JPS62253979A - 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
変制御形ポンプと流体モータなどの正逆アクチュエータ
との間に閉回路を形成し、前記ポンプの作動により前記
アクチュ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減圧圧力
のもとで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作
用室に連通ずる制御通路をタンクに開放する電磁比例減
圧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、前記比例減圧弁に対する入力信
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）
の作用室（４ａ）　　（５ａ）のタンク（Ｔ）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１３）（７）を備えると共に、電流値に比例して動
作する１対の比例ソレノイド（２１）（２２）と、この
比例ソレノイド（２１）（２２）の動作に連動して往復
動するスプール（２３）とをもち、二次側を制御通路（
２６）（２７）を介しヂ　肯シ肴コ　ｋｍ＃　　　ｆＡ
　　　／ｌ　　Ｎ　　　　／Ｃ：　　ＩＩ　　）Ｔｌｔ
ｒＣｔｌｊｆｔ；１−ｒ−７’−１シ（２３）の背面室
（２４）（２５）に連通させ、前記比例ソレノイド（２
１）（２２）の非通電時、前記制御通路（２６）（２７
）をタンク（Ｔ）に開放し、通電時前記制御通路（２６
）（２７）の一方を圧力ライン（１３）に、前記ソレノ
イド（２１）（２２）へ印加する電流値に比例した開度
で連通ずる如くした電磁比例減圧弁（２０）を備え、更
に、中立動作位置と正動作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、この指令手段（
３１）からの指令信号を、その操作に応じ、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（３Ｓ）とを備え、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）の作用室（４ａ）（５ａ
）に通ずる制御通路（２６）（２７）はタンクに開放さ
れるから、前記操作プランジャ（４）（５）により変位
量をｒＩＲ整する可変制御要素（１）は前記押圧手段（
６）（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）を挾んで前記主軸（２）の半径方向対
称位置、即ち、前記斜板（１）のトラニオン軸（図示せ
ず）を挟んで対称位置に、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）
の作用室（４ａ）（ｆ５ａ）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（８）（７）を設けている。

また、以上の如（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１ａ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）（１
１）を介して流体を補充するチャージポンプ、また、（
１２）は前記チャージポンプ（１０）の吐出側の圧力ラ
イン（１３）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）をもった電磁比例減圧弁（２０）を用いて
行なう如く成したものである。

この電磁比例減圧弁（２０）は、前記比例ソレノイド（
２１）（２２）と、これら比例ソレノイド（２１）（２
２）の可動鉄芯に連動して往復通路（２６）（２７）を
介して前記操作プランジャ（４）（５）の作用室（４ａ
）　　（５ａ）と前記スプール（２３）の背面室（２４
）（２５）とに連通させ、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制御通
路（２６）（２７）をタンク（Ｔ）に開放する如（成す
と共に、通電時には、前記制御通路（２６）（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（２１）（２２）の一方に印加する電流
値に対応したＣＦ４０量に制御する如く成したものであ
る。

斯くして前記ソレノイド（２１）（２２）の非通電時、
即ち、前記スプール（２３）が中立位置に位置するとき
、前記操作プランジャ（４）（５）の作用室（４ａ）　
　（５ａ）は、前記制御通路（２６）（２７）及び前記
減圧弁（２０）を介してタンク（Ｔ）に開放されるから
、前記斜板（１）ｊ−１−前！１３１７１１Ｔ：ＥＥｍ
　　（Ｑ　　）（７）ｎ＃Ｊａ−ｔｖ＋＝より中立位置
に安定よく保持されることになるのであり、また、前記
ソレノイド（２１）（２２）への通電時、即ち、前記ス
プール（２３）の作動時、前記制御通路（２６）（２７
）の一方は、前記ソレノイド（２１）（２２）に印加す
る電流値に比例した開度で圧力ライン（１３）に連通し
、前記チャージポンプ（１０）からの流体を、所望の減
圧力（ＰＣ）で前記作用室（４ａ）　　（５ａ）の一方
に導いて、前記操作プランジャ（４）（５）の一方を、
前記押圧手段（８）（７）の押圧力（Ｋ）に抗して動作
させ、前記斜板（１）を、前記減圧力（ＰＣ）と押圧力
（Ｋ）とが平衡する位置に傾動させるのである。

即ち、前記ソレノイド（２１）（２２）のうち、例えば
図中右方のソレノイド（２１）に所望の電流値を印加す
る場合、その可動鉄芯には、前記電流値に比例した吸引
力（Ｆｌ）が作用し、この吸引力（Ｆｌ）により前記ス
プール（２３）を左方作動させ、制御通路（２７）を圧
力ライン（１３）に連通させ、前記作用室（５ａ）に所
望の減圧力（ＰＣ）を作用させると共に、前記スプール
（２３）の背面室（２５）に作用させるのである。この
とき、前記スプール（２３）の背面に作用する前記減圧
力（ＰＣ）をもとに生ずる押圧力（Ｆ２）即ち、Ｆ２＝
ＰＣ−Ａ　（Ａはスプール（２３）の受圧面積）が前記
吸引力（Ｆｌ）に対抗するのであって、前記吸引力（Ｆ
、）に対し押圧力（Ｆ２）が高くなると、つまり減圧力
（ＰＣ）が高（なると前記スプール（２３）は右方に移
動して開度を絞り、その減圧力（ＰＣ）を低く制御する
のであり、減圧力（ＰＣ）は常に前記吸引力（Ｆ、）に
対応した値に設定されるのである。

この結果、前記減圧力（ＰＣ）と押圧手段（８）（７）
の押圧力（Ｉり）とが平衡する位置に傾動する前記斜板
（１）は、流量フィードバック機構を用いなくとも、次
に説明する指令手段（３１）による指令通りに正確に制
御することができるのである。

次に前記電磁比例減圧弁（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
、中立動作位置（Ｎ）と正動作位置（Ｆ）及び逆動作位
置（Ｒ）とに操作して指令信号を出力する指令手段（３
１）と、この指令手段（３１）からの指令信号を、その
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
する不感帯をもった関数回路（３６）とにより構成して
いる。

尚、（３３）は指令手段（３１）の出力側に接続する増
幅器で、その入力側には、関数回路（３４）を介装して
いる。この関数回路（３４）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ｆｆ１Ｊ七鹸ル捕　テ　ト　ふ　さ　−
前Ａ−丁　翻炸位砧　（ｒ　）　乃　ｒダ逆動作位置（
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１ｉｉ　（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（３６Ｂ）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
作により前記指令手段（３１）から増幅器（３３）を介
して出力する出力信号が、前記比例ツレ／イド（２１）
（２２）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（４２
）により設定する圧力を越えたとき前記比例減圧弁（２
０）に連通ずる側の圧力ライン（１３）をタンク（Ｔ）
に開放し、前記比例減圧弁（２０）の動作如何に拘わら
ず前記操作プランジャ（４）（５）の作用室（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（２６）（２
７）はタンク（Ｔ）に開放しており、斜板（１）は前記
押圧手段（６）（７）により安定よ（中立位置に保持さ
れている。

このとき、前記指令手段（３１）は、中立動作位置（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（３θ）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、例え前記指令手段（３１）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・、斜板（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（３１）からの指令
信号が増幅器（３３）を介して出力され、前記比例ソレ
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）の作用室（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）で指示す
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）を前記正動作位ｉＷ　（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）に指電流値が印加されて比例減
圧弁（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、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（２１）（
２２）をもった電磁比例減圧弁（２０）を用い、前記比
例ソレノイド（２１）（２２）の非通電時、制御通路（
２６）（２Ｖ）をタンク（Ｔ）に開放したから、可変制
御要素（１）は安定より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）に電気的に接続するのである
から、前記指令手段（３１）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、
これによっても中立安定性の向上が一層確実なものとな
るのである。

更に、電磁比例減圧弁（２０）を用いるから、流量フィ
ードバック機構を用いなくとも可変側型要素の変位量を
調整する操作プランジャ（４）（５）の作用室（４ａ）
　　（５ａ）には前記比例ソレノイド（２１）（２２）
に印加する電流値に対応した減圧力を作用させられ、こ
の減圧力をもとに前記可変制御要素を所望の変位量に設
定できるのである。

【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）・・・・
・・作用室 （６）（７）・・・・・・押圧手段 （１３）・・・・・・圧力ライン （２０）・・・・・・電磁比例減圧弁 （２１）（２２）・・・・・・比例ソレノイド（２３）
・・・・・・スプール

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）の作用室（
   ４ａ）（５ａ）のタンク（Ｔ）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、電流値に比例して動作する１対の比
   例ソレノイド（２１）（２２）と、この比例ソレノイド
   （２１）（２２）の動作に連動して往復動するスプール
   （２３）とをもち、二次側を制御通路（２６）（２７）
   を介して前記作用室（４ａ）（５ａ）及び前記スプール
   （２３）の背面室（２４）（２５）に連通させ、前記比
   例ソレノイド（２１）（２２）の非通電時、前記制御通
   路（２６）（２７）をタンク（Ｔ）に開放し、通電時前
   記制御通路（２６）（２７）の一方を圧力ライン（１３
   ）に、前記ソレノイド（２１）（２２）へ印加する電流
   値に比例した開度で連通する如くした電磁比例減圧弁（
   ２０）を備え、更に、中立動作位置と正動作及び逆動作
   位置に操作して指令信号を出力する指令手段（３１）と
   、この指令手段（３１）からの指令信号を、その操作に
   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）とを備え、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。