JPH05256255A - Hydraulic system - Google Patents

Hydraulic system

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Publication number
JPH05256255A
JPH05256255A JP4058361A JP5836192A JPH05256255A JP H05256255 A JPH05256255 A JP H05256255A JP 4058361 A JP4058361 A JP 4058361A JP 5836192 A JP5836192 A JP 5836192A JP H05256255 A JPH05256255 A JP H05256255A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
pressure
swash plate
discharge
cargo handling
Prior art date
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Pending
Application number
JP4058361A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunifumi Gotou
邦文 後藤
Shigeru Suzuki
鈴木  茂
Nobuaki Hoshino
伸明 星野
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.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP4058361A priority Critical patent/JPH05256255A/en
Publication of JPH05256255A publication Critical patent/JPH05256255A/en
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To smoothly perform a transfer from minimum displacement operation to maximum displacement operation by starting a pump always from minimum displacement equal to zero, suppressing riseup torque, attaining power saving, omitting a cutoff mechanism of input of clutch or the like, and also surely supplying pressure oil to a control cylinder for increasing displacement at the time of starting cargo handling operation. CONSTITUTION:A cargo handling switching valve 23 and a cargo handling actuator 24 are connected to a delivery passage 17 of a variable displacement swash plate type piston pump 21 through a delivery pipe line 22. A control cylinder 19 is actuated by pressure oil supplied from the delivery pipe line 22 through a control pipe line 25, and a swash plate 11 energized to a minimum displacement position by a reset spring 18 can be press-moved to a maximum displacement position. A variable throttle valve 39, quickly increasing a pressure of control oil to the control pipe line 25 thereafter enlarging the delivery passage 22 at the time of starting cargo handling work, is provided on the halfway of the delivery pipe line 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、各種産業機械や産業
車輌等に広く使用され、特に斜板傾角の調節機構を装備
した可変容量型斜板式ピストンポンプを含んで構成され
た油圧システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic system widely used in various industrial machines, industrial vehicles and the like, and more particularly to a hydraulic system including a variable displacement swash plate type piston pump equipped with a swash plate tilt angle adjusting mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、斜板式可変容量ピストンポンプと
して実開昭60−19776号公報に示すものが提案さ
れている。このポンプは回転軸と一体的に回転するシリ
ンダブロック内のピストンが斜板の傾角に応じた距離の
往復動を行い、シリンダブロックに対して摺接関係にあ
るバルブプレート上の吸入ポート及び吐出ポートを介し
て作動油の吸入及び吐出を行うようになっている。又、
前記斜板の傾角は復帰ばねによって常には最大になる方
向に押圧付勢され、この斜板の傾角を変更するための制
御シリンダが吐出通路内の高圧の作動油によって動作さ
れると、斜板がその傾角を減少する方向に移動制御され
て、吐出容量を最小容量に調整することができるように
なっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a swash plate type variable displacement piston pump, one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-19776 has been proposed. In this pump, the piston in the cylinder block that rotates integrally with the rotating shaft reciprocates for a distance according to the tilt angle of the swash plate, and the suction port and discharge port on the valve plate that are in sliding contact with the cylinder block. The hydraulic oil is sucked and discharged through the. or,
The tilting angle of the swash plate is always urged by a return spring to a maximum direction, and when a control cylinder for changing the tilting angle of the swash plate is operated by high-pressure hydraulic oil in the discharge passage, the swash plate is moved. Is controlled so as to decrease its inclination angle, and the discharge volume can be adjusted to the minimum volume.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが上述の構成に
なるポンプでは、上記復帰ばねが斜板傾角を増大方向に
付勢すべく配置されており、運転の停止時、シリンダブ
ロックの各摺動間隙を介して圧油の漏出によって吐出系
圧力が低下するため、制御シリンダによる対抗力は消失
して斜板は復帰ばねの弾性力により最大傾角を保って静
止する。従って、次期運転時のポンプは最大斜板傾角つ
まり最大容量で起動される結果、立上りトルクが極めて
大きくなるという避け難い不具合がある。しかも同ポン
プは制御シリンダの作動油圧が得られないので、斜板傾
角を0°近傍に保持したごく小容量の運転継続が不能で
あり、無負荷時にはクラッチ機構を設けてポンプへの入
力を遮断する必要がある。
However, in the pump having the above-mentioned structure, the return spring is arranged so as to bias the swash plate tilt angle in the increasing direction, and when the operation is stopped, each sliding gap of the cylinder block is increased. Since the discharge system pressure decreases due to the leakage of pressure oil through the control cylinder, the opposing force by the control cylinder disappears and the swash plate remains stationary with the maximum inclination angle due to the elastic force of the return spring. Therefore, there is an unavoidable defect that the starting torque becomes extremely large as a result of the pump being started at the maximum swash plate inclination angle, that is, the maximum capacity during the next operation. Moreover, since the pump cannot obtain the operating hydraulic pressure of the control cylinder, it is impossible to continue the operation of a very small capacity with the swash plate tilt angle kept near 0 °. When there is no load, a clutch mechanism is provided to shut off the input to the pump. There is a need to.

【0004】特に、ダンプトラック等特装車両の荷役装
置に用いられるポンプの伝動系では、自動変速機に付設
された動力取出装置(PTO)とポンプとの間に介装さ
れる伝動軸や電磁クラッチが、構成の複雑化と共にコス
トアップを招き、又、仮に電磁クラッチを省略し、動力
取出装置のオン、オフによって直接ポンプの駆動制御を
行うようにしたとすれば、動力取出装置の断接に伴って
シフトレバーのレンジ切換えを頻繁に繰り返さなければ
ならず、操作の煩雑化が避けられない。
Particularly, in a transmission system of a pump used for a cargo handling device of a specially equipped vehicle such as a dump truck, a transmission shaft and an electromagnetic clutch interposed between a power take-off device (PTO) attached to an automatic transmission and the pump. However, the configuration is complicated and the cost is increased.If the electromagnetic clutch is omitted and the power take-off device is turned on and off to directly control the drive of the pump, the power take-out device is connected and disconnected. Along with this, the range switching of the shift lever must be frequently repeated, and inevitably the operation becomes complicated.

【0005】この発明の目的は上記従来技術に存する問
題点を解消して、荷役指令等単なるスイッチのオン、オ
フ操作のみで、稼働状態にあるポンプの実質的な容量制
御が達成でき、しかも簡単な構成により非荷役状態から
荷役状態への切換操作時にポンプの容量を最小容量から
最大容量へ速やかに切換えることができる油圧システム
を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the problems existing in the above-mentioned prior art, and to achieve substantial capacity control of the pump in operation by simply turning on / off the switch such as a cargo handling command. Another object of the present invention is to provide a hydraulic system capable of promptly switching the capacity of the pump from the minimum capacity to the maximum capacity during the switching operation from the non-loading state to the loading state with such a configuration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、斜板の傾角を常に縮小して容量を減少させ
る向きに付勢する復帰ばねと、これに対向して該斜板の
傾角を増大して容量を増大させる向きに付勢する制御シ
リンダとを有して、動力供給源に直結された可変容量型
斜板式ピストンポンプと、該ポンプの吐出ポートとアク
チュエータとを結ぶ吐出管路と、該吐出管路の途中に設
けた荷役切換弁と、前記吐出管路と前記制御シリンダの
制御室とを連通して圧油を制御シリンダに供給する制御
管路と、前記吐出管路と制御管路の接続点よりも下流側
の吐出管路に設けられ、かつ常には付勢ばねにより該吐
出管路の通路面積を減少する方向に付勢され、吐出管路
を流れる油圧力の増大により通路面積を付勢ばねの弾性
力に抗して増大する方向に押圧される可変絞り弁とによ
り構成している。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention has a return spring for urging a swash plate in a direction in which the inclination angle of the swash plate is always reduced to reduce the capacity, and the return spring facing the return spring. A variable displacement swash plate type piston pump directly connected to a power supply source, which has a control cylinder for urging in a direction of increasing the tilt angle to increase the displacement, and a discharge pipe connecting a discharge port of the pump and an actuator. Passage, a cargo handling switching valve provided in the middle of the discharge pipeline, a control pipeline that communicates the discharge pipeline and the control chamber of the control cylinder to supply pressure oil to the control cylinder, and the discharge pipeline Is provided in the discharge pipeline downstream of the connection point between the control pipeline and the control pipeline, and is constantly urged by a biasing spring in a direction that reduces the passage area of the discharge pipeline, and Increases the passage area against the elastic force of the biasing spring It is constituted by a variable throttle valve that is pressed in the direction.

【0007】[0007]

【作用】この発明は上記手段をとったことにより、アク
チュエータの休止時には、ポンプが駆動されても油タン
クと直結する吐出管路内の圧力上昇は殆どなく、制御シ
リンダは実質的に機能せず斜板は零容量に等しい最小傾
角(約0.1〜4°)を保ってクラッチ(オフ)機能を
代替している。又、この状態においては可変絞り弁が吐
出管路の通路面積を絞りが最大となる位置に付勢ばねに
より保持された状態にある。
According to the present invention, by taking the above means, when the actuator is at rest, even if the pump is driven, there is almost no pressure increase in the discharge pipe line directly connected to the oil tank, and the control cylinder does not substantially function. The swash plate replaces the clutch (off) function by keeping the minimum tilt angle (about 0.1 to 4 °) equal to zero capacity. Further, in this state, the variable throttle valve is in a state where the passage area of the discharge pipe is held by the biasing spring at a position where the throttle is maximized.

【0008】この状態から荷役切換弁の操作によりアク
チュエータへの給油が開始されると、動作負荷に基づい
て吐出管路内の圧力が上昇し、制御管路を介して制御シ
リンダに圧油が供給され、制御ピストンの移動が促さ
れ、斜板の傾角が増大する方向に付勢される。この時、
可変絞り弁により吐出管路の通路面積が絞り状態にある
ため、可変絞り弁上流側の吐出管路の油圧が素早く増大
し、従って、制御管路から制御シリンダの制御室への制
御油圧が増大し、ポンプは零に等しい最小容量から迅速
かつ確実に立ち上がり、斜板が最大傾角に達するに至っ
て最大容量の定常運転に速やかに移行される。
When oil supply to the actuator is started by operating the cargo handling switching valve from this state, the pressure in the discharge pipe line rises based on the operating load, and the pressure oil is supplied to the control cylinder via the control pipe line. Then, the movement of the control piston is promoted, and the swash plate is biased in the direction of increasing the inclination angle. At this time,
Since the passage area of the discharge pipeline is throttled by the variable throttle valve, the hydraulic pressure of the discharge pipeline upstream of the variable throttle valve increases rapidly, and therefore the control hydraulic pressure from the control pipeline to the control chamber of the control cylinder increases. However, the pump quickly and surely rises from the minimum capacity equal to zero, and when the swash plate reaches the maximum inclination angle, the pump is rapidly shifted to the steady operation of the maximum capacity.

【0009】そして、この定常運転状態においては吐出
管路内を流れる作動油の圧力が荷役負荷に応じて上昇し
ており、又、流量の増大による運動量も作用するので、
可変絞り弁が吐出管路の面積を増大する方向に付勢ばね
の弾性力に抗して移動され、定常運転状態における作動
油の供給に支障を来すことはない。
In this steady operation state, the pressure of the hydraulic oil flowing in the discharge pipe line rises according to the cargo handling load, and the momentum due to the increase in the flow rate also acts.
The variable throttle valve is moved in the direction of increasing the area of the discharge conduit against the elastic force of the biasing spring, and does not hinder the supply of hydraulic oil in the steady operation state.

【0010】又、荷役等の作業が終了し実質的にアクチ
ュエータへの給油が停止されると、吐出管路内の圧力が
低下して、制御シリンダ内周面と制御ピストン外周面と
の摺動間隙を介した圧油の漏出や制御シリンダに設けら
れた還流オリフィス等からの圧油の漏出と相まって、斜
板傾角を増大する向きに付勢していた制御シリンダ内の
制御圧は低下し、これにより復帰ばねの弾性力に屈した
斜板は徐々に傾角縮小側へと変位して、ポンプは運転を
継続したまま零に等しい最小容量に移行される。これと
同時に、付勢ばねにより可変絞り弁が絞り量を増大する
方向に移動される。
Further, when the work such as cargo handling is completed and the oil supply to the actuator is substantially stopped, the pressure in the discharge pipe line is reduced and the inner peripheral surface of the control cylinder and the outer peripheral surface of the control piston slide. Along with the leakage of pressure oil through the gap and the leakage of pressure oil from the reflux orifice or the like provided in the control cylinder, the control pressure in the control cylinder that was biased in the direction of increasing the swash plate inclination angle decreases, As a result, the swash plate, which is bent by the elastic force of the return spring, is gradually displaced toward the inclination angle reducing side, and the pump is shifted to the minimum capacity equal to zero while continuing the operation. At the same time, the biasing spring moves the variable throttle valve in the direction of increasing the throttle amount.

【0011】[0011]

【実施例】以下、この発明を具体的した油圧システムの
一実施例を図1〜図6に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a hydraulic system embodying the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0012】図1はこの発明を産業車両に適用した油圧
システムの構成を示すもので、エンジンEによって駆動
される可変容量型油圧ポンプ21としては、斜板式ピス
トンポンプが用いられている。このピストンポンプを図
5に基づいて説明すると、センターハウジング1の前
(左)端面にはフロントハウジング2が接合固定され、
センターハウジング1の後(右)端面にはリヤエンドカ
バー3が接合固定され、それらの内部には作動空間4が
形成されている。前記フロントハウジング2とエンドカ
バー3の対向端壁間には回転軸5がベアリング6により
支持されており、その外端部に連結された図示しない動
力取出装置(PTO)によってエンジンE等により直接
回転されるようになっている。
FIG. 1 shows the construction of a hydraulic system in which the present invention is applied to an industrial vehicle. As a variable displacement hydraulic pump 21 driven by an engine E, a swash plate type piston pump is used. This piston pump will be described with reference to FIG. 5. The front housing 2 is joined and fixed to the front (left) end surface of the center housing 1,
A rear end cover 3 is joined and fixed to a rear (right) end surface of the center housing 1, and an operating space 4 is formed inside them. A rotating shaft 5 is supported by a bearing 6 between the opposed end walls of the front housing 2 and the end cover 3, and is directly rotated by an engine E or the like by a power take-out device (PTO) (not shown) connected to the outer end of the rotating shaft 5. It is supposed to be done.

【0013】又、前記回転軸5にはシリンダブロック8
がスプラインによって同期回転可能に結合されており、
該シリンダブロック8内には複数のシリンダボア9が回
転軸5と平行に形成されている。これらのシリンダボア
9内にはそれぞれシュー10を介して斜板11に係留さ
れるピストン12が往復動可能に収容されている。又、
回転軸5と一体的に回転するシリンダブロック8内のシ
リンダボア9がバルブプレート13に透設した円弧状を
なす吸入ポート14及び吐出ポート15と交互に連通さ
れる。これにより作動油が吸入ポート14からシリンダ
ボア10内に吸入され、シリンダボア10内の作動油は
吐出ポート15から吐出される。なお、前記リヤエンド
カバー3には前記吸入ポート14及び吐出ポート15と
連通する吸入通路16及び吐出通路17が形成されてい
る。
A cylinder block 8 is attached to the rotary shaft 5.
Are connected by a spline for synchronous rotation,
A plurality of cylinder bores 9 are formed in the cylinder block 8 in parallel with the rotary shaft 5. A piston 12 moored to a swash plate 11 via a shoe 10 is accommodated in each of the cylinder bores 9 so as to be capable of reciprocating. or,
A cylinder bore 9 in a cylinder block 8 that rotates integrally with the rotating shaft 5 is alternately communicated with an arc-shaped suction port 14 and discharge port 15 that are provided through the valve plate 13 and have an arc shape. As a result, the hydraulic oil is sucked into the cylinder bore 10 from the suction port 14, and the hydraulic oil in the cylinder bore 10 is discharged from the discharge port 15. A suction passage 16 and a discharge passage 17 that communicate with the suction port 14 and the discharge port 15 are formed in the rear end cover 3.

【0014】前記斜板11は復帰ばね18により常には
その傾角を零容量に等しい最小傾角(約0.1〜4°)
に変位する方向、つまり最小容量位置に付勢されてい
る。又、前記リヤエンドカバー3には制御シリンダ19
が片持ち支持され、該シリンダ19内には制御ピストン
20が回転軸5と平行に、かつ同方向に往復動可能に収
容され、その先端面が斜板11の一部に係留した球体を
押動して斜板11の傾角を該復帰ばね18の弾性力に抗
して増大させる向きに押動することにより、ピストン1
2のストロークを変更し、吐出容量を調整することがで
きるようになっている。従って、油圧回路の停止時にお
いては前記制御シリンダ19内の制御室19aが大気圧
となっているので、前記復帰ばね18の弾性力により斜
板11が図5において傾角が最小となる最小容量位置に
付勢保持される。
Due to the return spring 18, the swash plate 11 always has a minimum tilt angle (about 0.1 to 4 °) equal to zero capacity.
It is biased in the direction of displacement to the minimum capacity position. The rear end cover 3 has a control cylinder 19
Is supported in a cantilever manner, and a control piston 20 is housed in the cylinder 19 so as to be capable of reciprocating in the same direction as the rotating shaft 5, and its tip end surface pushes a sphere moored to a part of the swash plate 11. The piston 1 is moved by pushing the tilt angle of the swash plate 11 in a direction to increase the tilt angle against the elastic force of the return spring 18.
The stroke 2 can be changed to adjust the discharge volume. Accordingly, since the control chamber 19a in the control cylinder 19 is at atmospheric pressure when the hydraulic circuit is stopped, the elastic force of the return spring 18 causes the swash plate 11 to have a minimum displacement position where the inclination angle becomes minimum in FIG. Urged to hold.

【0015】又、以上のように構成された可変容量型斜
板式ピストンポンプ21の吐出通路17には、図1に示
すように、吐出管路22を介して荷役切換弁23が接続
され、該荷役切換弁23には荷役用アクチュエータ24
が接続されている。又、前記吸入通路16及び荷役切換
弁23は油タンクTに接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, a cargo handling switching valve 23 is connected to the discharge passage 17 of the variable displacement type swash plate type piston pump 21 configured as described above through a discharge pipe line 22. The cargo handling switching valve 23 includes a cargo handling actuator 24.
Are connected. The suction passage 16 and the cargo handling switching valve 23 are connected to the oil tank T.

【0016】さらに、前記吐出通路17と制御シリンダ
19の制御室19aはエンドカバー3に設けた制御管路
25により連通され、その途中には圧力制御弁26が介
在され、吐出管路22から制御室19aへの制御油の供
給油量を制御するようにしている。この圧力制御弁26
は図2に示すようにエンドカバー3に設けたスプール室
3a内に往復動可能に収容したスプール27を有し、該
スプール27の外周に形成した環状溝28によって前記
制御管路25を開路可能となっている。又、スプール2
7の外周に形成した大径部29により、制御管路25を
連続的に閉路可能となっている。さらに、前記スプール
27の右端面とスプール室3aにより形成された背圧室
30は、連通路31によりスプール27下流側の制御管
路25と連通されている。
Further, the discharge passage 17 and the control chamber 19a of the control cylinder 19 are communicated with each other by a control pipe 25 provided in the end cover 3, and a pressure control valve 26 is interposed in the middle thereof to control from the discharge pipe 22. The amount of control oil supplied to the chamber 19a is controlled. This pressure control valve 26
2, has a spool 27 reciprocally accommodated in a spool chamber 3a provided in the end cover 3, and the control conduit 25 can be opened by an annular groove 28 formed on the outer periphery of the spool 27. Has become. Also, spool 2
The large-diameter portion 29 formed on the outer periphery of the control valve 7 allows the control conduit 25 to be closed continuously. Further, the back pressure chamber 30 formed by the right end surface of the spool 27 and the spool chamber 3a is connected to a control conduit 25 on the downstream side of the spool 27 by a communication passage 31.

【0017】又、リヤエンドカバー3にはスプール室3
aを密閉する蓋32が螺合され、該蓋32と前記スプー
ル27の一端面に連結したばね受板34との間にはばね
33が介在され、スプール27を常には開路位置へ付勢
している。そして、スプール27は前記制御管路25か
ら連通路31を介して前記背圧室30に導入された制御
圧PC と対抗ばね33の弾性力とによって操作され、該
制御圧PC が設定値を越えた際、スプール27により制
御管路25が連続的に開度を縮小、閉鎖され、制御圧P
C の上限を規制するものである。なお、図1,5におい
て2aは斜板11の最大傾角を規制するストッパであ
る。
The rear end cover 3 has a spool chamber 3
A lid 32 for sealing a is screwed, and a spring 33 is interposed between the lid 32 and a spring receiving plate 34 connected to one end surface of the spool 27, and always biases the spool 27 to the open circuit position. ing. The spool 27 is operated by the control pressure P C introduced into the back pressure chamber 30 from the control pipe 25 through the communication passage 31 and the elastic force of the counter spring 33, and the control pressure P C is set to a set value. When it exceeds the control pressure, the spool 27 continuously reduces and closes the opening of the control pipe 25, and the control pressure P
It regulates the upper limit of C. 1 and 5, reference numeral 2a is a stopper that regulates the maximum tilt angle of the swash plate 11.

【0018】図1に示すように、前記吐出管路22には
非荷役状態から荷役状態への切換えの際、吐出管路22
内の初期圧力を効率的に上昇させて制御管路25から制
御シリンダ19の制御室19aへ高油圧を作用させるた
めの可変絞り弁39が介在されている。この可変絞り弁
39の一例を図3により説明すると、前記リヤエンドカ
バー3の側面には、吐出通路17と対応してケーシング
40が接合固定され、その吐出通路40aには吐出管路
22の端部が接続されている。前記ケーシング40の下
部に形成した収容室40bにはスプール42が前記吐出
通路40aの通路面積を増減する上下方向への往復動可
能に収容され、付勢ばね43により常には絞り量が最大
(通路面積が最小)となる上方へ付勢されている。さら
に、前記スプール42の外周面には上下方向へ延びるス
プライン突条42aが形成され、前記収容室40bに形
成したスプライン溝40cに沿って上下方向のみ移動可
能に収容されている。又、このスプライン嵌合されたス
プール42の先端部には、吐出通路17側に指向する受
圧用の傾斜面42bが形成されている。
As shown in FIG. 1, the discharge conduit 22 has a discharge conduit 22 at the time of switching from the unloaded condition to the loaded condition.
A variable throttle valve 39 for interposing a high hydraulic pressure from the control line 25 to the control chamber 19a of the control cylinder 19 is interposed so as to efficiently increase the initial pressure inside. An example of the variable throttle valve 39 will be described with reference to FIG. 3. A casing 40 is joined and fixed to the side surface of the rear end cover 3 in correspondence with the discharge passage 17, and the discharge passage 40a has an end portion of the discharge pipe 22. Are connected. A spool 42 is accommodated in a housing chamber 40b formed in the lower portion of the casing 40 so as to be capable of reciprocating in the vertical direction so as to increase or decrease the passage area of the discharge passage 40a. It is urged upward so that the area is minimum). Further, a spline protrusion 42a extending in the vertical direction is formed on the outer peripheral surface of the spool 42, and is accommodated movably only in the vertical direction along a spline groove 40c formed in the accommodating chamber 40b. Further, an inclined surface 42b for pressure reception, which is directed toward the discharge passage 17, is formed at the tip of the spline-fitted spool 42.

【0019】次に、前記のように構成した車両用油圧シ
ステムについて、その作用を説明する。図1に示すよう
に、荷役切換弁23が非荷役位置に切換られたアクチュ
エータ24の休止(非荷役)時には、エンジンEと共に
ポンプ21が駆動されても油タンクTと直結する吐出管
路22の吐出圧Pd の上昇は低い。この圧力は図6に示
す非荷役時の設定圧P1 、つまり吐出管路22に設けた
荷役切換弁23を作動させるため、非荷役時においても
数気圧に保持される。又、この非荷役状態では、圧力制
御弁26のスプール27がばね33の弾性力によりノー
マル位置(開位置)を保持してはいるものの、図6に示
す非荷役時の設定圧P1 よりも高い非荷役から荷役状態
への切換に必要な制御圧PC の設定圧P2 よりも低いの
で、制御シリンダ19は実質的に機能せず、斜板11は
復帰ばね18の弾性力により零容量に等しい最小傾角
(0.1〜4°)を保ってクラッチ(オフ)機能を代替
している。従って、ポンプ21の起動トルクは小さく、
動力の消費も少ない。
Next, the operation of the vehicle hydraulic system configured as described above will be described. As shown in FIG. 1, when the actuator 24 in which the cargo handling switching valve 23 is switched to the non-cargo handling position is at rest (non-cargo handling), even if the pump 21 is driven together with the engine E, the discharge pipe line 22 directly connected to the oil tank T is provided. The rise of the discharge pressure P d is low. This pressure is set to the set pressure P 1 during non-loading shown in FIG. 6, that is, because the cargo handling switching valve 23 provided in the discharge conduit 22 is actuated, the pressure is maintained at several atmospheric pressure even during non-loading. Further, in this non-loading state, although the spool 27 of the pressure control valve 26 maintains the normal position (open position) by the elastic force of the spring 33, it is lower than the set pressure P 1 during non-loading shown in FIG. Since it is lower than the set pressure P 2 of the control pressure P C required for switching from the high non-cargo handling to the cargo handling state, the control cylinder 19 does not substantially function, and the swash plate 11 has zero capacity due to the elastic force of the return spring 18. The clutch (off) function is replaced by maintaining the minimum tilt angle (0.1 to 4 °) equal to. Therefore, the starting torque of the pump 21 is small,
It consumes less power.

【0020】この状態から荷役切換弁23の操作により
アクチュエータ24への給油が開始されると、動作負荷
に基づいて吐出管路22内の吐出圧Pd は上昇し、同時
に制御管路25を経て制御シリンダ19に供給される制
御圧PC も増大するので、復帰ばね18の弾性力に抗し
た制御ピストン20の進動により斜板傾角を増大すべく
付勢する。すなわちポンプ21は零に等しい最小容量か
ら立上り、制御圧PC(=Pd )が切換設定値P2 に達
するに至って斜板11は最大傾角つまり最大容量の定常
運転に移行し、荷役作業が行われる。
When the loading 24 of the actuator 24 is started by operating the cargo handling switching valve 23 in this state, the discharge pressure P d in the discharge conduit 22 rises based on the operating load, and at the same time, via the control conduit 25. Since the control pressure P C supplied to the control cylinder 19 also increases, the control piston 20 moves forward against the elastic force of the return spring 18 to urge the swash plate to increase its tilt angle. That is, the pump 21 rises from the minimum capacity equal to zero, and when the control pressure P C (= P d ) reaches the switching set value P 2 , the swash plate 11 shifts to the steady operation with the maximum tilt angle, that is, the maximum capacity, and the cargo handling work is performed. Done.

【0021】この実施例では図3に示すように制御管路
25の下流側付近の吐出通路40aに非荷役状態におい
て該吐出通路40aの通路面積を小さくする可変絞り弁
39を設けたので、非荷役状態から荷役状態への切換え
時に、吐出通路17内の油圧Pd が図6に示すように急
上昇する。このため、制御シリンダ19に作用する制御
圧PC も切換設定圧P2 に速やかに到達することにな
り、斜板11は最小容量位置(非荷役状態)から最大容
量位置(荷役状態)へ迅速かつ確実に切換えられる。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the discharge passage 40a near the downstream side of the control pipe 25 is provided with the variable throttle valve 39 for reducing the passage area of the discharge passage 40a in the non-loading state. When the cargo handling state is switched to the cargo handling state, the hydraulic pressure P d in the discharge passage 17 sharply increases as shown in FIG. Therefore, the control pressure P C acting on the control cylinder 19 also quickly reaches the switching set pressure P 2 , and the swash plate 11 quickly moves from the minimum capacity position (non-loading state) to the maximum capacity position (loading state). And it can be reliably switched.

【0022】図3に示す非荷役状態で吐出管路22を流
れる油量Qは、次式のようにポンプ21の最小容量V
min にそのアイドル回転数nを乗じて、1000で除算
することにより求められる。
The amount Q of oil flowing through the discharge pipe line 22 in the non-load handling state shown in FIG.
It is obtained by multiplying min by the idle speed n and dividing by 1000.

【0023】[0023]

【数1】Q=(Vmin ×n)/1000 上式の油量Qが決まれば、吐出通路17の内容積から吐
出圧力Pd が求められ、この吐出圧力Pd が制御管路2
5を通して制御シリンダ19の制御室19a内へ供給さ
れ、制御油圧PC として制御ピストン20に作用する。
従って、この制御ピストン20を進動するのに必要な制
御圧PC を設定圧P2 として設定することができ、この
設定圧P2 を短時間に得るためにスプール42を付勢す
るばね43の弾性力が設定されている。
[Equation 1] Q = (V min × n) / 1000 Once the oil amount Q in the above formula is determined, the discharge pressure P d is determined from the internal volume of the discharge passage 17, and this discharge pressure P d is the control line 2
5 is supplied into the control chamber 19a of the control cylinder 19 and acts on the control piston 20 as a control oil pressure P C.
Thus, the spring 43 for biasing the spool 42 in order to obtain the control piston 20 can be set control pressure P C required for Susumudo as set pressure P 2, the set pressure P 2 in a short time The elastic force of is set.

【0024】さらに、斜板11が図5に示すように最大
容量位置へ切換えられると、その吐出量が図4に示すよ
うに大流量Q´となり、この大流量Q´が可変絞り弁3
9のスプール42に作用するので、該スプール42はば
ね43に抗して収容室40b内へ没入され、吐出通路面
積が充分確保される。
Further, when the swash plate 11 is switched to the maximum capacity position as shown in FIG. 5, the discharge amount becomes a large flow rate Q'as shown in FIG. 4, and this large flow rate Q'is changed.
9 acts on the spool 42, so that the spool 42 is retracted into the accommodation chamber 40b against the spring 43, and a sufficient discharge passage area is secured.

【0025】次に、前記スプール42に作用する圧油の
作用について、詳細に説明すると、図3においては、油
の質量流量(Q×γ、但しγは油の比重)が単位時間に
スプール42の傾斜面42bに当たる力が荷重Fとして
作用する。すなわち、前記スプール42の傾斜面42b
には油の流れる方向の投影面積Sに前記圧力Pd を乗じ
た荷重F(=S×Pd )が作用する。この荷重Fは前記
傾斜面42bと同方向及び法線方向の分力fa ,fb
なり、そのうちの分力fb に関するスプール42の軸方
向への分力fC がばね43の弾性力に抗してスプール4
2を押動する力となる。この分力fC は非荷役状態にお
いてはスプール42を没入方向へ押動する力とはなら
ず、ポンプ21が最大容量の荷役状態に移行した後、図
4に示すように吐出圧力がPd からPd ´に増大して、
荷重FがF´に増大し、それによりスプール42を軸方
向へ押し込む分力fC もfC ´に増大した場合に、スプ
ール42がばね43を圧縮しつつ没入を開始する。
Next, the action of the pressure oil acting on the spool 42 will be described in detail. In FIG. 3, the mass flow rate of oil (Q × γ, where γ is the specific gravity of the oil) is the spool 42 per unit time. The force that hits the inclined surface 42b of the above acts as a load F. That is, the inclined surface 42b of the spool 42
A load F (= S × P d ) obtained by multiplying the projected area S in the direction of oil flow by the pressure P d acts on this. The load F is a component force f a of the inclined surface 42b in the same direction and the normal direction, f b, and the elastic force of the component force f C spring 43 in the axial direction of the spool 42 about the component force f b of which Spool 4 against
It becomes the force to push 2. This component force f C does not act as a force to push the spool 42 in the retracted direction in the non-loading state, and after the pump 21 shifts to the loading state with the maximum capacity, the discharge pressure is P d as shown in FIG. To P d ′,
When the load F increases to F ′ and the component force f C that pushes the spool 42 in the axial direction also increases to f C ′, the spool 42 starts to retract while compressing the spring 43.

【0026】ところで、前述した油圧システムにおいて
は、吐出管路22の配管容積がポンプ最小容量状態にお
ける吐出量に比べ膨大であるため、もし、前記可変絞り
弁39を使用しない場合には、図6の二点鎖線で示すよ
うに制御圧PC が数気圧の設定圧P2 に達するまでの時
間が長くなるか、場合によっては制御圧不足あるいは制
御ピストン20の作動が行われてもそれを維持すること
ができず、この結果斜板11の傾角を最大容量状態に移
動保持できないという問題がある。しかし、この実施例
では上記問題を簡単な構成により解消することができ
る。
In the hydraulic system described above, the pipe volume of the discharge pipe line 22 is much larger than the discharge amount in the pump minimum capacity state. Therefore, if the variable throttle valve 39 is not used, as shown in FIG. As shown by the two-dot chain line, the time until the control pressure P C reaches the set pressure P 2 of several atmospheres becomes longer, or in some cases it is maintained even if the control pressure is insufficient or the control piston 20 is operated. As a result, there is a problem that the tilt angle of the swash plate 11 cannot be moved and held in the maximum capacity state. However, in this embodiment, the above problem can be solved by a simple configuration.

【0027】又、前記荷役状態において、エンジンEの
回転数に左右されるポンプ21の吐出流量の増加やアク
チュエータ24の動作負荷の増大により、図6に示すよ
うに吐出圧Pd がさらに上昇して、制御シリンダ19へ
の制御圧PC が設定値P3 を越えると、連通路31を介
して付加されている該制御圧PC と対抗ばね33の弾性
力との均衡がくずれて、それまでノーマル位置(開位
置)に保持されていた圧力制御弁26のスプール27は
連続的に開度を絞り、果ては制御管路25を経由した制
御シリンダ19への給油を完全に断つべく動作する。従
って、制御シリンダ19内の制御圧PC の上限は確実に
規制され、斜板11等に加わる無用な過負荷は巧みに回
避される。
Further, in the cargo handling state, the discharge pressure P d is further increased as shown in FIG. 6 due to the increase of the discharge flow rate of the pump 21 and the increase of the operating load of the actuator 24 which are influenced by the rotation speed of the engine E. When the control pressure P C applied to the control cylinder 19 exceeds the set value P 3 , the balance between the control pressure P C applied via the communication passage 31 and the elastic force of the counter spring 33 is lost, and The spool 27 of the pressure control valve 26, which has been held in the normal position (open position) up to this time, continuously reduces its opening degree, and eventually operates to completely cut off the oil supply to the control cylinder 19 via the control line 25. Therefore, the upper limit of the control pressure P C in the control cylinder 19 is reliably regulated, and unnecessary overload on the swash plate 11 and the like is skillfully avoided.

【0028】荷役等の作業を終え、荷役切換弁23の操
作によりアクチュエータ24への給油が停止されると、
動作負荷の解除に基づいた吐出圧Pd の降下とともに、
ばね33により圧力制御弁26が元の開位置に保持さ
れ、吐出圧Pd 及び斜板傾角を増大する向きに付勢して
いた制御室19a内の制御圧PC は図6に示すように切
換設定圧P2 を越えて非荷役設定圧P1 まで急降下し、
復帰ばね18の弾性力に屈した斜板11は傾角縮小側へ
と変位され、ポンプ21は運転を継続したまま零に等し
い最小容量に移行する。
When the operation of the cargo-handling changeover valve 23 stops the oil supply to the actuator 24 after finishing the work such as cargo-handling,
With the drop of the discharge pressure P d based on the release of the operating load,
The pressure control valve 26 is held in the original open position by the spring 33, and the control pressure P C in the control chamber 19a that has been biased in the direction to increase the discharge pressure P d and the swash plate inclination angle is as shown in FIG. It suddenly drops to over the switching setting pressure P 2 to the non-cargo handling setting pressure P 1 ,
The swash plate 11 which is bent by the elastic force of the return spring 18 is displaced toward the inclination angle reducing side, and the pump 21 shifts to the minimum capacity equal to zero while continuing the operation.

【0029】ところで、上述した荷役状態においては、
圧力制御弁26により制御シリンダ19内の制御圧PC
の上限値が設定圧P3 となっているので、荷役から非荷
役状態への切換動作時に制御圧PC の降下が迅速に行わ
れ、容量切換の応答性が向上する。なお、前記圧力制御
弁26を省略した場合には、吐出圧Pd と同様に制御圧
C も高圧となるので、この高圧を漏出により設定圧P
2 以下に低下するまでの時間が長くなる。
By the way, in the above cargo handling state,
The control pressure P C in the control cylinder 19 is controlled by the pressure control valve 26.
Since the upper limit value of P is the set pressure P 3 , the control pressure P C is rapidly lowered during the switching operation from the cargo handling to the non-cargo handling state, and the response of the capacity switching is improved. When the pressure control valve 26 is omitted, the control pressure P C becomes high as well as the discharge pressure P d , so this high pressure leaks out to the set pressure P
It takes longer to decrease to 2 or less.

【0030】又、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、次のように具体化することもできる。 (1)図7に示すように、ケーシング40の内部に絞り
通路44aを有するスプール44を収容するとともに、
該スプールを常には絞り量が最大となる方向にばね43
により付勢し、さらにスプール44の上流側の吐出通路
40aとスプール44の下部に設けた圧力室46とを連
通路45により連通すること。この実施例の場合にも非
荷役から荷役状態への切換えの際、制御管路35へ供給
する制御油の圧力PC を速やかに上昇して切換え動作を
迅速かつ確実に行うことができる他、荷役時に絞り通路
44aが吐出通路40aと対応する状態では油が自由流
となるため、圧力損失を抑制することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be embodied as follows. (1) As shown in FIG. 7, while accommodating the spool 44 having the throttle passage 44a inside the casing 40,
The spool 43 is always rotated in the direction in which the throttle amount is maximized.
The discharge passage 40a on the upstream side of the spool 44 and the pressure chamber 46 provided in the lower portion of the spool 44 are connected by the communication passage 45. Also in the case of this embodiment, at the time of switching from the non-cargo handling to the cargo handling state, the pressure P C of the control oil supplied to the control conduit 35 can be quickly raised to perform the switching operation promptly and surely. Since the oil flows freely in the state where the throttle passage 44a corresponds to the discharge passage 40a during the cargo handling, the pressure loss can be suppressed.

【0031】(2)図8に示すように、板状の絞り弁4
7をばね48により常には絞り量が最大となる位置に付
勢すること。 (3)前記実施例では前記圧力制御弁26をポンプ21
のリヤエンドカバー3に組み込んだが、これをポンプ2
1と別体に構成すること。
(2) As shown in FIG. 8, a plate-shaped throttle valve 4
7 should always be urged by the spring 48 to a position where the throttle amount is maximized. (3) In the above embodiment, the pressure control valve 26 is replaced by the pump 21.
It was installed in the rear end cover 3 of the
Be configured separately from 1.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明は、実質的
なポンプの作動(吐出)が常に零に等しい最小容量から
開始されるので、立上りトルクが小さく、省動力に加え
て過激な負荷変動を抑制できるとともに、無負荷時の容
量を零に等しい最小容量に保持し得るため、クラッチ等
入力の遮断機構を省略でき、さらに非荷役状態から荷役
状態への切換え作業を迅速かつ確実に行うことができ
る。
As described in detail above, according to the present invention, since the substantial pump operation (discharge) is always started from the minimum capacity equal to zero, the start-up torque is small, the power saving and the extreme load are performed. In addition to suppressing fluctuations, the capacity under no load can be maintained at the minimum capacity equal to zero, so the input disconnecting mechanism such as the clutch can be omitted, and the switching operation from the non-loading state to the loading state can be performed quickly and reliably. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る油圧システムの一実施例を一部
模式的に表した非荷役状態の油圧回路図である。
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram in a non-loading state, which schematically illustrates a part of an embodiment of a hydraulic system according to the present invention.

【図2】圧力制御弁の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of a pressure control valve.

【図3】可変絞り弁の一例を示す最大絞り状態の断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a variable throttle valve in a maximum throttle state.

【図4】可変絞り弁の一例を示す最小絞り状態の断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a variable throttle valve in a minimum throttle state.

【図5】斜板式可変容量型ピストンポンプの縦断面図で
ある。
FIG. 5 is a vertical sectional view of a swash plate type variable displacement piston pump.

【図6】非荷役及び荷役動作時間と吐出圧及び制御圧と
の関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between non-cargo handling and cargo handling operation time, and discharge pressure and control pressure.

【図7】可変絞り弁の別例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of the variable throttle valve.

【図8】可変絞り弁の別例を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing another example of the variable throttle valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 斜板、18 復帰ばね、19 制御シリンダ、1
9a 制御室、21可変容量型斜板式ピストンポンプ、
22 吐出管路、23 荷役切換弁、24アクチュエー
タ、25 制御管路、26 圧力制御弁、27 スプー
ル、30背圧室、31 連通路、33 ばね、39 可
変絞り弁、42,44 スプール、43,48 付勢ば
ね、PC 制御圧、P1 非荷役時の設定圧、P2
荷役と荷役との切換設定圧、E エンジン。
11 swash plate, 18 return spring, 19 control cylinder, 1
9a control room, 21 variable displacement swash plate type piston pump,
22 discharge pipe, 23 cargo switching valve, 24 actuator, 25 control pipe, 26 pressure control valve, 27 spool, 30 back pressure chamber, 31 communication passage, 33 spring, 39 variable throttle valve, 42, 44 spool, 43, 48 Energizing spring, P C control pressure, P 1 non-loading setting pressure, P 2 non-loading and switching setting pressure, E engine.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 斜板の傾角を常に縮小して容量を減少さ
せる向きに付勢する復帰ばねと、これに対向して該斜板
の傾角を増大して容量を増大させる向きに付勢する制御
シリンダとを有して、動力供給源に直結された可変容量
型斜板式ピストンポンプと、該ポンプの吐出ポートとア
クチュエータとを結ぶ吐出管路と、該吐出管路の途中に
設けた荷役切換弁と、前記吐出管路と前記制御シリンダ
の制御室とを連通して圧油を制御シリンダに供給する制
御管路と、前記吐出管路と制御管路の接続点よりも下流
側の吐出管路に設けられ、かつ常には付勢ばねにより該
吐出管路の通路面積を減少する方向に付勢され、吐出管
路を流れる油圧力の増大により通路面積を付勢ばねの弾
性力に抗して増大する方向に押圧される可変絞り弁とか
らなる油圧システム。
1. A return spring for constantly reducing the tilt angle of a swash plate so as to reduce the capacity, and a return spring facing the return spring for increasing the tilt angle of the swash plate so as to increase the capacity. A variable displacement swash plate type piston pump having a control cylinder and directly connected to a power supply source, a discharge pipe line connecting a discharge port of the pump and an actuator, and a cargo handling switching provided in the middle of the discharge pipe line. A valve, a control pipeline for communicating pressure oil to the control cylinder by communicating the discharge pipeline with the control chamber of the control cylinder, and a discharge pipeline downstream of a connection point between the discharge pipeline and the control pipeline. Is provided in the passage and is always urged by the urging spring in a direction to reduce the passage area of the discharge pipeline, and the passage area is resisted against the elastic force of the urging spring by increasing the oil pressure flowing through the discharge pipeline. Hydraulic system consisting of a variable throttle valve that is pressed in an increasing direction .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4813692A (en) * 1987-01-22 1989-03-21 Eg&G Pressure Science, Inc. Pressure balanced S-seal
US4854600A (en) * 1987-01-22 1989-08-08 Eg&G Pressure Science, Inc. Pressure balanced metallic S-seal

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