JP2790312B2

JP2790312B2 - ２速式油圧モータの容量切換弁

Info

Publication number: JP2790312B2
Application number: JP11954589A
Authority: JP
Inventors: 博有路
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JPH02298670A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、パワーショベルを始めとする建設機械等に
使用される油圧モータの傾転角をパイロット圧に応じて
大小２段に切り換える容量切換弁の改良に関する。

（従来の技術）パワーショベル等の建設機械の走行用に使用する油圧
モータとして、傾斜角をパイロット圧に応じて大小２段
に切り換える第４図に示すような容量切換弁を備えたも
のが知られている。

これは、ハウジング３にスプール31を摺動自由に収装
し、スプール31の内側に別のスプール32を摺動自由に収
装したもので、スプール31の一端に臨む受圧室33にパイ
ロット圧が導かれ、スプール32とハウジング３との間に
介装したスプリング34がこれと逆向きにスプール31を支
持している。

ハウジング３には油圧モータの駆動回路の圧力を油圧
モータの前後から導いた環状溝35と36、タンクに連通す
るポートT₁とT₂、及び油圧モータの傾転角を切り換える
べく図示されないピストンに油圧を供給する通路28と29
がスプール31に面してそれぞれ開口する。

スプール31と32との間には環状溝35に連通する油室37
と環状溝36に連通する油室38とが形成され、スプール31
とハウジング３との間にはオリフィス39とドレーン40と
を介して常時タンクに連通する環状断面の受圧室41が形
成される。そして、スプール31の図の右方向への摺動に
伴ってこの受圧室41を前記受圧室33に連通するオリフィ
ス42がスプール31に形成される。

受圧室33のパイロット圧が低圧の時は、スプール31は
スプール32を介してスプリング34に弾性支持され、図に
示すようにハウジング３内の左側に押し付けられてい
る。この状態では、通路28と29はタンクに連通するポー
トT₁とT₂に接続されているので、油圧モータの傾転角は
大きく、油圧モータは大容量で低速回転している。

一方、受圧室33に高圧のパイロット圧が作用するとス
プール31はスプリング34に抗して図の右側へと変位し、
環状溝35と36を通路28と29にそれぞれ連通する。この結
果、油圧モータの駆動回路の圧力がピストンに供給さ
れ、ピストンが油圧モータの傾斜角を減少させるので、
油圧モータは小容量で高速回転する。

また、高速回転中の油圧モータの負荷の増大により、
環状溝35ないし36の圧力が高まると、油室37ないし38に
作用するこの圧力によって、スプール31はパイロット圧
に抗して図の左側へと駆動される。これにより、通路28
と29はポートT₁とT₂を介してタンクに解放され、油圧モ
ータは自動的に大容量の低速運転に戻る。

なお、スプール31の変位に伴ってオリフィス42が開く
と、受圧室33と41の連通によりスプール31に作用するパ
イロット圧の受圧面積が増加し、またオリフィス42が閉
じると受圧面積が減少するので、スプール31の変位はい
ずれの方向に向かう場合も途中で加速し、切換動作を確
実に実行するようになっている。

（発明の課題）ところが、この容量切換弁においてはスプール31がパ
イロット圧の作用で小容量側、すなわち図の右側に位置
している時は、高圧のパイロット作動油が受圧室41から
オリフィス39を介してドレーン40に常時排出されてお
り、作動油中のごみなどでオリフィス39が目詰まりを起
こしやすい環境となっていた。

また、容量切り換えの境目となる制御点はスプリング
34のばね荷重と、受圧室33と41及び油室37と38の各受圧
面積とで決まるが、これらを後から変更することは困難
であった。

本発明は、以上の問題点を解決すべくなされたもの
で、内部で目詰まりを起こしにくく、制御点を容易に調
整することのできる容量切換弁を提供することを目的と
する。

（課題を達成するための手段）本発明は、ハウジングの内側にスプリングに軸方向に
支持されたスプールを摺動自由に収装し、スプリングに
抗してスプールを摺動させるパイロット圧の受圧室をス
プールに面して形成するとともに、油圧モータの傾転角
を切り換える油圧回路を、このスプールの位置変化に対
応してタンクと油圧源のいずれかに接続するようにした
２速式油圧モータの容量切換弁において、前記受圧室を
二室に画成し、一室をスプールの摺動に応じて閉じるオ
リフィスを介してタンクに連通するとともに、前記スプ
リングのばね荷重の設定を外部操作で変更するアジャス
タを備えている。

（作用）スプールの摺動途中で開閉するオリフィスにより一方
の受圧室の圧力が変化し、スプールの摺動が加速され
る。

また、開閉するオリフィスにより、高圧のパイロット
作動油がオリフィスから流出する機会が減少し、作動油
の流出によりオリフィスの目詰まりが起きにくくなる。

さらに、アジャスタを介してスプリングのばね荷重の
設定を変更することにより、容量切り換えの境目となる
制御点を任意に調整することができる。

（実施例）第１図〜第３図に本発明の実施例を示す。

第１図において、１は中間部をプラグ２で閉鎖した中
空のスプールであり、ハウジング３に形成した摺動孔3A
の内側に摺動自由に収装され、一端をストッパ５に当接
したスプリング４により図の右方向に向けて弾性支持さ
れる。このストッパ５はハウジング３に螺合して摺動孔
3Aを密閉する盲栓６の内側に摺動自由に収装され、盲栓
６の中心に螺合するボルト状のアジャスタ７に支持さ
れ、アジャスタ７の回転操作に応じて前進する。８はア
ジャスタ７に螺合する緩み止め用のナットである。な
お、摺動孔3Aの反対側の端部は盲栓23に密閉される。

スプール１の内側にはプラグ２の左側に摺動部材９
が、右側に摺動部材10がそれぞれ摺動自由に嵌合する。

ハウジング３にはスプール１の外周に臨んで図の左側
から、ドレーンT₁、通路28、ポート11と12、パイロット
ポート13、ドレーンT₂、通路29、及びポート14がそれぞ
れ開口する。ドレーンT₁とT₂はタンクに接続され、通路
28と29は油圧モータの傾転角を切り換えるピストンの駆
動回路に接続する。なお、油圧モータはこれらの通路28
と29のいずれかに高圧が供給されることで大容量から小
容量へと切り換えられる。ポート11と14は油圧モータの
駆動回路に油圧モータの前後で接続し、ポート12にはこ
れらの圧力のうちの高圧側の圧力が導かれる。また、パ
イロットポート13にはパイロット圧が導かれる。

一方、スプール１の外周には摺動位置に応じて、通路
28をドレーンT₁に連通する溝15と、通路28をポート11に
連通する溝16と、通路29をドレーンT₂に連通する溝17
と、通路29をポート14に連通する溝18とが形成される。

また、スプール１の内側の摺動部材９とプラグ２の間に
画成される油室19をポート12に連通する通孔20と、スプ
ール１のプラグ２と摺動部材10の間に画成される受圧室
21をパイロットポート13に連通する通孔22とがスプール
１の壁面を貫通して形成される。

盲栓23とスプール１との間には受圧室24が形成され
る。摺動部材10にはこの受圧室24に連通する第３図に示
すような切欠25が軸方向に形成され、この切欠に向かっ
て開口するオリフィス26と27がそれぞれスプール１と10
の壁面を貫通して形成される。なお、オリフィス26はス
プール１の摺動位置に応じて通路29を切欠25に連通し、
オリフィス27は受圧室21と24を常時連通する。

次に作用を説明する。

パイロットポート13にパイロット圧が作用していない
状態では、スプール１は第１図に示すように、スプリン
グ４とポート12を介して油室19（直径φD₃）に作用する
油圧モータの駆動圧力により盲栓23に押し付けられ、通
路28と29はそれぞれ溝15と17を介してドレーンT₁とT₂に
接続されている。このため、傾転角を切り換えるピスト
ンへの油圧供給は行なわれず、油圧モータは大容量で低
速運転を行う。

一方、パイロットポート13にパイロット圧が作用する
と、通孔22を介して受圧室21（直径φD₂）に導かれたこ
のパイロット圧がスプリング４と油室19の圧力に抗して
スプール１を図の左側へと摺動させる。この時、受圧室
24（直径φD₁）はオリフィス26を介してドレーンT₂に連
通しているが、スプール１がある程度摺動するとオリフ
ィス26が閉じ、受圧室24の圧力が上昇するため、スプー
ル１の摺動は加速され、スプール１は第２図に示すよう
に盲栓６に当接するまで一気に変位する。

この位置においては、ポート11が通路28に、ポート14
が通路29に接続され、油圧モータの回転方向に応じて高
圧となるポート11と14のいずれかの作動油が通路28ない
し29を介してピストンを駆動し、油圧モータの傾転角を
切り換える。これにより、油圧モータは小容量となり、
高速運転が行われる。

また、高速運転中に例えば油圧モータの負荷が増加
し、通路28または29の圧力が一定以上に上昇すると、ポ
ート12を介して油圧19に導かれるこの高圧によりスプー
ル１は図の右側へと摺動する。この場合には、スプール
１の変位に伴ってオリフィス26が開き、受圧室24の圧力
をドレーンT₂との連通により低下させるので、スプール
１は速やかに第１図の位置へと変化し、油圧モータは直
ちに大容量の低速運転へと切り換えられる。

ところで、オリフィス26は第１図の状態では開いてい
るが、この状態では受圧室24は低圧であり、これに対し
て受圧室24が高圧となる第２図の状態ではオリフィス26
は閉じている。したがって、オリフィス26を作動油が流
通するのは、スプール１が第１図の位置と第２図の位置
との間で変位する過程の一部においてのみであり、流通
機会が少ないため、流通作動油によりオリフィス26が目
詰まりを起こす恐れはほとんどない。

また、容量切り換えの境界となる制御点は、パイロッ
ト圧と油室19の圧力とスプリング４のばね荷重とで決ま
るが、この容量切換弁においては、アジャスタ７の回転
操作を介してスプリング４のばね荷重の設定を変更する
ことにより、制御点を調整できるため、製造誤差等の補
償も容易に行える。さらに、パイロットポート13がハウ
ジング３の中央に位置しているので、左右対称位置に設
けた油圧モータに容量切換弁を各々付設する場合の配管
のレイアウトにも都合が良い。

（発明の効果）以上のように、本発明はパイロット圧をスプールに作
用させる受圧室を二室に画成し、一室をスプールの摺動
に応じて閉じるオリフィスを介してタンクに連通したの
で、スプールの摺動途中で開閉するこのオリフィスによ
り一方の受圧室の圧力が変化し、スプールの摺動が加速
される一方、作動油がオリフィスを常時流通しないた
め、オリフィスが目詰まりを起こす恐れも少なく、安定
した作動を確保することができる。

また、パイロット圧に抗してスプールを支持するスプ
リングのばね荷重の設定を外部操作で変更するアジャス
タを備えたため、容量切り換えの境目となる制御点の調
整が可能であり、製造誤差等を容易に補償することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示す容量切換弁の
断面図、第３図は摺動部材の横断面図である。また、第４図は従来例を示す容量切換弁の断面図であ
る。１……スプール、３……ハウジング、４……スプリン
グ、７……アジャスタ、9,10……摺動部材、11,12,14…
…ポート、13……パイロットポート、19……油室、21,2
4……受圧室、25……切欠、26,27……オリフィス、28,2
9……通路、T₁,T₂……ドレーン。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングの内側にスプリングに軸方向に
支持されたスプールを摺動自由に収装し、スプリングに
抗してスプールを摺動させるパイロット圧の受圧室をス
プールに面して形成するとともに、油圧モータの傾転角
を切り換える油圧回路を、このスプールの位置変化に対
応してタンクと油圧源のいずれかに接続するようにした
２速式油圧モータの容量切換弁において、前記受圧室を
二室に画成し、一室をスプールの摺動に応じて閉じるオ
リフィスを介してタンクに連通するとともに、前記スプ
リングのばね荷重の設定を外部操作で変更するアジャス
タを備えたことを特徴とする２速式油圧モータの容量切
換弁。