JPS63295878A - 可変容量型ポンプ - 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】 〔産業上の利用公費〕 この発明は可変８景型ポンプに関するものである。

〔従来の技術〕

特開昭６２−５５４８４号公報には、圧力と流量の設定
をｆＨ気倍信号与え、吐出量可変要素の変位制御を単一
の比例電磁制御弁による閉ループの電気−油圧制御系で
行うことにより、吐出ラインに流量制御弁を接続するこ
とな（ポンプ吐出量とｖｒＥ量を可変要素の変位によっ
て制御するようにしたロードセンシング制御方式の可変
容量型ポンプが示されている。

この可変容量型ボンゴでは、吐出量可変要素へ操作力を
！〕えるための操作ピストンの圧力室内の圧ｒｄ＋圧力
を吐出圧油の一部の導入により増圧またはタンクへの導
出により降圧させるように単一の比例電磁三方制御弁を
用いて吐出圧および吐出流量の測定電気量に基づく閉ル
ープフィードパンク制御をすることにより吐出量可変要
素を操作ピストシを介してばね力に抗して位置制御し、
設定圧力以下では吐出流量を設定値に保つと共に吐出圧
が設定圧力に達したときには前記可変要素を吐出流量が
必要最小限になるカットオフ位置に変位させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のタイプの従来の可変容量型ポンプでは、ボ、ブ吐
出圧を例えば１４０　ｋｇ　／　ｃ＋＋ｌから７０　ｋ
ｇ　／ｃｄへ下げるには、吐出量可変要素を成る吐出量
位置からそれより少ない吐出量位置へ押し戻すか、或い
１よ可変要素へ操作力を与える操作ピストンのブリード
穴から圧油をタンクへ逃がすかの二通りのメカニズムで
降圧している。

ところが、特に高圧大吉Ｉ負荷に用いる場合のように、
負荷の配管容量やアクチュエータのサイズ等が大きくな
ると、可変要素の押戻し量およびブリード穴サイズとも
にポンプ体格による制限があるのでむやみに大きくする
ことはできず、従ってその圧油圧ｍ景の増加により前記
降圧時間が２〜３倍に長くなることがある。この降圧時
間はもともと０．１秒程度と短く、長くなったとしても
０．２〜０．３秒であるが、射出成形機などのサイクル
動作を行うものではその時間蓄積が無視できず、負荷ボ
リュームの増加に対して降圧時間の延長防止が強く望ま
れている。

また前述従来の可変容量型ポンプでは、ポンプのステッ
プ状の圧力応答時に可変制御要素の応答性の限界から吐
出ラインにオーパーンニートサージ圧が生じるという問
題点も指摘された。

従ってこの発明で課題とするところは、前述のタイプの
単一の比例電磁制御弁により圧力と流量を閉ループ制御
するロードセンシノグ型の可変容量型ボンゴにおいて、
前述負荷容量の大小にかかわらず短い降圧時間で動作で
きるようにするととであり、同時にそのための機能要素
が、ポンプの圧力応答時、特にステップ応答時のサーン
ヵット動作を兼ねることのできる可変容量型ポンプを提
供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、前述の課題を達成するために、吐出量可
変要素へ操作力を与えるための操作ビスＩ・、の圧力室
内の圧油圧力を吐出圧油の一部の導入に、上り増圧また
はタンクへの導出により降圧させるように単一の比例ｉ
ｆｆ磁三方制御弁を用いて吐出圧および吐出流量の測定
電気量に基づく閉ループ７（−ドパツク制御をすること
により吐出量可変要素を操作ビス１−ンを介してばね力
に抗して位置制御し、設定圧力以下では吐出流量を設定
値に保つと共に吐出圧が設定圧力に達したときには前記
可変要素を吐出流量が必要最小限になるカット：４−）
位置に変位させるようにした可変容量型ボンゴにおいて
、前記圧力室へのポンプ吐出ラインからの圧油の導入に
応動してポンプ吐出ラインをタンクライノへ連通させろ
圧抜き手段を設けｔ二ものである。

この発明の一つの実施態様によれば、前記圧抜き手段は
、前記圧力室へのポンプ吐出ラインからの圧油の導入油
路中に設けられた絞り要素と、前記圧力室への吐出圧油
の導入に応じて前記絞り要素の前後に生じる差圧により
ポンプ吐出ラインをタンクラインへ連通させる圧抜き弁
とを含んでいる。

〔作用〕

この発明の可変容量型ポンプでは、比例電磁三方＋ｔＩ
ＩＩｍ弁の制御動作により、吐出圧の降圧ないし吐出量
の減少時には吐出量可変要素へ操作力を与えるための操
作ピストンの圧力室内の圧油圧力が吐出圧油の一部の導
入により増圧され、一方吐出圧の界圧ないし吐出量の増
加時には吐出量可変要素へ操作力を与えるための操作ピ
ストンの圧力室内の圧ｎｂがタンクへの導出により降圧
される。すなわち吐出圧油の一部がボンゴ吐出口から比
例電磁三方制御弁を介して前記圧力室へ流入するのは前
述吐出圧の降圧ないし吐出量の減少時だけである。

そこでこの圧力室への吐出圧油の導入があったときだけ
圧抜き手段によってポンプ吐出ラインをタンクラインに
連通させ、負荷圧力の降圧を圧抜き手段によって速める
ものである。

前記圧抜き手段は例えば絞り要素と圧抜き弁とを有し、
前記圧力室へのポンプ吐出ラインからの圧油の導入油路
中に設けられた前記絞り要素の前後に、前記圧力室への
ポンプ吐出ラインからの圧油の導入に応じて所定の向き
の差圧を生ぜしめ、この差圧により圧抜−き弁を開いて
ボンゴ吐出ラインをタンクラインへ連通させるものであ
る。

前述の作動によってポンプ吐出圧の降圧時には圧抜き手
段から吐出ラインの圧油がタンクラインへ逃げるため、
負荷ボリュームが大きくなっても降圧時間が短縮され、
負荷ボリュームが小さい場合と同様に例えば０．１秒程
度の降圧時間に抑えることができる。

また一方、ポンプのステップ状の圧力応答時にも吐出ラ
インのサージとなるはずの圧油がポンプ吐出ラインから
比例電磁三方制御弁を介して前記圧力室へ流入するから
、圧抜き手段はポンプ吐出圧の降圧時と同様にボンゴ吐
出ラインをサージ期間中だけタンクラインへσｌさ、こ
れによって圧力応答時のオーパーンニートサージが効果
的に抑制されるものである。

ここで前述のように前記圧力室へのポンプ吐出ラインか
らの圧油の導入油路中に絞り要素を設ける場合、それに
よって圧力室への圧油導入が制限されて可変制御要素の
降圧変位動作の速度が多少遅くなることがＬ！ｊ、ｔさ
れるが、この動作速度の低下によるポンプ吐出圧自体の
降圧速度の低下は、前記圧抜き手段によるタンクライン
への連通で相殺され、実用上は全く問題とならない。

この発明の好適な実施例を図面と共に説明すれば以下の
通りである。

〔実施例〕

第１図において、本実施例に係る可変容量型ポンプは、
原１ｕｌｌ　（図示せず）で回転駆動されるポンプ要素
１と、このポンプ要素１の押退は容積をその変位によっ
て変えてポンプ吐出量を制御する吐出量可変要素（例え
ばピストンポンプにおいては斜板）２と、ばね３などの
力に対抗して前記可変要素を変位させるためにその尾端
の圧力室４ａの油圧力で変位制御される操作ピストン４
と、比例電磁三方制御弁５と、安全弁６と、ポンプ吐出
量に対応した量として可変要素２の変位量を電気信号と
して検出する変位検出型７と、ポンプ吐出圧を電気信号
として検出する圧力センサ８と、設定入力端子９ａ、９
ｂを有する制御アンプ装置１０と、ボンゴ吐出ラインＰ
から比例電磁三方制御弁５へのパイロットＰラインＰｐ
中に配置された固定絞り１１と、ポンプ吐出ラインＰと
タンクラインＴとの間に接続された圧抜き弁１２と、ば
ね３と共に吐出圧によって可変要素２をその最大押退は
容積位置へ向けて押圧するバイアスピストン１３とを備
えている。

前記比例電磁三方制御弁５は、アンプ装置１０からの制
御信号の入力が最大のときに、操作ビストノ４の圧力室
４ａに通じるパイロットラインＬｐ全パイロットＴライ
ンに全開させてタンクへ落としており、その後、入力の
減少に応じて入力電流に比例した開度でこれを徐々に絞
９、次いでパイロットラインＬＰを、ボンゴ吐出ライン
Ｐに固定絞りを介して通じたパイロ・フ）・Ｐライ−／
Ｐｐに徐々に開きはじめ、入力電流がなくなるとパイ「
！ソトＰラインｐｐへ全開で連通させて、圧力室４ａの
圧力をタック圧から吐出圧まで入力に比例して制御する
ことにより、可変要素２の変位を最大吐出量位置からフ
ルカッ１〜オフ位置まで制御する。Ｊ安全弁６はポンプ
吐出ラインＰ側でのブロツクなど、負荷圧が異常に高く
なってその設定回路上限圧に達したときだけ吐出ライン
Ｐからポツプ吐出圧をパイロットラインＬｐへ直接導入
し、圧力室４ａに吐出圧を作用させて操作ビストノ４を
介して可変要素２をフルカットオフ位置へ強制的に変位
させる。

制御アンプ装置１０は前記制御弁５に対して前記制御入
力電流を与えろために例丈ば制御弁５に塔載された形で
設けられている。この゛ｒ″Ｊゴ装置１０は、例文ぼ出
願人により先に提案された待［預昭６１−６１９９４ま
たは同６１−６８４４８によるものを用いればよく、吐
出圧が設定値以下では変位検出器７からの流量測定信号
と端子９ｂへ与又られた流量設定信号とによる閉ループ
制御により吐出量が設定値になるように可変要素２の変
位を制御ブｐ　５　Ｊ３よび操作ビスＩ・シ４を介して
制御し、吐出圧が設定圧なったときには圧力センサ８か
らの吐出圧測定信号と端子９ａへ与えられた圧力設定信
号とによる閉ループ制御により制御弁５と操作ピスト、
４を介して可変要素２をフルカットオフ位置へ変位させ
る。

パイロットＰラインＰｐ中の固定絞り１１はそこに流れ
が生じたときにその前後に差圧を生じるが、吐出圧の降
圧時および吐出量減少時にはこのパイロ、１・Ｐライン
Ｐｐに必ずポンプ吐出ラインＰから制御弁５へ向かう流
れが生じ、絞り１１の前後のポンプ吐出ライン側の圧力
をＰｌ、制御弁５側の圧力をＰ２とすると、Ｐｌ〉Ｐ２
であるからΔＰ＝Ｉ’１−Ｐ２なる差圧が固定絞り１１
の前後に生じる。一方、吐出圧の昇圧時および吐出量の
増加時にはパイロブＩ−ＰラインＰｐは制御弁５によっ
てブロックされるので前記ラインＰｐには流れが生じな
いから、この場合は絞り１１の前後の圧力は等しくなり
、差圧は生じない。

圧抜きブＰ１２は前記差圧ΔＰが生じたときに自身のば
ねに抗して作動してポンプ吐出ラインＰをタックライン
Ｔへ開き、それ以外では閉じている。

従ってこの圧抜き弁１２は前記吐出圧の昇圧時および吐
出量増加時には作動せず、降圧時および吐出及減少時の
みポツプ吐出ラインＰをタンクラインＴへ連通させる。

またポンプの圧力応答がステップアップ状に行われる場
合、そのオーパーンニー１・分の圧油が絞り１１を通っ
て制御弁５からパイロットラインＬｐへ流入するが、こ
のときにも絞り１１の前後に前記差圧△Ｐが生じて圧抜
き弁１２が作動し、ポンプ吐出ラインのサージ圧をタッ
クライ、へ逃がしてサージが立つのを抑制する。

バイアスピストン１３は、吐出圧を受けて可変要素２を
その最大押退は容積位置へ向けてばね３のばね力と加算
的に押圧し、これによりばね３を必要最低限の強さのも
ので済ませて、低圧時でも可変要素２を作動できるよう
にし、以て最低調整圧力を低く設定できるようにするた
めのものであろつ 〔冗明の効果〕 以上に述べたように、この発明によれば、単一の比例電
磁制御弁により圧力と流量を閉ループ制御するロードセ
ンンング型の可変容量型アップにおいて、吐出圧の降圧
時および吐出量の減少時には圧抜さ手段が吐出ラインを
タンクライノへ連通させるので負荷８景の大小にかかわ
らず吐出ライフを短い時間で降圧できるようになり、同
時にそのための機能要素としての圧抜き手段が、ポンプ
の圧力応答時、特にステツボ応答時のサーンヵ・ソト動
作を兼ね、サージ抑制をも果すことができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る可変容量型トップの
構成を示す油圧回路図である。 １：ポンプ要素、２：吐出量可変要素、３：ばね、４：
操作ピストン、５：比例電磁三方制御弁、６：安全弁、
７：変位検出器、８：圧力センサ、９ａ、９ｂ：設定入
力端子、１０：制御アンプ装置、１１：固定絞り、１２
：圧抜き弁、１３：バイアスピストン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　吐出量可変要素へ操作力を与えるための操作ピス
   トンの圧力室内の圧油圧力を吐出圧油の一部の導入によ
   り増圧またはタンクへの導出により降圧させるように単
   一の比例電磁三方制御弁を用いて吐出圧および吐出流量
   の測定電気量に基づく閉ループフイードバック制御をす
   ることにより吐出量可変要素を操作ピストンを介してば
   ね力に抗して位置制御し、設定圧力以下では吐出流量を
   設定値に保つと共に吐出圧が設定圧力に達したときには
   前記可変要素を吐出流量が必要最小限になるカットオフ
   位置に変位させるようにした可変容量型ポンプにおいて
   、前記圧力室へのポンプ吐出ラインからの圧油の導入に
   応動してポンプ吐出ラインをタンクラインへ連通させる
   圧抜き手段を備えたことを特徴とする可変容量型ポンプ
   。
2. ２．　圧抜き手段が、前記圧力室へのポンプ吐出ライン
   からの圧油の導入油路中に設けられた絞り要素と、前記
   圧力室へのポンプ吐出ラインからの圧油の導入に応じて
   前記絞り要素の前後に生じる差圧によりポンプ吐出ライ
   ンをタンクラインへ連通させる圧抜き弁とを含む特許請
   求の範囲第１項に記載の可変容量型ポンプ。