JPH08226385A - 可変容量アキシャルピストン式油圧装置 - Google Patents
可変容量アキシャルピストン式油圧装置Info
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- JPH08226385A JPH08226385A JP7266856A JP26685695A JPH08226385A JP H08226385 A JPH08226385 A JP H08226385A JP 7266856 A JP7266856 A JP 7266856A JP 26685695 A JP26685695 A JP 26685695A JP H08226385 A JPH08226385 A JP H08226385A
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/04—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/26—Control
- F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
- F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アキシャルピストン式油圧装置のスワッシュ
プレート傾斜を別体のアクチュエータを用いることなく
調節する。 【解決手段】 可変容量アキシャルピストン式油圧装置
の円弧状の入口通路１８と吐出通路１９との間にそれぞ
れコントロールポケット２１、２２を設け、第１のコン
トロールポケットと入口通路、及び第２のコントロール
ポケットと出口通路とを接続する流体通路上に、それぞ
れ第１と第２の電気油圧弁２７、２８を設け、それぞれ
の流体通路を通る流体の流れを制御する。コントローラ
３１は、指令信号発生器からの指令信号を受けて、第１
と第２の電気油圧弁に制御信号を出力し、コントロール
ポケット内の圧力を制御することによりスワッシュプレ
ートを所定の傾斜角に調節する。スワッシュプレート傾
斜角センサ、圧力センサ、速度センサはコントローラに
フィードバック信号を供給する。
プレート傾斜を別体のアクチュエータを用いることなく
調節する。 【解決手段】 可変容量アキシャルピストン式油圧装置
の円弧状の入口通路１８と吐出通路１９との間にそれぞ
れコントロールポケット２１、２２を設け、第１のコン
トロールポケットと入口通路、及び第２のコントロール
ポケットと出口通路とを接続する流体通路上に、それぞ
れ第１と第２の電気油圧弁２７、２８を設け、それぞれ
の流体通路を通る流体の流れを制御する。コントローラ
３１は、指令信号発生器からの指令信号を受けて、第１
と第２の電気油圧弁に制御信号を出力し、コントロール
ポケット内の圧力を制御することによりスワッシュプレ
ートを所定の傾斜角に調節する。スワッシュプレート傾
斜角センサ、圧力センサ、速度センサはコントローラに
フィードバック信号を供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変容量アキシャ
ルピストン式油圧装置に関し、詳細にはポンプ、モータ
内に自然に存在するトルクをスワッシュプレート（斜
板）の角度変更に利用するポンプまたはモータに関す
る。
ルピストン式油圧装置に関し、詳細にはポンプ、モータ
内に自然に存在するトルクをスワッシュプレート（斜
板）の角度変更に利用するポンプまたはモータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】可変容量アキシャルピストン式のポンプ
とモータは産業界において長年の間使用されている。ア
キシャルピストン式ポンプとモータの基本的な構成は、
駆動軸の軸線に大体において平行なピストンボア内を往
復動する複数のピストンを有する、回転するシリンダバ
レルを備えたものである。これらのピストンのそれぞれ
の一方の端部は傾斜させることができるスワッシュプレ
ート（斜板）に当接、保持されている。このスワッシュ
プレートが駆動軸の軸線に対して傾斜すると、上記ピス
トンがボア内で往復動を行いポンプ作用が生じる。各々
のピストンボアにはシリンダバレルが１回転する間に異
なった２つのレベルの圧力が作用する。このうち、１つ
の圧力レベルのものは、負荷により生じる圧力であり、
傾斜したスワッシュプレートの傾斜面の一方の側におい
て発生する。また、もう１つの圧力レベルのものは、通
常もっと小さい圧力であり、スワッシュプレートの傾斜
面のもう一方の側において発生する。ピストンボアが上
死点位置と下死点位置とを通過する際に、ピストンボア
内の圧力のキャリーオーバとピストンの往復動とによ
り、スワッシュプレートにはトルク（モーメント）が発
生する。ここで、圧力のキャリーオーバとは、ピストン
ボアが低圧から高圧に移行する際の圧力上昇の遅れ、ま
たはピストンボアが高圧から低圧に移行する際の圧力低
下の遅れを意味している。
とモータは産業界において長年の間使用されている。ア
キシャルピストン式ポンプとモータの基本的な構成は、
駆動軸の軸線に大体において平行なピストンボア内を往
復動する複数のピストンを有する、回転するシリンダバ
レルを備えたものである。これらのピストンのそれぞれ
の一方の端部は傾斜させることができるスワッシュプレ
ート（斜板）に当接、保持されている。このスワッシュ
プレートが駆動軸の軸線に対して傾斜すると、上記ピス
トンがボア内で往復動を行いポンプ作用が生じる。各々
のピストンボアにはシリンダバレルが１回転する間に異
なった２つのレベルの圧力が作用する。このうち、１つ
の圧力レベルのものは、負荷により生じる圧力であり、
傾斜したスワッシュプレートの傾斜面の一方の側におい
て発生する。また、もう１つの圧力レベルのものは、通
常もっと小さい圧力であり、スワッシュプレートの傾斜
面のもう一方の側において発生する。ピストンボアが上
死点位置と下死点位置とを通過する際に、ピストンボア
内の圧力のキャリーオーバとピストンの往復動とによ
り、スワッシュプレートにはトルク（モーメント）が発
生する。ここで、圧力のキャリーオーバとは、ピストン
ボアが低圧から高圧に移行する際の圧力上昇の遅れ、ま
たはピストンボアが高圧から低圧に移行する際の圧力低
下の遅れを意味している。
【０００３】スワッシュプレートは、一般的には１つま
たはそれ以上のアクチュエータと上述のモーメントを打
ち消すための付勢スプリングとを用いて制御している。
現在使用されている高圧アキシャルピストン式油圧装置
においては、上記モーメントは極めて大きくなっている
ためアクチュエータのサイズも大きくなり、アキシャル
ピストン式ポンプ、モータの全体サイズの約２０％を占
めるような場合も生じている。このように、アクチュエ
ータのサイズが大きいため、スワッシュプレートの応答
速度と装置の応答速度とは油圧アクチュエータに流入、
流出させる必要がある流体体積の増大とアクチュエータ
の慣性の合計量の増大とにより制限されてしまう。更
に、ポンプ等の内部の上記アクチュエータ装置はポンプ
等の全体コストの７から１２％程度を占めるようになっ
ている。このコストは、アクチュエータ内に使用されて
いる部品の点数に応じたコスト、幾つかの大型部品に精
密加工が必要なことによるコスト、及びポンプまたはモ
ータの組み立てに関連するコスト等からなっている。
たはそれ以上のアクチュエータと上述のモーメントを打
ち消すための付勢スプリングとを用いて制御している。
現在使用されている高圧アキシャルピストン式油圧装置
においては、上記モーメントは極めて大きくなっている
ためアクチュエータのサイズも大きくなり、アキシャル
ピストン式ポンプ、モータの全体サイズの約２０％を占
めるような場合も生じている。このように、アクチュエ
ータのサイズが大きいため、スワッシュプレートの応答
速度と装置の応答速度とは油圧アクチュエータに流入、
流出させる必要がある流体体積の増大とアクチュエータ
の慣性の合計量の増大とにより制限されてしまう。更
に、ポンプ等の内部の上記アクチュエータ装置はポンプ
等の全体コストの７から１２％程度を占めるようになっ
ている。このコストは、アクチュエータ内に使用されて
いる部品の点数に応じたコスト、幾つかの大型部品に精
密加工が必要なことによるコスト、及びポンプまたはモ
ータの組み立てに関連するコスト等からなっている。
【０００４】従来、別体のアクチュエータ装置を使用す
る代わりに、シリンダバレル内のピストンを使用してス
ワッシュプレートの角度を制御することについて、少な
くとも２つの提案がなされている。これらの提案の１つ
は、実開昭第６２−１６９２６９号公報により、もう１
つは米国特許公報第４，９１８，９１８号によりなされ
ている。
る代わりに、シリンダバレル内のピストンを使用してス
ワッシュプレートの角度を制御することについて、少な
くとも２つの提案がなされている。これらの提案の１つ
は、実開昭第６２−１６９２６９号公報により、もう１
つは米国特許公報第４，９１８，９１８号によりなされ
ている。
【０００５】これらの提案の欠点の１つは、スワッシュ
プレートが流体力学的に制御されていることである。現
在使用されている高回転油圧装置のスワッシュプレート
位置を制御するためには、少なくとも１つの運転パラメ
ータを電気的に検出し、電気的に演算された信号を用い
ることが必要であると考えられている。例えば、現在使
用されている油圧ポンプの多くは、毎分２２５０回転、
すなわち毎秒３７．５回転の回転速度を有する。このよ
うなポンプが９つのピストンを有するとすれば、合計３
３８個のピストンが毎秒上死点と下死点とをそれぞれ通
過することになる。このことは、２つの連続したピスト
ンボアが通過する間隔は約０．００３秒であり、制御装
置はそれぞれのピストンボア内の圧力上昇または圧力降
下を約０．００３秒以下の時間で調節しなければならな
いことを意味している。
プレートが流体力学的に制御されていることである。現
在使用されている高回転油圧装置のスワッシュプレート
位置を制御するためには、少なくとも１つの運転パラメ
ータを電気的に検出し、電気的に演算された信号を用い
ることが必要であると考えられている。例えば、現在使
用されている油圧ポンプの多くは、毎分２２５０回転、
すなわち毎秒３７．５回転の回転速度を有する。このよ
うなポンプが９つのピストンを有するとすれば、合計３
３８個のピストンが毎秒上死点と下死点とをそれぞれ通
過することになる。このことは、２つの連続したピスト
ンボアが通過する間隔は約０．００３秒であり、制御装
置はそれぞれのピストンボア内の圧力上昇または圧力降
下を約０．００３秒以下の時間で調節しなければならな
いことを意味している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、ピストン上死
点と下死点とにおけるピストンボア内の圧力を調節する
ことにより、ピストンが上死点位置と下死点位置とを通
過する際にピストンに加わる力を調節してスワッシュプ
レートを移動させてスワッシュプレート位置を制御する
ことが可能であり、しかも上記圧力の調節が油圧装置の
少なくとも１つの運転パラメータに基づいて電気的に制
御される可変容量アキシャルピストン式油圧装置をが提
供することが望ましい。
点と下死点とにおけるピストンボア内の圧力を調節する
ことにより、ピストンが上死点位置と下死点位置とを通
過する際にピストンに加わる力を調節してスワッシュプ
レートを移動させてスワッシュプレート位置を制御する
ことが可能であり、しかも上記圧力の調節が油圧装置の
少なくとも１つの運転パラメータに基づいて電気的に制
御される可変容量アキシャルピストン式油圧装置をが提
供することが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様にお
いては、可変容量アキシャルピストン式油圧装置は、周
縁上に等間隔に配置された複数のピストンボアと、これ
らのピストンボアの各々の内部を往復動するピストンと
を有するシリンダバレルを備えている。また、シリンダ
バレルの一端の近傍には、ピストンのストロークを調節
するためのスワッシュプレート（斜板）が傾動可能に取
り付けられている。ヘッドアセンブリは第１と第２の通
路を備えており、少なくとも１つのコントロールポケッ
トが第１と第２の通路の互いに隣接した端部の中間に設
けられている。
いては、可変容量アキシャルピストン式油圧装置は、周
縁上に等間隔に配置された複数のピストンボアと、これ
らのピストンボアの各々の内部を往復動するピストンと
を有するシリンダバレルを備えている。また、シリンダ
バレルの一端の近傍には、ピストンのストロークを調節
するためのスワッシュプレート（斜板）が傾動可能に取
り付けられている。ヘッドアセンブリは第１と第２の通
路を備えており、少なくとも１つのコントロールポケッ
トが第１と第２の通路の互いに隣接した端部の中間に設
けられている。
【０００８】バレルの他端はヘッドアセンブリと摺接
し、バレルの回転に従ってそれぞれのピストンボアが順
に第１の通路、コントロールポケット、第２の通路に連
通するようになっている。コントロールポケットと、第
１の通路または第２の通路の内一方との間には電気油圧
弁が配置され、それぞれのピストンボアがコントロール
ポケットと連通するときに、ポケットと通路間の流体の
流れを制御するようになっている。制御手段は、制御信
号を受信し、運転パラメータの値が所望の値になるよう
にスワッシュプレートの傾斜角を制御する。
し、バレルの回転に従ってそれぞれのピストンボアが順
に第１の通路、コントロールポケット、第２の通路に連
通するようになっている。コントロールポケットと、第
１の通路または第２の通路の内一方との間には電気油圧
弁が配置され、それぞれのピストンボアがコントロール
ポケットと連通するときに、ポケットと通路間の流体の
流れを制御するようになっている。制御手段は、制御信
号を受信し、運転パラメータの値が所望の値になるよう
にスワッシュプレートの傾斜角を制御する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下の説明では、可変容量アキシ
ャルピストン式油圧装置全体を参照符号１０で示す。油
圧装置１０はポンプまたはモータのいずれであっても良
いが、図１、図２に示す実施形態では油圧装置１０を、
軸１２により駆動される回転シリンダバレル１１を備え
た油圧ポンプとして説明する。
ャルピストン式油圧装置全体を参照符号１０で示す。油
圧装置１０はポンプまたはモータのいずれであっても良
いが、図１、図２に示す実施形態では油圧装置１０を、
軸１２により駆動される回転シリンダバレル１１を備え
た油圧ポンプとして説明する。
【００１０】図１、図２に示すように、シリンダバレル
は、その周縁部に等間隔に配置された複数のピストンボ
アを備えており、そのうちの１つが参照符号１３で図示
されている。それぞれのピストンボア１３内には、ピス
トン１４が１つずつ往復動可能に配置されている。シリ
ンダバレルの一方の端部近傍には、ピストンのストロー
クを調節するためのスワッシュプレートが傾動可能に、
従来と同様に取り付けられている。シリンダバレルのも
う一方の端部近傍には、それぞれ円弧状に形成された低
圧通路と高圧通路１８と１９を有するヘッドアセンブリ
１７が設けられている。また、ヘッドアセンブリ１７に
は、低圧通路１８と高圧通路１９との互いに隣接する端
部の中間にそれぞれコントロールポケット２１、２２が
配置されている。コントロールポケット２１と２２と
は、それぞれ一般に上死点、下死点と称される領域に配
置されている。しかし、コントロールポケットは実施形
態に応じて上死点と下死点とからオフセットした位置に
配置しても良い。
は、その周縁部に等間隔に配置された複数のピストンボ
アを備えており、そのうちの１つが参照符号１３で図示
されている。それぞれのピストンボア１３内には、ピス
トン１４が１つずつ往復動可能に配置されている。シリ
ンダバレルの一方の端部近傍には、ピストンのストロー
クを調節するためのスワッシュプレートが傾動可能に、
従来と同様に取り付けられている。シリンダバレルのも
う一方の端部近傍には、それぞれ円弧状に形成された低
圧通路と高圧通路１８と１９を有するヘッドアセンブリ
１７が設けられている。また、ヘッドアセンブリ１７に
は、低圧通路１８と高圧通路１９との互いに隣接する端
部の中間にそれぞれコントロールポケット２１、２２が
配置されている。コントロールポケット２１と２２と
は、それぞれ一般に上死点、下死点と称される領域に配
置されている。しかし、コントロールポケットは実施形
態に応じて上死点と下死点とからオフセットした位置に
配置しても良い。
【００１１】ヘッドアセンブリは、従来と同様に、通路
１８、１９が形成されるとともにヘッド２４に回転不能
に固定されたバルブプレート２３を備えている。又、コ
ントロールポケット２１、２２はバルブプレートとヘッ
ドとの両方にその一部ずつが設けられている。上記に代
えて、バルブプレートを省略して通路１８、１９とコン
トロールポケットとをヘッド２４にのみに設けるように
しても良い。
１８、１９が形成されるとともにヘッド２４に回転不能
に固定されたバルブプレート２３を備えている。又、コ
ントロールポケット２１、２２はバルブプレートとヘッ
ドとの両方にその一部ずつが設けられている。上記に代
えて、バルブプレートを省略して通路１８、１９とコン
トロールポケットとをヘッド２４にのみに設けるように
しても良い。
【００１２】シリンダバレルは、従来と同様にヘッドア
センブリに弾性的に押圧されており、シリンダバレルの
前記もう一方の端部がバルブプレート２３と摺接し、シ
リンダバレルが回転するにつれてピストンボアが低圧通
路１８、コントロールポケット２１、高圧通路１９、コ
ントロールポケット２２に順に連通するようになってい
る。スプリング２５は、スワッシュプレート１６をスト
ッパ２６により規定される最小容量位置に向けて弾性的
に押圧付勢している。
センブリに弾性的に押圧されており、シリンダバレルの
前記もう一方の端部がバルブプレート２３と摺接し、シ
リンダバレルが回転するにつれてピストンボアが低圧通
路１８、コントロールポケット２１、高圧通路１９、コ
ントロールポケット２２に順に連通するようになってい
る。スプリング２５は、スワッシュプレート１６をスト
ッパ２６により規定される最小容量位置に向けて弾性的
に押圧付勢している。
【００１３】電気油圧弁２７（図２）は、コントロール
ポケット２１と低圧通路１８との間に配置され、それぞ
れのピストンボアがコントロールポケット２１と連通す
る際にコントロールポケット２１から低圧通路１８に向
かう流体の流れを制御している。同様に、もう１つの電
気油圧弁２７が、コントロールポケット２２と高圧通路
１９との間に配置され、それぞれのピストンボアがコン
トロールポケット２２と連通する際に高圧通路１９から
コントロールポケット２２に向かう流体の流れを制御し
ている。本実施形態においては、電気油圧弁２７、２８
は高速作動２位置弁とされている。上記に変えて、電気
油圧弁２７、２８として比例制御弁またはパイロット油
圧作動の減圧弁としても良い。
ポケット２１と低圧通路１８との間に配置され、それぞ
れのピストンボアがコントロールポケット２１と連通す
る際にコントロールポケット２１から低圧通路１８に向
かう流体の流れを制御している。同様に、もう１つの電
気油圧弁２７が、コントロールポケット２２と高圧通路
１９との間に配置され、それぞれのピストンボアがコン
トロールポケット２２と連通する際に高圧通路１９から
コントロールポケット２２に向かう流体の流れを制御し
ている。本実施形態においては、電気油圧弁２７、２８
は高速作動２位置弁とされている。上記に変えて、電気
油圧弁２７、２８として比例制御弁またはパイロット油
圧作動の減圧弁としても良い。
【００１４】図２に２９で示すのは、油圧装置の運転パ
ラメータを所望の値に制御するための指令信号を出力す
る指令信号発生器である。制御手段３１は指令信号発生
器２９と電気油圧弁２７、２８とに接続されており、指
令信号を演算処理するとともに運転パラメータの所望の
値を達成するようにスワッシュプレートの傾斜角を制御
するために電気油圧弁２７、２８を制御する制御信号を
出力する。
ラメータを所望の値に制御するための指令信号を出力す
る指令信号発生器である。制御手段３１は指令信号発生
器２９と電気油圧弁２７、２８とに接続されており、指
令信号を演算処理するとともに運転パラメータの所望の
値を達成するようにスワッシュプレートの傾斜角を制御
するために電気油圧弁２７、２８を制御する制御信号を
出力する。
【００１５】制御手段３１は、コントローラ３２と、ス
ワッシュプレート１６に作用上連結され、スワッシュプ
レートの傾斜角に応じた信号をコントローラ３２に出力
する傾斜角検出器３３と、高圧通路１９に接続され高圧
通路１９内の流体圧力レベルに応じた信号をコントロー
ラ３２に出力する圧力検出器３４と、駆動軸１２近傍に
配設され軸１２の回転速度に応じた信号をコントローラ
３２に出力する速度検出器３６とを備えている。
ワッシュプレート１６に作用上連結され、スワッシュプ
レートの傾斜角に応じた信号をコントローラ３２に出力
する傾斜角検出器３３と、高圧通路１９に接続され高圧
通路１９内の流体圧力レベルに応じた信号をコントロー
ラ３２に出力する圧力検出器３４と、駆動軸１２近傍に
配設され軸１２の回転速度に応じた信号をコントローラ
３２に出力する速度検出器３６とを備えている。
【００１６】更に、コントローラ３２は、以下に説明す
る種々の運転モードを選択する運転モードセレクタ３５
を備えている。また、タイミング検出器３９は、ピスト
ンボア１３がコントロールポケット２１、２２と連通す
るタイミングを判定するための信号をコントローラ３２
に出力する。図３、図４は本発明の可変容量アキシャル
ピストン式油圧装置１０の別の実施形態を示している。
図１、図２の実施形態と同一の参照符号は、本実施形態
における図１、図２の実施形態と対応する同様な構成の
要素を示している。
る種々の運転モードを選択する運転モードセレクタ３５
を備えている。また、タイミング検出器３９は、ピスト
ンボア１３がコントロールポケット２１、２２と連通す
るタイミングを判定するための信号をコントローラ３２
に出力する。図３、図４は本発明の可変容量アキシャル
ピストン式油圧装置１０の別の実施形態を示している。
図１、図２の実施形態と同一の参照符号は、本実施形態
における図１、図２の実施形態と対応する同様な構成の
要素を示している。
【００１７】しかし、本実施形態の油圧装置は、装置内
の流体の流れ方向を逆転するためにスワッシュプレート
１６が中立点を越えて移動可能な可逆アキシャルピスト
ン式油圧装置とされている。このため、スプリング２５
と協働してスワッシュプレート１６を中立のゼロ流量位
置に押圧付勢するための別のスプリング２５ａが設けら
れている。
の流体の流れ方向を逆転するためにスワッシュプレート
１６が中立点を越えて移動可能な可逆アキシャルピスト
ン式油圧装置とされている。このため、スプリング２５
と協働してスワッシュプレート１６を中立のゼロ流量位
置に押圧付勢するための別のスプリング２５ａが設けら
れている。
【００１８】また、別の電気油圧弁３７がコントロール
ポケット２１と通路１９との間に配置され、コントロー
ルポケット２１と通路１９との間の流体の流れを制御し
ている。更に、コントロールポケット２２と通路１８と
の間の流体の流れを制御するためのもう一つの電気油圧
弁３８が、コントロールポケット２２と通路１８との間
に配置されている。電気油圧弁３７、３８は後述するよ
うにコントローラ３２からの制御信号を受信するために
コントローラ３２に接続されている。また、入力部が通
路１８と１９とに接続されたレゾルバ４１が設けられて
おり、圧力検出器３４はレゾルバ４１の出力部に接続さ
れている。
ポケット２１と通路１９との間に配置され、コントロー
ルポケット２１と通路１９との間の流体の流れを制御し
ている。更に、コントロールポケット２２と通路１８と
の間の流体の流れを制御するためのもう一つの電気油圧
弁３８が、コントロールポケット２２と通路１８との間
に配置されている。電気油圧弁３７、３８は後述するよ
うにコントローラ３２からの制御信号を受信するために
コントローラ３２に接続されている。また、入力部が通
路１８と１９とに接続されたレゾルバ４１が設けられて
おり、圧力検出器３４はレゾルバ４１の出力部に接続さ
れている。
【００１９】図１、図２の油圧装置をポンプとして使用
する場合、指令信号発生器２９からコントローラ３２
に、所望の運転パラメータを設定するための指令信号を
出力することにより運転が開始される。運転の１つのモ
ードにおいては、上記運転パラメータは流量である。こ
のため、コントローラは指令信号を演算処理して、最初
にコントロールポケット２１から通路１８への、及び通
路１９からコントロールポケット２２への流体の流れを
制御してコントロールポケット内の圧力を制御するため
の適当な信号を電気油圧弁２７、２８に出力する。この
コントロールポケット内の圧力の制御によりピストン１
４上に作用する圧力流体によってスワッシュプレートに
加わるモーメントが、スワッシュプレートが所望の角度
に傾斜するように調節される。スワッシュプレートが傾
斜する動作により、傾斜角度検出器３３からコントロー
ラ３２に傾斜角度信号が出力される。コントローラは、
傾斜角度信号を演算処理し、スワッシュプレートが、ポ
ンプ容量が所望の流量に一致する傾斜位置に到達する時
期を判定し、この傾斜位置にスワッシュプレートを保持
するように電気油圧弁への制御信号を修正して電気油圧
弁を通る流量を調節する。
する場合、指令信号発生器２９からコントローラ３２
に、所望の運転パラメータを設定するための指令信号を
出力することにより運転が開始される。運転の１つのモ
ードにおいては、上記運転パラメータは流量である。こ
のため、コントローラは指令信号を演算処理して、最初
にコントロールポケット２１から通路１８への、及び通
路１９からコントロールポケット２２への流体の流れを
制御してコントロールポケット内の圧力を制御するため
の適当な信号を電気油圧弁２７、２８に出力する。この
コントロールポケット内の圧力の制御によりピストン１
４上に作用する圧力流体によってスワッシュプレートに
加わるモーメントが、スワッシュプレートが所望の角度
に傾斜するように調節される。スワッシュプレートが傾
斜する動作により、傾斜角度検出器３３からコントロー
ラ３２に傾斜角度信号が出力される。コントローラは、
傾斜角度信号を演算処理し、スワッシュプレートが、ポ
ンプ容量が所望の流量に一致する傾斜位置に到達する時
期を判定し、この傾斜位置にスワッシュプレートを保持
するように電気油圧弁への制御信号を修正して電気油圧
弁を通る流量を調節する。
【００２０】ポンプの吐出流量は、スワッシュプレート
の傾斜角度とシリンダバレル１１の回転速度との両方に
より決定される。油圧装置が可変速度駆動源、例えば内
燃機関、により駆動されている場合、速度検出器３６か
ら駆動軸３２の回転速度に応じた信号が出力され、この
信号がコントローラ３２により演算処理され、スワッシ
ュプレートが所望の流量を与える位置に到達する時期が
傾斜角度信号と回転速度信号との両方に基づいて決定さ
れる。
の傾斜角度とシリンダバレル１１の回転速度との両方に
より決定される。油圧装置が可変速度駆動源、例えば内
燃機関、により駆動されている場合、速度検出器３６か
ら駆動軸３２の回転速度に応じた信号が出力され、この
信号がコントローラ３２により演算処理され、スワッシ
ュプレートが所望の流量を与える位置に到達する時期が
傾斜角度信号と回転速度信号との両方に基づいて決定さ
れる。
【００２１】別の運転モードでは、運転パラメータは通
路１９内の圧力レベルとされる。このため、コントロー
ラは上述したように指令信号を演算処理して、スワッシ
ュプレートを所望の方向に傾斜させる。すなわち、コン
トローラは圧力信号を演算処理し，スワッシュプレート
が、通路１９内の圧力が所望の圧力に到達する時期を判
定し、この傾斜位置にスワッシュプレートを保持するよ
うに電気油圧弁への制御信号を修正して電気油圧弁を通
る流量を調節する。
路１９内の圧力レベルとされる。このため、コントロー
ラは上述したように指令信号を演算処理して、スワッシ
ュプレートを所望の方向に傾斜させる。すなわち、コン
トローラは圧力信号を演算処理し，スワッシュプレート
が、通路１９内の圧力が所望の圧力に到達する時期を判
定し、この傾斜位置にスワッシュプレートを保持するよ
うに電気油圧弁への制御信号を修正して電気油圧弁を通
る流量を調節する。
【００２２】以下の表は、スワッシュプレートの傾斜
角、駆動軸回転速度（ＲＰＭ）、圧力の３つのパラメー
タの種々の組合せによる運転条件を示している。
角、駆動軸回転速度（ＲＰＭ）、圧力の３つのパラメー
タの種々の組合せによる運転条件を示している。
【００２３】
【表１】
【００２４】上記の表は、どのように３つの計測可能な
パラメータが組み合わされて全部の制御マップを構成す
るかを示している。例えば、計測可能なパラメータとし
てＲＰＭ（第〔２〕列）と傾斜角（第（Ａ）行）の２つ
を選んだ場合には、流量（第〔２〕列と第（Ａ）行の交
差部）を制御することができる。また、パラメータとし
て傾斜角と圧力（第〔５〕列）、及びＲＰＭ（第（Ｂ）
行）の３つを選んだ場合には動力（第〔５〕列と第
（Ｂ）行の交差部）を制御することができる。
パラメータが組み合わされて全部の制御マップを構成す
るかを示している。例えば、計測可能なパラメータとし
てＲＰＭ（第〔２〕列）と傾斜角（第（Ａ）行）の２つ
を選んだ場合には、流量（第〔２〕列と第（Ａ）行の交
差部）を制御することができる。また、パラメータとし
て傾斜角と圧力（第〔５〕列）、及びＲＰＭ（第（Ｂ）
行）の３つを選んだ場合には動力（第〔５〕列と第
（Ｂ）行の交差部）を制御することができる。
【００２５】回転速度（ＲＰＭ）は、ポンプの場合には
当然に駆動機により制御されることになるが、以下に示
す演算を完了するために計測する必要がある。これらの
パラメータの設定値は、１）内部の固定値に対する値と
して、２）所定の特性を得るために内部に記憶した、ま
たは演算した値として、または、３）装置に入力される
外部設定値に対する値として、定めることができる。上
述の実施形態では、外部信号は手動の指令信号発生器に
より与えられるが、外部信号は他の外部信号源、例えば
負荷、別のコンピュータ等により生成するようにしても
良い。
当然に駆動機により制御されることになるが、以下に示
す演算を完了するために計測する必要がある。これらの
パラメータの設定値は、１）内部の固定値に対する値と
して、２）所定の特性を得るために内部に記憶した、ま
たは演算した値として、または、３）装置に入力される
外部設定値に対する値として、定めることができる。上
述の実施形態では、外部信号は手動の指令信号発生器に
より与えられるが、外部信号は他の外部信号源、例えば
負荷、別のコンピュータ等により生成するようにしても
良い。
【００２６】図３と図４に示した実施形態の油圧装置の
作用は、スワッシュプレートがゼロ容量位置から第１の
方向、すなわち通路１８が入口通路となり通路１９が吐
出通路となる方向、に傾斜する場合には、図１の実施形
態の装置の作用と基本的に同一となる。この条件下で
は、電気油圧弁２７、２８がスワッシュプレートの傾斜
角度を制御することになる。
作用は、スワッシュプレートがゼロ容量位置から第１の
方向、すなわち通路１８が入口通路となり通路１９が吐
出通路となる方向、に傾斜する場合には、図１の実施形
態の装置の作用と基本的に同一となる。この条件下で
は、電気油圧弁２７、２８がスワッシュプレートの傾斜
角度を制御することになる。
【００２７】しかし、本実施形態の油圧装置において、
スワッシュプレートがゼロ容量位置から第２の方向、す
なわち通路１９が入口通路となり通路１８が吐出通路と
なる方向、に傾斜する場合には、電気油圧弁３７、３８
がスワッシュプレートの傾斜角を制御するために使用さ
れる。詳細には、電気油圧弁３７はコントロールポケッ
ト２１内の圧力を制御するためにコントロールポケット
２１と通路１９との間の流体の流れを制御し、電気油圧
弁３８はコントロールポケット２２内の圧力を制御する
ためにコントロールポケット２２と通路１８との間の流
体の流れを制御する。通路１８内の圧力と通路１９内の
圧力とのうち最大の圧力がレゾルバ４１を介して圧力検
出器３４に伝達される。但し、この運転におけるポンプ
回転方向は、図４で反時計方向とする。
スワッシュプレートがゼロ容量位置から第２の方向、す
なわち通路１９が入口通路となり通路１８が吐出通路と
なる方向、に傾斜する場合には、電気油圧弁３７、３８
がスワッシュプレートの傾斜角を制御するために使用さ
れる。詳細には、電気油圧弁３７はコントロールポケッ
ト２１内の圧力を制御するためにコントロールポケット
２１と通路１９との間の流体の流れを制御し、電気油圧
弁３８はコントロールポケット２２内の圧力を制御する
ためにコントロールポケット２２と通路１８との間の流
体の流れを制御する。通路１８内の圧力と通路１９内の
圧力とのうち最大の圧力がレゾルバ４１を介して圧力検
出器３４に伝達される。但し、この運転におけるポンプ
回転方向は、図４で反時計方向とする。
【００２８】
【発明の効果】上述のように、本発明の油圧装置では油
圧装置運転パラメータの値を電気的に検出し、この値を
電気的に演算処理してスワッシュプレートの傾斜角度を
制御することが可能となる。
圧装置運転パラメータの値を電気的に検出し、この値を
電気的に演算処理してスワッシュプレートの傾斜角度を
制御することが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態を示す可変容量アキシャル
ピストン式油圧装置の略示図である。
ピストン式油圧装置の略示図である。
【図２】図１の実施形態の構成を示す線図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示す可変容量アキシャ
ルピストン式油圧装置の略示図である。
ルピストン式油圧装置の略示図である。
【図４】図３の実施形態の構成を示す線図である。
１０…可変容量アキシャルピストン式油圧装置 １１…シリンダバレル １３…ピストンボア １４…ピストン １６…スワッシュプレート
Claims (16)
- 【請求項１】 周縁部に等間隔に配置された複数のピス
トンボアを有するシリンダバレルと、 前記各ピストンボアそれぞれの内部を往復動するピスト
ンと、 前記シリンダバレルの一方の端面近傍に傾動可能に取り
付けられ、ピストンストロークを調節するスワッシュプ
レートと、 それぞれ円弧状に形成された第１と第２の通路と、該第
１と第２の通路の互いに隣接する端部間に形成された少
なくとも１つのコントロールポケットと、を有するヘッ
ドアセンブリであって、該ヘッドアセンブリと前記シリ
ンダバレルの他方の端面とが摺接し、シリンダバレルが
回転するにつれて各ピストンボアが順に前記第１の通
路、前記コントロールポケット、前記第２の通路と連通
するヘッドアセンブリと、 前記第１と第２の通路のうちの一方と前記コントロール
ポケットとの間に配置され、各ピストンボアがコントロ
ールポケットに連通する際に、コントロールポケットと
前記通路の一方との間の流体の流れを制御する電気油圧
弁と、 指令信号を受信して、所望の運転パラメータの値を得る
位置にスワッシュプレートの傾斜角を調節する制御信号
を前記電気油圧弁に出力する制御手段と、 を備えた可変容量アキシャルピストン式油圧装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は前記指令信号を演算処理
するコントローラと、前記スワッシュプレートに作用上
接続されスワッシュプレートの傾斜角に応じた信号を出
力する傾斜角検出器とを備え、前記コントローラは前記
傾斜角に応じた信号を演算処理して運転パラメータが前
記所望の値に到達する時期を判定する請求項１に記載の
油圧装置。 - 【請求項３】 更に前記シリンダバレルを回転させる駆
動軸を備え、前記制御手段は前記駆動軸の速度に応じた
速度信号を前記コントローラに出力する速度検出器を備
え、前記コントローラは前記速度信号を演算処理し前記
傾斜角と速度信号とに基づいて前記制御信号を修正し運
転パラメータの前記所望の値を得るようにする請求項２
に記載の油圧装置。 - 【請求項４】 前記第１の通路は低圧通路であり、前記
第２の通路は高圧通路であり、前記制御手段は高圧通路
内の流体圧力に応じた圧力信号をコントローラに出力す
る圧力検出器を備え、前記コントローラは前記圧力信号
を演算処理して運転パラメータが前記所望の値に到達す
る時期を判定する請求項１に記載の油圧装置。 - 【請求項５】 更に前記シリンダバレルを回転させる駆
動軸を備え、前記制御手段は前記駆動軸の速度に応じた
速度信号を前記コントローラに出力する速度検出器を備
え、前記コントローラは前記圧力信号と前記速度信号と
を演算処理し、圧力信号と速度信号とに基づいて運転パ
ラメータの前記所望の値を得るようにする請求項４に記
載の油圧装置。 - 【請求項６】 周縁部に等間隔に配置された複数のピス
トンボアを有するシリンダバレルと、 前記各ピストンボアそれぞれの内部を往復動するピスト
ンと、 前記シリンダバレルの一方の端面近傍に傾動可能に取り
付けられ、ピストンストロークを調節するスワッシュプ
レートと、 それぞれ円弧状に形成された第１と第２の通路と、該第
１と第２の通路の互いに隣接するそれぞれの端部間に形
成された第１と第２のコントロールポケットと、を有す
るヘッドアセンブリであって、該ヘッドアセンブリと前
記シリンダバレルの他方の端面とが摺接し、シリンダバ
レルが回転するにつれて各ピストンボアが順に前記第１
の通路、前記第１のコントロールポケット、前記第２の
通路、前記第２のコントロールポケットに連通するヘッ
ドアセンブリと、 前記第１のコントロールポケットと前記第１の通路との
間に配置され、各ピストンボアが第１のコントロールポ
ケットに連通する際に、第１のコントロールポケットと
第１の通路との間の流体の流れを制御する第１の電気油
圧弁と、 前記第２のコントロールポケットと前記第２の通路との
間に配置され、各ピストンボアが第２のコントロールポ
ケットに連通する際に、第２のコントロールポケットと
第２の通路との間の流体の流れを制御する第２の電気油
圧弁と、 指令信号を受信して、所望の運転パラメータの値を得る
位置にスワッシュプレートの傾斜角を調節する第１と第
２の制御信号を前記第１と第２の電気油圧弁に出力する
制御手段と、 を備えた可変容量アキシャルピストン式油圧装置。 - 【請求項７】 前記制御手段は前記指令信号を演算処理
するコントローラと、前記スワッシュプレートに作用上
接続されスワッシュプレートの傾斜角に応じた信号を出
力する傾斜角検出器とを備え、前記コントローラは前記
傾斜角に応じた信号を演算処理して運転パラメータが前
記所望の値に到達する時期を判定する請求項６に記載の
油圧装置。 - 【請求項８】 更に前記シリンダバレルを回転させる駆
動軸を備え、前記制御手段は前記駆動軸の速度に応じた
速度信号を前記コントローラに出力する速度検出器を備
え、前記コントローラは前記速度信号を演算処理し前記
傾斜角と速度信号とに基づいて前記第１と第２の制御信
号を修正し運転パラメータの前記所望の値を得るように
する請求項７に記載の油圧装置。 - 【請求項９】 前記第１の通路は低圧通路であり、前記
第２の通路は高圧通路であり、前記制御手段は高圧通路
内の流体圧力に応じた圧力信号をコントローラに出力す
る圧力検出器を備え、前記コントローラは前記圧力信号
を演算処理して運転パラメータが前記所望の値に到達す
る時期を判定する請求項６に記載の油圧装置。 - 【請求項１０】 更に前記シリンダバレルを回転させる
駆動軸を備え、前記制御手段は前記駆動軸の速度に応じ
た速度信号を前記コントローラに出力する速度検出器を
備え、前記コントローラは前記圧力信号と前記速度信号
とを演算処理し、圧力信号と速度信号とに基づいて運転
パラメータの前記所望の値を得るようにする請求項９に
記載の油圧装置。 - 【請求項１１】 更に、前記第１のコントロールポケッ
トと前記第２の通路との間に配置され、各ピストンボア
が第１のコントロールポケットに連通する際に、第１の
コントロールポケットと第２の通路との間の流体の流れ
を制御する第３の電気油圧弁と、 前記第２のコントロールポケットと前記第１の通路との
間に配置され、各ピストンボアが第２のコントロールポ
ケットに連通する際に、第２のコントロールポケットと
第１の通路との間の流体の流れを制御する第４の電気油
圧弁とを備え、 前記制御手段は更に、運転パラメータの前記所望の値を
得る位置にスワッシュプレートの傾斜角を調節する第３
と第４の制御信号を前記第３と第４の電気油圧弁に出力
する、請求項６に記載の油圧装置。 - 【請求項１２】 前記制御手段は前記指令信号を演算処
理するコントローラと、前記スワッシュプレートに作用
上接続されスワッシュプレートの傾斜角に応じた信号を
出力する傾斜角検出器とを備え、前記コントローラは前
記傾斜角に応じた信号を演算処理して運転パラメータが
前記所望の値に到達する時期を判定する請求項１１に記
載の油圧装置。 - 【請求項１３】 更に前記シリンダバレルを回転させる
駆動軸を備え、前記制御手段は前記駆動軸の速度に応じ
た速度信号を前記コントローラに出力する速度検出器を
備え、前記コントローラは前記速度信号を演算処理し前
記傾斜角と速度信号とに基づいて前記第１、第２、第３
及び第４の制御信号を修正し運転パラメータの前記所望
の値を得るようにする請求項１２に記載の油圧装置。 - 【請求項１４】 前記第１の通路は低圧通路であり、前
記第２の通路は高圧通路であり、前記制御手段は高圧通
路内の流体圧力に応じた圧力信号をコントローラに出力
する圧力検出器を備え、前記コントローラは前記圧力信
号を演算処理して運転パラメータが前記所望の値に到達
する時期を判定する請求項１１に記載の油圧装置。 - 【請求項１５】 更に前記シリンダバレルを回転させる
駆動軸を備え、前記制御手段は前記駆動軸の速度に応じ
た速度信号を前記コントローラに出力する速度検出器を
備え、前記コントローラは前記圧力信号と前記速度信号
とを演算処理し、圧力信号と速度信号とに基づいて運転
パラメータの前記所望の値を得るようにする請求項１４
に記載の油圧装置。 - 【請求項１６】 更に、所望の運転パラメータの値を設
定するための指令信号を前記制御手段に出力する指令信
号発生器を備えた請求項６に記載の油圧装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/324,199 US5554007A (en) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | Variable displacement axial piston hydraulic unit |
| US324199 | 1999-06-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08226385A true JPH08226385A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=23262536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7266856A Pending JPH08226385A (ja) | 1994-10-17 | 1995-10-16 | 可変容量アキシャルピストン式油圧装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5554007A (ja) |
| JP (1) | JPH08226385A (ja) |
| KR (1) | KR100350194B1 (ja) |
| DE (1) | DE19538494A1 (ja) |
| FR (1) | FR2725759B1 (ja) |
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| JP2017180391A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日立建機株式会社 | 可変容量型斜板式油圧ポンプの容量制御装置 |
| CN111997857A (zh) * | 2020-08-29 | 2020-11-27 | 芜湖西南机械有限公司 | 一种电子传感控制斜盘式变量柱塞泵 |
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