CN1046778A - 泵或马达的容量控制机构 - Google Patents
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Abstract
对应于进退部件的进退位移量而变化容量的泵或马达的容量控制机构，有第一和第二驱动器，分别向第一或第二缸室导入流体压力使进退部件前移或后退；平行进退方向贯穿进退部件的支承孔；滑配于支承孔内其外周有高压槽和低压槽的阀柱；驱动阀柱的输入装置；将第一缸室与支承孔内周连通的第一压力通道，可在阀柱前进时与高压槽连通、在后退时与低压槽连通；将第二缸室与支承孔内周连通的第二压力通道，可在阀柱后退时与高压槽连通，在前进时与低压槽连通。
Description
本发明涉及一种应用于对应进退部件的进退位移量而使容量变化的这种结构的泵或马达上的容量控制机构。
例如图5中所示的就是这样一种泵/马达。这种泵/马达，即美国专利4770081号中所述的静压型泵/马达，随着第一部件101和第二部件102的相对旋转使流体出入的空间103的容积发生变化，以此结构来实现泵或马达的功能。而使支承上述二部件101和102中之一的进退部件104沿着与旋转轴线正交的方向作往复运动来调节二部件间的偏心量，以此即可改变其容量。
另外，作为这种用途的偏心控制机构具备输入装置（在图中是将电的数字信号转变成为机械式位移量的步进马达）105以及与该输入装置105的控制量成比例地使上述进退部件104进行往复运动的伺服机构106。伺服机构106的结构包括以下各项：利用向液压缸室107a1（107a2）中导入流体压力而使进退部件104向前进（后退）方向移动的驱动器1071（1072），沿着上述进退部件104设置并接受操作输入而与该进退部件104以相同方向作往复运动的活动杆108，分别设于该活动杆108及上述进退部件104的相对位置上的齿条109和110，设于该二齿条109和110之间的可以沿与上述活动杆108平行的方向作往复运动的阀柱111，轴接于该阀柱111并与上述二齿条109和110啮合的空转齿轮112和液压回路113。该液压回路113在上述阀柱111处于中间位置时，将上述二驱动器1071和1072锁往，在借助上述活动杆108的移动而使上述阀柱111向非中间位置移动时，可以使上述驱动器1071（1072）发生切换而使该阀柱111向着返回中间位置的方向运动。
另外，对于其他的可变容量式的斜板式泵等的容量控制机构也大致与前面所述相同，在外部有伺服液压缸，利用该伺服液压缸驱动安装于进退部件上的驱动器，与此同时，通过连杆机构等，将进退部件的输出位移向上述伺服液压缸反馈。
但是，象这样地将进退部件的输出位移通过齿条一齿轮（或连杆）等中间机构向阀柱反馈的结构会要求大的空间以便在泵的主体的周围形成容量控制机构。这样一来就引起泵体变大重量增加，伴随这些，又不可避免地产生成本高和装配工时增加等不良情况。另外，在性能上也会由于连杆机构等的冲击与滞后现象使稳定性、高速性和分解度等易于受影响，可靠性与耐久性上也会产生问题。
本发明就是着眼于这些问题，通过取消机械式中间机构，消除由此产生的不良情况。
本发明为了达到其目的，采用了下面这样的结构。
也就是说，本发明的泵/马达的容量控制机构适用于这种对应于进退部件的进退位移量而使容量变化的结构的泵/马达，其特征在于该容量控制机构包括：在向设于上述进退部件上的第一液压缸室导入流体压力的情况下使该进退部件向前进方向移动的第一驱动器，与该第一驱动器相对地设于上述进退部件上的、在向第二液压缸室导入流体压力的情况下使该进退部件向后退方向移动的第二驱动器，贯穿于上述进退部件的、其轴线与进退方向平行的阀柱支承孔，可滑动地嵌入该阀柱支承孔的、外周上具有与高压流体源连通的高压槽和与低压区连通的低压槽的阀柱，驱动该阀柱进退的输入装置，一端与上述第一液压缸室连通、另一端在上述支承孔内周开口于可在阀柱前进时与高压槽连通、在后退时与低压槽连通的部位的第一压力导入通道，一端与上述第二液压缸室连通、另一端在上述支承孔的内周开口于可在阀柱后退时与高压槽连通、在前进时与低压槽连通的部位的第二压力导入通道。
当阀柱前进时，流体压力导入第一液压缸室而第二液压缸室与低压区连通，因此，进退部件随着阀柱前进的距离恰好与阀柱的移动量相等。反之，即阀柱后退时，流体压力导入第二液压缸室而第一液压缸室与低压区连通，因些，进退部件随着阀柱后退的距离恰好与阀柱的移动量相等。
然而根据本发明，由于可以在进退部件的内部容纳下阀柱以及差不多容量控制机构的全部，因此，与过去相比就有可能实现十分简单的结构。并且由于这种结构仅以阀柱和进退部件的相对位置关系构成其自身的反馈系统，因此就没有必要再设置机械式的中间机构了。于是，一举可以消除以往因中间机构带来的控制上的各种不良情况。
附图的图面简单说明如下：
图1至图4显示了本发明的一个实施例，其中
图1是正剖视图，
图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的侧剖视图，
图3和图4分别是示意性的工作情况说明图，
图5是显示了使过去的实施例适用于泵/马达的状态的整体剖视图。
下面对照附图说明本发明的一个实施例。
该实施例的容量控制机构适用于如图5所示的静压型泵/马达，如图1和图2所示那样，在进退部件的中央沿其进退方向穿设了一个大直径的通孔2，在该通孔2中压入了一个单独制成的中心块3。另外，在该通孔2向两侧偏移的部位上有分别处于对抗关系的第一驱动器4、4和第二驱动器5、5。第一驱动器4的结构是：图1中的进退部件1的右端面上凹设了缸孔6，在该缸孔6中以可滑动方式嵌入了其外方一端固定于机壳内壁7上的活塞8，以此而形成第一液压缸室9。于是，在向该第一液压缸室9中导入流体压力时，起使上述进退部件1向图中左方前进的作用。另外，第二驱动器5的结构是：图1中的进退部件1的左端面上凹设了缸孔10，在该缸孔10中以可滑动方式嵌入了其外方一端固定于机壳内壁7上的活塞12，以此而形成第二液压缸室13。于是，在向该第二液压缸室13中导入流体压力时，起使上述进退部件1向图中右方向退的作用。
另一方面，在上述中心块3上穿设了一个其轴线与进退方向平行的阀柱支承孔14，在该阀柱支承孔14中以可滑动的方式嵌入了阀柱15。在阀柱15的外周面上设有下列槽：设于中央的宽度较大的高压槽16，位于该槽16两侧由台肩隔开的中间槽171和172，再就是位于中间槽两侧由台肩隔开的低压槽181和182。与此相对，在阀柱支承孔14的内周面设有以下各项：位于图1所示的中间位置上的开口于上述高压槽16的高压入口19，开口于上述中间槽171的第一入口20，开口于上述中间槽172的第二入口21，分别开口于上述低压槽181和182的出口221和222。于是，上述第一入口20和上述第一液压缸室9由在进退部件1内部的第一压力导入通道23连通，同时，上述第二入口21和上述第二液压缸室13的、由在进退部件1内部的第二压力导入通道24连通。另外，在进退部件的中央的连通泵/马达主体与外部的流体通道（图中未显示）是成对设置的，该流体通道并不固定为高压或低压而是可以应使用状态而发生变化。因此，该容量控制机构利用往复阀将上述高压入口19与二流体通道连通，从任何一个流体通道都可以常导入高压。而出口221和222分别与贮液罐连通。
另外，在上述阀柱15的右端安装了端板25，在该端板25与上述进退部件1的凹设端部26之间弹性地设置了弹簧27。因而，对于贯穿机壳7而由该机壳7的外部插入其中的作为输入装置的操纵杆28来说，上述端板25可由弹簧力偏移至该操纵杆28的前端，以此使阀柱常能正确地保持于该操纵位置。
下面说明本实施例的工作过程。当阀柱15从图1所示的中间位置，通过操纵杆28施加输入信号而前进时，如图3所示那样使第一入口20与高压槽16连通，因此通过第一压力导入通道23向第一液压缸室9中导入流体压力。另一方面，使第二入口21与低压槽18连通，因此通过第二压力导入通道24使第二液压缸室13与低压区连通。因此，进退部件1向前进方向移动而追随阀柱15前进。于是，当该位移量与先前的阀柱15的位移量相等时，由于该阀柱15相对于进退部件1回复相对的中间状态，因此动作压力消失，进退部件1停止运动。相反，当阀柱15从图1所示的中间位置后退时，由于如图4所示那样，第二入口21与高压槽16连通，因此，通过第二压力导入通道向第二液压缸室13中导入流体压力。另一方面，由于第一入口20与低压槽18连通，因此，通过第一压力导入通道23，使第一液压缸室9与低压区连通。因此，进退部件1向后退方向移动而追随阀柱15后退。于是，当该位移量与先前阀柱的位移量相等时，由于该阀柱15相对于进退部件1回复其相对的中间状态，所以动作压力消失，进退部件1停止运动。
这样，进退部件1正确地对应于操纵杆28上施加的输入信号而向前或向后位移，使泵（马达）的容量发生变化。因而，采用这样的结构，将图1与图5进行对照比较，也十分明显地将差不多全部的容量控制机构的构成要件容纳于进退部件1中了。因此，泵/马达的主体的重量及尺寸只要增大一点即可，由此而同时可以获得另部件数量少、降低成本和降低装配工时等的效果。况且，由于自身的反馈系统仅由阀柱15与进退部件1的相对位置关系构成，所以在性能上消除了冲击与滞后现象，还能提高耐磨损性，提高反馈的增益。由此，可以提高控制速度、响应性和分解度等，也能获得优良的稳定性和耐久性。
另外，在本实施例中，进退部件1的控制压力可以由通过往复阀与流体通道连接的高压入口19得到。因此，控制压力与泵/马达的旋转同步并进行周期性变化。但是，由于施加于进退部件1上的周期性负荷也随泵/马达的旋转而同步发生变化，因此，该控制压力与周期性负荷同步，锯齿状波虽十分强却可以与阀柱的开度无关地平稳地进行控制。
另外，即使阀柱直接贯通至机壳外，与外部的输入机构连接也没有关系。但是，如图中所示那样的结构，不论在操纵杆上是否有一点冲击等，都不会传至阀柱，因此，对于加工过程是十分合适的。另外，不用说高、低压槽和压力导入通道的位置关系并不限于图示的例子，也可以用其他各种方式实施。进一步地，在上述实施例中，在设置于进退部件内的成对形成的流体通道中，将高压侧与高压入口连接，但利用低压侧也可以进行有效的控制。再进一步地，该容量控制机构可以用于斜板式或斜轴式等其他泵/马达上，这也是不用多说的，而在不超出本发明的基本构思的范围内也可以作出各种变化。
如上所述，本发明可以不用中间机构而形成自身的反馈系统，因此可以提供一种消除以往的中间机构产生的不良情况、结构紧凑而又性能好的泵/马达的容量控制机构。
Claims (1)
- 一种适用于对应于进退部件的进退位移量而使容量变化的这种结构的泵/马达的容量控制机构，其特征是它由下列各项构成：在向设于上述进退部件上的第一液压缸室导入流体压力的情况下使该进退部件向前进方向移动的第一驱动器，与该第一驱动器相对地设于上述进退部件上的、在向第二液压缸室导入流体压力的情况下使该进退部件向后退方向移动的第二驱动器，贯穿于上述进退部件的、其轴线与进退方向平行的阀柱支承孔，可滑动地嵌入该阀柱支承孔的、其外周上具有与高压流体源连接的高压槽和与低压区连通的低压槽的阀柱，驱动该阀柱进退的输入机构，一端与上述第一液压缸室连通、另一端在上述支承孔内周开口于可在阀柱前进时与高压槽连通、在后退时与低压槽连通的部位的第一压力导入通道，一端与上述第二液压缸室连通、另一端在上述支承孔的内周开口于在阀柱后退时与高压槽连通、在前进时与低压槽连通的部位的第二压力导入通道。
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