JPH0453441Y2 - - Google Patents

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JPH0453441Y2
JPH0453441Y2 JP13676288U JP13676288U JPH0453441Y2 JP H0453441 Y2 JPH0453441 Y2 JP H0453441Y2 JP 13676288 U JP13676288 U JP 13676288U JP 13676288 U JP13676288 U JP 13676288U JP H0453441 Y2 JPH0453441 Y2 JP H0453441Y2
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pressure
pump
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circuit
discharge
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、圧力回路に設けられたアキユームレ
ータに可変容量ポンプにより圧力流体を充填する
装置に関する。
(従来の技術) 従来、例えば負荷保持装置のシリンダに圧力回
路を介して流体圧力を常時作用させ、該シリンダ
で負荷の移動を防ぐ場合、該圧力回路にアキユー
ムレータを設け、圧力回路の圧力が設定圧力の範
囲以下に低下すると油圧ポンプからアキユームレ
ータへ圧力流体を充填し、装置の動力を軽減する
ことが行なわれている。
該アキユームレータへ圧力流体を充填する装置
として、第1図示のように固定容量ポンプaを逆
止弁bを介してアキユームレータcを備えた圧力
回路dに接続し、該逆止弁bの前方にアンロード
弁eを設たものが知られている。この装置では、
アキユームレータcの圧力P3が第2図に見られ
るようにPin圧力まで低下すると、アンロード弁
eが閉の状態になり、これによつて該ポンプaの
吐出圧P1がPinを越えて高まり、アキユームレー
タcに該ポンプaから圧力流体が充填される。該
アキユームレータcの圧力P3がPoutの圧力に達
すると、アンロード弁eが開弁し、該ポンプaか
ら吐出される全流量がアンロード弁eを通過して
タンクへ戻る。この作動を繰返してアキユームレ
ータcに圧力を充填し、圧力回路dの圧力を一定
範囲に維持する。
また、第3図示のように、油圧ポンプに可変容
量ポンプgを使用してアキユームレータcに圧力
を充填するようにしたものも知られている。この
場合、可変容量ポンプaとして、ポンプ容量を制
御する制御シリンダhと制御ばねkを備えたもの
が用いられ、該制御シリンダhに、復帰ばねiに
対向して作用する該ポンプgの自己吐出圧により
作動するスプールを備えたレギユレータjが接続
される。
該レギユレータjは該制御シリンダhへの該自
己吐出圧の導入と排出を制御する作動を行い、ア
キユームレータcの圧力が低下し、逆止弁bを介
して該ポンプgからの圧力流体がアキユームレー
タcへ流れ始めると、レギユレータjは制御シリ
ンダhへ該自己吐出圧を導入してポンプ容量を大
きくし、多量の流体をアキユームレータcへ充填
すべく吐出するが、アキユームレータcの充填が
完了することによつて該ポンプgの吐出圧が上昇
すると、レギユレータjは制御シリンダhの圧力
をタンクへと排出するように作動するのでポンプ
容量が小さくなり、少しずつ高圧流体をアキユー
ムレータcに充填し続ける。
(考案が解決しようとする課題) 前記第1図示のような固定容量ポンプaとアン
ロード弁eを組合せた充填装置は、アキユームレ
ータcへの充填作動を行なつていないときにアン
ロード弁eを介して該ポンプaの全吐出量がタン
クへ戻されるので、アンロード弁eの通過抵抗に
よるエネルギー損失が大きい欠点がある。
また第3図示の装置では、可変容量ポンプgは
常にアキユームレータcへ高圧の流体を充填し続
けるので、常に高圧が該ポンプgに加わり、該ポ
ンプのベアリング寿命が低下し、しかも高圧吐出
のためにポンプ効率が低下する不都合があり、ポ
ンプgの温度が上昇して特にシール類の寿命が短
かくなる欠点がある。
本考案は、エネルギー損失が小さく、問歇的き
にアキユームレータへの充填のための吐出を行な
い高圧吐出に伴なう前記不都合、欠点を解決した
装置を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本考案では、アクチユエータへ接続される圧力
回路にアキユームレータを設け、該アキユームレ
ータに、制御シリンダと制御ばねによりポンプ容
量が制御された可変容量ポンプを逆止弁を介して
接続し、復帰ばねに対抗して作用する該ポンプの
自己吐出圧により作動して該制御シリンダへの該
自己吐出圧の導入と排出を制御するスプールを備
えたレギユレータを設けるようにしたものに於
て、該レギユレータへ該ポンプの自己吐出圧を導
く導入回路にオリフイスを設け、該レギユレータ
のスプールの復帰ばねと対向する端部に、該スプ
ールの受圧面積よりも大きい受圧面積を有する制
御ピストンを摺動自在に連設し、該制御ピストン
の該スプールに面した端面に導入回路を介してレ
ギユレータに導入された圧力を作用させ、該端面
と反対側の端面に前記圧力回路の圧力を作用させ
ることにより、前記課題を解決するようにした。
(作用) アキユームレータに蓄積された圧力が圧力回路
のアクチユエータに於て消費され、その圧力P3
が第5図の曲線Aで示すようにPinまで低下する
と、レギユレータのスプールが復帰ばねにより可
変容量ポンプの制御シリンダの流体を排出する位
置に移動し、該ポンプのポンプ容量が短時間で最
大になる。これによつて該ポンプから流体が急激
に吐出され始め、該ポンプの自己吐出圧P1は瞬
時にPin圧力に達するが、該レギユレータのスプ
ールは制御シリンダから流体を排出する位置を保
持し続け、該ポンプに最大吐出を続けさせる。こ
れによつて、吐出圧P1がPinよりも更に上昇し、
逆止弁を介してアキユームレータへ該ポンプから
迅速に圧力流体が充填され、該アキユームレータ
の圧力がPoutに達すると、レギユレータの制御
ピストンに圧力回路から作用する圧力P3もPout
に等しくなり、レギユレータのスプールは該制御
ピストンに作用するP3=Poutの圧力で移動し、
該ポンプの制御シリンダに導入回路を介して該ポ
ンプの自己吐出圧を導入する。該制御シリンダ
は、該ポンプのポンプ容量が零になるように制御
し、これによりアキユームレータへの充填が止ま
る。そして再びアキユームレータの圧力がPinま
で下がると前記した作動を繰返し、アキユームレ
ータに圧力流体が充填される。
該アキユームレータの圧力P3がPin〜Poutの範
囲内にあるときは、該ポンプはそのホンプ容量を
零として回転し、高圧流体の吐出を行なわないの
で、該ポンプのベアリングやシール類の損耗が軽
くなり、エネルギの損失も少なくポンプ効率が向
上する。
(実施例) 本考案の実施例を第4図に基づき説明するに、
同図に於て符号1は油圧シリンダ等のアクチユエ
ータに接続される圧力回路、2は該圧力回路1に
設けたアキユームレータ、3は該アキユームレー
タ2へ圧力流体を充填すべく充填回路4を介して
接続した斜軸形或は斜板形等の可変容量ポンプ、
5は該充填回路4に介在させた逆止弁を示す。
該可変容量ポンプ3はそのポンプ容量を零から
最大まで変化させるために制御シリンダ6と制御
ばね7を備え、該制御シリンダ6にレギユレータ
8を介して逆止弁5の前方から該ポンプ3の自己
吐出圧を導入する導入回路9と該制御シリンダ6
に導入された圧力をタンク10へと排出する排出
回路11とが接続される。該ポンプ3が斜板の傾
転角を変えてポンプ容量を制御する形式の可変容
量ポンプである場合、該斜板にその傾転角を増大
するような傾転作動を行なわせるべく、制御ばね
7が連結され、該制御ばね7の力に抗して該斜板
の傾転角を零に戻すような作動を行なわせるべく
制御シリンダ6が連結される。
該レギユレータ8は、一端に作用する復帰ばね
12の力と、他端に作用する充填回路4から導入
した該ポンプ3の自己吐出圧の力とで摺動するス
プール13を備え、該復帰ばね12による力より
も該自己吐出圧による力が優勢となると、該スプ
ール13は制御シリンダ6を導入回路9に接続す
るように移動し、該制御シリンダ6に発生する力
により該制御ばね7に抗して該ポンプ3の例えば
斜板の傾転角が戻され、ポンプ容量が零になり、
また該復帰ばね12による力の方が該自己吐出圧
による力よりも優勢になると、該スプール13は
制御シリンダ炉愚を排出回路11を介してタンク
10へと接続するように移動し、該制御シリンダ
6内の流体がタンク10へと排除されるので制御
ばね7の力により該ポンプ3の例えば斜板の傾転
角が大きくなり、ポンプ容量が増大する。
該レギユレータ8へ接続された導入回路9には
オリフイス14が設けられ、スプール13が移動
して導入回路9から制御シリンダ6へ自己吐出圧
が導入されるとき、該オリフイス14により該自
己吐出圧が減圧されるようにした。
15は第6図に見られるように、該レギユレー
タ8のスプール13の受圧面積aよりも大きい受
圧面積bを有する制御ピストンを示し、該制御ピ
ストン15は該スプール13の復帰ばね12と対
向する端部に摺動自在に連設され、該制御ピスト
ン15の該スプール13に面する端面15aに、
導入回路9を介してレギユレータ8に導入され圧
力を作用させ、該端面15aに反対側の端面15
bに、前記圧力回路1の圧力がパイロツト回路1
6を介して作用するようにした。
第4図に併記した記号Fは、スプール13に復
帰ばね12と対向する方向に発生する力、Fsは
復帰ばね12の力、Fhは制御ばね7の力、gは
制御シリンダ6の受圧面積、P1はポンプ3の吐
出圧、P2はオリフイス14の後方の圧力、P3
アキユームレータ2の圧力である。
次に第4図示の装置の作動を説明する。
ポンプ3が第5図の区間t2,t3間、S1,S2間に
見られるように、その斜板を最大角に傾転し、最
大量を吐出し、逆止弁5を押し上げ、アキユーム
レータ2に吐出流体を充填するときは、圧力P1
P2,P3は昇圧し、P1=P2=P3となる。
この充填でP1=P2=P3がスプール13の復帰
ばね12の力Fsに相当する圧力Pout即ち充填完
了の圧力に達すると、該スプール13は復帰ばね
12をたわめて第4図の右方に移動する。
このときのPoutとFsの関係は、 P1=P2=P3=Poutであるので Fs=Pout×a ……(1) である。
レギユレータ8に接続された導入回路9にはオ
リフイス14が設けられてレギユレータ8への流
入量が制限されているので、スプール13が前記
のように第4図の右方に移動し、導入回路9を介
して制御シリンダ6へ流量が流入するときにオリ
フイス14により圧力P2はΔPだけ減圧されて P2=Pout−ΔP ……(2) となる。また復帰ばね12の力Fsに対向する力
Fは、 F=Pout×b+a×P2−b×P2 であり、これに(2)式を代入すると F=Pout×a+(b−a)×ΔP また(1)式より F=Fs+(b−a)×ΔP ……(3) となる。a<bであるのでb−aは常に正であ
る。よつてF>Fsの関係となる。
圧力P2が減圧されることにより、スプール1
3は制御ピストン15に押されて右方向に復帰ば
ね12をたわめて移動し、その結果制御シリンダ
6に圧力P2が作用するので、ポンプ3は制御ば
ね7をたわめ、ポンプ容量を零とし、該ポンプ3
は圧力PLで零吐出即ちアンロード状態を保持す
る。
圧力PLはFh/gで決まる値である。
これによりポンプ3がアンロード状態を保持し
ており、、第5図の区間t4,t1に見られるよにう、
アキユームレータ2へ充填作動を行なわないと、
圧力回路1のアクチユエータに於てアキユームレ
ータ2の圧力が消費され、P3圧力は、第5図の
S2,S1間に見られるように、徐々にPin圧力まで
低下する。P3圧力が低下すると、それまで導入
回路9を制御シリンダ6に接続する位置にあつた
スプール13は、第4図示の位置即ち制御シリン
ダ6を排出回路11に接続する位置に移動する。
このときのPin圧力は、スプール13の平衡状
態より、 Pin=Fs/b+(b−a)/b×PL ……(4) で表わされる。
制御シリンダ6が排出回路11を介してタンク
10につながると、制御ばね7の力で例えば斜板
の傾転角が大きくなり、ポンプ容量が増大し、こ
れに伴ない圧力P1,P2も上昇する。
このときスプール13には、 F=Pin×b+P2×a−P2b の力が発生し、この力は前記(4)式より F=Fs+(b−a)(PL−P2) ……(5) と表わされ、PL<P2であり常に負であるので、
F<Fsとなる。従つて圧力P2が上昇するにつれ
Fが低下し、スプール13は迅速に制御シリンダ
6を排出回路11の接続を行ない、ポンプ3は急
激に第5図の曲線Bで示すように最大量を充填回
路4に吐出するようになる。
ポンプ3から吐出される流量が逆止弁5を押し
上げてアキユームレータ2に流入し、その充填を
始めるとP1=P2=P3となる。そして F=P3×b+P2×a−P2×b であり、P1=P2=P3であるからF=P2×aとな
り、また(1)式よりP2<Poutの条件であれば、F
=Fsとなり、スプール13は第4図示の位置に
移動したままとなり、該ポンプ3は最大ポンプ容
量でアキユームレータ2の充填作動を行なう。
アキユームレータ2の圧力P3はPinとPoutを往
復し、一方、ポンプ3はアキユームレータ2の圧
力がPoutに達すると零吐出、アンロード状態と
なり、またPin圧力にまで低下するとポンプ容量
を最大として最大量の吐出を行なう。この一連の
作動を繰返すことによりアキユームレータ2の充
填が行なわれる。
(考案の効果) 以上のように、本考案によるときは、アキユー
ムレータの充填回路にレギユレータで制御された
可変容量ポンプを接続し、該レギユレータ該ポン
プの自己吐出圧を導く導入回路にオリフイスを設
け、該レギユレータのスプールの作動を圧力回路
の圧力と該導入回路の圧力が作用した制御ピスト
ンにより制御するようにしたので、アキユームレ
ータへの充填時以外は可変容量ポンプを零吐出と
してアンロード状態となし得られ、不必要な流量
吐出がないのでエネルギー損失も少なく、ポンプ
が高圧吐出行なう時間が短かいので、ポンプのベ
アリングやシールの寿命が長くなり、効率良くア
キユームレータの充填を行なえる等の効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の線図、第2図は第1図示の場
合の作動状態の線図、第3図は他の従来例の線
図、第4図は本考案の実施例の線図、第5図は第
4図示の装置の作動状態を示す線図、第6図は第
4図のスプールと制御ピストンの受圧面積の関係
を示す断面図である。 1……圧力回路、2……アキユームレータ、3
……可変容量ポンプ、4……充填回路、5……逆
止弁、6……制御シリンダ、7……制御ばね、8
……レギユレータ、9……導入回路、11……排
出回路、12……復帰ばね、13……スプール、
14……オリフイス、15……制御ピストン、1
6……パイロツト回路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. アクチユエータへ接続される圧力回路にアキユ
    ームレータを設け、該アキユームレータに、制御
    シリンダと制御ばねによりポンプ容量が制御され
    た可変容量ポンプを逆止弁を介して接続し、復帰
    ばねに対抗して作用する該ポンプの自己吐出圧に
    より作動して該制御シリンダへの該自己吐出圧の
    導入と排出を制御するスプールを備えたレギユレ
    ータを設けるようしたものに於て、該レギユレー
    タへ該ポンプの自己吐出圧を導く導入回路にオリ
    フイスを設け、該レギユレータのスプールの復帰
    ばねと対向する端部に、該スプールの受圧面積よ
    りも大きい受圧面積を有する制御ピストンを摺動
    自在に連設し、該制御ピストンの該スプールに面
    した端面に導入回路を介してレギユレータに導入
    された圧力を作用させ、該端面と反対側の端面に
    前記圧力回路の圧力を作用させたことを特徴とす
    る可変容量ポンプによるアキユームレータ充填装
    置。
JP13676288U 1988-10-21 1988-10-21 Expired JPH0453441Y2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016113878A (ja) * 2014-12-18 2016-06-23 日立建機株式会社 作業車両

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