(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リリーフ圧の上昇量を制御するリリーフ弁のリリーフ圧制御装置において、
リリーフ弁（３）のリリーフ圧を設定する弾性部材（７）と、
シリンダ（８）内部に摺動自在に配設されるピストン（８３）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の一端側に位置するヘッド室（８２）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の他端側に位置するボトム室（８４）と、備え、
前記ピストン（８３）が前記ボトム室（８４）側から前記ヘッド室（８２）側へ移動するに応じて、当該ピストン（８３）が前記弾性部材（７）の押圧方向と同一方向にリリーフ弁（３）を押圧するように、当該ピストン（８３）と前記弾性部材（７）又はリリーフ弁（３）の弾性部材（７）側とを連結し、
上流側管路（１６）でリリーフ弁（３）の上流側（３ａ）と前記ボトム室（８４）とを連通し、
リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）から前記ヘッド室（８２）への圧油供給を許容するチェック弁（９）が設けられた第１の下流側管路（２４、３１）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
並列する複数の絞り（５、６）が設けられた第２の下流側管路（２４、３２、３３）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
前記複数の絞り（５、６）のうち少なくとも一つの絞りを常時連通させるとともに、前記常時連通する絞り以外の絞りのうち少なくとも一つの絞りを、連通させるか遮断させるか切換えることによって、前記ヘッド室（８２）から排出される圧油の流量を変化させること
を特徴とするリリーフ弁のリリーフ圧制御装置。
【請求項２】
リリーフ圧の上昇量を制御するリリーフ弁のリリーフ圧制御装置において、
リリーフ弁（３）のリリーフ圧を設定する弾性部材（７）と、
シリンダ（８）内部に摺動自在に配設されるピストン（８３）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の一端側に位置するヘッド室（８２）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の他端側に位置するボトム室（８４）と、備え、
前記ピストン（８３）が前記ボトム室（８４）側から前記ヘッド室（８２）側へ移動するに応じて、当該ピストン（８３）が前記弾性部材（７）の押圧方向と同一方向にリリーフ弁（３）を押圧するように、当該ピストン（８３）と前記弾性部材（７）又はリリーフ弁（３）の弾性部材（７）側とを連結し、
上流側管路（１６）でリリーフ弁（３）の上流側（３ａ）と前記ボトム室（８４）とを連通し、
リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）から前記ヘッド室（８２）への圧油供給を許容するチェック弁（９）が設けられた第１の下流側管路（２４、３１）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
可変絞り（２７）が設けられた第２の下流側管路（２４、３５）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
前記可変絞り（２７）の開口面積を変化させることによって、前記ヘッド室（８２）から排出される圧油の流量を変化させること
を特徴とするリリーフ弁のリリーフ圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リリーフ弁の設定圧制御装置に関する。詳しくはリリーフ圧が設定圧へ到達するまでの単位時間当たりの上昇量を変化させることができるリリーフ弁の設定圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧モータは、油圧ポンプから吐出される圧油を供給することによって回転駆動する。また油圧ポンプから吐出される圧油の供給を遮断すると油圧モータの回転は停止する。
【０００３】
しかし油圧ポンプから吐出される圧油の供給を遮断しても、油圧モータは即座には停止しない。
【０００４】
これは圧油供給が遮断しても負荷から受ける駆動力と油圧モータが持っている慣性によってしばらくの間は回転を続けるためである。
【０００５】
このように油圧モータに対して回転運動の停止指令が与えられても油圧モータは回転を続ける。回転を続けている間は、油圧モータの回転方向の供給ポートから圧油を吸込む吸込作用をし、回転方向の戻り側ポートから圧油を吐出する吐出作用をする。これをポンプ作用という。
【０００６】
油圧モータを車両の走行機構の駆動源に使用した場合を想定する。油圧モータに対して圧油の供給を遮断することにより、停止指令が与えられても迅速に回転を停止しないことは車両に迅速にはブレーキがかからないことを意味する。また油圧モータがポンプ作用をすることによって油圧モータの戻り側ポートから高圧の圧油が吐出される。戻り側ポートは通常、タンクへ連通し、他のアクチュエータ回路のドレン回路と接続している。このため全油圧回路中のドレン回路内が高圧となり他のアクチュエータの作動へ影響を与えるおそれがある。
【０００７】
そこで、こうした油圧モータの慣性力による回転運動およびポンプ作用に伴う不都合を防止するべく、油圧モータが組み込まれた油圧回路には、図４に示すようなブレーキ回路が設けられている。
【０００８】
図４は油圧モータが組み込まれた油圧回路に、リリーフ弁を用いたブレーキ回路を構成した従来技術を示す。
【０００９】
同図４に示すように、油圧ポンプ１の圧油吐出路９０は操作弁１８に接続している。操作弁１８と油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａ、２８ｂとはそれぞれ管路１９、管路２０によって接続されている。操作弁１８は油圧ポンプ１から吐出された圧油の流量および方向を制御して油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａまたは圧油供給排出ポート２８ｂに供給させる弁である。操作弁１８は図示しない操作レバーによって操作され、操作弁１８の弁位置Ｃ、Ｄ、Ｅが変化される。操作弁１８が弁位置Ｅに位置されたときには、油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａに圧油が供給され油圧モータ２８が回転（これを正回転と定義する）される。操作弁１８が弁位置Ｃに位置されたときには、油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ｂに圧油が供給され油圧モータ２８が逆方向に回転（これを逆回転と定義する）される。操作弁１８が弁位置Ｄ（中立位置）に位置されたときは、油圧ポンプ１から油圧モータ２８に供給される圧油は遮断される。
【００１０】
油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａとリリーフ弁３の供給ポート３ａとは管路１９、リリーフ管路４３によって連通されている。同様に油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ｂとリリーフ弁３の供給ポート３ａとは管路２０、リリーフ管路４４によって連通されている。リリーフ管路４３、４４上にはそれぞれ油圧モータ２８から排出された圧油をリリーフ弁３の供給ポート３ａ側の方向のみに導くチェック弁１１、１２がそれぞれ配設されている。チェック弁１１、１２は対向して設けられており、それぞれのチェック弁１１、１２の流出口はリリーフ弁３の供給ポート３ａに連通している。したがってチェック弁１１、１２は油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａ、２８ｂのうち高圧側の圧油を選択して圧油をリリーフ弁３の流入ポート３ａに導く。
【００１１】
リリーフ弁３にはバネ７によるバネ力が付与されている。バネ７のバネ力によってリリーフ弁３の設定圧が設定される。リリーフ弁３の排出ポート３ｂは圧油排出管路２３を介してタンク１０に連通している。
【００１２】
タンク１０と油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａとは、管路２３、吸込み管路４５、管路１９によって連通されている。同様にタンク１０と油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ｂとは、管路２３、吸込み管路４６、管路２０によって連通されている。
【００１３】
吸込み管路４５、４６上にはそれぞれタンク１０の圧油を吸い込み、油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａ、２８ｂの方向のみに導くチェック弁１３、１４がそれぞれ配設されている。チェック弁１３、１４は対向して設けられており、それぞれのチェック弁１３、１４の下流側は油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａ、２８ｂに連通している。したがってチェック弁１３、１４は油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａ、２８ｂのうち低圧となっている方を選択して圧油を油圧モータ２８に導く。
【００１４】
なお油圧ポンプ１の圧油吐出路９０には、圧油吐出路９０内の圧力を設定圧力以下にするリリーフ弁９１が設けられている。リリーフ弁９１から排出された圧油はタンク１０に排出される。
【００１５】
以下図４に示す油圧回路で行われる動作について説明する。
【００１６】
いま油圧モータ２８の圧油流入出ポート２８ａに圧油が供給されて油圧モータ２８が正回転されている状態であるとする。そしてこの状態から油圧モータ２８の回転を停止させるため操作レバーが操作され操作弁１８が弁位置（中立位置）Ｄに位置されたものとする。
【００１７】
すると油圧モータ２８は、負荷から受ける駆動力や油圧モータ２８自身の慣性により回転を続ける。このとき油圧モータ２８は圧油供給排出ポート２８ｂから圧油を吐出するポンプ作用を行う。このため圧油は圧油供給排出ポート２８ｂに連通する管路２０が高圧となる。高圧となった管路２０の圧油はリリーフ管路４４上のチェック弁１２を介してリリーフ弁３の供給ポート３ａに導かれる。
【００１８】
油圧モータ２８には、ポンプ作用によって管路２０が高圧になり管路１９が低圧になることで逆回転方向への駆動力が発生する。この駆動力は負荷や慣性による正回転に対してブレーキの作用をする。
【００１９】
リリーフ弁３は設定圧以上になろうとする管路２０への圧油をタンク１０へ戻す。つまりリリーフ弁３は管路２０の圧力を制限することで、油圧モータ２８に対するブレーキ作用と管路２０の異常高圧を防止する作用とを有する。
【００２０】
操作弁１８は弁位置Ｄであるため、操作弁１８からは圧油供給排出ポート２８ａ、２８ｂのいずれにも圧油は供給されない。従って油圧モータ２８は逆回転することなく油圧モータ２８は停止する。
【００２１】
この事からも分かるように、リリーフ弁３の設定圧はブレーキ力を決めるものである。設定圧が高ければ油圧モータ２８は迅速に停止し、設定圧が低ければ停止するまでの時間は長くなる。
【００２２】
油圧モータ２８の圧油供給排出ポート２８ａは、吸込み作用により低圧となっている。したがって、管路１９の圧力がタンク１０の圧力より低くなればタンク１０内の圧油が吸込まれ、吸込み管路４５上のチェック弁１３を介して圧油供給排出ポート２８ａに供給される。このため圧力の急激な変動によるキャビテーション発生を防ぐことができる。
【００２３】
なお油圧モータ２８が逆回転に回転された状態で操作弁１８が中立位置Ｄに位置された場合も同様である。油圧モータ２８にはリリーフ弁３の設定圧に応じたブレーキ力が作用して油圧モータ２８は停止する。
【００２４】
上記図４に示した従来技術にあっては、リリーフ弁３の設定圧はバネ７のバネ力によって一義的に定まる。このため油圧モータ２８を、油圧駆動車に搭載された車輪を駆動する油圧アクチュエータとして使用する場合には、油圧モータ２８の停止時にリリーフ弁３の設定圧に応じたブレーキ力が急激に作用することになる。油圧駆動車では車両の安全のためブレーキ力を大きくしたいとの要望がある。すなわちリリーフ弁３の設定圧は高くなる。このため制動時にはオペレータは大きな衝撃を受ける。
【００２５】
そこで油圧モータの停止時にブレーキ力を徐々に上昇させていくことによって衝撃を緩和させることができる油圧回路が提案されている。
【００２６】
ブレーキ力を徐々に上昇させることができる油圧回路の一例を図５に示す。図５は特開平２−２２１７７８号公報に開示されている油圧回路である。
【００２７】
油圧モータ５０の圧油流入出ポート５０ａ、５０ｂには図４と同様にして油圧ポンプ１、操作弁１８を介して圧油が供給されるものとして、これに対応する構成の図示および説明は省略する。
【００２８】
また同図５に示すチェック１３、１４は図４と同様にタンク１０の圧油を吸込む吸込み弁として機能する。
【００２９】
以下図４と異なる部分について説明する。
【００３０】
油圧モータ５０の圧油供給排出ポート５０ａは管路５１、５１ａを介してリリーフ弁６４の供給ポート６４ａに連通している。リリーフ弁６４にはリリーフ圧を設定するバネ６５が設けられている。リリーフ弁６４の排出ポート６４ｂは管路７１、管路５２を介して図示しないタンクに連通している。
【００３１】
ピストン６７とバネ６８は、リリーフ弁６４のリリーフ圧を設定圧まで上昇させる時間を調整するために設けられている。ピストン６７の一方の側（バネ作用側）６７ｂにはバネ６８が作用している。ピストン６７のバネ作用側６７ｂとは反対側（圧油作用側）６７ａと、リリーフ弁６４の供給ポート６４ａとは、管路６６によって連通している。管路６６の分岐回路６６ａは、リリーフ弁６４のバネ６５が配設されている側に接続されている。ピストン６７のバネ作用側６７ｂは、絞りを介して管路７１に連通している。
【００３２】
一方油圧モータ５０の反対側の圧油供給排出ポート５０ｂについてもリリーフ弁６４の供給ポート６４ａに連通され、同様に構成されている。
【００３３】
以下図５の油圧回路の作動を説明する。
【００３４】
圧油供給排出ポート５０ｂへ圧油を供給して逆回転していた状態から図示しない操作弁を中立に戻して油圧モータ５０を停止させる場合を想定する。
【００３５】
油圧モータ５０は、負荷から受ける駆動力や油圧モータ５０の慣性により回転を続けようとする。そして油圧モータ５０の圧油供給排出ポート５０ａから圧油を吐出するポンプ作用を行う。このため圧油供給排出ポート５０ａに連通する管路５１が高圧となる。圧油供給排出ポート５０ａから吐出された圧油は管路５１、５１ａを介してリリーフ弁６４の流入ポート６４ａに導かれる。
【００３６】
油圧モータ５０には、ポンプ作用によって管路５１が高圧になり管路５２が低圧になることで正回転方向への駆動力が発生する。この駆動力によって逆回転に対してブレーキの作用をする。
【００３７】
リリーフ弁６４がリリーフ動作しているときリリーフ弁６４の上流側圧油が絞り７２および管路６６を介してピストン６７の圧油作用側６７ａに圧油が供給される。
【００３８】
圧油の供給に応じてピストン６７が移動してバネ６８が圧縮される。ピストン６７はバネ作用側６７ｂのバネ６８バネ力と圧油作用側６７ａの圧油の圧力とが釣り合う位置まで移動する。
【００３９】
したがってピストン６７が移動するに伴い管路６６、６６ａを介してリリーフ弁６４には、バネ６８の圧縮に応じた圧力の圧油が作用する。このためリリーフ弁６４のリリーフ圧はピストン６７の移動に応じて徐々に上昇する。
【００４０】
このとき、圧油作用側６７ａに供給されるリリーフ弁６４の上流側圧油の流量は、絞り７２によって小さくされる。また、バネ作用側６７ｂ側から排出される圧油の流量は、絞り７３によって小さくされる。
【００４１】
したがってピストン６７の移動速度およびリリーフ弁６４のリリーフ圧の上昇速度は緩やかに変化する。つまり油圧モータ５０に加わるブレーキ力が緩やかに上昇する。そしてピストン６７がストロークエンドに達したときリリーフ弁６４のリリーフ圧は設定圧すなわち最大になる。この時点で油圧モータ５０に加わるブレーキ力が最大になる。
【００４２】
以上のように図５に示す油圧回路では、油圧モータ５０の停止時にリリーフ弁５０のリリーフ圧を徐々に上昇させることによって油圧モータ５０に加えるブレーキ力を徐々に上昇させるようにしている。このため油圧モータ５０の停止時のブレーキ力による衝撃が緩和される。
【００４３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで油圧モータに加えられるブレーキ力の単位時間当たりの上昇量を作業形態によって変化させたいとの要請がある。
【００４４】
上記の油圧モータ５０に加えられるブレーキ力の単位時間当たりの上昇量は、ピストン６７、バネ６８などの構成要素が定まれば一義的に定まる。
【００４５】
たとえば油圧モータが油圧駆動車に搭載され、油圧モータを駆動源として車輪を駆動する場合を想定する。
【００４６】
従来、油圧駆動車のトランスミッションにはトルクコンバータを用いたものが一般的である。トルクコンバータを用いた油圧駆動車のブレーキ力の作用は概して緩やかである。本発明に示すような、油圧モータを用いてブレーキ作用をする車両は、前述の通り迅速にブレーキ力が作用する。つまりブレーキ力の単位時間当りの上昇量が異なっている。
【００４７】
ここでトルクコンバータ車両の操作に馴れたオペレータが、油圧モータを用いてブレーキ作用する車両に乗換えた場合を想定する。
【００４８】
このときオペレータにとってはブレーキの操作感覚が異なり、車両で行う掘削や積み込み作業あるいは走行など、やり難く感じることになる。つまり作業性が低下する。
【００４９】
具体的な作業で示す。
【００５０】
油圧駆動車が走行している状態から停止するには、トルクコンバータを用いた車両と同様に緩やかにブレーキ力を上昇させて停止することが必要となる。このような状態では単位時間あたりのブレーキ力の上昇量を小さくし、緩やかに油圧モータを停止し、車両を停止させる必要がある。油圧モータを用いてブレーキ力を作用させる車両では、リリーフ弁のリリーフ圧の単位時間あたりの上昇量を小さくする必要がある。
【００５１】
これに対し、車両の推進力を用いて土砂等の掘削作業を行う場合がある。この時は推進力を大きくしたい要望がある。トルクコンバータを用いた車両では、エンジンの回転数に応じたトルクが発生する。しかしながら油圧モータを用いてブレーキ作用する車両では、推進力に対する土砂等の抵抗によってブレーキ力が作用してしまう。このときブレーキ力の単位時間あたりの上昇量が緩やかであると、油圧モータが必要なトルクを出力しない。つまりリリーフ圧の低い状態でリリーフ弁から流量がタンクへ戻ってしまうことになる。
【００５２】
このときは、ブレーキ力の単位時間あたりの上昇量を大きくする必要がある。
【００５３】
以上のようにリリーフ弁のリリーフ圧の単位時間当たりの上昇量を状況に応じて変化させることによって油圧駆動車の作業効率を向上させることができる。
【００５４】
そこで本発明は、オペレータの好みや慣れに応じて、リリーフ弁のリリーフ圧の単位時間当たりの上昇量を変化させることによって、油圧駆動車などの油圧駆動機械の作業効率を向上させることを解決課題とする。
【００５５】
【課題を解決するための手段及び作用、効果】
そこで、本発明の第１発明では、上記解決課題達成のために、
リリーフ圧の上昇量を制御するリリーフ弁のリリーフ圧制御装置において、
リリーフ弁（３）のリリーフ圧を設定する弾性部材（７）と、
シリンダ（８）内部に摺動自在に配設されるピストン（８３）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の一端側に位置するヘッド室（８２）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の他端側に位置するボトム室（８４）と、備え、
前記ピストン（８３）が前記ボトム室（８４）側から前記ヘッド室（８２）側へ移動するに応じて、当該ピストン（８３）が前記弾性部材（７）の押圧方向と同一方向にリリーフ弁（３）を押圧するように、当該ピストン（８３）と前記弾性部材（７）又はリリーフ弁（３）の弾性部材（７）側とを連結し、
上流側管路（１６）でリリーフ弁（３）の上流側（３ａ）と前記ボトム室（８４）とを連通し、
リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）から前記ヘッド室（８２）への圧油供給を許容するチェック弁（９）が設けられた第１の下流側管路（２４、３１）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
並列する複数の絞り（５、６）が設けられた第２の下流側管路（２４、３２、３３）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
前記複数の絞り（５、６）のうち少なくとも一つの絞りを常時連通させるとともに、前記常時連通する絞り以外の絞りのうち少なくとも一つの絞りを、連通させるか遮断させるか切換えることによって、前記ヘッド室（８２）から排出される圧油の流量を変化させること
を特徴とする。
【００５６】
第１発明を図１を参照して説明する。
【００５７】
第１発明によれば、操作弁１８を中立に戻して油圧モータ２１，２２がポンプ作用し、油圧モータ２２の圧油供給排出ポート２２ｂ側が高圧になった場合、この高圧の圧油がチェック弁１２を介してリリーフ弁３の供給ポート３ａに供給される。
【００５８】
リリーフ弁３の上流側圧油である圧油供給排出ポート２２ｂの吐出圧油は、ピストン８３の押し室８４側（これをボトム室８４側と定義する）に供給される。リリーフ弁３の上流側３ａに供給された圧油の圧力に応じた力がピストン８３に作用する。このときピストン８３は移動され、このピストン８３の移動に応じて弾性部材７が圧縮される。このためリリーフ弁３のリリーフ圧が上昇していく。
【００５９】
一方で、ピストン８３のボトム室８４側に対向する側（これをヘッド室８２側と定義する）にはたとえばチエック弁９を介して、リリーフ弁３の下流側圧油である圧油（タンク１０に排出する圧油）が下流側３ｂから供給されている。すなわち、ピストン８３のヘッド室８２側の圧油は、排出時は、絞り５を通過することになる。逆にヘッド室８２側が吸込み作用をする場合にはチエック弁９を介して速やかに圧油を供給する。
【００６０】
このピストン８３のボトム室８４側に対向するヘッド室８２側に供給された圧油は、管路３２、３３を通過してリリーフ弁３の下流側３ｂ（タンク１０）に排出される。この管路３２、３３上には絞り５、６が設けられている。したがって、この絞り５、６の絞り量（開口面積）によって、ピストン８３のボトム室８４側に対向するヘッド室８２側からリリーフ弁３の下流側３ｂ（タンク１０）へ排出する流量が定まる。
【００６１】
この流出流量はピストン８３が移動する速度を規定する。この移動速度はすなわちピストン８３がバネ７を圧縮する速度であり、リリーフ圧を上昇させる速度に他ならない。
【００６２】
そこで流量制御手段４、２５によって複数の絞り５、６のうち少なくとも一つの絞り５が常時連通されるとともに、常時連通する絞り５以外の絞りのうち少なくとも一つの絞り６が、連通させるか遮断させるか切換えられることによって、ピストン８３のヘッド室８２側からリリーフ弁３の下流側３ｂ（タンク１０）へ流れる流量が変化される。このためピストン８３がリリーフ圧を上昇させる側に移動する速度が変化する。つまり図２に示すように、流量制御手段４、２５によってリリーフ弁３のリリーフ圧の単位時間当たりの上昇量がＦ、Ｇに切換えられる。
【００６３】
以上のように第１発明によれば、複数の絞り５、６のうち少なくとも一つの絞り５が常時連通されるとともに、常時連通する絞り５以外の絞りのうち少なくとも一つの絞り６が、連通させるか遮断させるか切換えられることによって、絞り量を変化させリリーフ弁３のリリーフ圧の単位時間当たりの上昇量を変化させることができる。本発明のリリーフ弁のリリーフ圧制御装置が組み込まれた油圧駆動機械では、作業内容に応じて絞り量を変化させることにより作業効率を向上させることができる。
【００６４】
また、本発明の第２発明では、上記解決課題達成のために、
リリーフ圧の上昇量を制御するリリーフ弁のリリーフ圧制御装置において、
リリーフ弁（３）のリリーフ圧を設定する弾性部材（７）と、
シリンダ（８）内部に摺動自在に配設されるピストン（８３）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の一端側に位置するヘッド室（８２）と、
前記シリンダ（８）内部であって前記ピストン（８３）の他端側に位置するボトム室（８４）と、備え、
前記ピストン（８３）が前記ボトム室（８４）側から前記ヘッド室（８２）側へ移動するに応じて、当該ピストン（８３）が前記弾性部材（７）の押圧方向と同一方向にリリーフ弁（３）を押圧するように、当該ピストン（８３）と前記弾性部材（７）又はリリーフ弁（３）の弾性部材（７）側とを連結し、
上流側管路（１６）でリリーフ弁（３）の上流側（３ａ）と前記ボトム室（８４）とを連通し、
リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）から前記ヘッド室（８２）への圧油供給を許容するチェック弁（９）が設けられた第１の下流側管路（２４、３１）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
可変絞り（２７）が設けられた第２の下流側管路（２４、３５）で、リリーフ弁（３）の下流側（３ｂ）と前記ヘッド室（８２）とを連通し、
前記可変絞り（２７）の開口面積を変化させることによって、前記ヘッド室（８２）から排出される圧油の流量を変化させること
を特徴とする。
【００８４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るリリーフ弁のリリーフ圧制御装置の実施の形態について説明する。
【００８５】
なお本実施形態では、油圧駆動車に搭載された油圧回路に、リリーフ弁のリリーフ圧制御装置が組み込まれた場合を想定している。
【００８６】
図１は、実施形態の油圧回路図である。
【００８７】
油圧モータ２１、２２は油圧駆動車の左右の車輪または履帯をそれぞれ駆動する油圧アクチュエータである。
【００８８】
油圧ポンプ１は、油圧モータ２１、２２の駆動源である。油圧ポンプ１の圧油吐出路９０は操作弁１８に接続されている。操作弁１８と左走行用油圧モータ２１の圧油供給排出ポート２１ａ、２１ｂとはそれぞれ管路１９、管路２０によって接続されている。同様に操作弁１８と右走行用油圧モータ２２の圧油供給排出ポート２２ａ、２２ｂとはそれぞれ管路１９、管路２０によって接続されている。
【００８９】
操作弁１８は油圧ポンプ１から吐出された圧油の流量および方向を制御して油圧モータ２１、２２の圧油供給排出ポート２１ａ、２２ａまたは反対側の圧油供給排出ポート２１ｂ、２２ｂに供給させる弁である。操作弁１８は図示しない操作レバーを操作することにより、操作弁１８の弁位置Ｃ、Ｄ、Ｅが変化し、また、モータの押退容積を変化させる。操作弁１８が弁位置Ｅに位置されたときには、油圧モータ２１、２２の圧油供給排出ポート２１ａ、２２ａに圧油が供給され油圧モータ２１、２２が回転（これを正回転と定義する）される。操作弁１８が弁位置Ｃに位置されたときには、油圧モータ２１、２２の反対側の圧油供給排出ポート２１ｂ、２２ｂに圧油が供給され油圧モータ２１、２２が逆方向に回転（これを逆回転と定義する）される。操作弁１８が弁位置Ｄ（中立位置）に位置されたときは、油圧ポンプ１から油圧モータ２１、２２に供給される圧油が遮断される。
【００９０】
油圧モータ２１、２２の圧油供給排出ポート２１ａ、２２ａとリリーフ弁３の上流側３ａとは管路１９、リリーフ管路４３、チェック弁１１を介して接続している。同様に油圧モータ２１、２２の反対側の圧油供給排出ポート２１ｂ、２２ｂとリリーフ弁３の上流側３ａとは管路２０、リリーフ管路４４、チェック弁１２を介して接続している。チェック弁１１、１２は、油圧モータ２１、２２から排出された圧油をリリーフ弁３の上流側３ａの方向のみに導くように設けられている。チェック弁１１、１２はリリーフ管路４３、４４上で対向して設けられている。それぞれのチェック弁１１、１２の排出口はリリーフ弁３の上流側３ａに連通している。したがってチェック弁１１、１２は油圧モータ２１、２２の圧油供給排出ポート２１ａ、２２ａ、反対側の圧油供給排出ポート２１ｂ、２２ｂのうち最大の圧力となっている圧油を選択してリリーフ弁３の上流側３ａに導く。なお対向するチェック弁１１、１２の代わりにシャトル弁を用いてもよい。
【００９１】
リリーフ弁３にはバネ７によるバネ力が付与されている。バネ７のバネ力によってリリーフ弁３のリリーフ圧が設定される。リリーフ弁３の下流側３ｂは圧油排出管路２３を介してタンク１０に連通している。
【００９２】
管路１９は吸込み管路４５、チェック弁１３を介してタンク１０に接続されている。管路２０は吸込み管路４６、チェック弁１４を介してタンク１０に接続されている。
【００９３】
吸込み管路４５、４６上にはタンク１０の圧油を吸い込み、管路１９、管路２０の方向のみに導くチェック弁１３、１４がそれぞれ配設されている。チェック弁１３、１４は吸込み管路４５、４６上に対向して設けられている。チェック弁１３の排出口は管路１９に連通し、チェック弁１４の排出口は管路２０に連通している。したがってチェック弁１３、１４は、油圧モータ２１、２２の圧油供給排出ポート２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂがタンク１０の圧力よりも低くなっているときに、タンク１０内の圧油を管路１９、２０へそれぞれ供給する。
【００９４】
なおリリーフ弁９１は、油圧モータ２１、２２からの戻り側の背圧をタンク１０の圧力より若干高めに設定するものである。リリーフ弁９１から排出された圧油はタンク１０に排出される。
【００９５】
リリーフ弁３には、バネ７を圧縮させるピストン８３が付設されている。ピストン８３はシリンダ８内に摺動自在に配設され、ピストン８３と一体に設けられたロッド８１がバネ７の一端に接続されている。バネ７の他端はリリーフ弁３に接続されている。したがってピストン８３がバネ７を押圧する側に移動されるとリリーフ圧が上昇する。
【００９６】
シリンダ８のボトム室８４とリリーフ弁３の上流側３ａとは管路１６によって連通されている。ボトム室８４へ、管路１６を介してリリーフ弁３の上流側３ａに圧油が供給されるとピストン８３がバネ７を押圧する側に移動しリリーフ圧が上昇する。なお本実施形態では、ピストン８３によってバネ７を直接圧縮することでリリーフ弁３のリリーフ圧を上昇させる構成としているが、バネ７を圧縮しないでリリーフ弁３のバネ７が配設されている側をピストン８３によって押圧することでリリーフ弁３のリリーフ圧を上昇させる構成としてもよい。
【００９７】
リリーフ弁３のバネ７が設けられている側に対向する側は、管路１５を介してリリーフ弁３の上流側３ａに接続している。
【００９８】
シリンダ８のボトム室８４に対向するヘッド室８２と、リリーフ弁３の下流側３ｂの管路２３とは、管路２３からヘッド室８２側への圧油供給を許容するチェック弁９を介して接続されている。すなわちシリンダ８のヘッド室８２と、リリーフ弁３の下流側３ｂの管路２３とは、管路３１、２４によって連通されている。管路３１上には、チェック弁９が設けられている。
【００９９】
シリンダ８のヘッド室８２と、リリーフ弁３の下流側３ｂの管路２３とは、並列に設けられた２つの絞り５、６を介して接続されている。すなわちシリンダ８のヘッド室８２と、リリーフ弁３の下流側３ｂの管路２３とは、管路３２、２４によって、また管路３３、２４によって接続されている。管路３２、３３上には固定絞り５、６がシリンダ８のヘッド室８２と管路２４に対してそれぞれ並列に設けられている。固定絞り５、６の絞り量（開口面積）はそれぞれ所定の大きさに設定されている。
【０１００】
２つの固定絞り５、６のうち一方の固定絞り６とシリンダ８のヘッド室８２とを接続する管路３４上には電磁切換弁４が設けられている。
【０１０１】
電磁切換弁４は、管路３４の開閉を切換える弁である。電磁切換弁４が弁位置Ａに切換えられた場合には管路３４は閉じられる。このときシリンダ８のヘッド室８２から排出された圧油は固定絞り５を介してのみリリーフ弁３の下流側３ｂ（タンク１０）へ排出される。一方電磁切換弁４が弁位置Ｂに切換えられた場合には管路３４は開かれ、シリンダ８のヘッド室８２から流出された圧油は固定絞り５および６を介してリリーフ弁３の下流側（タンク１０）へ流出される。
【０１０２】
電磁切換弁４は、操作盤２５に設けられたスイッチ２６によって切換操作される。操作盤２５はオペレータが操作できる位置に配設されている。スイッチ２６の操作信号ｉは電気信号として電磁切換弁４の電磁ソレノイドに入力される。
【０１０３】
スイッチ２６が操作され弁位置Ａを指示する操作信号Ｓが電磁切換弁４の電磁ソレノイドに入力されると電磁切換弁４は弁位置Ａに切換えられる。一方スイッチ２６が操作され弁位置Ｂを指示する操作信号Ｓが電磁切換弁４の電磁ソレノイドに入力されると電磁切換弁４は弁位置Ｂに切換えられる。
【０１０４】
なお本実施形態では、スイッチ２６の操作に応じて電磁切換弁４を切換えるようにしているが、本願では図示しない他の作業用アクチュエータの操作レバーの操作に応じて自動的に切換える等、油圧駆動車の作業形態を検出して自動的に電磁切換弁４を切換えるように構成してもよい。
【０１０５】
また本実施形態では、油圧ポンプ１を固定容量型とし、油圧モータ２１、２２を可変容量型としているが、もちろん操作弁１８を二つ用いることにより別回路を構成して可変容量型の油圧ポンプ１、固定容量型の油圧モータ２１、２２としてもよい。
【０１０６】
以下図１に示す油圧回路で行われる動作について説明する。
【０１０７】
図１で左右の油圧モータ２１、２２のうち一方の油圧モータ２２を代表させて説明する。
【０１０８】
いま操作弁１８が弁位置Ｅに操作されている状態であるとする。このとき油圧モータ２２の圧油流入出ポート２２ａへ油圧ポンプ１から圧油が供給され油圧モータ２２が正回転される。この状態から油圧モータ２２の回転を停止させるため操作レバーが操作され操作弁１８が弁位置（中立位置）Ｄに位置されたものとする。
【０１０９】
油圧モータ２２は、負荷から受ける駆動力と慣性により回転を続けようとする。そして油圧モータ２２の圧油供給排出ポート２２ａはチエック弁１３を介してタンク１０から圧油を吸込み圧油供給排出ポート２２ｂから圧油を吐出するポンプ作用を行う。このため圧油供給排出ポート２２ｂに接続する管路２０が高圧となる。チェック弁１１、１２では圧油供給排出ポート２２ａ、２２ｂのうち圧力の高い方の圧油が選択される。このため圧油供給排出ポート２２ｂから吐出された圧油がリリーフ管路４４上のチェック弁１２を介してリリーフ弁３の上流側３ａに導かれる。
【０１１０】
油圧モータ２２には、ポンプ作用によって管路２０が高圧になり管路１９が低圧になることで逆回転方向への駆動力が発生する。この駆動力は負荷や慣性による正回転に対してブレーキの作用をする。
【０１１１】
リリーフ弁３は設定圧以上になろうとする管路２０への圧油をタンク１０へ戻す。つまりリリーフ弁３は管路２０の圧力を制限することで、油圧モータ２２に対するブレーキ作用と管路２０の異常高圧が防止される。
【０１１２】
操作弁１８は弁位置Ｄであるため、操作弁１８からは圧油供給排出ポート２２ａ、２２ｂのいずれにも圧油は供給されない。従って油圧モータ２２は逆回転することなく油圧モータ２２は停止する。
【０１１３】
この事からも分かるように、リリーフ弁３の設定圧はブレーキ力を決めるものである。設定圧が高ければ油圧モータ２２は迅速に停止し、設定圧が低ければ停止するまでの時間は長くなる。
【０１１４】
油圧モータ２２の圧油供給排出ポート２２ａは、吸込み作用により低圧となっている。したがって、管路１９の圧力がタンク１０の圧力より低くなればタンク１０内の圧油が吸込まれ、吸込み管路４５上のチェック弁１３を介して圧油供給排出ポート２２ａに供給される。このため圧力の急激な変動によるキャビテーション発生を防ぐことができる。
【０１１５】
なお油圧モータ２２が逆回転に回転された状態で操作弁１８が中立位置Ｄに位置された場合も同様である。油圧モータ２２にはリリーフ弁３の設定圧に応じたブレーキ力が作用して油圧モータ２２は停止する。
【０１１６】
つぎにリリーフ弁３のリリーフ圧の上昇の制御について説明する。
【０１１７】
リリーフ弁３の上流側圧油である圧油供給ポート２２ｂの吐出圧油は、シリンダ８のボトム室８４に供給される。リリーフ弁３の供給ポート３ａに供給された圧油の圧力に応じた力がピストン８３に作用する。このときピストン８３は移動され、このピストン８３の移動に応じてバネ７が圧縮される。このためリリーフ弁３のリリーフ圧が上昇していく。
【０１１８】
一方で、シリンダ８のヘッド室８２にはチエック弁９を介して、リリーフ弁３の下流側３ｂの圧油（タンク１０に排出する圧油）が排出ポート３ｂから供給されている。すなわちピストン８のヘッド室８２側の圧油は、排出時は、絞り弁５を通過することになる。逆にヘッド室８２側が吸込み作用をする場合にはチエック弁９を介して速やかに圧油を供給する。
【０１１９】
このようにチェック弁９は管路２３を介してタンク１０からの圧油の吸込みのみを許容するので、圧油がピストン８３のヘッド室８２側から管路２３を介してタンク１０へ排出される際には緩やかに排出を行い、逆に圧油がタンク１０から管路２３を介してピストン８３のヘッド室８２側へ供給する際には迅速に供給を行うことができる。
【０１２０】
これによりリリーフ圧を上げるときには緩やかに、下げるときには迅速にリリーフ弁３を作動させることができる。
【０１２１】
ヘッド室８２に供給された圧油は、固定絞り５のみまたは固定絞り５、６の両方を通過してリリーフ弁３の下流側（タンク１０）に排出される。
【０１２２】
圧油を固定絞り５だけを通過させて流出させるか、固定絞り５、６の両方を通過させて流出させるかは、電磁切換弁４の切換えにより選択される。
【０１２３】
オペレータは油圧駆動車の現在の作業形態に応じて操作盤２５のスイッチ２６を切換操作して電磁切換弁４を切換える。
【０１２４】
いまスイッチ２６が弁位置Ａを指示する場合には弁位置Ａに切換えるための操作信号Ｓが電磁切換弁４の電磁ソレノイドに入力される。この結果電磁切換弁４は弁位置Ａに切換えられる。
【０１２５】
電磁切換弁４が弁位置Ａに切換えられると管路３４は閉じられる。このときシリンダ８のヘッド室８２から排出された圧油は固定絞り６を通過しなくなる。つまり固定絞り６が遮断されることによってシリンダ８のヘッド室８２から排出された圧油は固定絞り５のみを介してリリーフ弁３の下流側３ｂ（タンク１０）へ排出される。このように２つの固定絞り５、６のうち一つの固定絞り５のみしか圧油が通過できないためシリンダ８のヘッド室８２から排出される圧油の流量が小さくなり、ピストン８３がバネ７を圧縮する速度が小さくなる。
【０１２６】
図２はリリーフ弁３のリリーフ圧Ｐが時間ｔの経過に伴い上昇する様子を示す図である。
【０１２７】
電磁切換弁４が弁位置Ａに切換えられた場合には、上述したようにピストン８３がバネ７を圧縮する速度が小さくなる。したがって特性Ｆのようにリリーフ圧Ｐの単位時間当たりの上昇量は小さくなる特性を示す。このため油圧モータ２２が完全に停止するまでには時間がかかるが、油圧モータ２２の停止時の衝撃を緩和することができる。
【０１２８】
一方スイッチ２６が弁位置Ｂを指示する場合には弁位置Ｂに切換えるための操作信号Ｓが電磁切換弁４の電磁ソレノイドに入力される。この結果電磁切換弁４は弁位置Ｂに切換えられる。
【０１２９】
電磁切換弁４が弁位置Ｂに切換えられると管路３４は開かれる。このときシリンダ８のヘッド室８２から排出された圧油は固定絞り６を通過する。つまり固定絞り６が連通されることによってシリンダ８のヘッド室８２から排出された圧油は二つの固定絞り５、６を介してリリーフ弁３の排出ポート３ｂ（タンク１０）へ排出される。このように２つの固定絞り５、６の両方を圧油が通過するためシリンダ８のヘッド室８２から排出される圧油の流量が大きくなり、ピストン８３がバネ７を圧縮する速度が大きくなる。
【０１３０】
電磁切換弁４が弁位置Ｂに切換えられた場合には、上述したようにピストン８３がバネ７を圧縮する速度が大きくなる。したがって図２において特性Ｇのようにリリーフ圧Ｐの単位時間当たりの上昇量が大きくなる特性を示す。このため油圧モータ２２が完全に停止するまでの時間を短縮することができる。
【０１３１】
以上のように本実施形態によれば、絞り５、６の絞り量を変化させることによってリリーフ弁３のリリーフ圧の単位時間当たりの上昇量を変化させることができる。本発明のリリーフ弁のリリーフ圧制御装置が組み込まれた油圧駆動機械では、作業内容に応じて絞り量を変化させることにより作業効率を向上させることができる。
【０１３２】
なお本実施形態では、２つの固定絞り５、６を設け連通させるべき固定絞りの数として１つまたは２つを選択するようにしているが、固定絞りの数は３以上でもよい。つまり３以上の固定絞りを設け、３以上の固定絞りの中から連通させるべき固定絞りの数を１つ、２つ、３つ、…と選択するように構成してもよい。この場合複数の固定絞りのうち少なくとも一つの固定絞りを常時連通させ、常時連通する固定絞り以外の固定絞りのうち少なくとも一つの固定絞りを、連通させるか遮断させるか切換えればよい。
【０１３３】
また図１に示す実施形態では、複数の固定絞りの中から連通させるべき固定絞りの数を選択することで絞りの絞り量（開口面積）を変化させ、これによりシリンダ８のヘッド室８２から排出される圧油の流量を変化させるようにしている。しかし図３に示すように複数の固定絞りの代わりに可変絞り２７を配設し、可変絞り２７の絞り量を変化させることによって、シリンダ８のヘッド室８２から排出される圧油の流量を変化させるように構成してもよい。
【０１３４】
以下図３に示す油圧回路について説明する。なお図１と同一の符号は同一の構成要素であり、重複した説明は省略する。以下図１と異なる部分について説明する。
【０１３５】
図３に示す実施形態では、シリンダ８のヘッド室８２と、リリーフ弁３の下流側３ｂとの間は管路３５によって連通されている。管路３５上には、可変絞り２７が配設されている。
【０１３６】
可変絞り２７の絞り量（開口面積）は、スイッチ２６の操作量に応じて変化される。
【０１３７】
以下図３に示す油圧回路で行われる動作について説明する。
【０１３８】
操作盤２５のスイッチ２６が操作され、その操作量によって可変絞り２７の絞り量（開口面積）が指示される。このとき可変絞り２７の絞り量を示す操作信号Ｓが可変絞り２７に入力される。この結果可変絞り２７の絞り量が変化される。
【０１３９】
可変絞り２７の絞り量が大きくなるようにつまり開口面積が小さくなるようにスイッチ２６が操作された場合には可変絞り２７の絞り量が大きくなり（開口面積が小さくなり）、シリンダ８のヘッド室８２から流出される圧油の流量が小さくなる。この結果ピストン８３がバネ７を圧縮する速度が小さくなる。このため図２の特性Ｆのようにリリーフ圧Ｐが変化する。つまり単位時間当たりのリリーフ圧Ｐの上昇量が小さくなる特性を示す。
【０１４０】
一方可変絞り２７の絞り量が小さくなるようにつまり開口面積が大きくなるようにスイッチ２６が操作された場合には可変絞り２７の絞り量が小さくなり（開口面積が大きくなり）、シリンダ８のヘッド室８２から流出される圧油の流量が大きくなる。この結果ピストン８３がバネ７を圧縮する速度が大きくなる。このため図２の特性Ｇのようにリリーフ圧Ｐが変化する。つまり単位時間当たりのリリーフ圧Ｐの上昇量が大きくなる特性を示す。
【０１４１】
以上のように本実施形態によれば、可変絞り２７の絞り量を変化させることによってリリーフ弁３のリリーフ圧の単位時間当たりの上昇量を変化させることができる。本発明のリリーフ弁のリリーフ圧制御装置が組み込まれた油圧駆動機械では、作業内容に応じて絞り量を変化させることにより作業効率を向上させることができる。なお図１に示す実施形態によればリリーフ圧Ｐの上昇特性を２段階（ＦまたはＧ）にしか切換えることしかできない。これに対して図３に示す実施形態によれば、可変絞り２７の絞り量を連続的に調整することでリリーフ圧Ｐの上昇特性を連続的に変化させることができる。
【０１４２】
以上説明した実施形態では、リリーフ弁を油圧モータに接続して、油圧モータから流出された圧油をリリーフする場合を想定して説明した。しかしながら本発明のリリーフ弁のリリーフ圧制御装置としては、油圧モータから流出された圧油をリリーフさせる場合以外の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態を示す図で、リリーフ弁のリリーフ圧制御装置が組み込まれた油圧回路図である。
【図２】図２は、リリーフ弁のリリーフ圧が時間の経過に伴い上昇する様子を示す図である。
【図３】図３は、図１とは異なる実施形態を示す図で、リリーフ弁のリリーフ圧制御装置が組み込まれた油圧回路図である。
【図４】図４は、従来技術を示す図である。
【図５】図５は、従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１…油圧ポンプ
２１、２２…油圧モータ
３…リリーフ弁
４…電磁切換弁
５、６…固定絞り
７…バネ
８…シリンダ
９、１１、１２、１３、１４…チェック弁
１０…タンク
２７…可変絞り
２５…操作盤
２６…スイッチ
４３、４４…リリーフ圧管路
４５、４６…吸込み管路
８２…ピストン
【図１】
0003864595.tif 000002
【図２】
0003864595.tif 000003
【図３】
0003864595.tif 000004
【図４】
0003864595.tif 000005
【図５】
0003864595.tif 000006