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JP5523980B2 - Hydraulic motor with slip suppression and startup efficiency improvement functions - Google Patents

Hydraulic motor with slip suppression and startup efficiency improvement functions Download PDF

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JP5523980B2
JP5523980B2 JP2010179883A JP2010179883A JP5523980B2 JP 5523980 B2 JP5523980 B2 JP 5523980B2 JP 2010179883 A JP2010179883 A JP 2010179883A JP 2010179883 A JP2010179883 A JP 2010179883A JP 5523980 B2 JP5523980 B2 JP 5523980B2
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Description

本発明は、油圧モータに係り、特に、油圧ショベル等の建設機械に搭載される油圧モータにおけるスリップの抑制と起動時の効率性に関する。   The present invention relates to a hydraulic motor, and more particularly to slip suppression and startup efficiency in a hydraulic motor mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator.

前述の油圧モータとしては、特許文献1に示されるように、ハウジング内にシリンダブロックを軸とともに回転自在に設け、そのシリンダブロックのシリンダ孔内にピストンを嵌挿してシリンダ室を構成し、そのピストンを斜板に沿って摺動自在とし、前記シリンダ室を油圧源とタンクに交互に連通することでシリンダブロックを軸とともに回転する可変ピストンモータが知られている。   As the above-described hydraulic motor, as shown in Patent Document 1, a cylinder block is rotatably provided with a shaft in a housing, and a piston is fitted into a cylinder hole of the cylinder block to constitute a cylinder chamber. A variable piston motor is known in which a cylinder block rotates with a shaft by making the cylinder chamber slidable along a swash plate and alternately communicating the cylinder chamber with a hydraulic pressure source and a tank.

当該油圧モータのブレーキ装置としてはシリンダブロックとハウジングに回転側摩擦板と固定側摩擦板を交互に取付け、その摩擦板と対向してピストンを設け、このピストンをばねにより押して固定側摩擦板と回転側摩擦板を圧着することでシリンダブロックを固定して制動し、前記ピストンのピストン受圧室に高圧油を供給することでピストンをばねに抗して移動し固定側摩擦板と回転側摩擦板を離隔してシリンダブロックを回転可能にし、非制動の状態としている。   As a brake device of the hydraulic motor, a rotation side friction plate and a fixed side friction plate are alternately attached to a cylinder block and a housing, a piston is provided opposite to the friction plate, and this piston is pushed by a spring to rotate with the fixed side friction plate. The cylinder block is fixed and braked by crimping the side friction plate, and the piston is moved against the spring by supplying high pressure oil to the piston pressure receiving chamber of the piston, and the fixed side friction plate and the rotation side friction plate are moved. The cylinder block can be rotated apart and is in a non-braking state.

かかる油圧モータのブレーキ装置はピストン受圧室に高圧油を供給すると非制動となり、ピストン受圧室内の高圧油を排出すると制動となるものである。   Such a brake device of a hydraulic motor is not braked when high pressure oil is supplied to the piston pressure receiving chamber, and is braked when high pressure oil is discharged from the piston pressure receiving chamber.

ところで、上述の油圧モータが建設機械の旋回用あるいは走行用モータとして使用されている場合、その稼動中すなわち、非制動状態において、当該油圧モータへの圧油の供給が切換弁により停止され旋回や走行が停止状態のときであっても、当該建設機械が例えば傾斜地でその姿勢が傾斜した状態を保持する必要のある場合がある。このような状態では、操縦者の意図しないことであるが、ブームやアームを搭載している旋回台が重力の影響を受け、その油圧モータ軸に回転負荷が与えられ、結果として、油圧モータの出口側が高圧となり弁板の隙間を介して漏れが発生し徐々にその姿勢が変化する、あるいは停止位置が徐々に変化するという問題がある。こうした問題を防ぐため、前記弁板の中に小型のピストンを設け、前記発生した高圧を利用してシリンダブロック端面に弁板を押し付けることにより重力による意図しない姿勢や位置の変化を防止するようにしている。図2、3および4を参照してその詳細を説明する。   By the way, when the above-described hydraulic motor is used as a swinging or traveling motor for a construction machine, in operation, that is, in a non-braking state, the supply of pressure oil to the hydraulic motor is stopped by a switching valve and Even when traveling is stopped, it may be necessary for the construction machine to maintain a state in which its posture is inclined, for example, on an inclined ground. In such a state, which is not intended by the operator, the swivel mounted with the boom and arm is affected by gravity, and a rotational load is applied to the hydraulic motor shaft. There is a problem in that the outlet side becomes high pressure and leakage occurs through the clearance of the valve plate, so that its posture gradually changes or the stop position gradually changes. In order to prevent such problems, a small piston is provided in the valve plate, and the generated high pressure is used to press the valve plate against the end face of the cylinder block to prevent unintentional changes in posture and position due to gravity. ing. Details will be described with reference to FIGS.

図2は、本願出願人が採用している、従来の油圧モータの軸方向に沿う正面の軸方向の縦断面図を示し、図3は図2の断面と直角方向の縦断面図を示す。また、図4は弁板の形状を示す図であって、(a)は正面図、(b)は(a)のz−z線断面図である。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view in the front axial direction along the axial direction of a conventional hydraulic motor adopted by the applicant of the present application, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view perpendicular to the section in FIG. 4A and 4B are views showing the shape of the valve plate, where FIG. 4A is a front view and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line z-z in FIG.

図2において、参照符号10は油圧モータのハウジングであり、同ハウジング10には円筒コロ軸受け12およびニードル軸受け14により回転可能に軸支されたシリンダブロック16およびそれと一体の出力軸18が設けられている。シリンダブロック16内部には円周上に等配の複数のシリンダが設けられその各シリンダ内にピストンPSが摺動可能に収納されている。ピストンPSの左端の頭部は環状のリテーナ20に係合され同リテーナ20の左端面は斜板22上を滑動するようになっている。   In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a hydraulic motor housing. The housing 10 is provided with a cylinder block 16 rotatably supported by a cylindrical roller bearing 12 and a needle bearing 14 and an output shaft 18 integral therewith. Yes. A plurality of equally spaced cylinders are provided on the circumference inside the cylinder block 16, and a piston PS is slidably accommodated in each cylinder. The head of the left end of the piston PS is engaged with an annular retainer 20 so that the left end surface of the retainer 20 slides on the swash plate 22.

参照符号BPは弁板であってその左端側の面はシリンダブロック16の右端面に当接し、その右端側の面はハウジング10に締結されたモータカバー30の左端面に当接されている。モータカバー30には圧油の給排用のポートが設けられている。参照符号40は、一般にパーキングブレーキと称される油圧モータのブレーキであって、ピストン40aと対になった固定側摩擦板および回転側摩擦板40bと、ばね40cと、ハウジング10の内周面との間に形成された圧油供給用シリンダ40dとからなっている。この圧油供給用シリンダ40dに圧油例えば建設機械のパイロット圧油が与えられるとピストン40aは右行し、それまで固定側摩擦板および回転側摩擦板40bを密着押圧していたばね40cを圧縮すると共に固定側摩擦板および回転側摩擦板40bを離隔させる。その結果シリンダブロック16は回転可能となる。   Reference numeral BP denotes a valve plate whose left end surface is in contact with the right end surface of the cylinder block 16, and whose right end surface is in contact with the left end surface of the motor cover 30 fastened to the housing 10. The motor cover 30 is provided with a port for supplying and discharging pressure oil. Reference numeral 40 is a brake of a hydraulic motor generally referred to as a parking brake, and includes a stationary friction plate and a rotation friction plate 40b paired with a piston 40a, a spring 40c, and an inner peripheral surface of the housing 10. And a pressure oil supply cylinder 40d formed between the two. When pressure oil, for example, pilot pressure oil for a construction machine, is applied to the pressure oil supply cylinder 40d, the piston 40a moves to the right and compresses the spring 40c that has pressed the fixed-side friction plate and the rotation-side friction plate 40b until then. At the same time, the fixed friction plate and the rotation side friction plate 40b are separated. As a result, the cylinder block 16 can rotate.

他方、前記パイロット圧の供給を解除すると、ピストン40aは左行し、ばね40cが解放され、そのばね40cの弾発力により前記固定側摩擦板および回転側摩擦板40bは密着押圧しその結果シリンダブロック16はハウジング10と一体になりその回転が阻止される。すなわち、建設機械のエンジンを停止し、図示しない主ポンプおよびパイロットポンプが停止した状態でも回転が阻止されている。   On the other hand, when the supply of the pilot pressure is released, the piston 40a goes to the left, the spring 40c is released, and the fixed side friction plate and the rotation side friction plate 40b are pressed tightly by the elastic force of the spring 40c, resulting in the cylinder. The block 16 is integrated with the housing 10 and is prevented from rotating. That is, even when the engine of the construction machine is stopped and the main pump and the pilot pump (not shown) are stopped, the rotation is prevented.

前記弁板BPの内部には小型ピストンSPSが設けられている。図4(b)に示されるように、小型ピストンSPSのモータカバー30側にはシリンダ30aが複数(2個)設けられその中に前記小型ピストンSPSが収納されている。参照符号50は部分的に形成された環状の溝であって、図4(a)に示すように、上下に一対が形成されている。参照符号50a、50bは圧油の供給および排出用のポートであり、これらのポートの角位置の範囲内でシリンダブロック16内の各ピストンPSを収納する油室HRと圧油の授受をおこなう。同図4(a)ではポート50aと50bは、一方が排出用であれば、他方が供給用となり、いずれのポートも両者の機能を併せ持つ。ここでは、説明のためにポート50aが排出用、ポート50bが供給用として説明する。   A small piston SPS is provided inside the valve plate BP. As shown in FIG. 4B, a plurality of (two) cylinders 30a are provided on the motor cover 30 side of the small piston SPS, and the small piston SPS is accommodated therein. Reference numeral 50 is a partially formed annular groove, and a pair is formed vertically as shown in FIG. Reference numerals 50a and 50b are ports for supplying and discharging the pressure oil, and the pressure oil is exchanged with the oil chamber HR in which each piston PS in the cylinder block 16 is accommodated within the range of the angular positions of these ports. In FIG. 4A, if one of the ports 50a and 50b is for discharge, the other is for supply, and both ports have both functions. Here, for the sake of explanation, the port 50a will be described as discharging and the port 50b will be described as supplying.

図3において、参照符号60aおよび60bは、ブッシュおよびサラバネであって、弁板BPとシリンダブロック16の摺動面が適切な油膜厚さとなるように設定されている。参照符号RFはリリーフ弁である。   In FIG. 3, reference numerals 60a and 60b are bushes and flat springs, and are set so that the sliding surfaces of the valve plate BP and the cylinder block 16 have an appropriate oil film thickness. Reference symbol RF is a relief valve.

いま、建設機械の主ポンプおよびパイロットポンプは駆動状態であるが、旋回台駆動用の油圧モータの回転が停止されている場合、すなわち、圧油の供給・排出が行われない状態で、前述したように、建設機械が傾斜面に位置しているとすると当該油圧モータの出力軸18には回転負荷が作用しシリンダブロック16を回転させようとすることがある。その作用により排出側に位置するピストンPSは当該油室HR内の油を、ポート50aを介して排出しようとするが出口が塞がれているのでその圧力は溝50から流路30b(図4(b)参照)を介して小型ピストンSPSに作用する。したがって、同ピストンSPSの右端面はモータカバー30を力Fで押し付ける。一方、モータカバー30はハウジング10に固定されているので、結局力Fの反力で弁板BPがシリンダブロック16の右端面に押し付けられ、摩擦力等によりシリンダブロック16の回転すなわち、スリップを阻止する。   Now, the main pump and the pilot pump of the construction machine are in the drive state, but when the rotation of the hydraulic motor for driving the swivel is stopped, that is, in the state where the pressure oil is not supplied / discharged, it is described above. As described above, if the construction machine is located on the inclined surface, a rotation load may act on the output shaft 18 of the hydraulic motor to rotate the cylinder block 16. Due to this action, the piston PS located on the discharge side tries to discharge the oil in the oil chamber HR through the port 50a, but the outlet is blocked, so that the pressure is applied from the groove 50 to the flow path 30b (FIG. 4). Acting on the small piston SPS via (b). Therefore, the right end surface of the piston SPS presses the motor cover 30 with the force F. On the other hand, since the motor cover 30 is fixed to the housing 10, the valve plate BP is eventually pressed against the right end surface of the cylinder block 16 by the reaction force F, and the rotation of the cylinder block 16, that is, slippage is prevented by frictional force or the like. To do.

特開平08−177899号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-177899

前記の従来技術においては、小型ピストンから排出される圧油を利用して弁板BPとシリンダブロック16の間に静摩擦力を発生させ、それにより旋回用油圧モータの回転すなわち、スリップを阻止するものであるが、同油圧モータを停止状態から駆動状態に切り換えるとき、その阻止の状態が保持されているため、起動時にはそれを上回る圧力を与え弁板BPに対しシリンダブロック16の右端面を動摩擦の状態でスリップさせる必要がある。このような停止から起動への切り換えは建設機械の一連の作業中頻繁に生じるので、傾斜地での作業においては、その都度に要する起動力のためのエネルギは無視できないものである。   In the above-described prior art, a static friction force is generated between the valve plate BP and the cylinder block 16 using the pressure oil discharged from the small piston, thereby preventing the rotation of the turning hydraulic motor, that is, slipping. However, when the hydraulic motor is switched from the stopped state to the driven state, the blocking state is maintained. Therefore, when the hydraulic motor is started, a pressure higher than that is applied to the valve plate BP so that the right end surface of the cylinder block 16 is subjected to dynamic friction. It is necessary to slip in the state. Since such switching from stop to start frequently occurs during a series of work of the construction machine, the energy for the start force required every time is not negligible in the work on the slope.

本発明は、上記問題を解決せんとするもので、その目的とするところは、停止時におけるスリップの抑制と起動時の起動効率の向上を両立させることが可能な油圧モータを提供することにある。   The present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic motor capable of achieving both suppression of slip at the time of stop and improvement of start efficiency at the time of start. .

前記目的を達成するための本発明によるスリップ抑制と起動効率向上機能を有する油圧モータは、ハウジング内にシリンダブロックを出力軸と一体に回転自在に設け、前記シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ孔内にそれぞれピストンを嵌挿してシリンダ室を構成し、前記ピストンを斜板に沿って摺動自在とし、前記シリンダ室を油圧源とタンクに交互に連通することでシリンダブロックを前記出力軸とともに回転する固定容量式又は可変容量式ピストンモータであって、前記出力軸と反対側の前記シリンダブロック端面に一側面が当接され、前記シリンダ室を油圧源とタンクに交互に連通せしめる開口部を有する弁板と、前記弁板の他側面と当接するとともに前記ハウジング端面に固定され、圧油の給排ポートを有するモータカバーと、前記モータカバーと弁板との間に設けられ前記シリンダブロック端面に前記弁板を所定のばね力で押圧する押圧手段と、前記ハウジング内で前記シリンダブロック外周部とモータカバーの間に設けられたパーキングブレーキ用の第1ブレーキ手段と、前記弁板の他側面を所定の油圧力で押圧する第2ブレーキ手段からなり、前記第2ブレーキ手段は、前記弁板の他側面に臨み前記モータカバー側に設けられた複数の油室と同各油室に収納された小型ピストンと、前記各油室に連通する小型ピストン加圧用のポートと、同ポートを介して前記各油室に圧油を供給および停止する切換弁を備え、前記圧油を供給および停止するための指令信号として、パイロット操作信号または傾斜検知センサーからの信号を用いることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a hydraulic motor having slip suppression and start-up efficiency improvement functions according to the present invention is provided with a cylinder block in a housing so as to be rotatable integrally with an output shaft, and a plurality of cylinders formed in the cylinder block. Pistons are respectively inserted into the holes to form cylinder chambers, the pistons are slidable along the swash plate, and the cylinder chambers are alternately communicated with a hydraulic pressure source and a tank so that the cylinder block is connected to the output shaft. A rotating fixed displacement or variable displacement piston motor, one side of which is in contact with the end face of the cylinder block opposite to the output shaft, and an opening for alternately communicating the cylinder chamber with a hydraulic pressure source and a tank. A motor plate having a pressure oil supply / discharge port that is in contact with the other side surface of the valve plate and fixed to the end surface of the housing. And a pressing means provided between the motor cover and the valve plate for pressing the valve plate against the cylinder block end face with a predetermined spring force, and between the outer periphery of the cylinder block and the motor cover in the housing. First brake means for parking brake provided and second brake means for pressing the other side surface of the valve plate with a predetermined hydraulic pressure, the second brake means facing the other side surface of the valve plate and A plurality of oil chambers provided on the motor cover side, a small piston housed in each oil chamber, a small piston pressurizing port communicating with each oil chamber, and a pressure applied to each oil chamber via the port. A switching valve for supplying and stopping oil is provided, and a pilot operation signal or a signal from an inclination detection sensor is used as a command signal for supplying and stopping the pressure oil.

その場合、前記第1ブレーキ手段は建設機械のパイロットポンプ圧を利用することが可能である。   In that case, the first brake means can use the pilot pump pressure of the construction machine.

また、前記第2ブレーキ手段は建設機械の主ポンプの圧油を減圧したものを利用することが可能である。   Further, the second brake means can use a pressure reduced pressure oil of a main pump of a construction machine.

またその場合、前記油圧モータは好適には建設機械の旋回台駆動用の油圧モータとすることが可能である。   In this case, the hydraulic motor can be preferably a hydraulic motor for driving a swivel of a construction machine.

またその場合、前記油圧モータは建設機械の走行用の油圧モータとすることが可能である。   In this case, the hydraulic motor can be a hydraulic motor for traveling a construction machine.

本発明によれば、ハウジング内にシリンダブロックを出力軸と一体に回転自在に設け、前記シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ孔内にそれぞれピストンを嵌挿してシリンダ室を構成し、前記ピストンを斜板に沿って摺動自在とし、前記シリンダ室を油圧源とタンクに交互に連通することでシリンダブロックを前記出力軸とともに回転する固定容量式ピストンモータであって、前記出力軸と反対側の前記シリンダブロック端面に一側面が当接され、前記シリンダ室を油圧源とタンクに交互に連通せしめる開口部を有する弁板と、前記弁板の他側面と当接するとともに前記ハウジング端面に固定され、圧油の給排ポートを有するモータカバーと、前記モータカバーと弁板との間に設けられ前記シリンダブロック端面に前記弁板を所定のばね力で押圧する押圧手段と、前記ハウジング内で前記シリンダブロック外周部とモータカバーの間に設けられたパーキングブレーキ用の第1ブレーキ手段と、前記弁板の他側面を所定の油圧力で押圧する第2ブレーキ手段からなり、前記第2ブレーキ手段は、前記弁板の他側面に臨み前記モータカバー側に設けられた複数の油室と同各油室に収納された小型ピストンと、前記各油室に連通する小型ピストン加圧用のポートと、同ポートを介して前記各油室に圧油を供給および停止する切換弁を備え、前記圧油を供給および停止するための指令信号として、パイロット操作信号または傾斜検知センサーからの信号を用いたので、スリップを抑制することが可能であり、建設機械が傾斜地で作業する場合でも停止中に建設機械の旋回台が回転したり、建設機械が走行したりする恐れがなくなり、さらに、停止状態から起動する際には前記切換弁の操作によりスリップ抑制状態を瞬時に解除できるので、余分なエネルギを使用することがなくスムーズな起動を行うことが可能となり起動効率の向上が得られる。   According to the present invention, a cylinder block is provided in a housing so as to be rotatable integrally with an output shaft, and a piston is fitted into each of a plurality of cylinder holes formed in the cylinder block to constitute a cylinder chamber. A fixed displacement piston motor that rotates the cylinder block together with the output shaft by alternately communicating the cylinder chamber with a hydraulic power source and a tank along the swash plate, on the side opposite to the output shaft One side surface is in contact with the cylinder block end surface, and a valve plate having an opening for alternately communicating the cylinder chamber with a hydraulic pressure source and a tank, and is in contact with the other side surface of the valve plate and is fixed to the housing end surface. A motor cover having a pressure oil supply / discharge port, and the valve plate is provided between the motor cover and the valve plate, and the valve plate is disposed on the end face of the cylinder block. A pressing means for pressing with a spring force, a first brake means for a parking brake provided between the outer periphery of the cylinder block and the motor cover in the housing, and pressing the other side of the valve plate with a predetermined hydraulic pressure The second brake means, the second brake means facing the other side of the valve plate, a plurality of oil chambers provided on the motor cover side and a small piston housed in each oil chamber, A port for pressurizing a small piston communicating with the oil chamber, and a switching valve for supplying and stopping the pressure oil to each oil chamber via the port, and a pilot signal as a command signal for supplying and stopping the pressure oil Slip can be suppressed by using the operation signal or the signal from the tilt detection sensor, and even when the construction machine works on a sloping ground, the construction machine swivel rotates during the stoppage. In addition, when starting from a stopped state, the slip suppression state can be instantly released by operating the switching valve, so that no excessive energy is used and smooth operation is possible. It is possible to start up, and the start-up efficiency can be improved.

また、従来のスリップの抑制では、図4(b)に示されるように、反力Fは排出側の小型ピストンSPSにより与えられるが、本発明では、スリップ抑制時に両方の溝50に主ポンプから減圧された圧油を与えることが可能であり、より確実に弁板をシリンダブロック端面に向けて押し付けることが可能である。   Further, in the conventional slip suppression, as shown in FIG. 4B, the reaction force F is provided by the small piston SPS on the discharge side. However, in the present invention, both grooves 50 are fed from the main pump to the slip suppression. It is possible to give the decompressed pressure oil, and it is possible to press the valve plate toward the end face of the cylinder block more reliably.

さらにまた、従来の例では、図4(b)に示されるように、他の隣接する部材に比べ比較的薄い弁板BPには小型ピストンSPSを収納する油室30aが溝50と反対側に形成される必要性のためその加工上の手間と精度および剛性が要求されるという問題がある。しかしながら、本発明においては、小型ピストンSPSを収納する油室はモータカバー側に設けられているため弁板BPへのそうした問題はなくなる。   Furthermore, in the conventional example, as shown in FIG. 4 (b), the oil chamber 30 a that houses the small piston SPS is located on the opposite side of the groove 50 in the valve plate BP that is relatively thin compared to other adjacent members. Due to the necessity of forming, there is a problem that labor, accuracy and rigidity are required for processing. However, in the present invention, since the oil chamber that houses the small piston SPS is provided on the motor cover side, such a problem with the valve plate BP is eliminated.

本発明による実施例の油圧モータの正面の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the front of the hydraulic motor of the Example by this invention. 図1Aの切換弁110への制御信号SGと、切換弁110への圧油供給部および制御信号SG発生部との関係を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the relationship between the control signal SG to the switching valve 110 of FIG. 1A, the pressure oil supply unit to the switching valve 110, and the control signal SG generating unit. 従来の油圧モータの軸方向に沿う正面の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the front along the axial direction of the conventional hydraulic motor. 図2の断面と直角方向の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view in a direction perpendicular to the section of FIG. 2. 弁板の形状を示す図であって、(a)は正面図、(b)は(a)のz−z線断面図である。It is a figure which shows the shape of a valve plate, Comprising: (a) is a front view, (b) is the zz sectional drawing of (a).

以下に本発明の好適な実施例について、詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

なお、以下の説明において、図1Aの参照符号のうち図2乃至4において該当するものは同一の構成部分であり重複を避けるためそれらの説明は省略するものとする。   In the following description, the reference numerals in FIG. 1A that correspond to those in FIGS. 2 to 4 are the same components and will not be described in order to avoid duplication.

図1Aにおいて、参照符号100はモータカバー30の外周部に設けられた小型ピストン加圧用のポートであって、同ポート100は弁板BPの右端面に臨む油室100aと流路100bを介して連通しており、前記油室100aには小型ピストンSPSが収納されている。   In FIG. 1A, reference numeral 100 denotes a small piston pressurizing port provided on the outer peripheral portion of the motor cover 30. The port 100 is connected to an oil chamber 100a facing the right end surface of the valve plate BP and a flow path 100b. A small piston SPS is accommodated in the oil chamber 100a.

参照符号110はON、OFF用の切換弁であって、同弁110には図示しない建設機械のリモコン弁へ圧油を供給するトロコイドポンプ等のパイロットポンプからの圧油が与えられており、また同弁110の出口側は前記ポート100に接続されている。参照符号SGはON、OFF指令用の信号であって、この信号SGはパイロット操作圧信号を利用した油圧信号であってもよいし、対応する電気信号でもよい。したがって、当該油圧モータの停止の場合には主ポンプから減圧された圧油が流路100bを介して小型ピストンSPSに与えられるので同ピストンの左端面は弁板BPを押圧し、結果として弁板BPはシリンダブロック16の左端面を押圧しスリップ抑制を行う。したがって、傾斜地等での停止状態で油圧モータの出力軸18に作用する回転負荷があっても静摩擦によるスリップ抑制作用によりシリンダブロック16の回転が阻止される。なお、前記切換弁110への圧油として主ポンプからの圧油を減圧して用いることも可能である。   Reference numeral 110 is a switching valve for ON and OFF, and is supplied with pressure oil from a pilot pump such as a trochoid pump that supplies pressure oil to a remote control valve of a construction machine (not shown). The outlet side of the valve 110 is connected to the port 100. Reference symbol SG is an ON / OFF command signal, and this signal SG may be a hydraulic signal using a pilot operation pressure signal or a corresponding electrical signal. Therefore, when the hydraulic motor is stopped, the pressure oil decompressed from the main pump is applied to the small piston SPS via the flow path 100b, so that the left end surface of the piston presses the valve plate BP, resulting in the valve plate The BP presses the left end surface of the cylinder block 16 to suppress the slip. Therefore, even if there is a rotational load acting on the output shaft 18 of the hydraulic motor in a stopped state on an inclined ground or the like, the cylinder block 16 is prevented from rotating by the slip suppressing action due to static friction. Note that the pressure oil from the main pump can be used by depressurizing as the pressure oil to the switching valve 110.

さらに、摩擦によるスリップ抑制作用に追加して油室HRに封入された作動油は、その圧力上昇と共にシリンダブロック16と弁板BPとの間隙からリークし、シリンダブロック16が若干量回転する。この作動油のリーク量を削減するために弁板BPがシリンダブロック16の右端面を押圧し、回転が阻止される。   Further, the hydraulic oil sealed in the oil chamber HR in addition to the slip suppression action due to friction leaks from the gap between the cylinder block 16 and the valve plate BP as the pressure rises, and the cylinder block 16 rotates a little. In order to reduce the amount of leakage of the hydraulic oil, the valve plate BP presses the right end surface of the cylinder block 16 and is prevented from rotating.

建設機械の停止状態から起動用の制御信号SGが与えられると、切換弁110は遮断状態となり、したがって、小型ピストンSPSに与えられていた主ポンプから減圧された圧油の圧力がなくなり、弁板BPとシリンダブロック16との間隙はブッシュ60a、サラバネ60bにより設定されている所定圧による間隙に戻り、シリンダブロック16には前記静摩擦力は作用していないので起動がスムーズとなり、さらに動摩擦の状態へ移行することとなる。   When the control signal SG for starting is given from the stop state of the construction machine, the switching valve 110 is cut off, so that the pressure of the pressure oil depressurized from the main pump applied to the small piston SPS disappears, and the valve plate The gap between the BP and the cylinder block 16 returns to the gap due to the predetermined pressure set by the bush 60a and the flat spring 60b. Since the static friction force does not act on the cylinder block 16, the start-up becomes smooth and the state of dynamic friction is further increased. Will be migrated.

図1Bは、図1Aの切換弁110への制御信号SGと、切換弁110への圧油供給部および制御信号SG発生部との関係を説明するブロック図である。同図において、切換弁110は2つの切換位置(a)と(b)を有する。図示の状態では、受圧部110cへの制御信号SGは低圧Lであって、ばね110eの力で切換位置(b)の状態であり、圧油供給部110bからの圧油がポンプポート100へ供給されている。この状態では、前述のように、シリンダブロック16と弁板BPはスリップを抑制した状態となっている。   FIG. 1B is a block diagram illustrating the relationship between the control signal SG to the switching valve 110 of FIG. 1A, the pressure oil supply unit to the switching valve 110, and the control signal SG generation unit. In the figure, the switching valve 110 has two switching positions (a) and (b). In the state shown in the figure, the control signal SG to the pressure receiving part 110c is at a low pressure L and is in the switching position (b) by the force of the spring 110e, and the pressure oil from the pressure oil supply part 110b is supplied to the pump port 100. Has been. In this state, as described above, the cylinder block 16 and the valve plate BP are in a state in which slip is suppressed.

一方、スリップ抑制解除信号発生部110aからの制御信号SGが高圧Hのときには、受圧部110cに作用する圧油により、切換弁110は切換位置(a)となり、圧油供給部110bからの圧油は遮断されると共にポート100はタンクT側へ連通するのでスリップを抑制した状態が解除されることとなる。参照符号110dは、前記スリップ抑制解除信号発生部110aからの信号が電気信号の場合における電油変換部である。なお、受圧部110cがソレノイドタイプの電磁弁である場合はこの電油変換部は不要である。   On the other hand, when the control signal SG from the slip suppression release signal generation unit 110a is high pressure H, the switching valve 110 is switched to the switching position (a) by the pressure oil acting on the pressure receiving unit 110c, and the pressure oil from the pressure oil supply unit 110b. Is closed and the port 100 communicates with the tank T, so that the state in which the slip is suppressed is released. Reference numeral 110d is an electro-oil converting unit when the signal from the slip suppression cancellation signal generating unit 110a is an electric signal. In addition, when the pressure receiving part 110c is a solenoid type solenoid valve, this electro-oil conversion part is unnecessary.

前記スリップ抑制解除信号発生部110aは、本発明では、リモコン弁操作(圧)信号方式の場合と、傾斜角センサー方式の場合とがある。傾斜角センサー方式としては、例えば、マグネット動作タイプのフロートスイッチ(株式会社エヌエー社製)を建設機械のタンクやポンプ内の油室に設けるようにすることができる。また、錘と浮きを併用するハイブリッド機構を備えた小型広角度傾斜角度センサー(株式会社緑測器社製)を用いることもできる。 In the present invention, the slip suppression release signal generation unit 110a is classified into a remote control valve operation (pressure) signal method and an inclination angle sensor method. As an inclination angle sensor system, for example, a magnet operation type float switch (manufactured by NA Corporation) can be provided in a tank of a construction machine or an oil chamber in a pump. A small wide angle tilt angle sensor (manufactured by Green Sokki Co., Ltd.) having a hybrid mechanism that uses both a weight and a float can also be used.

また、他の例としては、市販のジャイロセンサー又はジャイロスコープを用いることもできる。なお、これら傾斜検知センサーSが非傾斜状態から傾斜状態を検知した場合の電気信号は、通常、LからHとなるので、この信号をインバートしたH、Lが制御信号SGに対応することとなる。   As another example, a commercially available gyro sensor or gyroscope can be used. The electrical signal when the tilt detection sensor S detects the tilt state from the non-tilt state normally changes from L to H, and H and L obtained by inverting this signal correspond to the control signal SG. .

以下表1では、建設機械のエンジンが停止していない状態において、建設機械に設けられた傾斜検知センサーの検知信号L(非傾斜)、H(傾斜)と起動指令の有無に応じた制御信号SGの生成条件を示す。なお、切換弁ON、OFF欄の各枠内に記載された(a)、(b)は同弁110の切換位置に対応している。   In Table 1 below, in the state where the engine of the construction machine is not stopped, the detection signals L (non-tilt) and H (tilt) of the tilt detection sensor provided in the construction machine and the control signal SG according to the presence / absence of the start command The generation conditions of are shown. In addition, (a), (b) described in each frame of the switching valve ON / OFF column corresponds to the switching position of the valve 110.

Figure 0005523980
Figure 0005523980

スリップが特に気がかりとなる傾斜地での旋回振り上げ動作の場合、スリップ抑制機能の解除指令のタイミングが油圧モータの作動とほぼ同時であると、旋回体が重力方向に下がろうとするため、それが始動時の負荷となることがある。このような場合には油圧モータが作動し始める直前にスリップ抑制機能を解除することが好ましい。ここで、油圧モータが作動し始めるとは詳細には内部摩擦抵抗、外部反力に打ち勝って出力軸が回転し始めることを意味する。   In the case of a swing-up operation on a sloping ground where slip is a particular concern, if the timing of the release command of the slip suppression function is almost the same as the operation of the hydraulic motor, the swinging body tends to fall in the direction of gravity, so it starts. It may be a load of time. In such a case, it is preferable to cancel the slip suppression function immediately before the hydraulic motor starts to operate. Here, in detail, the operation of the hydraulic motor means that the output shaft starts to rotate by overcoming the internal frictional resistance and the external reaction force.

以上本発明の好適な実施例について図面により説明したが、当業者であれば、上記の図面および説明に基づいて種々の変形をすることが可能であることはもちろんである。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, those skilled in the art can naturally make various modifications based on the above drawings and descriptions.

10 ハウジング
12 円筒コロ軸受
14 ニードル軸受
16 シリンダブロック
18 出力軸
20 リテーナ
22 斜板
30 モータカバー
30a 油室
30b 流路
40 ブレーキ装置
40a ピストン
40b 固定側摩擦板および回転側摩擦板
40c ばね
40d シリンダ
50 溝
50a 排出側ポート
50b 供給側ポート
60a ブッシュ
60b サラバネ
100 小型ピストン加圧用のポート
100a 油室
100b 流路
110 切換弁
HR 油室
PS ピストン
RF リリーフ弁
SPS 小型ピストン
SG 指令信号
BP 弁板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Housing 12 Cylindrical roller bearing 14 Needle bearing 16 Cylinder block 18 Output shaft 20 Retainer 22 Swash plate 30 Motor cover 30a Oil chamber 30b Flow path 40 Brake device 40a Piston 40b Fixed side friction plate and rotation side friction plate 40c Spring 40d Cylinder 50 Groove 50a Discharge side port 50b Supply side port 60a Bushing 60b Sarah spring 100 Port for pressurizing small piston 100a Oil chamber 100b Flow path 110 Switching valve HR Oil chamber PS Piston RF Relief valve SPS Small piston SG Command signal BP Valve plate

Claims (5)

ハウジング内にシリンダブロックを出力軸と一体に回転自在に設け、前記シリンダブロック内に形成された複数のシリンダ孔内にそれぞれピストンを嵌挿してシリンダ室を構成し、前記ピストンを斜板に沿って摺動自在とし、前記シリンダ室を油圧源とタンクに交互に連通することでシリンダブロックを前記出力軸とともに回転する固定容量式又は可変容量式ピストンモータであって、前記出力軸と反対側の前記シリンダブロック端面に一側面が当接され、前記シリンダ室を油圧源とタンクに交互に連通せしめる開口部を有する弁板と、前記弁板の他側面と当接するとともに前記ハウジング端面に固定され、圧油の給排ポートを有するモータカバーと、前記モータカバーと弁板との間に設けられ前記シリンダブロック端面に前記弁板を所定のばね力で押圧する押圧手段と、前記ハウジング内で前記シリンダブロック外周部とモータカバーの間に設けられたパーキングブレーキ用の第1ブレーキ手段と、前記弁板の他側面を所定の油圧力で押圧する第2ブレーキ手段からなり、
前記第2ブレーキ手段は、前記弁板の他側面に臨み前記モータカバー側に設けられた複数の油室と同各油室に収納された小型ピストンと、前記各油室に連通する小型ピストン加圧用のポートと、同ポートを介して前記各油室に圧油を供給および停止する切換弁とを備え、前記圧油を供給および停止するための指令信号として、パイロット操作信号または傾斜検知センサーからの信号を用いることを特徴とするスリップ抑制および起動効率向上機能を備えた油圧モータ。
A cylinder block is provided in the housing so as to be rotatable integrally with the output shaft, and a piston is fitted into each of a plurality of cylinder holes formed in the cylinder block to form a cylinder chamber. The piston is moved along the swash plate. A fixed capacity type or variable capacity type piston motor that is slidable and rotates the cylinder block together with the output shaft by alternately communicating the cylinder chamber with a hydraulic pressure source and a tank, wherein the piston chamber is opposite to the output shaft. One side surface is in contact with the end surface of the cylinder block, a valve plate having an opening for alternately communicating the cylinder chamber with a hydraulic pressure source and a tank, and another side surface of the valve plate is in contact with and fixed to the end surface of the housing. A motor cover having an oil supply / discharge port; and the valve plate disposed between the motor cover and the valve plate on the end face of the cylinder block. A pressing means for pressing with a force, a first brake means for a parking brake provided between the outer periphery of the cylinder block and the motor cover in the housing, and pressing the other side of the valve plate with a predetermined hydraulic pressure. Second braking means
The second brake means includes a plurality of oil chambers provided on the motor cover side facing the other side surface of the valve plate, a small piston housed in each oil chamber, and a small piston addition communicating with each oil chamber. A pressure port and a switching valve for supplying and stopping the pressure oil to each oil chamber via the port, and from the pilot operation signal or the inclination detection sensor as a command signal for supplying and stopping the pressure oil A hydraulic motor having a slip suppression and start-up efficiency improving function characterized by using the above signal.
前記第1ブレーキ手段は建設機械のパイロットポンプ圧を利用することを特徴とする請求項1に記載のスリップ抑制および起動効率向上機能を備えた油圧モータ。   2. The hydraulic motor having a slip suppression and start efficiency improving function according to claim 1, wherein the first brake means uses a pilot pump pressure of a construction machine. 前記第2ブレーキ手段は建設機械の主ポンプから減圧された圧油を利用することを特徴とする請求項1に記載のスリップ抑制および起動効率向上機能を備えた油圧モータ。   The hydraulic motor having a slip suppression and start efficiency improving function according to claim 1, wherein the second brake means uses pressure oil decompressed from a main pump of a construction machine. 前記油圧モータは建設機械の旋回台駆動用の油圧モータである請求項1乃至3いずれか一つに記載のスリップ抑制および起動効率向上機能を備えた油圧モータ。   4. The hydraulic motor having a slip suppression and startup efficiency improving function according to claim 1, wherein the hydraulic motor is a hydraulic motor for driving a swivel of a construction machine. 前記油圧モータは建設機械の走行用の油圧モータである請求項1乃至3いずれか一つに記載のスリップ抑制および起動効率向上機能を備えた油圧モータ。   The hydraulic motor having a slip suppression and start-up efficiency improving function according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydraulic motor is a hydraulic motor for traveling a construction machine.
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