JPH0754026Y2 - 油圧モータの油圧回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、走行用あるいは旋回
用油圧モータの油圧回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ホイール式油圧ショベルなどの
ように走行可能とされた作業機械においては、その走行
に油圧モータが用いられており、この油圧モータの駆動
回路には図２に示すような油圧回路が用いられていた。

【０００３】この油圧回路は、作業機械の各種のアクチ
ュエータを駆動する油圧ポンプ１Ａ，１Ｂと、この油圧
ポンプ１Ａ，１Ｂからの圧油の供給を各アクチュエータ
毎に制御するコントロールバルブの集合体である多連コ
ントロールバルブ２Ａ，２Ｂと、多連コントロールバル
ブ２Ａ，２Ｂの走行用コントロールバルブ３ａ，３ｂに
より駆動制御される走行用モータ４からなり、走行モー
タ４の主管路５Ａ，５Ｂには、クロスオーバリリーフバ
ルブ６、カウンタバランスバルブ７、メイクアップバル
ブ８が接続されている。さらに、メイクアップバルブ８
とタンク１０とが外部メイクアップ回路１２により接続
され、コントロールバルブ２Ａの戻り油管路にはオイル
クーラ１１が設けられている。

【０００４】以上のような構成において、コントロール
バルブ３ａ，３ｂを「イ」の位置に操作すると、油圧ポ
ンプ１の油は各コントロールバルブを出て合流し、その
圧力により「イ」の位置に切換えられたカウンタバラン
スバルブ７を通り、主管路５Ａから走行モータ４に供給
され、走行モータ４を駆動する。一方、走行モータ４か
らの戻り油は、主管路５Ｂから「イ」の位置に切換わっ
ているカウンタバランスバルブ７、各コントロールバル
ブ３ａ，３ｂを通り、各戻り油はオイルクーラ１１を経
て、あるいは直接タンク１０に戻される。これにより、
走行モータ４は正転し、作業機械（走行車両）は前進す
る。なお、後進の場合は逆の動作が行なわれる。

【０００５】走行中の車両を減速するため、コントロー
ルバルブ３ａ，３ｂを操作して走行モータ４への供給油
量を減少させると、主管路５Ａの圧力が低下し、カウン
タバランスバルブ７はそのばね力により中立位置に戻
り、走行モータ４の回路を全閉する。この状態におい
て、走行モータ４は走行中の慣性により回転を継続しよ
うとするので、主管路５Ｂには高圧のブレーキ油圧が発
生し、走行モータ４は減速し、この状態が続けば車両は
停止する。

【０００６】また、車両が坂道を降坂する場合、走行モ
ータ４は外力により回転せしめられ、油圧ポンプ１から
の供給油量が不足する。これにより主管路５Ａの圧力が
低下し、減速の場合と同様に、カウンタバランスバルブ
７により走行モータ４の回路が全閉し、主管路５Ｂ側が
高圧となり、走行モータ４は減速する。この減速によ
り、供給油量の不足がなくなると、主管路５Ａの圧力は
再び増加し、カウンタバランスバルブ７は「イ」の位置
に切換えられ、走行モータ４は回転を続ける。このよう
な動作の繰り返しにより、車両降坂の場合の逸走が防止
される。

【０００７】ここで、減速および降坂の場合、カウンタ
バランスバルブ７が閉じて走行モータ４が減速すると
き、走行モータ４にキャビテーションが発生し、走行モ
ータの寿命低下や異常騒音の原因となる。メイクアップ
バルブ８および外部メイクアップ回路１２はこれを防止
するためのものであり、主管路５Ａに圧力低下が生じる
と、タンク１０から油が外部メイクアップ回路１２，メ
イクアップバルブ８を経て主管路５Ａに吸い込まれ、油
量不足を補いキャビテーションの発生を防止している。

【０００８】ところが、近年、車両の重量が増加し、ま
たその速度が高速化する傾向にあり、このような場合、
減速時または降坂時における走行モータ４の入口での不
足の油量も増大することになり、外部メイクアップ回路
１２，メイクアップバルブ８によるタンク１０からの吸
込みだけでは、不足油量を補うことができず、キャビテ
ーションの発生を防止することができなくなるという問
題が生じていた。

【０００９】このような問題点を解消するため、本出願
人は先に特開昭６１−６０３２７号（特願昭５９−１８
０７１６号）公報に新しい油圧回路を提案した。この油
圧回路は、図３に示すように、走行モータ４の戻り油管
路中にリストリクションバルブ１６を設け、このリスト
リクションバルブ１６の入口側とメイクアップバルブ８
とをメイクアップ管路１７で接続し、車両の減速時や降
坂時に走行モータの吐出油を主管路５Ａへ押し込み不足
油量を補うようにしたものである。なお、この油圧回路
では、クロスオーバリリーフバルブ６，カウンタバラン
スバルブ７の代りにリリーフ弁１３、チェック弁付可変
絞り弁１４が用いられる。このチェック弁付可変絞り弁
１４は主管路５Ｂに設けられ、チェック弁１４ａと主管
路５Ａの圧力により絞り量が変化する可変絞り弁１４ｂ
とで構成されている。

【００１０】このような油圧回路の動作を詳述すると、
まず車両の平地走行時、油圧ポンプ１からコントロール
バルブ３を経て供給された圧油により走行モータ４が回
転駆動されるとともに主管路５Ａの圧力により可変絞り
弁１４が全開となる。主管路５Ｂに吐出された吐出油
は、全開の絞り弁１４および各コントロールバルブ３
ａ，３ｂを通り管路１５で合流する。この合流した吐出
油はメイクアップ管路１７を通ってメイクアップバルブ
８に達するが、通常走行時には主管路５Ａ，５Ｂの圧力
がリストリクションバルブ１６の設定圧以上であるの
で、メイクアップバルブ８は開かず、リストリクション
バルブ１６が開き、吐出油全量がオイルクーラ１１を通
ってタンク１０に戻される。これにより、走行モータ４
は正転し、車両は前進する。車両後進の場合は走行モー
タ４における油の流れの方向が逆になるだけである。た
だし、後進時の主管路５Ａの圧力が低いため可変絞り弁
１４ｂは絞られた状態にあるが、圧油はチェック弁１４
ａを通るので、走行モータ４の駆動に支障はない。

【００１１】減速時および降坂時には、走行モータ４
が、車両の慣性や坂道の勾配による重量分力等の外力に
より回転せしめられ、ポンピング現象により油圧ポンプ
１Ａ，１Ｂからの供給油量が不足するから主管路５Ａの
圧力が低下する。この結果、メイクアップバルブ８が開
き、走行モータ４から吐出された油が管路１５、メイク
アップ管路１７、メイクアップバルブ８、主管路５Ａを
経て走行モータ４に不足油量だけ供給される。

【００１２】この場合、モータ戻り油のうちメイクアッ
プバルブ８を通る油以外の油（余剰油）はその圧力によ
りリストリクションバルブ１６を開いてタンク１０へ戻
されるので、メイクアップバルブ８を通って走行モータ
４に供給される油は、リストリクションバルブ１６の設
定圧力とほぼ同じ圧力で主管路５Ａに押し込まれること
になる。ここで、余剰油の量は油圧ポンプ１の吐出油量
にほぼ等しい量（走行モータ４，コントロールバルブ３
等からの洩れ量分だけ少ない量）である。なお、車両の
減速時や降坂時、主管路５Ａの圧力が低下すると、可変
絞り弁１４ｂが絞られる。このため、主管路５Ｂの圧力
は上昇し、これがブレーキ油圧となって車両を減速させ
る。特に降坂時においては、車両の減速による主管路５
Ａの圧力上昇、可変絞り弁１４ｂの全開、主管路５Ａの
圧力低下、可変絞り弁１４ｂの絞り、車両の減速という
動作が繰り返され、車両の逸走を防止することができ
る。

【００１３】ところで、図２の油圧回路では、ブレーキ
油圧を発生させるためカウンタバランスバルブが用いら
れており、これは主管路５Ａ，５Ｂを全閉，全開（Ｏ
Ｎ，ＯＦＦ）する構造であるので、発進，降坂，高速か
らの減速が、全閉時，全開時のショックにより滑らかに
行なわれず、乗心地が極めて悪く、運転感覚の点でも問
題があった。しかしながら、図３の油圧回路であれば、
可変絞り弁１４ｂの絞りを、最大絞り時においても可変
絞り弁１４ｂを全閉とせず必要最小限の絞りに調節して
おけば、コントロールバルブの全閉時、全開時における
ショックを抑制することができ、前述のような欠点を除
去することができる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上述した新し
い油圧回路は、上部旋回体１２に油圧モータを設置し、
モータ駆動力を機械的に下部走行体まで伝達する車両に
は効果があるものの、走行モータ４を下部走行体に設
け、上部旋回体にタンク１０，油圧ポンプ１Ａ，１Ｂ，
コントロールバルブ２Ａ，２Ｂを設置した作業車両では
キャビテーションが充分に防止できないおそれがあっ
た。すなわち、ホイール式の車両のように走行モータ４
に大流量の油を供給する場合、走行モータ４と上部旋回
体の各種油圧機器とを回転継手を介してかなり長い管路
にて接続しているから、図３に示す回路ではキャビテー
ションが充分に防止できなかった。さらに、高速走行か
ら減速する場合、走行する車体のエネルギを油圧の力で
下げようとするためにエネルギを熱に変換させる必要が
あり、走行系油圧回路が過熱することとなる。走行モー
タを下部走行体に配置した場合には、この発熱が走行モ
ータとクロスオーバリリーフ弁まわりに蓄熱される。す
なわち、クロスオーバリリーフ弁で発熱した油を走行モ
ータが再度吸込み、それをさらにモータが吐出してまた
クロスオーバリリーフ弁に入るといったサイクルで等比
級数的に過熱が進む。

【００１５】本考案の目的は、キャビテーション及び油
圧回路の過熱を防止した油圧モータの油圧回路を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１によ
り本考案を説明すると、本考案は、慣性体４０を駆動す
る油圧モータ２７へ第１の油圧源２１の吐出油をコント
ロールバルブ２３を介して供給するとともに、前記油圧
モータ２７の入口管路圧２６Ａが所定圧力以下になると
チェックバルブ３７を介して圧油補給手段３１，３５か
らの圧油を前記入口管路２６Ａに流入させるようにした
油圧モータの油圧回路に適用される。そして、上記目的
は、前記コントロールバルブ２３に、中立位置におい
て、前記油圧モータ２７の入出力管路２６Ａ，２６Ｂを
絞りを介して連通する中立絞り２３ａを設けることによ
り達成される。

【００１７】

【作用】減速時などに油圧モータ２７の入口管路２６Ａ
が低下すると、圧油補給手段３１，３５からチェックバ
ルブ３７を介して圧油が供給されるとともに、コントロ
ールバルブ２３の中立絞り２３ａを介しても油圧モータ
入口管路２６Ａに油が補給される。また、第２の油圧源
３１の吐出油の圧力は圧力低減弁３５で低減され、減速
時などにその出力油が油圧モータ入口管路２６Ａに補給
される。

【００１８】

【実施例】図１は本考案をホイール式油圧ショベルに適
用した一実施例を示す。油圧ポンプ２１は管路２２を介
してコントロールバルブ２３の入口ポートと接続され、
コントロールバルブ２３のサービスポートは管路２４
Ａ，２４Ｂを介してカウンタバランスバルブ２５と接続
され、更にカウンタバランスバルブ２５は入口側管路２
６Ａおよび出口側管路２６Ｂを介して走行モータ２７に
接続されている。両管路２６Ａと２６Ｂとの間には、管
路２６Ｂから管路２６Ａへの流れを許容するようにクロ
スオーバリリーフバルブ２８が設けられている。コント
ロールバルブ２３は、「イ」，「ロ」，「ハ」の３位置
に切換え可能で、中立位置「ロ」では管路２４Ａ，２４
Ｂを中立絞り２３ａを介して連通させる。油圧ポンプ３
１は管路３２を介して切換弁３３の入口ポートと接続さ
れ、その出口ポートは管路３４，減圧弁３５，管路３
６，チェック弁３７を介して走行モータ２７の入口側の
管路２６Ａと接続されている。切換弁３３は、「イ」，
「ロ」の２位置に切換え可能で、走行時には位置「イ」
に、作業時には位置「ロ」に切り換えられる。チェック
弁３７は減圧弁３５から管路２６Ａへの圧油の流れを許
容し、管路２６Ａから減圧弁３５への圧油の流れを禁止
している。したがって、切換弁３３が走行位置「イ」に
ある時には、減圧弁３５の吐出油がチェック弁３７を通
って管路２６Ａに常時供給されるので、減圧弁３５の吐
出圧力は、走行モータ２７が回転しないような低圧力
（例えば１０kg・ｆ／cm²）に設定される。

【００１９】なお、２９，３８はそれぞれリリーフバル
ブ、３０はタンク、４０は走行モータ２７の出力軸に連
結された下部走行体などの慣性体を示す。また、ＲＪは
回転継手であり、回転継手ＲＪより上に描かれた各機器
は上部旋回体に設置され、下側に描かれた各機器は下部
走行体に設置され、上部旋回体側の管路２４Ａ，２４Ｂ
と下部走行体側の管路とがこの回転継手を介して接続さ
れる。また、管路３４は図示せぬシリンダに、減圧弁３
５は、走行時に下部走行体の車軸のショックアブソーバ
として機能して作業時にその車軸をロックする一対のラ
ムシリンダ（図示省略）にそれぞれ接続されている。

【００２０】次に、この油圧回路の動作を説明する。 （１）前後進時 コントロールバルブ２３を「イ」に、切換弁３３を
「イ」に切り換える。油圧ポンプ２１の吐出油が、管路
２２，コントロールバルブ２３，管路２４Ａを経てカウ
ンタバランスバルブ２５に達すると、カウンタバランス
バルブ２５は「イ」に切換わり、圧油は「イ」位置のカ
ウンタバランスバルブ２５，管路２６Ａを介して走行モ
ータ２７の入口ポートに達し、走行モータ２７が矢印方
向に回転して車両が前進する。コントロールバルブ２３
を「ハ」に切り換えると逆の経路で圧油が走行モータ２
７の出口ポートに達して逆回転し、車両が後進する。

【００２１】（２）減速，降坂 前進走行中にコントロールバルブ２３を中立位置「ロ」
に切り換えると、入口管路２６Ａの圧力が低下してカウ
ンタバランスバルブ２５が「ロ」位置に切り換わる。こ
のため、管路２６Ｂが絞られるからその圧力が上昇しク
ロスオーバリリーフバルブ２８が開き、圧油が管路２６
Ｂから管路２６Ａに流れ込む。また、コントロールバル
ブ２３もその中立位置「ロ」では管路２４Ａと２４Ｂと
を中立絞り２３ａを介して連通するから、カウンタバラ
ンスバルブ２５からの戻り油は、管路２４Ｂ，コントロ
ールバルブ２３，管路２４Ａ，カウンタバランスバルブ
２５を介して管路２６Ａに流れ込む。更に、走行時には
油圧ポンプ３１からの圧油がチェック弁３７の入口側に
達しているから、管路２６Ａの圧力が管路３７の圧力が
低くなると、チェック弁３７を通って管路２６Ａに圧油
が流れ込む。

【００２２】このように、コントロールバルブ２３を中
立位置「ロ」に切り換えて減速する時には、矢印Ｓ１，
Ｓ２の経路を通って走行モータ２７の入口管路２６Ａに
圧油が補充されるとともに、矢印Ｓ３の経路から別設の
油圧ポンプ３１の吐出油が積極的に補充される。したが
って、下部走行体に設けられた走行モータ２７と上部旋
回体に設けられたタンク３０とがかなり離れている場合
でも、減速時には、走行モータ２７の入口側に確実に圧
油が供給され、キャビテーションが防止される。また、
上述の如く、減速時に車体の走行エネルギが油圧回路の
熱として発生して走行モータ２７とクロスオーバリリー
フ弁２８の近傍に蓄熱されるが、外部よりチェック弁３
７を通して低温の圧油を補給でき、また、Ｓ２の経路で
も油が流れるため、回路の過熱を防止することができ
る。さらに、減速時に油圧モータ２７の入出力管路２６
Ａと２６Ｂとが中立絞り２３ａを介して連通するから、
中立時に所望の油圧ブレーキが働き、適度な減速度を与
えることができる。

【００２３】なお、コントロールバルブ２３を「イ」と
「ロ」との中間位置に切り換えて減速する場合には、管
路２２と２４Ａとも連通されるので、上記経路Ｓ１〜Ｓ
３およびＳ４から走行モータ２７の入口管路２６Ａに油
が補充されるで、同様にキャビテーションが防止され
る。また、「イ」の位置での降坂時に、上述したように
走行モータ２７の入口管路２６Ａが低下すると経路Ｓ
１，Ｓ３から油が管路２６Ａに補充されるとともに、
「イ」位置にあるコントロールバルブ２３の経路Ｓ４か
らも補充されるので、同様にキャビテーションが防止さ
れる。

【００２４】本考案は、以上の実施例に限らず、種々の
形態の作業車両、例えば走行用油圧モータが上部旋回体
に設置されたものなどに用いることができる。また、走
行油圧モータ回路のみ成らず、旋回油圧モータ回路にも
適用できる。更に、減圧弁３５はこの考案に必須ではな
く、さらに、チェック弁３７をアキュームレータなどの
油圧ポンプ以外の油圧源と接続してチェック弁３７に常
時所定の圧油を供給するようにしても良い。

【００２５】

【考案の効果】本考案によれば、減速時などに油圧モー
タの入口管路が低下すると、圧油補給手段からチェック
バルブを介して圧油がモータ入口管路に補給されるとと
もに、コントロールバルブの中立絞りを介しても油圧モ
ータ入口管路に油が補給されるから、確実にキャビテー
ションを防止できる。このとき、単に油圧モータの入出
力管路をコントロールバルブを介して連通せず中立絞り
を介して連通するから、適度な減速度を得つつキャビテ
ーションを防止できる。さらに、コントロールバルブ経
由で油圧モータの戻り油が冷却されて戻り管路に補給さ
れるから、油圧回路の過熱もより一層防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す油圧回路図

【図２】従来のキャビテーション防止用の走行用油圧回
路図

【図３】従来のキャビテーション防止用の走行用油圧回
路図

【符号の説明】

２１，３１：油圧ポンプ ２２，２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ，３２，３４，
３６：管路 ２３：コントロールバルブ ２３ａ：中立絞り ２５：カウンタバランスバルブ ２７：走行モータ ２８：クロスオーバリリーフバルブ ３０：タンク ３３：切換弁 ３５：減圧弁 ３７：チェック弁

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 慣性体を駆動する油圧モータへ第１の油
   圧源の吐出油をコントロールバルブを介して供給すると
   ともに、前記油圧モータの入口管路圧が所定圧力以下に
   なるとチェックバルブを介して圧油補給手段からの圧油
   を前記入口管路に流入させるようにした油圧モータの油
   圧回路において、 前記コントロールバルブは、中立位置において、前記油
   圧モータの入出力管路を絞りを介して連通する中立絞り
   を具備することを特徴とする油圧モータの油圧回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の油圧回路において、 前記圧油補給手段は、前記油圧モータ以外のアクチュエ
   ータの圧油供給源である第２の油圧源と、この第２の油
   圧源の圧油の圧力を低減して前記チェックバルブに導く
   圧力低減弁とから成ることを特徴とする油圧モータの油
   圧回路。