JPS63105283A - 可変容量形液圧ポンプ - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、可変容量形液圧ポンプ、詳しくは、可変制御
要素と、該要素の変位量を調整するコントロールプラン
ジャ及び、スプールと定馬力ばねとをもち、前記プラン
ジャを操作する定馬力制御弁を備え、定馬力制御を行な
うようにした可変容量形液圧ポンプに関する。

（従来の技術） 従来、定馬力制御弁を用いて定馬力制御を行なうように
した可変容量形液圧ポンプにおいて、定馬力制御の範囲
で吐出圧力に対する吐出流２を制御するようにした所謂
ネガティブ流全制御可能としてものが提案されている。

この液圧ポンプは、特開昭６０−１１３０７６号公報に
記載され、また、第６図に示したように、吐出圧力作用
室（６１）とネガティブ圧力作用室（６２）及びこれら
作用室（６１）（８２）を区画して二次側開口部（６３
）との間でオリフィス（０，）（Ｏ□）を形成するラン
ド（６４）をもつスプール（６５）を備え、このスプー
ル（６５）の−側に二次側圧力作用室（６８）を設けた
定地減圧弁（６０）を用い、この減圧弁（６０）の前記
吐出圧力作用室（６１）に吐出圧通路（６７）を接続し
、また、前記ネガティブ圧力作用室（６２）にネガティ
ブ圧通路（６８）を接続すると共に、前記減“圧弁（６
０）の二次側開口部（６３）を定馬力制御弁（図示せず
）の作用室に操作通路（６９）を介して連通させ、前記
減圧片（６０）で減圧した二次側圧力（減圧圧力）を定
馬力制御弁に作用させて定馬力制御を行ない、また、前
記ネガティブ圧力作用室（６２）にネガティブ圧力を作
用させることにより、前記スプール（６５）を作動させ
て、吐出圧力に対するポンプ流量を、定馬力制御弁で設
定する定馬力制御の範囲内で所望の値に制御できるよう
にしたものである。

尚、第６図において、（７０）はセンサーピン、（７１
）は、前記二次側開口部（６３）を二次側圧力作用室（
６６）に連通ずる連通路で、前記スプール（６５）に設
けている。又（７２）は前記スプール（６５）のリター
ンばね、（７３）はタンク通路である。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の如く定地減圧弁（６０）を用い、減圧した二次側
圧力を定馬力制御弁に作用させて定馬力制御を行なうも
のであるから、定馬力制御弁に用いる定馬力設定ばねは
吐出圧力を直接作用させる場合に比較して弱いばねを用
いることができるのであるが、定地減圧弁（６０）を定
馬力制御弁とは別に形成するものであるから、それだけ
構造が複雑になりコスト高になるばかりか、前記減圧弁
（６０）を利用してネガティブ流量制御を行なうもので
あるから、前記減圧弁（６０）のボーテングの精度が要
求され、その加工が煩雑となる問題があったし、また、
ネガティブ流量制御は行なえるけれども、定馬力特性は
定馬力ばねの特性で決定されてしまい、この定馬力ばね
で設定する定馬力特性を自由に変更することはできない
のであり、それだけ汎用性に乏しい間通もあった。

本発明の目的は、定馬力制御弁のもとに定馬力制御を行
なうことができながら、吐出流量を、定馬力制御の範囲
内の任意な値に調整できる所謂ネガティブ流量制御を、
簡単な構成で行なえ、それでいて、定馬力ばねを変更す
ることなくこの定馬力ばねで設定する定馬力特性を任意
に変更できる所謂馬力制限制御も行なうことのできるよ
うにしたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記した問題点を解決するため、可変制御要
素（１ａ）と、該要素（１ａ）の変位■を調整するフン
トロールプランジャ（ｌｂ）及び、スプール（１９）と
定馬力ばね（２１，２２）とをもち、前記プランジャ（
１ｂ）を操作する定馬力制御弁（２）を備え、定馬力制
御を行なうようにした可変容量形液圧ポンプにおいて、
吐出圧力の作用で前記定馬力制御弁（２）のスプール（
１９）を前記定馬力ばね（２１，２２）に抗して押動す
るピストン（２０）と、前記ピストン（２０）の押動作
用を前記スプール（１９）に伝え、かつ、パイロット圧
力の作用で前記ピストン（２０）の押動作用に制限を与
える馬力制限制御弁（３）と、ネガティブ圧力の作用で
、前記ピストン（２０）の押動作用と関連なく前記スプ
ール（１９）を定馬力ばね（２１，２２）に抗して押動
するネガティブ流量制御弁（４）とを備えていることを
特徴とするものである。

（作用） 吐出圧力の作用でピストン（２０）を動作させ、かつ定
馬力制御弁（２）のスプール（１９）を定５５力ばね（
２１，２２）に抗して押動させることにより定馬力制御
を行ない、パイロット圧力の作用により、前記馬力制限
制御弁（３）を動作させて前記ピストン（２０）の押動
作用に制限を与えることにより定馬力ばね（２１，２２
）で設定する定馬力特性を第４図に示した実線から点線
又は鎖線の特性に変更する馬力制限制御が行なえ、更に
、ネガティブ圧力の作用により、前記ネガティブ流量制
御弁（４）を動作させ、前記スプール（１９）を定馬力
ばね（２１，２２）に抗して押動させることにより吐出
圧力に対する吐出流量を、定馬力特性の範囲内で任意に
調整できる所謂ネガティブ流量制御が行なえるのである
。

（実施例） 第１図に示したものは、１対の可変容量形液圧ポンプ（
１）（１）を１台のエンジン（図示せず）により駆動す
るように成すと共に、前記各ポンプ（１）（１）にそれ
ぞれ後記する定馬力制御弁（２）を設けて個別に定馬力
制御を行なうようにしたものである。

前記ポンプ（１）は、主として斜板から成る可変制御要
素（１ａ）と、この可変制御要素（１ａ）の変位量を調
整するコントロールプランジャ（１ｂ）とを備え、この
コントロールプランジャ（１ｂ）を、定馬力制御弁（２
）により操作して前記可変制御要素（１ａ）の変位量を
調整する如く成すのであって、この変位量調整は第２図
の如く構成するのである。

第２図に示したものは、前記可変制御要素（１ａ）とし
たのであって、可変制御要素（１ａ）としてクレードル
形斜板を用い、前記コントロールプランジャ（１ｂ）を
３分割して前記液圧ポンプ（１）のハウジング（１１）
に移動可能に支持すると共に、その中間部位を連結ピン
（ＩＣ）を介して前記斜板（１ａ）から延びる連結体（
１ｄ）に連結し、そして、前記コントロールプランジャ
（１ｂ）の長さ方向一端側には、制御圧作用室（１２）
を設けて、後記する定馬力制御弁（２）から延びる制御
通路（１３）を接続し、また、他端側にはリターンばね
（１４）を設けると共に、前記液圧ポンプ（１）の吐出
通路（ＩＡ）と接続する押圧室（１５）を設けている。

しかして、前記制御圧作用室（１２）に制御圧力（ＰＳ
）が作用していない場合、つまりタンクライン（Ｔ）に
接続する場合、前記コントロールプランジャ（１ｂ）は
、前記押圧室（１５）に作用する吐出圧力とリターンば
ね（１４）による押力で、第２図において最大限左方に
押圧されており、前記連結ピン（１ｃ）を介して連結す
る前記斜板（１ａ）も最大変位位置に位置することにな
り、吐出量は最大となるのであり、また、制御圧力（Ｐ
Ｓ）が前記制御圧作用室（１２）に作用し、前記した押
力に打勝つと前記プランジャ（１ｂ）は第２図において
右動し、前記斜板（１ａ）を最大変位位置から中立位置
の方向に制御され、吐出量を最大流量から減少させ得る
のである。

次に、前記コントロールプランジャ（１ａ）を制御する
定馬力制御弁（２）について説明する。

この定馬力制御弁（２）は第３図のように前記液圧ポン
プ（１）のハウジング（１１）における前記コントロー
ルプランジャ（Ｉｂ）の配設位置近くに設けるのであっ
て、前記ハウジング（１１）にスプール室（１Ｂ）を設
けて、このスプール室（１６）にスプール孔（１７）を
もつガイドスリーブ（１８）を摺動自由に挿嵌し、この
ガイドスリーブ（１８）のスプール孔（１７）に２ラン
ド形式のスプール（１９）を摺動自由に挿嵌すると共に
、該スプール（１９）の−側方には、定馬力特性を設定
する二つの定馬力ばね（２１）（２２）を設け、他側方
には、吐出圧力作用室（２３）に臨み、吐出圧力の作用
で、前記スプール（１９）を前記ばね（２１）（２２）
に抗して押動するピストン（２０）を、後記する馬力制
限制御弁（３）を介して設ける一方、前記ガイドスリー
ブ（１８）の−側には、前記看板（１ａ）から延びる連
結板（１ｄ）に突設するフィードバックピン（１ｅ）が
対接していて、前記斜板（１ａ）の動きを前記ガイドス
リーブ（１８）にフィードバックするように成している
。

又、前記ハウジング（１１）には、前記スプール（１９
）の各ランド間に設ける圧力室（２４）を吐出通路（Ｉ
Ａ）に連通ずる圧力通路（２５）と、前記スプール（１
９）の移動で開く制御通路（１３）とを設けており、前
記ピストン（２０）の動作で前記スプール（１９）が移
動すると、前記制御通路（１３）が前記圧力室（２４）
に連通し、前記スプール（１９）のランドと前記ガイド
スリーブ（１，８）の連通孔との間に形成するオリフィ
スを介して流れる制御圧（ＰＳ）の流体を前記制御通路
（１３）から前記コントロールプランジャ（１ｂ）にお
ける制御圧作用室（１２）に導き、前記プランジャ（１
ｂ）を動作させるのである。

又、前記ハウジング（１１）には、前記スプール室（１
６）と同一軸線上のシリンダ孔（２６）を設けて、この
シリンダ孔（２６）にシリンダ（２７）を取付け、この
シリンダ（２７）に馬力制限制御弁（３）及び前記ピス
トン（２０）を摺動自由に保持するネガティブ流量制御
弁（４）を摺動自由に内装するのであって、前記馬力制
限制御弁（３）の前部、即ち、前記定馬力制御弁（２）
のスプール側には、パイロット圧力作用室（２８）を画
成してこの作用室（２８）をパイロット通路（２９）に
接続させるのであり、また、前記吐出圧力作用室（２３
）は、前記ネガティブ流量制御弁（４）の中間部に形成
して、この作用室（２３）にネガティブ流量制御弁（４
）に保持する前記ピストン（２０）の一端側を臨ませる
と共に、前記作用室（２３）を吐出通路（ＩＡ）に連通
路（３０）を介して接続させるのである。そして、更に
前記ネガティブ流量制御弁（４）の背面側には、ネガテ
ィブ圧力作用室（３１）を画成して、この作用室（３１
）をネガティブ通路（３２）に接続させるのである。

第３図に示した前記馬力制限制御弁（３）は、２段ピス
トンにより構成するもので、前記ピストン（２０）とス
プール（１９）との間に介装して、前記ピストン（２０
）の押動作用を前記スプール（１９）に伝えると共に、
パイロット圧力（Ｐｉ）の作用で前記ピストン（２０）
の押動作用に制限を与えるようにしており、この押動作
用の制限により、第４図の如く前記定馬力ばね（２１）
（２２）で設定する定馬力特性を変更する所謂馬力制限
制御が行なえるのである。

また、前記ネガティブ流量制御弁（４）は、前記馬力制
限制御弁（３）の背面側に配設し、前記ネガティブ圧力
作用室（３１）にネガティブ圧力（Ｐｎ）を作用させる
ことにより、前記ピストン（２０）の押動作用と関連な
く前記馬力制限制御弁（３）を介装して前記スプール（
２０）を定馬力ばね（２１）（２２）に抗して押動させ
るものであって、その受圧面積は、前記ピストン（２０
）の受圧面積に対し１：１６の割合としており、前記ネ
ガティブ圧力（Ｐｎ）の作用による前記した動作で第５
図に示した如く定馬力特性の範囲内で吐出圧力に対する
吐出流量を変更する所謂ネガティブ流量制御が行なえる
のである。

又、第３図において、（４１）は前記定馬力ばね（２１
）（２２）を収容するばね室（４２）をタンクに開放す
るタンク通路であり、（４３）は前記ガイドスリーブ（
１８）のリターンばねである。

！＋／：、（５）は、プレッシャコンペンセータバルブ
であって、弁本体（５０）のスプール孔（５１）にスプ
ール（５２）を摺動自由に内装し、このスプール（５２
）の一端側に吐出通路（ＩＡ）と連通ずる圧力室（５３
）を設けると共に、他端側に吐出量を最小流量に制御す
るＰＣ圧力を設定するＰＣ設定ばね（５４）を設け、更
に、前記スプール（５２）が前記ばね（５４）に抗して
移動するとき開口するＰＣ制御通路（５５）を設けてお
り、吐出圧力が設定圧力を越えると１．前記スプール（
５２）をＰＣ設定ばね（５４）に抗して移動させ、前記
吐出通路（ＩＡ）に連通ずる前記圧力室（５３）を、前
記ＰＣ制御通路（５５）に開口させ、吐出圧力（Ｐｏ）
を制御圧として前記ＰＣ制御通路（５５）から、前記馬
力制限制御弁（３）の通路（５６）を介して、この馬力
制限制御弁（３）とネガティブ流量制御弁（４）との間
に形成するＰＣ圧力作用室（５７）に作用させ、前記馬
力制限制御弁（３）を介して前記定馬力制御弁（２）の
スプール（１９）を動作させ、前記制御通路（１３）を
前記圧力通路（２５）に連通させて、前記コントロール
プランジャ（１ｂ）を最大限右動させ、前記斜板（１ａ
）を中立位置に移動させて吐出量を最小流量に制御する
のである。

次に以上の如く構成する液圧ポンプの作用を説明する。

第３図の状態は、前記制御通路（１３）がタンク通路（
４１）に連通していて、前記斜板（１ａ）が最大傾斜角
となっていて最大流量が吐出されている状態である。

この状態で先ずネガティブ圧力（Ｐｎ）を零にすると、
吐出圧力（ＰＧ）の上昇に応じて前記定馬力制御弁（２
）の作動により、前記吐出圧力（Ｐｏ）に対応する吐出
流ｆｆｉ　（Ｑ）に制御され、第４図に示した所望の定
馬力特性に制御されるのである。

即ち、ネガティブ（Ｐｎ）を零にすると、前記ネガティ
ブ流量制御弁（４）は動作せず、所定位置に静止したま
＼となるのであって、この状岨で吐出圧力（ＰＯ）が上
昇し、定馬力ばねで設定する圧力を越えるき、前記ピス
トン（２０）が右動し、前記馬力制限制御弁（３）を介
して前記スプール（１９）を押動させ、前記制御通路（
１３）を圧力通路（２５）に連通ずる圧力室（２４）に
開口させるのであって、吐出流量（Ｑ）は、吐出圧力（
Ｐ、）に対し所望の値に調整され、定馬力制御が行なわ
れるのである。

尚、この場合の定馬力特性は、パイロット圧力（Ｐｉ）
の選択により第４図の如く任意に選択できる。因みに、
第４図において２点鎖線で示したものは、パイロット圧
力（Ｐｉ）を零としたものであり、１点鎖線で示したも
のは ５　ｋｇ　”　ｆ　／　ａｍ　’　、実線で示したもの
は９．１３ｋｇ＊ｆ／ｃｍ”、点線で示したものは２５
ｋｇ＠ｆ／。、！としたものであって、点線で示した定
馬力特性の容量を、２点鎖線で示した基準容量に対し１
００％増大したとした場合、実線で示した容量は基準容
量に対し５０％、１点鎖線で示した容量は３５％増大す
ることになり、１００％増大した容量の定馬力特性に対
しそれぞれ馬力制限が行なわれることになる。

しかして、今実線で示した定馬力特性を選択して定馬力
制御を行なっている際、前記ネガティブ圧力（Ｐｎ）を
上昇させると、この定馬力特性の範囲内で吐出圧力（Ｐ
Ｏ）に対する吐出流量（Ｑ）を、前記定馬力特性のもと
に定められる吐出流量より低い流量に調節できるのであ
る。

即ち、前記ネガティブ流量制御弁（４）の受圧面積は、
前記ピストン（２０）の受圧面積に対し１：１６の割合
で設定しているのであるから、第４図において実線で示
した定馬力特性を選択した場合、定馬力制御弁（２）が
動作を開始する吐出圧力（ＰＯ，）　　（例えば１０８
　ｋｇ・ｆ／ｃｍ２）に対しＰ　ｏＩ／　１　ｆ３　（
例えばＩｌｉ、７５ｋｇ　＠ｆ　／　ｃｍ”　）を越え
るネガティブ圧力（Ｐｎ）を作用させることにより、吐
出流Ｑ　（Ｑ）は第５図の如く変化することになる。

例えば吐出圧力（Ｐｏ）が前記圧力 （ＰｏＩ）のとき、吐出流量（Ｑ）を前記吐出圧力（Ｐ
　、、）に対応する吐出流１１１（Ｑ、）から（Ｑｌ）
に減少させたい場合には、第４図実機で示した定馬力特
性における吐出流ｆｆ１（Ｑ、）対応する吐出圧力（Ｐ
ｏ２）（例えば１４０ｋｇ１ｌｆ／ｃｍ’）に対しＰ　
０２／　ＩＢ（例えば８．７５ｋｊ−ｆ／ｃ−”）に相
当するネガティブ圧力（Ｐｎｔ）を作用させることによ
り、吐出圧力（Ｐｏ）が（ＰｏＩ）（例えば１０８　ｋ
ｇ　＠ｆ　／　ｃｍ　”　）でありながら、吐出流ｍ　
（Ｑ）を前記圧力（Ｐ　Ｏ，）に対応する吐出流ｆｆ１
（Ｑ、）より低い吐出流ｆｆ１（ＱＩ）に減少させられ
るのである。

尚、前記ネガティブ圧力（Ｐｎ）を（Ｐｎｌ）に保持し
て前記し流量制御を行なっている状態で負荷が増大する
と、吐出圧力（Ｐ、）も増大するが、この吐出圧力（Ｐ
　、）が（Ｐ　０２）になるまでは、吐出流ｆｆｌ　（
Ｑ）は前記した（Ｑ、）に維持される。そして、吐出圧
力（Ｐ、）が前記（Ｐ　０２）を越えると１、前記ピ・
ストン（２０）が動作し、吐出流ｍ　（Ｑ）は、第４図
に示した実線の定馬力特性に則り、例えば吐出圧力（Ｐ
ｏｓ）に対応して前記（Ｑ、）より低い吐出流量（Ｑ２
）に制御され、吐出圧力及び吐出流量との積が一定とな
る定馬力制御に復帰するのである。

以上説明したのは、定馬力特性として第４図実線で示し
たものを選択したものであるが、パイロット圧力（Ｐｉ
）により任意に選択できる他の定、５カ特性においても
同様のネガティブ流量制御が行なえる。また、前記ネガ
ティブ圧力（Ｐｎ）として、所定の圧力（Ｐ　ｎ　１）
について説明したが、このネガティブ圧力（Ｐｎ）も任
意に設定できるのである。

又、第３図に示した実施例は、前記馬力制限制御弁（３
）及びネガティブ流量制御弁（４）を前記定馬力制御弁
（２）を構成するスプール（１９）と同一軸線上に直列
状に配置したが、斯くすることにより、装置全体をコン
パクトにでき、設置スペースも少なくできる点でを利と
なるけれども、本発明はこの直列配置に限定されるもの
でない。

（発明の効果） 本発明は以上の如く、可変制御要素（１ａ）と、該要素
（１ａ）の変位量を調整するコントロールプランジャ（
１ｂ）及び、スプール（１９）と定馬力ばね（２１，２
２）とをもち、前記プランジャ（１ｂ）を操作する定馬
力制御弁（２）を備え、定馬力制御を行なうようにした
可変容量形液圧ポンプにおいて、吐出圧カッ作用テ前記
定馬力制御弁（２）のスプール（１９）ｔ−Ｍ記定馬カ
ばね（２１，２２）に抗して押動するピストン（２０）
と、前記ピストン（２ｏ）の押動作用を前記スプール（
１９）に伝え、かつ、パイロット圧力の作用で前記ピス
トン（２ｏ）の押動作用に制限を与える馬方制限制御弁
（３）と、ネガティブ圧力の作用で、前記ピストン（２
ｏ）の押動作用と関連なく前記スプール（１９）を定馬
力ｉｆネ（２１，２２）に抗して押動するネガティブ流
量制御弁（４）とを備えていることを特徴とするもので
あるから、定馬力制御が行なえながら、バイロフト圧力
（Ｐｉ）の選択により、前記定馬力ばね（２１，２２）
で設定する定馬力特性を任意に変更できる所謂馬力制限
制御が行なえ、しかも、所定の定馬力特性の節回内で、
吐出圧力に対する吐出流量を任意に調整できる所謂ネガ
ティブ流量制御も行なえるのであって、汎用性に富み、
かつ、動力損失を大幅に減少できる液圧ポンプを提供で
きるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図、第２図は
液圧ポンプにおけるコントロールプランジャ部分を断面
した部分断面図、第３図は要部の断面図、第４図は馬方
制限制御及びネガティブ流量制御を説明する吐出圧カー
吐出流全特性図、第５図はネガティブ流ｎ制御を説明す
るネガティブ圧力−吐出流量特性図、第６図は従来例を
示す説明図である。 （１）・・・・・・液圧ポンプ （１ａ）・・・・・・可変制御要素 （１ｂ）・・・・・・コントロールプランジャ（ＩＡ）
・・・・・・吐出通路 （２）・・・・・・定馬力制御弁 （３）・・・・・・馬力制限制御弁 （４）・・・・・・ネガティブ流量制御弁（１９）・・
・・・・スプール （２０）・・・・・・ピストン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変制御要素（１ａ）と、該要素（１ａ）の変位
   量を調整するコントロールプランジャ（１ｂ）及び、ス
   プール（１９）と定馬力ばね（２１、２２）とをもち、
   前記プランジャ（１ｂ）を操作する定馬力制御弁（２）
   を備え、定馬力制御を行なうようにした可変容量形液圧
   ポンプにおいて、吐出圧力の作用で前記定馬力制御弁（
   ２）のスプール（１９）を前記定馬力ばね（２１、２２
   ）に抗して押動するピストン（２０）と、前記ピストン
   （２０）の押動作用を前記スプール（１９）に伝え、か
   つ、パイロット圧力の作用で前記ピストン（２０）の押
   動作用に制限を与える馬力制限制御弁（３）と、ネガテ
   ィブ圧力の作用で、前記ピストン（２０）の押動作用と
   関連なく前記スプール（１９）を定馬力ばね（２１、２
   ２）に抗して押動するネガティブ流量制御弁（４）とを
   備えていることを特徴とする可変容量形液圧ポンプ。