JPH07167104A - 可変容量型油圧ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オートアイドル制御時に、油圧ポンプ，原動
機の負荷を低減して燃費性能を向上させると共に、異音
の発生等を防止して低騒音化を図る。 【構成】 方向切換弁８，１２，１５，１６が全て中立
位置（イ）のときに、圧力センサ２２Ａ，２２Ｂ等の検
出信号に基づきコントローラ２３から電磁弁３３に制御
信号を出力し、電磁弁３３を低圧位置（ａ）から高圧位
置（ｂ）に切換える。これにより、高圧の制御圧Ｐ2 を
制御管路３４，分岐管路３４Ａを介して切換弁３２およ
びシャトル弁３５に供給する。そして、切換弁３２が遮
断位置（ｃ）から連通位置（ｄ）に切換わると、センタ
バイパス管路９が絞り１７の前，後で連通すると共に、
高圧の制御圧Ｐ2 がシャトル弁３５を介してレギュレー
タ４に導かれ、容量可変部３Ａを傾転制御して油圧ポン
プ３の容量を最小にする。

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
の建設機械に用いて好適な可変容量型油圧ポンプ制御装
置に関し、特にセンタバイパス管路からの制御圧により
油圧ポンプの容量を可変に制御するようにしたネガティ
ブコントロールタイプの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の油圧回路を示す。

【０００３】図において、１は油圧ショベルの機械室に
設けられた原動機を示し、該原動機１には該原動機１の
回転数を制御するガバナ２が付設され、該ガバナ２には
ガバナレバー２Ａが設けられている。そして、該ガバナ
２はガバナレバー２Ａが矢示Ａ方向に回動されるときに
原動機１の回転数を減少させ、矢示Ｂ方向に回動される
ときに回転数を増大させる。また、該ガバナレバー２Ａ
は後述する制御用アクチュエータ２４のロッド２４Ａに
よって強制的に矢示Ａ方向に押動されたときに、ガバナ
２によって原動機１の回転数を低回転数としてのアイド
ル回転数に強制的に低下させる。

【０００４】３は原動機１によって回転駆動される可変
容量型の油圧ポンプを示し、該油圧ポンプ３は容量可変
部３Ａを有し、該容量可変部３Ａが後述のレギュレータ
４で傾転駆動されることにより容量、即ち圧油の吐出量
が可変に制御される。なお、該容量可変部３Ａは、斜板
型油圧ポンプでは斜板が、斜軸型油圧ポンプではシリン
ダブロックが、ラジアルピストン型油圧ポンプではカム
リングがこれに該当する。

【０００５】４は油圧ポンプ３の容量可変部３Ａ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
レギュレータ４は後述する制御管路１８からの制御圧Ｐ
に応じて油圧ポンプ３の容量可変部３Ａを傾転制御し、
制御圧が高いときには油圧ポンプ３の容量を小さくし、
制御圧が低下するに応じて容量を増大させるものであ
る。

【０００６】５は主管路６Ａ，６Ｂを介して油圧ポンプ
３，タンク７に接続される油圧アクチュエータとしての
油圧モータを示し、該油圧モータ５は油圧ポンプ３から
の圧油が給排されることにより回転駆動し、例えば油圧
ショベルの走行用油圧モータ等として用いられる。

【０００７】８は油圧ポンプ３とタンク７とを接続する
センタバイパス管路９の途中に取付けられた方向切換弁
を示し、該方向切換弁８は油圧パイロット式の６ポート
３位置方向切換弁によって構成され、油圧パイロット部
８Ａ，８Ｂが設けられている。そして、該方向切換弁８
は、後述する減圧弁型油圧パイロット弁２０からのパイ
ロット圧が油圧パイロット部８Ａ，８Ｂに供給されるこ
とにより、中立位置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）
に切換制御される。ここで、該方向切換弁８が中立位置
（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換えられたとき
には、油圧ポンプ３からの圧油が主管路６Ａ，６Ｂを介
して油圧モータ５に給排されるようになり、これにより
油圧モータ５が回転駆動される。

【０００８】１０，１０は主管路１１Ａ，１１Ｂを介し
て油圧ポンプ３，タンク７に接続される油圧アクチュエ
ータとしての一対の油圧シリンダを示し、該各油圧シリ
ンダ１０は油圧ポンプ３から圧油が給排されることによ
りロッドを伸縮させるようになっており、例えば油圧シ
ョベルの作業装置を俯仰動させるブームシリンダ等に用
いられる。

【０００９】１２は油圧モータ５用の方向切換弁８の下
流側に位置してセンタバイパス管路９の途中に取付けら
れた他の方向切換弁を示し、該方向切換弁１２は前記方
向切換弁８とほぼ同様に油圧パイロット式の６ポート３
位置方向切換弁によって構成され、図示しない減圧弁型
油圧パイロット弁からのパイロット圧によって切換制御
されるようになっている。そして、該方向切換弁１２が
中立位置（イ）から切換えられたときには、油圧ポンプ
３からの圧油が主管路１１Ａ，１１Ｂを介して各油圧シ
リンダ１０に給排されるようになり、これにより各油圧
シリンダ１０のロッドを伸縮させる。

【００１０】１３，１４は前記各油圧シリンダ１０とほ
ぼ同様に油圧ポンプ３，タンク７に接続される油圧アク
チュエータとしての他の油圧シリンダ、１５，１６は該
油圧シリンダ１３，１４への圧油の給排を切換制御する
それぞれ別の方向切換弁を示し、該方向切換弁１５，１
６は前記方向切換弁１２とほぼ同様に油圧パイロット式
の６ポート３位置方向切換弁によって構成され、それぞ
れ別の減圧弁型油圧パイロット弁（図示せず）からのパ
イロット圧によって切換制御される。

【００１１】ここで、前記方向切換弁８，１２，１５，
１６は、センタバイパス管路９の途中に、その上流側か
ら下流側に向けて順次連なるように設けられた多連弁か
らなり、該センタバイパス管路９に対して直列に接続さ
れ、各主管路６Ａ，６Ｂ，１１Ａ，１１Ｂ等を介してタ
ンデム回路を構成している。

【００１２】１７は方向切換弁１６とタンク７との間に
位置してセンタバイパス管路９の途中に設けられた絞り
手段としての絞りを示し、該絞り１７はセンタバイパス
管路９内を流通する圧油の通過流量に応じてその上流側
にレギュレータ４用の制御圧Ｐを発生させるものであ
る。

【００１３】１８は絞り１７と方向切換弁１６との間に
位置してセンタバイパス管路９の途中に分岐して設けら
れた制御管路を示し、該制御管路１８は先端側がレギュ
レータ４に接続され、基端側がセンタバイパス管路９に
接続されている。そして、該制御管路１８は絞り１７の
上流側に発生する制御圧Ｐをセンタバイパス管路９から
取出し、この制御圧Ｐをレギュレータ４に供給すること
により、レギュレータ４を制御して油圧ポンプ３の容量
（吐出量）を変更させ、所謂ネガティブコントロールを
行う。

【００１４】１９は絞り１７と並列に設けられた低圧リ
リーフ弁を示し、該低圧リリーフ弁１９は、絞り１７の
上流側圧力が所定の設定圧以上となったときに圧油をタ
ンク７側にリリーフさせるものである。

【００１５】ここで、方向切換弁８，１２，１５，１６
が全て中立位置（イ）となり、制御管路１８からの制御
圧Ｐが低圧リリーフ弁１９の設定圧まで上昇するとき
は、レギュレータ４に高圧の制御圧Ｐが供給されること
により油圧ポンプ３は容量が最小となり、方向切換弁
８，１２，１５，１６のいずれかが中立位置（イ）から
切換操作され、前記制御圧Ｐが前記設定圧よりも低下し
たときには、これに応じて容量（吐出量）が漸次増大さ
れる。

【００１６】２０は油圧ショベルの運転室等に設けられ
る減圧弁型油圧パイロット弁を示し、該減圧弁型油圧パ
イロット弁２０はその出力側がパイロット管路２１Ａ，
２１Ｂを介して方向切換弁８の油圧パイロット部８Ａ，
８Ｂにそれぞれ接続されている。そして、該減圧弁型油
圧パイロット弁２０は操作レバー２０Ａを傾転操作量に
応じてパイロット管路２１Ａ，２１Ｂ内のパイロット圧
を増減させ、これに応じて方向切換弁８が中立位置
（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換わることによ
り方向切換弁８を流れる油圧ポンプ３からの圧油の流量
が制御される。

【００１７】２２Ａ，２２Ｂはパイロット管路２１Ａ，
２１Ｂの途中に設けられた操作検出手段としての圧力セ
ンサを示し、該圧力センサ２２Ａ，２２Ｂはパイロット
管路２１Ａ，２１Ｂの圧力をそれぞれ検出し、これを操
作レバー２０Ａの操作量に応じた検出信号として後述の
コントローラ２３に向けて出力するものである。そし
て、該圧力センサ２２Ａ，２２Ｂはパイロット管路２１
Ａ，２１Ｂ内のパイロット圧に基づき方向切換弁８が中
立位置（イ）から切換操作されたか否かをコントローラ
２３によって検出させる。

【００１８】ここで、前記方向切換弁１２，１５，１６
にも前記減圧弁型油圧パイロット弁２０とほぼ同様で、
操作レバーを有する減圧弁型油圧パイロット弁がパイロ
ット管路（いずれも図示せず）を介して接続され、これ
らの各パイロット管路にも圧力センサ２２Ａ，２２Ｂと
ほぼ同様の他の操作検出手段としての圧力センサ（いず
れも図示せず）がそれぞれ設けられている。そして、こ
れらの各圧力センサは各パイロット管路の圧力を検出し
てこれに応じた検出信号をコントローラ２３に向けてそ
れぞれ出力するようになっている。

【００１９】２３はマイクロコンピュータ等からなるコ
ントローラを示し、該コントローラ２３はその入力側に
圧力センサ２２Ａ，２２Ｂ等が接続され、出力側には後
述する電磁弁２７が接続されている。そして、該コント
ローラ２３は入力側に接続された圧力センサ２２Ａ，２
２Ｂ等からの検出信号に基づいて方向切換弁８，１２，
１５，１６がそれぞれ中立位置（イ）か否かを判別し、
これらが全て中立位置（イ）の状態のときにのみ電磁弁
２７に向けて制御信号を出力する。

【００２０】２４は原動機１のガバナレバー２Ａを回動
操作する回転数可変手段としての制御用アクチュエータ
を示し、該制御用アクチュエータ２４は制御管路２５を
介して電磁弁２７に接続され、この電磁弁２７により副
油圧源２６またはタンク７に選択的に接続される。ま
た、該制御用アクチュエータ２４のロッド２４Ａ先端は
原動機１のガバナレバー２Ａの先端に当接し、該ガバナ
レバー２Ａの回動を規制するようになっている。

【００２１】２７は副油圧源２６と制御用アクチュエー
タ２４との間に位置して制御管路２５の途中に設けられ
た電磁弁を示し、該電磁弁２７はソレノイド部２７Ａを
有し、該ソレノイド部２７Ａはコントローラ２３の出力
側に接続されている。そして、該電磁弁２７はコントロ
ーラ２３からの制御信号に基づいて低圧位置（ａ）また
は高圧位置（ｂ）に選択的に切換えられる。

【００２２】即ち、該電磁弁２７はコントローラ２３か
ら制御信号が給電され、ソレノイド部２７Ａが励磁され
た場合に、低圧位置（ａ）から高圧位置（ｂ）に切換わ
り、これにより制御用アクチュエータ２４が副油圧源２
６に接続される。そして、該副油圧源２６からの圧油に
より制御用アクチュエータ２４のロッド２４Ａが伸長
し、これによって原動機１のガバナレバー２Ａが強制的
に矢示Ａ方向に押動され、原動機１の回転数はアイドル
回転数となる。一方、コントローラ２３からの給電がな
いときには、該電磁弁２７は低圧位置（ａ）となってタ
ンク７に接続され、制御用アクチュエータ２４のロッド
２４Ａはばね（図示せず）等によって自動的に縮小し、
原動機１のガバナレバー２Ａは他のアクチュエータ（図
示せず）により矢示Ａ，Ｂ方向に回動操作可能な状態と
なる。

【００２３】２８はセンタバイパス管路９の途中に設け
られた高圧リリーフ弁を示し、該リリーフ弁２８は油圧
ポンプ３から油圧モータ５，各油圧シリンダ１０，１
３，１４に供給する圧油の圧力を比較的高い設定圧に設
定し、過剰圧をタンク７にリリーフさせるものである。

【００２４】従来技術による可変容量型油圧ポンプ制御
装置は上述のような構成を有するもので、次に、その動
作について述べる。

【００２５】まず、原動機１を始動して油圧ポンプ３が
駆動されると、該油圧ポンプ３から圧油がセンタバイパ
ス管路９に吐出される。そして、図４に示すように方向
切換弁８，１２，１５，１６が全て中立位置（イ）の状
態では、絞り１７の上流側に油圧ポンプ３からの圧油に
よる圧力が発生し、この圧力は低圧リリーフ弁１９の設
定圧まで上昇する。そして、この圧力は制御圧Ｐとして
制御管路１８からレギュレータ４に供給され、該レギュ
レータ４はこの制御圧Ｐに応じて油圧ポンプ３の容量が
最小の容量となるように容量可変部３Ａを傾転制御す
る。これにより、油圧ポンプ３による原動機１の負荷ト
ルクは最小となるようにする。

【００２６】また、方向切換弁８，１２，１５，１６が
全て中立位置（イ）にあるときには、圧力センサ２２
Ａ，２２Ｂ等からの検出信号に基づきコントローラ２３
から電磁弁２７に制御信号が給電され、電磁弁２７が低
圧位置（ａ）から高圧位置（ｂ）に切換えられる。これ
により、制御用アクチュエータ２４のロッド２４Ａが伸
長して原動機１のガバナレバー２Ａを矢示Ａ方向に押動
し、原動機１の回転数をアイドル回転数にする所謂オー
トアイドル制御が行われる。

【００２７】次に、減圧弁型油圧パイロット弁２０の操
作レバー２０Ａ等を傾転操作して、方向切換弁８，１
２，１５，１６のうち、いずれか１つでも中立位置
（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換操作したとき
には、油圧ポンプ３から吐出された圧油のうち、センタ
バイパス管路９の絞り１７を流通する圧油の流量は減少
するから、このときの流量に応じて制御管路１８内の制
御圧Ｐは低下し、レギュレータ４は制御圧Ｐが低下する
に応じて油圧ポンプ３の容量を漸次増大させる。

【００２８】そして、このときには方向切換弁８，１
２，１５，１６のうち、いずれかが中立位置（イ）から
切換操作されているから、コントローラ２３から電磁弁
２７への給電が中止され、電磁弁２７が低圧位置（ａ）
に切換わる。これにより、制御用アクチュエータ２４が
縮小可能となると共に、原動機１のガバナレバー２Ａも
矢示Ｂ方向に回動可能となり、オートアイドル制御が解
除される。

【００２９】

【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、図４に示すように方向切換弁８，１２，１
５，１６が全て中立位置（イ）の状態でオートアイドル
制御が行われているときには、油圧ポンプ３の容量（吐
出量）を最小とするようにしている。しかし、このとき
でも油圧ポンプ３からは一定量の圧油が吐出され、この
圧油はセンタバイパス管路９から絞り１７または低圧リ
リーフ弁１９を介してタンク７へ流通している。

【００３０】このため、従来技術では、オートアイドル
制御時に絞り１７を通過する圧油に圧力損失が発生し、
油圧ポンプ３に対して負荷として作用するばかりでな
く、これは原動機１の負荷となる。この結果、原動機１
のアイドル回転数を低く設定すると、エンストの原因と
なるので、アイドル回転数を高く設定する必要が生じ、
燃料が無駄に消費されて燃費が節約できないという問題
がある。

【００３１】また、油圧ポンプ３から吐出される圧油が
絞り１７を通過するときに異音が発生するため、原動機
１の回転数をアイドル回転数に低下させて原動機１の回
転による騒音を最小限に抑えても、この異音の発生のた
めに低騒音化が図れないという問題がある。

【００３２】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、原動機の回転数を低下させて、例えばオ
ートアイドル制御を行うときに油圧ポンプおよび原動機
にかかる負荷を低減でき、異音の発生を防止できると共
に、原動機の燃費性能等を向上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。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明の可変容量型油圧ポンプ制御装置は、原動
機と、該原動機によって駆動され、容量可変部を有する
可変容量型の油圧ポンプと、外部からの制御圧に基づい
て該油圧ポンプの容量可変部を駆動し、該油圧ポンプの
容量を制御する容量制御手段と、前記油圧ポンプとタン
クとの間を接続するセンタバイパス管路の途中に設けら
れ、中立位置から切換えられたときに、前記油圧ポンプ
からの圧油を油圧アクチュエータに給排する方向切換弁
と、該方向切換弁とタンクとの間に位置して前記センタ
バイパス管路の途中に設けられた絞り手段と、該絞り手
段と方向切換弁との間で前記センタバイパス管路の途中
から分岐し、該絞り手段の上流側に発生する圧力を第１
の制御圧として取出す第１の制御管路と、前記絞り手段
の前，後を迂回するように前記センタバイパス管路の途
中に接続され、パイロット圧に基づいて前記絞り手段の
前，後を連通，遮断する弁手段と、前記原動機の回転数
に応じた第２の制御圧を発生させ、前記原動機の回転数
が低回転数のときに該第２の制御圧を高圧状態とする制
御圧発生手段と、該制御圧発生手段による第２の制御圧
をパイロット圧として前記弁手段に導き、前記第２の制
御圧が高圧状態のときに前記絞り手段の前，後を弁手段
によって連通させる第２の制御管路と、前記第１，第２
の制御管路から導かれる第１，第２の制御圧のうち高圧
側を選択し、高圧側の制御圧を前記容量制御手段に導く
高圧選択手段とからなる構成を採用している。

【００３４】また、前記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操作検出手段と、前記原動
機の回転数を前記第２の制御圧に応じて変化させる回転
数可変手段とを備え、前記制御圧発生手段は該回転数可
変手段と副油圧源との間に設けられ、前記操作検出手段
からの検出信号に基づいて前記第２の制御圧を高圧状態
と低圧状態とに切換える電磁弁によって構成するのが好
ましい。

【００３５】一方、前記操作検出手段は、方向切換弁を
操作するパイロット圧を検出するものであるのが好まし
い。

【００３６】また、前記操作検出手段は、方向切換弁が
中立位置にあるとき、副油圧源からタンクに連なる管路
の圧力を検出するものであるのが好ましい。

【００３７】さらに、前記弁手段は、前記絞り手段と並
列に設けられる低圧リリーフ弁を組込んで構成するのが
好ましい。

【００３８】

【作用】上記構成により、原動機の回転数が低回転数に
なったときは、制御圧発生手段から発生する第２の制御
圧が高圧状態になり、この第２の制御圧はパイロット圧
として第２の制御管路を介して弁手段に供給され、弁手
段はこのパイロット圧に基づいて絞り手段の前，後を連
通させるようになるから、油圧ポンプから吐出されセン
タバイパス管路を流通する圧油は、絞り手段を迂回し弁
手段を介してタンクへとスムーズに流れるようになる。
この結果、センタバイパス管路内は実質的にタンク圧状
態となるので、油圧ポンプに作用する負荷を軽減でき
る。

【００３９】そして、この場合には、第１の制御管路か
らの第１の制御圧は低圧状態となるが、第２の制御管路
からの第２の制御圧は第１の制御圧よりも高圧となって
いる。この結果、高圧選択手段によって高圧側の第２の
制御圧が選択され、第２の制御圧が容量制御手段に供給
される。そして、この第２の制御圧によって油圧ポンプ
は容量が最小の容量となるように容量可変部が駆動さ
れ、油圧ポンプから吐出される圧油の吐出量は最小とな
る。

【００４０】このようにして、油圧ポンプから吐出され
た圧油を絞り手段を通過させずにタンクに流通させると
共に、油圧ポンプの容量を最小の容量にすることがで
き、油圧ポンプに作用する負荷を大幅に低減できる。

【００４１】一方、原動機の回転数が低速回転数でない
ときには、制御圧発生手段から発生する第２の制御圧は
低圧状態となり、絞り手段の前，後を遮断するように弁
手段が切換えられる。そして、このときに油圧ポンプか
ら吐出されセンタバイパス管路を流通する圧油は絞り手
段を通過するため、該絞り手段の上流側に発生する第１
の制御圧は比較的高い圧力となる。この結果、高圧選択
手段は第１の制御圧と第２の制御圧のうち、より高圧と
なる第１の制御圧を選択し、第１の制御圧を容量制御手
段に供給する。これにより、油圧ポンプの容量可変部は
第１の制御圧に基づいて駆動され、油圧ポンプの容量は
第１の制御圧によって増減される。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に示
す。なお、実施例では、前述した図４に示す従来技術の
構成要素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。

【００４３】まず、図１に本発明の第１の実施例を示
す。

【００４４】図において、３１は絞り１７と方向切換弁
１６との間でセンタバイパス管路９の途中から分岐した
第１の制御管路を示し、該第１の制御管路３１は従来技
術で述べた制御管路１８とほぼ同様に、絞り１７の上流
側でセンタバイパス管路９内に発生する圧力を第１の制
御圧Ｐ1 として取出す。しかし、該制御管路３１はその
先端側が後述するシャトル弁３５に接続され、制御圧Ｐ
1 を前記シャトル弁３５に供給するようになっている。

【００４５】３２は絞り１７の前，後を迂回するように
低圧リリーフ弁１９と並列にセンタバイパス管路９の途
中に接続された弁手段としての切換弁を示し、該切換弁
３２は油圧パイロット部３２Ａを有する油圧パイロット
式の２ポート２位置切換弁によって構成されている。そ
して、該切換弁３２は、分岐管路３４Ａから供給される
パイロット圧（制御圧Ｐ2 ）に基づいて前記絞り１７の
前，後を連通，遮断する。

【００４６】即ち、パイロット圧（制御圧Ｐ2 ）が低圧
のときには該切換弁３２は遮断位置（ｃ）であるが、パ
イロット圧（制御圧Ｐ2 ）が高圧のときには、遮断位置
（ｃ）から連通位置（ｄ）に切換わり、センタバイパス
管路９を流通する圧油は絞り１７を迂回してタンク７へ
とスムーズに流通するようになる。

【００４７】３３は副油圧源２６と制御用アクチュエー
タ２４との間に位置して制御管路２５の途中に設けられ
た制御圧発生手段としての電磁弁を示し、該電磁弁３３
は従来技術で述べた電磁弁２７と同様に構成され、電磁
弁３３のソレノイド部３３Ａがコントローラ２３の出力
側に接続されている。そして、該電磁弁３３はコントロ
ーラ２３からの制御信号に基づいて低圧位置（ａ）また
は高圧位置（ｂ）に選択的に切換わるようになってい
る。

【００４８】そして、前記コントローラ２３から制御信
号が給電されソレノイド部３３Ａが励磁されたときに
は、該電磁弁３３は低圧位置（ａ）から高圧位置（ｂ）
に切換えられ、制御管路２５は副油圧源２６に接続され
る。これにより、該副油圧源２６からの圧油が制御用ア
クチュエータ２４に供給されると共に、この圧油は後述
する第２の制御管路３４に供給され、該制御管路３４に
は高圧となった第２の制御圧Ｐ2 が発生する。そして、
この第２の制御圧Ｐ2 は制御管路３４を介して後述のシ
ャトル弁３５に供給されると共に、さらに分岐管路３４
Ａを介して切換弁３２の油圧パイロット部３２Ａにも供
給される。

【００４９】一方、コントローラ２３からの給電がない
ときには、該電磁弁３３は低圧位置（ａ）となって制御
管路２５がタンク７と接続され、これにより副油圧源２
６から制御用アクチュエータ２４への圧油の供給が中止
され、制御管路３４内の第２の制御圧Ｐ2 は低圧とな
る。

【００５０】３４は制御用アクチュエータ２４と電磁弁
３３との間に位置して制御管路２５の途中に接続された
第２の制御管路を示し、該第２の制御管路３４の先端側
はシャトル弁３５に接続され、該第２の制御管路３４の
途中には第２の制御管路３４の一部をなす分岐管路３４
Ａが接続されている。そして、該分岐管路３４Ａはその
先端側が前記切換弁３２の油圧パイロット部３２Ａに接
続され、第２の制御圧Ｐ2 をパイロット圧として切換弁
３２の油圧パイロット部３２Ａに供給する。

【００５１】３５は第１の制御管路３１と第２の制御管
路３４とによってそれぞれ導かれる制御圧Ｐ1 ，Ｐ2 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
を示し、該シャトル弁３５は第３の制御管路３６を介し
てレギュレータ４に接続され、制御圧Ｐ1 ，Ｐ2 のうち
高圧側の制御圧を第３の制御管路３６を介してレギュレ
ータ４に導く。

【００５２】本実施例による可変容量型油圧ポンプ制御
装置は上述のような構成を有するもので、その基本的動
作については従来技術によるものと格別差異はない。

【００５３】次に、本実施例による油圧ポンプ３の容量
制御動作（ネガティブコントロール）について説明す
る。

【００５４】即ち、原動機１および油圧ポンプ３等の駆
動時において、図１に示すように方向切換弁８，１２，
１５，１６が全て中立位置（イ）となったときには、圧
力センサ２２Ａ，２２Ｂ等からの検出信号に基づきコン
トローラ２３から電磁弁３３に制御信号が給電され、電
磁弁３３が低圧位置（ａ）から高圧位置（ｂ）に切換え
られる。これにより、従来技術とほぼ同様に、副油圧源
２６からの圧油が制御用アクチュエータ２４に供給さ
れ、制御用アクチュエータ２４のロッド２４Ａが伸長し
て原動機１のガバナレバー２Ａを矢示Ａ方向に押動し、
原動機１の回転数をアイドル回転数にするオートアイド
ル制御が行われる。

【００５５】しかし、本実施例では、これと同時に、副
油圧源２６からの圧油が第２の制御管路３４，分岐管路
３４Ａに供給され、高圧の制御圧Ｐ2 としてシャトル弁
３５および切換弁３２のパイロット部３２Ａにそれぞれ
供給される。

【００５６】ここで、前記切換弁３２のパイロット部３
２Ａに高圧の制御圧Ｐ2 がパイロット圧として作用する
ことにより、該切換弁３２は遮断位置（ｃ）から連通位
置（ｄ）に切換えられ、センタバイパス管路９が絞り１
７の前，後で切換弁３２を介して連通されるようにな
る。これにより、油圧ポンプ３から吐出されセンタバイ
パス管路９を流通する圧油は、絞り１７を迂回しタンク
７に向けてスムーズに流通するようになり、第１の制御
管路３１内の第１の制御圧Ｐ1 はタンク圧程度まで低下
する。

【００５７】そして、前記第２の制御管路３４からの制
御圧Ｐ2 は第１の制御管路３１からの制御圧Ｐ1 よりも
高圧となるため、この高圧側の制御圧Ｐ2 がシャトル弁
３５を介してレギュレータ４に導かれるようになる。こ
の結果、レギュレータ４はこのときの制御圧Ｐ2 によ
り、油圧ポンプ３の容量可変部３Ａを最小傾転側へと大
きく傾転制御し、油圧ポンプ３の容量を最小とすること
により、油圧ポンプ３からセンタバイパス管路９内に吐
出される圧油の流量を最小にすることができる。

【００５８】一方、方向切換弁８，１２，１５，１６の
うち、いずれか１つでも中立位置（イ）から切換位置
（ロ），（ハ）に切換えられたときには、圧力センサ２
２Ａ，２２Ｂ等からの検出信号に基づきコントローラ２
３から電磁弁３３への給電が中止され、電磁弁３３が低
圧位置（ａ）に切換わる。これにより、制御用アクチュ
エータ２４のロッド２４Ａが伸縮可能となって原動機１
のガバナレバー２Ａも矢示Ａ，Ｂ方向に回動可能とな
り、オートアイドル制御が解除される。

【００５９】また、これと同時に、制御管路３４，分岐
管路３４Ａには圧油が供給されなくなるため、第２の制
御圧Ｐ2 が低圧のタンク圧状態となり、切換弁３２のパ
イロット部３２Ａに作用するパイロット圧もこれに伴い
低圧となるから、切換弁３２は連通位置（ｄ）から遮断
位置（ｃ）に切換えられる。この結果、センタバイパス
管路９を流通する圧油は絞り１７を通過するようにな
り、このときの通過流量に応じた制御圧Ｐ1 が制御管路
３１を介してシャトル弁３５に作用する。そして、この
制御圧Ｐ1 はタンク圧状態の制御圧Ｐ2 よりも高い圧力
となるため、この制御圧Ｐ1 がシャトル弁３５を介して
レギュレータ４に供給され、通常のネガティブコントロ
ールが行われるようになる。

【００６０】かくして、本実施例によれば、例えばオー
トアイドル制御時に、コントローラ２３からの制御信号
に基づいて電磁弁３３が低圧位置（ａ）から高圧位置
（ｂ）に切換えられると、高圧の制御圧Ｐ2 が制御管路
３４，分岐管路３４Ａを介して切換弁３２のパイロット
部３２Ａおよびシャトル弁３５にそれぞれ供給されるか
ら、切換弁３２を遮断位置（ｃ）から連通位置（ｄ）に
切換えることができると共に、この制御圧Ｐ2 をシャト
ル弁３５を介してレギュレータ４に供給でき、油圧ポン
プ３を容量が最小となるように制御できる。

【００６１】これにより、油圧ポンプ３から吐出され、
センタバイパス管路９を流通する圧油を絞り１７を介さ
ずにタンク７へ直接流通させることができると共に、こ
のときの圧油の流量（油圧ポンプ３の吐出量）をも最小
とすることができる。

【００６２】従って、本実施例によれば、オートアイド
ル制御によって原動機１の回転数をアイドル回転数まで
低下させたときに、センタバイパス管路９を流通する圧
油が絞り１７を通過して圧力損失が発生するのを防止で
き、油圧ポンプ３にかかる負荷を効果的に低減できる。
これにより、オートアイドル制御時の原動機１のアイド
ル回転数を低く設定でき、燃費の節約等を図ることがで
きると共に、原動機１の騒音を低減することもできる。

【００６３】また、センタバイパス管路９を流通する圧
油が絞り１７を通過するときに発生する異音を確実に低
減することができ、オートアイドル制御時等の騒音を大
幅に低減できる。

【００６４】次に、図２は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、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ために、各方向切換弁間を
検出用管路によって接続し、該検出用管路の途中には操
作検出手段としての圧力センサを設ける構成としたこと
にある。なお、本実施例では、前記第１の実施例で述べ
た構成要素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。

【００６５】図において、４１，４２，４３，４４はセ
ンタバイパス管路９の途中にそれぞれ配設された方向切
換弁を示し、該方向切換弁４１，４２，４３，４４は、
従来技術で述べた方向切換弁８，１２，１５，１６とほ
ぼ同様に、センタバイパス管路９の上流側から順次にセ
ンタバイパス管路９に対して直列に接続され、油圧回路
全体としてタンデム回路を形成している。しかし、該方
向切換弁４１，４２，４３，４４は油圧パイロット式の
８ポート３位置方向切換弁によってそれぞれ構成され、
該方向切換弁４１，４２，４３，４４間には後述する検
出用管路４５がそれぞれ接続されている。

【００６６】４５は副油圧源４６から絞り４７を介して
供給される圧油を方向切換弁４１，４２，４３，４４を
順次介してタンク７へ流通させる検出用管路、４８は該
検出用管路４５の途中に接続された圧力センサを示し、
該圧力センサ４８は前記検出用管路４５と共に操作検出
手段を構成している。なお、副油圧源４６は副油圧源２
６と同一の油圧源であってもよい。

【００６７】ここで、図２に示すように方向切換弁４
１，４２，４３，４４が全て中立位置（イ）にあるとき
は、副油圧源４６から供給され検出用管路４５内を流通
する圧油は、方向切換弁４１，４２，４３，４４を全て
流通して直接タンク７へと排出されるようになるから、
検出用管路４５内の圧力はタンク圧程度まで低下し、圧
力センサ４８はこれに応じた検出信号をコントローラ２
３に出力する。そして、コントローラ２３はこれに基づ
いて方向切換弁４１，４２，４３，４４が全て中立位置
（イ）であると判定し、電磁弁３３に制御信号を出力す
る。これにより、第１の実施例と同様のオートアイドル
制御が行われ、原動機１の回転数はアイドル回転数まで
低下される。

【００６８】一方、前記方向切換弁４１，４２，４３，
４４のうち、いずれか１つでも中立位置（イ）から切換
わると、検出用管路４５は途中位置で遮断されるように
なるため、検出用管路４５内の圧力は高圧となり、圧力
センサ４８はこれに応じた検出信号を出力する。そし
て、コントローラ２３はこの検出信号に基づいて方向切
換弁４１，４２，４３，４４が全て中立位置（イ）でな
いと判定し、電磁弁３３への制御信号の出力を中止す
る。これにより、第１の実施例と同様に原動機１の回転
数は適宜に増減されるようになる。

【００６９】このように構成される本実施例において
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、単一の圧力センサ４８
を用いるだけでよく、方向切換弁４１，４２，４３，４
４毎に圧力センサを設ける必要がなくなる。

【００７０】次に、図３は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例では、センタバイパス管路に絞り手段と並
列に設けた低圧リリーフ弁を含んで弁手段を構成し、制
御圧発生手段からの第２の制御圧が高圧となったとき
に、低圧リリーフ弁を開弁状態に保持することにより、
前記絞り手段の前，後を連通させる構成としたことにあ
る。なお、本実施例では、前記第１の実施例で述べた構
成要素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。

【００７１】図において、５１は絞り１７の前，後を迂
回するようにセンタバイパス管路９の途中に接続された
弁手段としての低圧リリーフ弁を示し、該低圧リリーフ
弁５１は従来技術で述べた低圧リリーフ弁１９とほぼ同
様に構成され、絞り１７によって発生する制御圧Ｐ1 の
上限圧を所定の圧力に設定するものである。

【００７２】しかし、本実施例による低圧リリーフ弁５
１は、油圧パイロット式サージカットリリーフ弁等によ
って構成され、油圧パイロット部５１Ａを有している。
そして、該油圧パイロット部５１Ａには分岐管路３４Ａ
が接続されており、該低圧リリーフ弁５１はセンタバイ
パス管路９に設定圧以上の圧力が作用した場合の他に、
分岐管路３４Ａから高圧のパイロット圧（制御圧Ｐ2 ）
が作用した場合にも、センタバイパス管路９を前記絞り
１７の前，後で連通させるように切換わる。

【００７３】即ち、オートアイドル制御時において、図
３に示す如く、方向切換弁８，１２，１５，１６の全て
が中立位置（イ）の状態であることを圧力センサ２２
Ａ，２２Ｂ等で検出し、これに基づくコントローラ２３
からの制御信号によって電磁弁３３が低圧位置（ａ）か
ら高圧位置（ｂ）に切換わると、高圧の制御圧Ｐ2 が制
御管路３４，分岐管路３４Ａを介して低圧リリーフ弁５
１の油圧パイロット部５１Ａに供給される。これによ
り、低圧リリーフ弁５１はセンタバイパス管路９を絞り
１７の前，後で連通させるように切換わり、油圧ポンプ
３から吐出されてセンタバイパス管路９を流通する圧油
を絞り１７を迂回させてタンク７へとスムーズに流通さ
せる。

【００７４】このように構成される本実施例において
も、前記第１，第２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、弁手段として低
圧リリーフ弁５１を設けることによって、前記第１の実
施例のように切換弁３２と低圧リリーフ弁１９を設ける
必要がなくなり、部品点数を削減できる。また、本実施
例による低圧リリーフ弁５１を第２の実施例の切換弁３
２および低圧リリーフ弁１９に替えて適用することもで
きる。

【００７５】なお、前記各実施例では、４個の方向切換
弁８，１２，１５，１６（４１，４２，４３，４４）を
用いた多連弁からなるタンデム回路として構成するもの
として述べたが、本発明はこれに限らず、３個以下また
は５個以上の方向切換弁が設けられた油圧回路にも適用
でき、さらに、タンデム回路に限らず、シリーズ回路，
パラレル回路等の油圧回路にも適用できる。

【００７６】また、前記各実施例では、可変容量型油圧
ポンプ制御装置を油圧ショベルに用いた場合を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限らず、油圧クレーン，
ホイールローダ等の他の建設機械にも適用できる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、原動
機が低回転数のときに、制御圧発生手段から発生する高
圧の第２の制御圧を弁手段に供給して、該弁手段を絞り
手段の前，後を連通させるように切換えると共に、この
高圧の第２の制御圧を高圧選択弁を介して油圧ポンプの
容量制御手段に供給して、油圧ポンプの容量を最小とな
るように容量可変部を駆動する構成としたから、油圧ポ
ンプから吐出されセンタバイパス管路を流通する圧油を
絞り手段を通過させずにタンクに流通させると共に、油
圧ポンプの容量を最小の容量にすることができる。

【００７８】これにより、原動機が低回転数のときに、
油圧ポンプから吐出された圧油が絞り手段を通過するこ
とによって発生する圧力損失をなくすことができ、油圧
ポンプおよび原動機にかかる負荷を大幅に低減できる。
従って、原動機のアイドル回転数等をより低く設定する
ことができ、原動機の駆動による騒音を低減できると共
に、燃費の節約を図ることができる。

【００７９】また、油圧ポンプから吐出されセンタバイ
パス管路を流通する圧油が絞り手段を通過するときに発
生する異音を確実に防止でき、全体として低騒音化を図
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】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３】本発明の第３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。

【符号の説明】

１ 原動機 ３ 油圧ポンプ ３Ａ 容量可変部 ４ レギュレータ（容量制御手段） ５ 油圧モータ（油圧アクチュエータ） ７ タンク ８，１２，１５，１６，４１，４２，４３，４４ 方向
切換弁 ９ センタバイパス管路 １０，１３，１４ 油圧シリンダ（油圧アクチュエー
タ） １７ 絞り（絞り手段） ２２Ａ，２２Ｂ，４８ 圧力センサ（操作検出手段） ２４ 制御用アクチュエータ（回転数可変手段） ２６ 副油圧源 ３１，３４ 制御管路 ３４Ａ 分岐管路 ３２ 切換弁（弁手段） ３３ 電磁弁（制御圧発生手段） ３５ シャトル弁（高圧選択手段） ５１ 低圧リリーフ弁（弁手段）

Claims (5)

【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、
   容量可変部を有する可変容量型の油圧ポンプと、外部か
   らの制御圧に基づいて該油圧ポンプの容量可変部を駆動
   し、該油圧ポンプの容量を制御する容量制御手段と、前
   記油圧ポンプとタンクとの間を接続するセンタバイパス
   管路の途中に設けられ、中立位置から切換えられたとき
   に、前記油圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに
   給排する方向切換弁と、該方向切換弁とタンクとの間に
   位置して前記センタバイパス管路の途中に設けられた絞
   り手段と、該絞り手段と方向切換弁との間で前記センタ
   バイパス管路の途中から分岐し、該絞り手段の上流側に
   発生する圧力を第１の制御圧として取出す第１の制御管
   路と、前記絞り手段の前，後を迂回するように前記セン
   タバイパス管路の途中に接続され、パイロット圧に基づ
   いて前記絞り手段の前，後を連通，遮断する弁手段と、
   前記原動機の回転数に応じた第２の制御圧を発生させ、
   前記原動機の回転数が低回転数のときに該第２の制御圧
   を高圧状態とする制御圧発生手段と、該制御圧発生手段
   による第２の制御圧をパイロット圧として前記弁手段に
   導き、前記第２の制御圧が高圧状態のときに前記絞り手
   段の前，後を弁手段によって連通させる第２の制御管路
   と、前記第１，第２の制御管路から導かれる第１，第２
   の制御圧のうち高圧側を選択し、高圧側の制御圧を前記
   容量制御手段に導く高圧選択手段とから構成してなる可
   変容量型油圧ポンプ制御装置。
2. 【請求項２】 前記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操作検出手段と、前記原動機の
   回転数を前記第２の制御圧に応じて変化させる回転数可
   変手段とを備え、前記制御圧発生手段は該回転数可変手
   段と副油圧源との間に設けられ、前記操作検出手段から
   の検出信号に基づいて前記第２の制御圧を高圧状態と低
   圧状態とに切換える電磁弁によって構成してなる請求項
   １記載の可変容量型油圧ポンプ制御装置。
3. 【請求項３】 前記操作検出手段は、方向切換弁を操作
   するパイロット圧を検出するものである請求項２記載の
   可変容量型油圧ポンプ制御装置。
4. 【請求項４】 前記操作検出手段は、方向切換弁が中立
   位置にあるとき、副油圧源からタンクに連なる管路の圧
   力を検出するものである請求項２に記載の可変容量型油
   圧ポンプ制御装置。
5. 【請求項５】 前記弁手段は、前記絞り手段と並列に設
   けられる低圧リリーフ弁を組込んで構成してなる請求項
   １，２，３または４記載の可変容量型油圧ポンプ制御装
   置。