JP3846791B2

JP3846791B2 - Hydraulic pump device

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Publication number: JP3846791B2
Application number: JP2002264364A
Authority: JP
Inventors: 陽一近藤; 利幸松浦; 和麻佐々木
Original assignee: 新キャタピラー三菱株式会社
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP2003301810A

Description

【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、一定圧力のパイロット圧油を供給するパイロットポンプと、供給圧力が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るにあたり、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た切換弁であって、該切換弁は、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圧力で切換えられて、上記ネガティブコントロール信号に換えて前記パイロットポンプから供給されるパイロットポンプ圧力を故障予測用制御信号としてレギュレータに出力して油圧ポンプの流量を減少させ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と共に、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。
【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、▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼は、後述する図２、図５、図６の▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼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１５、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２６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１２、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１５、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３３、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１５ｅ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１５ａ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３２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３４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３５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３５ｄ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、１３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３８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１５ｄ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、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の流量制御を行うべく作動する。一方、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１６ｄ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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a hydraulic pump device that serves as a hydraulic supply source of a hydraulic actuator.
[0002]
[Prior art]
In general, a machine equipped with a hydraulic actuator such as a hydraulic motor or a hydraulic cylinder is equipped with a hydraulic pump as a pressure oil supply source of the hydraulic actuator. For example, in a construction machine such as a hydraulic excavator, the hydraulic pump is variable. A capacity type piston pump is used for general purposes.
By the way, the hydraulic pump is worn with use, and the operation efficiency is lowered. In particular, the piston pump described above loses the balance of the rotating body such as the cylinder block rapidly as the wear progresses. There is a risk of failure. If the hydraulic pump fails in this way, the hydraulic actuator cannot be operated, or wear powder and chips generated from the failed hydraulic pump contaminate the hydraulic oil, causing other hydraulic pumps and hydraulic motors. This may cause malfunction of valves and the like.
Therefore, as a technology for diagnosing a failure of the hydraulic pump, conventionally, the hydraulic pump is driven by a hydraulic drive device for failure diagnosis in a state in which the supply of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic actuator is stopped. There is known one in which failure diagnosis is performed by obtaining a discharge flow rate from a detection value of a pressure sensor (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
Also, a controller that controls the hydraulic pump can be switched between a normal control mode and a failure diagnosis mode, and a failure diagnosis is performed by detecting the pump discharge pressure in the failure diagnosis mode with a pressure sensor. Yes (for example, Patent Document 3).
Further, there is a device configured to monitor a failure of the hydraulic pump by providing a flow rate sensor for measuring the discharge flow rate of the hydraulic pump, and comparing the measured flow rate with a theoretical flow rate calculated by the controller. It has been proposed (for example, Patent Document 4).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-54370
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-54371
[Patent Document 3]
JP 2000-46015 A
[Patent Document 4]
JP 2001-241384 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 require a special operation of operating a hydraulic drive device for failure diagnosis while the hydraulic actuator is stopped in trouble diagnosis of the hydraulic pump. There is a problem that the failure diagnosis is likely to be neglected. Also, in Patent Document 3, since it is necessary to switch to the failure diagnosis mode while the hydraulic actuator is stopped, the failure diagnosis takes time and has the same problem. On the other hand, Patent Document 4 automatically diagnoses a failure when the machine is in operation, and thus does not have the above-mentioned problem. There is a problem of need. Furthermore, these patent documents all have a problem that a dedicated sensor such as a pressure sensor and a flow rate sensor is required for failure diagnosis, which causes an increase in cost. There was a problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been created in order to solve these problems in view of the above circumstances, and is a variable displacement hydraulic pump serving as a pressure oil supply source of a hydraulic actuator, A pilot pump that supplies pilot pressure oil at a constant pressure; A hydraulic pump device including a regulator that operates to control a flow rate of the hydraulic pump based on a control signal to which a supply pressure is input, and an allowable pressure at which a pressure in a case of the hydraulic pump is preset in the hydraulic pump device Failure prediction signal output means for outputting a failure prediction control signal to the regulator to reduce the flow rate of the hydraulic pump when the pressure rises above In providing, the failure prediction signal output means is a switching valve connected to a negative control control circuit that outputs a negative control signal to the regulator based on the operation amount of the hydraulic actuator operating tool, and the switching valve is hydraulic The pump case pressure is switched at a pressure that exceeds the preset allowable pressure, and the pilot pump pressure supplied from the pilot pump is output to the regulator as a failure prediction control signal instead of the negative control signal. Configured to reduce the flow rate of the hydraulic pump This is a hydraulic pump device.
In this way, when the pressure in the case of the hydraulic pump rises above the allowable pressure, a control signal for predicting a failure is output to the regulator to reduce the flow rate of the hydraulic pump. Since the operating speed of the hydraulic actuator supplied with pressure oil is slowed down, the operator can predict the failure of the hydraulic pump when the pressure in the case increases With A slight change in the design of an existing hydraulic pump device makes it possible to predict a failure of the hydraulic pump, and an expensive sensor is unnecessary, contributing to a reduction in cost.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, three embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a drawing common to each embodiment, and is a schematic diagram of a hydraulic circuit of a construction machine. In the hydraulic circuit diagram, 2 is an oil tank, 3 is a hydraulic motor, a hydraulic cylinder, etc. The hydraulic actuator 4 is a control valve that controls the supply and discharge of pressure oil to each hydraulic actuator 3, and 5 is a pilot valve that outputs a pilot pressure for operating the control valve 4 (the pilot valve 5 corresponds to each control valve 4. Although only one is shown in the drawing, the others are omitted), the pilot valve 5 is operated by operating the operating tool 6 for the hydraulic actuator. The pilot pressure corresponding to the amount is output to the control valve 4. In FIG. 1, (1), (2), (3), (4), (5) are (1), (2), (3), Connected to (4) and (5), respectively.
[0007]
The control valve 4 is located at a neutral position N for closing the pressure oil supply / discharge valve passage 4c to the hydraulic actuator 3 in a state where the pilot pressure is not supplied to the pilot ports 4a and 4b. When the pilot pressure from the pilot valve 5 is supplied to the pilot port 4a or 4b, the pressure oil supply / discharge valve path 4c is switched to the operating position X or Y. In this case, the opening amount of the pressure oil supply / discharge valve passage 4c is configured to increase or decrease in accordance with the pressure of the supplied pilot pressure. Pressure oil supply / discharge control corresponding to is performed. In the figure, A and B supply pressure oil supplied from first and second hydraulic pumps 7 and 8 to be described later to the hydraulic actuator 3 via the pressure oil supply / discharge valve passage 4c of the control valve 4. Pump oil passages C and D are tank oil passages through which oil discharged from the hydraulic actuator 3 flows into the oil tank 2 via the pressure oil supply / discharge valve passage 4c.
[0008]
Further, in the hydraulic circuit diagram, E and F are center bypass oil passages, 9 and 10 are first and second negative control relief valves, and the center bypass oil passages E and F are first and second, respectively. Pressure oil is supplied from the hydraulic pumps 7 and 8 to the oil tank 2 via the center bypass valve passage 4 d formed in each control valve 4 and the first and second negative control relief valves 9 and 10.
Here, the opening amount of the center bypass valve passage 4d is maximum when the control valve 4 is positioned at the neutral position N, and decreases as the movement stroke from the neutral position N to the operating position X or Y increases. Thus, when the movement stroke of the control valve 4 becomes maximum, the center bypass valve passage 4d is set to be closed.
The pressures of the first and second center bypass oil passages E and F upstream of the first and second negative control relief valves 9 and 10 are the first and second negative control signals as the first and second negative control signals. The first and second negative control signals are guided to the negative control control circuits G and H. The first and second negative control signals are high when the opening amount of the center bypass valve passage 4d of the control valve 4 is large, and the center bypass valve of the control valve 4 The pressure is controlled to become low as the path 4d is closed.
[0009]
Next, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4. Reference numeral 1 denotes a hydraulic pump device according to the first embodiment, and the hydraulic pump device 1 includes first and second hydraulic pumps. 7, 8, a pilot pump 11, first and second regulators 12, 13, an electromagnetic proportional pressure reducing valve 14, first and second switching valves 15, 16 and the like.
Here, the pilot pump 11 serves as a pressure oil supply source for the pilot valve 5, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 14, and second input ports 15b and 16b of first and second switching valves 15 and 16, which will be described later. The supply pressure from the pilot pump 11 is held at a constant pressure by a relief valve (not shown).
[0010]
The first and second hydraulic pumps 7 and 8 are variable displacement swash plate type axial piston pumps, and these hydraulic pumps 7 and 8 share a case internal pressure in a single case (housing) 17. However, both pumps 7 and 8 have the same structure, and therefore the first hydraulic pump 7 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 taking the first hydraulic pump 7 as an example. , A shaft 18 rotated by driving of the engine K, a cylinder block 19 splined to the shaft 18, a plurality of cylinder cylinder holes 19a formed in the cylinder block 19, and the cylinder cylinder holes 19a through the suction port 20 or the first discharge Advancing and retreating to the plate 23 and the cylinder tube hole 19a provided with a passage for communicating with the port 21 (second discharge port 22 in the second hydraulic pump 8). A plurality of pistons 24 are inserted movably, the shoe 25 which fits into the spherical surface of the piston 24, the shoe 25 is composed of members such as tilting freely swash plate 26 in sliding contact. Then, by changing the tilt angle of the swash plate 26, the stroke stroke of the piston 24 is changed, whereby the discharge flow rate of the first hydraulic pump 7 discharged from the first discharge port 21 (second hydraulic pump 8). Is configured so that the discharge flow rate of the second hydraulic pump 8 discharged from the second discharge port 22 can be changed. The suction port 20 is connected to the oil tank 2, and the first and second discharge ports 21 and 22 are connected to the pump oil passages A and B and the center bypass oil passages E and F, respectively.
[0011]
Further, the first and second regulators 12 and 13 operate so as to control the discharge flow rates of the first and second hydraulic pumps 7 and 8, respectively. Therefore, the first regulator 12 will be described as an example with reference to FIGS. 2, 3, and 4. The first regulator 12 is connected to the swash plate 26 of the first hydraulic pump 7 via a pin 27. A main piston 28, a pilot piston 29 that operates to move the main piston 28, a control piston 30, a spool 31, and first, second, and third control signal input ports 12a, 12b, and 12c are configured. Yes.
[0012]
The average pressure of the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 is input to the first control signal input port 12a of the first regulator 12 as a first control signal. The first control signal acts on the pilot piston 29 and the spool 31 to move the main piston 28. In this case, the higher the first control signal is, that is, the first and second hydraulic pumps 7, 8. As the discharge pressure increases, the main piston 28 moves in a direction to decrease the tilt angle of the swash plate 26 of the first hydraulic pump 7, thereby controlling the discharge flow rate of the first hydraulic pump 7. The
[0013]
Further, the pressure supplied from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 14 is input to the second control signal input port 12b of the first regulator 12 as the second control signal. The electromagnetic proportional pressure reducing valve 14 is electronically controlled to perform flow control corresponding to the work load and the engine speed, and the second control signal input from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 14 is a pilot piston 29. The main piston 28 is moved by acting on the spool 31. In this case, as the second control signal becomes higher, that is, as the supply pressure from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 14 becomes higher, the main piston 28 becomes the first hydraulic pump. 7 is moved in the direction of decreasing the tilt angle of the swash plate 26, and thereby the discharge flow rate of the first hydraulic pump 7 is controlled to decrease.
[0014]
Further, the third control signal input port 12c of the first regulator 12 is supplied with the pressure supplied from the first switching valve 15 (the pressure supplied from the second switching valve 16 in the second regulator 13) as the third control signal. Entered. The third control signal acts on the control piston 30 and the spool 31 to move the main piston 28. In this case, the higher the third control signal is, the higher the main piston 28 is in the swash plate of the first hydraulic pump 7. It moves to the direction which decreases the inclination angle of 26, and is controlled so that the discharge flow volume of the 1st hydraulic pump 7 decreases by this.
Similarly to the first regulator 12, the first, second, and third control signals are input to the first, second, and third control signal input ports 13a, 13b, and 13c of the second regulator 13, respectively. The flow rate control of the second hydraulic pump 8 is performed based on these control signals.
[0015]
On the other hand, the first and second switching valves 15 and 16 supply the third control signal to the first and second regulators 12 and 13 as described above. Since the operation is the same, the first switching valve 15 will be described with reference to FIGS. 2 and 4 as an example. The first switching valve 15 includes the spool 32, the spring 33, and the first and second input ports. 15a, 15b, an output port 15c, a failure detection port 15d, a tank port 15e, and the like.
[0016]
A first negative control signal is input to the first input port 15a of the first switching valve 15 via the first negative control control circuit G described above (to the first input port 16a of the second switching valve 16). The second negative control signal is input via the second negative control control circuit H). The pilot pump pressure supplied from the pilot pump 11 is input to the second input port 15b as a failure prediction signal. Further, the output port 15 c is connected to the third control signal input port 12 c of the first regulator 12 (the output port 16 c of the second switching valve 16 is connected to the third control signal input port 13 c of the second regulator 13. ing). Furthermore, the failure detection port 15d is connected to a drain oil passage J through which the oil in the case 17 of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 flows to the oil tank 2, so that the failure detection port 15d includes The pressure in the case 17 (in-case pressure) is input.
[0017]
The spool 32 of the first switching valve 15 receives the pressing force of the spring 33 when the in-case pressure input to the failure detection port 15d is equal to or lower than a preset allowable pressure, and the second input port 15b is closed, and the first input port 15a communicates with the output port 15c at a first position X. When the pressure inside the case exceeds the allowable pressure, it moves against the pressing force of the spring 33. Then, the first input port 15a is closed and the second input port 15b is switched to the second position Y where the second input port 15b communicates with the output port 15c.
[0018]
Here, the allowable pressure is set in advance as a pressure in the case 17 when the first and second hydraulic pumps 7 and 8 are operating normally. When the wear of 8 and the like progress and the possibility of failure increases, the pressure in the case 17 rises at the stage before the first and second hydraulic pumps 7 and 8 fail and become unusable. The allowable pressure is exceeded. For this reason, the switching from the first position X to the second position Y of the first switching valve 15 based on the increase in the pressure in the case described above is a stage before the first and second hydraulic pumps 7 and 8 fail, That is, it is set so that a failure is predicted.
[0019]
When the first switching valve 15 is in the first position X, the negative control signal input from the first input port 15a is supplied to the third control signal input port 12c of the first regulator 12 in the second position. Three control signals are input. Thereby, the first regulator 12 reduces the discharge flow rate control of the first hydraulic pump 7 based on the negative control signal, that is, when the negative control signal is high pressure (when the operation tool 6 is not operated). As the negative control signal becomes low pressure (the operation amount of the operation tool 6 increases), the discharge flow rate is controlled to increase.
[0020]
On the other hand, in the state where the first switching valve 15 is located at the second position Y, the failure prediction signal input from the second input port 15b is transferred to the third control signal input port 12c of the first regulator 12 for the third control. Input as a signal. In this case, since the failure prediction signal is the pilot pump pressure supplied from the pilot pump 11 as described above, the third control signal input to the first regulator 12 becomes a high pressure, and thus the first regulator 12 Operates so as to reduce the discharge flow rate of the first hydraulic pump 7. In this state, even if the operating tool 6 is operated to operate the hydraulic actuator 3, the supply of pressure oil from the first hydraulic pump 7 to the hydraulic actuator 3 is insufficient, and the operation of the hydraulic actuator 3 is thereby delayed. Can predict that the pressure in the case has increased, that is, the possibility of failure of the first hydraulic pump 7 is high before the failure.
[0021]
In the second hydraulic pump 8 as well, the same flow control as that of the first pump 7 described above is performed, and the second switching valve 16 is changed from the first position X to the second position Y based on the increase in the pressure in the case. As a result, a failure prediction signal is input to the second regulator 13 to control the discharge flow rate of the second hydraulic pump 8 so that the failure of the second hydraulic pump 8 can be predicted. In this embodiment, since the first and second hydraulic pumps 7 and 8 are incorporated in one case 17 so as to share the pressure in the case, either one of the hydraulic pumps 7 and 8 is connected. Even if a failure is predicted, the discharge flow rates of both hydraulic pumps 7 and 8 are controlled to be reduced.
[0022]
In the case of the first embodiment configured as described, the pressure in the case increases when there is a high possibility that the first and second hydraulic pumps 7 and 8 will be worn out or break down. The first and second switching valves 15 and 16 are switched from the first position X to the second position Y based on the increase in the pressure in the case, whereby a failure prediction signal is input to the first and second regulators 12 and 13. Thus, control is performed to reduce the discharge flow rates of the first and second hydraulic pumps 7 and 8. Since the discharge flow rates of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 are reduced, the hydraulic oil supply to the hydraulic actuator 3 is insufficient even if the operator operates the operating tool 6, so that the operating speed of the hydraulic actuator 3 is reduced. Thus, the operator can predict the failure of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 by the operation feeling of the operation tool 6.
As a result, a failure of the hydraulic pumps 7 and 8 can be predicted and repaired or replaced, so that the hydraulic pumps 7 and 8 break down and cannot be operated at all, or wear powder and chips are activated. It is possible to avoid the occurrence of malfunctions that can contaminate the oil and cause failure of other hydraulic pumps, hydraulic motors, valves and the like.
[0023]
In addition, when the failure of the hydraulic pumps 7 and 8 is predicted, the switching valves 15 and 16 are switched based on the pressure increase in the case 17, and thereby the pilot pump pressure is used as a failure prediction signal instead of the negative control signal. Since it is a thing of the structure output to 12 and 13, it can implement only by slightly changing the design of the existing hydraulic pump apparatus, and an expensive sensor is unnecessary and can contribute to cost reduction.
[0024]
In this case, when a failure prediction signal is output based on an increase in the pressure in the case, the operating speed of all the hydraulic actuators 3 is slowed down. Failure prediction can be performed easily and reliably, and it can be distinguished from other failures such as malfunction of the control valve 4 and leakage of hydraulic piping.
[0025]
Next, the hydraulic pump device 34 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 5. The hydraulic pump device 34 includes first and second hydraulic pumps 7 and 8 similar to those of the first embodiment. The first and second regulators 12 and 13, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 14 and the like are configured. However, the hydraulic pump device 34 according to the second embodiment fails in the first and second regulators 12 and 13. As a switching valve means for outputting a prediction signal, one switching valve 35 described later is provided instead of the two first and second switching valves 15 and 16 in the first embodiment. In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0026]
The switching valve 35 includes an input port 35a, an output port 35b, a failure detection port 35c, and a spring 35d. The input port 35a receives a pilot pump pressure supplied from the pilot pump 11 as a failure prediction signal. Is entered as The signal output from the output port 35b is supplied to both the first and second branch oil passages L and M, and the first and second check valves 36 are supplied from the first and second branch oil passages L and M. , 37 to be input to the third control signal input ports 12c, 13c of the first and second regulators 12, 13, respectively. Further, the failure detection port 35c is connected to a drain oil passage J for flowing the oil in the case 17 of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 to the oil tank 2, so that the failure detection port 35c includes the case 17 The internal pressure (case internal pressure) is input.
[0027]
The switching valve 35 has an input port 35a and an output port 35b when the in-case pressure input to the failure detection port 35c is equal to or lower than the allowable pressure set in the same manner as in the first embodiment. However, when the pressure in the case exceeds the allowable pressure, the valve is switched to the open position Y that opens the valve path from the input port 35a to the output port 35b.
[0028]
When the switching valve 35 is in the closed position X, there is no output from the switching valve 35 to the first and second branch oil passages L and M, and thus the third control signal of the first regulator 12. A first negative control signal from the first negative control control circuit G is input to the input port 12c, and a second negative control signal from the second negative control control circuit H is input to the third control signal input port 13c of the second regulator 13. A control signal is input. Accordingly, the first and second regulators 12 and 13 perform flow control of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 corresponding to the operation amount of the operation tool 6 based on the negative control signal.
[0029]
On the other hand, in a state where the switching valve 35 is located at the open position Y, the failure prediction signal input to the input port 35a is output from the output port 35b to the first and second branch oil passages L and M. In this case, since the failure prediction signal is the pilot pump pressure supplied from the pilot pump 11 as described above, the first and second regulators 12 via the first and second branch oil passages L and M, The third control signal input to 13 becomes a high pressure, and thus the first and second regulators 12 and 13 operate so as to reduce the discharge flow rates of the first and second hydraulic pumps 7 and 8. In this state, even if the operation tool 6 is operated to operate the hydraulic actuator 3, the hydraulic oil supply from the first and second hydraulic pumps 7 and 8 to the hydraulic actuator 3 is insufficient and the operation of the hydraulic actuator 3 is slow. As a result, the operator can predict that the pressure in the case has increased, that is, the possibility of failure of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 is high before the failure. Yes.
[0030]
In the second embodiment, the same effects as those in the first embodiment described above are obtained, and the operator can operate the first operation tool 6 with the operation feeling. The failure of the second hydraulic pumps 7 and 8 can be predicted, and repair or replacement can be performed at the time when the failure is predicted. In predicting the failure of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 incorporated in the communication state, the failure prediction signal output from one switching valve 35 is sent to the regulators 12 and 13 of both hydraulic pumps 7 and 8. Since the input configuration is adopted, an individual switching valve is not required for each of the regulators 12 and 13, and members can be shared, thereby contributing to cost reduction.
[0031]
Next, the hydraulic pump device 38 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 6. The hydraulic pump device 38 includes first and second hydraulic pumps 7, 8, which are the same as those of the first embodiment. The first and second regulators 12 and 13, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 14, the first and second switching valves 15 and 16, and the like are configured. The case of the hydraulic pump device 38 according to the third embodiment ( (Not shown), the first and second hydraulic pumps 7 and 8 are assembled in a state of being partitioned so as to have individual case internal pressures. In FIG. 6, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0032]
In the hydraulic pump device 38 of the third embodiment, the in-case pressure of the first hydraulic pump 7 is input to the failure detection port 15d of the first switching valve 15 via the first drain oil passage P, and The case internal pressure of the second hydraulic pump 8 is configured to be input to the failure detection port 16d of the second switching valve 16 via the second drain oil passage Q. The first and second switching valves 15 and 16 are the case internal pressures input to the failure detection ports 15d and 16d, similarly to the first and second switching valves 15 and 16 of the first embodiment described above. Is less than the allowable pressure, the negative control signal input from the first input ports 15a, 16a is positioned at the first position X where the first and second regulators 12, 13 are output. The two regulators 12 and 13 operate to perform flow control of the first and second hydraulic pumps 7 and 8 corresponding to the operation amount of the operation tool 6 based on the negative control signal. On the other hand, when the in-case pressure input to the failure detection ports 15d and 16d exceeds the allowable pressure, the first and second switching valves 15 and 16 cause the failure prediction signal (pilot) input from the second input ports 15b and 16b. The pump pressure) is switched to the second position Y to be output to the first and second regulators 12 and 13, whereby the first and second regulators 12 and 13 are connected to the hydraulic pump 7, regardless of the operation amount of the operation tool 6. It operates to reduce the discharge flow rate of 8. In this case, as described above, the pressure in the case of the first hydraulic pump 7 is input to the failure detection port 15d of the first switching valve 15, and the second pump 8 is input to the failure detection port 16d of the second switching valve 16. Therefore, the switching operation of the first and second switching valves 15 and 16 is performed individually based on the case internal pressures of the first and second hydraulic pumps 7 and 8. Yes.
[0033]
In the third embodiment, the same effects as those in the first and second embodiments described above are achieved, and the hydraulic pumps 7 and 8 are predicted to fail. However, in the third embodiment, the first and second hydraulic pumps 7 and 8 are assembled in a state of being partitioned so as to have individual in-case pressures. The first and second switching valves 15 and 16 that output failure prediction signals to the first and second regulators 12 and 13 are based on the pressures in the cases of the first and second hydraulic pumps 7 and 8, respectively. Since the switching is performed individually, the operator predicts a failure of the first hydraulic pump 7 when the operating speed of the hydraulic actuator 3 that receives the pressure oil supply from the first hydraulic pump 7 is slow, and the second hydraulic pressure Hydraulic pressure receiving pressure oil supply from pump 8 If the operating speed of the actuator 3 is slow so that it is possible to perform individual failure prediction of the hydraulic pump 7, 8 and so on to predict the failure of the second hydraulic pump 8. As a result, it is possible to accurately recognize the hydraulic pump 7 or 8 that needs to be repaired or replaced, which can contribute to improvement in maintainability.
[0034]
Of course, the present invention is not limited to the first, second, and third embodiments, and the number of hydraulic pumps other than the pilot pump incorporated in the hydraulic pump device is one or three. Even if it is above, this invention can be implemented similarly.
Furthermore, a notification function for notifying the failure prediction of the hydraulic pump by a lamp, a buzzer or the like can be provided. In this case, for example, a notification means such as a lamp or a buzzer is provided in the driver's cabin, while a detection means for detecting switching of the switching valve is provided, and the notification means is operated based on a detection signal from the detection means. By doing so, the operator can more reliably recognize the failure prediction of the hydraulic pump by the notification means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a hydraulic circuit of a construction machine.
FIG. 2 is a circuit diagram of a hydraulic pump device showing a first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a hydraulic pump device showing a first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a regulator showing the first embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram of a hydraulic pump device showing a second embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram of a hydraulic pump device showing a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Hydraulic pump device
3 Hydraulic actuator
4 Control valve
6 Operation tools
7 First hydraulic pump
8 Second hydraulic pump
11 Pilot pump
12 First regulator
13 Second regulator
15 First selector valve
16 Second switching valve
17 cases
34 Hydraulic pump device
35 selector valve
38 Hydraulic pump device
G First negative control control circuit
H Second negative control circuit
J drain oil passage
P First drain oil passage
Q Second drain oil passage

Claims

Actuate to control the flow rate of the hydraulic pump based on the control signal to which the supply pressure is input , the variable pump type hydraulic pump that serves as the pressure oil supply source of the hydraulic actuator, the pilot pump that supplies the pilot pressure oil at a constant pressure A failure prediction control signal for reducing the flow rate of the hydraulic pump when the pressure inside the case of the hydraulic pump rises above a preset allowable pressure. In order to provide a failure prediction signal output means for outputting a negative control signal to the regulator, the failure prediction signal output means is connected to a negative control control circuit that outputs a negative control signal to the regulator based on the operation amount of the operation tool for the hydraulic actuator. The switching valve has a hydraulic pump case pressure set in advance. The pressure is increased by exceeding the allowable pressure, and the pilot pump pressure supplied from the pilot pump is output to the regulator as a failure prediction control signal instead of the negative control signal so as to reduce the flow rate of the hydraulic pump. It is comprised in the hydraulic pump apparatus characterized by the above-mentioned.