特表 2022-516145 可変容量形油圧ポンプセット及びショベル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-24

(54)【発明の名称】可変容量形油圧ポンプセット及びショベル

(51)【国際特許分類】

   F04B 23/12 20060101AFI20220216BHJP

   F04B 53/10 20060101ALI20220216BHJP

   E02F 3/42 20060101ALI20220216BHJP

【ＦＩ】

F04B23/12

F04B53/10 K

E02F3/42

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021538435

(86)(22)【出願日】2018-12-26

(85)【翻訳文提出日】2021-08-26

(86)【国際出願番号】 CN2018123851

(87)【国際公開番号】W WO2020132934

(87)【国際公開日】2020-07-02

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521272506

【氏名又は名称】▲い▼柴動力股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＥＩＣＨＡＩ ＰＯＷＥＲ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】１９７ Ａ，Ｅａｓｔ Ｆｕｓｈｏｕ Ｓｔｒｅｅｔ Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ Ｗｅｉｆａｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６１０６１，Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】521285333

【氏名又は名称】林徳液圧（中国）有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＬＩＮＤＥ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ（ＣＨＩＮＡ）ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】１６９，Ｗｅｉａｎ Ｒｏａｄ，Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ Ｗｅｉｆａｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６１０６１ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】崔凱

(72)【発明者】

【氏名】秦緒▲しん▼

(72)【発明者】

【氏名】楊国璽

(72)【発明者】

【氏名】楊飛

【テーマコード（参考）】

2D003

3H071

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB05

2D003DA02

3H071AA03

3H071BB02

3H071BB12

3H071BB14

3H071BB15

3H071CC33

3H071CC34

3H071DD15

3H071DD17

3H071DD27

(57)【要約】

ポンプボディユニット１及びチャージユニット２を含み、前記ポンプボディユニット１はポンプ本体１１、第１のスプールバルブ１２及び第1の制御弁１３を含み、第１のスプールバルブ１２はばね端１２２及びパイロットキャビティ１２１を含み、第1の制御弁１３には給油口Ａ、給油口Ｂ及び排油口Ｔが設けられ、前記ポンプ本体１１は可変容量形ポンプ１１１及び可変容量形シリンダ１１２を含み、前記可変容量形ポンプ１１１は斜板１１１１を含み、前記可変容量形シリンダ１１２はロッド付きキャビティ１１２２及びロッド無しキャビティ１１２３を含み、前記可変容量形シリンダ１１２は前記ばね端１２２及び前記斜板１１１１と機械的に接続され、前記チャージユニット２は前記パイロットキャビティ１２１に連通している、可変容量形油圧ポンプセット。上記の設置によって、可変容量形ポンプの出力吐出量を制御する構造を可変容量形ポンプと一体に統合することができ、同時に複数種類の制御ユニットを統合し、異なる制御機能を実現することができ、構造が簡単で、体積が小さいという利点を有する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプボディユニット（１）及びチャージユニット（２）を含み、前記ポンプボディユニット（１）はポンプ本体（１１）、第１のスプールバルブ（１２）及び第１の制御弁（１３）を含み、第１のスプールバルブ（１２）は、ばね端（１２２）及びパイロットキャビティ（１２１）を含み、第１の制御弁（１３）には給油口Ａ、給油口Ｂ及び排油口Ｔが設けられ、
前記ポンプ本体（１１）は可変容量形ポンプ（１１１）及び可変容量形シリンダ（１１２）を含み、前記可変容量形ポンプ（１１１）は斜板（１１１１）を含み、前記可変容量形シリンダ（１１２）はロッド付きキャビティ（１１２２）及びロッド無しキャビティ（１１２３）を含み、前記可変容量形シリンダ（１１２）は前記ばね端（１２２）及び前記斜板（１１１１）と機械的に接続され、前記チャージユニット（２）は前記パイロットキャビティ（１２１）に連通し、
前記可変容量形ポンプ（１１１）は前記給油口Ａに連通し、チャージユニット（２）は前記給油口Ｂに連通し、前記排油口Ｔは前記ロッド付きキャビティ（１１２２）と連通し、前記ロッド無しキャビティ（１１２３）は前記第１のスプールバルブ（１２）を介して前記排油口Ｔに連通している、
可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項2】

前記第１の制御弁（１３）はシャトル弁である、
請求項１に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項3】

電気制御減圧ユニット（４）をさらに含み、前記電気制御減圧ユニット（４）には給油口（４２）及び排油口（４３）が設けられ、前記給油口（４２）は前記チャージユニット（２）に連通し、前記排油口（４３）は前記ポンプボディユニット（１）に連通し、前記電気制御減圧ユニット（４）は前記チャージユニット（２）の前記ポンプボディユニット（１）へ提供するパイロット油の圧力を制御するように設けられている、
請求項１に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項4】

前記電気制御減圧ユニット（４）はソレノイドバルブ（４１）を含み、前記ソレノイドバルブ（４１）はそれぞれ前記チャージユニット（２）と前記第１のスプールバルブ（１２）とに連通し、前記ソレノイドバルブ（４１）の出口圧力値と前記ソレノイドバルブ（４１）を制御する電流値とは、線形比例関係を呈している、
請求項３に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項5】

フェールセーフユニット（５）をさらに含み、前記フェールセーフユニット（５）は前記電気制御減圧ユニット（４）と前記ポンプボディユニット（１）との間の管路に設けられ、
前記チャージユニット（２）は、前記電気制御減圧ユニット（４）が動作する時に、前記電気制御減圧ユニット（４）、前記フェールセーフユニット（５）を介して前記パイロットキャビティ（１２１）に給油するように設けられ、
前記チャージユニット（２）は、前記電気制御減圧ユニット（４）が動作しない時に、前記フェールセーフユニット（５）によって前記パイロットキャビティ（１２１）に給油するようにさらに設けられている、
請求項４に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項6】

前記フェールセーフユニット（５）は第２の制御弁（５１）を含み、前記チャージユニット（２）は前記ソレノイドバルブ（４１）が動作しない時に、前記第２の制御弁（５１）を介して前記パイロットキャビティ（１２１）とノーマリーオンするように設けられ、前記チャージユニット（２）は、前記ソレノイドバルブ（４１）が動作する時に、前記ソレノイドバルブ（４１）を介して前記第２の制御弁（５１）を動作させるように制御し前記パイロットキャビティ（１２１）に給油するようにさらに設けられている、
請求項５に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項7】

圧力遮断ユニット（６）をさらに含み、前記圧力遮断ユニット（６）はそれぞれ前記第１の制御弁（１３）と前記第１のスプールバルブ（１２）と接続され、前記圧力遮断ユニット（６）は、前記可変容量形ポンプ（１１１）の出力圧力が予め設定された圧力に達する時に、前記ロッド付きキャビティ（１１２２）と前記ロッド無しキャビティ（１１２３）とを連通させるように設けられている、
請求項６に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項8】

前記圧力遮断ユニット（６）は第３の制御弁（６１）を含み、第３の制御弁（６１）はパイロット端（６１１）、油口Ａ、油口Ｂ及び油口Ｔを含み、前記ロッド付きキャビティ（１１２２）はそれぞれ前記パイロット端（６１１）と前記油口Ａに連通し、前記油口Ｔは前記第１のスプールバルブ（１２）に連通し、
前記ロッド付きキャビティ（１１２２）は、前記第３の制御弁（６１）が動作する時に、前記第３の制御弁（６１）及び第１のスプールバルブ（１２）を介して前記ロッド無しキャビティ（１１２３）に連通し可能である、
請求項７に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項9】

前記チャージユニット（２）は、
チャージポンプ排油口（２１１）が設けられ、前記チャージポンプ排油口（２１１）はそれぞれ前記ポンプボディユニット（１）、前記フェールセーフユニット（５）及び前記圧力遮断ユニット（６）に接続されるチャージポンプ（２１）と、
前記チャージポンプ（２１）と並列連通するリリーフバルブ（２２）とを含む、
請求項８に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項10】

前記可変容量形油圧ポンプセットは２セットのポンプボディユニット（１）を含み、各セットの前記ポンプボディユニット（１）はいずれも１セットの前記電気制御減圧ユニット（４）、１セットの前記フェールセーフユニット（５）及び１セットの前記圧力遮断ユニット（６）に対応し、
２セットの前記ポンプボディユニット（１）の前記可変容量形ポンプ（１１１）の駆動軸と前記チャージポンプ（２１）の駆動軸は順に直列接続されている、
請求項９に記載の可変容量形油圧ポンプセット。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の可変容量形油圧ポンプセットを含む、
ショベル。

【請求項12】

前記ショベルはクローラ式ショベルである、
請求項１１に記載のショベル。

【請求項13】

油タンク（３）をさらに含み、前記ロッド無しキャビティ（１１２３）は前記第１のスプールバルブ（１２）を介して前記排油口Ｔ及び前記油タンク（３）に連通している、
請求項１１に記載のショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は油圧ポンプの技術分野に関し、例えば可変容量形油圧ポンプセット及びショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

特許ＣＮ１０５１１３５７０Ａにはショベル油圧素子配置が開示されており、メインポンプが提供した作動油は主制御弁を経過した後に負流量フィードバックバルブに入り、負流量フィードバックバルブのオリフィスを介して圧力信号を生成し、この圧力信号はメインポンプの吐出量調整機構を制御し、これによりメインポンプの流量を調整する。

【0003】

特許ＣＮ１０４４８０９９１Ａにはショベル油圧ポンプ制御回路が開示されており、第１の可変容量形ポンプは第１の可変容量形ポンプ調節機構によって出口圧力と吐出量の対応関係の変化を制御し、第２の可変容量形ポンプは第２の可変容量形ポンプ調節機構によって出口圧力と吐出量の対応関係の変化を制御する。ここで、第１の可変容量形ポンプ調節機構、第２の可変容量形ポンプ調節機構はいずれも４つの制御信号を含み、ここで、第１の可変容量形ポンプ出口圧力、第２の可変容量形ポンプ出口圧力及びパワー制御信号の３つの信号によって可変容量形ポンプのパワーカーブを制御し、４番目の制御信号は可変容量形ポンプの吐出量を制御する。ブームシリンダ変位センサ、アームシリンダ変位センサ、バケットシリンダ変位センサ及び第１の可変容量形ポンプ、第２の可変容量形ポンプの出口圧力によってブームシリンダ、アームシリンダ及びバケットシリンダが所在する位置を判断し、これに基づいて第１の可変容量形ポンプ及び第２の可変容量形ポンプを制御する。

【0004】

以上の技術案においては、いずれも外部制御システムのフィードバック信号によって可変容量形ポンプの吐出量を制御するため、制御システムの構造が複雑であり、システムコストが高く、かつ後続のメンテナンスが複雑であり、システムの体積が大きく、占有空間が大きい。

【発明の概要】

【0005】

本開示は可変容量形油圧ポンプセット及びショベルを提供し、可変容量形ポンプの出力吐出量を制御する構造を可変容量形ポンプと一体に統合することができ、同時に複数の種類の制御ユニットを統合し、異なる制御機能を実現することができ、構造が簡単で、体積が小さいという利点を有する。

【0006】

一実施例は、ポンプボディユニット及びチャージユニットを含み、前記ポンプボディユニットはポンプ本体、第１のスプールバルブ及び第１の制御弁を含み、第１のスプールバルブはばね端及びパイロットキャビティを含み、第１の制御弁には給油口Ａ、給油口Ｂ及び排油口Ｔが設けられ、前記ポンプ本体は可変容量形ポンプ及び可変容量形シリンダを含み、前記可変容量形ポンプは斜板を含み、可変容量形シリンダはロッド付きキャビティ及びロッド無しキャビティを含み、前記可変容量形シリンダは前記ばね端及び前記斜板と機械的に接続され、前記チャージユニットは前記パイロットキャビティに連通され、ここで、前記可変容量形ポンプは前記給油口Ａに連通され、チャージユニットは前記給油口Ｂに連通され、前記排油口Ｔは前記ロッド付きキャビティと連通され、前記ロッド無しキャビティは前記第１のスプールバルブによって前記排油口Ｔと連通される、可変容量形油圧ポンプセットを提供している。

【0007】

一実施例において、前記可変容量形油圧ポンプセットを含むショベルをさらに提供している。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施例の可変容量形油圧ポンプセットの動作原理の構造模式図である。

【図2】一実施例の可変容量形油圧ポンプセットの構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１及び図２に示すように、本実施例では可変容量形油圧ポンプセットを提供し、当該可変容量形油圧ポンプセットはポンプボディユニット１、チャージユニット２、電気制御減圧ユニット４、フェールセーフユニット５及び圧力遮断ユニット６を含む。

【0010】

ポンプボディユニット１はポンプ本体１１、第１のスプールバルブ１２及び第１の制御弁１３を含み、ここでポンプ本体１１は可変容量形ポンプ１１１及び可変容量形シリンダ１１２を含み、本実施例において、可変容量形ポンプ１１１は単方向可変容量形ポンプであり、可変容量形ポンプ１１１の給油口は油タンク３に連通し、可変容量形ポンプ１１１の排油口は第１の制御弁１３の給油口Ａに接続され、チャージユニット２は第１の制御弁１３の給油口Ｂに連通し、第１の制御弁１３の排油口Ｔは１つの管路を介して可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２に連通し、可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３は第１のスプールバルブ１２を介して前記排油口Ｔ及び油タンク３に連通している。

【0011】

上述のチャージユニット２の第１の制御弁１３に供給した作動油を第１の制御弁１３の制御パイロット油とし、可変容量形ポンプ１１１は同時に第１の制御弁１３にも油を供給し、第１の制御弁１３は選択弁として使用され、チャージユニット２が提供した作動油及び可変容量形ポンプ１１１が提供した作動油のうちの圧力が高いものを選択して第１の制御弁１３の制御油源とする。

【0012】

上述の第１の制御弁１３はシャトル弁であり、２ポート２位置ソレノイドバルブであってもよい。

【0013】

可変容量形シリンダ１１２は、第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２２と、可変容量形ポンプ１１１の斜板１１１とに機械的に接続されている。一実施例において、可変容量形シリンダ１１２のピストンロッド１１２１は可変容量形ポンプ１１１の斜板１１１に機械的に接続され、可変容量形ポンプ１１１の斜板１１１はフィードバックロッド１４に接続され、フィードバックロッド１４は第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２２に接続されている。可変容量形シリンダ１１２の動作はフィードバックロッド１４によってパイロットキャビティ１２２に作用し、第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１はチャージユニット２に連通し、チャージユニット２は第１のスプールバルブ１２にパイロット油を提供し、チャージユニット２が提供したパイロット油は第１のスプールバルブ１２の弁体を動作させるように駆動している。

【0014】

可変容量形ポンプ１１１の排油口は図１におけるＰ１ポートを介して外部油圧制御システムに連通し、ショベルの複数種類の動作を制御する。

【0015】

上述のポンプボディユニット１が動作する時に、可変容量形ポンプ１１１の出力吐出量が安定値であると、第１のスプールバルブ１２の弁体はプリセット位置にあり、つまり第１のスプールバルブ１２の弁体の両側が受けたパイロット油からの圧力とばねからの圧力は同じであり、この時に可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２とロッド無しキャビティ１１２３の圧力はバランスを保持する。

【0016】

第１のスプールバルブ１２が初期状態にある時、第１のスプールバルブ１２のばねは圧縮され、第１のスプールバルブ１２の弁体は最左位置状態にある。この時、フィードバックロッド１４の左への移動は、終始ばねの圧縮量を変更するため、ばねが引張状態にならない。

【0017】

可変容量形ポンプ１１１の吐出量を調整する必要がある場合、例えば可変容量形ポンプ１１１の排出量を増大させる必要がある場合、チャージユニット２が第１のスプールバルブ１２の右端のパイロットキャビティ１２１にパイロット油を提供するように制御し、パイロットキャビティ１２１内の圧力が増大し、この時、第１のスプールバルブ１２の弁体は左へ移動する。可変容量形ポンプ１１１の排油口から出力された作動油の圧力がチャージユニット２から提供した作動油の圧力よりも大きい時に、第１の制御弁１３の弁体が上に移動し、可変容量形ポンプ１１１が提供した作動油が第１の制御弁１３を経過する経路は給油口Ａから排油口Ｔまでである。

【0018】

第１の制御弁１３の排油口Ｔは管路を介して可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２とロッド無しキャビティ１１２３に分流され、つまり第１の制御弁１３の排油口Ｔは第１の分岐回路を介して直接的に可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２に連通し、第１の制御弁１３の排油口Ｔは第２の分岐回路の第１のスプールバルブ１２の内部通路を介して可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３に連通する。

【0019】

第１のスプールバルブ１２がサーボ弁であるため、第１のスプールバルブ１２の弁体の動作は弁ポートの開度に影響し、第１のスプールバルブ１２の弁体が左に移動すると、第１のスプールバルブ１２の作動油に沿ってロッド無しキャビティ１１２３に入る方向の油口の開度が小さくなり、ロッド無しキャビティ１１２３の作動油に沿って第１のスプールバルブ１２から油タンク３の方向に流れる油口の開度が大きくなり、ロッド無しキャビティ１１２３内の圧力が低くなる。この時、可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２の作動油のピストンに対する作用力はロッド無しキャビティ１１２３の作動油のピストンに対する作用力よりも大きく、ピストンＡが右に運動するように押動し、同時に、ピストンロッド１１２１によって斜板１１１を押動することにより、斜板１１１の振れ角を大きくさせ、可変容量形ポンプ１１１の吐出量が増大し、斜板１１１はフィードバックロッド１４を連動し、フィードバックロッド１４はパイロットキャビティ１２２に作用し、第１のスプールバルブ１２の弁コアを右に移動させる。可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２とロッド無しキャビティ１１２３内の圧力が絶えず調整されている間、ロッド無しキャビティ１１２３とロッド付きキャビティ１１２２は平衡状態に達し、第１のスプールバルブ１２の弁体は再びプリセット位置に安定し、この時可変容量形ポンプ１１１の吐出量出力が安定する。

【0020】

上述の第１の制御弁１３の制御油源はチャージユニット２が提供したパイロット油源及び可変容量形ポンプ１１１が提供した作動油のうちの圧力が高いものを制御油源としている。一般的には、可変容量形ポンプ１１１のＰ１口には外部担持が接続され、そこで可変容量形ポンプ１１１が動作する時に、可変容量形ポンプ１１１と第１の制御弁１３との間の管路に生成した圧力はチャージユニット２が提供したパイロット油の圧力よりも大きく、可変容量形ポンプ１１１が提供した作動油を第１の制御弁１３の制御油とする。

【0021】

しかしながら、可変容量形ポンプ１１１が動作する場合、可変容量形ポンプ１１１と第１の制御弁１３との間の管路内に第１の制御弁１３の弁体が動作するように押動する油圧を生成することができず、これにより給油口Ａが給油される時に（例えば、装置が終始スリップ状態にある時に、可変容量形油圧ポンプセット内の圧力は担持によって決定されるため、この時、可変容量形ポンプ１１１と第１の制御弁１３との間に圧力を確立できない場合）、可変容量形ポンプ１１１の出力吐出量を調整しようとする際に、可変容量形ポンプ１１１と第１の制御弁１３との間の管路は圧力を確立することができず、可変容量形ポンプ１１１から出力された作動油は第１の制御弁１３を介して可変容量形シリンダ１１２に流れることができず、可変容量形シリンダ１１２内のロッド無しキャビティ１１２３とロッド付きキャビティ１１２２内の作動油はほとんど変化せず、可変容量形ポンプ１１１は可変吐出量を実現することができない。この時、チャージユニット２は第１の制御弁１３の制御油源とし、チャージユニット２内の作動油は第１の制御弁１３の給油口Ｂ及び排油口Ｔを通過した後、第１の分岐回路と第２の分岐回路に分けられ、第１の分岐回路によって可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３に給油し、第２の分岐回路はロッド付きキャビティ１１２２に給油し、可変容量形シリンダ１１２が給油した後、ピストンロッド１１２１が動作し始め、最終的には可変容量形シリンダ１１２のピストンロッド１１２１を再び平衡状態に達成させる。可変容量形シリンダ１１２のピストンのバランス調整過程において、可変容量形ポンプ１１１の斜板１１１はピストンロッド１１２１に伴って動作し、斜板１１１によってフィードバックロッド１４が動作するように連行し、第１のスプールバルブ１２の弁体が安定状態になった場合、可変容量形ポンプ１１１の吐出量も再び安定を保持する。

【0022】

電気制御減圧ユニット４の給油口４２はチャージユニット２に連通し、電気制御減圧ユニット４の排油口４３はポンプボディユニット１に連通し、電気制御減圧ユニット４はチャージユニット２のポンプボディユニット１へ提供するパイロット油源の圧力を制御することができる。

【0023】

一実施例において、電気制御減圧ユニット４はソレノイドバルブ４１を含み、ソレノイドバルブ４１によってポンプボディユニット１へ出力された作動油の圧力を制御し、本実施例におけるソレノイドバルブ４１は電気制御比例減圧弁である。ソレノイドバルブ４１の出力端は第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１に接続され、制御システムが電流信号を発信する時に、ソレノイドバルブ４１が動作し始め、ソレノイドバルブ４１の入口圧力はチャージユニット２から由来する。ソレノイドバルブ４１の一側に制御端が設けられ、ひいては入力された電流信号によって制御端にソレノイドバルブ４１内部の弁体が運動するように押動させることができ、これによりソレノイドバルブ４１内の油路の開口度を調整し、ひいてはソレノイドバルブ４１の出口の作動油の圧力を調整する。一実施例において、ソレノイドバルブ４１の出口圧力は入力された電流信号と正比例関係になり、つまりソレノイドバルブ４１の出口の作動油の圧力は電流が増大するにつれて増大し、線形比例関係を呈する。

【0024】

また、本実施例におけるフェールセーフユニット５は電気制御減圧ユニット４とポンプボディユニット１との間の管路に設けられ、フェールセーフユニット５はパイロット制御弁であり、電気制御減圧ユニット４によってフェールセーフユニット５の動作状態を制御する。電気制御減圧ユニット４が動作する時に、チャージユニット２は電気制御減圧ユニット４、フェールセーフユニット５を介して第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１に給油し、電気制御減圧ユニット４が動作しない時に、チャージユニット２はフェールセーフユニット５によって第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１に給油する。

【0025】

フェールセーフユニット５は、第２の制御弁５１を含む。一実施例において、ソレノイドバルブ４１の出力端は第２の制御弁５１の油口Ａに連通し、同時に第２の制御弁５１のパイロットキャビティに連通し、チャージユニット２は第２の制御弁５１の油口Ｂに連通する。電気制御減圧ユニット４が動作しない時に、チャージユニット２はフェールセーフユニット５によって第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１に給油し、この時、第２の制御弁５１のパイロットキャビティにはパイロット油がなく、第２の制御弁５１は右位置動作状態にあり、第２の制御弁５１の油口Ｂは第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１にノーマリーオンする。油液は油口Ｂから第２の制御弁５１に入った後、２つの経路に分けられ、１つの経路は第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１に連通し、もう１つの経路は油タンクに連通し、かつ油タンクに接続されたこの油路にオリフィスが設けられている。電気制御減圧ユニット４が動作する時に、電気制御減圧ユニット４の出口を経た作動油の一部はパイロット油として第２の制御弁５１の一端に作用し、これにより第２の制御弁５１が左位置動作状態になり、この時油口Ｂが閉じられ、チャージユニット２の油は電気制御減圧ユニット４のみによって第２の制御弁５１に連通し、さらに第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１に連通する。上述の構造によって第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１がチャージユニット２に連通し、かつ第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２１の制御圧力が電気制御減圧ユニット４及びフェールセーフユニット５の異なる動作位置によって調整される。本実施例における第２の制御弁５１は４ポート２位置サーボスプールバルブであり、第２の制御弁５１は双方向に通油するものである。

【0026】

可変容量形ポンプ１１１が大吐出量で、システムの圧力が大きすぎる場合、この時可変容量形ポンプ１１１の吐出量を低減させる方式によって可変容量形油圧ポンプセットの出力パワーを低下させ、パワーが大きすぎることによるエンジンの故障及びエネルギーの損失を回避することができるため、圧力遮断ユニット６が設けられている。圧力遮断ユニット６は第１の制御弁１３と第１のスプールバルブ１２との間の管路に接続され、可変容量形ポンプ１１１の出力圧力が予め設定された圧力閾値に達すると、圧力遮断ユニット６が動作し、可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２とロッド無しキャビティ１１２３とを連通させる。

【0027】

圧力遮断ユニット６は第３の制御弁６１を含み、第３の制御弁６１は３ポート２位置サーボスプールバルブであり、第１の制御弁１３の排油口Ｔは同時に第３の制御弁６１のパイロット端６１１と第３の制御弁６１の油口Ａに連通することができ、第３の制御弁６１の油口Ｔは第１のスプールバルブ１２に連通する。可変容量形ポンプ１１１が最大吐出量になく（つまり第１のスプールバルブ１２が最左位置状態でない場合）、第３の制御弁６１が動作しない場合、可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３は第１のスプールバルブ１２及び第３の制御弁６を介して油タンク３にノーマリーオンしてする。このような動作状態では、可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３は第２の制御弁１２の内部通路、第３の制御弁６１の油口Ｔ及び油口Ｂを介して油タンク３に連通する。第３の制御弁６１が動作する時に、可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２は第３の制御弁６１及び第１のスプールバルブ１２を介して可変容量形ポンプ１１１のロッド無しキャビティ１１２３に連通することができ、この時、第３の制御弁６１の弁体が左位置動作状態に完全に位置していなければ、ロッド無しキャビティ１１２３は依然として油タンク３に連通したままである。

【0028】

初期位置にある場合、第３の制御弁６１は右位置動作状態にあり、この時可変容量形シリンダ１１２のロッド付きキャビティ１１２２とロッド無しキャビティ１１２３とは連通しないが、この時、可変容量形ポンプ１１１が安定した排出量状態にあると、可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３は第１のスプールバルブ１２、第３の制御弁６１を介して油タンクに連通する。この可変容量形ポンプ１１１がショベルに適用されると、可変容量形ポンプ１１１の吐出量が非常に大きく、ショベルの動作が遮断されると、本実施例における可変容量形油圧ポンプセットのＰ１ポートは外部担持システムに接続され、外部担持システムは本実施例における可変容量形油圧ポンプセットの管路内の圧力を制御し、この圧力は外部担持システムによって決定される。可変容量形油圧ポンプセットにおける圧力が増大し、圧力が第３の制御弁６１の予め設定された圧力閾値まで増大すると、圧力遮断ユニット６が作用し、つまり第３の制御弁６１の弁体が動作する。第３の制御弁６１の弁体が動作すると、ロッド無しキャビティ１１２３とロッド付きキャビティ１１２２とを連通させ、可変容量形シリンダ１１２の調整によって、可変容量形ポンプ１１１の吐出量を制御する。可変容量形ポンプ１１１の吐出量を制御することによって、可変容量形ポンプ１１１の出力パワーを制御する目的を達成する。一実施例において、第１の制御弁１３の排油口Ｔを経た作動油は第３の制御弁６１のパイロット油として、第３の制御弁６１のパイロット端６１１に作用し、第３の制御弁６１の弁体が右に運動するように押動する。この時、ロッド無しキャビティ１１２３とロッド付きキャビティ１１２２とは連通している。

【0029】

第３の制御弁６１の弁体は作動油のロッド無しキャビティ１１２３へ流れる方向の開度が大きくなり、ロッド無しキャビティ１１２３から油タンク３に還流する開度が小さくなる。つまりロッド付きキャビティ１１２２を経た高圧油は第３の制御弁の油口Ａ、油口Ｔ、及び第１のスプールバルブ１２を経て可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３に流れ、ロッド付きキャビティ１１２２とロッド無しキャビティ１１２３が高圧油であるため、同時に油タンクに還流する作動油によるロッド無しキャビティ１１２３の圧力低下が少ない。したがって、ロッド無しキャビティ１１２３の作動油がピストンに作用する圧力は次第にロッド付きキャビティ１１２２の作動油がピストンに対する圧力よりも大きくなり、ピストンを左に移動させるように押動し、この時、斜板１１１の振れ角が小さくなり、可変容量形ポンプ１１１の出力吐出量が小吐出量になり、２つのキャビティがバランス状態になるまで調整し、可変容量形ポンプ１１１の出力吐出量が再び安定する。

【0030】

上述の第１のスプールバルブ１２及び第３の制御弁６１は可変容量形ポンプ１１１の可変容量形制御弁として、パイロット油の圧力に基づいて可変容量形ポンプ１１１の可変容量方向及び可変容量程度を制御し、第１のスプールバルブ１２及び第３の制御弁６１の開口の大きさと可変容量形ポンプ１１１の可変容量程度は比例線形関係を呈している。

【0031】

チャージユニット２はチャージポンプ２１及びリリーフバルブ２２を含み、チャージポンプ排油口２１１はポンプボディユニット１、フェールセーフユニット５及び圧力遮断ユニット６に接続され、チャージポンプ２１は前記複数のユニットにパイロット油を提供する。一実施例において、チャージポンプ２１はストレーナ２３を介してソレノイドバルブ４１、第１の制御弁１３及び第２の制御弁５１に連通している。

【0032】

リリーフバルブ２２はチャージポンプ２１と並列連通し、このチャージポンプ２１は定量ギアポンプの形式であり、リリーフバルブを統合する。定量ギアポンプは一定の出力流量を有し、システム制御油は需要に応じて常時変化するため、システムに複数のユニットが必要とするパイロット油を提供することを保証した上で、残りの作動油はリリーフバルブ２２を介して油タンク３にリリーフし、一部がチャージポンプ２１の油吸入口を再生してリリーフし、システム冷却と省エネルギーのバランスを実現する。

【0033】

本実施例における可変容量形油圧ポンプセットは２つのポンプボディユニット１を含み、各セットのポンプボディユニット１はいずれも１つのセットの電気制御減圧ユニット４、１つのセットのフェールセーフユニット５及び１つのセットの圧力遮断ユニット６に対応し、一実施例において、各ポンプボディユニット１はいずれも１つのソレノイドバルブ４１、第２の制御弁５１及び第３の制御弁６１に対応して接続され、２つのセットのポンプ本体１１の可変容量形ポンプ１１１は互いに連通するが、２つのセットのポンプ本体１１の可変容量形ポンプ１１１は互いに独立して制御されている。ここで、１つのセットのポンプ本体１１の可変容量形ポンプ１１１の出力端には、Ｐ１ポートが設けられ、もう１つのセットのポンプ本体１１の可変容量形ポンプ１１１の出力端にはＰ２ポートが設けられ、Ｐ２ポート及びＰ１ポートはいずれも外部油圧制御システムに連通するように設けられ、ショベルの複数種類の動作を制御する。

【0034】

ここで、２つのポンプボディユニット１の可変容量形ポンプ１１１と１つのチャージユニット２のチャージポンプ２１は順に直列接続され、２つの可変容量形ポンプ１１１の駆動軸とチャージポンプ２１の駆動軸は順に直列接続され、１つのエンジン（モータ）を共用して駆動され、三連ポンプ構造を構成する。ここで、２つのポンプボディユニット１、電気制御減圧ユニット４、フェールセーフユニット５及び圧力遮断ユニット６はいずれも１つのチャージユニット２を共用し、チャージユニット２によってパイロット油を提供する。２つの電気制御減圧ユニット４は単独でそれぞれ異なる油圧出力を制御することができる。

【0035】

本実施例において、ソレノイドバルブ４１とスプールバルブの組み合わせによって、電気制御比例制御機能、圧力遮断機能、フェールセーフ機能及びチャージポンプ機能を含むショベル油圧メインポンプの複数機能を実現し、電気制御ユニットを結合してパワー制御を実現し、機能が健全で、構造が合理的で、制御が簡単で、信頼性が高く、ショベルの使用需要を完全に満たしている。

【0036】

本実施例においてショベルの電気制御システムに故障が発生した時に、油圧ポンプはショベルが動作及び走行機能を実行することを保証するように自動的に最大吐出量に達することができる。

【0037】

本実施例においてユニット化配置を採用し、実際の応用に基づいて機能ユニットを増減することができ、機構が簡単で、メンテナンスしやすく、配置が美しく、コストが低い。

【0038】

本実施例にでは、上述の可変容量形油圧ポンプセットを含むショベルをさらに提供している。本実施例におけるショベルは、クローラ式ショベルである。

【0039】

本実施例におけるチャージユニット２は第１のスプールバルブ１２及び第１の制御弁１３にパイロット油を提供し、油圧ポンプは同時に第１の制御弁１３に作動油を提供し、第１の制御弁１３は受けたパイロット油及び作動油の圧力の大きさに応じて、パイロット油又は作動油を選択して出力油とする。第１の制御弁１３の排油口は第１のスプールバルブ１２を介して可変容量形シリンダ１１２のロッド無しキャビティ１１２３に連通するため、ロッド無しキャビティ１１２３内の油はチャージユニット２が供給したパイロット油又は可変容量形ポンプ１１１が供給した作動油である。

【0040】

可変容量形ポンプ１１１の出力吐出量を大きくする必要がある場合、第１のスプールバルブ１２の弁体が右に移動するように制御し、この時、ロッド無しキャビティ１１２３内の油液の第１のスプールバルブ１２を経て油タンク１３に還流する開口は次第に大きくなり、第１のスプールバルブ１２からロッド無しキャビティ１１２３内に入る油口は小さくなるため、ロッド無しキャビティ１１２３内の油圧は次第に低減する。この時、ロッド付きキャビティ１１２２の油液の可変容量形シリンダ１１２のピストンに作用する力はロッド無しキャビティ１１２３の油液のピストンに作用する力よりも大きく、可変容量形シリンダ１１２は第１のスプールバルブ１２のパイロットキャビティ１２２に機械的に接続されるため、この時、ピストンは右に移動し、斜板１１１１の振れ角が大きくなるように連行し、同時に第１のスプールバルブ１２の弁体が右に移動するように連行し、可変容量形ポンプ１１１の出力吐出量を調整する効果を達成している。

【0041】

この可変容量形油圧ポンプセットは可変容量形ポンプ１１１、可変容量形シリンダ１１２、第１の制御弁１３及び第１のスプールバルブ１２を統合して設置し、構造が小さく、使用しやすく、外部制御構造を低減させ、コストを低減する。

【符号の説明】

【0042】

１ ポンプボディユニット
１１ ポンプ本体
１１１ 可変容量形ポンプ
１１１１ 斜板
１１２ 可変容量形シリンダ
１１２１ ピストンロッド
１１２２ ロッド付きキャビティ
１１２３ ロッド無しキャビティ
１２ 第１のスプールバルブ
１２１ パイロットキャビティ
１２２ ばね端
１３ 第１の制御弁
１４ フィードバックロッド
２ チャージユニット
２１ チャージポンプ
２１１ チャージポンプ排油口
２２ リリーフバルブ
２３ ストレーナ
３ 油タンク
４ 電気制御減圧ユニット
４１ ソレノイドバルブ
４２ 給油口
４３ 排油口
５ フェールセーフユニット
５１ 第２の制御弁
６ 圧力遮断ユニット
６１ 第３の制御弁
６１１ パイロット端

【図1】

【図2】

【国際調査報告】