(57)【要約】【課題】建設機械に於ける動圧制御のブレーキ装置であっても、ブレーキの効き始めを体感できるようにし、軽負荷でもブレーキを使用して、容易に荷を下降できるようにする。【解決手段】ブレーキペダル３０の踏み込みにより逆比例減圧弁２０の２次圧を低下させ、ピストンヘッド側油室１６の圧力減少によってピストン１４を動かす。ピストンロッド側油室１７と単動シリンダ２５の油室２６とが連通しているので、ピストン１４が動くと単動シリンダ２５のピストン２４が移動する。ブレーキが効き始めると、ブレーキペダル先端の移動量が変化するため、オペレータはブレーキの効き始めを足で体感することができる。【選択図】　図１
2004010022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動油圧制御のブレーキ装置を備え、該ブレーキ装置のブレーキ制御用ピストンをブレーキペダルのストロークに連動させて動かす手段と、ブレーキペダルのストロークにフィードバックをかける手段と、前記ブレーキ制御用ピストンの動きに応じてブレーキペダルへのフィードバック量を変化させる手段とを設けたことを特徴とする建設機械に於けるブレーキ制御装置。
【請求項２】
上記ブレーキ制御用ピストンをブレーキペダルのストロークに連動させて動かす手段は、ブレーキを制御する油が給排されるピストンヘッド側油室と、このピストンヘッド側油室に油を給排する逆比例減圧弁と、この逆比例減圧弁の入力軸とブレーキペダルとを連結するリンクとからなる請求項１記載の建設機械に於けるブレーキ制御装置。
【請求項３】
上記ブレーキペダルのストロークにフィードバックをかける手段は、上記ブレーキ制御用ピストンの動きによって油が給排されるピストンロッド側油室と、前記ピストンロッド側油室から給排される油によって移動するピストンを有した単動シリンダと、該単動シリンダのピストンとブレーキペダルとを連結するリンクとからなる請求項１記載の建設機械に於けるブレーキ制御装置。
【請求項４】
上記ブレーキ制御用ピストンの動きに応じてブレーキペダルへのフィードバック量を変化させる手段は、上記逆比例減圧弁と、上記単動シリンダと、この逆比例減圧弁の入力軸と単動シリンダのピストンとを連結する連結リンクと、該連結リンクとブレーキペダルとを連結するリンクとからなる請求項１記載の建設機械に於けるブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設機械に於けるブレーキ制御装置に関するものであり、特に、動圧制御のブレーキ装置に於いてブレーキの効き始めを容易に体感できるようにした建設機械に於けるブレーキ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、建設機械の大型化に伴いブレーキ装置に要求される能力が高くなり、ブレーキ装置を作動させるのに必要な力が増大して、これを人力で直接制御することが困難になった。例えば、ブレーキペダルの踏力を機械式のリンクにてブレーキに伝える構成は知られているが、踏力とストロークが限られるため、大きなブレーキ力を発生させることができない。また、油圧を使って踏力を増幅する増幅装置も知られているが、増幅比を上げると摺動抵抗等の影響が大きくなって特性が悪化するため、増幅比を上げるのには限界がある。更に、上述のブレーキは、オペレータの足からブレーキが設置されている位置まで、踏力を機械式に伝える方式であり、リンクやトルクチューブを用いて力を伝達するために、それらを配置するための空間的制約があって、配置の自由度が制限されるという不具合があった。
【０００３】
小さな入力で大きな出力を発生させるためには、動油圧を使用するのが一般的である。例えば、前述の空間的制約を解消するために、踏力をマスターシリンダで油圧に変換し、この油圧を動油圧に変換することにより増力してブレーキ制御する構成が知られているが、構造が複雑になって制御特性が良好ではなく、コストが高いという欠点があった。また、動油圧を使用すると位置フィードバックがないため、ブレーキの効き始め（ブレーキが接触して摩擦力が発生し始める点）を体感できず、これがブレーキの微操作を困難にしている。例えば、ペダルで減圧弁を操作し、動油圧でブレーキを制御する構成が知られているが、動油圧を使用すると位置のフィードバックができず、ブレーキの効き始めが体験できないために制御が難しいという問題点がある。特に、クレーンでは、フックのみをブレーキ制御で下降させるときに、僅かにブレーキを効かせる操作が必要となるが、オペレータはブレーキの効き始めが分からないためこの操作が困難であった。
【０００４】
そこで、建設機械に於ける動圧制御のブレーキ装置であっても、ブレーキの効き始めを体感できるようにし、軽負荷でもブレーキを使用して、容易に荷を下降できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、動油圧制御のブレーキ装置を備え、該ブレーキ装置のブレーキ制御用ピストンをブレーキペダルのストロークに連動させて動かす手段と、ブレーキペダルのストロークにフィードバックをかける手段と、前記ブレーキ制御用ピストンの動きに応じてブレーキペダルへのフィードバック量を変化させる手段とを設けた建設機械に於けるブレーキ制御装置、
及び、上記ブレーキ制御用ピストンをブレーキペダルのストロークに連動させて動かす手段は、ブレーキを制御する油が給排されるピストンヘッド側油室と、このピストンヘッド側油室に油を給排する逆比例減圧弁と、この逆比例減圧弁の入力軸とブレーキペダルとを連結するリンクとからなる建設機械に於けるブレーキ制御装置、
及び、上記ブレーキペダルのストロークにフィードバックをかける手段は、上記ブレーキ制御用ピストンの動きによって油が給排されるピストンロッド側油室と、前記ピストンロッド側油室から給排される油によって移動するピストンを有した単動シリンダと、該単動シリンダのピストンとブレーキペダルとを連結するリンクとからなる建設機械に於けるブレーキ制御装置、
及び、上記ブレーキ制御用ピストンの動きに応じてブレーキペダルへのフィードバック量を変化させる手段は、上記逆比例減圧弁と、上記単動シリンダと、この逆比例減圧弁の入力軸と単動シリンダのピストンとを連結する連結リンクと、該連結リンクとブレーキペダルとを連結するリンクとからなる建設機械に於けるブレーキ制御装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は湿式多板のブレーキ装置１０を備えた一例を示し、回転自在に枢着されているウインチドラム軸１１と、本体に固定されてブレーキ反力を受けるケーシング１２とには、夫々制動のための摩擦板１３，１３…が交互に重なり合うように取り付けられている。前記ケーシング１２の内部には、前記摩擦板１３，１３…を押圧するピストン１４と、該ピストン１４を摩擦板１３側へ押圧して付勢するバネ１５とが内蔵されている。
【０００７】
該ピストン１４のピストンヘッド１４ａ側は膨拡されており、ケーシング１２とピストンヘッド１４ａとの間に、ブレーキを制御する油が給排されるピストンヘッド側油室１６が設けられている。一方、ピストンロッド１４ｂ側は縮径されており、これに対応してケーシング１２も縮径されて、ケーシング１２とピストンロッド１４ｂとの間にピストンロッド側油室１７が設けられている。尚、符号１８は油漏れを防止するためのシールである。
【０００８】
符号２０は前記ピストンヘッド側油室１６に油を給排する逆比例減圧弁であり、該逆比例減圧弁２０と前記ピストンヘッド側油室１６は油路２１にて接続されている。該逆比例減圧弁２０は、入力軸２２に外力が作用していないときに油圧源２３からの油を全圧のまま油路２１へ流し、入力軸２２に外力が作用したときにその外力の大きさに応じて油圧源２３からの油を減圧して油路２１へ流すように形成されている。
【０００９】
また、符号２５は前記ピストンロッド側油室１７から給排される油によって移動するピストン２４を有した単動シリンダであり、該単動シリンダ２５の油室２６と前記ピストンロッド側の油室１７とは油路２７にて接続されている。従って、前記ピストン１４が図中右方向へ動いて、ピストンロッド側油室１７が狭くなると、該ピストンロッド側油室１７内の油が油路２７を経て単動シリンダ２５の油室２６に流入し、単動シリンダ２５のピストン２８が外側へ押し出される。これに対して、単動シリンダ２５のピストン２４が図中左方向へ押されると、前記単動シリンダ２５の油室２６内の油が油路２７を経て前記ピストンロッド側油室１７に流入する。
【００１０】
更に、前記逆比例減圧弁２０の入力軸２２にリンク２８の一端２８ａを回動可能に枢着し、前記単動シリンダ２５のピストン２４にリンク２８の他端２８ｂを回動可能に枢着する。また、符号３０はブレーキペダルであり、該ブレーキペダル３０の基端３０ａが機体フロアに枢着されて、該ブレーキペダル３０が回動可能に形成される。そして、該ブレーキペダル３０の中間部３０ｃと前記リンク２８の中間部２８ｃとをリンク２９にて回動自在に接続する。
【００１１】
尚、リンク２８はその一端２８ａから中間部２８ｃまでの長さと、他端２８ｂから中間部２８ｃまでの長さが等しく、本実施例ではリンク比が１：１に形成されている。また、ブレーキペダル３０もその基端３０ａから中間部３０ｃまでの長さと、先端３０ｂから中間部３０ｃまでの長さが等しく、本実施例ではリンク比が１：１に形成されている。そして、ピストンロッド側油室１７に於けるピストンロッド１４ｂのピストン径と、単動シリンダ２５の油室２６に於けるピストン２４の径とは同一径であり、本実施例では双方のピストン径比が１：１に形成されている。
【００１２】
本実施の形態では、ブレーキペダル３０のストロークにフィードバックをかける手段として、ピストンロッド側油室１７と単動シリンダ２５の油室２６とを油路２７で接続し、単動シリンダのピストン２４とブレーキペダル３０とをリンク２８，２９にて接続してあるが、特にこれに限定すべきではなく、ブレーキペダル３０に連動する制御用のピストン１４の動きを、リンク或いはプッシュプルケーブル等で伝達してフィードバックしてもよい。また、制御用のピストン１４の動きをサーボモータや油圧サーボ機構でフィードバックさせることも可能である。
【００１３】
次に、本発明の作用を説明する。図２はブレーキペダル３０を踏んでいない状態を示し、前記逆比例減圧弁２０の入力軸２２には外力が作用していないため、該入力軸２２はストッパに当接するまで突出しており、逆比例減圧弁２０の２次圧（油路２１の圧力）は１次圧（油圧源の圧力）ｐと等しくなっている。この２次圧がピストンヘッド側油室１６に作用してピストン１４をピストンロッド１４ｂ側へ押圧し、この押圧力がバネ１５に打ち勝って、該ピストン１４は図中右方向へストロークエンドまで移動する。然るときは、前記ピストンロッド側油室１７内の油が油路２７に押し出されて、単動シリンダ２５の油室２６に流入し、単動シリンダ２５のピストン２８が外側へ最大量押し出された状態となる。
【００１４】
図３はブレーキペダル３０を踏み込んだ瞬間の状態を示し、ブレーキペダル３０は基端３０ａを中心に回動し、中間部３０ｃに連結されたリンク２９を図中左方へ押圧する。然るとき、このリンク２９が前記リンク２８の中間部２８ｃを押圧するので、前記リンク２８が他端２８ｂを中心に反時計回りに回動し、前記リンク２８の先端２８ａが前記逆比例減圧弁２０の入力軸２２をｘ１だけ押し込む。このため、逆比例減圧弁２０の２次圧がΔｐ１低下してｐ−Δｐ１となる。
【００１５】
図４に示すように、逆比例減圧弁２０の２次圧低下により、ピストン１４がバネ１５によって押し戻されてｙ１だけ移動する。前述したように、リンク２８のリンク比が１：１、ブレーキペダル３０のリンク比が１：１、ピストンロッド側油室１７に於けるピストンロッド１４ｂと単動シリンダ２５の油室２６に於けるピストン２４とのピストン径比が１：１であるから、このとき、ブレーキペダル３０の先端３０ｂの移動量はｘ１＋ｙ１となる。
【００１６】
図５に示すように、ブレーキペダル３０を更に踏み込んでブレーキが効き始める状態では、前記リンク２９を介してリンク２８が押されるため、前記逆比例減圧弁２０の入力軸２２がｘ２だけ押し込まれる。このため、逆比例減圧弁２０の２次圧がΔｐ２低下してｐ−Δｐ２となり、前記ピストン１４がバネ１５によって更に押し戻されてｙ２だけ移動する。従って、ピストンヘッド１４ａにより前記摩擦板１３，１３…が図中左側へ押され、摩擦板１３，１３…が相互に接触してブレーキが効き始める。このとき、ブレーキペダル３０の先端３０ｂの移動量はｘ２＋ｙ２となる。
【００１７】
図６はブレーキペダル３０に位置のフィードバックを行い、ブレーキの効き始めを体感できるようにブレーキ制御している状態を示し、図５に示した状態から更にブレーキペダル３０を踏み込むことにより、前記入力軸２２がｘ３だけ押し込まれて、逆比例減圧弁２０の２次圧がｐ−Δｐ３となるが、既に摩擦板１３，１３…は接触しているのでピストン１４の移動量は無視できる。従って、ブレーキペダル３０の先端３０ｂの移動量はｘ３＋ｙ２となる。
【００１８】
図７はブレーキペダル３０の踏力の変化と、ペダルストロークの変化と、ブレーキ力の変化との関係を示したグラフであり、▲１▼は入力軸２２の移動量、▲２▼はピストン１４の移動量、▲３▼はブレーキペダル先端３０ｂの移動量、▲４▼はブレーキ力を表している。図４にて説明した時点ではブレーキ力が発生する以前であり、この時点では入力軸の移動量ｘがｘ１、ピストン１４の移動量ｙがｙ１で、この移動量がブレーキペダル先端３０ｂの移動量に反映されるため（ｘ１＋ｙ１）、踏力の割にペダルストロークが大きくて体感するバネ定数は低い。
【００１９】
図５乃至図６にて説明したブレーキが効き始める時点では、ピストン１４の移動がほとんど無くなるため、ブレーキペダル先端３０ｂの移動量の変化は入力軸２２の移動量の変化と等しくなり、体感上のバネ定数が急激に高くなる。この変化により、オペレータはブレーキの効き始めを足で感じることができるようになる。例えば、クレーン作業に於いてフックのみを下降するときに、ブレーキの効き始めを足で体感でき、この時点を基準にブレーキペダル３０の踏み加減を調節することにより、軽負荷であってもブレーキ制御にて容易に荷を下降させることができる。
【００２０】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は、動油圧制御のブレーキ制御用ピストンをブレーキペダルのストロークに連動させて動かす手段と、ブレーキペダルのストロークにフィードバックをかける手段と、ブレーキ制御用ピストンの動きに応じてブレーキペダルへのフィードバック量を変化させる手段とを設けたことにより、ブレーキペダルの踏み込みに連動してブレーキ制御用のピストンが動いたときに、ブレーキペダルのストロークにフィードバックをかけ、ブレーキが効き始めたときにブレーキペダルへのフィードバック量を変化させるようにしたので、この変化によりオペレータはブレーキの効き始めを足で体感することができる。例えば、クレーン作業に於いてフックのみを下降するときに、ブレーキの効き始めを足で体感でき、この時点を基準にブレーキペダルの踏み加減を調節することにより、軽負荷であってもブレーキ制御にて容易に荷を下降させることができる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、上記ブレーキ制御用ピストンをブレーキペダルのストロークに連動させて動かす手段は、ブレーキを制御する油が給排されるピストンヘッド側油室と、このピストンヘッド側油室に油を給排する逆比例減圧弁と、この逆比例減圧弁の入力軸とブレーキペダルとを連結するリンクとから構成したので、請求項１記載の発明の効果に加えて、ブレーキペダルの踏み込みに連動して確実にブレーキ制御用ピストンを動かしてブレーキをかけることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、上記ブレーキペダルのストロークにフィードバックをかける手段は、上記ブレーキ制御用ピストンの動きによって油が給排されるピストンロッド側油室と、前記ピストンロッド側油室から給排される油によって移動するピストンを有した単動シリンダと、該単動シリンダのピストンとブレーキペダルとを連結するリンクとから構成したので、請求項１記載の発明の効果に加えて、リンクやプッシュプルケーブルで構成したものに比べて、正確なブレーキ制御を行うことができる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、上記ブレーキ制御用ピストンの動きに応じてブレーキペダルへのフィードバック量を変化させる手段は、上記逆比例減圧弁と、上記単動シリンダと、この逆比例減圧弁の入力軸と単動シリンダのピストンとを連結する連結リンクと、該連結リンクとブレーキペダルとを連結するリンクとから構成したので、請求項１記載の発明の効果に加えて、フィードバック量を効果的に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】湿式多板のブレーキ装置を備えたブレーキ制御装置の構成を示す回路図。
【図２】ブレーキ制御装置の制御過程を示す解説図。
【図３】ブレーキ制御装置の制御過程を示す解説図。
【図４】ブレーキ制御装置の制御過程を示す解説図。
【図５】ブレーキ制御装置の制御過程を示す解説図。
【図６】ブレーキ制御装置の制御過程を示す解説図。
【図７】ブレーキペダルの踏力とペダルストロークとブレーキ力の関係を示したグラフ。
【符号の説明】
１０　　　　ブレーキ
１３　　　　摩擦板
１４　　　　ピストン
１６　　　　ピストンヘッド側油室
１７　　　　ピストンロッド側油室
２０　　　　逆比例減圧弁
２２　　　　入力軸
２４　　　　ピストン
２５　　　　単動シリンダ
２６　　　　油室
２８　　　　リンク
２９　　　　リンク
３０　　　　ブレーキペダル
【図１】
2004010022.tif 000003
【図２】
2004010022.tif 000004
【図３】
2004010022.tif 000005
【図４】
2004010022.tif 000006
【図５】
2004010022.tif 000007
【図６】
2004010022.tif 000008
【図７】
2004010022.tif 000009