JPH0518365A - 可変容量型油圧ポンプの容量制御装置 - Google Patents

可変容量型油圧ポンプの容量制御装置

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Publication number
JPH0518365A
JPH0518365A JP3191162A JP19116291A JPH0518365A JP H0518365 A JPH0518365 A JP H0518365A JP 3191162 A JP3191162 A JP 3191162A JP 19116291 A JP19116291 A JP 19116291A JP H0518365 A JPH0518365 A JP H0518365A
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JP
Japan
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variable
pump
pressure
flow rate
control valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP3191162A
Other languages
English (en)
Inventor
Masamitsu Takeuchi
正光 竹内
Giichi Nagahara
義一 永原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0518365A publication Critical patent/JPH0518365A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00Pump parameters
    • F04B2201/12Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1203Power on the axis

Abstract

(57)【要約】 【目的】 馬力一定制御できると共に、コストを安くで
きる。 【構成】 可変ポンプ1の斜板2を傾転する容量可変シ
リンダ3と、この容量可変シリンダ3のボトム側圧力室
7にポンプ吐出圧を供給する可変制御弁9と、可変ポン
プ1の吐出路に設けた絞り26を備え、前記可変制御弁
9をばね20の取付荷重でドレーン位置Aに向けて押
し、ポンプ吐出圧と絞り26前後の差圧によって供給位
置Bに向けて押すようにする。 【効果】 絞り26前後の差圧が流量に比例するから、
流量変化を絞り26前後の差圧でフィードバックして馬
力一定制御できるし、機械的フィードバック機構が不要
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可変容量型油圧ポンプ
の容量を制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】可変容量型油圧ポンプ(以下可変ポンプ
という)の容量、つまり1回転当り吐出流量を制御する
装置としては、例えば図1に示すものが知られている。
すなわち、可変ポンプ1は斜板2の角度を変更すること
で容量が変更され、その斜板2は容量可変シリンダ3の
ピストン4で角度が変更される。この容量可変シリンダ
3のロッド側圧力室5には第1パイロット通路6を介し
てポンプ吐出圧P1 が常に導かれ、ボトム側圧力室7に
は第2パイロット通路8を介して可変制御弁9の出力圧
が導かれるようになっている。前記可変制御弁9はばね
10によってドレーン位置Aに向う第1の推力を受け、
受圧部11に作用するポンプ吐出圧Pで供給位置Bに向
う第2の推力受け、バネ10のシート面はリンク12を
介して前記容量可変シリンダ3のピストン4に連結して
フィードバック機構13を構成している。図1において
14は方向制御弁、15はアクチュータである。次に作
動を説明する。ポンプ吐出圧Pが低く可変制御弁9に作
用する第2の推力がばね10の取付荷重による第1の推
力より小さい時は可変制御弁9はドレーン位置Aとな
り、容量可変シリンダ3のボトム側圧力室7は第2パイ
ロット通路8、第3パイロット通路16を経てタンク1
7に連通する。したがって、容量可変シリンダ3のピス
トン4はロッド側圧力室5のポンプ吐出圧Pで縮小作動
して斜板2は容量大方向に傾転して保持される。この状
態でポンプ吐出圧Pが設定圧以上になると可変制御弁9
に作用する第2の推力がばね10の取付荷重による第1
の推力よりも大きくなって可変制御弁9は供給位置Bと
なり、ポンプ吐出圧Pが第4パイロット通路18、可変
制御弁9、第2パイロット通路8を経て容量可変シリン
ダ3のボトム側圧力室7に供給されてピストン4が伸長
し、斜板2が容量減方向に傾転する。これと同時にピス
トン4とともにリンク12が移動してばね10の取付荷
重がピストン4移動量に比例して増加して可変制御弁9
の第1の推力が順次大きくなり、受圧部11に作用する
ポンプ吐出圧Pによる第2の推力とつり合った位置で可
変制御弁9は保持され、ポンプ吐出圧Pに対する斜板角
度、つまり1回転当り吐出流量が決定されるから、ポン
プ吐出圧P×1回転当り吐出流量qが一定となるように
制御されるので、ばね10を複数組み合せることによっ
て図2に示すようにポンプ吐出圧力P×1回転当り吐出
流量qが一定の出力特性Cに近似した特性Dで容量制御
できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる容量制御装置は
ポンプ吐出圧Pに対応して1回転当り吐出流量qを制御
するものであるから、可変ポンプ1のトルクを一定とし
て制御できるが、可変ポンプ1の回転数により単位時間
当り吐出流量Qが変化してしまうので可変ポンプ1の馬
力を一定として制御できない。また、前述の容量制御装
置によれば機械的フィードバック機構13を必要とする
から構造複雑でコストが高くなる。
【0004】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした可変容量型油圧ポンプの容量制御装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】可変容量型油圧ポンプ1
の1回転当り吐出流量を増減する容量可変シリンダ3
と、この容量可変シリンダ3の可変ポンプ容量小側の圧
力室にポンプ吐出圧を供給する可変制御弁9を備え、こ
の可変制御弁9をばね20でドレーン位置Aに向けて押
され、ポンプ吐出圧P0 で供給位置Bに向けて押され、
かつ吐出流量の2乗に比例した力で供給位置Bに向けて
押される構造とした可変容量型油圧ポンプの容量制御装
置。
【0006】
【作 用】ポンプ吐出圧と吐出流量に応じて可変制御
弁9が切換え作動して容量可変シリンダ3で可変容量型
油圧ポンプ1の1回転当り吐出流量増減制御するので、
可変容量型油圧ポンプ1の容量を馬力一定として制御で
きるし、機械的フィードバック機構が不要となる。
【0007】
【実 施 例】本発明の実施例を図3に基づいて説明す
る。なお、従来と同一部材は符号を同一とする。可変制
御弁9はばね20の取付荷重による第1の推力F1 と第
1受圧部21の圧油による第2の推力F2 でドレーン位
置Aに向けて押され、第2、第3受圧部22,23の圧
油による第3、第4の推力F3 、F4 で供給位置Bに向
けて押され、F1 +F2 とF3 +F4 がつり合った位置
となる。前記第1受圧部21は第1通路24で可変ポン
プ1の吐出路25に設けた絞り26の下流側に接続し、
第2・第3受圧部22,23は第2、第3通路27,2
8で前記絞り26の上流側に接続し、可変制御弁9は第
4通路29で前記絞り26の上流側に接続している。
【0008】次に作動を説明する。まず、可変制御弁9
に作用する推力とつり合いの関係を説明する。ポンプ吐
出圧をP0 、第3受圧部23の受圧面積をA3 とすると
第4の推力F4 はF4 =A3 ×P0 となる。絞り26の
下流側圧力をP1 、第1・第2受圧部21,22の受圧
面積をA1 、A2 とすると、第2の推力F2 はP1 ×A
1 、第3の推力F3 はP0 ×A2 となり、絞り26前後
の差圧△P(△P=P0 −P1 )による可変制御弁9を
供給位置Bに向けて押す第5の推力F5 はF5 =P0 ×
2 −P1 ×A1 となるから第1・第2受圧部21,2
2の受圧面積A1 、A2 を同一とすればF5 =A1 ×△
Pとなる。この第5の推力F5 と前記第3の推力F3
ともに可変制御弁9を供給位置Bに向けて押すので、第
5の推力F5 +第3の推力F3 がばね20の取付荷重に
よる第1の推力F1 より小さい時は可変制御弁9がドレ
ーン位置Aとなり、容量可変シリンダ3のボトム側圧力
室7内の圧油は第2パイロット通路8、第3パイロット
通路16を経てタンク17に流出してピストン4は縮小
作動して斜板2は容量大方向に傾転されて保持される。
前述の状態でポンプ吐出圧P0 が高圧となると第4の推
力F4 が大きくなり、第4の推力F4 +第5の推力F5
がばね20の取付荷重による第1の推力F1 より大きく
なると可変制御弁9が圧油供給位置Bとなってポンプ吐
出圧P0 が容量可変シリンダ3のボトム側圧力室7に供
給され、ボトム側圧力室7とロッド側圧力室5の受圧面
積差でピストン4が伸長して斜板2が容量小方向に傾転
する。これによって、可変ポンプ1の1回転当り吐出流
量が減少するから可変ポンプ1の回転数が同一であって
も可変ポンプ1の単位時間当り吐出流量が減少し、絞り
26前後の差圧△Pが小さくなって第5の推力F5 が小
さくなるから第4の推力F4 +第5の推力F5 が小さく
なって可変制御弁9はばね20の取付荷重による第1の
推力F1 でドレーン位置Aに向けて押し戻さればね20
の取付荷重による第1の推力F1 とつり合った位置で保
持される。このようであるから、可変ポンプ1を同一回
転状態とすれば容量可変シリンダ3のピストン4と可変
制御弁9をフィードバック機構で機械的に連結しなくと
もポンプ吐出圧P0 に応じて斜板角度を制御して可変ポ
ンプ1の1回転当り吐出流量をポンプ吐出圧P0 に応じ
た値として可変ポンプ1のトルクを一定に制御できる。
【0009】次に可変ポンプ1の一定馬力制御について
説明する。可変ポンプ1を一定馬力制御するにはポンプ
吐出圧P0 kg/cm2 ×単位時間当り吐出流量Q0
/minを図4に示すように一定とすれば良い。すなわ
ち、単位時間当り吐出流量Q0 を図4に示すようにポン
プ吐出圧P0 に応じた流量とすれば良く、この流量Q0
により絞り26の前後の差圧△Pは△P=ζ×(Q0
0 2 で表わされ図5に示すようになる。但し、ζは
流量係数により決まる係数で、A0 は絞り26の開口面
積である。以上のことから、可変制御弁9に作用する第
5の推力F5 =A1 ×△PはF5 =A1 ×△P=ζA1
×(Q0 /A0 2 となり、P0 ×Q0 =CとするとQ
0 =C/P0 となり、前記第5の推力F5 =ζ×C2 ×
2 /A0 2 ÷P0 2 =K/P0 2 で表わされる。した
がって、可変制御バルブ9にはポンプ吐出圧P0 の増大
に比例して大きくなる第4の推力F4 と流量の減少に比
例して小さくなる第5の推力F5 が作用し、第4の推力
4 +第5の推力F5 がばね20の取付荷重とつり合う
位置でバランスして保持され、P0 ×Q0 が一定となる
ように図6に示すように設定され、第4の推力はF4
第5の推力F5 がばね20の取付荷重を越えると可変制
御弁9が供給位置Bとなって斜板2が容量小方向に傾転
し、ばね20の取付荷重以下であると可変制御弁9がド
レーン位置Aとなって斜板2が容量大方向に傾転する。
以上のことを要約すれば、ポンプ吐出圧P0 が一定の時
に可変ポンプ1の回転数が増加すれば単位時間当り吐出
流量が増大して前述の第5の推力F5 が大きくなって可
変制御弁9が供給位置Bとなり、前述のように斜板2が
容量小方向に傾転して1回転当り吐出流量が減少するの
で、可変ポンプ1の回転数が増加しても単位時間当り吐
出流量が変化せずにP0 ×Q=一定となり、可変ポンプ
1の回転数が減少すれば単位時間当り吐出流量が減少し
て前述の第5の推力F5 が小さくなって可変制御弁9が
ドレーン位置Aとなり、前述のように斜板2が容量大方
向に傾転して1回転当り吐出流量が増大するので、可変
ポンプ1の回転数が低下しても単位時間当り吐出流量が
変化せずにP0 ×Q0 =一定となるので、可変ポンプ1
の馬力を一定に制御できる。なお、可変ポンプ1の吐出
管路の所定長さの前後の圧力を検出して可変制御弁9の
第1・第2受圧部21,22に供給するようにしても良
い。このようにすれば、ハーゲンポアズイユの法則に従
う管路の圧損を流量変化としてフィードバックできるか
ら、 Q=πD4 /128μl×△P 但し、Dは管内径、μは粘性係数,lは管路長さ となり、流量Qと圧力差△Pは一次の関数となるため一
定馬力曲線に沿ってさらに精度良く制御できる。
【0010】
【発明の効果】ポンプ吐出圧と吐出流量に応じて可変制
御弁9が切換え作動して容量可変シリンダ3で可変容量
型油圧ポンプ1の1回転当り吐出流量を増減制御するの
で、可変容量型油圧ポンプ1の容量を馬力一定として制
御できるし、機械的フィードバック機構が不要となって
コストを安くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例の回路図である。
【図2】単位時間当り吐出流量とポンプ吐出圧の関係を
示す図表である。
【図3】本発明の実施例を示す回路図である。
【図4】1回転当り吐出流量とポンプ吐出圧の関係を示
す図表である。
【図5】流量と差圧の関係を示す図表である。
【図6】可変制御弁に作用する力を示す図表である。
【符号の説明】
1 可変容量型油圧ポンプ、2 斜板、3 容量可変シ
リンダ、9 可変制御弁、26 絞り。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変容量型油圧ポンプ1の1回転当り吐
    出流量を増減する容量可変シリンダ3と、この容量可変
    シリンダ3の可変ポンプ容量小側の圧力室にポンプ吐出
    圧を供給する可変制御弁9を備え、この可変制御弁9を
    ばね20でドレーン位置Aに向けて押され、ポンプ吐出
    圧P0 で供給位置Bに向けて押され、かつ吐出流量の2
    乗に比例した力で供給位置Bに向けて押される構造とし
    たことを特徴とする可変容量型油圧ポンプの容量制御装
    置。
  2. 【請求項2】 可変容量型油圧ポンプ1の吐出路に絞り
    26を設け、この絞り26の前後の差圧で可変制御弁9
    を供給位置Bに向けて押すようにした請求項1記載の可
    変容量型油圧ポンプの容量制御装置。
  3. 【請求項3】 可変容量型油圧ポンプ1の吐出管路にお
    ける所定長さの前後差圧で可変制御弁9の供給位置Bに
    向けて押すようにした請求項1記載の可変容量型油圧ポ
    ンプの容量制御装置。
JP3191162A 1991-07-05 1991-07-05 可変容量型油圧ポンプの容量制御装置 Pending JPH0518365A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0772021A3 (en) * 1995-10-30 1998-08-05 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Cooling towers
JPH10281102A (ja) * 1997-04-11 1998-10-20 Komatsu Ltd 可変容量型油圧ポンプの容量制御装置
JP2009002390A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Komatsu Ltd 油圧回路

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