JPH06100182B2 - 可変容量型油圧ポンプの制御装置 - 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ブ流量制御とを択一的に行える
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（ネガチブ流量制御又
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ブ・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11aへ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10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
位するバイロットスプール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25に作用する出力部53cが設けられ、上記出力
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10のサーボピストン12が移動して斜板１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51
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、ポジチブ流量制御用支点53eを枢支部材5
3a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53c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の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ブ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、ネガチブ流量制御やポジチブ流量制御の応答感
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10と、油路切換機構としてのスプール弁機
構20と、流量制御用パイロットスプール機構40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1c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
ともにサーボシリンダ機構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に連通する第１ポ
ート22と、大室11aに連通する第２ポート23と、外部の
ドレン油路82に連通する第３ポート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ポート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ポート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25aが第３ポート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ポ
ート22と第２ポート23とが連通されて吐出路４が大室11
a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ポート22と第２ポート2
3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
介在させてある。上記流量制御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42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12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と流量制御用レバー53（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を摺動及び回転自在に係合する係合溝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係合ピン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5
3dにはハウジング70側の支点ピン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係合溝42a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との間に係合孔53c（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5
1d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53e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が係止さ
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75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
量Ｑ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量Ｑが増加するポジチブ流量
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
制御及びポジチブ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72a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量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10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１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１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の吐出量Ｑ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Pi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の吐出量Ｑ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72a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が行われる。

ここで、第１図のように寸法a,b,cを設定すると、ネガ
チブ流量制御のときの感度（ゲイン）は（a/b）で定ま
りまたポジチブ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53dをまた下方側にポジチブ
流量制御用の枢支孔53eを形成し、プラグ72aと共に着脱
自在の支点ピン53aにより両枢支孔53d・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III−III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……可変容量型油圧ポンプ、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、11a……
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、51b……係合ピン、5
3……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……ポジ
チブ流量制御用枢支孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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。