JPH0718414B2 - 液圧系の圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吐出側を液圧系に接続されかつ吸入側を液だ
めに接続される液圧ポンプと、液だめと液圧ポンプとの
接続を制御する吸入絞り弁とを有する、液圧系の圧力制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

このような装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第3734
928号明細書から原理的に公知である。吸入絞り弁によ
り吸入導管の絞り抵抗が無段階に変化され、更に吸入導
管が場合によつては完全に閉鎖可能である。それにより
ポンプの吐出能力が制御され、また引続き動作するポン
プの液圧媒体の吐出が中止される。この装置の特別な利
点は、ポンプの吐出導管にある逆止弁により液圧系から
の液圧媒体の逆流が防止される時、吸入絞り弁の閉鎖に
よりポンプが非常に小さい抵抗に抗してのみ動作するこ
とである。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第3734928号明細書によ
れば、吸入絞り弁の外部制御が行なわれるが、その詳細
については示されていない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第2546600号明細書も吸
入流を制御されるポンプを示している。吸入流弁を閉鎖
位置と開放位置との間で切換えるため、ポンプに接続さ
れる液圧系の圧力が利用される。この圧力は制御滑り弁
装置を介して、吸入流弁に結合されているピストンに作
用して、吸入流弁の流体を閉鎖位置へ押す。ポンプに作
用する圧力を除くと、開放ばねは弁体をピストンと共に
再び開放位置へ戻すことができる。吸入流弁の特に確実
な閉鎖を可能にするため、閉鎖行程において弁体が吸入
の流れ方向へ動くようになつている。弁体が閉鎖位置へ
達すると、引続き動作するポンプが吸入流弁の出口側に
負圧を発生し、この負圧が吸入流弁の弁体へ付加的に閉
鎖方向の荷重をかける。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第3306025号明細書には
吸入絞り弁を持つ回転圧縮機が示され、回転圧縮機の吐
出側の圧力に関係して吸入絞り弁が制御される。このた
め液圧系の圧力が制御弁を介してピストンに作用し、閉
鎖ばねに加えてこのピストンが、吸入流の方向とは逆の
閉鎖方向に、吸入絞り弁の弁体に荷重をかけることがで
きる。この装置において吸入絞り弁の弁体のばたつき振
動を回避するため、制御弁によりオン・オフ制御を行な
わねばならず、即ち吸入絞り弁の弁体に閉鎖方向へ付加
的に荷重をかけるピストンが、閉鎖力を高めるため制御
弁を介して空気圧を受けた後、液圧系に特定の圧力低下
がおこる時にのみ、圧力除去が行なわれてもよい。

Institut fuer hydraulische und pneumatische Antrie
be und Steuerungen der RWTH AachenのW.Back氏著
“Grundlagen der Oelhydraulik",1986年７〜40及び７
〜41ページは、蓄圧槽と液圧系に供給するポンプの吐出
側に設けられる切換え弁とを持つ液圧系を示しており、
この切換え弁が一方の切換え状態でポンプの吐出側を液
圧系に接続し、他方の切換え状態で液だめに接続する。
液圧系と切換え弁との間には逆止弁が設けられて、切換
え弁の他方の切換え状態で切換え弁を介しての液圧系の
圧力除去を防止する。切換え弁は液圧系の圧力に関係し
て制御され、別のパイロツト弁によりオン・オフ制御が
行なわれる。液圧系の圧力が比較的高いと、切換え弁は
ポンプの吐出側を液だめに接続する循環位置へ切換えら
れる。それから液圧系の特定の圧力低下後初めて、切換
え弁が循環位置からポンプを液圧系に接続する位置へ切
換えられる。このような装置の根本的な欠点は、循環運
転の際もポンプが比較的大きい抵抗で動作し、従つて循
環運転においても比較的大きい動力を必要とすることで
ある。更に循環運転の際液圧媒体が比較的強く加熱され
ることがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、少ない構造費で実現されかつ簡単にポ
ンプと構造的に一体化される圧力制御装置を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するため本発明によれば、吸入絞り弁が
ばね装置により開放位置へ荷重をかけられるピストンの
形の閉鎖機構を持ち、この閉鎖機構が一方の側にばね装
置の力に抗して液圧系の圧力を受け、他方の側に液圧ポ
ンプと吸入絞り弁との間に存在する圧力又は負圧を受け
ている。

〔発明の効果〕

本発明による吸入絞り弁は従来の滑り弁のように簡単に
構成される。

特に良好な切換え動作も保証され、即ち液圧系の圧力が
下限値以下になると、上限値に達するまでポンプが液圧
媒体を液圧系へ導入する。液圧系への液圧媒体の補給
中、即ち吸入絞り弁が開いていると、吸入絞り弁とポン
プとの間で液だめに対して生ずる負圧は微小な値を持つ
ている。従つて吸入絞り弁の閉鎖時点は、実際上液圧系
の圧力のみによつて決定される。この圧力又はこれによ
り生じて閉鎖方向に閉鎖機構へ作用する力が、開放方向
に閉鎖機構へ作用するばね装置の力に打勝つと、吸入絞
り弁が閉じる。吸入絞り弁の閉鎖により、引続き動作す
るポンプのため、吸入絞り弁とポンプとの間に強い負圧
が現われて、更に閉鎖機構の閉鎖方向に作用する。その
結果、閉鎖機構に閉じるように作用する液圧系の圧力が
低下して、開放方向に閉鎖機構へ作用するばね装置の力
が、液圧系の圧力と前記の負圧とにより生じて閉鎖機構
の閉鎖方向に作用する力の和に打勝つのに充分な大きさ
になると初めて、吸入絞り弁が再び開くことができる。

こうして負圧の利用により、吸入絞り弁の切換え動作に
おける再現可能な限られたヒステリシスが生じ、即ち付
加的な制御弁なしにオン・オフ制御が自動的に行なわれ
る。

〔実施例〕

本発明の好ましい実施例を示す実施例について本発明を
以下に説明する。

第１図によれば、液だめ１は吸入絞り弁２を介して液圧
ポンプ３の吸入側に接続され、このポンプの吐出側はポ
ンプへの逆流を防止する逆止弁４を介して液圧系に接続
されているが、この液圧系のうち第１図には、図示しな
い負荷へ至る吐出導管５及びこれに接続される蓄圧槽６
のみが示されている。

吐出導管５から導管７が分岐して、後述するように吸入
絞り弁２と構造的に一体化される圧力制限弁８へ通じ、
許容最高圧力超過の際この圧力制限弁８が導管を液だめ
１に接続し、従つて吐出導管５におけるそれ以上の圧力
上昇を防止する。

圧力制限弁８は安全機能のみを持ち、吸入絞り弁２が正
しく動作する場合には動作しない。なぜならばこの場
合、吐出導管５の圧力は常に許容最高値以下にあるから
である。

吸入絞り弁２は、導管７又は吐出導管５の圧力及び吸入
絞り弁２とポンプ３との間の接続部の圧力に関係して、
ポンプ３の吸入側への液圧媒体の流入を制御して、吐出
導管５又は管７が圧力上限値以上の圧力を導くと、吸入
絞り弁２が閉じ、この圧力が圧力下限値以下に低下する
と開くうになつている。

この吸入絞り弁２の機能については、その構造の説明後
に説明する。

第２図及び第３図によれば、吸入絞り弁２及び圧力制限
弁８は、例えば円形断面を持つ共通なケース９に収容さ
れている。

ケース９は第２図の左側に比較的大きい直径の中心穴10
を持つている。めねじ部分10′を持つこの穴10は、中心
に設けられる段付き盲穴11に続き、この盲穴11の直径の
大きい方の端部が穴10に続いている。穴10への盲穴11の
開口部の所で穴10の底に、この開口部を包囲する環状隆
起12が設けられている。

第２図においてケース９の右端から、２つの偏心した軸
線方向穴13及び14がケース９に形成されて、環状隆起12
の半径方向外側で穴10へ開口している。穴14は穴10への
開口部の直前で狭くなつて、段部15を形成している。

なお第２図において軸線方向穴14の右端の近くに斜め穴
16が設けられて、第２図において盲穴11の右端を軸線方
向穴14に接続している。

ケース９の穴10には円筒状案内部としてのスリーブ状挿
入部材17がはめられ、それに設けられるおねじにより穴
10のめねじ部分10′へねじ込まれて、フランジ状カラー
17′を第２図においてケース９の左側端面へ締付けられ
ている。挿入部材17の周囲溝には密封片18が設けられ
て、穴10の壁と穴10との間の間隙を密封している。

挿入部材17は、ポンプ３の吸入側へ通じかつ挿入部材17
内のシリンダ空間へ通じる接続管片19を持ち、吸入絞り
弁２の閉鎖機構を形成するピストン20がこのシリンダ空
間へ移動可能にはまつている。ピストン20内にはばね装
置としての皿ばね積層体21が設けられて、挿入部材17内
で接続管片19の開口部に形成されている環状段部と、ピ
ストン底部20′の近くにある環状段部とに支えられて、
ピストン底部20′が環状隆起12へ当たる第２図の開放位
置へピストン20を押すようにしている。皿ばね積層体21
の皿ばねは環状なので、接続管片19からピストン底部2
0′の内側まで延びる通路が皿ばね積層体21内に形成さ
れる。ピストン底部20′の近くでピストン20の周壁に半
径方向へ貫通するスリツト22が設けられて、ピストン20
の図示した開放位置で皿ばね積層体21内の通路を、第２
図において挿入部材17から右方へ突出するピストン20の
端部とを介して穴10の周壁との間に形成される環状空間
に接続する。

ピストン20が皿ばね積層体21の力に抗して第２図におい
て左方へ移動されると、第２図において挿入部材17の右
の管状端部によりスリツト22が覆われ、従つて閉鎖され
る。

盲穴11の直径の大きい方の部分へ制御ピストン23が移動
可能にはまり、この制御ピストン23の周面と盲穴11の壁
との間の環状間隙は密封片24により密封されている。

入口としてのケース９の軸線方向穴13には、液だめ１
（第１図参照）が導管25により接続されている。

別の軸線方向穴14には、導管７（第１図参照）用の接続
片26がねじ込まれている。この接続片26は軸線方向通路
27を持ち、この軸線方向通路に半径方向穴28を介して連
通する環状空間29は、接続片26の周壁に設けられる周囲
溝により形成されている。この環状空間29は、ケース９
に設けられる斜め穴16を介して盲穴11に接続されている
ので、軸線方向通路27内の液圧は、半径方向穴28、環状
空間29、斜め穴16及びこれに連通する盲穴11の部分を介
して、第２図において制御ピストン23の右側端面に作用
する。

環状空間29の両側で、接続片26の外周とケース９の軸線
方向穴14との間の間隙は、密封片30及び31により圧力漏
れのないように閉鎖されている。

軸線方向通路27の開口部は、第２図において接続片６の
左端で、圧力制限弁８の閉鎖機構としての弁球32用の弁
座を形成している。弁球32は強い弁ばね33により図示し
た閉鎖位置へ荷重をかけられている。弁ばね33は軸線方
向穴14の環状段部15と皿状の可動支持部材34との間に挟
まれ、この支持部材34は弁球32に面した側に弁球32の支
持凹所を持つている。支持部材34は軸線方向穴14より少
し小さい直径を持つているので、支持部材34の外周と軸
線方向穴14の壁との間を液圧媒体が通ることができる。
場合によつては支持部材34の外周に軸線方向スリツトを
設けて、液圧媒体の通過を可能にすることもできる。こ
の場合支持部材34の外径は軸線方向穴14の内径にほぼ等
しい。

従つて弁球32が弁ばね33の力に抗して第２図において左
方へ押されると、液圧媒体は接続片26の軸線方向通路27
から支持部材34のそばを通り、軸線方向穴14又は軸線方
向穴14内で弁ばね33により区画される断面を通つて、ケ
ース９の穴10へ流入し、そこからピストン20の位置に関
係なく軸線方向穴13へ流れ、従つてこれに接続される液
だめ１へ流れる。

第２図及び第３図に示す装置は次のように動作する。

吸入絞り弁が正しく動作していると、圧力制限弁８は常
に閉じている。吐出導管５又は導管７の望ましくない圧
力上昇のため、圧力制限弁８が開くと、液圧媒体が吐出
導管５から導管７を介して前述したように液だめ１へ流
れて、弁ばね33が弁球32を再び第２図に示す閉鎖位置へ
押すまで、吐出導管の圧力が低下する。

導管７が接続片26の軸線方向通路27及び半径方向穴28と
ケース９にある斜め穴16とを介して第２図において盲穴
11の右の部分に接続されているので、圧力制限弁８が閉
じていると、吐出導管５又は導管７内の圧力は常に第２
図において制御ピストン23の右の端面へ作用する。

さて制御ピストン23の右の端面へ作用する圧力が、ピス
トン20を第２図に示す位置から左方へ閉鎖位置へ移動さ
せるのに充分でないものと仮定する。

軸線方向穴13はピストン20にあるスリツト22を介してピ
ストン20の内部空間従つて挿入部材17の内部空間に接続
され、即ちポンプの吸入側（第１図も参照）が液だめ１
に接続されている。従つて連続動作するポンプ３は液圧
媒体を吐出導管５へ供給するので、この導管５及び蓄圧
槽６（第１図も参照）の圧力がそれに応じて上昇する。

圧力が上限値に達すると、制御ピストン23の右端面へ作
用する圧力による力が制御ピストン23従つてピストン20
を第２図において左方へ移動させるのに充分な大きさに
なる結果、ピストン20のスリツト22が挿入部材17へ押込
まれ、従つて閉鎖される。それによりポンプ３の吸入側
と液だめ１との接続が断たれる。ポンプ３が引続き動作
しているので、第２図において左方へ移動するピストン
20の内部空間内及び挿入部材17内には特定の負圧が生じ
て、ピストン20が閉鎖位置をとる限り、即ちスリツト22
が閉じている限り、この負圧が維持される。液だめ１に
接続される軸線方向穴13の低い圧力に対するこの負圧
は、制御ピストン23がピストン20へ及ぼす力に加えて、
ポンプ３を液だめ１から遮断する閉鎖位置へピストン20
を動かそうとする。

制御ピストン23の右端面へ作用する圧力による力が、前
記の負圧により皿ばね積層体21の力に抗してピストン20
へ及ぼされる力に相当する値だけ減少すると初めて、皿
ばね積層体21はピストン20を再び第２図に示す開放位置
へ移動することができる。

従つて吸入絞り弁２の閉じる時即ち第２図においてピス
トン20の左方へ移動する時ポンプの吸入側に発生可能な
負圧は、動作する吸入絞り弁２のヒステリシスを決定す
る。これは次のことと同じである。即ち前記の負圧は、
制御ピストン23の右端面へ作用して吸入絞り弁２を閉じ
る液圧の上限値と吸入絞り弁２を開く液圧の下限値との
差を決定する。

ピストン20が大きい断面を持つか小さい断面を持つかに
応じて、前記の負圧は大きいか又は小さいヒステリシス
又は前記の両圧力限界値の大きいか又は小さい差を生ず
ることができる。

図示した弁は簡単な構造という点ですぐれている。ケー
ス９内に設けられる穴10,11,13及び14は、端面からケー
ス９へ加工することができる。斜め穴16は第２図におい
て軸線方向穴14の右端からケース９へ加工することがで
きる。

ピストン20は皿ばね積層体21と共に挿入部材17へ挿入で
き、穴10へ開口する盲穴11の端部へ制御ピストン23を挿
入した後、挿入部材17を穴10へねじ込むことができる。
それにより吸入絞り弁２は実際上完全に組立てられる。

圧力制限弁８を組立てるため、まず弁ばね23及び支持部
材34が弁球32と共に軸線方向穴14へ挿入され、それから
接続片26が軸線方向穴14へねじ込まれる。それにより圧
力制限弁８が完全に組立てられる。

なお図示した弁装置が特別にこじんまりした構造という
点ですぐれているのが有利である。それに応じてケース
９を吸入絞り弁２及び圧力制限弁８と共に直接ポンプ３
又はポンプハウジングに設けることができる。従つて自
動車に使用する際、ポンプ３は例えばケース９と一緒に
機関ブロツクに保持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は液圧系全体の接続図、第２図は吸入絞り弁の軸
線に沿う断面図、第３図は第２図の矢印IIIの方向に見
た吸入絞り弁の正面図である。 １……液だめ、２……吸入絞り弁、３……液圧ポンプ、
5,6,7……液圧系（導管及び蓄圧槽）、20……ピスト
ン、21……ばね装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吐出側を液圧系に接続されかつ吸入側を液
   だめに接続される液圧ポンプと、液だめと液圧ポンプと
   の接続を制御する吸入絞り弁とを有するものにおいて、
   吸入絞り弁（２）がばね装置（21）により開放位置へ荷
   重をかけられるピストン（20）の形の閉鎖機構を持ち、
   この閉鎖機構が一方の側にばね装置（21）の力に抗して
   液圧系（5,6）の圧力を受け、他方の側に液圧ポンプ
   （３）と吸入絞り弁（２）との間に存在する圧力又は負
   圧を受けていることを特徴とする、液圧系の圧力制御装
   置。
2. 【請求項２】ピストン（20）にピストン壁を貫通する半
   径方向スリツト（22）が設けられ、開放位置においてピ
   ストン（20）の円筒状案内部（17）から出て、ピストン
   （20）を通して吸入絞り弁（２）の入口側と出口側との
   接続を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の装
   置。
3. 【請求項３】一方の端面に液圧系（5,6,7）の圧力を受
   ける制御ピストン（23）が、ばね装置（21）の力に抗し
   てピストン（20）を動作空間へ押すことを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の装置。
4. 【請求項４】制御ピストン（23）の一方の端面に属する
   制御ピストン（23）の動作空間が、圧力制限弁（８）の
   入口を介して液圧系（5,6,7）に接続されていることを
   特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】圧力制限弁（８）及び吸入絞り弁（２）が
   共通なケースに収容されていることを特徴とする、請求
   項４に記載の装置。
6. 【請求項６】圧力制限弁（８）の出口が吸入絞り弁
   （２）の入口側に連通していることを特徴とする、請求
   項５に記載の装置。