JPS63259179A

JPS63259179A - 流体制御装置

Info

Publication number: JPS63259179A
Application number: JP62095927A
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
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0794820B2

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６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とをメインライノ４によって接続すると共
に、上記可変容攪形ポンプ２の斜板６を制御する斜板制
御ンリンダ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ｌ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することになり、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ｌ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、構造か複雑
になり、コストアップを招くという問題がある。

そこで、第１の発明の目的は、エンジンの回転数に応じ
て自動的に可変容量形ポンプの１回転当たりの吐出量を
変化させることができ、さらにエンジンの回転数と可変
容重形ポンプの吐出１との関係を表わす特性曲線がエン
ジンの一定回転数を境とする２つの部分からなる流体制
御装置を提供することにある。

さらに、第２の発明の目的は、第１の発明の目的に加え
て、可変容量形ポンプが流体を吐出し始めるエンジンの
回転数および可変容量形ポンプが最大流量を吐出するエ
ンジンの回転数を調整できる流体制御装置を提供するこ
とである。

〈問題点を解決する手段〉上記目的を達成するため、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１
１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からタンクに分岐した分岐
ライン４Ｉに絞り３９を設けると共に、上記制御ライン
２６からタンクに分岐した今一つの分岐ライン５３にシ
ーケンス弁５１と絞り５２を設けたことを特徴としてい
る。

第２の発明の流体制御装置は、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
によって接続し、上記制御ライン２６からタンクに分岐
した分岐ライン４１に絞り３９を設け、上記制御ライン
２６からタンクに分岐した今一つの分岐ライン５３にシ
ーケンス弁５１と絞り５２を設け、上記制御ライン２６
からタンクに分岐したさらに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！３の単位時間当たりの吐出量が増大
し、そのため分岐ライン４１の絞り３９の上流側の圧力
が増大する。この校り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Ｉ２の吐出量制御部に導
かれる。したがって、エンジンＩＩの回転数が一定値以
上になると、可変容量形ポンプ■２は流体を吐出し始め
、その後、エンジン１１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が増大する。さらに
エンノン１１の回転数が増大すると、今一つの分岐ライ
ン５３のシーケンス弁５１が開き、絞り３９に加えて、
分岐ライン５３の絞り５２からも制御ラインの流体かタ
ンクに排出される。したかって、この場合、エンジン１
１の回転数に対する可変容量形ポンプＩ２の１回転当た
りの吐出量の増大する関係は絞り３９と校り５２との両
方の開口面積によって定まる。したがって、シーケンス
弁５１か開いた後は、エンジンｔｉの回転数の増大に対
する可変容量形ポンプ１２の吐出量の増大する率は変化
し、すなわち、第２図に示すように、シーケンス弁５１
が開いた入力回転数を変曲点′ｒとする２つの曲線部分
からなる特性曲線で入力回転数に対する吐出量を制御で
き、エンジン１１の回転数に対するアヂュエータの動作
速度の制御が２つの特性でもって行われる。

第２の発明においては、第１の発明の構成に加えて、分
岐ライン５６に可変絞り５５を設けているので、この可
変絞り５５の開度を調整することによって、可変容量形
ポンプ１２が吐出を始めるエンジンの回転数および可変
容量形ポンプ１２が最大流電を吐出するエンジン１１の
回転数が調整される。

〈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に可変容量形ポンプ
１２と固定容量形の制御ポンプ１３とを直結して連動さ
けている。上記可変容量形ポンプ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を存する制御ライン２６，２７．２
８を介して制御ポンプ１３に接続している。上記再変容
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、斜板制御ンリンダ
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２１が
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
　ｋｇ／ｃｔｘ”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３
８に分岐ライン４１を分岐させている。この分岐ライン
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°−フ弁４０との間の分岐
ライン４１にはチェック弁４２．４３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ｍを制御するための流体を供給する他
に、メインラインｌ　６．１７の流体の量が不足する場
合にメインライン１６．１７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
、中間に差圧か２　ｋｇ／ｃｔｔｒ”以上、例えば４　
ｋｇ／ｃｙＩ”で開くシーケンス弁５］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とを通常は全閉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、車両を曲進させるために、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
ス用の校り弁５７を全閉にしておく。そしてエンジン１
１のアクセルペダルを踏み込んで、エンジン１１の回転
数を上昇させろと、エンジン１１に連動する制御ポンプ
Ｉ３の吐出流１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の校り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に浦が充満されていない場合には、チェック弁
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へ油を補給するチ
ャージ圧力はリリーフ弁４０の設定圧力である。エンジ
ンＩＩ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２に９／
ｃｍ″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に９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２２．２
３には分岐ライン５６により戻りライン４６の同一のゐ
体圧力（リリーフ弁４０の設定圧力）が導かれ、斜板２
１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ＩＩ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／ｃ友”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は斜板制御フリンゾ２３
に導かれ、２次側の圧力Ｐｂは斜板制御フリンゾ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
１２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、」二
記コントロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）が一定以上になって
、斜板２１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【２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５１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の吐出量が変動する。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（４ｋｌ？７ｃｍつ以上に増大すると、分岐ライン５
３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量を吐出するエンジ
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の回転数か減少して、絞り３つの前
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
か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の回転数に対ずろ可変容量形ポ
ンプＩ２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５図を参照しながら説明する。

第２図はシーケンス弁３７を取り去り、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５
２のみを動作させた状態での制御ポンプ１３の人力回転
数Ｎと可変容量形ポンプ１２の吐出ｆｆ１Ｑとの関係を
示したものである。

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５
２を通して流体が排出されろ′Ｆ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ｍの特性を変化させることがで
きるのである。

また、第３図は分岐ライン４１の絞り３９、分岐ライン
５３のシーケンス弁５１および可変絞り５２に加わえて
、分岐ライン５６の可変絞り５５を機能させたもので、
第２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４図は、分岐ライン４１の校り３９と制御ライン２６
のシーケンス弁３７は機能させるが、他の可変絞り５２
と可変絞り５５とを全閉にして、これらの機能をなくし
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
重形ポンプ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
に伴って可変容重形ポンプ１２の吐出１を増大させろ一
方、エンジン１１の回転数を減少させて可変容重形ポン
プ１２の吐出量を減少させる際に、第４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３７
が閉じてコントロール圧力（Ｐａ−Ｐｂ）が零となって
、入力回転数Ｎが一定以下になると直ちに吐出量が零に
なり、吐出量が零になる人力回転数にはヒステリシスが
ないことを示している。

第５図は、第４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を機能さ仕て
、入力回転数Ｎ、吐出ＩＱの特性曲線に変曲点Ｔをらた
けたものである。

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Ｉ　６，１７に油をチャージするようにしているが
、浦の補給を行なわない場合には、リリーフ弁４０を取
り去ってら゛よい。また、斜板制御シリンダは一個だけ
を使用してもよい。また、メインラインは開回路であっ
てもよい。

く効果〉以上より明らかなように、この第１の発明の流体制御装
置は、エンジンに可変容１形ポンプと固定容量形の制御
ポンプを連動させ、制御ポンプの吐出口と可変容重形ポ
ンプの吐出量制御部とを制御ラインによって連結する一
方、制御ラインの流体を、絞りを有する分岐ラインによ
ってタンクに排出しているので、エンジン回転数の増大
に応じて制御ラインの圧力を増大させて、エンジンの回
転数の制御のみで可変容量形ポンプの吐出量を制御でき
、したがって、従来の如くエンジンを常に定格回転数で
駆動する必要がなくなり、動力損失を少なくできる。ま
た、エンノ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、
コストが低減する。

また、第１の発明の流体制御装置は、制御ラインの流体
を絞りを有する分岐ラインによってタンりに排出すると
共に、シーケンス弁と絞りを設けた今一つの分岐ライン
によってタンクに排出しているので、エンジンの回転数
に対する制御ラインの圧力の増大率をシーケンス弁が開
くまでの時点と、シーケンス弁が開いた後の時点とで変
化させることができ、エンジンの回転数に対する可変容
量形ポンプの吐出流量の制御を２つの異なる曲線部分か
らなる特性曲線でもって行うことができる。

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、さらに可変絞りを設けた分岐ラインによって
制御ラインの流体をタンクに排出しているので、可変絞
りの開度を調整することによって、可変容量形ポンプが
吐出を開始するエンジンの回転数および可変容量形ポン
プが最大流量を吐出するエンジンの回転数を自在に調整
することができ、種々の用途に適用可能である。

【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図はこの発明の流体装置の特性図、第６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、１６．１
７・・・メインライン、　　２１・・・斜板、２２．２
３・・・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）からタンクに分岐した分
岐ライン（４１）に絞り（３９）を設けると共に、上記
制御ライン（２６）からタンクに分岐した今一つの分岐
ライン（５３）にシーケンス弁（５１）と絞り（５２）
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）によって接続し、
上記制御ライン（２６）からタンクに分岐した分岐ライ
ン（４１）に絞り（３９）を設け、上記制御ライン（２
６）からタンクに分岐した今一つの分岐ライン（５３）
にシーケンス弁（５１）と絞り（５２）を設け、上記制
御ライン（２６）からタンクに分岐したさらに今一つの
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。