KR101282448B1

KR101282448B1 - 액압 모터

Info

Publication number: KR101282448B1
Application number: KR1020117018482A
Authority: KR
Inventors: 데루히코 사타케; 다쿠히로 가리노
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2013-07-17
Also published as: EP2397702A1; US8991168B2; JP5389461B2; EP2397702A4; CN102308100B; EP2397702B1; JP2009236316A; CN102308100A; WO2010092701A1; US20110283692A1; KR20110100320A

Abstract

본 발명의 목적은, 액압 모터 기구를 정지시킬 때에, 액압 모터 기구로부터 토출되는 액체의 압력 변동(압력 진동)을 억제함과 더불어, 정지 시의 쇼크를 종래보다 저감하는 것이 가능한 브레이크 구성을 구비한 액압 모터를 제공하는 것이다. 유압 모터(100)는, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)에 압유를 도입하기 위한 파일럿 통로(54)에 접속되어, 배압실(21)을 탱크(102)에 연통시키는 제1 전환 위치(3a)와, 파일럿 통로(54)를 배압실(21)에 연통시키는 제2 전환 위치(3b)를 갖는 전환 밸브(3)를 구비하고 있다. 당해 전환 밸브(3)에 의해, 유압 모터 기구(1)의 구동 시에는, 유압 모터 기구(1)에 공급되는 압유를 파일럿 통로(54)를 통해 배압실(21)에도 도입하고, 유압 모터 기구(1)의 브레이크 작동 시에는, 파일럿 통로(54)의 압이 소정압 이하가 되면, 배압실(21)을 탱크(102)에 접속하는 구성을 취한다.

Description

액압 모터{LIQUID PRESSURE MOTOR}

본 발명은, 액체의 압력 에너지를 이용하여 연속 회전 운동을 하는 액압 모터에 관한 것이다.

이 종류의 액압 모터에 관한 기술로서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있는 것이 있다. 특허 문헌 1에는 유체 모터의 브레이크 장치에 관한 기술이 기재되어 있으며, 이 유체 브레이크 장치(7)는, 유체 모터 구동 시에 있어서는, 개폐 밸브(38)의 스프링실에 펌프(2)로부터의 압을 인도하여, 개폐 밸브(38)를 작동시키지 않는 구성으로 하며, 유체 모터를 정지시킬 때는, 제어 밸브(18)가 중립 위치로 되돌아감으로써, 개폐 밸브(38)의 스프링실(배압실)로의 압 공급을 중지하고 개폐 밸브(38)를 작동 가능하게 하여, 유체 모터로부터 토출된 유체압에 의해 개폐 밸브(38)가 작동함으로써 유체 모터에 제동력을 발생시키는 것이다.

특허 문헌 1 : 일본국 실용신안공개 소60-38901호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 유체 브레이크 장치(7)에서는, 제어 밸브(18)가 중립 위치로 되돌아갔을 때, 컨트롤 통로(47)와 급배로(給排路)(5, 6)는, 스로틀(49, 50)을 통해 접속된 상태가 된다. 한편, 제어 밸브(18)가 중립 위치로 되돌아간 상태에 있어서도, 급배로(5, 6)는 모두 높은 압력 상태를 유지한 채로인 경우가 많다. 그 때문에, 컨트롤 통로(47)에 연통하는 개폐 밸브(38)의 배압실에는 높은 압력이 남는 상태가 발생한다. 그 결과, 유체 모터를 정지시킬 때, 개폐 밸브(38)는, 설정치보다 높은 압력으로 작동해 버린다. 개폐 밸브(38)가 그 설정치보다 높은 압력으로 작동하면, 유체 모터로부터 토출되어 재차, 유체 모터로 되돌아가는 유체는 큰 압력 변동(압력 진동)을 발생해 버릴 우려가 있으며, 그 결과, 이 유체 브레이크 장치(7)를 예를 들면 주행용 유체 모터의 브레이크 장치로서 탑재한 건설 차량에 있어서는, 브레이크력이 변동되어 브레이크음이 커져 버린다. 또, 개폐 밸브(38)가 그 설정치보다 높은 압력으로 작동함으로써, 정지 시의 쇼크가 커져 버린다.

본 발명은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 액압 모터 기구를 정지시킬 때에, 액압 모터 기구로부터 토출되는 액체의 압력 변동(압력 진동)을 억제함과 더불어, 정지 시의 쇼크를 종래보다 저감하는 것이 가능한 브레이크 구성을 구비한 액압 모터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 액압 모터는, 상기 목적을 달성하기 위해 이하와 같은 몇 가지의 특징을 갖고 있다. 즉, 본 발명의 액압 모터는, 이하의 특징을 단독으로, 혹은, 적절히 조합하여 구비하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제1 특징은, 방향 전환 밸브에 연통하는 제1 급배 포트 및 제2 급배 포트와, 상기 제1 급배 포트와 액압 모터 기구의 사이를 연통하는 제1 급배 통로와, 상기 제2 급배 포트와 상기 액압 모터 기구의 사이를 연통하는 제2 급배 통로와, 상기 제1 급배 통로 및 상기 제2 급배 통로에 접속된 카운터 밸런스 밸브와, 상기 카운터 밸런스 밸브와 상기 액압 모터 기구 사이의 상기 제1 급배 통로와, 당해 카운터 밸런스 밸브와 당해 액압 모터 기구 사이의 상기 제2 급배 통로의 사이를 연통하는 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로에 배치되어, 상기 제1 급배 통로 또는 상기 제2 급배 통로의 액압이 작동압 이상이 되면 개방되는 연통 밸브와, 상기 카운터 밸런스 밸브에 접속되어, 상기 연통 밸브의 작동압을 제어하는 당해 연통 밸브의 배압실에 액압을 도입하는 파일럿 통로를 구비한 액압 모터로서, 상기 파일럿 통로에 접속되어, 상기 배압실을 상기 탱크에 연통시키는 제1 전환 위치와, 상기 파일럿 통로를 당해 배압실에 연통시키는 제2 전환 위치를 갖는 전환 밸브를 구비하며, 상기 전환 밸브에 의해, 상기 액압 모터 기구의 구동 시에는, 당해 액압 모터 기구에 공급되는 액압을 상기 파일럿 통로를 통해 상기 배압실에도 도입하고, 당해 액압 모터 기구의 브레이크 작동 시에는, 당해 파일럿 통로의 액압이 소정압 이하가 되면, 당해 배압실을 상기 탱크에 접속하는 것이다.

이 구성에 의하면, 액압 모터 기구의 브레이크 작동 시에는, 연통 밸브의 배압실이 탱크에 접속되므로, 배압실의 압력은, 탱크 내 압력까지 내려간다. 이에 의해, 연통 밸브가 소정의 설정압으로 작동하므로, 연통 밸브의 개방압이 일정하게 유지되고, 액압 모터 기구로부터 토출되는 액체의 압력 변동(압력 진동)은 억제된다. 또, 액압 모터 기구 정지 시의 쇼크를 종래보다 저감할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제2 특징은, 상기 카운터 밸런스 밸브의 적어도 한쪽의 단부에 중립 스프링이 배치됨과 더불어, 당해 카운터 밸런스 밸브의 한쪽에 상기 제1 급배 통로로부터의 액압이 도입되고, 다른 쪽에 상기 제2 급배 통로로부터의 액압이 도입되며, 상기 전환 밸브의 한쪽의 단부에는 리턴 스프링이 배치되고, 다른 쪽에는 상기 파일럿 통로로부터의 파일럿압이 도입되며, 상기 전환 밸브를 상기 제1 전환 위치로 되돌리기 위한 상기 리턴 스프링의 스프링력은, 상기 카운터 밸런스 밸브를 중립 위치로 되돌리기 위한 상기 중립 스프링의 스프링력보다 크게 설정되어 있는 것이다.

이 구성에 의하면, 카운터 밸런스 밸브가 중립 위치로 되돌아갈 때는, 공급측의 액압은, 카운터 밸런스 밸브를 중립 위치로 되돌리기 위한 중립 스프링의 스프링력보다 작아지고 있다. 여기에서, 전환 밸브를 제1 전환 위치로 되돌리기 위한 리턴 스프링의 스프링력은, 카운터 밸런스 밸브를 중립 위치로 되돌리기 위한 중립 스프링의 스프링력보다 크게 설정되어 있으므로, 카운터 밸런스 밸브가 중립 위치로 되돌아갈 때는, 전환 밸브는 확실하게, 배압실을 탱크에 연통시키는 제1 전환 위치로 전환된다.

또, 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제3 특징은, 상기 카운터 밸런스 밸브의 상기 중립 위치는, 상기 파일럿 통로가 상기 제1 급배 포트 및 상기 제2 급배 포트로부터 차단되는 전환 위치인 것이다.

이 구성에 의하면, 카운터 밸런스 밸브가 중립 위치로 되돌아가면, 파일럿 통로는 제1 급배 포트 및 제2 급배 포트로부터 차단된다. 이에 의해, 연통 밸브의 배압실은, 펌프압 등의 변동이 있었다고 해도 그 영향을 받는 경우가 없다. 그 결과, 연통 밸브의 작동은 보다 안정된다.

또, 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제4 특징은, 상기 파일럿 통로를 상기 배압실에 연통시키는 상기 전환 밸브 내의 통로에 스로틀이 형성되어 있는 것이다.

이 구성에 의하면, 액압 모터 기구의 구동 시, 배압실의 급격한 액압 상승을 회피할 수 있으며, 그 결과, 액압 모터 기구의 급격한 회전 상승을 완화할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제5 특징은, 상기 연통 밸브는, 당해 연통 밸브의 배압실에 설치된 칸막이 부재를 통해 차단 방향으로 탄성 가압 가능하게 형성되어 있는 것이다.

본 발명에 따른 액압 모터에 의하면, 브레이크 작동 시, 연통 밸브의 배압실은 탱크에 접속된다. 그러나, 이 구성에 의하면, 브레이크 작동 시여도 상기 칸막이 부재를 통해 연통 밸브를 차단 방향으로 탄성 가압할 수 있다. 이에 의해, 연통 밸브에 대해 상이한 작동압을 설정할 수 있으며, 저속 모드와 고속 모드에서 브레이크력(제동력)을 변경할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제6 특징은, 상기 연통 밸브의 배압실에 배치되어, 당해 연통 밸브를 차단 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압 스프링과, 상기 탄성 가압 스프링을 수축 방향으로 탄성 가압 가능한 상기 칸막이 부재인 피스톤과, 상기 피스톤에 의해 상기 배압실과는 따로 구획된 가압실을 구비하며, 상기 가압실에 상기 2속 전환용 제어압이 도입되는 것이다.

이 구성에 의하면, 브레이크 작동 시여도, 피스톤을 통해 2속 전환용 제어압에 의해 탄성 가압 스프링을 수축시킬 수 있으며, 그 결과, 저속 모드와 고속 모드에서 브레이크력(제동력)을 변경할 수 있다. 또, 2속 전환용 제어압을 이용하고 있으므로, 연통 밸브의 제어압을 발생시키는 것만을 위한 파일럿 펌프 등을 별도로 설치할 필요가 없어, 액압 모터의 제어 기구의 구성을 간소화할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제7 특징은, 상기 2속 전환용 제어압은, 2속 전환 밸브의 파일럿실에 도입되는 2속 전환 신호압인 것이다.

이 구성에 의하면, 2속 전환용 제어압으로서 2속 전환 신호압을 이용함으로써, 유압 시스템의 구성(예를 들면 건설 차량의 유압 시스템 구성)을 변경하지 않고 주행 속도(저속 모드·고속 모드)에 의한 브레이크력의 변경이 가능하다.

또, 본 발명에 따른 액압 모터에 있어서의 제8 특징은, 상기 2속 전환용 제어압은, 2속 전환 밸브로부터 경전(傾轉) 실린더에 도입되는 2속 전환 지령압인 것이다.

이 구성에 의하면, 2속 전환용 제어압으로서 2속 전환 지령압을 이용함으로써, 상기 배압실에는 2속 전환 신호압보다 높은 압력이 공급되므로, 칸막이 부재인 피스톤의 수압(受壓) 면적을 저감(피스톤의 소경화)할 수 있다. 또한, 2속 전환 지령압(주행 구동압)은 2속 전환 신호압보다 높은 압력이 얻어지므로, 탄성 가압하는 스프링력을 높게 함으로써 작동압을 높게 설정할 수 있다.

본 발명은, 액압 모터 기구를 정지시킬 때에, 액압 모터 기구로부터 토출되는 액체의 압력 변동(압력 진동)을 억제함과 더불어, 정지 시의 쇼크를 종래보다 저감하는 것이 가능한 브레이크 구성을 구비한 액압 모터를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 유압 모터를 도시하기 위한 유압 회로도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유압 모터를 도시하기 위한 유압 회로도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명에 따른 액압 모터는, 예를 들면 유압 셔블 등의 건설 차량에 있어서의 주행용 모터 등에 이용된다. 또, 액압 모터를 작동시키기 위한 매체로서는, 일반적으로 기름이 이용되지만, 반드시 기름에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 액체를 이용하는 것이 가능하다. 이하의 설명에 있어서는, 액압 모터로서 기름을 작동 매체로 한 유압 모터를 예로 들어 설명한다.

(유압 모터의 구성)

도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 유압 모터(100)를 도시하기 위한 유압 회로도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 유압 모터(100)는, 제1 급배 포트(9) 및 제2 급배 포트(10)에 있어서, 압유(壓油)를 급배 제어하는 방향 전환 밸브(101)와 접속되어 있다. 방향 전환 밸브(101)에는, 유압 모터(100)에 압유를 공급하기 위한 펌프(104)가 접속되고, 유압 모터(100)에 공급된 기름은 탱크(102)로 되돌아간다. 또, 유압 모터(100)는, 저속 모드와 고속 모드 중 어느 하나로 그 운전 상태를 전환하기 위한 파일럿 압유를 공급하는 파일럿 펌프(105)와, 감속기(103)에도 접속되어 있다.

유압 모터(100)는, 감속기(103)에 접속되는 유압 모터 기구(1)를 구비하고 있으며, 이 유압 모터 기구(1)와 제1 급배 포트(9)의 사이는 제1 급배 통로(51)에 의해 연통되어 있다. 또, 유압 모터 기구(1)와 제2 급배 포트(10)의 사이는 제2 급배 통로(52)에 의해 연통되어 있다. 또, 제1 급배 통로(51) 및 제2 급배 통로(52)에는, 각각 스로틀이 달린 통로(58) 및 스로틀이 달린 통로(59)를 통해 카운터 밸런스 밸브(4)가 접속되어 있다. 제1 급배 통로(51)로부터의 압유는 스로틀이 달린 통로(58)를 통해 카운터 밸런스 밸브(4)의 한쪽의 파일럿실에 도입되고, 제2 급배 통로(52)로부터의 압유는 스로틀이 달린 통로(59)를 통해 카운터 밸런스 밸브(4)의 다른 쪽의 파일럿실에 도입된다. 또, 제1 급배 통로(51) 및 제2 급배 통로(52)에는, 각각 역지 밸브(7) 및 역지 밸브(8)가 배치되어 있다.

카운터 밸런스 밸브(4)는, 3위치 밸브이며, 제2 급배 통로(52)를 탱크(102)에 접속하는 제1 전환 위치(4a)와, 제1 급배 통로(51)를 탱크(102)에 접속하는 제2 전환 위치(4c)와, 제1 급배 통로(51) 및 제2 급배 통로(52)를 탱크(102)와 차단하는 중립 위치(4b)를 구비하고 있다.

카운터 밸런스 밸브(4)와 유압 모터(100) 사이의 제1 급배 통로(51)와, 카운터 밸런스 밸브(4)와 유압 모터(100) 사이의 제2 급배 통로(52)의 사이는 바이패스 통로(53)에 의해 연통되고, 이 바이패스 통로(53)에는 릴리프 밸브(2)(연통 밸브)가 설치되어 있다. 릴리프 밸브(2)는, 제1 급배 통로(51) 또는 제2 급배 통로(52)의 유압이 당해 릴리프 밸브(2)의 작동압 이상이 되면 개방되어, 제1 급배 통로(51)와 제2 급배 통로(52)를 연통시켜 유압이 높은 통로측으로부터 낮은 통로측으로 기름을 흐르게 하도록 형성된 밸브이다. 또, 릴리프 밸브(2)는, 그 작동압을 제어하기 위한 배압실(21)을 가지며, 배압실(21)에 압유가 도입됨으로써 그 작동압이 제어된다. 또한, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)에 설치된 탄성 가압 스프링(22)의 스프링력에 의해 정해지는 작동압이, 릴리프 밸브(2)의 설정압이다. 탄성 가압 스프링(22)은, 릴리프 밸브(2)를 차단 방향으로 탄성 가압하는 스프링이다.

릴리프 밸브(2)와 카운터 밸런스 밸브(4)의 사이에는 전환 밸브(3)가 배치되고, 이 전환 밸브(3)와 카운터 밸런스 밸브(4)는 파일럿 통로(54)를 통해 접속되어 있다. 전환 밸브(3)와 릴리프 밸브(2)(릴리프 밸브(2)의 배압실(21))는 통로(56)를 통해 접속되어 있다. 전환 밸브(3)는, 2위치 밸브이며, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)을 통로(56) 및 드레인 통로(55)를 통해 탱크(102)에 연통시키는 제1 전환 위치(3a)와, 파일럿 통로(54)를 통로(56)를 통해 배압실(21)에 연통시키는 제2 전환 위치(3b)를 구비하고 있다. 제2 전환 위치(3b)에 있어서의 전환 밸브(3) 내의 통로는, 스로틀(34)을 갖는 스로틀이 달린 통로(33)가 되며, 제1 전환 위치(3a)에 있어서의 전환 밸브(3) 내의 통로도 스로틀이 달린 통로(32)로 되어 있다. 카운터 밸런스 밸브(4)는, 제1 전환 위치(4a)에 있어서 파일럿 통로(54)와 제1 급배 통로(51)를 접속하고, 제2 전환 위치(4c)에 있어서 파일럿 통로(54)와 제2 급배 통로(52)를 접속한다.

또, 유압 모터(100)는, 저속 모드와 고속 모드 중 어느 하나로 그 운전 상태를 전환하기 위한 속도 가변 기구를 구비하고 있으며, 이 속도 가변 기구는, 피스톤(15)(경전 실린더(15), 이하 「경전 실린더(15)」라고 기재한다)과, 고저속 전환 밸브(5)와, 셔틀 밸브(6)로 구성된다. 고저속 전환 밸브(5)(2속 전환 밸브)는, 2위치 밸브이며, 경전 실린더(15)의 압력실로부터 압유를 배출하기 위한 제1 전환 위치(5a)와, 경전 실린더(15)의 압력실로 압유를 공급하기 위한 제2 전환 위치(5b)를 구비하고 있다.

(유압 모터의 작동)

다음에, 유압 모터(100)의 작동에 대해 설명한다. 여기에서, 유압 모터(100)에 접속되는 방향 전환 밸브(101)는, 3위치 밸브이며, 유압 모터 기구(1)를 정회전(또는 역회전)시킬 때는 제1 전환 위치(101a)가 되고, 유압 모터 기구(1)를 역회전(또는 정회전)시킬 때는 제2 전환 위치(101c)가 되며, 유압 모터 기구(1)를 정지시킬 때는 중립 위치(101b)가 된다.

또한, 방향 전환 밸브(101)를 중립 위치(101b)로부터 제1 전환 위치(101a)로 전환하고, 유압 모터 기구(1)를 회전시키는(구동하는) 경우와, 그 후, 방향 전환 밸브(101)를 중립 위치(101b)로 되돌려 유압 모터 기구(1)를 정지시키는(브레이크를 건다) 경우를 예로 들어 설명하며, 방향 전환 밸브(101)를 제2 전환 위치(101c)로 전환하여 유압 모터 기구(1)를 회전시킨 후에 정지시키는 경우에 대해서는, 동일한 설명이 되므로 할애한다.

(유압 모터 기구(1)의 구동)

방향 전환 밸브(101)를 중립 위치(101b)로부터 제1 전환 위치(101a)로 전환하면, 펌프(104)로부터의 압유가 제1 급배 통로(51)를 통해 유압 모터 기구(1)에 공급된다. 한편, 펌프(104)로부터의 압유는 스로틀이 달린 통로(58)를 통해 카운터 밸런스 밸브(4)의 한쪽의 파일럿실에도 공급되고, 이에 의해 카운터 밸런스 밸브(4)가 중립 위치(4b)로부터 제1 전환 위치(4a)로 전환된다. 카운터 밸런스 밸브(4)가 제1 전환 위치(4a)로 전환되면, 펌프(104)로부터의 압유가 파일럿 통로(54) 및 통로(35)를 통해 파일럿압으로서 전환 밸브(3)에 도입된다. 이에 의해 전환 밸브(3)가 제1 전환 위치(3a)로부터 제2 전환 위치(3b)로 전환되어, 스로틀이 달린 통로(33)를 통해 압유가 파일럿 통로(54)로부터 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)에도 공급된다. 압유가 배압실(21)에 공급됨으로써 릴리프 밸브(2)의 작동압이 상승하고, 그 결과, 릴리프 밸브(2)가 작동하지 않게 되어, 제1 급배 통로(51)와 제2 급배 통로(52)의 사이를 바이패스 통로(53)를 통해 기름이 흐르지 않게 된다.

이 때, 통로(57)를 통해 유압 모터 기구(1)의 압력실에도 압유가 공급되고, 이에 의해 유압 모터 기구(1)의 브레이크(11)(파킹 브레이크)가 해제된다. 한편, 카운터 밸런스 밸브(4)가 제1 전환 위치(4a)로 전환되면, 유압 모터 기구(1)로부터 토출된 압유는, 제2 급배 통로(52), 카운터 밸런스 밸브(4), 및 방향 전환 밸브(101)를 경유하여 탱크(102)로 배출된다. 이들 일련의 작동에 의해, 유압 모터 기구(1)는, 소정의 회전수로 회전한다.

또한, 제2 전환 위치(3b)에 있어서의 전환 밸브(3) 내의 통로에는, 스로틀(34)이 형성되어 있으므로, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)의 압력이 급격하게 상승하는 것이 억제된다. 그 때문에, 카운터 밸런스 밸브(4)가 제1 전환 위치(4a)로 전환된 직후에 있어서는 릴리프 밸브(2)가 작동하므로, 펌프(104)로부터 제1 급배 통로(51)에 공급된 압유의 일부는, 바이패스 통로(53)를 통해 탱크(102)로 배출된다. 그 결과, 유압 모터 기구(1)의 급격한 회전 상승을 완화할 수 있다.

다음에, 유압 모터(100)의 속도 가변 기구에 대해 설명한다. 고저속 전환 밸브(5)가, 제1 전환 위치(5a)에 있을 때는, 경전 실린더(15)의 압력실로부터 압유가 배출된 상태가 되고, 경전 실린더(15)의 로드가 Low 방향에 위치하여, 유압 모터 기구(1)의 용량이 대용량이 되는 저속 모드(고토크, 저속 회전)가 된다. 그리고, 파일럿 펌프(105)로부터의 압유에 의해 고저속 전환 밸브(5)를 제1 전환 위치(5a)로부터 제2 전환 위치(5b)로 전환하면, 펌프(104)로부터의 압유가 셔틀 밸브(6)를 통해 경전 실린더(15)의 압력실에 공급되고, 경전 실린더(15)의 로드가 Hi 방향으로 변위되어, 유압 모터 기구(1)의 용량이 소용량이 되는 고속 모드(저토크, 고속 회전)로 전환된다.

(유압 모터 기구(1)의 정지)

다음에, 유압 모터 기구(1)를 정지시키는 경우의 작동에 대해 설명한다. 방향 전환 밸브(101)를 제1 전환 위치(101a)로부터 중립 위치(101b)로 되돌리면, 펌프(104)는 탱크(102)와 연통한 상태가 되어, 펌프(104)로부터 토출되는 기름의 압력이 내려간다. 이에 의해 스로틀이 달린 통로(58)의 압력도 내려가, 카운터 밸런스 밸브(4)는, 그 양단부에 배치된 중립 스프링(41, 42)의 스프링력에 의해 제1 전환 위치(4a)로부터 중립 위치(4b)로 되돌아간다. 카운터 밸런스 밸브(4)가 중립 위치(4b)로 되돌아가면, 펌프(104)와 파일럿 통로(54)의 사이가 차단된다. 이 때 파일럿 통로(54)의 압은, 소정압 이하로 되어 있다. 전환 밸브(3)는, 그 한쪽의 단부에 배치된 리턴 스프링(31)의 스프링력에 의해 제2 전환 위치(3b)로부터 제1 전환 위치(3a)로 되돌아간다. 이에 의해 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)은, 통로(56) 및 드레인 통로(55)를 통해 탱크(102)에 접속된다. 그 때문에, 배압실(21)의 압유는 탱크(102)로 빠져, 배압실(21)의 압은 탱크(102) 내의 압까지 내려간다. 이에 의해, 릴리프 밸브(2)는 그 설정압으로 작동하게 된다. 또한, 전환 밸브(3)에 있어서의 제1 전환 위치(3a)의 스로틀이 달린 통로(32)의 스로틀은, 배압실(21)로부터 탱크(102)로 빠지는 압유의 배출 속도를 조정하기 위한 것이다. 또, 파일럿 통로(54)의 압이 내려감으로써 통로(57)의 압도 내려가므로, 유압 모터 기구(1)의 압력실 내의 압유도 탱크(102)로 빠져, 이에 의해 유압 모터 기구(1)의 브레이크(11)(파킹 브레이크)가 동작한다.

한편, 카운터 밸런스 밸브(4)가 중립 위치(4b)로 되돌아가면, 제2 급배 통로(52)와 제2 급배 포트(10)의 사이가 차단되므로, 유압 모터 기구(1)로부터 토출된 압유는, 탱크(102)로 되돌아가지 못하고, 제2 급배 통로(52)를 통해 바이패스 통로(53)에 인도되어, 릴리프 밸브(2)의 작동에 의해, 제1 급배 통로(51)에 흐르고, 그리고 유압 모터 기구(1)로 되돌아가게 된다. 릴리프 밸브(2)의 저항이, 제동력(브레이크력)이 되어, 유압 모터 기구(1)는, 소정의 시간이 경과 후 정지한다. 또한, 유압 모터 기구(1)의 브레이크(11)(파킹 브레이크)도 제동력이 된다. 상기한 바와 같이, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)이 탱크(102)에 접속됨으로써, 배압실(21)의 압력이 드레인 통로(55) 내의 압력까지 내려간다. 그 결과, 릴리프 밸브(2)가 소정의 설정압으로 작동하므로, 그 개방압이 일정하게 유지되어, 유압 모터 기구(1)로부터 토출되는 압유의 압력 변동(압력 진동)이 억제된다. 또, 릴리프 밸브(2)가 소정의 설정압으로 작동함으로써, 유압 모터 기구(1) 정지 시의 쇼크를 종래보다 저감하는 것이 가능해진다.

여기에서, 전환 밸브(3)를 제2 전환 위치(3b)로부터 제1 전환 위치(3a)로 되돌리기 위한 리턴 스프링(31)의 스프링력은, 카운터 밸런스 밸브(4)를 중립 위치(4b)로 되돌리기 위한 중립 스프링(41, 42)의 스프링력보다 크게 설정되어 있다. 한편, 카운터 밸런스 밸브(4)가 중립 위치(4b)로 되돌아갈 때는, 제1 급배 통로(51)의 압은 카운터 밸런스 밸브(4)를 중립 위치(4b)로 되돌리기 위한 중립 스프링(41, 42)의 스프링력보다 작아지고 있다. 상기한 바와 같이, 전환 밸브(3)를 제1 전환 위치(3a)로 되돌리기 위한 리턴 스프링(31)의 스프링력은, 카운터 밸런스 밸브(4)를 중립 위치(4b)로 되돌리기 위한 중립 스프링(41, 42)의 스프링력보다 크게 설정되어 있으므로, 카운터 밸런스 밸브(4)가 중립 위치(4b)로 되돌아갈 때는, 전환 밸브(3)는 확실하게, 배압실(21)을 탱크(102)에 연통시키는 제1 전환 위치(3a)로 전환되게 된다.

또, 카운터 밸런스 밸브(4)의 중립 위치(4b)는, 파일럿 통로(54)가 제1 급배 포트(9) 및 제2 급배 포트(10)로부터 차단되는 전환 위치이므로, 카운터 밸런스 밸브(4)가 중립 위치(4b)로 되돌아가면, 파일럿 통로(54)는 제1 급배 포트(9) 및 제2 급배 포트(10)로부터 차단된다. 이에 의해, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)은, 펌프(104)의 맥동하는 압변동이 있었다고 해도 그 영향을 받는 경우가 없다. 그 결과, 릴리프 밸브(2)의 작동압은 보다 일정하게 유지되게 되어, 릴리프 밸브(2)의 작동은 보다 안정된다.

(다른 실시 형태)

도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유압 모터(200)를 도시하기 위한 유압 회로도이다. 또한, 본 유압 회로도에 있어서, 상기한 유압 모터(100)의 유압 회로도의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

상기한 바와 같이, 유압 모터(100)는, 저속 모드와 고속 모드 중 어느 하나로 그 운전 상태를 전환할 수 있는 유압 모터이다. 여기에서, 유압 모터 기구(1)를 운전 상태로부터 정지 동작시키는 경우, 저속 모드에서는 고속 모드 시의 경우에 비해 유압 모터 기구(1)로부터 단시간에 대유량의 압유가 토출되므로, 릴리프 밸브(2)에 의한 제동압이 급격하게 상승한다. 이와 같이, 유압 모터(100)에서는, 정지 동작 시의 쇼크나 제동 거리가, 저속 모드와 고속 모드에서 달라져 버린다는 문제가 있다. 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)에 설치된 탄성 가압 스프링(22)의 스프링력을, 저속 모드로부터의 정지 동작 시의 쇼크를 고려하여 설정하면, 고속 모드 시에는 무의미하게 제동 거리가 신장되어 버린다. 반대로, 탄성 가압 스프링(22)의 스프링력을, 고속 모드 시를 고려하여 설정하면, 저속 모드 시에는 쇼크가 강해져 버린다.

상기 문제를 해결할 수 있는 것이, 본 실시 형태의 유압 모터(200)이다. 유압 모터(200)에서는, 고저속 전환 밸브(5)(2속 전환 밸브)의 파일럿실에 도입되는 2속 전환 신호압을 이용하여 릴리프 밸브(2)의 탄성 가압 스프링(22)의 스프링력을 높일 수 있도록 하고 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21) 내에는, 탄성 가압 스프링(22)의 한쪽의 단면에 접촉시켜 피스톤(23)(칸막이 부재)을 배치하고 있다. 그리고, 피스톤(23)에 의해, 배압실(21)과는 따로 구획된 가압실(24)이 형성되어 있다. 또한, 저속 모드 시의 정지 동작 시의 쇼크·가속도가 적절한 정도가 되도록, 탄성 가압 스프링(22)의 스프링력이 결정되어 있다.

파일럿 펌프(105)와 릴리프 밸브(2)의 가압실(24)의 사이는, 통로(60)로 연통되어 있다. 2속 전환 신호압은, 이 통로(60)를 통해 가압실(24)에 도입된다.

다음에, 유압 모터 기구(1)의 정지 동작 시에 있어서의 릴리프 밸브(2)의 작동에 대해, 저속 모드와 고속 모드로 나누어 설명한다.

우선, 저속 모드의 운전 상태로부터 정지 동작하는 경우, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)은 탱크(102)에 접속된다. 또, 2속 전환 신호압은 가압실(24)에 도입되지 않으므로, 저속 모드에 맞추어 설정되어 있는 소정의 설정압(탄성 가압 스프링(22)의 스프링력)으로 릴리프 밸브(2)는 작동한다. 이에 의해, 적절한 쇼크·가속도로 유압 모터 기구(1)는 정지하게 된다.

다음에, 유압 모터 기구(1)가 고속 모드의 운전 상태로부터 정지 동작하는 경우, 저속 모드 시와 동일하게, 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)은 탱크(102)에 접속된다. 이 때, 파일럿 펌프(105)로부터의 압유(2속 전환 신호압)가 통로(60)를 통해 가압실(24)에 도입되어 있으므로, 피스톤(23)이 탄성 가압 스프링(22)을 수축 방향으로 탄성 가압하고, 이에 의해 릴리프 밸브(2)의 설정압은 상승한다. 한편, 유압 모터 기구(1)로부터 바이패스 통로(53)에 흐르는 압유의 양은, 저속 모드 시에 비해 적으므로, 결과적으로, 저속 모드 시와 동일한 적절한 쇼크·가속도로 유압 모터 기구(1)를 정지시킬 수 있다. 또한, 파일럿 펌프(105)로부터의 압유(2속 전환 신호압)는, 펌프(104)로부터 릴리프 밸브(2)의 배압실(21)에 공급되는 압유보다 압력은 낮으며, 고속 모드 시의 브레이크력을 고려하여 결정된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 유압 모터(200)에 의하면, 고속 모드 시, 파일럿 펌프(105)로부터의 2속 전환 신호압에 의해, 피스톤(23)을 통해 릴리프 밸브(2)를 차단 방향으로 탄성 가압할 수 있다. 이에 의해, 릴리프 밸브(2)에 대해 상이한 릴리프압을 설정할 수 있게 되어, 저속 모드와 고속 모드에서 브레이크력(제동력)을 변경할 수 있다. 즉, 유압 모터(200)를 유압 셔블의 주행용 모터로서 이용한 경우, 오퍼레이터가 받는 정지 동작 시의 쇼크를, 저속 모드와 고속 모드에서 동일한 정도로 할 수 있어, 정지 쇼크를 완화할 수 있다.

또한, 상기의 2속 전환 신호압을 이용하지 않고, 고저속 전환 밸브(5)(2속 전환 밸브)로부터 경전 실린더(15)에 도입되는 2속 전환 지령압을 릴리프 밸브(2)의 가압실(24)에 인도하는 구성으로 해도 된다. 고저속 전환 밸브(5)와 경전 실린더(15)의 사이는, 통로(61)로 연통되어 있다. 2속 전환 지령압은, 이 통로(61)를 흐르는 압유에 의한 것이다. 2속 전환 지령압을 가압실(24)에 인도하는 경우, 통로(61)의 스로틀(62)의 상류측 및 하류측 중 어느 쪽의 측으로부터 통로를 분기시켜, 2속 전환 지령압을 가압실(24)에 인도해도 된다.

또, 본 발명에서는, 2속 전환 신호압 및 2속 전환 지령압의 상위 개념에 따른 문언으로서 2속 전환용 제어압이라는 표현을 이용하고 있다. 2속 전환용 제어압을 이용함으로써, 릴리프 밸브(2)의 제어압을 발생시키는 것만을 위한 파일럿 펌프 등을 별도로 설치할 필요가 없어진다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구의 범위에 기재한 한에 있어서 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능한 것이다. 예를 들면, 이하와 같이 변경하여 실시할 수 있다.

(1) 상기 실시 형태에 있어서는, 카운터 밸런스 밸브(4)의 양단부에 중립 스프링(41, 42)을 배치한 예를 나타내었지만, 중립 스프링은 카운터 밸런스 밸브(4)의 한쪽의 단부에만 배치되어 있어도 된다.

1 : 유압 모터 기구(액압 모터 기구)
2 : 릴리프 밸브(연통 밸브)
3 : 전환 밸브
4 : 카운터 밸런스 밸브
9 : 제1 급배 포트
10 : 제2 급배 포트
21 : 배압실
51 : 제1 급배 통로
52 : 제2 급배 통로
53 : 바이패스 통로
100 : 유압 모터(액압 모터)
101 : 방향 전환 밸브
102 : 탱크

Claims

방향 전환 밸브에 연통하는 제1 급배(給排) 포트 및 제2 급배 포트와,
상기 제1 급배 포트와 액압 모터 기구의 사이를 연통하는 제1 급배 통로와,
상기 제2 급배 포트와 상기 액압 모터 기구의 사이를 연통하는 제2 급배 통로와,
상기 제1 급배 통로 및 상기 제2 급배 통로에 접속된 카운터 밸런스 밸브와,
상기 카운터 밸런스 밸브와 상기 액압 모터 기구 사이의 상기 제1 급배 통로와, 당해 카운터 밸런스 밸브와 당해 액압 모터 기구 사이의 상기 제2 급배 통로의 사이를 연통하는 바이패스 통로와,
상기 바이패스 통로에 배치되어, 상기 제1 급배 통로 또는 상기 제2 급배 통로의 액압이 작동압 이상이 되면 개방되는 연통 밸브와,
상기 카운터 밸런스 밸브에 접속되어, 상기 연통 밸브의 작동압을 제어하는 당해 연통 밸브의 배압실에 액압을 도입하는 파일럿 통로를 구비한 액압 모터로서,
상기 파일럿 통로에 접속되어, 상기 배압실을 탱크에 연통시키는 제1 전환 위치와, 상기 파일럿 통로를 당해 배압실에 연통시키는 제2 전환 위치를 갖는 전환 밸브를 구비하며,
상기 전환 밸브에 의해, 상기 액압 모터 기구의 구동 시에는, 당해 액압 모터 기구에 공급되는 액압을 상기 파일럿 통로를 통해 상기 배압실에도 도입하고, 당해 액압 모터 기구의 브레이크 작동 시에는, 당해 파일럿 통로의 액압이 소정압 이하가 되면, 당해 배압실을 상기 탱크에 접속하고,
상기 파일럿 통로를 상기 배압실에 연통시키는 상기 전환 밸브 내의 통로에 스로틀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액압 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 카운터 밸런스 밸브의 적어도 한쪽의 단부에 중립 스프링이 배치됨과 더불어, 당해 카운터 밸런스 밸브의 한쪽에 상기 제1 급배 통로로부터의 액압이 도입되고, 다른 쪽에 상기 제2 급배 통로로부터의 액압이 도입되며,
상기 전환 밸브의 한쪽의 단부에는 리턴 스프링이 배치되고, 다른 쪽에는 상기 파일럿 통로로부터의 파일럿압이 도입되며,
상기 전환 밸브를 상기 제1 전환 위치로 되돌리기 위한 상기 리턴 스프링의 스프링력은, 상기 카운터 밸런스 밸브를 중립 위치로 되돌리기 위한 상기 중립 스프링의 스프링력보다 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액압 모터.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 카운터 밸런스 밸브의 상기 중립 위치는, 상기 파일럿 통로가 상기 제1 급배 포트 및 상기 제2 급배 포트로부터 차단되는 전환 위치인 것을 특징으로 하는 액압 모터.
방향 전환 밸브에 연통하는 제1 급배(給排) 포트 및 제2 급배 포트와,
상기 제1 급배 포트와 액압 모터 기구의 사이를 연통하는 제1 급배 통로와,
상기 제2 급배 포트와 상기 액압 모터 기구의 사이를 연통하는 제2 급배 통로와,
상기 제1 급배 통로 및 상기 제2 급배 통로에 접속된 카운터 밸런스 밸브와,
상기 카운터 밸런스 밸브와 상기 액압 모터 기구 사이의 상기 제1 급배 통로와, 당해 카운터 밸런스 밸브와 당해 액압 모터 기구 사이의 상기 제2 급배 통로의 사이를 연통하는 바이패스 통로와,
상기 바이패스 통로에 배치되어, 상기 제1 급배 통로 또는 상기 제2 급배 통로의 액압이 작동압 이상이 되면 개방되는 연통 밸브와,
상기 카운터 밸런스 밸브에 접속되어, 상기 연통 밸브의 작동압을 제어하는 당해 연통 밸브의 배압실에 액압을 도입하는 파일럿 통로를 구비한 액압 모터로서,
상기 파일럿 통로에 접속되어, 상기 배압실을 상기 탱크에 연통시키는 제1 전환 위치와, 상기 파일럿 통로를 당해 배압실에 연통시키는 제2 전환 위치를 갖는 전환 밸브를 구비하며,
상기 전환 밸브에 의해, 상기 액압 모터 기구의 구동 시에는, 당해 액압 모터 기구에 공급되는 액압을 상기 파일럿 통로를 통해 상기 배압실에도 도입하고, 당해 액압 모터 기구의 브레이크 작동 시에는, 당해 파일럿 통로의 액압이 소정압 이하가 되면, 당해 배압실을 탱크에 접속하고,
상기 연통 밸브는, 당해 연통 밸브의 배압실에 설치된 칸막이 부재를 통해 차단 방향으로 탄성 가압 가능하게 형성되고,
상기 연통 밸브의 배압실에 배치되어, 당해 연통 밸브를 차단 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압 스프링과,
상기 탄성 가압 스프링을 수축 방향으로 탄성 가압 가능한 상기 칸막이 부재인 피스톤과,
상기 피스톤에 의해 상기 배압실과는 따로 구획된 가압실을 구비하며,
상기 가압실에 2속 전환용 제어압이 도입되는 것을 특징으로 하는 액압 모터.
청구항 4에 있어서,
상기 2속 전환용 제어압은, 2속 전환 밸브의 파일럿실에 도입되는 2속 전환 신호압인 것을 특징으로 하는 액압 모터.
청구항 4에 있어서,
상기 2속 전환용 제어압은, 2속 전환 밸브로부터 경전(傾轉) 실린더에 도입되는 2속 전환 지령압인 것을 특징으로 하는 액압 모터.
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