WO2017085996A1 - カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置 - Google Patents

カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置 Download PDF

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fluid pressure
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motor
counter balance
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伊藤　達夫
潤一郎 杉本
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Ｋｙｂ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a counter balance valve and a fluid pressure control device including the counter balance valve.
  • JP06-147201A a counter balance valve is interposed between the hydraulic motor and the direction switching valve in the hydraulic motor drive circuit constituting the traveling device of the construction machine in order to suppress the impact generated at the time of starting and stopping.
  • the described drive circuit is described.
  • an orifice is provided in a passage communicating an oil chamber defined at both ends of the plunger and a hydraulic passage communicating with a hydraulic motor.
  • the stroke speed of the plunger of the counter balance valve is determined by the orifice diameter. Specifically, increasing the orifice diameter increases the plunger stroke speed, and decreasing the orifice diameter decreases the plunger stroke speed.
  • the orifice diameter is set on the basis that the construction machine travels on flat ground. However, if the Ophiris diameter is set on the basis of traveling on flat ground, the distance until the construction machine stops when the vehicle is stopped while traveling downhill is extended. Conversely, if the Ophiris diameter is set on the basis of traveling downhill, the construction machine will suddenly stop when attempting to stop while traveling on flat ground.
  • An object of the present invention is to provide a counter balance valve capable of appropriately adjusting a braking distance of a vehicle body, and a fluid pressure control device including the counter balance valve.
  • the counter balance valve includes a valve side passage communicating with the direction switching valve, a motor side passage communicating with the fluid pressure motor, and the valve side passage and the motor when the direction switching valve is switched.
  • a control valve that controls the flow of the working fluid between the side passage, a pilot chamber to which a pilot pressure for controlling the control valve is guided, a pilot passage that connects the valve side passage and the pilot chamber, and a pilot passage
  • a flow control valve that variably controls the flow rate of the flowing working fluid.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a modification of the hydraulic control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a modification of the hydraulic control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram of the hydraulic control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram illustrating a counter balance valve 10 and a fluid pressure control device 100 including the counter balance valve 10 according to the first embodiment.
  • the fluid pressure control device 100 is mounted on a vehicle body of a working machine that is driven by fluid pressure, such as a power shovel or a wheel loader.
  • fluid pressure such as a power shovel or a wheel loader.
  • hydraulic oil is used as the working fluid, but other fluids such as working water may be used as the working fluid.
  • a fluid pressure control apparatus 100 includes a pump 1 that discharges hydraulic oil, a hydraulic motor 2 that functions as a hydraulic motor driven by the hydraulic oil discharged from the pump 1, a pump 1, and a hydraulic motor 2.
  • the direction switching valve 3 for switching the rotation direction of the hydraulic motor 2, the supply channel 21 for connecting the pump 1 and the direction switching valve 3, the hydraulic motor 2 and the direction switching valve 3 are provided.
  • Supply / discharge passages 22a and 22b to be connected and a remote control valve 5 for controlling the pilot pressure of the direction switching valve 3 are provided.
  • the pump 1 is driven by engine power (not shown) and discharges hydraulic oil to the supply flow path 21.
  • the pump 1 is a swash plate type axial piston pump. Although the pump 1 is shown as a fixed capacity type in FIG. 1, the pump 1 is not limited to this and may be a variable capacity type.
  • the hydraulic motor 2 is a swash plate type axial piston motor having a fixed capacity, and is used as a traveling hydraulic motor.
  • the hydraulic motor 2 is rotationally driven in response to the supply of hydraulic oil discharged from the pump 1.
  • the hydraulic motor 2 is switched to forward rotation or reverse rotation by the direction switching valve 3.
  • the hydraulic motor 2 is not limited to a swash plate type axial piston motor having a fixed capacity, but may be a swash plate type axial piston motor having a variable capacity.
  • the hydraulic motor 2 is provided with a negative parking brake 2a that applies a braking force to the hydraulic motor 2 when stopped.
  • the parking brake 2 a is connected to a counter balance valve 10 described later by a flow path 23. When the pressure in the flow path 23 exceeds a predetermined pressure (brake release pressure), the parking brake 2a releases the brake and allows the hydraulic motor 2 to rotate.
  • the direction switching valve 3 has a forward position A that guides hydraulic oil discharged from the pump 1 to the supply flow path 21 to the hydraulic motor 2 through the supply / discharge flow path 22a, and hydraulic oil discharged from the pump 1 to the supply flow path 21.
  • the reverse position B which leads to the hydraulic motor 2 through the supply / discharge passage 22b, and the neutral position C where the pump 1 and the hydraulic motor 2 communicate with the tank T are provided.
  • the direction switching valve 3 is switched by hydraulic fluid (pilot pressure) supplied from the pilot pump 4 to the pilot chambers 3 a and 3 b through the remote control valve 5 when the crew of the work machine operates the remote control valve 5.
  • the direction switching valve 3 is switched to the forward position A, the remote control valve 5 is operated to the other side, and the pilot When the pressure is supplied to the pilot chamber 3b, the direction switching valve 3 is switched to the reverse position B.
  • the remote control valve 5 is in the neutral position, that is, when the pilot pressure is not acting on any of the pilot chambers 3a and 3b, the direction switching valve 3 is driven by the biasing force of the springs 3c provided on both sides of the direction switching valve 3. Neutral position C is reached.
  • the pilot pressure supplied to the pilot chambers 3 a and 3 b is controlled according to the operation amount of the remote control valve 5.
  • the remote control valve 5 includes a position detection sensor 5 a that detects the neutral state of the remote control valve 5.
  • the position detection sensor 5a outputs a detection signal to the controller 40 when the operation lever of the remote control valve 5 is in the neutral position.
  • the direction switching valve 3 is also in a neutral state. That is, the neutral state of the direction switching valve 3 can be detected by the position detection sensor 5a.
  • the position detection sensor 5a corresponds to a neutral state detector that detects that the direction switching valve 3 is in a neutral state.
  • the fluid pressure control device 100 further includes a counter balance valve 10 provided between the direction switching valve 3 and the hydraulic motor 2.
  • the counter balance valve 10 is provided in the supply / discharge passages 22a and 22b.
  • the counter balance valve 10 includes valve-side passages 14a and 14b communicating with the direction switching valve 3 through the supply / discharge passages 22a and 22b, and motor-side passages 15a and 15b communicating with the hydraulic motor 2 through the supply / discharge passages 22a and 22b.
  • the control valve 11 that controls the flow of hydraulic fluid between the valve side passages 14a and 14b and the motor side passages 15a and 15b when the direction switching valve 3 is switched, and the pilot pressure for controlling the control valve 11 Pilot chambers 11a and 11b, pilot passages 13a and 13b communicating with the valve side passages 14a and 14b and the pilot chambers 11a and 11b, and hydraulic fluid provided in the pilot passages 13a and 13b and flowing through the pilot passages 13a and 13b.
  • Flow rate control valves 12a and 12b that variably control the flow rate of the.
  • Pilot chambers 11a and 11b are provided at both ends of the control valve 11, respectively.
  • the pilot passages 13a and 13b branch from the valve side passages 14a and 14b, respectively, and communicate with the pilot chambers 11a and 11b.
  • the control valve 11 communicates the valve-side passage 14a with the motor-side passage 15a and the passage 23, and operates the valve-side passage 14b with the motor-side passage 15b.
  • the control valve 11 guides the hydraulic oil discharged from the pump 1 to the pilot chamber 11a through the supply / discharge passage 22a, the valve side passage 14a, and the pilot passage 13a.
  • the operation position D is switched.
  • the control valve 11 allows the hydraulic oil discharged from the pump 1 to pass through the supply / discharge passage 22b, the valve side passage 14b, and the pilot passage 13b. Is switched to the operation position E.
  • control valve 11 allows the hydraulic oil in the pilot chambers 11a and 11b to flow through the pilot passages 13a and 13b, the valve side passages 14a and 14b, and the supply / discharge passage. It is discharged to the tank T through 22a and 22b and switched to the neutral position F by the urging force of the springs 11c provided on both sides.
  • the flow control valves 12a and 12b are electromagnetic proportional control valves including an electromagnetic proportional solenoid. When it is detected that the direction switching valve 3 is in the neutral state, the flow rate control valves 12a and 12b change the flow path area based on the current applied from the controller 40, thereby allowing the pilot passages 13a and 13b to flow. Controls the flow rate of flowing hydraulic oil. That is, the flow control valves 12a and 12b function as variable throttles.
  • the flow rate control valves 12a and 12b are such that the flow area (throttle) is minimized when no current is applied from the controller 40, and the flow area (throttle) increases as the current applied from the controller 40 increases. Controlled.
  • the flow rate control valves 12a and 12b control the pressure of the hydraulic oil in the pilot chambers 11a and 11b by controlling the flow rate of the hydraulic oil flowing through the pilot passages 13a and 13b, and adjust the switching speed of the control valve 11.
  • the fluid pressure control device 100 includes an inclination angle sensor 30 as an inclination angle detection unit that detects the inclination angle of the vehicle body of the work machine, and a flow rate sensor 50 as a flow rate detection unit that detects the flow rate of hydraulic oil flowing through the hydraulic motor 2.
  • an inclination angle sensor 30 as an inclination angle detection unit that detects the inclination angle of the vehicle body of the work machine
  • a flow rate sensor 50 as a flow rate detection unit that detects the flow rate of hydraulic oil flowing through the hydraulic motor 2.
  • the tilt angle sensor 30 detects the tilt angle in the front-rear direction with respect to the horizontal plane of the vehicle body of the work machine, and outputs the detected tilt angle to the controller 40.
  • the flow rate sensor 50 is provided in the supply / discharge flow path 22a, detects the flow rate of the hydraulic oil flowing through the supply / discharge flow path 22a, and outputs the detected flow rate to the controller 40.
  • the flow sensor 50 may be provided in the supply / discharge flow path 22b.
  • the control valve 11 is switched to the operating position D.
  • the direction switching valve 3 since the direction switching valve 3 is not in a neutral state, no current is applied from the controller 40 to the flow control valve 12a. Therefore, the flow area of the flow control valve 12a is minimized. For this reason, since the flow of the hydraulic oil flowing through the pilot passage 13a is restricted by the flow rate control valve 12a, it gradually flows into the pilot chamber 11a. As a result, the control valve 11 is gradually switched to the operating position D.
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing through the supply / discharge channel 22 a is detected by the flow rate sensor 50, and the detected flow rate is output to the controller 40.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor 2 returns to the tank T through the supply / discharge passage 22b, the motor side passage 15b, the control valve 11, the valve side passage 14b, the supply / discharge passage 22b, and the direction switching valve 3. It is.
  • valve side passage 14 a communicates with the tank T through the supply / discharge flow path 22 a and the direction switching valve 3.
  • the hydraulic oil in the pilot chamber 11a is discharged to the tank T through the pilot passage 13a, the valve side passage 14a, the supply / discharge passage 22a, and the direction switching valve 3.
  • the position detection sensor 5a provided on the remote control valve 5 detects that the operation lever of the remote control valve 5 is in the neutral state, and outputs a detection signal to the controller 40.
  • the controller 40 applies a current corresponding to the inclination angle detected by the inclination angle sensor 30 to the flow control valve 12a. Specifically, if the work implement is in a horizontal state, the controller 40 does not apply a current to the flow control valve 12a, and if the work implement is tilted forward and downward, the inclination angle of the vehicle body is large. From time to time, a large current is applied to the flow control valve 12a.
  • the communication between the valve side passage 14a and the motor side passage 15a is such that the vehicle body is in a horizontal state. As compared with a certain case, it is shut off earlier, and the braking force for the hydraulic motor 2 is generated earlier. In this way, the fluid pressure control device 100 can quickly generate the braking force for the hydraulic motor 2 when the work implement is traveling forward on a downhill, and therefore the braking distance when the work implement is stopped. Can be shortened.
  • the flow rate of the supply / discharge flow path 22a detected by the flow rate sensor 50 is input to the controller 40.
  • the controller 40 applies a current corresponding to the flow rate detected by the flow rate sensor 50 to the flow rate control valve 12a.
  • the controller 40 applies a larger current to the flow control valve 12a as the flow rate increases. Since the flow rate detected by the flow sensor 50 is equal to the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor 2, the rotation speed of the hydraulic motor 2 is faster if the flow rate detected by the flow sensor 50 is large. That is, as the rotational speed of the hydraulic motor 2 increases, a larger current is applied to the flow control valve 12a and the flow path area increases.
  • the switching speed of the control valve 11 is increased.
  • the rotational speed of the hydraulic motor 2 is fast
  • the switching speed of the control valve 11 is fast, so that the control valve 11 is quickly switched from the operating position D to the neutral position F. Therefore, when the rotation speed of the hydraulic motor 2 is high, that is, when the speed of the work machine is high, the switching speed of the control valve 11 is high, so that the communication between the valve side passage 14a and the motor side passage 15a is the hydraulic motor.
  • the motor is shut off earlier, and the braking force for the hydraulic motor 2 is generated earlier.
  • the fluid pressure control device 100 can generate the braking force against the hydraulic motor 2 quickly, and thus the braking distance of the work implement can be shortened.
  • the hydraulic oil discharged from the pump 1 is supplied to the supply passage 21, the direction switching valve 3, the supply / discharge passage 22b, the valve side passage 14b, the control valve 11, and the motor side passage. It is supplied to the hydraulic motor 2 through 15b and the supply / discharge passage 22b.
  • the hydraulic oil discharged from the pump 1 is supplied from the control valve 11 through the flow path 23 to the parking brake 2a, and the parking brake 2a is released.
  • the hydraulic motor 2 rotates in the reverse direction and the work implement moves backward.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor 2 returns to the tank T through the supply / discharge passage 22a, the motor side passage 15a, the control valve 11, the valve side passage 14a, the supply / discharge passage 22a, and the direction switching valve 3. It is. At this time, the flow rate of the hydraulic oil flowing through the supply / discharge channel 22 a is detected by the flow sensor 50, and the detected flow rate is output to the controller 40.
  • valve side passage 14b communicates with the tank T through the supply / discharge passage 22b and the direction switching valve 3. Thereby, the hydraulic oil in the pilot chamber 11 b is discharged to the tank T through the pilot passage 13 b, the valve side passage 14 b, the supply / discharge passage 22 b and the direction switching valve 3.
  • the position detection sensor 5a provided on the remote control valve 5 detects that the operation lever of the remote control valve 5 is in the neutral state, and outputs a detection signal to the controller 40.
  • the controller 40 applies a current corresponding to the inclination angle detected by the inclination angle sensor 30 to the flow control valve 12b. Specifically, if the work implement is in a horizontal state, the controller 40 does not apply a current to the flow rate control valve 12b, and if the work implement is inclined backward and downward, the inclination angle of the vehicle body is large. From time to time, a large current is applied to the flow control valve 12b.
  • the fluid pressure control device 100 can quickly generate the braking force for the hydraulic motor 2 when the work implement is traveling backward on a downhill, so that the braking distance when the work implement is stopped is low. Can be shortened.
  • the flow rate of the supply / discharge flow path 22a detected by the flow rate sensor 50 is input to the controller 40.
  • the controller 40 applies a current corresponding to the flow rate detected by the flow rate sensor 50 to the flow rate control valve 12b.
  • the controller 40 applies a larger current to the flow control valve 12b as the flow rate increases. Since the flow rate detected by the flow sensor 50 is equal to the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor 2, the rotation speed of the hydraulic motor 2 is faster if the flow rate detected by the flow sensor 50 is large. That is, as the rotational speed of the hydraulic motor 2 increases, a larger current is applied to the flow control valve 12b and the flow path area increases.
  • the switching speed of the control valve 11 is increased.
  • the rotational speed of the hydraulic motor 2 is fast
  • the switching speed of the control valve 11 is fast, so that the control valve 11 is quickly switched from the operating position E to the neutral position F. Therefore, when the rotation speed of the hydraulic motor 2 is high, that is, when the speed of the work machine is high, the switching speed of the control valve 11 is high, and therefore the communication between the valve side passage 14b and the motor side passage 15b is the hydraulic motor.
  • the motor is shut off earlier, and the braking force for the hydraulic motor 2 is generated earlier.
  • the fluid pressure control device 100 can generate the braking force against the hydraulic motor 2 quickly, so that the brake distance of the work implement can be shortened.
  • the flow control valves 12a and 12b have been described using an electromagnetic proportional control valve as an example, a two-position electromagnetic switching valve may be used.
  • a threshold value may be provided for the tilt angle detected by the tilt angle sensor 30 and the flow rate detected by the flow rate sensor 50, and the position of the electromagnetic switching valve may be switched when the threshold value is exceeded.
  • the flow control valves 12a and 12b may be rotary valves 60a and 60b driven by an electric motor as shown in FIG.
  • highly accurate control can be performed by detecting the rotation angle with a rotation angle sensor or the like and performing feedback control.
  • a stepping motor or the like is employed as the electric motor, but any type of electric motor may be used as long as the rotation angle can be detected.
  • the flow rate control valves 12a and 12b may be provided with a stroke sensor 12c that detects the stroke of the valve body of the flow rate control valves 12a and 12b. By controlling the stroke of the valve element detected by the stroke sensor 12c while feeding back, more accurate control can be performed.
  • the controller 40 is configured to control the flow control valves 12a and 12b.
  • the flow control valves 12a and 12b may be variable throttles that are manually operated. Even with such a configuration, the switching speed of the control valve 11 can be adjusted as appropriate.
  • the fluid pressure control device 100 may be configured to control the flow control valves 12a and 12b only by the inclination angle detected by the inclination angle sensor 30 or only by the flow rate detected by the flow sensor 50. Furthermore, the flow control valves 12a and 12b may be configured to include only the flow control valve 12a on the forward side.
  • the controller 40 may control the flow rate control valves 12a and 12b including not only when the vehicle body is lowered forward but also when the vehicle body is raised forward. For example, when the direction switching valve 3 is in the neutral state, a constant current may be applied to the flow control valves 12a and 12b, and the applied current may be increased or decreased according to the inclination angle of the vehicle body.
  • the counter balance valve 10 includes flow rate control valves 12a and 12b that variably control the flow rate of the hydraulic oil flowing through the pilot passages 13a and 13b. Therefore, the switching speed of the control valve 11 can be adjusted by controlling the flow rate of the hydraulic oil flowing into the pilot chambers 11a and 11b of the control valve 11 or discharged from the pilot chambers 11a and 11b. Thereby, since the timing at which the control valve 11 cuts off the communication between the hydraulic motor 2 and the pump 1 can be adjusted as appropriate, the braking of the hydraulic motor 2 can be adjusted. Therefore, the braking distance of the vehicle body can be adjusted appropriately.
  • the flow rate control valves 12a and 12b are moved by the inclination angle sensor 30 when the direction switching valve 3 is returned from the forward position A or the reverse position B where the hydraulic motor 2 is operated to the neutral position C where the hydraulic motor 2 is stopped.
  • the flow of hydraulic oil discharged from the pilot chambers 11a and 11b is controlled according to the detected inclination angle and the flow rate detected by the flow rate sensor 50.
  • the fluid pressure control device 100 includes a position detection sensor 5a that detects that the direction switching valve 3 is in a neutral state and an inclination angle sensor 30 that detects the inclination angle of the vehicle body, and the flow control valves 12a and 12b. Is controlled according to the inclination angle detected by the inclination angle sensor 30 when the neutral state is detected by the position detection sensor 5a. Thereby, when stopping the hydraulic motor 2, the switching speed of the control valve 11 is adjusted according to the inclination angle detected by the inclination angle sensor 30, and the timing at which the communication between the hydraulic motor 2 and the pump 1 is cut off. adjust.
  • the fluid pressure control device 100 can generate a braking force against the hydraulic motor 2 according to the inclination angle of the vehicle body by the counter balance valve 10, so that even when the vehicle body is inclined forward and downward, The vehicle body can be braked at an appropriate braking distance.
  • the fluid pressure control device 100 includes a flow rate sensor 50 that detects the flow rate of the hydraulic oil flowing through the hydraulic motor 2, and the flow rate control valves 12 a and 12 b are controlled according to the flow rate detected by the flow rate sensor 50.
  • the switching speed of the control valve 11 is adjusted according to the flow rate detected by the flow sensor 50 to adjust the timing for disconnecting the communication between the hydraulic motor 2 and the pump 1. . Therefore, the fluid pressure control device 100 can generate a braking force for the hydraulic motor 2 in accordance with the speed of the work implement by the counter balance valve 10. It is possible to brake with a simple braking distance.
  • FIG. 4 a fluid pressure control apparatus 200 according to a second embodiment of the present invention will be described. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment mentioned above, the same code
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing to the hydraulic motor 2 is detected by the flow sensor 50, whereas in the second embodiment, the flow rate of the hydraulic oil flowing to the hydraulic motor 2 is detected from the differential pressure gauge 70 and the rotational speed sensor 80. It differs in the point calculated by. This will be specifically described below.
  • the fluid pressure control device 200 includes a differential pressure gauge 70 as a differential pressure detection unit that detects a differential pressure between a supply side and a discharge side in the hydraulic motor 2 and a rotation as a rotation number detection unit that detects the rotation number of the hydraulic motor 2.
  • a number sensor 80 The differential pressure gauge 70 detects the pressure in the supply / discharge flow path 22 a and the supply / discharge flow path 22 b and outputs the difference between them to the controller 40.
  • the rotation speed sensor 80 is provided in the vicinity of the rotation shaft of the hydraulic motor 2, detects the rotation speed of the rotation shaft, and outputs the rotation speed of the hydraulic motor 2 to the controller 40.
  • a map indicating the relationship between the differential pressure detected in advance by the differential pressure gauge 70 and the volumetric efficiency of the hydraulic motor 2 is stored.
  • the controller 40 calculates the flow rate of the hydraulic motor 2 based on the rotational speed detected by the rotational speed sensor 80, the differential pressure detected by the differential pressure gauge 70, and the map described above.
  • the flow rate control valves 12a and 12b are controlled by the flow rate thus obtained in the same manner as in the first embodiment.
  • pressure gauges may be installed on the supply side and the discharge side in the hydraulic motor 2, and control may be performed based on the pressure difference detected by these pressure gauges.
  • the flow control valves 12a and 12b can be controlled more accurately. Thereby, according to the rotational speed of the hydraulic motor 2, the braking distance of a vehicle body can be adjusted more appropriately.
  • the counter balance valve 10 is configured so that the valve side passages 14a and 14b communicating with the direction switching valve 3, the motor side passages 15a and 15b communicating with the fluid pressure motor (hydraulic motor 2), and the direction switching valve 3 are switched.
  • a control valve 11 for controlling the flow of hydraulic oil between the valve side passages 14a, 14b and the motor side passages 15a, 15b; pilot chambers 11a, 11b to which pilot pressure for controlling the control valve 11 is guided; Pilot passages 13a and 13b communicating with the side passages 14a and 14b and the pilot chambers 11a and 11b, and flow rate control valves 12a and 12b for variably controlling the flow rate of the hydraulic oil flowing through the pilot passages 13a and 13b are provided.
  • the counter balance valve 10 includes the flow rate control valves 12a and 12b that variably control the flow rate of the hydraulic oil flowing through the pilot passages 13a and 13b. Therefore, the counter balance valve 10 flows into the pilot chambers 11a and 11b of the control valve 11 or pilot chamber 11a.
  • the switching speed of the control valve 11 can be adjusted by adjusting the flow rate of the hydraulic oil discharged from 11b. Thereby, since the timing at which the control valve 11 cuts off the communication between the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) and the pump 1 can be adjusted as appropriate, the braking of the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) can be adjusted. . Therefore, the braking distance of the vehicle body can be adjusted appropriately.
  • the flow control valves 12a and 12b are configured so that the direction switching valve 3 moves from the position (forward position A or reverse position B) where the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) operates to the fluid pressure motor (hydraulic motor 2). ) Is switched to a position (neutral position C) to stop, the flow path area is controlled to be large.
  • the flow control valves 12a and 12b stop the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) from the position (forward position A or reverse position B) where the direction switching valve 3 operates the fluid pressure motor (hydraulic motor 2).
  • the flow path area increases.
  • blocks communication with a fluid pressure motor (hydraulic motor 2) and the pump 1 can be advanced, and it can suppress that the braking distance of a vehicle body extends.
  • the pilot chambers 11a and 11b are provided at both ends of the control valve 11, and the flow rate control valves 12a and 12b are respectively pilot passages for introducing pilot pressure to the pilot chambers 11a and 11b.
  • the flow rate control valves 12a and 12b are respectively pilot passages for introducing pilot pressure to the pilot chambers 11a and 11b.
  • 13a and 13b Provided in 13a and 13b.
  • the switching speed of the control valve 11 can be adjusted regardless of which direction the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) is operated.
  • the distance can be adjusted appropriately.
  • the flow control valves 12a and 12b are electromagnetic switching valves.
  • the flow control valves 12a and 12b are rotary valves 60a and 60b driven by an electric motor.
  • the flow control valves 12a and 12b are electromagnetic proportional control valves.
  • the flow control valves 12a and 12b further include a stroke sensor 12c for detecting the movement amount of the valve body.
  • the fluid pressure control device 100 includes a pump 1 that discharges hydraulic oil, a fluid pressure motor (hydraulic motor 2) that is driven by the hydraulic oil discharged from the pump 1, and a pump 1 and a fluid pressure motor (hydraulic motor 2).
  • a direction switching valve 3 that is provided in the flow path to be connected and switches the rotation direction of the fluid pressure motor (hydraulic motor 2), and a counter that is provided between the direction switching valve 3 and the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) in the flow path.
  • a balance valve 10 10.
  • the fluid pressure control device 100 includes a neutral state detection unit (position detection sensor 5a) that detects that the direction switching valve 3 is in a neutral state, and an inclination angle detection unit (inclination angle sensor 30) that detects the inclination angle of the vehicle body. ), And the flow rate control valves 12a and 12b are detected by the inclination angle detection unit (inclination angle sensor 30) when the neutral state is detected by the neutral state detection unit (position detection sensor 5a). It is controlled according to.
  • position detection sensor 5a position detection sensor 5a
  • inclination angle detection unit inclination angle sensor 30
  • the flow rate control valves 12a and 12b are controlled according to the inclination angle of the vehicle body when the direction switching valve 3 is in the neutral state, so that the control when the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) stops is performed.
  • the switching speed of the valve 11 can be adjusted according to the inclination angle of the vehicle body. Therefore, the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) can be appropriately braked in a state where the vehicle body is inclined. Thereby, the braking distance of the vehicle body can be appropriately adjusted according to the state in which the vehicle body is inclined.
  • the fluid pressure control device 100 further includes a flow rate detection unit (flow rate sensor 50) that detects the flow rate of the hydraulic oil flowing through the fluid pressure motor (hydraulic motor 2), and the flow rate control valves 12a and 12b include the flow rate detection unit ( The flow rate is controlled according to the flow rate detected by the flow rate sensor 50).
  • a flow rate detection unit flow rate sensor 50
  • the flow rate is controlled according to the flow rate detected by the flow rate sensor 50.
  • the flow rate control valves 12a and 12b are controlled in accordance with the flow rate detected by the flow rate detection unit (flow rate sensor 50). It can be adjusted according to the speed. Thereby, the braking distance of the vehicle body can be appropriately adjusted according to the rotational speed of the fluid pressure motor (hydraulic motor 2).
  • the fluid pressure control device 100 includes a differential pressure detection unit (differential pressure gauge 70) that detects a differential pressure between the supply side and the discharge side in the fluid pressure motor (hydraulic motor 2), and a fluid pressure motor (hydraulic motor 2).
  • a rotational speed detection unit (rotational speed sensor 80) for detecting the rotational speed, and the flow rate control valves 12a and 12b include a differential pressure and rotational speed detection unit (detected by the differential pressure detection unit (differential pressure gauge 70)). It is controlled according to the rotational speed detected by the rotational speed sensor 80).
  • the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) based on the differential pressure between the supply side and the discharge side in the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) and the rotation speed of the fluid pressure motor (hydraulic motor 2), the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) The operating state can be detected. Since the differential pressure between the supply side and the discharge side in the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) and the rotation speed of the fluid pressure motor (hydraulic motor 2) have small measurement errors, the flow rate can be calculated with high accuracy. Therefore, the flow control valves 12a and 12b can be controlled more accurately. Thereby, the braking distance of the vehicle body can be adjusted more appropriately according to the rotational speed of the fluid pressure motor (hydraulic motor 2).
  • an oil temperature sensor that detects the oil temperature may be provided in the supply / discharge passages 22a and 22b. Since the viscosity of the hydraulic oil can be calculated from the detected oil temperature, it can be controlled with higher accuracy by controlling the flow rate control valves 12a and 12b using a correction coefficient (or map) corresponding to the viscosity.
  • the hydraulic motor 2 has been described as an example for traveling, but may be used for turning.
  • a sensor for detecting the position of the valve body of the direction switching valve 3 may be provided.
  • the neutral state of the direction switching valve 3 may be detected by detecting the pressure of the pilot flow path communicating with the pilot chambers 3a and 3b or the pilot chambers 3a and 3b.

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Abstract

カウンタバランス弁（１０）は、方向切換弁（３）と連通するバルブ側通路（１４ａ）、（１４ｂ）と、油圧モータ（２）と連通するモータ側通路（１５ａ）、（１５ｂ）と、方向切換弁（３）が切り換えられたときにバルブ側通路（１４ａ）、（１４ｂ）及びモータ側通路（１５ａ）、（１５ｂ）との間の作動油の流れを制御する制御弁（１１）と、制御弁（１１）を制御するためのパイロット圧が導かれるパイロット室（１１ａ）、（１１ｂ）と、バルブ側通路（１４ａ）、（１４ｂ）とパイロット室（１１ａ）、（１１ｂ）とを連通するパイロット通路（１３ａ）、（１３ｂ）と、パイロット通路（１３ａ）、（１３ｂ）を流れる作動油の流量を可変制御する流量制御弁（１２ａ）、（１２ｂ）と、を備える。

Description

カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置
　本発明は、カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置に関するものである。
　ＪＰ０６－１４７２０１Ａには、建設機械の走行装置を構成する油圧モータの駆動回路において、発進、停止時に発生する衝撃を抑制するために、油圧モータと方向切換弁との間にカウンタバランス弁が介装された駆動回路が記載されている。ＪＰ０６－１４７２０１Ａに記載のカウンタバランス弁では、プランジャの両端に画成された油室と油圧モータに連通する油圧通路とを連通する通路にオリフィスが設けられている。ＪＰ０６－１４７２０１Ａに記載のカウンタバランス弁では、オリフィス径によってカウンタバランス弁のプランジャのストローク速度が決定される。具体的には、オリフィス径を大きくするとプランジャのストローク速度が速くなり、オリフィス径を小さくするとプランジャのストローク速度が遅くなる。
　一般的に、オリフィス径は、建設機械が平地を走行することを基準にして設定される。しかしながら、オフィリス径を平地を走行することを基準に設定してしまうと、下り坂を走行中に停止しようとしたときには、建設機械が停止するまでの距離が伸びてしまう。逆に、オフィリス径を下り坂を走行することを基準に設定してしまうと、平地を走行中に停止しようとしたときには、建設機械が急激に停止してしまう。
　本発明は、車体の制動距離を適切に調整できるカウンタバランス弁、及びこのカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置を提供することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、カウンタバランス弁は、方向切換弁と連通するバルブ側通路と、流体圧モータと連通するモータ側通路と、方向切換弁が切り換えられたときにバルブ側通路及びモータ側通路との間の作動流体の流れを制御する制御弁と、制御弁を制御するためのパイロット圧が導かれるパイロット室と、バルブ側通路とパイロット室とを連通するパイロット通路と、パイロット通路を流れる作動流体の流量を可変制御する流量制御弁と、を備える。
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧制御装置の油圧回路図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る油圧制御装置の変形例を示す油圧回路図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る油圧制御装置の変形例を示す油圧回路図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る油圧制御装置の油圧回路図である。
　＜第１実施形態＞
　以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るカウンタバランス弁１０及びカウンタバランス弁１０を備えた流体圧制御装置１００について説明する。図１は、第１実施形態におけるカウンタバランス弁１０及びカウンタバランス弁１０を備えた流体圧制御装置１００を示す油圧回路図である。
　流体圧制御装置１００は、例えばパワーショベルやホイールローダ等の流体圧によって駆動する作業機の車体に搭載される。流体圧制御装置１００では、作動流体として作動油が用いられるが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよい。
　図１に示すように、流体圧制御装置１００は、作動油を吐出するポンプ１と、ポンプ１から吐出される作動油によって駆動する流体圧モータとしての油圧モータ２と、ポンプ１と油圧モータ２とを接続する流路に設けられ、油圧モータ２の回転方向を切り換える方向切換弁３と、ポンプ１と方向切換弁３とを接続する供給流路２１と、油圧モータ２と方向切換弁３を接続する給排流路２２ａ、２２ｂと、方向切換弁３のパイロット圧を制御するリモコン弁５と、を備える。
　ポンプ１は、図示しないエンジンの動力によって駆動され、供給流路２１に作動油を吐出する。ポンプ１は、斜板型アキシャルピストンポンプである。ポンプ１は、図１では固定容量型として示しているが、これに限らず可変容量型であってもよい。
　油圧モータ２は、容量が固定の斜板型アキシャルピストンモータであり、走行用の油圧モータとして使用される。油圧モータ２は、ポンプ１から吐出された作動油の供給を受けて回転駆動される。油圧モータ２は、方向切換弁３によって正回転あるいは逆回転に切り換えられる。油圧モータ２が正回転することで、作業機は前進し、油圧モータ２が逆回転することで、作業機は後進する。油圧モータ２は、容量が固定である斜板型アキシャルピストンモータに限らず、容量が可変である斜板型アキシャルピストンモータであってもよい。
　油圧モータ２には、停止時に油圧モータ２に制動力を付与するネガティブ型の駐車ブレーキ２ａが設けられる。駐車ブレーキ２ａは、流路２３によって後述するカウンタバランス弁１０に接続される。駐車ブレーキ２ａは、流路２３の圧力が所定の圧力（ブレーキ解除圧）を上回ると、ブレーキを解除して油圧モータ２の回転を許容する。
　方向切換弁３は、ポンプ１から供給流路２１に吐出された作動油を給排流路２２ａを通じて油圧モータ２に導く前進位置Ａと、ポンプ１から供給流路２１に吐出された作動油を給排流路２２ｂを通じて油圧モータ２に導く後進位置Ｂと、ポンプ１及び油圧モータ２をタンクＴに連通する中立位置Ｃと、を備える。方向切換弁３は、作業機の乗務員がリモコン弁５を操作することに伴ってパイロットポンプ４からリモコン弁５を通じてパイロット室３ａ，３ｂに供給される作動油（パイロット圧）によって切り換えられる。具体的には、リモコン弁５が一方側に操作され、パイロット圧がパイロット室３ａに供給されると、方向切換弁３は前進位置Ａに切り換わり、リモコン弁５が他方側に操作され、パイロット圧がパイロット室３ｂに供給されると、方向切換弁３は後進位置Ｂに切り換わる。リモコン弁５が中立位置、つまり、パイロット圧がいずれのパイロット室３ａ、３ｂにも作用していない場合には、方向切換弁３は、方向切換弁３の両側に設けられるばね３ｃの付勢力によって中立位置Ｃとなる。パイロット室３ａ、３ｂに供給されるパイロット圧は、リモコン弁５の操作量に応じて制御される。
　リモコン弁５は、リモコン弁５の中立状態を検出する位置検出センサ５ａを備える。位置検出センサ５ａは、リモコン弁５の操作レバーが中立位置にあるときにコントローラ４０に検出信号を出力する。リモコン弁５が中立状態にあるときには、方向切換弁３も中立状態にある。つまり、位置検出センサ５ａによって方向切換弁３の中立状態を検出することができる。位置検出センサ５ａは、方向切換弁３が中立状態にあることを検出する中立状態検出部に相当する。
　流体圧制御装置１００は、方向切換弁３と油圧モータ２との間に設けられるカウンタバランス弁１０をさらに備える。カウンタバランス弁１０は、給排流路２２ａ、２２ｂに設けられる。
　カウンタバランス弁１０は、給排流路２２ａ、２２ｂを通じて方向切換弁３と連通するバルブ側通路１４ａ、１４ｂと、給排流路２２ａ、２２ｂを通じて油圧モータ２と連通するモータ側通路１５ａ、１５ｂと、方向切換弁３が切り換えられたときにバルブ側通路１４ａ、１４ｂ及びモータ側通路１５ａ、１５ｂとの間の作動油の流れを制御する制御弁１１と、制御弁１１を制御するためのパイロット圧が導かれるパイロット室１１ａ、１１ｂと、バルブ側通路１４ａ、１４ｂとパイロット室１１ａ、１１ｂとを連通するパイロット通路１３ａ、１３ｂと、パイロット通路１３ａ、１３ｂに設けられパイロット通路１３ａ、１３ｂを流れる作動油の流量を可変制御する流量制御弁１２ａ、１２ｂと、を備える。
　パイロット室１１ａ、１１ｂは、制御弁１１の両端部にそれぞれ設けられる。パイロット通路１３ａ、１３ｂは、それぞれバルブ側通路１４ａ、１４ｂから分岐し、パイロット室１１ａ、１１ｂに連通する。
　制御弁１１は、バルブ側通路１４ａとモータ側通路１５ａ及び流路２３とを連通し、バルブ側通路１４ｂとモータ側通路１５ｂとを連通する作動位置Ｄと、バルブ側通路１４ａとモータ側通路１５ａとを連通し、バルブ側通路１４ｂとモータ側通路１５ｂ及び流路２３とを連通する作動位置Ｅと、バルブ側通路１４ａ、１４ｂとモータ側通路１５ａ、１５ｂとの連通を遮断する中立位置Ｆと、を備える。
　制御弁１１は、方向切換弁３が前進位置Ａに切り換えられた場合には、ポンプ１から吐出された作動油が給排流路２２ａ、バルブ側通路１４ａ及びパイロット通路１３ａを通じてパイロット室１１ａに導かれることによって、作動位置Ｄに切り換えられる。また、制御弁１１は、方向切換弁３が後進位置Ｂに切り換えられた場合には、ポンプ１から吐出された作動油が給排流路２２ｂ、バルブ側通路１４ｂ及びパイロット通路１３ｂを通じてパイロット室１１ｂに導かれることによって、作動位置Ｅに切り換えられる。さらに、制御弁１１は、方向切換弁３が中立位置Ｃに切り換えられた場合には、パイロット室１１ａ、１１ｂ内の作動油がパイロット通路１３ａ、１３ｂ、バルブ側通路１４ａ、１４ｂ及び給排流路２２ａ、２２ｂを通じてタンクＴに排出され、両側に設けられるばね１１ｃの付勢力によって中立位置Ｆに切り換えられる。
　流量制御弁１２ａ、１２ｂは、電磁比例ソレノイドを備える電磁比例制御弁である。流量制御弁１２ａ、１２ｂは、方向切換弁３が中立状態にあることを検出されたときに、コントローラ４０から印加される電流に基づいて流路面積が変化することで、パイロット通路１３ａ、１３ｂを流れる作動油の流量を制御する。つまり、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、可変絞りとして機能する。流量制御弁１２ａ、１２ｂは、コントローラ４０から電流が印加されていない状態で流路面積（絞り）が最小となり、コントローラ４０から印加される電流が大きくなるにつれて流路面積（絞り）が大きくなるように制御される。流量制御弁１２ａ、１２ｂは、パイロット通路１３ａ、１３ｂを流れる作動油の流量を制御することで、パイロット室１１ａ、１１ｂ内の作動油の圧力を制御し、制御弁１１の切り換え速度を調整する。
　流体圧制御装置１００は、作業機の車体の傾斜角を検出する傾斜角検出部としての傾斜角センサ３０と、油圧モータ２に流れる作動油の流量を検出する流量検出部としての流量センサ５０と、をさらに備える。
　傾斜角センサ３０は、作業機の車体の水平面に対する前後方向の傾斜角度を検出し、検出した傾斜角をコントローラ４０に出力する。
　流量センサ５０は、給排流路２２ａに設けられ、給排流路２２ａを流れる作動油の流量を検出し、検出した流量をコントローラ４０に出力する。流量センサ５０は、給排流路２２ｂに設けられていてもよい。
　以上のように構成されたカウンタバランス弁１０及び流体圧制御装置１００の動作について説明する。
　はじめに、作業機を前進させる場合について説明する。
　乗務員がリモコン弁５を一方側に向かって操作すると、パイロットポンプ４から吐出された作動油がリモコン弁５を通じてパイロット室３ａに供給される。このとき、パイロット室３ａには、リモコン弁５の操作量に応じたパイロット圧が供給される。これにより、方向切換弁３は前進位置Ａに切り換わり、ポンプ１から吐出された作動油が供給流路２１から給排流路２２ａを通じてカウンタバランス弁１０のバルブ側通路１４ａに流入する。
　カウンタバランス弁１０のバルブ側通路１４ａに流入した作動油の一部は、パイロット通路１３ａを通じてパイロット室１１ａに流入する。これにより、制御弁１１は作動位置Ｄに切り換えられる。このとき、方向切換弁３は中立状態にないので、流量制御弁１２ａには、コントローラ４０から電流が印加されない。したがって、流量制御弁１２ａの流路面積は最小になっている。このため、パイロット通路１３ａを流れる作動油は、流量制御弁１２ａによって流れが制限されるので、パイロット室１１ａに緩やかに流入する。これにより、制御弁１１は緩やかに作動位置Ｄに切り換わる。
　制御弁１１が作動位置Ｄに切り換わると、ポンプ１から吐出された作動油は、供給流路２１、方向切換弁３、給排流路２２ａ、バルブ側通路１４ａ、制御弁１１、モータ側通路１５ａ及び給排流路２２ａを通じて油圧モータ２に供給される。これと同時に、ポンプ１から吐出された作動油は、制御弁１１から流路２３を通って駐車ブレーキ２ａに供給され、駐車ブレーキ２ａが解除される。これにより、油圧モータ２が正回転し、作業機は前進する。
　給排流路２２ａを流れる作動油の流量は、流量センサ５０によって検出され、検出された流量はコントローラ４０に出力される。油圧モータ２から排出された作動油は、給排流路２２ｂ、モータ側通路１５ｂ、制御弁１１、バルブ側通路１４ｂ、給排流路２２ｂ、及び方向切換弁３を通って、タンクＴに戻される。
　次に、作業機が前進している状態から停止する場合について説明する。
　乗務員がリモコン弁５を中立位置に戻すと、パイロット室３ａの作動油がリモコン弁５を通じてタンクＴに排出される。これにより、方向切換弁３は、方向切換弁３に設けられるばね３ｃの付勢力によって中立位置Ｃに戻される。
　方向切換弁３が中立位置Ｃに戻されると、バルブ側通路１４ａは、給排流路２２ａ及び方向切換弁３を通じてタンクＴに連通する。これにより、パイロット室１１ａ内の作動油は、パイロット通路１３ａ、バルブ側通路１４ａ、給排流路２２ａ及び方向切換弁３を通じてタンクＴに排出される。
　リモコン弁５が中立位置に戻されると、リモコン弁５に設けられた位置検出センサ５ａは、リモコン弁５の操作レバーが中立状態にあることを検出し、コントローラ４０に検出信号を出力する。コントローラ４０は、位置検出センサ５ａから検出信号が入力されると、傾斜角センサ３０によって検出された傾斜角に応じた電流を流量制御弁１２ａに印加する。具体的には、コントローラ４０は、作業機が水平状態にあれば、流量制御弁１２ａに電流を印加せず、作業機が前下がりに傾斜している状態であれば、車体の傾斜角度が大きいときほど、大きな電流を流量制御弁１２ａに印加する。つまり、車体が前下がりに傾斜している場合には、流量制御弁１２ａには、大きな電流が印加され、流量制御弁１２ａ流路面積が大きくなる。これにより、パイロット室１１ａから排出される作動油の流れに対する流量制御弁１２ａの絞りによる抵抗が小さくなるので、制御弁１１の切り換え速度は速くなる。したがって、車体が前下がりに傾斜している場合には、制御弁１１は、車体が水平状態にある場合に比べて作動位置Ｄから中立位置Ｆに早く切り換わる。このため、車体が前下がりに傾斜している場合、つまり、作業機が下り坂を前進走行している場合には、バルブ側通路１４ａとモータ側通路１５ａとの連通は、車体が水平状態にある場合に比べて早く遮断され、油圧モータ２に対する制動力が早く発生する。このようにして、流体圧制御装置１００は、作業機が下り坂を前進走行している場合には、油圧モータ２に対する制動力を早く発生させることができるので、作業機の停止時の制動距離を短くすることができる。
　また、コントローラ４０には、流量センサ５０によって検出された給排流路２２ａの流量が入力される。コントローラ４０は、位置検出センサ５ａから検出信号が入力されると、流量センサ５０によって検出された流量に応じた電流を流量制御弁１２ａに印加する。具体的には、コントローラ４０は、流量が多いほど、流量制御弁１２ａに大きな電流を印加する。流量センサ５０によって検出される流量は、油圧モータ２に供給される作動油の流量に等しいので、流量センサ５０で検出される流量が多ければ、油圧モータ２の回転速度は速いことになる。つまり、油圧モータ２の回転速度が速ければ速いほど、流量制御弁１２ａには大きな電流が印加され、流路面積が大きくなる。したがって、パイロット室１１ａの作動油は、流量制御弁１２ａの絞りによる影響を受けずに排出されるため、制御弁１１の切り換え速度は速くなる。これにより、油圧モータ２の回転速度が速いときには、制御弁１１の切り換え速度が速くなるので、制御弁１１は作動位置Ｄから中立位置Ｆに早く切り換わる。したがって、油圧モータ２の回転速度が速い場合、つまり、作業機の速度が速い場合には、制御弁１１の切り換え速度が速くなるので、バルブ側通路１４ａとモータ側通路１５ａとの連通が油圧モータ２の回転速度が遅い場合（作業機の速度が遅い場合）に比べて早く遮断され、油圧モータ２に対する制動力が早く発生する。このように、流体圧制御装置１００は、作業機の速度が速い場合には、油圧モータ２に対する制動力を早く発生させることができるので、作業機の制動距離を短くすることができる。
　次に、作業機を後進させる場合について説明する。
　乗務員がリモコン弁５を他方側に向かって操作すると、パイロットポンプ４から吐出された作動油がリモコン弁５を通じてパイロット室３ｂに供給される。このとき、パイロット室３ｂには、リモコン弁５の操作量に応じたパイロット圧が供給される。これにより、方向切換弁３は後進位置Ｂに切り換わり、ポンプ１から吐出された作動油が供給流路２１から給排流路２２ｂを通じてカウンタバランス弁１０のバルブ側通路１４ｂに流入する。
　カウンタバランス弁１０のバルブ側通路１４ｂに流入した作動油の一部は、パイロット通路１３ｂを通じてパイロット室１１ｂに流入する。これにより、制御弁１１は作動位置Ｅに切り換えられる。このとき、方向切換弁３は中立状態にないので、流量制御弁１２ｂには、コントローラ４０から電流が印加されない。したがって、流量制御弁１２ｂの流路面積は最小になっている。このため、パイロット通路１３ｂを流れる作動油は、流量制御弁１２ｂによって流れが制限されるので、パイロット室１１ｂに緩やかに流入する。これにより、制御弁１１は緩やか作動位置Ｅに切り換わる。
　制御弁１１が作動位置Ｅに切り換わると、ポンプ１から吐出された作動油は、供給流路２１、方向切換弁３、給排流路２２ｂ、バルブ側通路１４ｂ、制御弁１１、モータ側通路１５ｂ及び給排流路２２ｂを通じて油圧モータ２に供給される。これと同時に、ポンプ１から吐出された作動油は、制御弁１１から流路２３を通って駐車ブレーキ２ａに供給され、駐車ブレーキ２ａが解除される。これにより、油圧モータ２が逆回転し、作業機は後進する。
　油圧モータ２から排出された作動油は、給排流路２２ａ、モータ側通路１５ａ、制御弁１１、バルブ側通路１４ａ、給排流路２２ａ、及び方向切換弁３を通って、タンクＴに戻される。このとき、給排流路２２ａを流れる作動油の流量が流量センサ５０によって検出され、検出された流量がコントローラ４０に出力される。
　次に、作業機が後進している状態から停止する場合について説明する。
　乗務員がリモコン弁５を中立位置に戻すと、パイロット室３ｂの作動油がリモコン弁５を通じてタンクＴに排出される。これにより、方向切換弁３は、方向切換弁３に設けられるばね３ｃの付勢力によって中立位置Ｃに戻される。
　方向切換弁３が中立位置Ｃに戻されると、バルブ側通路１４ｂは、給排流路２２ｂ及び方向切換弁３を通じてタンクＴに連通する。これにより、パイロット室１１ｂ内の作動油は、パイロット通路１３ｂ、バルブ側通路１４ｂ、給排流路２２ｂ及び方向切換弁３を通じてタンクＴに排出される。
　リモコン弁５が中立位置に戻されると、リモコン弁５に設けられた位置検出センサ５ａは、リモコン弁５の操作レバーが中立状態にあることを検出し、コントローラ４０に検出信号を出力する。コントローラ４０は、位置検出センサ５ａから検出信号が入力されると、傾斜角センサ３０によって検出された傾斜角に応じた電流を流量制御弁１２ｂに印加する。具体的には、コントローラ４０は、作業機が水平状態にあれば、流量制御弁１２ｂに電流を印加せず、作業機が後ろ下がりに傾斜している状態であれば、車体の傾斜角度が大きいときほど、大きな電流を流量制御弁１２ｂに印加する。つまり、車体が後ろ下がりに傾斜している場合には、流量制御弁１２ｂには、大きな電流が印加され、流路面積が大きくなる。これにより、パイロット室１１ｂから排出される作動油の流れに対する流量制御弁１２ｂの絞りによる抵抗が小さくなるので、制御弁１１の切り換え速度は速くなる。したがって、車体が後ろ下がりに傾斜している場合には、制御弁１１は、車体が水平状態にある場合に比べて作動位置Ｅから中立位置Ｆに早く切り換わる。このため、車体が後ろ下がりに傾斜している場合、つまり、作業機が下り坂を後進走行している場合には、バルブ側通路１４ｂとモータ側通路１５ｂとの連通は、車体が水平状態にある場合に比べて早く遮断され、油圧モータ２に対する制動力が早く発生する。このようにして、流体圧制御装置１００は、作業機が下り坂を後進走行している場合には、油圧モータ２に対する制動力を早く発生させることができるので、作業機の停止時の制動距離を短くすることができる。
　また、コントローラ４０には、流量センサ５０によって検出された給排流路２２ａの流量が入力される。コントローラ４０は、位置検出センサ５ａから検出信号が入力されると、流量センサ５０によって検出された流量に応じた電流を流量制御弁１２ｂに印加する。具体的には、コントローラ４０は、流量が多いほど、流量制御弁１２ｂに大きな電流を印加する。流量センサ５０によって検出される流量は、油圧モータ２に供給される作動油の流量に等しいので、流量センサ５０で検出される流量が多ければ、油圧モータ２の回転速度は速いことになる。つまり、油圧モータ２の回転速度が速ければ速いほど、流量制御弁１２ｂには大きな電流が印加され、流路面積が大きくなる。したがって、パイロット室１１ｂの作動油は、流量制御弁１２ｂの絞りによる影響を受けずに排出されるため、制御弁１１の切り換え速度は速くなる。これにより、油圧モータ２の回転速度が速いときには、制御弁１１の切り換え速度が速くなるので、制御弁１１は作動位置Ｅから中立位置Ｆに早く切り換わる。したがって、油圧モータ２の回転速度が速い場合、つまり、作業機の速度が速い場合には、制御弁１１の切り換え速度が速くなるので、バルブ側通路１４ｂとモータ側通路１５ｂとの連通が油圧モータ２の回転速度が遅い場合（作業機の速度が遅い場合）に比べて早く遮断され、油圧モータ２に対する制動力が早く発生する。このようにして、流体圧制御装置１００は、作業機の速度が速い場合には、油圧モータ２に対する制動力を早く発生させることができるので、作業機の制動距離を短くすることができる。
　なお、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、電磁比例制御弁を例に説明したが、２位置の電磁切換弁であってもよい。この場合には、傾斜角センサ３０によって検出される傾斜角及び流量センサ５０によって検出される流量に閾値を設け、閾値を超えた場合に電磁切換弁の位置を切り換えるようにしてもよい。これにより、流量制御弁１２ａ、１２ｂの位置をＯＮ、ＯＦＦ制御するだけでよいので、コントローラ４０における制御を簡単にすることができる。
　また、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、図２に示すように電動モータによって駆動されるロータリバルブ６０ａ、６０ｂであってもよい。この場合、回転角センサなどで回転角を検出してフィードバック制御を行うことにより、精度の高い制御を行うことができる。電動モータは、ステッピングモータなどが採用されるが、回転角を検出できるものであればどのような形式のものであってもよい。さらに、図３に示すように、流量制御弁１２ａ、１２ｂに流量制御弁１２ａ、１２ｂの弁体のストロークを検出するストロークセンサ１２ｃを設けてもよい。ストロークセンサ１２ｃによって検出された弁体のストロークをフィードバックしながら制御することで、より精度の高い制御を行うことができる。
　流体圧制御装置１００では、コントローラ４０によって流量制御弁１２ａ、１２ｂを制御するように構成しているが、流量制御弁１２ａ、１２ｂは手動操作による可変絞りであってもよい。このような構成であっても、制御弁１１の切り換え速度を適宜調整できる。
　また、流体圧制御装置１００は、傾斜角センサ３０によって検出された傾斜角のみ、あるいは流量センサ５０によって検出された流量のみによって流量制御弁１２ａ、１２ｂを制御する構成としてもよい。さらに、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、前進側である流量制御弁１２ａのみを設けた構成としてもよい。
　また、コントローラ４０は、車体が前下がりの状態だけに限らず、車体が前上がりの状態になったときも含めて流量制御弁１２ａ、１２ｂを制御してもよい。例えば、方向切換弁３が中立状態にあるときに、流量制御弁１２ａ、１２ｂに一定の電流を印加し、車体の傾斜角に応じて印加する電流を増減させればよい。
　以上の第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　カウンタバランス弁１０は、パイロット通路１３ａ、１３ｂを流れる作動油の流量を可変制御する流量制御弁１２ａ、１２ｂを備える。したがって、制御弁１１のパイロット室１１ａ、１１ｂに流入またはパイロット室１１ａ、１１ｂから排出される作動油の流量を制御して、制御弁１１の切り換え速度を調整することができる。これにより、制御弁１１が油圧モータ２とポンプ１との連通を遮断するタイミングを適宜調整することができるので、油圧モータ２の制動を調整することができる。よって、車体の制動距離を適切に調整することができる。
　さらに、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、方向切換弁３が油圧モータ２を作動させる前進位置Ａまたは後進位置Ｂから油圧モータ２を停止させる中立位置Ｃに戻されたときに、傾斜角センサ３０によって検出された傾斜角や流量センサ５０によって検出された流量に応じてパイロット室１１ａ、１１ｂから排出される作動油の流れを制御する。
　車体が前下がりに傾斜している場合には、作業機の自重により制動距離が伸びてしまう。しかしながら、流体圧制御装置１００は、方向切換弁３が中立状態にあることを検出する位置検出センサ５ａと、車体の傾斜角を検出する傾斜角センサ３０と、を備え、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、位置検出センサ５ａによって中立状態を検出したときに、傾斜角センサ３０によって検出された傾斜角に応じて制御される。これにより、油圧モータ２を停止させる際には、傾斜角センサ３０によって検出された傾斜角に応じて制御弁１１の切り換え速度を調整して油圧モータ２とポンプ１との連通を遮断するタイミングを調整する。したがって、流体圧制御装置１００は、カウンタバランス弁１０によって車体の傾斜角に応じて油圧モータ２に対する制動力を発生させることができるので、車体が前下がりに傾斜している場合であっても、車体を適切な制動距離で制動することができる。
　さらに、流体圧制御装置１００では、油圧モータ２に流れる作動油の流量を検出する流量センサ５０を備え、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、流量センサ５０によって検出された流量に応じて制御される。これにより、油圧モータ２を停止させる際には、流量センサ５０によって検出された流量に応じて制御弁１１の切り換え速度を調整して油圧モータ２とポンプ１との連通を遮断するタイミングを調整する。したがって、流体圧制御装置１００は、カウンタバランス弁１０によって作業機の速度に応じて油圧モータ２に対する制動力を発生させることができるので、作業機の速度が速い場合であっても、車体を適切な制動距離で制動することができる。
　＜第２実施形態＞
　図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る流体圧制御装置２００について説明する。以下では、上述した第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態の流体圧制御装置１００と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
　第１実施形態では、油圧モータ２に流れる作動油の流量を流量センサ５０によって検出するのに対し、第２実施形態では、油圧モータ２に流れる作動油の流量を差圧計７０と回転数センサ８０とによって算出する点で相違する。以下、具体的に説明する。
　流体圧制御装置２００は、油圧モータ２における供給側と排出側との差圧を検出する差圧検出部としての差圧計７０と、油圧モータ２の回転数を検出する回転数検出部としての回転数センサ８０と、を備える。差圧計７０は、給排流路２２ａと給排流路２２ｂの圧力を検出し、これらの差をコントローラ４０に出力する。回転数センサ８０は、油圧モータ２の回転軸近傍に設けられ、この回転軸の回転数を検出し、コントローラ４０に油圧モータ２の回転数を出力する。
　コントローラ４０内には、あらかじめ差圧計７０によって検出された差圧と油圧モータ２の容積効率との関係を示すマップが記憶されている。油圧モータ２を流れる作動油の流量は、「流量＝押しのけ容積×回転数×容積効率」という式によって求めることができる。コントローラ４０は、回転数センサ８０によって検出された回転数と、差圧計７０によって検出された差圧と、上記したマップと、に基づいて油圧モータ２の流量を演算する。このようにして求めた流量によって、第１実施形態と同様に流量制御弁１２ａ、１２ｂを制御する。なお、差圧計７０による構成に代えて、油圧モータ２における供給側と排出側に圧力計を設置し、これらの圧力計によって検出された圧力の差を基に制御を行ってもよい。
　以上の第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え以下の効果を奏する。
　差圧計７０及び回転数センサ８０は、流量センサ５０に比べて測定誤差が小さいので、精度よく流量を算出することができる。したがって、流量制御弁１２ａ、１２ｂをより正確に制御できる。これにより、油圧モータ２の回転速度に応じて、車体の制動距離をより適切に調整できる。
　以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　カウンタバランス弁１０は、方向切換弁３と連通するバルブ側通路１４ａ、１４ｂと、流体圧モータ（油圧モータ２）と連通するモータ側通路１５ａ、１５ｂと、方向切換弁３が切り換えられたときにバルブ側通路１４ａ、１４ｂ及びモータ側通路１５ａ、１５ｂとの間の作動油の流れを制御する制御弁１１と、制御弁１１を制御するためのパイロット圧が導かれるパイロット室１１ａ、１１ｂと、バルブ側通路１４ａ、１４ｂとパイロット室１１ａ、１１ｂとを連通するパイロット通路１３ａ、１３ｂと、パイロット通路１３ａ、１３ｂを流れる作動油の流量を可変制御する流量制御弁１２ａ、１２ｂと、を備える。
　この構成では、カウンタバランス弁１０は、パイロット通路１３ａ、１３ｂを流れる作動油の流量を可変制御する流量制御弁１２ａ、１２ｂを備えるので、制御弁１１のパイロット室１１ａ、１１ｂに流入またはパイロット室１１ａ、１１ｂから排出される作動油の流量を調整することで、制御弁１１の切り換え速度を調整することができる。これにより、制御弁１１が流体圧モータ（油圧モータ２）とポンプ１との連通を遮断するタイミングを適宜調整することができるので、流体圧モータ（油圧モータ２）の制動を調整することができる。よって、車体の制動距離を適切に調整することができる。
　また、カウンタバランス弁１０では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、方向切換弁３が流体圧モータ（油圧モータ２）を作動させる位置（前進位置Ａまたは後進位置Ｂ）から流体圧モータ（油圧モータ２）を停止させる位置（中立位置Ｃ）に切り換えられたときに、流路面積が大きくなるように制御される。
　この構成では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、方向切換弁３が流体圧モータ（油圧モータ２）を作動させる位置（前進位置Ａまたは後進位置Ｂ）から流体圧モータ（油圧モータ２）を停止させる位置（中立位置Ｃ）に切り換えられたときに、流路面積が大きくなる。これにより、制御弁１１が流体圧モータ（油圧モータ２）とポンプ１との連通を遮断するタイミングを早めることができ、車体の制動距離が延びることを抑制できる。
　また、カウンタバランス弁１０では、パイロット室１１ａ、１１ｂは、制御弁１１の両端部にそれぞれ設けられ、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、それぞれのパイロット室１１ａ、１１ｂにパイロット圧を導くそれぞれのパイロット通路１３ａ、１３ｂに設けられる。
　この構成では、流体圧モータ（油圧モータ２）がいずれの方向に作動しても、制御弁１１の切り換え速度を調整することができるので、車体がいずれの方向に走行しても、車体の制動距離を適切に調整することができる。
　また、カウンタバランス弁１０では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、電磁切換弁である。
　この構成では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは電磁切換弁であるため、電流をＯＮ、ＯＦＦに切り換えるだけでよい。したがって、制御を簡単にすることができる。
　また、カウンタバランス弁１０では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、電動モータによって駆動されるロータリバルブ６０ａ、６０ｂである。
　また、カウンタバランス弁１０では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、電磁比例制御弁である。
　これらの構成では、電動モータや電磁比例制御弁を用いるため、細かな制御を行うことができる。
　また、カウンタバランス弁１０では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、弁体の移動量を検出するストロークセンサ１２ｃをさらに備える。
　この構成では、ストロークセンサ１２ｃで検出した弁体の移動量をフィードバックすることにより、より正確に制御を行うことができる。
　流体圧制御装置１００は、作動油を吐出するポンプ１と、ポンプ１から吐出される作動油によって駆動する流体圧モータ（油圧モータ２）と、ポンプ１と流体圧モータ（油圧モータ２）とを接続する流路に設けられ、流体圧モータ（油圧モータ２）の回転方向を切り換える方向切換弁３と、流路における方向切換弁３と流体圧モータ（油圧モータ２）との間に設けられるカウンタバランス弁１０と、を備える。
　また、流体圧制御装置１００は、方向切換弁３が中立状態にあることを検出する中立状態検出部（位置検出センサ５ａ）と、車体の傾斜角を検出する傾斜角検出部（傾斜角センサ３０）と、をさらに備え、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、中立状態検出部（位置検出センサ５ａ）によって中立状態を検出したときに、傾斜角検出部（傾斜角センサ３０）によって検出された傾斜角に応じて制御される。
　この構成では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、方向切換弁３が中立状態にあるときに、車体の傾斜角に応じて制御されるので、流体圧モータ（油圧モータ２）が停止する際の制御弁１１の切り換え速度を車体の傾斜角に応じて調整することができる。したがって、車体が傾斜した状態において流体圧モータ（油圧モータ２）を適切に制動することができる。これにより、車体が傾斜した状態に応じて車体の制動距離を適切に調整できる。
　また、流体圧制御装置１００は、流体圧モータ（油圧モータ２）に流れる作動油の流量を検出する流量検出部（流量センサ５０）をさらに備え、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、流量検出部（流量センサ５０）によって検出された流量に応じて制御される。
　この構成では、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、流量検出部（流量センサ５０）によって検出された流量に応じて制御されるので、制御弁１１の切り換え速度を流体圧モータ（油圧モータ２）の回転速度に応じて調整することができる。これにより、流体圧モータ（油圧モータ２）の回転速度に応じて、車体の制動距離を適切に調整できる。
　また、流体圧制御装置１００は、流体圧モータ（油圧モータ２）における供給側と排出側との差圧を検出する差圧検出部（差圧計７０）と、流体圧モータ（油圧モータ２）の回転数を検出する回転数検出部（回転数センサ８０）と、をさらに備え、流量制御弁１２ａ、１２ｂは、差圧検出部（差圧計７０）によって検出された差圧及び回転数検出部（回転数センサ８０）によって検出された回転数に応じて制御される。
　この構成によれば、流体圧モータ（油圧モータ２）における供給側と排出側との差圧と流体圧モータ（油圧モータ２）の回転数とに基づいて、流体圧モータ（油圧モータ２）の作動状態を検出することができる。流体圧モータ（油圧モータ２）における供給側と排出側との差圧と流体圧モータ（油圧モータ２）の回転数は測定誤差が小さいので、精度よく流量を算出することができる。したがって、流量制御弁１２ａ、１２ｂをより正確に制御できる。これにより、流体圧モータ（油圧モータ２）の回転速度に応じて、車体の制動距離をより適切に調整できる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　例えば、上記各実施形態では、給排流路２２ａ、２２ｂに油温を検出する油温センサを設けてもよい。検出された油温から作動油の粘度が計算できるので、粘度に応じた補正係数（もしくはマップ）を用いて、流量制御弁１２ａ、１２ｂを制御することにより、より精度よく制御することができる。
　また、上記各実施形態では、油圧モータ２は、走行用を例に説明したが、旋回用として用いてもよい。
　方向切換弁３の中立状態を検出する構成として、方向切換弁３の弁体の位置を検出するセンサを設けてもよい。あるいは、パイロット室３ａ、３ｂまたはパイロット室３ａ、３ｂに連通するパイロット流路の圧力を検出することによって、方向切換弁３の中立状態を検出してもよい。
　本願は、２０１５年１１月２０日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－２２７８１１号に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (11)

  1. 　車体に設けられポンプから吐出される作動流体によって駆動する流体圧モータと、前記流体圧モータの回転方向を切り換える方向切換弁と、を接続する流路に設けられるカウンタバランス弁であって、
    　前記方向切換弁と連通するバルブ側通路と、
    　前記流体圧モータと連通するモータ側通路と、
    　前記方向切換弁が切り換えられたときに前記バルブ側通路及び前記モータ側通路との間の作動流体の流れを制御する制御弁と、
    　前記制御弁を制御するためのパイロット圧が導かれるパイロット室と、
    　前記バルブ側通路と前記パイロット室とを連通するパイロット通路と、
    　前記パイロット通路を流れる作動流体の流量を可変制御する流量制御弁と、を備えるカウンタバランス弁。
  2. 　請求項１に記載のカウンタバランス弁であって、
    　前記流量制御弁は、前記方向切換弁が前記流体圧モータを作動させる位置から前記流体圧モータを停止させる位置に切り換えられたときに、流路面積が大きくなるように制御されるカウンタバランス弁。
  3. 　請求項１または２に記載のカウンタバランス弁であって、
    　前記パイロット室は、前記制御弁の両端部にそれぞれ設けられ、
    　前記流量制御弁は、それぞれの前記パイロット室にパイロット圧を導くそれぞれの前記パイロット通路に設けられるカウンタバランス弁。
  4. 　請求項１または２に記載のカウンタバランス弁であって、
    　前記流量制御弁は、電磁切換弁であるカウンタバランス弁。
  5. 　請求項１または２に記載のカウンタバランス弁であって、
    　前記流量制御弁は、電動モータによって駆動されるロータリバルブであるカウンタバランス弁。
  6. 　請求項１または２に記載のカウンタバランス弁であって、
    　前記流量制御弁は、電磁比例制御弁であるカウンタバランス弁。
  7. 　請求項６に記載のカウンタバランス弁であって、
    　前記流量制御弁は、弁体の移動量を検出するストロークセンサを有するカウンタバランス弁。
  8. 　前記流体圧モータを制御するための流体圧制御装置であって、
    　作動流体を吐出する前記ポンプと、
    　前記ポンプから吐出される作動流体によって駆動する前記流体圧モータと、
    　前記ポンプと前記流体圧モータとを接続する流路に設けられ、前記流体圧モータの回転方向を切り換える前記方向切換弁と、
    　前記流路における前記方向切換弁と前記流体圧モータとの間に設けられる請求項１または２に記載のカウンタバランス弁と、を備える流体圧制御装置。
  9. 　請求項８に記載の流体圧制御装置であって、
    　前記方向切換弁が中立状態にあることを検出する中立状態検出部と、
    　前記車体の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、をさらに備え、
    　前記流量制御弁は、前記中立状態検出部によって前記中立状態を検出したときに、前記傾斜角検出部によって検出された傾斜角に応じて制御される流体圧制御装置。
  10. 　請求項８に記載の流体圧制御装置であって、
    　前記流体圧モータに流れる作動流体の流量を検出する流量検出部をさらに備え、
    　前記流量制御弁は、前記流量検出部によって検出された前記流量に応じて制御される流体圧制御装置。
  11. 　請求項９に記載の流体圧制御装置であって、
    前記流体圧モータにおける供給側と排出側との差圧を検出する差圧検出部と、
    前記流体圧モータの回転数を検出する回転数検出部と、をさらに備え、
    　前記流量制御弁は、前記差圧検出部によって検出された前記差圧及び前記回転数検出部によって検出された前記回転数に応じて制御される流体圧制御装置。
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