JP4997163B2 - Servo regulator - Google Patents
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Description
本発明は、作動油圧によってサーボピストンが軸方向に移動するサーボレギュレータに関するものである。 The present invention relates to a servo regulator in which a servo piston moves in an axial direction by operating hydraulic pressure.
従来から、例えば建設機械や作業機械に設けられる可変容量形の斜板式ピストンポンプは、ピストンポンプから吐出される油圧を制御するため、サーボレギュレータを介してピストンポンプの斜板を傾転させるようになっている。 Conventionally, for example, a variable displacement swash plate type piston pump provided in a construction machine or a work machine tilts the swash plate of a piston pump via a servo regulator in order to control the hydraulic pressure discharged from the piston pump. It has become.
この種のサーボレギュレータは、斜板の傾転角を制御する方法として、斜板の動きを機械的にフィードバックするメカニカルフィードバック制御方法と、ポテンショメータ等によって検出される斜板の傾転角を設定値に近づける電気的なフィードバック制御方法とがある。 This type of servo regulator uses a mechanical feedback control method that mechanically feeds back the movement of the swash plate as a method for controlling the tilt angle of the swash plate, and a set value for the tilt angle of the swash plate detected by a potentiometer. There is an electrical feedback control method to bring it close to.
車両の走行モータに作動油を給排する静油圧式無段変速機(HST)に使われるピストンポンプには、信頼性の高いメカニカルフィードバック制御方法が多く用いられている。 A highly reliable mechanical feedback control method is often used for a piston pump used in a hydrostatic continuously variable transmission (HST) that supplies and discharges hydraulic oil to and from a vehicle running motor.
この種のサーボレギュレータとして、特許文献1には、ピストンポンプの斜板を2方向に傾転させ、ピストンポンプの押しのけ容積と吐出方向が変えられるものが開示されている。 As this type of servo regulator, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a servo regulator that tilts a swash plate of a piston pump in two directions to change a displacement volume and a discharge direction of the piston pump.
このサーボレギュレータは、1本のパイロットスプールの両端部に推力を付与する2つの比例ソレノイドがそれぞれ設けられ、1本の制御スプールの両端部によって2つの圧力室が画成され、パイロットスプールを介して各圧力室に導かれるパイロット圧力により、制御スプールを作動させるようになっている。 This servo regulator is provided with two proportional solenoids for applying thrust to both ends of one pilot spool, and two pressure chambers are defined by both ends of one control spool. The control spool is operated by a pilot pressure introduced to each pressure chamber.
メカニカルフィードバック制御を行う機構として、制御スプールの外周から径方向に突出するピンと、このピンに係合する対のリンクと、各リンクの間に介装されるスプリングとを備え、これらを介してサーボピストンの動きが制御スプールに伝えられるようになっている。制御スプールはサーボピストンの軸方向の位置に応じたスプリングの付勢力と比例ソレノイドの推力とが釣り合う位置に移動し、サーボピストンの軸方向の位置を制御し、予め設定された斜板の傾転角が得られるようになっている。
しかしながら、このような従来のサーボレギュレータにあっては、リンクが制御スプールから突出したピンの軸心から外れた位置に駆動力を付与する構造のため、制御スプールに曲げ荷重(こじり力)が働き、制御スプールが円滑に摺動することができず、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスが大きくなるという問題点があった。 However, in such a conventional servo regulator, a bending load (squeezing force) acts on the control spool because the link applies a driving force to a position off the axis of the pin protruding from the control spool. The control spool cannot slide smoothly, and there is a problem that the hysteresis generated in the control characteristics of the servo regulator is increased.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce hysteresis generated in the control characteristics of a servo regulator.
本発明は、作動油圧によってサーボピストンが軸方向について中立位置から両方向に移動するサーボレギュレータであって、サーボピストンを軸方向について両方向に移動させる油圧が導かれる第一、第二油圧室と、この第一、第二油圧室に導かれる油圧をそれぞれの軸方向の位置に応じて調節する第一、第二制御スプールと、この第一、第二制御スプールと同軸上に摺動可能に支持される筒状のスプリングガイドと、このスプリングガイドに予め圧縮して介装されるとともに第一、第二制御スプールの間に挟み込まれるフィードバックスプリングと、このフィードバックスプリングに抗して第一、第二制御スプールを両者が互いに押し合うように付勢する第一、第二背後スプリングと、第一、第二制御スプールを軸方向に駆動する第一、第二比例ソレノイドと、サーボピストンが軸方向に移動するのに伴ってスプリングガイドを軸方向に移動させるフィードバックリンク90とを備え、第一、第二制御スプールをフィードバックスプリングの付勢力と第一、第二背後スプリングの付勢力と第一、第二比例ソレノイドの推力とが釣り合う位置に移動する構成としたことを特徴とする。
The present invention is a servo regulator in which a servo piston is moved in both directions from a neutral position in the axial direction by operating hydraulic pressure, and first and second hydraulic chambers to which hydraulic pressure for moving the servo piston in both directions in the axial direction is guided, The first and second control spools that adjust the hydraulic pressure guided to the first and second hydraulic chambers according to the respective axial positions, and are slidably supported coaxially with the first and second control spools. A cylindrical spring guide, a feedback spring that is preliminarily compressed in the spring guide and sandwiched between the first and second control spools, and the first and second controls against the feedback spring First and second rear springs for urging the spool so that they are pressed against each other, and first and second for driving the first and second control spools in the axial direction A proportional solenoid, and a
本発明によると、フィードバックリンクからの力がスプリングガイドとフィードバックスプリングを介して第一、第二制御スプールに伝えられるため、第一、第二制御スプールに曲げ荷重(こじり力)が働くことを抑えられ、第一、第二制御スプールのフリクションが低減される。これにより、制御スプールが円滑に摺動するため、制御スプールを介して調節される作動油圧によってサーボピストンの移動が的確に制御され、サーボレギュレータの制御特性にヒステリシスが生じることを抑えられる。 According to the present invention, since the force from the feedback link is transmitted to the first and second control spools via the spring guide and the feedback spring, it is possible to suppress the bending load (twisting force) from acting on the first and second control spools. Thus, the friction of the first and second control spools is reduced. Thereby, since the control spool slides smoothly, the movement of the servo piston is accurately controlled by the hydraulic pressure adjusted via the control spool, and the occurrence of hysteresis in the control characteristics of the servo regulator can be suppressed.
フィードバックスプリングが予め圧縮して介装されることにより、第一、第二比例ソレノイドの非励磁時に第一、第二制御スプールが慣性力等によって移動することが抑えられるとともに、第一、第二比例ソレノイドの励磁時に第一、第二制御スプールが的確に動作する。 Since the feedback spring is preliminarily compressed and interposed, the first and second control spools are prevented from moving due to inertial force or the like when the first and second proportional solenoids are not excited. The first and second control spools operate accurately when the proportional solenoid is excited.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すポンプ10は、例えば車両の走行モータに作動油を給排する静油圧式無段変速機(HST)に用いられる。
A
図1は、サーボレギュレータ20及びポンプ10の横断面図であり、図2は、サーボレギュレータ20の縦断面図であり、図1は、図2のA−A線に沿う断面図である。
1 is a transverse sectional view of the
可変容量斜板式のポンプ10は、ポンプハウジング11にシリンダブロック14と斜板12が収容される。シリンダブロック14は図示しないシャフトを介してエンジンの回転が伝達される。
In the variable capacity swash
シリンダブロック14には複数のシリンダが周方向に並んで設けられ、各シリンダにピストンが摺動可能に介装される。各ピストンと各シリンダの間に容積室が画成され、シリンダブロック14が回転するのに伴って各容積室が吸込ポートと吐出ポートとに交互に連通する。
The
シリンダブロック14の1回転につき、各ピストンがシリンダを1回往復動する。ピストンとシリンダ間の容積室が拡張する吸込行程では、作動油が吸込ポートを通って容積室に吸込まれる。容積室が収縮する吐出行程では、容積室から作動油が吐出ポートを通って吐出される。
Each revolution of the
斜板12は一対のトラニオン軸13によって傾転可能に支持される。シリンダブロック14の回転軸Oに対する斜板12の傾転角度が変えられることによりポンプ10の押しのけ容積が変化する。こうしてポンプ10の作動油吐出量が増減することにより、走行モータの回転速度が変えられる。
The
シリンダブロック14の回転軸Oに対して斜板12が直交する傾転角度が0°となる中立位置にあると、ポンプ10の作動油吐出量が0となり、走行モータの回転が停止する。
If the tilt angle at which the
ポンプ10は、二方向吐出式のものであり、シリンダブロック14の回転軸Oに対する斜板12の傾転方向を傾転角度が0°を境に切換えることにより作動油の吸込みと吐出が行われるポートが切換えられる。こうしてポンプ10が作動油を吐出する方向を切換えることにより、走行モータの回転方向が切換えられ、車両の前進と後進が切換えられる。
The
図2に示すように、サーボレギュレータ20は、作動油圧により斜板12を傾転駆動するサーボピストン30と、このサーボピストン30に導かれる作動油圧を調節する第一、第二制御スプール40、50と、第一、第二制御スプール40、50を駆動電流によって変位させる第一、第二比例ソレノイド2、3と、サーボピストン30の変位を第一、第二制御スプール40、50に伝達するフィードバックリンク90とを備える。
As shown in FIG. 2, the
サーボピストン30の変位をポンプ10の斜板12に伝える伝達機構として、サーボピストン30に係合するスライドメタル22と、このスライドメタル22の変位によって斜板12を回動する操作アーム23とを備える。
As a transmission mechanism for transmitting the displacement of the
操作アーム23は、その基端部が斜板12のトラニオン軸13に固定して連結される。これにより、操作アーム23が斜板12と共に回動する。
The
スライドメタル22は、操作アーム23の先端部にピン24を介して回動可能に連結され、サーボピストン30の中央に形成される環状の凹部31に係合する。これにより、サーボピストン30が移動するのに伴って、スライドメタル22がサーボピストン30と共に移動し、操作アーム23がスライドメタル22と共に回動する。
The
図2はサーボピストン30が中立位置にある状態を示しており、この中立状態において、斜板12は傾転角度が0°となる中立位置にある。これにより、ポンプ10の吐出量が零となり、走行モータは回転駆動されない。
FIG. 2 shows a state in which the
サーボピストン30が中立位置から図2において左方向に移動すると、スライドメタル22がサーボピストン30と共に左方向に変位するのに伴って、操作アーム23が左まわり方向に回動し、斜板12が一方に傾転する。これにより、走行モータが正転して車両を前進させる。
When the
サーボピストン30が中立位置から図2において右方向に移動すると、スライドメタル22がサーボピストン30と共に右方向に変位するのに伴って、操作アーム23が右まわり方向に回動し、斜板12が他方に傾転する。これにより、走行モータが逆転して車両を後進させる。
When the
サーボレギュレータ20のケーシング25は、サーボピストン30が摺動可能に介装されるサーボシリンダ26が形成され、このサーボシリンダ26の両端を閉塞するカバー27が締結される。このサーボシリンダ26にはサーボピストン30と各カバー27の間に第一、第二油圧室32、33がそれぞれ画成される。
A
サーボピストン30を中立位置に保持するように付勢する2本のリターンスプリング34、35が設けられる。一方のカバー27にロッド36が締結され、このロッド36に対の第一、第二リテーナ37、38が摺動可能に嵌合し、この第一、第二リテーナ37、38間に各リターンスプリング34、35が圧縮して介装される。
Two
図2に示すように、サーボピストン30が中立位置にあるとき、第一リテーナ37はストッパーリング94とナット99とに当接するとともに、第二リテーナ38はサーボピストン30のストッパー面39とロッド36の段部36aとに当接する。
As shown in FIG. 2, when the
サーボピストン30の中立位置調整は、まず、ロッド36に螺合する二つのナット99の位置を調整して、ナット99とロッド36の段部36aとに当接した第一、第二リテーナ37、38がストッパーリング94とストッパー面39とに対してガタツキなく当接するように調整し、続いて、カバー27に対するロッド36の締結位置を調整し、ロッド36に螺合する二つのナット98を介して締め付け固定する。
The neutral position adjustment of the
サーボピストン30が中立位置から図2において左方向に移動すると、第二リテーナ38がロッド36に対して摺動してストッパー面39から離れることによって、リターンスプリング34、35の付勢力がサーボピストン30に対して右方向のみに働き、サーボピストン30が中立位置に戻される力となる。
When the
一方、サーボピストン30が中立位置から図2において右方向に移動すると、第一リテーナ37がロッド36に対して摺動してストッパーリング94から離れることによって、リターンスプリング34、35を圧縮してサーボピストン30を図2において左方向のみに付勢し、サーボピストン30が中立位置に戻される力となる。
On the other hand, when the
ケーシング25に形成された穴にスリーブ60が介装され、このスリーブ60に第一、第二制御スプール40、50が摺動可能に挿入される。円筒状のスリーブ60は互いに同軸上に配置される。
A
なお、これに限らず、第一、第二制御スプール40、50がケーシング25に形成された穴に直接挿入される構造としてもよい。
However, the present invention is not limited to this, and the first and second control spools 40 and 50 may be directly inserted into holes formed in the
フィードバックリンク90は、支持シャフト91のピン91aを介してケーシング25に回動可能に連結される。これにより、フィードバックリンク90は、ピン91aの中心点eを中心として回動するように支持される。
The
支持シャフト91は、ケーシング25の穴に嵌合するシャフト部91bと、このシャフト91bの基端からケーシング25の外側に突出するネジ部91cとを有し、このネジ部91cに螺合するナット96とを介してケーシング25に締結される。
The
ピン91aの中心点eはシャフト部91bの中心線に対して所定距離だけオフセットされ、ケーシング25の穴に対してシャフト部91bを回転させることによりピン91aの中心点eの位置が変えられる。これにより、後述するように第一、第二制御スプール40、50の中立位置調整が行われる。
The center point e of the
操作アーム23にはピン29が固定され、フィードバックリンク90の基端部にこのピン29に係合する凹部92が形成される。これにより、操作アーム23が斜板12と共に回動すると、ピン29を介してフィードバックリンク90が同方向に回動するようになっている。
A
フィードバックリンク90の動きを第一、第二制御スプール40、50に伝えるため、フィードバックリンク90の回動先端部に追従して移動するスプリングガイド80が設けられ、このスプリングガイド80はケーシング25に形成された穴28に摺動可能に挿入される。
In order to transmit the movement of the
フィードバックリンク90の回動先端部から突出するカムピン95が設けられる一方、スプリングガイド80の中央部に長穴81が形成され、このカムピン95が長穴81に係合する。カムピン95は長穴81の側面に当接し、サーボピストン30が移動してフィードバックリンク90が回動するのに伴って、カムピン95を介してスプリングガイド80がその軸方向に移動する。カムピン95の外周面が長穴81の側面に線状に当接することにより、両者の磨耗を抑えられる。
A
本実施の形態では、フィードバックリンク90をスプリングガイド80の側方にオフセットして配置している。
In the present embodiment, the
スプリングガイド80は、中空円筒状に形成され、その内側に第一、第二制御スプール40、50、第一、第二リテーナ45、55、コイル状のフィードバックスプリング44がそれぞれ収容される。
The
スプリングガイド80と第一、第二リテーナ45、55とフィードバックスプリング44と第一、第二制御スプール40、50とは、互いに同一軸上に配置される。
The
第一、第二リテーナ45、55は、断面L字形のリング状に形成され、それぞれの鍔部にフィードバックスプリング44の両端部が当接し、それぞれの鍔部外周面がスプリングガイド80の内周面に摺動可能に嵌合し、それぞれの内周面が第一、第二制御スプール40、50の外周面47、57に摺動可能に嵌合する。
The first and
なお、これに限らず、第一、第二リテーナ45、55は、スプリングガイド80の内周面と第一、第二制御スプール40、50の外周面47、57とのいずれか一方に間隙を持つように設けてもよい。
The first and
スプリングガイド80の内周面には第一、第二ストッパリング86、87が嵌められ、第一、第二ストッパリング86、87によって第一、第二リテーナ45、55の摺動範囲が限定される。第一、第二ストッパリング86、87はスナップリング88を介してそれぞれスプリングガイド80の所定位置に係止される。
First and second stopper rings 86 and 87 are fitted on the inner peripheral surface of the
フィードバックスプリング44は予め圧縮された状態で第一、第二リテーナ45、55の間に介装される。第一、第二リテーナ45、55は、フィードバックスプリング44によって互いに離れる方向に付勢される。
The
第一、第二制御スプール40、50には第一、第二段部42、52が形成され、第一、第二リテーナ45、55はこの第一、第二段部42、52に当接し、フィードバックリンク90の動きをフィードバックスプリング44を介して第一、第二制御スプール40、50に伝える。
The first and second control spools 40 and 50 are formed with first and
第一、第二制御スプール40、50は、互いに当接する先端面40a、50aを有する。この各先端面40a、50aは、それぞれ第一、第二制御スプール40、50の中心線と直交する平面状に形成される。
The first and second control spools 40, 50 have
サーボピストン30が中立位置にあるとき、図2に示すように、第一、第二制御スプール40、50の先端面40a、50aどうしが互いに当接し、第一、第二リテーナ45、55が第一、第二ストッパリング86、87にそれぞれ当接するとともに、第一、第二制御スプール40、50の第一、第二段部42、52にそれぞれ当接する。このとき、第一、第二ストッパリング86、87の間隔と第一、第二段部42、52の間隔とは等しくなっている。これにより、サーボレギュレータ20の中立位置では、フィードバックスプリング44の付勢力が第一、第二制御スプール40、50に働かない。
When the
サーボレギュレータ20は、第一、第二制御スプール40、50を両者が互いに軸方向について離れないようにする手段として、第一、第二制御スプール40、50を両者が互いに押し合うように付勢する第一、第二背後スプリング48、58が設けられる。
The
第一、第二制御スプール40、50の途中にはリテーナ49、59が嵌合して取り付けられ、このリテーナ49、59と第一、第二比例ソレノイド2、3の各ケーシングの間にコイル状の第一、第二背後スプリング48、58がそれぞれ圧縮して介装される。第一、第二制御スプール40、50は、第一、第二背後スプリング48、58によって互いに近付く方向に付勢される。
第一、第二制御スプール40、50の基端部は第一、第二比例ソレノイド2、3のプランジャ9に当接する。第一、第二比例ソレノイド2、3は図示しないコントローラからリード線6を介して電流が送られ、この電流によって生じる推力によりプランジャ9を突出させる。第一、第二制御スプール40、50は各プランジャ9に押されることにより、フィードバックスプリング44に抗して軸方向に移動する。
The base ends of the first and second control spools 40 and 50 are in contact with the
サーボピストン30を駆動する油圧源として、油圧源ポンプ4が設けられる。この油圧源ポンプ4の吐出圧が第一、第二制御スプール40、50によってサーボピストン30の第一、第二油圧室32、33に選択的に導かれることにより、サーボピストン30が各リターンスプリング34、35に抗して移動し、操作アーム23を回動することで斜板12の傾転角度が変わる。
A hydraulic pressure source pump 4 is provided as a hydraulic pressure source for driving the
第一、第二制御スプール40、50は、その軸方向に移動することにより、第一、第二油圧室32、33に油圧源ポンプ4の吐出圧を導く作動ポジションと、第一、第二油圧室32、33を閉塞する閉塞ポジションと、第一、第二油圧室32、33にタンク5のドレン圧を導くドレンポジションに切換わる。
The first and second control spools 40 and 50 move in the axial direction thereof, thereby operating positions for guiding the discharge pressure of the hydraulic source pump 4 to the first and second
各スリーブ60は、油圧源ポンプ4に連通するポンプポート61と、第一、第二油圧室32、33に連通する給排ポート62と、タンク5に連通するドレンポート63とを有する。
Each
第一、第二制御スプール40、50は、それぞれの外周面に対して環状に窪むグルーブ41、51を有する。各グルーブ41、51は、作動ポジションにて各ポンプポート61と各給排ポート62とを連通して油圧源ポンプ4の吐出圧を第一、第二油圧室32、33に導き、ドレンポジションにて、各給排ポート62と各ドレンポート63とを連通してタンク5のドレン圧を第一、第二油圧室32、33に導く。
The first and second control spools 40 and 50 have
第一、第二制御スプール40、50は、第一、第二背後スプリング48、58の付勢力によって両者が軸方向について離れないように移動するため、一方がドレンポート63を開く方向に移動すると、他方がポンプポート61を開く方向に移動するようになっている。
The first and second control spools 40 and 50 move so that they are not separated from each other in the axial direction by the urging force of the first and second rear springs 48 and 58, so when one of them moves in the direction to open the
以上のように構成され、サーボレギュレータ20の動作について説明する。
The operation of the
車両の走行停止時、第一、第二比例ソレノイド2、3が非通電状態にあり、第一、第二比例ソレノイド2、3のプランジャ9の推力は零となる。
When the vehicle stops traveling, the first and second
これにより、第一、第二制御スプール40、50は、フィードバックスプリング44と第一、第二背後スプリング48、58とによって付勢され、図2に示すように、それぞれの先端面40a、50aどうしが当接するとともに、それぞれの第一、第二段部42、52が第一、第二リテーナ45、55に当接する中立位置に保持される。
As a result, the first and second control spools 40 and 50 are urged by the
中立位置では、フィードバックスプリング44は、予め圧縮された状態で第一、第二ストッパリング86、87の間に介装されることにより初期荷重が与えられているため、この初期荷重によって第一、第二制御スプール40、50をスプリングガイド80に対して支持し、第一、第二制御スプール40、50が慣性荷重等によって動いてしまうことが回避され、中立位置に保たれる。フィードバックスプリング44の初期荷重は第一、第二背後スプリング48、58の付勢力より大きい。
In the neutral position, the
中立位置では、第一、第二制御スプール40、50が各ドレンポート63をわずかに開くドレンポジションに保持され、第一、第二油圧室32、33にタンク5のドレン圧が導かれ、サーボピストン30がリターンスプリング34、35の付勢力によって中立位置に保持され、斜板12の傾転角度が0°となる中立位置に保持されるとともに、フィードバックリンク90が中立位置に保持される。
In the neutral position, the first and second control spools 40 and 50 are held at the drain position where each drain
車両の前進時、第二比例ソレノイド3のみが通電され、第二制御スプール50が比例ソレノイド3のプランジャ9に押されてポンプポート61を開くとともに、第一制御スプール40が第二制御スプール50に押されてドレンポート63を開く。
When the vehicle advances, only the second proportional solenoid 3 is energized, the
第二比例ソレノイド3のプランジャ9に押されたとき、第二制御スプール50の先端面50aと第一制御スプール40の先端面40aが当接しているため、第一制御スプール40を的確に移動させる。
When pushed by the
これにより、第二油圧室33に油圧源ポンプ4の吐出圧が導かれる一方、第一油圧室32にドレン圧が導かれ、サーボピストン30がリターンスプリング34、35の付勢力に抗して中立位置から図2において左方向に移動し、斜板12が傾転するとともに、フィードバックリンク90が中立位置から図2において左まわり方向に回動する。
As a result, the discharge pressure of the
こうして、フィードバックリンク90が回動するのに伴って、カムピン95がスプリングガイド80を図2において右方向に移動し、フィードバックスプリング44が収縮する。やがて、フィードバックスプリング44の付勢力と第一、第二背後スプリング48、58の付勢力と第二比例ソレノイド3の推力とが釣り合うことにより、第一、第二制御スプール40、50が中立位置へ戻り、第二油圧室33への作動油の供給が止まり、サーボピストン30の移動が第二比例ソレノイド3の推力に応じた位置で停止する。これにより、サーボレギュレータ20はポンプ10の斜板12の傾転角度を調節し、ポンプ10から所定の流量で吐出される作動油によって走行モータが回転し、車両が所定の速度で前進する。
Thus, as the
車両の後進時、第一比例ソレノイド2のみが通電され、第一制御スプール40が第一比例ソレノイド2のプランジャ9に押されてポンプポート61を開くとともに、第二制御スプール50が第一制御スプール40に押されてドレンポート63を開く。
When the vehicle is moving backward, only the first
第一比例ソレノイド2のプランジャ9に押されたとき、第一制御スプール40の先端面40aと第二制御スプール50の先端面50aが当接しているため、第二制御スプール50を的確に移動させる。
When pushed by the
これにより、第一油圧室32に油圧源ポンプ4の吐出圧が導かれる一方、第二油圧室33にドレン圧が導かれ、サーボピストン30がリターンスプリング34、35の付勢力に抗して中立位置から図2において右方向に移動し、斜板12が逆方向に傾転するとともに、フィードバックリンク90が中立位置から図2において右まわり方向に回動する。
As a result, the discharge pressure of the
こうして、フィードバックリンク90が回動するのに伴って、カムピン95がスプリングガイド80を図2において左方向に移動してフィードバックスプリング44が収縮する。やがて、フィードバックスプリング44の付勢力と第一、第二背後スプリング48、58の付勢力と第一比例ソレノイド2の推力とが釣り合うことにより、第一、第二制御スプール40、50が中立位置に戻り、第一油室32への作動油の供給が止まり、サーボピストン30の移動が第一比例ソレノイド2の推力に応じた位置で停止する。これにより、サーボレギュレータ20はポンプ10の斜板12の傾転角度を調節し、ポンプ10から所定の流量で吐出される作動油によって走行モータが回転し、車両が所定の速度で後進する。
Thus, as the
このようにして、サーボレギュレータ20は、第一、第二比例ソレノイド2、3の駆動電流によってサーボピストン30の移動方向と停止位置とが変えられ、車両の前進、後進を切換えるとともに、車両の走行速度を調節する。
In this way, the
ところで、例えば車両の下り坂走行時あるいは減速時、走行モータが車輪によって回転駆動されると、走行モータからポンプ10に送られる作動油圧によって斜板12の傾転角度が増大する方向の力が働く。こうした状況で、第一、第二制御スプール40、50は、第一、第二背後スプリング48、58の付勢力によって互いに離れないため、斜板12の傾転角度が増大するのに伴って一方がドレンポート63を開く方向に移動すると、他方がポンプポート61を開く方向に移動し、サーボピストン30が斜板12の傾転角度が減少する方向の力を付与し、斜板12の傾転角度が増大することが抑えられる。
By the way, for example, when the vehicle is driven downhill or decelerated, when the traveling motor is rotationally driven by the wheels, a force in the direction in which the tilt angle of the
この動作を詳述すると、例えば車両の下り坂走行時あるいは減速時、車輪によって回転駆動される走行モータからポンプ10に送られる作動油圧によって斜板12の傾転角度が設定値より増大すると、フィードバックリンク90が中立位置から図2において左まわり方向に回動し、カムピン95がスプリングガイド80を図2において右方向に移動してフィードバックスプリング44が収縮し、フィードバックスプリング44の付勢力により第二制御スプール50がドレンポート63を開く方向に移動するとともに、第一背後スプリング48の付勢力によって第一制御スプール40がポンプポート61を開く方向に移動し、第一油圧室32の圧力を高めてサーボピストン30が斜板12の傾転角度が減少する方向の力を付与し、斜板12の傾転角度が増大することが抑えられる。
This operation will be described in detail. For example, when the vehicle travels downhill or decelerates, when the tilt angle of the
これにより、例えば車両の下り坂走行時あるいは減速時、斜板12の傾転角度が設定値に保たれ、車両の走行速度を調節することができる。
Thereby, for example, when the vehicle is traveling downhill or decelerated, the tilt angle of the
これに対して、第一、第二背後スプリング48、58が設けられず、第一、第二制御スプール40、50が互いに離れる構成とした場合、第一制御スプール40は右方向へ動かず、第一油圧室32へ圧力を導くことができないため、斜板12の傾転角度が設定値より増大することを抑えられず、制御通り減速できなかったり、車両が逸走する可能性がある。
On the other hand, when the first and second rear springs 48 and 58 are not provided and the first and second control spools 40 and 50 are separated from each other, the
本実施形態では、作動油圧によってサーボピストン30が軸方向について中立位置から両方向に移動するサーボレギュレータ20であって、サーボピストン30を軸方向について両方向に移動させる油圧が導かれる第一、第二油圧室32、33と、この第一、第二油圧室32、33に導かれる油圧をそれぞれの軸方向の位置に応じて調節する第一、第二制御スプール40、50と、この第一、第二制御スプール40、50と同軸上に摺動可能に支持される筒状のスプリングガイド80と、このスプリングガイド80に予め圧縮して介装されるとともに第一、第二制御スプール40、50の間に挟み込まれるフィードバックスプリング44と、このフィードバックスプリング44に抗して第一、第二制御スプール40、50を両者が互いに押し合うように付勢する第一、第二背後スプリング48、58と、第一、第二制御スプール40、50を軸方向に駆動する第一、第二比例ソレノイド2、3と、サーボピストン30が軸方向に移動するのに伴ってスプリングガイド80を軸方向に移動させるフィードバックリンク90とを備え、第一、第二制御スプール40、50をフィードバックスプリング44の付勢力と第一、第二背後スプリング48、58の付勢力と第一、第二比例ソレノイド2、3の推力とが釣り合う位置に移動する構成とした。
In the present embodiment, the
上記構成に基づき、フィードバックリンク90からの力がスプリングガイド80とフィードバックスプリング44を介して第一、第二制御スプール40、50に伝えられるため、フィードバックリンク90からの力が第一、第二制御スプール40、50と同軸上に作用し、第一、第二制御スプール40、50に曲げ荷重(こじり力)が働くことを抑えられ、第一、第二制御スプール40、50のフリクションが低減される。これにより、第一、第二制御スプール40、50が円滑に摺動するため、第一、第二制御スプール40、50を介して調節される作動油圧によってサーボピストン30の移動が的確に制御され、サーボレギュレータ20の制御特性にヒステリシスが生じることを抑えられる。
Since the force from the
フィードバックスプリング44が予め圧縮して介装されることにより、第一、第二比例ソレノイド2、3の非励磁時に第一、第二制御スプール40、50が慣性力等によって移動することが抑えられるとともに、第一、第二比例ソレノイド2、3の励磁時に第一、第二制御スプール40、50が的確に動作する。
Since the
本実施形態では、第一、第二制御スプール40、50は、第一、第二油圧室32、33にポンプポート61の作動油圧を導く作動ポジションと、第一、第二油圧室32、33にドレンポート63のドレン圧を導くドレンポジションとに切換わり、第一、第二制御スプール40、50の一方がドレンポート63を開く方向に移動するのに伴って他方がポンプポート61を開く方向に移動する構成とした。
In the present embodiment, the first and second control spools 40, 50 are connected to the first and second
上記構成に基づき、斜板12からサーボレギュレータ20に働く力によって斜板12が傾転角増加方向に制御域を超えて動こうとする場合は、第一、第二背後スプリング48、58の付勢力によって第一、第二制御スプール40、50が互いに離れないように一緒に移動し、第一、第二制御スプール40、50の一方がドレンポート63を開く方向に移動すると、他方がポンプポート61を開く方向に移動し、サーボピストン30が斜板12の傾転角度が減少する方向の力を付与し、斜板12の傾転角度が増大することが抑えられる。
Based on the above configuration, when the
本実施形態では、第一、第二制御スプール40、50に互いに当接する先端面40a、50aを形成し、各先端面40a、50aをそれぞれ第一、第二制御スプール40、50の中心線と直交する平面状に形成した。 In the present embodiment, front end surfaces 40a and 50a that are in contact with the first and second control spools 40 and 50 are formed, and the front end surfaces 40a and 50a are respectively connected to the center lines of the first and second control spools 40 and 50. It was formed in an orthogonal plane shape.
上記構成に基づき、第一、第二制御スプール40、50が互いに径方向について変位することを許容され、第一、第二制御スプール40、50に曲げ荷重が働くことがなく、第一、第二制御スプール40、50のフリクションが低減される。
Based on the above configuration, the first and second control spools 40 and 50 are allowed to be displaced in the radial direction, and no bending load is applied to the first and second control spools 40 and 50. The friction of the two
また、上記構成に基づき、第一、第二制御スプール40、50を同軸上に配置する精度を低くすることが可能となり、第一、第二制御スプール40、50を各スリーブ60を介してケーシング25に収容することができる。
In addition, based on the above configuration, it is possible to reduce the accuracy with which the first and second control spools 40 and 50 are arranged on the same axis, and the first and second control spools 40 and 50 are casings through the
本実施形態では、ケーシング25に第一、第二制御スプール40、50が摺動可能に挿入される2つのスリーブ60を介装し、各スリーブ60に作動油を導く各ポート61〜63を形成した。
In the present embodiment, two
上記構成に基づき、各ポート61〜63の加工精度を高めてサーボレギュレータ20の性能を確保することが容易になるとともに、ケーシング25の油通路に対して要求される加工精度が低くなり、製品のコストダウンがはかれる。
Based on the above configuration, it is easy to secure the performance of the
本実施の形態では、フィードバックリンク90をスプリングガイド80に対してオフセットして配置しているが、これに限らず、図3に示すように、フィードバックリンク90をスプリングガイド80の半径方向に配置してもよい。この場合、フィードバックリンク90の回動先端部に円柱状のカムピン部98が形成され、このカムピン部98がサーボピストン30の溝89に係合する。カムピン部98は溝89の側面に当接し、サーボピストン30が移動してフィードバックリンク90が回動するのに伴って、カムピン部98を介してスプリングガイド80がその軸方向に移動する。カムピン部98の外周面が溝89の側面に線状に当接することにより、両者の磨耗を抑えられる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、サーボレギュレータ20はその略中央部にフィードバックリンク90が備えられ、フィードバックリンク90の中心線について略対称的に形成されているため、ポンプ10に搭載された状態でコンパクトに収めることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、スプリングガイド80にフィードバックリンク90を係合させる構成として、スプリングガイド80に長穴81が形成されているが、これに限らず、スプリングガイド80の外周面に開口する環状の溝を形成してもよい。
Further, in the present embodiment, as a configuration in which the
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明のサーボレギュレータは、可変容量形斜板式ピストンポンプの斜板を駆動するものに限らず、可変容量形斜板式ピストンモータの斜板を駆動するものや、他の機械、設備等を駆動するものに利用できる。 The servo regulator according to the present invention is not limited to driving a swash plate of a variable displacement swash plate type piston pump, but also drives a swash plate of a variable displacement swash plate type piston motor, and drives other machines and equipment. Available for things.
2、3 第一、第二比例ソレノイド
10 ポンプ
12 斜板
20 サーボレギュレータ
25 ケーシング
30 サーボピストン
32、33 第一、第二油圧室
40、50 第一、第二制御スプール
45、55 第一、第二フィードバックスプリング
48、58 第一、第二背後スプリング
60 スリーブ
80 スプリングガイド
90 フィードバックリンク
95 カムピン
2, 3 First, second
Claims (4)
前記サーボピストンを軸方向について両方向に移動させる油圧が導かれる第一、第二油圧室と、
この第一、第二油圧室に導かれる油圧をそれぞれの軸方向の位置に応じて調節する第一、第二制御スプールと、
この第一、第二制御スプールと同軸上に摺動可能に支持される筒状のスプリングガイドと、
このスプリングガイドに予め圧縮して介装されるとともに前記第一、第二制御スプールの間に挟み込まれるフィードバックスプリングと、
このフィードバックスプリングに抗して前記第一、第二制御スプールを両者が互いに押し合うように付勢する第一、第二背後スプリングと、
前記第一、第二制御スプールを軸方向に駆動する前記第一、第二比例ソレノイドと、
前記サーボピストンが軸方向に移動するのに伴って前記スプリングガイドを軸方向に移動させるフィードバックリンクとを備え、
前記第一、第二制御スプールを前記フィードバックスプリングの付勢力と前記第一、第二背後スプリングの付勢力と前記第一、第二比例ソレノイドの推力とが釣り合う位置に移動する構成としたことを特徴とするサーボレギュレータ。 A servo regulator in which the servo piston moves in both directions from the neutral position in the axial direction by operating hydraulic pressure,
First and second hydraulic chambers to which hydraulic pressure for moving the servo piston in both directions in the axial direction is guided;
First and second control spools for adjusting the hydraulic pressure guided to the first and second hydraulic chambers according to the respective axial positions;
A cylindrical spring guide that is slidably supported coaxially with the first and second control spools;
A feedback spring that is pre-compressed in the spring guide and sandwiched between the first and second control spools;
First and second back springs that bias the first and second control spools against each other against the feedback springs,
The first and second proportional solenoids for driving the first and second control spools in the axial direction;
A feedback link that moves the spring guide in the axial direction as the servo piston moves in the axial direction;
The first and second control spools are configured to move to a position where the biasing force of the feedback spring, the biasing force of the first and second back springs, and the thrust of the first and second proportional solenoids are balanced. Features servo regulator.
第一、第二油圧室にポンプポートの作動油圧を導く作動ポジションと、
第一、第二油圧室にドレンポートのドレン圧を導くドレンポジションとに切換わり、
前記第一、第二制御スプールの一方が前記ドレンポートを開く方向に移動するのに伴って他方が前記ポンプポートを開く方向に移動する構成としたことを特徴とする請求項1に記載のサーボレギュレータ。 The first and second control spools are
An operating position for guiding the hydraulic pressure of the pump port to the first and second hydraulic chambers;
Switch to the drain position that guides the drain pressure of the drain port to the first and second hydraulic chambers,
2. The servo according to claim 1, wherein one of the first and second control spools moves in a direction to open the drain port and the other moves in a direction to open the pump port. regulator.
前記各先端面をそれぞれ前記第一、第二制御スプールの中心線と直交する平面状に形成したことを特徴とする請求項1または2に記載のサーボレギュレータ。 Forming a front end surface that contacts the first and second control spools;
3. The servo regulator according to claim 1, wherein each of the front end surfaces is formed in a planar shape perpendicular to the center lines of the first and second control spools.
この各スリーブに作動油圧を導く前記ポンプポートと前記ドレンポートとを形成したことを特徴とする請求項2または3に記載のサーボレギュレータ。 Two sleeves in which the first and second control spools are slidably inserted into the casing are interposed,
4. The servo regulator according to claim 2, wherein the pump port and the drain port for guiding the hydraulic pressure to each sleeve are formed.
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