WO1996020355A1 - Dispositif de frein pour moteur hydraulique - Google Patents

Dispositif de frein pour moteur hydraulique Download PDF

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WO1996020355A1
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Kazuhiro Maruta
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Komatsu Ltd.
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    • F16D59/02Self-acting brakes, e.g. coming into operation at a predetermined speed spring-loaded and adapted to be released by mechanical, fluid, or electromagnetic means
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    • F16D55/26Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
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    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/18Electric or magnetic

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic motor brake device used as a hydraulic motor for turning a hydraulic shovel or the like.
  • a shaft is rotatably supported in a casing, and a cylinder block is coupled to the shaft so that the shaft can rotate together with the shaft.
  • a plurality of cylinder holes are formed in the cylinder block at intervals in the circumferential direction in parallel with the shaft, and a piston is slidably inserted into each cylinder hole.
  • a cylinder chamber is formed in the cylinder hole.
  • a thrust ball is coupled to the shaft, and a thrust is fitted to the thrust pole along a swash plate.
  • the thrust ball and the shoe are configured to be rotatable together with the shaft, and are biased toward the swash plate by a spring.
  • the tip of each piston is universally connected to the show.
  • a cylinder is used as the hydraulic motor brake device described above.
  • a plurality of movable-side friction plates and fixed-side friction plates are alternately mounted on the block and the housing so as to be stacked in a direction parallel to the axis, and pressed against the friction plate by a spring in opposition to the friction plate.
  • a piston which is pushed to the opposite side of the friction plate by the pressure oil in the piston pressure receiving chamber is provided, and the piston is pushed by a spring to press-fit the fixed-side friction plate and the movable-side friction plate.
  • the cylinder block is put in a braking state to make it impossible to rotate, and high-pressure oil is supplied to the piston pressure receiving chamber of the piston, so that the piston moves against the spring, thereby causing friction on the fixed side.
  • the plate and the movable friction plate are separated from each other, and the cylinder block can be rotated with no braking applied.
  • a hydraulic motor brake device when high-pressure oil is supplied to the piston pressure receiving chamber, a non-braking state is established, and when high-pressure oil in the piston pressure receiving chamber is discharged, a braking state is established.
  • the time is determined by the movement distance and movement speed of the piston, that is, the time required to complete the discharge of the pressure oil in the piston pressure receiving chamber. .
  • the time required to complete the discharge of the pressure oil in the piston pressure receiving chamber is determined by the difference between the capacity of the piston pressure receiving chamber during non-braking and the capacity of the piston pressure receiving chamber during braking, that is, the piston. It is determined by the effective volume of the pressure receiving chamber and the outflow speed of the high-pressure oil in the piston pressure receiving chamber.
  • a slow return valve consisting of a chinic valve and a throttle is provided in the pressure oil supply circuit of the piston pressure receiving chamber, and high-pressure oil flows smoothly into the piston pressure receiving chamber, so Although braking is not performed, the high-pressure oil in the piston pressure receiving chamber slowly flows out of the throttle, so the brake system is slowly braked.
  • the gap between the fixed-side friction plate and the movable-side friction plate is defined by the piston when the brake is not applied, and the position of the piston when the brake is not applied and the position when the brake is applied.
  • the effective volume of the piston is small, so that the aperture is remarkably small and the piston is moved slowly to make the brake The time until the switch enters the braking state is extended.
  • the reason is that if the piston movement distance is increased, the gap between the fixed-side friction plate and the movable friction plate becomes large, and the fixed-side friction plate and the movable-side friction plate are rattled due to rotational vibration, etc. Since the side friction plate is attached to the cylinder block at an angle, the friction plate may be damaged during braking, or the braking force may be insufficient, so shorten the piston travel distance. This reduces the gap between the fixed-side friction plate and the movable-side friction plate.
  • the piston diameter is large, the effective volume is large even if the moving distance is short, but if the piston diameter is large, the housing becomes large and the hydraulic motor becomes large. .
  • an electromagnetic switching valve that communicates and shuts off the piston pressure receiving chamber of the brake device and the hydraulic power supply / tank, A controller that energizes the switching valve is provided, and after a predetermined time elapses after a signal to stop the hydraulic motor is input to the controller, the electromagnetic switching valve is energized to connect the piston pressure receiving chamber to the tank.
  • the braking device is brought into a braking state.
  • the present invention enables the brake state to be gradually changed from the non-braking state, the variation in the time until the braking is reduced, and the hydraulic motor does not increase in size and the manufacturing cost is reduced. It is an object of the present invention to provide a hydraulic motor brake device which can be used. Disclosure of the invention
  • a fixed-side friction plate and a movable-side friction plate attached to a housing and a cylinder block of a hydraulic motor, respectively;
  • a hydraulic pressure motor brake device having a piston pressure receiving chamber for pressing the frictional plate in a direction away from the friction plates.
  • a stopper that regulates a gap between the fixed-side friction plate and the movable-side friction plate when the piston moves in the separating direction; and a stroke in the separating direction of the piston.
  • a load pressure detection circuit for detecting a load pressure from a directional control valve that supplies pressure oil to a hydraulic motor is connected to the piston pressure receiving chamber, and the piston is driven by the negative pressure. It is desirable to do it.
  • a hydraulic pilot valve that outputs a pilot pressure that switches a directional control valve that supplies hydraulic oil to a hydraulic motor is provided, and the output side of the hydraulic pilot valve is connected to the piston pressure receiving chamber. And the pilot pressure It is also possible to drive the screw.
  • a negative pressure or a pilot pressure is used to bring about the braking / non-braking state, so that a switching valve or the like is not required, and the manufacturing cost is reduced.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hydraulic motor including a first embodiment of a brake device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line ⁇ — ⁇ in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line m-in in FIG.
  • FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of a second embodiment of the brake device according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a shaft 5 is rotatably supported in a motor housing 3 formed by joining a cylindrical case 1 and an end plate 2, and a cylinder block 4 is spliced to the shaft 5. Rotated with axis 5 You can do it.
  • a plurality of cylinder holes 6 are formed in the cylinder block 4 at intervals in the circumferential direction in parallel with the shaft 5, and a piston 7 can slide in each cylinder hole 6. It is inserted in.
  • a thrust ball 32 is spliced to the shaft 5. Further, the thrust ball 32 is attached to the swash plate 10 so as to be inclined with respect to the shaft 5. 9 is fitted so that the thrust ball 32 and the shower 9 can rotate together with the shaft 5, and between the thrust ball 32 and the cylinder block 4.
  • each piston 7 is universally connected to the show 9 via a ball 31. Then, pressurized oil from a hydraulic source (not shown) is supplied into the pressure receiving chamber 8 of each cylinder hole 6.
  • a hydraulic source not shown
  • the swash plate 10 is moved together with the shower 9.
  • the shaft 5 is rotated together with the cylinder block 4.
  • the inner peripheral surface of the case 1 has a stepped shape having a small-diameter inner peripheral surface 11, an intermediate-diameter inner peripheral surface 12, and a large-diameter inner peripheral surface 13.
  • the fixed-side friction plate 14 and the movable-side friction plate 15 are mounted on the outer peripheral surface 4 a of the cylinder block 4 so as not to rotate alternately in a direction parallel to the axis 5.
  • a plurality of recesses 11 a are formed in the small-diameter inner peripheral surface 11 at intervals in the circumferential direction, and a convex portion 14 a is formed on the outer peripheral surface of the fixed-side friction plate 14.
  • a plurality of protrusions are formed at intervals in the direction, and the protrusions 14a are fitted into the recesses 11a.
  • the cylinder block A plurality of concave portions 4b are formed on the outer peripheral surface 4a of the work 4 at intervals in the circumferential direction, and a plurality of convex portions 15a are formed on the inner peripheral surface of the movable friction plate 15 at an interval in the circumferential direction.
  • the projection 15a is fitted into the recess 4b.
  • a ring-shaped stopper 16 such as a snap ring is mounted on the intermediate diameter and peripheral surface 12 of the case 1.
  • the stopper 16 is fixed to the fixed-side friction plate 14.
  • the clearance between the movable side friction plate 15 and the movable side is specified to be small.
  • a piston 17 is slidably fitted into the large-diameter inner peripheral surface 13, the intermediate peripheral surface 12, and the small-diameter inner peripheral surface 11, and the piston 17 is slidably inserted into the large-diameter inner peripheral surface.
  • Surface 13, middle inner peripheral surface 12, and small-diameter peripheral surface 11 have a hollow stepped shape with large-diameter base 18, intermediate-diameter middle 19, and small-diameter tip 20.
  • a piston pressure receiving chamber 21 is formed.
  • the small diameter tip portion 20 is smaller in diameter than the inner diameter of the stopper 16.
  • a spring 22 is provided between the end plate 2 and the piston 17, and the spring 17 pushes the piston 17 to the right, so that the small-diameter tip portion 20 is pressed.
  • the cylinder block 4 is fixed to the housing 3 by crimping the fixed-side friction plate 14 and the movable-side friction plate 15 by protruding from the tongue 16 toward the friction plate. This is to brake.
  • the piston 17 is moved to the left against the spring 22, and the fixed-side friction plate 14 and the movable-side friction plate 1 are moved.
  • the cylinder block 4 is brought into the non-braking state by separating the cylinder block 5 from the cylinder block 5.
  • a port 23 is formed in the case 1, and the port 23 communicates with the piston pressure receiving chamber 21 through an oil hole 24 as shown in FIG. ing.
  • a slow return valve 25 is provided in the oil hole 24, and the slow return valve 25 resonates a port 27 having a fine hole 26 with an oil passage 28 through a spring 28. 4 and a plurality of auxiliary poppets 30 each having a peg hole 29 are sequentially inserted in the inside of the port 27. .
  • the brake device is configured in this manner, when high-pressure oil is supplied to the piston pressure receiving chamber 21, the piston 17 moves against the spring 22 until it comes into contact with the end plate 2.
  • the tip end surface 17a of 17 moves from the stopper 16 in the direction away from the fixed-side friction plate 14. In that case, the movement distance of the piston 17 is as long as L1.
  • the effective volume in the piston pressure receiving chamber 21 becomes large. Therefore, when the piston 17 is pushed by the spring 22 to be in the braking state, Since the amount of oil flowing out of the ton pressure receiving chamber 21 becomes large, even if the opening area of the throttle (pore) of the slow return valve 25 is made large, the piston 17 is fixed to the fixed friction plate. The brake device slowly enters the braking state because the time until 14 and the movable friction plate 15 are crimped is long.
  • FIG. 4 shows the hydraulic circuit of the first embodiment.
  • reference numeral 40 denotes a hydraulic pump, and a plurality of directional control valves 42 are provided in parallel in a discharge path 41 of the hydraulic pump. Pressurized oil is supplied to the working machine cylinder that does not use it.
  • a pressure compensating valve 43 is provided on the inlet side of each directional control valve 42, and the pressure compensating valve 43 is a conventionally known one having a check valve portion 44 and a pressure reducing valve portion 45. Then, the pressure is compensated by the corresponding load pressure P 0 of the actuator and the load pressure P i of the load pressure detection circuit 46. The highest load pressure is introduced to the load pressure detection circuit 46 when a plurality of factories are operated simultaneously.
  • the load pressure detection circuit 46 is connected to a piston pressure receiving chamber 21 of a brake device of the hydraulic motor M via a hydraulic timer 47. Since the hydraulic pressure timer 47 is constituted by the check valve 48 and the throttle 49, the load pressure of the load pressure detection circuit 46 flows smoothly into the piston pressure receiving chamber 21. However, the pressurized oil in the piston pressure receiving chamber 21 flows out slowly.
  • the load pressure detection circuit 46 is connected to the tank 51 via a throttle 50.
  • the hydraulic circuit of the first embodiment is configured as described above, when any one of the directional control valves 42 is not operated (in the neutral position A), the load pressure is applied to the load pressure detection circuit 46. No pressure is generated, and as a result, the pressure in the piston pressure receiving chamber 21 of the brake device becomes almost zero, so that the brake device is in a braking state and the turning hydraulic motor M is braked.
  • the brake device is brought into the non-braking state by using the load pressure when the directional control valve 42 is operated, when the hydraulic motor M for turning is rotated or when a working machine cylinder (not shown) is used.
  • the brake device is automatically put into the non-braking state when the brake is operated, and the brake is automatically put into the brake state when the hydraulic motor is not rotated or the work equipment cylinder is not operated.
  • No switching valve or controller is required to bring the brake device into the braking state / non-braking state.
  • the reason why the brake device is put into the non-braking state when the work equipment cylinder is operated is to hold the upper body by hydraulic pressure during the excavation of the hydraulic shovel.
  • the hydraulic excavator is provided with an upper body rotatably provided on a lower vehicle body by a hydraulic motor for rotation, and an excavator comprising a boom, an arm and a bucket is mounted on the upper vehicle body by a working machine cylinder. Since it is mounted so that it can rotate, excessive rotational torque acts on the upper body during offset excavation, and if the brake device is in a braking state at that time, a large force is applied to the hydraulic motor (including the reduction gear). This causes problems such as breakage of the hydraulic motor and speed reducer and abnormal noise in the brakes, and it is necessary to hold the upper body hydraulically with the brake device in a non-braking state.
  • FIG. 5 shows a Shanto pressure circuit of a second embodiment of the brake device according to the present invention.
  • reference numeral 52 denotes a pilot pressure pump, and its discharge path 53 has a hydraulic pilot valve 54 for turning and a working machine.
  • a hydraulic pilot valve 55 is provided.
  • the first and second output circuits 56 and 57 of the hydraulic pilot valve 54 are connected to the first and second pressure receiving portions 42a and 42b of one of the directional control valves 42, respectively.
  • the third and fourth output circuits 58 and 59 of the hydraulic pilot valve 55 are respectively connected to the first and second pressure receiving parts 42 a and 42 b of the other directional control valve 42. ing.
  • the high pressure oil (pilot pressure oil) of the first and second output circuits 56, 57 is detected by the first detection circuit 61 by the first shuttle valve 60, and The high pressure oil of the first detection circuit 61 and the third output circuit 58 is detected by the second detection circuit 63 by the second shuttle valve 62, and the second detection circuit 63 63 is connected to the piston pressure receiving chamber 21 of the brake device via the hydraulic timer 47.
  • the turning hydraulic pilot 54 is operated in both the forward and reverse directions so as to be connected to the first and second output circuits 56 and 57.
  • the pilot pressure oil is supplied to the third output circuit 58.
  • the pilot pressure oil is output to the second detection circuit 63, whereby the pressure oil can be supplied into the piston pressure receiving chamber 21 and the brake device is put into a non-braking state c Therefore, the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • the hydraulic pump 40 is of a variable displacement type, and its capacity is controlled to increase or decrease by swinging the swash plate 70 with a control screw 71.
  • the control piston 71 slides in the capacity increasing / decreasing direction by the self-discharge pressure supplied to the small-diameter pressure receiving chamber 72 and the large-diameter pressure receiving chamber 73, and the large-diameter pressure receiving chamber 73 is controlled by the control valve 74.
  • Self-discharge pressure oil is supplied.
  • the control valve 74 is switched by the load pressure and the self discharge pressure.
  • the effective volume of the piston 17 in the piston pressure receiving chamber 21 increases, and the piston 17 receives the piston 17 in the non-braking state. Since a large amount of pressurized oil flows in, it takes time for the pressurized oil in the piston pressure receiving chamber 21 to flow out, and the braking time becomes longer by that much.
  • the braking state is gradually changed from the non-braking state to the braking state.
  • the variation in the time until the pressure becomes small can be reduced, and the hydraulic motor does not become large.
  • the brake device according to the present invention uses negative pressure or pilot pressure to bring about the braking / non-braking state, no switching valve or the like is required, and the manufacturing cost is reduced.

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Description

明細書 油圧モータのブレーキ装置 技術分野
この発明は、 油圧シ ョ ベルの旋回用油圧モータ等と して用いる 油圧モータのブレーキ装置に関する。 背景技術
油圧モータと しては、 ケーシ ング内に軸が回転自在に支持され 該軸にシ リ ンダブロ ッ クが結合されて該軸と共に回転し得るよ う になっている。 シリ ンダブロ ッ クには軸と並行に複数のシ リ ンダ 孔が円周方向に間隔をおいて形成され、 各シ リ ンダ孔内にはビス ト ンが摺動可能に嵌挿され、 それによ り シ リ ンダ孔内にシ リ ンダ 室を形成している。 また、 上記軸にはスラス トボールが結合せし められ、 さ らに該スラス トポールには斜板に沿う こ とによ り該軸 に対して斜めとなるシユーが嵌合せしめられていて、 該スラス ト ボール及びシュ一は、 該軸と共に回転し得るよう になっている と 共にばねによ り上記斜板側に付勢されている。 さ らに、 各ピス ト ンの先端は、 シユーにユニバーサル結合せしめられている。 そ し て、 各シリ ンダ孔の受圧室内に図示しない油圧源からの圧油を供 給 · 排出 してピス ト ンを往復動させる と、 上記斜板が上記シユ ー と共に該ピス ト ンを円周方向に案内する こ とでシ リ ンダブロ ッ ク とともに軸を回転させるようになつている。
また、 前述の油圧モータのブレーキ装置と しては、 シ リ ンダー ブロ ッ ク とハウジングに複数の可動側摩擦板と固定側摩擦板を上 記軸と平行な方向に積層されるよう に交互に取付け、 該摩擦板と 対向 してばねにより該摩擦板側に押されるがビス ト ン受圧室内の 圧油で該摩擦板と反対側に押される ピス ト ンを設け、 該ピス ト ン をばねにより押して固定側摩擦板と可動側摩擦板を圧着させる こ とでシ リ ンダーブロ ッ クを制動状態に して回転不可能と し、 前記 ビス ト ンのビス ト ン受圧室に高圧油を供給する こ とでビス 卜 ンを ばねに抗して移動させて固定側摩擦板と可動側摩擦板を離隔 して シリ ンダーブロ ッ クを非制動状態にして回転可能と している。 かかる油圧モータのブレーキ装置は、 ピス ト ン受圧室に高圧油 を供給すると非制動状態となり、 ピス ト ン受圧室内の高圧油を排 出すると制動状態となるが、 非制動状態から制動状態までの時間 はピス ト ンの移動距離と移動速度つま り ピス ト ン受圧室内の圧油 の排出完了に要する時間により決定される。 .
そ して、 前記ピス ト ン受圧室内の圧油の排出完了の要する時間 は、 非制動時のピス ト ン受圧室容積と制動時のピス ト ン受圧室容 積との差つま り ピス ト ン受圧室の有効容積と、 そのピス ト ン受圧 室内の高圧油の流出速度によって決定される。
一方、 油圧ショベルの上部車体を旋回する旋回用油圧モータの 場合には、 操作弁を中立位置に戻すこ とによ り油圧モータを停止 させる操作をした後に、 上部車体の慣性力によ り若干回転してか ら油圧モータが停止する。
このために、 油圧モータの停止操作と同時にブレーキ装置を制 動状態にすると、 油圧モータにかかる制動力が大き く なり、 その ため油圧モータが破損したり又は制動時のシ ョ ッ クが大き く なつ たりするので、 これらを避けるために油圧モータの停止操作後に 若干の時間遅れをおいて油圧モータが完全に止ま ってからブレー キ装置を制動状態にする必要がある。
そこで、 従来はピス ト ン受圧室の圧油供給回路にチニ ッ ク弁と 絞りよ り成るス ロー リ ターン弁を設け、 ピス ト ン受圧室には高圧 油がスムーズに流入するので短時間に非制動状態になるが、 ピス ト ン受圧室内の高圧油は絞りによってゆつ く り と流出するのでブ レーキ装置がゆつ く り と制動状態になるようにしている。
ところで、 従来のブレーキ装置は、 非制動の時に固定側摩擦板 と可動側摩擦板との隙間をピス ト ンによ り規定しており、 ピス ト ンの非制動時の位置と制動時の位置との差 (ビス ト ン移動距離) が小さ く 、 ピス ト ンの有効容積が小さいので、 前述の絞りを著し く 小さな開口面積と してビス ト ンをゆつ く り移動 してブレーキ装 置が制動状態になるまでの時間を長く している。
なぜなら、 前述のピス ト ン移動距離を大き く する と固定側摩擦 板と可動摩擦板との隙間が大き く なり、 回転振動などによ り固定 側摩擦板と可動側摩擦板がガタついて、 可動側摩擦板がシ リ ンダ ブロ ッ クに傾いて装着された状態とな り、 制動時に摩擦板が破損 したり、 或いは制動力不足が生じたりするので、 ピス ト ンの移動 距離を小さ く して固定側摩擦板と可動側摩擦板との隙間を小さ く しているのである。
しかし、 そのために前述のよ う に開口面積の小さな絞りを製作 するには加工が面倒である し、 加工精度による開口面積のバラッ キゃ流通する高圧油の油温の変化による影響が大き く て、 ブレー キ装置が制動状態になるまでの時間のばらつきが大き く なつて し まう。 '
なお、 ピス ト ンを大径とすれば移動距離が短かく と も有効容積 が大き く なるが、 ビス ト ンを大径とする とハウ ジングか大き く なって油圧モータが大型となってしまう。
また、 前述のス ロー リ ター ン弁を用いた場合の不具合を解消す るために、 ブレーキ装置のピス ト ン受圧室と油圧源 · タ ンクを連 通 · 遮断する電磁切換弁と、 その電磁切換弁に通電する コ ン ト ローラを設け、 油圧モータを停止操作した信号がコ ン ト ローラに 入力された後に所定時間経過したら電磁切換弁に通電してビス ト ン受圧室をタ ンクに連通してブレーキ装置を制動状態にするよう にしたものも提案されている。
しかしながら、 この構成であると電磁切換弁, コ ン ト ローラが 必要となって製造コス 卜が高いものとなる。
そこで、 本発明は、 非制動状態からゆつ く り と制動状態となる し、 その制動するまでの時間のばらつきを小さ く でき、 しかも油 圧モータが大型にならず、 製造コ ス ト も安く て済むよ 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。 発明の開示
上記の目的を達成するために、 本発明の一つの態様によれば、 油圧モータのハウジングと シ リ ンダープロ ッ クにそれぞれ取り 付けられた固定側摩擦板及び可動側摩擦板と、 前記固定側摩擦板 と可動側摩擦板を圧着する ピス ト ン と、 前記ピス ト ンを前記両摩 擦板の圧着方向に押すばねと、 前記ハウジングと前記ピス ト ンと の間に設けられていてその内部に導入された高圧油で前記ビス ト ンを前記両摩擦板の離隔方向に押すビス 卜 ン受圧室とを備えた油 圧モータのブレーキ装置において、
前記ビス ト ンが離隔方向に移動した時の前記固定側摩擦板と可 動側摩擦板との隙間の間隔を規制するス ト ッパを備え、 前記ビス ト ンの離隔方向へのス ト ロークを前記隙間の間隔よ り も大き く し た油圧モータのブレーキ装置が提供される。
上記構成によれば、 前記固定側摩擦板と可動側摩擦板との隙間 の間隔を大き く せずにビス ト ンの離隔方向へのス 卜 ロークを大き く するこ とができ、 それによ り ピス ト ン受圧室内の有効容積が大 き く なり、 非制動状態の時に ビス ト ン受圧室内に多量の圧油が流 入しているから、 そのビス ト ン受圧室内の圧油が流出するのに時 間がかかり、 その分だけ制動状態となるまで時間が長く なる。 ま た、 ピス ト ン受圧室内の有効容積が大きいこ とによ り、 絞りの開 口 面積を著 し く 小さ く する必要 も ないので、 例えば径が 0 . 5 m m以上のオリ フ ィ ス絞りを使用でき、 それ故制動状態となる までの時間のばらつきを小さ く する こ とができる。 さ らに、 ビス ト ンを大径とする必要がないので、 油圧モータが大型にならない。 なお、 上記構成において、
油圧モータに圧油を供給する方向制御弁よ り負荷圧を検出する 負荷圧検出回路を前記ビス ト ン受圧室に接続して、 該負加圧によ り前記ビス ト ンを駆動するようにするのが望ま しい。
また、 上記構成において、
油圧モータに圧油を供給する方向制御弁を切換えるパイ ロ ッ 卜 圧を出力する油圧パイ ロ ッ ト弁を設け、 該油圧パイ ロ ッ ト弁の出 力側を前記ビス ト ン受圧室に接続して、 該パイ ロ ッ 卜圧によ り前 記ビス ト ンを駆動するようにしても良い。
これらの構成によれば、 制動 · 非制動状態とするために負加圧 やパイ ロ ッ ト圧を用いているので、 切替弁等が不要となり、 製造 コス 卜が安く なる。 図面の簡単な説明
本発明は、 以下の詳細な説明及び本発明の実施例を示す添付図 面によ り、 よ り良く理解される ものとなろう。 なお、 添付図面に 示す実施例は、 発明を特定する こ とを意図する ものではな く 、 単 に説明及び理解を容易とするものである。
図中、
図 1 は、 本発明による ブレーキ装置の第 1 実施例を含む油圧 モータの縦断面図である。
図 2は、 図 1 の Π — Π線に沿う断面図である。
図 3は、 図 1 の m— in線に沿う断面図である。
図 4 は、 上記第 1実施例の油圧回路図である c
図 5 は、 本発明によるブレーキ装置の第 2実施例の油圧回路図 である。 発明を実施するための好適な態様
以下に、 本発明の好適実施例による油圧モータのブレーキ装置 を添付図面を参照しながら説明する。
図 1 に示すよ う に、 筒状のケース 1 と端板 2 を接合 して成る モータハウジング 3内に軸 5 が回転自在に支持され、 該軸 5 にシ リ ンダブロ ッ ク 4がスプライ ン結合せしめられて軸 5 と共に回転 し得るようになつている。 そのシ リ ンダブロ ッ ク 4 には軸 5 と並 行に複数のシリ ンダ孔 6が円周方向に間隔をおいて形成され、 各 シ リ ンダ孔 6内にはピス ト ン 7が摺動可能に嵌挿されている。 ま た、 軸 5 にはスラス トボール 3 2 がスプライ ン結合せ しめられ . さ らに該スラス トボール 3 2 には斜板 1 0 に沿う こ とによ り軸 5 に対して斜めとなるシュ一 9が嵌合せしめられていて、 スラス 卜 ボール 3 2及びシユ ー 9は、 軸 5 と共に回転し得るよ う になって いると共に、 スラス 卜ボール 3 2 とシ リ ンダブロ ッ ク 4 との間に 介在せしめられたばね 3 4及びピン 3 5 によ り斜板 1 0側に付勢 されている。 また、 各ピス ト ン 7の先端は、 ボール 3 1 を介して シユ ー 9にユニバーサル結合せしめられている。 そ して、 各シ リ ンダ孔 6の受圧室 8内に図示しない油圧源からの圧油を供給 . 排 出 してピス ト ン 7を往復動させると、 斜板 1 0がシユ ー 9 と共に 該ピス ト ン 7を円周方向に案内するこ とでシ リ ンダブロ ッ ク 4 と ともに軸 5を回転させるよう になつている。 これらが、 油圧モー 夕の基本部分を構成している。
また、 前記ケース 1 の内周面は小径内周面 1 1 と中間径内周面 1 2 と大径内周面 1 3を有する段付き形状となっていて、 その小 径内周面 1 1 とシリ ンダーブロ ッ ク 4 の外周面 4 a には、 それぞ れ固定側摩擦板 1 4 と可動側摩擦板 1 5が軸 5 と平行な方向に交 互に回転しないように取付けられている。
例えば、 図 2 に示すよう に、 小径内周面 1 1 に凹部 1 1 a が周 方向に間隔を置いて複数形成され、 固定側摩擦板 1 4 の外周面に は凸部 1 4 aが周方向に間隔を置いて複数形成され、 その凸部 1 4 aが凹部 1 1 a に嵌合している。 さ らに、 シ リ ンダーブロ ッ ク 4 の外周面 4 a には凹部 4 b が周方向に間隔を置いて複数形成 され、 可動側摩擦板 1 5 の内周面に凸部 1 5 a が周方向に間隔を 置いて複数形成され、 その凸部 1 5 aが凹部 4 b に嵌合 している。 前記ケース 1 の中間径內周面 1 2 にはスナ ッ プリ ングな どの リ ング状のス ト ッパ 1 6 が取付け られていて、 該ス ト ッパ 1 6 が固 定側摩擦板 1 4 と可動側摩擦板 1 5 の隙間を小さ く 規定している。 大径内周面 1 3 , 中間內周面 1 2 及び小径内周面 1 1 内には ピ ス ト ン 1 7 が摺動可能に嵌挿され、 該 ピス ト ン 1 7 は大径内周面 1 3 , 中間内周面 1 2 及び小径內周面 1 1 に合わせて大径基部 1 8 と中間径中間部 1 9 と小径先端部 2 0 によ り 中空段付き形状 とな っている。 そ して、 ピス ト ン 1 7 の大径基部 1 8 , 中間径中 間部 1 9 がケース 1 の大径内周面 1 3 , 中間径内周面 1 2 に摺動 自在に嵌合して ピス ト ン受圧室 2 1 を構成している。 ま た、 小径 先端部 2 0 が前記ス ト ツパ 1 6 の内径よ り も小径とな つている。 前記端板 2 と ピス ト ン 1 7 との間にばね 2 2 が設けてあ り 、 こ のばね 2 2 によ り ピス ト ン 1 7 が右方に押されて小径先端部 2 0 がス ト ツバ 1 6 よ り摩擦板側に突出 して固定側摩擦板 1 4 と可動 側摩擦板 1 5 を圧着させる こ と によ り シ リ ンダーブロ ッ ク 4 をハ ウ ジ ン グ 3 に固定する こ とで制動する よ う にな っ ている。 一方、 ピス ト ン受圧室 2 1 に高圧油を供給する こ とで ピス ト ン 1 7 をば ね 2 2 に抗して左方に移動させて固定側摩擦板 1 4 と可動側摩擦 板 1 5 を離隔させる こ とによ り シ リ ンダブロ ッ ク 4 を非制動状態 とするよう になつている。
前記ケース 1 にはポー ト 2 3 が形成され、 このポー 卜 2 3 は図 3 に示すよ う に油孔 2 4 を経て前記 ビス ト ン受圧室 2 1 に連通 し ている。 その油孔 2 4 にスロー リ ター ン弁 2 5が設けてあり、 こ のスロー リ ター ン弁 2 5 は、 細孔 2 6 を有するポぺッ 卜 2 7をば ね 2 8で油路 2 4の弁座 2 4 a に押 しつけるよ う に構成され、 さ らにそのポぺッ ト 2 7 の内部に紬孔 2 9 を有する複数の補助ポ ペッ ト 3 0が順次嵌挿してある。 この構成によ り、 ポー ト 2 3 よ りが流入した高圧油がポペッ ト 2 7 , 補助ポペッ ト 3 0 を押 し開 いてビス ト ン受圧室 2 1 内にスムーズに流入するが、 そのビス 卜 ン受圧室 2 1 内の高圧油は各細孔 2 9 , 2 6 を経てポー ト 2 3 に ゆっ く り流出するように してある。 これらが、 ブレーキ装置を構 成している。
ブレーキ装置はこのよう に構成されているから、 ピス ト ン受圧 室 2 1 に高圧油を供給すると ピス ト ン 1 7 は端板 2 に接するまで ばね 2 2 に抗して移動し、 ピス ト ン 1 7の先端面 1 7 aがス ト ツ パ 1 6 より固定側摩擦板 1 4 から離れる方向に移動する。 その場 合のピス ト ン 1 7の移動距離は L 1 と長い。
このように、 ビス ト ン 1 7の移動距離が長いのでビス ト ン受圧 室 2 1 内の有効容積が大き く なり、 そのためピス ト ン 1 7をばね 2 2で押して制動状態にする際にピス ト ン受圧室 2 1 内から流出 する油量が多く なるので、 ス ロー リ ター ン弁 2 5 の絞り (細孔) の開口面積を大き く しても ピス ト ン 1 7が固定側摩擦板 1 4 と可 動側摩擦板 1 5を圧着するまでの時間が長く なつてブレーキ装置 はゆっ く り と制動状態となる。
また、 非制動の時にピス ト ン 1 7の先端面 1 7 aが固定側摩擦 板 1 4 よ り遠く に雜れるが、 ス ト ツバ 1 6 によ り 固定側摩擦板 1 4 と可動側摩擦板 1 5 の隙間が小さ く 保たれ、 固定側摩擦板 1 4 と可動側摩擦板 1 5がガタつく ことがない。
図 4 は上記第 1実施例の油圧回路を示している。 図中、 4 0 は 油圧ポンプであって、 その吐出路 4 1 には複数の方向制御弁 4 2 が並列に設けられていて、 ァクチユエ一夕、 例えば旋回用の油圧 モ一夕 Mや、 図示しない作業機シ リ ンダに圧油を供給するよ う に なっている。 各方向制御弁 4 2 の入口側にはそれぞれ圧力補償弁 4 3が設けてあり、 その圧力補償弁 4 3 はチェ ッ ク弁部 4 4 と減 圧弁部 4 5を有する従来公知のものであって、 それに対応するァ クチユエ一夕の負荷圧 P 0 と負荷圧検出回路 4 6の負荷圧 P i とに よ り圧力補償する。. なお、 負荷圧検出回路 4 6 には複数のァク チユエ一夕を同時操作した時に最も高い負荷圧が導入されるよう になっている。
前記負荷圧検出回路 4 6 は、 油圧タイマ 4 7を経て油圧モータ Mのブレーキ装置のピス ト ン受圧室 2 1 に接続されている。 該油 圧タイマ 4 7 はチェ ッ ク弁 4 8 と絞り 4 9 よ り構成されているの で、 負荷圧検出回路 4 6 の負荷圧がピス ト ン受圧室 2 1 内にス ムーズに流入するが、 ピス ト ン受圧室 2 1 内の圧油はゆつ く り と 流出するよう になる。 なお、 負荷圧検出回路 4 6 は、 絞り 5 0 を 経てタンク 5 1 に接続されている。
第 1 実施例の油圧回路はこのよ う に構成されているから、 いず れの方向制御弁 4 2を操作しない時 (中立位置 Aの時) には負荷 圧検出回路 4 6 に負荷圧が発生せず、 その結果ブレーキ装置のピ ス ト ン受圧室 2 1 内の圧力はほぼゼロとなるので、 ブレーキ装置 が制動状態となって旋回用の油圧モータ Mは制動される。
一方の方向制御弁 4 2又は他方の方向制御弁 4 2 を操作した時 (第 1 · 第 2圧油供給位置 B , C と した時) には負荷圧検出回路 4 6 に負荷圧が導入され、 その負荷圧がピス ト ン受圧室 2 1 内に 供給されるので、 ブレーキ装置が非制動状態となる。
このように、 方向制御弁 4 2を操作した時の負荷圧を利用 して ブレーキ装置を非制動状態に しているから、 旋回用の油圧モータ Mを回転させる時や図示しない作業機シ リ ンダを作動させる時に はブレーキ装置が自動的に非制動状態とな り、 油圧モー夕を回転 させない時や作業機シ リ ンダを作動させない時には自動的に制動 状態となるように構成されているので、 ブレーキ装置を制動状態 · 非制動状態とするための切換弁やコン トローラが不要となる。 なお、 作業機シ リ ンダを作動させた時にブレーキ装置を非制動 状態とするのは、 油圧シ ョベルのオフセ ッ ト掘削時に油圧で上部 本体を保持するためである。
つま り、 油圧ショベルは、 その下部車体には上部本体を旋回用 の油圧モータで旋回自在に設け、 該上部車体にブーム, アーム及 びバケ ツ 卜からなる掘削機を作業機シ リ ンダで上下回動し得るよ うに して取付けたものであるので、 オフセッ 卜掘削時には過大な 回転 トルクが上部本体に働き、 その時ブレーキ装置が制動状態で あれば油圧モータ (減速機を含む) に大きな力が作用 して油圧 モータや減速機の破損やすべり異音等の問題が発生するために、 ブレーキ装置は非制動状態に して油圧で上部本体を保持する必要 があるためである。
図 5 は、 本発明によるブレーキ装置の第 2実施例の汕圧回路を 示している。 この例の場合、 5 2 はパイ ロ ッ ト圧用ポンプであつ て、 その吐出路 5 3 には旋回用の油圧パイ ロ ッ ト弁 5 4 と作業機 用の油圧パイロ ッ ト弁 5 5が設けられている。 その油圧パイ ロ ッ 卜弁 5 4 の第 1 · 第 2 出力回路 5 6 , 5 7 は一方の方向制御弁 4 2 の第 1 . 第 2受圧部 4 2 a , 4 2 b にそれぞれ接続され、 油 圧パイ ロ ッ ト弁 5 5の第 3 · 第 4 出力回路 5 8 , 5 9 は他方の方 向制御弁 4 2 の第 1 · 第 2受圧部 4 2 a , 4 2 b にそれぞれ接続 されている。
さ らに、 前記第 1 · 第 2 出力回路 5 6 , 5 7 の高圧油 (パイ ロ ッ ト圧油) は第 1 シ ャ トル弁 6 0 で第 1 検出回路 6 1 に検出さ れ、 こ の第 1 検出回路 6 1 と第 3 出力回路 5 8 の高圧油は第 2 シ ャ トル弁 6 2で第 2検出回路 6 3 には検出されるよ う になって おり、 その第 2検出回路 6 3が油圧タイマ 4 7を経てブレーキ装 置のピス ト ン受圧室 2 1 に接続されている。
本第 2実施例はこのよう に構成されているので、 旋回用の油圧 パイ ロ ッ ト 5 4 を正転及び逆転の両方向に操作して第 1 . 第 2 出 力回路 5 6 , 5 7 にパイ ロ ッ ト圧油をそれぞれ出力 した時や、 作 業機用の油圧パイ ロ ッ ト弁 5 5 を掘削の一方向に操作して第 3 出 力回路 5 8 にパイ ロ ッ ト圧油を出力 した時には、 第 2検出回路 6 3 にパイ ロ ッ ト圧油が出力され、 それによ り ピス ト ン受圧室 2 1 内に圧油が供給きれてブ レーキ装置が非制動状態とな る c 従って、 前述の第 1実施例と同様な作用効果が得られる。
図 4 , 図 5 において、 油圧ポ ンプ 4 0 は可変容量型であ って、 その容量は斜板 7 0を制御ビス ト ン 7 1 で揺動する こ とで増減制 御される。 制御ピス ト ン 7 1 は小径受圧室 7 2 と大径受圧室 7 3 に供給される自己吐出圧によって容量増減方向に摺動し、 その大 径受圧室 7 3 には制御弁 7 4 によ り 自己吐出圧油が供給され、 そ の制御弁 7 4 は負荷圧と 自己吐出圧によって切換え作動されるよ うになつている。
以上のように、 本発明によるブレーキ装置によれば、 ピス ト ン 1 7のピス ト ン受圧室 2 1 内の有効容積が大き く な り、 非制動の 時にピス ト ン受圧室 2 1 内に多量の圧油が流入しているから、 そ のピス ト ン受圧室 2 1 内の圧油が流出するのに時間がかかり、 そ の分だけ制動となる時間が長く なる。
従って、 油圧タイマ 4 7を構成する絞り 4 9の開口面積を大き く 、 ピス ト ン 1 7を小径と しても、 非制動状態からゆっ く り と制 動状態となる し、 それ故制動状態になるまでの時間のばらつきを 小さ くすることができ、 油圧モータも大型にならない。
また、 本発明によるブレーキ装置は、 制動 · 非制動状態とする ために負加圧やパイ ロ ッ ト圧を用いているので、 切替弁等が不要 となり、 製造コス 卜が安く なる。
なお、 本発明は例示的な実施例について説明 したが、 開示した 実施例に関 して、 本発明の要旨及び範囲を逸脱する こ と な く 、 種々の変更、 省略、 追加が可能である こ とは、 当業者において自 明である。 従って、 本発明は、 上記の実施例に限定される もので はなく 、 請求の範囲に記載された要素によ って規定される範囲及 びその均等範囲を包含するものと して理解されなければならない。

Claims

.
l . 油圧モータのハウジングとシ リ ンダーブロ ッ クにそれぞれ取 り付けられた固定側摩擦板及び可動側摩擦板と、 前記固定側摩擦 板と可動側摩擦板を圧着する ピス ト ンと、 前記ピス ト ンを前記両 摩擦板の圧着方向に押すばねと、 前記ハウジングと前記ピス ト ン との間に設けられていてその内部に導入された高圧油で前記ビス ト ンを前記両摩擦板の離隔方向に押すビス ト ン受圧室とを備えた 油圧モータのブレーキ装置において、
前記ビス ト ンが離隔方向に移動した時の前記固定側摩擦板と可 動側摩擦板との隙間の間隔を規制するス ト ツパを備え、 .前記ビス ト ンの離隔方向へのス ト ロークを前記隙間の間隔よ り も大き く し た油圧モータのブレーキ装置。
2 . 油圧モータに圧油を供給する方向制御弁よ り負荷圧を検出す る負荷圧検出回路を前記ビス ト ン受圧室に接続して、 該負加圧に よ り前記ピス ト ンを駆動するように した、 請求項 1 に記載の油圧 モータのブレーキ装置。
3 . 油圧モータに圧油を供給する方向制御弁を切換えるパイ ロ ッ ト圧を出力する油圧パイ ロ ッ ト弁を設け、 該油圧パイ ロ ッ ト弁の 出力側を前記ピス ト ン受圧室に接続して、 該パイ ロ ッ ト圧によ り 前記ビス ト ンを駆動するように した、 請求項 1 に記載の油圧モー 夕のブレーキ装置。
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