JPH10220401A - ポンプ制御装置 - Google Patents

ポンプ制御装置

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JPH10220401A
JPH10220401A JP2030297A JP2030297A JPH10220401A JP H10220401 A JPH10220401 A JP H10220401A JP 2030297 A JP2030297 A JP 2030297A JP 2030297 A JP2030297 A JP 2030297A JP H10220401 A JPH10220401 A JP H10220401A
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JP
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pressure
pilot
switching valve
hydraulic
signal
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JP2030297A
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Inventor
Tsuyoshi Nakamura
剛志 中村
Toichi Hirata
東一 平田
Genroku Sugiyama
玄六 杉山
Tsukasa Toyooka
司 豊岡
Hiroji Ishikawa
広二 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アクチュエータ操作時の可変容量型油圧ポンプ
の吐出容量をポンプ圧力に応じて変更して馬力制御を行
なう一方で、無操作時のポンプ吐出容量を最小値として
エネルギーロスを低減する。 【解決手段】可変容量型油圧ポンプ1の傾転角はサーボ
ピストン2へのパイロット圧油の給排を容量制御弁3で
調節して制御される。容量制御弁3とサーボピストン2
との間に油圧式切換弁4を配置する。方向切換弁11〜
13が操作されていないとき、切換弁4によりサーボピ
ストン2の大圧力室2bはタンクに連通されてポンプ傾
転角は最小値となる。方向切換弁11〜13が操作され
ると切換弁4が開いてサーボピストン2の大圧力室2b
には容量制御弁3によってポンプ圧力Pdに応じて減圧
されたパイロット圧力が作用し、ポンプ傾転角はポンプ
圧力Pdが高くなるほど小さくされて馬力制御が行なわ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル、油圧クレーン等の建設機械に設けられ、原動機の出
力を有効利用するのに好適に用いられる可変容量型油圧
ポンプ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベルに適用されている従来技術
による油圧回路構成の一例を図10に示す。同図に示す
ように、この従来技術による油圧回路は、可変容量型油
圧ポンプ1から供給される圧油によって作動するアクチ
ュエータ21、22、23と、可変容量型油圧ポンプ1
とアクチュエータ21、22、23との間に設けられ、
アクチュエータ21、22、23に供給される圧油の流
れを制御する方向切換弁11、12、13と、油圧ポン
プ1の傾転角を可変とするサーボピストン2と、可変容
量型油圧ポンプ1の自己圧力Pdによってサーボピスト
ン2の大圧力室2bの圧力を制御する容量制御弁3と、
パイロット油圧源5とを備える構成となっている。な
お、サーボピストン2はポンプレギュレータを構成し、
ポンプの傾転角を可変に制御することによりポンプ吐出
量を制御する。
【0003】このように構成された従来技術による油圧
回路では、方向切換弁11、12、13が作動していな
い時は、可変容量型油圧ポンプ1から吐出された油が全
流量タンクヘと流れるため、ポンプ吐出圧力Pdは低圧
となる。しかし、方向切換弁11、12、13を作動さ
せると、可変容量型油圧ポンプ1からタンクへの通路が
閉じ始め、可変容量型油圧ポンプ1から油圧アクチュエ
ータ21、22、23に対する通路が徐々に開き始め
る。そして、ポンプ吐出圧力Pdは徐々に高圧となって
いく。特に、油圧アクチュエータ21、22、23がス
トロークエンド付近の時、油圧アクチュエータ21、2
2、23への外部からの負荷が大きい時などは高圧とな
る。
【0004】容量制御弁3は、自己圧力Pdが低圧の時
はばね31により最も左側の位置Lに切換えられてい
る。このとき、パイロット油圧源5の吐出圧力は減圧さ
れずそのままサーボピストン2の大圧力室2bに流入さ
れ、サーボピストン2は左に移動し、可変容量型油圧ポ
ンプ1の傾転角は最大傾斜角となる。自己圧力Pdが高
圧となり最も右側の位置Rに切換えられると、サーボピ
ストン2の大圧力室2bはタンクポートへと連通され、
サーボピストン2は右に移動し、可変容量型油圧ポンプ
1の傾転角は最小傾転角となる。ポンプ圧Pdが中間的
な圧力のとき、容量制御弁3は中央位置Cに切換えられ
て減圧弁として機能し、ポンプ圧Pdに応じて油圧源5
のパイロット圧力を減圧してサーボピストン2の大圧力
室2bへ導く。したがって、ポンプ傾斜角はポンプ圧P
dが高いほど小さくなる。
【0005】このように上記従来技術によれば、可変容
量型油圧ポンプ1の自己圧力Pdが高くなるにつれて、
可変容量型油圧ポンプ1の吐出流量を減少させることが
できるので、エンジンへの過負荷を防止することがで
き、全体として図11に示すようなq−P特性となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、油圧ポンプの自己圧力のみで傾転角を制御
するものであるため、無操作時(ポンプ吐出圧力低圧)
のように流量を必要としない場合でも、常に最大傾転角
であるという間題があった。
【0007】本発明の目的は、アクチュエータ操作時の
可変容量型油圧ポンプの吐出容量をポンプ圧力に応じて
変更して馬力制御を行なう一方で、無操作時のポンプ吐
出容量を最小値としてネルギーロスを低減するようにし
たポンプ制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】実施の形態の図に対応づ
けて本発明を説明する。請求項1の発明は、図1に示す
ように、可変容量型油圧ポンプ1と、可変容量型油圧ポ
ンプ1から供給される圧油によって作動するアクチュエ
ータ21〜23と、可変容量型油圧ポンプ1とアクチュ
エータ21〜23とを結ぶ管路上に設けられ、対応する
アクチュエータ21〜23への圧油の流れを制御する方
向切換弁11〜13と、容量制御用パイロット圧油の給
排によって可変容量型油圧ポンプ1の吐出容量を制御す
る可変容量アクチュエータ2と、可変容量型油圧ポンプ
1からの吐出圧力に応じて可変容量アクチュエータ2に
給排する容量制御用パイロット圧油の切換制御を行う容
量制御弁3とを備えたポンプ制御装置に適用される。
【0009】そして上述した目的は、さらに、方向切換
弁11〜13を操作する操作信号を検出する操作信号検
出手段5,10,11a〜13a,15と、操作信号検
出手段からの信号を受けて、方向切換弁11〜13の操
作の有無に応じて可変容量アクチュエータ2に導くパイ
ロット圧油を給排させ、方向切換弁11〜13の操作が
ないことを示す操作無信号により、可変容量型油圧ポン
プの吐出容量を最小値にするように可変容量アクチュエ
ータ2に導くパイロット圧油を給排するパイロット給排
装置4とを備えることにより達成される。
【0010】上記構成により、無操作時、すなわち、ア
クチュエータ21〜23を動作させていない時は操作無
信号が検出されて、パイロット給排装置4は、パイロッ
ト油圧源から可変容量アクチュエータ2へのパイロット
圧油の給排を制御し、可変容量型油圧ポンプ1の傾転角
を強制的に最小傾転角に移動させ、これにより、ポンプ
入力馬力を減少させることができる。一方、方向切換弁
11〜13のいずれかを操作したときは、操作有信号が
検出されて可変容量アクチュエータ2への圧油の給排は
容量制御弁3で制御され、従来通りのポンプ制御による
馬力制御を行うことができる。
【0011】請求項2の発明は、図1に示すようにパイ
ロット給排装置を、容量制御弁3と可変容量アクチュエ
ータ2との間に配置された油圧式切換弁4で構成したも
のである。
【0012】請求項3の発明は、図1に示すように操作
信号検出手段を、操作信号検出用パイロット油圧源5
と、方向切換弁11〜13に連動するパイロット切換弁
11a〜13aと、操作信号検出用パイロット油圧源5
からの圧油をパイロット切換弁11a〜13aを通過し
タンクヘと導く第1の管路と、操作信号検出用パイロッ
ト油圧源5とパイロット切換弁11a〜13aとの間に
位置して第1の管路上に設けられた絞り15と、絞り1
5とパイロット切換弁11a〜13aとの間の圧油を油
圧式切換弁4へと導く第2の管路10とで構成するもの
である。
【0013】請求項4の発明は、図6に示すように操作
信号検出手段を、方向切換弁11〜13を操作するパイ
ロット操作弁56,66より発生するパイロット圧油の
うち高圧側の圧力を選択する圧力選択手段55,65,
75と、圧力選択手段55,65,75より選択された
圧油を油圧式切換弁4に導く管路60とで構成するもの
である。
【0014】請求項5の発明は、図3や図7に示すよう
にパイロット給排装置を、容量制御弁3から可変容量ア
クチュエータ2への間に配置された電磁式切換弁7で構
成したものである。
【0015】請求項6の発明は、図3に示すように操作
信号検出手段を、操作信号検出用パイロット油圧源5
と、方向切換弁11〜13に連動するパイロット切換弁
11a〜13aと、操作信号検出用パイロット油圧源5
からの圧油をパイロット切換弁11a〜13aを通過し
タンクヘと導く管路と、パイロット油圧源からパイロッ
ト切換弁11a〜13aとの間の管路上に設けられた絞
り15と、絞り15とパイロット切換弁11a〜13a
との間に備えた圧力検出手段100とで構成し、さら
に、圧力検出手段100により検出した信号によって電
磁式切換弁7に制御信号を出力して、方向切換弁11〜
13が操作されるまでは電磁式切換弁7を第1の位置L
に切換え、方向切換弁11〜13が操作されると電磁式
切換弁7を第2の位置Rへ切換える制御手段8を有する
ものである。
【0016】請求項7の発明は、図7に示すように操作
信号検出手段を、方向切換弁11〜13を操作するパイ
ロット操作弁56,66より発生する圧油を検出する圧
力検出手段110,120で構成し、さらに、圧力検出
手段110,120により検出した信号によって電磁式
切換弁7に制御信号を出力して、方向切換弁11〜13
が操作されるまでは電磁式切換弁7を第1の位置Lに切
換え、方向切換弁11〜13が操作されると電磁式切換
弁7を第2の位置Rへ切換える制御手段8を有するもの
である。
【0017】請求項8の発明は、圧力検出手段を圧力ス
イッチで構成したものである。
【0018】請求項9の発明は、圧力検出手段を圧力セ
ンサで構成したものである。
【0019】請求項10の発明は、図4,5,8,9に
示すように、可変容量型油圧ポンプ1と、可変容量型油
圧ポンプ1から供給される圧油によって作動するアクチ
ュエータ21〜23と、可変容量型油圧ポンプ1とアク
チュエータ21〜23とを結ぶ管路上に設けられ、対応
するアクチュエータ21〜23への圧油の流れを制御す
る方向切換弁11〜13と、容量制御用パイロット圧油
の給排によって可変容量型油圧ポンプ1の吐出容量を制
御する可変容量アクチュエータ2と、可変容量型油圧ポ
ンプ1からの吐出圧力に応じて可変容量アクチュエータ
2に給排される容量制御用パイロット圧油を制御する容
量制御弁6とを備えたポンプ制御装置に適用される。そ
して上述した目的は、方向切換弁11〜13が操作され
ると操作有圧力信号を出力し、操作されないと操作無圧
力信号を出力する操作圧力信号出力手段を備え、容量制
御弁6は、一方のパイロットポート6aに可変容量型油
圧ポンプ1の吐出圧力が作用し、他方のパイロットポー
ト6bに操作圧力信号出力手段からの操作有圧力信号も
しくは操作無圧力信号が作用し、他方のパイロットポー
ト6bに操作圧力信号出力手段から操作有圧力信号が作
用しているときは、可変容量型油圧ポンプ1の吐出容量
を吐出圧力に応じて設定し、他方のパイロットポート6
aに操作圧力信号出力手段から操作無圧力信号が作用し
ているときは、可変容量型油圧ポンプ1の吐出容量を最
小値にするように、可変容量アクチュエータ2への容量
制御用パイロット圧油の給排を制御することにより、達
成される。
【0020】請求項11の発明は、図4に示すように、
操作圧力信号出力手段を、方向切換弁11〜13と連動
するパイロット切換弁11a〜13aと、パイロット油
圧源5のパイロット圧油をパイロット切換弁11a〜1
3aを通過しタンクへと導く管路と、パイロット油圧源
5からパイロット切換弁11a〜13aとの間の管路上
に設けられた絞り15と、可変容量型油圧ポンプ1の吐
出圧油を容量制御弁6の一方のパイロットポート6aに
導く第1の管路40と、絞り15とパイロット切換弁1
1a〜13aとの間のパイロット圧油を容量制御弁6の
他方のパイロットポート6bに導く第2の管路50とで
構成するものである。
【0021】請求項12の発明は、図8に示すように、
容量制御弁6の他方のパイロットポート6bに供給され
る操作有圧力信号もしくは操作無圧力信号を連通・遮断
する油圧式補助切換弁25をさらに設け、操作圧力信号
出力手段を、方向切換弁11〜13を操作するパイロッ
ト操作弁56,66より発生する圧油のうち高圧側の圧
力を選択する高圧選択手段55,65,75と、高圧選
択手段より選択された圧油を操作有圧力信号として油圧
式補助切換弁25に導く管路70とで構成するものであ
る。
【0022】請求項13の発明は、図5に示すように、
容量制御弁6の他方のパイロットポート6bに供給され
る操作有圧力信号もしくは操作無圧力信号を連通・遮断
する電磁式補助切換弁9をさらに設け、操作圧力信号出
力手段を、方向切換弁11〜13と連動するパイロット
切換弁11a〜13aと、パイロット油圧源5のパイロ
ット圧油をパイロット切換弁11a〜13aを通過しタ
ンクへと導く管路と、パイロット油圧源5からパイロッ
ト切換弁11a〜13aとの間の管路上に設けられた絞
り15と、絞り15とパイロット切換弁11a〜13a
との間に設けた圧力検出手段110,120とで構成
し、さらに、圧力検出手段110,120により検出し
た信号によって電磁式補助切換弁9に制御信号を出力す
る制御手段8を備えるものである。
【0023】請求項14の発明は、図9に示すように、
容量制御弁6の他方のパイロットポート6bに供給され
る操作有圧力信号もしくは操作無圧力信号を連通・遮断
する電磁式補助切換弁9をさらに設け、操作圧力信号出
力手段を、方向切換弁11〜13を操作するパイロット
操作弁56,66より発生する圧油を検出する圧力検出
手段110,120と、圧力検出手段110,120に
より検出した信号によって電磁式補助切換弁9に制御信
号を出力する制御手段8とを備えるものである。
【0024】なお、課題を解決するための手段の欄では
実施の形態の図面に対応づけて本発明を説明している
が、これにより本発明が実施の形態に限定されるもので
はない。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図9により、油圧作業機として油圧ショベルを例にと
った場合につき説明する。
【0026】−第1の実施の形態− 図1は本発明の第1の実施の形態によるポンプ制御装置
を示す。このポンプ制御装置は、可変容量型油圧ポンプ
1と、この可変容量型油圧ポンプ1の傾転角を変化させ
るサーボピストン2と、サーボピストン2の小圧力室2
aへのパイロット圧油を供給するパイロット油圧源5
と、可変容量型油圧ポンプ1の吐出圧力Pdに基づいて
サーボピストン2の大圧力室2bへのパイロット圧油の
給排を制御してその圧力を制御する容量制御弁3と、サ
ーボピストン2の大圧力室2bをタンクへ連通するか容
量制御弁3へ連通するかを切換える油圧式切換弁4と、
可変容量型油圧ポンプ1から吐出される圧油によって駆
動される油圧アクチュェータ21、22、23と、可変
容量型油圧ポンプ1と油圧アクチュェータ21、22、
23との間に接続され、油圧アクチュェータ21、2
2、23へ供給される圧油の方向と流量を制御する方向
切換弁11、12、13とを有している。
【0027】また、無操作時はパイロット油圧源5から
のパイロット圧油をタンク30へ連通し、方向切換弁1
1、12、13のいずれかが作動するとタンク30への
流れを遮断するパイロット圧切換弁11a,12a,1
3aと、パイロット油圧源5とパイロット圧切換弁11
a,12a,13aとの間に設けられてサーボピストン
2の小圧力室2aへの圧力を確保するための絞り15
と、絞り15とパイロット圧切換弁11a,12a,1
3aとの間のパイロット圧油を切換弁4に導く管路10
とから構成されている。
【0028】この第1の実施の形態によるポンプ制御装
置の動作を説明する。
【0029】図2はポンプ吐出容量とポンプ吐出圧との
関係を示す。破線はポンプ圧Pdにより傾斜角を調節す
る通常の馬力制御におけるポンプ吐出圧に対する最大吐
出容量を示し、実線は無操作時においてパイロット圧油
により最小傾斜角とされたポンプ吐出容量を示す。な
お、このポンプ吐出圧と吐出容量の関係は、ポンプの入
力トルク、すなわち、エンジンの馬力と対応するもので
ある。
【0030】無操作時においては、パイロット圧切換弁
11a,12a,13aが切り換わっておらず、パイロ
ット油圧源5からのパイロット圧油はタンク30に連通
しているため、管路10にパイロット圧油は発生せず、
切換弁4は図1の左側の位置Lに切換えられており、サ
ーボピストン2の大圧力室2bのパイロット圧油はタン
クへ導かれ、ポンプ1の傾転角は最小傾転角となる。
【0031】また、方向切換弁11、12、13のいず
れかを操作した時は、パイロット油圧源5からタンク3
0への流れは、パイロット切換弁11a,12a,13
aにより遮断され、管路10にパイロット圧油が発生
し、切換弁4を右側の位置Rに切換え、容量制御弁3か
らのパイロット圧油をサーボピストン2の大圧力室2b
へと供給する。したがって、従来技術で説明したよう
に、操作時に容量制御弁3は中央位置Cにあってポンプ
圧力Pdが高くなるほど傾転角を小傾転角へ調節する。
すなわち、図2の破線のように通常の馬力制御が行われ
る。
【0032】以上のように、この第1の実施の形態によ
れば、無操作時にポンプの傾転を強制的に最小傾転角へ
変化させることができる、すなわち、流量を減少させる
ことができるので、従来技術に比べて、エネルギーロス
を低減できる。
【0033】−第1の実施の形態の変形例− 図3は第1の実施の形態の変形例を示すものであり、油
圧式切換弁4に代えて電磁式切換弁7を設けたものであ
る。そして、絞り15とパイロット切換弁11a,12
a,13aとの間の管路のパイロット圧力に応じた信号
を出力する圧力センサ100を設け、この圧力センサ1
00の検出信号に基づいてCPU8により電磁式切換弁
7を切換えるものである。
【0034】すなわち、操作時は、圧力センサ100の
検出信号がCPU8に取込まれ、CPU8内に予め設定
されているしきい値を越えていると判定されると切換弁
7は位置Rに切換えられる。無操作時は、CPU8によ
り切換弁7は位置Lに切換えられてポンプ傾転角は最小
値となる。
【0035】−第2の実施の形態− 図4は本発明の第2の実施の形態によるポンプ制御装置
を示す。このポンプ制御装置は、可変容量型油圧ポンプ
1と、この可変容量型油圧ポンプ1の傾転を変化させる
サーボピストン2と、サーボピストン2の小圧力室2a
へのパイロット圧油を供給するパイロット油圧源5と、
操作時には可変容量型油圧ポンプ1の吐出圧力Pdに基
づいてサーボピストン2の大圧力室2bへのパイロット
圧油の給排を制御して圧力を制御するとともに、無操作
時は大圧力室2bをタンクへ連通する容量制御弁6と、
可変容量型油圧ポンプ1から吐出される圧油によって駆
動される油圧アクチュェータ21、22、23と、可変
容量型油圧ポンプ1と油圧アクチュェータ21、22、
23との間に接続され、油圧アクチュェータ21、2
2、23へ供給される圧油の方向と流量を制御する方向
切換弁11、12、13と、可変容量型油圧ポンプ1の
吐出圧力Pdを容量制御弁6の圧力室6aへと導く管路
40とを有している。
【0036】また、無操作時はパイロット油圧源5から
のパイロット圧油をタンク30へ連通し、方向切換弁1
1、12、13のいずれかが作動するとタンク30への
流れを遮断するパイロット圧切換弁11a,12a,1
3aと、パイロット油圧源5とパイロット圧切換弁11
a,12a,13aとの間に設けられてサーボピストン
2の小圧力室2aへの圧力を確保するための絞り15
と、絞り15とパイロット圧切換弁11a,12a,1
3aとの間のパイロット圧油を容量制御弁6の圧力室6
bに導く管路50とから構成されている。
【0037】この第2の実施の形態によるポンプ制御装
置の動作を説明する。
【0038】無操作時においては、パイロット圧切換弁
11a,12a,13aが切り換わっておらず、管路5
0にパイロット圧油は発生せず、容量制御弁6の圧力室
6bにパイロット圧油が作用しないので容量制御弁6は
図3の位置Rに切換わっていて、サーボピストン2の大
圧力室2bはタンク連通となって低圧となり、ポンプ1
の傾転角は最小傾転角へと変化する。
【0039】方向切換弁11、12、13のいずれかを
操作した時は、パイロット油圧源5からタンク30への
圧油の流れはパイロット切換弁11a,12a,13a
により遮断され、管路50にパイロット圧油が発生して
容量制御弁6は右側の切換位置Rから右方へ切換わる。
容量制御弁6が図示の中央位置Cに切換わっている場
合、ポンプ圧Pdに応じてパイロット油圧源5のパイロ
ット圧力を減圧して、従来技術で説明した容量制御弁3
の働きと同様の働きによりポンプ傾転角はポンプ圧Pd
に応じて小さくなって、通常の馬力制御が行われる。ポ
ンプ圧力Pdが低いときは容量制御弁6は位置Lに切換
えられてポンプ傾転角は最大値となる。
【0040】以上のように、この第2の実施の形態によ
れば第1の実施の形態と同様に、無操作時のポンプ傾転
を強制的に最小傾転角へ変化させることができる、すな
わち、流量を減少させることができるので、従来技術に
比べて、エネルギーロスを低減できる。
【0041】−第2の実施の形態の変形例− 図5は第2の実施の形態の変形例を示すものであり、絞
り15とパイロット切換弁11a,12a,13aとの
間の管路に発生するパイロット圧力に応じた検出信号を
出力する圧力センサ100を設け、この圧力センサ10
0の検出信号に基づいてCPU8により電磁式切換弁9
を切換えて、容量制御弁6の左側のパイロットポート6
bに作用するパイロット圧力を制御するものである。
【0042】すなわち、操作時は、圧力センサ100の
検出信号がCPU8に取込まれ、CPU8内に予め設定
されているしきい値を越えていると判定されると切換弁
9は位置Rに切換えられる。このとき、パイロットポー
ト6bはパイロット油圧源5と連通され、ポンプ圧力P
dが低圧であれば容量制御弁6は位置Lに切換わり、ポ
ンプ傾転角は最大値となる。ポンプ圧力Pdが高くなる
につれて、容量制御弁6は中央位置Cとなり、上述した
ような通常のポンプ馬力制御が行なわれる。無操作時
は、CPU8により切換弁9は位置Lに切換えられて容
量制御弁6のパイロットポート6bはタンクと連通さ
れ、容量制御弁7は図示の位置Rに切換えられてポンプ
傾転角は最小値となる。
【0043】−第3の実施の形態− 図6は本発明の第3の実施の形態によるポンプ制御装置
を示す。このポンプ制御装置は、可変容量型油圧ポンプ
1と、この可変容量型油圧ポンプ1の傾転角を変化させ
るサーボピストン2と、サーボピストン2の小圧力室2
aへのパイロット圧油を供給するパイロット油圧源5
と、可変容量型油圧ポンプ1の吐出圧力Pdに基づいて
サーボピストン2の大圧力室2bへのパイロット圧油の
給排を制御して圧力を制御する容量制御弁3と、容量制
御弁3からサーボピストン2の大圧力室2bへのパイロ
ット圧油を供給、排出する切換弁4と、可変容量型油圧
ポンプ1から吐出される圧油によって駆動される油圧ア
クチュェータ21、22と、可変容量型油圧ポンプ1と
油圧アクチュェータ21、22との間に接続され、油圧
アクチュェータ21、22へ供給される圧油の方向と流
量を制御する方向切換弁11A、12Bとを有してい
る。
【0044】また、方向切換弁11A、12Aを作動さ
せるパイロット圧力を出力するパイロット弁56、66
と、方向切換弁11A、12Aの各々の両側ポートとパ
イロット弁56、66を連通する管路をそれぞれ接続す
る管路57、67と、管路57、67上に設けられたシ
ャトル弁55、65と、シャトル弁55、65の各々の
出力ポートを接続する管路77と、管路77上に設けら
れたシャトル弁75と、シャトル弁75からのパイロッ
ト圧油を切換弁4へと導く管路60とから構成されてい
る。
【0045】この第3の実施の形態によるポンプ制御装
置の動作を説明する。
【0046】無操作時は、シャトル弁75の出力ポート
にパイロット圧油が発生せず、切換弁4はばね4aによ
り図示の位置Lに切換えられており、サーボピストン2
の大圧力室2bのパイロット圧油はタンクヘ導かれ、ポ
ンプ1の傾転角は最小傾転角となる。
【0047】パイロット弁56、66のいずれかを操作
した時は、方向切換弁11A、12Aに働くパイロット
圧油がシャトル弁75を介して切換弁4を図4の右側の
位置Rへ切換え、容量制御弁3からのパイロット圧油が
サーボピストン2の大圧力室2bへと供給される。した
がって、上述した第1の実施の形態と同様に通常の馬力
制御が行われる。
【0048】以上のように、この第3の実施の形態によ
れば、無操作時にポンプ傾転角を強制的に最小傾転角へ
変化させることができる、すなわち、流量を減少させる
ことができるので、従来技術に比べて、エネルギーロス
を低減できる。
【0049】−第3の実施の形態の変形例− 図7は第3の実施の形態の変形例を示すものであり、油
圧式切換弁4に代えて電磁式切換弁7を設けたものであ
る。そして、高圧選択弁55と65の出力圧力を検出す
る圧力センサ110,120をそれぞれ設け、これらの
圧力センサ110,120の検出信号に基づいてCPU
8により電磁式切換弁7を切換えるものである。
【0050】すなわち、操作時は、圧力センサ110も
しくは120の検出信号がCPU8に取込まれ、CPU
8内に予め設定されているしきい値を越えていると判定
されると切換弁7は位置Rに切換えられる。これによ
り、ポンプ傾転角は容量制御弁3により制御され、上述
した通常の馬力制御が行なわれる。無操作時は、CPU
8により切換弁7は位置Lに切換えられてポンプ傾転角
は最小値となる。
【0051】−第4の実施の形態− 図8は本発明の第4の実施の形態によるポンプ制御装置
を示す。このポンプ制御装置は、可変容量型油圧ポンプ
1と、この可変容量型油圧ポンプ1の傾転を変化させる
サーボピストン2と、サーボピストン2の小圧力室2a
へのパイロット圧油を供給するパイロット油圧源5と、
可変容量型油圧ポンプ1の吐出圧力Pdに基づいてサー
ボピストン2の大圧力室2bへのパイロット圧油の給排
を制御して圧力を制御する容量制御弁6と、可変容量型
油圧ポンプ1から吐出される圧油によって駆動される油
圧アクチュェータ21、22と、可変容量型油圧ポンプ
1と油圧アクチュエータ21、22との間に接続され、
油圧アクチュェータ21、22へ供給される圧油の方向
と流量を制御する方向切換弁11A、12Aと、パイロ
ット油圧源5から容量制御弁6の圧力室6bへのパイロ
ット圧油を連通、遮断する補助切換弁25とを有してい
る。
【0052】また、方向切換弁11A、12Aを作動さ
せるパイロット圧力を出力するパイロット弁56、66
と、方向切換弁11A、12Aの両側パイロットポート
とパイロット弁56、66とを連通する管路をそれぞれ
接続する管路57、67と、管路57、67上に設けら
れたシャトル弁55、65と、シャトル弁55、65の
各々の出力ポートを接続する管路77と、管路77上に
設けられたシャトル弁75と、シャトル弁75からのパ
イロット圧油を切換弁25へと導く管路70とから構成
されている。
【0053】この第4の実施の形態によるポンプ制御装
置の動作を説明する。
【0054】無操作時は、シャトル弁75の出力ポート
に圧力が発生せず、補助切換弁25は図示の位置Lに切
換えられているため、容量制御弁6の圧力室6bにはパ
イロット圧油が発生しないので、容量制御弁6は図8の
ように最も右側の位置Rに切換わっており、サーボピス
トン2の大圧力室2bのパイロット圧油はタンク圧とな
ってポンプ1の傾転角は最小傾転となる。
【0055】パイロット弁56、66のいずれかを操作
した時は、方向切換弁11A、12Aに働くパイロット
圧油力がシャトル弁75を介して取り出され、管路70
にパイロット圧油力が発生して切換弁25を開位置Rへ
切換える。これにより、容量制御弁6の圧力室6にはパ
イロット油圧源5からパイロット圧力が導かれるから、
図3に示す第2の実施の形態と同様に、ポンプ1の傾転
角はポンプ圧Pdに応じて制御される。
【0056】以上のように、この第4の実施の形態によ
れば、無操作時のポンプ傾転角を強制的に最小傾転角へ
変化させることができる、すなわち、流量を減少させる
ことができるので、従来技術に比べて、エネルギーロス
を低減できる。
【0057】−第4の実施の形態の変形例− 図9は第4の実施の形態の変形例を示すものであり、油
圧式補助切換弁25に代えて電磁式補助切換弁9を設け
たものである。そして、高圧選択弁55と65の出力圧
力を検出する圧力センサ110,120をそれぞれ設
け、これらの圧力センサ110,120の検出信号に基
づいてCPU8により電磁式切換弁9を切換えるもので
ある。この動作は図5のものと同様であり説明を省略す
る。
【0058】以上の実施の形態において、圧力センサに
代えて圧力スイッチを用いることもできる。
【0059】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、サーボピストン2が可変容量アクチュエータに対応
し、操作信号検出手段や操作圧力信号出力手段はパイロ
ット切換弁11a〜13a、絞り15、圧力センサ10
0,110,120、シャトル弁55,65,75など
で構成される。また、シャトル弁55,65,75が高
圧選択手段を、CPU8が制御手段を構成する。
【0060】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、アク
チュエータの操作時は通常のポンプ制御(馬力制御)を
行い、無操作時にはポンプ吐出容量を最小値にすること
ができるため、従来技術に比べて、エネルギーロスを低
減することができる。また、ポンプレギュレータである
可変容量アクチュエータをサーボピストンのような機器
で構成し、可変容量アクチュエータへのパイロット圧油
の給排を制御してポンプ傾転角を制御するようにしたの
で、複雑な電気系統が不要となり信頼性の高い制御装置
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の全体構成図であ
る。
【図2】本発明の無操作時と操作時のポンプ制御特性図
である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の変形例を示す全体
構成図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態の全体構成図であ
る。
【図5】本発明の第2の実施の形態の変形例を示す全体
構成図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態の全体構成図であ
る。
【図7】本発明の第3の実施の形態の変形例を示す全体
構成図である。
【図8】本発明の第4の実施の形態の全体構成図であ
る。
【図9】本発明の第4の実施の形態の変形例を示す全体
構成図である。
【図10】従来技術の全体構成図である。
【図11】従来技術のポンプ制御特性図である。
【符号の説明】
1 可変容量型油圧ポンプ 2 サーボピストン 3,6 容量制御弁 4 切換弁 5 パイロット油圧源 7 電磁切換弁 8 制御装置 9 電磁弁 10,40,50,57,60,67,70,77 管
路 11,12,13 方向切換弁 11a,12a,13a パイロット切換弁 15 絞り 21,22,23 油圧アクチュエータ 25 補助切換弁 30 タンク 55,65,75 シャトル弁 56,66 パイロット弁 100,110,120 圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊岡 司 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 石川 広二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可変容量型油圧ポンプと、前記可変容量型
    油圧ポンプから供給される圧油によって作動するアクチ
    ュエータと、前記可変容量型油圧ポンプと前記アクチュ
    エータとを結ぶ管路上に設けられ、対応する前記アクチ
    ュエータへの圧油の流れを制御する方向切換弁と、容量
    制御用パイロット圧油の給排によって前記可変容量型油
    圧ポンプの吐出容量を制御する可変容量アクチュエータ
    と、前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧力に応じて
    前記可変容量アクチュエータに給排する容量制御用パイ
    ロット圧油の切換制御を行う容量制御弁とを備えたポン
    プ制御装置において、 前記方向切換弁を操作する操作信号を検出する操作信号
    検出手段と、 前記操作信号検出手段からの信号を受けて、前記方向切
    換弁の操作の有無に応じて前記可変容量アクチュエータ
    に導く前記パイロット圧油を給排させ、前記方向切換弁
    の操作がないことを示す操作無信号により、前記可変容
    量型油圧ポンプの吐出容量を最小値にするように前記可
    変容量アクチュエータに導くパイロット圧油を給排する
    パイロット給排装置とを備えたことを特徴とするポンプ
    制御装置。
  2. 【請求項2】前記パイロット給排装置は、前記容量制御
    弁と前記可変容量アクチュエータとの間に配置された油
    圧式切換弁であり、前記方向切換弁の操作がないことを
    示す操作無信号により前記油圧式切換弁を第1の位置に
    切換え、前記方向切換弁の操作があることを示す操作有
    信号により前記油圧式切換弁を第2の位置へ切換えるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のポンプ制御装置。
  3. 【請求項3】前記操作信号検出手段は、操作信号検出用
    パイロット油圧源と、前記方向切換弁に連動するパイロ
    ット切換弁と、前記操作信号検出用パイロット油圧源か
    らの圧油を前記パイロット切換弁を通過しタンクヘと導
    く第1の管路と、前記操作信号検出用パイロット油圧源
    とパイロット切換弁との間に位置して第1の管路上に設
    けられた絞りと、前記絞りと前記パイロット切換弁との
    間の圧油を前記油圧式切換弁へと導く第2の管路とを有
    し、 前記第2の管路上に圧力が発生していないときは前記操
    作無信号により前記油圧式切換弁を前記第1の位置に切
    換え、前記第2の管路上に圧力が発生しているときは前
    記操作有信号により前記油圧式切換弁を前記第2の位置
    に切換えることを特徴とする請求項2に記載のポンプ制
    御装置。
  4. 【請求項4】前記操作信号検出手段は、前記方向切換弁
    を操作するパイロット操作弁より発生するパイロット圧
    油のうち高圧側の圧力を選択する圧力選択手段と、前記
    圧力選択手段より選択された圧油を前記油圧式切換弁に
    導く管路とを有し、 前記管路上にパイロット圧力が発生していないときは前
    記操作無信号により前記油圧式切換弁を前記第1の位置
    に切換え、前記管路上にパイロット圧力が発生している
    ときは前記操作有信号により前記油圧式切換弁を前記第
    2の位置に切換えることを特徴とする請求項2に記載の
    ポンプ制御装置。
  5. 【請求項5】前記パイロット給排装置は、前記容量制御
    弁から前記可変容量アクチュエータへの間に配置された
    電磁式切換弁であり、前記方向切換弁の操作がないこと
    を示す操作無信号により前記電磁式切換弁を第1の位置
    に切換え、前記方向切換弁の操作があることを示す操作
    有信号により前記電磁式切換弁を第2の位置へ切換える
    ことを特徴とする請求項2記載のポンプ制御装置。
  6. 【請求項6】前記操作信号検出手段は、操作信号検出用
    パイロット油圧源と、前記方向切換弁に連動するパイロ
    ット切換弁と、前記操作信号検出用パイロット油圧源か
    らの圧油を前記パイロット切換弁を通過しタンクヘと導
    く管路と、前記パイロット油圧源からパイロット切換弁
    との間の管路上に設けられた絞りと、前記絞りと前記パ
    イロット切換弁との間に備えた圧力検出手段とを有し、 さらに、前記圧力検出手段により検出した信号によって
    前記電磁式切換弁に制御信号を出力して、前記方向切換
    弁が操作されるまでは前記電磁式切換弁を第1の位置に
    切換え、前記方向切換弁が操作されると前記電磁式切換
    弁を第2の位置へ切換える制御手段を有することを特徴
    とする請求項5に記載のポンプ制御装置。
  7. 【請求項7】前記操作信号検出手段は、前記方向切換弁
    を操作するパイロット操作弁より発生する圧油を検出す
    る圧力検出手段を有し、 さらに、前記圧力検出手段により検出した信号によって
    前記電磁式切換弁に制御信号を出力して、前記方向切換
    弁が操作されるまでは前記電磁式切換弁を第1の位置に
    切換え、前記方向切換弁が操作されると前記電磁式切換
    弁を第2の位置へ切換える制御手段を有することを特徴
    とする請求項5に記載のポンプ制御装置。
  8. 【請求項8】前記圧力検出手段は、圧力スイッチである
    ことを特徴とする請求項6または7記載のポンプ制御装
    置。
  9. 【請求項9】前記圧力検出手段は、圧力センサであるこ
    とを特徴とする請求項6または7に記載のポンプ制御装
    置。
  10. 【請求項10】可変容量型油圧ポンプと、前記可変容量
    型油圧ポンプから供給される圧油によって作動するアク
    チュエータと、前記可変容量型油圧ポンプと前記アクチ
    ュエータとを結ぶ管路上に設けられ、対応する前記アク
    チュエータへの圧油の流れを制御する方向切換弁と、容
    量制御用パイロット圧油の給排によって前記可変容量型
    油圧ポンプの吐出容量を制御する可変容量アクチュエー
    タと、前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧力に応じ
    て前記可変容量アクチュエータに給排される容量制御用
    パイロット圧油を制御する容量制御弁とを備えたポンプ
    制御装置において、 前記方向切換弁が操作されると操作有圧力信号を出力
    し、操作されないと操作無圧力信号を出力する操作圧力
    信号出力手段を備え、 前記容量制御弁は、一方のパイロットポートに前記可変
    容量型油圧ポンプの吐出圧力が作用し、他方のパイロッ
    トポートに前記操作圧力信号出力手段からの操作有圧力
    信号もしくは操作無圧力信号が作用し、前記他方のパイ
    ロットポートに前記操作圧力信号出力手段から前記操作
    有圧力信号が作用しているときは、前記可変容量型油圧
    ポンプの吐出容量を前記吐出圧力に応じて設定し、前記
    他方のパイロットポートに前記操作圧力信号出力手段か
    ら前記操作無圧力信号が作用しているときは、前記可変
    容量型油圧ポンプの吐出容量を最小値にするように、前
    記可変容量アクチュエータへの容量制御用パイロット圧
    油の給排を制御することを特徴とするポンプ制御装置。
  11. 【請求項11】前記操作圧力信号出力手段は、前記方向
    切換弁と連動するパイロット切換弁と、前記パイロット
    油圧源のパイロット圧油を前記パイロット切換弁を通過
    しタンクへと導く管路と、前記パイロット油圧源からパ
    イロット切換弁との間の管路上に設けられた絞りと、前
    記可変容量型油圧ポンプの吐出圧油を前記容量制御弁の
    一方のパイロットポートに導く第1の管路と、前記絞り
    と前記パイロット切換弁との間のパイロット圧油を前記
    容量制御弁の他方のパイロットポートに導く第2の管路
    とを有することを特徴とする請求項10に記載のポンプ
    制御装置。
  12. 【請求項12】前記容量制御弁の他方のパイロットポー
    トに供給される前記操作有圧力信号もしくは操作無圧力
    信号を連通・遮断する油圧式補助切換弁をさらに設け、 前記操作圧力信号出力手段は、前記方向切換弁を操作す
    るパイロット操作弁より発生する圧油のうち高圧側の圧
    力を選択する高圧選択手段と、前記高圧選択手段より選
    択された圧油を前記操作有圧力信号として前記油圧式補
    助切換弁に導く管路とを有することを特徴とする請求項
    10に記載のポンプ制御装置。
  13. 【請求項13】前記容量制御弁の他方のパイロットポー
    トに供給される前記操作有圧力信号もしくは操作無圧力
    信号を連通・遮断する電磁式補助切換弁をさらに設け、 前記操作圧力信号出力手段は、前記方向切換弁と連動す
    るパイロット切換弁と、前記パイロット油圧源のパイロ
    ット圧油を前記パイロット切換弁を通過しタンクへと導
    く管路と、前記パイロット油圧源からパイロット切換弁
    との間の管路上に設けられた絞りと、前記絞りと前記パ
    イロット切換弁との間に設けた圧力検出手段とを有し、 さらに、前記圧力検出手段により検出した信号によって
    前記電磁式補助切換弁に制御信号を出力する制御手段を
    備えることを特徴とする請求項10に記載のポンプ制御
    装置。
  14. 【請求項14】前記容量制御弁の他方のパイロットポー
    トに供給される前記操作有圧力信号もしくは操作無圧力
    信号を連通・遮断する電磁式補助切換弁をさらに設け、 前記操作圧力信号出力手段は、前記方向切換弁を操作す
    るパイロット操作弁より発生する圧油を検出する圧力検
    出手段と、前記圧力検出手段により検出した信号によっ
    て前記電磁式補助切換弁に制御信号を出力する制御手段
    とを備えることを特徴とする請求項10に記載のポンプ
    制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298186A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Nachi Fujikoshi Corp 油圧駆動装置
JP2009068709A (ja) * 2007-09-17 2009-04-02 Volvo Construction Equipment Ab 建設機械用油圧回路
WO2009123047A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 株式会社不二越 建設機械の油圧回路

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