JP2950941B2 - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機等に主に使用される可変容量形
ポンプに関する。

（従来技術） かかる可変容量形ポンプとしては、例えば特開昭63−
295878号公報に記載するようなものがある。このポンプ
は高圧大容量負荷に用いられた場合の、圧力降圧時間の
延長防止を図る技術内容であり、具体的には可変ポンプ
の吐出量を変える可変装置を変位させる操作シリンダへ
の、ポンプ吐出ラインからの圧油導入油路中に、絞り要
素を設け、この絞り要素前後に生じる圧力差を利用し
て、圧抜き弁を作用させて、ポンプ吐出ライン圧油をタ
ンクへパイプするよう連通させるものであった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのものにおいては可変ポンプの吐出量
をステップ状に減少制御するようなポンプ吐出量減少制
御時においても、操作シリンダへの圧油導入があり、従
って前記絞り要素前後に圧力差が発生するため圧抜き弁
を作動し、アクチュエータへの流量をバイパスしてしま
う。即ち、第３図に示すように、吐出量減少制御時に
は、（ａ）で示すような流量指令信号に対し、（ｂ）で
示すようなポンプ吐出量フィードバック信号があり、吐
出流量センサに対応するポンプ吐出量の減少はあって
も、実際の負荷へ流れる流量は（ｃ）に示すように、ポ
ンプ吐出量が圧抜き弁でバイパスして、タンクに逃げる
ため、その分が差引かれて、Ａで示すようにアンダーシ
ュートするため流量指令信号通りにアクチュエータが作
動しないという不都合が生じる。また、操作シリンダへ
の圧油導入油路を絞るため調整がしにくく、応答性が悪
くなるという問題があった。

そこで、特開昭63−214505号公報においては、ポンプ
吐出ラインの途中に吐出ラインの圧力を制御する減圧弁
を設け、この減圧弁を作動させるためにパイロット電磁
比例リリーフ弁のパイロット圧力ラインに、減圧弁出口
側からの吐出ラインの圧力を絞り及びチェック弁を介し
て供給させ、この絞りに発生する差圧により逃がし弁
（圧抜き弁）を作動させ吐出ラインの圧力下降時のアン
ダーシュート対策をしている。

しかしながら、このものは、リリーフパイロットライ
ンに圧力上昇時には、供給ラインに対してポンプライン
側の圧力が高くなり、逃がし弁が開きにくくなるため、
サージ圧力が大きくなるという問題がある。また、ポン
プラインとリリーフ弁のパイロット圧力ラインとの間に
絞り弁を介しているので大流量での制御ができず、供給
ラインとパイロットラインの絞りも制御範囲に制限があ
り調整しにくい、応答性が遅いという問題も残る。

本発明の課題は、圧力と流量とを閉ループで制御する
可変容量形ポンプにおいて、負荷容量の大小、即ちポン
プ、アクチュエータの容量の大小に拘らず、応答性を早
くして、圧力降圧時間を短くし、かつ吐出量減少制御時
においても、ポンプ吐出量が逃がし弁等でバイパスして
アンダーシュートして不都合な作動をしないようにし
た、又サージ圧力が発生するような回路ではサージ圧力
の低減を図ることができるような、可変容量形ポンプを
提供することにある。

（課題を解決するための手段） このため本発明は、ポンプ吐出量を変える可変装置
と、可変装置を変位させる操作シリンダと、操作シリン
ダにポンプ吐出油を導くよう介された電磁比例弁と、ポ
ンプ吐出圧力及び前記可変装置の変位量をそれぞれ検出
する圧力センサ及び流量センサと、を有し、ポンプ吐出
圧力及びポンプ吐出流量を閉ループ制御するようにされ
た可変容量形ポンプにおいて、ポンプ吐出ラインにポン
プ吐出側から負荷側への自由流れのみを許容するチェッ
ク弁を設け、前記チェック弁と並列に負荷側からポンプ
吐出側への自由流れのみを許容する逆チェック弁を設
け、前記逆チェック弁の入口側に絞り要素を介設し、絞
り要素に生じる圧力差により前記チェック弁の後の圧油
をタンクへ連通させる逃がし弁を設け、前記逃がし弁が
前記圧力差を得るためのパイロットラインの一方が前記
絞り要素の前記ポンプ吐出ライン側に接続され、他の一
方が前記絞り要素と前記逆チェック弁との間に接続され
ていることを特徴とする可変容量形ポンプを提供するこ
とによって上述した従来製品の課題を解決した。

（実施例） 次に本発明の実施例につき、図面を参照して説明する
と、第１図は本発明の実施例可変容量形ポンプを示す油
圧回路図で、ポンプ要素２は操作シリンダ３によって移
動させられる斜板装置のような可変装置４によりポンプ
吐出量を可変にされる。ポンプ吐出油は、管路28,5,6を
通って電磁比例弁７を介して、操作シリンダ３のヘッド
油室８に導かれ、スプリング９に抗して可変装置４を押
圧移動させるようにされている。スプリング９が入れら
れたスプリング油圧10の圧油は、比例弁７を通りタンク
26に戻される。可変装置４の位置は吐出流量センサ11で
検出され、ポンプ吐出圧は吐出圧力センサ12で検出さ
れ、それぞれ流量及び圧力フィードバック信号22,23と
して演算回路13に入力され、流量指令設定器14及び圧力
指令設定器15からの流量指令信号24と圧力指令信号25を
入力信号として加減算されて操作信号29として電磁比例
弁７に与えられ、比例弁７のスプール位置が制御され、
操作シリンダ３への圧油の流量と方向を変えてポンプ吐
出量を可変に制御するようにされている。

本発明の可変容量形ポンプでは、ポンプ要素２の吐出
ラインである管路20,21に、ポンプ吐出側から負荷側へ
の自由流れのみを許容するチェック弁16を設け、このチ
ェック弁16と並列に負荷側からポンプ吐出側への自由流
れのみを許容する逆チェック弁17を設け、かつ逆チェッ
ク弁17の入口側に、絞り要素18を介設し、絞り要素18に
生じる圧力差により、ポンプ吐出圧をタンクポートへ連
通させる逃がし弁19を設け、さらに、逃がし弁が圧力差
を得るためのパイロットラインの一方を絞り要素のポン
プ吐出ライン側に接続し、他の一方を絞り要素と逆チェ
ック弁との間に接続するようにしたものである。

（作用） かかる構成により、ポンプ吐出圧が圧力指令信号24の
値以下では、流量指令信号24の値と流量センサ11からの
流量フィードバック信号22の値が一致するよう可変要素
４の変位を電磁比例弁７および操作シリンダ３を介して
制御する。そしてポンプ吐出圧が、圧力指令設定器15で
設定し圧力指令信号25で指令する圧力設定圧になったと
きには、圧力センサ12からの圧力フィードバック信号23
と圧力指令信号25との閉ループ制御により、比例弁７及
び操作シリンダ３を介して可変要素４をフルカットオフ
位置へ変位させる。ポンプ吐出圧降下は、フルカットオ
フ位置での吐出量減と、さらにわずかに斜板が吸い込み
方向に傾動して（逆傾転位置）管路20,21の流量を吸い
込みタンクに戻すことによって行われる。ここで、流量
制御時は、加速時、減速時共、ポンプは常に圧油を吐出
しているため、管路20の圧力は管路21の圧力よりも高く
絞り要素18には流れは生ぜず、圧力差は生じないので、
逃がし弁19は作動する事はない。即ち、本発明ではステ
ップ状に流量制御して流量を減少させるときは逃がし弁
19は作動しないので、従来技術のようなかかるステップ
状に流量減速時にアンダーシュートの発生はなく、流量
指令信号に応じた作動をアクチュエータに行わせる。

一方、圧力制御時に於いては、降圧制御の場合は前記
のように、アクチュエータである負荷側の圧油が管路2
1、絞り要素18、逆チェック弁17、管路20と流れ、絞り
要素18に圧力差が発生する。この絞り要素に発生する圧
力差ΔＰが逃がし弁19のクラッキング圧力ΔP₁より大の
とき逃がし弁19が作動し、負荷側の圧油を逃がし弁19か
らタンク26へ逃がす。このとき、絞り要素18、逆チェッ
ク弁17と通過する流量はポンプのメインラインである管
路20に接続され、従来のパイロットラインに接続されて
いないので流量制限等がなくシステムに応じた大きさ、
圧力差を容易に得られ、応答性もよい。

以上より、従来の降圧制御時はポンプの可変装置４を
フルカットオフ位置から逆傾転側へ戻すか、操作シリン
ダ３のブリード穴からポンプケース内を通じてドレンラ
イン27からタンク26へ逃がしていたが、本発明可変容量
形ポンプではそれに加え逃がし弁19から逃げるため、ま
た、応答性もよいため、負荷容量即ちポンプ吐出量及び
アクチュエータ容量が大きくなっても降圧時間は長くな
る事はない。

又、一般には、可変容量形ポンプを使用した場合、第
２図に示すように、流量制御から圧力制御に移行する
（射出シリンダストロークエンド時）際に、ポンプの応
答遅れによりサージ圧力が発生する。ところが、本発明
ポンプでは、サージ圧力のような急激に圧力立上りが発
生した場合、逆チェック弁17を設けているので逃がし弁
の絞り及びチェック弁間接続側のパイロットラインはポ
ンプ吐出ラインの管路20の圧力に影響されず、回路側の
圧力が絞り要素18で絞られ逃がし弁19のスプリング室へ
の圧力電播が一瞬遅れ瞬間的に逃がし弁19が作動するの
で、この作用によりポンプ応答遅れによるサージ圧力の
発生をも押さえる事ができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、吐出圧の降圧時
には、絞り要素の圧力差により逃がし弁が作動する事に
より負荷容量が大の場合でも吐出ラインの圧油を短い時
間で降圧できるようになり、また、絞りと逆チェック弁
が吐出ラインに直結され容量等の制限がないので応答性
がよく、圧力と流量とを閉ループで制御する可変容量形
ポンプにおいて、負荷容量の大小、即ちポンプ、アクチ
ュエータの容量の大小に拘らず、圧力降圧時間を短く
し、かつ吐出量減少制御時においても、ポンプ吐出量が
圧抜き弁等でバイパスしてアンダーシュートをすること
はなく、流量指令信号に応じた作動をアクチュエータに
行わせる。又シリンダ等がストロークエンドした時のよ
うに、サージ圧力が発生するような回路ではサージ圧力
の低減を図ることができるような、可変容量形ポンプを
提供するものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例可変容量形ポンプを示す油圧回
路図、第２図は従来の可変容量形ポンプの射出成形機に
おける射出速度制御とストロークエンド後の射出圧力制
御を示す速度・圧力のタイムチャートを示し、第３図は
従来の可変容量形ポンプのステップ状に流量を増減する
場合の流量指令信号、フィードバック信号及び負荷へ流
れる流量の関係を示すタイムチャートを示す。 ３……操作シリンダ、４……可変装置、７……電磁比例
弁、11……流量センサ、12……圧力センサ、16……チェ
ック弁、17……逆チェック弁、18……絞り要素、19……
逃がし弁、20,21……管路、（吐出ライン）、26……タ
ンク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ吐出量を変える可変装置と、可変装
   置を変位させる操作シリンダと、操作シリンダにポンプ
   吐出油を導くよう介された電磁比例弁と、ポンプ吐出圧
   力及び前記可変装置の変位量をそれぞれ検出する圧力セ
   ンサ及び流量センサと、を有し、ポンプ吐出圧力及びポ
   ンプ吐出流量を閉ループ制御するようにされた可変容量
   形ポンプにおいて、ポンプ吐出ラインにポンプ吐出側か
   ら負荷側への自由流れのみを許容するチェック弁を設
   け、前記チェック弁と並列に負荷側からポンプ吐出側へ
   の自由流れのみを許容する逆チェック弁を設け、前記逆
   チェック弁の入口側に絞り要素を介設し、絞り要素に生
   じる圧力差により前記チェック弁の後の圧油をタンクへ
   連通させる逃がし弁を設け、前記逃がし弁が前記圧力差
   を得るためのパイロットラインの一方が前記絞り要素の
   前記ポンプ吐出ライン側に接続され、他の一方が前記絞
   り要素と前記逆チェック弁との間に接続されていること
   を特徴とする可変容量形ポンプ。