JPH09112405A - 油圧モータのブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキシリンダに作用する圧力を油圧モー
タ駆動圧力よりも低圧とし、ゆっくりと制動できるよう
にする。 【解決手段】 カウンタバランス弁８によって第１・第
２主回路３，４の高圧油をブレーキ回路９に供給し、こ
のブレーキ回路９を減圧弁１６、チェック弁１５を経て
ブレーキシリンダ１２の受圧室１４に接続して受圧室１
４内の圧力を減圧し、そのブレーキ回路９におけるチェ
ック弁１５と受圧室１４との間を絞り１７を経てタンク
１９に接続して受圧室１４内の圧油がゆっくりとタンク
１９に流出するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の走行用
モータ等として用いる油圧モータを制動するブレーキ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧モータのブレーキ装置としては種々
のものが知られている。例えば実開昭６２−１７５２７
０号公報に示すように、ブレーキシリンダと、油圧モー
タの第１・第２主回路内の高圧油を検出するシャトル弁
と、このシャトル弁の出力圧油をブレーキシリンダに供
給する減圧弁を備え、第１主回路又は第２主回路に高圧
油を流通して油圧モータを駆動する際にはその高圧油を
減圧してブレーキシリンダに供給することで非制動とす
るものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかるブレーキ装置で
あると第１・第２主回路の高圧油（油圧モータ駆動圧
力）を減圧してブレーキシリンダに供給するので、ブレ
ーキシリンダに流入する圧力が油圧モータ駆動圧力より
も低くなり、ブレーキシリンダの剛性を小さいものにで
きる。

【０００４】しかしながら、前述のブレーキ装置におい
ては第１・第２主回路に高圧油を供給せずに油圧モータ
を停止する際に、ブレーキシリンダ内の圧油が減圧弁よ
り直ちにドレーン側に流出してブレーキシリンダにより
油圧モータを直ちに制動するので停止ショックが発生す
る。

【０００５】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした油圧モータのブレーキ装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決する手段、作用、効果】第１の発明は、油
圧モータ５の第１ポート６に接続した第１主回路３又は
油圧モータ５の第２ポート７に接続した第２主回路４の
高圧油をブレーキ回路９に供給する手段と、スプリング
１３により制動方向に作動し、受圧室１４内の圧油で非
制動方向に作動するブレーキシリンダ１２を備え、前記
ブレーキ回路９を減圧弁１６、チェック弁１５を経てブ
レーキシリンダ１２の受圧室１４に接続し、このブレー
キ回路９における減圧弁１６、チェック弁１５よりもブ
レーキシリンダ１２の受圧室１４寄りを絞り１７を経て
タンクに接続したことを特徴とする油圧モータのブレー
キ装置である。第１の発明によれば、ブレーキ回路９の
高圧油を減圧してブレーキシリンダ１２の受圧室１４に
供給するので、その受圧室１４内の圧力が油圧モータ駆
動圧力よりも低圧となり、ブレーキシリンダ１２の耐久
性を向上できる。また、ブレーキシリンダ１２の受圧室
１４内の圧油は絞り１７を経てタンクに流出するので、
ブレーキシリンダ１２はゆっくりと制動方向に作動し、
油圧モータをゆっくりと制動して停止ショックを低減で
きる。第２の発明は、モータケース２０とエンドカバー
２１より成るモータハウジング２２と、このモータハウ
ジング２２内に軸２４とともに回転自在に設けたシリン
ダブロック２３と、このシリンダブロック２３のシリン
ダ孔２５内に嵌挿したピストン２６と、このピストン２
６を摺動自在に回転ガイドする斜板２８より油圧モータ
とし、前記モータケース２０の内周面２０ａに軸方向に
移動可能に設けた固定側の環状ブレーキ部材３１と、前
記シリンダブロック２３の外周面２３ａに軸方向に移動
可能に設けた回転側の環状ブレーキ部材３６と、この環
状ブレーキ部材３１と環状ブレーキ部材３６を圧着して
エンドカバー２１の内面２１ａに圧着するばね部材３８
と、前記モータハウジング２２に設けられて油室４２に
供給される圧油で前記ばね部材３８を圧縮する方向に移
動するブレーキピストン４１と、前記油室４２と油路４
３を連通・遮断するピストン４４を設け、前記ブレーキ
ピストン４１に油室４２をモータハウジング２２内に連
通する絞り５１を備えた油孔５０を形成し、前記ピスト
ン４４を、油路４３内の圧油でブレーキピストン４１と
ともに非制動方向に移動して前記油孔５０を閉じかつ油
路４３内の圧油を減圧して油室４２に供給し、ブレーキ
ピストン４１が制動方向に移動する時には油室４２と油
路４３を遮断し、油室４２内の圧油でブレーキピストン
４１と離れて移動して前記油孔５０を開くように構成し
たことを特徴とする油圧モータのブレーキ装置である。
第２の発明よれば、ピストン４４とブレーキ用のスプリ
ング３８で減圧弁となるから、減圧弁専用のスプリング
が不要となって構造簡単で部品点数が少なくなる。ま
た、ブレーキピストン４１を非制動方向に押す油室４２
内の圧力がモータ駆動圧力よりも低圧となり、そのブレ
ーキピストン４１のシール部分の構造を単純なものにで
きる。また、ブレーキピストン４１が制動方向に移動す
る時には油室４２内の圧油が絞り５１を経てモータハウ
ジング２２内に流れるから、そのブレーキピストン４１
はゆっくりと制動方向に移動して油圧モータをゆっくり
と制動し、停止ショックを低減できる。第３の発明は、
第２の発明における前記ブレーキピストン４１、ピスト
ン４４、油路４３をエンドカバー２１にそれぞれ設けた
油圧モータのブレーキ装置である。第３の発明によれ
ば、ブレーキピストン４１をエンドカバー２１に取付け
たことにより、モータケース２０の外径が小さくなる
し、ブレーキピストン４１を作動する油室４２に連通し
た油路４３はエンドカバー２１にのみ形成され、その油
路４３から圧油が洩れることがない。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に示すように、油圧ポンプ１
の吐出圧油が操作弁２で第１主回路３と第２主回路４の
一方に供給される。この第１主回路３は第１チェック弁
６０を経て油圧モータ５の第１ポート６に接続し、第２
主回路４は第２チェック弁６１を経て油圧モータ５の第
２ポート７に接続する。

【０００８】カウンタバランス弁８はスプリングによっ
て中立位置ａに保持され、第１主回路３における第１チ
ェック弁６０よりも油圧ポンプ側の回路３ａ内の高圧油
で第１位置ｂとなり、第２主回路４における第２チェッ
ク弁６１よりも油圧ポンプ側の回路４ａ内の高圧油で第
２位置ｃとなる。カウンタバランス弁８が第１位置ｂの
時には第１主回路３における油圧ポンプ側の回路３ａ内
の高圧油をブレーキ回路９に供給し、かつ第２主回路４
における油圧ポンプ側の回路４ａと第２チェック弁６１
よりも油圧モータ側の回路４ｂを短絡するバイパス路１
０を連通し、第２位置ｃの時には第２主回路４における
油圧ポンプ側の回路４ａ内の高圧油をブレーキ回路９に
供給し、かつ第１主回路３における油圧ポンプ側の回路
３ａと第１チェック弁６０よりも油圧モータ側の回路３
ｂを短絡するバイパス路１１を連通する。このように、
カウンタバランス弁８は第１主回路３、第２主回路４の
高圧油をブレーキ回路９に供給する機能を有している。

【０００９】ブレーキシリンダ１２はスプリング１３で
制動方向に作動し、受圧室１４に圧油が供給されると非
制動方向に作動する。前記ブレーキ回路９は減圧弁１
６、チェック弁１５を介して受圧室１４に接続し、この
チェク弁１５と受圧室１４との間に絞り１７を備えたド
レーン回路１８が接続してある。

【００１０】次に作動を説明する。操作弁２を第１操作
位置ｄとして第１主回路３に高圧油を供給する。これに
より油圧モータ５の第１ポート６に圧油が供給されると
共に、カウンタバランス弁８が第１位置ｂとなって油圧
モータ５の第２ポート７の圧油が第２主回路４の油圧モ
ータ側の回路４ｂ、バイパス路１０、第２主回路４の油
圧ポンプ側の回路４ａ、操作弁２を経てタンク１９に流
出するので、油圧モータ５が駆動する。

【００１１】これと同時に第１主回路３（油圧ポンプ側
の回路３ａ）内の高圧油がカウンタバランス弁８よりブ
レーキ回路９に流入し、その高圧油は減圧弁１６で減圧
されてブレーキシリンダ１２の受圧室１４に流入する。
これによってブレーキシリンダ１２が非制動方向に作動
して油圧モータ５を非制動とする。

【００１２】前述の状態で操作弁２を中立位置ｅとして
第１主回路３をタンク１９に連通するとカウンタバラン
ス弁８が中立位置ａとなる。これにより、ブレーキ回路
９に圧油が供給されなくなり、ブレーキシリンダ１２の
受圧室１４内の圧油は絞り１７を経てドレーン回路１８
よりタンク１９に徐々に流出し、ブレーキシリンダ１２
はゆっくりと制動方向に作動して油圧モータ５をゆっく
りと制動する。

【００１３】次にブレーキシリンダ、減圧弁等を内蔵し
た油圧モータの具体構造を説明する。図２に示すように
モータケース２０とエンドカバー２１によりモータハウ
ジング２２となり、そのモータハウジング２２内にシリ
ンダブロック２３が軸２４とともに回転自在に設けら
れ、そのシリンダブロック２３の複数のシリンダ孔２５
内にピストン２６がそれぞれ嵌挿されてシリンダ室２７
を構成し、そのピストン２６は斜板２８に沿って摺動自
在となり、シリンダ室２７内に圧油を供給、排出するこ
とでシリンダブロック２３を軸２４とともに回転するよ
うにして油圧モータを構成してある。

【００１４】前記モータケース２０の内周面２０ａにお
けるエンドカバー２１寄り位置にはほぼ半円形状の凹部
２９が周方向に間隔を置いて複数形成され、前記シリン
ダブロック２３の外周面２３ａにおける前記凹部２９と
対向した位置にはほぼ半円形状の凹部３０が周方向に間
隔を置いて複数形成してある。

【００１５】前記モータケース２０の内周面２０ａにお
ける凹部２９部分には固定側の環状ブレーキ部材３１と
環状ばね受部材３２が設けてあり、この環状ブレーキ部
材３１は図３に示すようにリング状プレートとなり、そ
の外周面には前記凹部２９に嵌合する凸部３３が周方向
に間隔を置いて複数形成され、かつその凸部３３には切
欠凹部３４が形成してあり、前記環状ばね受部材３２は
図３に示すようにリング状プレートとなり、その外周面
には前記凹部２９に嵌合する凸部３５が周方向に間隔を
置いて複数形成してある。そして、環状ブレーキ部材３
１と環状ばね受部材３２はその凸部３３，３５を凹部２
９に嵌合して軸方向に移動可能に取付けてある。

【００１６】前記シリンダブロック２３の外周面２３ａ
における凹部３０部分には回転側の環状ブレーキ部材３
６が設けてあり、この環状ブレーキ部材３６は図３に示
すようにブレーキディスクとなり、その内周面には前記
凹部３０に嵌合する凸部３７が周方向に間隔を置いて複
数形成してある。そして環状ブレーキ部材３６はその凸
部３７を凹部３０に嵌合して軸方向に移動可能に取付け
てある。

【００１７】前記環状ばね受部材３２はばね部材３８に
よりエンドカバー２１側に押されて固定側の環状ブレー
キ部材３１と回転側の環状ブレーキ部材３６を圧着して
固定側の環状ブレーキ部材３１をエンドカバー２１の内
面２１ａに圧着し、これによってシリンダブロック２３
をモータハウジング２２に固定している。

【００１８】前記ばね部材３８はコイルばねとなり、前
記モータケース２０の内周面２０ａに一体的に設けた突
起３９により支持されている。このばね部材３８は皿ば
ねとしても良い。

【００１９】前記エンドカバー２１には環状のシリンダ
孔４０が内面２１ａに開口して形成され、この環状シリ
ンダ孔４０には環状のブレーキピストン４１が嵌合され
て油室４２を形成し、その油室４２はエンドカバー２１
に形成した油路４３にピストン４４で連通・遮断され
る。この油路４３には図１に示すカウンタバランス弁８
より高圧油が供給される。

【００２０】前記環状ばね受部材３２には複数のピン４
５が周方向に間隔を置いて複数取付けてあり、そのピン
４５は前記固定側の環状ブレーキ部材３１の切欠凹部３
４より前記環状のブレーキピストン４１に接して回転側
の環状ブレーキ部材３６とは干渉しないようになり、油
路４３より油室４２に圧油を供給することでブレーキピ
ストン４１が押されてピン４５により環状ばね受部材３
２をばね部材３８に抗して押し、それによってシリンダ
ブロック２３をモータハウジング２２に対して回転自在
とする。

【００２１】図４に示すように前記ブレーキピストン４
１には油室４２をモータケース２０内（ドレーン側）に
連通する油孔５０が形成してあり、この油孔５０は絞り
５１を有している。前記油孔５０のモータケース２０側
はモータケース２０内に開口し、その油孔５０の油室４
２側はピストン４４で開閉される。

【００２２】前記ピストン４４はシリンダ孔４０と油路
４３を連通する孔５２に摺動自在に嵌合してあり、この
ピストン４４は孔５２に嵌合した中間ランド５３の軸方
向一端部に第１ランド５４を小径部を介して設け、中間
ランド５３の軸方向他端部に第２ランド５５を小径部を
介して設けたものとなる。前記中間ランド５３にはスリ
ット５６が形成され、このスリット５６と孔５２によっ
て油路４３と油室４２を連通する絞り通路を形成してい
る。

【００２３】次に作動を説明する。油圧モータを駆動し
て走行する時にはカウンタバランス弁からの高圧油が油
路４３、スリット５６、油室４２に流れ、ブレーキピス
トン４１を押付けてスプリング３８を圧縮させる。これ
によって環状ブレーキ部材３１と環状ブレーキ部材３６
が離れ、油圧モータは非制動となる。

【００２４】この時、ピストン４４の右端部の受圧室５
６に作用する圧力Ｐ₁ は油路４３の圧力（カウンタバラ
ンス弁からの圧力）と同一圧力となり、ピストン左端部
（油室４２）に作用する圧力Ｐ₂ はスリット５６の圧力
損失のため受圧室５６に作用する圧力Ｐ₁ よりも低い圧
力となる。このために、ピストン４４は図４において左
方（ブレーキピストン４１側）に移動してブレーキピス
トン４１に押付けられて油孔５０を閉じ、ピストン４４
とブレーキピストン４１は一体となって左方に移動す
る。

【００２５】油路４３の圧力が上昇すると油室４２内の
圧力が上昇し、ブレーキピストン４１が左方に移動して
スプリング３８を圧縮して前述のように非制動となる。
この時、ブレーキピストン４１とともにピストン４４も
左方に移動し、油路４３と孔５２の開口面積が第１ラン
ド５４で減少して流入通路が絞られる。つまり、ピスト
ン４４が図１に示す減圧弁１６を構成する。

【００２６】これにより、油室４２内の圧力Ｐ₂ は油路
４３の圧力よりも低圧となり、モータケース２０とエン
ドカバー２１を開離する力が小さくなるので、モータケ
ース２０とエンドカバー２１を連結するボルトに作用す
る応力が緩和され高寿命の油圧モータとなる。しかも、
油室４２内の圧力が低圧となることでブレーキピストン
４１のシール材５７によるシール部分からの油洩れが減
少し、シール材５７の性能を低下できる。例えばバック
アップリングを省略できる。

【００２７】停止操作すると油路４３内の圧力が低下
し、油室４２の圧力も低下するから、ブレーキピストン
４１がスプリング３８で右方に押され、しかもピストン
４４の受圧室５６内の圧力も低下するので、ピストン４
４はブレーキピストン４１と離れて急激に右方に移動す
る。具体的にはブレーキピストン４１の受圧面積（π／
４×（Ｄ₂ ² −Ｄ₁ ² ））がピストン４４の受圧面積
（π／４×（Ｄ₃ ² ）に比較して非常に大きいので、ブ
レーキピストン４１が右方に移動すると多量の圧油がス
リット５６を通って油路４３に流出し、そのスリット５
６の前後に圧力損失のために差圧が生じる。このために
油室４２の圧力が油路４３の圧力よりも高くなり、ピス
トン４４は急激に右方に移動する。

【００２８】これにより、孔５２が第２ランド５５で閉
じられ、油室４２と油路４３が遮断し、油室４２が油孔
５０でモータケース２０内に連通するので、油室４２内
の圧油は絞り５１でモータケース２０内に徐々に流出す
る。つまり、スプール４４が図１におけるチェック弁１
６として作用し、油孔５０と絞り５１が図１における絞
り１７、ドレーン回路１８に相当する。

【００２９】したがって、ブレーキピストン４１はゆっ
くりと制動方向に移動して油圧モータがゆっくりと制動
される。例えば油圧モータが停止後に制動される。

【００３０】このように構成することで次のような利点
を有する。ピストン４４を設けるだけで減圧弁作用とブ
レーキの作動を遅延する作用が得られる。

【００３１】減圧弁作用専用のスプリングが不要とな
り、ブレーキのスプリング３８を減圧弁作用のスプリン
グと兼用でき、構造簡単で部品点数を低減できる。

【００３２】固定側の環状ブレーキ部材３１、環状ばね
受部材３２はその凸部３３，３５を凹部２９に嵌合する
ことでモータケース２０の内周面２０ａに回転しないよ
うに取付けでき、回転側の環状ブレーキ部３６はその凸
部３７を凹部３０に嵌合することでシリンダブロック２
４の外周面２４ａに回転しないように取付けでき、それ
らの取付けが簡単となる。

【００３３】また、環状ばね受部材３２に取付けたピン
４５は固定側の環状ブレーキ部材３１に形成した切欠凹
部３４よりブレーキピストン４１に接しているから、そ
のピン４５が回転側の環状ブレーキ部材３６と干渉する
ことがない。

【００３４】また、ブレーキピストン４１をエンドカバ
ー２１に取付けたことにより、モータケース２０の内周
面２０ａを段付き形状としなくとも良いからモータケー
ス２０の外径が小さくなって液圧モータ全体の外径を小
さくできる。

【００３５】また、ブレーキピストン４１を作動する油
室４２に連通した油路４３はエンドカバー２１にのみ形
成すれば良く、モータケース２０の加工が容易となる
し、その油路４３から圧油が洩れることがなくブレーキ
ピストン４１を作動してブレーキを確実に解放できる。

【００３６】図５は油圧モータの具体構造の第２実施例
を示し、ピストン４４をスプリング５８でブレーキピス
トン４１側に向けて押付けている。このようにすれば、
ピストン４４の受圧室５６の圧力Ｐ₁ と油室４２の圧力
Ｐ₂ との圧力差が小さくともピストン４４をブレーキピ
ストン４１とともに左方に移動できるから、スリット５
６の面積を大きくして油路４３内の圧油がスムーズに油
室４２に流入して油圧モータ駆動時に迅速に制動でき
る。

【００３７】図６は第２実施例を示し、第１主回路３と
第２主回路４との高圧油を検出するシャトル弁６２を設
け、その出力側にブレーキ回路９を接続してある。この
実施例の場合には減圧弁１６がブレーキシリンダ１２側
に設けてもあるが、チェック弁１５をブレーキシリンダ
１２側としても良い。

【００３８】以上の各実施例ではブレーキピストン４
１、ピストン４４、油路４３をエンドカバー２１にそれ
ぞれ設けたが、これらはモータケース２０にそれぞれ設
けても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す線図的構成説明図であ
る。

【図２】本発明の実施例を示す油圧モータの具体構造を
示す断面図である。

【図３】環状ブレーキ部材と環状ばね受部材の斜視図で
ある。

【図４】図２におけるブレーキ部分の拡大断面図であ
る。

【図５】本発明の実施例を示す油圧モータの具体構造を
示す他の実施例におけるブレーキ部分の拡大断面図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例を示す線図的構成説明図で
ある。

【符号の説明】

１…油圧モータ ２…操作弁 ３…第１主回路 ４…第２主回路 ５…油圧モータ ６…第１ポート ７…第２ポート ８…カウンタバランス弁 ９…ブレーキ回路 １２…ブレーキシリンダ １３…スプリング １４…受圧室 １５…チェック弁 １６…減圧弁 １７…絞り １８…ドレーン回路 １９…タンク ２０…モータケース ２０ａ…内周面 ２１…エンドカバー ２１ａ…内面 ２２…モータハウジング ２３…シリンダブロック ２３ａ…外周面 ２４…軸 ２６…ピストン ２８…斜板 ３１…環状ブレーキ部材 ３２…環状ばね受部材 ３６…環状ブレーキ部材 ３８…ばね部材 ４１…ブレーキピストン ４２…油室 ４３…油路 ４４…ピストン ４５…ピン ５２…ピストン孔 ５３…中間ランド ５４…第１ランド ５５…第２ランド ５６…スリット ５８…スプリング ６２…シャトル弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧モータ５の第１ポート６に接続した
   第１主回路３又は油圧モータ５の第２ポート７に接続し
   た第２主回路４の高圧油をブレーキ回路９に供給する手
   段と、 スプリング１３により制動方向に作動し、受圧室１４内
   の圧油で非制動方向に作動するブレーキシリンダ１２を
   備え、 前記ブレーキ回路９を減圧弁１６、チェック弁１５を経
   てブレーキシリンダ１２の受圧室１４に接続し、このブ
   レーキ回路９における減圧弁１６、チェック弁１５より
   もブレーキシリンダ１２の受圧室１４寄りを絞り１７を
   経てタンクに接続したことを特徴とする油圧モータのブ
   レーキ装置。
2. 【請求項２】 モータケース２０とエンドカバー２１よ
   り成るモータハウジング２２と、このモータハウジング
   ２２内に軸２４とともに回転自在に設けたシリンダブロ
   ック２３と、このシリンダブロック２３のシリンダ孔２
   ５内に嵌挿したピストン２６と、このピストン２６を摺
   動自在に回転ガイドする斜板２８より油圧モータとし、 前記モータケース２０の内周面２０ａに軸方向に移動可
   能に設けた固定側の環状ブレーキ部材３１と、前記シリ
   ンダブロック２３の外周面２３ａに軸方向に移動可能に
   設けた回転側の環状ブレーキ部材３６と、この環状ブレ
   ーキ部材３１と環状ブレーキ部材３６を圧着してエンド
   カバー２１の内面２１ａに圧着するばね部材３８と、前
   記モータハウジング２２に設けられて油室４２に供給さ
   れる圧油で前記ばね部材３８を圧縮する方向に移動する
   ブレーキピストン４１と、前記油室４２と油路４３を連
   通・遮断するピストン４４を設け、 前記ブレーキピストン４１に油室４２をモータハウジン
   グ２２内に連通する絞り５１を備えた油孔５０を形成
   し、 前記ピストン４４を、油路４３内の圧油でブレーキピス
   トン４１とともに非制動方向に移動して前記油孔５０を
   閉じかつ油路４３内の圧油を減圧して油室４２に供給
   し、ブレーキピストン４１が制動方向に移動する時には
   油室４２と油路４３を遮断し、油室４２内の圧油でブレ
   ーキピストン４１と離れて移動して前記油孔５０を開く
   ように構成したことを特徴とする油圧モータのブレーキ
   装置。
3. 【請求項３】 前記ブレーキピストン４１、ピストン４
   ４、油路４３をエンドカバー２１にそれぞれ設けた請求
   項第２項記載の油圧モータのブレーキ装置。