建設機械の走行モータ制御装置
【課題】 暖機運転後の走行開始時に走行モータのヒートバランスが崩れることを抑制し、熱膨張差による作動不良や故障の発生を抑制する。
【解決手段】 建設機械の上位体と下位体との間に配置されるスイベルジョイント１１を介してポンプ及びタンクに接続される走行モータ２０と、ポンプ及びタンクの走行モータ２０への接続状態を切り換えて走行モータ２０を制御するモータ制御弁２１とを備える。モータ制御弁２１は、中立位置２１ａと正転位置２１ｂと逆転位置２１ｄとを有し、操縦装置からの指令及び走行モータ２０の流入側の圧力に基づいて位置が切り換わる。モータ制御弁２１は、下位体に配置されるとともに走行モータ２０に対して一体的に形成される。暖機運転の際は、ポンプから吐出された圧油がスイベルジョイント１１とモータ制御弁２１とを介して上位体にあるタンクに循環される。
【解決手段】 建設機械の上位体と下位体との間に配置されるスイベルジョイント１１を介してポンプ及びタンクに接続される走行モータ２０と、ポンプ及びタンクの走行モータ２０への接続状態を切り換えて走行モータ２０を制御するモータ制御弁２１とを備える。モータ制御弁２１は、中立位置２１ａと正転位置２１ｂと逆転位置２１ｄとを有し、操縦装置からの指令及び走行モータ２０の流入側の圧力に基づいて位置が切り換わる。モータ制御弁２１は、下位体に配置されるとともに走行モータ２０に対して一体的に形成される。暖機運転の際は、ポンプから吐出された圧油がスイベルジョイント１１とモータ制御弁２１とを介して上位体にあるタンクに循環される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ポンプ及びタンクにスイベルジョイントを介して接続される走行モータと、ポンプ及びタンクの走行モータへの接続状態を切り換えて走行モータを停止状態、正転状態、及び逆転状態のいずれかの状態に制御するモータ制御弁とを備える建設機械の走行モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行モータとその運転状態を制御するモータ制御弁とを備える建設機械の走行モータ制御装置（以下、単に「走行モータ制御装置」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されているような従来の走行モータ制御装置においては、そのモータ制御弁は、走行モータ以外の他のアクチュエータの作動を制御する制御弁とともに一体的に形成されており、スイベルジョイントよりも上方の部分である建設機械の上位体に配置されている。このような走行モータ制御装置を備えた建設機械を冬季の寒冷地などの気温の低い環境で運転する場合は、始動時における作動油の粘土が高くなっているため、まず暖気運転が行われることになる。暖気運転中は、作動油がポンプと各制御弁とタンクとの間を循環するため、作動油が暖められることになる。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２４９７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の走行モータ制御装置を備える建設機械において上述の暖気運転が行われた場合、暖気運転中にポンプから各制御弁を経てタンクへと作動油が循環するもののモータ制御弁と走行モータとの間は作動油が循環しない。このため、モータ制御弁と走行モータとの間は、暖気運転で暖められた作動油が流れることもなく、暖気運転中も冷えたままの状態になっている。このような状態で建設機械の走行が開始されると、暖められた作動油が冷えたままの状態の走行モータに急激に供給されることになり、走行モータにおけるヒートバランスが崩れてしまうことになる。即ち、走行モータにおいて、暖められた作動油に接した一部の部品が急激に暖められる一方、他の部品が冷えた状態のままとなってしまうことになる。このように、従来の走行モータ制御装置においては、暖気運転後の走行開始時に発生する熱膨張の差に起因して、走行モータの作動不良や故障を誘発してしまう虞があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、建設機械の走行モータ制御装置に関し、暖気運転後の走行開始時において走行モータのヒートバランスが崩れてしまうことを抑制し、走行モータ内で熱膨張差が生じてしまうことによる走行モータの作動不良や故障の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明に係る建設機械の走行モータ制御装置は、上位体と下位体との間にスイベルジョイントが配置されている建設機械に備えられ、ポンプ及びタンクに前記スイベルジョイントを介して接続される走行モータと、前記ポンプ及び前記タンクの前記走行モータへの接続状態を切り換えて前記走行モータを停止状態又は正転状態又は逆転状態に制御するモータ制御弁とを備え、前記モータ制御弁は、前記停止状態とするための中立位置と、前記正転状態とするための正転位置と、前記逆転状態とするための逆転位置とを有し、操縦者が操作する操縦装置からの指令及び前記走行モータへの圧油の流入側の圧力に基づいて前記中立位置又は前記正転位置又は前記逆転位置に切り換わる建設機械の走行モータ制御装置において、前記モータ制御弁は、前記走行モータが配置されている前記下位体に配置されるとともに前記走行モータに対して一体的に形成され、暖機運転の際は、前記ポンプから吐出された圧油が前記スイベルジョイントと前記モータ制御弁とを介して前記上位体に配置されている前記タンクに循環されることを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、建設機械の暖気運転が行われると、走行モータが配置されている下位体に配置されたモータ制御弁までポンプから吐出された作動油が循環することになる。このため、循環して暖められる作動油によってモータ制御弁が暖められるとともに、モータ制御弁が一体的に形成された走行モータまで暖められることになる。従って、本発明の構成によると、建設機械の走行モータ制御装置に関し、暖気運転後の走行開始時において走行モータのヒートバランスが崩れてしまうことを抑制し、走行モータ内で熱膨張差が生じてしまうことによる走行モータの作動不良や故障の発生を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係る建設機械の走行モータ制御装置は、前記モータ制御弁は、前記走行モータとは異なる他の油圧アクチュエータの制御弁とタンデム接続又はシリアル接続されるとともに、前記他の油圧アクチュエータの制御弁の下流側に設けられていることが望ましい。
【０００９】
この構成によると、ポンプから供給される圧油は、他の油圧アクチュエータの制御弁を通過した後に、モータ制御弁に供給されることになる。このため、モータ制御弁を下位体に配置することに対応する長さ分だけ配管長が長くなってしまうことによる圧力損失が、他の油圧アクチュエータに影響することがない。従って、エネルギー効率の低下を招いてしまうことを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る建設機械の走行モータ制御装置が備えられる油圧回路を例示したものである。図１に示す油圧回路１０が配設される建設機械は、クローラ車体として構成される下位体とその上方に配置される上位体とを備えて構成されており、上位体と下位体との間にはスイベルジョイント１１が配置されている。この建設機械には、上位体に第１ポンプ１２及び第２ポンプ１３の少なくとも２つの油圧ポンプとタンク１４とが配置されるとともに、これらのポンプ（１２、１３）から圧油が供給される各種油圧アクチュエータが設けられている。下位体には、ポンプ（１２、１３）及びタンク１４にスイベルジョイント１１を介して接続される走行モータが設けられている。なお、この建設機械には右走行モータ２０と左走行モータとが設けられているが、図１ではその一方の右走行モータ２０のみを図示している。一方、上位体には、走行モータとは異なる他の油圧アクチュエータとして、バケットを動作させるバケットシリンダ、ブームを動作させるブームシリンダ、旋回（スイング）モータ、アームを動作させるアームシリンダなどが設けられている。
【００１１】
また、図１に示すように、この建設機械の油圧回路１０は、上位体に配置されるメインコントロールバルブ１５と、本実施形態に係る建設機械の走行モータ制御装置１（以下、単に「走行モータ制御装置１」という）とを備えて構成されている。
【００１２】
メインコントロールバルブ１５には、旋回モータへの圧油の供給を制御するスイング用方向切換弁１６、アームシリンダへの圧油の供給を制御するアーム用方向切換弁１７、バケットシリンダへの圧油の供給を制御するバケット用方向切換弁１８、ブームシリンダへの圧油の供給を制御するブーム用方向切換弁１９などが備えられている。なお、スイング用方向切換弁１６及びアーム用方向切換弁１７は第１ポンプ１２の下流側に接続されており、バケット用方向切換弁１８及びブーム用方向切換弁１９は第２ポンプ１３の下流側に接続されている。
【００１３】
走行モータ制御装置１は、右走行モータ２０、左走行モータなどを備えて構成されている。そして更に、走行モータ制御装置１は、右走行モータ２０に対応するモータ制御弁２１、リモコン弁２２、パイロット圧制御弁２３（２３ａ、２３ｂ）等を備え、同様に、左走行モータに対応する図示しないモータ制御弁、リモコン弁、パイロット圧制御弁等を備えて構成されている（図１では、右走行モータ２０に対応するもののみを図示している）。なお、以下の走行モータ制御装置１についての説明では、右走行モータ２０及びそのモータ制御弁２１等についてのみ説明し、左走行モータ及びそのモータ制御弁等については重複するため説明を省略する。
【００１４】
走行モータ制御装置１の走行モータ２０は前述のように下位体に配置されており、モータ制御弁２１及びパイロット圧制御弁２３も下位体に配置されている。一方、リモコン弁２２は、上位体に配置されている。そして、モータ制御弁２１は、走行モータ２０に対して一体的に取り付けられている（一体的に形成されている）。また、モータ制御弁２１は、他の油圧アクチュエータの制御弁（１６、１７、１８、１９）とタンデム接続又はシリアル接続されるとともに、これらの他の油圧アクチュエータの制御弁（１６〜１９）の下流側に設けられている。
【００１５】
モータ制御弁２１は、ポンプ（１２、１３）及びタンク１４の走行モータ２０への接続状態を切り換えて走行モータ２０を停止状態、正転状態（建設機械が前進する方向に回転している状態）、及び逆転状態（建設機械が後進する方向に回転している状態）のいずれかの状態に制御する。このモータ制御弁２１は、中立位置２１ａ、正転位置２１ｂ及び２１ｃ、逆転位置２１ｄ及び２１ｅを有しており、中立位置２１ａに切り換えられているときは走行モータ２０が停止状態となる。一方、走行モータ制御弁２１が正転位置２１ｂ（又は２１ｃ）に切り換えられているときは走行モータ２０が正転状態となり、逆転位置２１ｄ（又は２１ｅ）に切り換えられているときは走行モータ２０が逆転状態となるように構成されている。このモータ制御弁２１は、後述するように、リモコン弁２２からの指令及び走行モータ２０への圧油の流入側の圧力に基づいて中立位置２１ａ、正転位置２１ｂ及び２１ｃ、逆転位置２１ｄ及び２１ｅのいずれかの位置に切り換わるように構成されている。
【００１６】
また、モータ制御弁２１には、このモータ制御弁２１を切換作動させるパイロット圧が作用するパイロット室２４（２４ａ、２４ｂ）が設けられている。パイロット室２４ａにパイロット圧が作用することでモータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置２１ｂへ更に正転位置２１ｃへと切り換わり、パイロット室２４ｂにパイロット圧が作用することでモータ制御弁２１が中立位置２１ａから逆転位置２１ｄへ更に逆転位置２１ｅへと切り換わることになる。パイロット室２４に作用するパイロット圧はリモコン弁２２にて発生するようになっている。即ち、リモコン弁２２は、建設機械の操縦者（図示せず）の操作に基づいてパイロット圧による指令を発生させる操縦装置を構成している。なお、パイロット室２４が、本実施形態における第１のパイロット室を構成している。
【００１７】
また、走行モータ制御装置１には、更に、リモコン弁２２とモータ制御弁２１のパイロット室２４との接続状態を切り換えるパイロット圧制御弁２３と、このパイロット圧制御弁２３に設けられるばね２６及びパイロット室２７と、始動用通路２８とが備えられている。
【００１８】
パイロット圧制御弁２３は、パイロット室２４ａとの接続状態を切り換えるパイロット圧制御弁２３ａと、パイロット室２４ｂとの接続状態を切り換えるパイロット圧制御弁２３ｂとで構成されている。そして、これらのパイロット圧制御弁２３は、パイロット室２４とタンク１４とを接続する排出位置２５ａと、リモコン弁２２からのパイロット圧が誘導される通路２９とパイロット室２４とを接続する供給位置２５ｂとを有している。
【００１９】
ばね２６は、パイロット圧制御弁２３における一方の側に配設されており、パイロット圧制御弁２３が排出位置２５ａ側に切り換わる方向に向かってこのパイロット圧制御弁２３を付勢するようになっている。一方、パイロット室２７は、パイロット圧制御弁２３における他方の側に配設されており、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂ側に切り換わる方向に向かってこのパイロット圧制御弁２３を付勢するように、走行モータ２０への流入側の圧油の圧力が通路３０を介して作用するようになっている。なお、パイロット室２７が、本実施形態における第２のパイロット室を構成している。
【００２０】
上述した構成を備えるパイロット圧制御弁２３、ばね２６、及びパイロット室２７により、パイロット圧制御弁２３の切り換えに伴ってモータ制御弁２１が切換作動されるようになっている。例えば、パイロット圧制御弁２３ａのパイロット室２７に走行モータ２０の流入側の圧油の圧力が作用することでばね２６による付勢力に抗してパイロット圧制御弁２３ａが供給位置２５ｂに切り換えられると、通路２９を経て誘導されるリモコン弁２２からのパイロット圧がパイロット室２４ａに作用する。これにより、モータ制御弁２１が正転位置２１ｂや２１ｃに切り換えられることになる。一方、ばね２６による付勢力に対してパイロット室２７に圧油が作用することによる付勢力の方が小さくなってパイロット圧制御弁２３ａが排出位置２５ａに切り換えられると、パイロット室２４ａにパイロット圧を作用させている圧油が絞り３１を介してタンク１４へと排出される。そして、モータ制御弁２１が正転位置２１ｃから正転位置２１ｂへ更に中立位置２１ａへと切り換えられることになる。
【００２１】
始動用通路２８（２８ａ、２８ｂ）は、リモコン弁２２とパイロット室２４とをモータ制御弁２１を介して接続するように構成されている。始動用通路２８ａがリモコン弁２２とパイロット室２４ａとを接続し、始動用通路２８ｂがリモコン弁２２とパイロット室２４ｂとを接続するようになっている。そして、始動用通路２８は、モータ制御弁２１内に形成される通路でその一部が構成されており、モータ制御弁２１が中立位置２１ａの状態にあるときにリモコン弁２２とパイロット室２４とを接続するようになっている。なお、モータ制御弁２１の状態が正転位置２１ｂ・２１ｃのときは始動用通路２８ａは遮断され、逆転位置２１ｄ・２１ｅのときは始動用通路２８ｂが遮断されるようになっている。
【００２２】
次に、走行モータ制御装置１の作動について説明する。図１に示す状態は、モータ制御弁２１が中立位置２１ａである状態を示しており、この状態では、走行モータ２０は停止状態になっている。この走行モータ制御装置１が備えられている建設機械を寒冷地の冬季等の気温の低い環境下で運転する場合は、まず、暖気運転が行われる。この暖気運転の際は、ポンプ（１２、１３）が起動されて各油圧アクチュエータへ圧油が供給されない状態（各制御弁が操作されない状態）で圧油（作動油）の循環が行われる。
【００２３】
このとき、ポンプ（１２、１３）から吐出された圧油は、各制御弁（１６，１７、１８、１９、２１）を経てタンク１４へと循環しながら暖められることになり、スイベルジョイント１１とモータ制御弁２１とを介して上位体に配置されているタンク１４へと至る経路でも循環されることになる。即ち、暖気運転の際は、走行モータ２０が配置されている下位体に配置されたモータ制御弁２１までポンプ（１２、１３）から吐出された圧油が循環する。このため、循環して暖められた圧油によってモータ制御弁２１が暖められるとともに、モータ制御弁１２が一体的に形成された走行モータ２０まで暖められることになる。
【００２４】
暖気運転が行われた後に左右走行モータの始動が行われて建設機械が走行を開始することになるが、ここでは、建設機械を前進させるために走行モータが正転状態となるように操作される場合における右走行モータ２０の場合を例にとって説明する。この場合、まず、リモコン弁２２が操縦者によって操作されることで、通路３２を介して作用するパイロット圧である前進走行指令（正転方向の走行指令）のパイロット圧が発生する。
【００２５】
前進走行指令のパイロット圧が発生したとき、モータ制御弁２１は中立位置２１ａにあるため始動用通路２８ａは連通状態であり、この始動用通路２８ａを介してパイロット室２４ａにパイロット圧が作用することになる。このとき、始動用通路２８ａの下流側となるパイロット圧制御弁２３ａは、走行モータ２０の流入側の圧油が低いためにばね２６の付勢力によって排出位置２５ａの状態になっている。このため、始動用通路２８ａを通じてパイロット室２４ａに作用するパイロット圧を生じさせている圧油はタンク１４へと排出される。しかし、タンク１４へと至る経路には絞り３１が設けられてその開度が適宜絞られるように設定されているため、モータ制御弁２１の切換作動に必要な程度の圧力のパイロット圧が始動用通路２８ａを介してパイロット室２４ａに作用するように調整されている。
【００２６】
このように始動用通路２８ａを介してパイロット室２４ａにパイロット圧が作用することにより、モータ制御弁２１が正転位置２１ｂへと切り換えられることになる。これにより、走行モータ２０が正転状態で回転する方向に圧油が供給され、建設機械が前進を開始することになる。また、走行モータ２０に圧油の供給が開始されると、走行モータ２０の流入側の圧油の圧力が高くなるため、この高くなった圧力が通路３０を介してパイロット圧制御弁２３ａのパイロット室２７に作用する。これにより、パイロット圧制御弁２３ａがばね２６による付勢力に抗して供給位置２５ｂへと切り換えられ、パイロット圧が通路２９を介してパイロット室２４ａに作用して正転位置２１ｂ又は２１ｃに切り換えられた状態でモータ制御弁２１が保持されることになる。そして、モータ制御弁２１が正転位置２１ｂ又は２１ｃに切り換えられた状態では始動用通路２８ａは遮断された状態になっている。このように、走行モータ制御装置１では、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ａに切り換わるまでの間は始動用通路２８を介してリモコン弁２２とパイロット室２４とが接続され、供給位置２５ａに切り換わるときにモータ制御弁２１によって始動用通路２８が遮断されるようになっている。
【００２７】
ここで、モータ制御弁２１における中立位置２１ａからの切換作動について更に詳しく説明する。図２は、センターバイパス型の制御弁であるモータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）又は逆転位置（２１ｄ、２１ｅ）へと切り換わるときにおける各通路の開口面積の変化を説明する図である。なお、図２では、点Ｐと点Ｎとの間のセンターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）、点Ｐと点Ｍａ（走行モータ２０の正転時の圧油の流入側）との間の通路（Ｐ→Ｍａ）、点Ｍｂ（走行モータ２０の正転時の圧油の流出側）とタンク１４との間の通路（Ｍｂ→Ｔ）、点Ｒと点Ｐａとの間の始動用通路２８である通路（Ｒ→Ｐａ）等の開口面積の変化を示している。また、図２では、通路（Ｒ→Ｐａ）の開口面積の変化についてはパターンIとパターンIIとの２つのパターンを例示している。パターンIは、図中（Ｒ→Ｐａ−I）で示す軌跡のように開口面積が変化するようにモータ制御弁２１内における始動用通路２８が形成されている場合を示している。一方、パターンIIは、図中点線で示す（Ｒ→Ｐａ−II）の軌跡のように開口面積が変化するようにモータ制御弁２１内における始動用通路２８が形成されている場合を示している。
【００２８】
中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）に向かってモータ制御弁２１の切り換えが開始されると、センターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）の開度が絞られていき、走行モータ２０の流入側の通路（Ｐ→Ｍａ）の開度が開かれていく。このとき、始動用通路２８（即ち、通路（Ｒ→Ｐａ））は連通したままの状態になっている。そして、パターンIの場合は、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）へと切り換わるときに、始動用通路２８である通路（Ｒ→Ｐａ）が遮断された後、走行モータ２０からの圧油の流出側とタンク１４との間の通路（Ｍｂ→Ｔ）とが接続されることになる。一方、パターンIIの場合は、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）へと切り換わるときに、通路（Ｍｂ→Ｔ）が接続された後に、始動用通路２８である通路（Ｒ→Ｐａ）が遮断されるようになっている。
【００２９】
また、パターンI及びパターンIIのいずれの場合でも、始動用通路２８が遮断されるときには、センターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）の開度は、所定の開度ΔＡが確保されているように設定されている。この開度ΔＡは、ポンプ（１２、１３）の吐出量が最小状態においても、ばね２６による付勢力に抗して供給位置２５ｂへとパイロット圧制御弁２３ａを切り換え可能な圧力が走行モータ２０の流入側に発生してパイロット室２４ａに作用するように設定されている。
【００３０】
以上説明した走行モータ制御装置１では、建設機械の暖気運転が行われると、走行モータ２０が配置されている下位体に配置されたモータ制御弁２１までポンプ（１２、１３）から吐出された圧油が循環することになる。このため、循環して暖められる圧油によってモータ制御弁２１が暖められるとともに、モータ制御弁２１が一体的に形成された走行モータ２０まで暖められることになる。従って、走行モータ制御装置１によると、暖気運転後の走行開始時において走行モータ２０のヒートバランスが崩れてしまうことを抑制し、走行モータ２０内で熱膨張差が生じてしまうことによる走行モータ２０の作動不良や故障の発生を抑制することができる。
【００３１】
また、建設機械が下り坂を走行中の状態から停止状態になるときに、走行モータ２０からの圧油の流出側は高圧になってしまう。このため、従来の建設機械の走行モータ制御装置の場合であれば、モータ制御弁と走行モータとの間を接続する配管について高圧に耐えられるように高い強度を備えた配管を用いる必要があり、高価な配管が必要となる。しかしながら、走行モータ制御装置１によると、モータ制御弁２１が走行モータ２０に対して一体的に形成されるため、モータ制御弁２１と走行モータ２０との間を接続する配管を不要とすることも可能となる。
【００３２】
また、走行モータ制御装置１では、モータ制御弁２１が、走行モータ２０以外の他の油圧アクチュエータの制御弁とタンデム接続（又はシリアル接続）されるとともに、他の油圧アクチュエータの制御弁（１６〜１９）の下流側に設けられている。これにより、ポンプ（１２、１３）から供給される圧油は、他の油圧アクチュエータの制御弁（１６〜１９）を通過した後に、モータ制御弁２１に供給されることになる。このため、モータ制御弁２１を下位体に配置することに対応する長さ分だけ配管長が長くなってしまうことによる圧力損失が、他の油圧アクチュエータに影響することがない。従って、エネルギー効率の低下を招いてしまうことを抑制できる。
【００３３】
また、走行モータ制御装置１では、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂに切り換わるまでの間であっても始動用通路２８を介してリモコン弁２２とパイロット室２４とが接続される。このため、絞り３１を設けることで排出位置２５ａにおける開口を小さく絞るようにパイロット圧制御弁２３を形成することができ、供給位置２５ｂに切り換わるまでの間もパイロット室２４に十分なパイロット圧を作用させることができる。これにより、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから切り換わる切換開始時の初期の状態において切換動作が遅くなって始動時の走行速度の立ち上がりが遅くなってしまうことを防止することができる。そして、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂに切り換わった後は、モータ制御弁２１によって始動用通路２８が遮断されてパイロット圧制御弁２３を介してのみパイロット圧がパイロット室２４に作用することになる。
【００３４】
また、走行モータ制御装置１では、建設機械が自走し始めて走行モータ２０への圧油の流入側の圧力が低下したときには、パイロット室２７に作用する圧油の圧力が低下することになる。このため、ばね２６の付勢力によってパイロット圧制御弁２３が排出位置２５ａに切り換えられて、リモコン弁２２とパイロット室２４との間の通路がより絞られた状態又は遮断された状態へと移行することになる。これにより、モータ制御弁２１を中立位置２１ａ側に向かって移動させ、走行モータ２０における圧油の流出側をより絞った状態へと速やかに移行させることができ、走行モータ２０のキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００３５】
従って、走行モータ制御装置１によると、建設機械の走行モータ制御装置に関し、カウンタバランス弁を用いなくてもキャビテーションの発生をより確実に抑制できるとともに、始動時の走行速度の立ち上がりが遅くなってしまうことも防止することができる。
【００３６】
また、モータ制御弁２１内における始動用通路２８の開口面積が前述のパターンIの例で変化するように形成した走行モータ制御装置１では、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから切り換えられるときには、まず始動用通路２８が遮断され、次いで走行モータ２０の流出側とタンク１４とが接続される。このため、切り換えの際に建設機械が自走し始めて走行モータ２０の流出側の圧力が低下しても、始動用通路２８が遮断されるまではモータ制御弁２１によって走行モータ２０の流出側が遮断された状態に保たれ、キャビテーションの発生をより抑制することができる。
【００３７】
また、モータ制御弁２１内における始動用通路２８の開口面積が前述のパターンIIの例で変化するように形成した走行モータ制御装置１では、切り換えの際に建設機械が自走し始めて走行モータ２０の流出側の圧力が低下してしまいパイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂ側に十分に切り換わらなくても、パイロット室２４には始動用通路２８を介してパイロット圧が作用するため、モータ制御弁２１における走行モータ２０の流出側が急激に遮断されてしまうことがなく、衝撃の発生を抑制できる。
【００３８】
また、走行モータ制御装置１では、センターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）の開度が、前述した所定の開度ΔＡが確保されるように設定されている。これにより、パイロット室２４へとパイロット圧が作用する経路を、始動用通路２８からパイロット圧制御弁２３を介した通路へとスムーズに切り換えることができるため、走行モータ２０の始動時の衝撃、即ちパイロット圧制御弁２３の切り換え時の衝撃を軽減することができる。また、モータ制御弁２１内における始動用通路２８の開口面積が前述のパターンIIの例で変化するように形成した走行モータ制御装置１の場合には、走行モータ２０が始動してその流出側が開く前に、パイロット室２４にパイロット圧が作用する経路がパイロット圧制御弁２３を介した通路へと切り換わっているため、パイロット圧制御弁２３の切り換え時に走行モータ２０に衝撃を発生させてしまうことを防止できる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る建設機械の走行モータ制御装置が備えられる油圧回路を例示したものである。
【図２】図１に示す走行モータ制御装置においてモータ制御弁の位置が切り換わるときの各通路の開口面積の変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 建設機械の走行モータ制御装置
１０ 油圧回路
１１ スイベルジョイント
１２ 第１ポンプ
１３ 第２ポンプ
１４ タンク
２０ 走行モータ
２１ モータ制御弁
２１ａ 中立位置
２１ｂ、２１ｃ 正転位置
２１ｄ、２１ｅ 逆転位置
２２ リモコン弁（操縦装置）
【技術分野】
【０００１】
ポンプ及びタンクにスイベルジョイントを介して接続される走行モータと、ポンプ及びタンクの走行モータへの接続状態を切り換えて走行モータを停止状態、正転状態、及び逆転状態のいずれかの状態に制御するモータ制御弁とを備える建設機械の走行モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行モータとその運転状態を制御するモータ制御弁とを備える建設機械の走行モータ制御装置（以下、単に「走行モータ制御装置」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されているような従来の走行モータ制御装置においては、そのモータ制御弁は、走行モータ以外の他のアクチュエータの作動を制御する制御弁とともに一体的に形成されており、スイベルジョイントよりも上方の部分である建設機械の上位体に配置されている。このような走行モータ制御装置を備えた建設機械を冬季の寒冷地などの気温の低い環境で運転する場合は、始動時における作動油の粘土が高くなっているため、まず暖気運転が行われることになる。暖気運転中は、作動油がポンプと各制御弁とタンクとの間を循環するため、作動油が暖められることになる。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２４９７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の走行モータ制御装置を備える建設機械において上述の暖気運転が行われた場合、暖気運転中にポンプから各制御弁を経てタンクへと作動油が循環するもののモータ制御弁と走行モータとの間は作動油が循環しない。このため、モータ制御弁と走行モータとの間は、暖気運転で暖められた作動油が流れることもなく、暖気運転中も冷えたままの状態になっている。このような状態で建設機械の走行が開始されると、暖められた作動油が冷えたままの状態の走行モータに急激に供給されることになり、走行モータにおけるヒートバランスが崩れてしまうことになる。即ち、走行モータにおいて、暖められた作動油に接した一部の部品が急激に暖められる一方、他の部品が冷えた状態のままとなってしまうことになる。このように、従来の走行モータ制御装置においては、暖気運転後の走行開始時に発生する熱膨張の差に起因して、走行モータの作動不良や故障を誘発してしまう虞があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、建設機械の走行モータ制御装置に関し、暖気運転後の走行開始時において走行モータのヒートバランスが崩れてしまうことを抑制し、走行モータ内で熱膨張差が生じてしまうことによる走行モータの作動不良や故障の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明に係る建設機械の走行モータ制御装置は、上位体と下位体との間にスイベルジョイントが配置されている建設機械に備えられ、ポンプ及びタンクに前記スイベルジョイントを介して接続される走行モータと、前記ポンプ及び前記タンクの前記走行モータへの接続状態を切り換えて前記走行モータを停止状態又は正転状態又は逆転状態に制御するモータ制御弁とを備え、前記モータ制御弁は、前記停止状態とするための中立位置と、前記正転状態とするための正転位置と、前記逆転状態とするための逆転位置とを有し、操縦者が操作する操縦装置からの指令及び前記走行モータへの圧油の流入側の圧力に基づいて前記中立位置又は前記正転位置又は前記逆転位置に切り換わる建設機械の走行モータ制御装置において、前記モータ制御弁は、前記走行モータが配置されている前記下位体に配置されるとともに前記走行モータに対して一体的に形成され、暖機運転の際は、前記ポンプから吐出された圧油が前記スイベルジョイントと前記モータ制御弁とを介して前記上位体に配置されている前記タンクに循環されることを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、建設機械の暖気運転が行われると、走行モータが配置されている下位体に配置されたモータ制御弁までポンプから吐出された作動油が循環することになる。このため、循環して暖められる作動油によってモータ制御弁が暖められるとともに、モータ制御弁が一体的に形成された走行モータまで暖められることになる。従って、本発明の構成によると、建設機械の走行モータ制御装置に関し、暖気運転後の走行開始時において走行モータのヒートバランスが崩れてしまうことを抑制し、走行モータ内で熱膨張差が生じてしまうことによる走行モータの作動不良や故障の発生を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係る建設機械の走行モータ制御装置は、前記モータ制御弁は、前記走行モータとは異なる他の油圧アクチュエータの制御弁とタンデム接続又はシリアル接続されるとともに、前記他の油圧アクチュエータの制御弁の下流側に設けられていることが望ましい。
【０００９】
この構成によると、ポンプから供給される圧油は、他の油圧アクチュエータの制御弁を通過した後に、モータ制御弁に供給されることになる。このため、モータ制御弁を下位体に配置することに対応する長さ分だけ配管長が長くなってしまうことによる圧力損失が、他の油圧アクチュエータに影響することがない。従って、エネルギー効率の低下を招いてしまうことを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る建設機械の走行モータ制御装置が備えられる油圧回路を例示したものである。図１に示す油圧回路１０が配設される建設機械は、クローラ車体として構成される下位体とその上方に配置される上位体とを備えて構成されており、上位体と下位体との間にはスイベルジョイント１１が配置されている。この建設機械には、上位体に第１ポンプ１２及び第２ポンプ１３の少なくとも２つの油圧ポンプとタンク１４とが配置されるとともに、これらのポンプ（１２、１３）から圧油が供給される各種油圧アクチュエータが設けられている。下位体には、ポンプ（１２、１３）及びタンク１４にスイベルジョイント１１を介して接続される走行モータが設けられている。なお、この建設機械には右走行モータ２０と左走行モータとが設けられているが、図１ではその一方の右走行モータ２０のみを図示している。一方、上位体には、走行モータとは異なる他の油圧アクチュエータとして、バケットを動作させるバケットシリンダ、ブームを動作させるブームシリンダ、旋回（スイング）モータ、アームを動作させるアームシリンダなどが設けられている。
【００１１】
また、図１に示すように、この建設機械の油圧回路１０は、上位体に配置されるメインコントロールバルブ１５と、本実施形態に係る建設機械の走行モータ制御装置１（以下、単に「走行モータ制御装置１」という）とを備えて構成されている。
【００１２】
メインコントロールバルブ１５には、旋回モータへの圧油の供給を制御するスイング用方向切換弁１６、アームシリンダへの圧油の供給を制御するアーム用方向切換弁１７、バケットシリンダへの圧油の供給を制御するバケット用方向切換弁１８、ブームシリンダへの圧油の供給を制御するブーム用方向切換弁１９などが備えられている。なお、スイング用方向切換弁１６及びアーム用方向切換弁１７は第１ポンプ１２の下流側に接続されており、バケット用方向切換弁１８及びブーム用方向切換弁１９は第２ポンプ１３の下流側に接続されている。
【００１３】
走行モータ制御装置１は、右走行モータ２０、左走行モータなどを備えて構成されている。そして更に、走行モータ制御装置１は、右走行モータ２０に対応するモータ制御弁２１、リモコン弁２２、パイロット圧制御弁２３（２３ａ、２３ｂ）等を備え、同様に、左走行モータに対応する図示しないモータ制御弁、リモコン弁、パイロット圧制御弁等を備えて構成されている（図１では、右走行モータ２０に対応するもののみを図示している）。なお、以下の走行モータ制御装置１についての説明では、右走行モータ２０及びそのモータ制御弁２１等についてのみ説明し、左走行モータ及びそのモータ制御弁等については重複するため説明を省略する。
【００１４】
走行モータ制御装置１の走行モータ２０は前述のように下位体に配置されており、モータ制御弁２１及びパイロット圧制御弁２３も下位体に配置されている。一方、リモコン弁２２は、上位体に配置されている。そして、モータ制御弁２１は、走行モータ２０に対して一体的に取り付けられている（一体的に形成されている）。また、モータ制御弁２１は、他の油圧アクチュエータの制御弁（１６、１７、１８、１９）とタンデム接続又はシリアル接続されるとともに、これらの他の油圧アクチュエータの制御弁（１６〜１９）の下流側に設けられている。
【００１５】
モータ制御弁２１は、ポンプ（１２、１３）及びタンク１４の走行モータ２０への接続状態を切り換えて走行モータ２０を停止状態、正転状態（建設機械が前進する方向に回転している状態）、及び逆転状態（建設機械が後進する方向に回転している状態）のいずれかの状態に制御する。このモータ制御弁２１は、中立位置２１ａ、正転位置２１ｂ及び２１ｃ、逆転位置２１ｄ及び２１ｅを有しており、中立位置２１ａに切り換えられているときは走行モータ２０が停止状態となる。一方、走行モータ制御弁２１が正転位置２１ｂ（又は２１ｃ）に切り換えられているときは走行モータ２０が正転状態となり、逆転位置２１ｄ（又は２１ｅ）に切り換えられているときは走行モータ２０が逆転状態となるように構成されている。このモータ制御弁２１は、後述するように、リモコン弁２２からの指令及び走行モータ２０への圧油の流入側の圧力に基づいて中立位置２１ａ、正転位置２１ｂ及び２１ｃ、逆転位置２１ｄ及び２１ｅのいずれかの位置に切り換わるように構成されている。
【００１６】
また、モータ制御弁２１には、このモータ制御弁２１を切換作動させるパイロット圧が作用するパイロット室２４（２４ａ、２４ｂ）が設けられている。パイロット室２４ａにパイロット圧が作用することでモータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置２１ｂへ更に正転位置２１ｃへと切り換わり、パイロット室２４ｂにパイロット圧が作用することでモータ制御弁２１が中立位置２１ａから逆転位置２１ｄへ更に逆転位置２１ｅへと切り換わることになる。パイロット室２４に作用するパイロット圧はリモコン弁２２にて発生するようになっている。即ち、リモコン弁２２は、建設機械の操縦者（図示せず）の操作に基づいてパイロット圧による指令を発生させる操縦装置を構成している。なお、パイロット室２４が、本実施形態における第１のパイロット室を構成している。
【００１７】
また、走行モータ制御装置１には、更に、リモコン弁２２とモータ制御弁２１のパイロット室２４との接続状態を切り換えるパイロット圧制御弁２３と、このパイロット圧制御弁２３に設けられるばね２６及びパイロット室２７と、始動用通路２８とが備えられている。
【００１８】
パイロット圧制御弁２３は、パイロット室２４ａとの接続状態を切り換えるパイロット圧制御弁２３ａと、パイロット室２４ｂとの接続状態を切り換えるパイロット圧制御弁２３ｂとで構成されている。そして、これらのパイロット圧制御弁２３は、パイロット室２４とタンク１４とを接続する排出位置２５ａと、リモコン弁２２からのパイロット圧が誘導される通路２９とパイロット室２４とを接続する供給位置２５ｂとを有している。
【００１９】
ばね２６は、パイロット圧制御弁２３における一方の側に配設されており、パイロット圧制御弁２３が排出位置２５ａ側に切り換わる方向に向かってこのパイロット圧制御弁２３を付勢するようになっている。一方、パイロット室２７は、パイロット圧制御弁２３における他方の側に配設されており、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂ側に切り換わる方向に向かってこのパイロット圧制御弁２３を付勢するように、走行モータ２０への流入側の圧油の圧力が通路３０を介して作用するようになっている。なお、パイロット室２７が、本実施形態における第２のパイロット室を構成している。
【００２０】
上述した構成を備えるパイロット圧制御弁２３、ばね２６、及びパイロット室２７により、パイロット圧制御弁２３の切り換えに伴ってモータ制御弁２１が切換作動されるようになっている。例えば、パイロット圧制御弁２３ａのパイロット室２７に走行モータ２０の流入側の圧油の圧力が作用することでばね２６による付勢力に抗してパイロット圧制御弁２３ａが供給位置２５ｂに切り換えられると、通路２９を経て誘導されるリモコン弁２２からのパイロット圧がパイロット室２４ａに作用する。これにより、モータ制御弁２１が正転位置２１ｂや２１ｃに切り換えられることになる。一方、ばね２６による付勢力に対してパイロット室２７に圧油が作用することによる付勢力の方が小さくなってパイロット圧制御弁２３ａが排出位置２５ａに切り換えられると、パイロット室２４ａにパイロット圧を作用させている圧油が絞り３１を介してタンク１４へと排出される。そして、モータ制御弁２１が正転位置２１ｃから正転位置２１ｂへ更に中立位置２１ａへと切り換えられることになる。
【００２１】
始動用通路２８（２８ａ、２８ｂ）は、リモコン弁２２とパイロット室２４とをモータ制御弁２１を介して接続するように構成されている。始動用通路２８ａがリモコン弁２２とパイロット室２４ａとを接続し、始動用通路２８ｂがリモコン弁２２とパイロット室２４ｂとを接続するようになっている。そして、始動用通路２８は、モータ制御弁２１内に形成される通路でその一部が構成されており、モータ制御弁２１が中立位置２１ａの状態にあるときにリモコン弁２２とパイロット室２４とを接続するようになっている。なお、モータ制御弁２１の状態が正転位置２１ｂ・２１ｃのときは始動用通路２８ａは遮断され、逆転位置２１ｄ・２１ｅのときは始動用通路２８ｂが遮断されるようになっている。
【００２２】
次に、走行モータ制御装置１の作動について説明する。図１に示す状態は、モータ制御弁２１が中立位置２１ａである状態を示しており、この状態では、走行モータ２０は停止状態になっている。この走行モータ制御装置１が備えられている建設機械を寒冷地の冬季等の気温の低い環境下で運転する場合は、まず、暖気運転が行われる。この暖気運転の際は、ポンプ（１２、１３）が起動されて各油圧アクチュエータへ圧油が供給されない状態（各制御弁が操作されない状態）で圧油（作動油）の循環が行われる。
【００２３】
このとき、ポンプ（１２、１３）から吐出された圧油は、各制御弁（１６，１７、１８、１９、２１）を経てタンク１４へと循環しながら暖められることになり、スイベルジョイント１１とモータ制御弁２１とを介して上位体に配置されているタンク１４へと至る経路でも循環されることになる。即ち、暖気運転の際は、走行モータ２０が配置されている下位体に配置されたモータ制御弁２１までポンプ（１２、１３）から吐出された圧油が循環する。このため、循環して暖められた圧油によってモータ制御弁２１が暖められるとともに、モータ制御弁１２が一体的に形成された走行モータ２０まで暖められることになる。
【００２４】
暖気運転が行われた後に左右走行モータの始動が行われて建設機械が走行を開始することになるが、ここでは、建設機械を前進させるために走行モータが正転状態となるように操作される場合における右走行モータ２０の場合を例にとって説明する。この場合、まず、リモコン弁２２が操縦者によって操作されることで、通路３２を介して作用するパイロット圧である前進走行指令（正転方向の走行指令）のパイロット圧が発生する。
【００２５】
前進走行指令のパイロット圧が発生したとき、モータ制御弁２１は中立位置２１ａにあるため始動用通路２８ａは連通状態であり、この始動用通路２８ａを介してパイロット室２４ａにパイロット圧が作用することになる。このとき、始動用通路２８ａの下流側となるパイロット圧制御弁２３ａは、走行モータ２０の流入側の圧油が低いためにばね２６の付勢力によって排出位置２５ａの状態になっている。このため、始動用通路２８ａを通じてパイロット室２４ａに作用するパイロット圧を生じさせている圧油はタンク１４へと排出される。しかし、タンク１４へと至る経路には絞り３１が設けられてその開度が適宜絞られるように設定されているため、モータ制御弁２１の切換作動に必要な程度の圧力のパイロット圧が始動用通路２８ａを介してパイロット室２４ａに作用するように調整されている。
【００２６】
このように始動用通路２８ａを介してパイロット室２４ａにパイロット圧が作用することにより、モータ制御弁２１が正転位置２１ｂへと切り換えられることになる。これにより、走行モータ２０が正転状態で回転する方向に圧油が供給され、建設機械が前進を開始することになる。また、走行モータ２０に圧油の供給が開始されると、走行モータ２０の流入側の圧油の圧力が高くなるため、この高くなった圧力が通路３０を介してパイロット圧制御弁２３ａのパイロット室２７に作用する。これにより、パイロット圧制御弁２３ａがばね２６による付勢力に抗して供給位置２５ｂへと切り換えられ、パイロット圧が通路２９を介してパイロット室２４ａに作用して正転位置２１ｂ又は２１ｃに切り換えられた状態でモータ制御弁２１が保持されることになる。そして、モータ制御弁２１が正転位置２１ｂ又は２１ｃに切り換えられた状態では始動用通路２８ａは遮断された状態になっている。このように、走行モータ制御装置１では、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ａに切り換わるまでの間は始動用通路２８を介してリモコン弁２２とパイロット室２４とが接続され、供給位置２５ａに切り換わるときにモータ制御弁２１によって始動用通路２８が遮断されるようになっている。
【００２７】
ここで、モータ制御弁２１における中立位置２１ａからの切換作動について更に詳しく説明する。図２は、センターバイパス型の制御弁であるモータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）又は逆転位置（２１ｄ、２１ｅ）へと切り換わるときにおける各通路の開口面積の変化を説明する図である。なお、図２では、点Ｐと点Ｎとの間のセンターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）、点Ｐと点Ｍａ（走行モータ２０の正転時の圧油の流入側）との間の通路（Ｐ→Ｍａ）、点Ｍｂ（走行モータ２０の正転時の圧油の流出側）とタンク１４との間の通路（Ｍｂ→Ｔ）、点Ｒと点Ｐａとの間の始動用通路２８である通路（Ｒ→Ｐａ）等の開口面積の変化を示している。また、図２では、通路（Ｒ→Ｐａ）の開口面積の変化についてはパターンIとパターンIIとの２つのパターンを例示している。パターンIは、図中（Ｒ→Ｐａ−I）で示す軌跡のように開口面積が変化するようにモータ制御弁２１内における始動用通路２８が形成されている場合を示している。一方、パターンIIは、図中点線で示す（Ｒ→Ｐａ−II）の軌跡のように開口面積が変化するようにモータ制御弁２１内における始動用通路２８が形成されている場合を示している。
【００２８】
中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）に向かってモータ制御弁２１の切り換えが開始されると、センターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）の開度が絞られていき、走行モータ２０の流入側の通路（Ｐ→Ｍａ）の開度が開かれていく。このとき、始動用通路２８（即ち、通路（Ｒ→Ｐａ））は連通したままの状態になっている。そして、パターンIの場合は、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）へと切り換わるときに、始動用通路２８である通路（Ｒ→Ｐａ）が遮断された後、走行モータ２０からの圧油の流出側とタンク１４との間の通路（Ｍｂ→Ｔ）とが接続されることになる。一方、パターンIIの場合は、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから正転位置（２１ｂ、２１ｃ）へと切り換わるときに、通路（Ｍｂ→Ｔ）が接続された後に、始動用通路２８である通路（Ｒ→Ｐａ）が遮断されるようになっている。
【００２９】
また、パターンI及びパターンIIのいずれの場合でも、始動用通路２８が遮断されるときには、センターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）の開度は、所定の開度ΔＡが確保されているように設定されている。この開度ΔＡは、ポンプ（１２、１３）の吐出量が最小状態においても、ばね２６による付勢力に抗して供給位置２５ｂへとパイロット圧制御弁２３ａを切り換え可能な圧力が走行モータ２０の流入側に発生してパイロット室２４ａに作用するように設定されている。
【００３０】
以上説明した走行モータ制御装置１では、建設機械の暖気運転が行われると、走行モータ２０が配置されている下位体に配置されたモータ制御弁２１までポンプ（１２、１３）から吐出された圧油が循環することになる。このため、循環して暖められる圧油によってモータ制御弁２１が暖められるとともに、モータ制御弁２１が一体的に形成された走行モータ２０まで暖められることになる。従って、走行モータ制御装置１によると、暖気運転後の走行開始時において走行モータ２０のヒートバランスが崩れてしまうことを抑制し、走行モータ２０内で熱膨張差が生じてしまうことによる走行モータ２０の作動不良や故障の発生を抑制することができる。
【００３１】
また、建設機械が下り坂を走行中の状態から停止状態になるときに、走行モータ２０からの圧油の流出側は高圧になってしまう。このため、従来の建設機械の走行モータ制御装置の場合であれば、モータ制御弁と走行モータとの間を接続する配管について高圧に耐えられるように高い強度を備えた配管を用いる必要があり、高価な配管が必要となる。しかしながら、走行モータ制御装置１によると、モータ制御弁２１が走行モータ２０に対して一体的に形成されるため、モータ制御弁２１と走行モータ２０との間を接続する配管を不要とすることも可能となる。
【００３２】
また、走行モータ制御装置１では、モータ制御弁２１が、走行モータ２０以外の他の油圧アクチュエータの制御弁とタンデム接続（又はシリアル接続）されるとともに、他の油圧アクチュエータの制御弁（１６〜１９）の下流側に設けられている。これにより、ポンプ（１２、１３）から供給される圧油は、他の油圧アクチュエータの制御弁（１６〜１９）を通過した後に、モータ制御弁２１に供給されることになる。このため、モータ制御弁２１を下位体に配置することに対応する長さ分だけ配管長が長くなってしまうことによる圧力損失が、他の油圧アクチュエータに影響することがない。従って、エネルギー効率の低下を招いてしまうことを抑制できる。
【００３３】
また、走行モータ制御装置１では、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂに切り換わるまでの間であっても始動用通路２８を介してリモコン弁２２とパイロット室２４とが接続される。このため、絞り３１を設けることで排出位置２５ａにおける開口を小さく絞るようにパイロット圧制御弁２３を形成することができ、供給位置２５ｂに切り換わるまでの間もパイロット室２４に十分なパイロット圧を作用させることができる。これにより、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから切り換わる切換開始時の初期の状態において切換動作が遅くなって始動時の走行速度の立ち上がりが遅くなってしまうことを防止することができる。そして、パイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂに切り換わった後は、モータ制御弁２１によって始動用通路２８が遮断されてパイロット圧制御弁２３を介してのみパイロット圧がパイロット室２４に作用することになる。
【００３４】
また、走行モータ制御装置１では、建設機械が自走し始めて走行モータ２０への圧油の流入側の圧力が低下したときには、パイロット室２７に作用する圧油の圧力が低下することになる。このため、ばね２６の付勢力によってパイロット圧制御弁２３が排出位置２５ａに切り換えられて、リモコン弁２２とパイロット室２４との間の通路がより絞られた状態又は遮断された状態へと移行することになる。これにより、モータ制御弁２１を中立位置２１ａ側に向かって移動させ、走行モータ２０における圧油の流出側をより絞った状態へと速やかに移行させることができ、走行モータ２０のキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００３５】
従って、走行モータ制御装置１によると、建設機械の走行モータ制御装置に関し、カウンタバランス弁を用いなくてもキャビテーションの発生をより確実に抑制できるとともに、始動時の走行速度の立ち上がりが遅くなってしまうことも防止することができる。
【００３６】
また、モータ制御弁２１内における始動用通路２８の開口面積が前述のパターンIの例で変化するように形成した走行モータ制御装置１では、モータ制御弁２１が中立位置２１ａから切り換えられるときには、まず始動用通路２８が遮断され、次いで走行モータ２０の流出側とタンク１４とが接続される。このため、切り換えの際に建設機械が自走し始めて走行モータ２０の流出側の圧力が低下しても、始動用通路２８が遮断されるまではモータ制御弁２１によって走行モータ２０の流出側が遮断された状態に保たれ、キャビテーションの発生をより抑制することができる。
【００３７】
また、モータ制御弁２１内における始動用通路２８の開口面積が前述のパターンIIの例で変化するように形成した走行モータ制御装置１では、切り換えの際に建設機械が自走し始めて走行モータ２０の流出側の圧力が低下してしまいパイロット圧制御弁２３が供給位置２５ｂ側に十分に切り換わらなくても、パイロット室２４には始動用通路２８を介してパイロット圧が作用するため、モータ制御弁２１における走行モータ２０の流出側が急激に遮断されてしまうことがなく、衝撃の発生を抑制できる。
【００３８】
また、走行モータ制御装置１では、センターバイパス通路である通路（Ｐ→Ｎ）の開度が、前述した所定の開度ΔＡが確保されるように設定されている。これにより、パイロット室２４へとパイロット圧が作用する経路を、始動用通路２８からパイロット圧制御弁２３を介した通路へとスムーズに切り換えることができるため、走行モータ２０の始動時の衝撃、即ちパイロット圧制御弁２３の切り換え時の衝撃を軽減することができる。また、モータ制御弁２１内における始動用通路２８の開口面積が前述のパターンIIの例で変化するように形成した走行モータ制御装置１の場合には、走行モータ２０が始動してその流出側が開く前に、パイロット室２４にパイロット圧が作用する経路がパイロット圧制御弁２３を介した通路へと切り換わっているため、パイロット圧制御弁２３の切り換え時に走行モータ２０に衝撃を発生させてしまうことを防止できる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る建設機械の走行モータ制御装置が備えられる油圧回路を例示したものである。
【図２】図１に示す走行モータ制御装置においてモータ制御弁の位置が切り換わるときの各通路の開口面積の変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 建設機械の走行モータ制御装置
１０ 油圧回路
１１ スイベルジョイント
１２ 第１ポンプ
１３ 第２ポンプ
１４ タンク
２０ 走行モータ
２１ モータ制御弁
２１ａ 中立位置
２１ｂ、２１ｃ 正転位置
２１ｄ、２１ｅ 逆転位置
２２ リモコン弁（操縦装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位体と下位体との間にスイベルジョイントが配置されている建設機械に備えられ、
ポンプ及びタンクに前記スイベルジョイントを介して接続される走行モータと、前記ポンプ及び前記タンクの前記走行モータへの接続状態を切り換えて前記走行モータを停止状態又は正転状態又は逆転状態に制御するモータ制御弁とを備え、
前記モータ制御弁は、前記停止状態とするための中立位置と、前記正転状態とするための正転位置と、前記逆転状態とするための逆転位置とを有し、操縦者が操作する操縦装置からの指令及び前記走行モータへの圧油の流入側の圧力に基づいて前記中立位置又は前記正転位置又は前記逆転位置に切り換わる建設機械の走行モータ制御装置において、
前記モータ制御弁は、前記走行モータが配置されている前記下位体に配置されるとともに前記走行モータに対して一体的に形成され、
暖機運転の際は、前記ポンプから吐出された圧油が前記スイベルジョイントと前記モータ制御弁とを介して前記上位体に配置されている前記タンクに循環されることを特徴とする建設機械の走行モータ制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御弁は、前記走行モータとは異なる他の油圧アクチュエータの制御弁とタンデム接続又はシリアル接続されるとともに、前記他の油圧アクチュエータの制御弁の下流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の走行モータ制御装置。
【請求項１】
上位体と下位体との間にスイベルジョイントが配置されている建設機械に備えられ、
ポンプ及びタンクに前記スイベルジョイントを介して接続される走行モータと、前記ポンプ及び前記タンクの前記走行モータへの接続状態を切り換えて前記走行モータを停止状態又は正転状態又は逆転状態に制御するモータ制御弁とを備え、
前記モータ制御弁は、前記停止状態とするための中立位置と、前記正転状態とするための正転位置と、前記逆転状態とするための逆転位置とを有し、操縦者が操作する操縦装置からの指令及び前記走行モータへの圧油の流入側の圧力に基づいて前記中立位置又は前記正転位置又は前記逆転位置に切り換わる建設機械の走行モータ制御装置において、
前記モータ制御弁は、前記走行モータが配置されている前記下位体に配置されるとともに前記走行モータに対して一体的に形成され、
暖機運転の際は、前記ポンプから吐出された圧油が前記スイベルジョイントと前記モータ制御弁とを介して前記上位体に配置されている前記タンクに循環されることを特徴とする建設機械の走行モータ制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御弁は、前記走行モータとは異なる他の油圧アクチュエータの制御弁とタンデム接続又はシリアル接続されるとともに、前記他の油圧アクチュエータの制御弁の下流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の走行モータ制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２８３８５２（Ｐ２００６−２８３８５２Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０３３０４（Ｐ２００５−１０３３０４）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【Ｆターム（参考）】
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