JPH0135189B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般にピストンポンプの圧力制御
弁に関し、特にポンプのピストン行程を調整する
圧力を供給するため、ポンプの吐出マニホールド
圧力を制御する弁に関する。

米国特許第4137013号には、回転軸の駆動端と
被駆動端とを玉軸受でケースに軸支した可変容量
形ピストンポンプが記載されている。その回転軸
の駆動端には、斜板が、軸中心線からずれた位置
にあつて必らずしも直角とは限らないが、できれ
ば中心線に対して直角な軸のまわりに揺動できる
ように支持されている。ポンプブロツクには、貫
通するシリンダを有する複数のピストンが、対応
する逆止め弁と共に配置されている。ピストンの
吐出工程中は、シリンダ内の作動油の圧力が十分
高くなり、逆止め弁を押して共通マニホールドへ
吐出される。

このマニホールド圧力が、あらかじめ定めた値
に達すると、力が発生し、ハイドロスタテイツ
ク・スラスト軸受装置を通して斜板に伝えられ、
その力により斜板は最大吐出流量の位置から揺動
する。ピストンは、斜板が揺動すると、その行程
が短くなるよう配置されているので、吐出流量お
よび吐出圧力が減少する。この結果、平衡状態に
達し設定した一定の圧力において減少した吐出流
量が維持される。この形式のポンプには、ポンプ
吐出マニホールド圧を制御して斜板を揺動させる
力を発生させる比例制御圧を供給するための弁が
使用されている。

米国特許第4149830号に記載されている弁の場
合、スプールはポンプ吐出圧を受けて、ばねの予
荷重に抗して変位するようになつている。このよ
うな弁を、前記米国特許第4137013号に記載され
ているようなハイドロスタテイツク・スラスト軸
受を有するポンプに使用したとすれば、吐出マニ
ホールド圧があらかじめ定めた圧力より低いとき
には、ばねの予荷重に打ち勝つことができなく、
したがつて弁の制御圧出力通路には制御圧は生じ
ないことになり、このため全スラスト荷重がポン
プ軸の被駆動端の玉軸受にかかることになろう。
非常に短い過波的期間ならばこれに耐え得る玉軸
受を設置することはできるであろうが他の方法を
取ることが望ましい。以下説明する弁は、ある特
定の圧力に対して玉軸受のサイズを変更すること
なく、より高い吐出圧を可能にした構成にその特
徴がある。

この発明は、貫通する内径部をもつ弁シリンダ
と、前記内径部と通じポンプ吐出圧を弁に受け入
れる圧入口と、前記内径部内に配置され入口圧に
応じてばね力に抗して変位する弁スプールと、前
記内径部と通じスプールが変位すると通路面積が
増加して制御圧を発生させ、これを弁外へ送れる
ように前記スプールと組合せ配列なされている弁
ポートとで構成されているピストンポンプの圧力
制御弁であつて、さらに前記ポートと連絡してい
る第２入口と、前記ばね力を増すため第２入口に
おける圧力に応じばね力に抗して移動するピスト
ン部材と、前記ピストン部材の移動量を制限する
手段とを含み、前記入口圧が実質上ないときには
前記ばねが完全に伸び切りかつ前記弁ポートがス
プールにより完全に閉じられていることを特徴と
する。

始動状態においては、圧入口に受け入れられる
ポンプ吐出圧およびこの弁によつて供給される比
例制御圧は実質上ゼロである。吐出圧が上昇して
くると、その圧力でそれまで完全に伸び切つてい
て力を作用させていなかつたばねに抗してスプー
ルが変位する。この弁スプールの変位により弁ポ
ートが開いて制御圧が発生する。この制御圧は、
先に述べたようにポンプピストンを動かすためポ
ンプへ送られると共に制御圧により変位するピス
トン部材へ送られて弁スプールの変位に逆らうよ
うばねを圧縮する。スプールとピストン部材と
は、吐出圧と制御圧が上昇してあらかじめ定めた
調整圧に達するまで変位を続ける。

以下、図面を参照しながら、発明の詳細を説明
する。

全体を符号１で示した圧力制御弁がポンプ本体
２に設置されている。このポンプは前述の米国特
許第4137013号に記載されているハイドロスタテ
イツク・スラスト軸受をもつ形式のものであつて
もよい。

弁１は、ポンプ本体２と一体にすることができ
るハウジング４を含み、内部の弁スプール８と共
に軸方向に配置された内径部を有する弁シリンダ
６を有している。入口ポート１０は、前述の米国
特許第4149830号に記載されているものと同様に、
ポンプ吐出圧マニホールド圧通路に接続されてい
てポンプの吐出圧を入口圧として受け入れる。そ
して入口ポート１０は弁シリンダ６とも通じてい
る。

弁のハウジング４には、中空の部分１２が設け
られていて、その内部にばね１４（図は完全に押
びた状態を示す）がばね受け１６と移動可能なカ
ツプ状部材１８にはさまれて配置されている。ば
ね受け１６は、スプール８の一端２０に隣接して
いる。ピストン部材２２の一端２３は、カツプ状
部材１８と隣接しているのでカツプ状部材はピス
トンと共に移動する。

弁シリンダ６には、制御圧出力通路２６に通じ
ている出口ポート２４が設けられている。

制御圧出力通路２６は、先に述べた米国特許第
4137013号に記載されているハイドロスタテイツ
ク・スラスト軸受装置を介してポンプピストンを
動かすために、ポンプ２が導かれている。制御圧
は、ポンプを通じて循環し、通路２６と連絡して
いる通路２８に出てきて、第２の入口ポート３０
を通り弁１に逆送される。

第２の入口ポート３０は室３２と通じており、
ここに制御圧が伝えられる。ピストン部材２２は
ねじ部３４を有し、調整ナツト３６がはめられて
いるその目的は後述する。

弁シリンダ６、スプール８、出口ポート２４、
および通路２６から成る構成は、多くの点で、先
に述べた米国特許第4149830号に記載されている
構成に似ていることに注意されたい。

図面により、弁１の特徴である構造細部を図
示、説明したが、次に弁の動作について説明す
る。

始動状態のもとでは、入口ポート１０に加わる
ポンプの吐出圧および通路２６を通じてポンプに
送られる制御圧は、実質上ゼロである。ポンプの
吐力圧が上昇すると、その圧力はスプール８の端
面に作用して、スプール８を矢印ａで示す右方向
に押す。この時点でばね１４は完全に伸長してお
りばね力は作用していない。

スプール８が右へ押されると、出口ポート２４
が開き、制御圧が発生する。この制御圧はポンプ
のピストンを動かすため通路２６を通じてポンプ
へ送られる。ポンプ内を通つた制御圧は、そこか
ら通路２８および第２の入口ポート３０を通じて
外へ出て、室３２に伝えられる。

室３２に伝えられた制御圧は、ピストン部材２
２を変位させ、ピストン部材２２はカツプ状部材
１８を矢印ｂで示す左方向に移動させる。これに
よりばね１４が圧縮される結果、ばねはスプール
８の変位に逆らうような力をスプールに及ぼす。

吐出圧および制御圧が同時に増加している限り
スプール８は右へ変位を続ける一方、ピストン２
２は左へ変位を続ける。あらかじめ定めた制御圧
に対応する位置まで変位すると、ナツト３６が室
３８の壁面３９に接触してそれ以上変位すること
はできなくなる。この変位量は、ピストン２２の
ねじ部３４にはめられているナツト３６をまわし
て調整することが可能である。

さて、以上の説明から、この制御弁は通路２６
に圧力が発生していない状態においても適応でき
ることが理解されよう。この状態では生じた全ス
ラスト荷重がポンプ軸の被駆動端を支えている玉
軸受にかかることになる。この状態は短い過波期
間の間は相応の軸受を使用することにより許容し
得るが、長期的にみれば決して望ましいとは言え
ない。

この発明にかかるその代替策は、このような圧
力状態において、ばね１４が伸び切つていて必然
的にばね力が働かないようにしており、この結果
スプール８が妨げられることなく出口ポート２４
を開いてポンプのハイドロスタテイツク・スラス
ト軸受へ送る制御圧を発生させ、さらにこの制御
圧を弁に戻してばね１４を圧縮させスプール８を
変位させるにはより高い吐出圧が必要となるよう
にしたのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる圧力制御弁の横断面図で
ある。 １……圧力制御弁、２……可変容量形ピストン
ポンプ本体、４……弁ハウジング、５……内径部
を有する弁シリンダ、８……弁スプール、１０…
…入口ポート、１２……中空部、１４……ばね、
１６……ばね受け、１８……カツプ状部材、２２
……ピストン部材、２４……出口ポート、２６…
…制御圧通路、２８……制御圧戻り通路、３０…
…第２の入口ポート、３２……室、３６……ナツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貫通する内径部を有する弁シリンダと、前記
   内径部と通じておりポンプの吐出圧を入口圧とし
   て弁により受け入れる圧入口ポートと、前記内径
   部内に配置されており入口圧に応じてばね圧に抗
   して変位させられるばね押圧弁スプールと、前記
   内径部と通じており、スプールが変位すると通路
   面積が増加して制御圧を発生させ、この制御圧を
   ポンプのハイドロスタテイツク・スラスト軸受に
   送れるように、前記スプールとともに配置させら
   れている出口ポートと、を含む圧力制御弁であつ
   て、 更に、前記出口ポートに連絡している第２の入
   口ポートと、前記ばね力を増すために第２の入口
   ポートにおける圧力を受けてばね力に抗して変位
   させられるピストン部材と、前記ピストン部材の
   変位量を制限する手段と、を含み、 前記入口圧が実質的に０であるときには、前記
   ばねが完全に伸び切り、かつ、前記スプールが出
   口ポートを完全に閉じて入口ポートと出口ポート
   とを非連絡状態にするように構成され、そして、
   前記入口圧が０を越えるとすぐに、前記スプール
   が完全に伸び切つたばねに抗して変位して出口ポ
   ートを開き入口ポートと出口ポートとを連絡状態
   にするように構成されていることを特徴とする可
   変容量形ポンプの圧力制御弁。 ２ 前記スプールは、ばねの一端の近くに配置さ
   れ、前記ばねの一端に隣接してばね受けがあり、
   スプールは、その一端が第１の入口ポートの近く
   にあり、その他端が前記ばね受けに隣接し、その
   中間部が入口圧に応じて前記ポートを開閉するよ
   うに配置されている特許請求の範囲第１項記載の
   弁。 ３ 前記ピストン部材は、前記ばねの他端の近く
   に配置され、前記ばねの他端には、カツプ状部材
   が隣接しており、前記ピストン部材は、その一端
   がカツプ状部材に隣接し、その他端が第２の入口
   ポートに関して配置されており、第２の入口ポー
   トを介して加わる圧力を受けて変位させられて前
   記カツプ状部材を変位させ、ばねを圧縮するよう
   になつている特許請求の範囲第１項記載の弁。 ４ 前記ピストン部材の変位を制限する手段は、
   第２の入口ポートと通じており該第２の入口ポー
   トからの圧力を受け入れる室と、該室内に延びて
   おり変位制限部材を保持しているピストン部材の
   他端と、から構成されており、前記ピストン部材
   の他端は、室内を室の一端から他端に移動して、
   前記変位制限部材が室の他端に隣接したときに、
   ピストン部材の変位が制限されるようになつてい
   る特許請求の範囲第３項記載の弁。 ５ 前記変位制限部材は、ねじ部を有し室内に延
   びているピストン部材の他端を含み、該ねじ部に
   は、ナツトがはめられており、室の他端にナツト
   が隣接したときに、ピストン部材の変位が制限さ
   れるようになつている特許請求の範囲第４項記載
   の弁。 ６ 前記ナツトは、ピストン部材のねじ部で調整
   されることができ、ピストン部材の変位制限量を
   調節できるようになつている特許請求の範囲第５
   項記載の弁。 ７ 前記第２の入口ポートからの圧力が予め定め
   られた圧力になるまで、スプール及びピストン部
   材がが互いに反対方向に変位するようになつてい
   る特許請求の範囲第１項記載の弁。