JP2929451B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧駆動装置に関
し、さらに詳しくは、油圧モータを駆動源とする自走式
の建設用機械に設けられ、円滑に発進および停止するた
めの制御回路を備える油圧駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、典型的な従来技術である油圧駆
動装置１の油圧回路図である。油圧駆動装置１は、たと
えば振動ローラなどの建設用機械を、操作レバー１１を
操作して自走させるために設けられる装置であり、エン
ジンなどの原動機によって入力軸２が回転駆動され、作
動油を吐出する可変容量形ポンプ３と、可変容量形ポン
プ３から作動油が供給され、この作動油の油圧によって
出力軸４をＥ１あるいはＥ２方向に回転駆動させる油圧
モータ５と、パイロット圧源６から導かれるパイロット
圧によって可変容量形ポンプ３の作動油の吐出量および
吐出方向を制御する制御回路７とを含んで構成される。

【０００３】可変容量形ポンプ３の各ポート３ａ，３ｂ
には、各主通路８，９の各一端部がそれぞれ接続され、
油圧モータ５の各ポート５ａ，５ｂには、各主通路８，
９の各他端部がそれぞれ接続され、これらの可変容量形
ポンプ３、油圧モータ５および各主通路８，９によって
閉回路１０が構成される。油圧モータ５の出力軸４は、
たとえば建設用機械の車輪軸に接続されており、前記出
力軸４の各回転方向Ｅ１，Ｅ２に対応して建設用機械が
前進あるいは後進し、前記出力軸４の回転数に対応して
建設用機械の走行速度が変化する。この出力軸４の回転
力および回転方向Ｅ１，Ｅ２の調整は、可変容量形ポン
プ３から吐出される作動油の吐出量および吐出方向を制
御することによって行われる。

【０００４】このような可変容量形ポンプ３から吐出さ
れる作動油の吐出量および吐出方向を制御する制御回路
７は、操作レバー１１の操作に応じてパイロット圧源６
から導かれるパイロット圧の供給方向を切換える切換弁
１２と、可変容量形ポンプ３の作動油の吐出量および吐
出方向を前記切換弁１２によるパイロット圧によって変
化させるサーボ弁１３と、切換弁１２とサーボ弁１３と
を接続する２つのパイロット圧通路１４，１５とを含ん
で構成される。前記パイロット圧源６は、タンク１６と
パイロット圧油供給ポンプ１７とからなり、タンク１６
内の作動油を、パイロット圧油供給ポンプ１７によって
パイロット圧Ｐ１で通路１８を介して切換弁１２へ導出
する。

【０００５】切換弁１２は、トレーサ弁として用いら
れ、スプール１２ａは、操作レバー１１によって位置操
作される。操作レバー１１が、図３に示されるように中
立位置Ａ０にあるときには、切換弁１２は通路１８を遮
断し、各パイロット圧通路１４，１５とタンク２７とを
連通させる。したがって各パイロット圧通路１４，１５
の他端側に連通するサーボ弁１３の各油圧室１３ａ，１
３ｂ内の圧力は同圧であり、サーボ弁１３のスプール１
９はばね２０のばね力によって中立位置Ｂ０に保持され
ている。このスプール１９には、可変容量形ポンプ３か
ら吐出される作動油の吐出量および吐出方向を調整する
傾転部材２１が、前記スプール１９を中立位置Ｂ０に保
持している状態で可変容量形ポンプ３の作動油の吐出量
が零となるように調整され、接続されている。したがっ
て操作レバー１１が中立位置Ａ０にあるときには可変容
量形ポンプ３は作動油を吐出しないので、油圧モータ５
は出力軸４を回転駆動しない。

【０００６】またスプール１９には、連結棒２２がピン
結合される。この連結棒２２は、その長手方向中間部が
揺動自在に支持され、スプール１９がピン結合される長
手方向一端部とは反対側の長手方向他端部には、切換弁
１２のスリーブ２３に接続される。

【０００７】操作レバー１１がＡ１方向に操作される
と、切換弁１２のスプール１２ａが前記Ａ１方向へ変位
し、通路１８とパイロット圧通路１４とが連通され、ま
たパイロット圧通路１５とタンク２７とが連通される。
これによってサーボ弁１３の油圧室１３ａ内の圧力が昇
圧し、スプール１９がばね２０のばね力に抗してＢ１方
向に変位される。スプール１９の変位によって連結棒２
２が揺動され、これによって切換弁１２のスリーブ２３
が前記Ａ１方向に変位される。操作レバー１１の操作量
に応じた変位量だけスプール１９が変位すると、通路１
８およびパイロット圧通路１４、パイロット圧通路１５
およびタンク２７がそれぞれ遮断され、スプール１９は
停止する。このようにしてスプール１９は操作レバー１
１の操作量に応じて変位される。スプール１９がＢ１方
向へ変位すると、傾転部材２１は、前記スプール１９の
変位量に比例した角度でＣ１方向へ傾転される。可変容
量形ポンプ３は、ポート３ｂから作動油をＤ１方向へ吸
い込み、ポート３ａから傾転部材２１の傾転角に応じた
流量で作動油をＤ１方向へ吐出する。吐出された作動油
は、主管８を介してポート５ａから油圧モータ５内に流
入し、油圧モータ５は出力軸４をＥ１方向へ回転駆動さ
せる。

【０００８】操作レバー１１がＡ２方向に操作される
と、切換弁１２のスプール１２ａが前記Ａ２方向へ変位
し、通路１８とパイロット圧通路１５とが連通され、ま
たパイロット圧通路１４とタンク２７とが連通される。
これによってサーボ弁１３の油圧室１３ｂ内の圧力が昇
圧し、スプール１９がばね２０のばね力に抗してＢ２方
向に変位される。スプール１９の変位によって連結棒２
２が揺動され、これによって切換弁１２のスリーブ２３
が前記Ａ２方向に変位される。操作レバー１１の操作量
に応じた変位量だけスプール１９が変位すると、通路１
８およびパイロット圧通路１５、パイロット圧通路１４
およびタンク１６がそれぞれ遮断され、スプール１９は
停止し、傾転部材２１はＣ２方向へ操作レバー１１の操
作量に応じた角度だけ傾転され、これによって可変容量
形ポンプ３は、ポート３ａから作動油を吸い込み、ポー
ト３ｂから傾転部材２１の傾転角に応じた流量で作動油
をＤ２方向へ吐出する。吐出された作動油は、主管９を
介してポート５ｂから油圧モータ５内に流入し、油圧モ
ータ５が出力軸４をＥ２方向へ回転駆動させる。

【０００９】操作レバー１１がＡ１あるいはＡ２方向か
ら中立位置Ａ０に戻されると、切換弁１２は図３に示さ
れる状態に戻り、スプール１９がばね２０のばね力によ
って中立位置Ｂ０に変位し、これによって油圧モータ５
には作動油が供給されなくなり、出力軸４の回転が停止
される。

【００１０】このようにして制御回路７は油圧モータ５
による出力軸４の回転数および回転方向Ｅ１，Ｅ２を、
操作レバー１１の操作量および操作方向に応じて制御
し、建設用機械を前進あるいは後進させ、かつその走行
速度を調整することができる。

【００１１】しかしながら、上記したような構成では、
操作レバー１１を操作したときスプール１９が操作レバ
ー１１の操作に迅速に応答して変位するために、油圧モ
ータ５に供給される作動油の流量が操作レバー１１の操
作に迅速に応答して変化するので、建設用機械の発進お
よび停止を円滑に行うことができず、操作性が悪いとい
う問題が生じる。この問題を解決するために制御回路７
では、各パイロット圧通路１４，１５に絞り２５，２６
を介在させている。この絞り２５，２６を介在させるこ
とによって、操作レバー１１が操作される速さに比較し
て、サーボ弁１３の各油圧室１３ａ，１３ｂ内の圧力変
化を緩慢にして、スプール１９のＢ１，Ｂ２方向への変
位速度を小さくし、傾転部材２１をＣ１，Ｃ２方向へゆ
っくり傾転させることができる。したがって、たとえば
操作レバー１１を中立位置Ａ０からＡ１あるいはＡ２方
向へ操作すると、可変容量形ポンプ３の傾転部材２１
は、ゆっくり傾転されるので、油圧モータ５内に流入す
る作動油の流量は緩慢に増加し、これによって建設用機
械の発進を円滑化させることができる。また逆に操作レ
バー１１を中立位置Ａ０に戻すと、可変容量形ポンプ３
の傾転部材２１は、ゆっくり中立位置Ｃ０に戻るので、
油圧モータ５内に流入する作動油の流量は緩慢に減少
し、これによって建設用機械の停止を円滑化させること
ができる。

【００１２】また油圧駆動装置１には緊急時に、走行中
の建設用機械を緊急停止させるために、油圧モータ５の
出力軸４の回転動作を指令信号に応じて制動する制動手
段２９と、制動手段２９へ指令信号を出力する制動指令
手段３０とが設けられている。前記制動手段２９は、前
記指令信号に応じて通路３１を通路３２あるいは通路３
３へ接続する制動切換弁３４と、油圧モータ５の回転動
作を制動するシリンダ３５とで構成される。

【００１３】制動切換弁３４は、たとえば電磁操作弁で
あり、制動指令手段３０から指令信号が出力され、ソレ
ノイド３６が励磁されている状態では、通路３１は通路
３２に接続される。これによってパイロット圧源６から
導かれるパイロット圧油がシリンダ３５の油圧室３７内
へ導かれ、油圧室３７内の圧力が昇圧しばね３８のばね
力に抗して、シリンダ３５のピストンロッドに接続され
るシリンダ側ディスク３９を、油圧モータ５の回転動作
とともに回転されるモータ側ディスク４０から離反する
方向へ変位させ、油圧モータ５の回転動作を解放する。
制動指令手段３０からの指令信号の出力が停止され、前
記ソレノイド３６が消磁された状態では、通路３１は通
路３３へ接続され、シリンダ３５内の油圧室３７内の作
動油は通路３３を介してタンク４２に吐出され、シリン
ダ側ディスク３９がばね３８のばね力によってモータ側
ディスク４０に押圧され、油圧モータ５の回転動作を制
動する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、緊急停止時に操作レバー１１を中立位置Ａ０に戻し
ても、可変容量形ポンプ３の傾転部材２１はゆっくり傾
転されるので、可変容量形ポンプ３の作動油の吐出量の
減少が遅く、制動手段２９によって回転動作が制動され
ている油圧モータ５内に、その油圧モータ５の回転動作
に要する流量よりも大きな流量で作動油が供給され、そ
の結果、油圧モータ５内でキャビテーションによる異音
が発生し、また制動手段３０による制動力に抗して油圧
モータ５が回転駆動しようとするために衝撃力が発生す
るという問題を有する。

【００１５】このような問題の対策として、たとえば絞
り２５および２６の許容通過量を大きくして可変容量形
ポンプ３の傾転部材２１の傾転を速くする方法が考えら
れるけれども、その場合には建設用機械の発進および停
止を円滑に行うことができなくなるという問題が生じ
る。

【００１６】本発明の目的は、前記問題を解決し、油圧
モータを駆動源とする建設用機械の発進および停止を円
滑化し、かつ建設用機械の緊急停止時に、前記異音およ
び衝撃力の発生を防止し得るようにした油圧駆動装置を
提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、原動機によって駆動される可変容量形ポンプと、可
変容量形ポンプの作動油が供給され、この作動油の油圧
によって双方向に回転駆動される油圧モータと、パイロ
ット圧源から導かれるパイロット圧によって可変容量形
ポンプの作動油の吐出量および吐出方向を操作レバーの
操作に応じて制御する制御手段とを備え、前記制御手段
は、操作レバーの操作に応じてパイロット圧の供給方向
を切換える切換弁と、可変容量形ポンプの作動油の吐出
量および吐出方向を前記切換弁によるパイロット圧によ
って変化させるサーボ弁と、切換弁とサーボ弁とを接続
し、絞りがそれぞれ介在される２つのパイロット圧通路
と、各パイロット圧通路の絞りよりも切換弁寄りで各一
端部がそれぞれ接続され、かつ各パイロット圧通路の絞
りよりもサーボ弁寄りで各他端部がそれぞれ接続される
２つのバイパス通路と、各バイパス通路に介在され、各
バイパス通路を指令信号に応じて遮断し、または接続す
るバイパス通路切換手段とを含み、油圧モータの回転動
作を、指令信号に応じて制動する制動手段と、制動手段
およびバイパス通路切換手段へ指令信号を出力する制動
指令手段とが設けられることを特徴とする油圧駆動装置
である。本発明に従えば、可変容量形ポンプの作動油の
吐出量および吐出方向は、操作レバーの操作に応じて制
御手段によって制御される。この制御手段のパイロット
圧通路には、絞りが介在されており、前記制動指令手段
が指令信号を出力していない状態、すなわち制動手段が
油圧モータの回転動作を解放している状態では、上記し
た従来技術のように、油圧モータを駆動源とする建設用
機械の発進および停止を円滑化することができる。また
制動手段およびバイパス通路切換手段に制動指令手段か
ら指令信号が与えられると、制動手段は油圧モータの回
転動作を制動し始め、またバイパス通路切換手段は、各
パイロット圧通路の絞りを迂回するように接続される２
つのバイパス通路を、遮断状態から連通状態へそれぞれ
移行させる。したがって供給側のパイロット圧通路内の
作動油は、主に一方のバイパス通路内を通過して、すな
わち絞りを迂回してサーボ弁に導かれ、また吐出側のパ
イロット圧管内の作動油は、主に他方のバイパス通路内
を通過して、すなわち絞りを迂回して切換弁に導かれ
る。このように本発明の油圧駆動装置は、制動手段が油
圧モータの回転動作を制動する際に、上記した従来技術
と比較して、絞りを迂回させて作動油を迅速にサーボ弁
あるいは切換弁へ導くように構成されるので、可変容量
形ポンプから油圧モータに供給される作動油の流量を、
制動手段による油圧モータの回転数の減少に応じて速や
かに減少させることができ、これによって異音および衝
撃力の発生を防止することができる。

【００１８】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
発明の構成において、各バイパス通路には、各パイロッ
ト圧通路に介在される前記絞りとは許容通過流量が異な
る第２の絞りがそれぞれ介在されることを特徴とする。
本発明に従えば、前記制御手段の各バイパス通路には、
前記各絞りとは許容通過流量が異なる第２の絞りがそれ
ぞれ介在される。したがって、この各第２の絞りの許容
通過流量を選択することによって、各バイパス通路が連
通したときの可変容量形ポンプの作動油の吐出量を変化
させる速さを任意に設定することができる。たとえば前
記可変容量形ポンプの作動油の吐出量を減少させる速さ
を、制動手段の制動によって油圧モータが吐出する作動
油の吐出量が減少する速さに近似させることが可能であ
る。これによって、油圧モータに供給される作動油の流
量不足によって発生する油圧モータ自身の制動力を小さ
くすることができるので、建設用機械を緊急停止させる
際に、制動力が強すぎて車輪がロックするなどの不具合
をなくすことができ、建設用機械をより安全に、また、
より少ない制動距離で緊急停止させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある油圧駆動装置５１の油圧回路図である。油圧駆動装
置５１は、振動ローラなどの自走式の建設用機械を、操
作レバー５５を操作して自走させるための装置であり、
エンジンなどの原動機によって駆動される可変容量形ポ
ンプ５２と、可変容量形ポンプ５２の作動油が供給さ
れ、この作動油の油圧によって双方向、すなわちＥ１，
Ｅ２方向に回転駆動される油圧モータ５３と、パイロッ
ト圧源５４から導かれるパイロット圧によって、可変容
量形ポンプ５２の作動油の吐出量および吐出方向Ｄ１，
Ｄ２を操作レバー５５の操作に応じて制御する制御手段
５６と、油圧モータ５３の回転動作を指令信号に応じて
制動する制動手段５７と、制動手段５７および制御手段
５６のバイパス通路切換手段６６へ指令信号を出力する
制動指令手段５８とを含んで構成される。前記パイロッ
ト圧源５４は、パイロット圧油供給ポンプ５９とタンク
６０とからなり、タンク６０内の作動油をパイロット圧
油供給ポンプ５９によって、フィルタ６１を介して通路
６２に導出させる。この通路６２は、各通路６３〜６５
を介してリリーフ弁６６に連通する。リリーフ弁６６
は、パイロット圧源５４から導出される作動油の圧力、
すなわちパイロット圧が設定値Ｐ１よりも大きくなる
と、通路６５と通路６７とを連通し、前記作動油をタン
ク６８に導いて、前記パイロット圧が設定圧Ｐ１よりも
増加することを阻止する。このようにしてパイロット圧
は、リリーフ弁６６の設定値Ｐ１に維持される。

【００２０】可変容量形ポンプ５２は、たとえば斜板式
ピストンポンプによって実現され、原動機によって入力
軸６９が回転駆動されると、一方のポート５２ａあるい
は５２ｂから作動油を吸入し、その作動油を他方のポー
ト５２ｂあるいは５２ａから吐出する。この吐出される
作動油の吐出量および吐出方向Ｄ１，Ｄ２は、傾転部材
７０の傾転角および傾転方向Ｃ１，Ｃ２によって決定さ
れる。この傾転部材７０の傾転角および傾転方向Ｃ１，
Ｃ２の調整は、制御手段５６によって行われる。

【００２１】油圧モータ５３は、たとえば斜板式ピスト
ンモータによって実現され、一方のポート５３ａあるい
は５３ｂから作動油が供給されると、その作動油の油圧
（以後、「作動油圧」と略称することがある）によって
出力軸７１を回転駆動させ、他方のポート５３ｂあるい
は５３ａから前記作動油を吐出する。出力軸７１は、前
記建設用機械の車輪軸など走行用駆動部分に接続され
る。出力軸７１の回転方向Ｅ１，Ｅ２および回転数は、
可変容量形ポンプ５２から吐出される作動油の吐出方向
Ｄ１，Ｄ２および吐出量に応じて変化する。

【００２２】可変容量形ポンプ５２および油圧モータ５
３は、ポート５２ａとポート５３ａとが連通するように
主通路７２によって接続され、ポート５２ｂとポート５
３ｂとが連通するように主通路７３によって接続され
る。これらの可変容量形ポンプ５２、油圧モータ５３お
よび各主通路７２，７３によって閉回路７４が構成され
る。閉回路７４において、油圧モータ５３は可変容量形
ポンプ５２から供給される作動油圧によって回転駆動さ
れるために、主通路７２，７３はいずれか一方が高圧側
になれば、他方は低圧側となる。

【００２３】この高圧側の主通路７２あるいは７３の作
動油圧の上限値を調整するために、油圧モータ５３をバ
イパスして各主通路７２，７３を連通する各通路７５，
７６には、リリーフ弁７７，７８がそれぞれ介在され
る。各リリーフ弁７７，７８は、高圧側の主通路７２あ
るいは７３の作動油圧が各リリーフ弁７７，７８の設定
値Ｐ２よりも小さい状態では、各通路７５，７６を遮断
する。また出力軸７１に負荷がかかり、高圧側の主通路
７２あるいは７３の作動油圧が設定圧Ｐ２以上になる
と、リリーフ弁７８あるいは７７は、通路７６あるいは
７５を連通させて高圧側の主通路７２あるいは７３の作
動油を低圧側の主通路７３あるいは７２へ導き、前記作
動油圧が設定圧Ｐ２よりも増加することを阻止する。ま
た低圧側の主通路７３あるいは７２の作動油圧の下限値
を調整するために、パイロット圧油が導かれる前記通路
６４と、前記各主通路７２，７３とをそれぞれ連通する
各通路７９，８０には、チェック弁８１，８２がそれぞ
れ介在される。各チェック弁８１，８２は、低圧側の主
通路７３あるいは７２の作動油圧がパイロット圧よりも
小さい場合に、それぞれ開弁して前記低圧側の主通路７
３あるいは７２にパイロット圧油を導き、低圧側の主通
路７３あるいは７２の作動油圧がパイロット圧よりも減
少することを阻止する。

【００２４】前記制動指令手段５８は、たとえば建設用
機械に複数設けられる緊急停止用の押釦式のスイッチお
よび建設用機械のバッテリなどから成り、建設用機械
が、操作員によってエンジンをスタートさせるなどして
起動されると、指令信号を出力する。この状態で前記ス
イッチを押圧すると制動指令手段５８は指令信号の出力
を停止する。

【００２５】前記制動手段５７は、制動指令手段５８か
ら出力される指令信号に応じて通路８３を通路８４ある
いは通路８５へ接続する制動切換弁８６と、油圧モータ
５３の回転動作を制動するシリンダ８７とで構成され
る。制動切換弁８６は、電磁操作３ポート弁であり、ソ
レノイド８８が消磁されている状態では、通路８３と通
路８４とを接続する。これによってシリンダ８７内の油
圧室８９は各通路８３，８４を介してタンク９０に連通
し、シリンダ８７のピストンロッド９１に接続されるシ
リンダ側ディスク９２は、油圧モータ５３の回転動作に
よって回転駆動されるモータ側ディスク９３に、ばね９
４のばね力によって押圧され、油圧モータ５３の回転動
作を機械的に制動する。また制動指令手段５８から指令
信号が出力され、ソレノイド８８が励磁されると、制動
切換弁８６は通路８３と通路８５とを接続する。これに
よってパイロット圧源５４から各通路６２，６３，８５
を介して導かれるパイロット圧油が油圧室８９内に流入
し、油圧室８９内の作動油を昇圧して、シリンダ８７が
ばね９４のばね力に抗してシリンダ側ディスク９２を、
モータ側ディスク９３から離反する方向へ変位させ、油
圧モータ５３の回転動作を解放する。

【００２６】上記した可変容量形ポンプ５２の傾転部材
７０の傾転角および傾転方向Ｃ１，Ｃ２を調整する制御
手段５６は、操作レバー５５の操作に応じてパイロット
圧の供給方向を切換える切換弁９５と、可変容量形ポン
プ５２の作動油の吐出量および吐出方向Ｄ１，Ｄ２を前
記切換弁９５によるパイロット圧によって変化させるサ
ーボ弁９６と、切換弁９５とサーボ弁９６とを接続し、
絞り９７，９８がそれぞれ介在される２つのパイロット
圧通路９９，１００と、一方のパイロット圧通路９９の
絞り９７よりも切換弁９５寄りで一端部１０１ａが接続
され、かつ前記パイロット圧通路９９の絞り９７よりも
サーボ弁９６寄りで他端部１０１ｂが接続されるバイパ
ス通路１０１と、他方のパイロット圧通路１００の絞り
９８よりも切換弁９５寄りで一端部１０２ａが接続さ
れ、かつ前記パイロット圧通路１００の絞り９８よりも
サーボ弁９６寄りで他端部１０２ｂが接続されるバイパ
ス通路１０２と、各バイパス通路１０１，１０２に介在
され、各バイパス通路１０１，１０２を指令信号に応じ
てそれぞれ遮断し、またはそれぞれ連通するバイパス通
路切換手段１０３とを含んで構成される。

【００２７】切換弁９５は、トレーサ弁として用いら
れ、そのスプール９５ａは、操作レバー５５によって位
置操作される。この切換弁９５には、前記通路６２に連
通し、パイロット圧油を導く通路１０４が接続される。
操作レバー５５が、図１に示されるように中立位置Ａ０
にあるときには、切換弁９５は通路１０４を各パイロッ
ト圧通路９９，１００のいずれとも遮断する。このとき
各パイロット圧通路９９，１００の各一端側は、タンク
１０５にそれぞれ連通する。

【００２８】サーボ弁９６は、サーボシリンダ１０６内
をＢ１，Ｂ２方向に摺動変位可能なスプール１０７を有
し、このスプール１０７によってサーボシリンダ１０６
の内部空間は油圧室１０６ａ，１０６ｂに仕切られる。
各油圧室１０６ａ，１０６ｂは、前記各パイロット圧通
路９９，１００の他端側に連通する。切換弁９５が各パ
イロット圧通路９９，１００の各一端側とタンク１０５
とを連通させている状態では、サーボ弁９６の各油圧室
１０６ａ，１０６ｂ内の油圧は同圧であり、サーボ弁９
６のスプール１０７は、各ばね１０８，１０９のばね力
によって中立位置Ｂ０に保持されている。このスプール
１０７には、可変容量形ポンプ５２の傾転部材７０が、
前記スプール１０７を中立位置Ｂ０に保持している状態
で可変容量形ポンプ５２の作動油の吐出量が零となるよ
うに調整されて、接続されている。したがって操作レバ
ー５５が中立位置Ａ０にあるときには可変容量形ポンプ
５２は作動油を吐出しないので、油圧モータ５３は出力
軸７１を回転駆動しない。また前記スプール１０７に
は、連結棒１１０が接続される。連結棒１１０は、その
長手方向中間部が支持部材１１１に揺動自在に支持さ
れ、スプール１０７に接続される長手方向一端部とは反
対側の長手方向他端部が、切換弁９５のスリーブ９５ｂ
に接続される。

【００２９】バイパス通路切換手段１０３は、電磁操作
４ポート弁であり、制動指令手段５８から指令信号が出
力されてソレノイド１１２が励磁されている状態では、
各バイパス通路１０１，１０２をそれぞれ遮断してい
る。また制動指令手段５８から指令信号が出力されない
状態、すなわちソレノイド１１２が消磁されている状態
では、バイパス通路切換手段１０３は各バイパス通路１
０１，１０２をそれぞれ連通させる。なお、各バイパス
通路１０１，１０２の流路断面積は、各パイロット圧通
路９９，１００の流路断面積と同じ大きさを有してい
る。

【００３０】このように構成される本実施形態の油圧駆
動装置５１において、操作レバー５５がＡ１方向に操作
されると、切換弁９５のスプール９５ａが前記Ａ１方向
へ変位し、通路１０４とパイロット圧通路１００とが連
通され、またパイロット圧通路９９とタンク１０５とが
連通される。これによってサーボ弁９６の油圧室１０６
ａ内の作動油が昇圧し、また油圧室１０６ｂ内の作動油
が減圧し、スプール１０７が各ばね１０８，１０９のば
ね力に抗してＢ１方向に変位する。このスプール１０７
の変位によって連結棒１１０が揺動され、切換弁９５の
スリーブ９５ｂが前記Ａ１方向に変位し、操作レバー５
５の操作によって変位した切換弁９５のスプール９５ａ
の変位量だけスリーブ９５ｂが変位すると、通路１０４
およびパイロット圧通路９９、パイロット圧通路１００
およびタンク１０５がそれぞれ遮断されて、サーボ弁９
６の各油圧室１０６ａ，１０６ｂ内の各油圧がそれぞれ
維持され、スプール１０７は停止する。

【００３１】また操作レバー５５がＡ２方向に操作され
ると、切換弁９５のスプール９５ａが前記Ａ２方向へ変
位し、通路１０４とパイロット圧通路９９とが連通さ
れ、またパイロット圧通路１００とタンク１０５とが連
通される。これによってサーボ弁９６の油圧室１０６ｂ
内の作動油が昇圧し、また油圧室１０６ａ内の作動油が
減圧し、スプール１０７が各ばね１０８，１０９のばね
力に抗してＢ２方向に変位する。スプール１０７の変位
によって連結棒１１０が揺動され、これによって切換弁
９５のスリーブ９５ｂが前記Ａ２方向に変位し、操作レ
バー５５の操作によって変位した切換弁９５のスプール
９５ａの変位量だけスリーブ９５ｂが変位すると、通路
１０４およびパイロット圧通路９９、パイロット圧通路
１００およびタンク１０５がそれぞれ遮断され、スプー
ル１０７は停止する。このようにしてスプール１０７は
操作レバー５５の操作量に応じて変位し、その変位方向
Ｂ１，Ｂ２は操作レバー５５の操作方向Ａ１，Ａ２に対
応する。また傾転部材７０は、前記スプール１０７の変
位量に比例した角度で、スプール１０７の変位方向Ｂ
１，Ｂ２に対応してＣ１，Ｃ２方向へ傾転される。

【００３２】傾転部材７０が中立位置Ｃ０からＣ１方向
へ傾転されると、可変容量形ポンプ５２は、傾転部材７
０の中立位置Ｃ０からの傾転角θ１に応じた流量で、作
動油をポート５２ｂから吸入し、ポート５２ａからＤ１
方向へ吐出する。吐出された作動油は、主通路７２を介
してポート５３ａから油圧モータ５３内に流入し、これ
によって油圧モータ５３は出力軸７１をＥ１方向へ回転
駆動させる。また傾転部材７０が中立位置Ｃ０からＣ２
方向へ傾転されると、可変容量形ポンプ５２は、傾転部
材７０の中立位置Ｃ０からの傾転角θ２に応じた流量
で、作動油をポート５２ａから吸入し、ポート５２ｂか
らＤ２方向へ吐出する。吐出された作動油は、主通路７
３を介してポート５３ｂから油圧モータ５３内に流入
し、これによって油圧モータ５３は出力軸７１をＥ２方
向へ回転駆動させる。

【００３３】操作レバー５５がＡ１あるいはＡ２方向に
操作された状態から中立位置Ａ０に戻されると、切換弁
９５は図１に示される状態に戻り、スプール１０７が各
ばね１０８，１０９のばね力によって中立位置Ｂ０に保
持され、可変容量形ポンプ５２の傾転部材７０を中立位
置Ｃ０に戻し、これによって可変容量形ポンプ５２の作
動油の吐出量が零になる。出力軸７１が回転駆動されて
いる状態で、可変容量形ポンプ５２の作動油の吐出量が
零になると、油圧モータ５３自身の慣性および出力軸７
１に接続される負荷の慣性によって、出力軸７１は、そ
の回転動作が継続される。しかしながら、このとき油圧
モータ５３には作動油が、出力軸７１を回転駆動するた
めに要する流量で供給されないので、前記慣性による出
力軸７１の回転動作を制動しようとする力（以降、「油
圧モータ５３自身の制動力」と記述する）が発生し、こ
れによって前記出力軸７１の回転動作は停止する。

【００３４】このようにして操作レバー５５の操作に応
じて油圧モータ５３の回転数および回転方向Ｅ１，Ｅ２
を制御する制御手段５６において、バイパス通路切換手
段１０３が各バイパス通路１０１，１０２を遮断してい
る状態では、パイロット圧油は絞り９７，９８を通過し
て、サーボ弁９６に供給され、また切換弁９５へ吐出さ
れるので、操作レバー５５が操作される速さと比較して
サーボ弁９６の各油圧室１０６ａ，１０６ｂ内の油圧が
緩慢に変化させ、スプール１０７のＢ１，Ｂ２方向へ変
位する速さを小さくし、傾転部材７６をＣ１，Ｃ２方向
へゆっくり傾転させることができる。したがって、操作
レバー５５を中立位置Ａ０からＡ１あるいはＡ２方向へ
操作すると、その操作レバー５５を操作する速さに比較
して、可変容量形ポンプ５２の作動油の吐出量は緩慢に
増加し、これに伴って油圧モータ５３を回転駆動させる
ための油圧モータ５３内の作動油圧も緩慢に増加する。
また逆に操作レバー５５を中立位置Ａ０に戻すと、可変
容量形ポンプ５２の傾転部材７０はゆっくり中立位置Ｃ
０に戻るので、油圧モータ５３内の前記作動油圧は緩慢
に減少する。このようにして油圧モータ５３内の作動油
圧の変化を緩慢に行うことができるので、前記制動指令
手段５８が指令信号を出力していない状態、すなわち制
動手段５７が油圧モータ５３の回転動作を解放している
状態では、上記した従来技術のように、油圧モータ５３
を駆動源とする建設用機械の発進および停止を円滑化す
ることができる。

【００３５】また制動指令手段５８からの指令信号の出
力を停止させ、各バイパス通路１０１，１０２をそれぞ
れ連通させると、サーボ弁９６の各油圧室１０６ａ，１
０６ｂ内の油圧が、各バイパス通路１０１，１０２の遮
断状態のときと比較して迅速に変化するので、スプール
１０７をＢ１，Ｂ２方向へ迅速に変位させ、傾転部材７
０をＣ１，Ｃ２方向へ迅速に傾転させることができる。
このようにして操作レバー５５を中立位置Ａ０に戻す
と、可変容量形ポンプ５２の傾転部材７０は、前記操作
レバー５５が中立位置Ａ０に戻る速さと同じ速さで、中
立位置Ｃ０に戻る。したがって、上記したように制動指
令手段５８からの指令信号を停止させて、制動手段５７
が油圧モータ５３の回転動作を機械的に制動する際に、
作動油を各絞り９７，９８を迂回させてサーボ弁９６あ
るいは切換弁９５へ導くので、上記した従来技術と比較
して、可変容量形ポンプ５２から油圧モータ５３に供給
される作動油の流量を、制動手段５７による油圧モータ
５３の回転数が低下するにつれて速やかに減少させるこ
とができ、これによって上記したようなキャビテーショ
ンによる異音の発生および衝撃力の発生を防止すること
ができる。

【００３６】図２は、本発明の実施の他の形態である油
圧駆動装置１２１の油圧回路図である。油圧駆動装置１
２１は、図１に示される油圧駆動装置５１に類似し、対
応する部分には同一の参照符を付し、説明は省略する。

【００３７】制御手段１２２の各バイパス通路１２３，
１２４には、前記各絞り９７，９８とは許容通過流量が
異なる第２絞り１２５，１２６がそれぞれ介在される。
この各第２絞り１２５，１２６の許容通過流量を選択す
ることによって、各バイパス通路１０１，１０２が連通
したときのスプール１０７の変位速さを任意に設定する
ことができ、換言すれば、可変容量形ポンプ５２の作動
油の吐出量を変化させる速さを任意に設定することがで
きる。したがって、たとえば前記可変容量形ポンプ５２
の作動油の吐出量を減少させる速さを、制動手段５７の
制動によって出力軸７１の回転数が減少する際に油圧モ
ータ５３から吐出される作動油の吐出量の減少速さに近
似させることが可能である。これによって上記した油圧
モータ５３自身の制動力を小さくすることができるの
で、建設用機械を緊急停止させる際に、制動力が強すぎ
て建設用機械の車輪がロックするなどの不具合をなくす
ことができる。したがって、上記した実施形態の油圧駆
動装置５１と比較して、建設用機械をより安全に、ま
た、より少ない制動距離で緊急停止させることができ
る。

【００３８】また制御手段１２２には、傾転速度切換手
段１２７が設けられる。傾転速度切換手段１２７は、た
とえば、操作レバー５５の近傍に設けられ、スイッチ１
２８をＯＮすると、前記制動指令手段５８から出力され
る指令信号と同一の指令信号が出力されて、バイパス通
路切換手段１０３のソレノイド１１２を励磁し、これに
よって各バイパス通路１０１，１０２をそれぞれ挿通さ
せることができる。また前記スイッチ１２８をＯＦＦす
ると、前記指令信号の出力を停止して、ソレノイド１１
２を消磁し、これによって各バイパス通路１０１，１０
２を遮断する。このようにしてスイッチ１２８のＯＮ／
ＯＦＦ操作によって、各バイパス通路１０１，１０２の
挿通／遮断を制御し、上記した可変容量形ポンプ５２の
作動油の吐出量の変化速さを切り換えて、操作レバー５
５の操作に対する油圧モータ５３の応答性を、高速モー
ドあるいは低速モードに容易に切り換えることができ
る。

【００３９】なお、上記した各実施形態において、各タ
ンク６０，６８，９０および１０５は、同一のタンクで
あってもよい。また、操作レバー５５は、ばねを取り付
け、操作レバー５５が操作されないときには、中立位置
Ａ０で保持されるように構成してもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、パイロット圧通路に
は、絞りが介在されるので、前記制動指令手段が指令信
号を出力していない状態、すなわち制動手段が油圧モー
タの回転動作を解放している状態では、上記した従来技
術のように、油圧モータを駆動源とする建設用機械の発
進および停止を円滑化することができる。

【００４１】また制動手段が油圧モータの回転動作を制
動する際に、上記した従来技術と比較して、絞りを迂回
させて作動油を迅速にサーボ弁あるいは切換弁へ導くよ
うに構成されるので、可変容量形ポンプから油圧モータ
に供給される作動油の流量を、制動手段による油圧モー
タの回転数の減少に応じて速やかに減少させることがで
き、これによって異音および衝撃力の発生を防止するこ
とができる。

【００４２】また本発明によれば、前記制御手段の各バ
イパス通路には、前記各絞りとは許容通過流量が異なる
第２の絞りがそれぞれ介在される。したがって、この各
第２の絞りの許容通過流量を選択することによって、各
バイパス通路が連通したときの可変容量形ポンプの作動
油の吐出量を変化させる速さを任意に設定することがで
きる。たとえば前記可変容量形ポンプの作動油の吐出量
を減少させる速さを、制動手段の制動によって油圧モー
タが吐出する作動油の吐出量が減少する速さに近似させ
ることが可能である。これによって、油圧モータに供給
される作動油の流量不足によって発生する油圧モータ自
身の制動力を小さくすることができるので、建設用機械
を緊急停止させる際に、制動力が強すぎて車輪がロック
するなどの不具合をなくすことができ、建設用機械をよ
り安全に、また、より少ない制動距離で緊急停止させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である油圧駆動装置５１
の油圧回路図である。

【図２】本発明の実施の他の形態である油圧駆動装置１
２１の油圧回路図である。

【図３】典型的な従来技術を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

５１，１２１油圧駆動装置 ５２ 可変容量形ポンプ ５３ 油圧モータ ５４ パイロット圧源 ５５ 操作レバー ５６，１２２ 制御手段 ５７ 制動手段 ５８ 制動指令手段 ９５ 切換弁 ９６ サーボ弁 ９７，９８ 絞り ９９，１００ パイロット圧通路 １０１，１０２ バイパス通路 １０３ バイパス通路切換手段 １２５，１２６ 第２絞り

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 29/04 F02F 9/20 F04B 49/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機によって駆動される可変容量形ポ
   ンプと、 可変容量形ポンプの作動油が供給され、この作動油の油
   圧によって双方向に回転駆動される油圧モータと、 パイロット圧源から導かれるパイロット圧によって可変
   容量形ポンプの作動油の吐出量および吐出方向を操作レ
   バーの操作に応じて制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、 操作レバーの操作に応じてパイロット圧の供給方向を切
   換える切換弁と、 可変容量形ポンプの作動油の吐出量および吐出方向を前
   記切換弁によるパイロット圧によって変化させるサーボ
   弁と、 切換弁とサーボ弁とを接続し、絞りがそれぞれ介在され
   る２つのパイロット圧通路と、 各パイロット圧通路の絞りよりも切換弁寄りで各一端部
   がそれぞれ接続され、かつ各パイロット圧通路の絞りよ
   りもサーボ弁寄りで各他端部がそれぞれ接続される２つ
   のバイパス通路と、 各バイパス通路に介在され、各バイパス通路を指令信号
   に応じて遮断し、または接続するバイパス通路切換手段
   とを含み、 油圧モータの回転動作を、指令信号に応じて制動する制
   動手段と、 制動手段およびバイパス通路切換手段へ指令信号を出力
   する制動指令手段とが設けられることを特徴とする油圧
   駆動装置。
2. 【請求項２】 各バイパス通路には、各バイパス通路に
   介在される前記絞りとは許容通過流量が異なる第２の絞
   りがそれぞれ介在されることを特徴とする請求項１記載
   の油圧駆動装置。