JP2003301810A

JP2003301810A - 油圧ポンプ装置

Info

Publication number: JP2003301810A
Application number: JP2002264364A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kondo; 陽一近藤; Toshiyuki Matsuura; 利幸松浦; Kazuma Sasaki; 和麻佐々木
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2003-10-24
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP3846791B2

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧アクチュエータの圧油供給源となる可変
容量型の油圧ポンプと、入力される制御信号に基づいて
油圧ポンプの流量を制御するべく作動するレギュレータ
とを備えた油圧ポンプ装置において、油圧ポンプの故障
を予測できるようにする。【解決手段】油圧ポンプ７、８のケース内圧力が許容
圧力を越えて上昇したときに、ネガティブコントロール
信号に換えて、油圧ポンプの流量を減少させる故障予測
信号をレギュレータ１２、１３に出力する切換弁１５、
１６を設けて、オペレータが操作フィーリングで油圧ポ
ンプの故障を予測できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧アクチュエー
タの油圧供給源となる油圧ポンプ装置の技術分野に属す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧モータや油圧シリンダ等の
油圧アクチュエータを備えた機械には、該油圧アクチュ
エータの圧油供給源となる油圧ポンプが搭載されるが、
例えば油圧ショベル等の建設機械では、油圧ポンプとし
て、可変容量式のピストンポンプが汎用的に用いられて
いる。ところで、油圧ポンプは、使用に伴い摩耗して運
転効率が低下していくことになるが、特に、前述したピ
ストンポンプは、摩耗が進むとシリンダブロック等の回
転体のバランスが失われて急速に故障してしまう惧れが
ある。この様に油圧ポンプが故障してしまうと、油圧ア
クチュエータを作動させることができなくなる許りか、
故障した油圧ポンプから生じる摩耗粉や欠損片が作動油
を汚染して、他の油圧ポンプや油圧モータ、バルブ等の
故障の原因となる。そこで、油圧ポンプの故障を診断す
る技術として、従来、油圧ポンプから油圧アクチュエー
タへの圧油供給を停止した状態で、故障診断用の油圧駆
動装置により油圧ポンプを駆動させ、このときの油圧ポ
ンプの吐出流量を圧力センサの検出値から求めることで
故障診断を行うようにしたものが知られている（例え
ば、特許文献１、特許文献２参照。）。また、油圧ポン
プを制御するコントローラを通常制御モードと故障診断
モードとに切換可能に構成し、故障診断モード時におけ
るポンプ吐出圧を圧力センサで検出することで故障診断
を行うように構成したものもある（例えば、特許文献
３）。さらに、油圧ポンプの吐出流量を測定する流量セ
ンサを設ける一方、該測定された流量とコントローラで
演算される理論上の流量とを比較することで油圧ポンプ
の故障を監視するように構成した装置も提唱されている
（例えば、特許文献４）。

【０００３】

【特許文献１】特開平１０−５４３７０号公報

【特許文献２】特開平１０−５４３７１号公報

【特許文献３】特開２０００−４６０１５号公報

【特許文献４】特開２００１−２４１３８４号公報

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記特許文
献１および特許文献２のものは、油圧ポンプの故障診断
に際し、油圧アクチュエータを停止させた状態で故障診
断用の油圧駆動装置を操作するという特別の作業が必要
であって、煩わしく、故障診断の実施を怠ってしまいが
ちであるという問題がある。また、特許文献３のものに
おいても、油圧アクチュエータを停止させた状態で故障
診断モードに切換える必要があるため、故障診断に時間
が割かれることになり、同様の問題を有する。これに対
し、特許文献４のものは、機械の稼動時に自動的に故障
診断を行うものであるから前述したような問題はない
が、コントローラによる複雑な制御が必要であって、特
別なソフトを必要とするという問題がある。さらに、こ
れら特許文献のものは、何れも故障診断のために圧力セ
ンサ、流量センサ等の専用のセンサが必要であって、コ
ストアップの要因になるという問題があり、ここに本発
明が解決しようとする課題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、油圧アクチュエータの圧油供給
源となる可変容量型の油圧ポンプと、入力される制御信
号に基づいて油圧ポンプの流量を制御するべく作動する
レギュレータとを備えた油圧ポンプ装置において、該油
圧ポンプ装置に、油圧ポンプのケース内圧力が予め設定
される許容圧力を越えて上昇したときに、油圧ポンプの
流量を減少させる故障予測用制御信号をレギュレータに
出力する故障予測信号出力手段を設けたものである。そ
して、この様にすることにより、油圧ポンプのケース内
圧力が許容圧力を越えて上昇すると、レギュレータに故
障予測用制御信号が出力されて油圧ポンプの流量を減少
させる制御がなされ、これにより油圧ポンプから圧油供
給される油圧アクチュエータの作動速度が遅くなって、
オペレータは、ケース内圧力が上昇した時点で油圧ポン
プの故障を予測することができる。このものにおいて、
故障予測信号出力手段は、油圧アクチュエータ用操作具
の操作量に基づいてレギュレータにネガティブコントロ
ール信号を出力するネガティブコントロール用制御回路
に接続され、油圧ポンプのケース内圧力が予め設定され
る許容圧力を越えて上昇したときに、上記ネガティブコ
ントロール信号に換えて故障予測用制御信号をレギュレ
ータに出力するように構成することにより、既存の油圧
ポンプ装置を僅かに設計変更するだけで油圧ポンプの故
障を予測することができ、また高価なセンサも不要であ
って、低コスト化に寄与できる。この場合、レギュレー
タに出力されるネガティブコントロール信号と故障予測
用制御信号との切換えは、油圧ポンプのケース内圧力の
上昇で切換わる切換弁手段で行うように構成することが
できる。さらに、一つのケースに複数の油圧ポンプをケ
ース内圧力を共有するよう連通状態で組み込む一方、切
換弁手段は、前記複数の油圧ポンプのレギュレータに出
力されるネガティブコントロール信号と故障予測用制御
信号との切換えを、一つの切換弁で行う構成にすること
により、切換弁の共有化が計れて、コストの削減に寄与
できる。また、一つのケースに複数の油圧ポンプをケー
ス内圧力が個別となるよう仕切られた状態で組込む一
方、故障予測信号出力手段は、各油圧ポンプのケース内
圧力が予め設定される許容圧力を越えて上昇したとき
に、対応する油圧ポンプのレギュレータに個別に故障予
測用制御信号を出力する構成にしたものにおいては、一
つのケースに組込まれる複数の油圧ポンプの故障予測を
個別に行うことができる。さらにこれらのものにおい
て、故障予測用制御信号の出力を報知する報知手段を設
けることにより、オペレータは、油圧ポンプの故障予測
をより確実に認識することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の三つ
を図面に基づいて説明する。まず、図１は、各実施の形
態に共通する図面であって、建設機械の油圧回路の概略
図であるが、該油圧回路図において、２は油タンク、３
は油圧モータや油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ、
４は各油圧アクチュエータ３に対する圧油供給排出制御
をそれぞれ行うコントロールバルブ、５はコントロール
バルブ４作動用のパイロット圧を出力するパイロットバ
ルブ（該パイロットバルブ５は各コントロールバルブ４
に対応してそれぞれ設けられるが、図面では一つだけを
示し、他は省略してある）であり、該パイロットバルブ
５は、油圧アクチュエータ用の操作具６が操作されるこ
とに伴い、該操作具６の操作量に対応する圧力のパイロ
ット圧をコントロールバルブ４に出力するように構成さ
れている。尚、図１において、、、、、は、
後述する図２、図５、図６の、、、、にそれ
ぞれ接続される。

【０００７】また、前記コントロールバルブ４は、パイ
ロットポート４ａ、４ｂにパイロット圧が供給されてい
ない状態では、油圧アクチュエータ３への圧油供給排出
用弁路４ｃを閉じる中立位置Ｎに位置しているが、上記
パイロットバルブ５からのパイロット圧がパイロットポ
ート４ａまたは４ｂに供給されることにより、圧油供給
排出用弁路４ｃを開く作動位置ＸまたはＹに切換るよう
に構成されている。この場合、圧油供給排出用弁路４ｃ
の開度量は、供給されるパイロット圧の圧力に対応して
増減するように構成されており、而して油圧アクチュエ
ータ３は、操作具６の操作量に対応した圧油供給排出制
御がなされるようになっている。尚、図中、Ａ、Ｂは後
述する第一、第二油圧ポンプ７、８から供給される圧油
を上記コントロールバルブ４の圧油供給排出用弁路４ｃ
を経由して油圧アクチュエータ３に供給するポンプ油
路、またＣ、Ｄは油圧アクチュエータ３からの排出油を
圧油供給排出用弁路４ｃを介して油タンク２に流すタン
ク油路である。

【０００８】さらに、前記油圧回路図において、Ｅ、Ｆ
はセンタバイパス油路、９、１０は第一、第二ネガティ
ブコントロール用リリーフ弁であって、上記センタバイ
パス油路Ｅ、Ｆは、第一、第二油圧ポンプ７、８から圧
油を、各コントロールバルブ４に形成されるセンタバイ
パス用弁路４ｄ、および第一、第二ネガティブコントロ
ール用リリーフ弁９、１０を経由して油タンク２に流
す。ここで、前記センタバイパス用弁路４ｄの開度量
は、コントロールバルブ４が中立位置Ｎに位置している
ときには最大で、該中立位置Ｎから作動位置ＸまたはＹ
への移動ストロークが大きくなるにつれて小さくなり、
コントロールバルブ４の移動ストロークが最大となった
ときにはセンタバイパス用弁路４ｄを閉じるように設定
されている。そして、前記第一、第二ネガティブコント
ロール用リリーフ弁９、１０の上流側の第一、第二セン
タバイパス油路Ｅ、Ｆの圧力は、第一、第二ネガティブ
コントロール信号として第一、第二ネガティブコントロ
ール制御回路Ｇ、Ｈに導かれるが、該第一、第二ネガテ
ィブコントロール信号は、コントロールバルブ４のセン
タバイパス用弁路４ｄの開度量が大きいときには高圧
で、コントロールバルブ４のセンタバイパス用弁路４ｄ
が閉じるにつれて低圧になるように制御される。

【０００９】次いで、第一の実施の形態を図２〜図４に
基づいて説明すると、１は第一の実施の形態の油圧ポン
プ装置であって、該油圧ポンプ装置１は、第一、第二油
圧ポンプ７、８、パイロットポンプ１１、第一、第二レ
ギュレータ１２、１３、電磁比例減圧弁１４、第一、第
二切換弁１５、１６等を備えて構成される。ここで、上
記パイロットポンプ１１は、パイロットバルブ５、電磁
比例減圧弁１４、および後述する第一、第二切換弁１
５、１６の第二入力ポート１５ｂ、１６ｂに対する圧油
供給源となるが、該パイロットポンプ１１からの供給圧
力は、図示しないリリーフ弁により一定圧力に保持され
るようになっている。

【００１０】また、前記第一、第二油圧ポンプ７、８
は、可変容量型の斜板式アキシャルピストンポンプであ
って、これら油圧ポンプ７、８は、一つのケース（ハウ
ジング）１７内にケース内圧力を共有するよう連通状態
で内装されているが、両ポンプ７、８の構造は同様であ
るため第一油圧ポンプ７を例にとって前記図２および図
３に基づいて説明すると、該第一油圧ポンプ７は、エン
ジンＫの駆動により回転するシャフト１８、該シャフト
１８にスプライン結合されるシリンダブロック１９、該
シリンダブロック１９に形成される複数のシリンダ筒孔
１９ａ、シリンダ筒孔１９ａを吸入ポート２０または第
一吐出ポート２１（第二油圧ポンプ８では第二吐出ポー
ト２２）に連通させるための通路が開設されたプレート
２３、シリンダ筒孔１９ａに進退移動自在に挿入される
複数のピストン２４、該ピストン２４の球面に嵌合する
シュー２５、該シュー２５が摺接する傾転自在な斜板２
６等の部材から構成されている。そして、該斜板２６の
傾転角を変化せしめることにより、ピストン２４の行程
ストロークが変化し、これにより第一吐出ポート２１か
ら吐出される第一油圧ポンプ７の吐出流量（第二油圧ポ
ンプ８においては、第二吐出ポート２２から吐出される
第二油圧ポンプ８の吐出流量）を変化させることができ
るように構成されている。尚、前記吸入ポート２０は油
タンク２に接続され、また第一、第二吐出ポート２１、
２２は前記ポンプ油路Ａ、Ｂおよびセンタバイパス油路
Ｅ、Ｆにそれぞれ接続される。

【００１１】さらに、前記第一、第二レギュレータ１
２、１３は、第一、第二油圧ポンプ７、８の吐出流量を
それぞれ制御するべく作動するものであるが、両レギュ
レータ１２、１３の構造、作動は同様であるため第一レ
ギュレータ１２を例にとって前記図２、図３および図４
に基づいて説明すると、該第一レギュレータ１２は、第
一油圧ポンプ７の斜板２６にピン２７を介して連結され
る主ピストン２８、該主ピストン２８を移動させるべく
作動するパイロットピストン２９、コントロールピスト
ン３０、スプール３１、および第一、第二、第三制御信
号入力ポート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ等を備えて構成さ
れている。

【００１２】前記第一レギュレータ１２の第一制御信号
入力ポート１２ａには、第一および第二油圧ポンプ７、
８の吐出圧の平均圧力が第一制御信号として入力され
る。そして該第一制御信号は、前記パイロットピストン
２９およびスプール３１に作用して主ピストン２８を移
動せしめるが、この場合、第一制御信号が高圧になるほ
ど、つまり第一および第二油圧ポンプ７、８の吐出圧が
高圧になるほど、主ピストン２８は第一油圧ポンプ７の
斜板２６の傾転角度を減少させる方向に移動し、これに
より第一油圧ポンプ７の吐出流量が減少するように制御
される。

【００１３】また、第一レギュレータ１２の第二制御信
号入力ポート１２ｂには、電磁比例減圧弁１４から供給
される圧力が第二制御信号として入力される。この電磁
比例減圧弁１４は、作業負荷とエンジン回転数に対応し
た流量制御を行うべく電子制御されるものであって、該
電磁比例減圧弁１４から入力された第二制御信号は、パ
イロットピストン２９およびスプール３１に作用して主
ピストン２８を移動せしめるが、この場合、第二制御信
号が高圧になるほど、つまり電磁比例減圧弁１４からの
供給圧力が高圧になるほど、主ピストン２８は第一油圧
ポンプ７の斜板２６の傾転角度を減少させる方向に移動
し、これにより第一油圧ポンプ７の吐出流量が減少する
ように制御される。

【００１４】さらに、第一レギュレータ１２の第三制御
信号入力ポート１２ｃには、第一切換弁１５から供給さ
れる圧力（第二レギュレータ１３では第二切換弁１６か
ら供給される圧力）が第三制御信号として入力される。
そして該第三制御信号は、コントロールピストン３０お
よびスプール３１に作用して主ピストン２８を移動せし
めるが、この場合、第三制御信号が高圧になるほど、主
ピストン２８は第一油圧ポンプ７の斜板２６の傾転角度
を減少させる方向に移動し、これにより第一油圧ポンプ
７の吐出流量が減少するように制御される。また、第二
レギュレータ１３の第一、第二、第三制御信号入力ポー
ト１３ａ、１３ｂ、１３ｃには、前述した第一レギュレ
ータ１２と同様にして第一、第二、第三制御信号が入力
され、これら制御信号に基づいて第二油圧ポンプ８の流
量制御が行われる構成になっている。

【００１５】一方、前記第一、第二切換弁１５、１６
は、前述したように第一、第二レギュレータ１２、１３
に第三制御信号を供給するものであるが、両切換弁１
５、１６の構造、作動は同様のものであるため第一切換
弁１５を例にとって前記図２、図４に基づいて説明する
と、該第一切換弁１５は、スプール３２、スプリング３
３、および第一、第二入力ポート１５ａ、１５ｂ、出力
ポート１５ｃ、故障検出ポート１５ｄ、タンクポート１
５ｅ等を備えて構成されている。

【００１６】前記第一切換弁１５の第一入力ポート１５
ａには、前述した第一ネガティブコントロール制御回路
Ｇを経由して第一ネガティブコントロール信号が入力さ
れる（第二切換弁１６の第一入力ポート１６ａには、第
二ネガティブコントロール制御回路Ｈを介して第二ネガ
ティブコントロール信号が入力される）。また、第二入
力ポート１５ｂには、パイロットポンプ１１から供給さ
れるパイロットポンプ圧力が故障予測信号として入力さ
れる。さらに、出力ポート１５ｃは前記第一レギュレー
タ１２の第三制御信号入力ポート１２ｃに接続されてい
る（第二切換弁１６の出力ポート１６ｃは第二レギュレ
ータ１３の第三制御信号入力ポート１３ｃに接続されて
いる）。さらにまた、故障検出ポート１５ｄは、第一、
第二油圧ポンプ７、８のケース１７内の油を油タンク２
に流すドレン油路Ｊに接続されており、これにより故障
検出ポート１５ｄには、ケース１７内の圧力（ケース内
圧力）が入力されるように構成されている。

【００１７】そして、前記第一切換弁１５のスプール３
２は、故障検出ポート１５ｄに入力されるケース内圧力
が予め設定される許容圧力以下の場合には、スプリング
３３の押圧力を受けて、第二入力ポート１５ｂを閉じ、
かつ第一入力ポート１５ａを出力ポート１５ｃに連通さ
せる第一位置Ｘに位置しているが、ケース内圧力が前記
許容圧力を越えると、上記スプリング３３の押圧力に抗
して移動して、第一入力ポート１５ａを閉じ、かつ第二
入力ポート１５ｂを出力ポート１５ｃに連通させる第二
位置Ｙに切換わる。

【００１８】ここで、前記許容圧力は、第一、第二油圧
ポンプ７、８が正常に作動しているときのケース１７内
の圧力として予め設定されるものであって、第一、第二
油圧ポンプ７、８の摩耗等が進展して故障の可能性が高
くなると、第一、第二油圧ポンプ７、８が故障に至って
使用できなくなる前の段階で、まずケース１７内の圧力
が上昇して前記許容圧力を越える。このため、前述した
ケース内圧力の上昇に基づく第一切換弁１５の第一位置
Ｘから第二位置Ｙへの切換えは、第一、第二油圧ポンプ
７、８が故障に至る前の段階、つまり故障が予測される
段階でなされるように設定されている。

【００１９】そして、前記第一切換弁１５が第一位置Ｘ
に位置している状態では、第一入力ポート１５ａから入
力されるネガティブコントロール信号が、前記第一レギ
ュレータ１２の第三制御信号入力ポート１２ｃに第三制
御信号として入力される。これにより第一レギュレータ
１２は、ネガティブコントロール信号に基づいた第一油
圧ポンプ７の流量制御、つまり、ネガティブコントロー
ル信号が高圧のとき（操作具６が操作されていないと
き）には吐出流量を少なくし、ネガティブコントロール
信号が低圧になる（操作具６の操作量が大きくなる）に
つれて吐出流量を増加させる制御を行うべく作動する。

【００２０】一方、第一切換弁１５が第二位置Ｙに位置
している状態では、第二入力ポート１５ｂから入力され
る故障予測信号が、第一レギュレータ１２の第三制御信
号入力ポート１２ｃに第三制御信号として入力される。
この場合、上記故障予測信号は、前述したようにパイロ
ットポンプ１１から供給されるパイロットポンプ圧力で
あるから、第一レギュレータ１２に入力される第三制御
信号は高圧となり、而して第一レギュレータ１２は、第
一油圧ポンプ７の吐出流量を少なくするように作動す
る。この状態では、油圧アクチュエータ３を作動させる
べく操作具６を操作しても、第一油圧ポンプ７から油圧
アクチュエータ３への圧油供給が不足して油圧アクチュ
エータ３の作動が遅くなり、これによりオペレータは、
ケース内圧力が上昇している、つまり第一油圧ポンプ７
の故障の可能性が高いことを、故障に至る前の段階で予
測できるようになっている。

【００２１】また、第二油圧ポンプ８においても、前述
した第一ポンプ７と同様の流量制御が行われると共に、
ケース内圧力の上昇に基づいて第二切換弁１６が第一位
置Ｘから第二位置Ｙに切換わり、これにより第二レギュ
レータ１３に故障予測信号が入力されて、第二油圧ポン
プ８の吐出流量を少なくする制御がなされ、該第二油圧
ポンプ８の故障を予測できるようになっているが、本実
施の形態では、第一、第二油圧ポンプ７、８は一つのケ
ース１７内にケース内圧力を共有するよう連通状態で組
込まれているため、どちらか一方の油圧ポンプ７、８の
故障予測がなされても両油圧ポンプ７、８の吐出流量が
少なくなるように制御される構成になっている。

【００２２】叙述の如く構成された第一の実施の形態の
ものにおいて、第一、第二油圧ポンプ７、８の摩耗が進
んだり等して故障する可能性が高くなるとケース内圧力
が上昇するが、該ケース内圧力の上昇に基づいて第一、
第二切換弁１５、１６が第一位置Ｘから第二位置Ｙに切
換り、これにより第一、第二レギュレータ１２、１３に
故障予測信号が入力されて、第一、第二油圧ポンプ７、
８の吐出流量を少なくする制御がなされることになる。
そして、該第一、第二油圧ポンプ７、８の吐出流量が少
なくなることにより、オペレータが操作具６を操作して
も油圧アクチュエータ３への圧油供給が不足するため油
圧アクチュエータ３の作動速度が遅くなり、而してオペ
レータは、操作具６の操作フィーリングによって、第
一、第二油圧ポンプ７、８の故障を予測できることにな
る。この結果、油圧ポンプ７、８の故障を予測して修理
したり交換したりできることになって、油圧ポンプ７、
８が故障して全く作動しなくなってしまったり、あるい
は摩耗粉や欠損片が作動油を汚染して他の油圧ポンプや
油圧モータ、バルブ等の故障の原因となってしまうよう
な不具合の発生を回避できる。

【００２３】しかもこのものにおいて、油圧ポンプ７、
８の故障を予測するにあたり、ケース１７の圧力上昇に
基づいて切換弁１５、１６を切換え、これによりネガテ
ィブコントロール信号の代りにパイロットポンプ圧力を
故障予測信号としてレギュレータ１２、１３に出力する
構成のものであるから、既存の油圧ポンプ装置を僅かに
設計変更するだけで実施することができ、また高価なセ
ンサも不要であって、低コスト化に寄与できる。

【００２４】また、このものにおいて、ケース内圧力の
上昇に基づいて故障予測信号が出力された場合には、全
ての油圧アクチュエータ３の作動速度が遅くなるため、
オペレータは操作フィーリングによって油圧ポンプ７、
８の故障予測を容易かつ確実に行えると共に、コントロ
ールバルブ４の作動不良や油圧配管の漏れ等の他の故障
と判別することができる。

【００２５】次に、第二の実施の形態の油圧ポンプ装置
３４を図５に基づいて説明すると、該油圧ポンプ装置３
４は、前記第一の実施の形態と同様の第一、第二油圧ポ
ンプ７、８、第一、第二レギュレータ１２、１３、電磁
比例減圧弁１４等を備えて構成されるが、この第二の実
施の形態の油圧ポンプ装置３４は、第一、第二レギュレ
ータ１２、１３に故障予測信号を出力するための切換弁
手段として、前記第一の実施の形態における二つの第
一、第二切換弁１５、１６に代えて、後述する切換弁３
５が一つ設けられている。尚、図５において、第一の実
施の形態と同一のものについては同一の符号を付すと共
に、その説明については省略する。

【００２６】前記切換弁３５は、入力ポート３５ａ、出
力ポート３５ｂ、故障検出ポート３５ｃ、スプリング３
５ｄを備えて構成されるが、上記入力ポート３５ａに
は、パイロットポンプ１１から供給されるパイロットポ
ンプ圧力が故障予測信号として入力される。また、出力
ポート３５ｂから出力される信号は、第一、第二の両分
岐油路Ｌ、Ｍに供給され、該第一、第二分岐油路Ｌ、Ｍ
から第一、第二チェック弁３６、３７をそれぞれ経由し
て第一、第二のレギュレータ１２、１３の第三制御信号
入力ポート１２ｃ、１３ｃに入力されるようになってい
る。さらに故障検出ポート３５ｃは、第一、第二油圧ポ
ンプ７、８のケース１７内の油を油タンク２に流すドレ
ン油路Ｊに接続されており、これにより故障検出ポート
３５ｃには、ケース１７内の圧力（ケース内圧力）が入
力されるように構成されている。

【００２７】そして、前記切換弁３５は、故障検出ポー
ト３５ｃに入力されるケース内圧力が、前述した第一の
実施の形態と同様に設定される許容圧力以下の場合に
は、入力ポート３５ａおよび出力ポート３５ｂを閉じる
閉位置Ｘに位置しているが、ケース内圧力が前記許容圧
を越えると、入力ポート３５ａから出力ポート３５ｂに
至る弁路を開く開位置Ｙに切換わる。

【００２８】前記切換弁３５が閉位置Ｘに位置している
状態では、該切換弁３５から第一、第二分岐油路Ｌ、Ｍ
への出力はなく、而して第一レギュレータ１２の第三制
御信号入力ポート１２ｃには第一ネガティブコントロー
ル制御回路Ｇからの第一ネガティブコントロール信号が
入力され、また第二レギュレータ１３の第三制御信号入
力ポート１３ｃには第二ネガティブコントロール制御回
路Ｈからの第二ネガティブコントロール信号が入力され
る。これにより、第一、第二レギュレータ１２、１３
は、ネガティブコントロール信号に基づき、操作具６の
操作量に対応した第一、第二油圧ポンプ７、８の流量制
御を行う。

【００２９】一方、切換弁３５が開位置Ｙに位置してい
る状態では、入力ポート３５ａに入力された故障予測信
号が出力ポート３５ｂから第一、第二の両分岐油路Ｌ、
Ｍに出力される。この場合、上記故障予測信号は、前述
したようにパイロットポンプ１１から供給されるパイロ
ットポンプ圧力であるから、第一、第二分岐油路Ｌ、Ｍ
を経由して第一、第二レギュレータ１２、１３に入力さ
れる第三制御信号は高圧となり、而して第一、第二レギ
ュレータ１２、１３は、第一、第二油圧ポンプ７、８の
吐出流量を少なくするように作動する。この状態では、
油圧アクチュエータ３を作動させるべく操作具６を操作
しても、第一、第二油圧ポンプ７、８から油圧アクチュ
エータ３への圧油供給が不足して油圧アクチュエータ３
の作動が遅くなり、これによりオペレータは、ケース内
圧力が上昇している、つまり第一、第二油圧ポンプ７、
８の故障の可能性が高いことを、故障に至る前の段階で
予測できるようになっている。

【００３０】そして、この第二の実施の形態のものにお
いても、前述した第一の実施の形態のものと同様の作用
効果を奏しており、而してオペレータは、操作具６の操
作フィーリングによって第一、第二油圧ポンプ７、８の
故障を予測し得て、故障が予測される時点での修理や交
換を行えることになるが、さらにこの第二の実施の形態
のものでは、一つのケース１７内に連通状態で組込まれ
る第一、第二油圧ポンプ７、８の故障を予測するにあた
り、一つの切換弁３５から出力された故障予測信号が両
方の油圧ポンプ７、８のレギュレータ１２、１３に入力
される構成になつているから、各レギュレータ１２、１
３毎に個別の切換弁を必要とせず、部材の共有化が計れ
て、コストの削減に寄与できる。

【００３１】次いで、第三の実施の形態の油圧ポンプ装
置３８を図６に基づいて説明すると、該油圧ポンプ装置
３８は、前記第一の実施の形態と同様の第一、第二油圧
ポンプ７、８、第一、第二レギュレータ１２、１３、電
磁比例減圧弁１４、第一、第二切換弁１５、１６等を備
えて構成されるが、この第三の実施の形態の油圧ポンプ
装置３８のケース（図示せず）には、第一、第二油圧ポ
ンプ７、８が個別のケース内圧力を有するように仕切ら
れた状態で組込まれている。尚、図６において、第一の
実施の形態と同一のものについては同一の符号を付すと
共に、その説明については省略する。

【００３２】前記第三の実施の形態の油圧ポンプ装置３
８では、第一油圧ポンプ７のケース内圧力は、第一ドレ
ン油路Ｐを経由して第一切換弁１５の故障検出ポート１
５ｄに入力され、また、第二油圧ポンプ８のケース内圧
力は、第二ドレン油路Ｑを経由して第二切換弁１６の故
障検出ポート１６ｄに入力されように構成されている。
そして、第一、第二切換弁１５、１６は、前述した第一
の実施の形態の第一、第二切換弁１５、１６と同様に、
故障検出ポート１５ｄ、１６ｄに入力されるケース内圧
力が許容圧力以下の場合には、第一入力ポート１５ａ、
１６ａから入力されるネガティブコントロール信号を第
一、第二レギュレータ１２、１３に出力する第一位置Ｘ
に位置し、これにより第一、第二レギュレータ１２、１
３は、ネガティブコントロール信号に基づき、操作具６
の操作量に対応した第一、第二油圧ポンプ７、８の流量
制御を行うべく作動する。一方、故障検出ポート１５
ｄ、１６ｄに入力されるケース内圧力が許容圧力を越え
ると、第一、第二切換弁１５、１６は、第二入力ポート
１５ｂ、１６ｂから入力される故障予測信号（パイロッ
トポンプ圧力）を第一、第二レギュレータ１２、１３に
出力する第二位置Ｙに切換り、これにより第一、第二レ
ギュレータ１２、１３は、操作具６の操作量に拘わらず
油圧ポンプ７、８の吐出流量を少なくするように作動す
る。この場合、前述したように、第一切換弁１５の故障
検出ポート１５ｄには第一油圧ポンプ７のケース内圧力
が入力され、また第二切換弁１６の故障検出ポート１６
ｄには第二ポンプ８のケース内圧力が入力されるため、
第一、第二切換弁１５、１６の切換え作動は、第一、第
二油圧ポンプ７、８のケース内圧力に基づいて個別に行
われるようになっている。

【００３３】そして、この第三の実施の形態のものにお
いても、前述した第一、第二の実施の形態のものと同様
の作用効果を奏しており、油圧ポンプ７、８の故障が予
測される段階での修理や交換を行えることになるが、さ
らにこの第三の実施の形態のものでは、第一、第二油圧
ポンプ７、８が個別のケース内圧力を有するよう仕切ら
れた状態で組込まれていると共に、第一、第二レギュレ
ータ１２、１３に故障予測信号を出力する第一、第二切
換弁１５、１６は、第一、第二油圧ポンプ７、８の各々
のケース内圧力に基づいて個別に切換わる構成であるか
ら、オペレータは、第一油圧ポンプ７からの圧油供給を
受ける油圧アクチュエータ３の作動速度が遅い場合には
第一油圧ポンプ７の故障を予測し、また第二油圧ポンプ
８からの圧油供給を受ける油圧アクチュエータ３の作動
速度が遅い場合には第二油圧ポンプ８の故障を予測する
というように油圧ポンプ７、８の故障予測を個別に行う
ことができることになる。この結果、修理や交換が必要
な油圧ポンプ７または８を的確に認識できることになっ
て、メンテナンス性の向上に寄与できる。

【００３４】尚、本発明は、上記第一、第二、第三の実
施の形態に限定されないことは勿論であって、油圧ポン
プ装置に組込まれるパイロットポンプ以外の油圧ポンプ
の数が一つ、あるいは三つ以上であっても、同様にして
本発明を実施することができる。さらに、油圧ポンプの
故障予測をランプやブザー等で報知する報知機能を備え
ることもできる。この場合、例えば、運転室内にランプ
やブザー等の報知手段を設ける一方、切換弁の切換えを
検知する検知手段を設け、該検知手段からの検知信号に
基づいて上記報知手段を作動させるように構成すること
により、オペレータは、油圧ポンプの故障予測を、報知
手段によってより確実に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】建設機械の油圧回路の概略図である。

【図２】第一の実施の形態を示す油圧ポンプ装置の回路
図である。

【図３】第一の実施の形態を示す油圧ポンプ装置の断面
図である。

【図４】第一の実施の形態を示すレギュレータの断面図
である。

【図５】第二の実施の形態を示す油圧ポンプ装置の回路
図である。

【図６】第三の実施の形態を示す油圧ポンプ装置の回路
図である。

【符号の説明】

１油圧ポンプ装置３油圧アクチュエータ４コントロールバルブ６操作具７第一油圧ポンプ８第二油圧ポンプ１１パイロットポンプ１２第一レギュレータ１３第二レギュレータ１５第一切換弁１６第二切換弁１７ケース３４油圧ポンプ装置３５切換弁３８油圧ポンプ装置Ｇ第一ネガティブコントロール制御回路Ｈ第二ネガティブコントロール制御回路Ｊドレン油路Ｐ第一ドレン油路Ｑ第二ドレン油路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木和麻東京都世田谷区用賀四丁目10番１号新キャタピラー三菱株式会社内Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA14 AA24 AA33 BA41 CA01 DA25 EA13 3H082 AA01 BB26 CC02 DA06 DA18 DA41 DA42 DA49 DB26 DB28 DB38 DE03 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧アクチュエータの圧油供給源となる
可変容量型の油圧ポンプと、入力される制御信号に基づ
いて油圧ポンプの流量を制御するべく作動するレギュレ
ータとを備えた油圧ポンプ装置において、該油圧ポンプ
装置に、油圧ポンプのケース内圧力が予め設定される許
容圧力を越えて上昇したときに、油圧ポンプの流量を減
少させる故障予測用制御信号をレギュレータに出力する
故障予測信号出力手段を設けたことを特徴とする油圧ポ
ンプ装置。
【請求項２】請求項１において、故障予測信号出力手
段は、油圧アクチュエータ用操作具の操作量に基づいて
レギュレータにネガティブコントロール信号を出力する
ネガティブコントロール用制御回路に接続され、油圧ポ
ンプのケース内圧力が予め設定される許容圧力を越えて
上昇したときに、上記ネガティブコントロール信号に換
えて故障予測用制御信号をレギュレータに出力するよう
に構成されていることを特徴とする油圧ポンプ装置。
【請求項３】請求項２において、レギュレータに出力
されるネガティブコントロール信号と故障予測用制御信
号との切換えは、油圧ポンプのケース内圧力の上昇で切
換わる切換弁手段により行われることを特徴とする油圧
ポンプ装置。
【請求項４】請求項３において、一つのケースに複数
の油圧ポンプをケース内圧力を共有するよう連通状態で
組み込む一方、切換弁手段は、前記複数の油圧ポンプの
レギュレータに出力されるネガティブコントロール信号
と故障予測用制御信号との切換えを、一つの切換弁で行
う構成であることを特徴とする油圧ポンプ装置。
【請求項５】請求項１乃至３において、一つのケース
に複数の油圧ポンプをケース内圧力が個別となるよう仕
切られた状態で組込む一方、故障予測信号出力手段は、
各油圧ポンプのケース内圧力が予め設定される許容圧力
を越えて上昇したときに、対応する油圧ポンプのレギュ
レータに個別に故障予測用制御信号を出力する構成であ
ることを特徴とする油圧ポンプ装置。
【請求項６】請求項１乃至５において、故障予測用制
御信号の出力を報知する報知手段を設けたことを特徴と
する油圧ポンプ装置。