JPS6313903A - 一定圧力液圧源 - 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】 仁ニ 〔産業上の利用分野〕　　　　　　　　　“°：−パ本
発明は、常時一定の吐出圧力を保ち、必要に応じて作ａ
液を吐出することが出来る一定圧力液比較的大形の一定
圧力液圧源に間する。

〔従来の技術〕

一定の圧力で作動液を吐出できる一定圧力液圧源は船舶
用ウィンチ、作業車などアクチュエータ（液圧モータや
シリンダなど）の数が多い場合に特に使用されてきてい
る。

これは液圧源の個数が少なく、液圧源の設備費が少なく
て済むこと、また、配管工事や液圧源のための配線工事
（通常電動機によって液圧ポンプは駆動される）の容易
なことなど、従来の液圧源とアクチュエータを１対ｌで
対応させる液圧回路に比べて、優れていることが多い理
由による。

これら、一定圧力液圧源で比較的大形の場合は、液圧ポ
ンプの故障対策、発熱防止、液圧ポンプの容量の制限な
どの理由によって、２台以上の）α圧ポンプによって構
成されることが殆どである。

また一定圧力液圧源に使用される液圧ポンプは可変容量
形、定容量形、またはこれらの組□合わせが使用される
。

それぞれの場合について説明する。

可変容量形液圧ポンプのみて一定圧力液圧源が構成され
る場合、吐出圧によってその吐出量を変るように構成し
た吐出量調整機構がそれぞれの液圧ポンプに付設される
。この場合、消費されろエネルギーも低く押えられ、発
熱も少ないなど良い点がある。しかし、大形の液圧ポン
プで可変容量形は１氏騒音のものがなく、一般に騒音が
高い。液圧源のみ作動させておき、全てのアクチュエー
タが休止しており、すぐにでもアクチュエータが作動出
来る状態（以降、スタンバイ状態と言う）には、液圧ポ
ンプはアクチュエータ側のバルブの漏れなどの分だけ吐
出するので、スタンバイ状態が゛長時間の場合に発熱が
問題となるため、クーラ用の液圧ポンプが必要である。

吐出ｆｆ１ｖｌｉ整機構の相互干渉を防ぐ為に、各液圧
ポンプの吐出量調整機構による最高吐出圧力に°差をつ
ける必要がある。

すると、液圧源の吐出圧力は液圧ポンプの台数が多いと
液圧源の吐出圧力の変化が大きくなる。このためアクチ
ュエータは最低の吐出圧力で作動するうに計画されるが
、必要以上の高圧が吐出される時があるため、使用され
る機器、配管はその′最高圧力に合せて設計される必要
から、無駄な強度アップをしなければならない、また、
可変容量形液圧ポンプは定容量形に比べて高価である。

可変容量形と定容量形液圧ポンプの組合わせて一定圧力
液圧源が構成される場合は、主にスタンバイ状態の低騒
音を目的として、スタンバイ状態に作動する液圧ポンプ
は定容量形の低騒音のものが使用される。スタンバイ状
態の低騒音とクーラ用の液圧ポンプが不要となる点は前
記可変容量形のみで構成した場合に比べて、改善される
ものの、池の欠点は改善されない。

定容量形液圧ポンプのみで一定圧力液圧源が構成される
場合は、消費エネルギーを低く押え、発熱を少なくする
為にアクチュエータ側の使用流量に合わせて、液圧ポン
プの作動する台数の制御が行われる０台数の制御の方法
は、従来、液圧源の吐出圧を検出したり、駆動用電動機
の電流値の検出によって行われている。スタンバイ状態
は１台の液圧ポンプを作動させてリリーフ弁によって一
定の吐出圧を保持させている。アクチュエータが作動し
て１台の液圧ポンプの吐出量では流量が不足しだすと吐
出圧が低下する。この圧力低下を圧力スイッチなどで検
出して、２台目の液圧ポンプを作動させる。さらに、吐
出量が不足してくると、前記と同様に圧力低下を検出し
て、３台目の液圧ポンプを作動させる。この時、２台目
以降の液圧ポンプが作動状態となる為には吐出圧が下が
る必要があり、また、次の液圧ポンプが作動状態になる
ためには多少の時間が必要であり、一時的な圧力降下は
避けられない。これは、アクチュエータの操縦者の意志
に反すること、また、圧力によってブレーキを保持して
いる場合では、一時的にブレーキが緩んでしまうことな
どの危険がある。しかし、可変容量形液圧ポンプを使用
した場合に比べ、低騒音で安価な液圧ボ・ンブを使用す
ることが出来ること、クーラ用の液圧ポンプが不要であ
ること、吐出圧がアクチュエータの計画圧力以上に高く
なることがないので使用される機器、配管なとも必要以
上に強度を上げる必要がないことなどの長所がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

定容ｊ１液圧ポンプのみで一定圧力液圧源が構成される
場合、２台目以降の液圧ポンプが作動する時に一時的に
圧力降下を起こし、アクチュエータの操縦者の意志に反
するため危険であり、ざらに圧力でブレーキを保持して
いる場合では、一時的にブレーキが緩んでしまい危険で
使用出来ないなどの問題があった。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は定容量形を用いた一定圧力液圧源の難点を解消
する為になされたものであり、２台以上の定容量形液圧
ポンプの吐出液路が集流して１つの吐出液路に一定の圧
力で作動液を吐出し、消費される流量によって前記液圧
ポンプの台数が制御されるよう構成された液圧源におい
て、リリーフ弁と直列にフロースイッチを設け、スタン
バイ状態には１台の液圧ポンプを作動させて前記リリー
フ弁によって一定の吐出圧を保持し、アクチュエ−夕の
作動時には前記リリーフ弁の通過流量の下限および上限
を前記フロースイッチにより検出し、その検出信号によ
って、２台目以降の液圧ポンプの作動および非作動を順
次選択できるように構成したことを特徴としている。

〔作用〕

上記構成よりなる本発明によれば、１台目の液圧ポンプ
のみが作動しており、アクチュエータ側に消費されろ流
量が少ない時は、液圧ポンプの吐出量から、アクチュエ
ータに消費される流量を差し引いた流量がリリーフ弁を
流れている。消費量が多くなり、リリーフ弁を流れる流
量が一定限より少なくなると、これをフロースイッチで
検出し、２台目の液圧ポンプを作動させ吐出量を確保す
る。

さらに消費量が多くなると、これもリリーフ弁を流れる
流量の減少をフロースイッチで検出して、３台目の液圧
ポンプを作動させる。従来のように、吐出される流量よ
り消費する流量が多くなり圧力が下がり、その圧力低下
を圧力スイッチで検出する方法では、一時的な圧力低下
が避けられない。

しかし、本発明ではまだ吐出される流量より消費する流
量が少ないうちに２台目以降の液圧ポンプが作動を始め
る為に、一時的な圧力低下は発生しない。

〔実施例〕

本発明による実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明すると、第１図は一定圧力液圧源の液
圧回路図を示す。ｌａ、ｌｂ、ｌｃは１回転当りの理論
吐出量が変えられない同−押しのけ容積の定容遺影液圧
ポンプで、負荷によって回転数の変化の少ない電動機２
ａ、２ｂ、２ｃによって駆動される。液圧ポンプｌａ、
ｌｂ、ｌｃはタンク３から作動液を液路４ａ、４ｂ、４
ｃを通じて吸込み、液路５ａ、５ｂ、５ｃへ吐出する。

？α路５ａ、５ｂ、５ｃの他端は３ボ一ト２位置形電磁
弁６ａ、６ｂ、６ｃに接続される。電磁弁６ａ。

６ｂ、６ｃから流出する作動液は２つの液路７と戻り液
路８へ接続される。電磁弁６ａ、６ｂ、６Ｃが励磁され
ると、液路７へ作動液が吐出し、無励磁となると戻り液
路８へ吐出する。液路７は各液圧ポンプの吐出された作
動液を集めて、逆止弁９を介して供給液路ｌＯに接続さ
れ、図示のないそれぞれのアクチュエータの制御弁の入
口に並列に接続される。逆止弁９は作動液の逆流を防ぐ
ためのものである。液路７の分岐した液路１１はリリー
フ弁１２を介して液路１３へ、さらにフロースイッチ１
４を介して戻り液路８へ接続される。

リリーフ弁１２は液路７の圧力を設定値に保持するため
に作動液の一部又は全部を逃がす圧力制御弁である。フ
ロースイッチ１４は通過流量によって設定位置を独立に
変えることができるスイッチ１４ａ、１４ｂを設けてあ
り、下限スイッチ１４ａは下限を、上限スイッチ１４ｂ
は上限をそれぞれ検出できるようになっている。戻り液
′ｔＢ８は図示のないそれぞれのアクチュエータから排
出される作動液と、電磁弁６ａ、６ｂ、６ｃから流出す
る作動液と、リリーフ弁１２を通過した作動液を集め、
作動液の冷却のためのクーラ１５に接続され、さらに液
路１６でタンク３に作動液が排出される。

上記構成からなる実施例の作用を説明する。

始動時には無負荷始動が出来るように電磁弁６ａ、８ｂ
、６ｃを無励磁状態で電動機２ａ、２ｂ。

２Ｃを始動する。すると、作動液がタンク３から液路４
ａ、４ｂ、４ｃを介して液圧ポンプｌａ。

ｌｂ、ｌｃに吸込まれ、液圧ポンプｌａ、ｌｂ。

Ｉｃから吐出した作動液は液路５ａ、５ｂ、５ｃ。

電磁弁６ａ、６ｂ、６ｃ、戻り液路８、クーラ１５、液
路１６からタンク３に循環し、無負荷運転状態となる。

液圧源をスタンバ、イ状態とするには電磁弁６ａのみを
励磁する。液圧ポンプ１ａから吐出した作動液は液路５
ａ、電磁弁６ａ、液路７、逆止弁９から供給液路１０へ
吐出される。しかし、アクチュエータが使用されていな
いために供給液路１０からアクチュエータに流れるのは
アクチュエータ用のバルブの漏れ量だけで、液圧ポンプ
１ａの吐出流量から漏れ量を差し引いた作動液は液路７
の分岐した液路１１からリリーフ弁１２て設定圧が保持
され、液路１３、フロースイッチ１４、戻り液路８から
クーラ１５、液路１６からタンク３へ戻る。すなわち、
スタンバイ状態ではリリーフ弁１２によって一定の設定
圧力が供給液路１０に保持される。

アクチュエータが作動を始めると、液圧ポンプ１ａから
吐出した作動液は供給液路１０へ流れ出す。すると、今
までリリーフ弁１２を流れていた流量はアクチュエータ
へ流れた分だけ減少するが、フロースイッチ１４の下限
スイッチ１４ａがＯＦＦの状態のままであれば、電磁弁
６ａ、６ｂ、６Ｃはそのままの状態が保持される。しか
し他のアクチュエータが動き出すなどアクチュエータで
の消費する流量が液圧ポンプ１ａの吐出量に近づくと、
リリーフ弁１２の通過流量が減少し、フロースイッチ１
４の下限スイッチ１４ａがＯＮとなる・この信号によっ
て電磁弁６ｂを励磁する・すると・液圧ポンプｌｂの吐
出しぞいる作動液は、電磁弁６ｂを介して戻り液路８か
ら液路７へ切り換り・液圧ポンプ１ｂは作動状態となる
。液路７へ供給される流量が増加するため、リリーフ弁
１２の通過流量が増加しフロースイッチ１４の下限スイ
ッチ１４ａは再びＯＦＦとなる。しかし、電磁弁６ｂは
電気的な自己保持回路によって励磁状態が保持される。

さらにアクチュエータ側での作動液の消費が多くなると
、前述と同様にリリーフ弁１２の通過流量が減少するた
め、下限スイッチ１４　ａ６１’再びＯＮとなり、今度
は電磁弁６Ｃが励磁される。

供給流量が増加し、リリーフ弁１２の通過流量が増加す
るために下限スイッチ１４ａは再びＯＦＦとなるが、Ｔ
１磁弁６ｃは自己保持回路により励磁したままである。

アクチュエータの作動が一部停止してアクチュエータ側
での作動液の消費が減少してくると、その減少した流量
に相当する分リリーフ弁１２の通過流量が増加する。す
ると、フロースイッチ１４の上限スイッチ１４ｂがＯＮ
となる。この信号によって電磁弁６ｃを無励磁とする。

これによって、液圧ポンプ１ｃの吐出した作動液は電磁
弁６ｃを介して戻り液路８へ排出されるため、液路７お
よび供給液路１０への吐出流量は減少する。この時、リ
リーフ弁１２０通過流量は減少するが、仮にフロースイ
ッチ１４の下限スイッチ１４ａがＯＮとなると、再び電
磁弁６ｃを励磁してしまうことになる。そのため、下限
スイッチ１４ａと上限スイッチ１４ｂとの設定値の差は
、液圧ポンプ１ｃの吐出流量よりも大きく設定される必
要がある。さらにアクチュエータの消費する作動液が減
少すると前述と同様にリリーフ弁１２の流量が増加する
ため、上限スイッチ１４ｂがＯＮとなり、この信号によ
って電磁弁６ｂを無励磁とし、供給流量を減少させる。

このようにアクチュエータの消費流量に応じてリリーフ
弁１２の通過流量の増減をフロースイッチ１４によって
検出し、液圧ポンプｌｂ、ｌｃの台数制御が行われる。

しかも、消費流量が液圧ポンプの吐出流量よりも少ない
うちに２台目以降の液圧ポンプが供給液路１０へ吐出す
ることになり、常時リリーフ弁１２には作動液が流れる
ため一時的な圧力低下は生じない。

また、クーラ１５へは常時一定の作動液が流れておりク
ーラ専用の液圧ポンプが要らない。

実施例では液圧ポンプｌａ、ｌ’ｂ、ｌｃが３台の場合
を示したが、２台以上であれば良く、使用されるアクチ
ュエータや使用条件に合わせて決定されれば良い。また
、その液圧ポンプの容量、形式も定容量形であれば同一
でも異なっていても良い。ただし２台目以降に容量の異
なる液圧ポンプが使用された場合、フロースイッチ１４
はその設定が液圧ポンプの吐出量に合わせる必要がある
ために上、下限のスイッチを増設する必要がある。

また、３台目以降の液圧ポンプ駆動用の電動機はスタン
バイ状態では停止しておき、２台目の液圧ポンプが作動
したら、３台目の液圧ポンプ用の電動機を始動し、３台
目の液圧ポンプが作動すると、４台目の液圧ポンプ用の
電動機を始動するように、順次始動するようになされて
も良く、省エネルギーおよび低騒音が図れる。

電磁弁Ｇａ、６ｂ、６ｃは２ボ一ト２位置の０Ｎ−ＯＦ
Ｆ弁とし、逆上弁と組合わせて使用することも出来、液
圧ポンプの吐出した作動液を液路７か戻り液路８に切換
えることが出来れば良い。

実施例ではフロースイッチ１４は１台の中に上限、下限
のスイッチ１４ａ、１４ｂを設けた場合を示したが、上
限用、下限用各々１台ずつ直列にＪ　Ｒしても良い。ま
た、フロースイッチもオリフィスの前後の圧力差を検出
するもの、フローサイトを使用したもの、オーバル流量
計によるものなど瞬時に流量が検出でき、電気的な出力
があれば使用出来る。また、回路上の設置位置もリリー
フ弁１２と直列に配置されれば良く、リリーフ弁１２の
上流側に設けても良い。

電動機２ａ、２ｂ、２ｃの代わりにディーゼルエンジン
など別の駆動装置も使用出来る。また、１台の駆動装置
によって数台の液圧ポンプを動力伝達装置、クラッチな
どを介して作動させることも可能である。

その他、安全のために安全弁、異常圧力検出のための圧
力スイッチ、フィルタなど必要に応じて機器が設けられ
る。

〔効果〕

本発明は上記のように、２台以上の定容量形液圧ポンプ
の吐出液路が集流して１つの吐出液路に一定の圧力で作
動１夜を吐出し、消費される流量によって前記液圧ポン
プの台数が制御されるよう構成された液圧源において、
リリーフ弁と直列にフロースイッチを設け、スタンバイ
状態には１台の液圧ポンプを作動させて前記リリーフ弁
によって一定の吐出圧を保持し、アクチュエータの作動
時には前記リリーフ弁の通過流量の下限および上限を前
記フロースイッチにより検出し、その検出信号によって
、２台目以降の液圧ポンプの作動および非作動を順次選
択出来るように構成したので、次のような効果がある。

Ｏ定容量形液圧ポンプのみで一定圧力液圧源が構成され
た従来の液圧源に比べて、 ■　２台目以降の液圧ポンプが作動する時に、一時的な
圧力降下を起こすことがない。

■　従って、アクチュエータ操縦者に操作上の違和感を
与えず、危険が防止される。

■　液圧源の吐出圧でブレーキが保持されている場合で
も、一時的にブレーキが緩むことも無く、危険が防止さ
れる。

Ｏ可変客員形液圧ポンプのみ、または、定容量形と可変
容量形との組合わせで一定圧力液圧源が構成された従来
の液圧源に比べて、 ■　可変容量形に比べ、安価な定容量形液圧ポンプを使
用できる。

■　大形の液圧ポンプで可変容量形には低騒音のものが
ないが、定容量形には低騒音のものがあり、液圧源を低
騒音にすることが出来る。

■　可変容量形のみの場合、クーラ専用の液圧ポンプが
必要であるが、本発明によればそれが不要となる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２台以上の定容量形液圧ポンプの吐出液路が集流して
   １つの吐出液路に一定の圧力で作動液を吐出し、消費さ
   れる流量によって前記液圧ポンプの台数が制御されるよ
   う構成された液圧源において、リリーフ弁と直列にフロ
   ースイッチを設け、スタンバイ状態には１台の液圧ポン
   プを作動させて前記リリーフ弁によって一定の吐出圧を
   保持し、アクチュエータの作動時には前記リリーフ弁の
   通過流量の下限および上限を前記フロースイッチにより
   検出し、その検出信号によって、２台目以降の液圧ポン
   プの作動および非作動を順次選択出来るように構成した
   ことを特徴とする一定圧力液圧源。