JPH08189475A - 電気制御ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプの傾転角を検出するためのセンサを取
付けに必要なコストの低減を図る。 【構成】 ポンプ本体３１の上部にはレギュレータ３２
が交換可能に取付けられる。電気フィードバック制御を
行う場合は、レギュレータ３２にポテンショメータ３５
を取付けたものを使用する。ポテンショメータ３５は、
機械的フィードバック制御を行うためのフィードバック
レバー４３のレバー軸５１を中心とする揺動変位を、検
出ピン４５および検出部材４４を介して角変位として検
出する。機械的フィードバックは、油圧比例制御弁４７
のスリーブ４９およびスプール５０とサーボピストン４
８との間で、位置フィードバック方式によって行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各産業分野で使用さ
れ、斜板式または斜軸式で傾転角を変えることによって
吐出流量が可変であり、ポンプ傾転角を検出してフィー
ドバック制御を行う方式の電気制御ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、可変容量型のアキシアルピス
トンポンプは、建設機械を始め一般的な各産業分野で広
く使用されており、ポンプから吐出される油圧を安定に
制御するため、レギュレータを用いて機械的なフィード
バック制御を行うことが多い。電気制御ポンプでは、レ
ギュレータによって制御されるポンプの傾転角度を電気
的に検出しフィードバック制御することにより、シーケ
ンサなどからの電気信号によって負荷に必要な圧力や流
量を迅速かつ高精度に制御することが可能となる。

【０００３】図５は、従来からの典型的な電気制御ポン
プの外観構成を示す。ポンプ本体１にはレギュレータ２
が取付けられている。ポンプは、駆動軸３を介して駆動
される。ポンプ本体１内部では、駆動軸３の延長上に斜
板４が配置されている。レギュレータ２により、斜板４
の駆動軸３の軸線に垂直な方向に対する角度θが変化
し、ポンプとしての吐出流量が変化する。この角度θは
傾転角と称され、ポテンショメータ５によって検出さ
れ、電気的信号に変換される。傾転角θに関連する可変
要素の変位を検出する先行技術は、たとえば実開平１−
６６４８３に開示されている。

【０００４】図６は、ポテンショメータ５の取付状態を
示す。ポンプ本体１内では、シリンダブロック６が図５
の駆動軸３によって回転駆動される。シリンダブロック
６内には、駆動軸３の軸線方向に平行に延び、円周方向
に間隔をあけて設けられる複数のボアが形成され、ピス
トン７が挿通される。ピストン７の先端にはピストンシ
ュー８が形成され、斜板４側のシュープレート９に結合
している。ピストンシュー８とシュープレート９との間
では、結合角度は変位自在である。

【０００５】ポンプ本体１のケーシング１０には、斜板
４に臨んでポテンショメータ５を取付けるための取付孔
１１および取付座１２が形成される。ポテンショメータ
５の回転軸には、カム１３が設けられ、斜板４の変位が
検出部材１４および検出ピン１５を介して伝達される。
カム１３は、斜板４の傾動を回転角の変化に変換し、ポ
テンショメータ５に伝達する。

【０００６】図７は、図５の電気制御ポンプの油圧回路
の一例を示す。ポンプ１６内には、ポンプ本体１、制御
弁１７、サーボピストン１８、電磁比例減圧弁１９、リ
リーフ弁２０および圧力検出器２１などが含まれる。斜
板４の傾転角度は、ポテンショメータ５によって検出さ
れる。ポンプ本体１からの吐出圧力は、圧力検出器２１
によって検出される。吐出圧力が上限値を超えないよう
にリリーフ弁２２が設けられている。電磁比例減圧弁１
９の制御は、制御回路２３によって、ポテンショメータ
５および圧力検出器２１からの検出出力を電気的にフィ
ードバックして行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５〜図７に示すよう
な先行技術では、ポンプの傾転角を検出するために斜板
４に直接センサであるポテンショメータ５を取付けてい
る。他の先行技術としては、サーボピストン１８などに
センサを取付けるものもある。これらの可変要素にセン
サを取付けるため、ポンプ本体１に、センサおよび検出
のための部品、さらにはセンサを取付ける座などを特別
に設ける必要が生じる。油圧ポンプとしては、むしろ電
気的フィードバック制御を行わないものの方が数量的に
多く生産されているのが現状であり、電気的フィードバ
ック制御のための構成を付加するための加工を施した部
品は、標準品とは異なる特殊品扱いとなり、製造コスト
が上昇してしまう。

【０００８】本発明の目的は、使用部品を削減し、製造
コストの上昇を抑えることができる電気制御ポンプを提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、レギュレータ
とサーボピストンとを揺動変位可変なレバーで連結し、
機械的なフィードバック制御を行いながら、電気的フィ
ードバック制御のために、ポンプの傾転角を検出する電
気制御ポンプにおいて、前記レギュレータに、前記レバ
ーの揺動角変位量に基づいてポンプの傾転角を検出する
検出手段を設けることを特徴とする電気制御ポンプであ
る。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、電気制御を行うためにポンプ
の傾転角を検出する検出手段は、レギュレータによって
機械的なフィードバック制御を行うためのレバーの揺動
角変位量に基づいて傾転角度を検出する。レギュレータ
は、ポンプの種々の仕様に従って交換可能であり、ポン
プ本体に比較して小形であり、本来複数種類を使用に応
じて交換して用いるものであるから、ポンプ本体を共通
化することによって、製造コストの上昇を抑えることが
できる。機械的フィードバックのために揺動変位するレ
バーの動きに従って傾転角を検出するので、傾転角の検
出のために特別の部品を用いる必要がなく、部品数を削
減することができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例の概略的な構成を示
し、図２は傾転角検出のための詳細な構成を示し、図３
は油圧比例制御弁を簡略化した構成を示し、図４は機械
的フィードバックのための簡略化した構成を示す。

【００１２】本実施例においては、ポンプ本体３１の上
部にレギュレータ３２が取付けられ、必要な仕様に応じ
て交換可能である。ポンプ本体３１内では、駆動軸３３
の軸線と垂直な面に対して傾斜している斜板３４が収納
され、傾転角θが可変である。傾転角θは、レギュレー
タ３２に取付けられるポテンショメータ３５によって検
出される。

【００１３】ポンプ本体３１内で駆動軸３３の軸線の延
長上には、シリンダブロック３６が収納される。シリン
ダブロック３６には、円周方向に間隔をあけて、駆動軸
３３の軸線方向に平行な複数のボアが形成される。この
ボア内にはピストン３７が挿通され、その先端には球状
のピストンシュー３８が形成されている。ピストンシュ
ー３８は、斜板３４に設けられるシュープレート３９と
係合し、シリンダブロック３６の回転につれて、ピスト
ン３７をシリンダブロック３６のボア内で軸線方向に往
復移動させる。

【００１４】図２に示すように、ポンプ本体３１に着脱
可能なレギュレータ３２には、そのケーシング４１にポ
テンショメータ３５を取付けるための取付孔４１および
取付座４２が形成されている。レギュレータ３２による
機械的フィードバックは、フィードバックレバー４３を
介して行われる。フィードバックレバー４３の変位は、
検出部材４４および検出ピン４５によってポテンショメ
ータ３５に伝達される。検出部材４４は、軸受４６によ
って支持される。ポテンショメータ３５は、回転変位を
磁気抵抗素子の抵抗値変化として無接触で検出したり、
抵抗体上を接点が摺動変位して直接抵抗値の変化として
検出するなどの方法によって、電気的信号に変換して取
出す。

【００１５】レギュレータ３２内には、パイロット圧力
が作用する油圧比例制御弁４７が設けられ、ポンプ本体
３１内には油圧比例制御弁４７とフィードバックレバー
４３および油通路を介して連動するサーボピストン４８
が設けられる。油圧比例制御弁４７は、紙面に垂直な方
向に独立して移動可能な外側のスリーブ４９と内側のス
プール５０とによって構成される。フィードバックレバ
ー４３は、油圧比例制御弁４７の上方でレギュレータ３
２のケーシング４０にレバー軸５１によって揺動変位可
能に支持される。フィードバックレバー４３とスリーブ
４９とはフィードバックピン５２を介して連結され、フ
ィードバックレバー４３とサーボピストン４８とはフィ
ードバックピン５３を介して連結される。

【００１６】サーボピストン４８が図２の紙面に垂直な
方向に変位すると、フィードバックピン５３によって連
結されたフィードバックレバー４３が、レバー軸５１を
中心として図２の紙面に垂直な方向に揺動変位し、フィ
ードバックピン５２を介してスリーブ４９を図２の紙面
に垂直な方向に変位させる。このようなフィードバック
レバー４３の変位は、検出ピン４５を介して取付部材４
４を角変位させ、ポテンショメータ３５から電気的信号
として出力される。

【００１７】図３は、油圧比例制御弁４７の構成を示
す。スリーブ４９およびスプール５０は、相互に独立に
軸線方向に往復変位可能である。スプール５０は、図３
の左方からパイロット圧Ｐｉによって押圧され、右方か
らはばね５４によって押圧され、両方の力が釣合う位置
に移動して変位する。スプール５０がスリーブ４９に対
して相対的に、たとえば図３の右方に変位すると、油通
路４９ａの制御圧Ｐｒはタンク５０ａ側の圧力に近付
く。これによってサーボピストン４８が変位し、フィー
ドバックレバー４３を介してスリーブ４９は、スプール
５０の変位に追随する。パイロット圧Ｐｉが低下して、
スプール５０が図３の左方に変位するときは、油通路４
９ａの制御圧Ｐｒはポート４９ｂから導入されるポンプ
の吐出圧Ｐｄに近付き、上昇する。これによってサーボ
ピストン４８が変位し、フィードバックレバー４３を介
してスリーブ４９も左方に変位する。

【００１８】図４に示すように、油圧比例制御弁４７に
パイロット圧Ｐｉを作用させる結果、サーボピストン４
８の大口径側の制御圧Ｐｒが変化すると、小口径側の吐
出圧Ｐｄとの間の力の釣合いが崩れる。これによってサ
ーボピストン４８が変位する。この変位は、フィードバ
ックピン５３を介してフィードバックレバー４３を揺動
変位させ、フィードバックピン５２を介してスリーブ４
９に機械的なフィードバックを与える。スリーブ４９が
スプール５０に追従して油通路４９ａが閉じると、機械
的なフィードバック系は静止する。サーボピストン４８
の変位は、連結部材５５を介して斜板３４の傾転角θを
変化させる。

【００１９】以上説明した実施例では、機械的なフィー
ドバックとして位置フィードバック方式を用いているけ
れども、力フィードバック方式を用いるようにしてもよ
い。同様に、レギュレータにおけるフィードバック用の
レバーの変位をポテンショメータなどのセンサによって
検出し、ポンプ本体３１を標準化して共用することがで
きる。さらに、ポンプ本体３１では、斜板式によって可
変容量ポンプを実現しているけれども、斜軸式で実現す
るようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出手段
をレギュレータに設けてあるので、ポンプ本体側は電気
的フィードバック制御を行わない仕様の場合と行う仕様
の場合とで共通化することができ、量産効果によって製
造コストの低減を図ることができる。さらに、機械的な
フィードバック制御のための構成部品を利用して傾転角
の検出を行うので、傾転角検出のための専用部品は不要
であり、必要部品数が減少することによる部品コストの
低減によっても製造コストの削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の外観構成を示す簡略化した
正面図である。

【図２】図１の実施例で傾転角θを検出するための構成
を示す部分的な側断面図である。

【図３】図２の油圧比例制御弁４７の構成を示す簡略化
した断面図である。

【図４】図１の実施例における機械的フィードバックた
めの構成を示す簡略化した正面図である。

【図５】従来からの電気制御ポンプの外観構成を示す簡
略化した正面図である。

【図６】図５の電気制御ポンプにおける傾転角検出のた
めの構成を示す部分的な平面断面図である。

【図７】図５の電気制御ポンプの一例を示す油圧回路図
である。

【符号の説明】

３１ ポンプ本体 ３２ レギュレータ ３３ 駆動軸 ３４ 斜板 ３５ ポテンショメータ ３６ シリンダブロック ３７ ピストン ４０ ケーシング ４３ フィードバックレバー ４４ 検出部材 ４５ 検出ピン ４７ 油圧比例制御弁 ４８ サーボピストン ４９ スリーブ ５０ スプール ５１ レバー軸 ５２，５３ フィードバックピン ５４ ばね ５５ 連結部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レギュレータとポンプ傾転角を変化させ
   るサーボピストンとを揺動変位可能なレバーで連結し、
   機械的なフィードバック制御を行いながら、電気的フィ
   ードバック制御のために、ポンプの傾転角を検出する電
   気制御ポンプにおいて、 前記レギュレータに、前記レバーの揺動角変位量に基づ
   いてポンプの傾転角を検出する検出手段を設けることを
   特徴とする電気制御ポンプ。