JP2004116727A - Drive control device and selector valve device of hydraulic machinery - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive control device and a selector valve device of hydraulic machinery, while securing safety by stopping the driving of a hydraulic actuator related to a trouble when an operating pilot pressure becomes abnormal due to a trouble with a solenoid valve, driving an urgently required hydraulic actuator with a simple and inexpensive structure even when the operation of the other hydraulic actuator for stoppage is disabled. <P>SOLUTION: This drive control device and selector valve device comprise pressure sensors 45 and 46 detecting the operation pilot pressures of first and second pilot pressure lead-in passages 41A and 41B, a controller 27 and an unload valve 50 stopping the driving of the hydraulic actuator related to the abnormality when the detected operation pressures are abnormal, and a plug 74 communicating/cutting off a pilot connection passage 43 connecting the first and second pilot pressure lead-in passages 41A and 41B to each other and the pilot connection passage 43. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧機械に係わり、特にその油圧機械に備えられた油圧アクチュエータの駆動を制御する油圧機械の駆動制御装置及び切換弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、油圧機械の１つである油圧ショベルに備えられる駆動制御装置は、エンジン等の原動機と、この原動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油によりブーム、アーム、作業具等をそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、作業具用油圧シリンダ等を含む複数の油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプからこれら複数の油圧アクチュエータへ吐出された圧油の流れをそれぞれ制御するパイロット圧操作型切換弁と、上記油圧アクチュエータを手動操作するための操作レバーと、この操作レバーの操作量に応じて駆動信号を出力するコントローラと、上記原動機によって駆動されるパイロットポンプと、このパイロットポンプにより生成されるパイロット元圧をコントローラからの駆動信号に応じて減圧し、操作パイロット圧を生成する電磁弁とを備えている。
【０００３】
上記構成の油圧ショベルの駆動制御装置において、操作者が操作レバーを操作すると、コントローラがその操作量に応じた駆動信号を演算して電磁弁に出力し、電磁弁はこの入力された駆動信号に応じてパイロットポンプからのパイロット元圧を減圧し、この減圧された操作パイロット圧がパイロット圧操作型切換弁に出力されることで、ブーム、アーム、作業具等をそれぞれ駆動する油圧アクチュエータに油圧ポンプからの圧油が操作レバーの操作量に応じて供給され、これら油圧アクチュエータが駆動するようになっている。
【０００４】
このように構成される油圧機械の駆動制御装置においては、例えば電磁弁スプールのスティック、あるいはコントローラの制御上の問題等による駆動信号の異常により電磁弁駆動に異常が生じ、これにより油圧アクチュエータが動作異常を生じる可能性がないとは言えない。これを未然に防ぐものとしては、例えば特開平７−１９２０７号公報に記載されているような、電磁弁（電磁比例減圧弁）からパイロット圧受圧室（駆動部）に出力される操作パイロット圧（パイロット圧）を検出し、コントローラ（判断手段）がこの操作パイロット圧を操作レバーの操作量と比較して正常・異常を判定する油圧機械の駆動制御装置がある。この駆動制御装置によれば、電磁弁の異常等を検出することができ、且つ異常検出時には、この特開平７−１９２０７号公報の第１の実施例に記載の駆動制御装置においては、原動機を停止させて全ての油圧アクチュエータを停止させるようになっており、第２の実施例に記載の駆動制御装置においては、第１及び第２パイロット導圧管路（管路）にそれぞれ設けた電磁開閉弁を閉とすることで、異常の生じた油圧アクチュエータを選択的に停止し、他の正常な油圧アクチュエータについては通常に駆動することができるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１９２０７号公報（第５−６頁、第１図及び第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、上記特開平７−１９２０７号公報の第１の実施例に記載の駆動制御装置においては、原動機を停止することで全油圧アクチュエータを停止するために、異常の生じた電磁弁又はコントローラの修理が終了するまで油圧機械は全く駆動することができない。したがって、例えば上記した油圧ショベルを道路工事作業で使用する場合には、どこか１箇所にでも電磁弁に異常が生じると走行装置も駆動できないこととなり、油圧ショベルはその場から移動不可能となる。これにより、道路交通の妨げ等を生じる可能性がある。
【０００７】
また、上記第２の実施例に記載の駆動制御装置においては、異常の生じた油圧アクチュエータを選択的に停止し、必要な油圧アクチュエータについては通常に駆動することができるので、例えば上記油圧ショベルの場合には、ブームやアーム等の走行装置以外の箇所に対応する電磁弁に異常が生じても走行装置を駆動することが可能となり、油圧ショベルを道路交通の妨げとならない箇所まで移動したり、修理をするために輸送車両上に移動したりすることができる。しかしながら、この従来技術においては電磁開閉弁を各パイロット圧操作型切換弁ごとに第１及び第２パイロット圧導圧管路のそれぞれに設けるので、構造が複雑となり、且つコストが上記の第１実施例と比べて比較的高価となってしまう。すなわち、構造の簡素化及び低コスト化という観点において更なる改良の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、電磁弁の故障等操作パイロット圧の異常時に故障に係わる油圧アクチュエータの駆動を停止することで安全性を確保しつつ、その停止のためそれ以外の油圧アクチュエータの動作を不能とした場合でも、その後応急的に必要な油圧アクチュエータを駆動することができ、且つ、それを簡素で安価な構成で実現することができる油圧機械の駆動制御装置及び切換弁装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、この原動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、これら複数の油圧アクチュエータを手動操作するための操作レバーと、この操作レバーの操作量に応じて駆動信号を出力するコントローラと、前記コントローラからの駆動信号に応じて作動し前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数のパイロット圧操作型切換弁とを有し、前記複数のパイロット圧操作型切換弁は、それぞれ、少なくとも１つのセクションから構成されるケーシング、このケーシングに設けたスプール孔に嵌挿され、両端のパイロット圧受圧室内に導かれる操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプール、前記コントローラからの駆動信号に応じて前記操作パイロット圧を生成する一対の電磁弁、これら一対の電磁弁から前記パイロット圧受圧室に前記操作パイロット圧を導入する第１及び第２パイロット導圧管路を備える油圧機械の駆動制御装置において、前記第１及び第２パイロット導圧管路の操作パイロット圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出した操作パイロット圧が異常かどうかを判断し、前記操作パイロット圧が異常であるとその操作パイロット圧に係わる油圧アクチュエータの駆動を停止する安全手段と、前記ケーシング内に設けられ、前記第１及び第２パイロット導圧管路を接続するパイロット接続管路及びこのパイロット接続管路の連通又は遮断を行う開閉手段とを備えるものとする。
【００１０】
本発明は、このような構成により、例えば電磁弁スプールのスティック、あるいはコントローラの制御上の問題等による駆動信号の異常により電磁弁駆動に異常が生じ、その結果操作パイロット圧に異常が生じた場合は、安全手段によりその操作パイロット圧に係わる油圧アクチュエータの駆動を停止し、安全性が確保される。また、その後応急的にある油圧アクチュエータを駆動しようとする場合は、故障に係わる油圧アクチュエータに対応するパイロット圧操作型切換弁の開閉手段を開としてパイロット接続管路を連通させることで、第１パイロット導圧管路と第２パイロット導圧管路とを連通させる。これにより、一方の電磁弁が作動しても他方の非作動状態にある電磁弁の出力ポートはタンクに連通しているため、作動した電磁弁による操作パイロット圧もタンク圧となり、スプールは停止したままとなる。そのため、安全手段を解除しても故障に係わる油圧アクチュエータの動作の不能状態は維持される。したがって、安全手段として故障に係わる油圧アクチュエータ以外の油圧アクチュエータの動作を不能とするものを採用し、故障に係わる油圧アクチュエータの停止のため、それ以外の油圧アクチュエータの動作を不能とした場合でも、その後、その安全手段を解除することにより、故障に係わる油圧アクチュエータは停止した状態のままで、他の必要な油圧アクチュエータについては応急的に駆動することができる。また、パイロット接続管路に開閉手段を１箇所設けることで故障に係わる油圧アクチュエータの駆動を停止するので、前述した従来技術のようにパイロット圧操作型切換弁の第１及び第２パイロット導圧管路のそれぞれに電磁開閉弁を設ける構成と比べ、簡素で安価な構成を実現することができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記原動機によって駆動されるパイロットポンプと、このパイロットポンプの吐出管路とタンクとを接続する管路に設けたアンロード弁とをさらに備え、且つ、前記安全手段は、前記圧力センサの検出した前記第１又は第２パイロット導圧管路の操作パイロット圧が前記操作レバーの操作量に相当する操作パイロット圧よりも大きい場合に、前記パイロットポンプの吐出管路を前記タンクに連通させるアンロード弁であるものとする。
【００１２】
本発明は、このような構成により、圧力センサの検出した第１又は第２パイロット導圧管路の操作パイロット圧が操作レバーの操作量に相当する操作パイロット圧よりも大きい場合に、アンロード弁が作動してパイロットポンプの吐出管路をタンクに連通させパイロット元圧をタンク圧とするので、全ての油圧アクチュエータの駆動を不能とすることができ、安全性が確実に確保される。また、その後、故障に係わるパイロット圧操作型切換弁の開閉手段を開としてパイロット接続管路を連通し、アンロード弁の作動を解除して故障に係わる油圧アクチュエータ以外の必要な油圧アクチュエータを駆動する際、アンロード弁を作動させることなく通常に駆動することができる。
【００１３】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記開閉手段は、前記ケーシングにねじ込まれることで前記パイロット接続管路の連通又は遮断を行うプラグであるものとする。
【００１４】
本発明は、このような構成により、プラグという単純且つ簡素な機械的構成でパイロット接続管路の連通・遮断を行うことができるので、前述した従来技術のような電磁開閉弁を用いた電気的構成と比べ、構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【００１５】
（４）上記（３）において、さらに好ましくは、前記プラグを前記ケーシング内部に収納配置するものとする。
【００１６】
本発明は、このような構成により、プラグをパイロット圧操作型切換弁のケーシング端面より外側に突出しないように設けることができるので、例えば外部から異物が衝突するのを防ぐことでプラグの保護を図ることができ、また例えばメンテナンス時のプラグの出っ張りによる引っ掛かり等を防止することでメンテナンス性を向上することができる。
【００１７】
（５）上記目的を達成するために、また本発明は、コントローラからの駆動信号に応じて作動し複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数のパイロット圧操作型切換弁を有し、前記複数のパイロット圧操作型切換弁は、それぞれ、少なくとも１つのセクションから構成されるケーシング、このケーシングに設けたスプール孔に嵌挿され、両端のパイロット圧受圧室内に導かれる操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプール、前記コントローラからの駆動信号に応じて前記操作パイロット圧を生成する一対の電磁弁、これら一対の電磁弁から前記パイロット圧受圧室に前記操作パイロット圧を導入する第１及び第２パイロット導圧管路を備える油圧機械の切換弁装置において、前記ケーシング内に設けられ、前記第１及び第２パイロット導圧管路を接続するパイロット接続管路及びこのパイロット接続管路の連通又は遮断を行う開閉手段を備えるものとする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の油圧機械の駆動制御装置及び切換弁装置の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の油圧機械の駆動制御装置及び切換弁装置の実施の形態を備えた油圧ショベル（ミニショベル）の全体構造を表す側面図である。
【００１９】
この図１において、油圧ショベルは、左・右側（図１中紙面手前側・紙面奥側）に左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒにより駆動する無限軌道履帯１ｌ，１ｒを備えた下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２と、この上部旋回体２上の略中央部に設けられた運転室３と、上記上部旋回体２の前方側（図１中左側）に俯仰動可能に設けられたブーム４と、このブーム４駆動用のブーム用油圧シリンダ５と、上記ブーム４の先端に回動可能に設けられたアーム６と、このアーム６駆動用のアーム用油圧シリンダ７と、上記アーム６の先端に回動可能に設けられたバケット８と、このバケット８駆動用のバケット用油圧シリンダ９と、上記下部走行体１の前方側に設けられた排土用のブレード１０と、このブレード１０駆動用のブレード用油圧シリンダ１１とを備えている。
【００２０】
上記ブーム４、アーム６、バケット８、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、及びバケット用油圧シリンダ９は、フロント装置１２を構成しており、このフロント装置１２は上記上部旋回体２に対して水平方向に回動可能に接続されている。このとき、１３は上記フロント装置１２回動用のスイング用油圧シリンダである。
【００２１】
ここで、上記の下部走行体１、上部旋回体２、ブーム４、アーム６、バケット８、ブレード１０、及びフロント装置１２は、この油圧ショベルに備えられた駆動制御装置の被駆動部材を構成している。図２は、上記駆動制御装置の全体の概略構成を表す油圧回路図である。
【００２２】
この図２において、駆動制御装置は、エンジン１４と、このエンジン１４によって駆動される油圧ポンプ１５と、この油圧ポンプ１５から吐出される圧油により駆動される前記の左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、ブレード用油圧シリンダ１１、スイング用油圧シリンダ１３、及び上部旋回体２を下部走行体１に対し旋回させる旋回用油圧モータ１６等の油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプ１５からこれら左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、ブレード用油圧シリンダ１１、スイング用油圧シリンダ１３、及び旋回用油圧モータ１６等の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向・流量をそれぞれ制御する切換弁装置１７とを備えている。
【００２３】
上記切換弁装置１７は、上記の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向・流量をそれぞれ制御する複数のパイロット圧操作型切換弁から構成される切換弁装置である。図３は、この切換弁装置１７の詳細構造を表した上面図である。
【００２４】
この図３において、切換弁装置１７は、左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒと、ブーム用切換弁１９と、アーム用切換弁２０と、バケット用切換弁２１と、ブレード用切換弁２２と、スイング用切換弁２３と、旋回用切換弁２４と、予備用切換弁２５とを備えている。これらの左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒ、ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、ブレード用切換弁２２、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４が、油圧ポンプ１５から上記左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、ブレード用油圧シリンダ１１、スイング用油圧シリンダ１３、及び旋回用油圧モータ１６に供給される圧油の方向・流量をそれぞれ制御するようになっている。
【００２５】
ここで、上記油圧アクチュエータのうち、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、スイング用油圧シリンダ１３、及び旋回用油圧モータ１６は、電気レバー方式の操作レバー装置２６（図２参照。但し複数でもよい）により操作される油圧アクチュエータである。すなわち、上記パイロット圧操作型切換弁のうち、ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４はその内部に一対の電磁弁（図示せず。但し、アーム用切換弁２０の電磁弁４０Ａ，４０Ｂのみ後述の図４及び図７に図示）を備えており、ポテンショメータ２６ｂが操作レバー２６ａの操作量に応じた操作信号Ｓ_１をコントローラ２７に出力し、この入力された操作信号Ｓ_１に応じてコントローラ２７が駆動信号Ｓ_２を上記ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４の電磁弁にそれぞれ出力する。これにより、前記エンジン１４によって駆動されるパイロットポンプ２８（図２参照）で生成されたパイロット元圧が上記操作レバー２６ａの操作量に応じて上記電磁弁により減圧され、この減圧された操作パイロット圧が、上記ブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４をそれぞれ切り換えるようになっている。
【００２６】
一方、油圧アクチュエータのうち、左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ及びブレード用油圧シリンダ１１は、油圧パイロット方式の操作レバー装置（図示せず）により操作される油圧アクチュエータである。すなわち、上記パイロットポンプ２８で生成されたパイロット元圧を操作レバー（図示せず）の操作量に応じて減圧弁（図示せず）で減圧し、この減圧された操作パイロット圧を上記左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒ及びブレード用切換弁２２（詳細にはこれら切換弁の受圧室）に直接出力することで、これらの左・右走行用切換弁１８Ｌ，１８Ｒ及びブレード用切換弁２２をそれぞれ切り換えるようになっている。
【００２７】
また、２９，３０はそれぞれ切換弁装置１７のメインポンプポート及びメインタンクポートであり、上記メインポンプポート２９は油圧ポンプ１５の吐出管路３１（図２参照）に接続され、上記メインタンクポート３０はタンク３２（図２参照）へのメインタンク管路３３（図２参照）に接続されている。なお、上記吐出管路３１及びメインタンク管路３３にはこれら吐出管路３１とメインタンク管路３３とを接続するリリーフ管路３４が設けられており、このリリーフ管路３４にはリリーフ弁３５が設けられている。このリリーフ弁３５は、油圧ポンプ１５の吐出圧の最大値を制限するためのリリーフ圧の値を、ばね３５ａの付勢力で設定するようになっている。同様に、前記パイロットポンプ２８の吐出管路３６及び上記タンク３２へのパイロットタンク管路３７にも、これら吐出管路３６とパイロットタンク管路３７とを接続するリリーフ管路３８が設けられ、このリリーフ管路３８にはリリーフ弁３９が設けられており、パイロットポンプ２８の吐出圧の最大値を制限するためのリリーフ圧の値を、ばね３９ａの付勢力で設定するようになっている。
【００２８】
このように構成される油圧ショベルにおいて、本実施の形態の特徴は、パイロット圧操作型切換弁内に設けられた電磁弁のスプールのスティック、又はコントローラの制御上の問題等による電磁弁への駆動信号の異常により電磁弁駆動に異常が生じ、その結果操作パイロット圧に異常が生じた場合に、まず全油圧アクチュエータを駆動不能とし、その後故障に係わる油圧アクチュエータの動作を不能とした状態のままで他の必要な油圧アクチュエータについては駆動できるようにしたことである。以下、その詳細について、油圧ショベルの油圧アクチュエータのうちアーム用油圧シリンダ７を例にとって説明する。
【００２９】
図４は、図２に示す駆動制御装置のうち、アーム用油圧シリンダ７の駆動に係わる部分を抽出して表す油圧回路図である。
この図４において、電磁弁４０Ａ，４０Ｂはパイロットポンプ２８が生成するパイロット元圧をコントローラ２７からの駆動信号Ｓ_２Ａ，Ｓ_２Ｂに応じて減圧する電磁比例減圧弁であり、減圧して生成した操作パイロット圧をアーム用切換弁２０のパイロット駆動部２０ａ，２０ｂ（正確には後述のメインスプール５６の両端に位置するパイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂ、後述の図７参照）に出力するようになっている。なお、この電磁弁４０Ａ，４０Ｂは実際にはアーム用切換弁２０内に一体的に設けられているが（後述の図７参照）、この図４においては便宜的に別体として示している。
【００３０】
すなわち、操作レバー２６ａがアームクラウド（又はアームダンプ、以下かっこ内対応関係同じ）に対応する操作をされた場合、コントローラ２７がその操作量に応じた駆動信号Ｓ_２Ａ（又は駆動信号Ｓ_２Ｂ）を電磁弁４０Ａのソレノイド駆動部４０Ａａ（又は電磁弁４０Ｂのソレノイド駆動部４０Ｂａ）へ出力すると共に電磁弁４０Ｂのソレノイド駆動部４０Ｂａ（又は電磁弁４０Ａのソレノイド駆動部４０Ａａ）への駆動信号Ｓ_２Ｂ（又は駆動信号Ｓ_２Ａ）をＯＦＦとする。これにより、電磁弁４０Ａ（又は電磁弁４０Ｂ）で駆動信号Ｓ_２Ａ（又は駆動信号Ｓ_２Ｂ）に応じて減圧された操作パイロット圧Ｐ_Ａ（又は操作パイロット圧Ｐ_Ｂ）が第１パイロット導圧管路４１Ａ（又は第２パイロット導圧管路４１Ｂ）を介してアーム用切換弁２０のパイロット駆動部２０ａ（又はパイロット駆動部２０ｂ）に出力され、また電磁弁４０Ｂ（又は電磁弁４０Ａ）が第２パイロット導圧管路４１Ｂ（又は第１パイロット導圧管路４１Ａ）とタンク３２とを連通して第２パイロット導圧管路４１Ｂ（又は第１パイロット導圧管路４１Ａ）内の操作パイロット圧Ｐ_Ｂ（操作パイロット圧Ｐ_Ａ）をタンク圧とする。したがって、アーム用切換弁２０は切換位置２０Ａ（又は切換位置２０Ｂ）に切り換わり、油圧ポンプ１５からの圧油が管路４２Ａ（又は管路４２Ｂ）を介してアーム用油圧シリンダ７の伸長側受圧室７Ａ（又は縮短側受圧室７Ｂ）に供給され、アーム用油圧シリンダ７が伸長（又は縮短）する。このようにして、アーム６がクラウド（又はダンプ）するようになっている。
【００３１】
一方、操作レバー２６ａが操作されない場合には、コントローラ２７は電磁弁４０Ａ，４０Ｂに出力する駆動信号Ｓ_２Ａ，Ｓ_２Ｂを共にＯＦＦとする。これにより、第１及び第２パイロット導圧管路４１Ａ，４１Ｂは共にタンク３２と連通され、アーム用切換弁２０は図４に示す中立位置２０Ｃとなって、アーム用油圧シリンダ７が停止するようになっている。
【００３２】
上記第１パイロット導圧管路４１Ａと第２パイロット導圧管路４１Ｂとはパイロット接続管路４３によって接続されており、このパイロット接続管路４３にはプラグ４４が設けられている。このプラグ４４により、パイロット接続管路４３の連通又は遮断を行うことができるようになっている（詳細は後述）。なお、通常はパイロット接続管路４３は遮断されている。
【００３３】
また、パイロット接続管路４３には、上記プラグ４４を挟むようにして一対の圧力センサ４５，４６が導圧管路４７，４８を介して設けられている。これらの圧力センサ４５，４６は、第１及び第２パイロット導圧管路４１Ａ，４１Ｂの操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂを検出し、それぞれがコントローラ２７へ出力するようになっている（図２も参照）。
【００３４】
４９は前記リリーフ管路３８に設けられリリーフ弁３９をバイパスするバイパス管路であり、５０はこのバイパス管路４９に設けたアンロード弁である。このアンロード弁５０はソレノイド駆動部５０ａを備えた電磁切換弁であり、このソレノイド駆動部５０ａにコントローラ２７からの全停止信号Ｓｔが入力されると連通位置５０Ａに切り換わり、パイロットポンプ吐出管路３６とパイロットタンク管路３７とを連通するようになっている。一方、コントローラ２７から全停止信号Ｓｔが入力されない場合は、ばね５０ｂの付勢力により遮断位置５０Ｂに復帰し、パイロットポンプ吐出管路３６とパイロットタンク管路３７とを遮断するようになっている（図２も参照）。
【００３５】
上記の圧力センサ４５，４６から操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂを入力されたコントローラ２７は、この操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂに応じて全停止信号Ｓｔをアンロード弁５０に出力するようになっている。図５は、コントローラ２７の機能のうち、このときの全停止機能に係わる制御内容を表すフローチャートである。なお、コントローラ２７は例えば電源を投入されることにより、この図５に示すフローを開始するようになっている。
【００３６】
この図５において、まずステップ１０では、操作レバー装置２６からの操作信号Ｓ_１を入力し、次のステップ２０に移る。
【００３７】
ステップ２０では、上記ステップ１０において入力された操作信号Ｓ_１から、操作レバー２６ａの操作量に相当する操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}を演算する。なおこの演算は、例えば予めコントローラ２７に記憶されている（又は適宜の外部端末により設定入力してもよい）図６に示す操作信号Ｓ_１と操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}との関係に基づいて行われるようになっている。
【００３８】
次のステップ３０では、圧力センサ４５，４６から出力される第１及び第２パイロット導圧管路４１Ａ，４１Ｂの操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂを入力し、次のステップ４０に移る。
【００３９】
ステップ４０では、上記ステップ３０において入力した第１パイロット導圧管路４１Ａの操作パイロット圧Ｐ_Ａが上記ステップ２０において演算した操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}以下であるかどうかを判定する。操作パイロット圧Ｐ_Ａが操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}以下であれば判定が満たされ、次のステップ５０に移る。
【００４０】
ステップ５０では、上記ステップ３０において入力した第２パイロット導圧管路４１Ｂの操作パイロット圧Ｐ_Ｂが上記ステップ２０において演算した操作パイロット圧値Ｐ_{Ｂ ０}以下であるかどうかを判定する。操作パイロット圧Ｐ_Ｂが操作パイロット圧値Ｐ_{Ｂ ０}以下であれば判定が満たされ、ステップ１０に戻る。
【００４１】
一方、上記ステップ４０又はステップ５０において、操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂが操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}より大きい場合には、判定が満たされずに共にステップ６０に移る。
【００４２】
ステップ６０では、アンロード弁５０のソレノイド駆動部５０ａに全停止信号Ｓｔを出力してアンロード弁５０を連通位置５０Ａに切り換え、パイロットポンプ吐出管路３６とパイロットタンク管路３７とを連通させることでパイロット元圧をタンク圧とし、全てのパイロット圧操作型切換弁を中立位置にして全油圧アクチュエータの駆動を不能とする。これにより、このフローを終了する。
【００４３】
図７は、本発明の油圧機械の切換弁装置の実施の形態を構成するアーム用切換弁２０の詳細構造を表す図３中ＶＩＩ−ＶＩＩ断面における縦断面図である。
この図７において、アーム用切換弁２０は、ケーシング５５と、このケーシング５５に設けられたスプール孔５５ａに軸方向に摺動可能に嵌挿されたメインスプール５６と、このメインスプール５６の両端を覆うことによりパイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂを形成する受圧室カバー５８Ａ，５８Ｂと、コントローラ２７からの駆動信号Ｓ_{２ Ａ}，Ｓ_{２ Ｂ}により操作パイロット圧を生成し上記パイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂへ導入する一対の前記電磁弁４０Ａ，４０Ｂとを備えている。
【００４４】
上記電磁弁４０Ａ（又は電磁弁４０Ｂ、以下対応関係同じ）は、前記のソレノイド駆動部４０Ａａ（又はソレノイド駆動部４０Ｂａ）とスプール駆動部４０Ａｂ（又はスプール駆動部４０Ｂｂ）とから構成されている。上記スプール駆動部４０Ａｂ（又はスプール駆動部４０Ｂｂ）は、メインスプール５６の一方側（図７中下方側、以下、下方側と記述する）においてメインスプール５６と並列に配置され、略スプール軸方向に受圧室カバー５８Ａ（又は受圧室カバー５８Ｂ）を貫通してケーシング５５に挿嵌され、上記ソレノイド駆動部４０Ａａ（又はソレノイド駆動部４０Ｂａ）は受圧室カバー５８Ａ（又は受圧室カバー５８Ｂ）からスプール軸方向外方に突出するように設けられている。このようにして、電磁弁４０Ａと電磁弁４０Ｂとはメインスプール５６の下方側において略スプール軸方向に向かい合うようにケーシング５５に差し込まれることで、メインスプール５６と電磁弁４０Ａ，４０Ｂとがケーシング５５と一体となってアーム用切換弁２０を構成している。
【００４５】
上記スプール駆動部４０Ａｂ（又はスプール駆動部４０Ｂｂ）の外周部には、ソレノイド駆動部４０Ａａ（又はソレノイド駆動部４０Ｂａ）側から順番にサブタンクポート４０Ａｂ_２（又はサブタンクポート４０Ｂｂ_２）、受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）、サブポンプポート４０Ａｂ_４（又はサブポンプポート４０Ｂｂ_４）が設けられており、これらサブタンクポート４０Ａｂ_２（又はサブタンクポート４０Ｂｂ_２）、受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）、及びサブポンプポート４０Ａｂ_４（又はサブポンプポート４０Ｂｂ_４）は、ケーシング５５内に設けられたパイロットタンクポート５９Ａ（又はパイロットタンクポート５９Ｂ）、第１パイロット導圧管路４１Ａ（又は第２パイロット導圧管路４１Ｂ）、及びパイロットポンプポート６０Ａ（又はパイロットポンプポート６０Ｂ）にそれぞれ接続されている。なお、上記パイロットタンクポート５９Ａ，５９Ｂは前記パイロットタンクライン３７と連通しており、上記パイロットポンプポート６０Ａ，６０Ｂは前記パイロットポンプ吐出管３６に連通している（図２及び図４参照）。
【００４６】
また、スプール駆動部４０Ａｂ（又はスプール駆動部４０Ｂｂ）に設けられたスプール孔４０Ａｂ_１（又はスプール孔４０Ｂｂ_１）内にはサブスプール６１Ａ（又はサブスプール６１Ｂ）が挿嵌され、バネ６２Ａ（又はバネ６２Ｂ）の付勢力又はプッシュピン６３Ａ（又はプッシュピン６３Ｂ）の押付力により軸方向に摺動可能になっている。すなわち、上記ソレノイド駆動部４０Ａａ（又はソレノイド駆動部４０Ｂａ）内には図示しない可動鉄心とこの可動鉄心を取り巻くように設けたコイルとこのコイルを内包する固定鉄心とが設けられており、コントローラ２７からの駆動信号Ｓ_２Ａ（又は駆動信号Ｓ_２Ｂ）によって上記コイルが導通されると、上記可動鉄心が上記固定鉄心に吸着され、これにより上記プッシュピン６３Ａ（又はプッシュピン６３Ｂ）が上記バネ６２Ａ（又はバネ６２Ｂ）の付勢力に抗してサブスプール６１Ａ（又はサブスプール６１Ｂ）を図７中右方向（又は図７中左方向）に摺動させるようになっている。このサブスプール６１Ａ（又はサブスプール６１Ｂ）の摺動にしたがって、上記サブタンクポート４０Ａｂ_２（又はサブタンクポート４０Ｂｂ_２）と受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）間の絞り流路の開口面積が減少される一方、受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）とサブポンプポート４０Ａｂ_４（又はサブポンプポート４０Ｂｂ_４）間の絞り流路の開口面積を増加させ、受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）の圧力がコントローラ２７からの駆動信号Ｓ_２Ａ（又は駆動信号Ｓ_２Ｂ）に比例した圧力となるよう制御するようになっている。
【００４７】
一方、上記コイルが導通されていないときは、サブスプール６１Ａ（又はサブスプール６１Ｂ）はバネ６２Ａ（又はバネ６２Ｂ）の付勢力で図７中左方向（又は図７中右方向）に摺動されることで、上記サブタンクポート４０Ａｂ_２（又はサブタンクポート４０Ｂｂ_２）と受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）とが連通され、受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）とサブポンプポート４０Ａｂ_４（又はサブポンプポート４０Ｂｂ_４）とが遮断されるようになっている。これにより、受圧室ポート４０Ａｂ_３（又は受圧室ポート４０Ｂｂ_３）の圧力はタンク圧となるようになっている。
【００４８】
前記のメインスプール５６の両端に配置されたパイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂには、上記第１及び第２パイロット導圧管路４１Ａ，４１Ｂがそれぞれ連通されており、電磁弁４０Ａ，４０Ｂの出力する操作パイロット圧がこれらパイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂにそれぞれ導かれるようになっている。すなわち、パイロット圧受圧室５７Ａに操作パイロット圧が導かれたときは、メインスプール５６は図７中右方向に摺動して前記アーム用油圧シリンダ７の伸長動作に対応する伸長位置となり、パイロット圧受圧室５７Ｂに操作パイロット圧が導かれたときは、メインスプール５６は図７中左方向に摺動してアーム用油圧シリンダ７の縮短動作に対応する縮短位置となるようになっている。また、パイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂの両方に共に操作パイロット圧が導かれないときは、それらパイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂ内に設けられたバネ６４Ａ，６４Ｂの付勢力により、メインスプール５６はアーム用油圧シリンダ７の停止に対応する中立位置（図７に示す位置）となるようになっている。
【００４９】
ケーシング５５の略中央部には、メインポンプポート６５が設けられている。このメインポンプポート６５には、前記油圧ポンプ１５から吐出される圧油が前記切換弁装置１７のポンプポート２９を介して流入するようになっている。このメインポンプポート６５に流入する圧油は、メインスプール５６が上記伸長位置又は縮短位置のときは、メインポンプポート６５と受室６６とがメータイン絞り６７Ａ，６７Ｂによって連通されることで、これらメータイン絞り６７Ａ，６７Ｂを介して上記受室６６に流入するようになっている。また、メインスプール５６が上記中立位置のときは、アーム用切換弁２０をバイパスするようになっている。
【００５０】
ケーシング５５の他方側（図７中上方側、以下、上方側と記述する）略中央部には、圧力補償弁６８が設けられている。この圧力補償弁６８は、ケーシング５５に設けられたネジ孔５５ｂと螺合することで固定されるプラグ６８ａと、弁体６８ｂと、これらプラグ６８ａ及び弁体６８ｂに挟まれるようにして設けられたバネ６８ｃと、上記弁体６８ｂの上記受室６６側に設けられた受圧部６８ｄとを備えている。このような構成により、圧力補償弁６８は、受室６６から流路６９Ａ，６９Ｂに流入する圧油の圧力が所定の値以上となるように上記バネ６８ｃの付勢力等により補償する機能を有している。すなわち、上記受室６６に流入した圧油の圧力が所定の値以上になると、圧油がバネ６８ｃの付勢力等に抗して上記受圧部６８ｄを上方側に押し上げ、これにより圧油は受圧部６８ｄの周方向複数箇所に設けられた流入口６８ｄ_１を介して上記流路６９Ａ，６９Ｂに流入するようになっている。
【００５１】
上記流路６９Ａ，６９Ｂに流入した圧油は、メインスプール５６が伸長位置（又は縮短位置、以下対応関係同じ）のときは、流路６９Ａ（又は流路６９Ｂ）からメインスプール５６の絞り部５６Ａ（又は絞り部５６Ｂ）を介してアクチュエータポート７０Ａ（又はアクチュエータポート７０Ｂ）から吐出され、前記管路４２Ａ（又は管路４２Ｂ）を通ってアーム用油圧シリンダ７の伸長側受圧室７Ａ（又は縮短側受圧室７Ｂ）に供給される。これにより、アーム用油圧シリンダ７は伸長（又は縮短）するようになっている。このとき、縮短側受圧室７Ｂ（又は伸長側受圧室７Ａ）から排出される圧油は、管路４２Ｂ（又は管路４２Ａ）を通ってアクチュエータポート７０Ｂ（又はアクチュエータポート７０Ａ）からアーム用切換弁２０に流入し、メインスプール５６の絞り部５６Ｂ（又は絞り部５６Ａ）を介して流路７１Ｂ（又は流路７１Ａ）に流入し、メインタンクポート７２Ｂ（又はメインタンクポート７２Ａ）から前記メインタンクライン３３を介してタンク３２に流入するようになっている。なお、上記流路７１Ａ，７１Ｂは、メインスプール５６の下方側において連通されている。
【００５２】
また、メインスプール５６が中立位置のときは、流路６９Ａ，６９Ｂと絞り部５６Ａ，５６Ｂとが遮断され、圧油の供給が遮断されてアーム用油圧シリンダ７は停止する。このとき、絞り部５６Ａ，５６Ｂは流路６９Ａ，６９Ｂ及び上記流路７１Ａ，７１Ｂと遮断されて封止されるため、アーム用油圧シリンダ７の伸長側（伸長側受圧室７Ａ、管路４２Ａ、アクチュエータポート７０Ａ、及び絞り部５６Ａ）と縮短側（縮短側受圧室７Ｂ、管路４２Ｂ、アクチュエータポート７０Ｂ、及び絞り部５６Ｂ）の圧油は共に流動できず、これによりアーム用油圧シリンダ７は固定されるようになっている。
【００５３】
以上のような基本構成のアーム用切換弁２０において、本実施の形態では、ケーシング５５内のメインスプール５６の下方側（さらに詳細には流路７１Ａ，７１Ｂの連通部のさらに下方側）に、前述したように第１パイロット導圧管路４１Ａと第２パイロット導圧管路４１Ｂとを接続するパイロット接続管路４３を設けている。このパイロット接続管路４３は、第１パイロット導圧管路４１Ａから分岐された第１パイロット接続管路４３Ａと、第２パイロット導圧管路４１Ｂから分岐された第２パイロット接続管路４３Ｂと、これら第１及び第２パイロット接続管路４３Ａ，４３Ｂを連通する垂直管路４３Ｃとから構成されている。上記第１及び第２パイロット接続管路４３Ａ，４３Ｂは、流路７１Ａ，７１Ｂと電磁弁４０Ａ，４０Ｂとの間隙を略スプール軸方向に互いに近づく方向に延設され、途中前記圧力センサ４５，４６への導圧管路４７，４８が分岐して設けられ、スプール軸方向略中央付近で垂直管路４３Ｃによって連通されている。この垂直管路４３Ｃは上部４３Ｃ_１と下部４３Ｃ_２とにより構成されており、これら上・下部４３Ｃ_１，４３Ｃ_２はスプール軸方向と略垂直方向に設けられている。この下部４３Ｃ_２はその内周面に内ねじ部を備えており、後述のプラグ７４と螺合するようになっている。また、上部４３Ｃ_１が後述のプラグ７４の先端部７４ａによって閉塞されることで、パイロット接続管路４３が遮断されるようになっている。なお、下部４３Ｃ_２はケーシング５５の下方側端面に設けられた略台形形状の凹部５５ｃに上方側から開口するように設けられている。
【００５４】
プラグ７４は、その外周面に外ねじ部を備え、上記したように垂直管路下部４３Ｃ_２の内ねじ部と螺合するようになっている。すなわち、例えばマイナスドライバ等をプラグ７４の凹部７４ｂに係合させてねじ作用によりプラグ７４をケーシング５５に対し進退させることで、垂直管路上部４３Ｃ_１が開放・閉塞され、これによりパイロット接続管路４３を略中央部において連通又は遮断することができるようになっている。なお、７５はこのプラグ７４の位置決め固定用のナットである。
【００５５】
これらプラグ７４及びナット７５と前記の圧力センサ４５，４６とは、凹部５５ｃ内にケーシング５５の下方側端面から突出しないようにそれぞれ設けられている。これにより、例えば外部から異物がこれら圧力センサ４５，４６及びプラグ７４に衝突するのを防ぐことでき、これら圧力センサ４５，４６及びプラグ７４を保護することができる。またこれにより、例えば切換弁装置１７やその周囲のメンテナンス時にこれらの出っ張りによる引っ掛かり等を防ぐことができ、メンテナンス性を向上することができるようになっている。
【００５６】
なお、前述したように、上記圧力センサ４５，４６は、第１及び第２パイロット導圧管路４１Ａ，４１Ｂ内の操作パイロット圧をそれぞれ検出し、コントローラ２７に圧力信号Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂとしてそれぞれ出力するようになっている。
【００５７】
また、以上はアーム用切換弁２０を例にとって説明したが、その他のブーム用切換弁１９、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４の構造についても上記アーム用切換弁２０と同様の構造となっている。
【００５８】
以上において、エンジン１４は特許請求の範囲各項記載の原動機を構成し、左・右走行用油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、ブーム用油圧シリンダ５、アーム用油圧シリンダ７、バケット用油圧シリンダ９、ブレード用油圧シリンダ１１、スイング用油圧シリンダ１３、及び旋回用油圧モータ１６が油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータを構成する。
【００５９】
また、メインスプール５６は操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプールを構成し、プラグ７４はパイロット接続管路の連通又は遮断を行う開閉手段を構成し、コントローラ２７とアンロード弁５０とが圧力センサの検出した操作パイロット圧が異常かどうかを判断し、複数の油圧アクチュエータの駆動を不能にする安全手段を構成し、バイパス管路４９はパイロットポンプの吐出管路とタンクとを接続する管路を構成する。
【００６０】
次に、上記構成の本発明の油圧機械の駆動制御装置及び切換弁装置の実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
（１）通常作業時
操作者が操作レバー２６ａを操作すると、ポテンショメータ２６ｂより操作レバー２６ａの操作量に応じた操作信号Ｓ_１がコントローラ２７に出力され、この入力された操作信号Ｓ_１に応じてコントローラ２７が演算した駆動信号Ｓ_２を切換弁装置１７のブーム用切換弁１９、アーム用切換弁２０、バケット用切換弁２１、スイング用切換弁２３、及び旋回用切換弁２４の電磁弁にそれぞれ出力する。このときの上記パイロット圧操作型切換弁及び油圧アクチュエータの動作を、アーム用切換弁２０及びアーム用油圧シリンダ７を例にとって説明する。
【００６１】
例えば操作者がアームクラウドに対応した操作を操作レバー２６ａに対して行った場合、操作信号Ｓ_１を入力されたコントローラ２７は、アームクラウドに対応した駆動信号Ｓ_２Ａ，Ｓ_２Ｂを電磁弁４０Ａ，４０Ｂのソレノイド駆動部４０Ａａ，４０Ｂａにそれぞれ出力する。
【００６２】
このとき、電磁弁４０Ａにおいては、ソレノイド駆動部４０Ａａのコイルが導通され、プッシュピン６３Ａの押付力によりサブスプール６１Ａがパイロット圧連通位置となり、電磁弁４０Ａのサブポンプポート４０Ａｂ_４と受圧室ポート４０Ａｂ_３とが連通される。これにより、パイロットポンプ２８で生成されたパイロット元圧は、パイロットポンプポート６０Ａから電磁弁４０Ａのサブポンプポート４０Ａｂ_４を介してスプール孔４６Ａｂ_１内に導かれ、操作レバー２６ａの操作量に応じて減圧されて、操作パイロット圧として受圧室ポート４０Ａｂ_３及び第１パイロット導圧管路４１Ａを介してパイロット圧受圧室５７Ａに導かれる。
【００６３】
一方、電磁弁４０Ｂでは、ソレノイド駆動部４０Ｂａのコイルが導通が停止され、プッシュピン６３Ｂの押付力が消滅することによりサブスプール６１Ｂがパイロット圧遮断位置となり、電磁弁４０Ｂの受圧室ポート４０Ｂｂ_３とサブタンクポート４０Ｂｂ_２とが連通される。これにより、パイロット圧受圧室５７Ｂ及び第２パイロット導圧管路４１Ｂは、受圧室ポート４０Ｂｂ_３、サブタンクポート４０Ｂｂ_２、及びパイロットタンクポート５９Ｂを介してタンク３２と連通され、パイロット圧受圧室５７Ｂ内の圧力はタンク圧となる。
【００６４】
この結果、メインスプール５６はパイロット圧受圧室５７Ａ内に導かれた操作パイロット圧により摺動し、伸長位置となる。これにより、メインポンプポート６５と受室６６とがメータイン絞り６７Ａによって連通される。すなわち、油圧ポンプ１５から吐出される圧油が、メータイン絞り６７Ａにより操作レバー２６ａの操作量に応じた流量に絞られてメインポンプポート６５から受室６６に流入し、圧力補償弁６８が設定する所定の圧力以上になると、流路６９Ａ及び絞り部５６Ａを介してアクチュエータポート７０Ａから吐出され、管路４２Ａを通ってアーム用油圧シリンダ７の伸長側受圧室７Ａに供給される。これにより、アーム用油圧シリンダ７は伸長し、アーム６はクラウド動作をする。
【００６５】
一方、操作者がアームダンプに対応した操作を操作レバー２６ａに対して行った場合、コントローラ２７は、アームダンプに対応した駆動信号Ｓ_２Ａ，Ｓ_２Ｂを電磁弁４０Ａ，４０Ｂのソレノイド駆動部４０Ａａ，４０Ｂａにそれぞれ出力する。
【００６６】
このとき、電磁弁４０Ｂはパイロット圧連通位置になり、これによりパイロット元圧は操作レバー２６ａの操作量に応じて減圧されて操作パイロット圧として第２パイロット導圧管路４１Ｂを介してパイロット圧受圧室５７Ｂに導かれる。一方、電磁弁４０Ａはパイロット圧遮断位置になり、これによりパイロット圧受圧室５７Ａ内の圧力はタンク圧となる。
【００６７】
この結果、メインスプール５６は縮短位置となり、油圧ポンプ１５からの圧油がメータイン絞り６７Ｂにより操作レバー２６ａの操作量に応じた流量に絞られて、受室６６、流路６９Ｂ、及び絞り部５６Ｂを介してアクチュエータポート７０Ｂから吐出され、管路４２Ｂを通ってアーム用油圧シリンダ７の縮短側受圧室７Ｂに供給される。これにより、アーム用油圧シリンダ７は縮短し、アーム６はダンプ動作をする。
【００６８】
他方、操作者が操作レバー２６ａを操作していないときは、コントローラ２７は、アーム停止に対応した駆動信号Ｓ_２Ａ，Ｓ_２Ｂを電磁弁４０Ａ，４０Ｂのソレノイド駆動部４０Ａａ，４０Ｂａにそれぞれ出力する。これにより、電磁弁４０Ａ，４０Ｂは共にパイロット圧遮断位置となり、パイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂ内の圧力は共にタンク圧となる。この結果、メインスプール５６は中立位置となり、絞り部５６Ａ，５６Ｂが封止されることで、アーム６は停止固定される。
【００６９】
このとき、プラグ７４は遮断位置までねじ込まれており、パイロット接続管路４３はこのプラグ７４によって第１パイロット接続管路４３Ａと第２パイロット接続管路４３Ｂとに分離されている。すなわち、パイロット圧受圧室５７Ａ，５７Ｂ内に導かれる操作パイロット圧は、第１及び第２パイロット導圧管路４１Ａ，４１Ｂ、第１及び第２パイロット接続管路４３Ａ，４３Ｂ、導圧管路４７，４８を介して圧力センサ４５，４６にそれぞれ導圧され、これら圧力センサ４５，４６により常時検出される。このとき、これらの圧力センサ４５，４６は、検出した操作パイロット圧を圧力信号Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂとしてコントローラ２７に出力する。
【００７０】
このときのコントローラ２７の制御について図５を用いて説明する。すなわち、操作者により操作レバー２６ａが操作された際に図５中ステップ１０にて駆動信号Ｓ_１を入力し、ステップ２０で図６に示す駆動信号Ｓ_１と操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}との関係からこれら操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}を演算する。次のステップ３０で、上記圧力センサ４５，４６から出力された操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂを入力し、ステップ４０及びステップ５０でこの操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂが上記操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}以下であるかどうかを判定する。通常作業時においては電磁弁４０Ａ，４０Ｂは正常に駆動して操作パイロット圧を出力しており、実際の操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂと操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}とは略同等となるので、ステップ４０及びステップ５０の判定が満たされて、ステップ１０に移る。このようにして、通常時においてはコントローラ２７は図５中ステップ１０〜ステップ５０を繰り返す。
【００７１】
（２）異常時
例えば、アーム用切換弁２０の電磁弁４０Ａ，４０Ｂにおいてサブスプール６１Ａ，６１Ｂがスティックを起こしたり、あるいはコントローラ２７の制御上の問題等による駆動信号Ｓ_１の異常により電磁弁４０Ａ，４０Ｂの駆動に異常が生じたりした場合、操作レバー２６ａの操作量と実際のアーム６の動作に食い違いが生じる可能性がある。このような場合には、圧力センサ４５，４６が検出する実際の操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂがコントローラ２７が操作レバー２６ａの操作量から演算する操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}より大きくなることが考えられる。このとき、コントローラ２７は図５中ステップ１０〜ステップ３０で入力・演算した実際の操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂと操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}とをステップ４０及びステップ５０において比較し、操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂのうち少なくともどちらか一方が操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}よりも大きい場合には、次のステップ６０において、アンロード弁５０のソレノイド駆動部５０ａに全停止信号Ｓｔを出力してアンロード弁５０を連通位置５０Ａに切り換え、パイロットポンプ吐出管路３６とパイロットタンク管路３７とを連通させることでパイロット元圧をタンク圧とし、全てのパイロット圧操作型切換弁を中立位置とする。これにより、油圧ショベルに備えられる全ての油圧アクチュエータの駆動を不能とする。
【００７２】
このようにして、故障に係わる油圧アクチュエータの駆動を停止すると共に、その他の油圧アクチュエータについても動作不能として安全を確保した上で、操作者はエンジン１４を停止して、アーム用切換弁２０のプラグ７４をマイナスドライバ等の冶具を用いて緩め、第１パイロット接続管路４３Ａと第２パイロット接続管路４３Ｂとを連通させる。また、コントローラ２７からアンロード弁５０へ出力されている全停止信号Ｓｔを例えばコントローラ２７の電源をＯＦＦとすること等によりリセットする。
【００７３】
その後、再びエンジン１４を起動し、コントローラ２７の電源を投入して作業を開始する。このとき、アーム切換弁２０においては、パイロット接続管路４３が連通されているために、電磁弁４０Ａ，４０Ｂのうちどちらか一方の電磁弁が作動しても、もう一方の非作動状態の電磁弁の出力ポートはタンク３２に連通しているため、作動した電磁弁による操作パイロット圧もタンク圧となり、メインスプール５６は動作しない。これにより、操作レバー２６ａの操作量に係わらずアーム用油圧シリンダ７は停止したままとなる。なおこのとき、圧力センサ４５，４６の検出するパイロット導圧管路４１Ａ，４１Ｂの操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂはタンク圧にほぼ等しくなるが、コントローラ２７は図５中ステップ４０及びステップ５０に示すようにこれら操作パイロット圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂが操作パイロット圧値Ｐ_{Ａ ０}，Ｐ_{Ｂ ０}よりも低い分には異常と見なさないため、他の電磁弁異常等が生じない限り再びアンロード弁５０を作動させることはない。したがって、電磁弁異常等を生じたアーム６の動作のみを不能とした状態で、他の必要な油圧アクチュエータについては通常通り駆動させることができ、例えば道路工事作業を行っている際中にこのような異常が生じた場合において、下部走行体１を駆動して油圧ショベルを交通の妨げにならない場所まで移動すること等ができる。
【００７４】
このようにして、本実施の形態によれば、電磁弁の故障等操作パイロット圧の異常時に油圧ショベルの全ての油圧アクチュエータを一旦駆動不能とすることで安全性を確保しつつ、その後応急的に故障に係わる油圧アクチュエータ以外の必要な油圧アクチュエータについて駆動させることができる。さらに本実施の形態によれば、パイロット接続管路４３にプラグ７４を１箇所設けるという単純且つ簡素な機械的構成により故障に係わる油圧アクチュエータの動作を不能とすることができるので、前述した従来技術のようにパイロット圧操作型切換弁の第１及び第２パイロット導圧管路のそれぞれに電磁開閉弁を設ける電気的構成と比べ、簡素で安価な構成を実現することができる。
【００７５】
なお、上記本発明の実施の形態においては、操作パイロット圧の異常時にアンロード弁５０を作動させてパイロット元圧をタンク圧とすることで全ての油圧アクチュエータの動作を不能とするようにしたが、これに限らず、例えばエンジン１４を自動若しくは手動により停止させて油圧源である油圧ポンプを停止し、これにより全ての油圧アクチュエータを動作不能とするようにしてもよい。
【００７６】
また、上記本発明の実施の形態においては、操作パイロット圧の異常時に全油圧アクチュエータの動作を不能とするようにしたが、これに限らず、例えばバケット用油圧シリンダ９等駆動が継続しても危険度が比較的小さい油圧アクチュエータについては異常時にも駆動を継続するようにしてもよい。その場合、図８に示すように油圧ポンプ１５の吐出管路３６に絞り８０を設け、この絞り８０のポンプ側で分岐されバケット用切換弁２１に圧油を供給する供給管路８１を設ければよい。
【００７７】
また、上記本発明の実施の形態においては、パイロット圧操作型切換弁のケーシングを上記のアーム用切換弁２０のケーシング５５のように一体物のケーシングとしたが、これに限らず、例えばメインスプールを内蔵するスプールセクションと電磁弁を内蔵する電磁弁セクションとの２体から成るケーシングとしてもよい。この場合、第１及び第２パイロット導圧管路を接続するパイロット接続管路はスプールセクション内に設けてもよいし、あるいは電磁弁セクション内の電磁弁の上部又は下部のどちらに設けてもよい。また、これに限らず、例えばスプールセクションと電磁弁セクションとの間にメインスプールに対する補助弁等の他の要素を内蔵した第３のセクションを配置したケーシング等、３体以上のセクションから成るケーシングを用いてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、電磁弁の故障等操作パイロット圧の異常により油圧アクチュエータの動作に異常が生じた場合、安全手段により故障に係わる油圧アクチュエータの駆動を停止して安全性を確保しつつ、故障に係わるパイロット圧操作型切換弁の開閉手段を開として第１及び第２パイロット導圧管路を連通することで、故障に係わる油圧アクチュエータのみの動作を不能とした状態で他の必要な油圧アクチュエータについては応急的に駆動することができる。また本発明によれば、パイロット接続管路に開閉手段を１箇所設けることで故障に係わる油圧アクチュエータの動作を不能とすることができるので、簡素で安価な構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧機械の駆動制御装置及び切換弁装置の実施の形態を備えた油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明の油圧機械の駆動制御装置の実施の形態の全体の概略構成を表す油圧回路図である。
【図３】本発明の油圧機械の切換弁装置の実施の形態の詳細構造を表す上面図である。
【図４】本発明の油圧機械の駆動制御装置の実施の形態のうち、アーム用油圧シリンダの駆動に係わる部分を抽出して表す油圧回路図である。
【図５】本発明の油圧機械の駆動制御装置の実施の形態を構成するコントローラの機能のうち、全停止機能に係わる制御内容を表すフローチャートである。
【図６】本発明の油圧機械の駆動制御装置の実施の形態を構成するコントローラに予め記憶された、操作信号と操作パイロット圧値との関係を示す図である。
【図７】本発明の油圧機械の切換弁装置の実施の形態を構成するアーム用切換弁の詳細構造を表す、図３中ＶＩＩ−ＶＩＩ断面における縦断面図である。
【図８】本発明の油圧機械の駆動制御装置の実施の形態の変形例の全体概略構成を表す油圧回路図である。
【符号の説明】
１Ｌ・１Ｒ　　　左・右走行用油圧モータ（油圧アクチュエータ）
５　　　　　　　ブーム用油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
７　　　　　　　アーム用油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
９　　　　　　　バケット用油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
１１　　　　　　ブレード用油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
１３　　　　　　スイング用油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
１４　　　　　　エンジン（原動機）
１５　　　　　　油圧ポンプ
１６　　　　　　旋回用油圧モータ（油圧アクチュエータ）
１７　　　　　　切換弁装置
１９　　　　　　ブーム用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２０　　　　　　アーム用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２１　　　　　　バケット用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２３　　　　　　スイング用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２４　　　　　　旋回用切換弁（パイロット圧操作型切換弁）
２６ａ　　　　　操作レバー
２７　　　　　　コントローラ（安全手段）
２８　　　　　　パイロットポンプ
３２　　　　　　タンク
３６　　　　　　吐出管路
４０Ａ，４０Ｂ　電磁弁
４１Ａ，４１Ｂ　第１・第２パイロット導圧管路
４３　　　　　　パイロット接続管路
４５，４６　　　圧力センサ
４９　　　　　　バイパス管路（管路）
５０　　　　　　アンロード弁（安全手段）
５５　　　　　　ケーシング
５５ａ　　　　　スプール孔
５６　　　　　　メインスプール
５７Ａ，５７Ｂ　パイロット圧受圧室
７４　　　　　　プラグ（開閉手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic machine such as a hydraulic shovel, and more particularly to a drive control device and a switching valve device for a hydraulic machine that controls driving of a hydraulic actuator provided in the hydraulic machine.
[0002]
[Prior art]
For example, a drive control device provided in a hydraulic shovel, which is one of hydraulic machines, includes a prime mover such as an engine, a hydraulic pump driven by the prime mover, and a boom, an arm, and a work device using hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. Hydraulic actuators, including hydraulic cylinders for booms, hydraulic cylinders for arms, hydraulic cylinders for working tools, etc., which drive tools, etc., and the flow of hydraulic oil discharged from these hydraulic pumps to these hydraulic actuators. A pilot pressure operated switching valve, an operation lever for manually operating the hydraulic actuator, a controller for outputting a drive signal in accordance with an operation amount of the operation lever, a pilot pump driven by the prime mover, The pilot source pressure generated by the pilot pump is Depressurized in accordance with the motion signal, and a solenoid valve for generating an operation pilot pressure.
[0003]
In the drive control device of the hydraulic shovel having the above configuration, when the operator operates the operation lever, the controller calculates a drive signal corresponding to the operation amount and outputs the calculated drive signal to the solenoid valve. Accordingly, the pilot source pressure from the pilot pump is reduced, and the reduced operating pilot pressure is output to the pilot pressure operation type switching valve, so that the hydraulic pump is driven by the hydraulic actuator that drives the boom, the arm, the work implement, and the like. Is supplied in accordance with the operation amount of the operation lever, and these hydraulic actuators are driven.
[0004]
In the drive control device for a hydraulic machine configured as described above, for example, an abnormality in the drive of the electromagnetic valve occurs due to an abnormality in the drive signal due to a stick of the solenoid valve spool or a control problem of the controller. It cannot be said that there is no possibility of anomalies. In order to prevent this, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-19207, an operating pilot pressure (output from an electromagnetic valve (electromagnetic proportional pressure reducing valve) to a pilot pressure receiving chamber (drive unit)) is output. There is a drive control device for a hydraulic machine that detects a pilot pressure) and a controller (determining means) compares the operation pilot pressure with an operation amount of an operation lever to determine whether the operation is normal or abnormal. According to this drive control device, it is possible to detect an abnormality of the solenoid valve or the like, and when the abnormality is detected, in the drive control device described in the first embodiment of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-19207, the prime mover is used. In the drive control device according to the second embodiment, the on-off valves are respectively provided in the first and second pilot pressure guiding pipes (pipe lines). Is closed, the hydraulic actuator in which an abnormality has occurred is selectively stopped, and the other normal hydraulic actuators can be driven normally.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-19207 (pages 5-6, FIGS. 1 and 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems.
That is, in the drive control device described in the first embodiment of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-19207, since the all hydraulic actuators are stopped by stopping the prime mover, the solenoid valve or the controller in which the abnormality has occurred is repaired. The hydraulic machine cannot be driven at all until the operation is completed. Therefore, for example, when the above-mentioned hydraulic excavator is used for road construction work, if an abnormality occurs in any one of the solenoid valves, the traveling device cannot be driven, and the hydraulic excavator cannot move from the place. . As a result, there is a possibility that road traffic may be obstructed.
[0007]
Further, in the drive control device described in the second embodiment, the hydraulic actuator in which an abnormality has occurred can be selectively stopped, and the necessary hydraulic actuator can be driven normally. In this case, even if an abnormality occurs in a solenoid valve corresponding to a portion other than the traveling device such as a boom or an arm, the traveling device can be driven, and the hydraulic shovel can be moved to a location that does not hinder road traffic, Or move on a transport vehicle for repairs. However, in this prior art, since the solenoid on-off valve is provided in each of the first and second pilot pressure guiding lines for each pilot pressure operated switching valve, the structure becomes complicated and the cost is reduced in the first embodiment. It is relatively expensive compared to. That is, there is room for further improvement in terms of simplification of the structure and cost reduction.
[0008]
An object of the present invention is to stop the operation of a hydraulic actuator related to a failure in the event of an abnormal operation pilot pressure such as a failure of a solenoid valve while securing safety, and to disable the operation of other hydraulic actuators for the stop. Even in such a case, it is an object of the present invention to provide a drive control device and a switching valve device for a hydraulic machine, which can drive a necessary hydraulic actuator as soon as possible and realize it with a simple and inexpensive configuration. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides a motor, a hydraulic pump driven by the motor, a plurality of hydraulic actuators driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a plurality of hydraulic actuators. An operation lever for manually operating a hydraulic actuator, a controller for outputting a drive signal in accordance with an operation amount of the operation lever, and a pressure which is operated in response to a drive signal from the controller and supplied to the plurality of hydraulic actuators A plurality of pilot pressure operated switching valves for controlling the flow of oil, wherein each of the plurality of pilot pressure operated switching valves has a casing formed of at least one section and a spool hole provided in the casing. The sp, which is inserted and is slid in the axial direction by the operating pilot pressure guided into the pilot pressure receiving chambers at both ends. A pair of solenoid valves for generating the operating pilot pressure in response to a drive signal from the controller; and a first and a second pilot impulse pipe for introducing the operating pilot pressure from the pair of solenoid valves into the pilot pressure receiving chamber. A drive control device for a hydraulic machine including a path, wherein a pressure sensor for detecting an operation pilot pressure of the first and second pilot impulse lines, and whether or not the operation pilot pressure detected by the pressure sensor is abnormal; A safety means for stopping the operation of the hydraulic actuator related to the operating pilot pressure when the operating pilot pressure is abnormal; a pilot connecting pipe provided in the casing and connecting the first and second pilot pressure introducing pipes; Opening / closing means for communicating or blocking the pilot connection pipeline is provided.
[0010]
According to the present invention, when an abnormality occurs in the solenoid valve drive due to an abnormality of a drive signal due to a stick of the solenoid valve spool or a control problem of the controller, etc. In this case, the safety means stops driving of the hydraulic actuator related to the operating pilot pressure, thereby ensuring safety. When a certain hydraulic actuator is to be driven immediately thereafter, the opening and closing means of the pilot pressure operable switching valve corresponding to the hydraulic actuator involved in the failure is opened to communicate the pilot connection pipe, thereby making the first pilot connection possible. The impulse line is communicated with the second pilot impulse line. As a result, even if one of the solenoid valves is operated, the output port of the other non-operated solenoid valve is in communication with the tank, so that the pilot pressure operated by the operated solenoid valve also becomes the tank pressure, and the spool is stopped. Will remain. Therefore, even if the safety means is cancelled, the state in which the operation of the hydraulic actuator related to the failure is disabled is maintained. Therefore, a safety means that disables the operation of hydraulic actuators other than the hydraulic actuator related to the failure is adopted, and even if the operation of other hydraulic actuators is disabled due to the stoppage of the hydraulic actuator related to the failure, By releasing the safety means, the hydraulic actuator related to the failure can be stopped and the other necessary hydraulic actuators can be driven urgently. In addition, the provision of one opening / closing means in the pilot connection line stops the operation of the hydraulic actuator related to the failure, so that the first and second pilot pressure introduction lines of the pilot pressure operable switching valve as in the prior art described above. Thus, a simple and inexpensive configuration can be realized as compared with a configuration in which an electromagnetic on-off valve is provided for each of the above.
[0011]
(2) In the above (1), preferably, the motor further includes a pilot pump driven by the prime mover, and an unload valve provided in a pipe connecting a discharge pipe of the pilot pump and a tank, and The safety means includes a discharge pipe of the pilot pump when an operation pilot pressure of the first or second pilot pressure conduit detected by the pressure sensor is higher than an operation pilot pressure corresponding to an operation amount of the operation lever. It is assumed that the valve is an unload valve that connects a path to the tank.
[0012]
According to the present invention, when the operation pilot pressure of the first or second pilot pressure guiding line detected by the pressure sensor is higher than the operation pilot pressure corresponding to the operation amount of the operation lever, the unload valve according to the present invention can be used. By operating the discharge pipe of the pilot pump to communicate with the tank and setting the pilot source pressure to the tank pressure, it is possible to disable all hydraulic actuators, thereby ensuring safety. Further, thereafter, the opening / closing means of the pilot pressure operated type switching valve related to the failure is opened to communicate the pilot connection line, the operation of the unload valve is released, and the necessary hydraulic actuator other than the hydraulic actuator related to the failure is driven. In this case, normal driving can be performed without operating the unload valve.
[0013]
(3) In (1) or (2) above, preferably, the opening / closing means is a plug that is connected to or cut off the pilot connection pipe by being screwed into the casing.
[0014]
According to the present invention, with such a configuration, the pilot connection pipe can be connected / disconnected with a simple and simple mechanical configuration called a plug. Compared with the configuration, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
[0015]
(4) In the above (3), more preferably, the plug is housed and arranged inside the casing.
[0016]
According to the present invention, with such a configuration, the plug can be provided so as not to protrude outside the casing end face of the pilot pressure operated switching valve, so that protection of the plug can be prevented by preventing, for example, foreign matter from colliding from the outside. For example, it is possible to improve the maintainability by preventing the plug from being caught by the protrusion of the plug during maintenance.
[0017]
(5) In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of pilot pressure operated switching valves which operate in response to a drive signal from a controller and control the flow of hydraulic oil supplied to a plurality of hydraulic actuators. The plurality of pilot pressure operated switching valves have a casing composed of at least one section, an operating pilot pressure inserted into a spool hole provided in the casing, and guided into pilot pressure receiving chambers at both ends. , A pair of solenoid valves that generate the operating pilot pressure in response to a drive signal from the controller, and the operating pilot pressure is introduced from the pair of electromagnetic valves into the pilot pressure receiving chamber. A switching valve device for a hydraulic machine having first and second pilot impulse lines, wherein the switching valve device is provided in the casing, It shall comprise closing means for performing communication or blockage of the pilot connection conduit and the pilot connection conduit connecting the first and second pilot pressure guiding tube passage.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a drive control device and a switching valve device for a hydraulic machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing the entire structure of a hydraulic shovel (mini shovel) provided with a drive control device and a switching valve device for a hydraulic machine according to an embodiment of the present invention.
[0019]
In FIG. 1, a hydraulic excavator is a lower traveling body provided with crawler tracks 1l, 1r driven by left and right traveling hydraulic motors 1L, 1R on the left and right sides (front side of FIG. 1 and back side of FIG. 1). 1, an upper revolving unit 2 rotatably mounted on the lower traveling unit 1, a cab 3 provided at a substantially central portion on the upper revolving unit 2, and a front side of the upper revolving unit 2 ( 1, a boom hydraulic cylinder 5 for driving the boom 4, an arm 6 rotatably provided at the tip of the boom 4, and an arm 6 A hydraulic arm cylinder 7 for driving, a bucket 8 rotatably provided at the tip of the arm 6, a hydraulic cylinder 9 for bucket for driving the bucket 8, and a forward cylinder of the lower traveling body 1. And the blade 10 10 and a blade hydraulic cylinder 11 for driving.
[0020]
The boom 4, the arm 6, the bucket 8, the boom hydraulic cylinder 5, the arm hydraulic cylinder 7, and the bucket hydraulic cylinder 9 constitute a front device 12, and the front device 12 It is connected to be rotatable in the horizontal direction. At this time, reference numeral 13 denotes a swing hydraulic cylinder for rotating the front device 12.
[0021]
Here, the lower traveling structure 1, the upper revolving superstructure 2, the boom 4, the arm 6, the bucket 8, the blade 10, and the front device 12 constitute driven members of a drive control device provided in the hydraulic shovel. ing. FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram illustrating a schematic configuration of the entire drive control device.
[0022]
2, a drive control device includes an engine 14, a hydraulic pump 15 driven by the engine 14, and the left / right traveling hydraulic motor 1L driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 15. , 1R, hydraulic cylinder 5 for boom, hydraulic cylinder 7 for arm, hydraulic cylinder 9 for bucket, hydraulic cylinder 11 for blade, hydraulic cylinder 13 for swing, and turning hydraulic pressure for turning upper revolving unit 2 with respect to lower traveling unit 1. A hydraulic actuator such as a motor 16 and the left and right traveling hydraulic motors 1L and 1R, a boom hydraulic cylinder 5, an arm hydraulic cylinder 7, a bucket hydraulic cylinder 9, a blade hydraulic cylinder 11, Hydraulic actuator such as the hydraulic cylinder 13 for rotation and the hydraulic motor 16 for turning. Oil direction-flow rate and a switching valve device 17 to control respectively.
[0023]
The switching valve device 17 is a switching valve device including a plurality of pilot pressure operated switching valves that respectively control the direction and flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator. FIG. 3 is a top view showing the detailed structure of the switching valve device 17.
[0024]
In FIG. 3, the switching valve device 17 includes left and right traveling switching valves 18L and 18R, a boom switching valve 19, an arm switching valve 20, a bucket switching valve 21, a blade switching valve 22, and the like. , A swing switching valve 23, a turning switching valve 24, and a spare switching valve 25. These left / right traveling switching valves 18L and 18R, boom switching valve 19, arm switching valve 20, bucket switching valve 21, blade switching valve 22, swing switching valve 23, and turning switching valve 24 are provided. From the hydraulic pump 15 to the left and right traveling hydraulic motors 1L and 1R, the boom hydraulic cylinder 5, the arm hydraulic cylinder 7, the bucket hydraulic cylinder 9, the blade hydraulic cylinder 11, the swing hydraulic cylinder 13, and the turning cylinder. The direction and the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic motor 16 are respectively controlled.
[0025]
Here, among the above hydraulic actuators, the hydraulic cylinder for boom 5, the hydraulic cylinder for arm 7, the hydraulic cylinder for bucket 9, the hydraulic cylinder for swing 13, and the hydraulic motor for turning 16 are operated by an electric lever type operation lever device 26 ( (See FIG. 2, but there may be more than one). That is, of the pilot pressure operated switching valve, the boom switching valve 19, the arm switching valve 20, the bucket switching valve 21, the swing switching valve 23, and the turning switching valve 24 include a pair of solenoid valves therein. (Not shown, but only the solenoid valves 40A and 40B of the arm switching valve 20 are shown in FIGS. 4 and 7 described later), and the potentiometer 26b operates the operation signal S corresponding to the operation amount of the operation lever 26a.₁Is output to the controller 27, and the input operation signal S₁The controller 27 responds to the drive signal S₂Are output to the solenoid valves of the boom switching valve 19, the arm switching valve 20, the bucket switching valve 21, the swing switching valve 23, and the turning switching valve 24, respectively. As a result, the pilot source pressure generated by the pilot pump 28 (see FIG. 2) driven by the engine 14 is reduced by the solenoid valve in accordance with the operation amount of the operation lever 26a. However, the boom switching valve 19, the arm switching valve 20, the bucket switching valve 21, the swing switching valve 23, and the turning switching valve 24 are respectively switched.
[0026]
On the other hand, among the hydraulic actuators, the left and right traveling hydraulic motors 1L and 1R and the blade hydraulic cylinder 11 are hydraulic actuators operated by a hydraulic pilot type operation lever device (not shown). That is, the pilot source pressure generated by the pilot pump 28 is reduced by a pressure reducing valve (not shown) in accordance with the operation amount of an operation lever (not shown), and the reduced operating pilot pressure is reduced by the left and right. By directly outputting to the traveling switching valves 18L, 18R and the blade switching valve 22 (specifically, the pressure receiving chambers of these switching valves), the left / right traveling switching valves 18L, 18R and the blade switching valve 22 are connected. Each is switched.
[0027]
Reference numerals 29 and 30 denote a main pump port and a main tank port of the switching valve device 17, respectively. The main pump port 29 is connected to the discharge pipe 31 of the hydraulic pump 15 (see FIG. 2). Is connected to a main tank line 33 (see FIG. 2) to the tank 32 (see FIG. 2). The discharge pipe 31 and the main tank pipe 33 are provided with a relief pipe 34 for connecting the discharge pipe 31 and the main tank pipe 33. The relief pipe 34 has a relief valve 35. Is provided. The relief valve 35 sets the value of the relief pressure for limiting the maximum value of the discharge pressure of the hydraulic pump 15 by the urging force of the spring 35a. Similarly, a relief line 38 connecting the discharge line 36 and the pilot tank line 37 is provided in the discharge line 36 of the pilot pump 28 and the pilot tank line 37 to the tank 32. A relief valve 39 is provided in the relief pipe 38, and the value of the relief pressure for limiting the maximum value of the discharge pressure of the pilot pump 28 is set by the urging force of the spring 39a.
[0028]
In the hydraulic shovel configured as described above, the feature of the present embodiment is that the solenoid valve is provided with a stick of the spool of the solenoid valve provided in the pilot pressure operated switching valve, or the drive to the solenoid valve due to a control problem of the controller or the like. When an abnormality occurs in the solenoid valve drive due to an abnormality in the signal, and as a result, an abnormality occurs in the operating pilot pressure, first, all the hydraulic actuators are disabled, and then the operation of the hydraulic actuator related to the failure is disabled. The other necessary hydraulic actuators can be driven. Hereinafter, the details will be described taking the hydraulic cylinder for arm 7 as an example of the hydraulic actuator of the hydraulic shovel.
[0029]
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram extracting and representing a portion related to driving of the arm hydraulic cylinder 7 in the drive control device shown in FIG.
In FIG. 4, the solenoid valves 40A and 40B use the drive signal S from the controller 27 to determine the pilot source pressure generated by the pilot pump 28._2A, S_2BAnd a pilot pressure reducing valve that reduces the operating pilot pressure generated by reducing the pilot pressure. The pilot driving portions 20a and 20b of the arm switching valve 20 (more precisely, the pilot pressure receiving pressures located at both ends of a main spool 56 described later) The signals are output to the chambers 57A and 57B (see FIG. 7 described later). Although the solenoid valves 40A and 40B are actually provided integrally within the arm switching valve 20 (see FIG. 7 described later), they are separately shown for convenience in FIG.
[0030]
That is, when the operation lever 26a is operated in accordance with the arm cloud (or the arm dump, hereinafter the same relationship in parentheses), the controller 27 outputs the drive signal S corresponding to the operation amount._2A(Or drive signal S_2B) To the solenoid drive unit 40Aa of the solenoid valve 40A (or the solenoid drive unit 40Ba of the solenoid valve 40B) and the drive signal S to the solenoid drive unit 40Ba of the solenoid valve 40B (or the solenoid drive unit 40Aa of the solenoid valve 40A)._2B(Or drive signal S_2A) Is turned OFF. Thereby, the drive signal S is output from the solenoid valve 40A (or the solenoid valve 40B)._2A(Or drive signal S_2BOperating pilot pressure P reduced according to_A(Or operating pilot pressure P_B) Is output to the pilot drive unit 20a (or pilot drive unit 20b) of the arm switching valve 20 via the first pilot pressure line 41A (or the second pilot pressure line 41B), and the solenoid valve 40B (or the electromagnetic valve) The valve 40A) communicates the second pilot impulse line 41B (or the first pilot impulse line 41A) with the tank 32 to operate the operating pilot in the second pilot impulse line 41B (or the first pilot impulse line 41A). Pressure P_B(Operation pilot pressure P_A) Is the tank pressure. Therefore, the arm switching valve 20 is switched to the switching position 20A (or the switching position 20B), and the pressure oil from the hydraulic pump 15 receives the extension side pressure of the arm hydraulic cylinder 7 via the pipe 42A (or the pipe 42B). The arm hydraulic cylinder 7 is supplied to the chamber 7A (or the contraction-side pressure receiving chamber 7B) and extends (or contracts). In this manner, the arm 6 performs clouding (or dumping).
[0031]
On the other hand, when the operation lever 26a is not operated, the controller 27 outputs the drive signal S to the solenoid valves 40A and 40B._2A, S_2BAre both OFF. Thereby, both the first and second pilot pressure guiding conduits 41A and 41B are communicated with the tank 32, the arm switching valve 20 is at the neutral position 20C shown in FIG. 4, and the arm hydraulic cylinder 7 is stopped. Has become.
[0032]
The first pilot pressure line 41A and the second pilot pressure line 41B are connected by a pilot connection line 43, and a plug 44 is provided in the pilot connection line 43. With this plug 44, communication or interruption of the pilot connection pipe line 43 can be performed (details will be described later). Normally, the pilot connection pipe 43 is shut off.
[0033]
A pair of pressure sensors 45 and 46 are provided in the pilot connection pipe 43 via pressure guiding pipes 47 and 48 so as to sandwich the plug 44. These pressure sensors 45 and 46 are used to control the operating pilot pressure P of the first and second pilot impulse lines 41A and 41B._A, P_BAre detected and output to the controller 27 (see also FIG. 2).
[0034]
Reference numeral 49 denotes a bypass pipe provided in the relief pipe 38 to bypass the relief valve 39, and reference numeral 50 denotes an unload valve provided in the bypass pipe 49. The unload valve 50 is an electromagnetic switching valve provided with a solenoid drive unit 50a. When the all stop signal St from the controller 27 is input to the solenoid drive unit 50a, the unload valve 50 switches to the communication position 50A, and the pilot pump discharge line 36 and the pilot tank line 37 are communicated with each other. On the other hand, when the full stop signal St is not input from the controller 27, the controller 50 returns to the shut-off position 50B by the urging force of the spring 50b, and shuts off the pilot pump discharge line 36 and the pilot tank line 37 ( See also FIG. 2).
[0035]
From the pressure sensors 45 and 46, the operating pilot pressure P_A, P_BIs input to the controller 27, the operation pilot pressure P_A, P_BThe stop signal St is output to the unload valve 50 in response to. FIG. 5 is a flowchart showing the control contents relating to the all stop function at this time among the functions of the controller 27. The controller 27 starts the flow shown in FIG. 5 when the power is turned on, for example.
[0036]
In FIG. 5, first, at step 10, an operation signal S from the operation lever device 26 is output.₁, And the process proceeds to the next step 20.
[0037]
In step 20, the operation signal S input in step 10₁From the operation pilot pressure value P corresponding to the operation amount of the operation lever 26a._{A 0}, P_{B 0}Is calculated. Note that this operation is performed by, for example, operating signal S stored in advance in controller 27 (or may be set and input by an appropriate external terminal) shown in FIG.₁And operating pilot pressure value P_{A 0}, P_{B 0}Is performed based on the relationship.
[0038]
In the next step 30, the operation pilot pressures P of the first and second pilot pressure guiding lines 41A and 41B output from the pressure sensors 45 and 46 are set._A, P_B, And the process proceeds to the next step 40.
[0039]
In step 40, the operating pilot pressure P of the first pilot pressure line 41A input in step 30 is set._AIs the operating pilot pressure value P calculated in step 20 above._{A 0}It is determined whether or not: Operating pilot pressure P_AIs the operating pilot pressure value P_{A 0}If not, the determination is satisfied and the routine goes to the next step 50.
[0040]
In step 50, the operation pilot pressure P of the second pilot pressure line 41B input in step 30 is set._BIs the operating pilot pressure value P calculated in step 20 above._{B 0}It is determined whether or not: Operating pilot pressure P_BIs the operating pilot pressure value P_{B 0}If not, the determination is satisfied, and the routine returns to step 10.
[0041]
On the other hand, in step 40 or step 50, the operation pilot pressure P_A, P_BIs the operating pilot pressure value P_{A 0}, P_{B 0}If it is larger, the determination is not satisfied and the process goes to step 60.
[0042]
In step 60, the all-stop signal St is output to the solenoid drive unit 50a of the unload valve 50 to switch the unload valve 50 to the communication position 50A, thereby connecting the pilot pump discharge line 36 and the pilot tank line 37. To set the pilot source pressure to the tank pressure and set all pilot pressure operated switching valves to the neutral position to disable driving of all hydraulic actuators. Thereby, this flow ends.
[0043]
FIG. 7 is a vertical sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 3 showing a detailed structure of the arm switching valve 20 constituting the embodiment of the switching valve device of the hydraulic machine of the present invention.
In FIG. 7, the arm switching valve 20 includes a casing 55, a main spool 56 that is axially slidably fitted in a spool hole 55a provided in the casing 55, and both ends of the main spool 56. Pressure receiving chamber covers 58A, 58B that form pilot pressure receiving chambers 57A, 57B by covering, and drive signal S from controller 27._{2 A}, S_{2 B}And a pair of solenoid valves 40A and 40B for generating an operating pilot pressure and introducing the pilot pressure into the pilot pressure receiving chambers 57A and 57B.
[0044]
The solenoid valve 40A (or the solenoid valve 40B, the same correspondence is hereinafter referred to) includes the above-mentioned solenoid drive unit 40Aa (or the solenoid drive unit 40Ba) and the spool drive unit 40Ab (or the spool drive unit 40Bb). The spool drive unit 40Ab (or the spool drive unit 40Bb) is disposed in parallel with the main spool 56 on one side (a lower side in FIG. 7, hereinafter referred to as a lower side) of the main spool 56, and substantially in the spool axial direction. The solenoid driving portion 40Aa (or the solenoid driving portion 40Ba) penetrates through the pressure receiving chamber cover 58A (or the pressure receiving chamber cover 58B) and is fitted into the casing 55. It is provided so as to protrude outward. In this way, the solenoid valve 40A and the solenoid valve 40B are inserted into the casing 55 so as to be substantially opposed to the spool axial direction below the main spool 56, so that the main spool 56 and the solenoid valves 40A and 40B are connected to the casing 55. And the arm switching valve 20.
[0045]
The sub tank port 40Ab is arranged on the outer periphery of the spool drive unit 40Ab (or the spool drive unit 40Bb) in order from the solenoid drive unit 40Aa (or the solenoid drive unit 40Ba).₂(Or sub tank port 40Bb₂), Pressure receiving chamber port 40Ab₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃), Sub pump port 40Ab₄(Or sub pump port 40Bb₄) Are provided, and these sub tank ports 40Ab₂(Or sub tank port 40Bb₂), Pressure receiving chamber port 40Ab₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃), And sub-pump port 40Ab₄(Or sub pump port 40Bb₄) Are pilot tank port 59A (or pilot tank port 59B), first pilot impulse line 41A (or second pilot impulse line 41B), and pilot pump port 60A (or pilot pump port) provided in casing 55. 60B). The pilot tank ports 59A and 59B communicate with the pilot tank line 37, and the pilot pump ports 60A and 60B communicate with the pilot pump discharge pipe 36 (see FIGS. 2 and 4).
[0046]
Further, a spool hole 40Ab provided in the spool driving section 40Ab (or the spool driving section 40Bb) is provided.₁(Or spool hole 40Bb₁The sub-spool 61A (or the sub-spool 61B) is inserted into the parentheses, and can be slid in the axial direction by the urging force of the spring 62A (or the spring 62B) or the pressing force of the push pin 63A (or the push pin 63B). ing. That is, a movable iron core (not shown), a coil surrounding the movable iron core, and a fixed iron core including the coil are provided in the solenoid driving unit 40Aa (or the solenoid driving unit 40Ba). Drive signal S_2A(Or drive signal S_2B), When the coil is conducted, the movable iron core is attracted to the fixed iron core, whereby the push pin 63A (or the push pin 63B) is pressed against the urging force of the spring 62A (or the spring 62B). The spool 61A (or the sub-spool 61B) is slid rightward in FIG. 7 (or leftward in FIG. 7). As the sub spool 61A (or the sub spool 61B) slides, the sub tank port 40Ab₂(Or sub tank port 40Bb₂) And pressure receiving chamber port 40Ab₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃), The opening area of the throttle passage is reduced, while the pressure receiving chamber port 40Ab₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃) And sub-pump port 40Ab₄(Or sub pump port 40Bb₄The pressure receiving chamber port 40Ab₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃) Is the drive signal S from the controller 27._2A(Or drive signal S_2B) Is controlled so as to be in proportion to the pressure.
[0047]
On the other hand, when the coil is not conducting, the sub-spool 61A (or sub-spool 61B) is slid leftward in FIG. 7 (or rightward in FIG. 7) by the urging force of the spring 62A (or spring 62B). By doing so, the sub tank port 40Ab₂(Or sub tank port 40Bb₂) And pressure receiving chamber port 40Ab₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃) Is communicated with the pressure receiving chamber port 40Ab.₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃) And sub-pump port 40Ab₄(Or sub pump port 40Bb₄) Is cut off. Thereby, the pressure receiving chamber port 40Ab₃(Or pressure receiving chamber port 40Bb₃) Is the tank pressure.
[0048]
The pilot pressure receiving chambers 57A and 57B arranged at both ends of the main spool 56 are connected to the first and second pilot pressure guiding pipes 41A and 41B, respectively, and the operation of outputting the electromagnetic valves 40A and 40B. The pilot pressure is guided to the pilot pressure receiving chambers 57A and 57B, respectively. That is, when the operation pilot pressure is guided to the pilot pressure receiving chamber 57A, the main spool 56 slides rightward in FIG. 7 to the extension position corresponding to the extension operation of the arm hydraulic cylinder 7, and the pilot pressure When the operating pilot pressure is guided to the pressure receiving chamber 57B, the main spool 56 slides leftward in FIG. 7 to be in a contracted position corresponding to the contracting operation of the arm hydraulic cylinder 7. When the operation pilot pressure is not guided to both the pilot pressure receiving chambers 57A and 57B, the main spool 56 is moved by the urging force of the springs 64A and 64B provided in the pilot pressure receiving chambers 57A and 57B. The neutral position (position shown in FIG. 7) corresponding to the stop of the hydraulic cylinder 7 is provided.
[0049]
At a substantially central portion of the casing 55, a main pump port 65 is provided. The pressure oil discharged from the hydraulic pump 15 flows into the main pump port 65 via the pump port 29 of the switching valve device 17. When the main spool 56 is in the extended position or the contracted position, the pressure oil flowing into the main pump port 65 is connected to the main pump port 65 and the receiving chamber 66 by meter-in throttles 67A and 67B. The air flows into the receiving chamber 66 via the throttles 67A and 67B. When the main spool 56 is at the neutral position, the arm switching valve 20 is bypassed.
[0050]
A pressure compensating valve 68 is provided substantially at the center of the other side of the casing 55 (the upper side in FIG. 7, hereinafter referred to as the upper side). The pressure compensating valve 68 is provided so as to be sandwiched between the plug 68a fixed by screwing into the screw hole 55b provided in the casing 55, the valve body 68b, and the plug 68a and the valve body 68b. A spring 68c and a pressure receiving portion 68d provided on the valve receiving chamber 66 side of the valve body 68b are provided. With such a configuration, the pressure compensating valve 68 has a function of compensating with the urging force of the spring 68c or the like so that the pressure of the pressure oil flowing from the receiving chamber 66 into the flow paths 69A and 69B becomes a predetermined value or more. are doing. That is, when the pressure of the pressure oil flowing into the receiving chamber 66 becomes equal to or higher than a predetermined value, the pressure oil pushes up the pressure receiving portion 68d upward against the urging force of the spring 68c, whereby the pressure oil receives the pressure receiving pressure. Inlets 68d provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the portion 68d₁Through the flow passages 69A and 69B.
[0051]
When the main spool 56 is in the extended position (or contracted position, the same applies hereinafter), the pressure oil that has flowed into the flow channels 69A and 69B flows from the flow channel 69A (or the flow channel 69B) to the throttle portion 56A of the main spool 56. The fluid is discharged from the actuator port 70A (or the actuator port 70B) through the throttle port 56B (or the throttle port 56B) and passes through the pipe 42A (or the pipe 42B) to extend the pressure receiving chamber 7A (or the contraction side) of the arm hydraulic cylinder 7. The pressure is supplied to the pressure receiving chamber 7B). Thus, the arm hydraulic cylinder 7 is extended (or contracted). At this time, the pressure oil discharged from the contraction side pressure receiving chamber 7B (or the extension side pressure receiving chamber 7A) passes through the pipe 42B (or the pipe 42A) and from the actuator port 70B (or the actuator port 70A) to the arm switching valve. 20 through the throttle 56B (or throttle 56A) of the main spool 56, into the flow channel 71B (or flow channel 71A), and from the main tank port 72B (or main tank port 72A) to the main tank line. The fuel flows into the tank 32 via 33. The flow paths 71A and 71B communicate with each other below the main spool 56.
[0052]
When the main spool 56 is at the neutral position, the flow paths 69A and 69B and the throttle portions 56A and 56B are shut off, the supply of the pressure oil is shut off, and the arm hydraulic cylinder 7 stops. At this time, since the throttle portions 56A and 56B are shut off and sealed from the flow paths 69A and 69B and the flow paths 71A and 71B, the extension side of the arm hydraulic cylinder 7 (the extension side pressure receiving chamber 7A, the pipe 42A, The pressure oil in the actuator port 70A and the throttle portion 56A) and the pressure oil in the contraction side (the contraction side pressure receiving chamber 7B, the pipe 42B, the actuator port 70B, and the throttle portion 56B) cannot flow together, so that the arm hydraulic cylinder 7 is fixed. It is supposed to be.
[0053]
In the arm switching valve 20 having the basic configuration as described above, in the present embodiment, the arm switching valve 20 is provided below the main spool 56 in the casing 55 (more specifically, below the communication portion between the flow paths 71A and 71B). As described above, the pilot connection line 43 that connects the first pilot pressure line 41A and the second pilot pressure line 41B is provided. The pilot connection pipe 43 includes a first pilot connection pipe 43A branched from the first pilot pressure pipe 41A, a second pilot connection pipe 43B branched from the second pilot pressure pipe 41B, and a second pilot connection pipe 43B. And a vertical pipe 43C communicating the first and second pilot connection pipes 43A and 43B. The first and second pilot connection pipe lines 43A and 43B extend in the direction in which the gaps between the flow paths 71A and 71B and the solenoid valves 40A and 40B approach each other substantially in the axial direction of the spool. The pressure guiding pipelines 47 and 48 are provided in a branched manner, and communicate with each other by a vertical pipeline 43C near the center in the spool axial direction. This vertical conduit 43C is an upper 43C₁And lower 43C₂The upper and lower 43C₁, 43C₂Is provided in a direction substantially perpendicular to the spool axis direction. This lower part 43C₂Has an inner thread portion on its inner peripheral surface, and is screwed with a plug 74 described later. Also, the upper 43C₁Is closed by a distal end portion 74a of a plug 74 described later, so that the pilot connection pipeline 43 is shut off. The lower 43C₂Is provided in a substantially trapezoidal concave portion 55c provided on the lower end surface of the casing 55 so as to open from above.
[0054]
The plug 74 has an external thread portion on the outer peripheral surface thereof, and as described above, the vertical conduit lower portion 43C₂Threaded with the internal threaded part. That is, for example, a flat screwdriver or the like is engaged with the concave portion 74b of the plug 74 and the plug 74 advances and retreats with respect to the casing 55 by a screw action.₁Are opened and closed, so that the pilot connection pipe 43 can be communicated or cut off at a substantially central portion. Reference numeral 75 denotes a nut for positioning and fixing the plug 74.
[0055]
The plug 74 and the nut 75 and the pressure sensors 45 and 46 are provided in the recess 55c so as not to protrude from the lower end surface of the casing 55. Accordingly, for example, it is possible to prevent foreign matter from colliding with the pressure sensors 45 and 46 and the plug 74 from the outside, and to protect the pressure sensors 45 and 46 and the plug 74. In addition, for example, it is possible to prevent the switching valve device 17 and its surroundings from being caught due to the protrusion during maintenance, thereby improving maintainability.
[0056]
As described above, the pressure sensors 45 and 46 detect the operating pilot pressures in the first and second pilot pressure guiding lines 41A and 41B, respectively, and send the pressure signal P to the controller 27._A, P_BAs each output.
[0057]
Although the arm switching valve 20 has been described above as an example, the structure of the other boom switching valve 19, bucket switching valve 21, swing switching valve 23, and turning switching valve 24 is also described above. It has the same structure as the valve 20.
[0058]
In the above, the engine 14 constitutes the prime mover described in the claims, and includes the left and right traveling hydraulic motors 1L and 1R, the boom hydraulic cylinder 5, the arm hydraulic cylinder 7, the bucket hydraulic cylinder 9, and the blades. The hydraulic cylinder 11, the swing hydraulic cylinder 13, and the turning hydraulic motor 16 constitute a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from a hydraulic pump.
[0059]
Further, the main spool 56 constitutes a spool which is slid in the axial direction by the operation pilot pressure, the plug 74 constitutes an opening / closing means for communicating or blocking the pilot connection line, and the controller 27 and the unload valve 50 are connected. It is determined whether or not the operation pilot pressure detected by the pressure sensor is abnormal, and safety means for disabling the driving of the plurality of hydraulic actuators is constituted. The bypass line 49 is a pipe connecting the discharge pipe of the pilot pump and the tank. Configure the road.
[0060]
Next, the operation and action of the embodiment of the drive control device and the switching valve device of the hydraulic machine of the present invention having the above-described configuration will be described below.
(1) During normal work
When the operator operates the operation lever 26a, an operation signal S corresponding to the operation amount of the operation lever 26a is output from the potentiometer 26b.₁Is output to the controller 27, and the input operation signal S₁Drive signal S calculated by the controller 27 in accordance with₂Are output to the boom switching valve 19, arm switching valve 20, bucket switching valve 21, swing switching valve 23, and swing switching valve 24 of the switching valve device 17, respectively. The operation of the pilot pressure operated switching valve and the hydraulic actuator at this time will be described with reference to the arm switching valve 20 and the arm hydraulic cylinder 7 as examples.
[0061]
For example, when the operator performs an operation corresponding to the arm cloud on the operation lever 26a, the operation signal S₁Is input to the drive signal S corresponding to the arm cloud._2A, S_2BTo the solenoid drive units 40Aa and 40Ba of the solenoid valves 40A and 40B, respectively.
[0062]
At this time, in the solenoid valve 40A, the coil of the solenoid drive unit 40Aa is turned on, the sub-spool 61A is brought into the pilot pressure communication position by the pressing force of the push pin 63A, and the sub-pump port 40Ab of the solenoid valve 40A.₄And pressure receiving chamber port 40Ab₃Is communicated. As a result, the pilot source pressure generated by the pilot pump 28 is transmitted from the pilot pump port 60A to the sub-pump port 40Ab of the solenoid valve 40A.₄Through the spool hole 46Ab₁And the pressure is reduced according to the operation amount of the operation lever 26a, and is set as the operation pilot pressure as the pressure receiving chamber port 40Ab.₃And it is guided to the pilot pressure receiving chamber 57A via the first pilot pressure introducing pipe line 41A.
[0063]
On the other hand, in the solenoid valve 40B, the coil of the solenoid drive unit 40Ba stops conducting, and the pressing force of the push pin 63B disappears, so that the sub-spool 61B becomes the pilot pressure cutoff position, and the pressure receiving chamber port 40Bb of the solenoid valve 40B.₃And sub tank port 40Bb₂Is communicated. As a result, the pilot pressure receiving chamber 57B and the second pilot impulse line 41B are connected to the pressure receiving chamber port 40Bb.₃, Sub tank port 40Bb₂, And the tank 32 via the pilot tank port 59B, and the pressure in the pilot pressure receiving chamber 57B becomes the tank pressure.
[0064]
As a result, the main spool 56 slides due to the operating pilot pressure guided into the pilot pressure receiving chamber 57A, and assumes the extended position. Thereby, the main pump port 65 and the receiving chamber 66 are communicated by the meter-in throttle 67A. That is, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 15 is throttled by the meter-in throttle 67A to a flow rate corresponding to the operation amount of the operation lever 26a, flows into the receiving chamber 66 from the main pump port 65, and the pressure compensation valve 68 is set. When the pressure becomes equal to or higher than the predetermined pressure, the pressure is discharged from the actuator port 70A through the flow path 69A and the throttle portion 56A, and is supplied to the extension-side pressure receiving chamber 7A of the arm hydraulic cylinder 7 through the pipe 42A. As a result, the arm hydraulic cylinder 7 extends, and the arm 6 performs a cloud operation.
[0065]
On the other hand, when the operator performs an operation corresponding to the arm dump on the operation lever 26a, the controller 27 outputs the drive signal S corresponding to the arm dump._2A, S_2BTo the solenoid drive units 40Aa and 40Ba of the solenoid valves 40A and 40B, respectively.
[0066]
At this time, the solenoid valve 40B is at the pilot pressure communication position, whereby the pilot source pressure is reduced according to the operation amount of the operation lever 26a, and becomes the pilot pressure receiving chamber via the second pilot pressure introducing pipe 41B as the operation pilot pressure. 57B. On the other hand, the solenoid valve 40A is at the pilot pressure shutoff position, whereby the pressure in the pilot pressure receiving chamber 57A becomes the tank pressure.
[0067]
As a result, the main spool 56 is in the contracted position, and the pressure oil from the hydraulic pump 15 is throttled by the meter-in throttle 67B to a flow rate corresponding to the operation amount of the operation lever 26a. From the actuator port 70B, and is supplied to the contraction-side pressure receiving chamber 7B of the arm hydraulic cylinder 7 through the conduit 42B. Accordingly, the arm hydraulic cylinder 7 is shortened, and the arm 6 performs a dumping operation.
[0068]
On the other hand, when the operator does not operate the operation lever 26a, the controller 27 outputs the drive signal S corresponding to the arm stop._2A, S_2BTo the solenoid drive units 40Aa and 40Ba of the solenoid valves 40A and 40B, respectively. As a result, the solenoid valves 40A and 40B are both at the pilot pressure cutoff position, and the pressures in the pilot pressure receiving chambers 57A and 57B are both tank pressure. As a result, the main spool 56 is at the neutral position, and the throttle portions 56A and 56B are sealed, so that the arm 6 is stopped and fixed.
[0069]
At this time, the plug 74 is screwed into the shut-off position, and the pilot connection pipe 43 is separated by the plug 74 into a first pilot connection pipe 43A and a second pilot connection pipe 43B. That is, the operating pilot pressures guided into the pilot pressure receiving chambers 57A and 57B are the first and second pilot impulse lines 41A and 41B, the first and second pilot connection lines 43A and 43B, and the impulse lines 47 and 48. The pressure is guided to the pressure sensors 45 and 46 via the pressure sensors 45 and 46, respectively, and is constantly detected by the pressure sensors 45 and 46. At this time, these pressure sensors 45 and 46 use the detected operating pilot pressure as a pressure signal P_A, P_BTo the controller 27.
[0070]
The control of the controller 27 at this time will be described with reference to FIG. That is, when the operation lever 26a is operated by the operator, the drive signal S₁Is input, and the driving signal S shown in FIG.₁And operating pilot pressure value P_{A 0}, P_{B 0}From these operating pilot pressure values P_{A 0}, P_{B 0}Is calculated. In the next step 30, the operating pilot pressure P output from the pressure sensors 45 and 46 is set._A, P_BAt step 40 and step 50, the operation pilot pressure P_A, P_BIs the operating pilot pressure value P_{A 0}, P_{B 0}It is determined whether or not: During normal operation, the solenoid valves 40A and 40B are normally driven to output the operating pilot pressure, and the actual operating pilot pressure P_A, P_BAnd operating pilot pressure value P_{A 0}, P_{B 0}Are substantially equivalent to each other, so that the determinations in Steps 40 and 50 are satisfied, and the routine goes to Step 10. In this manner, the controller 27 normally repeats steps 10 to 50 in FIG.
[0071]
(2) Abnormal
For example, in the solenoid valves 40A and 40B of the arm switching valve 20, the sub-spools 61A and 61B stick or the drive signal S due to a control problem of the controller 27 or the like.₁If there is an abnormality in the driving of the solenoid valves 40A and 40B due to the abnormality, there is a possibility that there is a discrepancy between the operation amount of the operation lever 26a and the actual operation of the arm 6. In such a case, the actual operating pilot pressure P detected by the pressure sensors 45 and 46_A, P_BIs the operation pilot pressure value P calculated by the controller 27 from the operation amount of the operation lever 26a._{A 0}, P_{B 0}It could be larger. At this time, the controller 27 sets the actual operating pilot pressure P input and calculated in steps 10 to 30 in FIG._A, P_BAnd operating pilot pressure value P_{A 0}, P_{B 0}Are compared in steps 40 and 50, and the operating pilot pressure P_A, P_BAt least one of the operating pilot pressure values P_{A 0}, P_{B 0}If it is larger than the above, in the next step 60, a full stop signal St is output to the solenoid drive unit 50a of the unload valve 50 to switch the unload valve 50 to the communication position 50A, and the pilot pump discharge line 36 and the pilot pump By communicating with the tank line 37, the pilot source pressure is set to the tank pressure, and all the pilot pressure operated switching valves are set to the neutral position. As a result, it is impossible to drive all hydraulic actuators provided in the hydraulic excavator.
[0072]
In this way, the operation of the hydraulic actuator related to the failure is stopped, and the other hydraulic actuators are also disabled so that the safety is ensured. 74 is loosened using a jig such as a flathead screwdriver, so that the first pilot connection pipe 43A and the second pilot connection pipe 43B are communicated. In addition, the total stop signal St output from the controller 27 to the unload valve 50 is reset, for example, by turning off the power of the controller 27.
[0073]
After that, the engine 14 is started again, the power of the controller 27 is turned on, and the operation is started. At this time, since one of the solenoid valves 40A and 40B is operated in the arm switching valve 20 because the pilot connection pipe 43 is in communication with the arm switching valve 20, the other non-operated solenoid is inactive. Since the output port of the valve communicates with the tank 32, the operating pilot pressure by the actuated solenoid valve also becomes the tank pressure, and the main spool 56 does not operate. As a result, the arm hydraulic cylinder 7 remains stopped regardless of the operation amount of the operation lever 26a. At this time, the operating pilot pressure P of the pilot impulse lines 41A and 41B detected by the pressure sensors 45 and 46 is used._A, P_BIs substantially equal to the tank pressure, but the controller 27 determines these operating pilot pressures P as shown in steps 40 and 50 in FIG._A, P_BIs the operating pilot pressure value P_{A 0}, P_{B 0}Since the lower portion is not regarded as abnormal, the unload valve 50 is not operated again unless another electromagnetic valve abnormality or the like occurs. Therefore, in a state where only the operation of the arm 6 in which the electromagnetic valve abnormality or the like has occurred is disabled, other necessary hydraulic actuators can be driven as usual. For example, this is performed during road construction work. In the event of a serious abnormality, the lower traveling body 1 can be driven to move the hydraulic shovel to a place where traffic is not obstructed.
[0074]
In this manner, according to the present embodiment, safety is ensured by temporarily disabling all hydraulic actuators of the hydraulic shovel when the operating pilot pressure is abnormal such as a failure of the solenoid valve, and then the emergency Required hydraulic actuators other than the hydraulic actuator related to the failure can be driven. Further, according to the present embodiment, the operation of the hydraulic actuator relating to the failure can be disabled by a simple and simple mechanical configuration in which one plug 74 is provided in the pilot connection pipe 43, and thus the prior art described above. Thus, a simple and inexpensive configuration can be realized as compared with an electrical configuration in which the first and second pilot pressure conduits of the pilot pressure operable switching valve are each provided with an electromagnetic on-off valve.
[0075]
In the embodiment of the present invention, when the operation pilot pressure is abnormal, the unload valve 50 is operated to set the pilot source pressure to the tank pressure, thereby disabling all hydraulic actuators. However, the invention is not limited to this. For example, the engine 14 may be stopped automatically or manually to stop the hydraulic pump serving as the hydraulic pressure source, thereby making all the hydraulic actuators inoperable.
[0076]
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the operation of all hydraulic actuators is disabled when the operating pilot pressure is abnormal. However, the present invention is not limited to this. For example, even if the driving of the bucket hydraulic cylinder 9 or the like is continued. The drive of the hydraulic actuator having a relatively low risk may be continued even when an abnormality occurs. In this case, a throttle 80 is provided in the discharge pipe 36 of the hydraulic pump 15 as shown in FIG. 8, and a supply pipe 81 which is branched on the pump side of the throttle 80 and supplies pressure oil to the bucket switching valve 21 is provided. Just fine.
[0077]
In the embodiment of the present invention, the casing of the pilot pressure operated switching valve is an integral casing like the casing 55 of the arm switching valve 20 described above. However, the present invention is not limited to this. The casing may be a two-piece casing including a spool section containing a solenoid valve and a solenoid valve section containing a solenoid valve. In this case, the pilot connection line connecting the first and second pilot pressure introduction lines may be provided in the spool section, or may be provided in either the upper part or the lower part of the solenoid valve in the solenoid valve section. Further, the present invention is not limited to this. For example, a casing including three or more sections, such as a casing in which a third section including other elements such as an auxiliary valve for the main spool is disposed between the spool section and the solenoid valve section. May be used.
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, when an abnormality occurs in the operation of the hydraulic actuator due to an abnormality of the operating pilot pressure such as a failure of the solenoid valve, the safety means stops driving of the hydraulic actuator related to the failure to ensure safety, and By opening the opening / closing means of the pilot pressure operable switching valve related to the above and connecting the first and second pilot impulse lines, other necessary hydraulic actuators in a state where only the hydraulic actuator related to the failure is disabled Can be driven in an emergency. Further, according to the present invention, by providing one opening / closing means in the pilot connection pipe, the operation of the hydraulic actuator related to the failure can be disabled, so that a simple and inexpensive configuration can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view illustrating an entire structure of a hydraulic shovel including a drive control device and a switching valve device for a hydraulic machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram illustrating the overall schematic configuration of a hydraulic machine drive control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a top view illustrating a detailed structure of an embodiment of the switching valve device for a hydraulic machine of the present invention.
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram illustrating a portion related to driving of the arm hydraulic cylinder in the embodiment of the drive control device for a hydraulic machine of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the control contents related to an all-stop function among functions of a controller constituting an embodiment of the drive control device for a hydraulic machine of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an operation signal and an operation pilot pressure value stored in a controller constituting an embodiment of a drive control device for a hydraulic machine of the present invention in advance.
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view taken along a line VII-VII in FIG. 3, showing a detailed structure of an arm switching valve constituting an embodiment of the switching valve device for a hydraulic machine of the present invention.
FIG. 8 is a hydraulic circuit diagram illustrating an overall schematic configuration of a modification of the embodiment of the drive control device for a hydraulic machine of the present invention.
[Explanation of symbols]
1L / 1R left / right traveling hydraulic motor (hydraulic actuator)
Hydraulic cylinder for 5mm boom (hydraulic actuator)
7mm hydraulic cylinder for arm (hydraulic actuator)
9mm bucket hydraulic cylinder (hydraulic actuator)
11 mm hydraulic cylinder for blade (hydraulic actuator)
13mm hydraulic cylinder for swing (hydraulic actuator)
14 engine (motor)
15 hydraulic pump
16 turning hydraulic motor (hydraulic actuator)
17 switching valve device
19 boom switching valve (pilot pressure operated switching valve)
Switching valve for 20 mm arm (pilot pressure operated switching valve)
21 Bucket switching valve (pilot pressure operated switching valve)
23 Swing switching valve (pilot pressure operated switching valve)
24 ° swivel switching valve (pilot pressure operated switching valve)
26a operation lever
27 Controller (Safety measures)
28 pilot pump
32 tank
36 discharge line
40A, 40B solenoid valve
41A, 41B 1st and 2nd pilot pressure line
43 Pilot connection line
45, 46 pressure sensor
49 bypass pipe (pipe)
50mm unload valve (safety means)
55 casing
55a Spool hole
56 main spool
57A, 57B Pilot pressure receiving chamber
74 plug (opening / closing means)

Claims (5)

原動機と、この原動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、これら複数の油圧アクチュエータを手動操作するための操作レバーと、この操作レバーの操作量に応じて駆動信号を出力するコントローラと、前記コントローラからの駆動信号に応じて作動し前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数のパイロット圧操作型切換弁とを有し、前記複数のパイロット圧操作型切換弁は、それぞれ、少なくとも１つのセクションから構成されるケーシング、このケーシングに設けたスプール孔に嵌挿され、両端のパイロット圧受圧室内に導かれる操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプール、前記コントローラからの駆動信号に応じて前記操作パイロット圧を生成する一対の電磁弁、これら一対の電磁弁から前記パイロット圧受圧室に前記操作パイロット圧を導入する第１及び第２パイロット導圧管路を備える油圧機械の駆動制御装置において、
前記第１及び第２パイロット導圧管路の操作パイロット圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出した操作パイロット圧が異常かどうかを判断し、前記操作パイロット圧が異常であるとその操作パイロット圧に係わる油圧アクチュエータの駆動を停止する安全手段と、
前記ケーシング内に設けられ、前記第１及び第２パイロット導圧管路を接続するパイロット接続管路及びこのパイロット接続管路の連通又は遮断を行う開閉手段とを備えることを特徴とする油圧機械の駆動制御装置。A prime mover, a hydraulic pump driven by the prime mover, a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, an operation lever for manually operating the plurality of hydraulic actuators, and an operation lever A controller that outputs a drive signal in accordance with the amount of operation of the plurality of pilot pressure operated switching valves that operate in response to the drive signal from the controller and control the flow of pressure oil supplied to the plurality of hydraulic actuators; A plurality of pilot pressure operated switching valves, each of which includes a casing composed of at least one section, an operating pilot inserted into a spool hole provided in the casing, and guided into pilot pressure receiving chambers at both ends. Spool that slides in the axial direction by pressure, according to the drive signal from the controller A pair of solenoid valves for generating the operation pilot pressure, the hydraulic machine of the drive control device comprising a first and a second pilot conductive pressure line for introducing the operation pilot pressure to the pilot pressure receiving chamber from the pair of electromagnetic valves,
A pressure sensor for detecting an operating pilot pressure of the first and second pilot impulse lines;
Safety means for determining whether the operating pilot pressure detected by the pressure sensor is abnormal, and stopping the driving of a hydraulic actuator related to the operating pilot pressure if the operating pilot pressure is abnormal;
A drive for a hydraulic machine, comprising: a pilot connection pipe provided in the casing, for connecting the first and second pilot pressure pipes, and an opening / closing means for communicating or blocking the pilot connection pipe. Control device. 請求項１記載の油圧機械の駆動制御装置において、前記原動機によって駆動されるパイロットポンプと、このパイロットポンプの吐出管路とタンクとを接続する管路に設けたアンロード弁とをさらに備え、且つ、前記安全手段は、前記圧力センサの検出した前記第１又は第２パイロット導圧管路の操作パイロット圧が前記操作レバーの操作量に相当する操作パイロット圧よりも大きい場合に、前記パイロットポンプの吐出管路を前記タンクに連通させるアンロード弁であることを特徴とする油圧機械の駆動制御装置。2. The drive control device for a hydraulic machine according to claim 1, further comprising: a pilot pump driven by the prime mover; and an unload valve provided in a pipe connecting a discharge pipe and a tank of the pilot pump. The safety means is configured to discharge the pilot pump when an operating pilot pressure of the first or second pilot pressure guiding line detected by the pressure sensor is higher than an operating pilot pressure corresponding to an operation amount of the operating lever. A drive control device for a hydraulic machine, wherein the drive control device is an unload valve that connects a pipe to the tank. 請求項１又は２記載の油圧機械の駆動制御装置において、前記開閉手段は、前記ケーシングにねじ込まれることで前記パイロット接続管路の連通又は遮断を行うプラグであることを特徴とする油圧機械の駆動制御装置。3. The hydraulic machine drive control device according to claim 1, wherein the opening / closing means is a plug that is connected to or interrupts the pilot connection pipe by being screwed into the casing. Control device. 請求項３記載の油圧機械の駆動制御装置において、前記プラグを前記ケーシング内部に収納配置したことを特徴とする油圧機械の駆動制御装置。The drive control device for a hydraulic machine according to claim 3, wherein the plug is housed and arranged inside the casing. コントローラからの駆動信号に応じて作動し複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数のパイロット圧操作型切換弁を有し、前記複数のパイロット圧操作型切換弁は、それぞれ、少なくとも１つのセクションから構成されるケーシング、このケーシングに設けたスプール孔に嵌挿され、両端のパイロット圧受圧室内に導かれる操作パイロット圧により軸方向に摺動されるスプール、前記コントローラからの駆動信号に応じて前記操作パイロット圧を生成する一対の電磁弁、これら一対の電磁弁から前記パイロット圧受圧室に前記操作パイロット圧を導入する第１及び第２パイロット導圧管路を備える油圧機械の切換弁装置において、
前記ケーシング内に設けられ、前記第１及び第２パイロット導圧管路を接続するパイロット接続管路及びこのパイロット接続管路の連通又は遮断を行う開閉手段を備えることを特徴とする油圧機械の切換弁装置。It has a plurality of pilot pressure operated switching valves that operate in response to a drive signal from a controller to control the flow of hydraulic oil supplied to the plurality of hydraulic actuators, and the plurality of pilot pressure operated switching valves are respectively: A casing composed of at least one section, a spool fitted into a spool hole provided in the casing, and axially slid by an operating pilot pressure guided into pilot pressure receiving chambers at both ends; a drive signal from the controller Switching valve for a hydraulic machine including a pair of solenoid valves for generating the operating pilot pressure in accordance with the first and second pilot pressure introducing conduits for introducing the operating pilot pressure from the pair of solenoid valves to the pilot pressure receiving chamber. In the device,
A switching valve for a hydraulic machine, comprising: a pilot connection line provided in the casing to connect the first and second pilot pressure lines, and an opening / closing means for communicating or blocking the pilot connection line. apparatus.

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