JPH08291787A - 油圧モータのシャトル弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 両端をプラグ２８で封鎖され、かつ、両端近
く夫々に供給ポートｐ1,ｐ2 が、その間の中央に取出し
ポートｔが夫々形成された円筒形の摺動室２７に、両端
に凹入状の油室部分ａ1,ａ2 が形された弁体２９を内嵌
してシャトル弁２１を構成する。油室部分ａ1,ａ2 と取
出しポートｔとを連通可能な接続路３０，３０を弁体２
９に形成し、一方の供給ポートｐ1 に圧が立つと、弁体
２９が他方の供給ポートｐ2 に向かって摺動移動して、
一方の油室部分ａ1 と取出しポートｔとが連通されるよ
うに、各接続路３０，３０と取出しポートｔとを連係配
置する。プラグ２８のリング状端面に溝３１を形成し、
弁体２９とプラグ２８との接当状態でも、供給ポートｐ
1 又はｐ2 と接続路３０とを連通させる。 【効果】 受止め体又は弁体の端部に溝等の連通路を設
ける簡単な改造により、軽くかつ円滑に弁体が移動でき
て作動効率が改善され、耐久性、信頼性が向上する油圧
モータ用のシャトル弁を提供することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧モータの油圧回路
中に装備されるシャトル弁の構造に関するものである。
例えば、バックホウ、ホイールローダの可変容量型油圧
モータにおける変速用シリンダのパイロット圧取出し等
に好適である。

【０００２】

【従来の技術】この種のシャトル弁は、図６に示すよう
に、可変容量型油圧モータＭの変速シリンダ１８を駆動
するために、油圧モータの回転方向の如何に拘らずに該
モータＭ駆動用油圧からパイロット圧を取出すためのも
のである。そして、シャトル弁２１の具体構造は、図１
０に示すように、両端をプラグ２８，２８で封鎖された
摺動室２７に弁体２９をスライド自在に内嵌し、その両
端の供給ポートｐ1 ，ｐ2 と中央の取出しポートｔとを
形成するとともに、弁体２９を左右中央位置に復帰させ
る一対の戻しバネ３２，３２を配備して構成されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】つまり、上記シャトル
弁２１は、圧の立ったがわの供給ポートｐ1 と取出しポ
ートｔとが戻しバネ３２の付勢力に抗して連通されるの
で、図６に示される油圧モータＭの一対の給排油路ｆ，
ｒのいずれに圧が立ってもそこからパイロット圧を取出
せるのである。前記シャトル弁２１では、圧が立つと、
圧の立たないがわのプラグ２８と弁体２９とが接当する
が、そうなるとその接当部位に生じる油室部分ａ1 が密
封状態になって、その後の弁体２９の反対方向への移動
には動き始めに相当な引き剥し力が必要であり、そのた
めに圧縮巻き型の戻しバネ３２が機能する。

【０００４】しかしながら、必要な付勢力を現出するた
めに戻しバネ３２の応力はかなり高いものに設定される
ため、耐久性の点では芳しくない傾向にある。又、戻し
バネ３２の付勢力に抗するために比較的高いパイロット
圧が必要であり、油圧効率の点でも改善の余地があるよ
うに思える。本発明の目的は、本体ケース中に形成され
るシャトル弁を、その構造工夫によって、良好な耐久性
を持ちながら、かつ、従来よりも低圧で作動できるよう
にする点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明は、本体ケースに形成された摺動室の両端夫々を
受止め体で封鎖し、該摺動室に相対摺動自在に弁体を内
嵌し、摺動室における両受止め体の近傍位置夫々に圧油
供給用の供給ポートを形成し、かつ、圧油取出し用の取
出しポートを両供給ポートの中間位置に形成するととも
に、摺動室における弁体と受止め体との間の油室部分
と、取出しポートとを連通可能な接続路を弁体に形成
し、両供給ポートのうちの一方の供給ポートに圧が立つ
と、弁体が他方の供給ポートに向かって摺動移動して、
一方の油室部分と取出しポートとが連通され、他方の供
給ポートに圧が立つと、弁体が一方の供給ポートに向か
って摺動移動して、他方の油室部分と取出しポートとが
連通されるように、各接続路と取出しポートとを連係配
置し、さらに、弁体と受止め体との接当状態において、
その接当がわの供給ポートと接当がわの接続路とを連通
させる連通路を、受止め体又は弁体のいずれかに形成し
てあることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】前記構成による作用を、図７を参照して説明す
れば、弁体２９と一方の受止め体２８とが接当して密着
状態になっていても、その接当がわの供給ポートｐ1 と
接続油路３０とが連通路３１で連通している。故に、接
当がわの供給ポートｐ1に圧が立つと連通路３１を通っ
て容易に接続油路３０に作動油が入り込めるようにな
り、軽く弁体２９を移動できるようになる。従来では、
密着状態にある弁体２９と受止め体２８とを、あたかも
負圧に逆らって引き剥すような強い初期付勢力が必要で
あり、そのために応力の高い戻しバネ３２が必要であっ
たが、本願のものでは連通路３１によって常時開通され
ており、引き剥し現象が生じないようになっている。

【０００７】又、従来の構造では、いずれの給排油路
ｆ，ｒにも圧が立たないと一対の戻しバネ３２，３２の
作用によって弁体２９が摺動室２７の左右中央である中
立位置に戻るようになっているが、本願のものではその
ような自己中立復帰作用がない。しかしながら、圧が立
たないときには作動油が流れないのであるから、弁体２
９が摺動室２７の何処に位置していても良いとともに、
どちらかの給排油路ｆ，ｒに圧が立てば、即座に弁体２
９が圧の立っていないがわの受止め体２８に寄り移動す
るようになる。又、戻しバネが無い分、弁体２９が途中
（従来における中立位置）からでも軽く移動できるよう
になり、従来よりも低いパイロット圧で作動させること
が可能である。

【０００８】

【発明の効果】その結果、受止め体又は弁体の端部に溝
等の連通路を設ける簡単な改造により、軽くかつ円滑に
弁体が移動できて作動効率が改善され、耐久性、信頼性
が向上する油圧モータ用のシャトル弁を提供することが
できた。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を、バックホウ等の建
設機械におけるクローラ式の走行装置の駆動に好適な可
変容量型油圧モータＭに適用した場合について、図面に
基づいて説明する。図１、図２に示すように、可変容量
型油圧モータＭの本体ケース１が、フランジ１ａを介し
て機体側のトラックフレーム２に連結されており、トラ
ックフレーム２側に向けて駆動室Ｄを本体ケース１に開
口して、駆動室Ｄの開口部が直列に連結される２個の油
圧ブロック３，４によって閉じられている。

【００１０】図２に示すように、駆動室Ｄの中心に回転
軸５が水平に支持されて、シリンダブロック７が回転軸
５に固定されており、回転軸５の回転軸芯Ｘと平行にス
ライド自在な複数個のアキシャル型のプランジャ６が、
シリンダブロック７の円周方向に沿って備えられてい
る。各プランジャ６の先端部の回動ヘッド６ａをスラス
トプレート８を介して受け止める斜板９が、駆動室Ｄ内
に配置されている。

【００１１】図１、図２に示すように、回転ケース１０
がベアリング１１を介して回転自在に本体ケース１に外
嵌され、クローラベルト１２に係合する駆動スプロケッ
ト１３が回転ケース１０に連結されている。回転軸５に
同芯状に連結された出力軸１４が回転ケース１０内に配
置されており、出力軸１４と回転ケース１０とが遊星ギ
ヤ式の減速機構１５を介して連動連結されている。

【００１２】図２、図４、図５に示すように、斜板９の
外周部に一対のトラニオン軸１６が固定され、トラニオ
ン軸１６を回転自在に支持する一対の支持ブロック１７
が、駆動室Ｄの内奥底面に着脱自在にボルト固定されて
おり、斜板９がトラニオン軸１６の支持軸芯Ｙ周りに、
図２に示す低速姿勢及び図３に示す高速姿勢に揺動操作
自在に支持されている。

【００１３】図２、図４に示すように、トラニオン軸１
６の支持軸心Ｙに対して紙面上下の本体ケース１の部分
に、一対の油圧シリンダ１８，１９及び油圧シリンダ１
８，１９への油路ｍ，ｈが設けられている。油圧シリン
ダ１８にのみ作動油が供給されてプランジャ１８ａが進
出すると、図２のように斜板９の角度が大に設定されて
低速状態が設定され、逆に油圧シリンダ１９にのみ作動
油が供給されてプランジャ１９ａが進出すると、図３の
ように斜板９の角度が小に設定されて高速状態が設定さ
れる。斜板９の背面に、駆動室Ｄの内奥底面との接当に
よって斜板５の角度を設定する比較的小面積の座面ｓが
隆起形成されている。

【００１４】次に、可変容量型油圧モータＭの駆動用の
油圧回路について説明する。図６に示すように、切換レ
バー（図示せず）によって切換操作される走行用制御弁
２０が備えられており、走行用制御弁２０を切換操作し
ポートＰ1 又はポートＰ2 に作動油を供給して、可変容
量型油圧モータＭを正転駆動又は逆転駆動する。正転用
油路ｆ及び逆転用油路ｒに接続される高圧選択用のシャ
トル弁２１が備えられており、正転用又は逆転用の作動
油を油圧シリンダ１８，１９に供給する。

【００１５】シャトル弁２１と油圧シリンダ１８，１９
の間にパイロット操作式の流路切換弁２２を設けてお
り、パイロット圧が供給されない状態では、シャトル弁
２１からの作動油を油圧シリンダ１８への油路ｍに供給
して、油圧シリンダ１９への油路ｈをドレン油路ｄに連
通させる。逆にパイロット圧が供給されると、シャトル
弁２１からの作動油を油圧シリンダ１９への油路ｈに供
給し、油圧シリンダ１８への油路ｍをドレン油路ｄに連
通させるように構成している。第１油圧ブロック３にシ
ャトル弁２１、流路切換弁２２及びカウンターバランス
弁２３が組み込まれており、第２油圧ブロック４にショ
ックレス機構２４が組み込まれている。

【００１６】以上の構造により、通常の状態では流路切
換弁２２にパイロット圧は供給されない状態となって、
低速用の油圧シリンダ１８にのみ作動油が供給されて、
図２に示すように油圧シリンダ１８により斜板９が低速
姿勢に保持される。そして、操作ペダル２６を踏み操作
しパイロット弁２５を切換操作して、パイロット圧を流
路切換弁２２に供給すると、流路切換弁２２が切換操作
され高速用の油圧シリンダ１９にのみ作動油が供給され
て、図２から図３に示すように油圧シリンダ１９により
斜板９が支持軸芯Ｙ周りに高速姿勢に揺動操作される。
逆に操作ペダル２６から足を離すと、前述のようにして
低速用の油圧シリンダ１８にのみ作動油が供給されて、
図３から図２に示すように油圧シリンダ１８により斜板
９が支持軸芯Ｙ周りに低速姿勢に揺動操作される。

【００１７】次に、シャトル弁２１の構造について詳述
する。図７に示すように、第１油圧ブロック３の本体ケ
ース３ａに形成された円筒形の摺動室２７の両端夫々を
受止め体であるプラグ２８，２８で封鎖し、摺動室２７
に相対摺動自在に弁体２９を内嵌し、摺動室２７におけ
る両プラグ２８，２８の近傍位置夫々に圧油供給用の供
給ポートｐ1,ｐ2 を形成し、かつ、圧油取出し用の取出
しポートｔを両供給ポートｐ1,ｐ2 の中間位置に形成し
て、シャトル弁２１を構成してある。プラグ２８の内端
部と弁体２９の両端部とは、共に内方に凹入させてそれ
らどうしの接当面がリング形状となるようにしてあり、
これによって摺動室２７における弁体２９とプラグ２
８，２８との間に油室部分ａ1,ａ2 を形成してある。
又、これら油室部分ａ1,ａ2 と取出しポートｔとを連通
可能な接続路３０，３０を弁体２９に形成してある。

【００１８】両プラグ２８の内端部と弁体２９の両端部
とは、いずれも外径をやや絞ってあり、各供給ポートｐ
1,ｐ2 が弁体２９で閉じられても、摺動室２７に極薄い
リング状の油路が確保されるようにしてある。そして、
図８に示すように、各プラグ２８，２８のリング状端部
には、弁体２９との接当状態においても油室部分ａ1,ａ
2 を介して接続路３０と供給ポートｐ1,ｐ2 とを連通さ
せる連通路である溝３１が形成してある。又、取出しポ
ートｔは一対の供給ポートｐ1,ｐ2 の中央（左右のプラ
グの中央でもある）に配置されている。

【００１９】次に、シャトル弁２１の作用を説明する。
図７（イ）に示すように、一方の供給ポートｐ1 に圧が
立つと、弁体２９が他方の供給ポートｐ2 に向かって摺
動移動し、一方の油室部分ａ1 を介して第１供給ポート
ｐ1 と取出しポートｔとが連通する。このとき、図７
（ロ）に示すように、弁体２９の他方の端面と他方のプ
ラグ２８の端面とは密着状態に接当している。

【００２０】次に、他方の供給ポートである第２供給ポ
ートｐ2 に圧が立つと、その圧が摺動室２７と弁体２９
端部との隙間、及びプラグ端面に形成された溝３１を介
して第２油室部分ａ2 に供給され、即座に弁体２９が一
方の供給ポートである第１供給ポートｐ1 に向かって摺
動移動し、第２油室部分ａ2 を介して第２供給ポートｐ
2 と取出しポートｔとが連通される。

【００２１】そして、いずれの供給ポートｐ1,ｐ2 にも
圧が立たないときは、その直前において圧が立ったがわ
と反対側の供給ポートに弁体２９が寄り切った状態にあ
り、、一対の戻しバネが存在していた従来構造のよう
に、両プラグ２８，２８の中央位置に自己復帰するもの
ではない。

【００２２】〔別実施例〕図９に示すように、溝３１を
弁体２９の両端面に形することで、弁体２９の位置如何
に拘らずに、供給ポートｐ1,ｐ2 と接続油路３０，３０
とを連通させるようにしても良い。

【００２３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】可変容量型油圧モータ及び周辺部分の側面図

【図２】低速状態での可変容量型油圧モータの縦断側面
図

【図３】高速状態での可変容量型油圧モータの縦断側面
図

【図４】図２の駆動室内を紙面左側から見た縦断正面図

【図５】斜板のトラニオン軸の支持部分を示す縦断側面
図

【図６】可変容量型油圧モータの油圧回路図

【図７】シャトル弁の詳細構造を示す断面図

【図８】プラグ端の溝を示す斜視図及び作用図

【図９】溝を弁体に形成したシャトル弁を示す断面図

【図１０】従来のシャトル弁構造を示す断面図

【符号の説明】

３ａ 本体ケース ２７ 摺動室 ２８ 受止め体 ２９ 弁体 ３０ 接続路 ３１ 連通路 ａ1,ａ2 油室部分 ｐ1,ｐ2 供給ポート ｔ 取出しポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケース（３ａ）に形成された摺動室
   （２７）の両端夫々を受止め体（２８），（２８）で封
   鎖し、該摺動室（２７）に相対摺動自在に弁体（２９）
   を内嵌し、前記摺動室（２７）における前記両受止め体
   （２８），（２８）の近傍位置夫々に圧油供給用の供給
   ポート（ｐ1 ），（ｐ2 ）を形成し、かつ、圧油取出し
   用の取出しポート（ｔ）を前記両供給ポート（ｐ1 ），
   （ｐ2）の中間位置に形成するとともに、 前記摺動室（２７）における前記弁体（２９）と前記受
   止め体（２８），（２８）との間の油室部分（ａ1 ），
   （ａ2 ）と、前記取出しポート（ｔ）とを連通可能な接
   続路（３０），（３０）を前記弁体（２９）に形成し、 前記両供給ポート（ｐ1 ），（ｐ2 ）のうちの一方の供
   給ポート（ｐ1 ）に圧が立つと、前記弁体（２９）が他
   方の供給ポート（ｐ2 ）に向かって摺動移動して、一方
   の前記油室部分（ａ1 ）と取出しポート（ｔ）とが連通
   され、他方の供給ポート（ｐ2 ）に圧が立つと、前記弁
   体（２９）が一方の供給ポート（ｐ1 ）に向かって摺動
   移動して、他方の前記油室部分（ａ2 ）と取出しポート
   （ｔ）とが連通されるように、前記各接続路（３０），
   （３０）と前記取出しポート（ｔ）とを連係配置し、 さらに、前記弁体（２９）と前記受止め体（２８）との
   接当状態において、その接当がわの前記供給ポート（ｐ
   1 又はｐ2 ）と接当がわの前記接続路（３０）とを連通
   させる連通路（３１）を、前記受止め体（２８）又は前
   記弁体（２９）のいずれかに形成してある油圧モータの
   シャトル弁。