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技術 作業機械の油圧制御装置

出願人 コベルコ建機株式会社
発明者 田路浩
出願日 2004年4月28日 (16年8ヶ月経過) 出願番号 2004-133603
公開日 2004年12月24日 (16年0ヶ月経過) 公開番号 2004-360898
状態 拒絶査定
技術分野 流体圧回路(1) 掘削機械の作業制御
主要キーワード 最大開口位置 フェールセーフ位置 最大開口面積 最小開口 油圧制御方式 吐出側管路 ストローク作動 ブリードオフ弁
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年12月24日)のものです。
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図面 (9)

課題

統一ブリードオフ弁電子制御方式をとりながら、制御系フェール時にも機械動きを継続できるようにする。

解決手段

複数の油圧アクチュエータ1〜3に共通の統一ブリードオフ弁15によってブリードオフ制御し、かつ、ブリードオフ弁15を、コントローラ13によって制御される電磁比例弁17の二次圧で制御する電子制御方式を前提として、ブリードオフ弁15に、アンロード開口よりも小さい面積で開口するフェールセーフ通路15a付きのフェールセーフ位置ハを設け、電磁比例弁17の二次圧がストップしても油圧アクチュエータ1〜3に対する圧油の供給を補償し、作業を継続できるようにした。

概要

背景

たとえば油圧ショベルにおいて、ポンプから吐出された圧油の一部(余剰分)をタンクに戻すブリードオフ制御が行われる。

このブリードオフ制御は、一般的には複数のアクチュエータごとに設けられたコントロールバルブブリードオフ通路を設け、このブリードオフ通路の開口面積を、操作手段の操作量に応じて変化させることによって行われるが、このブリードオフ通路を設ける分、コントロールバルブがスプール軸方向に長くなるため、コスト面及び実機への組み込みの面で不利となる。

そこで従来、各コントロールバルブのブリードオフ通路を無くする一方、複数のコントロールバルブ(アクチュエータ)に共通のブリードオフ弁統一ブリードオフ弁)を設ける技術が提案されている。

また、この統一ブリードオフ方式において、ブリードオフ弁として油圧パイロット弁を用い、コントローラによって制御される電磁比例弁二次圧でこのブリードオフ弁を制御する電子制御方式が公知となっている(たとえば特許文献1参照)。

この電子制御方式によると、操作量に応じたパイロット圧を直接ブリードオフ弁に送る油圧制御方式と比較して、制御の自由度が高いという利点を有する。
特開平11−303809号公報

概要

統一ブリードオフ弁の電子制御方式をとりながら、制御系フェール時にも機械動きを継続できるようにする。 複数の油圧アクチュエータ1〜3に共通の統一ブリードオフ弁15によってブリードオフ制御し、かつ、ブリードオフ弁15を、コントローラ13によって制御される電磁比例弁17の二次圧で制御する電子制御方式を前提として、ブリードオフ弁15に、アンロード開口よりも小さい面積で開口するフェールセーフ通路15a付きのフェールセーフ位置ハを設け、電磁比例弁17の二次圧がストップしても油圧アクチュエータ1〜3に対する圧油の供給を補償し、作業を継続できるようにした。

目的

そこで本発明は、統一ブリードオフ弁の電子制御方式をとりながら、制御系のフェール時にも作業を継続することができる作業機械油圧制御装置を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの油圧源としての油圧ポンプと、操作手段の操作に基づいて上記各アクチュエータの作動を制御する複数のコントロールバルブと、上記油圧ポンプから吐出された圧油余剰分をタンクに戻すブリードオフ弁と、このブリードオフ弁を制御する制御手段とを具備し、かつ、上記制御手段による上記ブリードオフ弁の制御が不能となった状態で上記油圧ポンプから上記各油圧アクチュエータに対する圧油の供給を補償する補償手段が設けられたことを特徴とする作業機械油圧制御装置

請求項2

請求項1記載の作業機械の油圧制御装置において、補償手段として、ブリードオフ弁に、同弁の作動停止状態アンロード通路よりも小さい面積で開口するフェールセーフ通路が設けられたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

請求項3

請求項1記載の作業機械の油圧制御装置において、ブリードオフ弁として、パイロット圧に応じてアンロード位置ブロック位置との間で作動する油圧パイロット弁、油圧ポンプとしてポンプレギュレータによって吐出量が制御される可変容量型の油圧ポンプがそれぞれ用いられ、制御手段は、上記ブリードオフ弁にパイロット圧を送る電磁比例弁と、この電磁比例弁に制御信号を送るコントローラとによって構成されるとともに、操作手段の操作量が大きいほどポンプ吐出量が増加する方向に上記ポンプレギュレータを制御するように構成され、かつ、補償手段として、上記電磁比例弁とブリードオフ弁との間にパイロット圧切換弁が設けられるとともに、このパイロット圧切換弁を切換え切換手段が設けられ、上記パイロット圧切換弁は、フェール時に上記切換手段により、上記電磁比例弁の二次圧をブリードオフ弁にパイロット圧として送る通常位置から、上記ポンプレギュレータに供給されるポンプ制御圧を上記ブリードオフ弁にパイロット圧として送るフェールセーフ位置に切換わるように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

請求項4

請求項1記載の作業機械の油圧制御装置において、ブリードオフ弁として、パイロット圧に応じてアンロード位置とブロック位置との間で作動する油圧パイロット弁が用いられ、制御手段は、上記ブリードオフ弁にパイロット圧を送る電磁比例弁と、この電磁比例弁に制御信号を送るコントローラとによって構成され、かつ、補償手段として、上記電磁比例弁とブリードオフ弁との間にパイロット圧切換弁が設けられるとともに、このパイロット圧切換弁を切換える切換手段が設けられ、上記パイロット圧切換弁は、フェール時に上記切換手段により、上記電磁比例弁の二次圧をブリードオフ弁にパイロット圧として送る通常位置から、上記電磁比例弁の一次圧源であるパイロットポンプ吐出圧を上記ブリードオフ弁にパイロット圧として送るフェールセーフ位置に切換わるように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

請求項5

請求項1記載の作業機械の油圧制御装置において、ブリードオフ弁として、パイロット圧に応じてアンロード位置とブロック位置との間で作動する油圧パイロット弁が用いられ、制御手段は、パイロットポンプを一次圧源として上記ブリードオフ弁にパイロット圧を送る電磁比例弁と、この電磁比例弁に制御信号を送るコントローラとによって構成され、かつ、補償手段が次の要件を具備することを特徴とする作業機械の油圧制御装置。(A)各コントロールバルブとして、操作手段の中立時に開き操作時に閉じるサイドバパス通路を備えたサイドスプール付きの切換弁が用いられ、上記各サイドバイパス通路がサイドバイパスラインによりタンデムにつながれてパイロットポンプとタンクに接続されていること。(B)上記サイドバイパスラインにおけるパイロットポンプの吐出側にポンプ圧を立てるための絞りが設けられ、この絞りの出口側パイロット圧供給ラインが接続されていること。(C)上記電磁比例弁とブリードオフ弁との間にパイロット圧切換弁が設けられるとともに、このパイロット圧切換弁を切換える切換手段が設けられていること。(D)上記パイロット圧切換弁は、フェール時に上記切換手段により、上記電磁比例弁の二次圧をブリードオフ弁にパイロット圧として送る通常位置から、上記パイロット圧供給ラインを介して供給される上記絞りの出口圧を上記ブリードオフ弁にパイロット圧として送るフェールセーフ位置に切換わるように構成されていること。

請求項6

請求項3乃至5のいずれか1項に記載の作業機械の油圧制御装置において、パイロット圧切換弁として電磁切換弁が用いられ、このパイロット圧切換弁が切換手段としてのスイッチによってフェールセーフ位置と通常位置との間で切換わるように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

請求項7

請求項3乃至5のいずれか1項に記載の作業機械の油圧制御装置において、パイロット圧切換弁として電磁切換弁が用いられる一方、コントローラから電磁比例弁に対する制御信号の出力異常を検出する異常検出部が設けられ、パイロット圧切換弁は、上記異常検出部によって異常が検出されたときに、切換手段を兼ねるコントローラからの切換信号によってフェールセーフ位置に切換えられるように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

請求項8

請求項3乃至5のいずれか1項に記載の作業機械の油圧制御装置において、パイロット圧切換弁として油圧パイロット式切換弁が用いられるとともに、切換手段として、電磁比例弁の二次圧を上記パイロット圧切換弁のパイロットポートに導くパイロットラインが設けられ、パイロット圧切換弁は、上記パイロットラインからのパイロット圧が無くなったときにフェールセーフ位置に切換わるように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

請求項9

請求項2,4乃至8のいずれか1項に記載の作業機械の油圧制御装置において、油圧ポンプとして、ポンプレギュレータによって吐出量が制御される可変容量型の油圧ポンプが用いられ、制御手段は、操作手段の操作量が大きいほどポンプ吐出量が増加する方向に上記ポンプレギュレータを制御するように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

技術分野

0001

本発明は油圧ショベル等の作業機械油圧制御装置に関するものである。

背景技術

0002

たとえば油圧ショベルにおいて、ポンプから吐出された圧油の一部(余剰分)をタンクに戻すブリードオフ制御が行われる。

0003

このブリードオフ制御は、一般的には複数のアクチュエータごとに設けられたコントロールバルブブリードオフ通路を設け、このブリードオフ通路の開口面積を、操作手段の操作量に応じて変化させることによって行われるが、このブリードオフ通路を設ける分、コントロールバルブがスプール軸方向に長くなるため、コスト面及び実機への組み込みの面で不利となる。

0004

そこで従来、各コントロールバルブのブリードオフ通路を無くする一方、複数のコントロールバルブ(アクチュエータ)に共通のブリードオフ弁統一ブリードオフ弁)を設ける技術が提案されている。

0005

また、この統一ブリードオフ方式において、ブリードオフ弁として油圧パイロット弁を用い、コントローラによって制御される電磁比例弁二次圧でこのブリードオフ弁を制御する電子制御方式が公知となっている(たとえば特許文献1参照)。

0006

この電子制御方式によると、操作量に応じたパイロット圧を直接ブリードオフ弁に送る油圧制御方式と比較して、制御の自由度が高いという利点を有する。
特開平11−303809号公報

発明が解決しようとする課題

0007

ところが、この電子制御方式をとる公知の技術によると、電磁比例弁そのものの故障や、コントローラから電磁比例弁に制御信号を送る信号系断線といった制御系の異常が発生すると、ブリードオフ弁がアンロード位置最大開口位置)となってポンプ吐出油の全量がアンロードされ、機械動きが一切止まってしまう事態が発生していた。

0008

このため、作業機械においては、現場での作業が全くできなくなり、機械が立ち往生してしまうことから、統一ブリードオフ弁の電子制御方式は現実には採用が困難となっていた。

0009

そこで本発明は、統一ブリードオフ弁の電子制御方式をとりながら、制御系のフェール時にも作業を継続することができる作業機械の油圧制御装置を提供するものである。

課題を解決するための手段

0010

請求項1の発明は、複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの油圧源としての油圧ポンプと、操作手段の操作に基づいて上記各アクチュエータの作動を制御する複数のコントロールバルブと、上記油圧ポンプから吐出された圧油の余剰分をタンクに戻すブリードオフ弁と、このブリードオフ弁を制御する制御手段とを具備し、かつ、上記制御手段による上記ブリードオフ弁の制御が不能となった状態で上記油圧ポンプから上記各油圧アクチュエータに対する圧油の供給を補償する補償手段が設けられたものである。

0011

請求項2の発明は、請求項1の構成において、補償手段として、ブリードオフ弁に、同弁の作動停止状態アンロード通路よりも小さい面積で開口するフェールセーフ通路が設けられたものである。

0012

請求項3の発明は、請求項1の構成において、ブリードオフ弁として、パイロット圧に応じてアンロード位置とブロック位置との間で作動する油圧パイロット弁、油圧ポンプとしてポンプレギュレータによって吐出量が制御される可変容量型の油圧ポンプがそれぞれ用いられ、制御手段は、上記ブリードオフ弁にパイロット圧を送る電磁比例弁と、この電磁比例弁に制御信号を送るコントローラとによって構成されるとともに、操作手段の操作量が大きいほどポンプ吐出量が増加する方向に上記ポンプレギュレータを制御するように構成され、かつ、補償手段として、上記電磁比例弁とブリードオフ弁との間にパイロット圧切換弁が設けられるとともに、このパイロット圧切換弁を切換え切換手段が設けられ、上記パイロット圧切換弁は、フェール時に上記切換手段により、上記電磁比例弁の二次圧をブリードオフ弁にパイロット圧として送る通常位置から、上記ポンプレギュレータに供給されるポンプ制御圧を上記ブリードオフ弁にパイロット圧として送るフェールセーフ位置に切換わるように構成されたものである。

0013

請求項4の発明は、請求項1の構成において、ブリードオフ弁として、パイロット圧に応じてアンロード位置とブロック位置との間で作動する油圧パイロット弁が用いられ、制御手段は、上記ブリードオフ弁にパイロット圧を送る電磁比例弁と、この電磁比例弁に制御信号を送るコントローラとによって構成され、かつ、補償手段として、上記電磁比例弁とブリードオフ弁との間にパイロット圧切換弁が設けられるとともに、このパイロット圧切換弁を切換える切換手段が設けられ、上記パイロット圧切換弁は、フェール時に上記切換手段により、上記電磁比例弁の二次圧をブリードオフ弁にパイロット圧として送る通常位置から、上記電磁比例弁の一次圧源であるパイロットポンプ吐出圧を上記ブリードオフ弁にパイロット圧として送るフェールセーフ位置に切換わるように構成されたものである。

0014

請求項5の発明は、請求項1の構成において、ブリードオフ弁として、パイロット圧に応じてアンロード位置とブロック位置との間で作動する油圧パイロット弁が用いられ、制御手段は、パイロットポンプを一次圧源として上記ブリードオフ弁にパイロット圧を送る電磁比例弁と、この電磁比例弁に制御信号を送るコントローラとによって構成され、かつ、補償手段が次の要件を具備するものである。

0015

(A) 各コントロールバルブとして、操作手段の中立時に開き操作時に閉じるサイドバパス通路を備えたサイドスプール付きの切換弁が用いられ、上記各サイドバイパス通路がサイドバイパスラインによりタンデムにつながれてパイロットポンプとタンクに接続されていること。

0016

(B) 上記サイドバイパスラインにおけるパイロットポンプの吐出側にポンプ圧を立てるための絞りが設けられ、この絞りの出口側パイロット圧供給ラインが接続されていること。

0017

(C) 上記電磁比例弁とブリードオフ弁との間にパイロット圧切換弁が設けられるとともに、このパイロット圧切換弁を切換える切換手段が設けられていること。

0018

(D) 上記パイロット圧切換弁は、フェール時に上記切換手段により、上記電磁比例弁の二次圧をブリードオフ弁にパイロット圧として送る通常位置から、上記パイロット圧供給ラインを介して供給される上記絞りの出口圧を上記ブリードオフ弁にパイロット圧として送るフェールセーフ位置に切換わるように構成されていること。

0019

請求項6の発明は、請求項3乃至5のいずれかの構成において、パイロット圧切換弁として電磁切換弁が用いられ、このパイロット圧切換弁が切換手段としてのスイッチによってフェールセーフ位置と通常位置との間で切換わるように構成されたものである。

0020

請求項7の発明は、請求項3乃至5のいずれかの構成において、パイロット圧切換弁として電磁切換弁が用いられる一方、コントローラから電磁比例弁に対する制御信号の出力異常を検出する異常検出部が設けられ、パイロット圧切換弁は、上記異常検出部によって異常が検出されたときに、切換手段を兼ねるコントローラからの切換信号によってフェールセーフ位置に切換えられるように構成されたものである。

0021

請求項8の発明は、請求項3乃至5のいずれかの構成において、パイロット圧切換弁として油圧パイロット式切換弁が用いられるとともに、切換手段として、電磁比例弁の二次圧を上記パイロット圧切換弁のパイロットポートに導くパイロットラインが設けられ、パイロット圧切換弁は、上記パイロットラインからのパイロット圧が無くなったときにフェールセーフ位置に切換わるように構成されたものである。

0022

請求項9の発明は、請求項2,4乃至8のいずれかの構成において、油圧ポンプとして、ポンプレギュレータによって吐出量が制御される可変容量型の油圧ポンプが用いられ、制御手段は、操作手段の操作量が大きいほどポンプ吐出量が増加する方向に上記ポンプレギュレータを制御するように構成されたものである。

発明の効果

0023

本発明によると、制御手段によるブリードオフ弁の制御が不能になった状態で、補償手段(請求項2ではブリードオフ弁のフェールセーフ通路、請求項3〜8では制御手段を構成する電磁比例弁とブリードオフ弁との間に設けられたパイロット圧切換弁)により、油圧ポンプから各油圧アクチュエータに対する圧油の供給が補償される。

0024

従って、制御手段とブリードオフ弁とを結ぶ信号線の断線等によるフェール時にも、油圧アクチュエータの作動は確保されるため、機械が完全停止して立ち往生する事態は起こらず、作業を継続することが可能となる。

0025

ここで、請求項2の発明によると、ブリードオフ弁にフェールセーフ通路を付加するだけでよいため、構成が簡単でコストが安くてすむ。

0026

一方、請求項3の発明によると、フェール時に、ポジコン方式におけるポンプ制御圧をパイロット圧切換弁を介してブリードオフ弁にパイロット圧として送るため、ブリードオフ弁の作動を確保することができる。すなわち、フェールの影響を受けずに正常時と同様のアクチュエータ作動を維持することができる。

0027

しかも、操作手段の操作量に応じたブリードオフ制御が行われるため、操作上の違和感がなく、正常時と同様の操作性を確保することができる。

0028

請求項4の発明によると、フェール時に、パイロットポンプの吐出圧(電磁比例弁に対する一次圧)をパイロット圧切換弁経由でブリードオフ弁に送ることにより、ブリードオフ弁をブロック位置にセットすることができる。すなわち、ブリードオフ弁を閉じ切ることにより、ポンプ吐出量をすべて油圧アクチュエータに供給することができる。このため、高負荷作業時にも十分なアクチュエータ流量を確保することができる。

0029

請求項5の発明によると、各コントロールバルブのサイドスプールにサイドバイパス通路を設けるとともに、このサイドバイパス通路をつなぐサイドバイパスラインに絞りを設け、フェール時に、コントロールバルブの操作を条件として、上記絞りの出口圧をパイロット圧切換弁経由でブリードオフ弁に送るようにしたから、ブリードオフ弁をコントロールバルブの操作時のみにブロック位置に切換えてアクチュエータの作動を確保することができる。

0030

この場合、パイロット圧切換弁のフェールセーフ位置への切換えが、請求項6ではスイッチ操作によって、請求項7ではコントローラからの切換信号によって、請求項8では電磁比例弁からのパイロット圧の供給が停止することによってそれぞれ行われる。

0031

このうち、請求項8の発明によると、パイロット圧切換弁を油圧によって切換えるため、電気信号が一切途絶える電源ダウン時にも同切換弁の切換作用を確保できるという利点を有する。

0032

また、請求項9の発明によると、請求項2,4〜8の発明において、操作手段の操作量に応じてポンプ吐出量を制御するポジティブコントロール方式(以下、通称に従ってポジコン方式という)において、上記フェールセーフ通路またはパイロット圧切換弁によるアクチュエータ流量の補償を行うため、操作手段が操作されるとその操作量に応じてポンプ吐出量が増加し、システム圧力も上昇する。従って、正常時に近いアクチュエータ能力を確保することができる。

発明を実施するための最良の形態

0033

本発明の実施形態を図によって説明する。

0034

以下の実施形態では、三つの油圧アクチュエータ1,2,3について統一ブリードオフ弁でブリードオフ制御する場合を例にとっている。

0035

第1実施形態(図1,2参照)
各油圧アクチュエータ1,2,3は、それぞれ操作手段としてのリモコン弁4,5,6によって操作される油圧パイロット式のコントロールバルブ7,8,9を介して可変容量型の油圧ポンプ10に接続され、コントロールバルブ7〜9によって作動方向と速度が制御される。

0036

油圧ポンプ10の吐出量(傾転)を制御するポンプレギュレータ11は、電磁比例式のレギュレータ制御弁12によって制御され、このレギュレータ制御弁12はリモコン弁4〜6の操作に基づくコントローラ13からの信号によって制御される。

0037

すなわち、リモコン弁4〜6の操作量が大きいほどポンプ吐出量が増加するポジコン方式によって油圧ポンプ10が制御される。

0038

この場合、リモコン弁4〜6のうち二つ以上が同時に操作される複合操作時に、最大操作量のリモコン弁の操作信号に基づいてポンプ制御するように構成してもよいし、特定のリモコン弁の操作信号に基づいてポンプ制御するように構成してもよい。

0039

油圧ポンプ10の吐出側管路とタンクTとの間にブリードオフ管路14が設けられ、このブリードオフ管路14に、各アクチュエータ1〜3について一括してブリードオフ制御を行うための油圧パイロット式の統一ブリードオフ弁(以下、単にブリードオフ弁という)15が設けられている。

0040

このブリードオフ弁15は、従来のブリードオフ弁と同様に、開口面積が最大となるアンロード位置イと、開口面積が0となるブロック位置ロとを有し、この両位置イ,ロ間でブリードオフ制御を行う。

0041

また、このブリードオフ弁15においては、非作動(中立)位置としてのフェールセーフ位置ハが設けられ、このフェールセーフ位置ハで、フェールセーフ通路15aがアンロード開口よりも小さい面積で開口するように構成されている。

0042

図2はこのブリードオフ弁15の開口特性を示し、フェールセーフ位置ハでは、たとえば最大開口面積の1/10程度(10cm2)で開口し、アンロード位置イとブロック位置ロとの間で、ストロークに応じて開口面積が最大値(100cm2)と最小値(0cm2)の間で変化する。

0043

従って、フェールセーフ位置ハでのブリードオフ流量は、最大ブリードオフ流量の10%程度となり、残り90%程度の流量がアクチュエータ1〜3に供給可能となる。

0044

このブリードオフ弁15のパイロットライン16には、コントローラ13によって制御される電磁比例弁17が設けられ、この電磁比例弁17の二次圧(図2中に示す)がブリードオフ弁15のパイロットポートにパイロット圧として供給される。

0045

すなわち、コントローラ13と電磁比例弁17とによって制御手段が構成され、この制御手段によってブリードオフ弁15が制御される。

0046

18はパイロットポンプで、このパイロットポンプ18の吐出側がレギュレータ制御弁12及び電磁比例弁17の一次側に接続されている。すなわち、パイロットポンプ18が、ポンプレギュレータ11と電磁比例弁17の共通の油圧源となる。

0047

この構成において、正常時には、リモコン弁4〜6が操作されると、その操作信号に基づいてコントローラ13からレギュレータ制御弁12及び電磁比例弁17に信号が出力され、ポジコン方式により、操作量に応じてポンプ吐出量が変化するとともに、ブリードオフ弁15がアンロード位置イとブロック位置ロとの間で作動してブリードオフ流量が変化する。

0048

一方、たとえばコントローラ13と電磁比例弁17を結ぶ制御系の断線等の異常が発生し、電磁比例弁17が制御不能になると、ブリードオフ弁15が、公知技術ではアンロード位置イに停止してポンプ吐出量の殆どすべてがタンクTに戻されるのに対し、この装置ではフェールセーフ位置ハで停止する。

0049

この状態では、前記のように最大ブリードオフ流量の10%程度がタンクTに戻され、残りがアクチュエータ回路に供給可能となるため、フェール時にも、正常時に近いアクチュエータ作動が可能となる。このため、公知技術の場合のように機械の動きが完全停止するおそれがなく、能力はやや落ちるものの作業は十分継続することができる。

0050

しかも、この第1実施形態によると、ブリードオフ弁15にフェールセーフ位置ハ(フェールセーフ通路15a)を付加するだけでよいため、構成が簡単でコストが安くてすむ。

0051

なお、この第1実施形態の構成は、通常、上記のようにポジコン方式を前提とするが、ポジコン方式をとらない場合(たとえば常にポンプ吐出量が最大となる制御方式をとる場合)にも適用することができる。

0052

第2実施形態(図3,4参照)
以下の実施形態においては第1実施形態との相違点のみを説明する。

0053

第1実施形態では、ブリードオフ管路14に、フェールセーフ位置ハ付きのブリードオフ弁15を設けたのに対し、第2実施形態では旧来通りアンロード位置イとブロック位置ロとの間のみで作動する油圧パイロット式のブリードオフ弁19が設けられ、このブリードオフ弁19のパイロットポートと電磁比例弁17とを結ぶパイロットライン20に、補償手段を構成するパイロット圧切換弁(電磁切換弁)21が設けられている。

0054

このパイロット圧切換弁21は、電磁比例弁17の二次圧をブリードオフ弁19にパイロット圧として供給する図下側の通常位置イと、ポンプレギュレータ11に供給されるポンプ制御圧をブリードオフ弁19にパイロット圧として供給する図上側のフェールセーフ位置ロとを有し、切換手段としてのスイッチ22がオン操作されたときに通常位置イからフェールセーフ位置ロに切換わる。23は電源である。

0055

この構成において、ブリードオフ弁19は、正常時にはリモコン弁4〜6の操作に基づく電磁比例弁17の二次圧によって、図4に示すように最大開口(100cm2)から最小開口(0cm2)までストローク作動する。

0056

一方、断線等によるフェール時には、パイロット圧切換弁21がフェールセーフ位置ロに切換わるため、ブリードオフ弁19がそれまでの電磁比例弁17の二次圧に代わってポンプ制御圧によって制御される。

0057

このポンプ制御圧は、電磁比例弁17の二次圧同様、リモコン弁4〜6の操作量に応じて変化するため、ブリードオフ弁19がフェール時にも正常時と変わらない操作で制御され、正常時と同じアクチュエータ動作を確保することができる。

0058

第3及び第4実施形態(図5,6参照)
第3及び第4両実施形態においては、第2実施形態同様、パイロット圧切換弁21によってブリードオフ弁19のパイロット圧を電磁比例弁17の二次圧とポンプ制御圧との間で切換える構成を前提としている。

0059

そして、図5に示す第3実施形態においては、コントローラ13に、電磁比例弁17に対する出力信号系の断線等の異常発生電圧電流の減少等に基づいて検出する異常検出部24が設けられ、この異常検出部24によって異常発生が検出されたときに、コントローラ13からパイロット圧切換弁21にフェールセーフ位置ロへの切換信号が出力されるように構成されている。

0060

すなわち、コントローラ13がパイロット圧切換弁21を切換える切換手段を兼ねる構成となっている。

0061

一方、図6に示す第4実施形態においては、パイロット圧切換弁21として、第2、第3両実施形態の電磁切換弁に代えて油圧パイロット切換弁が用いられている。

0062

また、このパイロット圧切換弁21の圧源となる電磁比例弁17の二次圧をパイロット圧切換弁21のパイロットポート21aにパイロット圧として取り込む切換手段としてのパイロットライン25が設けられている。

0063

この構成において、パイロット圧切換弁21は、電磁比例弁17の二次圧がパイロット圧として供給される正常時には図上側の通常位置イにセットされ、電磁比例弁二次圧が供給されなくなるフェール時に図下側のフェールセーフ位置ロに切換わる。

0064

従って、ブリードオフ弁19は、第3実施形態同様、正常時には電磁比例弁二次圧によって、フェール時にはポンプ制御圧によってそれぞれ制御される。

0065

この第3及び第4両実施形態によれば、第2実施形態同様、フェール時にも正常時と変わらないアクチュエータ動作を確保し、作業を継続することができる。

0066

また、第4実施形態によると、パイロット圧切換弁21を油圧によって切換えるため、電気信号によって切換える第2及び第3両実施形態と比較して、電気信号が一切途絶える電源ダウン時にも同切換弁21の切換作用を確保できるという利点を有する。

0067

第5実施形態(図7参照)
第2〜第4各実施形態では、リモコン弁操作量に応じてポンプ吐出量を制御するポジコン方式において、フェール時に、ポンプ制御圧をブリードオフ弁19に供給するため、ブリードオフ弁19はリモコン弁操作量に応じてアンロード位置イとブロック位置ロとの間で作動制御される。

0068

これに対し第5実施形態においては、フェール時に、電磁比例弁17の一次圧源であるパイロットポンプ18の吐出圧をブリードオフ弁19にパイロット圧として送るように構成されている。

0069

すなわち、パイロット圧切換弁21の一方の入口ポートは電磁比例弁17の二次側に接続され、他方の入口ポートはパイロットポンプ圧ライン26を介してパイロットポンプ18に接続されている。

0070

この構成によると、フェール時に、パイロット圧切換弁21がフェールセーフ位置イに切換わった状態で、それまでの電磁比例弁21の二次圧よりも高いパイロットポンプ18の吐出圧が直接、ブリードオフ弁19にパイロット圧として供給されるため、ブリードオフ弁19が閉じ切りのブロック位置ロに固定される。

0071

この結果、ポンプ10の吐出量がすべてアクチュエータ回路に供給されるため、負荷の高い作業時にも十分な流量を確保でき、流量不足でアクチュエータの動きが止まるおそれがない。

0072

第6実施形態(図8参照)
アクチュエータ制御用のコントロールバルブとして、メインスプールの片側にメインスプールと一体にストローク作動するサイドスプールを設けた切換弁が知られている。

0073

第6実施形態では、各コントロールバルブ7,8,9についてそれぞれこのサイドスプール27…を備えた切換弁が用いられている。

0074

各サイドスプール27…には、リモコン弁4〜6の中立時に開き、操作時に閉じるサイドバイパス通路27a…が設けられ、この各サイドバイパス通路27a…がサイドバイパスライン28によりタンデムにつながれてパイロットポンプ18とタンクTに接続されている。

0075

また、サイドバイパスライン28におけるパイロットポンプ18の吐出側に、ポンプ圧を立てるための絞り29が設けられ、この絞り29の出口側に接続されたパイロット圧供給ライン30がパイロット圧切換弁21の一方の入口ポートに接続されている。

0076

この構成において、各コントロールバルブ7〜9がいずれも操作されない場合は、サイドスプール27…のサイドバイパス通路27a…が開き、サイドバイパスライン28がタンクTに連通するため、絞り29の出口側には圧力は発生しない。

0077

一方、コントロールバルブ7〜9の少なくとも一つが操作されると、サイドバイパスライン28が閉じることによって絞り29の出口側に圧力が発生する。

0078

従って、フェール時において、パイロット圧切換弁21がフェールセーフ位置ロに切換わった状態でバルブ操作が行なわれると、上記絞り29の出口側圧力がパイロット圧切換弁21を介してブリードオフ弁19に供給される。

0079

すなわち、ブリードオフ弁19がバルブ操作時のみにブロック位置ロに切換えられてアクチュエータ作動が確保される。

0080

なお、第5及び第6両実施形態では、フェール発生をコントローラ13の異常検出部24で検出してパイロット圧切換弁21をフェールセーフ位置イに切換える第3実施形態の構成をベースにしているが、上記構成は、切換手段としてスイッチ22を用いる第2実施形態、及びパイロット圧切換弁21として油圧パイロット式の切換弁を用いる第3実施形態についても同様に適用することができる。

0081

また、この第5及び第6両実施形態の構成は、ポジコン方式をとる場合だけでなく、ネガコン圧に応じてポンプ吐出量を制御するネガコン方式、及びポンプ圧と負荷圧との差が一定となるようにポンプを制御するロードセンシング方式をとる場合にも適用することができる。

図面の簡単な説明

0082

本発明の第1実施形態を示す回路構成図である。
同実施形態におけるブリードオフ弁の開口特性を示す図である。
本発明の第2実施形態を示す回路構成図である。
同実施形態におけるブリードオフ弁の開口特性を示す図である。
本発明の第3実施形態を示す回路構成図である。
本発明の第4実施形態を示す回路構成図である。
本発明の第5実施形態を示す回路構成図である。
本発明の第6実施形態を示す回路構成図である。

符号の説明

0083

1〜3油圧アクチュエータ
4〜6操作手段としてのリモコン弁
7〜9コントロールバルブ
10油圧ポンプ
11ポンプレギュレータ
13 制御手段を構成するコントローラ
17 同電磁比例弁
15ブリードオフ弁
15a ブリードオフ弁のフェールセーフ通路
19 ブリードオフ弁
21補償手段を構成するパイロット圧切換弁
22切換手段としてのスイッチ
24 コントローラの異常検出部
25 切換手段としてのパイロット圧切換弁のパイロットライン
26パイロットポンプ圧ライン
27 コントロールバルブのサイドスプール
27a サイドスプールのサイドバイパス通路
28サイドバイパスライン
29絞り
30 パイロット圧供給ライン

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