JP6393560B2 - Pump device - Google Patents
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Description
本発明は、ポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a pump device.
従来から、ポンプの吐出流量を一定にするために、流量制御弁を設けたポンプ装置がある。 Conventionally, there is a pump device provided with a flow control valve in order to make the discharge flow rate of the pump constant.
特許文献1には、ベーンポンプの吸入通路と吐出通路との間に接続されたドレン通路の途中に流量制御弁を設けたポンプ装置が記載されている。特許文献1に記載されたポンプ装置では、ポンプの回転数に比例してポンプ室から吐出通路に吐出された作動油は、オリフィスを通って油圧駆動装置に供給される。また、特許文献1に記載されたポンプ装置は、流量制御弁を開閉制御することにより、ベーンポンプから油圧駆動装置への作動油の供給量を概略一定量に制御するようになっている。 Patent Document 1 describes a pump device in which a flow control valve is provided in the middle of a drain passage connected between a suction passage and a discharge passage of a vane pump. In the pump device described in Patent Document 1, hydraulic oil discharged from the pump chamber to the discharge passage in proportion to the rotational speed of the pump is supplied to the hydraulic drive device through the orifice. In addition, the pump device described in Patent Document 1 controls the supply amount of hydraulic oil from the vane pump to the hydraulic drive device to an approximately constant amount by controlling the flow control valve to open and close.
しかしながら、特許文献1のポンプ装置では、ポンプの吐出通路に絞りを設けている。このため、絞りによって圧力損失が生じ、ポンプを駆動するためのトルクがその分必要となる。 However, in the pump device of Patent Document 1, a throttle is provided in the discharge passage of the pump. For this reason, pressure loss occurs due to the restriction, and torque for driving the pump is required accordingly.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ポンプの駆動トルクを低減しつつ流量制御が可能なポンプ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pump device capable of controlling the flow rate while reducing the driving torque of the pump.
第1の発明は、ポンプから吐出された作動流体の一部を吸込流路に還流させる流量制御弁が、弁体と、弁体の一方の端面に臨んで設けられ、吐出流路と連通する第一流体圧室と、弁体の他方の端面に臨んで設けられ、吐出流路と連通する第二流体圧室と、第二流体圧室に収装され、第二流体圧室を拡張する方向に弁体を付勢する付勢部材と、吐出流路から分岐し吐出流路と第二流体圧室とを連通する連通路に設けられ、第二流体圧室の圧力を調整する調圧装置と、を備えることを特徴とする。 In the first aspect of the invention, a flow rate control valve for returning a part of the working fluid discharged from the pump to the suction flow path is provided facing the one end surface of the valve body and the valve body, and communicates with the discharge flow path. The first fluid pressure chamber is provided facing the other end surface of the valve body, and is accommodated in the second fluid pressure chamber that communicates with the discharge flow path and the second fluid pressure chamber, thereby expanding the second fluid pressure chamber. A biasing member that biases the valve body in the direction and a communication path that branches from the discharge flow path and communicates the discharge flow path and the second fluid pressure chamber, and adjusts the pressure of the second fluid pressure chamber And a device.
第1の発明では、流量制御弁の第二流体圧室の圧力は調圧装置で調整される。流量制御弁は、吐出流路の圧力が導かれる第一流体圧室と調圧装置で調整された圧力が導かれる第二流体圧室との圧力差に応じて開閉制御される。このようにして、吐出流路に絞りを設けることなく流量制御ができる。 In the first invention, the pressure in the second fluid pressure chamber of the flow control valve is adjusted by the pressure regulator. The flow control valve is controlled to open and close in accordance with the pressure difference between the first fluid pressure chamber to which the pressure of the discharge passage is guided and the second fluid pressure chamber to which the pressure adjusted by the pressure regulator is guided. In this way, the flow rate can be controlled without providing a restriction in the discharge flow path.
第2の発明は、調圧装置は、連通路に設けられたオリフィスと、オリフィスの下流側において前記連通路から分岐するリリーフ通路に設けられ、リリーフ圧を変更可能なリリーフ弁と、を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the pressure regulator includes an orifice provided in the communication path, and a relief valve provided in a relief path branched from the communication path on the downstream side of the orifice and capable of changing the relief pressure. It is characterized by.
第3の発明は、リリーフ弁は、リリーフ圧を可変とする比例ソレノイドを備えることを特徴とする。 In a third aspect of the present invention, the relief valve includes a proportional solenoid that makes the relief pressure variable.
第4の発明は、リリーフ弁は、ポンプの回転数に応じてリリーフ圧が調整されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the relief pressure of the relief valve is adjusted according to the rotational speed of the pump.
第2から第4の発明では、リリーフ弁のリリーフ圧を変更することによって第二流体圧室の圧力を調整することができる。したがって、簡単な構成で流量制御を行うことができる。 In the second to fourth inventions, the pressure of the second fluid pressure chamber can be adjusted by changing the relief pressure of the relief valve. Therefore, the flow rate can be controlled with a simple configuration.
第5の発明は、流体圧機器が要求する圧力に応じてリリーフ弁のリリーフ圧を制御するコントローラをさらに備えることを特徴とする。 The fifth invention is characterized by further comprising a controller for controlling the relief pressure of the relief valve in accordance with the pressure required by the fluid pressure device.
第5の発明では、流体圧機器が要求する圧力が変化しても、その圧力に応じてリリーフ圧が変更されるため、吐出流路の流量を目標の流量にすることができる。 In the fifth aspect of the invention, even if the pressure required by the fluid pressure device changes, the relief pressure is changed according to the pressure, so that the flow rate of the discharge passage can be set to the target flow rate.
本発明によれば、ポンプを駆動するためのトルクを低減しつつ流量制御が可能となる。 According to the present invention, it is possible to control the flow rate while reducing the torque for driving the pump.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るポンプ装置100について説明する。
Hereinafter, a
図1はポンプ装置100の油圧回路図である。
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of the
ポンプ装置100は、タンク4に接続された吸込流路81から作動流体としての作動油を吸い込み、作動油を加圧して吐出流路82に吐出するポンプ1と、ポンプ1から吐出された作動油の一部を吸込側である吸込流路81に還流させ、ポンプ1から流体圧機器50へ供給される作動油の流量を制御する流量制御弁2と、を備える。
The
ポンプ1は、固定容量型のベーンポンプである。ポンプ1は、図示しないエンジンなどの駆動装置によって回転駆動されるロータ11と、ロータ11に対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーン12と、ロータ11を収容すると共にロータ11の回転に伴って内周のカム面13aにベーン12の先端部が摺接するカムリング13と、を備える。
The pump 1 is a fixed capacity type vane pump. The pump 1 houses a
ロータ11には、外周面に開口部を有するスリット14が所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン12はスリット14に摺動自在に挿入される。
In the
スリット14の基端側には、ポンプ1の吐出圧が導かれる背圧室15が画成される。隣り合う背圧室15は、ロータ11に形成された円弧状の溝16によって連通し、この溝16にはポンプ吐出圧が常時導かれている。ベーン12は、背圧室15の圧力及びロータ11の回転による遠心力によってスリット14から抜け出る方向に押圧され、先端部がカムリング13の内周のカム面13aに当接する。これにより、カムリング13の内部には、ロータ11の外周面、カムリングのカム面13a、及び隣り合う一対のベーン12によって複数のポンプ室17が画成される。
A
カムリング13は、内周のカム面13aが略楕円形状をした環状の部材であり、ロータ11の回転に伴ってポンプ室17の容積を拡張する吸込領域13b、13dと、ポンプ室17の容積を収縮する吐出領域13c、13eと、を有する。
The
各ポンプ室17は、ロータ11が1回転する過程で、カムリング13の吸込領域13bにて吸込流路81から吸込ポート(図示せず)を通じて作動油を吸込み、その吸込んだ作動油をカムリング13の吐出領域13cにて吐出ポート18を通じて吐出流路82へ吐出し、その後、カムリング13の吸込領域13dにて吸込流路81から吸込ポート(図示せず)を通じて作動油を吸込み、その吸込んだ作動油をカムリング13の吐出領域13eにて吐出ポート18を通じて吐出流路82へ吐出する。このように、各ポンプ室17は、ロータ11の回転に伴って拡縮し、ロータ11が1回転する過程で作動油の吸込吐出を2回行う。ポンプ1のポンプ回転数Nは、駆動装置の回転数とともに変化する。ポンプ1は、ポンプ回転数Nが上昇すると吐出流量が回転数に比例して増加する。
Each
なお、ポンプ1は、回転型形式の固定容量型であれば、ギヤポンプなどのような形式のものであってもよい。 The pump 1 may be of a type such as a gear pump as long as it is a rotary type fixed capacity type.
流量制御弁2は、バルブ収容穴25に摺動自在に挿入された弁体としてのスプール21と、スプール21の一方の端面に臨んで設けられた第一流体圧室23と、スプール21の他方の端面に臨んで設けられた第二流体圧室24と、第二流体圧室24内に圧縮状態で収装されスプール21を閉弁方向に付勢する付勢部材としてのリターンスプリング22と、を備える。
The flow control valve 2 includes a
スプール21は、バルブ収容穴25の内周面に沿って摺動する第一ランド部21a及び第二ランド部21bを備える。
The
第一流体圧室23には、スプール21が第一流体圧室23の容積を収縮する方向に移動した場合にバルブ収容穴25の底部に当接してスプール21の所定以上の移動を規制する第一ストッパ部21cが第一ランド部21aに結合して配置される。
In the first
第一流体圧室23には吐出流路82から分岐する第一連通路83が接続され、第二流体圧室24には吐出流路82から分岐する第二連通路84が接続される。また、流量制御弁2には、第一ランド部21aによって第一流体圧室23と連通または遮断されるドレン通路85が接続される。
A
スプール21は、両端に画成された第一流体圧室23及び第二流体圧室24に導かれる作動油の圧力による荷重と、リターンスプリング22の付勢力とがバランスした位置で止まる。
The
第二流体圧室24の圧力による荷重とリターンスプリング22の付勢力との合計荷重が、第一流体圧室23の圧力による荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング22が伸長し、スプール21は第一ストッパ部21cがバルブ収容穴25の底部に当接した状態となる。
When the total load of the load due to the pressure of the second
この状態では、スプール21の第一ランド部21aが、第一流体圧室23とドレン通路85との連通を遮断する。これにより、ポンプ1から吐出される作動油は全量が流体圧機器50に供給される。
In this state, the
これに対して、第一流体圧室23の圧力による荷重が、第二流体圧室24の圧力による荷重とリターンスプリング22の付勢力との合計荷重よりも大きい場合には、スプール21はリターンスプリング22の付勢力に抗して移動する。
On the other hand, when the load due to the pressure in the first
この状態では、スプール21の第一ランド部21aが、第一流体圧室23とドレン通路85とを連通させる。これにより、ポンプ1から吐出される作動油の一部は、第一流体圧室23及びドレン通路85を通じて吸込流路81に還流する。
In this state, the
流量制御弁2は、吐出流路82と第二流体圧室24とを連通する第二連通路84に設けられ第二流体圧室24の圧力を調整する調圧装置3をさらに備える。調圧装置3は、第二連通路84に設けられたオリフィス40と、オリフィス40の下流側において第二連通路84から分岐し、タンク4に連通するリリーフ通路86と、リリーフ通路86に設けられたリリーフ弁30と、を備える。
The flow control valve 2 further includes a pressure regulating device 3 that is provided in a
リリーフ弁30は、閉弁方向に付勢するばね31と、閉弁方向に付勢し、リリーフ圧Prを変更可能とする比例ソレノイド32と、リリーフ通路86の圧力を開弁方向に作用させるためのパイロット通路33と、を備える。
The
リリーフ弁30には、オリフィス40の下流側の圧力である第二流体圧室24の圧力P2がリリーフ通路86及びパイロット通路33を通じて開弁方向に付勢するように作用する。
The pressure P 2 in the second
第二流体圧室24の圧力P2が、ばね31による付勢力と比例ソレノイド32による付勢力との合計によって決まるリリーフ圧Prを超えた場合に、リリーフ弁30は開弁し、第二流体圧室24の作動油を第二連通路84を通じてタンク4へ排出する。そして、第二流体圧室24の圧力P2が、リリーフ圧Prと等しくなったときにリリーフ弁30は閉弁する。このようにして、リリーフ弁30は、第二流体圧室24の圧力P2をリリーフ圧Prと等しくなるように調整する。なお、比例ソレノイド32とばね31は、付勢力の合計が閉弁方向に付勢すればよく、比例ソレノイド32またはばね31のどちらかが開弁方向に付勢するものであってもよい。
When the pressure P2 of the second
コントローラ60は、比例ソレノイド32に印加する印加電流Iを制御する。また、コントローラ60には、ポンプ回転数検出器70が検出したポンプ1のポンプ回転数Nと、流体圧機器50が要求する圧力の信号と、が入力される。なお、流体圧機器50が要求する圧力の信号については、後述する。
The
コントローラ60には、ポンプ装置100のある目標流量でのポンプ回転数Nと第二流体圧室24の圧力P2との関係を表すマップ(図2)及び第二流体圧室24の圧力P2と比例ソレノイド印加電流Iとの関係を表すマップ(図3)が予め記憶されている。なお、目標流量とは、流体圧機器50が必要とする予め定められた流量の値であり、図2では、ポンプ回転数Nmのときにポンプ1が吐出する流量に相当する。
In the
ポンプ装置100は、吐出流路82から吸込流路81へ還流させる流量を流量制御弁2によって制御することで、ポンプ1から吐出流路82を通じて流体圧機器50へ供給される作動油の流量が目標流量になるように制御を行う。具体的には、コントローラ60は、図2及び図3のマップを参照して、流量制御弁2の第二流体圧室24の圧力P2をリリーフ弁30を制御することによって調整し、吐出流路82から吸込流路81へ還流させる流量を制御する。
The
図2に示すマップについて説明する。ポンプ1は、ポンプ回転数Nが上昇すると吐出流量が回転数に比例して増加する。したがって、コントローラ60は、図2を参照して、ポンプ1の回転数が目標流量に相当する回転数Nmを超える場合には、吐出流路82からの還流流量をポンプ回転数の増加に伴って増やすために第二流体圧室24の圧力P2の設定圧力を下げるように制御し、回転数Nm以下の場合には、還流させないように第二流体圧室24の圧力P2を一定に制御する。
The map shown in FIG. 2 will be described. In the pump 1, when the pump rotational speed N increases, the discharge flow rate increases in proportion to the rotational speed. Therefore, referring to FIG. 2, when the rotational speed of the pump 1 exceeds the rotational speed Nm corresponding to the target flow rate, the
次に図3に示すマップについて説明する。第二流体圧室24の圧力P2とリリーフ弁30の比例ソレノイド32の印加電流Iとは比例関係にある。具体的には、第二流体圧室24の圧力P2を上昇させるためには、比例ソレノイド32の印加電流Iを上昇させる。これにより、リリーフ弁30のリリーフ圧Prが上昇し、第二流体圧室24の圧力P2は上昇する。これに対して、第二流体圧室24の圧力P2を低下させるためには、比例ソレノイド32の印加電流Iを低下させる。これにより、リリーフ弁30のリリーフ圧Prが低下し、第二流体圧室24の圧力P2は低下する。
Next, the map shown in FIG. 3 will be described. The pressure P2 of the second
次に、ポンプ装置100の動作について説明する。
Next, the operation of the
ポンプ1は図示しないエンジンなどの駆動装置の動力によって回転駆動されることで、吸込流路81を通じてタンク4から作動油を吸込み、作動油を加圧して吐出流路82に吐出する。吐出流路82に吐出された作動油は、流体圧機器50に供給される。
The pump 1 is rotationally driven by the power of a driving device such as an engine (not shown), thereby sucking the hydraulic oil from the tank 4 through the
ポンプ1のポンプ回転数Nは、駆動装置の回転数とともに変化する。ポンプ回転数Nが上昇すると、ポンプ1の吐出流量は回転数に比例して増加する。 The pump rotational speed N of the pump 1 varies with the rotational speed of the drive device. When the pump rotational speed N increases, the discharge flow rate of the pump 1 increases in proportion to the rotational speed.
ポンプ1が駆動すると、第一流体圧室23には、吐出流路82から第一連通路83を通じて作動油が供給される。これにより、第一流体圧室23には、吐出流路82と等しい圧力が作用する。また、第二流体圧室24には、吐出流路82から第二連通路84を通じて作動油が供給される。第二流体圧室24の圧力について説明すると、ポンプ回転数Nが回転数Nm未満である場合には、ポンプ1の吐出流量は目標流量に達しないため、第二流体圧室24の圧力は、リリーフ弁30のリリーフ圧Prまでは上昇しない。これにより、作動油がリリーフ弁30からリリーフされないので、第二流体圧室24の圧力P2は第一流体圧室23の圧力と等しくなる。これに対して、ポンプ回転数Nが回転数Nm以上である場合には、ポンプ1の吐出流量は目標流量以上の流量となるため、ポンプ1の吐出流量の一部を還流させるべく第二流体圧室24の圧力P2はリリーフ弁30によって制御される。したがって、第二流体圧室24の圧力P2は、リリーフ弁30のリリーフ圧Prと等しくなる。
When the pump 1 is driven, hydraulic oil is supplied to the first
また、ポンプ1が駆動すると、コントローラ60には、ポンプ回転数検出器70からポンプ回転数Nが入力される。コントローラ60は、図2のマップを参照して入力されたポンプ回転数Nに対応する第二流体圧室24の圧力P2を選択する。
When the pump 1 is driven, the pump rotation speed N is input from the pump
以下では、ポンプ装置100が、図2における中圧特性Bで制御されている場合を例に説明する。なお、中圧特性Bについては後述する。
Below, the case where the
ポンプ回転数Nが回転数Nm以下である回転数Naの場合には、ポンプ1の吐出流量は流体圧機器50が必要とする目標流量に達しない。そのため、コントローラ60は、図2のマップのように、ポンプ1が吐出する流量を還流させないように第二流体圧室24の圧力P2として圧力Pdを選択する。次いで、コントローラ60は、図3のマップを参照して圧力Pdに対応するリリーフ弁30の比例ソレノイド32の印加電流Idを選択する。このようにして、コントローラ60は、リリーフ弁30の比例ソレノイド32に印加電流Idを印加することでリリーフ弁30のリリーフ圧Prを圧力Pdに設定する。リリーフ弁30のリリーフ圧Prが圧力Pdに設定されると、第二流体圧室24の圧力P2は、圧力Pdになるまでリリーフ弁30は解放されないため、第一流体圧室23と第二流体圧室24との圧力が等しくなる。これにより、第一流体圧室23の圧力による開弁方向の付勢力と第二流体圧室24の圧力による閉弁方向の付勢力は打ち消されるが、スプール21はリターンスプリング22の付勢力によって閉弁方向に付勢されるので、流量制御弁2のスプール21は開弁せず、ポンプ1が吐出する作動油は還流されない。
When the pump rotation speed N is the rotation speed Na which is equal to or less than the rotation speed Nm, the discharge flow rate of the pump 1 does not reach the target flow rate required by the
ポンプ回転数Nが上昇し回転数Nmを超えた回転数Nbになると、ポンプ1の吐出流量は、流体圧機器50が必要とする流量を超えるので余剰流量が発生する。
When the pump rotational speed N increases and reaches the rotational speed Nb exceeding the rotational speed Nm, the discharge flow rate of the pump 1 exceeds the flow rate required by the
このとき、コントローラ60は、図2のマップを参照して、回転数Nbに対応した第二流体圧室24の圧力P2として圧力Pbを選択する。コントローラ60は、第二流体圧室24の圧力P2を圧力Pdから圧力Pbに低下させるために、図3のマップを参照して、圧力Pdに対応するリリーフ弁30の比例ソレノイド32の印加電流Idから圧力Pbに対応するリリーフ弁30の比例ソレノイド32の印加電流Ibに印加電流Iを減少させる。これにより、比例ソレノイド32の付勢力が低下しリリーフ圧Prが低下する。リリーフ圧Prが低下すると、第二流体圧室24の圧力P2がリリーフ圧Prになるように第二流体圧室24から作動油が排出され、第二流体圧室24の圧力P2が圧力Pbに低下する。このようにして、第二流体圧室24の圧力P2が圧力Pdから圧力Pbに低下した分、流量制御弁2のスプール21を閉弁する方向に付勢する付勢力は低下する。
At this time, the
これにより、ポンプ1の回転数が回転数Nbに増加したことにより吐出流量は増加するが、流量制御弁2のスプール21が開弁し、吐出流路82の作動油(余剰流量)が第一流体圧室23及びドレン通路85を通じて吸込流路81へと還流されるので、ポンプ1から流体圧機器50へ供給される作動油の流量は一定(目標流量)に維持される。
As a result, the discharge flow rate increases due to the increase in the rotation speed of the pump 1 to the rotation speed Nb, but the
ポンプ回転数Nがさらに大きく回転数Ncになると、ポンプ1から吐出流路82へ吐出される流量がさらに増加する。このとき、コントローラ60は、図2及び図3に示すように、第2流体圧室の圧力P2を圧力Pbから回転数Ncに対応する圧力Peへと低下させるために、印加電流Iを印加電流Ibから印加電流Ieへ低下させる。これにより、流量制御弁2の閉弁方向への付勢力はさらに小さくなる。したがって、ポンプ1の回転数が回転数Ncに増加したことにより吐出流量は増加するが、吐出流路82から吸込流路81へと還流される作動油も増加するので、ポンプ1から流体圧機器50へ供給される作動油の流量は一定(目標流量)に維持される。
When the pump rotation speed N is further increased to the rotation speed Nc, the flow rate discharged from the pump 1 to the
これに対して、ポンプ回転数が所定の回転数Nmを超えた範囲で、例えば、ポンプ回転数Nが回転数Ncから回転数Nbへと小さくなると、ポンプ1から吐出流路82へ吐出される流量が減少し、余剰流量も減少する。このとき、コントローラ60は、図2及び図3のマップを参照して、第二流体圧室24の圧力P2を回転数Ncに対応する圧力Peから回転数Nbに対応する圧力Pbに上昇させるために、リリーフ弁30の比例ソレノイド32の印加電流Iを印加電流Ieから印加電流Ibへと上昇させてリリーフ圧Prを上昇させる。リリーフ圧Prが上昇すると、それに伴い第二流体圧室24の圧力P2が上昇する。したがって、第二流体圧室24の圧力P2が上昇した分、流量制御弁2のスプール21を閉弁する方向に付勢する付勢力は上昇する。
In contrast, for example, when the pump rotation speed N decreases from the rotation speed Nc to the rotation speed Nb in a range where the pump rotation speed exceeds the predetermined rotation speed Nm, the pump 1 discharges to the
これにより、ポンプ1の回転数が回転数Nbに減少したことにより吐出流量は減少するが、第一流体圧室23を介して、吸込流路81へと還流される作動油も減少するので、ポンプ1から流体圧機器50へ供給される作動油の流量は一定(目標流量)に維持される。
As a result, the discharge flow rate decreases due to the decrease in the rotation speed of the pump 1 to the rotation speed Nb, but the hydraulic oil that is returned to the
このように、ポンプ装置100は、ポンプ1のポンプ回転数Nが変化して、ポンプ1の吐出流量が変化しても、流体圧機器50へ供給する流量を一定に保つことができる。また、リリーフ弁30を用いることで、簡単な構成で圧力を調整することができる。
Thus, the
流量を一定(目標流量)に制御しているときに、例えば、流体圧機器50が要求する圧力が上昇すると、吐出流路82の圧力が上昇し、第一連通路83を通じて第一流体圧室23の圧力も上昇する。これにより、流量制御弁2のスプール21を開弁する方向に付勢する付勢力が大きくなり、スプール21が開弁方向に移動する。スプール21の開度が大きくなることで、第一流体圧室23及びドレン通路85を通じて吸込流路81に還流される還流流量が増加し、吐出流路82の流量が変化してしまう。このため、ポンプ装置100は、圧力が変化しても流量を一定に保つように、圧力に応じてポンプ回転数Nと第二流体圧室24の圧力P2との関係の特性を選択する。以下に、具体的に説明する。
When the flow rate is controlled to be constant (target flow rate), for example, when the pressure required by the
コントローラ60には、流体圧機器50が必要とする圧力の信号が入力される。
The
コントローラ60は、流体圧機器50が要求する圧力の信号が入力されると、予め記憶された図2のマップの中から、流体圧機器50が要求する圧力に応じたポンプ回転数Nと第二流体圧室24の圧力P2との関係の特性を選択する。
When the signal of the pressure required by the
例えば、中圧特性Bでポンプ回転数Nbで制御されているときに、流体圧機器50が要求する圧力が高くなると、コントローラ60は、図2における高圧特性Aを選択する。つまり、第二流体圧室24の圧力P2の設定圧力は、中圧特性Bの圧力Pbから高圧特性Aの圧力Paに変更される。これにより、流量制御弁2のスプール21を閉弁する方向に付勢する付勢力は大きくなる。流体圧機器50が要求する圧力が高くなると吐出流路82の圧力が上昇し、第一流体圧室23の圧力は上昇することでスプール21の開弁方向の付勢力は大きくなるが、それに合わせて第二流体圧室24の圧力P2が上昇し流量制御弁2のスプール21を閉弁する方向に付勢する付勢力が大きくなる。このようにして、流量制御弁2のスプール21の開度は、還流流量が変化しないように調整される。よって、ポンプ1の吐出流路82の流量を一定(目標流量)に保つことができる。
For example, when the pressure required by the
また、中圧特性Bでポンプ回転数Nbで制御されているときに、流体圧機器50が要求する圧力が低くなると、コントローラ60は、図2における低圧特性Cを選択する。つまり、第二流体圧室24の圧力P2の設定圧力は、中圧特性Bの圧力Pbから低圧特性Cの圧力Pcに変更される。これにより、流量制御弁2のスプール21を閉弁する方向に付勢する付勢力は小さくなる。流体圧機器50が要求する圧力が低くなると吐出流路82の圧力が低下し、第一流体圧室23の圧力は低下することでスプール21の開弁方向の付勢力は小さくなるが、それに合わせて第二流体圧室24の圧力P2が低下しスプール21を閉弁する方向に付勢する付勢力が小さくなる。このようにして、流量制御弁2のスプール21の開度は、還流流量が変化しないように調整される。よって、ポンプ1の吐出流路82の流量を一定(目標流量)に保つことができる。
Further, when the pressure required by the
このようにして、流体圧機器50が要求する圧力が変化しても、コントローラ60が、圧力に応じてポンプ回転数Nと第二流体圧室24の圧力P2との関係の特性を選択し、その特性に基づいて第二流体圧室24の圧力P2を制御するので、ポンプ1の吐出流路82の流量を一定(目標流量)に保つことができる。
Thus, even if the pressure required by the
なお、図2では、高圧特性A、中圧特性B、及び低圧特性Cのように段階的なものを示しているが、実際には、高圧特性Aと低圧特性Cとの間で連続的に特性を変化させるものである。もちろん、特性を段階的に変化させるものであってもよい。なお、図2に示す中圧特性Bとは、高圧特性Aと低圧特性Cの間にある概念的なものを例示しているに過ぎない。 In FIG. 2, step-like ones such as a high pressure characteristic A, an intermediate pressure characteristic B, and a low pressure characteristic C are shown. It changes the characteristics. Of course, the characteristics may be changed step by step. Note that the intermediate pressure characteristic B shown in FIG. 2 is merely a conceptual example between the high pressure characteristic A and the low pressure characteristic C.
なお、上記実施形態では、コントローラ60に流体圧機器50が要求する圧力の信号が入力されるように構成されている。これに代えて、吐出流路82に圧力検出器を設け、この圧力検出器の信号をコントローラ60に入力するようにしてもよい。コントローラ60は、圧力検出器から信号が入力されると、図2のマップを参照して、圧力検出器が検出した吐出流路82の圧力に応じたポンプ回転数Nと第二流体圧室24の圧力P2との関係の特性を適宜選択する。これにより、コントローラ60に流体圧機器50が要求する圧力の信号が入力される場合と同様にポンプ装置100を制御することができる。
In the above-described embodiment, a pressure signal required by the
また、コントローラ60に、図2に示す目標流量のマップを異なる目標流量ごとに複数記憶し、流体圧機器50からの指示に応じて目標流量に対応するマップを適宜選択するように構成してもよい。なお、目標流量を変更したマップを作成するには、グラフの折れ点となる回転数Nmの位置を目標流量となるポンプ回転数の位置に変更するだけでよい。
2 may be stored in the
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, there exist the effects shown below.
従来は、ポンプと流体圧機器を接続する吐出流路に絞りを設け、その上下側の圧力差に基づいて流量制御弁を制御していたが、本実施形態では、流量制御弁2は、吐出流路82と第二流体圧室24とを連通する第二連通路84に設けられ第二流体圧室24の圧力を調整する調圧装置3を備えるため、吐出流路82に絞りを設けなくても、ポンプ1から流体圧機器50へ供給される作動油の流量を一定に制御でき、さらに、吐出流路82に絞りを設けていないため圧力損失が生じないので、ポンプ1を駆動するためのトルクを低減することができる。また、流体圧機器50が要求する圧力が変わっても、流量を一定に保つことができる。
Conventionally, a throttle is provided in the discharge flow path connecting the pump and the fluid pressure device, and the flow control valve is controlled based on the pressure difference between the upper and lower sides. However, in this embodiment, the flow control valve 2 Since the pressure regulating device 3 that adjusts the pressure of the second
なお、ポンプ装置100は、流体圧機器50の要求する圧力に応じて、ポンプ1から流体圧機器50へ供給される作動油の流量を一定にする流量制御を行っているが、流体圧機器50が圧力を一定にする圧力制御を必要とするものであれば、図4に示すマップを予めコントローラ60に記憶しておくことで、流量制御を行わずに圧力を一定にする圧力制御を行うことができる。以下に、具体的に説明する。
The
図4は、ポンプ1の要求圧力Ppと第二流体圧室24の圧力P2の関係を示すマップである。
FIG. 4 is a map showing the relationship between the required pressure Pp of the pump 1 and the pressure P2 of the second
コントローラ60には、流体圧機器50から流体圧機器50が要求する要求圧力Ppの信号が入力される。コントローラ60は、流体圧機器50から要求される要求圧力Ppの信号が入力されると、流体圧機器50に供給される作動油の圧力が要求圧力Ppとなるように流量制御弁2を制御する。具体的には、コントローラ60は、予め記憶された図4及び図3に示すマップを参照して、リリーフ弁30を制御することによって流量制御弁2の第二流体圧室24の圧力P2を調整し、流量制御弁2の閉弁方向の付勢力を制御することで流体圧機器50へ供給される作動油の圧力が要求される要求圧力Ppになるように制御する。
The
次に、ポンプ装置100の圧力制御について詳しく説明する。
Next, the pressure control of the
ポンプ装置100が圧力制御をする場合には、流量制御弁2は、圧力制御弁として機能する。
When the
吐出流路82の圧力が上昇して、流体圧機器50が要求する要求圧力Pp以上になると、第一流体圧室23の圧力も上昇するためスプール21を開弁する方向の付勢力が大きくなる。第二流体圧室24の圧力P2は、リリーフ弁30により制御されているため、スプール21は第二流体圧室24の圧力P2による荷重とリターンスプリング22の付勢力に抗して移動する。スプール21が移動すると、第一流体圧室23とドレン通路85が連通する。これにより、吐出流路82の作動油は、第一流体圧室23及びドレン通路85を通じて吸込流路81に還流され、吐出流路82の圧力が低下する。
When the pressure in the
吐出流路82の圧力が、流体圧機器50が要求する要求圧力Ppまで低下すると、第一流体圧室23の圧力による荷重と、スプール21を閉弁する方向に第二流体圧室24の圧力P2による荷重とリターンスプリング22の付勢力との合計荷重と、が釣り合い、スプール21は釣り合いの位置で停止し、吐出圧が要求圧力Ppとなる流量を吐出流路82へ吐出する。このようにして、吐出流路82の圧力が変化しても、流量制御弁2によって吐出流路82の圧力を調整することにより、流体圧機器50から要求される要求圧力Ppを供給することができる。
When the pressure of the
また、流体圧機器50が要求する要求圧力Ppが変更される場合がある。例えば、流体圧機器50から要求圧力Ppを圧力PMから圧力PHに大きくする信号がコントローラ60に入力されると、コントローラ60は、まず、図4に示すマップを参照して、圧力PHに対応した第二流体圧室24の圧力Phを選択する。次いで、図3に示すマップを参照して、第二流体圧室24の圧力P2が圧力Phになるような比例ソレノイド印加電流Ihを選択する。このようにして選択された印加電流Ihをリリーフ弁30の比例ソレノイド32に印加することで、リリーフ圧Prを上昇させる。
Further, the required pressure Pp required by the
これに対して、例えば、流体圧機器50から要求圧力Ppを圧力PMから圧力PLに小さくする信号がコントローラ60に入力されると、コントローラ60は、まず、図4に示すマップを参照して、圧力PLに対応した第二流体圧室24の圧力Plを選択する。次いで、図3に示すマップを参照して、第二流体圧室24の圧力P2が圧力Plになるような比例ソレノイド印加電流Ilを選択する。このようにして選択された印加電流Ilをリリーフ弁30の比例ソレノイド32に印加することで、リリーフ圧Prを低下させる。
On the other hand, for example, when a signal for reducing the required pressure Pp from the pressure PM to the pressure PL is input from the
このようにして、流体圧機器50が要求する要求圧力Ppが変化しても、要求圧力Ppに応じてリリーフ弁30の比例ソレノイド32の印加電流Iを制御してリリーフ圧Prを制御することで、流量制御弁2の閉弁方向の付勢力を制御し、吐出流路82の圧力を流体圧機器50が要求する要求圧力Ppに制御することができる。
Thus, even if the required pressure Pp required by the
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention will be described together.
本実施形態では、ポンプ装置100は、ポンプ1から吐出された作動流体の一部を吸込流路81に還流させる流量制御弁2を備え、流量制御弁2は、第一流体圧室23と第二流体圧室24との圧力差に応じてスプール21が開閉制御され、吐出流路82と第二流体圧室24とを連通する第二連通路84に、第二流体圧室24の圧力P2を調整する調圧装置3が設けられることを特徴とする。
In the present embodiment, the
この構成によれば、流量制御弁2の第二流体圧室24の圧力P2は、調圧装置3で調整される。流量制御弁2は、吐出流路82の圧力が導かれる第一流体圧室23と調圧装置3で調整された圧力Prが導かれる第二流体圧室24との圧力差に応じて開閉制御される。したがって、吐出流路82に絞りを設けなくても、ポンプ1の吐出流路の流量を一定に制御することができるとともに、ポンプ1を駆動するためのトルクを低減することができる。
According to this configuration, the pressure P <b> 2 in the second
また、本実施形態では、調圧装置3は、第二連通路84に設けられたオリフィス40と、オリフィス40の下流側において第二連通路84から分岐するリリーフ通路86に設けられ、リリーフ圧Prを変更可能なリリーフ弁30と、を備えることを特徴とする。
In the present embodiment, the pressure adjusting device 3 is provided in the
また、本実施形態では、リリーフ弁30は、リリーフ圧Prを変更可能な比例ソレノイド32を備えることを特徴とする。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、リリーフ弁30は、ポンプ1のポンプ回転数Nに応じてリリーフ圧Prが調整されることを特徴とする。
In the present embodiment, the
これらの構成によれば、リリーフ弁30によって第二流体圧室24の圧力P2を調整する。よって、リリーフ弁30を用いることで、簡単な構成で圧力を調整することができる。
According to these configurations, the pressure P <b> 2 of the second
また、本実施形態では、流体圧機器50が要求する圧力に応じて、リリーフ弁30のリリーフ圧Prを制御するコントローラ60をさらに備えることを特徴とする。
Further, the present embodiment is characterized by further comprising a
この構成によれば、流体圧機器50が要求する圧力が変化しても、流体圧機器50が要求する圧力に応じてリリーフ圧Prを制御することで、吐出流路82の流量を一定にすることができる。
According to this configuration, even if the pressure required by the
ポンプ装置100は、流量制御弁2と、吐出流路82と第二流体圧室24とを連通する第二連通路84に第二流体圧室24の圧力を調整する調圧装置3と、を備えたことによって、また、流体圧機器50が要求する圧力が変わっても、吐出流路の流量を一定に保つことができる。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
また、上記実施形態では、ポンプ1のポンプ回転数Nによって第二流体圧室の圧力P2を変化させている。これに代えて、ポンプ1が吐出する流量を検出する流量計を設け、検出された流量に応じて第二流体圧室の圧力P2を変化させてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the pressure P2 of a 2nd fluid pressure chamber is changed with the pump rotation speed N of the pump 1. FIG. Instead, a flow meter that detects the flow rate discharged by the pump 1 may be provided, and the pressure P2 of the second fluid pressure chamber may be changed according to the detected flow rate.
上記実施形態では、調圧装置3は、リリーフ弁30とオリフィス40とを備えている。これに代えて、吐出流路82と第二流体圧室24との連通を制御し、かつ、第二流体圧室24とタンク4との連通を制御する三方形の比例ソレノイド型の制御弁を第二連通路84に設けた構成としてもよい。
In the above embodiment, the pressure regulating device 3 includes the
100・・・ポンプ装置、1・・・ポンプ、2・・・流量制御弁、3・・・調圧装置、4・・・タンク(吸込側)、22・・・リターンスプリング(付勢部材)23・・・第一流体圧室、24・・・第二流体圧室、30・・・リリーフ弁、
32・・・比例ソレノイド、40・・・オリフィス、50・・・流体圧機器、
60・・・コントローラ、81・・・吸込流路(吸込側)、82・・・吐出流路、83・・・第一連通路、84・・・第二連通路、86・・・リリーフ通路
DESCRIPTION OF
32 ... Proportional solenoid, 40 ... Orifice, 50 ... Fluid pressure equipment,
60 ... Controller, 81 ... Suction channel (suction side), 82 ... Discharge channel, 83 ... First series channel, 84 ... Second communication channel, 86 ... Relief channel
Claims (5)
作動流体を吸い込み、作動流体を加圧して吐出流路に吐出するポンプと、
前記ポンプから吐出された作動流体の一部を吸込側に還流させる流量制御弁と、を備え、
前記流量制御弁は、
弁体と、
前記弁体の一方の端面に臨んで設けられ、前記吐出流路と連通する第一流体圧室と、
前記弁体の他方の端面に臨んで設けられ、前記吐出流路と連通する第二流体圧室と、
前記第二流体圧室に圧縮状態で収装され、前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材と、
前記吐出流路から分岐し前記吐出流路と前記第二流体圧室とを連通する連通路に設けられ、前記第二流体圧室の圧力を調整する調圧装置と、を備えることを特徴とするポンプ装置。 A pump device for supplying a working fluid to a fluid pressure device,
A pump that sucks the working fluid, pressurizes the working fluid and discharges it to the discharge flow path;
A flow control valve that recirculates part of the working fluid discharged from the pump to the suction side, and
The flow control valve is
The disc,
A first fluid pressure chamber provided facing one end surface of the valve body and communicating with the discharge flow path;
A second fluid pressure chamber provided facing the other end surface of the valve body and communicating with the discharge flow path;
A biasing member that is housed in a compressed state in the second fluid pressure chamber and biases the valve body in a valve closing direction;
A pressure regulator that is provided in a communication path that branches from the discharge flow path and communicates the discharge flow path and the second fluid pressure chamber, and that adjusts the pressure of the second fluid pressure chamber. Pump device to do.
前記連通路に設けられたオリフィスと、
前記オリフィスの下流側において前記連通路から分岐するリリーフ通路に設けられ、リリーフ圧を変更可能なリリーフ弁と、を備えることを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 The pressure regulator is
An orifice provided in the communication path;
The pump device according to claim 1, further comprising: a relief valve provided in a relief passage branched from the communication passage on a downstream side of the orifice and capable of changing a relief pressure.
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