(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二速式の油圧モータを回転させるべく油圧ポンプから供給される油圧を油圧モータに内蔵の斜板における傾斜角を変える斜板制御シリンダに対して給排する二速切換弁と、油圧ポンプからの油圧をパイロット圧として二速切換弁に対して給排する切換弁とを有してなる容量制御構造において、二速切換弁と切換弁との間に制御弁が配在されてなると共に、この制御弁が切換弁からの油圧をパイロット圧にして切換作動することで切換弁からの油圧を二速切換弁にパイロット圧として供給する一方で、二速切換弁に供給されたパイロット圧を切換弁の切換作動で解放するように設定されてなり、かつ、切換弁からのパイロット圧が供給されているときに油圧モータに対する負荷に起因するパイロット圧が供給されることで二速切換弁に供給のパイロット圧を解放するように設定されてなることを特徴とする容量制御構造
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、容量制御構造に関し、特に、小型で軽量に形成される二速式の油圧モータに利用する容量制御構造の改良に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
たとえば、パワーショベルなどの建機において、走行用の履帯を巻装させて駆動源とされる二速式の油圧モータは、その容量を変えることで、回転速度を高低の二速に変更し得るとしている。
【０００３】
このとき、油圧モータの容量は、多くの場合に、この油圧モータが内蔵する斜板の傾斜角を変えることで変更されるとし、また、斜板の傾斜角は、斜板制御シリンダからの推力で変更されるとしている。
【０００４】
そして、斜板制御シリンダの推力は、この斜板制御シリンダに対する油圧の供給で実現され、この油圧が解放される、すなわち、排出されるときに消滅するとされている。
【０００５】
また、斜板制御シリンダに供給される油圧は、油圧モータを回転させるべくメインの油圧ポンプから吐出される油圧の流路たるメインの油通路から供給されるとしており、解放時にはリザーバタンクに排出されるとしている。
【０００６】
ところで、この斜板制御シリンダに対する油圧の給排を実現するものとして、たとえば、特許第２７９０３１２号の公報に容量切換弁が開示されているが、この容量切換弁は、斜板制御シリンダに対する油圧の給排を実行する機能と、この給排機能を発揮させるために外部から供給されるパイロット圧で所定の切換動作をする機能とを兼ね備えている。
【０００７】
それゆえ、この容量切換弁にあっては、言わば単一の弁で所期の目的を達成し得ることになる点で有利となるが、その反面、その嵩張りを回避できず、大型化や重量の増大化を招易くなり、特に、小型で軽量に形成される二速式の油圧モータへの利用を困難にする危惧がある。
【０００８】
この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、小型で軽量に形成される二速式の油圧モータへの利用に適するのはもちろんのとこ、大型に形成される二速式の油圧モータへの利用にも適し、その汎用性の向上を期待するのに最適となる容量制御構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、この発明による容量制御構造の構成を、基本的には、二速式の油圧モータを回転させるべく油圧ポンプから供給される油圧を油圧モータに内蔵の斜板における傾斜角を変える斜板制御シリンダに対して給排する二速切換弁と、油圧ポンプからの油圧をパイロット圧として二速切換弁に対して給排する切換弁とを有してなる容量制御構造において、二速切換弁と切換弁との間に制御弁が配在されてなると共に、この制御弁が切換弁からの油圧をパイロット圧にして切換作動することで切換弁からの油圧を二速切換弁にパイロット圧として供給する一方で、二速切換弁に供給されたパイロット圧を切換弁の切換作動で解放するように設定されてなり、かつ、切換弁からのパイロット圧が供給されているときに油圧モータに対する負荷に起因するパイロット圧が供給されることで二速切換弁に供給のパイロット圧を解放するように設定されてなるとするものである。
【００１０】
そして、上記した構成において、より具体的には、二速式の油圧モータを回転させるための油圧は、メインの油圧ポンプから供給されるとし、切換弁および制御弁を介して二速切換弁にパイロット圧として供給される油圧は、サブの油圧ポンプから供給されるとする。
【００１１】
また、油圧モータに対する負荷に起因するパイロット圧は、油圧モータの回転を阻止するブレーキ機構に対する油圧ポンプ、すなわち、メインの油圧ポンプからの油圧の給排を可能にする油通路に連通する油通路から供給されるとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による容量制御構造は、図１に示す制御回路からなる二速式の油圧モータの制御構造において具現化される。
【００１３】
すなわち、この二速式の油圧モータの制御構造において、二速式の油圧モータ１は、メインの油圧ポンプ２からの油圧が方向切換弁３とカウンターバランス弁４およびメインの油通路Ｌ１，Ｌ２を介して供給されることで回転されるとしている。
【００１４】
このとき、油圧モータ１における斜板１ａは、斜板制御シリンダ５に油圧が供給されるときに傾斜角を小さくして油圧モータ１における容量を小さくし、すなわち、油圧モータ１を高速回転状態にし、斜板制御シリンダ５への供給油圧が解放されるときに傾斜角を大きくして、油圧モータ１における容量を大きく、すなわち、油圧モータ１を低速回転状態（図示する状態）にするように設定されている。
【００１５】
そして、斜板制御シリンダ５は、二速切換弁６に連通しており、この二速切換弁６は、制御弁Ｖの切換作動でパイロット圧が供給されるときに切り換わって、斜板制御シリンダ５にメインの油圧ポンプ１からの油圧を供給する供給ポジション６ａと、同じく制御弁Ｖの切換作動でパイロット圧が解放されるときに切り換わって、斜板制御シリンダ５への供給油圧を解放する排出ポジション６ｂとを有してなる。
【００１６】
ちなみに、上記の二速切換弁６と後述する制御弁Ｖおよび切換弁８がこの発明における容量制御構造を構成するとしている。
【００１７】
制御弁Ｖは、言わばサブのポンプ７からの油圧が切換弁８を介してパイロット圧として供給されることで切り換わって、油圧ポンプ７からの油圧を二速切換弁６にパイロット圧として供給する供給ポジションＶ１と、自らに供給されていたパイロット圧が解放されることで切り換わって二速切換弁６に供給していたパイロット圧を解放する排出ポジションＶ２とを有してなる。
【００１８】
このとき、この制御弁Ｖにあっては、油圧モータ１の回転を許容するブレーキ機構９に所定の油圧を供給する油通路９ａに連通する油通路Ｌを介しての言わばパイロット圧の供給を受けるように設定されていて、切換弁８から供給されるパイロット圧と比較すると、以下のようになるとされている。
【００１９】
すなわち、この制御弁Ｖは、基本的には、切換弁８から供給されるパイロット圧で供給ポジションＶ１に切り換わるが、ブレーキ機構９に連通する油通路９ａにおける油圧が高圧化すると、すなわち、油圧モータ１に負荷がかかる状況になると、この負荷に基づく油圧がパイロット圧となってこの制御弁Ｖに作用することで、これが排出ポジションＶ２に切り換わる圧力関係になるように設定されている。
【００２０】
切換弁８は、手動操作で排出ポジション８ａと供給ポジション８ｂのいずれかを選択し得るように設定されていて、図示する排出ポジション８ａに切り換わっているときに、制御弁Ｖ側の油圧をリザーバタンクＴに戻し、反対側の供給ポジション８ｂに切り換わるときに、制御弁Ｖ側への油圧の供給を可能にするとしている。
【００２１】
ちなみに、メインの油圧ポンプ２の吐出圧は、リリーフ弁２ａで制御され、サブの油圧ポンプ７の吐出圧は、リリーフ弁７ａで制御されるとしている。
【００２２】
それゆえ、この図１に示す油圧モータの制御回路における容量制御構造にあっては、油圧モータ１を高速回転させるためにする切換弁８における供給ポジション８ｂへの切換操作で、制御弁Ｖが供給ポジションＶ１に切り換わり、これによって、二速切換弁６を供給ポジション６ａに切り換えて斜板制御シリンダ５に推力を発生させることになる。
【００２３】
一方、この容量制御構造にあっては、油圧モータ１に負荷が作用して、油通路９ａにおける油圧か高くなることで、この油通路９ａに連通する油通路Ｌからの言わば高いパイロット圧が制御弁Ｖに作用すると、これが排出ポジションＶ２に切り換わり、これによって、二速切換弁６を排出ポジション６ｂに切り換えて斜板制御シリンダ５に供給されていた油圧を解除し推力を消滅させることになる。
【００２４】
言い代えれば、制御弁Ｖは、切換弁８の切換作動で供給ポジションＶ１になって油圧モータ１を高速回転させているときに、この油圧モータ１に負荷が生じる場合には、これに応じて強制的に排出ポジションＶ２に切り換えて油圧モータ１を低速回転させることになる。
【００２５】
それゆえ、この制御弁Ｖにあっては、二速切換弁６へのパイロット圧を制御するとしているから、前記した特許公報に開示の容量切換弁が言わばこの発明に言う二速切換弁を直接制御する構造となっている場合に比較して、簡素にして小型に形成し得ることになる。
【００２６】
そして、この制御弁Ｖは、具体的には、たとえば、図２および図３に示すような構造に構成されるが、以下には、これについて少し説明する。
【００２７】
すなわち、この制御弁Ｖは、バルブブロック１０に円柱状に形成されたメインの容室（符示せず）内に摺動可能に収装されるスプール１１と、上記の容室に連通するように同じくバルブブロック１０に形成されたサブの容室（符示せず）内に摺動可能に収装されるスプール１２を有してなるとしている。
【００２８】
このとき、サブの容室は、メインの容室の図中で上端となる閉塞側端に連通して同一の軸線上に位置決められてなるとしており、メインの容室の断面積をＡ１とするときに、これに比較すれば、断面積をＡ２とする小径となるように設定されている。
【００２９】
そして、スプール１１は、図中で下端となる基端がバルブブロック１０に螺着されてメインの容室を閉塞する有孔栓１３の上端となる先端に担持されてなると共に、図中で上端側となる先端側に形成の段差部１１ａ（図２参照）に附勢ばね１４の下端となる一端を係止させてなるとしている。
【００３０】
このとき、附勢ばね１４の上端となる他端は、バルブブロック１０に形成の段差部、すなわち、メインの容室とサブの容室との境となる段差部１０ａ（図１参照）に係止されてなるとしている。
【００３１】
ちなみに、上記の有孔栓１３の軸芯部に形成の孔１３ａには、外部の切換弁８からの油圧たるパイロット圧が案内されるとしており、このパイロット圧は、スプール１１の断面積Ａ１となるいわゆる下端面に作用する。
【００３２】
ところで、スプール１１は、ほぼ中央部の外周にランド部１１ｂを有し、このランド部１１ｂの外周を容室の内周に摺接させる一方で、このランド部１１ｂを形成する環状切欠部１１ｃ，１１ｄを有してなるとしており、この環状切欠部１１ｃ，１１ｄと容室の内周との間に出現する環状隙間Ｓ１，Ｓ２（図３参照）を油の通路に設定してなるとしている。
【００３３】
このとき、バルブブロック１０にあっては、外部の二速切換弁６に連通する通路１０ｂとリザーバタンクＴに連通する通路１０ｃを有してなるとしており、通路１０ｂのいわゆる内周側端は、容室の内周に形成された環状凹溝１０ｄ（図３参照）に開口し、通路１０ｃの内周側端は、附勢ばね１４が収装されている容室部分に開口するとしている。
【００３４】
ここで、環状凹溝１０ｄは、いわゆる縦幅が上記のランド部１１ｂの縦幅よりも小さくなるように設定されていて、両者が照準されるとき、ランド部１１ｂによって環状凹溝１０ｄが閉塞されるように設定されている。
【００３５】
また、この環状凹溝１０ｄは、図２に示すように、スプール１１が附勢ばね１４の附勢力で下降した状態たる後退状態にあるときに、上方の環状切欠部１１ｃとの間に出現する環状隙間Ｓ１に連通し、図３に示すようにスプール１１が附勢ばね１４の附勢力に抗して上昇した状態たる前進状態にあるときに、下方の環状切欠部１１ｄとの間に出現する環状隙間Ｓ２に連通するように設定されてなるとしている。
【００３６】
一方、スプール１２は、サブの容室をメインの容室と区画する隔壁部材に設定されると共に、上記のスプール１１を押すプッシュ部材に設定されてなるとしている。
【００３７】
そして、このスプール１２が収装されているサブの容室には、前記した油通路Ｌが連通されてなる、すなわち、サブの容室の上端に縮径されて連続形成された小容室（符示せず）に油通路Ｌが開口してなるとしている。
【００３８】
それゆえ、この制御弁Ｖにあっては、有孔栓１３に形成の孔１３ａを介して外部の切換弁８から案内される油圧たるパイロット圧がスプール１１の下端に作用し、したがって、附勢ばね１４が圧縮されてスプール１１が前進状態になるときに、図３に示すように、切換弁８からのパイロット圧が環状隙間Ｓ２を介して二速切換弁６に供給されることになる。
【００３９】
そして、上記の切換弁８からのパイロット圧がスプール１１の下端に作用しなくなるとき、附勢ばね１４が伸長してスプール１１が後退状態（図２に示す状態）になり、二速切換弁６に供給されていたパイロット圧が環状隙間Ｓ１を介して附勢ばね１４が収装されている容室部分に至り、かつ、通路１０ｃを介してリザーバタンクＴに解放されることになる。
【００４０】
そしてまた、スプール１１が図３に示す前進状態にあるときに、スプール１２に対して油通路Ｌを介しての油圧たるパイロット圧の作用があり、かつ、このパイロット圧によってスプール１２がサブの容室内で下降することになると、附勢ばね１４之附勢力もあって、スプール１１がメインの容室内で下降し、図２に示す後退状態に言わば戻ることになる。
【００４１】
ちなみに、スプール１１が図３に示す前進状態にあるときには、スプール１１の下端には、切換弁８からのパイロット圧をＰ１とするとき、Ｐ１×Ａ１の力で上昇している。
【００４２】
これに対して、附勢ばね１４の附勢力をＰとし、スプール１２の上端に作用する油通路Ｌからパイロット圧をＰ２とするとき、Ｐ＋（Ｐ２×Ａ２）の力が上記のＰ１×Ａ１を超えるときに、このスプール１２が強制的に下降し、スプール１１を強制的に下降させることになる。
【００４３】
すなわち、油通路Ｌにおけるパイロット圧Ｐ２の高さ如何とよるもので、しかも、このパイロット圧Ｐ２は、前記したように、油圧モータ１に負荷が作用して、油通路９ａにおける油圧か高くなることで高くなる。
【００４４】
それゆえ、この制御弁Ｖにあっては、高速回転状態にある油圧モータ１に負荷が作用すると、それまで二速切換弁６に供給していたパイロット圧をリザーバタンクＴに解放して二速切換弁６を排出ポジション６ｂに切り換えることになり、油圧モータ１を低速回転状態に言わば自動的に変えることになる。
【００４５】
このことからすれば、前記した従来例としての特許公報に開示の容量切換弁が油圧モータにおける負荷に基づくパイロット圧でこの発明に言う二速切換弁を直接切り換えていることに比較して、いわゆるパイロット系の制御油圧を低くすることが可能になる。
【００４６】
その結果、この制御弁Ｖにあっては、所定のパイロット圧の制御を可能にする限りに、簡単な構成にして、しかも、小型に形成することが可能になり、のみならず、バルブブロック１０に二速切換弁６が既設されていても、いわゆる余裕がある場合に、この制御弁Ｖの併設を可能にすることにもなる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明にあっては、斜板制御シリンダに対する油圧の給排を実行する二速切換弁の切換作動を制御弁でするパイロット圧の制御によって実現するから、制御弁自体を簡単な構成にして小型に形成することが可能になる。
【００４８】
その結果、この発明によれば、制御弁を簡単な構成にして小型に形成し得るから、ミニショベルの駆動源とされる小型で軽量に形成の二速式の油圧モータへの利用に適することになり、のみならず、ミニショベルと比較すれば、大型となるパワーショベルの駆動源とされる大型に形成の二速式の油圧モータへの利用も可能にすることになり、その汎用性の向上を期待するのに最適となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による容量制御構造を有する二速式の油圧モータの制御構造を示す回路図である。
【図２】この発明による容量制御構造を構成する制御弁の一実施の形態を示す部分断面図である。
【図３】図２の制御弁における一作動状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１  油圧モータ
１ａ  斜板
２  メインの油圧ポンプ
２ａ，７ａ  リリーフ弁
３  方向切換弁
４  カウンターバランス弁
５  斜板制御シリンダ
６  二速切換弁
６ａ，８ｂ，Ｖ１  供給ポジション
６ｂ，８ａ，Ｖ２  排出ポジション
７  サブの油圧ポンプ
８  メインの切換弁
９  ブレーキ機構
９ａ，Ｌ  油通路
１０  バルブブロック
１０ａ，１１ａ  段差部
１０ｂ，１０ｃ  通路
１０ｄ  環状凹溝
１１，１２  スプール
１１ｂ  ランド部
１１ｃ，１１ｄ  環状切欠部
１３  有孔栓
１３ａ  孔
１４  附勢ばね
Ａ１  メインの容室の断面積
Ａ２  サブの容室の断面積
Ｌ１，Ｌ２  メインの油通路
Ｓ１，Ｓ２  環状隙間
Ｔ  リザーバタンク
【図１】
0003982785.tif 000002
【図２】
0003982785.tif 000003
【図３】
0003982785.tif 000004