JPH03253786A - 可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプの吐出油合流供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば射出成形機などの油圧原動機器に使
用される、可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプの吐出油
合流供給装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の吐出油合流供給装置としては、例えば第
８図に示すようなものがある。

このような装置は、比較的少流量の可変吐出量ポンプと
定吐出量ポンプとを組み合わせることにより、高価な大
流量の可変吐出量ポンプを使うことなく、安価に大流量
の圧油供給回路を実現するものとして採用されているも
のである。

この吐出油合流供給装置では、可変吐出量ポンプ１から
の吐出油は電磁比例式流量制御弁３とチエツク弁４を通
って、定吐出量ポンプ２からの吐出油はチエツク弁５を
通った後、合流して射出成形機等の負荷に供給される。

さらに、可変吐出量ポンプ１には、流量制御弁３のポン
プ側油圧と負荷側油圧の差圧に応じて作＝４ 動して可変吐出量ポンプ１の吐出量を制御するロードセ
ンシング弁６と、ポンプ側油圧が設定値に達した時にそ
の吐出油を逃すためのパイロットリリーフ弁７と、この
リリーフ弁７への流れを検知して可変吐出量ポンプ１の
吐出量を制御する圧力制御弁８と、負荷側油圧のサージ
を吸収するピークカット弁９のベントポートとが接続さ
れている。

また、定吐出量ポンプ２側には、アンロード弁１０と、
そのベントポートを直接タンク接続するかりリーフ弁１
２を介してタンクに接続するかを切り換える電磁式方向
切換弁１１と、リリーフ弁↓２とが接続されており、こ
れらによってアンロード回路を構成している。

そして、可変吐出量ポンプｌ側の電磁比例式流量制御弁
３と、定吐出量ポンプ２側の電磁式方向切換弁１工とが
、入力電気信号Ｑｉｎに応じて作動する電気回路である
アンプ１３の出力によって駆動されるようになっている
。

ここで、例えば定吐出量ポンプ２の容量が最大合流流量
Ｑ　ｍａｘの４０％を占める場合について考える。

この場合、入力電気信号Ｑｉｎに対して電磁比例式流量
制御弁３への電気信号Ｑｉｎａが、第９図に示すように
Ｏから比例的に増加して４０％のところでカッ１−オフ
となり、その後再び比例的に増加するように鋸歯状に制
御すると共に、電磁式方向切換弁１１には、入力電気信
号ＱＨｎが４０％になるところでアンロード（ＯＦＦ）
からオンロード（ＯＮ）になるように電気信号Ｑｉｎｂ
を送る。

このように制御すれば、第１０図に示すように、可変吐
出量ポンプ上による流量Ｑ１と定吐出量ポンプ２による
流量Ｑ２の合流流量Ｑは、入力電気信号Ｑｉｎに対して
直線的に変化する電気信号−流量特性を得ることができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の吐出油合流供給装置に
あっては、次のような問題点があった。

第１の問題点として、定吐出量ポンプ２の容積効率が低
い場合に、負荷圧力により流量が低下してしまうという
問題がある。

そのため、定吐出量ポンプ２をアンロードからオンロー
ドに切り換えた時、すなわち可変吐出量ポンプ１からの
流量から定吐出量ポンプ２からの流量に切り換えたとき
（前述の例ではＱｉｎが４０％の点）に、負荷圧力によ
っては流量が連続的につながらず、電気信号−流量特性
に変化が生しるという問題があった。

第２の問題点として、上記切換点付近の入力信号Ｑｉｎ
を与えたときに、激しく相転移が行なわれてバタツクと
いう問題があった。

第３の問題点として、上記切換点付近の信号を与えたと
きに、ピークカッ１〜弁のベント室が可変吐出量ポンプ
１の吐出ラインとつながっているため、定吐出量ポンプ
２の流量を排出してしまうという問題があった。

この発明は、このような従来の問題点を解消することを
目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、可変吐出量ポン
プ及び定吐出量ポンプと、その各ポンプからの吐出油を
合流して負荷に供給する合流回路と、その合流流量を入
力電気信号に応じて比例的に可変制御する電気回路とを
備えた可変吐出量ポンプと固定吐出量ポンプの吐出油合
流供給装置において、 定吐出量ポンプからの吐出油を固定絞りとカートリッジ
弁を介して可変吐出量ポンプからの吐出油に合流させる
ようにし、その定吐出量ポンプの吐出側とタンクとの間
にアンロード弁の機能も持つ圧力補償弁を介挿すると共
に、上記電気回路によって制御され、上記カー１−リッ
ジ弁のＸポートと圧力補償弁のベントポートのうちの一
方を固定絞りの出口側に、他方をタンクに切り換え接続
する方向切換弁を設けたものである。

また、合流回路の出力側とタンクとの間にピークカット
弁を介挿し、そのベントラインを可変吐出量ポンプの吐
出側に接続したものも提供する。

さらに、方向切換弁の切り換えによる定吐出量ポンプの
オンロード／アンロード切り換えにヒステリシスを持た
せる手段を上記電気回路中に設け一 るのが望ましい。

また、可変吐出量ポンプからの吐出流量をロードセンシ
ング回路によって制御するようにするとよく、その場合
、そのロードセンシング回路が圧力制御手段も有してい
るとよい。

可変吐出量ポンプとしては斜板角コントロール方式のポ
ンプを使用でき、その斜板角コントロール回路が圧力制
御も可能であるとよい。

さらに、定吐出量ポンプをアンロードからオンロードに
切り換える際に、可変吐出量ポンプの吐出流量をゼロに
しない手段を備えてもよい。

〔作　用〕

この発明による可変吐出量ポンプと固定吐出量ポンプの
吐出油合流供給装置は、定吐出量ポンプからの吐出油を
固定絞りとカー１〜リツジ弁を介して可変吐出量ポンプ
からの吐出油に合流させており、方向切換弁がカートリ
ッジ弁のＸポートを固定絞りの出口側に、圧力補償弁の
ベントポートをタンクに接続するように切り換わってい
ると、定吐出量ポンプがアンロード状態になり、カート
リッジ弁が閉じて油の漏れを防止する。

方向切換弁がカートリッジ弁のＸポートをタンクに、圧
力補償弁のベントポートを固定絞りの出口側に接続する
ように切り換わると、定吐出量ポンプがオンロード状態
になり、カートリッジ弁が開いて吐出油が合流されるが
、この時圧力補償弁が固定絞りの入口と出口との間の圧
力差を補償することになるので、負荷圧力に係わらず一
定流量を確保することができる。

したがって、合流流量Ｑも直線性のよい特性を得ること
ができる また、方向切換弁の切り換えによる定吐出量ポンプのオ
ンロート／アンロード切り換え用の電気信号にヒステリ
シスを持たせることにより、切換点付近で激しく相転移
が起ってバタツクのを防止できる。

さらに、ピークカット弁を設けた場合、可変吐出量ポン
プの吐出量をゼロに落さないようにすることにより、切
換点付近で定吐出量ポンプからの吐出油がピークカット
弁のベンｌ−ラインを通して排出されてしまうのを防止
することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

第１図はこの発明の第１実施例を示す油圧及び電気回路
図であって、第８図に示した従来例と同じ部分には同一
の符号を付してあり、それらの説明は省略する。

この実施例による合流油圧回路の可変吐出量ポンプ１は
、斜板角コントロール式の電気ダイレクトポンプを採用
しているが、この可変吐出量ポンプ１による圧油供給ラ
インＬ１側の油圧回路の構成は、第８図に示した従来例
と同しである。

なお、アンプ１３と電磁比例式流量制御弁３との間にさ
らにアンプ１４を設けているが、これは省略してもよい
。

一方、定吐出量ポンプ２はベーンポンプ等の固定容量ポ
ンプであり、その吐出油を固定絞り１５とカートリッジ
弁２０（ＡポートとＢポート間）を通して負荷に供給す
る圧油供給ラインＬ２を形成している。

また、その圧油供給ラインＬ２の定吐出量ポンプ２の吐
出側とタンクとの間にアンロード弁の機能も持つ圧力補
償弁１６を介挿し、さらに方向切換弁１７によって、カ
ートリッジ弁２０のＸポート（パイロットボート）と圧
力補償弁上６のベントポートのうちの一方を固定絞り１
５の出口側（カートリッジ弁１０のＡポート側）に、他
方をタンクに切り換え接続するように構成している。

なお、カートリッジ弁は近年開発されたもので、すでに
公知の弁であるが、その構造を第２図によって簡単に説
明する。

このカートリッジ弁２０は、規格化された寸法のカート
リッジエレメント２１を規格化されたマニホールドブロ
ック２２の穴に組み込み、種々のカバー２３と組み合わ
せることにより、複合機能を持たせることができる。

カートリッジエレメント２土は、スリーブ２４とボヘッ
ト２５とシート２６とスプリング２７からなり、ポペッ
ト方式の二方向切換要素を構威し１ ２ ている。

マニホールドブロック２２には、Ａボー１−、Ｂボート
、及びＸポートが形成されており、第１図で使用してい
るカートリッジ弁２０は、カバー２３内にオリフィス２
８を形成したパイロット油路を設けており、それがマニ
ホールドブロック２２のＸポートに接続されている。

次に、この第１実施例の作用を説明する。

第１図の実施例において、前述した従来例と同様に定吐
出量ポンプ２の吐出容量が最大合流流量Ｑｍａｘの４０
％を占める場合について説明すると、第９図に示したよ
うに、入力電気信号Ｑｊｎが最大値の４０％に達するま
では、アンプ１３から電気信号Ｑｉｎａのみが入力電気
信号Ｑｉｎに比例して出力される。

その電気信号Ｑｊ、ｎａによって、アンプ１４を介して
圧油供給ラインＬｌ側の電磁比例式流量制御弁３の流量
を制御し、それに応じてロードセンシング弁６及び圧力
制御弁８が作動して、可変吐出量ポンプ１の斜板角を制
御し、その吐出量を直線的に増加させる。

この間は、アンプエ３から方向切換弁エフへの電気信号
Ｑｉｎｂは出力されず、方向切換弁１７はＯＦＦになっ
て図示のように切り換わったアンロード状態となってお
り、圧力補償弁１６はそのベントポートがタンクに接続
されてアンロード弁として作用し、カートリッジ弁２０
のＸポートには自己圧が導かれる。

そのため、カートリッジ弁２０はＡボートとＢポートの
間を遮断する。したがって、圧油供給ラインＬ２側の漏
れ流量により負荷に供給される合流流量Ｑが変化するの
を防止できる。

その後、入力電気信号Ｑｉｎが最大値の４０％に達する
と、アンプ１３からの電気信号ＱＨｎ　ａは第９図に示
したように一旦カットオフになり、それから再び入力電
気信号Ｑｉｎに比例して出力され、圧油供給ラインＬ１
側は前述と同様に制御される。

一方、アンプ１３から電気信号Ｑｉｎｂが出力され、方
向切換弁エフが励磁されて（ＯＮになって）図示の状態
から左行位置に切り換わるため、圧力補償弁１６のベン
トポートを固定絞り１５の出力側に、カートリッジ弁２
０のＸポートをタンクにそれぞれ接続してオンロード状
態となる。

それによって、カートリッジ弁２０がＡポー１〜とＢポ
ート間を開いて、定吐出量ポンプ２から吐出される圧油
を圧油供給ラインＬ１に合流させて負荷に供給すると共
に、圧力補償弁１６が固定絞り］−５の入口と出口との
間の圧力差を補償することになるので、第３図に実線で
示すように、負荷圧力Ｐに係わらす一定流量ｑ１を確保
することができる。

したがって、合流流量Ｑも直線性のよい特性を得ること
ができる。

この一定流量ｑ１は、固定絞り１５の開口面積と、圧力
補償弁１６によって制御される差圧力によって決定され
る。

なお、第３図の一点鎖線は、定吐出量ポンプの吐出油を
チエツク弁を通して負荷に供給する従来の油圧回路の特
性例を示し、負荷圧力Ｐにより流量Ｑ２が低下する傾向
があった。

したがって、この実施例によれば、前述した従来例にお
ける第１の問題点、すなわち定吐出量ポンプ２をアンロ
ードからオンロートドこ切り換えた時（前述の例ではＱ
ｉｎが４０％の点）に、負荷圧力によっては流量が連続
的につながらず、電気信号−流量特性に変化が生じると
いう問題を解消することができる。

圧油供給ラインＬＬ側のロードセンシング回路は、従来
から知られているものであるが、これも簡単に説明して
おく。

ロードセンシング弁６は、流量制御弁３のポンプ側油圧
Ｐｓと負荷側油圧ＰＬをパイロット圧として導入し、そ
の差圧ΔＰ＝ＰＳ−ＰＬが所定値より小さい時は、図示
のように圧力制御弁８を介して可変吐出量ポンプ１の制
御シリンダ１ａの油をタンクへ抜いて斜板の傾きを大き
くし、その吐出量を増加させる。

逆に、差圧ΔＰが所定値より大きくなると、スプールが
スプリングに打勝って図で左方に移動し、可変吐出量ボ
ンプエの制御シリンダｌａへポンプ５ １６− 側部圧ＰＳによる制御油圧を導入して斜板の傾きを小さ
くし、その吐出量を減少させる。

差圧ΔＰが所定値付近の時には、スプリングによるオフ
セット圧と差圧とのバランスにより、各ポートをわずか
ずつ導通させてて、可変吐出量ポンプ１の制御シリンダ
１ａに制御油圧を導入しつつタンクへも一部逃して、吐
出流量を略一定に制御している。

ピークカット弁９は、パイロットリリーフ弁７による正
常な圧力制御時には開かず、パイロットリリーフ弁７に
多くの流れが発生し、出力ラインにピーク圧力が発生し
てピークカット弁９のオリフィス９ａに流れる油量が多
くなり、その前後差圧が大きくなると開くように、その
クラッキング圧力はスプリングによって高めに設定され
ている。

そして、負荷が例えば射出成形機の射出シリンダとする
と、流量制御による速度制御行程が終って圧力制御行程
に移ると、その変換過程ではピークカット弁９が働き、
パイロットリリーフ弁７の設定値に対してピーク量を抑
制する。

圧力制御行程に移ると、パイロットリリーフ弁７によっ
てその値が制御される。

第４図はこの発明の第２実施例を示す油圧及び電気回路
図であり、第上図と同じ部分には同一符号を付し、それ
らの説明は省略する。

この実施例において、定吐出量ポンプ２からの圧油供給
ラインＬ２側の構成は、第１図の第Ｉ実施例と同じであ
る。

可変吐出量ポンプエからの圧油供給ラインＬＬ側は、第
１図の回路における電磁比例式流量制御弁３を使用せず
、ロートセンシング弁として比例電磁三方向制御弁３６
を使用している。

そして、入力電気信号Ｑｊｎに応じて、この比例電磁三
方向制御弁３６及び定吐出量ポンプ２側の電磁切換弁１
７を朴動制御するために、２個のアンプ３３．３４を使
用し、可変吐出量ポンプ１の吐出圧力を検出する圧力計
３５の検出信号Ｓｐをアンプ３３に、可変吐出量ポンプ
１の斜板角検出用センサ（ポテンショメータ等）３１の
検出信号Ｓａをアンプ３４にそれぞれフィードバックす
ることにより、流量制御を行なっている。

この第２実施例によっても、前述の第１実施例と同様な
作用効果が得られるが、この回路では、可変吐出量ポン
プ１として、斜板角コントロール方式の電気ダイレクト
ポンプを使用する場合、圧油供給ラインＬｌ側の負荷圧
カー流量特性を一定に保つために、次のようにしている
。

例えば、最大負荷圧力Ｐｍａｘにおける容積効率が９５
％の可変吐出量ポンプを用いた場合、第５図に実線で示
すように、電気信号Ｑｉｎａを無負荷時には最大負荷時
の値ｑａの９５％（０，９５ｑ　ａ　）とし、最大負荷
時に１００％とするように、負荷圧力Ｐに応して直線的
にその比率を変化させる。

この負荷圧力Ｐは圧力計３５によって検出され、その検
出信号Ｓｐを入力電気信号Ｑｉｎと共に人力するアンプ
３３において、この容積効率補正を行なうようにしてい
る。

これによって、前述したように定吐出量ポンプ２側の負
荷圧カー流量特性が一定なことと相まって、合流流量も
負荷圧力に係わらず入力電気信号Ｑｉｎに比例した直線
性のよい特性を得ることができ、従来例における第１の
問題点を解消できる。

さらに、この実施例においては、従来例の第２及び第３
の問題点も解消するために、次のような改善を行なって
いる。

まず、可変吐出量ポンプ１側と定吐出量ポンプ２側の切
換点（前述の例では入力電気信号Ｑｉｎの４０％）付近
で、比例電磁三方向制御弁３６を開動するための電気信
号Ｑｊｎ　ａと電磁切換弁エフを原動するための電気信
号Ｑｊｎｂに、第６図に示すようにヒステリシスを持た
せることにより、この切換点付近で激しく相転移が起っ
てバタツクことを防止する。

このヒステリシス制御も、アンプ３３によって行なう。

さらに、比例電磁三方向制御弁３６を原動するための電
気信号にＨｎａを、第７図に示すように切換時にゼロに
落さないようにして、可変吐出量ポンプ１の吐出圧を常
に所定の下限値以上に維持することにより、この切換点
付近でピークカット弁９− ０ ９のベント室の圧力がゼロになって、定吐出量ポンプ２
側から供給される圧油をこのピークカッ１−弁９のベン
トラインを通して排出してしまうことを防止する。

この制御は、可変吐出量ポンプ１の斜板角検出用センサ
３１の検出信号Ｓａをフィードバックされるアンプ３４
によってなされる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明による可変吐出量ポ
ンプと固定吐出量ポンプの吐出油合流供給装置は、負荷
圧力に係わらず一定流量を確保することができ、合流流
量として入力電気信号に比例する直線性のよい特性を得
ることができる。

また、方向切換弁の切り換えによる定吐出量ポンプのオ
ンロード／アンロード切り換え用の電気信号にヒステリ
シスを持たせることにより、切換点付近で激しく相転移
が起ってバタツクのを防止できる。

さらに、ピークカット弁を設けた場合、切換点付近で定
吐出量ポンプからの吐出油がピークカット弁のベントラ
インを通して排出されてしまうのを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す油圧及び電気回路
図、 第２図は第１図におけるカートリッジ弁２０の構造を示
す断面図、 第３図は第１図の第１実施例による負荷圧力と定吐出量
ポンプによる流量との関係を従来とと比較して示す線図
、 第４図はこの発明の第２実施例を示す油圧及び電気回路
図、 第５図乃至第７図はいずれもこの第２実施例の作用を説
明するための線図、 第８図は従来の可変吐出量ポンプと固定吐出量ポンプの
吐出油合流供給装置の一例を示す油圧及び電気回路図、 第９図及び第１０図は同しくその作用を説明するための
線図である。 １・・可変吐出量ポンプ　　２・・定吐出量ポンプ３・
・電磁比例式流量制御弁 ６・・ロー１へセンシング弁 ７　パイロットリリーフ弁 ９・・ピークカット弁 １５・・・固定絞り １７・・・方向切換弁 ３１・・・斜板角検出用センサ ３３．３４・・アンプ　　　３５　圧力計３６・・・比
例電磁三方向制御弁 チエツク弁 ８・圧力制御弁 １３．１．４　　アンプ ↓６・・・圧力補償弁 ２０　・カートリッジ弁 量　−ｄメ 手続補正書（自 平底２年８月２４日 専 １、事件の表示 特願平２−５１４５３号 ２、発明の名称 可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプ の吐出油合流供給装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都大田区南蒲田２丁目１６番４６号（３３８）　　
株式会社　東　京　計　器６、補正の内容 （１）同書第１２頁第８行の「カートリッジ弁１０」を
「カートリッジ弁２０ｊと訂正する。 （２）同書第１７頁第５行の「導通させてて」を「導通
させて」と訂正する。 （３）同書第１８頁第１５行及び第２０頁第９行の「電
磁切換弁」を「方向切換弁」と訂正する。 （４）同書第２３頁第６行の「カートリッジ弁」を「カ
ートリッジ弁」と訂正する。 （５）図面の「第工図」を別紙訂正図面のとおり訂正す
る。 以上 ■ ５、補正の対象 ） クカノｌ弁 負荷′へ カー１リツジ弁 訂 正 図 面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　可変吐出量ポンプ及び定吐出量ポンプと、その各ポ
   ンプからの吐出油を合流して負荷に供給する合流回路と
   、その合流流量を入力電気信号に応じて比例的に可変制
   御する電気回路とを備えた可変吐出量ポンプと定吐出量
   ポンプの吐出油合流供給装置において、 前記定吐出量ポンプからの吐出油を固定絞りとカートリ
   ッジ弁を介して可変吐出量ポンプからの吐出油に合流さ
   せるようにし、その定吐出量ポンプの吐出側とタンクと
   の間にアンロード弁の機能も持つ圧力補償弁を介挿する
   と共に、 前記電気回路によつて制御され、前記カートリッジ弁の
   Ｘポートと前記圧力補償弁のベントポートのうちの一方
   を前記固定絞りの出口側に、他方をタンクに切り換え接
   続する方向切換弁を設けたことを特徴とする可変吐出量
   ポンプと固定吐出量ポンプの吐出油合流供給装置。 ２　請求項１記載の可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプ
   の吐出油合流供給装置において、合流回路の出力側とタ
   ンクとの間にピークカット弁を介挿し、そのベントライ
   ンを可変吐出量ポンプの吐出側に接続したことを特徴と
   する可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプの吐出油合流供
   給装置。 ３　請求項２記載の可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプ
   の吐出油合流供給装置において、方向切換弁の切り換え
   による定吐出量ポンプのオンロード／アンロード切り換
   えにヒステリシスを持たせる手段を前記電気回路中に設
   けたことを特徴とする可変吐出量ポンプと定吐出量ポン
   プの吐出油合流供給装置。 ４　請求項１記載の可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプ
   の吐出油合流供給装置において、可変吐出量ポンプから
   の吐出流量を制御するロードセンシング回路を備えたこ
   とを特徴とする可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプの吐
   出油合流供給装置。 ５　ロードセンシング回路が圧力制御手段も有している
   請求項４記載の可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプの吐
   出油合流供給装置。 ６　可変吐出量ポンプが斜板角コントロール方式のポン
   プである請求項１記載の可変吐出量ポンプと定吐出量ポ
   ンプの吐出油合流供給装置。 ７　請求項６記載の可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプ
   の吐出油合流供給装置において、圧力制御も可能な斜板
   角コントロール回路を備えたことを特徴とする可変吐出
   量ポンプと定吐出量ポンプの吐出油合流供給装置。 ８　請求項１記載の可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプ
   の吐出油合流供給装置において、定吐出量ポンプをアン
   ロードからオンロードに切り換える際に、可変吐出量ポ
   ンプの吐出流量をゼロにしない手段を備えたことを特徴
   とする可変吐出量ポンプと定吐出量ポンプの吐出油合流
   供給装置。