JPH0619389Y2 - 走行用油圧モ−タの油圧回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 この考案は、油圧により走行する車両における走行用油
圧モータの油圧回路に関するものである。

Ｂ．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第４図
に示すような油圧回路が用いられていた。

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
される走行モータ４からなり、走行モータ４の主管路５
Ａ，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。

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からの吐出油
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，３
ｂを通り、各吐出油はオイルクーラ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。

走行中の車両を減速するため、コントロールバルブ３
ａ，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。

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。

ここで、減速および降坂の場合、主管路５Ａの圧力が低
下してからカウンタバランスバルブ７が閉じて走行モー
タ４が減速するまでの間、走行モータ４の入口側では油
量が不足し、油圧は負圧となるので走行モータ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の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。

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の入口で不足する油量も増
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。

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５９−１８０７１６号）
公報に新しい油圧回路を提案した。

この油圧回路は、第５図に示すように、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１
３，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
ャック弁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。

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
て供給された油圧により走行モータ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３ａ，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１４ａを通るので、走行
モータ４の駆動に支障はない。

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１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。

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５Ａ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。

ところで、第４図の油圧回路では、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５を全閉，全開（ＯＮ，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、第５図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、カウンタバ
ランスバルブの全閉時，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。

Ｃ．考案が解決しようとする問題点 前述のような油圧回路であれば走行モータのキャビテー
ションを完全に防止し、走行モータの寿命低下や異常騒
音を防止することができるようになった。

しかし、このようなリストリクションバルブ１６は、車
両減速時および降坂時に走行モータへのポンプ供給油量
の不足を補いキャビテーション防止機能を果すが、通常
走行時に戻り管路１５にリストリクションバルブ１６の
設定圧力分の背圧が生じ、その分だけ走行モータ４のみ
ならず、走行以外のアクチュエータの有効圧力が減少す
るので、油圧回路の効率化が望まれている。

また、従来のリストリクションバルブ１６は、第６図に
示すように、ポペット１６ａをポペットスプリング１６
ｂにより弁座１６ｃに着座させる内部ドレン差圧型であ
るため、管路１５の圧力、すなわちリストリクションバ
ルブ１６の設定圧力は、ポペットスプリング１６ｂとポ
ペット１６ａの背圧（タンク１０側の回路圧力）によっ
て決まる。このため、流量の増減によりリストリクショ
ンバルブ下流のオイルクーラー１１などの圧損が変化す
るとその設定圧が変化するので、走行モータのメイクア
ップ回路が必要とする圧力に対し、実際のバルブの設定
圧力はその圧損分高目にすることが必要で、油圧回路の
効率をさらに悪くしている。

この発明の目的は、設定圧力を従来よりも低く設定し、
しかも必要時以外は全開可能なリストリクションバルブ
を用いることにより上述の問題点を解消した走行用油圧
モータの油圧回路を提供することにある。

Ｄ．問題点を解決するための手段 一実施例を示す第１図および第２図に対応づけて本考案
を説明すると、本考案にかかる油圧回路は、油圧源１
Ａ，１Ｂからの圧油をコントロールバルブ３ａ，３ｂを
介して供給されて駆動される走行用油圧モータ４と、こ
の走行用油圧モータ４の戻り管路１５中に設けられ戻り
管路１５を所定圧に設定可能なリストリクションバルブ
１８と、このリストリクションバルブ１８の入口側と接
続され、前記走行用油圧モータ４の主管路圧が戻り管路
圧よりも低いときに戻り管路１５内の圧油を前記主管路
５Ａ，５Ｂに流入させるメイクアップバルブ８と、キャ
ビテーションが起きる運転状態を検出する検出手段（１
９）とを備えると共に、前記リストリクションバルブ１
８はバランスピストン１８ａとパイロットポペット１８
ｅとを有し、前記検出手段が前記運転状態を検出してい
るとき、前記戻り管路圧が所定圧以上になりパイロット
ポペット１８ｅが開いて圧油が逃げるとバランスピスト
ン１８ａが開いて戻り管路中の圧油がタンクへ流れると
共に、前記検出手段が前記運転状態を検出していないと
き、前記戻り管路の圧力が前記所定圧未満でも前記バラ
ンスピストン１８ａが開放されるように構成したことを
特徴とする。

実用新案登録請求の範囲第２項に記載の油圧回路は、前
記パイロットポペット１８ｅから逃げる油を前記戻り管
路１５とは別の外部低圧管路に逃すように構成したこと
を特徴とする。

実用新案登録請求の範囲第３項に記載の油圧回路は、前
記検出手段として前記油圧モータ４の入口管路圧力５
Ａ，５Ｂで作動が制御される弁１８ｇを設け、前記弁１
８ｇは、前記入口管路圧力５Ａ，５Ｂが前記所定圧を越
えるとき、前記バランスピストン１８ａの後方室１８ｃ
を低圧管路に連通させ、所定圧以下のとき、前記後方室
１８ｃを前記低圧管路から遮断してその後方室１８ｃの
圧力を前記パイロットポペット１８ｅに作用させるよう
にしたことを特徴とする。

Ｅ．作用 走行モータ４の入口圧力がキャビテーションを起こすほ
どに低くなる運転状態を検出手段が検出すると、リスト
リクションバルブ１８により戻り管路１５の圧力が所定
の圧力にされる。すなわち、戻り管路１５の圧力により
パイロットポペット１８ｅが開き圧油がドレンすること
により初めてバランスピストン１８ａが開き、戻り管路
１５の圧油がタンク１０に戻る。このとき、戻り管路１
５の圧力は、パイロットポペット１８ｅを開放するため
に設定された圧力、すなわちリストリクションバルブ１
８の設定圧力に保持される。したがって、走行モータ４
の主管路５Ａ，５Ｂには所定圧力の圧油が充分に供給さ
れてキャビテーションが確実に防止される。

検出手段がキャビテーションを発生する運転状態を検出
しない時は、パイロットポペット１８ｅが開く前にバラ
ンスピストン１８ａが開くから、戻り管路１５の圧力を
低くできる。

また、パイロットポペット１８ｅから逃げる油が戻り管
路１５とは別の外部の低圧管路に逃げるので、すなわ
ち、リストリクションバルブ１８が外部ドレン絶対圧型
なので、走行モータ４の流量が変化してもリストリクシ
ョンバルブ１８の設定圧力は何ら影響を受けない。

更に、モータ入口管路圧力が所定圧を越える時、弁１８
ｇが作動して後方室１８ｃが低圧管路に連通し、バラン
スピストン１８ａは所定圧以下で開き、戻り管路１５の
圧力が低く保持できる。一方、モータ入口管路圧力が所
定圧以下の時、弁１８ｇが作動して後方室１８ｃを低圧
管路から遮断する。したがって、戻り管路１５にはパイ
ロットポペット１８ｅが開くだけの所定圧以上の背圧が
かかる。

Ｆ．実施例 第１図〜第３図により一実施例を説明する。なお、第４
図〜第６図と同様な部分には同一符号を付して説明を省
略する。

第１図，第２図に示すように、リストリクションバルブ
１８の構造を従来の内部ドレン差圧型から外部ドレン絶
対圧型として、リストリクションバルブ下流の回路圧損
による設定圧力の影響を抑制したものである。さらに、
走行モータ入口４ａの圧力、あるいは走行以外の作業用
コントロールバルブ、例えばコントロールバルブ３ｃの
操作により発生するパイロット圧力によりリストリクシ
ョンバルブ１８が全開となるようにし、走行時以外の各
アクチュエータの有効圧力の低減を防止したものであ
る。

このようなリストリクションバルブ１８について第２図
および第３図に基づいて説明する。

第２図に示すように、ボディー１８ｉに設けられた入口
ポートＡと出口ポートＢとはスプリング１８ｄにより付
勢されたバランスピストン１８ａにより遮断されてい
る。バランスピストン１８ａには絞り１８ｂが穿設さ
れ、入口ポートＡが、絞り１８ｂを介して、バランスピ
ストン１８ａの背面に形成した二次圧室１８ｃと連通さ
れる。この二次圧室１８ｃは、スプリング１８ｆにより
付勢され弁座１８ｋに着座するパイロットポペット１８
ｅの開閉動作により、ドレンポートＴと連通・遮断され
る。また、二次圧室１８ｃと出口ポートＢとはスプール
１８ｇにより開閉されるバイパス１８ｊを介して連通・
遮断される。

このスプール１８ｇは、第３図に示すように、スプリン
グ１８ｈにより中立位置に保たれてバイパス１８ｊを閉
状態とし、ポートＰ₁あるいはＰ₂からの圧油によって移
動してバイパス１８ｊを開く。第１図に示すとおり、ポ
ートＰ₁あるいはＰ₂には、導入管路１９により走行モー
タ４の入口圧を導く。なお、第１図に示すように、油圧
ポンプ２０ａを設け走行用以外のコントロールバルブ３
ｃ等の操作により管路２０ｂに高圧を得、これをポート
Ｐ₁あるいはＰ₂に導いてもよい。あるいはコントロール
バルブがパイロット油圧切換方式であれば、走行用以外
のパイロット油圧をポートＰ₁，Ｐ₂に導くようにしても
よい。

以上のような実施例の動作を説明する。

（１）通常の走行時（走行モータ４の入口圧が高いと
き）： この場合、導入管路１９を介してポートＰ₁またはＰ₂に
高圧が作用しスプール１８ｇが中立位置から切換わり、
バイパス１８ｊを介して二次圧室１８ｃと出口ポートＢ
とが連通する。このため、管路１５の圧油は絞り１８ｂ
を通って二次圧室１８ｃ，バイパス１８ｊ，出口ポート
Ｂに流れ、バランスピストン１８ａはその前後差圧によ
り開く。この場合、管路１５の圧力は弱いバランスピス
トンスプリング１８ｄとポートＢの回路圧で決まり、ほ
ぼポートＢと同じで、ほとんどリストリクションバルブ
が無いのと同じになる。

（２）減速時あるいは降坂時（走行モータ４の入口圧が
低いとき）： モータ４の入口圧がキャビテーションを発生しそうな圧
力（走行メイクアップ回路が必要とする圧力よりも若干
高めの圧力）にまで低下すると、スプリング１８ｈによ
りバルブスプール１８ｇが中立位置に戻され、バイパス
１８ｊが閉じられる。この場合、走行モータ４からの戻
り油は管路１５を流れてリストリクションバルブ１８の
入口ポートＡに達し、絞り１８ｂを通って二次圧室１８
ｃへ入る。この二次圧室１８ｃはパイロットポペット１
８ｅとバルブスプール１８ｇにより出口が閉ざされてい
るので、二次圧室１８ｃの圧力が上昇する。この圧力が
スプリング１８ｆで設定された圧力（リストリクション
バルブ１８の設定圧力）を越えると、パイロットポペッ
ト１８ｅが開き、戻り油の一部がポートＴからタンク１
０へ流れる。これにより絞り１８ｂの前後に圧力差が生
じるのでバランスピストン１８ａが開き、入口ポートＡ
と出口ポートＢが連通し、大部分の戻り油がオイルクー
ラー１１に流れる。

このように、管路１５の圧力、すなわちリストリクショ
ンバルブ１８の設定圧力は、スプリング１８ｆのばね力
とパイロットポペット１８ｅの背圧（ポートＴの圧力）
で決まり、走行メイクアップ回路が必要とする圧力に設
定される。ここで、ポートＴは、直接、油圧タンクへ接
続してあるので、設定圧は走行戻り油の流量変化に伴う
オイルクーラ回路等による圧力損失の影響を受けず、い
つも必要最小の一定値に保たれる。

前述のとおりこの考案に係る油圧回路によれば、走行モ
ータ入口圧が所定圧を越えキャビテーションが起きない
ようなときには、リストリクションバルブを低圧力で開
放し、走行モータ入口圧が所定圧以下となりキャビテー
ションが起きるようなときには、戻り管路に所定の背圧
がたつようにリストリクションバルブの開放圧力を高く
したので、走行時でさえ、キャビテーションが起きない
条件下では戻り管路にリストリクションバルブによる背
圧がたたず、回路効率を向上できる。走行時以外のとき
は、もちろん戻り管路にリストリクションバルブによる
背圧がたたず回路効率を向上できる。

また、リストリクションバルブを外部ドレンの絶対圧型
したので、戻り流量にかかわらず背圧を一定に保持で
き、安定してキャビテーションが防止できる。

さらに、走行モータの入口圧力によってリストリクショ
ンバルブの作動を制御するようにしたので、電気的な検
出手段やアクチュエータが不要となり、コスト低減と回
路の簡素化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は一実施例を示し、第１図は油圧回路
図、第２図は第１図のリストリクションバルブを示す断
面図、第３図は第２図のａ−ａ線断面図である。 第４図，第５図は従来の油圧回路を示す回路図、第６図
は従来のリストリクションバルブを示す断面図である。 １：油圧ポンプ ４：走行モータ ５：主管路 ８：メイクアップバルブ １７：メイクアップ管路 １８：リストリクションバルブ １８ａ：バランスピストン １８ｂ：絞り １８ｃ：二次圧室 １８ｅ：パイロットポペット １８ｇ：バルブスプール １８ｊ：バイパス路 Ａ：入口ポート Ｂ：出口ポート Ｔ：外部ドレンポート

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧源からの圧油をコントロールバルブを
   介して供給されて駆動される走行用油圧モータと、 この走行用油圧モータの戻り管路中に設けられ戻り管路
   を所定圧に設定可能なリストリクションバルブと、 このリストリクションバルブの入口側と接続され、前記
   走行用油圧モータの主管路圧が戻り管路圧よりも低いと
   きに戻り管路内の圧油を前記主管路に流入させるメイク
   アップバルブと、 キャビテーションが起きる運転状態を検出する検出手段
   とを備えると共に、 前記リストリクションバルブはバランスピストンとパイ
   ロットポペットとを有し、前記検出手段が前記運転状態
   を検出しているとき、前記戻り管路圧が所定圧以上にな
   りパイロットポペットが開いて圧油が逃げるとバランス
   ピストンが開いて戻り管路中の圧油がタンクへ流れると
   共に、前記検出手段が前記運転状態を検出していないと
   き、前記戻り管路の圧力が前記所定圧未満でも前記バラ
   ンスピストンが開放されるように構成したことを特徴と
   する走行用油圧モータの油圧回路。
2. 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の回
   路において、前記パイロットポペットから逃げる油を前
   記戻り管路とは別の外部低圧管路に逃すように構成した
   ことを特徴とする走行用油圧モータの油圧回路。
3. 【請求項３】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の回
   路において、前記検出手段として前記油圧モータの入口
   管路圧力で作動が制御される弁を設け、 前記弁は、前記入口管路圧力が前記所定圧を越えると
   き、前記バランスピストンの後方室を低圧管路に連通さ
   せ、所定圧以下のとき、前記後方室を前記低圧管路と遮
   断してその後方室の圧力を前記パイロットポペットに作
   用させるようにしたことを特徴とする走行用油圧モータ
   の油圧回路。