KR20080008203A - 가변 용량형 경사판식 액압 회전기 - Google Patents

Abstract

서보 피스톤(18)의 움직임을 레귤레이터(24)의 제어 슬리브(26)로 전하는 피드백 링크(30)를 강성 재료로 이루어지는 링크 레버(31)와, 스프링재로 이루어지는 확장 개방 스프링(34)에 의해 구성한다. 확장 개방 스프링(34)은 가늘고 긴 스프링판을 대략 U자형으로 절곡함으로써 그 기단부측을 절곡부(34A)로 하고, 선단부측을 서로 이격되는 방향으로 확장 개방하는 한 쌍의 볼록 만곡부(34B, 34C)로 하여 형성한다. 또한, 서보 피스톤(18)에 마련한 오목 홈부(21)를 평행 홈부(21A)와 테이퍼 홈부(21B)에 의해 형성한다. 그리고, 볼록 만곡판부(34B, 34C)를 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A) 내에 탄성 변형 상태에서 끼워 맞추게 하고, 서보 피스톤(18)의 변위를 확장 개방 스프링(34)으로부터 링크 레버(31)로 전하는 구성으로 하고 있다.

레귤레이터, 볼록 만곡부, 서보 피스톤, 링크 레버, 확장 개방 스프링

Description

가변 용량형 경사판식 액압 회전기{SWASH PLATE TYPE VARIABLE DISPLACEMENT HYDRAULIC ROTARY MACHINE}

본 발명은, 예를 들어 유압 셔블 등의 건설 기계에 탑재되어 가변 용량형 경사판식 유압 펌프 또는 유압 모터로서 적절하게 이용되는 가변 용량형 경사판식 액압 회전기에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 셔블 등의 건설 기계에 설치되는 가변 용량형 경사판식 액압 회전기는, 예를 들어 탱크와 함께 유압원을 구성하는 가변 용량형 유압 펌프, 또는 주행용, 선회용 유압 작동기를 구성하는 가변 용량형 유압 모터 등으로서 사용되는 것이다.

이러한 종류의 종래 기술에 의한 가변 용량형 경사판식 액압 회전기는 그 케이싱 내에 틸팅 가능하게 설치된 용량 가변부로서의 경사판과, 상기 케이싱에 설치되어 외부로부터 급배되는 틸팅 제어압에 따라서 상기 경사판을 틸팅 구동하는 서보 피스톤을 가진 틸팅 작동기와, 상기 틸팅 작동기의 틸팅 제어압을 가변으로 제어하기 위해 상기 케이싱에 설치되고 제어 슬리브 내에 스풀을 가진 서보 밸브로 이루어지는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 제어 슬리브와 상기 서보 피스톤 사이에 설치되어 상기 서보 피스톤의 변위를 상기 제어 슬리브로 전하는 피드백 링크 를 구비하고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2003-74460호 공보 참조).

이 경우, 상기 피드백 링크는 그 일부를, 고주파 진동을 감쇠하는 두갈래형의 끼움 지지 스프링에 의해 형성되어 있다. 그리고, 이 끼움 지지 스프링은 상기 서보 피스톤에 설치된 핀을 직경 방향 양측으로부터 끼워 넣음으로써, 상기 서보 피스톤의 변위를 외부(레귤레이터의 제어 슬리브)로 취출하는 구성으로 하고 있다.

그런데, 상술한 종래 기술에서는 피드백 링크를 두갈래형의 끼움 지지 스프링에 의해 구성하고 있다. 이로 인해, 유압 맥동 등의 영향으로 경사판이 고주파 진동을 반복할 때에 이 고주파 진동이 경사판으로부터 서보 피스톤으로 전해져도 이 고주파 진동을 피드백 링크의 끼움 지지 스프링에 의해 감쇠할 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 종래 기술에서 채용하고 있는 끼움 지지 스프링은 서보 피스톤에 설치한 핀을 직경 방향 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍(2개)의 끼움 지지부를 갖고, 이 2개의 끼움 지지부에 의해 서보 피스톤의 축방향 변위를 외부로 취출하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 종래 기술에 의한 끼움 지지 스프링은 하기와 같은 문제가 생긴다.

즉, 틸팅 작동기는 서보 피스톤을 축방향으로 변위시킴으로써 경사판을 틸팅 구동하는 것이다. 이로 인해, 경사판의 틸팅각을 바꿀 때에는, 서보 피스톤은 그때마다 축방향의 일방측으로부터 타방측, 또는 타방측으로부터 일방측으로 변위되게 된다.

그러나, 끼움 지지 스프링에 설치된 2개의 끼움 지지부는, 예를 들어 서보 피스톤의 변위 방향이 축방향의 일방측으로부터 타방측으로 변경될 때에, 그 변위 방향 전방측에 위치하는 한쪽 끼움 지지부가 상기 핀에 접촉해도 다른 쪽 끼움 지지부(변위 방향의 후방측에 위치함)가 핀의 표면으로부터 약간 이격되도록 거동한다. 이 결과, 이들 한 쌍의 끼움 지지부와 핀 사이에는 서보 피스톤의 변위 방향이 바뀔 때에 덜걱거림이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.

그리고, 경사판의 틸팅각 제어(용량 제어)를 장기간에 걸쳐서 반복할 때에는, 전술한 바와 같은 덜걱거림에 기인한 충격 하중이 끼움 지지 스프링에 부가되므로, 끼움 지지 스프링이 서서히 소성 변형된다. 이와 같이, 끼움 지지 스프링의 변형이 커지면, 끼움 지지 스프링(피드백 링크)에 의해 서보 피스톤의 변위를 외부로 안정적으로 취출하는 것이 어려워진다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제에 비추어 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 서보 피스톤의 변위를 피드백 링크에 의해 장기간에 걸쳐서 안정적으로 취출할 수 있고, 덜걱거림이나 소성 변형 등의 발생을 억제할 수 있도록 한 가변 용량형 경사판식 액압 회전기를 제공하는 데 있다.

(1). 상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 통형의 케이싱과, 상기 케이싱 내에 회전 가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 상태에서 상기 케이싱 내에 설치되어 상기 회전축의 주위 방향으로 이격되고 축방향으로 연장되는 복수의 실린더가 뚫린 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭의 각 실린더에 왕복 이동 가능하게 끼움 삽입되어 돌출 단부측에 슈를 가진 복수의 피스톤과, 상기 케이싱 내에 틸팅 가능하게 설치되어 상기 슈가 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동면을 가진 경사판과, 상기 케이싱에 설치되어 틸팅 제어압에 따라서 상기 경사판을 틸팅 구동하는 서보 피스톤을 가진 틸팅 작동기와, 상기 틸팅 작동기의 틸팅 제어압을 가변으로 제어하기 위해 상기 케이싱에 설치되어 제어 슬리브 내에 스풀을 가진 서보 밸브로 이루어지는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 제어 슬리브와 상기 틸팅 작동기의 서보 피스톤 사이에 설치되어 상기 서보 피스톤의 변위를 상기 제어 슬리브로 전하는 피드백 링크를 구비한 가변 용량형 경사판식 액압 회전기에 적용된다.

그리고, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 피드백 링크는 길이 방향의 일방측이 상기 레귤레이터의 제어 슬리브에 연결된 링크 레버와, 상기 링크 레버의 타방측에 고정하여 설치되고 선단부가 서로 이격되는 방향에 스프링성을 갖고 확장 개방하는 확장 개방 스프링에 의해 구성하고, 상기 서보 피스톤의 외주측에는 상기 확장 개방 스프링의 선단부측이 끼워 맞추어지는 오목 홈을 마련하는 구성으로 한 것에 있다.

이와 같이 구성함으로써, 예를 들어 서보 피스톤의 변위 방향이 바뀔 때에도 상기 확장 개방 스프링의 선단부측을 오목 홈의 측벽에 접촉시킨 상태로 유지할 수 있고, 양자 사이에 덜걱거림 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유압 맥동 등의 영향으로 경사판이 고주파 진동을 반복할 때에는, 서보 피스톤(틸팅 작동기)으로부터의 고주파 진동을 확장 개방 스프링으로 감쇠하여 링크 레버로 전달할 수 있고, 링크 레버가 미소 진동을 반복하는 것을 억제할 수 있는 동시에, 링크 레버의 내구성, 수명을 향상시킬 수 있다.

따라서, 경사판의 틸팅각 제어(용량 제어)를 장기간에 걸쳐서 반복할 때에도 확장 개방 스프링의 선단부측과 서보 피스톤의 오목 홈 사이에 덜걱거림 등이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 확장 개방 스프링의 선단부측 등이 소성 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 서보 피스톤의 변위를 피드백 링크에 의해 장기간에 걸쳐서 안정적으로 취출할 수 있고, 상기 액압 회전기의 용량 제어를 장기간에 걸쳐서 안정시켜 신뢰성을 높일 수 있다.

(2). 또한, 본 발명에 따르면, 상기 확장 개방 스프링은 가늘고 긴 판 스프링재를 대략 U자형으로 절곡함으로써 형성하는 구성으로 하고 있다.

이에 의해, 확장 개방 스프링의 기단부측을 링크 레버에 고정하여 설치할 수 있고, 확장 개방 스프링의 선단부측은 두갈래형을 이루고 서로 이격되는 방향으로 확장 개방하는 확장 개방부로서 형성할 수 있다. 그리고, 확장 개방 스프링의 두갈래형을 이루는 확장 개방부를 서보 피스톤의 오목 홈에 대해 폭방향 양측에서 각각 탄성적으로 접촉시킬 수 있고, 양자 사이에 덜걱거림이나 간극 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

(3). 또한, 본 발명에 따르면, 상기 확장 개방 스프링의 선단부측은 원호형으로 만곡하여 형성되어 상기 오목 홈의 폭방향 양측에 각각 탄성적으로 접촉하는 한 쌍의 볼록 만곡판부에 의해 구성하고 있다.

이 경우에는, 확장 개방 스프링의 선단부측을 한 쌍의 볼록 만곡판부에 의해 구성하고 있으므로, 이들 원호 형상을 이루는 볼록 만곡판부를 서보 피스톤의 오목 홈에 대해 그 폭방향 양측에서 각각 탄성적으로 접촉시킬 수 있고, 양자 사이에 덜걱거림이나 간극 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 게다가, 이와 같은 볼록 만곡판부는 그 원호면이 오목 홈의 측벽에 접촉하므로, 양자의 접촉 지그를 매끄럽게 할 수 있고, 서보 피스톤의 변위를 피드백 링크에 의해 안정적으로 취출할 수 있다.

(4). 한편, 본 발명에 따르면, 상기 서보 피스톤의 오목 홈은 상기 서보 피스톤을 가로지르는 방향으로 연장되는 평행 홈부와, 상기 확장 개방 스프링의 선단부측을 상기 평행 홈부 내로 안내하기 위해 상기 평행 홈부로부터 테이퍼형으로 확장 개방하여 형성된 테이퍼 홈부에 의해 구성하고 있다.

이에 의해, 확장 개방 스프링의 선단부측(두갈래형의 확장 개방부)을, 테이퍼 홈부에 의해 평행 홈부 내를 향해 안내할 수 있고, 확장 개방 스프링의 선단부측을 서보 피스톤의 오목 홈(평행 홈부) 내에 안정된 휨 변형 상태에서 끼워 맞출 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 가변 용량형 경사판식 유압 펌프를 도시하는 종단면도이다.

도2는 유압 펌프의 실린더 블럭, 틸팅 작동기, 레귤레이터 및 피드백 링크 등을 도1 중 화살표 Ⅱ-Ⅱ 방향에서 본 종단면도이다.

도3은 유압 펌프의 실린더 블럭, 틸팅 작동기 및 피드백 링크 등을 도2 중 화살표 Ⅲ-Ⅲ 방향에서 본 단면도이다.

도4는 도2 중 경사판, 틸팅 레버, 서보 피스톤, 피드백 링크 및 제어 슬리브 등을 도시하는 사시도이다.

도5는 도4 중 틸팅 레버, 서보 피스톤, 피드백 링크 및 제어 슬리브 등을 확대하여 도시하는 분해 사시도이다.

도6은 도4 중 경사판, 틸팅 레버, 서보 피스톤, 피드백 링크 및 제어 슬리브 등을 상측에서 본 평면도이다.

도7은 도6 중 서보 피스톤, 피드백 링크 및 제어 슬리브를 도시하는 주요부 확대도이다.

도8은 서보 피스톤을 축방향으로 변위시킨 상태를 나타내는 도7과 동일 위치의 주요부 확대도이다.

도9는 도1에 도시하는 유압 펌프의 용량 제어용 유압 회로도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 의한 가변 용량형 경사판식 액압 회전기를, 가변 용량형 경사판식 유압 펌프에 적용한 경우를 예로 들고, 첨부 도면에 따라서 상세하게 설명한다.

여기서, 도1 내지 도9는 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내고 있다. 도면 중, 부호 1은 본 실시 형태에서 채용한 가변 용량형 경사판식 유압 펌프[이하, 유압 펌프(1)라 함]이다. 부호 2는 상기 유압 펌프(1)의 외각(外殼)을 구성하는 케이싱이고, 상기 케이싱(2)은 일단부측이 전방 바닥부(3A)가 된 단차식 통형의 케이싱 본체(3)와, 상기 케이싱 본체(3)의 타단부측을 폐색하도록 케이싱 본체(3)에 설 치된 후방 케이싱(4)에 의해 구성되어 있다.

또한, 케이싱(2)의 케이싱 본체(3)에는, 도2에 도시한 바와 같이 전방 바닥부(3A)로부터 축방향으로 이격된 위치에 작동기 설치부(3B)가 설치되어 있다. 이 작동기 설치부(3B)는 케이싱 본체(3)의 직경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 그리고, 작동기 설치부(3B) 내에는, 도2, 도3에 도시한 바와 같이 후술의 틸팅 작동기(16) 등이 설치되어 있다.

또한, 케이싱 본체(3)의 작동기 설치부(3B)에는 후술하는 레귤레이터(24)와의 사이에 도2, 도3에 도시한 바와 같이 대략 사각 형상을 이룬 개구부(3C)가 형성되어 있다. 그리고, 이 개구부(3C) 내에는 후술하는 피드백 링크(30)의 링크 레버(31)가 추축 핀(32)을 거쳐서 회전 가능하게 설치되어 있다.

한편, 케이싱(2)의 후방 케이싱(4)에는 후술의 흡입 배출 통로(14, 15) 등이 형성되어 있다. 이들 흡입 배출 통로(14, 15)는 후술의 밸브판(13)을 거쳐서 실린더(7) 내로 작동유(압력유)를 흡입, 배출시키는 것이다.

부호 5는 케이싱(2) 내에 회전 가능하게 설치된 회전축이고, 상기 회전축(5)은 축방향의 일방측이 케이싱 본체(3)의 전방 바닥부(3A) 내에 베어링 등을 거쳐서 회전 가능하게 설치되고, 타방측은 후방 케이싱(4)에 베어링 등을 거쳐서 회전 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 케이싱 본체(3)의 전방 바닥부(3A)로부터 축방향으로 돌출되는 회전축(5)의 일방측(돌출 단부측)에는, 예를 들어 유압 셔블의 원동기가 동력 전달 기구(도시하지 않음) 등을 거쳐서 연결되고, 이 원동기에 의해 회전축(5)은 회전 구동된다.

부호 6은 케이싱(2) 내에 위치하여 회전축(5)의 외주측에 설치된 실린더 블럭이다. 이 실린더 블럭(6)에는 주위 방향으로 이격되어 축방향으로 연장되는 복수(통상은 홀수개)의 실린더(7)가 뚫려 있다. 그리고, 실린더 블럭(6)은 회전축(5)의 외주측에 스플라인 결합되어 회전축(5)과 일체로 회전 구동되는 것이다.

부호 8은 실린더 블럭(6)의 각 실린더(7) 내에 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입된 복수개의 피스톤이고, 상기 각 피스톤(8)은 실린더 블럭(6)의 회전에 의해 각각의 실린더(7) 내를 왕복 이동한다. 이때, 피스톤(8)은 각 실린더(7) 내로 저압인 작동유를 흡입하고, 고압인 압력유로서 토출시키는 것이다.

이 경우, 이들 피스톤(8)은, 도1에 도시한 바와 같이 회전축(5)의 상측이 되는 위치에서 실린더(7)로부터 크게 돌출(신장)된 하사점 위치가 되고, 회전축(5)의 하측이 되는 위치에서는 실린더(7) 내로 축소된 상사점 위치가 된다. 그리고, 실린더 블럭(6)이 1회전하는 동안에 각 피스톤(8)은 실린더(7) 내를 상사점으로부터 하사점을 향해 미끄럼 이동 변위하는 흡입 행정과, 하사점으로부터 상사점을 향해 미끄럼 이동 변위하는 토출 행정을 반복하게 된다.

그리고, 실린더 블럭(6)의 절반 회전분에 상당하는 피스톤(8)의 흡입 행정에서는, 후술의 저압인 흡입 배출 통로(14)측으로부터 실린더(7) 내로 작동유를 흡입한다. 또한, 실린더 블럭(6)의 나머지 절반 회전분에 상당하는 피스톤(8)의 토출 행정에서는 피스톤(8)이 각 실린더(7) 내의 유액을 고압의 압력유로서 흡입 배출 통로(15)측으로부터 후술의 토출 배관(44)(도9 참조) 내로 토출시키는 것이다.

부호 9는 각 피스톤(8)의 돌출측 단부에 요동 가능하게 설치된 복수의 슈이 고, 상기 각 슈(9)는 피스톤(8)으로부터의 압박력(유압력)으로 후술하는 경사판(11)의 평활면(11A)으로 압박된다. 그리고, 각 슈(9)는 이 상태에서 회전축(5), 실린더 블럭(6) 및 피스톤(8)과 함께 회전함으로써 링형 궤적을 그리도록 평활면(11A) 상을 미끄럼 이동하는 것이다.

부호 10은 케이싱 본체(3)의 전방 바닥부(3A)에 설치된 경사판 지지체이고, 상기 경사판 지지체(10)는, 도1, 도2에 도시한 바와 같이 회전축(5)의 주위에 위치하여 경사판(11)의 이면측에 배치되고, 케이싱 본체(3)의 전방 바닥부(3A)에 고정되어 있다. 그리고, 경사판 지지체(10)에는 경사판(11)을 틸팅 가능하게 지지하는 한 쌍의 틸팅 미끄럼 이동면(10A)이 오목 만곡면으로서 형성되고, 상기 각 틸팅 미끄럼 이동면(10A)은, 도2에 도시한 바와 같이 회전축(5)을 사이에 두고 좌, 우(또는, 상, 하)로 이격되어 있다.

부호 11은 케이싱(2) 내에 틸팅 가능하게 설치된 경사판이고, 상기 경사판(11)은 케이싱 본체(3)의 전방 바닥부(3A)측에 경사판 지지체(10)를 거쳐서 설치되고, 그 표면측이 미끄럼 이동면으로서의 평활면(11A)이 되고 있다. 또한, 경사판(11)에는 그 중앙부에 회전축(5)이 간극을 갖고 삽입 통과되는 삽입 통과 구멍(11B)이 뚫려 있다. 또한, 경사판(11)의 배면측에는 경사판 지지체(10)의 틸팅 미끄럼 이동면(10A)에 미끄럼 이동하는 한 쌍의 다리부(11C)가 설치되어 있다.

여기서, 경사판(11)의 배면측에 설치한 한 쌍의 다리부(11C)는 경사판 지지체(10)의 각 틸팅 미끄럼 이동면(10A) 상에 틸팅 가능하게 접촉되어 있다. 그리고, 경사판(11)은 후술의 틸팅 작동기(16)에 의해 도1, 도3, 도4 중 화살표 A, B 방향으로 틸팅 구동되는 것이다. 이와 같이, 경사판(11)은 화살표 A, B 방향으로 틸팅함으로써, 토출 용량을 가변으로 제어하기 위한 용량 가변부를 구성하고 있다.

부호 12는 경사판(11)의 측부에 일체 형성된 틸팅 레버이고, 상기 틸팅 레버(12)는, 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이 경사판(11)의 측부로부터 후술의 서보 피스톤(18)을 향해 연장 설치되어 있다. 그리고, 틸팅 레버(12)의 선단부측에는 돌출 핀(12A)이 일체로 설치되고, 이 돌출 핀(12A)에는 후술의 서보 피스톤(18)이 슬라이드판(23)을 거쳐서 연결되는 것이다.

부호 13은 후방 케이싱(4)에 고정하여 설치된 밸브판이고, 상기 밸브판(13)은 실린더 블럭(6)의 단면에 미끄럼 접촉하는 절환 밸브판을 구성하고 있다. 이로 인해, 밸브판(13)에는, 도2에 도시한 바와 같이 회전축(5)의 주위를 눈썹형을 이루어 연장되는 한 쌍의 흡입 배출 포트(13A, 13B)가 형성되어 있다. 그리고, 이들 흡입 배출 포트(13A, 13B) 중, 예를 들어 흡입 배출 포트(13A)는 저압측의 흡입 포트가 되고, 흡입 배출 포트(13B)는 고압측의 토출 포트를 구성하는 것이다.

부호 14, 15는 후방 케이싱(4)에 형성된 한 쌍의 흡입 배출 통로이고, 상기 흡입 배출 통로(14, 15)는 작동유의 흡입과 토출에 이용되는 것이다. 이들 흡입 배출 통로(14, 15) 중 저압측의 흡입 배출 통로(14)는 밸브판(13)의 흡입 배출 포트(13A)에 연통하는 동시에, 예를 들어 도9에 도시하는 후술의 탱크(37)측에 접속되어 있다. 또한, 고압측의 흡입 배출 통로(15)는 밸브판(13)의 흡입 배출 포트(13B)에 연통하는 동시에, 도9에 도시하는 후술의 토출 배관(44)에 접속되어 있 다.

그리고, 케이싱(2) 내에서 회전축(5)을 회전 구동하면, 실린더 블럭(6)의 회전에 수반하여 각 실린더(7) 내를 피스톤(8)이 왕복 이동한다. 이 사이, 흡입 행정에서는 이들 피스톤(8)이 흡입 배출 통로(14)측으로부터 실린더(7) 내로 작동유를 흡입하고, 토출 행정에서는 흡입 배출 통로(15)측으로 압력유를 토출하는 것이다.

부호 16은 케이싱 본체(3)의 작동기 설치부(3B) 내에 설치된 틸팅 작동기이다. 이 틸팅 작동기(16)는, 도2, 도3에 도시한 바와 같이 실린더 블럭(6)의 직경 방향 외측에 위치하여 케이싱 본체(3)의 작동기 설치부(3B)에 형성된 틸팅 제어 실린더로서의 실린더 구멍(17A, 17B)과, 상기 실린더 구멍(17A, 17B) 내로 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입된 후술의 서보 피스톤(18)으로 대략 구성되어 있다. 그리고, 틸팅 작동기(16)는 서보 피스톤(18)에 의해 경사판(11)을 화살표 A, B 방향으로 틸팅 구동하는 것이다.

부호 18은 틸팅 작동기(16)의 가동부를 구성하는 서보 피스톤이고, 상기 서보 피스톤(18)은, 도3에 도시한 바와 같이 대경부(18A)와 소경부(18B)로 이루어지는 단차식 피스톤으로서 형성되어 있다. 그리고, 서보 피스톤(18)은 대경부(18A)가 작동기 설치부(3B)의 실린더 구멍(17A) 내로 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입되고, 소경부(18B)가 실린더 구멍(17B) 내로 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입되어 있다.

여기서, 서보 피스톤(18)의 대경부(18A)는, 도3에 도시한 바와 같이 실린더 구멍(17A) 내에 대경의 액압실(19A)을 구획하고, 이 액압실(19A)은 덮개판(20A)에 의해 실린더 구멍(17A)의 외측으로부터 폐색되어 있다. 또한, 서보 피스톤(18)의 소경부(18B)는 실린더 구멍(17B) 내에 소경의 액압실(19B)을 구획하고, 이 액압실(19B)은 덮개판(20B)에 의해 실린더 구멍(17B)의 외측으로부터 폐색되어 있다.

그리고, 틸팅 작동기(16)는 액압실(19A, 19B)에 후술의 제어압 관로(39, 40)(도9 참조)로부터 틸팅 제어압이 공급, 배출되면, 이때의 틸팅 제어압에 따라서 서보 피스톤(18)을 실린더 구멍(17A, 17B)의 축방향으로 미끄럼 이동 변위시킨다. 또한, 서보 피스톤(18)의 축방향 변위는 후술의 슬라이드판(23)으로부터 틸팅 레버(12)를 거쳐서 경사판(11)으로 전달된다. 이에 의해, 경사판(11)은 서보 피스톤(18)에 추종하여 화살표 A, B 방향으로 틸팅 구동되는 것이다.

부호 21은 서보 피스톤(18)의 대경부(18A)에 마련된 홈이다. 이 오목 홈(21)은, 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이 대경부(18A)의 외주측을 부분적으로 절결함으로써 형성된 단면 U자형의 절결 홈으로 되어 있다. 그리고, 오목 홈(21)은 대경부(18A)의 직경 방향에서 서보 피스톤(18)의 축선 O1-O1을 사이에 두고 후술의 결합 홈(22)과 대향하는 위치에 배치되어 있다.

여기서, 오목 홈(21)은, 도6 내지 도8에 도시한 바와 같이 서보 피스톤(18)의 축선 O1-O1을 가로지르는 방향으로 연장된 평행 홈부(21A)와, 상기 평행 홈부(21A)의 단부로부터 테이퍼형으로 확장 개방하여 형성된 테이퍼 홈부(21B)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A)는 홈 폭방향의 양측이 측벽면(21A1, 21A2)이 되고, 이 측벽면(21A1, 21A2)은 서보 피스톤(18)의 축선 O1- O1을 가로지르는 방향에서 서로 평행하게 연장되어 있다.

또한, 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A)는 결합 홈(22)에 비교하여 홈 폭방향[서보 피스톤(18)의 축방향]의 치수가 작게 형성되어 있다. 그리고, 이 평행 홈부(21A) 내에는 후술하는 확장 개방 스프링(34)의 각 볼록 만곡판부(34B, 34C)가 탄성 변형 상태에서 끼움 삽입된다. 또한, 평행 홈부(21A)의 폭방향 양측[측벽면(21A1, 21A2)]은 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)가 접촉하여 서보 피스톤(18)의 축방향 변위를 확장 개방 스프링(34)으로 전하는 것이다.

한편, 오목 홈(21)의 테이퍼 홈부(21B)는 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)를, 평행 홈부(21A) 내를 향해 원활하게 안내하기 위해, 그 평면 형상이 등각 사다리꼴형을 이루어 형성되어 있다. 그리고, 이 테이퍼 홈부(21B)는, 서보 피스톤(18)이 도7, 도8에 도시한 바와 같이 축선 O1-O1을 따라서 축방향으로 변위될 때에 확장 개방 스프링(34)의 도중 부위[볼록 만곡판부(34B, 34C) 이외의 부위]가 오목 홈(21)의 측벽에 접촉, 간섭하는 것을 방지하는 기능도 갖고 있다.

부호 22는 서보 피스톤(18)의 대경부(18A)에 마련된 결합 홈이고, 상기 결합 홈(22)은, 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이 오목 홈(21)과 축선 O1-O1을 사이에 두고 직경 방향에서 대향하는 위치에 단면 U자형을 이루는 평행 홈으로서 형성되어 있다. 그리고, 이 결합 홈(22) 내에는 서보 피스톤(18)의 축방향 변위를 틸팅 레버(12)를 거쳐서 경사판(11)으로 전하기 위해, 후술의 슬라이드판(23)이 슬라이드 가능하게 설치되는 것이다.

부호 23은 서보 피스톤(18)의 결합 홈(22) 내에 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입된 슬라이드판이고, 이 슬라이드판(23)은, 도5에 도시한 바와 같이 대략 직사각형의 플레이트로서 형성되고, 결합 홈(22) 내에서 서보 피스톤(18)을 가로지르는 방향으로 슬라이드(미끄럼 이동 변위)하는 것이다. 그리고, 슬라이드판(23)의 중심부에는 틸팅 레버(12)의 돌출 핀(12A)이 회전 가능하게 끼움 삽입되는 결합 구멍(23A)이 뚫려 있다.

즉, 슬라이드판(23)은 결합 구멍(23A) 내에 틸팅 레버(12)의 돌출 핀(12A)을 미리 끼움 삽입한 상태에서 서보 피스톤(18)의 결합 홈(22) 내에 설치된다. 그리고, 이 상태에서 슬라이드판(23)은 서보 피스톤(18)의 축방향 변위를 틸팅 레버(12)를 거쳐서 경사판(11)으로 전달하고, 이에 의해 경사판(11)은 서보 피스톤(18)에 추종하여 화살표 A, B 방향으로 틸팅 구동되는 것이다.

부호 24는 틸팅 작동기(16)에 틸팅 제어압을 공급, 배출하는 레귤레이터이다. 이 레귤레이터(24)는, 도2에 도시한 바와 같이 작동기 설치부(3B)의 측부에 착탈 가능하게 설치된 밸브 케이스(25)를 갖고, 상기 밸브 케이스(25)는 케이싱 본체(3)의 작동기 설치부(3B)에 마련한 개구부(3C)를 외측으로부터 덮고 있다. 그리고, 레귤레이터(24)의 밸브 케이스(25) 내에는 제어 슬리브(26)가 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입되는 슬리브 미끄럼 이동 구멍(도시하지 않음)이 형성되고, 제어 슬리브(26) 내에는 스풀(27)이 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입되어 있다.

즉, 레귤레이터(24)는, 도9에 도시한 바와 같이 제어 슬리브(26) 내에 스풀(27)을 가진 유압 서보 밸브로서 구성되어 있다. 그리고, 스풀(27)의 일단부측에는 밸브 스프링(28)이 설치되고, 스풀(27)의 타단부측에는 유압 파일럿부(29)가 설치되어 있다. 그리고, 이 유압 파일럿부(29)는 후술의 파일럿 관로(41)에 압력 제어 밸브(42)를 거쳐서 접속되는 것이다.

여기서, 제어 슬리브(26)는 서보 피스톤(18)의 축선 O1-O1과 대략 평행한 축선 O2-O2를 가진 원통체로서 형성되어 있다. 그리고, 제어 슬리브(26)에는, 도4 내지 도6에 도시한 바와 같이 축방향 일방측의 외주면에 위치하고 후술의 결합 핀(33)이 결합되는 반원호형의 절결부(26A)가 형성되어 있다. 또한, 제어 슬리브(26)에는 절결부(26A)로부터 축방향 타방측으로 이격되어 직경 방향에 관통한 3개의 오일 구멍(26B, 26C, 26D)이 마련되어 있다.

그리고, 제어 슬리브(26)는, 도6 내지 도8에 도시한 바와 같이 축선 O2-O2를 따라서 축방향으로 연장되고, 후술의 피드백 링크(30)에 의해 축방향으로 변위(피드백 제어)되는 것이다. 또한, 제어 슬리브(26)의 오일 구멍(26B, 26C, 26D)은 도9에 예시한 후술의 탱크(37), 제어압 관로(38, 39) 등에 접속되는 것이다.

부호 30은 레귤레이터(24)를 피드백 제어하기 위한 피드백 링크이다. 이 피드백 링크(30)는, 도2 내지 도6에 도시한 바와 같이 레귤레이터(24)의 제어 슬리브(26)와 서보 피스톤(18) 사이에 설치되어 있다. 그리고, 피드백 링크(30)는 경사판(11)의 틸팅 동작에 추종시켜 레귤레이터(24)를 피드백 제어하는 피드백 기구를 구성하는 것이다.

또한, 피드백 링크(30)는, 도2 내지 도8에 도시한 바와 같이 후술의 링크 레버(31), 지지 핀으로서의 추축 핀(32), 결합 핀(33) 및 확장 개방 스프링(34)에 의해 구성되어 있다. 또한, 도2에 도시한 바와 같이 링크 레버(31) 및 확장 개방 스 프링(34)은 작동기 설치부(3B)와 레귤레이터(24)의 밸브 케이스(25) 사이를 틸팅 레버(12)와 대략 평행하게 연장되도록 배치되어, 추축 핀(32)을 중심으로 하여 회전되는 것이다.

부호 31은 피드백 링크(30)의 일부를 구성하는 링크 레버이고, 상기 링크 레버(31)는 강재 등의 강성 재료에 의해 도4 내지 도8에 도시한 바와 같이 단차식 레버체로서 형성되어 있다. 이 링크 레버(31)의 길이 방향 일방측에는 후술하는 결합 핀(33)의 양단부측을 향해 두갈래형을 이루어 비스듬히 연장되는 한 쌍의 핀 지지부(31A, 31B)(도5 참조)가 일체로 형성되어 있다. 그리고, 상기 핀 지지부(31A, 31B)에는 결합 핀(33)의 양단부측이 압입 등의 수단을 이용하여 고착되고, 핀 지지부(31A, 31B)는 결합 핀(33)을 양쪽 지지 상태에서 지지하는 것이다.

또한, 링크 레버(31)의 길이 방향 타방측에는 원주형의 헤드부(31C)가 하향으로 돌출되어 설치되고, 이 헤드부(31C)에는 후술하는 확장 개방 스프링(34)의 절곡부(34A)가 권취 상태에서 고정된다. 또한, 링크 레버(31)의 길이 방향 중간부에는 추축 핀(32)이 상, 하로 관통하여 끼움 삽입되는 핀 구멍(31D)이 뚫려 있다. 이에 의해, 링크 레버(31)는 작동기 설치부(3B)의 개구부(3C) 내에 추축 핀(32)을 거쳐서 회전 가능하게 설치되는 것이다.

또한, 링크 레버(31)에는 헤드부(31C)와 핀 구멍(31D) 사이에 위치하여 센서 설치 구멍(31E)이 형성되고, 이 센서 설치 구멍(31E) 내에는 틸팅각 센서(도시하지 않음) 등이 설치된다. 그리고, 이 틸팅각 센서는 도2에 도시하는 작동기 설치부(3B)의 벽면 등에 고정하여 설치한 피검출체(도시하지 않음)와의 사이에서 링크 레버(31)의 회전각을 검지하고, 이에 의해 경사판(11)의 틸팅각을 검출하는 것이다.

부호 33은 링크 레버(31)의 핀 지지부(31A, 31B)에 양단부가 고정하여 설치되는 결합 핀이다. 이 결합 핀(33)은 링크 레버(31)의 핀 지지부(31A, 31B)에 의해 양쪽 지지 상태에서 지지되고, 축방향 중간부가 제어 슬리브(26)의 절결부(26A)에 직경 방향으로부터 삽입되도록 하여 연결(결합)되는 것이다.

그리고, 링크 레버(31)가 추축 핀(32)을 중심으로 하여 회전(요동)될 때에, 결합 핀(33)은 링크 레버(31)의 움직임을 제어 슬리브(26)로 전한다. 이에 의해, 제어 슬리브(26)는 레귤레이터(24)의 밸브 케이스(25) 내에서 축방향(예를 들어, 도6에 도시하는 축선 O2-O2의 방향)으로 미끄럼 이동 변위된다.

부호 34는 링크 레버(31)와 함께 피드백 링크(30)를 구성하는 스프링 부재로 이루어지는 확장 개방 스프링을 나타내고 있다. 이 확장 개방 스프링(34)은 스프링성을 갖는 가늘고 긴 금속 스프링판을 길이 방향 중간부에서 대략 U자형으로 절곡함으로써 형성되고, 그 기단부측이 대략 U자형 또는 C자형의 절곡부(34A)로 되어 있다. 또한, 확장 개방 스프링(34)의 선단부측은 서로 동일한 곡률로 원호형으로 만곡하여 형성된 한 쌍의 볼록 만곡판부(34B, 34C)가 되고, 이들 볼록 만곡판부(34B, 34C)는 서로 이격되는 방향에 두갈래형을 이루어 확장 개방하는 확장 개방부를 구성하고 있다.

또한, 확장 개방 스프링(34)의 절곡부(34A)에는, 도5에 도시한 바와 같이 직경 방향에서 대향하는 위치에 한 쌍의 핀 설치 구멍(34D)(한쪽만 도시)이 뚫려 있 다. 그리고, 확장 개방 스프링(34)의 절곡부(34A)는 링크 레버(31)의 헤드부(31C)에 권취되도록 끼워 맞춘 상태이고, 각 핀 설치 구멍(34D) 및 헤드부(31C) 내에 고정 핀(35)을 삽입함으로써 헤드부(31C)에 대해 회전 방지, 또한 빠짐 방지 상태에서 고정되는 것이다.

한편, 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)는 서보 피스톤(18)의 오목 홈(21) 내에 테이퍼 홈부(21B)측으로부터 삽입되어 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A) 내에 탄성적으로 휜 상태에서 끼워 맞춤(끼움 삽입)된다. 그리고, 서보 피스톤(18)의 축방향 변위는 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A)로부터 볼록 만곡판부(34B, 34C)를 거쳐서 확장 개방 스프링(34)으로 전해진다. 또한, 확장 개방 스프링(34)과 일체화된 링크 레버(31)는 서보 피스톤(18)의 변위에 추종하여 추축 핀(32)을 중심으로 회전되는 것이다.

즉, 서보 피스톤(18)이 축선 O1-O1을 따라서 도7, 도8 중 화살표 A 방향으로 변위될 때에는, 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B)가 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A)[측벽면(21A1)]에 의해 화살표 a 방향으로 압박 이동된다. 이때의 압박 이동력은, 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B)로부터 절곡부(34A), 고정 핀(35)을 거쳐서 링크 레버(31)로 전해진다. 이 결과, 링크 레버(31)가 추축 핀(32)을 중심으로 하여 회전됨으로써, 제어 슬리브(26)는 축선 O2-O2을 따라서 화살표 C 방향으로 변위되는 것이다.

한편, 서보 피스톤(18)이 축선 O1-O1을 따라서 도7, 도8 중 화살표 B 방향으로 변위될 때에는, 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34C)가 평행 홈부 (21A)[측벽면(21A2)]에 의해 화살표 b 방향으로 압박 이동된다. 이때의 압박 이동력은 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34C)로부터 절곡부(34A), 고정 핀(35)을 거쳐서 링크 레버(31)로 전해진다. 이 결과, 링크 레버(31)가 추축 핀(32)을 중심으로 하여 회전됨으로써, 제어 슬리브(26)는 축선 O2-O2를 따라서 화살표 D 방향으로 변위되는 것이다.

이 경우, 도6 내지 도8에 도시한 바와 같이, 기준선 K-K를 추축 핀(32)의 중심을 통해 서보 피스톤(18)의 축선 O1-O1과 직교하고, 제어 슬리브(26)의 축선 O2-O2에도 직교하는 선으로 한다. 서보 피스톤(18)이 축방향으로 변위되면, 링크 레버(31) 및 확장 개방 스프링(34) 등으로 이루어지는 피드백 링크(30)는 추축 핀(32)을 중심으로 하고, 서보 피스톤(18)의 변위에 추종하여 기준선 K-K의 양측으로 요동된다.

이 결과, 서보 피스톤(18)이 도7, 도8 중 화살표 A 방향으로 변위될 때에는, 제어 슬리브(26)가 피드백 링크(30)에 의해 화살표 C 방향으로 변위된다. 또한, 서보 피스톤(18)이 화살표 B 방향으로 변위될 때에는 제어 슬리브(26)가 피드백 링크(30)에 의해 화살표 D 방향으로 변위되는 것이다.

다음에, 도9를 참조하여 유압 펌프(1)의 용량 제어용 유압 회로에 대해 설명한다. 부호 36은 탱크(37)와 함께 저압 유압원을 구성하는 파일럿 펌프를 도시하고 있다. 그리고, 상기 파일럿 펌프(36)는 탱크(37) 내로부터 작동유를 흡입하면서 제어압 관로(38) 내에 틸팅 제어용 압력유(틸팅 제어압)를 토출하는 것이다.

이 경우, 제어압 관로(38)는 레귤레이터(24)를 거쳐서 다른 제어압 관로(39) 와 연통, 차단되고, 이 제어압 관로(39)는 틸팅 작동기(16)의 액압실(19A)에 접속되어 있다. 또한, 파일럿 펌프(36)로부터 토출되는 압력유의 압력은 저압 리프 밸브(도시하지 않음) 등에 의해 유압 펌프(1)의 토출압보다도 충분히 낮은 압력으로 유지되는 것이다.

여기서, 유압 파일럿부(29)에 공급되는 파일럿압이 밸브 스프링(28)의 압박력보다도 작아지면, 레귤레이터(24)의 스풀(27)은 도9 중에서 우측으로 변위된다. 이에 의해, 레귤레이터(24)는 중립 위치(E)로부터 절환 위치(F)로 절환된다. 그리고, 레귤레이터(24)가 절환 위치(F)로 절환되었을 때에는 파일럿 펌프(36)가 제어압 관로(38, 39)를 거쳐서 틸팅 작동기(16)의 액압실(19A)에 접속되고, 파일럿 펌프(36)로부터의 틸팅 제어압이 액압실(19A) 내로 공급된다.

또한, 유압 파일럿부(29)에 공급되는 파일럿압이 밸브 스프링(28)의 압박력보다도 커지면, 레귤레이터(24)의 스풀(27)은 도9 중에서 좌측으로 변위된다. 이에 의해, 레귤레이터(24)는 중립 위치(E)로부터 절환 위치(G)로 절환된다. 그리고, 레귤레이터(24)가 절환 위치(G)로 절환되었을 때에는 제어압 관로(39)가 탱크(37)에 접속됨으로써, 틸팅 작동기(16)의 액압실(19A)로부터는 탱크(37)측을 향해 압력유가 배출되고, 액압실(19A) 내는 탱크압에 가까운 압력까지 저하된다.

부호 40은 제어압 관로(38)의 도중 부위로부터 분기된 다른 제어압 관로이고, 상기 제어압 관로(40)는 그 선단부측이 틸팅 작동기(16)의 액압실(19B)에 항시 접속되어 있다. 그리고, 제어압 관로(40)는 파일럿 펌프(36)로부터의 틸팅 제어압을 액압실(19B)에 공급하는 것이다.

부호 41은 제어압 관로(38)의 도중 부위로부터 분기된 파일럿 관로이고, 상기 파일럿 관로(41)는 레귤레이터(24)의 유압 파일럿부(29)와 파일럿 펌프(36) 사이에 설치되고, 파일럿 펌프(36)의 토출측을 후술의 압력 제어 밸브(42)를 거쳐서 유압 파일럿부(29)에 접속하는 것이다.

부호 42는 파일럿 관로(41)의 도중에 설치된 압력 제어 밸브이고, 상기 압력 제어 밸브(42)는 전자기 비례 솔레노이드부(43)를 가진 전자식 제어 밸브에 의해 구성되어 있다. 그리고, 압력 제어 밸브(42)는 레귤레이터(24)의 유압 파일럿부(29)에 공급하는 파일럿압을 전자기 비례 솔레노이드부(43)에 의해 가변으로 제어하는 것이다.

부호 44는 유압 펌프(1)의 토출측에 설치된 토출 배관이고, 상기 토출 배관(44)은, 예를 들어 도1, 도2에 도시하는 고압측의 흡입 배출 통로(15)를 외부의 유압 작동기(도시하지 않음) 등에 접속하는 것이다. 또한, 토출 배관(44)의 도중에는 유압 펌프(1)의 토출압을 검출하는 압력 센서(도시하지 않음) 등이 설치되어 있다.

여기서, 토출 배관(44) 내의 압력은 이 압력 센서를 거쳐서 압력 제어 밸브(42)의 전자기 비례 솔레노이드부(43)에 지령 신호로서 출력된다. 그리고, 압력 제어 밸브(42)는 전자기 비례 솔레노이드부(43)에 출력되는 지령 신호[예를 들어, 토출 배관(44) 내의 압력 변화 등]에 따라서 레귤레이터(24)의 유압 파일럿부(29)에 공급하는 파일럿압을 증가, 감소시키는 것이다.

본 실시 형태에 의한 유압 펌프(1)의 용량 제어용 유압 회로는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것이고, 다음에 그 용량 제어 동작에 대해 설명한다.

우선, 압력 제어 밸브(42)의 전자기 비례 솔레노이드부(43)에 출력되는 지령 신호가 대략 일정하게 유지되는 동안은 레귤레이터(24)의 스풀(27)이 도9에 도시한 바와 같이 중립 위치(E)로 유지되고, 틸팅 작동기(16)에 의해 유압 펌프(1)의 경사판(11)은 도시한 바와 같이 대략 일정한 틸팅각으로 유지된다.

그리고, 이 상태에서 경사판(11)의 틸팅각을 크게 하기 위해 지령 신호가 전자기 비례 솔레노이드부(43)에 출력되면, 압력 제어 밸브(42)로부터 공급되는 파일럿압을 높인다. 이로 인해, 레귤레이터(24)의 유압 파일럿부(29)는 압력 제어 밸브(42)에 의해 파일럿압이 상승되고, 레귤레이터(24)의 스풀(27)은 밸브 스프링(28)에 저항하여 좌측 방향으로 변위된다. 이에 의해, 레귤레이터(24)는 중립 위치(E)로부터 절환 위치(G)로 절환되고, 제어압 관로(39)가 탱크(37)에 접속된다.

이로 인해, 틸팅 작동기(16)에 대해 보면, 액압실(19A)의 압력유가 탱크(37)측으로 배출되고, 액압실(19B) 내에는 제어압 관로(40)로부터 틸팅 제어압이 공급된다. 이에 의해, 서보 피스톤(18)은 액압실(19A, 19B) 사이의 압력차에 의해 화살표 A 방향으로 미끄럼 이동 변위되고, 유압 펌프(1)의 경사판(11)은 대틸팅측으로 구동된다.

또한, 레귤레이터(24)의 제어 슬리브(26)에는 서보 피스톤(18)의 움직임이 피드백 링크(30)를 거쳐서 전해져 있다. 그리고, 서보 피스톤(18)이 화살표 A 방향으로 변위되었을 때에는, 피드백 링크(30)는 추축 핀(32)을 중심으로 하여 도9 중 화살표 C 방향으로 변위되고, 제어 슬리브(26)를 스풀(27)과 동일 방향으로 미끄럼 이동 변위시키고자 한다. 이 결과, 레귤레이터(24)는 피드백 링크(30)에 의해 피드백 제어된다.

그리고, 경사판(11)의 틸팅각이 상기 지령 신호에 의한 대틸팅 지령에 대응한 각도가 되었을 때에는 제어 슬리브(26)가 화살표 C 방향으로 변위됨으로써, 레귤레이터(24)는 중립 위치(E)로 복귀된다. 이에 의해, 유압 펌프(1)에 의한 압력유의 토출량은 상기 지령 신호에 대응한 큰 토출량이 되어 용량 제어가 행해지는 것이다.

한편, 경사판(11)의 틸팅각을 작게 하기 위해 지령 신호가 전자기 비례 솔레노이드부(43)에 출력되면, 압력 제어 밸브(42)에 의해 파일럿압이 감소된다. 이로 인해, 레귤레이터(24)의 스풀(27)은 도9 중에서 우측 방향으로 변위된다. 이에 의해, 레귤레이터(24)는 밸브 스프링(28)에 의해 중립 위치(E)로부터 절환 위치(F)로 절환되고, 파일럿 펌프(36)가 제어압 관로(38, 39)를 거쳐서 틸팅 작동기(16)의 액압실(19A)에 접속된다.

이로 인해, 틸팅 작동기(16)에는 파일럿 펌프(36)로부터의 틸팅 제어압이 액압실(19A, 19B)에 각각 공급된다. 이 결과, 서보 피스톤(18)은 액압실(19A, 19B) 사이의 수압 면적차에 의해 화살표 B 방향으로 미끄럼 이동 변위되게 되고, 유압 펌프(1)의 경사판(11)은 소틸팅측으로 구동된다.

또한, 레귤레이터(24)의 제어 슬리브(26)에는 서보 피스톤(18)의 움직임이 피드백 링크(30)를 거쳐서 전해져 있다. 그리고, 서보 피스톤(18)이 화살표 B 방 향으로 변위되었을 때에는, 피드백 링크(30)는 추축 핀(32)을 중심으로 하여 도9 중 화살표 D 방향으로 변위되고, 제어 슬리브(26)를 스풀(27)과 동일 방향으로 미끄럼 이동 변위시키고자 한다. 이 결과, 레귤레이터(24)는 피드백 링크(30)에 의해 피드백 제어된다.

그리고, 경사판(11)의 틸팅각이 상기 지령 신호에 의한 소틸팅 지령에 대응한 각도가 되었을 때에는, 제어 슬리브(26)가 화살표 D 방향으로 변위됨으로써 레귤레이터(24)는 중립 위치(E)로 복귀된다. 이에 의해, 유압 펌프(1)에 의한 압력유의 토출량은 상기 지령 신호에 대응한 작은 토출량이 되어 용량 제어가 행해지는 것이다.

여기서, 틸팅 작동기(16)의 서보 피스톤(18)에 추종하는 피드백 링크(30)의 움직임에 대해 상세하게 서술한다. 이 피드백 링크(30)는 서보 피스톤(18)의 움직임을 레귤레이터(24)의 제어 슬리브(26)로 전하기 위해, 강성 재료로 이루어지는 링크 레버(31)와, 스프링재로 이루어지는 확장 개방 스프링(34)에 의해 구성되어 있다.

그리고, 서보 피스톤(18)이 도8에 도시하는 위치부터 도7에 도시하는 위치로 화살표 A 방향으로 변위될 때에는 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A)[측벽면(21A1)]에 의해 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B)를 화살표 a 방향으로 압박 이동한다. 이때의 압박 이동력은 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B)로부터 절곡부(34A), 고정 핀(35)을 거쳐서 링크 레버(31)로 전해진다. 이로 인해, 링크 레버(31)는 추축 핀(32)을 중심으로 하여 요동(회전)하면서 제어 슬리브(26)를 축 선 O2-O2를 따라서 화살표 C 방향으로 변위시킬 수 있다.

그동안, 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B)는 그 원호면(볼록 만곡면)이 평행 홈부(21A)의 측벽면(21A1)에 접촉하므로, 양자의 접촉 지그를 매끄럽게 할 수 있고, 서보 피스톤(18)의 축방향 변위를, 오목 홈(21)의 측벽면(21A1)을 거쳐서 화살표 a 방향의 압박 이동력으로서 확장 개방 스프링(34)으로부터 링크 레버(31)로 안정적으로 취출할 수 있다.

또한, 이때에 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34C)는 그 원호면(볼록 만곡면)이 평행 홈부(21A)의 측벽면(21A2)에 계속해서 접촉한다. 이에 의해, 원호 형상을 이루는 볼록 만곡판부(34B, 34C)를 평행 홈부(21A)의 측벽면(21A1, 21A2)에 대해 각각 탄성적으로 접촉시킬 수 있고, 양자 사이에 덜걱거림이나 간극 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

한편, 서보 피스톤(18)이 도7에 도시하는 위치로부터 도8에 도시하는 위치로 화살표 B 방향으로 변위될 때에는 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A)[측벽면(21A2)]에 의해 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34C)를 화살표 b 방향으로 압박 이동한다. 이때의 압박 이동력은 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34C)로부터 절곡부(34A), 고정 핀(35)을 거쳐서 링크 레버(31)로 전해진다. 이로 인해, 링크 레버(31)는 추축 핀(32)을 중심으로 하여 요동(회전)하면서 제어 슬리브(26)를 축선 O2-O2를 따라서 화살표 D 방향으로 변위시킬 수 있다.

그리고, 이 경우에도 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34C)는 그 원호면(볼록 만곡면)이 평행 홈부(21A)의 측벽면(21A2)에 접촉하므로, 양자의 접촉 지 그를 매끄럽게 할 수 있고, 서보 피스톤(18)의 축방향 변위를, 홈(21)의 측벽면(21A2)을 거쳐서 화살표 b 방향의 압박 이동력으로서 확장 개방 스프링(34)으로부터 링크 레버(31)로 안정적으로 취출할 수 있다.

또한, 이때에 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B)는 그 원호면(볼록 만곡면)이 평행 홈부(21A)의 측벽면(21A1)에 계속해서 접촉한다. 이에 의해, 원호 형상을 이루는 볼록 만곡판부(34B, 34C)를 평행 홈부(21A)의 측벽면(21A1, 21A2)에 대해 각각 탄성적으로 접촉시킬 수 있고, 양자 사이에 덜걱거림이나 간극 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태에 따르면, 피드백 링크(30)의 확장 개방 스프링(34)에 설치한 두갈래형의 볼록 만곡판부(34B, 34C)를 서보 피스톤(18)에 마련한 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A) 내에 탄성 변형 상태에서 끼워 맞추는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 원호 형상을 이루는 볼록 만곡판부(34B, 34C)는 오목 홈(21)의 평행 홈부(21A)에 대해 그 측벽면(21A1, 21A2)에서 각각 탄성적으로 접촉할 수 있다.

이에 의해, 서보 피스톤(18)의 변위 방향이 화살표 A, B 방향으로 빈번하게 바뀔 때에도 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)를 평행 홈부(21A)의 측벽면(21A1, 21A2)에, 그 볼록 만곡면측에서 접촉시킨 상태로 유지할 수 있고, 양자 사이에 덜걱거림 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

게다가, 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)는 그 원호면이 오목 홈(21)의 측벽면(21A1, 21A2)에 접촉하므로, 양자의 접촉 지그를 매끄럽게 할 수 있고, 서보 피스톤(18)의 축방향 변위를 링크 레버(31)측으로 안정적으로 취출할 수 있다.

이 결과, 경사판(11)의 틸팅각 제어(용량 제어)를 장기간에 걸쳐서 반복할 때에도 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)와 서보 피스톤(18)의 오목 홈(21) 사이에 덜걱거림 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)에 충격 하중 등이 부가되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 확장 개방 스프링(34)에 소성 변형 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 서보 피스톤(18)의 움직임을 레귤레이터(24)의 제어 슬리브(26)로 전하는 피드백 링크(30)를 강성 재료로 이루어지는 링크 레버(31)와, 스프링재로 이루어지는 확장 개방 스프링(34)에 의해 구성하고 있으므로, 서보 피스톤(18)으로부터의 고주파 진동을, 스프링성을 가진 확장 개방 스프링(34)에 의해 감쇠할 수 있고, 강성 재료로 이루어지는 링크 레버(31)가 미소 진동을 반복하는 것을 억제할 수 있다.

즉, 전술한 바와 같이 유압 펌프(1)의 용량 제어를 행하고 있는 도중이라도 상기 유압 펌프(1)의 토출측에는 압력 맥동이 발생하는 일이 있다. 그리고, 유압 펌프(1)의 토출압이 고압이 된 상태에서 압력 맥동이 발생한 경우에는, 이 맥동이 진동이 되어 실린더 블럭(6)의 각 실린더(7), 각 피스톤(8) 등을 거쳐서 경사판(11)으로 전해지고, 상기 경사판(11)이 높은 진동 주파수를 갖고 고주파 진동을 반복하는 일이 있다.

그리고, 이와 같은 고주파 진동은 경사판(11)으로부터 틸팅 레버(12), 슬라이드판(23) 등을 통해 틸팅 작동기(16)의 서보 피스톤(18)으로 전해지면, 이것이 피드백 링크(30)에도 미소 진동이 되어 전파되고, 피드백 링크(30)가 고주파 진동의 영향으로 파손, 손상될 우려가 있다.

그러나, 본 실시 형태에서는 확장 개방 스프링(34)을 이용함으로써 피드백 링크(30)에 스프링성을 부여할 수 있고, 전술한 바와 같이 고주파 진동을 확장 개방 스프링(34)에 의해 감쇠할 수 있는 동시에, 이 진동이 강성 재료로 이루어지는 링크 레버(31)에 직접적으로 전해지는 것을 억제할 수 있고, 링크 레버(31)의 내구성, 수명을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에 따르면, 유압 맥동 등의 영향으로 경사판(11)이 고주파 진동을 반복할 때에 이 고주파 진동이 경사판(11)으로부터 서보 피스톤(18)으로 전해져도 피드백 링크(30)의 일부를 이루는 확장 개방 스프링(34)(판 스프링재)에 의해 고주파 진동을 감쇠할 수 있고, 미소 진동의 반복에 의한 피드백 링크(30)의 파손, 손상을 억제할 수 있다.

게다가, 경사판(11)의 틸팅각 제어를 장기간에 걸쳐서 반복할 때에도 확장 개방 스프링(34)의 볼록 만곡판부(34B, 34C)와 서보 피스톤(18)의 오목 홈(21) 사이에 덜걱거림 등이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 확장 개방 스프링(34)이 소성 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 서보 피스톤(18)의 변위를 피드백 링크(30)에 의해 장기간에 걸쳐서 안정적으로 취출할 수 있고, 상기 유압 펌프(1)의 용량 제어를 장기간에 걸쳐서 안정시켜 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 확장 개방 스프링(34)은 일단부측의 절곡부(34A)를 링크 레버(31)의 헤드부(31C)에 권취하도록 고정 핀(35) 등으로 고정하고, 타단부측의 볼록 만곡판부(34B, 34C)를 서보 피스톤(18)의 오목 홈(21) 내에서 평행 홈부(21A)에 탄성 변형 상태에서 접촉시키는 구성으로 하고 있다. 따라서, 이와 같은 확장 개방 스프링(34)을 이용함으로써, 틸팅 작동기(16)에 대한 피드백 링크(30)의 설치 방향을 용이하게 변경하는 것이 가능해져 레귤레이터(24) 등의 설치 자유도를 높일 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는 가변 용량형 경사판식 액압 회전기로서 경사판식 유압 펌프를 이용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 가변 용량형 경사판식 유압 모터에 적용해도 좋다. 그리고, 유압 모터의 경우에는, 전술한 한 쌍의 흡입 배출 통로(14, 15)는 고압력유의 공급과 배출을 행하는 한 쌍의 급배 통로로서 이용되는 것이다.

Claims (4)

1. 통형의 케이싱과, 상기 케이싱 내에 회전 가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 상태에서 상기 케이싱 내에 설치되어 상기 회전축의 주위 방향으로 이격되고 축방향으로 연장되는 복수의 실린더가 뚫린 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭의 각 실린더에 왕복 이동 가능하게 끼움 삽입되어 돌출 단부측에 슈를 가진 복수의 피스톤과, 상기 케이싱 내에 틸팅 가능하게 설치되어 상기 슈가 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동면을 가진 경사판과, 상기 케이싱에 설치되어 틸팅 제어압에 따라서 상기 경사판을 틸팅 구동하는 서보 피스톤을 가진 틸팅 작동기와, 상기 틸팅 작동기의 틸팅 제어압을 가변으로 제어하기 위해 상기 케이싱에 설치되어 제어 슬리브 내에 스풀을 가진 서보 밸브로 이루어지는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 제어 슬리브와 상기 틸팅 작동기의 서보 피스톤 사이에 설치되어 상기 서보 피스톤의 변위를 상기 제어 슬리브로 전하는 피드백 링크를 구비한 가변 용량형 경사판식 액압 회전기에 있어서,

   상기 피드백 링크는 길이 방향의 일방측이 상기 레귤레이터의 제어 슬리브에 연결된 링크 레버와, 상기 링크 레버의 타방측에 고정하여 설치되어 선단부측이 서로 이격되는 방향으로 스프링성을 갖고 확장 개방하는 확장 개방 스프링에 의해 구성하고,

   상기 서보 피스톤의 외주측에는 상기 확장 개방 스프링의 선단부측이 끼워 맞추어지는 오목 홈을 마련하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 가변 용량형 경사 판식 액압 회전기.
2. 제1항에 있어서, 상기 확장 개방 스프링은 가늘고 긴 판 스프링재를 대략 U자형으로 절곡함으로써 형성하여 이루어지는 가변 용량형 경사판식 액압 회전기.
3. 제1항에 있어서, 상기 확장 개방 스프링의 선단부측은 원호형으로 만곡하여 형성되고 상기 오목 홈의 폭방향 양측에 각각 탄성적으로 접촉하는 한 쌍의 볼록 만곡판부에 의해 구성하여 이루어지는 가변 용량형 경사판식 액압 회전기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서보 피스톤의 오목 홈은 상기 서보 피스톤을 가로지르는 방향으로 연장되는 평행 홈부와, 상기 확장 개방 스프링의 선단부측을 상기 평행 홈부 내로 안내하기 위해 상기 평행 홈부로부터 테이퍼형으로 확장 개방하여 형성된 테이퍼 홈부에 의해 구성하여 이루어지는 가변 용량형 경사판식 액압 회전기.

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