JPH0613414Y2 - 容量可変ポンプのレギユレ−タ制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、容量可変ポンプの吐出量を制御するサーボレ
ギュレータの制御回路の改良に関する。

（従来の技術） サーボレギュレータを用いて吐出量制御を行なう容量可
変ポンプの制御回路は例えば第４図のように構成され
る。この図において、１は容量可変ポンプ、２は容量可
変ポンプ１に駆動される油圧モータ、３は容量可変ポン
プ１に内装した斜板の傾転角を変化させるレギュレータ
シリンダである。レギュレータシリンダ３にはピストン
３Ａが収装され、両側の油室４と５に供給される油圧に
より、このピストン３Ａが軸方向に摺動して油圧ポンプ
１の傾転角を変化させるようになっている。ピストン３
Ａを圧縮側に駆動する油室４は図示されない駆動装置に
より容量可変ポンプ１と一体に駆動されるチャージポン
プ６の吐出側に接続され、さらにこの油室４とピストン
３Ａを伸張側へ駆動する油室５との間に切換弁７が介装
される。切換弁７は３つのセクション７Ａ〜７Ｃをピス
トン３Ａと一体に変位するスリーブ８の中に収装したも
ので、セクション７Ａは油室４からの作動油流出を遮断
し、油室５をタンク９に接続してピストン３Ａを圧縮側
に駆動する。セクション７Ｂは油室４と５をともに遮断
してしピストン３Ａを停止状態に保持する。また、セク
ション７Ｃは油室４と５を連通させて、ピストン３Ａを
伸張側に駆動する。スリーブ８は切換弁７をピストン３
Ａの位置に応じて切り換えるフィードバック機能を備
え、例えばセクション７Ａまたは７Ｃに切り換えること
により、ピストン３Ａが所定位置まで変位すると、ピス
トン３Ａとともに変位するスリーブ８が切換弁７を自動
的にセクション７Ｂに切り換えてピストン３Ａを変位位
置に保持するようになっている。

また、容量可変ポンプ１の運転中、常時駆動されるチャ
ージポンプ６の吐出作動油はレギュレータシリンダ３の
駆動時以外はリリーフ弁１０を介装した還流通路３０を
通ってポンプ９に還流される。なお、１１と１２は油圧
モータ２の駆動回路中の異常高圧を防止するためのリリ
ーフ弁、１３と１４はチャージポンプ６から吐出された
作動油を必要に応じて油圧モータ２の駆動回路に補給す
るための逆止弁、１５はオイルクーラ、１６はフィルタ
である。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、容量可変ポンプ１の運転中、斜板を支持する
レギュレータシリンダ３にはピストン３Ａを介して常に
負荷反力が作用し、これに対して油室５の油圧がピスト
ン３Ａを支持している。この反力は油圧ポンプ１の負荷
とともに変動するため、レギュレータシリンダ３の断面
積とこれを駆動するチャージポンプ６の容量は負荷反力
の最大値を対象に決定され、リリーフ弁１０のリリーフ
圧もこうして決定されたチャージポンプ６の吐出圧をも
とに比較的高いレベルに設定される。しかし、実際にこ
のような高圧を必要とするのは極く一部の条件下のみで
あり、この吐出圧確保のためチャージポンプ６にはレギ
ュレータシリンダ３の非駆動時であっても大きな負荷が
かかる。このため、この制御回路においてはチャージポ
ンプ６の運転エネルギーが徒らに消費され、またチャー
ジポンプ６とリリーフ弁１０の間の還流通路３０を比較
的高圧の作動油が頻繁に流通することから還流通路３０
の温度が上昇して途中に介装したオイルクーラ１５に大
きな負担がかかるという問題があった。

本考案は、容量可変ポンプのサーボレギュレータの制御
回路に発生する上記の問題を解決すべく、サーボレギュ
レータを駆動しない時にはチャージポンプの負荷を小さ
く抑えられる制御回路を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 容量可変ポンプの傾転角を変化させるピストンを収装し
たレギュレータシリンダと、このレギュレータシリンダ
の油室に切換弁を介して作動油を供給するチャージポン
プと、チャージポンプからの吐出作動油をタンクに還流
する通路に介装したリリーフ弁とを備えた容量可変ポン
プのレギュレータ制御回路において、レギュレータシリ
ンダの圧縮側の油室と伸張側の油室の圧力をパイロット
圧として、圧縮側の油室の圧力が上昇して伸張側油室と
の圧力差が一定以上になる高負荷時に摺動するパイロッ
トピストンと、このパイロットピストンに連動して変位
して前記リリーフ弁のリリーフ圧を高めるプランジャと
から構成される遮断弁を備えた。

（作用） 容量可変ポンプの負荷が増大すると、斜板を保持するレ
ギュレータシリンダに強い反力が加わり、レギュレータ
シリンダの圧縮側の油室の圧力が増大し、伸張側の油室
との圧力差が増大する。これを検出してパイロットピス
トンが摺動すると、これに連動してプランジャが変位
し、リリーフ弁のリリーフ圧を強める。このため、チャ
ージポンプから吐出される作動油の圧力が相対的に高ま
り、負荷に対応した高圧の作動油がレギュレータシリン
ダに供給される。

なお、レギュレータシリンダの圧力差が小さい低負荷時
などは、パイロットピストンが摺動せず、リリーフ弁の
リリーフ圧は相対的に低圧に維持され、チャージポンプ
の吐出圧力を下げ、チャージポンプの駆動負荷を軽減す
る。

（実施例） 第１図〜第３図に本考案の実施例を示す。なお、前記従
来例との同一構成部には同一番号を付して説明を省略す
る。

第１図において、レギュレータシリンダ３には前記従来
例と同様の切換弁７が介装され、チャージポンプ６から
タンク９に至る還流通路３０の上流部に上流圧力に応動
するパイロット付きのリリーフ弁２０が介装される。そ
して、このリリーフ弁２０を迂回して下流の還流通路３
０に至る迂回通路２２が設けられ、その途中に固定オリ
フィス２５と遮断弁２１が直列に介装される。遮断弁２
１には油室４に連通するパイロット通路２３と、油室５
に連通するパイロット通路２４が接続され、遮断弁２１
はこれらのパイロット圧が均衡している場合にのみ迂回
通路２２を連通させ、それ以外では通路２２を遮断状態
に保持する。また、固定オリフィス２５と遮断弁２１の
中間の圧力がパイロット回路３５を介してリリーフ弁２
０に作用し、このパイロット圧の上昇に従ってリリーフ
圧を低圧から高圧へと変化させる。一方、タンク９の手
前に設けるリリーフ弁１０のリリーフ圧はレギュレータ
シリンダ３の駆動に必要な吐出圧とは無関係に、油圧ポ
ンプ２の駆動回路に低圧が発生した時に逆止弁１３また
は１４を介して作動油を補給できる程度の低レベルに設
定される。制御回路の他の部分は前記従来例と同様に構
成される。

この制御回路の中心をなすリリーフ弁２０と遮断弁２１
の具体的な構造を第２図に示す。この図において、リリ
ーフ弁２０と遮断弁２１はいずれもチャージポンプ６の
ボディ６Ａの内部に構成される。ボディ６Ａの内部には
吐出口に連続してシリンダ２６が形成され、この中にリ
リーフスプリング２８によりシート部に着座するように
付勢されたスプール２７が摺動自由に収装される。な
お、油室４への配管とパイロット通路２３はシリンダ２
６の上流側で分岐される。スプール２７の先端部にはポ
ート２９がシリンダ２６の壁面に面して形成される。ポ
ート２９はスプール２７が基端方向から作用する油圧と
リリーフスプリング２８とに抗して基端方向へ変位する
ことで還流通路３０に開口し、チャージポンプ６の吐出
油を還流通路３０へ導くリリーフ弁２０として機能す
る。なお、スプール２７の先端部はこれを収装するシリ
ンダ２６とともに基端部を比べて大径に形成され、スプ
ール２７の両端に作用する油圧に対して受圧面積差を生
じるようにする。スプール２７を支持するリリーフスプ
リング２８のもう一端はスプール２７と間隔をあけてシ
リンダ２６に摺動自由に挿入されたプランジャ３１に当
接する。このプランジャ３１は半球面状に形成された先
端部３１Ａをスプール２７と反対方向へ向けてシリンダ
２６に挿入され、先端部３１Ａをシリンダ２６と直交す
る別のシリンダ３２の中へ突出する。シリンダ３２には
パイロットピストン３３が摺動自由に挿入され、プラン
ジャ３１の先端部３１Ａはこのパイロットピストン３３
の中程に形成した狭幅部３３Ａに当接する。また、プラ
ンジャ３１の基端部の近傍のシリンダ２６の壁面に還流
通路３０に連通するポート３４が形成され、スプール２
７の基端部を縦貫して形成した固定オリフィス２５とと
もに、ポート２９を迂回してスプール２７の上流と還流
通路３０とを連通する迂回通路２２を構成する。なお、
パイロット回路３５は固定オリフィス２５の下流側のシ
リンダ２６内の作動油によって構成される。すなわち、
この作動油の圧力はリリーフスプリング２８とともにス
プール２７の基端部に直接作用してスプール２７の基端
方向への変位に抵抗するため、この作動油の圧力変化に
伴い、リリーフ弁２０（ポート２９）の開弁圧が変化す
る。シリンダ３２に挿入されたパイロットピストン３３
の両側には油室４への配管から導かれたパイロット通路
２３と油室５から導かれたパイロット通路２４がそれぞ
れ接続する。パイロットピストン３３はこれらのパイロ
ット圧の差圧が所定以上に大きくなると摺動し、直角方
向に押し出されるプランジャ３１を介してポート３４を
閉鎖する。

次に作用を説明する。

レギュレータシリンダ３に作用する負荷反力が低い、可
変容量ポンプ１の常用領域においては、パイロットピス
トン３３の両側に働くパイロット通路２３と２４のパイ
ロット圧はパイロットピストン３３を摺動させるに至ら
ず、パイロットピストン３３は第２図のように中立位置
に保持される。このため、プランジャ３１は先端部３１
Ａを狭幅部３３Ａに係合させつつシリンダ３２の中に突
出した状態にあり、ポート３４（遮断弁２１）が開いて
いるため、チャージポンプ６の吐出作動油は固定オリフ
ィス２５とポート３４を通って下流へ至る。一方、固定
オリフィス２５の通過に伴う圧力損失のためスプール２
７の下流側の作動油圧力は低く、またプランジャ３１が
スプール２７から離れていることからリリーフスプリン
グ２８の反発力も弱いため、スプール２７は僅かな上流
側圧力でポート２９（リリーフ弁２０）を容易に開く。
こうして、チャージポンプ６の吐出作動油は、一部の作
動油を迂回通路２２を経由させながら主として低圧にセ
ットされたリリーフ弁２０から通路３０を流下してタン
ク９に回収される。なお、上流のリリーフ弁２０のリリ
ーフ圧が低く、下流のリリーフ弁１０のリリーフ圧もあ
らかじめ低レベルに設定されているため吐出油はタンク
９へスムーズに還流し、チャージポンプ６の負荷は小さ
く抑えられる。

一方、容量可変ポンプ１の負荷が変化してレギュレータ
シリンダ３に作用する反力が増大するとこれを支持する
油室５の圧力が上昇し、これにより油室４との圧力差が
所定以上に大きくなると、パイロットピストン３３がリ
リーフスプリング２８に抗してプランジャ３１を押し下
げながらシリンダ３２内を摺動する。その結果、ポート
３４が閉じ、固定オリフィス２５の下流側のシリンダ２
６内の圧力が上昇して上流側圧力とほぼ等しくなる。こ
の下流側圧力の上昇でスプール２７の基端（下流）方向
への変位に対する抵抗が急増し、また押し縮められたリ
リーフスプリング２８の反発力も増加する。したがっ
て、スプール２７を変位させてポート２９を通路３０に
連通させるのに必要な上流側圧力が大幅に増加する。つ
まり、リリーフ弁２０のリリーフ圧が高まり、チャージ
ポンプ６の吐出圧が上昇する。このため、切換弁７をセ
クション７Ｃへ切り換えると高圧の作動油がレギュレー
タシリンダ３に供給され、ピストン３Ａが増大した圧縮
力に抗して伸張方向へ強力に駆動される。

また、切換弁７がセクション７Ｂにセットされた状態で
も、レギュレータシリンダ３に作用する圧縮力の増大に
より油室５の作動油がリークすると、ピストン３Ａの圧
縮変位に伴い、一体に変位するスリーブ８を介して切換
弁７が自動的にセクション７Ｃに切り換わる。このた
め、高圧の作動油が油室４を介して油室５に供給され、
ピストン３Ａは伸張方向へ駆動されてもとの位置に復帰
する。

なお、リリーフ弁２０と遮断弁２１は第３図のように更
に簡易に構成することも可能である。すなわち、スプー
ル２７の基端部に固定オリフィス２５を形成する代わり
にポート２９から還流通路３０へ作動油がリークしやす
い構造にして迂回通路２２の機能を兼用させ、パイロッ
トピストン３３の摺動によりリリーフスプリング２８の
ばね荷重を増加させてリリーフ圧を高める。

また、第１図中のオイルクーラ１５とフィルタ１６を耐
圧構造とし、リリーフ弁２０と遮断弁２１とをこれらの
下流側に配設すれば、リリーフ弁１０を省略することも
可能である。

（考案の効果） 以上のように、本考案は容量可変ポンプのレギュレータ
シリンダに作用する圧縮力の変化をレギュレータシリン
ダ内の油室間の圧力差から検出し、この圧力差に応じて
チャージポンプに介装したリリーフ弁のリリーフ圧を強
めるようにしたため、レギュレータシリンダに作用する
負荷反力が弱く、レギュレータシリンダの駆動や保持に
高圧を必要としない時には、リリーフ弁が低圧で開いて
チャージポンプの吐出作動油をスムーズにタンクに還流
させる一方、レギュレータシリンダに作用する負荷反力
が強まるとリリーフ弁のリリーフ圧も自動的に強まり、
チャージポンプの吐出圧を上昇させる。したがって、レ
ギュレータシリンダに作動油を供給するチャージポンプ
の負荷が必要最少限に抑えられ、チャージポンプの運転
エネルギーが大幅に節約されるとともに、高圧作動油の
流通に伴う回路の高温化も抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す容量可変ポンプの制御回
路図、第２図はリリーフ弁と遮断弁の構成を示すチャー
ジポンプの断面図、第３図はリリーフ弁と遮断弁につい
て別の構成を示したチャージポンプの断面図である。 また、第４図は従来例を示す容量可変ポンプの制御回路
図である。 １…容量可変ポンプ、３…レギュレータシリンダ、３Ａ
…ピストン、４，５…油室、６…チャージポンプ、９…
タンク、２０…リリーフ弁、２１…遮断弁、２２…迂回
通路、２５…固定オリフィス、３１…プランジャ、３３
…パイロットピストン、３５…パイロット回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】容量可変ポンプの傾転角を変化させるピス
   トンを収装したレギュレータシリンダと、このレギュレ
   ータシリンダの油室に切換弁を介して作動油を供給する
   チャージポンプと、チャージポンプからの吐出作動油を
   タンクに還流する通路に介装したリリーフ弁とを備えた
   容量可変ポンプのレギュレータ制御回路において、レギ
   ュレータシリンダの圧縮側の油室と伸張側の油室の圧力
   をパイロット圧として、圧縮側の油室の圧力が上昇して
   伸張側油室との圧力差が一定以上になる高負荷時に摺動
   するパイロットピストンと、このパイロットピストンに
   連動して変位して前記リリーフ弁のリリーフ圧を高める
   プランジャとから構成される遮断弁を備えたことを特徴
   とする容量可変ポンプのレギュレータ制御回路。