JPS589301B2 - 流体静力学的駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に斜板を有する可変容量アキシャルポンプ
が液圧モーター又は選択的にコンクリート用ポンプの油
圧シリンダー等を駆動する液圧駆動装置に関するもので
ある。

此の種の駆動装置ではしばしば、一定の回転数で回転す
る場合に於いてさえもモーターの負荷が急激に変化する
。

ロータ一式又はピストン式コンクリート用ポンプに於で
、ストロークの切換毎に又は吐出回転体の作動毎に供給
管内で静止するコンクリートの柱体を再び加速しなけれ
ばならない此の場合定量吐出ポンプにより駆動されてい
るので油圧モーターの回転速度ないしは供給シリンダー
のピストンロンドの速度は常に一様である。

コンクリートの柱体を再加速するために大きな力を必要
とするこ吉は一方に於で、駆動装置の高圧側に短時間に
高い圧力の上昇を生ぜしめ、此の際ピーク時における圧
力の値は時々リリーフ弁が応答し熱の発生が著しくなる
ほど高くなる。

他方に於で急激に加速されたコンクリートの柱体は例え
ばコンクリート導管に衝撃を生じるような具合の悪い反
作用を生じる。

此の不利を回避するためにストロークの切換毎に油圧ポ
ンプを送り出し量零の状態にし、ゆつくりとコンクリー
トの柱体を移動させるように調節されることが考えられ
るがいろいろの理由、特に供給ピストンの切換の時間と
同ピストンがコンクリートの柱体に作用して加速を開始
する瞬間との間の時間間隔がコンクリートの組成とポン
プの回転速度に依り非常に異なるということで不可能で
ある。

たびたび此の加速力のピーク値が供給圧力の２００％を
越えるのを回避するためには既知の圧力補償手段も用い
ることができない。

なぜならコンクリートの供給の場合の圧力のレベルは、
コンクリ−トの濃度と供給導管の長さが変化するために
常に変化するからである。

多くの静液圧ポンプに於で、特に斜板式アキシャルピス
トンポンプに於ては、圧力上昇の際圧力油の漏洩が高ま
る。

此れは此の種のポンプの制御板が間隙量により圧力を受
けたり圧力を受けなかったりして相対回転するその間隙
の値が変化することに基本的に理由があるとされている
。

此の結果回路が閉鎖している場合には、圧力の上昇が急
激な場合には供給ポンプの供給量がしばしば充分でなく
なる。

此の結果供給油量が減少し低圧側の油の予圧力が低下し
、やっかいで有害なキャビテーションを発生する原因と
なる。

高圧側の圧力が所定のレベルになると直ちに油の漏洩が
再び通常の値になる。

本発明は静液圧ポンプにおける圧力の急上昇により低圧
側の液体の予圧が低下するのを回避した静液圧駆動装置
を提供することを目的としている。

この目的を本発明は従来不利であると思われていた現象
を利用することにより達成した。

最近の駆動装置における多くの油圧ポンプでは供給量は
もはや機械的には制御されず油圧調節シリンダーを介し
て、例えば駆動モーターの回転数を基として制御される
ので、液圧調節シリンダーが装着された液圧ポンプ、特
に予圧力が掛けられた液圧回路の中で供給ポンプ及びそ
れに所属の通常の充填圧力限定手段、フラツシ弁及び切
換弁が装備された、斜板式アキシャルポンプに於で、本
発明に依り、調節シリンダーの圧力室をポンプの低圧側
の導管と逆止弁を介して接続し、液体の漏洩が高まる結
果低圧側で圧力が降下した場合に圧力液が制御シリンダ
ーから前記逆止弁を経てポンプの低圧側に流れ且つ上記
の逆止弁に依り液体が逆の方向に流れるのが阻止される
ようにした構成が提案される。

此の結果特にポンプの斜板が一時的に動かされて圧力導
管の中の圧力の上昇速度が減少される。

供給料が供給圧力とは関係なく斜板を内部サーボ調節手
段に依って調節することにより調節される本発明に依る
装置に於で、サーボ調節装置が外部調節シリンダーに枢
着されている外部調節レバーを備え、内部調節シリンダ
ーが同様に低圧導管との接続部を備え、同低圧導管との
接続が逆止弁を介して行なわれると有利である。

此の場合外部調節シリンダーがばねを備え、同ばねの復
帰力がポンプの低圧導管の中の圧力よりもごくわずかし
か低くない圧力と一致していると有利である。

外部調節シリンダー並びに此のシリングーと逆止弁を介
して結合されている低圧導管及びサーボ切換弁も此の場
合外部補助ポンプから供給される。

本発明の更に他の構成に於で、サーボ切換弁は逆止弁を
介して補助ポンプと結合されている。

通常ポンプにフランジ固定されている供給ポンプは此の
様な装置に於では省略されることができる。

本発明に依る装置の更に他の有利な構成に於で、補助ポ
ンプ及び同ポンプの後に接続された絞りが省略された場
合に調節シリンダーが機械的な調節装置と結合されてお
り、調節シリンダーの底側か調節絞りと逆止弁とを介し
てポンプのサーボ制御圧力側と結合されることができる
。

以下本発明を添付の実施例に関する図面に就き詳細に説
明する。

ポンプ１の主回路のそれぞれの低圧側に、充填圧力安全
弁６に依って保護された供給ポンプ５から逆止弁７を介
して液圧が供給される。

説明を簡単にするために主回路のポンプ１は一方向にの
み液体を供給し、逆には作動しない斜板式ポンプの例に
ついて示されている。

しかし高圧側、低圧側を交互に切換える場合も可能であ
る。

ポンプ１の供給量は公知の如く斜板の調節により制御さ
れ、その斜板の調節は、斜板の調節部材と連結された剛
性のある機械的結合千段９、例えばロンドにより行なわ
れる。

前記結合手段９は内部調節シリンダー８のピストンロン
ドと連結されている。

内部調節シリンダー８のピストンロツドの出入動ば供給
ポンプ５からサーボ方式の切換弁（以下サーボ切換弁と
いう）１０を経て内部調節シリンダー８に供給される液
体の圧力の作用により行なわれる内部調節シリンダー８
のピストンロンドと前記サーボ切換弁１０、例えばサー
ボ切換弁１０のケーシング部とが機械的にフィードバッ
ク手段２０、例えばフィードバックロツド２０により連
結されている。

サーボ切換弁１０の調節レバー１２がニュートラル位置
から動かされていると、軸４がポンプ１及び供給ポンプ
５を駆動すると直ちにサーボ切換弁１０を通して内部調
節シリンダー８に液体が供給されることにより内部調節
シリンダー８のピストンロツドが突出し、その動きによ
り結合千段９を介して斜板が調節される。

同時にサーボ切換弁１０がフィードバックロンド２０に
より動かされ、主ポンプの供給量が所要の値になる斜板
の位置に達するとサーボ切換弁１０はニュートラル位置
に復帰する。

サーボ切換弁の調節レバーの制御は外部調節シリンダー
１３の作用により行なわれ、該外部調節シリンダーのピ
ストンは復帰ばね１７により通常零位置すなわちシリン
ダーの底部に押圧される位置に保持される。

外部調節シリンダーは補助ポンプ１４の吐出側と主回路
の低圧側導管（主ポンプ１の吸入側に連結された導管）
３との間に配設された導管と逆止弁１６を介して接続し
ている。

外部調節シリンダー１３の必要な調節圧力は補助ポンプ
１４により供給され、該補助ポンプは一般にポンプ１と
同じモーターによってすなわちポンプ１の回転速度と比
例した速度で駆動される。

補助ポンプ１４より吐出される液体の一部は調節絞り１
５を通してすぐにタンクに排出される。

補助ポンプ１４にはリリ−フ弁が連結されている。

絞１５が所定の如くに調節された場合には調節シリンダ
ー１３の中で作用する制御油圧が駆動モータの回転数に
ほゾ比例して上昇する。

回転数がある所定の値の場合にはばね１７の予張力が克
服されて調節シリンダー１３のピストンが突出し従って
調節レバー１２が動かされ、サーボ機構を介してポンプ
１の供給量が変えられる。

絞り１５が閉じられているとき場合によってはリリ−フ
弁による制限下で補助ポンプ１４から外部調節シリンダ
ー１３及び主回路の低圧導管３には最大液圧が作用され
る。

この圧力は低圧導管３の正常運転時の圧力と同じか低圧
導管３の圧力より僅かに小さい圧力である（この場合は
逆止弁１６は閉じている。

）この最大圧力は装置の正常な運転時、すなわちポンプ
１の一定の値に調節された供給出力において特に供給ポ
ンプ５によりもはや補われることができないように液洩
れを生じて圧力導管３の圧力が低下するときに維持され
る。

今回転数が一定の場合に主ポンプ１が作動状態に入り、
同状態に依り高圧導管２の圧力を急速に強く圧力上昇さ
せると、その結果著しい液体が閉じた作動回路（主回路
）からポンプの例えばアキシャルピストンポンプのバル
ブの部分においてタンクに接続された液体排出可能なケ
ーシングの中へと漏洩する。

上記の漏洩は供給ポンプ５の通常の出力範囲においては
同ポンプに依ってはもはや補充されることができない。

此の結果低圧導管の中に圧力の降下即ちキャビテーショ
ン現象が発生する危険が生じるであろう。

低圧導管３の圧力が低下し補助ポンプ１４（サーボ圧力
源）からの圧力よりも低くなると逆止弁１６が開いて液
体は補助ポンプ１４から低圧導管３へと供給され、補助
ポンプ１４と低圧導管３とを結んでいる導管内の圧力が
変動し、外部調節シリンダー１３のピストン１３ａに作
用する圧力が変動し、復帰ばね１７の力との平衡が破れ
るとピストン１３ａは移動する。

ピストン１７のロンドはサーボ切換弁１０の調節レバー
１２と連結されているので、ピストン１３ａの移動によ
り調節レバー１２が動かされ、サーボ切換弁１０が切換
えられて内部調節シリンダー８のピストンが動かされ、
ポンプ１の斜板が制御されてポンプ１の供給出力が低下
される。

斯くして供給液量が減少しポンプ１の主回路における急
激な圧力上昇が回避される。

油の漏洩が供給ポンプ５と補助ポンプ１４による供給量
を越える間はポンプ１の供給量を低下させる制御が行な
われる。

此の共同作用に依ってポンプの油の漏洩の上昇分が補償
されるのみならず同時に斜板の作動角度が中立位置に向
けて復帰する結果，圧力の上昇は供給量の減少により制
御される。

圧力の上昇速度は簡単な方法で、供給ポンプ５と補助ポ
ンプの供給量が相互に調和されることに依り調節される
ことができる。

例えば供給ポンプ５は所定の回転数では一定の供給量を
吐出すことができる。

主ポンプは此の場合高回転速度高圧力負荷においても圧
力上昇がおだやかに増大するように作動する。

ポンプ１の斜板は普通は供給量零の中立状態に保持され
、このことは斜板に調節に作用するばねにより得られる
。

斜板の作動位置はポンプが導管２に圧力を生じない中立
位置に向けて戻されるように構成されている。

低圧導管３の中の圧力が降下すると同導管の中に液体が
外部調節シリンダー１３からのみでなく内部調節シリン
ダー８からも逆止弁１８を介して供給されることができ
る。

補助ポンプが設けられていない第２図に示された実施例
に於では調節シリンダー１３のケーシングは機械的調節
装置２１と固く結合されている。

ポンプ１は一方向にのみ供給する。

調節シリンダー１３は此の場合機械的調節千段２１の中
の中間部材の働きをする。

調節シリンダー１３の底側は逆止弁１６を介して低圧導
管３に接続されるとともに調節絞り２２及び逆止弁１１
を介して供給ポンプ５の吐出側とサーボ切換弁１０とを
接続する管路に常に結合されている。

ポンプが機械的負荷の増大により回転中に急激な圧力の
上昇が生じてポンプの液体漏洩を生じ低圧導管の圧力が
低下すると調節シリンダー１３の液体が逆市弁１６を介
して低圧導管３の中に一時に放出される。

調節シリンダー１３の制御室の圧力低下により調節レバ
ー１２が動かされて上記の方法でポンプ１の供給量が低
減される。

供給ポンプ５による逆止弁７を介して高圧導管２への液
体補給によって底圧導管３の圧力が所定の圧力に保持で
きる程度になると、逆止弁１６が閉じて調節シリンダー
１３の側からの液体供給が不必要になる。

このとき調節シリンダー１３には第１図の例では補助ポ
ンプ１４から、第２図の例では供給ポンプ５から逆止弁
１１を介して液体が流入する。

調節シリンダー１３の液体流入によりピストンがばね１
１に抗して押圧され、調節レバー１２が上記と逆に図の
左方へ動かされるのでサーボ切換弁１０は上記と逆に切
換えられ内部調節シリンダー８のピストンロツドが突出
されポンプ１の斜板を供給状態に移動させポンプ１の供
給量かもとの状態へと増大する。

本装置の始動時には第１図の例では補助ポンプ１４より
の液体が零位置にある調節シリンダー１３のピストンを
押圧することにより、第２図の例では機械的調節千段２
２により調節シリンダー１３を零位置から動かすことに
より中立位置にあるポンプ１を供給状態へと切換えてい
く。

圧力の上昇速度は既知の方法でサーボ制御される全ての
ポンプに於で、サーボ切換弁１０の前の流入絞に依って
制限され、同切換弁も調節できる様に構成されている。

此の様な装置は作動中の此の構造の駆動装置に於でも後
で組込むユニットとして簡単に組込むことができる。

本発明の実施状態を述べれば以下の如くである。

（１）サーボ調節装置１０が外部調節シリンダー１３に
枢着された設置レバー１２を備え内部調節シリンダー８
が同様に逆止弁１８を介して低圧導管３と結合されてい
ることを特徴とする内部油圧サーボ調節手段を有する特
許請求の範囲第１項又は第２項に記載の緩衝装置。

（２）調節シリンダー１３がはね７を備え、同ばねの復
帰力がポンプ１の低圧導管の中の圧力よりごくわずかし
か低くない圧力に一致していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項及び前項に記載の緩衝装置。

（３）調節シリンダー１３のみならず逆止弁１６を介し
て低圧導管３及びサーボ弁１０も外部補助ポンプ１４か
ら供給されることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項及び１項より前項に記載の緩衝装置。

（４）サーボ弁１０が逆止弁１１を介して補助ポンプ１
４と結合されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項に記載の装置。

（５）調節装置１３が機械的調節装置と固く結合されて
おり調節シリンダー１３の底側か調節絞と逆止弁１１と
を介して供給ポンプ５のサーボ制御圧力側と結合されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
に記載の緩衝装置。

【図面の簡単な説明】

第１図はアキシャルポンプと補助ポンプの旋回板の内部
サーボ調節手段を有する装置、第２図は補助ポンプを有
しない装置の第１図に相当する図を示したものである。 １……ポンプ、２……高圧（低圧）導管、３……低圧（
高圧）導管、５……供給ポンプ、６……充填圧力安全弁
、γ……逆止弁、８……内部調節シリンダー、１０……
サーボ切換弁、１１……逆止弁、１２……調節レバー、
１３……調節シリンダー、１４……補助ポンプ、１５…
…調節絞り、１６……逆止弁、１８……逆止弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 調節可能なアキシャルピストンポンプと、該アキシ
   ャルピストンポンプと同じモーターにより駆動される供
   給ポンプと、前記アキシャルピストンポンプの内部調節
   シリンダーと、該内部調節シリンダーと連結されたサー
   ボ切換弁と、該サーボ切換弁と連結された調節シリンダ
   ーと、前記アキシャルピストンポンプと接続された低圧
   側及び高圧側導管と、前記供給ポンプの吐出口をそれぞ
   れ逆止弁７を介してアキシャルピストンポンプの高圧側
   導管並びに低圧側導管に接続する導管と、前記供給ポン
   プの吐出口に充填圧力安全弁を接続する導管とを備えた
   流体静力学的駆動装置において、前記内部調節シリンダ
   ー８の複数の室が前記供給ポンプの吐出口と前記サーボ
   切換弁１０を介して接続され、そして前記複数の室の１
   つが低圧側導管と該低圧側導管の方向に開放している独
   立した逆止弁１β，１９を介して接続されており、前記
   内部調節シリンダー３から低圧側導管への流体によりア
   キシャルピストンポンプの吐出量が減少されることを特
   徴とする流体静力学的駆動装置。 ２ 調節可能なアキシャルピストンポンプと、該アキシ
   ャルピストンポンプと同じモーターにより駆動される供
   給ポンプと、前記アキシャルピストンポンプの内部調節
   シリンダーと、該内部調節シリンダーと連結されたサー
   ボ切換弁と、該サーボ切換弁と連結された調節シリンダ
   ーと、前記アキシャルピストンポンプと接続された低圧
   側及び高圧側導管と、前記供給ポンプの吐出口をそれぞ
   れ逆止弁Ｔを介してアキシャルピストンポンプの高圧側
   導管並びに低圧側導管に接続する導管と、前記供給ポン
   プの吐出口に充填圧力安全弁を接続する導管とを備えた
   流体静力学的駆動装置において、前記内部調節シリンダ
   ー８の１つの室が前記共給ポンプの吐出口と前記サーボ
   切換弁１０を介して接続され、調節シリンダー１３の底
   側室が低圧側導管３の方に開いた独立した逆止弁１６を
   介して低圧側導管３と又供給ポンプ５の吐出口と調節シ
   リンダー１３の方に開いた逆止弁１１を介して接続され
   ていることを特徴とする流体静力学的駆動装置。