JPH0432232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は可変容量形ピストン機械、詳しくは複
数個のピストンをもつシリンダブロツクと弁板及
び斜板を備え、この斜板の変位量の調整により吐
出量又は吸入量を可変とした可変容量形ピストン
ポンプ又はモータに関する。 （従来の技術） 従来、複数個のピストンをもつシリンダブロツ
ク及び弁板を備えた可変容量形ピストン機械にお
いて斜板の傾斜角を調整するには、通常特公昭53
−522号公報に示されているように、操作プラン
ジヤを用い、このプランジヤを斜板に接触させる
と共にプレツシヤコンペンセータバルブ（PC弁）
や定馬力制御弁を用い、これらPC弁や定馬力制
御弁により前記操作プランジヤを動作させ、吐出
量又は吸入量の調整を行なつているが、このピス
トン機械のように前記操作プランジヤを用いるこ
となく、この操作プランジヤの代りにシリンダブ
ロツクに設けるピストンを利用して、前記斜板の
傾斜角の調整が行なえるようにした可変容量形ピ
ストン機械を先に提案し、出願した。（実願昭61
−87882号） このピストン機械は、第５図に示した通り、弁
板に設ける高圧ポートＨと低圧ポートＬとの中間
部位置に制御ポートＰを設け、この制御ポートＰ
を、電磁切換弁SVを介して前記高圧ポートＨと
タンクＴとの一方に選択的に連通する如く成すと
共に、前記切換弁SVと制御ポートＰとの連通路
に比例減圧弁DVを介装したものであつて、前記
制御ポートＰを高圧ポートＨに切換えることによ
り、前記高圧ポートＨの圧力に応じて変化する前
記減圧弁DVの二次側圧力が前記制御ポートＰに
作用し、この二次側圧力が前記制御ポートＰに連
通するピストン孔Ａに作用して、該ピストン孔Ａ
に内装するピストンを介して前記斜板を中立方向
に押動させられるのであり、ポンプにおける吐出
圧力又はモータにおける吸入圧力に応じて前記斜
板の変位量が調整され、吐出量又は吸入量を吐出
圧力又は吸入圧力に対し所定の値に制御すること
ができるのである。また、前記制御ポートＰを前
記タンクＴに切換えることにより前記斜板をリタ
ーンばねの作用で最大傾斜角に復帰させることが
できるのである。 （発明が解決しようとする問題点） 所が以上の如く操作プランジヤを用いることな
くシリンダブロツクにおけるピストンを利用して
斜板の傾斜角を調整する場合、前記斜板に作用す
る傾転モーメントの変化の影響を受けて斜板がふ
らつき、傾斜角の調整が不安定となつて、高精度
な吐出量又は吸入量の制御が行なえない問題があ
つたし、前記切換弁SVによる前記斜板の切換時、
即ち、斜板を最大傾斜角位置に切換えたり、最大
傾斜角に位置する斜板を中立方向に調整するよう
に切換えたりする場合、前記ピストンによる斜板
の切換動作が急激に行なわれ、傾転モーメントの
変化との相乗作用で斜板切換時に衝撃が生ずる問
題があつた。 即ち、シリンダブロツクには一般に奇数個（通
常は９個）のピストン孔が形成されているため、
前記シリンダブロツクの回転によるピストン孔の
位置変化により、これらピストン孔に内装するピ
ストンを介して斜板に作用する傾転モーメントが
変化するのである。 所で、前記した従来例の場合、比例減圧弁DV
を用いているため、斜板切換時のスピードは、前
記減圧弁DVを用いない場合に比較して減圧率の
選択で多少は緩慢にできるが、反面前記斜板を押
動する力も減圧比率により小さくなるため傾転モ
ーメントの変動に打勝つことができず、前記斜板
のふらつきの問題を完全に解決することはできな
い。 本発明の目的は、傾転モーメントの変化による
斜板のふらつきを防止して、安定的な斜板制御が
行えると共に、外部操作で斜板の動作速度を任意
に制御可能として、斜板切換時の衝撃をなくする
ことができる可変容量形ピストン機械を提供する
点にある。 （問題点を解決するための手段） そこで本発明は、第１図に示したごとく、複数
個のピストン１をもつシリンダブロツク２と弁板
３とを備え、斜板４の傾斜角の調整により容量を
可変としたピストン機械において、前記弁板３に
設ける高圧ポート５と低圧ポート６との中間部位
置に、第１及び第２制御ポートＰ１，Ｐ２を設け
ると共に、スプール孔７に前記斜板４に連動して
動作する第１スプールＳ１と、外部操作で動作す
る第２スプールＳ２及び外部操作に対抗する押圧
体９とを内装し、かつ、前記高圧ポート５に連通
する高圧通路５０と、前記第１及び第２制御ポー
トＰ１，Ｐ２に連通する第１及び第２制御通路５
１，５２及びタンク通路５３とを備え、外部操作
による前記第２スプールＳ２の動作で前記第１及
び第２制御通路５１，５２を前記高圧通路５０と
タンク通路５３とに可逆的に連通させ、前記第１
スプールＳ１の動作で前記斜板４のフイードバツ
ク制御を行なうフイードバツク制御弁１００を設
けたことを特徴とするものである。 （作用） 第３図イのように斜板４が最大傾斜位置にある
とき、第３図ロのごとく、外部操作により第２ス
プールＳ２を動作させると、第１制御ポートＰ１
に連通する第１制御通路５１が高圧通路５０に、
第２制御ポートＰ２に連通する第２制御通路５２
がタンク通路５３にそれぞれ連通することにな
り、この結果、斜板４は、前記第１制御ポートＰ
１に付与される高圧圧力に基づく押圧力の付加に
より第３図イの時計方向に傾転することとなる。 このとき、前記斜板４の傾転が、前記第１スプ
ールＳ１にフイードバツクされて、前記第１スプ
ールＳ１を追従動作させるのであり、この結果、
前記斜板４が傾転モーメントの変化でふらつくこ
とがあつても、前記斜板４の中立方向のふらつき
は前記第１スプールＳ１へのフイードバツクによ
り解消されるのである。 即ち、ふらつきによる前記第１スプールＳ１へ
のフイードバツクにより、第３図ハの如く第１制
御ポートＰ１がタンク通路５３に、第２制御ポー
トＰ２が高圧通路５０に切換わり、第２制御ポー
トＰ２に付与される高圧圧力に基づく押圧力が、
傾転モーメントの変化に伴うふらつき動作に対抗
することとなるのである。 かくして、斜板４は、第２スプールＳ２の動作
と、第１スプールＳ１の前記斜板４によるフイー
ドバツク動作とを繰り返しながらその角度調整を
行い、該斜板４は、前記第２スプールＳ２の動作
速度に追従した速度で傾転されるのであり、該斜
板４の傾転時に変化することとなる前記第１制御
ポートＰ１による傾転モーメントは、逐次、前記
第２制御ポートＰ２から付与される逆向きの傾転
モーメントにより打ち消されて、該斜板４はふら
つき無く安定的に制御されることとなるのであ
る。 （実施例） 第１図に示すものは、本発明ピストン機械を構
成するモータＭを備える純油圧伝動装置であつ
て、駆動軸１０を介して外部駆動するポンプＰを
もち、該ポンプＰの回転方向により高圧側と低圧
側とが可逆的に切換わる出入口ポート１１，１２
を、連結路１３，１４を介して前記モータＭの弁
板３に第２図のごとく割付ける高圧及び低圧ポー
ト５，６に接続するごとくしている。 前記ポンプＰの駆動軸１０と同軸上には、チヤ
ージポンプ１５を介装し、該チヤージポンプ１５
をチエツク弁１６，１７を介してそれぞれ前記連
結路１３，１４に接続し、前記ポンプＰの低圧側
入口ポート１２又は１１に、漏れ油量を導入する
ごとくしている。尚、１８はチヤージ圧を設定す
るリリーフ弁である。 前記モータＭは、複数個のピストン１をもつシ
リンダブロツク２と前記弁板３とを備え、クレイ
ドルタイプの斜板４の傾斜角の調整により、前記
シリンダブロツク２の一回転あたりの前記ピスト
ン１の吸入容量を増減させて回転数調整可能とし
ている。 尚、第２図において、１ａは前記ピストン１の
ピストン孔である。 しかして、本発明ピストン機械を構成する前記
モータＭにおいて、前記弁板３に設ける高圧ポー
ト５と低圧ポート６との中間部位置、詳しくは前
記シリンダブロツク２の回転で前記ピストン１が
高圧ポート５から低圧ポート６へ、又低圧ポート
６から高圧ポート５へ移行する各死点Ｄ１，Ｄ２
に、第１及び第２制御ポートＰ１，Ｐ２を設ける
と共に、次に詳述する構成をもつフイードバツク
制御弁１００を設けるのである。 すなわち、ハウジング２００に、閉鎖端面７１
及び操作圧室７２をもつスプール孔７を設け、該
スプール孔７に、前記斜板４にリンク８を介して
連動動作する第１スプールＳ１と、前記チヤージ
ポンプ１５から電磁弁４０、導入通路４１及び絞
り機構４２を介して前記操作圧室７２に導入する
外部操作圧（チヤージ圧）により動作する第２ス
プールＳ２、及び、前記外部操作圧に対向するコ
イルスプリングで構成する押圧体９とを内装す
る。 前記第１スプールＳ１は、第１及第２ランドＬ
１，Ｌ２を備え、第２スプールＳ２に設ける閉鎖
状の内孔２０に内装され、該内孔２０との間に、
閉鎖側室２１、油室２２、及び開放側室２３を形
成するものである。 又、前記第２スプールＳ２は、第１〜第３環状
凹室Ｒ１〜Ｒ３及び、これらを前記内孔２０に連
通する第１〜第３連通孔Ｈ１〜Ｈ３を備え、前記
第１スプールＳ１の第１ランドＬ１の移動で、前
記第１連通孔Ｈ１を、前記閉鎖側室２１と油室２
２とに選択的に連通させると共に、前記第１スプ
ールＳ１の第２ランドＬ２の移動、前記第３連通
孔Ｈ３を、前記油室２２と開放側室２３とに選択
的に連通させるものである。 尚、前記スプール孔７の開口側には、前記押圧
体９を受止める受体７３を介装している。 又、前記ハウジング２００に、前記第２環状凹
室Ｒ２に開口する高圧通路５０、前記第１環状凹
室Ｒ１に開口する第１制御通路５１、前記第３環
状凹室Ｒ３に開口する第２制御通路５２、および
前記ハウジング２００内のタンクＴに開口するタ
ンク通路５３を形成する。 前記高圧通路５０は、前記連結路１３，１４間
に介装するシヤトル弁１８の出力側通路１９を介
して前記ポンプＰの高圧側出口ポート１１又は１
２と接続され、前記弁板３の高圧ポート５と、前
記通路１９及び連結路１３又は１４を介して連通
することとなるものである。 前記第１制御通路５１は、前記第１制御ポート
Ｐ１に接続され、該第１制御ポートＰ１を、スプ
ールＳ１，Ｓ２の相対位置、即ち第１ランドＬ１
と第１連通孔Ｈ１との相対位置により、前記閉鎖
側室２１、前記第１スプールＳ１内に形成する縦
孔３１及び横孔３２、前記開放側室２３で構成さ
れるタンク通路５３と、前記高圧通路５０とに、
選択的に連通させるものである。 前記第２制御通路５２は、前記第２制御ポート
Ｐ２に接続され、該第２制御ポートＰ２を、スプ
ールＳ１，Ｓ２の相対位置、即ち第２ランドＬ２
と第３連通孔Ｈ３との相対位置により、前記高圧
通路５０と、前記開放側室２３で構成されるタン
ク通路５３とに、選択的に連通させるものであ
る。 しかして前記フイードバツク制御弁１００で
は、前記外部操作圧による前記第２スプールＳ２
の動作で、前記第１制御通路５１を、前記高圧通
路５０に、又、第２制御通路５２を前記タンク通
路５３に、それぞれ連通させ、前記第１スプール
Ｓ１の動作で前記斜板４の傾転をフイードバツク
して、前記第１制御通路５１を前記タンク通路５
３に、前記第２制御通路５２を前記高圧通路５０
に、それぞれ連通させることゝなるのである。 次に、以上構成するモータＭの斜板４を最大傾
斜位置から中立方向に切換える場合について第３
図に基づいて説明す。（次記

【イ】〜

【ニ】）。尚、
図中実線矢印は流体（油）の流れを、又白抜き矢
印は斜板４に作用する傾転モーメントの方向を示
している。

【イ】 第３図イのごとく、電磁弁４０を介して
第２スプールＳ２の操作圧室７２がタンクＴに
開放されている時、第２スプールＳ２は、押圧
体９によりスプール孔７の閉鎖側端面７１に当
接され、第１制御ポートＰ１は、前記閉鎖側室
２１からのタンク通路５３を介してタンクＴに
開放されるのであり、一方、第２制御ポートＰ
２には、前記油室２２を介して高圧通路５０が
連通されるのであつて、前記斜板４は、前記第
２制御ポートＰ２に付与される高圧圧力による
傾転モーメントにより、最大傾斜位置に安定的
に保持されることとなる。

【ロ】 電磁弁４０の切換により、操作圧室７２
にチヤージ圧が導入されると、同図ロのごと
く、第２スプールＳ２は、押圧体９に抗してス
プール孔７内を移動し、第１制御ポートＰ１に
は、前記油室２２を介して高圧通路５０が連通
されるのであり、一方、第２制御ポートＰ２
は、前記開放側室２３からのタンク通路５３を
介してタンクＴに開放されることになり、この
結果、斜板４は前記第１制御ポートＰ１に付与
される高圧圧力に基づく押圧力の付加により中
立方向に傾転することとなる。

【ハ】 このとき、斜板４の傾転が、リンク８を
介して第１スプールＳ１にフイードバツクされ
て、該第１スプールＳ１を追従移動させるので
あり、斜板４が傾転モーメントの変化でふらつ
くことがあつても、前記第１スプールＳ１の追
従移動によつて、同図ハのごとく、第１制御ポ
ートＰ１はタンクＴに開放され、第２制御ポー
トＰ２は高圧通路５０に連通することとなるた
め、該斜板４には、第２制御ポートＰ２に付与
される高圧圧力に基づく押圧力が作用して、傾
転モーメントの変化に伴う斜板４のふらつき動
作と対抗できることとなるのである。

【ニ】 以後、第２スプールＳ２が停止するま
で、上記

【ロ】及び

【ハ】のフイードバツクル
ープが繰り返され、斜板４は、操作圧室７２に
導入されるチヤージ圧に基づく前記第２スプー
ルＳ２の移動速度に追従して中立方向に傾転さ
れるのであり、該斜板４の中立方向への傾転に
より、シリンダブロツク２の一回転あたりのピ
ストン１の吸入容量が減少され、かつ、ポンプ
Ｐからは定量の流体（油）が供給されることか
らピストン１の単位時間あたりの吸入回数が増
大されて、モータＭは、その回転数を増大する
のである。又、前記第２スプールＳ２が任意の
位置で停止された場合でも、上記フイードバツ
クループは維持されることとなり、前記斜板４
はその傾斜角を保持し、モータＭは、所定の回
転数で駆動されるのである。 かくして、上記

【ロ】による斜板４の傾転
時、該斜板４に作用する傾転モーメントの変化
によつて生じるふらつき動作に、上記

【ハ】に
よる逆向きの傾転モーメントが対抗することと
なるので、斜板４の傾斜時に変化することとな
る前記第１制御ポートＰ１から付与される傾転
モーメントが、逐次、前記第２制御ポートＰ２
から付与される逆向きの傾転モーメントにより
打ち消されて、該斜板４をふらつき無く安定的
に制御できるのである。 以上の説明は、斜板４が最大傾斜斜位置から中
立方向に傾斜する場合について説明したが、中立
側から最大傾斜方向に傾転する場合にも、前記斜
板４は、前記第２スプールＳ２のスプール孔７内
の移動速度に追従して傾転され、かつ又、傾転モ
ーメントの変化によるふらつきを防止して安定的
に制御されるのは云うまでもない。 尚、上記実施例において、前記操作圧室７２に
導入するチヤージ圧の導入路４１に介装した前記
絞り機構４２を可変と成して、前記第２スプール
Ｓ２の移動速度、即ち斜板４の傾転速度を種種変
化させるごとくしてもよい。 又、上記実施例では、第２スプールＳ２の移動
を、チヤージ圧を利用して行つたが、その他、前
記シヤトル弁の出力側通路１９等から二次圧一定
形の減圧弁等を介して導入する減圧流体によつて
行つてもよいし、又、手動操作で行つてもよい。 更に、上記実施例ではモータＭについて説明し
たが、本発明はポンプについても同様に適用でき
るものである。 この場合、第４図に示すように、フイードバツ
ク制御弁１００の高圧通路５０には、弁板３の高
圧ポート５から延びる吐出ライン１３０を接続
し、又、操作圧室７２には、前記吐出ライン１３
０から例えば二次圧一定形の減圧弁６０を介した
減圧圧力を接続するのである。 （発明の効果） 以上のごとく、本発明によれば、斜板４の傾転
時に変化することとなる第１制御ポートＰ１によ
る傾転モーメントは、逐次、前記第２制御ポート
Ｐ２から付与される逆向きの傾転モーメントによ
り打ち消されることとなるから、該斜板４をふら
つき無く安定的に制御できるのである。 また、前記斜板４は、第２スプールＳ２の動作
と、第１スプールＳ１のの前記斜板４によるフイ
ードバツク動作とを繰り返しながらその角度調整
を行い、前記第２スプールＳ２の動作速度に追従
した速度で傾転されるものであるから、外部操作
で前記第２スプールＳ２の動作スピードを調節す
ることにより、該斜板４の動作速度を緩慢する
等、必要に応じて任意に制御でき、斜板切換時の
衝撃をなくすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ピストン機械をモータに適用し
た場合の実施例図面、第２図は弁板の平面図、第
３図は動作を説明する図面、第４図は同ピストン
機械をポンプに適用した場合の実施例図面、第５
図は従来技術の説明図である。 １……ピストン、２……シリンダブロツク、３
……弁板、４……斜板、５……高圧ポート、６…
…低圧ポート、７……スプール孔、８……押圧
体、Ｐ１……第１制御ポート、Ｐ２……第２制御
ポート、Ｓ１……第１スプール、Ｓ２……第２ス
プール、５０……高圧通路、５１……第１制御通
路、５２……第２制御通路、５３……タンク通
路、１００……フイードバツク制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個のピストン１をもつシリンダブロツク
   ２と弁板３とを備え、斜板４の傾斜角の調整によ
   り容量を可変としたピストン機械において、前記
   弁板３に設ける高圧ポート５と低圧ポート６との
   中間部位置に、第１及び第２制御ポートＰ１，Ｐ
   ２を設けると共に、スプール孔７に前記斜板４に
   連動して動作する第１スプールＳ１と、外部操作
   で動作する第２スプールＳ２及び外部操作に対抗
   する押圧体９とを内装し、かつ、前記高圧ポート
   ５に連通する高圧通路５０と、前記第１及び第２
   制御ポートＰ１，Ｐ２に連通する第１及び第２制
   御通路５１，５２及びタンク通路５３とを備え、
   外部操作による前記第２スプールＳ２の動作で前
   記第１及び第２制御通路５１，５２を前記高圧通
   路５０とタンク通路５３とに可逆的に連通させ、
   前記第１スプールＳ１の動作で前記斜板４のフイ
   ードバツク制御を行なうフイードバツク制御弁１
   ００を設けたことを特徴とする可変容量形ピスト
   ン機械。