JP3308019B2 - 油圧建設機械の油圧制御装置 - Google Patents

油圧建設機械の油圧制御装置

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JP3308019B2 JP04016693A JP4016693A JP3308019B2 JP 3308019 B2 JP3308019 B2 JP 3308019B2 JP 04016693 A JP04016693 A JP 04016693A JP 4016693 A JP4016693 A JP 4016693A JP 3308019 B2 JP3308019 B2 JP 3308019B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原動機により駆動され
る油圧ポンプを備えた油圧建設機械の油圧制御装置に関
し、特に原動機のオーバーヒート防止を目的としたもの
である。
【0002】
【従来の技術とその問題点】例えば油圧ショベルなどの
建設機械では、原動機により駆動される油圧ポンプから
の吐出油により、例えば作業用アタッチメント駆動用シ
リンダ(油圧アクチュエータ)を駆動して作業を行う
が、次の(1)〜(3)に示す条件時には、しばしばオ
ーバーヒートを起こし、原動機は勿論、油圧ポンプや方
向制御弁などの油圧機器の寿命を短くするという問題が
あった。 (1)夏場にエアコン(原動機によりコンプレッサを駆
動する方式)を作動させながら長時間作業を行う場合 (2)熱帯地方で使用する場合 (3)種々の作業用アタッチメントを装着し、これらを
連続駆動して作業を行う場合
【0003】そこで、オーバーヒートを防止するために
ラジエータの冷却能力を高めることが考えられるが、オ
ーバーヒートは上述した特殊な条件時にのみ発生するた
め、高い冷却力のラジエータを用いていかなる条件でも
オーバーヒートしないようにする方法は経済的でない。
【0004】本発明の目的は、ラジエータの冷却能力を
高めることなくオーバーヒートを防止可能な油圧建設機
械の油圧制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応付けて説明すると、本発明は、原動機1により駆動さ
れ、その吐出管路の圧力が高くなるほど押除け容積を低
減させる可変容量油圧ポンプ3と、この油圧ポンプ3の
吐出油により駆動される油圧アクチュエータ5と、油圧
ポンプ3と油圧アクチュエータ5との間に設けられ、切
換量に応じて油圧アクチュエータ5に導かれる圧油の流
量を制御する制御弁4Aとを備えた油圧建設機械の油圧
制御装置に適用される。そして、請求項1の発明は、原
動機の冷却水温あるいはエンジンオイルの温度が所定温
度以上になったことを検出して高温信号を出力する検出
手段11と、高温信号が出力されているときには、油圧
ポンプ3の吐出量を低減すべく制御弁4Aの切換量を高
温信号非出力時よりも少なくする吐出量制御手段8,
9,10とを具備し、これにより上記問題点を解決す
る。請求項2の発明は、上記原動機冷却水温やエンジン
オイルの温度に代えて作動油温を用いたものである。
【0006】
【作用】検出手段11は、原動機1の冷却水温(エンジ
ンオイルの温度,作動油温)が所定温度以上になったこ
と、すなわちオーバーヒートが発生しそうな状態となっ
たことを検出して高温信号を出力する。吐出量制御手段
8,9,11は、上記高温信号が出力されているときに
は、制御弁4Aの切換量を高温信号非出力時よりも少な
くする。制御弁4Aは可変容量油圧ポンプ3と油圧アク
チュエータ5との間に設けらており、その切換量が少な
くなると、油圧ポンプ3の吐出油が制御弁4Aで絞られ
るため、吐出管路圧力が上昇し、油圧ポンプ3の傾転量
(押除け容積)が低減され、油圧ポンプ3の吐出量が低
減される。その結果、原動機1の負荷が低減され、オー
バーヒートが防止される。
【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0008】
【実施例】図1および図2により本発明の一実施例を説
明する。図1は油圧ショベルの油圧制御装置を示す図で
ある。1は原動機、2は原動機冷却部と作動油冷却用の
オイルクーラー部とから成る周知のラジエータ、3は原
動機1により駆動される可変容量油圧ポンプである。可
変容量油圧ポンプ3の吐出油は、複数の油圧パイロット
式方向制御弁4A,4B,4C…にそれぞれ導かれ、こ
こで流量と方向が制御されて各油圧アクチュエータに導
かれるようになっている。図1では、油圧アクチュエー
タとして方向制御弁4Aに接続された作業機駆動用油圧
シリンダ5のみ図示しているが、他の制御弁4B,4C
…にもそれぞれ油圧アクチュエータ(例えば、他の作業
機駆動用の油圧シリンダや旋回用油もなど)が接続され
ている。
【0009】各方向制御弁は、パイロット油圧回路によ
りそのストローク量が制御される。図では方向制御弁4
Aに対するパイロット油圧回路のみを示し、このパイロ
ット油圧回路は、原動機1により駆動されるパイロット
油圧ポンプ6と、レバー7aにより操作されるパイロッ
ト弁7とを有し、両者の間には減圧弁8および電磁弁9
が介装されている。電磁弁9は、油圧ポンプ6とパイロ
ット弁7とを直接連通するA位置と、減圧弁8を介して
油圧ポンプ6とパイロット弁7とを連通するB位置とに
切換可能とされ、その切換えはコントローラ10からの
信号により制御される。
【0010】11は、ラジエータ2から原動機1に供給
される原動機冷却水の温度を検出する水温センサであ
り、その検出温度はコントローラ10に入力される。コ
ントローラ10は、入力された冷却水温が所定温度以上
の場合に電磁弁9のソレノイド部9aに通電し、電磁弁
9をA位置からB位置に切換える。ここで、上記所定温
度は、原動機1がオーバーヒートを起こす直前の冷却水
温が望ましく、例えば100℃とされる。12はパイロ
ット用油圧ポンプ6の最高吐出圧力を規定するパイロッ
トリリーフ弁であり、上記電磁弁9がA位置にあるとき
には、このリリーフ弁12の設定圧力(油圧ポンプ6の
最高吐出圧力)がパイロット弁7の一次圧力に相当す
る。
【0011】次に、実施例の動作を説明する。今、原動
機冷却水温は所定温度(例えば100℃)未満であり、
したがって電磁弁9は通電されずにA位置に保持されて
いるものとする。この状態でレバー7aによりパイロッ
ト弁7を操作すると、パイロット用油圧ポンプ6の吐出
圧力が電磁弁9を介して直接パイロット弁7に導かれ、
パイロット弁7で減圧された二次圧力が方向制御弁4の
パイロットポート4aまたは4bに作用する。これによ
り制御弁4がレバー7aの操作量に応じた量だけ切換わ
り、可変容量油圧ポンプ3からの吐出油が制御弁4の切
換量に応じた量だけ油圧シリンダ5に導かれ、油圧シリ
ンダ5が伸縮して作業機が駆動される。その駆動速度は
パイロット弁7の操作量に依存する。
【0012】図2はパイロット弁7のストローク量(操
作量)に対するパイロット弁7の二次圧力を示し、図示
P1は、制御弁4をフルストロークさせるのに要する圧
力を示している。上述のように電磁弁9がA位置にある
ときには、パイロット弁7の一次圧力がリリーフ弁12
の設定圧力となり、操作レバー7aによるパイロット弁
7のストローク量に応じてその二次圧力がa→b→c→
d→eのように変化する。したがってパイロット弁7を
フルストロークさせれば制御弁4もフルストロークする
ことになる。
【0013】一方、作業機の駆動によって原動機冷却水
温が上昇し、例えば上記(1),(2),(3)に示し
た条件時には冷却水温が所定温度(例えば100℃)以
上になることがある。コントローラ10は、水温センサ
11の検出温度が上記所定温度以上になると、電磁弁9
のソレノイド部9aに通電して電磁弁9をB位置に切換
える。これによりパイロット油圧ポンプ6の吐出油は、
減圧弁8を介してパイロット弁7に導かれることにな
る。したがって、パイロット弁7の一次圧力は減圧弁8
の二次圧力となり、上述したリリーフ弁12の設定圧力
よりも小さくなるから、パイロット弁7のストローク量
に応じてパイロット弁7の二次圧力は図2のa→b→f
のように変化する。すなわち、パイロット弁7のストロ
ーク量がS1以上になってもその二次圧力はP2(<P
1)に保持され、パイロット弁7をフルストロークして
も制御弁4はフルストロークしない。したがって、パイ
ロット弁7をフルストロークしたときでも可変容量油圧
ポンプ3の吐出油が制御弁4で絞られて油圧ポンプ3の
吐出管路圧力が上昇し、これにより油圧ポンプ3の傾転
量(押除け容積)が通常よりも低減される。その結果、
油圧ポンプ3の吐出量が減少して原動機1の負荷が低減
され、オーバーヒートが防止される。
【0014】その後、原動機冷却水温が所定温度未満に
なると水温センサ11の出力が所定値未満になり、これ
に伴ってコントローラ10は電磁弁9のソレノイド部9
aへの通電を断ち、電磁弁9をA位置に復帰させる。
【0015】以上のように本実施例では、原動機冷却水
温が所定温度以上になると、制御弁のストローク量を制
限して可変容量油圧ポンプ3の吐出量を減少させ、これ
により原動機1の負荷を低減するようにしたので、ラジ
エータの性能を上げることなくオーバーヒートを未然に
防止することができる。
【0016】以上の実施例の構成において、作業機駆動
用油圧シリンダ5が油圧アクチュエータ5を、水温セン
サ11が検出手段を、コントローラ10,電磁弁9およ
び減圧弁8が吐出量制御手段をそれぞれ構成する。ま
た、水温センサ11の検出信号が上記所定値以上のと
き、その検出信号が高温信号に相当する。
【0017】なお上記電磁弁9と減圧弁8に代えて、図
3に示すような電磁減圧弁21を用いても上述と同様の
作用効果を奏することができる。この電磁減圧弁21
は、その設定圧力がリリーフ弁12の設定圧力よりも若
干高い第1の位置と、リリーフ弁12の設定圧力よりも
所定量低い第2の位置とに切換え可能とされ、第1の位
置ではパイロット弁7の一次圧力がリリーフ弁12の設
定圧力で規定される。また第2の位置では、パイロット
弁7の二次圧力が図2のa→b→fとなるようにその一
次圧力が規定される。この電磁減圧弁21は、上述した
電磁弁9と同様に水温センサ11の出力に応じてコント
ローラ10によって切換制御される。
【0018】なお、電磁減圧弁21を比例式とし、原動
機冷却水温に応じて段階的に切換えるようにすれば、油
圧ポンプ3の吐出量を常に最適値に保持することができ
る。また以上では、油圧パイロット式制御弁9を用いた
例を示したが、操作レバーの操作に応じて機械的に制御
弁を切換える場合には、上記油圧ポンプ3の吐出管路に
着脱可能な絞りを設け、原動機冷却水温が所定温度以上
の場合には上記吐出管路に絞りを挿入し、所定温度未満
の場合には絞りを退避させるようにすれば、上述と同様
の作用効果が得られる。
【0019】
【0020】なお以上では、原動機の冷却水温油温に基
づいてポンプ吐出量を制御する例を示したが、これに代
えて作動油温を検出してポンプ吐出量を制御してもよ
い。すなわち作動油温を検出する温度センサをオイルタ
ンクなどに設け、その検出温度が所定温度(例えば60
℃)以上場合には油圧ポンプの吐出量を減少させるよう
にすればよい。また、作動油温に代えてエンジンオイル
の温度を用いてもよい。さらに、以上では油圧ショベル
にて説明したが、その他の油圧建設機械にも本発明を適
用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、原動機の冷却水温(エ
ンジンオイルの温度,作動油温)を検出し、これが所定
温度以上になると油圧ポンプの吐出量を低減して原動機
負荷を低減させるようにしたので、ラジエータの冷却能
力を高めることなく、すなわちコストを大幅にアップす
ることなくいかなる条件時のオーバーヒートも未然に防
止することが可能となる。また、油圧ポンプやアクチュ
エータを後から追加して原動機の負荷が増加した場合で
も同様のオーバーヒート防止効果が得られる。特に本発
明では、可変容量油圧ポンプと油圧アクチュエータとの
間に設けられた制御弁の切換量を少なくすることで油圧
ポンプの吐出量を低減させているので、可変容量油圧ポ
ンプがもともと備えているトルク制御を利用でき、複雑
なポンプ制御系を改良することなくオーバーヒートの防
止が図れ、以てコストアップを最小限に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係る油圧ショベルの油圧制御装置を
示す図。
【図2】パイロット弁のストローク量に対する二次圧力
を示す図。
【図3】電磁減圧弁を用いた変形例を示す図。
【符号の説明】
1 原動機 2 ラジエータ 3 可変容量油圧ポンプ 4A,4B,4C 油圧パイロット式方向制御弁 5 作業機駆動用油圧シリンダ(油圧アクチュエータ) 6 パイロット用油圧ポンプ 7 パイロット弁 8 減圧弁 9 電磁減 10 コントローラ 11 水温センサ(検出手段) 12 リリーフ弁

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原動機により駆動され、その吐出管路の
    圧力が高くなるほど押除け容積を低減させる可変容量
    圧ポンプと、 この油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュ
    エータと、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に設け
    られ、切換量に応じて前記油圧アクチュエータに導かれ
    る圧油の流量を制御する制御弁と を備えた油圧建設機械
    の油圧制御装置において、 前記原動機の冷却水温あるいはエンジンオイルの温度が
    所定温度以上になったことを検出して高温信号を出力す
    る検出手段と、 前記高温信号が出力されているときには、前記制御弁の
    切換量を高温信号非出力時よりも少なくする吐出量制御
    手段とを具備することを特徴とする油圧建設機械の油圧
    制御装置。
  2. 【請求項2】 原動機により駆動され、その吐出管路の
    圧力が高くなるほど押除け容積を低減させる可変容量
    圧ポンプと、 この油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュ
    エータと、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に設け
    られ、切換量に応じて前記油圧アクチュエータに導かれ
    る圧油の流量を制御する制御弁と を備えた油圧建設機械
    の油圧制御装置において、 作動油温が所定温度以上になったことを検出して高温信
    号を出力する検出手段と、 前記高温信号が出力されているときには、前記制御弁の
    切換量を高温信号非出力時よりも少なくする吐出量制御
    手段とを具備することを特徴とする油圧建設機械の油圧
    制御装置。
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WO2016017209A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 株式会社クボタ 作業機

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