JP3127595B2 - 可変容量ポンプ/モータの容量制御装置 - Google Patents

可変容量ポンプ/モータの容量制御装置

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JP3127595B2
JP3127595B2 JP04228888A JP22888892A JP3127595B2 JP 3127595 B2 JP3127595 B2 JP 3127595B2 JP 04228888 A JP04228888 A JP 04228888A JP 22888892 A JP22888892 A JP 22888892A JP 3127595 B2 JP3127595 B2 JP 3127595B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無段変速機の変速領域
を広げるために有用となる可変容量ポンプ/モータの容
量制御機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】流体式あるいは流体機械式の無段変速機
は、図8に示すように、一対の可変容量ポンプ/モータ
1、2の間を液圧回路3を介して接続することにより構
成される。ポンプとして作用する一方のポンプ/モータ
(以下、ポンプと略称する)1の入出力軸1aには原動
機4が接続され、モータとして作用する他方のポンプ/
モータ(以下、モータと略称する)2の入出力軸2aに
はホイール5が接続される。この無段変速機において
は、漏れを無視し、ポンプ1の最大容量をDp 、偏心率
をep 、入出力軸1aの回転数をNp とし、また、モー
タ2の最大容量をDm 、偏心率をem 、入出力軸2aの
回転数をNm とした場合に、 Dp ・ep ・Np =Dm ・em ・Nm …(1) が成立する。そして、速度比iは、 i=Nm /Np =Dp ・ep /(Dm ・em ) …(2) で表わすことができる。(2)式から明らかなように、
偏心率ep 、em を変化させることによって、速度比i
の調節が可能になる。
【0003】そこで、前記ポンプ1およびモータ2に、
図9〜図11に示すような容量可変機構6を組み込んで
いる。このものは、ピントル6aの内部にスプール6b
を嵌装し、そのスプール6bの回りに図示しないサーボ
機構を構成したもので、前記スプール6bの一端はピン
トル6aの外部に延出され、カウンタースプリング6c
により突出方向に付勢されている。このスプール6bに
後述するコントロールロッドが弾接し、目標位置に変位
させられたときに、サーボ機構が働いてスプール6bに
ピントル6aを追従移動させ、その結果、該ピントル6
aの偏心位置に応じて所定の容量変化を実現するように
なっている。この実施例でポンプ1は、ピントル6aが
左端位置から右端位置に移動する間に偏心率ep が1か
ら−1にまで変化し、モータ2はピントル6aが中立位
置から右端位置に移動する間に偏心率ep が0から1に
まで変化するようになっている。
【0004】そして、上記容量可変機構6を所定の態様
で作動させるために、容量制御機構7を付設している。
この容量制御機構7は、前記各スプール6bに進退変位
を与える一対のコントロールロッドと7a、7bと、単
一の操作端7cを有しその操作端7cに入力される進退
操作力を前記一対のコントロールロッド7a、7bに伝
達する伝達機構7dと、前記操作端7cに直結された単
一のアクチュエータ(図示せず)とを具備してなる。す
なわち、前記伝達機構7dは、前記操作端7cと所定距
離を隔てて対峙する位置に端板7eを配し、この端板7
eをコネクティングロッド7fを介して前記操作端7c
に連結したもので、これらの操作端7cおよび端板7e
にコントロールロッド7a、7bを突設してなる。両コ
ントロールロッド7a、7bの作動範囲は、操作端7c
または端板7eがそれぞれ対応するハウジング外壁8
d、8cに当接することによって規制される。以下、端
板7eがハウジング外壁8cに当接する際の操作端7c
の位置を該操作端7cの始端、操作端7cがハウジング
外壁8dに当接する際の該操作端7cの位置をその終端
と称する。両コントロールロッド7a、7bの先端部間
の距離はハウジング8の内壁8a、8b間の距離に対応
し、コントロールロッド7aの長さは端板7eがハウジ
ング外壁8cに当接した際にポンプ1のピントル6aを
偏心率ep =−1なる位置に案内し得る寸法に設定さ
れ、コントロールロッド7bの長さは操作端7cがハウ
ジング外壁8dに当接した際にモータ2のピントル6a
を偏心率em =0の位置に案内し得る寸法に設定されて
いる。
【0005】図12は、(2)式から導き出される理論
上の容量制御の態様を示している。先ず、領域Aにおい
てモータ2の偏心率em を1に保ってポンプ1の偏心率
pを0から1まで変化させると、速度比iは0≦i≦
p /Dm の範囲でリニアに変化し、次に、領域Bにお
いてポンプ1の偏心率ep を1に保ってモータ2の偏心
率em を1から0に向かって変化させると、速度比iは
p /Dm ≦i≦∞の範囲で変化する。また、領域Cに
おいてモータ2の偏心率em を1に保ってポンプ1の偏
心率ep を0から−1まで変化させると、速度比iは0
≧i≧−Dp /Dm の範囲で変化し、次に、領域Dにお
いてポンプ1の偏心率ep を−1に保ってモータ2の偏
心率em を1から0に向かって変化させると、速度比i
は−Dp/Dm ≧i≧−∞の範囲で変化することとな
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、現行の容量
制御機構は、機構的に上記の制御領域を全て網羅するよ
うには構成されていない。具体的に説明すると、図9は
領域Bのうち特にi=2Dp /Dm の状態を示してお
り、この位置から更に操作端7cを図中左方の終端位置
に押し込んでモータ2の偏心率em を0に接近させた所
にi=∞がある。また、図9の位置から逆に操作端7c
を図中右方に駆動していくと、図10の状態においてi
=Dp /Dm (領域A、Bの境界)となり、さらに同方
向に駆動していくと、ポンプ1の中立位置でi=0(領
域A、Cの境界)となり、その位置を通過して図11の
状態すなわち操作端7cの始端位置においてi=−Dp
/Dm(領域C、Dの境界)となる。ここからさらに速
度比iを変化させるためには、ポンプ偏心率ep を−1
に保ってモータ偏心率em を再び1から0に向かって変
化させなければならないが、図11に明らかなように、
現行の機構ではそのような態様は実現不可能である。し
たがって、かかる容量制御機構を組み込んだ従来の無段
変速機は、−Dp /Dm ≦i<∞においてのみ速度比i
のシーケンシャルな制御が可能となっている。しかし
て、一般車両などにおいては、前進時に比べて後進時は
さほどスピードが要求されず現行の機構でも十分対応し
得たが、フォークリフト等のように後進時にも一定のス
ピードが要求される使用目的に無段変速機を適用しよう
とすると、i<−Dp /Dm なる新たな速度比範囲が必
要になり、容量制御機構の改変が不可欠になる。その場
合に、別途に容量可変機構や容量制御機構を付加するこ
とも考えられるが、このような対応はコスト高や装置の
大形化を招き好ましくない。
【0007】本発明は、既存のシステムを有効利用する
ことにより、コスト高や装置の大形化を極力回避して無
段変速機の速度比範囲を拡張することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。
【0009】すなわち、本発明に係る可変容量ポンプ/
モータの容量制御装置は、一般的な構成を備えた無段変
速機において、各スプールに進退変位を与えるコントロ
ールロッドと、単一の操作端を有しその操作端に進退操
作力が入力された際に前記各コントロールロッドに操作
力を伝達する伝達機構と、前記操作端を始端に向かって
付勢するスプリングと、該操作端に対して接離可能に設
けた進退部材と、この進退部材を介して前記操作端をス
プリングに抗して終端にまで付勢する駆動機構と、一方
のコントロールロッドに近接させて平行に配置され該コ
ントロールロッドとは独立にスプールに進退変位を与え
得るサブコントロールロッドと、前記進退部材が前記操
作端から離反すると同時に該進退部材の動作を前記サブ
コントロールロッドの逆方向の動きに変換する動作変換
機構とを具備してなることを特徴とする。
【0010】
【作用】このような構成において、駆動機構により進退
部材を終端から始端に向かって変位させると、操作端は
スプリングにより進退部材に弾接されているため、進退
部材と一体となって変位し、現行システムと同様に∞>
i≧−Dp /Dm なる速度比範囲を実現する。次に、駆
動機構により進退部材を更に駆動すると、操作端は始端
位置に保持され、進退部材がこの操作端から離反する。
すると、その進退部材の離反動作が動作変換機構を介し
てサブコントロールロッドの動きに変換される。しかし
て、このサブコントロールロッドの動作方向はコントロ
ールロッドと逆方向であるため、ポンプ偏心率ep が−
1になった後にさらにモータ偏心率em のみを減じ始め
る態様が可能になる。その結果、速度比iを引き続いて
−Dp /Dm >i>−∞の間でシーケンシャルに制御で
きることになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1〜図7を参
照して説明する。
【0012】この容量制御機構は、図9に示した容量制
御機構と同様の構成として、図1に示すように、ポンプ
1のスプール6bに進退変位を与えるコントロールロッ
ド7aと、操作端7cに入力される進退操作力を前記コ
ントロールロッド7aに伝達する端板7eおよびコネク
ティングロッド7fからなる伝達機構7dとを備えてい
る。また、図9に示した中実のコントロールロッド7b
の代わりに、円筒状をなすコントロールロッド7gを用
い、このコントロールロッド7gを操作端7cに装着し
ている。
【0013】そして、本実施例はさらに、操作端7cと
ハウジング外壁8dの間にスプリング9を弾設し、この
スプリング9によって操作端7cを始端位置に向かって
付勢している。一方、始端位置にある前記操作端7cの
外方には、図2に示すように、進退部材であるチェンジ
ナット10と、このチェンジナット10を進退駆動する
駆動機構11とが配置してある。駆動機構11は、図2
〜図4に示すように、ステッピングモータ11aと、こ
のステッピングモータ11aの出力軸11bと前記チェ
ンジナット10の内周との間に設けたボールねじ機構1
1cからなっており、前記チェンジナット10を介して
前記操作端7cをスプリング9に抗して終端位置にまで
付勢し得るようになっている。また、前記コントロール
ロッド7gの内周には該コントロールロッド7gと独立
に作動してモータ2のスプール6bに進退変位を与え得
るサブコントロールロッド12が挿入してあり、このサ
ブコントロールロッド12を動作変換機構13を通じて
駆動するようにしている。動作変換機構13は、図3お
よび図5に示すように、前記ステッピングモータ11a
の出力軸11bの外周を包囲する位置に配置され半径上
の2点をピン13bを介してハウジング内周8eに枢支
されてなるリンクリング13aを具備しており、前記サ
ブコントロールロッド12の後端と、前記チェンジナッ
ト10の後方に突設したピン10aの後端とをそれぞれ
前記リンクリング13aの半径上の2点に添設させてい
る。そして、前記チェンジナット10が始端位置にある
前記操作端7cから離反すると同時に、前記リンクリン
グ13aがピン10aに付勢されて枢支点n回りに天秤
動作を行い、前記サブコントロールロッド12を図中左
方に付勢し得るようになっている。
【0014】このような構成においては、駆動機構11
によりチェンジナット10を例えば終端から始端に向か
って変位させると、操作端7cはスプリング9により付
勢されてチェンジナット10に一体化して変位するた
め、現行システムと同様に∞>i≧−Dp /Dm なる速
度比範囲を実現する。図6は図9に対応してi=2Dp
/Dm の状態を例示し、図2は図11に対応してi=−
p /Dm の状態を例示している。しかして、この図2
の状態から更に駆動機構11による駆動を続けると、操
作端7cは始端に保持され、チェンジナット10が図7
に示すようにこの操作端7cから離反する。すると、そ
のチェンジナット10の動作が動作変換機構13を介し
てサブコントロールロッド12の動きに変換され、サブ
コントロールロッド12はハウジング内壁8bから突出
してモータ2の偏心率em を減じ始める。その結果、速
度比iが引き続いて−Dp /Dm >i>−∞の間でシー
ケンシャルに制御されることになる。このため、この制
御装置を例えばフォークリフトに適用すると、速度比i
を∞>i>−∞の範囲でシーケンシャルに制御すること
が可能になる。
【0015】なお、各部の構成は上述した実施例のみに
限定されるものではない。例えば、前記実施例ではサブ
コントロールロッドをコントロールロッドの内周に嵌装
したが、該コントロールロッドに近接させて平行に配置
しておくこともできる。また、駆動機構はラックピニオ
ン機構などであってもよい。さらに、動作変換機構の構
成も図示例に限定されるものではない。さらにまた、本
発明は流体機械式の無段変速機にも同様に適用が可能で
ある。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、操作端
に別体の進退部材を弾接し、∞>i≧−Dp /Dm なる
変速領域においてはこの進退部材を操作端と一体に作動
させることによって従来と同等の変速性能を得るととも
に、操作端がi=−Dp /Dmとなる始端位置に達した
以降は、進退部材を操作端から離反動作させ、その動作
を動作変換機構13でサブコントロールロッドの動きに
変換して、一方のポンプ/モータを更に容量変化させ、
その結果、−Dp /Dm >i>−∞なる変速領域が発現
されるようにしたものである。このため、既存の容量制
御装置を若干改良するだけで、∞>i>−∞なる優れた
変速特性を発現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例が適用された無段変速機を示
す概略断面図。
【図2】同実施例の容量制御装置の要部を示す断面図。
【図3】図2におけるIII-III 線断面図。
【図4】同実施例における容量制御装置の駆動機構を示
す図。
【図5】同実施例における容量制御装置の動作変換機構
を示す図。
【図6】図2に対応した作用説明図。
【図7】図2に対応した作用説明図。
【図8】従来の一般的な流体式無段変速機を示す原理
図。
【図9】従来の容量制御機構を示す断面図。
【図10】図9に対応した作用説明図。
【図11】図9に対応した作用説明図。
【図12】容量制御と変速性能との理論上の関係を示す
グラフ。
【符号の説明】
1…可変容量ポンプ/モータ(ポンプ) 2…可変容量ポンプ/モータ(モータ) 3…液圧回路 6a…ピントル 6b…スプール 7a、7g…コントロールロッド 7c…操作端 7d…伝達機構 9…スプリング 10…進退部材(チェンジナット) 11…駆動機構 12…サブコントロールロッド 13…動作変換機構 Dp 、Dm …最大容量 ep 、em …偏心率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F03C 1/40 F04B 1/26 102 F04B 49/00 - 49/08 F16H 45/02,61/14 F16H 61/38 - 61/64

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スプールの進退変位にピントルを追従させ
    て該ピントルの偏心位置に応じた容量を実現する可変容
    量ポンプ/モータを一対に備え、それらのポンプ/モー
    タの間を液圧回路を介して接続して構成される無段変速
    機に適用されるものであって、 前記各スプールに進退変位を与えるコントロールロッド
    と、単一の操作端を有しその操作端に進退操作力が入力
    された際に前記各コントロールロッドに操作力を伝達す
    る伝達機構と、前記操作端を始端に向かって付勢するス
    プリングと、該操作端に対して接離可能に設けた進退部
    材と、この進退部材を介して前記操作端をスプリングに
    抗して終端にまで付勢する駆動機構と、一方のコントロ
    ールロッドに近接させて平行に配置され該コントロール
    ロッドとは独立にスプールに進退変位を与え得るサブコ
    ントロールロッドと、前記進退部材が前記操作端から離
    反すると同時に該進退部材の動作を前記サブコントロー
    ルロッドの逆方向の動きに変換する動作変換機構とを具
    備してなることを特徴とする可変容量ポンプ/モータの
    容量制御機構。
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KR102501728B1 (ko) 2021-04-20 2023-02-17 최경기 역류 방지 기능을 갖춘 살균수 희석장치

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