JP2016014333A - 可変容量型ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間を任意に調整することができる可変容量型ピストンポンプを提供する。【解決手段】可変容量型ピストンポンプ１は、メインハウジング６内に収容された斜板１８と、斜板１８を押圧するコントロールピストン２６と、斜板１８とメインハウジング６の前壁部６ａとの間に配置され、斜板１８をコントロールピストン２６側に付勢するバネ２２と、ポンプハウジング２の外部から斜板１８に対するバネ２２の付勢力を調整するバネ力調整ユニット２７を備えている。バネ力調整ユニット２７は、メインハウジング６内に配置され、バネ２２を斜板１８に対して押圧するための平板２９と、前壁部６ａに形成されたネジ穴２８と螺合する調整用ネジ３０とを有している。調整用ネジ３０は、ネジ穴２８を貫通して平板２９に当接している。【選択図】図１

Description

本発明は、斜板の傾角を調整することで吐出容量を変更することが可能な可変容量型ピストンポンプに関する。

従来の可変容量型ピストンポンプとしては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の可変容量型ピストンポンプは、ボディ及びケースに回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトと一体的に回転するシリンダバレルと、このシリンダバレルの各ボア内に摺動自在に挿入された複数のピストンと、これらのピストンの先端部にシューを介して当接された斜板と、斜板の傾角を制御するコントロールピストンと、斜板に対してコントロールピストンの反対側に配置されたばね部材とを備えている。斜板は、ばね部材の弾発力により最大傾角となるように付勢されている。また、コントロールピストンは、ばね部材の弾発力の付勢に抗して斜板を最小傾角となるまで制御動作する。このような可変容量型ピストンポンプにおいて、斜板が最大傾角のときは吐出量が最大量となり、斜板が最小傾角のときは吐出量が最小量となる。

特開２００６−３４８９１１号公報

上記従来技術のような可変容量型ピストンポンプを搭載するエンジン式フォークリフトでは、エンジンにより可変容量型ピストンポンプが駆動されており、操作者による荷役レバー操作等の荷役要求を検知すると、制御装置は可変容量型ピストンポンプの斜板を最小傾角から最大傾角に角度変化させ、これに伴いポンプの吐出量が最小量から最大量に変化する。この可変容量型ピストンポンプの斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間は、荷役の操作性及びエンジンの駆動状態等に影響を与える。例えば、可変容量型ピストンポンプの斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間が早すぎると、エンジンにかかるトルク（負荷）が急激に上昇するため、エンストが発生しやすくなる。一方で、可変容量型ピストンポンプの斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間が遅すぎると、荷役の操作性（応答性）が悪化してしまう。また、可変容量型ピストンポンプの斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間の最適値は、フォークリフトの機種、機台毎または使用環境によっても異なる。従って、可変容量型ピストンポンプの斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間、つまりポンプの吐出量が最小量から最大量に変化する時間を任意に調整可能とすることが強く望まれている。

本発明の目的は、斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間を任意に調整することができる可変容量型ピストンポンプを提供することである。

本発明は、回転軸と一体的に回転するシリンダブロック内のピストンが斜板の傾角に応じたストロークで往復動することで、作動流体の吸入及び吐出を行う可変容量型ピストンポンプにおいて、シリンダブロック及び斜板を収容すると共に、回転軸を回転可能に支持するハウジングと、斜板を押圧するコントロールピストンを有し、斜板の傾角を制御するコントロールピストンユニットと、ハウジング内において斜板に対してコントロールピストンの反対側に配置され、斜板をコントロールピストン側に付勢するバネと、ハウジングの外部から斜板に対するバネの付勢力を調整するバネ力調整ユニットとを備え、バネ力調整ユニットは、ハウジング内に配置され、バネを斜板に対して押圧するための押圧部材と、ハウジングを貫通して押圧部材に当接するように設けられた棒状部材と、押圧部材の位置を保持する位置保持手段とを有することを特徴とする。

このような本発明の可変容量型ピストンポンプにおいては、棒状部材がハウジングを貫通して押圧部材に当接した状態で、棒状部材を斜板に対して移動させることで、押圧部材の位置を決定し、その押圧部材の位置を位置保持手段により保持する。これにより、斜板に対するバネの付勢力が設定されるため、斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間が設定される。このように、ポンプを組み立てた後であっても、ポンプを分解すること無く、斜板に対するバネの付勢力をハウジングの外部から調整することができるので、斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間を任意に調整することができる。

棒状部材は、調整用ネジであり、ハウジングには、調整用ネジと螺合すると共に調整用ネジを貫通させるネジ穴が形成されており、位置保持手段は、調整用ネジ及びネジ穴であってもよい。この場合には、調整用ネジが押圧部材に当接した状態で、調整用ネジをネジ穴に対して回すことで、押圧部材の位置が設定されると共に、その押圧部材の位置が保持されることになる。これにより、簡単な構成で押圧部材の位置を保持することができる。また、押圧部材の位置調整が精密に行えるため、斜板に対するバネの付勢力の調整を精密に行うことができる。

バネ力調整ユニットは、ハウジングと調整用ネジとの隙間を封止するシール部材と、調整用ネジと螺合すると共にシール部材をハウジングに対して固定するナットとを有してもよい。このようにシール部材及びナットを設けることにより、ハウジングの内部に存在する作動流体がハウジングと調整用ネジとの隙間からハウジングの外部に漏れることが防止される。

本発明によれば、斜板が最小傾角から最大傾角に角度変化する時間を任意に調整することができる。これにより、可変容量型ピストンポンプの吐出量が最小量から最大量に変化する時間を任意に調整することが可能となる。

本発明に係る可変容量型ピストンポンプの一実施形態を示す概略断面図である。 図１に示したバネ力調整ユニットの動作状態を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る可変容量型ピストンポンプの一実施形態を示す概略断面図である。同図において、本実施形態の可変容量型ピストンポンプ１は、例えばエンジン式のフォークリフトに搭載される油圧ポンプとして使用される。

可変容量型ピストンポンプ１は、ポンプハウジング２と、このポンプハウジング２に軸受部３及び軸受部４を介して回転可能に支持された回転軸５とを備えている。回転軸５は、エンジン（図示せず）により回転駆動される。

ポンプハウジング２は、メインハウジング６及びリアハウジング７からなっている。メインハウジング６及びリアハウジング７同士は、ボルト（図示せず）により連結されている。リアハウジング７には、作動油を吸入するための吸入通路８と、作動油を吐出するための吐出通路９とが形成されている。なお、本実施形態では、回転軸５の軸心方向を可変容量型ピストンポンプ１の前後方向と規定する。そして、メインハウジング６側を可変容量型ピストンポンプ１の前側とし、リアハウジング７側を可変容量型ピストンポンプ１の後側とする。回転軸５の前端側部分は、ポンプハウジング２から突出している。

ポンプハウジング２内には、シリンダブロック１０が収容されている。シリンダブロック１０の前端側部分（リアハウジング７とは反対側の部分）は、回転軸５に一体回転可能にスプライン嵌合されている。シリンダブロック１０における回転軸５の周囲には、複数のシリンダボア１１が形成されている。各シリンダボア１１内には、ピストン１２が収容されている。

シリンダブロック１０とリアハウジング７との間には、バルブプレート１３が配置されている。バルブプレート１３には、吸入通路８とシリンダボア１１とを連通させる吸入孔１４と、吐出通路９とシリンダボア１１とを連通させる吐出孔１５とが形成されている。これにより、作動油が吸入孔１４からシリンダボア１１内に吸入されると共に、シリンダボア１１内の作動油がポンプ作用により吐出孔１５から吐出される。

シリンダブロック１０の前端側部分と回転軸５との間には、複数本（ここでは３本）のピン１６が介在されている。また、シリンダブロック１０における各ピン１６よりも後側（リアハウジング７側）の領域と回転軸５との間には、各ピン１６を前側（リアハウジング７の反対側）に付勢するバネ１７が配置されている。

ポンプハウジング２内におけるシリンダブロック１０の前側には、斜板１８が収容されている。斜板１８は、ポンプハウジング２のメインハウジング６に弓状（湾曲状）の軸受部１８ａを介して摺動可能に支持されている。これにより、斜板１８は傾動可能となる。斜板１８には、回転軸５を貫通させる貫通孔１８ｂが形成されている。斜板１８の後端面（シリンダブロック１０側の端面）は平面状となっている。

斜板１８の後端面には、複数のシュー１９が密接している。各シュー１９には、シリンダブロック１０内のピストン１２の先端部が嵌合している。各シュー１９は、１枚の円環状のリテーナプレート２０に取り付けられている。シリンダブロック１０の前側における回転軸５の周囲には、リテーナプレート２０に固定されたピボット２１が配置されている。バネ１７により各ピン１６を介してピボット２１が前側（斜板１８側）に押されることで、リテーナプレート２０が前側に押され、これに伴って各シュー１９が斜板１８に十分に密着するようになる。各ピストン１２は、シリンダブロック１０の回転に伴って斜板１８の傾角に応じたストロークで往復動される。

斜板１８の縁部の所定位置には、斜板１８の後側に開口した凹部１８ｃが形成されている。凹部１８ｃには、コロ３４が収容されている。また、斜板１８における凹部１８ｃに対応する位置には、前側に突出した突起部３５が設けられている。

メインハウジング６内における斜板１８の突起部３５側の部分とメインハウジング６の前壁部（リアハウジング７とは反対側の壁部）６ａとの間には、斜板１８の凹部１８ｃ側の部分をシリンダブロック１０側に付勢するバネ２２が配置されている。バネ２２の一端部は、突起部３５に嵌め込んで固定されていてもよい。

また、可変容量型ピストンポンプ１は、斜板１８の傾角を制御することで、可変容量型ピストンポンプ１の吐出量を制御するコントロールピストンユニット２３を備えている。コントロールピストンユニット２３は、シリンダブロック１０に対してコロ３４側に隣接して設けられている。コントロールピストンユニット２３は、メインハウジング６の一部を構成する略円筒状のユニット壁部２４を有している。ユニット壁部２４は、回転軸５に対して傾いた方向に延びている。

ユニット壁部２４の後端部（リアハウジング７側の端部）には、ユニット壁部２４の開口を塞ぐネジ部２５が設けられている。ユニット壁部２４内には、斜板１８を押圧するコントロールピストン２６が配置されている。ユニット壁部２４内におけるコントロールピストン２６とネジ部２５との間には、作動油が流入される。コントロールピストン２６の先端は、コロ３４と当接している。上記のバネ２２は、斜板１８に対してコントロールピストン２６の反対側に配置されている。そして、バネ２２は、斜板１８の凹部１８ｃ側の部分をコントロールピストン２６側に付勢している。

バネ２２の付勢力によって斜板１８がコロ３４を介してコントロールピストン２６を押圧すると、斜板１８が最大傾角となり、可変容量型ピストンポンプ１の吐出量が最大量となる。ユニット壁部２４内におけるコントロールピストン２６とネジ部２５との間に作動油が流入されると、バネ２２の付勢力に抗してコントロールピストン２６がコロ３４を介して斜板１８を押圧する。これにより、斜板１８の傾角が小さくなり、可変容量型ピストンポンプ１の吐出量が減少する。なお、荷役要求が無いエンジンのアイドリング状態では、斜板１８が最小傾角となり、可変容量型ピストンポンプ１の吐出量が最小量となる。

さらに、可変容量型ピストンポンプ１は、ポンプハウジング２の外部から斜板１８に対するバネ２２の付勢力（バネ力）を調整するバネ力調整ユニット２７を備えている。メインハウジング６の前壁部６ａにおけるバネ２２の配設位置に対応する部位には、回転軸５の軸方向に延びるネジ穴２８が形成されている。

バネ力調整ユニット２７は、図２にも示すように、メインハウジング６内に配置され、バネ２２を斜板１８に対して押圧するための円形状の平板（押圧部材）２９と、前壁部６ａに形成されたネジ穴２８と螺合する調整用ネジ（棒状部材）３０とを有している。平板２９の後端面（斜板１８側の端面）は、バネ２２を受ける座面である。平板２９は、前壁部６ａに設けられた凹部３６に収容されている。

調整用ネジ３０は、前壁部６ａのネジ穴２８にねじ込まれてネジ穴２８を貫通している。そして、調整用ネジ３０の後端（斜板１８側の端）は、平板２９に当接している。このとき、調整用ネジ３０の後端は、平板２９に固定されていてもよい。調整用ネジ３０の前端部（斜板１８とは反対側の端部）には、断面六角形状の凹部３０ａが形成されている。なお、初期状態では、図２（ａ）に示すように、平板２９の前端面（斜板１８とは反対側の端面）が前壁部６ａの内壁面（凹部３６の底面）に接している。

また、バネ力調整ユニット２７は、図２にも示すように、前壁部６ａの外壁面に装着され、前壁部６ａと調整用ネジ３０との隙間を封止する円環状のシールゴム（シール部材）３１と、調整用ネジ３０と螺合すると共にシールゴム３１を前壁部６ａの外壁面に対して押し付けて固定するナット３２とを有している。シールゴム３１とナット３２との間には、ワッシャ３３が介在されている。

このようなバネ力調整ユニット２７により、斜板１８に対するバネ２２の付勢力を調整する場合は、まず六角レンチ（図示せず）を調整用ネジ３０の凹部３０ａに挿入する。その状態で、六角レンチにより調整用ネジ３０をネジ穴２８に対して回転させることで、図２（ｂ）に示すように、平板２９を斜板１８側に移動させて平板２９の位置を決定する。ここでは調整用ネジ３０を使用しているので、平板２９の位置が決まると同時に、その平板２９の位置が保持されることになる。このため、調整用ネジ３０及びネジ穴２８は、平板２９の位置を保持する位置保持手段を構成する。

平板２９の位置を変えることで、バネ２２の収縮量が変わるため、斜板１８に対するバネ２２の付勢力が変わることになる。このとき、バネ２２の収縮量が大きくなるほど、斜板１８に対するバネ２２の付勢力が強くなる。斜板１８に対するバネ２２の付勢力が強くなると、斜板１８を最小傾角から最大傾角に角度変化させる時間が短くなり、斜板１８を最大傾角から最小傾角に角度変化させる時間が長くなる。

その後、ナット３２を調整用ネジ３０に対して回転させることで、ワッシャ３３を介してシールゴム３１を前壁部６ａの外壁面に押し付ける。これにより、前壁部６ａと調整用ネジ３０との隙間がシールゴム３１によってシールされるため、ポンプハウジング２内の作動油がネジ穴２８を通ってポンプハウジング２の外部に漏れ出ることを防止できる。

以上のように本実施形態にあっては、調整用ネジ３０を用いてポンプハウジング２の外部から平板２９の位置を調整することにより、斜板１８に対するバネ２２の付勢力を調整するようにしたので、可変容量型ピストンポンプ１を分解すること無く、斜板１８を最小傾角から最大傾角に角度変化させる時間を任意に調整することができる。これにより、可変容量型ピストンポンプ１の吐出量が最小量から最大量になる時間（動作時間）を任意に調整することができる。従って、例えば荷役の操作性を良好にしつつ、エンストが発生しないような適切な動作時間を任意に設定したり、フォークリフトの機種または機台毎に応じた適切な動作時間を任意に設定したりすることが可能となる。

また、調整用ネジ３０を使用するので、平板２９の位置を簡単に保持することができると共に、平板２９の位置調整が連続的に精密に行えるため、斜板１８に対するバネ２２の付勢力の調整を精密に行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、メインハウジング６の前壁部６ａにネジ穴２８を形成すると共に、そのネジ穴２８に螺合する調整用ネジ３０の一端を平板２９に当接させたが、バネ力調整ユニット２７の構成としては、特にそれには限られない。例えば、前壁部６ａに形成された貫通孔を貫通する棒状部材の一端を平板２９に当接させると共に、棒状部材に複数のフック部を棒状部材の長手方向に並設し、フック部を前壁部６ａに設けられたフック受け部に引っ掛ける構成としてもよい。

また、上記実施形態では、バネ２２を斜板１８に対して押圧するための押圧部材として円形状の平板２９を用いたが、使用する押圧部材としては特にそれに限られず、例えばブロック状の部材等であってもよい。また、円形状の平板２９等の押圧部材としては、バネ２２と別体として設ける構成には限られず、バネ２２の座面として一体化されていてもよい。

さらに、上記実施形態は、作動油の吸入及び吐出を行う可変容量型ピストンポンプ１についてであるが、使用する作動流体としては、油以外の液体であってもよい。

１…可変容量型ピストンポンプ、５…回転軸、６…メインハウジング、１０…シリンダブロック、１２…ピストン、１８…斜板、２２…バネ、２３…コントロールピストンユニット、２６…コントロールピストン、２７…バネ力調整ユニット、２８…ネジ穴（位置保持手段）、２９…平板（押圧部材）、３０…調整用ネジ（棒状部材、位置保持手段）、３１…シールゴム（シール部材）、３２…ナット。

Claims (3)

1. 回転軸と一体的に回転するシリンダブロック内のピストンが斜板の傾角に応じたストロークで往復動することで、作動流体の吸入及び吐出を行う可変容量型ピストンポンプにおいて、
   前記シリンダブロック及び前記斜板を収容すると共に、前記回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
   前記斜板を押圧するコントロールピストンを有し、前記斜板の傾角を制御するコントロールピストンユニットと、
   前記ハウジング内において前記斜板に対して前記コントロールピストンの反対側に配置され、前記斜板をコントロールピストン側に付勢するバネと、
   前記ハウジングの外部から前記斜板に対する前記バネの付勢力を調整するバネ力調整ユニットとを備え、
   前記バネ力調整ユニットは、前記ハウジング内に配置され、前記バネを前記斜板に対して押圧するための押圧部材と、前記ハウジングを貫通して前記押圧部材に当接するように設けられた棒状部材と、前記押圧部材の位置を保持する位置保持手段とを有することを特徴とする可変容量型ピストンポンプ。
2. 前記棒状部材は、調整用ネジであり、
   前記ハウジングには、前記調整用ネジと螺合すると共に前記調整用ネジを貫通させるネジ穴が形成されており、
   前記位置保持手段は、前記調整用ネジ及び前記ネジ穴であることを特徴とする請求項１記載の可変容量型ピストンポンプ。
3. 前記バネ力調整ユニットは、前記ハウジングと前記調整用ネジとの隙間を封止するシール部材と、前記調整用ネジと螺合すると共に前記シール部材を前記ハウジングに対して固定するナットとを有することを特徴とする請求項２記載の可変容量型ピストンポンプ。
   

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