JPS62253978A - 正逆アクチユエ−タの駆動用ポンプ装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は正逆アクチュエータの駆動用ポンプ装置、詳し
くは吐出量を調整する可変制御要素と、この可変制御要
素を中立位置とこの中立位置に対する正逆方向の変位量
とを調整する１対の操作プランジャとを備え、前記操作
プランジャの操作により、前記可変制御要素の変位量の
調整で例えばモータなどの正逆アクチュエータを所望の
速度で駆動する如くしたポンプ装置に関する。

（従来の技術） 従来、可変制御要素と１対の操作プランジャとをもった
可変容量形ポンプと流体モータなどの正逆アクチェエー
タとの間に閉回路を形成し、前記ポンプの作動により前
記アクチエエータを駆動するようにしたポンプ装置は特
公昭５５−４７２３２号公報に示されている如くすでに
知られている。

この従来例は、電気サーボ弁を用い、このサーボ弁を、
前記各操作プランジャの背面室とチャージポンプの吐出
側とを連通ずる連通路に介装して、前記サーボ弁におけ
るトルクモータに対し外部から電気的入力を加えること
によりその入力に比例して前記サーボ弁のフラッパを変
位させてスプールを作動させ、前記チャージポンプから
の流体を前記操作プランジャの一方に供給し斜板（可変
制御要素）の傾斜角度を調整する如く成したものである
。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の従来例において、前記斜板は前記各操作プランジ
ャに対応して設けるスプリングにより中立方向に付勢さ
れており、前記トルクモータに電気的入力を加えない場
合、前記スプールはその両端に作用する均等な圧力のも
とて中立位置に保持されるから、前記斜板は中立位置に
位置することになるのであるが、前記スプールの両端に
はチャージポンプからの流体が絞りを介して常時作用す
るから、前記トルクモータに対する電気的入力を遮断し
て斜板を中立に保持しようとするとき、中立位置に安定
して制御し難い問題があった。

本発明の目的は、中立位置において操作プランジャの背
面室に連通ずる制御通路をタンクに開放する比例制御弁
を用いることにより可変制御要素を中立位置に安定よく
制御できると共に、前記比例制御弁に対する入力信号の
誤差による不安定性をも解消できるようにしたものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記した問題点を解決するために、図面に示
した如く、吐・出量を調整する可変制御要素（１）と、
この可変制御要素（１）を中立位置とこの中立位置に対
する正逆方向の変位量とを調整する１対の操作プランジ
ャ（４）（５）及び、これら操作プランジャ（４）（５
）の背面室（４ａ）（５ａ）のタンクライン（２８）（
２９）への開放時前記可変制御要素（１）を中立位置に
保持する押圧手段Ｎ５）（７）を備えると共に、中立動
作位置と正動作位置及び逆動作位置に操作してｔ指令信
号を出力する指令手段（３１）と流量検出器（３２）と
前記指令手段（３１）からの馬合Ｉ電、卦Ｊ−熔格輪中
興（Ｑ　Ｑ　）ｈｚ眞の７ノ一−バツク検出信号とを比
較演算する減算回路（３３）と、この減算回路（３３）
から出力する電流値に比例して動作する１対の比例ソレ
ノイド（２１）（２２）をもち、これらソレノイド（２
１）（２２）の非通電時前記操作プランジャ（４）（５
）の背面室（４ａ）　　（５ａ）に通ずる制御回路Ｃ２
８＞（２７）を前記タンクライン（２８）（２９）に開
放する中立位置に維持され、通電時前記制御通路（２６
）（２７）の一方を圧力ライン（１３）に開口させ、か
つ、その開口量を制御する比例制御弁（２０）とを備え
、更に、前記減算回路（３３）の出力側に、該減算回路
（３３）の出力信号を、前記指令手段（３１）の操作に
応じて前記比例ツレメイド（２１）（２２）の一方に選
択的に入力させる選択手段（３５）を設け、この選択手
段（３５）を不感帯をもつ関数回路（３６）を介して、
前記指令手段（３１）に電気的に接続したことを特徴と
するものである。

（作用） 前記比例ソレノイド（２１）（２２）への非通電時、前
記操作プランジャ（４）（５）の背面室（４ａ）　　（
５ａ）に通ずる制御通路（２６）（２７）はタンクライ
ン（２８）（２θ）に開放されるから、前記操作プラン
ジャ（４）（５）により変位量を調整する可変制御要素
（１）は前記押圧手段（８）（７）により安定よく中立
位置に保持されるのであり、しかも、指令手段（３１）
により選択手段（３５）を介して前記比例ソレノイド（
２１）（２２）の一方に入力する指令信号は関数回路（
３６）において予め定められた不感帯幅を越えたとき、
前記ソレノイド（２１）（２２）の一方に切換えられる
のであって、前記指令手段（３１）の操作誤差があって
も中立位置が不安定となる問題もないのである。

（実施例） 図面に示したものは、吐出量を調整する可変制御要素と
して斜板（１）を用いた斜板式アキシアルピストンポン
プであって、前記斜板（１）に、主軸（２）とスプライ
ン結合したシリンダブロック（３）に保持する複数のピ
ストン（３ａ）の頭部を接触させると共に、前記シリン
ダブロック（３）を挟んで前記主軸（２）の半径方向対
称位は、即ち、前記斜板（１）のトラニオン軸（図示せ
ず）を挾んで対称位置に、前記斜板（１）の中立位置と
この中立位置に対する正逆方向の変位量とを調整する１
対の操作プランジャ（４）（５）を配置して前記斜板（
１）に連結する一方、前記操作プランジャ（４）　　（
５）　ノ背１ｌｆｆｉ室（４ａ）　　（５ａ）がタンク
（Ｔ）に開放される時、前記斜板（１）を中立位置に保
持する主としてスプリングから成る押圧手段（Ｅｌ）（
７）を設けている。

また、以上の如く構成するポンプ（Ｐ）の通路（８）（
９）は、前記斜板（１）の正逆位置の切換えにより吐出
通路となったり、吸入通路となったりするので、前記各
通路（８）（９）には流体モータ（Ｍ）を接続し、前記
ポンプ（Ｐ）と共に閉回路を形成しており、前記斜板（
１）の正逆位置の切換えで前記モータ（Ｍ）を正逆駆動
すると共に、前記斜板（１）の傾斜角度の調整により吐
出量を変更し、前記モータ（Ｍ）の速度制御を行なうよ
うにするのである。

尚、図面において（１０）は前記主軸（２）の駆動で回
動し、前記ポンプの吸入側にチェック弁（１１）（１１
）を介して流体を補充するチャージポンプ、（１２）は
このチャージポンプ（１０）の吐出側の圧力ライン（１
３）に介装するリリーフ弁である。

しかして、図面に示したものは、以上の如く構成する可
変容量形ポンプ（Ｐ）における前記斜板（１）の制御を
、電流値に比例して動作する１対の比例ソレノイド（２
１）（２２）をもった比例制御弁（２０）を用いて行な
う如く成したものである。この比例制御弁（２０）は、
前記比例ソレノイド（２１）（２２）と、これら比例ソ
レノイド（’）ｊ）（’２２）の可動鉄芯に連動して往
世勤するスプール（２３）とこのスプール（２３）を中
立位置に維持するスプリング（２４）（２５）とから構
成するもので、前記比例ソレノイド（２１）（２２）の
非通電時即ち、中立位置において前記操作プランジャ（
４）　　（５）（７）背１ｆｆｌ室（４ａ）（５ａ）に
通ずる制御通路（２８）（２７）をタンクライン（２８
）（２９）に開放する如く成すと共に、通電時には、前
記制御通路（２Ｅ３）（２７）の一方を、前記チャージ
ポンプ（１０）の吐出側に接続する圧力ライン（１３）
に開口させ、かつ、その開口量を、前記ソレノイド（２
１）（２２）の一方に印加する電流値に対応した開口量
に制御する如く成すのであって、前記スプール（２３）
の中立位置において前記制御通路（２８）（２７）はタ
ンクライン（２８）（２９）に開放されるから、前記斜
板（１）は、中立位置に安定よく保持されるのであり、
また、前記スプール（２３）の作動時、前記制御通路（
２ｅ）（２７）の一方は、前記ソレノイド（２１）（２
２）に印加する電流値に対応して開口させられ、この開
口により前記操作プランジャ（４）（５）を作動させ、
前記斜板（１）を傾動させられるのであるから、前記斜
板（１）の傾斜角は前記ソレノイド（２１）（２２）に
印加する電流値に対応した角度に制御できるのである。

次に前記比例制御弁（２０）の制御手段について説明す
る。

図面に示した制御手段は、主として操作レバーから成り
、中立動作位ｆｉ　（Ｎ）と正動作位置（Ｆ）及び逆動
作位ｉｔ　（Ｒ）とに操作して指令信号を出力する指令
手段（３１）と、前記斜板（１）の位置を検出する主と
して差動トランスから成る流量検出器（３２）と、前記
指令手段（３１）からの指令信号と前記流量検出器（３
２）からの流量検出信号とを比較演算する増幅器（３４
）をもうた減算回路（３３）と、前記減算回路（３３）
の出力信号を前記指令手段（３１）の操作に応じて、前
記比例ソレノイド（２１）（２２）の一方に選択的に入
力させる選択手段（３５）と、この選択手段（３５）の
前記指令手段（３１）への接続側に介装する不感帯をち
った関数回路（３６）とにより構成している。

尚、（３７）は前記減算回路（３３）の指令信号の入力
側に介装する関数回路で前記指令手段（３１）における
中立動作位ＩＥｌ　（Ｎ）に対応し所定の不感帯幅を設
定し、この不感帯幅を越えたとき、前記正動作位置（Ｆ
）及び逆動作位置（Ｒ）に対応する極性に応じて（＋）
又は（−）の出力信号を出力し、流量零からの制御を可
能にするのである。

また、前記選択手段（３５）の入力側に設ける前記関数
回路（３６）は、前記指令手段（３１）における中立動
作位置（Ｎ）に対応し所定の不感帯幅を設定し、この不
感帯幅を越えたとき、前記選択手段（３５）に前記正動
作位置（Ｆ）に対応した正動作切換指令信号（＋）と逆
動作位置（Ｒ）に対応した逆動作切換指令信号（−）を
出力するのである。

又、前記選択手段（３５）は、前記正動作位置（Ｆ）に
対応した正動作切換指令信号（＋）でオン動作する第１
スイツチ（３５Ａ）と逆動作切換信号（−）でオン動作
する第２スイツチ（３５Ｂ）とから構成するのであって
、これらスイッチ（３５Ａ）（３５Ｂ）の一方のオン動
作により前記減算回路（３３）から出力する出力信号が
、前記比例ソレノイド（２ｉ）（２，２）の一方に電流
値として印加されるのである。

また、図面において（４０）は圧力補償弁で、前記圧力
ライン（１３）に介装しており、吐出側となる前記通路
（８）又は（９）とシャツトル弁（４１）を介して連通
し、前記通路（８）又は（９）の圧力がスプリング（４
２）により設定する圧力を越えたとき前記比例制御弁（
２０）に連通ずる側の圧力ライン（１３）をタンク（Ｔ
）に開放し、前記比例制御弁（２０）の動作如何に室（
４ａ）　　（５ａ）を大気圧とし、前記斜板（１）を中
立位置に制御するのである。

次に以上の如く構成するポンプ装置についてその作動を
説明する。

図面は前記比例ソレノイド（２１）（２２）の何れもが
非通電となっている状態で、前記制御通路（２８）（２
７）はタンクライン（２８）（２９）に開放しており、
斜板（１）は、前記押圧手段ＣＢ）（７）により安定よ
く中立位置に保持されている。

このとき、前記指令手段（３１）は、中立動作位Ｕ　（
Ｎ）に位置しているのであるが、例えば建設機械などに
適用した場合で、前記指令手段（３１）が振動により正
逆動作位置方向に変位しても、前記関数回路（３６）で
設定する不感帯幅の範囲内では前記切換指令信号の出力
はないので、例え前記減算回路（３３）から前記した変
位に伴なう出力信号が出力していても、前記比例ソレノ
イド（２１）（２２）への出力はなく　、：＆ｌ仮（１
）は確実に中立位置に保持されることになる。

また、以上の状態から前記指令手段（３１）を例えば正
動作位置（Ｆ）に操作すると正動作切換指令信号が出力
し前記選択手段（３５）の第１スイツチ（３５Ａ）がオ
ン動作すると共に、前記指令手段（３工）からの指令信
号と、前記流量検Ｌ［（３２）からのフィードバック信
号（流量検出信号）とが比較演算され、その減算値（信
号差）が減算回路（３３）の増幅器（３４）を介して出
力され、前記比例ンレノイド（２１）に、出力信号に対
応した電流値を印加するのである。

そして、この印加により電流値に比例して前記スプール
（２３）が図面において左方に動作し、制御通路（２７
）が、所定の開口量で前記圧力ライン（１３）に連通ず
るのであり、前記チャージポンプ（１０）からの流体が
前記操作プランジャ（５）の背面室（５ａ）に流れ前記
プランジャ（５）を操作して斜板（１）を反時計方向に
傾動させるのであって、ポンプ吐出量は前記斜板（１）
の傾斜角に対応して変化（増大）するのである。

従って、ポンプ吐出量は前記指令手段（３１）で１旨示
する吐出量に調整され、前記モータ（Ｍ）を所望の速度
で駆動させられるのである。

また、前記指令手段（３１）と前記正動作位ｆｉ２　（
Ｆ）から逆動作位置（Ｒ）に切換える場合、前記選択手
段（３５）は第２スイツチ（３５Ｂ）がオン動作し前記
比例ソレノイド（２２）に指令手段（３１）からの指令
信号に対応した所望の電流値が印加されて、比例制御弁
（２０）は前記した動作と逆動作し、斜板（１）が時計
方向に傾動するのであって、流体の流路方向が切換えら
れ、前記モータ（Ｍ）が逆動作するのである。

以上説明した実施例は、流量検出器（３２）として差動
トランスを用い斜板（１）の位置検出により流量を検出
する如く成したが、前記通路（８）（９）に流量検出セ
ンサーを配設して行なってもよい。また、斜板式アキシ
アルピストンポンプを用いたが、斜軸式でもよいし、カ
ムリングを用いたベーンポンプでもよい。また、アクチ
ュエータとしては流体モータの他、シリンダでもよい。

（発明の効果） 本発明は以上の如く１対の比例ソレノイド（２ｉ）（２
２）をもった比例制御弁（２０）を用い、前記比例ソレ
ノイド（２１）（２２）の非通電時、制御通路（２８）
（２７）をタンクライン（２８）（２９）に開放したか
ら、可変制御要素（１）は安定よく中立位置に保持され
るのであり、中立安定性を向上できるのである。

その上、前記指令手段（３１）の操作に応じて前記減算
回路（３３）からの出力信号を比例ソレノイド（２１）
（２２）の一方に選択的に入力させる選択手段（３５）
を不感帯をもった関数回路（３６）を介して指令手段（
３１）に電気的に淳鉢十スので訊夙から、前記ｔｉ令−
ｉｍ（３ｔ）における中立動作位置（Ｎ）で例えば振動
等による変位があっても、前記可変制御要素（１）の中
立位置を確実に保持できるのであって、これによって中
立安定性の向上が一層確実なちとなるのでうる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す流体及び電気回路図であ
る。 （１）・・・・・・斜板（可変制御要素）（４）（５）
・・・・・・操作プランジャ（４ａ）（５ａ）・・・・
・・背面室 （６）（７）・・・・・・押圧手段 （１３）・・・・・・圧力ライン （２０）・・・・・・比例制御弁 （２１）（２２）・・・・・・比例ソレノイド（２６）
（２７）・・・・・・制御通路（２８）（２９）・・・
・・・タンクライン（３１）・・・・・・指令手段 （３２）・・・・・・流体検出器 （３３）・・・・・・減算回路 （３５）・・・・・・選択手段 （３６）・・・・・・関数回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吐出量を調整する可変制御要素（１）と、この可変制御
   要素（１）を中立位置とこの中立位置に対する正逆方向
   の変位量とを調整する１対の操作プランジャ（４）（５
   ）及び、これら操作プランジャ（４）（５）の背面室（
   ４ａ）（５ａ）のタンクライン（２８）（２９）への開
   放時前記可変制御要素（１）を中立位置に保持する押圧
   手段（６）（７）を備えると共に、中立動作位置と正動
   作位置及び逆動作位置に操作して指令信号を出力する指
   令手段（３１）と流量検出器（３２）と前記指令手段（
   ３１）からの指令信号と流量検出器（３２）からのフィ
   ードバック検出信号とを比較演算する減算回路（３３）
   と、この減算回路（３３）から出力する電流値に比例し
   て動作する１対の比例ソレノイド（２１）（２２）をも
   ち、これらソレノイド（２１）（２２）の非通電時前記
   操作プランジャ（４）（５）の背面室（４ａ）（５ａ）
   に通ずる制御回路（２６）（２７）を前記タンクライン
   （２８）（２９）に開放する中立位置に維持され、通電
   時前記制御通路（２６）（２７）の一方を圧力ライン（
   １３）に開口させ、かつ、その開口量を制御する比例制
   御弁（２０）とを備え、更に、前記減算回路（３３）の
   出力側に、該減算回路（３３）の出力信号を、前記指令
   手段（３１）の操作に応じて前記比例ソレノイド（２１
   ）（２２）の一方に選択的に入力させる選択手段（３５
   ）を設け、この選択手段（３５）を不感帯をもつ関数回
   路（３６）を介して、前記指令手段（３１）に電気的に
   接続したことを特徴とする正逆アクチュエータの駆動用
   ポンプ装置。