JPH0739829B2 - 可変容量型ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は可変容量型ポンプに関するものである。

〔従来の技術〕

特開昭62−55484号公報には、圧力と流量の設定を電気
信号で与え、吐出量可変要素の変位制御を単一の比例電
磁制御弁による閉ループの電気−油圧制御系で行うこと
により、吐出ラインに流量制御弁を接続することなくポ
ンプ吐出量と流量を可変要素の変位によって制御するよ
うにしたロードセンシング制御方式の可変容量型ポンプ
が示されている。

この可変容量型ポンプでは、吐出量可変要素へ操作力を
与えるための操作ピストンの圧力室内の圧油圧力を吐出
圧油の一部の導入により増圧またはタンクへの導出によ
り降圧させるように単一の比例電磁三方制御弁を用いて
吐出圧および吐出流量の測定電気量に基づく閉ループフ
ィードバック制御をすることにより吐出量可変要素を操
作ピストンを介してばね力に抗して位置制御し、設定圧
力以下では吐出流量を設定値に保つと共に吐出圧が設定
圧力に達したときには前記可変要素を吐出流量が必要最
小限になるカットオフ位置に変位させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のタイプの従来の可変容量型ポンプでは、吐出ライ
ンにおいて流量制御弁を用いることなく可変要素の変位
を制御することにより吐出流量と吐出圧とを制御してい
るため、特に数/min程度の微小流量制御状態の低圧時
に吐出流量が設定値より多くなる傾向がある。

すなわち、一般的な可変容量型ポンプと同様に前述のタ
イプの従来の可変容量型ポンプでもフルカットオフ時の
可変要素の位置安定性を向上させるためのパイロット流
れのドレン量の主要量を確保するために、操作ピストン
がフルカットオフ位置に達したときに操作ピストンによ
りドレンへ開かれるブリード穴が前記圧力室の特定の位
置に固定的に穿たれているが、制御流量が数/min程度
の微小流量になると、操作ピストンはほぼフルカットオ
フ位置と同等の位置で作動し、流量制御状態でありなが
らパイロット圧油がブリード穴からドレンへ逃げる状態
となる。このような微小流量制御状態で吐出圧力を下げ
て行くと、圧力室に作用するパイロット圧力の低下に応
じてパイロット流量が低下する一方で、ブリード穴から
の流出量はあまり変化しないので、吐出ラインから圧力
室に導入されるパイロット圧油の殆どがブリード穴から
逃げてしまうことになり、その結果、微小流量制御に必
要なパイロット圧力が立たなくなる。

したがって操作ピストンを押し込むことができずに制御
不能状態となり、可変要素が勝手にばね力で吐出量増加
方向へ変位してしまい、吐出流量が指令に反して増加す
る結果となっていた。

従ってこの発明で課題とするところは、前述のタイプの
単一の比例電磁制御弁により圧力と流量を閉ループ制御
するロードセンシング型の可変容量型ポンプにおいて、
前述の微小流量制御時における低圧側での制御流量の設
定値以上の増加を防止して微小流量制御状態で低圧から
安定した吐出量で作動することのできる可変容量型ポン
プを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、前述の課題を達成するために、吐出量可
変要素へ操作力を与えるための操作ピストンの圧力室内
の圧油圧力を吐出圧油の一部の導入により増圧またはタ
ンクへの導出により降圧させるように単一の比例電磁制
御弁を用いて吐出圧および吐出流量の測定電気量に基づ
く閉ループフィードバック制御をすることにより吐出量
可変要素を操作ピストンを介してばね力に抗して位置制
御し、設定圧力以下では吐出流量を設定値に保つと共に
吐出圧が設定圧力に達したときには前記可変要素を吐出
流量が必要最小限になるカットオフ位置に変位させるよ
うにした可変容量型ポンプにおいて、前記吐出圧が予め
自身の調圧機構に設定された所定圧力を超えるときは吐
出ラインから圧力室へ導入される圧油のうち少なくとも
前記可変要素を制御位置に安定保持するに必要な流量を
ドレンへ流出させると共に前記吐出圧が前記所定圧力値
以下のときは前記圧力室とドレンとの連通を閉じる調圧
可能な負荷圧感応型の圧油パイロット開閉弁を設けたも
のである。

〔作用〕

この種可変容量型ポンプで可変要素の制御位置安定性の
確保のためにパイロット流量の一部をドレンへ流出させ
る必要があるのはカットオフ制御時、すなわち吐出圧が
設定値に達した圧力制御状態のときのみであり、これ以
外の流量制御状態ではブリード穴は閉じていても制御上
問題にならない。そこでこの発明では、パイロット流量
のドレンへの流出を圧力室に設けた固定的なブリード穴
から行うのに代えて、圧力室とドレンとの間を負荷圧感
応型の油圧パイロット開閉弁で開閉可能に接続し、吐出
圧がこの開閉弁の調圧機構に予め設定した所定圧力値に
達したことを油圧的に検知して油圧パイロット開閉弁を
開閉制御し、吐出圧が前記所定圧力値以上の範囲、すな
わちポンプが圧力制御状態となる吐出圧範囲では前記開
閉弁を開いて圧力室へのパイロット流量の一部をドレン
へ流出させ、吐出圧がそれより低い範囲、すなわちポン
プが流量制御状態にある範囲では前記開閉弁を閉じて圧
力室とドレンとの連通を断つことで選択的に行うもので
ある。これによって低圧時においては操作ピストンがど
の位置にあろうともパイロット流量はドレンへ流出せ
ず、したがってパイロット圧の低下現象もなくなり、吐
出流量が指令に反して増加するようなことはなくなるも
のである。

このように本発明では操作ピストンの圧力室へのパイロ
ット流量のドレンへの開閉を、操作ピストンの位置にか
かわらずにポンプの制御状態を吐出圧の大きさで判断し
て油圧パイロット開閉弁で行うものであり、これにより
微小流量制御状態でも低圧から安定した制御流量を得る
ことができるようになるものである。

この発明の好適な実施例を図面と共に説明すれば以下の
通りである。

〔実施例〕

第１図において、本実施例に係る可変容量型ポンプは、
原動機（図示せず）で回転駆動されるポンプ要素１と、
このポンプ要素１の押退け容積をその変位によって変え
てポンプ吐出量を制御する吐出量可変要素（例えばピス
トンポンプにおいては斜板）２と、ばね３などの力に対
抗して前記可変要素を変位させるためにその尾端の圧力
室4aの油圧力で変位制御される操作ピストン４と、比例
電磁三方制御弁５と、安全弁６と、ポンプ吐出量に対応
した量として可変要素２の変位量を電気信号として検出
する変位検出器７と、ポンプ吐出圧を電気信号として検
出する圧力センサ８と、設定入力端子9a,9bを有する制
御アンプ装置10と、圧力室4aへ通じるパイロットライン
Lpをタンクラインへ開閉するための油圧パイロット開閉
弁11と、ばね３と共に吐出圧によって可変要素を２をそ
の最大押退け容積位置へ向けて押圧するバイアスピスト
ン12とを備えている。

前記操作ピストン４の圧力室4aには従来のポンプのよう
なカットオフ対応位置のブリード穴は存在しない。

前記比例電磁三方制御弁５は、アンプ装置10からの制御
信号の入力が最大のときに、操作ピストン４の圧力室4a
に通じるパイロットラインLpをタンクラインに全開させ
てパイロット圧油をタンクへ落としており、その後、入
力の減少に応じて入力電流に比例した開度でこれを徐々
に絞り、次いでパイロットラインLpを、ポンプ吐出ライ
ンＰに通じたパイロットラインPpに徐々に開きはじめ、
入力電流がなくなるとパイロットラインPpへ全開で連通
させて、圧力室4aの圧力をタンク圧から吐出圧まで入力
に比例して制御することにより、可変要素２の変位を最
大吐出量位置からフルカットオフ位置まで制御する。

安全弁６はポンプ吐出ラインＰ側でのブロックなど、負
荷圧が異常に高くなってその設定回路上限圧に達したと
きだけ吐出ラインＰからポンプ吐出圧をパイロットライ
ンLpへ直接導入し、圧力室4aに吐出圧を作用させて操作
ピストン４を介して可変要素２をフルカットオフ位置へ
強制的に変位させる。

制御アンプ装置10は前記制御弁５に対して前記制御入力
電流を与えるために例えば制御弁５に搭載された形で設
けられている。このアンプ装置10は、例えば出願人によ
り先に提案された特願昭61−61994号（特開昭62−22348
2号公報）または特願昭61−68448号（特開昭62−225788
号公報）に示されているものを用いればよく、圧力セン
サ８によって測定された吐出圧が端子9aに与えられた設
定値以下のときは、変位検出器７からの流量測定信号と
端子9bへ与えられた流量設定信号とによる閉ループ制御
により吐出量が設定値になるように可変要素２の変位を
制御弁５および操作ピストン４を介して制御し、吐出圧
が設定圧になったときには圧力センサ８からの吐出圧測
定信号と端子9aへ与えられた圧力設定信号とによる閉ル
ープ制御により制御弁５と操作ピストン４を介して可変
要素２をフルカットオフ位置へ変位させる。

油圧パイロット開閉弁11は、吐出ラインＰからのパイロ
ット圧、すなわち吐出圧に感応し、吐出圧がその調圧機
構を構成する調圧ばね11aの設定で定まる所定圧力値を
超えるとばね11aに抗してパイロットラインLpをタンク
へ連通させ、それ以外ではパイロットラインLpをタンク
から遮断状態に保つ。

尚、バイアスピストン12は、吐出圧を受けて可変要素２
をその最大押退け容積位置へ向けてばね３のばね力と加
算的に押圧し、これによりばね３を必要最低限の強さの
もので済ませて、低圧時でも可変要素２を作動できるよ
うにし、以て最低調整圧力を低く設定できるようにする
ためのものである。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明によれば、単一の比例電
磁制御弁により圧力と流量を閉ループ制御するロードセ
ンシング型の可変容量型ポンプにおいて、操作ピストン
の圧力室へのパイロット流量のドレンへの開閉を、操作
ピストンの位置にかかわらずにポンプの制御状態を吐出
圧によって油圧的に判断して油圧パイロット開閉弁で行
うものであり、ポンプが圧力制御状態になる吐出圧範囲
のときだけパイロット流量の一部をドレンへ流出させる
から、微小流量制御状態で低圧時の吐出量増加現象が防
止され、低圧からカットオフ圧まで安定した制御流量を
得ることができるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る可変容量型ポンプの
構成を示す油圧回路図である。 1:ポンプ要素、2:吐出量可変要素、3:ばね、4:操作ピス
トン、5:比例電磁三方制御弁、6:安全弁、7:変位検出
器、8:圧力センサ、9a,9b:設定入力端子、10:制御アン
プ装置、11:油圧パイロット開閉弁、12:バイアスピスト
ン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吐出量可変要素へ操作力を与えるための操
   作ピストンの圧力室内の圧油圧力を吐出圧油の一部の導
   入により増圧またはタンクへの導出により降圧させるよ
   うに単一の比例電磁制御弁を用いて吐出圧および吐出流
   量の測定電気量に基づく閉ループフィードバック制御を
   することにより吐出量可変要素を操作ピストンを介して
   ばね力に抗して位置制御し、設定圧力以下では吐出流量
   を設定値に保つと共に吐出圧が設定圧力に達したときに
   は前記可変要素を吐出流量が必要最小限になるカットオ
   フ位置に変位させるようにした可変容量型ポンプにおい
   て、前記吐出圧が予め自身の調圧機構に設定された所定
   圧力を超えるときは吐出ラインから圧力室へ導入される
   圧油のうち少なくとも前記可変要素を制御位置に安定保
   持するに必要な流量をドレンへ流出させると共に前記吐
   出圧が前記所定圧力値以下のときは前記圧力室とドレン
   との連通を閉じる調圧可能な負荷圧感応型の圧油パイロ
   ット開閉弁を備えたことを特徴とする可変容量型ポン
   プ。