JPH0111983Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、斜板型油圧ポンプ又はモータの流量
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、この種の斜板型ポンプ或いはモータに
おいて、その吐出量又は容量を変化させる場合に
は、その斜板の傾斜角を変化させて行なつてい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来、この種装置では斜板の傾斜角を変化させ
るのには、該斜板の回動中心に操作軸を固着し、
該操作軸をリンク等の連動手段を介してストロー
ク型サーボモータにより回転制御を行い斜板の傾
斜角を制御していた。また、従来からある斜板形
油圧ポンプは、例えば第３〜４図に示すように操
作軸Ｄを中心とする斜板Ｃは旋回中心軸の周りに
傾転してピストンＥがシリンダブロツクＦに対し
て往復動を行つて油を吐出するようになつてい
る。

この斜板Ｃを傾転させるサーボシリンダは、調
整弁受部分Ｇに第５図及び第６図に示す構成のも
のが、それぞれ一組として備えられていて、空気
圧、電動又は手動などで動かされるが、第５図に
示すように制御圧で動く例で説明すると、ポート
ａより制御圧が入り、パイロツトピストンｂを押
す。パイロツトピストンｂとスリーブｃの間で減
圧されたパイロツト圧が制御シリンダｄと第６図
例の制御シリンダｅに入り、ピストンｆ，ｇを押
し出して斜板Ｃを傾転させる。この傾転によつて
制御シリンダｄ，ｅ中のピストンｆ，ｇはそれぞ
れ押し込まれる。これによつてシリンダ内のスプ
リングは圧縮され、この圧縮力はパイロツトピス
トンｂのうしろにかかるポートａよりの制御圧と
釣合うようになる。

この釣合つたところでポンプ傾転角は停止する
わけで、すなわちポートａから入る制御圧の大き
さに比例してポンプ傾転角の大きさが決まること
になる。

このようにパイロツトピストンｂをポンプの調
整弁受部分Ｇに組込むことは構造も複雑になり、
油の導管も多数必要になるし、パイロツトピスト
ン部分にスリーブｃを含む複雑部品を必要とする
ためフイードバツク機構は煩雑、高価となり、そ
の制御も煩雑でリンク機構の故障や作動誤差が生
じ易い等の欠点があつた。

本考案は、これら従来の問題点を適確に排除し
ようとするもので、斜板型油圧ポンプ又はモータ
の流量制御装置を構成簡単で安価な形態で提供す
ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、ハウジング２に回転可能に取付けら
れた操作軸１と、該操作軸１に相対回転可能に設
けた斜板３とを有し、前記操作軸１にバルブ管路
１ａを形成し、前記操作軸１との相対回転角に応
じて、前記バルブ管路１ａに各々連通又は遮断さ
れる作動管路３ａとドレーン管路３ｂとを斜板３
に備え、前記操作軸１の両側にある斜板３部分に
対して、ポンプに連らなる主管路１１に連通さ
れ、かつ圧縮ばねをもつてそれぞれ斜板３に向け
て付勢される受圧面積の大きい大径ピストン７と
受圧面積の小さな小径ピストン４とを配備すると
共に、前記大径ピストン７には大径ピストンのシ
リンダ室８と前記斜板３の前記作動管路３ａとを
連通する連通管路７ｃを設け、前記操作軸１の回
転により、前記大径ピストン７のシリンダ室８を
前記ドレーン管路３ｂに連通又は遮断せしめる構
成として前記両ピストンの受圧圧力差で、前記操
作軸１の動きに前記斜板３を追従せしめるように
したことを特徴とする斜板型油圧ポンプ又はモー
タの流量制御装置である。

〔作用〕

本考案は、上記の如き構成を有しているので、
操作軸１を斜板３に対して回転せしめると、それ
ぞれの中に設けられたバルブ管路１ａと作動管路
３ａとの連通面積が変化し、これによりこの連通
開口を通過する作動油流量が変化し、大径ピスト
ン７のシリンダ室８内の圧力が変化する。連通開
口が拡大すればシリンダ室８内の圧力は降下し、
連通開口が縮小すればシリンダ室８内の圧力は上
昇する。従つて大径ピストン７側と小径ピストン
４側との押圧力相互の間に大小関係が生じ、斜板
３を常に操作軸１の回転に追従せしめるようなト
ルクが生じ、大径ピストン７側の圧力P₁が、 Ｂ×P₁＝Ａ×Ｐ Ｂ＝大径ピストン７の面積 Ａ＝小径ピストン４の面積 Ａ＜Ｂ P₁：大径ピストン７側圧力 Ｐ：小径ピストン４側圧力 Ｐ＞P₁ なる関係となる圧力P₁に達するような連通開口
になつたときに両ピストンの押圧力がバランスし
て斜板３が操作軸１に追従した状態で停止する。

このように、操作軸１及び斜板３自体がバルブ
の作用をなして、両ピストンと共にフイードバツ
クによる追従機構を形成しているので、他の特別
なバルブ機構、サーボバルブ機構や他のリンク機
構なども必要なく極めて簡単な構造となり、しか
も安定した追従作用による円滑な斜板操作を行う
ことができる。

〔実施例〕

本考案を実施例について斜板型油圧ポンプの流
量即ち吐出量の制御装置の第１の実施例について
第１図を参照しながら説明すると、操作軸１がポ
ンプＰのハウジング２に回転角を任意の位置に設
定出来るように取付られると共にその操作軸１の
内部にバルブ管路１ａが形成されている。この操
作軸１に対して回転自在に支持される斜板３に
は、作動管路３ａとドレーンに通ずるドレーン管
路３ｂとが形成されており、前記操作軸１に対す
る相対回転位置に応じて前記バルブ管路１ａで連
通したり或いは遮断されたりするようになつてい
る。

前記ポンプのハウジング２に嵌着されている固
定管５に小径ピストン４が摺動自在に嵌合され、
その球面先端部４ａは圧縮ばね６により前記斜板
３の一側に当接されている。７はその受圧面積Ｂ
を前記小径ピストン４の受圧面積Ａより大きくし
た大径ピストンであつて、その一側の球面部７ａ
は前記ハウジング２に形成したシリンダ室８内に
摺動自在に嵌挿されており、他側の球面部７ｂは
前記斜板３の作動管路３ａの開口部に形成された
球形座面に圧縮ばね９により押接状態で嵌合連結
されている。前記シリンダ室８は大径ピストン７
に形成した連通管路７ｃを介して前記作動管路３
ａに常時連通されている。また前記シリンダ室８
はオリフイス１０を介して主管路１１に連通され
ており、該主管路１１からは前記固定管５に通ず
る分岐管路１２が分岐されている。なお、本実施
例では、運転停止状態に於いて圧縮ばね６及び９
により前記斜板３は図示のような中立位置状態に
あるので、運転開始当初はポンプ自身に吐出力が
生ぜず、任意の補助ポンプからの吐出油により作
動させる必要がある。

本実施例装置は以上のように構成されているの
で、任意の補助ポンプＰから主管路１１に作動油
を供給すると、その一部は分岐管路１２を通つて
小径ピストン４内に流入すると共に、オリフイス
１０、シリンダ室８、連通管路７ｃを経て斜板３
の作動管路３ａ内に入る。

このような状態において、今操作軸１を第１図
矢印（実線）のように少し右回転させておくと、
上記作動管路３ａの先端部は該操作軸１の外周面
により盲状態（第１図）になり、小径ピストン４
と大径ピストン７の内部油圧力が等しくなる。こ
の両ピストン４及び７内の圧力が等しくなると、
大径ピストン７の受圧面積Ｂを小径ピストン４の
受圧面積Ａより大きく設定してあるので、大径ピ
ストン７が斜板３を押圧し操作軸１を中心として
右方向に回転させる。そして斜板３が右回転する
とその作動管路３ａが前記操作軸１のバルブ管路
１ａと連通するようになり、大径ピストン７内の
作動油は該バルブ管路１ａを通つてドレーン管路
３ｂからドレーンに排出される。大径ピストン７
内の作動油が流出してシリンダ室８内の圧力が低
下しても、オリフイス１０が設けられているので
主管路１１から作動油が急に流入することがない
ため、今度は逆に小径ピストン４内の圧力が相対
的に大きくなつて、斜板３を操作軸１を中心とし
て左方向に回転させる。斜板３が左回転すると上
記作動管路３ａは操作軸１で盲状態となつて再び
遮断され大径ピストン７内の油圧力も回復して来
て、再度斜板３が右回転させられ、上記挙動を繰
返しながら斜板３の作動管路３ａと操作軸１のバ
ルブ管路１ａとが連通するか遮断されるかの臨界
位置で安定し、結果的に操作軸１の回動角度の位
置に従つて斜板３が傾動設定されることになる。

即ち、第１図に於いて両ピストン４，７の受圧
面積は（大径ピストン）Ｂ＞Ａ（小径ピストン）
となるので、操作軸１を実線矢印方向に回せば連
通管路７ｃは完全に遮断され、主管路１１を経て
入つてくる圧油はオリフイス１０を経て管路７ｃ
へ流れなくなる。よつて面積の大きい分だけ大径
ピストン７の力が小径ピストン４より強くなり斜
板３を実線矢印方向へ押す。そして操作軸１のバ
ルブ管路１ａと斜板３内の通路３ａとが接続しそ
うになると、ここからドレーン管路３ｂへ、少し
の油が流れることになりオリフイス１０を油が通
過して流れるようになり、面積Ｂの圧力は面積Ａ
の圧力より低下することになる。

例えば大径ピストン７側の圧力をP₁とし、主
管路１１内の圧力すなわち小径ピストン４側の圧
力をＰとすると、 Ｂ×P₁＝Ａ×Ｐ となつて釣合う。すなわちこのように釣合うよう
にP₁の値が決まることになる。

従つて、斜板３が実線矢印方向に動きすぎて、
通路３ａが、操作軸１内のドレーン管路３ｂに接
続してしまうとシリンダ８内の圧力はドレーン油
圧となり小径ピストン４内の圧力より当然低くな
るので小径ピストン４の力が勝つて点線矢印方向
に斜板３を戻し、圧力Ｂ×P₁＝Ａ×Ｐのように
バランスするところで停止する。

すなわち操作軸１の回転角に応じて斜板３の回
転角が決まることになる。

すなわち操作軸１がパイロツトピストンとな
り、かつ面積Ａ，Ｂを有する両ピストン４，７が
追従ピストンとなる。斜板３の傾きに対してはピ
ストン７は球面部７ｂ及び７ａで、機械的な「セ
リ合い」を逃がし、ピストン４はその球面部４ａ
により「セリ合い」を逃げていて、この両ピスト
ンに作用する油圧はポンプＰに連絡された主管路
１１よりオリフイス１０を通つてピストン７に、
又管路１２を通つてピストン４に補給されるよう
になつている。

第２図は別の実施例を示すもので、第１の実施
例と同じ作用を行うサーボ機構を設けたもので、
斜板３には前記作動管路３ａと略対称的に管路３
ｃが形成されていると共に、操作軸１には連通路
１ｂが別に形成されている。１３は小径ピストン
であつて、両端に球面部１３ａ，１３ｂを有しそ
の受圧面積Ａが小さく設定されている以外は大径
ピストン７と略同様の構造を有しシリンダ室１４
に嵌装されている。また、本実施例では、主管路
１１は該小径ピストン１３のシリンダ室１４にの
み連通されていて、大径ピストン７のシリンダ室
８は行き止まりになつている。

以上のような構成において、任意の補助ポンプ
P′から主管路１１に作動油を供給すると、該作動
油はシリンダ室１４、連通管路１３ｃ、管路３ｃ
を経て操作軸１の連通路１ｂに流入し常に圧油が
作用している。

そして前記の操作軸１を矢印（点線）のように
少し右に回転させると、その連通路１ｂが斜板３
の作動管路３ａに連通するので、小径ピストン１
３内の作動油は大径ピストン７内に入り、両ピス
トン１３及び７内の油圧力は等しくなる。上記の
ように大径ピストン７の受圧面積Ｂの方が小径ピ
ストン１３の受圧面積Ａより大きく設定してある
ので、両ピストン７及び１３内の圧力が等しくな
ると大径ピストン７が斜板３を押して右回転させ
る。斜板３が右回転すると作動管路３ａが操作軸
１のバルブ管路１ａと連通するので、大径ピスト
ン７内の作動油はドレーン管路３ｂを通つてドレ
ーンに排出され、その内部圧力は低下する。大径
ピストン７内の圧力が低くなると、相対的に小径
ピストン１３内の油圧力が大きくなつて、今度は
小径ピストン１３が斜板３を押し斜板３は左回転
する。斜板３が左に回転するとその作動管路３ａ
が操作軸１の連通路１ｂと連通するので、作動油
が再び大径ピストン７内に入つて斜板３が右回転
し、この様な挙動を繰返しながら最終的に斜板３
の作動管路３ａが操作軸１の２つの管路１ａと１
ｂの間に位置して安定することになる。

今、操作軸１を左方向に回せば、作動管路３ａ
はバルブ管路１ａを通つてドレーン管路３ｂにつ
ながる。よつて大径ピストン７の面積Ｂの圧力は
無くなり、小径ピストン１３の力が勝つて斜板３
を左方向に回し、作動管路３ａが連通路１ｂと接
続する直後で停止する。この時、作動管路３ａに
は主管路１１より圧油が流込み、同時にバルブ管
路１ａよりドレーン管路３ｂにも流出し管路３ａ
の圧力は連通路１ｂの圧力とドレーン圧（ほぼ零
圧）との中間になり、その圧力をP₁とし、連通
路１ｂの圧力をＰとすると、Ｂ×P₁＝Ａ×Ｐの
関係になつてバランスすることになる。すなわ
ち、ピストン７，１３が圧力によつて斜板３を押
す力がバランスし、斜板３は任意の位置で停止す
ることになる。

逆に操作軸１を右方向に回せば大径ピストン７
の面積Ｂ部にも小径ピストン１３にかかる圧力Ｐ
と同一の圧力がかかり、面積差によつて大径ピス
トン７が勝ち斜板３を右方向に動かし、前記と同
様の点でバランスして停止することになる。

このように本考案では作動させるべき斜板３を
動かすのに、斜板３の中に斜板３と同一方向に回
転する操作軸１を回転パイロツトピストンとして
内蔵させ、ここで圧力の切換を行つて、同じく斜
板３内の通路を通して、追従となる二つの大径ピ
ストン７と小径ピストン４又は１３に圧力油を導
き、この力で斜板３を動かすようにしたためにフ
イードバツク制御のためのリンク等は一切不要
で、油路もすべて斜板とこれと球面体で接続する
追従ピストンの中を通しているため、余分な配管
或いはケースを通す通路加工等は一切不要となる
安全性も大幅に向上できる。

なお２つの実施例は油圧ポンプの吐出量制御装
置として説明したが、これを油圧モータの容量制
御装置として用いても良い。

〔考案の効果〕

本考案は斜板と操作軸内に各々油圧管路を形成
して該操作軸をロータリーバルブとして作動させ
ると共に、該斜板を各々左右に回動させることの
出来る２つのピストンと協働してサーボ機能を発
揮せしめフイードバツク構成で機構が従来のもの
に比してコンパクトで極めて円滑に操作出来、確
実に作動することができ、制御用のリンク機構や
サーボモータなどの付属機器をも要しないし、構
成のコンパクト化が可能で据付面積も少なくてす
み、しかも操作軸の回転パイロツトピストンが斜
板の中にあるためにフイードバツク制御のための
リンク等は一切不要で、油路もすべて、斜板とこ
れと球面体で接続する追従ピストンの中を通して
いるため、余分な配管或いはケースを通す通路加
工等は一切不要となる安全性も大幅に向上し、機
構が簡単で安価に製造し得る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の流量制御装置の一実施例を示
す断面図、第２図は別の実施例を示す断面図断面
図、第３図は従来例の斜板型油圧ポンプの側面
図、第４図は第３図−線の縦断面図、第５図
は第３図−線の縦断面図、第６図は第３図
−線の縦断面図である。 １……操作軸、１ａ……バルブ管路、１ｂ……
連通路、２……ハウジング、３……斜板、３ａ…
…作動管路、３ｂ……ドレーン管路、３ｃ……管
路、４……小径ピストン、４ａ……球面部、５…
…固定管、６……圧縮ばね、７……大径ピスト
ン、７ａ，７ｂ……球面部、７ｃ……連通管路、
８……シリンダ室、９……圧縮ばね、１０……オ
リフイス、１１……主管路、１２……分岐管路、
１３……小径ピストン、１４……シリンダ室、
Ａ，Ｂ……受圧面積。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジング２に回転可能に取付けられた操作軸
   １と、該操作軸１に相対回転可能に設けた斜板３
   とを有し、前記操作軸１にバルブ管路１ａを形成
   し、前記操作軸１との相対回転角に応じて、前記
   バルブ管路１ａに各々連通又は遮断される作動管
   路３ａとドレーン管路３ｂとを斜板３に備え、前
   記操作軸１の両側にある斜板３部分に対して、ポ
   ンプに連らなる主管路１１に連通され、かつ圧縮
   ばねをもつてそれぞれ斜板３に向けて付勢される
   受圧面積の大きい大径ピストン７と受圧面積の小
   さな小径ピストン４とを配備すると共に、前記大
   径ピストン７には大径ピストンのシリンダ室８と
   前記斜板３の前記作動管路３ａとを連通する連通
   管路７ｃを設け、前記操作軸１の回転により、前
   記大径ピストン７のシリンダ室８を前記ドレーン
   管路３ｂに連通又は遮断せしめる構成として前記
   両ピストン７，４の受圧圧力差で、前記操作軸１
   の動きに前記斜板３を追従せしめるようにしたこ
   とを特徴とする斜板型油圧ポンプ又はモータの流
   量制御装置。