KR20190132213A - 유압 펌프 - Google Patents

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Abstract

구동원의 시동 토크를 저감하는 것이 가능한 유압 펌프를 제공한다. 유압 펌프(10)는, 복수의 실린더 구멍(32)을 갖고, 회전 가능하게 배치된 실린더 블록(30)과, 각 실린더 구멍(32) 내에 이동 가능하게 유지된 피스톤(38)과, 틸팅각의 크기에 따라서 피스톤(38)의 이동량을 제어하는 경사판(40)과, 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로 경사판(40)을 누르는 제1 압박 수단(50)과, 외부로부터 공급되는 압력에 의해 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로 경사판(40)을 누르는 제2 압박 수단(60)을 구비한다.

Description

유압 펌프 {HYDRAULIC PUMP}
본 발명은, 건설 차량 등에 사용되는 유압 펌프에 관한 것이다.
건설 차량 등의 폭넓은 분야에 있어서, 유압 펌프가 사용되고 있다. 유압 펌프는 일례로서, 회전축과, 회전축 방향을 따라서 연장되는 복수의 실린더 구멍이 형성된 실린더 블록과, 각 실린더 구멍 내에 이동 가능하게 유지된 피스톤과, 실린더 블록이 회전함으로써, 각 피스톤을 각 실린더 구멍 내에서 이동시키기 위한 경사판과, 실린더 블록의 회전축에 대한 경사판의 경사각(틸팅각)을 변경하기 위한 기구를 갖고 있다. 회전축은 구동원으로서의 엔진과 연결되어 있다. 특히 상술한 유압 펌프는, 가변 용량형의 유압 펌프로서도 사용된다. JP2002-138948A에는, 이러한 가변 용량형의 유압 펌프의 일례가 개시되어 있다.
이 유압 펌프는, 실린더 구멍으로부터의 오일의 배출에 기초하는 구동력을 출력한다. 보다 구체적으로는, 엔진으로부터의 동력에 의해 회전축을 회전시킴으로써, 회전축과 결합된 실린더 블록을 회전시켜서, 실린더 블록의 회전에 의해 피스톤을 왕복 동작시킨다. 이 피스톤의 왕복 동작에 따라, 일부의 실린더 구멍으로부터는 오일이 토출됨과 함께 다른 실린더 구멍에는 오일이 흡입되고, 이에 의해 유압 펌프가 실현된다. 이때, 경사판은, 펌프 하우징 내에 마련된 스프링 등의 압박 수단에 의해 그 틸팅각이 커지도록 틸팅되고, 입력된 압력에 따라서 작동하는 제어용 피스톤 등의 압박 수단에 의해 그 틸팅각이 작아지도록 틸팅된다. 경사판의 틸팅각이 커짐에 따라서, 유압 펌프로부터의 오일의 토출 유량은 커진다.
JP2002-138948A에 개시된 종래의 유압 펌프에서는, 엔진의 시동 시에는, 제어용 피스톤에는 압력이 입력되고 있지 않기 때문에, 경사판의 틸팅각이 최대가 되고 있다. 즉, 유압 펌프를 구동하기 위하여 필요한 토크가 최대가 되고 있다. 이 경우, 엔진을 시동하여 유압 펌프의 구동을 개시하기 위해서는 큰 구동력을 필요로 한다. 특히, 저온 환경 하에서는 오일의 점도가 커지기 때문에, 엔진을 시동하기 위하여 필요한 구동 토크는 극히 커진다. 이 때문에, 유압 펌프가 저온 환경 하에서 사용되는 경우에는, 엔진을 시동하기 위하여 사용되는 배터리나 스타터 모터 등의 사이즈를 크게 하는 등의 대처가 필요하게 되는 경우가 있었다.
본 발명은, 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이고, 구동원의 시동 토크를 저감하는 것이 가능한 유압 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 유압 펌프는,
복수의 실린더 구멍을 갖고, 회전 가능하게 배치된 실린더 블록과,
각 실린더 구멍 내에 이동 가능하게 유지된 피스톤과,
틸팅각의 크기에 따라서 상기 피스톤의 이동량을 제어하는 경사판과,
상기 경사판의 틸팅각이 작아지는 방향으로 상기 경사판을 누르는 제1 압박 수단과,
외부로부터 공급되는 압력에 의해 상기 경사판의 틸팅각이 커지는 방향으로 상기 경사판을 누르는 제2 압박 수단을 구비한다.
본 발명에 의한 유압 펌프에 있어서,
상기 제2 압박 수단은, 상기 경사판을 그 틸팅각이 커지는 방향으로 누르는 압박 로드를 갖고,
상기 압박 로드에 있어서의 상기 경사판과 반대측의 단부면에 상기 압력이 작용해도 된다.
본 발명에 의한 유압 펌프에 있어서,
상기 압력은, 네거티브 유량 제어 압력에 대응한 압력이어도 된다.
본 발명에 의한 유압 펌프에 있어서,
상기 압력은, 로드 센싱 유량 제어 압력에 대응한 압력이어도 된다.
본 발명에 의한 유압 펌프에 있어서,
상기 압력은, 포지티브 유량 제어 압력에 대응한 압력이어도 된다.
본 발명에 의한 유압 펌프에 있어서,
상기 압력은, 로크 레버 압력에 대응한 압력이어도 된다.
본 발명에 의한 유압 펌프에 있어서,
상기 압력은, 전기 신호가 전자 비례 밸브에 의해 유압으로 변환된 압력이어도 된다.
[발명의 효과]
본 발명에 따르면, 구동원의 시동 토크를 저감하는 것이 가능한 유압 펌프를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 의한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 특히 도 1은, 경사판의 틸팅각이 최소일 때의 유압 펌프 단면을 도시하는 도면이다.
도 2는, 경사판의 틸팅각이 최대일 때의 도 1의 유압 펌프의 단면을 도시하는 도면이다.
도 3a는, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는, 유압 펌프의 일 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는, 도 4a와 함께, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는, 유압 펌프의 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는, 도 5a와 함께, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는, 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는, 도 6a와 함께, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6c는, 도 6a 및 도 6b와 함께, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는, 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는, 도 7a와 함께, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 8a는, 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 8b는, 도 8a와 함께, 유압 펌프의 제2 압박 수단에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해의 용이함의 편의상, 적절히 축척 및 종횡의 치수비 등을, 실물의 그것들로부터 변경하여 과장하고 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 사용하는, 형상이나 기하학적 조건 그리고 그것들의 정도를 특정하는, 예를 들어 「평행」, 「직교」, 「동일」 등의 용어나 길이나 각도의 값 등에 대해서는, 엄밀한 의미에 얽매이는 일 없이, 마찬가지의 기능을 기대할 수 있을 정도의 범위를 포함하여 해석하기로 한다.
도 1 내지 도 8b는, 본 발명에 의한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 이 중 도 1 및 도 2는, 유압 펌프(10)의 단면을 도시하는 도면이다. 특히 도 1은, 후술하는 경사판(40)의 틸팅각(경사각)이 최소일 때의 유압 펌프(10)의 단면을 도시하는 도면이고, 도 2는, 경사판(40)의 틸팅각이 최대일 때의 유압 펌프(10)의 단면을 도시하는 도면이다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)는, 소위 경사판식 가변 용량형 유압 펌프이다. 유압 펌프(10)는, 후술하는 실린더 구멍(32)으로부터의 오일의 배출(및 실린더 구멍(32)으로의 오일의 흡입)에 기초하는 구동력을 출력한다. 보다 구체적으로는, 엔진 등의 동력원으로부터의 동력에 의해 회전축(25)을 회전시킴으로써, 회전축(25)과 스플라인 결합 등에 의해 결합된 실린더 블록(30)을 회전시켜서, 실린더 블록(30)의 회전에 의해 피스톤(38)을 왕복 동작시킨다. 이 피스톤(38)의 왕복 동작에 따라, 일부의 실린더 구멍(32)으로부터는 오일이 토출됨과 함께 다른 실린더 구멍(32)에는 오일이 흡입되어, 유압 펌프가 실현된다.
도 1 및 도 2에 도시된 유압 펌프(10)는, 하우징(20), 회전축(25), 실린더 블록(30), 경사판(40), 제1 압박 수단(50) 및 제2 압박 수단(60)을 갖고 있다.
하우징(20)은, 제1 하우징 블록(21)과, 제1 하우징 블록(21)에 대하여 도시하지 않은 체결 수단 등에 의해 결합된 제2 하우징 블록(22)을 갖고 있다. 하우징(20)은, 회전축(25)의 일부, 실린더 블록(30), 경사판(40) 및 제1 압박 수단(50)을 수용하고 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 제1 하우징 블록(21)의 내측에, 회전축(25)의 한쪽의 단부와, 흡배 플레이트(35)를 통하여 복수의 실린더 구멍(32)에 연통하는 도시하지 않은 흡입 포트 및 배출 포트와, 후술하는 압박 로드(61)를 가이드하기 위한 제1 가이드부(23)가 배치되어 있다. 또한 흡입 포트는, 제1 하우징 블록(21)을 관통하여 마련되고, 유압 펌프(10)의 외부에 마련되는 유압원(탱크)에 연통한다.
제1 하우징 블록(21)에는, 회전축(25)이 삽입되는 회전축용 오목부(24a)가 형성되고, 회전축(25)은, 회전축용 오목부(24a) 내에서 베어링(28a)에 의해 축선(회전 축선) Ax 주위에 회전 가능하게 지지되어 있다. 축선 Ax는, 회전축(25)의 길이 방향을 따라서 연장되어 있다.
제2 하우징 블록(22)에는, 회전축(25)이 관통하는 회전축용 구멍(24b)이 형성되고, 회전축(25)은, 그 일단으로부터 타단을 향하여, 실린더 블록(30) 및 경사판(40)을 관통하여 연장되어 있다. 회전축(25)은, 그 타단에 있어서 회전축용 구멍(24b)에 배치된 베어링(28b)에 의해 축선 Ax 주위에 회전 가능하게 지지되어 있다. 도시된 예에서는, 회전축(25)의 타단은, 회전축용 구멍(24b)으로부터 외측을 향하여 돌출되어 있고, 당해 타단에 형성된 스플라인 결합부(26b)를 통하여 엔진 등의 동력원과 연결된다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 회전축(25)의 타단은, 회전축용 구멍(24b)로부터 외측을 향하여 돌출되지 않아도 된다. 즉, 회전축(25)의 타단은, 하우징(20)의 내측에 위치해도 된다. 예를 들어, 동력원으로부터 연장하는 구동축이 하우징(20) 내에 삽입되고, 하우징(20) 내에 있어서 당해 구동축과 회전축(25)의 타단부가 연결되게 해도 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 회전축(25)은, 실린더 블록(30)을 관통하는 부분에 마련된 스플라인 결합부(26c)에 있어서 실린더 블록(30)과 스플라인 결합하고 있다. 이 실린더 블록(30)과의 스플라인 결합에 의해, 회전축(25)은, 축선 Ax의 방향에 대해서는 실린더 블록(30)과 무관계로 이동 가능하지만, 축선 Ax 둘레의 회전 방향에 대해서는 실린더 블록(30)과 함께 일체적으로 회전한다. 또한 회전축(25)은, 제1 하우징 블록(21) 내에 있어서 베어링(28a)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 제2 하우징 블록(22) 내에 있어서 베어링(28b)에 의해 축선 Ax에 따른 방향의 이동이 규제되면서 회전 가능하게 지지되고, 경사판(40)과는 접촉하지 않게 되어 있다. 따라서, 회전축(25)은, 실린더 블록(30) 이외의 부재에 따라서는 저해되지 않고, 실린더 블록(30)과 함께 축선 Ax 둘레의 회전 방향으로 회전 가능하게 마련되어 있다.
실린더 블록(30)은, 회전축(25)과 함께 축선 Ax를 중심으로 회전 가능하게 배치되어 있고, 축선 Ax의 둘레에 있어서 뚫어서 마련된 복수의 실린더 구멍(32)을 갖는다. 특히 도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 각 실린더 구멍(32)은, 각각 축선 Ax와 평행한 방향을 따라서 연장되도록 마련되어 있다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 실린더 구멍(32)은, 축선 Ax에 대하여 경사진 방향을 따라 연장되도록 마련되어도 된다. 실린더 블록(30)에 형성되는 복수의 실린더 구멍(32)의 수는 특별히 한정되지 않지만, 이들의 실린더 구멍(32)은, 축선 Ax를 따른 방향으로부터 보아서, 동일 원주 상에 등간격(동일한 각도 간격)으로 배치되는 것이 바람직하다.
실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부에는, 복수의 실린더 구멍(32)의 각각에 연통하는 개구(32a)가 형성되어 있다. 또한 실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부에 대면하여, 도시하지 않은 복수의 관통 구멍이 형성된 흡배 플레이트(35)가 배치되어 있다. 복수의 실린더 구멍(32)은, 이들의 개구(32a) 및 관통 구멍을 통하여, 제1 하우징 블록(21) 내에 마련된 도시하지 않은 흡입 포트 및 배출 포트와 연통하고, 이들의 흡입 포트 및 배출 포트를 통하여 오일의 흡입 및 배출이 행하여진다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부의 회전축(25)의 주위에, 후술하는 스프링(44) 및 리테이너(45a, 45b)를 수용하는 오목부(30a)가 형성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 흡배 플레이트(35)는, 제1 하우징 블록(21)에 고정되어 있고, 실린더 블록(30)이 회전축(25)과 함께 회전하는 경우에도, 하우징(20)(제1 하우징 블록(21))에 대하여 정지하고 있다. 그 때문에, 흡입 포트 및 배출 포트의 각각과 연통하는 실린더 구멍(32)은, 실린더 블록(30)의 회전 상태에 따라서 흡배 플레이트(35)를 통하여 전환되어, 흡입 포트로부터 오일이 흡입되는 상태와 배출 포트에 오일을 배출하는 상태가 반복하여 찾아온다.
피스톤(38)은, 각각 대응하는 실린더 구멍(32)에 대하여 이동 가능하게 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 피스톤(38)은, 각각 대응하는 실린더 구멍(32) 내에 이동 가능하게 유지되어 있다. 특히, 각 피스톤(38)은, 대응하는 실린더 구멍(32)에 대하여 축선 Ax와 평행한 방향을 따라서 왕복 이동 가능하게 마련되어 있다. 피스톤(38)의 내부는 공동이고, 실린더 구멍(32) 내의 오일로 채워져 있다. 따라서 피스톤(38)의 왕복 이동은 실린더 구멍(32)으로의 오일의 흡입 및 배출과 연관되고, 피스톤(38)이 실린더 구멍(32)으로부터 인출될 때에는, 실린더 구멍(32) 내에 흡입 포트로부터 오일이 흡입되어, 피스톤(38)이 실린더 구멍(32) 내에 진입할 때에는, 실린더 구멍(32) 내로부터 배출 포트에 오일이 배출된다.
본 실시 형태에서는, 각 피스톤(38)의 경사판(40)측의 단부(실린더 구멍(32)으로부터 돌출되는 측의 단부)에는, 슈(43)가 설치되어 있다. 또한, 회전축(25)의 주위에는, 스프링(44), 리테이너(45a, 45b), 연결 부재(46), 압박 부재(47) 및 슈 보유 지지 부재(48)가 마련되어 있다. 스프링(44) 및 리테이너(45a, 45b)는, 실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부의 회전축(25)의 주위에 형성된 오목부(30a) 내에 수용되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 스프링(44)은 코일 스프링이고, 오목부(30a) 내에 있어서, 리테이너(45a)와 리테이너(45b) 사이에 압축된 상태로 배치되어 있다. 따라서, 스프링(44)은, 그 탄성력에 의해 당해 스프링(44)이 신장하는 방향으로 압박력을 발생한다. 스프링(44)의 압박력은 리테이너(45b) 및 연결 부재(46)를 통하여 압박 부재(47)로 전달된다. 슈 보유 지지 부재(48)에는, 각 슈(43)가 유지되어 있고, 압박 부재(47)는 스프링(44)의 압박력을 받아, 슈 보유 지지 부재(48)를 통하여 각 슈(43)를 경사판(40)을 향하여 압박한다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 경사판(40)은 다양한 각도로 틸팅 가능하지만, 스프링(44)의 압박력에 의해, 경사판(40)의 틸팅각에 관계없이 각 슈(43)가 경사판(40)에 대하여 적절하게 추종하여 눌러진다. 이에 의해, 피스톤(38)이 실린더 블록(30)과 함께 회전하면, 각 슈(43)는 경사판(40) 상을 원 궤도를 그리도록 하여 이동한다. 또한, 도시된 예에서는, 피스톤(38)의 경사판(40)측의 단부가 구상의 볼록부를 형성하고, 슈(43)에 형성된 구상의 오목부에 피스톤(38)의 볼록부가 감입되어, 슈(43)의 오목부가 코오킹되고, 피스톤(38) 및 슈(43)에 의해 구면 베어링 구조가 형성되어 있다. 이 구면 베어링 구조에 의해, 경사판(40)의 틸팅각이 변화해도, 각 슈(43)는 경사판(40)의 틸팅에 추종하여 경사판(40) 상을 적절하게 이동 회전할 수 있다.
경사판(40)은, 그 틸팅각의 크기에 따라서 피스톤(38)의 이동량을 제어한다. 상세하게는, 경사판(40)은, 실린더 블록(30)의 축선 Ax 둘레의 회전에 따라 각 피스톤(38)을 각 실린더 구멍(32) 내로 이동시킨다. 경사판(40)은, 실린더 블록(30)에 대면하는 측에 있어서 평탄한 주면(41)을 갖고, 주면(41)에는, 피스톤(38)의 경사판(40)측의 단부와 연결된 슈(43)가 눌러지고 있다. 또한, 경사판(40)은 틸팅 가능하게 마련되어 있고, 경사판(40)(주면(41))의 틸팅각에 따라서 피스톤(38)의 왕복 이동 스트로크가 바뀐다. 즉, 경사판(40)(주면(41))의 틸팅각이 클수록 각 피스톤(38)의 왕복 이동에 수반하는 실린더 구멍(32)에 대한 오일의 흡입량 및 배출량은 커지고, 경사판(40)(주면(41))의 틸팅각이 작을수록 각 피스톤(38)의 왕복 이동에 수반하는 실린더 구멍(32)에 대한 오일의 흡입량 및 배출량은 작아진다. 여기서, 경사판(40)(주면(41))의 틸팅각이란, 경사판(40)의 판면(주면(41))이 축선 Ax와 직교하는 가상 평면에 대하여 이루는 각을 의미하고 있다. 틸팅각이 0도인 경우에는, 실린더 블록(30)이 축선 Ax 주위로 회전해도 각 피스톤(38)은 왕복 이동하지 않고, 각 실린더 구멍(32)로부터의 오일의 배출량도 제로가 된다. 또한, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 경사판(40)은, 그 틸팅각을 작게 해 가면, 제2 하우징 블록(22)에 마련된 스토퍼(27)에 맞닿게 되어 있다. 스토퍼(27)는, 경사판(40)에 대하여 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 이에 의해, 경사판(40)의 최소 틸팅각은, 스토퍼(27)를 경사판(40)에 대하여 진퇴시킴으로써 적절히 조정할 수 있다. 또한, 경사판(40)은, 주면(41)의 외측에, 후술하는 압박 로드(61)가 맞닿아 압박 로드(61)에 의한 압박력이 작용하는 작용면(42)을 갖고 있다. 도시된 예에서는, 작용면(42)은, 주면(41)과 평행을 이루도록 마련되어 있다.
제1 압박 수단(50)은, 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로 경사판(40)을 누른다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 제1 압박 수단(50)은, 경사판(40)과 반대측(제1 하우징 블록(21)측)에 배치된 제1 리테이너(51)와, 경사판(40)측(제2 하우징 블록(22)측)에 배치된 제2 리테이너(52)와, 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에 배치된 스프링(54, 55)을 갖고 있다. 제1 스프링(54)은, 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에, 압축된 상태로 배치되어 있다. 따라서, 제1 스프링(54)은, 그 탄성력에 의해 당해 제1 스프링(54)이 신장하는 방향으로 압박력을 발생한다. 제2 스프링(55)은, 제1 스프링(54)의 내측에 배치되어 있다. 이 때문에, 제2 스프링(55)의 권회 직경은, 제1 스프링(54)의 권회 직경보다도 작게 형성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 제2 스프링(55)은 제2 리테이너(52)에 고정되어 있고, 경사판(40)의 틸팅각이 작은 상태(도 1 참조)에 있어서 제1 리테이너(51)로부터 이격되어 있다. 이에 의해, 경사판(40)의 틸팅각이 작은 동안은, 경사판(40)에는 제1 스프링(54)의 압박력만이 작용한다. 경사판(40)의 틸팅각이 커져 가면, 어떤 틸팅각일 때에 제2 스프링(55)이 제1 리테이너(51)에 접촉한다. 또한 경사판(40)의 틸팅각이 커지면(도 2 참조), 제2 스프링(55)도 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에서 압축되어, 이에 의해, 경사판(40)에는, 제1 스프링(54) 및 제2 스프링(55)의 양쪽의 압박력이 작용한다. 따라서, 도시된 제1 압박 수단(50)에 의하면, 경사판(40)의 틸팅각에 따라, 그 압박력을 단계적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 제2 스프링(55)은, 제2 리테이너(52)에 고정되는 것에 한정되지 않고, 제1 리테이너(51)에 고정되도록 해도 되고, 제1 리테이너(51) 및 제2 리테이너(52)의 어느 쪽에도 고정되지 않고, 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에서 이동 가능하게 되어 있어도 된다. 도시된 예에서는, 제1 리테이너(51)의 제2 리테이너(52)에 대한 이격 거리는, 어저스터(57)를 제1 리테이너(51)를 향하여 진퇴시킴으로써 조정 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 제1 압박 수단(50)의 초기 압박력, 특히 제1 스프링(54)에 의한 제1 압박 수단(50)의 초기 압박력을 적절히 조정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제2 스프링(55)은, 제1 스프링(54)에 대하여 추가의 압박력을 부여하기 위하여 마련되어 있는 것이다. 따라서, 제1 압박 수단(50)이 발휘하는 것을 기대되는 압박력 특성에 따라, 제2 스프링(55)을 생략하는 것도 가능하다.
제2 압박 수단(60)은, 제1 압박 수단(50)에 의한 경사판(40)으로의 압박력과 반대 방향의 압박력을 경사판(40)에 작용시킨다. 특히, 제2 압박 수단(60)은, 제1 압박 수단(50)에 의한 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로의 압박력에 저항하여, 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로 경사판(40)을 누른다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 제2 압박 수단(60)은, 압박 로드(61)와, 압박 로드(61)의 경사판(40)과 반대측에 형성된 압력실(65)을 갖고 있다. 압력실(65)에는, 외부로부터 공급되는 압력이 입력(도입)된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「외부」란, 유압 펌프(10)의 외부를 의미한다. 압박 로드(61)는, 압력실(65)에 입력된 압력에 의해 경사판(40)을 향하여 눌려, 경사판(40)을 그 틸팅축 둘레에, 틸팅각이 커지도록 틸팅시킨다. 즉, 제2 압박 수단(60)은, 당해 제2 압박 수단(60)(압력실(65))에 입력된 압력에 의해 제어된다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 압박 로드(61)는, 전체로서 대략 원기둥형의 형상을 갖고, 그 축선이 축선 Ax와 평행을 이루도록 하여, 경사판(40)의 작용면(42)과 대면하여 배치되어 있다. 또한, 압박 로드(61)는, 그 축선이 축선 Ax와 평행을 이루도록 배치된 것에 한정되지 않고, 그 축선이 축선 Ax에 대하여 경사져서 배치된 것이어도 된다. 압박 로드(61)는, 경사판(40)(작용면(42))에 대면하는 선단면(61a), 압박 로드(61)의 축선을 따라 선단면(61a)과 반대측을 이루는 후단면(단면)(61b), 및 선단면(61a)과 후단면(61b)을 접속하는 측면(61c)을 갖고 있다. 도시된 예에서는, 선단면(61a)은 구면형을 이루고 있다. 이에 의해, 경사판(40)의 틸팅각의 변화에 기인하여 경사판(40)(작용면(42))과 압박 로드(61)가 이루는 각도가 변화해도, 경사판(40)에 대한 압박력을 선단면(61a)으로부터 작용면(42)으로 적절하게 전달할 수 있다. 또한, 압박 로드(61)의 후단면(61b)은, 압박 로드(61)의 축선과 직교하는 평탄면을 갖고 있다. 또한, 후단면(61b)은, 압력이 작용하는 작용면으로서 기능할 수 있는 배치 및 형상을 갖고 있으면 되고, 그 구체적인 배치 및 형상은 특별히 한정되지 않는다. 여기서, 「후단면」이란, 「선단면」과 대략 반대측을 향하는 면을 가리키고 있다. 따라서, 후단면(61b)은, 반드시 압박 로드(61)의 최후단에 위치하는 면이 아니어도 된다. 예를 들어, 후단면(61b)이, 압박 로드(61)의 축선을 따른 중간부에 마련되어 있어도 된다. 또한, 후단면(61b)은, 압박 로드(61)의 축선에 대하여 경사진 평탄면을 가져도 되고, 곡면을 포함해도 된다. 예를 들어, 후단면(61b)은, 압박 로드(61)로부터 돌출되는 구면형, 압박 로드(61)에 향하여 오목해진 구면형, 파형, 복수의 평탄면을 조합한 형상, 복수의 곡면을 조합한 형상, 평탄면과 곡면과을 조합한 형상, 단차부를 포함하는 형상 등이어도 된다.
제1 하우징 블록(21)(하우징(20))에는, 압박 로드(61)의 측면(61c)을 가이드하기 위한 제1 가이드부(23)가 마련되어 있고, 압박 로드(61)는, 제1 가이드부(23)에 대하여 이동 가능하게 배치되어 있다. 이 때문에, 압박 로드(61)는, 그 일부가 제1 가이드부(23) 내에 이동 가능하게 유지되어 있다. 제1 가이드부(23)는, 제1 하우징 블록(21)에 마련된 관통 구멍으로 구성되고, 압박 로드(61)의 단면 형상과 상보 형상을 이루는 단면 형상을 갖고 있다. 즉, 제1 가이드부(23)는 원형 단면을 가진 원통형의 관통 구멍으로 구성되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 제1 가이드부(23)는, 제1 하우징 블록(21)(하우징(20))과 일체로 마련되어 있다. 제1 가이드부(23)를 제1 하우징 블록(21)과 일체로 마련하도록 하면, 제1 가이드부(23)는, 제1 하우징 블록(21)에 천공함으로써 형성할 수 있고, 간단한 가공으로 제1 가이드부(23)를 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 가이드부(23)를 마련하기 위하여 추가의 부재를 필요로 하지 않으므로, 유압 펌프(10)의 부품 개수의 삭감 및 비용의 삭감에 공헌한다. 또한, 제1 가이드부(23)의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니다. 일례로서, 제1 하우징 블록(21)과 다른, 예를 들어 원통형의, 부재를 사용하여 형성된 제1 가이드부(23)를, 하우징(20)에 설치하게 해도 된다.
제1 하우징 블록(21)(하우징(20))에는, 제1 가이드부(23)에 연통하는 오목부(29)가 형성되어 있다. 오목부(29)에는, 도시하지 않은 덮개 부재가 감입되고, 이 덮개 부재에 의해 압력실(65)이 폐색된다. 일례로서, 덮개 부재로서 JP2018-003609A에 기재된 압박 핀 유닛이 사용되어도 된다. 이 경우, 오목부(29)에는, 압박 핀 유닛의 볼록부가 감입된다.
압박 로드(61)로 경사판(40)을 누를 때, 경사판(40)으로부터의 반력에 의해, 압박 로드(61)에, 압박 로드(61)의 축선 방향에 대하여 경사진 방향의 힘이 작용하는 경우가 있다. 본 실시 형태의 유압 펌프(10)는, 상술한 제1 가이드부(23)를 갖고 있음으로써, 압박 로드(61)에, 압박 로드(61)의 축선 방향에 대하여 경사진 방향의 힘이 작용해도, 제1 가이드부(23)가 압박 로드(61)를 적절하게 유지할 수 있으므로, 압박 로드(61)를 안정되게 동작시킬 수 있다. 또한, 압박 로드(61)의 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에는, 하우징(20) 내에 유지된 오일의 일부가 공급되어, 이에 의해 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이의 윤활이 행하여진다.
압박 로드(61)의 경사판(40)과 반대측에는 압력실(65)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 압박 로드(61)의 후단면(61b)과 덮개 부재 사이에 위치하는 공간이 압력실(65)이 된다. 압력실(65)에는 오일에 의한 압력이 입력되고, 이 압력이 압박 로드(61)의 후단면(61b)에 작용한다. 특히, 본 실시 형태에서는 압박 로드(61)의 후단면(61b)에 압력이 직접적으로 작용한다. 여기서, 「직접적으로 작용한다」란, 압력이 다른 부재를 통하지 않고 압박 로드(61)의 후단면(61b)에 작용하는 것을 의미한다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 압력은 다른 부재, 예를 들어 JP2018-003609A에 기재된 가압 핀을 통하여 압박 로드(61)에 작용해도 된다.
또한, 도 1 및 도 2에 있어서, 경사판(40)의 틸팅의 중심을 이루는 축선 Ac는, 지면과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 축선 Ax와 축선 Ac의 양쪽에 직교하는 방향(도 1 및 도 2에서는 상방 또는 하방)으로부터 보았을 때에, 축선 Ax와 축선 Ac는 서로 직교하여 연장되어 있다. 도시된 예에서는, 축선 Ac는, 축선 Ax에 대하여 제1 압박 수단(50)측에 어긋나서 위치하고 있다. 이에 의해, 축선 Ac가 축선 Ax와 교차하여 연장되는(축선 Ac와 축선 Ax가 1점을 공유하는) 경우와 비교하여, 제2 압박 수단(60)을 소형화하는 것이 가능해진다.
이어서, 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력의 일례에 대하여 설명한다. 도시된 예에서는, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력(외부로부터 공급되는 압력)은, 네거티브 유량 제어 압력 PN에 대응한 압력이다. 또한 도 3a 내지 도 8b에 있어서의 부호 A, B가 첨부된 부분은, 각각 도 1 및 도 2에 있어서의 부호 A, B가 첨부된 부분에 연통하고 있다.
유압 액추에이터가 정지(비동작)하고 있는, 또는, 천천히 동작(미동작)하고 있는 경우, 유압 액추에이터에 의한 오일의 소비량은 근소하고, 유압 펌프(10)로부터 토출된 오일의 대부분은 탱크로 배출된다. 이때에도 유압 펌프(10)를 구동하는 엔진 등의 구동원에서는 연료가 소비된다. 따라서, 유압 액추에이터의 비동작 시 또는 미동작 시에는, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 양을 감소시켜, 구동원에서 소비되는 연료를 삭감하는 것이 유리하다.
네거티브 유량 제어(네거티브 컨트롤) 기구에서는, 유압 펌프로부터 컨트롤 밸브를 경유하여 탱크를 향하는 센터 바이패스 라인에 있어서의, 컨트롤 밸브와 탱크 사이에 오리피스가 마련된다. 그리고 이 오리피스를 통과하는 오일의 누설 유량이 오리피스의 배압으로서 검출되고, 검출된 배압이 네거티브 유량 제어 압력 PN이 된다. 유압 액추에이터의 비동작 또는 미동작을 위해서, 컨트롤 밸브를 조작하여 당해 컨트롤 밸브를 경유하고 유압 액추에이터를 향하는 오일의 유량을 감소시키면, 네거티브 유량 제어 기구에 있어서, 유압 펌프(10)로부터 센터 바이패스 라인을 통하여 탱크로 되돌려지는 오일의 유량은 증가한다. 이것에 따라, 센터 바이패스 라인의 오리피스의 앞에 있어서의 오일의 압력(배압) PN이 증대한다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 예에서는, 네거티브 유량 제어 압력 PN은, 당해 압력 PN에 대응하는 압력으로 변환되어서 압력실(65)에 입력된다. 특히 도시된 예에서는, 압력 PN에 있어서의 압력의 고저를 반전한 압력이, 압력 PN에 대응하는 압력으로서 압력실(65)에 입력된다. 여기서, 압력 PN에 대응하는 압력이란, 압력 PN을 기초로 하여 생성된 압력을 가리킨다. 도시된 예에서는, 방향 전환 밸브(81)를 이용하여, 압력 PN을, 당해 압력 PN에 대응하는 압력으로 변환한다. 방향 전환 밸브(81)는, 스풀과, 스풀을 누르는 스프링을 갖고 있고, 압력 PN이 방향 전환 밸브(81)에 입력됨으로써, 방향 전환 밸브(81)의 스풀 위치가 제어되고, 방향 전환 밸브(81) 내의 유로가 전환된다.
방향 전환 밸브(81)에 큰 압력 PN이 입력되고 있는 경우, 즉 네거티브 유량 제어 기구의 센터 바이패스 라인을 통하여 탱크로 배출되는 오일의 유량이 많은 경우에는, 방향 전환 밸브(81)의 스풀이 압력 PN에 의해 스프링의 압박력에 저항하여 이동되고, 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 파일럿 펌프(71)로부터 방향 전환 밸브(81)를 향하는 오일의 유로(91)는, 방향 전환 밸브(81)로부터 제2 압박 수단(60)을 향하는 오일의 유로(92)와 연통하지 않는다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(81)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하고 있다. 이 경우에는, 제2 압박 수단(60)(압력실(65))에는 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력은 입력되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다.
방향 전환 밸브(81)에 작은 압력 PN이 입력되고 있는 경우, 즉 네거티브 유량 제어 기구의 센터 바이패스 라인을 통하여 탱크로 배출되는 오일의 유량이 적은 경우에는, 방향 전환 밸브(81)의 스풀이 스프링의 압박력에 의해 이동되고, 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(91)가 유로(92)와 연통한다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(81)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하지 않는다. 이 경우, 제2 압박 수단(60)(압력실(65))에, 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력이 입력된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)가 경사판(40)을 누르고, 경사판(40)의 틸팅각은 커진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 증대한다.
또한, 방향 전환 밸브(81)의 스풀은, 유로(91)와 유로(92)가 완전히 연통되는 위치(완전 개방 위치)와 완전히 차단되는 위치(완전 폐쇄 위치) 사이를 연속적으로 이동하고, 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이의 중간 위치도 취할 수 있다. 즉, 이에 의해, 방향 전환 밸브(81)에 있어서의 유로(91)와 유로(92)를 접속하는 유로의 개방도는, 당해 방향 전환 밸브(81)에 입력되는 압력 PN의 압력에 따라서 연속적으로 제어된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 예에서는, 파일럿 펌프(71)로부터 토출되고, 압력 PN에 의해 제어되는 방향 전환 밸브(81)를 통하여 그 압력이 조정되어서 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력이, 압력 PN에 대응하는 압력이 된다. 특히 도시된 예에서는, 방향 전환 밸브(81)에 입력되는 압력 PN이 커지면, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력은 작아지고, 방향 전환 밸브(81)에 입력되는 압력 PN이 작아지면, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력은 커진다. 즉, 압력 PN의 압력에 대하여 그 고저를 반전한 압력을 갖는 압력이, 제2 압박 수단(60)에 입력된다.
엔진 등의 구동원이 정지하고 있고, 유압 펌프(10)로부터 오일이 토출되지 않는 경우, 방향 전환 밸브(81)에는 네거티브 유량 제어 기구로부터의 압력 PN이 입력되지 않는다. 이에 의해, 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(91)가 유로(92)와 연통한다. 그 한편, 구동원이 정지하고 있는 경우에는, 파일럿 펌프(71)도 정지하고 있고, 파일럿 펌프(71)로부터는 오일이 토출되지 않는다. 따라서, 이 경우에는, 제2 압박 수단(60)에 압력이 입력되지 않는다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 특히 경사판(40)의 틸팅각은 최소가 된다.
종래의 유압 펌프에서는, 엔진의 시동 시에, 제어용 피스톤에는 압력이 입력되고 있지 않기 때문에, 경사판의 틸팅각이 최대가 된다. 즉, 유압 펌프를 구동하기 위하여 필요한 토크가 최대가 되고 있다. 이 경우, 엔진을 시동하여 유압 펌프의 구동을 개시하기 위해서는 큰 구동력을 필요로 한다. 특히, 저온 환경 하에서는 오일의 점도가 커지기 때문에, 엔진을 시동하기 위하여 필요한 구동 토크는 극히 커진다. 이 때문에, 유압 펌프가 저온 환경 하에서 사용되는 경우에는, 엔진을 시동하기 위하여 사용되는 배터리의 사이즈를 크게 하는 등의 대처가 필요하게 된다.
이에 비해, 도 1 내지 도 3b에 도시된 유압 펌프(10)에서는, 엔진 등의 구동원의 시동 시에는, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 즉, 유압 펌프(10)를 구동하기 위하여 필요한 토크가 작아진다. 특히 도시된 예에서는, 엔진 등의 구동원의 시동 시에는, 경사판(40)의 틸팅각은 최소가 된다. 즉, 유압 펌프(10)를 구동하기 위하여 필요한 토크가 최소가 된다. 따라서, 오일의 점도가 커지는 저온 환경 하라도, 유압 펌프(10)의 구동을 개시하기 위하여 필요한 구동 토크를 저감하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 구동원을 시동하기 위하여 사용되는 배터리의 사이즈를 작게 할 수 있다. 이것은, 유압 펌프(10) 및 구동원을 포함한 유압 구동 시스템 전체의 소형화에도 기여한다. 또한, 구동원의 시동 시의 경사판(40)의 틸팅각은, 반드시 최소의 틸팅 각도로 되어 있을 필요는 없다. 구동원의 시동 시의 경사판(40)의 틸팅각이 최대의 틸팅 각도보다도 작은 각도로 되어 있으면, 유압 펌프(10)를 구동하기 위하여 필요한 토크를 작게 할 수 있다. 예를 들어, 구동원의 시동 시의 경사판(40)의 틸팅각은, 최소의 틸팅 각도와 최대의 틸팅 각도 사이의 중앙 각도보다도 작은 각도로 할 수 있다. 환언하면, 구동원의 시동 시의 경사판(40)의 틸팅각은, 최소의 틸팅 각도와 최대의 틸팅 각도의 합의 1/2보다도 작은 각도로 할 수 있다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)는, 복수의 실린더 구멍(32)을 갖고, 회전 가능하게 배치된 실린더 블록(30)과, 각 실린더 구멍(32) 내에 이동 가능하게 유지된 피스톤(38)과, 틸팅각의 크기에 따라서 피스톤(38)의 이동량을 제어하는 경사판(40)과, 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로 경사판(40)을 누르는 제1 압박 수단(50)과, 외부로부터 공급되는 압력에 의해 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로 경사판(40)을 누르는 제2 압박 수단(60)을 구비한다.
이러한 유압 펌프(10)에 의하면, 외부로부터 공급되는 압력에 의해 제어되는 제2 압박 수단(60)이, 경사판(40)을 그 틸팅각이 커지는 방향으로 누르므로, 제2 압박 수단(60)에 당해 압력이 입력되지 않은 구동원의 시동 시에는, 경사판(40)의 틸팅각을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 오일의 점도가 커지는 저온 환경 하라도, 유압 펌프(10)의 구동을 개시하기 위하여 필요한 구동 토크를 저감하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)에서는, 제2 압박 수단(60)은, 경사판(40)을 그 틸팅각이 커지는 방향으로 누르는 압박 로드(61)를 갖고, 압박 로드(61)에 있어서의 경사판(40)과 반대측의 단면(61b)에 외부로부터 공급되는 압력이 작용한다.
이러한 유압 펌프(10)에 의하면, 비교적 간단한 구조로 제2 압박 수단(60)을 실현할 수 있으므로, 부품 개수의 삭감 및 유압 펌프(10)의 소형화가 가능해진다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)에서는, 외부로부터 공급되는 압력은, 네거티브 유량 제어 압력 PN에 대응한 압력이다.
이러한 유압 펌프(10)에 의하면, 유압 액추에이터의 비동작 시 및 미동작 시에, 제2 압박 수단(60)의 압박력이 감소한다. 따라서, 경사판(40)은, 그 틸팅각이 작아지도록 틸팅하고, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량이 감소하게 된다. 이에 의해, 구동원에서 소비되는 연료의 낭비를 삭감하고, 유압 펌프(10)를 구비한 유압 기기의 에너지 절약성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 대하여 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다. 이하, 도면을 적절히 참조하면서, 변형예에 대하여 설명한다. 이하의 설명 및 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대해서, 상술한 실시 형태에 있어서의 대응하는 부분에 대하여 사용한 부호와 동일한 부호를 사용하는 것으로 하고, 중복하는 설명을 생략한다.
도 4a 및 도 4b는, 유압 펌프(10)의 일 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도시된 예에서는, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력(외부로부터 공급되는 압력)은, 로드 센싱(LS) 유량 제어 압력 PLS에 대응한 압력이다.
도시된 예에서는, 유압 펌프(10)와 컨트롤 밸브(75)를 접속하는 유로(94)의 도중에서 분기한 유로(95)가, 방향 전환 밸브(82)에 접속되어 있다. 유압 펌프(10)의 가동에 의해 유압 펌프(10)의 실린더 구멍(32)으로부터 배출된 오일은, 유로(94)를 경유하여 컨트롤 밸브(75)를 향하여, 컨트롤 밸브(75)로부터 각 유압 액추에이터를 향한다. 유압 펌프(10)(실린더 구멍(32))로부터 토출(배출)된 오일의 일부는, 유로(94)로부터 분기한 유로(95)를 통하여 방향 전환 밸브(82)를 향한다. 또한, 방향 전환 밸브(82)에 있어서의, 로드 센싱 유량 제어 압력 PLS가 입력되는 단부와 반대측의 단부(도 4a 및 도 4b에서는 하단부, 이하 「반대측 단부」라고도 칭함)에는, 유로(94)의 도중에서 분기한 유로(96)가 접속되어 있다. 이에 의해, 방향 전환 밸브(82)의 반대측 단부에는, 유압 펌프(10)의 실린더 구멍(32)으로부터 배출되어 유로(94, 96)를 통하여 입력되는 오일의 압력이 작용한다.
로드 센싱 유량 제어 기구에서는, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 유량보다도 유압 액추에이터에서 소비되는 유량이 적은 경우, 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 방향 전환 밸브(82)에는, 상대적으로 작은 로드 센싱 유량 제어 압력 PLS가 입력된다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 예에서는, 압력 PLS는, 당해 압력 PLS에 대응하는 압력으로 변환되어서 압력실(65)에 입력된다. 특히 도시된 예에서는, 압력 PLS에 있어서의 압력의 고저에 대응한 압력이, 압력 PLS에 대응하는 압력으로서 압력 실(65)에 입력된다.
방향 전환 밸브(82)에 상대적으로 작은 압력 PLS가 입력되고 있는 경우에는, 방향 전환 밸브(82)의 반대측 단부에 작용하는 오일의 압력에 의해, 방향 전환 밸브(82)의 스풀이 압력 PLS 및 스프링의 압박력에 저항하여 이동되고, 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더 구멍(32)으로부터 방향 전환 밸브(82)를 향하는 오일의 유로(95)는, 방향 전환 밸브(82)로부터 제2 압박 수단(60)을 향하는 오일의 유로(92)와 연통하지 않는다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(82)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하고 있다. 이 경우, 제2 압박 수단(60)에는, 유압 펌프(10)의 실린더 구멍(32)으로부터 배출되어 컨트롤 밸브(75)를 향하는 오일의 일부에 의한 압력은 입력되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)은 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다.
방향 전환 밸브(82)에 상대적으로 큰 압력 PLS가 입력되고 있는 경우에는, 압력 PLS 및 스프링의 압박력에 의해, 방향 전환 밸브(82)의 스풀이 방향 전환 밸브(82)의 반대측 단부에 작용하는 오일의 압력에 저항하여 이동되고, 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(95)가 유로(92)와 연통한다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(82)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하지 않는다. 이 경우, 제2 압박 수단(60)에, 유압 펌프(10)의 실린더 구멍(32)으로부터 배출되어 컨트롤 밸브(75)를 향하는 오일의 일부에 의한 압력이 입력된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)가 경사판(40)을 누르고, 경사판(40)의 틸팅각은 커진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 증대한다.
엔진 등의 구동원이 정지하고 있고, 유압 펌프(10)(실린더 구멍(32))로부터 오일이 토출(배출)되지 않는 경우, 방향 전환 밸브(82)의 스풀 위치에 관계없이, 유로(95)로부터 유로(92)에 압력이 입력되는 일은 없다. 즉, 제2 압박 수단(60)에는 압력이 입력되지 않는다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 특히 경사판(40)의 틸팅각은 최소가 된다.
도 5a 및 도 5b는, 유압 펌프(10)의 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
작업 기계 등의 유압 기기에는, 복수의 유압 액추에이터의 동작을 일괄하여 로크하기 위한 로크 레버가 설치되어 있는 경우가 있다. 도시된 예에서는, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력(외부로부터 공급되는 압력)은, 이 로크 레버의 조작에 의해 생성된 로크 레버 압력 PLL에 대응한 압력이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 예에서는, 로크 레버 압력 PLL은, 당해 압력 PLL에 대응하는 압력으로 변환되어서 압력실(65)에 입력된다. 특히 도시된 예에서는, 압력 PLL에 있어서의 압력의 고저를 반전한 압력이, 압력 PLL에 대응하는 압력으로서 압력실(65)에 입력된다. 도시된 예에서는, 방향 전환 밸브(83)를 이용하여, 압력 PLL을, 당해 압력 PLL에 대응하는 압력으로 변환한다. 방향 전환 밸브(83)는, 스풀과, 스풀을 누르는 스프링을 갖고 있고, 압력 PLL이 방향 전환 밸브(83)에 입력됨으로써, 방향 전환 밸브(83)의 스풀 위치가 제어되어, 방향 전환 밸브(83) 내의 유로가 전환된다.
로크 레버에 의해 유압 액추에이터의 동작이 로크되어, 방향 전환 밸브(83)에 작은 압력 PLL이 입력되는 경우에는, 방향 전환 밸브(83)의 스풀이 스프링에 의해 눌려서 위치 결정되어, 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이, 파일럿 펌프(71)로부터 방향 전환 밸브(83)를 향하는 오일의 유로(91)는, 방향 전환 밸브(83)로부터 제2 압박 수단(60)을 향하는 오일의 유로(92)와 연통하지 않는다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(83)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하고 있다. 이 경우에는, 제2 압박 수단(60)(압력실(65))에는 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력은 입력되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다.
로크 레버에 의해 유압 액추에이터의 동작의 로크가 해제되어, 방향 전환 밸브(83)에 큰 압력 PLL이 입력되는 경우에는, 방향 전환 밸브(83)의 스풀이 압력 PLL에 의해 스프링의 압박력에 저항하여 이동되고, 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(91)가 유로(92)와 연통한다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(83)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하지 않는다. 이 경우, 제2 압박 수단(60)(압력실(65))에, 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력이 입력된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)가 경사판(40)을 누르고, 경사판(40)의 틸팅각은 커진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 증대한다.
도 6a 내지 도 6c는, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도시된 예에서는, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력은, 네거티브 유량 제어 압력 PN 및 로크 레버 압력 PLL에 대응한 압력이다.
네거티브 유량 제어 기구의 센터 바이패스 라인을 통하여 탱크로 배출되는 오일의 유량이 적고, 로크 레버에 의해 유압 액추에이터의 동작이 로크되어 있는 경우, 즉 방향 전환 밸브(81)에 작은 압력 PN이 입력되고 있고, 방향 전환 밸브(83)에도 작은 압력 PLL이 입력되고 있는 경우에는, 방향 전환 밸브(81, 83)의 스풀이 스프링에 의해 눌려서 위치 결정되어, 도 6a에 도시되어 있는 바와 같이, 파일럿 펌프(71)로부터 방향 전환 밸브(83)를 향하는 오일의 유로(91)는, 방향 전환 밸브(83)로부터 방향 전환 밸브(81)를 향하는 오일의 유로(97)와 연통하지 않는다. 또한, 방향 전환 밸브(83)로부터 제2 압박 수단(60)을 향하는 오일의 유로(92)와 유로(97)는, 방향 전환 밸브(81)를 통하여 연통하고 있다. 도시된 예에서는, 이때 유로(97)는, 방향 전환 밸브(83)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하고 있다. 또한, 유로(92)는, 방향 전환 밸브(81)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(98)와 연통하지 않는다. 이 경우에는, 제2 압박 수단(60)에는 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력은 입력되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다.
로크 레버에 의해 유압 액추에이터의 동작 로크가 해제되어, 방향 전환 밸브(83)에 큰 압력 PLL이 입력되면, 방향 전환 밸브(83)의 스풀이 압력 PLL에 의해 스프링의 압박력에 저항하여 이동되고, 도 6b에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(91)가 유로(97)와 연통한다. 도시된 예에서는, 이때 유로(97)는 유로(93)와 연통하지 않는다. 이 경우, 제2 압박 수단(60)에, 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력이, 유로(91, 97, 92)를 통하여 입력된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)가 경사판(40)을 누르고, 경사판(40)의 틸팅각은 커진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 증대한다.
네거티브 유량 제어 기구의 센터 바이패스 라인을 통하여 탱크로 배출되는 오일의 유량이 증대하고, 방향 전환 밸브(81)에 큰 압력 PN이 입력되면, 방향 전환 밸브(81)의 스풀이 압력 PN에 의해 스프링의 압박력에 저항하여 이동되고, 도 6c에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(97)는 유로(92)와 연통하지 않는다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는 유로(98)와 연통하고 있다. 이 경우에는, 제2 압박 수단(60)에는 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력은 입력되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다.
도 7a 및 도 7b는, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도시된 예에서는, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력(외부로부터 공급되는 압력)은, 로드 센싱 유량 제어 압력 PLS 및 로크 레버 압력 PLL에 대응한 압력이다. 본 변형예에서는, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 변형예에 있어서의 유로(95)의 도중에, 로크 레버 압력 PLL에 의해 동작하는 방향 전환 밸브(83)가 배치된다. 본 변형예에 있어서의 방향 전환 밸브(83) 이외의 각 부의 구성, 동작 및 효과에 대해서는, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 변형예와 마찬가지이므로, 구체적인 설명은 생략한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 예에서는, 방향 전환 밸브(83)는 유로(95)의 도중에 배치되어 있고, 이에 의해 유로(95)는, 유로(94)와 방향 전환 밸브(83)를 접속하는 유로(95a)와, 방향 전환 밸브(83)와 방향 전환 밸브(82)를 접속하는 유로(95b)로 구분된다.
로크 레버에 의해 유압 액추에이터의 동작이 로크되어 있는 경우, 방향 전환 밸브(83)에는 작은 압력 PLL이 입력된다. 방향 전환 밸브(83)의 스풀은 스프링에 의해 눌려서 위치 결정되고, 도 7a에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(94)의 도중에서 분기하여 방향 전환 밸브(83)에 접속되는 유로(95a)는, 방향 전환 밸브(83)와 방향 전환 밸브(82)를 접속하는 유로(95b)와 연통하지 않는다. 도시된 예에서는, 이때 유로(95b)는, 방향 전환 밸브(83)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(99)와 연통하고 있다.
도 7a에 도시된 예에서는, 방향 전환 밸브(82)의 스풀 위치에 관계없이, 유로(94)는, 방향 전환 밸브(82)로부터 제2 압박 수단(60)을 향하는 오일의 유로(92)와 연통하지 않는다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(82)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하고 있다. 이 경우에는, 제2 압박 수단(60)에는, 유압 펌프(10)의 실린더 구멍(32)으로부터 배출되어 컨트롤 밸브(75)를 향하는 오일의 일부에 의한 압력은 입력되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다.
로크 레버에 의해 유압 액추에이터의 동작 로크가 해제되어, 방향 전환 밸브(83)에 큰 압력 PLL이 입력되면, 방향 전환 밸브(83)의 스풀이 압력 PLL에 의해 스프링의 압박력에 저항하여 이동되고, 도 7b에 도시되어 있는 바와 같이, 방향 전환 밸브(83)를 통하여 유로(95a)와 유로(95b)가 연통한다. 이에 의해, 유압 펌프(10)의 실린더 구멍(32)으로부터 배출되어 컨트롤 밸브(75)를 향하는 오일의 일부에 의한 압력이, 유로(95)(95a, 95b)를 통하여 방향 전환 밸브(82)에 도달한다.
도 7b에 나타낸 상태로부터, 압력 PLS에 의해 방향 전환 밸브(82)의 스풀이 이동하면, 유로(95)(95b)가 유로(92)와 연통한다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(82)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하지 않는다. 이 경우, 제2 압박 수단(60)에, 유압 펌프(10)의 실린더 구멍(32)으로부터 배출되어 컨트롤 밸브(75)를 향하는 오일의 일부에 의한 압력이 입력된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)가 경사판(40)을 누르고, 경사판(40)의 틸팅각은 커진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 증대한다.
또한 다른 변형예로서, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력은, 포지티브 유량 제어(포지티브 컨트롤) 압력 PP에 대응한 압력이어도 된다. 압력 PP는, 그대로 제2 압박 수단(60)의 압력실(65)에 입력되어도 되고, 방향 전환 밸브 등을 사용하여, 압력 PP에 대응하는 다른 압력으로 변환되어서 압력실(65)에 입력되어도 된다.
여기에서는, 압력 PP가, 다른 압력으로 변환되는 일 없이 그대로 제2 압박 수단(60)의 압력실(65)에 입력되는 예에 대하여 설명한다. 포지티브 유량 제어 기구에서는, 밸브를 조작하는 파일럿 조작 밸브의 파일럿 압력이, 유압 펌프(10)에 피드백된다. 본 변형예에서는, 이 파일럿 압력이 압력 PP로서 제2 압박 수단(60)(압력실(65))에 입력된다. 제2 압박 수단(60)에 작은 압력 PP가 입력되는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다. 제2 압박 수단(60)에 큰 압력 PP가 입력되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)가 경사판(40)을 누르고, 경사판(40)의 틸팅각은 커진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 증대한다.
도 8a 및 도 8b는, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도시된 예에서는, 제2 압박 수단(60)에 입력되는 압력(외부로부터 공급되는 압력)은, 전기 신호(전압 신호) V가 전자 비례 밸브에 의해 유압으로 변환된 압력이다.
도시된 예에 있어서, 방향 전환 밸브(85)는 전자 비례 밸브이고, 입력된 전기 신호 V를 대응하는 유압에 의한 압력으로 변환하는 기능을 갖는다. 전기 신호 V로서는, 예를 들어 네거티브 유량 제어 압력 PN, 포지티브 유량 제어 압력 PP, 로드 센싱 유량 제어 압력 PLS, 로크 레버 압력 PLL의 어느 것에 대응하는 전기 신호, 또는, 이들의 2개 이상을 조합한 전기 신호를 사용할 수 있다.
방향 전환 밸브(85)에 작은 전기 신호 V가 입력되어 있는 경우에는, 방향 전환 밸브(85)의 스풀이, 스프링의 압박력에 의해 위치 결정되고, 도 8a에 도시되어 있는 바와 같이, 파일럿 펌프(71)로부터 방향 전환 밸브(85)를 향하는 오일의 유로(91)는, 방향 전환 밸브(85)로부터 제2 압박 수단(60)을 향하는 오일의 유로(92)와 연통하지 않는다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(85)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하고 있다. 이 경우에는, 제2 압박 수단(60)에는 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력은 입력되지 않는다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)는 경사판(40)을 누르지 않고, 경사판(40)의 틸팅각은 작아진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 감소한다.
방향 전환 밸브(85)에 큰 전기 신호 V가 입력되어 있는 경우에는, 방향 전환 밸브(85)의 스풀이, 전기 신호 V에 따라서 구동되는 솔레노이드에 의한 압박력에 의해 스프링의 압박력에 저항하여 이동되고, 도 8b에 도시되어 있는 바와 같이, 유로(91)가 유로(92)와 연통한다. 도시된 예에서는, 이때 유로(92)는, 방향 전환 밸브(85)로부터 탱크(73)를 향하는 유로(93)와 연통하지 않는다. 이 경우, 제2 압박 수단(60)에, 파일럿 펌프(71)로부터 토출되는 오일에 의한 압력이 입력된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압박 로드(61)가 경사판(40)을 누르고, 경사판(40)의 틸팅각은 커진다. 이에 의해, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 오일의 유량은 증대한다.
이상으로 설명한 각 변형예의 유압 펌프(10)에 있어서도, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 실시 형태의 유압 펌프(10)와 마찬가지로, 엔진 등의 구동원의 시동 시에는, 경사판(40)의 틸팅각은 최소가 된다. 즉, 유압 펌프(10)를 구동하기 위하여 필요한 토크가 최소가 된다. 따라서, 오일의 점도가 커지는 저온 환경 하라도, 유압 펌프(10)의 구동을 개시하기 위하여 필요한 구동 토크를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 이상에 있어서 상술한 실시 형태에 대한 몇 가지의 변형예를 설명해 왔지만, 당연히, 복수의 변형예를 적절히 조합하여 적용하는 것도 가능하다.

Claims (7)

  1. 복수의 실린더 구멍을 갖고, 회전 가능하게 배치된 실린더 블록과,
    각 실린더 구멍 내에 이동 가능하게 유지된 피스톤과,
    틸팅각의 크기에 따라서 상기 피스톤의 이동량을 제어하는 경사판과,
    상기 경사판의 틸팅각이 작아지는 방향으로 상기 경사판을 누르는 제1 압박 수단과,
    외부로부터 공급되는 압력에 의해 상기 경사판의 틸팅각이 커지는 방향으로 상기 경사판을 누르는 제2 압박 수단을 구비한, 유압 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 압박 수단은, 상기 경사판을 그 틸팅각이 커지는 방향으로 누르는 압박 로드를 갖고,
    상기 압박 로드에 있어서의 상기 경사판과 반대측의 단면에 상기 압력이 작용하는, 유압 펌프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력은, 네거티브 유량 제어 압력에 대응한 압력인, 유압 펌프.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력은, 로드 센싱 유량 제어 압력에 대응한 압력인, 유압 펌프.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력은, 포지티브 유량 제어 압력에 대응한 압력인, 유압 펌프.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력은, 로크 레버 압력에 대응한 압력인, 유압 펌프.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력은, 전기 신호가 전자 비례 밸브에 의해 유압으로 변환된 압력인, 유압 펌프.
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