CN101451524A - 双容量泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双容量泵，在能够将排出容量切换为大容量和小容量的双容量泵中，能够进行压力补偿。该双容量泵包括：泵主体(12)，其被旋转驱动来吸入和排出液体；可变容量机构(14)，其能够改变泵主体(12)的每个单位旋转的排出容量；容量切换阀(16)，其选择性地使高压侧流路和低压侧流路连通于导压通路，该导压通路与该可变容量机构(14)的受压部连通；以及作为压力补偿机构的压力补偿阀(18)。能够利用容量切换阀(16)的切换动作来将泵主体(12)的排出容量切换为大容量和小容量中的任一个，并且，当泵主体的排出压力达到设定压力时，压力补偿阀(18)通过切换动作来将泵主体(12)的排出容量减小到比上述小容量还小。

Description

双容量泵

技术领域

本发明涉及一种双容量泵，该双容量泵是可变容量式泵，能够将其排出容量切换为大容量和小容量中的任一个，并能够在该大容量和小容量中的任一个的状态下稳定地工作。

背景技术

以往，作为这种双容量泵，已知有在专利文献1中记载的双容量泵。该双容量泵为如图12的回路图和结构剖视图所示的结构，包括：泵主体50，其被旋转驱动来吸入和排出液体；可变容量机构52，其可改变泵主体50的每个单位旋转的排出容量；以及切换阀54，其对其选择性地使排出压力的高压侧流路和吸入压力的低压侧流路连通于导压通路，该导压通路与该可变容量机构52的受压部连通。

切换阀54是根据来自控制器的切换信号进行工作的二位电磁阀，根据切换阀的工作状态，当高压侧流路和低压侧流路的任一个与导压通路连通时，相应地具有受压部的受压构件52c发生变位，与该变位相对应地泵主体50的斜板50a的倾斜角发生变化，由此能够切换排出容量。

并且，为了规定排出容量的大容量和小容量，在可变容量机构52中附设有向倾斜方向对斜板50a施力的弹簧52a、和用于在稍微倾斜的位置使斜板停止的抵接位置调节螺纹机构52b。

作为具体的动作，当来自控制器的切换信号为断开(off)时，切换阀54使导压通路与低压侧流路连通，因此低压作用于可变容量机构52的受压部，斜板50a由于弹簧的作用力而最大限度倾斜，由此排出容量成为大容量。另一方面，当来自控制器的切换信号成为接通(on)时，切换阀54使导压通路与高压侧流路连通，因此高压作用于可变容量机构52的受压部，受压构件52c将斜板50a推压到与抵接位置调节螺纹机构52b抵接为止，由此排出容量为小容量。

这样，能够将泵主体的排出容量切换为大容量和小容量，因此与速度控制和压力控制相对应，通过切换泵主体的排出容量来限定控制条件，能够简单地进行最佳条件的设定等。

专利文献1：日本特开2002-266770号公报

然而，在专利文献1中记载的双容量泵中，存在如下问题：通过抵接位置调节螺纹机构52b来限制斜板50a的位置，由此规定小容量，因此无法将泵的排出容量设为零。也就是说，即使双容量泵所连接的液压回路的压力上升，也无法减小排出容量，因此为了液压地限制液压回路的最大压力而需要另外设置溢流阀作为安全阀。

发明内容

本发明是鉴于这种问题而做成的，其目的在于，在能够将排出容量切换为大容量和小容量的双容量泵中，能够进行压力补偿。

为了达到上述目的，技术方案1所述的发明是一种双容量泵，该双容量泵包括：包括：泵主体，其被旋转驱动来吸入和排出液体；可变容量机构，其能够改变泵主体的每个单位旋转的排出容量；以及容量切换阀，其选择性地切换成高压侧流路和低压侧流路而使之连通于导压通路，该导压通路与该可变容量机构的受压部连通，该双容量泵能够通过该容量切换阀的切换动作来改变对上述可变容量机构的受压部施加的压力并将泵主体的排出容量切换为大容量和小容量中的任一个，其特征在于，

具备压力补偿机构，该压力补偿机构根据泵主体的排出压力，使泵主体的排出容量减小到比上述小容量还小。

技术方案2所述的发明的特征在于，技术方案1所述的上述压力补偿机构具有压力补偿阀，该压力补偿阀根据泵主体的排出压力是达到了设定压力或是小于设定压力，选择性地使高压侧流路和低压侧流路连通于第二导压通路，该第二导压通路与上述可变容量机构的第二受压部连通。

技术方案3所述的发明的特征在于，技术方案1或者2所述的上述可变容量机构具有受压部件，该受压部件除了能够移动到与上述大容量和上述小容量对应的位置以外，实际上还能够移动到与零容量对应的截止位置。

技术方案4所述的发明的特征在于，技术方案3所述的上述受压部件包括容量切换活塞和压力补偿活塞，该容量切换活塞能够在与上述大容量和小容量对应的位置停止；该压力补偿活塞能够与该容量切换活塞接近、分离，离开上述容量切换活塞后能够移动到上述截止位置。

技术方案5所述的发明的特征在于，技术方案4所述的上述可变容量机构具有容量调整机构，该容量调整机构能够调整上述容量切换活塞的分别与上述大容量和上述小容量相对应的位置。

技术方案6所述的发明的特征在于，技术方案5所述的上述容量调整机构具有第一螺纹构件和第二螺纹构件，该第一螺纹构件和第二螺纹构件能够分别从双容量泵的外侧进行位置调整，用于规定上述容量切换活塞的与上述大容量和上述小容量对应的位置。

技术方案7所述的发明的特征在于，技术方案5所述的上述容量调整机构具有第一螺纹构件和第二螺纹构件，该第一螺纹构件和第二螺纹构件构成容量切换活塞，用于规定与上述大容量和上述小容量对应的位置。

技术方案8所述的发明的特征在于，技术方案1至7中的任一项所述的双容量泵具有保持上述泵主体的排出压力的保持部件，该保持部件连接于由上述容量切换阀选择性地使其与导压通路导通的高压侧流路，该导压通路与上述可变容量机构的受压部连通。

根据本发明，不仅能够通过容量切换阀的切换动作来改变对上述可变容量机构的受压部施加的压力并将泵主体的排出容量形成为大容量和小容量中的任一个，还能够根据泵主体的排出压力使泵主体的排出容量减小到比上述小容量还小，因此能够安全维持使用了双容量泵的液压回路的压力。

根据技术方案2所述的发明，根据泵主体的排出压力是达到了设定压力或是小于设定压力，压力补偿阀选择性地使高压侧流路和低压侧流路连通于可变容量机构的第二导压通路，由此当达到设定压力时，能够减小泵主体的排出容量，能够可靠地进行压力补偿。

根据技术方案3所述的发明，可变容量机构的受压部件除了能够移动到与大容量和小容量对应的位置以外，实际上还能够移动到与零容量对应的截止位置，由此，不仅在其排出容量为大容量、小容量的状态下、还能够在零容量的状态下使泵主体稳定地进行工作。

根据技术方案4所述的发明，受压部件由容量切换活塞和压力补偿活塞构成，由此能够分别使泵主体在其排出容量为大容量、小容量以及零容量的状态下稳定地进行动作。

根据技术方案5所述的发明，能够通过容量调整机构调整上述容量切换活塞的分别与上述大容量和小容量对应的位置，由此即使不提高构成部件的精度，也能够分别正确地调整大容量和小容量的容量。

根据技术方案6所述的发明，通过分别从外侧调整第一螺纹构件和第二螺纹构件的螺纹连接，能够分别简单地调整大容量和小容量的容量。

根据技术方案7所述的发明，通过调整构成容量切换活塞的第一螺纹构件和第二螺纹构件，能够分别简单地调整大容量和小容量的容量。

根据技术方案8所述的发明，通过保持部件，能够对上述容量切换阀选择性地使其与导压通路导通的高压侧流路的压力，因此，能够使高压侧流路的压力稳定，能够通过可变容量机构可靠地进行容量的切换。

附图说明

图1是本发明的双容量泵的外观图。

图2是本发明的双容量泵的回路图。

图3是本发明的双容量泵的结构剖视图，表示压力补偿时。

图4是本发明的双容量泵的结构剖视图，表示大容量切换时。

图5是本发明的双容量泵的结构剖视图，表示小容量切换时。

图6是容量调整机构的放大图。

图7是另一容量调整机构的主要部分剖视图。

图8是构成图7的容量调整机构的容量切换活塞的剖视图。

图9是表示本发明的变形例的回路图。

图10是表示本发明的另一变形例的回路图。

图11是表示本发明的再一变形例的回路图。

图12的(a)是以往的双容量泵的回路图，图12的(b)是以往的双容量泵的结构剖视图。

具体实施方式

下面，使用附图来说明本发明的实施方式。图1是本发明的双容量泵的外观图，图2是回路图，图3是该双容量泵的结构剖视图。

在图2中，双容量泵10包括：泵主体12，其被旋转驱动来吸入和排出液体；可变容量机构14，其可改变泵主体12的每个单位旋转的排出容量；以及容量切换阀16，其选择性地使高压侧流路和低压侧流路连通于导压通路，该导压通路与该可变容量机构14的受压部连通，并且，双容量泵10还具有构成压力补偿机构的压力补偿阀18。双容量泵10的泵主体12与电动机20连结。通过控制器30的电信号来控制电动机20的旋转速度、容量切换阀16的切换。对控制器30输入来自对双容量泵10的排出压力进行检测的压力传感器32的检测信号、和来自电动机20的旋转及/或转矩信号，并且输入指令压力Pin、指令流量Qin的各信号。

如图3所示，泵主体12在本例中由活塞泵构成。与电动机20的输出轴连结的泵轴204可旋转地贯通外壳202的一端侧壁面，在泵轴204上可一体旋转地嵌合有缸体206。在缸体206内沿着圆周方向形成有多个缸体室206a，在各缸体室206a内配设有与泵轴平行滑动的活塞208。各活塞208的一端可转动地固定于支承板210。支承板210在借助于未图示的销而传递的弹簧212的作用力的作用下被推压到座(yoke)214上。作为座214与垂直于泵轴204的面之间形成的角度的倾斜角度发生变化，由此活塞208的行程发生变化，每个单位旋转的排出容量发生变化。

在外壳202的另一端侧连结有阀组件216。阀组件216可转动地支撑泵轴204，在阀组件216上形成有能够与缸体室206a连通的吸入口216a和排出口216b。吸入口216a与作为来自罐体22的低压侧流路的吸入侧流路29连通，排出口216b与作为高压侧流路的排出侧流路28连通。并且，排出侧流路28的排出压力作用于包括双容量泵10在内的液压回路的作用部。

在外壳202内设置有用于改变上述座214的倾斜角度的上述可变容量机构14。可变容量机构14大致分为偏压活塞部300和控制活塞部310。

偏压活塞部300具有一端与座214可转动地连接的偏压活塞302和对偏压活塞302施力的偏压弹簧304。并且，偏压活塞302通过偏压弹簧304总是向增加座214的倾斜角度的方向、即增加排出容量的方向推压座214。

控制活塞部310被配置为在相对于座214与上述偏压活塞部300相同侧的面上、并且与偏压活塞部300间隔180度的另一侧的位置上能够克服来自偏压活塞部300的偏压力，控制活塞部310具有接受来自导压通路的压力的受压部，并具备通过来自该导压通路的压力来改变停止位置的受压部件。

具体地说，受压部件包括：与座214可转动地连接并具有受压部(第二受压部)的压力补偿活塞312、和能够与压力补偿活塞312接触、分离并具有受压部的容量切换活塞314。

压力补偿活塞312能够在一端被拧入阀组件216的控制缸体316内滑动。在阀组件216上贯通形成有与控制缸体316直线排列并配置有容量切换活塞314的缸体室318。在该缸体室318中，用于规定容量切换活塞314的可动范围且调整大容量时和小容量时的各自容量的容量调整机构320从与控制缸体316相反的一侧被拧入到阀组件216内，有关容量调整机构320的调整在下面论述。在缸体室318内形成有两个口318a、318b。

在该控制活塞部310的一个口318a上通过导压通路24连接有容量切换阀16。容量切换阀16是二位电磁阀，其P口与作为高压侧流路的排出侧流路28连通，A口与作为低压侧流路的吸入侧流路29连通，B口通过导压通路24与上述口318a连通。当切换信号为断开时，容量切换阀16将A口和B口连通，因此导压通路24与作为低压侧流路的吸入侧流路29连通，将低压引导到上述控制活塞部310的容量切换活塞314的受压部。另一方面，当切换信号为连通时，容量切换阀16将P口和B口连通，因此导压通路24与作为高压侧流路的排出侧流路28连通，将高压引导到上述控制活塞部310的容量切换活塞314的受压部。

在控制活塞部310的另一口318b上通过导压通路26(第二导压通路)连接有压力补偿阀18。压力补偿阀18的P口与作为高压侧流路的排出侧流路28连通，T口与作为低压侧流路的吸入侧流路29连通，C口通过导压通路26与上述口318b连通。在排出压力为由压力补偿阀18内的弹簧18a设定的设定压力以下时，压力补偿阀18将C口和T口连通，因此导压通路26与低压侧流路连通，将低压引导到上述压力补偿活塞312的受压部。另一方面，在排出压力超过由弹簧18a设定的设定压力时，压力补偿阀18将C口和P口连通，因此导压通路26与高压侧流路连通，将高压引导到上述压力补偿活塞312的受压部。

下面，在控制活塞部310中，接近座214的方向称为前进(前侧)，远离座214的方向称为后退(后侧)。

在如上所述那样构成的双容量泵10中，在速度控制时期望大容量的情况下，将来自控制器30的切换信号设为断开。因此，容量切换阀16将A口和B口连通，将导压通路24与低压侧流路连通，因此将低压引导到上述控制活塞部310的容量切换活塞314的受压部。同时，排出压力没有达到设定压力，因此在压力补偿阀18中，压力补偿阀18将C口和T口连通，将导压通路26与低压侧流路连通，因此将低压引导到上述压力补偿活塞312的受压部。

因此，如图4所示，座214在来自偏压活塞部300的偏压力的作用下而向增加倾斜角度的方向倾斜，压力补偿活塞312和容量切换活塞314一起后退。当容量切换活塞314后退至由容量调整机构320决定的最大后退位置时，座214的进一步倾斜被阻止，座214的倾斜角度被确定。这样，双容量泵10的排出量稳定为大容量。

接着，在压力控制时期望小容量时，将来自控制器30的切换信号设为连通。因此，容量切换阀16将P口和B口连通，将导压通路24与高压侧流路连通，因此将高压引导到上述控制活塞部310的容量切换活塞314的受压部。

因此，如图5所示，容量切换活塞314前进，推压压力补偿活塞312而一起前进，克服来自偏压活塞部300的偏压力而推压座214。当容量切换活塞314前进至由容量调整机构320决定的最大前进位置时，座214的更多的倾斜被阻止，决定座214的倾斜角度。这样，双容量泵10的排出量稳定为小容量。

接着，当双容量泵10的排出压力达到设定压力时，压力补偿阀18将C口和P口连通，将导压通路26与高压侧流路连通，将高压引导到上述压力补偿活塞312的受压部。

因此，如图3所示，不管容量切换活塞314的位置如何，仅压力补偿活塞312前进，克服来自偏压活塞部300的偏压力而进一步推压座214，进一步缩小座214的倾斜角度。由此，能够使双容量泵10的排出容量减小到比上述小容量时还小。压力补偿活塞312在最大前进时向截止位置移动，将座214的倾斜角度设为零。由此，双容量泵10的排出容量实际上为零。这样一来，能够将液压回路的最大压力维持在设定压力内，因此能够保持液压回路的安全。因而，还能不需要液压回路的安全阀。

接着，对容量调整机构320进行说明，该容量调整机构320规定容量切换活塞314的前进和后退的停止位置、并且用于调整大容量时和小容量时的各自容量。如图6放大所示那样，容量调整机构320具有被拧入阀组件216内的第一螺纹构件322、和拧入第一螺纹构件322的第二螺纹构件324。第一螺纹构件322大致呈有底的圆筒形状并在其外周面形成外螺纹322a，与在上述缸体室318的内周面形成的内螺纹318c螺纹连接。在外螺纹322a上旋装有螺母323，由此第一螺纹构件322被固定在缸体室318内。

另外，第二螺纹构件324呈棒状形状并在其外周面形成外螺纹324a，与形成在第一螺纹构件322的后部的底部的贯通孔内周面的内螺纹322b螺纹连接。在外螺纹324a上旋装有螺母325，由此第二螺纹构件324被固定在第一螺纹构件322上。

在第一螺纹构件322的前端侧压入环状的第一止挡件326，第一止挡件326一体地被安装到第一螺纹构件322上。上述容量切换活塞314被配设为能够在第一螺纹构件322内滑动，其小径部穿过第一止挡件326，向上述压力补偿活塞312的方向延伸，而大径部与第一止挡件326相对并可抵接。

在比第二螺纹构件324的更前端侧配设有能够在第一螺纹构件322内滑动的第二止挡件328，第二止挡件328的前表面与容量切换活塞314的后表面相对并可抵接。

在如上所述那样构成的容量调整机构320中，要调整大容量时的容量时，首先，在将螺母325取下之后，使第二螺纹构件324前后移动。由此，也能够前后变更第二止挡件328在第一螺纹构件322内的位置。然后，在适当的位置中，再次将螺母325旋装在第二螺纹构件324上，确定第二螺纹构件324相对于第一螺纹构件322的位置。这样，通过调整第二止挡件328的位置，能够规定大容量时的容量切换活塞314的最大后退位置。

另外，要调整小容量时的容量，首先，在将螺母323取下之后，使第一螺纹构件322前后移动。由此，第一止挡件326也一起移动，由此前后变更第一止挡件326在缸体室318内的位置。并且，在适当的位置，再次将螺母323旋装在第一螺纹构件322上，确定第一螺纹构件322在缸体室318内的位置。这样，通过调整第一止挡件326的位置，能够规定小容量时的容量切换活塞314的最大前进位置。

这样，采用容量调整机构320，能够从泵的外部调整大容量时和小容量时的各自容量(图1)，能够简单地进行。

图7是表示容量调整机构的另一例的图。在图中，在阀组件216上安装有第二阀组件218，在第二阀组件218内形成有与缸体室318连通的第二缸体室330。并且，容量切换活塞340本身构成容量调整机构，被架设在缸体室318与第二缸体室330之间。

如图8所示，构成容量调整机构的容量切换活塞340具有活塞主体342，该活塞主体342具有分别在前后的中心部形成有螺纹孔的端面。第一螺纹构件344从前方拧入活塞主体342的前侧的螺纹孔342a中，第二螺纹构件346从后方拧入活塞主体342的后侧的螺纹孔342b中。在第一螺纹构件344、第二螺纹构件346上分别旋装有锁定螺母345、347，由此将第一螺纹构件344、第二螺纹构件346一体地安装在活塞主体342上。

该容量切换活塞340从第二阀组件218的后方插入到第二缸体室330内，插入后，通过拧入栓塞350来封闭第二缸体室330。并且，容量切换活塞340的第一螺纹构件344穿过缸体室318向上述控制缸体316内延伸。与此相对，活塞主体342无法进入缸体室318内。

在构成上述那样结构的容量调整机构的容量切换活塞340中，要调整容量，首先，卸下上述栓塞350，取出容量切换活塞340。容量切换活塞340能与压力补偿活塞312接近、分离，因此能够简单地取出。并且，要调整大容量时的容量，在卸下锁定螺母347之后，使第二螺纹构件346前后移动，在适当的位置，再次将锁定螺母347旋装到第二螺纹构件346，确定第二螺纹构件346相对于活塞主体342的位置。另外，要调整小容量时的容量，在卸下锁定螺母345之后，使第一螺纹构件344前后移动，在适当的位置，再次将锁定螺母345旋装到第一螺纹构件344，确定第一螺纹构件344相对于活塞主体342的位置。将这样调整的容量切换活塞340插入到第二缸体室330中，通过栓塞350堵塞第二缸体室330。

由此，大容量时的容量切换活塞340的最大后退位置成为第二螺纹构件346与栓塞350抵接的位置，小容量时的容量切换活塞340的最大前进位置成为活塞主体342与第二缸体室330的前壁抵接的位置，通过各个位置中的第一螺纹构件344的前端位置决定容量

此外，在本例中，小容量时的调整通过第一螺纹构件344的位置来决定，但是，大容量时的调整不仅通过第二螺纹构件346的位置决定，还能够通过第一螺纹构件344的位置决定。

图9是表示本发明的变形例的图。在图2的示例中，小容量时，双容量泵10的排出侧流路28为高压侧流路，其排出压力由容量切换阀16并通过导压通路而直接被导入可变容量机构14的受压部，但是，当排出压力降低时，可变容量机构14的容量切换动作有可能不稳定。因此，作为容量切换阀16所切换的高压侧流路不是排出侧流路28本身，在容量切换阀16的P口设置储压器34和单向阀36作为保持部件，将储压器34与P口之间作为高压侧流路。由此，能够通过储压器34来保持排出压力，将通过储压器34保持的压力导入到可变容量机构14的受压部，由此能够使容量切换动作稳定。

图10是表示本发明的再一变形例的图。在本例中，代替图9的储压器34而导入其它外部控制压力源38作为保持部件，将外部控制压力源38与P口之间作为高压侧流路。能够将外部控制压力源38设为能够输出比其它液压回路或者其它双容量泵10的排出侧流路更稳定的压力的任意的外部控制压力源。

图11是表示本发明的又一变形例的图，在本例中，单独设置单向阀36作为保持部件，将该单向阀36与P口之间作为高压侧流路。在本例中，能够通过单向阀36来保持高压侧流路的压力，因此也能够使容量切换动作稳定。

Claims (8)

1.一种双容量泵，包括：泵主体，其被旋转驱动来吸入和排出液体；可变容量机构，其能够改变泵主体的每个单位旋转的排出容量；以及容量切换阀，其选择性地切换高压侧流路和低压侧流路并使之连通于导压通路，该导压通路与该可变容量机构的受压部连通，该双容量泵能够通过该容量切换阀的切换动作来改变对上述可变容量机构的受压部施加的压力并将泵主体的排出容量切换为大容量和小容量中的任一个，其特征在于，

具备压力补偿机构，该压力补偿机构根据泵主体的排出压力，使泵主体的排出容量减小到比上述小容量还小。

2.根据权利要求1所述的双容量泵，其特征在于，

上述压力补偿机构具备压力补偿阀，该压力补偿阀根据泵主体的排出压力是达到了设定压力或是小于设定压力，选择性地使高压侧流路和低压侧流路连通于第二导压通路，该第二导压通路与上述可变容量机构的第二受压部连通。

3.根据权利要求1或者2所述的双容量泵，其特征在于，

上述可变容量机构具有受压部件，该受压部件除了能够移动到与上述大容量和上述小容量对应的位置以外，实际上还能够移动到与零容量对应的截止位置。

4.根据权利要求3所述的双容量泵，其特征在于，

上述受压部件包括容量切换活塞和压力补偿活塞，该容量切换活塞能够在与上述大容量和小容量对应的位置停止；该压力补偿活塞能够与该容量切换活塞接近、分离，离开上述容量切换活塞后能够移动到上述截止位置。

5.根据权利要求4所述的双容量泵，其特征在于，

上述可变容量机构具有容量调整机构，该容量调整机构能够调整上述容量切换活塞的分别与上述大容量和上述小容量对应的位置。

6.根据权利要求5所述的双容量泵，其特征在于，

上述容量调整机构具有第一螺纹构件和第二螺纹构件，该第一螺纹构件和第二螺纹构件能够分别从双容量泵的外侧进行位置调整，用于规定上述容量切换活塞的与上述大容量和上述小容量对应的位置。

7.根据权利要求5所述的双容量泵，其特征在于，

上述容量调整机构具有第一螺纹构件和第二螺纹构件，该第一螺纹构件和第二螺纹构件构成容量切换活塞，用于规定与上述大容量和上述小容量对应的位置。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的双容量泵，其特征在于，

具备保持上述泵主体的排出压力的保持部件，该保持部件连接于由上述容量切换阀选择性地使其与导压通路导通的高压侧流路，该导压通路与上述可变容量机构的受压部连通。

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