JPS62199977A - 可変容量形油圧ポンプのレギユレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、可変容量形油圧−ングのレギュレータに関し
、特にレギュレータの調整をケースの外部から行うのに
好適なものである。

〔発明の背景〕

可変容量形油圧ダング（以下単に油圧ポンプという）は
、その吐出量が任意に変えられることから、例えば油圧
ショベルの馬力制御などに常用されている。油圧ポンプ
の吐出量はレギュレータにより所望の馬力線図に沿うよ
うｖＮ整されるが、その調整は一般にレギュレータ内の
スツールの動きを手動により微調整して行われている。

従来の油圧ポンプのレギュレータを第４図ないし第７図
により説明する。第４図はレギュレータの構成および作
用を油圧ポンプとの関係で模式的に示す図で、第５図は
レギュレータの一般的な構成を示す縦断面図である。図
においてｌは油圧ポンプで、図示しないエン・シンなど
の原動機により駆動され、その吐出油はレギュレータＲ
により吐出量を調整されアクチェエータに供給されるウ
　２はレギュレータＲにサーぎ圧を供給する定容量形の
ポンプで、油圧ポンプｌに併設されている。３は油圧ポ
ンプ１の吐出量をエンノンの回転数や負荷の大小などの
検出値を基礎にして制御する制御圧Ｐｃを、レギュレー
タＲに供給する制御装置である。４はタンクである。つ
ぎにレギュレータＲの構成について説明する。５は筒状
のケースで、ケース５内にはスツール６が摺動可能に嵌
装されている。ケース５の一端側（第４図または第５図
においては右端側）／′ｉ、油圧ポンプ１の自己圧Ｐｄ
が管路を介して導かれており、その自己圧Ｐｄを受けて
摺動する・セイロット♂ストン７がスツール６の一端（
図においては右端）側に当接して設けられている。スツ
ール６の他端（図においては左端）側には自己圧ｐｄに
対抗する複数のばねが設けられている。すなわち８は２
重円筒コイルばねの親子ばねで、８ａが親ばね、８ｂが
子ばね、９は親子ばね８に段付ピストン１０を介して連
設されるばねである。親子ばね８のスツール６側はスプ
ール６と当接しているばね座１１で受けられ、ばね９の
段付ピストン１０と反対側はばね座１２で受けられてい
る。ばね座１２の背面はケース５の端部に設けられたね
じと螺合しているゲルト１３と当接しておシ、ゲルト１
３を正または逆に回転することによりばね９の全長が伸
縮するようにばね座１２が移動させられる。１４はゲル
ト１３の固定用のロックナツトである。親子ばね８はば
ね座１１と段付ピストン１０との間に介装されるが、子
ばね８ｂの段付ピストン１０側は、段付ピストンｌＯの
端面との間に複数枚のシム１５を介在させたばね座１６
で受けるようになっている。シム１５は子ばね８ｂの端
面とばね座Ｉ６との間に設定するすき一２ｔを調整する
ためのもので、すきまＬは図においてスツール６の右端
面がケース５の右側の内壁面５ｍに当接している状態、
つまり油圧ポンプの自己圧Ｐｄ＝００状態で所定の値に
設定される。段付ピストン１０は前記したように親子ば
ね８とばね９との間に配置されケース５内を摺動可能に
嵌挿されるが、その大径側が親子ばね８側に、小径側が
ばね９側に配置され、ケース５の内周と小径側外周との
間に形成される間隙１７と制御装置３を管路で接続し、
間隙１７に制御圧Ｐａが導入されるようになっている。

つぎにレギュレータＲの作用およびその作用と油圧ボン
７″１の吐出量との関係について第６図および第７図を
併用して説明する。油圧ポンプ１を駆動すると、油圧ポ
ンプ１の傾斜角に応じて自己圧Ｐｄが発生する。傾斜角
は自己圧Ｐｄが上昇すると油圧ｉＩ！ン７’ｌの吐出ｆ
Ｑが減少し、反対に下降すると吐出量Ｑが増加するよう
に、スツール６に連結されたリンク機構を介して可変に
させられるようになっている。自己圧Ｐｄが／４’イロ
ットピストン７に作用し、作用した自己圧Ｐｄが親ばね
８ａの設定荷重を超すとスツール６を押し図で左行させ
る。

自己圧Ｐｄがさらに上昇すると前記すきまｔがなくなシ
子ばね８ｂもたわませるようになる。このような状態に
おける制御圧ｐａ＝ｏのときの自己圧Ｐｄと油圧ボン７
’ｌの吐出量Ｑとの関係は第６図に示す馬力制御線図の
線図Ａとなる。すなわち吐出量Ｑが最大の状態から前記
スツール６を左行させ始める状態、つまシ自己圧Ｐｄが
Ｐｌの値のときから吐出量Ｑが減少し始め、この減少状
態から前記子ばね８ｂもたわみ始める状態、つまシ自己
圧Ｐｄがへの値のときから減少状態が一層ゆるやかにな
ることを示している。同図中の線図Ｂ、　Ｃは制御圧Ｐ
。を次第に上昇させた場合のもので、前記Ｐ、の位置が
上昇した制御圧ＰＩ！に対応して移動する。Ｐｌおよび
Ｐ。

の位置における力のバランスは、 となる。ここに Ａ７：ノやイロットピストン７の断面積Ａ、７：間隙１
７の受圧面積 に８．：親ばね８ａのばね定数 に９：ばね９のばね定数 δ　：親ばね８ａとばね９のＰ、＝Ｏ＝Ｐｄのときのた
わみ量の和（初期たわみ量） ｔ　：子ばね８ｂとばね座１６とのＰｃ±０＝Ｐｄのと
きのすきま（初期すきま） である。上式中ばね定数に８ａ＋に９は、ばねの自由長
が製作上誤差が生じやすいことから一定にはならず、子
ばね８ｂの自由長の誤差も含めてたわみ量δおよびすき
まｔの調整が、各作業機ごとに、また各作業機の所望の
前記線図ごとに必要となる。

たとえば第７図に示すように、所定の制御圧ＰＩ、にお
ける等馬力曲線りに沿った線図風を得たい場合は、つぎ
のような調整作業が必要となる。いまレギュレータＲの
組立時に得られた線図が点線で示すＦであったとすると
、線図Ｆを線図Ｅに近づけるためには前記式（１）、　
（２）よシ図中Ｐ１およびＰ、の位置を、たわみ量δお
よびすきまｔを調整してずらす必要がある。ここでたわ
み量ａの調整は、第５図に示す？シト１３ヲねじ込みま
たはゆるめて、ばね９および親ばね８ａを短縮または伸
長（本例の場合は短縮）することで外部から容易に行う
ことができ、Ｐ、の位置を線図Ｅに一致させることがで
きる。ところがＰ！の位置が変らないため２点鎖線で示
す線図Ｇとなシ、自己圧Ｐｄの高い範囲が一致しないも
のとなる。Ｐ、の位置の移動はたわみ量δのほかにすき
まｔの調整が必要であるから、シム１５の枚数またはそ
の厚さを増減（本例の場合は増加）しなければならない
。しかしシム１５はケース５内に組込まれているからそ
の調整は分解を必要とし、しかも調整量は作業者の熟練
度（勘）に頼ることになるから１回のみで調整が完了し
ない場合があり、その場合は分解・組立を繰り返さざる
を得す、多大の調整時間と労力を費消する問題を有して
いた。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来技術の問題点を解消するものであって
、油圧ポンプのレギュレータの調整を、レギュレータの
分解・組立を必要とすることなく、容易にかつリアルタ
イムに行うことができるレギュレータを提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、筒状のケース内にスプールを摺動可能に嵌装
し、スプールの一端側に可変容量形油圧ポンプの自己圧
を導きその自己圧を受けて摺動すルｔ４　イｏットピス
トンを設け、スプールの他端側には前記自己圧に対抗す
る複数のばねを設け、そのばねのたわみ量を増／減して
前記自己圧に対抗するばね力を増／減させるように、外
部から導かれる制御圧により摺動させられる段付ピスト
ンを設けるとともにばね長を伸縮する調整手段を設け、
前記自己圧が上昇／下降するとき可変容量形油圧ポンプ
の吐出量が減少／増加するように、スプールに連結され
たリンク機構を介して前記油圧ポンプの傾転角を可変に
する可変容量形油圧ポンプのレギュレータにおいて、前
記スプールの一端側に前記段付ピストンを介して前記パ
イロットピストンを設け、他方、前記複数のばねの各ば
ねごとにそのばねの伸縮量を規制する調整手段を、ケー
スの外側から個別に調整可能に設けたことにより、可変
容量形油圧ポンプのレギュレータの調整を、レギュレー
タの分解φ組立を必要とすることなく、容易にかつリア
ルタイムに行うことができるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第１図ないし第３図により説明する。

図中、第４図ないし第７図と同じ符号のものは同じもの
を示す。図において５は第４図に示すケース５′に対応
するケース、５ａは同じく内壁面５’ａに対応する内壁
面、ｌＯは同じく段付ビストン１０′に対応する段付ピ
ストンである。段付ピストン１０は、油圧ポンプ１の自
己圧Ｐｄを導いている側のケース５内に摺動可能に嵌挿
され、その大径側端面を・ぐイロットピストン７に当接
し、小径側端部をスプール６の一端（図において右端）
に当接するように配置される。そしてケース５の内周と
段付ピストン１０の小径側外周との間に形成される間隙
１７と制御装置３とが管路で接続され、間隙１７に制御
圧Ｐ０が導入されるようになっている。このため制御圧
Ｐｅが導入されると自己圧Ｐｄに抗して段付ピストン１
０で直接パイロットピストン７を摺動させることができ
る。一方スノール６の他端（図において左端）側は、ば
ね座１１を介して親子ばね８がケース５の外部からばね
長を調整できるように介装されている。親ばね８ａを受
けるばね座１８は、中心に貫通穴を設けた小径部と大径
部を有する段付きの円筒形状で、小径部はケース５内か
ら外部に突出させられ、その内外周にねじを設け、ケー
ス５の側壁に設けられているめねじと螺合している。１
９はばね座１８の固定用のロックナツトであるつ２０は
子ばね８ｂを受けるねじ棒付きのばね座で、ねじ棒部が
ばね座１８の貫通穴を通って外部に突出しており、ばね
座１８の小径部の内周のねじと螺合している。２１はそ
の固定用のナツトである。

レギユレータＲの作用およびその作用と油圧ポンプ１の
吐出量との関係について第３図を併用して説明する。油
圧ポンプ１を駆動して自己圧Ｐｄが発生しその自己圧Ｐ
ｄがパイロットピストン７に作用すると、段付ピストン
１０を介してスプール６を押し、親ばね８ａをたわませ
次いで子ばね８ｂをたわませるが、制御圧Ｐ０＝０のと
きは第６図で示した線図Ａと同様Ｋ、スプール６を左行
させ始める自己圧ＰｄがＰ、の値のときから、最大吐出
量Ｑｍａｘの状態から次第に減少し始め、子ばね８ｂも
たわみ始める自己圧ＰｄがＰ、の値のときから減少状態
がさらにゆるやかになる線図Ｈとなる。ここで制御圧Ｐ
ｃを作用させると、作用した制御圧Ｐ０はパイロットピ
ストン７を右行させる方向に働くから、線図Ｈの場合と
同じ力でスプール６を左行させるためには、ノンイロッ
トピストン７に作用させる自己圧Ｐｄを制御圧ＰｅＯ値
に応じて昇圧させる必要がある。制御圧Ｐｃｔ−Ｐｃ＝
０からＰ。、Ｐｃ、Ｐｃ　　と次第に昇圧すると、・ぐ
イロットピストン７に作用させる自己圧Ｐａだけそれぞ
れ線図Ｈに対し昇圧した側に移る。そして子ばね８ｂが
たわみ始めるＰ、の位置もそれぞれＰｌの位置が移った
量と同じ量だけ昇圧するから、線図Ｈと平行な線図Ｉ、
Ｊ、Ｋが得られる。前記式（１）、　（２）と同様にＰ
、およびＰ、の位置における力のバランスをみると、 となる。ここに δ：親ばね８ａのｐｃ＝ｏ＝ｐｄのときのたわみ量（初
期たわみｔ） ｔ：子ばね８ｂとばね座２０とのＰｃ＝Ｑ＝Ｐｄのとき
のすきま（初期すきま） で、他の符号は式（１）、　（２）と同じである。前記
従来技術において説明したと同様に、所望の線図を得る
ためには弐（３）、　（４）におけるたわみ量δおよび
すきまｔの調整を行い、ＰｌおよびＰ、の位置をそれぞ
れに移動する必要がある。本実施例の場合のＰｌの位置
の移動量は、式（３）かられかるように制御圧Ｐ。

の値お工び親ばね８ａのたわみ量ａに比例するから、制
御圧Ｐｅを設定すれば親ばね８ａのたわみ量δの調整だ
けですむ。この調整はばね座１８の調整で容易に外部か
ら行うことができる。またＰ、の位置の移動は式（４）
かられかるように、式（３）ですでに調整されているＰ
ｌのほかにすきまｔだけを調整すればよい。この調整は
前記Ｐ、の調整とは別にばね座２０を外部から調整する
ことで容易に行うことができる。

このように外部から容易に調整ができるから、作業者の
熟練度に頼る必要がなく１回で調整が完了でき、調整の
ための時間と労・力を激減させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、可変容量形油圧ポンプの
レギュレータにおいて、スツールの一端側に段付ピスト
ンを介してパイロットピストンを設け、他方、各ばねご
とにそのばねの伸縮量を規制する調整手段を、ケースの
外側から個別に調整可能に設けるようにしたから、前記
レギユレータの調整をレギュレータの分解・組立をする
ことなく、容易にかつリアルタイムに行うことができる
実用上顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係わる実施例の説明図で
、第１図はレギユレータの構成および作用を油圧ポンプ
との関係で模式的に示す図、第２図はレギユレータの構
成を示す縦断面図、第３図は油圧ポンダの自己圧と吐出
流量との関係を示す線図である。 第４図ないし第７図は従来のレギユレータの説明図で、
第４図は第１図に、第５図は第２図にそれぞれ対応する
図、第６図および第７図は第３図に対応する線図の説明
図である。 ｌ・・・可変容量形油圧ポング、５，５′・・・ケース
、６・・・スツール、７・・・ノやイロットピストン、
８・・・親子ばね、８ｍ・・・親ばね、８ｂ・・・子ば
ね、９・・・ばね、１０゜１０′・・・段付ピストン、
１７．１７’・・・間隙、１８・・・ばね座、２０・・
・ばね座、Ｒ，Ｒ’・・・レギュレータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．筒状のケース内にスプールを摺動可能に嵌装し、ス
   プールの一端側に可変容量形油圧ポンプの自己圧を導き
   その自己圧を受けて摺動するパイロットピストンを設け
   、スプールの他端側には前記自己圧に対抗する複数のば
   ねを設け、そのばねのたわみ量を増／減して前記自己圧
   に対抗するばね力を増／減させるように、外部から導か
   れる制御圧により摺動させられる段付ピストンを設ける
   とともにばね長を伸縮する調整手段を設け、前記自己圧
   が上昇／下降するとき可変容量形油圧ポンプの吐出量が
   減少／増加するように、スプールに連結されたリンク機
   構を介して前記油圧ポンプの傾転角を可変にする可変容
   量形油圧ポンプのレギュレータにおいて、前記スプール
   の一端側に前記段付ピストンを介して前記パイロットピ
   ストンを設け、他方、前記複数のばねの各ばねごとにそ
   のばねの伸縮量を規制する調整手段を、ケースの外側か
   ら個別に調整可能に設けたことを特徴とする可変容量形
   油圧ポンプのレギュレータ。
2. ２．スプールの一端側に設けられた段付ピストンが、そ
   の段付ピストンの小径側端部を前記スプールの一端に当
   接し、一方、大径側端面を前記油圧ポンプの自己圧が導
   かれているパイロットピストンに当接し、段付ピストン
   に前記外部から導かれる制御圧を導入したとき、パイロ
   ットピストンを前記油圧ポンプの自己圧に抗して摺動さ
   せるように配設されていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項記載の可変容量形油圧ポンプのレギュレー
   タ。