JPH0744772Y2 - 可変容量型油圧ポンプの流量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、小型で、パイロットピストンの最大ストロー
クを簡単に調整できるようにした可変容量型油圧ポンプ
の流量制御装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、油圧走行装置を備えた車両あるいは作業機等にお
いて、車両の走行速度や作業機の作動速度を調節するた
めに吐出量を変更できる可変容量型油圧ポンプが多用さ
れている。このような可変容量型油圧ポンプを制御する
方式の中で、最大吐出量を２段に切り換え得るようにし
たものがある。

例えば、特開昭58-38390号公報には油圧サーボ機構のサ
ーボシリンダ機構にポンプ吐出圧を受けて操作プランジ
ャのストロークエンドを大流量側の最大ストローク位置
から操作プランジャ側、即ち小流量側の位置に切り換え
て規制するパイロットスプールを設けるものが開示され
ている。

このような可変容量型油圧ポンプの流量制御装置では、
選択的にポンプ吐出圧を与えてパイロットスプールを操
作プランジャ側に進出させることにより可変容量型油圧
ポンプの吐出量を所定量よりも少なく制限したり、ポン
プ吐出圧を解除して操作プランジャを最大ストローク位
置まで変位可能にし、可変容量型油圧ポンプの吐出量を
最大吐出量まで増量できるようになっている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このように操作プランジャのストローク
エンドを直接にパイロットスプールで受け止めて規制す
る場合には、比較的大径の操作プランジャの端部にパイ
ロットスプールを組込み、比較的高圧のサーボ圧よりも
高圧のポンプ吐出圧を供給することになるので、パイロ
ットスプールを大きくする必要がある。また、上記パイ
ロットスプールの進退範囲の変更には、分解、調整、組
立の工程が必要になり、これを外部から調整可能な構造
にする為には、その機構も大型化し、狭いスペースに組
込む必要のあるサーボシリンダ機構が全体として大型化
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る可変容量型油圧ポンプの流量制御装置は、
例えば第１図に示すように、流量制御用パイロットスプ
ール機構30を含む油圧サーボ機構Ｕにより斜板１の傾転
角を変化させるようにした可変容量型油圧ポンプＰの流
量制御装置において、上記パイロットスプール機構30の
パイロットスプール32の一端を受け止めてパイロットス
プール32の吐出量増大側の最大ストロークを規制する調
節部材36とこの調節部材の位置を外部より調節可能な位
置調節機構を設け、上記調節部材36に外嵌され、外部か
らの指令圧Pmを受けて調節部材36の係止部36aで係止さ
れるまでパイロットスプール32側へ移動し、調節部材36
よりも小流量側でパイロットスプール32を受け止める補
助ピストン34を設けたものである。

尚、本考案は、外部パイロット圧Piの増大に応じて吐出
量Ｑを減少させるネガチブ流量制御方式のものにも、外
部パイロット圧Piの増大に応じて吐出量Ｑが増大するポ
ジチブ流量制御方式のものにも適用することが可能であ
る。

〔作用〕

本考案に係る可変容量型油圧ポンプの流量制御装置にお
いては、外部から指令圧Pmが供給されない場合にはパイ
ロットスプール32の吐出量増大側の最大ストロークが調
整部材36によって規制されるが、外部から指令圧Pmが供
給されると補助ピストン34が調整部材36の係止部36aに
係止されるまでパイロットスプール32側に移動し、調整
部材36よりも小流量側でパイロットスプール32が補助ピ
ストン34によって受け止められるので、油圧サーボ機構
Ｕにより制御される可変容量型油圧ポンプＰの最大傾転
角（最大吐出量）を指令圧を与えないか与えるかによっ
て大小２段に切り換えることができ、可変容量型油圧ポ
ンプＰにより駆動される油圧機器の作動速度を高低２段
に切り換えることができる。また、通常、パイロットス
プール機構30のパイロットスプール32はサーボシリンダ
機構10のサーボピストン12よりは小径に形成されてお
り、サーボピストン12に作用するサーボ圧よりもパイロ
ットスプール32に作用させる外部パイロット圧Piは低
く、これに対抗する圧縮コイルバネ33の付勢力も弱く設
定されている。従って、この圧縮コイルバネ33の付勢力
に打ち勝ってパイロットスプール32を受け止めるために
補助ピストン34に作用される指令圧Pmの圧力を小さくす
ることができるから、補助ピストン34を小径に形成する
ことができる。また、調節部材36を位置調節機構により
外部から位置調節するだけで補助ピストン34の移動範囲
を調整して、補助ピストン34がパイロットスプール32を
受け止める位置を調整することができる。

〔考案の効果〕

本考案に係る可変容量型油圧ポンプの流量制御装置によ
れば、以上説明したように、指令圧を与えることにより
パイロットスプールを補助ピストンで流量増大側の最大
ストロークよりも小流量側に受け止め、吐出量を最大吐
出量よりも少量に制限することができる。また、補助ピ
ストンを小径にして小型化を図ることができるうえ、位
置調節機構により外部から調節部材の位置を調節するこ
とにより補助ピストンの移動範囲を調節できるので、分
解することなく外部から簡単にパイロットスプールのス
トローク調整が可能となる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図〜第４図に基づいて説明
する。

図面は、実施例に係る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流量制御装置を示
すものである。

この可変容量型油圧ポンプＰの流量制御装置は、流量制
御用パイロットスプール機構30とサーボシリンダ機構10
含む油圧サーボ機構Ｕにより斜板１の傾転角を変化させ
るようにしたものである。

この油圧サーボ機構Ｕ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60内に設け
られ、そのハウジング60内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、パイロ
ットスプール機構30と、伝動機構40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60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装着され
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11内にはサーボピストン12によって大室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
がその小室11b側の受圧面積よりも大きく形成されてい
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
にはピン13を介してハウジング60の下方に延長されるフ
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
転自在に枢支されたスライドピン1cが摺動及び回転自在
に係合されている。

上記スプール弁機構20は、大室油路51aに介装され、こ
の大室油路51aは油圧ポンプＰの吐出路４と上記大室11a
とを接続し、吐出路４と上記小室11bとを接続する小室
油路51b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51を構成
している。

上記スプール弁機構20は、ハウジング60内の上部に油圧
ポンプＰの駆動軸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、パイロットスプール機構
30、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、上記大室11a
に連通する第２ポート23と、外部のドレン油路72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2
2の右側でスプール孔21を閉じる第２ランド25bとが設け
られている。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の間を互いに
遮断し、給油位置ではこれよりも左側に変位して第１ラ
ンド25aの右側で第１ポート22と第２ポート23とを連通
させる一方、第２ポート23と第３ポート24との間を遮断
し、排油位置では中立位置よりも右側に変位して第１ラ
ンド25aの左側で第２ポート23と第３ポート24とを連通
させる一方、第１ポート22と第２ポート23との間を遮断
するように構成されている。

上記パイロットスプール機構30は、サーボシリンダ機構
10とスプール弁機構20との中間の高さで駆動軸３と平行
に形成されたパイロットスプール孔31と、これに摺動自
在に装着されたパイロットスプール32とを備えている。
上記パイロットスプール孔31はその右側端部に拡径され
た受圧室31aを有し、受圧室31a内に突入させたパイロッ
トスプール32の一端部にはパイロットスプール32よりも
外径が大きいカラー32bが固定されている。パイロット
スプール孔31の受圧室31aと反対側にはパイロットスプ
ール32を受圧室31a側に付勢する圧縮コイルバネ33が挿
入装着されている。また、このパイロットスプール機構
30は、受圧室31aのパイロットスプール32と対面する側
においてハウジング60に固着された補助ハウジング60A
に、パイロットスプール32に対して位置調節可能に設け
た調節棒36と、この調節棒36にパイロットスプール32に
向かって進退可能に外嵌された補助ピストン34とを備え
ている。上記調整棒36は、第３図に示すように受圧室31
aの端壁をなす補助ハウジング60Aの部分にパイロットス
プール32と同心状に固着されて受圧室31a内へ突出して
いる。即ち、調整棒36は上記端壁に螺進可能に貫通固着
された調整ネジ部36cと、調整ネジ部36cから一体的に内
方（受圧室31aの方）へ延びる調整ネジ部36cよりも大径
のロッド部36bと、ロッド部36bの内端に一体形成されロ
ッド部36bよりも大径のストッパ部36aとを備えており、
上記端壁の外側において調整ネジ部36cの外端部には角
ナット状の操作部36dが形成され、上記端壁の外側で調
整ネジ部36cにはナット37が螺着され、ナット37を緩め
て操作部36dを回動させることにより調整棒36の位置を
軸方向に調節し、ナット37を締付ければ固定できるよう
になっている。

上記補助ピストン34は、補助ハウジング60Aに受圧室31a
を延長した如く同径に形成されたシリンダ孔34aと受圧
室31aの一部分の内部に油密摺動自在に装着されてい
る。上記補助ピストン34の左半部にはストッパ部36aが
油密摺動自在に内嵌し且つストッパ部36aよりも軸方向
に深い大径孔34bが形成され、補助ピストン34の右半部
にはロッド部36bが油密摺動自在に内嵌している小径孔3
4cが形成されている。

上記シリンダ孔34aのうち補助ピストン34の右側の部分
には補助受圧室35が設けられ、その補助受圧室35へは外
部より油路53を介して最大流量（吐出量）制限用の指令
圧Pmが供給可能になっている。指令圧Pmを受けて受圧室
31a側に進出させた補助ピストン34はパイロットスプー
ル32のカラー32bを、これを調節棒36が受け止める位置
よりも小流量側（小室11b側）の所定の位置で受け止め
るように構成されている。

上記パイロットスプール機構30の受圧室31aはケーシン
グ60内に形成したパイロット油路52を介して外部のパイ
ロット圧設定回路に接続され、このパイロット圧設定回
路にはパイロット圧設定手段が介在させてある。また、
上記補助受圧室35に接続された流量制限指令油路53は外
部の流量制限指令回路に接続される。

上記伝動機構40は、サーボピストン12の変位をスプール
25にフィードバックするフィードバックレバー41と、パ
イロットスプール32の変位をフィードバックレバー41に
伝達するパイロットレバー42からなる。

フィードバックレバー41の上端部は係合ピン41aを介し
てスプール25の入力軸部25cに連結され、フィードバッ
クレバー41の下端部に形成された係合溝41bにサーボピ
ストン12のピン13が回転及び摺動自在に係合され、フィ
ードバックレバー41の中間の高さにはパイロットレバー
42の左縁の中間の高さの部分を受け止める係合ピン41c
が設けられている。

パイロットレバー42の上端部は枢支ピン42aに回転自在
に枢支され、その下端部は係合ピン42bを介してパイロ
ットスプール32の中間部に形成した係合溝32aに係合さ
れる。

尚、可変容量型油圧ポンプＰの吐出路４は外部の負荷回
路71に接続され、ドレン油路72はオイルタンクに接続さ
れている。

次に、この可変容量型油圧ポンプＰの流量制御装置の作
動について説明する。第２図に示す状態において、外部
のパイロット圧設定手段を操作してパイロット圧Piを高
くすると、パイロットスプール32は受圧室31aの容積が
拡大される方に変位し、パイロットレバー42を介してフ
ィードバックレバー41がサーボピストン12のピン13を支
点として反対時計方向に摺動され、スプール25は中立位
置から給油位置に切換えられる。その結果、サーボシリ
ンダ機構10の大室11aにサーボ圧Ps（Pd）が導入され、
サーボピストン12が小室11b側（左側）に変位し、フォ
ークレバー14によって斜板１の腕部1bの上端が左方に変
位して斜板１が枢支軸1aを中心にして傾転角が減少する
方向に回転する。また、図示の状態から外部パイロット
圧Piを低くすると、パイロットスプール32は圧縮コイル
バネ33により受圧室31aの容積を減少させる方向に変位
され、スプール弁機構20の圧縮コイルバネ26によってス
プール25が中立位置から排油位置に切換えられる。これ
により、大室11aの内圧が減圧され、小室11bの内圧によ
ってサーボピストン12が大室11a側に変位する。そし
て、この変位が係合ピン41cを支点として揺動するフィ
ードバックレバー41を介してスプール25にフィードバッ
クされ、スプール25が排油位置から中立位置に戻され
る。ここで、フィードバックレバー41の係合ピン41cの
位置が図上右側（大流量量側）に位置すればするほどス
プール25が中立位置に戻ったときのサーボピストン12の
位置は右側に位置し、斜板１の傾転角が大きくなる。こ
のようにして、例えば第５図に実線で示すように外部パ
イロット圧Piの増加に応じて可変容量型油圧ポンプＰの
吐出量Ｑが減少するネガチブ流量制御が行われることに
なる。このネガチブ流量制御において、最大流量制限用
指令圧Pmが補助受圧室35に供給されていない場合には、
外部パイロット圧Piを最小にすれば、パイロットスプー
ル32が圧縮コイルバネ33によって調整棒36のストッパ部
36aに受け止められる最大ストロークまで変位し、スプ
ール25が排油位置から中立位置に復帰した時のサーボピ
ストン12の位置は右側のストロークエンドに達し、斜板
１の傾転角が最大になり、可変容量型油圧ポンプＰの吐
出量Ｑは最大吐出量Qmaxとなる。外部から補助受圧室35
に流量制限用指令圧Pmが供給されているときには、第４
図に示すように補助ピストン34が調節棒36のストッパ部
36aで係止されるまでパイロットスプール32側に進出し
補助ピストン34がストッパ部36aよりもパイロットスプ
ール32側へ進出し、外部パイロット圧Piが最小になる
と、パイロットスプール32が補助ピストン34によって調
整棒36の先端よりも小流量側で受け止められる。この結
果、スプール25が排油位置から中立位置に戻ったときの
サーボピストン12の位置は最大流量よりも小流量側に位
置し、例えば第５図に破線で示すように、可変容量型油
圧ポンプＰの吐出量Ｑは最大流量よりも少ない所定量Qo
に制限されることになる。そして、外部パイロット圧Pi
が低い範囲で指令圧Pmを与えないか与えることにより、
可変容量型油圧ポンプＰに接続されている負荷回路に介
在された図示しない油圧アクチュエータの作動速度を高
低２段に切り換えることができる。

また、吐出量Ｑの切り換えをパイロットスプール機構30
のパイロットスプール32の流量増大側のストロークエン
ドを指令圧Pmを受けて変位する補助ピストン34によって
小流量側に切り換えるようにしてあるので、サーボピス
トン12のストロークエンドを切り換える従来のものに比
べると補助ピストン34の径を小さくして、小型化を図れ
るうえ、外部よりナット37を弛め操作部36dを操作する
ことで、調整ネジ部36cを介して、調整棒36を進退させ
てその位置を調整することにより、補助ピストン34でパ
イロットスプール32を受け止める位置を簡単に調整で
き、油圧ポンプＰの最大吐出量を自由に設定することが
できる。

尚、指令圧Pmを供給しないときの最大吐出量は、制御精
度を高めるために、サーボピストン12の流量増大側のス
トロークエンドを規制することによって制御するのが一
般的である。この場合には、調整棒36がパイロットピス
トン32を受け止める位置をサーボシリンダ機構10側によ
って決定されるパイロットピストン32の増大側のストロ
ークエンドよりも増大側に位置させてもよい。

尚、上記実施例はネガチブ流量制御の場合について説明
したが、ポチジブ流量制御の場合には最大吐出量がパイ
ロットスプール32の第３図にて左限位置で決定されるこ
とから、小室31b側に調整棒36と補助ピストン34と補助
受圧室35等を設けてパイロットスプール32の左限位置を
調整可能にすればよい。

また、上記実施例はスプール弁機構20を設けた支点位置
フィードバック方式の場合について説明したが、本考案
はスプール・スリーブ弁機構を設ける場合にも適用し得
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は可変容量
型油圧ポンプの支点位置フィードバック方式の流量制御
装置の機構図、第２図は油圧ポンプと流量制御装置の縦
断面図、第３図・第４図は夫々指令圧を供給しない状態
と指令圧を供給した状態における要部拡大縦断面図、第
５図はそのネガチブ流量制御の制御特性線図である。 Ｐ……可変容量型油圧ポンプ、Ｕ……油圧サーボ機構、
Pd……吐出圧、Pi……外部パイロット圧、Pm……最大流
量制限指令圧、Ps……サーボ圧、１……斜板、30……パ
イロットスプール機構、32……パイロットスプール、34
……補助ピストン、35……補助受圧室、36……調節棒、
36a……ストッパ部、36c……調整ネジ部、36d……操作
部、37……ナット、60A……補助ハウジング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−41302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−38390（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流量制御用パイロットスプール機構を含む
   油圧サーボ機構により斜板の傾転角を変化させるように
   した可変容量型油圧ポンプの流量制御装置において、 上記パイロットスプール機構のパイロットスプールの一
   端を受け止めてパイロットスプールの吐出量増大側の最
   大ストロークを規制する調節部材と、この調節部材の位
   置を外部より調節可能な位置調節機構を設け、 上記調節部材に外嵌され、外部からの指令圧を受けて調
   節部材の係止部で係止されるまでパイロットスプール側
   へ移動し、調節部材よりも小流量側でパイロットスプー
   ルを受け止める補助ピストンを設けたことを特徴とする
   可変容量型油圧ポンプの流量制御装置。