JPH08303403A

JPH08303403A - 油圧作業機の油圧駆動装置

Info

Publication number: JPH08303403A
Application number: JP11334995A
Authority: JP
Inventors: Fumimasa Saeki; 文将佐伯; Shinichi Sato; 晋一佐藤; Hiroshi Iwashita; 弘岩下
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Hokuetsu Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Airman Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】空調装置の作動時のエンストの発生やオーバ
ヒートを防止できるとともに、空調装置の非作動時に、
十分なアクチュエータの力及びスピードを確保すること
ができる油圧作業機の油圧駆動装置を提供する。【構成】エンジン１によって駆動する可変容量型メイ
ンポンプ２，３と、エンジン１を動力源とするエアコン
１３と、駆動状態にあるメインポンプ２，３の傾転角を
強制的に所定角度減少させる傾転角減少制御手段１４と
を設け、エアコン１３が作動したとき、傾転角減少制御
手段１４により、メインポンプ２，３の吐出圧の比較的
高い領域で吐出量をスイッチ１５のＯＦＦ時の吐出量よ
り所定量減少させる制御と、メインポンプ２，３の吐出
圧の比較的低い領域で最大吐出量をスイッチ１５のＯＦ
Ｆ時の最大吐出量より所定量減少させる制御とを行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミニショベル等の油圧
作業機に備えられ、エンジンを動力源とする空調装置を
有する油圧駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧作業機、例えば馬力が５０馬
力以下のミニショベルに備えられる油圧駆動装置として
図５に示すものがある。図５に示す油圧駆動装置は、エ
ンジン１と、このエンジン１によって駆動する可変容量
油圧ポンプ、すなわちメインポンプ２，３と、パイロッ
トポンプ４と、メインポンプ２，３から吐出される圧油
によって駆動するアクチュエータ、すなわち走行モータ
等の油圧モータ６、ブームシリンダ、アームシリンダ、
バケットシリンダ等の油圧シリンダ７と、パイロットポ
ンプ４から吐出されるパイロツト圧によって切り換えら
れ、メインポンプ２，３から油圧モータ６、油圧シリン
ダ７等のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御
するコントロールバルブ５と、メインポンプ２，３の傾
転角を制御する傾転制御装置１０と、メインポンプ２，
３のそれぞれの吐出圧を制御圧力として傾転制御装置１
０に導く制御管路８，９と、メインポンプ２，３の傾転
角を小さくする方向の復帰力を与えるばね１１と、油を
蓄えるタンク１２とを備えている。

【０００３】このような油圧駆動装置では、エンジン１
を作動させてメインポンプ２，３，パイロットポンプ４
を駆動させると、メインポンプ２，３の吐出圧が制御管
路８，９を介して傾転制御装置１０に制御圧力として与
えられる。傾転制御装置１０は制御圧力の大きさに応じ
て、ばね１１の力に抗してメインポンプ２，３の傾転角
を制御する。このような状態から、図示しないパイロッ
ト操作弁等の操作手段によりコントロールバルブ５を切
り換えると、メインポンプ２，３の圧油がコントロール
バルブ５を介して油圧モータ６あるいは油圧シリンダ７
に供給され、これらのアクチュエータの駆動に伴って図
示しない走行体、あるいはブーム、アーム、バケットが
駆動し、所望の掘削作業などが行なわれる。

【０００４】昨今、このような５０馬力以下のミニショ
ベルにあっても、エアコンやクーラ等の空調装置を備え
ることが要望されており、このような空調装置を備えた
ものでは、エンジン１を動力源とし、所定のスイツチを
操作することにより当該空調装置を作動させるようにし
ている。なお、この空調装置の作動には通常２，３馬力
が必要になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、メインポンプ２，３、及びパイロットポンプ４を駆
動するエンジン１を空調装置の動力源としていることに
伴う問題がある。

【０００６】すなわち、５０馬力以下のエンジン１で
２，３馬力の空調装置を作動させながら、掘削作業等を
行なうために油圧モータ６や油圧シリンダ７等のアクチ
ュエータを駆動すると、基本的に馬力に余裕がないこと
からアクチュエータの負荷圧力が大きくなったときにエ
ンストを生じやすい。このようなエンストが生じると作
業性の低下を招くとともに、運転しずらくなる。

【０００７】このようなことから、従来、エンストの発
生を防ぐために、コントロールバルブ５を切り換えるク
ラッキング圧をあらかじめ通常の設定値よりも１０〜２
０％程度小さく設定するとか、メインポンプ２，３の傾
転角をあらかじめ所定角度小さくした傾転角にするとか
の対策が講じられている。しかしながら、このようなエ
ンスト対策は、空調装置の作動状態におけるエンスト防
止に対しては有効であるものの、空調装置の非作動状態
では、本来得られるはずのアクチュエータの力、スピー
ドを十分に得ることができないことから、当該アクチュ
エータの力不足、スピード不足を招き、基本的に作業能
率の向上を見込めない問題がある。

【０００８】また、別の問題として、上述したように５
０馬力以下のエンジン１で２，３馬力の空調装置を作動
させながらアクチュエータを駆動すると、基本的に馬力
に余裕がないことから、長い坂路を上るときのように走
行時にかなりの負荷が油圧モータ６に連続的にかかる場
合、メインポンプ２，３の入力トルクがエンジン１の出
力トルクを越えないことからエンストは生じないが、メ
インポンプ２，３から最大流量でしかも比較的高い圧力
の圧油が連続的に吐出するため、エンジン１に負荷がか
かる状態が継続してエンジン１の冷却能力を次第に上回
り、オーバーヒートに至るということが懸念される。

【０００９】本発明は、上記した従来技術における実情
に鑑みてなされたもので、その目的は、空調装置の作動
時のエンストの発生やオーバーヒートを防止できるとと
もに、空調装置の非作動時には、十分なアクチュエータ
の力及びスピードを確保することができる油圧作業機の
油圧駆動装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、図１に示す第１実施例に対応させて述べ
ると、エンジン１と、このエンジン１によって駆動する
可変容量油圧ポンプ、すなわちメインポンプ２，３およ
びパイロットポンプ４と、メインポンプ２，３から吐出
される圧油によって駆動するアクチュエータ、例えば油
圧モータ６および油圧シリンダ７と、エンジン１を動力
源とする空調装置、例えばエアコン１３とを備えるとと
もに、駆動状態にあるメインポンプ２，３の傾転角を強
制的に所定角度減少させる傾転角減少制御手段１４と、
この傾転角減少制御手段１４とエアコン１３とを連動さ
せるスイッチ１５とを設け、このスイッチ１５をＯＮ操
作してエアコン１３が作動状態にあるとき、傾転角減少
制御手段１４により、メインポンプ２，３から油圧モー
タ６および油圧シリンダ７へ供給される圧油の圧力が所
定の圧力よりも高い領域での吐出量をスイッチ１５のＯ
ＦＦ時の吐出量より所定量減少させる制御と、メインポ
ンプ２，３から油圧モータ６および油圧シリンダ７へ供
給される圧油の圧力が所定の圧力よりも低い領域での最
大吐出量をスイッチ１５のＯＦＦ時の最大吐出量より所
定量減少させる制御とを行なう構成にしてある。

【００１１】

【作用】上述の構成にした本発明にあっては、エアコン
１３の非作動時、すなわちスイツチ１５を操作しないと
きには、傾転角減少制御手段１４は、空調装置を設けな
いミニショベルにおける通常の傾転制御装置と同等に機
能し、したがって、メインポンプ２，３から油圧モータ
６および油圧シリンダ７へ供給される圧油の圧力が所定
の圧力よりも高い領域で傾転角を該吐出量に応じて所定
の最大傾転角となるまで制御でき、油圧モータ６あるい
は油圧シリンダ７を十分に大きな力で、また十分に速い
スピードで駆動することができる。

【００１２】エアコン１３の作動時、すなわちスイツチ
１５を操作したときには、エアコン１３が作動するとと
もに傾転角減少制御手段１４が作動し、この傾転角減少
制御手段１４により、メインポンプ２，３から油圧モー
タ６および油圧シリンダ７へ供給される圧油の圧力が、
所定の圧力よりも高い領域で傾転角をそれまでに比べて
所定角度減少させる制御と、所定の圧力よりも低い領域
で最大傾転角をそれまでに比べて所定角度減少させる制
御とが実施される。上記した所定の圧力よりも高い領域
で傾転角の減少により吐出量が少なくなるため、メイン
ポンプ２，３の入力トルクが、エアコン１３の駆動に伴
って小さくなるように変化したエンジン１の出力トルク
を越えないように制御され、エンストの発生を防止する
ことができる。さらに、上記した所定の圧力よりも低い
領域で最大傾転角の減少により最大吐出量が少なくな
り、エンジン１にかかる負荷が小さくなるため、長い坂
路を上るときのように連続走行する場合であっても、エ
ンジン１にかかる負荷がエンジン１の冷却能力を上回る
ことがなくて済み、オーバーヒートを防止することがで
きる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１はミニショベルに適用した本発明の第１実施例
を示す回路図、図２は図１に示す第１実施例に備えられ
るコントローラの動作を説明するフローチャート、図３
は図１に示す第１実施例で得られる特性を示す図であ
る。本実施例を示す図１は前述した図５に対応させて描
いてあり、図５に示したものと同等のものは同一符号で
示してある。

【００１４】すなわち、図１に示す第１実施例にあって
も、エンジン１と、このエンジン１によって駆動する可
変容量油圧ポンプ、すなわちメインポンプ２，３および
パイロットポンプ４と、メインポンプ２，３から吐出さ
れる圧油によって駆動するアクチュエータ、すなわち走
行モータ等の油圧モータ６およびブームシリンダ、アー
ムシリンダ、バケットシリンダ等の油圧シリンダ７と、
これらの油圧モータ６や油圧シリンダ７等のアクチュエ
ータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバ
ルブ５と、メインポンプ２，３の傾転角を小さくする方
向の復帰力を与えるばね１１と、油を蓄えるタンク１２
とを備えている。

【００１５】本実施例は特に、駆動状態にあるメインポ
ンプ２，３の傾転角を強制的に所定角度減少させる傾転
角減少制御手段１４を備えており、この傾転角減少制御
手段１４は、メインポンプ２，３の吐出圧とスイッチ１
５からの出力信号との両方に基づいて電流信号ｉを出力
するコントローラ１６と、パイロットポンプ４から圧油
が供給され、上記電流信号ｉに応じて開閉する電磁比例
弁１７と、この電磁比例弁１７を介して供給される圧油
によって駆動し、上記メインポンプ２，３の斜軸２ａ，
３ａの各傾転角を制御するレギュレータ１８とを有して
いる。

【００１６】上記の傾転角減少制御手段１４は、エアコ
ン１３の非作動時、すなわちスイッチ１５を操作しない
ときには、空調装置を設けないミニショベルにおける通
常の傾転制御装置と同等の機能を有する。つまり、メイ
ンポンプ２，３の吐出圧の大きさにそのまま依存して傾
転角を制御する機能を有する。またエアコン１３の作動
時、すなわちスイッチ１５を操作したときには、コント
ローラ１６から出力される電流信号ｉに基づいて電磁比
例弁１７からレギュレータ１８へ比較的高い圧力の圧油
を供給し、該レギュレータ１８により、メインポンプ
２，３の吐出圧の比較的高い領域で吐出量をスイッチ１
５のＯＦＦ時の吐出量より所定量減少させる制御機能
と、メインポンプ２，３の吐出圧の比較的低い領域で最
大吐出量をスイッチ１５のＯＦＦ時の最大吐出量より所
定量減少させる制御機能とを有する。

【００１７】上記のメインポンプ２，３の吐出圧Ｐａ、
Ｐｂはそれぞれ圧力センサ１９により検知されるととも
に、これらの圧力センサ１９から各吐出圧Ｐａ、Ｐｂに
対応する検知信号が出力され、この各検知信号はコント
ローラ１６に入力される。

【００１８】また、本実施例では、空調装置、例えばエ
アコン１３を備えるとともに、このエアコン１３と傾転
角減少制御手段１４とを連動させるスイッチ１５と、こ
のスイッチ１５の電源２１とを備えている。

【００１９】この実施例では、図２に示す処理手順にし
たがってメインポンプ２、３の流量制御を行なう。すな
わち、まずエンジン１を作動させてメインポンプ２，
３，パイロットポンプ４を駆動させると、メインポンプ
２，３の吐出圧Ｐａ、Ｐｂが圧力センサ１９により検知
され、これらの圧力センサ１９から各吐出圧Ｐａ、Ｐｂ
に対応する検知信号が出力され、この各検知信号はコン
トローラ１６に入力される。コントローラ１６は、手順
Ｓ１で、吐出圧Ｐａ、Ｐｂのそれぞれに対応する２つの
検知信号とのうちの大きな方を選択し、これを変数Ｐと
した後、手順Ｓ２で、スイッチ１５からの出力信号に基
づきエアコン１３が起動したかどうかを判定する。その
結果、スイッチ１５がＯＦＦであり、したがってエアコ
ン１３が起動していないと判定した場合、手順Ｓ３で、
あらかじめ記憶された「マップ１」に基づき電流信号ｉ
を選択し、これを電磁比例弁１７へ出力する。一方、上
記の手順Ｓ２での判定結果、スイッチ１５がＯＮであ
り、したがってエアコン１３が作動していると判定した
場合、手順Ｓ４で、あらかじめ記憶された「マップ２」
に基づき電流信号ｉを選択し、これを電磁比例弁１７へ
出力する。

【００２０】例えばスイッチ１５がＯＦＦ状態にある
と、エアコン１３が非作動状態に保たれるとともに、上
記の手順Ｓ３でコントローラ１６は「マップ１」に基づ
き、ポンプ吐出圧Ｐの比較的低い領域（所定圧力Ｐ₁未
満）で電流値「０」の電流信号ｉを出力する。電磁比例
弁１７は入力電流が「０」のときには、コイル１７ａが
消磁状態に保たれ、ばね１７ｂのばね力によりスプール
１７ｃが図１の（イ）に示す位置となる。このため、パ
イロットポンプ４からの圧油が遮られるとともに、レギ
ュレータ１８への管路がタンク１２と連絡する。その結
果、レギュレータ１８には圧油が供給されないため、ば
ね１８ａのばね力により斜軸２ａ、３ａが最大傾転角と
なり、図３の通常時の入力トルクＰＱ曲線２２で示すよ
うに、メインポンプ２，３の吐出量は最大値Ｑ₀とな
る。

【００２１】また、エアコン１３の非作動時に、ポンプ
吐出圧Ｐが比較的高い領域（所定圧力Ｐ₁、Ｐ₂の間）に
あるときには、「マップ１」に示すような電流信号ｉが
電磁比例弁１７に出力されるため、電磁比例弁１７はコ
イル１７ａの励磁により、図１に示す（イ）の位置から
（ロ）の位置に移動する。そして、スプール１７ｃの位
置に応じた弁開度となるため、パイロットポンプ４から
の供給圧力は、絞り作用によって減圧されてレギュレー
タ１８へ供給される。そこで、このレギュレータ１８は
供給圧力の大きさに応じて、ばね１８ａに抗して斜軸２
ａ、３ａを傾斜角が小さくなる方向へ回動させるため、
図３の通常時の入力トルクＰＱ曲線２２に沿ってメイン
ポンプ２，３の吐出量は最大値Ｑ₀から次第に減少す
る。

【００２２】さらに、エアコン１３の非作動時に、ポン
プ吐出圧Ｐが所定圧力Ｐ₂を超えると、「マップ１」に
示すように電流信号ｉが最大値となり、一定電流ｉmax
が電磁比例弁１７に出力されるため、電磁比例弁１７は
図１に示す（ロ）の位置に完全に切り替わる。このた
め、パイロットポンプ４からの圧油が減圧されず、その
ままレギュレータ１８へ供給され、その結果、このレギ
ュレータ１８は斜軸２ａ、３ａを最小傾斜角まで回動さ
せるため、図３の通常時の入力トルクＰＱ曲線２２に示
すように、メインポンプ２，３の吐出量は最小値Ｑ₁と
なる。

【００２３】図３に示す上記ＰＱ曲線２２は、エアコン
１３を作動させないときのメインポンプ２，３の入力ト
ルクが一定となる特性を示し、このＰＱ曲線２２はエン
ジン１の出力トルク特性線（図示せず）より下方の位置
にあるので、エンストを生じることがない。この状態
で、図示しないパイロット操作弁等の操作手段によりコ
ントロールバルブ５を切り換えると、メインポンプ２，
３の圧油がコントロールバルブ５を介して油圧モータ６
あるいは油圧シリンダ７に供給され、これらの油圧モー
タ６あるいは油圧シリンダ７は、上述の最大傾転角に相
応した大きな力、及びスピードを確保可能であり、これ
らのアクチュエータの作動に伴って図示しない走行体、
あるいはブーム、アーム、バケットが駆動し、所望の掘
削作業などが行なわれる。

【００２４】一方、ＯＦＦ状態にあるスイッチ１５をＯ
Ｎ操作すると、エアコン１３が作動するとともに、上記
の手順Ｓ４でコントローラ１６は「マップ２」に基づ
き、ポンプ吐出圧Ｐの比較的低い領域（所定圧力Ｐ₁’
未満）で電流値「ｉ₀」の電流信号ｉを出力する。この
電流値「ｉ₀」が電磁比例弁１７に出力されると、電磁
比例弁１７はコイル１７ａの励磁により、図１に示す
（イ）の位置から（ロ）の位置に若干移動し、パイロッ
トポンプ４からの供給圧力は絞り作用によって減圧され
てレギュレータ１８へ供給される。そこで、上記の電流
値ｉ₀に対応する圧油の圧力に応じて、レギュレータ１
８により斜軸２ａ、３ａを傾斜角が小さくなる方向へ回
動させるため、図３のエアコン動作時の入力トルクＰＱ
曲線２３に示すように、メインポンプ２，３の吐出量は
通常時の最大値Ｑ₀から減少し、この最大値に比べて１
０〜３０％（好ましくは１５〜２０％）程度小さい最大
値Ｑ₀’に規制される。

【００２５】また、エアコン１３の作動時に、ポンプ吐
出圧Ｐが比較的高い領域（所定圧力Ｐ₁’、Ｐ₂’の間）
にあると、「マップ２」に示すような電流信号ｉが電磁
比例弁１７に出力されるため、電磁比例弁１７は図１に
示す（イ）の位置からさらに移動し、パイロットポンプ
４からの供給圧力は、絞り作用によって減圧されてレギ
ュレータ１８へ供給される。そこで、このレギュレータ
１８は供給される圧油の圧力に応じて、斜軸２ａ、３ａ
を傾斜角が小さくなる方向へ回動させるため、図３のエ
アコン動作時の入力トルクＰＱ曲線２３に沿ってメイン
ポンプ２，３の吐出量は最大値Ｑ₀’から次第に減少す
る。

【００２６】さらに、エアコン１３の作動時にポンプ吐
出圧Ｐが所定圧力Ｐ₂’を超えると、「マップ２」に示
すように電流信号ｉが最大値となり、一定電流ｉmaxが
電磁比例弁１７に出力されるため、電磁比例弁１７は図
１に示す（ロ）の位置に完全に切り替わる。このため、
パイロットポンプ４からの圧油が減圧されず、そのまま
レギュレータ１８へ供給され、その結果、斜軸２ａ、３
ａが最小傾斜角まで回動し、図３のエアコン作動時の入
力トルクＰＱ曲線２３に示すように、メインポンプ２，
３の吐出量は最小値Ｑ₁となる。

【００２７】図３に示す上記ＰＱ曲線２３は、エアコン
１３を作動させたときのメインポンプ２，３の入力トル
クが一定となる特性を示し、このＰＱ曲線２３では、傾
転角減少制御手段１４におけるメインポンプ２，３の強
制的な傾転角の減少制御により、吐出圧Ｐの比較的低い
領域（所定圧力Ｐ₁’未満）で最大吐出量Ｑ₁’に低下
し、吐出圧Ｐの比較的高い領域（所定圧力Ｐ₁’、Ｐ₂’
の間）での吐出量も低下する。したがつて、油圧モータ
６や油圧シリンダ７の力及びスピードは、上述のエアコ
ン１３を使用しない場合に比べて僅かに低下するもの
の、入力トルクＰＱ曲線２３は、エアコン駆動時の出力
トルク特性線（図示せず）の下側に位置し、すなわち、
エアコン１３の駆動に伴って小さくなるように変化した
エンジン１の出力トルクを越えないように制御され、こ
れによってエンストの発生を防止することができる。ま
た、吐出圧の比較的低い領域では最大吐出量が低下し
て、油圧モータ６や油圧シリンダ７の低負荷時のスピー
ドが上述のエアコン１３を使用しない場合に比べて僅か
に低下するものの、油圧入力トルクが減少してエンジン
１への負荷が少なくなる。なお、上記した所定圧力
Ｐ₁，Ｐ₁’はメインポンプ２，３の最大流量Ｑ₀，Ｑ₀’
と入力トルクＰＱ曲線２２，２３との交点である。

【００２８】このように上記第１実施例にあっては、エ
アコン１３の作動時のエンストの発生を防止できるとと
もに、エアコン１３の非作動時には、十分な油圧モータ
６、油圧シリンダ７の力及びスピードを確保することが
でき、作業能率を向上させることができる。また、エア
コン１３の作動時にメインポンプ２，３の最大吐出量が
少なくなり、エンジン１にかかる負荷が小さくなるた
め、長い坂路を上るときのように連続走行する場合であ
っても、エンジン１にかかる負荷がエンジン１の冷却能
力を上回ることがなくて済み、オーバーヒートを防止す
ることができる。

【００２９】図４はミニショベルに適用した本発明の第
２実施例を示す回路図である。本実施例を示す図４は前
述した図１，図５に対応させて描いてあり、図１，図５
に示したものと同等のものは同一符号で示してある。

【００３０】すなわち、図４に示す第２実施例にあって
も、エンジン１と、このエンジン１によって駆動する可
変容量油圧ポンプ、すなわちメインポンプ２，３と、パ
イロットポンプ４と、メインポンプ２，３から吐出され
る圧油によって駆動するアクチュエータ（図示せず）
と、このアクチュエータに供給される圧油の流れを制御
するコントロールバルブ（図示せず）と、メインポンプ
２，３の傾転角を最小にする方向の復帰力を与えるばね
１１と、油を蓄えるタンク１２とを備えている。

【００３１】また、本実施例でも空調装置、例えばエア
コン１３を備えるとともに、このエアコン１３と傾転角
減少制御手段１４とを連動させるスイッチ１５と、この
スイッチ１５の電源（図示せず）とを備えている。

【００３２】本実施例は特に、駆動状態にあるメインポ
ンプ２，３の傾転角を強制的に所定角度減少させる傾転
角減少制御手段２４を備えており、この傾転角減少制御
手段２４は、メインポンプ２，３から吐出される圧油の
うち、圧力の高い方の圧油Ｐ１を選択するシャットルバ
ルブ２５と、このシャットルバルブ２５を介して圧油Ｐ
１が供給され、スイッチ１５に連動して切り換えられる
第１電磁切換弁２６と、パイロットポンプ４から圧油Ｐ
２が供給され、スイッチ１５に連動して開く第２電磁切
換弁２７と、これらの第１電磁切換弁２６および第２電
磁切換弁２７の少なくとも一方を介して供給される圧油
によって駆動し、メインポンプ２，３の斜軸２ａ、３ａ
の傾転角を制御するレギュレータ２８とを有している。

【００３３】上記の傾転角減少制御手段２４は、エアコ
ン１３の非作動時、すなわちスイッチ１５を操作しない
ときには、空調装置を設けないミニショベルにおける通
常の傾転制御装置とほぼ同等の機能を有する。つまり、
メインポンプ２，３の吐出圧のうちの高い方の圧油Ｐ１
を第１電磁切換弁２６で減圧し、この減圧した圧油Ｐ
１’に依存して傾転角を制御する機能を有する。またエ
アコン１３の作動時、すなわちスイッチ１５を操作した
ときには、メインポンプ２，３から吐出される圧油のう
ち、圧力の高い方の圧油Ｐ１をそのまま第１電磁切換弁
２６を介してレギュレータ２８へ供給することにより、
メインポンプ２，３からの吐出圧の比較的高い領域で吐
出量をスイッチ１５のＯＦＦ時の吐出量より所定量減少
させる制御機能と、パイロットポンプ４からの圧油Ｐ２
も第２電磁切換弁２７を介してレギュレータ２８へ供給
することにより、メインポンプ２，３からの吐出圧の比
較的低い領域で最大吐出量をスイッチ１５のＯＦＦ時の
最大吐出量より所定量減少させる制御機能とを有する。

【００３４】この実施例の動作は以下のとおりである。
エアコン１３を作動させず、スイッチ１５が操作されな
いときの動作は前述した図５に示す従来技術とほぼ同様
である。すなわち、エンジン１を作動させてメインポン
プ２，３、パイロットポンプ４を駆動させると、メイン
ポンプ２，３から吐出される圧油のうち、圧力の高い方
の圧油Ｐ１がシャットルバルブ２５を介して第１電磁切
換弁２６へ導かれる。このとき、スイッチ１５のＯＦＦ
状態により、第１電磁切換弁２６，第２電磁切換弁２７
の各コイル２６ａ，２７ａはそれぞれ消勢されており、
第１電磁切換弁２６のスプール２６ｂは図４に示す
（イ）の位置にあるため、シャットルバルブ２５からの
圧油Ｐ１が絞り作用で減圧されながら通過し、第２電磁
切換弁２７のスプール２７ｂは図４に示す（ハ）の位置
にあるため、パイロットポンプ４からの圧油Ｐ２は遮ら
れている。

【００３５】次いで、上記の第１電磁切換弁２６で減圧
された圧油Ｐ１’がレギュレータ２８に制御圧力として
与えられると、このレギュレータ２８は制御圧力の大き
さに応じて、ばね１１，２８ａの力に抗しながらメイン
ポンプ２，３の斜軸２ａ，３ａの傾転角を制御する。つ
まり、傾転角は、第１電磁切換弁２６により与えられる
制御圧力の大きさに依存して制御される。このとき、傾
転角減少制御手段２４は、空調装置を備えていないミニ
ショベルに備えられる傾転制御装置における傾転制御機
能と同等に機能し、したがって所定の最大傾転角まで傾
転角を制御することができる。

【００３６】このような状態から、図示しないパイロッ
ト操作弁等の操作手段によりコントロールバルブを切り
換えると、メインポンプ２，３の圧油がコントロールバ
ルブを介して前述した図１に示す油圧モータ６あるいは
油圧シリンダ７に供給され、これらの油圧モータ６ある
いは油圧シリンダ７は、上述の最大傾転角に相応した大
きな力、及びスピードを確保可能であり、これらのアク
チュエータの作動に伴って図示しない走行体、あるいは
ブーム，アーム，バケットが駆動し、所望の掘削作業な
どが行なわれる。このとき、図示を省略したが、メイン
ポンプ２，３の入力トルクＰＱ曲線はエンジン１の出力
トルク特性線の下側に位置し、したがって、エンストを
生じることがない。

【００３７】また、スイッチ１５が操作されたときは、
エアコン１３が作動するとともに、第１電磁切換弁２６
のコイル２６ａが励磁してスプール２６ｂが図４に示す
（ロ）の位置に切換わるため、シャットルバルブ２５か
らの圧油Ｐ１がそのままレギュレータ２８に導かれ、第
２電磁切換弁２７のコイル２７ａも励磁してスプール２
７ｂが図４に示す（ニ）の位置に切換わるため、パイロ
ットポンプ４からの圧油Ｐ２もレギュレータ２８に導か
れる。次いで、上記の第１電磁切換弁２６からの圧油Ｐ
１および第２電磁切換弁２７からの圧油Ｐ２が制御圧力
としてレギュレータ２８に与えられると、このレギュレ
ータ２８は制御圧力の大きさに応じて、ばね１１，２８
ａの力に抗しながらメインポンプ２，３の斜軸２ａ，３
ａの傾転角を制御する。つまり、傾転角は、第１電磁切
換弁２６および第２電磁切換弁２７により与えられる制
御圧力の大きさに依存して制御される。例えば、メイン
ポンプ２，３からの吐出圧の比較的高い領域では、高圧
の圧油Ｐ１と一定圧力（３０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²程
度）の圧油Ｐ２との和がレギュレータ２８が作用するた
め、エアコン１３が作動しないときの減圧された圧油Ｐ
１’のみが作用する場合と比べて、メインポンプ２，３
からの吐出量がそれまでよりも減少する。また、メイン
ポンプ２，３からの吐出圧の比較的低い領域では圧油Ｐ
１は低下し、パイロットポンプ４からの圧油Ｐ２は一定
であるため、主にこの一定の圧油Ｐ２がレギュレータ２
８が作用してメインポンプ２，３の最大吐出量がそれま
でよりも減少する。

【００３８】したがって、図１に示す油圧モータ６や油
圧シリンダ７の力及びスピードは、上述のエアコン１３
を使用しない場合に比べて僅かに低下するものの、図示
を省略した入力トルクＰＱ曲線はエアコン作動時の出力
トルク特性線の下側に位置し、すなわち、エアコン１３
の駆動に伴って小さくなるように変化したエンジン１の
出力トルクを越えないように制御され、これによってエ
ンストの発生を防止することができる。また、吐出圧の
比較的低い領域では最大吐出量が低下して、油圧モータ
６や油圧シリンダ７の低負荷時のスピードが上述のエア
コン１３を使用しない場合に比べて僅かに低下するもの
の、油圧入力トルクが減少してエンジン１への負荷が少
なくなる。

【００３９】このように上記第２実施例にあっても、エ
アコン１３の作動時のエンストの発生を防止できるとと
もに、エアコン１３の非作動時には、十分な油圧モータ
６、油圧シリンダ７の力及びスピードを確保することが
でき、作業能率を向上させることができる。また、エア
コン１３の作動時にメインポンプ２，３の最大吐出量が
少なくなり、エンジン１にかかる負荷が小さくなるた
め、長い坂路を上るときのように連続走行する場合であ
っても、エンジン１にかかる負荷がエンジン１の冷却能
力を上回ることがなくて済み、オーバーヒートを防止す
ることができる。

【００４０】なお、上記第１，第２実施例では、空調装
置としてエアコン１３を挙げたが、クーラであってもよ
い。

【００４１】また、上記第１，第２実施例の構成に加え
て、例えば運転席の近傍に温度センサを設け、エアコン
１３の作動中に上記温度センサが所定温度を検出したと
き、自動的にスイッチ１５を切り、エアコン１３を停止
させるとともに、傾転角減少制御手段１４，２４の制御
によりメインポンプ２，３の傾転角を所定の最大傾転角
に制御し得るように構成してもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上の構成にしてあることか
ら、空調装置の作動時のエンストの発生や連続走行など
に伴うオーバーヒートを防止できるとともに、空調装置
の非作動時に、十分なアクチュエータの力及びスピード
を確保することができ、従来技術に比べて当該油圧駆動
装置が備えられる油圧作業機の作業能率を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ミニショベルに適用した本発明の第１実施例を
示す回路図である。

【図２】図１に示す第１実施例に備えられるコントロー
ラの動作を説明するフローチャートである。

【図３】図１に示す第１実施例で得られる特性を示す図
である。

【図４】ミニショベルに適用した本発明の第２実施例を
示す回路図である。

【図５】従来の油圧作業機の油圧駆動装置の一例を示す
回路図である。

【符号の説明】

１エンジン２メインポンプ（可変容量油圧ポンプ）３メインポンプ（可変容量油圧ポンプ）４パイロットポンプ５コントロールバルブ６油圧モータ（アクチュエータ）７油圧シリンダ（アクチュエータ）１１ばね１３エアコン（空調装置）１４傾転角減少制御手段１５スイッチ１６コントローラ１７電磁比例弁１８レギュレータ１９圧力センサ２４傾転角減少制御手段２５シャットルバルブ２６第１電磁切換弁２７第２電磁切換弁２８レギュレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤晋一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)発明者岩下弘茨城県新治郡千代田町新治1828 千代田ハウス12−105

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、このエンジンによって駆動
する可変容量油圧ポンプおよびパイロットポンプと、上
記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動
するアクチュエータと、上記エンジンを動力源とする空
調装置とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、駆動状態にある上記可変容量油圧ポンプの傾転角を強制
的に所定角度減少させる傾転角減少制御手段を設けると
ともに、この傾転角減少制御手段と上記空調装置とを連
動させるスイッチを設け、上記傾転角減少制御手段は、上記スイッチをＯＮ操作し
たときに、上記可変容量油圧ポンプから上記アクチュエ
ータへ供給される圧油の圧力が所定の圧力よりも高い領
域で吐出量を上記スイッチのＯＦＦ時の吐出量より所定
量減少させる制御と、上記可変容量油圧ポンプから上記
アクチュエータへ供給される圧油の圧力が所定の圧力よ
りも低い領域で最大吐出量を上記スイッチのＯＦＦ時の
最大吐出量より所定量減少させる制御とを行なうことを
特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項２】上記傾転角減少制御手段が、上記可変容
量油圧ポンプから上記アクチュエータへ供給される圧油
の圧力と上記スイッチからの出力信号との両方に基づい
て駆動信号を出力するコントローラと、上記パイロット
ポンプから圧油が供給され、上記駆動信号に応じて開閉
する電磁比例弁と、この電磁比例弁を介して供給される
圧油によって駆動し、上記可変容量油圧ポンプの傾転角
を制御するレギュレータとを有することを特徴とする請
求項１記載の油圧作業機の油圧駆動装置。
【請求項３】上記傾転角減少制御手段が、上記可変容
量油圧ポンプから圧油が供給され、上記スイッチに連動
して切り換えられる第１電磁切換弁と、上記パイロット
ポンプから圧油が供給され、上記スイッチに連動して開
く第２電磁切換弁と、これらの第１電磁切換弁および第
２電磁切換弁の少なくとも一方を介して供給される圧油
によって駆動し、上記可変容量油圧ポンプの傾転角を制
御するレギュレータとを有することを特徴とする請求項
１記載の油圧作業機の油圧駆動装置。