JP2010121464A - 斜板式ピストンポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御弁により作動する制御ピストンによって斜板の傾斜角を変化させて複数のピストンの往復動を制御するとともに、前記制御ピストンの変位を変位検出装置により検出し該変位検出値を前記制御弁にフィードバック入力して該変位検出値を用いて制御ピストンの出力を制御するように構成された斜板式ピストンポンプにおいて、
前記変位検出装置は、前記制御ピストンの内部に磁歪式変位センサを設置し、前記制御ピストンの移動量に従い変化する磁気歪を前記磁歪式変位センサで検出し、前記磁歪式変位センサの変位検出信号を前記制御装置を介して前記制御弁に入力して制御ピストンの前記変位検出値とするように構成されたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図5において、ポンプ軸01は、軸受018及び軸受019にて支持され、エンジン、電動モータ等により駆動される。
ケーシング011は、両端部にベースプレート013及びエンドプレート012が固定されている。前記ポンプ軸01には、スプライン017を介してシリンダブロック04が嵌合されている。該シリンダブロック04は、該ポンプ軸01と同期して回転駆動される。
前記シリンダブロック04には、円周方向等間隔に複数のシリンダ03が穿孔されている。複数のシリンダ03には、ブッシュ02が固挿され、該ブッシュ02の内周には複数のピストン06が往復動可能に嵌合されている。前記各ピストン06の球状部06bとスリッパ016の凹部とが摺動可能に嵌合されており、また前記スリッパ016の表面にローラ軸受025を介して配設されたスラストプレート015を備えている。
前記ピストン06は、吸入通路09及び吐出通路010に、交互に連通される。
前記斜板角調整機構080は、図5(B)に示すように、シリンダ08内を往復動する制御ピストン08cによりレバー08aを回動させ、該レバー08aの端部に固定された斜板軸08をU矢のように回動させることにより、斜板角を変化させるようになっている。
前記斜板角調整機構080には、図示を省略するが、前記制御ピストン08cの変位が検出されてフィードバックされている。
該特許文献2の技術においては、制御ピストンの位置検出用の間隙検出センサは、制御ピストンの左側端部に形成された筒状凹部にほぼ直角に対向して設置され、該筒状凹部の外周面は図の左側に行くに従いその径が大きくなるように漸増形成されている。
従って制御ピストンが軸心と平行に移動すると、間隙検出センサの先端検出部と筒状凹部との間隙が変化するので、その間隙変化を制御ピストンの変位として電気信号で検出している。
また、かかる筒状凹部に、ほぼ直角に対向して間隙検出センサを配置して筒状凹部との間隙変化を制御ピストンの変位と検出することから、筒状凹部と間隙検出センサとの組合せにも高精度を要する。
上記のことから、前記筒状凹部の形成加工に時間を要しまた「ガタ」が発生し易く、また筒状凹部と間隙検出センサとの設定にも時間を要する。
前記変位検出装置は、前記制御ピストンの内部に磁歪式変位センサを設置し、前記制御ピストンの移動量に従い変化する磁気歪を前記磁歪式変位センサで検出し、前記磁歪式変位センサの変位検出信号を前記制御装置を介して前記制御弁に入力して制御ピストンの前記変位検出値とするように構成されたことを特徴とする。
前記変位検出装置は、前記制御ピストンを磁性体で構成し、該制御ピストンの外周にコイルを複数巻きにて巻装して構成されるとともに、前記制御ピストンの移動による前記コイルに流れる電流量を計測して前記変位検出値とする制御装置を備えたことを特徴とする。
磁歪式変位センサにて、制御ピストンの移動量を検出し、前記制御弁に入力して制御ピストンの前記変位検出値としたことにより、制御ピストンの移動量を磁気歪として直接検出するため、従来のようなリンク類は一切使用しないので、変位検出手段に「ガタ」等の発生がなく、高精度での変位検出が可能となる。
また、磁歪式変位センサを制御ピストンに取り付ければよいので、従来のようなリンク類の組立てが一切無くなり、組立てが簡単で磁歪式変位センサの取り付け時間及び磁歪式変位センサの設定も簡単で設定時間を短縮できる。これにより、制御ピストンの変位検出のコストが安くなる。
磁性体からなる制御ピストンの外周の軸方向内側および軸方向外側にそれぞれコイルを複数巻きにして配置したので、軸方向内側コイルと前記軸方向外側コイルの2つのコイルでの電流量を計測して前記変位検出値とすることにより、制御ピストンの移動距離を長く取れ、2つのコイルの巻き数を調整することにより安定的に変位検出ができる。
変位検出部の摺動部は、コアの磁気歪を軸で直接検出するので、変位検出部の誤差がなく高精度の変位検出信号が得られる。
また、コアの磁気歪を軸で直接検出するので、検出リンク部の組み立て工程が無くなり組立性が向上して、検出装置の製作コストを低下できる。
また、両端支持の軸を検出棒としているので、検出棒の振れが無くなり変位検出信号の検出精度が向上し、また組立性のが向上が得られる。
図1は本発明の第1実施例を示す斜板式ピストンポンプの変位検出装置の制御ピストン中心の断面図である(図2のA−A断面図)。図2は前記斜板式ピストンポンプの変位検出装置の正面図である。
この図は、図5(A)(B)に示される斜板式ピストンポンプの、制御ピストンの変位が検出されてフィードバックされる変位検出装置に関するものである。
図1及び図2において、斜板式ピストンポンプの制御弁9により設定された油圧は、制御ピストン装置100の制御シリンダ2内に形成された油圧通路7及び油圧通路8を通り、制御ピストン1の前後に形成された油室3及び油室4に導かれる。前記油室3及び油室4はカバー10s及び10tにて密封されている。
前記磁歪式変位センサ5は、周知のように、磁歪線(変位センサ5)にX矢方向にパルスを与えると磁歪線5の周囲に磁場が生じ、磁歪線上に制御ピストン1の変位が生じると斜めの合成磁場が生じ、この影響で磁歪線に局部的なねじり歪を発生する。このねじり歪を、前記変換装置6aに入力する。
図3は本発明の第2実施例を示す斜板式ピストンポンプの変位検出装置の第2例を示す制御ピストン中心の断面図である。
図3において、斜板式ピストンポンプの制御弁9により設定された油圧は、制御ピストン装置100の制御シリンダ2内に形成された油圧通路7及び油圧通路8を通り、制御ピストン1の前後に形成された油室3及び油室4に導かれる。前記油室3及び油室4はカバー10s及び10tにて密封されている。
前記制御ピストン1の下部には斜板連結部10が固定され、該斜板連結部10は、図5(A)、(B)のように、ピン11が斜板軸08に連結され該斜板軸08を介して斜板014の角度を変化させる。
そして、前記制御ピストン1が前記油室3及び油室4の圧力によって移動すると、該制御ピストン1によって、切られる前記軸方向内側のコイル23および軸方向外側のコイル24のコイル数が変化する。この制御ピストン1の移動により前記軸方向内側のコイル23あるいは軸方向外側のコイル24に流れる電流量をそれぞれ計測して、前記軸方向内側のコイル23あるいは軸方向外側のコイル24の変位検出値として前記制御装置6に入力する。
従ってかかる第2実施例によれば、非接触で制御ピストン1の変位を検出でき、従来のようなリンク類は一切使用しないので、変位検出手段に「ガタ」等の発生がなくその分高精度であり、またリンク類の組立てが一切無くなり、組立てが簡単となる。
図4は本発明の第3実施例を示す斜板式ピストンポンプの変位検出装置の第3例を示す制御ピストン中心の断面図である。
図4において、斜板式ピストンポンプの制御弁9により設定された油圧は、制御ピストン装置100の制御シリンダ2内に形成された油圧通路7及び油圧通路8を通り、制御ピストン1の前後に形成された油室3及び油室4に導かれる。前記油室3及び油室4はカバー10s及び10tにて密封されている。
前記制御ピストン1の下部には斜板連結部10が固定され、該斜板連結部10は、図5(A)、(B)のように、ピン11が斜板軸08に連結され該斜板軸08を介して斜板014の角度を変化させる。
また、制御ピストン1の両端部には、該制御ピストン1に対しては固定されるようにしてフランジ36及びフランジ37で締め付けており、該フランジ36及びフランジ37の内周は、前記軸40の外周と相対回転自在となっている。
そして、前記制御ピストン1の移動量に従い変化するコア35との磁気歪を軸40で検出し、前記軸40の変位検出信号を入力部40sを介して制御装置6に入力している。
そして、該制御装置6で検出された前記変位検出信号は、リード線12により制御弁9に入力され、該制御弁9では、前記のようにしてフィードバックされた変位検出信号により、油圧を調整して前記油圧通路7及び油圧通路8を通して、制御ピストン1の前後に形成された油室3及び油室4に導く。
また、コア35の磁気歪を軸40で直接検出するので、検出リンク部の組み立て工程が無くなり組立性が向上して、検出装置の製作コストを低下できる。
また、両端支持の軸40を検出棒としているので、検出棒の振れが無くなり変位検出信号の検出精度が向上し、また組立性のが向上が得られる。
1a 変位センサ取付孔
1s 中心孔
2 制御シリンダ
3,4 油室
5 磁歪式変位センサ(磁歪線)
6 制御装置
6a 変換装置
7、8 油圧通路
9 制御弁
10 斜板連結部
10s、10t カバー
11 ピン
23、24 コイル
35 コア
36,37 フランジ
40 軸
100 制御ピストン装置
Claims (5)
- 制御弁により作動する制御ピストンによって斜板の傾斜角を変化させて複数のピストンの往復動を制御するとともに、前記制御ピストンの変位を変位検出装置により検出し変位検出値を前記制御弁にフィードバック入力して該変位検出値を用いて制御ピストンの出力を制御するように構成された斜板式ピストンポンプにおいて、
前記変位検出装置は、前記制御ピストンの内部に磁歪式変位センサを設置し、前記制御ピストンの移動量に従い変化する磁気歪を前記磁歪式変位センサで検出し、前記磁歪式変位センサの変位検出信号を制御装置を介して前記制御弁に入力して制御ピストンの前記変位検出値とするように構成されたことを特徴とする斜板式ピストンポンプ。 - 前記変位検出装置は、前記制御ピストンの中心部に軸線方向に穿孔した変位センサ取付孔に前記磁歪式変位センサを、前記制御ピストン用カバーを介して前記制御ピストンの一方向から出し入れ可能に挿入したことを特徴とする請求項1に記載の斜板式ピストンポンプ。
- 制御弁により作動する制御ピストンによって斜板の傾斜角を変化させて複数のピストンの往復動を制御するとともに、前記制御ピストンの変位を変位検出装置により検出し変位検出値を前記制御弁にフィードバック入力して該変位検出値を用いて制御ピストンの出力を制御するように構成された斜板式ピストンポンプにおいて、
前記変位検出装置は、前記制御ピストンを磁性体で構成し、該制御ピストンの外周にコイルを複数巻きにて巻装して構成されるとともに、前記制御ピストンの移動による前記コイルに流れる電流量を計測して前記変位検出値とする制御装置を備えたことを特徴とする斜板式ピストンポンプ。 - 前記変位検出装置は、磁性体からなる制御ピストンの外周の、軸方向内側に前記コイルを複数巻きにして配置し、軸方向外側に前記コイルを複数巻きにして配置して構成され、
前記制御装置は前記制御ピストンの移動による前記軸方向内側コイルと前記軸方向外側コイルとに流れる電流量をそれぞれ計測して該計測値により前記変位検出値を算出することを特徴とする請求項3に記載の斜板式ピストンポンプ。 - 制御弁により作動する制御ピストンによって斜板の傾斜角を変化させて複数のピストンの往復動を制御するとともに、前記制御ピストンの変位を変位検出装置により検出し変位検出値を前記制御弁にフィードバック入力して該変位検出値を用いて制御ピストンの出力を制御するように構成された斜板式ピストンポンプにおいて、
前記変位検出装置は、前記制御ピストンを磁性体で構成し該制御ピストンの内周に設けられた孔に金属製のコアを固定するとともに、前記孔に両端を支持した軸を装通するとともに該軸を前記コアに対峙して設け、前記制御ピストンの移動量に従い変化する前記コアの磁気歪を前記軸で検出し、前記軸の変位検出信号を制御装置に入力して構成されてなり、前記変位検出信号を制御装置を介して前記制御弁に入力して制御ピストンの前記変位検出値とするように構成されたことを特徴とする斜板式ピストンポンプ。
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