JPH0388979A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば射出成形機などにおけるシリンダ等
のアクチュエータに作動圧油を供給する可変容量型ポン
プに関し、特に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パイロット圧油圧力を、車−
の比例電磁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バック制御方式で制御
することにより、操作ピストンを変位させて吐出量可変
要素の位置制御をする可変容量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
を電気信号で与え、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挿入すること
なくポンプ吐出量と流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。

この可変容量型ポンプでは、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パイロット圧力
を、自己の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対抗して位
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。

このタイプの可変容量型ポンプにおいては、吐出ライン
中に流量制御弁を挿入することなく、自己圧により吐出
量可変要素の変位量を制御することによって吐出流量と
吐出圧とを制御しているため、特に数ｆｌ　／ｍｉｎ程
度の微小流量制御状態の低圧時に吐出流量が設定値より
多くなる傾向がある。

すなわち、一般的な可変容量型ポンプと同様に前述のタ
イプの従来の可変容量型ポンプでもフルカットオフ時の
可変要素の安定性を向上させるためのパイロット流れの
ドレン量の主要量を確保するために、操作ピストンがフ
ルカットオフ位置に達したときに操作ピストンによりド
レンへ開かれるブリード穴が前記圧力室の周壁の特定の
位置に固定的に穿たれているが、制御流量が数ｆＬ／ｍ
ｉｎ程度の微小流量になると、操作ピストンはほぼフル
カットオフ位置と同等の位置で作動し、パイロット流量
がブリード穴からドレンへ逃げる状態となる。このため
、小流量制御状態で圧力を下げて行くと圧力室に作用す
るパイロット圧力も低下し、それに応じてパイロット流
量も低下するため、ブリード穴からのパイロット流量の
逃げ量との兼合いでパイロット圧が立たなくなる。

したがって操作ピストンを押し込むことができなくなり
、可変要素がばね力で吐出量増加方向へ変位してしまい
、吐出流量が指令に反して増加して吐出量を制御するこ
とができなくなるという短所があった。

この短所を解決するために、実開昭８４−０４１６８１
号には、可変容量型ポンプに補助ポンプを連結して二連
式ポンプにし、吐出量可変要素を制御するパイロット圧
を可変容量型ポンプの負荷への吐出ラインから供給する
と共に、この吐出ラインの圧力が所定の圧力値以下にな
ったときに、パイロット圧油を外部の補助ポンプから補
うことにより微小流量制御状態での低圧時におけるパイ
ロット流量の不足分を補充し、低圧からカットオフ時ま
で安定した制御流量を負荷に供給することができるよう
にした自己圧−外部パイロット圧切換方式の可変容量型
ポンプがこの出願の出願人から提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の前記自己圧−外部パイロット圧切換方式の可変容
量型ポンプでは、第３図に示すように、自己圧制御時の
負荷への実吐出量Ｑはメインポンプの理論吐出量から前
記比例電磁制御弁等のパイロット弁でのドレン量および
吐出量可変要素におけるドレン量を差引いた値となって
おり、一方、負荷圧が低下して補助ポンプによる外部パ
イロット制御に切り換わるとメインポンプ吐出量からの
前記ドレン量の差引きがなくなるので、比例制御電磁弁
が同じ制御入力で作動しているかぎり第３図にハツチン
グで示したように負荷への吐出量が前記差引きトレン量
に相当する分だけ設定値よりも多くなってしまい、低圧
領域の特に小流量制御状態で負荷への吐出流量が正確に
制御できないという問題が生じる。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、低圧領域で吐出量が設定値より多くなることを
簡単な弁要素の付設によって前記パイロット切換に連動
して阻止し、低圧領域を含めて直線的な吐出圧−流量特
性をもった自己圧−外部パイロット圧切換方式の可変容
量型ポンプを提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明の可変容量型ポンプは、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パイロット
圧油圧力を阜−の比例電磁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バック
制御方式で制御することにより操作ピストンを変位させ
て吐出量可変要素の位置制御をする可変容量型ポンプで
あり、前記吐出量可変要素による吐出量制御を受けるメ
インポンプ要素と、該メインポンプ要素と共に回転駆動
される外部パイロット圧油吐出用の補助ポンプ要素と、
前記メインポンプ要素からの吐出圧が予め定められた切
換圧力以上のときは前記メインポンプ要素の吐出圧油の
一部をパイロット圧油として前記比例電磁制御弁へ導く
と共に前記メインポンプ要素からの吐出圧が前記切換圧
力以下のときは前記補助ポンプ要素の吐出圧をパイロッ
ト圧油として前記比例電磁制御弁へ導くようにパイロッ
トラインを切り換える切換弁装置を備え、更に前述の課
題を解決するために、前記補助ポンプ要素の吐出圧を前
記パイロット圧油として前記比例電磁制御弁へ導く際に
前記切換弁要素の作動に連動して前記メインポンプ要素
の吐出圧の一部を予め定められた流量でタンクラインへ
逃がす流量補正弁要素を更に備えたものである。

［作　用］ この発明においては、メインポンプ要素による自己圧パ
イロット制御状態から負荷圧が低下して前記切換弁装置
により補助ポンプによる外部パイロット制御に切り換わ
ると、メインポンプ吐出量からの前記ドレン量の差引き
がなくなるのに応じて、前・記切換弁装置に連動して前
記流量補正弁要素が前記メインポンプ吐出量から前記差
引きドレン量に相当する分の流量をタンクラインへ分流
させて逃がし、従って比例制御電磁弁が同じ制御入力で
作動しても負荷への吐出量には前記差引きドレン量に相
当する分が含まれなくなるので、外部特性としての圧力
−流量特性が低圧領域を含めて全域で直線状に設定値に
従うようになる。この動作は可逆的であり、負荷圧が低
圧領域から上昇してメインポンプが外部パイロット制御
状態から自己圧パイロット制御状態に切り換わる場合に
は、逆に前記流量補正弁要素でタンクラインへ逃がして
いた流量分がパイロットラインへ前記ドレン量分として
補われることになる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す油圧回路図であり、
第２図は流量補正弁要素を含む切換弁装置の構造の一例
を示す断面図である。

この実施例の可変容量型ポンプは、原動機（図示せず）
で回転駆動される可変容量型のメインポンプ要素１１と
、このポンプ要素１１の押退は容積をその変、位によっ
て変えてメインポンプの吐出量を変化させる吐出量可変
要素（例えばアキシャルピストンポンプでは斜板ヨーク
）１２と、ヨークリターンばね１３などの力に対抗して
前記可変要素１２を変位させるためにその尾端の圧力室
１４ａの油圧力で変位制御される操作ピストン１４とを
含む可変容量型ポンプアッセンブリーを備えている。こ
のポンプのパイロット圧の制御のための各要素、すなわ
ち、比例電磁制御弁１５、安全弁１６、パイロットリリ
ーフ弁２１および制御アンプ装置２０などは、例えばポ
ンプハウジングの端部カバーなどに組付けられる。この
他に、ポンプ吐出量に対応した量として可変要素１２の
変位量を電気信号として検出する変位検出器１７および
ポンプ吐出圧を電気信号として検出する圧力センサ１８
が設けられており、アンプ装置２０の圧力と流量の各設
定値入力端子１９ａ。

１９ｂに各々フィードバック信号を与えている。

以上がメインポンプの構成であり、後述するパイロット
圧油Ｐ、が与えられたときに、パイロット切換圧設定用
のリリーフ弁５の設定圧力の範囲内で、吐出量可変要素
１２へ操作力を与えるための操作ピストン１４の圧力室
１４ａのパイロット圧油圧力を、比例電磁制御弁１５を
用いてメインポンプ要素１１の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バック制御により
制御し、操作ピストン１４を変位させて可変要素１２の
位置制御をし、流量・圧力の制御を行なう。

この実施例では、吐出圧力Ｐが前記リリーフ弁５の設定
圧力以下となる低圧領域においてはパイロット圧油は全
量が補助ポンプ４から与えられるようになっている。す
なわち補助ポンプ４は例えばポンプ本体ハウジングの端
部カバー側に設けられており、この補助ポンプ４は、メ
インポンプ要素１１のロータ回転軸に直結されている。

補助ポンプ４の吐出圧力は前記リリーフ弁５社よって上
限を規制されている。補助ポンプ４の吐出口とパイロッ
トラインＰｐとの間に接続されているのは複合セレクタ
弁装置６であり、このセレクタ弁装置６は、第２図にも
示すように、パイロット圧油の導入路をメインポンプ１
１と補助ポンプ４との何れかの吐出ラインに切り換える
切換弁要素７と、この切換弁要素７にビン１０を介して
連動する流量補正弁要素８とからなっている。

流量補正弁要素８は第２図の例ではスリーブ３の螺入螺
出によって絞り開度を調整可能である。

尚、このような開度調整可能な弁構成に代えて、開閉弁
に固定絞りを組合せたものとしてもよい。

セレクタ弁装置６はメインポンプ１１の吐出圧と前記リ
リーフ弁５で制御された補助ポンプ４の吐出圧とを両端
に受けて作動し、この作動によって前記切換弁要素７は
メインポンプ吐出圧がリリーフ弁５の設定圧以上のとき
はメインポンプ１１からの吐出圧油の一部をパイロット
ライン９へ導入し、メインポンプ吐出圧がリリーフ弁５
の設定圧以下のときは補助ポンプ４からの吐出圧油をパ
イロットライン９へ導入する。これに連動して前記流量
補正弁要素８はメインポンプ吐出圧がリリーフ弁５の設
定圧以上のときは閉鎖状態となり、メインポンプ吐出圧
がリリーフ弁５の設定圧以下のときはメインポンプ１１
からの吐出圧油の一部を成る設定された絞り開度、即ち
前述自己圧パイロット制御時におけるパイロット系のド
レン量の和に相当する通過流量を与える開度でタンクラ
インＤＲへ逃がす。

尚、前記補助ポンプ４としては、前記リリーフ弁５の設
定圧以下の低圧領域の負荷圧においてメインポンプ要素
１１の吐出量可変要素１２の制御に必要なパイロット油
圧を供給し、従ってその特性としては吐出圧の昇圧・降
圧のレスポンスに優れ、サージ圧や負荷変動に安定なシ
ョックの少ないものが好ましい。

［発明の効果コ この発明は以上説明したように、低い負荷圧の制御領域
において前記切換弁装置により補助ポンプによる外部パ
イロット制御に切り換わると、それに連動して流量補正
弁要素が前記メインポンプ吐出量から前記差引きドレン
量に相当する分の流量をタンクラインへ分流させて逃が
すので、比例制御電磁弁が同じ制御入力で作動しても負
荷への吐出量には前記差引きドレン量に相当する分が含
まれなくなり、外部特性として低圧領域を含めて全域で
直線状に設定値に従う圧力−流量特性をもった可変容量
型ポンプを提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る油圧回路図、第２図は
流量補正弁要素を含む切換弁装置の構造の一例を示す断
面図、第３図は圧力−流量特性を説明する線図である。 ４・・・補助ポンプ、５・・・パイロット切換圧設定用
リリーフ弁、６・・・複合セレクタ弁装置、７・・・切
換弁要素、８・・・流量補正弁要素、９・・・パイロッ
トライン、１１・・・メインポンプ要素、１２・・・吐
出量可変要素、１４・・・操作ピストン、１５・・・比
例電磁制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   圧力室内のパイロット圧油圧力を単一の比例電磁制御弁
   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
   ループフィードバック制御方式で制御することにより操
   作ピストンを変位させて吐出量可変要素の位置制御をす
   る可変容量型ポンプであって、前記吐出量可変要素によ
   る吐出量制御を受けるメインポンプ要素と、該メインポ
   ンプ要素と共に回転駆動される外部パイロット圧油吐出
   用の補助ポンプ要素と、前記メインポンプ要素からの吐
   出圧が予め定められた切換圧力以上のときは前記メイン
   ポンプ要素の吐出圧油の一部をパイロット圧油として前
   記比例電磁制御弁へ導くと共に前記メインポンプ要素か
   らの吐出圧が前記切換圧力以下のときは前記補助ポンプ
   要素の吐出圧をパイロット圧油として前記比例電磁制御
   弁へ導くようにパイロットラインを切り換える切換弁装
   置を備えたものにおいて、 前記補助ポンプ要素の吐出圧を前記パイロット圧油とし
   て前記比例電磁制御弁へ導く際に前記切換弁要素の作動
   に連動して前記メインポンプ要素の吐出圧の一部を予め
   定められた流量でタンクラインへ逃がす流量補正弁要素
   を更に備えたことを特徴とする可変容量型ポンプ。