JPH02240452A - 油圧閉回路の始動安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、建設機械や産業車両に用いられる油圧閉回路
に関し、特に極低温下での原動機始動時における油圧閉
回路の安全装置に関する。

Ｂ、従来の技術 従来の油圧閉回路の一例を示す第５図において、操作レ
バー１が中立位置のときにスタータスイッチ２をオンす
ると、リレー３を介してバッテリ４とスタータモータ５
とが接続されエンジン６が始動され、可変容量油圧ポン
プ１１とチャージポンプ１２が回転する。チャージポン
プ１２の吐出油は絞り１３の下流から制御弁１４．管路
１５Ａ。

１５Ｂを介して傾転シリンダ１６の左右のシリンダ室１
６ａ、１６ｂにそれぞれ導かれそれぞれのシリンダ室１
６ａ、１６ｂは同圧となっている。

このため、ピストン１６ｃは中立位置にあって、可変容
量油圧ポンプ１１の傾転量は零に設定されてその吐出量
は零である。

操作レバー１を操作して制御弁１４を２側に切換えると
、絞り１３の上流圧力がシリンダ室１６ａに働き、絞り
１３の下流圧力がシリンダ室１６ｂに働き、ピストン１
６ｃは絞り１３の前後の差圧分だけ左方へ変位する。こ
れにより、可変容量油圧ポンプ１１の傾転量が設定され
、可変容量油圧ポンプ１１は傾転量に応じた流量の圧油
を主管路１７Ａに吐出し、油圧モータ１８が正転して例
えば車両が前進する。制御弁１４をｍ側に切換えれば、
可変容量油圧ポンプ１１の傾転量は逆方向に設定され、
主管路１７Ｂに圧油が吐出され油圧モータ１８が逆転す
る。１９はクロスオーバロードリリーフ弁、２０はフラ
ッシング弁、２１Ａ、２１Ｂはチｘツク弁であり、管路
２２ａ。

２２ｂを介してチャージポンプ１２と接続されている。

操作レバー１の位置はスイッチ７で検出されており、例
えば操作レバー１が中立のときにスイッチ７がオンし、
リレー３のコイル３Ｃに通電され、これによりリレース
イッチ３Ｓが閉じてスタータスイッチ２とスタータモー
タ５とが接続される。

すなわち、操作レバー１が中立位置にあるときにのみエ
ンジン６の始動が許可される。したがって、操作レバー
１が操作されているとリレースイッチ３Ｓが開放される
から、エンジン６は始動されず、この結果、エンジン始
動時に可変容量油圧ポンプ１１が圧油を吐出せず、始動
時の安全性を保証している。

Ｃ６発明が解決しようとする課題 しかしながら、極低温時には作動油の粘度が極めて高く
各管路の油の抵抗が大きくなり、次のような問題が生ず
る。

エンジン６を始動して制御弁１４をＱ側に切換えると、
低温のため所定の応答遅れを伴って絞り１３の前後圧力
がシリンダ室１６ａ、１６ｂに働いてピストン１６ｃが
図示左の方向に変位し、可変容量油圧ポンプ１１が主管
路１７Ａに圧油を吐出する。この圧油により油圧モータ
１８が回転を開始し、負荷が駆動される。例えば車両が
走行する。しかし極低温時は、可変容量油圧ポンプ１１
やチャージポンプ１２の損失トルクが大きく、エンジン
６それ自体も潤滑油の粘度が高いなどの理由によりエン
ジンストールすることがある。

エンジンストール後、直ちに操作レバー１を中立に戻し
てスタータスイッチ２をオンすると、リレースイッチ３
Ｓが閉じているからエンジン６が始動される。操作レバ
ー１を中立に戻すと、制御弁１４を介して管路１５Ａ、
１５Ｂが連通されるから油圧シリンダ１６ａ、１６ｂ内
の圧力は直ちに等しくなり、左方に変位していたピスト
ン１６ｃが中立位置に復帰するように働く。このときシ
リンダ室１６ａから吐き出される油が管路１５Ａを流れ
る際に大きな抵抗が働き、ピストン１６ｃが中立位置に
復帰するまでに相当の時間を要する。

このため、ピストン１６ｃが中立位置に復帰する前にエ
ンジン６が始動されると、操作レバー１は中立位置にあ
るにも拘わず、可変容量油圧ポンプ１１から圧油が吐出
され、油圧モータ１８が不所望に動き出すという問題が
ある。

本発明の技術的課題は、可変容量油圧ポンプがある吐出
容積を持ったまま原動機を再始動させても再始動に伴っ
て油圧モータが駆動されないようにすることにある。

０１課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると、本発明に係る
始動安全装置は、原動機６によって駆動される可変容量
油圧ポンプ１１と、入出力ポートが第１および第２の主
管路１７Ａ、１７Ｂによって可変容量油圧ポンプ１１の
入出力ポートに閉回路接続された油圧モータ１８と、第
１および第２のシリンダ室１６ａ、１６ｂを備え、第１
のシリンダ室１６ａに圧油が供給されると可変容量油圧
ポンプ１１が第１の主管路１７Ａに、第２のシリンダ室
Ｌ６ｂに圧油が供給されると可変容量油圧ポンプ１１が
第２の主管路１７Ｂに圧油を供給するような吐出容積制
御手段１６とを備えた油圧閉回路に用いられる。

そして上述の技術的課題は、第１の位置ｍに切換えられ
ると第１のシリンダ室１６ａを第２の主管路１７Ｂに、
また第２のシリンダ室１６ｂを第１の主管路１７Ａにそ
れぞれ連通し、第２の位置ｍに切換えられると第１およ
び第２の主管路１７Ａ、１７Ｂと第１および第２のシリ
ンダ室１６ａ、１６ｂとを遮断する弁手段３１と、少な
くとも原動機６の始動中は弁手段３１を第１の位１ｍに
、始動後は第２の位置Ｑに設定する弁制御手段２，４．
３２とを具備することにより解決される。

８１作用 原動機６を始動するとき、弁制御手段２，４゜３２によ
り弁手段３１がｍ位置に切換えられ、主管路１７Ａがシ
リンダ室１６ｂに、主管路１７Ｂがシリンダ室１６ａに
それぞれ接続される。したがって、油圧ポンプ１１の吐
出容積が完全に零に戻らない前に原動機６を再始動して
油圧ポンプ１１が例えば主管路１７Ａに圧油を吐出する
と、その圧力がシリンダ室１６ｂに導かれるから、油圧
ポンプ１１の吐出容積制御手段１６が中立に強制復帰さ
れる。その結果、油圧ポンプ１１の吐出流量が減少する
ので、主管路１７Ａには、吐出容積制御手段１６を中立
に復帰するに必要な圧力しか立たず、油圧モータ１８の
回転が防止される。

Ｆ、実施例 一第１の実施例− 第１図に基づいて本発明に係る油圧閉回路を説明する。

第５図と同様の箇所には同一の符号を付す。

可変容量油圧ポンプ１１と油圧モータ１８とが主管路１
７Ａおよび１７Ｂにより接続されている。

主管路１７Ａと１７Ｂとはクロスオーバロードリリーフ
弁１９によって接続されるとともに、フラッシング弁２
０を介してタンク９０に接続される。

また、主管路１７Ａおよび１７Ｂは、チエツク弁２１Ａ
および２１Ｂを介してチャージ用ギヤポンプ（以下、チ
ャージポンプと呼ぶ）１２の吐出ポートに接続された管
路２２ａと接続される。

可変容量油圧ポンプ１１の吐出容積（以下、本実施例で
は傾転量と呼ぶ）は傾転シリンダ１６によって制御され
る。傾転シリンダ１６の左右一対のシリンダ室１６ａ、
１６ｂにはそれぞればね１６ｄおよび１６ｅが内設され
、それらのばね１６ｄおよび１６ｅのばね力によってピ
ストン１６ｃは、常時、中立位置に保持される。シリン
ダ室１６ａは管路１５Ａを介して、シリンダ室１６ｂは
管路１５Ｂを介してそれぞれ制御弁１４のＡポートおよ
びＢボートに接続される。一方、管路１５Ａおよび１５
Ｂのそれぞれは管路３３゜３４および２位置の電磁切換
式の開閉弁３１を介して主管路１７Ｂ、１７Ａにそれぞ
れに接続される。

制御弁１４は手動の３位置切換弁であり、そのＰ１ポー
トは絞り１３の上流側管路２２ｂと接続され、Ｐ２ポー
トは絞り１３の下流側管路２２ａと接続される。制御弁
１４の操作レバー１に連動するスイッチ７は操作レバー
１の中立位置を検出するものであり、操作レバー１が中
立時にオンする。このスイッチ７は、バッテリ４とリレ
ーコイル３Ｃとの間に介装される。リレースイッチ３Ｓ
は、スタータスイッチ２とスタータモータ５との間に介
装され、スイッチ７がオンのときに、バッテリ４→スタ
ータスイツチ２→リレースイツチ３Ｓ→スタータモータ
５の回路が形成されてスタータモータ５に通電される。

スタータスイッチ２の出力は遅延回路３２を通って開閉
弁３１のソレノイド部にも接続されている。この遅延回
路３２は、第２図に示すように、入力信号がハイレベル
になると直ちにハイレベル信号を出力し、入力信号がロ
ーレベルになると遅延時間ｔＤ経過後に出力信号がロー
レベルになるように動作する。

なお、第１図中、８はエンジン６の回転数を制御する操
作部材である。また、１９Ａおよび１９Ｂはリリーフ弁
、１９Ｃおよび１９Ｄはチエツク弁であり、これらによ
りクロスオーバロードリリーフ弁１９が構成される。例
えば、主管路１７Ａがリリーフ圧になるとリリーフ弁１
９Ａが開いてチエツク弁１９Ｄを通って主管路１７Ｂに
圧油が流れる。さらに、２ＯＡは油圧パイロット式切換
弁、２０Ｂはリリーフ弁であり、これらによりフラッシ
ング弁２０が構成される０例えば主管路１７Ａが主管路
１７Ｂよりも高い圧力になると切換弁２０Ａは位置Ｑに
切換わり、低圧側の主管路１７Ｂの低圧油が切換弁２０
Ａ、リリーフ弁２０Ｂを通ってタンク９０に流れる。ま
た、２３はチャージ系のリリーフ弁である。

以上の実施例において、傾転シリンダ１６が吐出容積制
御手段を、開閉弁３１が弁手段を、バッテリ４．スター
タスイッチ２および遅延回路３２が弁制御手段をそれぞ
れ構成する。

次に１以上のように構成された実施例の動作を極低温時
の場合について説明する。

操作レバー１を中立にしてスタータスイッチ２をオンす
ると、リレースイッチ３Ｓが閉じているからスタータモ
ータ５が通電されてエンジン６が始動される。エンジン
始動によって油圧ポンプ１１とチャージポンプ１２が回
転する。操作レバー１が中立で制御弁１４は中立位置ｎ
にあれば。

絞り１３の下流の圧力が両シリンダ室１６ａおよび１６
ｂに働くから通常はピストン１６ｃが中立位置にある。

このため、可変容量油圧ポンプ１１の傾転角は零に設定
されて吐出流量は零である。

ここで、油圧ポンプ１１からの圧油で油圧モータ１８が
駆動されているときにエンジン６がエンジンストールし
、オペレータが操作レバー１を中立にして直ちにエンジ
ン６を再始動する場合について説明する５ スタータスイッチ２の投入により遅延回路３２から開閉
弁３１のソレノイド部に給電され、開閉弁３１がｍ位置
に切換ねる。ここで、極低温時は油の粘度が低いので傾
転シリンダ１６が直ちに中立位置に復帰せず、したがっ
て、油圧ポンプ１１の傾転角が零でないことがある。こ
の場合、エンジン６の再始動により油圧ポンプ１１は、
例えば主管路１７Ａに油を吐出し主管路１７Ａに圧力が
立つ。このとき、主管路１７Ａは開閉弁３１によす管路
１５Ｂと接続されているから、その圧力は管路１５Ｂか
らシリンダ室１６ｂに流入しピストン１６ｃを中立位置
の方向へ変位させる。これにより、油圧ポンプ１１の吐
出量が減り、主管路１７Ａの圧力が下がる。油圧ポンプ
１１が主管路１７Ｂの圧油を吐出する場合も同様である
。ここで、ピストン１６ｃを中立位置に復帰させに必要
な圧力を、油圧モータ１８を回転するのに必要な圧力よ
りも低く設定しておくことにより、エンジン再始動時の
油圧モータ１８の回転を確実に防止できる。

エンジン６の始動によりスタータスイッチ２をオフする
と遅延回路３２への入力信号がローレベルとなるが、そ
の時点から予め定められた遅延時間１．）が経過するま
で遅延回路３２は開閉弁３１のソレノイド部に給電を続
ける。したがって、セルモータ５やバッテリ４の容量が
十分で短時間でエンジン６が回転してスタータスイッチ
２が短時間でオフされても、時間ｔＤの間は主管路１７
Ａと管路１５Ｂ、あるいは主管路１７Ｂと管路１５Ａと
が開閉弁３１を介して連通される。

その結果、エンジン再始動時に例え油圧ポンプ１１の傾
転角が零でなくても、時間ｔＱの間に傾転角が零に復帰
し、不所望の油圧モータ１８の回転が防止される。エン
ジン始動後は開閉弁３１がｇ位置に切換るので、油圧ポ
ンプ１１が圧油を吐出すると主管路１７Ａ、１７Ｂに圧
力が立ち油圧モータ１８を回転できる。

なお、バッテリ４やセルモータ５か弱くエンジン始動に
時間を要する場合には、その時間内に主管路１７Ａ、１
７Ｂの圧力によって傾転シリンダが中立位置に復帰する
から遅延回路３２は必要ない。

このようにエンジン６の始動時にある傾転角艷もった油
圧ポンプ１１からの吐出油により主管路１７Ａまたは１
７Ｂに圧力が発生しようとすると、その圧力が立つ主管
路とは逆側の主管路に圧油を吐出する方向に傾転シリン
ダ１６の一方のシリンダ室に主管路の圧力を導いて傾転
角を零にするようにしたので、主管路１７Ａ、１７Ｂに
は傾転シリング１６を操作する圧力（例えば１５〜２０
ｋｇｆ／ｄであり油圧モータ１８を回転する圧力よりも
低い）以上の圧力が発生せず、油圧モータ１８の不所望
の回転が防止される。

−第２の実施例− 第３図は他の実施例を示す。第１図と同様の箇所には同
一の符号を付して相異点を中心に説明する。

電磁切換式開閉弁３１に代え、常時はｍ位置に設定され
る油圧切換式開閉弁１３１を用いる。この開閉弁１３１
のパイロットポート１３１Ａには、チエツク弁２１Ａ、
２１Ｂの接続点が管路１３２、スローリターン弁１３３
を介して接続されている。

また、管路１３２は絞り１３４を介してタンクに接続さ
れている。

操作レバー１を操作して制御弁１４をＱ側に操作すると
、絞り１３の上流の圧力がシリンダ室１６ａに、絞り１
３の下流の圧力がシリンダ室１６ｂに導かれる。このた
め、エンジン回転数に比例した絞り１３の前後差圧に相
応した分だけどストン１６ｃが左方に移動して可変容量
油圧ポンプ１１が油を吐出し、油圧モータ１８が回転す
る。

またこのとき、チャージポンプ１２の吐出圧がスローリ
ターン弁１３３による遅れをもって開閉弁１３１のパイ
ロットポート１３１Ａに働き開閉弁１３１はｍ位置に切
換えられる。したがって、エンジン６の始動後、所定時
間後には主管路１７Ａ、１７Ｂと管路１５Ａ、１５Ｂと
が遮断されるので、制御弁１４をＱまたはｍ位置に切換
えれば油圧ポンプ１１の吐出圧により油圧モータ１８を
駆動できる。

エンジン６がエンジンストールすると、チャージポンプ
１２の吐出流量は零となり、絞り１３２やチャージポン
プ１２のリークなどによって管路１３２の圧力が低下し
、スローリターン弁１３３を介してパイロットポート１
３１Ａの圧力が直ちに低下し、戻しばね１３１Ｂによっ
て開閉弁１３１は位置ｍに切換わる。この結果、シリン
ダ室１６ａおよび１６ｂが管路３３および３４．開閉弁
１３１を介して主管路１７Ｂ、１７Ａと連通される。

エンジンストール後、直ちに操作レバー１を中立位置に
戻し、スタータスイッチ２をオンしてエンジン６を再始
動するときに、上述したと同様に可変容量油圧ポンプ１
１が主管路１７Ａまたは１７Ｂに油圧を吐出しても上述
した第１の実施例と同様の動作でその吐出圧で傾転シリ
ンダ１６は中立位置に復帰するから、油圧モータ１８が
回転することがなく、極低温下での始動安全性が保証さ
れる。

第１および第２の実施例においては、傾転シリンダ１６
のピストン１６ｃを、エンジン回転数に比例する絞り１
３の前後圧力差に応じて移動せしめ、可変容量油圧ポン
プ１１の吐出流量を規定したが、第４図に示すように、
減圧弁４１によって、エンジン回転数を制御する走行ペ
ダルなどの操作部材８の操作量に・比例する圧力を出力
せしめ、この出力圧力をシリンダ室１６ａまたは１６ｂ
に導いて、ピストン１６ｃの移動量をエンジン回転数に
比例して制御するものにも本発明を適用できる。

また以上では、制御弁１４が中立位置ｎのときにのみエ
ンジン６の始動を許可するようにしたが、位置Ｑまたは
位置ｍで許可するようにしてもよい。

さらにまた、エンジン６により可変容量油圧ポンプ１１
やチャージポンプ１２を駆動するようにしたが、電動機
により駆動するものにも本発明を適用できる。また、油
圧モータ１８を走行以外に用いるものにも本発明を適用
できる。

さらに以上では、傾転シリンダ１６の形式を、ピストン
１６ｃの左右に一対のシリンダ室１６ａ。

１６ｂが対向するものとし、例えば可変容量油圧ポンプ
１１の斜板の一端とピストン１６ｃとを接続するように
構成したが、一対の傾転シリンダを用い、揺動支点を挟
んだ斜板の両端にそれぞれピストンロッドを連結するも
のにも本発明を適用できる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、原動機始動時に油圧ポンプの一方の出
口側主管路と吐出容積制御手段のいずれか一方のシリン
ダ室とを連通して主管路に立つ圧力で吐出容積制御手段
を中立位置に強制復帰させるようにしたので、極低温時
のように、原動機が停止しても吐出容積制御手段が直ち
に中立位置に復帰しないような条件下で直ちに原動機を
再始動するときに、可変容量油圧ポンプがたとえ圧油を
吐出しても、その圧油によって油圧モータが回転するが
ことなく、極低温時における始動安全性が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例を示す油圧および電気系制御回路
を示す図である。 第２図は遅延回路の人出信号を示すタイムチャートであ
る。 第３図は第２の実施例を示す油圧および電気系制御回路
を示す図である。 第４図はレギュレータ部の変形を示す油圧回路図である
。 第５図は従来の油圧閉回路を示す図である。 ２：スタータスイッチ ５：セルモータ １１：油圧ポンプ １３：絞り １６：傾転シリンダ １７Ａ、１７Ｂ：主管路 ３１．１３に開閉弁 ３３．３４：管路 ３：スタータリレー ６：エンジン １２：チャージポンプ １４：制御弁 １５Ａ、１５Ｂ：管路 １８：油圧モータ ３２：遅延回路 １３３ニスローリターン弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　原動機によって駆動される可変容量油圧ポンプと、 入出力ポートが第１および第２の主管路によって前記可
   変容量油圧ポンプの入出力ポートに閉回路接続された油
   圧モータと、 第１および第２のシリンダ室を備え、第１のシリンダ室
   に圧油が供給されると前記可変容量油圧ポンプが前記第
   １の主管路に、第２のシリンダ室に圧油が供給されると
   可変容量油圧ポンプが前記第２の主管路にそれぞれ圧油
   を供給するような吐出容積制御手段とを備えた油圧閉回
   路における始動安全装置において、 第１の位置に切換えられると前記第１のシリンダ室を前
   記第２の主管路に、第２のシリンダ室を第１の主管路に
   それぞれ連通し、第２の位置に切換えられると前記第１
   および第２の主管路と第１および第２のシリンダ室とを
   遮断する弁手段と、少なくとも前記原動機の始動中は前
   記弁手段を前記第１の位置に、始動後は前記第２の位置
   に設定する弁制御手段とを具備することを特徴とする油
   圧閉回路の始動安全装置。