JPH0628269U - 可変容量形斜板式ピストンポンプの吐出量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな強度が必要でなく、ヒステリシスが小
さく、構造が簡単で安価に製作できる可変容量形斜板式
ピストンポンプの吐出量制御装置を提供する 【構成】 可変容量形斜板式ピストンポンプの馬力一定
制御のためのパイロットピストン２６の力とこの力に対
向する制御ばね２７の力とで揺動する揺動部材２８によ
り作動された制御弁２５を有する吐出量制御装置に於い
て、該揺動部材を棒状部材で構成し、該パイロットピス
トンを該傾転軸２０に直角方向に出没自在で且つ該傾転
軸と共に傾転自在に設けてその頭部を摺動自在に該棒状
の揺動部材に当接した 【効果】 揺動部材に大きな強度を必要とせずその形状
が簡単で安価に製作でき、該揺動部材の支軸の摩擦が少
なくなるのでヒステリシスが小さくなって正確な制御を
行なえ、パイロットピストンを傾転軸に設けたので該ピ
ストンへ作用する吐出圧の漏れが少なくなる

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、可変容量形斜板式ピストンポンプの馬力を一定に制御する場合に適 用される双曲線形にポンプ吐出量を制御する吐出量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、斜板式や斜軸式の可変容量形ピストンポンプの馬力を一定に制御するた めにポンプ吐出量を制御する装置は知られており、この種の装置は、斜板やシリ ンダブロックの傾転角を変える制御ピストンにポンプ吐出圧を導入するように構 成し、該吐出圧が変化すると該制御ピストンが移動してその傾転角が変更され、 馬力を一定にするようにポンプ吐出量を変更している。この場合、該制御ピスト ンへポンプ吐出圧を導入する制御はＬ字形のカムにより作動するスプール形の制 御弁により行なわれている。例えば実開平１−１４１３７４号公報で提案された 斜板式の可変容量形ピストンポンプの吐出量制御装置では、斜板の側方にＬ字形 のカムを設け、該カムに形成された直交する２つのカム面の一方に斜板から出没 するパイロットピストンの頭部を摺動自在に当接させ、もう一方のカム面には制 御ピストンへ吐出圧の導入を制御する制御弁のスプールを介して制御ばねを当接 させた構成を有し、該パイロットピストンに作用する吐出圧による力で該カムに 生じる回転モーメントが該制御ばねで該カムに生じる回転モーメントよりも大き いと、該カムは制御弁を開くように揺動し、ポンプ吐出圧が制御ピストンに導入 され、該制御ピストンは斜板をポンプ吐出量が少なくなるような方向に傾転する 。この斜板の傾転に伴い、パイロットピストンの頭部がカム面をこれによる回転 モーメントを小さくする方向へ摺動し、小さくなったこの回転モーメントと制御 ばねによる回転モーメントが釣合うとカムの揺動が戻り、制御弁が閉じ、斜板の 傾転が停止する。ポンプ吐出圧が高まると斜板はポンプ吐出量を減少させ、ポン プ吐出圧とポンプ吐出量の積即ち馬力が一定になるように制御が行なわれる。

【０００３】 このようなＬ字形のカムの他に該カムと連動するレバーを設けた馬力一定制御 のための吐出量制御装置が、実開平２−７８７８３号公報に於いて開示されてい る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようなＬ字形カムはこれに作用する力が相殺されず交叉するのでカムの 強度を上げる必要があり、カムの支軸に加わる力が大きくカムと支軸間の摩擦力 が大きくなるのでヒステリシスが大きくなるという欠点がある。またＬ字形カム の製作は容易でなく、高価につく。また、上記実開平１−１４１３７４号公報で 提案されたものは、頭部が斜板に接した制御ピストンを介してパイロットピスト ンへ吐出圧が供給されているから、該制御ピストンの頭部周囲及び制御ピストン の外周から吐出圧が漏れやすい不都合があり、該制御ピストンの作動を安定させ るためにこれへ吐出圧を導く回路に絞りを設けた場合、前記のような漏れのため に制御ピストンに作用する圧力が変化して吐出量の設定がずれてしまい、制御の 正確さを期待できない。更に、実開平２−７８７８３号公報に開示された装置は Ｌ字形のカムの他に該カムと連動するレバーを使用しているので構造が複雑で、 カム及びレバーに夫々支軸があるので摩擦力が一層大きくなりヒステリシスが大 きい欠点がある。

【０００５】 本考案は、大きな強度が必要でなく、ヒステリシスが小さく、装置の構造が簡 単で安価に製作できる可変容量形斜板式ピストンポンプの吐出量制御装置を提供 することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案では、傾転軸と共に傾転するピストンポンプの斜板の板面に、回転軸で 回転されるシリンダブロックに出没自在のピストンの頭部を当接させ、該斜板の 傾転角を設定する該ピストンポンプの吐出圧が作用した制御ピストンを備え、該 制御ピストンへの該吐出圧の導入を、該傾転角の変化で移動し且つ該吐出圧が作 用したパイロットピストンの力とこの力に対向する制御ばねの力とで揺動する揺 動部材により作動された制御弁で制御するようにした吐出量制御装置に於いて、 該揺動部材を棒状部材で構成し、該パイロットピストンを該傾転軸にその軸線と 直角方向に出没自在で且つ該傾転軸と共に傾転自在に設けてその頭部を摺動自在 に該棒状の揺動部材に当接することにより、上記の目的を達成するようにした。

【０００７】

【作用】

該ピストンポンプの吐出圧が高くなると、ポンプ吐出量を減らし、吐出圧×吐 出量即ち馬力が一定になるように本考案装置は作動するが、この場合、ポンプ吐 出圧は傾転軸に設けたパイロットピストンに作用し、該パイロットピストンは該 傾転軸の軸線と直交する方向へ突出し、その先端で揺動部材を制御ばねに抗して 揺動させる。この揺動で制御弁がポンプ吐出圧を制御ピストンへ導入するように 開き、該制御ピストンはこれに作用する該吐出圧により斜板をポンプ吐出量が少 なくなる方向へ傾転させる。該斜板の傾転と共に傾転軸も傾転し、該傾転軸に設 けたパイロットピストンも傾転してこれによる揺動部材の回転モーメントが小さ くなる。そのため該揺動部材の揺動が復帰し、制御弁は制御ピストンをそれ以上 突出させないように閉じる。該パイロットピストンは傾転軸に設けられており、 ポンプ吐出圧を斜板に当接したピストンのような隙間の大きい摺動部材を介さず に傾転軸内を介して該パイロットピストンに導けるので、漏れが少なくなる。ま た、該揺動部材を棒状部材で製作してパイロットピストンと制御ばねの力を相殺 できるので、該揺動部材の強度を大きくする必要がなくその形状もシンプルで安 価に製作できる。

【０００８】 該吐出圧が低くなると、ポンプ吐出量を増やして馬力一定制御を行なう。この 場合、該揺動部材はパイロットピストンの力よりも制御ばねの力が優勢になるた め前記の場合とは逆方向へ揺動し、制御弁は制御ピストンに作用していた圧力を 排除する。このため斜板はポンプ吐出量を増やす方向に傾転し、これに伴ってパ イロットピストンは傾転軸と共に揺動部材に対する回転モーメントを大きくする 方向へ移動する。その結果、該揺動部材の揺動が復帰して制御ピストンの動きを 止めるように制御弁が作動する。

【０００９】

【実施例】

本考案の実施例を図面に基づき説明すると、図１及び図２に於いて符号１はポ ンプハウジング２を内外に挿通して設けた回転軸、３はポートエンドカバーを示 し、該ハウジング２と該カバー３とに軸受４、４を介して該回転軸１を回転自在 に軸支した。該回転軸１の中間部に形成したスプライン５に係合させて円筒状の シリンダブロック６を設け、該シリンダブロック６内の例えば偶数個のシリンダ 室７に出没自在にピストン８が夫々設けられる。各ピストン８の頭部は、該ハウ ジング２の軸受９、９に揺動自在に支持された傾転軸２０、２０と一体の斜板１ ０の板面に回転自在に当接される。該シリンダブロック６の環状の端壁１１は、 円板状のコントロールプレート１２を介してポートエンドカバー３に当接する。 該端壁１１には各シリンダ室７へ連なる開口１３、１３が該シリンダ室７と同数 だけ形成され、該コントロールプレート１２には、ポートエンドカバー３に設け られた１つの吸入ポート１４と２つの吐出ポート１５、１６に通じる１つの吸入 口１７と２つの吐出口１８、１９が形成される。

【００１０】 また、該斜板１０に図２に示すような延長部２１ａ、２１ｂを形成し、その一 方の延長部２１ａを傾転設定ばね２２により斜板１０の傾転角を増す方向に押圧 し、もう一方の延長部２１ｂをパイロットポート２３を介して導入されるこのポ ンプの自己吐出圧が作用した制御ピストン２４で斜板１０の傾転角を減少する方 向に押圧するようにした。該制御ピストン２４へ作用するポンプ吐出圧はチェッ ク弁３１で抽出した吐出口１８または１９の圧力のうちの高い方の圧力であり、 その導入は、図３に示すスプール形の制御弁２５により制御される。該制御弁２ ５はパイロットピストン２６と制御ばね２７との力の釣合いで揺動する揺動部材 ２８により作動され、制御ピストン２４へのポンプ吐出圧の導入・排除を制御す る。

【００１１】 該揺動部材２８は、図１に明示したように、ポンプハウジング２に増設した制 御ハウジング２９の支軸３０に揺動自在に支持した棒状部材で構成され、該支軸 ３０は傾転軸２０の端部に一体に取付けた延長部２０ａと平行に設けられる。該 パイロットピストン２６は、図１及び図３に示すように、傾転軸２０の延長部２ ０ａに該傾転軸２０の軸線と直角方向に設けたシリンダ２０ｂに出没自在に取付 け、その頭部をスライドシュー３５を介して棒状の揺動部材２８の一方の側面２ ８ａに摺動自在に当接させた。該傾転軸２０及び延長部２０ａの内部に形成した 通路２０ｃの端部からポンプ吐出圧を導入し、その圧力がパイロットピストン２ ６の後端部に作用するようにした。この実施例では、該パイロットピストン２６ に作用するポンプ吐出圧には、絞り３２を介して抽出した吐出口１８、１９の中 間圧力（平均圧力）を利用した。また、該一方の側面２８ａと反対側の側面２８ ｂを制御弁２５のスプール軸を介して制御ばね２７で押圧した。尚、該揺動部材 ２８の一方の側面２８ａに、制御ハウジング２９に出没自在に設けた馬力シフト 用ピストン３３の頭部を当接させ、該ピストン３３に任意に圧力を作用させるこ とにより該揺動部材２８の揺動を変更し、ポンプ馬力の設定を変更できるように した。

【００１２】 該傾転軸２０にパイロットピストン２６を設けると、これへ吐出圧を外部に漏 れないように供給することができ、正確な馬力一定制御を行なえる。該揺動部材 ２８を棒状に構成すると、図５に示すように、支軸３０にかかる力Ｆ₁＝（パイ ロットピストン２６の力ｆ）＋（馬力シフト用ピストンの力Ｆ´）−（制御ばね ２７の力Ｆ）であり、支軸３０の回りのモーメントが釣合って作動するので、Ｆ ₁ ≦ｆとなる。これは、図６のような従来のＬ字形のカムａに直交方向にｆとＦ の力が加わる場合、支軸には合力Ｆ₂が加わることに比べれば、荷重が小さくな って摩擦力が小さくなり、ヒステリシスは小さくなる。また、揺動部材２８の形 状を棒状にすることで製作が容易になり、作用する力が相殺されるので揺動部材 ２８の材料に大きな強度のものを必要としない。

【００１３】 図示のポンプは、該回転軸１が内燃機間等の原動機により回転されてシリンダ ブロック６が回転すると、その内部をピストン８が斜板１０でストロークを制御 されて出没し、シリンダ室７から吐出口１８と１９へ交互に流体を吐出し、２系 統の作動系へ流体を供給する。このポンプの馬力を一定に制御する場合、つまり 、吐出口１８または１９のポンプ吐出圧とポンプ吐出量の積を一定に制御する場 合、次のような作動を行なう。

【００１４】 吐出口１８または１９のポンプ吐出圧が高まった場合、その圧力は傾転軸２０ の延長部２０ａを介してパイロットピストン２６に作用するので、揺動部材２８ のバランスが崩れ、図５に鎖線Ａで示した位置へ制御ばね２７を撓めて揺動し、 これにより制御弁２５はチェック弁３１で抽出した吐出圧を制御ピストン２４へ 導く。この制御ピストン２４に作用する吐出圧は高まっているので、該制御ピス トン２４は斜板１０の傾転角を小さくする方向に傾転させる。該斜板１０の傾転 で傾転軸２０及びその延長部２０ａも傾転し、これに伴って該延長部２０ａに設 けたパイロットピストン２６の頭部が揺動部材２８の側面２８ａに沿って最小吐 出量となる方向へ揺動する。その結果、パイロットピストン２６の押圧力で該揺 動部材２８に生じさせる回転モーメントが小さくなり、該揺動部材２８の揺動が 制御ばね２７の力により戻るので制御弁２５は制御ピストン２４への吐出圧の導 入を止めるように作動し、斜板１０の傾転が止まる。

【００１５】 更に詳細にこれを説明すると、図５に於いて、該制御ばね２７の強さＦはポン プの設定馬力に合わせて一定の値に設定され、揺動部材２８の支軸３０から制御 ばね２７の作用点までの距離Ｌは一定であり、パイロットピストン２６の作用点 までの距離ｌは斜板１０の傾転角即ちポンプ吐出量に略比例した値となり、また 、パイロットピストン２６が揺動部材２８を押す力ｆは吐出圧に略比例した値と なる。該揺動部材２８はこれの両側面２８ａ、２８ｂに作用するパイロットピス トン２６と制御ばね２７による正逆方向の回転モーメントがバランスするように 作動するので、ｆ×ｌ＝Ｆ×Ｌとなり、ＦとＬは一定なので、吐出圧×吐出量は 略一定になって馬力一定の制御が行なわれる。

【００１６】 吐出圧が減少すると、揺動部材２８は図５の鎖線Ｂで示した位置へ揺動し、制 御弁２５が制御ピストン２４に作用していた流体をタンクへ排除するため、斜板 １０の傾転角は傾転設定ばね２２に押されて大きくなり、パイロットピストン２ ６は回転モーメントを大きくするように移動し、その結果、該揺動が戻って制御 弁２５が閉じ、吐出量が増大して馬力が一定になる。

【００１７】 該パイロットピストン２６が揺動部材２８を押す力ｆは、具体的には吐出圧Ｐ ×ピストン２６の面積Ａ×ｃｏｓθとなるが、θは斜板の最大傾転角の約１／２ でよいので、実用的なポンプではｃｏｓθを約１としても設定馬力の誤差は少な い。例えばθ＝９°では、ｃｏｓθ＝0.9877でこれを約１としても誤差は小さい 。従ってｆは吐出圧に略比例した値となる。 馬力シフト用ピストン３３にパイロット圧力を作用させれば、ｆ×ｌ＝Ｆ×Ｌ −Ｆ´×Ｌ´となって馬力の設定を下げることができる。

【００１８】 以上の実施例に於いては、吐出口を２つ備えたスプリットフロー形のダブルポ ンプの例について説明したが、吐出口が１つの一般的なシングルポンプに本考案 を適用することも可能である。また、この実施例では、傾転作動圧力としてチェ ック弁３１で２つの吐出口のうちの高圧側の吐出圧を採用したが、２つの吐出口 の吐出圧の中間圧力を採用してもよい。更にこの実施例では制御ばね２７と同軸 上に制御弁２５を設けたが、同軸上でなくても良く、制御ばね２７と反対側に設 けてもよい。更に、図４に示すように、パイロットピストン２６の頭部にスライ ドシューの代りにローラー３４を設けて該頭部の摺動を容易にすることも可能で ある。

【００１９】

【考案の効果】

以上のように本考案によるときは、斜板を傾転する制御ピストンへのポンプ吐 出圧の導入を制御する制御弁を作動させる揺動部材を棒状部材で構成し、該揺動 部材に斜板の傾転軸に直角方向に出没自在で且つ該傾転軸と共に傾転自在に設け たパイロットピストンの頭部を当接させたので、揺動部材に大きな強度を必要と せずその形状が簡単で安価に製作でき、該揺動部材の支軸に加わる力が少なくな って摩擦が少なくなるのでヒステリシスが小さくなって正確な制御を行なえ、パ イロットピストンを傾転軸に設けたので該パイロットピストンへ作用する吐出圧 の漏れが少なくなり正確な馬力一定制御を行なえる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例の截断平面図

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】 図１のＢ−Ｂ線断面図

【図４】 本考案の他の実施例の截断面図

【図５】 本考案の作動の説明図

【図６】 従来の馬力一定制御装置の要部の説明図

【符号の説明】

１ 回転軸 ６ シリンダブロック ８ ピ
ストン １０ 斜板 ２０ 傾転軸 ２４
制御ピストン ２５ 制御弁 ２６ パイロットピストン ２７
制御ばね ２８ 揺動部材 ３０ 支軸 ３３ 馬力シフト用ピストン

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾転軸と共に傾転するピストンポンプの
   斜板の板面に、回転軸で回転されるシリンダブロックに
   出没自在のピストンの頭部を当接させ、該斜板の傾転角
   を設定する該ピストンポンプの吐出圧が作用した制御ピ
   ストンを備え、該制御ピストンへの該吐出圧の導入を、
   該傾転角の変化で移動し且つ該吐出圧が作用したパイロ
   ットピストンの力とこの力に対向する制御ばねの力とで
   揺動する揺動部材により作動された制御弁で制御するよ
   うにした吐出量制御装置に於いて、該揺動部材を棒状部
   材で構成し、該パイロットピストンを該傾転軸にその軸
   線と直角方向に出没自在で且つ該傾転軸と共に傾転自在
   に設けてその頭部を摺動自在に該棒状の揺動部材に当接
   したことを特徴とする可変容量形斜板式ピストンポンプ
   の吐出量制御装置。
2. 【請求項２】 上記揺動部材を一端がポンプケースに設
   けた支軸を中心に揺動する棒状部材で構成し、該棒状部
   材に該揺動を与えるべく該棒状部材の一方の側面に上記
   制御弁のスプールを介して制御ばねを当接させ、該棒状
   部材の他方の側面に上記パイロットピストンの先端を摺
   動自在に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の
   可変容量形斜板式ピストンポンプの吐出量制御装置。
3. 【請求項３】 上記棒状部材の他方の側面に、上記パイ
   ロットピストンの先端を摺動自在に当接させると共に任
   意に圧力が作用する馬力シフト用ピストンの先端を当接
   させたことを特徴とする請求項２に記載の可変容量形斜
   板式ピストンポンプの吐出量制御装置。