JP2505457B2 - ピストンポンプの馬力制御装置 - Google Patents

ピストンポンプの馬力制御装置

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JP2505457B2
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豊和 山本
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00Pump parameters
    • F04B2201/12Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1203Power on the axis

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  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は一定馬力となるように可変吐出ピストンポン
プの吐出量を制御する装置の改良に関する。
(従来の技術) ピストンポンプの吐出量を制御するために、斜板の傾
転角をポンプ吐出圧に応動するサーボピストンを介して
調整することは既に公知である。
ポンプの発生馬力は吐出量と吐出圧との積によって決
まり、ポンプを駆動する原動機との関係にもよるが、ポ
ンプ発生馬力が常に一定値となるように吐出圧との関係
に基づいて吐出量をフィードバック制御している。
従来の定馬力制御は、いわゆる位置フィードバック、
力フィードバックのいずれの方式もフィードバックされ
るポンプ吐出圧に対して、多段に介装したスプリングに
より、吐出量が近似的に双曲線特性となるように設定し
ている。
第5図に従来の一例として直動型の制御装置を示す。
ポンプ軸1によって回転されるシリンダブロック2に
は、ポンプ軸を中心とする円周上に複数のピストン3が
等間隔に配置される。ピストン3はシュー4を介して斜
板5に摺接し、シリンダブロック2の1回転につき1回
の割合で吸込、吐出作用を行う。
ピストン3による吐出量は斜板5の傾転角に比例し、
斜板傾転角がゼロ、すなわちポンプ軸に斜板5が直角に
なっているときは、シリンダブロック2が回転してもピ
ストン3が往復動しないため吐出量はゼロであるが、斜
板5の傾きを増すに従って、ピストンストローク量が大
きくなり、吐出量が比例的に増大していく。
この斜板5の傾転角を制御するために、ポンプ吐出圧
に応動するプランジャ6と、これに対抗する制御スプリ
ング7が設けられる。
プランジャ6は圧力室8に導入されるポンプ吐出圧が
上昇すると斜板5の傾転角が小さくなるように、制御ス
プリング7に対抗して斜板5を押す。
このため、ポンプ吐出圧Pが小さいときはポンプ吐出
量Qは大きいが、吐出圧Pが上昇するのに従って吐出量
Qが減少する。
ポンプ発生馬力Hは、H=P・Qであり、Hを常に一
定値とするためには、Q=H/Pとなるように制御する必
要がある。
これは吐出量Qと吐出圧Pが双曲線の関係で変化する
特性で、プランジャ6に対抗する制御スプリング7を2
段として、最初は第1のスプリング7aのみを効かし、途
中から第2のスプリング7bとの合成力を働かすことによ
り、第6図にも示すように、吐出圧Pに対して吐出量Q
を双曲線特性に近似させることができる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような制御装置では、ポンプの発
生馬力特性を双曲線に近似させることはできても、厳密
には線形特性のスプリング反力を2段に効かせる折線特
性であり、第6図の斜線領域を使用できず、原動機の定
格出力に対するポンプ効率が低下する。
本発明はポンプ吐出圧と吐出量の関係を双曲線特性に
近付け、より精度の良い一定馬力制御を実現することを
目的とする。
(課題を達成するための手段) そこで、本発明はポンプ軸と共に回転するシリンダブ
ロックに複数のピストンを配設し、ピストンが摺接する
斜板の傾転角に応じて吐出量を変化させるようにしたピ
ストンポンプにおいて、ピストン合力に基づく傾転軸を
中心とするモーメントの腕の長さが斜板の傾転角に応じ
て変化するように、斜板の傾転軸を前記ポンプ軸の軸芯
から偏心させ、かつピストン合力の作用点からポンプ軸
方向に偏心させると共に、斜板を傾転方向へと付勢する
ピストン合力と対抗的に斜板を押圧するプランジャを設
け、ポンプ吐出圧に相関する圧力を発生する圧力制御手
段を設け、この発生圧力をプランジャに伝達するように
した。
(作用) 斜板に作用するピストンの反力に基づくモーメントの
腕の長さが斜板の傾転角に応じて変化するように、斜板
の回転中心をシリンダブロックの回転軸芯と、ピストン
荷重作用点とに対してそれぞれ偏心させた一方で、この
ピストン合力のモーメントに対抗するように、ポンプ吐
出圧に相関する圧力が作用するプランジャの押圧力に基
づくモーメントの腕の長さは略一定であるので、これら
のモーメントのバランスにより決定される斜板の傾転角
(換言すると吐出量)は、吐出圧に対して双曲線的に変
化し、このためポンプ吐出量と吐出圧の関係を発生馬力
が一定となる特性をもって制御することができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図,第2図に示す第1の実施例において、ピスト
ン3のシュー4を支持する斜板5は、その傾転中心とな
る傾転軸10が、ポンプ軸1の軸心に対して下方へ所定量
eだけ偏心すると共に、ピストン合力の荷重作用点から
ポンプ軸方向に所定量Sだけ偏心して設けられる。
このように傾転軸10を偏心させることにより、各ピス
トン3の吐出反力に基づく合力のモーメントで、斜板5
は最大傾転位置へと押し付けられる。
この斜板5を傾けるピストン合力のモーメントに対抗
するように、斜板5を裏面から押し戻すプランジャ11
は、傾転軸10に関してピストン合力の荷重作用点よりも
半径方向の外側に配置されると共に、プランジャ11の圧
力室12には圧力制御弁13により調整されたポンプ吐出圧
Pに相関をもつ制御圧Pcが導かれる。これにより斜板5
の傾転角はピストン合力とプランジャ11の押圧力とのモ
ーメントがバランスする位置に保持される。
圧力制御弁13は受圧面積の異なる2つのピストン部14
a,14bをもつスプール15と、このスプール15をポンプ吐
出圧に対抗するように付勢するスプリング16とを備え、
ピストン部面積比に応じてポンプ吐出圧Pを減圧制御し
て前記プランジャ11の圧力室12に導入する。
以上のように構成され、次に作用について説明する。
ポンプ軸1の回転により斜板5に摺接する各ピストン
3が吸込、吐出作用を行う。斜板5の傾転軸10は、シリ
ンダブロック2のピストン合力の荷重作用点から図中下
方に変位しているため、斜板5にはピストン合力に基づ
き、傾転軸10を中心にして反時計方向への回転モーメン
トが発生する。プランジャ11を押圧する制御圧力Pcが小
さいときは、ピストン合力により斜板5は所定の最大傾
転角まで預けられる。なお、最大傾転角位置で斜板5は
ストッパ(図示せず)に当接して機械的に保持されるよ
うになっており、この最大傾転角(最大吐出量)はポン
プの仕様により、例えばΦmax=18°に設定される。
ポンプ吐出圧力は供給回路の負荷に応じて変化し、負
荷が高くなるほど吐出圧Pも上昇する。ポンプ吐出圧P
が上昇すると、圧力制御弁13で減圧制御される制御圧Pc
増加し、プランジャ11を介して斜板5を押し戻す方向、
つまり時計回り方向に作用するモーメントも大きくな
る。
斜板5に働くモーメントを考えると、傾転軸10の軸芯
からの、ピストン合力の荷重作用点よりもプランジャ11
による押圧力の作用点までの距離が大きく、ポンプ吐出
圧Pの上昇に伴い、斜板5の傾転角は減少し、吐出量Q
が減少していく。
そして、この場合斜板5に働くピストン合力に基づく
モーメントの腕が傾転角に応じて変化していくため、吐
出圧Pと吐出量Qの関係は次のようになる。なお、説明
の便宜上、以下の近似条件を採用する。すなわち、斜板
5の傾転角φの小さな範囲(0°<Φ≦18°)におい
て、 cosΦ=1,tanΦ=βΦ(β:定数) とする。ピストン合力γPの荷重作用点はポンプ軸1の
軸心上にある。斜板傾転角が変化しても、傾転軸中心か
らプランジャ11の接触点までの距離Lは変化しないもの
とする。また斜板傾転軸の摩擦力並びに弁板による操作
力は無視する。
まず、圧力制御弁13におけるスプール15の圧力バラン
スから、 PA1=PcA2+F…(1) (ただし、P:ポンプ吐出圧,Pc:制御圧,A1,A2:ピスト
ン部14a,14bの受圧面積、F…スプリング16の作用力) 次に斜板5に作用するピストン吐出反力とプランジャ
11の押圧力とに基づく、傾転軸10を中心としてその回り
のモーメントバランスから、 PcA3L=γPχ…(2) (ただし、A3:プランジャ11の受圧面積,L:斜板傾転軸
心からプランジャ11の荷重作用点までの距離,χ:斜板
傾転軸心からピストン合力の荷重作用点までの距離) なお、γPは高圧側ピストンの総面積と吐出圧との積
で、シリンダブロック2に配設された複数のピストンに
よる合力である。
ピストン合力γPの作用点から斜板傾転軸までの距離
χは傾転軸10のポンプ軸1の軸心と平行な偏心量をe、
斜板傾転軸からピストン3の荷重作用点までの距離をS
とすると、斜板5の傾転角をΦとして、 χ=e/cosΦ−StanΦ=e−SβΦ…(3) 前記(1)式からPcを求めると、 Pc=A1P/A2−F/A2…(1)′ (1)′,(3)式を(2)式に代入してΦを求める
と、 Φ=(A3FL/A2Sβγ・1/P)+(A2γe−A13L)/A2
Sβγ…(4) ここで、 A3FL/A2Sβγ=K1(定数), A2γe−A1A3L/A2Sβγ=K2(定数) とおけば、 Φ=K1/P+K2…(5) この(5)式においてK2=0に設定、つまり A2γe−A2A3L=0 となるように、これらの諸寸法を決めると、 Φ=K1/P…(5)′ ここで、ポンプ吐出量Qを求めると、吐出量Qはピスト
ン本数とポンプ回転数、さらに斜板傾転角に対応したも
のとなり、 Q=εtanΦ=εβΦ…(6) なお、定数となるεは次のように求める。
ε=πdp2/4・D・n・N (ただし、dp:ピストン直径,D:シリンダブロックのピス
トンピッチ円直径,n:ピストン本数、N:ポンプ回転数) (5)′と(6)式から P・Q/εβ=K1…(7) したがって、この(7)式を整理すると、 PQ=εβK1=K′…(7)′ よってPQ=K′から第3図にも示すように、ポンプ吐
出圧Pと吐出量Qの関係は双曲線特性をもって変化する
一定馬力特性となるのである。
なお、最大吐出量Qmaxは、前記したように斜板5の傾
転角をメカニカルなストッパで規制することにより決
め、最大吐出圧Pmaxは供給回路に介装するリリーフ弁に
より設定する。
また、双曲線の定数の要素として含まれるスプリング
力Fを調整することにより、第3図の想像線で示すよう
に、平行移動することができる。
次に第4図の第2実施例を説明する。
この実施例は第1のプランジャ11aと第2のプランジ
ャ11bとの差力により斜板5を駆動するようにしたもの
で、第1のプランジャ11aに直接ポンプ吐出圧Pを導く
一方、このプランジャ11aに対抗して第2のプランジャ1
1bを設け、減圧弁20を介して第2のプランジャ11bに圧
力を導くことにより、前記スプリング16の代わりに一定
力Fを付与するようにした。
減圧弁20は第2のプランジャ11bに作用する負荷圧力
が上昇すると流入ポートを絞り、バネ設定荷重に見合う
圧力でバランスすることにより、負荷圧力を一定値に保
持する。したがって、第1のプランジャ11aに作用する
ポンプ圧が所定値を越えるまで第2のプランジャ11bは
後退せず、最大吐出量を保つが、それ以上の圧力になる
と、第2のプランジャ11bが移動を開始し、第1のプラ
ンジャ11aにより斜板5の傾転角が減少する方向に駆動
され、結局吐出圧Pの上昇に伴って吐出量Qが減少す
る。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、ピストン合力に基づく
モーメントで斜板を傾転させると共に、斜板の傾転軸を
ポンプ軸の軸芯からの偏心させ、かつピストン合力の作
用点からポンプ軸方向へ偏心させることにより、ピスト
ン合力に基づく傾転軸を中心とするモーメントの腕の長
さが傾転角に応じて変化するのに対して、このピストン
合力のモーメントに対抗するようにポンプ吐出圧に相関
する圧力が作用するプランジャの押圧力に基づくモーメ
ントの腕の長さは略一定であるので、斜板はポンプ吐出
圧と吐出量が双曲線特性となるように傾転し、精度のよ
い定馬力制御を行うことができ、また構造は簡単でコン
パクトになるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す構成図、第2図は作動を
解析するための模式図、第3図は本発明のポンプ吐出圧
と吐出量の関係を示す特性図、第4図は他の実施例の概
略構成図、第5図は従来例の構成図、第6図は同じくそ
の特性図である。 1…ポンプ軸、2…シリンダブロック、3…ピストン、
5…斜板、10…傾転軸、11,11a,11b…プランジャ、12…
圧力室、13…圧力制御弁、20…減圧弁。
フロントページの続き (72)発明者 近松 聡 相模原市麻溝台1805番地1 カヤバ工業 株式会社相模工場内 (56)参考文献 特開 昭59−79078(JP,A) 特開 昭57−102587(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポンプ軸と共に回転するシリンダブロック
    に複数のピストンを配設し、ピストンが摺接する斜板の
    傾転角に応じて吐出量を変化させるようにしたピストン
    ポンプにおいて、ピストン合力に基づく傾転軸を中心と
    するモーメントの腕の長さが斜板の傾転角に応じて変化
    するように、斜板の傾転軸を前記ポンプ軸の軸芯から偏
    心させ、かつピストン合力の作用点からポンプ軸方向に
    偏心させると共に、斜板を傾転方向へと付勢するピスト
    ン合力と対抗的に斜板を押圧するプランジャを設け、ポ
    ンプ吐出圧に相関する圧力を発生する圧力制御手段を設
    け、この発生圧力をプランジャに伝達するようにしたこ
    とを特徴とするピストンポンプの馬力制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03217662A (ja) * 1990-01-20 1991-09-25 Toyota Autom Loom Works Ltd 斜板式アキシャルピストンポンプの過負荷防止方法
JP2557122Y2 (ja) * 1991-01-21 1997-12-08 株式会社豊田自動織機製作所 可変容量アキシャルピストンポンプ
JPH04284180A (ja) * 1991-03-11 1992-10-08 Toyota Autom Loom Works Ltd 可変容量ピストンポンプ
DE19808127C2 (de) * 1998-02-26 1999-12-09 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Leistungsregeleinrichtung
CN104234118B (zh) * 2013-12-13 2017-01-04 江苏恒立液压科技有限公司 小型挖掘机用泵

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57102587A (en) * 1980-12-15 1982-06-25 Daikin Ind Ltd Variable-volume type fluid pressure pump apparatus
JPS5979078A (ja) * 1982-10-27 1984-05-08 Kayaba Ind Co Ltd 可変型油圧モータ

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