JP2739498B2 - 可変容量ポンプの容量制御装置 - Google Patents

可変容量ポンプの容量制御装置

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JP2739498B2
JP2739498B2 JP1142078A JP14207889A JP2739498B2 JP 2739498 B2 JP2739498 B2 JP 2739498B2 JP 1142078 A JP1142078 A JP 1142078A JP 14207889 A JP14207889 A JP 14207889A JP 2739498 B2 JP2739498 B2 JP 2739498B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変容量ポンプの容量を制御する装置に関
する。
〔従来の技術〕
可変容量ポンプの容量、すなわち1回転当り吐出流量
を制御する装置としては種々のものが知られている。
例えば、第5図に示すように可変容量ポンプ1の吐出
路1aに第1制御弁2と第2制御弁3を設け、可変容量ポ
ンプ1の容量可変部材4をコントロールシリンダー5で
容量増減方向に作動し、そのコントロールシリンダー5
の大径受圧室5aに前記第1、第2制御弁2,3で吐出圧を
供給制御し、小径受圧室5bを吐出路1aに接続し、前記第
1制御弁2を吐出路1aに設けた操作弁6の前後差圧によ
り作動させると共に、第2制御弁3をスライドピン7、
レバー8で作動させ、そのスライドピン7を前記コント
ロールシリンダー5に連結したリンク9に設けると共
に、スライドピン7の受圧部7aを吐出路1aに接続して、
吐出圧が一定値より高い時にはスライドピン7を押し上
げてレバー8を上方に揺動して第2制御弁3の主入口3a
と主出口3bの連通面積を大としてコントロールシリンダ
ー5の大径受圧室5a内の圧力を高くして容量可変部材4
を容量減方向に作動させ、それに追従してリンク9を移
動してレバー8におけるスライドピストン7の作用点8a
と揺動中心8bとの距離yを小さくしてレバー8の揺動力
を小さくし、かつレバー8における第2制御弁3の作用
点8cと揺動中心8bとの距離Zを一定として第2制御弁3
の主入口3aと主出口3bとの連通面積を小さくしてコント
ロールシリンダー5を停止させて可変容量ポンプ1の容
量を吐出圧に応じて制御するようにしてある。
〔発明が解決しようとする課題〕
かかる容量制御装置においては、吐出圧と容量の関係
を、スライドピストン7の取付位置を変化させることで
y/Zの比を変化させることで第6図に示す双曲線Aの特
性となるように制御している。
このように、吐出圧と容量の関係がyとZの比の変化
によって決定される双曲線Aの特性となるので、その特
性はレバー8、リンク9の寸法によって決定される。
したがって、吐出圧と容量の関係が機械的に決定され
るので、制御誤差が多く吐出圧と容量の関係を精度良く
所定の関係に制御できないことがある。
また吐出圧と容量の関係を異なる関係とすることは大
変面倒である。
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにした
可変容量ポンプの容量制御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及び作用〕
〔手 段〕 可変容量ポンプ1の容量可変部材4をコントロールシ
リンダー5で容量増減方向に作動し、前記可変容量ポン
プ1の吐出圧を前記コントロールシリンダー5に供給制
御する制御弁20を設け、 該制御弁20を、可変容量ポンプ1の吐出路1aに設けた
操作弁6の入口側圧力で容量を減少する第1の位置に作
動し、前記操作弁6の出口側圧力とバネ力で容量を増加
する第2の位置に作動し可変容量ポンプ1の容量を操作
弁6の前後差圧が一定となるように制御するものとし、 前記制御弁20を第2位置に押すバネ側受圧部21と操作
弁6の出口側とを接続する回路22にリリーフ弁23と絞り
弁24を設け、 そのリリーフ弁23を比例ソレノイド25によってリリー
フセット圧を可変とし、前記容量可変部材4の位置を検
出する手段を設け、 該検出した容量可変部材4の位置に基づいて予じめ設
定した電流値を前記比例ソレノイド25に出力するコント
ローラ27を設け、 該コントローラ27を、容量可変部材4が容量小の時に
はリリーフセット圧を高圧とし、容量中の時には中圧と
し、容量大の時には低圧とするようにしたことを特徴と
する可変容量ポンプの容量制御装置。
〔作 用〕
容量可変部材4が容量小、容量中、容量大の位置に応
じて比例ソレノイド25への電流を制御してリリーフ弁23
のリリーフセット圧を高圧、中圧、低圧に可変としてい
るので、可変容量ポンプ1が容量小の時には操作弁6の
入口側圧力(ポンプ吐出圧)は高圧のリリーフセット圧
+差圧まで高くなり、容量中の時には中圧のリリーフセ
ット圧+差圧まで高くなり、容量小の時には低圧のリリ
ーフセット圧+差圧までしか高くならない。
〔実 施 例〕
第1図に示すように、コントロールシリンダー5の大
径受圧室5aに吐出圧を供給制御する制御弁20を設け、こ
の制御弁20は従来の第1制御弁と同一機能を有するもの
であり、そのバネ側受圧部21と操作弁6の出口側とを接
続する回路22にリリーフ弁23と絞り弁24を設け、そのリ
リーフ弁23を比例ソレノイド25でセット圧可変としてあ
り、コントロールシリンダー5の位置、つまり容量可変
部材4の位置を電気的に検出するセンサ26を設け、その
検出信号はマイクロコンピュータ等のコントローラ27に
入力され、その検出位置に応じて演算して比例ソレノイ
ド25への電流をコントロールするようにしてある。
次に作動を説明する。
制御弁20の作動 操作弁6開の状態において、可変容量ポンプ1の吐出
量Qにより操作弁6の前後に差圧△Pが生じ、操作弁6
の開度が一定であれば吐出量Qが大であれば差圧△Pは
大、吐出量Qが小であれば差圧△Pは小となる。
制御弁20は第1、第2、第3ポート14,15,16を備え、
第1ポート14が吐出路1aに接続し、第2ポート15がタン
ク17に接続し、第3ポート16が回路18でコントロールシ
リンダー5の大径受圧室5aに接続し、前記差圧△Pが大
であれば第1ポート14と第3ポート16が連通して回路18
に吐出圧が導入され、差圧△Pが小であれば第2ポート
15が第3ポート16に連通して回路18にタンク圧が導入さ
れる。
前記回路18はコントロールシリンダー5の大径受圧室
5aに接続し、コントロールシリンダー5の小径受圧室5b
に吐出圧が供給されているが受圧面積が大径受圧室>小
径受圧室5bであるから、大径受圧室5aに吐出圧が供給さ
れればコントロールシリンダー5は伸長して容量可変部
材4を容量小方向に作動し、大径受圧室5aがタンク圧と
なればバネ力および小径受圧室に導入されている吐出圧
によって縮少して容量可変部材4を容量大方向に作動す
る。
したがって、操作弁6の前後の差圧△Pが大きくなれ
ば容量可変部材4は容量小方向に作動して吐出量Qが減
少し、差圧△Pが小さくなれば容量可変部材4が容量大
方向に作動して吐出量Qが増大するので、、実際的には
ある一定の差圧△Pの値に対して制御弁20は中間位置、
つまり第1・第2・第3ポート14,15,16を相互に連通す
る位置でバランスし、コントロールシリンダー5の大径
受圧室5a内の圧力は吐出圧とタンク圧の中間圧力とな
り、この中間圧力に対してコントロールシリンダー5が
ある位置で停止し、容量可変部材4をある容量の位置で
固定して吐出量Qを、前記差圧△Pが生じる値とする。
すなわち、制御弁20は可変容量ポンプ1の吐出量Qに
対して操作弁6の前後の差圧△Pによりフィードバック
をかけて、操作弁6の開度が一定であれば操作弁6を流
通する流量が一定となるように可変容量ポンプ1の吐出
量Qを制御している。
リリーフ弁23の作動 回路22の圧力、つまり操作弁6の出口側圧力、換言す
ればアクチュエータの負荷圧が上昇してリリーフ弁23の
リリーフセット圧に達すると、リリーフ弁23がリリーフ
作動して回路22に流れが生じる。
これによって、回路22に設けた絞り弁24の前後に差圧
が生じ、制御弁20のバネ側受圧部21に作用する圧力は前
記負荷圧よりも低圧となり、操作弁6の前後の差圧△P
が大きくなったと同じになるので、前述で説明したよう
に中間位置にバランスしている制御弁20が吐出圧によっ
て押されて第1ポート14と第3ポート16を連通する位置
となり、吐出圧が大径受圧室5aに供給されてコントロー
ルシリンダー5が伸長し、容量可変部材4を容量小方向
に作動して吐出量を減少するから、操作弁6の前後の差
圧△Pが小さくなって制御弁20は中間位置でバランス
し、コントロールシリンダー5はその時の位置で停止し
て可変容量ポンプ1の容量を決定する。
このように、回路22にリリーフ弁23を設けることで負
荷圧がある圧力に達した時に可変容量ポンプ1の容量を
小さくして吐出量を減少できる。
実施例の作動 しかし、リリーフ弁23のリリーフセット圧が一定であ
ると可変容量ポンプ1の容量を小さくする時の負荷圧が
一定となるので、リリーフ弁23のリリーフセット圧を比
例ソレノイド25で可変として可変容量ポンプ1の容量を
小さくする時の負荷圧を可変とすると共に、センサ26に
より容量可変部材4の位置を検出し、その位置に対応す
る吐出圧を予じめ設定しておき、吐出圧と容量の関係を
第2図に示すように任意なカーブBで制御でき、しかも
カットオフ特性Cを有するように制御できる。
以下、その詳細を説明する。
容量可変部材4の位置に基づいて比例ソレノイド25へ
の電流値を第3図のように予じめコントローラ27にセッ
トし、それに基づいてリリーフ弁23のリリーフセット圧
を第4図のように容量可変部材4の位置に対応して設定
するようにしてある。
しかして、一定の操作弁開度で可変容量部材4の位置
X0、負荷圧、つまりリリーフ弁のリリーフセット圧P0
バランスしているとする。
この時、操作弁6の前後の差圧は△Pであるから、吐
出圧PはP0+△Pとなる。
この状態で何らかの原因によって負荷圧P0が上昇して
P1となり、リリーフ弁のリリーフセット圧以上となると
リリーフ弁23がリリーフ作動して前述のように制御弁20
のバネ側受圧部21の圧力が低下して吐出圧がコントロー
ルシリンダー5の大径受圧室5aに供給されるから容量可
変部材4が容量小方向に作動して吐出量が減少する。
これと同時に容量可変部材4の位置を電気的なセンサ
26で検出し、その検出位置X1をコントローラ27に送って
予じめ設定された位置X1に見合うリリーフ弁セット圧P1
となるように比例ソレノイド25への電流を制御する。
これにより、リリーフ弁23のリリーフセット圧が高く
なりリリーフ作動していたリリーフ弁23が閉じて制御弁
20のバネ側受圧部21の圧力が負荷圧P1となって制御弁20
は前述のように中間位置でバランスして停止し、この時
の容量可変部材4は以前より小さな容量位置で停止して
吐出量が減少する。
このように負荷圧P0が上昇して吐出圧が高くなると吐
出量が減少するから、従来の第2制御弁と同様な機能を
奏することになる。
以上の動作において、可変容量ポンプ1の吐出圧は負
荷圧+差圧△Pであるので、可変容量ポンプ1の吐出量
は負荷圧に応じて任意の値になるようにコントローラ27
に予じめ設定できる。
例えば、比例ソレノイド25への電流とリリーフ弁23の
リリーフセット圧の関係を、第7図に示すように電流の
増加とともにリリーフセット圧が上昇するように設定
し、可変容量ポンプ1の1回転当り吐出量と比例ソレノ
イド25への電流の関係を、第8図に実線で示すように1
回転当りの吐出量の減少に対応して電流が増加するよう
に設定する。
このようにすれば、可変容量ポンプ1の吐出量と吐出
圧の関係が第9図に示すように、吐出圧が高くなると吐
出量が低下するようになる。
前述の各設定はコントローラ27の内部で任意のパター
ンにすることができるので、吐出圧×吐出量が一定とな
るように制御する場合には、可変容量ポンプ1の1回転
当り吐出量と比例ソレノイド25への電流の関係を第8図
に点線で示すように双曲線となるように設定する。
このようにすれば、可変容量ポンプ1の吐出圧と吐出
量の関係が第10図に点線で示すように双曲線となり、吐
出圧×吐出量が一定となるように制御できる。
また、可変容量ポンプ1の1回転当り吐出量と比例ソ
レノイド25への電流の関係を、第8図に一点鎖線で示す
ように1回転当り吐出量が設定値以下(つまり、吐出圧
が設定圧以上)となったら電流をある一定値に固定する
ように設定すれば、吐出圧は第10図に一点鎖線で示すよ
うに設定値以上とならなくなる。
これによって、カットオフ制御できる。
〔発明の効果〕
容量可変部材4が容量小、容量中、容量大の位置に応
じて比例ソレノイド25への電流を制御してリリーフ弁23
のリリーフセット圧を高圧、中圧、低圧に可変としてい
るので、可変容量ポンプ1が容量小の時には操作弁6の
入口側圧力(ポンプ吐出圧)は高圧のリリーフセット圧
+差圧まで高くなり、容量中の時には中圧のリリーフセ
ット圧+差圧まで高くなり、容量小の時には低圧のリリ
ーフセット圧+差圧までしか高くならない。
したがって、可変容量ポンプ1の吐出圧と容量の関係
を吐出圧×容量がほぼ一定の特性に設定できるばかり
か、リリーフ弁23の比例ソレノイド25への通電量を制御
してリリーフセット圧に変えるので、誤動作が少なく吐
出圧と容量の関係を吐出圧×容量がほぼ一定に精度良く
設定できる。しかもリリーフ弁23の比例ソレノイド25へ
の通電量を変えることで吐出圧と容量の関係を変更する
こともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す線図的構成説明図、第2
図は制御特性の一例を示す図表、第3図は容量可変部材
の位置と比例ソレノイドへの電流との関係の一例を示す
図表、第4図はそれによるリリーフ弁のリリーフセット
圧と容量可変部材の位置との関係を示す図表、第5図は
従来例の説明図、第6図はその制御特性の図表、第7図
は本発明における比例ソレノイドへの電流とリリーフ弁
のリリーフセット圧の関係を示す図表、第8図は可変容
量ポンプの1回転当り吐出量と比例ソレノイドへの電流
の関係を示す図表、第9図は可変容量ポンプの吐出圧と
吐出量との関係を、吐出圧が高くなると吐出量が低下す
るように制御した場合の図表、第10図は可変容量ポンプ
の吐出圧と吐出量との関係を、吐出圧×吐出量が一定と
なるように制御した場合の示す図表である。 1は可変容量ポンプ、1aは吐出路、4は容量可変部材、
5はコントロールシリンダ、20は制御弁、21はバネ側受
圧部、22は回路、23はリリーフ弁、24は絞り弁、25は比
例ソレノイド、27はコントローラ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可変容量ポンプ1の容量可変部材4をコン
    トロールシリンダー5で容量増減方向に作動し、前記可
    変容量ポンプ1の吐出圧を前記コントロールシリンダー
    5に供給制御する制御弁20を設け、 該制御弁20を、可変容量ポンプ1の吐出路1aに設けた操
    作弁6の入口側圧力で容量を減少する第1の位置に作動
    し、前記操作弁6の出口側圧力とバネ力で容量を増加す
    る第2の位置に作動し可変容量ポンプ1の容量を操作弁
    6の前後差圧が一定となるように制御するものとし、 前記制御弁20を第2位置に押すバネ側受圧部21と操作弁
    6の出口側とを接続する回路22にリリーフ弁23と絞り弁
    24を設け、 そのリリーフ弁23を比例ソレノイド25によってリリーフ
    セット圧を可変とし、前記容量可変部材4の位置を検出
    する手段を設け、 該検出した容量可変部材4の位置に基づいて予じめ設定
    した電流値を前記比例ソレノイド25に出力するコントロ
    ーラ27を設け、 該コントローラ27を、容量可変部材4が容量小の時には
    リリーフセット圧を高圧とし、容量中の時には中圧と
    し、容量大の時には低圧とするようにしたことを特徴と
    する可変容量ポンプの容量制御装置。
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