JPH05141363A - ポンプ装置 - Google Patents

ポンプ装置

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JPH05141363A
JPH05141363A JP3305795A JP30579591A JPH05141363A JP H05141363 A JPH05141363 A JP H05141363A JP 3305795 A JP3305795 A JP 3305795A JP 30579591 A JP30579591 A JP 30579591A JP H05141363 A JPH05141363 A JP H05141363A
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JP
Japan
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output line
pressure
flow rate
discharge
mode
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JP3305795A
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English (en)
Inventor
Shigeaki Yamamuro
重明 山室
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Atsugi Unisia Corp
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Publication date
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流路切換え手段を油圧機器の消費量に対応さ
せて逐次制御出来るようにして動力ロスの削減を図る。 【構成】 第一ポンプ機構部P1と第二ポンプ機構部P2
を設け、各ポンプ機構部P1,P2の吐出通路1a,1b
を出力側通路2a,2bと還流側通路3a,3bとに分
岐形成し、各還流側通路2a,2bに、出力ライン5の
圧力に連動して流路の切換えを行う切換え弁18を設け
る。出力ライン5への作動油の吐出流量と油圧機器Gの
消費量の差は出力ライン5の圧力の変動として現れるた
めに、作動油の吐出流量は出力ラインの圧力に連動する
切換え弁18によって逐次制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油圧機器の必要とする流
量に応じて吐出流量を調整することが可能なポンプ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のポンプ装置としては、従来、例
えば図20に示すようなものが案出されている。
【0003】このポンプ装置は、第一ポンプ機構部P1
と第二ポンプ機構部P2と、各ポンプ機構部P1,P2
吐出通路1a,1bに分岐形成された出力側通路2a,
2bと還流側通路3a,3bと、各ポンプ機構部P1
2からの吐出油の流れを出力側通路2a,2bと還流
側通路3a,3bのいずれかに切り換える流路切換え手
段としての電磁バルブ4とを備えていて、油圧機器Gの
作動状態に応じて図示しない制御装置によって適宜電磁
バルブ4を切換え、それによって出力側通路2a,2b
から出力ライン5に流れる作動油の流量を調整するよう
になっている。即ち、このポンプ装置にあっては、第一
ポンプ機構部P1による吐出、第二ポンプ機構部P2によ
る吐出、第一ポンプ機構部P1と第二ポンプ機構部P2
合わせた吐出の三種類の吐出モードが設定されていて、
電磁バルブ4のスプール4a,4bの位置の切換えによ
ってこれらの吐出モードを適宜選択するようになってい
る。尚、図中6a,6bは作動油が出力ライン5から逆
流するのを防止する逆止弁であり、7は出力ライン5の
途中に配設されたリリーフ弁、Fは作動油を貯留するタ
ンクである。
【0004】この技術は特開平2−286886号公報
等に示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ポンプ装置の場合、油圧機器Gの作動状態に応じて電磁
バルブ4で吐出モードを選択するのであるが、電磁バル
ブ4の制御は油圧機器Gの消費量に対応した逐次制御で
ないため、出力ライン5への吐出流量と油圧機器Gの消
費量に差が生じ動力ロスが大きいという不具合がある。
即ち、上記ポンプ装置は、油圧機器Gの実際の消費量よ
りも常時吐出流量が大きくなるよう概略的に電磁バルブ
4の切換えを設定しておいて、余剰分の吐出油を出力ラ
イン5の途中からリリーフ弁7によって排出するように
しているため、この分の吐出油のエネルギーが無駄にな
っている。
【0006】そこで本発明は、流路切換え手段を油圧機
器の消費量に対応させて逐次制御出来るようにして動力
ロスのより少ないポンプ装置を提供しようとするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するための手段として、複数のポンプ機構部と、各
ポンプ機構部の吐出通路に分岐形成された出力側通路と
還流側通路と、各ポンプ機構部からの吐出油の流れを出
力側通路と還流側通路のいずれかに切換える流路切換え
手段とを備えたポンプ装置において、前記流路切換え手
段を出力ラインの圧力に連動させるようにした。
【0008】
【作用】出力ラインへの作動油の吐出流量と実際の油圧
機器の消費量の差は出力ラインの圧力の変動として現れ
るため、作動油の吐出流量は、出力ラインの圧力に連動
する流路切換え手段によって逐次制御される。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例を図1〜図19に基づ
いて説明する。尚、図20に示した従来のものと同一部
分には同一符号を用いるものとする。
【0010】まず、第一実施例について図1〜図10に
よって説明する。
【0011】この実施例のポンプ装置は、図2に示され
るように第一ポンプ機構部P1と第二ポンプ機構部P2
備えたラジアルプランジャポンプであり、このラジアル
プランジャポンプは、プーリ8によって回転する回転軸
9に偏心カム10が取り付けられ、この偏心カム10が
吸入室11の内部で回転するようになっている。そして
吸入室11の外周域には二列にわたって複数のシリンダ
12a,12bが放射状に配設されていて、各シリンダ
12a,12bにはスプリング13によって付勢された
プランジャ14が摺動自在に嵌入されている。このプラ
ンジャ14は、偏心カム10によるリフトがないときに
吸入室11に突出して連通孔15からシリンダ12a,
12bの内部にオイルを吸入し、つづく偏心カム10の
リフトによってシリンダ12a,12bの内部に押し込
められたときにシリンダ12a,12b内のオイルを各
高圧室16a,16bに吐出するようになっている。こ
のラジアルプランジャポンプの場合、図2の左側列のシ
リンダ12a、及び、高圧室16aが第一ポンプ機構部
1を構成し、同じく右側列のシリンダ12b、及び、
高圧室16bが第二ポンプ機構部P2を構成している。
尚、図2中17は吐出弁を示す。
【0012】第一ポンプ機構部P1の高圧室16aと第
二ポンプ機構部P2の高圧室16bには夫々吐出通路1
a,1b(図1参照)が設けられており、一方の吐出通
路1aは出力側通路2aと還流側通路3aとに、他方の
吐出側通路1bは出力側通路2bと還流側通路3bとに
夫々分岐形成されている。還流側通路3a,3bは流路
切換え手段としての切換え弁18に接続され、出力側通
路2a,2bは逆止弁6a,6bを介して出力ライン5
に合流接続されている。また、出力ライン5のこの合流
接続部近傍にはアキュムレータ19が接続されている。
尚、図1中FとGは夫々タンクと油圧機器を示す。
【0013】切換え弁18は、図3に最も良く示される
ように、一対のシリンダ室21a,21bを有し、これ
らシリンダ室21a,21bの内部には夫々スプール2
2a,22bが摺動自在に嵌入されている。スプール2
2a,22bは夫々出力ライン5の圧力を外部操作力と
して作動する反力ピン23a,23bに一端側を支持さ
れ、スプリング24a,24bによって他端側を付勢さ
れている。反力ピン23a,23bはカバー25内に夫
々設けられたピン孔に収容されていて、その一端側に通
路26a,26bを介して出力ライン5の圧力が導入さ
れるようになっている。一方のシリンダ室21aはポー
トA,Bを備え、他方のシリンダ室21bはポートC,
Dを備えている。ポートAとポートCは夫々還流側通路
3aと3bに接続され、ポートBとポートDは還流側通
路3cに接続されている。スプール22a,22bはそ
のほぼ中間部に環状溝27a,27bが夫々形成されて
いて、図3に示すようにシリンダ室21a,21b内の
左側に位置されるときにこの各環状溝27a,27bを
介してポートAとポートB、ポートCとポートDを互い
に連通するようになっている。スプール22a,22b
の位置は反力ピン23a,23b側とスプリング24
a,24b側の押圧力のバランスによって決定される
が、スプリング24aと24bのばね力はスプリング2
4a側の方が大きくなるように設定されていて、出力ラ
イン5の圧力が高圧状態から低圧状態に序々に変化して
いった場合にスプール22a側が先に図中右側方向に移
動するようになっている。また、スプール22a,22
bは環状溝27a,27bを間に挟んで反力ピン23
a,23b側が大径部28a,28b、スプリング24
a,24b側が小径部29a,29bとなっていて、環
状溝27a,27bに圧力がかかった場合に、大径部2
8a,28bと小径部29a,29bの受圧面積の相違
により、スプール22a,22bに図3中右側方向の助
勢力が働くようになっている。尚、図3中20は所定の
油圧機器Gに対する作動油の供給口を示す。
【0014】以上のような構成であるため、このポンプ
装置の場合、出力ライン5の圧力に応じて次に示すよう
な三種類の吐出モードが適宜選択される。
【0015】油圧機器Gの消費量に比較して出力ライン
5への作動油の吐出流量が大きく、出力ライン5の圧力
が図4の所定値PaLよりも大きい間は、図3に示すよう
に切換え弁18の両スプール22a,22bが反力ピン
23a,23bに押されてシリンダ室21a,21b内
の左側に位置されている。このとき、両スプール22
a,22bによってポートAとポートB、ポートCとポ
ートDが互いに連通し、第一ポンプ機構部P1と第二ポ
ンプ機構部P2によって吐出された作動油は全て還流側
通路3cを通ってポンプ回路の吸入側に戻される。この
ため、出力ライン5への吐出流量は図4の太線で示すよ
うに0となる(モード0)。
【0016】この状態から油圧機器Gによって作動油が
消費され、出力ライン5の圧力が所定値PaL以下になる
と、図5に示すように切換え弁18の一方のスプール2
2aがスプリング24aの弾発力でシリンダ室21a内
を図中右方向に移動し、ポートAとポートBの連通が遮
断される。これにより、第二ポンプ機構部P2から吐出
された作動油だけが還流側通路3cを通ってポンプ回路
の吸入側に戻され、第一ポンプ機構部P1から吐出され
た作動油は出力側通路2aと逆止弁6aを通って出力ラ
イン5に吐出される。このとき、出力ライン5への吐出
流量は図6の太線で示すように第一ポンプ機構部P1
よる吐出流量Q1となる(モード1)。
【0017】尚、切換え弁18のスプール22aがポー
トAとポートBの連通を遮断すると、還流側通路3aの
圧力が出力ライン5と同圧にまで高まってこの圧力がポ
ートAに臨む環状溝27aに作用し、大径部28aと小
径部29aの受圧面積の相違に起因した図中右側方向の
助勢力がスプール22aに働くようになる。このため、
一旦モード1に切換わったスプール22aは出力ライン
5の圧力がPaHに上昇するまでモード0に戻らなくな
る。
【0018】また、モード1の状態から油圧機器Gによ
って作動油が消費され、出力ライン5の圧力が所定値P
bL以下になると、図7に示すように切換え弁18の他方
のスプール22bもスプリング24bの弾発力でシリン
ダ室21b内を図中右方向に移動し、ポートCとポート
Dの連通が遮断される。これにより、第一ポンプ機構部
1と第2ポンプ機構部P2から吐出された作動油は出力
側通路2a,2bと逆止弁6a,6bを通って出力ライ
ン5に吐出される。このとき、出力ライン5への吐出流
量は図8の太線で示すように第一ポンプ機構部P1によ
る吐出流量Q1と第二ポンプ機構部P2による吐出流量Q
2を合わせた吐出流量はQ1+Q2となる(モード3)。
尚、モード3の吐出流量Q1+Q2は油圧機器Gの最大消
費量よりも大きくなるように設定されている。
【0019】上記のようにモード3に切換えられてポー
トCとポートDの連通が遮断されると、還流側通路3b
の圧力が出力ライン5と同圧にまで高まってこの圧力が
ポートCに臨む環状溝27bに作用し、大径部28bと
小径部29bの受圧面積の相違に起因した図中右側方向
の助勢力がスプール22bに働くようになるため、一旦
モード2に切換わったスプール22bは出力ライン5の
圧力がPbHに上昇するまでモード1に戻らなくなる。
【0020】このポンプ装置は、スプール22a,22
bの切換わる圧力をPbL<PaL<PbH<PaHのように設
定しておけば上記三つの吐出モード(モード0,モード
1,モード3)が出力ライン5の圧力に応じて自動的に
選択され、油圧機器Gの消費量に応じて出力ライン5へ
の作動油の吐出流量が逐次制御されることとなる。
【0021】これを具体例で示すと、例えば、油圧機器
Gの消費量が図9のXで当初吐出モードが1の状態であ
ったとすると、吐出流量過大のために出力ライン5の圧
力が増大し、この圧力が図6のPaHになったところで吐
出モードが0に切換わる。そして、モード0に切換わる
と、吐出流量過小のために出力ライン5の圧力が減少
し、この圧力が図4のPaLになったところで吐出モード
が再び1に切換わる。このようにモード1とモード0の
状態が適宜切換えられることにより油圧機器Gの消費量
にみあった吐出流量が確保される。また、同様に油圧機
器Gの消費量が図9のYであった場合には、モード3と
モード1の状態の切換えによって油圧機器Gの消費量に
みあった吐出流量が確保される。
【0022】本発明にかかるこのポンプ装置は油圧機器
Gの消費量に応じて吐出流量の逐次制御を行うため、出
力ライン5に吐出される必要外の作動油の量が少なくな
り、従来のものに比較して動力ロスが極めて小さくな
る。また、出力側通路2a,2bの合流接続部近傍に設
けたアキュムレータ19は、吐出流量過大の場合に蓄圧
して吐出流量過小となったときに作動油を放出するた
め、(スプール22a,22bによる)吐出モード切換
えハンチングを緩和するばかりでなく、動力ロスをより
一層抑える作用も為す。
【0023】さらにまた、このポンプ装置の場合、スプ
ール22a,22bに大径部28a,28bと小径部2
9a,29bを設け、スプール22a,22bが閉状態
になったときに出力ライン5の圧力による助勢力がスプ
ール22a,22bの閉方向(図中右方向)に働くよう
にしたため、吐出流量特性がヒステリシスをもつように
なる。このため、スプール22a,22bが閉状態近く
で停滞して通路を絞ったり、チャタリングを生じたりす
るような不具合が起こらなくなる。
【0024】尚、このポンプ装置を採用した場合、モー
ド0,1,3における、駆動源の回転に対する消費トル
クの変化と吐出流量の変化は図10に示すようになる。
同図中実線は流量特性を示し、破線は消費トルク特性を
示すものとする。
【0025】つづいて、第二実施例について図11〜図
19によって説明する。
【0026】このポンプ装置は上述した第一実施例のも
のとほぼ同様の構成となっているが、流路切換え手段と
しての切換え弁118の構成と、出力ライン5の途中に
リリーフ弁7が設けられている点が第一実施例のものと
異なる。このため、以下ではこれらの相違点についての
み詳述する。
【0027】切換え弁118は、例えば、図12に示す
ようにシリンダ室21a,21bの内部に夫々スプール
22a,22bが摺動自在に嵌入されていて、各スプー
ル22a,22bは一端側を反力ピン23a,23bに
よって支持され、他端側をスプリング24a,24bに
よって付勢されている。反力ピン23a,23bが収容
されるカバー25のピン孔は通路26a,26bを介し
て出力ライン5と導通し、この出力ライン5の圧力が反
力ピン23a,23bの一端側に外部操作力として作用
するようになっている。また、上流側のシリンダ室21
aは三つのポートA,B,Cを備え、下流側のシリンダ
室21bは二つのポートD,Eを備えている。ポート
A,Bは夫々還流側通路3a,3bに接続され、ポート
Dは還流側通路3cに接続され、ポートCとEは連通路
30によって互いに連通している。スプール22a,2
2bはそのほぼ中間部に環状溝27a,27bが夫々形
成されていて、スプール22aはこの環状溝27aを介
してポートAとポートC、或は、ポートBとポートCを
連通し、スプール22bは環状溝27bを介してポート
DとポートEを連通するようになっている。また、スプ
ール22aは環状溝27aよりもスプリング24a寄り
部分に段差部31が設けられていて、このスプール22
aがシリンダ室21a内を図中右方向に移動した際にこ
の段差部31がポートBに臨むようになっている。この
段差部31はスプール22aに図中右側方向の助勢力を
作用させるためのもので、スプール22aの段差部31
がポートBに臨んでこの段差部31に出力ライン5の圧
力がかかるようになると、この圧力が段差部31の端面
に作用してスプール22aに助勢力が働くようになって
いる。一方、スプール22bは環状溝27bを間に挟ん
で反力ピン23b側が大径部28b、スプリング24b
側が小径部29bとなっていて、連通路30を通して環
状溝27bに圧力がかかった場合に、大径部28bと小
径部29bの受圧面積の相違により、スプール22bに
図中右側方向の助勢力が働くようになっている。
【0028】尚、第一ポンプ機構部P1と第二ポンプ機
構部P2の吐出流量は第二ポンプ機構部P2側の方が大き
くなるように設定され、切換え弁118のスプリング2
4aと24bの弾発力はスプリング24bの方が大きく
なるように設定されているものとする。
【0029】以上のような構成であるため、このポンプ
装置の場合には、次に示すような三種類の吐出モードが
適宜選択される。
【0030】油圧機器Gの消費量に比較して出力ライン
5への作動油の吐出流量が大きく、出力ライン5の圧力
が図13中の所定値PaLよりも大きい間は、図12に示
すように切換え弁118の両スプール22a,22bが
反力ピン23a,23bに押されてシリンダ室21a,
21b内の左側に位置されている。このとき、スプール
22a,22bによってポートBとポートC、ポートE
とポートDが夫々連通し、第二ポンプ機構部P2から吐
出された作動油は還流側通路3cを通ってポンプ回路の
吸入側に戻され、第一ポンプ機構部P1から吐出された
作動油は出力側通路2aと逆止弁6aを通って出力ライ
ン5に吐出される。このため、出力ライン5への吐出流
量は図13の太線で示すように第一ポンプ機構部P1
よる吐出流量Q1となる(モード1)。尚、このとき油
圧機器Gによる作動油の消費量に対して出力ライン5へ
の吐出流量が過大である場合には、その吐出流量の一部
がリリーフ弁7によってポンプ回路の吸入側に戻され
る。
【0031】モード1の状態から油圧機器Gによって作
動油が消費され、出力ライン5の圧力が所定値PaL以下
になると、図14に示すように切換え弁118の上流側
のスプール22aがスプリング24aの弾発力でシリン
ダ室21a内を図中右方向に移動し、ポートBとポート
Cの連通からポートAとポートCの連通に切換わる。こ
れにより、第一ポンプ機構部P1から吐出された作動油
は還流側通路3cを通ってポンプ回路の吸入側に戻さ
れ、第二ポンプ機構部P2から吐出された作動油は出力
側通路2bと逆止弁6bを通って出力ライン5に吐出さ
れることとなり、出力ライン5への吐出流量は図15の
太線で示すように第二ポンプ機構部P2による吐出流量
2となる(モード2)。
【0032】切換え弁118のスプール22aが上述の
ように図中右方向に移動した際には、出力ライン5と同
圧にまで高まった還流側通路3aの圧力がスプール22
aの段差部31に作用し、スプール22aに図中右方向
の助勢力が加わるため、一旦モード2に切換わったスプ
ール22aは出力ライン5の圧力がPaHに上昇するまで
モード1に戻らなくなる。
【0033】さらに、モード2の状態から油圧機器Gに
よって作動油が消費され、出力ライン5の圧力が所定値
bL以下になると、図16に示すように切換え弁118
の他方のスプール22bがスプリング24bの弾発力で
シリンダ室21b内を図中右方向に移動してポートEと
ポートDの連通が遮断され、第一ポンプ機構部P1と第
二ポンプ機構部P2から吐出された作動油は出力側通路
2a,2bと逆止弁6a,6bを通って出力ライン5に
吐出される。このとき、出力ライン5への吐出流量はQ
1+Q2となる(モード3)。
【0034】切換え弁118のスプール22bが上述の
ように図中右方向に移動した際には、出力ライン5と同
圧にまで高まった還流側通路3bの圧力がポートA、ポ
ートC、連通路31、ポートEを介してスプール22b
の環状溝27bに作用し、大径部28bと小径部29b
の受圧面積の相違に起因した図中右側方向の助勢力がス
プール22bに作用するようになるため、一旦モード3
に切換わったスプール22bは出力ライン5の圧力がP
aHに上昇するまでモード2に戻らない。
【0035】このポンプ装置もまた、第一実施例に示し
たものと同様にスプール22a,22bの切換わる圧力
をPbL<PaL<PbH<PaHのように設定しておけば上記
三つの吐出モード(モード1,モード2,モード3)が
出力ライン5の圧力に応じて自動的に選択されることと
なり、例えば、油圧機器Gの消費量が図18のX’であ
った場合にはモード1とモード2の切換えが、Y’であ
った場合にはモード2とモード3の切換えが夫々行わ
れ、油圧機器Gの消費量にみあった最適な吐出流量が確
保される。このため、第一実施例に示したものと同様
に、出力ライン5に吐出される必要外の作動油の量が少
なくなって動力ロスが極めて小さくなる。
【0036】また、このポンプ装置においては、モード
1の場合の作動油の吐出流量を油圧機器Gの最低消費量
とほぼ同一になるように設定しておけば、切換え弁11
8の万一の故障に際して最低限の吐出流量が補償される
こととなり、フェイルセイフ面においても有利となる。
【0037】尚、このポンプ装置を採用した場合、モー
ド1,2,3における、駆動源の回転に対する消費トル
クの変化と吐出流量の変化は図19に示すようになる。
同図中実線は流量特性を示し、破線は消費トルク特性を
示すものとする。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、各ポンプ
機構部からの吐出油の流れを出力側通路と還流側通路の
いずれかに切換える流路切換え手段を出力ラインの圧力
に連動させ、この流路切換え手段によって油圧機器の消
費量と差が生じないように作動油の吐出流量を逐次制御
出来ようにしたため、出力ラインへの作動油の無駄な吐
出が無くなり、動力ロスが極めて少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す回路図。
【図2】同実施例を示す断面図。
【図3】同実施例の要部を示す断面図。
【図4】同実施例の流路切換え手段の制御特性を示すグ
ラフ。
【図5】同実施例の要部を示す断面図。
【図6】同実施例の流路切換え手段の制御特性を示すグ
ラフ。
【図7】同実施例の要部を示す断面図。
【図8】同実施例の流路切換え手段の制御特性を示すグ
ラフ。
【図9】同実施例の各モードにおける回転数と吐出流量
の関係を示すグラフ。
【図10】同実施例における流量特性と消費トルク特性
を示すグラフ。
【図11】本発明の第二実施例を示す回路図。
【図12】同実施例の要部を示す断面図。
【図13】同実施例の流路切換え手段の制御特性を示す
グラフ。
【図14】同実施例の要部を示す断面図。
【図15】同実施例の流路切換え手段の制御特性を示す
グラフ。
【図16】同実施例の要部を示す断面図。
【図17】同実施例の流路切換え手段の制御特性を示す
グラフ。
【図18】同実施例の各モードにおける回転数と吐出流
量の関係を示すグラフ。
【図19】同実施例における流量特性と消費トルク特性
を示すグラフ。
【図20】従来のポンプ装置を示す回路図。
【符号の説明】
1a,1b…吐出通路、2a,2b…出力側通路、3
a,3b…還流側通路、5…出力ライン、18…切換え
弁(流路切換え手段)、P1…第一ポンプ機構部(ポン
プ機構部)、P2…第二ポンプ機構部(ポンプ機構
部)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のポンプ機構部と、各ポンプ機構部
    の吐出通路に分岐形成された出力側通路と還流側通路
    と、各ポンプ機構部からの吐出油の流れを出力側通路と
    還流側通路のいずれかに切換える流路切換え手段とを備
    えたポンプ装置において、前記流路切換え手段を出力ラ
    インの圧力に連動させたことを特徴とするポンプ装置。
JP3305795A 1991-11-21 1991-11-21 ポンプ装置 Pending JPH05141363A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8051652B2 (en) 2002-04-10 2011-11-08 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Hydraulic system and automatic gearbox

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