JPS61167183A - 液圧閉回路に介在された液圧ポンプの制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液圧閉回路における液圧ポンプの制御装置に関
し、詳しくは、液圧ポンプの吐出量を制御する電気信号
に異常が生じたとき、その信号による制御を解放できる
ようにした装置に関する。

これは、建設土木機械などのＨ３Ｔシステムの分野で利
用されるものである。

〔従来技術〕

建設土木機械例えば油圧ショベルなどにお′いて、ショ
ベルを取付けたアームを旋回させるために、従来からＨ
３Ｔシステムが採用されている。このシステムは、可変
容量の液圧ポンプとそれによって駆動される液圧モータ
が、液圧閉回路に設けられているものである。液圧ポン
プの吐出量が調整されると、それに応じた量の作動液が
閉回路を循環して液圧モータが駆動され、伝達機構を介
してショベルアームが旋回するようになっている。この
制御は、例えば手動レバーにより、液圧ポンプのレギュ
レータにおりるサーボ圧回路の制御弁を切換える簡ｑ（
な操作により、行なわれるのが一般的である。

ところで、最近の油圧ショベルなどの土木機械では、そ
の大型化と使用場所の拡大が図られている。例えは、地
下資源を採掘するために採用される場合には、能力の増
大、寒冷地などの過酷な気候条件下での運転といった従
来余り要求されなかった性能、機能、作動などが必要と
される。すなわち、そのような環境下での作業者の労力
軽減、安全性の向上、動力消費の低減などの種々の要求
が付加される。そのため制御の高度化や多様化が望まれ
、油圧などを用いた液圧回路においても、車両に搭載さ
れた他の機器との連係や最適化などを図ることができる
ように、電気的な信号による弁の切換え制御が指向され
るようになってきている。

例えば、第２図のような液圧ポンプのレギュレータにお
いて、制御部１からの信号を受ｉＪてザーポモータ２が
駆動されると、中立位置にあった制御弁３が例えばＭポ
ジションに切換わる。サーボ圧を有するサーボ液がサー
ボ圧回路４がら制御弁３を通ってサーボ装置５のシリン
ダ室５Ａに導入され、ビスＩ−ン５Ｃが矢印６方向に移
動すると、吐出調整レバー７が液圧ポンプ８の液圧閉回
路９への作動液の吐出方向とその量を調整するようにな
っている。上述の制御部においては必要に応じて演算機
能なども備えられており、運転者のレバー操作による指
令と他の搭載機器などの作動状態との兼ね合いを図るこ
とができるようになっている。その結果、電気的に作動
する制御ｎ旧：１１、ショベルアームを作動の面や燃料
消費の面などを考慮した最適な作動信号を、ザーボモ〜
りに出力することができる利点がある。

しかし、液圧ポンプの吐出量を調整する制御部には幾多
の信号が入出力することになるので、作業中に発生する
過大な振動や異常な温度条件の下では、時として制御部
における信号が混乱したり外乱が侵入し、正常に作動し
なくなることある。

制御部から誤信号が出力されると、上述の例ではザーボ
モータが所望外に駆動され、液圧ポンプの吐出量制御が
乱れることになる。これでは、ショベルアームの旋回作
動の制御が不可能となって、暴走状態に陥るといった極
めて危険な状態になる。

そのような場合に早急に液圧ポンプの吐出を停止させる
必要があるが、そのための対策が講じられていないと、
油圧ショベルの安全性が確保されないことになる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、その目□的
は、ＨＳ　Ｔシステムが採用された建設土木機械の作動
の安全を図るために、制御部に異常が生じても、それに
基づく誤作動を防止できるようにした液圧閉回路におけ
る液圧ポンプの制御装置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の液圧閉回路における液圧ポンプの制御装置の特
徴を、第１図を参照して説明すると、液圧ポンプ８の吐
出方向および吐出量を制御するサーボ圧を作用させるた
めに、制御部１からの電気信号を受けて切換わる制御弁
３が設＆、Ｉられ、その制御弁３と液圧ポンプ８との間
に、ビスＩ・ン５Ｃの変位に応じて液圧ポンプ８の吐出
量を調整するサーボ装置５が介在され、このサーボ装置
５と制御弁３との間のサーボ圧回路４に、制御部Ｉに異
常が発生すると遮断状態となる第１切換弁２２が設けら
れ、サーボ装置５には、制御弁３と第１切換弁２２を迂
回してサーボ圧を作用させるバイパス回路２３が接続さ
れ、そのバイパス回路２３には、制御部１に異常が発生
すると連通状態となる第２切換弁２４が設けられると共
に、サーボ装置■５のピストン変位により切換えられる
中立復帰弁２５が、第２切換弁２４とサーボ装置５との
間に設けられたことである。

〔実施例〕

以下に本発明の液圧ポンプの制御装置を、その実施例に
したがって詳細に説明する。

第１図に示すレギュレータは、ＨＳ　Ｔなどの液圧閉回
路９におりる液圧モーり１０を駆動する可変容量波圧ポ
ンプ８を制御するために設けられている。それにば液圧
ポンプ８の吐出方向や吐出量を制御するための制御部１
が設けられ、運転者のレバー操作による指令や図示しな
い他の搭載機器からの信号を受ジノ、また必要に応じて
演算をも行ない、電気的な信号を出力するようになって
いる。

この制御部１からの電気信号を受けて切換わる制御弁３
が、サーボ圧回路４に設げられている。本例ではサーボ
モータ２が制御部１からの指令を受けて駆動され、その
動きにより制御弁３の給排方向や必要に応じてそのザー
ホ液量の調整が行なわれるようになっている。

その制御弁３と液圧ポンプ８との間には、サーボ液が給
排されるサーボ装置５が介在され、ピストン５Ｃの変位
に応じて液圧ポンプ８の吐出量を調整する吐出調整レバ
ー７が設けられている。このサーボ装置５と制御弁３と
の間のザ〜ボ圧回路４には、通常時連通状態にあるが、
制御部１で信号異常が発生すると、別途操作されるかま
たは緊急信号を受けて遮断状態に切換わる第１切換弁２
２が設けられている。この切換弁は手動で切換えられる
ものであっても、またソレノイドの励磁により作動する
電磁切換弁であってもよく、要は制御部１での異常が発
生した後、サーボ圧回路４の連通状態を阻止できるもの
であればよい。

そのような第１切換：Ｊｐ２２を有するサーボ圧回路４
と並列に、制御弁３と第１切換弁２２を迂回して、サー
ボ装置５にサーボ圧を作用させるバイパス回路２３が接
続されている。この回路には、通常時遮断状態にあるが
、制御部１に異常が発生すると切換えられる第２切換弁
２４が設りられている。この切換弁も手動切換弁、パイ
ロット圧切換弁または電磁切換弁などであり、制御部１
での異常が発生した後、バイパス回路２３の遮断状態を
解放するものであればよい。

この第２切換弁２４とサーボ装置５との間には、ピスト
ン５Ｃの変位により切換えられる中立１夏帰弁２５が設
けられてい、る。図示の例では、切換レバー２６が中立
復帰弁のスプールをピストン５Ｃの動きと反対の方向に
移動するようになっており、通常状態ではその弁２５を
両端いずれかのボートでもって連通状態としている。す
なわち、中立復帰弁は、制御部１の異常状態の発生に備
えて、サーボ装置５の高圧状態にある一方のシリンダ室
のサーボ液を、バイパス回路２３を用いて排出すること
ができる状態で待機するよ・うになっている。

このような構成のレギュレータによれば、次のようにし
て液圧ポンプを制御し、また、制御部１における異常の
発生に対処することができる。

ショベルアームを所望の方向に旋回させる場合、運転者
が図示しない旋回レバーを操作すると、その指令が制御
部１に入力される。制御部では他の搭載機器などから入
力される信号に基づき適宜演算が行なわれ、液圧ポンプ
８の作動に適した駆動指令信号がサーボモータ２に出力
される。サーボモータにより中立位置にある制御弁３が
例えばＭポジションに切換えられ、サーボ圧回路４にサ
ーボ圧を有する作動液が導入される。その回路に設けら
れた第１切換弁２２は給排可能な連通状態にあるので、
サーボ液はサーボ装置５のシリンダ室５Ａに導入される
。シリンダ室５Ｂは第１切換弁および制御弁３を介して
タンク２７に通じているので、ピストン５Ｃは矢印６方
向に移動する。その移動に伴って吐出調整レバー７が動
き、液圧ポンプ８の吐出方向と吐出量が変えられる。そ
のポンプから吐出される作動液は液圧閉回路９中を循環
し、液圧モータ１０がその作動液量に見合った速度で回
転され、伝達機構を介してショベルアームなどが旋回さ
れる。なお、そのレバー７の動き量が検出されて、制御
部１にフィードバックされ、所定の吐出量制御がなされ
る。

このような作動と同時に、ピストン５Ｃの移動に伴って
切換レバー２６が、中立復帰弁２５を中立位置からＮポ
ジションに切換える。第２切換弁２４は、バイパス回路
２３におけるサーボ液の流通を遮断しているので、サー
ボ液のシリンダ室５Ａ、５Ｂへの給排は、サーボ回路４
を介してのみ行なわれる。すなわち、中立復帰弁２５は
、制御部１の異常状態の発生に備えて、サーボ装置５の
高圧状態にある一方のシリンダ室のサーボ液をバイパス
回路２３を用いて排出し、かつ、低圧のシリンダ室にサ
ーボ液を供給することかできる状態で待機している。

上述した正常な作動が行なわれているときに、制御部１
に外乱が飛び込むなどして異常な信号か出力されるよう
な事態が発生ずると、その異常が自動的に検知されたり
、また、ショベルアームの所望外の動きから運転者がそ
の異常に気付く。その場合に自動的に信号が発っ廿られ
たり運転者の手動操作により、第１切換弁２２と第２切
換弁２４に切換え指令が出される。その信号や操作によ
り、両切換弁のスプールがスプリングの弾発力に抗して
移動し、前者は遮断状態に、後者は連通状態に移行する
。サーボ圧回路４の流通が断たれる一方、バイパス回路
２３が連通状態となる。したがって、サーボ液が低圧の
シリンダ室５Ｂに導入され、高圧のシリンダ室５Ａがタ
ンク２７に通じるので、ピストン５Ｃが矢印６の反対方
向に移動される。その移動に伴って吐出調整レバー７と
切換レバー２６が逆移動する。バイパス回路２３から供
給されるザーボｌｆνによりサーボ装置５が中立位置に
戻ると、中立復帰弁２５も中立位置になりバイパス回路
２３の流通が断たれる。このとき、液圧ポンプ８の吐出
量を調整している吐出調整レバー７も中立に戻り、しか
も、ピストン５Ｃのそれ以上の移動がないので、液圧ポ
ンプ８からの作動液の吐出が停止される。したがって、
ン夜圧閉回路９の液圧モータ１０の回転が停止され、異
常状態にある制御部１から不適切な信号が出力されてい
ても、ショベルアームの旋回が維持されるといった暴走
状態は回避される。

なお、制御部１が正常な状態に復帰したときには、第１
切換弁２２、第２切換弁２４への切換え指令を解除する
と、バイパス回路２３の遮断と９・−ボ圧回路４の流通
が回復される。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例の詳細な説明から判るように、サ
ーボ圧回路に並列なバイパス回路を設け、それぞれに緊
急時切換えられる切換弁を介在させ１ま たので、液圧ポンプを制御する電気的な制御部に異常が
発生しても、それによる制御を解放することができる。

したがって、液圧ポンプの吐出を止めて液圧モータの回
転を自動的に停止させ、ショベルアームなどの暴走状態
を防止して、作業の安全を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液圧閉回路における液圧ポンプの制御
装置の回路図、第２図は電気信号を用いた液圧ポンプの
制御装置の基礎回路図である。 １−制御部、３−制御弁、４−サーボ圧回路、５−サー
ボ装置、５Ｃ−ピストン、８−液圧ポンプ、９−液圧閉
回路、１０−液圧モータ、２２−第１切換弁、２３−バ
イパス回路、２４−第２切換弁、２５−中立復帰弁。 代理人　弁理士　吉村勝俊（ほか１名）第１図 パイ、ぐ入直４　　　　　　　　　　　２７２３　　　
　　Ｊ　　、ヤ ２く １上 佛２刊叫脅　　　　　　　ＴＴ 緊２７　　　副桐　　： １上　　　　　　　　　　　　Ｌ工　　　　　　　　　
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−・特開昭Ｇ１−１６７１８３　（５） 第２図 幹部 ― ■ ｄ　″すλ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液圧ポンプから吐出される作動液により液圧モー
   タが回転するようになっている液圧閉回路において、 前記液圧ポンプの吐出方向および吐出量を制御するサー
   ボ圧を作用させるために、制御部からの電気信号を受け
   て切換わる制御弁が設けられ、その制御弁と液圧ポンプ
   との間に、ピストンの変位に応じて液圧ポンプの吐出量
   を調整するサーボ装置が介在され、このサーボ装置と前
   記制御弁との間のサーボ圧回路に、前記制御部に異常が
   発生すると遮断状態となる第１切換弁が設けられ、前記
   サーボ装置には、前記制御弁と第１切換弁を迂回してサ
   ーボ圧を作用させるバイパス回路が接続され、そのバイ
   パス回路には、前記制御部に異常が発生すると連通状態
   となる第２切換弁が設けられると共に、前記サーボ装置
   のピストン変位により切換えられる中立復帰弁が、第２
   切換弁とサーボ装置との間に設けられていることを特徴
   とする液圧閉回路における液圧ポンプの制御装置。