JPH0686873B2 - 可変容量形ポンプ - Google Patents
可変容量形ポンプInfo
- Publication number
- JPH0686873B2 JPH0686873B2 JP60193640A JP19364085A JPH0686873B2 JP H0686873 B2 JPH0686873 B2 JP H0686873B2 JP 60193640 A JP60193640 A JP 60193640A JP 19364085 A JP19364085 A JP 19364085A JP H0686873 B2 JPH0686873 B2 JP H0686873B2
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- pump
- input current
- flow rate
- pressurizing chamber
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Links
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- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変容量形ポンプに関する。
従来の可変容量形ポンプでは、第３図に示すように、圧
力と流量の設定は共に電気信号として与えているもの
の、これら圧力設定信号i1および流量設定信号i2に基づ
くポンプ31の可変要素32の変位の制御は、油圧パイロツ
ト圧力によるコンペンセータ弁制御方法の開ループ制御
である。すなわち第３図において、ポンプ31の吐出側に
比例電磁流量制御弁33を直列に挿入し、その比例ソレノ
イドに入力電流i2を与えて、ソレノイドの吸引力と対抗
したばね力との関係でスプールを比例動作させてその絞
り開度を定め、この絞り前後の差圧を一定に保つように
可変要素32の加圧室の圧油圧力をコンペセータ弁34によ
つて制御し、ポンプ31の可変要素32を対抗ばね力に対し
て前記加圧室内の圧力の制御で変位制御することにより
入力電流i2に対応した所定の吐出流量を得る一方、ポン
プ31の吐出ポートから固定オリフイス35を介して比例電
磁リリーフ弁36からパイロツト流量を逃がすようにし、
この比例電磁リリーフ弁36を設定圧力に対応した入力電
流i1によつて比例制御して、吐出圧が設定圧力に達した
ときにリリーフ弁36を開いてパイロツト流量を流すよう
にし、オリフイス35の前後の差圧をコンペンセータ弁37
で検出して可変要素32の加圧室に圧油を導入し、リリー
フ弁36により所定の圧力補償値を得るようにした構成の
ロードセンシング制御方式となつている。尚、第３図に
おいて38は安全弁である。
力と流量の設定は共に電気信号として与えているもの
の、これら圧力設定信号i1および流量設定信号i2に基づ
くポンプ31の可変要素32の変位の制御は、油圧パイロツ
ト圧力によるコンペンセータ弁制御方法の開ループ制御
である。すなわち第３図において、ポンプ31の吐出側に
比例電磁流量制御弁33を直列に挿入し、その比例ソレノ
イドに入力電流i2を与えて、ソレノイドの吸引力と対抗
したばね力との関係でスプールを比例動作させてその絞
り開度を定め、この絞り前後の差圧を一定に保つように
可変要素32の加圧室の圧油圧力をコンペセータ弁34によ
つて制御し、ポンプ31の可変要素32を対抗ばね力に対し
て前記加圧室内の圧力の制御で変位制御することにより
入力電流i2に対応した所定の吐出流量を得る一方、ポン
プ31の吐出ポートから固定オリフイス35を介して比例電
磁リリーフ弁36からパイロツト流量を逃がすようにし、
この比例電磁リリーフ弁36を設定圧力に対応した入力電
流i1によつて比例制御して、吐出圧が設定圧力に達した
ときにリリーフ弁36を開いてパイロツト流量を流すよう
にし、オリフイス35の前後の差圧をコンペンセータ弁37
で検出して可変要素32の加圧室に圧油を導入し、リリー
フ弁36により所定の圧力補償値を得るようにした構成の
ロードセンシング制御方式となつている。尚、第３図に
おいて38は安全弁である。
このような従来のロードセンシング制御の可変容量ポン
プでは、ソレノイドのヒステリシス以外にも、開ループ
の油圧制御方式のために圧油の圧縮性や粘性等が影響し
て圧力および流量制御共にヒステリシスを小さくするこ
とが困難であるので制御性に難点があり、ポンプの吐出
圧としては負荷圧のみならずメイン流路中の流量制御弁
33の絞り前後の差圧分が上乗せされ、この流量制御弁33
は吐出流量の大きさに応じて体格の大きいものが必要で
あり、また油圧的なコンペンセータ弁の動きを信号とし
て可変要素を変位させるため動特性上の限界が存在し、
油圧制御方式であるので補償をとることが難かしく、応
答性を高めると発振現象を起しやすく、メインスプール
やばねなどの振動要素をもつコンペンセータ弁やパイロ
ツトリリーフ弁などを多く用いているので安定動作のた
めのダンピング用絞りの付加をはじめ、使用状態での現
場の整合性調整作業が必要となることがあり、さらには
パイロツト圧制御を行なうので油路が複雑に入り組み、
ポンプハウジングやカバーの通路構成が複雑化し、圧力
設定信号を受けるための比例電磁弁と流量設定信号を受
けるための比例電磁弁とが別個にそれぞれ必要であるの
で消費電力が大きいことのほかに各弁をポンプに搭載す
る場合には全体の体格が大きくなつてコンパクト化を計
ることが困難であるなど、種々の欠点を抱えている。
プでは、ソレノイドのヒステリシス以外にも、開ループ
の油圧制御方式のために圧油の圧縮性や粘性等が影響し
て圧力および流量制御共にヒステリシスを小さくするこ
とが困難であるので制御性に難点があり、ポンプの吐出
圧としては負荷圧のみならずメイン流路中の流量制御弁
33の絞り前後の差圧分が上乗せされ、この流量制御弁33
は吐出流量の大きさに応じて体格の大きいものが必要で
あり、また油圧的なコンペンセータ弁の動きを信号とし
て可変要素を変位させるため動特性上の限界が存在し、
油圧制御方式であるので補償をとることが難かしく、応
答性を高めると発振現象を起しやすく、メインスプール
やばねなどの振動要素をもつコンペンセータ弁やパイロ
ツトリリーフ弁などを多く用いているので安定動作のた
めのダンピング用絞りの付加をはじめ、使用状態での現
場の整合性調整作業が必要となることがあり、さらには
パイロツト圧制御を行なうので油路が複雑に入り組み、
ポンプハウジングやカバーの通路構成が複雑化し、圧力
設定信号を受けるための比例電磁弁と流量設定信号を受
けるための比例電磁弁とが別個にそれぞれ必要であるの
で消費電力が大きいことのほかに各弁をポンプに搭載す
る場合には全体の体格が大きくなつてコンパクト化を計
ることが困難であるなど、種々の欠点を抱えている。
本発明の主要な課題は、前述の従来技術の欠点を除去す
るために、吐出圧と流量を共に閉ループの電気‐油圧制
御系で単一の比例電磁制御弁を用いて制御することので
きるロードセンシング制御形の可変容量形ポンプを提供
することである。
るために、吐出圧と流量を共に閉ループの電気‐油圧制
御系で単一の比例電磁制御弁を用いて制御することので
きるロードセンシング制御形の可変容量形ポンプを提供
することである。
本発明によれば、前述の問題点を解決するために、吐出
量可変要素の変位をばね力に対抗する油圧力の制御で行
なうことにより吐出量を可変とした可変容量形ポンプに
おいて、 ポンプ吐出量に対応した電気信号を出力する第１の検出
手段と、 ポンプ吐出圧に対応した電気信号を出力する第２の検出
手段と、 外部から与えられる流量設定信号と前記第１の検出手段
から出力される電気信号との差信号を生じる第１の電気
的制御手段と、 前記差信号に応じた入力電流に対応する開度で前記可変
要素の加圧室をポンプ吐出口側またはタンク側に連通さ
せる比例電磁制御弁であって、前記入力電流が最小と最
大の間の中立点では前記加圧室とタンク側及び吐出口側
との連通開度を閉じ、前記入力電流が前記中立点から前
記最大側のときには前記加圧室とタンク側との連通開度
を入力電流に比例した開度に制御し、前記入力電流が前
記中立点から前記最小側のときには前記加圧室と吐出口
側との連通開度を入力電流に反比例した開度に制御する
比例電磁制御弁と、 外部から与えられる圧力設定信号と前記第２の検出手段
から出力される電気信号とを入力としてポンプ吐出圧が
設定圧力値に達したときに前記可変要素がカットオフ状
態となるように前記入力電流を制御する第２の電気的制
御手段、 とを備えたことを特徴とする可変容量形ポンプが提供さ
れる。
量可変要素の変位をばね力に対抗する油圧力の制御で行
なうことにより吐出量を可変とした可変容量形ポンプに
おいて、 ポンプ吐出量に対応した電気信号を出力する第１の検出
手段と、 ポンプ吐出圧に対応した電気信号を出力する第２の検出
手段と、 外部から与えられる流量設定信号と前記第１の検出手段
から出力される電気信号との差信号を生じる第１の電気
的制御手段と、 前記差信号に応じた入力電流に対応する開度で前記可変
要素の加圧室をポンプ吐出口側またはタンク側に連通さ
せる比例電磁制御弁であって、前記入力電流が最小と最
大の間の中立点では前記加圧室とタンク側及び吐出口側
との連通開度を閉じ、前記入力電流が前記中立点から前
記最大側のときには前記加圧室とタンク側との連通開度
を入力電流に比例した開度に制御し、前記入力電流が前
記中立点から前記最小側のときには前記加圧室と吐出口
側との連通開度を入力電流に反比例した開度に制御する
比例電磁制御弁と、 外部から与えられる圧力設定信号と前記第２の検出手段
から出力される電気信号とを入力としてポンプ吐出圧が
設定圧力値に達したときに前記可変要素がカットオフ状
態となるように前記入力電流を制御する第２の電気的制
御手段、 とを備えたことを特徴とする可変容量形ポンプが提供さ
れる。
本発明においてはポンプの可変要素の変位量から流量信
号を得て設定との差信号をとり、電気‐油圧閉ループで
吐出流量のフイードバツク制御をすると共に、圧力セン
サによる吐出圧を設定値と突き合せて電気‐油圧閉ルー
プでカツトオフ制御している。このため単一の比例電磁
三方制御弁で電気系と油圧系を全てループ内に含む制御
性の良いロードセンシング制御方式の可変容量形ポンプ
となつている。またポンプ吐出ライン中に一切の絞りを
設けずに済み、全体もコンパクトな構造となるほか、ル
ープ内の電気制御系でのゲイン調整により振動対策をか
なり自由にとることができ、使用現場での調整が簡単に
なると共にカツトオフ特性の圧力ダレを大きくせずにシ
ヤープな特性のものとすることができる。
号を得て設定との差信号をとり、電気‐油圧閉ループで
吐出流量のフイードバツク制御をすると共に、圧力セン
サによる吐出圧を設定値と突き合せて電気‐油圧閉ルー
プでカツトオフ制御している。このため単一の比例電磁
三方制御弁で電気系と油圧系を全てループ内に含む制御
性の良いロードセンシング制御方式の可変容量形ポンプ
となつている。またポンプ吐出ライン中に一切の絞りを
設けずに済み、全体もコンパクトな構造となるほか、ル
ープ内の電気制御系でのゲイン調整により振動対策をか
なり自由にとることができ、使用現場での調整が簡単に
なると共にカツトオフ特性の圧力ダレを大きくせずにシ
ヤープな特性のものとすることができる。
本発明の好ましい実施例を図面と共に説明すれば以下の
通りである。
通りである。
〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例に係る可変容量形ポンプの構
成を示す油圧回路図、第２図は構造例を示す縦断面図で
ある。
成を示す油圧回路図、第２図は構造例を示す縦断面図で
ある。
第１図において、全体を符号１で示す本実施例に係る可
変容量形ポンプは、駆動軸２で原動機（図示せず）によ
つて回転駆動されるポンプ要素３と、該ポンプ要素３の
吐出流量を制御するためにばね力に対抗する油圧力で変
位制御される可変要素４と、比例電磁三方制御弁５と、
安全弁６と、可変要素４の変位量を検出する変位検出器
７と、ポンプ吐出圧を検出する圧力センサ８と、第１ア
ンプ9aと第２アンプ9bおよび出力アンプ9cの三つのアン
プからなる制御アンプ装置９と、吐出口10および吸入口
11、それに二つの電気信号入力端子12,13を備えてい
る。
変容量形ポンプは、駆動軸２で原動機（図示せず）によ
つて回転駆動されるポンプ要素３と、該ポンプ要素３の
吐出流量を制御するためにばね力に対抗する油圧力で変
位制御される可変要素４と、比例電磁三方制御弁５と、
安全弁６と、可変要素４の変位量を検出する変位検出器
７と、ポンプ吐出圧を検出する圧力センサ８と、第１ア
ンプ9aと第２アンプ9bおよび出力アンプ9cの三つのアン
プからなる制御アンプ装置９と、吐出口10および吸入口
11、それに二つの電気信号入力端子12,13を備えてい
る。
例えばポンプ３がアキシヤルピストンポンプの場合、可
変要素４は斜坂およびその斜板角を制御する操作ピスト
ンを包含し、変位検出器７は斜板軸の回転角或いは操作
ピストンの移動量から可変要素変位量を検出するポテン
シヨメータ或いは差動トランスなどの位置検出手段から
なる。
変要素４は斜坂およびその斜板角を制御する操作ピスト
ンを包含し、変位検出器７は斜板軸の回転角或いは操作
ピストンの移動量から可変要素変位量を検出するポテン
シヨメータ或いは差動トランスなどの位置検出手段から
なる。
圧力センサ８は、ポンプボデイまたはカバー内、或いは
制御弁５の弁ボデイ内に取付けられた半導体ゲージ式圧
力センサであつてよく、ポンプ３の吐出ポート14に連通
した内部通路を介して、吐出圧を常に検出している。
制御弁５の弁ボデイ内に取付けられた半導体ゲージ式圧
力センサであつてよく、ポンプ３の吐出ポート14に連通
した内部通路を介して、吐出圧を常に検出している。
可変要素４の加圧室からタンクへ至る圧油通路中には、
安全弁６と比例電磁三方制御弁５とがタンデムに挿入さ
れている。安全弁６は、ポンプ吐出側のブロツクなど、
付加圧が異常に高くなつてそのばねで設定された回路上
限圧に達したときに吐出ポート14から吐出圧を可変要素
４の加圧室に直接導き、それ以外の通常時は可変要素４
の加圧室を比例電磁三方制御弁５に接続している。
安全弁６と比例電磁三方制御弁５とがタンデムに挿入さ
れている。安全弁６は、ポンプ吐出側のブロツクなど、
付加圧が異常に高くなつてそのばねで設定された回路上
限圧に達したときに吐出ポート14から吐出圧を可変要素
４の加圧室に直接導き、それ以外の通常時は可変要素４
の加圧室を比例電磁三方制御弁５に接続している。
比例電磁三方制御弁５は、そのソレノイド15への入力電
流が最大で可変要素４の加圧室をタンクに全開してお
り、その後、入力電流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り、次いで可変要素４の加圧室
をポンプ吐出ポート側に徐々に開きはじめ、入力電流が
無くなると吐出圧油の一部を安全弁６を介して可変要素
４の加圧室に直接導き、このようにして可変要素４の変
位を最大吐出量位置からフルカットオフ位置まで制御す
る。この比例電磁三方制御弁５に対して前記入力電流を
与えるために制御アンプ装置９が例えば三方制御弁５に
搭載された形で設けられている。アンプ装置９の第１ア
ンプ9aには変位検出器７の検出信号と外部の吐出流量設
定器16からの設定流量信号とが入力され、第１アンプ9a
から設定流量信号と変位検出器７の検出信号との差信号
が出力アンプ9cに入力され、出力アンプ9cが対応した電
流をソレノイド15に入力している。また第２アンプ9bに
は圧力センサ８の検出信号と外部の圧力設定器17からの
設定圧力信号とが入力され、両入力が一致したときに第
２アンプ9bから出力アンプ9cにカツトオフ信号が与えら
れるようになつている。出力アンプ9cは、このカツトオ
フ信号が入力されるまでは第１アンプ9aの出力信号に応
じた電流出力をソレノイド15に与え、カツトオフ信号が
入力されたときは、可変要素４を変位量がほぼ零のフル
カツトオフ位置にすべく吐出圧の一部を可変要素の加圧
室に導いてポンプをカツトオフ状態にするような制御弁
開度にする電流出力をソレノイド15に与える。すなわち
設定圧力と圧力センサの検出圧力との偏差があるか無い
かで比例電磁三方制御弁５のソレノイド15の入力電流を
流量制御電流（i2）にするか圧力制御（i1）にするか選
択するように二つの制御回路が組み合わされている。ポ
ンプの始動時においては各弁は第１図の状態のポジシヨ
ンをとつており、従つて可変要素４は、吐出圧が生じる
までは対抗ばねの力によつて最大流量位置にある。すな
わち、ポンプの最大吐出流量を100％としてQ100で表わ
し、最小吐出流量を０％としてQ0で表わすと、変位検出
器７は可変要素４が最大流量位置でQ100に相当する検出
信号を生じ、最小流量位置でQ0に相当する検出信号を生
じる。一方、流量設定器16からは０〜100％流量の間の
任意の流量QINに相当する設定流量信号が与えられる。
前記変位検出器７からの検出信号に対応する流量をQFB
で表わすと第１アンプ9aは（QIN−QFB）に相当する差信
号を出力し、出力アンプ9cは、この差信号に対応した電
流出力をソレノイド15に与える。
流が最大で可変要素４の加圧室をタンクに全開してお
り、その後、入力電流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り、次いで可変要素４の加圧室
をポンプ吐出ポート側に徐々に開きはじめ、入力電流が
無くなると吐出圧油の一部を安全弁６を介して可変要素
４の加圧室に直接導き、このようにして可変要素４の変
位を最大吐出量位置からフルカットオフ位置まで制御す
る。この比例電磁三方制御弁５に対して前記入力電流を
与えるために制御アンプ装置９が例えば三方制御弁５に
搭載された形で設けられている。アンプ装置９の第１ア
ンプ9aには変位検出器７の検出信号と外部の吐出流量設
定器16からの設定流量信号とが入力され、第１アンプ9a
から設定流量信号と変位検出器７の検出信号との差信号
が出力アンプ9cに入力され、出力アンプ9cが対応した電
流をソレノイド15に入力している。また第２アンプ9bに
は圧力センサ８の検出信号と外部の圧力設定器17からの
設定圧力信号とが入力され、両入力が一致したときに第
２アンプ9bから出力アンプ9cにカツトオフ信号が与えら
れるようになつている。出力アンプ9cは、このカツトオ
フ信号が入力されるまでは第１アンプ9aの出力信号に応
じた電流出力をソレノイド15に与え、カツトオフ信号が
入力されたときは、可変要素４を変位量がほぼ零のフル
カツトオフ位置にすべく吐出圧の一部を可変要素の加圧
室に導いてポンプをカツトオフ状態にするような制御弁
開度にする電流出力をソレノイド15に与える。すなわち
設定圧力と圧力センサの検出圧力との偏差があるか無い
かで比例電磁三方制御弁５のソレノイド15の入力電流を
流量制御電流（i2）にするか圧力制御（i1）にするか選
択するように二つの制御回路が組み合わされている。ポ
ンプの始動時においては各弁は第１図の状態のポジシヨ
ンをとつており、従つて可変要素４は、吐出圧が生じる
までは対抗ばねの力によつて最大流量位置にある。すな
わち、ポンプの最大吐出流量を100％としてQ100で表わ
し、最小吐出流量を０％としてQ0で表わすと、変位検出
器７は可変要素４が最大流量位置でQ100に相当する検出
信号を生じ、最小流量位置でQ0に相当する検出信号を生
じる。一方、流量設定器16からは０〜100％流量の間の
任意の流量QINに相当する設定流量信号が与えられる。
前記変位検出器７からの検出信号に対応する流量をQFB
で表わすと第１アンプ9aは（QIN−QFB）に相当する差信
号を出力し、出力アンプ9cは、この差信号に対応した電
流出力をソレノイド15に与える。
この場合、差信号は（Q0-Q100）に相当する最小値から
（Q100-Q0）に相当する最大値までの範囲の値をとるの
で、出力アンプ9cはこの差信号の最小値から最大値まで
の範囲に対して比例した電流出力を生じ、この電流出力
でソレノイド15が励磁されることによって、制御弁５
は、励磁電流が前記差信号の最小値に対応するときに可
変要素４の加圧室をポンプ吐出口側へ連通させる制御開
度となり、また励磁電流が前記差信号の最大値に対応す
るときには可変要素４の加圧室をタンク側に連通させる
制御開度となり、励磁電流が差信号の最小値と最大値と
の間の零値（QIN−QFB＝０のとき）に対応するときには
加圧室を吐出側とタンク側のいずれもにも連通させない
中立状態となり、これらの間の連通開度を励磁電流に比
例して絞り制御する。
（Q100-Q0）に相当する最大値までの範囲の値をとるの
で、出力アンプ9cはこの差信号の最小値から最大値まで
の範囲に対して比例した電流出力を生じ、この電流出力
でソレノイド15が励磁されることによって、制御弁５
は、励磁電流が前記差信号の最小値に対応するときに可
変要素４の加圧室をポンプ吐出口側へ連通させる制御開
度となり、また励磁電流が前記差信号の最大値に対応す
るときには可変要素４の加圧室をタンク側に連通させる
制御開度となり、励磁電流が差信号の最小値と最大値と
の間の零値（QIN−QFB＝０のとき）に対応するときには
加圧室を吐出側とタンク側のいずれもにも連通させない
中立状態となり、これらの間の連通開度を励磁電流に比
例して絞り制御する。
またポンプの最大吐出圧を100％としてP100で表わし、
最小吐出圧を０％としてP0で表わすと、圧力設定器17か
らは０〜100％圧力の間の任意の圧力PINに相当する設定
圧力信号が与えられる。圧力センサ８は負荷側に供給さ
れているポンプ吐出圧に対応した検出信号を生じ、この
検出信号に対応する圧力をPFBで表わすと、第２アンプ9
bは（PFB−PIN）がほぼ零になったときにカットオフ信
号を出力し、出力アンプ9cは、このカットオフ信号が入
力されていない状態では前述のように第１アンプ9aから
の差信号に対応した電流出力をソレノイド15に与えて流
量フィードバック制御を行なっているが、カットオフ信
号が入力されているときには、第１アンプ9aからの差信
号に無関係に、制御弁５の開度を吐出圧の一部が可変要
素４の加圧室へ導かれて可変要素４をほぼ流量零のカッ
トオフ位置にするような電流出力を生じる。
最小吐出圧を０％としてP0で表わすと、圧力設定器17か
らは０〜100％圧力の間の任意の圧力PINに相当する設定
圧力信号が与えられる。圧力センサ８は負荷側に供給さ
れているポンプ吐出圧に対応した検出信号を生じ、この
検出信号に対応する圧力をPFBで表わすと、第２アンプ9
bは（PFB−PIN）がほぼ零になったときにカットオフ信
号を出力し、出力アンプ9cは、このカットオフ信号が入
力されていない状態では前述のように第１アンプ9aから
の差信号に対応した電流出力をソレノイド15に与えて流
量フィードバック制御を行なっているが、カットオフ信
号が入力されているときには、第１アンプ9aからの差信
号に無関係に、制御弁５の開度を吐出圧の一部が可変要
素４の加圧室へ導かれて可変要素４をほぼ流量零のカッ
トオフ位置にするような電流出力を生じる。
流量設定器16から例えば50％流量Q50の設定流量信号を
与え、また圧力設定器17から80％圧力P80の設定圧力信
号を与えててポンプを始動したとすると、始動時には吐
出圧が生じるまでは可変要素４が最大流量位置にあるの
で変位検出器７から生じている検出信号はQ100に相当
し、また圧力センサ８によって検出される吐出圧も当然
ながら設定圧力以下であるから、出力アンプ9cは第１ア
ンプ9aからの差信号（Q50−Q100）に応じた電流出力で
ソレノイド15を励磁する。
与え、また圧力設定器17から80％圧力P80の設定圧力信
号を与えててポンプを始動したとすると、始動時には吐
出圧が生じるまでは可変要素４が最大流量位置にあるの
で変位検出器７から生じている検出信号はQ100に相当
し、また圧力センサ８によって検出される吐出圧も当然
ながら設定圧力以下であるから、出力アンプ9cは第１ア
ンプ9aからの差信号（Q50−Q100）に応じた電流出力で
ソレノイド15を励磁する。
このときの電流出力でソレノイド15が励磁されると、制
御弁５は吐出圧の一部を励磁電流に応じた開度で絞り制
御しながら可変要素４の加圧室に導入し、これにより加
圧室の圧力が上昇してくると可変要素４が設定流量位置
へ向けてばねに抗して移動し、ポンプの吐出量が設定流
量へ向けて減少してくる。このときの可変要素４の位置
変化は変位検出器７によって第１アンプ9aにフィードバ
ックされ、QFBがQ100から減少してくるので差信号が零
に向かって増加してくる。これにより出力アンプ9cの電
流出力も増加し、制御弁５が開度を減少させながら中立
状態へ向かう。可変要素４が設定流量位置に達するとQ
FBがQINと等しくなる（この場合はQ50）ので、第１アン
プ9aからの差信号が零となり、制御弁５が中立状態とな
って加圧室が吐出側およびタンク側のいずれとも接続さ
れなくなり、可変要素４はもはや移動せずに設定流量位
置にとどまることになるので、ポンプが設定流量で吐出
を行なう。
御弁５は吐出圧の一部を励磁電流に応じた開度で絞り制
御しながら可変要素４の加圧室に導入し、これにより加
圧室の圧力が上昇してくると可変要素４が設定流量位置
へ向けてばねに抗して移動し、ポンプの吐出量が設定流
量へ向けて減少してくる。このときの可変要素４の位置
変化は変位検出器７によって第１アンプ9aにフィードバ
ックされ、QFBがQ100から減少してくるので差信号が零
に向かって増加してくる。これにより出力アンプ9cの電
流出力も増加し、制御弁５が開度を減少させながら中立
状態へ向かう。可変要素４が設定流量位置に達するとQ
FBがQINと等しくなる（この場合はQ50）ので、第１アン
プ9aからの差信号が零となり、制御弁５が中立状態とな
って加圧室が吐出側およびタンク側のいずれとも接続さ
れなくなり、可変要素４はもはや移動せずに設定流量位
置にとどまることになるので、ポンプが設定流量で吐出
を行なう。
この場合、例えば負荷条件の変動によってポンプ内で可
変要素４に加わる力が変化し、可変要素４が設定流量位
置から移動しようとすると、その変位は変位検出器７に
よって直ちに第１アンプ9aにフィードバックされる。例
えば可変要素４が設定流量位置から流量増加方向へ変位
しようとする場合、変位検出器７からのフィードバック
信号（QFB）が増加するので差信号が零よりも減少し、
これによって制御弁５から吐出圧の一部が加圧室へ導か
れて可変要素４を流量減少方向へ押し戻す。また可変要
素４が設定流量位置から流量減少方向へ変位しようとす
る場合は、変位検出器７からのフィードバック信号（Q
FB）が減少するので差信号が零よりも増加し、これによ
って制御弁５が加圧室の圧力の一部をタンク側へ導くの
で可変要素４はばね力により流量増加方向へ戻される。
変要素４に加わる力が変化し、可変要素４が設定流量位
置から移動しようとすると、その変位は変位検出器７に
よって直ちに第１アンプ9aにフィードバックされる。例
えば可変要素４が設定流量位置から流量増加方向へ変位
しようとする場合、変位検出器７からのフィードバック
信号（QFB）が増加するので差信号が零よりも減少し、
これによって制御弁５から吐出圧の一部が加圧室へ導か
れて可変要素４を流量減少方向へ押し戻す。また可変要
素４が設定流量位置から流量減少方向へ変位しようとす
る場合は、変位検出器７からのフィードバック信号（Q
FB）が減少するので差信号が零よりも増加し、これによ
って制御弁５が加圧室の圧力の一部をタンク側へ導くの
で可変要素４はばね力により流量増加方向へ戻される。
このようにして、制御弁５は加圧室を昇圧させる時には
吐出圧を導入し、加圧室を減圧させるときにはタンク側
へ圧力を逃がし、制御弁５が流量フィードバック制御に
より中立状態を中心として平衡動作を行ないながら可変
要素を設定流量位置に位置制御するので、ポンプが流量
設定器16によって設定された流量で安定した吐出を行な
うことになる。
吐出圧を導入し、加圧室を減圧させるときにはタンク側
へ圧力を逃がし、制御弁５が流量フィードバック制御に
より中立状態を中心として平衡動作を行ないながら可変
要素を設定流量位置に位置制御するので、ポンプが流量
設定器16によって設定された流量で安定した吐出を行な
うことになる。
吐出流量が設定値に達して吐出圧油が吐出口10から負荷
アクチュエータヘ供給され、アクチュエータが作動する
が、アクチュエータがストロークエンドなどで停止する
と吐出口10の圧力が上昇する。この圧力は圧力センサ８
によって検出され、圧力フィードバック信号（PFB）と
して第２アンプ9bに入力されている。吐出口10の圧力が
上昇してPFBが設定圧力（この場合P80）に達すると、第
２アンプ9bからカットオフ信号が出力され、これにより
出力アンプ9cは流量フィードバック制御状態から圧力フ
ィードバック制御状態に切換わり、ソレノイド15の励磁
電流を直ちに減少して制御弁５により吐出圧の一部を加
圧室へ導入し、可変要素４をほぼ流量零のカットオフ位
置に変位させる。この状態ではポンプは負荷側での漏れ
分だけの必要最小限の流量を吐出しながら吐出圧を設定
圧P80に制御している状態となる。
アクチュエータヘ供給され、アクチュエータが作動する
が、アクチュエータがストロークエンドなどで停止する
と吐出口10の圧力が上昇する。この圧力は圧力センサ８
によって検出され、圧力フィードバック信号（PFB）と
して第２アンプ9bに入力されている。吐出口10の圧力が
上昇してPFBが設定圧力（この場合P80）に達すると、第
２アンプ9bからカットオフ信号が出力され、これにより
出力アンプ9cは流量フィードバック制御状態から圧力フ
ィードバック制御状態に切換わり、ソレノイド15の励磁
電流を直ちに減少して制御弁５により吐出圧の一部を加
圧室へ導入し、可変要素４をほぼ流量零のカットオフ位
置に変位させる。この状態ではポンプは負荷側での漏れ
分だけの必要最小限の流量を吐出しながら吐出圧を設定
圧P80に制御している状態となる。
比例電磁三方制御弁５は、入力電流が消失するとばね力
で自動復帰して可変要素４の加圧室を吐出ポート14と全
開で連通させ、従つて電気系の故障でソレノイド15への
入力が断たれればポンプは直ちにカットオフ状態とな
り、このようにして電気的な系統のフエールセーフ機能
のひとつが組まれている。
で自動復帰して可変要素４の加圧室を吐出ポート14と全
開で連通させ、従つて電気系の故障でソレノイド15への
入力が断たれればポンプは直ちにカットオフ状態とな
り、このようにして電気的な系統のフエールセーフ機能
のひとつが組まれている。
また安全弁６は、三方制御弁５よりも近い部分で可変要
素４の加圧室を吐出ポート14に連通させることができる
ように接続されており、吐出圧が回路上限値に達したと
きに制御弁５よりも優先してポンプをカットオフさせる
ことになる。
素４の加圧室を吐出ポート14に連通させることができる
ように接続されており、吐出圧が回路上限値に達したと
きに制御弁５よりも優先してポンプをカットオフさせる
ことになる。
第２図にはアキシヤルピストンポンプにおける構造例の
ひとつが示されている。第２図中の各部の符号は、第１
図に対応させて相当部分には同一符号を付してある。第
２図において、可変要素４としての操作ピストン21は、
ポンプ要素３のピストン22のストロークを定める斜板23
の傾斜角をばね24に抗して油圧力で変えるものである
が、この操作ピストン21の背部にて差動トランス式のリ
ニア変位検出器７がポンプカバー25に組み込まれてい
る。またカバー25には制御三方弁５と圧力センサ８も組
み込まれており、吐出ポート10およびポンプハウジング
内のドレン側に通じる各通路、および操作ピストン21の
背部の加圧室26から三方制御弁５に至る圧油通路27もこ
のカバー25内に配設することでポンプをコンパクトなも
のとし、また細かい加工をカバーに集約できるようにし
てある。尚、第２図において安全弁は示していない。
ひとつが示されている。第２図中の各部の符号は、第１
図に対応させて相当部分には同一符号を付してある。第
２図において、可変要素４としての操作ピストン21は、
ポンプ要素３のピストン22のストロークを定める斜板23
の傾斜角をばね24に抗して油圧力で変えるものである
が、この操作ピストン21の背部にて差動トランス式のリ
ニア変位検出器７がポンプカバー25に組み込まれてい
る。またカバー25には制御三方弁５と圧力センサ８も組
み込まれており、吐出ポート10およびポンプハウジング
内のドレン側に通じる各通路、および操作ピストン21の
背部の加圧室26から三方制御弁５に至る圧油通路27もこ
のカバー25内に配設することでポンプをコンパクトなも
のとし、また細かい加工をカバーに集約できるようにし
てある。尚、第２図において安全弁は示していない。
以上に述べたように、本発明によれば、全体が油圧系も
含めた閉ループのフイードバツク制御で流量及び圧力が
制御されるので、流量・圧力の制御性が格段に向上し、
単一の比例電磁三方制御弁で済むので極めて低コスト、
低消費電力のコンパクトな構成が可能であり、メインの
吐出ライン中に制御のための絞りが存在しないので圧力
ロスが少なく、系内に振動要素が少ないうえに制御ルー
プ内に含まれているので、アンプのゲイン調整で容易に
振動を抑えて応答性の良い制御系が組め、従つて前述の
従来技術の欠点を全て解消可能である。
含めた閉ループのフイードバツク制御で流量及び圧力が
制御されるので、流量・圧力の制御性が格段に向上し、
単一の比例電磁三方制御弁で済むので極めて低コスト、
低消費電力のコンパクトな構成が可能であり、メインの
吐出ライン中に制御のための絞りが存在しないので圧力
ロスが少なく、系内に振動要素が少ないうえに制御ルー
プ内に含まれているので、アンプのゲイン調整で容易に
振動を抑えて応答性の良い制御系が組め、従つて前述の
従来技術の欠点を全て解消可能である。
第１図は本発明の一実施例に係る可変容量形ポンプの構
成を示す油圧回路図、第２図は構造例のひとつを示す縦
断面図、第３図は従来例を示す回路図である。 1:可変容量形ポンプ、3:ポンプ要素、4:可変要素、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、9:制御アンプ装置、9a:第１アンプ、9b:第２アン
プ、10:吐出口、11:吸入口、15:ソレノイド、16:流量設
定器、17:圧力設定器。
成を示す油圧回路図、第２図は構造例のひとつを示す縦
断面図、第３図は従来例を示す回路図である。 1:可変容量形ポンプ、3:ポンプ要素、4:可変要素、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、9:制御アンプ装置、9a:第１アンプ、9b:第２アン
プ、10:吐出口、11:吸入口、15:ソレノイド、16:流量設
定器、17:圧力設定器。
Claims (1)
- 【請求項１】吐出量可変要素の変位をばね力に対抗する
油圧力の制御で行なうことにより吐出量を可変とした可
変容量形ポンプにおいて、 ポンプ吐出量に対応した電気信号を出力する第１の検出
手段と、 ポンプ吐出圧に対応した電気信号を出力する第２の検出
手段と、 外部から与えられる流量設定信号と前記第１の検出手段
から出力される電気信号との差信号を生じる第１の電気
的制御手段と、 前記差信号に応じた入力電流に対応する開度で前記可変
要素の加圧室をポンプ吐出口側またはタンク側に連通さ
せる比例電磁制御弁であって、前記入力電流が最小と最
大の間の中立点では前記加圧室とタンク側及び吐出口側
との連通開度を閉じ、前記入力電流が前記中立点から前
記最大側のときには前記加圧室とタンク側との連通開度
を入力電流に比例した開度に制御し、前記入力電流が前
記中立点から前記最小側のときには前記加圧室と吐出口
側との連通開度を入力電流に反比例した開度に制御する
比例電磁制御弁と、 外部から与えられる圧力設定信号と前記第２の検出手段
から出力される電気信号とを入力としてポンプ吐出圧が
設定圧力値に達したときに前記可変要素がカットオフ状
態となるように前記入力電流を制御する第２の電気的制
御手段、 とを備えたことを特徴とする可変容量形ポンプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193640A JPH0686873B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 可変容量形ポンプ |
| US06/900,445 US4801247A (en) | 1985-09-02 | 1986-08-26 | Variable displacement piston pump |
| KR1019860007224A KR930008931B1 (ko) | 1985-09-02 | 1986-08-29 | 가변용량형 펌프 |
| DE3629638A DE3629638C5 (de) | 1985-09-02 | 1986-08-30 | Kolbenpumpe mit variierbarer Verdrängung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193640A JPH0686873B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 可変容量形ポンプ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4355423A Division JPH06103027B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 可変容量型ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255484A JPS6255484A (ja) | 1987-03-11 |
| JPH0686873B2 true JPH0686873B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=16311301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193640A Expired - Lifetime JPH0686873B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 可変容量形ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686873B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2560415B2 (ja) * | 1988-05-20 | 1996-12-04 | ダイキン工業株式会社 | 電子制御ポンプ |
| JPH02199280A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-07 | Nec Kyushu Ltd | 真空ポンプ |
| JPH0546204A (ja) * | 1991-08-19 | 1993-02-26 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | デイジタル回路によるｐｗｍ信号変換方法 |
| JP4695859B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2011-06-08 | 油研工業株式会社 | 可変容量形ポンプ |
| JP5147120B2 (ja) * | 2008-04-21 | 2013-02-20 | 株式会社名機製作所 | 射出成形機 |
| US8511080B2 (en) * | 2008-12-23 | 2013-08-20 | Caterpillar Inc. | Hydraulic control system having flow force compensation |
| CN118423333B (zh) * | 2024-07-04 | 2024-08-30 | 天津福云天翼科技有限公司 | 全状态闭环反馈压力控制方法和装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5982593A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-05-12 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧ポンプの中立点自動検出装置 |
| JPS60108788U (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | カヤバ工業株式会社 | 油圧駆動回路 |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP60193640A patent/JPH0686873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6255484A (ja) | 1987-03-11 |
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| JPS6363463B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |