(57)【要約】【課題】２連ポンプ構成のポンプ装置において、油通路を簡略化でき、軽量化と応答性の向上が図れるポンプ装置を提供する。【解決手段】ポンプ装置は、第１油圧ポンプ(１Ａ)と、第１油圧ポンプ(１Ａ)に連結された第２油圧ポンプ(１Ｂ)と、第１油圧ポンプ(１Ａ)の吐出量を制御する第１吐出量制御部(１０Ａ)と、第２油圧ポンプ(１Ｂ)の吐出量を制御する第２吐出量制御部(１０Ｂ)と、第１,第２油圧ポンプ(１Ａ,１Ｂ)に連結されたパイロットポンプ(６０)と、第１油圧ポンプ(１Ａ)の吐出圧力と第２油圧ポンプ(１Ｂ)の吐出圧力およびパイロットポンプ(６０)の吐出圧力に基づいて、第１,第２吐出量制御部(１０Ａ,１０Ｂ)の動作を制御する単一の馬力制御部(５０,６３)を備える。【選択図】図１
2018031353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１油圧ポンプ(１Ａ)と、
上記第１油圧ポンプ(１Ａ)に連結された第２油圧ポンプ(１Ｂ)と、
上記第１油圧ポンプ(１Ａ)の吐出量を制御する第１吐出量制御部(１０Ａ)と、
上記第２油圧ポンプ(１Ｂ)の吐出量を制御する第２吐出量制御部(１０Ｂ)と、
上記第１,第２油圧ポンプ(１Ａ,１Ｂ)に連結されたパイロットポンプ(６０)と、
上記第１油圧ポンプ(１Ａ)の吐出圧力と上記第２油圧ポンプ(１Ｂ)の吐出圧力および上記パイロットポンプ(６０)の吐出圧力に基づいて、上記第１,第２吐出量制御部(１０Ａ,１０Ｂ)の動作を制御する単一の馬力制御部(５０,６３)と
を備えたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ装置において、
上記馬力制御部(５０,６３)は、上記第１油圧ポンプ(１Ａ)の吐出圧力と上記第２油圧ポンプ(１Ｂ)の吐出圧力に基づいて上記パイロットポンプ(６０)からの圧力を減圧して上記第１,第２吐出量制御部(１０Ａ,１０Ｂ)に出力する定比減圧弁(５０)を有することを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプ装置において、
上記馬力制御部(５０,６３)は、上記パイロットポンプ(６０)の吐出圧力を任意の圧力に減圧する電磁比例減圧弁(６３)を有し、
上記馬力制御部(５０,６３)の上記定比減圧弁(５０)は、上記第１油圧ポンプ(１Ａ)の吐出圧力と上記第２油圧ポンプ(１Ｂ)の吐出圧力および上記電磁比例減圧弁(６３)からの上記任意の圧力の合計圧力に応じて移動する馬力制御用ピストン(５１)と、上記馬力制御用ピストン(５１)の移動方向に沿って配置され、上記馬力制御用ピストン(５１)に連動して移動可能な定比減圧弁用スプール(５２)とを含むことを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載のポンプ装置において、
上記馬力制御部(５０,６３)は、上記第１油圧ポンプ(１Ａ)と上記第２油圧ポンプ(１Ｂ)との中間領域に配置されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１つに記載のポンプ装置において、
上記第１油圧ポンプ(１Ａ)と上記第２油圧ポンプ(１Ｂ)は、駆動軸の軸方向に沿って間隔をあけて配列されており、
上記馬力制御部(５０,６３)は、上記第１油圧ポンプ(１Ａ)と上記第２油圧ポンプ(１Ｂ)との間のセンターセクションに配置されていることを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプ装置としては、建設機械(油圧ショベルなど)に用いられる２連ポンプ構成のものがある(例えば、特開平１０−２８１０７３号公報(特許文献１)参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８１０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のポンプ装置では、２つの油圧ポンプの吐出圧力に基づいて、各油圧ポンプの吐出量を制御する馬力制御部を油圧ポンプ毎に備えているため、油通路が複雑になり、強度が必要な肉厚の油通路が長くなって重量が増大すると共に、圧力損失が大きくなって応答性が低下するという問題がある。
【０００５】
また、上記ポンプ装置では、馬力制御部夫々に馬力制御用ピストンが用いられており、精密部品である馬力制御用ピストンが２つ必要なため、コストが高くつくという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、２連ポンプ構成のポンプ装置において、油通路を簡略化でき、軽量化と応答性の向上が図れるポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明のポンプ装置は、
第１油圧ポンプと、
上記第１油圧ポンプに連結された第２油圧ポンプと、
上記第１油圧ポンプの吐出量を制御する第１吐出量制御部と、
上記第２油圧ポンプの吐出量を制御する第２吐出量制御部と、
上記第１,第２油圧ポンプに連結されたパイロットポンプと、
上記第１油圧ポンプの吐出圧力と上記第２油圧ポンプの吐出圧力および上記パイロットポンプの吐出圧力に基づいて、上記第１,第２吐出量制御部の動作を制御する単一の馬力制御部と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとが連結された２連ポンプ構成のポンプ装置において、第１油圧ポンプの吐出圧力と第２油圧ポンプの吐出圧力およびパイロットポンプの吐出圧力に基づいて、第１,第２吐出量制御部の動作を制御する単一の馬力制御部を備えたことによって、油通路を簡略化でき、軽量化と応答性の向上が図れる。
【０００９】
また、一実施形態のポンプ装置では、
上記馬力制御部は、上記第１油圧ポンプの吐出圧力と上記第２油圧ポンプの吐出圧力に基づいて上記パイロットポンプからの圧力を減圧して上記第１,第２吐出量制御部に出力する定比減圧弁を有する。
【００１０】
上記実施形態によれば、馬力制御部の定比減圧弁は、第１油圧ポンプの吐出圧力と第２油圧ポンプの吐出圧力およびパイロットポンプの吐出圧力に基づいて、パイロットポンプからの圧力を減圧して第１,第２吐出量制御部に出力する。これによって、馬力制御部は、第１,第２吐出量制御部を制御して、第１,第２油圧ポンプに対して馬力制御を行うことができる。
【００１１】
また、一実施形態のポンプ装置では、
上記馬力制御部は、上記パイロットポンプの吐出圧力を任意の圧力に減圧する電磁比例減圧弁を有し、
上記馬力制御部の上記定比減圧弁は、上記第１油圧ポンプの吐出圧力と上記第２油圧ポンプの吐出圧力および上記電磁比例減圧弁からの上記任意の圧力の合計圧力に応じて移動する馬力制御用ピストンと、上記馬力制御用ピストンの移動方向に沿って配置され、上記馬力制御用ピストンに連動して移動可能な定比減圧弁用スプールとを含む。
【００１２】
上記実施形態によれば、電磁比例減圧弁によってパイロットポンプの吐出圧力を任意の圧力に減圧し、第１油圧ポンプの吐出圧力と第２油圧ポンプの吐出圧力および電磁比例減圧弁からの任意の圧力の合計圧力に応じて、馬力制御用ピストンが移動し、その移動方向に沿って配置された定比減圧弁用スプールが馬力制御用ピストンに連動して移動する。これにより、定比減圧弁用スプールが第１油圧ポンプの吐出圧力と第２油圧ポンプの吐出圧力およびパイロットポンプからの任意の圧力の合計圧力に応じて移動することによって、馬力制御部は、第１,第２吐出量制御部を制御して、第１,第２油圧ポンプに対して電磁比例減圧弁の比例制御により減圧された圧力に応じたパワーシフト制御を行うことができる。
【００１３】
また、一実施形態のポンプ装置では、
上記馬力制御部は、上記第１油圧ポンプと上記第２油圧ポンプとの中間領域に配置されている。
【００１４】
上記実施形態によれば、馬力制御部を第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとの中間領域に配置することによって、油通路の長さを最短化でき、さらなる軽量化と応答性の向上が図れる。
【００１５】
また、一実施形態のポンプ装置では、
上記第１油圧ポンプと上記第２油圧ポンプは、駆動軸の軸方向に沿って間隔をあけて配列されており、
上記馬力制御部は、上記第１油圧ポンプと上記第２油圧ポンプとの間のセンターセクションに配置されている。
【００１６】
上記実施形態によれば、第１,第２油圧ポンプの駆動軸の軸方向に沿って間隔をあけて配列された第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとの間のセンターセクションに馬力制御部を配置することによって、第１,第２油圧ポンプ間のスペースを有効利用できるので、ポンプ装置を大きくすることなく、油通路の簡略化、軽量化、応答性の向上が図れる。
【発明の効果】
【００１７】
以上より明らかなように、この発明によれば、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとが連結された２連ポンプ構成のポンプ装置において、第１油圧ポンプの吐出圧力と第２油圧ポンプの吐出圧力およびパイロットポンプの吐出圧力に基づいて、第１,第２吐出量制御部の動作を制御する単一の馬力制御部を備えたことによって、油通路を簡略化でき、軽量化と応答性の向上が図れるポンプ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態のポンプ装置の油圧回路図である。
【図２】図２(a)は上記ポンプ装置の側面図であり、図２(b)は上記ポンプ装置のエンジン側と反対の側から見た図である。
【図３】図３は上記ポンプ装置の馬力制御ブロックの断面図である。
【図４】図４は上記馬力制御ブロックの要部の拡大断面図である。
【図５】図５は上記ポンプ装置の全馬力制御における吐出圧力と吐出流量との関係を示す図である。
【図６】図６は図５に示す設定点Ａ,Ｂ,Ｃにおける圧力と流量の例を示す図である。
【図７】図７は上記ポンプ装置のパワーシフト制御における吐出圧力と吐出流量との関係を示す図である。
【図８】図８は図７に示す設定点Ｄ,Ｅ,Ｆにおける圧力と流量の例を示す図である。
【図９】図９は吐出圧力と減圧弁２次圧との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明のポンプ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２０】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のポンプ装置の油圧回路図を示している。
【００２１】
この第１実施形態のポンプ装置は、図１に示すように、第１油圧ポンプ１Ａと、第１油圧ポンプ１Ａに連結された第２油圧ポンプ１Ｂと、第１油圧ポンプ１Ａの吐出量を制御する第１吐出量制御部１０Ａと、第２油圧ポンプ１Ｂの吐出量を制御する第２吐出量制御部１０Ｂと、第１,第２油圧ポンプ１Ａ,１Ｂに連結されたパイロットポンプ６０と、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力およびパイロットポンプ６０の吐出圧力に基づいて、第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂの動作を制御する馬力制御部(５０,６３)とを備えている。上記第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂおよびパイロットポンプ６０は、エンジンＥにより駆動される。
【００２２】
上記第１,第２油圧ポンプ１Ａ,１Ｂは、油圧ショベルに作動油を供給するためのものであって、斜板２Ａ,２Ｂの傾転角が変わることによって吐出容量が変化する可変容量型の油圧ポンプである。また、パイロットポンプ６０は、エンジンＥの一定の回転数では吐出容量が一定の油圧ポンプである。
【００２３】
上記斜板２Ａには、第１吐出量制御部１０Ａのサーボ室３に配置されたサーボピストン４が取り付けられ、斜板２Ｂには、第２吐出量制御部１０Ｂのサーボ室３内に配置されたサーボピストン４が取り付けられている。
【００２４】
このサーボ室３の内部は、サーボピストン４によって、大室(第１吐出量制御部１０Ａにおいて左側)と小室(第１吐出量制御部１０Ａにおいて右側)とに区画され、サーボピストン４の大室側の受圧面積は、小室側の受圧面積よりも大きくされている。
【００２５】
上記第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂは夫々、サーボピストン４が取り付けられたサーボ室３と、ロッド部材２１とスリーブ部材２２およびリターンスプリング２３とを有するロッド・スリーブ機構２０と、ロッド・スリーブ機構２０のロッド部材２１に伝達部材３１を介して連結された第１ピストン３０と、ロッド・スリーブ機構２０のロッド部材２１に伝達部材４１を介して連結されたネガティブコントロール制御用の第２ピストン４０とを備えている。
【００２６】
上記第１ピストン３０は、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６によりロッド・スリーブ機構２０のロッド部材２１と反対の方向に付勢されている。また、第２ピストン４０は、スプリング４４によりロッド・スリーブ機構２０のロッド部材２１と反対の方向に付勢されている。
【００２７】
上記ロッド・スリーブ機構２０は、第１ピストン３０と第２ピストン４０によってロッド部材２１を左右方向に摺動させることにより、吐出圧力Ｐ１または吐出圧力Ｐ２をサーボ圧としてサーボ室３の大室(第１吐出量制御部１０Ａにおいて左側)に導入するための給油ポートを開く給油位置２０ａと、サーボ室３の大室から作動油を排油するための排油ポートを開く排油位置２０ｂと、給油ポートおよび排油ポートを閉じて大室への給油および排油を行わない中立位置２０ｃとに切り換わる。
【００２８】
上記パイロットポンプ６０の吐出ポートに、フィルタ６１を介してリリーフ弁６２を接続している。また、パイロットポンプ６０の吐出ポートに、電磁比例減圧弁６３の入力ポートを接続し、その電磁比例減圧弁６３の出力ポートを定比減圧弁５０の入力ポートに接続している。この電磁比例減圧弁６３は、パイロットポンプ６０の吐出圧力を任意の圧力に減圧する。
【００２９】
上記定比減圧弁５０は、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２および電磁比例減圧弁６３からの任意の圧力の合計圧力に基づいて、パイロットポンプ６０の吐出圧力を減圧する。この定比減圧弁５０の出力ポートを第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂの第１ピストン３０に夫々接続されている。
【００３０】
上記定比減圧弁５０と電磁比例減圧弁６３で馬力制御部を構成している。
【００３１】
上記定比減圧弁５０は、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２および電磁比例減圧弁６３からの任意の圧力の合計圧力に応じて移動する馬力制御用ピストン５１と、馬力制御用ピストン５１の移動方向に沿って配置され、馬力制御用ピストン５１に連動して移動可能な定比減圧弁用スプール５２を含む。
【００３２】
＜全馬力制御＞
次に、この第１実施形態のポンプ装置の全馬力制御が行われる場合の動作について説明する。説明を分かりやすくするために、電磁比例減圧弁６３からのパワーシフト圧力Ｐｓはゼロとする。
【００３３】
第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２の合算値が上昇すると、馬力制御用ピストン５１が定比減圧弁用スプール５２側に押され、定比減圧弁用スプール５２が馬力制御用ピストン５１と同じ方向に押されて移動することによって、定比減圧弁５０の出力ポートの圧力が上昇する。
【００３４】
それにより、第１吐出量制御部１０Ａにおいて、第１ピストン３０が図中右方向に押され、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の荷重と、第１ピストン３０が右方向に押される力の合算値とが釣り合う位置で停止する。
【００３５】
このとき、ロッド部材２１は、第１ピストン３０の変位量に応じて右方向に変位する。その結果、ロッド・スリーブ機構２０が中立位置２０ｃから給油位置２０ａに切り換わる。
【００３６】
ロッド・スリーブ機構２０が、中立位置２０ｃから給油位置２０ａに切り換わると、給油ポートが開いて、吐出圧力Ｐ１が減圧されてサーボ圧としてサーボ室３の大室に導入され、サーボピストン４が右方向に摺動する。その結果、斜板２Ａが傾転し、第１油圧ポンプ１Ａの吐出流量が減少する。
【００３７】
なお、吐出圧力Ｐ１と吐出圧力Ｐ２の合算値の増加割合が高くなればなるほど、サーボピストン４の変位量が大きくなるので、第１油圧ポンプ１Ａの吐出流量の減少量が大きくなる。
【００３８】
一方、吐出圧力Ｐ１と吐出圧力Ｐ２の合算値が低減すると、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の反発力によって、第１ピストン３０が左方向に摺動し、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の荷重と、第１ピストン３０が右方向に押される力とが釣り合う位置で停止する。このとき、ロッド部材２１は、第１ピストン３０の変位量に応じて右方向に変位する。第１ピストン３０が左方向に移動すると、ロッド部材２１は、リターンスプリング２３の反発力によって、第１ピストン３０の変位量に応じて左方向に変位する。その結果、ロッド・スリーブ機構２０が中立位置２０ｃから排油位置２０ｂに切り換わる。
【００３９】
ロッド・スリーブ機構２０が、中立位置２０ｃから排油位置２０ｂに切り換わると、排油ポートが開いて、サーボ室３の大室から作動油が排油され、サーボピストン４が左方向に摺動する。その結果、斜板２Ａが傾転し、第１油圧ポンプ１Ａの吐出流量が増加する。
【００４０】
上記全馬力制御の動作は、第２吐出量制御部１０Ｂも同様に行われる。
【００４１】
このポンプ装置では、第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂは、第１ピストン３０を付勢するインナースプリング３５およびアウタースプリング３６の２つのスプリングを有するので、図５に示すように、吐出圧力−流量の特性曲線を２段階に変化させることができ、馬力特性に近い圧力−流量特性を得ることができる。
【００４２】
＜パワーシフト制御＞
次に、この第１実施形態のポンプ装置のパワーシフト制御が行われる場合の動作について説明する。
【００４３】
定比減圧弁５０の馬力制御用ピストン５１に供給される電磁比例減圧弁６３からのパワーシフト圧力Ｐｓがゼロから上昇すると、馬力制御用ピストン５１が定比減圧弁用スプール５２側に押され、定比減圧弁用スプール５２が馬力制御用ピストン５１と同じ方向に押されて移動することによって定比減圧弁５０の出力ポートの圧力が上昇する。
【００４４】
このとき、第１吐出量制御部１０Ａのロッド部材２１は、第１ピストン３０の変位量に応じて右方向に変位する。その結果、ロッド・スリーブ機構２０が中立位置２０ｃから給油位置２０ａに切り換わる。
【００４５】
ロッド・スリーブ機構２０が、中立位置２０ｃから給油位置２０ａに切り換わると、給油ポートが開いて、吐出圧力Ｐ１が減圧されてサーボ圧としてサーボ室３の大室に導入され、サーボピストン４が右方向に摺動する。その結果、斜板２Ａが傾転し、第１油圧ポンプ１Ａの吐出流量が減少する。
【００４６】
一方、パワーシフト圧力Ｐｓが低減すると、リターンスプリング２３の反発力によって、第１ピストン３０が左方向に摺動し、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の反発力によって第１ピストン３０が右方向に押される力とが釣り合う位置で停止する。このとき、ロッド部材２１は、第１ピストン３０の変位量に応じて左方向に変位する。第１ピストン３０が左方向に移動すると、ロッド部材２１は、リターンスプリング２３の反発力によって、第１ピストン３０の変位量に応じて左方向に変位する。その結果、ロッド・スリーブ機構２０が中立位置２０ｃから排油位置２０ｂに切り換わる。
【００４７】
ロッド・スリーブ機構２０が、中立位置２０ｃから排油位置２０ｂに切り換わると、排油ポートが開いて、サーボ室３の大室から作動油が排油され、サーボピストン４が左方向に摺動する。その結果、斜板２Ａが傾転し、第１油圧ポンプ１Ａの吐出流量が増加する。
【００４８】
このように、パワーシフト圧力Ｐｓが高いほど、サーボピストン４の変位量が大きくなるので、第１油圧ポンプ１Ａの吐出流量が減少する。
【００４９】
このポンプ装置では、パイロットポンプ６０の吐出圧力を任意の圧力に減圧する電磁比例減圧弁６３を有するので、電磁比例減圧弁６３の出力ポートのパワーシフト圧力Ｐｓを増加させてパワーシフト制御を行うことができる。これによって、図７に示すように、吐出圧力−流量の特性曲線を左にシフトさせることができる。
【００５０】
図２(a)は上記ポンプ装置の側面図を示し、図２(b)は上記ポンプ装置のエンジンＥ側と反対の側から見た図を示している。図２(a),図２(b)に示すように、このポンプ装置は、２つの第１,第２油圧ポンプ１Ａ,１Ｂが直列に配置された２連型の油圧ポンプであり、第１吐出量制御部１０Ａが第１油圧ポンプ１Ａの上部に配置され、第２吐出量制御部１０Ｂが第２油圧ポンプ１Ｂの上部に配置されている。また、第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂは、エンジンＥの駆動軸６の軸方向に沿って間隔をあけて配列され、連結部５を介して接続されている。
【００５１】
上記定比減圧弁５０と電磁比例減圧弁６３を含む馬力制御ブロック７０は、第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂとの間のセンターセクションに配置されている。なお、第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂは同一の構成をしていると共に、第１吐出量制御部１０Ａと第２吐出量制御部１０Ｂは同一の構成をしている。
【００５２】
図３は上記ポンプ装置の馬力制御ブロック７０の断面図を示している。
【００５３】
馬力制御ブロック７０は、図３に示すように、断面四角形状の本体ブロック７１の側面にパイロット圧力入力ポート７２を設けている。また、本体ブロック７１に設けられた収容部７１ａに電磁比例減圧弁６３が配置されている。この本体ブロック７１のパイロット圧力入力ポート７２から収容部７１ａに連なる第１通路７３を設けている。さらに、本体ブロック７１の収容部７１ａに連なる第２通路７４を設けている。また、本体ブロック７１の側方に固定された補助ブロック７６に第２通路７４に連なる第３通路７５を設けている。
【００５４】
上記本体ブロック７１に、第３通路７５一端に連なる大径の円柱状の収容部８０ａと、その大径の収容部８０ａの他端と軸方向に連なる小径の円柱状の収容部８０ｂとを設けている。この収容部８０ａ内に、パワーシフト用シリンダ８１と馬力制御ピストン用シリンダ８３を、第３通路７５側から順に配置している。上記パワーシフト用シリンダ８１内にパワーシフト用ピストン８２を摺動可能に配置すると共に、馬力制御ピストン用シリンダ８３内に馬力制御用ピストン５１を摺動可能に配置している。
【００５５】
上記馬力制御ピストン用シリンダ８３には、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１が入力される第１ポートと、第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２が入力される第２ポートが設けられている(図４参照)。
【００５６】
また、本体ブロック７１の収容部８０ｂ内に、馬力制御用ピストン５１の先端が一端に当接する定比減圧弁用スプール５２を配置している。この定比減圧弁用スプール５２は、馬力制御用ピストン５１の移動方向に沿って配置されており、他端側がバネ５３により第３通路７５側に付勢され、馬力制御用ピストン５１に連動して移動可能となっている。
【００５７】
また、パイロット圧力入力ポート７２に連なる第１通路７３に一端が接続された第４通路７７の他端が、収容部８０ｂの定比減圧弁用スプール５２に接続されている。
【００５８】
上記本体ブロック７１の収容部８０ａ,８０ｂと、パワーシフト用シリンダ８１と、パワーシフト用ピストン８２と、馬力制御ピストン用シリンダ８３と、馬力制御用ピストン５１および定比減圧弁用スプール５２で定比減圧弁５０を構成している。
【００５９】
上記電磁比例減圧弁６３からのパワーシフト圧力Ｐｓにより、パワーシフト用シリンダ８１は、パワーシフト用ピストン８２を図中右方向に移動させる。また、馬力制御ピストン用シリンダ８３の第１ポートの吐出圧力Ｐ１により、馬力制御用ピストン５１は、定比減圧弁用スプール５２を図中右方向に移動させる。また、馬力制御ピストン用シリンダ８３の第２ポートの吐出圧力Ｐ２により、馬力制御用ピストン５１は定比減圧弁用スプール５２を図中右方向に移動させる。
【００６０】
このようにして、定比減圧弁５０は、パワーシフト圧力Ｐｓと吐出圧力Ｐ１および吐出圧力Ｐ２の合計圧力により、定比減圧弁用スプール５２を図中右方向に移動させて、パイロットポンプ６０からのパイロット圧力を減圧して、出力ポート５４から第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂの各第１ピストン３０に出力する。
【００６１】
図４は上記馬力制御ブロック７０の要部の拡大断面図を示している。図４において、図３と同一の構成部には同一参照番号を付している。
【００６２】
図４に示すように、馬力制御ピストン用シリンダ８３および馬力制御用ピストン５１は、クリアランス、円筒度、同心度などの寸法精度が厳しい構成をしている。
【００６３】
図５はポンプ装置の全馬力制御における吐出圧力と吐出流量との関係を示す図を示している。図５において、横軸は吐出圧力(Ｐ１＋Ｐ２)[ＭＰａ]を表し、縦軸は流量(Ｑ１＋Ｑ２)[Ｌ／ｍｉｎ]を表している。
【００６４】
図５に示す吐出圧力−流量の特性曲線が変化する設定点Ａ,Ｂ,Ｃは、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の荷重によって設定されている。設定点Ａから設定点Ｂまでは、アウタースプリング３６のみの荷重が働き、設定点Ｂから設定点Ｃまでは、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の荷重が働く。
【００６５】
図６は図５に示す設定点Ａ,Ｂ,Ｃにおける圧力と流量の例を示しており、最大エンジン馬力が異なるタイプ１とタイプ２の二種類のポンプ装置において実測した値を示している。このときのエンジン回転数Ｎは、２０００[ｍｉｎ−１]としている。
【００６６】
また、図７は上記ポンプ装置のパワーシフト制御における吐出圧力と吐出流量との関係を示している。
【００６７】
図７に示す吐出圧力−流量の特性曲線が変化する設定点Ｄ,Ｅ,Ｆは、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の荷重によって設定されている。設定点Ｄから設定点Ｅまでは、アウタースプリング３６のみの荷重が働き、設定点Ｅから設定点Ｆまでは、インナースプリング３５およびアウタースプリング３６の荷重が働く。
【００６８】
ここで、図５に示す全馬力制御の特性曲線に比べて図７では全体に吐出圧力が小さくなって流量が制限されている。
【００６９】
図８は図７に示す設定点Ｄ,Ｅ,Ｆにおける圧力と流量の例を示しており、図６と同様の最大エンジン馬力が異なるタイプ１とタイプ２の二種類のポンプ装置において実測した値を示している。このときのパワーシフト圧力Ｐｓは、２．８ＭＰａとし、エンジン回転数Ｎは、２０００[ｍｉｎ−１]としている。
【００７０】
図９は吐出圧力(Ｐ１＋Ｐ２)と減圧弁２次圧(定比減圧弁５０の出力ポートの圧力)との関係の一例を示している。
【００７１】
パワーシフト圧力Ｐｓ＝０のとき、吐出圧力(Ｐ１＋Ｐ２)が０ＭＰａ〜７０ＭＰａの間で減圧弁２次圧は０ＭＰａ〜２．５ＭＰａとなる。
【００７２】
また、パワーシフト圧力Ｐｓ＝３．５のとき、吐出圧力(Ｐ１＋Ｐ２)が０ＭＰａ〜７０ＭＰａの間で減圧弁２次圧は１ＭＰａ〜３．５ＭＰａとなる。
【００７３】
上記構成のポンプ装置によれば、第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂとが連結された２連ポンプ構成のポンプ装置において、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２およびパイロットポンプの吐出圧力に基づいて、第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂの動作を制御する単一の馬力制御部(５０,６３)を備えたことによって、油通路を簡略化でき、軽量化と応答性の向上が図れる。
【００７４】
したがって、上記従来のポンプ装置のように、馬力制御部を油圧ポンプ毎に備えているために油通路が複雑になったり、強度が必要な肉厚の油通路が長くなって重量が増大したり、圧力損失が大きくなって応答性が低下したりすることがない。また、馬力制御部夫々に精密部品である馬力制御用ピストンを用いないので、コストも低減できる。
【００７５】
また、上記馬力制御部(５０,６３)の定比減圧弁５０は、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２に基づいて、パイロットポンプ６０からの圧力を減圧して第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂに出力する。これによって、馬力制御部(５０,６３)は、第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂを制御して、第１,第２油圧ポンプ１Ａ,１Ｂに対して全馬力制御を行うことができる。
【００７６】
また、上記電磁比例減圧弁６３によってパイロットポンプ６０の吐出圧力を任意の圧力に減圧し、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２および電磁比例減圧弁６３からの任意の圧力の合計圧力に応じて、馬力制御用ピストン５１が移動し、その移動方向に沿って配置された定比減圧弁用スプール５２が馬力制御用ピストン５１に連動して移動する。これにより、定比減圧弁用スプール５２が第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２およびパイロットポンプ６０からの任意の圧力の合計圧力に応じて移動することによって、馬力制御部(５０,６３)は、第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂを制御して、第１,第２油圧ポンプ１Ａ,１Ｂに対して電磁比例減圧弁６３の比例制御により減圧された圧力に応じたパワーシフト制御を行うことができる。
【００７７】
また、上記馬力制御部(５０,６３)を第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂとの中間領域に配置することによって、油通路の長さを最短化でき、さらなる軽量化と応答性の向上が図れる。
【００７８】
また、上記第１,第２油圧ポンプ１Ａ,１Ｂの駆動軸の軸方向に沿って間隔をあけて配列された第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂとの間のセンターセクションに馬力制御部(５０,６３)を配置することによって、第１,第２油圧ポンプ１Ａ,１Ｂ間のスペースを有効利用できるので、ポンプ装置を大きくすることなく、油通路の簡略化、軽量化、応答性の向上が図れる。
【００７９】
〔第２実施形態〕
この発明の第２実施形態のポンプ装置は、電磁比例減圧弁を用いたパワーシフト制御がない点を除いて第１実施形態のポンプ装置と同一の構成をしており、図１を援用する。
【００８０】
上記構成のポンプ装置によれば、第１油圧ポンプ１Ａと第２油圧ポンプ１Ｂとが連結された２連ポンプ構成のポンプ装置において、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力Ｐ１と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力Ｐ２およびパイロットポンプの吐出圧力に基づいて、第１,第２吐出量制御部１０Ａ,１０Ｂの動作を制御する単一の馬力制御部(５０,６３)を備えたことによって、油通路を簡略化でき、軽量化と応答性の向上が図れる。
【００８１】
〔第３実施形態〕
上記第１実施形態のポンプ装置は、第１油圧ポンプ１Ａの吐出圧力と第２油圧ポンプ１Ｂの吐出圧力および電磁比例減圧弁６３からの任意の圧力の合計圧力に応じて移動する馬力制御用ピストン５１と、馬力制御用ピストン５１に連動して移動可能な定比減圧弁用スプール５２とを有する定比減圧弁５０を用いたが、定比減圧弁はこれに限らず、異なる構成の定比減圧弁を用いて、この発明の第３実施形態のポンプ装置としてもよい。
【００８２】
上記第１〜第３実施形態では、油圧ショベルに作動油を供給するポンプ装置について説明したが、ポンプ装置はこれに限らず、他の建設機械などにこの発明のポンプ装置を適用してもよい。
【００８３】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第３実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１Ａ…第１油圧ポンプ
１Ｂ…第２油圧ポンプ
２Ａ,２Ｂ…斜板
３…サーボ室
４…サーボピストン
１０Ａ…第１吐出量制御部
１０Ｂ…第２吐出量制御部
２０…ロッド・スリーブ機構
３０…第１ピストン
４０…第２ピストン
５０…定比減圧弁
５１…馬力制御用ピストン
５２…定比減圧弁用スプール
６０…パイロットポンプ
６１…フィルタ
６２…リリーフ弁
６３…電磁比例減圧弁
Ｅ…エンジン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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