可变容量型双向旋转泵以及使用该泵的液压回路

摘要

本发明提供一种双向旋转泵，该双向旋转泵在进行流量控制时可形成大流量，在进行压力控制时又可降低施加在电机上的负荷转矩，可使电机小型化、且效率高于现有的双向旋转泵。该可变容量型双向旋转泵，具有双向旋转泵机构、容量可变机构以及转换阀，所述容量可变机构通过根据作用于受压部的控制压力的增减而进行机械变位，使上述泵机构的单位旋转的排出容量变化；所述转换阀在使容量可变机构向大容量侧变位时，将受压部与低压侧流路连接，形成降低上述控制压力的第一回路连接，同时，在使该容量可变机构向小容量侧变位时，形成作为控制压力将上述泵机构的自身排出压力向受压部引导的第二回路连接。

权利要求

1.一种可变容量型双向旋转泵，其特征在于，具有双向旋转泵机构、容量可变机构以及转换阀，

双向旋转泵机构具有两个液体排出口，利用动力机的旋转驱动吸引液体，且从根据旋转方向选择性地确定的所述两个排出口中的任何一个排出该液体；

容量可变机构通过根据作用于受压部的控制压力的增减而进行机械变位，使所述泵机构的单位旋转的排出容量变化；

转换阀在使该容量可变机构向大容量侧变位时，将所述受压部与低压侧流路连接、形成降低所述控制压力的第一回路连接，同时，在使该容量可变机构向小容量侧变位时，形成作为所述控制压力将所述泵机构的自身排出压力向所述受压部引导的第二回路连接。

2.如权利要求1所述的可变容量型双向旋转泵，其特征在于，所述转换阀还具有液体流出阻止装置，该液体流出阻止装置在形成第二回路连接时，阻止液体从所述受压部侧向与所述泵机构的两个排出口分别连通的第一和第二排出侧流路流出、封入作用于所述受压部的控制压力。

3.如权利要求2所述的可变容量型双向旋转泵，其特征在于，所述液体流出阻止装置由阻止液体从所述受压部向所述第一以及第二排出侧流路倒流的止回阀构成。

4.如权利要求2或3所述的可变容量型双向旋转泵，其特征在于，在从所述泵机构的第一和第二排出侧流路分岔、将一部分自身压力作为控制压力导入所述转换阀的控制流路中，设置节流阀。

5.一种使用所述权利要求1至4任一项中所述的可变容量型双向旋转泵的液压回路，从所述可变容量型双向旋转泵向促动器驱动用液压缸导入压油，其特征在于，用于使所述容量可变机构向小容量侧变位的、由所述转换阀形成的第二回路连接的形成，成为对所述液压缸进行压油导入流量控制中的向高速侧的变位，用于使所述容量可变机构向大容量侧变位的第一回路连接的形成，成为对所述液压缸进行压油导入压力控制中的向高压侧的变位。

说明书

可变容量型双向旋转泵以及使用该泵的液压回路

技术领域

[0001] 本发明涉及将压油等液体从两个口部向所对应的各工作部分别供给的可变容量型双向旋转泵。

背景技术

[0002] 双向旋转泵具有两个排出口，根据正反旋转方向从其中一个排出口排出压油，例如，只将图4的液压回路所示的两个排出流路与液压缸连接就可以简便地构成液压控制系统。在这样的双向旋转泵中，通过切换正反旋转方向而改变排出方向，由此可进行工作油的方向控制、改变液压缸的移动方向。并且，通过控制转速可得到所需流量、压力等条件(例如，参照专利文献1)。

[0003] 在这样的双向旋转泵的转速控制系统中，采用使用固定斜板的低容量型。在这种情况下，在进行压力控制时，泵以相当于回路的泄漏补偿的微小转速进行运转。

[0004] 专利文献1：特开2002-266770号公报

[0005] 另一方面，施加在电机上的负荷转矩用排出压力×泵排出容积进行表示，但在进行流量控制时，在需要大流量的情况下，需要大排出容积的泵。但是，在使用大排出容积的泵的情况下，在进行压力控制时，负荷转矩也变大，因此也需要选择大容量用的电机，整体装置大型化并且效率不高。

[0006] 本发明鉴于上述问题，其目的是提供一种双向旋转泵，该双向旋转泵在进行流量控制时可形成大流量，在进行需要高压的压力控制时又可降低施加在电机上的负荷转矩，可使电机小型化、且效率高于现有的双向旋转泵。

发明内容

[0007] 为了实现上述目的，技术方案1所述发明的可变容量型双向旋转泵，具有双向旋转泵机构、容量可变机构以及转换阀，双向旋转泵机构具有两个液体排出口，利用动力机的旋转驱动吸引液体，且从根据旋转方向选择性地确定的所述两个排出口中的任何一个排出该液体；容量可变机构通过根据作用于受压部的控制压力的增减而进行机械变位，使所述泵机构的单位旋转的排出容量变化；转换阀在使该容量可变机构向大容量侧变位时，将所述受压部与低压侧流路连接、形成降低所述控制压力的第一回路连接，同时，在使该容量可变机构向小容量侧变位时，形成作为所述控制压力将所述泵机构的自身排出压力向所述受压部引导的第二回路连接。

[0008] 技术方案2所述发明的可变容量型双向旋转泵，在技术方案1所述的可变容量型双向旋转泵中，所述转换阀还具有液体流出阻止装置，该液体流出阻止装置在形成第二回路连接时，阻止液体从所述受压部侧向与所述泵机构的两个排出口分别连通的第一和第二排出侧流路流出、封入作用于所述受压部的控制压力。

[0009] 技术方案3所述发明的可变容量型双向旋转泵，在技术方案2所述的可变容量型双向旋转泵中，所述液体流出阻止装置由阻止液体从所述受压部向所述第一以及第二排出侧流路倒流的止回阀构成。

[0010] 技术方案4所述发明的可变容量型双向旋转泵，在技术方案2或技术方案3所述的可变容量型双向旋转泵中，在从所述泵机构的第一和第二排出侧流路分岔、将一部分自身压力作为控制压力导入所述转换阀的控制流路中，设置节流阀。

[0011] 技术方案5所述发明的使用上述技术方案1至4中任一项所述的可变容量型双向旋转泵的液压回路，从所述可变容量型双向旋转泵向促动器驱动用液压缸(アクチユエ一タ駆動用油圧シリ ンダ)导入压油，其特征在于，用于使所述容量可变机构向小容量侧变位的、由所述转换阀形成的第二回路连接的形成，成为对所述液压缸进行压油导入流量控制中的向高速侧的变位，用于使所述容量可变机构向大容量侧变位的、由所述转换阀形成的第一回路连接的形成，成为对所述液压缸进行压油导入压力控制中的向高压侧的变位。

[0012] 本发明在双向旋转泵机构上通过转换阀具有两个容量可变机构，通过利用该转换阀形成第一回路连接，将容量可变机构的受压部与低压侧流路连接，降低作用于受压部的控制压力，向大容量侧变位，同时，通过形成第二回路连接，将泵机构的自排出压力作为控制压力导入上述受压部，使容量可变机构向小容量侧变位，因此，使用本发明的可变容量型双向旋转泵，在进行流量控制时，可使泵容量形成大容量，同时，在进行需要高压的压力控制时，可从大容量向小容量转换，因此，具有以下效果，即，可降低电机的负荷转矩，所以电机是小型的即可，泵的装置结构无须大型化，可提高工作效率。

附图说明

[0013] 图1是表示本发明的一个实施方式的可变容量型双向旋转泵的概略结构回路图。

[0014] 图2是本发明的一个实施例，表示使用图1所示的可变容量型双向旋转泵的液压控制系统的液压回路图，(a)是表示容量可变机构向小容量侧的变位状态的液压回路图，(b)是表示容量可变机构向大容量侧的变位状态的液压回路图。

[0015] 图3是表示使用图1所示的可变容量型双向旋转泵的其他的液压控制系统的示例的液压回路图，(a)是表示对应液压缸室内的缸盖侧容积和杆侧容积的差大、惯性负荷进行作用的情况的双向旋转泵的转速控制系统用液压回路图，(b)是对应使用两侧杆液压缸的情况的双向旋转泵的转速控制系统用的液压回路图，(c)是以改善进行正反旋转方向转换时的应答性为目的的双向旋转泵的转速控制系统用的液压回路图，(d)是对应单向负荷作用于液压缸的缸盖侧室内的情况的双向旋转泵的转速控制系统用的液压回路图。

[0016] 图4是表示使用现有的双向旋转泵的液压控制系统的一例的液压回路图。

具体实施方式

[0017] 在本发明中，具有双向旋转泵机构，该双向旋转泵机构利用动力机的旋转驱动吸引液体，并将该液体从根据旋转方向选择性地确定的两个排出口中的任何一个排出，在该双向旋转泵机构上具有容量可变机构、形成双容量转换型，该容量可变机构通过利用转换阀与作用于受压部的控制压力的增减相对应地进行机械变位，使上述泵机构的单位旋转的排出容量变化。

[0018] 即，转换阀在使容量可变机构向大容量侧变位时，将上述受压部与低压侧流路连接、形成使控制压力降低的第一回路连接，同时，在使容量可变机构向小容量侧变位时，形成将泵机构的自身排出压力作为控制压力向上述受压部引导的第二回路连接。

[0019] 因此，根据本发明，通过这样的转换阀，在进行流量控制时，可使泵容量形成大容量，同时，在进行需要高压的压力控制时，可以从大容量切换到小容量，因此，可以降低施加在电机上的负荷转矩，小型的电机即可，无须使装置大型化就可以得到高效率的双向旋转泵。

[0020] 另外，简便的容量可变机构，例如使用图1所示的斜板式。在这样的情况下，容量可变机构7的受压部8根据控制压力改变斜板9的倾斜角度。即，在转换阀6形成第一回路连接的状态(图1的口部PA的连接状态)下，控制压力对受压部8作用，该控制压力通过将一部分自身压力经过第一或第二控制流路3X、3Y从与双向旋转泵机构1的两个排出口分别连通的第一排出侧流路2X或第二排出侧流路2Y引导而形成，该受压部8按压斜板9、缩小其倾斜角度，将泵机构1的排出量转换到小容量侧，另外，转换阀6在形成第二回路连接的状态(口部BT的连接状态)下，停止导入控制压油，随着控制压力的减小、减轻对受压部8的作用，一面解除对斜板9的按压、一面增大倾斜角度，将泵机构1的排出量转换到大容量侧。

[0021] 通过设置利用这样的转换阀形成双容量转换的容量可变机构，本发明的双向旋转泵在控制流量时可转换到大容量侧、形成大流量，同时，在进行压力控制时，可转换到小容量侧、缩小施加在电机上的负荷转矩，因此小型的电机即可，无须使装置结构大型化就可以实现高效率的双向旋转泵。

[0022] 另外，由于在上述图1所示的斜板式的可变容量型泵中，利用自身压力控制斜板角，因此，在转换到小容量侧、排出压力低于泵的最低调整压力时，容量可变机构7不能确保用于按压斜板9的控制压力、将斜板角保持在小的状态是非常困难的，有时斜板9形成任意活动的无控制状态。因此，在低压区域很难将排出量保持一定。

[0023] 因此，在转换阀6上还具有液体流出阻止装置，该液体流出阻止装置在形成第二回路连接时，阻止液体从上述受压部8侧向泵机构1的第一和第二排出侧流路2X、2Y流出、封堵作用于受压部8的控制压力，通过该液体流出阻止装置，在将容量可变机构7转换到小容量侧时，即使泵机构1的排出压力低于最低调整压力，被该液体流出阻止装置封堵的控制压力也可继续作用于受压部8，因此，即使在低压区域也可以保持稳定的控制状态。

[0024] 作为液体流出阻止装置，首先，使用止回阀是最为简便、有效的理想结构，该止回阀阻止液体从受压部8向泵机构1的第一和第二排出侧流路2X、2Y倒流。具体是，可在第一排出侧流路2X和第二排出侧流路2Y与转换阀6之间、即在从第一排出侧流路2X分岔的第一控制流路3X中、从第二排出侧流路2Y分岔的第二控制流路3Y中分别设置止回阀4X、4Y。

[0025] 并且，由于考虑到在转换阀的构成零件的间隙产生的小的液体泄漏多少降低了封堵的控制压力，因此为了更可靠地确保控制压力，也可在转换阀6内设置止回阀作为防泄漏机构(ノンリ一ク機構)。

[0026] 并且，通过在控制流路中设置节流阀8，可降低容量可变机构7在进行转换时的变化，可作为无冲击装置发挥作用。

[0027] 而且，在使用上述的可变容量型双向旋转泵、将该压油导入促动器(アクチユエ一タ)驱动用液压缸的液压回路中，可容易地得到将转换阀形成的容量可变机构的变位设定为高速转换型与高压转换型的转换等所需的回路结构。例如，可将由用于使容量可变机构向小容量侧变位的上述转换阀形成的第二回路连接的形成，作为对液压缸进行压油导入流量控制中的从低速向高速侧的变位，可将第一回路连接的形成作为对液压缸进行压油导入压力控制中的从低压向高压侧的变位，所述第一回路连接由上述切换阀进行，该切换阀为了使容量可变机构向大容量侧变位，使接受部与低压侧流路连接。

[0028] 上述的本发明的可变容量型双向旋转泵可用于各种液压回路，有助于整个装置的小型化、高效率化。

[0029] 实施例

[0030] 作为本发明的一个实施例，图2表示使用具有斜板式可变容量装置的双向旋转泵的液压回路。图2(a)是表示形成使容量可变机构向小容量侧变位的第二回路的连接状态的液压回路图，(b)是表示形成使容量可变机构向大容量侧变位的第一回路连接的状态的液压回路图。

[0031] 本实施例的液压回路，表示将具有与图1所示的结构相同的可变容量型双向旋转泵的两个排出口串联地与液压缸连接而形成的液压控制回路。即，本可变容量型双向旋转泵，在双向旋转泵机构11上通过电磁转换阀16设有容量可变机构17。与泵的两个排出口分别连通的第一排出侧流路12X和第二排出侧流路12Y，与促动器驱动用的液压缸20串联连接。

[0032] 双向旋转泵机构11可正反双向地供给压油，根据其正反旋转方向选择压油的排出方向，通过控制转速来控制排出量、排出压力，因此形成了在与液压缸20的串联线路中不需要方向转换阀、压力控制阀、流量控制阀的简单的液压控制回路。

[0033] 双向旋转泵机构11，通过从第一和第二排出侧流路12X、12Y分别分岔的第一控制流路13X和第二控制流路13Y，以及通过这些控制流路、将一部分动作油作为控制压力从各排出口引导的电磁转换阀16，连接斜板式的容量可变机构17。

[0034] 该容量可变机构17通过受压部18根据控制压力对斜板19进行推拉来改变斜板19的倾斜角度，使双向旋转泵机构11的挤压容量变位。

[0035] 具体是，如图2(a)所示，在电磁转换阀16作为第一回路连接形成口部PA连接(口部B塞住(プラグ))的状态下，从双向旋转泵机构11向受压部18作用控制压力，该控制压力通过将一部分自身压力从第一排出侧流路12X或第二排出侧流路12Y经过第一控制流路13X或第二控制流路13Y引导而形成，该受压部18按压斜板19、缩小其倾斜角度，将双向旋转泵机构11的排出量转换到小容量侧。

[0036] 并且，在电磁转换阀16作为第二回路连接形成口部BT连接(口部A塞住)的状态下，通过停止导入控制压油、控制压力降低。随之对受压部18的作用减轻，一面解除对斜板19的按压一面增大倾斜角度，双向旋转泵机构11的排出量被转换到大容量侧。

[0037] 并且，在本实施例中，在形成图2(b)所示的大容量侧的第二回路连接时，作为阻止液体从受压部18侧向第一排出侧流路12X或第二排出侧流路12Y流出、封堵作用于受压部18上的控制压力的液体流出阻止装置，分别在第一控制流路13X中和第二控制流路13Y中设置止回阀14X、14Y。

[0038] 这样，在将容量可变机构17向小容量侧转换时，即使双向旋转泵机构11的排出压力低于最低调整压力，被该止回阀14X、14Y封堵的控制压力也可以继续作用于受压部18，因此，即使在低压区域也可以保持稳定的控制状态。

[0039] 而且，在第一和第二控制流路13X、13Y上，通过在各止回阀14X、14Y的靠近电磁转换阀16处设置节流阀15作为无冲击装置，可以降低容量可变机构17在进行转换时的变化。

[0040] 通过以上的结构，在进行流量控制时，可将泵容量形成为大容量，同时，在进行需要高压的压力控制时，可从大容量向小容量进行转换，因此，可以降低施加在电机上的负荷转矩，安装在泵上的电机是小型的即可，可以防止装置结构的大型化、得到高效率的可变容量型双向旋转泵。

[0041] 并且，上述结构的可变容量型双向旋转泵，可容易地将向液压缸20导入压油时由电磁转换阀16形成的口部连接的变化，向适用于其他规格的回路结构进行变化。例如，可容易得到使转换阀16形成的容量可变机构17的变位、形成高速转换型和高压转换型的转换等的所需要的回路结构。

[0042] 例如，可将由用于使容量可变机构17向小容量侧变位的电磁转换阀16形成的第二回路连接的形成(图2(a))，作为向液压缸进行压油导入流量控制中的从低速到高速侧的变位，可将为了使容量可变机构向大容量侧变位而将接受部与低压侧流路连接的上述转换阀形成的第一回路连接的形成(图2(b))，作为向液压缸进行压油导入压力控制中的从低压到高压侧的变位。

[0043] 另外，本发明的可变容量型双向旋转泵不局限于上述图2所示的液压回路，可用于各种液压控制系统。例如，可用于以下各种液压回路而构成简单的液压控制系统，即，双向旋转泵的转速控制系统用的液压回路，该液压回路对应于图3(a)所示的液压缸室内的缸盖侧容积与杆侧容积的差大等的、负荷作用于惯性负荷等反控制方向的情况；此外，如图3(b)所示，对应于使用两侧杆液压缸的双向旋转泵的转速控制系统用液压回路；另外，如图3(c)所示，在双向旋转泵的转速控制系统中、以改善进行正反旋转方向的转换时的应答性为目的的液压回路；以及，如图3(d)所示，对应于单向负荷作用于液压缸的缸盖侧室内的情况的双向旋转泵的转速控制系统用的液压回路等。