(57)【要約】【課題】簡易な構成の油圧回路で、油圧ポンプの吸入に起因するキャビテーションの発生を防止できるとともに、可変容量形または固定容量形どちらの形式の油圧ポンプにおいても適用できる建設機械の油圧装置を提供することを目的とする。【解決手段】コントローラ４からの信号によりエンジン２の回転数を変更する電子ガバナ３と、エンジン２によって駆動される油圧ポンプ１と、コントローラ４と接続して油圧ポンプ１の吸入圧力（回路圧Ｐ）を検出する圧力センサ５とを備え、油圧ポンプ１の吸入圧力（回路圧Ｐ）が、所定の圧力（基準圧Ｐｓ）以下になった場合に、電子ガバナ３によりエンジン２の回転数を所定の回転数まで減少するように制御した。【選択図】図１
2007298137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラからの信号によりエンジンの回転数を変更する回転数変更手段と、
該エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
該コントローラと接続して該油圧ポンプの吸入圧力を検出する圧力検出手段とを備え、
前記油圧ポンプの吸入圧力が、所定の圧力以下になった場合に、前記回転数変更手段により前記エンジンの回転数を所定の回転数まで減少するように制御したことを特徴とする建設機械の油圧装置。
【請求項２】
前記回転数変更手段を、電子ガバナとしたことを特徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の油圧装置の技術に関し、より詳細には、油圧ポンプの吸入に起因するキャビテーションの発生を防止する建設機械の油圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ポンプの吸入に起因するキャビテーションの発生を防止する建設機械の油圧装置に関する技術は公知となっている。油圧回路の場合、キャビテーションの発生を防止するには、油圧ポンプの吸入量を減少させる（すなわち、油圧ポンプの吐出量を減少させる）ことが効果的であることが知られている。例えば、特許文献１では、温度センサにより作動油の油温を検出し、作動油の油温が所定の温度以下の場合に、油圧ポンプの斜板角を調節して、キャビテーションを防止する方法が提案されている。
特許文献１には、各種アクチュエータに作動油を供給するための油圧ポンプの上流に作動油の油温を検出すべく油温検出手段を設け、該油温検出手段の検出値に基づいて前記油圧ポンプの吐出流量を調節するコントローラを設けたことを特徴とする油圧回路が開示されている。従来の発明によれば、油圧ポンプの上流の作動油の温度とオイルクーラ上流の作動油の圧力を検出し、油温が所定値未満のときは前記油圧ポンプの吐出流量を最少に制御することにより、作動油の油温の低温に起因するキャビテーションを防止することができる。
【特許文献１】特開２００１−４１２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されている油圧回路は、温度センサにより作動油の油温を検出し、作動油の油温が所定の温度以下の場合に、油圧ポンプの斜板角を調節して、キャビテーションを防止する方法であるが、同じ温度であっても作動油の種類や劣化等によって粘性が異なり、キャビテーションの発生にバラツキがあるため、作業油の油温からはキャビテーションの発生時期を一概に特定できない。また、この油圧ポンプの斜板角を制御する方法では、油圧ポンプの斜板制御用のレギュレータを設置する必要があるため、油圧回路の構成が複雑になる。また、可変容量機構を有しない固定容量形油圧ポンプには適用できない。
【０００４】
本発明は以上の状況に鑑み、簡易な構成の油圧回路で、油圧ポンプの吸入に起因するキャビテーションの発生を防止できるとともに、可変容量形または固定容量形どちらの形式の油圧ポンプにおいても適用できる建設機械の油圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
すなわち、請求項１においては、
コントローラからの信号によりエンジンの回転数を変更する回転数変更手段と、
該エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
該コントローラと接続して該油圧ポンプの吸入圧力を検出する圧力検出手段とを備え、
前記油圧ポンプの吸入圧力が、所定の圧力以下になった場合に、前記回転数変更手段により前記エンジンの回転数を所定の回転数まで減少するように制御したものである。
【０００７】
請求項２においては、
前記回転数変更手段を、電子ガバナとしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００９】
請求項１においては、油圧ポンプの吸入圧力が、所定の圧力以下になった場合に、回転数変更手段によりエンジンの回転数を所定の回転数まで減少するように制御したことにより、油圧ポンプの吸入に起因するキャビテーションの発生を防止できる。そして、エンジンの回転数を減少させることにより、燃料消費を抑え効率良く運転できる。また、可変容量形または固定容量形どちらの形式の油圧ポンプにおいても適用できる。
【００１０】
請求項２においては、エンジンの回転数が電子ガバナにより変更されるので、応答性が速く、燃料噴射量を調節して、所定の回転数に容易に変更でき、効率良く運転できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る建設機械の油圧装置の油圧回路図、図２は同じく制御ブロック図である。
【００１２】
本実施例に係る建設機械の油圧装置は、図１に示すように、コントローラ４と、エンジン２と、電子ガバナ３と、油圧ポンプ１と、リリーフバルブ６と、圧力センサ５等とを備えて構成されている。
【００１３】
エンジン２は、回転数制御手段となる電子ガバナ３を有する電子制御ガバナ式エンジンであり、コントローラ４からの信号により回転数が制御される。詳細については後述するが、エンジン２は、図示しないアクセルレバーや負荷等に応じて回転数が調節されるとともに、圧力センサ５の検出値に基づいてコントローラ４から電子ガバナ３へ信号が入力されて回転数が制御されるように構成されている。本実施例では、ディーゼルエンジンを電子ガバナにより回転制御しており、ソレノイド等のラックアクチュエータを作動させて回転数を制御する構成としている。なお、回転数変更手段は、電子ガバナ３に限定するものではなく、バルブの開閉を制御して燃料噴射量を変更したり、アクセルレバーをモータやシリンダ等で回動して回転数を変更したりする構成とすることもできる。また、エンジン２の出力軸には、油圧ポンプ１の入力軸（ポンプ軸）が連結されている。
【００１４】
油圧ポンプ１は、可変容量形油圧ポンプであり、入力軸（ポンプ軸）がエンジン２の出力軸に連結されており、エンジン２の駆動力が伝達されて駆動されるように構成されている。なお、本実施例においては、油圧ポンプ１は、可変容量形油圧ポンプとしているが、固定容量形油圧ポンプでもかまわない。
油圧ポンプ１は、作動油が貯溜されているリザーバタンク９から作動油を吸入して、この作動油を圧送し、この圧送された作動油（以下、圧油という）が、吐出回路（油圧ポンプ１の吐出ポートに接続された油路）１０、方向切換弁７を介して、油圧アクチュエータ８へ供給されて、油圧アクチュエータ８が駆動される。そして、油圧アクチュエータ８へ供給された圧油は、方向切換弁７を介して、リザーバタンク９へ戻された後、再び油圧ポンプ１により圧送され、循環される。なお、本発明の油圧回路は、建設機械や農作業機等に利用でき、本実施例では、油圧ショベルに適用した場合について説明する。この場合、油圧アクチュエータ８は、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、スイングシリンダ等の油圧シリンダ、または走行油圧モータ、旋回油圧モータ等の油圧モータ等となり、油圧ポンプ１の吐出側に並列に接続されており、本実施例では、一つの方向切換弁７と油圧シリンダ８（油圧アクチュエータ）を示している。
【００１５】
方向切換弁７は、切換弁であり、油圧ポンプ１の吐出回路１０に接続されており、油圧ポンプ１から油圧アクチュエータ８への圧油の送油量および方向を制御するものである。方向切換弁７は、油圧アクチュエータ８を操作する図示しない操作レバーの操作により、パイロット油圧が操作部に送油されて切り換えられるように構成されている。
具体的には、操作レバーは、パイロット式コントロールバルブと連結されており、この操作レバーを操作することにより、パイロット式コントロールバルブが切り換えられて、パイロット油圧が方向切換弁７のスプール操作部７ａ（または７ｂ）に送油されて、スプールが摺動されて、方向切換弁７が切り換えられる。例えば、操作レバーを操作することによりパイロット油圧がスプール操作部７ａ（または７ｂ）に導かれると、方向切換弁７が図１中、中央の中立位置７Ｃから右側の切換位置７Ａ（または左側の切換位置７Ｂ）に切り換えられる。これにより、ブームシリンダのロッド室側に圧油が供給され、ブームが停止した状態から上げ方向（または下げ方向）に回動される。操作レバーを元の位置に戻すと、パイロット油圧が送油されず、方向切換弁７はバネ力によりスプールが中立位置に戻され、油圧シリンダ８に連通した油路はブロックされて伸縮が停止され、油圧ポンプ１からの圧油はリリーフバルブ６を介してリザーバタンク９へ戻される。
【００１６】
リリーフバルブ６は、油圧ポンプ１の吐出回路１０に吐出される作動油を油圧アクチュエータ８へ供給する最大圧力を決定するものであり、油圧ポンプ１の吐出ポートと方向切換弁７のポンプポートとを連通する油路途中（吐出回路１０）から分岐して並列に接続されている。
【００１７】
圧力センサ５は、油圧ポンプ１の吸入圧力を検出する圧力検出手段であり、油圧ポンプ１の上流側であって吸入回路１１の途中に接続されており、吸入回路１１の圧力（以下、回路圧Ｐという）を検出する。圧力センサ５は、図２に示すように、制御手段となるコントローラ４と接続されており、コントローラ４にはエンジン回転数を減少させる圧力（後述の基準圧Ｐｓ）や減少時のエンジン回転数を設定する設定器１２と、エンジン２の電子ガバナ３とが接続されている。
【００１８】
そして、本実施例の建設機械の油圧装置においては、油圧ポンプ１の吸入に起因するキャビテーションの発生を防止するための制御が次のようにして行われる。
【００１９】
まず、圧力センサ５の検出信号（回路圧Ｐ）がコントローラ４に入力される（図２参照）。
コントローラ４は、圧力センサ５からの検出信号を回路圧Ｐに変換して、基準圧Ｐｓと比較する。回路圧Ｐが基準圧Ｐｓよりも大きい場合にはその状態を維持し、回路圧Ｐが基準圧Ｐｓとなると、エンジン２の回転数を減少させる操作信号Ｓを電子ガバナ３へ出力する。ここで、コントローラ４には、大気圧（１ａｔｍ＝１０１３２５Ｐａ）以下の所定の圧力（以下、基準圧Ｐｓという）が設定器１２より入力されている。なお、基準圧Ｐｓは、大気圧よりも温度変化等によるバラツキの最大幅に余裕を加味した分だけ低い値に設定されている。
【００２０】
コントローラ４に入力された回路圧Ｐが基準圧Ｐｓを上回っている（基準圧Ｐｓよりも高圧となっている）場合は、コントローラ４は、エンジン２の回転数を減少させる操作信号Ｓを電子ガバナ３へ出力しない。したがって、エンジン２の回転数は減少されないので、油圧ポンプ１の吸入量は減少されない。
一方、回路圧Ｐが基準圧Ｐｓ以下になった（基準圧Ｐｓよりも低圧となっている）場合は、コントローラ４は、その圧力に応じてエンジン２の回転数を減少させる操作信号Ｓを電子ガバナ３へ出力する。したがって、エンジン２は、油圧ポンプ１の吸入圧力が低下する所定の回転数まで減少され、油圧ポンプ１の吸入量は減少され、吐出量も減少されて、キャビテーションの発生を防止できる。
そして、回路圧Ｐが上昇して、基準圧Ｐｓを上回るまで復帰した場合は、コントローラ４は、エンジン２の回転数を減少させる操作信号Ｓを電子ガバナ３へ出力せず、エンジン２の回転数を元の回転数まで復帰させる。
【００２１】
以上のように、本実施例の建設機械の油圧装置は、コントローラ４からの信号によりエンジン２の回転数を変更する電子ガバナ３と、エンジン２によって駆動される油圧ポンプ１と、コントローラ４と接続して油圧ポンプ１の吸入圧力（回路圧Ｐ）を検出する圧力センサ５とを備え、油圧ポンプ１の吸入圧力（回路圧Ｐ）が、所定の圧力（基準圧Ｐｓ）以下になった場合に、電子ガバナ３によりエンジン２の回転数を所定の回転数まで減少するように制御したものである。
このような構成とすることで、油圧ポンプ１の吸入圧力（回路圧Ｐ）が、所定の圧力（基準圧Ｐｓ）以下になった場合に、電子ガバナ３によりエンジン２の回転数を所定の回転数まで減少するように制御したことにより、油圧ポンプ１の吸入に起因するキャビテーションの発生を防止できる。そして、エンジン２の回転数を減少させることにより、燃料消費を抑え効率良く運転できる。また、可変容量形または固定容量形どちらの形式の油圧ポンプ１においても適用できる。
【００２２】
また、本実施例の建設機械の油圧装置は、回転数変更手段を、電子ガバナ３としたため、エンジン２の回転数が電子ガバナ３により変更されるので、応答性が速く、燃料噴射量を調節して、所定の回転数に容易に変更でき、効率良く運転できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る建設機械の油圧装置の油圧回路図。
【図２】同じく制御ブロック図。
【符号の説明】
【００２４】
１    油圧ポンプ
２    エンジン
３    電子ガバナ
４    コントローラ
５    圧力センサ
６    リリーフバルブ
７    方向切換弁
７Ａ    切換位置
７Ｂ    切換位置
７Ｃ    中立位置
７ａ    スプール操作部
７ｂ    スプール操作部
８    油圧アクチュエータ
９    リザーバタンク
１０    吐出回路
１１    吸入回路
１２    設定器
Ｐ    回路圧
Ｐｓ    基準圧
Ｓ    操作信号
【図１】
2007298137.tif 000003
【図２】
2007298137.tif 000004