(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量ポンプの吐出流量制御手段の制御室内の油量を、吐出ライン上の可変絞りの前後における差圧力およびばね力により作動するロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介して前記吐出ラインから導入および増大させ、一方制御室内の油量をタンクラインへ排出および減小させることにより、ポンプ吐出流量を減少しまたは増大して、前記可変絞りの前後における差圧を一定に保持してなる可変容量ポンプのロードセンシング装置において、前記ロードセンシング弁により前記制御室と吐出ラインとの間を連通および／または遮断するように構成し、前記制御室に直接タンクラインへバイパスするバイパスタンクラインを接続すると共に、このライン上に常時開口の固定絞りを設けることにより前記制御室の圧油の排出はロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介さずに前記バイパスタンクラインを介して直接的に常に一定方向に圧油が排出されることを特徴とする可変容量ポンプのロードセンシング装置。
【請求項２】
可変容量ポンプの吐出流量制御手段の制御室内の油量を、吐出ライン上の可変絞りの前後における差圧力およびばね力により作動するロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介して前記吐出ラインから導入および増大させ、一方制御室内の油量をタンクラインへ排出および減小させることにより、ポンプ吐出流量を減少しまたは増大して、前記可変絞りの前後における差圧を一定に保持してなる可変容量ポンプのロードセンシング装置において、前記ロードセンシング弁により前記制御室を吐出ラインまたはタンクラインと接続するように構成し、前記制御室に直接タンクラインへバイパスするバイパスタンクラインを接続すると共に、このバイパスタンクライン上に常時開口の固定絞りを設け、前記ロードセンシング弁の内部通路および／またはタンクラインと接続する分岐ライン上に、前記固定絞りよりはその絞り面積が小さい常時開口の小面積固定絞りを設けることにより前記バイパスタンクライン上の固定絞りから常時かつ直接的に排出される圧油量が前記ロードセンシング弁を介する小面積固定絞りから排出される圧油量より大きいため前記制御室への圧油導入が排出流動圧油に妨げられないことを特徴とする可変容量ポンプのロードセンシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば建設機械等の油圧回路等における圧油量（ポンプ吐出流量）を自動的に制御するための可変容量ポンプのロードセンシング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のロードセンシング装置は、基本的には、図４に示すように、可変容量ポンプ１０の吐出流量制御手段１２の制御室１２ａ内の油量を、吐出ライン１４上の可変絞り１６の前後における（上流側分岐吐出ライン１４ａおよび下流側分岐吐出ライン１４ｂの差圧ｐａに基づく）差圧力Ｐａおよびばね１８の弾力Ｆａにより作動するロードセンシング弁２０を介して、吐出ライン１４（および上流側分岐吐出ライン１４ａ、接続ライン２２、圧力補償弁２４、接続ライン２６）から導入および増大させ、または（接続ライン２６、圧力補償弁２４、接続ライン２２、分岐タンクライン２８ａおよび）タンクライン２８へ排出および減小させることにより、ポンプ吐出流量を減少しまたは増大して可変絞り１６の前後における差圧ｐａを一定に保持するように構成されている。
【０００３】
なお、ここでロードセンシング弁２０は、圧力補償弁２４と共働する。すなわち、圧力補償弁２４は、上流側吐出ライン１４ａと分岐タンクライン２８ｂ間の差圧、換言すればポンプ吐出圧力ｐｂに基ずく差圧力Ｐｂおよびばね３０の弾力Ｆｂにより作動する。そして、差圧力Ｐｂが、ばね力Ｆｂより小さい時は、図示の位置にあって制御室１２ａを接続ライン２６、２２を介してロードセンシング弁２０へ接続する。一方、差圧力Ｐｂが、ばね力Ｆｂより大きい時は、吐出ライン１４を接続ライン２６（および上流側分岐吐出ライン１４ａ）を介して制御室１２ａへ接続するように構成されている。
【０００４】
また、吐出流量制御手段１２は、制御室１２ａの反対側に制御ピストン１２ｂを介して小さい受圧面積の小面積室１２ｃを有し、そして制御ピストン１２ｂは、小面積室１２ｃ内に上流側分岐吐出ライン１４ａから導入されるポンプ吐出圧力ｐｂの押圧力およびばね１２ｄの弾力を介して、制御室１２ａ内の押圧力に対抗して、図示の左方に移動すると、可変容量ポンプ１０の吐出流量が減少し、右方に移動すると、反対に増大するように構成されている。
【０００５】
すなわち、このロードセンシング装置の作動は、前述したことから既に明らかであるが、念のためさらに説明すると、図示の状態、すなわちこの状態は、前述した様に、圧力補償弁２４における差圧力Ｐｂがばね力Ｆｂより小さく、従って制御室１２ａが接続ライン２６、２２を介してロードセンシング弁２０へ接続されている状態（以下、調整状態と称する）を示しているときには、可変絞り１６の開度が変動すると、ロードセンシング弁２０は前記開度の変動に応じて位置（ａ）、（ｂ）の間を移動する。これにより、前述したように制御室１２ａ内の圧油量は、上流側分岐吐出ライン１４ａまたは分岐タンクライン２８ａを介して増大もしくは減小することにより、制御ピストン１２ｂを図において左行もしくは右行させる。この結果、可変容量ポンプ１０の吐出流量は、減少または増大して可変絞り１６の前後における差圧ｐａを一定に保持するように作動する。すなわち、可変容量ポンプ１０の吐出量が自動的に制御される。
【０００６】
一方、圧力補償弁２４において、差圧力Ｐｂがばね力Ｆｂより大きくなると、換言すればポンプ吐出圧力ｐｂが異常に増大すると、吐出ライン１４は上流側分岐吐出ライン１４ａ、接続ライン２６を介して制御室１２ａへ接続される。この状態（以下、非調整状態と称する）においては、制御室１２ａ内の圧油量は、上流側分岐吐出ライン１４ａを介して急激に増大する。従って、制御ピストン１２ｂは大きく左行し、この結果可変容量ポンプ１０の吐出流量がカットされる。この場合、前記カットオフ状態（非調整状態）が所定時間持続すると、差圧力Ｐｂは低下してばね力Ｆｂより小さくなるので、圧力補償弁２４は図示の状態（調整状態）に復帰する。そして、可変容量ポンプ１０は、その吐出量が再び自動的に制御される。
【０００７】
このように、この種のロードセンシング装置によれば、建設機械等の油圧回路等における圧油量（ポンプ吐出流量）を、常に調整状態下において自動的に制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の可変容量ポンプのロードセンシング装置は、以下に述べるような難点を有していた。
【０００９】
すなわち、前記従来のロードセンシング装置は、その調整状態において、前述したように、ロードセンシング弁２０が、その位置（ａ）、（ｂ）の間を移動して制御室１２ａ内の圧油量を接続ライン２２、２６およびロードセンシング弁２０、圧力補償弁２４を介して導入および増大させ、または排出および減小させることにより、制御ピストン１２ｂを左行または右行させ、可変容量ポンプ１０の吐出流量を減少または増大させる。これにより、可変絞り１６の前後における差圧ｐａを一定に保持するように制御することができる。
【００１０】
しかるに、この時、ロードセンシング弁２０の前記位置（ａ）、（ｂ）間の移動、従って制御室１２ａ内の圧油量の導入および増大、または排出および減小は、繰返し反復反転するので、実際的には、前記制御が甚だ不安定とならざるを得ない。なお、この場合、ロードセンシング弁２０は、図５に示すように、両端部位置（ａ）、（ｂ）の間の中間位置（ｃ）を取り得るが、この時においても、両通路ｃ１、ｃ２は、同様に反復反転すると共に、その開度が常に変化するので、前記難点は基本的には解決され得ない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ポンプ吐出流量を安定に自動制御することができる可変容量ポンプのロードセンシング装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
先の目的を達成するために、本発明に係る可変容量ポンプのロードセンシング装置は、可変容量ポンプの吐出流量制御手段の制御室内の油量を、吐出ライン上の可変絞りの前後における差圧力およびばね力により作動するロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介して前記吐出ラインから導入および増大させ、一方制御室内の油量をタンクラインへ排出および減小させることにより、ポンプ吐出流量を減少しまたは増大して、前記可変絞りの前後における差圧を一定に保持してなる可変容量ポンプのロードセンシング装置において、前記ロードセンシング弁により前記制御室と吐出ラインとの間を連通および／または遮断するように構成し、前記制御室に直接タンクラインへバイパスするバイパスタンクラインを接続すると共に、このライン上に常時開口の固定絞りを設けることにより前記制御室の圧油の排出はロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介さずに前記バイパスタンクラインを介して直接的に常に一定方向に圧油が排出されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記ロードセンシング弁により前記制御室を吐出ラインまたはタンクラインと接続するように構成し、前記制御室に直接タンクラインへバイパスするバイパスタンクラインを接続すると共に、このバイパスタンクライン上に常時開口の固定絞りを設け、前記ロードセンシング弁の内部通路および／またはタンクラインと接続する分岐ライン上に、前記固定絞りよりはその絞り面積が小さい常時開口の小面積固定絞りを設けたことにより前記バイパスタンクライン上の固定絞りから常時かつ直接的に排出される圧油量が前記ロードセンシング弁を介する小面積固定絞りから排出される圧油量より大きいため前記制御室への圧油導入が排出流動圧油に妨げられない構成とすることもできる。
【００１４】
【作用】
本発明においては、吐出流量制御手段の制御室から、所定の油量が、バイパス固定絞りを介して常時かつ直接的にタンクラインへ流出される。従って、制御室内の油量のロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介する導入および増大、または排出および減小において、仮に前記導入または排出が繰返し反復反転することがあっても、制御室内の油量の前記増大または減少において、その円滑性が阻害されることはない。すなわち、可変容量ポンプは、その吐出流量が常に安定に自動制御される。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明に係る可変容量ポンプのロードセンシング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４および図５に示す従来の構造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。
【００１６】
図１において、先ず本発明のロードセンシング装置は、基本的には、前述した従来装置と同一である。すなわち、重複するが理解を容易にするために再び簡単に説明すると、ロードセンシング装置は、基本的には、可変容量ポンプ１０の吐出流量制御手段１２の制御室１２ａ内の油量を、吐出ライン１４上の可変絞り１６の前後における差圧力Ｐａおよびばね１８の弾力Ｆａにより作動するロードセンシング弁４０並びに圧力補償弁２４を介して前記吐出ライン１４から導入および増大させ、一方制御室１２ａ内の油量をタンクライン２８へ排出および減小させることにより、ポンプ吐出流量を減少しまたは増大して、可変絞り１６の前後における差圧ｐａを一定に保持するように構成される。
【００１７】
しかるに、本実施例のロードセンシング装置において、前記ロードセンシング弁４０は、制御室１２ａと上流側分岐吐出ライン１４ａとの間を連通（ｂ）もしくは遮断（ａ）するように構成し、図４に示す従来の装置におけるロードセンシング弁２０とタンクライン２８とを接続する分岐タンクライン２８ａは設けていない。一方、制御室１２ａには、直接タンクライン２８へバイパスするライン４２を接続し、このバイパスタンクライン４２上に常時開口の固定絞り４４を設けてなることを特徴としている。
【００１８】
また、本実施例のロードセンシング弁４０は、圧力補償弁２４と共働する。すなわち、圧力補償弁２４は、上流側吐出ライン１４ａと分岐タンクライン２８ｂとの間の差圧力Ｐｂおよびばね３０の弾力Ｆｂにより作動する。そこで、差圧力Ｐｂがばね力Ｆｂより小さい時は、図示の位置にあって、制御室１２ａを接続ライン２６、２２を介してロードセンシング弁４０へ接続する。また、差圧力Ｐｂがばね力Ｆｂより大きい時は、上流側分岐吐出ライン１４ａを接続ライン２６を介して制御室１２ａへ接続するように構成されている。さらに、吐出流量制御手段１２は、制御室１２ａの反対側に制御ピストン１２ｂを介して小さい受圧面積の小面積室１２ｃを有し、制御ピストン１２ｂは、小面積室１２ｃ内に上流側分岐吐出ライン１４ａから導入されるポンプ吐出圧力ｐｂの押圧力およびばね１２ｄの弾力を介して制御室１２ａ内の押圧力に対抗し、図示の左方に移動すると可変容量ポンプ１０の吐出流量を減少し、また右方に移動すると反対に増大するように構成されている。
【００１９】
従って、本発明のロードセンシング装置によれば、図示されている調整状態、すなわち圧力補償弁２４における差圧力Ｐｂがばね力Ｆｂより小さく、従って制御室１２ａが接続ライン２６、２２を介してロードセンシング弁４０へ接続されている状態においては、可変絞り１６の開度が変動すると、ロードセンシング弁４０は、この開度変動に応じて位置（ａ）、（ｂ）の間を移動して、上流側分岐吐出ライン１４ａからのポンプ吐出圧油を、位置（ｂ）にある時にのみ、間欠的に制御室１２ａ内へ導入するように作動する。しかるに、この導入量は、制御室１２ａからバイパス固定絞り４４を介して常時排出されている減少量に対応している。
【００２０】
従って、可変容量ポンプ１０は、その吐出流量を、可変絞り１６の前後における差圧ｐａが一定となるように、すなわち前記吐出流量が所定流量に維持されるように制御される。この場合、前述したように、圧油の排出は、バイパスタンクライン４２を介して常時一定方向に行われる。また、圧油の導入は、接続ライン２２、２６を介して、間欠的ではあるが前記圧油の排出とは無関係に、すなわち圧油の排出に妨げられることなく行われる。これにより、圧油の流動が円滑となり、装置の制御性が安定化する。
【００２１】
なお、ロードセンシング弁４０を、図２に示すように、両端部位置（ａ）、（ｂ）の間に絞り中間位置（ｃ）を取るように構成することもできるが、この場合にも、前記作動が確保されることは明らかである。因みに、これら制御性能もしくは特性は、装置実験の結果から確認されている。
【００２２】
また、非調整状態、すなわち圧力補償弁２４において差圧力Ｐｂがばね力Ｆｂより大きくなり、このために上流側分岐吐出ライン１４ａが制御室１２ａに接続されている状態においては、この場合にも制御室１２ａの圧油がバイパス固定絞り４４を介して常時排出されていることを除いては、前述した従来技術の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００２３】
このように、本発明のロードセンシング装置は、ポンプ吐出流量制御手段の制御室に対する圧油の導入および排出に係るロードセンシング制御において、圧油の排出をバイパス固定絞りを介して常時かつ直接的に行うことにより、圧油の導入を、中断されることはあっても、前記圧油の排出に妨げられることなく、安定して行えるように構成したため、前記圧油の流動が円滑となり、この結果、装置の制御性が安定化する。従って、例えば建設機械の油圧回路等における圧油量（ポンプ吐出流量）を、常時安定に自動制御することができる。
【００２４】
図３は、本発明に係る可変容量ポンプのロードセンシング装置の別の実施例を示すものである。すなわち、本実施例は、前記実施例において、そのロードセンシング弁５０を異なるよう構成したものである。
【００２５】
すなわち、本実施例のロードセンシング装置においては、図４に示す従来の装置と同様にロードセンシング弁５０を介して、制御室１２ａを上流側分岐吐出ライン１４ａまたは分岐タンクライン２８ａへ接続するように構成し、一方、制御室１２ａには、前記実施例と同様に直接タンクライン２８へバイパスするライン４２を接続し、このバイパスタンクライン４２上に常時開口の固定絞り４４を設け、さらに前記ロードセンシング弁５０の内部通路５０ａおよび／または分岐タンクライン２８ａ上には、バイパスタンクライン４２上の固定絞り４４よりはその絞り面積が小さい常時開口の小面積固定絞り５２を設けてなることを特徴としている。
【００２６】
従って、本実施例においては、ロードセンシング弁５０は、接続ライン２２、２６に対して圧油の導入および排出を反転流動させるように作動する。この時、排出圧油は、バイパス固定絞り４４からも常時流出されており、この流出量は前記小面積固定絞り５２から流出される排出流動量に比較して極めて大きいので、すなわち前記導入流動量は排出流動量に比較して極めて大きいので、前記反転流動に際して前記圧油導入が排出流動圧油によって妨げられるようなことは実質的には発生しない。そして、本実施例においても、前記実施例の場合と同様に、装置の制御性が安定化する。また、このことは装置実験の結果からも確認されている。
【００２７】
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、本発明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。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る可変容量ポンプのロードセンシング装置は、可変容量ポンプの吐出流量制御手段の制御室内の油量を、吐出ライン上の可変絞りの前後における差圧力およびばね力により作動するロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介して前記吐出ラインから導入および増大させ、一方制御室内の油量をタンクラインへ排出および減小させることにより、ポンプ吐出流量を減少しまたは増大して、前記可変絞りの前後における差圧を一定に保持してなる可変容量ポンプのロードセンシング装置において、前記ロードセンシング弁により前記制御室と吐出ラインとの間を連通および／または遮断するように構成し、前記制御室に直接タンクラインへバイパスするバイパスタンクラインを接続すると共に、このライン上に常時開口の固定絞りを設けたことにより前記制御室の圧油の排出はロードセンシング弁並びに圧力補償弁を介さずに前記バイパスタンクラインを介して直接的に常に一定方向に圧油が排出される構成とすることにより、ポンプ吐出流量制御手段の制御室に対する圧油の導入および排出に係るロードセンシング制御において、圧油の排出をバイパス固定絞りを介して常時かつ直接的に行うようにすることができ、圧油の導入が圧油の排出に妨げられることがなく、従って圧油の流動が円滑となり、この結果装置の制御性を安定化することができる。
【００２９】
また、前記ロードセンシング弁により前記制御室を吐出ラインまたはタンクラインと接続するように構成し、前記制御室に直接タンクラインへバイパスするバイパスタンクラインを接続すると共に、このバイパスタンクライン上に常時開口の固定絞りを設け、前記ロードセンシング弁の内部通路および／またはタンクラインと接続する分岐ライン上に、前記固定絞りよりはその絞り面積が小さい常時開口の小面積固定絞りを設けることにより前記バイパスタンクライン上の固定絞りから常時かつ直接的に排出される圧油量が前記ロードセンシング弁を介する小面積固定絞りから排出される圧油量より大きいため前記制御室への圧油導入が排出流動圧油に妨げられないとする前記と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
従って、本発明によれば、例えば建設機械の油圧回路等における圧油量（ポンプ吐出流量）を、常時安定に自動制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変容量ポンプのロードセンシング装置の一実施例を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示すロードセンシング装置におけるロードセンシング弁のシンボル図である。
【図３】本発明に係る可変容量ポンプのロードセンシング装置の別の実施例を示す油圧回路図である。
【図４】従来の可変容量ポンプのロードセンシング装置を示す油圧回路図である。
【図５】図４に示すロードセンシング装置におけるロードセンシング弁のシンボル図である。
【符号の説明】
１０  可変容量ポンプ
１２  吐出流量制御手段
１２ａ  制御室
１２ｂ  制御ピストン
１２ｃ  小面積室
１２ｄ  ばね
１４  吐出ライン
１４ａ  上流側分岐吐出ライン
１４ｂ  下流側分岐吐出ライン
１６  可変絞り
１８  ばね
２２、２６  接続ライン
２４  圧力補償弁
２８  タンクライン
２８ａ、２８ｂ  分岐タンクライン
３０  ばね
４０  ロードセンシング弁
４２  バイパスタンクライン
４４  バイパス固定絞り
５０  ロードセンシング弁
５０ａ  内部通路
５２  小面積固定絞り
【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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