JP2984091B2 - 油圧モータの逆転防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械の旋回装置な
どに使用する油圧モータの運転停止直後の逆転防止手段
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばパワーショベルのように油圧モー
タで駆動する旋回装置を備えた建設機械においては、油
圧モータヘの作動油の出入りを遮断して運転を停止する
と、旋回装置が慣性力で旋回を続けようとするために図
４に示すように油圧モータの流出ポートの圧力が急上昇
し、流入ポートの圧力と逆転して旋回装置を逆方向に回
転させる、いわゆる揺戻り現象を起こすことがあった。
その場合には旋回装置は揺戻りが回路内の圧力漏れによ
り減衰するまで完全に停止せず、また停止位置も望む位
置からずれてしまう可能性があった。

【０００３】そこで、このような揺戻り現象を防止する
装置として例えば特公平２−５８４８１号が提案されて
いる。

【０００４】これは、油圧モータの流出ポートと流入ポ
ートとを連通する通路の途中にポート間の圧力の急激な
逆転に対応して開く遮断弁を設けるとともに、開いた遮
断弁がダンパ室のダンピング作用により一定時間経過後
に閉じるように構成したもので、旋回装置の逆転の初期
に遮断弁が短時間開いて油圧モータの流入、流出ポート
を連通することで揺戻りの原因となる圧力差が解消され
るようになっている。

【０００５】

【発明の課題】ところで、作動油は温度によって粘性が
変化するためにこのようなダンピング機構の作動時間も
作動油温度によって変化する。このため、低温時にはダ
ンピング時間が長くなって揺戻りの防止に必要な開弁時
間以上に遮断弁が開き続ける傾向がある。

【０００６】しかしながら、その場合に例えば傾斜地に
おいて旋回装置を振り上げた状態で油圧モータの運転を
停止すると、揺戻りを阻止した後に旋回装置の自重によ
り作動油が遮断弁を流通し、旋回装置が振り上げ位置か
ら動いてしまう恐れがあった。

【０００７】本発明は、以上の問題点を解決すべくなさ
れたもので、作動油温度に関係なく油圧モータの不都合
な動作を確実に防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を達成するための手段】本発明は、油圧モータの
流入ポートを油圧源に、流出ポートをタンクにそれぞれ
接続する一方、操作に応じてこれらの接続を遮断するメ
インバルブと、流入ポートと流出ポートの圧力が設定値
を上回ると流入ポートと流出ポートを連通するリリーフ
弁とを備え、リリーフ弁より低いサブリリーフ圧に設定
されたサブリリーフ弁と、サブリリーフ弁に直列に接続
するオリフィスとを介して流出ポートをドレーンに接続
するとともに、このサブリリーフ弁とオリフィスの間の
圧力と流入ポートの圧力との差が所定の領域にある時に
のみ流入ポートと流出ポートを連通するバイパス弁を前
記リリーフ弁と並列に備えている。

【０００９】

【作用】メインバルブを遮断すると油圧モータは回転を
いったん停止し、流入ポートと流出ポートの圧力逆転の
ために油圧モータは今度は逆方向へ回転し始める。

【００１０】この逆転に伴い、流出ポートの圧力が低下
してサブリリーフ弁とオリフィスの間の圧力と流入ポー
トの圧力の差がバイパス弁の設定作動領域に入ることで
バイパス弁が開く。その結果、流出ポートからバイパス
弁を介して作動油が流入ポートへ流出し、流入ポートと
流出ポートを同圧にして油圧モータの逆転を速やかに停
止させる。

【００１１】停止した油圧モータはサブリリーフ弁の開
弁圧以下の外圧に対しては停止状態を保持する。また、
バイパス弁が連通する圧力領域が比較的低圧のためオリ
フィスを大きめの断面にすることが可能であり、このた
めバイパス弁は温度変化に伴う作動油の粘性変化の影響
を受けにくくなる。

【００１２】

【実施例】図１〜図３に本発明の実施例を示す。

【００１３】図１は建設機械の旋回装置を駆動する両方
向型の油圧モータ１の駆動回路を示すもので、油圧モー
タ１は作動油の供給方向に応じて流入ポートと流出ポー
トを交替するポート２と３を備える。

【００１４】これらのポート２と３には通路４と５がそ
れぞれ接続され、メインバルブ２０がこれらの通路４と
５にポンプ２１とタンク２２を選択的に接続する。

【００１５】通路４と５は低圧時に作動油を補給すべく
それぞれチェック弁６と７を介してタンク２２に接続さ
れる。また、通路４と５の間にはリリーフ弁８と９が並
列に介装される。リリーフ弁８は通路４の一定限度以上
の高圧を反対側の通路５に解放し、リリーフ弁９は通路
５の同様の高圧を反対側の通路４に解放する。

【００１６】さらに、通路４と５は同一構成の逆転防止
装置１２と１３を介して相互に接続される。

【００１７】逆転防止装置１２は筒型のバルブハウジン
グ１５の内側にサブリリーフ弁１４とバイパス弁１７を
収装し、バルブハウジング１５にオリフィス１６を形成
したものである。

【００１８】サブリリーフ弁１４はバルブハウジング１
５の内側に導かれた通路４側の作動油に臨んでリリーフ
スプリング１８に支持される。

【００１９】オリフィス１６はサブリリーフ弁１４を通
過した作動油をドレーン１０を介してタンク２２に還流
する。

【００２０】また、バイパス弁１７はバルブハウジング
１５に摺動自由に収装されたスプール弁で、その両端に
臨んでバルブハウジング１５内に油室１１と１９が形成
される。油室１１にはサブリリーフ弁１４とオリフィス
１６の間の作動油が導かれ、油室１９は通路５に連通す
る。また、バイパス弁１７は油室１９内に配設されたス
プリング３０により油室１１側に向けて弾性支持され
る。

【００２１】バイパス弁１７は油室１１と油室１９及び
スプリング３０との圧力バランスに応じてバルブハウジ
ング１５内を軸方向に摺動する。そして、摺動位置に応
じて通路４をオリフィス３１を介して通路５に連通する
ボジションＢと、遮断するポジションＡ及びＣを切り換
える。これにより、バイパス弁１７は油室１１の圧力が
油室１９の圧力を上回り、かつその圧力差が所定の領域
にある時にのみ通路４と５を連通する。

【００２２】逆転防止装置１２は以上の構成により、図
２に示すように通路４とドレーン１０の間にサブリリー
フ弁１４とオリフィス１６を直列に介装し、通路４と５
をバイパス弁１７が接続する構造となる。

【００２３】逆転防止装置１３も逆転防止装置１２と全
く同様に構成され、逆転防止装置１２と逆向きに通路４
と５の間に介装される。

【００２４】次に作用を説明する。

【００２５】メインバルブ２０が通路４をポンプ２１
に、通路５をタンク２２に接続すると、油圧モータ１に
ポート２から作動油が流入し、油圧モータ１を回転させ
た後にポート３から通路５に流出する。

【００２６】加速状態では、通路４の圧力が高く、逆転
防止装置１２のサブリリーフ弁１４が開き、油室１１に
導かれたオリフィス１６とサブリリーフ弁１４の間の圧
力がバイパス弁１７に図１の下向きに作用する。

【００２７】一方、通路５には背圧が生じ、油室１９に
導かれたこの背圧とスプリング３０との合計圧力がバイ
パス弁１７に上向きに作用するがる、通路４の圧力が十
分に高圧であるためにバイパス弁１７はポジションＡに
保持され、通路４と５が連通することはない。

【００２８】逆転防止装置１３においては通路５に発生
する背圧がサブリリーフ弁１４のサブリリーフ圧に達し
ないため、バイパス弁１７はポジションＣに保持され
る。

【００２９】油圧モータ１が定常運転時に移行すると通
路４の圧力がサブリリーフ圧以下に低下し、逆転防止装
置１２のバイパス弁１７がポジションＣに切り替わる。

【００３０】また、通路５には加速運転時と同様の背圧
が作用するので逆転防止装置１３のバイパス弁１７はポ
ジションＣのままである。したがって、通路４と５は依
然として遮断状態を保つ。

【００３１】メインバルブ２０を遮断すると、通路４は
タンク２２に等しい圧力となり、慣性力で回り続けよう
とする油圧モータ１のために通路５が高圧化する。この
高圧により逆転防止装置１３のサブリリーフ弁１４が開
くが、通路５が一気に高圧化するので、バイパス弁１７
はポジションＡに切り換わり、通路４と５は遮断状態の
ままである。

【００３２】なお、通路５の高圧がリリーフ弁９のリリ
ーフ圧を上回ると、リリーフ弁９が開き、通路５の高圧
を通路４に解放する。このリリーフ弁９のブレーキ作用
により油圧モータ１は減速しながら回転し、やがて停止
する。

【００３３】この停止状態においても通路５は依然とし
て通路４より高圧であり、この圧力差により油圧モータ
１は逆転方向に付勢される。

【００３４】しかしながら、油圧モータ１が逆転を開始
して通路５の圧力が低下すると、逆転防止装置１３のバ
イパス弁１７に作用する油室１１の圧力が低下し、油室
１１の圧力と、油室１９及びスプリング３０の合計圧力
との差がバイパス弁１７の設定領域に入ることでバイパ
ス弁１７がポジションＢに切り換えられる。

【００３５】その結果、通路５の作動油がバイパス弁１
７を通って通路４に流出し、通路４と５を同圧化する。
このため、油圧モータ１の逆転は速やかに阻止される。

【００３６】通路４と５の圧力が等しくなることで、逆
転防止装置１３のバイパス弁１７はポジションＣに切り
換えられ、通路４と５が遮断されるので油圧モータ１は
以後停止位置に保持される。

【００３７】このようにバイパス弁１７は油室１１の圧
力低下によりポジションＢに切り換わり、圧力がさらに
低下することでポジションＣに切り換わるので、バイパ
ス弁１７のポジションＢの圧力領域は比較的低圧であ
り、したがってオリフィス１６の断面は大きめに設定す
ることができる。

【００３８】その結果、バイパス弁１７による逆転防止
機能は温度変化に伴う作動油の粘性変化の影響を受けに
くく、温度環境によらず好ましい逆転防止作用が得られ
る。

【００３９】また、停止状態で油圧モータ１に外力が作
用しても、サブリリーフ弁１４の設定リリーフ圧を越え
る圧力が作用しない限り、油圧モータ１は回転しない。
例えば、傾斜地で旋回装置を振り上げた状態では油圧モ
ータ１に旋回装置の自重による回転力が作用するが、サ
ブリリーフ圧をこの回転力より大きくしておくことで、
旋回装置の自重による旋回は十分に阻止できる。

【００４０】通路５に作動油を供給し、通路４をタンク
２２に接続して油圧モータ１を逆方向に回転駆動する場
合も、逆転防止装置１２が上記と同様に作動して停止操
作に伴う油圧モータ１の逆転を防止する。

【００４１】なお、図３に示すように、逆転防止装置１
２と１３のサブリリーフ弁１４とこれを支持するリリー
フスプリング１８をバイパス弁１７を構成するスプール
の内側に収装することもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明は、比較的低いサブ
リリーフ圧力で開くサブリリーフ弁とこれに直列するオ
リフィスとを介して流出ポートをドレーンに接続し、サ
ブリリーフ弁とオリフィスの間の圧力と流入ポートの圧
力の差が所定の領域にある時にのみ流入ポートと流出ポ
ートを連通するバイパス弁により油圧モータの逆転を防
止している。

【００４３】このため、バイパス弁を連通させる圧力領
域が比較的低圧となり、サブリリーフ弁に接続するオリ
フィスを大きめの断面にすることが可能なため、温度変
化による作動油の粘性変化がバイパス弁に及ぼす影響を
小さく抑えることができる。

【００４４】したがって、本発明を建設機械の旋回装置
に適用することにより、旋回装置を温度環境によらず望
む位置で確実に停止させることができる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す逆転防止装置の構造図で
ある。

【００４６】

【図２】同じく油圧回路図である。

【００４７】

【図３】本発明の別の実施例を示す逆転防止装置の構造
図である。

【００４８】

【図４】揺戻り現象を説明するグラフである。

【００４９】

【符号の説明】 １ 油圧モータ ２，３ ポート ８，９ リリーフ弁 １０ ドレーン １２，１３ 逆転防止装置 １４ サブリリーフ弁 １６ オリフィス １７ バイパス弁 ２０ メインバルブ ２１ 油圧ポンプ ２２ タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧モータの流入ポートを油圧源に、流
   出ポートをタンクにそれぞれ接続する一方、操作に応じ
   てこれらの接続を遮断するメインバルブと、流入ポート
   と流出ポートの圧力が設定値を上回ると流入ポートと流
   出ポートを連通するリリーフ弁とを備え、リリーフ弁よ
   り低いサブリリーフ圧に設定されたサブリリーフ弁と、
   サブリリーフ弁に直列に接続するオリフィスとを介して
   流出ポートをドレーンに接続するとともに、このサブリ
   リーフ弁とオリフィスの間の圧力と流入ポートの圧力と
   の差が所定の領域にある時にのみ流入ポートと流出ポー
   トを連通するバイパス弁を前記リリーフ弁と並列に備え
   たことを特徴とする油圧モータの逆転防止装置。