JPH0341131Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば油圧モータを使用して慣性体
を駆動する油圧回路等に設けられるブレーキ弁に
関する。

〔従来技術〕 第３図ないし第５図に慣性体としての建設機械
を走行駆動するために従来から一般的に用いられ
ている油圧回路およびブレーキ弁を示す。

図において、１は慣性体２を駆動するアクチユ
エータとしての油圧モータを示し、該油圧モータ
１には一対の給排ポートＡ，Ｂが設けられてお
り、該各給排ポートＡ，Ｂはそれぞれブレーキ弁
３を介して方向切換弁４と接続されている。そし
て、該方向切換弁４により油圧モータ１の各給排
ポートＡ，Ｂは油圧源としての油圧ポンプ５およ
びタンク６と切換可能に接続されている。

ここで、油圧モータ１と方向切換弁４との間に
介装されるブレーキ弁３はカウンタバランス弁７
と、一対のチエツク弁８Ａ，８Ｂと、一対のリリ
ーフ弁９Ａ，９Ｂとから大略構成され、これら各
部材はケーシング１０内に設けられている。この
ために、ケーシング１０には油圧モータ１の各ポ
ートＡ，Ｂに一端が接続された配管１１Ａ，１１
Ｂの他端が接続される油路１２Ａ，１２Ｂと、一
端が方向切換弁４に接続された配管１３Ａ，１３
Ｂの他端が接続される油路１４Ａ，１４Ｂが形成
されている。そして、該各油路１２Ａ，１２Ｂは
油室１５Ａ，１５Ｂに開口し、また油路１４Ａ，
１４Ｂは油室１６Ａ，１６Ｂに開口している。さ
らに、ケーシング１０にはカウンタバランス弁７
のスプール１７が摺動可能に挿嵌され、該スプー
ル１７には油室１５Ａ，１６Ａ間を連通，遮断す
るランド１７Ａが設けられ、また油室１５Ｂ，１
６Ｂ間を連通，遮断するランド１７Ｂが設けられ
ている。そして、スプール１７はその両端部がケ
ーシング１０に形成されたパイロツト室１８Ａ，
１８Ｂに臨み、該各パイロツト室１８Ａ，１８Ｂ
内にはスプール１７の各端面と当接するダンパ部
材１９Ａ，１９Ｂが配設されている。該各ダンパ
部材１９Ａ，１９Ｂとパイロツト室１８Ａ，１８
Ｂを施蓋するキヤツプ２０Ａ，２０Ｂとの間には
スプール１７の中立位置への復帰用のばね２１
Ａ，２１Ｂが介装されている。また、油室１６
Ａ，１６Ｂとパイロツト室１８Ａ，１８Ｂとの間
はそれぞれスプール１７に設けた油路２２Ａ，２
２Ｂにより連通し、さらにダンパ部材１９Ａ，１
９Ｂにはそれぞれ絞り通路２３Ａ，２３Ｂ（絞り
通路２３Ａは図面上は表れていない）が穿設され
ている。

次に、２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ油室１６Ａ，
１６Ｂに連通する油路、２５Ａ，２５Ｂは油路１
２Ａ，１２Ｂに連通する油路をそれぞれ示し、該
各油路２４Ａ，２５Ａ間および油路２４Ｂ，２５
Ｂ間にはそれぞれチエツク弁８Ａ，８Ｂが介装さ
れ、該チエツク弁８Ａ，８Ｂは油路２４Ａ，２４
Ｂ側から油路２５Ａ，２５Ｂ側に向けてのみ圧油
の流通を許すことができるようになつている。チ
エツク弁８Ａ，８Ｂはそれぞれ油路２５Ａ，２５
Ｂ内に開口するようにケーシング１０に形成した
弁室２６Ａ，２６Ｂと、該各弁室２６Ａ，２６Ｂ
内に摺動可能に挿嵌したポペツト弁体２７Ａ，２
７Ｂと、該各ポペツト弁体２７Ａ，２７Ｂと弁室
２６Ａ，２６Ｂを施蓋するキヤツプ２８Ａ，２８
Ｂとの間に介装したばね２９Ａ，２９Ｂとからな
り、ポペツト弁体２７Ａ，２７Ｂは油路２４Ａ，
２４Ｂの油路２５Ａ，２５Ｂへの開口部周縁に前
記各弁室２６Ａ，２６Ｂに対向するように形成し
た弁座３０Ａ，３０Ｂに離着座することができる
ようになつている。そして、油路１２Ａ，１４
Ａ，２４Ａ，２５Ａ、油室１５Ａ，１６Ａにより
油圧モータ１の一側ポートＡに配管１１Ａ，１３
Ａを介して接続される油通路３１Ａが形成され、
油路１２Ｂ，１４Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ、油室１５
Ｂ，１６Ｂにより油圧モータ１の他側ポートＢと
配管１１Ｂ，１３Ｂを介して接続される油通路３
１Ｂが形成される。ここで、該各油通路３１Ａ，
３１Ｂは弁座３０Ａ，３０Ｂにポペツト弁体２７
Ａ，２７Ｂが着座することによつて油路２５Ａ，
２５Ｂからアクチユエータ側の部位がアクチユエ
ータ側油路を形成し、油路２４Ａ，２４Ｂから油
圧源側の部位が油圧源側油路となつている。そし
て、ポペツト弁体２７Ａ，２７Ｂにはアクチユエ
ータ側油路を構成する油路２５Ａ，２５Ｂと弁室
２６Ａ，２６Ｂとを常時連通させる油穴３２Ａ，
３２Ｂが穿設されている。これにより、油路２４
Ａ，２４Ｂ内の圧力と油路２５Ａ，２５Ｂ内の圧
力との間に差圧が生じると、ポペツト弁体２７
Ａ，２７Ｂはばね２９Ａ，２９Ｂに抗して弁座３
０Ａ，３０Ｂから離座し、油路２４Ａ，２４Ｂ内
の圧油を油路２５Ａ，２５Ｂに向け流すことがで
きるようになつている。

さらに、油路１２Ａ，１２Ｂ間は一対の油路３
３Ａ，３３Ｂにより接続されており、該各油路３
３Ａ，３３Ｂの途中にリリーフ弁９Ａ，９Ｂが介
装されている。該各リリーフ弁９Ａ，９Ｂはそれ
ぞればね３４Ａ，３４Ｂにより与えられる所定の
リリーフ設定圧を有し、それぞれアクチユエータ
側の油路の一部をなす油路１２Ａ，１２Ｂ内の圧
力がこのリリーフ設定圧を越すと、他側のアクチ
ユエータ側油路である油路１２Ｂ，１２Ａに向け
て圧油を流すことができるようになつている。

従来技術によるブレーキ弁３は前述の構成を有
するもので、次にその作動について説明する。

いま、方向切換弁４が中立位置から、例えば図
中左方の切換位置に切換えられたとする。これに
より、油圧ポンプ５は配管１３Ａに接続され、ま
た配管１３Ｂはタンク６と接続される。このため
に、油圧ポンプ５から供給される圧油は該配管１
３Ａを介して油路１４Ａ内に流入し、油室１６Ａ
が高圧となる。この圧力は油路２４Ａを介してポ
ペツト弁体２７Ａに作用し、油路２４Ａ，２５Ａ
間の差圧によりポペツト弁体２７Ａが弁座３０Ａ
から離座する。このため、油路２４Ａ，２５Ａ間
が連通し、油圧ポンプ５からの圧油は油通路３１
Ａを形成する油路１４Ａ、油室１６Ａ，油路２４
Ａ，２５Ａ，１２Ａ、さらには配管１１Ａを順次
介して油圧モータ１のポートＡに供給される。こ
れと同時に、油室１６Ａ内の圧油は油路２２Ａを
介してパイロツト室１８Ａにも供給され、該パイ
ロツト室１８Ａ，１８Ｂ間に差圧が生じる。この
ために、スプール１７はばね２１Ｂに抗して図中
右方に変位し、油室１５Ｂと油室１６Ｂとが連通
する。従つて、油圧モータ１のポートＢは他側の
油通路３１Ｂを形成する油路１２Ｂ、油室１５
Ｂ，１６Ｂ、油路１４Ｂ、さらには配管１３Ｂを
順次介して方向切換弁４からタンク６と接続した
状態に切換わる。このようにして油圧モータ１の
ポートＡには油圧ポンプ５から高圧作動油が供給
されて該油圧モータ１を一方向に回転駆動し、ポ
ートＢから排出される戻り油はタンク６に環流さ
れる。そして、。油圧モータ１により慣性体２が
駆動される。

次に、慣性体２の駆動を停止すべく方向切換弁
４を中立位置に復帰させると、油圧ポンプ５と油
路１４Ａとの間の接続が断たれ、油路１４Ａへの
圧油の供給が停止される。このため、チエツク弁
８Ａのポペツト弁体２７Ａはばね２９Ａの作用に
よつて弁座３０Ａに着座せしめられ、油路２４Ａ
と油路２５Ａとの間の連通が遮断される。また、
パイロツト室１８Ａ内の圧力も低下し、カウンタ
バランス弁７のスプール１７は中立位置に復帰
し、油室１５Ｂと油室１６Ｂとの間の連通も遮断
される。このとき、慣性体２の慣性力が油圧モー
タ１に作用していると、該油圧モータ１は強制的
に回転駆動されてポンプ作用を発揮し、ポートＡ
から作動油を吸込んでポートＢ側に吐出する。と
ころが、チエツク弁８Ｂは閉弁状態にあり、また
カウンタバランス弁７のスプール１７は油室１５
Ｂ，１６Ｂ間を遮断して回路閉鎖の状態となつて
いるから、ポートＢから吐出された高圧の作動油
は外部に排出されることはない。このため、配管
１１Ｂおよび油路１２Ｂ内が高圧となり、この圧
力が油路３３Ｂを介してリリーフ弁９Ｂに作用
し、リリーフ設定圧を越えると該リリーフ弁９Ｂ
が開弁せしめられて、油路１２Ｂ内の作動油は油
路１２Ａ内に流れ、油圧モータ１、配管１１Ｂ、
油路１２Ｂ、油路３３Ｂ、リリーフ弁９Ｂ、油路
１２Ａ、配管１１Ａからなる閉回路が形成され、
慣性体２の持つ慣性エネルギは油圧モータ１のポ
ートＢから吐出される高圧の作動油がリリーフ弁
９Ｂを通過する際に生じる熱エネルギに変換され
ることになりこの結果慣性体２に対する制動作用
が発揮される。

前述とは逆に方向切換弁４を図中右方の切換位
置に切換えると、油圧モータ１にはそのポートＢ
に高圧作動油が供給されて、該油圧モータ１は前
述とは逆の他方向に回転駆動される。この状態か
ら方向切換弁４を中立位置に復帰させると、リリ
ーフ弁９Ａが作動し、前述と同様にして慣性体２
の制動作用が行われる。

ところで、上述の如き構成を有する従来技術に
おいて、建設機械（例えば、油圧シヨベルまたは
油圧ブルドーザ）を傾斜地の掘削、整地作業等に
使用する場合、当該建設機械は傾斜地を登り降り
しながら、作業を行うことになる。

このため、前記方向切換弁４を中立位置を飛び
越して、例えば右方の切換え位置から左方の切換
位置へと急激に切換えたとき、油圧モータ１の回
転は前記他方向から一方向へと切換えられると共
に、チエツク弁８Ｂのポペツト弁体２７Ｂはばね
２９Ｂの付勢力によつて弁座３０Ｂに着座するよ
うになる。

しかし、油圧モータ１および慣性体２の慣性力
が小さい場合（例えば、建設機械が登り方向から
降り方向に動くときあるいは、クローラシユーの
泥を除去するため、クローラをジヤツキアツプし
て、前後進の急逆転動作をくりかえしたりすると
き）、チエツク弁８Ｂを流れる作動油は、過渡的
な現象として、第５図中に示すように油路２５Ｂ
から油路２４Ｂへと矢示Ｃ方向に直ちに流れ、し
かも、その後急激に流量が増大する。

この結果、チエツク弁８Ｂが閉弁していない初
期状態で、この矢示Ｃ方向への油液の流速が速い
と、弁室２６Ｂ内の油液も油穴３２Ｂを介して矢
示Ｄ方向に吸い出され、弁室２６Ｂ内の圧力上昇
を遅延させる結果、前記ポペツト弁体２７Ｂが弁
座３０Ｂに着座する時間が遅れることがある。

このため、従来技術では、その後に油圧モータ
１からの作動油の流量が急激に増加し、油路１２
Ｂ，２５Ｂ内を流れる油量が増加したときに、前
記ポペツト弁体２７Ｂが弁座３０Ｂに急激に着座
するようになる。この結果、チエツク弁８Ｂのポ
ペツト弁体２７Ｂは急激に流量が増大した状態で
油通路３１Ｂを遮断するようになり、前記油路２
５Ｂ，１２Ｂ内にサージ圧が発生し、ブレーキ弁
３や油圧モータ１等が破損されるという欠点があ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は上述した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、本考案が解決しようとする問題点は、
油圧モータの回転方向を逆転させたときに、チエ
ツク弁の閉弁動作、即ちポペツト弁体が弁座に着
座する時間が遅れることのないように該チエツク
弁の応答性を迅速化して、サージ圧の発生を防止
するようにしたブレーキ弁を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために本考案が採用
する手段の特徴は、ケーシング内に配設された一
対の油通路の途中に設けられる各チエツク弁を、
前記各油通路の途中に設けられた弁座と、該弁座
に対向するように前記ケーシングに形成された弁
室と、該弁室内に摺動可能に挿嵌され、一端側が
前記弁座に離着座することにより前記各油通路を
アクチユエータ側油路と油圧源側油路とに画成す
るポペツト弁体と、該ポペツト弁体の他端側と前
記弁室との間で画成されるばね室内に配設され、
該ポペツト弁体を弁座方向に付勢するばねと、前
記アクチユエータ側油路とばね室とを連通させる
ように前記ケーシングに形成した連通路とから構
成したことにある。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を第１図および第２図に基
づいて説明する。なお、実施例において、前述し
た第３図ないし第５図に示す従来技術と同一の構
成要素には同一の符号を付し、その説明を省略す
るものとする。

図において、４１Ａ，４１Ｂはそれぞれ各弁室
２６Ａ，２６Ｂに摺動可能に挿嵌され、一端側の
底部が各弁座３０Ａ，３０Ｂに離着座することに
より各油通路を３１Ａ，３１Ｂをアクチユエータ
側油路と油圧源側油路とに画成する有底筒状のポ
ペツト弁体で、該各ポペツト弁体４１Ａ，４１Ｂ
は従来技術で用いた各ポペツト弁体２７Ａ，２７
Ｂとほぼ同様に形成されているが、油穴３２Ａ，
３２Ｂが穿設されていない。また、該各ポペツト
弁体４１Ａ，４１Ｂの他端側は各弁室２６Ａ，２
６Ｂとの間でそれぞればね室４２Ａ，４２Ｂを画
成している。

４３Ａ，４３Ｂはそれぞれ前記各アクチユエー
タ側油路の油路１２Ａ，１２Ｂと各ばね室４２
Ａ，４２Ｂとを連通させるようにケーシング１０
に比較的大径に形成した連通路で、該各連通路４
３Ａ，４３Ｂは各油路１２Ａ，１２Ｂ内を流れる
油液を恒常的に各ばね室４２Ａ，４２Ｂへと供給
できるようになつている。そして、該各油路１２
Ａ，１２Ｂ内の圧力がこれに対応する各油路２４
Ａ，２４Ｂの圧力より相対的に高くなつたときに
は、各油路１２Ａ，１２Ｂ内の油液が各連通路４
３Ａ，４３Ｂを介して各ばね室４２Ａ，４２Ｂへ
と流入し、各ばね室４２Ａ，４２Ｂ内の圧力を迅
速に上昇させ、各ばね２９Ａ，２９Ｂの付勢力と
共に各ポペツト弁体４１Ａ，４１Ｂを各弁座３０
Ａ，３０Ｂに迅速に着座させるようになつてい
る。

ここで、本実施例においては、各チエツク弁８
Ａ，８Ｂがそれぞれ各弁座３０Ａ，３０Ｂ、各弁
室２６Ａ，２６Ｂ、各ポペツト弁体４１Ａ，４１
Ｂ、各ばね室４２Ａ，４２Ｂ、各ばね２９Ａ，２
９Ｂおよび各連通路４３Ａ，４３Ｂによつて構成
されている。

次に、以上の通り構成されるブレーキ弁の作用
について説明する。

当該ブレーキ弁も従来技術と同様に各油路１２
Ａ，１２Ｂがそれぞれ配管１１Ａ，１１Ｂを介し
て油圧モータ１の各ポートＡ，Ｂに接続され、各
油路１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ配管１３Ａ，１３
Ｂを介して方向切換弁４に接続され、該方向切換
弁４は油圧ポンプ５およびタンク６と接続される
（第３図参照）。そして、方向切換弁４を中立位置
から第３図中の左方の切換位置、該左方の切換位
置から中立位置または中立位置から右方の切換位
置へとそれぞれ切換えたときには、前述した従来
技術とほぼ同様に作動する。

一方、前記方向切換弁４を中立位置を飛び越し
て、例えば右方の切換位置から左方の切換位置へ
と切換えた場合、前記油圧モータ１および慣性体
２の慣性力が非常に小さいときには、該油圧モー
タ１の回転方向が逆転し、第２図中で油路２４Ｂ
から油路２５Ｂ内へと流れていた作動油は、該油
路２４Ｂがカウンタバランス弁７によりタンク６
と連通されるから、流れ方向が逆転し油路２５Ｂ
から油路２４Ｂへと矢示Ｃ方向に流入しようとす
る。

しかし、本実施例ではばね室４２Ｂ内が連通路
４３Ｂを介して油路１２Ｂと連通されているか
ら、該油路１２Ｂ内の作動油としての油液は連通
路４３Ｂを介してばね室４２Ｂ内へと矢示Ｅ方向
に流入し、ばね室４２Ｂ内の圧力を迅速に上昇さ
せ、ばね２９Ｂの付勢力と共にポペツト弁体４１
Ｂを弁座３０Ｂへと速やかに着座せしめる。従つ
て、本実施例では、油圧モータ１の回転方向が逆
転し、この逆転された方向で該油圧モータ１が正
常に回転される前の段階、即ち該油圧モータ１へ
の作動油の供給量が増加する前の段階で、ポペツ
ト弁体４１Ｂを弁座３０Ｂに速やかに応答性よく
着座させることができ、従来技術のように応答遅
れによつて油路２５Ｂ，１２Ｂ内に生じるサージ
圧の発生を未然に防止でき、ブレーキ弁や油圧モ
ータ等が破損事故を起こすような事態を確実に防
止することができる。

さらに、方向切換弁４を左方の切換位置から右
方の切換位置へと中立位置を飛び越して切換えた
場合でも、前記と同様にポペツト弁体４１Ａを弁
座３０Ａに速やかに応答性よく着座させることが
でき、サージ圧の発生を防止できる。

なお、前記実施例では油圧モータ１および慣性
体２の慣性力が非常に小さいときに、方向切換弁
４を右方位置から左方位置または左方位置から右
方位置へと中立位置を飛び越して切換えた際、サ
ージ圧の発生を防止できるものとして述べたが、
これは慣性体２の質量が小さい場合または加速度
が大きい場合を指すものである。また、慣性体２
の質量が大きい場合でも、該慣性体２と油圧モー
タ１との間に減速機を介装すれば、ギアのバツク
ラツシユにより油圧モータ１は瞬間的に無負荷運
転状態となり、この際にもサージ圧の発生を未然
に防止することができる。

さらに、前記実施例では慣性体として建設機械
を例に挙げ、該建設機械を走行駆動させる油圧回
路に当該ブレーキ弁を設けるものとして述べた
が、本考案はこれに限定されず、建設機械の走行
駆動用以外の油圧回路あるいは建設機械以外の油
圧回路に設けられるブレーキ弁にも適用できるも
のである。

〔考案の効果〕

以上詳述した通り、本考案によればケーシング
内に設けられた一対の油通路の各アクチユエータ
側油路と各ばね室とを連通させるように前記ケー
シングに連通路を形成したから、アクチユエー
タ、例えば油圧モータの回転方向を逆転させたと
きに、前記アクチユエータ側油路内の油液を連通
路を介してばね室内へと即座に流入させることが
でき、ポペツト弁体を弁座に迅速に着座させ、チ
エツク弁の応答性を迅速化でき、サージ圧の発生
を未然に防止できる結果、ブレーキ弁や油圧モー
タ等の破損事故を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の実施例によるブ
レーキ弁を示し、第１図はその縦断面図、第２図
は第１図中に示す一方のチエツク弁の作動状態を
示す要部断面図、第３図ないし第５図は従来技術
に係り、第３図は油圧回路図、第４図は第３図中
に示すブレーキ弁の縦断面図、第５図は第４図中
に示す一方のチエツク弁の作動状態を示す要部断
面図である。 １……油圧モータ、２……慣性体、４……方向
切換弁、５……油圧ポンプ、６……タンク、７…
…カウンタバランス弁、８Ａ，８Ｂ……チエツク
弁、１０……ケーシング、２６Ａ，２６Ｂ……弁
室、２９Ａ，２９Ｂ……ばね、３０Ａ，３０Ｂ…
…弁座、３１Ａ，３１Ｂ……油通路、４１Ａ，４
１Ｂ……ポペツト弁体、４２Ａ，４２Ｂ……ばね
室、４３Ａ，４３Ｂ……連通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシングと、該ケーシング内に設けられ、そ
   れぞれ一端がアクチユエータ側と接続され、他端
   が油圧源側と接続される一対の油通路と、該各油
   通路の途中に設けられたカウンタバランス弁と、
   前記油通路の途中に設けられ、前記油圧源側から
   アクチユエータ側に向けて作動油の流通を許す一
   対のチエツク弁とからなるブレーキ弁において、
   前記各チエツク弁を、前記各油通路の途中に設け
   られた弁座と、該弁座に対向するように前記ケー
   シングに形成された弁室と、該弁室内に摺動可能
   に挿嵌され、一端側が前記弁座に離着座すること
   により前記各油通路をアクチユエータ側油路と油
   圧源側油路とに画成するポペツト弁体と、該ポペ
   ツト弁体の他端側と前記弁室との間で画成される
   ばね室内に配設され、該ポペツト弁体を弁座方向
   に付勢するばねと、前記アクチユエータ側油路と
   ばね室とを連通させるように前記ケーシングに形
   成した連通路とから構成したことを特徴とするブ
   レーキ弁。