JPS6050992B2 - 可変容量形液圧ポンプ - Google Patents

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液圧ポンプに関するもので、１つの
減圧ポンプで第２図に示すような低圧大容量から高圧小
容量への２圧力・２容量制御と、第４図に示すような小
容量制御とを、単に切換弁の操作だけで任意に選択でき
る、換言すれば複合制御できる機能をもつた液圧ポンプ
を提供するものである。

（従来の技術） 従来１つの可変容量液圧ポンプを用いて２圧力・２容量
制御を行なう場合、第６図に示した曲線Ａ、Ｂで示すよ
うな特性のもとにその低圧側圧力Ｐ、と高圧側圧力Ｐｏ
を設定して制御しているのであるが、特に高圧側圧力Ｐ
ｏの設定が非常に難カルい欠点があるばかりか、この高
圧側圧力Ｐ２が変化すると該圧力に対応する吐出量Ｑ、
も変化し易く、精度がバラつき安定した制御が行なえな
い欠点があつた。

又、リリーフ圧力（最高吐出圧力）ＰＡ−ＰＢも岬高く
、且つ低圧側圧力Ｐ、と高圧側圧力Ｐ２との範囲内にお
ける所要馬力が大きいために動力損失や熱発生が大きい
欠点も有しているのである。

即ち、以上説明した方式による２圧力・２容量制御は曲
線Ａ、Ｂに示した特性、換言すれは定馬フカ特性に近い
特性のもとに行なうものであるから、高圧側圧力Ｐｏに
おける吐出量Ｑ、が安定せず、且つ前記した欠点が生ず
るのである。

しかして、本発明者は以上の如き問題点に鑑み、研究を
続けた結果、現在まで数多くの提案を５行つて来たが、
一つの液圧ポンプを使用してアクチュエータの早送り（
軽負荷）と運送り（重負荷）との変更を行なう２アクチ
ュエータ・２容量制御ができ、しかもその高圧小容量の
設定も低圧小容量の設定も共に精度よく容易に安定性も
よく行なえる液圧ポンプを特願昭４７−８６５０７号（
特開昭４９−４１９０鏝）及び特願昭５０−８２８７１
号（特開昭５２−６１０５号）において提案した。

以下、これらのものを簡単に説明すると、前者のものは
、第７図に示すように、可変制御要素６０を中立位置に
制御する操作プランジャ６１と、低圧側設定圧力で前記
可変制御要素６０を中間位置に制御するパイロットプラ
ンジャ６２とを直列に設ける一方、前記パイロットプラ
ンジャ６２の背面室１を吐出ライン６３に接続すると共
に、前記操作プランジャ６１の背面室ｈを前記吐出ライ
ン６３のタンクライン６４とに高圧側設定圧力で切換え
て接続する高圧用の圧力制御弁６５を設けたものてある
。

尚、６６は前記可制御続要素６０を最大傾斜位置に押圧
するスプリングであり、また、前記圧力制御弁６５にお
いて、６７はスプール、６８は圧力設定用の押圧体であ
る。かくして、第７図に示したものは、吐出圧力を利用
した自圧制御方式のもので、前記パイロットプランジャ
６２が前記スプリング６６の押圧力に打勝つて前記可変
制御要素６０を中間位置まで復動させて、低圧大容量運
転から高圧小容量運転へと切換え、また、前記吐出圧力
が高圧側の設定圧力に達すると、今度は前記圧力制御弁
６５のスプール６７が切換動作して、前記操作プランジ
ャ６１の背面室ｈと前記吐出ライン６３とが接続されて
、該背面室ｈに吐出圧力が導入され、該プランジャ６１
の右動により前記可制御要素６０が中立位置に復帰させ
られるのである。

一方、前記した後者のものは、第８図に示す如．く、第
７図に示ししたものと同様に可変制御要素７０と操作プ
ランジャ７１とパイロットプランジャ７２とを設ける一
方、前記操作プランジャ７１の背面室ｈを吐出ライン接
続通路７３，７４とタンクライン７５との設定圧力に応
じて切換えて連！通させる低圧用・高圧用の圧力制御弁
７６，７７を各別に設け、更に、吐出ライン７８を前記
低圧用の前記接続通路７３と、高圧用の前記接続通路７
４及び前記パイロットプランジャ７２の背面室ｉとに選
択的に連通させる切換弁７９を設けたも４のである。

以上の如く、このものは切換制御弁方式のものであつて
、前記切換弁７９を第８図に示すポジションに設定する
と、低圧用の前記圧力制御弁７６が作用して低圧大容量
運転が行なえるのであり、また、前記切換弁７９のポジ
ションを逆に切換えると、前記パイロットプランジャ７
２の前記背面室１に吐出圧力が作用して前記可変制御要
素７０が中間位置に復動すると共に、高圧用の前記圧力
制御弁７７が作用して高圧小容量運転が行なえるのであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、以上の如く２圧力・２容量制御を行うのに自
圧により制御する方式を採用した液圧ポンプと、切換弁
により制御する方式を採用した液圧ポンプとをそれぞれ
別個に形成した場合、例えば加工物の大きさ、材質によ
り変わる加工条件に対応させることができないのであり
、常に２種の門液圧ポンプを用意しなければならないの
である。

即ち、専用化した前記各ポンプによれば、アクチュエー
タに連動した工具を１速送りョのまま加工物に当て、こ
の加工負荷によるアクチュエータにおける負荷圧力が上
昇した後１遅送りョに切換”え、この１遅送りョにより
前記加工物の加工を行なわせたい場合と、アクチュエー
タに連動した工具の速さを加工物直前て減速して１遅送
りョと成して衝撃なしにこの工具を加工物に当てて加工
を行なわせたい場合との２種の作動を必要に応じて任意
に選択することはてきず、前記した２種のポンプを用意
しなければならなかつたのである。この発明は、以上の
ような液圧ポンプにおける問題を解決すべく発明したも
のてある。（問題点を解決するための手段） 本発明の構成は、可変制御要素１１を中立位置に制御す
る操作プランジャ２１と前記可変制御要素１１を中間位
置にするパイロットプランジャ２１，２４で可変制御要
素１１の変位置を調整することにより、吐出量を可変と
した液圧ポンプであつて、両端にポンプ吐出圧と第１押
圧体３０とを対抗させる第１スプール２２をもち、前記
パイロットプランジャ２４の背圧室Ｋに連通する制御通
路３４をポンプ吐出圧の上昇でタンクライン４０から吐
出ライン３６に切換連通させる低圧用の圧力制御弁２５
ａと、両端に前記ポンプ吐出圧と第２押圧体３１とを対
抗させる第２スプール２３をもち、前記操作プランジャ
２１の背圧室ｂをポンプ吐出圧の上昇で、前記タンクラ
イン４０から吐出ライン３６に切換連通させる高圧用の
圧力制御弁２５ｂとを設ける一方、前記制御通路３４の
途中に、該制御通路３４における前記パイロットプラン
ジャ２４の背圧室ｋに接続の二次側を、この制御通路３
４における前記低圧用の圧力制御弁２５ａに接続の一次
側と前記吐出ライン３６とに切換連通させる切換弁３７
を設けることにより、一つの液圧ポンプを使用して必要
に応じて前記切換弁３７を切換えるだけで自圧制御方式
域いは切換弁制御方式による２圧制御を容易に選択して
行なえるようにしたのである。

（作 用） 前記切換弁３７を切換操作して、前記制御通路３４にお
ける前記二次側とこの制御通路３４における前記一次側
とを連通させ（第１図参照）、自圧により２圧２容量制
御を行なう場合の作用を説明すると、ポンプ吐出圧が、
前記低圧用の圧力制御弁２５ａの前記第１押圧体３０で
設定する圧力以下の時は、前記第１押圧体３０の押圧力
が前記第１スプール２２に作用するポンプ吐出圧による
押圧力に−打勝つて、前記タンクライン４０と前記制御
通路３４とが接続されており、かくして、該制御通路３
４を介して前記パイロットプランジャ２４の前記背圧室
ｋが前記タンクライン４０に解放されており、かつ、こ
の時は前記高圧用の圧力制御弁２５ｂにより、前記操作
プランジャ２１の前記背圧室ｂと前記タンクライン４０
とが連通されているので、前記各プランジャ２４，２１
には、前記可変制御要素１１を中立方向に復動させる押
圧力が働かず、この結果、前記可変制御要素１１は最大
傾斜角を保持し、低圧大容量運転が行なわれる。

次に、ポンプ吐出圧が、前記第２押圧体３１で設定する
所定圧力以下で、かつ、前記第１押圧体３０て設定する
前記圧力以上に上昇した時には、前記高圧用の圧力制御
弁２５ｂは依然として、前記操作プランジャ２１の背圧
室ｂを前記タンクライン４０に接続している一方、前記
低圧用の圧力制御弁２５ａが前記制御通路３４を前記吐
出ライン３６に切換え接続するので、前記ノＳイロツト
プランジヤ２４の背圧室ｋに前記吐出ライン３６からの
ポンプ吐出圧（制御圧）が作用し、この結果、前記パイ
ロットプランジャ２４により前記可変制御要素１１が中
間位置まで復動させられるのである。

従つて、高圧小容量運転に切換えられるのである。

更に、ポンプ吐出圧が、前記高圧用の圧力制御弁２５ｂ
で設定する圧力よりも高く成つた時は、前記高圧用の圧
力制御弁２５ｂの前記第２スプール２３に作用するポン
プ吐出圧による押圧力が、前記第２押圧体３１の押圧力
に打勝つて、この制御弁２５ｂが前記操作プランジャ２
１の背圧室ｂを前記吐出ライン３６に切換接続するので
あり、この結果、前記操作プランジャ２１が、前記背圧
室ｂに作用するポンプ吐出圧（制御圧）により動作され
、前記可変制御要素１１が中立位置まで復動させられる
のである。

以上の如く、低圧大容量運転と高圧小容量運転とが自在
により切換えられるのてある。

次に、前記切換弁３７の切換操作による２圧２容量制御
の場合を説明する。

低圧小容量運転の場合は、前記切換弁３７を前記した自
圧制御御の場合と同じ切換位置にセットして運転するの
である。

しかして、低圧小容量運転から高圧小容量運転に切換え
る場合に、前記切換弁３７を、前記制御通路３４におけ
る前記二次側と前記吐出ライン３６とを連通させる如く
切換位置（第３図参照）させるのである。

このことにより前記パイロットプランジャ２４の背圧室
ｋにポンプ吐出圧が作用して、該プランジャ２４により
前記可変制御要素１１が中間位置に復動させられるので
ある。

即ち、前記切換弁３７の切換操作により低圧小容量運転
から高圧小容量運転に切換えられるのである。また、前
記制御弁３７のこの切換位置における運転において、前
記ポンプ吐出圧が前記高圧用の圧力制御弁２５ｂの前記
所定圧力に達すると、該圧力制御弁２５ｂが自在制御の
場合と同様に作用して、前記操作プランジャ２１により
前記可変制御要素１１が中立位置に復動させられるので
ある。

・（実施例） 以下本発明ポンプの実施例を第１図に基づいて説明する
。

第１図に示した液圧ポンプは斜板式アキシヤルプランジ
ヤポンプであつて、１は中空のハウジング本体で、その
一側面にはカバー２が固定されている。

このハウジング本体１の内部には軸受３，４を介して主
軸５が枢支されており、該主軸５にはその中間部に形成
したスプライン部６を介してシリンダブロック７が一体
に回転できるよう固定されている。このブロック７には
多数のピストン８が所定のストロークで往復動時在に設
けられており、これらの各ピストン８の先端にはリテイ
ナ９により支持されたシュー１０が夫々取付けられ、該
シュー１０を介して可変制御要素を構成する斜板１１に
接触している。

この斜板１１はトラニオン軸１２を支点として一定の傾
斜角の範囲内で揺動自在となつており、前記シュー１０
が接触する側の背面とハウジング本体１の内側面との間
には、スプリング１３を介装して常に斜板１１の傾斜角
を最大位置に保持するように作用させている。

従つて、この状態で主軸５を駆動してシリンダブロック
７を回転させると各ピストン８が往復動し、この往復動
により最大吐出量が得られるのであり、この斜板１１の
傾斜角を変えることにより、任意の吐出量が得られるの
であり、この斜板１１の傾斜角は操作プランジャ２１の
背面側に導入される操作圧力によつて決まるのである。
尚、第１図において１４はバルブプレート、１５はスプ
リング、１６は該スプリング１５の受けである。

しかして第１図に示したものは、以上の如く構成したポ
ンプのハウジング本体１に、前記した操−作プランジャ
２１を組込むと共に、この操作プランジャ２１の制御を
行なうものであつて、各々スプール２２，２３をもつ低
圧用と高圧用の圧力制御弁２５ａ，２５ｂをそれぞれ設
けたのである。

前記プランジャ２１はハウジング本体１に設け。たシリ
ンダ室ａに移動自由に挿嵌されるもので、その一端は前
記の如く斜板１１に接当すると共に、他端にはシリンダ
室ａ内壁との間に背面室を形成しており、且つこの背面
室にはパイロットプランジャ２４が移動自由に内装され
、前記プランージヤ２１の背面と当接している。このパ
イロットプランジャ２４は、高圧制御時の吐出量を設定
するもので、大径部２４ａと小径部２４ｂとから成り、
大径部２４ａにより前記背面室を前室（前記操作プラン
ジャ２１の背面室）ｂと後室（前記パイロットプランジ
ャ２４の背圧室）ｋとに仕切つている。

また前記各圧力制御弁２５ａ，２５ｂは弁ブロック２５
内に前記各スプール２２，２３及び各押圧体３０，３１
を各別に内装してなるもので、詳しくは、前記各スプー
ル２２，２３は弁ブロック２５に設けるスプール孔２６
，２７に移動自由に内装するのであつて、前記スプール
孔２６，２７・は吐出ライン２８，２９に連通しており
、該圧力ライン２８，２９を介して作用する吐圧圧によ
りスプール２２，２３を移動させるように成すのである
。

そして、これら各スプール２２，２３の背面側には、前
記移動に対抗するコイルスプリングなどから成る押圧体
３０，３１を設けるのであつて、これら押圧体３０，３
１により、前記スプール孔２６，２７に導入される吐出
圧に対抗し、この吐出圧が一定圧力以上になるまでこれ
ら各スプール２２，２３の移動を阻止するのである。

また、この押圧体３０，３１によるスプール２２，２３
の押圧は異ならしめ、スプール２２，に対応する押圧体
３０により低圧制御時の圧力Ｐ１を、またスプール２３
に対応する押圧体３１によつて高圧制御時の圧力Ｐ２を
夫々設定するのであつて、これら押圧体３０，３１には
前記押圧力を調整し、スプール２２，２３が移動する吐
出圧力を所定の値に設定する圧力調整ねじ３２，３３を
設けるのである。

また、前記弁ブロック２５には、スプール２２，２３の
移動により開口する制御通路３４，３５を接け、これら
通路３４，３５の内、前記低圧制御用スプール２２の制
御通路３４を前記背面室の後室ｋに、また高圧制御用ス
プール２３の制御通路３５を同じく前室ｂにそれぞれ連
通すると共に、前記制御通路３４，３５の内、低圧側制
御通路３４の途中に４ボート３位置オープンセンターの
電磁切換弁３７を介装し、この切換弁３７における二つ
の入口ボートの内、第２入口ボートＰ２に、前記制御通
路３４の一次側を、また第１入口ボートＰ１に前記吐出
ライン３６に連通する圧力ライン３８を接続するのであ
り、更に二つの出口ボートの内、第２出口ボートＰ４に
前記パイロットプランジャ２４の背面室ｋをまた、第１
出口ボートＰ３にタンクＴと連通するタンクライン３９
をそれぞれ接続するのである。

又、この切換弁３７の第１位置は、第１入口ボートＰ１
と第２出口ボートＰ，とを連通させ、第２入口ボートＰ
２と第１出口ボートＰ３とを閉鎖するのであり、また第
２位置はオープンで各ボートはすべて連通してタンクラ
イン３９に解放されており、更に第３位置は第２入口ボ
ートＰ２と第２出口ボートＰ４とを連通させ、第１入口
ボートＰ１と第１出口ボートＰ３とを閉鎖している。

尚、この切換弁３７は以上の如く３位置とせす２位置と
し、第２位置の中立位置を省略することもあるが、この
第２位置を設ければ例えば工具が遊休している時に有効
な無負荷運転が行なえる。

また、この切換弁３７は主として電磁切換弁を用いるが
、手動式切換弁でもよい。３位置の電磁切換弁を用いる
場合、両側にソレノイドＳｌ，Ｓ２を設け、２位置の電
磁切換弁を用いる場合はソレノイドＳｌ，Ｓ２の一方を
ばね方式としてもよい。

又、第１図において４０，４１はタンクＴに開設するタ
ンクラインで、タンクライン４０は前記スプール孔２６
，２７の二次側２６ａ，２７ａと、またタンクライン４
１は前記押圧体３０，３１の収容室３０ａ，３１ａに連
通している。次に以上説明した構造のポンプを用いて複
合制御する場合の動作を説明する。

この複合制御とは、自圧により自動的に２圧力・２容量
を得る場合と、切換弁３７の操作により２圧力・２容量
を得る場合との複合特性制御てあり、これらの制御方式
は切換弁３７の切換えにより任意に選択できる。

先ず自圧により自動的に２圧力・２容量制御苓行なう場
合について説明する。

この自圧制御方ノにおける低圧大容量と高圧小容量の切
換圧力は圧力調整ねじ３２，３３により予め設定するの
７ある。しかして、この自圧制御方式を採用する場合前
記ソレノイドＳｌ，Ｓ２の内、第１図において右ｍのソ
レノイドＳ１を励磁し、前記切換弁３７を第図に示した
位置にセットするのであつて、この−ツトにより前記低
圧側制御通路３４は、前記切手弁３７を介して背面室の
後室ｋに直結され、吐１ライン３６に連通する圧力ライ
ン３８は閉鎖さ；ス第１図に示した状態は、パイロット
プランジャ２４及び操作プランジャ２１が何れも左端に
位置しており、この状態で斜位置１１は最大傾斜角とな
つており、ポンプ吐出量は最大となつている。

しかしてこの状態で主軸５を回転すれば、シリンダブロ
ック７に設けられたピストン８が往復動して最大流量の
もとに流体が吐出されるのであつて、該流体の一部は吐
出ライン３６から圧力ライン２８，２９に流れ、前記低
圧用・高圧用の圧力制御弁２５ａ，２６ａの各スプール
孔２６，２７に夫々導入されて前記スプール２２，２３
を夫々右方に押圧するのであるが、これらスプール２２
，２３は押圧体３０，３１により夫々左方に押圧されて
いるため、前記吐出圧力がこの押圧力に打勝つ所定圧力
になるまでスプール２２，２３は移動しない。所が前記
した如く、押圧体３０は押圧体３１よりも押圧力が小さ
いので、まず前記吐出ライン３６からの吐出圧がこの押
圧体３０の押圧力に打勝ノてば、スプール２２が右方へ
押され、通路３４が開き、該通路３４を介して前記背面
室の後室ｋに入り、パイロットプランジャ２４を介して
操作プランジャ２１を右方へ移動させ斜板１１の傾斜角
度を小さくするのである。

５ 即ち、第２図に示したＣ曲線の如くポンプを低圧運
転する場合、斜板１１の傾斜角は最大で吐出量は最大吐
出足９２であるが、吐出圧が上昇して圧力Ｐ１になると
、前記したようにスプール２２が移動して操作プランジ
ャ２１を右側へ押しはじｉθめ、斜板１１の傾斜角を小
さくするのであり、吐出圧Ｐ１で吐出量はＱ１となる。

尚、この吐出量はパイロットプランジャ２４のストロー
クで定まるものであつて、このプランジャ２４の最大ス
トロークは大径部２４ａが背面室３５の前室ｂ内の段部
ｃに接当するまでのストロークである。しかして、第２
図に示したＣ曲線において、座標Ｒ。

，ＯＲ２から座標Ｒｌ，ＰｌＱ２迄の範囲は前記アクチ
ュエータに連動する工具が工作物に対して速４０送りさ
れている状態を示しているのであり、この座標Ｒ１で工
具が加工物と接触し、前記スプール２２が開きはじめ、
圧力ライン２８が通路３４に連動するのである。又、座
標Ｒ１から座標Ｒ２，Ｐ″１Ｑ１迄の範囲では、前記パ
イロットプランジャ２４は通路３４の圧力が電磁弁３７
を経て後室ｋに加わるので、前記操作プランジャ２１と
共に移動し始め、操作プランジャ２１は座標Ｒ２におい
て遂に背面室の前室ｂにおける段部に接触するのである
。更に、座標Ｒ２から座標Ｒ３，Ｐ２Ｑｌの範囲では、
まだ前記工具は加工物と接触して加工に必要な圧力に達
するまで待つている状態であり、座標Ｒ３に至つて工具
が加工物を加工するに足る圧力状態に達して加工を始め
、加工を完了するのである。又、座標ｌから座標Ｒ４，
Ｐ″２０の範囲では、加工が完了した後前記アクチュエ
ータがストローク端に達して圧油が往き詰まり、圧力が
上昇する状態であつて、所定圧力の上昇で前記スプール
２３が開き、圧力ライン２９が通路３５に連通して操作
プランジャ２１の背面に加工わるので、該プランジャ２
１は前記斜板１１を中立位置まで押して吐出ライン３６
の流量を零と成すのである。

しかして、前記大容量Ｑ２、小容量Ｑ１、低圧Ｐ１及び
高圧Ｐ２の調整は調整ねじ３２，３３の調整により行な
うのである。尚、前記通路３５の開口は、前記スプール
２３のランドとスプール孔２７との間でオリフィスを形
成するのであつて、このオリフィスにより減圧されて、
この減圧圧力が前記背面室の前室ｋに作用するのである
。

但し、この減圧された圧力とは斜板の回転モーメントと
ばね１３とに対抗するだけの圧力である。従つて、オリ
フィス開口面積が僅かに大きくなると減圧された圧力も
僅かに大きくなるが、これ．は即座にその増加分に相当
する力だけ斜板１１の角度が小さくなるもので、その作
用は瞬間的に行なわれる。

即ち、サーボ機械の働きをもつ。即ち斜板１１の回転モ
ーメントは斜板角の位置に関係なく略々一定値をとるよ
うに設定されてい５るもので、前記背面室ｂに作用する
減圧は前記した如く、この回転モーメントとばね１３と
の和で決まるのである。従つて、斜板角度が小さくなる
とばね１３の圧縮力だけ減圧も増加するのである０４斯
くて、前記作用の繰返しにより斜板１１の傾斜角度は小
さくなるのであり、スプール２３の作動により最終的に
はその傾斜角度が零近くなり、吐出圧Ｐｃで吐出量は零
となるのである。

以上の如く第１図に示した運転によれば、第２図Ｃ曲線
に示した吐出圧一流量特性が自圧制御により自動的に得
られ、低圧大容量ＰｌＰ２と高圧小容量Ｐ２Ｑｌとが制
御できる。

尚、これらの運転における低圧圧力Ｐ１及び高圧圧力Ｐ
２を任意に設定できることは前記した通りである。次に
以上説明した自圧制御によらず、方向切換弁の操作によ
り２圧力・２容量制御を行なう場合について説明する。

この場合は、前記した低圧大容量と高圧小容量との切換
圧力を、切換弁３７の切換え操作により任意に選択する
もので、後記する如く例えばアクチュエータに連動する
工具の速さを加工物直前で減速して１遅送リョとし、衝
撃なしで加工を行な門う場合に有効となるのであつて、
前記切換弁３７の切換えは手動操作によつて行なうか、
又は圧力の上昇を感知して行なうか域いは第３図に示し
た如く前記工具の移動経路に設けるリミットスイッチＬ
Ｓによつて電磁切換弁３７を操作して行なう”のである
。

しかして、この操作による２圧力・２容量制御は前記し
た自圧制御により場合と同様右即のソレノイドＳ１を励
磁し、切換弁３７を第１図の位置にセットするのである
。

そして、吐出圧が所定圧力、即ち押圧体３０の押圧力に
達しない所定圧力になつたとき、左側ソレノイドＳ２を
励磁して前記切換弁３７を第３図の位置に切換えるので
ある。この切換えにより圧力ライン３８が前記制御通路
３４の二次側３４ｂを経て前記背面室の後室ｋに連通し
、圧力ライン３８から吐出圧が直接その後室ｋに導入さ
れ、パイロットプランジャ２４は直ちに移動することに
なるのであり、この移動により操作プランジャ２１を右
方へ移動させ斜板１１の傾斜角度を小さくするのである
。この場合、パイロットプランジャ２４に対す斧流体圧
力は前記したソレノイドＳ１を励磁した場合に示したよ
うな前記スプール２２が押圧体３０に抗して移動するこ
とにより通路３４との間に生ずるオリフィスを介して加
えられるのではなく、吐出ライン３６からそのまま直接
加えられるので、前記パイロットプランジャ２４とそれ
に連動する操作プランジャ２１は前記ばね１３の押圧力
及び斜板の回転モーメントに抗して速やかに所定の位置
まで移動し、従つて前記斜板１１が所定の角度に設定さ
れることになるのである。この時の吐出量は、小容量Ｑ
１を示すので，、前記アクチュエータに連動する工具は
遅送りされて前記工作物に近づき、そして何ら衝撃を生
ずることなく工具は、この工作物に当つて高圧力Ｐ２と
なり、またに工作を開始せんとする状態となるのてある
。しかして、前記した如く吐出ライン３６は圧力ライン
２９を介して高圧用の前記圧力制御弁２５ｂの前記スプ
ール孔２７にも連通しているため、該スプール孔２７内
のスプール２３が移動せんとするけれども、このスプー
ル２３に対設する押圧力３１の押圧力は吐出圧力がＰ２
に達する迄その圧力に打勝ち、前記スプール２３の移動
を許すことはない。

この状態で、吐出圧力がＰ２に達すれば前記スプール２
３は押圧体３１を押し込んで移動し、前記通路３５を開
くのである。従つて、この通路３５の開口で前記スプー
ル孔２７と該通路３５との間にオリフィスを形成し、こ
のオリフィスを介して減圧された吐出圧力Ｐ２が前記前
室ｂに加えられ、前記同様操作プランジャー２１が移動
して斜板１１を起こすのである。

その結果、斜板１１の傾斜角度は小さくなり、遂には零
となつて吐出量が零となるのである。従つて、以上説明
した運転によれば、低圧大容量から高圧小容量の制御を
任意な圧力位置で切換えられるのであつて、前記した加
工物の工作に有効に適用できるのである。

次にこの運転方式の適用例を第３図について説明する。

第３図に示したものは、アクチュエータ５０のロッド５
１に工具５２を取付け、この■具５２により加工物Ａを
加■する工作機械に適用したもので、前記吐出ライン３
６を電磁切換弁５３を介して前記アクチュエータ５０に
接続し、前記切換弁５３の切換えによる前記アクチュエ
ータ５０を介して工具５２を加工物Ａに対し移動させる
のてある。この場合、電磁切換弁５３のソレノイドＳＯ
２と電磁切換弁３７のソレノイドＳ１とを電気的に連動
させておく。

そして、この工具５２の移動経路で、かつ前記加工物Ａ
の近くには前記切換弁３７を制御するためのリミットス
イッチＬＳをセットし、前記工具５２の先端が加工物Ａ
に接近したとき、その接点を閉じる如く構成するのであ
る。しかして、前記工具５２の動作プログラムとして、
該工具５２が加工物に向つて接近するときには速送りさ
れ、加工物Ａの直前に達したとき減速して遅送りに切換
えるように設定する場合について説明すると、前記リミ
ットスイッチ爲を前記切換弁３７の左側ソレノイドＳ２
に接続し、前記スイッチ田が閉路したとき前記ソレノイ
ドＳ２が励磁する如く成すものである。斯くして運転を
開始すれば、前記した如く先ず工具５２は、低圧大容量
のもとに速送りされて、加工物Ａに近づくのであつて、
この接近により前記リミットスイッチ？が閉じると前記
切換弁３７が切換わり、直ちに高圧小容量のもとに遅送
りに減速されるのである。

従つて工具５２は加工物Ａに対し何ら衝撃なしに接触し
、続いて工作を開始するのである。

また、この工作開始により吐出圧は更に増圧するが、工
作完了時には前記した如く高圧用の前記アクチュエータ
制御弁２５ｂが働らき、操作プランジャ２１を移動させ
るのであつて、吐出量零で前記工具５２は工作完了位置
に保持される。又、この工作完了後、前記電磁切換弁５
３を切換えることにより工具５２は元位置に戻るが、こ
の戻り行程の場合も、その速度制御は自由に行なえる。
即ち、加工物Ａに工具５２が介在している間は遅送りと
し、加工物Ａから離れたとき速送りとする場合であつて
、前記リミットスイッチＬＳを利用して容易に実施てき
る。また戻り行程全域て速送りしたい場合は、電磁切換
弁５３のソレノノイドＳＯｌと電磁切換弁３７のソレノ
イドＳ１とを電気的に連動させれはよい。以上説明した
動作は、何れも２圧力・２容量制御であるが、前記切換
弁３７の操作により第４図に示した吐出圧一流量特性が
得られる。

７ 即ち第４図に示したものは、高圧小容量て前記した
工具５２の遅送りのみを行なうものである。

この場合の運転は、前記切換弁３７を、アクチュエータ
５０の運転開始当初より第３図の如く切換えることによ
つて行なうのであつて、吐出ライＯン３６を流れる圧力
流体は、運転開始と同時に前記切換弁３７から前記背面
室の後室ｋに導入され、その吐出圧によりパイロットプ
ランジャ２４を移動させるのである。尚、吐出圧は負荷
に対応して増加するのであるから、運転当初の吐出圧は
低いのであるが、前記パイロットプランジャ２４及び操
作プランジャ２１を移動させるに必要なりは、前記斜板
１１の回転モーメントとばね１３の押圧力との総和に対
応して決定され、かつその値は小さいため吐出圧が低圧
でも、即ち配管抵抗等により生ずる圧力でも前記パイロ
ットプランジャ２４の移動は可能となる。

しかして運転当初斜板１１が最大傾斜の状態にあれば、
運転開始と同時に瞬間的に最大吐出量Ｑ２となるが、前
記後室ｋへの吐出圧導入により斜板１１は直ちに起こさ
れ、吐出量を小容量に制御するのである。

そして、以後は負荷の増大によつて吐出量Ｑ１を保ちな
がら増圧するのであつて、この吐出圧が所定圧力になれ
ば前記した如く、高圧用の圧力制御弁２５ｂが動作し、
操作プランジャ２１が移動させられて、斜板１１を中立
位置に制御するのである。又、以上説明した小容量の吐
出量は、前記した如くパイロットプランジャ２４のスト
ロークにより決定されるものであるが、このプランジャ
２４の前記小径部２４ｂにねじを設け、このねじに調整
体を螺合し、この調整体を前記背面室における段部ｃに
接当させる如くすれば、任意に変更することが可能であ
る。

又、以上説明した実施例は何れも圧力制御弁を二つ設け
て第２図などに示した如く低圧大容量ＰｌＱ２と高圧小
容量Ｐ２Ｑｌとの２段制御を成したのであるが、この圧
力制御弁の数を増して二つ以上となし、これら圧力制御
弁により順次に開口する！通路をそれぞれ設け、これら
各通路を前記した操作プランジャの背面室に連通させ、
液圧ポンプの流量を圧力の増加につれて多段に減少する
よう成した多段制御を成すことも容易にできるのである
。

５更
に以上説明した実施例は何れも斜板式アキシヤルピスト
ンポンプであるが、その他すべての可変容量形ピストン
ポンプ及び可変容量形ベーンポンプでも同様である。即
ち、この場合傾転ヨークまたは偏心リングや４カムリン
グが可変制御要素であつて、プランジャ２１をこの可変
制御要素に接当させるのである。以上の如く本発明は可
変制御要素１１を中立位置に制御する操作プランジャ２
１と前記可変制御要素１１を中立位置にするパイロット
プランジャ２４とを設け、これらプランジャ２１，２４
で可変制御要素１１の変位置を調整することにより吐出
量を可変とした液圧ポンプであつて、両端にポンプ吐出
圧と第１押出体３０とを対抗させる第１スプール２２を
もち、前記パイロットプランジャ２４の背圧室ｋに連通
する制御通路３４をポンプ吐出圧の上昇でタンクライン
４０から吐出ライン３６に切換連通させる低圧用の圧力
制御弁２５ａと、両端に前記ポンプ吐出圧と第２押圧体
３１とを対抗させる第２スプール２３をもち、前記操作
プランジャ２１の背面室ｂをポンプ吐出圧の上昇で前記
タンクライン４０から吐出ライン３６に切換連通させる
高圧用の圧力制御弁２５ｂとを設け７る一方、前記制御
通路３４の途中に、該制御通路３４における前記パイロ
ットプランジャ２４の背圧室ｋに接続の二次側を、この
制御通路３４における前記低圧用の圧力制御弁２５ａに
接続の一次側と前記吐出ライン３６とに切換連通させる
切換”弁３７を設けることにより、低圧大容量と高圧小
容量との２圧力・２容量制御が行なえると共に、この２
圧力・２容量制御は単に切換弁３７を切換えるだけで、
自在により自動的に制御する場合と外力の操作で制御す
る場合とを任意に選択できるのである。即ち、工具によ
り加工物を工作する場合について説明すると、この工具
を０速送りョのまま加工物に当て、この負荷又は工作負
荷により吐出圧が上昇するのを利用して自動的に１遅送
リョにして工作を行なう場合と工具を１速送りョしてそ
の速度を加工物の直前で減速して７遅送りョとし、加工
物に衝撃なしで接触させて工作を行なう場合とが任意に
選択できるのであり、この選択は単に切換弁３７の操作
のみにより容易に行なえるのである。前記した自圧制御
による２圧力・２容量制御と操作による２圧力・２容量
制御とは、何れも利点があり、何れが適当かは加工物の
大きさや材質によつて変わるのであるが、この発明によ
れば、これら変化に対応した最適な制御方式の選択が行
なえるのであり、汎用性に富むポンプとして提供できる
のである。

しかも本発明によれば、２圧力・２容量制御における低
圧圧力と高圧圧力との圧力定は自由に行なえるのであり
、また２つの圧力制御弁と切換弁３７とを用い、前記し
た回路構成により２圧力・２容量制御の制御方式の選択
が行なえるようにしたので構造を複雑にすることなく構
成できるのであり、更に低圧大容量の制御から高圧小容
量の制御を行なう低圧乃至高圧の範囲における所要馬力
は小さくてすむから、動力の損失や熱発生も小さくなり
、リリーフ弁による損失もなくすることができるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明液圧ポンプの実施例を示す縦断面図、第
２図は２圧力・２容量制御の特性図、第３図は適用例を
示す概略説明図、第４図は高圧小容量の場合の特性図、
第５図は無負荷大容量の場合の特性図、第６図は従来の
２圧力・２容量制御特性図、第７，８図は従来例の説明
図てある。 １１・・・斜板、１３・・・ばね、２１・・・操作プラ
ンジャ、２２，２３・・・スプール、２５ａ，２５ｂ・
・・圧力制御弁、２８，２９・・・圧力ライン、３０，
３１・・・押圧体、３４，３５・・・通路、ｂ・・・前
室、ｋ・・・後・室、３７・・・切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変制御要素１１を中立位置に制御する操作プラン
   ジャ２１と前記可変制御要素１１を中間位置にするパイ
   ロットプランジャ２４とを設け、これらプランジャ２１
   、２４で可変制御要素１１の変位量を調整することによ
   り、吐出量を可変とした液圧ポンプであつて、両端にポ
   ンプ吐出圧と第１押圧体３０とを対抗させる第１スプー
   ル２２をもち、前記パイロットプランジャ２４の背圧室
   にに連通する制御通路３４をポンプ吐出圧の上昇でタン
   クライン４０はら吐出ライン３６に切換連通させる低圧
   用の圧力制御弁２５ａと、両端に前記ポンプ吐出圧と第
   ２押圧体３１とを対抗させる第２スプール２３をもち、
   前記操作プランジャ２１の背圧室ｂをポンプ吐出圧の上
   昇で前記タンクライン４０から吐出ライン３６に切換連
   通させる高圧用の圧力制御弁２５ｂとを設ける一方、前
   記制御通路３４の途中に、該制御通路３４における前記
   パイロットプランジャ２４の背圧室にに接続の二次側を
   、この制御通路３４における前記低圧用の圧力制御弁２
   ５ａに接続の一次側と前記吐出ライン３６とに切換連通
   させる切換弁３７を設けたことを特徴とする可変容量液
   圧ポンプ。