(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧源と片回転油圧モータとが吐出側メイン回路と戻り側メイン回路とで接続され、各メイン回路の途中にカウンターバランス弁を切換自在に設け、カウンターバランス弁は吐出側メイン回路に開閉される吐出通路と、吐出通路の途中に設けたチェック弁とを備え、カウンターバランス弁の一側にはスプリングを設け、他側にこのスプリングと対向するパイロット回路を接続している油圧駆動装置に於て、カウンターバランス弁には上記チェック弁の上流側に接続された分岐通路を設け、上記戻り側メイン回路には戻り回路を接続し、この戻り回路の途中に戻り側メイン回路からのパイロット圧で切換って当該戻り側メイン回路からの油の流れを許容する高圧選択弁を設け、更に戻り回路には上記高圧選択弁の下流側においてバイパス回路を開閉自在に接続し、当該バイパス回路の他端を上記分岐通路に選択的に開閉させたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
油圧源と両回転油圧モータとが吐出側と戻り側とに選択的に利用される一対のメイン回路で接続され、各メイン回路の途中にカウンターバランス弁を切換自在に設け、カウンターバランス弁は各メイン回路に開閉される一対の吐出通路及び一対の戻り通路と、各吐出通路の途中に設けた一対のチェック弁とを備え、カウンターバランス弁の両側にはスプリングとパイロット回路とが設けられている油圧駆動装置に於て、カウンターバランス弁には上記チェック弁の上流側に接続された一対の分岐通路を設け、上記各メイン回路にはそれぞれ戻り回路を接続し、この戻り回路の途中に戻り側となるメイン回路からのパイロット圧で切換って当該メイン回路からの油の流れを許容する高圧選択弁を設け、更に各戻り回路には上記高圧選択弁の下流側においてバイパス回路を開閉自在に接続し、当該バイパス回路の他端を上記一対の各分岐通路に選択的に開閉させたことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項３】
油圧モータ制御用のブレーキシリンダが設けられ、カウンターバランス弁の分岐通路にブレーキシリンダ側回路に開閉自在に連通される補助通路を接続させることを特徴とする請求項１又は２の油圧駆動装置。
【請求項４】
高圧選択弁は一側にメイン回路からのパシロット圧を受けるパイロット回路と、このパイロット回路に対抗する他側のスプリングとが設けられていることを特徴とする請求項１，２又は３の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械の走行装置として利用される油圧モータの駆動に適用される油圧駆動装置に関し、特に油圧モータの停止時キャビテーションの発生を防止できる油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種、油圧モータの駆動装置としては、普通油圧モータが一対のメイン回路と、メイン回路の途中に設けたカウンターバランス弁と、ポートを介してポンプ及びタンクからなる油圧源に接続されている。更に二つのメイン回路間に戻り回路を設け、この戻り回路の途中に一対のチェック弁を開閉自在に設け、又上記戻り回路には二つのチェック弁間において低圧側回路を接続している。低圧回路にはモータからの漏れ回路が接続され、この低圧側回路はタンクポートを介してタンク側に接続している。
【０００３】
油圧モータを例えば正転側に駆動する場合には、切換弁（図示せず）を介してポンプポートをポンプ側に、他方のポンプポートをタンク側に接続し、ポンプポートより油圧を供給する。この時カウンターバランス弁がパイロット圧で切換わり、メイン回路から油圧が油圧モータに供給されてこれを正転方向に回転駆動し、油圧モータからの戻り油は他方のメイン回路、カウンターバランス弁、ポンプポートを介してタンク側に戻される。
【０００４】
切換弁を中立ポジションに切換えるとパイロット圧が無くなり、カウンターバランス弁は中立ポジションに戻り、圧油の供給が無くなるので油圧モータは停止する。
【０００５】
しかしながら、油圧モータの停止初期には慣性によって油圧モータが回転し、ポンプ作動する。この為、バキューム作用によるキャビテーションの発生を防止させるため、低圧側回路よりタンク側の油を吸い込み、戻り回路とチェック弁とメイン回路を介して作動油が油圧モータに供給されるようにしている。
【０００６】
しかし、この低圧側回路はドレンラインであることからあまり高圧にすることができず、必要な油圧と流量を確保するためには油圧モータだけでなく、回路やシステム全体を変更する必要がある。しかし、例えば小型建設機械の走行装置用の油圧駆動装置として使用する場合にはその機体の回路やシステムまでは変更することができず、油圧モータの減速フィーリングの向上やキャビテーションによる低騒音の発生を十分に行なうまでにはいたっていないのが現状である。
【０００７】
そこで、本特許出願人は、回路構成やシステム全体を大巾に変更することなく油圧モータの停止時におけるキャビテーションの発生を防止でき、その結果として油圧モータの減速フィリーングの向上と低騒音の発生の防止を併せて図れる油圧駆動装置を開発している。
【０００８】
この油圧駆動装置は図７の回路に示すように、油圧源ポートＰ１，Ｐ２と両回転油圧モータＭとが吐出側と戻り側とに選択的に利用される一対のメイン回路１，２で接続され、各メイン回路１，２の途中にカウンターバランス弁３を切換自在に設け、カウンターバランス弁３は各メイン回路１，２に開閉される一対の吐出通路１０，１１及び一対の戻り通路１２ａ，１２ｂと、各吐出通路１１，１２の途中に設けた一対の第１のチェック弁１３，１４とを備え、カウンターバランス弁３の両側にはスプリング１５，１６とパイロット回路１７，１８とが設けられている油圧駆動装置である。そして、カウンターバランス弁３には上記第１のチェック弁１３，１４の上流側に接続された一対の分岐通路２１，２２を設け、上記各メイン回路１，２にはそれぞれ戻り回路２３，２４を接続し、この戻り回路２３，２４の途中に各メイン回路１，２からの油の流れを許容する一対の第２のチェック弁２５，２６を設け、更に戻り回路２５，２６には上記第２のチェック弁２５，２６間においてバイパス回路２７を接続し、当該バイパス回路２７の他端を上記一対の各分岐通路２１，２２に選択的に開閉させたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記、図７の油圧駆動装置ではキャビテーションの発生を防止するものとしては極めて有効である反面、油圧モータの停止制御を行なうブレーキ機構を備えた油圧駆動装置として利用した時、次のような不具合がある。
【００１０】
即ち、上記の回路におけるバイパス回路２７にブレーキ機構におけるブレーキシリンダ側の回路を接続した場合、エンジン駆動時には油圧ポンプの吐出流量により回路内に圧力損失が発生して、この圧力がチェック弁２５，２６を介してブレーキ解除用のブレーキシリンダに作用し、ブレーキシリンダのばね力を低下させ、ブレーキトルクを減少させるおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、キャビテーションの発生を有効に防止すると共にブレーキシリンダを接続した場合であってもブレーキの能力を低下させない油圧駆動装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の一つの手段は、油圧源と片回転油圧モータとが吐出側メイン回路と戻り側メイン回路とで接続され、各メイン回路の途中にカウンターバランス弁を切換自在に設け、カウンターバランス弁は吐出側メイン回路に開閉される吐出通路と、吐出通路の途中に設けたチェック弁とを備え、カウンターバランス弁の一側にはスプリングを設け、他側にこのスプリングと対向するパイロット回路を接続している油圧駆動装置に於て、カウンターバランス弁には上記チェック弁の上流側に接続された分岐通路を設け、上記戻り側メイン回路には戻り回路を接続し、この戻り回路の途中に戻り側メイン回路からのパイロット圧で切換って当該戻り側メイン回路からの油の流れを許容する高圧選択弁を設け、更に戻り回路には上記高圧選択弁の下流側においてバイパス回路を開閉自在に接続し、当該バイパス回路の他端を上記分岐通路に選択的に開閉させたことを特徴とする。
【００１３】
同じく他の手段は、油圧源と両回転油圧モータとが吐出側と戻り側とに選択的に利用される一対のメイン回路で接続され、各メイン回路の途中にカウンターバランス弁を切換自在に設け、カウンターバランス弁は各メイン回路に開閉される一対の吐出通路及び一対の戻り通路と、各吐出通路の途中に設けた一対のチェック弁とを備え、カウンターバランス弁の両側にはスプリングとパイロット回路とが設けられている油圧駆動装置に於て、カウンターバランス弁には上記チェック弁の上流側に接続された一対の分岐通路を設け、上記各メイン回路にはそれぞれ戻り回路を接続し、この戻り回路の途中に戻り側となるメイン回路からのパイロット圧で切換って当該メイン回路からの油の流れを許容する高圧選択弁を設け、更に各戻り回路には上記高圧選択弁の下流側においてバイパス回路を開閉自在に接続し、当該バイパス回路の他端を上記一対の各分岐通路に選択的に開閉させたことを特徴とする。
【００１４】
この場合、油圧モータ制御用のブレーキシリンダが設けられ、カウンターバランス弁の分岐通路にブレーキシリンダ側回路に開閉自在に連通される補助通路を接続させるのが好ましい。
【００１５】
同じく、高圧選択弁は一側にメイン回路からのパシロット圧を受けるパイロット回路と、このパイロット回路に対抗する他側のスプリングとが設けられているのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にもとづいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る油圧回路を示し、図２乃至図５はこの油圧回路を利用した具体的な油圧駆動装置の構造を示す。
【００１８】
図１は、建設機械の走行装置の駆動に利用する正転，逆転可能な両回転油圧モータの駆動装置である。但し油圧モータが片回転の場合には、図１の油圧回路における各一対の部材を一つだけ使用することにより実施可能である。
【００１９】
図１に示す油圧駆動装置用油圧回路は、油圧源と両回転油圧モータＭとが吐出側と戻り側とに選択的に利用される一対のメイン回路１，２で接続され、各メイン回路１，２の途中にカウンターバランス弁３を切換自在に設け、カウンターバランス弁３は各メイン回路１，２に開閉される一対の吐出通路１０，１１及び一対の戻り通路１２ａ，１２ｂと、各吐出通路１０，１１の途中に設けた一対の第１のチェック弁１３，１４とを備え、カウンターバランス弁３の両側にはスプリング１５，１６とオリフィス１９，２０を備えたパイロット回路１７，１８とが設けられているものである。
【００２０】
更にカウンターバランス弁３には上記第１のチェック弁１３，１４の上流側に接続された一対の分岐通路２１，２２と補助回路３１，３２とを設け、上記各メイン回路１，２にはそれぞれ戻り回路２３，２４を接続し、この戻り回路２３，２４の途中に各メイン回路１，２からのパイロツト圧で切換って当該戻り側のメイン回路１又は２からの油の流れを許容する高圧選択弁４を設けている。
【００２１】
更に戻り回路２３，２４には、上記高圧選択弁４の下流側においてバイパス回路２７を接続し、当該バイパス回路２７の他端を上記一対の各分岐通路２１，２２に選択的に開閉させるようにしている。
【００２２】
高圧選択弁４は中立ポジションと左右二つのポジションと両側に設けたスプリング５１，５２に対向してメイン回路１，２からのパイロット圧を受けるパイロット回路２３ａ，２４ａを備えている。更に各戻り回路２３，２４を切換時にバイパス回路２７に連通する通路５３，５４を備えている。更に油圧モータＭを制御するブレーキ機構のブレーキシリンダ５が設けられ、このブレーキシリンダ５は回路３３、カウンターバランス弁３、回路３４を介してドレーンラインＴ１，Ｔ２に接続されている。カウンターバランス弁３が切換った時ドレーンラインＴ１，Ｔ２は遮断され、ブレーキシリンダ５が補助回路３１又は３２に接続される。
【００２３】
尚、上記一対の戻り通路１２ａ，１２ｂの途中にはオリフィス２９，２８が設けられている。更に各メイン回路１，２のポンプポートＰ１，Ｐ２は切換弁を介してポンプ及びタンク側に選択的に接続されるようになっている。
【００２４】
次に、上記油圧回路による油圧駆動装置の作動について述べる。
【００２５】
図１の中立位置から切換弁を介してポンプＰ１をポンプ側にポンプポートＰ２をタンク側に接続すると一方のメイン回路１に圧油が供給されて油圧モータＭを例えば正転方向に回転し、油圧をモータＭから排出された戻り油が他方のメイン回路２を介してタンク側に戻される。
【００２６】
ポンプポートＰ１に圧油が供給されるとパイロット回路２３ａのパイロット圧で高圧選択弁４がスプリング５２に抗して圧側ポジションに切換わる。同様にパイロット回路１７のパイロット圧でカウンターバランス弁３がスプリング１６に抗して図に於て左側ポジションに切換わる。これにより左側ポジションの吐出通路１０がメイン回路１に接続され、分岐通路２１がバイパス回路２７に接続され、補助通路３１が回路３３に接続し、他方のメイン回路２に戻り通路１２ａが連通する。従ってポンプポートＰ１からの圧油が吐出通路１０ー第１のチェック弁１３−メイン回路１を介して油圧モータＭに供給され、この油圧モータＭを正転方向に回転させる。油圧モータＭからの戻り油は他方のメイン回路２−戻り通路１２ａ−オリフィス２８−ポンプポートＰ２を介してタンク側に戻される。
【００２７】
他方補助回路３１に導かれた油は回路３３を介してブレーキシリンダ５に導入されブレーキを解除している。油圧モータＭを逆転方向に回転駆動する場合にはポンプポートＰ２に圧油を供給し、ポンプポートＰ１をタンク側に接続させる。作動は上記の場合と逆になるだけで同じである。
【００２８】
上記の定常回転作動中に油圧モータＭを停止させる場合には切換弁を中立状態に戻し、タンクポートＰ１，Ｐ２を油圧源から遮断する。この為パイロット回路１７からのパイロット圧が無くなり、カウンターバランス弁３は右側のスプリング１６の復元力で図１の中立状態に順次戻される。この際、ある時間はバイパス回路２７が第１の分岐通路２１に連通している。従って油圧モータＭは減速されながら回転が停止する方向に移行するが、油圧源を遮断した初期には慣性によって回転しており、ある時間ポンプ作動し、メイン回路１側が減圧されて負圧ぎみとなり、他方のメイン回路２にオリフィス２８により圧力が生じて高圧となる。又この圧力で油圧モータＭに減速トルクが発生する。この為メイン回路２内の内圧がパイロット回路２４ａを介してパイロット圧として作用し、高圧選択弁４を右側のポジションに切換え、戻り回路２４をバイパス回路２７に接続する。この為、メイン回路２内の圧油が戻り回路２４−バイパス回路２７−分岐通路２１−吐出通路１０−第１のチェック弁１３を介してメイン回路１に供給され、メイン回路１の圧油が油圧モータＭに循環して供給されるのでメイン回路１内の負圧の発生が防止され、キャビテーションの発生を防止する。同様に補助通路３１、回路３３を介して圧油がブレーキシリンダ５にも導かれており、ブレーキ解除を保持している。
【００２９】
図２は、図１の油圧回路の実施に適用される一実施の形態を示す。以下にその構造の詳細を説明するが、図１の部材に対応するものは同一の符号を付すものとする。
【００３０】
バルブボティ３０内に油圧源側のポンプポートＰ１，Ｐ２と油圧モータＭに接続される一対のメイン回路１，２たる通路を形成している。バルブボティ３０には上記メイン回路１，２と直交して連通する弁孔４０を形成し、この弁孔４０内に上記メイン回路１，２を開閉自在に切換えるカウンターバランス弁３を摺動自在に挿入している。
【００３１】
同じくバルブボディ３０内にはカウンターバランス弁３と弁孔４０を介してメイン回路１，２側にそれぞれ連通する一対の戻り回路２３，２４たる通路２３，２４と、この戻り回路２３，２４に接続されるバイパス回路２７たる通路２３が形成されている。
【００３２】
各戻り回路２３，２４の途中にはスプール型の高圧選択弁５が移動自在に挿入され、この高圧選択弁５の本体には左右のパイロット回路２３ａ，２４ａが形成され、同じく本体の左右にスプリング５１，５２が介装されている。
【００３３】
カウンターバランス弁３は中空なスプール４１と、スプール４１内に形成した吐出通路１０及び戻り通路１２ａと、吐出通路１０と戻り通路１２ａ内に開閉自在に挿入された弁体とスプリングとからなる一対の第１のチェック弁１３，１４とが設けられ、更に上記スプール４１には第１のチェック弁１３，１４より上流において吐出通路１０と戻り通路１２ａをそれぞれ上記バイパス回路２７に開閉させる一対の分岐通路２１，２２が形成されている。
【００３４】
上記吐出通路１０と戻り通路１２ａとは選択的に吐出側と戻り側に使用され、例えば図２においてスプール４１が右側に移動している時は吐出通路１０に圧油が供給されている状態であり、戻り通路１２ａがタンク側に接続されて圧油が戻される状態となる。
【００３５】
バルブボディ３０内にはスプール３２の両側において一対の圧力室４３，４４が区画され、この各圧力室４３，４４はパイロット回路１７，１８を介してそれぞれポンプポートＰ１，Ｐ２側のメイン回路１，２に連通しており、各パイロット回路１７，１８内にはそれぞれオリフィス１９，２０が設けられている。更にスプール３２の両側には上記圧力室４３，４４内において一対のスプリング１５，１６が設けられている。
【００３６】
次に、作動について図３乃至図５にもとづいて説明する。
【００３７】
図１の状態はカウンターバランス弁３が中立状態に保持され、圧油は供給されず油圧モータＭは第１のチェック弁１３，１４でブロックされて停止している。この状態から、図２に示すように、ポンプポートＰ１をポンプ側にポンプポートＰ２をタンク側に接続すると、メイン回路１に圧油が供給される。この為パイロット回路１７を介して圧側の圧力室４３にパイロット圧が作用し、スプール４１は右側のスプリング１６に抗して右方向に移動し、図３の位置を経て図４の位置まで右行する。この状態では一方の吐出通路１０が左側の分岐通路２１を介してバイパス回路２７に開口し、他方の右側戻り通路１２ａが右側の分岐通路２２を介して戻り側のメイン回路２に開口する。この場合、右側の分岐通路２２とメイン回路２との間にはスプール４１のランドによって絞り２８が形成される。
【００３８】
他方、左側の吐出通路１０内に圧油が導かれるとその油圧で左側の第１のチェック弁１３が開き、圧油を油圧モータＭの流入側メイン回路１に導く。同時に吐出通路１０内の圧油は分岐通路２１を介してバイパス回路２７に導き、補助通路３１を介してブレーキシリンダ５に導かれる。更にメイン回路１の圧油は戻り回路２３を介してパイロット回路２３ａにも導かれ、高圧選択弁４を右側に移動し、バイパス回路２７を戻り回路２３に接続する。従って、メイン回路１の圧油で油圧モータＭが正転方向に回動し、油圧モータＭから戻された圧油は他方のメイン回路２−オリフィス２８−分岐通路２２−戻り通路１２ａ−ポンプポートＰ２を介してタンクに戻される。
【００３９】
上記の作動中、油圧モータＭを停止する場合にはポンプポートＰ１，Ｐ２を油圧源から遮断する。しかしこの時、例えば切換弁が完全に中立位置に戻るまでのある時間帯では図４，図５のようにスプール３２はまだ右側に位置しており、左側の第１のチェック弁１３を開き、油圧モータＭは減速しながら停止状態に移行する。しかるに、油圧モータＭが減速し始めると、ポンプ作動が発生し、一方のメイン回路１が減圧され、他方のメイン回路２内はオリフィス２８により高圧となる。この為、この高圧された圧油が戻り回路２４からパイロット回路２６を介して高圧選択弁４の右側に作用し、これを左行させる。従って、図４に示すように、一方のメイン回路２内の圧油は戻り回路２４−バイパス回路２７−分岐通路２１−吐出通路１０−第１のチェック弁１３を介して他方のメイン回路１に循環しながら供給され、メイン回路１内の負圧を防止し、キャビテーションの発生を防止する。この状態がすぎると、図５に示すように、右側のスプリング１６によってスプール４１が元の位置の方向に移動し、図１の状態に戻され、油圧モータＭは完全にブロックされて停止する。
【００４０】
図６は本発明の他の実施の形態に係り、これはブレーキ機構を設けていない油圧駆動装置を示し、従って、ブレーキシリンダ５に接続する回路３３が設けられている。その他の構造，作用，効果は、図１の実施の形態と同じである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果がある。
【００４２】
(1) 各請求項の発明によれば、ポンプ停止作動時に戻り側のメイン回路の圧油を供給側のメイン回路に循環に供給しているので、十分な圧力と流量が供給され、負圧によるキャビテーションの発生を防止でき、併せて油圧モータの減速フィーリングの向上と低騒音の発生を防止が図れる。
【００４３】
(2) 更に油の補給をするために大きな回路、システム内の構造の変更がなく、カウンターバランス弁をそのまま利用すると共に若干のバイパス回路を設けただけであるから加工性，組付性も良く、小型建設機械の走行装置に対応できる。
【００４４】
(3) 請求項３の発明によれば、ブレーキシリンダが設けられている時であっても、このブレーキシリンダには高圧選択弁によって背圧が作用するのを防止でき、ブレーキ力を低下させるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る油圧駆動装置の回路図である。
【図２】図１の回路に基づく油圧駆動装置の縦断正面図である。
【図３】図２の油圧駆動装置における作動状態を示す縦断正面図である。
【図４】図２の油圧駆動装置における作動状態を示す縦断正面図である。
【図５】図２の油圧駆動装置における作動状態を示す縦断正面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る油圧駆動装置の縦断正面図である。
【図７】従来の油圧駆動装置の回路図である。
【符号の説明】
１，２  メイン回路
３  カウンターバランス弁
４  高圧選択弁
５  ブレーキシリンダ
１０，１１  吐出通路
１２ａ，１２ｂ  戻り通路
１５，１６  スプリング
１７，１８  パイロット回路
１９，２０  オリフィス
２１，２２  分岐通路
２３，２４  戻り回路
２７  バイパス回路
２８，２９  オリフィス
Ｍ  油圧モータ
Ｐ１，Ｐ２  ポンプポート
【図１】
0003840551.tif 000002
【図２】
0003840551.tif 000003
【図３】
0003840551.tif 000004
【図４】
0003840551.tif 000005
【図５】
0003840551.tif 000006
【図６】
0003840551.tif 000007
【図７】
0003840551.tif 000008