KR101447304B1 - 유압 작업 기계의 안전 장치 - Google Patents

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가쯔아끼 고다까
유우끼 고또오
유우지 나가시마
가즈히로 이찌무라
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

유압원(21)으로부터 유압 액추에이터(15 내지 17)로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브(22 내지 24)와, 레버 조작에 따라서 조작 신호(v51 내지 v53)를 출력하는 전기 레버 장치(51 내지 53)와, 제어 밸브(22 내지 24)를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 전자기 비례 밸브(25 내지 30)와, 조작 신호(v51 내지 v53)에 따른 제어압(P25 내지 P30)을 연산하는 압력 연산부와, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)로부터 출력되는 제어압이, 연산된 제어압(P25 내지 P30)으로 되도록 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하는 제어부와, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)로부터 출력된 제어압의 고압측을 선택하는 고압 선택 회로(41 내지 44)와, 고압 선택 회로(41 내지 44)에서 선택된 제어압을 검출하는 압력 검출기(45, 46)와, 압력 검출기(45, 46)에 의해 검출된 제어압과, 압력 연산부에서 연산된 제어압에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)의 이상을 판정하는 이상 판정부와, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)가 이상이라고 판정되면, 제어 밸브(22 내지 24)의 제어 동작을 금지하는 금지 장치(47, 48)를 구비한다.
유압 작업 기계, 유압 액추에이터, 전자기 비례 밸브, 제어 밸브, 전기 레버 장치

Description

유압 작업 기계의 안전 장치 {SAFETY DEVICE FOR HYDRAULIC WORKING MACHINE}
본 발명은 전기 레버에 의해 조작되는 유압 작업 기계의 안전 장치에 관한 것이다.
종래부터 전기 레버의 조작량에 따라서 전자기 비례 밸브를 구동하여, 이 전자기 비례 밸브의 구동에 의해 발생한 파일럿압을 제어 밸브에 작용시켜, 유압 액추에이터를 구동하도록 한 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1에 기재된 장치에서는 제어 밸브에 작용하는 파일럿압을 각각 압력 센서로 검출하는 동시에, 전기 레버의 조작량에 따른 제어압을 연산하여, 압력 검출치와 제어압을 비교하여 전자기 비례 밸브의 이상을 판정한다. 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 유압 액추에이터의 구동을 정지한다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평7-19207호 공보
그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 장치는 제어 밸브에 작용하는 각 파일럿압을 각각 압력 센서로 검출하기 때문에, 센서가 다수 필요해져, 비용이 증가한다.
본 발명에 의한 유압 작업 기계의 안전 장치는 유압원과, 이 유압원으로부터의 압유에 의해 구동하는 유압 액추에이터와, 유압원으로부터 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브와, 레버 조작에 따라서 유압 액추에이터의 구동 지령인 전기적인 조작 신호를 출력하는 전기 레버 장치와, 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제1 및 제2 전자기 비례 밸브와, 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제1 및 제2 제어압을 연산하는 압력 연산부와, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 압력 연산부에서 연산된 제1 및 제2 제어압으로 되도록 제1 및 제2 전자기 비례 밸브를 제어하는 제어부와, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압의 고압측을 선택하는 고압 선택 회로와, 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 압력 검출기와, 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 압력 연산부에서 연산된 제1 및 제2 제어압에 기초하여, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하는 이상 판정부와, 이상 판정부에 의해 제1 및 제2 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브에 의한 제어 밸브의 제어 동작을 금지하는 금지 장치를 구비한다.
본 발명에 의한 유압 작업 기계의 안전 장치는 유압원과, 이 유압원으로부터의 압유에 의해 구동하는 적어도 제1 및 제2 유압 액추에이터와, 유압원으로부터 제1 및 제2 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 제어 밸브와, 레버 조작에 따라서 제1 유압 액추에이터 및 제2 유압 액추에이터의 구동 지령인 전기적인 조작 신호를 각각 출력하는 제1 및 제2 전기 레버 장치와, 제1 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제1 및 제2 전자기 비례 밸브와, 제2 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제3 및 제4 전자기 비례 밸브와, 제1 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제1 및 제2 제어압을 연산하는 동시에, 제2 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제3 및 제4 제어압을 연산하는 압력 연산부와, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 압력 연산부에서 연산된 제1 및 제2 제어압으로 되도록 제1 및 제2 전자기 비례 밸브를 제어하는 동시에, 제3 및 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 압력 연산부에서 연산된 제3 및 제4 제어압으로 되도록 제3 및 제4 전자기 비례 밸브를 제어하는 제어부와, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압의 고압측을 선택하는 제1 고압 선택 회로와, 제3 및 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압의 고압측을 선택하는 제2 고압 선택 회로와, 제1 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 제1 압력 검출기와, 제2 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 제2 압력 검출기와, 제1 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 압력 연산부에서 연산된 제1 및 제2 제어압에 기초하여, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하고, 제2 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 압력 연산부에서 연산된 제3 및 제4 제어압에 기초하여, 제3 및 제4 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하는 이상 판정부와, 이상 판정부에 의해 제1 및 제2 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브에 의한 제1 제어 밸브의 제어 동작을 금지하고, 제3 및 제4 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제3 및 제4 전자기 비례 밸브에 의한 제2 제어 밸브의 제어 동작을 금지하는 금지 장치를 구비한다.
본 발명에 의한 유압 작업 기계의 안전 장치는 유압원과, 이 유압원으로부터의 압유에 의해 구동하는 적어도 제1 및 제2 유압 액추에이터와, 유압원으로부터 제1 및 제2 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 제어 밸브와, 레버 조작에 따라서 제1 유압 액추에이터 및 제2 유압 액추에이터의 구동 지령인 전기적인 조작 신호를 각각 출력하는 제1 및 제2 전기 레버 장치와, 제1 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제1 및 제2 전자기 비례 밸브와, 제2 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제3 및 제4 전자기 비례 밸브와, 제1 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제1 및 제2 제어압을 연산하는 동시에, 제2 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제3 및 제4 제어압을 연산하는 압력 연산부와, 제1 및 제2 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 압력 연산부에서 연산된 제1 및 제2 제어압으로 되도록 제1 및 제2 전자기 비례 밸브를 제어하는 동시에, 제3 및 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 압력 연산부에서 연산된 제3 및 제4 제어압으로 되도록 제3 및 제4 전자기 비례 밸브를 제어하는 제어부와, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압 중에서 최대 제어압을 선택하는 고압 선택 회로와, 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 압력 검출기와, 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 압력 연산부에서 연산된 제1 내지 제4 제어압에 기초하여, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하는 이상 판정부와, 이상 판정부에 의해 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브에 의한 제1 및 제2 제어 밸브의 제어 동작을 금지하는 금지 장치를 구비한다.
본 발명에 의한 유압 작업 기계의 안전 장치는 유압원과, 이 유압원으로부터의 압유에 의해 구동하는 적어도 제1, 제2 및 제3 유압 액추에이터와, 유압원으로부터 제1, 제2 및 제3 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 각각 제어하는 제1, 제2 및 제3 제어 밸브와, 레버 조작에 따라서 제1, 제2 및 제3 유압 액추에이터의 구동 지령인 전기적인 조작 신호를 각각 출력하는 제1, 제2 및 제3 전기 레버 장치와, 제1 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제1 및 제2 전자기 비례 밸브와, 제2 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제3 및 제4 전자기 비례 밸브와, 제3 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제5 및 제6 전자기 비례 밸브와, 제1 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제1 및 제2 제어압, 제2 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제3 및 제4 제어압 및 제3 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제5 및 제6 제어압을 각각 연산하는 압력 연산부와, 제1 내지 제6 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 각각 압력 연산부에서 연산된 제1 내지 제6 제어압으로 되도록 제1 내지 제6 전자기 비례 밸브를 제어하는 제어부와, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압 중에서 최대 제어압을 선택하는 제1 고압 선택 회로와, 제5 및 제6 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압의 고압측을 선택하는 제2 고압 선택 회로와, 제1 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 제1 압력 검출기와, 제2 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 제2 압력 검출기와, 제1 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 압력 연산부에서 연산된 제1 내지 제4 제어압에 기초하여, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하고, 제2 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 압력 연산부에서 연산된 제5 및 제6 제어압에 기초하여, 제5 및 제6 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하는 이상 판정부와, 이상 판정부에 의해 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브에 의한 제1 및 제2 제어 밸브의 제어 동작을 금지하고, 제5 및 제6 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제5 및 제6 전자기 비례 밸브에 의한 제3 제어 밸브의 제어 동작을 금지하는 금지 장치를 구비한다.
제1 및 제2 유압 액추에이터를 하나의 작업을 행하기 위한 유압 액추에이터로서 구성하고, 제3 유압 액추에이터를 다른 작업을 행하기 위한 유압 액추에이터로서 구성하는 것이 바람직하다.
이 경우, 주행체와, 선회체와, 선회체에 회전 가능하게 지지된 작업용 프론트와, 작업용 프론트에 착탈 가능하게 설치되는 작업용 어태치먼트를 설치하여, 제1 및 제2 유압 액추에이터를 작업용 어태치먼트의 구동용 액추에이터로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고압 선택 회로에서 선택된 제어압의 검출치와, 이것에 대응하는 제어압의 연산치에 기초하여 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하므로, 압력 센서의 수를 절약할 수 있어, 비용을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 안전 장치가 적용되는 파쇄기의 외관 측면도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 안전 장치의 구성을 도시하는 유압 회로도.
도 3은 전자기 비례 밸브의 출력 특성의 일례를 도시하는 도면.
도 4는 도 2의 제어 회로에 있어서의 처리의 일례를 도시하는 흐름도.
도 5는 도 2의 전기 레버의 출력 특성을 도시하는 도면.
도 6은 도 4의 변형예를 도시하는 흐름도.
도 7은 조작 신호의 정상 범위와 에러 범위를 도시하는 도면.
도 8은 전자기 비례 밸브의 출력 특성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 9는 전기 레버의 변형예를 도시하는 도면.
도 10은 도 9의 전기 레버의 출력 특성을 도시하는 도면.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 의한 유압 작업 기계의 안전 장치의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 안전 장치가 적용되는 유압 작업 기계의 일례인 파쇄기의 외관 측면도이다. 파쇄기는 유압 셔블을 베이스 머신으로 하여 구성되어, 주행체(1)와, 주행체(1) 상에 선회 가능하게 설치된 선회체(2)와, 선회체(2)에 회전 가능하게 설치된 붐(3)과, 붐 선단부에 회전 가능하게 설치된 아암(4)과, 아암 선단부에 회전 가능하게 설치된 파쇄기용 어태치먼트(5)를 갖는다. 주행체(1)에는 옵션품으로서 블레이드(6)가 설치되어 있다. 또한, 표준 사양의 유압 셔블에는 어태치먼트(5) 대신에, 버킷이 설치된다.
붐(3)은 붐 실린더(11)에 의해 상하 방향으로 회전 가능하게 지지되고, 아암(4)은 아암 실린더(12)에 의해 상하 방향으로 회전 가능하게 지지되고, 어태치먼트(5)는 버킷 실린더(13)에 의해 상하 방향으로 회전 가능하게 지지된다. 주행체(1)는 좌우의 주행용 유압 모터(14)에 의해 구동한다. 이들 실린더(11 내지 13) 및 모터(14) 등의 유압 액추에이터는 표준 사양의 유압 셔블 자체에 원래부터 구비되어 있다. 이것에 추가하여 본 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 어태치먼트(5)의 선단부를 개폐하는 유압 실린더(15)와, 아암(4)에 대해 어태치먼트(5)를 상대 회전시키는 유압 모터(16)와, 블레이드(6)를 구동하는 유압 실린더(17)를 옵션 사양의 유압 액추에이터로서 새롭게 추가한다.
표준 사양의 유압 액추에이터(11 내지 14)는 각각 유압 파일럿 방식에 의해 구동한다. 즉, 각 액추에이터(11 내지 14)에 대응하여 설치한 조작 레버의 조작에 의해 감압 밸브를 구동하여 파일럿압을 발생시키고, 이 파일럿압에 의해 각각 방향 제어 밸브(도시하지 않음)를 절환하여 유압 액추에이터(11 내지 14)를 구동한다. 한편, 옵션 사양의 유압 액추에이터(15 내지 17)를 유압 파일럿 방식으로 하면, 회로 구성이 복잡해지므로, 유압 액추에이터(15 내지 17)는 유압 파일럿 방식으로 하지 않고, 전기 레버에 의해 조작하는 전기 레버 방식으로 한다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 안전 장치의 구성을 도시하는 유압 회로도이고, 특히 전기 레버 방식으로 구동되는 유압 액추에이터(15 내지 17)의 구동 회로를 도시하고 있다. 엔진(도시하지 않음)에 의해 구동되는 유압 펌프(21)로부터의 압유는 각각 방향 제어 밸브(22 내지 24)를 통해 유압 액추에이터(15 내지 17)에 공급된다. 파일럿 펌프(31)로부터의 압유는 전자기 비례 감압 밸브(이하, 전자기 비례 밸브)(25 내지 30)로 감압되어, 방향 제어 밸브(22 내지 24)의 각 파일럿 포트에 각각 작용하고, 이 파일럿압에 의해 방향 제어 밸브(22 내지 24)가 절환된다.
제어부(50)에는 어태치먼트(5)의 개폐 동작을 지령하는 전기 레버(51)와, 어태치먼트(5)의 회전 동작을 지령하는 전기 레버(52)와, 블레이드(6)의 구동을 지령하는 전기 레버(53)가 접속되어 있다. 전기 레버(51, 52)에는 제어부(50) 내의 전력 공급 회로(50a)로부터 소정 전압(vx)(예를 들어, 5v)이 인가되고, 전기 레버(53)에는 전력 공급 회로(50b)로부터 소정 전압(예를 들어, 5v)이 인가된다. 전기 레버(51 내지 53)는 조작량에 따라서 저항치가 변화되는 가변 저항식이고, 전기 레버(51 내지 53)의 조작량에 따른 전기 신호가 제어부(50) 내의 제어 회로(50c)에 입력된다. 제어부(50)는 CPU, ROM, RAM, 그 밖의 주변 회로 등을 갖는 연산 처리 장치를 포함하여 구성된다. 또한, 부호 54는 제어부(50)에 소정 전압(예를 들어, 24V)의 전력을 공급하는 배터리이다.
도 3은 전기 레버(51 내지 53)로부터 출력되는 레버 신호(v)와 이것에 대응하는 제어 압력(P)의 관계를 도시하는 도면이다. 도면의 특성 f1, f2는 전기 레버(51 내지 53)가 정상일 때의 레버 특성으로서 미리 제어부(50)에 기억되어 있다. 특성 f1은 전자기 비례 밸브(25, 27, 29)에 출력되는 제어압(P)의 특성이고, 특성 f2는 전자기 비례 밸브(26, 28, 30)에 출력되는 제어압의 특성이다. 제어 회로(50c)는 제어 밸브(22 내지 24)에 작용하는 파일럿압이 이 레버 신호(v)에 대응한 제어 압력(P)으로 되도록 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어한다.
도 3에 있어서, 조작 레버(31 내지 33)가 중립일 때에 있어서의 레버 신호는 v0(예를 들어, 2.5v)이고, 그 v0을 사이에 두는 레버 신호가 va1(예를 들어, 2.3v) ≤ v ≤ vb1(예를 들어, 2.7v)의 범위이고, 제어압이 0(P ＝ 0)인 불감대 영역으로 되어 있다. 레버 신호가 va2 ≤ v ＜ va1 및 vb1 ＜ v ≤ vb2인 범위는 특성 f1, f2에 따라서 조작 레버(31 내지 33)의 조작량의 증가에 수반하여 제어압(P)이 증가하는 제어압 가변 영역이다. 레버 신호가 v ＜ va2 및 vb2 ＜ v인 범위는 제어압(P)이 최대(P ＝ Pa)의 제어압 최대 영역이다.
이와 같이 구성된 전기 레버 방식의 유압 회로에 있어서, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)가 고장(예를 들어, 스틱)이 나면, 유압 액추에이터(15 내지 17)를 정상적으로 동작할 수 없다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 이하와 같이 전자기 비례 밸브(25 내지 30)의 이상을 감시하여, 이상 시에 유압 액추에이터(15 내지 17)의 동작을 제한한다. 또한, 이하에서는 전기 레버(51 내지 53)의 레버 신호(v)를 각각 v51 내지 v53으로, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)의 제어압(P)을 각각 P25 내지 P30으로 나타내는 경우도 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 방향 제어 밸브(22)의 파일럿 포트와 전자기 비례 밸브(25, 26)를 접속하는 관로(L1, L2) 및 방향 제어 밸브(23)의 파일럿 포트와 전자기 비례 밸브(27, 28)를 접속하는 관로(L3, L4)에는 각각 셔틀 밸브(41, 42)가 접속되어 있다. 관로(L1, L2) 및 관로(L3, L4) 내의 고압측의 압유는 셔틀 밸브(41, 42)를 통해 각각 관로(L7 및 L8)로 유도된다. 또한, 관로(L7, L8)에는 셔틀 밸브(43)가 접속되어, 관로(L7, L8) 내의 고압측의 압유는 셔틀 밸브(43)를 통해 관로(L9)로 유도된다. 관로(L9)로 유도된 압유의 압력, 즉 관로(L1 내지 L4)의 최대 압력(P1)은 압력 센서(45)에 의해 검출된다. 셔틀 밸브(41 내지 43)와 압력 센서(45)는 전자기 비례 밸브(25 내지 28)의 이상을 검출하기 위한 제1 이상 검출 회로를 구성한다.
방향 제어 밸브(24)의 파일럿 포트와 전자기 비례 밸브(29, 30)를 접속하는 관로(L5, L6)에는 셔틀 밸브(44)가 접속되고, 관로(L5, L6) 내의 고압측의 압유는 셔틀 밸브(44)를 통해 관로(L10)로 유도된다. 관로(L10)로 유도된 압유의 압력, 즉 관로(L5, L6)의 최대 압력(P2)은 압력 센서(46)에 의해 검출된다. 셔틀 밸브(44)와 압력 센서(46)는 전자기 비례 밸브(29, 30)의 이상을 검출하기 위한 제2 이상 검출 회로를 구성한다.
파일럿 펌프(31)와 전자기 비례 밸브(25 내지 28) 사이에는 전자기 절환 밸브(47)가 설치되고, 파일럿 펌프(31)와 전자기 비례 밸브(29, 30) 사이에는 전자기 절환 밸브(48)가 설치되어 있다. 전자기 절환 밸브(47, 48)는 제어 회로(50c)로부터의 신호에 의해 절환된다. 전자기 절환 밸브(47)가 위치 A로 절환되면, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)로의 파일럿압의 흐름이 허가되고, 위치 B로 절환되면, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)로의 파일럿압의 흐름이 금지된다. 전자기 절환 밸브(48)가 위치 A로 절환되면, 전자기 비례 밸브(29, 30)로의 파일럿압의 흐름이 허가되고, 위치 B로 절환되면, 전자기 비례 밸브(29, 30)로의 파일럿압의 흐름이 금지된다.
이상의 구성에서는, 하나의 작업(파쇄 작업)을 행하는 유압 액추에이터(15, 16)의 구동 회로와, 다른 작업(블레이드 작업)을 행하는 유압 액추에이터(17)의 구동 회로를 따로따로 그룹화한다. 그리고, 각 그룹마다의 이상을 각각 압력 센서(45, 46)로 검출하는 동시에, 이상 검출 시에는 전자기 절환 밸브(47, 48)의 절환에 의해 각 그룹마다 액추에이터(15 내지 17)의 구동을 금지한다. 따라서, 유압 액추에이터의 수(3개)보다도 적은 수(2개)의 압력 센서(45, 46)와 전자기 절환 밸브(47, 48)를 설치하면 되므로, 효율적이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 제어 회로(50c)에 있어서의 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다. 이 흐름도는, 예를 들어 엔진 키 스위치의 온에 의해 스타트된다. 초기 상태에서는, 전자기 절환 밸브(47, 48)는 위치 A로 절환되어 있다. 스텝 S1에서는, 전기 레버(51 내지 53)의 레버 신호(v51 내지 v53)를 각각 판독한다. 스텝 S2에서는 미리 정한 도 3의 특성에 기초하여, 레버 신호(v51 내지 v53)에 따른 제어압(P25 내지 P30)을 각각 연산한다. 또한, 압력 센서(45)의 검출치(P1)에 대응한 제어압(P25 내지 P28)의 최대치(P1max)와, 압력 센서(46)의 검출치(P2)에 대응한 제어압(P29, P30)의 최대치(P2max)도 각각 연산한다. 스텝 S3에서는, 제어 밸브(22 내지 24)에 작용하는 파일럿압이 이 제어압(P25 내지 P30)과 동등해지도록 전자기 비례 밸브(25 내지 30)에 제어 신호를 출력한다. 스텝 S4에서는 압력 센서(45, 46)에 의한 검출치(P1, P2)를 판독한다.
스텝 S5에서는 제어압(P25 내지 P28)의 최대치(P1max)와 압력 센서(45)의 검출치(P1)의 편차(ΔP1)를 연산하여, 이 편차(ΔP1)가 소정치 이하인지 여부를 판정한다. 이는, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)의 이상의 유무를 판정하는 처리이고, 편차(ΔP1)가 소정치 이하이면, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)의 출력이 정상이라고 판정한다.
스텝 S5가 긍정되면, 스텝 S6으로 진행한다. 스텝 S6에서는 전자기 절환 밸브(47)에 제어 신호를 출력하여 전자기 절환 밸브(47)를 위치 A로 절환한다. 이에 의해, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)로의 파일럿압의 흐름이 허가된다. 한편, 스텝 S5가 부정되면 스텝 S7로 진행한다. 이 경우에는, 최대 제어압(P1max)이 발생하고 있는 전자기 비례 밸브(25 내지 28) 중 어느 하나의 출력이 이상이라고 판정하고, 전자기 절환 밸브(47)에 제어 신호를 출력하여 전자기 절환 밸브(47)를 위치 B로 절환한다. 이에 의해, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)로의 파일럿압의 흐름이 금지된다.
스텝 S8에서는 제어압(P29, P30)의 최대치(P2max)와 압력 센서(46)의 검출치(P2)의 편차(ΔP2)를 연산하여, 이 편차(ΔP2)가 소정치 이하인지 여부를 판정한다. 이는, 전자기 비례 밸브(29, 30)의 이상의 유무를 판정하는 처리이고, 편차(ΔP2)가 소정치 이하이면, 전자기 비례 밸브(29, 30)의 출력이 정상이라고 판정한다.
스텝 S8이 긍정되면, 스텝 S9로 진행한다. 스텝 S9에서는 전자기 절환 밸브(48)에 제어 신호를 출력하여 전자기 절환 밸브(48)를 위치 A로 절환한다. 이에 의해, 전자기 비례 밸브(29, 30)로의 파일럿압의 흐름이 허가된다. 한편, 스텝 S8이 부정되면 스텝 S10으로 진행한다. 이 경우에는, 최대 제어압(P2max)이 발생하고 있는 전자기 비례 밸브(29, 30) 중 어느 하나의 출력이 이상이라고 판정하고, 전자기 절환 밸브(48)에 제어 신호를 출력하여 전자기 절환 밸브(48)를 위치 B로 절환한다. 이에 의해, 전자기 비례 밸브(29, 30)로의 파일럿압의 흐름이 금지된다. 스텝 S11에서는 표시기(55)(도 2)에 제어 신호를 출력하여, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)의 이상 정보를 표시한다.
제1 실시 형태에 관한 안전 장치의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.
(1) 정상 시
우선, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)가 모두 정상인 경우에 대해 설명한다. 예를 들어, 전기 레버(51)의 조작에 의해 전자기 비례 밸브(25)에 구동 신호가 출력되면(스텝 S3), 전자기 비례 밸브(25)를 통해 방향 제어 밸브(22)에 파일럿 펌프(31)로부터의 파일럿압이 작용한다. 이 파일럿압은 셔틀 밸브(41, 43)를 통해 관로(L9) 내로도 유도되어, 압력 센서(45)로 검출된다. 이때, 전자기 비례 밸브(25)가 정상적으로 동작하고 있으면, 제1 이상 검출 회로에 있어서의 제어압의 최대치(P1max)(＝P25)와 파일럿압의 검출치(P1)의 편차(ΔP1)는 소정치 이하이다. 그로 인해, 전자기 절환 밸브(47)는 위치 A로 절환되고(스텝 S6), 방향 제어 밸브(22)로의 파일럿압의 흐름이 허가되어, 레버 조작량에 따라서 액추에이터(15)를 구동할 수 있다.
또한, 예를 들어 전기 레버(52)의 조작에 의해 전자기 비례 밸브(27)에 구동 신호가 출력되면, 전자기 비례 밸브(27)를 통해 방향 제어 밸브(23)에 파일럿압이 작용하는 동시에, 이 파일럿압은 셔틀 밸브(42, 43)를 통해 관로(L9) 내로도 유도되어, 압력 센서(45)로 검출된다. 이때, 전자기 비례 밸브(27)가 정상적으로 동작하고 있으면, 제어압의 최대치(P1max)(＝P27)와 파일럿압의 검출치(P1)의 편차(ΔP1)는 소정치 이하이다. 그로 인해, 전자기 절환 밸브(47)는 위치 A로 절환되고, 방향 제어 밸브(23)로의 파일럿압의 흐름이 허가되어, 레버 조작량에 따라서 액추에이터(16)를 구동할 수 있다. 또한, 설명은 생략하지만, 다른 전자기 비례 밸 브(26, 28 내지 30)를 조작했을 때의 동작도 마찬가지이다.
(2) 이상 시
전자기 비례 밸브(25 내지 30)의 적어도 1개의 출력이 이상인 경우에 대해 설명한다. 예를 들어, 전자기 비례 밸브(25)의 출력이 이상일 때에는, 전기 레버(51)의 조작량에 따른 제어 신호를 전자기 비례 밸브(25)에 출력해도, 방향 제어 밸브(22)에는 제어압(P25) 상당의 파일럿압이 작용하지 않아, 제어압의 최대치(P1max)(＝P25)와 파일럿압의 검출치(P1)의 편차(ΔP1)가 소정치보다 커진다. 이에 의해, 전자기 절환 밸브(47)가 위치 B로 절환되고(스텝 S7), 방향 제어 밸브(22, 23)의 파일럿 포트가 탱크에 연통하여, 방향 제어 밸브(22, 23)가 강제적으로 중립 위치로 절환된다. 그 결과, 액추에이터(15, 16)의 구동이 금지되어, 전자기 비례 밸브(25)의 고장에 수반하는 액추에이터(15)의 오작동을 방지할 수 있다.
이때, 전자기 비례 밸브(29, 30)의 출력이 정상이면, 전자기 절환 밸브(48)는 초기 상태인 위치 A를 유지하여(스텝 S9), 전기 레버(53)의 조작에 의한 액추에이터(17)의 작동은 허가된다. 따라서, 전자기 비례 밸브(25)가 고장난 경우라도, 고장의 영향을 받지 않는 액추에이터(17)의 구동은 제한되지 않아, 전자기 비례 밸브(25)에 발생한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 전자기 비례 밸브(27)가 이상일 때에는 전기 레버(52)의 조작량에 따른 제어 신호를 전자기 비례 밸브(27)에 출력해도, 방향 제어 밸브(23)에는 제어압(P27) 상당의 파일럿압이 작용하지 않아, 제어압의 최대치(P1max)(＝P27)와 파일럿압의 검출치(P1)의 편차(ΔP1)가 소정치보다 커진다. 이에 의해, 전자기 절환 밸브(47)가 위치 B로 절환되어, 액추에이터(16)의 구동이 금지된다. 이로 인해, 단일의 압력 센서(45)로, 전자기 비례 밸브(25)의 고장뿐만 아니라 전자기 비례 밸브(27)의 고장도 검출할 수 있으므로, 센서의 개수를 절약할 수 있어, 비용을 저감시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 방향 제어 밸브(22, 23)에 작용하는 파일럿압을 셔틀 밸브(41 내지 43)를 통해 압력 센서(45)로 검출하는 동시에, 방향 제어 밸브(24)에 작용하는 파일럿압을 셔틀 밸브(44)를 통해 압력 센서(46)로 검출하도록 하였다. 이에 의해, 적은 압력 센서(45, 46)로, 보다 많은 전자기 비례 밸브(25 내지 30)의 이상을 검출할 수 있어, 안전 장치의 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)와 파일럿 펌프(31) 사이 및 전자기 비례 밸브(29, 30)와 파일럿 펌프(31) 사이에 각각 전자기 절환 밸브(47, 48)를 설치하여, 압력 센서(45, 46)에 의해 전자기 비례 밸브(25 내지 30)의 이상이 검출되면, 이상이 검출된 전자기 비례 밸브에 의해 작동하는 액추에이터의 구동만을 금지하도록 하였다. 이에 의해, 액추에이터(15 내지 17)의 구동이 필요 이상으로 제한되는 일 없이, 정상인 전자기 비례 밸브를 사용하여 작업을 계속할 수 있다.
어태치먼트용 액추에이터(15, 16)의 이상을 셔틀 밸브(41 내지 43)를 통해 단일의 압력 센서(45)로 검출하도록 하였다. 즉, 이 경우에는 전자기 비례 밸브(25 내지 28) 중 적어도 하나에 이상이 있으면, 어태치먼트(5)를 정상적으로 작동시킬 수 없으므로, 압력 센서(45)로 어태치먼트(5)가 정상적으로 동작할 수 있는지 여부를 검출하도록 하였다. 이에 의해, 압력 센서의 수를 더욱 절약할 수 있 어, 효율적이다.
그런데, 전기 레버 방식에 의한 구동 회로에서는 전자기 비례 밸브(25 내지 30)뿐만 아니라 전기 레버(51 내지 53) 자체가 고장나는 경우도 있고, 그 경우에는 전기 레버(51 내지 53)의 조작량에 따라서 액추에이터(15 내지 17)를 구동할 수 없어, 작업에 지장을 초래할 우려가 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 전기 레버(51 내지 53)의 이상에도 대처하기 위해, 이하와 같이 안전 장치를 구성한다.
도 5는 전기 레버(51 내지 53)의 조작각(s)에 대한 레버 신호(v)의 관계를 도시하는 도면이다. 전기 레버(51 내지 53)가 정상일 때에는, 도면의 특성 g1(실선)에 따라서 레버 신호(v)가 변화된다. 특성 g1에 따르면, 전기 레버(51 내지 53)의 중립 시(s＝0)에 있어서의 레버 신호는 v0이고, 전기 레버(51 내지 53)가 일방향으로 최대로 조작되면(s＝－s1), 레버 신호는 va3(예를 들어, 0.5v)으로 되고, 반대 방향으로 최대로 조작되면(s＝＋s1), 레버 신호는 vb3(예를 들어, 4.5v)으로 된다. 또한, 레버 신호(va3, vb3)는, 도 3에 도시한 바와 같이 va3 ＜ va2, vb2 ＜ vb3의 조건을 만족시킨다.
가변 저항식 전기 레버(51 내지 53)는 미리 레버의 기단부에 설치된 저항체의 패턴 상을 미끄럼 이동하여 레버 신호(v)를 출력한다. 그로 인해, 레버(51 내지 53)의 미끄럼 이동에 의해 패턴이 마모될 우려가 있어, 패턴이 마모되면 전기 레버(51 내지 53)의 출력 특성은, 예를 들어 g2(점선)로 나타낸 바와 같이 시프트된다. 한편, 패턴의 일부에 패턴의 마모분이 부착되면 저항치가 증가하므로, 레버 신호(v)는 특성 g3(점선)으로 나타낸 바와 같이 국소적으로 감소한다. 반대로, 패 턴의 일부가 박리되면 저항치가 감소하므로, 레버 신호(v)는 특성 g4(점선)로 나타낸 바와 같이 국소적으로 증가한다. 이와 같은 특성 g2 내지 g4가 출력되는 경우, 전기 레버(51 내지 53) 자체가 이상이고, 이 경우에는 이하와 같이 레버 신호(v)의 출력을 제한한다.
도 6은 전기 레버(51 내지 53)의 이상 시에 대응한 처리를 포함하는 흐름도의 일례이다. 이 흐름도는 도 4의 스텝 S2의 처리를 변경한 것이다. 즉, 스텝 S1에서 레버 신호(v51 내지 v53)를 판독하면, 스텝 S101로 진행하여, 레버 신호(v51 내지 v53)가 정상 범위 내인지 여부를 판정한다. 정상 범위는, 도 7에 도시한 바와 같이 레버 신호가 va3 ≤ v ≤ vb3의 범위, 즉 도 5의 정상 시의 출력 특성 g1의 범위이다. 스텝 S101이 긍정되면 스텝 S102로 진행하여, 도 3의 특성 f1, f2에 기초하여 제어압(P25 내지 P30)을 연산한다. 그리고, 스텝 S3에서 제어 밸브(22 내지 24)에 작용하는 파일럿압이 이 제어압(P25 내지 P30)으로 되도록 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어한다.
한편, 스텝 S101에서 레버 신호가 정상 범위가 아니라고 판정되면 스텝 S103으로 진행하여, 레버 신호가 제1 에러 범위 내인지 여부를 판정한다. 제1 에러 범위는, 도 7에 도시한 바와 같이 레버 신호가 va4(예를 들어, 0.4v) ≤ v ＜ va3 및vb3 ＜ v ≤ vb4(예를 들어, 4.6v)의 범위, 즉 정상 범위보다도 소정량(예를 들어, 0.1v)만큼 외측의 범위이다. 이 제1 에러 범위는 도 5의 특성 g2 내지 g4에 대응하여 설정된다. 스텝 S103이 긍정되면 스텝 S104로 진행하여, 도 8의 특성 f3, f4에 기초하여 제어압(P25 내지 P30)을 연산한다. 그리고, 스텝 S3에서 제어 밸 브(22 내지 24)에 작용하는 파일럿압이 이 제어압(P25 내지 P30)이 되도록 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어한다.
도 8의 특성 f3은 전자기 비례 밸브(25, 27, 29)에 출력되는 제어압의 특성이고, 특성 f4는 전자기 비례 밸브(26, 28, 30)에 출력되는 제어압의 특성이다. 도 8에서는 va5 ≤ v ≤ vb5의 범위에서 제어압이 0(P＝0)인 불감대 영역으로 되어 있다. 이 불감대 영역은 정상 시의 불감대 영역(va1 ≤ v ≤ vb1)보다도 넓게 되어 있다. 레버 신호가 va2 ≤ v ≤ va5 및 vb5 ≤ v ≤ vb2인 범위는, 특성 f3, f4에 따라서 조작 레버(51 내지 53)의 조작량의 증가에 수반하여 제어압(P)이 증가하는 제어압 가변 영역이다. 레버 신호가 v ≤ va2 및 vb2 ≤ v인 범위는, 제어압(P)이 최대(P＝Pb)인 제어압 최대 영역이다. 이상 시의 최대 제어압(Pb)은 정상 시의 최대 제어압(Pa)보다도 작고, 예를 들어 Pb는 Pa의 0.4 내지 0.6배 정도이다.
스텝 S103에서 레버 신호가 제1 에러 범위가 아닌, 즉 도 7의 제2 에러 범위(v ＜ va4, v ＞ vb4)라고 판정되면 스텝 S105로 진행하여, 이 전기 레버(51 내지 53)에 의해 조작되는 전자기 비례 밸브(25 내지 30)로의 제어 신호의 출력을 정지한다. 계속해서, 스텝 S11에서 레버(51 내지 53)가 이상인 취지의 정보를 표시기(35)에 표시시킨다.
이상에서는, 전기 레버(51 내지 53)가 정상이면, 레버(51 내지 53)의 전체 조작 범위에 있어서, 정상 범위 va3 ≤ v ≤ vb3 내에서 레버 신호가 출력된다(도 5의 특성 g1). 이로 인해, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)는 도 8의 특성 f1, f2에 기초하여 제어되고(스텝 S102), 레버 최대 조작 시에는 방향 제어 밸브(22 내지 24)에 소정의 최대 파일럿압(Pa)을 작용시킬 수 있어, 유압 액추에이터(15 내지 17)를 고속으로 구동할 수 있다.
이에 대해, 예를 들어 패턴의 마모에 의해, 전기 레버(51)의 출력 특성이 도 5의 특성 g2로 나타낸 바와 같이 시프트되면, 전기 레버(51)를 최대 조작했을 때의 레버 신호가 정상 범위를 초과한다(v ＜ va3). 또한, 패턴의 일부에 패턴의 마모분이 부착되거나, 혹은 패턴의 일부가 박리되어, 전기 레버(51)의 출력 특성이 도 5의 특성 g3, g4로 나타낸 바와 같이 급변화되었을 때에도, 레버 신호가 정상 범위를 초과한다. 이 경우에는, 전자기 비례 밸브(25, 26)는 도 8의 특성 f3, f4에 기초하여 제어된다(스텝 S104).
따라서, 정상 시에 비해, 레버 중립 상태로부터 레버 조작에 의해 제어 밸브(22)가 개방될 때까지의 불감대 영역이 넓어져, 레버 조작 시의 안전성이 향상된다. 또한, 레버 최대 조작 시의 최대 제어압(Pb)은 정상 시의 최대 제어압(Pa)보다도 작아, 제어 밸브(22)의 최대 조작량이 작아진다. 이로 인해, 레버 최대 조작 시의 유압 액추에이터(15)의 구동 속도가 억제되어, 전기 레버(51)에 이상이 있어도 최저한의 작업을 안전하게 행할 수 있다.
한편, 예를 들어 전기 레버(51)의 배선에 단선 등이 발생한 경우에는, 레버 신호가 제1 에러 범위를 초과하여, 제2 에러 범위로 된다. 이로 인해, 전자기 비례 밸브(25, 26)로의 제어 신호의 출력이 정지되어, 방향 제어 밸브(22)에 파일럿압이 작용하는 일 없이, 방향 제어 밸브(22)가 중립 위치로 유지된다. 따라서, 유압 액추에이터(15)는 정지 상태를 유지하여, 유압 액추에이터(15)의 원하지 않는 구동을 방지할 수 있다. 이 경우, 전기 레버(51)의 이상 상태가 표시기(55)에 표시되므로, 작업원은 이상 상태를 용이하게 인식할 수 있다.
이와 같이 전기 레버(51 내지 53)의 레버 신호(v)가 정상 범위 내에 있는지 여부를 판정하여, 정상 범위 내일 때에는 정상 시의 특성 f1, f2에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하고, 정상 범위 외(제1 에러 범위)일 때에는 이상 시의 특성 f3, f4에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하도록 하였다. 이에 의해, 레버 신호(v)에 이상이 발생한 경우라도, 유압 액추에이터(15 내지 17)의 동작을 제한하면서 유압 액추에이터(15 내지 17)를 구동할 수 있어, 안전하게 작업을 행할 수 있다.
레버 신호(v)가 정상 범위를 초과하면(제1 에러 범위), 레버 중립 시의 불감대 영역을 확장하도록 하였으므로, 레버 조작량을 크게 하지 않으면 유압 액추에이터(15 내지 17)가 구동하지 않아, 레버 신호(v)가 이상인 경우의 작업의 안전성이 향상된다. 또한, 제어 밸브(22 내지 24)에 작용하는 최대 제어압(Pb)을 정상 시의 최대 제어압(Pa)보다도 작게 하므로, 유압 액추에이터(15 내지 17)의 구동 속도가 억제되어, 안전하게 작업을 행할 수 있다.
레버 신호(v)가 제1 에러 범위를 초과하면(제2 에러 범위), 전자기 비례 밸브(25 내지 30)로의 제어 신호의 출력을 정지하므로, 전기 레버(51 내지 53)의 신호선에 단선 등이 발생한 경우에는, 유압 액추에이터(15 내지 17)의 구동을 금지할 수 있어, 안전성이 높다. 전기 레버(51 내지 53)로부터의 레버 신호(v)에 이상이 있는 경우, 그 전기 레버(51 내지 53)에 의해 조작되는 유압 액추에이터(15 내지 17)만 구동을 제한하므로, 유압 액추에이터(15 내지 17)의 동작 제한을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 레버 조작량에 따른 레버 신호(v)를 전기 레버(51 내지 53)로부터 출력하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하도록 하였지만, 전기 레버(51 내지 53)의 구성은 상술한 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이 전기 레버(51 내지 53)의 조작량에 따른 신호를 신호선 a(메인) 및 신호선 b(서브)로부터 각각 취출, 신호선 a로부터의 출력(메인 출력 vm)과 신호선 b으로부터의 출력(서브 출력 vs)에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어해도 좋다. 이하, 이 점에 대해 설명한다. 또한, 도 9에서는 신호선 c는 전원에, 신호선 d는 그라운드에 접속되어 있다.
도 9의 전기 레버(51 내지 53)의 정상 시의 출력 특성은, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이 된다. 도면 중, 실선은 메인 출력(vm)의 특성이고, 점선은 서브 출력(vs)의 특성이다. 레버 중립 부근에는 레버 기구의 기계적인 불감대 영역을 설치하고 있다. 메인 출력(vm)과 서브 출력(vs)은 기준 신호(v0)에 대해 서로 대칭이고, 양자의 합의 평균(vmea)[＝(vm ＋ vs)/2]은 레버 조작각(s)에 상관없이 항상 기준 신호(v0)와 동등하다.
따라서, 메인 출력(vm)과 서브 출력(vs)의 합의 평균(vmea)을 산출하여, 이것이 기준 신호(v0)보다도 크거나, 또는 작은 경우에는 레버 신호(v)를 이상이라고 판정한다. 이에 의해, 패턴의 마모에 의해 출력 특성이 시프트된 경우, 전기 레버(51 내지 53)를 최대로 조작하지 않아도 전기 레버(51 내지 53)의 이상 판정이 가능해진다. 이 경우, vmea와 v0이 동등하면, 도 8의 특성 f1, f2에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하고, vmea와 v0의 차가 소정치 이내이면, 도 8의 특성 f3, f4에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하고, vmea와 v0의 차가 소정치를 초과하면, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)로의 신호 출력을 정지하면 된다.
메인 출력(vm)과 서브 출력(vs)이 각각 정상 범위 내에 있는지 여부를 판정하여, 메인 출력(vm)만이 정상 범위 내에 없는 경우에는, 서브 출력(vs)을 레버 신호(v)로 하여 특성 f1, f2에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하고, 서브 출력(vs)만이 정상 범위 내에 없는 경우에는, 메인 출력(vm)을 레버 신호(v)로 하여 특성 f1, f2에 기초하여 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어해도 좋다.
본 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이 제어부(50)의 전력 공급 회로(50a, 50b)로부터의 신호를 제어 회로(50c)로 도입하여, 전력 공급 회로(50a, 50b)의 이상 판정도 행한다. 이 경우, 제어 회로(50c)에서는 전력 공급 회로(50a, 50b)로부터의 신호가 소정 전압(vx)(5v)인지 여부를 판정하여, 소정 전압(vx)이 아닌 경우에는 전력 공급 회로(50a, 50b)가 이상이라고 판정한다. 이에 의해, 조작 신호(v)가 정상 범위 내에 없는 경우에, 전력 공급 회로(50a, 50b)가 이상인지, 전기 레버 자체가 이상인지를 판단할 수 있어, 고장 개소를 특정할 수 있다. 복수의 전력 공급 회로(50a, 50b) 중, 적어도 하나의 전력 공급 회로(예를 들어, 50a)가 이상이라고 판정되었을 때, 그 이상 판정된 전력 공급 회로(50a)로부터 전력이 공급되는 전기 레버(51, 52)의 출력만을 무효화하도록 해도 좋다. 이에 의해, 이상이 아닌 전력 공급 회로(50b)로부터의 전력에 의해, 전기 레버(53)를 지장 없이 조작할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태(도 2)에서는 셔틀 밸브(41 내지 43)와 압력 센서(45)에 의해 구성한 제1 이상 검출 회로에 의해, 유압 액추에이터(15, 16) 구동용 전자기 비례 밸브(25 내지 28)의 출력의 이상을 검출하는 동시에, 셔틀 밸브(44)와 압력 센서(46)에 의해 구성한 제2 이상 검출 회로에 의해, 유압 액추에이터(17) 구동용 전자기 비례 밸브(29, 30)의 출력의 이상을 검출하였지만, 유압 액추에이터의 종류에 따라서 이상 검출 회로의 구성을 변경해도 좋다. 예를 들어, 유압 액추에이터(17)와 동종의 유압 액추에이터를 설치하는 경우, 이 유압 액추에이터 구동용 전자기 비례 밸브와 유압 액추에이터(17) 구동용 전자기 비례 밸브(29, 30)의 출력을 셔틀 밸브로 선택하여 이상 판정해도 좋다.
이상에서는, 동일한 작업을 행하는 유압 액추에이터(15, 16)에 대응하는 전자기 비례 밸브(25 내지 28)의 출력 이상을, 하나의 이상 검출 회로로 검출하도록 하였지만, 전자기 비례 밸브의 조합은 상술한 것으로 한정되지 않고, 적절하게 조합을 변경해도 좋다. 즉, 동일한 작업을 행하기 위해 설치한 전자기 비례 밸브(25 내지 28)만을 그룹화하는 것이 아니라, 개개의 작업 어태치먼트의 특성이나 작업 조건 등에 따라서 전자기 비례 밸브를 그룹화해도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는 전기 레버(51)의 조작에 의해 유압 실린더(15)의 신장용 및 축퇴용(degeneration) 레버 신호(v51)를 출력하고, 전기 레버(52)의 조작에 의해 유압 모터(16)의 정회전용 및 역회전용 레버 신호(v52)를 출력하고, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)(제1 전자기 비례 밸브 내지 제4 전자기 비례 밸브)로부터 출력된 제어압이, 이들 레버 신호(v51, v52)에 따라서 연산된 제어압(P25 내지 P28)(제1 제어압 내지 제4 제어압)이 되도록 제어부로서의 제어 회로(50c)에 의해 전자기 비례 밸브(25 내지 28)를 제어하였다. 그리고, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)로부터 출력된 제어압 중에서 셔틀 밸브(41 내지 43)(고압 선택 회로)에 의해 최대 제어압(P1)을 선택하고, 이 최대 제어압(P1)을 압력 센서(45)로 검출하는 동시에, 제어압(P25 내지 P28)의 최대치(P1max)와 압력 검출치(P1)의 편차(ΔP1)가 소정치를 초과하면 전자기 비례 밸브(25 내지 28)를 이상이라고 판정하고, 전자기 절환 밸브(47)를 절환하여, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)에 의한 방향 제어 밸브(22, 23)(제1 및 제2 제어 밸브)의 제어 동작을 금지하도록 하였다.
또한, 상기 실시 형태에서는 전기 레버(53)의 조작에 의해 유압 실린더(17)의 신장용 및 축퇴용 레버 신호(v53)를 출력하여, 전자기 비례 밸브(29, 30)(제1 및 제2 전자기 비례 밸브)로부터 출력된 제어압이, 레버 신호(v53)에 따라서 연산된 제어압(P29, P30)(제1 및 제2 제어압)으로 되도록 제어 회로(50c)에 의해 전자기 비례 밸브(29, 30)를 제어하였다. 그리고, 전자기 비례 밸브(29, 30)로부터 출력된 제어압 중에서 셔틀 밸브(44)(고압 선택 회로)에 의해 최대 제어압(P2)을 선택하여, 이 최대 제어압(P2)을 압력 센서(46)로 검출하는 동시에, 제어압(P29, P30)의 최대치(P2max)와 압력 검출치(P2)의 편차(ΔP2)가 소정치를 초과하면 전자기 비례 밸브(29, 30)를 이상이라고 판정하고, 전자기 절환 밸브(48)를 절환하여, 전자기 비례 밸브(29, 30)에 의한 방향 제어 밸브(24)의 제어 동작을 금지하도록 하였다.
또한, 상기 실시 형태에서는 전기 레버(51 내지 53)의 조작에 의해 레버 신호(v51 내지 v53)를 각각 출력하여, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)(제1 전자기 비례 밸브 내지 제6 전자기 비례 밸브)로부터 출력된 제어압이, 이들 레버 신호(v51 내지 v53)에 따라서 연산된 제어압(P25 내지 P30)(제1 제어압 내지 제6 제어압)으로 되도록 제어 회로(50c)에 의해 전자기 비례 밸브(25 내지 30)를 제어하였다. 그리고, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)로부터 출력된 제어압 중에서 셔틀 밸브(41 내지 43)(제1 고압 선택 회로)에 의해 최대 제어압(P1)을 선택하여, 이 최대 제어압(P1)을 압력 센서(45)로 검출하는 동시에, 전자기 비례 밸브(29, 30)로부터 출력된 제어압의 고압측(P2)을 셔틀 밸브(44)(제2 고압 선택 회로)에 의해 선택하고, 또한 제어압(P25 내지 P28)의 최대치(P1max)와 압력 센서(45)(제1 압력 검출기)의 검출치(P1)의 편차(ΔP1)가 소정치를 초과하면 전자기 비례 밸브(25 내지 28)를 이상이라고 판정하고, 전자기 절환 밸브(47)를 절환하여, 전자기 비례 밸브(25 내지 28)에 의한 방향 제어 밸브(22, 23)의 제어 동작을 금지하는 동시에, 제어압(P29, P30)의 최대치(P2max)와 압력 센서(46)(제2 압력 검출기)의 검출치(P2)의 편차(ΔP2)가 소정치를 초과하면 전자기 비례 밸브(29, 30)를 이상이라고 판정하고, 전자기 절환 밸브(48)를 절환하여, 전자기 비례 밸브(29, 30)에 의한 방향 제어 밸브(24)의 제어 동작을 금지하도록 하였다.
이상의 구성은 일례이고, 안전 장치의 구성은 상술한 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 셔틀 밸브(41)(제1 고압 선택 회로)로 선택된 압력 및 셔틀 밸 브(42)(제2 고압 선택 회로)로 선택된 압력을 각각 압력 센서(제1 및 제2 압력 검출기)로 검출하는 동시에, 셔틀 밸브(41)를 통과한 압력과 제어압(P25, P26)의 편차 및 셔틀 밸브(42)를 통과한 압력과 제어압(P27, P28)의 편차에 의해, 전자기 비례 밸브(25, 26) 및 전자기 비례 밸브(27, 28)의 이상을 각각 판정하여, 전자기 비례 밸브(25, 26)의 이상이 판정되면 방향 제어 밸브(22)의 제어 동작을 금지하고, 전자기 비례 밸브(27, 28)의 이상이 판정되면 방향 제어 밸브(23)의 제어 동작을 금지해도 좋다. 유압 액추에이터(16)를 갖지 않은 회로에 있어서는, 셔틀 밸브(41)(제1 고압 선택 회로)로 선택된 압력 및 셔틀 밸브(44)(제2 고압 선택 회로)로 선택된 압력을 각각 압력 센서(45, 46)(제1 및 제2 압력 검출기)로 검출하는 동시에, 압력 센서(45)의 검출치(P1)와 제어압(P25, P26)의 편차 및 압력 센서(46)의 검출치와 제어압(P29, P30)의 편차에 의해, 전자기 비례 밸브(25, 26) 및 전자기 비례 밸브(29, 30)의 이상을 각각 판정하여, 방향 제어 밸브(22, 24)의 제어 동작을 금지하도록 해도 좋다.
상기 실시 형태에서는 셔틀 밸브(41 내지 43)에 의해 전자기 비례 밸브(25 내지 28)로부터의 최대 제어압을 검출하고, 셔틀 밸브(44)에 의해 전자기 비례 밸브(29, 30)로부터의 최대 제어압을 검출하였지만, 고압 선택 회로의 구성은 이에 한정되지 않는다. 최대 제어압을 압력 센서(45, 46)로 검출하였지만, 압력 검출기는 이에 한정되지 않는다. 전자기 절환 밸브(47, 48)의 절환에 의해, 전자기 비례 밸브(25 내지 30)에 의한 방향 제어 밸브(22 내지 24)의 제어 동작을 금지하였지만, 다른 금지 장치를 사용해도 좋다. 작업용 프론트(3, 4)에 파쇄기용 어태치먼 트(5)를 착탈 가능하게 설치하였지만, 다른 작업용 어태치먼트를 설치해도 좋다. 따라서, 유압 액추에이터의 구성도 상술한 것으로 한정되지 않는다.
상기 실시 형태는 유압 셔블을 베이스 머신으로 한 파쇄기(도 1)에 적용하였지만, 전기 레버에 의해 조작되는 다른 유압 작업 기계에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 즉, 본 발명의 특징, 기능을 실현할 수 있는 한, 본 발명은 실시 형태의 유압 작업 기계의 안전 장치로 한정되지 않는다.
본 출원은 일본 특허 출원 제2007-50756호(2007년 2월 28일 출원)를 기초로 하고, 그 내용은 인용문으로서 여기에 포함된다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 유압원과,
    이 유압원으로부터의 압유에 의해 구동하는 적어도 제1 및 제2 유압 액추에이터와,
    상기 유압원으로부터 상기 제1 및 제2 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 제어 밸브와,
    레버 조작에 따라서 상기 제1 유압 액추에이터 및 제2 유압 액추에이터의 구동 지령인 전기적인 조작 신호를 각각 출력하는 제1 및 제2 전기 레버 장치와,
    상기 제1 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제1 및 제2 전자기 비례 밸브와,
    상기 제2 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제3 및 제4 전자기 비례 밸브와,
    상기 제1 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제1 및 제2 제어압을 연산하는 동시에, 상기 제2 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제3 및 제4 제어압을 연산하는 압력 연산부와,
    상기 제1 및 제2 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 상기 압력 연산부에서 연산된 제1 및 제2 제어압으로 되도록 상기 제1 및 제2 전자기 비례 밸브를 제어하는 동시에, 상기 제3 및 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 상기 압력 연산부에서 연산된 제3 및 제4 제어압으로 되도록 상기 제3 및 제4 전자 기 비례 밸브를 제어하는 제어부와,
    상기 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압 중에서 최대 제어압을 선택하는 고압 선택 회로와,
    상기 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 압력 검출기와,
    상기 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 상기 압력 연산부에서 연산된 제1 내지 제4 제어압에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하는 이상 판정부와,
    상기 이상 판정부에 의해 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브에 의한 상기 제1 및 제2 제어 밸브의 제어 동작을 금지하는 금지 장치를 구비하는, 유압 작업 기계의 안전 장치.
  4. 유압원과,
    이 유압원으로부터의 압유에 의해 구동하는 적어도 제1, 제2 및 제3 유압 액추에이터와,
    상기 유압원으로부터 상기 제1, 제2 및 제3 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 각각 제어하는 제1, 제2 및 제3 제어 밸브와,
    레버 조작에 따라서 상기 제1, 제2 및 제3 유압 액추에이터의 구동 지령인 전기적인 조작 신호를 각각 출력하는 제1, 제2 및 제3 전기 레버 장치와,
    상기 제1 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제1 및 제2 전자기 비례 밸브와,
    상기 제2 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제3 및 제4 전자기 비례 밸브와,
    상기 제3 제어 밸브를 제어하기 위한 제어압을 출력하는 제5 및 제6 전자기 비례 밸브와,
    상기 제1 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제1 및 제2 제어압과, 상기 제2 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제3 및 제4 제어압 및 상기 제3 전기 레버 장치로부터 출력되는 조작 신호에 따른 제5 및 제6 제어압을 각각 연산하는 압력 연산부와,
    상기 제1 내지 제6 전자기 비례 밸브로부터 출력되는 제어압이, 각각 상기 압력 연산부에서 연산된 제1 내지 제6 제어압으로 되도록 상기 제1 내지 제6 전자기 비례 밸브를 제어하는 제어부와,
    상기 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압 중에서 최대 제어압을 선택하는 제1 고압 선택 회로와,
    상기 제5 및 제6 전자기 비례 밸브로부터 출력된 제어압의 고압측을 선택하는 제2 고압 선택 회로와,
    상기 제1 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 제1 압력 검출기와,
    상기 제2 고압 선택 회로에서 선택된 제어압을 검출하는 제2 압력 검출기와,
    상기 제1 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 상기 압력 연산부에서 연산된 제1 내지 제4 제어압에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하고, 상기 제2 압력 검출기에 의해 검출된 제어압과, 상기 압력 연산부에 서 연산된 제5 및 제6 제어압에 기초하여, 상기 제5 및 제6 전자기 비례 밸브의 이상을 판정하는 이상 판정부와,
    상기 이상 판정부에 의해 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제1 내지 제4 전자기 비례 밸브에 의한 상기 제1 및 제2 제어 밸브의 제어 동작을 금지하고, 상기 제5 및 제6 전자기 비례 밸브가 이상이라고 판정되면, 제5 및 제6 전자기 비례 밸브에 의한 상기 제3 제어 밸브의 제어 동작을 금지하는 금지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 유압 작업 기계의 안전 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유압 액추에이터는 하나의 작업을 행하기 위한 유압 액추에이터이고, 상기 제3 유압 액추에이터는 다른 작업을 행하기 위한 유압 액추에이터인 것을 특징으로 하는, 유압 작업 기계의 안전 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유압 작업 기계는 주행체와, 선회체와, 선회체에 회전 가능하게 지지된 작업용 프론트와, 작업용 프론트에 착탈 가능하게 설치되는 작업용 어태치먼트를 갖고,
    상기 제1 및 제2 유압 액추에이터는 상기 작업용 어태치먼트의 구동용 액추에이터인 것을 특징으로 하는, 유압 작업 기계의 안전 장치.
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