JPH01227881A - 可変容量型油圧ポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変容量型油圧ポンプに関し、特にネガチブ
流量制御とものとポジチプ流量制御とを択一的に行なえ
るようにしたものに関する。

〔従来技術〕

従来、斜板式可変容量型油圧ポンプにおいては、特公昭
５７−２７９８７号公報に記載されているように、一般
的に外部パイロット圧に応じた流量制御（ネガチプ流量
制御又はポジチブ流量制御）を行なうようになっている
が、この流量制御のため、サーボシリンダ機構と、その
サーボ室（大室）へサーボ圧を導入するサーボ室油路の
途中部に介設されたスプール・スリーブ弁機構なる３位
置油路切換機構と、外部パイロット圧を受けて油路切換
機構のスプールに作用させるパイロットスプール機構と
、サーボピストンの変位を油路切換機構のスリーブにフ
ィードバックさせるフィードバックレバーなどからなる
油圧サーボ機構が設けられている。

ところで、油圧ポンプの流量制御方式として、パイロッ
ト圧の増加に応じて吐出量が減少するネガチブ流量制御
とパイロット圧の増加に応じて吐出量が増加するポジチ
ブ流量制御の２方式が、ユーザの好みや油圧ポンプの用
途に応じて適宜使い分けられているのが実情である。

ネガチブ流量制御の場合とポジチブ流量制御の場合とで
は、油路切換機構の位置切換方向が逆になることから、
従来では油路切換機構の一方側にパイロットスプール機
構をまた他方側に復帰用圧縮スプリングを配置したもの
と、油路切換機構の一方側に復帰用圧縮バネをまた他方
側にパイロットスプール機構を配置したものと２型式の
装置によって対応していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来装置では、上記のようにパイロットスプール機構と
圧縮スプリングの配置を入れ替えることでネガチプ・ポ
ジチブ２通りの流量制御に対応するようになっているの
で、油路切換機構のスプール、パイロットスプール機構
のケース及びスプリングケース等の部品がネガチブ流量
制御用のものとポジチブ流量制御用のものとの２種類必
要となり、部品の種類が多くなり製作コスト増になると
いう問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る可変容量型油圧ポンプの制御装置は、第１
図に示すように、斜板の傾転角を変化させる油圧サーボ
機構を有する可変容量型油圧ポンプの制御装置において
、上記油圧サーボ機構のサーボシリンダ機構１０のサー
ボ室１１ａに接続されるサーボ室油路６１ａに介装され
、サーボ室ｌｌａヘサーボ圧を導入する給油位置とサー
ボ室１１ａを封止する中立位置とサーボ室１１ａから排
油する排油位置とに切り換え可能な油路切換機構２０と
、上記油路切換機構２０の作動部材２５の一端とサーボ
シリンダ機構ｌＯのサーボピストン１２とを連結するフ
ィードバックレバー５１と、外部パイロット圧Ｐｉを受
け外部パイロット圧に応じて変位するパイロットスプー
ル４２を含む流量制御用パイロットスプール機構４０と
、一端がパイロットスプール４２に連結されるとともに
途中部にはパイロットスプール４２の出力をフィードバ
ックレバー５１を介して油路切換機構２０の作動部材２
５に作用する出力部５３ｃが設けられ、上記出力部５３
ｃに対する一方側にはネガチブ流量制御用支点部５３ｄ
がまた他方側にはポジチブ流量制御ｎ用支点部５３ｅが
設けられた伝動レバー５３と、上記伝動レバー５３の両
支点部５３ｃ・５３ｅの一方を択一的にハウジング７０
に枢支する枢支部材５３ａとを備えたものである。

〔作用〕

本発明に係る可変容量型油圧ポンプの制御装置において
は、外部パイロット圧Ｐｉが変化するとパイロットスプ
ール４２が変位し、そのパイロットスプール４２の変位
（出力）は伝動レバー５３の出力部５３ｃからフィード
バックレバー５１を介して油路切換機構２０の作動部材
２５へ伝達されて油路切換機構２０が切換えられる。そ
の結果、サーボシリンダ機構ｌＯのサーボピストン１２
が移動して斜板ｌの傾転角が変化し、油圧ポンプＰの吐
出量が変化する。パイロット圧Ｐｉに対応する吐出量に
なると、フィードバックレバー５１のフィードバック作
用により油路切換機構２０の作動部材２５が戻され油路
切換機構２０は再び中立位置になる。

即ち、ネガチブ流量制御用支点５３ｄを枢支部材５３ａ
で枢支したときには、パイロット圧Ｐｉが増加するとパ
イロットスプール機構４０のパイロットスプール４２が
左方へ移動し、伝動レバー５３は支点５３ｄを中心とし
て左方へ回動し、その出力部５３ｃが左方へ移動するの
でフィードバックレバー５１はサーボピストン１２との
連結点１３を支点として左方へ回動し、作動部材２５が
左方へ移動して給油位置に切換えられるので、サーボ室
１１ａへサーボ圧が供給され、油圧ポンプの斜板１の傾
転角が減少して吐出量が減少する。

その後パイロット圧Ｐｉに対応する吐出量になると、サ
ーボピストン１２の変位はフィードバックレバー５Ｉを
介して作動部材２５へ伝達され、作動部材２５が中立位
置へ切換えられる。パイロット圧Ｐｉが減少すると、上
記と反対に作動して吐出量が増加する。

これに対して、ポジチプ流量制御用支点５３ｅを枢支部
材５３ａで枢支したときには、パイロット圧Ｐｉが増加
すると、パイロットスプール４２が左方へ移動し、伝動
レバー５３は支点５３ｅを支点として回動し、出力部５
３ｃが右方へ移動するのでフィードバックレバー５１は
サーボピストン１２との連結点１３を支点として右方へ
回動し、作動部材２５が右方へ移動して排油位置に切換
えられるのでサーボ室１１ａから圧油が排出され、油圧
ポンプの斜板１の傾転角が増加して吐出量が増加する。

その後パイロット圧Ｐｉに対応する吐出量になるとサー
ボピストン１２の変位はフィードバックレバー５１を介
して作動部材２５に伝達され、作動部材２５が中立位置
に切換えられる。パイロット圧Ｐｉが減少すると上記と
反対に作動して吐出量が減少する。

このようにして、ネガチブ流量制御のときには、パイロ
ット圧Ｐｉの増加に応じて吐出量が減少し、またポジチ
ブ流量制御のときには、パイロット圧Ｐｉの増加に応じ
て吐出量が増加する。

ところで、伝動レバー５３の一端はパイロットスプール
４２に連結されるとともにその途中部には出力部５３ｃ
が設けられており、この伝動レバー５３の出力部５３ｃ
に対する一方側にはネガチブ流量制御用支点部５３ｄが
また他方側にはポジチブ流量制御用支点部５３ｅが設け
られ、上記両支点部５３ｄ・５３ｅの一方を択一的にハ
ウジング７０に枢支する枢支部材５３ａが設けられてい
るので、上記のように伝動レバー５３のネガチブ流量制
御用支点部５３ｄを枢支部材５３ａで枢支するとネガチ
ブ流量制御の特性が得られ、またポジチブ流量制御用支
点部５３ｅを枢支部材５３ａで枢支するとポジチブ流量
制御の特性が得られる。

〔発明の効果〕

本発明に係る可変容量型油圧ポンプの制御装置によれば
、以上説明したように、パイロットスプール機構を油路
切換機構に対して独立に設け、出力部と両支点部を有す
る伝動レバーとフィードバックレバーを介してパイロッ
トスプール機構から油路切換機構に出力を作用させ、枢
支部材により一方の支点部を択一的に枢支するように構
成したことにより、枢支部材を組み替えるだけで部品の
種類を増すことなく共通の部品からなる機構によって、
ネガチブ流量制御とポジチプ流量制御を実現することが
出来、部品の共通化と製作コストの低減を図ることが出
来る。

加えて、伝動レバーに設ける出力部とネガチブ流量制御
用支点部とポジチブ流量制御用支点部の位置の設定如何
により、ネガチプ流量制御やポジチプ流量制御の応答感
度（ゲイン）を夫々個別に自由に設定することが出来る
ので設計・製作・使用の面で有利である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第５図に基いて説明す
る。

第１図〜第３図は、斜板式可変容量型油圧ポンプＰ及び
その支点位置フィードバック方式の制御装置を示すもの
で、ユニット化された油圧サーボ機構は可変容量型油圧
ポンプＰのハウジング２の上端に組付けられたハウジン
グ７０内部に設けられ、ハウジング７０の内部には、サ
ーボシリンダ機構ｌＯと、油路切換機構としてのスプー
ル弁−構２０と、流量制御用パイロットスプール機構４
０と、伝動機構５０と、内部油路とが設けられている。

上記サーボシリンダ機構１０は、ハウジング７０内の下
部に可変容量型油圧ポンプＰの駆動軸３と平行に形成さ
れたサーボシリンダ室１１とこれの内部に摺動自在に挿
入されたサーボピストン１２とを備えている。上記サー
ボシリンダ室１１内にはサーボピストン１２によってサ
ーボ室としての大室１１ａと小室１１ｂが区画され、サ
ーボピストン１２の大室１１ａ側の受圧面積はその小室
１１ｂ側の受圧面積よりも大きく形成されている。

但し、上記大室１１ａと小室１１ｂとが同径に形成され
る場合も有り得る。

このサーボシリンダ機構１０のサーボピストン１２の中
間部にはフォークレバー１４が固定され、このフォーク
レバー１４の下端に形成された係合溝１４ａに斜板１の
腕部１ｂの上端に回動自在に枢支されたスライドピン１
ｃが摺動及び回転自在に係合される。

上記スプール弁機構２０は、大室油路６１ａに介装され
、この大室油路６１ａは可変容量型油圧ポンプＰの吐出
路４と上記大室１１ａとを接続しており、可変容量型油
圧ポンプＰの吐出路４と上記小室１１ｂとを接続する小
室油路６１ｂとともにす７ボシリンダ機構１０に吐出圧
Ｐｄからなるサーボ圧Ｐｓ　（Ｐｄ）を導入するサーボ
圧油路６１を構成している。

上記スプール弁機構２０は、ハウジング７０内の上部に
駆動軸３と平行に形成されたスプール孔２１と、このス
プール孔２１に摺動自在に装着されたスプール２５と、
このスプール２５を後述する中立位置から排油位置方向
に付勢する圧縮コイルバネ２６とを備えている。上記ス
プール２５は後述するように、流量制御用パイロットシ
リンダ機構４０、サーボシリンダ機構１０の各出力と圧
縮コイルバネ２６の付勢力との大小関係によって給油位
置と中立位置と排油位置とに亙って切換えられる。

上記スプール孔２１の周面には吐出路４に連通ずる第１
ボート２２と、大室１１ａに連通ずる第２ポート２３と
、外部のドレン油路８２に連通する第３ボート２４とを
凹設してあり、上記スプール２５には第２ポート２３を
開閉する第１ランド２５ａと第１ボート２２の右側でス
プール孔２１を閉じる第２ランド２５ｂとが設けられる
。このスプール２５は、中立位置では第２図に示すよう
に第１ランド２５ａが第２ポート２３を閉じて、第１ボ
ート２２と第２ポート２３と第３ポート２４とを互いに
遮断する位置に変位され、また給油位置では第２図にて
中立位置よりも左側の給油位置に変位して第１ランド２
５ａが第３ボート２４と第２ポート２３との間を遮断す
るとともに、第１ランド２５ａの右側で第１ボート２２
と第２ポート２３とが連通されて吐出路４が大室１１ａ
に連通され、更に、排油状態では中立位置よりも右側に
変位して第１ランド２５ａが第１ボート２２と第２ポー
ト２３との間を遮断するとともに第１ランド２５ａの左
側で第２ポート２３と第３ポート２４とが連通されて、
大室１１ａがドレン油路８２に連通されるように構成さ
れている。

上記流量制御用パイロットスプール機構４０は、サーボ
シリンダ機構１０とスプール弁機構２０との中間の高さ
で選択伝動機構５０の前側に配置される。

上記流量制御用パイロットスプール機構４０は駆動軸３
と平行に形成されたパイロットスプール孔４１と、これ
に摺動自在に挿入されたパイロットスプール４２とを備
え、上記パイロットスプール孔４１内にはパイロットス
プール４２により区画された受圧室４１ａが形成されて
いる。この受圧室４１ａは外部のパイロット油路８３に
ハウジング７０のパイロット油路６３を介して常時連通
されている。この外部のパイロット油路８３には操作者
が自由に外部パイロット油圧を調節できるように外部パ
イロット圧調節手段８４が介在させである。上記流量制
御ＴＢ用パイロットスプール機構４０は、パイロットピ
ストン４２を受圧室４１ａの方へ付勢する圧縮コイルバ
ネ４３を有している。

上記伝動機構５０は、流量制御用パイロットスプール４
２の変位をスプール弁機構２０のスプール２５に伝達す
るとともにサーボシリンダ機構１０のサーボピストン１
２の変位をスプール２５に伝達するものであって、上記
サーボピストン１２の変位をスプール弁機構２０にフィ
ードバックしてスプール弁機構２０を中立状態に復帰さ
せるフィードバックレバー５１と流１　制御用レバー５
３（伝動レバー）とを備えている。

上記フィードバックレバー５１の上端はピン５１ａを介
してスプール２５の入力軸部２５ｃに回転自在に連結さ
れ、フィードバックレバー５１の下端にはサーボピスト
ン１２のピン１３をｔｌｉｌｌ及び回転自在に係合する
保合溝５１ｂが形成されている。また、フィードバック
レバー５１の中間部にはこれの後側に突出する保合ピン
５１ｄが設けられている。

上記流量制御用レバー５３の上端部には、ネガチブ流量
制御用支点部としての枢支孔５３ｄが形成され、この枢
支孔５３ｄにはハウジング７０例の支点ピン５３ａ（枢
支部材）が後方より着脱自在に挿入され、これによりレ
バー５３は支点ピン５３ａに回動自在に枢着されている
。

また、レバー５３の下端部には後方に突出させた係合ピ
ン５３ｂが設けられ、この係合ピン５３ｂは流量制御用
パイロットスプール４２の中間部に形成した保合溝４２
ａに係合されている。また、上記流量制御用レバー５３
は支点ピン５３ａと係合ピン５３ｂとの間に保合孔５３
Ｃ（出力部）を有し、この係合孔５３ｃ内にはフィード
バックレバー５１の係合ピン５１ｄが遊嵌されている。

そして、レバー５３のうち、上記係合孔５３ｃに対して
枢支孔５３ｄと反対側において、係合孔５３ｃと係合ピ
ン５３ｄの略中間位置には、ポジチブ流量制御用支点部
としての枢支孔５３ｅが枢支孔５３ｄと同径に形成され
ている。上記支点ピン５３ａで枢支孔５３ｄと枢支孔５
３ｅとを択一的に枢支することが出来るように、伝動機
構収容室の後側のハウジング７０の部分には、上下１対
のプラグ装着孔７１ａ・７１ｂが前後方向に透設され、
図示の場合上側のプラグ装着孔７１ａにはその前端中央
部に支点ピン５３ａを有するプラグ７２ａが後方より着
脱自在に装着されてストップリング７３で係止されてお
り、また下側のプラグ装着孔７１ｂには支点ピン５３ａ
を有しないダミープラグ７２ｂが後方より着脱自在に装
着されてストップリング７３で係止されている。

尚、符合７４はプラグ７２ａ及びダミープラグ７２ｂの
前方への移動を摩擦力で拘束する為のＯリング、符合７
５はプラグ取外しのときボルトを螺合する為の螺孔であ
り、プラグ７２ａの後端面には識別マークが印されてい
る。

図示のように、支点ピン５３ａで枢支孔５３ｄを枢支す
る場合には、後述のようにパイロット圧Ｐｉの増加に応
じて吐出ｆｆ１Ｑが減少するネガチブ流量制御の特性が
得られ、上記プラグ７２ａとダミープラグ７２ｂとを交
換し支点ピン５３ａで枢支孔５３ｅを枢支する場合には
、後述のようにパイロット圧Ｐｉの増加に応じて吐出ｆ
ｌｔＱが増加するポジチプ流量制御の特性が得られるよ
うになっている。

尚、支点ピン５３ａをプラグ７２ａに螺着するような構
造とし、その螺孔を上下方向に複数形成するとともに枢
支孔５３ｄ及び５３ｅも上記螺孔に対応させて上下方向
に複数形成することも可能であり、このようにするとネ
ガチブ流量制御及びポジチプ流量制御の応答感度（ゲイ
ン）を夫々複数のうちから適宜選択し得るようになる。

次に、この可変容量型油圧ポンプの制御装置の作用につ
いて説明する。

上記の可変容量型油圧ポンプＰの制御装置において、第
３図に示すように上段のプラグ装着孔７１ａにプラグ７
２ａを装着し、支点ピン５３ａにより枢支孔５３ｄを枢
支した場合には、外部パイロット圧調節手段８４を操作
して外部パイロット圧Ｐｉを変化させると、第４図に示
すように、外部パイロット圧Ｐｉの増大に応じて吐出Ｉ
Ｑが減少するネガチブ流量制御が行われる。

即ち、外部パイロット圧Ｐｉが増大すると、流量制御用
パイロットスプール４２が圧縮コイルバネ４３側に変位
し、流量制御用レバー５３はネガチブ制御用支点５３ｄ
を支点として回動し、ピン５１ｄが左方へ移動し、フィ
ードバックレバー５１はピン５１ｄによって左方へ押さ
れるのでピン１３を支点として左方へ回動し、フィード
バックレバー５１の上端部は左方へ移動し、これにより
スプール２５が中立位置から左方へ移動して給油位置に
変位し、サーボシリンダ機構ｌＯの大室１１ａにサーボ
圧Ｐｓ　（Ｐｄ）を導入してサーボピストン１２を左方
に変位させる。サーボピストン１２の左方への変位に伴
って斜板ｌの腕部１ｂが左方へ変位し、斜板１の傾転角
が減少して吐出量Ｑが減少するとともに、パイロット圧
Ｐｉに対応する吐出量になるとサーボピストン１２の変
位がフィードバックレバー５１を介してスプール２５に
フィードバックされ、スプール２５が給油位置から中立
位置に復帰する。

また、外部パイロット圧Ｐｉが減圧されると、流量制御
用パイロットスプール４２が受圧室４２ａ側に変位して
ピン５１ｄが係合孔５３ｃの右側部内へ移動するので、
圧縮コイルバネ２６によってスプール２５が中立位置か
ら排油位置に変位され、大室１１ａが減圧される。その
結果、サーボピストン１２が大室１１ａ側に変位して斜
板ｌの傾転角を増大させて吐出量Ｑを増大させるととも
に、パイロット圧Ｐｉに対応する吐出量になるとフィー
ドバックレバー５１を介してスプール２５を排油位置か
ら中立位置に復帰させることになる。

スプール２５が中立位置に復帰するときのサーボピスト
ン１２の位置、即ち、油圧ポンプＰの吐出ｆｉＱはこの
ようにしてパイロットスプール４２の位置に応じて決定
され、このパイロットスプール４２の位置は圧縮コイル
バネ４３と外部パイロット圧Ｐ１との大小関係によって
決定されるから、結局外部パイロット圧Ｐｉの大小によ
って可変容量型油圧ポンプＰの吐出ｆｆ１Ｑが決定され
ることになる。

これに対して、下側のプラグ装着孔７１ｂにプラグ７２
ａを装着し、支点ピン５３ａにより枢支孔５３ｅを枢支
した場合には、パイロット圧Ｐｉが増加したときにレバ
ー５３の係合孔５３Ｃ（出力部）が枢支孔５３ｅを支点
として図上右方へ移動することになるので、上記ネガチ
ブ流量制御の場合と反対に、第５図に示すようにパイロ
ット圧Ｐｉの増加に応じて吐出量Ｑが増加するポジチブ
流量制御ｎが行われる。

ここで、第１図のように寸法ａ、ｂＳｃを設定すると、
ネガチプ流量制御のときの感度（ゲイン）は（ａ／ｂ）
で定まりまたポジチプ流量制御のときの感度（ゲイン）
は（ｃ／ｂ）で定まることから、両流量制御におけるゲ
インは（ａ／ｂ）、ｃ　／　ｂ　）の値如何で自由に設
定することが出来る。

加えて、流量制御用レバー５３の係合孔５３ｃの上方側
にネガチブ流量制御用の枢支孔５，３ｄをまた下方側に
ポジチプ流量制御用の枢支孔５３ｅを形成し、プラグ７
２ａと共に着脱自在の支点ピン５３ａにより両種支孔５
３ｄ・５３ｅの一方を択一的に枢支するように構成した
ので、共通の部品・機構を用いてネガチブ・ポジチブの
両流量制御を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は支点位置
フィードバック方式の可変容量型油圧ポンプＰの制御装
置の構成を示す機構図、第２図は可変容量型油圧ポンプ
とその制御装置の縦断面図第３図は第２図■−■線断面
図、第４図はそのネガチブ流量制御特性図、第５図はそ
のポジチブ流量制御特性図である。 Ｐ・・可変容覆型油圧ポンプ、　Ｐｄ・・吐出圧、Ｐｉ
・・外部パイロット圧、　Ｐｓ・・サーボ圧、Ｕ・・油
圧サーボ機構、　１・・斜板、　１０・・サーボシリン
ダ機構、　　ｌｌａ・・大室、１２・・サーボピストン
、　　１３・・ピン、２０・・スプール弁機構、　２５
・・スプール、４０・・流量制御用パイロットスプール
機構、４２・・流量制御用パイロットスプール、　５１
・・フィードバックレバー、　５１ｄ・・係合ピン、　
５３・・流量制御用レバー、　５３ａ・・支点ピン、　
５３ｃ・・係合孔、　５３ｄ・・ネガチブ流量制御用枢
支孔、　５３ｅ・・ボジチプ流量制御用枢支孔。 特　許　出　願　人　　川崎重工業株式会社第２図 第３図 ７２ｂ ７１ｂ 〜７４ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　斜板の傾転角を変化させる油圧サーボ機構を有
   する可変容量型油圧ポンプの制御装置において、上記油
   圧サーボ機構のサーボシリンダ機構のサーボ室に接続さ
   れるサーボ室油路に介装され、サーボ室へサーボ圧を導
   入する給油位置とサーボ室を封止する中立位置とサーボ
   室から排油する排油位置とに切り換え可能な油路切換機
   構と、 上記油路切換機構の作動部材の一端とサーボシリンダ機
   構のサーボピストンとを連結するフィードバックレバー
   と、 外部パイロット圧を受け外部パイロット圧に応じて変位
   するパイロットスプールを含む流量制御用パイロットス
   プール機構と、 一端がパイロットスプールに連結されるとともに途中部
   にはパイロットスプールの出力をフィードバックレバー
   を介して油路切換機構の作動部材に作用する出力部が設
   けられ、上記出力部に対する一方側にはネガチブ流量制
   御用支点部がまた他方側にはポジチブ流量制御用支点部
   が設けられた伝動レバーと、 上記伝動レバーの両支点部の一方を択一的にハウジング
   に枢支する枢支部材とを備えたことを特徴とする可変容
   量型油圧ポンプの制御装置。