JPH0771415A - 油圧モータの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設機械等の旋回装置の操作性の向上および
可変速時のショック低減等を図りつつ、坂道での保持を
確実に行う。 【構成】 油圧モータ２１のポート２１ａ，２１ｂ間に
は、連通弁２９と可変絞り弁３０の直列油圧回路が接続
される。連通弁２９は、操作弁２８から旋回指令が発生
され、回転方向切換弁２４が作動しているとき、および
旋回指令が停止された後、シリンダ３６内の作動油が絞
り４４と流量制御弁４５との直列回路を介して配置され
るまでの一定時間、ポート２１ａ，２１ｂ間を連通状態
とする。油圧モータ２１の回転が停止すると、ポート２
１ａ，２１ｂからは油圧が導出されないので、第１切換
弁４１は不作動状態となり、シリンダ３６内の作動油は
通路３７を介してタンク４６に直ちに排出され、ブレー
キ３５が回転軸２２を制動状態とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械などの旋回装
置を駆動する油圧モータの制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの典型的な先行技術による油圧
モータの制御回路を図４に示す。油圧モータ１は、一対
の圧液供給口であるポート１ａ，１ｂを有する。いずれ
かのポート１ａ，１ｂに圧液を供給するかによって回転
軸２の回転方向が切り換えられる。回転軸２には、建設
機械の旋回装置などの慣性体３が接続される。油圧モー
タ１の回転方向は、回転方向切換弁４によって切り換え
られる。回転方向切換弁４へは、油圧ポンプ５によって
タンク６からの作動油を昇圧した圧液が供給される。回
転方向切換弁４の切り換えは、操作弁８からのパイロッ
ト圧によって行われる。操作弁８が中立位置のときに
は、油圧ポンプ５からの圧油は油圧モータ１には供給さ
れない。

【０００３】ポート１ａ，１ｂ間には、連通弁９が接続
される。連通弁９は、指令装置１０からの指令によって
作動すると、ポート１ａ，１ｂ間を連通させる。ポート
１ａ，１ｂには、リリーフ弁１１，１２およびチェック
弁１３，１４もそれぞれ接続される。

【０００４】ポート１ａ，１ｂ間を連通弁９によって連
通させると、油圧モータ１による慣性体３の旋回作動の
操作性の向上と、油圧モータ１の加減速時のショック低
減等とを図ることができる。しかしながら、ポート１
ａ，１ｂ間を常に連通させておくと、建設機械を坂道な
どの斜面で使用するときの保持などに問題が生じる。す
なわち、ポート１ａ，１ｂ間が連通していると、慣性体
３に加わる重力などの外力によって油圧モータ１が不所
望に回転してしまうおそれがある。このため、指令装置
１０によって連通弁９を切り換え、ポート１ａ，１ｂ間
を遮断する状態としている。このように、ポート１ａ，
１ｂ間を必要に応じて選択的に連通させる先行技術は、
たとえば実開平２−８４００１号公報や実開平２−８４
００２号公報などに開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来からの油圧モータ
の制御回路では、油圧モータ１のポート１ａ，１ｂ間に
接続する連通弁９の切り換えを、油圧モータの実際の回
転状態を検出することなしに行っている。このため、連
通弁の誤動作や操作忘れなどによって、意に反した油圧
回路となり、操作性が悪くなったり、加減速時のショッ
クが大きくなったり、あるいは坂道保持等ができずに危
険になったりするおそれがある。また、連通弁を切り換
えるために外部に指令装置が必要となり、油圧回路の構
造が複雑になる。

【０００６】本発明の目的は、油圧モータの回転時に連
通弁を確実に作動させ、かつ油圧モータの停止時にはポ
ート間を確実に遮断することができる油圧モータの制御
回路を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、油圧モータの
回転軸を制動するためのブレーキと、油圧モータへの回
転指令圧力および油圧モータのポート圧力に応答して、
回転指令圧力またはポート圧力が発生しているときブレ
ーキを解除し、回転指令圧力およびポート圧力のいずれ
も発生していないときブレーキを作動させるための油圧
出力を発生する切換弁と、油圧モータのポート間に接続
され、切換弁からの油圧出力に応答して、ブレーキ解除
用の油圧が発生しているときのみ、油圧モータのポート
間を連通させる連通弁とを含むことを特徴とする油圧モ
ータの制御回路である。

【０００８】また本発明は、油圧モータの回転軸の回転
を検出する回転検出器と、油圧モータのポート間に接続
され、回転検出器からの出力に応答して回転が検出され
ないときのみ、油圧モータのポート間を連通させる連通
弁とを含むことを特徴とする油圧モータの制御回路であ
る。

【０００９】また本発明は、前記油圧モータのポート間
には、前記連通弁と絞り弁との直列油圧回路が接続され
ることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、油圧モータの回転軸を制動す
るためのブレーキは、切換弁からの油圧出力によって制
御される。切換弁は、油圧モータへの回転指令圧力また
は油圧モータのポート圧力が発生しているときにブレー
キを解除し、油圧モータの回転軸を制動しない。油圧モ
ータの回転軸には慣性があるので、回転指令圧力が停止
しても直ちには停止しない。切換弁は、油圧モータの回
転が継続しているときにはブレーキを解除するための油
圧出力を発生する。この油圧出力によって連通弁が油圧
モータのポート間に接続されるので、操作性が向上し、
加減速時のショックを低減することができる。回転軸が
停止しているときには、連通弁はポート間には接続され
ないので、油圧モータが外力などによって不所望に回転
するのを防ぐことができる。

【００１１】また本発明に従えば、油圧モータの回転軸
の回転は回転検出器によって検出される。油圧モータの
ポート間に接続される連通弁は、回転検出器によって回
転が検出されるときにのみポート間を連通させ、操作性
の向上や加減速時のショックなどの低減を図ることがで
きる。油圧モータの回転軸が停止しているときにはポー
ト間を連通させないので、油圧モータの不所望な回転を
防ぐことができる。

【００１２】また本発明に従えば、油圧モータのポート
間には連通弁と絞り弁との直列油圧回路が接続される。
絞り弁の絞り量を調整することが容易となるので、用途
に応じ適切な動作状態に設定することも容易となる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の構成を示す。二
方向に回転可能な油圧モータ２１には、一対のポート２
１ａ，２１ｂが設けられる。ポート２１ａ，２１ｂの一
方が圧液供給口となるとき、他方は圧液排出口となる。
油圧モータ２１の回転軸２２には、建設機械の旋回装置
などの作業装置部分が接続される。この旋回装置の慣性
モーメントを慣性体２３として表す。油圧モータ２１の
回転方向の切り換えは、回転方向切換弁２４によって行
われる。回転方向切換弁２４は、３位置切換弁であり、
中立位置ではポート２１ａ，２１ｂに圧液は供給されな
い。回転方向切換弁２４へは、油圧ポンプ２５によって
タンク２６の作動油が昇圧され、供給される。回転方向
切換弁２４の切り換えは、操作弁２８のパイロット圧に
よって行われる。

【００１４】油圧モータ２１のポート２１ａ，２１ｂ間
には、連通弁２９および可変絞り弁３０の直列油圧回路
が接続される。さらにポート２１ａ，２１ｂには、リリ
ーフ弁３１，３２およびチェック弁３３，３４がそれぞ
れ接続される。

【００１５】回転軸２２を制動するために、ブレーキ３
５が設けられる。ブレーキ３５は、シリンダ３６によっ
て駆動される。シリンダ３６内にはばねが設けられ、通
路３７を介して圧液が供給されないときには、回転軸２
２を制動する状態となる。

【００１６】油圧モータ２１の両ポート２１ａ，２１ｂ
間には、シャトル弁３８も接続される。また回転方向切
換弁２４のパイロット回路間には、シャトル弁３９が接
続される。ブレーキ３５を解除するための通路３７へ
は、パイロット圧力源４０からの圧液が、第１切換弁４
１および第２切換弁４２を介して供給される。第１切換
弁４１は、２位置３ポート弁であり、パイロット圧が与
えられない状態では、通路３７はタンク４３に連通する
状態となる。第１切換弁４１は、２系統のパイロット圧
によって切り換えられる。一方はシャトル弁３８からの
パイロット圧であり、他方はシャトル弁３９からのパイ
ロット圧である。第２切換弁４２は、シャトル弁３９か
らのパイロット圧によって制御される。このパイロット
圧が与えられない状態では、出力ポートは絞り４４およ
び流量制御弁４５を介してタンク４６に接続される。な
お、タンク４３および４６はタンク２６と同一のタンク
である。

【００１７】操作弁２８を作動させて旋回指令を発生さ
せると、回転方向切換弁２４が中立位置からいずれかの
方向に切り換えられ、油圧ポンプ２５からの圧液が油圧
モータ２１のいずれかのポート２１ａ，２１ｂに供給さ
れる。このときシャトル弁３９を介して第１および第２
切換弁４１，４２も作動状態となり、パイロット圧力源
４０と通路３７とが連通し、シリンダ３６内のばねに抗
してブレーキ３５が解除される。操作弁２８を操作して
旋回指令を停止すると、回転方向切換弁２４は中立位置
に戻る。またシャトル弁３９からパイロット圧が導出さ
れなくなるので、第２切換弁４２は図１に示す状態に戻
る。しかしながら、慣性体２３によって、油圧モータ２
１は直ちに停止することができず、停止するまでにはポ
ート２１ａ，２１ｂのいずれかの圧力は高圧に保持され
る。このためシャトル弁３８を介してパイロット圧が第
１切換弁４１に与えられ、通路３７は第２切換弁４２を
介して絞り４４および流量制御弁４５に接続される。流
量制御弁４５は、絞り４４を流れる作動油量を小さい値
に制御する。したがって、シリンダ３６からの作動油の
排出には一定時間を要し、その間通路３７の油圧は一定
に保たれ、ブレーキ３５を解除状態に保つと同時に、こ
れをパイロット圧として作動する連通弁２９は導通状態
となる。

【００１８】図２は、油圧モータ２１の回転速度とパイ
ロット圧との関係を示す。すなわち、図２（１）におい
て油圧モータ２１の回転数変化の一例を示し、図２
（２）においてそのときの通路３７の油圧の変化を示
し、図２（３）においてそのときの旋回指令を示す。旋
回指令Ｐｉを時刻ｔ１〜ｔ２まで与えると、油圧モータ
２１は時刻ｔ１〜ｔ２まで回転数が上昇する。時刻ｔ２
で旋回指令Ｐｉを停止すると、油圧モータ２１の回転は
直ちには停止せず、時刻ｔ３まで減少してから停止す
る。この時刻ｔ１〜ｔ３までの間、通路３７には圧力Ｐ
が発生する。なお、時刻ｔ１〜ｔ２までの時間が充分長
いときには、モータ２１の回転数は最大値に達し、その
後最大値を保つ。

【００１９】通路３７の圧力Ｐが一定値以上であれば、
油圧モータ２１のポート２１ａ，２１ｂ間には連通弁２
９の導通側と可変絞り弁３０との直列油圧回路に接続さ
れて連通状態となる。注目すべきは、図４に示す先行技
術のように、連通弁９内に絞りが内蔵されているのでは
なく、連通弁２９の外部に可変絞り弁３０が独立して設
けられていることである。このように可変絞り弁３０を
外部に独立して設けると、作業の性質に合わせて絞り量
を調整し、操作性を一層改善させることができる。たと
えば油圧ショベルなどにおいても、通常の掘削作業時
と、クレーンの代用として作業を行うときでは、微小操
作などの必要性が異なる。外部に可変絞り弁３０として
独立させれば、必要な操作性に合わせて調整することが
容易となる。先行技術のように、連通弁２９内に絞りを
内蔵させてもよいことは勿論である。

【００２０】油圧モータ２１が回転しているときには、
ポート２１ａ，２１ｂの少なくともいずれか一方から
は、油圧が導出される。この油圧はシャトル弁３８を介
して第１切換弁４１を作動させる。油圧モータ２１の回
転が停止して、第１切換弁４１が不作動状態となると、
通路３７はタンク４３に連通する状態となり、シリンダ
３６内の作動油は直ちに排出されて回転軸２２はブレー
キ３５によって確実に制動される。通路３７の圧力は、
外部荷重などによってブレーキ３５が滑り、ポート２１
ａ，２１ｂから圧力が発生して第１切換弁４１が作動し
ても、第２切換弁４２は作動しないので、上昇しない。
従って外部荷重に対する保持能力が途中で変化すること
がない。

【００２１】リリーフ弁３１，３２は、油圧モータ２１
の回転が強制的に停止されたときに、油圧が一定値以上
に上昇するのを防ぐ。シャトル弁３３，３４は、図２に
示す時刻ｔ２〜ｔ３の間に、負圧側のポート２１ａ，２
１ｂにタンク２６から作動油を供給するために設けられ
る。

【００２２】図３は、本発明の他の実施例の構成を示
す。本実施例は、図１に示す実施例に類似し、対応する
部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、回転軸２
２の回転状態を回転センサ５０によって検出し、その出
力によって連通弁２９を駆動することである。すなわ
ち、回転軸２２が回転している限り連通弁２９を作動状
態とし、油圧モータ２１のポート２１ａ，２１ｂ間を連
通させ、操作性の改善を図る。

【００２３】回転センサ５０は、磁気的あるいは光学的
に回転軸２２の回転状態を検出する。本実施例は、油圧
装置であるので、光学的なものよりも磁気的なもののほ
うが好適に使用される。たとえば、回転軸２２に歯車を
取付け、回転センサ５０の先端との間で磁気抵抗の変化
を電気的パルス信号に変換し、その繰り返し周期を電圧
に変換してこの電圧が一定値以上であれば、連通弁２９
を作動させ、連通状態とする。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、油圧モー
タの回転軸が回転しているときには確実にブレーキを解
除し、かつ油圧モータのポート間を連通させることがで
きる。これによって、油圧モータの操作性が良好とな
り、微小操作などが容易となる。また加減速時のショッ
クが低減される。油圧モータの回転軸が停止していると
きには、ブレーキが作動し、かつ油圧モータのポート間
は連通されないので、油圧モータを確実に保持し、不所
望な回転を防ぐことができる。このような切り換えは自
動的に行われるため、外部指令の誤りや各指令を忘れる
おそれがなくなる。また外部の指令装置が不要となり、
油圧回路の構造が簡単になる。さらにポート間が連通す
るので油圧モータの停止間際の駆動トルクが軽減され、
ブレーキが効く際のショックが軽減されるとともに回転
軸の慣性による揺れ戻しも少なくなる。

【００２５】また本発明によれば、油圧モータの回転軸
の回転が検出されるときのみ油圧モータのポート間が連
通されるので、回転軸の停止時に重力などによって不所
望に油圧モータが回転してしまうことを確実に防ぐこと
ができる。油圧モータが回転しているときには、ポート
間が連通されるので、操縦性が向上し、加減速時のショ
ックが低減される。

【００２６】また本発明によれば、油圧モータのポート
間には連通弁と絞り弁との直列油圧回路が接続されるの
で、ポート間を連通するとき、絞り量を調整することが
容易となる。これによって用途に応じて絞り量を調節
し、操縦性の一層の向上などを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の油圧回路図である。

【図２】図１に示す実施例の動作の一例を示すグラフで
ある。

【図３】本発明の他の実施例の油圧回路図である。

【図４】従来からの油圧モータの制御回路図である。

【符号の説明】

２１ 油圧モータ ２１ａ，２１ｂ ポート ２２ 回転軸 ２３ 慣性体 ２４ 回転方向切換弁 ２５ 油圧ポンプ ２６，４３，４６ タンク ２８ 操作弁 ２９ 連通弁 ３０ 可変絞り弁 ３５ ブレーキ ３６ シリンダ ３７ 通路 ３８，３９ シャトル弁 ４０ パイロット圧力弁 ４１ 第１切換弁 ４２ 第２切換弁 ４４ 絞り ４５ 流量制御弁 ５０ 回転センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧モータの回転軸を制動するためのブ
   レーキと、 油圧モータへの回転指令圧力および油圧モータのポート
   圧力に応答して、回転指令圧力またはポート圧力が発生
   しているときブレーキを解除し、回転指令圧力およびポ
   ート圧力のいずれも発生していないときブレーキを作動
   させるための油圧出力を発生する切換弁と、 油圧モータのポート間に接続され、切換弁からの油圧出
   力に応答して、ブレーキ解除用の油圧が発生していると
   きのみ、油圧モータのポート間を連通させる連通弁とを
   含むことを特徴とする油圧モータの制御回路。
2. 【請求項２】 油圧モータの回転軸の回転を検出する回
   転検出器と、 油圧モータのポート間に接続され、回転検出器からの出
   力に応答して回転が検出されないときのみ、油圧モータ
   のポート間を連通させる連通弁とを含むことを特徴とす
   る油圧モータの制御回路。
3. 【請求項３】 前記油圧モータのポート間には、前記連
   通弁と絞り弁との直列油圧回路が接続されることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の油圧モータの制
   御回路。