JPS5918561B2 - 圧力制御サ−ポ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回路圧力制御サーボ装置に関し、更に詳しくポ
ンプ流量制御用コントロールパルプと回路に於けるＩＪ
ＩＪ−フバルブを同軸上に一体化し且つ圧力設定スプ
リングを共通にした回路圧力制御サーボ装置に関する。

一般に可変流量ポンプと負荷を連結するオープン回路及
びクローズド回路に於いては、負荷圧力の増減があった
場合でも回路内圧を常に一定に保持するにはポンプの吐
出流量をその都度加減する切要がある。

例えば、この例としてイギリス特許第１２２４２６６号
公報に開示されたものがある。

しかし、このものではリリーフバルブとコントロールパ
ルプとが別々に組み込まれている為、これら両バルブに
設けた各スプリングをそれぞれ調整して圧力設定を各別
に行なう必要があり、この為に部品点数が多く、構造が
複雑で、加工性、経済性が悪い。

一方、回路圧はコントロールバルブに設けた平担部によ
る絞りを介してリリーフパルプに作用し、且つ前記コン
トロールバルブは平担部による絞りの前後の差圧で動作
するようになっている為、例えばオープン回路において
、ポンプから負荷へ向く流れを遮断して回路圧力が上昇
したとき、それニ伴いリリーフパルフカ開いてコントロ
ールパルプの平担部による絞りの部分に流体の流れが生
じ、この絞りの前後に発生する差圧によりコントロール
パルプが作動してサーボ装置がポンプ吐出量を零に制御
する。

しかし、この′よ５にしてポンプ吐出量が零になると、
それまでコントロールパルプの平担部による絞りの部分
を流れていた流体が無くなり、そのため、サーボ装置は
ポンプ吐出量な増やすように作動する。

すると、再びり＋Ｊ−フバルブが開いて前記と同様にサ
ーボ装置がポンプ吐力量を零に制御し、かくしてこのサ
ーボ装置は、ポン力仕出量を零に制御したときに回路圧
力を一定に制御する機構が何も無いので、回路圧力は不
安定となって制御圧（一定圧）に保持できない。

更ニ又、コントロールパルプが絞り前後の差圧を利用す
る差圧作動型である為、当該絞りからリリーフバルブを
開いて流れる流量をある程度確保せねばならず、このこ
とはコントロールバルブを作動させる流量がその分少な
くなってコントロー・ルバルブの切換速度が遅くなり、
応答性も悪いものである。

従って本発明の目的は部品点数が少なく、構造 ！コン
パクトで、加工性、経済性にすぐれ、ポンプから負荷へ
向く流れを・遮断した時でも回路圧力を一定に保持でき
、又コントロールバルブの応答性を良好にした回路圧力
制御サーボ装置を提供することである。

ｊ本発明はこ
の目的達成の為、負荷変動に伴なう回路圧力の変化をパ
イロット圧力としてサーボ装置を動作し、ポンプ吐出量
を制御して回路圧力を一定値に保持する一方、回路圧力
の急激な上昇を防止するリリーフパルプを備えた圧力制
御サーボ 、装置に於て、ポンプ吐出量を制御するサー
ボ装置本体にコントロールバルブ及びリリーフバルブ兼
用のスプールが一体化されて同軸上に摺動自在に挿入さ
れ、且つ前記コントロールバルブの一端にはパイロット
圧力に対向するスプリングを設け、 シ又前記リリーフ
パルプはコントロールバルブの中立位置に於て微少ブレ
ーク流量を与えるように構成したことを特徴とするもの
である。

以下本発明の一実施例を図面について説明する。

第１図のオープン回路では可変壮出量ポンプ１ 。

と負荷２がメイン回路Ａで連結され、該メイン回路Ａに
は制御回路Ｂが連結され、制御回路Ｂにはコントロール
バルブとリリーフバルプヲ一体化した本発明に係るサー
ボ装置６とアクチュエータＩとリデューシングバルプ５
が設けられている。

又 。メイン回路Ａとリデューリングバルブ５及びサー
ボ装置６を連結する回路Ｃ間に夫々アキュムレータ３，
４が連結されている。

上記オープン回路に於て今ポンプ１の吐出量がＱｌの場
合、負荷への回路圧力がコントロールバルブ６ａ及びリ
リーフバルブ６ｂからなるサーボ装置６の設定値Ｐ１に
なるように調整されており、従ってこの場合はコントロ
ールバルブ６ａは中立位置にあり、しかもこの状態でリ
リーフパルプ６ｂはパイロット回路りより微少ブレーク
流量ｑ１をタンク側に排出するようになっている。

この状態から今仮に頁替２が変化して回路圧力が上昇し
、この上昇した回路圧力を元の設定値Ｐ１に戻す為の必
要流量がＱ２ （Ｑｌ ＞Ｑ２ ）になったと仮定する
トリリーフバルブ６ｂのブレーク流量ｑは大きくなり同
時にコントロールバルブ６ａは左側ポジションに切換わ
る。

この為リデューシングバルブ５のリデューシング圧力が
アクチュエータ７に流入しポンプ流量な減少させ負荷２
の必要流量。

Ｑ２でバランスする。

この時はリリーフブレーク流量ｑは元のｑｌに戻ってい
る。

又逆に回路圧力が低下して必要流量がＱ３（Ｑｌ＜Ｑ３
）になればリリーフブレーク流量ｑは零となり同時に
コントロールバルブ６ａは右側ポジションに切換る為ア
キュムレータ４からの圧力がアクチュエータ７に入りポ
ンプ１の傾転角を変位させポンプ流量な増大させ必要流
量Ｑ３でバランスする。

尚この時は回路圧力を補償する為にアキュムレータ３が
メイン回路３に入っている。

次に第２図のクロースト正逆回路ではブーストポンプ１
ｂ内蔵可変吐出量ポンプ１ａと負荷２がメイン回路Ｅ、
Ｆで連結され、又ブーストポンプ１ｂは制御回路Ｇと連
結され、該メイン回路Ｅ。

Ｆには並列にリリーフバルブ用切換バルブ９と７ラツシ
ング用切換バルブ１０が設けられ制御回路Ｇには直列に
本発明に係るサーボ装置６と切換パルプ８とアクチュエ
ータ１が設けられている。

前記切換バルブ８，９は連動して切換るようになってい
る。

切換パルプ９及び１０間の回路ＨはＩＪ ＩＪ−フバル
プ６ｂと７ラツシングリリーフバルブ５ａに連結してい
る。

尚１１はチェックバルブ、１２はブースト用リリーフバ
ルブ、１３はアキュムレータである。

上記回路での作用は実質的に第１図の場合と同じである
。

即ち、今仮にポンプ１ａが回路Ｅ側に作動油を吐出して
この回路Ｅ側が高圧になっているとすると、切換パルプ
８，９は図示の左側ポジションに保持され、又切換パル
プ１０は回路Ｅ。

Ｆの差圧で上側ポジションに切換っている。

この為ブーストポンプ１ｂからの作動油が図に於て下側
のチェックバルブ１１を開いて回路Ｆに入り、この回路
Ｆに入った作動油と等量の作動油が回路Ｆから切換弁１
０及びフラッシングリリーフバルブ５ａ（低圧リリーフ
バルブ）？Ｉｌ−通してタンクに戻り、このように回路
Ｅ、Ｆ内の作動油の一部を作動中宮にブーストポンプ１
ｂからの作動油と入れかえて回路Ｅ、Ｆ内の温度上昇を
防止している。

この状態から負荷２が変化して回路Ｅの圧力が上昇する
とこの圧力が切換パルプ９からパイロット回路りに作用
してサーボ装置６のコントロールパルプ６ａを右側ポジ
ションに切換えると共にリリーフパルプ６ｂの微少ブレ
ーク流量ｑ１が流量ｑまで大きくなる。

かくしてブーストポンプ１ｂからの作動油がコントロー
ルパルプ６ａ及び切換弁８を介してアクチュエータ１に
入り、ポンプ１ａの傾転角を変位させ、当該ポンプ１ａ
の吐出量を必要流量に減少させてバランスする。

同様に回路Ｅの圧力が下がるとコントロールバルブ６は
左側ポジションに換わると共にリリーフパルプ６ｂの微
少ブレーク流量ｑ１が零になり、ポンプ１ａの吐出量を
必要流量まで増大させ、回路Ｅの圧力を設定値Ｐ１に制
御してバランスする。

尚逆転側の回路Ｆを高圧側としてポンプ１ａを逆傾転方
向に作動させた場合には切換パルプ１０が回路Ｆ、Ｅ間
の差圧で下側ポジションに切換わり、この場合には、ブ
ーストポンプ１ｂからの作動油が上側のチェック弁１１
から回路Ｅに流入して前記と同様に回路Ｅ、Ｆの７ラツ
シユングが行なわれる。

一方切換バルプ８，９はそれぞれ右側ポジションに切換
られ、これによりサーボ装置６０制御回路が逆流回路と
なって前記と同様に回路Ｆ側圧力を設定値Ｐ１に制御す
る。

次に本発明のサーボ装置６な第３図について詳述する。

サーボ装置本体１４とアクチュエータ７のシリンダ１５
が一体的に連結され、サーボ装置本体１４内には横方向
に通路１６が設けられ該通路１６内にはコントロールパ
ルプ６ａ及びリリーフパルプ６ｂ兼用のスプール１１が
一体化されて同軸上に摺動自在に挿入され、又シリンダ
１５内にはスライドアーム１９を連結したピストン１８
が摺動自在に挿入され、スプール１７の切換によりピス
トン１８を一方向にスライドさせ、スライドアーム１９
を介してポンプ１，１ａの傾転角を変位させるようにな
っている。

サーボ装置本体１４内には通路１６右端に対向して導か
れたパイロット回路りからのリリーフバルブ入口ポート
２０と通路１６の側部に開口するコントロールバルブ入
ロポート２１とコントロールパルプドレーンポート２２
．２３とリリーフパルプドレーンポート２４が穿たれ、
ポート２１゜２２．２３はスプール１７が中立位置の時
該スプール１７のランドで密閉され、同じく、中立時に
於て、スプール１７の先端１７ａは周囲の微少クリアラ
ンスを通してリリーフバルブドレーンポート２４を多少
開口させており、この開口部よりポート２０からの圧力
油の微少流量ｇ１が前洩れとしてブレークするようにな
っている。

スプール１７の背部にはスプリングシート２５が連結さ
れ、該スプリングシート２５と背部のスプリングピスト
ン２６間には圧力設定スプリング２７が介装され、又ス
プリングピストン２６背面には圧力設定ボルト２８が衝
合している。

上記圧力設定ボルト２８とスプリング２７によって回路
内の圧力が設定されるようになっている。

又本体１４には、スプール１７の切換によってポート２
１と選択的に連通する孔３０．３１が穿たれている。

次にシリンダ１５内にはピストン１８によって区画され
た液室３２，３３が形成され、液室３２は孔３４を介し
て前記本体１４の孔３０と連結され、又液室３３は孔３
５を介して前記本体１４の孔３１と連通している。

次にその作動について述べる。

今、第１図の回路Ａあるいは第２図の回路Ｅ又はＦが設
定値Ｐ１にある時、スプール１１が中立位置を保つよう
にスプリング２１を設定したとすれば、回路圧力が設定
値Ｐ□を保つ限り、スプール１７が中立位置にあって、
アクチュエータ７のピストン１８は停止状態にあり、ポ
ンプ１又は１ａは回路圧力を設定値Ｐ１に保つ為の必要
流量を吐出する。

この時、スプール１１の先端１７ａはポート２０からの
圧力油なｌＪ’Ｊ−７バルブドレーンポート２４に向っ
て洩らし、微少ブレーク流量ｑ１を前洩れとして与えて
いる。

この状態で回路内圧力が上昇するとこの圧力がパイロッ
ト回路りからリリーフバルブ入口ポート２０を通してス
プール１Ｔの先端１７ａに作用し、スプール１７をスプ
リング２７に抗して左方向に移動させる。

この為本体１４の孔３ｏが通路１６を介してコントロー
ルバルブ入ロポート２１と通じ、従ってリデュシング圧
力又はブースト圧が孔３０．３４を介してシリンダ１５
の液室３２に入る一方、反対側の液室３３は孔３５，３
１、通路１６、ポート２２を介してドレーン側に開放さ
れ、従って、ピストン１８及びスライドアーム１９は左
方向に移動してポンプ１，１ａの吐出流量を減少させ、
ポンプ流量が負荷流量にマツチした時再びスプール１７
は中立位置に復帰する。

尚、この制御時にスプール１７の先端１７ａによるリリ
ーフ量は、当該先端１７ａの周囲クリアランス長さが減
少或は環状溝部分が若干開口するためにｑｌからｑに増
大するが、しかしこの増大量は、スプール１７の切換え
と同時にピストン１８が作動してポンプ１又は１ａの吐
出量制御が行なわれ、回路圧力の上昇が微小範囲におさ
れられる為にスプール１７の移動量はさほど大きくなら
ず、従ってリリーフパルプ入口ポート２０からドレーン
ポート２４に流れるブレーク流量ｑは最少限に保たれる
。

文通に回路の内圧が低下するとスプール１γは右行し、
それに伴いスプール１１の先端１７ａの周囲クリアラン
ス長さが増大する為、リリーフ量はｑｌから減少して零
或はそれに近づくと共に、本体１４の孔３１が通路１６
を介してコントロールパルプ入ロポート２１に、孔３０
がコントロールバルブドレーンポート２３と通じ、リデ
ューシング圧力又はブースト圧が孔３１．３５を介して
シリンダ１５の液室３３に入り、ピストン１Ｂ、スライ
ドアーム１９を右行させてポンプ吐出量を増大させ、回
路圧力を設定値Ｐ１にした時点でバランスする。

以上のように本発明のサーボ装置６はコントロールパル
７” ６ ａ ト’） ’）−７バルプ６ｂのスプール
１７．１７ａを同軸上に一体的に配置し圧力設定スプリ
ング２７を共通にした為部品点数が少なく、圧力設定が
簡便であり、又構造が簡単で、回路構成が少なくなり、
本体が小型化されてコンパクトであり、併せて加工性、
経済性にすぐれている。

又、コントロールバルブが中立位置にある時、リリーフ
バルブが微少ブレーク流量ｑ１を発生するようになって
いる為、ポンプ１，１ａから負荷に向う流れを遮断した
時でも、サーボ装置６はポン７”１ ｔ １ ａの吐出
量が前記ＩＪ ＩＪ−フバルプからの微少ブレーク流量
を補償する位置にポンプ１，１ａを制御し、従って負荷
に向って流れる流量が零から最大までに亘って回路圧の
一宇制御が可能となる。

更にコントロールパルプの制御時にリリーフバルブから
のブレーク流量な必要最小限にすることができる為、制
御流量が十分に確保できるのでサーボ装置の動作速度を
早くして応答性を良くすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施の一例に係るサーボ装置を配設し
たオープン回路、第２図は同じくクロースト回路、第３
図は本発明に係るサーボ装置の縦断側面図である。 ６ａ−＃・コントロールパルプ、６ｂ…ＩＪ ＩＪ −
７バルブ、７・・・アクチュエータ、１４・・・本体、
１６・・・通路、１７・・・スプール、１７ａ・・・ス
プール先端、２０・・・リリーフバルブ入口ポート、２
１・・・コントロールバルブ入ロポート、２２，２３・
・・コントロールバルブドレーンポート、２４・・・リ
リーフバルブドレーンポート、２７・・・圧力設定スプ
リング、３０．３１・・・孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷変動に伴なう回路圧力の変化をパイロット圧力
   としてサーボ装置を作動し、ポンプ吐出量を制御して回
   路圧力を一定値に保持する一方、回路圧力の急激な上昇
   を防止するＩＪ ＩＪ−フバルプを備えた回路圧力制御
   サーボ装置に於て、ポンプ吐出量を制御するサーボ装置
   本体内にコントロールバルブ及びＩＪ リーフバルブ兼
   用のスプールが一体化されて同軸上に摺動自在に挿入さ
   れ、且つ前記コントロールバルブの一端にはパイロット
   圧力に対向するスプリングを設け、又前記リリーフパル
   プはコントロールバルブの中立位置に於て微小ブレーク
   流量を与えるように構成したことを特徴とする回路圧力
   制御サーボ装置。