JP2000329070A - 可変容量型油圧ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ばねの初期セット力の調整を容易におこなう
ことができる可変容量型油圧ポンプ制御装置の提供。 【解決手段】 油圧ポンプ１の押しのけ容積を制御する
容量可変部２と、この容量可変部２を作動させるサーボ
ピストン５と、このサーボピストン５を作動させるサー
ボ弁９と、このサーボ弁９のスプール１１端部１９に当
接するプランジャ３２を有し、エンジン５０の負荷に応
じてスプール１１を押付けるソレノイド３０と、プラン
ジャ３２による押付力方向と同方向にスプール１１を付
勢するばね３３と、サーボ弁９、ソレノイド３０、ばね
３３が収納されるケーシング３５とを備え、ばね３３
を、プランジャ３２を付勢するように配置し、プランジ
ャ３２側に位置するばね３３の端部に対して反対側に位
置する当該ばね３３の端部に、ケーシング３５の外部か
ら押圧力を付与可能な押圧力付与手段を設けた構成にし
てある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械に備えられ、ポンプ入力トルクがエンジン出力
トルクを越えないようにポンプ吐出流量を制御する可変
容量型油圧ポンプ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の可変容量型油圧ポンプ制御
装置の構成を示す油圧回路図、図３は図２に示す従来技
術において得られるポンプ入力トルク特性を示す図であ
る。

【０００３】この従来技術は、建設機械例えば油圧ショ
ベルに備えられるものである。当該油圧ショベルは、可
変容量型油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１と同期して
駆動するパイロットポンプ４と、これらの油圧ポンプ１
及びパイロットポンプ４を駆動するエンジン５０とを備
えている。

【０００４】なお、本願は可変容量型油圧ポンプ制御装
置を対象としているので、ここでは特には図示されてい
ないが、当該油圧ショベルは、油圧ポンプ１から吐出さ
れる圧油によって駆動するブームシリンダ、アームシリ
ンダ、バケットシリンダ、旋回モータ、走行モータ等の
アクチュエータと、これらのアクチュエータに供給され
る圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、これらの
方向制御弁を操作する操作装置と、上述のアクチュエー
タによって駆動するブーム、アーム、バケット等の作業
機、及び旋回体、走行体などを備えるものである。

【０００５】そして、本願が対象としている可変容量型
油圧ポンプ制御装置は、以下のように構成されている。

【０００６】すなわち、エンジン５０によって駆動され
る油圧ポンプ１の押しのけ容積を制御する容量可変部２
と、この容量可変部２を作動させるサーボピストン５
と、このサーボピストン５にフィードバックレバー１２
を介して連結されるスリーブ１０、このスリーブ１０内
に収納されるスプール１１から成るサーボ弁９とを備え
ている。

【０００７】上述したサーボピストン５は小径室６と大
径室７とを備えている。上述したパイロットポンプ４の
吐出管路８は、パイロット管路８ａを介してサーボピス
トン５の小径室６に連絡され、パイロット管路８ｂを介
してサーボ弁９の１つのポートに連絡されている。サー
ボ弁９とサーボピストン５の大径室７とはパイロット管
路８ｃによって連絡され、サーボ弁９の上述した１つの
ポート側に位置する他のポートとタンク２５とは管路８
ｄによって連絡されている。

【０００８】また、サーボ弁９のスプール１１の一方の
端部１９に当接するプランジャ２３を有し、エンジン５
０の負荷の大きさを検出する負荷検出器５１から出力さ
れる信号に基づいてコントローラ５２から出力される信
号に応じて作動し、スプール１１に押付力を付与可能な
比例電磁ソレノイド２１と、この比例電磁ソレノイド２
１のプランジャ２３を囲むように配置されるとともに、
サーボ弁９のスプール１１を、比例電磁ソレノイド２１
のプランジャ２３による押付力の付与方向と同方向に付
勢するばね２０とを備えている。

【０００９】サーボ弁９のスプール１１の他方の端部１
４側には、この端部１４に当接するパイロットピストン
１５を配置してある。

【００１０】上述したサーボ弁９と、比例電磁ソレノイ
ド２１のプランジャ２３と、ばね２０と、パイロットピ
ストン１５とは、１つのケーシング１３内に収納されて
いる。比例電磁ソレノイド２１の本体２２はケーシング
１３に形成した穴に嵌挿され、ケーシング１３に固定さ
れている。また、パイロットピストン１５の後方部分に
はケーシング１３との間で形成される液室１６が設けら
れており、この液室１６に連通する通路１７が形成され
ている。油圧ポンプ１の吐出管路１ａは分岐管路１８を
介して前述の通路１７に連絡されている。吐出管路１ａ
に連通する主管路３は上述した図示しないアクチュエー
タの駆動を制御する方向制御弁のそれぞれに連絡されて
いる。

【００１１】このように構成される従来の可変容量型油
圧ポンプ制御装置の作用は、以下のとおりである。

【００１２】例えば、エンジン５０が起動して設定回転
数まで上昇し、油圧ポンプ１、パイロットポンプ４が駆
動されたものの、図示しない方向制御弁はまだ中立状態
に保たれ、アクチュエータが操作されていない状態にあ
るものとする。

【００１３】このとき、油圧ポンプ１の吐出圧は比較的
低圧であり、この低圧が分岐管路１８、通路１７を介し
て液室１６に与えられる。したがって、パイロットピス
トン１５の図２の右方向への押付力は弱く、サーボ弁９
のスプール１１は図２の（ハ）位置に切換えられる。こ
れにより、パイロット管路８ｃがスプール１１の図２の
（ハ）位置を介して管路８ｄに連通する。すなわち、サ
ーボピストン５の大径室７がパイロット管路８ｃ、サー
ボ弁９のスプール１１、管路８ｄを介してタンク２５に
連通する。この間、パイロットポンプ４のパイロット圧
が、パイロット管路８ａを介してサーボピストン５の小
径室６に与えられ、サーボピストン５の大径室７の圧油
がサーボ弁９のスプール１１を介してタンク２５に戻さ
れ、サーボピストン５は同図２の左方向に移動する。こ
れにより、可変容量部２は油圧ポンプ１の押しのけ容積
を大きくするように作動し、油圧ポンプ１から大きな流
量が吐出される。

【００１４】上述したサーボピストン５の作動に伴って
フィードバックレバー１２を介してサーボ弁９のスリー
ブ１０が、そのスプール１１の動きに追従するように動
き、パイロットピストン１５による押付力と、ばね２０
及び比例電磁ソレノイド２１のプランジャ２３の押付力
とがバランスした位置で、同図２に示すように、サーボ
弁９のスプール１１は中立状態となる。これにより、サ
ーボピストン５もその位置に保持され、油圧ポンプ１か
ら安定した大きな流量が吐出される。

【００１５】このような状態から、図示しない操作装置
を操作して該当する図示しない方向制御弁を切換え、ア
クチュエータを駆動し、そのアクチュエータの負荷圧が
高くなってくると、油圧ポンプ１の吐出圧も高くなる。
この高くなった吐出圧が分岐管路１８、通路１７を介し
て液室１６に与えられ、パイロットピストン１５が、ば
ね２０を撓め、比例電磁ソレノイド２１のプランジャ２
３を同図２の右方向に動かすようにして同図２の右方向
に移動する。これに伴って、サーボ弁９のスプール１１
は図２の（イ）位置に切換えられる。これにより、パイ
ロット管路８ｂがサーボ弁９のスプール１１を介してパ
イロット管路８ｃに連通し、パイロットポンプ４のパイ
ロット圧がサーボピストン５の小径室６と大径室７の双
方に与えられる。サーボピストン５の小径室６と大径室
７との面積差により、このサーボピストン５は同図２の
右方向に移動する。したがって、容量可変部２は油圧ポ
ンプ１の押しのけ容積を小さくするように作動し、油圧
ポンプ１から吐出される流量は減少する。

【００１６】パイロットピストン５がサーボ弁９のスプ
ール１１を同図２の右方向に押す力Ｆと、ばね２０がス
プール１１を同図２の左方向に押す力ＦＳ、及び比例電
磁ソレノイド２１のプランジャ２３がスプール１１を同
図２の左方向に押す力ＦＰとがつり合う（Ｆ＝ＦＳ＋Ｆ
Ｐ）までの間、サーボピストン５の動きに応じてフィー
ドバックレバー１２を介してサーボ弁９のスリーブ１０
が、スプール１１に追従するように動き、これにより同
図２に示されるようにサーボ弁９のスプール１１は中立
状態に復帰する。これにより、サーボピストン５もその
位置に保持され、油圧ポンプ１から安定した小さな流量
が吐出される。

【００１７】このときの吐出量と吐出圧との積の関数で
ある油圧ポンプ１の入力トルクは、吐出量が小さく制御
されることに伴って、例えば図３の特性線２７で示すも
のとなる。

【００１８】なお、このように特性線２７に相当するよ
うに油圧ポンプ１が制御されているときの油圧ポンプ１
の吐出量と吐出圧との関係は、吐出圧の増減に応じて吐
出量が減増する関係となっている。

【００１９】上述のようにアクチュエータが無負荷に保
たれている状態から、アクチュエータの負荷圧が大きく
なって油圧ポンプ１の吐出圧が増加したときには、油圧
ポンプ１の吐出量を減少させるように変化させ、これに
より、油圧ポンプ１の入力トルクがエンジン５０の出力
トルクを超えない範囲で、すなわちエンストを生じさせ
ないで、エンジン５０の出力をアクチュエータの駆動の
ために有効に活用できる馬力制御を実現させることがで
きる。

【００２０】また、このような状態で図示しないアクチ
ュエータを駆動しているときに、エンジン５０に対する
負荷が例えば小さくなったことが負荷検出器５１で検出
されると、その負荷信号に応じた処理がコントローラ５
２で実行され、そのコントローラ５２から比例電磁ソレ
ノイド２１に信号が与えられ、プランジャ２３による押
付力ＦＰがサーボ弁９のスプール１１の端部１９に与え
られ、スプール１１は図２の左方向に移動する。これに
より、スプール１１は図２の（ハ）位置に切換えられ、
サーボピストン５の大径室７がパイロット管路８ｃ、管
路８ｄを介してタンク２５に連通する。したがって、サ
ーボピストン５の小径室６に与えられるパイロット圧に
より当該サーボピストン５は図２の左方向に移動し、容
量可変部２が作動して油圧ポンプ１の押しのけ容積が大
きくなり、油圧ポンプ１から吐出される流量が増加す
る。これに伴ってポンプ入力トルクが増加し、例えば図
３の特性線２６で示すトルク特性が得られるようにな
る。すなわち、エンジン５０に対する負荷が小さくなる
ことにより増加したエンジン出力トルクに応じて、ポン
プ入力トルクもエンジン出力トルクを超えない範囲で増
加させ、これにより、エンジン５０の出力をアクチュエ
ータの駆動のために有効に活用することができる。

【００２１】なお、パイロットピストン１５を介してサ
ーボ弁９のスプール１１を同図２の右方向に押す力Ｆ
と、ばね２０と比例電磁ソレノイド２１のプランジャ２
３とがスプール１１を左方向に押す力（ＦＳ＋ＦＰ）と
がつり合う（Ｆ＝ＦＳ＋ＦＰ）までの間、サーボピスト
ン５の動きに伴ってフィードバックレバー１２を介し
て、サーボ弁９のスリーブ１０がスプール１１の動きに
追従するように動き、これにより同図２に示されるよう
にサーボ弁９のスプール１１は中立位置に復帰する。

【００２２】さらにまた、このようにエンジン５０に対
する負荷が小さい状態で図示しないアクチュエータを駆
動しているときに、エンジン５０に対する負荷が大きく
なったことが負荷検出器５１で検出されると、その負荷
信号に応じた処理がコントローラ５２でなされ、そのコ
ントローラ５２から比例電磁ソレノイド２１に信号が与
えられ、プランジャ２３による押付力ＦＰが小さくなる
ように制御され、パイロットピストン１５の押付力Ｆが
優勢（Ｆ＞ＦＳ＋ＦＰ）となって、サーボ弁９のスプー
ル１１は図２の右方向に移動する。これにより、スプー
ル１１は同図２の（イ）位置に切換えられ、サーボピス
トン５の大径室７がパイロット管路８ｃを介してパイロ
ット管路８ｂに連通する。サーボピストン５の小径室
６、大径室７の双方に与えられるパイロット圧によりサ
ーボピストン５が図２の右方向に移動し、容量可変部２
が作動して、油圧ポンプ１の押しのけ容積が小さくなる
ように制御され、油圧ポンプ１から吐出され流量が減少
するように変化する。これに伴ってポンプ入力トルクが
減少し、例えば図３の特性線２７で示すトルク特性とな
る。

【００２３】この場合も、パイロットピストン１５を介
してサーボ弁９のスプール１１を図２の右方向に押す力
Ｆと、ばね２０と比例電磁ソレノイド２１のプランジャ
２３とがスプール１１を左方向に押す力（ＦＳ＋ＦＰ）
とがつり合う（Ｆ＝ＦＳ＋ＦＰ）までの間、サーボピス
トン５の動きに伴ってフィードバックレバー１２を介し
てサーボ弁９のスリーブ１０がスプール１１の動きに追
従するように動き、これにより同図２に示されるように
サーボ弁９のスプール１１は中立状態に復帰する。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、所望のポン
プ入力トルク特性を確保するために、当該可変容量型油
圧ポンプ制御装置の製作時などにおいて、図２に示すば
ね２０の初期的なたわみ量、すなわち初期セット力を調
整することがおこなわれている。一般に、ばね２０の自
由長は、ばね２０の製作時点でばらつきを生じるもので
あり、このばね２０をケーシング１３に収納する時に、
この自由長のばらつきを補正することが必要になる。こ
のばね２０の初期セット力は、図３に示すポンプ入力ト
ルク特性のＰ１点の位置を決めるものである。

【００２５】従来では、このばね２０の初期セット力の
調整に際し、比例電磁ソレノイド２１の本体２２をケー
シング１３から外し、ばね２０と本体２２との間に薄板
リング状のシム２４を挿入することがおこなわれてい
る。

【００２６】したがって、ケーシング１３に対する比例
電磁ソレノイド２１の着脱操作、シム２４の挿入、配置
操作が必要であって、この調整作業が煩雑となってい
た。特に、所定のばね２０の初期セット力が得られない
ときには、シム２４の枚数を増減させて何度も調整作業
をやり直さなければならず、この調整作業の能率が著し
く低下しやすい。

【００２７】本発明は、上記した従来技術における実状
に鑑みてなされたもので、その目的は、ばねの初期セッ
ト力の調整を容易におこなうことができる可変容量型油
圧ポンプ制御装置を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る発明は、エンジンによって
駆動される可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御
する容量可変部と、この容量可変部を作動させるサーボ
ピストンと、このサーボピストンとフィードバックレバ
ーを介して連結され、当該サーボピストンを作動させる
サーボ弁と、このサーボ弁のスプールの端部に当接する
プランジャを有し、上記エンジンの負荷の大きさに応じ
て上記スプールに押付力を付与可能な比例電磁ソレノイ
ドと、上記サーボ弁のスプールを、上記比例電磁ソレノ
イドのプランジャによる押付力の付与方向と同方向に付
勢するばねとを備えるとともに、少なくとも上記サーボ
弁と、上記比例電磁ソレノイドの上記プランジャと、上
記ばねとが収納されるケーシングとを備えた可変容量型
油圧ポンプ制御装置において、上記ばねを、上記比例電
磁ソレノイドの上記プランジャを付勢するように配置す
るとともに、上記比例電磁ソレノイドの上記プランジャ
側に位置する上記ばねの端部に対して反対側に位置する
当該ばねの端部に、上記ケーシングの外部から押圧力を
付与可能な押圧力付与手段を設けた構成にしてある。

【００２９】このように構成した請求項１に係る発明に
よれば、サーボ弁のスプールを付勢するばねの初期セッ
ト力を調整する場合には、押圧力付与手段を操作して、
プランジャ側に位置するばねの端部に対して反対側に位
置する当該ばねの端部に押圧力を付与すればよい。プラ
ンジャ側に位置するばねの端部の動きはプランジャによ
って規制されるので、押圧力付与手段の操作量に応じた
押圧力でばねを撓めることができ、所定の初期セット力
にすることができる。この押圧力付与手段の操作はケー
シングの外部からおこなわれるので、ばねの初期セット
力の調整に際してケーシングを分解する作業とか、ケー
シング内にシム等を配置する作業などを必要とせず、し
たがって、このばねの初期セット力の調整を容易におこ
なうことができる。

【００３０】また、本発明の請求項２に係る発明は、請
求項１に係る発明において、上記押圧力付与手段が、上
記ケーシング内に配置され、上記比例電磁ソレノイドの
上記プランジャ側に位置する上記ばねの端部に対して反
対側に位置する当該ばねの端部を受けるばね受け部と、
このばね受け部に連設されるとともに、上記ケーシング
の外部に進退可能に突出して設けられ、その突出した部
分にねじ部を有するロッド部と、このロッド部の上記ね
じ部に螺合するナットとを含む構成にしてある。

【００３１】このように構成した請求項２に係る発明に
よれば、サーボ弁のスプールを付勢するばねの初期セッ
ト力を調整する場合には、ケーシングの外部に突出する
ロッド部を操作して、このロッド部を進退させればよ
い。これにより、ロッド部の移動に追従してばね受け部
が移動する。プランジャ側に位置するばねの端部の動き
はサーボ弁のスプールによって規制されるので、ロッド
部の進退の量、すなわち移動量に応じたばね受け部の押
圧力でばねを撓めることができ、所定の初期セット力と
することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の可変容量型油圧ポ
ンプ制御装置の実施形態を図に基づいて説明する。図１
は本発明の一実施形態の構成を示す油圧回路図である。
この図１は前述した図２に対応させて描いてある。本実
施形態も、建設機械例えば油圧ショベルに装備させたも
のである。

【００３３】図１において、前述した図２に示すものと
同等のものは同じ符号で示してある。すなわち、前述の
説明と重複するが本実施形態にあっても、可変容量型油
圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１と同期して駆動するパ
イロットポンプ４と、これらの油圧ポンプ１及びパイロ
ットポンプ４を駆動するエンジン５０とを備えている。

【００３４】また、本実施形態に備えられる油圧ショベ
ルは、油圧ポンプ１から吐出される圧油によって駆動す
るブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリン
ダ、旋回モータ、走行モータ等のアクチュエータと、こ
れらのアクチュエータに供給される圧油の流れを制御す
る複数の方向制御弁と、これらの方向制御弁を操作する
操作装置と、上述のアクチュエータによって駆動するブ
ーム、アーム、バケット等の作業機、及び旋回体、走行
体などを備えている。

【００３５】そして、本実施形態は、エンジン５０によ
って駆動される油圧ポンプ１の押しのけ容積を制御する
容量可変部２と、この容量可変部２を作動させるサーボ
ピストン５と、このサーボピストン５にフィードバック
レバー１２を介して連結されるスリーブ１０、このスリ
ーブ１０内に収納されるスプール１１から成るサーボ弁
９とを備えている。

【００３６】上述したサーボピストン５は小径室６と大
径室７とを備えている。上述したパイロットポンプ４の
吐出管路８は、パイロット管路８ａを介してサーボピス
トン５の小径室６に連絡させてあり、パイロット管路８
ｂを介してサーボ弁９の１つのポートに連絡させてあ
る。サーボ弁９とサーボピストン５の大径室７とはパイ
ロット管路８ｃによって連絡させてあり、サーボ弁９の
上述した１つのポート側に位置する他のポートとタンク
２５とは管路８ｄによって連絡させてある。

【００３７】サーボ弁９のスプール１１の他方の端部１
４側には、この端部１４に当接するパイロットピストン
１５を配置してある。

【００３８】上述したサーボ弁９と、パイロットピスト
ン１５とは、１つのケーシング３５内に収納させてあ
る。また、パイロットピストン１５の後方部分にはケー
シング３５との間で形成される液室１６を設けてあり、
この液室１６に連通する通路１７を形成してある。油圧
ポンプ１の吐出管路１ａは分岐管路１８を介して前述の
通路１７に連絡させてある。吐出管路１ａに連通する主
管路３は上述した図示しないアクチュエータの駆動を制
御する方向制御弁のそれぞれに連絡させてある。

【００３９】以上の各構成については前述した図２に示
すものと同等である。

【００４０】本実施形態では特に、ケーシング３５内に
コイル３１及びプランジャ３２が配置される比例電磁ソ
レノイド３０を設けてある。そのプランジャ３２の先端
部はサーボ弁９のスプール１１の端部１９に当接可能に
配置してある。また、サーボ弁９のスプール１１を付勢
するばね３３を、比例電磁ソレノイド３０のプランジャ
３２を付勢するように、すなわちその端部がプランジャ
３２の後端部３４に当接するようにケーシング３５の内
部に配置してある。また、ケーシング３５内に配置さ
れ、プランジャ３２側に位置するばね３３の端部に対し
て反対側に位置するばね３３の端部を受けるばね受け部
３６と、このばね受け部３６に一体に設けられるととも
に、ケーシング３５の外部に進退可能に突出して設けら
れ、その突出した部分にねじ部を有するロッド部３８
と、このロッド部３８のねじ部に螺合するナット３９と
を備えている。なお、上述したロッド部３８は例えばケ
ーシング３５に形成したねじ穴に螺合させてある。さら
に、ケーシング３５の内部には、ばね受け部３６の移動
を許容させるばね受け室３７を形成してある。

【００４１】上述したばね受け部３６、ロッド部３８、
ナット３９、及びケーシング３５に形成したばね受け室
３７は、比例電磁ソレノイド３０のプランジャ３２側に
位置するばね３３の端部に対して反対側に位置する当該
ばね３３の端部に、ケーシング３５の外部から押圧力を
付与可能な押圧力付与手段を設けた構成にしてある。

【００４２】このように構成した本実施形態も、サーボ
弁９のスプール１１に働く力のバランスについては、前
述した図２に示すものと同等である。すなわち、サーボ
弁９のスプール１１を図１の右方向に移動させる力はパ
イロットピストン１５の力Ｆであり、サーボ弁９のスプ
ール１１を図１の左方向に移動させる力は、ばね３３の
付勢力ＦＳと、比例電磁ソレノイド３０のプランジャ３
２の押付力ＦＰとの和である。

【００４３】したがって、本実施形態におけるポンプ制
御も、前述した図２に示すものと同様にして実施され
る。以下、図２に示したものの説明と重複するが、本実
施形態のポンプ制御について説明する。

【００４４】例えば、エンジン５０が起動して設定回転
数まで上昇し、油圧ポンプ１、パイロットポンプ４が駆
動されたものの、図示しない方向制御弁はまだ中立状態
に保たれ、アクチュエータが操作されていない状態にあ
るものとする。

【００４５】このとき、油圧ポンプ１の吐出圧は比較的
低圧であり、この低圧が分岐管路１８、通路１７を介し
て液室１６に与えられる。したがって、パイロットピス
トン１５の図１の右方向への押付力は弱く、サーボ弁９
のスプール１１は図１の（ハ）位置に切換えられる。こ
れにより、パイロット管路８ｃがスプール１１の図１の
（ハ）位置を介して管路８ｄに連通する。すなわち、サ
ーボピストン５の大径室７がパイロット管路８ｃ、サー
ボ弁９のスプール１１、管路８ｄを介してタンク２５に
連通する。この間、パイロットポンプ４のパイロット圧
が、パイロット管路８ａを介してサーボピストン５の小
径室６に与えられ、サーボピストン５の大径室７の圧油
がサーボ弁９のスプール１１を介してタンク２５に戻さ
れ、サーボピストン５は同図１の左方向に移動する。こ
れにより、可変容量部２は油圧ポンプ１の押しのけ容積
を大きくするように作動し、油圧ポンプ１から大きな流
量が吐出される。

【００４６】上述したサーボピストン５の作動に伴って
フィードバックレバー１２を介してサーボ弁９のスリー
ブ１０が、そのスプール１１の動きに追従するように動
き、パイロットピストン１５による押付力と、ばね３３
及び比例電磁ソレノイド３０のプランジャ３２の押付力
とがバランスした位置で、同図１に示すように、サーボ
弁９のスプール１１は中立状態となる。これにより、サ
ーボピストン５もその位置に保持され、油圧ポンプ１か
ら安定した大きな流量が吐出される。

【００４７】このような状態から、図示しない操作装置
を操作して該当する図示しない方向制御弁を切換え、ア
クチュエータを駆動し、そのアクチュエータの負荷圧が
高くなってくると、油圧ポンプ１の吐出圧も高くなる。
この高くなった吐出圧が分岐管路１８、通路１７を介し
て液室１６に与えられ、パイロットピストン１５が、ば
ね３３を撓め、比例電磁ソレノイド３０のプランジャ３
２を同図１の右方向に動かすようにして同図１の右方向
に移動する。これに伴って、サーボ弁９のスプール１１
は図１の（イ）位置に切換えられる。これにより、パイ
ロット管路８ｂがサーボ弁９のスプール１１を介してパ
イロット管路８ｃに連通し、パイロットポンプ４のパイ
ロット圧がサーボピストン５の小径室６と大径室７の双
方に与えられる。サーボピストン５の小径室６と大径室
７との面積差により、このサーボピストン５は同図１の
右方向に移動する。したがって、容量可変部２は油圧ポ
ンプ１の押しのけ容積を小さくするように作動し、油圧
ポンプ１から吐出される流量は減少する。

【００４８】パイロットピストン５がサーボ弁９のスプ
ール１１を同図１の右方向に押す力Ｆと、ばね３３がス
プール１１を同図１の左方向に押す力ＦＳ、及び比例電
磁ソレノイド３０のプランジャ３２がスプール１１を同
図２の左方向に押す力ＦＰとがつり合う（Ｆ＝ＦＳ＋Ｆ
Ｐ）までの間、サーボピストン５の動きに応じてフィー
ドバックレバー１２を介してサーボ弁９のスリーブ１０
が、スプール１１に追従するように動き、これにより同
図１に示されるようにサーボ弁９のスプール１１は中立
状態に復帰する。これにより、サーボピストン５もその
位置に保持され、油圧ポンプ１から安定した小さな流量
が吐出される。

【００４９】このときの吐出量と吐出圧との積の関数で
ある油圧ポンプ１の入力トルクは、吐出量が小さく制御
されることに伴って、例えば前述した図３の特性線２７
で示すものとなる。

【００５０】なお、このように特性線２７に相当するよ
うに油圧ポンプ１が制御されているときの油圧ポンプ１
の吐出量と吐出圧との関係は、吐出圧の増減に応じて吐
出量が減増する関係となっている。

【００５１】上述のようにアクチュエータが無負荷に保
たれている状態から、アクチュエータの負荷圧が大きく
なって油圧ポンプ１の吐出圧が増加したときには、油圧
ポンプ１の吐出量を減少させるように変化させ、これに
より、油圧ポンプ１の入力トルクがエンジン５０の出力
トルクを超えない範囲で、すなわちエンストを生じさせ
ないで、エンジン５０の出力をアクチュエータの駆動の
ために有効に活用できる馬力制御を実現させることがで
きる。

【００５２】また、このような状態で図示しないアクチ
ュエータを駆動しているときに、エンジン５０に対する
負荷が例えば小さくなったことが負荷検出器５１で検出
されると、その負荷信号に応じた処理がコントローラ５
２で実行され、そのコントローラ５２から比例電磁ソレ
ノイド３０に信号が与えられ、プランジャ３２による押
付力ＦＰがサーボ弁９のスプール１１の端部１９に与え
られ、スプール１１は図１の左方向に移動する。これに
より、スプール１１は図１の（ハ）位置に切換えられ、
サーボピストン５の大径室７がパイロット管路８ｃ、管
路８ｄを介してタンク２５に連通する。したがって、サ
ーボピストン５の小径室６に与えられるパイロット圧に
より当該サーボピストン５は図１の左方向に移動し、容
量可変部２が作動して油圧ポンプ１の押しのけ容積が大
きくなり、油圧ポンプ１から吐出される流量が増加す
る。これに伴ってポンプ入力トルクが増加し、例えば前
述した図３の特性線２６で示すトルク特性が得られるよ
うになる。すなわち、エンジン５０に対する負荷が小さ
くなることにより増加したエンジン出力トルクに応じ
て、ポンプ入力トルクもエンジン出力トルクを超えない
範囲で増加させ、これにより、エンジン５０の出力をア
クチュエータの駆動のために有効に活用することができ
る。

【００５３】なお、パイロットピストン５を介してサー
ボ弁９のスプール１１を同図１の右方向に押す力Ｆと、
ばね３３と比例電磁ソレノイド２１のプランジャ２３と
がスプール１１を左方向に押す力（ＦＳ＋ＦＰ）とがつ
り合う（Ｆ＝ＦＳ＋ＦＰ）までの間、サーボピストン５
の動きに伴ってフィードバックレバー１２を介して、サ
ーボ弁９のスリーブ１０がスプール１１の動きに追従す
るように動き、これにより同図１に示されるようにサー
ボ弁９のスプール１１は中立位置に復帰する。

【００５４】さらにまた、このようにエンジン５０に対
する負荷が小さい状態で図示しないアクチュエータを駆
動しているときに、エンジン５０に対する負荷が大きく
なったことが負荷検出器５１で検出されると、その負荷
信号に応じた処理がコントローラ５２でなされ、そのコ
ントローラ５２から比例電磁ソレノイド３０に信号が与
えられ、プランジャ３２による押付力ＦＰが小さくなる
ように制御され、パイロットピストン１５の押付力Ｆが
優勢（Ｆ＞ＦＳ＋ＦＰ）となって、サーボ弁９のスプー
ル１１は図１の右方向に移動する。これにより、スプー
ル１１は同図１の（イ）位置に切換えられ、サーボピス
トン５の大径室７がパイロット管路８ｃを介してパイロ
ット管路８ｂに連通する。サーボピストン５の小径室
６、大径室７の双方に与えられるパイロット圧によりサ
ーボピストン５が図１の右方向に移動し、容量可変部２
が作動して、油圧ポンプ１の押しのけ容積が小さくなる
ように制御され、油圧ポンプ１から吐出され流量が減少
するように変化する。これに伴ってポンプ入力トルクが
減少し、例えば図３の特性線２７で示すトルク特性とな
る。

【００５５】この場合も、パイロットピストン１５を介
してサーボ弁９のスプール１１を図１の右方向に押す力
Ｆと、ばね３３と比例電磁ソレノイド３０のプランジャ
３２とがスプール１１を左方向に押す力（ＦＳ＋ＦＰ）
とがつり合う（Ｆ＝ＦＳ＋ＦＰ）までの間、サーボピス
トン５の動きに伴ってフィードバックレバー１２を介し
てサーボ弁９のスリーブ１０がスプール１１の動きに追
従するように動き、これにより同図１に示されるように
サーボ弁９のスプール１１は中立状態に復帰する。

【００５６】なお、上述では説明を簡単にするために、
可変容量型油圧ポンプ１を１つのみ設けた例について説
明したが、油圧ショベルにあっては、１つのエンジン５
０で複数の可変容量油圧ポンプ１を駆動する構成とする
ことも多い。このような場合にあっては、その複数の可
変容量油圧ポンプ１のポンプ入力トルクの合計値と、エ
ンジン５０の出力トルクとの関係が考慮されるが、各油
圧ポンプ１の吐出量の制御動作等はほぼ上述と同様にし
て実施される。すなわち、ポンプ入力トルクの合計値が
エンジン出力トルクを超えない範囲で、エンジン５０の
出力を有効活用できるようにそれぞれの油圧ポンプ制御
装置が、該当する油圧ポンプ１の押しのけ容積を制御す
る動作がおこなわれる。

【００５７】このように構成した本実施形態では、当該
ポンプ制御装置の製作時などにおいて、サーボ弁９のス
プール１１を付勢するばね３３の初期セット力を所定の
値に調整する場合には、ナット３９をゆるめ、あるいは
ロッド部３８からナット３９を外した状態にして、ケー
シング３５の外部に位置するロッド部３８を操作して、
このロッド部３８を適宜回転させればよい。これによ
り、当該ロッド部３８が進退し、ロッド部３８と一体的
にばね受け部３６が移動する。このとき比例電磁ソレノ
イド３０のプランジャ３２側に位置するばね３３の端部
の動きはサーボ弁９のスプール１１によって規制される
ので、ロッド部３８の進退の量、すなわち移動量に応じ
たばね受け部３６の押圧力でばね３３を撓めることがで
き、所定の初期セット力にすることができる。

【００５８】初期セット力の調整終了後は、ロッド部３
８に螺合するナット３９を回転させて締結すればよい。
これにより、ロッド部３８及びばね受け部３６がケーシ
ング３５に固定され、ばね３３を所定の初期セット力を
有する安定した状態に維持することができる。

【００５９】このように、ばね３３の初期セット力の調
整に際しては、ケーシング３５の外部においてナット３
９を回転させるだけでよく、したがって、ケーシング３
５を分解する作業とか、ケーシング３５内にシム等を配
置するなどの面倒な作業を必要とせずにこのばね３３の
初期セット力の調整作業を容易におこなうことができ、
当該調整作業の能率を向上させることができる。

【００６０】なお、上記実施形態では、ケーシング３５
にロッド部３８に螺合するねじ穴を設けてあるが、本発
明は、このように構成することには限られない。例え
ば、ケーシング３５にはねじ穴を設けず、単にロッド部
３８の移動を許容させる空穴を設け、ケーシング３５に
ナット３９を溶接等によって固定し、初期セット力の調
整終了後には、別のロックナットをロッド部３８に螺合
させ、この別のロックナットによってロッド部３８及び
ばね受け部３６をケーシング３５に固定する構成にして
もよい。

【００６１】また、上記実施形態では、ばね受け部３６
と、ナット３９に螺合するロッド部３８とを一体に設け
てあるが、これらのばね受け部３６とロッド部３８とを
別体に設けた構成にしてもよい。このように構成したも
のも、上述の図１に示した実施形態とほぼ同等の作用効
果が得られる。

【００６２】

【発明の効果】本発明の各請求項に係る発明によれば、
ばねの初期セット力の調整を、当該ばね等が収納される
ケーシングの外部においておこなうことができ、従来に
比べてこのばねの初期セット力の調整作業が容易にな
り、当該調整作業の能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変容量型油圧ポンプ制御装置の一実
施形態の構成を示す油圧回路図である。

【図２】従来の可変容量型油圧ポンプ制御装置の構成を
示す油圧回路図である。

【図３】図２に示す従来技術において得られるポンプ入
力トルク特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 可変容量型油圧ポンプ １ａ 吐出管路 ２ 容量可変部 ３ 主管路 ４ パイロットポンプ ５ サーボピストン ６ 小径室 ７ 大径室 ８ 吐出管路 ８ａ パイロット管路 ８ｂ パイロット管路 ８ｃ パイロット管路 ８ｄ 管路 ９ サーボ弁 １０ スリーブ １１ スプール １２ フィードバックレバー １４ 端部 １５ パイロットピストン １６ 液室 １７ 通路 １８ 分岐管路 １９ 端部 ２５ タンク ３０ 比例電磁ソレノイド ３１ コイル ３２ プランジャ ３３ ばね ３４ 後端部 ３５ ケーシング ３６ ばね受け部（押圧力付与手段） ３７ ばね受け室（押圧力付与手段） ３８ ロッド部（押圧力付与手段） ３９ ナット（押圧力付与手段） ５０ エンジン ５１ 負荷検出器 ５２ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｋ 31/06 ３４０ Ｆ１５Ｂ 11/02 Ｃ (72)発明者 国分 晴雄 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 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB06 BB02 CA03 DA03 DA04 DB02 3H045 AA04 AA10 AA12 AA24 AA33 AA36 BA15 CA00 DA25 EA12 EA26 EA33 3H089 AA81 DA03 DA13 DB75 DB82 EE18 EE31 FF01 GG02 JJ02 3H106 DA02 DA08 DA23 DB02 DB23 DB32 DC09 DD05 EE48 GA23 HH05 KK03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンによって駆動される可変容量型
   油圧ポンプの押しのけ容積を制御する容量可変部と、こ
   の容量可変部を作動させるサーボピストンと、このサー
   ボピストンとフィードバックレバーを介して連結され、
   当該サーボピストンを作動させるサーボ弁と、このサー
   ボ弁のスプールの端部に当接するプランジャを有し、上
   記エンジンの負荷の大きさに応じて上記スプールに押付
   力を付与可能な比例電磁ソレノイドと、上記サーボ弁の
   スプールを、上記比例電磁ソレノイドのプランジャによ
   る押付力の付与方向と同方向に付勢するばねとを備える
   とともに、 少なくとも上記サーボ弁と、上記比例電磁ソレノイドの
   上記プランジャと、上記ばねとが収納されるケーシング
   とを備えた可変容量型油圧ポンプ制御装置において、 上記ばねを、上記比例電磁ソレノイドの上記プランジャ
   を付勢するように配置するとともに、 上記比例電磁ソレノイドの上記プランジャ側に位置する
   上記ばねの端部に対して反対側に位置する当該ばねの端
   部に、上記ケーシングの外部から押圧力を付与可能な押
   圧力付与手段を設けたことを特徴とする可変容量型油圧
   ポンプ制御装置。
2. 【請求項２】 上記押圧力付与手段が、 上記ケーシング内に配置され、上記比例電磁ソレノイド
   の上記プランジャ側に位置する上記ばねの端部に対して
   反対側に位置する当該ばねの端部を受けるばね受け部
   と、 このばね受け部に連設されるとともに、上記ケーシング
   の外部に進退可能に突出して設けられ、その突出した部
   分にねじ部を有するロッド部と、 このロッド部の上記ねじ部に螺合するナットとを含むこ
   とを特徴とする請求項１記載の可変容量型油圧ポンプ制
   御装置。