JP3145810B2 - 可変容量型油圧ポンプ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル等
の建設機械に好適に用いられる可変容量型油圧ポンプ制
御装置に関し、特に、左，右の走行用油圧モータにそれ
ぞれ別の可変容量型油圧ポンプから圧油を供給するよう
にした可変容量型油圧ポンプ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４ないし図６に従来技術の可変容量型
油圧ポンプ制御装置が設けられた油圧ショベルおよびそ
の油圧回路を示す。

【０００３】図において、１は左，右一対の履帯１Ａ，
１Ａを備え、矢示Ａ，Ｂ方向に前進、後進する下部走行
体、２は該下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部
旋回体を示し、該上部旋回体２には機械室３と、該機械
室３の前部に位置する運転室４と、機械室３の後部に位
置するカウンタウエイト５とが設けられ、機械室３内に
は後述の原動機９および該原動機９によって駆動される
各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ等が設けられている。

【０００４】６は上部旋回体２の前部に設けられた作業
装置を示し、該作業装置６は、ブーム６Ａ，アーム６
Ｂ，バケット６Ｃ等から大略構成され、ブーム６Ａは
左，右のブームシリンダ６Ｄ，６Ｄ（図５参照）によっ
て矢示Ｃ，Ｄ方向に俯仰動されるようになっている。

【０００５】７，７は下部走行体１に設けられた左，右
の走行用減速機（一方のみ図示）、８Ａ，８Ｂは該各減
速機７と共に下部走行体１に設けられ、複数の油圧アク
チュエータを構成する左，右の走行用油圧モータを示
し、該走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂは図５に示す如くそ
れぞれ別の油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから圧油が供給さ
れることにより、それぞれ減速機７を介して下部走行体
１の各履帯１Ａを駆動させる。

【０００６】９は運転室４内に設けられる原動機、１０
Ａ，１０Ｂは該原動機９によって回転駆動される可変容
量型油圧ポンプを示し、該油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂは
それぞれ容量可変部１１Ａ，１１Ｂを有し、該容量可変
部１１Ａ，１１Ｂが後述のレギュレータ１６で傾転駆動
されることにより容量、即ち圧油の吐出量Ｑが可変に制
御される。そして、該油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂはタン
ク１２と共にそれぞれ一対の主管路１３Ａ，１４Ａ、１
３Ｂ，１４Ｂを介して走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂに接
続され、該走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂに個別に圧油を
給排するようになっている。また、該油圧ポンプ１０
Ａ，１０Ｂはタンク１２と共に主管路１５Ａ，１５Ｂを
介して各ブームシリンダ６Ｄに接続され、該各ブームシ
リンダ６Ｄを伸縮すべく圧油を給排する。

【０００７】１６，１６は油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの
容量可変部１１Ａ，１１Ｂを傾転駆動する容量制御手段
としてのレギュレータを示し、該各レギュレータ１６は
制御管路１７，１７Ａ，１７Ｂを介して副油圧源となる
パイロットポンプ１８、タンク１２に接続され、制御管
路１７からの制御圧Ｐに応じて油圧ポンプ１０Ａ，１０
Ｂの容量可変部１１Ａ，１１Ｂを傾転させることによ
り、図６に示す特性線１９Ａ，１９Ｂ如く油圧ポンプ１
０Ａ，１０Ｂの吐出量Ｑを制御圧Ｐに基づき可変に制御
する。

【０００８】２０は制御管路１７と制御管路１７Ａ，１
７Ｂとの間に設けられた制御圧切換手段としての電磁弁
を示し、該電磁弁２０は後述するコントローラ４０から
の切換信号により低圧側の切換位置ａから高圧側の切換
位置ｂに切換えられ、制御管路１７を制御管路１７Ａ，
１７Ｂに切換接続する。

【０００９】２１はパイロットポンプ１８、タンク１２
と電磁弁２０との間で制御管路１７Ｂの途中に設けられ
た減圧弁を示し、該減圧弁２１は電磁弁２０が切換位置
ｂに切換えられたときに制御管路１７内の制御圧Ｐを設
定圧Ｐ1 （図６参照）以下まで減圧するようになってい
る。

【００１０】２２Ａ，２２Ｂはそれぞれ主管路１３Ａ，
１４Ａ、１３Ｂ，１４Ｂ等の途中に設けられた左，右の
方向切換弁としての走行用制御弁を示し、該走行用制御
弁２２Ａ，２２Ｂは油圧パイロット式の方向切換弁によ
って構成され、運転室４に設けられる減圧弁型油圧パイ
ロット弁２３Ａ，２３Ｂの操作レバー２４Ａ，２４Ｂを
手動操作することにより図５に示す中立位置から左，右
の切換位置に切換操作され、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ
から走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂに給排する圧油の流量
および方向を制御する。

【００１１】ここで、油圧パイロット弁２３Ａ，２３Ｂ
は高圧側が管路２５，２５Ａ，２５Ｂを介してパイロッ
トポンプ１８に接続され、低圧側が管路２６Ａ，２６Ｂ
を介してタンク１２に接続され、出力側がそれぞれパイ
ロット管路２７Ａ，２８Ａ、２７Ｂ，２８Ｂを介して走
行用制御弁２２Ａ，２２Ｂの各油圧パイロット部に接続
されている。

【００１２】２９Ａ，２９Ｂは主管路１５Ａ，１５Ｂ等
の途中に設けられた作業用制御弁を示し、該作業用制御
弁２９Ａ，２９Ｂは油圧パイロット式の方向切換弁によ
って構成され、運転室４に設けられる他の減圧弁型油圧
パイロット弁３０の操作レバー３１を手動操作すること
により図５に示す中立位置から共に左，右の切換位置に
切換操作され、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから各ブーム
シリンダ６Ｄに給排する圧油の流量および方向を制御す
る。この場合、油圧パイロット弁３０は高圧側が管路２
５，２５Ａを介してパイロットポンプ１８に接続され、
低圧側が管路２６Ａを介してタンク１２に接続され、出
力側が作業用制御弁２９Ａ，２９Ｂの各油圧パイロット
部に共通のパイロット管路３２Ａ，３２Ａを介して接続
されている。

【００１３】３３，３４は管路２５から分岐し、パイロ
ットポンプ１８とタンク１２との間を走行用制御弁２２
Ａ，２２Ｂ、作業用制御弁２９Ａ，２９Ｂを介して接続
する分岐管路を示し、該分岐管路３３は走行用制御弁２
２Ａ，２２Ｂが共に中立位置に復帰しているときに絞り
３５を介してパイロットポンプ１８とタンク１２とを連
通させ、走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂの少なくともいず
れか一方が中立位置から切換えられたときには前記連通
状態が遮断される。また、分岐管路３４は作業用制御弁
２９Ａ，２９Ｂが共に中立位置に復帰しているときに絞
り３６を介してパイロットポンプ１８とタンク１２とを
連通させ、走行用制御弁２９Ａ，２９Ｂが中立位置から
切換えられたときには前記連通状態が遮断される。

【００１４】３７は走行用制御弁２２Ａと絞り３５との
間に位置して分岐管路３３の途中に設けられた走行用の
操作検出手段としての圧力スイッチを示し、該圧力スイ
ッチ３７は走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂが共に中立位置
に復帰しているときに、分岐管路３３内が低圧となるの
で開成し、走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂの少なくともい
ずれか一方が中立位置から切換操作されたときには閉成
することによって、コントローラ４０に検出信号を出力
する。

【００１５】３８は作業用制御弁２９Ａと絞り３６との
間に位置して分岐管路３４の途中に設けられた作業用の
操作検出手段としての圧力スイッチを示し、該圧力スイ
ッチ３８は作業用制御弁２９Ａ，２９Ｂが中立位置に復
帰しているときに、分岐管路３４内が低圧となるので開
成し、作業用制御弁２９Ａ，２９Ｂが中立位置から切換
操作されたときには閉成することによって、コントロー
ラ４０に検出信号を出力する。

【００１６】３９は前記原動機９に設けられた回転数検
出手段としての回転数センサを示し、該回転数センサ３
９は原動機９の実回転数を検出し、その検出信号をコン
トローラ４０に出力する。４０はマイクロコンピュータ
等によって構成されるコントローラを示し、該コントロ
ーラ４０はその入力側が圧力スイッチ３７，３８および
回転数センサ３９等に接続され、出力側が電磁弁２０等
に接続されている。そして、該コントローラ４０は圧力
スイッチ３７，３８および回転数センサ３９からの検出
信号に基づき、原動機９が所定の低回転数領域にあると
きに、走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂ、作業用制御弁２９
Ａ，２９Ｂの少なくともいずれかが中立位置から切換操
作されると、電磁弁２０に切換信号を出力し、該電磁弁
２０を切換位置ａから切換位置ｂに切換えさせるように
なっている。

【００１７】さらに、４１はパイロットポンプ１８とタ
ンク１２との間に位置して管路４２の途中に設けられた
低圧リリーフ弁を示し、該リリーフ弁４１はギアポンプ
等からなるパイロットポンプ１８の吐出圧を、例えば４
０ Kg/cm²程度の圧力Ｐ2 （Ｐ2 ＞Ｐ1 ）に制限し、こ
れ以上の圧力をタンク１２にリリーフさせることによ
り、過剰圧がパイロットポンプ１８等に作用するのを防
止 している。

【００１８】このように構成される従来技術では、原動
機９によって油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂおよびパイロッ
トポンプ１８を回転駆動し、例えば運転室４内の操作レ
バー２４Ａ，２４Ｂを傾転操作したときには、走行用制
御弁２２Ａ，２２Ｂが中立位置から切換位置に切換えら
れ、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの圧油がそれぞれ主
管路１３Ａ，１４Ａ、１３Ｂ，１４Ｂを介して左，右の
走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂに給排されるので、該走行
用油圧モータ８Ａ，８Ｂにより各減速機７を介して左，
右の履帯１Ａ，１Ａが駆動され、油圧ショベルが図４中
の矢示Ａ，Ｂ方向に前進または後退する。

【００１９】また、運転室４内の操作レバー３１を傾転
操作し、作業用制御弁２９Ａ，２９Ｂを中立位置から
左，右の切換位置に切換えたときには、油圧ポンプ１０
Ａ，１０Ｂからの圧油が主管路１５Ａまたは１５Ｂを介
して各ブームシリンダ６Ｄに給排されるので、該各ブー
ムシリンダ６Ｄにより作業装置６のブーム６Ａを図４中
の矢示Ｃ，Ｄ方向に俯仰動することができ、バケット６
Ｃによって土砂等の掘削作業を行うことができる。

【００２０】そして、コントローラ４０は圧力スイッチ
３７，３８および回転数センサ３９からの検出信号に基
づき、原動機９が所定の低回転数領域にあるときに、走
行用制御弁２２Ａ，２２Ｂ、作業用制御弁２９Ａ，２９
Ｂの少なくともいずれかが中立位置から切換操作される
と、電磁弁２０に切換信号を出力して該電磁弁２０を切
換位置ａから切換位置ｂに切換えさせるので、制御管路
１７を介して各レギュレータ１６に供給される制御圧Ｐ
が図６に示す特性線１９Ａ，１９Ｂの如く減圧弁２１の
設定圧Ｐ1 まで上昇するようになり、各レギュレータ１
６はこのときの制御圧Ｐに応じて油圧ポンプ１０Ａ，１
０Ｂの容量可変部１１Ａ，１１Ｂを傾転角が小さくなる
ように傾転させ、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出量Ｑ
を減少させる。

【００２１】この場合、例えば運転者が操作レバー２４
Ａ，２４Ｂまたは３１を傾転操作して、走行用制御弁２
２Ａ，２２Ｂまたは作業用制御弁２９Ａ，２９Ｂを中立
位置から切換位置に向けストロークさせるときに、パイ
ロットポンプ１８から管路２５，２５Ａおよび分岐管路
３３，３４等を介してタンク１２へと排出される圧油
は、分岐管路３３または３４の途中位置で走行用制御弁
２２Ａ，２２Ｂまたは作業用制御弁２９Ａ，２９Ｂによ
り遮断されるから、分岐管路３３または３４内の圧力が
これによって上昇し、圧力スイッチ３７または３８はこ
のときの圧力で閉成され、検出信号をコントローラ４０
に出力する。

【００２２】そして、コントローラ４０は回転数センサ
３９からの回転数検出信号に基づき原動機９が低回転数
領域にあると判定した状態で、圧力スイッチ３７または
３８から検出信号を読込むと、電磁弁２０に切換信号を
出力して該電磁弁２０を切換位置ａから切換位置ｂに切
換えさせる。この結果、制御管路１７から各レギュレー
タ１６に供給される制御圧Ｐは図６に示す特性線１９
Ａ，１９Ｂの如く減圧弁２１の設定圧Ｐ1 まで上昇し、
該各レギュレータ１６がこのときの制御圧Ｐ、即ち設定
圧Ｐ1 に基づき油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出量Ｑを
図６に例示する吐出量Ｑa ，Ｑb 程度まで減少させるこ
とにより、原動機９にかかる負荷を低く抑えてエンジン
ストール（エンスト）を防止する過負荷防止制御が行わ
れる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、パイロットポンプ１８、タンク１２と電磁
弁２０との間で制御管路１７Ｂの途中に減圧弁２１を設
け、コントローラ４０により電磁弁２０を切換位置ａか
ら切換位置ｂに切換えて、原動機９の過負荷防止制御を
行うときに、制御管路１７内の制御圧Ｐを減圧弁２１の
設定圧Ｐ1 （図６参照）まで減圧し、各レギュレータ１
６に供給する制御圧Ｐがこの設定圧Ｐ1 を越えて上昇す
るのを規制するようしているから、原動機９の低回転数
領域で、走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂ、作業用制御弁２
９Ａ，２９Ｂの少なくともいずれかが中立位置から切換
操作されたときに、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出
される圧油の吐出量Ｑが図６に示す吐出量Ｑa ，Ｑb 以
下まで低下するのを抑えることができ、例えば走行用油
圧モータ８Ａ，８Ｂまたは各ブームシリンダ６Ｄに吐出
量Ｑa ，Ｑb 程度の圧油を供給でき、これらの作動速度
が原動機９の低回転数領域で大幅に低下するのを防止す
るようにしている。

【００２４】しかし、従来技術では、油圧ポンプ１０
Ａ，１０Ｂの製造時にそれぞれの部品等に僅かでも寸法
誤差があると、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの容量可変部
１１Ａ，１１Ｂを各レギュレータ１６で傾転駆動する場
合に、図６に示す特性線１９Ａ，１９Ｂの如く油圧ポン
プ１０Ａ，１０Ｂの吐出量Ｑに誤差が生じてしまう。そ
して、制御管路１７からの制御圧Ｐを減圧弁２１により
設定圧Ｐ1 まで減圧しているときには、油圧ポンプ１０
Ａ，１０Ｂから吐出される圧油の吐出量Ｑa ，Ｑb に流
量差が生じるので、走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂを共に
中立位置から切換操作して油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂか
らの圧油を走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂにそれぞれ給排
するときに、該走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂの回転速度
に前記流量差に基づく速度差が生じ、該走行用油圧モー
タ８Ａ，８Ｂにより左，右の履帯１Ａ，１Ａがそれぞれ
異なる速度で駆動されることがある。

【００２５】このため従来技術では、例えば油圧ショベ
ルを図４中の矢示Ａ方向に前進させてトレーラ等に積み
込むようなときに、走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂにより
左，右の履帯１Ａ，１Ａがそれぞれ異なる速度で駆動さ
れて油圧ショベルが蛇行し、油圧ショベルをトレーラ等
に直進させて積み込むのが難しくなるという問題があ
る。

【００２６】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は原動機の低回転数領域で過負荷
防止制御等を行なうときに、各油圧ポンプから吐出され
る圧油の吐出量にバラツキが生じるのを防止でき、例え
ば油圧ショベルの走行用油圧回路等に組み込んだときに
油圧ショベルを直進させてトレーラ等に簡単に積み込む
ことができるようにした可変容量型油圧ポンプ制御装置
を提供することを目的としている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために第１の発明が採用する構成の特徴は、各容量制御
手段を副油圧源に接続する制御管路の途中に、前記副油
圧源に対して制御圧切換手段と並列に接続され、高圧側
に切換えられたときに前記各容量制御手段に供給する制
御圧を減圧弁の設定圧よりも高い圧力に切換える他の制
御圧切換手段と、該他の制御圧切換手段と前記制御圧切
換手段とを介する制御圧のうち、高圧側の制御圧を選択
して前記各容量制御弁に供給する高圧選択手段とを設
け、コントローラは、原動機の低回転数領域で、複数種
の方向切換弁のいずれかが中立位置から切換操作された
ときに、切換操作された前記方向切換弁の種類に応じて
前記制御圧切換手段と他の制御圧切換手段とを選択的に
高圧側に切換える構成としたことにある。

【００２８】また、第２の発明が採用する構成の特徴
は、コントローラを、原動機の低回転数領域で、複数種
の方向切換弁のいずれかが中立位置から切換操作された
ときに、制御圧切換手段を高圧側に切換える構成とし、
かつ該制御圧切換手段が高圧側に切換えられたときに、
切換操作された前記方向切換弁の種類に応じて各容量制
御手段に供給する制御圧を減圧弁の設定圧と該設定圧よ
りも高い圧力とに選択的に切換える制御圧選択手段を設
けたことにある。

【００２９】

【作用】上記構成により、原動機の低回転数領域で、複
数種の方向切換弁のいずれかが中立位置から切換操作さ
れたときには、容量制御手段に供給する制御圧を方向切
換弁の種類に応じて減圧弁の設定圧とこれよりも高い圧
力とに選択でき、高い圧力を選択したときには、各油圧
ポンプの容量可変部を共に最小傾転位置に保持すること
ができる。そして、該各油圧ポンプは容量可変部が共に
最小傾転位置になったときに、傾転途中の位置よりも圧
油の吐出量にバラツキが生じることはなくなるので、各
油圧ポンプから実質的に等しい流量の圧油を吐出させる
ことができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図４ないし図
６に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００３１】図１および図２は本発明の第１の実施例を
示している。

【００３２】図中、５０は本実施例で用いる制御管路５
１と制御管路５１Ａ，５１Ｂとの間に設けられた他の制
御圧切換手段としての電磁弁を示し、該電磁弁５０はタ
ンク１２、パイロットポンプ１８と各レギュレータ１６
との間に位置し、これらに対して電磁弁２０と並列に配
設されている。そして、該電磁弁５０は後述するコント
ローラ５４からの切換信号により低圧側の切換位置ａか
ら高圧側の切換位置ｂに切換えられ、制御管路５１を制
御管路５１Ａ，５１Ｂのいずれかに切換接続する。ここ
で、該制御管路５１は従来技術で述べた制御管路１７と
並列に設けられ、制御管路５１Ａは制御管路１７Ａと共
にタンク１２に接続され、制御管路５１Ｂは制御管路１
７Ｂと共にパイロットポンプ１８に接続されている。

【００３３】５２は制御管路１７，５１のうち高圧側を
選択する高圧選択手段としてのシャトル弁、５３は該シ
ャトル弁５２で選択した高圧側の制御圧Ｐを各レギュレ
ータ１６に供給する他の制御管路を示し、該制御管路５
３は、コントローラ５４からの切換信号により電磁弁５
０が切換位置ａから切換位置ｂに切換えられたときに、
シャトル弁５２で制御管路５１からの制御圧Ｐを選択さ
せることにより各レギュレータ１６に減圧弁２１の設定
圧Ｐ1 よりも高い圧力、即ち低圧リリーフ弁４１の設定
圧である圧力Ｐ2 を制御圧Ｐとして供給する。

【００３４】また、コントローラ５４からの切換信号に
より電磁弁２０が切換位置ａから切換位置ｂに切換えら
れ、電磁弁５０が切換位置ａに復帰したときに、制御管
路５３はシャトル弁５２で制御管路１７からの制御圧Ｐ
を選択させることにより、各レギュレータ１６に減圧弁
２１の設定圧Ｐ1 （Ｐ1 ＜Ｐ2 ）を制御圧Ｐとして供給
する。

【００３５】さらに、５４はマイクロコンピュータ等に
よって構成されるコントローラを示し、該コントローラ
５４は従来技術で述べたコントローラ４０とほぼ同様
に、その入力側が圧力スイッチ３７，３８および回転数
センサ３９等に接続されているものの、該コントローラ
５４は出力側が電磁弁２０，５０等に接続されている。
そして、該コントローラ５４はその記憶回路内に図２に
示すプログラム等を格納し、電磁弁２０，５０の切換制
御処理を行うことにより、原動機９の過負荷防止制御を
実行させるようになっている。また、該コントローラ５
４の記憶回路にはその記憶エリア（図示せず）内に、原
動機９の回転数が所定の低回転数領域内にあるか否かを
判定する判定値等が格納されている。

【００３６】本実施例による可変容量型油圧ポンプ制御
装置は上述の如き構成を有するもので、その基本的な作
動については従来技術によるものと格別差異はない。

【００３７】そこで、コントローラ５４による電磁弁２
０，５０の切換制御処理について図２を参照して説明す
る。

【００３８】まず、処理動作がスタートすると、ステッ
プ１で走行用の圧力スイッチ３７、作業用の圧力スイッ
チ３８および回転数センサ３９からそれぞれの検出信号
を読込み、ステップ２に移って原動機９の回転数が所定
の低回転数領域内にあるか否かを回転数センサ３９から
の回転数検出信号に基づいて判定し、「ＮＯ」と判定し
たときには原動機９の回転数が比較的高く、エンストを
起こす可能性は非常に少ないので、ステップ３に移って
電磁弁２０，５０を共に切換位置ａに保持し、図１に示
す制御管路５３から各レギュレータ１６に供給する制御
圧Ｐをタンク圧程度まで低下させることにより、該各レ
ギュレータ１６で油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの容量可変
部１１Ａ，１１Ｂを最大傾転位置へと傾転させて、油圧
ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出される圧油の吐出量を図
６に示す最大吐出量Ｑt 程度に設定し、ステップ４でリ
ターンしてステップ１以降の処理を繰り返す。

【００３９】次に、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定した
ときには原動機９の回転数が所定の低回転数領域内にあ
り、エンストの可能性があるから、ステップ５に移って
走行用の圧力スイッチ３７が閉成されているか否かを判
定し、「ＹＥＳ」と判定したときには走行用制御弁２２
Ａ，２２Ｂの少なくともいずれかが中立位置から切換操
作され、油圧モータ８Ａ，８Ｂの少なくともいずれかが
油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの圧油により回転駆動さ
れているので、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの回転負
荷により原動機９がエンストを起こすのを防止すべく、
ステップ６に移って電磁弁５０に切換信号を出力し、該
電磁弁５０を切換位置ａから切換位置ｂに切換えさせ
る。

【００４０】そして、このときには低圧リリーフ弁４１
で設定されたパイロットポンプ１８からの圧力Ｐ2 が制
御管路５１Ｂ、シャトル弁５２等を介して制御管路５３
内に制御圧Ｐとして導かれるから、各レギュレータ１６
に減圧弁２１の設定圧Ｐ1 よりも高い圧力Ｐ2 （Ｐ2 ＞
Ｐ1 ）を制御圧Ｐとして供給でき、各レギュレータ１６
により油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの容量可変部１１Ａ，
１１Ｂを最小傾転位置まで傾転させることができる。

【００４１】これによって、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ
から吐出される圧油の吐出量Ｑを最小吐出量Ｑn まで下
げることができ、図６に示す如くこのときの吐出量Ｑn
に油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ間でバラツキが生じるのを
防止できる。また、ステップ６で電磁弁５０を切換位置
ａから切換位置ｂに切換えた後にはステップ７でリター
ンし、ステップ１以降の処理を繰り返す。

【００４２】一方、ステップ５で「ＮＯ」と判定したと
きには走行用の圧力スイッチ３７が開成され、走行用制
御弁２２Ａ，２２Ｂは共に中立位置に復帰して走行用油
圧モータ８Ａ，８Ｂは停止しているので、ステップ８に
移って作業用の圧力スイッチ３８が閉成されているか否
かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには作業用制御
弁２９Ａ，２９Ｂが中立位置から切換操作され、各ブー
ムシリンダ６Ｄを油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの圧油
で作動させているので、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから
の回転負荷により原動機９がエンストを起こすのを防止
すべく、ステップ９に移って電磁弁２０に切換信号を出
力し、該電磁弁２０を切換位置ａから切換位置ｂに切換
えさせる。

【００４３】そして、この場合には電磁弁２０は切換位
置ｂに切換えられているのに対し、電磁弁５０は切換位
置ａにあるので、パイロットポンプ１８からの制御圧Ｐ
は減圧弁２１により設定圧Ｐ1 まで減圧され、この設定
圧Ｐ1 を制御圧Ｐとして各レギュレータ１６に供給でき
る。これによって、原動機９の低回転数領域で、作業用
制御弁２９Ａ，２９Ｂが中立位置から切換操作されたと
きには、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出される圧油
の吐出量Ｑが図６に示す吐出量Ｑa ，Ｑb 程度に抑える
ことができ、原動機９に過負荷が作用するのを防止でき
ると共に、各ブームシリンダ６Ｄに吐出量Ｑa ，Ｑb の
圧油を供給してこれらの作動速度が原動機９の低回転数
領域で大きく低下するのも防止できる。

【００４４】また、ステップ８で「ＮＯ」と判定したと
きには圧力スイッチ３７，３８が共に開成され、走行用
制御弁２２Ａ，２２Ｂおよび作業用制御弁２９Ａ，２９
Ｂは中立位置にあり、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの回転
負荷で原動機９がエンストを起こすことはないから、ス
テップ３に移って電磁弁２０，５０を共に切換位置ａに
復帰させ、ステップ４でリターンする。

【００４５】かくして、本実施例によれば、例えば油圧
ショベルを図４中の矢示Ａ方向に前進させてトレーラ等
に積み込むような場合に、左，右の操作レバー２４Ａ，
２４Ｂを共に傾転して走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂを共
に中立位置から大きく切換操作すれば、制御管路５３内
の制御圧Ｐが自動的に図６に示す圧力Ｐ2 となり、各レ
ギュレータ１６によって油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの容
量可変部１１Ａ，１１Ｂを最小傾転位置まで傾転駆動で
きるから、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出される圧
油の吐出量Ｑを共に最小吐出量Ｑn まで下げることがで
き、図６に示す如く油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ間で吐出
量Ｑn にバラツキが生じるのを防止できる。

【００４６】従って本実施例では、原動機９の低回転数
領域で油圧ショベルを走行させるときに、各レギュレー
タ１６で油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの容量可変部１１
Ａ，１１Ｂを共に最小傾転位置に固定して、油圧ポンプ
１０Ａ，１０Ｂから走行用油圧モータ８Ａ，８Ｂにそれ
ぞれ給排する圧油に流量差が生じるのを防止でき、該走
行用油圧モータ８Ａ，８Ｂにより左，右の履帯１Ａ，１
Ａを実質的に等しい速度で駆動することにより、例えば
油圧ショベルをトレーラ等に直進させて簡単に積み込む
ことができる。

【００４７】また、油圧ショベルを停止させ、各ブーム
シリンダ６Ｄを油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの圧油で
作動させるべく、操作レバー３１を傾転操作して作業用
制御弁２９Ａ，２９Ｂを比較的大きくストロークさせた
ときには、制御管路５３内の制御圧Ｐを減圧弁２１の設
定圧Ｐ1 （図６参照）まで従来技術と同様に減圧でき、
各レギュレータ１６に供給する制御圧Ｐがこの設定圧Ｐ
1 となるから、原動機９の低回転数領域で油圧ポンプ１
０Ａ，１０Ｂから吐出される圧油の吐出量Ｑが図６に示
す吐出量Ｑa ，Ｑb となり、各ブームシリンダ６Ｄに向
けて吐出量Ｑa，Ｑb 程度の圧油を供給でき、これらの
作動速度が原動機９の低回転数領域で大きく低下するの
を防止できる等、種々の効果を奏する。

【００４８】次に、図３は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、制御管路１７Ｂの途中に従来技
術で用いている減圧弁２１に替えて、制御圧選択手段と
しての油圧パイロット式切換弁６１を設けたことにあ
る。

【００４９】ここで、該切換弁６１は左，右の油圧パイ
ロット部がパイロット管路６２Ａ，６２Ｂに接続され、
該パイロット管路６２Ａは電磁弁２０と切換弁６１との
間で制御管路１７Ｂの途中からパイロット圧を導くよう
になっている。また、パイロット管路６２Ｂは走行用制
御弁２２Ａと絞り３５との間で分岐管路３３の途中から
パイロット圧を導き、走行用制御弁２２Ａ，２２Ｂの少
なくともいずれかが中立位置から切換操作されたときに
は切換弁６１を高圧位置ｃに保持するようになってい
る。

【００５０】そして、原動機９の低回転数領域で、走行
用制御弁２２Ａ，２２Ｂが中立位置から切換操作される
と、圧力スイッチ３７が閉成され、コントローラ４０に
より電磁弁２０が切換位置ａから切換位置ｂに切換えら
れると共に、切換弁６１は高圧位置ｃに保持されるか
ら、このときには低圧リリーフ弁４１で設定されたパイ
ロットポンプ１８からの圧力Ｐ2 を各レギュレータ１６
に制御圧Ｐとして供給でき、各レギュレータ１６により
油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの容量可変部１１Ａ，１１Ｂ
を最小傾転位置まで傾転させ、油圧ポンプ１０Ａ，１０
Ｂから吐出される圧油の吐出量Ｑを最小吐出量Ｑn まで
下げることができる。

【００５１】一方、原動機９の低回転数領域で、走行用
制御弁２２Ａ，２２Ｂが共に中立位置にあり、作業用制
御弁２９Ａ，２９Ｂが中立位置から切換操作されたとき
には、圧力スイッチ３８が閉成され、コントローラ４０
は電磁弁２０を切換位置ａから切換位置ｂに切換えさせ
る。しかし、このときには走行用制御弁２２Ａと絞り３
５との間で分岐管路３３の途中からパイロット圧を導く
パイロット管路６２Ｂの圧力はタンク圧程度まで低下
し、切換弁６１は減圧弁となって高圧位置ｃから減圧位
置ｄに切換わるので、制御管路１７内の制御圧Ｐを従来
技術と同様に設定圧Ｐ1 （図６参照）に減圧でき、各レ
ギュレータ１６に供給する制御圧Ｐがこの設定圧Ｐ1 を
越えて上昇するのを規制できる。

【００５２】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、従来技術で用いてい
る減圧弁２１にパイロット管路６２Ｂを実質的に追加す
るだけで油圧パイロット式切換弁６１を構成でき、第１
の実施例に比較して油圧回路全体を大幅に簡略化するこ
とができる。

【００５３】なお、前記第１の実施例では、図２に示す
ステップ５で走行用の圧力スイッチ３７が閉成されてい
ると判定したときに、ステップ６に移って電磁弁５０に
切換信号を出力し、該電磁弁５０を切換位置ａから切換
位置ｂに切換えさせるものとして述べたが、これに替え
て、ステップ６では電磁弁２０，５０に切換信号を出力
し、該電磁弁２０，５０を共に切換位置ａから切換位置
ｂに切換えさせるようにしてもよく、この場合でも同様
の作用効果を得ることができる。そして、この場合に
は、電磁弁５０を第２の発明の構成要件である制御圧選
択手段として作動させることができる。

【００５４】また、前記各実施例では、作業用制御弁２
９Ａ，２９Ｂを中立位置から切換操作することによっ
て、各ブームシリンダ６Ｄを油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ
からの圧油で作動させるものとして述べたが、本発明は
これに限らず、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの圧油で
各ブームシリンダ６Ｄに加えてアームシリンダ、バケッ
トシリンダおよび旋回用油圧モータ等を作動させるよう
にした油圧回路にも適用することができる。

【００５５】さらに、前記各実施例では、油圧ショベル
の油圧回路を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限
らず、油圧クレーン等のように下部走行体等を備えた建
設機械の油圧回路に用いることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、原動
機の低回転数領域で複数種の方向切換弁のいずれかが中
立位置から切換操作されたときに、切換操作された方向
切換弁の種類に応じて容量制御手段に供給する制御圧
を、減圧弁の設定圧と該設定圧よりも高い圧力とに選択
的に切換える構成としたから、容量制御手段に供給する
制御圧を減圧弁の設定圧よりも高い圧力に選択したとき
には、各油圧ポンプの容量可変部を共に最小傾転位置に
保持することが可能となり、この最小傾転位置で各油圧
ポンプから吐出される圧油の吐出量を一定にでき、各油
圧ポンプ毎に吐出量にバラツキが生じるのを確実に防止
できる。従って、例えば油圧ショベルを前進させてトレ
ーラ等に積み込むようなときに、原動機の回転数を低下
させた状態で各油圧ポンプから実質的に等しい流量の圧
油を吐出させることができ、油圧ショベルをトレーラ等
に直進させて簡単に積み込むことができる等、種々の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による可変容量型油圧ポ
ンプ制御装置を示す油圧回路図である。

【図２】電磁弁の切換制御処理を示す流れ図である。

【図３】本発明の第２の実施例による可変容量型油圧ポ
ンプ制御装置を示す油圧回路図である。

【図４】従来技術による油圧ショベルを示す斜視図であ
る。

【図５】従来技術による可変容量型油圧ポンプ制御装置
を示す油圧回路図である。

【図６】過負荷防止制御用の制御圧と油圧ポンプの吐出
量との関係を示す特性線図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 上部旋回体 ６ 作業装置 ６Ｄ ブームシリンダ ８Ａ，８Ｂ 走行用油圧モータ ９ 原動機 １０Ａ，１０Ｂ 可変容量型油圧ポンプ １１Ａ，１１Ｂ 容量可変部 １２ タンク １３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ 主
管路 １６ レギュレータ（容量制御手段） １７，１７Ａ，１７Ｂ，５１，５１Ａ，５１Ｂ，５３
制御管路 １８ パイロットポンプ（副油圧源） ２０ 電磁弁（制御圧切換手段） ２１ 減圧弁 ２２Ａ，２２Ｂ 走行用制御弁（方向切換弁） ２９Ａ，２９Ｂ 作業用制御弁（方向切換弁） ３７，３８ 圧力スイッチ（操作検出手段） ３９ 回転数センサ（回転数検出手段） ４０，５４ コントローラ ４１ 低圧リリーフ弁 ５０ 電磁弁（他の制御圧切換手段） ５２ シャトル弁（高圧選択手段） ６１ 油圧パイロット式切換弁（制御圧選択手段） ６２Ａ，６２Ｂ パイロット管路

フロントページの続き (72)発明者 高木 政男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−160333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−88303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 11/00 F15B 11/17 E02F 9/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機と、該原動機によって駆動され、
   それぞれ容量可変部を有する複数の可変容量型油圧ポン
   プと、外部からの制御圧により該各油圧ポンプの容量可
   変部を傾転駆動し、該各油圧ポンプの容量を制御する複
   数の容量制御手段と、該各容量制御手段を副油圧源に接
   続する制御管路の途中に設けられ、該副油圧源から各容
   量制御手段に供給する制御圧を低圧側と高圧側とに切換
   える制御圧切換手段と、該制御圧切換手段と副油圧源と
   の間に位置して前記制御管路の途中に設けられ、該制御
   圧切換手段が高圧側に切換えられたときに前記制御圧を
   設定圧まで減圧する減圧弁と、前記各油圧ポンプおよび
   タンクを複数種の油圧アクチュエータに接続する各主管
   路の途中にそれぞれ設けられ、前記各油圧ポンプから各
   油圧アクチュエータに供給する圧油の流量および方向を
   制御する複数種の方向切換弁と、該各方向切換弁が中立
   位置から切換操作されたか否かを検出する複数の操作検
   出手段と、前記原動機の回転数を検出する回転数検出手
   段と、該回転数検出手段および前記各操作検出手段から
   の検出信号に基づき前記制御圧切換手段に切換信号を出
   力し、該制御圧切換手段を切換制御するコントローラと
   からなる可変容量型油圧ポンプ制御装置において、前記
   各容量制御手段を副油圧源に接続する制御管路の途中に
   は、前記副油圧源に対して制御圧切換手段と並列に接続
   され、高圧側に切換えられたときに前記各容量制御手段
   に供給する制御圧を前記減圧弁の設定圧よりも高い圧力
   に切換える他の制御圧切換手段と、該他の制御圧切換手
   段と前記制御圧切換手段とを介する制御圧のうち、高圧
   側の制御圧を選択して前記各容量制御弁に供給する高圧
   選択手段とを設け、前記コントローラは、前記原動機の
   低回転数領域で、前記複数種の方向切換弁のいずれかが
   中立位置から切換操作されたときに、切換操作された前
   記方向切換弁の種類に応じて前記制御圧切換手段と他の
   制御圧切換手段とを選択的に高圧側に切換える構成とし
   たことを特徴とする可変容量型油圧ポンプ制御装置。
2. 【請求項２】 原動機と、該原動機によって駆動され、
   それぞれ容量可変部を有する複数の可変容量型油圧ポン
   プと、外部からの制御圧により該各油圧ポンプの容量可
   変部を傾転駆動し、該各油圧ポンプの容量を制御する複
   数の容量制御手段と、該各容量制御手段を副油圧源に接
   続する制御管路の途中に設けられ、該副油圧源から各容
   量制御手段に供給する制御圧を低圧側と高圧側とに切換
   える制御圧切換手段と、該制御圧切換手段と副油圧源と
   の間に位置して前記制御管路の途中に設けられ、該制御
   圧切換手段が高圧側に切換えられたときに前記制御圧を
   設定圧まで減圧する減圧弁と、前記各油圧ポンプおよび
   タンクを複数種の油圧アクチュエータに接続する各主管
   路の途中にそれぞれ設けられ、前記各油圧ポンプから各
   油圧アクチュエータに供給する圧油の流量および方向を
   制御する複数種の方向切換弁と、該各方向切換弁が中立
   位置から切換操作されたか否かを検出する複数の操作検
   出手段と、前記原動機の回転数を検出する回転数検出手
   段と、該回転数検出手段および前記各操作検出手段から
   の検出信号に基づき前記制御圧切換手段に切換信号を出
   力し、該制御圧切換手段を切換制御するコントローラと
   からなる可変容量型油圧ポンプ制御装置において、前記
   コントローラは、前記原動機の低回転数領域で、前記複
   数種の方向切換弁のいずれかが中立位置から切換操作さ
   れたときに、前記制御圧切換手段を高圧側に切換える構
   成とし、かつ該制御圧切換手段が高圧側に切換えられた
   ときに、切換操作された前記方向切換弁の種類に応じて
   前記各容量制御手段に供給する制御圧を前記減圧弁の設
   定圧と該設定圧よりも高い圧力とに選択的に切換える制
   御圧選択手段を設けたことを特徴とする可変容量型油圧
   ポンプ制御装置。