JPS63259178A

JPS63259178A - 流体制御装置

Info

Publication number: JPS63259178A
Application number: JP62095926A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Midori; 翠　寿久; Toru Ishigaki; 亨石垣; Toru Watanabe; 亨渡辺
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1987-04-16
Publication date: 1988-10-26

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〉この発明は、建設機械などに使用され、エンジンで可変
容量形ポンプと固定容量形の制御ポンプを駆動し、制御
ポンプからの吐出流体で可変容量形ポンプの吐出量制御
部を制御して可変容量形ポンプの吐出量を制御するよう
にした流体制御装置に関する。

〈従来の技術〉従来、この種の流体制御装置としては第８図に示すよう
なものがある（実公昭５２−６７６９号公報）。この流
体制御装置はエンジンｌに可変容量形ポンプ２と固定容
量形の制御ポンプ３を連動させ、可変容量形ポンプ２と
油圧モータ５とをメインライン４によって接続すると共
に、上記可変容量形ポンプ２の斜板６を制御する斜板制
御シリンダ７と上記制御ポンプ３との中間にサーボ弁８
を設けた制御ライン９によって接続している。

そして、エンジン１の回転数を定格回転数（アイドリン
グ以上で最大回転数に近い回転数）に保持した状態で、
可変容量形ポンプ２の斜板６の傾きをサーボ弁８によっ
て斜板制御シリンダ７を介して制御することにより、可
変容量形ポンプ２の１回転当たりの吐出量を制御して、
油圧モータ５の回転数を可変制御するようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、上記従来の流体制御装置では、エンジン
ｌの回転数を常に定格回転数に保持した状態で、サーボ
弁８によって斜板６の傾きを変えて可変容量形ポンプ２
の吐出量を制御しているため、可変容量形ポンプ２の斜
板６を中立位置に復帰して吐出量を略零にした状態でも
、エンジン１は定格回転数で回転していることになり、
エンジンｌの燃料消費量が多くなり、動力損失が大きい
という問題がある。

また、上記従来の流体制御装置では、エンジン１の回転
数が常に一定の値になるように制御しつつ、可変容量形
ポンプ２の斜板６の傾きを変えて、吐出量を制御してい
るため、エンジンｌの回転数と斜板６の傾きとを個別に
制御しなければならず、操作が煩雑になり、構造が複雑
になり、コストアップを招くという問題がある。

そこで、この発明の目的は、エンジンの回転数と可変容
量形ポンプの１回転当たりの吐出量とを関係づけて、エ
ンジンの回転数のみを制御することによって、エンジン
の回転数の増大に応じて可変容量形ポンプの１回転当た
りの吐出量を増大させ、必要な場合のみにエンジンの回
転数を上げろことにより、動力損失を少なくでき、また
エンジンの回転数のみの制御で可変容量形ポンプの吐出
量を増域できて操作が簡単で、構造が単純でコストが低
い流体装置を提供することにある。

さらに、この発明の目的は、可変容量形ポンプが吐出を
開始するエンジンの回転数あるいは最高流量を吐出する
回転数を情況に応じて可変設定できる流体装置を提供す
ることにある。

〈問題点を解決するｊコめの手段〉上記問題点を解決するため、第１の発明の流体制御装置
は、第１図に例示するように、吐出量制御部２２．２３
に導かれた流体圧力が一定圧力以上になると、その流体
圧力の増大につれて吐出量を増大する構造の可変容量形
ポンプ１２と固定容量形の制御ポンプ１３とをエンジン
１１に連動させ、上記制御ポンプ１３の吐出口と上記吐
出量制御部２２．２３とを制御ライン２６によって接続
する一方、上記制御ライン２６からタンクヘ分岐した分
岐ライン４１に絞り３９を設けたことを特徴としている
。

また、第２の発明の流体制御装置は、吐出全制御部２２
．２３に導かれた流体圧力が一定圧力以上になると、そ
の流体圧ツノの増大につれて吐出量を増大する構造の可
変容量形ポンプ１２と固定容量形の制御ポンプ１３とを
エンジン１１に連動させ、上記制御ポンプ１３の吐出口
と上記吐出量制御部２２．２３とを制御ライン２６によ
って接続する一方、上記制御ライン２６からタンクヘ分
岐した分岐ライン４１に絞り３９を設けると共に、上記
制御ライン２６からタンクヘ分岐した今一つの分岐ライ
ン５６に可変絞り５５を設けたことを特徴としている。

〈作用〉第１の発明において、エンジン１１の回転数を増大させ
ると、制御ポンプ１３の単位時間当たりの吐出量が増大
し、その１こめ分岐ライン４１の絞り３９の上流側の圧
力が増大する。この絞り３９の上流側の圧力は制御ライ
ン２６を通して可変容量形ポンプ１２の吐出量制御部に
導かれる。したがって、エンジン１１の回転数の増大に
応じて、可変容量形ポンプ１２の吐出量が第２図に示す
ように増大することになる。したがって、エンジン１１
の回転数っま、り制御ポンプ１３の入力回転数を制御す
ることによって、可変容量形ポンプ１２の１回転当たり
の吐出量を制御することができ、エンジンＩＩの回転数
と可変容量形ポンプＩ２の１回転当たりの吐出量を個別
に制御する必要がなくなる。また、可変容景形ポンプ１
２の１回転当たりの吐出量を減少させたいときは、エン
ジン１１の回転数を少なくすればよいことになり、した
がって、無駄な燃料を消費することがなく、動力の損失
がなくなる。

また、第２の発明においては、第１の発明の構成に加え
て、制御ライン２６から分岐した今一つの分岐ライン５
６に可変絞り５５を設けているため、この可変絞り５５
の開度を調整することによって、エンジン１１の回転数
に対応づけられる絞り３９の上流側の流体圧力を調整す
ることかでき、したがって、可変容重形ポンプ１２が吐
出を開始すべきエンジン１１の回転数あるいは最大流量
を吐出するエンジン１１の回転数を、例えば第２図に示
す状態から第３図に示す状態に可変絞り５５の開度を制
御することによって変えられる。したがって、この第２
の発明の流体装置は種々の用途に適合させることができ
る。

〈実施例〉以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図に示すように、エンジン１１に可変容１形ポンプ
１２と固定容量形の制御ポンプ１３とを直結して連動さ
せている。上記可変容重形ポンプ１２にアクチュエータ
としての車両走行用の油圧モータ１５をメインライン１
６．１７により連結して閉回路を形成している。

上記可変容量形ポンプ１２の斜板２１の傾斜角を制御す
る吐出量制御部としての斜板制御シリンダ２２．２３は
、中間に切換弁２５を有する制御ライン２６，２７．２
８を介して制御ポンプ１３に接続している。上記可変容
量形ポンプ１２は斜板２１を中立位置から両方向に傾斜
させることによって、両方向に流体を吐出することがで
きる。

また、上記可変容量形ポンプ１２は、斜板制御シリンダ
２２に加わる流体圧力と斜板制御シリンダ２３に加わる
流体圧力との差圧が一定圧力以上になると、斜板２Ｉか
一定角度以上傾斜して、流体を吐出し始め、その差圧の
増大につれて斜板２１の傾斜角が増大して吐出量が増大
するようになっている。

上記制御ポンプ１３の吐出口と切換弁２５のポンプボー
トＰとの間の制御ライン２６には前後の差圧が例えば２
　ｋｇ７ｃｍ”で開くシーケンス弁３７を設け、このシ
ーケンス弁３７と制御ポンプ１３との間からタンク３８
に分岐する分岐ライン４１に上流側より順次絞り３９と
リリーフ弁４０を設けている。上記絞り３９とリリーフ
弁４０との間の分岐ライン４１にはチェック弁４２．４
３を介してメインライン１６．１７を接続して、上記リ
リーフ弁４０の設定圧でメインライン１６．１７に流体
を補給できるようにしている。すなわち、上記制御ポン
プ１３は可変容量形ポンプ１２の吐出量を制御するため
の流体を供給する他に、メインライン１６．１７の流体
の量が不足する場合にメインラインＩ　６．＋　７に流
体をチャージする機能を有する。また、上記絞り３９と
リリーフ弁４０との間の分岐ライン４Ｉと切換弁２５の
タンクボートＴとを中間にチェック付き絞り弁４５を有
する戻りライン４６によって接続している。

また、上記シーケンス弁３７と切換弁２５のポンプボー
トＰとの間の制御ライン２６と上記戻りライン４６とは
、中間に差圧が２　ｋｇ／ｃｊＩ”以上、例えば４　ｋ
ｇｆｃｘ２で開くシーケンス弁５１と可変絞り５２を有
する分岐ライン５３によって接続し、さらに、中間に可
変絞り５５を有する分岐ライン５６によっても接続して
いる。さらに、上記切換弁２５の負荷ボートＡ、Ｂを斜
板制御シリンダ２３゜２２に制御ライン２７．２８によ
って夫々接続している。また、上記制御ライン２７と制
御ライン２８とを通常は全開でクラッチと同じ作用をす
る可変絞り５７を有するライン５９によって接続してい
る。

尚、６１は制御ポンプの吸い込みラインに設けたフィル
タ、６２はクーラーである。

上記構成の流体装置は次のように動作する。

いま、車両を前進させるために、切換弁２５を右のシン
ボル位置に切り換え、クラッチと同じ作用をするバイパ
ス用の絞り弁５７を全開にしておく。そしてエンジンｌ
ｌのアクセルペダル審踏み込んで、エンノン１１の回転
数を上昇させると、エンジン１１に連動する制御ポンプ
１３の吐出流量が増大する。制御ポンプ１３から吐出し
た流体は分岐ライン４１の絞り３９を通り、リリーフ弁
４０を押し開いてタンクに排出される。メインライン１
６．１７に油が充満されていない場合には、ヂエック弁
４２．４３を通してメインライン１６゜１７に油が補給
される。このメインライン１６゜１７へ油を補給するヂ
ャージ圧力はリリーフ弁４０の設定圧力である。エンジ
ンＩｆの回転数が低くて制御ポンプ１３の吐出量が少な
く、分岐ライン４１の絞り３９の前後の差圧が２ｋｇ／
ａｘ”以下の場合、すなわち、制御ライン２６のシーケ
ンス弁３７の前後の圧力差が２　ｋｇ以下でシーケンス
弁３７が閉鎖された状態では、斜板制御シリンダ２２．
２３には分岐ライン５６により戻りライン４６の同一の
流体圧力（リリーフ弁４ｏの設定圧力）が導かれ、斜板
２１は傾転せず、可変容量形ポンプ１２は空転し、流体
を吐出しない。さらに、エンジン１１の回転数が上昇し
、制御ポンプ１３からの吐出流量が増大すると、シーケ
ンス弁３７の１次側と２次側との差圧が２ｋｇ／ｃｔｔ
ｔ”を超えて、シーケンス弁３７は開放され、その下流
側に制御ポンプ１３からの吐出流体が供給され始める。

そうすると、制御ライン２６の流体は分岐ライン５６の
可変絞り５５を介して戻りライン４６に流出する。そし
て、可変絞り５５の１次側の圧力Ｐａは斜板制御シリン
ダ２３に導かれ、２次側の圧力Ｐｂは斜板制御シリンダ
２２に導かれるが、上記可変絞り５５と絞り３９によっ
て発生する差圧つまりコントロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）
が斜板２１を傾斜させる値に達するまでは、可変容量形
ポンプＩ２は油を吐出しない。さらにエンジン１１の回
転数が増大して制御ポンプ１３の入力回転数が増大して
、上記コントロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）が−窓以上にな
って、斜板２Ｉを傾斜させる値に達すると、斜板２１が
傾動し可変容量形ポンプ１２はメインライン１６に流体
を吐出し始める。このように可変容量形ポンプ１２が油
を吐出し、かつ、シーケンス弁５Ｉが閉鎖している状態
では、制御ポンプ１３の人力回転数に対応して可変容量
形ポンプ１２の吐出ｍが変動する。特に、エンジン１１
つまり制御ポンプ１３の入力回転数に対するコントロー
ル圧力（Ｐａ−Ｐｂ）の増加率は、絞り３９と可変絞り
５５の開口面積に依存する。したがって、可変絞り５５
の開度を調整すれば、上記増加率を変化させることがで
き、結果的に、制御ポンプ１３の人力回転数に対する可
変容量形ポンプ１２の吐出量を調整できる。

さらに、エンジン１１の回−転数が増大し、上記コント
ロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）がシーケンス弁５１の前後の
差圧（４ｋｇ／ａｘ”）以上に増大すると、分岐ライン
５３のシーケンス弁５１が開放され、制御ライン２６の
流体は、分岐ライン５３の可変絞り５２を通って戻りラ
イン４６からタンクにバイパスされることになる。この
ときの制御ポンプ１３の人力回転数の変化に対するコン
トロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）は絞り３９と可変絞り５２
と可変絞り５５との全開口面積によって与えられる。ま
た、斜板２１が最大角傾斜した最大流Ｉを吐出するエン
ジン１１の回転数の調整はシーケンス弁５１が開放され
た後に動作することになる可変絞り５２の開度を調整す
ることによって行なわれる。

一方、エンジン１１の回転数が減少して、絞り３９の前
後の差圧（Ｐａ−Ｐｂ）がシーケンス弁３７を開放する
差圧２に９以下になると、上記シーケンス弁３７が閉鎖
して、斜板制御シリンダ２３．２２には同一圧力の流体
が導かれることになり、斜板２１は直ちに中立位置に復
帰して、吐出量が零になる。このようにシーケンス弁３
７の作用でエンジン１１の回転数に対する可変容量形ポ
ンプ１２の吐出開始点と吐出停止点とが一致するので、
ヒステリシスがなくなる。

上記の動作をさらに明確に説明するため、可変絞り５２
．５５とシーケンス弁３７．５１を選択的に動作させた
状態を第２図乃至第７図を参照しながら説明する。

第２図は制御ライン２６のシーケンス弁３７の設定圧を
零にし、すなわち、シーケンス弁３７を取り去ったのと
同じ状態にし、さらに分岐ライン５３の可変絞り５２と
分岐ライン５６の可変絞り５５を共に全閉した状態で、
制御ポンプ１３の入力回転数Ｎに対する可変容量形ポン
プ１２の吐出量の関係を示す。このとき、制御ライン２
６の流体は絞り３９を有する分岐ライン４１のみを通っ
てタンク３８に排出される。制御ポンプ１３の入力回転
数Ｎの増大に応じて絞り３９の前後の差圧が増大し、そ
れに応じて斜板制御シリンダ２３゜２２に導かれるコン
トロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）が増大して、可変容量形ポ
ンプ１２の１回転当たりの吐出量が増大する。

第３図は第２図の条件から可変絞り５５を開放し、この
可変絞り５５を調整することにより、可変容量形ポンプ
１２が吐出を始める制御ポンプ１３の入力回転数Ｎ１可
変容量形ポンプ１２が最大流量を吐出する制御ポンプ１
３の人力回転数Ｎが変化させられることを示している。

第４図は分岐ライン５６の可変絞り５５を全閉にし、分
岐ライン４１の絞り３９と分岐ライン５３のシーケンス
弁５１および可変絞り５２のみを動作させた状態での制
御ポンプ１３の入力回転数Ｎと可変容量形ポンプ１２の
吐出量Ｑとの関係を示したちのである。この場合、シー
ケンス弁５１の前後の差圧が一定圧力以下でシーケンス
弁５１が閉じているときは、絞り３９のみから流体が排
出されるから横軸から点Ｔまでの曲線部分と、シーケン
ス弁５１が開き、絞り３９と可変絞り５２を通して流体
が排出されるＴを越える曲線部分との変曲点を持った特
性曲線が得られる。このように、分岐ライン５３のシー
ケンス弁５１を動作させて、用途に合わせて入力回転数
、吐出量の特性を変化さ仕ることができるのである。

また、第５図は分岐ライン４１の校り３９、分岐ライン
５３のシーケンス弁５１および可変絞り５２に加ねえて
、分岐ライン５６の可変絞り５５を機能させたもやで、
第４図に示す変曲点Ｔをもった状態で、可変容量形ポン
プ１２の吐出開始あるいは最大吐出時の制御ポンプ１３
の入力回転数Ｎを、可変絞り５５の開度を調整すること
によって変えることができることを示すものである。

第６図は、分岐ライン４１の絞り３９と制御ライン２６
のシーケンス弁３７は機能させるが、他の分岐ライン５
３の可変絞り５２を全閉にして、分岐ライン５３の機能
をなくし、また、分岐ライン５６の可変絞り５５を全閉
にしてこの分岐ライン５６の機能もなくした状態を示す
ものである。

この場合、シーケンス弁３７の設定圧力によって可変容
量形ポンプ１２が吐出を開始する入力回転数Ｎを確実に
設定することができ、また、エンジン１１の回転数の増
大に伴って可変容量形ポンプ１２の吐出量を増大させる
一方、エンジン１１の回転数を減少させて可変容量形ポ
ンプ１２の吐出量を減少させる際に、第６図中破線で示
すように途中においてヒステリシスがあっても、シーケ
ンス弁３７の閉鎖時、すなわちシーケンス弁３７の設定
圧力以下になる入力回転数Ｎにおいて、シーケンス弁３
７が閉じてコントロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）が零となっ
て、直ちに吐出量が零になり、吐出量が零になる入力回
転数にはヒステリシスがないことを示している。

第７図は、第６図に示すものの構成に加えて、分岐ライ
ン５３のシーケンス弁５１と可変絞り５２を機能させて
、人力回転数Ｎ、吐出ｆｌＱの特性曲線に変曲酸Ｔをも
たせたものである。

上記実施例では制御ポンプ１３にメインライン１６．１
７への油の補給を行うチャージポンプの役も兼ねさせた
が、制御ポンプとチャージポンプの機能を分離してチャ
ージポンプを別に設けてもよい。また、上記実施例では
、分岐ライン４１にリリーフ弁４０を設けて、メインラ
イン１６．１７に浦をチャージするようにしているが、
油の補給を行なわない場合には、リリーフ弁４０を取り
去ってもよい。また、斜板制御シリンダは一個だけを使
用してらよい。また、メインラインは開回路であってら
よい。

〈発明の効果〉以上より明らかなように、第１の発明の流体制御装置は
、エンジンに可変容量形ポンプと固定容量形の制御ポン
プとを連動させ、上記可変容量形ポンプの吐出量制御部
に制御ポンプから制御ラインを通して流体を供給すると
共に、制御ラインから絞りを有する分岐ラインを通して
タンクに制御流体を排出しているので、エンジンの回転
数の増大に応じて制御ラインの圧力を増大させて、エン
ジン回転数の増大に応じて可変容量形ポンプの１回転当
たりの吐出量を増大させることができ、したがって、エ
ンジンの回転数のみの制御で可変容量形ポンプの一回転
当たりの吐出量を可変制御することができ、また、エン
ジンを常時定格回転数で駆動する必要がなくなり、燃料
消費量率が少なくなり、動力損失をなくすることができ
る。また、エンジンの回転数のみの制御で可変容量形ポ
ンプの１回転当たりの吐出量を制御することができるの
で、エンジンと可変容量形ポンプとを従来の如く個別に
制御する必要がなくなり、操作が簡単で、構造が簡単に
なり、コストを低減することができる。

また、第２の発明の流体制御装置は、第１の発明の構成
に加えて、タンクに分岐する分岐ラインに可変絞りを設
けたので、この可変絞りの開度を変えることによって、
可変容量形ポンプが吐出を開始する入力回転数あるいは
可変容量形ポンプが最大流量を吐出する入力回転数を調
整することができ、種々のエンジンあるいは用途に適応
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の流体回路図、第２．３，
４，５，６．７図はこの発明の流体装置の特性図、第８
図は従来の流体制御装置の回路図である。１１・・・エンジン、１２・・・可変容量形ポンプ、１
３・・・制御ポンプ、１５・・油圧モータ、１６．１７
・・・メインライン、　　２１・・・斜板、２２．２３
・・・斜板制御シリンダ、２６．２７．２８・・・制御ライン、３７．５１・・・シーケンス弁、　　３９・・・絞り、
４０・・・リリーフ弁、４１，５３．５６・・・分岐ラ
イン、５２．５５．５７・・・可変絞り。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吐出量制御部（２２，２３）に導かれた流体圧力
が一定圧力以上になると、その流体圧力の増大につれて
吐出量を増大する構造の可変容量形ポンプ（１２）と固
定容量形の制御ポンプ（１３）とをエンジン（１１）に
連動させ、上記制御ポンプ（１３）の吐出口と上記吐出量制御部（
２２，２３）とを制御ライン（２６）によって接続する
一方、上記制御ライン（２６）からタンクヘ分岐した分
岐ライン（４１）に絞り（３９）を設けたことを特徴と
する流体制御装置。
（２）吐出量制御部（２２，２３）に導かれた流体圧力
が一定圧力以上になると、その流体圧力の増大につれて
吐出量を増大する構造の可変容量形ポンプ（１２）と固
定容量形の制御ポンプ（１３）とをエンジン（１１）に
連動させ、上記制御ポンプ（１３）の吐出口と上記吐出量制御部（
２２，２３）とを制御ライン（２６）によって接続する
一方、上記制御ライン（２６）からタンクへ分岐した分
岐ライン（４１）に絞り（３９）を設けると共に、上記
制御ライン（２６）からタンクへ分岐した今一つの分岐
ライン（５６）に可変絞り（５５）を設けたことを特徴
とする流体制御装置。