JP3573916B2 - 油圧駆動系のパイロット制御装置 - Google Patents
油圧駆動系のパイロット制御装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の油圧駆動系に設けられ、操作信号に応答して旋回ブレーキ装置かつ／又は走行連通弁等の操作器を作動させるパイロット制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベルの油圧駆動系には、特定の目的で、主油圧ポンプ、アクチュエータ、方向切換弁、信号発生手段等に関連して操作信号を基に作動する１つ又は複数の操作器が設けられているものがあり、その操作器の代表例として旋回ブレーキ装置や走行連通弁がある。図５はその一例を示すものである。
【０００３】
図５において、本実施形態の油圧駆動系は、主油圧ポンプ１ａ，１ｂと、主油圧ポンプ１ａ，１ｂを駆動するエンジン３と、主油圧ポンプ１ａ，１ｂから供給される圧油によって作動する左右走行モータ２１，２２、フロントアクチュエータ（例えばブームシリンダ）２３、旋回モータ２４を含む複数のアクチュエータと、主油圧ポンプ１ａ，１ｂとアクチュエータ２１，２２，２３，２４との間に設けられ、アクチュエータ２１，２２，２３，２４に供給される圧油の流れを制御する方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂ，６４と、原動機３により駆動されるパイロット油圧ポンプ２と、方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂ，６４を作動させる圧力信号を発生するパイロット弁３１，３２，３３，３４と、パイロット弁３３，３４により発生した圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁４３〜４５と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号によってアクチュエータ２４（旋回モータ）のブレーキを解除する旋回ブレーキ装置５５と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号によって切り換えられ、主油圧ポンプ１ａから吐出された圧油を方向切換弁６２にも流入させる走行連通弁５と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号を走行連通弁５と旋回ブレーキ装置５５に導く管路１００ａ，１００ｂ，１００ｃとを備えている。
【０００４】
方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂ，６４は、それぞれセンタバイパスライン８０，８１に直列に接続された方向切換弁６１，６３ａと方向切換弁６２，６３ｂ，６４の２つのグループに分けられ、方向切換弁６１，６３ａは主油圧ポンプ１ａに圧油供給管路８２を介して接続され、方向切換弁６２，６３ｂ，６４は主油圧ポンプ１ｂに圧油供給管路８３を介して接続されている。また、方向切換弁６２は圧油供給管路８２に接続された連通管路８４により主油圧ポンプ１ａにも接続されており、連通管路８４に上記の走行連通弁５が設けられている。圧油供給管路８２，８３は、また、安全弁としてのリリーフ弁１９を介してタンク５０に接続されている。
【０００５】
旋回ブレーキ装置５５は、旋回モータ６の回転軸に制動力を加えるブレーキシリンダ６と、ブレーキシリンダ６への圧油を給排するブレーキ切換弁４と、切換弁４からブレーキシリンダ６への圧油の供給と排出の速度を相違させる絞り１４及びシャトル弁１５からなるスローリターン回路とで構成されている。
【０００６】
また、旋回モータ２４の回転軸には、減速機２４ａを介して駆動歯車２４ｂが装着されており、この駆動歯車２４ｂは図示しない旋回台のリングギヤに噛み合っている。
【０００７】
ブレーキ切換弁４及び走行連通弁５はそれぞれ受圧部４ａ，４ｂを有し、これらの受圧部４ａ，４ｂが上記の管路１００ｂ，１００ｃに接続されている。
【０００８】
ブレーキ切換弁４は、受圧部４ａに圧力信号が導かれていないときは、図示の位置にあり、ブレーキシリンダ６をタンク５０に連絡し、受圧部４ａに圧力信号が導かれると、図示の位置から切り換えられ、ブレーキシリンダ６をパイロット油圧ポンプ２に連絡する。ブレーキシリンダ６はタンク５０に連絡しているときは、内蔵バネの力で旋回モータ２４にブレーキ力を付与し、パイロット油圧ポンプ２に連絡されると、旋回モータ２４のブレーキを解除するよう作動する。
【０００９】
走行連通弁５は、受圧部５ａに圧力信号が導かれていないときは、図示の遮断位置にあり、主油圧ポンプ１ａと方向切換弁６２の連絡を遮断し、受圧部５ａに圧力信号が導かれると、図示の位置から切り換えられ、主油圧ポンプ１ａを方向切換弁６２に連絡し、主油圧ポンプ１ａから吐出された圧油を方向切換弁６２にも流入させるように作動する。
【００１０】
このように構成した従来の油圧駆動系では、フロント用のパイロット弁３３又は旋回用のパイロット弁３４のいずれかによって圧力信号が発生すると、シャトル弁４３〜４５によってその最高圧力が選択され、管路１００ａ，１００ｂ，１００ｃを介して旋回ブレーキ装置５５の切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａに導かれる。
【００１１】
ブレーキ切換弁４の受圧部４ａにシャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号が導かれると、ブレーキ切換弁４は図示の位置から切り換えられ、ブレーキシリンダ６にパイロット油圧ポンプ２からの圧油が入力され、旋回モータ２４は回転可能となる。このため、旋回用のパイロット弁３４を操作したときには、旋回モータ２４を回転できると共に、フロント用のパイロット弁３３を操作して油圧ショベルのフロントを操作するときは、フロント操作の反力で旋回台に旋回力が作用したとしても、旋回モータ２４のブレーキが解除されるので、減速機２４ａに負荷がかかることが防止される。
【００１２】
一方、走行連通弁５の受圧部５ａにシャトル弁４３〜４５により選択された圧油が導かれると、走行連通弁５が図示の位置から切り換えられ、主油圧ポンプ１ａから吐出された圧油が方向切換弁６１のみでなく方向切換弁６２にも流入する。このため、方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂが同時に作動し、アクチュエータ２１，２２（走行モータ）及びアクチュエータ（ブームシリンダ）２３を同時に駆動するとき、主油圧ポンプ１ａを走行専用として走行の直進性を向上させ、主油圧ポンプ１ｂでその他のアクチュエータ（図示の例ではブームシリンダ）を作動させることができる。
【００１３】
このように従来技術によれば、パイロット弁３３，３４から出力される操作信号を基に、ブレーキ切換弁４、走行連通弁５を切り換えることができるので、良好な操作性を得ることができる。
【００１４】
また、油圧ショベルの油圧駆動系に旋回ブレーキ装置を設けた他の従来技術として、特公平４−４４６５０号公報に記載のものがある。この従来技術では、パイロット油圧ポンプ又はこれとは別の補助油圧ポンプの吐出管路を第１の管路を介して旋回ブレーキ装置のブレーキシリンダに接続し、パイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプからの圧油を直接ブレーキシリンダに導くと共に、第１の管路から第２の管路を分岐させ、この第２の管路を旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁を通過させてタンクに導く構成としている。
【００１５】
このように構成した油圧駆動系では、旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁が操作されていないときは、第２の管路はタンクに連通しているので、第１の管路にはパイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプの吐出圧は立たず、ブレーキシリンダは解除されず、旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁のどれか１つが操作されると、第２の管路とタンクとの連通は遮断され、第２の管路にパイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプの吐出圧が立ち、ブレーキシリンダが解除され、旋回モータは回転可能となる。これにより、図５に示した従来技術と同様、旋回用のパイロット弁を操作したときには、旋回モータを回転できると共に、フロント用のパイロット弁を操作して油圧ショベルのフロントを操作するときは、旋回モータの減速機に負荷がかかることが防止される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【００１７】
図５に示す従来技術では、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号は信号管路１００ａ〜１００ｃを介してブレーキ切換弁４、走行連通弁５に導かれるが、ブレーキ切換弁４、走行連通弁５はパイロット弁から離れた位置に設置せざるを得ないため、信号管路１００ａ〜１００ｃは長くなり、かつパイロット弁３３，３４により発生する圧力信号は方向切換弁６３ａ，６３ｂ，６４を切り換えるためにも使用されるため、長い信号管路の容量に必要な流量が得られない。このため、ブレーキ切換弁４、走行連通弁５の切り換わりに遅れが生じ、旋回モータ２４や走行モータ２１，２２の始動に対し旋回ブレーキの解除遅れや走行モータ２２への圧油供給不足が生じ、旋回モータ２４に過大な負荷がかかったり、走行曲がりの現象が発生するという問題があった。
【００１８】
また、図５に示す従来技術のように操作器（ブレーキ弁４及び走行連通弁５）が複数個ある場合は、信号管路１００ａ〜１００ｃの長さの合計は更に長くなり、上記の応答遅れの問題が顕著となる。
【００１９】
特公平４−４４６５０号公報に記載の従来技術では、パイロット弁の圧力信号ではなく、パイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプからの圧油を直接旋回ブレーキ装置のブレーキシリンダに導いているが、ポンプ吐出圧が立ちブレーキシリンダが作動するかどうかは、第２の管路を遮断する方向切換弁の作動に依存しており、方向切換弁が作動して初めてポンプ吐出圧が立ち、パイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプからの圧油がブレーキシリンダに供給可能となる。従って、この場合も、上記従来技術と同様、ブレーキシリンダの作動に遅れが生じ、旋回ブレーキの解除遅れの現象が発生するという問題がある。また、第２の管路を旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁を通過させてタンクに導く構成としているので、回路構成が複雑になると共に方向切換弁の改造が必要であり、コスト高になるという問題もあった。
【００２０】
本発明の第１の目的は、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の油圧駆動系において、操作信号を基に旋回ブレーキ装置や走行連通弁を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得られると共に、それを簡単な構成で実現する油圧駆動系のパイロット制御装置を提供することである。
【００２１】
本発明の第２の目的は、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の油圧駆動系において、操作信号を基に作動する操作器が複数個ある場合でも操作器を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得れる油圧駆動系のパイロット制御装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
（１）上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つの主油圧ポンプと、この主油圧ポンプを駆動する原動機と、前記主油圧ポンプから供給される圧油によって作動する旋回モータと左右の走行モータと少なくとも１つのフロントアクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記主油圧ポンプと前記複数のアクチュエータとを結ぶ管路上に設けられ、対応するアクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、この複数の方向切換弁のそれぞれを作動させる操作信号を発生する複数の信号発生手段と、前記旋回モータに対してブレーキをかける旋回ブレーキ装置と、前記左右の走行モータとフロントアクチュエータの同時駆動時に１つの主油圧ポンプから吐出された圧油を左右の走行モータに流入させるべく連通位置に切り換えられる走行連通弁とを備えた油圧駆動系に設けられ、前記複数の信号発生手段の特定のものに操作信号が発生すると、その操作信号を検出し、この検出した操作信号を基に前記旋回ブレーキ装置の旋回モータに対するブレーキを解除するとともに前記走行連通弁を走行連通位置に切り換えるパイロット制御装置において、前記旋回ブレーキ装置はブレーキシリンダを有し、前記ブレーキシリンダに圧油が導かれると前記旋回モータの回転軸に制動力を加える構成であり、前記走行連通弁は受圧部を有し、この受圧部に油圧が導かれると走行連通位置に切り換えられる構成であり、前記原動機により駆動されるパイロット油圧ポンプと、前記パイロット油圧ポンプと前記ブレーキシリンダ及び前記走行連通弁の受圧部との間に設けられ、前記検出した操作信号を基に作動する１つの切換手段とを有し、前記切換手段は、前記操作信号が検出されないときは、前記ブレーキシリンダ及び走行連通弁の受圧部をタンクに連通し、前記操作信号が検出されると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキシリンダ及び走行連通弁の受圧部に直接入力するものとする。
【００２３】
このように検出した操作信号を基に作動する切換手段を旋回ブレーキ装置と別に設けることにより、切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（後記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、旋回ブレーキ装置にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、旋回ブレーキ装置は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００２４】
また、パイロット油圧ポンプは油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては切換手段を付加するだけであり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００２６】
また、走行連通弁がある場合でも、検出した操作信号は切換手段を作動させるだけであるので、その切換は速やかに行えると共に、走行連通弁にもパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、走行連通弁も速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
更に、検出した操作信号を基に作動する操作器が複数個（旋回ブレーキ装置及び走行連通弁）ある場合は、操作器が１個の場合より検出した操作信号を操作器に導く総管路長が更に長くなり、操作器の切り換わりに更に遅れが生じる可能性がある。
本発明では、検出した操作信号を基に作動する切換手段を操作器と別に設けることにより、切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（上記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、操作器にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、操作器は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００２７】
（２）また、上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つの主油圧ポンプと、この主油圧ポンプを駆動する原動機と、前記主油圧ポンプから供給される圧油によって作動する旋回モータと左右の走行モータと少なくとも１つのフロントアクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記主油圧ポンプと前記複数のアクチュエータとを結ぶ管路上に設けられ、対応するアクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、この複数の方向切換弁のそれぞれを作動させる操作信号を発生する複数の信号発生手段と、前記旋回モータに対してブレーキをかける旋回ブレーキ装置と、前記左右の走行モータとフロントアクチュエータの同時駆動時に１つの主油圧ポンプから吐出された圧油を左右の走行モータに流入させるべく連通位置に切り換えられる走行連通弁とを備えた油圧駆動系に設けられ、前記複数の信号発生手段の特定のものに操作信号が発生すると、その操作信号を検出し、この検出した操作信号を基に前記旋回ブレーキ装置の旋回モータに対するブレーキを解除するとともに前記走行連通弁を走行連通位置に切り換えるパイロット制御装置において、前記旋回ブレーキ装置は、ブレーキシリンダと、受圧部を有するブレーキ切換弁とを備え、前記ブレーキ切換弁の受圧部に油圧が導かれると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキシリンダに供給して前記旋回モータの回転軸に制動力を加える構成であり、前記走行連通弁は受圧部を有し、この受圧部に油圧が導かれると走行連通位置に切り換えられる構成であり、前記原動機により駆動されるパイロット油圧ポンプと、前記パイロット油圧ポンプと前記ブレーキ切換弁の受圧部及び前記走行連通弁の受圧部との間に設けられ、前記検出した操作信号を基に作動する１つの切換手段とを有し、前記切換手段は、前記操作信号が検出されないときは、前記ブレーキ切換弁の受圧部及び走行連通弁の受圧部をタンクに連通し、前記操作信号が検出されると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキ切換弁の受圧部及び走行連通弁の受圧部に直接入力するものとする。
【００２８】
このように検出した操作信号を基に作動する切換手段を走行連通弁及び旋回ブレーキ装置のブレーキ切換弁と別に設けることにより、（１）で述べたように切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（後記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、走行連通弁及びブレーキ切換弁の受圧部にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、走行連通弁及びブレーキ切換弁は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００２９】
また、この場合も、パイロット油圧ポンプは油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては切換手段を付加するだけであり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
更に、検出した操作信号を基に作動する操作器が複数個（旋回ブレーキ装置及び走行連通弁）ある場合も、検出した操作信号を基に作動する切換手段を操作器と別に設けることにより、切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（上記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、操作器にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、操作器は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００３０】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記複数の信号発生手段は圧力信号を出力する油圧式操作弁であり、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記油圧式操作弁より出力された圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁を設け、前記切換手段はこのシャトル弁により選択された圧力信号により切り換えられる油圧式切換弁とする。
【００３１】
このように切換手段を油圧式切換弁とすることにより、油圧式切換弁の設置位置は自由に決めれるので、油圧切換弁をシャトル弁の間近の位置に配置してシャトル弁により選択した圧力信号を油圧式切換弁に導く管路長を短くでき、油圧式操作弁により出力された圧力信号が方向切換弁の切り換えに使用されても、シャトル弁により選択された圧力信号により油圧式切換弁を速やかに切り換えることができ、上記（１）又は（２）の作用が得られる。
【００３２】
また、検出手段をシャトル弁で構成し、切換手段を油圧式切換弁で構成するので、油圧的に簡単な構成で上記（１）又は（２）の作用を実現できる。
【００３３】
（４）また、上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記複数の信号発生手段は圧力信号を出力する油圧式操作弁であり、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記油圧式操作弁より出力された圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁を設け、前記切換手段は、前記シャトル弁により選択された圧力信号を電気信号に変換する変換手段と、この電気信号により切り換えられる電磁式切換弁とを有するものとする。
【００３４】
このように切換手段を変換手段と電磁式切換弁とで構成することにより、変換手段の設置位置は自由に決めれるので、変換手段をシャトル弁の間近の位置に配置してシャトル弁により選択した圧力信号を変換手段に導く管路長を短くでき、油圧式操作弁により出力された圧力信号が方向切換弁の切り換えに使用されても、シャトル弁により選択された圧力信号により電磁式切換弁を速やかに切り換えることができ、上記（１）又は（２）の作用が得られる。
【００３５】
また、検出手段をシャトル弁で構成し、切換手段を変換手段と電磁式切換弁で構成するので、油圧・電気的に簡単な構成で上記（１）又は（２）の作用を実現できる。
【００３６】
（５）更に、上記（１）又は（２）において、前記複数の信号発生手段は電気信号を出力する電気式操作弁であってもよく、この場合、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記電気式操作弁より出力された電気信号を入力し、制御用の電気信号を発生する演算手段を設け、前記切換手段はこの演算手段から出力された電気信号により切り換えられる電磁式切換弁とする。
【００３７】
このように電気式操作弁より出力された電気信号を入力し、制御用の電気信号を発生する演算手段を設け、切換手段をその制御用の電気信号により切り換えられる電磁式切換弁とすることにより、電気信号により電磁式切換弁を速やかに切り換えることができ、上記（１）又は（２）の作用が得られる。
【００３８】
また、検出手段を演算手段で構成し、切換手段を電磁式切換弁で構成するので、電気的に簡単な構成で上記（１）又は（２）の作用を実現できると共に、温度に影響されにくいパイロット制御を行うことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。これらの実施形態は建設機械として油圧ショベルを例にとった場合のものである。
【００４４】
図１は、本発明の第１の実施形態による油圧駆動系をパイロット制御装置と共に示す図である。図中、図５に示す従来の油圧駆動系と同等の部品には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００４５】
図１において、本実施形態の油圧駆動系は、操作器として、旋回ブレーキ装置５５及び走行連通弁５を有し、そのパイロット制御装置として、パイロット油圧ポンプ２、シャトル弁４３〜４５に加え、シャトル４３〜４５により選択された圧力信号により切り換えられる油圧式の選択切換弁７と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号を選択切換弁７の受圧部７ａに導く管路１０５と、パイロット油圧ポンプ２から吐出された圧油を選択切換弁７に導く管路１０７と、選択切換弁７からタンク５０に圧油を導く管路１０８と、選択切換弁７からブレーキ切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａに圧油を導く管路１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃとを備えている。
【００４６】
選択切換弁７は、シャトル弁４３〜４５からの圧力信号がないときは図示の位置にあり、管路１１０ａ〜１１０ｃを管路１０８に接続し、ブレーキ切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａをタンク５０に連絡し、シャトル弁４３〜４５から圧力信号が与えられると、図示の位置から切り換えられ、管路１１０ａ〜１１０ｃを管路１０７に接続し、ブレーキ切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａをパイロット油圧ポンプ２に連絡する。
【００４７】
選択切換弁７はシャトル弁４５に近い位置に設置され、管路１０５の長さは可能な限り短くなっている。
【００４８】
この第１の実施の形態は以上のように構成されており、パイロット弁３３，３４により出力された圧力信号の最高圧力を選択し、その圧力を基に選択切換弁７を切り換えることにより、ブレーキ切換弁４の受圧部４ａと走行連通弁５の受圧部５ａにパイロット油圧ポンプ２からの圧油を直接導くことができる。また、選択切換弁７はその設置位置は自由に選択できるので、上記のようにシャトル弁４５の間近の位置に設置され、管路１０５の長さは可能な限り短くなっている。このため、パイロット弁３３，３４により発生する圧力信号が方向切換弁６３ａ，６３ｂ，６４を切り換えるためにも使用されても、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号は直ちに選択切換弁７の受圧部７ａに伝えられ、選択切換弁７を遅れなく速やかに切り換えることができる。
【００４９】
以上のように、この第１の実施形態によれば、ブレーキ切換弁４及び走行連通弁５に直接パイロット油圧ポンプ２からの圧油が導かれ、かつ選択切換弁７を速やかに切り換えることができるので、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号を基にブレーキ切換弁４及び走行連通弁５が応答良く切り換えられ、旋回ブレーキ装置５５にあってはブレーキの解除速度が向上し、旋回モータ２４の始動前に確実にブレーキを解除でき、走行連通弁５にあっては走行開始前に確実に連通位置に切り換えられ、走行直進性を向上させることができ、スムーズな操作性が得られる。
【００５０】
また、パイロット油圧ポンプ２は油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては選択切換弁７を付加するだけであり、回路構成は複雑にならず、方向切換弁６１〜６４の改造も不要であり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００５１】
本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。図中、図１、図５に示す部品と同等のものには同じ符号を付している。
【００５２】
図２において、本実施形態に係わる油圧駆動系は、ブレーキシリンダ６と、絞り１４及びシャトル弁１５からなるスローリターン回路とで構成される旋回ブレーキ装置５５Ａを有し、選択切換弁７が図示の位置から切り換えられたとき、パイロット油圧ポンプ２から吐出され選択切換弁７を通過した圧油がブレーキシリンダ６に直接入力されるようになっている。パイロット制御装置を含むその他の構成は図１に示す第１の実施形態と同じである。
【００５３】
このように構成した第２の実施形態にあっては、旋回ブレーキ装置５５Ａのブレーキシリンダ６に選択切換弁７を介してパイロット油圧ポンプ２からの圧油が直接導かれるので、更に応答良く旋回ブレーキ装置５５Ａのブレーキを解除することができる。
【００５４】
本発明の第３の実施形態を図３を用いて説明する。図中、図１、図２、図５に示す部品と同等のものには同じ符号を付している。本実施形態は、選択切換弁として電磁式切換弁を用いたものである。
【００５５】
図３において、本実施形態の油圧駆動系に設けられたパイロット制御装置は、パイロット弁３３，３４により発生した圧力信号のうちシャトル弁４３〜４５により選択され、シャトル弁４５より出力される最高圧力を検出する圧力センサー１１と、シャトル弁４５により選択された最高圧力を圧力センサー１１に導く管路１０６と、ブレーキシリンダ６及び走行連通弁５の受圧部５ａへパイロット油圧ポンプ２より吐出された圧油を直接導く電磁式の選択切換弁１７と、圧力センサー１１からの入力により選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに電気信号を出力する演算装置９とを備えている。
【００５６】
圧力センサー１１シャトル弁４５に近い位置に設置され、管路１０６の長さは可能な限り短くなっている。
【００５７】
この第３の実施の形態は以上のように構成されており、パイロット弁３３，３４から圧力信号が発生すると、そのうちの最高圧力を圧力センサー１１によって検出し、演算装置９に信号が入力される。演算装置９はその入力信号より選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに電気信号を出力し、選択切換弁１７を図示の位置から切り換える。これにより、ブレーキシリンダ６と走行連通弁５の受圧部５ａにはパイロット油圧ポンプ２からの圧油が直接導かれる。また、圧力センサー１１はその設置位置は自由に選択できるので、上記のようにシャトル弁４５の間近の位置に設置され、管路１０６の長さは可能な限り短くなっている。このため、パイロット弁３３，３４により発生する圧力信号が方向切換弁６３ａ，６３ｂ，６４を切り換えるためにも使用されても、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号は直ちに圧力センサー１１に伝えられると共に、選択切換弁１７の切り換えは電気信号で行うので、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号により選択切換弁１７を遅れなく速やかに切り換えることができる。
【００５８】
以上のように、この第３の実施の形態によっても、ブレーキシリンダ６及び走行連通弁５の受圧部５ａに直接パイロット油圧ポンプ２からの圧油を導き、かつ選択切換弁１７を速やかに切り換えることができるので、ブレーキシリンダ６を及び走行連通弁５が速やかに作動し、第１の実施形態と同様、旋回ブレーキ装置５５Ａにあってはブレーキの解除速度が向上し、旋回モータ２４の始動前に確実にブレーキを解除でき、走行連通弁５にあっては走行開始前に確実に連通位置に切り換えられ、走行直進性を向上させることができ、スムーズな操作性が得られる。
【００５９】
また、パイロット油圧ポンプ２は油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては圧力センサー１１、演算装置９、選択切換弁１７を付加するだけであり、回路構成は複雑にならず、方向切換弁６１〜６４の改造も不要であり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００６０】
本発明の第４の実施形態を図４を用いて説明する。図中、図１、図２、図３、図５に示す部品と同等のものには同じ符号を付している。本実施形態は、信号発生手段として油圧式操作弁（パイロット弁）に代え、電気式操作弁を用いたものでる。
【００６１】
図４において、本実施形態の油圧駆動系は、電磁式の方向切換弁６１Ａ，６２Ａ，６３Ａａ，６３Ａｂ，６４Ａと、方向切換弁６１Ａを作動させる電気式操作弁７１と、方向切換弁６２Ａを作動させる電気式操作弁７２と、方向切換弁６３Ａａ，６３Ａｂを作動させる電気式操作弁７３と、方向切換弁６４Ａを作動させる電気式操作弁７４と、電気式操作弁７１，７２，７３，７４からの入力により電磁式の方向切換弁６１Ａ，６２Ａ，６３Ａａ，６３Ａｂ，６４に電気信号を出力する演算装置９Ａとを備えている。
【００６２】
また、本実施形態のパイロット制御装置は、第３の実施形態と同様、電磁式の選択切換弁１７を有し、かつ演算装置９Ａは電気式操作弁７１，７２，７３，７４から電気信号が入力されると、その電気信号を検出し、電磁式の選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに制御用の電気信号を出力する処理機能を有している。
【００６３】
この第４の実施の形態は以上のように構成されており、電気式操作弁７３，７４から電気信号が発生すると、演算装置９Ａはそれを検出し選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに制御用の電気信号を出力し、選択切換弁１７を図示の位置から切り換える。これにより、ブレーキシリンダ６と走行連通弁５の受圧部５ａにはパイロット油圧ポンプ２からの圧油が直接導かれる。また、選択切換弁１７の切り換えは電気信号で行うので、選択切換弁１７を遅れなく速やかに切り換えることができる。
【００６４】
従って、この第４の実施の形態によっても、第１の実施形態と同様、旋回ブレーキ装置５５Ａにあってはブレーキの解除速度が向上し、旋回モータ２４の始動前に確実にブレーキを解除でき、走行連通弁５にあっては走行開始前に確実に連通位置に切り換えられ、走行直進性を向上させることができ、スムーズな操作性が得られる。
【００６５】
また、パイロット油圧ポンプ２は油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できかつ演算装置９Ａも方向切換弁の電気信号を生成するものを共用できるので、構成要素としては選択切換弁１７を付加するだけであり、回路構成は複雑にならず、方向切換弁６１〜６４の改造も不要であり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００６６】
更に、全ての信号処理を電気的に行うので、温度に影響されにくいパイロット制御を行うことができる。
【００６７】
なお、図３及び図４の実施形態では、図２に示す旋回ブレーキ装置５５Ａを有する油圧駆動系について説明したが、図１に示す旋回ブレーキ装置５５を有する油圧駆動系にも同様の考えを適用し、同様の効果が得られる。
【００６８】
また、以上の実施形態では、操作器として旋回ブレーキ装置及び走行連通弁を有する油圧駆動系について説明したが、操作器が複数個ある場合には特に本発明の効果は大きく、この場合は旋回ブレーキ装置及び走行連通弁以外の操作器であってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、操作信号を基に旋回ブレーキ装置や走行連通弁を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得られると共に、それを簡単な構成で実現することができる。
【００７０】
また、操作信号を基に複数の操作器を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得れると共に、それを簡単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図５】従来の油圧駆動系の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 油圧ポンプ
２ パイロット油圧ポンプ
３ エンジン
４ ブレーキ切換弁
５ 走行連通弁
６ ブレーキシリンダ
７ 選択切換弁（油圧式）
９ 演算装置
１１ 圧力センサー
１４ 固定絞り
１５ チェック弁
１７ 選択切換弁（電磁式）
１９ リリーフ弁
２１，２２ アクチュエータ（走行モータ）
２３ アクチュエータ
２４ アクチュエータ（旋回モータ）
３１，３２，３３，３４ パイロット弁
４１〜４５ シャトル弁
５０ タンク
５５ 旋回ブレーキ装置
６１〜６４ 方向切換弁
７１〜７４ 電気式操作弁
１０５，１０６，１０７，１０８，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 管路
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の油圧駆動系に設けられ、操作信号に応答して旋回ブレーキ装置かつ／又は走行連通弁等の操作器を作動させるパイロット制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベルの油圧駆動系には、特定の目的で、主油圧ポンプ、アクチュエータ、方向切換弁、信号発生手段等に関連して操作信号を基に作動する１つ又は複数の操作器が設けられているものがあり、その操作器の代表例として旋回ブレーキ装置や走行連通弁がある。図５はその一例を示すものである。
【０００３】
図５において、本実施形態の油圧駆動系は、主油圧ポンプ１ａ，１ｂと、主油圧ポンプ１ａ，１ｂを駆動するエンジン３と、主油圧ポンプ１ａ，１ｂから供給される圧油によって作動する左右走行モータ２１，２２、フロントアクチュエータ（例えばブームシリンダ）２３、旋回モータ２４を含む複数のアクチュエータと、主油圧ポンプ１ａ，１ｂとアクチュエータ２１，２２，２３，２４との間に設けられ、アクチュエータ２１，２２，２３，２４に供給される圧油の流れを制御する方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂ，６４と、原動機３により駆動されるパイロット油圧ポンプ２と、方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂ，６４を作動させる圧力信号を発生するパイロット弁３１，３２，３３，３４と、パイロット弁３３，３４により発生した圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁４３〜４５と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号によってアクチュエータ２４（旋回モータ）のブレーキを解除する旋回ブレーキ装置５５と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号によって切り換えられ、主油圧ポンプ１ａから吐出された圧油を方向切換弁６２にも流入させる走行連通弁５と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号を走行連通弁５と旋回ブレーキ装置５５に導く管路１００ａ，１００ｂ，１００ｃとを備えている。
【０００４】
方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂ，６４は、それぞれセンタバイパスライン８０，８１に直列に接続された方向切換弁６１，６３ａと方向切換弁６２，６３ｂ，６４の２つのグループに分けられ、方向切換弁６１，６３ａは主油圧ポンプ１ａに圧油供給管路８２を介して接続され、方向切換弁６２，６３ｂ，６４は主油圧ポンプ１ｂに圧油供給管路８３を介して接続されている。また、方向切換弁６２は圧油供給管路８２に接続された連通管路８４により主油圧ポンプ１ａにも接続されており、連通管路８４に上記の走行連通弁５が設けられている。圧油供給管路８２，８３は、また、安全弁としてのリリーフ弁１９を介してタンク５０に接続されている。
【０００５】
旋回ブレーキ装置５５は、旋回モータ６の回転軸に制動力を加えるブレーキシリンダ６と、ブレーキシリンダ６への圧油を給排するブレーキ切換弁４と、切換弁４からブレーキシリンダ６への圧油の供給と排出の速度を相違させる絞り１４及びシャトル弁１５からなるスローリターン回路とで構成されている。
【０００６】
また、旋回モータ２４の回転軸には、減速機２４ａを介して駆動歯車２４ｂが装着されており、この駆動歯車２４ｂは図示しない旋回台のリングギヤに噛み合っている。
【０００７】
ブレーキ切換弁４及び走行連通弁５はそれぞれ受圧部４ａ，４ｂを有し、これらの受圧部４ａ，４ｂが上記の管路１００ｂ，１００ｃに接続されている。
【０００８】
ブレーキ切換弁４は、受圧部４ａに圧力信号が導かれていないときは、図示の位置にあり、ブレーキシリンダ６をタンク５０に連絡し、受圧部４ａに圧力信号が導かれると、図示の位置から切り換えられ、ブレーキシリンダ６をパイロット油圧ポンプ２に連絡する。ブレーキシリンダ６はタンク５０に連絡しているときは、内蔵バネの力で旋回モータ２４にブレーキ力を付与し、パイロット油圧ポンプ２に連絡されると、旋回モータ２４のブレーキを解除するよう作動する。
【０００９】
走行連通弁５は、受圧部５ａに圧力信号が導かれていないときは、図示の遮断位置にあり、主油圧ポンプ１ａと方向切換弁６２の連絡を遮断し、受圧部５ａに圧力信号が導かれると、図示の位置から切り換えられ、主油圧ポンプ１ａを方向切換弁６２に連絡し、主油圧ポンプ１ａから吐出された圧油を方向切換弁６２にも流入させるように作動する。
【００１０】
このように構成した従来の油圧駆動系では、フロント用のパイロット弁３３又は旋回用のパイロット弁３４のいずれかによって圧力信号が発生すると、シャトル弁４３〜４５によってその最高圧力が選択され、管路１００ａ，１００ｂ，１００ｃを介して旋回ブレーキ装置５５の切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａに導かれる。
【００１１】
ブレーキ切換弁４の受圧部４ａにシャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号が導かれると、ブレーキ切換弁４は図示の位置から切り換えられ、ブレーキシリンダ６にパイロット油圧ポンプ２からの圧油が入力され、旋回モータ２４は回転可能となる。このため、旋回用のパイロット弁３４を操作したときには、旋回モータ２４を回転できると共に、フロント用のパイロット弁３３を操作して油圧ショベルのフロントを操作するときは、フロント操作の反力で旋回台に旋回力が作用したとしても、旋回モータ２４のブレーキが解除されるので、減速機２４ａに負荷がかかることが防止される。
【００１２】
一方、走行連通弁５の受圧部５ａにシャトル弁４３〜４５により選択された圧油が導かれると、走行連通弁５が図示の位置から切り換えられ、主油圧ポンプ１ａから吐出された圧油が方向切換弁６１のみでなく方向切換弁６２にも流入する。このため、方向切換弁６１，６２，６３ａ，６３ｂが同時に作動し、アクチュエータ２１，２２（走行モータ）及びアクチュエータ（ブームシリンダ）２３を同時に駆動するとき、主油圧ポンプ１ａを走行専用として走行の直進性を向上させ、主油圧ポンプ１ｂでその他のアクチュエータ（図示の例ではブームシリンダ）を作動させることができる。
【００１３】
このように従来技術によれば、パイロット弁３３，３４から出力される操作信号を基に、ブレーキ切換弁４、走行連通弁５を切り換えることができるので、良好な操作性を得ることができる。
【００１４】
また、油圧ショベルの油圧駆動系に旋回ブレーキ装置を設けた他の従来技術として、特公平４−４４６５０号公報に記載のものがある。この従来技術では、パイロット油圧ポンプ又はこれとは別の補助油圧ポンプの吐出管路を第１の管路を介して旋回ブレーキ装置のブレーキシリンダに接続し、パイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプからの圧油を直接ブレーキシリンダに導くと共に、第１の管路から第２の管路を分岐させ、この第２の管路を旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁を通過させてタンクに導く構成としている。
【００１５】
このように構成した油圧駆動系では、旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁が操作されていないときは、第２の管路はタンクに連通しているので、第１の管路にはパイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプの吐出圧は立たず、ブレーキシリンダは解除されず、旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁のどれか１つが操作されると、第２の管路とタンクとの連通は遮断され、第２の管路にパイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプの吐出圧が立ち、ブレーキシリンダが解除され、旋回モータは回転可能となる。これにより、図５に示した従来技術と同様、旋回用のパイロット弁を操作したときには、旋回モータを回転できると共に、フロント用のパイロット弁を操作して油圧ショベルのフロントを操作するときは、旋回モータの減速機に負荷がかかることが防止される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【００１７】
図５に示す従来技術では、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号は信号管路１００ａ〜１００ｃを介してブレーキ切換弁４、走行連通弁５に導かれるが、ブレーキ切換弁４、走行連通弁５はパイロット弁から離れた位置に設置せざるを得ないため、信号管路１００ａ〜１００ｃは長くなり、かつパイロット弁３３，３４により発生する圧力信号は方向切換弁６３ａ，６３ｂ，６４を切り換えるためにも使用されるため、長い信号管路の容量に必要な流量が得られない。このため、ブレーキ切換弁４、走行連通弁５の切り換わりに遅れが生じ、旋回モータ２４や走行モータ２１，２２の始動に対し旋回ブレーキの解除遅れや走行モータ２２への圧油供給不足が生じ、旋回モータ２４に過大な負荷がかかったり、走行曲がりの現象が発生するという問題があった。
【００１８】
また、図５に示す従来技術のように操作器（ブレーキ弁４及び走行連通弁５）が複数個ある場合は、信号管路１００ａ〜１００ｃの長さの合計は更に長くなり、上記の応答遅れの問題が顕著となる。
【００１９】
特公平４−４４６５０号公報に記載の従来技術では、パイロット弁の圧力信号ではなく、パイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプからの圧油を直接旋回ブレーキ装置のブレーキシリンダに導いているが、ポンプ吐出圧が立ちブレーキシリンダが作動するかどうかは、第２の管路を遮断する方向切換弁の作動に依存しており、方向切換弁が作動して初めてポンプ吐出圧が立ち、パイロット油圧ポンプ又は補助油圧ポンプからの圧油がブレーキシリンダに供給可能となる。従って、この場合も、上記従来技術と同様、ブレーキシリンダの作動に遅れが生じ、旋回ブレーキの解除遅れの現象が発生するという問題がある。また、第２の管路を旋回用の方向切換弁やフロント用の方向切換弁を通過させてタンクに導く構成としているので、回路構成が複雑になると共に方向切換弁の改造が必要であり、コスト高になるという問題もあった。
【００２０】
本発明の第１の目的は、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の油圧駆動系において、操作信号を基に旋回ブレーキ装置や走行連通弁を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得られると共に、それを簡単な構成で実現する油圧駆動系のパイロット制御装置を提供することである。
【００２１】
本発明の第２の目的は、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の油圧駆動系において、操作信号を基に作動する操作器が複数個ある場合でも操作器を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得れる油圧駆動系のパイロット制御装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
（１）上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つの主油圧ポンプと、この主油圧ポンプを駆動する原動機と、前記主油圧ポンプから供給される圧油によって作動する旋回モータと左右の走行モータと少なくとも１つのフロントアクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記主油圧ポンプと前記複数のアクチュエータとを結ぶ管路上に設けられ、対応するアクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、この複数の方向切換弁のそれぞれを作動させる操作信号を発生する複数の信号発生手段と、前記旋回モータに対してブレーキをかける旋回ブレーキ装置と、前記左右の走行モータとフロントアクチュエータの同時駆動時に１つの主油圧ポンプから吐出された圧油を左右の走行モータに流入させるべく連通位置に切り換えられる走行連通弁とを備えた油圧駆動系に設けられ、前記複数の信号発生手段の特定のものに操作信号が発生すると、その操作信号を検出し、この検出した操作信号を基に前記旋回ブレーキ装置の旋回モータに対するブレーキを解除するとともに前記走行連通弁を走行連通位置に切り換えるパイロット制御装置において、前記旋回ブレーキ装置はブレーキシリンダを有し、前記ブレーキシリンダに圧油が導かれると前記旋回モータの回転軸に制動力を加える構成であり、前記走行連通弁は受圧部を有し、この受圧部に油圧が導かれると走行連通位置に切り換えられる構成であり、前記原動機により駆動されるパイロット油圧ポンプと、前記パイロット油圧ポンプと前記ブレーキシリンダ及び前記走行連通弁の受圧部との間に設けられ、前記検出した操作信号を基に作動する１つの切換手段とを有し、前記切換手段は、前記操作信号が検出されないときは、前記ブレーキシリンダ及び走行連通弁の受圧部をタンクに連通し、前記操作信号が検出されると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキシリンダ及び走行連通弁の受圧部に直接入力するものとする。
【００２３】
このように検出した操作信号を基に作動する切換手段を旋回ブレーキ装置と別に設けることにより、切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（後記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、旋回ブレーキ装置にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、旋回ブレーキ装置は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００２４】
また、パイロット油圧ポンプは油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては切換手段を付加するだけであり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００２６】
また、走行連通弁がある場合でも、検出した操作信号は切換手段を作動させるだけであるので、その切換は速やかに行えると共に、走行連通弁にもパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、走行連通弁も速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
更に、検出した操作信号を基に作動する操作器が複数個（旋回ブレーキ装置及び走行連通弁）ある場合は、操作器が１個の場合より検出した操作信号を操作器に導く総管路長が更に長くなり、操作器の切り換わりに更に遅れが生じる可能性がある。
本発明では、検出した操作信号を基に作動する切換手段を操作器と別に設けることにより、切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（上記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、操作器にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、操作器は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００２７】
（２）また、上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つの主油圧ポンプと、この主油圧ポンプを駆動する原動機と、前記主油圧ポンプから供給される圧油によって作動する旋回モータと左右の走行モータと少なくとも１つのフロントアクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記主油圧ポンプと前記複数のアクチュエータとを結ぶ管路上に設けられ、対応するアクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、この複数の方向切換弁のそれぞれを作動させる操作信号を発生する複数の信号発生手段と、前記旋回モータに対してブレーキをかける旋回ブレーキ装置と、前記左右の走行モータとフロントアクチュエータの同時駆動時に１つの主油圧ポンプから吐出された圧油を左右の走行モータに流入させるべく連通位置に切り換えられる走行連通弁とを備えた油圧駆動系に設けられ、前記複数の信号発生手段の特定のものに操作信号が発生すると、その操作信号を検出し、この検出した操作信号を基に前記旋回ブレーキ装置の旋回モータに対するブレーキを解除するとともに前記走行連通弁を走行連通位置に切り換えるパイロット制御装置において、前記旋回ブレーキ装置は、ブレーキシリンダと、受圧部を有するブレーキ切換弁とを備え、前記ブレーキ切換弁の受圧部に油圧が導かれると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキシリンダに供給して前記旋回モータの回転軸に制動力を加える構成であり、前記走行連通弁は受圧部を有し、この受圧部に油圧が導かれると走行連通位置に切り換えられる構成であり、前記原動機により駆動されるパイロット油圧ポンプと、前記パイロット油圧ポンプと前記ブレーキ切換弁の受圧部及び前記走行連通弁の受圧部との間に設けられ、前記検出した操作信号を基に作動する１つの切換手段とを有し、前記切換手段は、前記操作信号が検出されないときは、前記ブレーキ切換弁の受圧部及び走行連通弁の受圧部をタンクに連通し、前記操作信号が検出されると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキ切換弁の受圧部及び走行連通弁の受圧部に直接入力するものとする。
【００２８】
このように検出した操作信号を基に作動する切換手段を走行連通弁及び旋回ブレーキ装置のブレーキ切換弁と別に設けることにより、（１）で述べたように切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（後記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、走行連通弁及びブレーキ切換弁の受圧部にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、走行連通弁及びブレーキ切換弁は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００２９】
また、この場合も、パイロット油圧ポンプは油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては切換手段を付加するだけであり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
更に、検出した操作信号を基に作動する操作器が複数個（旋回ブレーキ装置及び走行連通弁）ある場合も、検出した操作信号を基に作動する切換手段を操作器と別に設けることにより、切換手段は操作信号に応答して速やかに作動させる設計が可能となり（上記（３）〜（５）参照）、この切換手段を検出した操作信号で速やかに切り換えることができる。また、切換手段が切り換わることにより、操作器にはパイロット油圧ポンプからの圧油が直接入力されるので、十分な流量を確保でき、操作器は速やかに作動し、スムーズな操作性が得られる。
【００３０】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記複数の信号発生手段は圧力信号を出力する油圧式操作弁であり、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記油圧式操作弁より出力された圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁を設け、前記切換手段はこのシャトル弁により選択された圧力信号により切り換えられる油圧式切換弁とする。
【００３１】
このように切換手段を油圧式切換弁とすることにより、油圧式切換弁の設置位置は自由に決めれるので、油圧切換弁をシャトル弁の間近の位置に配置してシャトル弁により選択した圧力信号を油圧式切換弁に導く管路長を短くでき、油圧式操作弁により出力された圧力信号が方向切換弁の切り換えに使用されても、シャトル弁により選択された圧力信号により油圧式切換弁を速やかに切り換えることができ、上記（１）又は（２）の作用が得られる。
【００３２】
また、検出手段をシャトル弁で構成し、切換手段を油圧式切換弁で構成するので、油圧的に簡単な構成で上記（１）又は（２）の作用を実現できる。
【００３３】
（４）また、上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記複数の信号発生手段は圧力信号を出力する油圧式操作弁であり、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記油圧式操作弁より出力された圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁を設け、前記切換手段は、前記シャトル弁により選択された圧力信号を電気信号に変換する変換手段と、この電気信号により切り換えられる電磁式切換弁とを有するものとする。
【００３４】
このように切換手段を変換手段と電磁式切換弁とで構成することにより、変換手段の設置位置は自由に決めれるので、変換手段をシャトル弁の間近の位置に配置してシャトル弁により選択した圧力信号を変換手段に導く管路長を短くでき、油圧式操作弁により出力された圧力信号が方向切換弁の切り換えに使用されても、シャトル弁により選択された圧力信号により電磁式切換弁を速やかに切り換えることができ、上記（１）又は（２）の作用が得られる。
【００３５】
また、検出手段をシャトル弁で構成し、切換手段を変換手段と電磁式切換弁で構成するので、油圧・電気的に簡単な構成で上記（１）又は（２）の作用を実現できる。
【００３６】
（５）更に、上記（１）又は（２）において、前記複数の信号発生手段は電気信号を出力する電気式操作弁であってもよく、この場合、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記電気式操作弁より出力された電気信号を入力し、制御用の電気信号を発生する演算手段を設け、前記切換手段はこの演算手段から出力された電気信号により切り換えられる電磁式切換弁とする。
【００３７】
このように電気式操作弁より出力された電気信号を入力し、制御用の電気信号を発生する演算手段を設け、切換手段をその制御用の電気信号により切り換えられる電磁式切換弁とすることにより、電気信号により電磁式切換弁を速やかに切り換えることができ、上記（１）又は（２）の作用が得られる。
【００３８】
また、検出手段を演算手段で構成し、切換手段を電磁式切換弁で構成するので、電気的に簡単な構成で上記（１）又は（２）の作用を実現できると共に、温度に影響されにくいパイロット制御を行うことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。これらの実施形態は建設機械として油圧ショベルを例にとった場合のものである。
【００４４】
図１は、本発明の第１の実施形態による油圧駆動系をパイロット制御装置と共に示す図である。図中、図５に示す従来の油圧駆動系と同等の部品には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００４５】
図１において、本実施形態の油圧駆動系は、操作器として、旋回ブレーキ装置５５及び走行連通弁５を有し、そのパイロット制御装置として、パイロット油圧ポンプ２、シャトル弁４３〜４５に加え、シャトル４３〜４５により選択された圧力信号により切り換えられる油圧式の選択切換弁７と、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号を選択切換弁７の受圧部７ａに導く管路１０５と、パイロット油圧ポンプ２から吐出された圧油を選択切換弁７に導く管路１０７と、選択切換弁７からタンク５０に圧油を導く管路１０８と、選択切換弁７からブレーキ切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａに圧油を導く管路１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃとを備えている。
【００４６】
選択切換弁７は、シャトル弁４３〜４５からの圧力信号がないときは図示の位置にあり、管路１１０ａ〜１１０ｃを管路１０８に接続し、ブレーキ切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａをタンク５０に連絡し、シャトル弁４３〜４５から圧力信号が与えられると、図示の位置から切り換えられ、管路１１０ａ〜１１０ｃを管路１０７に接続し、ブレーキ切換弁４の受圧部４ａ及び走行連通弁５の受圧部５ａをパイロット油圧ポンプ２に連絡する。
【００４７】
選択切換弁７はシャトル弁４５に近い位置に設置され、管路１０５の長さは可能な限り短くなっている。
【００４８】
この第１の実施の形態は以上のように構成されており、パイロット弁３３，３４により出力された圧力信号の最高圧力を選択し、その圧力を基に選択切換弁７を切り換えることにより、ブレーキ切換弁４の受圧部４ａと走行連通弁５の受圧部５ａにパイロット油圧ポンプ２からの圧油を直接導くことができる。また、選択切換弁７はその設置位置は自由に選択できるので、上記のようにシャトル弁４５の間近の位置に設置され、管路１０５の長さは可能な限り短くなっている。このため、パイロット弁３３，３４により発生する圧力信号が方向切換弁６３ａ，６３ｂ，６４を切り換えるためにも使用されても、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号は直ちに選択切換弁７の受圧部７ａに伝えられ、選択切換弁７を遅れなく速やかに切り換えることができる。
【００４９】
以上のように、この第１の実施形態によれば、ブレーキ切換弁４及び走行連通弁５に直接パイロット油圧ポンプ２からの圧油が導かれ、かつ選択切換弁７を速やかに切り換えることができるので、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号を基にブレーキ切換弁４及び走行連通弁５が応答良く切り換えられ、旋回ブレーキ装置５５にあってはブレーキの解除速度が向上し、旋回モータ２４の始動前に確実にブレーキを解除でき、走行連通弁５にあっては走行開始前に確実に連通位置に切り換えられ、走行直進性を向上させることができ、スムーズな操作性が得られる。
【００５０】
また、パイロット油圧ポンプ２は油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては選択切換弁７を付加するだけであり、回路構成は複雑にならず、方向切換弁６１〜６４の改造も不要であり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００５１】
本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。図中、図１、図５に示す部品と同等のものには同じ符号を付している。
【００５２】
図２において、本実施形態に係わる油圧駆動系は、ブレーキシリンダ６と、絞り１４及びシャトル弁１５からなるスローリターン回路とで構成される旋回ブレーキ装置５５Ａを有し、選択切換弁７が図示の位置から切り換えられたとき、パイロット油圧ポンプ２から吐出され選択切換弁７を通過した圧油がブレーキシリンダ６に直接入力されるようになっている。パイロット制御装置を含むその他の構成は図１に示す第１の実施形態と同じである。
【００５３】
このように構成した第２の実施形態にあっては、旋回ブレーキ装置５５Ａのブレーキシリンダ６に選択切換弁７を介してパイロット油圧ポンプ２からの圧油が直接導かれるので、更に応答良く旋回ブレーキ装置５５Ａのブレーキを解除することができる。
【００５４】
本発明の第３の実施形態を図３を用いて説明する。図中、図１、図２、図５に示す部品と同等のものには同じ符号を付している。本実施形態は、選択切換弁として電磁式切換弁を用いたものである。
【００５５】
図３において、本実施形態の油圧駆動系に設けられたパイロット制御装置は、パイロット弁３３，３４により発生した圧力信号のうちシャトル弁４３〜４５により選択され、シャトル弁４５より出力される最高圧力を検出する圧力センサー１１と、シャトル弁４５により選択された最高圧力を圧力センサー１１に導く管路１０６と、ブレーキシリンダ６及び走行連通弁５の受圧部５ａへパイロット油圧ポンプ２より吐出された圧油を直接導く電磁式の選択切換弁１７と、圧力センサー１１からの入力により選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに電気信号を出力する演算装置９とを備えている。
【００５６】
圧力センサー１１シャトル弁４５に近い位置に設置され、管路１０６の長さは可能な限り短くなっている。
【００５７】
この第３の実施の形態は以上のように構成されており、パイロット弁３３，３４から圧力信号が発生すると、そのうちの最高圧力を圧力センサー１１によって検出し、演算装置９に信号が入力される。演算装置９はその入力信号より選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに電気信号を出力し、選択切換弁１７を図示の位置から切り換える。これにより、ブレーキシリンダ６と走行連通弁５の受圧部５ａにはパイロット油圧ポンプ２からの圧油が直接導かれる。また、圧力センサー１１はその設置位置は自由に選択できるので、上記のようにシャトル弁４５の間近の位置に設置され、管路１０６の長さは可能な限り短くなっている。このため、パイロット弁３３，３４により発生する圧力信号が方向切換弁６３ａ，６３ｂ，６４を切り換えるためにも使用されても、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号は直ちに圧力センサー１１に伝えられると共に、選択切換弁１７の切り換えは電気信号で行うので、シャトル弁４３〜４５により選択された圧力信号により選択切換弁１７を遅れなく速やかに切り換えることができる。
【００５８】
以上のように、この第３の実施の形態によっても、ブレーキシリンダ６及び走行連通弁５の受圧部５ａに直接パイロット油圧ポンプ２からの圧油を導き、かつ選択切換弁１７を速やかに切り換えることができるので、ブレーキシリンダ６を及び走行連通弁５が速やかに作動し、第１の実施形態と同様、旋回ブレーキ装置５５Ａにあってはブレーキの解除速度が向上し、旋回モータ２４の始動前に確実にブレーキを解除でき、走行連通弁５にあっては走行開始前に確実に連通位置に切り換えられ、走行直進性を向上させることができ、スムーズな操作性が得られる。
【００５９】
また、パイロット油圧ポンプ２は油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できるので、構成要素としては圧力センサー１１、演算装置９、選択切換弁１７を付加するだけであり、回路構成は複雑にならず、方向切換弁６１〜６４の改造も不要であり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００６０】
本発明の第４の実施形態を図４を用いて説明する。図中、図１、図２、図３、図５に示す部品と同等のものには同じ符号を付している。本実施形態は、信号発生手段として油圧式操作弁（パイロット弁）に代え、電気式操作弁を用いたものでる。
【００６１】
図４において、本実施形態の油圧駆動系は、電磁式の方向切換弁６１Ａ，６２Ａ，６３Ａａ，６３Ａｂ，６４Ａと、方向切換弁６１Ａを作動させる電気式操作弁７１と、方向切換弁６２Ａを作動させる電気式操作弁７２と、方向切換弁６３Ａａ，６３Ａｂを作動させる電気式操作弁７３と、方向切換弁６４Ａを作動させる電気式操作弁７４と、電気式操作弁７１，７２，７３，７４からの入力により電磁式の方向切換弁６１Ａ，６２Ａ，６３Ａａ，６３Ａｂ，６４に電気信号を出力する演算装置９Ａとを備えている。
【００６２】
また、本実施形態のパイロット制御装置は、第３の実施形態と同様、電磁式の選択切換弁１７を有し、かつ演算装置９Ａは電気式操作弁７１，７２，７３，７４から電気信号が入力されると、その電気信号を検出し、電磁式の選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに制御用の電気信号を出力する処理機能を有している。
【００６３】
この第４の実施の形態は以上のように構成されており、電気式操作弁７３，７４から電気信号が発生すると、演算装置９Ａはそれを検出し選択切換弁１７のソレノイド部１７ａに制御用の電気信号を出力し、選択切換弁１７を図示の位置から切り換える。これにより、ブレーキシリンダ６と走行連通弁５の受圧部５ａにはパイロット油圧ポンプ２からの圧油が直接導かれる。また、選択切換弁１７の切り換えは電気信号で行うので、選択切換弁１７を遅れなく速やかに切り換えることができる。
【００６４】
従って、この第４の実施の形態によっても、第１の実施形態と同様、旋回ブレーキ装置５５Ａにあってはブレーキの解除速度が向上し、旋回モータ２４の始動前に確実にブレーキを解除でき、走行連通弁５にあっては走行開始前に確実に連通位置に切り換えられ、走行直進性を向上させることができ、スムーズな操作性が得られる。
【００６５】
また、パイロット油圧ポンプ２は油圧駆動系に一般に設けられているものが共用できかつ演算装置９Ａも方向切換弁の電気信号を生成するものを共用できるので、構成要素としては選択切換弁１７を付加するだけであり、回路構成は複雑にならず、方向切換弁６１〜６４の改造も不要であり、簡単な構成で上記作用を実現できる。
【００６６】
更に、全ての信号処理を電気的に行うので、温度に影響されにくいパイロット制御を行うことができる。
【００６７】
なお、図３及び図４の実施形態では、図２に示す旋回ブレーキ装置５５Ａを有する油圧駆動系について説明したが、図１に示す旋回ブレーキ装置５５を有する油圧駆動系にも同様の考えを適用し、同様の効果が得られる。
【００６８】
また、以上の実施形態では、操作器として旋回ブレーキ装置及び走行連通弁を有する油圧駆動系について説明したが、操作器が複数個ある場合には特に本発明の効果は大きく、この場合は旋回ブレーキ装置及び走行連通弁以外の操作器であってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、操作信号を基に旋回ブレーキ装置や走行連通弁を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得られると共に、それを簡単な構成で実現することができる。
【００７０】
また、操作信号を基に複数の操作器を速やかに作動可能とし、スムーズな操作性が得れると共に、それを簡単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態による油圧駆動系の構成を示す図である。
【図５】従来の油圧駆動系の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 油圧ポンプ
２ パイロット油圧ポンプ
３ エンジン
４ ブレーキ切換弁
５ 走行連通弁
６ ブレーキシリンダ
７ 選択切換弁（油圧式）
９ 演算装置
１１ 圧力センサー
１４ 固定絞り
１５ チェック弁
１７ 選択切換弁（電磁式）
１９ リリーフ弁
２１，２２ アクチュエータ（走行モータ）
２３ アクチュエータ
２４ アクチュエータ（旋回モータ）
３１，３２，３３，３４ パイロット弁
４１〜４５ シャトル弁
５０ タンク
５５ 旋回ブレーキ装置
６１〜６４ 方向切換弁
７１〜７４ 電気式操作弁
１０５，１０６，１０７，１０８，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 管路
Claims (5)
- 少なくとも２つの主油圧ポンプと、この主油圧ポンプを駆動する原動機と、前記主油圧ポンプから供給される圧油によって作動する旋回モータと左右の走行モータと少なくとも１つのフロントアクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記主油圧ポンプと前記複数のアクチュエータとを結ぶ管路上に設けられ、対応するアクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、この複数の方向切換弁のそれぞれを作動させる操作信号を発生する複数の信号発生手段と、前記旋回モータに対してブレーキをかける旋回ブレーキ装置と、前記左右の走行モータとフロントアクチュエータの同時駆動時に１つの主油圧ポンプから吐出された圧油を左右の走行モータに流入させるべく連通位置に切り換えられる走行連通弁とを備えた油圧駆動系に設けられ、前記複数の信号発生手段の特定のものに操作信号が発生すると、その操作信号を検出し、この検出した操作信号を基に前記旋回ブレーキ装置の旋回モータに対するブレーキを解除するとともに前記走行連通弁を走行連通位置に切り換えるパイロット制御装置において、
前記旋回ブレーキ装置はブレーキシリンダを有し、前記ブレーキシリンダに圧油が導かれると前記旋回モータの回転軸に制動力を加える構成であり、
前記走行連通弁は受圧部を有し、この受圧部に油圧が導かれると走行連通位置に切り換えられる構成であり、
前記原動機により駆動されるパイロット油圧ポンプと、
前記パイロット油圧ポンプと前記ブレーキシリンダ及び前記走行連通弁の受圧部との間に設けられ、前記検出した操作信号を基に作動する１つの切換手段とを有し、
前記切換手段は、前記操作信号が検出されないときは、前記ブレーキシリンダ及び走行連通弁の受圧部をタンクに連通し、前記操作信号が検出されると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキシリンダ及び走行連通弁の受圧部に直接入力することを特徴とするパイロット制御装置。 - 少なくとも２つの主油圧ポンプと、この主油圧ポンプを駆動する原動機と、前記主油圧ポンプから供給される圧油によって作動する旋回モータと左右の走行モータと少なくとも１つのフロントアクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記主油圧ポンプと前記複数のアクチュエータとを結ぶ管路上に設けられ、対応するアクチュエータへの圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、この複数の方向切換弁のそれぞれを作動させる操作信号を発生する複数の信号発生手段と、前記旋回モータに対してブレーキをかける旋回ブレーキ装置と、前記左右の走行モータとフロントアクチュエータの同時駆動時に１つの主油圧ポンプから吐出された圧油を左右の走行モータに流入させるべく連通位置に切り換えられる走行連通弁とを備えた油圧駆動系に設けられ、前記複数の信号発生手段の特定のものに操作信号が発生すると、その操作信号を検出し、この検出した操作信号を基に前記旋回ブレーキ装置の旋回モータに対するブレーキを解除するとともに前記走行連通弁を走行連通位置に切り換えるパイロット制御装置において、
前記旋回ブレーキ装置は、ブレーキシリンダと、受圧部を有するブレーキ切換弁とを備え、前記ブレーキ切換弁の受圧部に油圧が導かれると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキシリンダに供給して前記旋回モータの回転軸に制動力を加える構成であり、
前記走行連通弁は受圧部を有し、この受圧部に油圧が導かれると走行連通位置に切り換えられる構成であり、
前記原動機により駆動されるパイロット油圧ポンプと、
前記パイロット油圧ポンプと前記ブレーキ切換弁の受圧部及び前記走行連通弁の受圧部との間に設けられ、前記検出した操作信号を基に作動する１つの切換手段とを有し、
前記切換手段は、前記操作信号が検出されないときは、前記ブレーキ切換弁の受圧部及び走行連通弁の受圧部をタンクに連通し、前記操作信号が検出されると前記パイロット油圧ポンプからの圧油を前記ブレーキ切換弁の受圧部及び走行連通弁の受圧部に直接入力す ることを特徴とするパイロット制御装置。 - 請求項１又は２記載のパイロット制御装置において、前記複数の信号発生手段は圧力信号を出力する油圧式操作弁であり、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記油圧式操作弁より出力された圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁を設け、前記切換手段はこのシャトル弁により選択された圧力信号により切り換えられる油圧式切換弁であることを特徴とするパイロット制御装置。
- 請求項１又は２記載のパイロット制御装置において、前記複数の信号発生手段は圧力信号を出力する油圧式操作弁であり、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記油圧式操作弁より出力された圧力信号のうちの最高圧力を選択するシャトル弁を設け、前記切換手段は、前記シャトル弁により選択された圧力信号を電気信号に変換する変換手段と、この電気信号により切り換えられる電磁式切換弁とを有することを特徴とするパイロット制御装置。
- 請求項１又は２記載のパイロット制御装置において、前記複数の信号発生手段は電気信号を出力する電気式操作弁であり、前記特定の信号発生手段からの操作信号を検出する手段として、前記電気式操作弁より出力された電気信号を入力し、制御用の電気信号を発生する演算手段を設け、前記切換手段はこの演算手段から出力された電気信号により切り換えられる電磁式切換弁であることを特徴とするパイロット制御装置。
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