JP3320907B2 - 油圧ポンプ流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧ポンプ流量制御装置
に係わり、特に比例電磁弁を用いた電気−油圧サーボ機
構により調整アクチュエータを駆動し可変容量型油圧ポ
ンプの吐出流量を制御する油圧ポンプ流量制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ポンプ流量制御装置として比例電磁
弁を用いた電気−油圧サーボ機構により調整アクチュエ
ータを駆動し可変容量型油圧ポンプの吐出流量を制御す
るものが従来提案されている。その一例として特開昭６
１−２９０２７０号公報に記載のものがある。この従来
技術においては、比例電磁弁として４ポート比例電磁弁
を用い、油圧ポンプの吐出流量の検出手段として油圧ポ
ンプの押しのけ容積可変機構の位置または調整アクチュ
エータのピストンの位置Ｗを検出する位置センサを用い
る。この位置センサとしては通常、ポテンショメータや
差動トランス等が用いられ、位置Ｙに応じた電気信号を
位置信号として出力する。この位置センサで出力した位
置信号は制御部に与えられ、制御部では、入力信号に応
じた目標値Ｘと位置センサで検出した位置Ｗとの偏差
（制御偏差）Ｚ＝Ｘ−Ｗを演算し、この制御偏差Ｚが零
になるよう比例電磁弁のソレノイドに駆動信号を出力す
る。比例電磁弁はこの駆動信号により作動して油圧源か
ら調整アクチュエータに所定の流量の圧油を供給し、油
圧ポンプの押しのけ容積可変機構の位置を制御する。制
御偏差Ｚが不感帯Δより小さくなると比例電磁弁へ閉信
号を送り、押しのけ容積可変機構の位置を保つ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成した
従来技術では、油圧ポンプの吐出流量の制御に必要な状
態量である油圧ポンプの吐出流量を検出するため、位置
センサで油圧ポンプの押しのけ容積可変機構の位置また
は調整アクチュエータのピストンの位置を検出してい
る。ここで、押しのけ容積可変機構の位置または調整ア
クチュエータのピストンの位置は油圧ポンプの押しのけ
容積を検出するためのもので、油圧ポンプの押しのけ容
積に回転数と容積効率を乗じたものが油圧ポンプの吐出
流量となる。しかし、油圧ポンプの容積効率は圧力によ
り変化し、また油圧ポンプには油漏れなどもあるので、
油圧ポンプの押しのけ容積と吐出流量との関係は一定で
はない。このため、目標値と検出した実際の押しのけ容
積との偏差で制御する従来技術では、油圧ポンプの容積
効率の変化や漏れ量に応じて制御流量に誤差が生じ、制
御精度が良くないという問題がある。また、油圧ポンプ
の押しのけ容積を位置センサで電気的に検出し、その検
出信号を制御部で電気的に処理して比例電磁弁に制御電
流を出力するため、電気的な故障が発生し易く、システ
ムの信頼性が低いという問題もある。

【０００４】本発明の目的は、制御精度が高くかつ信頼
性の高い油圧ポンプ流量制御装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は油圧ポンプ流量制御装置において次の構成
を採用する。すなわち、可変容量型の油圧ポンプと、そ
の油圧ポンプの押しのけ容積可変機構を作動させる調整
アクチュエータと、油圧源からその調整アクチュエータ
へ導かれる圧油を制御する比例電磁弁とを備え、この比
例電磁弁により調整アクチュエータへ導かれる圧油を制
御することにより前記油圧ポンプの押しのけ容積可変機
構を制御し、前記油圧ポンプの吐出流量を目標値となる
よう制御する油圧ポンプ流量制御装置において、前記油
圧ポンプの吐出管路に接続された入口及び出口を形成し
たブロック、このブロック内で前記入口と出口の間の流
路に配置されたピストン、このピストンを前記流路を閉
じる方向に付勢するスプリング、前記ピストンに一体に
連結された出力部材を備え、前記ピストンの前記流路側
の端面に前記入口側の圧油を導き、前記ピストンの前記
スプリング側の端面に前記出口側の圧油を導き、前記油
圧ポンプの吐出流量に応じて前記ピストン及び出力部材
を変位させるよう構成した機械式流量検出手段と、前記
機械式流量検出手段の出力部材の変位に応じて作動し、
前記油圧ポンプの吐出流量を比例電磁弁に機械的にフィ
ードバックする機械式フィードバック手段と、前記比例
電磁弁のソレノイドに前記油圧ポンプの吐出流量の目標
値に応じた制御電流を出力する制御部とを有するものと
する。

【０００６】上記油圧ポンプ流量制御装置において、第
１の実施形態では、前記調整アクチュエータはピストン
で区分された２つの室を有する対称シリンダであり、前
記比例電磁弁は、前記油圧源及びタンクにそれぞれ接続
されるポンプポート及びタンクポート及び前記対称シリ
ンダの２つの室にそれぞれ接続される２つのアクチュエ
ータポートを有し、ソレノイドの電磁力に応じてスプー
ルを変位させ前記ポンプポート及びタンクポートを前記
２つのアクチュエータポートに選択的に連通させる４ポ
ート比例電磁弁であり、前記機械式フィードバック手段
は前記４つのポートとスプールの間に挿入され、前記機
械式流量検出手段の出力部材の変位をスプールに伝える
フィードバックスリーブである。

【０００７】また、第２の実施形態では、前記調整アク
チュエータはピストンで区分された２つの室とリターン
スプリングとを有し、２つの室の一方がタンクに常時連
通するリターンスプリング付き差動シリンダであり、前
記比例電磁弁は、２つの大径スプール部分と２つの小径
スプール部分とを備えたスプールを有し、２つの大径ス
プール部分の間に前記油圧源に常時連通する定圧力室を
形成し、２つの小径スプール部分の間にタンクに常時連
通する無圧力室を形成し、隣接する大径スプール部分と
小径スプール部分との間に前記差動シリンダの他方の室
に常時連通する制御圧力室を形成し、ソレノイドの電磁
力に応じて前記スプールを変位させ前記制御圧力室を前
記定圧力室及び無圧力室に選択的に連通させる比例電磁
減圧弁であり、前記機械式フィードバック手段は前記機
械式流量検出手段の出力部材の変位に応じて撓み、前記
ソレノイドの電磁力に抗して前記スプールを付勢するフ
ィードバックバネである。

【０００８】更に、第３の実施形態では、前記調整アク
チュエータは両端の受圧面積が異なるサーボピストンを
備え、小径側室を前記油圧源に常時連通させた差動シリ
ンダであり、前記比例電磁弁は、前記差動シリンダの大
径側室に接続されるアクチュエータポート、前記油圧源
に接続されるポンプポート及びタンクに接続されるタン
クポートの３つのポートを有し、ソレノイドの電磁力に
応じてスプールを変位させ前記アクチュエータポートを
前記ポンプポート及びタンクポートに選択的に連通させ
る３ポート比例電磁弁であり、前記機械式フィードバッ
ク手段は前記３つのポートとスプールの間に挿入され、
前記機械式流量検出手段の出力部材の変位をスプールに
伝えるフィードバックスリーブである。

【０００９】

【作用】以上のように構成した本発明においては、制御
部より比例電磁弁のソレノイドに制御電流が出力される
と、ソレノイドに発生する電磁力により制御電流（油圧
ポンプの吐出流量の目標値）に比例して比例電磁弁が作
動し、調整アクチュエータへ導かれる圧油を制御する。
これにより調整アクチュエータのピストンが変位し、油
圧ポンプの吐出流量が変化する。一方、油圧ポンプの吐
出流量は機械式流量検出手段により検出され、その出力
部材が油圧ポンプの吐出流量に応じて変位する。この出
力部材の変位は機械式フィードバック手段を作動させ、
油圧ポンプの吐出流量を比例電磁弁に機械的にフィード
バックする。フィードバック量が比例電磁弁の制御量と
同じになると比例電磁弁による圧油の制御が停止し、調
整アクチュエータのピストンの移動が停止して押しのけ
容積可変機構の動きも停止する。これにより、油圧ポン
プの吐出流量は制御電流に応じた流量（吐出流量の目標
値）に制御される。

【００１０】以上の動作において、本発明では機械式流
量検出手段と機械式フィードバック手段を用いて直接油
圧ポンプの吐出流量を比例電磁弁にフィードバックする
ので、圧力変化による油圧ポンプの容積効率の変化やポ
ンプ内の油漏れの影響を受けず、精度の高い流量制御が
可能となる。また、油圧ポンプの吐出流量を機械的にフ
ィードバックするので、比例電磁弁を制御するための電
気的な処理が減り、電気的な故障が少なくなり、信頼性
の高い制御ができる。更に、制御部では目標値との制御
偏差を演算する必要がないので、制御部の処理負担を軽
減し、電気的な故障が更に少なくなる。また、制御部の
低コスト化も図れる。

【００１１】また、第１の実施形態における本発明で
は、制御部より比例電磁弁のソレノイドに制御電流が出
力され、ソレノイドに発生する電磁力により制御電流
（油圧ポンプの吐出流量の目標値）に比例して比例電磁
弁のスプールが移動するとき、制御電流が油圧ポンプの
吐出流量を増やす方向のものであるときは、比例電磁弁
のポンプポートが調整アクチュエータの押しのけ容積増
加方向作動の室に接続されたアクチュエータポートに連
通するとともに、比例電磁弁のタンクポートが調整アク
チュエータの押しのけ容積減少方向作動の室に接続され
たアクチュエータポートに連通して調整アクチュエータ
のピストンを動かし、油圧ポンプの押しのけ容積可変機
構を動かして油圧ポンプの吐出流量を増加させる。一
方、油圧ポンプの吐出流量の増加にともなって機械式流
量検出手段の出力部材が変位し、比例電磁弁内のフィー
ドバックスリーブもスプールと同じ方向に移動し、フィ
ードバックスリーブの位置がスプールの位置と同じにな
ると、上記ポンプポート及びタンクポートとアクチュエ
ータポートとの連通が遮断され、調整アクチュエータの
ピストンの移動が停止して押しのけ容積可変機構の動き
も停止する。これにより、油圧ポンプの吐出流量は制御
電流に応じた流量（吐出流量の目標値）まで増加する。
制御電流が油圧ポンプの吐出流量を減らす方向のもので
あるときは、比例電磁弁のポンプポート及びタンクポー
トがそれぞれ調整アクチュエータの押しのけ容積減少方
向作動の室及び増加方向作動の室に接続されたアクチュ
エータポートに連通して調整アクチュエータのピストン
を上記とは逆の方向に動かすとともに、油圧ポンプの吐
出流量が上記と同様に機械式流量検出手段及びフィード
バックスリーブにより比例電磁弁にフィードバックさ
れ、油圧ポンプの吐出流量は制御電流に応じた流量（吐
出流量の目標値）まで減少する。このようにして制御電
流に応じて油圧ポンプの吐出流量が制御され、従来の電
気−油圧サーボ機構と同様に目標値に応じた吐出流量が
得られる。

【００１２】また、比例電磁弁にフィードバックスリー
ブを組み込みこれを機械式流量検出手段の出力部材にリ
ンクさせただけの構成なので、簡単な構造で高精度のポ
ンプ吐出流量の電磁比例制御ができる。

【００１３】第２の実施形態おける本発明では、制御部
より比例電磁弁のソレノイドに制御電流が出力され、ソ
レノイドに発生する電磁力により制御電流（油圧ポンプ
の吐出流量の目標値）に比例して比例電磁弁のスプール
が移動するとき、制御電流が油圧ポンプの吐出流量を増
やす方向のものであるときは、比例電磁弁の定圧力室が
制御圧力室に連通し、制御圧力室の圧力が上昇する。こ
の圧力上昇は隣接する大径スプール部分および小径スプ
ール部分に作用してスプールをソレノイドの電磁力に抗
して反対方向に移動させる油圧力を生じさせると共に、
制御圧力室の圧力はアクチュエータポートを介して調整
アクチュエータの対応する室に伝えられ、調整アクチュ
エータのピストンをリターンスプリングに抗して動か
し、油圧ポンプの押しのけ容積可変機構を動かして油圧
ポンプの吐出流量を増加させる。一方、油圧ポンプの吐
出流量の増加にともなって機械式流量検出手段の出力部
材が変位し、フィードバックばねを出力部材の変位に応
じて撓ませて出力部材の変位を力に変え、上記油圧力と
共に比例電磁弁のスプールをソレノイドの電磁力に抗し
て反対方向に移動させる。比例電磁弁のスプールが元の
位置（中立位置）まで戻ると、上記定圧力室と制御圧力
室との連通が遮断され、調整アクチュエータのリターン
スプリングのばね反力とピストンに作用する油圧力とが
バランスした位置でピストンの移動が停止して押しのけ
容積可変機構の動きも停止する。これにより、油圧ポン
プの吐出流量は制御電流に応じた流量（吐出流量の目標
値）まで増加する。制御電流が油圧ポンプの吐出流量を
減らす方向のものであるときは、比例電磁弁の無圧力室
が制御圧力室に連通し、制御圧力室の圧力が低下し、調
整アクチュエータのピストンをリターンスプリングの力
で上記と逆の方向に動かすとともに、油圧ポンプの吐出
流量が上記と同様に機械式流量検出手段及びフィードバ
ックばねにより比例電磁弁にフィードバックされ、油圧
ポンプの吐出流量は制御電流に応じた流量（吐出流量の
目標値）まで減少する。このようにして制御電流に応じ
て油圧ポンプの吐出流量が制御され、従来の電気−油圧
サーボ機構と同様に目標値に応じた吐出流量が得られ
る。

【００１４】また、比例電磁弁にフィードバックばねを
組み込みこれを機械式流量検出手段の出力部材に接触さ
せただけの構成なので、簡単な構造で高精度のポンプ吐
出流量の電磁比例制御ができる。

【００１５】第３の実施形態における本発明では、制御
部より比例電磁弁のソレノイドに制御電流が出力され、
ソレノイドに発生する電磁力により制御電流（油圧ポン
プの吐出流量の目標値）に比例して比例電磁弁のスプー
ルが移動するとき、制御電流が油圧ポンプの吐出流量を
増やす方向のものであるときは、比例電磁弁のアクチュ
エータポートがタンクポートに連通して調整アクチュエ
ータ（差動シリンダ）の小径側室の油圧力がサーボピス
トンを動かし、油圧ポンプの押しのけ容積可変機構を動
かして油圧ポンプの吐出流量を増加させる。一方、油圧
ポンプの吐出流量の増加にともなって機械式流量検出手
段の出力部材が変位し、比例電磁弁内のフィードバック
スリーブもスプールと同じ方向に移動し、フィードバッ
クスリーブの位置がスプールの位置と同じになると、上
記タンクポートとアクチュエータポートとの連通が遮断
され、調整アクチュエータのピストンの移動が停止して
押しのけ容積可変機構の動きも停止する。これにより、
油圧ポンプの吐出流量は制御電流に応じた流量（吐出流
量の目標値）まで増加する。制御電流が油圧ポンプの吐
出流量を減らす方向のものであるときは、比例電磁弁の
アクチュエータポートがポンプポートに連通し、受圧面
積の差でサーボピストンは上記と逆の方向に動き、油圧
ポンプの吐出流量は制御電流に応じた流量（吐出流量の
目標値）まで減少する。このようにして制御電流に応じ
て油圧ポンプの吐出流量が制御され、従来の電気−油圧
サーボ機構と同様に目標値に応じた吐出流量が得られ
る。

【００１６】また、比例電磁弁にフィードバックスリー
ブを組み込みこれを機械式流量検出手段の出力部材にリ
ンクさせただけの構成なので、簡単な構造で高精度のポ
ンプ吐出流量の電磁比例制御ができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。

【００１８】図１は本発明の第１の実施例による油圧ポ
ンプ流量制御装置を示すもので、可変容量型の油圧ポン
プ１は斜板などよりなる押しのけ容積可変機構１ａを有
している。押しのけ容積可変機構１ａは調整アクチュエ
ータ２により作動され、調整アクチュエータ２は押しの
け容積可変機構１ａに連結されこれを駆動するサーボピ
ストン２ａと、サーボピストン２ａを収納したサーボシ
リンダ２ｂとを有し、サーボピストン２ａによりサーボ
シリンダ２ｂを２つの室２ｃ，２ｄに区分した対称シリ
ンダとして構成されている。調整用アクチュエータ２は
油圧源３からの圧油を比例電磁弁４により制御すること
により作動する。油圧源３はタンク３ａと、パイロット
ポンプ３ｂと、パイロットポンプ３ｂの吐出圧力を一定
に制御するリリーフ弁３ｃとで構成されている。

【００１９】比例電磁弁４はポンプポートＰ、タンクポ
ートＲａ，Ｒｂ、アクチュエータポートＴａ，Ｔｂを形
成したケーシング４ａと、ケーシング４ａ内に配置され
たスプール４ｂと、ケーシング４ａの一端に設けられ、
制御ユニット５からの制御電流Ｉによりスプール４ｂを
図示右方に動かすソレノイド４ｃと、スプール４ｂを図
示左方に付勢するスプリング４ｄとを有している。ケー
シング４ａのポンプポートＰは油圧源３のパイロットポ
ンプ３ｂに接続され、タンクポートＲａ，Ｒｂはタンク
３ａに接続され、アクチュエータポートＴａ，Ｔｂは調
整アクチュエータ２の２つの室２ｃ，２ｄにそれぞれ接
続されている。ここで、タンクポートＲａ，Ｒｂは共通
の１つのポートに置き換えることができるので、比例電
磁弁４は４ポート比例電磁弁と呼ばれる。また、スプー
ル４ｂは図示の中立位置においてタンクポートＲａ、ポ
ンプポートＰ及びタンクポートＲｂをそれぞれ閉じるス
プール部分４ｆ，４ｇ，４ｈを有し、スプール部分４ｆ
と４ｇとの間には常時アクチュエータポートＴａを介し
て調整アクチュエータ２の室２ｃに連通する室４ｉが形
成され、スプール部分４ｇと４ｈとの間には常時アクチ
ュエータポートＴｂを介して調整アクチュエータ２の室
２ｄに連通する室４ｊが形成されている。

【００２０】一方、油圧ポンプ１の吐出管路１ｂには機
械式流量検出機構６が設けられている。機械式流量検出
機構６は吐出管路１ｂに接続される入口６ａ及び出口６
ｂを形成しかつ比例電磁弁４のケーシング４ａに固定し
たブロック６ｃと、ブロック６ｃ内の入口６ａと出口６
ｂ間の流路に配置されたピストン６ｄと、ピストン６ｄ
を流路を閉じる方向に付勢するスプリング６ｅと、ピス
トン６ｄに一体に連結されたリンク６ｆとで構成されて
いる。ピストン６ｄは入口６ａから出口６ｂへの流れる
圧油の流量（油圧ポンプ１の吐出流量）に応じて変位
し、リンク６ｆは油圧ポンプ１の吐出流量に応じて変位
する出力部材を構成している。リンク６ｆの先端には比
例電磁弁４のケーシング４ａとスプール４ｂの間に挿入
されたフィードバックスリーブ７がピン結合され、この
フィードバックスリーブ７はリンク６ｆの変位に応じて
変位する。また、フィードバックスリーブ７は図示する
ように、比例電磁弁４のケーシング４ａに形成されたポ
ートＰ，Ｒａ，Ｒｂ，Ｔａ，Ｔｂに対応する位置に連通
孔７ａを形成されている。フィードバックスリーブ７は
リンク６ｆの変位に応じて作動し油圧ポンプ１の吐出流
量を比例電磁弁４に機械的にフィードバックする機械式
フィードバック手段を構成する。

【００２１】次に、以上のように構成した油圧ポンプ流
量制御装置の動作を説明する。

【００２２】制御ユニット５には油圧ポンプ１の吐出流
量の目標値Ｘが入力され、目標値Ｘに応じた制御電流Ｉ
を比例電磁弁４のソレノイド４ｃに出力する。ソレノイ
ド４ｃはその制御電流Ｉに比例した電磁力Ｆｉを生じ、
スプール４ｂに作用させてこれを図示右方に動かす。ス
プール４ｂが図示右方に移動するとスプリング４ｄの撓
み量が変わりばね反力Ｆｓを強め、最後に電磁力Ｆｉと
ばね反力Ｆｓとがバランスした位置Ｙでスプール４ｂは
止まる。

【００２３】また、このようにスプール４ｂが移動する
と比例電磁弁４のポンプポートＰと室４ｉが連通し、油
圧源３からの圧油がポンプポートＰを経由して室４ｉに
流入し、更に比例電磁弁４のアクチュエータポートＴａ
を経由して調整アクチュエータ２の図示左方の室２ｃに
流入する。また、これと同時に比例電磁弁４のタンクポ
ートＲｂと室４ｊが連通し、調整アクチュエータ２の図
示右方の室２ｄはアクチュエータポートＴｂ、室４ｊ及
びタンクポートＲｂを介してタンク３ａに連通する。こ
のため、調整アクチュエータ２のピストン２ａは比例電
磁弁４のスプール４ｂと同じ図示右方向へ移動し、油圧
ポンプ１の押しのけ容積可変機構１ａを作動させ、油圧
ポンプ１の吐出流量は目標値Ｘの値に応じて増加してゆ
く。

【００２４】一方、このように油圧ポンプの吐出流量が
増加すると、機械式流量検出機構６は油圧ポンプ１の吐
出流量の増加に比例して出力部材であるリンク６ｆを図
示右方に変位させ、これに連結されている比例電磁弁４
のフィードバックスリーブ７をスプール４ｂと同じ図示
右方に移動させ、フィードバックスリーブ７がスプール
４ｂと同じ位置まで移動するとポンプポートＰおよびタ
ンクポートＲｂを閉じ、室４ｉ，４ｊ内への圧油の流入
を止め、調整アクチュエータ２のピストン２ａの移動を
停止させる。

【００２５】このようにして、目標値Ｘの値に比例して
油圧ポンプ１の吐出流量の制御ができる。

【００２６】また、あるバランスした位置での目標値Ｘ
と制御電流Ｉと電磁力Ｆｉとスプール４ｂの位置Ｙとス
プリング４ｄのバネの反力ＦｓをそれぞれＸ0 ，Ｉ0 ，
Ｆｉ0 ，Ｙ0 ，Ｆｓ0 とする。また、そのバランス位置
でのフィードバックスリーブ７の位置Ｚと調整アクチュ
エータ２のピストン２ａの位置Ｗと油圧ポンプ１の押し
のけ容積可変機構１ａの位置Ｗｐと油圧ポンプ１の吐出
流量ＱｐをそれぞれＺ0 （＝Ｙ0 ），Ｗ0 ，Ｗｐ0 ，Ｑ
ｐ0 とする。

【００２７】このようなバランスした位置から油圧ポン
プ１の吐出流量を増加させるための吐出流量の目標値Ｘ
0 ＋ΔＸを制御ユニット５に入力し、制御ユニット５か
ら比例電磁弁４のソレノイド４ｃへ制御電流Ｉ0 ＋ΔＩ
を出力する。その制御電流Ｉ0 ＋ΔＩに比例して、ソレ
ノイド４ｃは電磁力Ｆｉ0 ＋ΔＦｉを生じ、比例電磁弁
４のスプール４ｂをその力Ｆｉ0 ＋ΔＦｉに応じて図示
右方へ動かす。スプール４ｂが図示右方へ移動すると比
例電磁弁４のスプリング４ｄはさらに圧縮され、最後に
電磁力Ｆｉ0 ＋ΔＦｉとスプリング４ｄのばね反力Ｆｓ
0 ＋ΔＦｓとがバランスした位置Ｙ0 ＋ΔＹで止まる。

【００２８】また、このようにスプール４ｂが移動する
と比例電磁弁４のポンプポートＰと室４ｉが再び連通
し、油圧源３からの圧油がポンプポートＰを経由して室
４ｉに流入し、更に比例電磁弁４のアクチュエータポー
トＴａを経由して調整アクチュエータ２の図示左方の室
２ｃに流入する。また、これと同時に比例電磁弁４のタ
ンクポートＲｂと室４ｊも再び連通し、調整アクチュエ
ータ２の図示右方の室２ｄはアクチュエータポートＴ
ｂ、室４ｊ及びタンクポートＲｂを介してタンク３ａに
連通する。このため、調整アクチュエータ２のピストン
２ａは比例電磁弁４のスプール４ｂと同じ図示右方向へ
移動し、油圧ポンプ１の押しのけ容積可変機構１ａを作
動させ、油圧ポンプ１の吐出流量は目標値Ｘの増加に応
じて増加してゆく。

【００２９】一方、このように油圧ポンプの吐出流量が
増加すると、機械式流量検出機構６は油圧ポンプ１の吐
出流量の増加に比例して出力部材であるリンク６ｆを図
示右方に更に変位させ、これに連結されている比例電磁
弁４のフィードバックスリーブ７をスプール４ｂと同じ
図示右方に移動させ、フィードバックスリーブ７がスプ
ール４ｂと同じ位置まで移動するとポンプポートＰおよ
びタンクポートＲｂを閉じ、室４ｉ，４ｊ内への圧油の
流入を止め、調整アクチュエータ２のピストン２ａの移
動を停止させる。このとき、スプール４ｂとフィードバ
ックスリーブ７とピストン２ａと押しのけ容積可変機構
１ａとはそれぞれ目標値Ｘの増加ΔＸに応じた新たな位
置Ｙ0 ＋ΔＹ，Ｚ0 ＋ΔＺ，Ｗ0 ＋ΔＷ，Ｗｐ0 ＋ΔＷ
ｐになり、油圧ポンプ１の吐出流量も増加した新たな値
Ｑｐ0 ＋ΔＱｐになる。

【００３０】逆に、油圧ポンプ１の吐出流量を減少させ
るための吐出流量の目標値Ｘ0 −ΔＸを制御ユニット５
に入力し、制御ユニット５から比例電磁弁４のソレノイ
ド４ｃへ制御電流Ｉ0 −ΔＩを出力する。その制御電流
Ｉ0 −ΔＩに比例して、ソレノイド４ｃは電磁力Ｆｉ0
−ΔＦｉを生じ、比例電磁弁４のスプール４ｂをその力
Ｆｉ0 −ΔＦｉに応じて図示左方へ動かす。スプール４
ｂが図示左方へ移動すると比例電磁弁４のスプリング４
ｄは伸ばされ、最後に電磁力Ｆｉ0 −ΔＦｉとスプリン
グ４ｄのばね反力Ｆｓ0 −ΔＦｓとがバランスした位置
Ｙ0 −ΔＹで止まる。

【００３１】また、このようにスプール４ｂが移動する
と比例電磁弁４のポンプポートＰと室４ｊが連通し、油
圧源３からの圧油がポンプポートＰを経由して室４ｊに
流入し、更に比例電磁弁４のアクチュエータポートＴｂ
を経由して調整アクチュエータ２の図示右方の室２ｄに
流入する。また、これと同時に比例電磁弁４のタンクポ
ートＲａと室４ｉが連通し、調整アクチュエータ２の図
示左方の室２ｃはアクチュエータポートＴａ、室４ｉ及
びタンクポートＲａを介してタンク３ａに連通する。こ
のため、調整アクチュエータ２のピストン２ａは比例電
磁弁４のスプール４ｂと同じ図示左方向へ移動し、油圧
ポンプ１の押しのけ容積可変機構１ａを作動させ、油圧
ポンプ１の吐出流量は目標値Ｘの減少に応じて減少して
ゆく。

【００３２】一方、このように油圧ポンプの吐出流量が
減少すると、機械式流量検出機構６は油圧ポンプ１の吐
出流量の減少に比例して出力部材であるリンク６ｆを図
示左方に変位させ、これに連結されている比例電磁弁４
のフィードバックスリーブ７をスプール４ｂと同じ図示
左方に移動させ、フィードバックスリーブ７がスプール
４ｂと同じ位置まで移動するとポンプポートＰおよびタ
ンクポートＲａを閉じ、室４ｉ，４ｊ内への圧油の流入
を止め、調整アクチュエータ２のピストン２ａの移動を
停止させる。このとき、スプール４ｂとフィードバック
スリーブ７とピストン２ａと押しのけ容積可変機構１ａ
とはそれぞれ目標値Ｘの減少ΔＸに応じた新たな位置Ｙ
0 −ΔＹ，Ｚ0 −ΔＺ，Ｗ0 −ΔＷ，Ｗｐ0 −ΔＷｐに
なり、油圧ポンプ１の吐出流量も減少した新たな値Ｑｐ
0 −ΔＱｐになる。

【００３３】このようにして、目標値Ｘの増減に比例し
て油圧ポンプ１の吐出流量の制御ができる。

【００３４】図２に比較例として従来の考えで電気−油
圧サーボ機構を構成した例を示す。図中、図１に示す部
材と同等の部材には同じ符号を付している。従来の電気
−油圧サーボ機構では、比例電磁弁としてはフィードバ
ックスリーブのない通常の４ポート比例電磁弁４Ａを用
い、油圧ポンプ１の吐出流量の検出手段として調整アク
チュエータ２のサーボピストン２ａの位置Ｗを検出する
位置センサ１６を設ける。油圧ポンプ１の押しのけ容積
可変機構１ａの位置を検出してもよい。この位置センサ
としては通常、ポテンショメータや差動トランス等が用
いられ、位置Ｗに応じた電気信号を位置信号として出力
する。この位置センサ１６で出力した位置信号は制御ユ
ニット５Ａに送られ、制御ユニット５Ａでは、入力信号
に応じた目標値Ｘと位置センサ１６で検出した位置との
偏差（制御偏差）Ｚ＝Ｘ−Ｗを演算し、この制御偏差Ｚ
が零になるよう比例電磁弁４Ａのソレノイド４ｃ１また
は４ｃ２に制御電流ＩＡを出力する。比例電磁弁４Ａは
この制御電流ＩＡにより作動して油圧源３から調整アク
チュエータ２に所定の流量の圧油を供給し、油圧ポンプ
１の押しのけ容積可変機構１ａの位置を制御する。制御
偏差Ｚが不感帯Δより小さくなると比例電磁弁４Ａへ閉
信号を送り、押しのけ容積可変機構１ａの位置を保つ。

【００３５】以上の従来技術では、油圧ポンプ１の吐出
流量の制御に必要な状態量である油圧ポンプの吐出流量
を検出するため、位置センサ１６で油圧ポンプ１の押し
のけ容積可変機構１ａの位置または調整アクチュエータ
２のピストン２ａの位置を検出している。ここで、押し
のけ容積可変機構１ａの位置または調整アクチュエータ
２のピストン２ａの位置は油圧ポンプ１の押しのけ容積
を検出するためのもので、油圧ポンプ１の押しのけ容積
に回転数と容積効率を乗じたものが油圧ポンプ１の吐出
流量となる。しかし、油圧ポンプ１の容積効率は圧力に
より変化し、また油圧ポンプには油漏れなどもあるの
で、油圧ポンプの押しのけ容積と吐出流量との関係は一
定ではない。このため、目標値と検出した実際の押しの
け容積との偏差で制御する従来技術では、油圧ポンプの
容積効率の変化や漏れ量に応じて制御流量に誤差が生
じ、制御精度が良くないという問題がある。また、油圧
ポンプ１の押しのけ容積を位置センサ６で電気的に検出
し、その検出信号を制御ユニット５Ａで電気的に処理し
て制御電流ＩＡを出力するため、電気的な故障が発生し
易く、システムの信頼性が低いという問題もある。

【００３６】これに対し本実施例では、機械式流量検出
機構６と機械式フィードバック手段であるフィードバッ
クスリーブ７を用いて直接油圧ポンプ１の吐出流量を比
例電磁弁４にフィードバックするので、圧力変化による
油圧ポンプの容積効率の変化やポンプ内の油漏れの影響
を受けず、精度の高い流量制御が可能となる。また、油
圧ポンプの吐出流量を機械的にフィードバックするの
で、比例電磁弁４を制御するための電気的な処理が減
り、電気的な故障が少なくなり、信頼性の高い制御がで
きる。更に、比例電磁弁４にフィードバックスリーブ７
を組み込みこれを機械式流量検出機構６の出力部材６ｆ
にリンクさせただけの構成なので、簡単な構造でポンプ
吐出流量の電磁比例制御ができる。また、制御ユニット
５では目標値Ｘとの制御偏差Ｚを演算する必要がないの
で、制御ユニット５の処理負担を軽減し、電気的な故障
が更に少なくなる。また、制御ユニット５の低コスト化
も図れる。

【００３７】本発明の第２の実施例を図３により説明す
る。図中、図１に示す部材と同等の部材には同じ符号を
付している。

【００３８】図３に示す本実施例の油圧ポンプ流量制御
装置において、可変容量型の油圧ポンプ１の押しのけ容
積可変機構１ａは調整アクチュエータ２０により作動さ
れ、調整アクチュエータ２０は押しのけ容積可変機構１
ａに連結されこれを駆動するサーボピストン２０ａと、
サーボピストン２０ａを収納したサーボシリンダ２０ｂ
とを有し、調整アクチュエータ２０はサーボピストン２
０ａによりサーボシリンダ２０ｂをロッド側室２０ｃと
ボトム側室２０ｄに区分し、ロッド側室２０ｃにリター
ンスプリング２０ｅを内蔵したリターンスプリング付き
差動シリンダとして構成されている。この調整アクチュ
エータのロッド側室２０ｃはタンク３ａに常時連通し、
リターンスプリング２０ｅのばね反力を押しのけ容積可
変機構１ａの押しのけ容積減少方向に作用させる無圧力
室を構成し、ボトム側室２０ｄには油圧源３からの圧油
が比例電磁減圧弁４０を介して導入され、その圧油の圧
力上昇に伴って押しのけ容積可変機構１ａを押しのけ容
積増加方向に作動する制御圧力室を構成している。

【００３９】比例電磁減圧弁４０はポンプポートＰＳ、
タンクポートＰＴ、アクチュエータポートＰＡを形成し
たケーシング４０ａと、ケーシング４０ａ内に配置され
たスプール４０ｂと、ケーシング４０ａの一端に設けら
れ、制御ユニット５からの制御電流Ｉによりスプール４
０ｂを図示左方に付勢するソレノイド４０ｃとを有して
いる。ケーシング４０ａのポンプポートＰＳは油圧源３
のパイロットポンプ３ｂに接続され、タンクポートＰＴ
はタンク３ａに接続され、アクチュエータポートＰＴは
調整アクチュエータ２０のボトム側室（制御圧力室）２
０ｄに接続されている。ここで、比例電磁減圧弁４０は
３つのポートＰＳ，ＰＴ，ＰＡを有しているので３ポー
ト比例電磁弁と呼ばれる。また、スプール４０ｂは小径
スプール部分４０ｅ，４０ｆと大径スプール部分４０
ｇ，４０ｈとを有し、小径スプール部分４０ｅ，４０ｆ
の間に常時タンクポートＰＴを介してタンク３ａに連通
する無圧力室４０ｉを形成し、隣接する小径スプール部
分４０ｆと大径スプール部分４０ｇとの間に常時アクチ
ュエータポートＰＡを介して調整アクチュエータ２０の
ボトム側室２０ｄに連通する制御圧力室４０ｊを形成
し、大径スプール部分４０ｇ，４０ｈの間に常時ポンプ
ポートＰＳを介して油圧源に連通する定圧力室４０ｋを
形成し、スプール４０ｂが図示の中立位置にあるときに
は３つの室４０ｉ，４０ｊ，４０ｋ相互の連通を遮断
し、スプール４０ｂが図示左方に移動すると制御圧力室
４０ｊが定圧力室４０ｋに連通し、スプール４０ｂが図
示右方に移動すると制御圧力室４０ｊが無圧力室４０ｉ
に連通する構成となっている。

【００４０】一方、油圧ポンプ１の吐出管路１ｂには第
１の実施例と同様に機械式流量検出機構６Ａが設けら
れ、その出力部材であるロッド６ｇは比例電磁減圧弁４
０のスプール４０ｂに当接するフィードバックばね８に
接触している。このフィードバックばね８は機械式流量
検出機構６Ａのロッド６ｇの変位に応じて撓み、ソレノ
イド４０ｃの電磁力に抗してスプールを図示右方に付勢
する。すなわち、フィードバックばね８はロッド６ｇの
変位に応じて作動し油圧ポンプ１の吐出流量を比例電磁
減圧弁４０に機械的にフィードバックする機械式フィー
ドバック手段を構成する。

【００４１】次に、以上のように構成した油圧ポンプ流
量制御装置の動作を説明する。

【００４２】制御ユニット５には油圧ポンプ１の吐出流
量の目標値Ｘが入力され、目標値Ｘに応じた制御電流Ｉ
を比例電磁減圧弁４０のソレノイド４０ｃに出力する。
ソレノイド４０ｃはその制御電流Ｉに比例した電磁力Ｆ
ｓを生じ、スプール４０ｂに作用させてフィードバック
ばね８を撓ませながらスプール４０ｂを図示左方に動か
す。スプール４０ｂが図示左方に移動すると比例電磁減
圧弁４０の定圧力室４０ｋと制御圧力室４０ｊを連通さ
せ、制御圧力室４０ｊの圧力が上昇する。一方、比例電
磁減圧弁４０の制御圧力室４０ｊは常にアクチュエータ
ポートＰＡを介して調整アクチュエータ２０のボトム側
室２０ｄに連通しているので、そのボトム側室２０ｄの
圧力も上昇し、その圧力によりサーボピストン２０ａに
働く図示左方の油圧力が生じ、その油圧力がリターンス
プリング２０ｅに抗してサーボピストン２０ａを図示左
方に動かす。このサーボピストン２０ｂの移動により油
圧ポンプ１の押しのけ容積可変機構１ａが作動し、油圧
ポンプ１の吐出流量も増加する。

【００４３】一方、このように油圧ポンプ１の吐出流量
が増加すると、機械式流量検出機構６Ａは油圧ポンプ１
の吐出流量の増加に比例して出力部材であるロッド６ｇ
を図示右方に変位させ、これに接触しているフィードバ
ックばね８を押し縮め、ロッド６ｇの出力変位を力に変
換して比例電磁減圧弁４０のスプール４０ｂにフィード
バックする。すなわち、フィードバックばね８のばね反
力をロッド６ｇの出力変位に応じて大きくする。

【００４４】ここで、制御圧力室４０ｊ内の圧力をＰａ
とすると、スプール４０ｂの大径スプール部分４０ｇの
面積Ｓ１と小径スプール部分４０ｆの面積Ｓ２とが異な
り、Ｓ１＞Ｓ２であるので、制御圧力室４０ｊにおいて
スプール４０ｂに働く油圧力ＦＡ＝Ｐａ×（Ｓ１−Ｓ
２）が生じる。このとき、フィードバックばね８のばね
反力をＦｆとすると、ＦＡ＋Ｆｆ＜ＦＳであれば、比例
電磁減圧弁４０の定圧力室４０ｋと制御圧力室４０ｊは
連通し続け、制御圧力室４０ｊの圧力Ｐａが上がり続け
る。この圧力Ｐａの上昇により油圧力ＦＡも大きくなる
とともに、圧力Ｐａが上昇すると調整アクチュエータ２
０のボトム側室２０ｄの圧力も上昇し、油圧ポンプ１の
吐出流量も更に増加して機械式流量検出手段のロッド６
ｇの変位も増大し、フィードバックばね８のばね反力Ｆ
ｆも増大する。このような油圧力ＦＡとばね反力Ｆｆの
増大によりＦＡ＋Ｆｆ＞ＦＳになると、比例電磁減圧弁
４０のスプール４０ｂが右方へ動き、比例電磁減圧弁４
０の定圧力室４０ｋと制御圧力室４０ｊの連通が遮断さ
れ、制御圧力室４０ｊと無圧力室４０ｉを連通させ、制
御圧力室４０ｊの圧力Ｐａが低下する。この圧力Ｐａの
低下により油圧力ＦＡ及びばね反力Ｆｆも小さくなって
ＦＡ＋Ｆｆ＝ＦＳになり、制御電流Ｉによる生じる電磁
力ＦＳとフィードバックばね８のばね反力Ｆｆと制御圧
力室４０ｊの圧力Ｐａにより生じる油圧力ＦＡとがバラ
ンスすると、比例電磁減圧弁４０のスプール４０ｂが図
示の中立位置に止まり、定圧力室４０ｋと制御圧力室４
０ｊと無圧力室４０ｉがともに連通しない状態になる。

【００４５】このようにして比例電磁減圧弁４０の制御
圧力室４０ｊの圧力Ｐａはポンプ吐出流量の目標値Ｘに
応じて制御され、目標値Ｘの増減に比例して油圧ポンプ
１の吐出流量が制御される。

【００４６】したがって本実施例によっても、機械式流
量検出機構６Ａとフィードバックばね８を用いて直接油
圧ポンプの吐出流量を比例電磁減圧弁にフィードバック
するので、圧力変化による油圧ポンプの容積効率の変化
やポンプ内の油漏れの影響を受けず、精度の高い流量制
御が可能となるなど、第１の実施例と同様な効果が得ら
れる。

【００４７】本発明の第３の実施例を図４により説明す
る。図中、図１に示す部材と同等の部材には同じ符号を
付している。

【００４８】図４に示す本実施例の油圧ポンプ流量制御
装置において、可変容量型の油圧ポンプ１の押しのけ容
積可変機構１ａは調整アクチュエータ２１により作動さ
れ、調整アクチュエータ２１は押しのけ容積可変機構１
ａに連結されこれを駆動する両端の受圧面積が異なるサ
ーボピストン２１ａと、サーボピストン２１ａを収納し
たサーボシリンダ２１ｂとを有し、サーボシリンダ２１
ｂ内にサーボピストン２１ａの小径側に作用する小径側
室２１ｃ及びサーボピストン２１ａの大径側に作用する
大径側室２１ｄとを形成した差動シリンダとして構成さ
れている。調整アクチュエータ２１の小径側室２１ｃは
パイロットポンプ３ｂに接続され油圧源３と常時連通し
ている。

【００４９】比例電磁弁４１はポンプポートＰ、タンク
ポートＲ、アクチュエータポートＴを形成したケーシン
グ４１ａと、ケーシング４１ａ内に配置されたスプール
４１ｂと、ケーシング４１ａの一端に設けられ、制御ユ
ニット５からの制御電流Ｉによりスプール４１ｂを図示
右方に付勢するソレノイド４１ｃと、スプール４１ｂを
図示左方に付勢するスプリング４１ｄとを有している。
ケーシング４１ａのポンプポートＰは油圧源３のパイロ
ットポンプ３ｂに接続され、タンクポートＲはタンク３
ａに接続され、アクチュエータポートＴは調整アクチュ
エータ２１の大径側室２１ｄに接続されている。ここ
で、比例電磁弁４１は３つのポートＰ，Ｒ，Ｔを有する
ので３ポート比例電磁弁と呼ばれる。また、スプール４
１ｂは図示の中立位置においてポンプポートＰ及びタン
クポートＲをそれぞれ閉じるスプール部分４１ｆ，４１
ｇを有し、スプール部分４１ｆと４１ｇとの間には常時
アクチュエータポートＴを介して調整アクチュエータ２
１の大径側室２１ｄに連通する室４１ｉが形成されてい
る。

【００５０】また、比例電磁弁４１において、ケーシン
グ４１ａとスプール４１ｂとの間にはフィードバックス
リーブ７０が挿入されている。フィードバックスリーブ
７Ａは図示するように、比例電磁弁４１のケーシング４
１ａに形成されたポートＰ，Ｒ，Ｔに対応する位置に連
通孔７０ａを形成されている。

【００５１】一方、油圧ポンプ１の吐出管路１ｂには第
１の実施例と同様に機械式流量検出機構６が設けられ、
その出力部材であるリンク６ｆの先端にはフィードバッ
クスリーブ７０がピン結合されている。フィードバック
スリーブ７０はリンク６ｆの変位に応じて作動し油圧ポ
ンプ１の吐出流量を比例電磁弁４１に機械的にフィード
バックする機械式フィードバック手段を構成する。

【００５２】次に、以上のように構成した油圧ポンプ流
量制御装置の動作を説明する。

【００５３】制御ユニット５には油圧ポンプ１の吐出流
量の目標値Ｘが入力され、目標値Ｘに応じた制御電流Ｉ
を比例電磁弁４１のソレノイド４１ｃに出力する。ソレ
ノイド４１ｃはその制御電流Ｉに比例した電磁力Ｆｉを
生じ、スプール４１ｂに作用させてこれを図示右方に動
かす。スプール４１ｂが図示右方に移動するとスプリン
グ４１ｄの撓み量が変わりばね反力Ｆｓを強め、最後に
電磁力Ｆｉとばね反力Ｆｓとがバランスした位置Ｙでス
プール４１ｂは止まる。

【００５４】また、このようにスプール４１ｂが移動す
ると比例電磁弁４１のタンクポートＲと室４１ｉが連通
し、調整アクチュエータ２１の大径側室２１ｄが比例電
磁弁４１のアクチュエータポートＴ、室４１ｉ及びタン
クポートＲを介してタンク３ａに連通する。このため、
調整アクチュエータ２１のサーボピストン２１ａは小径
側室２１ｃの油圧力で比例電磁弁４１のスプール４１ｂ
と同じ図示右方へ移動動し、油圧ポンプ１の押しのけ容
積可変機構１ａを作動させ、油圧ポンプ１の吐出流量は
目標値Ｘの値に応じて増加してゆく。

【００５５】一方、このように油圧ポンプの吐出流量が
増加すると、機械式流量検出機構６は油圧ポンプ１の吐
出流量の増加に比例して出力部材であるリンク６ｆを図
示右方に変位させ、これに連結されている比例電磁弁４
１のフィードバックスリーブ７０をスプール４１ｂと同
じ図示右方に移動させ、フィードバックスリーブ７０が
スプール４１ｂと同じ位置まで移動するとタンクポート
Ｒを閉じ、室４１ｉ内への圧油の流入を止め、調整アク
チュエータ２１のピストン２１ａの移動を停止させる。

【００５６】このようにして、目標値Ｘの値に比例して
油圧ポンプ１の吐出流量の制御ができる。

【００５７】また、あるバランスした位置での目標値Ｘ
と制御電流Ｉと電磁力Ｆｉとスプール４１ｂの位置Ｙと
スプリング４１ｄのバネの反力ＦｓをそれぞれＸ0 ，Ｉ
0 ，Ｆｉ0 ，Ｙ0 ，Ｆｓ0 とする。そのバランス位置で
のフィードバックスリーブ７０の位置Ｚと調整アクチュ
エータ２１のピストン２１ａの位置Ｗと油圧ポンプ１の
押しのけ容積可変機構１ａの位置Ｗｐと油圧ポンプ１の
吐出流量ＱｐをそれぞれＺ0 （＝Ｙ0 ），Ｗ0 ，Ｗｐ0
，Ｑｐ0 とする。

【００５８】このようなバランスした位置から油圧ポン
プ１の吐出流量を増加させるための吐出流量の目標値Ｘ
0 ＋ΔＸを制御ユニット５に入力し、制御ユニット５か
ら比例電磁弁４１のソレノイド４１ｃへ制御電流Ｉ0 ＋
ΔＩを出力する。その制御電流Ｉ0 ＋ΔＩに比例して、
ソレノイド４１ｃは電磁力Ｆｉ0 ＋ΔＦｉを生じ、比例
電磁弁４１のスプール４１ｂをその力Ｆｉ0 ＋ΔＦｉに
応じて更に図示右方へ動かす。スプール４１ｂが図示右
方へ移動すると比例電磁弁４１のスプリング４１ｄはさ
らに圧縮され、最後に電磁力Ｆｉ0 ＋ΔＦｉとスプリン
グ４１ｄのばね反力Ｆｓ0 ＋ΔＦｓとがバランスした位
置Ｙ0 ＋ΔＹで止まる。

【００５９】また、このようにスプール４１ｂが移動す
ると比例電磁弁４１のタンクポートＲと室４１ｉが再び
連通し、調整アクチュエータ２１の大径側室２１ｄが比
例電磁弁４１のアクチュエータポートＴ、室４１ｉ及び
タンクポートＲを介してタンク３ａに再び連通する。こ
のため、調整アクチュエータ２１のサーボピストン２１
ａは小径側室２１ｃの油圧力で比例電磁弁４１のスプー
ル４１ｂと同じ図示右方へ移動動し、油圧ポンプ１の押
しのけ容積可変機構１ａを作動させ、油圧ポンプ１の吐
出流量は目標値Ｘの増加に応じて増加してゆく。

【００６０】一方、このように油圧ポンプの吐出流量が
増加すると、機械式流量検出機構６は油圧ポンプ１の吐
出流量の増加に比例して出力部材であるリンク６ｆを図
示右方に変位させ、これに連結されている比例電磁弁４
１のフィードバックスリーブ７０をスプール４１ｂと同
じ図示右方に更に移動させ、フィードバックスリーブ７
０がスプール４１ｂと同じ位置まで移動するとタンクポ
ートＲを閉じ、室４１ｉ内への圧油の流入を止め、調整
アクチュエータ２１のピストン２１ａの移動を停止させ
る。このとき、スプール４１ｂとフィードバックスリー
ブ７０とピストン２１ａと押しのけ容積可変機構１ａと
はそれぞれ目標値Ｘの増加ΔＸに応じた新たな位置Ｙ0
＋ΔＹ，Ｚ0 ＋ΔＺ，Ｗ0 ＋ΔＷ，Ｗｐ0 ＋ΔＷｐにな
り、油圧ポンプ１の吐出流量も増加した新たな値Ｑｐ0
＋ΔＱｐになる。

【００６１】逆に、油圧ポンプ１の吐出流量を減少させ
るための吐出流量の目標値Ｘ0 −ΔＸを制御ユニット５
に入力し、制御ユニット５から比例電磁弁４１のソレノ
イド４１ｃへ制御電流Ｉ0 −ΔＩを出力する。その制御
電流Ｉ0 −ΔＩに比例して、ソレノイド４１ｃは電磁力
Ｆｉ0 −ΔＦｉを生じ、比例電磁弁４１のスプール４１
ｂをその力Ｆｉ0 −ΔＦｉに応じて図示左方へ動かす。
スプール４１ｂが図示左方に移動すると比例電磁弁４１
のスプリング４１ｄは伸ばされ、最後に電磁力Ｆｉ0 −
ΔＦｉとスプリング４１ｄのばね反力Ｆｓ0 −ΔＦｓと
がバランスした位置Ｙ0 −ΔＹで止まる。

【００６２】また、このようにスプール４１ｂが移動す
ると比例電磁弁４１のポンプポートＰが室４１ｉが連通
し、油圧源３からの圧油がポンプポートＰを経由して室
４１ｉに流入し、更に比例電磁弁４１のアクチュエータ
ポートＴを経由して調整アクチュエータ２１の大径側室
２１ｄに流入する。こうして油圧源３から送られた同じ
圧力の圧油が調整アクチュエータ２１の小径側室２１ｃ
と大径側室２１ｄに導かれる。ここで、大径側室２１ｄ
のサーボピストン２１ａの受圧面積は小径側室２１ｃの
サーボピストン２１ａの受圧面積より大きい。このた
め、調整アクチュエータ２１のサーボピストン２１ａは
比例電磁弁４１のスプール４１ｂと同じ図示左方向へ移
動し、油圧ポンプ１の押しのけ容積可変機構１ａを作動
させ、油圧ポンプ１の吐出流量は目標値Ｘの減少に応じ
て減少してゆく。

【００６３】一方、このように油圧ポンプの吐出流量が
減少すると、機械式流量検出機構６は油圧ポンプ１の吐
出流量の減少に比例して出力部材であるリンク６ｆを図
示左方に変位させ、これに連結されている比例電磁弁４
１のフィードバックスリーブ７０をスプール４１ｂと同
じ図示左方に移動させ、フィードバックスリーブ７０が
スプール４１ｂと同じ位置まで移動するとポンプポート
Ｐを閉じ、室４１ｉ内への圧油の流入を止め、調整アク
チュエータ２１のピストン２１ａの移動を停止させる。
このとき、スプール４１ｂとフィードバックスリーブ７
０とピストン２１ａと押しのけ容積可変機構１ａとはそ
れぞれ目標値Ｘの減少ΔＸに応じた新たな位置Ｙ0 −Δ
Ｙ，Ｚ0 −ΔＺ，Ｗ0 −ΔＷ，Ｗｐ0 −ΔＷｐになり、
油圧ポンプ１の吐出流量も減少した新たな値Ｑｐ0 −Δ
Ｑｐになる。

【００６４】このようにして、目標値Ｘの増減に比例し
て油圧ポンプ１の吐出流量の制御ができる。

【００６５】したがって本実施例によっても、機械式流
量検出機構６とフィードバックスリーブ７０を用いて直
接油圧ポンプの吐出流量を比例電磁減圧弁にフィードバ
ックするので、圧力変化による油圧ポンプの容積効率の
変化やポンプ内の油漏れの影響を受けず、精度の高い流
量制御が可能となるなど、第１の実施例と同様な効果が
得られる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、油圧ポンプの吐出流量
を高精度に制御することができ、かつ信頼性の高い制御
が可能となる。また、制御部の低コスト化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧ポンプ流量制
御装置の概略図である。

【図２】従来の電気−油圧サーボ機構を用いたポンプ流
量制御装置の概略図である。

【図３】本発明の第２の実施例による油圧ポンプ流量制
御装置の概略図である。

【図４】本発明の第３の実施例による油圧ポンプ流量制
御装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ １ａ 押しのけ容積可変機構 １ｂ 吐出管路 ２ 調整アクチュエータ ２ａ サーボピストン ２ｂ サーボシリンダ ２ｃ，２ｄ 室 ３ 油圧源 ４ 比例電磁弁 ４ａ ケーシング ４ｂ スプール ４ｃ ソレノイド ４ｄ スプリング ４ｆ〜４ｈ スプール部分 ４ｉ，４ｊ 室 ５ 制御ユニット ６ 機械式流量検出機構 ６ｆ リンク（出力部材） ７；７０ フィードバックスリーブ（フィードバック手
段） Ｐ ポンプポート Ｒａ，Ｒｂ タンクポート Ｔａ，Ｔｂ アクチュエータポート ２０ 調整アクチュエータ ２０ａ サーボピストン ２０ｂ サーボシリンダ ２０ｃ ロッド側室 ２０ｄ ボトム側室 ２０ｅ リターンスプリング ４０ 比例電磁弁 ４０ａ ケーシング ４０ｂ スプール ４０ｃ ソレノイド ４ｅ〜４ｈ スプール部分 ４ｉ 無圧力室 ４ｊ 制御圧力室 ４ｋ 定圧力室 ６Ａ 機械式流量検出機構 ６ｇ ロッド（出力部材） ８ フィードバックばね（フィードバック手段） ＰＳ ポンプポート ＰＴ タンクポート ＰＡ アクチュエータポート ２１ 調整アクチュエータ ２１ａ サーボピストン ２１ｂ サーボシリンダ ２１ｃ 小径側室 ２１ｄ 大径側室 ４１ 比例電磁弁 ４１ａ ケーシング ４１ｂ スプール ４１ｃ ソレノイド ４１ｄ スプリング ４１ｆ，４１ｇ スプール部分 ４１ｉ 室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯浅 一正 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 本澤 幸裕 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 坂入 哲也 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 (56)参考文献 特開 昭58−96186（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 49/00 F16K 3/26

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可変容量型の油圧ポンプと、その油圧ポン
   プの押しのけ容積可変機構を作動させる調整アクチュエ
   ータと、油圧源からその調整アクチュエータへ導かれる
   圧油を制御する比例電磁弁とを備え、この比例電磁弁に
   より調整アクチュエータへ導かれる圧油を制御すること
   により前記油圧ポンプの押しのけ容積可変機構を制御
   し、前記油圧ポンプの吐出流量を目標値となるよう制御
   する油圧ポンプ流量制御装置において、 前記油圧ポンプの吐出管路に接続された入口及び出口を
   形成したブロック、このブロック内で前記入口と出口の
   間の流路に配置されたピストン、このピストンを前記流
   路を閉じる方向に付勢するスプリング、前記ピストンに
   一体に連結された出力部材を備え、前記ピストンの前記
   流路側の端面に前記入口側の圧油を導き、前記ピストン
   の前記スプリング側の端面に前記出口側の圧油を導き、
   前記油圧ポンプの吐出流量に応じて前記ピストン及び出
   力部材を変位させるよう構成した機械式流量検出手段
   と、 前記機械式流量検出手段の出力部材の変位に応じて作動
   し、前記油圧ポンプの吐出流量を比例電磁弁に機械的に
   フィードバックする機械式フィードバック手段と、 前記 比例電磁弁のソレノイドに前記油圧ポンプの吐出流
   量の目標値に応じた制御電流を出力する制御部とを有す
   ることを特徴とする油圧ポンプ流量制御装置。
2. 【請求項２】可変容量型の油圧ポンプと、その油圧ポン
   プの押しのけ容積可変機構を作動させる調整アクチュエ
   ータと、油圧源からその調整アクチュエータへ導かれる
   圧油を制御する比例電磁弁と、その比例電磁弁に入力信
   号に応じた制御信号を出力する制御部とを備えた油圧ポ
   ンプ流量制御装置において、 前記油圧ポンプの吐出管路に設けられ、その油圧ポンプ
   の吐出流量に応じて変位する出力部材を備えた機械式流
   量検出手段と、前記機械式流量検出手段の出力部材の変
   位に応じて作動し、前記油圧ポンプの吐出流量を比例電
   磁弁に機械的にフィードバックする機械式フィードバッ
   ク手段とを有し、前記制御部は前記比例 電磁弁のソレノ
   イドに前記油圧ポンプの吐出流量の目標値に応じた制御
   電流を出力するものであり、 前記調整アクチュエータはピストンで区分された２つの
   室を有する対称シリンダであり、前記比例電磁弁は、前
   記油圧源及びタンクにそれぞれ接続されるポンプポート
   及びタンクポート及び前記対称シリンダの２つの室にそ
   れぞれ接続される２つのアクチュエータポートを有し、
   ソレノイドの電磁力に応じてスプールを変位させ前記ポ
   ンプポート及びタンクポートを前記２つのアクチュエー
   タポートに選択的に連通させる４ポート比例電磁弁であ
   り、前記機械式フィードバック手段は前記４つのポート
   とスプールの間に挿入され、前記機械式流量検出手段の
   出力部材の変位をスプールに伝えるフィードバックスリ
   ーブであることを特徴とする油圧ポンプ流量制御装置。
3. 【請求項３】可変容量型の油圧ポンプと、その油圧ポン
   プの押しのけ容積可変機構を作動させる調整アクチュエ
   ータと、油圧源からその調整アクチュエータへ導かれる
   圧油を制御する比例電磁弁と、その比例電磁弁に入力信
   号に応じた制御信号を出力する制御部とを備えた油圧ポ
   ンプ流量制御装置において、 前記油圧ポンプの吐出管路に設けられ、その油圧ポンプ
   の吐出流量に応じて変位する出力部材を備えた機械式流
   量検出手段と、前記機械式流量検出手段の出力部材の変
   位に応じて作動し、前記油圧ポンプの吐出流量を比例電
   磁弁に機械的にフィードバックする機械式フィードバッ
   ク手段とを有し、前記制御部は前記比例電磁弁のソレノ
   イドに前記油圧ポンプの吐出流量の目標値に応じた制御
   電流を出力するものであり、 前記調整アクチュエータはピストンで区分された２つの
   室とリターンスプリングとを有し、２つの室の一方がタ
   ンクに常時連通するリターンスプリング付き差動シリン
   ダであり、前記比例電磁弁は、２つの大径スプール部分
   と２つの小径スプール部分とを備えたスプールを有し、
   ２つの大径スプール部分の間に前記油圧源に常時連通す
   る定圧力室を形成し、２つの小径スプール部分の間にタ
   ンクに常時連通する無圧力室を形成し、隣接する大径ス
   プール部分と小径スプール部分との間に前記差動シリン
   ダの他方の室に常時連通する制御圧力室を形成し、ソレ
   ノイドの電磁力に応じて前記スプールを変位させ前記制
   御圧力室を前記定圧力室及び無圧力室に選択的に連通さ
   せる比例電磁減圧弁であり、前記機械式フィードバック
   手段は前記機械式流量検出手段の出力部材の変位に応じ
   て撓み、前記ソレノイドの電磁力に抗して前記スプール
   を付勢するフィードバックバネであることを特徴とする
   油圧ポンプ流量制御装置。
4. 【請求項４】可変容量型の油圧ポンプと、その油圧ポン
   プの押しのけ容積可変機構を作動させる調整アクチュエ
   ータと、油圧源からその調整アクチュエータへ導かれる
   圧油を制御する比例電磁弁と、その比例電磁弁に入力信
   号に応じた制御信号を出力する制御部とを備えた油圧ポ
   ンプ流量制御装置において、 前記油圧ポンプの吐出管路に設けられ、その油圧ポンプ
   の吐出流量に応じて変位する出力部材を備えた機械式流
   量検出手段と、前記機械式流量検出手段の出力部材の変
   位に応じて作動し、前記油圧ポンプの吐出流量を比例電
   磁弁に機械的にフィードバックする機械式フィードバッ
   ク手段とを有し、前記制御部は前記比例電磁弁のソレノ
   イドに前記油圧ポンプの吐出流量の目標値に応じた制御
   電流を出力するものであり、 前記調整アクチュエータは両端の受圧面積が異なるサー
   ボピストンを備え、小径側室を前記油圧源に常時連通さ
   せた差動シリンダであり、前記比例電磁弁は、前記差動
   シリンダの大径側室に接続されるアクチュエータポー
   ト、前記油圧源に接続されるポンプポート及びタンクに
   接続されるタンクポートの３つのポートを有し、ソレノ
   イドの電磁力に応じてスプールを変位させ前記アクチュ
   エータポートを前記ポンプポート及びタンクポートに選
   択的に連通させる３ポート比例電磁弁であり、前記機械
   式フィードバック手段は前記３つのポートとスプールの
   間に挿入され、前記機械式流量検出手段の出力部材の変
   位をスプールに伝えるフィードバックスリーブであるこ
   とを特徴とする油圧ポンプ流量制御装置。