JPS596404A - 多連定容量形ポンプの流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数台の定容量形ポンプをそれぞれチェック
弁を介して高圧ラインに接続しこの高圧ラインに複数台
のアクチーエータを並列に接続してなる並列多岐回路に
おいて、定容量形ポンプとアクチーエータとの流量バラ
ンスを図る流量制御装置に関する。

従来この種の流量制御装置として例えば第１図に示すも
のがある。この流量制御装置は、アクチュエータにつな
がる高圧ライン（１）からりす−フ弁（２）へ逃げる余
剰油量を検出器（３）で検出し、切換弁制御装置（４）
では余剰油量が設定値Ｑｒ＋より少ないと流量不足、設
定値Ｑｒ２より多いと流量過剰と判断し、１台のポンプ
例えばポンプ（５）のＩＪ　ＩＪ−フ弁（７）のベント
回路の切換弁（８）を、流量不足では位置すにとってポ
ンプ（５）をオンロードさせ、流量過剰では位置ａにと
ってポンプ（５）をアンロードさせていた。従って、（
Ｑｒ２−Ｑｒｌ）はポンプ１台の吐出量よりも大きくす
る必要がある。そうでないと、余剰油量が設定値Ｑｒ２
を越えればポンプがアンロードして余剰油量が設定値Ｑ
　ｒ　＋　より少なくなり、そのためすぐにポンプがオ
ンロードし、ポンプはアンロードとオンロードを繰返へ
す。それ故、ポンプの吐出量が異なる場合とか、あるい
は粘度等による吐出量変化の比較的大きなポンプに適用
する場合に設定値の決定が難しく、エネルギーの無駄も
多い。例えばポンプの吐出量が粘度によって１００〜１
５０１７ｍ１ｎの間で変化するとすれば、Ｑｒ＋　＝　
１０ｔ／ｌＩＩ＋ｌ　　Ｔ：はＱｒ２は１６　Ｄ　ｌ　
７ｍＩｎより大きく定めなければならない。とすると、
ポンプ吐出量が１００１−７ｍＩｎ　のときには１台の
ポンプから全吐出量の１ｏｏｔ／＝ｓ他の１台のポンプ
から６０　ｔ／ｍｎ以上リリーフしないと流量過剰にな
らない。

これに対し第２図に示す従来装置は、高圧ライン（１υ
の実際の圧力とコントロールパネル（１２）で設定する
設定圧力とに差が生じた場合、電気制御ユニッ）　’（
１３１はこの差を検出しこの差がなくなるまでサーボモ
ータαａを介してカム（Ｉ５）を駆動しこれと接するパ
イロット弁ｔ１６）、　（１７）ｔ　＋１８）、　（１
９）の設定圧力を変え、このパイロット弁をベント回路
にもつリリーフ弁（２４）、　（２５１，（２Ｇ＋、　
＋２７）の設定圧力を制御している。図示の状態では、
ＩＪ　ＩＪ−フ弁（２４）は１６０　Ｋｆ／ｃｒｒ１　
％　　リリーフ弁（２５）はコントロールパネル（１２
）の設定圧力と同じ１５０　Ｋｙ／ｃｒＩ−、リリーフ
弁２６＋、　（２７）はＤ　Ｋｙ／ｃｒＡ　　で、ポン
プ（２０）はリリーフ弁（２５１の設定圧力１５０に９
／ｃＪで規制されアクチーエータ側の必要油量例えば１
７　ｏ　ｔ／−ｔｎに対してポンプ（２０）の吐出量１
０Ｃ１／−＝とポンプ（２Ｉ）の吐出量１０Ｄｔ／ｕｒ
ｎのうち７　Ｑ　ｔ／１ｎｉｎとがアクチュエータ側に
、残如ろＱ　ｔ／ｗｉｎとポンプｆ２２）、　（２３）
の吐出量はタンク（図赤せず）へ流れて回路流量はバラ
ンスし、高圧ライン（１１）は１５０　、Ｋｙ／ｃｒｒ
ｌに保たれている。いま、アクチーエータ側必要油量が
増し１９０　ｔｉｖｒｔｎになると、ポンプ（２１）か
らのアクチーエータ側給油量は９０　ｔ／ｍｉｎになる
。さらにアクチーエータの使用台数を増しアクチーエー
タ側必要油量がポンプｔ２０）、　（２＋）の合計吐出
量２００　ｔ／−ノｎを上まわると、高圧ライン（１υ
の圧力は低下しコントロールパネル（１２ｊの設定圧力
との間に差が生じ、電気制御ユニット＋１３１はこの差
がなく々るまでサーボモータ圓を駆動する。かくてカム
（１５）が例えば仮想線で示す位置にきて停止すると、
パイロット弁（１６）、　（１７）は全閉、パイロット
弁０８）はわずかに開、パイロット弁（Ｉ９）は全開と
なり、リリーフ弁（２４１，＋２５）は１６０に２／ｃ
ｎｉ１　リリーフ弁（２６）は１５０Ｋｇ／ｃｒｌ、　
　リリーフ弁（２７）はＯＫｙ／ｃａ　　に設定され、
ポンプ（２０）、　（２υの各吐出量とポンプ（２２）
の吐出量の一部とがアクチーエータ側へ流れて回路流量
はバランスする。逆にアクチーエータの使用台数を減じ
アクチュエータ側必要油量がポンプ（２ｏ）、（２υ、
（２渇からの供給油量を下まわると、高圧ライン（１υ
の圧力が上昇しコントロールパ、ネル（１２）の設定圧
力との間に差が生じ、電気制御ユニット（１３＋はこの
差がなくなるまでカムｆ１５）を駆動する結果、例えば
第３図に示すようにパイロット弁（Ｉ６）のみわずかに
開、残りは全開となり、リリーフ弁０４）の設定圧力は
１５０Ｋｙ／ｃａ％　　リリーフ弁（２５＋　。

２６１、　（２７）の設定圧力はＯＫｙ／ｃｖｉ　　と
なってポンプ（２１）、　（２２）、　＋２３）はアン
ロードし、ポンプ（２ｏ）のみアクチーエータ側に必要
油量を供給して回路流量はバ゛　ランスし、高圧ライン
（１１）は設定圧力１５［ＩＫり／Ｃ肩に復帰する。

以上のように第２図に示す従来装置では、アンロードと
なるポンプの吐出量を零にすれば最大余剰流量はポンプ
１台分の吐出量となる。しかし、この従来装置はポンプ
の負荷順序は常にポンプ（２１）、　（２２１，＋２３
＋、　（２４Ｊで、負荷解除順序は逆にポンプ（２Ｌ　
ｃ３１．　（２２１１（２υとなるから、ポンプ（２１
）が一番消耗が激しく、まだ、吐出量の異なる複数台の
ポンプで余剰流量の少ない最適の組合せとすることがで
きない。

本発明は前述の欠点を解消することを目的としてなされ
たもので、各定容量形ポンプとその下流のチェック弁間
の通路にベントポートを切換弁を介してタンクに接続し
た第１リリーフ弁を設け、前記切換弁はベントポートを
タンクに連通ずる位置と、ベントポートを第２リリーフ
弁を介してタンクに連通ずる位置と、ベントポートをブ
ロックする位置とを有し、少くとも１台の定容量形ポン
プのチェック弁の下流より分岐した通路には設定圧力が
第２リリーフ弁よりも低い第６リリーフ弁と、設定圧力
が第２リリーフ弁よりも高く第１リリーフ弁の最高設定
圧力よりも低い第４リリーフ弁とを並設して第３リリー
フ弁の下流に油不足検出用機器を、また、第４リリーフ
弁の下流°には油過剰検出用機器を配設すると共に、油
不足検出用機器および油過剰検出用機器からの検知信号
により１台の定容量形ポンプの第１リリーフ弁は第２リ
リーフ弁の設定圧力に、他の定容量形ポンプの第１リリ
ーフ弁は最高設定圧力またはアンロードにして回路の流
量バランスを図るだめの切換弁制御をなす電気回路を備
えたことを特徴とするものである。

以下本発明を図示の実施例に基いて説明する。Ｃ３１）
、　（３２１，Ｇ３）は定容量形ポンプ〔以下単にポン
プという〕で、それぞれチェック弁（３４１，’　（，
３５１，（３６）を介装した主流路（３７）、　（３８
）、　（３９）により高圧ライン（４０に接続し、この
高圧ラインにはアクチュエータの流量および方向を制御
する制御弁（４１）？　（４Ｌ（４３）、　（４４）、
　（４５１を備えたアクチーエータ（４６）ｔ　＋４Ｌ
　（４８）、（４９）、（５０）を並列に接続している
。

各主流路（３力、關ｔ　（３９）のチェック弁（３４１
，ｌ３５）、　Ｃ３６）の上流は第１リリーフ弁５１）
、　（５２，（５３）によりタンク（５４）に接続し、
第１リリーフ弁（！５υ、　（５２１，（５３１のベン
トポートには通路を介して電磁切換弁（５５１，（５６
１、５７）を設けている。この電磁切換弁はベントポー
トをタンク５４）に連通する位置Ａ１ベントポートを第
２リリーフ弁（５（至）＋　（５９）、（６０）を介し
てタンクに連通する位置Ｂ１ベントポートをブロックし
第２リリーフ弁の１次側ポートと２次側ポートをタンク
に連通ずる位置Ｃを有し、この位置は別設の電気回路（
図示せず）を経て導かれる後述の圧力センサの検知信号
により切換えるようにしている。

主流路口のチェック弁（３４）の下流には通路（６υを
介して第６リリーフ弁隨と第４リリーフ弁（６３）を並
設し、第６ＩＪ　ＩＪ−フ弁（６２１にはその下流に順
次配設した圧力センサ（６１１）、流量制御弁霞からな
る油不足検出用機器を設け、第４リリーフ弁（６３）に
はその下流に順次配設した圧力センサ（６６）、第５Ｉ
Ｊ　リーフ弁（６８）、流量制御弁（６７）からなる油
過剰検出用機器を設けている。

第６リリーフ弁（６りの設定圧力は負荷の設定圧力であ
る第２リリーフ弁（５８１，（５９）、　（６０）の設
定圧力んよシＰｆｆだけ低く、第４リリーフ弁（６３）
の設定圧力は第２リリーフ弁の設定圧刃孔よりＰβだけ
高く、第１リリーフ弁６υ、　（５２１，５３）の最高
設定圧力Ｐｒは第４リリーフ弁の設定圧力（Ｐｍ＋ｐβ
）よシも高く、また、第５リリーフ弁（６８）の設定圧
力Ｐｉは第２リリーフ弁の設定圧刃孔より低ぶ設定され
ている。ただし、ｏ＜ｐａ、ｐβ（九　である。

まだ、流量制御弁（６５）、　（６７）の設定流量、は
ポンプ１台の吐出流量よシ十分小さくとっている。そし
て、圧力センサ（６４）は圧力（Ｐ、、、−Ｐ、）以十
の圧力を検知し、圧力センサ（６６）は第５リリーフ弁
（６８）の設定圧力Ｐｉ以上の圧力を検知するもので、
圧力センサの検知信号は電気回路を介して所定電磁切換
弁を所定位置に切換えるものである。

次に、本実施例の作用につき説明する。第４図において
、起動前予め電磁切換弁（５つを位置Ｂに、電磁切換弁
（５６）、　（５７）を位置Ａにとっておく。

いま、この状態からポンプのみ駆動すれば、第１リリー
フ弁（５１）の設定圧力はそのベントポートに連通する
第２リリーフ弁（５印の設定圧刃孔と同圧、第１リリー
フ弁５２１．　Ｇ５３）はベントポートがタンクに連通
していて設定圧零、チェック弁Ｃ３５）＋（３６］は閉
、高圧ライン（４■は第２リリーフ弁弥で規制されて圧
力孔となる。これにより第３リリーフ弁（［＋２１が開
き流量制御弁（６５）の上流は圧力（ＰＩＴｌ−Ｐ、）
より高くなって圧力センサ（６４）は働かず、第４リリ
ーフ弁（６３）は弁閉で流量制御弁（６７）との間はタ
ンク（５２）と通じ第５リリーフ弁（６８）の設定圧力
Ｐ＋より下がるので、圧力センサ（６６）は働かない。

ここで、アクチーエータ（４６）を駆動すべく制御弁（
４１）を操作すると、ポンプ（３１）からアクチュエー
タ（４６）の必要油量に回路のリーク量を加えた油量〔
以下アクチーエータ側必要油量という〕がアクチーエー
タ側へ供給され、残りはタンクへ戻り、回路流量はバラ
ンスし高圧ライン（４０）は圧力りに保たれる。さらに
、制御弁（４２）、　（４３）・・・を操作してアクチ
ーエータ側必要油量を増しこの必要油量がポンプ（３１
）の吐出量を上まわると、高圧ライン１４０（は圧力り
より低下し第６リリーフ弁（６２）が閉じる。これによ
り流量制御弁（６ω上流の圧力は圧力（Ｐｍ−Ｐα）以
下となって圧力センサ（６４）が働き、第５図に示すよ
うに電磁切換弁６５）を位置Ｃに、電磁切換弁（５６）
を位置Ｂに切換え、第１リリーフ弁（５１）はベントボ
ートがブロックされて最高設定圧力Ｐｒ）第１リリーフ
弁６２）は第２リリーフ弁（５’、Ｉ）の設定圧力Ｐｍ
となり、第１リリーフ弁（５３）のみ設定圧力は零であ
る。この場合にはポンプ（３＋＋は第１リリーフ弁（５
Ｉ）の設定圧力Ｐｒより低い第１リリーフ弁（５２）の
設定圧力Ｐｍで規制され、ポンプ（３１）の吐出量とポ
ンプ（３功の吐出量の一部との合計供給油量がアクチー
エータ（ｔｉ１１必要油量と等しくなったとき回路流量
はバランスし、高圧ライン（４０）は圧力孔に戻り第６
リリーフ弁（６２）が開き圧力センサ（６４Ｊは働かな
くなる。つぎに、アクチーエータ側必要油量がポンプ（
３＋＋、　＋３２）からの供給油量を上まわると、高圧
ライン（４０）は圧力孔より下がり、第６リリーフ弁（
６２）が閉じ圧力センサ（６，１）が働いて電磁切換弁
（５６）を位置Ｃに、電磁切換弁（５７）を位置Ｂに切
換える。これにより第１リリーフ弁６υ。

（５２）の設定圧力はＰｒに、第１リリーフ弁（５３）
の設定圧力は九とカリ、ポンプ（３＋＋、　（３２）は
第１リリーフ弁（５３）の設定圧カルで規制され、ポン
プ（３１）、　ｔ３功の吐出量とポンプ（３３）の吐出
量の一部の合計供給油量がアクチーエータ側必要油量に
等しくなると回路流量はバランスし、高圧ライン（４０
）は圧力りに戻り、第６リリーフ弁（６２）が開き圧力
センサ（６４）は働かなくなる。また、第５図に示す状
態からアクチーエータ側必要油量が減少していくと、そ
の分ポンプ（３２）からタンクへのリリーフ量が増し、
ポンプ（３２）の全吐出量が第１リリーフ弁（５２を通
シタンクへＩＪ　ＩＪ−）しても供給油量が多い場合は
高圧ライン（４０）の圧力は九を越えてＰｒになり、ポ
ンプ（３Ｉ）からの吐出量のうち不要油は第１リリーフ
弁（５Ｉ）を通りタンクへリリーフする。また、これま
で閉じていた第４リリーフ弁（６３）が開き圧力センサ
（６Ｇ）が働いて電磁切換弁（５５）を位置Ｂに、電磁
切換弁（５６）を位置Ａに切換えるので、第１１Ｊ　Ｉ
Ｊ−フ弁（５Ｉ）の圧力はｈ１第１リリーフ弁（５２）
の圧力は零となり、ポンプ（３１）からアクチーエータ
側へ必要油量が供給され残りはタンクへ戻り回路流量は
バランスし、高圧ライン（４０）は圧力りに復帰し、第
４リリーフ弁（６３）は閉じ圧力センサ（６６）は働か
なくなる。

前記実施例ニオイテハ、ポンプは（３］）、　（３２１
，ｃ３３１の順で負荷したが、この負荷順序は任意に選
定できる。例えば第６図は使用する毎にポンプの起動順
を自動的に記憶し、その順にポンプを負荷しようとする
ものである。第６図ではポンプの起動順が＋３２）、　
（３］）、　（３３１１であるので、電磁切換弁の初期
位置を最初に起動されたポンプ（３２）の電磁切換弁（
５６）のみ位置Ｂ１他を位置Ａにとり、低圧用の圧力セ
ンサ（６４）の検知信号によりステップ１からステップ
２に、まだはステップ２からステップ乙に切換え、高圧
用の圧カセンザ（Ｇ（ｉ）の検知信号によりステップ６
からステップ２に、またけステップ２からステップ１に
切換える。ポンプを停止すれば記憶は消え、新だにポン
プを例えば（３３１，（３２）、　＋３１）の順で起動
すればこの順に負荷するように電気回路をセットしてお
く。このように本発明においては、ポンプの負荷順序を
任意に選択できるから、吐出量が異なるポンプを組合せ
て余剰油量の少ない油圧装置を提供することができる。

例えば第７図に示すものは、ポンプ（３１１，＋３２）
の吐出量はＱ１ポンプ（３３ｊの吐出量は２Ｑ、ポンプ
（３へ）の吐出量は４Ｑで、第４図に示す油圧回路・の
高圧ライン（４０）にポンプ（３ンとその制御回路を追
加したものと略同じ構成の装置である。この油圧装置で
は各ポンプの吐出量が大きく相違するけれども最大余剰
流量は第６図に示すものと同様にＱであり省エネルギ効
果を有する。従来の方法で同様の効果を得ようとすれば
吐出ＥＱのポンプが８台必要である。

以上の説明より明らかなように本発明においては、複数
台のポンプのうち少くとも１台は負荷の設定圧力を定め
る第２リリーフ弁により規制してアクチュエータ側の油
量変化に対応させ、アクチーエータ側必要油量がポンプ
供給油量を上まわると油不足検出用機器の圧力センサが
働き、まだ、その逆の場合は油不足検出用機器の圧力セ
ンサが働いて所定電磁切換弁を所定位置に切換え、１台
のポンプの第１リリーフ弁は負荷の設定圧力に、他のポ
ンプの第１リリーフ弁は負荷の設定圧力と異なる所定圧
力に設定してアクチュエータ側必要油量を供給するよう
にしているので、最大余剰油量は負荷の設定圧力にとる
ポンプの吐出量のみとなり省エネルギを図り得る。また
、ポンプの負荷順序を電気回路により任意に選択できる
から、負荷順序を適宜選定することにより特定のポンプ
のみ消耗する事態を回避できて装置寿命が延び、まだ、
吐出量の異なる複数のポンプを組合せ、少ないポンプ台
数で過剰流量が最少となる油圧装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来装置の一部切欠油圧
回路図、第６図は第２図に示す従来装置の動作説明図、
第４図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第５図は同
動作説明図、第６図および第７図はそれぞれポンプの負
荷順序を示す表である。 ３１、’３２．，３３・・・定容量形ポンプ、３４゜ろ
５．ろ６・・・チェック弁、４０・・・高圧ライン、４
６．４７．４８，４９．５０・・・アクチュエータ、５
１，５２．５３・・・第１リリーフ弁、５５．５６．５
７・・・電磁切換弁、５８，５９．６０・・・第２リリ
ーフ弁、６２・・・第３リリーフ弁、６ろ・・・第４リ
リーフ弁、６４，６６・・・圧力センサ、６５，６７・
・・流量制御弁、６８・・・第５リリーフ弁。 特許出願人　　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士太田謙三 第４＠ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数台の定容量形ポンプをそれぞれ定容量形ポンプへの
   逆流を阻止するチェノ・・り弁を介して高圧ラインに接
   続しこの高圧ラインに複数台のアクチュエータを並列に
   配設してなる並列多岐回路において、各定容量形ポンプ
   とその下流のチェック弁間の通路にベントポートを切換
   弁を介してタンクに接続した第１リリーフ弁を設け、前
   記切換弁はベントポートをタンクに連通ずる位置と、ベ
   ントポートを第２リリーフ弁を介してタンクに連通ずる
   位置と、ベントポートをブロックする位置とを有し、少
   くとも１台の定容量形ポンプのチェック弁の下流より分
   岐した通路には設定圧力が第２リリーフ弁よりも低い第
   ６リリーフ弁と、設定圧力が第２リリーフ弁よりも高く
   第１リリーフ弁の最高設定圧力よりも低い第４リリーフ
   弁とを並設して第６リリーフ弁の下流に油不足検出用機
   器を、また、第４リリーフ弁の下流に油過剰検出用機器
   を配設すると共に、油不足検出用機器および油過剰検出
   用機器からの検知信号により１台の定容量形ポンプの第
   １リリーフ弁は第２リリーフ弁の設定圧力に、他の定容
   量形ポンプの第１リリーフ弁は最高設定圧力またはアン
   ロードにして回路の流量バランスを図るだめの切換制御
   をなす電気回路を備えだことを特徴とする多連定容量形
   ポンプの流量制御装置。