JPS642803B2

JPS642803B2 -

Info

Publication number: JPS642803B2
Application number: JP11877280A
Authority: JP
Inventors: Haruki Ubukata; Yoshio Hasegawa; Morio Komya
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1980-08-28
Publication date: 1989-01-18
Also published as: JPS5743002A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は回転速度を低速と高速とに切換られる
油圧モータの自動速度切換弁に関する。

油圧モータにかかる負荷に応じて低速高トルク
と高速低トルクで運転することのできる可変容量
型の油圧モータが知られているが、この速度切換
を自動的に行うために、従来、第１図に示すよう
な装置が提案されている。

１は２速モータで、自動切換弁２を介して低速
回路３に圧油が伝達されると低速高トルク運転を
行い、高速回路４に同じく圧油が伝達されると高
速低トルク運転に切換わる。

自動切換弁２はパイロツトチエツク弁５を介し
て回路６から伝達される２速モータ１の作動油圧
Ｐによつて切換動作するのであり、設定圧P_Hよ
りも高いときは右側のポジシヨンに移り、圧油を
Ｂポートから低速回路３に供給して２速モータ１
を低速高トルク運転させる。

このとき、回路６のモータ作動油圧Ｐを感知し
て切換動作する解除弁７は図の位置にあり、パイ
ロツトチエツク弁５のパイロツト圧を低圧側にド
レーンしているので、パイロツトチエツク弁５は
普通のチエツク弁として機能し、自動切換弁２の
パイロツト圧力を保持するので、２速モータ１が
低速側へ切換わつたために生じるモータ作動油圧
Ｐの低下によつては、自動切換弁２は高速側へと
戻らない（換言すると、切換前後の同一トルクで
の油圧Ｐの変化幅では解除弁７が切換わらないよ
うに予め設定してある）。

これに対してモータ負荷が低下して作動油圧Ｐ
が設定圧P_Lよりも低下すると、解除弁７がスプ
リング力で右側のポジシヨンに切換わり、パイロ
ツトチエツク弁５にパイロツト圧を伝達して開弁
させる。

このため、自動切換弁２は低い作動油圧Ｐを感
知して図のポジシヨンに戻り、圧油をＡポートか
ら高速回路４へ供給してモータ１を高速低トルク
運転に切換えるのである。

その際作動油圧Ｐは上昇するが、自動切換弁２
の作動設定圧P_Hよりも低いから自動切換弁２は
その位置に保持される。このようにして、高速か
ら低速、あるいは低速から高速への切換時に、モ
ータ作動油圧Ｐが吐出量の増減に伴つて変化して
も、パイロツトチエツク弁５や解除弁７の働きに
よつて、自動切換弁２がハンチングを起こさない
ようにしている。

しかしながら、このために高価なパイロツトチ
エツク弁５や解除弁７が必要となり、回路構成も
複雑となる欠点がある。また、自動切換弁２のス
プール開度は圧力Ｐを感知しての比例制御である
ため、スプール開度の狭い状態での切換えも十分
に考えられ、その場合は開度が小さいために圧力
損失が大きくなり、２速モータ１の偏心ピストン
の推力が減少してモータ切換えに応答遅れが生じ
たり、切換えが行われなくなつたりすることも想
定される。

本発明はこのような問題を解消するために提案
されたもので、比較的簡単な構造により、切換時
のハンチングを確実に防止することを目的とす
る。

この目的を達成するために本発明では、可変容
量型２速油圧モータの容量を増減させる自動速度
切換弁において、モータ作動油圧を感知して切換
作動するパイロツト弁と、このパイロツト弁を介
して供給される油圧に応動してモータ速度切換え
用の圧油を選択的に供給するメイン切換弁とを互
いに独立して設け、前記メイン切換弁は圧力室に
導入される油圧に応じてメインスプールを変位さ
せるピストンを備え、かつ圧力室にはこのピスト
ンの総受圧面積よりも小さい有効面積をもつシー
ト部を形成し、このシート部にピストンを着座さ
せるようにスプリングを介してピストンを付勢す
る一方、前記パイロツト弁をモータ作動油圧に対
抗的に付勢するスプリングを設け、モータ作動油
圧が第１の設定値よりも上昇したときにパイロツ
ト弁が切換作動して前記圧力室にタンク圧から切
換えてモータ作動油圧を導入するように構成し、
かつ前記ピストンは導入されたモータ作動油圧が
前記第１の設定値よりも高い第２の設定値をこえ
たときにシート部から離れてメイン切換弁を切換
作動するように構成した。

したがつてこの発明によれば、モータ作動油圧
が第１の設定値をこえると、スプリングに抗して
パイロツト弁が切換作動し、このモータ作動油圧
をメイン切換弁の圧力室に導入する。このときメ
イン切換弁のピストンはスプリングに付勢されて
圧力室のシート部に着座しており、導入された油
圧が第２の設定値をこえるまでは、メインスプー
ルは切換わらない。したがつてこの間は２速油圧
モータは小容量（高速低トルク）運転をするよう
にメイン切換弁により切換回路圧力が供給され
る。

圧力室に導入されたモータ作動油圧が第２の設
定値をこえると、ピストンが変位してメインスプ
ールが切換作動する。このときピストンがいつた
んシート部から離れると、シート部の有効面積よ
りも大きいピストンの総受圧面積に対して前記モ
ータ作動油圧が作用するため、ピストンはいつき
にストロークエンドまで変位する。

この状態では２速油圧モータは大容量（低速高
トルク）運転するようにメイン切換弁により切換
回路圧力が供給される。

そしてこの切換後は、メイン切換弁はピストン
の受圧面積が大きな状態で保持されるので、圧力
室に導入されるモータ作動油圧が前記第２の設定
値より低下しても、そのまま切換状態を保持する
ことができる。

これに対して、モータ作動油圧が第１の設定値
よりも低下すると、パイロツト弁が切換作動して
圧力室をタンク圧に解放するため、メイン切換弁
のピストンはスプリングに押されてシート部に着
座し、これによりメイン切換弁は２速油圧モータ
を大容量から小容量運転に戻すように切換わる。

前記パイロツト弁並びにメイン切換弁の切換作
動圧力である第１の設定値及び第２の設定値は、
スプリングの強さを調整することにより、自由に
選択することができる。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

まず、第２図に示すように、本発明は、メイン
切換弁２０とパイロツト弁２１とから構成され、
ポンプ作動圧Ｐを感知して切換わるパイロツト弁
２１によりメイン切換弁２０を切換え、２速モー
タ１を高速と低速とに２段変速させる。

具体的には第３図に示すように構成される。

バルブボデイ３０にはメイン切換弁２０のメイ
ンスプール３１が摺動自由に収められ、その一端
にはピストン３２が、他端にはリターンスプリン
グ３３がそれぞれ配設される。

スプリング３３はセツトスクリユー３４により
その作用力が微調整される。

ピストン３２はピストン室３５に作用する油圧
によつてメインスプール３１をスプリング３３に
抗して移動させる。

メインスプール３１は、Ｐポート３７からの圧
油を、Ａポート３８またはＢポート３９へと選択
的に送り込むと同時に、いずれか他方をＴポート
４０を介してタンク側へと戻す。

Ｐポート３７には２速モータ１の作動圧が供給
され、これを受けてＡ、Ｂポート３８，３９は同
じく２速モータ１の偏心ピストンをいずれかの方
向へと切換えるべく圧油を送り込む。

したがつて、図のように、Ｐポート３７がメイ
ンスプール３１のＢ環状溝４１を介してＢポート
３９に連通しているときは、２速モータ１が高速
低トルク運転を行い、これとは逆にメインスプー
ル３１が左方へ移動して、Ｐポート３７がＡ環状
溝４２を介してＡポート３８に連通しているとき
は、２速モータ１が低速高トルク運転を行う。

次に、バルブボデイ３０にはパイロツト弁２１
のパイロツトスプール５０が摺動自由に収めら
れ、その一端には前記Ｐポート３７からの圧油の
一部が通路５２を介して導かれ、また、他端には
リターンスプリング５３が配設されている。

リターンスプリング５３はセツトスクリユー５
４によつてその作用力が微調整される。

パイロツトスプール５０は前記メインスプール
３１の圧力室３５に通路５２からの圧油を送つた
り、あるいはスプリング室５５を介してＴポート
４０と連通させたりする。

詳しくは第４図に示すように、パイロツトスプ
ール５０の両端から通路５６と５７が設けられ、
これら通路５６と５７はそれぞれスプール外周の
Ｐ、Ｔ環状溝５８と５９に接続している。

これらＰ、Ｔ環状溝５８，５９は圧力室３５と
連通する作動ポート６０に対して、パイロツトス
プール５０の変位に伴つて選択的に連通するもの
で、図の状態ではピストン圧力室３５をタンク側
へと解放するが、Ｐポート３７からの圧力が高ま
つてパイロツトスプール５０がスプリング５３に
抗して右行したときは、このＰポート３７の油圧
を圧力室３５へと伝達する。

ところで、圧力室３５のピストン３２は、先端
にテーパ部４４が形成され、圧力室３５のシート
部４５に、このテーパ部４４の途中で接触してい
るときは、いないときに比べてピストン受圧面積
がはるかに小さくなるように設定してある。即
ち、このようにピストン３２の一端がシート部４
５に着座する構成とすることにより、着座状態で
のピストン３２の受圧面積、つまりシート部４５
の開口面積よりもピストン３２の総受圧面積を大
きく設定している。

次に作用について説明する。

まず、２速モータ１の負荷が小さく作動油圧Ｐ
が、例えば０〜P₁のときは、パイロツトスプー
ル５０は第４図の位置にあり、メインスプール３
１の圧力室３５をタンク側へと連通している。

このため、メインスプール３１はリターンスプ
リング３３の作用力で第３図の状態に押し込ま
れ、したがつて、Ｐポート３７からの圧油はＢポ
ート３９に供給され、２速モータ１は小容量、つ
まり高速低トルク運転を持続する。

作動油圧がP₁より大きくしかしP₂（カツトイン
圧力）よりも小さいときは、パイロツトスプール
５０がスプリング５３の作用力に抗して変位し、
圧力室３５をＰポート３７側と連通する。

しかし、圧力がP₂に達するまでは、この間の
作動油圧に打ち勝つようにスプリング３３の荷重
設定がなされているので、ピストン３２はシート
部４５より離れず、モータ１は小容量のままであ
る。

この作動油圧がP₂を越えると、ピストン３２
は左方へと移動を開始し、しかもシート部４５か
らテーパ部４４が離れた瞬間に、ピストン受圧面
積が数倍となるため、ピストン３２はメインスプ
ール３１をスプリング３３に抗して既座にストロ
ークエンドまで変位させる（第５図）。

メインスプール３１の変位により、Ｐポート３
７からの圧油はＡポート３８に流入するため、２
速モータ１は大容量に切換り、低速高トルク運転
を始める。

メイン切換弁２０がこのようにして切換わる
と、モータ容量比に応じて作動油圧Ｐは相対低下
するが、圧力室３５のピストン３２は受圧面積が
十分に大きいため、メインスプール３１は大容量
側の切換状態に保持される。

この低速高トルク運転の状態からモータ負荷が
減少し、作動油圧Ｐが例えばP₁とP₂の間のP₃に
低下したとすると、パイロツトスプール５０が第
６図のようにスプリング５３により押し戻され
る。

ただし、この圧力P₃までの状態ではパイロツ
トスプール５０のＴ環状溝５９はゼロラツプとな
つて、圧力室３５をタンク側に解放しないため、
メインスプール３１は依然として大容量状態を維
持する。

次いで、圧力がP₃（カツトアウト圧力）以下に
低下すると、パイロツトスプール５０は第４図の
ようにさらに戻り、圧力室３５をタンク側へ解放
するため、ピストン３２がシート部４５に接する
まで瞬時のうちにメインスプール３１はストロー
クし、これにより２速モータ１を小容量の高速低
トルク運転に切換えるのである。

なお、メインスプール３１のピストン３２とパ
イロツトスプール５０とは上述したように互いに
独立しており、設計段階ではそれぞれの受圧面積
に応じて、さらに使用段階ではスプリング３３，
５３の設定荷重に応じて個々に作動油圧を設定す
ることができるので、油圧モータ１の大容量側と
小容量側との間の切換が適切なタイミングで行わ
れるように調整することができる。

このように本発明では、メインスプールを極め
て短時間のうちに全ストローク切換変位させるこ
とができ、しかも切換後は微小の圧力変動があつ
てもストロークエンドに保持するので、メイン切
換弁のハンチング現象を確実に防止するととも
に、メイン切換弁のバルブ開度（スプール開度）
が十分に大きいために圧力損失が少なく、したが
つて２速モータの速度切換用のピストンの推力を
大きくとれ、確実な変速動作が得られる。

また、本発明ではメインスプールのピストンに
切換作動用の油圧を供給するパイロツト弁をメイ
ンスプールとは独立して設けたので、各々のスプ
リング荷重に応じて個々に切換特性を調整するこ
とができ、これにより小容量から大容量、または
大容量から小容量へと切換わる作動油圧及びタイ
ミングを適切に設定することができるという効果
も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の回路図、第２図は本発明の
回路図、第３図はバルブ構造の断面図、第４図な
いし第６図は同じく作動状態を示す断面図であ
る。２０……メイン切換弁、２１……パイロツト
弁、３１……メインスプール、３２……ピスト
ン、３５……圧力室、３７……Ｐポート、３８…
…Ａポート、３９……Ｂポート、４０……Ｔポー
ト、４４……テーパ部、４５……シート部、５０
……パイロツトスプール、５３……スプリング、
５８……Ｐ環状溝、５９……Ｔ環状溝、６０……
作動ポート。

Claims

【特許請求の範囲】

１可変容量型２速油圧モータの容量を増減させ
る自動速度切換弁において、モータ作動油圧を感
知して切換作動するパイロツト弁と、このパイロ
ツト弁を介して供給される油圧に応動してモータ
速度切換え用の圧油を選択的に供給するメイン切
換弁とを互いに独立して設け、前記メイン切換弁
は圧力室に導入される油圧に応じてメインスプー
ルを変位させるピストンを備え、かつ圧力室には
このピストンの総受圧面積よりも小さい有効面積
をもつシート部を形成し、このシート部にピスト
ンを着座させるようにスプリングを介してピスト
ンを付勢する一方、前記パイロツト弁をモータ作
動油圧に対抗的に付勢するスプリングを設け、モ
ータ作動油圧が第１の設定値よりも上昇したとき
にパイロツト弁が切換作動して前記圧力室にタン
ク圧から切換えてモータ作動油圧を導入するよう
に構成し、かつ前記ピストンは導入されたモータ
作動油圧が前記第１の設定値よりも高い第２の設
定値をこえたときにシート部から離れてメイン切
換弁を切換作動するように構成したことを特徴と
する２速モータの自動速度切換弁。