JPS59714B2

JPS59714B2 - 可変容量形油圧ポンプの吐出量制御回路

Info

Publication number: JPS59714B2
Application number: JP51153494A
Authority: JP
Inventors: 克郎安部; 隆史金井
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1984-01-07
Also published as: JPS5378402A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、可変容量膨油圧ポンプの吐出量を作動油の
粘度に応じて制御する制御回路に関するものである。

冬期や寒冷地等におけるように気温の低い状態で油圧装
置を始動させる場合、一般に、油温を上げるために暖気
運転が行われる。

冷えた油圧機器に高温の作動油を急激に流すのは好まし
くないので、この暖気運転中に油圧回路のアクチュエー
タを動かして圧油を流すことがある。

このように、油温の低い状態で油圧ポンプを稼動させる
場合、往々にして油圧ポンプにキャビテーションが発生
し、ポンプの損傷を招き、寿命に悪影響を与える。

この発明の目的は、暖気運転中における可変容量膨油圧
ポンプのキャビテーションの発生を防止する吐出量制御
回路を提供するにある。

この発明は、作動油の粘度を検出し、その値に応じて可
変容量膨油圧ポンプの傾転量を規制することにより、作
動油の流速がキャビテーション発生の限界を越えないよ
うにしたものである。

まず、作動油の検出方法を第１ａ図について述べる。

一端から一定の圧力Ｐ、で圧油が供給され、他端が大気
に開放され、またはＰｌよりも低い一定の圧力に保
たれた管路りの途中に、供給側から順にオリフィスＯと
チョークＣとを設ける。

ここで、管路りが大気に開放されている場合における、
オリフィスＯとチョークＣとの間の圧力Ｐ２と作動油の
粘度の関係を考える。

オリフィスＯを流れる作動油の流量をＱｌとすれば
、Ｑ、ばつき゛のけ）式で求められる。

Ｑｔ＝α°〜ｒア７１Ｙ［Σ・・・・・・（１）ただし
、α：流量係数（一般に０．６程度）Ａニオリフイスの
開口面積ｇ：重力の加速度ｒ：比重量である。

また、チョークＣを流れる作動油の流量Ｑ２は（２）式
で求められる。

π・ｄ４・ＰＱ２−□ ・・・・・・（２）１２８
・μ・ｔただし、ｄ：円形断面を有するチョークの直径ｔ＝チョ
ークの長さ μ：作動油の粘度である。

この場合、Ｑｔ、Ｑ２は同一管路の流量であるから
、Ｑｌ＝Ｑ２である。

よって、（１）式と（２）式とを等しいとして変形し、
定数をまとめてＫとおくと、（３）式を得る。

１・、＝、（３） “−“°丙ワ凧（３）式から粘度と圧力Ｐ２との関係を求めてグラフ
に示すと第１ｂ図のようになる。

すなわち、粘度の変化を圧力の変化として検出すること
ができる。

なお、管路りの一端が、大気圧に開放されてなり、Ｐｌ
よりも低い一定の圧力Ｐ３に保たれている場合でも
、（２）式においてＰ２で示される部分が（Ｐ２−Ｐ３
）でおきかえられ、同様な関係が成立する。

つぎに、この発明の一実施例を第２図により説明する。

図示してないアクチュエータに圧油を供給する可変容量
ポンプポンプ（以下主油圧ポンプという）１と制御装置
７に圧油を供給する補助油圧ポンプ２との吸込側は、同
じ油タンク２２に導入されており、補助油圧ポンプ２の
吐出圧力は圧力制御弁８により一定に保たれる。

可変容量ポンプの吐出量制御装置７は、ピストン４、ば
ね６をおさめたシリンダ３と方向切換弁５とからなり、
ピストン４は主油圧ポンプ１の傾転装置に連結されてい
る。

補助油圧ポンプ２からの圧油をシリンダ３の左右いずれ
かの室内に導き、主油圧ポンプ１の吐出量を増減させる
ようになっている。

この実施例ではシリンダ３の左室に圧油が導入されると
、主油圧ポンプの吐出量が増大する。

このとき、主油圧ポンプ１は矢印Ｉの方向へ傾転させら
れる。

シリンダ３と方向切換弁５との間の回路のうち、主油圧
ポンプ１の吐出量を増加させる方の回路の途中には制御
装置としての方向切換弁１２が設けられ、補助油圧ポン
プ２の吐出側の管路には、オリフィス９、チョーク１０
をそなえた粘度検出回路１３が連結されている。

粘度検出回路１３の他端は油タンクに開放されている。

オリフィス９とチョーク１０との間の圧油は、方向切換
弁１２の一端に導かれるようになっており、方向切換弁
１２の他端にばばね１１が設けられている。

ばね１１の力とオリフィス９、チョーク１０間から方向
切換弁１２に導かれる圧力Ｐ２との関係を、Ｐ２が所定
の値より大きいときには、方向切換弁１２が右位置すに
切換えられ、所定の値より小さいときには、方向切換弁
１２が左位置ａ（図示の状態）になるように設定する。

油圧回路が低温で運転された際、粘度検出回路１３の圧
力Ｐ２が上昇し、方向切換弁１２がばね１１に打勝って
ｂ位置に切換えられると、シリンダ３の左室が油タンク
に通じ、ばね６によりピストン６が左方へ動かされ、主
油圧ポンプ１の吐出量は減少する。

この時、方向切換弁５からの圧油は方向切換弁１２によ
り遮断されているので、作動油の粘度が所定の値より高
い間は、主油圧ポンプ１は方向切換弁５の位置に関係な
く、小さな傾転量で運転され、キャビテーションの発生
が防止される。

油溝が上がって粘度が低下すれば、圧力Ｐ２も低下し
、方向切換弁１２は図示の状態（ａの位置）になるので
、主油圧ポンプ１の吐出量は方向切換弁５により制御さ
れる。

第３図は主油圧ポンプ１の吐出量を外部からの指令圧カ
ー（−ｆｆｉＵ御するようにしたこの発明の他の実施例
を示し、同図中第２図と同じ符号をつげたものは同じも
の、もしくは相当するものを表わす。

この実施例では、可変容量ポンプの吐出量制御装置７は
サーボ弁１４と油圧シリンダ３からなっており、補助油
圧ポンプ２からの圧油はサーボ弁１４を経て油圧シリン
ダ３に供給されるようになっている。

サーボ弁１４はスリーブ１６、スリーブ１６におさめた
スプール１５、スプール１５の一端を押圧させたばね１
８とからなり、スリーブ１６はリンク１７を介してシリ
ンダ３のピストン４に連結されている。

吐出量の指令は指令管路２３を介してサーボ弁１４に圧
力で与えられ、その圧力によりスプール１５がばね１８
の力と釣り合う位置まで移動させられる。

その結果、サーボ弁１４を通して補助油圧ポンプ２から
の圧油がシリンダ３に供給され、ピストン４が移動させ
られる。

ピストン４の移動量はリンク１７によりスリーブ１６に
伝えられ、スプール１５が指令に応じた位置まで移動し
た時に、サーボ弁１４０回路が閉じ、ピストン４が停止
する。

粘度検出回路１３におけるオリフィス９とチョーク１０
との間の圧油は制御装置１２に送られる。

制御装置１：Ｍ：ピストン２０とばね２１とをおさめた
シリンダ１９からなり、前記圧油はシリンダ１９の反ば
ね側の室に導かれるようになっている。

ピストン２０の一端はスプール１５と同軸上に突出して
おり、圧力Ｐ２の上昇によりピストン２０が移動してば
ね２１を縮ませた時に、スプール１５が右方向へ移動す
る距離を制限する。

油圧回路が低温で運転された際、粘度検出回路１３の圧
力Ｐ２が上昇し、ピストン２０をばね２１に打勝って左
方へ移動させると、ピストン２０の端部がスプール１５
側に突出する。

この時に、外部から指令管、路２３を通して吐出量増加
の指令圧がスプール１５に与えられても、スプール１５
はピストン２０の突出端部により右方向への移動を規制
され、したがって、主油圧ポンプ１の吐出量は圧力Ｐ２
により制御される。

すなわち、主油圧ポンプ１の吐出量は圧油の粘度によっ
て規制された吐出量を越えることはなく、キャビテーシ
ョンの発生が防止される。

油温か上がり、粘度が低下すれば圧力Ｐ２も低下し、
ピストン２０はばね２１によって押し戻され、したがっ
て、スプール１５の移動量はなんら制限を受けず、外部
からの指令圧によって主油圧ポンプ１の吐出量が制御さ
れる。

上述の実施例では、粘度検出回路１３を主油圧ポンプ１
の吐出量を制御する装置の動力源である補助油圧ポンプ
２の吐出側に設けたが、主油圧ポンプ１と同じ油タンク
２２から作動油を吸入して一定圧力で吐出する油圧ポン
プならばどのような油圧ポンプに対しても粘度検出回路
１３を設けてよい。

また、ポンプ吐出量制御装置の動力として、そのポンプ
の吐出した圧油の一部を利用する、いわゆる自己圧作動
の油圧ポンプにおいても、上述の実施例と同様にピスト
ン４を移動させる圧油を制限し、または吐出量指令を制
限することにより同様な効果を得られる。

なお、粘度検出回路１３における油圧Ｐ２を電気等の他
のエネルギに変換し、それにより主油圧ポンプの吐出量
を制御するようにしてもよい。

以上説明したこの発明によれば、可変容量杉油圧ポンプ
の低温運転時におけるキャビテーションの発生を防止し
、その損傷を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はこの発明による圧油の粘度検出回路を示す説
明図、第１ｂ図は第１ａ図の圧油検出回路における圧油
の粘度と圧力との関係を示すグラフ、第２図、第３図は
この発明の異なる実施例を示す油圧回路図である。１・・・可変容量杉油圧ポンプ、２・・・補助油圧ポン
プ、３・・・シリンダ、４・・・ピストン、５・・・方
向切換弁、６・・・ばね、７・・・制御装置、８・・・
圧力制御弁、９・・・オリフィス、１０・・・チョーク
、１１・・・ばね、１２・・・方向切換弁、１３・・・
粘度検出回路、１４・・・サーボ弁、１５・・・スプー
ル、１６・・・スリーブ、１１・・・リンク、１８・・
・ばね、１９・・・シリンダ、２０・・・ピストン、２
１・・・ばね、２２・・・油タンク、２３・・・指令管
路。

Claims

【特許請求の範囲】

１制御対象の可変容量膨油圧ポンプと同じ吸油側から
作動油を吸入して一定圧力で吐出する油圧ポンプの吐出
側回路に、オリフィスとチョークとを順次経て前記一定
圧力よりも低い一定圧力の回路に通じる粘度検出回路を
設け、粘度検出回路と前記可変容量膨油圧ポンプの吐出
量を増減する吐出１ｔＩＪ御装置とを接続したことを特
徴とする可変容量膨油圧ポンプの吐出量制御回路。