JP2005320912A

JP2005320912A - 可変容量型油圧ポンプ

Info

Publication number: JP2005320912A
Application number: JP2004139847A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sasaki; 和麻佐々木; Nobumi Toyoura; 信海豊浦
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】斜板１１の傾斜変化により吐出流量を変化させる可変容量型の油圧ポンプ１において、ポンプ本体２に設けられる斜板１１の傾斜角検知をするための検知センサを、ポンプ本体２から斜板１１の傾斜状態を直接引き出して検知しないで良いようにする。
【解決手段】斜板１１の傾斜制御をするため設けられるレギュレータ４における主ピストン１３の移動量を、ストロークセンサを用いて構成した検知センサ３０で検知するようにし、これによって斜板１１の傾斜角を検知するようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、油圧ショベル等の産業機械や一般機械などの圧油供給源として用いられ、斜板や斜軸等の傾斜体の傾斜角変化により流量が変化する可変容量型油圧ポンプの技術分野に属するものである。

一般に、この種可変容量型油圧ポンプは、エンジン等の動力源からの動力を得て回転駆動し圧油供給をするものであるが、そのとき供給される圧油の供給量（流量）は斜板や斜軸等の傾斜体の傾斜角（傾転角）の角度制御によって決まる。ところでこのような油圧ポンプの傾斜体の傾斜角制御について、傾斜体の傾斜角に基づいてフィードバック制御をすることが行われており、そこで、傾斜体の傾斜角を傾斜角検知センサで検知するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
特開平１１−３７０４２号公報

ところが前記従来のものは、油圧ポンプの外面に取り付けた傾斜角検知センサを、油圧ポンプ内に内装される傾斜体に連動連結して直接的な傾斜体の傾斜角の検知をするようにしていたため、油圧ポンプのケーシングに、傾斜角検知センサと傾斜体とを連動連結するための開口を設けた特殊なケーシングが必要になるだけでなく、ケーシング内においても連結部材の配設スペースを確保する必要があって大型化し、また連結部材自体の構成部材が必要になって部品点数が増大し、コストアップになるという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、傾斜体の傾斜角変化により流量が変化する可変容量型のポンプ本体と、入力される制御信号に基づいて傾斜体の傾斜角を変化させるべく作動するレギュレータとを備えた可変容量型油圧ポンプに、前記傾斜体の傾斜角検知をする検知センサを設けるにあたり、該検知センサは、レギュレータに設けた作動体の作動良を検知することにより傾斜角の検知をするよう該レギュレータに設けられていることを特徴とする可変容量型油圧ポンプである。
請求項２の発明は、請求項１において、作動体の作動は、傾斜体の傾斜作動をするため設けられる主ピストンの作動であることを特徴とする可変容量型ポンプである。
請求項３の発明は、請求項２において、主ピストン部には、該主ピストンの移動方向に傾斜した被検知面が設けられ、検知センサは、可動部が被検知面に当接するストロークセンサであることを特徴とする可変容量型ポンプである。
請求項４の発明は、請求項２または３において、検知センサは、主ピストンを作動するための作動油が入り込まない位置に設けられていることを特徴とする可変容量型ポンプである。
請求項５の発明は、請求項４において、検知センサが設けられる作動油が入り込まない位置は、主ピストンと傾斜体とを連動連結するため該主ピストンに設けたピンを臨む位置であることを特徴とする可変容量型ポンプである。

請求項１の発明とすることにより、検知センサがレギュレータに設けられることになって、ポンプ本体から連結部材を引き出す必要がなく、ポンプ本体の大型化を回避すると共に、部品点数の減少、構造の簡略化が図れる。
請求項２の発明とすることにより、傾斜体の傾斜作動をする主ピストンの移動を利用した傾斜角検知ができることになる。
請求項３の発明とすることにより、傾斜角検知を、主ピストンに設けた傾斜した被検知面とストロークセンサとにより簡単に行うことができる。
請求項４の発明とすることにより、検知センサは、主ピストンの作動をする作動油に影響されることなく取り付けることができる。
請求項５の発明とすることにより、主ピストンと傾斜体とを連結するため主ピストンのピン取り付け部位を有効に利用して検知センサを取り付けることができる。

次ぎに、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は可変容量型の油圧ポンプ（アキシャルピストンポンプ）であって、該油圧ポンプ１は、ポンプ本体２、パイロットポンプ３、レギュレータ４等の各種部材装置を備えて構成される斜板型のものである。

前記ポンプ本体２はケーシング（ハウジング）５に内装されているが、該ポンプ本体２は、エンジン（図示しない）の駆動を受けて回転するシャフト６、該シャフト６にスプライン結合されるシリンダブロック７、該シリンダブロック７に形成される複数のシリンダ筒孔７ａ、シリンダ筒孔７ａを吸入ポートまたは吐出ポート（何れも図示しない）に連通させるための通路が開設されたプレート８、前記各シリンダ筒孔７ａにそれぞれ進退移動自在に挿入されるピストン９、該ピストン９の球面部９ａに嵌合するシュー１０、該シュー１０が摺接する傾転自在な斜板１１等の各種部材から構成されているが、これらの構成は何れも従来通りである。

そしてポンプ本体２は、斜板１１の傾斜角（傾転角）を、後述するレギュレータ４の作動により変化せしめることにより、ピストン９の行程ストロークが変化し、これにより吐出ポートから吐出される油圧ポンプ１の吐出流量を変化させることができるように構成されている。尚、前記吸入ポートは油タンクに接続され、吐出ポートは油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ側の油路に接続される。

前記レギュレータ４は、電子制御システムにより作業負荷およびエンジン回転数に対応した制御信号（パワーシフト圧力Ｐｓ）と、エンジンからポンプに供給される馬力が常に一定であるよう制御する定馬力制御信号と、コントロールバルブが中立時および微操作時にネガティブコントロール圧力を受けてポンプ流量を制御するネガティブ流量制御信号とを受けることにより前述したように油圧ポンプ１の吐出流量を制御するべく作動するものであるが、このレギュレータ４は、油圧ポンプ１の斜板１１にピン１２を介して連結される主ピストン１３、該主ピストン１３を移動させるべく作動するパイロットピストン１４、コントロールピストン１５、スプール１６等を備えて構成されている。

ここで、前記レギュレータ４の作動の一つについて図２を用いて簡単に説明する。前記パイロットピストン１４は、油圧ポンプ１から流路１７を経由して働くポンプ吐出圧Ｐｄと、流路１８を介して働く前記パワーシフト圧力Ｐｓとの合計圧力が働くことになって図２において左方向の押圧力が発生し、これによってパイロットピストン１４はスプール１６を介して弾機１９を押圧しようとするが、前記合計圧力は弾機１９の弾圧力より小さく設定され、このためスプール１６は弾機１９により図面において右端に移動する。このときスプール１６とスリーブ２０との位置関係は、流路２１が閉成し、流路２２が開成している状態に保たれることになって、ポンプ吐出圧力Ｐｄは流路２３、２４、２５を経由して主ピストン１３の大径側のピストン室２６に作動油となって達する。この結果、主ピストン１３の大径側、小径側の両ピストン室２６、２７に同じポンプ吐出圧力Ｐｄが働くが大径側ピストン室２６の方が受圧面積が大きい関係から主ピストン１３は大径側ピストン室２６が大きくなる側、つまり図面において右側に移動し、この結果、斜板１１は流量が増大する方向に移動するように制御される。

これに対し、油圧ポンプ１の負荷が増大すると、高くなったポンプ吐出圧力Ｐｄがパイロットピストン１４のショルダ部１４ａに働くことになって該パイロットピストン１４は弾機１９の弾圧力に抗してスプール１６を左側に移動させる。これによって流路２２が閉成し、流路２１が開成することになって、大径側ピストン室２６は、流路２５、２１、２８を経由して低圧（油タンク２９）側に通じて低圧になる。一方、小径側ピストン室２７にはポンプ吐出圧力Ｐｄが作動油となって常時働いているので主ピストン１３は小径側ピストン室２７が大きくなる側、つまり図面において左側に移動し、この結果、斜板１１は流量が減少する方向に移動するように制御される。

３０は検知センサであって、本実施の形態ではストロークセンサを採用しているが、該検知センサ３０はレギュレータ４のケーシング４ａに設けられている。つまり、該ケーシング４ａの前記両ピストン室２６、２７のあいだのピン１２を臨む位置、つまり作動油が入り込まない位置に位置して前記検知センサ３０が取り付けられており、そして検知センサ３０に出没自在に設けられ、かつ突出方向に蓄勢された可動部３０ａが、ピン１２に設けられ、前記主ピストン１３の移動方向に対し、流量増大側ほど可動部３０ａが突出するよう傾斜した傾斜面で構成される被検知部３１に弾圧状に当接している。そして検知センサ３０は、主ピストン１３が前記移動することに伴う可動部３０ａの出没量に基づいて主ピストン１３の移動量を検知するようになっている。そしてこの移動量の検知値が、斜板１１の傾斜角度に換算され、これに基づいて斜板１１の傾斜角を検知し、吐出流量の検知ができるようになっている。

叙述のごとく構成された本発明の実施の形態において、ポンプ本体２に設けられた斜板１１は、レギュレータ４に設けた主ピストン１２の作動に基づいて傾斜角が変化し、これによってポンプ吐出流量の可変制御ができることになるが、斜板１１の傾斜角検知をするための検知センサ３０が、従来のようにポンプ本体２ではなく、レギュレータ４側に設けられているから、ポンプ本体２を構成するケーシング５から斜板１１の傾斜作動を引き出す必要がなく、この結果、ケーシング５が引き出し口のある特殊なものを用いる必要がないだけでなく、引き出すための連結機構が不要になって、ケーシング５の大型化を回避すると共に、構造の簡略化、部品点数の減少を達成できる。

しかもこのものでは、検知センサ３０は、斜板１１の傾斜作動を実際に行う主ピストン１３の作動に基づいて検知するものであるから、斜板１１の傾斜作動と実質同じ作動に基づいた検知ができることになって検知精度が低下してしまうことがない。そして検知センサ３０は、主ピストン１３と斜板１１とを連動連結するため該主ピストン１３に設けたピン１２を臨む位置に設けられているが、該ピン１２を臨む位置は、主ピストン１３を作動させるための作動油が入り込まない部位であるため、検知センサ３０が作動油による影響を考慮した防油型等、特殊なものを用いる必要がない。

尚、本発明は、前記の実施の形態のものに限定されるものでないことは勿論であって、斜板型でなく斜軸型のものであっても同様に実施することができ、また図３、４に示す第二、第三の実施の形態のものとしても実施することができる。第二の実施の形態のものは、ピン１２ではなく、主ピストン１３に直接傾斜した被検知部３２を設けたものであり、このようにしたものは、ピン１２が短い形式のものに好適に実施することができる。また第三の実施の形態のものは、検知センサ３３を、ストロークセンサでなく回転角検知センサとしたものである。そしてこのものでは、検知センサ３３の回転軸３３ａに止着した揺動体３４の先端部に長孔３４ａを開設し、該長孔３４ａに主ピストン１３側から延設した作動ピン３５を長孔３４ａの孔長方向移動自在に貫通させたもので、主ピストン１３の移動を回転軸３３ａの回転に変換させて傾斜角検知をするようにしたものである。

油圧ポンプの断面図である。レギュレータの構造図である。第二の実施の形態を示すレギュレータ部の断面図である。第三の実施の形態を示すレギュレータ部の断面図である。

符号の説明

１油圧ポンプ
２ポンプ本体
４レギュレータ
１１斜板
１２ピン
１３主ピストン
３０検知センサ

Claims

傾斜体の傾斜角変化により流量が変化する可変容量型のポンプ本体と、入力される制御信号に基づいて傾斜体の傾斜角を変化させるべく作動するレギュレータとを備えた可変容量型油圧ポンプに、前記傾斜体の傾斜角検知をする検知センサを設けるにあたり、該検知センサは、レギュレータに設けた作動体の作動量を検知することにより傾斜角の検知をするよう該レギュレータに設けられていることを特徴とする可変容量型油圧ポンプ。
請求項１において、作動体の作動は、傾斜体の傾斜作動をするため設けられる主ピストンの作動であることを特徴とする可変容量型油圧ポンプ。
請求項２において、主ピストン部には、該主ピストンの移動方向に傾斜した被検知面が設けられ、検知センサは、可動部が被検知面に当接するストロークセンサであることを特徴とする可変容量型油圧ポンプ。
請求項２または３において、検知センサは、主ピストンを作動するための作動油が入り込まない位置に設けられていることを特徴とする可変容量型油圧ポンプ。
請求項４において、検知センサが設けられる作動油が入り込まない位置は、主ピストンと傾斜体とを連動連結するため該主ピストンに設けたピンを臨む位置であることを特徴とする可変容量型油圧ポンプ。