JPH05126054A - 油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】単なるスイッチのオン、オフ操作のみで、稼働
状態にあるポンプの実質的な容量制御を可能とし、しか
も制御シリンダに供給される油圧力の上限を規制して、
ポンプ構成要素に加わる過負荷の回避を図る。 【構成】斜板２１の傾角を常に縮小させる向きに付勢す
る制御ばね２２と、これに対抗して該斜板２１の傾角を
増大させる向きに付勢する制御シリンダ２３とを有し
て、動力供給源に直結された可変容量型斜板式ピストン
ポンプ２０と、該ポンプ２０とアクチュエ−タ５０とを
結ぶ吐出管路３０と、該吐出管路３０の圧油を導通して
制御シリンダ２３に供給し、かつ設定値を越える該供給
油圧力によりパイロット操作されて、該制御シリンダ２
３に対する給油を連続的に規制する制御弁３１を含んで
構成したことにより、クラッチ等の省略及び零容量から
のポンプの速やかな立上りが得られるとともに、ポンプ
構成要素の防護を全うできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変容量型斜板式ピス
トンポンプを含んで構成された油圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アキシャルピストンポンプは、各種産業
機械や産業車両などに広く使用されており、図３はとく
に斜板傾角の調節機構を装備した可変容量型斜板式ピス
トンポンプを例示したものである。同ポンプは、ケ−シ
ング１及びその開放端を閉止するエンドカバ−２によっ
て密封状の動作空間３が形成され、この動作空間３内に
挿入された駆動軸４は、これら両部材１、２に軸受５を
介して支承されている。駆動軸４に結合され動作空間３
内において駆動軸４と一体的に回転するシリンダブロッ
ク６には、その軸心の周りに軸心とほぼ平行な複数のボ
ア７が形成され、同ボア７内にはシュ−８を介して斜板
９に係留されたピストン１０が往復動可能に嵌挿されて
いる。

【０００３】また、エンドカバ−２に固定されて各ボア
７の開口端面を封止する弁板１１には、ボア開口７ａの
回転軌跡と符合して対向円弧状をなす吸入ポート１２ａ
及び吐出ポート１２ｂが穿設され、同ポート１２ａ、１
２ｂはこれと同一形状に形成されたエンドカバ−２の吸
入及び吐出口１３ａ、１３ｂの端縁と整合すべく構成さ
れている。したがって、駆動軸４と共動するシリンダブ
ロック６の回転に伴い、斜板９に係留されて直動するピ
ストン１０がボア７の密閉空間容積を拡大する傾向にあ
るとき、同ボア７は吸入ポート１２ａと対応して作動油
を吸入し、逆にピストン１０がボア７の密閉空間容積を
縮小する傾向にあるとき、同ボア７は吐出ポート１２ｂ
と対応して作動油を吐出するようになされている。な
お、図示しない支軸に枢支された斜板９は制御ばね１４
により常に傾角を増大する向きに付勢されており、これ
に対抗する制御シリンダ１５を流体圧によって進退動せ
しめることにより、斜板傾角つまりポンプ１回転当たり
の理論吐出量が変更調節可能に構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述の構成に
なるポンプでは、上記制御ばね１４が斜板傾角を増大方
向に付勢すべく配置されており、運転の停止時、シリン
ダブロック６の各摺動間隙を介した圧油の漏出によって
吐出系圧力が低下するため、制御シリンダ１５による対
抗力は消失して斜板９は制御ばね１４の付勢力により最
大傾角を保って静止する。したがって、次期運転時のポ
ンプは最大斜板傾角つまり最大容量で起動される結果、
立上りトルクがきわめて大きくなるという避け難い不具
合がある。しかも同ポンプは斜板傾角を０°近傍に保持
したごく小容量の運転継続が不能（制御シリンダ１５の
作動油圧が得られない）であるため、無負荷時にはクラ
ッチ機構を設けてポンプへの入力を遮断する必要があ
る。

【０００５】とくにダンプトラック等特装車両の荷役装
置に用いられるポンプの伝動系では、自動変速機に付設
された動力取出装置（ＰＴＯ）とポンプとの間に介装さ
れる伝動軸や電磁クラッチが、構成の複雑化とともにコ
ストアップを招き、また、かりに電磁クラッチを省略
し、動力取出装置のオン、オフによって直接ポンプの駆
動制御を行うようにしたとすれば、動力取出装置の断接
に伴ってシフトレバ−のレンジ切換えを頻繁に繰返さな
ければならず、操作の煩雑化が避けられない。

【０００６】本発明は、荷役指令等単なるスイッチのオ
ン、オフ操作のみで、稼働状態にあるポンプの実質的な
容量制御が達成でき、しかも制御シリンダに供給される
油圧力の上限を規制して、斜板等ポンプ構成要素に加わ
る過負荷の回避を図ることを、解決すべき技術課題とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題解決の
ため、斜板の傾角を常に縮小させる向きに付勢する制御
ばねと、これに対抗して該斜板の傾角を増大させる向き
に付勢する制御シリンダとを有して、動力供給源に直結
された可変容量型斜板式ピストンポンプと、該ポンプと
アクチュエ−タとを結ぶ吐出管路と、該吐出管路の圧油
を導通して上記制御シリンダに供給し、かつ設定値を越
える該供給油圧力によりパイロット操作されて、該制御
シリンダに対する給油を連続的に規制する制御弁とから
なる新規な構成を採用している。

【０００８】

【作用】アクチュエ−タの休止時には、ポンプが駆動さ
れても油槽と直結する吐出管路内の圧力上昇はほとんど
なく、制御弁がばねの付勢力により開位置を保持しては
いるものの、制御シリンダは実質的に機能せず、斜板は
零容量に等しい最小傾角（約０．１〜１°）を保ってク
ラッチ（オフ）機能を代替している。この状態から荷役
制御弁の操作によりアクチュエ−タへの給油が開始され
ると、動作負荷に基づいて吐出管路内の圧力は上昇し、
開位置を保持する制御弁を介して制御シリンダに圧油が
供給され、制御ピストンの進動を促して斜板傾角を増大
すべく付勢する。すなわちポンプは零に等しい最小容量
から立上り、斜板が最大傾角に達するに至って最大容量
の定常運転に移行する。

【０００９】そして、実質的にエンジン回転数に左右さ
れるポンプの吐出流量の増加や負荷の増大により、制御
シリンダへの供給油圧力が設定値を越えて上昇すると、
パイロット管路を介して付加されている該供給油圧力と
対抗ばね力との均衡がくずれて、それまで開位置に保持
されていた制御弁は連続的に開度を絞り、果ては制御シ
リンダへの給油を完全に断つべく動作する。したがっ
て、制御シリンダ内の圧力の上限は確実に規制され、斜
板等に加わる無用な過負荷は良好に回避される。

【００１０】荷役等の作業を終え、実質的にアクチュエ
−タへの給油が停止されると、吐出管路内の圧力降下に
基づいて制御弁は元の開位置を保持し、同時にシリンダ
ブロックの各摺動間隙を介した圧油の漏出や制御シリン
ダに設けられた還油オリフイスなどからの圧油の導出と
も相まって、斜板傾角を増大する向きに付勢していた制
御シリンダ内の圧力は低下し、これにより復帰ばねの付
勢力に屈した斜板は徐々に傾角縮小側へと変位して、ポ
ンプは運転を継続したまま零に等しい最小容量に移行す
る。

【００１１】

【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施例を具体的
に説明する。図１は本発明を産業車両に適用した油圧装
置の要部を示すもので、エンジンＥによって駆動される
可変容量型油圧ポンプ２０には、基本的な構造において
図３に示すものと変わるところのない斜板式ピストンポ
ンプ（以下に、単にポンプという）が用いられており、
該ポンプ２０の容量可変機構として、斜板２１を常に傾
角縮小側に付勢し、ストッパなどによりその最小傾角を
零容量に等しい約０．１〜１°に保持する復帰ばね２２
と、該復帰ばね２２に抗して斜板傾角を増大させる向き
に付勢する制御シリンダ２３が内装されている。そして
該ポンプ２０に連結された吐出管路３０は、荷役制御弁
４０を経て油圧シリンダ等の荷役用アクチュエ−タ５０
と接続されている。

【００１２】３３は吐出管路３０から分岐されて制御シ
リンダ２３に圧油を供給する供給管路で、該供給管路３
３中に配設された制御弁３１は、該供給管路３３からパ
イロット管路３２を介して導出された供給油圧力Ｐｃと
対抗ばね力とによって操作され、該供給油圧力Ｐｃが設
定値を越えた際、該パイロット操作により連続的に開度
を縮小、閉鎖して、供給油圧力Ｐｃの上限を規制するも
のである。なお、２３ａは制御シリンダ２３に設けら
れ、例えばポンプ２０の動作空間と導通される還油オリ
フイスであり、２４は斜板２１の最大傾角を規制するス
トッパである。

【００１３】本実施例は上述のように構成されており、
以下にその作用を説明する。アクチュエ−タ５０の休止
時には、エンジンＥと共にポンプ２０が駆動されても油
槽と直結する吐出管路３０の圧力上昇はほとんどなく、
制御弁３１がばねの付勢力によりノーマル位置（開位
置）を保持してはいるものの、制御シリンダ２３は実質
的に機能せず、斜板２１は復帰ばね２２の付勢力により
零容量に等しい最小傾角（０．１〜１°）を保ってクラ
ッチ（オフ）機能を代替している。つまりポンプ２０の
起動トルクは小さく、したがって動力の消費も少ない。

【００１４】この状態から荷役制御弁４０の操作により
アクチュエ−タ５０への給油が開始されると、動作負荷
に基づいて吐出管路３０内の圧力Ｐ₁ は上昇し、同時に
供給管路３３を経て制御シリンダ２３に供給される油圧
力Ｐｃも増大するので、復帰ばね２２の付勢力に抗した
制御ピストンの進動により斜板傾角を増大すべく付勢す
る。すなわちポンプ２０は零に等しい最小容量から立上
り、供給油圧力（Ｐ₁ ＝Ｐｃ）が所定値に達するに至っ
て斜板２１は最大傾角つまり最大容量の定常運転に移行
する。この場合、斜板２１の傾動枢軸２１ａを駆動軸心
Ｓに対して所要寸法Ｈだけ上死点側へ偏在させた構成と
すれば、ボア内の圧力が上昇するにつれて圧縮反力が斜
板傾角を増大させる向きのモ−メントとして作用するた
め、立上り時間の無用な遅延を防ぐことができる。

【００１５】そしてエンジンＥの回転数に左右されるポ
ンプ２０の吐出流量の増加や負荷の増大により、制御シ
リンダ２３への供給油圧力（Ｐ₁ ＝Ｐｃ）が設定値を越
えて上昇すると、パイロット管路３２を介して付加され
ている該供給油圧力（Ｐ₁ ＝Ｐｃ）と対抗ばね力との均
衡がくずれて、それまでノーマル位置（開位置）に保持
されていた制御弁３１は連続的に開度を絞り、果ては供
給管路３３を経由した制御シリンダ２２への給油を完全
に断つべく動作する。したがって、制御シリンダ２３内
の圧力Ｐｃの上限は確実に規制され、斜板２１等に加わ
る無用な過負荷は巧みに回避される（図２）。

【００１６】荷役等の作業を終え、荷役制御弁４０の操
作によりアクチュエ−タ５０への給油が停止されると、
動作負荷の解除に基づいた吐出圧力Ｐ₁ の降下ととも
に、制御弁３１は元の開位置を保持し、同時にシリンダ
ブロックの各摺動間隙を介した圧油の漏出や制御シリン
ダ２３に設けられた還油オリフイス２３ａなどからの圧
油の導出とも相まって、斜板傾角を増大する向きに付勢
していた制御シリンダ２３内の圧力は低下し、復帰ばね
２２の付勢力に屈した斜板２１は徐々に傾角縮小側へと
変位して、ポンプ２０は運転を継続したまま零に等しい
最小容量に移行する。

【００１７】なお、上記制御弁３１はこれをポンプ２０
内に組込んで構成のより簡素化を図ることも可能であ
り、また、上記パイロット管路３２は図示の形態に限ら
ず、制御弁２３の上流側に位置する供給管路３３から導
出する構成として実施することもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、特許請
求の範囲に記載した構成を有するものであるから、以下
に掲記する優れた効果を奏する。 （１）実質的なポンプの作動（吐出）は常に零に等しい
最小容量から開始されるので、立上りトルクが小さく、
省動力化に加えて過激な負荷変動を抑制できる。

【００１９】（２）無負荷時の容量を零に等しい最小容
量に保持しうるため、クラッチ等入力の遮断機構を省略
できる。 （３）制御シリンダに対する供給油圧力の上限が規制さ
れるので、斜板等に無用な過負荷が作用せず、これらポ
ンプ構成要素の防護を全うすることができる。 （４）高価な電磁弁などを必要とせず、しかも制御弁は
ポンプへの組込みも可能であるので、装置全体をきわめ
て簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧装置の一実施例を一部模式的
に表した油圧回路図

【図２】吐出圧力と制御シリンダ内圧力との関係を示す
説明図

【図３】従来の可変容量ピストンポンプの全容を示す断
面図

【符号の説明】

２０はポンプ、２１は斜板、２２は復帰ばね、２３は制
御シリンダ、３０は吐出管路、３１は制御弁、３２はパ
イロット管路、５０はアクチュエ−タ、Ｅはエンジン、
Ｓは駆動軸心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】斜板の傾角を常に縮小させる向きに付勢す
   る制御ばねと、これに対抗して該斜板の傾角を増大させ
   る向きに付勢する制御シリンダとを有して、動力供給源
   に直結された可変容量型斜板式ピストンポンプと、該ポ
   ンプとアクチュエ−タとを結ぶ吐出管路と、該吐出管路
   の圧油を導通して上記制御シリンダに供給し、かつ設定
   値を越える該供給油圧力によりパイロット操作されて、
   該制御シリンダに対する給油を連続的に規制する制御弁
   とからなるを特徴とする油圧装置。