JPH0744774Y2

JPH0744774Y2 - 可変容量形ポンプの制御装置

Info

Publication number: JPH0744774Y2
Application number: JP4795488U
Authority: JP
Inventors: 進長谷川; 修治山本
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2003-04-08
Also published as: JPH01152082U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、可変容量形ポンプの制御装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

建設機械に備える可変容量形ポンプは、作業系アクチュ
エータと走行系アクチュエータにそれぞれ切換弁を介し
て接続されていて、所要のアクチュエータを当該切換弁
により制御する構成であつた（例えば特公昭58−65828
号公報）。又、建設機械と異なる技術分野において、原
動機の回転変化に起因して変化する油圧ポンプの吐出量
を自動的に調節して油圧モータの速度を一定値に保つ流
量規定装置（特公昭39−2717号公報）が提案されてい
る。このものは、油圧ポンプ51と油圧モータ52とをつな
ぐ二つの油路53,54のうち戻りの油路54にオリフィス55
を設け、原動機56の回転変化に起因して油圧ポンプ51の
吐出量が変化するとき、オリフィス55前後の差圧の違い
で配圧弁57を作動して油圧ポンプ51のサーボピストン58
を駆動し、オリフィス前後の差圧を規定値に戻す方向に
ポンプ傾転角を変えて吐出量を一定に保持するようにし
ている。

〔考案が解決しようとする課題〕

例えば建設機械では、ポンプの吐出量変化で走行速度が
変わると安定走行や円滑なステアリング操作ができず、
作業速度が変われば作業の安定化が得られない等の問題
がある。といつて、原動機回転数の変化を考慮して前記
流量規定装置のように常にアクチュエータ速度が一定と
なるようにすれば、エネルギーの有効利用を図ることが
できない。

本考案は前記の点に鑑みてなされたもので、比較的簡潔
な構成によってポンプの定流量制御と馬力制御とを任意
に選択実施できるようにした可変容量形ポンプの制御装
置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために本考案においては、可変容量
形ポンプのレギュレータに、ポンプ吐出液が導かれると
ポンプ傾転角を増しタンクに連通するとポンプ傾転角を
減じるサーボピストンと、スプールの一端にポンプ吐出
圧力が導かれスプールの他端にポンプ吐出圧力と対抗す
るばね及びその設定ばね力を調整するためのばね調整機
構とを配設した第１案内弁を備え、且つ第１案内弁はポ
ンプ吐出圧力によるスプール押付力が設定ばね力以下で
はサーボピストンにポンプ吐出液を導き、逆に設定ばね
力を越えればサーボピストンをタンクに連通するように
サーボピストンに接続したものにおいて、可変容量形ポ
ンプの吐出ポートとアクチュエータとをつなぐ流路には
絞り、その前後をつなぐバイパス路および絞りの上流に
あつてポンプ吐出ポートを絞りとバイパス路に選択的に
接続する切換弁を設け、第１案内弁からサーボピストン
にポンプ吐出液を導く通路には、スプールの一端に絞り
上流の液圧を導きスプールの他端に絞り下流の液圧を導
くと共にばねを配設し、且つこのばねによるスプール押
付力が前記絞り前後の差圧によるスプール押付力に打勝
てば前記通路を連通し、逆の場合には前記通路をしや断
してサーボピストンをタンクに連通するように構成され
た第２案内弁を設けたことを特徴とするものである。

〔作用〕可変容量形ポンプ１の吐出圧力P_dに対する馬力制御で
は、ポンプ吐出液がバイパス路31を通るように切換弁28
を切換えているので、絞り29前後の差圧は発生せず、第
２案内弁４は第１案内弁３とサーボピストン２とをつな
ぐ通路を常時連通している。このため、第１案内弁３に
作用するポンプ吐出圧力によるスプール押付力が設定ば
ね力以下ではサーボピストン２にポンプ吐出液を供給す
るので、ポンプ傾転角を増しポンプ吐出流量が最大とな
り、逆に設定ばね力を越える領域ではポンプ入力馬力が
一定値をとる理想的な馬力曲線に近似する線に沿つて吐
出流量が変化する。

可変容量形ポンプ１の定流量制御では、常時ポンプ吐出
液が第１案内弁３から第２案内弁４に導かれるように第
１案内弁３のばね調整機構でばね力を設定し、又、常時
ポンプ吐出液が絞り29を通るように切換弁28を切換えて
いるので、第２案内弁４には絞り29前後の差圧によるス
プール押付力が作用している。いま、差圧によるスプー
ル押付力がばね26によるスプール押付力に打ち勝つと、
サーボピストン２をタンクに連通してポンプ傾転角を減
じるので、絞り29通過流量の減少と共に差圧も低下す
る。この差圧の低下で差圧によるスプール押付力がばね
によるスプール押付力以下になるとポンプの傾転角を増
すので、絞り29通過流量の増加と共に差圧も増す。

即ち、第２案内弁４の設定ばね26から定まるポンプ吐出
流量より多いポンプ吐出流量が絞り29を通過した時ポン
プ吐出量を減じ、逆に少ないポンプ吐出流量が絞り29を
通過した時ポンプ吐出流量を増すため、ポンプ駆動源の
回転数に関係なく、第２案内弁４のばね26で設定された
ポンプ吐出流量を保持する。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図にお
いて、１は可変容量形ポンプ（以下単にポンプという）
で、そのレギュレータにはポンプ１の傾転角を制御する
サーボピストン２、第１案内弁３、第２案内弁４を含
む。

第１案内弁３は、フィードバックレバー５によりサーボ
ピストン２と連動するスリーブ６にスプール７を摺動自
在に嵌挿する。このスプール７は、一端にポンプの吐出
圧力P_dが作用するピストン８を配設し、他端には同心配
列の長短二つのばね9,10を取付け、長い方のばね９は常
時ばね受け座11、シリンダ12に嵌挿されたピストン13を
介してシリンダ12に内装されたばね受け座14に当接する
ばね15と対抗している。又、シリンダ12のスプール側液
室16には別ポンプ（図示せず）の吐出圧力P_zを導いてい
る。さらに、ばね受け座11にはばね９が所定長短縮した
ところで短い方のばね10と当接するストッパ17を突設
し、ばね受け座14にはばね15が所定長短縮するとピスト
ン13を係止するストッパ18を突設する。

第２案内弁４は、第１案内弁３の出口ポート32とサーボ
ピストン２の大径室33とをつなぐ通路に介装されてお
り、フィードバックレバー21によりサーボピストン２と
連動するスリーブ22にスプール23を摺動自在に嵌挿す
る。このスプール23には、両端に受圧面積の等しいパイ
ロットピストン24,25を当接し、さらにパイロットピス
トン24側の端面にばね26を押し当てている。そして、パ
イロットピストン25には、ポンプ１の吐出ポートと液圧
アクチュエータ（図示せず）とをつなぐ吐出側流路27に
介装した３ポート２位置切換弁28（以下単に切換弁28と
いう）の上流側圧力P_dを導き、パイロットピストン24に
は切換弁28の下流側圧力を導いている。この下流側圧力
は切換弁28が位置Ａではバイパス路31を介して導かれる
圧力P_d、位置Ｂでは前記上流側圧力を絞り29、チェック
弁30を経て導かれる吐出圧力P_d′である。

いま、アクチュエータ駆動中、切換弁28が位置Ａでは、
第２案内弁４の等径のパイロットスプール24,25にポン
プ吐出圧力P_dが作用しているので、ポンプ吐出圧力によ
るスプール押付力が零であり、スプール23はばね26によ
つて、第１案内弁３の出口ポート32とサーボピストン２
の大径室33とをつなぐ通路を連通している。一方、第１
案内弁３のばね９の設定ばね力F_oは、シリンダ12のピス
トン13を介してばね15と対抗する別ポンプ（図示せず）
の吐出圧力P_zで設定されていて、ポンプ吐出圧力P_dによ
るスプール押付力より大では、ポンプ吐出圧力P_dを出口
ポート32、第２案内弁４を経てサーボピストン２の大径
室33に導いている。このため、サーボピストン２は小径
室35に常時導かれている吐出圧力P_dに打ち勝つてポンプ
傾転角を増し、第２図に示す如くポンプ吐出圧力がP_do
以下ではポンプの吐出流量Ｑが最大となる。吐出圧力P_d
が設定圧力P_doを越えると、第１案内弁３のスプール７
はばね９又はばね9,15を圧縮しながら左動し、大径室33
をタンク34に連通する。このため、サーボピストン２は
ポンプ傾転角を減じる方向へ移動し、ポンプ吐出流量は
理想的な馬力曲線（図示せず）に近似する折れ線38に沿
つて減少する（第２図）。さらに、吐出圧力P_dが増大し
て短い方のばね10がストッパ17に当接した時点からは、
吐出圧力P_dに対してばね9,10又はばね9,10,15が対抗す
るため、第２図の折れ点37を境にポンプ吐出流量減少割
合が小さくなる。逆に、折れ線38の範囲内で吐出圧力P_d
が減少すれば、スプール７は大径室33に吐出圧力P_dを導
くので、サーボピストン２は傾転角増大方向へ移動し、
吐出流量が増大する。即ち、吐出圧力P_dが設定圧力P_do
を越える領域では、ばね9,10又はばね9,10,15の設定に
よりポンプ入力馬力が一定値をとる理想的な馬力曲線に
近似する折れ線38に沿つて吐出流量が変化する。又、こ
の吐出流量は別ポンプの吐出圧力が上昇してP_z′になる
と、折れ線38′に沿つて変化することになる。

次に、第１案内弁３のばね調整機構、本実施例では別ポ
ンプの吐出圧力P_zを調整して常時第１案内弁３の入口ポ
ートを出口ポート32に連通すると共に、切換弁28を位置
Ｂに切換えて絞り29にポンプ吐出液を通すと、絞り29前
後に差圧が発生すると共に、絞り上流の液圧はパイロッ
トピストン25に作用し絞り下流の液圧はパイロットピス
トン24に作用するため、絞り29前後の差圧によるスプー
ル押付力がばね26によるスプール押付力と対抗する。こ
の場合、差圧力によるスプール押付力がばね26によるス
プール押付力に打ち勝つと、スプール23は左動して大径
室33をタンク34に開放するため、サーボピストン２は傾
転角を減じる方向へ移動し、ポンプ吐出流量が減少す
る。ポンプ吐出流量が減少すると絞り29前後の差圧が低
下して差圧によるスプール押付力がばね26のスプール押
付力以下になると、スプール23は右動して大径室33に吐
出圧力P_dを導き、サーボピストン２は傾転角増大方向へ
移動しポンプ吐出流量が増加する。このように第２案内
弁４のスプール23は、絞り29前後の差圧がばね26で設定
された規定値をとるように作動するので、ポンプを駆動
するエンジンの回転数が変化してもポンプ吐出流量を一
定に保持することができる。

尚、本実施例では複数台の可変容量形ポンプの総計入力
制御を行つているが、本考案は１台の可変容量形ポンプ
にも適用できることはいうまでもない。又、第１案内弁
のばね調整機構に前記するようなポンプ吐出圧力P_z以外
の周知技術を採用してもよい。

〔考案の効果〕

本考案は、以上説明したように構成されているので、下
記するような効果を奏する。

比較的簡潔な構成によりポンプの定流量制御と馬力制御
を選択実施できる。このため、定流量制御を選べば、ポ
ンプ駆動源の回転数が変化してもポンプの吐出量が一定
となるため、作業及び走行の安定化が図れ、且つ、ステ
アリング操作が容易となる。又、馬力制御を選べば、エ
ンジン馬力を有効に利用することができる。従つて、作
業系アクチュエータと走行系アクチュエータを選択的に
使用する建設機械例えばトラッククレーンに実施して極
めて有用な考案である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の油圧回路図、第２図はポンプ
の吐出圧力と吐出量との関係を示す図表、第３図はポン
プの回転数と吐出量との関係を示す図表、第４図は従来
の流量規定装置の油圧回路図である。１……可変容量形ポンプ、２……サーボピストン、３…
…第１案内弁、４……第２案内弁、7,23……スプール、
9,10,15,26……ばね、28……切換弁、29……絞り。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】可変容量形ポンプのレギュレータに、ポン
プ吐出液が導かれるとポンプ傾転角を増しタンクに連通
するとポンプ傾転角を減じるサーボピストンと、スプー
ルの一端にポンプ吐出圧力が導かれスプールの他端にポ
ンプ吐出圧力と対抗するばね及びその設定ばね力を調整
するためのばね調整機構とを配設した第１案内弁を備
え、且つ第１案内弁はポンプ吐出圧力によるスプール押
付力が設定ばね力以下ではサーボピストンにポンプ吐出
液を導き、逆に設定ばね力を越えればサーボピストンを
タンクに連通するようにサーボピストンに接続したもの
において、可変容量形ポンプの吐出ポートとアクチュエ
ータとをつなぐ流路には絞り、その前後をつなぐバイパ
ス路および絞りの上流にあつてポンプ吐出ポートを絞り
とバイパス路に選択的に接続する切換弁を設け、第１案
内弁からサーボピストンにポンプ吐出液を導く通路に
は、スプールの一端に絞り上流の液圧を導きスプールの
他端に絞り下流の液圧を導くと共にばねを配設し、且つ
このばねによるスプール押付力が前記絞り前後の差圧に
よるスプール押付力に打勝てば前記通路を連通し、逆の
場合には前記通路をしや断してサーボピストンをタンク
に連通するように構成された第２案内弁を設けたことを
特徴とする可変容量形ポンプの制御装置。