JPH09303309A - 油圧モータ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧モータがポンプ作用する時に油を吸い込
んでキャビテーションがは発生しないようにする。 【解決手段】 油圧ポンプ１と方向切換弁２とカウンタ
ーバランス弁８と油圧モータ７を備えた油圧モータ駆動
回路において、前記油圧モータ７の内部漏れ油をタンク
１４に流出するドレーン回路１７に絞り２０を設け、こ
の絞り２０よりも上流側に油圧源２１から圧油を供給し
てドレーン回路１７に背圧を生じさせ、その背圧によっ
て油圧モータがポンプ作用する時に油を吸い込みできる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧式パワーショ
ベル等の走行用油圧モータ、旋回用油圧モータなどの油
圧モータに油圧ポンプの吐出圧油を供給する油圧モータ
駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧式パワーショベルの走行用油圧モー
タに油圧ポンプの吐出圧油を供給する油圧モータ駆動回
路としては、方向切換弁、カウンタバランス弁などを用
いたものが知られている。

【０００３】例えば、図１に示すように油圧ポンプ１の
吐出路１ａに方向切換弁２を設け、この方向切換弁２の
第１アクチュエータポート３に第１主回路４を接続し、
前記方向切換弁２の第２アクチュエータポート５に第２
主回路６を接続し、その第１主回路４を油圧モータ７の
第１ポート７ａに接続すると共に、第２主回路６を油圧
モータ７の第２ポート７ｂに接続し、第１主回路４と第
２主回路６との途中にカウンタバランス弁８を設ける。

【０００４】前記カウンタバランス８は左右のスプリン
グ９で中間位置Ａに保持され、第１受圧部１０に作用す
る圧力で一側位置Ｂとなり、第２受圧部１１に作用する
圧力で他側位置Ｃとなる。そして、第１受圧部１０には
第１主回路４に接続した第１パイロット回路１２が接続
し、第２受圧部１１には第２主回路６に接続した第２パ
イロット回路１３が接続している。

【０００５】前述の油圧モータ駆動回路であれば、方向
切換弁２が中立位置Ｄの時には第１・第２アクチュエー
タポート３，５がそれぞれタンク１４に連通するからカ
ウンタバランス弁８が中間位置Ａとなる。

【０００６】また、方向切換弁２を第１位置Ｅとすると
第１アクチュエータポート３、第１主回路４を経て油圧
モータ７の第１ポート７ａに圧油が供給されるが、第２
ポート７ｂからの戻り圧油は第１チェック弁１５でタン
ク１４への流れが阻止される。

【０００７】このために、第１主回路４内の圧力が上昇
して第１パイロット回路１２より第１受圧部１０に高圧
が作用し、第２受圧部１１は第２パイロット回路１３、
第２主回路６よりタンク１４に連通するから、カウンタ
バランス弁８は一側方位置Ｂとなり、油圧モータ７の第
２ポート７ｂからの戻り圧油はタンク１４に流出し、油
圧モータ７は一方向（矢印ａ方向）に回転する。

【０００８】なお、方向切換弁２を第２位置Ｆとした時
には前述と同様にカウンタバランス弁８が他側位置Ｃと
なって油圧モータ７は他方向（矢印ｂ方向）に回転す
る。この時には第１ポート７ａからの戻り圧油がタンク
１４に流れることを第２チェック弁１６で阻止する。油
圧モータ７内の内部漏油はドレーン回路１７でタンク１
４に流出する。

【０００９】方向切換弁２を第１位置Ｅ又は第２位置Ｆ
から中立位置Ｄに切換えると第１・第２アクチュエータ
ポート３，５がタンク１４に連通するのでカウンタバラ
ンス弁８はスプリング９で中間位置Ａに復帰し、第１チ
ェック弁１５、第２チェック弁１６によって油圧モータ
７が外力で回転することを阻止する。

【００１０】同様に、方向切換弁２が第１位置Ｅ又は第
２位置Ｆの状態で車両が降坂走行する時には車両の自重
によって油圧モータ７が供給される流量によって決定さ
れる速度以上の速さで回転し、油圧モータ７はポンプ作
用をする。つまり、油圧モータ７が外力によって回転さ
れると油圧モータ７はポンプ作用する。

【００１１】これにより、第１主回路４、第２主回路６
における高圧であった主回路の圧力が低下してカウンタ
バランス弁８が中間位置Ａに復帰し、油圧モータ７が停
止して車両の暴走を防止する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、方向切
換弁２を中立位置Ｄに操作する時にカウンタバランス弁
８は所定の時間を経て中間位置Ａとなるし、その間に車
両はだ走するので、油圧モータ７が外力で回転されてポ
ンプ作用する。このように、方向切換弁２を中立位置Ｄ
に操作した時及び降坂時には油圧モータ７が外力で回転
されてポンプ作用する。

【００１３】このように、油圧モータ７が外力で回転す
る時には油圧モータ７の第１ポート７ａ、第２ポート７
ｂの一方が負圧となり、第１主回路４と第２主回路６の
一方及び第１チェック弁１５と第２チェック弁１６の一
方を経てタンク１４から油を吸い込みするが、十分に吸
い込みできないからキャビテーションが発生し、騒音発
生や油圧モータ７のピッチング発生の原因となる。

【００１４】前述のキャビテーション発生は、図１に示
すように第１パイロット回路１２、第２パイロット回路
１３に絞り１８を設け、第１受圧室１０、第２受圧室１
１の圧力が徐々に変動するようにしてカウンタバランス
弁８がゆっくりと切換え作動するようにした場合に著し
くなる。

【００１５】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした油圧モータ駆動回路を提供することを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】第１の発
明は、油圧ポンプ１の吐出圧油を油圧モータ７の第１ポ
ート７ａ、第２ポート７ｂの一方に選択的に供給する方
向切換弁２、この方向切換弁２と油圧モータ７とを接続
する第１主回路４、第２主回路６に設けられ、その第１
主回路４の圧力と第２主回路６の圧力との圧力差によっ
て中間位置から一側位置、他側位置に切換えられるカウ
ンターバランス弁８、前記油圧モータ７の内部漏油をタ
ンク１４に流すドレーン回路１７を備え、前記ドレーン
回路１７に背圧を発生させる手段を設けたことを特徴と
する油圧モータ駆動回路である。

【００１７】第１の発明によれば、ドレーン回路１７に
背圧が発生するので、油圧モータがポンプ作用する際に
その油圧モータにおける内部漏れ部を通してドレーン回
路１７内の圧油が吸い込みされる。したがって、キャビ
テーションが発生することがなく騒音発生や油圧モータ
のピッチング発生を低減できる。

【００１８】油圧モータ７の内部漏油をタンクに流出す
るドレーン回路１７に背圧を発生する手段を設けただけ
であり、構造が極めて簡単となる。

【００１９】第２の発明は、第１の発明におけるドレー
ン回路１７に設けた絞り２０又はリリーフ弁と、そのド
レーン回路１７におけるこの絞り２０又はリリーフ弁よ
りも上流側に圧油を供給する油圧源２１とで背圧発生手
段とした油圧モータ駆動回路である。

【００２０】第２の発明によれば、ドレーン回路１７に
油圧源２１から圧油が供給されるので、そのドレーン回
路１７における絞り２０又はリリーフ弁の上流側に確実
に背圧が発生する。したがって、油圧モータがポンプ作
用する時に確実に油を吸い込んでキャビテーションの発
生を確実に防止できる。

【００２１】第３の発明は、第２の発明におけるドレー
ン回路１７に設けたリリーフ弁２７と、そのドレーン回
路１７におけるこのリリーフ弁２７よりも上流側に設け
たアキュームレータ２８とで背圧発生手段とした油圧モ
ータ駆動回路である。

【００２２】第３の発明によれば、油圧モータ１７の内
部漏油がリリーフ弁２７によって所定圧力となるし、そ
の圧力の圧油がアキュームレータ２８に貯えられる。し
たがって、油圧モータがポンプ作用した時にアキューム
レータ２８に貯えられた圧油が吸い込みされてキャビテ
ーション発生を確実に防止できる。

【００２３】第４の発明は、前記第１又は第２又は第３
の発明における油圧モータ７を、モータケーシング３２
内にシリンダーブロック３３を軸３４とともに回転自在
に設け、そのシリンダーブロック３３のシリンダ孔３５
内にピストン３６を嵌挿してシリンダー室３７を形成
し、前記ピストン３６をシュー４３を介して斜板４４に
沿って摺動自在とし、前記シリンダー室３７に圧油を供
給することでシリンダーブロック３３が軸３４とともに
回転するものとし、前記モータケーシング３２にドレー
ンポート４５を形成し、このドレーンポート４５にドレ
ーン回路１７を接続した油圧モータ駆動回路である。

【００２４】第４の発明によれば、シュー４３の摺動
部、ピストン３６の摺動部よりシリンダー室３７内の高
圧油が洩れるし、油圧モータがポンプ作用した時にドレ
ーン回路１７の圧油が前記摺動部を通ってシリンダー室
３７に吸い込みされる。これによって、キャビテーショ
ンの発生を防止できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図２
に基づいて説明する。なお、従来と同一部材は符号を同
一とする。ドレーン回路１７に絞り２０を設けると共
に、この絞り２０よりも上流側（油圧モータ７側）に油
圧源２１の吐出路２２を接続した。前記絞り２０は可変
絞りとしてある。

【００２６】以上のようであるから、油圧源２１の吐出
圧油はドレーン回路１７に供給され、油圧モータ７の内
部漏れした油とともに絞り２０を通ってタンク１４に流
れるので、ドレーン回路１７における絞り２０よりも上
流側には背圧が生じる。

【００２７】この背圧は絞り２０を流れる流量が多いほ
ど高圧となるので、前述のように油圧源２１の吐出圧油
をドレーン回路１７に流すことで背圧をある程度の圧力
とすることができる。すなわち、油圧モータ７の内部漏
れ流量はごく僅かであり、その内部漏れ流量が絞り２０
を流れるだけでは背圧がほとんど発生しない。

【００２８】前述のようにドレーン回路１７にある程度
の圧力の背圧が発生することにより、油圧モータ７がポ
ンプ作用する時にそのドレーン回路１７内の圧油が油圧
モータ７に十分に吸い込みされるので、キャビテーショ
ンが発生することがない。

【００２９】具体的には、前記油圧モータ７は図３に示
すように、ハウジング３０とエンドキャップ３１より成
るモータケース３２内にシリンダーブロック３３を軸３
４とともに回転自在に設け、このシリンダーブロック３
３のシリンダ孔３５内にピストン３６を嵌挿してシリン
ダー室３７を形成し、そのシリンダー室３７をバルブプ
レート３８に形成したほぼ半円形の第１溝３９、第２溝
４０を経てシリンダーブロック３３がほぼ１８０度回転
する毎に第１ポート４１と第２ポート４２に連通するよ
うにしてある。前記ピストン３６はシュー４３を介して
斜板４４に沿って摺動自在となっている。

【００３０】前述の油圧モータ７であると第１ポート４
１（７ａ）に高圧油を供給することで軸３４がシリンダ
ーブロック３３とともに一方向に回転し、第２ポート４
２（７ｂ）に高圧油を供給することで軸３４がシリンダ
ーブロック３３とともに他方向に回転する。この時、シ
リンダー室３７内の高圧油はシュー４３と斜板４４の摺
動部やシリンダー孔３５とピストン３６との摺動部から
漏れてモータケース３２内部に溜る。この漏れが前述の
内部漏れであり、モータケース３２内に溜った漏れ油は
ドレーンポート４５より前述のドレーン回路１７に流れ
る。

【００３１】前述のような油圧モータ７において、ドレ
ーン回路１７に背圧が発生するとモータケース３２内に
は背圧と同じ圧力の圧油が溜る。一方、油圧モータ１７
がポンプ作用するということはシリンダーブロック３３
が軸３４で回転することであるから、シリンダー室３７
内に負圧が発生する。

【００３２】このために、シリンダー室３７内に負圧が
発生すると前述のモータケース３２内に溜った圧油が前
述の各摺動部よりシリンダー室３７内に吸い込みされ、
キャビテーションの発生が防止される。この時の背圧は
５〜１０ｋｇ／ｃｍ² 程度であれば良い。つまり、背圧
が低過ぎると吸い込みが不足し、高過ぎると油圧モータ
内部のシールを破損することがある。

【００３３】なお、絞り２０は可変絞り式であるから、
その絞りを変更することで背圧の圧力を調整できるが、
この絞り２０は固定絞りでも良いし、リリーフ弁でも良
いことは勿論である。

【００３４】前記油圧源２１としては図４に示すように
油圧モータ７に圧油を供給する油圧ポンプ１の方向切換
弁２からの戻り回路１ｂとしても良いし、図５に示すよ
うに他の油圧アクチュエータ２３に方向切換弁２４によ
って吐出圧油を供給する他の油圧ポンプ２５における戻
り回路２６としても良い。

【００３５】図６は本発明の第４の実施の形態を示し、
ドレーン回路１７にリリーフ弁２７とアキュームレータ
２８を設けてある。このリリーフ弁２７のセット圧力
は、例えば、５〜１０ｋｇ／ｃｍ² としてある。

【００３６】このようにすれば、ドレーン回路１７にお
けるリリーフ弁２７の上流側の圧力はリリーフ弁２７の
セット圧力となるし、そのセット圧力となった圧油がア
キュームレータ２８内に貯えられ、その貯えられた圧力
が背圧となるので、油圧ポンプ７がポンプ作用した時に
その貯えられた圧油（背圧）が前述と同様にシリンダー
室３７内に吸い込みされてキャビテーションの発生を防
止する。

【００３７】図７は本発明の第５の実施の形態を示し、
ドレーン回路１７に油圧源２１を接続すると共に、その
接続部よりも上流側にアキュームレータ２８を設け、か
つ下流側にリリーフ弁２７を設けてある。このようにす
れば前述の第１の実施の形態と第４の実施の形態と同様
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の油圧モータ駆動回路を示す回路図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す油圧モータ駆
動回路図である。

【図３】油圧モータの断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す油圧モータ駆
動回路図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す油圧モータ駆
動回路図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す油圧モータ駆
動回路図である。

【図７】本発明の第５の実施の形態を示す油圧モータ駆
動回路図である。

【符号の説明】

１…油圧ポンプ １ｂ…戻り回路 ２…方向切換弁 ４…第１主回路 ６…第２主回路 ７…油圧モータ ８…方向切換弁 １４…タンク １７…ドレーン回路 ２０…絞り ２１…油圧源 ２６…戻り回路 ２７…リリーフ弁 ２８…アキュームレータ ３２…モータケース ３３…シリンダーブロック ３４…軸 ３５…シリンダー孔 ３６…ピストン ３７…シリンダー室 ４５…ドレーンポート。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプ１の吐出圧油を油圧モータ７
   の第１ポート７ａ、第２ポート７ｂの一方に選択的に供
   給する方向切換弁２、 この方向切換弁２と油圧モータ７とを接続する第１主回
   路４、第２主回路６に設けられ、その第１主回路４の圧
   力と第２主回路６の圧力との圧力差によって中間位置か
   ら一側位置、他側位置に切換えられるカウンターバラン
   ス弁８、 前記油圧モータ７の内部漏油をタンク１４に流すドレー
   ン回路１７を備え、 前記ドレーン回路１７に背圧を発生させる手段を設けた
   ことを特徴とする油圧モータ駆動回路。
2. 【請求項２】 前記ドレーン回路１７に設けた絞り２０
   又はリリーフ弁と、そのドレーン回路１７におけるこの
   絞り２０又はリリーフ弁よりも上流側に圧油を供給する
   油圧源２１とで背圧発生手段とした請求項１記載の油圧
   モータ駆動回路。
3. 【請求項３】 前記ドレーン回路１７に設けたリリーフ
   弁２７と、そのドレーン回路１７におけるこのリリーフ
   弁２７よりも上流側に設けたアキュームレータ２８とで
   背圧発生手段とした請求項１記載の油圧モータ駆動回
   路。
4. 【請求項４】 モータケーシング３２内にシリンダーブ
   ロック３３を軸３４とともに回転自在に設け、そのシリ
   ンダーブロック３３のシリンダ孔３５内にピストン３６
   を嵌挿してシリンダー室３７を形成し、前記ピストン３
   ６をシュー４３を介して斜板４４に沿って摺動自在と
   し、前記シリンダー室３７に圧油を供給することでシリ
   ンダーブロック３３が軸３４とともに回転する油圧モー
   タ７とし、 前記モータケーシング３２にドレーンポート４５を形成
   し、このドレーンポート４５にドレーン回路１７を接続
   した請求項１又は２又は３記載の油圧モータ駆動回路。