JP2007127182A - 誤動作防止回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的アクチュエータへの非通電時に所謂電源の電気的アクチュエータへの廻り込みを簡単な構成で阻止することにより誤動作を防止できる誤動作防止回路を提供する。
【解決手段】スイッチ９がオフで、ソレノイド１１への通電が行われていないときには、ソレノイド１１の給電端子の電位がアースと同電位になっている。ソレノイド１１に通電するための電力ケーブル１７の導線と、電力ケーブル１７とは別の、ソレノイド１１以外の複数の負荷に夫々個別に通電するための複数の電力ケーブル（１９）の導線とが、電気的接触状態になり、電力ケーブル１７に所謂電源の廻り込みが起っても、ソレノイド１１が励磁されることがない。よって、切換弁１を動作させ、ステアリング系、或いはブレーキ系が誤動作するのを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気的アクチュエータが誤動作により負荷を駆動するのを防止するための誤動作防止回路に関する。

従来、電気油圧クラッチを有するトランスミッションにおいて、電気系統に電気誤作動又は故障が生じたとしても、それによって機械が所定のギア位置から切換わるのを簡単な構造で防止できるようにすることを目的としたデフォルトモード検出システムが提案されている。この提案に係るデフォルトモード検出システムでは、個別のクラッチソレノイド故障（バッテリーへのショート、地面へのショート及び開回路故障）の場合に、機械をギアに入れたままにし、トランスミッションがダメージを受けないようにしている。バッテリーへのショート故障は、故障したクラッチを利用する可能性のあるギアに対しシフトできるようになっている。地面へのショート、即ち、開回路故障がある場合には、トランスミッションが現在のギア位置をラッチするか、故障が生じたクラッチを利用しない所定のギアにシフトするようになっている（例えば特許文献１参照）。
特開2000-161480号公報

各種建設機械（のような作業機械）においては、例えばステアリング系やブレーキ系等が、作業者の操作により油圧を駆動源として動作する。ステアリング系における左／右方向の切換動作や、ブレーキ系における入／切の切換動作は、ＥＣＭＶ（ソレノイド）への励磁電流の通電によるソレノイドの駆動によって、上記作業機械が備える油圧回路の切換弁を切換動作させることで行われる。

ところで、上記のような作業機械では、通常、ソレノイドに通電するための電力ケーブルと、該電力ケーブルとは別の、ソレノイド以外の複数の負荷に夫々個別に通電するための複数の電力ケーブルとが、配線スペースの関係等から１つに束ねられた状態で配線されている。そのため、例えば、車体と配線の束との擦れや、配線同士の間の擦れ等に起因して、束ねられた配線の被覆が破れて該配線の導線と別の配線の導線とが電気的接触状態になる等の不具合が生じると、それに起因して所謂電源の廻り込みが起る。

このように、電源の廻り込みが起ると、たとえ、電源とソレノイドとの間に閉ループを形成するためのスイッチが開いていても、上記電源の廻り込みによってソレノイドが励磁されて駆動し、上記切換弁を動作させ、それによって作業機械を誤動作させてしまうことになる。

そこで、上述した不具合に対処するための手段として、作業機械に、その誤動作時に誤動作を検出し警報を発して作業者等に報知する装置を取付ける第１の方法や、作業機械の各部を制御下に置くコントロール部により、上述した電源の廻り込みに起因してステアリング系やブレーキ系に生じる誤動作を規制させる第２の方法等が提案された。更に、ソレノイドへの通電回路を２系統にする第３の方法も提案されている。なお、上述した提案に係る電気油圧クラッチを有するトランスミッションについては、第２の方法が採用されている。

しかし、第１の方法は、ただ単に作業機械が誤動作する旨を作業者等に報知するだけであり、抜本的な解決策にはならない。また、第２の方法は、作業機械が誤動作するのを未然に防止することは可能であるが、コントロール部に内蔵するプログラム等を、上記誤動作対策が可能なものに改良する手間と費用が掛かるので、新規に製造する作業機械には適用が可能であったとしても、既に稼動している作業機械に対処するには、非常な手間と費用が掛かるという別の問題を生じる。更に、第３の方法についても、第２の方法におけると同様の問題がある。

従って本発明の目的は、電気的アクチュエータで流体圧回路の流体圧の供給先の切換を行う構成の作業機械において、電気的アクチュエータへの非通電時に、所謂電源の電気的アクチュエータへの廻り込みを簡単な構成で阻止することにより、誤動作を防止すること
ができる誤動作防止回路を提供することにある。

本発明に従う誤動作防止回路は、通電によって生じる特定方向への駆動力が、通電断によって消失する電気的アクチュエータ（１１）と、上記電気的アクチュエータ（１１）に対する通電断時に、上記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側を強制的に接地させるための接地機構（１０、２０）と、を備える。

本発明に係る好適な実施形態では、上記電気的アクチュエータ（１１）が、ソレノイド（１１）である。

上記とは別の実施形態では、上記ソレノイド（１１）の負荷が、作業機械のステアリング系、又はブレーキ系に含まれる流体圧回路の、上記ソレノイド（１１）の駆動力と反対方向に付勢される弾性部材を持つ切換弁（１）である。

また、上記とは別の実施形態では、上記接地機構（１０）が、上記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側をアースに接続するための回路（１３）に設けられた常閉接点（１５）である。

また、上記とは別の実施形態では、上記常閉接点（１５）が、電源と上記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側とを接続するための回路（１７）に設けられた常開接点（９）と連繋して動作するように構成される。

また、上記とは別の実施形態では、上記接地機構（２０）が、電源と上記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側とを接続するための第１の回路（１７）に設けられた第１の常開接点（９）より電源寄りの部位から分岐し、アースに至る第２の回路（２５）に接続される切替動作制御部（２３）と、上記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側をアースに接続するための第３の回路（２９）に設けられた、上記切替動作制御部（２３）によって切替動作が制御される切替接点（２７）と、上記第２の回路（２５）に設けられる、上記第１の常開接点（９）と連繋して動作するように構成される第２の常開接点（２１）と、を備える。

また、上記とは別の実施形態では、上記切替動作制御部（２３）が、通電により励磁されるリレー駆動部（２３）である。

更に、上記とは別の実施形態では、上記切替接点（２７）が、上記第１、第２の常開接点（９、２１）が共に開いていることにより、上記切替動作制御部（２３）への通電が断の状態のときに、上記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側をアースに接続すべく上記第３の回路（２９）を閉じる。

本発明によれば、電気的アクチュエータで流体圧回路の流体圧の供給先の切換を行う構成の作業機械において、電気的アクチュエータへの非通電時に、所謂電源の電気的アクチュエータへの廻り込みを簡単な構成で阻止することにより、誤動作を防止することができる誤動作防止回路を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る誤動作防止回路が適用される作業機械の油圧系統の構成の要部を示す図である。

図１で示した油圧系統は、例えば作業機械のステアリング系、或いはブレーキ系を制御するための油圧回路の一部であり、例えば油圧ポンプ（図示しない）、及び油圧タンク（図示しない）に接続される切換弁１と、切換弁１に接続される油圧シリンダ３と、を少なくとも備える。切換弁１には、図示のように、例えばばね復帰方式の４ポート２位置切換弁が採用されている。油圧シリンダ３は、切換弁１を通じて油圧ポンプ（図示しない）、及び油圧タンク（図示しない）と接続し、ピストン５が、切換弁１の切換動作に応じて図１の左／右方向にレシプロ動作する。

これにより、上記油圧回路が、例えば作業機械のステアリング系を制御するためのものであれば、油圧シリンダ３内のピストン５の位置に応じてステアリングの向きが左／右に切換る。また、上記油圧回路が、例えば作業機械のブレーキ系を制御するためのものであれば、油圧シリンダ３内のピストン５の位置に応じてブレーキのオン／オフが切換る。

切換弁１は、図１に示すように、ヒューズ７、押圧操作により接点を閉じるスイッチ（常開接点）９を通じて例えば蓄電池（図示しない）等の直流電源から供給される電流により励磁されて駆動するソレノイド１１（本発明に係る電気的アクチュエータに相当）によって切換動作が行われる。

本発明の一実施形態に係る誤動作防止回路は、ソレノイド１１の給電端子（＋側端子）とアースとを接続するための接地回路１３と、該接地回路１３に設けられる常閉接点１５とで構成される接地機構１０を備える。常閉接点１５は、図から明らかなように、常開接点であるスイッチ９と機構的に連繋している。即ち、常閉接点１５は、作業者の押圧操作によりスイッチ９がオンになっている場合にはオフになり、これとは逆に、図示のように作業者が押圧操作を行わないことによってスイッチ９がオフになっている場合に、オンになりソレノイド１１の給電端子（＋側端子）をアースに接続する。

即ち、スイッチ９がオフで、ソレノイド１１への通電が行われていないときには、ソレノイド１１の給電端子（＋側端子）の電位が、アースと同電位になっている。そのため、仮に、ソレノイド１１に通電するための電力ケーブル（即ち、ヒューズ７、スイッチ９、及びソレノイド１１が接続されている回路１７）の導線と、該電力ケーブル１７とは別の、ソレノイド１１以外の複数の負荷に夫々個別に通電するための複数の電力ケーブル（符号１９で示す）の導線とが、電気的接触状態になり、電力ケーブル１７に所謂電源の廻り込みが起っても、ソレノイド１１が励磁されることがない。よって、切換弁１を動作させ、ステアリング系、或いはブレーキ系が誤動作するのを防止できる。

図２は、本発明の一実施形態の変形例に係る誤動作防止回路の構成を示す図である。

本変形例に係る誤動作防止回路は、接地機構２０としてヒューズ７の負荷側とアースとを接続する、常開接点２１、及びリレー駆動部２３が接続されたリレー駆動部給電回路２５と、ソレノイド１１の給電端子（＋側端子）とアースとを接続するための、切替接点２７が接続された接地回路２９と、を備える点で、図１で示した誤動作防止回路と構成が異なる。常開接点２１は、図から明らかなように、回路１７側の常開接点であるスイッチ９と機構的に連繋している。即ち、常開接点２１は、作業者の押圧操作によりスイッチ９がオンになっている場合にはオンになり、これとは逆に、図示のように作業者が押圧操作を行わないことによってスイッチ９がオフになっている場合に、オフになる。

リレー駆動部２３は、切替接点２７の切替動作を制御するためのものである。本変形例では、リレー駆動部２３は、作業者が押圧操作を行わないことにより、図示のようにスイッチ９（常開接点）、及び常開接点２１が共にオフになっている場合に、換言すれば、リレー駆動部２３に励磁電流が流れていない場合に、接地回路２９を閉じる側に切替接点２７を切替動作させる。よって、作業者が、スイッチ９（常開接点）を押圧操作したことで、スイッチ９が閉じてソレノイド１１が励磁され、且つ、常開接点２１がリレー駆動部給電回路２５を閉じていて、リレー駆動部２３にも通電している状態では、切替接点２７は接地回路２９を開く側で保持される。

上記構成においても、スイッチ９がオフで、ソレノイド１１への通電が行われていないときには、切替接点２７が接地回路２９を閉じる側に切替動作された状態で保持されるので、ソレノイド１１の給電端子（＋側端子）の電位が、アースと同電位になっている。そのため、ソレノイド１１側の電力ケーブルの導線と、別の負荷への電力ケーブルの導線との電気的接触により、ソレノイド１１側に所謂電源の廻り込みが起っても、ソレノイド１１が励磁されることがなく、切換弁１を動作させ、ステアリング系、或いはブレーキ系が誤動作するのを防止できる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。

本発明の一実施形態に係る誤動作防止回路が適用される作業機械の油圧系統の構成の要部を示す図。 本発明の一実施形態の変形例に係る誤動作防止回路の構成を示す図。

符号の説明

１ 切換弁
３ 油圧シリンダ
５ ピストン
７ ヒューズ
９ スイッチ（常開接点）
１０、２０ 接地機構
１１ ソレノイド（電気的アクチュエータ）
１３、２９ 接地回路
１５ 常閉接点
１７、１９ 電力ケーブル（回路）
２１ 常開接点
２３ リレー駆動部
２５ リレー駆動部給電回路
２７ 切替接点

Claims (8)

1. 通電によって生じる特定方向への駆動力が、通電断によって消失する電気的アクチュエータ（１１）と、
   前記電気的アクチュエータ（１１）に対する通電断時に、前記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側を強制的に接地させるための接地機構（１０、２０）と、
   を備える誤動作防止回路。
2. 請求項１記載の誤動作防止回路において、
   前記電気的アクチュエータ（１１）が、ソレノイド（１１）である誤動作防止回路。
3. 請求項２記載の誤動作防止回路において、
   前記ソレノイド（１１）の負荷が、作業機械のステアリング系、又はブレーキ系に含まれる流体圧回路の、前記ソレノイド（１１）の駆動力と反対方向に付勢される弾性部材を持つ切換弁（１）である誤動作防止回路。
4. 請求項１記載の誤動作防止回路において、
   前記接地機構（１０）が、前記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側をアースに接続するための回路（１３）に設けられた常閉接点（１５）である誤動作防止回路。
5. 請求項４記載の誤動作防止回路において、
   前記常閉接点（１５）が、電源と前記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側とを接続するための回路（１７）に設けられた常開接点（９）と連繋して動作するように構成される誤動作防止回路。
6. 請求項１記載の誤動作防止回路において、
   前記接地機構（２０）が、
   電源と前記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側とを接続するための第１の回路（１７）に設けられた第１の常開接点（９）より電源寄りの部位から分岐し、アースに至る第２の回路（２５）に接続される切替動作制御部（２３）と、
   前記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側をアースに接続するための第３の回路（２９）に設けられた、前記切替動作制御部（２３）によって切替動作が制御される切替接点（２７）と、
   前記第２の回路（２５）に設けられる、前記第１の常開接点（９）と連繋して動作するように構成される第２の常開接点（２１）と、
   を備える誤動作防止回路。
7. 請求項６記載の誤動作防止回路において、
   前記切替動作制御部（２３）が、通電により励磁されるリレー駆動部（２３）である誤動作防止回路。
8. 請求項６記載の誤動作防止回路において、
   前記切替接点（２７）が、前記第１、第２の常開接点（９、２１）が共に開いていることにより、前記切替動作制御部（２３）への通電が断の状態のときに、前記電気的アクチュエータ（１１）の給電端子側をアースに接続すべく前記第３の回路（２９）を閉じる誤動作防止回路。

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