JPH0411753B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は一つの原動機で駆動される二つの可
変容量形油圧ポンプの入力制御装置に関するもの
である。

〔発明の背景〕 第１図は従来の油圧ポンプの入力制御装置を示
す図である。図において１は原動機、２はトラン
スミツシヨン、３ａ，３ｂはトランスミツシヨン
２を介して原動機１により駆動される可変容量形
油圧ポンプ、４ａ，４ｂは油圧ポンプ３ａ，３ｂ
のレギユレータ、５ａ，５ｂは制御シリンダ、６
ａ，６ｂは制御ピストン、７ａ，７ｂは制御ピス
トン６ａ，６ｂと制御シリンダ５ａ，５ｂとの間
に設けられたバネ、８ａ，８ｂは制御シリンダ５
ａ，５ｂのピストンロツドで、ピストンロツド８
ａ，８ｂの変位量によりすなわち制御ピストン６
ａ，６ｂ（制御部材）の変位量により、油圧ポン
プ３ａ，３ｂの押しのけの容積すなわち傾転角が
制御される。９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂはそれ
ぞれ制御シリンダ５ａ，５ｂのシリンダ室で、シ
リンダ室９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂの受圧面積
は等しい。１１ａ，１１ｂは油圧ポンプ３ａ，３
ｂに接続された減圧弁で、シリンダ室９ａ，９ｂ
には油圧ポンプ３ａ，３ｂの吐出圧力すなわち自
己の吐出圧力が供給され、シリンダ室１０ａ，１
０ｂには減圧弁１１ｂ，１１ａを介した油圧ポン
プ３ｂ，３ａの吐出圧力すなわち他の油圧ポンプ
の吐出圧力が供給される。そして、シリンダ室９
ａ，１０ａ、シリンダ室９ｂ，１０ｂに作用する
圧力の合計値が減圧弁１１ａ，１１ｂの設定圧力
の２倍になつたとき、制御ピストン６ａ，６ｂが
バネ７ａ，７ｂに抗して左行する。３０ａ，３０
ｂは油圧ポンプ３ａ，３ｂに接続されたりリリー
フ弁である。

つぎに、この入力制御装置の動作について説明
するが、油圧ポンプ３ａ，３ｂの制御動作は同一
であるから、油圧ポンプ３ａについて説明する。
まず、油圧ポンプ３ｂの吐出圧力p_dbが減圧弁１
１ｂの設定圧力p₀より高いときには、シリンダ室
１０ａには圧力P₀が作用する。したがつて、油
圧ポンプ３ａの吐出圧力P_daが設定圧力p₀より低
いときには、バネ７ａのために制御シリンダ５ａ
が縮小した状態となつており、油圧ポンプ３ａの
傾転角が最大であり、油圧ポンプ３ａの吐出流量
Ｑは最大である。そして、吐出圧力p_daが設定圧
力p₀より高くなると、制御ピストン６ａがバネ７
ａに抗して左行するから、油圧ポンプ３ａの傾転
角が減少し、吐出流量Ｑが減少して、油圧ポンプ
３ａの入力トルクＴが原動機１の最大値トルクの
１／２の値T₀となるように制御される。この場合の
吐出圧力p_daと吐出流量Ｑ、入力トルクＴとの関
係は第２図，第３図の線図Ａで表わされる。つぎ
に、吐出圧力p_dbが設定圧力p₀の1/2であるときに
は、シリンダ室１０ａには圧力0.5p₀が作用する。
したがつて、吐出圧力p_daが1.5p₀より低いときに
は、吐出流量Ｑが最大であり、吐出圧力p_daが
1.5p₀より高くなると、吐出流量Ｑが減少して、
入力トルクＴが1.5T₀となるように制御される。
この場合の吐出圧力p_daと吐出流量Ｑ、入力トル
クＴとの関係は第２図，第３図の線図Ｃで表わさ
れる。ついで、吐出圧力p_dbが零であるときには、
シリンダ室１０ａには圧力が作用しない。しがつ
て、吐出圧力p_daが2p₀より低いときには吐出流量
Ｑが最大であり、吐出圧力p_daが2p₀より高くなる
と、吐出流量Ｑが減少して、入力トルクＴが2T₀
となるように制御される。この場合の吐出圧力
p_daと吐出流量Ｑ、入力トルクＴとの関係は第２
図，第３図の線図Ｅで表わされる。また、吐出圧
力p_dbが0.75p₀、0.25p₀のときには、吐出圧力p_da
と吐出流量Ｑ、入力トルクＴとの関係は第２図，
第３図の線図Ｂ，Ｄで表わされる。

したがつて、相手方の油圧ポンプたとえば油圧
ポンプ３ｂの入力トルクがT₀以下のときには、
油圧ポンプ３ａの入力トルクを、油圧ポンプ３ａ
の入力トルクと油圧ポンプ３ｂの入力トルクの合
計値が2T₀となるまで上昇させることができるか
ら、原動機１の出力トルクを有効に利用すること
ができるとともに、油圧ポンプ３ａ，３ｂの入力
トルクの合計値が原動機１の出力トルク2T₀を越
えることがない。

しかしながら、常に油圧ポンプ３ａ，３ｂの吐
出した圧油が有効に活用されるとは限らない。例
えば、作動している油圧シリンダがストロークエ
ンドに達したときには、吐出圧力p_da，p_dbが上昇
し、吐出圧力p_da，p_dbがリリーフ弁３０ａ，３０
ｂの設定圧力p_rに達すると、リリーフ弁３０ａ，
３０ｂが開となる。このため、原動機１の動力は
リリーフ弁３０ａ，３０ｂで消費され、有効な仕
事とはならない。特に、他の油圧ポンプ例えば油
圧ポンプ３ｂの吐出圧力p_dbが低い場合には、リ
リーフ弁３０ａが開となつたときの吐出流量Ｑ、
入力トルクＴが非常に大きく、エネルギ損失が極
めて大となる。また、リリーフ弁３０ａ，３０ｂ
で消費された動力は熱となるので、作動油の温度
が上昇するから、冷却装置の容量を大きくする必
要があるとともに、作動油の劣化が早くなつてし
まう。さらに、リリーフ弁３０ａ，３０ｂが頻繁
に開閉するから、装置全体の騒音が大きくなる。

そこで、第４図に示す油圧ポンプの入力制御装
置が考えられている。図において１２ａ，１２ｂ
は減圧弁１１ｂ，１１ａとシリンダ室１０ａ，１
０ｂとの間に設けられた切換弁で、切換弁１２
ａ，１２ｂの設定圧力p_cはリリーフ弁３０ａ，３
０ｂの設定圧力p_rよりわずかに低く、自己の吐出
圧力が設定圧力p_cより低いときには、ａ位置にな
り、減圧弁１１ｂ，１１ａを介した他の油圧ポン
プ３ｂ，３ａの吐出圧力をシリンダ室１０ａ，１
０ｂに作用させ、自己の吐出圧力が設定圧力p_cよ
り高いときには、ｂ位置となり、自己の吐出圧力
をシリンダ室１０ａ，１０ｂに作用させる。

この入力制御装置においては、油圧ポンプ３
ａ，３ｂの吐出圧力p_da，p_dbが設定圧力p_cより低
いときには、切換弁１２ａ，１２ｂがａ位置であ
り、第１図に示した従来の入力制御装置と同様の
動作を行ない、原動機１の動力を有効に活用す
る。そして、例えば油圧ポンプ３ａの吐出圧力
p_daが切換弁１２ａの設定圧力p_dcより高くなる
と、切換弁１２ａがｂ位置に切換わり、シリンダ
室１０ａに設定圧力p_cより高い吐出圧力p_daが作
用する。この場合、設定圧力p_rは2p₀〜3p₀と高い
から、制御ピストン６ａに作用する力が増加し、
制御ピストン６ａがバネ７ａに抗して左行する。
このため、第５図に示すように、吐出流量Ｑが減
少し、また第６図に示すように、入力トルクＴも
減少する。なお、この制御動昨は油圧ポンプ３ｂ
ついても同一である。このように、ポンプ３ａ，
３ｂの吐出圧力p_da，p_dbがリリーフ弁３０ａ，３
０ｂの設定圧力p_rに近くなると、油圧ポンプ３
ａ，３ｂの吐出流量Ｑが減少されるから、リリー
フ弁３０ａ，３０ｂを通過する流量が大幅に減少
する。

しかしながら、油圧ポンプ３ａ，３ｂには方向
切換弁等の絞りを有する弁（図示せず）が接続さ
れているのが通常であり、例えば油圧ポンプ３ａ
の吐出圧力p_daが設定圧力p_cより高くなり、切換
弁１２ａがｂ位置となつて、油圧ポンプ３ａの吐
出流量Ｑが減少すると、上記弁の絞りにより吐出
圧力p_daが低下する。すると、切換弁１２ａがａ
位置となり、吐出流量Ｑが増加し、この場合には
上記弁の絞りにより吐出圧力p_daが再び増加する。
このことは油圧ポンプ３ｂ側についても同様であ
る。このように、入力制御装置が自励振動を起こ
すから、安定した流量制御が不可能である。

〔発明の目的〕

この発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、安定した流量制御が可能な油圧ポン
プの入力制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、この発明において
は、、減圧弁と制御部材との間に、自己の吐出圧
力が設定圧力より低いときには上記減圧弁を介し
た他の油圧ポンプの吐出圧力を上記制御部材に作
用させ、自己の吐出圧力が設定圧力より高いとき
には自己の吐出圧力を上記制御部材に作用させる
切換弁を設け、その切換弁のパイロツトポートに
チヤンバを接続し、そのチヤンバの上流側にチエ
ツク弁及び絞りを並列に設ける。

〔発明の実施例〕

第７図はこの発明に係る油圧ポンプの入力制御
装置を示す図である。図において１６ａ，１６ｂ
は切換弁１２ａ，１２ｂのパイロツトポート、１
４ａ，１４ｂは油圧ポンプ３ａ，３ｂとパイロツ
トポート１６ａ，１６ｂとを接続する管路に接続
されたチヤンバ、１３ａ，１３ｂは上記管路のチ
ヤンバ１４ａ１４ｂより上流側に設けられたチエ
ツク弁、１５ａ，１５ｂはチエツク弁１３ａ，１
３ｂと並列に設けられた絞りである。

この入力制御装置においては、例えば油圧ポン
プ３ａの吐出圧力p_daが上昇すると、チエツク弁
１３ａを介してチヤンバ１４ａ内の圧力が急速に
上昇する。このため、吐出圧力p_daが設定圧力p_c
より高くなると、チヤンバ１４ａ内の圧力が設定
圧力p_cより高くなり、切換弁１２ａがｂ位置とな
つて油圧ポンプ３ａの吐出流量Ｑが減少する。こ
の場合、上述したように弁の絞りのために、吐出
圧力p_daが低下するが、チヤンバ１４ａ内の圧力
は絞り１５ａを介して徐々に減少するから、切換
弁１２ａはｂ位置に保持される。そして、吐出圧
力p_daが設定圧力p_cより低い状態が所定時間継続
すると、チヤンバ１４ａ内の圧力が設定圧力p_cよ
り低くなり、切換弁１２ａがａ位置となつて、吐
出流量Ｑが増加する。したがつて、自励振動を起
こすことはない。このことは油圧ポンプ３ｂ側に
ついても同様である。

第８図は第７図に示した切換弁１２ａ、チエツ
ク弁１３ａ、チヤンバ１４ａ及び絞り１５ａを組
み合わせた弁装置の構造を示す断面図である。図
において１７は弁本体、１８は弁本体１７内に摺
動可能に設けられたスプール、１９は弁本体１７
とスプール１８との間に設けられたバネ、２０は
弁本体１７内に設けられた室で、室２０にはチヤ
ンバ１４ａが接続されている。２１はスプール１
８内に設けられた通路、２２は室２０内に設けら
れたポペツト、２３は弁本体１７とポペツト２２
との間に設けられたバネで、ポペツト２２、バネ
２３でチエツク弁１３ａを構成する。２４は減圧
弁１１ｂと接続されたポート、２５はシリンダ室
１０ａと接続されたポート、２６は油圧ポンプ３
ａと接続されたポートである。

この弁装置においては、ポート２６と室２０、
チヤンバ１４ａとが通路２１、チエツク弁１３ａ
を介して連通しているから、吐出圧力p_daが上昇
すると、チヤンバ１４ａ内の圧力が上昇する。そ
して、吐出圧力p_daが設定圧力ｐｃより低いとき
は、チヤンバ１４ａ内の圧力も設定圧力p_cより低
いので、図示のようにスプール１８がバネ１９で
右方に押され、ポート２４とポート２５とが連通
する。また、吐出圧力p_daが設定圧力p_cより高く
なると、チヤンバ１４ａ内の圧力が設定圧力p_cよ
り高くなり、スプール１８がバネ１９に抗して左
行し、ポート２６とポート２５とが連通する。こ
の状態で、吐出圧力p_daが設定圧力p_cより低くな
ると、チヤンバ１４ａ、室２０が絞り１５ａを介
して連通しているから、チヤンバ１４ａ内の圧力
は徐々に低下し、チヤンバ１４ａ内の圧力が設定
圧力p_cより低くなると、バネ１９によりスプール
１８が右行し、ポート２４とポート２５とが連通
する。

第９図はこの発明に係る他の油圧ポンプの入力
制御装置を示す図である。図において３１ａ，３
１ｂは油圧源、３２ａ，３２ｂは油圧源３１ａ，
３１ｂに接続されたサーボ弁、３３ａ，３３ｂは
サーボ弁３２ａ，３２ｂのバネ、３４ａ，３４
ｂ，３５ａ，３５ｂはサーボ弁３２ａ，３２ｂの
パイロツトポートで、パイロツトポート３４ａ３
４ｂには油圧ポンプ３ａ，３ｂの吐出圧力すなわ
ち自己の吐出圧力が供給され、パイロツトポート
３５ａ，３５ｂには切換弁１２ａ，１２ｂによ
り、吐出圧力p_da，p_dbが設定圧力p_cより低いとき
には、減圧弁１１ｂ，１１ａを介した油圧ポンプ
３ｂ，３ａの吐出圧力すなわち他の油圧ポンプの
吐出圧力が供給され、吐出圧力p_da，p_dbが設定圧
力p_cより高いときには、油圧ポンプ３ａ，３ｂの
吐出圧力すなわち自己の吐出圧力が供給される。
３６ａ，３６ｂはサーボ弁３２ａ，３２ｂに接続
されたサーボピストンで、サーボピストン３６
ａ，３６ｂの変位量により、油圧ポンプ３ａ，３
ｂの押しのけ容積すなわち傾転角が制御される。

第１０図は第９図に示した入力制御装置のレギ
ユレータ４ａの構造を示す断面図である。なお、
レギユレータ４ｂの構造も同様である。図におい
て３７はサーボ弁３２ａのスプール、３８はサー
ボ弁３２ａのスリーブ、３９は一端がケーシング
に回動可能に取付けられたフイードバツクレバ
ー、４０，４１はレバー３９に設けられたピン
で、ピン４０，４１はそれぞれサーボピストン３
６ａ、スリーブ３８に係合している。４２，４３
はサーボピストン３６ａの両側に形成されたシリ
ンダ室である。

この入力制御装置においては、スプール３７
（制御部材）の変位量はバネ３３ａの力とパイロ
ツトポート３４ａ，３５ａに作用する圧力による
力の合計値とで決定される。そして、例えば第１
０図に示す状態から、スプール３７が左方に変位
すると、油圧源３１ａの圧油がシリンダ室４２に
供給され、またシリンダ室４３がタンクに連通す
るから、サーボピストン３６ａが左行するが、こ
のときレバー３９によつてスリーブ３８をサーボ
ピストン３６ａの変位に応じて変位し、サーボピ
ストン３６ａがスプール３７の変位量に応じた量
だけ変位したとき、油圧源３１ａの圧油はスリー
ブ３８によつてシリンダ室４２に供給されなくな
り、またシリンダ室４３とタンクとの連通がスリ
ーブ３８により遮断されるから、サーボピストン
３６ａが停止する。すなわち、サーボピストン３
６ａの変位量はスプール３７の変位量に応じた値
となり、したがつて油圧ポンプ３ａの傾転角はス
プール３７の変位量に応じた値となる。このよう
に、スプール３７の変位量はバネ３３ａの力とパ
イロツトポート３４ａ，３５ａに作用する圧力の
合計値とで決定され、また油圧ポンプ３ａの傾転
角はスプール３７の変位量に応じた値となるか
ら、この入力制御装置においては、第７図に示し
た入力制御装置と同様に油圧ポンプ３ａ，３ｂの
吐出流量Ｑを制御する。

なお、上述実施例において、チヤンバ１４ａ，
１４ｂの容積、絞り弁１５ａ，１５ｂの絞り比を
適切に選択すれば、吐出圧力p_da，p_dbが上昇した
ときの応答性、吐出圧力p_da，p_dbが低下したとき
の遅れ時間を適切な値にすることが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係る油圧ポン
プの入力制御装置においては、自励振動を起こす
ことがないから、安定した流量制御を行なうこと
が可能である。このように、この発明の効果は顕
著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油圧ポンプの入力制御装置を示
す図、第２図は第１図に示した入力制御装置の場
合の吐出圧力p_daと吐出流量Ｑとの関係を示すグ
ラフ、第３図は第１図に示した入力制御装置の場
合の吐出圧力p_daと入力トルクＴとの関係を示す
グラフ、第４図は第１図に示した入力制御装置を
改良した入力制御装置を示す図、第５図は第４図
に示した入力制御装置の場合の吐出圧力p_daと吐
出流量Ｑとの関係を示すグラフ、第６図は第４図
に示した入力制御装置の場合の吐出圧力p_daと入
力トルクＴとの関係を示すグラフ、第７図はこの
発明に係る油圧ポンプの入力制御装置を示す図、
第８図は第７図に示した切換弁、チヤンバ等を組
み合わせた弁装置の構造を示す断面図、第９図は
この発明に係る他の油圧ポンプの入力制御装置を
示す図、第１０図は第９図に示した入力制御装置
のレギユレータの構造を示す断面図である。 １…原動機、３ａ，３ｂ…可変容量形油圧ポン
プ、４ａ，４ｂ…レギユレータ、５ａ，５ｂ…制
御シリンダ、６ａ，６ｂ…制御ピストン、７ａ，
７ｂ…バネ、８ａ，８ｂ…ピストンロツド、９
ａ，９ｂ…シリンダ室、１０ａ，１０ｂ…シリン
ダ室、１１ａ，１１ｂ…減圧弁、１２ａ，１２ｂ
…切換弁、１３ａ，１３ｂ…チエツク弁、１４
ａ，１４ｂ…チヤンバ、１５ａ，１５ｂ…絞り、
１６ａ，１６ｂ…パイロツトポート、３１ａ，３
１ｂ…油圧源、３２ａ，３２ｂ…サーボ弁、３３
ａ，３３ｂ…バネ、３４ａ，３４ｂ…パイロツト
ポート、３５ａ，３５ｂ…パイロツトポート、３
６ａ，３６ｂ…サーボピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一つの原動機で駆動される二つの可変容量形
   油圧ポンプの押しのけ容積を制御部材の変位量に
   よつて制御し、上記制御部材の一端にバネを設
   け、上記制御部材の他端に自己の吐出圧力及び減
   圧弁を介した他の油圧ポンプの吐出圧力を作用さ
   せる油圧ポンプの入力制御装置において、上記減
   圧弁と上記制御部材との間に、自己の吐出圧力が
   設定圧力より低いときには上記減圧弁を介した他
   の油圧ポンプの吐出圧力を上記制御部材に作用さ
   せ、自己の吐出圧力が設定圧力より高いときには
   自己の吐出圧力を上記制御部材に作用させる切換
   弁を設け、その切換弁のパイロツトポートにチヤ
   ンバを接続し、そのチヤンバの上流側にチエツク
   弁及び絞りを並列に設けたことを特徴とする油圧
   ポンプの入力制御装置。