WO1991004415A1 - Capacity control circuit for variable capacity pump - Google Patents

Description

明 細 書 可変容量ポ ン プの容量制御回路装置

発明 の技術分野

こ の発明 は 、 可変容量ポ ン プの容量を制御す る 回路装 置 に関す る 。 - 発明 の背景技術

可変容盪ポ ン プの容量を調整す る 装置 と し ては、 例え ば第 6 図 に示すよ う に吐出圧 と 負荷圧の差が一定 と な る よ う に制御す る も のが知 ら れて い る 。

すな わ ち 、 可変容量ポ ン プ 1 の容量調整部材 2 を大 ピ ス ト ン 3 で容量小方向 に作動 し 、 小 ビ ス ト ン 4 で容量大 方向 に作動 さ せ、 大 ピス ト ン 3 の受圧室 3 a を 口 一 ドセ ン シ ン グ弁 5 で タ ン ク 側 と 吐出路 1 a と に接続制御 し 、 小 ビス ト ン 4 の受圧室 4 a を吐出路 1 a に接続す る 。

前記 口 一 ドセ ン シ ン グ弁 5 は ポ ン プ 1 の吐出路 1 a の 圧力、 つ ま り 吐出圧 P i の作用 に よ っ て大 ピ ス ト ン 3 の 受圧室 3 a が吐出路 1 a に連通す る 第 1 位置 I に移動 さ れ、 操作弁 6 の 出 口側の圧力、 つ ま り 負荷圧 P _LSの作用 に よ っ て受圧室 3 a が タ ン ク に連通す る 第 2 位置 Π に移 動 さ れ る よ う に な り 、 吐出圧 P と 負荷圧 P _LSの差

( P 1 - P L S) が大 き く な る と 大 ピ ス ト ン 3 の受圧室 3a の圧力を大 き く し て容量調整部材 2 を容量小方向 に作動 し て 1 回転当 り の吐出流量を減少 し て吐出圧 P i を低下 さ せ、 吐出圧 P 1 と 負荷圧 P _{L S}の差 （ P 1 - P L S) が小 さ く な る と 大 ピス ト ン 3 の受圧室 3 a の圧力を小 さ く し て容量調整部材 2 を容量大方向 に作動 し て 1 回転当 り の 吐出流量を増加 し 吐出圧 P i を高 く す る よ う に制御動作 し 、 こ れに よ つ て吐出圧 と 負荷圧 P _{L S}の差 （ Ρ - P L S ) を常に一定 と な る よ う に可変容量ポ ン プ 1 の容量 を制御 し てい る 。

第 6 図 に お い て、 7 は圧力補償弁、 8 は高い方の負荷 圧を検出す る シ ャ ト ル弁であ り 、 複数の操作弁 6 を同時 操作 し た時に は高い方の負荷圧を シ ャ ト ル弁 8 で検出 し て前記 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 及び各圧力補償弁 7 に作用 す る よ う に し てあ る 。

かか る 容量制御装置であ る と 、 吐出圧 と負荷圧 P L sの差が一定 と な る よ う に制御 さ れ る ので、 操作弁 6 の開度が一定であ ればエ ン ジ ン 9 の 回転数が変化 し て も 単位時間当 り の吐出流量は変化 し な い。

例え ばエ ン ジ ン 9 の 回転数が低下 し て可変容量ポ ン プ 1 の 回転数が低下 し て単位時間当 り の吐出流量が減少す る と 、 吐出圧 P 1 と 負荷圧 P _{L s}の差が小 さ く な り 、 小 ピ ス ト ン 4 で容量調整部材 2 を容量大方向 に作動 し て 1 回 転当 り 吐出流量を犬 と し て単位時間当 吐出流量を増大 し 、 前記吐出圧 P i と 負荷圧 P _{L S}の差を一定 と す る か ら エ ン ジ ン 9 の 回転数が変化 し て も単位時間当 り の吐出流 量は変化 し な い。 例え ば、 操作弁開度最大の時に第 7 図 Aで示す よ う に一定 と な る 。 '

こ の た め に 、 例え ば建設機械の作業機用油圧回路 と し た場合 に エ ン ジ ン 回転数を変更 し て も 仮に操作弁 6 の開 度が一定であ っ た場合に作業機用 ァ ク チ ユ エ 一 夕 に供給 さ れ る 流量が一定 と な つ て作業機速度が変化 し な い の で エ ン ジ ン 回転数を低 く し て も 、 高 く し て も作業機速度が 同一 と な っ て し ま う か ら 、 作業機を微速動作 し て精度の 高い作業 で き な い。

例え ば、 パ ワ ー シ ョ ベルを用 い て も 管の埋設工事 に お け る 管の 吊 り 下げ作業、 さ ら に は法面仕上げ作業を実施 す る こ と 力 で き な い。

発明 の概要

本発明 は上記事情に鑑みてな さ れた も のであ っ て、 そ の 目 的 と す る と こ ろ は、 パ ワ ー シ ョ ベルを用 い ての管の 吊 り 下げ作業や法面仕上げ作業を容易 に行 う こ と がで き る よ う に、 可変容量ポ ン プを駆動す る エ ン ジ ン の高ま た は低回転数に従 っ て該ポ ン プの容量を、 ポ ン プ吐出圧 と 負荷圧 と の差 に基づい て決定 さ れ る 容量よ り も大 き く ま た は小 さ く す る こ と がで き る 可変容量ポ ン プの容量制御 回路装置を提供す る こ と に あ る 。

上記 目 的を達成す る た め に 、 本発明 の一つ の態様 に よ れば、 エ ン ジ ンで駆動 さ れ る 可変容量ポ ン プ と 、 該ポ ン プの吐出圧油が供給 さ れ る 受圧室を有 し 、 該受圧室 に吐 出圧油が供給 さ れた と き 前記ポ ン プの容量調整部材を該 ポ ン プの容量を小 さ く す る 方向 に作動す る 大径 ビ ス ト ン と 、 前記吐出圧油が供給 さ れ る 受圧室を有 し 、 該吐出圧 油の作用 に よ っ て前記ポ ン プの容量を大 き く す る 方向 に 前記容量調整部材を作動す る 小径 ピ ス ト ン と 、 前記吐出 圧油の圧力 と 負荷圧 と の差圧 に よ っ て前記大径 ビス ト ン の受圧室を前記ポ ン プ の吐出路 に連通せ し め る 第 1 位置 ま た は該受圧室を タ ン ク に連通せ し め る 第 2 位置に選択 的 に切換 ら れ る ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 と を有す る可変容 量ポ ン プ の容量制御回路装置であ っ て、 前記エ ン ジ ン の 回転数を検出す る 回転セ ン サ と 、 そ し て検出 さ れた ェ ン ジ ン 回転数が高い時に は前記 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁を前記 第 2 位置 に切換え 、 一方、 検出 さ れた エ ン ジ ン 回転数が 低い時に は前記ロ ー ドセ ン シ ン グ弁を前記第 1 位置に切 換え る 手段 と を さ ら に具備す る 改良が提供 さ れ る 。

上記 し た態様を有す る本発明 に よればエ ン ジ ン 9 が高 速回転の時に は ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 が タ ン ク と 連通す る 第 2 位置 Π に切換え ら れ、 可変容量ポ ン プ 1 の容量は 吐出圧 P i と 負荷圧 P _{L S}の差に基づ く 容量よ り も大 き く な り 、 一方、 エ ン ジ ン 9 の低速回転時に は ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 がポ ン プ吐出路 1 a に連通す る 第 1 位置 I に切 換え ら れて、 可変容量ポ ン プ 1 の容量は吐出圧 P と 負 荷圧 P L _sの差に基づ く 容量よ り 小 さ く な る 。

し たが っ て、 可変容量ポ ン プ 1 の吐出路に設けた操作 弁の開度が一定であ れば、 エ ン ジ ン の高速回転時 と 低速 回転時 と に お け る可変容量ポ ン プの吐出流量の差を大き く で き 、 エ ン ジ ン を低速回転 と す る こ と で可変容量ボ ン プの吐出流量を少な く し 、 作業機を微速動作 し て精度の 高い作業がで き る 力、 ら 、 パ ワ ー シ ョ ベルを用 い て の管の 埋設工事に お け る 管の 吊 り 下げ作業、 さ ら に は法面仕上 げ作業を容易 に実施す る こ と がで き る 。

前記な ら びに他の本発明 の 目 的、 態様、 そ し て利点は 本発明 の； 理 に合致す る 好適な具体例が実施例 と し て示 さ れて い る 以下の記述お よ び添附の図面 に関連 し て説明 さ れ る こ と に よ り 、 当該技術の熟達者に と っ て明 ら か に な る であ ろ う 。

図面の簡単な説明

第 1 図 は本発明 の一具体例を示す油圧回路図、 第 2 図 はエ ン ジ ン 回転数 と該エ ン ジ ン に よ っ て駆動 さ れ る 圧油発生源の油圧 と の関係を示す グラ フ 、

第 3 図 はエ ン ジ ン 回転数 と 該エ ン ジ ン に よ っ て駆動 さ れ る 可変容量ポ ン プの吐出流量の関係を示す グラ フ 、 第 4 図 はエ ン ジ ン 回転数 と 該エ ン ジ ン に よ っ て駆動 さ れ る 圧油発生源の変形例の油圧 と の関係を示すダラ フ 、 第 5 図 は第 4 図 に示 し た変形例を用 い た場合の ェ ン ジ ン 回転数 と 該エ ン ジ ン に よ っ て駆動 さ れ る 可変容量ボ ン プの吐出流量の関係を示す ダラ フ 、

第 6 図は従来例を示す油圧回路図、 そ し て

第 7 図 は第 6 図図示の従来例 に お け る エ ン ジ ン 回転数 と 該エ ン ジ ン に よ っ て駆動 さ れ る 可変容量ポ ン プの吐出 流量の関係を示す グラ フ であ る 。 好ま し い具体例の詳細な説明

以下、 添付の 図面に関連 し て本発明 の一具体例を詳細 に説明す る 。

第 1 図 に示すよ う に、 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 は、 そ の —端側の第 1 受圧部 5 , に作用す る ポ ン プ吐出路 l a の 吐出圧 に よ っ て第 2 位置 Π の方向 に押 さ れ、 一方、 そ の他端側の第 2 受圧部 5 ₂ と 補助受圧部 1 0 と に そ れ ぞれ作用す る 負荷圧 と 油圧力 と に よ っ て第 1 位置 I の方 向 に押 さ れ る よ う に な り 、 第 1 受圧部 5 , は ポ ン プ吐出 路 1 a に接続 さ れ、 第 2 受圧部 5 ₂ は シ ャ ト ル弁 8 の 出 口側に接続 さ れ、 補助受圧部 1 0 は圧油発生源 1 1 に接 続 さ れてい る 。 な お、 補助受圧部 1 0 、 圧油発生源 1 1 な ら びに そ れ ら に付随す る 各構成要素を除 く 他の部分は 既述の従来装置 （第 6 図参照） と すべて同一であ る ので それ ら の部分の説明 は省略す る 。

該圧油発生源 1 1 はエ ン ジ ン 9 の 回転数の検出す る 回 転セ ン サ 1 2 の検出回転数に比例 し た圧油を発生す る 。

例え ば、 エ ン ジ ン 9 で駆動 さ れ る 固定容量ポ ン プの吐 出路 に リ リ ー フ 弁を設け、 そ の リ リ ー フ弁の セ ッ ト 圧を 回転セ ン サ 1 2 の検出回転数に比例 し て設定 し 、 第 2 図 の よ う に変化す る よ う に し てあ る 。

し 力、 し て、 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 は吐出圧 P i と 負荷 圧 P _{L S} + 圧油発生源 1 1 か ら の油圧力、 つ ま り 補助受圧 部 1 0 に発生す る 付勢力 と の差圧 に従 っ て ポ ン プ吐出路 1 a と 大径 ビ ス ト ン受圧室 3 a と の 間の連通ノ遮断状態 を コ ン ト ロ ー ルす る こ と に よ っ て、 そ の差が一定 と な る よ う に可変容量ポ ン プ 1 の 1 回転当 り 吐出流量を制御す る o

こ の よ う で あ る 力、 ら 、 エ ン ジ ン 9 の 高速回転 と す る と 圧油発生 1 1 の圧油が高 く な り 、 吐出圧 P i と 負荷圧 P _{L S} + 補助受圧部 1 0 に作用す る 油圧力 と の差圧が小 さ く な っ て 口 一 ドセ ン シ ン グ弁 5 が第 2 位置 Π を 占 め る よ う に移動 さ れ、 ポ ン プ吐出路 1 a と 大径 ビス ト ン受圧室 3 と の 間の連通が遮断 さ れ る の で、 大径 ビ ス ト ン受圧 部 3 a 内の圧力が低下 し容量調整部材 2 が容量大方向 に 作動 し て 1 回転当 り の吐出流量が増大 し て単位時間当 り の吐出流量が大 と な る 。

ま た、 エ ン ジ ン 9 を低速回転 と す る と 圧油発生源 1 1 の圧油が低圧 と な っ て補助受圧部 1 0 推力が小 と な り 、 吐出圧 P i と 負荷圧 P _{L S} + 補助受圧部 1 0 に作用す る 油 圧力 の差圧が大 と な っ て ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 が第 1 位 置 I を 占 め る よ う に移動 さ れ、 ポ ン プ吐出路 l a と 大径 ビス ト ン受圧室 3 a と の 間の連通が許 さ れ る の で、 大径 ビス ト ン受圧室 3 a 内の圧力が高 く な り 容量調整部材 2 が容量小方向 に作動 し て 1 回転当 り の吐出流量が減少 し 単位時間当 り の吐出流量が小 と な る 。

以上に説明 し た ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 の第 1 位置 I 乃 至第 2 位置 Π 間の移動 に 際 し て、 第 3 図の グラ フ か ら 明 15 P T

ら かな よ う に、 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 5 を通 る ポ ン プ吐出 油の流路面積は ロ ー ドセ ン シ ン グ弁 8 の移動 に伴な つ て 徐々 に大ま た は小に変化せ し め ら れ る こ と は言 う ま で も な い o

こ の よ う であ る 力、 り 、 操作弁 6 の開度が一定であ れば 可変容量 ^ ン プ 1 の吐出流量はエ ン ジ ン 回転数に比例 し た値 と な り 、 操作弁 6 の開度が一定であ る 場合の供給流 量が第 3 図の よ う に ェ ン ジ ン 回転数に比例 し た値 と な る の で、 例え ば、 作業機用油圧回路 と し た場合に作業機速 度をェ ン ジ ン 回転数に比例 し た速度にで き る。

さ ら に、 上記 し た具体例の変形例 と し て、 前記圧油発 生源 1 1 の圧油は第 4 図の よ う に所定回転数 以上で 高圧 と な る よ う に し て も良 く 、 こ の よ う にすれば操作弁 6 ¾r通 る 供給流量は第 5 図の よ う に所定回転数以上で増 大す る こ と に な る o

Claims

請求の範囲

1 .エ ン ジ ンで駆動 さ れ る 可変容量ポ ン プ と 、 該ポ ン プの 吐出圧油が供給 さ れ る 受圧室を有 し 、 該受圧室に吐出圧 油が供給 さ れた と き 前記ポ ン プの容量調整部材を該ポ ン プの容量を小 さ く す る 方向 に作動す る 大径 ビス ト ン と 、 前記吐出 o 油が供給 さ れ る 受圧室を有 し 、 該吐出圧油の 作用 に よ っ て前記ポ ン プ の容量を大 き く す る 方向 に前記 容量調整部材を作動す る 小径 ビ ス ト ン と 、 前記吐出圧油 の圧力 と 負荷圧 と の差圧 に よ っ て前記大径 ビス ト ン の受 圧室を前記 ポ ン プの吐出路 に連通せ し め る 第 1 位置 ま た は該受圧室を タ ン ク に連通せ し め る 第 2 位置 に選択的に 切換え ら れ る 口 一 ドセ ン シ ン グ弁 と を有す る 可変容量ポ ン プ の容量制御回路装置であ っ て、 前記エ ン ジ ン の 回転 数を検出す る 回転セ ン サ と 、 そ し て検出 さ れた エ ン ジ ン 回転数が高い時に は前記 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁を前記第 2 位置に切換え、 一方、 検出 さ れた エ ン ジ ン 回転数が低い 時 に は前記 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁を前記第 1 位置 に切換え る 手段 と を さ ら に具備す る 改良。

2 .第 1 請求項に記載の可変容量ポ ン プ の容量制御回路装 置であ っ て、 前記 ロ ー ド セ ン シ ン グ弁切換え手段が、 前 記エ ン ジ ン に よ っ て駆動 さ れ る 圧油発生源 と 、 そ し て該 圧油発生源か ら の吐出圧油を前記 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁の 一端側、 そ こ は該 ロ ー ドセ ン シ ン グ弁を前記第 2 位置 に 付勢す る よ う に前記負荷圧が作用 し て い る 側であ る 、 に 導 く 管路 と を含む こ と を特徵 と す る 可変容量ポ ン プの容 量制御回路装置。

3 .第 2 請求項に記載の可変容量ポ ン プの容量制御回路装 置であ っ て、 前記圧油発生源が前記エ ン ジ ン に よ っ て駆 動 さ れ、 吐出路に リ リ ー フ弁を有す る 固定容量ポ ン プで あ り 、 該 ソ リ ー フ 弁の セ ッ ト 圧 は回転セ ン サ に よ る ェ ン ジ ン の検出 回転数に比例 し て設定さ れる よ う に な っ てい る こ と を特徴 と す る可変容量ポ ン プの容量制御回路装置