JPH0744773Y2 - 可変容量型油圧ポンプの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、可変容量型油圧ポンプの制御装置に関し、特
に、制御偏差が大きい場合には応答性が高く、制御偏差
が小さい場合には応答性が低く安定性が高くなるように
した可変容量型油圧ポンプの制御装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

可変容量型油圧ポンプの制御装置の多くは、例えば特公
昭57-27987号公報に示すように、油圧サーボ機構を介し
て可変容量型油圧ポンプの斜板の傾転角を変化させるよ
うに構成されている。通常、この油圧サーボ機構はサー
ボシリンダ機構と、これへのサーボ圧を導入する油路
と、この油路に介在させた油路切換機構とを備え、上記
油路切換機構にはサーボシリンダ機構のサーボ室に連通
するポートを有するスプール装着孔と、これに摺動自在
に収納されたスプールとが設けられ、このスプールがこ
れに設けたランドによって該ポートを閉じる中立位置と
その両側で該ポートを開く給油位置及び排油位置とにわ
たって切換えられるように構成されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように構成された可変容量型油圧ポンプの制御装置
では、サーボ圧として可変容量型油圧ポンプの吐出圧を
用いることが少なくないが、この場合吐出圧が高いの
で、サーボシリンダ機構の応答速度が早く、制御量が小
さい場合に過制御あるいはハンチング等を生じて制御が
不安定になるという問題がある。

そこで、通路面積を小さくして応答性を下げることが考
えられるが、この場合制御の安定性を得ることはできる
が、制御偏差が大きく急速な応答が必要とされる場合に
も応答性が低くなるという問題がある。

そこで、例えば第５図に示すように、サーボシリンダ機
構のサーボ室へ連なるポートを開閉するスプール135の
ランド135aの両端部135bをテーパー状に縮径し、制御量
が小さい場合にランド135aとスプール装着孔131の周面
との間に絞り通路を形成してサーボシリンダ機構に供給
されるサーボ圧あるいはサーボシリンダ機構から排出さ
れるサーボ圧の流れを絞って制御速度を遅くする技術が
知られている。

しかし、テーパースプールではその緩傾斜のテーパー面
を高精度に加工することが困難で、所期の性能を得るこ
とは難しい。油圧ポンプから油圧の供給を受ける油圧ア
クチュエータに急激に過大な負荷が作用した場合、油圧
ポンプは速やかにその斜板の傾転角を減少させてポンプ
駆動用原動機の過負荷を防止する必要があるが、従来装
置では安定性確保のため十分な応答性を確保することが
難しかった。

本考案は、上記の事情を考慮してなされたものであっ
て、制御量が大きい場合には応答性が高く、制御量が小
さい場合には応答性が低く安定性が高くなるようにした
簡単な構成の可変容量型油圧ポンプの制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る可変容量型油圧ポンプの制御装置は、第１
図に示すように斜板の傾転角を変化させる油圧サーボ機
構Ｕを備えた可変容量型油圧ポンプにおいて、上記油圧
サーボ機構Ｕのうちの油圧サーボシリンダ機構２のサー
ボ室2aへサーボ圧を導入する油路6a,6bを切換える油路
切換機構３を設け、上記油路切換機構３に形成されたポ
ートであって上記サーボ室2aへ連通した１つの油路6aに
通ずるポート33は、そのポート33を閉じる中立位置にあ
るスプール35のランドの両端近傍部に対応するようにス
プール軸方向に離隔した少なくとも１対の小断面積のド
リル孔からなる低応答通路と、この少なくとも１対の低
応答通路間にスプールの軸方向に離隔して位置し低応答
通路よりも大断面積の少なくとも１対のドリル孔からな
る高応答通路とで構成され、上記スプール35が中立位置
から給油・排油の何れの方向へ移動するときにも、所定
移動量未満では一方の低応答通路だけが開いた低応答状
態となり、所定移動量以上では一方の低応答通路及び高
応答通路が開いた高応答状態となるように構成されたも
のである。

〔作用〕

本考案に係る可変容量型油圧ポンプの制御装置において
は、油圧サーボ機構Ｕのサーボシリンダ機構２のサーボ
室2aへサーボ圧を導入する油路6a,6bを切換える油路切
換機構３のスプール35は、サーボピストン2b及び油圧サ
ーボ機構Ｕに含まれるパイロットスプール機構４・５に
作動的に連結され、それから制御指令（制御入力）を受
けて作動する。

上記制御入力が小さくスプール35の移動量が小さいとき
には、何れか一方の小断面積の低応答通路が開かれるこ
となるのでサーボシリンダ機構２のサーボ室2aは一方の
低応答通路を介してサーボ圧供給源に接続されるので、
サーボシリンダ機構２の応答性が低くつまり安定性が高
くなる。これに対して制御入力が大きくスプール35の移
動量が大きいときには、何れかの一方の低応答通路に加
えて同じく何れか一方の大断面積の高応答通路が開かれ
るので、サーボシリンダ機構２のサーボ室2aは一方の低
応答通路及び高応答通路を介してサーボ圧供給源に接続
されるので、サーボシリンダ機構２の応答性が高くな
る。

〔考案の効果〕

本考案に係る可変容量型油圧ポンプの制御装置によれ
ば、以上説明したように、サーボ室に連通した１つの油
路に通ずるポートを、中立位置にあるスプールの両端近
傍部に対応するようにスプールの軸方向に離隔した少な
くとも１対の小断面積の低応答通路と、その低応答通路
の間にスプールの軸方向に離隔して位置する少なくとも
１対の低応答通路よりも大断面積の高応答通路とで構成
するという簡単な構成によって、スプールが中立位置か
ら給油・排油の何れの方向へ移動するときにも、制御量
が大きいときの応答性を確保しつつ制御量が小さいとき
の安定性を確保することが出来る。

しかも、上記低応答通路も高応答通路も例えばドリル加
工等により簡単に高精度に形成し得るドリル孔からなる
ので、容易かつ安価に実施可能である。

〔実施例〕

以下、本考案実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すように、この可変容量型油圧ポンプの制御
装置は、可変容量型油圧ポンプＰの斜板１の傾転角を変
化させる油圧サーボ機構Ｕを備え、上記油圧サーボ機構
Ｕには、サーボシリンダ機構２と、このサーボシリンダ
機構２のサーボ室2aにサーボ圧を導入するサーボ室油路
6a,6bと、このサーボ室油路6a,6bに介在させた油路切換
機構３と、制御指令としての油圧ポンプＰの吐出圧Pdを
受けて上記油路切換機構３のスプール35を駆動する馬力
制御用パイロットスプール機構４、制御指令としての外
部パイロット圧Piを受けて上記油路切換機構３のスプー
ル35を駆動する流量制御用パイロットスプール機構５と
が設けられている。

上記油路切換機構３はスプール弁機構で構成され、可変
容量型油圧ポンプＰの吐出路12に接続される第１ポート
32と、サーボシリンダ機構２のサーボ室2aに連通する第
２ポート33と、ドレン油路８を介してオイルタンク９に
連通する第３ポート34と、スプール装着孔31と、これに
摺動自在に装着されたスプール35とを備えている。

第２図に示すように、上記スプール装着孔31は、ハウジ
ング13の円筒孔13aに嵌合固定された固定スリーブ14内
に形成され、上記第１ポート32と第２ポート33とは固定
スリーブ14に形成され、第１ポート32はハウジング13内
に形成された油路6a,6bにより油圧ポンプＰの吐出路12
に接続され、第２ポート33はハウジング13内に形成され
た油路6a,6bによりサーボ室2aに接続されている。この
スプール35は第２ポート33を開閉する第１ランド35a
と、この第１ランド35aの右方に所定距離あけて設けら
れた第２ランド35bとを備えている。

このスプール35の入力軸35aは、フィードバックレバー
７を介してサーボシリンダ機構２のサーボピストン2bに
連結され、フィードバックレバー７及び馬力制御用リン
ク10を介して馬力制御用パイロットスプール機構４のパ
イロットスプール41に連動連結され、フィードバックレ
バー７及び流量制御用リンク11を介して流量制御用パイ
ロットスプール機構５のパイロットスプール51に連動連
結されている。そして、上記スプール35は圧縮コイルバ
ネ36により入力軸35aの方へ弾性付勢されている。吐出
圧Pdを受けて変位する馬力制御用パイロットスプール機
構４のパイロットスプール41あるいは外部パイロット圧
Piを受けて変位する流量制御用パイロットスプール機構
５のパイロットスプール51が制御指令の増大によって図
上左方に変位するときには、上記スプール35はこれと同
方向に変位して第１ランド35aによって第２ポート33を
閉じる中立位置から給油位置に変位する。この給油位置
では、第１ランド35aによって第２ポート33と第３ポー
ト34との間が遮断されるとともに、第１ランド35aの右
側で第１ポート32と第２ポート33とが連通されるように
なっている。また、吐出圧Pdを受けて変位する馬力制御
用パイロットスプール機構４のパイロットスプール41あ
るいは外部パイロット圧Piを受けて変位する流量制御用
パイロットスプール機構５のパイロットスプール51が制
御指令の減少によって図上右方に変位するときには、上
記スプール35は中立位置から排油位置に変位する。この
排油位置では第１ランド35aによって第１ポート32と第
２ポート33との間が遮断されるとともに、第１ランド35
aの左側で第２ポート33と第３ポート34とが連通される
ようになっている。

上記第２ポート33は、中立位置に位置するスプール35の
第１ランド35aの左右両側端の近傍でスプール装着孔31
に開口する２対の小断面積の低応答通路33aであってス
プール35の軸方向に離隔した２対の低応答通路33aと、
これらの間でスプール装着孔31に開口する２対の大断面
積の高応答通路33bであってスプール35の軸方向に離隔
した２対の高応答通路33bからなる。これら低応答通路3
3a及び高応答通路33bは、ドリル加工により簡単に、か
つ精密に形成されるドルリ孔で構成されている。

上記可変容量型油圧ポンプの制御装置では、吐出圧Pdあ
るいは外部パイロット圧Piの増大量あるいは減少量が小
さいときに、スプール35が中立位置から給油位置方向あ
るいは排油位置方向に小さく変位し、片側の２本の小断
面積の低応答通路33aが開かれる。従って、第２ポート3
3を流れる油量が絞られ、サーボピストン2bの変位速度
が遅く制限される（第４図参照）。その結果、サーボピ
ストン2bの過敏な動作が防止され、過制御やハンチング
の発生が防止される。これに対して、吐出圧Pdあるいは
外部パイロット圧Piの増大量あるいは減少量が大きいと
きには、スプール35が中立位置から給油位置方向あるい
は排油位置方向に大きく変位し、片側の２本の小断面積
の低応答通路33aが開かれるとともに片側の２本の大断
面積の高応答通路33bが開かれる（第４図参照）。以上
のように、この可変容量型油圧ポンプの制御装置によれ
ば、第２ポート33を、ドリル加工で簡単且つ高精度に形
成できるドリル孔からなる低応答通路33a及び高応答通
路33bで構成することにより、制御量が大きいときの制
御応答性を損なうことなく、制御量が小さいときの制御
安定性を確保することができる効果が得られる。

上記実施例は、油路切換機構３としてスプール弁機構を
用いた場合について説明したが、スプール弁機構に代え
てスプール・スリーブ機構からなる油路切換機構を用い
る場合にも本考案を適用し得ることは勿論である。ま
た、上記実施例のサーボピストン2bは、サーボ室2a側が
大径でその反対側が小径であるが、両端部が同径のサー
ボピストンを備えたサーボシリンダ機構であってもよい
ことは勿論である。

上記実施例における油路切換機構３、馬力制御用パイロ
ットスプール機構４及び流量制御用パイロットスプール
機構５等は一実施例に示すものにすぎず、本考案の特徴
的構成以外のものについては既存周知の各種の機構を採
用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の実施例を示すもので、第１図
は可変容量型油圧ポンプの制御装置の構成図、第２図は
油路切換機構の縦断面図、第３図はそのIII−III線断面
図、第４図はその弁開度特性線図、第５図は従来の油路
切換機構の要部縦断面図である。 Ｐ……可変容量型油圧ポンプ、Ｕ……油圧サーボ機構、
Pd……吐出圧、Pi……外部パイロット圧、１……斜板、
２……サーボシリンダ機構、2a……サーボ室、2b……サ
ーボピストン、３……油路切換機構、４……馬力制御用
パイロットスプール機構、５……流量制御用パイロット
スプール機構、6a,6b……油路、33……第２ポート、33a
……低応答通路、33b……高応答通路、35……スプー
ル、35a……第１ランド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−194180（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−121565（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】斜板の傾転角を変化させる油圧サーボ機構
   を備えた可変容量型油圧ポンプにおいて、 上記油圧サーボ機構のうちの油圧サーボシリンダ機構の
   サーボ室へサーボ圧を導入する油路を切換える油路切換
   機構を設け、 上記油路切換機構に形成されたポートであって上記サー
   ボ室へ連通する１つの油路に通ずるポートは、そのポー
   トを閉じる中立位置にあるスプールのランドの両端近傍
   部に対応するようにスプールの軸方向に離隔した少なく
   とも１対のドリル孔からなる小断面積の低応答通路と、
   この少なくとも１対の低応答通路間にスプールの軸方向
   に離隔して位置し低応答通路よりも大断面積の少なくと
   も１対のドリル孔からなる高応答通路とで構成され、 上記スプールが中立位置から給油・排油の何れの方向へ
   移動するときにも、所定移動量未満では一方の低応答通
   路だけが開いた低応答状態となり、所定移動量以上では
   一方の低応答通路及び高応答通路が開いた高応答状態と
   なるように構成されていることを特徴とする可変容量型
   油圧ポンプの制御装置。