JP3715060B2 - 油圧ポンプのカットオフ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ポンプの吐出回路の圧力が所定の圧力になると油圧ポンプの吐出流量を減少させるカットオフ制御を行う油圧ポンプのカットオフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカットオフ制御を行う油圧ポンプのカットオフ装置は、一例として、特開平５−３０２５７５号公報や特開平５−１７２１０７号公報に記載のものがある。これら従来の油圧ポンプのカットオフ装置は、油圧ポンプ、この油圧ポンプにより駆動される油圧アクチュエータ及び油圧ポンプの吐出回路の最大圧力を決定するリリーフ弁とを有する油圧駆動装置に設けられており、油圧ポンプの吐出回路の圧力（以下、回路圧力という）を検出する圧力センサと、圧力センサからの信号により油圧ポンプの吐出流量を制御するコントローラ及びレギュレータとを有している。
【０００３】
これら従来の油圧ポンプのカットオフ装置によれば、圧力センサにより検出された回路圧力が、リリーフ弁の設定圧付近のコントローラに予め設定された圧力（以下、カットオフ圧力という）以上になると、油圧ポンプの吐出流量を減少させるカットオフ制御が行われ、回路圧力がリリーフ設定圧に達してリリーフ弁が作動したときのエネルギロスを低減し、経済性を向上している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【０００５】
一般的に、リリーフ弁の設定圧の大きさは製品毎にある程度バラツキがある。また、圧力センサの精度にも製品毎にバラツキがある。このようなバラツキのため、従来のカットオフ制御では、コントローラに設定されるカットオフ圧力は、リリーフ弁の設計上のリリーフ圧（以下、リリーフ圧の設計値という）よりも低い値に設定されている。
【０００６】
すなわち、上記カットオフ制御が機能するためには、回路圧力がカットオフ圧力に達する必要がある。しかし、カットオフ圧力をリリーフ圧の設計値に等しく設定すると、リリーフ弁の設定圧のバラツキによりリリーフ弁の設定圧がリリーフ圧の設計値よりも低い場合があり、この場合は回路圧力がリリーフ圧の設計値に達する前にリリーフ弁が動作するので、回路圧力がリリーフ圧の設計値まで上昇せず、カットオフ制御が機能しなくなる。また、圧力センサの検出精度のバラツキによっても同様の事態が生じる。このようなことから、カットオフ制御を確実に機能させるためには、リリーフ弁の設定圧のバラツキと圧力センサの検出精度のバラツキを考慮し、これらバラツキの最大幅に余裕を加味した分、カットオフ圧力をリリーフ圧の設計値より低く設定する必要がある。
【０００７】
例えば、リリーフ弁のリリーフ圧の設計値を３５０ｋｇ／ｃｍ2とした場合、リリーフ弁の設定圧や圧力センサの検出精度のバラツキの最大幅の合計を１５ｋｇ／ｃｍ2とすれば、５ｋｇ／ｃｍ2の余裕を加味して、カットオフ圧力は３３０ｋｇ／ｃｍ2に設定される。
【０００８】
このような設定のため、上記従来技術では、回路圧力がリリーフ弁の設定圧に達し、リリーフ弁が動作する前にカットオフ制御が機能し、油圧ポンプの吐出流量を減少させるので、リリーフ弁の動作前に油圧アクチュエータの速度が急に遅くなり、作業性が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、リリーフ弁の動作に同期してカットオフ制御を行わせ、作業性を向上することができる油圧ポンプのカットオフ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出回路の最大圧力を決定するリリーフ弁と、前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量及び方向を制御する複数の方向切換弁と、これら複数の方向切換弁を切り換え操作する複数の操作装置と、これら複数の操作装置の操作信号のうちの最大操作量に対応する操作信号がポジティブ制御信号として導かれ、前記油圧ポンプの吐出流量を調整するポジティブ制御用のレギュレータとを備える油圧駆動装置における油圧ポンプのカットオフ装置において、前記リリーフ弁の下流に設けられた絞りと、前記リリーフ弁から排出された圧油によりリリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇すると、前記油圧ポンプの吐出流量が減少するよう前記レギュレータを動作させるカットオフ制御手段とを有するものとする。
【００１１】
以上のように構成した本発明においては、油圧ポンプの吐出回路の圧力がリリーフ弁の設定圧に達してリリーフ弁が動作すると、リリーフ弁から排出された圧油によりリリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇し、カットオフ制御手段により油圧ポンプの吐出流量が減少するようレギュレータを動作させるので、リリーフ弁の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁の動作に同期してカットオフ制御を行うことができ、作業性を向上することができる。
【００１２】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記カットオフ制御手段は、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記レギュレータに流量減少方向の信号圧として導く手段である。
【００１３】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記カットオフ制御手段は、前記ポジティブ制御信号を前記レギュレータに導く管路に設けられ、この管路を遮断する第１位置と管路を連通する第２位置とに切り換え可能な切換弁と、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記切換弁の切換圧力として前記切換弁に導き、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇すると、前記切換弁を前記第２位置から第１位置に切り換える手段とを有するものとする。
【００１４】
（４）更に、上記（１）において、好ましくは、前記カットオフ制御手段を機能させるかどうかを選択する選択手段を更に有するものとする。
【００１５】
これにより、作業内容に応じて、油圧ポンプの吐出回路の圧力がリリーフ弁の設定圧に達してリリーフ弁が動作してもカットオフ制御が行われないようにすることができ、作業に力強さが必要な走行やアーム引き操作で力強い作業を行うことができる。
【００１６】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記選択手段は、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記レギュレータに流量減少方向の信号圧として導く管路に設けられ、この管路を連通する第１位置と管路を遮断する第２位置とに切り換え可能な電磁弁と、この電磁弁を前記第１位置と第２位置のいずれかに切り換える切換手段を有するものとする。
【００１７】
（６）また、上記（４）において、好ましくは、前記選択手段は、前記リリーフ弁と前記絞りの間を前記絞りとパラレルにタンクに接続する管路に設けられ、この管路を遮断する第１位置と管路を連通する第２位置とに切り換え可能な電磁弁と、この電磁弁を前記第１位置と第２位置のいずれかに切り換える切換手段を有するものとする。
【００１８】
これにより、選択手段でカットオフ制御手段を機能させないときに、リリーフ弁が動作すると、リリーフ弁から排出された圧油は絞りを介さずにタンクに戻るため、リリーフ弁が絞りで生じる背圧分だけ設定圧より高い圧力で動作することが防止され、油圧ポンプの吐出圧力が上昇によるエネルギロスを低減することができる。
【００１９】
（７）上記（５）又は（６）において、好ましくは、前記切換手段は、オペレータにより操作される入力スイッチを有するものとする。
【００２０】
これにより、カットオフ制御を常時行わないようにもすることができ、常時力強さが必要な作業にも対応できる。
【００２１】
（８）また、上記（５）又は（６）において、好ましくは、前記切換手段は、前記複数の操作装置の操作信号を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記電磁弁を前記第１位置と第２位置とに切り換える切換信号を出力するコントローラとを有するものとする。
【００２２】
これにより、力強さが必要な作業が行われているときに、自動的にカットオフ制御が行われないようにでき、操作性を向上できる。
【００２３】
（９）上記（８）において、好ましくは、前記複数の操作装置は、油圧ショベルの走行を指示する第１操作装置と、前記油圧ショベルのアーム操作を指示する第２操作装置とを含み、前記コントローラは、前記検出手段により走行を指示する前記第１操作装置の操作信号とアーム引き操作を指示する第２操作装置の操作信号が共に検出されないと、前記電磁弁を前記第１位置に切り換える切換信号を出力し、前記検出手段により走行を指示する前記第１操作装置の操作信号とアーム引き操作を指示する第２操作装置の操作信号のいずれかが検出されると、前記電磁弁を前記第１位置に切り換える切換信号を出力しない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２５】
本発明の第１の実施形態を図１〜図４を用いて説明する。
図１において、本実施形態における油圧駆動装置は、可変容量型の油圧ポンプ１と、油圧ポンプ１の吐出回路の最大圧力を決定するリリーフ弁４と、油圧ポンプ１から供給される圧油により駆動され、図示しない油圧ショベルの下部走行体を駆動する走行モータ６１、図示しない油圧ショベルのアームを回動するアームシリンダ６２を含む複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプ１から走行モータ６１とアームシリンダ６２とを含む複数の油圧アクチュエータにそれぞれ供給される圧油の流量及び方向をそれぞれ制御する方向切換弁１０，１２を含む複数の方向切換弁と、パイロット圧を発生し、方向切換弁１０，１２をそれぞれ切り換え操作する操作装置９１，９２を含む複数の操作装置と、これら複数の操作装置で発生した最大のパイロット圧がポジティブ制御信号として導かれ、油圧ポンプ１の吐出流量を調整するポジティブ制御用のレギュレータ３とを有している。
【００２６】
なお、図１では、上記複数の油圧アクチュエータのうち走行モータ６１とアームシリンダ６２を除く油圧アクチュエータ、上記複数の方向切換弁のうち方向切換弁１０，１２を除く方向切換弁、上記複数の操作装置のうち操作装置９１，９２を除く操作装置、これらに関連する管路については、図示を省略し、一点鎖線の囲み部１１により一括して表示している。方向切換弁１０，１２、及び囲み部１１に含まれる方向切換弁は、バイパスライン１８に接続され、バイパスライン１８の上流側は管路３５に、下流側はタンクライン１９を介してタンク２０に接続されている。また、方向切換弁１０，１２の圧油供給ポートは管路３５にパラレル管路１７を介して並列に接続されている。
【００２７】
操作装置９１の操作ペダル９１ａを操作すると、その操作方向が前進の場合は、操作装置９１で発生したパイロット圧が管路３１を通り方向切換弁１０の駆動部１０ａに導かれ、後進の場合は管路３２を通り方向切換弁１０の駆動部１０ｂに導かれ、それぞれ方向切換弁１０が切り換わり、油圧ポンプ１から走行モータ６２に圧油が供給され、油圧ショベルが前進方向又は後進方向に走行する。一方、操作装置９２の操作レバー９２ａをアーム押し方向に操作すると、操作装置９２で発生したパイロット圧は、管路３３を通り方向切換弁１２の駆動部１２ａに導かれ、方向切換弁１２が切り換わり、油圧ポンプ１からアームシリンダ６２のロッド側に圧油が供給され、アームが押し方向に回動する。また、操作装置９２の操作レバー９２ａをアーム引き方向に操作すると、操作装置９２で発生したパイロット圧は、管路３４を通り方向切換弁１２の駆動部１２ｂに導かれ、方向切換弁１２が切り換わり、油圧ポンプ１からアームシリンダ６１のボトム側に圧油が供給され、アームが引き方向に回動する。
【００２８】
リリーフ弁４は、油圧ポンプ１と方向切換弁１０，１２を含む複数の方向切換弁とを接続する吐出回路の管路３５から分岐しタンク３７に至る管路３６に設けられ、油圧ポンプ１の吐出回路の圧力（以下、回路圧力という）がリリーフ弁４の設定圧に達すると動作して油圧ポンプ１からの圧油を絞り５を介してタンク３７に戻す。
【００２９】
レギュレータ３は、ピストン３ａを有しており、ピストン３ａが図示右方に移動すると、油圧ポンプ１からの吐出流量が減少するよう油圧ポンプ１の傾転角を変え、ピストン３ａが図示左方に移動すると、油圧ポンプ１からの吐出流量が増大するよう油圧ポンプ１の傾転角を変える。また、レギュレータ３のロッド側には、シャトル弁８１〜８３で選択された操作装置９１，９２を含む複数の操作装置でそれぞれ発生したパイロット圧のうち最大のパイロット圧（以下、ポジティブ制御圧という）が管路７を介して導かれている。このため、図２に示すように、ポジティブ制御圧が増大すると、ピストン３ａが図示左方に移動して油圧ポンプ１の吐出流量を増大させる。つまり、油圧ポンプ１は、操作装置９１，９２を含む複数の操作装置からの最大のパイロット圧に応じて吐出流量を制御するポジティブ制御により吐出流量が制御されている。
【００３０】
以上のような油圧駆動装置に本発明の油圧ポンプのカットオフ装置が設けられている。このカットオフ装置は、リリーフ弁４の下流に位置する絞り５と、リリーフ弁４から排出された圧油によりリリーフ弁４と絞り５との間の圧力（以下、リリーフ弁４の排出圧力という）が上昇すると油圧ポンプ１の吐出流量が減少するようレギュレータ３を動作させるカットオフ制御装置２１とを有している。
【００３１】
カットオフ制御装置２１は、リリーフ弁４と絞り５との間から分岐し、リリーフ弁４の排出圧力をレギュレータ３のボトム側に導く管路６と、管路６に設けられ、管路６を連通する第１位置と遮断する第２位置とに切り換え可能な電磁弁２３と、管路３１，３２，３４にそれぞれ設けられ、それぞれのパイロット圧を検出する圧力センサ５０〜５２と、オペレータにより操作されカットオフ制御をするか否かを指示する入力スイッチ２８と、圧力センサ５０〜５２及び入力スイッチ２８からの信号により電磁弁２３を切り換える切換信号を生成し、電磁弁２３に出力するコントローラ２６とで構成されている。
【００３２】
電磁弁２３は、コントローラ２６から切換信号が与えられないときは、管路６を遮断する図示の第２位置にあり、コントローラ２６から切換信号が与えられると、管路６を連通する第１位置に切り換わる。
【００３３】
入力スイッチ２８は、位置Ａ，Ｂ，Ｃの３位置を有しており、位置Ａを選択すると、油圧ショベルが走行するときのみカットオフ制御をしないようにコントローラ２６に指示し、位置Ｂを選択するとアームを引く動作をするときのみカットオフ制御をしないようにコントローラ２６に指示し、位置Ｃを選択すると常にカットオフ制御をしないようにコントローラ２６に指示する。
【００３４】
コントローラ２６での処理内容について図３のフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、入力スイッチ２８及び圧力センサ５０〜５２の信号が入力されると（ステップ１００）、入力スイッチ２８の位置Ａが選択されているかどうかが判定される（ステップ１０１）。そして、位置Ａが選択されていると判定されれば、次に、操作装置９１により油圧ショベルの走行が指示されているかどうか、つまり圧力センサ５０又は５１から信号があるかどうかが判定され（ステップ１０２）、圧力センサ５０又は５１から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１０６）、圧力センサ５０又は５１から信号がなければ、電磁弁２３へ切換信号を出力する（ステップ１０５）。一方、ステップ１０１で、位置Ａが選択されていないと判定されれば、次に、入力スイッチ２８の位置Ｂが選択されているかどうかが判定され（ステップ１０３）、位置Ｂが選択されていると判定されれば、操作装置９２によりアーム引きが指示されているかどうか、つまり圧力センサ５２から信号があるかどうかが判定され（ステップ１０４）、圧力センサ５２から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１０６）、圧力センサ５２から信号がなければ、電磁弁２３へ切換信号を出力する（ステップ１０５）。また、ステップ１０３で、位置Ｂが選択されていないと判定されれば、つまり位置Ｃが選択されているときは、圧力センサ５０〜５２からの信号の有無に係わらず電磁弁２３へ切換信号を出力しない（ステップ１０６）。
【００３５】
次に、以上のように構成した本実施形態の動作を説明する。
【００３６】
オペレータが操作装置９１，９２を含む複数の操作装置の少なくとも１つを操作すると、対応する方向切換弁が中立位置から切り換えられると共に、レギュレータ３にはポジティブ制御圧が導かれ、レギュレータ３は油圧ポンプ１の吐出流量を増加するようポンプ傾転を増大させ、切り換えられた方向切換弁に対応する油圧アクチュエータに供給される。
【００３７】
このとき、入力スイッチ２８が位置Ａにありかつ操作ペダル９１ａが操作されていない場合、又は入力スイッチ２８が位置Ｂにありかつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されていない場合には、コントローラ２６から電磁弁２３へ切換信号が出力され、電磁弁２３は管路６を連通する第１位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作するとリリーフ弁４の排出圧力が上昇し、この上昇した排出圧力が管路６によりレギュレータ３のボトム側に導かれ、レギュレータ３のピストン３ａが図示右方に移動して図４に示すように油圧ポンプ１の吐出流量を減少させる。つまり、これらの場合にはカットオフ制御が行われることになる。
【００３８】
このように、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作し、リリーフ弁４と絞り５との間の圧力が上昇すると、カットオフ制御装置２１によりカットオフ制御を行わせることにより、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御を行わせることができ、リリーフ弁４が動作する前にカットオフ制御が行われて油圧アクチュエータの速度が急に遅くなってしまうことがなく、作業性を向上することができる。
【００３９】
一方、入力スイッチ２８が位置Ａにありかつ操作ペダル９１ａが操作されている場合、入力スイッチ２８で位置Ｂにありかつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されている場合、又は入力スイッチ２８が位置Ｃにある場合には、コントローラ２６から電磁弁２３へ切換信号が出力されず、電磁弁２３は管路６を遮断する第２位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作するとリリーフ弁４の排出圧力は上昇するが、この上昇した排出圧力はレギュレータ３のボトム側に導かれず、油圧ポンプ１の吐出流量は減少しない。つまり、これらの場合にはカットオフ制御は行われない。
【００４０】
従って、油圧ショベルを走行している場合やアーム引き操作をしている場合のように作業に力強さが必要な場合には、入力スイッチ２８を位置Ａ又はＢに切り換えることにより、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作しても、カットオフ制御が行われないので、走行及びアーム引きの作業性を向上できる。
【００４１】
以上のように本実施形態によれば、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御を行わせ、作業性を向上することができる。
【００４２】
また、入力スイッチ２８の切り換えにより、作業内容に応じて回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作しても、カットオフ制御が行われないようにすることができ、走行やアーム引きで力強い作業を行うことができる。
【００４３】
更に、入力スイッチ２８の切り換えにより、カットオフ制御を常時行わないようにすることができ、常時力強さが必要な作業にも対応できる。
【００４４】
本発明の第２の実施形態を図５を用いて説明する。図中、図１に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第１の実施形態における入力スイッチ２８をとり、コントローラ２６の処理機能を変えたものてあり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００４５】
本実施形態におけるコントローラ２６の処理内容について図５のフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、圧力センサ５０〜５２の信号が入力されると（ステップ１１０）、操作装置９１により走行が指示されているかどうか、つまり圧力センサ５０又は５１から信号があるかどうかが判定され（ステップ１１１）、圧力センサ５０又は５１から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１１４）、圧力センサ５０又は５１から信号がなければ、操作装置９２によりアーム引きが指示されているかどうか、つまり圧力センサ５２から信号があるかどうかが判定される（ステップ１１２）。そして、圧力センサ５２から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１１４）、圧力センサ５２から信号がなければ、電磁弁２３へ切換信号を出力する（ステップ１１３）。
【００４６】
このように構成した本実施形態においては、操作ペダル９１ａが操作されておらず、かつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されていない場合には、コントローラ２６Ａから電磁弁２３へ切換信号が出力され、電磁弁２３は管路６を連通する第１位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達すると、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００４７】
一方、操作ペダル９１ａが操作されているか、操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されている場合には、コントローラ２６Ａから電磁弁２３へ切換信号が出力されず、電磁弁２３は管路６を遮断する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しても、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御は行われない。
【００４８】
従って、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御を行うことができ、作業性を向上することができる。
【００４９】
また、作業に力強さが必要な油圧ショベルを走行している場合やアーム引き操作をしている場合には、スイッチを切り換えなくても自動的にカットオフ制御が行われないようになり、操作性を向上できる。
【００５０】
本発明の第３の実施形態を図６を用いて説明する。図中、図１に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図６において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第１の実施形態におけるカットオフ制御装置２１と構成の異なるカットオフ制御装置２１Ａを有するものであり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００５１】
カットオフ制御装置２１Ａは、カットオフ制御装置２１における電磁弁２３をとり、リリーフ弁４と絞り５との間から分岐して絞り５とパラレルにタンク３８に接続する管路３９と、管路３９に設けられ、コントローラ２６からの切換信号に応じて、管路３９を遮断する第１位置と連通する第２位置とに切り換え可能な電磁弁２３Ａとを更に有したものであり、その他の構成はカットオフ制御装置２１と同じである。
【００５２】
電磁弁２３Ａは、コントローラ２６から切換信号が与えられないときは、管路３９を連通する図示の第２位置にあり、コントローラ２６から切換信号が与えられると、管路３９を遮断する第１位置に切り換わる。
【００５３】
このように構成した本実施形態では、コントロー２６から電磁弁２３Ａへ切換信号が出力されると、電磁弁２３Ａは、管路３９を遮断する第１位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作すると、管路６によりレギュレータ３のボトム側に導かれるリリーフ弁４の排出圧力が上昇し、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００５４】
一方、コントローラ２６から電磁弁２３Ａに切換信号が出力されなれば、電磁弁２３Ａは、管路３９を連通する第２位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しリリーフ弁４が動作しても、リリーフ弁４から排出される圧油は管路３９を通ってタンク３８に戻ってしまい、管路６によりレギュレータ３のボトム側に導かれるリリーフ弁４の排出圧力は上昇せず、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御は行われない。
【００５５】
従って、本実施形態においても、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御が行われ、作業性を向上することができるなど、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
また、走行時、アーム引き作業時等カットオフ制御を行わないときは、リリーフ弁４から排出された圧油は絞りを介さずにタンク３８に戻るため、リリーフ弁４が絞りで生じる背圧分だけ設定圧よりも高い圧力で動作することが防止され、油圧ポンプ１の吐出圧力の上昇によるエネルギロスを低減することができる。
【００５７】
本発明の第４の実施形態を図７を用いて説明する。図中、図１及び図６に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図７において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第３の実施形態におけるカットオフ制御装置２１Ａと構成の異なるカットオフ制御装置２１Ｂを有するものであり、その他の構成は第３の実施形態と同じである。
【００５８】
カットオフ制御装置２１Ｂは、カットオフ制御装置２１Ａにおける圧力センサ５０〜５２、コントローラ２３Ａ及び入力スイッチ２８をとり、電磁弁２３Ａに代えて、管路３１，３２，３４からのパイロット圧のうち最大のパイロット圧により、管路３９を遮断する第１位置と連通する第２位置とに切り換え可能な切換弁２３Ｂを有しており、その他の構成はカットオフ制御装置２１Ａと同じである。
【００５９】
切換弁２３Ｂは、管路３１，３２，３４全てにパイロット圧が発生していなければ、管路３９を遮断する図示の第１位置にあり、管路３１，３２，３４のいずれかにパイロット圧が発生していれば、管路３９を連通する第２位置に切り換わる。
【００６０】
このように構成した本実施形態では、操作ペダル９１ａが操作されておらず、かつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されていない場合は、操作手段９１，９２から管路３１，３２，３４に導かれるパイロット圧はなく、切換弁２３Ｂは管路３９を遮断する第１位置にあり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達すると、第３の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００６１】
一方、操作ペダル９１ａが操作されているか、操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されている場合は、操作手段９１，９２から管路３１，３２，３４にパイロット圧が導かれて、切換弁２３Ｂは管路３９を連通する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しても、第３の実施形態と同様にカットオフ制御は行われない。
【００６２】
従って、本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、カットオフ制御の同期実施による作業性の向上及び作業内容に応じたカットオフ制御の選択実施の効果が得られると共に、第３の実施形態と同様、絞り５により発生するエネルギロスの防止の効果が得られる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、油圧ポンプのカットオフ制御装置をコントローラを使わずに純油圧的に構成できる。
【００６４】
本発明の第５の実施形態を図８を用いて説明する。図中、図１、図６及び図７に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図８において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第４の実施形態におけるカットオフ制御装置２１Ｂと構成の異なるカットオフ制御装置２１Ｃを有するものであり、その他の構成は第４の実施形態と同じである。
【００６５】
カットオフ制御装置２１Ｃは、カットオフ制御装置２１Ｂにおける切換弁２３Ｂに代えて、電源４１と、電源４１からの電流により管路３９を遮断する第１位置と連通する第２位置と切り換え可能な電磁弁２３Ｃと、電源４１から電磁弁２３Ｃへの電流を遮断、連通する入力スイッチ４０とを有しており、その他の構成はカットオフ制御装置２１Ｂと同じである。
【００６６】
電磁弁２３Ｃは、入力スイッチ４０がオフのときは、管路３９を遮断する図示の第１位置にあり、入力スイッチ４０をオンにすると、管路３９を連通する第２位置に切り換わる。
【００６７】
このように構成した本実施形態では、入力スイッチ４０がオフのときは、電磁弁２３Ｃは管路３９を遮断する第１位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達すると、第４の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００６８】
一方、入力スイッチ４０をオンにすると、電磁弁２３Ｃは管路３９を連通する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しても、第４の実施形態と同様にしてカットオフ制御は行われない。
【００６９】
従って、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、カットオフ制御の同期実施による作業性の向上の効果が得られ、かつ第３の実施形態と同様、絞り５により発生するエネルギロスの防止の効果が得られる。
【００７０】
また、作業に力強さが必要な場合に入力スイッチ４０をオンにすると、カットオフ制御が行われなくなるので、オペレータの判断でカットオフ制御を選択的に実施できる。
【００７１】
本発明の第６の実施形態を図９を用いて説明する。図中、図１及び図６に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図９において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第３の実施形態におけるカットオフ制御装置２１Ａと構成の異なるカットオフ制御装置２１Ｄを有するものであり、その他の構成は第３の実施形態と同じである。
【００７２】
カットオフ制御装置２１Ｄは、カットオフ制御装置２１Ａにおけるリリーフ弁４の排出圧力をレギュレータ３のボトム側に導く管路６をとり、ポジティブ制御圧をレギュレータ３のロッド側に導く管路７に、リリーフ弁４の排出圧力により、管路７を遮断する第１位置と連通する第２位置に切り換え可能な切換弁２４を有しており、その他の構成はカットオフ制御装置２１Ａと同じである。
【００７３】
切換弁２４は、リリーフ弁４が作動していないときのリリーフ弁４の排出圧力に比べてリリーフ弁４の排出圧力が上昇していないときは、管路７を連通する図示の第２位置にあり、この状態からリリーフ弁４の排出圧力が上昇すると、管路７を遮断する第１位置に切り換わる。
【００７４】
このように構成した本実施形態では、コントローラ２６から電磁弁２３Ａに切換信号が出力されると、電磁弁２３Ａは、管路３９を遮断する第１位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作すると、リリーフ弁４の排出圧力が上昇し、切換弁２４は、管路７を遮断する第１位置に切り換わり、ポジティブ制御圧はレギュレータ３のロッド側に供給されなくなり、レギュレータ３のロッド側の圧油が図示しないタンクに流出し、油圧ポンプ１の吐出流量が減少する。つまり、このときにはカットオフ制御が行われることになる。
【００７５】
一方、コントローラ２６から電磁弁２３Ａに切換信号が出力されないと、電磁弁２３Ａは管路３９を連通する第２位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作しても、第３の実施形態と同様にリリーフ弁４の排出圧力が上昇せず、切換弁２４は管路７を連通する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達する前と同様にポジティブ制御圧がレギュレータ３に導かれる状態となり、ポジティブ制御圧が変わらなければ、油圧ポンプ１の吐出流量は変わらない。つまり、このときにはカットオフ制御は行われないことになる。
【００７６】
従って、本実施形態においても第３の実施形態と同様な効果が得られる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、リリーフ弁の下流に絞りを設け、リリーフ弁と絞りとの間の圧力が上昇すると、油圧ポンプの吐出流量が減少するようにレギュレータが動作するので、リリーフ弁の動作に同期してカットオフ制御を行わせることができ、作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図２】ポジティブ制御圧とポンプの吐出流量との関係を示す図である。
【図３】コントローラの処理内容を示すフローチャートである。
【図４】リリーフ弁の排出圧力とポンプの吐出流量との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるコントローラの処理内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【符号の説明】
１ 油圧ポンプ
３ レギュレータ
４ リリーフ弁
５ 絞り
１０，１２ 方向切換弁
２３，２３Ａ，２３Ｃ 電磁弁
２３Ｂ 切換弁
２４ 切換弁
２６ コントローラ
２８，４０ 入力スイッチ
４１ 電源
５０〜５２ 圧力センサ
６１ 走行モータ
６２ アームシリンダ
９１，９２ 操作装置
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ポンプの吐出回路の圧力が所定の圧力になると油圧ポンプの吐出流量を減少させるカットオフ制御を行う油圧ポンプのカットオフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカットオフ制御を行う油圧ポンプのカットオフ装置は、一例として、特開平５−３０２５７５号公報や特開平５−１７２１０７号公報に記載のものがある。これら従来の油圧ポンプのカットオフ装置は、油圧ポンプ、この油圧ポンプにより駆動される油圧アクチュエータ及び油圧ポンプの吐出回路の最大圧力を決定するリリーフ弁とを有する油圧駆動装置に設けられており、油圧ポンプの吐出回路の圧力（以下、回路圧力という）を検出する圧力センサと、圧力センサからの信号により油圧ポンプの吐出流量を制御するコントローラ及びレギュレータとを有している。
【０００３】
これら従来の油圧ポンプのカットオフ装置によれば、圧力センサにより検出された回路圧力が、リリーフ弁の設定圧付近のコントローラに予め設定された圧力（以下、カットオフ圧力という）以上になると、油圧ポンプの吐出流量を減少させるカットオフ制御が行われ、回路圧力がリリーフ設定圧に達してリリーフ弁が作動したときのエネルギロスを低減し、経済性を向上している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【０００５】
一般的に、リリーフ弁の設定圧の大きさは製品毎にある程度バラツキがある。また、圧力センサの精度にも製品毎にバラツキがある。このようなバラツキのため、従来のカットオフ制御では、コントローラに設定されるカットオフ圧力は、リリーフ弁の設計上のリリーフ圧（以下、リリーフ圧の設計値という）よりも低い値に設定されている。
【０００６】
すなわち、上記カットオフ制御が機能するためには、回路圧力がカットオフ圧力に達する必要がある。しかし、カットオフ圧力をリリーフ圧の設計値に等しく設定すると、リリーフ弁の設定圧のバラツキによりリリーフ弁の設定圧がリリーフ圧の設計値よりも低い場合があり、この場合は回路圧力がリリーフ圧の設計値に達する前にリリーフ弁が動作するので、回路圧力がリリーフ圧の設計値まで上昇せず、カットオフ制御が機能しなくなる。また、圧力センサの検出精度のバラツキによっても同様の事態が生じる。このようなことから、カットオフ制御を確実に機能させるためには、リリーフ弁の設定圧のバラツキと圧力センサの検出精度のバラツキを考慮し、これらバラツキの最大幅に余裕を加味した分、カットオフ圧力をリリーフ圧の設計値より低く設定する必要がある。
【０００７】
例えば、リリーフ弁のリリーフ圧の設計値を３５０ｋｇ／ｃｍ2とした場合、リリーフ弁の設定圧や圧力センサの検出精度のバラツキの最大幅の合計を１５ｋｇ／ｃｍ2とすれば、５ｋｇ／ｃｍ2の余裕を加味して、カットオフ圧力は３３０ｋｇ／ｃｍ2に設定される。
【０００８】
このような設定のため、上記従来技術では、回路圧力がリリーフ弁の設定圧に達し、リリーフ弁が動作する前にカットオフ制御が機能し、油圧ポンプの吐出流量を減少させるので、リリーフ弁の動作前に油圧アクチュエータの速度が急に遅くなり、作業性が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、リリーフ弁の動作に同期してカットオフ制御を行わせ、作業性を向上することができる油圧ポンプのカットオフ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出回路の最大圧力を決定するリリーフ弁と、前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量及び方向を制御する複数の方向切換弁と、これら複数の方向切換弁を切り換え操作する複数の操作装置と、これら複数の操作装置の操作信号のうちの最大操作量に対応する操作信号がポジティブ制御信号として導かれ、前記油圧ポンプの吐出流量を調整するポジティブ制御用のレギュレータとを備える油圧駆動装置における油圧ポンプのカットオフ装置において、前記リリーフ弁の下流に設けられた絞りと、前記リリーフ弁から排出された圧油によりリリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇すると、前記油圧ポンプの吐出流量が減少するよう前記レギュレータを動作させるカットオフ制御手段とを有するものとする。
【００１１】
以上のように構成した本発明においては、油圧ポンプの吐出回路の圧力がリリーフ弁の設定圧に達してリリーフ弁が動作すると、リリーフ弁から排出された圧油によりリリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇し、カットオフ制御手段により油圧ポンプの吐出流量が減少するようレギュレータを動作させるので、リリーフ弁の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁の動作に同期してカットオフ制御を行うことができ、作業性を向上することができる。
【００１２】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記カットオフ制御手段は、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記レギュレータに流量減少方向の信号圧として導く手段である。
【００１３】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記カットオフ制御手段は、前記ポジティブ制御信号を前記レギュレータに導く管路に設けられ、この管路を遮断する第１位置と管路を連通する第２位置とに切り換え可能な切換弁と、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記切換弁の切換圧力として前記切換弁に導き、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇すると、前記切換弁を前記第２位置から第１位置に切り換える手段とを有するものとする。
【００１４】
（４）更に、上記（１）において、好ましくは、前記カットオフ制御手段を機能させるかどうかを選択する選択手段を更に有するものとする。
【００１５】
これにより、作業内容に応じて、油圧ポンプの吐出回路の圧力がリリーフ弁の設定圧に達してリリーフ弁が動作してもカットオフ制御が行われないようにすることができ、作業に力強さが必要な走行やアーム引き操作で力強い作業を行うことができる。
【００１６】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記選択手段は、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記レギュレータに流量減少方向の信号圧として導く管路に設けられ、この管路を連通する第１位置と管路を遮断する第２位置とに切り換え可能な電磁弁と、この電磁弁を前記第１位置と第２位置のいずれかに切り換える切換手段を有するものとする。
【００１７】
（６）また、上記（４）において、好ましくは、前記選択手段は、前記リリーフ弁と前記絞りの間を前記絞りとパラレルにタンクに接続する管路に設けられ、この管路を遮断する第１位置と管路を連通する第２位置とに切り換え可能な電磁弁と、この電磁弁を前記第１位置と第２位置のいずれかに切り換える切換手段を有するものとする。
【００１８】
これにより、選択手段でカットオフ制御手段を機能させないときに、リリーフ弁が動作すると、リリーフ弁から排出された圧油は絞りを介さずにタンクに戻るため、リリーフ弁が絞りで生じる背圧分だけ設定圧より高い圧力で動作することが防止され、油圧ポンプの吐出圧力が上昇によるエネルギロスを低減することができる。
【００１９】
（７）上記（５）又は（６）において、好ましくは、前記切換手段は、オペレータにより操作される入力スイッチを有するものとする。
【００２０】
これにより、カットオフ制御を常時行わないようにもすることができ、常時力強さが必要な作業にも対応できる。
【００２１】
（８）また、上記（５）又は（６）において、好ましくは、前記切換手段は、前記複数の操作装置の操作信号を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記電磁弁を前記第１位置と第２位置とに切り換える切換信号を出力するコントローラとを有するものとする。
【００２２】
これにより、力強さが必要な作業が行われているときに、自動的にカットオフ制御が行われないようにでき、操作性を向上できる。
【００２３】
（９）上記（８）において、好ましくは、前記複数の操作装置は、油圧ショベルの走行を指示する第１操作装置と、前記油圧ショベルのアーム操作を指示する第２操作装置とを含み、前記コントローラは、前記検出手段により走行を指示する前記第１操作装置の操作信号とアーム引き操作を指示する第２操作装置の操作信号が共に検出されないと、前記電磁弁を前記第１位置に切り換える切換信号を出力し、前記検出手段により走行を指示する前記第１操作装置の操作信号とアーム引き操作を指示する第２操作装置の操作信号のいずれかが検出されると、前記電磁弁を前記第１位置に切り換える切換信号を出力しない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２５】
本発明の第１の実施形態を図１〜図４を用いて説明する。
図１において、本実施形態における油圧駆動装置は、可変容量型の油圧ポンプ１と、油圧ポンプ１の吐出回路の最大圧力を決定するリリーフ弁４と、油圧ポンプ１から供給される圧油により駆動され、図示しない油圧ショベルの下部走行体を駆動する走行モータ６１、図示しない油圧ショベルのアームを回動するアームシリンダ６２を含む複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプ１から走行モータ６１とアームシリンダ６２とを含む複数の油圧アクチュエータにそれぞれ供給される圧油の流量及び方向をそれぞれ制御する方向切換弁１０，１２を含む複数の方向切換弁と、パイロット圧を発生し、方向切換弁１０，１２をそれぞれ切り換え操作する操作装置９１，９２を含む複数の操作装置と、これら複数の操作装置で発生した最大のパイロット圧がポジティブ制御信号として導かれ、油圧ポンプ１の吐出流量を調整するポジティブ制御用のレギュレータ３とを有している。
【００２６】
なお、図１では、上記複数の油圧アクチュエータのうち走行モータ６１とアームシリンダ６２を除く油圧アクチュエータ、上記複数の方向切換弁のうち方向切換弁１０，１２を除く方向切換弁、上記複数の操作装置のうち操作装置９１，９２を除く操作装置、これらに関連する管路については、図示を省略し、一点鎖線の囲み部１１により一括して表示している。方向切換弁１０，１２、及び囲み部１１に含まれる方向切換弁は、バイパスライン１８に接続され、バイパスライン１８の上流側は管路３５に、下流側はタンクライン１９を介してタンク２０に接続されている。また、方向切換弁１０，１２の圧油供給ポートは管路３５にパラレル管路１７を介して並列に接続されている。
【００２７】
操作装置９１の操作ペダル９１ａを操作すると、その操作方向が前進の場合は、操作装置９１で発生したパイロット圧が管路３１を通り方向切換弁１０の駆動部１０ａに導かれ、後進の場合は管路３２を通り方向切換弁１０の駆動部１０ｂに導かれ、それぞれ方向切換弁１０が切り換わり、油圧ポンプ１から走行モータ６２に圧油が供給され、油圧ショベルが前進方向又は後進方向に走行する。一方、操作装置９２の操作レバー９２ａをアーム押し方向に操作すると、操作装置９２で発生したパイロット圧は、管路３３を通り方向切換弁１２の駆動部１２ａに導かれ、方向切換弁１２が切り換わり、油圧ポンプ１からアームシリンダ６２のロッド側に圧油が供給され、アームが押し方向に回動する。また、操作装置９２の操作レバー９２ａをアーム引き方向に操作すると、操作装置９２で発生したパイロット圧は、管路３４を通り方向切換弁１２の駆動部１２ｂに導かれ、方向切換弁１２が切り換わり、油圧ポンプ１からアームシリンダ６１のボトム側に圧油が供給され、アームが引き方向に回動する。
【００２８】
リリーフ弁４は、油圧ポンプ１と方向切換弁１０，１２を含む複数の方向切換弁とを接続する吐出回路の管路３５から分岐しタンク３７に至る管路３６に設けられ、油圧ポンプ１の吐出回路の圧力（以下、回路圧力という）がリリーフ弁４の設定圧に達すると動作して油圧ポンプ１からの圧油を絞り５を介してタンク３７に戻す。
【００２９】
レギュレータ３は、ピストン３ａを有しており、ピストン３ａが図示右方に移動すると、油圧ポンプ１からの吐出流量が減少するよう油圧ポンプ１の傾転角を変え、ピストン３ａが図示左方に移動すると、油圧ポンプ１からの吐出流量が増大するよう油圧ポンプ１の傾転角を変える。また、レギュレータ３のロッド側には、シャトル弁８１〜８３で選択された操作装置９１，９２を含む複数の操作装置でそれぞれ発生したパイロット圧のうち最大のパイロット圧（以下、ポジティブ制御圧という）が管路７を介して導かれている。このため、図２に示すように、ポジティブ制御圧が増大すると、ピストン３ａが図示左方に移動して油圧ポンプ１の吐出流量を増大させる。つまり、油圧ポンプ１は、操作装置９１，９２を含む複数の操作装置からの最大のパイロット圧に応じて吐出流量を制御するポジティブ制御により吐出流量が制御されている。
【００３０】
以上のような油圧駆動装置に本発明の油圧ポンプのカットオフ装置が設けられている。このカットオフ装置は、リリーフ弁４の下流に位置する絞り５と、リリーフ弁４から排出された圧油によりリリーフ弁４と絞り５との間の圧力（以下、リリーフ弁４の排出圧力という）が上昇すると油圧ポンプ１の吐出流量が減少するようレギュレータ３を動作させるカットオフ制御装置２１とを有している。
【００３１】
カットオフ制御装置２１は、リリーフ弁４と絞り５との間から分岐し、リリーフ弁４の排出圧力をレギュレータ３のボトム側に導く管路６と、管路６に設けられ、管路６を連通する第１位置と遮断する第２位置とに切り換え可能な電磁弁２３と、管路３１，３２，３４にそれぞれ設けられ、それぞれのパイロット圧を検出する圧力センサ５０〜５２と、オペレータにより操作されカットオフ制御をするか否かを指示する入力スイッチ２８と、圧力センサ５０〜５２及び入力スイッチ２８からの信号により電磁弁２３を切り換える切換信号を生成し、電磁弁２３に出力するコントローラ２６とで構成されている。
【００３２】
電磁弁２３は、コントローラ２６から切換信号が与えられないときは、管路６を遮断する図示の第２位置にあり、コントローラ２６から切換信号が与えられると、管路６を連通する第１位置に切り換わる。
【００３３】
入力スイッチ２８は、位置Ａ，Ｂ，Ｃの３位置を有しており、位置Ａを選択すると、油圧ショベルが走行するときのみカットオフ制御をしないようにコントローラ２６に指示し、位置Ｂを選択するとアームを引く動作をするときのみカットオフ制御をしないようにコントローラ２６に指示し、位置Ｃを選択すると常にカットオフ制御をしないようにコントローラ２６に指示する。
【００３４】
コントローラ２６での処理内容について図３のフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、入力スイッチ２８及び圧力センサ５０〜５２の信号が入力されると（ステップ１００）、入力スイッチ２８の位置Ａが選択されているかどうかが判定される（ステップ１０１）。そして、位置Ａが選択されていると判定されれば、次に、操作装置９１により油圧ショベルの走行が指示されているかどうか、つまり圧力センサ５０又は５１から信号があるかどうかが判定され（ステップ１０２）、圧力センサ５０又は５１から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１０６）、圧力センサ５０又は５１から信号がなければ、電磁弁２３へ切換信号を出力する（ステップ１０５）。一方、ステップ１０１で、位置Ａが選択されていないと判定されれば、次に、入力スイッチ２８の位置Ｂが選択されているかどうかが判定され（ステップ１０３）、位置Ｂが選択されていると判定されれば、操作装置９２によりアーム引きが指示されているかどうか、つまり圧力センサ５２から信号があるかどうかが判定され（ステップ１０４）、圧力センサ５２から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１０６）、圧力センサ５２から信号がなければ、電磁弁２３へ切換信号を出力する（ステップ１０５）。また、ステップ１０３で、位置Ｂが選択されていないと判定されれば、つまり位置Ｃが選択されているときは、圧力センサ５０〜５２からの信号の有無に係わらず電磁弁２３へ切換信号を出力しない（ステップ１０６）。
【００３５】
次に、以上のように構成した本実施形態の動作を説明する。
【００３６】
オペレータが操作装置９１，９２を含む複数の操作装置の少なくとも１つを操作すると、対応する方向切換弁が中立位置から切り換えられると共に、レギュレータ３にはポジティブ制御圧が導かれ、レギュレータ３は油圧ポンプ１の吐出流量を増加するようポンプ傾転を増大させ、切り換えられた方向切換弁に対応する油圧アクチュエータに供給される。
【００３７】
このとき、入力スイッチ２８が位置Ａにありかつ操作ペダル９１ａが操作されていない場合、又は入力スイッチ２８が位置Ｂにありかつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されていない場合には、コントローラ２６から電磁弁２３へ切換信号が出力され、電磁弁２３は管路６を連通する第１位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作するとリリーフ弁４の排出圧力が上昇し、この上昇した排出圧力が管路６によりレギュレータ３のボトム側に導かれ、レギュレータ３のピストン３ａが図示右方に移動して図４に示すように油圧ポンプ１の吐出流量を減少させる。つまり、これらの場合にはカットオフ制御が行われることになる。
【００３８】
このように、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作し、リリーフ弁４と絞り５との間の圧力が上昇すると、カットオフ制御装置２１によりカットオフ制御を行わせることにより、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御を行わせることができ、リリーフ弁４が動作する前にカットオフ制御が行われて油圧アクチュエータの速度が急に遅くなってしまうことがなく、作業性を向上することができる。
【００３９】
一方、入力スイッチ２８が位置Ａにありかつ操作ペダル９１ａが操作されている場合、入力スイッチ２８で位置Ｂにありかつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されている場合、又は入力スイッチ２８が位置Ｃにある場合には、コントローラ２６から電磁弁２３へ切換信号が出力されず、電磁弁２３は管路６を遮断する第２位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作するとリリーフ弁４の排出圧力は上昇するが、この上昇した排出圧力はレギュレータ３のボトム側に導かれず、油圧ポンプ１の吐出流量は減少しない。つまり、これらの場合にはカットオフ制御は行われない。
【００４０】
従って、油圧ショベルを走行している場合やアーム引き操作をしている場合のように作業に力強さが必要な場合には、入力スイッチ２８を位置Ａ又はＢに切り換えることにより、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作しても、カットオフ制御が行われないので、走行及びアーム引きの作業性を向上できる。
【００４１】
以上のように本実施形態によれば、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御を行わせ、作業性を向上することができる。
【００４２】
また、入力スイッチ２８の切り換えにより、作業内容に応じて回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作しても、カットオフ制御が行われないようにすることができ、走行やアーム引きで力強い作業を行うことができる。
【００４３】
更に、入力スイッチ２８の切り換えにより、カットオフ制御を常時行わないようにすることができ、常時力強さが必要な作業にも対応できる。
【００４４】
本発明の第２の実施形態を図５を用いて説明する。図中、図１に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第１の実施形態における入力スイッチ２８をとり、コントローラ２６の処理機能を変えたものてあり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００４５】
本実施形態におけるコントローラ２６の処理内容について図５のフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、圧力センサ５０〜５２の信号が入力されると（ステップ１１０）、操作装置９１により走行が指示されているかどうか、つまり圧力センサ５０又は５１から信号があるかどうかが判定され（ステップ１１１）、圧力センサ５０又は５１から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１１４）、圧力センサ５０又は５１から信号がなければ、操作装置９２によりアーム引きが指示されているかどうか、つまり圧力センサ５２から信号があるかどうかが判定される（ステップ１１２）。そして、圧力センサ５２から信号があれば、電磁弁２３へ切換信号を出力せず（ステップ１１４）、圧力センサ５２から信号がなければ、電磁弁２３へ切換信号を出力する（ステップ１１３）。
【００４６】
このように構成した本実施形態においては、操作ペダル９１ａが操作されておらず、かつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されていない場合には、コントローラ２６Ａから電磁弁２３へ切換信号が出力され、電磁弁２３は管路６を連通する第１位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達すると、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００４７】
一方、操作ペダル９１ａが操作されているか、操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されている場合には、コントローラ２６Ａから電磁弁２３へ切換信号が出力されず、電磁弁２３は管路６を遮断する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しても、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御は行われない。
【００４８】
従って、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御を行うことができ、作業性を向上することができる。
【００４９】
また、作業に力強さが必要な油圧ショベルを走行している場合やアーム引き操作をしている場合には、スイッチを切り換えなくても自動的にカットオフ制御が行われないようになり、操作性を向上できる。
【００５０】
本発明の第３の実施形態を図６を用いて説明する。図中、図１に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図６において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第１の実施形態におけるカットオフ制御装置２１と構成の異なるカットオフ制御装置２１Ａを有するものであり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００５１】
カットオフ制御装置２１Ａは、カットオフ制御装置２１における電磁弁２３をとり、リリーフ弁４と絞り５との間から分岐して絞り５とパラレルにタンク３８に接続する管路３９と、管路３９に設けられ、コントローラ２６からの切換信号に応じて、管路３９を遮断する第１位置と連通する第２位置とに切り換え可能な電磁弁２３Ａとを更に有したものであり、その他の構成はカットオフ制御装置２１と同じである。
【００５２】
電磁弁２３Ａは、コントローラ２６から切換信号が与えられないときは、管路３９を連通する図示の第２位置にあり、コントローラ２６から切換信号が与えられると、管路３９を遮断する第１位置に切り換わる。
【００５３】
このように構成した本実施形態では、コントロー２６から電磁弁２３Ａへ切換信号が出力されると、電磁弁２３Ａは、管路３９を遮断する第１位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作すると、管路６によりレギュレータ３のボトム側に導かれるリリーフ弁４の排出圧力が上昇し、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００５４】
一方、コントローラ２６から電磁弁２３Ａに切換信号が出力されなれば、電磁弁２３Ａは、管路３９を連通する第２位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しリリーフ弁４が動作しても、リリーフ弁４から排出される圧油は管路３９を通ってタンク３８に戻ってしまい、管路６によりレギュレータ３のボトム側に導かれるリリーフ弁４の排出圧力は上昇せず、第１の実施形態と同様にしてカットオフ制御は行われない。
【００５５】
従って、本実施形態においても、リリーフ弁４の設定圧のバラツキに係わらず、リリーフ弁４の動作に同期してカットオフ制御が行われ、作業性を向上することができるなど、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
また、走行時、アーム引き作業時等カットオフ制御を行わないときは、リリーフ弁４から排出された圧油は絞りを介さずにタンク３８に戻るため、リリーフ弁４が絞りで生じる背圧分だけ設定圧よりも高い圧力で動作することが防止され、油圧ポンプ１の吐出圧力の上昇によるエネルギロスを低減することができる。
【００５７】
本発明の第４の実施形態を図７を用いて説明する。図中、図１及び図６に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図７において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第３の実施形態におけるカットオフ制御装置２１Ａと構成の異なるカットオフ制御装置２１Ｂを有するものであり、その他の構成は第３の実施形態と同じである。
【００５８】
カットオフ制御装置２１Ｂは、カットオフ制御装置２１Ａにおける圧力センサ５０〜５２、コントローラ２３Ａ及び入力スイッチ２８をとり、電磁弁２３Ａに代えて、管路３１，３２，３４からのパイロット圧のうち最大のパイロット圧により、管路３９を遮断する第１位置と連通する第２位置とに切り換え可能な切換弁２３Ｂを有しており、その他の構成はカットオフ制御装置２１Ａと同じである。
【００５９】
切換弁２３Ｂは、管路３１，３２，３４全てにパイロット圧が発生していなければ、管路３９を遮断する図示の第１位置にあり、管路３１，３２，３４のいずれかにパイロット圧が発生していれば、管路３９を連通する第２位置に切り換わる。
【００６０】
このように構成した本実施形態では、操作ペダル９１ａが操作されておらず、かつ操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されていない場合は、操作手段９１，９２から管路３１，３２，３４に導かれるパイロット圧はなく、切換弁２３Ｂは管路３９を遮断する第１位置にあり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達すると、第３の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００６１】
一方、操作ペダル９１ａが操作されているか、操作レバー９２ａがアーム引き方向に操作されている場合は、操作手段９１，９２から管路３１，３２，３４にパイロット圧が導かれて、切換弁２３Ｂは管路３９を連通する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しても、第３の実施形態と同様にカットオフ制御は行われない。
【００６２】
従って、本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、カットオフ制御の同期実施による作業性の向上及び作業内容に応じたカットオフ制御の選択実施の効果が得られると共に、第３の実施形態と同様、絞り５により発生するエネルギロスの防止の効果が得られる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、油圧ポンプのカットオフ制御装置をコントローラを使わずに純油圧的に構成できる。
【００６４】
本発明の第５の実施形態を図８を用いて説明する。図中、図１、図６及び図７に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図８において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第４の実施形態におけるカットオフ制御装置２１Ｂと構成の異なるカットオフ制御装置２１Ｃを有するものであり、その他の構成は第４の実施形態と同じである。
【００６５】
カットオフ制御装置２１Ｃは、カットオフ制御装置２１Ｂにおける切換弁２３Ｂに代えて、電源４１と、電源４１からの電流により管路３９を遮断する第１位置と連通する第２位置と切り換え可能な電磁弁２３Ｃと、電源４１から電磁弁２３Ｃへの電流を遮断、連通する入力スイッチ４０とを有しており、その他の構成はカットオフ制御装置２１Ｂと同じである。
【００６６】
電磁弁２３Ｃは、入力スイッチ４０がオフのときは、管路３９を遮断する図示の第１位置にあり、入力スイッチ４０をオンにすると、管路３９を連通する第２位置に切り換わる。
【００６７】
このように構成した本実施形態では、入力スイッチ４０がオフのときは、電磁弁２３Ｃは管路３９を遮断する第１位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達すると、第４の実施形態と同様にしてカットオフ制御が行われる。
【００６８】
一方、入力スイッチ４０をオンにすると、電磁弁２３Ｃは管路３９を連通する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達しても、第４の実施形態と同様にしてカットオフ制御は行われない。
【００６９】
従って、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、カットオフ制御の同期実施による作業性の向上の効果が得られ、かつ第３の実施形態と同様、絞り５により発生するエネルギロスの防止の効果が得られる。
【００７０】
また、作業に力強さが必要な場合に入力スイッチ４０をオンにすると、カットオフ制御が行われなくなるので、オペレータの判断でカットオフ制御を選択的に実施できる。
【００７１】
本発明の第６の実施形態を図９を用いて説明する。図中、図１及び図６に示す部材と同様な部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
図９において、本実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置は、第３の実施形態におけるカットオフ制御装置２１Ａと構成の異なるカットオフ制御装置２１Ｄを有するものであり、その他の構成は第３の実施形態と同じである。
【００７２】
カットオフ制御装置２１Ｄは、カットオフ制御装置２１Ａにおけるリリーフ弁４の排出圧力をレギュレータ３のボトム側に導く管路６をとり、ポジティブ制御圧をレギュレータ３のロッド側に導く管路７に、リリーフ弁４の排出圧力により、管路７を遮断する第１位置と連通する第２位置に切り換え可能な切換弁２４を有しており、その他の構成はカットオフ制御装置２１Ａと同じである。
【００７３】
切換弁２４は、リリーフ弁４が作動していないときのリリーフ弁４の排出圧力に比べてリリーフ弁４の排出圧力が上昇していないときは、管路７を連通する図示の第２位置にあり、この状態からリリーフ弁４の排出圧力が上昇すると、管路７を遮断する第１位置に切り換わる。
【００７４】
このように構成した本実施形態では、コントローラ２６から電磁弁２３Ａに切換信号が出力されると、電磁弁２３Ａは、管路３９を遮断する第１位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作すると、リリーフ弁４の排出圧力が上昇し、切換弁２４は、管路７を遮断する第１位置に切り換わり、ポジティブ制御圧はレギュレータ３のロッド側に供給されなくなり、レギュレータ３のロッド側の圧油が図示しないタンクに流出し、油圧ポンプ１の吐出流量が減少する。つまり、このときにはカットオフ制御が行われることになる。
【００７５】
一方、コントローラ２６から電磁弁２３Ａに切換信号が出力されないと、電磁弁２３Ａは管路３９を連通する第２位置に切り換わる。このため、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達してリリーフ弁４が動作しても、第３の実施形態と同様にリリーフ弁４の排出圧力が上昇せず、切換弁２４は管路７を連通する第２位置に切り換わり、回路圧力がリリーフ弁４の設定圧に達する前と同様にポジティブ制御圧がレギュレータ３に導かれる状態となり、ポジティブ制御圧が変わらなければ、油圧ポンプ１の吐出流量は変わらない。つまり、このときにはカットオフ制御は行われないことになる。
【００７６】
従って、本実施形態においても第３の実施形態と同様な効果が得られる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、リリーフ弁の下流に絞りを設け、リリーフ弁と絞りとの間の圧力が上昇すると、油圧ポンプの吐出流量が減少するようにレギュレータが動作するので、リリーフ弁の動作に同期してカットオフ制御を行わせることができ、作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図２】ポジティブ制御圧とポンプの吐出流量との関係を示す図である。
【図３】コントローラの処理内容を示すフローチャートである。
【図４】リリーフ弁の排出圧力とポンプの吐出流量との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるコントローラの処理内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施形態における油圧ポンプのカットオフ装置の油圧制御回路を示す図である。
【符号の説明】
１ 油圧ポンプ
３ レギュレータ
４ リリーフ弁
５ 絞り
１０，１２ 方向切換弁
２３，２３Ａ，２３Ｃ 電磁弁
２３Ｂ 切換弁
２４ 切換弁
２６ コントローラ
２８，４０ 入力スイッチ
４１ 電源
５０〜５２ 圧力センサ
６１ 走行モータ
６２ アームシリンダ
９１，９２ 操作装置
Claims (9)
- 可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出回路の最大圧力を決定するリリーフ弁と、前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量及び方向を制御する複数の方向切換弁と、これら複数の方向切換弁を切り換え操作する複数の操作装置と、これら複数の操作装置の操作信号のうちの最大操作量に対応する操作信号がポジティブ制御信号として導かれ、前記油圧ポンプの吐出流量を調整するポジティブ制御用のレギュレータとを備える油圧駆動装置における油圧ポンプのカットオフ装置において、
前記リリーフ弁の下流に設けられた絞りと、前記リリーフ弁から排出された圧油によりリリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇すると、前記油圧ポンプの吐出流量が減少するよう前記レギュレータを動作させるカットオフ制御手段とを有することを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。 - 請求項１記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記カットオフ制御手段は、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記レギュレータに流量減少方向の信号圧として導く手段であることを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
- 請求項１記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記カットオフ制御手段は、前記ポジティブ制御信号を前記レギュレータに導く管路に設けられ、この管路を遮断する第１位置と管路を連通する第２位置とに切り換え可能な切換弁と、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記切換弁の切換圧力として前記切換弁に導き、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力が上昇すると、前記切換弁を前記第２位置から第１位置に切り換える手段とを有することを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
- 請求項１記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記カットオフ制御手段を機能させるかどうかを選択する選択手段を更に有することを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
- 請求項４記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記選択手段は、前記リリーフ弁と絞りの間の圧力を前記レギュレータに流量減少方向の信号圧として導く管路に設けられ、この管路を連通する第１位置と管路を遮断する第２位置とに切り換え可能な電磁弁と、この電磁弁を前記第１位置と第２位置のいずれかに切り換える切換手段を有することを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
- 請求項４記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記選択手段は、前記リリーフ弁と前記絞りの間を前記絞りとパラレルにタンクに接続する管路に設けられ、この管路を遮断する第１位置と管路を連通する第２位置とに切り換え可能な電磁弁と、この電磁弁を前記第１位置と第２位置のいずれかに切り換える切換手段を有することを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
- 請求項５又は６記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記切換手段は、オペレータにより操作される入力スイッチを有することを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
- 請求項５又は６記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記切換手段は、前記複数の操作装置の操作信号を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記電磁弁を前記第１位置と第２位置のいずれかに切り換える切換信号を出力するコントローラとを有することを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
- 請求項８記載の油圧ポンプのカットオフ装置において、前記複数の操作装置は、油圧ショベルの走行を指示する第１操作装置と、前記油圧ショベルのアーム操作を指示する第２操作装置とを含み、前記コントローラは、前記検出手段により走行を指示する前記第１操作装置の操作信号とアーム引き操作を指示する第２操作装置の操作信号が共に検出されないと、前記電磁弁を前記第１位置に切り換える切換信号を出力し、前記検出手段により走行を指示する前記第１操作装置の操作信号とアーム引き操作を指示する第２操作装置の操作信号のいずれかが検出されると、前記電磁弁を前記第１位置に切り換える切換信号を出力しないことを特徴とする油圧ポンプのカットオフ装置。
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| JP04185397A JP3715060B2 (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 油圧ポンプのカットオフ装置 |
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