(57)【要約】      （修正有）【課題】直進走行中にコントローラが故障した場合等に曲進する危険性もない建設機械の油圧回路を提供すること。【解決手段】油圧ポンプ１１，１２の吐出量を制御するレギュレータ２１，３１と、入力馬力を減少させる減馬力レギュレータ２２，３２と、低流量優先選択部とを設けたポンプ制御回路２０，３０において、第１切換弁４１と第２切換弁４２をカスケード接続した減馬力回路４０を設け、第１切換気弁４１の１次側にパイロットポンプ１３と油タンクを接続し、第２切換弁４２の１次側に第１切換弁４１の出力とパイロットポンプ１３を接続し第１切換弁４１及び第２切換弁４２の制御ポートに各電磁弁２５，３５の出力を接続し、第２切換弁４２の出力を各減馬力レギュレータ２２，３２の減馬力ポート２２ｃ，３２ｃに接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左走行用制御弁を含む一群の制御弁をカスケード接続した第１油圧ポンプと、右走行用制御弁を含む他の一群の制御弁をカスケード接続した第２油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出圧力検出装置、ネガコン圧検出装置又は操作量検出装置の測定結果に基づき前記各油圧ポンプの目標の吐出量を算出し、制御信号を各電磁弁に送出するコントローラと、前記各電磁弁の油圧信号により前記各油圧ポンプの吐出量を制御する各ポンプレギュレータと、前記各ポンプレギュレータの入力馬力を減少させる減馬力レギュレータと、前記減馬力レギュレータと前記ポンプレギュレータとのうちで低流量のレギュレータを優先して選択する低流量優先選択部とを設け、前記各減馬力レギュレータの第１制御ポート及び第２制御ポートに前記各油圧ポンプの吐出圧を入力した建設機械のポンプ制御回路において、
第１切換弁と第２切換弁をカスケード接続した減馬力回路を設け、前記第１切換気弁の１次側にパイロットポンプと油タンクを接続し、前記第２切換弁の１次側に前記第１切換弁の出力とパイロットポンプを接続し、前記第１切換弁及び第２切換弁の制御ポートに前記各電磁弁の出力を接続し、該第２切換弁の出力を前記各減馬力レギュレータの減馬力ポートに接続したことを特徴とする建設機械のポンプ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は建設機械の油圧ポンプの制御回路の技術分野に属する。更に詳細には、２個の油圧ポンプで走行制御を行っている建設機械で油圧ポンプを制御するコントローラが故障、又は配線が断線した場合に円滑な走行を可能にする油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の建設機械の油圧回路においては、左右の走行用モータを駆動するために２個の油圧ポンプを設けて各油圧ポンプで左右の走行用モータを駆動するための制御弁を制御する方式が採用されていた。また、近年の建設機械の油圧回路は電気式（又は電子式）のコントローラを採用し、制御の多様性、構成の簡便性を図っている。しかし、コントローラの故障や配線の断線が起こると想定していた制御が不能となり、事故や操作不能な事態が生じかねない。このような事態が生じない場合でも操作性能の悪化や燃費の悪化等の事態が生じる場合も起こり得る。
【０００３】
そこで、コントローラの故障や配線の断線が生じた場合でも大きな不都合が生じないような対策を施した油圧回路が提案されている。以下、このような油圧回路を冗長な油圧回路（又は、冗長回路）と呼ぶことにする。このような冗長回路としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。本出願人も油圧ポンプが１個の場合の冗長回路を発明し、出願中である（特許文献２参照）
【特許文献１】公開特許公報、特開平１１−３０３８０９（油圧駆動機械のポンプ制御装置）
【特許文献２】特許出願、２００８−２１４０５５（建設機械のポンプ制御回路）
【０００４】
図２は特許文献１に記載されている従来装置である。以下、この従来装置について簡単に説明する。エンジン５０に油圧ポンプ５１、６１及びパイロットポンプ５３が連結されている。油圧ポンプ５１の吐出路には左走行用制御弁５４、旋回用制御弁５５、アーム用制御弁５６が並列に接続されている。また。油圧ポンプ６１の吐出路には右走行用制御弁６４、バケット用制御弁６５、ブーム用制御弁６６が並列に接続されている。なお、これらの制御弁５４，５５，及び５６（６４，６５及び６６）にはブリード油路が無く２ポートの切換弁で構成されている。その代わりに、可変ブリード弁５７（６７）、絞り弁５８（６８）、油タンクＴが油圧ポンプ５１（６１）の吐出路に接続されている。油圧ポンプ５１（６１）の吐出流量を制御するレギュレータ５２（６２）は絞り弁５８（６８）の前後の圧力によって制御する。
【０００５】
コントローラ７０の入力側にはリモコン弁５４ａ、５５ａ、５６ａ及び６４ａ、６５ａ、６６ａのパイロット圧が直接又はシャトル弁を介して圧力センサＰによって検出され、その検出値が入力され、また、油圧ポンプ５１，６１の吐出圧も圧力センサＰによって検出され、その検出値が入力される。コントローラ７０の出力側には電磁弁５９、６９を介して可変ブリード弁５７、６７の流量を制御するように接続されている。コントローラ７０はリモコン弁５４ａ、５５ａ、５６ａ（６４ａ、６５ａ、６６ａ）のパイロット圧の最大値を求めて、この最大値に基づいて電磁弁５９（６９）の制御信号を算出する。一方、リモコン弁５４ａ、５５ａ、５６ａ（６４ａ、６５ａ、６６ａ）のパイロット圧の最大値はシャトル弁に依っても求められ、その最大値は手動切換弁７１（７２）を介して可変ブリード弁５７（６７）のパイロットポートに接続されている。
【０００６】
上記従来装置は以上のように構成されているので、コントローラ７０が故障した場合又は配線が断線した場合等において、手動切換弁７１（７２）を切り換えることによってほぼ同様な制御が可能になる。しかし、手動切換弁の一方７１（７２）を切り換えても、他方が切り換わる訳ではない。従って、直進走行をしている場合には両方の手動切換弁を切り換える必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
２個の油圧ポンプを使用した場合でも各油圧ポンプの油圧回路に冗長回路を設ければ足りる場合もある。例えば、一方の油圧ポンプで作業が可能な場合である。しかし、従来の建設機械のように、左右の走行モータを２個の油圧ポンプで駆動している油圧回路では冗長機能が片方の油圧ポンプのみに作動すると、２個の油圧ポンプの吐出流量が必ずしも同等でなくなり、直線進行の操作をしているにも関わらず、左右の走行モータへの供給流量に差が生じ、曲進する危険性がある。
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、コントローラが故障した場合又は配線が断線した場合等において、手動切換弁を切り換える必要もなく、また、直進走行中にコントローラが故障した場合等に曲進する危険性もない建設機械の油圧回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に記載の発明は、左走行用制御弁を含む一群の制御弁をカスケード接続した第１油圧ポンプと、右走行用制御弁を含む他の一群の制御弁をカスケード接続した第２油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出圧力検出装置、ネガコン圧検出装置又は操作量検出装置の測定結果に基づき前記各油圧ポンプの目標の吐出量を算出し、制御信号を各電磁弁に送出するコントローラと、前記各電磁弁の油圧信号により前記各油圧ポンプの吐出量を制御する各ポンプレギュレータと、前記各ポンプレギュレータの入力馬力を減少させる減馬力レギュレータと、前記減馬力レギュレータと前記ポンプレギュレータとのうちで低流量のレギュレータを優先して選択する低流量優先選択部とを設け、前記各減馬力レギュレータの第１制御ポート及び第２制御ポートに前記各油圧ポンプの吐出圧を入力した建設機械のポンプ制御回路において、
第１切換弁と第２切換弁をカスケード接続した減馬力回路を設け、前記第１切換気弁の１次側にパイロットポンプと油タンクを接続し、前記第２切換弁の１次側に前記第１切換弁の出力とパイロットポンプを接続し、前記第１切換弁及び第２切換弁の制御ポートに前記各電磁弁の出力を接続し、該第２切換弁の出力を前記各減馬力レギュレータの減馬力ポートに接続したことを特徴としている。
【００１０】
なお、請求項１に記載の発明における低流量優先選択部は、前記ポンプのポンプレギュレータの油圧シリンダと前記減馬力レギュレータの油圧シリンダの各出力軸に基準バネ力を反対向きに付勢すると共に、各出力軸を第３切換弁のスプールの一側に圧接するように他の側にバネ力を反対向きに付勢し、該第３切換弁の１次側に油タンク圧と前記油圧ポンプの吐出圧が作用するように接続し、出力側をスプール弁の一方の油室に接続し、スプール弁の他方の油室に前記油圧ポンプの吐出圧を作用させ、前記ポンプレギュレータの油圧シリンダと前記減馬力レギュレータの油圧シリンダによるスプール弁の変位を等馬力状態になるようにスプール弁と連動するポンプ傾転角を制御している。
【発明の効果】
【００１１】
コントローラが故障した場合或いは断線により電磁弁の何れか一方が正常に作動しない場合に他方の減馬力レギュレータに減馬力油圧信号を送出し、双方の減馬力レギュレータを同時に減馬力することにより、直進走行中にコントローラが故障した場合等において曲進せずに円滑な直進走行が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明を実施した油圧回路の要部を示した図である。図１において、エンジン１０の出力軸に油圧ポンプ１１、油圧ポンプ１２及びパイロットポンプ１３が連結されている。油圧ポンプ１１のセンタ油路１１ａには左走行用制御弁を含む一群の制御弁Ｆｐ、例えば、左走行用制御弁、旋回用制御弁、アーム用制御弁、絞り弁がカスケードに接続されている。又、油圧ポンプ１２のセンタ油路１２ａには右走行用制御弁を含む一群の制御弁Ｒｐ、例えば、右走行用制御弁、バケット用制御弁、ブーム用制御弁、絞り弁がカスケードに接続されている。何れも図示が省略されている。なお、アームの引っ張り側の油圧流量を多くするために切換弁を介して油圧ポンプ１２のセンタ油路１２ａから圧油を合流する回路を設けてもよいし、ブームの上げ側の油圧流量を多くするために切換弁を介して油圧ポンプ１１のセンタ油路１１ａから圧油を合流する回路を設けてもよい。
【００１３】
油圧ポンプ１１の吐出流量を制御するレギュレータ回路２０には通常時に油圧ポンプ１１の吐出流量を制御するポンプレギュレータ２１とコントローラの故障、配線の断線等の異常時に油圧ポンプ１１の吐出流量を減少させる減馬力レギュレータ２２が設けられている。ポンプレギュレータ２１の入力ポート２１ａにコントローラ１５からの制御信号が比例電磁弁２５を介して油圧信号が入力される。コントローラ１５の入力側にはセンタ油路１１ａの最下流に設けた絞り弁（図示省略）の直前の油圧、所謂負帰還用のネガコン圧や油圧ポンプ１１の吐出圧の計測値が入力され、この計測値に基づいて目標の吐出流量が算出され、出力側から目標の吐出流量相当の制御信号が比例電磁弁２５に出力される。
【００１４】
一方、減馬力レギュレータ２２は３個の入力ポート２２ａ、２２ｂ、２２ｃを有し、入力ポート２２ａには油圧ポンプ１１の吐出圧がセンタ油路１１ａから供給され、入力ポート２２ｂには油圧ポンプ１２の吐出圧がセンタ油路１２ａから供給され、入力ポート２２ｃには減馬力油圧回路４０の出力油圧が供給される。
【００１５】
油圧ポンプ１２を制御するレギュレータ回路３０もレギュレータ回路２０と全く同じ回路構成になっている。即ち、油圧ポンプ１２の吐出流量を制御するレギュレータ回路３０には通常時に油圧ポンプ１２の吐出流量を制御するポンプレギュレータ３１とコントローラの故障、配線の断線等の異常時に油圧ポンプ１２の吐出流量を減少させる減馬力レギュレータ３２が設けられている。ポンプレギュレータ３１の入力ポート３１ａにコントローラ１５からの制御信号が比例電磁弁３５を介して油圧信号が入力される。コントローラ１５の入力側にはセンタ油路１２ａの最下流に設けた絞り弁（図示省略）の直前の油圧、所謂負帰還用のネガコン圧や油圧ポンプ１２の吐出圧の計測値が入力され、この計測値に基づいて目標の吐出流量が算出され、出力側から目標の吐出流量相当の制御信号が比例電磁弁３５に出力される。また、減馬力レギュレータ３２は３個の入力ポート３２ａ、３２ｂ、３２ｃを有し、入力ポート３２ａには油圧ポンプ１２の吐出圧がセンタ油路１２ａから供給され、入力ポート３２ｂには油圧ポンプ１２の吐出圧がセンタ油路１２ａから供給され、入力ポート３２ｃには減馬力油圧回路４０の出力油圧が供給される。
【００１６】
減馬力油圧回路４０は２個の切換弁４１、４２をカスケードに接続して構成されている。切換弁４１の１次側ポートには電磁弁３５の出力ポートと油タンクＴに接続されており、２次側ポートは切換弁４２の１次側ポートに接続されている。切換弁４１の制御ポートは電磁弁２５の出力ポートに接続されている。切換弁４２の他の１次側ポートにはパイロットポンプ１３が接続されている。切換弁４２の２次側ポートは減馬力レギュレータ２２の入力ポート２２ｃ及び減馬力レギュレータ３２の入力ポート２２ｃに接続されている。従って、電磁弁２５の２次側が油タンク圧で、電磁弁３５の２次側がパイロット圧の場合は、切換弁４２の２次側出力ポートはパイロットポンプ圧となり、減馬力レギュレータ２２の入力ポート２２ｃ及び減馬力レギュレータ３２の入力ポート３２ｃにパイロットポンプ圧が作用する。また、逆に、電磁弁２５の２次側がパイロット圧で、電磁弁３５の２次側が油タンク圧の場合も同様に、減馬力レギュレータ２２の入力ポート２２ｃ及び減馬力レギュレータ３２の入力ポート３２ｃにパイロットポンプ圧が作用する。
【００１７】
又、減馬力レギュレータ２２の入力ポート２２ａ、２２ｂには同一側の油圧ポンプ１１の吐出圧と反対側の油圧ポンプ１２の吐出圧が作用しており、減馬力レギュレータ３２の入力ポート３２ａ、３２ｂも同一側の油圧ポンプ１２と反対側の油圧ポンプ１１の吐出圧が作用している。従って、減馬力レギュレータ２２と減馬力レギュレータ３２の減馬力するための作用力の大きさは略等しい。
【００１８】
レギュレータ回路２０（又は３０）の低流量優先選択部はバネ２２ｄのバネ力を反対向きに付勢した減馬力レギュレータ３２の減馬力方向（図の中心方向）に作用する偏差力２２ｆと、バネ２１ｄのバネ力を反対向きに付勢したポンプレギュレータ２１の減馬力方向（図の中心方向）に作用する偏差力２１ｆが切換弁２３のスプールの減馬力側２３ａを減馬力方向に付勢しており、バネ２３ｂが切換弁２３のスプールの増馬力側２３ｂを増馬力方向に付勢している。従って、偏差力２２ｆと偏差力２１ｆの合力がバネ２３ｂのバネ力よりも大きい場合には切換弁２３のスプールは減馬力方向（図の中央方向）に移動する。また、偏差力２２ｆと偏差力２１ｆの一方が多き場合には減馬力の大きい方が優先的に選択される。切換弁２３のスプールが減馬力方向に移動すると切換弁２３が切り換わり、スプール弁２６のスプール２６ａが右方向（図の中央方向）に変位して油圧ポンプ１１の吐出流量が減少する。レギュレータ回路３０についても全く同様である。
【００１９】
従って、バネ２２ｄ、２１ｄ及び２３ｂのバネ係数を適当な値に調整しておけば、コンのローラ１５の故障、配線の断線等の異常時に偏差力２２ｆが偏差力２１ｆよりも大きくなり、減馬力作用が働き、しかも油圧ポンプ１１と油圧ポンプ１２の減馬力の大きさは略等しい。従って、第１油圧ポンプのセンタ油路に左走行用制御弁を含む一群の制御弁を接続し、第２油圧ポンプのセンタ油路に右走行用制御弁を含む他の一群の制御弁を接続した場合に上記した異常事態が生じても円滑な直線走行が可能になる。
【００２０】
以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を実施した回路図を示す。
【図２】従来装置の回路図を示す。
【符号の説明】
【００２２】
１１、１２            油圧ポンプ
１５                  コントローラ
２０、３０            レギュレータ回路
２１                  ポンプレギュレータ
２２、３２            減馬力レギュレータ
２３、３３            切換弁
２５、３５            比例電磁弁
２６、３６            スプール弁
４０                  減馬力回路
４１、４２            切換弁
Ｆｐ、Ｒｐ            制御弁群
【図１】
2010048396.tif 000003
【図２】
2010048396.tif 000004