JPH11294344A - 負荷検出制御器を備えた開回路ポンプにおいてポンプの押しのけ量の関数としてマ―ジン圧力を変更させるための装置及び方法 - Google Patents
負荷検出制御器を備えた開回路ポンプにおいてポンプの押しのけ量の関数としてマ―ジン圧力を変更させるための装置及び方法Info
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- JPH11294344A JPH11294344A JP11050151A JP5015199A JPH11294344A JP H11294344 A JPH11294344 A JP H11294344A JP 11050151 A JP11050151 A JP 11050151A JP 5015199 A JP5015199 A JP 5015199A JP H11294344 A JPH11294344 A JP H11294344A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷検出制御弁の前後間のマージン圧力がポ
ンプの押しのけ量に基づいて変化するようになされた開
回路ポンプ装置を提供する。 【解決手段】 負荷に接続された吐出導管を有する可変
容積型ポンプを含むポンプ装置において、可変オリフィ
スを負荷検出制御器の下流に配置し、マージン圧力がポ
ンプの押しのけ量に比例して変化するように該可変オリ
フィスをサーボ圧力導管内で負荷検出制御器に流体接続
する。可変オリフィスは、例えば、ポンプのケーシング
とケーシング内で摺動自在のサーボピストンとの間の断
面積可変間隙と、サーボピストンに形成した長手に沿っ
て深さが変化するスロットによって画定することができ
る。
ンプの押しのけ量に基づいて変化するようになされた開
回路ポンプ装置を提供する。 【解決手段】 負荷に接続された吐出導管を有する可変
容積型ポンプを含むポンプ装置において、可変オリフィ
スを負荷検出制御器の下流に配置し、マージン圧力がポ
ンプの押しのけ量に比例して変化するように該可変オリ
フィスをサーボ圧力導管内で負荷検出制御器に流体接続
する。可変オリフィスは、例えば、ポンプのケーシング
とケーシング内で摺動自在のサーボピストンとの間の断
面積可変間隙と、サーボピストンに形成した長手に沿っ
て深さが変化するスロットによって画定することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開回路液圧ポンプ
の分野に関し、特に、開回路ポンプ系において負荷検出
弁（負荷検出制御器）の前後間のマージン圧力（差圧力
即ちデルタ圧力）を変更させるための装置及び方法に関
する。本発明は、バックホー等の機器において作動機能
に対する操作者による制御を改善する。
の分野に関し、特に、開回路ポンプ系において負荷検出
弁（負荷検出制御器）の前後間のマージン圧力（差圧力
即ちデルタ圧力）を変更させるための装置及び方法に関
する。本発明は、バックホー等の機器において作動機能
に対する操作者による制御を改善する。
【０００２】
【従来の技術】バックホー製造メーカーは、弁前後間の
デルタ圧力がポンプの押しのけ量とともに変化する負荷
検出弁を備えた開回路ポンプ装置の開発を企図してき
た。従って、これを開回路分野において実現するための
手段及び方法を求める要望がある。
デルタ圧力がポンプの押しのけ量とともに変化する負荷
検出弁を備えた開回路ポンプ装置の開発を企図してき
た。従って、これを開回路分野において実現するための
手段及び方法を求める要望がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、負荷検出制御弁を有し、該負荷検出制御弁の前後間
のデルタ圧力即ちマージン圧力がポンプの流体押しのけ
量に基づいて変化するようにサーボ圧力導管（サーボ制
御用圧力流体を通すための導管）に連関された可変オリ
フィスを有する開回路ポンプ装置を提供することであ
る。
は、負荷検出制御弁を有し、該負荷検出制御弁の前後間
のデルタ圧力即ちマージン圧力がポンプの流体押しのけ
量に基づいて変化するようにサーボ圧力導管（サーボ制
御用圧力流体を通すための導管）に連関された可変オリ
フィスを有する開回路ポンプ装置を提供することであ
る。
【０００４】本発明の他の目的は、サーボ圧力導管に配
置され、ハウジングと該ハウジング内に摺動自在に装着
されたサーボピストンとの間に形成される間隙によって
画定される可変オリフィスを提供することである。
置され、ハウジングと該ハウジング内に摺動自在に装着
されたサーボピストンとの間に形成される間隙によって
画定される可変オリフィスを提供することである。
【０００５】本発明の更に他の目的は、可変オリフィス
断面積を画定するように長手に沿って深さが一定の割合
で増大する長手方向のスロットを有するサーボピストン
を提供することである。
断面積を画定するように長手に沿って深さが一定の割合
で増大する長手方向のスロットを有するサーボピストン
を提供することである。
【０００６】本発明の更に他の目的は、直線状のテーパ
した底面に沿って深さが一定の割合で変化するスロット
を有するサーボピストンを提供することである。
した底面に沿って深さが一定の割合で変化するスロット
を有するサーボピストンを提供することである。
【０００７】本発明の更に他の目的は、押しのけ量可変
開回路ポンプにおいて負荷検出制御弁の前後間の流体圧
力差を変更させる方法を提供することである。
開回路ポンプにおいて負荷検出制御弁の前後間の流体圧
力差を変更させる方法を提供することである。
【０００８】本発明の更に他の目的は、製造コストが安
く、耐久性が高く、使用において信頼性の高いポンプ装
置を提供することである。
く、耐久性が高く、使用において信頼性の高いポンプ装
置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明の概要 本発明は、開回路ポンプ装置に関し、そのような装置に
おいて負荷検出制御弁の前後間のマージン圧力即ちデル
タ圧力を変更させるための手段及び方法を提供する。
おいて負荷検出制御弁の前後間のマージン圧力即ちデル
タ圧力を変更させるための手段及び方法を提供する。
【００１０】本発明によれば、流体圧力負荷機器（以
下、単に「負荷」とも称する）に流体接続された押しの
け量可変容積型開回路ポンプの押しのけ量を制御するた
めに、該ポンプの圧力流体吐出（出力）導管と負荷検出
信号導管との間に負荷検出制御弁を介設する。ポンプ押
しのけ量は、負荷検出制御弁からサーボ圧力導管を通し
て送給される加圧流体の流量に応答してポンプの傾動自
在の斜板を変位させるサーボピストン組立体によって変
更させる。
下、単に「負荷」とも称する）に流体接続された押しの
け量可変容積型開回路ポンプの押しのけ量を制御するた
めに、該ポンプの圧力流体吐出（出力）導管と負荷検出
信号導管との間に負荷検出制御弁を介設する。ポンプ押
しのけ量は、負荷検出制御弁からサーボ圧力導管を通し
て送給される加圧流体の流量に応答してポンプの傾動自
在の斜板を変位させるサーボピストン組立体によって変
更させる。
【００１１】上記サーボピストン組立体は、上記傾動自
在の斜板の一端に近接したところに形成されたボア（ポ
ンプのピストン‐シリンダー機構のシリンダの内孔即ち
ピストン受容孔）内に摺動自在に装着された細長いサー
ボピストンを有する。このサーボピストンの進退が斜板
の位置、従ってポンプの流体押しのけ量を決定する。サ
ーボピストンの長手に沿って可変断面積のスロット、即
ちテーパしたスロットを形成する。概念上、このテーパ
スロット又は溝と、サーボピストンを囲繞する上記ボア
は、ポンプの流体押しのけ量に比例する量の流体を漏出
させる可変オリフィスを画定する。その流体漏出の結果
として、サーボピストンと負荷検出制御器（負荷検出制
御弁）との間の差圧力を、従来の負荷検出制御器付き開
回路ポンプにおけるように一定にではなく、可変とす
る。
在の斜板の一端に近接したところに形成されたボア（ポ
ンプのピストン‐シリンダー機構のシリンダの内孔即ち
ピストン受容孔）内に摺動自在に装着された細長いサー
ボピストンを有する。このサーボピストンの進退が斜板
の位置、従ってポンプの流体押しのけ量を決定する。サ
ーボピストンの長手に沿って可変断面積のスロット、即
ちテーパしたスロットを形成する。概念上、このテーパ
スロット又は溝と、サーボピストンを囲繞する上記ボア
は、ポンプの流体押しのけ量に比例する量の流体を漏出
させる可変オリフィスを画定する。その流体漏出の結果
として、サーボピストンと負荷検出制御器（負荷検出制
御弁）との間の差圧力を、従来の負荷検出制御器付き開
回路ポンプにおけるように一定にではなく、可変とす
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１の液圧回路図は、本発明を組
み入れた開回路ポンプ装置１０を示す。このポンプ装置
１０は、液溜め１４から液圧流体を吸引して加圧する
（押しのけ量）可変容積型開回路ポンプ１２を有する。
ポンプ１２の押しのけ量は、可動斜板１６によって変更
される。ポンプ１２は、液溜め１４から吸引導管１７を
通して液圧流体を吸引する。ケーシング内漏出流体をポ
ンプケーシングへ戻し、最終的に主液溜め１４へ戻すた
めにケーシング内ドレン１８がポンプ１２に流体接続さ
れている。（ここで「流体接続」とは、流体を連通させ
る接続という意味である。）ポンプ１２は、流体圧負荷
機器２２に流体接続されている吐出導管２０を有する。
負荷機器（以下、単に「負荷」と称する）２２は、機械
に搭載された例えば、液圧シリンダ等の作動機器であ
る。例えば、負荷は、バックホーのホーアームに取り付
けられたシリンダである。
み入れた開回路ポンプ装置１０を示す。このポンプ装置
１０は、液溜め１４から液圧流体を吸引して加圧する
（押しのけ量）可変容積型開回路ポンプ１２を有する。
ポンプ１２の押しのけ量は、可動斜板１６によって変更
される。ポンプ１２は、液溜め１４から吸引導管１７を
通して液圧流体を吸引する。ケーシング内漏出流体をポ
ンプケーシングへ戻し、最終的に主液溜め１４へ戻すた
めにケーシング内ドレン１８がポンプ１２に流体接続さ
れている。（ここで「流体接続」とは、流体を連通させ
る接続という意味である。）ポンプ１２は、流体圧負荷
機器２２に流体接続されている吐出導管２０を有する。
負荷機器（以下、単に「負荷」と称する）２２は、機械
に搭載された例えば、液圧シリンダ等の作動機器であ
る。例えば、負荷は、バックホーのホーアームに取り付
けられたシリンダである。
【００１３】負荷２２の上流の吐出導管２０に負荷制御
弁２４が設けられている。負荷信号導管２６は、負荷機
器が受ける負荷の大きさを表す信号をポンプ１２にフィ
ードバックする。負荷信号導管２６は、又、圧力補償パ
イロット弁２８と負荷検出制御器又は弁３０を負荷制御
弁２４に接続する。圧力補償パイロット弁２８は、調節
自在であり、所望の圧力設定値に設定することができ
る。
弁２４が設けられている。負荷信号導管２６は、負荷機
器が受ける負荷の大きさを表す信号をポンプ１２にフィ
ードバックする。負荷信号導管２６は、又、圧力補償パ
イロット弁２８と負荷検出制御器又は弁３０を負荷制御
弁２４に接続する。圧力補償パイロット弁２８は、調節
自在であり、所望の圧力設定値に設定することができ
る。
【００１４】負荷検出制御器（以下、単に「制御器」と
も称する）３０は、無段階に位置ぎめ可能なスプール３
２を有し、図１においてスプールの右端にばね記号の矢
印によって示されるように、調節自在である。スプール
３２は、負荷信号導管２６の大きさと、ポンプ１２の流
体押しのけ量を設定するために図示の２つの位置の間で
吐出導管２０内の圧力の大きさに従って調整する。制御
器３０が開放位置にあるときは、制御用流体は、ポンプ
１２の斜板１６に機械的に連結されているサーボピスト
ン組立体３４へ通される。通路５８は、ポンプの吐出導
管２０からサーボピストン組立体３４の一側へバイアス
信号を供給し、斜板１６が常態ではポンプ１２の押しの
け量を最大限にする全ストローク位置へ偏倚させるよう
にする。負荷検出制御器３０が図１に示されるように液
圧流体（圧油）をサーボピストン組立体３４の右端へ通
すと、ポンプ１２の斜板１６はその最大押しのけ位置か
ら離れる方向へ変位される。
も称する）３０は、無段階に位置ぎめ可能なスプール３
２を有し、図１においてスプールの右端にばね記号の矢
印によって示されるように、調節自在である。スプール
３２は、負荷信号導管２６の大きさと、ポンプ１２の流
体押しのけ量を設定するために図示の２つの位置の間で
吐出導管２０内の圧力の大きさに従って調整する。制御
器３０が開放位置にあるときは、制御用流体は、ポンプ
１２の斜板１６に機械的に連結されているサーボピスト
ン組立体３４へ通される。通路５８は、ポンプの吐出導
管２０からサーボピストン組立体３４の一側へバイアス
信号を供給し、斜板１６が常態ではポンプ１２の押しの
け量を最大限にする全ストローク位置へ偏倚させるよう
にする。負荷検出制御器３０が図１に示されるように液
圧流体（圧油）をサーボピストン組立体３４の右端へ通
すと、ポンプ１２の斜板１６はその最大押しのけ位置か
ら離れる方向へ変位される。
【００１５】図２は、図１に示された開回路に対応する
機械的なハードウエアの断面図である。図２の左側部分
は、ポンプ１２と、サーボピストン組立体３４の一部で
ある。ポンプ１２は、ケーシング４２を有し、ケーシン
グ４２内に斜板１６と慣用の開回路軸方向ピストン回転
群４４が収容されている。
機械的なハードウエアの断面図である。図２の左側部分
は、ポンプ１２と、サーボピストン組立体３４の一部で
ある。ポンプ１２は、ケーシング４２を有し、ケーシン
グ４２内に斜板１６と慣用の開回路軸方向ピストン回転
群４４が収容されている。
【００１６】図１に概略的に示されたサーボピストン組
立体３４は、図２においては、それぞれ斜板１６の一方
の側と他方の側に係合する２つの部材４６，４８を有す
るものとして示されている。部材４６はポンプ１２をス
トロークさせるストローク部材であり、部材４８は、ポ
ンプ１２をデストロークさせる（ストロークを戻す）デ
ストローク部材である。
立体３４は、図２においては、それぞれ斜板１６の一方
の側と他方の側に係合する２つの部材４６，４８を有す
るものとして示されている。部材４６はポンプ１２をス
トロークさせるストローク部材であり、部材４８は、ポ
ンプ１２をデストロークさせる（ストロークを戻す）デ
ストローク部材である。
【００１７】ストローク部材４６は、斜板１６に接触す
るためのストッパー部材５０を含む。ストッパー部材５
０は、中空案内部材５２によって支持案内される。ポン
プ１２の吐出圧力が存在しないときでもストッパー部材
５０を斜板１６内へ押しやるようにストッパー部材５０
及び案内部材５２に係合するばね５４が設けられてい
る。中空案内部材５２内には、ストッパー部材５０の下
側にキャビティ５６が画定され、キャビティ５６は、図
１及び２に示されるポンプ１２のケーシング内の内部通
路５８を介してポンプ１２の吐出導管２０に連通してい
る。通路５８内の圧力は、ストッパー部材５０を斜板１
６に向けて偏倚させる。かくして、斜板１６は、常時、
全ストローク位置即ち最大押しのけ位置に向けて偏倚さ
れる。
るためのストッパー部材５０を含む。ストッパー部材５
０は、中空案内部材５２によって支持案内される。ポン
プ１２の吐出圧力が存在しないときでもストッパー部材
５０を斜板１６内へ押しやるようにストッパー部材５０
及び案内部材５２に係合するばね５４が設けられてい
る。中空案内部材５２内には、ストッパー部材５０の下
側にキャビティ５６が画定され、キャビティ５６は、図
１及び２に示されるポンプ１２のケーシング内の内部通
路５８を介してポンプ１２の吐出導管２０に連通してい
る。通路５８内の圧力は、ストッパー部材５０を斜板１
６に向けて偏倚させる。かくして、斜板１６は、常時、
全ストローク位置即ち最大押しのけ位置に向けて偏倚さ
れる。
【００１８】斜板１６の他側のデストローク部材４８
は、細長い円筒状のサーボピストン６０を含む。サーボ
ピストン６０は、ポンプケーシング４２内に摺動自在に
装着されている。サーボピストン６０をポンプケーシン
グ４２内に保持するためにケーシング４２にねじ付きキ
ャップ６２が螺着される。
は、細長い円筒状のサーボピストン６０を含む。サーボ
ピストン６０は、ポンプケーシング４２内に摺動自在に
装着されている。サーボピストン６０をポンプケーシン
グ４２内に保持するためにケーシング４２にねじ付きキ
ャップ６２が螺着される。
【００１９】負荷検出制御器３０及び圧力補償パイロッ
ト弁２８は、ポンプケーシング４２から離隔させて配置
してもよく、あるいは、ケーシング４２上に取り付けて
もよい。負荷検出制御器３０及び圧力補償パイロット弁
２８は、図３に明示されている。図１〜３に示されるよ
うに、負荷制御弁２４と負荷検出制御器３０の間にオリ
フィス６４が介設されている。
ト弁２８は、ポンプケーシング４２から離隔させて配置
してもよく、あるいは、ケーシング４２上に取り付けて
もよい。負荷検出制御器３０及び圧力補償パイロット弁
２８は、図３に明示されている。図１〜３に示されるよ
うに、負荷制御弁２４と負荷検出制御器３０の間にオリ
フィス６４が介設されている。
【００２０】圧力補償パイロット弁２８は、慣用のもの
であり、周知である。従って、圧力補償パイロット弁２
８自体は、本発明の主題ではない。図１及び２に示され
るように、ケーシング４２及びそれに装着された端部キ
ャップ７４を貫通して、いろいろな流体通路５８，６
６，６８，７０及び７２が形成されている。通路７０
は、以下の説明ではサーボ圧力導管と称することとす
る。
であり、周知である。従って、圧力補償パイロット弁２
８自体は、本発明の主題ではない。図１及び２に示され
るように、ケーシング４２及びそれに装着された端部キ
ャップ７４を貫通して、いろいろな流体通路５８，６
６，６８，７０及び７２が形成されている。通路７０
は、以下の説明ではサーボ圧力導管と称することとす
る。
【００２１】再び図１を参照して説明すると、この液圧
回路には遠隔圧力補償ポート７６が含まれ、図１の右端
にＸで示される部位に設けられている。随意選択とし
て、この回路にはケーシング内ドレン１８に流体接続す
るオリフィス７８を設けることもできる。従って、負荷
検出制御器３０と、オリフィス６４，７８と、遠隔圧力
補償ポート７６と、圧力補償パイロット弁２８とで、負
荷検出制御ギャラリー８０の境界を画定する。この負荷
検出制御ギャラリー８０は、この回路の、均一に負荷検
出圧力下にある負荷検出制御器部分内のキャビティとし
て定義される。ここで、「均一に負荷検出圧力下にあ
る」という用語は、このキャビティ即ちギャラリーの領
域のための明確なクォリファイアーであり、その領域内
には横断する流路又は制流部が存在しないことを意味す
る。流体通路６６及び６８が負荷検出制御ギャラリー８
０を貫通して設けられている。負荷検出制御ギャラリー
８０を示すために図１に短い点線が付加されている。負
荷検出制御ギャラリー８０は、図２及び３においても、
オリフィス６４と、圧力補償パイロット弁２８と、負荷
検出制御器３０のスプール３２と、オリフィス７８（図
１）との間にみられる。
回路には遠隔圧力補償ポート７６が含まれ、図１の右端
にＸで示される部位に設けられている。随意選択とし
て、この回路にはケーシング内ドレン１８に流体接続す
るオリフィス７８を設けることもできる。従って、負荷
検出制御器３０と、オリフィス６４，７８と、遠隔圧力
補償ポート７６と、圧力補償パイロット弁２８とで、負
荷検出制御ギャラリー８０の境界を画定する。この負荷
検出制御ギャラリー８０は、この回路の、均一に負荷検
出圧力下にある負荷検出制御器部分内のキャビティとし
て定義される。ここで、「均一に負荷検出圧力下にあ
る」という用語は、このキャビティ即ちギャラリーの領
域のための明確なクォリファイアーであり、その領域内
には横断する流路又は制流部が存在しないことを意味す
る。流体通路６６及び６８が負荷検出制御ギャラリー８
０を貫通して設けられている。負荷検出制御ギャラリー
８０を示すために図１に短い点線が付加されている。負
荷検出制御ギャラリー８０は、図２及び３においても、
オリフィス６４と、圧力補償パイロット弁２８と、負荷
検出制御器３０のスプール３２と、オリフィス７８（図
１）との間にみられる。
【００２２】本発明の１つの重要な要素は、デストロー
ク部材４８である。図４を参照して説明すると、デスト
ローク部材４８は、液圧により斜板１６に接触するよう
に押圧されている。サーボピストン６０の摩耗を最少限
にし、その耐久性を高めるために、斜板１６の、サーボ
ピストン６０との接触点に焼入れされた反作用パッドを
取り付けることができる。同様な反作用パッド８２を斜
板１６の、ストローク側（ストッパー部材５０と接触す
る部分）にも付設することができる。反作用パッド８２
は、斜板１６が回転するにつれて複数の接触点を設定す
るように丸み付きヘッドを有している。
ク部材４８である。図４を参照して説明すると、デスト
ローク部材４８は、液圧により斜板１６に接触するよう
に押圧されている。サーボピストン６０の摩耗を最少限
にし、その耐久性を高めるために、斜板１６の、サーボ
ピストン６０との接触点に焼入れされた反作用パッドを
取り付けることができる。同様な反作用パッド８２を斜
板１６の、ストローク側（ストッパー部材５０と接触す
る部分）にも付設することができる。反作用パッド８２
は、斜板１６が回転するにつれて複数の接触点を設定す
るように丸み付きヘッドを有している。
【００２３】サーボピストン６０は、ケーシング４２に
ぴったり嵌合する大きさに形成されたボア８４内で摺動
する。通路７０は、ボア８４の下端に流体接続されてい
る。負荷検出制御器３０によって供給される指令信号
は、サーボピストン６０の後側のキャビティ８６に流入
する。キャビティ８６内の流体圧力は、サーボピストン
６０の底部（後端）に作用してサーボピストン６０を斜
板１６に向けて外方へ押圧する。それに応答して、斜板
１６は、最小押しのけ位置の方に向かって傾動する。斜
板１６がピストン回転群４４に対してより垂直な姿勢へ
傾動するにつれてポンプ１２の流体押しのけ量が減少す
る。換言すれば、ポンプ１２がデストロークされる。
ぴったり嵌合する大きさに形成されたボア８４内で摺動
する。通路７０は、ボア８４の下端に流体接続されてい
る。負荷検出制御器３０によって供給される指令信号
は、サーボピストン６０の後側のキャビティ８６に流入
する。キャビティ８６内の流体圧力は、サーボピストン
６０の底部（後端）に作用してサーボピストン６０を斜
板１６に向けて外方へ押圧する。それに応答して、斜板
１６は、最小押しのけ位置の方に向かって傾動する。斜
板１６がピストン回転群４４に対してより垂直な姿勢へ
傾動するにつれてポンプ１２の流体押しのけ量が減少す
る。換言すれば、ポンプ１２がデストロークされる。
【００２４】図５は、サーボピストン６０が実質的に円
筒形であることを示す。ケーシング４２は、サーボピス
トン６０を受容するためのボア８４を有する。ボア８４
は、サーボピストン６０を摺動自在とするようにサーボ
ピストン６０の形状に実質的に合致するようにすべきで
ある。
筒形であることを示す。ケーシング４２は、サーボピス
トン６０を受容するためのボア８４を有する。ボア８４
は、サーボピストン６０を摺動自在とするようにサーボ
ピストン６０の形状に実質的に合致するようにすべきで
ある。
【００２５】サーボピストン６０は、細長いサーボピス
トン６０に沿って長手方向に延長し、深さがテーパして
いるスロット８８を有する。スロット８８は、長方形と
し、サーボピストン６０の一端９０から他端９２まで完
全に延長させることが好ましい。スロット８８の深さ
は、図７に明示されているようにサーボピストン６０の
長手に沿って一定の割合で増大している。スロット８８
は、底面８９と、底面と交差する両側面９１，９３を有
する。もちろん、図示以外の他の断面形状のスロットを
用いることもできる。更に、スロット８８の断面積は、
一定ではない割合で変化させてもよいが、本発明の原理
から逸脱することなく、予知可能な態様で変化させるよ
うにすべきである。要するに、スロット８８は、ポンプ
１２の押しのけ量の変化とともに予知可能な態様で変化
する特定の形状としさえすればよい。
トン６０に沿って長手方向に延長し、深さがテーパして
いるスロット８８を有する。スロット８８は、長方形と
し、サーボピストン６０の一端９０から他端９２まで完
全に延長させることが好ましい。スロット８８の深さ
は、図７に明示されているようにサーボピストン６０の
長手に沿って一定の割合で増大している。スロット８８
は、底面８９と、底面と交差する両側面９１，９３を有
する。もちろん、図示以外の他の断面形状のスロットを
用いることもできる。更に、スロット８８の断面積は、
一定ではない割合で変化させてもよいが、本発明の原理
から逸脱することなく、予知可能な態様で変化させるよ
うにすべきである。要するに、スロット８８は、ポンプ
１２の押しのけ量の変化とともに予知可能な態様で変化
する特定の形状としさえすればよい。
【００２６】サーボピストン６０は、その両端９０と９
２の間に形成された横穴９６に交差する長手方向中心ボ
ア９４を有する。ボア８４，９４と穴９６は、「オーバ
ーセンター」弁を構成するように位置ぎめされている。
この随意選択のオーバーセンター弁は、ポンプ１２がオ
ーバーシュートし「オーバーセンター」即ち待機位置又
は最小押しのけ位置を越えて通り過ぎたときには必ず、
サーボ圧（サーボ圧力流体）をケーシング内ドレンへ逃
がす。
２の間に形成された横穴９６に交差する長手方向中心ボ
ア９４を有する。ボア８４，９４と穴９６は、「オーバ
ーセンター」弁を構成するように位置ぎめされている。
この随意選択のオーバーセンター弁は、ポンプ１２がオ
ーバーシュートし「オーバーセンター」即ち待機位置又
は最小押しのけ位置を越えて通り過ぎたときには必ず、
サーボ圧（サーボ圧力流体）をケーシング内ドレンへ逃
がす。
【００２７】好ましい実施形態では、細長いサーボピス
トン６０は、斜板１６の反作用パッド８２に常時接触し
ており、ポンプ１２の押しのけ量に比例して軸方向即ち
長手方向にボア８４内へ摺動自在に進退する。図４に示
されたサーボピストン６０の完全張り出し位置は、ポン
プ１２の最小押しのけ位置に相当し、図９に示された完
全後退位置は、ポンプ１２の最大押しのけ位置に相当す
る。サーボピストン６０は、この完全張り出し位置と完
全後退位置の間の任意の位置に位置付けすることができ
る。
トン６０は、斜板１６の反作用パッド８２に常時接触し
ており、ポンプ１２の押しのけ量に比例して軸方向即ち
長手方向にボア８４内へ摺動自在に進退する。図４に示
されたサーボピストン６０の完全張り出し位置は、ポン
プ１２の最小押しのけ位置に相当し、図９に示された完
全後退位置は、ポンプ１２の最大押しのけ位置に相当す
る。サーボピストン６０は、この完全張り出し位置と完
全後退位置の間の任意の位置に位置付けすることができ
る。
【００２８】サーボピストン６０が図４〜９に示される
ような構成とされた場合、スロット８８は、可変（断面
積が変化する）オリフィス８７（図１にシンボルで示さ
れている）として機能し、加圧流体をキャビティ８６か
らポンプ１２のケーシング内へ逃がす。図４に示される
ように、可変オリフィス８７は、ボア８４から斜板１６
の最小押しのけ位置に相当する完全に張り出されたと
き、最大になる。図９においては、スロット８８によっ
て画定される可変オリフィス８７は、最小である。サー
ボピストン６０は、ポンプ１２の最大押しのけ量に対応
する位置へ傾動された斜板１６によって後退せしめられ
る。
ような構成とされた場合、スロット８８は、可変（断面
積が変化する）オリフィス８７（図１にシンボルで示さ
れている）として機能し、加圧流体をキャビティ８６か
らポンプ１２のケーシング内へ逃がす。図４に示される
ように、可変オリフィス８７は、ボア８４から斜板１６
の最小押しのけ位置に相当する完全に張り出されたと
き、最大になる。図９においては、スロット８８によっ
て画定される可変オリフィス８７は、最小である。サー
ボピストン６０は、ポンプ１２の最大押しのけ量に対応
する位置へ傾動された斜板１６によって後退せしめられ
る。
【００２９】作動において、本発明の開回路ポンプシス
テム１０は、負荷検出（押しのけ量）制御器３０の前後
間の流体圧力差を変更するための手段及び方法を提供す
る。本発明の作動を完全に理解するためには、「マージ
ン圧力」という用語を理解することが必要である。ここ
で、マージン圧力とは、吐出導管（高圧導管）２０内の
圧力と、負荷検出制御ギャラリー８０内の圧力との差の
ことをいう。簡単にいえば、ここでいうマージン圧力と
は、負荷検出制御器３０の前後間のデルタ圧力のことで
ある。負荷検出制御器３０は、マージン圧力を維持する
のに十分な圧力流（圧油流）を負荷（負荷機器）へ供給
するために、サーボピストン６０への圧力流を調整し、
サーボピストン６０は斜板１６を傾動させることによっ
てポンプ１２の流体押しのけ量を変更する。
テム１０は、負荷検出（押しのけ量）制御器３０の前後
間の流体圧力差を変更するための手段及び方法を提供す
る。本発明の作動を完全に理解するためには、「マージ
ン圧力」という用語を理解することが必要である。ここ
で、マージン圧力とは、吐出導管（高圧導管）２０内の
圧力と、負荷検出制御ギャラリー８０内の圧力との差の
ことをいう。簡単にいえば、ここでいうマージン圧力と
は、負荷検出制御器３０の前後間のデルタ圧力のことで
ある。負荷検出制御器３０は、マージン圧力を維持する
のに十分な圧力流（圧油流）を負荷（負荷機器）へ供給
するために、サーボピストン６０への圧力流を調整し、
サーボピストン６０は斜板１６を傾動させることによっ
てポンプ１２の流体押しのけ量を変更する。
【００３０】本発明の独特のサーボピストン組立体及び
液圧回路がなければ、負荷検出制御器を備えた従来の開
回路ポンプ装置において負荷検出制御器を調整しても、
マージン圧力は一定である。これに対して本発明によれ
ば、サーボピストン６０に形成された長手方向のスロッ
ト８８によって画定される可変オリフィス８７が、マー
ジン圧力をポンプ１２の押しのけ量に対して所定の関係
をもって変化させる。それによって、操作者は、ポンプ
１２の押しのけ量の変化に応じて異なる制御特性を得る
ことができる。
液圧回路がなければ、負荷検出制御器を備えた従来の開
回路ポンプ装置において負荷検出制御器を調整しても、
マージン圧力は一定である。これに対して本発明によれ
ば、サーボピストン６０に形成された長手方向のスロッ
ト８８によって画定される可変オリフィス８７が、マー
ジン圧力をポンプ１２の押しのけ量に対して所定の関係
をもって変化させる。それによって、操作者は、ポンプ
１２の押しのけ量の変化に応じて異なる制御特性を得る
ことができる。
【００３１】常態では、開回路ポンプ１２は、最大押し
のけ位置へ偏倚され、サーボピストン６０は、図９に示
されるようにボア８４内に完全に後退されている（引っ
込められている）。負荷検出制御器３０が指令を発する
と、ポンプ１２は、最大押しのけ位置（図９）から待機
位置即ち最小押しのけ位置（図４）へデストロークされ
る。スロット８８の存在により、サーボピストン６０が
張り出されるにつれてサーボピストン６０からの流体逃
出量が増大する。それによって、待機位置即ち最小押し
のけ位置（図４）に近い位置では制御装置に対する制動
作用を増大させる。
のけ位置へ偏倚され、サーボピストン６０は、図９に示
されるようにボア８４内に完全に後退されている（引っ
込められている）。負荷検出制御器３０が指令を発する
と、ポンプ１２は、最大押しのけ位置（図９）から待機
位置即ち最小押しのけ位置（図４）へデストロークされ
る。スロット８８の存在により、サーボピストン６０が
張り出されるにつれてサーボピストン６０からの流体逃
出量が増大する。それによって、待機位置即ち最小押し
のけ位置（図４）に近い位置では制御装置に対する制動
作用を増大させる。
【００３２】反対に、負荷検出制御器３０が指令を発す
ると、斜板１６の反対側のストローク部材４６は斜板１
６を全ストローク即ち最大押しのけ位置へ押しやる。そ
れによって、斜板１６は、サーボピストン６０を図２及
び９に示されるように後退位置へ押し込む。この後退位
置では、テーパスロット８８は、ボア８４の壁によって
基本的に封鎖されるので、サーボピストン６０からケー
シング内ドレン１８への流体の逃出はほとんどない。従
って、負荷検出制御器３０からの圧力指令信号に対する
サーボピストン６０の感度即ち応答性が良好になる。従
って、負荷条件の変化に対する開回路ポンプ装置の応答
性がより良好になる。
ると、斜板１６の反対側のストローク部材４６は斜板１
６を全ストローク即ち最大押しのけ位置へ押しやる。そ
れによって、斜板１６は、サーボピストン６０を図２及
び９に示されるように後退位置へ押し込む。この後退位
置では、テーパスロット８８は、ボア８４の壁によって
基本的に封鎖されるので、サーボピストン６０からケー
シング内ドレン１８への流体の逃出はほとんどない。従
って、負荷検出制御器３０からの圧力指令信号に対する
サーボピストン６０の感度即ち応答性が良好になる。従
って、負荷条件の変化に対する開回路ポンプ装置の応答
性がより良好になる。
【００３３】ポンプ装置１０が制御弁２４の所望の設定
値に達すると、サーボピストン６０脳死路側のキャビテ
ィ８６へ加圧流体の流れを供給することによってポンプ
１２の吐出流量を調整する。加圧流体の流れは、サーボ
圧力導管（通路７０）を通して供給される。これに応動
してサーボピストン６０は、ボア８４内を長手方向に摺
動し、斜板１６をポンプ１２の所望の吐出流量（出力流
量）に対応する角度位置に設定する。サーボピストン６
０は、ポンプ１２の押しのけ量を設定するのにボア８４
内を長手方向に移動するので、サーボピストン６０に長
手方向に延設されているスロット８８は、ポンプ１２の
押しのけ量に対応して変化する断面積可変オリフィス８
７を画定する。
値に達すると、サーボピストン６０脳死路側のキャビテ
ィ８６へ加圧流体の流れを供給することによってポンプ
１２の吐出流量を調整する。加圧流体の流れは、サーボ
圧力導管（通路７０）を通して供給される。これに応動
してサーボピストン６０は、ボア８４内を長手方向に摺
動し、斜板１６をポンプ１２の所望の吐出流量（出力流
量）に対応する角度位置に設定する。サーボピストン６
０は、ポンプ１２の押しのけ量を設定するのにボア８４
内を長手方向に移動するので、サーボピストン６０に長
手方向に延設されているスロット８８は、ポンプ１２の
押しのけ量に対応して変化する断面積可変オリフィス８
７を画定する。
【００３４】以上、本発明を実施形態に関連して説明し
たが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形
状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可
能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができ
ることを理解されたい。
たが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形
状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可
能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができ
ることを理解されたい。
【図１】図１は、本発明の組み入れた開回路ポンプ装置
の概略液圧回路図である。
の概略液圧回路図である。
【図２】図２は、図１に示される開回路ポンプ、サーボ
ピストン及び負荷検出制御弁の断面図である。
ピストン及び負荷検出制御弁の断面図である。
【図３】図３は、図２に示された負荷検出制御弁の拡大
断面図である。
断面図である。
【図４】図４は、図２に示されたポンプのサーボピスト
ン部分の拡大断面図であり、サーボピストンが、ポンプ
をデストロークさせ上記可変オリフィスのサイズ（断面
積）を増大させるために張出されたところを示す。
ン部分の拡大断面図であり、サーボピストンが、ポンプ
をデストロークさせ上記可変オリフィスのサイズ（断面
積）を増大させるために張出されたところを示す。
【図５】図５は、本発明のサーボピストンの拡大透視図
である。
である。
【図６】図６は、図５の線６−６に沿ってみたサーボピ
ストンの横断面図である。
ストンの横断面図である。
【図７】図７は、図５の線７−７に沿ってみたサーボピ
ストンの縦断面図である。
ストンの縦断面図である。
【図８】図８は、図５の線８−８に沿ってみたサーボピ
ストンの縦断面図である。
ストンの縦断面図である。
【図９】図１は、図２に示されたポンプのサーボピスト
ン部分の、図４と同様の拡大断面図であるが、サーボピ
ストンがボア内に後退され、それに応じて上記可変オリ
フィスのサイズを減小させたところを示す。
ン部分の、図４と同様の拡大断面図であるが、サーボピ
ストンがボア内に後退され、それに応じて上記可変オリ
フィスのサイズを減小させたところを示す。
１０ 開回路ポンプ装置 １２ 可変容積型開回路ポンプ １６ 斜板 １７ 吸引導管 １８ ケーシング内ドレン ２０ 吐出導管 ２２ 負荷（流体圧負荷機器） ２４ 負荷制御弁 ２６ 負荷信号導管 ２８ 圧力補償パイロット弁 ３０ 負荷検出制御器（弁） ３２ スプール ３４ サーボピストン組立体 ４２ ケーシング ４４ 開回路軸方向ピストン回転群 ４６ ストローク部材 ４８ デストローク部材 ５０ ストッパー部材 ５２ 中空案内部材 ５６ キャビティ ５８ 内部通路 ６０ サーボピストン ６４ オリフィス ７０ 通路 ７６ 遠隔圧力補償ポート ８４ ボア ８６ キャビティ ８７ 可変オリフィス ８８ スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビット ディー．ダークス アメリカ合衆国 アイオア州 50010，エ イムズ，イースト サーティーンス スト リート 2800 (72)発明者 ケリー ジー．ゲリンガー アメリカ合衆国 アイオア州 50010，エ イムズ，イースト サーティーンス スト リート 2800
Claims (9)
- 【請求項１】 流体圧力負荷に流体接続された圧力流体
吐出導管を有する流体押しのけ量可変容積型ポンプと、 前記吐出導管によって前記ポンプに、そして、負荷検出
信号導管によって前記流体圧力負荷に接続される負荷検
出制御器と、 前記ポンプ及び前記負荷検出制御器の下流に配置された
可変オリフィスとから成り、 前記可変オリフィスは、前記吐出導管内の流体圧力と前
記負荷検出制御器によって検出された流体圧力との差を
該ポンプの流体押しのけ量の大きさに対応して比例的に
変化させるように、サーボ圧力導管を介して前記負荷検
出制御器に流体接続されていることを特徴とするポンプ
装置。 - 【請求項２】 前記可変オリフィスは、ケーシングと、
該ケーシング内に摺動自在に装着された細長いサーボピ
ストンとの間に形成される間隙によって画定されること
を特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。 - 【請求項３】 前記サーボピストンは、円筒形であり、
その長手に沿って延設されたスロットを有し、該スロッ
トは、その少なくとも１つの寸法が該サーボピストンの
長手に沿って一定の割合で変化していることを特徴とす
る請求項２に記載のポンプ装置。 - 【請求項４】 前記スロットの深さは、該スロットの長
手に沿って一定の割合で変化していることを特徴とする
請求項３に記載のポンプ装置。 - 【請求項５】 流体押しのけ量可変容積型開回路ポンプ
において負荷検出弁の前後間の流体圧力差を変更する方
法であって、 前記ポンプを圧力流体吐出導管によって流体圧力負荷に
接続し、 前記負荷検出弁を前記吐出導管と、負荷検出信号導管を
有する前記流体圧力負荷とに接続し、 前記負荷検出弁を、該負荷検出弁の前後間の流体圧力差
に基づいて前記ポンプの押しのけ量を変更するための変
更手段に接続し、 前記変更手段によって前記負荷検出弁の前後間の流体圧
力差を維持させるべく該変更手段への圧力流体の供給量
を調整するために前記負荷検出弁と該変更手段との間に
可変オリフィスを配置することから成る流体圧力差変更
方法。 - 【請求項６】 前記変更手段は、可動斜板と、該斜板の
位置を流体力学的に変更させることによって前記ポンプ
を作動するサーボピストンから成ることを特徴とする請
求項５に記載の流体圧力差変更方法。 - 【請求項７】 流体押しのけ量可変容積型開回路ポンプ
のサーボ圧力導管のための可変オリフィスであって、 サーボボアを有するケーシングと、 該サーボボア内に長手方向に摺動自在に装着されてお
り、長手に沿って変化する断面積を有する細長いサーボ
ピストンとから成り、該ケーシングと該サーボピストン
との間に画定される間隙の大きさが該サーボピストンの
長手に沿って変化するようになされていることを特徴と
する可変オリフィス。 - 【請求項８】 前記サーボピストンは、円筒形であり、
その長手に沿って延設されたスロットを有し、該スロッ
トは、その少なくとも１つの寸法が該サーボピストンの
長手に沿って一定の割合で変化していることを特徴とす
る請求項７に記載の可変オリフィス。 - 【請求項９】 前記スロットの深さは、該スロットの長
手に沿って一定の割合で変化していることを特徴とする
請求項８に記載の可変オリフィス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/032,052 US6033188A (en) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Means and method for varying margin pressure as a function of pump displacement in a pump with load sensing control |
| US09/032052 | 1998-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294344A true JPH11294344A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3069957B2 JP3069957B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=21862843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11050151A Expired - Fee Related JP3069957B2 (ja) | 1998-02-27 | 1999-02-26 | 負荷検出制御器を備えた開回路ポンプにおいてポンプの押しのけ量の関数としてマ―ジン圧力を変更させるための装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6033188A (ja) |
| JP (1) | JP3069957B2 (ja) |
| CN (1) | CN1178007C (ja) |
| DE (1) | DE19908826B4 (ja) |
| GB (1) | GB2334764B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6468046B1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-10-22 | Caterpillar Inc | Apparatus and method for controlling a discharge pressure of a variable displacement hydraulic pump |
| US6443705B1 (en) * | 2000-11-28 | 2002-09-03 | Ingersoll-Rand Company | Direct drive variable displacement pump |
| US6413055B1 (en) * | 2001-02-02 | 2002-07-02 | Sauer-Danfoss Inc. | Swashplate position assist mechanism |
| DE10135800B4 (de) * | 2001-07-23 | 2007-08-16 | Sauer-Danfoss (Neumünster) GmbH & Co OHG | Druckmittelaggregat mit kontinuierlich steuerbarem Strömungsquerschnitt in der Umsteuerung |
| JP4631228B2 (ja) * | 2001-07-31 | 2011-02-16 | 株式会社豊田自動織機 | ピストン式圧縮機における防振構造 |
| US6848254B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-02-01 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for controlling a hydraulic motor |
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| CN101772645B (zh) * | 2007-08-07 | 2016-09-28 | 罗伯特-博希股份公司 | 包括具有控制调节阀用回程件的调整装置的静液压机 |
| US7905089B2 (en) * | 2007-09-13 | 2011-03-15 | Caterpillar Inc. | Actuator control system implementing adaptive flow control |
| US7549287B2 (en) * | 2007-09-14 | 2009-06-23 | Cnh America Llc | Hydrostatic auto/manual speed control |
| US7878074B1 (en) | 2008-07-17 | 2011-02-01 | Strain Measurement Devices, Inc. | Eccentric load sensing device used to sense differential pressures |
| DE102009006909B4 (de) | 2009-01-30 | 2019-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Axialkolbenmaschine mit reduzierter Stelldruckpulsation |
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| US10859069B2 (en) * | 2015-02-09 | 2020-12-08 | Eaton Intelligent Power Limited | Torque control system for a variable displacement pump |
| CN105736491B (zh) * | 2015-05-20 | 2017-09-22 | 北京航空航天大学 | 基于自减压恒压阀的恒压变量柱塞泵 |
| CN104912764B (zh) * | 2015-05-20 | 2017-03-15 | 北京航空航天大学 | 直驱型电控比例无级调压变量柱塞泵 |
| CN105134578A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-12-09 | 徐州重型机械有限公司 | 一种具备能量回收功能的柱塞泵 |
| US10385880B2 (en) * | 2017-04-07 | 2019-08-20 | Danfoss Power Solutions Inc. | Motor soft shift feature |
| JP7352517B2 (ja) * | 2020-05-26 | 2023-09-28 | Ｋｙｂ株式会社 | 液圧回転機 |
| JP7026167B2 (ja) * | 2020-05-26 | 2022-02-25 | Ｋｙｂ株式会社 | 液圧回転機 |
Family Cites Families (16)
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|---|---|---|---|---|
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| US4013381A (en) * | 1976-02-09 | 1977-03-22 | Caterpillar Tractor Co. | Pump control assembly having adjustable biasing means |
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