JPS6157475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、負荷プラスポンプの制御器、一層詳
しくは、ポンプ吐出圧力を制御するための直列・
並列バイアスばね組立体を有するポンプ制御器に
関する。

吐出し出力を変えるための可動式斜板を有する
可変容量形ポンプの制御に関して、ポンプの接続
した油圧システムの多数のパラメータに応じて多
数の位置に向つて斜板を押圧するために、圧力補
正式のポンプ制御がしばしば行なわれる。これを
行うポンプ制御器は、しばしば、サーボ弁と、種
種の可動要素を介して作動して斜板の動きを制御
するように斜板の両端に反対方向の押圧力を加え
るポンプ放出カートリツジ装置とを包含する。こ
れらの押圧力は、一般に、１つまたはそれ以上の
ばねによつて与えられ、ポンプの吐出端および作
動要素のところでは流体圧力によつて与えられ
る。

可変容量形ポンプのための圧力補正式ポンプ制
御器で生じる問題の１つは、ポンプ吐出圧力が極
度に低い場合ポンプ出力の制御が難かしいという
ことである。したがつて、ポンプを完全に制御す
るためには、ポンプ吐出圧力を最低圧力レベル以
上に保つことが望ましい。また、ポンプ吐出圧力
を必要な負荷圧力以上の特定のレベルに保つこと
も望ましい。こうすると、ポンプを広い範囲の負
荷圧力にわたつてより有効に作動させることがで
きる。差が大きすぎる場合には、ポンプ駆動に余
分なエネルギを消費し、小さすぎる場合には、ポ
ンプ、負荷間の弁および管路内の圧力損失が「負
荷プラス」差よりも大きくなる可能性があり、ポ
ンプ効率を低下させる。

本発明の目的はこのような問題を解消すること
にある。

本発明によれば、可変容量形ポンプの吐出量制
御部材を最大、最小吐出量位置間で移動させるポ
ンプ制御組立体が、制御部材の位置を制御する第
１の手段を有する。この第１手段は、制御部材に
連結した作動装置と、第１、第２の端部分を有す
る弁部材とを有する。この弁部材は、ポンプ吐出
圧力信号が作動装置に連通する第１位置と、この
ポンプ吐出圧力信号が作動装置との連通を阻止さ
れかつこの作動装置がドレンと連通する第２位置
とに動くことができる。弁部材の第１端部分は、
前記ポンプ吐出圧力信号に常にさらされており、
これに応答して弁部材を第１、第２の位置のうち
一方の位置に向つて押圧する端を有する。ばね装
置が、弁部材を、前記ポンプ吐出圧力信号によつ
てそれに加えられている押圧力に抗して他方の位
置に向つて押圧しており、このばね装置が予め選
定した最低吐出圧力を設定する。第２の手段が、
弁部材にかかるばね装置の押圧力を高めて、所定
の圧力レベルを越えた負荷圧力信号に応じてポン
プ吐出圧力を高めるようになつている。ばね装置
は、第２の手段と弁部材の第２端部の間に設置し
た第１のばねと、ハウジングと弁部材の間に設置
した第２のばねとを有する。第２のばねは弁部材
を第１ばねと独立して前記他方の位置に向つて押
圧するに充分に構成、位置決めしてあり、ポンプ
吐出圧力が所定の最低圧力レベルを越えた後にの
み負荷圧力信号以上の一定の差に前記ポンプ吐出
圧力を維持するようになつている。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例
によつて説明しよう。

第１図を参照して、可変容量形ポンプ１０は吐
出量制御部材、すなわち斜板１１を有し、この斜
板は第１、第２の位置間を移動してポンプの吐出
率を最大と最小の間で変化させるようになつてい
る。ポンプは、可動アクチユエータ１３および斜
板１１を第１の方向において最大吐出出力位置に
向つて押圧するばね１４を有する手段１２と、ポ
ンプ吐出圧力および負荷圧力に応じて斜板の位
置、従つてポンプ吐出圧力を制御する第１手段１
５とを包含する。第１手段１５は、斜板に連結し
てあつてそれを吐出出力低下位置に向つて押圧す
る作動手段１６を有する。

ポンプ１０の吐出流体は、管路１７によつて多
数の作動要素１８，１９，２０に送られてそれを
作動させる。作動要素の作動圧力を感知し、これ
らの作動圧力のうち最大のものを単一の負荷圧力
信号として管路２３に通す手段２２が設けてあ
る。この手段２２は、たとえば、共通の方向を向
いており、各々、それぞれの作動要素１８，１
９，２０および管路２３に接続してある複数個の
逆止弁２４であつてもよい。

このようなポンプ制御システムはこの分野で周
知のものであるから、あまり詳しく説明しない。

第２図に示すような第１手段１５はハウジング
２８を有し、このハウジング部材はポンプの孔２
９内に位置しており、１対の同心の孔３１，３２
を有する。作動手段１６は、孔３２内に摺動自在
に設置されていてこの孔の閉鎖端のところで作動
室３４を形成するピストン３３を包含している。
このピストンの下端は斜板に連結してある（第１
図）。細長い弁部材３６は第１、第２の端部分３
７，３８を有する。第１端部分は孔３１内に摺動
自在に設置してあつて作動室３９を形成してい
る。この第１端部分には縮径部４１が設けてあ
る。

弁部材３６は第１、第２の位置間を移動するこ
とができる。第１位置において、ポンプ吐出圧力
信号が吐出通路から通路４２、この通路４２を作
動室３９と接続するハウジング部材に設けたポー
ト４３、および作動室３９，３４を接続するポー
ト４４に通る。弁部材の第２位置において、ポン
プ吐出信号がポート４４、したがつて作動室３４
との連通を阻止されると共に、作動室３４がポー
ト４４および縮径部４１を経てドレン・ポート４
６と連通する。作動室３９内にはポンプ吐出信号
が常に存在しており、したがつて、弁部材３６の
第１端部分３７の端４７に常にポンプ吐出信号が
かかつていることになる。こうして、流体圧力が
端４７の有効面積に作用して弁部材を第１位置に
向つて押圧する。

ばね手段５０が、弁部材３６を、作動室３９内
のポンプ吐出信号によつて弁部材にかかる押圧力
に抗して第２位置に向つて押圧し、ポンプの予め
選定した最低吐出圧力を定める。

このばね手段５０は、たとえば、ポンプの孔２
９内に位置したハウジング部材５６に設けた孔５
３，５４内に同心に設置した第１、第２の圧縮ば
ね５１，５２であつてもよい。第１のばね５１
は、第１、第２のフランジ、すなわち、ばね保持
部材５７，５８内に位置していて両端をそれに連
結してある。第１ばね保持要素は弁部材３６の第
２端部分３８に接続してあり、第２ばね保持要素
はハウジング部材６１の止め面５９と衝合するよ
うに位置決めしてある。第２ばねは、一端で第１
ばね保持要素５７上に着座し、反対端が環状の肩
部６２と衝合している。図示装置の組立状態にお
いて、第１、第２のばねは共に予負荷状態に保た
れて弁部材３６を第２位置に向つて押圧してい
る。

所定の圧力レベルを越えた、管路２３内の負荷
圧力信号に応じて弁部材３６の第１ばね５１の押
圧力を高め、ポンプ吐出圧力を高める第２手段６
３が設けてある。この第２手段６３は、ハウジン
グ部材６１にある孔６６内に摺動自在に設置した
負荷圧力ピストン６４であつてもよい。ピストン
の一端は第２ばね保持要素５８に連結してあり、
他端は室すなわち作動室６７内に位置している。
こうして、ばね５１は、負荷圧力ピストンと弁部
材の間で直列関係にあると考えられる。ばね５２
はばね５１と並列に作用する。管路２３は作動室
６７と連続的に連通して負荷圧力信号をこの作動
室に通す。第２ばね保持要素５８の第１ばね保持
要素５７に向う動きはハウジング部材５６上の止
め６８によつて制限を受ける。

好ましくは、ピストン６４の直径は弁部材３６
の第１端部分３７の直径に等しい。こうして、ピ
ストン６４の、作動室６７内の負荷圧力信号にさ
らされる有効面積が、弁部材３６の、作動室３９
内のポンプ吐出圧力信号にさらされる端４７の面
積に等しくなる。

装置の始動時、ばね１４は図示した最大吐出出
力位置に斜板１１を押圧する。管路１７を通る流
れが阻止あるいは制限されると、ポンプの作動に
よつて吐出通路、したがつて、作動室３９内の流
体圧力がばね５１，５２の力を克服し、弁部材３
６を第１位置に向つて移動させて作動室３９，３
４を連通させるに充分なまで高まる。作動室３９
から作動室３４に通る流体はピストン３３に作用
し、それによつて斜板１１を吐出量減少位置に向
つて移動させる。このシステムは、最終的には、
ばね５１，５２の押圧力に等しい作動室３９内の
ポンプ吐出圧力によつて弁部材３６に加えられる
押圧力と平衡することになる。

ポンプになんらの需要もない場合、すなわち、
管路２３内になんら負荷圧力信号が存在しない場
合には、ポンプ吐出圧力は、ばね５１，５２の組
合わせ押圧力で定まつた。所定の最小レベルに保
たれることになる。このポンプ吐出圧力は第３図
のグラフに線「Ａ」で表わしてあり、最小吐出圧
力レベル点「Ｂ」で示してある。

この平衡位置から、作動要素１８，１９，２０
の流体需要が増大した場合、管路２３によつて増
大した負荷信号が作動室６７に送られる。この負
荷圧力信号は第３図のグラフに破線「Ｃ」で示し
てある。最初、作動室６７内の負荷圧力信号はば
ね５１の力を克服するには不充分であり、ポンプ
吐出圧力は、負荷圧力が所定の圧力レベルに達す
るまで負荷圧力信号が増大する間、最低圧力に維
持されることになる。負荷圧力が所定レベルに達
すると、この増大した負荷圧力信号はピストン６
４を弁部材３６に向つて駆動し、この弁部材にば
ね５１を介して共通の方向の力を加え、第２位置
に向つて下方へ移動させる。この第２位置で、作
動室３９，３４間の連通が断たれると共に、作動
室３４がドレンポート４６と連通する。これは、
増大した負荷に応じてばね１４および固有の旋回
トルクによつて斜板１２をその最大吐出位置に押
しやり、負荷圧力信号の増大量に比例してポンプ
吐出圧力を高めることになる。

上述したように、作動室６７内の負荷圧力信号
の作用するピストン６４の面積は作動室３９内の
吐出圧力の作用する弁部材３６の端４７の面積に
ほぼ等しい。したがつて、第２ばね５２は、第１
ばね５１およびピストン６４によつて加えられる
力と無関係に、弁部材３６にほぼ一定の力を加え
ることによつて負荷プラス機能を与える。こうし
て、ポンプ吐出圧力は常に負荷圧力以上であつ
て、ポンプ吐出圧力が所定の最低圧力レベルをひ
とたび越えると、ポンプ吐出圧力、負荷圧力間の
圧力差はより高い圧力範囲にわたつてほぼ一定に
留まる。この圧力差は第３図のグラフに「Ｄ」で
示してある。

負荷圧力が充分に増大すると、ばね保持要素５
８がハウジング部材５６の止め６８と接触し、負
荷ピストン６４が弁部材３６に向つてさらに移動
するのを防ぎ、負荷ピストン６４によつてばね５
１に加えられる最大押圧力を制限するのである。
これは最大ポンプ吐出圧力を定めることになる。
この最大ポンプ吐出圧力は第３図のグラフに点
〓Ｅ」で示してある。

或る種の可変容量形ポンプでは、アクチユエー
タ１３およびばね１４が斜板１１を最小吐出出力
位置に向つて押圧するように手段１２，１５を位
置決めすることができる。手段１５は、ポンプ吐
出圧力および負荷圧力に応じて斜板の位置、それ
故ポンプ吐出圧力を制御し続ける。これらのポン
プにおいて、弁部材３６の構造および吐出通路お
よび作動室３４，３６からの関連ポートの位置も
変更され、その結果、弁部材の端４７に作用する
ポンプ吐出圧力信号に応じて、ポンプ吐出圧力信
号が作動手段１６との連通から断たれ、この作動
手段がドレンポート４６と連通する位置に弁部材
が押圧される。

本発明の他の目的、利点は図面、本文、特許請
求の範囲を研究することによつて明らかとなろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の差圧補正式ポンプ制御器を有
する油圧システムの概略図、第２図はポンプ制御
器の概略部分断面図、第３図は本発明を利用する
可変容量形ポンプのポンプ吐出圧力対負荷圧力特
性を示すグラフである。 １０……可変容量形ポンプ、１１……吐出量制
御部材、１５……第１手段、１６……作動手段、
２８……ハウジング、３６……弁部材、３７……
第１端部分、３８……第２端部分、４７……端、
５０……ばね手段、５１……第１ばね、５２……
第２ばね、６２……環状肩部、６３……第２手
段、６６……孔、６７……室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可変容量形ポンプの吐出量制御部材を最大、
   最小の吐出量位置間で動かすためのポンプ制御装
   置であつて、前記吐出量制御部材の位置を制御す
   るための第１手段を有し、この第１手段が、前記
   吐出量制御部材に連結された作動手段と、ハウジ
   ング内に設置してあつて第１、第２の端部分を有
   する弁部材とを有し、この弁部材が、ポンプ吐出
   圧力信号が作動手段と連通する第１位置と、前記
   ポンプ吐出圧力信号が作動手段との連通を断たれ
   かつこの作動手段がドレンと連通する第２位置と
   に動くことができ、前記弁部材の前記第１端部分
   が、前記ポンプ吐出圧力信号にほぼ連続的にさら
   され、それに応答して前記弁部材を第１、第２の
   位置のうち一方の位置に向つて押圧する端を有す
   るポンプ制御装置において、前記弁部材を、前記
   ポンプ吐出圧力信号によつてこの弁部材に加えら
   れる押圧力に抗して前記第１、第２の位置のうち
   他方の位置に向つて押圧し、所定の最低吐出圧力
   を定めるばね手段と、所定の圧力レベルを越える
   負荷圧力信号に応答してポンプ吐出圧力を高める
   べく前記弁部材上のばね手段の押圧力を高める第
   ２手段とを包含し、前記ばね手段が、第２手段と
   弁部材の間に位置した第１ばねと、ハウジングと
   弁部材の間に位置した第２ばねとを有し、この第
   ２ばねが、弁部材を第１ばねと無関係に前記他方
   の位置に向つて押圧し、かつポンプ吐出圧力が所
   定の最低吐出圧力レベルを越えるのに応答しての
   み負荷圧力信号以上の所定値に前記ポンプ吐出圧
   力を保つようになつた構造、配置となつているこ
   とを特徴とするポンプ制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のポンプ制御装置
   において、前記第２手段が、ハウジングに設けた
   室と、一端をこの室内に位置させ、他端を第１ば
   ねと衝合させているピストンと、前記負荷圧力信
   号をこの室に連通させる管路とを包含することを
   特徴とするポンプ制御装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のポンプ制御装置
   において、前記ピストンの直径が弁部材の前記端
   とほぼ等しいことを特徴とするポンプ制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のポンプ制御装置
   において、孔および環状肩部が前記ハウジングに
   設けてあり、前記第２ばねがこの孔内に位置し、
   この環状肩部と衝合していることを特徴とするポ
   ンプ制御装置。