JPS6014604A - 可変容量形液圧装置 - 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、可変容量形液圧装置、詳しくは可変容量形液
圧ポンプを備え、吐出圧力の変化に対応して吐出量の制
御を行なうロングランプ制御又はプレッシャコンペンセ
ータ制御（ＰＯ制御）付定馬力制御を可能にしだ液圧装
置に関する。 従来、可変容量形液圧ポンプを用いた液圧装置において
ロングランプ制御又は前記した定馬力制御を行なう場合
、定馬力制御弁を用い、前記ポンプの可変制御要素と前
記定馬力制御弁との間にリンクから成るフィードバック
機構を設けて、前記可変制御要素の変位量を前記定馬力
制御弁にフィードバックさせるごとく成している。 所が以上の如くフィードバック機構を用いてロングラン
プ制御などの定馬力制御を行なう場合、構造が複雑とな
りコスト高となる問題があったし、また、前記定馬力制
御弁に設けるばねの押圧力を調整することにより、制御
特性の変更が行なえるけれども、微妙な変更調整が困難
となり、所望の定馬力特性が簡単に得られない問題があ
った本発明の目的は、可変絞り弁と、受圧面積の異なる
受圧面をもつ減圧膨圧力補償弁と流量補償弁とを用い、
特別なメカニカルフィードバック機構を用いなくとも簡
単な構成でロングランプ制御やｐａ制御付定馬力制御が
行なえ、しかも、前記絞り弁の絞り量調整により制御特
性も無段階かつ簡単に変更できるようにする点にある。 即ち、本発明は前記圧力補償弁を、負荷圧力の変化に応
じて減圧制御弁の開口面積が変化するごとく構成して前
記可変絞り弁の前後の差圧を変化させ、吐出圧力の上昇
に伴なって吐出量を減少すべく成したもので、可変制御
要素と、該可変制御要素の変位量を調整する操作プラン
ジャとをもつ可変容量形液圧ポンプと、該ポンプの吐出
通路に介装する可変絞り弁と、面積の異なる第１及び第
２受圧面及び開口面積が変化する減圧制御部をもち、面
積の小さい第１受圧面に前記絞り弁の二次側圧力と押圧
体の押圧力とを作用させ、面積の大きい第２受圧面に前
記絞り弁の一次側圧方を作用させるごとくした減圧形圧
力補償弁と、一端側に吐出圧力を作用させ、他端側に前
記絞り弁の二次側圧力と押圧体の押圧力とを作用させる
ごとく成し、吐出圧力の増大による動作で開口して前記
吐出通路に連通ずる制御通路を備えた流量補償弁とから
成り、前記制御通路を前記操作プランジャに接続するご
とくしたことを特徴とするものである。 次に本発明装置の実施例を第１図に基づいて説明する。 本発明装置の基本構造は、可変制御要素と該可変制御要
素の変位量を調整する操作プランジャ【１１】とをもっ
た可変容量形液圧ポンプ【１゜】と、該ポンプ（１０］
の吐出通路（１）に介装する可変絞り弁（２０］と、減
圧膨圧力補償弁【３０】と流量補償弁【４０】とから成
るものである。 第１図に示した前記ポンプ（１０］は、肘記可変制御要
素として斜板を用いた斜板式アキシャルピストンポンプ
を用い、また、前記可変絞り弁（２０］は、負荷圧検出
ボー）（２１）を備えた手動式流量方向制御弁を用いて
いる。 この流量方向制御弁は、第２図のごとく切換弁スプール
（２２］の操作によりポンプ【１】に連通ずる一次側ボ
ー）　（２３）を、負荷即ちアクチュエータ（Ａ）に連
通ずる二次側切換ボート（２４）、（２５）の一方に切
換えて方向制御を行なうと共に、前記切換弁スプール（
２２］の中間ランド（２２＆）と前記−次側ボー）（２
３）との間に可変オリフィス（２６）を介して前記スプ
ール（２２）の操作による前記オリフィス（２６］の開
口面積の変更により流量制御も可能にしたもので、旧記
−次側ボー）　（２３）の両側において前記二次側切換
ボー）　（２ｔ）、（２５）と連通する前記負荷圧検出
ポー）［２１）を設けている。また、この負荷検出ボー
ト（２１］は、切換スプール（２２）が中立のとき、こ
のスプール（２２］に形成した環状溝（２２ｂ）を介し
て戻り通路（２１ａ）に連通し、タンクボート（２７］
に開放される。 しかして、以上の如く構成する流量方向制御弁、即ち可
変絞り弁（２０］は、前記ポンプ（１０］の吐出通路【
１】に介装する前記圧力補償弁（６０）に対し、負荷側
に介装するのであッテ、前記絞り弁【２０】の−次側ボ
ート（２６］を、連絡通路【２】を介して前記圧力補償
弁（６０］の二次側に連通させるのであり、二次側切換
ボー）　（２４）、（２５）を負荷側通路（３）　、（
４］を介してアクチュエータ（Ａ）に接続するのであり
、また、前記負荷圧検出ボー）　（２１）を負荷圧検出
通路（５］を介して前記圧力補償弁【６０】の後記する
第１受圧面側に接続するのである尚、第２図において（
２７）はタンクボートであり、第１図のごとくタンク通
路（６）を介してタンク（Ｔ）に接続している。 また、前記圧力補償弁（６０目よ、その二次側圧力即ち
、前記絞り弁【２０）の−次側圧力に応動して減圧制御
部（６１］の開口面積を変化させ、前記絞り弁【２０】
の肋後差圧、即ち前記オリフィス（２６）の創後差圧を
変化させ、吐出圧力の上昇に伴ない二次側圧力を減圧さ
せるごとく成すもので、面積の異なる第１及び第２受圧
面（３２）、（６３］をもったスプール（６４］を用い
、面積の小さい第１受圧面（６６］に、前記絞り弁（２
０］の二次側圧力、即ち負荷側圧力と押圧体【６５】の
押圧力とを作用させ、面積の大きい第２受圧面（３６Ｊ
に前記絞り弁（２０］の一次側圧力を作用させるごとく
したものである。 第１図に示したものは、前記スプール【６４】を６ラン
ド形式とし、これら各ランド【６４＆】〜（３４ｃ）を
同一断面積として中間ランド（ろ４ｂ）とスプール室（
６６］の内面との間に前記減圧制御部（６１）を設ける
と共に、前記スプール【６４】とは別に、段付ピストン
【６７】を設けて、このピストン（６７］を前記スプー
ル室（３６Ｊにおける府記減圧制御邪（６１）の二次側
と連通ずるピストン室【３８】に摺動自由に内装して、
前記ピストン（６７］の小径側端面を前記スプール〔６
４〕の右側ランド（３４ｃ）の外面に対向させると共に
、前記ピストン室（６８］における前記ピストン（６７
）の大径側背面室（６８ａ）を、前記スプール（６４）
及びピストン（６７］の中心部に設ける連通路（３４４
）、’（６７ａ］を介して前記減圧制御ｇ（３１）の二
次側と連通させ、前記スプール【６４】における左側ラ
ンド１４ａ）により形成する第１受圧面（６２ンに対し
、前記スプール（６４）における右側ランド（５４Ｑ）
と前記ピストン（６７）の大径側と小径側との面積差部
とにより形成する第２受圧面【６３】の受圧面積を大き
くしたものである０ しかして、以上の如く構成する圧力補償弁【６０】にお
いて、前記減圧制御部【６１】の二次側に、前記連絡通
路（２）を接続して、前記絞り弁（２０］の一次側ボー
）（２３３と連通させるのであり、また、前記減圧制御
部（６１）の−次側に前記吐出通路【１）を接続し、そ
して前記スプー＃（３４）における左側ランド（３４ａ
）の外方に、主としてコイルばねから成る前記押圧体【
３・５】を内装して、このばね室（６９］に、面記絞り
弁（２０）の負荷圧検出ボー）　（２１）と接続する前
記負荷圧検出通路（５）の途中部分を接続するのであっ
て、前記圧力補償弁（３０］における前記第１受圧面（
６２］に番は負荷圧力、即ち前記絞り弁【２０】の二次
側圧力と前記押圧体【６５】の押圧力とが作用し、創記
＠２受圧面【５３】には、前記圧力補償弁（２０］の減
圧制御ｆｆ１ｋ（３１）の二次側圧力即ち、前記絞り弁
【２０】の−次側圧力が作用するのである。 しかして前記第１受圧面【３２】の受圧面積を（八〇、
第２受圧面（３３）の受圧面積を（Ａ＋ΔＡ）とし、負
荷圧力を【Ｐす、押圧体【６５】の押圧力を【Ｓ】、絞
り弁【２０】の−次側圧力をＰｌとしたとき、前記圧力
補償弁【６０】は、ｐｓＡ−１−ｓ　＝Ｐｘ（Ａ＋ΔＡ
） でバランスし、前記減圧制御部（６１］の開口面積が設
定されると共に、前記絞り弁（２０）における可変オリ
フィス【２６】の−次側圧力（Ｐｌ）と二次側圧力（Ｐ
りとの差圧（ΔＰ］は、ΔＦ　＝、Ｓ　Ｐ”ΔＡ となり、前記絞り弁（２０］の一次側圧力（Ｐりと第１
及び第２受圧面Ｃ５２）、ｉ３）における面積差（ΔＡ
］とにより設定されることになるのである。 即ち、前記第１及び第２受圧面（３２）、［３６］に面
積差【ΔＡ】を設けることにより、前記差［、（ΔＰ〕
が、負荷圧力の変化に伴ない変化するごとく或すのであ
って、換言すると負荷圧力（Ｐりが増大するとき、前記
絞り弁【２０］の一次側圧力【Ｐｌ】を負荷圧力【Ｐ２
】の増大と比例して増大させることなく増大率を小さく
シ、その差圧（ΔＰ］が小さくなるごとく成し、前記絞
り弁（２０］の可変オリフィス（２６）における開口面
積が一定でも、流量を減少するごとく成すのである。 尚、この作用については後に詳記する。 一方、前記流量補償弁【４０】は、吐出圧力−（１！詳
しくは、前記圧力補償弁【６０］における前記減圧制御
ｇ（３１）の−次側圧力と、負荷圧力【Ｐり詳しくは前
記絞り弁（２０］の二次側圧力との差圧を検出して動作
し、前記ポンプ（１）の操作プランジャ（１１］を作動
させて斜板の傾斜角を制御し、吐出量（Ｑ、）を調整す
るもので、一端側に前記吐出圧力［Ｐ）を作用させ、他
端側に前記絞り弁（２０］の二次側圧力（Ｐ２］　と、
主としてスプリングから成る押圧体（４１）の押圧力と
を作用させるスプール（４２）と、前記吐出圧力の増大
による前記スプールの動作で開口して前記吐出通路（１
］に連通ずる制御通路（４６］とを備えている。 しかして、前記流量補償弁【４０】は、前記スプール【
４２】の一端側に、前記吐出通路（１）と連通ずる連通
路（７）を接続し、他端側番ト旧記押圧体（４１）を設
けて、この押圧体（４１］の収容室に、前記負荷圧検出
通路（５）を接続するのであり、また、前記制御通路【
４６】を、前記ポンプｌＯ）の操作プランジャ（１１）
、に接続するのである。 尚、第１図において（５０］は前記負荷圧検出通路（５
］の途中に設けるリリーフ弁で、負荷圧力の最高圧力を
設定している。また、（５１）は前記リリーフ弁【５０
】の動作で、前記流量制御弁（４０］を圧力補償弁（Ｐ
Ｏ弁］に兼用させるための絞りであって、前記負荷圧検
出通路【５】の途中に介装している。 また、（４４）は前記制御通路（４６）をタンク（’ｆ
ｆ）に開放するタンク通路である。 次に以上の如く構成する液圧装置の作用を説明する。 先ず、前記ポンプ【１０】の駆動により吐出され、吐出
通路（１）を流れる流体は、前記圧力補償弁【３０】の
減圧制御！（３１）を経て前記連絡通路（２］から前記
絞り弁（２０］の一次側％％ボー）（２３］及び可変オ
リフィス（２６］を通り、二次側切換ボート（２４）、
（２５）の一方を経て負荷側通路（３３、（４）の一方
に流出し、前記アクチュエータ（Ａ）を作動させるので
ある。 そして、前記吐出通路【１】を流れる流体の１部が前記
連通路（７］に取入れられ、吐出圧力が前記流量補償弁
（４０］におけるスプール【４２）の一端側に作用する
のであり、−まだ負荷側通路（３）、ｔ４）の一方に流
出する流体の１都は、前記負荷圧検出通路（５］を介し
て前記圧力補償弁【６０】における前記ばね室（６９］
に導入され、負荷圧力【Ｐり即ち、前記絞り弁【２０】
の二次側圧力が前記第１受圧面（６２）に作用するので
ある。 又、前記圧力補償弁（６０］の減圧制御部（６１）にお
ける二次側を流れる流体の１都は、前記連通路（り　４
　ａ３　、　（３７ａ）を介して前記第２受圧面（６６
）に作用するのである。 以上の状態において、前記ポンプ（１］の吐出圧力が低
く、前記圧力補償弁【６０】の減圧制御ｇｉ１）が全開
状態でバランスしている場合、即ちアクチュエータ（Ａ
）が無負荷の場合には前記流量補償弁【４０】は動作す
ることなく、前記斜板は最大傾斜角となり、ポンプ流量
は、最大流量で前記絞り弁【２０】から負荷側通路（６
）、（４）の一方を経てアクチュエータ（Ａ）に流れる
ことになる。 次に、この状態で負荷圧力【Ｐ！】が上昇すると、前記
絞り弁【２０】の−次側圧力（Ｐ１］も上昇しようとす
るが、前記圧力補償弁（６０］の第１及び第２受圧面（
３２］　、（３３）に面積差（ΔＡ）を′設けているた
め、前記圧力補償弁【６０】のバランスが崩れて、前記
スプール【６４】が前記押圧体（６５］に抗して移動し
、前記減圧制御ｆｆ１（３１）の開口面積を減少するの
である。 この結果、前記絞り弁【２０】の−次側圧力（Ｐ１］の
圧力上昇は負荷圧力【Ｐりに比例して増大することなく
抑えられ、前記−次側圧力（ＰＩ３と負荷圧力ｔｐｚｘ
　との差圧【ΔＰ］が小さくなるのであり、かつ、前記
減圧制御邪（３１］の開口面積の減少で、該制御部１１
）を通る流体の流通抵抗が増大し、前記制御１（３１３
の−次側圧力、即ち吐出圧力（Ｐ）が増大するのである
。 そして、この吐出圧力（Ｐ）と負荷圧力□ｐｉンとの差
圧が前記流量補償弁（４０］で設定する差圧より大きく
なると、前記流量補償弁【４０】のスプール（４２）が
前記押圧体（４１］及び負荷圧力（Ｐ！］に打勝って、
第１図において右方向に移動し、前記連通路（７）と制
御通路（４６］とが連通し、前記制御通路（４６）と前
記スプール（４２）のランドとの間に形成する可変オリ
フィスを介して前記制御通路（４６）に吐出流体の１都
を導入し、前記ポンプ【１】の操作プランジャ（１１］
を作動させ、前記斜板の傾斜角を中立方向に調整しポン
プ吐出量（Ｑ）を減少させるのである。 また、この状態から負荷圧力（Ｐりが低下すると、前記
絞り弁【２０］の一次側圧力（ＰＩ）も低下し、前記圧
力補償弁【６０】のスプール（６４）が動作して減圧制
御部（３１］の開口面積を増大し、該制御ｆＡｉ１）を
通る流体の流動抵抗が減少して、吐出圧力（Ｐ）が減少
するのである。 この結果、前記流量補償弁（４０）に作用する吐出圧力
（Ｐ）と負荷圧力（Ｐｆｉ）との差圧が小さくなり、前
記流量補償弁（４０］のスプール（４２）が前記押圧体
（４１）の押圧力及び負荷圧力【Ｐりの作用で第１図に
おいて左側に移動し、前記制御通路（４６］の連通路（
７］への連通が断たれ、前記操作プランジャ（１１］を
タンク【Ｔ】に開放するのである。 従って、斜板は再び最大傾斜角方向に復帰してポンプの
吐出量（Ｑ）を増大さをるのである。 以上の如く、負荷圧力［Ｐり、即ち前記可変絞り弁【２
０］における二次側圧力【Ｐ２】の変化に応じて、前記
圧力補償弁（６０］における減圧制御ｆｆ１ｓ［３１］
の開口面積を変化させて吐出圧力［Ｐ）を変化させるご
とくしたから、換言すると′前記圧力補償弁【６０】の
第１及び第２受圧面（３２）、（３３）に面積差（ΔＡ
）を形成することにより、前記負荷圧力（ＰＩ）の増大
に伴なって前記絞り弁（２０］の一次側圧力（Ｐりとの
差圧【ΔＰ］を減少するごとく前記圧力補償弁（３０］
における減圧制御部（３１］の開口面積を減少し、吐出
圧力ｔｐ）を増大させるごとくして前記流量補償弁【４
０】を制御し前記斜板を制御するごとくしたので、ポン
プ吐出量（Ｑ）は、第３図のごとく面記絞り弁（２０）
で設定する可変オリアイス【２６】の絞り面積及び前記
圧力補償弁【６０】における面積差（ΔＡ）のちとに、
吐出圧力の上昇に伴なって減少させられる定馬力制御が
可能となるのである。 尚、前記絞り弁【２０】における可変オリアイス【２６
】の開口面積を変更することにより、第６図実線のごと
く、その定馬力制御の出力特性を無段階に調整できるし
、また、前記圧力補償弁（３０）の面積差【ΔＡ】を変
更することにより第６図点線のごとく定馬力制御におけ
る出力特性の傾斜角を変更できるのである。 又、第１図に示した実施例は、前記負荷検出通路（５）
に最高圧を設定するリリーフ弁（５０］と絞り（５１）
とを介装しているので、負荷圧力（ＰＩ）が前記リリー
フ弁、（５０）の設定圧を越えてリリーフ弁【５０】が
作動すると、前記負荷検出通路【５】に流れが生じ、前
記絞り　【５１】の二次側に圧力ドロップが生ずるため
、前記流量補償弁【４０】が動作し、前記スプール【４
１】と制御通路【４６】との間に形成する可変オリフィ
スが最大に開口し、前記操作プランジャ【１１】を作動
させ斜板を中立に保持するのであって、ポンプ吐出量（
Ｑ）は、第６図のごとく圧力補償した状態でカットオフ
されるのである。つまり、前記リリーフ弁【５０】及び
絞り　（５１）を設けることにより、前記流量補償弁（
４ｏ）を圧力補償弁として兼用させ、第６図のごとく定
馬力制御の出力特性をＰＣ制御付定馬力制御にできるの
である。 尚、以上脱刷した実施例における前記圧力補償弁（６０
］の前記第１及び第２受圧面【３２】、（３３）に面積
差（ΔＡ］を形成する手段として、前記した如く段付ピ
ストン【６７】を設ける他、前記スプール室【６６】及
び前記スプール（３４）を段付として前記右側ランド（
３４ｏ３の断面積を左側ランド（５４ａ）及び中間ラン
ド（６４ｂ）の断面積を大きくしてもよいし、また、前
記ピストン（６７］をスプール【５４】と別に形成する
他一体に形成してもよい。 また、前記ピストン（３７］をスプール（３４］と別に
設けて前記面積差【ΔＡ】を形成する場合、第４図のご
とく前記ピストン室【６８】に、前記ピストン（６７］
を前記絞り弁（２０）の−次側圧力（Ｐｉ）による移動
に対抗して押圧する圧縮はね（６０）を設けることによ
り、前記−次側圧力（ＰＩ）が前記はね【６０】に打勝
って前記ピストン（３７］を移動させるまでの間、前記
第１及び第２受圧面［３２）、（３３）は同一面積とな
って面積差【ΔＡ】がないため、前記絞り弁（２０）の
差圧（ΔＰ］は前記圧力補償弁【６０】の抑圧体（６５
）により設定される差圧となり、負荷圧力（Ｐりが増大
しても前記差圧（ΔＰ）は変化しないのであり、従って
、前記流量補償弁【４０】は作動せず、ポンプ流量は第
５図のごとく、吐出圧力が上昇しても最大流量（Ｑ）が
維持されるのである。 そして、前記−次側圧力（Ｐｌ）が前記ばね（６０］に
打勝つ圧力となり、前記ピストン【６７】が移動すると
、前記第１及び第２受圧面（６２）、（３３）に面積差
【ΔＡ）が形成され、前記した実施例と同様吐出圧力の
上昇に伴なってポンプ吐出量（Ｑ、）が減少することに
なるのである。 又、以上説明した実施例では、前記負荷検出通路【５】
にリリーフ弁【５０】と絞り　（５１］とを設けて、前
記流量補償弁【４０】を圧力補償弁として兼用し、圧力
補償した状態で吐出量をカットオフさせｐｏ制御付定馬
力制御としているが、圧力補償弁を設けて、前記流量補
償弁（４０）と併用してもよいし、省略してもよい。 また、前記ポンプ（１０］として斜板式アキシャルピス
トンポンプを用いたが、その他カムリングを用いた可変
容量形ベーンポンプを用いてもよい。 また、前記可変絞り弁（２０］として可変オリフィスＣ
２６３ｙｌ；、もった流量方向制御弁を用いたが、方向
切換機能は必要でない。 以上の如く本発明によれば、可変絞り弁（２０）と減圧
膨圧力補償弁（６０］及び流量補償弁【４０）とを組合
わせるだけの簡単な構成により、特別なメカニカルフィ
ードバック機構を用いることなく定馬力制御又はロング
ランプ制御が行なえるのであり、しかも、可変絞り弁（
２０）の絞り量を調整するだけの簡単な操作により、定
馬力制御又はロングランプ制御の出力特性を無段階に変
更できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す説明図、第２図は
第１図に用いる可変絞り弁の拡大概略断面図、第６図は
第１図に示した実施例による出力特性図、第４図は別の
実施例を示す説明図、第５図は第４図に示した実施例に
よる出力特性図である。 （１］・・・吐出通路 （１０］・・・可変容量形波圧ポンプ

【１１】・・・操作プランジャ （２０］・・・可変絞り弁 （６０］・・・減圧膨圧力補償弁

【６１】・・・減圧制御部

【６２】・・・第１受圧面 （６６）・・・第２受圧面 （６５）・・・押圧体 （４０］・・・流量補償弁

【４１】・・・押圧体 （４６Ｊ・・・制御通路 代理人　弁理士　津　１）直　久 第１図 、９．　町妬Ｊｔｒｐン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　可変制御要素と、該可変制御要素の変位量を調
   整する操作プランジャ（１１］とをもつ可変容量形液圧
   ポンプ（１０）と、該ポンプ（１０）の吐圧通路【１】
   に介装する可変絞り弁（２０）と、面積の異なる第１及
   び第２受圧而（３２）、（６６］及び開口面積が変化す
   る減圧制御部【６１】をもち、面積の小さい第１受圧面
   （６２］に前記絞り弁【２０】の二次側圧力と押圧体（
   ６５）の押圧力とを作用させ、面積の大きい第２受圧面
   （６６）に前記絞り弁（２０］の一次側圧力を作用させ
   るごとくした減圧膨圧力補償弁（６０］と、一端側に吐
   出圧力を作用させ、他端側に前記絞り弁【２０】の二次
   側圧力と押圧体（４１］の押圧力とを・作用させるごと
   く成し、吐出圧力の増大による動作で開口して前記吐出
   通路（１）に連通ずる制御通路（４６］を備えた流量補
   償弁（４０］とから成り、前記制御通路（４６］を前記
   操作プランジャ（１１）に接続するごとくしたことを特
   徴とする可変容量形液圧装置。