JPS6030584B2 - 油圧回路のブレ−キ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧ポンプに油圧開回路又は油圧半閉回路で接
続されたアクチュェータを作動する油圧ポンプのブレー
キ装置に関し、油圧ショベル又は油圧クレーン等の土木
・建設機械に好適なものである。

第１図は従来のこの種の油圧半開回路のプレーキ菱贋を
示す。

１は両頓転の可変容量油圧ポンプ、ｌａは斜板などの吐
出塁可変機構、ｌｂは吐出塁可変機構ｌａを駆動する駆
動装置、２は油圧ショベルなどの旋回又は走行用の油圧
モ−夕、３は負荷、４はフラツシング弁、５ａ，５ｂは
チェック弁、６ａ，６ｂ，６ｃはリリーフ弁、７はタン
ク、８はチヤージポンプ、９は／ぐイロットポンプ、１
０はブレーキ機構で、スプリング１０ａ、シリンダ１０
ｂ及びブレーキシュー１０ｃから構成されたもの、１
１はブレーキ用方向切操弁、１１ａはブレーキ操作レバ
ー、１２は吐出量可変機構ｌａの位置を検出する変位計
、１３は可変容量油圧ポンプ１の操作レバー、１４は操
作レバー１３と変位計１２とからの信号に応じて駆動装
贋ｌｂを制御する制御装置、１５ａ，１５ｂはクロスオ
ーバーリリーフ弁である。

第１図において、ブレーキ操作レバー１１ａの手動操作
によりブレーキ用方向切換弁１１がｂ位置に切り換えら
れると、パイロットポンプ９からの圧油がシリンダ１０
ｂに入り、ブレーキシユー１０ｃをスプリング１０ａに
抗して押し下げ、ブレーキは解除される。

ブレーキ用方向切襖弁１１がａ位置になると、シリンダ
１０ｂがタンク７に運通し、スプリング１０ａの力によ
ってブレーキシュー１０ｃが押し上げられ、ブレーキが
作用する。しかし、ブレーキ用方向切換弁１１が手鰯式
であるため、駆動「停止のたびにブレーキ用方向切換弁
１１の操作が必要であり、操作が面倒であると共に、操
作タイミングが難しい。そこで、ブレーキ用方向切換弁
１ １を操作レバー１３に運速させることが考えられる
。

ところが、操作レバー１３の操作量と油圧モータ２の回
転数とは必ずしも一致しない。例えば、油圧半閉回路で
は、油圧モータ２の回転数と可変容量油圧ポンプ１の吐
出量とが一致するのであるが、負荷３が大きな慣性をも
つものである場合、吐出塁可変機構ｌａの動きと操作レ
バー１３の動きとを一致させると、操作レバー１３を急
激に操作した時に大きなショックが発生する。そのため
、吐出量可変機構ｌａの最大変化速度を設定し、操作レ
バー１３の動きがその最大変化速度を越えた場合には、
操作レバー１３の動きに吐出量可変機構ｌａの動きを一
致させずに、設定した最大変化速度で動かし、ショック
の発生を防ぐことが行われる。これを加速度制御という
。また、負荷３の加速時に、可変容量油圧ポンプ１の吐
出量が急激に増すと、油圧回路の圧力が急激に上昇し、
クロスオーバーリリーフ弁１５ａ，１５ｂの作動圧力に
達してしまい、油圧モータ２を加速していく圧油の余り
は、すべてクロスオーバーリリーフ弁１５ａ，１５ｂを
通じて可変容量油圧ポンプ１の吸込側に戻ってしまう。

このことは可変容量油圧ポンプ１の出しているェネルギ
を捨てることになるので、操作レバー１３が急激に操作
されても、吐出量可変機構ｌａを油圧モー夕２の加速に
必要な流量を出すように制御し、クロスオーバーリリー
フ弁１５ａ，１５ｂが作動しない圧力になるようにして
、可変容量油圧ポンプ１の出したェネルギを有効に使う
ことが行われる。同じく減速時にも、吐出量可変機構ｌ
ａを急激に戻すと、回路圧が急上昇し、クロスオーバー
リリーフ弁１５ａ，１５ｂが作動して、負荷３のもつ慣
性ェネルギを捨ててしまうことになるので、それを防ぐ
ために吐出塁可変機構ｌａをクロスオーバーリリーフ弁
１５ａ，１５ｂの作動しない圧力になるように制御し、
負荷３のもつ慣性ェネルギで可変容量油圧ポンプ１を駆
動している動力源（エンジンあるいは電気モータなど、
図示せず）を回し動力回収を計ることが行われる。これ
を圧力制御と言う。以上述べたように、操作レバー１３
の操作量は可変容量油圧ポンプ１の吐出量、即ち油圧モ
ータ２の回転数に必ずしも一致しないので、操作レバー
１３とブレーキ用方向切換弁１ １とを連動するように
すると、油圧モータ２がまだ回転中にブレーキ機構１０
が働き、衝撃が発生したり、ブレーキシュー１０ｃが異
常摩耗を起こしたりする。

また、吐出塁可変機構ｌａの位置と油圧モータ２の回転
数とが一致することから、吐出量可変機構ｌａが中立位
置、つまり可変容量油圧ポンプ１の吐出量が零付近でブ
レーキを作動させることが考えられるが、その場合には
、操作レバー１３を逆転位置へ急に操作した時、可変容
量油圧ポンプ１の畔出量が逆転する際に吐出塁零のとこ
ろでブレーキが−磯かかり、すぐに解除されるという無
駄な動きとする。しかも、ブレーキ用方向切襖弁１１の
動作遅れでブレーキ解除前に可変容量油圧ポンプ１の吐
出塁が増すと、ブレーキの摺りを起してしまう。本発明
の目的は、上述の問題点を解決し、自動的に作動し、し
かも、ァクチュェータが停止状態の時のみ確実に作動し
、アクチュェータの逆転時にも無駄な動作をしない油圧
回路のブレーキ装置を提供することである。この目的を
達成するために、油圧モータ等のアクチュェータが停止
状態にあることと、操作レバー等の操作手段が中立位置
にあることの二つの条件が同時に満たされた時に、ブレ
ーキ手段を作動させ、その他の時には、ブレーキ手段を
解除させることを特徴とする。

なお、本発明において、アクチュェータの停止状態とは
ほぼ停止状態を含み、操作手段の中立位置とはほぼ中立
位置を含むものである。

アクチュェータがほぼ停止状態にあるということは、ア
クチュェータに対して急にブレ−キをかけてもショック
が発生しないなど、動作上停止と同様に扱える速度の範
囲にあることをいう。このような速度範囲をもって停止
状態とみなす必要があるので、車体などの動揺によりア
クチュェータがゆらされた時などにブレーキが解除、作
動を繰り返すのを防ぐためである。同機に、操作手段が
ほぼ中立位檀にあるということは、その指示速度がァク
チュェータの動作上停止と同様に扱える速度範囲にある
ことをいう。このように中立位置にある範囲をもたせる
必要性についても「操作手段の動揺によるブレーキ作動
の断続的操返しを防止することにある。以下、本発明を
図示の実施例にもとずいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す。

第１図と同様な部分は同一符号にて示す。第２図におい
て、１６は電磁方向切襖弁、１７は油圧モータ２の回転
速度を検出する速度検出器、１８は速度検出器１７の出
力信号を電圧信号に変換する変換器、１９ａ，１９ｂは
ウインドコンパレータ、２０はオア回路である。ウイン
ドコンパレータ１９ａ，１９ｂは、入力信号が芝付近で
ローレベルの信号（以下“０”とする）を出力し、その
他の入力値ではハイレベルの信号（以下“１”とする）
を出力する。油圧モータ２の回転速度が舞又は舞付近に
なると、変換器１８は零又は零に近い電圧信号をウィン
ドコンパレータ１９ａに送る。

これによってウィンドコンパレータ１９ａは“０”をオ
ア回路２０に対して出力する。この時、操作レバー１３
が中立位置にあると、操作レバー１３は零又は零に近い
指令信号をウインドコンパレータ１９ｂに送り、ウイン
ドコンパレータ１９ａの出力は“０”となる。これによ
ってオア回路２０の二つの入力信号はともに“０”にな
るので、その出力信号は“０”となり、電磁方向切換弁
１６はオフ、即ちｂ位置に切り換えられる。したがって
〜ブレーキ機構１０のシリンダ１０ｂはタンク７に運通
して大気に開放されるので、スプリング１０ａの力によ
ってブレーキシュ−１０ｃは油圧モータ２の回転部分に
押し付けられ、ブレーキ手がかかる。オア回路２０の出
力は、第３図に示されるように、油圧モータ２の回転速
度及び操作レバーの指令信号がともに零付近である時以
外は、“１”になり、電磁方向切換弁１６はオンとなっ
て、ａ位置に付勢される。これによって、パイロットポ
ンプ９からの圧油がシリンダ１０ｂに流入し、スプリン
グ１０ａに抗してブレーキシュ−１０ｃを押し下げ、ブ
レーキを解除する。第２図の実施例によれば「油圧モー
タ２の回転速度及び操作レバー１３の操作に応じてブレ
ーキ機構１０が自動的に制御されるので、ブレーキ裸作
の面倒さを除くことができる。

また油圧ポンプ２の回転中にブレーキがかかることを防
ぐことができる。油圧モータ２の逆転時に、操作しバ−
１３が中立位置を通る瞬間と、油圧モータ２を流れる油
の方向が切り換わる瞬間とは、必ずずれるので、ブレー
キがかかって無駄な動作をすることを防ぐことができる
。第２図の実施例においては、速度検出器１７、変換器
１８及びウィンドコンパレータ１９ａが本発明の第１の
検出手段に相当し、ウィンドコンパレータ１９ｂが本発
明の第２の検出手段に相当し「パイロットポンプ９、リ
リーフ弁６ｃ、タンク７、及び電磁方向切換弁１６が本
発明のブレーキ制御手段に相当する。

第４図は本発明の他の実施例を示す。

第２図と同様な部分は同一符号にて示す。本発明のポン
プ制御手段と第１の検出手段の一部と第２の検出手段と
を兼ねる検出制御装置２１は、マイクロコンピュータに
よって構成される。メモリ２２には制御の手順が書き込
まれている。マルチプレクサ２３は操作レバー１３ある
いは変位計１２の信号を切り換えて、Ａ／Ｄ変換器２４
へ送る。入力インターフェース２５は速度検出器１７を
中央演算処理装置２６に接続する。速度検出器１７は油
圧モータ２の回転速度に比例した数のパルスを発生する
ものとする。２７は出力インターフェースである。

第５図はメモリ２２に書き込まれた制御手順のプログラ
ムのフローチャートであり、中央猿算処理装置２６は、
この制御手順のプログラムに従って検出制御装置２１全
体を制御する。

このプログラムは終ると再び始めに戻り、繰り返される
。以下、このフローチャートにより検出制御装置２１の
動作を説明する。ステップａで、操作レバー１３の指令
信号を読む。ステップｂで、読み込んだ指令信号が零付
近かどうかを判断し、もし琴付近でない時はステップｃ
へ移り、電磁方向功襖弁１６をオン、即ちａ位置に切り
換え、ブレーキ機構１０を解除する。そして、ステップ
ｄで、可変容量油圧ポンプ１の吐出量を制御した後、始
めへ戻る。ステップｂで操作レバー１３の指令信号が零
付近である時には、ステップｅへ移り、速度検出器１７
が出力するパルスを単位時間カウントし、油圧モータ２
の回転速度を読む。そして、ステップｆで油圧モータ２
の回転速度が零付近であるかを判断し、零付近でなけれ
ば、ステップｃへ移る。零付近であると、ステップｇへ
移り、電磁方向切挨弁１６をオフ、即ちｂ位置へ復帰さ
せ、ブレーキ機構１０を作動させる。以上のように、操
作レバー１３の指令信号と油圧モータ２の回転速度の両
方が零付近である時のみ、ブレーキがかかる。前述の加
速度制御、又は圧賄制御を行なった時、油圧半開回路で
あるので、油圧モータ２の回転数と可変容量油圧ポンプ
１の吐母量、即ち吐世量可変機構ｌａの位置とは１対１
に対応する。

第６図は吐出量可変機機ｌａの位置により油圧モ−夕２
の回転速度を検出する本発明の別の実施例を示す。第２
図と同様な部分は同一符号にて示す。第２図における速
度検出器１７と変換器１８とが省略される。油圧モータ
２の回転速度が零付近でるかどうかは、変位計１２の信
号が零付近であるかどうかによって判断される。操作レ
バー１３の指令信号と変位計１２の信号との両方が＊付
近になった時のみ、電磁方向切換弁１６はオフとなり、
ブレーキ機構１０が作動する。第６図の実施例によれば
、油圧モ−タ回転速度とポンプ吐出塁とが１対１に対応
する加速度制御、圧力制御を行う場合に、速度検出器１
７及び変換器１８を省略することができる。

なお、電磁方向切換弁１６の代りに、油圧パイロット信
号又は機械系等で制御される切換弁を用いることができ
る。

以上説明したように、本発明によれば、アクチュェータ
が停止状態にあることを検出する第１の検出手段と、操
作手段がアクチュェータの動作速度雫付近を指示する中
立位置にあることを検出する第２の検出手段と、第１及
び第２の検出手段によりアクチュェータが停止位置にあ
ること及び操作手段が中立位檀にあることを同時に検出
した時に、ブレーキ手段を作動させるブレーキ制御手段
とを設けたから、ブレーキ手段を自動的に作動させるこ
とができ、ブレーキ操作の面鼠さを除き、ブレーキの掛
け忘れ「あるいはブレーキタイミングの不適によるブレ
ーキの引摺りを防止することができる。

また、負荷の大きな慣性のために、操作手段が中立位置
に戻ってもァクチュェータが動作している時に、ブレー
キがかかるという不都合をなくすことができ、ブレーキ
の引摺りを防ぐことができる。更に、アクチュェータの
逆転時に、アクチュェータの動作速度が零になった瞬間
に一時的にブレーキがかかってしまう無駄な動作と、ブ
レーキ解除の遅れによるブレーキの引摺りを防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆の油圧回路のブレーキ菱瞳を示す系統図、
第２図は本発明の一実施例を示す系統図、第３図は本発
明の一実施例に係るオア回路の出力信号を示す説明図、
第４図は本発明の他の実施例を示す系統図、第５図は本
発明の他の実施例１に係る検出制御装置の動作を示すフ
ローチャ−ト「第６図は本発明の別の実施例を示す系統
図である。 １・・・・・・可変容量油圧ポンプ、ｌａ・…・・吐出
量可変機構、ｌｂ・・・・・・駆動装直、２・・・・・
・油圧ポンプ、９……パイロットポンプ、１０……ブレ
ーキ機構、１２・…・・変位計、１３・…・・操作レバ
ー、１４・・…・制御菱薄、１６・・・・・・電磁方向
切換弁、１７・・・・・・速度検出器、１８・・・・・
・変換器、１９ａ，１９ｂ・・・・・●ウィンドコンパ
レータ、２１・・・・・・検出制御装置。 汁３図 アー図 ナＺ図 うＰ４ 図 ア５図 才６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変容量油圧ポンプと、可変容量油圧ポンプに油圧
   閉回路又は油圧半閉回路を形成するように接続されたア
   クチユエータと、アクチユエータの動作方向及び動作速
   度を指示する操作手段と、操作手段からの指令信号によ
   り可変容量油圧ポンプの吐出方向及び吐出量を制御する
   ポンプ制御手段とを備えた油圧回路において、アクチユ
   エータにブレーキ力を作用させるブレーキ手段と、アク
   チユエータが停止状態にあることを検出する第１の検出
   手段と、操作手段がアクチユエータの動作速度零付近を
   指示する中立位置にあることを検出する第２の検出手段
   と、第１及び第２の検出手段によりアクチユエータが停
   止状態にあること及び操作手段が中立位置にあることを
   同時に検出した時に、ブレーキ手段を作動させるブレー
   キ制御手段とを設けたことを特徴とする油圧回路のブレ
   ーキ装置。