JPS646348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は圧力感知手段及び粘度感知手段を具備
する可変吐出量流体ポンプ装置に関するものであ
り、特に例えば斜板カムポンプのような可変吐出
量流体ポンプの為の制御装置を具備した可変吐出
量流体ポンプ装置に関する。

（従来技術の説明） 流体圧装置に於て複数の信号に応答して流量を
制御する際に多くの問題が存在することは以前よ
り理解されていた。同様に、可変吐出量（押出し
量）ポンプ、特にピストンポンプに於て流体の粘
度が極めて高いことによつて種々の問題が発生す
るということは周知であり、例えばもし流体の粘
度が運転開始時に極めて高く且つポンプが最大吐
出量に設定されている場合は、ポンプに極めて重
大な損害が発生する可能性がある。本発明以前に
はこれら問題を解決する満足すべき方法はなく、
従来提案された解決方法は安定性、信頼性共に低
いものであつた。

例えば、米国特許第2835228号には可変容量ポ
ンプの為の圧力補償装置が記載されるが、該装置
には前記ポンプからの流体の粘度が過大となつた
際の問題に対処し得る機構或は装置が設けられて
いない。然も前記米国特許に於ては、その構造
中、作動上の信頼性に欠ける粘度に敏感な弁が使
用されている。粘度に関する上記問題が何ら考慮
されていないことと相まつて、こうした構造の圧
力補償装置ではポンプ全体の流体及び流体温度に
関する信頼性は必然的に低下する。

又、米国特許第2238061号では、ポンプのスト
ロークを変える為の、オリフイスを横断する圧力
差、並びに従来は弁を使用しての粘度補償システ
ムを助成し且つ粘度変化を補正する為に使用され
た粘度補償用隔室を使用して一定の流を提供する
シシステムが記載される。ここでは同一断面積の
２つの弁頭を備えるピストンが、流路内の１つの
オリフイスを横断しての圧力降下を前記一方の弁
頭で受け、また別のオリフイスを横断しての圧力
降下を前記他方の弁頭で受けることにより前記各
オリフイスを通して検出された粘度の変化が補正
される。然し乍ら、前記米国特許第2238061号に
も又、粘度がポンプを損壊させるほどに高まつた
場合にポンプのストロークを小さくする為の装置
が備えられていない。

（発明の目的） 従つて、本発明の目的は、粘度及び圧力そして
負荷の変化を補償する為にポンプを最小吐出流量
化することにより、前述の如き流体粘度、圧力及
び負荷の過剰を原因とするポンプの損壊を防止す
ることにある。

本発明の目的は、装置の保護及び作動条件によ
つて要求される正確な圧力及び流量を提供する為
の、圧力検知手段及び粘度検知手段を持つた可変
吐出量流体ポンプ装置を提供することにある。

（発明の概要） 本発明によれば、 可変吐出量ポンプと、 上流側が前記可変吐出量ポンプの下流側に連結
された吐出量制御手段にして、前記ポンプからの
流体の圧力によつて前記ポンプの吐出量を制御す
る為に作動自在の吐出量制御手段と、 前記吐出量制御手段の下流側に結合された粘度
感知手段にして、前記流体の粘度が所定値を越え
た場合に該流体の流通を阻害し、それによつて高
められた該流体の圧力をして前記吐出量制御手段
を作動させ、前記可変吐出量ポンプの吐出量を減
少せしめる為の粘度感知手段と、 上流側が前記可変吐出量ポンプの下流側に連結
され、下流側が前記吐出量制御手段の下流側且つ
前記粘度感知手段の上流側に連結された圧力感知
手段にして、前記可変吐出量ポンプからの流体の
圧力が所定値を越えた場合に該流体の圧力をして
前記吐出量制御手段を作動させ、前記可変吐出量
ポンプの吐出量を減少せしめる為の圧力感知手段
と、によつて構成される可変吐出量流体ポンプ装
置が提供される。前記粘度感知手段は吐出量制御
手段の下流側から流体を分与する様になつている
粘度に敏感な細長の通路であり、例えばオープン
センター弁その他形式の弁組立て体と共に使用し
得るものである。

以上の説明に於て本発明の目的、利益に付いて
述べたが、他の目的、利益は以下の詳細な説明に
於てより明らかとされよう。

（発明の効果） 本発明によつて生ずる特有の作用効果は以下の
通りである。

可変吐出量流体ポンプ装置に於て流体粘度が運
転開始時に極めて高く且つポンプが最大吐出量に
設定されている場合にポンプが運転された際のポ
ンプ負荷過大によるポンプ損壊が回避される。

（実施例の説明） 第１図を参照するに、圧力及び粘度感知手段を
具備するポンプストローク制御シリンダ１２を
各々有した斜板カム式の一対の可変吐出量ポンプ
１０及び１１から成る可変吐出量流体ポンプ装置
が図示される。第１図には、本発明の可変吐出量
流体ポンプ装置と組合せて使用される弁組立体１
４０もまた例示される。弁組立体１４０は直列弁
１３１，１３３及び仕事ポート付きの圧力補償式
弁１３４，１３５、そして前記３つの弁の為の可
変バイパス弁１３２とから成立つている。

ここでは本装置の一方のポンプ１１の作動だけ
について説明する。制御圧力、即ちポンプ吐出圧
は通路１０１からポート１０６（第３図参照）へ
そして制御シリンダ１２の空洞１０７へと供給さ
れ、そこで常時サーボピストン１０２の領域103
に作用する。領域104は領域103よりも大きくされ
る。吐出量制御手段、即ちサーボスプール１０５
が第３図で右側に移動すると、制御流れは通路１
０６を経て環状部１０７へと流れ、次で孔１０８
を介して環状部１０９へと流動し、そしてランド
１１０を越えて通路１１１を貫通し空洞１１２に
至る。前記制御流れは領域104に作用し、摩擦、
ポンプの圧力及びサーボピストン１０２の領域１
０３に作用するポンプ吐出圧に打勝つてサーボピ
ストン１０２を第３図で右側へと移動させる。サ
ーボピストン１０２は可変吐出量ポンプ１１の回
転斜板１１５ｃに結合された連結リンク１１５ｄ
に結合されており、従つて、サーボピストン１０
２が第３図に右側に移動すると前記回転斜板１１
５ｃが前記サーボピストン１０２に連結された連
結リンク１１５ｄによつて第３図で右側へと押し
やられ、ポンプの吐出量（押出し量）は減少す
る。サーボピストン１０２はランド１１０が再び
通路１１１を塞ぐ迄、第３図で右側に継続して移
動される。サーボピストン１０２はこの位置に留
まりそしてポンプ吐出量はサーボスプール１０５
が第３図で右或は左に移動されるまで一定状態に
維持される。

サーボスプール１０５の領域129に作用する力
が除去されると、前記サーボスプール１０５はば
ね１１３によつて第３図で左側に移動され、次い
でランド１１０が、通路１１１の閉塞を解除し該
通路１１１を通して空洞１１２を低圧力に連通さ
せる。領域103に作用する圧力がサーボピストン
１０２を第３図で左側に移動させ、それによつて
ポンプの吐出量が増大する。サーボピストン１０
２はランド１１０が通路１１１を塞ぐ迄、継続し
て第３図で左側に移動される。サーボピストン１
０２はサーボスプール１０５が次に第３図で左或
は右側に移動される迄この位置に留まる。回転斜
板１１５ｃの角度及びそれに基くポンプの吐出量
は、サーボピストン１０２の位置に基き前記回転
斜板１１５ｃに連結された連結リンク１１５ｄに
よつて制御される。サーボピストン１０２は結
局、サーボスプール１０５の位置によつて制御さ
れる。

ポート１１５ｂが他の制御シリンダ１２のポン
プ吐出圧に、一方、ポート１６７がポンプ１１の
吐出圧に連結される。この状況下に於て、これら
ポンプ吐出圧はピストン１１７の領域115及び116
に作用し、ピストン１１７、バー１１８及び保持
器１１９をばね１２０及び１２１に抗して移動せ
しめる。一方、ピストン１１７は領域１１５及び
１１６に作用し且つばね１２０及び１２１に抗し
て作用する圧力によつて生じる力を合計しそして
領域115及び116に作用する圧力の関数としてポン
プ吐出量を変える為の信号を提供する。

保持器１１９がばね１２０及び１２１に抗して
移動すると、該保持器１１９は孔１２２を塞ぐ。
孔１２２が塞がれると、ポンプ吐出圧は環状部１
０９からオリフイス１２３及び通路１２４を介し
て空洞１２５へと連通し次いで通路１２６及び孔
１２７を介して環状部１２８へと連通し、結局、
該環状部１２８に於て前記ポンプ吐出圧は領域
129に作用する。領域129に作用する圧力は、孔１
２２が、そこを通しての圧力降下によつて領域
129に作用する圧力がばね１１３の力と平衡する
に十分開放されるまで、サーボスプール１０５を
右側に移動させる。孔１２２を通過した流れは次
で空洞１６４へと流動し、そして粘度感知手段、
即ち粘度感知通路１６５を経てポート１６６へと
流通する。

従つて、こうした圧力平衡状況下に於てポンプ
吐出量は領域115及び116に於て合計された圧力に
反比例して調節されること、そして又、ポンプ１
０及び１１の吐出量は領域115及び116に作用する
圧力に基いてほぼ同一割合で変化されることを理
解されたい。

本発明に於ては吐出量制御手段、即ちサーボス
プール１０５は以下に詳細を説明する２つの制御
モードでその位置が制御される。これら２つのモ
ードを通し、サーボスプール１０５は前記領域
129に作用する液圧によつて、該液圧に抗して作
用する前記ばね１１３の力と平衡し或はそれに打
勝ちまたは打負かされるべく作動する。以下に述
べる２つの制御モードに於ては前記領域129に作
用する圧力の変化によつてサーボスプール１０５
の位置が変更され、それが結局、ポンプ吐出量を
変化させる。然し乍ら、実際のポンプ吐出量は以
下の２つのモードによつて要求される吐出量の
内、最も少ないものである。

１ 粘度感知制御モード 粘度感知通路１６５を通過する流体粘度がも
し余りにも高い場合は前記通路１６５を横断し
ての圧力は降下し、前記領域129に作用する圧
力はサーボスプール１０５をしてばね１１３の
力に打勝つて第３図で右側へと移動せしめる。
これは、オリフイス１２３を横断しての圧力が
粘度の影響を受けては降下しないことによるも
のである。一方、粘度感知通路１６５を介して
の圧力は粘度によつて極めて敏感に影響を受け
る。サーボスプール１０５は、第３図で右側に
移動されると、前述の如くサーボピストン１０
２の領域103に作用するポンプ吐出圧に打勝つ
てサーボピストン１０２を第３図で右側へと移
動させ前記回転斜板１１５ｃが前記サーボピス
トン１０２に連結された連結リンク１１５ｄに
よつて第３図で右側へと押しやられ、そしてポ
ンプの吐出量は許容し得る最小限度にまで減少
される。その後流体粘度が所定値に復帰される
と、通賄１６５を横断しての圧力降下はもはや
ばね１１３に対向してサーボスプール１０５を
保持するに十分ではなくなり、従つてポンプ吐
出量は最大値へと復帰される。

２ 圧力感知モード ポート１６７は前述の如くポンプ１１の吐出
圧に連結される。ポンプ１１の吐出圧はピスト
ン１１７の領域116に作用する他に圧力感知手
段、即ちポペツト１６８及びばね１６９に抗し
てもまた作用する。例えば、流体粘度が所定値
以下になる等して前記ポンプ吐出圧が高まりば
ね１６９の予備付加に打勝つと、ポート１６７
からの流れは通路１７０を通して空洞１６４へ
と流入する。この流れと、オリフイス１２３か
らの孔１２２を介しての流れとがポート１６６
のオリフイス１７７を飽和するに十分なものと
なると、前記空洞１６４内の圧力は前記領域
129に対しサーボスプール１０５を第３図で右
側に移動させるに十分な程に上昇する。従つて
サーボスプール１０５は、前述の如くサーボピ
ストン１０２の領域103に作用するポンプ吐出
圧に打勝つてサーボピストン１０２を第３図で
右側へと移動させ前記回転斜板１１５ｃが前記
サーボピストン１０２に連結された連結リンク
１１５ｄによつて第３図で右側へと押しやら
れ、そしてポート１６７におけるポンプ吐出圧
が所定水準に低減するか或は予備設定された最
小値となるまで第３図で右側に移動することと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置の概略図である。第
２図は本発明に係る圧力感知手段及び粘度感知手
段を有する制御装置の端面図である。第３図は第
２図を線−で切断した断面図である。第４図
は第２図を線−で切断した断面図である。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 １０，１１：可変吐出量ポンプ、１２：ポンプ
ストローク制御シリンダ、１０２：サーボピスト
ン、１０５：サーボスプール、１１７：ピスト
ン、１２３：オリフイス、１６５：粘度感知通
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可変吐出量ポンプと、 上流側が前記可変吐出量ポンプの下流側に連結
   された吐出量制御手段にして、前記ポンプの吐出
   量を制御する為に前記ポンプからの流体の圧力に
   よつて作動する吐出量制御手段と、 前記吐出量制御手段の下流側に結合された粘度
   感知手段にして、前記流体の粘度が所定値を越え
   た場合に該流体の流通を阻害し、それによつて高
   められた該流体の圧力をして前記吐出量制御手段
   を作動させ、前記可変吐出量ポンプの吐出量を減
   少せしめる為の粘度感知手段と、 上流側が前記可変吐出量ポンプの下流側に連結
   され、下流側が前記吐出量制御手段の下流側且つ
   前記粘度感知手段の上流側に連結された圧力感知
   手段にして、前記可変吐出量ポンプからの流体の
   圧力が所定値を越えた場合に該流体の圧力をして
   前記吐出量制御手段を作動させ、前記可変吐出量
   ポンプの吐出量を減少せしめる為の圧力感知手段
   と、によつて構成される可変吐出量流体ポンプ装
   置。 ２ 粘度感知手段は吐出量制御手段の下流側から
   流体を分与する様になつている粘度に敏感な細長
   の粘度感知通路である特許請求の範囲範囲第１項
   記載の可変吐出量流体ポンプ装置。