JPH0212321Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、建設機械の旋回、走行用等油圧モー
タを用いた油圧回路内に用いるブレーキ弁装置に
関するものである。

ブレーキ弁装置は第１図に示すようになつてい
て、油圧モータａと操作弁（図示せず）とを接続
する往復回路ｂ，ｃ内に設けたカウンタバランス
弁ｄと、このカウンタバランス弁ｄとモータａと
の間に位置する２個のクロスオーバ安全弁ｅ，ｆ
とからなつているが、従来の上記ブレーキ弁装置
を用いた油圧回路にあつては、操作弁を操作して
の発進時、加速の終了時、減速開始時、停止時な
どに機体にシヨツクが発生するという問題があつ
た。

この時の回路内の油圧波形をとつて見ると第２
図に示すようになり、発進時の場合には駆動側回
路（例えば往回路）に、また加速終了、減速、停
止時にはブレーキ側回路（例えば復回路）にそれ
ぞれ立ち上りが急な１つのピーク圧力ｇ，ｈが生
じており、これが上記シヨツクの原因の１つであ
ると考えられる。

本考案は上記のことにかんがみなされたもの
で、発進時、停止時に駆動側回路およびブレーキ
側回路内に発生する圧力上昇が２段階に上昇する
ようにして、急激な圧力上昇が防止でき、回路内
の圧力上昇を原因とする機体のシヨツクを緩和す
ることができるようにし、また高圧側のセツト圧
を安定させることができるようにしたブレーキ弁
を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本考案に係るブレ
ーキ弁装置は、油圧モータ１と操作弁４とを正転
側の回路２と、逆転側の回路３にて接続する油圧
回路内に介装するブレーキ弁装置において、カウ
ンタバランス弁６と、ドレン切換弁８と、タイマ
弁９と、第１、第２クロスオーバ安全弁７ａ，７
ｂとをそれぞれ並列に介装し、上記第１、第２ク
ロスオーバ安全弁７ａ，７ｂを、先端に第１の受
圧面を、また外周にこの第１の受圧面より面積が
大きい第２の受圧面１７を設けたポペツト弁１４
と、このポペツト弁１４の先端部が当接し、かつ
第１の受圧面に対向する弁穴１６を有する弁座１
２と、弁体１５のばね室１０に内装されてポペツ
ト弁１４を弁座１２側へ付勢するばね１１にて構
成すると共に、第１クロスオーバ安全弁７ａの第
２の受圧面１７を正転側の回路２に、弁座１２の
弁穴１６を逆転側の回路３に接続し、第２クロス
オーバ安全弁７ｂの第２の受圧面１７を逆転側の
回路３に、弁座１２の弁穴１６を正転側の回路２
に接続し、またドレン切換弁８を、上記両回路の
差圧にて作動し、低圧側の回路をドレン通路２１
に連通するランドを有するスプール１９と、この
スプール１９を常時上記両回路２，３の連通を閉
じる方向に付勢するばね２０ａ，２０ｂとから構
成し、さらにタイマ弁９を、上記各クロスオーバ
安全弁７ａ，７ｂの各ばね室１０，１０に連通し
たポート３０，３１と、ドレンポート２９と、軸
方向両側に設けられ、かつ上記各回路２，３にそ
れぞれ絞り３２，３３を介して接続した第１、第
２圧力室２３ａ，２３ｂを有する弁体と、この弁
体内に上記第１、第２圧力室２３ａ，２３ｂの圧
力にて移動し、移動したときに、高圧側の圧力室
を、高圧側の回路に第２の受圧面１７を連通した
クロスオーバ安全弁のばね室１０に連通したポー
トに連通するセツト圧面路２７ａ，２７ｂと、反
対側のクロスオーバ安全弁のばね室１０をドレン
ポート２９に連通する小径部２５を有するスプー
ル２２にて構成してある。

そして上記構成のブレーキ弁装置は、切換弁４
を切換えて一方の回路にポンプからの圧油がカウ
ンタバランス弁６を介して供給されると、ドレン
切換弁８にて他方の回路がドレンされると共に、
タイマ弁９がこの高圧側の回路圧にてゆつくり移
動して高圧側の回路に介装されたクロスオーバ安
全弁のばね室１０に連通したドレン回路をゆつく
り閉じる。これにより、高圧側の回路は、上記タ
イマ弁９による上記ドレン回路が閉じられるまで
は、クロスオーバ安全弁の第２の受圧面１７の受
圧面積とばね１１の付勢力にて設定される低い圧
力にセツトされる。タイマ弁９がさらに移動する
と、上記ばね室１０と高圧側の回路とが連通され
てこのばね室１０に高圧が作用して高圧側の回路
に介装したクロスオーバ安全弁はブロツクされ、
それ以後は、高圧側の回路圧は低圧側の低圧側の
回路に介装されたクロスオーバ安全弁によるセツ
ト圧になる。

このように、高圧側の回路の圧力は、駆動時、
加速時の初期に、タイマ弁９の移動に要する時間
にわたつて低圧にセツトされ、その後高圧セツト
となり、２段階に上昇する。

以下本考案の実施例を第３図以下に基づいて説
明する。

図中１は旋回あるいは走行用の油圧モータ、２
はこの油圧モータ１の正転側の回路、３は逆転側
の回路であり、この両回路内で、かつ油圧モータ
１と操作弁４との間にブレーキ弁装置５が介装し
てある。このブレーキ弁装置５は両回路間に並列
に介装したカウンタバランス弁６と、２個すなわ
ち、第１、第２クロスオーバ安全弁７ａ，７ｂ
と、ドレン切換弁８と、タイマ弁９とからなつて
いる。上記カウンタバランス弁６は通常一般のも
のである。それぞれ上記第１、第２クロスオーバ
安全弁７ａ，７ｂおよびドレン切換弁８，タイマ
弁９の具体的な構成を第４図に基づいて説明す
る。

第１、第２クロスオーバ安全弁７ａ，７ｂはそ
れぞれ同一構成で、かつ正逆の両回路２，３に対
向して介装してある。そしてこの両クロスオーバ
安全弁７ａ，７ｂは、一方の回路に連通孔１８に
て連通する中空部を有する弁体１５と、この弁体
１５の先端側に位置し、弁体１５の中空部を他方
の回路へ連通する弁穴１６を有し、かつ弁体１５
側に座面を設けた弁座１２と、先端が弁座１２の
座面に対向して弁体１５に摺動自在に嵌合し、か
つばね室１０内に内装したばね１１にて弁座１２
側へ付勢されたポペツト弁１４とからなつてい
る。そしてこのポペツト弁１４の先端の第１の受
圧面は弁座１２の弁穴１６に対向してある。また
このポペツト弁１６の中間部外周にはばね１１の
付勢力に対向する第２の受圧面１７が設けてあ
り、この第２の受圧面１７は連通孔１８を介して
一方の回路に常時連通している弁体１５内の空間
に対向している。上記両受圧面において、第２の
受圧面１７の面積は弁穴１６に対向する先端側の
第１の受圧面の面積より大きくなつている。また
ばね室１０はタイマ弁９に連通してある。

上記構成の両クロスオーバ安全弁７ａ，７ｂの
ポペツト弁１４は第１、第２の受圧面に作用する
圧力にて開動作して両回路２，３を連通するが、
開動作するための両回路２，３の圧力は両受圧面
の面積差により、第１の受圧面に作用する圧が第
２の受圧面に作用する圧力より高い圧力となる。

そして上記第１クロスオーバ安全弁７ａは弁体
１５の連通孔１８が正転側の回路２に、弁座１２
の弁穴１６が逆転側の回路３にそれぞれ臨ませて
組立てられている。また他方のクロスオーバ安全
弁７ｂは弁体１５の連通孔１８が逆転側の回路３
に、弁座１２の弁穴１６が正転側の回路２にそれ
ぞれ臨ませて組立てられている。

ドレン切換弁８は、両回路２，３間に位置して
両回路２，３の圧力差で移動し、かつ高圧側の回
路圧にて移動されたときに低圧側の回路をドレン
通路２１に連通するランド部を有するスプール１
９と、このスプール１９の両側に位置してこのス
プール１９を常時中立側に付勢するばね２０ａ，
２０ｂとからなつている。中立時にはこのドレン
切換弁８は閉じられている。

タイマ弁９はスプール２２と、このスプール２
２の両側に位置する第１、第２圧力室２３ａ，２
３ｂと、この第１、第２圧力室２３ａ，２３ｂに
内装されスプール２２を中立位置に付勢するばね
２４ａ，２４ｂとからなつている。またスプール
２２の中間部には小径部２５が、また両側部には
各圧力室２３ａ，２３ｂとスプール外周に設けた
第１、第２開口２６ａ，２６ｂとを接続するセツ
ト圧通路２７ａ，２７ｂとが設けてある。一方ス
プール２２が嵌合する弁体にはドレンポート２９
と、このドレンポート２９の両側に位置する第
１、第２ポート３０，３１が設けてある。そして
この第１ポート３０は第１クロスオーバ安全弁７
ａの背圧室１０に、第２ポート３１は第２クロス
オーバ安全弁７ｂの背圧室１０にそれぞれ連通し
てある。またタイマ弁９の第１圧力室２３ａが正
転側の回路２に、第２圧力室２３ｂが逆転側の回
路３にそれぞれ絞り３２，３２を介して連通して
ある。このタイマ弁９の第１、第２開口２６ａ，
２６ｂは、スプール２２が第１ばね室側からの付
勢力にて付勢されてストロークエンドまで移動し
たときに第１開口２６ａが第１ポート３０に、ま
た同じく他方へストロークエンドまで移動したと
きに第２開口２６ａが第２ポート３１に連通する
ようになつている。

上記構成における作用を以下に説明する。

(1) 中立時（第４図） 正転側と逆転側の両回路２，３はドレン圧とな
つており、従つてカウンタバランス弁６はばねに
より中立位置に保持されている。また第１、第２
クロスオーバ７ａ，７ｂはばね１１，１１にて閉
じられている。

(2) 正転駆動時−低圧セツト状態（第５図） 操作弁４を切換えてポンプからの圧油が正転
（駆動）側の回路２に供給されると、この圧油は
カウンタバランス弁６の逆止弁６ａを通つて流入
し、油圧モータ１の正転入口側ポートの圧力が上
昇し、油圧モータに軌道トルクが発生し、油圧モ
ータ１が回転を始める。このとき、正転側の回路
２の圧油はドレン切換弁８に作用してこれを切換
え、逆転側の回路３がドレンされる。またこれと
共に、正転側の回路２の圧油は絞り３２を介して
タイマ弁９の第１圧力室２３ａに流入してスプー
ル２２を右方向に移動させる。このときのスプー
ル２２の移動は、右側の第２圧力室２３ｂが絞り
３３にて絞られていることにより遅くなり、スト
ロークエンドまである時間Δtかかる。またこの
とき第１クロスオーバ安全弁７ａの背圧室１０
は、タイマ弁９のスプール２２がストロークエン
ドまで移動する前ではタイマ弁９を介してドレン
されている（第４図）。従つて第１クロスオーバ
安全弁７ａのポペツト弁１４は低圧セツトになつ
ている。このためポペツト弁１４の受圧面１７に
作用する正転側の回路２の圧油は低い圧力でもつ
てポペツト弁１４から弁座１２、弁穴１６を通つ
て逆転側の回路３にドレンされる。

このとき、上記正転側の回転２の圧力は第２ク
ロスオーバ安全弁７ｂのポペツト弁１４の先端に
も作用し、これを開けようとするが、ポペツト弁
１４の先端の第１の受圧面の面積はポペツト弁１
４の外周の第２の受圧面１７の面積より小さいこ
とにより、上記第２の受圧面１７にてセツトされ
た正転側の回路２の圧力ではこの第２クロスオー
バ安全弁７ｂは閉とはならない。なおこのとき逆
転側の回路３はドレン切換弁８にてドレンされて
いるので低圧となつており、従つて第２クロスオ
ーバ安全弁７ｂのポペツト弁１４の第２の受圧面
１７には圧力は作用しない。

(3) 駆動時−高圧セツト状態（第６図） 上記状態からタイマ弁９のスプール２２が引き
続きで移動し、右端側へストロークエンドまで移
動すると、スプール２２の第１開口２６ａが第１
ポート３０に連通し、これにより、正転側の回路
２の圧力が第１圧力室２３ａ、第１ポート３０を
通つて第１クロスオーバ安全弁７ａの背圧室１０
に作用する。このため第１クロスオーバ安全弁７
ａはブロツクされ、クロスオーバ安全弁としての
作動は停止し、正転側の回路２（モータ入口ポー
ト）の圧力は再び上昇を始める。

正転側の回路２の圧力が所定の圧力になると、
第２クロスオーバ安全弁７ｂが作動して正転側の
回路２の圧力が第２クロスオーバ安全弁７ｂによ
り高圧にセツトされ、この高い圧力により油圧モ
ータ１に大きなトルクが発生されモータ１は本格
的に回転される。

(4) ブレーキ始め−操作弁レバー中立（第７図） 操作弁４を中立に戻すと、ポンプからの圧油は
正転側の回路２に作用しなくなる。このためカウ
ンタバランス弁６は中立に戻りはじめる。このと
きモータ出口ポートからの圧油はカウンタバラン
ス弁６を通つてドレンされる。モータ入口ポート
はこのドレンされた量だけ不足するため、カウン
タバランス弁６の逆止弁より吸い上げ、モータ１
のキヤビテーシヨンが防止される。

カウンタバランス弁６の中立方向への動きに伴
い、モータ出口ポートからカウンタバランス弁６
を通つて流れでる流量は絞られ、モータ１の惰力
回転によりモータ出口ポートの圧力が上昇する。
この圧力上昇によりブレーキがかかり始める。モ
ータ出口ポートの圧力上昇によりドレン切換弁８
が左方へ瞬時に切換つて正転側の回路２の圧油を
ドレンする。またこれと同時にタイマ弁９の第２
圧力室２３ｂに圧力が作用してスプール２２が左
方へ付勢される。このとき第１圧力室２３ａは絞
り３２にて絞られているためスプール２２はゆつ
くりと動きはじめる。

(5) ブレーキ時−低圧セツト状態（第８図） タイマ弁９のスプール２２が左方向へ動き出す
とき、および移動中には、第２クロスオーバ安全
弁７ｂのばね室１０はタイマ弁９を介してドレン
されているため、第２クロスオーバ安全弁７ｂは
ポペツト弁１４の第１、第２の受圧面に作用する
圧力によつてばね１０に抗して移動して回動作可
能になつている。このためポペツト弁１４の受圧
面１７に作用する逆転側の回路３の圧油は低い圧
力でもつて弁穴１６を通つて正転側の回路２にツ
ドレンされる。一方このとき、第１クロスオーバ
安全弁７ａは上記逆転側の回路圧では開とはなら
ない。

(6) ブレーキ時−高圧セツト状態（第９図） タイマ弁９のスプール２２がストロークエンド
まで動くと、逆転側の回路３のブレーキ圧力が第
２クロスオーバ弁７ｂのばね室１０に作用し、第
２クロスオーバ弁７ｂはブロツクされクロスオー
バ安全弁としての作動は停止し、逆転側の回路
（モータ出口ポート）の圧力は再び上昇をはじめ
る。

逆転側の回路３のブレーキ圧力が所定の圧力に
なると、第１クロスオーバ安全弁７ａが作動して
逆転側の回路３のブレーキ圧力は高圧セツトにな
り、モータ１は高いブレーキ圧力によつて大きな
ブレーキトルクが発生しモータ１は停止する。

上記作用における正転（駆動）側の回路２と逆
転（ブレーキ）側の回路３とのそれぞれの圧力変
化は第１０図に示すようになる。すなわち正転側
の回路２の圧力は線Ａに示すように駆動時、加速
時の初期に、タイマ弁９のスプール２２の移動に
要する時間Δtにわたつて低圧Δpにセツトされ、
この時間Δtの経過に高圧セツトとなり２段階に
上昇する。またブレーキ作用時におけるブレーキ
側の回路３の圧力は線Ｂに示すように同じく２段
階に上昇する。

なお上記実施例におけるΔpは40〜50Kg／cm²、
Δtは0.1〜0.2secである。

上記作用においてドレン切換弁８は高圧側の回
路圧によつて切換つて低圧側の回路をドレン通路
２１に連通するから、この低圧側の回路の圧力は
低圧状態で安定され、この低圧側の回路内に介装
されたクロスオーバ安全弁のポペツト弁の第２の
受圧面１７に作用する圧力が低く、かつ安定され
る。従つてこの低圧側の回路に介装され、かつ高
圧セツト状態にあるクロスオーバ安全弁はポペツ
ト弁１４の先端の第１の受圧面に作用する高圧側
の回路の圧力だけで開動作することになり、この
高圧セツト圧が安定される。

また上記ドレン切換弁８が切換ることにより、
低圧側の回路はドレン切換弁８とタイマ弁９を介
して低圧側の回路に介装されたクロスオーバ安全
弁のばね室１０が連通されることになり、これに
よつても高圧セツト時におけるセツト圧が安定さ
れる。

本考案は以上のようになり、油圧モータ１と操
作弁４とを正転側の回路２と、逆転側の回路３に
て接続する油圧回路内に介装するブレーキ弁装置
において、カウンタバランス弁６と、ドレン切換
弁８と、タイマ弁９と、第１、第２クロスオーバ
安全弁７ａ，７ｂとをそれぞれ並列に介装し、上
記第１、第２クロスオーバ安全弁７ａ，７ｂを、
先端に第１の受圧面を、また外周にこの第１の受
圧面より面積が大きい第２の受圧面１７を設けた
ポペツト弁１４と、このポペツト弁１４の先端部
が当接し、かつ第１の受圧面に対向する弁穴１６
を有する弁座１２と、弁体１５のばね室２０に内
装されてポペツト弁１４を弁座１２側へ付勢する
ばね１１にて構成すると共に、第１クロスオーバ
安全弁７ａの第２の受圧面１７を正転側の回路２
に、弁座１２の弁穴１６を逆転側の回路３に接続
し、第２クロスオーバ安全弁７ｂの第２の受圧面
１７を逆転側の回路３に、弁座１２の弁穴１６を
正転逆の回路２に接続し、またドレン切換弁８を
上記両回路の差圧にて作動し、低圧側の回路をド
レン通路２１に連通するランドを有するスプール
１９と、このスプール１９を常時上記両回路２，
３の連通を閉じる方向に付勢するばね２０ａ，２
０ｂとから構成し、さらにタイマ弁９を、上記各
クロスオーバ安全弁７ａ，７ｂの各ばね室１０，
１０に連通したポート３０，３１と、ドレンポー
ト２９と、軸方向両側に設けられ、かつ上記各回
路２，３にそれぞれ絞り３２，３３を介して接続
した第１、第２圧力室２３ａ，２３ｂを有する弁
体と、この弁体内に上記第１、第２圧力室２３
ａ，２３ｂの圧力にて移動し、移動したときに、
高圧側の圧力室を、高圧側の回路に第２の受圧面
１７を連通したクロスオーバ安全弁のばね室１０
に連通したポートに直通するセツト圧面路２７
ａ，２７ｂと、反対側のクロスオーバ安全弁のば
ね室１０をドレンポート２９に連通する小径部２
５を有するスプール２２にて構成したから、クロ
スオーバ安全弁７ａ、７ｂは低圧と高圧の２段の
セツト圧となり、正転（駆動）側および逆転（ブ
レーキ）側のいずれの回路２，３に発生する圧力
上昇を低圧から高圧へ２段階に上昇させることが
でき、回路内の圧力上昇を原因とする機体のシヨ
ツクを緩和することができる。また本考案によれ
ば、両回路２，３間に、両回路２，３の差圧にて
作動し、低圧側の回路をドレン面路２１にて連通
するランドを有するスプール１９と、このスプー
ル１９を常時上記両回路２，３の連通を閉じる方
向に付勢するばね２０ａ，２０ｂとからなるドレ
ン切換弁８を介装したから、一方の回路に高圧が
作用している作動時には常に低圧側の回路がドレ
ン切換弁８にてドレンされて、この低圧側の回路
の圧力は低圧状態で安定され、この低圧側は回路
内に介装されたクロスオーバ安全弁はポペツト弁
１４の先端の第１の受圧面に作用する高圧側の回
路の圧力だけで開動作することになり、この高圧
セツト圧が安定される。

また上記ドレン切換弁８があることにより、低
圧側の回路のクロスオーバ安全弁の第２の受圧面
１７とばね室１０とが連通されて、この第２の受
圧面１７とポペツト弁１４の背面のそれぞれに作
用する油圧力はつり合うことになり、これによつ
ても上記高圧セツト時におけるセツト圧が安定さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は従来例
における回路内の圧力上昇を示す線図、第３図以
下は本考案の実施例を示すもので、第３図は回路
図、第４図から第９図は本考案の実施例および作
用を具体的に示す断面図、第１０図は本考案例に
おける回路内の圧力上昇を示す線図である。 １は油圧モータ、２，３は正転側、逆転側の回
路、４は操作弁、５はブレーキ弁装置、６はカウ
ンタバランス弁、７ａ，７ｂはクロスオーバ安全
弁、８はドレン切換弁、９はタイマ弁、１０は背
圧室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 油圧モータ１と操作弁４とを正転側の回路２
   と、逆転側の回路３にて接続する油圧回路内に介
   装するブレーキ弁装置において、カウンタバラン
   ス弁６と、ドレン切換弁８と、タイマ弁９と、第
   １、第２クロスオーバ安全弁７ａ，７ｂとをそれ
   ぞれ並列に介装し、上記第１、第２クロスオーバ
   安全弁７ａ，７ｂを、先端に第１の受圧面を、ま
   た外周にこの第１の受圧面より面積が大きい第２
   の受圧面１７を設けたポペツト弁１４と、このポ
   ペツト弁１４の先端部が当接し、かつ第１の受圧
   面に対向する弁穴１６を有する弁座１２と、弁体
   １５のばね室１０に内装されてポペツト弁１４を
   弁座１２側へ付勢するばね１１にて構成すると共
   に、第１クロスオーバ安全弁７ａの第２の受圧面
   １７を正転側の回路２に、弁座１２の弁穴１６を
   逆転側の回路３に接続し、第２クロスオーバ安全
   弁７ｂの第２の受圧面１７を逆転側の回路３に、
   弁座１２の弁穴１６を正転逆の回路２に接続し、
   またドレン切換弁８を、上記両回路の差圧にて作
   動し、低圧側の回路をドレン通路２１に連通する
   ランドを有するスプール１９と、このスプール１
   ９を常時上記両回路２，３の連通を閉じる方向に
   付勢するばね２０ａ，２０ｂとから構成し、さら
   にタイマ弁９を、上記各クロスオーバ安全弁７
   ａ，７ｂの各ばね室１０，１０に連通したポート
   ３０，３１と、ドレンポート２９と、軸方向両側
   に設けられ、かつ上記各回路２，３にそれぞれ絞
   り３２，３３を介して接続した第１、第２圧力室
   ２３ａ，２３ｂを有する弁体と、この弁体内に上
   記第１、第２圧力室２３ａ，２３ｂの圧力にて移
   動し、移動したときに、高圧側の圧力室を、高圧
   側の回路に第２の受圧面１７を連通したクロスオ
   ーバ安全弁のばね室１０に連通したポートに連通
   するセツト圧面路２７ａ，２７ｂと、反対側のク
   ロスオーバ安全弁のばね室１０をドレンポート２
   ９に連通する小径部２５を有するスプール２２に
   て構成したことを特徴とするブレーキ弁装置。