JPS60145472A - 可変容量ポンプの制御装置 - 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】 この発明は、カットオフ機能（作動圧力が所定値を超え
たときにポンプの吐出量を零近くまで減少させる省エネ
ルギー機能）を備えた馬カ一定制御用の可変容量ポンプ
の制御装置に関する。

（従来の油圧回路） 第１図は、従来から広く一般に用いられているカットオ
フ機能を備えた馬カ一定制御用の可変容量ポンプの制御
装置を示したもので、可変容量ポンプｌは、後述するレ
ギュレータ５と共に制御装置を構成する制御シリンダ２
のピストンの移動量に応じてその吐出量が制御される。

上記可変容量ポンプ１は、メイン通路３に接続されてお
り、かつ、このメイン通路３からは分岐通路４が枝別れ
するとともに、上記制御シリンダ２のロッド側室２ａが
メイン通路３（分岐通路４であってもよい）に直接連通
されている。

前記制御シリンダ２と共に制御装置を構成するレギュレ
ータ５は、本実施例の場合、位置フィードバック方式を
例にとっているためにサーボバルブとして構成されてい
る。このレギュレータ５の第１ポー）５ａは前記分岐通
路４に連通するとともに、第２ポート５ｂは制御シリン
ダ２のボトム側室？ｂに直接連通している。

レギュレータ５におけるスプール部分５ｄのパイロット
室５ｅは、分岐通路４に連通ずるととも−３このパイロ
ット室５ｅと反対側に位置してスプリング６を設けてい
る。また、レギュレータ５におけるスリーブ部分５ｆは
、前記制御シリンダ２のピストンロッド２ｃと連動機構
１２を介して機械的に接続している。

上記レギュレータ５の上流側には、カットオフ弁７をタ
ンデムに接続している。このカットオフ弁７は、その第
１ボー）７ａを上記分岐通路４に、第２ボート７ｂを前
記レギュレータ５の第３ボート５ｃにそれぞれ連通ずる
とともに、もう１つの第３ボート７ｃはタンク８に接続
している。

また、上記カットオフ弁７のパイロット室７ｄは分岐通
路４に直接接続するとともに、このパイロット室７ｄと
は反対側にスプリング９を作用させている。したがって
、可変容量ポンプ１の吐出圧が上記スプリング９で定め
た設定圧以下のとき、このカットオフ弁７は図示の左側
ポジションを保持しており、この状態において、当該カ
ットオフ弁７は、レギュレータ５の第３ボート５ｃを、
第２ボー）７ｂ及び第３ボー）７ｃを介してタンク８に
連通させるとともに、可変容量ポンプｌの吐出圧が上記
スプリング９で定めた設定圧を超えたときには、今度は
図面右側ポジションに切換わって分岐通路４を、当該カ
ットオフ弁７の第１ボー）７ａから第２ボー）７ｂを通
してレギュレータ５の第３ボート５ｃに連通させる。

したがって、いま可変容量ポンプｌが駆動すると、その
吐出圧がメイン通路３から制御シリンダ２のロッド側室
２ａに作用するとともに、分岐通路４を経由してレギュ
レータ５とカットオフ弁７のパイロット室５ｅ、７ｄに
も働く。

すると、先ず制御シリンダ２のロッド側室２ａに作用す
る圧力で、当該制御シリンダ２のピストンロッド２ｃは
図面右方向に移動しようとするが、それと同時にレギュ
レータ５は、パイロット室５ｅに作用する圧力でスプリ
ング６を押し縮めつつ左方向に移動して図面右側ポジシ
ョンに切換わる。これにより、可変容量ポンプ１の吐出
圧が分岐通路４から第１ボー）５ａ及び第２ボー）５ｂ
を経由して制御シリンダ２のボトム側室２ｂにも作用す
ることになり、制御シリンダ２のピストンロッド２ｃは
、これらロッド側室２ａとボトム側室２ｂに作用する圧
力の下に両者の受圧面積差によって図面左方向に移動を
始める。

一方、この制御シリンダ２におけるピストンロッド２Ｃ
の左方向への移動に伴い、可変容量ポンプ１の吐出量は
減少するとともに、レギュレータ５のスリーブ部分５ｆ
が、連動機構１２を通して前記スプール部分５ｄに若干
遅れながら、すなわちレギュレータ５を図面右側ポジシ
ョンへの切換え位置に保ちながらそれに追従して同方向
に移動してゆく。

そして、パイロット室５ｅの圧力（可変容量ポンプｌの
吐出圧）による左向力と、スプリング６による右向力と
が釣合ったところでレギュレータ５のスプール部分５ｄ
が停止するとともに、それに若干遅れてスリーブ部分５
ｆが追いつき、レギュレータ５は、図示の中立位置すな
わち第２ボート５ｂが第１ボート５ａにもまた第３ボー
ト５ｃにも連通しない状態となり、これにより、制御シ
リンダ２のボトム側室２ｂがブロックされてピストンロ
ッド２ｃも停止し、かくして、可変容量ポンプｌの吐出
量をそのときの吐出圧に応じて制御する。

また、上記の状態から可変容量ポンプ１の吐出圧がさら
に上昇すると、再びレギュレータ５のスプール部分５ｄ
は、パイロット室５ｅに作用する力とスプリング６の力
のバランスがくずれて、これら両者の力がバランスする
位置まで左方向に移動し、それに伴いレギュレータ５が
図面右側ポジションに切換わって制御シリンダ２のピス
トンロッド２ｃが左方向に移動し、前記と同様にして可
変容量ポンプｌの吐出量を減少させるとともに、レギュ
レータ５のスリーブ部分５ｆがスプール部分５ｄに追い
付いたところで、再びレギュレータ５が中立位置に戻っ
て停止する。

一方、逆に可変容量ポンプ１の吐出圧が低下した場合に
は、今度はレギュレータ５のパイロット室５ｅに作用す
る力が低下するために、レギュレータ５のスプール部分
５ｄがスプリング６の力で、当該スプリング力がパイロ
ット室５ｅに作用する力とバランスする位置まで右方向
に押され、レギュレータ５は図面左側ポジションに切換
えられる。これにより制御シリンダ２のボトム側室２ｂ
が、レギュレータ５の第２及び第３ポー）５ｂ、５Ｃか
らカー／　）オフ弁７の第２及び第３ボー）７ｂ、７ｃ
を介してタンク８に連通されるため、ピストンロッド２
Ｃは、レギュレータ５のスリーブ部分５ｆを伴いつつ図
面右方向に移動して可変容量ポンプｌの吐出量を増大さ
せ、かつ、レギュレータ５のスリーブ部分５ｆがそのス
プール部分５ｄに追い付いて図示の中立位置に戻ったと
ころで停止する。

さらに、これらの状態から、上記可変容量ポンプ１の吐
出圧が上昇してカットオフ弁７のスプリング９で定めた
設定圧を超えたとすると、前記と同様にしてレギュレー
タ５が図面右側ポジションに切換わり、制御シリンダ２
のピストンロッド２Ｃが左方向に移動して可変容量ポン
プｌの吐出量を減少させるように制御すると同時に、カ
ットオフ弁７がそのパイロット室７ｄに働くの圧力で、
スー１リング９に抗し図示の左側ポジションから右側ボ
ジシせンに切換わる。

これにより、それまでカットオフ弁７の第２及び第３の
ボー）７ｂ、７ｃを介してタンク８に接続していたレギ
ュレータ５の第３のポート５ｃは、カットオフ弁７の第
２及び第１のボート７ｂ、７ａを介して分岐通路４に通
じる。そのため、この場合には、可変容量ポンプｌの吐
出圧の変動（通常、可変容量ポンプｌの吐出圧は、回路
の作動中にたえず成る幅をもって変動しているのが一般
である）によりレギュレータ５が図面右側或いは左側の
いずれのポジションに切換わったときにも、それらに関
係なく可変容量ポンプｌから吐出された流体が、レギュ
レータ５の第１及び第２ポー）５ａ、５ｂを介して、或
いはカットオフ弁７の第１及び第２ポート７ａ、７ｂか
らレギュレータ７の第３及び第２ボー）５ｃ、５ｂを介
して制御シリンダ２のボトム側室２ｂに流入する。した
がって、制御シリンダ２のピストンロッド２Ｃは、いず
れの場合にも図面左方向に向かってその終端まで移動し
、これによって、当該可変容量ポンプｌの吐出量を最少
に維持する。

以上のことから、制御シリンダ２とレギュレータ５とか
らなる制御機構におけるスプリング６の特性を、可変容
量ポンプ１の吐出量Ｑと吐出圧Ｐとの積が常に一定にな
るように、すなわち、ｒｐ　、Ｑ＝一定」の馬カ一定曲
線に近似して設定しておけば、可変容量ポンプｌの吐出
圧の変化に対応してその吐出量が自動的に馬カ一定曲線
に沿って変化し、しかも、可変容量ポンプｌの吐出圧が
カットオフ弁７の設定圧を越えて上昇したときには、今
度はその吐出量が殆ど零近くまで低下して無駄なエネル
ギーの損失を防止する。そして、上記の制御特性を示し
たのが第２図におけるａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの特性線図で
ある。

このように、上記した可変容量ポンプの制御装置は、高
効率でかつ省エネルギー的にも優れた回路ということが
できるが、しかし、このような可変容量ポンプの制御装
置を例えば建設車両などに用いた場合には１次のような
問題が生じる。つます、悪路を走行中に乗越えなければ
ならない障害物などがあったときには、可変容量ポンプ
の吐出圧が設定圧を越えてカットオフ弁が動作し、その
吐出量が零近くまで低下してカットオフ制御に入るため
に、どうしてもパワー不足になってこのような障害物を
乗越えられなくなることである。

（本発明の目的） したがって、この発明の目的は、カットオフ機能を備え
た馬カ一定制御用の可変容量ポンプの制御装置において
、当該装置の特性を活しつつ、しかも、装置がカットオ
フ制御に入るような特別な条件でかつ十分なパワーを必
要とする場合、例えば障害物を乗越えたいというような
場合には、任意にカットオフ制御のセット圧力を高めて
、すなわちカットオフ制御に入る回路圧力を高めて、十
分なパワーを取り出すことのできる改良されたこの種の
可変容量ポンプの制御装置を提供することである。

（本発明の実施例） 以下、この発明を、添付図面の第３図以降に示０ す￥施例にもとづいて説明することにする。

第３図に示したこの発明の実施例は、可変容量ポンプ１
、制御シリンダ２、レギュレータ５及びカットオフ弁７
を有すること、前記従来と全く同様であり、しかも、そ
れらの構成も従来と同様である。そこで、従来と同様の
構成要素については、この第３図においても上記第１図
と同一符号を付して説明する。

しかして、この実施例においては、上記カー２トオ２弁
７のスプリング９に対向してシリンダ１ｏを設けるとと
もに、このシリンダ１０のピストンロッド１０ａをカッ
トオフ弁７のスプリング９に当て、かつ、分岐通路４に
対して、レギュレータ５及びカットオフ弁７と共に手動
切換弁１１をパラレルに接続している。

前記手動切換弁１１は、図示の左側ポジションにあると
き、第２及び第３ボートｌｌｂ、　Ｉｌｃを介して前記
シリンダｌＯのボトム側室１０ｂをタンク８に接続して
いる。したがって、この場合にあっては、カットオフ弁
７のセット圧力がスプリング９１ のみのセット力で決まるということになり、カットオフ
弁７は、可変容量ポンプｌの吐出圧がスプリング９で定
めた設定圧を超えたときに図面右側ポジションに切換わ
り、先に述べた従来の場合と全く変らないる。

しかし、この手動切換弁１１を図面右側ポジションに切
換えたときは、今度は上記シリンダ１０のボトム側室１
０ｂが手動切換弁１１の第２及び第１のボート１１ｂ、
ｌｌａを介して分岐通路４に連通ずる。これにより、可
変容量ポンプ１から吐出された流体の一部は、手動切換
弁１１を通してシリンダＩＯのボトム側室ＩＱｂに導か
れ、ピストンロッド１０ａによりカットオフ弁７のスプ
リング９を押縮める。したがって、スプリング９は、こ
の押縮められた分だけ力が強くなってカットオフ弁７の
セット圧力は高められる。

このことから、上記のように手動切換弁１１を右側ポジ
ションに切換えた状態では、可変容量ポンプ１の吐出圧
が、従来のスプリング９のみによるカットオフ弁７のセ
ット圧力になったとしても、２ 当該カットオフ弁７は切換わることなく、シリンダｌＯ
の作動によって高められたスプリング９のセット圧力を
超えたときにのみ初めてカットオフ弁７は切換わる。し
たがって、このときのカットオフ弁７のセット圧力をｆ
とすれば、第２図から分るようにそのときの回路圧力を
ｆ点まで利用できることになり、当該可変容量ポンプ１
のパワーをフルに活用することも可能となるのである。

なお、上記第３図の実施例では、シリンダｌＯをカー２
トオフ弁７のスプリング９と直列に配置したが、第４図
の実施例に示すように、シリンダＩＯＡをカットオフ弁
７のスプリング９と並列に配置してもよいし、また、こ
のようにする代りに、例えば第５．６及び７図にみちれ
るように、カットオフ弁７のパイロット室７ａとして２
段シリンダ１０Ｂや並列シリンダＩＯＣ或いは差動シリ
ンダＩＯＤを用い、これらシリンダＩＯＢ、ＩＯＣ，Ｉ
ＯＤの受圧面積を手動切換弁１１で切換えることにより
、スプリング９に対抗するパイロット室７ｄ側の力を制
御して、カットオフ弁７の見掛は上の３ セット圧力を調整するようにしてもよい。

一方、これら第３〜７図の各実施例は自己圧制御の場合
を示しているが、その代りに補助ポンプを用いて制御す
るようにしてもよく、また、カットオフ弁７のセット圧
力を切換えるのに手動切換弁１１を用いたが、当該切換
弁１１は、これを油圧パイロットあるいはソレノイドで
切換えるようにして、オペレータがオペレータ室で自由
に遠隔操作できるようにすることも可能である。

さらに、これまでの各実施例にあっては、例えば第６図
がそうであるように、カットオフ弁７を制御シリンダ２
とレギュレータ５との間に配置してやってもよく、かつ
、レギュレータ５は、位置フィードバック方式でなく、
第７図に示すカフィードバック方式であってもよい。ま
た、これらの各実施例は、複数のポンプを使って複合制
御する場合は勿論のこと、ポジティブコントロールやネ
ガティブコントロール或いはロードセンシングといった
別の制御方式と組み合わせても併用できることは勿論で
ある。

４ （本発明の構成） この発明の構成は、可変容量ポンプと、この可変容量ポ
ンプの吐出圧を検出し、当該可変容量ポンプの吐出量を
調整する制御機構（前記実施例における制御シリンダと
レギュレータに相当）と、上記可変容量ポンプの吐出圧
が設定圧を超えたときにその吐出量を減少させるための
カットオフ弁とを備え、かつ、上記カットオフ弁に対し
、必要に応じて当該カットオフ弁のセット圧力を高める
ための制御手段（前記実施例におけるシリンダと、この
シリンダを必要に応じて自由に操作することのできる切
換弁に相当）を設けた点に特徴を有する。

（本発明の効果） この発明は、上記のように構成したので、オペレータが
必要とするときは、制御手段を操作することによって、
十分なパワーを発揮させることができる。したがって、
このカットオフ制御を備えた可変容量ポンプの制御装置
を建設車両に用いた場合にも、障害物を乗越えるだけの
十分なパワー５ が得られるので、悪路の走行に支障を来たすことがない
。

また、通常は馬カ一定制御の可変容量ポンプの制御装置
として働くため、駆動源をフルに利用することができる
ばかりか、成る所定作動圧以上ではカットオフ制御を利
用して省エネルギーを達成することもできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の可変容量ポンプの制御装置を示す回路
図、第２図は、制御特性図、第３図は、この発明の実施
の一例を示す回路図、第４図、第５図、第６図及び第７
図は、それぞれこの発明の他の実施例を示す回路図であ
る。 １・−・可変容量ポンプ、２拳・・制御シリンダ、５φ
・Ｑ前記制御シリンダと協同して制御機構を構成するレ
ギュレータ、７φ・・カットオフ弁、９１１・拳スプリ
ング、１０．１０Ａ、ＩＯＢ、１０Ｃ，ｌ０Ｄ−・・シ
リンダ、１１・・・前記シリンダと協同して制御手段を
構成する手動切換弁。 代理人弁理士　嶋　宣之 ６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変容量ポンプと、この可変容量ポンプの吐出圧を検出
   して、当該可変容量ポンプの吐出量を調整する制御機構
   と、上記可変容量ポンプの吐出圧が設定圧に達したとき
   に、当該制御機構を介して可変容量ポンプの吐出量を減
   少させるように切換え動作するカットオフ弁とを備え、
   かつ、上記カットオフ弁に対し、必要に応じて当該カッ
   トオフ弁のセット圧力を高める制御手段を設けてなる可
   変容量ポンプの制御装置。