられているクロスオーバー型リ
リーフ弁の具体的構成を示す断面図である。この実施例
の駆動回路は、高速駆動モードと低速駆動モードを切換
選択する高低速切換機構（駆動モード選択手段）Ｋを有
している。

【００４２】図２において、１は走行用に用いられてい
る可変容量型の油圧モータ、２はメインポンプ、３はタ
ンク、４は方向切換弁からなる走行弁（駆動弁）、５は
カウンタバランス弁であり、走行弁４とカウンタバラン
ス弁５は上流側主通路６、７によって接続され、カウン
タバランス弁５と油圧モータ１は主通路８、９によって
接続されている。

【００４３】走行弁４はリモコン弁１０からの操作圧に
より切換えられ、リモコン弁１０から操作圧が出力され
たことが、シャトル弁１１を介して圧力スイッチ１２で
検出されると、その検出信号がコントローラ１３に入力
される。コントローラ１３には高速駆動モードと低速駆
動モードを切換え選択する速度切換スイッチ１４の信号
も入力されており、コントローラ１３はこれらの入力信
号に応じて、高低速切換機構Ｋを構成する電磁弁１５に
切換信号を供給し、電磁弁１５を切換える。

【００４４】高低速切換機構Ｋは、前記の電磁弁１５
と、速度切換弁１６と、油圧モータ１の傾転角調整シリ
ンダ１７とからなる。

【００４５】速度切換弁１６の出力ポート１６ａは、傾
転角調整シリンダ１７の作動室に接続されている。速度
切換弁１６はパイロット作動式のもので、パイロットポ
ート１６ｂにパイロット圧が導入されないとき、図示の
Ａ位置にあって、出力ポート１６ａをタンク３に連通
し、パイロット圧が導入されると、Ｂ位置に切り換わっ
て、出力ポート１６ａをシャトル弁１８の出力側に連通
する。このシャトル弁１８は主通路８、９の高い方の圧
力を出力するものである。

【００４６】電磁弁１５の出力ポート１５ａは、速度切
換弁１６のパイロットポート１６ｂに接続され、コント
ローラ１３から切換信号が入力されないとき、図示のＡ
位置にあって，出力ポート１５ａをタンク３に連通し、
コントローラ１３から切換信号が入力されると，Ｂ位置
に切り換わって、出力ポート１５ａをパイロットポンプ
１９に連通する。

【００４７】図２は低速駆動モードの状態を示してお
り、コントローラ１３から高速駆動モードへの切換信号
が出力されると、電磁弁１５、速度切換弁１６がＢ位置
に切り換わり、高速駆動モードの状態になる。

【００４８】なお、コントローラ１３は、速度切換スイ
ッチ１４を高速側に切り換えても、圧力スイッチ１２が
圧力を検知（ＯＮ）するまで、電磁弁１５へ信号を出力
しないものとする。また、圧力スイッチ１２が一旦ＯＮ
となり、再度ＯＦＦになったときには、本実施例では、
ＯＦＦになってから１秒間はコントローラ１３から電磁
弁１５へ切換信号が出力され続けるようになっている
（当然、速度切換スイッチ１４が高速側に操作されてい
るときのみである）。

【００４９】一方、油圧モータ１とカウンタバランス弁
５をつなぐ主通路８、９間には、一対のクロスオーバー
リリーフ弁５０Ａ、５０Ｂが対称的に配置されている。
これらクロスオーバーリリーフ弁５０Ａ、５０Ｂは、流
入口５１と流出口５２が対称的に主通路８、９に接続さ
れたもので、構造は全く同じものである。よって、両者
を区別する場合を除いて、リリーフ弁５０として説明す
る。

【００５０】リリーフ弁５０の具体的な構成を図３に示
す。

【００５１】リリーフ弁５０は、先端面に流入口５１を
有し先端部周壁面に流出口５２を有するアウタシリンダ
（複数の部品からなる）５３と、アウタシリンダ５３の
先端側内部に収容され、先端部で流入口５１と流出口５
２との連通開度を調整するポペット（リリーフポペッ
ト）５４と、アウタシリンダ５３の内部に間隔をおいて
同心状に配置されたインナシリンダ５５とを有する。

【００５２】インナシリンダ５５は、軸線方向の中段に
設けた仕切壁５６により、内部が２空間に仕切られてお
り、図中上側の空間に、ポペット５４の基端側が摺動自
在に内挿され、図中下側の空間に、リリーフ圧切換弁
（絞り切換弁、絞り切換機構）５７のピストン（絞り切
換用ピストン）５８の小径部５８Ａが摺動自在に内挿さ
れている。

【００５３】ポペット５４は流入口５１側の圧力により
開き側に付勢され、リリーフスプリング５９によって閉
じ側に付勢される。リリーフスプリング５９は可動式の
バネ座６０によって基端が受けられている。バネ座６０
は、インナシリンダ５５とアウタシリンダ５３に設けた
規制部６１、６２により、所定量だけリリーフスプリン
グ５９の伸縮方向に移動できるようになっており、図中
下端位置に接している状態と上端位置に接している状態
とで、スプリング５９の圧縮度を切換える。

【００５４】インナシリンダ５５の仕切壁５６と、ポペ
ット５４の基端面との間には、背圧室６３が設けられて
いる。この背圧室６３は、ポペット５４の内部を貫通し
絞り（第１の絞り）６４を有した貫通孔６５によって、
流入口５１と連通されている。流入口５１に面するポペ
ット５４の先端側受圧面積Ａ１と、背圧室６３に面する
基端側受圧面積Ａ２は、Ａ１＞Ａ２の関係になってい
る。そして、このポペット５４は、流入口５１側の圧力
による開弁力と、背圧室６３の圧力による閉弁力と、リ
リーフスプリング５９による閉弁力とのバランスによっ
て、流入口５１と流出口５２との連通開度を制御するよ
うになっている。

【００５５】インナシリンダ５５の仕切壁５６を挟んだ
反対側には、リリーフ圧切換弁５７のピストン５８の小
径部５８Ａと仕切壁５６間に確保されたバネ室６６が設
けられている。このバネ室６６は、仕切壁５６に設けた
絞り６７により背圧室６３と連通しており、内部には圧
縮バネ６８が収容され、この圧縮バネ６８がリリーフ圧
切換弁５７のピストン５８を図中下方に付勢している。

【００５６】ピストン５８の小径部５８Ａは筒状に形成
され、その周壁部には軸方向に間隔をおいて形成された
２段の絞り６９（第２の絞りの１つ）、７０（第３の絞
り）が径方向に貫通して設けられている。ピストン５８
が下端位置（図の左半分の位置）にあるとき、図中下側
の絞り７０がインナシリンダ５５の下端縁より露出し、
上側の絞り６９が閉じられる。また、ピストン５８が上
端位置（図の右半分の位置）にあるとき、上側の絞り６
９がインナシリンダ５５の下端周壁に形成した絞り７１
（第２の絞りの１つ）に連通し、下側の絞り７０が閉じ
られる。リリーフ圧切換弁５７は、前記ピストン５８
と、これら絞り６９、７０、７１とによって構成されて
いる。

【００５７】リリーフ圧切換弁５７のピストン５８は、
アウタシリンダ５３の下端開口に捩じ込み固定されたプ
ラグ７２内に、その大径部５８Ｂが、上下方向の移動範
囲を規制された状態で、摺動自在に収容されている。ピ
ストン５８の大径部５８Ｂの図中上面側には、ピストン
５８が上昇するのに従い容積が縮小する油室７３が形成
されている。この油室７３は、ピストン５８の位置に応
じて、つまりピストン５８が下端位置（初期位置）にあ
るとき、絞り７０を介してバネ室６６と連通し、上端位
置にあるとき、絞り６９、７１を介してバネ室６６と連
通するようになっている。

【００５８】また、インナシリンダ５５とアウタシリン
ダ５３との間の、バネ座６０と油室７３との間の円筒状
の空隙には、リングピストン（ピストン）７４が摺動自
在に収容されている。このリングピストン７４は、アウ
タシリンダ５３の内周に突設した段部７５により下降限
が定められ、この段部７５に接した初期位置から、バネ
座６０に当たるストロークエンドまで移動できるように
設けられている。リングピストン７４は、その下面側に
確保される圧力室７６に圧油が導入されることにより、
初期位置からストロークエンドまで移動し、ストローク
エンドに達した際に、バネ座６０を持ち上げる。図にお
いて、左半分はリングピストン７４が初期位置にある状
態を示し、図の右半分はリングピストン７４がストロー
クエンドに達した状態を示す。この場合、ストロークエ
ンドに向けてリングピストン７４が移動する間、この移
動により次第に高まる圧縮圧によりバネ座６０はリング
ピストンが接触しないうちから徐々に上昇され始めるた
め、ストロークエンドと共に一気に高圧まで昇圧しショ
ックが発生するというようなことはない。

【００５９】リングピストン７４の反対側の面には、ア
ウタシリンダ５３に設けた油通路７７やバネ座６０の外
周の隙間などを介して、流出口５２側の圧が作用するよ
うになっている。よって、流出口５２側の圧が高くなっ
たときには、リングピストン７４は初期位置に戻され
る。

【００６０】リングピストン７４を動作させるための圧
力室７６には、ポペット５４の絞り６４、背圧室６３、
バネ室６６、絞り７０または絞り６９、７１、油室７３
を経由して圧油が流入する。また、リリーフ圧切換弁５
７のピストン５８の大径部５８Ｂの下面は、パイロット
ポート７８に面しており、パイロットポート７８に導入
されたパイロット圧がその下面に作用するようになって
いる。

【００６１】上述したように圧力室７６は、ポペット５
４の絞り６４、背圧室６３、仕切壁５６の絞り６７、バ
ネ室６６、リリーフ圧切換弁５７の絞り６９、７０、７
１、油室７３等を介して流入口５１側に連通されるが、
流入口５１と圧力室７６間の経路中、絞り（第３の絞
り）７０によって油室７３とバネ室６６とが連通された
場合は、ポペット５４の絞り（第１の絞り）６４が最小
径の絞りとなる。また、絞り６９、７１によって油室７
３とバネ室６６とが連通された場合は、リリーフ圧切換
弁５７の絞り（第２の絞り）６９、７１が最小径の絞り
となる。また、各絞り６４、６７、６９、７０、７１の
径とリングピストン７４のストロークは、走行状態から
停止操作を行い機体が完全に停止するまでリングピスト
ン７４がストロークエンドに達しないように設定してあ
る。

【００６２】図２に戻って説明する。

【００６３】上記のように構成されたリリーフ弁５０
Ａ、５０Ｂは、主通路８、９間に接続され、各リリーフ
弁５０Ａ、５０Ｂのパイロットポート７８には、油路２
０が接続されている。この油路２０はシャトル弁２１の
出口側に接続され、このシャトル弁２１の入口側の一方
は、油路２２によって電磁弁１５の出力ポート１５ａに
接続され、他方は油路２３によって別のシャトル弁２４
の出口側に接続されている。

【００６４】シャトル弁２４の入口側は、走行弁４とカ
ウンタバランス弁５をつなぐ上流側主通路６、７にそれ
ぞれ油路２５、２６で接続されている。よって、走行弁
４以降の駆動圧または高速駆動モードを実現するための
パイロット圧のうちのいずれかが発生した場合、これが
リリーフ弁５０Ａ、５０Ｂのパイロットポート７８に導
入されるようになっている。

【００６５】なお、この実施例では、シャトル弁２１、
油路２０、２２、回路３０がパイロット制御手段を構成
している。また、図中の二点鎖線で示す範囲、つまりシ
ャトル弁２４、油路２３、２５、２６は、起動時の応答
遅れを防止するための回路３０である。この回路３０
は、支障がなければ省略することもできる。

【００６６】次に作用を説明する。

【００６７】ここでは、駆動圧が主通路７、９に供給さ
れた場合について動作を説明する。駆動圧が反対側の主
通路６、８に供給された場合は、以下の説明と反対に動
作するので、説明は省略する。

【００６８】（１）低速起動時の動作について。このと
き、速度切換スイッチ１４は低速側に設定されているた
め、コントローラ１３からは高速側への切換信号が出力
されず、電磁弁１５はＡ位置にある。

【００６９】圧油は、主通路７、９から油圧モータ１に
供給されると同時に、油路２６、シャトル弁２４、油路
２３、シャトル弁２１、油路２０を順に通り、リリーフ
弁５０Ａ、５０Ｂのリリーフ圧切換弁５７のパイロット
ポート７８に供給される。すると、リリーフ圧切換弁５
７のピストン５８が上昇して、図３の右半分に示す状態
となり、絞り６９、７１が選択される。

【００７０】この場合、駆動側のリリーフ弁５０Ｂにお
いては、ピストン５８が動く際に、ピストン５８は、油
室７３の油を圧力室７６側へ排出し、リングピストン７
４を短時間でストロークエンドまで移動するための補助
を行う。

【００７１】リリーフ弁５０Ｂのポペット５４の流入口
５１側の面（受圧面積Ａ１）には、主通路９側の圧力が
作用し、背圧室６３側の面（受圧面積Ａ２）には絞り６
４を介した圧力が作用している。従って、リングピスト
ン７４が絞り６４、６７、６９、７１を介した圧油によ
り移動している間は、油の流動により絞り６４以降の圧
力が流入口５１側の圧力より低圧となるため、ポペット
５４に作用する開弁方向の力が、閉止方向の力に打ち勝
ってポペット５４を開弁し、リリーフ圧を中圧に設定す
る。

【００７２】この場合、絞り６９、７１が経路中の絞り
のうち最小径であり、これにより背圧室６３に流れ込む
油の流動量が決定するので、背圧室６３側の圧力の低下
が小さく、中圧設定となる。しかし、流量は小さいが、
リリーフ圧切換弁５７のピストン５８の動作により、リ
ングピストン７４の移動が補助されるので、リングピス
トン７４は短時間でストロークエンドに達する。よっ
て、低速起動時には、リングピストン７４が短時間でス
トロークエンドまで達するため、主通路９の圧力は短時
間だけ中圧となる。

【００７３】リングピストン７４がストロークエンドに
達し、リリーフスプリング５９のバネ座６０を押し上げ
て止まると、その時点で油の流動が止まり、ポペット５
４の先端側の面（受圧面積Ａ１）と、基端側の面（受圧
面積Ａ２）に作用する圧力が同等となる。従って、開弁
方向の力はＡ１、Ａ２の面積差に作用する圧力によるも
のだけになり、かつバネ座６０が押し上げられたこと
で、リリーフスプリング５９のセット圧が上昇するた
め、主通路９の圧は高圧設定となる。よって、応答遅れ
を感ずることなく、ショックを軽減できる。

【００７４】（２）次に、図中の二点鎖線内の回路３０
が無い場合の低速起動時の作用について説明する。この
場合、油路２０に圧油は供給されないため、リリーフ圧
切換弁５７は初期状態（図３の左半分に示す状態）を保
持する。このとき、リリーフ圧切換弁６７は絞り（第３
の絞り）７０を選択するので、経路中の絞りの最小径は
ポペット５４の絞り（第１の絞り）６４になる。よっ
て、前記の絞り（第２の絞り）６９、７１を用いたとき
の経路より最小絞り径が大きくなるため、上記（１）の
場合よりもポペット５４の絞り６４を流れる油の流量が
多くなり、ポペット５４の前後面の差圧が大きくなっ
て、リリーフ圧が低圧設定になる。従って、この場合は
リングピストン７４がストロークエンドに達するまでの
時間が長くなるものの、起動時のショックがさらに軽減
される。

【００７５】（３）低速制動時の動作について。リモコ
ン弁１０を中立位置に戻すと、走行弁４が中立に戻り、
カウンタバランス弁５も中立位置に復帰する。そして、
慣性力による油圧モータ１のポンプ作用により主通路８
の圧力が高くなり、制動圧が発生する。このとき（二点
鎖線内の回路３０の有無に関係なく）油路２０はタンク
圧となるため、リリーフ圧切換弁５７は初期状態（図３
の左半分に示す状態）となる。従って、リリーフ弁５０
Ａ内の絞りの組み合わせは、絞り６４、６７、７０の順
となり、前記（２）の説明と同様に絞り６４の径が最小
径であるため、リリーフ圧は低圧設定となり、この圧で
制動作用が進む。機体が完全に停止するまでリングピス
トン７４はストロークエンドに達しないため、ショック
を感じることなく、機体を停止させることができる。

【００７６】（４）高速起動時の動作について。このと
き、速度切換スイッチ１４が高速設定のため、リモコン
弁１０を操作した時点で圧力スイッチ１２が圧を検知
し、コントローラ１３が切換信号を出力して電磁弁１５
をＢ位置に切換える。電磁弁１５がＢ位置に切換わる
と、パイロットポンプ１９からの圧油が、速度切換弁１
６のパイロットポート１６ｂと、リリーフ弁５０Ａ、５
０Ｂのリリーフ圧切換弁５７のパイロットポート７８に
供給される（二点鎖線の回路３０がない場合）。

【００７７】よって、駆動側に位置するリリーフ弁５０
Ｂでは、絞り６９、７１が選択されて、前記（１）の低
速起動時と同設定となり、同様の効果が得られる。

【００７８】二点鎖線内の回路３０がある場合は、シャ
トル弁２１により駆動圧がリリーフ圧切換弁５７のパイ
ロットポート７８に供給されるので、作用としては同様
になるため、説明を省く。

【００７９】（５）高速制動時の動作について。リモコ
ン弁１０を中立位置に戻すと、圧力スイッチ１２はＯＦ
Ｆとなるが、前述したようにＯＦＦとなった時点から１
秒間は、コントローラ１３が電磁弁１５に切換信号を出
力し続けるようになっているため、停止操作後も、パイ
ロットポンプ１９からの圧油はリリーフ弁５０Ａ、５０
Ｂのリリーフ圧切換弁５７に供給され続ける。

【００８０】よって、制動側の主通路８に位置するリリ
ーフ弁５０Ａの設定が中圧となり、機体が完全に停止す
るまでリングピストン７４がストロークエンドに達しな
いため、停止間際のサージ圧が発生しない。このため、
ショックを感じることなく、機体を停止させることがで
きる。

【００８１】なお、制動圧を低速駆動時より高い設定に
したのは、油圧モータ１のトルクが高速時の方が低く、
制動圧を上げても制動トルクは高速時の方が小さいた
め、ショックを増大させる原因にならないからである。
また、高速時の方が、機体の持つ慣性エネルギーが大き
く、低速時と同等の制動圧にしてしまうと、機体停止ま
での時間がかかり、機体の流れ感、安全性が問題になっ
てくるからである。

【００８２】また、本実施例では、リモコン弁１０の操
作状況の判断手段として、圧力スイッチ１２を用いた
が、その他の手段を用いてもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
油圧モータの駆動回路によれば、起動時および制動時の
初期にリリーフ圧を低圧または中圧設定にすることがで
き、その後高圧設定にすることができるので、応答性を
損なわずにショックを軽減することができる。特に、高
圧と低圧（または中圧）の差を大きくとることができる
ので、ショックの軽減をより効果的に図ることができ
る。

【００８４】また、請求項２の発明の油圧モータの駆動
回路によれば、絞り切換機構を操作することにより、低
圧（高圧設定時以外の圧力）のレベルを２段階（中圧設
定と低圧設定）に調節することができる。よって、ショ
ック低減の効果を必要に応じて調整することができる。

【００８５】また、請求項３の発明の油圧モータの駆動
回路によれば、外部パイロットにより中圧と低圧を切換
えることができるので、操作が容易である上、他の動作
に連動して切換えを実行することができる。また特に、
中圧設定にする場合は、短時間中圧設定の後、高圧設定
にすることができるので、起動、制動時のショック低減
と共に、応答遅れ防止の両立を図ることができる。

【００８６】また、請求項４の発明の油圧モータの駆動
回路によれば、起動時に外部パイロットを出力するの
で、起動時の応答遅れを防止して、素早い起動トルクの
立ち上がりを実現できる。

【００８７】また、請求項５の発明の油圧モータの駆動
回路によれば、低速駆動の際の制動時は低圧設定とな
り、高速駆動の際の制動時は中圧設定となるので、油圧
モータのトルクに見合った制動ショックの低減を図るこ
とができる。

【００８８】また、請求項６の発明では、機械が完全に
止まるまでは高圧設定にならないので、停止時のショッ
クを確実に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を説明するための要部概略回路図

【図２】本発明の一実施例の駆動回路の全体構成を示す
回路図である。

【図３】同駆動回路に用いられているリリーフ弁の構成
を示す断面図である。

【図４】従来例の回路図である。

【図５】他の従来例の回路図である。

【符号の説明】

１…油圧モータ ２…メインポンプ ３…タンク ４…走行弁（駆動弁） ８、９…主通路 ５０、５０Ａ、５０Ｂ…リリーフ弁 ５１…流入口 ５２…流出口 ５４…ポペット ５７…リリーフ圧切換弁（絞り切換機構、絞り切換弁） ５８…ピストン（絞り切換用ピストン） ５９…リリーフスプリング ６０…バネ座 ６３…背圧室 ６４…絞り（第１の絞り） ６９、７１…絞り（第２の絞り） ７０…絞り（第３の絞り） ７４…リングピストン（ピストン） ７６…圧力室 Ｋ…高低速切換機構（駆動モード選択手段）

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧モータと、 ポンプと、 タンクと、 これら油圧モータ、ポンプ並びにタンクを接続し、油圧
   モータの駆動並びに停止を制御する駆動弁と、 前記モータに対して圧油を給排する一対の主通路間にま
   たがって配置され、それぞれの流入側及び流出側が対称
   的に前記一対の主通路に接続された一対のリリーフ弁
   と、 を備えた油圧モータの駆動回路において、 前記リリーフ弁は、 リリーフスプリングと、 前記流入側に第１の絞りを介して連通された背圧室と、 前記流入側の圧力による開弁力と、前記背圧室の圧力に
   よる閉弁力と、前記リリーフスプリングによる閉弁力と
   のバランスによって、前記流入側と流出側との連通開度
   を制御するリリーフポペットと、 前記背圧室に連通された圧力室と、 この圧力室に流入する圧油に押されて初期位置からスト
   ロークエンドに向かって移動し、前記流出側の圧力が高
   まった際にその圧力により初期位置に戻されるピストン
   と、 前記ピストンがストロークエンドに達した際に、該ピス
   トンにより押圧変位させられて前記リリーフスプリング
   を高圧縮状態に縮める可動式のバネ座と、 を備えていることを特徴とする油圧モータの駆動回路。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧モータの駆動回路にお
   いて、 前記圧力室と背圧室の連通経路に、前記第１の絞りより
   も流路断面積の小さい第２の絞りを選択的に挿入する絞
   り切換機構を設けたことを特徴とする油圧モータの駆動
   回路。
3. 【請求項３】請求項２記載の油圧モータの駆動回路にお
   いて、 前記絞り切換機構は、外部パイロットの出力により変位
   させられて前記連通経路途中に設けた油室の容積を縮小
   ・変更し、かつ前記背圧室と圧力室を連通する絞りを、
   前記第１の絞りよりも流路断面積の大きな第３の絞りか
   ら、流路断面積の小さな前記第２の絞りに切り換える絞
   り切換用ピストンを備えた絞り切換弁によって構成され
   ていることを特徴とする油圧モータの駆動回路。
4. 【請求項４】請求項３記載の油圧モータの駆動回路にお
   いて、 前記油圧モータの起動時に前記外部パイロットを出力す
   るパイロット制御手段を設けたことを特徴とする油圧モ
   ータの駆動回路。
5. 【請求項５】請求項３記載の油圧モータの駆動回路にお
   いて、 前記油圧モータを低速駆動するモードと高速駆動するモ
   ードとを択一的に選択する駆動モード選択手段と、低速
   駆動するモードが選択されている際の制動時に外部パイ
   ロットを出力せず、高速駆動するモードが選択されてい
   る際の制動時に外部パイロットを出力するパイロット制
   御手段を設けたことを特徴とする油圧モータの駆動回
   路。
6. 【請求項６】前記油圧モータが建設機械の走行用モータ
   として適用された請求項１〜５のいずれかに記載の油圧
   モータの駆動回路において、 水平状態近傍の姿勢で前記建設機械が制動される際に、
   該機械が完全に停止するまで、制動側に位置するリリー
   フ弁のピストンがストロークエンドに達しないように、
   ピストンのストローク及び前記第１の絞り、第２の絞り
   の流路断面積が設定されていることを特徴とする油圧モ
   ータの駆動回路。