JP3816786B2 - Volume control device for variable displacement piston pump - Google Patents

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JP3816786B2 JP2001349697A JP2001349697A JP3816786B2 JP 3816786 B2 JP3816786 B2 JP 3816786B2 JP 2001349697 A JP2001349697 A JP 2001349697A JP 2001349697 A JP2001349697 A JP 2001349697A JP 3816786 B2 JP3816786 B2 JP 3816786B2
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雅雄 吉田
博幸 延沢
慎一 池生
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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は建設機械や一般産業機械の油圧源として用いられる可変容量形のアキシャルピストンポンプの容量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置としては、例えば図６、及び図２に示すように、定トルク制御装置10と負荷感応制御（以下ＬＳ制御という）装置20を有し、定トルク制御を優先する容量制御装置であった。シャフト３とスプライン２で連結されたシリンダブロック４内に配置された複数本のピストン６が嵌合されており、ピストン６とシュー５はカシメによって連結されている。ピストン６とシュー５は油圧力で斜板１に押し付けられ、シューパッド７は斜板１の平面に沿って摺動する。斜板１はシャフト３の回転に対して相対回転不能にかつ揺動ピン８で支持され傾転可能に、ケーシング９内に支持されている。
【０００３】
ポンプが回転されると、複数本のピストン６合力の作用点の中心C2が斜板１の傾動中心C1より反定トルク制御装置10側に僅かに L Pだけずらされていることにより、複数本のピストン６の合力F P が発生する。定トルク制御は、ポンプ容量を小さくする方向に作用する複数本のピストン６の合力F P と、斜板１の傾動中心C1に対して、斜板１の傾転モーメントM p とピストン合力の作用点の中心C2と反対側に設けられたスプリング11の作用力F s によって生ずる、ポンプ容量を大きくする方向に作用する斜板の傾転モーメントM S 、との釣り合いによって行われ、ピストンの合力F P によって容量が小さくなる方向に、スプリング11の作用力F s によって容量が大きくなる方向に、それぞれモーメントが働く構造になっている。
【０００４】
一方でＬＳ制御は、シリンダブロック４に対して、定トルク制御を行う定トルク制御装置10の反対側に配置されたコントロールシリンダ21の後端に、図６の負荷感応制御（ＬＳ制御）装置20の油圧回路図を示す図２に設けられた絞り弁50の、前後差圧が一定になるような流量を吐出するように、ポンプに設けられた制御弁49で、制御された圧油が油路22を通り流れ込み、斜板１の角度が制御される。図６の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置は、定トルク制御を基本に、定トルク制御範囲内で、負荷が要求する流量（絞り弁の開度に比例した流量）が少ないときには最小限の流量のみを吐出する負荷感応制御機能（ＬＳ制御）を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
定トルク制御はポンプの負荷圧力で押されるピストンの合力によるモーメントF P によって優先的に制御されるため、ＬＳ制御のコントロールシリンダ21の後端圧力が０の場合、即ち定トルク制御で制御された流量が、図２に示す油圧回路に設けられた絞り弁50の開度と制御弁49の設定差圧によって決定される流量より小さいときは、コントロールシリンダ21は停止し、コントロールシリンダ21は押されて斜板１に向けて移動しないので、斜板１からコントロールシリンダ21の先端が離れる状態が発生する。複数のピストン６の合力によるモーメントF P はシリンダブロック４が回転することにより、周波数：ｆ1 ＝Ｚ×Ｎ／６０(Hz)の加振モーメントの変動を受け振動するため、コントロールシリンダ21から離れる際に上記周波数の金属接触音が発生する。定トルク制御領域で斜板はピストン合力によるモーメントM p と対抗するスプリング11の力によるモーメントM S との釣り合いで位置決めされが、ピストン合力及び合力の作用点の中心C2の位置は、圧力一定の条件であっても、シリンダブロック（軸）の回転によって変動するために斜板１の微振動を引き起こす。このため、斜板とコントロールシリンダ21が離れるような状態（定トルク制御及び負荷感応制御をする可変容量形ピストンポンプのＰ−Ｑ曲線を示すグラフである図４のカット点付近）では、斜板とコントロールシリンダの断続的な金属接触によって、斜板振動の周波数を基本とした大きな騒音が発生した。これは、金属同士の断続的な接触によって振動が本体へ伝播し、その振動が空中で伝播することで発生したものである。
【０００６】
本発明の課題は、定トルク制御装置10と負荷感応制御（以下ＬＳ制御という）装置20を有し、定トルク制御を優先するポンプの容量制御装置において、ＬＳ制御のコントロールシリンダの後端圧力が０の場合においても、斜板からコントロールシリンダの先端が離れる状態が発生することがなく、かかる状態によって発生する大きな騒音を低減した可変容量形ピストンポンプの容量制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シャフトと共に回転可能にケーシング内に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックに軸方向摺接可能に挿入された複数個のピストンの頭部と摺接可能にされかつシャフトの回転に対して相対回転不能にかつ傾転可能にケーシング内に支持された斜板とを有し、ピストン合力とスプリング力の釣り合いからなる定トルク制御を行うと共に、ポンプ吐出側に設けられた絞り弁の開度に応じてポンプ容量を制御するポンプ制御弁とコントロールシリンダを持った可変容量形のピストンポンプにおいて、前記コントロールシリンダは前記斜板と当接して前記スプリングを押す方向に斜板を押す小中空ピストンと、小中空ピストン外周と互いに開口部を合わせて嵌合する中空ピストンと、中空ピストン外周と嵌合しかつ前記絞り弁の差圧を前記ポンプ制御弁を介して中空ピストン底部に導く油路を有する中空シリンダとを有し、前記小中空ピストンと中空ピストンとの間に小スプリングを配置し、前記斜板と当接する小中空ピストン底部に常時ポンプドレンと連通するドレン油路を設けたことを特徴とする可変容量形ピストンポンプの容量制御装置とすることにより、上述した課題を解決した。
前記小中空ピストンと中空ピストンとは、逆に斜板と当接して前記スプリングを押す方向に斜板を押す小中空ピストンを中空ピストンとし、この中空ピストン内周と嵌合する小中空ピストンにされてもよい。
【０００８】
【発明の効果】
かかる構成により、定トルク制御装置10と負荷感応制御（以下ＬＳ制御という）装置20を有し、定トルク制御を優先するポンプの容量制御装置において、ＬＳ制御のコントロールシリンダの後端圧力が０の場合においても、斜板からコントロールシリンダの先端が離れる状態が発生することがなく、かかる状態によって発生する大きな騒音を低減した可変容量形ピストンポンプの容量制御装置を提供するものとなった。
好ましくは、絞り弁及び絞り弁の差圧を中空ピストン底部に導くポンプ制御弁、又は逆に斜板と当接して前記スプリングを押す方向に斜板を押す小中空ピストンを中空ピストンとしこの中空ピストン内周と嵌合する小中空ピストンにされたときは、絞り弁及び絞り弁の差圧を小中空ピストン底部に導くポンプ制御弁、は可変容量形ピストンポンプのハウジングに設けることにより、よりコンパクトなポンプとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置を示す図１乃至図５を参照して説明する。図１に全体断面図で示す可変容量形ピストンポンプの容量制御装置は、定トルク制御装置10と負荷感応制御（以下ＬＳ制御という）装置30とを有し、定トルク制御を優先する可変制御装置である。シャフト３とスプライン２で連結されたシリンダブロック４内に配置された複数本のピストン６が嵌合されており、ピストン６とシュー５はカシメによって連結されている。ピストン６とシュー５は油圧力で斜板１に押し付けられシューパッド７は斜板１の平面に沿って摺動する。斜板１はシャフト３の回転に対して相対回転不能に、かつ揺動ピン８で支持されて傾転可能に、ケーシング９内に支持されている。
【００１０】
ポンプが回転されると、複数本のピストン６合力の作用点の中心C2が斜板１の傾動中心C1より反定トルク制御装置10側に僅かに L Pだけずらされていることにより、複数本のピストン６の合力F P が発生する。定トルク制御は、ポンプ容量を小さくする方向に作用する複数本のピストン６の合力F P と、斜板１の傾動中心C1に対して、斜板１の傾転モーメントM p （M p = F P × L P）と、ピストン合力の作用点の中心C2と反対側に設けられたスプリング11の作用力F s によって生ずる、ポンプ容量を大きくする方向に作用する斜板の傾転モーメントM S （MS = F s × LS ）と、の釣り合いによって行われ、ピストンの合力F P によってポンプ容量が小さくなる方向に、スプリング11の作用力F s によってポンプ容量が大きくなる方向に、それぞれモーメントが働く構造になっている。
【００１１】
ＬＳ制御装置30は、シリンダブロック４に対して定トルク制御を行うスプリング11の反対側に配置されたコントロールシリンダ31の後端に、図６の可変容量形ピストンポンプの負荷感応制御（ＬＳ制御）装置の油圧回路図である図２に示すＬＳ制御装置に設けられた絞り弁50の前後差圧が一定になるような流量を吐出するようにポンプに設けられた制御弁49で、制御された圧油が油路32を通り流れ込み、斜板１の角度が制御される。本発明の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置は、定トルク制御を基本に、定トルク制御範囲内で、負荷が要求する流量（絞り弁の開度に比例した流量）が少ないときには最小限の流量のみを吐出する負荷感応制御機能（ＬＳ制御）を有し、図４に示すポンプのＰ−Ｑ特性以内で絞り弁50の開度に応じた流量を吐出するように制御される。
【００１２】
本発明のＬＳ制御装置30は、コントロールシリンダ31の中空ピストンを二重構造とし、斜板１と当接して定トルク制御機構10のスプリング11を押す方向に斜板を押す小中空ピストン33と、小中空ピストン33外周と互いに開口部を合わせて嵌合する中空ピストン34と、中空ピストン34外周と嵌合しかつ制御弁49（図２）で制御された圧油を中空ピストン34底部に導く油路32を有する中空コントロールシリンダ31とを有し、小中空ピストン33と中空ピストン34との間に小スプリング35を配置し、かつ斜板１と当接する小中空ピストン32底部に常時ポンプドレンと連通するドレン油路36を設けた。小中空ピストン33と中空ピストン34とは、逆に斜板と当接して前記スプリングを押す方向に斜板を押す中空ピストンを中空ピストン34とし、この中空ピストン34内周と嵌合する小中空ピストン33とにされてもよい（共に図示せず）。絞り弁50及び絞り弁50の差圧を中空ピストン34底部に導く制御弁49は可変容量形ピストンポンプのハウジング９に設けられているが、可変容量形ピストンポンプに隣接して設けられてもよい（共に図示せず）。
【００１３】
定トルク制御はポンプの負荷圧力で押されるピストンの合力によるモーメントM p によって優先的に制御されるため、ＬＳ制御のコントロールシリンダ31の後端圧力が０の場合、即ち定トルク制御された流量が図２に示す油圧回路に設けられた絞り弁50の開度と制御弁49の設定差圧によって決定される流量より少ないときは、圧油が無くポンプが定トルク制御領域になり、斜板１がコントロールシリンダ31から離れようとするときにおいても、小スプリング35の力によって小中空ピストン33が斜板１に追従し、離れ際での接触音を低減する。小スプリング35の定数及び小中空ピストン33の質量は、斜板１の振動数：ｆ1 に、
小中空ピストン33が追従できるよう小中空ピストン33の質量と小スプリング35のバネ定数によって決定される固有振動数：ｆ２が
ｆ１＜ｆ２ を満たすように選定される。
基本周波数
奇数ピストンの場合：ｆ＝２＊ＺＮ／６０
偶数ピストンの場合：ｆ＝ＺＮ／６０
ここにＺ：ピストン本数、Ｎ：回転数 に追従出来るように
その固有振動数：ｆc （∝√( ｋ／ｍ））が、
斜板基本振動数以上となるようにバネ定数と質量が決定される。
ここに ｋ：バネ定数、ｍ：小中空ピストン33質量
【００１４】
本発明によって、図３に示されるような定トルク制御のカット点付近においても小スプリング35の力によって小中空ピストン33が斜板１に追従し、離れ際でのポンプ騒音、或いはＬＳ制御領域から定トルク制御に移行する場合のポンプ騒音を低減できるものとなった。本発明による騒音低減効果の一例を、本発明装置と従来装置との騒音低減効果の比較グラフである図５に示す。従来大きな騒音の発生は、負荷圧力10MPa 付近で顕著に表れていたが本発明によりカット点付近のピークが軽減されていることがわかる。騒音低減値は回転数により異なるが、３〜５ｄＢであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置を示す全体断面図。
【図２】図１及び図６の可変容量形ピストンポンプの負荷感応制御（ＬＳ制御）装置の油圧回路図。
【図３】図１の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置の斜板がコントロールシリンダから離れようとするときの小中空ピストンが斜板に追従する状態を示す全体断面図。
【図４】定トルク制御及び負荷感応制御をする可変容量形ピストンポンプのＰ−Ｑ曲線を示すグラフ。
【図５】本発明装置と従来装置との騒音低減効果の比較グラフ。
【図６】従来の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置を示す全体断面図。
【符号の説明】
１・・斜板 ２・・スプライン
３・・シャフト ４・・シリンダブロック
９・・ハウジング １０・・定トルク制御装置
１１・・スプリング １２・・アーム
３０・・負荷感応制御装置 ３１・・コントロールシリンダ
３２・・油路 ３３・・小中空ピストン
３４・・中空ピストン ３５・・小スプリング
３６・・ドレン油路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a displacement control device for a variable displacement axial piston pump used as a hydraulic power source for construction machinery and general industrial machinery.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIGS. 6 and 2, the conventional variable displacement piston pump displacement control device includes a constant torque control device 10 and a load sensitive control (hereinafter referred to as LS control) device 20, and includes constant torque control. It was a capacity control device that prioritized. A plurality of pistons 6 arranged in a cylinder block 4 connected by the shaft 3 and the spline 2 are fitted, and the piston 6 and the shoe 5 are connected by caulking. The piston 6 and the shoe 5 are pressed against the swash plate 1 by hydraulic pressure, and the shoe pad 7 slides along the plane of the swash plate 1. The swash plate 1 is supported in a casing 9 so as not to rotate relative to the rotation of the shaft 3 and supported by a swing pin 8 so as to be tiltable.
[0003]
When the pump is rotated by the center C 2 of the working point of the plurality of pistons 6 force is offset by slightly L P from the tilting center C 1 of the swash plate 1 to Hanjo torque control device 10 side, resultant force F P of the plurality of pistons 6 is generated. Constant torque control, a resultant force F P of the plurality of pistons 6 which acts in a direction to reduce the pump capacity for tilting center C 1 of the swash plate 1, the swash plate 1 of the tilting moment M p and the piston force This is performed by the balance with the tilting moment M S of the swash plate acting in the direction of increasing the pump capacity, which is generated by the acting force F s of the spring 11 provided on the side opposite to the center C 2 of the working point, and the piston resultant force by F P in the direction in which the capacity is small, the direction in which the capacity is increased by the action force F s of the spring 11, and is each moment acts structure.
[0004]
On the other hand, in the LS control, the load sensitive control (LS control) device 20 in FIG. 6 is provided at the rear end of the control cylinder 21 arranged on the opposite side of the constant torque control device 10 that performs constant torque control with respect to the cylinder block 4. The pressure oil controlled by the control valve 49 provided in the pump is discharged so that the flow rate at which the differential pressure across the throttle valve 50 provided in FIG. It flows through the path 22 and the angle of the swash plate 1 is controlled. The displacement control device for the variable displacement piston pump of FIG. 6 is based on constant torque control and is minimal when the flow demanded by the load (flow proportional to the opening of the throttle valve) is small within the constant torque control range. It has a load sensitive control function (LS control) that discharges only the flow rate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
For constant torque control that is preferentially controlled by the moment F P by the resultant force of the piston is pushed by the load pressure of the pump, the rear end pressure of the LS control of the control cylinder 21 is 0, i.e. controlled at a constant torque control When the flow rate is smaller than the flow rate determined by the opening of the throttle valve 50 provided in the hydraulic circuit shown in FIG. 2 and the set differential pressure of the control valve 49, the control cylinder 21 is stopped and the control cylinder 21 is pushed. Therefore, the tip of the control cylinder 21 is separated from the swash plate 1 because it does not move toward the swash plate 1. Moment F P by the resultant force of a plurality of pistons 6 by the cylinder block 4 rotates, the frequency: f1 = to vibrate undergoing variations in vibration moment of Z × N / 60 (Hz) , it leaves the control cylinder 21 The metal contact sound having the above frequency is generated. In the constant torque control region, the swash plate is positioned by balancing the moment M p due to the piston resultant force and the moment M S due to the opposing spring 11 force, but the position of the center C 2 of the point of action of the piston resultant force and resultant force is constant pressure. Even under the above conditions, the swash plate 1 slightly fluctuates due to fluctuations caused by the rotation of the cylinder block (shaft). Therefore, in a state where the swash plate and the control cylinder 21 are separated (in the vicinity of the cut point in FIG. 4 which is a graph showing a PQ curve of a variable displacement piston pump that performs constant torque control and load-sensitive control), the swash plate And the intermittent metal contact of the control cylinder generated a loud noise based on the frequency of swash plate vibration. This occurs because vibrations propagate to the main body due to intermittent contact between metals, and the vibrations propagate in the air.
[0006]
An object of the present invention is to provide a displacement control device for a pump that has a constant torque control device 10 and a load sensitive control (hereinafter referred to as LS control) device 20 and prioritizes constant torque control. Even in the case of 0, it is an object of the present invention to provide a displacement control device for a variable displacement piston pump in which a state in which the tip of the control cylinder is not separated from the swash plate does not occur, and a large noise generated by such a state is reduced.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a cylinder block supported in a casing so as to be rotatable together with a shaft, and a plurality of piston heads inserted in the cylinder block so as to be slidable in an axial direction, and is slidable against rotation of the shaft. A swash plate that is supported in the casing so as not to rotate relative to and tiltable, and performs constant torque control consisting of a balance of piston force and spring force, and opens a throttle valve provided on the pump discharge side. In a variable displacement piston pump having a pump control valve and a control cylinder for controlling the pump capacity according to the degree, the control cylinder is in contact with the swash plate and pushes the swash plate in the direction of pushing the spring. A hollow piston that fits with the outer periphery of the small hollow piston, and the throttle valve that fits with the outer periphery of the hollow piston A hollow cylinder having an oil passage for guiding the differential pressure to the bottom of the hollow piston through the pump control valve, a small spring disposed between the small hollow piston and the hollow piston, and a small cylinder contacting the swash plate The above-described problem has been solved by providing a displacement control device for a variable displacement piston pump, characterized in that a drain oil passage that is always in communication with the pump drain is provided at the bottom of the hollow piston.
Wherein the small hollow piston and the hollow piston, a small hollow piston opposite to the swash plate and abuts push the swash plate in a direction to push the spring is a hollow piston, is a small hollow piston fits within the circumferential and the hollow piston May be.
[0008]
【The invention's effect】
With such a configuration, in the displacement control device of the pump that has the constant torque control device 10 and the load sensitive control (hereinafter referred to as LS control) device 20 and prioritizes constant torque control, the rear end pressure of the control cylinder for LS control is zero. Even in such a case, a state in which the tip of the control cylinder is not separated from the swash plate does not occur, and a displacement control device for a variable displacement piston pump that reduces a large noise generated by such a state is provided.
Preferably, a throttle control valve and a pump control valve that guides the differential pressure of the throttle valve to the bottom of the hollow piston , or a small hollow piston that presses the swash plate in a direction that abuts the swash plate and pushes the spring is used as the hollow piston. When a small hollow piston that fits the inner periphery is used, the pump control valve that guides the differential pressure between the throttle valve and the throttle valve to the bottom of the small hollow piston is provided in the housing of the variable displacement piston pump, so that it is more compact. It can be a pump.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a displacement control device for a variable displacement piston pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The displacement control device for a variable displacement piston pump shown in FIG. 1 as an overall cross-sectional view includes a constant torque control device 10 and a load sensitive control (hereinafter referred to as LS control) device 30, and a variable control device that gives priority to constant torque control. It is. A plurality of pistons 6 arranged in a cylinder block 4 connected by the shaft 3 and the spline 2 are fitted, and the piston 6 and the shoe 5 are connected by caulking. The piston 6 and the shoe 5 are pressed against the swash plate 1 by hydraulic pressure, and the shoe pad 7 slides along the plane of the swash plate 1. The swash plate 1 is supported in the casing 9 so that it cannot rotate relative to the rotation of the shaft 3 and is supported by the swing pin 8 so that it can tilt.
[0010]
When the pump is rotated by the center C 2 of the working point of the plurality of pistons 6 force is offset by slightly L P from the tilting center C 1 of the swash plate 1 to Hanjo torque control device 10 side, resultant force F P of the plurality of pistons 6 is generated. Constant torque control, a resultant force F P of the plurality of pistons 6 which acts in a direction to reduce the pump capacity for tilting center C 1 of the swash plate 1, the tilting moment of the swash plate 1 M p (M p = F P × L P ) and the tilting moment M of the swash plate acting in the direction of increasing the pump capacity, generated by the acting force F s of the spring 11 provided on the side opposite to the center C 2 of the acting point of the piston resultant force S (M S = F s × L S ), and in a direction where the pump capacity decreases due to the resultant force F P of the piston, and in a direction where the pump capacity increases due to the acting force F s of the spring 11, respectively. It has a structure in which a moment works.
[0011]
The LS control device 30 is provided with a load sensing control (LS control) of the variable displacement piston pump of FIG. 6 at the rear end of the control cylinder 31 disposed on the opposite side of the spring 11 that performs constant torque control on the cylinder block 4. 2 is a hydraulic circuit diagram of the device, and is controlled by a control valve 49 provided in the pump so as to discharge a flow rate so that the differential pressure across the throttle valve 50 provided in the LS control device shown in FIG. Pressure oil flows through the oil passage 32 and the angle of the swash plate 1 is controlled. The displacement control device for a variable displacement piston pump according to the present invention is based on constant torque control and is minimal when the flow demanded by the load (flow proportional to the opening of the throttle valve) is small within the constant torque control range. It has a load sensitive control function (LS control) that discharges only the flow rate, and is controlled to discharge a flow rate according to the opening of the throttle valve 50 within the PQ characteristic of the pump shown in FIG.
[0012]
The LS control device 30 of the present invention has a hollow piston of the control cylinder 31 having a double structure, a small hollow piston 33 that presses the swash plate in the direction of pressing the spring 11 of the constant torque control mechanism 10 in contact with the swash plate 1; A hollow piston 34 that fits with the outer periphery of the small hollow piston 33 and an oil that fits with the outer periphery of the hollow piston 34 and that guides the pressure oil controlled by the control valve 49 (FIG. 2) to the bottom of the hollow piston 34 A hollow control cylinder 31 having a passage 32, a small spring 35 is disposed between the small hollow piston 33 and the hollow piston 34, and the bottom of the small hollow piston 32 contacting the swash plate 1 is always in communication with the pump drain. A drain oil passage 36 is provided. The small hollow piston 33 and the hollow piston 34, which are in reverse contact with the swash plate and press the swash plate in the direction of pushing the spring, are defined as the hollow piston 34, and the small hollow piston that fits the inner periphery of the hollow piston 34 33 (both not shown). The control valve 49 for guiding the pressure difference between the throttle valve 50 and the throttle valve 50 to the bottom of the hollow piston 34 is provided in the housing 9 of the variable displacement piston pump, but may be provided adjacent to the variable displacement piston pump. (Both not shown).
[0013]
Since the constant torque control is preferentially controlled by the moment M p due to the resultant force of the piston pushed by the load pressure of the pump, when the rear end pressure of the control cylinder 31 of the LS control is 0, that is, the flow rate controlled by the constant torque is When the flow rate is less than the flow rate determined by the opening of the throttle valve 50 provided in the hydraulic circuit shown in FIG. 2 and the set differential pressure of the control valve 49, there is no pressure oil and the pump enters the constant torque control region, and the swash plate 1 Even when trying to move away from the control cylinder 31, the small hollow piston 33 follows the swash plate 1 by the force of the small spring 35, and the contact sound at the time of separation is reduced. The constant of the small spring 35 and the mass of the small hollow piston 33 are as follows:
The natural frequency f2 determined by the mass of the small hollow piston 33 and the spring constant of the small spring 35 so that the small hollow piston 33 can follow is selected so as to satisfy f1 <f2.
In the case of an odd-numbered fundamental frequency piston: f = 2 * ZN / 60
For even-numbered pistons: f = ZN / 60
Here, Z: number of pistons, N: its natural frequency: fc (∝√ (k / m)) so that it can follow the number of revolutions,
The spring constant and mass are determined so as to be equal to or higher than the swash plate fundamental frequency.
Where k: spring constant, m: mass of small hollow piston 33
According to the present invention, the small hollow piston 33 follows the swash plate 1 by the force of the small spring 35 even near the cut point of the constant torque control as shown in FIG. Pump noise when shifting to constant torque control can be reduced. An example of the noise reduction effect according to the present invention is shown in FIG. Conventionally, the generation of a large noise has been noticeable around a load pressure of 10 MPa, but it can be seen that the peak near the cut point is reduced by the present invention. The noise reduction value was 3 to 5 dB, depending on the rotational speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing a displacement control device for a variable displacement piston pump according to an embodiment of the present invention.
2 is a hydraulic circuit diagram of a load-sensitive control (LS control) device of the variable displacement piston pump of FIGS. 1 and 6. FIG.
3 is an overall cross-sectional view showing a state in which a small hollow piston follows the swash plate when the swash plate of the displacement control device of the variable displacement piston pump of FIG. 1 is about to move away from the control cylinder.
FIG. 4 is a graph showing a PQ curve of a variable displacement piston pump that performs constant torque control and load sensitive control.
FIG. 5 is a comparative graph of noise reduction effect between the device of the present invention and the conventional device.
FIG. 6 is an overall cross-sectional view showing a displacement control device of a conventional variable displacement piston pump.
[Explanation of symbols]
1 .. Swash plate 2.. Spline 3. Shaft 4. Cylinder block 9. Housing 10. Constant torque control device 11 Spring 12 Arm 30 Load sensing control device 31 Control cylinder 32 · · Oil passage 33 · · Small hollow piston 34 · · Hollow piston 35 · · Small spring 36 · · Drain oil passage

Claims (4)

シャフトと共に回転可能にケーシング内に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックに軸方向摺接可能に挿入された複数個のピストンの頭部と摺接可能にされかつシャフトの回転に対して相対回転不能にかつ傾転可能にケーシング内に支持された斜板とを有し、ピストン合力とスプリング力の釣り合いからなる定トルク制御を行うと共に、ポンプ吐出側に設けられた絞り弁の開度に応じてポンプ容量を制御するポンプ制御弁とコントロールシリンダを持った可変容量形のピストンポンプにおいて、前記コントロールシリンダは前記斜板と当接して前記スプリングを押す方向に斜板を押す小中空ピストンと、小中空ピストン外周と互いに開口部を合わせて嵌合する中空ピストンと、中空ピストン外周と嵌合しかつ前記絞り弁の差圧を前記ポンプ制御弁を介して中空ピストン底部に導く油路を有する中空シリンダとを有し、前記小中空ピストンと中空ピストンとの間に小スプリングを配置し、前記斜板と当接する小中空ピストン底部に常時ポンプドレンと連通するドレン油路を設けたことを特徴とする可変容量形ピストンポンプの容量制御装置。  The cylinder block supported in the casing so as to be rotatable together with the shaft and the heads of a plurality of pistons inserted into the cylinder block so as to be slidable in the axial direction can be slidably contacted but cannot be rotated relative to the rotation of the shaft. And a swash plate supported in the casing so as to be tiltable, and performs constant torque control consisting of a balance of piston resultant force and spring force, and according to the opening of a throttle valve provided on the pump discharge side. In a variable displacement type piston pump having a pump control valve and a control cylinder for controlling a pump capacity, the control cylinder is in contact with the swash plate and presses the swash plate in the direction of pushing the spring, and a small hollow piston A hollow piston that fits the outer periphery of the piston with the openings aligned with each other, and is fitted to the outer periphery of the hollow piston and the differential pressure of the throttle valve is increased. A hollow cylinder having an oil passage that leads to the bottom of the hollow piston via a pump control valve, and a small spring is disposed between the small hollow piston and the hollow piston, and the bottom of the small hollow piston is in contact with the swash plate A displacement control device for a variable displacement piston pump, characterized in that a drain oil passage communicating with the pump drain at all times is provided. シャフトと共に回転可能にケーシング内に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックに軸方向摺接可能に挿入された複数個のピストンの頭部と摺接可能にされかつシャフトの回転に対して相対回転不能にかつ傾転可能にケーシング内に支持された斜板とを有し、ピストン合力とスプリング力の釣り合いからなる定トルク制御を行うと共に、ポンプ吐出側に設けられた絞り弁の開度に応じてポンプ容量を制御するポンプ制御弁とコントロールシリンダを持った可変容量形のピストンポンプにおいて、前記コントロールシリンダは前記斜板と当接して前記スプリングを押す方向に斜板を押す中空ピストンと、中空ピストン内周と互いに開口部を合わせて嵌合する小中空ピストンと、中空ピストン外周と嵌合しかつ前記絞り弁の差圧を前記ポンプ制御弁を介して小中空ピストン底部に導く油路を有する中空シリンダとを有し、前記中空ピストンと小中空ピストンと間に小スプリングを配置し、前記斜板と当接する中空ピストン底部に常時ポンプドレンと連通するドレン油路を設けたことを特徴とする可変容量形ピストンポンプの容量制御装置。  The cylinder block supported in the casing so as to be rotatable together with the shaft and the heads of a plurality of pistons inserted into the cylinder block so as to be slidable in the axial direction can be slidably contacted but cannot be rotated relative to the rotation of the shaft. And a swash plate supported in the casing so as to be tiltable, and performs constant torque control consisting of a balance of piston resultant force and spring force, and according to the opening of a throttle valve provided on the pump discharge side. In a variable displacement piston pump having a pump control valve for controlling pump capacity and a control cylinder, the control cylinder is in contact with the swash plate and pushes the swash plate in the direction of pushing the spring; A small hollow piston that fits the circumference and the opening together, and a hollow piston outer circumference that fits the differential pressure of the throttle valve A hollow cylinder having an oil passage that leads to the bottom of the small hollow piston via a pump control valve, and a small spring is disposed between the hollow piston and the small hollow piston, and the bottom of the hollow piston that is in contact with the swash plate is always attached. A displacement control device for a variable displacement piston pump, characterized in that a drain oil passage communicating with the pump drain is provided. 前記絞り弁及び絞り弁の差圧を中空ピストン底部に導くポンプ制御弁は可変容量形ピストンポンプのハウジングに設けられたことを特徴とする請求項１記載の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置。2. The displacement control device for a variable displacement piston pump according to claim 1, wherein the throttle valve and a pump control valve for guiding the differential pressure of the throttle valve to the bottom of the hollow piston are provided in a housing of the variable displacement piston pump. 前記絞り弁及び絞り弁の差圧を小中空ピストン底部に導くポンプ制御弁は可変容量形ピストンポンプのハウジングに設けられたことを特徴とする請求項２記載の可変容量形ピストンポンプの容量制御装置。3. A displacement control device for a variable displacement piston pump according to claim 2, wherein the throttle valve and a pump control valve for guiding the differential pressure of the throttle valve to the bottom of the small hollow piston are provided in a housing of the variable displacement piston pump. .
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