JPS61197780A

JPS61197780A - 油圧ポンプの入力制御装置

Info

Publication number: JPS61197780A
Application number: JP60034570A
Authority: JP
Inventors: Yasuharu Goto; 後藤　安晴; Masahiko Shimotori; 下鳥　正彦
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1985-02-25
Filing date: 1985-02-25
Publication date: 1986-09-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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０図において、１は原動機、２はトランスミッション
、３ａ、３ｂはトランスミッション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のレギュレータ、５ａ、５ｂは制
御シリンダ、６ａ、　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５ａ、５ｂのピストンロッ
ドで、ピストンロッド８ａ、８ｂの変位量によりすなわ
ち制御ピストン６ａ、　６ｂ　（制御部材）の変位量に
より、油圧ポンプ３ａ、３ｂの押退は容積すなわち傾転
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。ｌｌａ、　ｌｌｂは油圧ポンプ３ａ、
３ｂ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、　１０ｂ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９ａ、　１０ａ、シリンダ室９ｂ、１０ｂに作
用する圧力の合計値が減圧弁１１ａ、　ｌｌｂの設定圧
力の２倍になったとき、制御ピストン６ａ、　６ｂがバ
ネ７ａ、７ｂに抗して左行する。

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ｐ６がＯであるときに
は、シリンダ室１０ａには圧力が作用しない。

したがって、油圧ポンプ３ａの吐出圧力ｐｊａが減圧弁
１１ｂの設定圧力ｐ、の２倍すなわち２Ｐａ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
状態となっており、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ｐｄａが２Ｐゆより高くなると
、制御ピストン６ａがバネ７ａ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１７２の値Ｔ、となるように制御される。この
場合の吐出圧力ｐｄａ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で表ねされる。

つぎに、吐出圧力ｐａｂが設定圧力ｐ、の１／２である
ときには、シリンダ室１０ａには圧力ｏ、ｓｐ、が作用
する。したがって、吐出圧力ｐｄａが１．５ｐ、より低
いときには、吐出流量Ｑが最大であり、吐出゛圧力ｐｄ
ａが１．５ρ。より高くなると、吐出流量Ｑが減少して
、入力トルクＴが１．５Ｔ、となるように制御される。

この場合の吐出圧力Ｐｄａ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Ｐｇｌ＆が設定圧力ｐ、より高いとき
には、シリンダ室１０ａには圧力ｐ０が作用する。

したがって、吐出圧力Ｐｊ―がＰ、より低いときには、
吐出流量Ｑが最大であり、吐出圧力ｐｊａがｐ６より高
くなると、吐出流量Ｑが減少して、入力トルクＴがＴ、
どなるように制−される、この場合の吐出圧力Ｐｄａと
吐出流量Ｑ、入力トルクＴとの関係は第２図、第３１！
！！Ｉの線図Ｅで表わされる。

また、吐出圧力Ｐｌ＆が０．２５ｐ、、　Ｏ，７５Ｐｓ
のときには、吐出圧力ｐｊａ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。７．。

したがって、相手方の油圧ポンプ例えば油圧ポンプ３ｂ
の入力トルクがＴ、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２Ｔ、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共に、油圧ポンプ３ａ、３
ｂの入力トルク、の合計値が原動機ｌの出力トルク２Ｔ
、を超えるモとがない。

ところで、通常の作業において！よ、油圧ポンプ３ａ、
、３ｂにより駆動されるアクチュエータへの動力、配分
を原動機１の動力の５０％９．５０％とし、ある特別な
作業等をするときにのみ、油圧ポンプ３ａ。

３ｂにより駆動されるアクチュエータへの動力配分を変
更したい場合、例えば油圧ポンプ３ａにより駆動される
アクチュエータへの動：力を原動ｌ１１の動力の７５％
とし、油圧ポンプ３ｂにより駆、動されるアクチュエー
タへの動力を原動機１の動力の２５％としたい場合があ
る。しかし、第１図に示した従来の入力制御装置におい
ては、吐出圧力ｐｊａｓＰｄｂが−に設定圧力２０以上
であるとすると、油圧ポンプ３ａ、３ｂの入力トルクＴ
は共にＴｏとなるから、油圧ポンプ３ａ、３ｂにより駆
動されるアクチュエータへの動力配分は原動機１の動力
の５０％。

５０％となる。このため、特別な作業を行なう場合には
、例えば油圧ポンプ３ａにより駆動されるアクチュエー
タの作業に多くの時間をかけることにより必要動力を供
給しなけ九ばならないので、作業能率が悪く、一方油圧
ポンプ３ｂにより駆動されるアクチュエータへの供給動
力を調整するため、過剰動力をバルブ等により絞り捨て
なければならないので、エネルギ効率が悪い。

〔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、油圧ポンプにより駆動されるアクチュエータへの動
力配分を任意に設定することができる油、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、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退
は容積を制御部材の変位量によって制御し、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
出圧力およ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
減圧弁を可変減圧弁とする。

〔発明の実施例〕

第４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、　１２ａ、　１２ｂは油圧ポ
ンプ３ａ、３ｂに接続された可変減圧弁で、シリンダ室
１０ａ、　１０ｂには可変減圧弁１２ｂ、　１２ａを介
した油圧ポンプ３ｂ、３ａの吐出圧力が供給される。

１５ａ、　１５ｂは可変減圧弁１２ａ、　１２ｂのバネ
、　１６ａ、　１６ｂは一端がバネ１５ａ、　１５ｂに
接したピストン、２０ａ。

２０ｂはピストン１６ａ、　１６ｂの他端に油圧を供給
するパイロットポート、１３は油圧源とパイロットポー
ト２０ａ、　２０ｂとの間に設けられた方向切換弁で、
方向切換弁工３がａ位置のときにはＳパイロットポート
２０ａがタンクに連通されるとともに、パイロットポー
ト２０ｂに油圧源の圧油が供給され、また方向切換弁１
３がｂ位置のときには、パイロットポート２０ａに油圧
源の圧油が供給されるとともに、パイロットポート２０
ｂがタンクに連通される。そして、パイロットポート２
０ａがタンクに連通されたときには、可変減圧弁１２ａ
の設定圧力はｐ、となり。

パイロットポート２０ａに油圧源の圧油が供給されたと
きには、可変減圧弁１２ａの設定圧力が１．５Ｐ、とな
る、また、パイロットポート２０ｂがタンクに連通され
たときには、可変減圧弁１２ｂの設定圧力が０．５９．
となり、パイロットポート２０ｂに油圧源の圧油が供給
されたときには、可変減圧弁１２ｂの設定圧力が２０と
なる。

この入力制御装置においては、方向切換弁１３をａ位置
としたときには、可変減圧弁１２ａの設定圧力が２０と
なり、また可変減圧弁１２ｂの設定圧力もＰ、どなるか
ら、第１図に示した従来の入力制御装置と全く同様の動
作を行なう。

つぎに、方向切換弁１３をｂ位置にしたときには、可変
減圧弁１２ａの設定圧力がｉ、ｓｐ、となり、可変減圧
弁１２ｂの設定圧力が０．５ｐ、となる。この場合、油
圧ポンプ３ｂの吐出圧力ＰｄｂがＯｔ　０−２５ｐｏで
あるときには、第５図、第６図の線図Ａ、Ｂに示すよう
に、油圧ポンプ３ａの吐出圧力Ｐｄａが２　Ｐａ　ｅ　
１−７５Ｐ。

より低いときには、吐出流量Ｑが最大であり、吐出圧力
ｐｄａが２　Ｐａ　ｅ　１−７５Ｐｏより高くなると、
吐出流量Ｑが減少して、入力トルクＴが２Ｔ、、１．７
５Ｔ０となるように制御される。また、吐出圧力Ｐｌｂ
がｏ、ｓｐ、より高くなると、シリンダ室１０ａには圧
力０．５ｐ、が作用する。このため、第５図、第６図の
線図Ｃに示すように、吐出圧力ｐｄａが１．５Ｐ、より
低いときには、吐出流量Ｑが最大であり、吐出圧力Ｐｄ
ａ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１．５Ｔ、となるように制御される。

一方、吐出圧力ｐｃｌａがＯ、０，２ＳＰ、　、　ｏ、
ｓｐ、　、　０．７５Ｐａ　ｅ　Ｐａ　ｅ　１−２５Ｐ
ｏであるときには、第７図、第８図の線図ＡないしＦで
に示すように、吐出圧力Ｐｊｂが２ｐ、、　１．７５ｐ
Ｈ，１−５ｐｏｓ　１．２５ｐｏ＊　Ｐ＋＊　０．７５
ｐ＊より低いときには、吐出流量Ｑが最大であり、吐出
圧力Ｐｄｂがそれより高くなると、吐出流量Ｑが減少し
て、入力トルクＴが２Ｔ、、１．７５Ｔ、、１．５Ｔ、
。

１．２５Ｔ、、　Ｔ、、　０，７５Ｔ、となるように制
御される。

そして、吐出圧力ｐｊａが１．５９．より高くなると、
シリンダ室１０ｂには圧力ｉ、ｓｐ、が作用する。この
ため、第７図、第８図の線図Ｇに示すように、吐出圧力
Ｐｌｂがｏ、ｓｐ、より低いときには、吐出流量Ｑが最
大であり、吐出圧力ｐ−ｂがｏ、ｓｐ、より高くなると
、吐出流量Ｑが減少して、入力トルクＴが０．５Ｔ、と
なるように制御される。

このように、吐出圧力Ｐｇｌａｔ　ｐｌｂが１．５ｐ、
以上の場合には、油圧ポンプ３ａの入力トルクＴは１．
５Ｔ０となり、一方油圧ポンプ３ｂの入力トルクＴは０
．５ＴＩ、となる、このため、油圧ポンプ３ａ、３ｂに
より駆動されるアクチュエータへの動力配分は原動機１
の動力の７５％、２５％となる。

第９図は第４図に示した入力制御装置の可変減圧弁１２
ａの構造を示す断面図である。なお、可変減圧弁１２ｂ
の構造も同様である０図において、１４はスプールで、
スプール１４の一端はバネ１５ａに接している。１７は
油圧ポンプ３ａに接続された一次ポート、１８はタンク
に連通されたドレーンボート、１９はシリンダ室１０ｂ
に接続された二次ポートである。　　　・この可変減圧弁１２ａにおいては、−次ボート１７の圧
力すなわち一次圧力が低いときには、−次ポート１７と
二次ポート１９とが連通されているので、二次ポート１
９の圧力すなおち二次圧力は一次圧力に等しい、そして
、−水圧力が上昇すると、二次圧力も上昇し、スプール
１４に作用する力が大きくなり、スプール１４はバネ１
５ａのカに抗して右行する。そして、スプール１４が所
定距離だけ右行すると、二次ポート１９は一次ボート１
７へもドレーンボート１８へも接続されない状態となる
。この状態で、二次圧力がさらに高くなると、スプール
１４がさらに右行し、二次ポート１９とドレーンボート
１８とが連通ずるから、二次圧力が低下する。一方、二
次圧力が減少すると、スプール１４がバネ１５ａにょっ
て左行するから、二次ポート１９と一次ポート１７とが
連通し、この場合に一次圧力が二次圧力より高いときに
は、スプール１４が右行し、−水圧力が二次圧力より低
いときには、スプール１４が左行する。

したがって、−水圧力が設定圧力に達するまでは、二次
圧力が一次圧力と等しくなり、−水圧力が設定圧力より
高くなったとしても、二次圧力は設定圧力に保持される
。そして、この設定圧力はバネ１５ａのバネ定数、ピス
トン１６ａの位置等によって決定され、例えばパイロッ
トポート２０ａに圧油を供給しないときの設定圧力をｐ
、とじ、パイロットポート２０ａに圧油を供給したとき
の設定圧力をｔ、ｓｐ。

とすることができる、この場合、可変減圧弁１２ａの設
定圧力がｐ、であるときには、第１Ｏ図の線図ＡＡに示
すように、−水圧力がｐ、に達するまでは、−水圧力と
二次圧力とが＊１．＜、−水圧力がｐｏを超えたとして
も、二次圧力はＰ、に保持される。また、設定圧力がｔ
、ｓｐ、のときには、第１０図の線図ＢＢに示すように
、−水圧力が１．５ｐ、に達するまでは、−水圧力と二
次圧力とが等しく、−次圧力カ１．５ｐ、を超えたとし
ても、二次圧力は１．５ｐ、に保持される。なお、可変
減圧弁１２ｂの設定圧力を０．５ｐ、とじたときには、
第１０図の線図ＣＣに示すように、−水圧力が０．５ｐ
、に達するまでは、−水圧力と二次圧力とが等しく、−
水圧力が０．５９．を超えたとしても、二次圧力は０．
５ｐ、に保持される。

第１１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０図において、　２１ａ、２１ｂは油
圧源、２２ａ、　２２ｂは油圧源２１ａ、　２１ｂに接
続されたサーボ弁、２３ａ、　２３ｂはサーボ弁２２ａ
、’　２２ｂのバネ、２４ａ、　２４ｂ、　２５ａ、　
２５ｂはサーボ弁２２ａ、　２２ｂのパイロットポート
で、パイロットポート２４ａ４２４ｂには油圧ポンプ３
ａ、３ｂの吐出圧力すなわち自己の吐出圧力が供給され
、パイロットポート２５ａ、　２５ｂには可変減圧弁１
２ｂ、　１２ａ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。

　２６ａ、　２６ｂはサーボ弁２２ａｌ　２２ｂに接続
されたサーボピストンで、サーボピストン２６ａ。

２５、ｂの変位量により油圧ポンプ３ａ、３ｂの押退は
容積すなわち傾転角が制御される。

第１２図は第１１図に示した入力制御装置のレギュレー
タ４ａの構造を示す断面図である。なお、レギュレータ
４ｂの構造も同様である０図において。

２７はサーボ弁２２ａのスプール、２８はサーボ弁２２
ａのスリーブ、２９は一端がケーシングに回動可能に取
付けられたフィードバックレバー、　３０．３１はレバ
ー２９に設けられたピンで、ピン３０．３１はそれぞれ
サーボピストン２６ａ、スリーブ２８に係合している。

３２、３３はサーボピストン２６ａ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２７（制御部材
）の変位量はバネ２３ａの力とパイロットポート２４ａ
、　２５ａ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１２図に示す状態から、スプー
ル２７が左方に変位すると、油圧源２１ａの圧油がシリ
ンダ室３２に供給され、またシリンダ室３３がタンクに
連通ずるから、サーボピストン２６ａが左行するが、こ
のときレバー２９によってスリーブ２８もサーボピスト
ン２６ａの変位に応じて変位し、サーボピストン２６ａ
がスプール２７の変位量に応じた量だけ変位したとき、
油圧源２１ａの圧油はスリーブ２８によってシリンダ室
３２に供給されなくなり、またシリンダ室３３とタンク
との連通がスリーブ２８により遮断されるから、サーボ
ピストン２６ａが停止する。すなわち、サーボピストン
２６ａの変位量はスプール２７の変位量に応じた値とな
り、したがって油圧ポンプ３ａの傾転角はスプール２７
の変位量に応じた値となる。このように、スプール２７
の変位量はバネ２３ａの力とパイロットポート２４ａ、
　２５ａ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２７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４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は、可変減圧弁１２ａの設定
圧力を２０と１．５ｐ０とに変化させ、また可変減圧弁
１２ｂの設定圧力をＰａと０．５ｐ、とに変化させるこ
とにより、油圧ポンプ３ａ、３ｂにより駆動されるアク
チュエータへの動力配分を原動機１の動力の５０％、５
０％と７５％、２５％とに変える場合について説明した
が、可変減圧弁１２ａ、　１２ｂの設定圧力を任意に設
定することにより、油圧ポンプ３ａ、　３ｂにより駆動
されるアクチュエータへの動力配分を自由に変えること
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、油圧ポンプにより駆動されるアク
チュエータへの動力配分を作業に応じて自由に変えるこ
とができるから、一方の油圧ポンプにより駆動されるア
クチュエータに多くの動力を供給することにより、作業
能率を向上することができると共に、他方の油圧ポンプ
により駆動されるアクチュエータへの供給動力を減少す
ることにより、過剰動力をバルブ等により絞り捨てるこ
とを防止することができ、エネルギ効率が向上する。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ｐｊａと入力
トルクＴとの関係を示すグラフ、第４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５図は第４図
に示した入力制御装置の場合の吐出圧力ｐｄａ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ｐｊａと入力トルクＴとの
関係を示すグラフ、第７図は第４図に示した入力制御装
置の場合の吐出圧力Ｐａｔｈと吐出流量Ｑとの関係を示
すグラフ、第８図は第４図に示した入力制御装置の場合
の吐出圧力Ｐ（１％１と入力トルクＴとの関係を示すグ
ラフ、第９図は第４図に示した入力制御装置の可変減圧
弁の構造を示す断面図。第１０図は第９図に示した可変減圧弁の一次圧力と二次
圧力との関係を示すグラフ、第１１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１２図は第１１図に示した入力制御装置のレギュレー
タの構造を示す断面図である。１・・・原動機３ａ、　３ｂ・・・可変容量膨油圧ポンプ４ａ、　４ｂ
・・・レギュレータ５ａ、　５ｂ・・・制御シリンダ６ａ、　６ｂ・・・制御ピストン７ａ、　７ｂ・・・バネ　　　　９ａ、　９ｂ・・・シ
リンダ室１０ａ、　１０ｂ・・・シリンダ室　１２ａ、
　１２ｂ・・・可変減圧弁２１ａ、　２１ｂ−油圧源　
　　２２ａ、　２２ｂ−サーボ弁２３ａ、　２３ｂ−バ
ネ

Claims

【特許請求の範囲】

　一つの原動機で駆動される二つの可変容量形油圧ポン
プの押退け容積を制御部材の変位量によって制御し、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
自己の吐出圧力およ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、上記減圧弁が可変減圧弁であることを特徴とする油
圧ポンプの入力制御装置。