JPH027281Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、センターバイパス出口部の流量を圧
力で検知し、該圧力により油圧作動装置のアイド
リング時の動力損失を減少するよう制限するポン
プアンロード装置に関する。

［従来の技術］ 従来、ポンプアンロード装置は、可変容量ポン
プと油圧作動装置との間に設けた切換弁のセンタ
ーバイパス通路の出口部にオリフイスを設け、切
換弁のセンターバイパス通路の出口部の圧力を前
記可変容量ポンプの吐出量を制御するための制御
装置に作用させ、切換弁を中立位置へ切換えた
際、可変容量ポンプの吐出量を小さく押さえてい
る。

［考案が解決しようとする課題］ このポンプアンロード装置は、切換弁の切換速
度が早い場合に、ポンプ吐出量の減少速度が追い
付かないとき、オリフイスによつて絞られている
センターバイパス通路の出口部に多量の圧油が流
れこむため、その出口部にピーク圧が生じ、この
ピーク圧が制御装置に作用してその制御装置を破
損することがある。このため前記オリフイスと並
列にリリーフ弁を設けてピーク圧を逃がす必要が
ある。また前記オリフイスの代わりに小型のリリ
ーフ弁を用いたものもあるが、いずれの場合にも
オリフイスまたは小型のリリーフ弁等の流量感知
手段と、ピーク圧を逃がすための大型のリリーフ
弁とを設けており、構造が複雑であつた。

さらにバルブ専業供給者は、ポンプの吐出量を
制御する制御装置の諸元に合わせてオリフイスま
たは小型のリリーフ弁を構成する部品を設計・製
作しなければならず、その結果、生産管理がはん
雑になる欠点があつた。

本考案は、簡潔な構成でありながら流量感知手
段とピーク圧を逃がすための大型リリーフ弁とを
一体的に小さくまとめ、構成部材を交換すること
なくストツパーの軸方向の位置を調整ネジで調整
することによりポンプの吐出量を制御する制御装
置の諸元に適合させ得るポンプアンロード装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案のポンプアンロード装置は、可変容量ポ
ンプと油圧作動装置との間に設けた油圧作動装置
の戻り油回路とは独立したセンターバイパス通路
を有する切換弁のセンターバイパス通路の出口部
とタンクとの間にリリーフ弁を設け、同リリーフ
弁の上流側に生じる圧力を信号圧力としてポンプ
制御装置に導き、その信号圧力の上昇に従い可変
容量ポンプの吐出量を減少制御するようにしたポ
ンプアンロード装置において、リリーフ弁が同リ
リーフ弁の本体の穴に摺動可能に嵌合され先端部
に通過流量を変化させるノツチを有するプランジ
ヤと、このプランジヤ内に摺動可能に嵌入され一
側端面がプランジヤに設けた小穴を介してバイパ
ス通路に通じプランジヤ先端部の小径部の断面積
よりも小さくした断面積を有する補助ピストン
と、この補助ピストンとプランジヤとをガイドを
介して押圧するバネと、このバネに抗してバイパ
ス通路の圧力を受けてプランジヤと一体的に移動
する補助ピストンの移動量を一定値以下に制限す
る軸方向の位置を調整可能にしたストツパーを有
するリリーフ弁より構成したことを特徴とするも
のである。

［作用］ センターバイパス通路７の出口部７ａの圧力が
上昇してプランジヤ１５の左方へ移動し、同プラ
ンジヤ１５のノツチ２５が環状溝２４に開口され
ると、センターバイパス通路７の出口部７ａに接
続した圧油はタンク１１に排出され、センターバ
イパス通路７の出口部７ａの圧力（この圧力をｐ
とする）はプランジヤ１５に対して小径部１５ｂ
の断面積A₁に左向きにかつ小穴２０を介して補
助ピストン１８の外径のプランジヤ１５の小径部
１５ｂの断面積A₁よりも小さい断面積A₂を有す
る補助ピストン１８に左向きに作用する。よつて
プランジヤ１５に対しpx（A₁−A₂）の左向きの
力が作用し、補助ピストン１８に対してpxA₂の
左向きの力が作用する。このため、プランジヤ１
５および補助ピストン１８は共にガイド１６を介
してバネ１７を押すので、バネ１７の受ける合力
ＦはpxA₁が作用しセンターバイパス通路７の出
口部７ａの圧力の上昇に応じてバネ１７を撓ませ
ながらプランジヤ１５、補助ピストン１８および
ガイド１６が一体的に左行し、補助ピストン１８
がストツパー２２に当接後はプランジヤ１５によ
るpx（A₁−A₂）の大きさの力のみでバネ１７の
付勢力に抵抗する。

［実施例］ 本考案の実施例を示す第１図ないし第３図につ
いて説明する。第１図において、１は原動機、２
は回転円胴型の長手往復動ピストン型可変容量ポ
ンプ（以下ポンプという）であり、原動機１によ
り駆動され同ポンプ２のカム板３の傾斜角度に応
じた吐出量の圧油を吐出ポート４から吐出する。
この吐出ポート４には、２つの切換弁５ａ，５ｂ
を介して２つの油圧作動装置６ａ，６ｂが接続さ
れている。前記２つの切換弁５ａ，５ｂは互いに
接続されたセンターバイパス型の複合弁であり
（以下、両者を合わせて単に切換弁５という）こ
の切換弁５のセンターバイパス通路７の出口部７
ａには、リリーフ弁８が接続されている。このリ
リーフ弁８の上流側に設けた出口部７ａを含むセ
ンターバイパス通路７は２つの油圧作動装置６
ａ，６ｂからの戻り通路９，１０から独立してお
り、そのリリーフ弁８には２つの油圧作動装置６
ａ，６ｂからの戻り油が流れず、センターバイパ
ス通路７を通過した油のみがリリーフ弁８を介し
てタンク１１へ流れるようになつている。前記リ
リーフ弁８は、第２図に示す如く本体１２に大径
穴１３、小径穴１４が形成され、この大、小径の
穴１３，１４には大、小の径部１５ａ，１５ｂを
有するプランジヤ１５が摺動可能に嵌合されてお
り、このプランジヤ１５はその小径部１５ｂの先
端に端面から大径部１５ａに向かつて面積が減少
したノツチ２５が設けられ、リフト量に応じ開口
する上記ノツチ２５を通してセンターバイパス通
路７の出口部７ａに接続した管路７ｂを本体１２
の環状通路２４に連通させる。前記大径部１５ａ
側に穿設された穴１９に摺動可能に嵌入された補
助ピストン１８の一側端面（図示で右端）は小穴
２０を介して室２１からバイパス通路の出口部７
ａに接続した管路７ｂに通じている。１７はバネ
で、プランジヤ１５と補助ピストン１８とがガイ
ド１６を介して押圧するように設けられている。
２２はストツパーで、本体１２に螺着して回転に
より軸方向位置が調整可能な調整ネジ部２３を有
し、その右端はバネ１７を抗して左方へ移動する
補助ピストン１８の動きを一定範囲内に制限する
ように設けられている。

前記ポンプ２のカム板３にはアーム２６の一側
が取り付けられ、アーム２６の他側はカム３２に
連結されるとともに連結桿２７を介して制御シリ
ンダ２８のピストン２９に連結されている。この
制御シリンダ２８への制御圧油の給排によりピス
トン２９がカム板３の傾斜角度を変化させポンプ
２の吐出量を変える。３０は制御弁で、制御シリ
ンダ２８への制御圧油の給排を制御し、原電機１
により駆動される制御ポンプ３１からの制御圧油
の供給を受け、カム板３の傾斜角度に応じて回転
するカム３２により弁体３０ａの摺動穴３０ｂを
摺動するスリーブ３３と、吐出ポート４に接続し
た通路３４、通路３４に接続した室３５、室３５
に接続したパワーピストン３６を介してポンプ２
の吐出圧力により移動するスプール３７をスリー
ブ３３内に摺動自在に有し、前記ポンプ２の吐出
圧力の上昇に伴いスプール３７が右行すると流入
ポート３８と第１の流出ポート３９とを接続させ
るとともに、室４１を介して第２の流出ポート４
０がタンク１１へ接続されてピストン２９が左行
しカム板３の傾斜角度が減少しポンプ２の吐出量
が減少する。またポンプ２の吐出圧力の低下に伴
いスプール３７が左行すると、流入ポート３８と
第２の流出ポート４０が接続されるとともに、第
１の流出ポート３９が室４２を介してタンク１１
へ接続されピストン２９が右行し、カム板３の傾
斜角度が増大しポンプ２の吐出量が増加する。

一方、前記スリーブ３３はカム板３の傾斜角度
に応じて回転するカム３２の論郭３２ａに倣つて
揺動するレバー３３ｃによつて移動し、カム板３
の傾斜角度が大きくなるほどスリーブ３３は左へ
偏倚し、スプール３７は流入ポート３８と第２の
流出ポート４０間および第１の流出ポート３９と
室４２の間を閉じた中立状態になるので、ピスト
ン２９の右行は停止する。なお、スプール３７の
位置はパワーピストン３６に作用するポンプ２の
吐出圧力による力とスプリング１０１の力が平衝
する位置で釣合うから、ポンプ２の吐出圧力が増
加してもこれに比例してスプール３７は右行し、
ピストン２９は左行しカム板３の傾斜角度が小さ
くなるからポンプ２の入力軸トルクの増加を防止
できる。すなわちポンプ２の入力制限を行なうこ
とができる。

４３はアンロード用パワーピストンで、前記パ
ワーピストン３６に一体的に取り付けられ、アン
ロード用シリンダ４４に嵌挿されている。そのア
ンロード用シリンダ４４の左室４５は、通路４６
を介してリリーフ弁８に接続されており、センタ
ーバイパス通路７の出口部７ａの圧力が上昇した
とき、前記スプール３７を右行させる。なお、ア
ンロード用シリンダ４４の右室４７は通孔４８、
室４１を介してタンク１１に関放されている。

次いで本装置の動作について説明する。まず、
センターバイパス７の出口部７ａに接続したリリ
ーフ弁８の動作をを第２図により説明する。プラ
ンジヤ１５の左方へ移動し、ノツチ２５が環状溝
２４に開口されるとセンターバイパス通路７の出
口部７ａに接続した管路７ｂの圧油はタンク１１
に排出される。センターバイパス通路７の出口部
７ａの圧力（この圧力をｐとする）はプランジヤ
１５に対し小径部１５ｂの断面積（これをA₁と
する）に左向きに、かつ、小穴２０を介して補助
ピストン１８の外径の断面積（これをA₂とする）
に右向きに作用する。したがつて前記圧力ｐはプ
ランジヤ１５に対しpx（A₁−A₂）の力を左向き
に作用させる。また、前記圧力ｐは補助ピストン
１８に対してもpxA₂の力を左向きに作用させる。
第２図に示す状態ではプランジヤ１５と補助ピス
トン１８とは共にガイド１６を介してそれぞれ前
記の力でバネ１７を押すのでバネ１７の受ける合
力をＦとすれば、 Ｆ＝px（A₁−A₂）＋pA₂ ＝pxA₁ となる。センターバイパス通路７の出口部７ａの
圧力の上昇に応じてバネ１７を撓ませながらプラ
ンジヤ１５、補助ピストン１８およびガイド１６
が一体的に左行し、補助ピストン１８がストツパ
ー２２に当接した後はプランジヤ１５によるpx
（A₁−A₂）の大きさの力のみがバネ１７の付勢力
に対抗する。

前述の特性をリリーフ弁８の通過流量と関連し
て説明する。前記出口部７ａに接続した管路７ｂ
に流入する圧油量は切換弁５が左右のストローク
エンドから中立位置に向かつて移動するにつれて
増加する。第２図の状態から補助ピストン１８が
ストツパー２２に当接するまでは管路７ｂの圧力
によつて左行するプランジヤ１５の移動量は、バ
ネ１７を撓ませる力pxA₁によつて制御される。

したがつて第２図の状態からセンターバイパス
通路７の出口部７ａの圧力が上昇してpxA₁の大
きさがバネ１７の力より大きくなると、プランジ
ヤ１５は左行を開始しセンターバイパス通路７の
出口圧力が第３図に示すB′点になるとプランジ
ヤ１５のノツチ２５が開口し、しかる後はセンタ
ーバイパス通過流量が増加してセンターバイパス
通路７の出口圧力が増加しようとしてもプランジ
ヤ１５が更に左行し、ノツチ２５の開口面積が増
加するので、圧力はあまり増大しない。つまりリ
リーフ弁８は直動型リリーフ弁として作動する。

流量の増加に伴いプランジヤ１５が更に左へ移
動しプランジヤ１５と共に移動した補助ピストン
１８がストツパー２２に当接すると補助ピストン
１８はバネ１７の撓みに付勢しなくなり、バネ１
７を撓ませる力はpx（A₁−A₂）となり面積（A₁
−A₂）が小さいためプランジヤ１５は左行でき
ず前記位置に留まりノツチ２５の開口面積は一定
になるのでセンターバイパス流量が増加するとセ
ンターバイパス通路７の出口圧力は第３図右側の
曲線Ｃ部のように増大する。

更に流量の増加により圧力は、補助ピストン１
８がストツパー２２に当接したときの圧力の
A₁／（A₁−A₂）倍を超えるとプランジヤ１５は
再び左行し、ノツチ２５の開口面積が増加するの
でセンターバイパス通路７の出口圧力はあまり増
加しなくなる。この状態ではセンターバイパス流
量に対するセンターバイパス通路７の出口圧力の
関係は第３図Ｄ部に示すようになり、リリーフ弁
８は直動型デイフアレンシヤルリリーフ弁として
作動する。

また、調整ネジ部２３によりストツパー２２を
右方へ移動させてセツトするとセンターバイパス
流量に対するセンターバイパス通路７の出口圧力
の関係は第３図右側のＡに示すような特性とな
り、ストツパー２２の位置設定を左右へずらすこ
とにより第３図右側のＣ部に示す曲線は右または
左へ偏倚させることができる。

次にポンプ制御装置について述べる。前記セン
ターバイパス通路７の出口部７ａの圧力は、通路
４６を介してアンロード用シリンダ４４の左室４
５に導かれ、アンロード用ピストン４３を介して
スプール３７を右行させる。切換弁５を作動位置
から中立位置へ戻すにつれてセンターバイパス流
量が増加し前記圧力出口部７ａの圧力が第３図の
P₁に達すると、スプール３７が右行し制御弁３
０の流入ポート３８が第１の流出ポート３９に接
続されると共に、第２の流出ポート４０が室４１
を介してタンク１１に接続され、制御シリンダ２
８のピストン２９が左行し、カム板３が中立位置
に向かつて戻り始めポンプ２の吐出量が減少す
る。切換弁５を更に中立位置へ近付けるとセンタ
ーバイパス通路７の出口部７ａから流出する流量
がさらに増加し、センターバイパス通路７の出口
圧力が増大するので第３図のＭ線に示すように
P₁に対応するＫ点からＬ点へ向かつてポンプ２
の吐出量は減少する。センターバイパス通路７の
出口圧力が第３図に示すP₂に達すると、ポンプ
２の吐出量はは最小になり、ポンプ２はいわゆる
アンロード状態となる。

切換弁５を中立位置にしたときは２つの油圧作
動装置６ａ，６ｂへの油の供給は無いからポンプ
２の吐出量全量がセンターバイパス通路７の出口
部７ａから管路７ｂに流入する。

ポンプ２が第３図のＭ線で示すような特性を示
す場合、ポンプ吐出量Q_Lなる点Ｌに対し縦軸Ｙ
に関して対称な点L′を求め、センターバイパス通
過流量に対するセンターバイパス出口圧力の関係
がこの点L′を通るようにプランジヤ１５のノツチ
２５の開口面積を定めれば、L′の示すセンターバ
イパス流量Q_L′がポンプ吐出最小流量Q_Lとなるの
で、センターバイパス流量Q_L′を制御することに
よつてポンプ吐出量ならびに２つの油圧作動装置
６ａ，６ｂへ供給する流量を制御することができ
る。

前述とは異なりポンプ吐出最小量になる圧力お
よびポンプ吐出最小流量を指示する点がＳを通る
第３図のＮ線で示す特性のポンプに前記リリーフ
弁８を適用する場合にはＳ点と縦軸Ｙに関して対
称な点S′を求めセンターバイパス通過通量に対す
るセンターバイパス通路７の出口圧力の特性が
S′通るように調整ネジ部２３を調整してストツパ
ー２２の位置を設定すれば前述と同様に要求を満
足することができる。また、切換弁５を２つの油
圧作動装置６ａ，６ｂの動作位置から中立位置へ
の急激に切換えた場合その切換速度にポンプ２の
吐出量の減少速度が追いつかないときポンプ２の
吐出量が所定の吐出量になるまでの間はリリーフ
弁８が直動型デイフアレンシヤルリリーフ弁とし
て速やかに作動してピーク圧の発生を防止する。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、従来はポン
プの特性が異なる毎に設計製作していたリリーフ
弁のプランジヤなどの主要部品を変更することな
く、プランジヤに設けたピストンの移動量を制限
するストツパーの軸方向位置を調整することによ
り、リリーフ弁の特性をポンプの特性に適合させ
ることが可能になり、バルブ専業供給者は生産部
品の点数を削減でき、生産管理を容易化すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるポンプアンロード装置の
実施例を示す図式説明図、第２図は第１図に示し
たリリーフ弁の水平断面図、第３図はセンターバ
イパスを流れる圧油流量と同センターバイパス通
路出口部の圧力とポンプの吐出量の関係を示す曲
線図である。 ２……可変容量ポンプ、５，５ａ，５ｂ……切
換弁、６ａ，６ｂ……油圧作動装置、７ａ……セ
ンターバイパス７の通路出口部、８……リリーフ
弁、１１……タンク、１２……本体、１５……プ
ランジヤ、１６……ガイド、１７……バネ、１８
……補助ピストン、２２……制御片、２３……調
整部、３０……制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可変容量ポンプと油圧作動装置との間に設けた
   油圧作動装置の戻り油回路とは独立したセンター
   バイパス通路を有する切換弁のセンターバイパス
   通路の出口部とタンクとの間にリリーフ弁を設
   け、同リリーフ弁の上流側に生ずる圧力を信号圧
   力としてポンプ制御装置に導き、該信号圧力の上
   昇に従い前記可変容量ポンプの吐出量を減少制御
   するようにしたポンプアンロード装置において、
   前記リリーフ弁が同リリーフ弁の本体の穴に摺動
   可能に嵌合され先端部に通過流量を変化させるノ
   ツチを有するプランジヤと、同プランジヤ内に摺
   動可能に嵌入され一側端面がプランジヤに設けた
   小穴を介してバイパス通路に通じ前記プランジヤ
   先端部の小径部の断面積よりも小さくした断面積
   を有する補助ピストンと、同補助ピストンと前記
   プランジヤとをガイドを介して押圧するバネと、
   同バネに抗してバイパス通路の圧力を受けてプラ
   ンジヤと一体的に移動する前記補助ピストンの移
   動量を一定値以下に制限する軸方向の位置を調整
   可能にしたストツパーを有するリリーフ弁より構
   成したことを特徴とするポンプアンロード装置。