(57)【要約】【課題】装置の大型化を招来することなく油圧モータの駆動を正確に制御すること。【解決手段】油圧ポンプ２０から油圧ファンモータ１０に至る油の供給通路４２に介在し、ＥＰＣ弁５０によって制御される方向切替弁３０を備えた油圧モータ駆動装置であって、ＥＰＣ弁５０の出力圧ポート５３を方向切替弁３０の制御圧力室５７に接続し、ＥＰＣ弁５０の出力圧ポート５３から吐出される油の流量に従って方向切替弁３０を動作させるようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプから油圧モータに至る油の供給通路に介在し、電磁比例制御弁によって制御される流量制御弁を備えた油圧モータ駆動装置であって、
前記電磁比例制御弁の出力圧ポートを前記流量制御弁の制御圧力ポートに接続し、電磁比例制御弁の出力圧ポートから吐出される油の流量に従って前記流量制御弁を動作させることを特徴とする油圧モータ駆動装置。
【請求項２】
前記流量制御弁は、前記油圧モータを正転させる方向に油を供給する第１位置と、前記油圧モータを逆転させる方向に油を供給する第２位置とに切り替わるスプールを有し、少なくとも油圧モータが正転している際に電磁比例制御弁からの油の供給量に従って油圧ポンプから油圧モータに供給する油をブリードオフ制御することを特徴とする請求項１に記載の油圧モータ駆動装置。
【請求項３】
前記流量制御弁は、スプールを第１位置に維持するバネ部材を有し、
前記電磁比例制御弁から油を供給した場合に、前記バネ部材の押圧力に抗して第１位置から第２位置に切り替わることを特徴とする請求項２に記載の油圧モータ駆動装置。
【請求項４】
前記油圧モータは、駆動軸に冷却ファンを具備し、正転した場合に熱交換器に対して送風を行う油圧ファンモータであることを特徴とする請求項１に記載の油圧モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプから油圧モータに至る油の供給通路に介在し、電磁比例制御弁によって制御される流量制御弁を備えた油圧モータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械に搭載されるエンジンでは、ラジエータに送風を行う冷却ファンの駆動源として油圧モータ（油圧ファンモータ）が適用されている。油圧モータは、油圧ポンプから吐出された油によって回転駆動し、その出力軸に設けた冷却ファンを回転させるものである。油圧ポンプから油圧モータに至る油の供給通路には方向切替弁が設けてあり、この方向切替弁によって油の供給方向を変更し、油圧モータの回転方向を正転／逆転に切り替えるようにしている。この種の油圧モータを備える油圧モータ駆動装置には、方向切替弁のスプールを電磁比例制御弁によって制御するようにしたものがある。すなわち、電磁比例制御弁を動作させることによってスプールの一方の端面に作用している油の圧力を減圧させ、スプールの位置を切り替えるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１３１６号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に記載された油圧モータ駆動装置では、スプールの一方の端面に作用している油を元圧として電磁比例制御弁が動作するように構成されている。従って、電磁比例制御弁としては、油圧ポンプから供給された油を十分に通過させるだけの機能を有している必要がある。つまり、電磁比例制御弁が動作したにも関わらず十分な量の油を通過させることができない場合、スプールの一方の端面に作用している油の圧力を正確に制御することが困難となり、油圧モータの駆動制御に影響を及ぼす恐れがあるため、大流量の油を通過させることのできるものを適用する必要がある。
【０００５】
しかしながら、大流量の油を通過させることのできる電磁比例制御弁は、その外径寸法も大きくならざるを得ず、適用する油圧モータ駆動装置の大型化を招来するのは否めない。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、装置の大型化を招来することなく油圧モータの駆動を正確に制御することのできる油圧モータ駆動装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る油圧モータ駆動装置は、油圧ポンプから油圧モータに至る油の供給通路に介在し、電磁比例制御弁によって制御される流量制御弁を備えた油圧モータ駆動装置であって、前記電磁比例制御弁の出力圧ポートを前記流量制御弁の制御圧力ポートに接続し、電磁比例制御弁の出力圧ポートから吐出される油の流量に従って前記流量制御弁を動作させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る油圧モータ駆動装置は、上述した請求項１において、
前記流量制御弁は、前記油圧モータを正転させる方向に油を供給する第１位置と、前記油圧モータを逆転させる方向に油を供給する第２位置とに切り替わるスプールを有し、少なくとも油圧モータが正転している際に電磁比例制御弁からの油の供給量に従って油圧ポンプから油圧モータに供給する油をブリードオフ制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る油圧モータ駆動装置は、上述した請求項２において、前記流量制御弁は、スプールを第１位置に維持するバネ部材を有し、前記電磁比例制御弁から油を供給した場合に、前記バネ部材の押圧力に抗して第１位置から第２位置に切り替わることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る油圧モータ駆動装置は、上述した請求項１において、前記油圧モータは、駆動軸に冷却ファンを具備し、正転した場合に熱交換器に対して送風を行う油圧ファンモータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電磁比例制御弁の出力圧ポートから吐出される油の流量に従って流量制御弁を動作させるようにしているため、電磁比例制御弁としては流量制御弁を動作させるだけの油を供給できるものを適用すれば良い。従って、装置の大型化を招来することなく流量制御弁を介して油圧モータの駆動を正確に制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る油圧モータ駆動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態である油圧モータ駆動装置の油圧回路図である。ここで例示する油圧モータ駆動装置は、建設機械に搭載されるエンジンのラジエータ（熱交換器）１に送風を行う冷却ファン２を駆動するためのもので、油圧ファンモータ１０、油圧ポンプ２０及び方向切替弁（流量制御弁）３０を備えている。
【００１４】
油圧ファンモータ１０は、第１給排ポート１１及び第２給排ポート１２を有し、これらの給排ポート１１，１２に対する油の給排方向を変更することによって正転／逆転駆動する固定容量型のものである。この油圧ファンモータ１０には、その出力軸１３に冷却ファン２が設けてある。冷却ファン２は、油圧ファンモータ１０が正転した場合にラジエータ１に対して送風を行うものである。油圧ファンモータ１０の第１給排ポート１１には、第１給排通路４０が接続してある一方、油圧ファンモータ１０の第２給排ポート１２には、第２給排通路４１が接続してある。
【００１５】
油圧ポンプ２０は、例えば建設機械に搭載されたエンジンによって駆動される固定容量型のもので、その吐出ポート２１に供給通路４２が接続してある。
【００１６】
方向切替弁３０は、油圧ポンプ２０の吐出ポート２１に接続した供給通路４２と、油タンク４３に接続した排出通路４４と、油圧ファンモータ１０の各給排ポート１１，１２に接続した第１給排通路４０及び第２給排通路４１との間の接続態様を変更することによって油圧ポンプ２０から油圧ファンモータ１０に対する油の供給方向を切り替えるものである。本実施の形態では、図２〜図４に示すように、弁本体３１に対してスプール３２が３つの動作位置に移動することによって油の供給方向を切り替えるように構成した方向切替弁３０を適用している。
【００１７】
より具体的に説明すると、方向切替弁３０は、弁本体３１にスプール孔３３を有するとともに、スプール孔３３にスプール３２を備えている。弁本体３１においてスプール孔３３の内周面には、軸方向に沿って第１タンクポート３４、第１入出力ポート３５、ポンプポート３６、第２入出力ポート３７及び第２タンクポート３８が順番に形成してある。第１タンクポート３４及び第２タンクポート３８は、上述した排出通路４４を介して油タンク４３に接続したものである。第１入出力ポート３５は、第１給排通路４０を介して油圧ファンモータ１０の第１給排ポート１１に接続してある一方、第２入出力ポート３７は、第２給排通路４１を介して油圧ファンモータ１０の第２給排ポート１２に接続してある。ポンプポート３６は、上述した供給通路４２を介して油圧ポンプ２０の吐出ポート２１に接続してある。
【００１８】
方向切替弁３０のスプール３２は、スプール孔３３の軸方向に沿って移動可能である。スプール３２の一端面と弁本体３１との間には、その弾性力によってスプール３２を第１位置３０Ａに維持するバネ部材３９が配設してある。スプール３２の外周面には、第１切欠３２ａ、第２切欠３２ｂ及び第３切欠３２ｃが形成してある。第１切欠３２ａ及び第２切欠３２ｂは、スプール３２の外周面全周に亘って形成した円環状の凹所である。第３切欠３２ｃは、スプール３２の軸方向に沿って形成した複数のスリット状凹所であり、第１切欠３２ａの端部に連通するように設けてある。これら第１切欠３２ａ、第２切欠３２ｂ、第３切欠３２ｃは、スプール３２が軸方向に沿って３つの動作位置に移動した場合に第１タンクポート３４、第１入出力ポート３５、ポンプポート３６、第２入出力ポート３７及び第２タンクポート３８の接続態様を変更するためのものである。
【００１９】
方向切替弁３０の第１位置３０Ａは、図２においてスプール３２がバネ部材３９の押圧力により弁本体３１に対して最も右側に移動した状態である。この第１位置３０Ａでは、第１切欠３２ａによって第１入出力ポート３５とポンプポート３６とを接続することにより油圧ポンプ２０の供給通路４２と油圧ファンモータ１０の第１給排通路４０とを接続する。さらに、第２切欠３２ｂによって第２入出力ポート３７と第２タンクポート３８とを接続することにより油タンク４３に通じる排出通路４４と油圧ファンモータ１０の第２給排通路４１とを接続した状態となる。すなわち、方向切替弁３０が第１位置３０Ａにある場合には、油圧ポンプ２０から吐出された油が供給通路４２、ポンプポート３６、第１切欠３２ａ、第１入出力ポート３５、第１給排通路４０及び第１給排ポート１１を通じて油圧ファンモータ１０に供給される。一方、油圧ファンモータ１０の第２給排ポート１２から吐出された油は、第２給排通路４１、第２入出力ポート３７、第２切欠３２ｂ、第２タンクポート３８及び排出通路４４を通じて油タンク４３に排出される。これにより、方向切替弁３０が第１位置３０Ａにある場合には、油圧ファンモータ１０が正転される。
【００２０】
方向切替弁３０の第２位置３０Ｂは、図３に示すように、スプール３２がバネ部材３９の押圧力に抗して図中の左側に移動し、第１位置３０Ａと後述する第３位置３０Ｃとの間の中間位置に配置された状態である。この第２位置３０Ｂでは、第１切欠３２ａによって第１入出力ポート３５とポンプポート３６とを接続するとともに、第２切欠３２ｂによって第２入出力ポート３７とポンプポート３６とを接続する。さらに第３切欠３２ｃによって第１入出力ポート３５と第１タンクポート３４とを同時に接続する。これにより、油圧ポンプ２０の供給通路４２、第１給排通路４０及び第２給排通路４１がそれぞれ排出通路４４に接続した状態となる。すなわち、方向切替弁３０が第２位置３０Ｂにある場合には、油圧ポンプ２０から吐出された油が供給通路４２、ポンプポート３６、第１切欠３２ａ、第１入出力ポート３５、第３切欠３２ｃ、第１タンクポート３４、排出通路４４を通じて油タンク４３に排出され、油圧ファンモータ１０が回転することはない。
【００２１】
方向切替弁３０の第３位置３０Ｃは、図４においてスプール３２がバネ部材３９の押圧力に抗し弁本体３１に対して最も左側に移動した状態である。この第３位置３０Ｃでは、第１切欠３２ａによって第１入出力ポート３５と第１タンクポート３４とを接続することにより油タンク４３に通じる排出通路４４と油圧ファンモータ１０の第１給排通路４０とを接続する。さらに、第２切欠３２ｂによって第２入出力ポート３７とポンプポート３６とを接続することにより油圧ポンプ２０の供給通路４２と油圧ファンモータ１０の第２給排通路４１とを接続した状態となる。すなわち、方向切替弁３０が第３位置３０Ｃにある場合には、油圧ポンプ２０から吐出された油が供給通路４２、ポンプポート３６、第２切欠３２ｂ、第２入出力ポート３７、第２給排通路４１及び第２給排ポート１２を通じて油圧ファンモータ１０に供給される。一方、油圧ファンモータ１０の第１給排ポート１１から吐出された油は、第１給排通路４０、第１入出力ポート３５、第１切欠３２ａ、第１タンクポート３４及び排出通路４４を通じて油タンク４３に排出される。これにより、方向切替弁３０が第２位置３０Ｂにある場合には、油圧ファンモータ１０が逆転される。
【００２２】
方向切替弁３０が第１位置３０Ａにある場合にスプール３２が第２位置３０Ｂに向けて移動すると、スプール３２が第２位置３０Ｂに至る以前、つまりポンプポート３６と第２入出力ポート３７とが接続する以前において、第１入出力ポート３５と第１タンクポート３４とが第３切欠３２ｃによって接続する状態となる。図には明示していないが、第３切欠３２ｃは、第１入出力ポート３５から第１タンクポート３４に至る油の通過流量が、スプール３２の第１位置３０Ａから第２位置３０Ｂに向かう移動量に応じて漸次増大するように構成してある。従って、油圧ファンモータ１０の正転時においてスプール３２を第２位置３０Ｂに向けて移動させると、第１入出力ポート３５から油圧ファンモータ１０に供給される油の流量が減少することになり、方向切替弁３０が流量制御弁として機能する。第１入出力ポート３５から油圧ファンモータ１０に供給される油の流量は、図５に示すように、スプール３２の第１位置３０Ａから第２位置３０Ｂに向かう移動量に応じて減少することになる。つまり、上記油圧モータ駆動装置では、油圧ファンモータ１０へ流入する油の量を油タンク４３にバイパスすることで、油圧ファンモータ１０への油の量を制御するようにした、いわゆるブリードオフ制御を行うようにしている。
【００２３】
一方、上記油圧モータ駆動装置には、図１に示すように、電磁比例制御弁（以下、「ＥＰＣ弁５０」という）が設けてある。ＥＰＣ弁５０は、図１及び図２に示すように、コントローラ６０から与えられた制御信号に従って移動する電磁式の制御スプール５１を備えたもので、この制御スプール５１の位置に応じて元圧ポート５２、出力圧ポート５３及びドレンポート５４の接続態様を切り替えるものである。ＥＰＣ弁５０の元圧ポート５２は、供給通路４２から分岐した元圧通路５５を介して油圧ポンプ２０の吐出ポート２１に接続してある。ＥＰＣ弁５０の出力圧ポート５３は、出力圧通路５６を介して制御圧力室（制御圧力ポート）５７に接続してある。制御圧力室５７は、図２〜図４において右側に位置するスプール３２の他端面が臨む密閉空間である。ドレンポート５４は、ドレン通路５８を介して油タンク４３に接続してある。
【００２４】
尚、図１中の符号７０は、供給通路４２の圧力が予め設定した圧力を超えた場合に油を油タンク４３に排出するための安全弁である。
【００２５】
以下、ＥＰＣ弁５０の動作について説明し、併せて油圧モータ駆動装置の特徴部分についてさらに詳述する。
【００２６】
コントローラ６０から制御信号が与えられていない場合、ＥＰＣ弁５０は、内蔵された復帰バネ５９の押圧力によって制御スプール５１の位置が規定され、図１及び図２に示すように、元圧ポート５２とドレンポート５４とが互いに接続された状態となる。この結果、油圧ポンプ２０が駆動した場合にも、ＥＰＣ弁５０の出力圧ポート５３から油が吐出されることはなく、方向切替弁３０のスプール３２がバネ部材３９の押圧力により第１位置３０Ａに維持される。これにより、油圧ポンプ２０から吐出された油が第１給排通路４０を通じて油圧ファンモータ１０に供給され、油圧ファンモータ１０が正転してエンジンのラジエータ１が冷却されるようになる。
【００２７】
上述した状態において、例えば油圧ファンモータ１０の出力軸１３を検出対象として設けた回転センサ６１を介して冷却ファン２からラジエータ１に対する送風が過剰であると判断した場合、コントローラ６０は、ＥＰＣ弁５０に対して所定電流値の制御信号を与える。
【００２８】
コントローラ６０から制御信号が与えられたＥＰＣ弁５０では、復帰バネ５９の押圧力に抗して制御スプール５１が移動し、元圧ポート５２と出力圧ポート５３とが接続することにより、出力圧ポート５３から制御圧力室５７に対して油が吐出される。尚、ＥＰＣ弁５０では、コントローラ６０から与えられた電流値に応じて制御スプール５１が移動することになり、出力圧ポート５３から吐出される油の流量がコントローラ６０から与えられた電流値に応じたものとなる。
【００２９】
出力圧ポート５３から制御圧力室５７に圧力が与えられると、方向切替弁３０のスプール３２がバネ部材３９の押圧力に抗して第１位置３０Ａから第２位置３０Ｂに向けて移動することになり、油圧ファンモータ１０に対する油の供給量が減少する。従って、冷却ファン２の回転数が小さくなり、ラジエータ１に対する送風量を減らすことができるようになる。
【００３０】
上述した状態からさらにＥＰＣ弁５０に対する制御信号の電流値を増やすと、やがて方向切替弁３０のスプール３２が第２位置３０Ｂとなり、油圧ファンモータ１０に対する油の供給が停止して冷却ファン２からラジエータ１に対する送風も停止することになる。
【００３１】
第２位置３０Ｂの状態からさらにＥＰＣ弁５０に対して電流値の大きな制御信号を与えると、方向切替弁３０のスプール３２が第３位置３０Ｃとなる。この状態においては、油圧ポンプ２０から吐出された油が第２給排通路４１を通じて油圧ファンモータ１０に供給され、油圧ファンモータ１０が逆転することになる。従って、例えばラジエータ１に対して逆方向に空気を通過させ、ゴミを除去することができるようになる。
【００３２】
上述した動作の間、上記油圧モータ駆動装置によれば、ＥＰＣ弁５０の出力圧ポート５３から吐出される油の流量に従って方向切替弁３０を動作させるようにしているため、ＥＰＣ弁５０としては方向切替弁３０のスプール３２を動作させるだけの油を供給できるものを適用すれば良い。従って、装置の大型化を招来することなく方向切替弁３０を介して油圧ファンモータ１０の駆動を正確に制御することが可能となる。
【００３３】
尚、上述した実施の形態では、流量制御弁として機能する方向切替弁３０を適用した油圧モータ駆動装置を例示しているが、必ずしも方向切替弁３０である必要はなく、流量制御機能のみを有した弁であれば良い。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、冷却ファン２が取り付けられた油圧ファンモータ１０を駆動するための駆動装置を例示しているが、適用対象は油圧ファンモータに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態である油圧モータ駆動装置の油圧回路図である。
【図２】図１に示した油圧モータ駆動装置の要部を示す断面図である。
【図３】図１に示した油圧モータ駆動装置の要部を示す断面図である。
【図４】図１に示した油圧モータ駆動装置の要部を示す断面図である。
【図５】図１に示した油圧モータ駆動装置で適用する流量制御弁のスプールストロークと油圧ファンモータの回転数（流量）との関係を例示するグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０      油圧ファンモータ
２０      油圧ポンプ
３０      方向切替弁
３０Ａ      第１位置
３０Ｂ      第２位置
３０Ｃ      第３位置
３２      スプール
３９      バネ部材
４０      第１給排通路
４１      第２給排通路
４２      供給通路
４３      油タンク
４４      排出通路
５０      ＥＰＣ弁
５１      制御スプール
５２      元圧ポート
５３      出力圧ポート
５４      ドレンポート
５７      制御圧力室
【図１】
2009162350.tif 000003
【図２】
2009162350.tif 000004
【図３】
2009162350.tif 000005
【図４】
2009162350.tif 000006
【図５】
2009162350.tif 000007