(57)【要約】【課題】油圧モータの起動ショックを小さくし、油圧モータの容積効率を向上させることができるカウンターバランス弁及び油圧モータを提供する。【解決手段】スプール１５には、大径穴１７ａ、１７ｂと、内孔部１８ａ、１８ｂと、小径穴１９ａ、１９ｂとを備える。大径穴１７ａ、１７ｂには、チェック弁２６ａ、２６ｂをガイドするガイド部材２０ａ、２０ｂが液密的に螺着される。チェック弁２６ａ、２６ｂは、弁軸２７ａ、２７ｂと、弁本体２８ａ、２８ｂとを備える。本体２８ａ、２８ｂは、傾斜面２９ａ、２９ｂと、突出部３０ａ、３０ｂとを有する。突出部３０ａ、３０ｂは内孔部１８ａ、１８ｂに嵌挿され、内孔部１８ａ、１８ｂの内径と突出部３０ａ、３０ｂの外径とはわずかな隙間を有し、内孔部１８ａ、１８ｂと突出部３０、３０ｂにより形成される隙間の開口面積が極端に絞られている。【選択図】図１
2006009844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧油を流通する２つのポートに連通する孔に軸心方向に往復動自在なスプールを備えるカウンターバランス弁であって、
前記スプールに内蔵されるチェック弁機構は、
ガイド部材に移動自在に支持される弁軸部材と、
前記弁軸部材の先端に設けられ前記スプールの内孔部に嵌挿する突出部を有する弁本体と、
を備え、
前記突出部の外径が前記内孔部の内径よりもわずかに小さく設けられ、前記弁本体の傾斜面が前記内孔部端面に当接することにより前記突出部が前記内孔部に嵌挿して、圧油の流れ始めにおいて突出部と内孔部との隙間の開口面積が絞られ、圧油の流れ始め以降は前記突出部が内孔部より離脱し圧油が絞られないこと特徴とするカウンターバランス弁。
【請求項２】
請求項１記載のカウンターバランス弁を備えることを特徴とする油圧モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行装置に具備されるカウンターバランス弁及び該カウンターバランス弁を備える油圧モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械であるショベルを駆動させる走行回路は、油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧モータに供給される圧油の流れを切り換え、該油圧モータを停止及び回転方向を切り換える制御弁とを備える。
油圧モータを駆動させる際、走行回路を流れて油圧モータに導かれた圧油は、走行回路のカウンターバランス弁の一側ポートに流れ込み、このポートと管路により繋がっているスプール及び該スプールに内蔵されたチェック弁を通過し、油圧モータへ流れて該油圧モータを回転させようとする。一方、圧油は前記一側ポート側のスプリング室にも流れ込み、スプールの反対側に位置するスプリング室内のスプリング力に打ち勝ってスプールを移動させ、油圧モータからの戻り油はスプール、カウンターバランス弁の管路を介し他側のポートへ流れて油圧モータが回転する。
【０００３】
この種の走行回路は、制御弁を切り換えて油圧モータを起動させる場合、圧油がカウンターバランス弁及び油圧モータに急激に流れ込み、ショベルの発進時に起動ショックが発生し、ショベルの操作性が悪くなるという不具合が出現する。
上記の不具合を解決するため、カウンターバランス弁２０の摺動スプール２１に絞り部２４を有する緩衝油路２５を設け、該緩衝油路２５はカウンターバランス弁２０が開位置に切り換わった際、この際の供給側油路２８と排出側油路２９とを連通させ、制御弁１２から供給側通路２９に流出させている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、カウンターバランス弁２０が開位置に切り換わった際、供給側通路２８に連通する排油ポート２０ａをカウンターバランス弁２０に設け、排油ポート２０ａを開閉弁３２及び絞り弁３１を有する緩衝油路３０によって操作回路１１に接続し、開閉弁３２にパイロット操作回路３３を接続してある。このパイロット操作回路３３はカウンターバランス弁２０が開位置に切り換わった後に、操作回路１１からのパイロット圧によって開閉弁３２を閉じ状態に操作する（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−９７６９９号公報
【特許文献２】特開２００３−９７７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、カウンターバランス弁２０が開位置に切り換わった状態でも供給側油路側２８の圧油が排出側油路２９に流出し続けて圧油の損失となり走行モータの容積効率が悪くなる。特許文献２は、部品点数が増加しコストが増大する要因になっている。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、起動ショックが回避でき、走行モータの容積効率を向上させることを特徴とするカウンターバランス弁及び油圧モータ
を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を達成するために、本発明は、圧油を流通する２つのポートに連通する孔に軸心方向に往復動自在なスプールを備えるカウンターバランス弁であって、
前記スプールに内蔵されるチェック弁機構は、
ガイド部材に移動自在に支持される弁軸部材と、
前記弁軸部材の先端に設けられ前記スプールの内孔部に嵌挿する突出部を有する弁本体と、
を備え、
前記突出部の外径が前記内孔部の内径よりもわずかに小さく設けられ、前記弁本体の傾斜面が前記内孔部端面に当接することにより前記突出部が前記内孔部に嵌挿して、圧油の流れ始めにおいて突出部と内孔部との隙間の開口面積が絞られ、圧油の流れ始め以降は前記突出部が内孔部より離脱し圧油が絞られないこと特徴とする。
本発明によれば、起動時に圧油がカウンターバランス弁に急激に流れ込んでも、流れ込み開始時に突出部と内孔部との隙間の開口面積が絞られるので、チェック弁機構を通過する圧油が制御され油圧モータへの圧油の流れ込みが緩やかになり、発進時に油圧モータの起動ショックを小さくすることができる。
さらに、本発明によれば、起動時に圧油がカウンターバランス弁に急激に流れ込んでも、油圧モータへの圧油の流れ込みが緩やかになり、発進時に油圧モータの起動ショックを小さくすることができるので、操作性の良好な油圧モータを提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、流れ込み開始時に突出部と内孔部との開口面積が絞られるので、チェック弁機構を通過する圧油が制御され油圧モータへの圧油の流れ込みが緩やかになり、発進時に油圧モータの起動ショックを小さくすることができる。よって、操作性の良好な油圧モータを提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態に係るカウンターバランス弁について図面により詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るカウンターバランス弁１０を用いた油圧モータ９の走行回路の説明図である。
カウンターバランス弁１０は、略直方体形状を呈するボディ１１の上面及び下面には、夫々対応する部位に一組の第１ポート１２ａ、１２ｂと、第２ポート１３ａ、１３ｂが画成され、さらに、前記ボディ１１には軸心方向に穿設された孔１４にスプール１５が摺動自在に嵌挿されている。
前記スプール１５には、軸心方向に両端部より段付形状の穴１６ａ、１６ｂが対向して形成される。前記穴１６ａ、１６ｂは、大径穴１７ａ、１７ｂと、内孔部１８ａ、１８ｂと、小径穴１９ａ、１９ｂとを備える。ここで、前記大径穴１７ａ、１７ｂ、内孔部１８ａ、１８ｂ及び小径穴１９ａ、１９ｂは、同じ構造なので、大径穴１７ａ、内孔部１８ａ、小径穴１９ａについて説明し、大径穴１７ｂ、内孔部１８ｂ、小径穴１９ｂについては、符号を付して詳細な説明を省略する。
【０００９】
大径穴１７ａには、チェック弁（チェック弁機構）２６ａを軸心方向に移動自在に挿入してガイドするガイド部材２０ａが液密的に螺着されている。前記ガイド部材２０ａは、軸心方向の略中央部に円盤形状の着座部２１ａと、該着座部２１ａの両端側に軸心方向に延在するボス部２２ａ、２３ａを有し、前記着座部２１ａがねじ機構（指示しない）を介してスプール１５の端部に係着される。
ボス部２２ａは、孔１４の同心状に形成されたパイロット室２４ａに収納され、ボス部２３ａは、大径穴１７ａに嵌挿して螺着される。
さらに、前記ガイド部材２０ａの孔２５ａには、チェック弁２６ａが装着されている。前記チェック弁２６ａは、弁軸（弁軸部材）２７ａと、弁本体２８ａとを備え、前記弁軸２７ａはガイド部材２０ａの孔２５ａに摺動自在に嵌挿され、かつ孔２５ａに収納されたばね部材３１ａにより軸心方向に変位可能に設けられる。前記弁本体２８ａは、軸心方向の内方に傾斜する傾斜面２９ａと、突出部３０ａとを有し、油圧モータ４１の停止時に、チェック弁２６ａの傾斜面２９ａが内孔部１８ａの端面１５ａに当接した際、該突出部３０ａは内径部１８ａに嵌挿するように形成され、内孔部１８ａの内径と突出部３０ａの外径とはわずかな隙間を有する。よって、前記内孔部１８ａと突出部３０ａにより形成される隙間の開口面積は絞られている。
【００１０】
さらに、前記チェック弁２６ａは、ばね部材３１ａの弾発力により弁本体２８ａの突出部３０ａが内孔部１８ａに嵌挿し、傾斜面２９ａが内孔部１８ａの端面１５ａに押圧される。
なお、圧油によりチェック弁２６ａが矢印Ｘ方向に変位して、突出部３０ａが小径穴１９ａより離間して突出部３０ａの先端が内孔部１８ａの端面１５ａから離脱し、該チェック弁２６ａが完全に開ききった状態では、傾斜面２９ａが端面１５ａより離れ弁本体２８ａが内孔部１８ａに係合されない位置、すなわち、大径穴１７ａ内まで矢印Ｘ方向に変位し、圧油の流れを絞らないようにする。
【００１１】
参照符号３３ａは、パイロット室２４ａを液密的に閉塞する栓部材を示し、ボディ１１に螺着され、該栓部材３３ａの内孔３４ａには、前記ばね部材３５ａが収納される。前記ばね部材３５ａは、一端部が前記栓部材３３ａの内孔３４ａの底面に着座し、他端部が着座部２１ａに係着するスペーサ３２ａに着座する。よって、スプール１５は、ばね部材３５ａ、３５ｂの弾発力により圧油が作用しない状態、すなわち中立位置でボディ１１の略中央部に確保されている。
スプール１５の略中央部には、外周面に軸心方向に延伸する環状溝３７ａ、３７ｂが間隔を置いて設けられ、該環状溝３７ａ、３７ｂは第２ポート１３ａ、１３ｂに連通し、かつスプール１５に穿設された連通孔３８ａ、３８ｂより小径穴１９ａ、１９ｂに連通している。また、スプール１５の大径穴１７ａ、１７ｂの奥の穴部には、半径方向に連通孔４０ａ、４０ｂが穿設され、該連通孔４０ａ、４０ｂは、第１ポート１２ａ、１２ｂに連通している。
【００１２】
本発明の実施の形態に係るカウンターバランス弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
先ず、図１に示されるように、油圧モータ４１は、第１の給排路４２、４３を介して第１ポート１２ａ、１２ｂに接続されている。第２ポート１３ａ、１３ｂは第２の給排路４４、４５を介して制御弁４６の入力ポートＡ、Ｂに接続されている。油圧ポンプ４７は、供給通路４８を介して制御弁４６の圧力ポートＰ、タンクポートＴに接続され、タンクポートＴは排出通路４９を介してタンク５０に接続されている。
図１は、制御弁４６が中立位置に設定されていると、油圧モータ４１には圧油が作用していない停止状態に確保される。
この状態で、カウンターバランス弁１０は、スプール１５がばね部材３５ａ、３５ｂの弾発力の付勢により、図１に示すように中立位置に保持されている。さらに、チェック弁２６ａ、２６ｂは、ばね部材３１ａ、３１ｂの弾発力により弁本体２８ａ、２８ｂの傾斜面２９ａ、２９ｂが内孔部１８ａ、１８ｂの端面１５ａ、１５ｂに当接され、突出部３０ａ、３０ｂが内孔部１８ａ、１８ｂに挿入されている。
【００１３】
図２は、制御弁４６が中立位置から一方向、例えば左位置に切り換えられた状態を示す。図２に示されるように、制御弁４６は起動状態に保持される。この状態で、油圧ポンプ４７で発生した圧油は、供給通路４８より制御弁４６の圧力ポートＰより第２給路４４を経て第２ポート１３ａ、環状溝３７ａ、連通孔３８ａより小径穴１９ａに流入し、チェック弁２６ａの弁本体２８ａに作用する。これにより、圧油はばね部材３１ａの弾発力に抗してチェック弁２６ａを矢印Ｘ方向に変位させる。よって、圧油は内孔部１８ａと突出部３０ａとの隙間より大径穴１７ａ、連通孔４０ａを経て第１ポート１２ａ、第１給路４２より油圧モータ４１に流れ始める。なお、圧油が流れ始めると起動状態でチェック弁２６ａを押し開いて流れる際、開口面積が絞られた内孔部１８ａの内径と突出部３０ａの外径との開口面積が絞られた隙間を流れるので、油圧モータ４１に流入する圧油の流れが緩やかになるので、発進時に起動ショックを小さくすることができる。
【００１４】
一方、入力ポートＡより第２給排路４４に流れた圧油はパイロット通路５２より第３ポート５１ａを経てパイロット室２４ａに流入し、ガイド部材２０ａを矢印Ｙ方向に押圧する。このため、スプール１５がばね部材３５ｂの弾発力に抗して矢印Ｙ方向に変位する。よって、油圧モータ４１を回転させた圧油は、第１排路４３より第１ポート１２ｂ、環状溝３７ｂより第２ポート１３ｂ、第２排路４５を経て入力ポートＢから制御弁４６のタンクポートＴ、排出通路４９よりタンク５０に戻る。
制御弁４６が中立位置に戻されると、入力ポートＡに流入していた圧油は遮断される。このため、パイロット室２４ａ内の圧力が低下するため、パイロット室２４ｂに設けられたばね部材３５ｂの弾発力によりスプール１５は矢印Ｘ方向に変位し、図１に示される中立状態になる。よって、油圧モータ４１を回転させていた圧油は、スプール１５によって前記油圧モータ４１の回転が停止する。
【００１５】
制御弁４６が中立位置から右位置に切り換えられると、圧油は入力ポートＢから流れ、入力ポートＡから戻り、圧油の流れが前述とは逆となり、油圧モータ４１は反対に回転する。
本発明の実施の形態に係るカウンターバランス弁１０は、油圧モータ４１が固定容量の場合について説明したが、可変容量の油圧モータを用いても勿論よく、同様に効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るカウンターバランス弁の概略構造示す縦断面図及びカウンターバランス弁を用いた走行回路を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るカウンターバランス弁を用いた走行回路の動作説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  カウンターバランス弁
１１  ボディ
１５  スプール
１８ａ、１８ｂ  内孔部
２６ａ、２６ｂ  チェック弁
２７ａ、２７ｂ  弁軸
２８ａ、２８ｂ  弁本体
２９ａ、２９ｂ  傾斜面
３０ａ、３０ｂ  突出部
【図１】
2006009844.tif 000003
【図２】
2006009844.tif 000004