(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量ポンプの吐出圧油を供給する制御弁のセンタバイパス通路の出口側に設けた圧力発生装置の上流側圧力を前記可変容量ポンプのポンプ制御器に導いて前記可変容量ポンプの吐出流量を制御するネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路における前記圧力発生装置において、同圧力発生装置は、
前記制御弁からの圧油が導入されるケーシング内に形成した前部圧力室に臨み先端部にシート面を形成し連通孔を有するポペットと、
前記ケーシングの前部圧力室の反対側から前記ケーシングに螺着固定されると共に、前記ポペットの外周面を摺動可能に支持するための前部及び後部内周面を有するキャップとを備え、
前記ポペットの連通孔後部には前記シート面を前記ケーシングに向け押接するためのスプリングを収納する後部圧力室が形成されており、
前記ポペット外周部と前記前部及び後部内周面を除くキャップ内周部分との間に形成された背圧室に前記連通孔と連通する第１オリフィス及び前記背圧室とタンクラインに通じるケーシングポケットとの間で前記前部内周面とポペット外周部の間に形成された第２オリフィスを設けたことを特徴とするネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御用圧力発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の圧力発生装置であって、前記第１オリフィス及び第２オリフィスの流路面積を上流側から下流側へ向けて順次大きく設定することを特徴とするネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御用圧力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ネガティブ制御式可変容量ポンプの油圧回路に係り、特にその流量制御用の圧力発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御用圧力発生装置（以下、流量制御用圧力発生装置または単に圧力発生装置と称する）は、図３に示すように、可変容量ポンプ１０のポンプライン１２の圧油を、アクチュエータ１４等へ供給する制御弁１６のセンタバイパス通路１６ａの出口側に圧力発生装置１８を設け、この圧力発生装置１８の上流側圧力（制御圧力）ｐを、信号ライン２０を介してポンプ制御器１０ａに印加することにより、可変容量ポンプ１０の吐出流量をネガティブ制御するように構成されている。なお、圧力発生装置１８内の圧油（作動油）は、タンクライン２２からタンク２４内へ排出される。ここで、圧力発生装置１８は絞り機能部１８ａとリリーフ機能部１８ｂとを有し、図４に示すように、絞り機能部１８ａで発生する制御圧力ｐｃが所定値ｐ′を超えると、リリーフ機能部１８ｂが作動して制御器１０ａを保護するように構成されている。
【０００３】
すなわち、圧力発生装置１８は、図５を併せ参照すれば、ケーシング３０内においてキャップ３２に対し摺動可能に配置されたポペット３４から形成されている。さらに、詳細には、ポペット３４は、前部圧力室３６とこれに連通孔３８を介して連通されている後部圧力室４０とを有し、前部圧力室３６に対して、ポンプライン１２がそのシート面４２を介して接続されると共に、タンクライン２２がそのケーシングポケット４４およびオリフィス４６（すなわち、前述した絞り機能部１８ａ）を介して接続されており、ここでシート面４２の面積Ａは、ポペット３４の後部受圧部４８の面積ａより大きく設定されると共に、後部受圧部４８には所定付勢力のスプリング５０が負荷されている。
【０００４】
従って、このような構成からなる圧力発生装置１８によれば、ポンプ１０からの吐出圧油がポンプライン１２、前部圧力室３６、オリフィス４６およびケーシングポケット４４を経てタンクライン２２へ流出すると、前述したように（図４参照）、その流量Ｑに見合った圧力ｐが前部圧力室３６内に発生する。そして、この圧力が制御圧力ｐｃとして連通孔３８、後部圧力室４０、信号ライン２０を経て、ポンプ制御器１０ａに印加される。この場合、仮にオリフィス４６内に過大流量Ｑが通過して前部圧力室３６内に過大圧力ｐが発生すると、両面積Ａ、ａに係わる差圧が増大して、ポペット３４がスプリング５０の付勢力に抗して図において右行し、これにより作動油（ポンプ吐出圧油）がシート面４２から直接（オリフィス４６を経由することなく）ケーシングポケット４４内へバイパスされる。すなわち、前述したように、絞り機能部１８ａで発生する制御圧力ｐｃが所定値ｐ′を超えると、スプリング５０等からなるリリーフ機能部１８ｂが作動して、制御器１０ａが保護される。
【０００５】
このように、この種の圧力発生装置によれば、ネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御を、比較的簡単な構成で、しかも確実に達成することができる。従って、この種の圧力発生装置は、特に建設機械等の母機における流量制御用として広く採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の流量制御用圧力発生装置には、次に述べるような難点があった。
【０００７】
すなわち、前記従来の圧力発生装置は、その制御圧力が、前述したように、ポンプからの吐出圧油を、圧力発生装置においてその前部圧力室からオリフィス（絞り機能部）を介してケーシングポケット内へ噴出することにより発生する。しかるに、この構成において、オリフィスの前後には大きな差圧（圧力損失）を要する。すなわち、換言すれば、オリフィスからの噴流は高速に設定されなければならない。このため、前記従来の圧力発生装置においては、オリフィスからの前記高速噴流がケーシングポケット壁部に衝突して衝撃音を発生し、この結果、この種の圧力発生装置を装備する建設機械等の母機において騒音が発生する難点が指摘されていた。そして、この難点は、近来の環境問題に鑑み、その改善が強く要望されていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、騒音（衝撃音）を抑制し、しかも比較的簡単に構成することができるネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御用圧力発生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
先の目的を達成するために、本発明に係るネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御用圧力発生装置は、
可変容量ポンプの吐出圧油を供給する制御弁のセンタバイパス通路の出口側に設けた圧力発生装置の上流側圧力を前記可変容量ポンプのポンプ制御器に導いて前記可変容量ポンプの吐出流量を制御するネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路における前記圧力発生装置において、同圧力発生装置は、
前記制御弁からの圧油が導入されるケーシング内に形成した前部圧力室に臨み先端部にシート面を形成し連通孔を有するポペットと、
前記ケーシングの前部圧力室の反対側から前記ケーシングに螺着固定されると共に、前記ポペットの外周面を摺動可能に支持するための前部及び後部内周面を有するキャップとを備え、
前記ポペットの連通孔後部には前記シート面を前記ケーシングに向け押接するためのスプリングを収納する後部圧力室が形成されており、
前記ポペット外周部と前記前部及び後部内周面を除くキャップ内周部分との間に形成された背圧室に前記連通孔と連通する第１オリフィス及び前記背圧室とタンクラインに通じるケーシングポケットとの間で前記前部内周面とポペット外周部の間に形成された第２オリフィスを設けて構成される。
その場合、前記第１オリフィス及び第２オリフィスの流路面積を上流側から下流側へ向けて順次大きく設定することができる。
【００１０】
【作用】
本発明においては、圧力発生装置の絞り機能部は、複数段の絞り（オリフィス）から形成されると共に、その流路面積が上流側から下流側へ向けて順次大きくなるよう設定されている。従って、本発明によれば、絞り機能部全体の差圧は従来と同一であっても、絞り機能部を構成する個々のオリフィスの前後差圧は小さくなり、この結果、最終段オリフィスからの噴流速度が従来より遥かに低速に設定することができる。すなわち、オリフィスからの噴流がケーシングポケット壁部に衝突する衝撃音が抑制され、この結果、油圧機械等の母機における騒音が抑制されることは明らかである。また、本発明の圧力発生装置は、比較的簡単に構成し得る利点を有する。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明に係るネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御用圧力発生装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３ないし図５に示す従来の構成と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１２】
先ず初めに、本発明に係る圧力発生装置の基本的な構成は、前記従来のもの（図５）と同一である。すなわち、重複するが再び説明すると、図１において、本発明の圧力発生装置１８は、ケーシング３０内においてキャップ３２に対し摺動可能に配置されたポペット３４から形成されている。このポペット３４は、前部圧力室３６と、これに連通孔３８を介して連通されている後部圧力室４０とを有し、前部圧力室３６に対して、ポンプライン１２がそのシート面４２を介して接続されると共に、タンクライン２２がそのケーシングポケット４４および絞り機能部６０（これについては、後に詳述する）を介して接続されている。そして、シート面４２の面積Ａは、ポペット３４の後部受圧部４８の面積ａより大きく設定されると共に、後部受圧部４８には所定付勢力のスプリング５０が負荷されている。
図１及び２に示すように、前記キャップ３２は、ポペット３４の外周面を前部、後部２ヶ所の内周面で摺動可能に支持しており、前部内周面を有する筒状体と、同筒状体の右端部内側において螺着された後部内周面を有する部材とで形成されている。ここで、前記筒状体及び部材は本発明における第１部材、第２部材を構成する。前記部材（第２部材）には前記後部圧力室４０と連通した凹部が形成され、圧力発生装置の上流側圧力としてこの凹部からポンプ制御器１０ａへ流量制御用圧力が導かれている。
【００１３】
従って、このような構成において、ポンプ１０からの吐出圧油がポンプライン１２、前部圧力室３６、絞り機能部６０およびケーシングポケット４４を経てタンクライン２２へ流出されると、その流量Ｑ（図４参照）に見合った圧力ｐが前部圧力室３６内に発生し、そしてこの圧力が制御圧力ｐｃとして連通孔３８、後部圧力室４０、信号ライン２０を経てポンプ制御器１０ａに印加される。この場合、オリフィス４６内に過大流量Ｑが通過して前部圧力室３６内に過大圧力ｐが発生しようとすると、この過大圧力ｐは、両面積Ａ、ａに係わる差圧が増大して、ポペット３４がスプリング５０の付勢力に抗して、図において右行し（すなわち、リリーフ機能部が作動し）、作動油がシート面４２から直接ケーシングポケット４４内へバイパスされることにより、未然に防止することができる。
【００１４】
しかるに、本発明においては、前記構成において、前述した絞り機能部６０は、流路方向に直列に配置した第１および第２のオリフィス（絞り）６０ａ、６０ｃから形成すると共に（図２参照）、これら両オリフィス６０ａ、６０ｃは、その流路面積を上流側（第１オリフィス６０ａ）より下流側（第２オリフィス６０ｃ）の方が大きくなるように設定並びに構成されている。なお、両オリフィス６０ａ、６０ｃの間には、背圧室６０ｂが形成されている。
【００１５】
従って、本発明によれば、絞り機能部６０全体の差圧は、従来と同一であっても、絞り機能部６０を構成する個々（第１および第２）のオリフィス６０ａ、６０ｃの前後差圧は小さくなり、この結果、最終段（第２）オリフィス６０ｃからの噴流速度は従来より遥かに低速に設定される。すなわち、オリフィス（絞り機能部）からの噴流がケーシングポケット壁部に衝突する衝撃音が抑制され、この結果、油圧機械等の母機における騒音が抑制される。
【００１６】
また、本発明の圧力発生装置は、比較的簡単に（従来の構造を大きく変更することなく）構成し得る利点を有する。なお、本実施例においては、絞り機能部は前後２つのオリフィス６０ａ、６０ｃから構成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、すなわち３つ以上のオリフィスから構成することができ、そしてこの場合、前記オリフィスの流路面積は上流側から下流側へ向けて順次大きく設定されることが好ましい。
【００１７】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、その精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御用圧力発生装置は、
可変容量ポンプの吐出圧油を供給する制御弁のセンタバイパス通路の出口側に設けた圧力発生装置の上流側圧力を前記可変容量ポンプのポンプ制御器に導いて前記可変容量ポンプの吐出流量を制御するネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路における前記圧力発生装置において、同圧力発生装置は、
前記制御弁からの圧油が導入されるケーシング内に形成した前部圧力室に臨み先端部にシート面を形成し連通孔を有するポペットと、
前記ケーシングの前部圧力室の反対側から前記ケーシングに螺着固定されると共に、前記ポペットの外周面を摺動可能に支持するための前部及び後部内周面を有するキャップとを備え、
前記ポペットの連通孔後部には前記シート面を前記ケーシングに向け押接するためのスプリングを収納する後部圧力室が形成されており、
前記ポペット外周部と前記前部及び後部内周面を除くキャップ内周部分との間に形成された背圧室に前記連通孔から連通する第１オリフィス及び前記背圧室とタンクラインに通じるケーシングポケットとの間で前記前部内周面とポペット外周部の間に形成された第２オリフィスを設けて構成されることにより、
絞り機能部全体の差圧は従来と同一であっても、絞り機能部を構成する個々のオリフィスの前後差圧が小さくなり、最終段オリフィスからの噴流速度が従来より遥かに低速に設定することができる。
【００１９】
従って、本発明によれば、オリフィスからの噴流がケーシングポケット壁部に衝突する衝撃音が抑制され、この結果、油圧回路母機における騒音が抑制される。また、本発明の圧力発生装置は、比較的簡単に構成し得る利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流量制御用圧力発生装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示す流量制御用圧力発生装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】ネガティブ制御式可変容量ポンプ油圧回路の流量制御方式を示す回路図である。
【図４】流量制御用圧力発生装置の圧力ｐ−流量Ｑ特性線図である。
【図５】従来の流量制御用圧力発生装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  可変容量ポンプ
１０ａ  ポンプ制御器
１２  ポンプライン
１４  アクチュエータ
１６  制御弁
１６ａ  センタバイパス通路
２０  信号ライン
２２  タンクライン
２４  タンク
３０  ケーシング
３２  キャップ
３４  ポペット
３６  前部圧力室
３８  連通孔
４０  後部圧力室
４２（Ａ）  シート面（面積）
４４  ケーシングポケット
４８（ａ）  後部受圧部（面積）
５０  スプリング
６０  絞り機能部
６０ａ  第１（上流側）オリフィス
６０ｂ  背圧室
６０ｃ  第２（下流側）オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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