JP2540585Y2

JP2540585Y2 - 可変容量形斜板式ピストンポンプの吐出量制御装置

Info

Publication number: JP2540585Y2
Application number: JP6301092U
Authority: JP
Inventors: 三亥緑川; 内田　　稔
Original assignee: 内田油圧機器工業株式会社
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2007-07-09
Also published as: JPH0628269U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、可変容量形斜板式ピス
トンポンプの馬力を一定に制御する場合に適用される双
曲線形にポンプ吐出量を制御する吐出量制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、斜板式や斜軸式の可変容量形ピス
トンポンプの馬力を一定に制御するためにポンプ吐出量
を制御する装置は知られており、この種の装置は、斜板
やシリンダブロックの傾転角を変える制御ピストンにポ
ンプ吐出圧を導入するように構成し、該吐出圧が変化す
ると該制御ピストンが移動してその傾転角が変更され、
馬力を一定にするようにポンプ吐出量を変更している。
この場合、該制御ピストンへポンプ吐出圧を導入する制
御はＬ字形のカムにより作動するスプール形の制御弁に
より行なわれている。例えば実開平１−１４１３７４号
公報で提案された斜板式の可変容量形ピストンポンプの
吐出量制御装置では、斜板の側方にＬ字形のカムを設
け、該カムに形成された直交する２つのカム面の一方に
斜板から出没するパイロットピストンの頭部を摺動自在
に当接させ、もう一方のカム面には制御ピストンへ吐出
圧の導入を制御する制御弁のスプールを介して制御ばね
を当接させた構成を有し、該パイロットピストンに作用
する吐出圧による力で該カムに生じる回転モーメントが
該制御ばねで該カムに生じる回転モーメントよりも大き
いと、該カムは制御弁を開くように揺動し、ポンプ吐出
圧が制御ピストンに導入され、該制御ピストンは斜板を
ポンプ吐出量が少なくなるような方向に傾転する。この
斜板の傾転に伴い、パイロットピストンの頭部がカム面
をこれによる回転モーメントを小さくする方向へ摺動
し、小さくなったこの回転モーメントと制御ばねによる
回転モーメントが釣合うとカムの揺動が戻り、制御弁が
閉じ、斜板の傾転が停止する。ポンプ吐出圧が高まると
斜板はポンプ吐出量を減少させ、ポンプ吐出圧とポンプ
吐出量の積即ち馬力が一定になるように制御が行なわれ
る。

【０００３】このようなＬ字形のカムの他に該カムと連
動するレバーを設けた馬力一定制御のための吐出量制御
装置が、実開平２−７８７８３号公報に於いて開示され
ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】上記のようなＬ字形カ
ムはこれに作用する力が相殺されず交叉するのでカムの
強度を上げる必要があり、カムの支軸に加わる力が大き
くカムと支軸間の摩擦力が大きくなるのでヒステリシス
が大きくなるという欠点がある。またＬ字形カムの製作
は容易でなく、高価につく。また、上記実開平１−１４
１３７４号公報で提案されたものは、頭部が斜板に接し
た制御ピストンを介してパイロットピストンへ吐出圧が
供給されているから、該制御ピストンの頭部周囲及び制
御ピストンの外周から吐出圧が漏れやすい不都合があ
り、該制御ピストンの作動を安定させるためにこれへ吐
出圧を導く回路に絞りを設けた場合、前記のような漏れ
のために制御ピストンに作用する圧力が変化して吐出量
の設定がずれてしまい、制御の正確さを期待できない。
更に、実開平２−７８７８３号公報に開示された装置は
Ｌ字形のカムの他に該カムと連動するレバーを使用して
いるので構造が複雑で、カム及びレバーに夫々支軸があ
るので摩擦力が一層大きくなりヒステリシスが大きい欠
点がある。

【０００５】本考案は、大きな強度が必要でなく、ヒス
テリシスが小さく、装置の構造が簡単で安価に製作でき
る可変容量形斜板式ピストンポンプの吐出量制御装置を
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案では、傾転軸と共
に傾転するピストンポンプの斜板の板面に、回転軸で回
転されるシリンダブロックに出没自在のピストンの頭部
を当接させ、該斜板の傾転角を設定する該ピストンポン
プの吐出圧が作用した制御ピストンを備え、該制御ピス
トンへの該吐出圧の導入を、該傾転角の変化で移動し且
つ該吐出圧が作用したパイロットピストンの力とこの力
に対向する制御ばねの力とで揺動する揺動部材により作
動された制御弁で制御するようにした吐出量制御装置に
於いて、該揺動部材を棒状部材で構成し、該パイロット
ピストンを該傾転軸にその軸線と直角方向に出没自在で
且つ該傾転軸と共に傾転自在に設けてその頭部を摺動自
在に該棒状の揺動部材に当接することにより、上記の目
的を達成するようにした。

【０００７】

【作用】該ピストンポンプの吐出圧が高くなると、ポン
プ吐出量を減らし、吐出圧×吐出量即ち馬力が一定にな
るように本考案装置は作動するが、この場合、ポンプ吐
出圧は傾転軸に設けたパイロットピストンに作用し、該
パイロットピストンは該傾転軸の軸線と直交する方向へ
突出し、その先端で揺動部材を制御ばねに抗して揺動さ
せる。この揺動で制御弁がポンプ吐出圧を制御ピストン
へ導入するように開き、該制御ピストンはこれに作用す
る該吐出圧により斜板をポンプ吐出量が少なくなる方向
へ傾転させる。該斜板の傾転と共に傾転軸も傾転し、該
傾転軸に設けたパイロットピストンも傾転してこれによ
る揺動部材の回転モーメントが小さくなる。そのため該
揺動部材の揺動が復帰し、制御弁は制御ピストンをそれ
以上突出させないように閉じる。該パイロットピストン
は傾転軸に設けられており、ポンプ吐出圧を斜板に当接
したピストンのような隙間の大きい摺動部材を介さずに
傾転軸内を介して該パイロットピストンに導けるので、
漏れが少なくなる。また、該揺動部材を棒状部材で製作
してパイロットピストンと制御ばねの力を相殺できるの
で、該揺動部材の強度を大きくする必要がなくその形状
もシンプルで安価に製作できる。

【０００８】該吐出圧が低くなると、ポンプ吐出量を増
やして馬力一定制御を行なう。この場合、該揺動部材は
パイロットピストンの力よりも制御ばねの力が優勢にな
るため前記の場合とは逆方向へ揺動し、制御弁は制御ピ
ストンに作用していた圧力を排除する。このため斜板は
ポンプ吐出量を増やす方向に傾転し、これに伴ってパイ
ロットピストンは傾転軸と共に揺動部材に対する回転モ
ーメントを大きくする方向へ移動する。その結果、該揺
動部材の揺動が復帰して制御ピストンの動きを止めるよ
うに制御弁が作動する。

【０００９】

【実施例】本考案の実施例を図面に基づき説明すると、
図１及び図２に於いて符号１はポンプハウジング２を内
外に挿通して設けた回転軸、３はポートエンドカバーを
示し、該ハウジング２と該カバー３とに軸受４、４を介
して該回転軸１を回転自在に軸支した。該回転軸１の中
間部に形成したスプライン５に係合させて円筒状のシリ
ンダブロック６を設け、該シリンダブロック６内の例え
ば偶数個のシリンダ室７に出没自在にピストン８が夫々
設けられる。各ピストン８の頭部は、該ハウジング２の
軸受９、９に揺動自在に支持された傾転軸２０、２０と
一体の斜板１０の板面に回転自在に当接される。該シリ
ンダブロック６の環状の端壁１１は、円板状のコントロ
ールプレート１２を介してポートエンドカバー３に当接
する。該端壁１１には各シリンダ室７へ連なる開口１
３、１３が該シリンダ室７と同数だけ形成され、該コン
トロールプレート１２には、ポートエンドカバー３に設
けられた１つの吸入ポート１４と２つの吐出ポート１
５、１６に通じる１つの吸入口１７と２つの吐出口１
８、１９が形成される。

【００１０】また、該斜板１０に図２に示すような延長
部２１ａ、２１ｂを形成し、その一方の延長部２１ａを
傾転設定ばね２２により斜板１０の傾転角を増す方向に
押圧し、もう一方の延長部２１ｂをパイロットポート２
３を介して導入されるこのポンプの自己吐出圧が作用し
た制御ピストン２４で斜板１０の傾転角を減少する方向
に押圧するようにした。該制御ピストン２４へ作用する
ポンプ吐出圧はチェック弁３１で抽出した吐出口１８ま
たは１９の圧力のうちの高い方の圧力であり、その導入
は、図３に示すスプール形の制御弁２５により制御され
る。該制御弁２５はパイロットピストン２６と制御ばね
２７との力の釣合いで揺動する揺動部材２８により作動
され、制御ピストン２４へのポンプ吐出圧の導入・排除
を制御する。

【００１１】該揺動部材２８は、図１に明示したよう
に、ポンプハウジング２に増設した制御ハウジング２９
の支軸３０に揺動自在に支持した棒状部材で構成され、
該支軸３０は傾転軸２０の端部に一体に取付けた延長部
２０ａと平行に設けられる。該パイロットピストン２６
は、図１及び図３に示すように、傾転軸２０の延長部２
０ａに該傾転軸２０の軸線と直角方向に設けたシリンダ
２０ｂに出没自在に取付け、その頭部をスライドシュー
３５を介して棒状の揺動部材２８の一方の側面２８ａに
摺動自在に当接させた。該傾転軸２０及び延長部２０ａ
の内部に形成した通路２０ｃの端部からポンプ吐出圧を
導入し、その圧力がパイロットピストン２６の後端部に
作用するようにした。この実施例では、該パイロットピ
ストン２６に作用するポンプ吐出圧には、絞り３２を介
して抽出した吐出口１８、１９の中間圧力（平均圧力）
を利用した。また、該一方の側面２８ａと反対側の側面
２８ｂを制御弁２５のスプール軸を介して制御ばね２７
で押圧した。尚、該揺動部材２８の一方の側面２８ａ
に、制御ハウジング２９に出没自在に設けた馬力シフト
用ピストン３３の頭部を当接させ、該ピストン３３に任
意に圧力を作用させることにより該揺動部材２８の揺動
を変更し、ポンプ馬力の設定を変更できるようにした。

【００１２】該傾転軸２０にパイロットピストン２６を
設けると、これへ吐出圧を外部に漏れないように供給す
ることができ、正確な馬力一定制御を行なえる。該揺動
部材２８を棒状に構成すると、図５に示すように、支軸
３０にかかる力Ｆ₁＝（パイロットピストン２６の力
ｆ）＋（馬力シフト用ピストンの力Ｆ´）−（制御ばね
２７の力Ｆ）であり、支軸３０の回りのモーメントが釣
合って作動するので、Ｆ₁≦ｆとなる。これは、図６の
ような従来のＬ字形のカムａに直交方向にｆとＦの力が
加わる場合、支軸には合力Ｆ₂が加わることに比べれ
ば、荷重が小さくなって摩擦力が小さくなり、ヒステリ
シスは小さくなる。また、揺動部材２８の形状を棒状に
することで製作が容易になり、作用する力が相殺される
ので揺動部材２８の材料に大きな強度のものを必要とし
ない。

【００１３】図示のポンプは、該回転軸１が内燃機間等
の原動機により回転されてシリンダブロック６が回転す
ると、その内部をピストン８が斜板１０でストロークを
制御されて出没し、シリンダ室７から吐出口１８と１９
へ交互に流体を吐出し、２系統の作動系へ流体を供給す
る。このポンプの馬力を一定に制御する場合、つまり、
吐出口１８または１９のポンプ吐出圧とポンプ吐出量の
積を一定に制御する場合、次のような作動を行なう。

【００１４】吐出口１８または１９のポンプ吐出圧が高
まった場合、その圧力は傾転軸２０の延長部２０ａを介
してパイロットピストン２６に作用するので、揺動部材
２８のバランスが崩れ、図５に鎖線Ａで示した位置へ制
御ばね２７を撓めて揺動し、これにより制御弁２５はチ
ェック弁３１で抽出した吐出圧を制御ピストン２４へ導
く。この制御ピストン２４に作用する吐出圧は高まって
いるので、該制御ピストン２４は斜板１０の傾転角を小
さくする方向に傾転させる。該斜板１０の傾転で傾転軸
２０及びその延長部２０ａも傾転し、これに伴って該延
長部２０ａに設けたパイロットピストン２６の頭部が揺
動部材２８の側面２８ａに沿って最小吐出量となる方向
へ揺動する。その結果、パイロットピストン２６の押圧
力で該揺動部材２８に生じさせる回転モーメントが小さ
くなり、該揺動部材２８の揺動が制御ばね２７の力によ
り戻るので制御弁２５は制御ピストン２４への吐出圧の
導入を止めるように作動し、斜板１０の傾転が止まる。

【００１５】更に詳細にこれを説明すると、図５に於い
て、該制御ばね２７の強さＦはポンプの設定馬力に合わ
せて一定の値に設定され、揺動部材２８の支軸３０から
制御ばね２７の作用点までの距離Ｌは一定であり、パイ
ロットピストン２６の作用点までの距離ｌは斜板１０の
傾転角即ちポンプ吐出量に略比例した値となり、また、
パイロットピストン２６が揺動部材２８を押す力ｆは吐
出圧に略比例した値となる。該揺動部材２８はこれの両
側面２８ａ、２８ｂに作用するパイロットピストン２６
と制御ばね２７による正逆方向の回転モーメントがバラ
ンスするように作動するので、ｆ×ｌ＝Ｆ×Ｌとなり、
ＦとＬは一定なので、吐出圧×吐出量は略一定になって
馬力一定の制御が行なわれる。

【００１６】吐出圧が減少すると、揺動部材２８は図５
の鎖線Ｂで示した位置へ揺動し、制御弁２５が制御ピス
トン２４に作用していた流体をタンクへ排除するため、
斜板１０の傾転角は傾転設定ばね２２に押されて大きく
なり、パイロットピストン２６は回転モーメントを大き
くするように移動し、その結果、該揺動が戻って制御弁
２５が閉じ、吐出量が増大して馬力が一定になる。

【００１７】該パイロットピストン２６が揺動部材２８
を押す力ｆは、具体的には吐出圧Ｐ×ピストン２６の面
積Ａ×ｃｏｓθとなるが、θは斜板の最大傾転角の約１
／２でよいので、実用的なポンプではｃｏｓθを約１と
しても設定馬力の誤差は少ない。例えばθ＝９°では、
ｃｏｓθ＝0.9877でこれを約１としても誤差は小さい。
従ってｆは吐出圧に略比例した値となる。馬力シフト用
ピストン３３にパイロット圧力を作用させれば、ｆ×ｌ
＝Ｆ×Ｌ−Ｆ´×Ｌ´となって馬力の設定を下げること
ができる。

【００１８】以上の実施例に於いては、吐出口を２つ備
えたスプリットフロー形のダブルポンプの例について説
明したが、吐出口が１つの一般的なシングルポンプに本
考案を適用することも可能である。また、この実施例で
は、傾転作動圧力としてチェック弁３１で２つの吐出口
のうちの高圧側の吐出圧を採用したが、２つの吐出口の
吐出圧の中間圧力を採用してもよい。更にこの実施例で
は制御ばね２７と同軸上に制御弁２５を設けたが、同軸
上でなくても良く、制御ばね２７と反対側に設けてもよ
い。更に、図４に示すように、パイロットピストン２６
の頭部にスライドシューの代りにローラー３４を設けて
該頭部の摺動を容易にすることも可能である。

【００１９】

【考案の効果】以上のように本考案によるときは、斜板
を傾転する制御ピストンへのポンプ吐出圧の導入を制御
する制御弁を作動させる揺動部材を棒状部材で構成し、
該揺動部材に斜板の傾転軸に直角方向に出没自在で且つ
該傾転軸と共に傾転自在に設けたパイロットピストンの
頭部を当接させたので、揺動部材に大きな強度を必要と
せずその形状が簡単で安価に製作でき、該揺動部材の支
軸に加わる力が少なくなって摩擦が少なくなるのでヒス
テリシスが小さくなって正確な制御を行なえ、パイロッ
トピストンを傾転軸に設けたので該パイロットピストン
へ作用する吐出圧の漏れが少なくなり正確な馬力一定制
御を行なえる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の截断平面図

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図

【図４】本考案の他の実施例の截断面図

【図５】本考案の作動の説明図

【図６】従来の馬力一定制御装置の要部の説明図

【符号の説明】

１回転軸６シリンダブロック８ピ
ストン１０斜板２０傾転軸２４
制御ピストン２５制御弁２６パイロットピストン２７
制御ばね２８揺動部材３０支軸３３馬力シフト用ピストン

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】傾転軸と共に傾転するピストンポンプの
斜板の板面に、回転軸で回転されるシリンダブロックに
出没自在のピストンの頭部を当接させ、該斜板の傾転角
を設定する該ピストンポンプの吐出圧が作用した制御ピ
ストンを備え、該制御ピストンへの該吐出圧の導入を、
該傾転角の変化で移動し且つ該吐出圧が作用したパイロ
ットピストンの力とこの力に対向する制御ばねの力とで
揺動する揺動部材により作動された制御弁で制御するよ
うにした吐出量制御装置に於いて、該揺動部材を棒状部
材で構成し、該パイロットピストンを該傾転軸にその軸
線と直角方向に出没自在で且つ該傾転軸と共に傾転自在
に設けてその頭部を摺動自在に該棒状の揺動部材に当接
したことを特徴とする可変容量形斜板式ピストンポンプ
の吐出量制御装置。
【請求項２】上記揺動部材を一端がポンプケースに設
けた支軸を中心に揺動する棒状部材で構成し、該棒状部
材に該揺動を与えるべく該棒状部材の一方の側面に上記
制御弁のスプールを介して制御ばねを当接させ、該棒状
部材の他方の側面に上記パイロットピストンの先端を摺
動自在に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の
可変容量形斜板式ピストンポンプの吐出量制御装置。
【請求項３】上記棒状部材の他方の側面に、上記パイ
ロットピストンの先端を摺動自在に当接させると共に任
意に圧力が作用する馬力シフト用ピストンの先端を当接
させたことを特徴とする請求項２に記載の可変容量形斜
板式ピストンポンプの吐出量制御装置。