JPH054561Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えば油圧シヨベルやクローラク
レーン等の建設機械の走行駆動や巻き上げ駆動用
の油圧回路に好適な液圧モータの制御装置に関す
る。

〔従来の技術〕

建設機械の走行駆動には、従来から各種の液圧
モータが採用されているが、その中で車輌の車速
を高速と低速とに切り換え可能とするため、主に
可変容量形液圧モータ（以下、液圧モータと略称
する）が用いられている。液圧モータは、通常、
該液圧モータに内蔵されている制御シリンダによ
り斜板等の傾転角を変えて、液圧モータが１回転
で吸入・排出できる液圧の量を制御することによ
り、供給される圧油の量が一定でも回転速度を制
御できるよう設定されている。

この制御シリンダに付与される圧力を導入する
方式としては、液圧モータの駆動圧力をそのまま
導入する自己圧方式と、外部液圧源によるパイロ
ツト圧方式とがある。

このうち、液圧モータの駆動圧力が比較的高い
場合には、液圧モータの制御シリンダを確実に制
御でき、かつ外形寸法を比較的小さくできる自己
圧方式が望ましい。この自己圧方式の一例を第２
図に示す。第２図に示した液圧モータ制御装置
は、実公昭59−7647号として開示されたものであ
る。

同第２図において、液圧モータ制御装置は、制
御シリンダ４２を内蔵した液圧モータ４１と、液
圧タンク４６に接続された液圧源としての液圧ポ
ンプ４７から方向切換弁４８と、カウンタバラン
ス弁４９およびリリーフ弁５０ａ，５０ｂからな
るブレーキ弁５１とを介して液圧モータ４１に接
続される通路５４ａ，５４ｂと、該通路５４ａ，
５４ｂ間に設けられたシヤトル弁５２から液圧モ
ータ４１の制御シリンダ４２に供給される圧油を
切り換えるセレクタ弁５５とから主に構成されて
いる。

そして、この構成により、車輌の降板走行時で
液圧ポンプ４７の供給流量が少なく液圧モータ４
１が車輌の自重により駆動されポンプ作用を行つ
て液圧モータ４１とカウンタバランス弁４９の排
出側の通路５４ａ，５４ｂの圧力が上昇されても
シヤトル弁５２を介して通路５４ａ、５４ｂのい
ずれかの圧力を制御シリンダ４２内に導入して該
制御シリンダ４２内のピストン５３に作用させる
ことにより、降板途中での制御シリンダ４２の制
御不能、すなわち、液圧モータ４１の容量制御が
不能になる等の不都合を確実に解消できるという
効果を奏している。

しかし、上記の液圧モータ制御装置は、液圧モ
ータ４１の制御シリンダ４２へシヤトル弁５２と
セレクタ弁５５を介して自己圧力をそのまま導い
ているため、シヤトル弁５２からセレクタ弁５５
を経て制御シリンダ４２へ至る通路５５ａ，５５
ｂや、セレクタ弁５５および制御シリンダ４２等
の耐圧限度を高くする必要がある。特に、インチ
ング操作時などには、自己圧力は大きく変動する
ので安全率を大きくとる必要があり、当該各部の
寸法をコンパクトにするには限界がある。

また、上記液圧モータ制御装置を車輌の走行用
装置として使用する際には、ブレーキ装置の装着
が現在義務付けられており、このブレーキ装置の
制御は、図示していないが、一般に方向切換４８
とカウンタバランス弁４９の間にシヤトル弁を設
け、このシヤトル弁から導出した圧油により行な
つている。したがつて、実公昭59−7647号記載の
液圧モータ制御装置を車輌の走行系に使用するた
めには、さらに別途シヤトル弁を付設する必要が
ある。

これに対し、外部液圧源によるパイロツト圧方
式を採用したものとして、第３図に示すような液
圧モータ制御装置がある。

第３図において、液圧モータ制御装置は制御シ
リンダ１２を内蔵する可変容量形液圧モータとし
ての油圧モータ１１と、液圧タンクとしての油圧
タンク１から作動油を吸入し油圧モータ１１に供
給することにより油圧モータ１１を駆動する油圧
ポンプ２と、油圧ポンプ２から吐出された圧油の
供給方向を切り換えて油圧モータ１１の回転方向
を制御する方向制御弁４と、方向制御弁４と油圧
モータ１１を接続する通路５，６に設けられたカ
ウンタバランス弁８およびリリーフ弁９からなる
ブレーキ弁１０と、油圧タンク１から作動油を吸
入し、セレクタ弁１９を介して油圧タンク１１の
制御シリンダ１２にパイロツト圧力として作用す
る圧油を供給する油圧ポンプ２４と、から主に構
成されている。

前記通路５，６間には、前述のように、油圧モ
ータ１１の逸走を防止するための背圧を発生させ
るカウンタバランス弁８と、圧力の上限を規制す
るリリーフ弁９とから構成されるブレーキ弁１０
が設けられているが、このブレーキ弁１０と方向
制御弁４との間にはシヤトル弁７が設けられ、油
圧モータ１１の出力軸１３に装備されたブレーキ
装置１４のシリンダ１４ａに対しシヤトル弁７に
連通する通路１５が接続され、該通路１５に設け
られた減圧手段としての減圧弁１６を介して通路
５または通路６から選択的に圧油を供給できるよ
うになつている。

油圧ポンプ２４は、通路２２の下流側に設けら
れたセレクタ弁１９と、通路２０，２１とを介し
て制御シリンダ１２内のピストン１２ａの両端面
側にそれぞれ圧油を供給できるように構成されて
おり、セレクタ弁１９を操作することにより、ピ
ストン１２ａによつて仕切られたシリンダ部分の
一側に圧油が供給され、他側は油圧タンク１に開
放されるので、その操作方向によつてピストン１
２ａのストロークが変化し、これにより油圧モー
タ１１の容量を変化させることができる。

また、油圧ポンプ２から方向制御弁４に至る通
路からは通路５，６に生じる圧力の上限を規制す
る圧力設定手段としての圧力制御弁３を備えた通
路が分岐し、油圧ポンプ２４からセレクタ弁１９
に至る通路２２からは、油圧ポンプ２４から吐出
される圧油の圧力の上限を規制する圧力設定手段
としての圧力制御弁２５が分岐している。そし
て、圧力制御弁３，２５の吐出側は、前記方向制
御弁４の反油圧ポンプ２接続側の端部とともに油
圧タンク１に開放されている。

上記のように構成すると、制御シリンダ１２に
導かれる圧力は常に一定の圧力であるが、油圧ポ
ンプ２４から吐出された圧油は、常時圧力制御弁
２５からリリーフして油圧タンク１へ戻り、この
圧力エネルギは全てロスになるため、圧力制御弁
２５の圧力を通常30〜40Kg／cm²程度の比較的低圧
に設定してある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

とことで、上記のように、自己圧力を用いる方
式にあつては、制御シリンダ４２へ至る通路５５
ａ，５５ｂや、セレクタ弁５５および制御シリン
ダ４２等の耐圧限度を高くする必要があるので寸
法のコンパクト化には限度があり、また、車輌に
適用する際には、前述のようにさらにシヤトル弁
を付設する必要があるため、液圧モータ４１全体
の寸法がどうしても大きくなるという問題があつ
た。

また、パイロツト圧力を用いる方式にあつて
は、通常、圧力制御弁２５の設定圧は比較的低く
設定されており、通路５または通路６の圧力が高
い場合には、制御シリンダ１２が受ける反力が大
きくなるので、通路２２から供給される圧力が低
いと、制御シリンダ１２の受圧面積を拡大し、そ
の寸法を大きくする必要がある。この結果、制御
シリンダ１２を油圧モータ１１のケーシング内に
コンパクトに収容することは困難となる。

いずれにしても、油（液）圧モータ本体の寸法
をコンパクトにすることができないという問題が
ある。

この考案は、上記のような技術的背景を鑑みて
なされたもので、その目的は耐圧強度を上げるこ
となく、安定した制御圧力で制御シリンダを駆動
でき、全体の小型化を図ることができる液圧モー
タの制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

従来技術が抱える問題点を解決し、上記目的を
達成するため、この考案は、容量を可変する制御
シリンダを内蔵する可変容量形液圧モータと、該
可変容量形液圧モータの出力軸部に取り付けられ
たブレーキ装置と、パイロツト圧を供給する液圧
源からパイロツト圧設定手段を介して前記制御シ
リンダに導かれる圧液の方向を切り換えるセレク
タ弁と、液圧モータ駆動用の液圧源からの圧液の
供給方向を切り換えて液圧モータの回転方向を切
り換える方向制御弁と、該方向制御弁の下流側に
設けたシヤトル弁と、シヤトル弁の出口側通路と
ブレーキ装置とを接続する通路に設けた減圧手段
と、を備えた液圧モータ制御装置において、パイ
ロツト圧供給用液圧源からセレクタ弁に至る通路
のパイロツト圧設定手段の配設位置よりも下流側
にパイロツト圧設定手段側への逆流を阻止する第
１の阻止手段を設けるとともに、ブレーキ装置側
の通路への圧液の流入を阻止する第２の阻止手段
を介在させて上記第１の阻止手段とセレクタ弁間
の通路と上記減圧手段とブレーキ装置間の通路と
を接続した構成にある。

〔作用〕

上記手段によれば、液圧モータ駆動用の液圧源
から供給され、減圧手段によつて設定される圧液
の圧力がパイロツト圧供給用液圧源から供給さ
れ、圧力設定手段によつて設定された圧液の圧力
よりも低い場合には、パイロツト圧供給用液圧源
から供給される液圧が液圧モータの制御シリンダ
に供給され、液圧モータ駆動用液圧源から供給さ
れ、減圧手段によつて設定される圧液の圧力がパ
イロツト圧供給用液圧源から供給される圧液の圧
力より大きい場合には、第２の阻止手段からセレ
クタ弁に至る通路に圧液が流入し、第１の阻止手
段を閉じて該流入した圧液が制御シリンダに導か
れる。

これにより、制御シリンダに導かれる圧力は、
低圧側はパイロツト圧供給用液圧源に接続した通
路に設けられた圧力設定手段によつて、また高圧
側は液圧モータ駆動用液圧源に接続された通路に
設けられた減圧手段によつて設定されるので、液
圧モータ駆動用の液圧源からの供給圧よりもはる
かに低い一定範囲内の圧力とすることができる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図は、実施例に係る液圧モータ制御装置と
しての油圧モータ制御装置の一例を示す油圧回路
図である。なお、以下の説明において、第３図に
示した従来例と同一もしくは同一とみなせる各構
成要素には同一の符号を付し、重複する各構成要
素についての説明は割愛する。

第１図において、実施例に係る油圧モータ制御
装置は、パイロツト圧供給用の液圧源としての油
圧ポンプ２４からセレクタ弁１９に至る通路２２
の圧力制御弁２５付設通路の下流側に、圧力制御
弁２５側への圧油の流入を阻止する第１の阻止手
段としての第１の逆止弁２３を設けるとともに、
この第１の逆止弁２３とセレクタ弁１９の間の通
路２２と、ブレーキ装置１４に至る通路１５に設
けられた減圧弁１６の下流側の通路１５とを第２
の阻止手段としての第２の逆止弁１８を介在させ
通路１７により接続してある。この第２の逆止弁
１８は、通路１５側から通路２２側への圧油の流
入のみ許容し、通路２２側から通路１５側への流
入は阻止するように設定してある。その他の各部
は、第３図に示した従来例と同一に構成してあ
る。

引き続き、上記のように構成した油圧モータ制
御装置を油圧シヨベルやクローラクレーンなどの
車輌の走行用装置として使用した場合について説
明する。

〈始動時〉 まず、油圧モータ１１を始動するためには、図
示しない原動機を始動する。該原動機を始動する
と、油圧ポンプ２および２４は油圧タンク１から
作動油を吸入して圧油を吐出する。このとき、方
向制御弁４は中立位置にあるので、油圧ポンプ２
から吐出された圧油は、方向制御弁４を通つて油
圧タンク１に戻る無負荷回路を形成する。

一方、油圧タンク２４から吐出された圧油は、
通路２２に介在させた第１の逆止弁２３とセレク
タ弁１９を経て通路２０へ導びかれ、制御シリン
ダ１２に達し、制御シリンダ１２内のピストン１
２ａを作動させる。この通路２０側へ圧油が導か
れた時は、制御シリンダ１２内のピストン１２ａ
をストロークが大きくなる方向、すなわち、油圧
モータ１１の容量を大きくし、低速高トルクとす
る方向に駆動する。また、セレクタ弁１９をオフ
セツト位置に切り換えると、油圧ポンプ２４から
の圧油は通路２１に供給され、制御シリンダ１２
内のピストン１２ａをストロークが小さくなる方
向、すなわち、油圧モータ１１の容量を小さく
し、高速低トルクとする方向に駆動する。また、
これらの場合に、制御シリンダ１２内に圧油を供
給した後は、油圧ポンプ２４から吐出された圧油
は圧力制御弁２５を通つて油圧タンク１に戻る。

したがつて、セレクタ弁１９がノーマル位置に
あつて油圧ポンプ２，２４を回転すると、油圧モ
ータ１１には圧油は供給されないが、制御シリン
ダ１２には油圧モータ１１の容量を大きくする方
向に圧油が供給されることになる。

〈低速走行時〉 今、方向制御弁４を左位置に切り換えて油圧ポ
ンプ２から吐出された圧油を通路５へ導くと、こ
の圧油は、まず、シヤトル弁７から減圧弁１６の
介在する通路１５を通つてブレーキ装置１４に至
り、ブレーキ装置１４のシリンダ１４ａ内のピス
トンを作動させてブレーキを解除する。また、油
圧ポンプ２から吐出された圧油は、次に油圧モー
タ１１の入口に達し、カウンタバランス弁８を動
かして油圧モータ１１を回転させ、さらに、出力
軸１３の先端部に取り付けられている図示しない
スプロケツトを回転させる。このとき、通路１５
の圧力が通路２２の圧力よりも低い場合には、制
御シリンダ１２を作動する圧力は、油圧ポンプ２
４から吐出され、圧力制御弁２５により設定され
た圧力である。

この状態からセレクタ弁１９を操作してオフセ
ツト位置に切り換えると、油圧ポンプ２４から吐
出された圧油は、セレクタ弁１９と通路２１を経
て制御シリンダ１２に供給され、ピストン１２ａ
をそのストロークが減少する方向に移動させ、油
圧モータ１１のモータ容量を小さくする。する
と、油圧モータ１１の回転速度が上昇し、通路５
の圧力は速度の上昇に比例して高くなる。このと
き、通路５の高くなつた圧力が、通路２２の圧力
よりも低い場合には、制御シリンダ１２へは依然
として圧力制御弁２５によつて設定された圧力が
導かれる。

したがつて、坂道を降板するときなどには、通
路５の圧力は低圧でかつ変動するが、このような
ときでも制御シリンダ１２には油圧ポンプ２４に
より一定の圧力が供給されることになり、油圧モ
ータ１１の制御が不安定になることはない。

また、前述の上昇した通路５の圧力が、通路２
２の圧力より高くなると、通路５の圧力はシヤト
ル弁７から通路１５の減圧弁１６を経て、通路１
７の第２の逆止弁１８を通り、第１の逆止弁２３
を閉じて、セレクタ弁１９から通路２１を経て制
御シリンダ１２に導かれる。すなわち、平地など
で高速走行する場合に、油圧モータ１１の駆動圧
力が高くなり、制御シリンダ１２が必要とする力
が増大したとしても、制御シリンダ１２へ導かれ
る圧力も圧力制御弁２５で設定された圧力より高
くなつため、特に制御シリンダ１２の受圧面積を
大きくする必要はなくなり、これにより制御シリ
ンダ１２自体の寸法も大きくなる必要はない。

〈高速走行時〉 通路５の圧力が、圧力制御弁２５で設定される
通路２２の圧力よりはるかに高い高圧走行時に
は、通路５の圧油は、シヤトル弁７から通路１５
に至り、通路１５の減圧弁１６により所定の圧力
に減圧されてブレーキ装置１４に導かれる。また
減圧された圧油は、前述と同様に、通路１７から
第２の逆止弁１８およびセレクタ弁１９を経て、
通路２０あるいは通路２１から制御シリンダ１２
に導かれる。これにより、制御シリンダ１２に
は、圧力制御弁２５によつて設定された圧力より
も高いが、減圧弁１６によつて設定された通路５
の圧力よりはるかに低い圧力が導かれる。

なお、この実施例は、建設機械の走行装置に用
いたものであるので油圧回路をもつて説明してい
るが、他の同じ原理の液圧回路全てに適用できる
ことはいうまでもない。

以上のように、上記実施例によれば、制御シリ
ンダ１２に導かれる圧力は、低圧側は油圧ポンプ
２４の吐出側に分岐して備えられた圧力制御弁２
５で設定され、高圧側は油圧ポンプ２の吐出側の
通路１５に設けられた減圧弁１６で設定される一
定範囲内の、油圧ポンプ２の吐出圧力よりもはる
かに低い圧力であるため、ブレーキ装置１４に至
る通路１５と制御シリンダ１２に至る通路２２を
接続する通路１７、セレクタ弁１９から制御シリ
ンダ１２に至る通路２０，２１、セレクタ弁１９
および制御シリンダ１２等の耐圧強度も、自己圧
力を用いる方式に比べて低く設定することができ
る。

また、制御シリンダ１２の寸法については、使
用する圧力が圧力制御弁２５の設定圧よりも高い
圧力を使用することができるため、受圧面積を大
きくしなくとも必要な制御圧を得ることが可能と
なり、全体としてコンパクトな油圧モータ１１を
構成できる。

〔考案の効果〕 これまでの説明で明らかなように、上記のよう
に構成されたこの考案によれば、制御シリンダに
供給される圧力は、液圧モータの駆動圧力が低い
場合には、パイロツト圧供給用の液圧源から吐出
される吐出圧力を使用し、液圧モータの駆動圧力
が高い場合には、駆動圧力を減圧した圧力を使用
するので、 制御シリンダに供給される圧力が、ある範囲
内に設定され、当該制御シリンダの制御圧力が
安定する、 また、制御圧力の最高値は、駆動圧力を減圧
した圧力であり、それ故、制御シリンダ、制御
シリンダに圧液を供給する通路およびこの通路
に付随する各部の耐圧強度を液圧モータの駆動
圧力よりも低く設定することができる、 さらに、耐圧強度が低くてもよく、また、駆
動圧力に応じたパイロツト圧供給用液圧源から
の圧力よりも大きな圧力が制御シリンダに供給
されることから、受圧面積を特に大きく設定す
る必要もなく制御シリンダをコンパクトに設計
することができる、 加えて、ブレーキ装置の操作と制御シリンダ
の制御を行なう圧力は、一つのシヤトル弁で共
用できることから、自己圧力方式のものに比べ
てシステム全体がコンパクトで、かつ安価にな
る、 等々の種々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例に係る油圧モータ
制御装置を説明するための油圧回路図、第２図は
従来例に係る自己圧力方式の液圧モータ制御装置
を示す液圧回路図、第３図は従来例に係るパイロ
ツト圧力方式の油圧モータ制御装置を示す油圧回
路図である。 ２，２４……油圧ポンプ、４……方向制御弁、
５，６……通路、７……シヤトル弁、８……カウ
ンタバランス弁、９……リリーフ弁、１０……ブ
レーキ弁、１１……油圧モータ、１２……制御シ
リンダ、１３……出力軸、１４……ブレーキ装
置、１５……通路、１６……減圧弁、１７……通
路、１８……第２の逆止弁、１９……セレクタ
弁、２０，２１，２２……通路、２３……第１の
逆止弁、２５……圧力制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 容量を可変する制御シリンダを内蔵する可変容
   量形液圧モータと、該可変容量形液圧モータの出
   力軸部に取り付けられたブレーキ装置と、パイロ
   ツト圧を供給する液圧源からパイロツト圧設定手
   段を介して前記制御シリンダに導かれる圧液の方
   向を切り換えるセレクタ弁と、可変容量形液圧モ
   ータ駆動用の液圧源からの圧液の供給方向を切り
   換えて可変容量形液圧モータの回転方向を切り換
   える方向制御弁と、該方向制御弁の下流側に設け
   たシヤトル弁と、シヤトル弁の出口側通路とブレ
   ーキ装置とを接続する通路に設けた減圧手段と、
   を備えた液圧モータ制御装置において、パイロツ
   ト圧供給用液圧源からセレクタ弁に至る通路のパ
   イロツト圧設定手段の配設位置よりも下流側にパ
   イロツト圧設定手段側への逆流を阻止する第１の
   阻止手段を設けるとともに、ブレーキ装置側の通
   路への圧液の流入を阻止する第２の阻止手段を介
   在させて上記第１の阻止手段とセレクタ弁間の通
   路と上記減圧手段とブレーキ装置間の通路とを接
   続したことを特徴とする液圧モータ制御装置。