JPS5912875B2 - 可変吐出し量ピストンポンプにおけるトルク制限装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトルク制限装置に係り、アキシャルプランジャ
ポンプを利用して形成されている。

本発明のトルク制限装置は、エンジンの回転出力を減速
して伝達するトランスミッション等ニ用いられる。

第１０図は本発明装置の用いられているトランスミッシ
ョンを示している。

このトランスミッションにおいては、内燃機関等の左ン
ジンａを稼動させてその出力軸すを高速回転させ、その
回転を減速歯車群Ｃによって減速し、アキシャルプラン
ジャポンプｄの駆動軸ｅを回転させる。

このアキシャルプランジャポンプｄから吐出された流体
は、流路ｆを通ってアキシャルプランジャモータｇ内に
流入して回転させ、再び流路ｆを通ってアキシャルプラ
ンジャポンプｄに還流する。

そして、アキシャルプランジャモータｇの回転はクラッ
チｈを介して出力軸ｉに伝達される。

本発明のトルク制限装置は、前記トランスミッションに
お℃・てエンジンａの出力軸すからアキシャルプランジ
ャモータｇへ伝達される駆動トルクを予め設定した値に
保持するものであり、要すれば駆動トルクが設定値以上
になるとアキシャルプランジャポンプｄからの流体の吐
出しを無くするようにして形成されている。

本発明を適用することのできるアキシャルプランジャポ
ンプの１つの形式は、回転シリンダブロック組立を有し
、その中に複数のピストンがシリンダブロックの軸線の
まわりに等間隔に配置されており、シリンダ内径は前記
の軸線に平行になっている。

シリンダブロックは駆動機構に対して、その駆動機構と
シリンダブロックとが同じ速度で回転するように連結さ
れている。

軸が回転するにつれて、任意の１つのピストンと開口面
との間の距離は絶えず変化する。

各ピストンは半回転の間は開口面から遠ざかる方向に動
作し、残り半回転の間は開口面に向って動作する。

吸引口からはピストンが遠ざかる場合に流体が吸引され
、吐出口からはピストンが近ず（場合に流体が吐出され
る。

本発明の目的は、簡単安価な製造が確保されるような便
利な形式のトルク制限装置であって、動力供給ユニット
からの利用可能ないかなるトルクにも適合するように、
現場での調整または制御を容易になすことができるよう
になっている、トルク制限装置を提供することにある。

本発明は、サーボモータピストンによって傾きを変化さ
せられる傾斜面と、駆動軸によって回転させられて内部
に装着された複数のピストンを前記傾斜面に沿て追従回
転せしめるシリンダロータと、アキシャルプランジャモ
ータに流路接続される吸引口および吐出し口とを備えた
アキシャルプランジャポンプを設け、 前記シリンダロータの回転によってジャーナル負荷が生
じる位置において、そのシリンダロータの外周面に向け
て供給する流体によりささえる２つの静水圧つりあいス
リッパを設け、 これらのスリッパに前記アキシャルプランジャポンプの
吐出し流体を前記供給流体として導び（ダクトを設け、 切換動作自在に内蔵されたスプール弁が通常位置にある
時には、前記アキシャルプランジャポンプの吐出し流体
を前記サーボモータピストンの駆動流体としてサーボシ
リンダの一方の接続点へ導びくとともに、このサーボシ
リンダの他方の接続点をために連通させ；前記スプール
弁が切換位置にある時には、前記吐出し流体を前記サー
ボシリンダの他方の接続点へ導びくとともに、前記一方
の接続点をアキシャルプランジャポンプの吸引口に連通
させるサーボ弁を設け、 前記アキシャルプランジャポンプの吐出し口から吐出さ
れた後に前記スリッパに達してジャーナル負荷とつり合
う圧力とされた流体の圧力が、予設定したトルク制限値
に相当する設定圧力より大きくなった時に前記サーボ弁
のスプール弁を通常位置から切換位置に切換動作せしめ
、その後前記流体の圧力が前記設定圧力より小さくなっ
た時に前記スプール弁を元位置に復位せしめるパイロッ
ト弁装置を設けた ことを特徴とするトルク制限装置にある。

一般に、第１０図に示すように、アキシャルプランジャ
ポンプが動力伝動の目的に用いられる場合は、通常予設
定最大ポンプ吐出し量を調整するための手動制御装置を
設けるとともに吐出し量を０にする無効化装置（ｏｖｅ
ｒｒｉｄｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ）を設け、これによっ
て、一面過負荷に対して伝動機素を保護するために伝動
圧力が予定値を超えた場合にポンプ吐出し量を減少せし
めるとともに、他面ポンプを駆動する機関または電動機
の過負荷を防止するために駆動トルクが予定値を超えた
場合にポンプ吐出し量を減少せしめることが必要である
。

理論ポンプ駆動ｌ・ルクはポンプ吐出し量と圧力差との
積であり、本発明のトルク制限装置はこの真実に基礎を
おいている。

従来のトルク制限装置は、ポンプの送出し圧力を受けて
サーボ弁を作動する１つのプランジャを包含し、これに
よりサーボモータを介してポンプ吐出し量を調整してお
り、前記プランジャの動作はサーボモータの動作に応答
するカムにより変動せしめられるばね負荷によって対抗
され、従って該ばね負荷はポンプ吐出し量に反比例する
ものである。

このようなトルク制限装置は複雑で製作費も高く、しか
もそれらはトルク動力計を組み込んだ特殊の試験設備に
よるのでなげれば正確に調整することができない。

このようなトルク制限装置はまた、絞りの開きの範囲を
通じて作動するガソリン機関の変動するトルクのような
、変動する有効トルクに適合する調和のとれた調整をす
ることができない。

本発明は、アキシャルプランジャポンプにおげろロータ
をささえるジャーナルの負荷はポンプ吐出し量と作動圧
力との積であり、従ってジャーナル負荷は理論駆動トル
クに比例するという、正しい判断に基礎をおいている。

本発明に従えば、前記のトルクに応答するジャーナル負
荷はスリッパによりある流体圧力に転換され、従ってそ
の流体圧力は理論ポンプ駆動トルクに比例する。

この圧力は、サーボ弁を作動してポンプ吐出し量を調整
するために、プランジャに付与されている予め設定され
た調整負荷例えば駆動トルクと反対方向からそのプラン
ジャに加えられる。

本発明は、種々なる動力セツティングのもとでの原動機
からの有効トルクに適合するようにポンプ駆動トルクに
変動を与え、それによって負荷を変動せしめるための新
規なる手段を包含する。

本発明は、特定の形式の静水圧つりあいスリッパについ
て記載はしたけれども、静水圧がトルク反応負荷をささ
えるものである限り、いかなる設計の静水圧つりあいス
リッパによっても等しく作動されるように適用し得るこ
とも勿論である。

他の制御装置に関する本発明の詳細な説明するために、
ある１つの適当な完全制御装置を記載はしたけれども、
本発明がかかる制御装置またはそれに用いたサーボモー
タの型式および細部に限定されるものでないこともまた
勿論である。

次に本発明の実施の態様の一例を添付図面について説明
する。

第１図は本発明に利用されるアキシャルプランジャポン
プの縦断面を示し、ポンプのシリンダロータ１は、平面
スリッパに対する玉継手３を持った符号２のようなプラ
ンジャを有する、９つの軸向きシリンダを包含し、前記
のスリッパは部分円筒素子１０の可変角傾斜面４に支承
されるとともに、該傾斜面４に対しスリッパ保持板５に
よって接触保持されている。

シリンダロータ１は、第１０図の駆動軸ｅに相当する駆
動軸８を介してスラスト軸受９に反作用する多数のばね
７によって、その開口面６に対して弾圧するようにして
装荷されている。

傾斜面４は、ハウジングの端ぷた１１内に支承された部
分円筒素子１０上にあり、かつ該傾斜面４０角度は、部
分円筒素子１０上に形成された歯とかみあうラック１３
を介して、サーボモータピストン１２′の動作によって
可変調整される。

このサーボモータピストン１２は円筒素子１０をどの方
向にも約２０°の傾斜角まで回転せしめることができ、
それによって各プランジャ２０行程および各開口を通る
流れの方向を変えることができる。

部分円筒素子１０が図示の位置にありかつポンプが駆動
軸８の端から見て時計回りに駆動される場合・は、送出
しは第２図に示される口Ａからになり、この口は以後前
進高圧口と呼ぶ。

また部分円筒素子１０が反対方向に傾斜せしめられた場
合は、送出しは以後前進高圧口と呼ぷ口Ｂからとなる。

本発明においては、この部分円筒素子１０は設定トルク
以内の平常運転中では必ず最大傾斜状態に保持され、設
定トルク以上になると傾斜を減少せしめられるように動
作する。

駆動軸８には高度のたわみ性が付与されており、従って
シリンダロータ１は平らな開口面６に対して自由に自動
調心されるようになっており、またシリンダロータ１は
４つの部分球面スリッパ１４゜１５．１６によって所定
の位置に支承されている。

傾斜面４が図示の方向に傾斜している場合は、シリンダ
ロータ１におけるジャーナル負荷はスリッパ１４にかか
る。

すなわち、各ピストン２を傾斜面４に向けて軸方向に押
圧するポンプ圧力は、傾斜面４においてその傾斜面４と
直角方向分力と鉛直下方向分力にと分けられる。

そして、この鉛直下方向分力の総和がジャーナル負荷と
して下方のスリッパ１４に作用する。

これと反対に、傾斜面４が反対方向に傾斜せしめられた
場合は、ジャーナル負荷はスリッパ１５にかかることに
なる。

また、シリンダロータには理論的に横向き荷重（第１図
の紙面垂直方向の荷重）はなく、よって第２図に部分断
面で示されるようなスリッパ１６は、位置設定のために
のみ両側に配置されている。

スリッパ１４と１５とは、ジャーナル負荷に対して流体
静力学的につりあわされている。

すなわち、スリッパ１４，１５０パツドとシリンダロー
タ１の外周面との間に形成される軸受は空間には流体が
接続点Ｃ，Ｄを通して供給される。

この流体はその軸受は空間からパッドとシリンダロータ
１との間の微小間隙を通ってポンプハウジング内に流入
し、シリンダローター１をスリッパ１４゜１５０内面か
ら微小距離だけ浮上させる。

そして、この浮上距離はシリンダロータ１を通して各ス
リッパ１４，１５に付与されるジャーナル負荷の大きさ
に応じて変化せしめられる。

例えば、第１図のように傾斜面４が傾むいている場合に
は、シリンダロータ１が高速回転してスリッパ１４に作
用するジャーナル負荷が大きいとスリッパ１４からのシ
リンダロータ１の外周面の浮上距離が小さくなり、逆に
シリンダロータ１が低速回転してジャーナル負荷が小さ
いとその浮上距離が大きくなる。

そして、この浮上距離は稼動中のシリンダロータ１に作
用するトルク即ちジャーナル負荷と自動的につり合わせ
られて一定距離で定位する。

また、それらスリッパ１４，１５は、例えば、符号Ｃお
よびＤを付した接続点を通して、制限オリフィス２４ま
たは２５を介して最高口ＡまたはＢの圧力に連通される
。

各スリッパ１４，１５０球面における封じ面積は、駆動
軸８の最大回転速度時に生じる最大ポンプ吐出し量にお
ける所要条件に対して十分な大きさのものである。

所要の流体静力学的つりあい圧力は、ポンプ吐出し量が
減少するにつれてしだいに口圧力よりも小さくなる。

このような状況のもとでは、スリッパ１４，１５はその
球面に小さなすきまかあ−って作動し、よって生ずる漏
れは制限オリフィス２４，２５に対応する圧力低下をも
たらす。

ポンプハウジングの内側は後述するように低圧口におけ
る圧力と同じ圧力に保持される。

従ってジャーナル負荷は高圧口圧力と低圧口圧力との圧
力差と傾斜面の角度のタンジェントどの積に比例する。

ポンプ駆動トルクも理論的にこれら２つの変数の積に比
例するから、各スリッパ１４，１５における静水圧は理
論駆動トルクに比例する。

本発明に従えば、負荷されたスリッパ１４，１５におけ
るこの静水圧は、後述するようにパイロット弁装置３８
のプランジャ４０に付与されてトルク制限装置に対する
信号として用いられる。

サーボシリンダの両端は符号ＥおよびＦを付した接続点
で示され、また第１図および第２図において符号Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄ、ＥおよびＦを付した各接続点は、第３図の制
御装置線図においても同じ符号を付して示されている。

第３図はスリッパ１４，１５の支承水圧ｋ、圧力応答機
構を形成するサーボモータピストン１２に導く圧力伝達
機構の全体を示しており、図において、低圧ポンプ１７
はため１８から液をくみ上げる。

その送出し圧力は低圧調整弁１９のセツティングによっ
て制限される。

液はダクト８１を通ってアキシャルプランジャポンプの
ノーウジングの内側に送り出され、かつその内側からダ
クト８２を経て更に低圧口となるどちらかの口Ａまたは
Ｂに逆止め弁２０または２１の一方を経て流入する。

時計回り前進状態のもとでは口Ａが高圧側となり、口Ｂ
が低圧ポンプから逆止め弁２０を経てチャージされる。

ポンプの口ＡおよびＢからのダクトは、逆止め弁２２お
よび２３を有するとともにその下流側は相互に連絡され
ていて、選ばれた最高圧力本実施例では口Ａの圧力を制
限器２４および２５を経て第１図について記載したよう
な接続点ＣおよびＤを通してそれぞれスリッパ１４およ
び１５に供給する。

そして、一方のスリッパ１４に供給された口Ａの圧力は
ジャーナル負荷とつり合って支承静水圧となり、他方の
スリッパ１５に供給された口Ａの圧力を有する流体はシ
リンダロータ１の外周面との微小間隙を通してポンプノ
・ウジング内に流入し、ダクト８２を経て口Ｂ側に流入
する。

そして、逆止め弁２２および２３からの選ばれた最高圧
力はダクトＧを通して手動逆転弁２６の中央回廊に供給
される。

この逆転弁２６はまた上下の小さい回廊２８，２９と、
一端に向う中心穴とを有し、その中心穴は途中のパイロ
ット弁装置３８を経てため１８にダクト連絡されている
。

手動逆転弁２６の・・ウジフグ２フ内に形成された２一
つの回廊２８および２９は、第３図状態にあるサーボ弁
３０を介して伝動ポンプのサーボモータピストン１２の
サーボシリンダに接続点ＥおよびＦを通してそれぞれダ
クト連絡されている。

第３図において手動逆転弁２６は中央回廊に導かれた最
高圧力を回廊２８およびサーボ弁３０を通してサーボモ
ータの接続点Ｅに供給する位置において示されており、
このときの接続点Ｆはサーボ弁３０、回廊２９およびパ
イロット弁装置３８を経て前記のため１８に接続されて
いる。

この接続状態においてはサーボモータピストン１２を第
１図に示されるような最大ポンプ押しのけ量の位置に動
作せしめる。

一方、逆転弁２６が第３図において上昇動作をすると、
接続点ＥとＦとの圧力を逆転せしめてサーボモータピス
トン１２を第３図において下方に移動させ他の極端位置
に動作せしめる。

また、サーボ弁３０は口Ａ、Ｂと接続点Ｅ、Ｆとの接続
状態を切換えるものであり、一端に拡大ピストン３２を
有するスプール弁３１を包含し、前記の拡大ピストン３
２は、シリンダ３３内を上下往復動するとともに、ばね
３４によって図示の位置と反対の方向即ち下方に弾圧さ
れている。

そのばね室とスプール弁３１の遠隔端とは、ため１８に
ダクト８３を通して連絡されている。

低圧ポンプ１７の送出し口は制限器３５を介してシリン
ダ３３にダクト接続されており、このシリンダ３３内に
作動油を供給することによってスプール弁３１を、手動
逆転弁２６の動作に応答してサーボ弁３０の作動に影響
を与えない図示の通常位置に、ばね３４の負荷に抗して
動作せしめるようになっている。

また、このスプール弁３１は下端方向に切換動作されて
最下端の切換位置に達すると、前記口Ａ、Ｂと接続点Ｅ
、Ｆとの接続状態を切換える。

サーボ弁３０の回廊３６および３Ｔは、アキシャルプラ
ンジャポンプの口ＡおよびＢにそれぞれダクト接続され
ている。

第３図の状態から後述するように、パイロット弁装置３
８の弁４１，４２のいずれかが開いて、シリンダ３３が
ダクトＫ、パイロット弁装置３８内およびダクトＨを通
してため１８に連結されれば、スプール弁３１はばね３
４によりシリンダ３３内の圧力媒体をため１８へ排出せ
しめつつ図示の方向と反対の下方の切換位置に移動させ
られて、手動逆転弁２６に接続されている回廊をしゃ断
するとともに、ポンプの口ＡおよびＢを回廊３６および
３７を通してサーボモータシリンダの接続点ＦおよびＥ
にそれぞれ連通せしめる。

これにより接続点ＦおよびＥに作用する圧力状態が第３
図の状態と逆転して、接続点Ｆ側のサーボモータシリン
ダが高圧となり、サーボモータピストン１２が接続点Ｅ
側に移動し、傾斜面１４の傾きを小さくし、ポンプの吐
出し量を減少せしめる。

しかし、ポンプ吐出し量はゼロとなるだけであり、口Ｂ
側を吐出側とすることはできない。

なぜならこれは、口Ｂを高圧口としなげればならないか
らである。

この作動は、手動逆転弁２６が反対の位置に動作せしめ
られた場合も同様である。

そして、この逸走状態が継続すると（傾斜面の傾きをＯ
としたポンプ始動時においても同じ。

）、合口Ａ、Ｂの圧力はパイロット弁装置３８の合弁４
Ｌ４２の調整ばね４３，４４による閉鎖力より小さくな
るので弁弁４Ｌ４２は閉塞される。

そして、サーボ弁３０のシリンダ３３内に低圧ポンプ１
７からの圧力流体が充填されスプール弁３１が上昇して
第３図の通常位置の状態に復位する。

そして、この時手動逆転弁２６は同図に示すように前進
セツティングされているので、合口Ａ。

Ｂの圧力がダクトＧ、手動逆転弁２６、サーボ弁３０を
通してサーボモータシリンダのＥ接続点に作用し、サー
ボモータピストン１２がＦ接続点方向に押上げられ、傾
斜面１４が部分円筒素子１０とともに第１図の最大傾斜
方向に傾むいて行く。

これにより、口Ａの方が高圧口となり、スリッパ１４の
支承静水圧となる。

また、ポンプの逆時計回りに対しては、手動逆転弁２６
を上に引上げて口ＡおよびＢから回廊３６および３７へ
の接続を逆にしさえすればよいのである。

本発明のようにアキシャルプランジャポンプを用いてト
ルク制限装置を形成する場合には、ポンプの過負荷を防
止するために予定された最大圧力において傾斜面１４の
傾きを０としてオフストロークとする（からまわりさせ
る）とともに、ポンプを駆動する動力設備の過負荷を防
止するために予定された最大ポンプ駆動トルクにおいて
オフストロークとするように、ポンプを失速せしめるた
めの手段を設けてトルク制限を行なうことが必要である
。

本実施例は駆動トルクが設定値以上となったときにオフ
ストロークとするためパイロット弁装置３８を設けてい
る。

このパイロット弁装置３８は、弁４１および４２に支承
された２つの小さいプランジャ３９および４０を有する
。

この２つの弁４Ｌ４２は調整ばね４３および４４により
それらの座に閉弁するようにすなわち第３図において左
方向に押圧されて装荷されている。

駆動トルクを設定するためには弁４２のみで十分に動作
するが、本実施例においてはポンプの吐出し圧力の最大
値をも制限するために他の弁４１を設けている３一方の
弁４２はサーボ弁３０のシリンダ３３に接続されたダク
）Ｋを開閉してため１８と連通させるように形成されて
いる。

この弁４２のプランジャ４０には、スリッパ１４もしく
は１５の支承静水圧が高圧選択弁４５およびダクトＪを
通して開弁力として第３図右方に作用しており、この支
承静水圧が予設定圧力を越えたとき、すなわち駆動トル
クが予設定値（調整ばね４４の第３図左方に向う弾力）
を越えた時に開弁されてポンプをオフストロークとする
。

この予設定値は調整ばね４４の背部のねじを進退させて
ばねの押圧力を変えることにより行なう。

このパイロット弁装置３８の吐出し室は前記のため１８
に制限オリフィス５１を通してダクト接続されている。

他方の弁４１はサーボ弁３０のシリンダ３３に接続され
たダクトＫを開閉するとともに、開弁じた時にはダクト
Ｋをため１８と連通させるように形成されている。

この弁４１は口ＡもしくはＢの高圧が予設定した最大圧
力を越えた時に開弁されてポンプをオフストロークとす
る。

すなわち、口ＡもしくはＢの高圧がダクトＧを経て直接
プランジャ３９に弁４１の開弁力として第３図右方向に
作用するとともに、この開弁力に抗する調整ばね４３の
第３図左方向に向う弾力が予設定した最大圧力の値とし
て閉弁力として作用せしめられている。

しかして調整ばね４３の弾力を変えて最大圧力の予設定
値を適宜変更する。

次にこれらの弁４Ｌ４２の動作を説明する。

口ＡおよびＢからどちらか高い方の圧力がダクトＧによ
ってプランジャ３９の端に供給されるから、もしこの圧
力が過剰であれば弁４１が開いてシリンダ３３内の流体
をため１８に逃し、前記のようにサーボシリンダの接続
点Ｅ、Ｆの圧力状態を逆転させてポンプをオフストロー
クにして失速せしめる。

一方、アキシャルプランジャポンプの吐出し流体の一部
は制限器２４，２５を通ってスリッパ１４．１５に到達
し、シリンダロータ１の回転を支承する。

そして、これらのスリッパ１４および１５における支承
静水圧のうち高い方が高圧選択弁４５およびダクトＪを
介してプランジャ４０の端に通じている。

従ってこのプランジャ４０はジャーナル負荷をささえて
いるいずれか一方のズリツバにおける静水圧（第３図に
おいては高圧のスリッパ１４の圧力）に応答する。

この静水圧は理論駆動トルクに比例するゆえ、プランジ
ャ４０を第３図右方た抑圧する力すなわち弁４２の開弁
力はポンプの駆動トルクに応答する。

もしこの開弁力が圧力調整ばね４４の弾力すなわち予設
定トルクより太きければ、弁４２が開いてサーボ弁３０
におけるシリンダ３３内の流体をため１８に逃し、前記
と同様にしてポンプの吐出し量を減少変動せしめてポン
プの駆動トルクを制限する。

このようにパイロット弁装置３８はポンプの口Ａもしく
はＢの高圧力と、スリッパ１４もしくは１５の支承静水
圧に応答する駆動トルクとのいずれかが予設定値を越え
た場合に、ポンプをオフストロークとして、ポンプが過
剰動作しないようにすなわち駆動トルクを制限する。

そして、オフストロークの後スプール弁３１が上昇して
第３図の通常位置状態に復位すると、再び接続点Ｅを通
して流体がサーボモータピストン１２の下面に供給され
、このピストン１２が上昇し、傾斜面１４が第１図の最
大傾斜位置まで傾斜して行く。

また、本実施例では第３図のサーボモータピストン１２
の部分にトルク制限装置の動作を安定化するカム４９、
カムころ４８およびピストン４７が設けられている。

これは、ポンプの吐出し口ＡもしくはＢがらの高圧によ
ってサーボモータピストン１２を所定動作させてトルク
制限を行なう場合には、特にそのポンプの吐出し量が少
ないとき、すなわち口ＡもしくはＢの高圧が低い場合に
はサーボモータピストン１２を円滑かつ適正に動作させ
られないおそれがあるからである。

なぜなら、サーボモータピストン１２の動作制御に用い
られる流体は、ポンプの吐出し量の一部分であり、その
圧力の変化率は流量が多い場合より少ない場合の方が大
きいこととなる。

ところが、このポンプの吐出し量の少ない部分すなわち
駆動トルクが小さい部分で最大トルク制限を行なうよう
に調整ばね４３，４４０強度を調整すると、ちょっとし
た吐出圧力の上昇によっても直ちにいずれかの弁４Ｌ４
２が開いてポンプがオフストロークされてしまい、傾斜
面１４が安定した傾きを維持できな℃・。

そこで本実施例では最大トルク制限が小さい場合には自
動的に合弁４Ｌ４２の閉止力として作用するパイロット
弁装置３８内の流体圧力を大きくするように形成してい
る。

更に説明すると、ピストン４７はシリンダ５０内を往復
動するものであり、その中心穴を通してポンプハウジン
グ内の圧力がその外方端部に供給されるので常に第３図
左方に押されている。

カムころ４８はこのピストン４７に押されてサーボモー
タピストン１２の背面に形成されたカム４９に接触せし
められている。

一方、ピストン４７より左側の輪形シリンダ室はダクト
Ｌを通してパイロット弁装置３８のばね室と制限オリフ
ィス５１の上流側で連通している。

そして、カム４９の形状は、サーボモータピストン１２
が中間位置にあって部分円筒素子１０が傾斜していない
場合にはピストン４７がポンプハウジング内に大きく突
出して、このピストン４７より左側の輪形シリンダ室の
容積を減少させ、一方サーボモータピストン１２が最上
または最下位置にあって部分円筒素子１０が最大に傾斜
している場合にはピストン４７のポンプハウジング内へ
の突出長さを小さくしてこのピストン４７より左側の輪
形シリンダ室の容積を増大させる形状とされている。

すなわちカム４９はピストン４７のポンプハウジング内
への突出長さと部分円筒素子１０の傾斜量とを逆関数的
に関係せしめた形状とされている。

このピストン４７とパイロット弁装置３８およびスプー
ル弁３１の関連動作を説明する。

今、駆動軸８０回転数が小さく吐出し量も小さく、設定
最大トルクも小さいとする。

この場合にエンジンの出力が上昇して駆動軸８がより速
く回転し、この駆動トルクの上昇に伴なって最高吐出し
口Ａから吐出し圧力が上昇し、スリッパ１４における支
承静水圧も上昇し、高圧選択弁４５およびダク）Ｊを通
してグランジャ４０および４２に作用する圧力が上昇し
、弁４２が開弁する。

これによりサーボ弁３０のシリンダ３３内の圧力媒体が
ばね３４に押圧されてダクトＫ、弁４２を経てため１８
に流出せ１−められ、スプール弁３１が切換位置へ向け
て下降する。

これによりＥ、Ｆ接続点への口Ａ、Ｂの接続状態が逆転
し、口Ａが回廊３６を通してＦ接続点に連結され、口Ｂ
が回廊３７を通してＥ接続点に連結される。

これによりサーボモータピストン１２が下降を開始し、
そのカム４９とカムころ４８を介して係合しているピス
トン４７が第３図において左行する。

このピストン４７の左行速度はカム４９の形状に応じて
急速となる。

そしてシリンダ５０からダク）Ｌを通して排出された圧
力媒体は、制限オリフィス５１によりため１８方向への
流出を絞られるため、パイロット弁装置３８の封じピス
トン５２，５３０ある室内に流入せしめられ、その室内
の圧力を上昇させる。

この圧力上昇により弁４２を左方に押圧する閉弁力も上
昇し、弁４２が閉弁される。

これによりダクトＫを通じて行なわれていたシリンダ３
３内の圧力媒体のため１８への排出が阻止され、スプー
ル弁３１がバネ３４０弾力に抗して通常位置へ向けて上
昇し、回廊３６の開口面積が除徐に絞られて行く。

これによりＦ接続点への口Ａからの吐出し流体の送給量
も絞られてサーボモータピストン１２の下降速度が減少
する。

そして終には、スプール弁３１が第３図の通常位置状態
まで上昇して、Ｅ、Ｆ接続点への口Ａ、Ｂの接続状態が
元の状態に戻り、サーボモータピストン１２が完全にオ
フストロークとなる前に上昇して第３図の状態に戻り、
定常運転が再開される。

このようにしてポンプの吐出し量が少なくしかも設定ト
ルクも小さい場合においても、駆動トルクが設定トルク
に到達する度にサーボモータピストン１２を完全にオフ
ストロークとさせることなしにポンプ作用を継続的に行
なうことができる。

次に、本実施例の動作をまとめて説明する。

エンジンの始動前において、手動逆転弁２６、サーボ弁
３０およびパイロット弁装置３８は第３図の状態にあり
、サーボモータピストン１２が中間位置にあるとする。

この状態でエンジンを始動させて駆動軸８を回転させる
とともに低圧ポンプ１７を始動させる。

これによりシリンダロータ１がエンジンの回転速度に応
じた速度で回転する。

これにより口Ａ、Ｂから若干の作動流体が流出し、ダク
トＧ、手動逆転弁２６、サーボ弁３０および接続点Ｅを
通してサーボモータピストン１２の下方に送給され、サ
ーボモータピストン１２を押上げる。

この押上げに伴って部分円筒素子１０が第１図の方向に
傾斜して行き、口Ａからの流出流体の圧力が更に上昇し
、これに伴ってサーボモータピストン１２が更に急上昇
し、第１図および第３図の最頂部に達し、部分円筒素子
１０が最大傾斜位置に達する。

この上昇時にサーボモータピストン１２の上部の流体は
、接続点Ｆ、サーボ弁３０、手動逆転弁２６、パイロッ
ト弁３８およびダクｌ−Ｈを通してため１８へ排出され
る。

駆動軸８０回転による駆動トルクが調整ばね４４による
設定トルクより小さく、口Ａから吐出し圧力が調整ばね
４３による設定圧力より小さい場合には、部分円筒素子
１０および傾斜面４が第１図のように最大傾斜位置に維
持されたままであり、口Ａからの吐出し流体は流路接続
されたアキシャルプランジャモータに駆動流体として送
給され、そのアキシャルプランジャモータを回転させた
後に口Ｂ内へ吸込まれる。

また、エンジンの回転数が上昇して駆動軸８による駆動
トルクが上昇し、設定トルクより高（なると、弁４２が
開弁されスプール弁３１が切換位置まで下降して接続点
Ｅ、Ｆへの口Ａ、Ｂの接続状態が逆転し、サーボモータ
ピストン１２が下降し、オフストロークされる。

これにより、アキシャルプランジャモータへの作動油の
送給が停止され、アキシャルプランジャモータの過回転
が防止され、駆動トルクの伝達が設定トルク以内に保た
れる。

このようにポンプがオフストロークされると口Ａからの
吐出し圧力が減少し、同時に高圧選択弁４５およびダク
トＪを経てプランジャ４０へ作用するスリッパ１４の静
水圧も減少し、調整ばね４４の弾力より小さくなると弁
４２が閉弁される。

これによりため１８に連通していたダク）Ｋが閉じられ
、サーボ弁３０のシリンダ３３内に低圧ポンプ１７から
送給されている作動油が流入し、スプール弁３１がばね
３４０弾力に抗して押上げられ、第３図の通常位置状態
に復位し、サーボモータピストン１２の接続点Ｅ、Ｆへ
の口Ａ、Ｈの接続が第３図の状態に戻り、そのサーボモ
ータピストン１２が上昇し、再びポンプの定常運転が開
始される。

また、ポンプの吐出し圧力が調整ばね４３の予設定圧力
を越えた場合にも弁４１が開き、前記と同様にしてポン
プがオフストロークとなり、その後吐出し圧力が予設定
圧力より低くなると弁４１が閉じ、通常運転が再開され
る。

第４図は、第３図の手動逆転弁２６およびサーボ弁３０
に代って、吐出し量の手動制御を行なうことのできる１
つの弁を示す。

手動制御レバー５４は、ハウジング５６内の円筒状の日
付きスリーブ５５を回転せしめる。

その日付きスリーブ５５の内側の円柱状の回転弁素子５
７は手動制御レバー５４０反対側に扇形歯車５８を有し
、この扇形歯車５８は第１図の部分円筒素子１０に付設
された歯車５９、またはサーボモータピストン１２上に
形成されたラックによって駆動される。

いずれの場合においても、その歯車５８，５９のあるハ
ウジング５６内の歯車室はポンプバウシングの内側に連
通しており、低圧ポンプ１７からの圧力を受けている。

この圧力は歯車５９，５８で駆動される回転弁素子５７
０輪形面積上に作用し、かつ制限オリフィス６１を経て
反対側にあるシリンダ６０に連通される。

通常シリンダ６０内のピストンは面積の差に基づいて作
用する圧力によって図示の位置に動作せしめられるが、
シリンダ６０がため１８に連通されたときは、歯車室内
の圧力よりシリンダ６０内の圧力が低いので歯車５９，
５８で駆動される回転弁素子５７は図かられかるように
左に移動せしめられる。

このシリンダ６０は第３図のシリンダ３３に相当し、逃
し弁は第３図のパイロット弁装置３８について述べたそ
れらと同様であり、また接続には第３図の線図における
と全く同じである。

この弁を第４図、第７〜９図により更に説明する。

ハウジング５６にはスリーブ５５に面する内面に各日Ａ
、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに連通した環状溝５６Ａ、５６Ｂ
、５６Ｅ、５６Ｆ、５６Ｇ。

５６Ｈが設げられている。

スリーブ５５には各環状溝５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｅ、５
６Ｆ、５６Ｇ。

５６Ｈに連通し、回転弁素子５７に向けて直径方向に対
向して開口する連通孔５５Ａ、５５Ｂ２５５Ｅ、５５Ｆ
、５５Ｇ、５５Ｈが穿設されている。

そして第７図から第９図に示すように連通孔５５Ａと５
５Ｂ、５５Ｅと５５Ｆ、５５Ｇと５５Ｈとが同一位置に
９０度の間隔に設けられている。

回転弁素子５７には軸方向中心孔５７ａが設けられてお
り、この軸方向中心孔５７ａの右端はスリーブ５５の内
部空間に開口し、左端は立上がり部５７ｂを通してスリ
ーブ５５の左端面部の輪形室５５ｐに開口している。

また、回転弁素子５７の軸方向中間部外周には、軸方向
に配列された連通孔５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｅ、５５Ｆ。

５５Ｇ、５５Ｈを相互に連通ずる４本の連通溝５７ｃと
各連通孔５５Ａ・・・・・・５５Ｈを閉塞する４箇所の
閉塞部５７ｄを９０度間隔に設けている。

符号ＡおよびＢを付した口は、第３図のポンプの同じ符
号を付した口にダクト接続される。

符号ＥおよびＦを付した口は第３図のサーボモータシリ
ンダの同じ符号を付した端にダクト接続される。

符号Ｇを付した口は、第３図に同じ符号を付した選ばれ
た最高圧力のダク）Ｇに接続される。

符号Ｈを付した口は前記のため１８に接続され、またこ
の日Ｈは、回転弁素子５７を包含するスリーブ５５の右
端、および中心孔５７ａを通してスリーブ５５の外径に
等しい直径を持った輪形室５５ｐに常に開口している。

図示のような通常の作動位置においては、その位置から
弁スリーブ５５を４５度回転させると、サーボシリンダ
の口ＥおよびＦを回転弁素子５７の連通溝５γｃ、５γ
Ｃを介して選ばれた最高圧力の口Ｇまたはための口Ｈに
連通せしめる。

このような状態のもとでは口ＡおよびＢは閉鎖されてい
る。

もし第３図における弁４１または４２のどちらカカ開か
れれば、それらの弁はシリンダ６０をパイロット弁装置
３８を通してため１８に連通し、回転弁素子５７を軸向
きに左側にすべらせる。

これは口ＨおよびＧの連通溝５７ｃとの連通を断ち、口
ＡおよびＢを連通溝５７ｃに開く。

従って口Ａは口Ｆを経てサーボモータの一方のサーボシ
リンダに連通し、また口Ｂは口Ｅを経て他方のサーボシ
リンダに連通ずる。

かくしてこの弁は、第３図について述べたサーボ弁３０
と同様に作動する。

トルク制限用の弁４２に負荷するための調整ばね４４に
は第３図のように調整ねじが付されている。

しかしながらこのねじを、原動機の制御装置に連続され
たカム軸により作動される押し棒によって置き換えれば
、ポンプ駆動トルクが原動機動力制御装置のセツティン
グの１つの関数となることは明らかである。

ポンプ駆動トルクを原動機動力制御装置のセツティング
の関数として制御する好ましい１つの方法は、所要のト
ルク線が原動機による有効トルク線と交さするまで、制
御トルクを原動機の速度の制御関数として増大せしめる
ことである。

このことは第５図における曲線によって例示される。

曲線ａ１〜ａ５は、ディーゼル機関の与えられた絞りの
開きまたは与え′られた燃料ポンプの流量に対する原動
機のトルク出力を示す。

曲線すは、機関速度の二乗に比例して増大するある負の
定数を持った制御トルク線を示し、従って機関速度が最
大機関速度の１５％以下ではトルク負荷がゼロとなり、
また最大機関速度の４０％においてトルク負荷は１００
％に増大する。

機関の実際の制御条件は、曲線ａと曲線すとの交さ点に
ある。

トルク制御に対して、曲線ｂ１ は最小の制御セツテ
ィングを示し、また曲線ｂ２は最大の制御セツティング
を示すものであるが、原動機動力の種種なる所要条件に
対しては、これら両限界間に他の任意の曲線を設けるこ
とができる。

これら所望の制御特性を得る１つの方法は第６図の弁装
置に示されており、この図にはトルクの制限を行なう弁
４２、低圧ポンプ１７、ため１８、および低圧調整弁１
９が示されている。

この弁装置への接続点に付した文字のうち、Ｊはスリッ
パ１４．１５からのトルク応答静水圧：には第３図にお
けるサーボ弁装置３０または第４図に示された装置に同
じ文字で表示されたパイロット圧力、そしてＬは第３図
におけるシリンダ５０からの安定化圧力を示す。

次に、この弁装置の動作を説明する。

この弁装置は、第３図のパイロット弁装置３８において
弁４２の閉弁力調整を調整ばね４４のばね弾力を変化さ
せて行なっていたのを、エンジンの回転速度の変化に応
じて行なうようにしたものである。

エンジンによって回転駆動される低圧ポンプ１１から吐
出された流体は、可変オリフィス６２の上流側でピスト
ン６３の右側シリンダ内に流入させられ、その可変オリ
フィス６２の下流側でピストン６３の左側シリンダ内に
流入させられる。

この可変オリフィス６２の上流側圧力は下流側圧力より
高いので、この圧力差に基づいてピストン６３がばね６
４０弾力に抗して左行させられ弁４２の閉弁力として作
用する。

従って、低圧ポンプ１７の回転速度が大きくなると弁４
２の閉弁力すなわち予設定トルクも大きくなる。

この予設定トルクの大きさは、Ｋ１Ｎ２−に２ となる
。

ここで、Ｎはエンジンの回転速度であり、Ｋ１ は可変
オリフィス６２のセツティングいかんによって変わる定
数、Ｋ２はばね６４の強さからなる負の定数である。

この予設定トルクに１Ｎ２−に２は、Ｎを変数とする二
次曲線となり、Ｋ１゜Ｋ２の変化により第５図における
ｂｌ およびｂ２のような制御トルク線を与えることと
なる。

従って、Ｊに作用するスリッパ１４または１５の静水圧
が予設定トルクに、Ｎ”Ｋ２ より大きくなると弁４
２が開放される。

また、第３図におけるシリンダ５０からダクトＪを通し
て送給される圧力媒体が、第６図の弁装置において接続
点りを通して弁４２を閉弁する方向に供給されるので、
前記と同様に予設定トルクが小さい場合でもポンプが安
定的に動作される。

このように本発明のトルク制限装置はエンジンからアキ
シャルプランジャモータへ伝達される駆動トルクを、確
実に予設定値以内とすることができ、過負荷状態での過
回転を防止することができ、信頼性が高い等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施の態様の一例を示す。 第１図は本発明を適用することができる種類のアキシャ
ルプランジャポンプの代表的なものの縦断面図、第２図
は第１図に示すポンプの固定口面の端面図、第３図は本
発明の１つの態様に従う圧力伝達機構の一例を線図式に
示した図、第４図はサーボ制御中の選ばれた他の形式を
示す図、第５図は本発明に従う機関速度に応当するトル
ク制限装置をグラフ式に示した図、第６図は第５図に示
される制御特性を得るための１つの方法を示す図、第７
図乃至第９図はそれぞれ第４図の７−７．８１．９−９
矢視断面図、第１０図はトルク制限装置を必要とするト
ランスミッションの一例ヲ示す説明図である。 １・・・・・・シリンダロータ、２・・・・・・ピスト
ン、４・・・・・・傾斜面、８・・・・・・駆動軸、１
２・・・・・・サーボモータピストン、１４，１５・・
・・・・スリッパ、２６・・・・・・逆転弁、３０・・
・・・・サーボ弁、３１・・・・・・スプール弁、３８
・・・・・・パイロット弁装置、５７・・・・・・回転
弁素子、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・・・・口、ｄ・・・・・
・アキシャルプランジャポンプ、ｇ・・・・・・アキシ
ャルプランジャモータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サーボモータピストンによって傾きを変化させられ
   る傾斜面と、駆動軸によって回転させられて内部に装着
   された複数のピストンを前記傾斜面に沿て追従回転せし
   めるシリンダロータと、アキシャルプランジャモータに
   流路接続される吸引口および吐出し口とを備えたアキシ
   ャルプランジャポンプを設け、前記シリンダロータの回
   転によってジャーナル負荷が生じる位置において、−そ
   のシリンダロータの外周面に向けて供給する流体により
   ささえる２つの静水圧つりあいスリッパを設け、 これらのスリッパに前記アキシャルプランジャポンプの
   吐出し流体を前記供給流体として導び（ダクトを設け、 切換動作自在に内蔵されたスプール弁が通常位置にある
   時には、前記アキシャルプランジャポンプの吐出し流体
   を前記サーボモータピストンの駆動流体としてサーボシ
   リンダの一方の接続点へ導びくとともに、このサーボシ
   リンダの他方の接続点をために連通させ、前記スプール
   弁が切換位置にある時には、前記吐出し流体を前記サー
   ボシリンダの他方の接続点へ導び（とともに、前記一方
   の接続点をアキシャルプランジャポンプの吸引口に連通
   させるサーボ弁を設け、 前記アキシャルプランジャポンプの吐出し口から吐出さ
   れた後に前記スリッパに達してジャーナル負荷とつり合
   う圧力とされた流体の圧力が、予設定したトルク制限値
   に相当する設定圧力より大きくなった時に前記サーボ弁
   のスプール弁を通常位置から切換位置に切換動作せしめ
   、その後前記流体の圧力が前記設定圧力より小さくなっ
   た時に前記スプール弁を元位置に復位せしめるパイロッ
   ト弁装置を設けた ことを特徴とするトルク制限装置。