JP2012036951A - 建設機械用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機用制御弁の切り換え量に応じて走行直進制御弁４の切り換え量を制御する。
【解決手段】 走行直進制御弁４のパイロット室４ａを、第１，２パイロット制御弁２２，２３を介してパイロット流路３０に連通する。そして、第１，２パイロット制御弁２２，２３は、走行用制御弁１，５を切り換えるパイロット圧で切り換わる一方、上記パイロット流路３０には、各作業機用制御弁２，３，６，７を切り換えるパイロット圧のうち、最高圧が導かれるようにしている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、一対の回路系統を備えた建設機械用走行制御装置に関する。

この種の装置として特許文献１に記載の走行制御装置が従来から知られている。この従来の装置は、第１メインポンプに接続した第１回路系統と、第２メインポンプに接続した第２回路系統とを備えている。そして、第１，２回路系統には、アクチュエータを制御するための複数の制御弁を設けているが、それら制御弁のうちの最上流に位置する制御弁を、走行モータを制御する走行用制御弁とし、この走行用制御弁の下流側の制御弁を、作業機系アクチュエータを制御する作業機用制御弁としている。

さらに、上記第２回路系統の上記走行用制御弁のさらに上流側には走行直進制御弁を設けているが、この走行直進制御弁がノーマル位置にあるとき、第１メインポンプは、第１回路系統の走行用制御弁に直接接続されるとともに、このノーマル位置にある走行直進制御弁を介して第１回路系統の作業機用制御弁に接続される。また、第２メインポンプは、ノーマル位置にある走行直進制御弁を介して第２メインポンプおよび第２回路系統の作業機用制御弁に接続される。

走行直進制御弁が上記ノーマル位置から切換位置に切り換わると、第１メインポンプは第１回路系統の走行用制御弁に直接接続するとともに、切換位置にある走行直進制御弁を介して第２回路系統の走行用制御弁に接続される。つまり、両走行用制御弁は第１メインポンプに対して並列に接続される。また、第２メインポンプは、切換位置にある走行直進制御弁を介して第１回路系統の作業機用制御弁と第２回路系統の作業機用制御弁とに接続される。つまり、第１，２回路系統の作業機用制御弁は第２メインポンプに対して並列に接続される。

したがって、走行直進制御弁が切換位置に切り換わると、両走行用制御弁からなる走行系回路と、第１，２回路系統の作業機用制御弁からなる作業系回路とを分離できるので、１台の第１メインポンプで２台の走行モータを駆動することになる。このようにすることによって、作業機系アクチュエータの作業状況等に応じて、走行モータの駆動が影響されなくなる。

そして、上記走行直進制御弁のパイロット室は、上記第１，２メインポンプとは別のパイロットポンプに接続されているが、このパイロットポンプからのパイロット圧は、両走行用制御弁を切り換え、かついずれかの作業機用制御弁を同時に切り換えたときに、走行直進制御弁のパイロット室に作用する構成にしている。つまり、パイロットポンプは、各制御弁に設けたパイロット流路制御部を介してタンクに連通し、これら制御弁が切り換えられたときにこのパイロット流路制御部が閉じてパイロット圧が立つようにしている。

ただし、上記パイロット流路制御部には、それに対応する制御弁の切り換え量に応じて開度が制御される絞り部を設け、これら制御弁の切り換え量に応じて、パイロット圧を最小圧よりも大きく最大圧よりも低く制御できるようにしている。そして、走行直進制御弁は、上記パイロット圧に応じてノーマル位置、中間位置および最大切換位置に切り換わるようにしている。

また、走行直進制御弁が中間位置にあるときには、走行系回路と作業機系回路とが完全に分離されない状態を保ち、走行系の回路に供給される流体は、走行直進制御弁が最大切換位置にあるときよりも多くなり、その分、スピードダウンも少なくなる。

特開２００９−０１３７５３号公報

上記のようにした従来の走行制御装置では、走行直進制御弁のパイロット室に作用するパイロット圧は、上記パイロット流路制御部に設けた絞り部の開度に依存しているので、絞り部の開口精度を維持しなければならず、その分、コストアップにつながるという問題があった。
この発明の目的は、作業機用制御弁を切り換えるパイロット圧で走行直進制御弁を制御できるようにして、上記従来の問題を解決した建設機械用走行制御装置を提供することである。

この発明は、第１メインポンプに接続した第１回路系統と、第２メインポンプに接続した第２回路系統とを備える。そして、これら第１，２両回路系統にはその最上流にパイロット圧の作用で切り換わる走行用制御弁を設けている。これら走行用制御弁の下流側にパイロット圧の作用で切り換わる複数の作業機用制御弁を接続し、上記第２回路系統の走行用制御弁の上流側に走行直進制御弁を設けている。

この走行直進制御弁は、通常走行位置、直進走行位置に切り換え可能になっている。そして、走行直進制御弁が上記通常走行位置にあるとき、第１メインポンプを第１回路系統の走行用制御弁に接続するとともに通常走行位置にある当該走行直進制御弁を介して第１回路系統の作業機用制御弁に接続し、第２メインポンプを通常走行位置にある当該走行直進制御弁を介して第２回路系統に接続する。

また、走行直進制御弁が上記直進走行位置にあるとき、両走行用制御弁を第１メインポンプに対して並列に接続し、第１回路系統の作業機用制御弁からなる作業機系回路と第２回路系統の作業機用制御弁からなる作業機系回路とを第２メインポンプに対して並列に接続する構成にしている。

上記装置を前提にしつつ、第１の発明の構成は次のとおりである。
走行直進制御弁のパイロット室に対して一対のパイロット制御弁を直列に配置している。そして、走行直進制御弁のパイロット室への流れに対して上流側となる一方のパイロット制御弁のパイロット室を一方の走行用制御弁のパイロット室に接続したパイロット流路に接続している。また、走行直進制御弁のパイロット室への流れに対して下流側になる他方のパイロット制御弁のパイロット室を他方の走行用制御弁のパイロット室に接続したパイロット流路に接続している。

さらに、一方のパイロット制御弁はそれがノーマル位置にあるとき作業機用制御弁のパイロット室に連通するパイロット流路と他方のパイロット制御弁との連通を遮断する。また、パイロット制御弁が切換位置にあるとき作業機用制御弁のパイロット室に連通するパイロット流路と他方のパイロット制御弁とを連通させる構成にしている。そして、上記他方のパイロット制御弁は、それがノーマル位置にあるとき上記一方のパイロット制御弁と走行直進制御弁のパイロット室との連通を遮断するとともに、切換位置にあるとき一方のパイロット制御弁と走行直進制御弁のパイロット室とを連通させる構成にしている。
これら両パイロット制御弁が切換位置にあるとき、作業機用制御弁のパイロット室に作用するパイロット圧を走行直進制御弁のパイロット室に導く構成にしている。

第２の発明は、複数の作業機用制御弁のパイロット室に導かれるパイロット圧のうちの最高圧を選択する選択手段を設け、この選択手段で選択されたパイロット圧の最高圧を走行直進制御弁のパイロット室に導く構成にしている。

第３の発明は、一方のパイロット制御弁がノーマル位置にあるとき、作業機用制御弁のパイロット室に連通する上記パイロット流路を、絞りを介してドレンに導く構成にしている。

第４の発明は、上記他方のパイロット制御弁がノーマル位置にあるとき、走行直進制御弁のパイロット室を、絞りを介してドレンに導く構成にしている。

第１の発明によれば、直進走行制御弁は、作業機用制御弁を切り換えるときのパイロット圧の作用で切り換わるので、直進走行制御弁の切り換え量は作業機用制御弁の切り換え量に比例する。したがって、作業機用制御弁の切り換え量が小さいときには、走行直進制御弁の切り換え量も小さくなり、当該走行直進制御弁は中間位置を保持する。
このように走行直進制御弁が中間位置を保てば、両走行用制御弁からなる走行系回路と、作業機用制御弁からなる作業機系回路とが完全に分離されない。したがって、走行モータへの供給流量が急激に減少することがない。つまり、作業機用制御弁の切り換え量が少ないときには、走行中にショックが発生したりしない。

第２の発明によれば、複数の作業機用制御弁に導かれるパイロット圧のうちの最高圧が走行直進制御弁のパイロット室に導かれるので、操作量の大きな作業機系アクチュエータに対して十分な供給流量を確保しつつ、それら作業系回路と走行系回路とを分離して、直進走行を維持することができる。

第３の発明によれば、各アクチュエータの非作動時には、作業機系回路にこもっているパイロット圧を確実に開放することができる。
第４の発明によれば、各アクチュエータの非作動時には、走行直進制御弁のパイロット室にこもっているパイロット圧を確実に開放することができる。

回路図である。

可変容量型の第１メインポンプＭＰ１に接続した第１回路系統には、その最上流に図示していない一方の走行モータを制御する走行用制御弁１を設けるとともに、この走行用制御弁１の下流側に図示していない作業機系アクチュエータを制御する複数の作業機用制御弁２，３を設けている。

また、可変容量型の第２メインポンプＭＰ２に接続した第２回路系統には、その最上流に走行直進制御弁４を設けるとともに、この走行直進制御弁４の下流に図示していない他方の走行モータを制御する走行用制御弁５を設けている。さらに、この走行用制御弁５の下流側には図示していない作業機系アクチュエータを制御する複数の作業機用制御弁６，７を設けている。

上記第１回路系統における走行用制御弁１および作業機用制御弁２，３は、それらの中立流路８を介して第１メインポンプＭＰ１に接続され、それら制御弁１〜３が中立位置にあるとき、第１メインポンプＭＰ１の吐出油が上記中立流路８を経由してタンクＴに導かれる。このとき絞り９前後に圧力損失が発生し、その圧力がレギュレータ１０に導かれ、第１メインポンプＭＰ１の吐出量を最少に保つ。

また、上記走行用制御弁１はその両側にパイロット室１ａ，１ｂを設けるとともに、当該パイロット室１ａ，１ｂを、パイロット導入通路１１ａ，１１ｂを介して図示していないパイロット操作弁に接続している。
同様に、作業機用制御弁２，３の両側にもパイロット室２ａ，２ｂ、３ａ，３ｂを設けるとともに、これらパイロット室２ａ，２ｂ、３ａ，３ｂを、パイロット導入通路１２ａ，１２ｂ、１３ａ，１３ｂを介して図示していないパイロット操作弁に接続している。

一方、上記最上流にある走行用制御弁１は、第１メインポンプＭＰ１に直接接続されているが、作業機用制御弁２，３は、走行直進制御弁４を介して連通するパラレル通路１４を介して第１メインポンプＭＰ１に接続される構成にしている。
つまり、上記走行直進制御弁４は、ノーマル状態である図示の通常走行位置にあるとき、上流側のパラレル通路１４ａと下流側のパラレル通路１４ｂとを連通させる構成にしている。

上記第２回路系統における走行用制御弁５および作業機用制御弁６，７は、それらの中立流路１５を介して第２メインポンプＭＰ２に接続され、それら制御弁５〜７が中立位置にあるとき、第２メインポンプＭＰ２の吐出油が上記中立流路１５を経由してタンクＴに導かれる。このとき絞り１６前後に圧力損失が発生し、その圧力がレギュレータ１７に導かれ、第２メインポンプＭＰ２の吐出量を最少に保つ。

また、第２回路系統に設けた走行用制御弁５はその両側にパイロット室５ａ，５ｂを設けるとともに、当該パイロット室５ａ，５ｂを、パイロット導入通路１８ａ，１８ｂを介して図示していないパイロット操作弁に接続している。
同様に、作業機用制御弁６，７の両側にもパイロット室６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂを設けるとともに、これらパイロット室６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂを、パイロット導入通路１９ａ，１９ｂ、２０ａ，２０ｂを介して図示していないパイロット操作弁に接続している。

さらに、上記走行直進制御弁４は、そのパイロット室４ａにパイロット圧が作用していないノーマル状態である図示の通常走行位置にあるとき、第１メインポンプＭＰ１の上流側パラレル通路１４ａを下流側パラレル通路１４ｂに連通させるとともに、第２メインポンプＭＰ２を第２回路系統の走行用制御弁５に直接連通させる。
また、上記第２メインポンプＭＰ２は、上記走行直進制御弁４を経由せずに、パラレル通路２１を介して作業機用制御弁６，７に連通している。言い換えると、作業機用制御弁６，７は、走行直進制御弁４のポジションにかかわらず、上記パラレル通路２１を介して第２メインポンプＭＰ２に常時連通しているものである。

上記走行直進制御弁４のパイロット室４ａにパイロット圧が作用して、図面左側位置である直進走行位置に切り換わると、第２回路系統の走行用制御弁５は、第２メインポンプＭＰ２との連通が遮断されて第１メインポンプＭＰ１に連通する。また、第２メインポンプＭＰ２は上記のように走行用制御弁５との連通が遮断されるとともに、第１回路系統の上流側パラレル通路１４ａに連通する。

つまり、走行直進制御弁４が直進走行位置に切り換わると、第１メインポンプＭＰ１は両走行用制御弁１，５のみに連通し、第２メインポンプＭＰ２は第１，２回路系統の作業機用制御弁２，３、６，７に連通し、両走行用制御弁１，５からなる走行系回路と、作業機用制御弁２，３、６，７からなる作業機系回路とを分離することになる。
ただし、走行直進制御弁４のパイロット室４ａに作用するパイロット圧の大小に応じて、上記通常走行位置と直進走行位置との中間位置を保持する。

走行直進制御弁４が上記のように中間位置を保持したときには、上記のように走行系回路と作業機系回路とを完全に分離するのではなく、第１メインポンプＭＰ１が、上流側パラレル通路１４ａに連通するとともに、第２回路系統の走行用制御弁５にも連通する。また、第２メインポンプＭＰ２も、第２回路系統の走行用制御弁５に連通するとともに、上記上流側パラレル通路１４ｂにも連通する。
したがって、走行直進制御弁４が中間位置にあるときには、それが直進走行位置に完全に切り換えられたときよりも、図示していない走行モータに対する供給流量が相対的に多くなる。

上記のようにした走行直進制御弁４のパイロット室４ａには、第１，２パイロット制御弁２２，２３を接続している。
そして、上記パイロット室４ａへの流れに対して上流側に位置する第１パイロット制御弁２２は、そのパイロット室２２ａを、パイロット流路２４を介して第１回路系統の走行用制御弁１のパイロット導入通路１１ａ，１１ｂに連通している。ただし、その連通過程にはチェック弁２５，２６を設け、パイロット導入通路１１ａ，１１ｂに導かれたパイロット圧のうち高いほうのパイロット圧がこのパイロット流路２４に導かれるようにしている。

一方、第２パイロット制御弁２３は、そのパイロット室２３ａを、パイロット流路２７を介して第２回路系統の走行用制御弁５のパイロット導入通路１８ａ，１８ｂに連通している。ただし、その連通過程にはチェック弁２８，２９を設け、パイロット導入通路１８ａ，１８ｂに導かれたパイロット圧のうち高いほうのパイロット圧がこのパイロット流路２７に導かれるようにしている。

上記のようにした第１パイロット制御弁２２は、その導入ポート２２ｂをパイロット流路３０に連通するとともに、その導出ポート２２ｃをドレン通路３１に連通している。
上記パイロット流路３０には、第１回路系統におけるチェック弁３２〜３５および第２回路系統におけるチェック弁３６〜３９の作用で、両回路系統における作業機用制御弁に導かれるパイロット圧のうち最高圧が選択されて導かれるようにしている。
なお、上記チェック弁３２〜３９がこの発明の選択手段を構成するものである。
上記のようにした第１パイロット制御弁２２は、図示のノーマル位置にあるとき、導入ポート２２ｂに導かれたパイロット流量を絞り４０を介してドレン通路３１に連通させる。

一方、上記第１パイロット制御弁２２が図面上側位置であるノーマル位置にあると、走行直進制御弁４のパイロット室４ａを、絞り４１を介してドレン通路３１に連通させる。また、第１パイロット制御弁２２が図面下側位置である切換位置に切り換わると、第１パイロット制御弁２２の導入ポート２２ｂと走行直進制御弁４のパイロット室４ａとを連通させる。

上記のような構成のもとで、走行用制御弁１、５の両方を同時に切り換え、かつ、いずれかの作業機用制御弁を切り換えない限り、走行直進制御弁４は切り換わらない。
例えば、第１回路系統の走行用制御弁１のみを切り換えたときには、第１パイロット制御弁２２がノーマル位置から切換位置に切り換わるが、第２パイロット制御弁２３が図示のノーマル位置を保つので、パイロット流路３０が走行直進制御弁４のパイロット室４ａに連通しない。

また、走行用制御弁１，５の両方を同時に切り換え、そのパイロット圧を第１，２パイロット制御弁２２，２３のパイロット室２２ａ，２３ａに作用させると、両パイロット制御弁２２，２３が図示のノーマル位置から切換位置に切り換わり、パイロット流路３０と走行直進制御弁４のパイロット室４ａとを連通させる。
上記のように走行直進制御弁４のパイロット室４ａがパイロット流路３０に連通したとしても、いずれかの作業機用制御弁を切り換えない限り、パイロット流路３０にパイロット圧が立たない。

したがって、両走行用制御弁１，５およびいずれかの作業機用制御弁を同時に切り換えない限り、走行直進制御弁４は図示の通常走行位置を保つことになる。走行直進制御弁４が通常走行位置を保てば、これら走行用制御弁１，５に接続された走行モータのそれぞれは、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２の吐出油で独立して駆動される。

一方、両走行用制御弁１，５を切り換えるとともに、いずれかの作業機用制御弁２，３，６，７を同時に切り換えたときに、言い換えると、走行中に作業機系アクチュエータを作動させたときには、第１，２パイロット制御弁２２，２３が図示のノーマル位置から切換位置に切り換わる。したがって、走行直進制御弁４のパイロット室４ａは、第１，２パイロット制御弁２２，２３を介してパイロット流路３０に連通する。
このとき、上記したようにいずれかの作業機用制御弁２，３，６，７が切り換わっているので、当該作業機用制御弁のパイロット室に作用させているパイロット圧が走行直進制御弁４のパイロット室４ａに作用し、走行直進制御弁４がそのパイロット室４ａ内のパイロット圧に応じて切り換わる。

したがって、例えば、走行中に作業機系のアクチュエータを微小操作させるようなときには、当該作業機用制御弁のパイロット室に作用させるパイロット圧も低いので、それにともなって走行直進制御弁４のパイロット室４ａに作用するパイロット圧も低くなる。このようにパイロット室４ａに作用するパイロット圧が低ければ、走行直進制御弁４の切り換え量も少なくなり、走行直進制御弁４は中間位置を保つことになるので、走行モータへの供給流量が急激に減少したりせず、走行中のショックも発生しなくなる。

走行機能を備えた建設機械に最適である。

ＭＰ１ 第１メインポンプ
ＭＰ２ 第２メインポンプ
１、５ 走行用制御弁
２，３ 作業機用制御弁
４ 走行直進制御弁
４ａ パイロット室
６，７ 作業機用制御弁
２２，２３ パイロット制御弁
２２ａ、２３ａ パイロット室
３２〜３９ 選択手段であるチェック弁

Claims (4)

1. 第１メインポンプに接続した第１回路系統と、第２メインポンプに接続した第２回路系統とを備え、これら第１，２両回路系統にはその最上流にパイロット圧の作用で切り換わる走行用制御弁を設け、これら走行用制御弁の下流側にパイロット圧の作用で切り換わる複数の作業機用制御弁を接続し、上記第２回路系統の走行用制御弁の上流側に走行直進制御弁を設け、この走行直進制御弁は、通常走行位置、直進走行位置に切り換え可能であり、走行直進制御弁が上記通常走行位置にあるとき、第１メインポンプを第１回路系統の走行用制御弁に接続するとともに通常走行位置にある当該走行直進制御弁を介して第１回路系統の作業機用制御弁に接続し、第２メインポンプを通常走行位置にある当該走行直進制御弁を介して第２回路系統に接続し、走行直進制御弁が上記直進走行位置にあるとき、両走行用制御弁を第１メインポンプに対して並列に接続し、第１回路系統の作業機用制御弁からなる作業機系回路と第２回路系統の作業機用制御弁からなる作業機系回路とを第２メインポンプに対して並列に接続する構成にした建設機械用走行制御装置において、走行直進制御弁のパイロット室に対して一対のパイロット制御弁を直列に配置するとともに、走行直進制御弁のパイロット室への流れに対して上流側となる一方のパイロット制御弁のパイロット室を一方の走行用制御弁のパイロット室に接続したパイロット流路に接続し、また、走行直進制御弁のパイロット室への流れに対して下流側になる他方のパイロット制御弁のパイロット室を他方の走行用制御弁のパイロット室に接続したパイロット流路に接続する一方、一方のパイロット制御弁はそれがノーマル位置にあるとき作業機用制御弁のパイロット室に連通するパイロット流路と他方のパイロット制御弁との連通を遮断するとともに、切換位置にあるとき作業機用制御弁のパイロット室に連通するパイロット流路と他方のパイロット制御弁とを連通させる構成にし、上記他方のパイロット制御弁は、それがノーマル位置にあるとき上記一方のパイロット制御弁と走行直進制御弁のパイロット室との連通を遮断するとともに、切換位置にあるとき一方のパイロット制御弁と走行直進制御弁のパイロット室とを連通させる構成にし、これら両パイロット制御弁が切換位置にあるとき、作業機用制御弁のパイロット室に作用するパイロット圧を走行直進制御弁のパイロット室に導く構成にした建設機械用走行制御装置。
2. 複数の作業機用制御弁のパイロット室に導かれるパイロット圧のうちの最高圧を選択する選択手段を設け、この選択手段で選択されたパイロット圧の最高圧を走行直進制御弁のパイロット室に導く構成にした請求項１記載の建設機械用走行制御装置。
3. 一方のパイロット制御弁がノーマル位置にあるとき、作業機用制御弁のパイロット室に連通する上記パイロット流路を、絞りを介してドレンに導く請求項１または２記載の建設機械用走行制御装置。
4. 上記他方のパイロット制御弁がノーマル位置にあるとき、走行直進制御弁のパイロット室を、絞りを介してドレンに導く請求項１〜３のいずれかに記載の建設機械用走行制御装置。

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