WO2021240952A1 - 液圧回転機 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a hydraulic rotary machine.
- JP 1995-35031A discloses a variable displacement hydraulic pump configured so that the tilt angle of the swash plate can be changed by the operation of the control cylinder.
- the swash plate is urged in the direction of increasing the inclination angle of the swash plate by the return spring.
- Control hydraulic control is supplied to the control chamber in the control cylinder via a capacitance control valve fixed to the end cover, and the control piston moves along the control cylinder, so that the tilt angle of the swash plate is the urging force of the return spring. It is configured to be modified against.
- the swash plate is urged by a control piston and supported by a return spring that exerts an urging force to resist the urging force of the control piston. Further, the control piston moves according to the control hydraulic pressure adjusted by the capacity control valve.
- the control piston, the return spring, and the capacity control valve are provided in the housing and the end cover in order to control the tilt angle of the swash plate, so that the device configuration tends to be large.
- An object of the present invention is to reduce the size of a hydraulic rotary machine.
- the hydraulic rotator includes a cylinder block that rotates with a drive shaft, a plurality of cylinders formed in the cylinder block and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the drive shaft, and a cylinder.
- a piston that is slidably inserted to partition the volume chamber inside the cylinder, a swash plate that can be tilted to reciprocate the piston so as to expand or contract the volume chamber, and a swash plate according to the controlled pressure supplied.
- a regulator that controls according to pressure is provided, and the regulator has a urging member that expands and contracts according to the tilt of the swash plate, and a control that moves according to the urging force of the urging member to adjust the control pressure. It has a spool, and the urging member and the supporting urging member are adjacent to each other and are provided in parallel with respect to the swash plate.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydraulic rotary machine according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a hydraulic rotary machine according to a modified example of the embodiment of the present invention, and is a diagram corresponding to FIG. 2.
- the hydraulic rotator 100 functions as a piston pump capable of supplying hydraulic oil as a hydraulic fluid by rotating the shaft (drive shaft) 1 and reciprocating the piston 5 by external power. Further, the hydraulic rotary machine 100 functions as a piston motor capable of outputting a rotational driving force by reciprocating the piston 5 by the fluid pressure of hydraulic oil supplied from the outside and rotating the shaft 1.
- the hydraulic rotary machine 100 may function only as a piston pump or may function only as a piston motor.
- hydraulic rotary machine 100 is used as a piston pump
- hydraulic pressure rotary machine 100 is referred to as a "piston pump 100".
- the piston pump 100 is used as a hydraulic supply source for supplying hydraulic oil to an actuator (not shown) such as a hydraulic cylinder that drives a drive target, for example.
- the piston pump 100 includes a shaft 1 rotated by a power source, a cylinder block 2 connected to the shaft 1 and rotated together with the shaft 1, and a case 3 as a housing member for accommodating the cylinder block 2. To prepare for.
- the case 3 includes a bottomed cylindrical case body 3a and a cover 3b that seals the open end of the case body 3a and through which the shaft 1 is inserted.
- the inside of the case 3 communicates with the tank (not shown) through a drain passage (not shown).
- the inside of the case 3 may communicate with a suction passage (not shown) described later.
- a power source such as an engine is connected to one end 1a of the shaft 1 protruding to the outside through the insertion hole 3c of the cover 3b.
- the end portion 1a of the shaft 1 is rotatably supported by the insertion hole 3c of the cover 3b via the bearing 4a.
- the other end 1b of the shaft 1 is accommodated in a shaft accommodating hole 3d provided at the bottom of the case body 3a, and is rotatably supported via a bearing 4b.
- a rotating shaft (not shown) of another hydraulic pump such as a gear pump driven by a power source together with the piston pump 100 is provided together with the shaft 1. They are coaxially connected so as to rotate.
- the cylinder block 2 has a through hole 2a through which the shaft 1 penetrates, and is spline-coupled to the shaft 1 via the through hole 2a. As a result, the cylinder block 2 rotates with the rotation of the shaft 1.
- a plurality of cylinders 2b having openings on one end surface are formed in parallel with the shaft 1.
- the plurality of cylinders 2b are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the cylinder block 2.
- a cylindrical piston 5 for partitioning the volume chamber 6 is reciprocally inserted into the cylinder 2b.
- the tip end side of the piston 5 protrudes from the opening of the cylinder 2b, and a spherical seat 5a is formed at the tip end portion thereof.
- the piston pump 100 includes a shoe 7 rotatably connected to the spherical seat 5a of the piston 5 and slidably contacting the spherical seat 5a, a swash plate 8 to which the shoe 7 slides with the rotation of the cylinder block 2, a cylinder block 2 and a case.
- a valve plate 9 provided between the bottom of the main body 3a is further provided.
- the shoe 7 includes a receiving portion 7a that receives the spherical seat 5a formed at the tip of each piston 5, and a circular flat plate portion 7b that is in sliding contact with the sliding contact surface 8a of the swash plate 8.
- the inner surface of the receiving portion 7a is formed in a spherical shape and is in sliding contact with the outer surface of the receiving spherical seat 5a. As a result, the shoe 7 can be angularly displaced in all directions with respect to the spherical seat 5a.
- the swash plate 8 is supported by the cover 3b so as to be tiltable in order to make the discharge amount of the piston pump 100 variable.
- the flat plate portion 7b of the shoe 7 comes into surface contact with the sliding contact surface 8a.
- the valve plate 9 is a disk member with which the base end surface of the cylinder block 2 is in sliding contact, and is fixed to the bottom of the case body 3a. Although not shown, the valve plate 9 connects a suction port formed in the cylinder block 2 to the volume chamber 6 and a discharge passage formed in the cylinder block 2 to the volume chamber 6. A discharge port and is formed.
- the piston pump 100 has a support spring 20 as a support urging member that urges the swash plate 8 in a direction in which the tilt angle increases, and a swash plate 8 in a direction in which the tilt angle decreases according to the supplied fluid pressure. Further includes a tilting mechanism 30 for urging the swash plate 8 and a regulator 50 for controlling the fluid pressure guided to the tilting mechanism 30 according to the tilting angle of the swash plate 8.
- the support spring 20 is a coil spring, and exerts an urging force to resist the urging force of the tilting mechanism 30 to support the swash plate 8.
- one end of the support spring 20 is seated on the first spring seat 21, and the other end is seated on the bottom of the case body 3a.
- the support spring 20 is provided in a compressed state between the first spring seat 21 and the case body 3a.
- the other end of the support spring 20 is seated on the bottom of the case body 3a, and an annular support groove 3e for supporting the other end is formed.
- the first spring seat 21 is a substantially disk-shaped member, and has a smaller outer diameter than the first flange portion 22, the second flange portion 23, and the second flange portion 23. It has a boss portion 25 having a smaller outer diameter than the third flange portion 24 and the third flange portion 24 and projecting axially from the third flange portion 24.
- the support spring 20 is seated on the first spring seat 21 with the stepped surface 21a formed by the difference in outer diameter between the first flange portion 22 and the second flange portion 23 as the seating surface.
- the first spring seat 21 moves according to the tilt of the swash plate 8 by the urging force of the support spring 20, the outer spring 51a and the inner spring 51b described later.
- the tilting mechanism 30 has a large-diameter piston 32 that is slidably inserted into a piston accommodating hole 31 formed in the cover 3b and abuts on the swash plate 8, and a piston accommodating hole by the large-diameter piston 32. It has a control pressure chamber 33 partitioned within 31 and a control pressure chamber 33.
- control pressure A fluid pressure (hereinafter referred to as "control pressure") adjusted by the regulator 50 is guided to the control pressure chamber 33.
- the large-diameter piston 32 urges the swash plate 8 in a direction in which the tilt angle becomes smaller by the control pressure guided to the control pressure chamber 33.
- the piston pump 100 further includes a support spring 20 and a guide mechanism 40 that guides the direction in which the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b, which will be described later, acts on the swash plate 8. That is, the guide mechanism 40 guides the movement of the first spring seat 21 to guide the transmission of the urging force of the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b to the swash plate 8. As shown in FIG. 2, the guide mechanism 40 is slidably inserted into a guide wall portion 41 formed on the inner circumference of the case body 3a and a guide hole 41a formed in the guide wall portion 41. And have.
- the guide hole 41a is formed in the guide wall portion 41 so that its central axis is parallel to the central axis of the shaft 1 and parallel to (more specifically, coaxial) the central axis of the control spool 52 described later. ..
- the base end of the guide pin 42 is connected to the first spring seat 21, and the tip end is provided with a contact portion 43 formed in a substantially spherical shape and in contact with the swash plate 8.
- the movement of the first spring seat 21 is guided along the central axis direction of the guide hole 41a by the guide mechanism 40.
- the urging force of the support spring 20 (and the outer spring 51a and the inner spring 51b described later) is applied to the swash plate 8 along the axial direction of the guide hole 41a via the first spring seat 21 and the guide mechanism 40.
- the guide pin 42 and the first spring seat 21 of the guide mechanism 40 move so as to follow the tilt of the swash plate 8, and the support spring 20 (and the outer spring 51a and the inner spring 51b described later) are expanded and contracted. ..
- the guide pin 42 also functions as a feedback pin that transmits the tilt of the swash plate 8 to the regulator 50.
- the large-diameter piston 32 is provided on the side opposite to the guide pin 42 of the guide mechanism 40. That is, the large-diameter piston 32 is arranged so that the position in the circumferential direction of the shaft 1 with respect to the central axis substantially coincides with the guide pin 42.
- the regulator 50 adjusts the control pressure guided to the control pressure chamber 33 according to the discharge pressure of the piston pump 100, and controls the horsepower (output) of the piston pump 100.
- the regulator 50 moves according to the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b and the outer spring 51a and the inner spring 51b as urging members for urging the swash plate 8 via the first spring seat 21. It has a control spool 52 that adjusts the control pressure, and a pressing mechanism 60 that presses the control spool 52 against the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b.
- the outer spring 51a and the inner spring 51b are coil springs, respectively, and expand and contract so as to follow the tilt of the swash plate 8.
- the inner spring 51b has a smaller winding diameter than the outer spring 51a and is provided inside the outer spring 51a.
- the outer spring 51a has a smaller winding diameter than the support spring 20, and is provided inside the support spring 20. That is, both the outer spring 51a and the inner spring 51b are provided inside the support spring 20.
- the outer spring 51a and the inner spring 51b is seated on the first spring seat 21.
- the outer spring 51a uses a stepped surface 21b formed by the difference in outer diameter between the second flange portion 23 and the third flange portion 24 of the first spring seat 21 as a seating surface. It sits on the first spring seat 21.
- the inner spring 51b can be seated on the first spring seat 21 with the stepped surface 21c generated by the difference in outer diameter between the third flange portion 24 of the first spring seat 21 and the boss portion 25 as the seating surface.
- the boss portion 25 is inserted inside the inner spring 51b and supports the inner circumference of the inner spring 51b.
- the other ends of the outer spring 51a and the inner spring 51b are seated on the end face of the control spool 52 via the second spring seat 26.
- the second spring seat 26 moves together with the control spool 52.
- the outer diameter of the second spring seat 26 is formed to be smaller than the inner diameter of the support spring 20, and is provided inside the support spring 20.
- the other end of the support spring 20 is not seated in the second spring seat 26, but is seated in the support groove 3e at the bottom of the case body 3a as described above. Therefore, in the support spring 20, one end portion seated on the first spring seat 21 moves so as to follow the tilting of the swash plate 8, and the other end portion seated on the second spring seat 26 tilts the swash plate 8. Does not move to follow. That is, the other end of the support spring 20 is configured so as not to move due to the tilting of the swash plate 8.
- the second spring seat 26 does not come into contact with the bottom of the case body 3a and floats away from the bottom.
- the natural length (free length) of the outer spring 51a is longer than the natural length of the inner spring 51b.
- the outer spring 51a In the state where the tilt angle of the swash plate 8 is maximized (the state shown in FIG. 1), the outer spring 51a is in a state of being compressed by the first spring seat 21 and the second spring seat 26, while the inner spring 51b is eventually The end of the spring seat is separated from the spring seat (first spring seat 21 in FIG. 1) and floats (natural length). That is, when the tilt angle of the swash plate 8 is reduced from the maximum state, only the outer spring 51a is initially compressed, and the length of the outer spring 51a is compressed beyond the natural length of the inner spring 51b. , Both the outer spring 51a and the inner spring 51b are compressed. As a result, the elastic force from the outer spring 51a and the inner spring 51b applied to the swash plate 8 via the guide pin 42 is configured to increase stepwise.
- the support spring 20, which is a support urging member, and the outer spring 51a and the inner spring 51b, which are urging members, are provided adjacent to each other in parallel with the swash plate 8. More specifically, the outer spring 51a and the inner spring 51b are provided inside the support spring 20 in the radial direction. Furthermore, the urging force of the support spring 20 and the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b are configured to act in parallel with the swash plate 8. Therefore, as compared with the case where the space for providing the support spring 20 and the space for providing the outer spring 51a and the inner spring 51b are provided separately and independently, at least a part of the installation space can be shared, which saves space. can do.
- the case body 3a is formed with a spool accommodating hole 50a into which the control spool 52 is slidably inserted.
- the case body 3a is formed with a discharge pressure passage 10 to which the discharge pressure of the piston pump 100 is guided and a control pressure passage 11 to guide the control pressure to the control pressure chamber 33 of the large-diameter piston 32.
- the discharge pressure of the piston pump 100 is constantly guided to the discharge pressure passage 10.
- the control pressure passage 11 communicates with the control pressure chamber 33 through a cover-side passage (not shown) formed in the cover 3b.
- the spool accommodating hole 50a communicates with the inside of the case body 3a and opens at the end surface of the case body 3a.
- the opening of the spool accommodating hole 50a with respect to the end surface of the case body 3a is closed by the cap 90.
- the control spool 52 has a main body portion 53 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the spool accommodating hole 50a, and a protruding portion 54 that is inserted into the second spring seat 26.
- the protruding portion 54 is formed to have an outer diameter smaller than that of the main body portion 53, and the stepped surface 55 generated by the difference in outer diameter between the main body portion 53 and the protruding portion 54 abuts on the second spring seat 26.
- the first control port 56a and the second control port 56b are each formed as an annular groove on the outer periphery of the control spool 52. Further, in the control spool 52, a first control passage 57 communicating with the first control port 56a is formed so as to penetrate the control spool 52 in the radial direction. Further, the control spool 52 is formed with an axial passage 58 provided along the axial direction from one end portion (protruding portion 54). The axial passage 58 communicates with the first control passage 57 and the connection passage 26a formed in the second spring seat 26 and opening inside the case body 3a.
- the first control passage 57 communicates with the inside of the case 3 through the axial passage 58 and the connecting passage 26a of the second spring seat 26. Therefore, the pressure in the first control passage 57 becomes the tank pressure.
- the pressing mechanism 60 includes an auxiliary spring 70 as an auxiliary urging member that exerts an urging force on the control spool 52 so as to resist the urging force exerted on the control spool 52 by the outer spring 51a and the inner spring 51b. It has an adjusting mechanism 80 for adjusting the urging force exerted by the auxiliary spring 70, and a pressing piston 61 as a pressing member accommodated in the accommodating hole 91 formed in the cap 90 and abutting on the end face of the control spool 52.
- the auxiliary spring 70 is a coil spring.
- the auxiliary spring 70 is housed in a recess 95 formed in the cap 90.
- One end of the auxiliary spring 70 is seated on the seating member 75 housed in the recess 95 of the cap 90, and the other end is seated on the end face of the pressing piston 61.
- the auxiliary spring 70 is provided in a compressed state between the seating member 75 and the pressing piston 61, and exerts an urging force on the control spool 52 via the pressing piston 61.
- the seating member 75 includes a plate-shaped base portion 76 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the recess 95 of the cap 90, a support portion 77 that projects axially from the base portion 76 and supports the inner circumference of the auxiliary spring 70, and a support portion 77. It has a shaft portion 78 that protrudes in the axial direction from the tip of the shaft portion 78. One end of the auxiliary spring 70 is seated on the end surface of the base portion 76 to which the support portion 77 is connected.
- the adjusting mechanism 80 includes a female screw hole 81 formed in the cap 90, a screw member 82 that is screwed into the female screw hole 81 and advances and retracts the seating member 75 along the urging direction of the auxiliary spring 70, and a screw member for the female screw hole 81. It has a nut 83 for fixing the screwing position of 82.
- the female screw hole 81 is formed through the bottom of the recess 95 and opens into the recess 95.
- the screw member 82 abuts on the base portion 76 from the side opposite to the end surface on which the auxiliary spring 70 is seated.
- the screw member 82 advances and retreats with respect to the seating member 75 along its axial direction (direction of the urging force of the auxiliary spring 70).
- the seating member 75 advances and retreats so that the auxiliary spring 70 expands and contracts, and the set load (initial load) of the auxiliary spring 70 can be adjusted.
- the urging force exerted by the auxiliary spring 70 can be adjusted.
- the accommodating hole 91 of the cap 90 is provided so as to be coaxial with the spool accommodating hole 50a formed in the case body 3a. Further, the accommodating hole 91 of the cap 90 is continuously formed in the recess 95 and coaxially with the recess 95, and faces the spool accommodating hole 50a. One end of the control spool 52 is also accommodated in the accommodating hole 91 of the cap 90.
- the pressing piston 61 is pressed against the stepped surface between the accommodating hole 91 and the recess 95 by the urging force of the outer spring 51a transmitted via the control spool 52. As a result, the movement of the control spool 52 to the left in the figure due to the urging force of the outer spring 51a is restricted by the pressing piston 61.
- the pressing piston 61 is formed with a shaft portion insertion hole 62 into which the shaft portion 78 of the seating member 75 is inserted.
- the signal pressure used for horsepower control is guided to the pressing piston 61 by the shaft portion 78 and the inner wall of the shaft portion insertion hole 62.
- the signal pressure chamber 60a to be inserted is formed.
- the signal pressure chamber 60a is a discharge pressure passage through a communication port 64 formed on the outer periphery of the pressing piston 61, a signal pressure passage 65 connecting the signal pressure chamber 60a and the communication port 64, and a cap passage 90a formed in the cap 90. Communicate with 10. Therefore, the discharge pressure (self-pressure) of the piston pump 100 is guided to the signal pressure chamber 60a as the signal pressure.
- the signal pressure guided to the signal pressure chamber 60a acts on the inner wall portion of the signal pressure chamber 60a facing the shaft portion 78. Therefore, the control spool 52 receives the signal pressure via the pressing piston 61 by the pressure receiving area corresponding to the cross-sectional area of the shaft portion 78 (in other words, the cross-sectional area of the shaft portion insertion hole 62), and the outer spring 51a and the outer spring 51a by the signal pressure.
- the inner spring 51b is urged in the direction of compression. In this way, the pressing piston 61 receives the thrust of the signal pressure guided to the signal pressure chamber 60a and presses the control spool 52 so as to resist the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b.
- control spool 52 is urged in the direction away from the swash plate 8 (left direction in the figure) by the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b.
- the control spool 52 is urged in a direction approaching the swash plate 8 by the discharge pressure of the piston pump 100 guided to the signal pressure chamber 60a via the pressing piston 61 and the urging force of the auxiliary spring 70. That is, the control spool 52 moves so that the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b, the urging force of the auxiliary spring 70, and the urging force due to the discharge pressure of the piston pump 100 are balanced. In this way, the horsepower control characteristics of the regulator 50 can be adjusted by applying the urging force of the auxiliary spring 70 and the thrust of the signal pressure chamber 60a to the control spool 52.
- control spool 52 moves between two positions, the first position and the second position. 1 and 2 (the same applies to FIG. 3 described later) show a state in which the control spool 52 is in the second position.
- the control spool 52 switches from the second position shown in FIGS. 1 and 2 to the first position as it moves to the right in the figure.
- the first position is a position in which the tilt angle of the swash plate 8 is reduced to reduce the discharge capacity of the piston pump 100.
- the discharge pressure passage 10 and the control pressure passage 11 of the case body 3a communicate with each other through the second control port 56b of the control spool 52, and the first control passage 57 and the control pressure passage 11 of the control spool 52 are communicated with each other. Communication is cut off. Therefore, in the first position, the discharge pressure of the piston pump 100 is guided to the control pressure chamber 33 of the tilting mechanism 30.
- the second position is a position in which the tilt angle of the swash plate 8 is increased to increase the discharge capacity of the piston pump 100.
- the control pressure passage 11 and the first control passage 57 of the control spool 52 communicate with each other through the first control port 56a, and the communication between the discharge pressure passage 10 and the control pressure passage 11 is cut off. Therefore, in the second position, the tank pressure is guided to the control pressure chamber 33.
- the regulator 50 controls the horsepower to control the discharge capacity (tilt angle of the swash plate 8) of the piston pump 100 so that the discharge pressure of the piston pump 100 is kept constant.
- the control spool 52 of the regulator 50 is urged to be in the first position by the urging force of the signal pressure (discharge pressure of the piston pump 100) of the signal pressure chamber 60a and the urging force of the auxiliary spring 70, and the outer spring. It is urged to be in the second position by the urging force of the 51a and the inner spring 51b.
- the control spool 52 of the regulator 50 is located in the second position, and the tilt angle of the swash plate 8 is set. Is kept to the maximum (see Fig. 1).
- the discharge pressure of the piston pump 100 increases as the load of the hydraulic cylinder driven by the discharge pressure of the piston pump 100 increases.
- the discharge pressure of the piston pump 100 rises from the state where the tilt angle of the swash plate 8 is kept to the maximum, the resultant force of the signal pressure of the signal pressure chamber 60a and the urging force by the auxiliary spring 70 causes the urging force of the outer spring 51a. Will exceed.
- the control spool 52 moves in the direction of switching from the second position to the first position (right direction in the figure).
- the discharge pressure is guided from the discharge pressure passage 10 to the control pressure passage 11, so that the control pressure rises. More specifically, as the control spool 52 moves to the first position, the opening area (flow path area) of the second control port 56b of the control spool 52 with respect to the control pressure passage 11 increases. Therefore, as the amount of movement of the control spool 52 in the direction of switching to the first position (right direction in the figure) increases, the control pressure guided to the control pressure passage 11 increases. As the control pressure guided to the control pressure passage 11 rises, the large-diameter piston 32 (see FIG. 1) moves toward the swash plate 8 against the urging force of the support spring 20, and the tilt angle becomes smaller. The swash plate 8 tilts in the direction. Therefore, the discharge capacity of the piston pump 100 is reduced.
- the guide pin 42 When the swash plate 8 is tilted in a direction in which the tilt angle becomes smaller, the guide pin 42 follows the swash plate 8 and moves to the left in the figure so as to compress the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b. Moving. In other words, when the swash plate 8 tilts in the direction in which the tilt angle becomes smaller, the guide pin 42 urges the control spool 52 in the direction of switching to the second position through the outer spring 51a (and the inner spring 51b). Move to. As a result, when the control spool 52 is pushed back and moves in the direction of switching to the second position, the control pressure supplied to the control pressure chamber 33 through the control pressure passage 11 decreases.
- the discharge pressure of the piston pump 100 decreases as the load of the hydraulic cylinder driven by the discharge pressure of the piston pump 100 decreases.
- the discharge pressure of the piston pump 100 decreases, the resultant force of the signal pressure of the signal pressure chamber 60a and the urging force by the auxiliary spring 70 becomes lower than the urging force by the outer spring 51a and the inner spring 51b.
- the control spool 52 moves in the direction of switching from the first position to the second position.
- the control pressure passage 11 communicates with the first control passage 57, which is the tank pressure, so that the control pressure drops.
- the swash plate 8 tilts in a direction in which the tilt angle increases due to the urging force of the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b.
- the guide pin 42 that receives the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b is attached to the swash plate 8 so that the outer spring 51a and the inner spring 51b extend. It follows and moves to the right in the figure. As a result, the urging force received by the control spool 52 from the outer spring 51a and the inner spring 51b becomes smaller. Therefore, the control spool 52 receives the signal pressure of the signal pressure chamber 60a and moves in the direction of compressing the outer spring 51a and the inner spring 51b. That is, the control spool 52 moves in the direction of switching from the second position to the first position so as to follow the guide pin 42.
- the control spool 52 is positioned in the first position again, the control pressure rises, and the urging force applied to the swash plate 8 by the control pressure is applied to the swash plate 8 from the support spring 20 and the outer spring 51a (and the inner spring 51b).
- the movement of the large-diameter piston 32 tilting of the swash plate 8) is stopped.
- the discharge pressure of the piston pump 100 decreases, the discharge capacity increases.
- horsepower control is performed so that the discharge capacity of the piston pump 100 decreases as the discharge pressure of the piston pump 100 increases, and the discharge capacity increases as the discharge pressure decreases.
- the support spring 20 is adjacent to the outer spring 51a and the inner spring 51b of the regulator 50 and is provided in parallel with the swash plate 8. Specifically, the outer spring 51a and the inner spring 51b are provided inside the support spring 20. Therefore, it is not necessary to independently provide the space for providing the support spring 20 and the space for providing the outer spring 51a and the inner spring 51b, which can save space. Therefore, the piston pump 100 can be miniaturized.
- one end of the support spring 20 is configured to move according to the tilt of the swash plate 8, while the other end is configured so as not to move even if the swash plate 8 is tilted. Since the other end does not move with respect to the tilt of the swash plate 8 in this way, the behavior (operation) of expansion and contraction of the support spring 20 with respect to the tilt of the swash plate 8 can be stabilized, and the urging force of the support spring 20 can be increased. It can be exerted stably.
- the urging force of the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b is guided in the direction along the central axis of the control spool 52 by the guide mechanism 40 and acts on the swash plate 8.
- the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b acting on the control spool 52 can be directed along the central axis of the control spool 52, and the urging force hinders the movement of the control spool 52. Can be suppressed. Therefore, the sliding friction generated in the control spool 52 is reduced, and the wear of the control spool 52 can be suppressed. Further, by reducing the sliding friction of the control spool 52, the hysteresis of the regulator 50 can be improved.
- FIG. 3 a modified example shown in FIG. 3 will be described.
- the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above embodiment, and the description thereof will be omitted as appropriate.
- control spool 52 is accommodated in the spool accommodating hole 50a formed in the case body 3a.
- the sleeve 160 is attached to the mounting hole 3f formed in the case body 3a, and the control spool 52 is accommodated in the spool accommodating hole 150a formed in the sleeve 160.
- the pressing mechanism 60 does not have the auxiliary spring 70 and the adjusting mechanism 80, but the auxiliary spring 70 and the adjusting mechanism 80 may be provided as in the above embodiment.
- FIG. 3 a modified example of FIG. 3 will be specifically described.
- the regulator 150 has a sleeve 160 that is attached to the attachment hole 3f formed in the case body 3a.
- the sleeve 160 is inserted so as to be in sliding contact with the mounting hole 3f of the case body 3a, and is attached to the case body 3a by being screwed into the female screw 103 formed in the mounting hole 3f.
- the sleeve 160 has a spool accommodating hole 150a into which the control spool 52 is inserted, a first communication hole 161a communicating with the control pressure passage 11 through a first port 160a provided on the outer periphery, and a second port 160b provided on the outer periphery.
- a second communication hole 161b that communicates with the discharge pressure passage 10 is formed.
- the first port 160a and the second port 160b are annular grooves formed on the outer peripheral surface of the sleeve 160, respectively.
- the first communication hole 161a and the second communication hole 161b intersect with the spool accommodating hole 150a and communicate with the spool accommodating hole 150a, respectively.
- One end of the spool accommodating hole 150a formed in the sleeve 160 opens inside the case body 3a.
- the other end of the spool accommodating hole 150a is sealed by a plug 170 that is screwed and attached to the sleeve 160.
- the plug 170 is provided with a shaft portion 178. Further, a shaft insertion hole 62 into which the shaft portion 178 of the plug 170 is inserted is formed at the end portion of the control spool 52 facing the plug 170.
- the signal pressure chamber 60a is formed by the shaft portion 178 of the plug 170 and the inner wall of the shaft portion insertion hole 62 of the control spool 52.
- the sleeve 160 is formed with a seating portion 165 on which the end of the support spring 20 is seated, and a protrusion 166 protruding from the seating portion 165 to support the inner circumference of the support spring 20.
- the protrusion 166 is formed smaller than the inner diameter of the support spring 20 and is inserted inside the support spring 20.
- the seating portion 165 is an annular flat surface, and is a stepped surface formed by the protrusion 166. Further, the outer periphery of the support spring 20 is supported by the inner peripheral surface of the case body 3a. Therefore, the sleeve 160 need only support the inner circumference of the support spring 20 by the protrusion 166.
- a protrusion 166 that supports the other end of the support spring 20 is formed on the sleeve 160.
- this modification in which the protrusion 166 is provided on the sleeve 160 is easier to process. Can be done.
- the present invention is not limited to this, and similarly to the above embodiment, the other end of the support spring 20 may be configured to be seated in the support groove 3e at the bottom of the case body 3a.
- the piston pump 100 has a guide mechanism 40 that guides the urging force of the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b (in other words, the movement of the first spring seat 21). It is desirable to provide a guide mechanism 40 in order to stabilize the direction of the urging force of the support spring 20 applied to the swash plate 8 and suppress the wear of the control spool 52, but the guide mechanism 40 is not an indispensable configuration.
- a spherical contact portion that abuts on the swash plate 8 may be provided on the first spring seat 21 so that the first spring seat 21 directly abuts on the swash plate 8.
- the support spring 20 and the tilting mechanism 30 have the same radial positions with respect to the swash plate 8.
- the support spring 20 and the tilting mechanism 30 face each other with the swash plate 8 interposed therebetween.
- this configuration is not essential.
- the tilting mechanism 30 is provided on the sliding contact surface 8a side of the swash plate 8 (on the left side in FIG. 1 with respect to the swash plate 8) like the support spring 20, and has an angle interval of 180 degrees from the support spring 20. It may be placed at a distant position. That is, the support spring 20 and the tilting mechanism 30 can have any configuration as long as they are configured to exert an urging force so as to tilt the swash plate 8 in opposite directions.
- the outer spring 51a and the inner spring 51b are provided inside the support spring 20 (inside the radial direction of the support spring 20 and within the axial range in which the support spring 20 exists).
- the positional relationship between the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b is not limited to the configuration of the above embodiment as long as they are adjacent to each other and are provided in parallel with the swash plate 8.
- the support spring 20 may be provided between the outer spring 51a and the inner spring 51b in the radial direction (inside the outer spring 51a and outside the inner spring 51b), or may be provided inside the inner spring 51b. May be done.
- the support spring 20 and the outer spring 51a may be provided on the outside of each other (one is the outside of the other and the other is the outside of the other). In any case, since it is not necessary to separately provide the space for providing the support spring 20 and the space for providing the outer spring 51a and the inner spring 51b, the space can be saved and the piston pump 100 can be downsized. can.
- the piston pump 100 is slidably inserted into a cylinder block 2 that rotates together with the shaft 1, a plurality of cylinders 2b formed in the cylinder block 2 and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the shaft 1, and a cylinder 2b.
- the tilting mechanism 30 that urges, the support spring 20 that exerts an urging force that opposes the urging force of the tilting mechanism 30 to support the swash plate 8, and the piston pump that controls the control pressure guided to the tilting mechanism 30.
- the regulator 50 includes a regulator 50 that controls according to the self-pressure of 100, and the regulator 50 includes an outer spring 51a and an inner spring 51b that expands and contracts according to the tilt of the swash plate 8, and an outer spring 51a and an inner spring 51b. It has a control spool 52 that moves according to the force and adjusts the control pressure, and the outer spring 51a, the inner spring 51b, and the support spring 20 are adjacent to each other and are provided in parallel with the swash plate 8.
- the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b are coil springs, respectively, and the outer spring 51a and the inner spring 51b are provided inside the support spring 20.
- the outer spring 51a, the inner spring 51b, and the support spring 20 are provided adjacent to each other in parallel, so that the space for accommodating the outer spring 51a and the inner spring 51b and the space for accommodating the support spring 20 are independent. There is no need to install it, and space can be saved. Therefore, the piston pump 100 can be miniaturized.
- the piston pump further includes a guide mechanism 40 for guiding the urging force acting on the swash plate 8 from the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b
- the guide mechanism 40 includes the support spring 20, the outer spring 51a, and the guide mechanism 40.
- a guide pin 42 that transmits the urging force of the inner spring 51b to the swash plate 8, a guide hole 41a whose central axis is formed parallel to the central axis of the control spool 52 and into which the guide pin 42 is slidably inserted.
- the urging force of the support spring 20, the outer spring 51a, and the inner spring 51b is guided in the direction along the central axis of the control spool 52 by the guide mechanism 40 and acts on the swash plate 8.
- the urging force of the outer spring 51a and the inner spring 51b acting on the control spool 52 can be directed along the central axis of the control spool 52, so that the urging force hinders the movement of the control spool 52. It can be suppressed.
- one end of the support spring 20 moves due to the tilt of the swash plate 8, and the other end does not move due to the tilt of the swash plate 8.
- the piston pump 100 further includes a case 3 for accommodating the cylinder block 2, and the case 3 is formed with a support groove 3e on which the other end of the support spring 20 is seated to support the support spring 20.
- the regulator 150 has a sleeve 160 attached to a mounting hole 3f formed in the case body 3a, and the sleeve 160 has a seating portion 165 on which the end portion of the support spring 20 is seated and a seating portion. It has a protrusion 166 that protrudes from 165 and supports the inner circumference of the support spring 20.
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Abstract
ピストンポンプ(100)は、制御圧に応じて斜板(8)を付勢する傾転機構(30)と、傾転機構(30)の付勢力に抗するような付勢力を発揮して斜板(8)を支持する支持スプリング(20)と、傾転機構(30)に導かれる制御圧をピストンポンプ(100)の自己圧に応じて制御するレギュレータ(50)と、を備え、レギュレータ(50)は、斜板(8)の傾転に追従して伸縮する外側スプリング(51a)及び内側スプリング(51b)と、外側スプリング(51a)及び内側スプリング(51b)の付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプール(52)と、を有し、外側スプリング(51a)及び内側スプリング(51b)と支持スプリング(20)とは、互いに隣接し斜板(8)に対して並列に設けられる。
Description
本発明は、液圧回転機に関するものである。
JP1995-35031Aには、制御シリンダの動作により斜板の傾斜角を変更可能に構成した可変容量型油圧ポンプが開示されている。この可変容量型油圧ポンプでは、復帰バネにより斜板の傾斜角を増大させる方向に斜板が付勢される。制御シリンダ内の制御室にはエンドカバーに固定された容量制御弁を介して制御油圧が供給され、制御ピストンが制御シリンダに沿って移動することで、斜板の傾斜角が復帰バネの付勢力に抗して変更されるように構成される。
JP1995-35031Aに開示される油圧ポンプでは、斜板は、制御ピストンによって付勢されると共に、制御ピストンの付勢力に抗するように付勢力を発揮する復帰バネによって支持されている。また、制御ピストンは、容量制御弁によって調整される制御油圧に応じて移動する。このように、上記の油圧ポンプでは、斜板の傾転角を制御するために、制御ピストン、復帰バネ、容量制御弁がハウジングやエンドカバーに設けられることから装置構成が大型化しやすい。
本発明は、液圧回転機を小型化することを目的とする。
本発明のある態様によれば、液圧回転機は、駆動軸と共に回転するシリンダブロックと、シリンダブロックに形成され駆動軸の周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダの内部に容積室を区画するピストンと、容積室を拡縮するようにピストンを往復動させる傾転可能な斜板と、供給される制御圧に応じて斜板を付勢する傾転機構と、傾転機構の付勢力に抗するような付勢力を発揮して斜板を支持する支持付勢部材と、傾転機構に導かれる制御圧を液圧回転機の自己圧に応じて制御するレギュレータと、を備え、レギュレータは、斜板の傾転に追従して伸縮する付勢部材と、付勢部材の付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプールと、を有し、付勢部材と支持付勢部材とは、互いに隣接し斜板に対して並列に設けられる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液圧回転機100について説明する。
液圧回転機100は、外部からの動力によりシャフト(駆動軸)1が回転してピストン5が往復動することで、作動流体としての作動油を供給可能なピストンポンプとして機能する。また、液圧回転機100は、外部から供給される作動油の流体圧によりピストン5が往復動してシャフト1が回転することで、回転駆動力を出力可能なピストンモータとして機能する。なお、液圧回転機100は、ピストンポンプとしてのみ機能するものでもよいし、ピストンモータとしてのみ機能するものであってもよい。
以下の説明では、液圧回転機100をピストンポンプとして使用した場合について例示し、液圧回転機100を「ピストンポンプ100」と称する。
ピストンポンプ100は、例えば駆動対象を駆動する油圧シリンダ等のアクチュエータ(図示省略)に作動油を供給する油圧供給源として使用される。ピストンポンプ100は、図1に示すように、動力源によって回転するシャフト1と、シャフト1に連結されシャフト1と共に回転するシリンダブロック2と、シリンダブロック2を収容するハウジング部材としてのケース3と、を備える。
ケース3は、有底筒状のケース本体3aと、ケース本体3aの開口端を封止しシャフト1が挿通するカバー3bと、を備える。ケース3の内部は、ドレン通路(図示省略)を通じてタンク(図示省略)に連通する。なお、ケース3の内部は、後述する吸込通路(図示省略)に連通してもよい。
カバー3bの挿通孔3cを通じて外部に突出するシャフト1の一方の端部1aには、エンジン等の動力源(図示省略)が連結される。シャフト1の端部1aは、軸受4aを介してカバー3bの挿通孔3cに回転自在に支持される。シャフト1の他方の端部1bは、ケース本体3aの底部に設けられるシャフト収容孔3dに収容され、軸受4bを介して回転自在に支持される。図示は省略するが、シャフト1の他方の端部1bには、ピストンポンプ100と共に動力源によって駆動されるギアポンプ等の他の油圧ポンプ(図示省略)の回転軸(図示省略)が、シャフト1と共に回転するように同軸的に連結される。
シリンダブロック2は、シャフト1が貫通する貫通孔2aを有し、貫通孔2aを介してシャフト1とスプライン結合される。これにより、シリンダブロック2はシャフト1の回転に伴って回転する。
シリンダブロック2には、一方の端面に開口部を有する複数のシリンダ2bがシャフト1と平行に形成される。複数のシリンダ2bは、シリンダブロック2の周方向に所定の間隔を持って形成される。シリンダ2bには、容積室6を区画する円柱状のピストン5が往復動自在に挿入される。ピストン5の先端側はシリンダ2bの開口部から突出し、その先端部には球面座5aが形成される。
ピストンポンプ100は、ピストン5の球面座5aに回転自在に連結され球面座5aに摺接するシュー7と、シリンダブロック2の回転に伴ってシュー7が摺接する斜板8と、シリンダブロック2とケース本体3aの底部との間に設けられるバルブプレート9と、をさらに備える。
シュー7は、各ピストン5の先端に形成される球面座5aを受容する受容部7aと、斜板8の摺接面8aに摺接する円形の平板部7bと、を備える。受容部7aの内面は球面状に形成され、受容した球面座5aの外面と摺接する。これにより、シュー7は球面座5aに対してあらゆる方向に角度変位可能である。
斜板8は、ピストンポンプ100の吐出量を可変とするため、カバー3bに傾転可能に支持される。シュー7の平板部7bは、摺接面8aに対して面接触する。
バルブプレート9は、シリンダブロック2の基端面が摺接する円盤部材であり、ケース本体3aの底部に固定される。図示は省略するが、バルブプレート9には、シリンダブロック2に形成された吸込通路と容積室6とを接続する吸込ポートと、シリンダブロック2に形成された吐出通路と容積室6とを接続する吐出ポートと、が形成される。
ピストンポンプ100は、傾転角が大きくなる方向に斜板8を付勢する支持付勢部材としての支持スプリング20と、供給される流体圧に応じて傾転角が小さくなる方向に斜板8を付勢する傾転機構30と、傾転機構30に導かれる流体圧を斜板8の傾転角に応じて制御するレギュレータ50と、をさらに備える。
支持スプリング20は、コイルスプリングであり、傾転機構30の付勢力に抗するように付勢力を発揮して斜板8を支持する。
図2に示すように、支持スプリング20は、一端が第1ばね座21に着座し、他端がケース本体3aの底部に着座する。支持スプリング20は、第1ばね座21とケース本体3aとの間に圧縮された状態で設けられる。ケース本体3aの底部には、支持スプリング20の他端部が着座し、当該他端部を支持する環状の支持溝3eが形成される。
第1ばね座21は、略円盤状の部材であって、第1フランジ部22、第1フランジ部22よりも外径が小さい第2フランジ部23、第2フランジ部23よりも外径が小さい第3フランジ部24、及び第3フランジ部24よりも外径が小さく第3フランジ部24から軸方向に突出するボス部25を有する。支持スプリング20は、第1フランジ部22と第2フランジ部23との外径差によって形成される段差面21aを着座面として第1ばね座21に着座する。第1ばね座21は、支持スプリング20及び後述する外側スプリング51aと内側スプリング51bの付勢力によって、斜板8の傾転に応じて移動する。
図1に示すように、傾転機構30は、カバー3bに形成されるピストン収容孔31に摺動自在に挿入され斜板8に当接する大径ピストン32と、大径ピストン32によってピストン収容孔31内に区画される制御圧室33と、を有する。
制御圧室33には、レギュレータ50によって調整される流体圧(以下、「制御圧」と称する。)が導かれる。大径ピストン32は、制御圧室33に導かれた制御圧によって、傾転角が小さくなる方向に斜板8を付勢する。
ピストンポンプ100は、支持スプリング20及び後述する外側スプリング51aと内側スプリング51bとの付勢力が斜板8に作用する方向を案内するガイド機構40をさらに有する。つまり、ガイド機構40は、第1ばね座21の移動を案内することで、斜板8への支持スプリング20、外側スプリング51a、及び内側スプリング51bの付勢力の伝達を案内する。図2に示すように、ガイド機構40は、ケース本体3aの内周に形成されるガイド壁部41と、ガイド壁部41に形成されるガイド孔41aに摺動自在に挿入されるガイドピン42と、を有する。
ガイド孔41aは、その中心軸がシャフト1の中心軸と平行であり、後述する制御スプール52の中心軸と平行(より具体的には同軸)となるように、ガイド壁部41に形成される。ガイドピン42は、基端が第1ばね座21に連結され、先端には略球面状に形成されて斜板8に当接する当接部43が設けられる。
第1ばね座21の移動は、ガイド機構40によって、ガイド孔41aの中心軸方向に沿って案内される。これにより、支持スプリング20(及び後述する外側スプリング51aと内側スプリング51b)の付勢力が、第1ばね座21及びガイド機構40を介して、ガイド孔41aの軸方向に沿って斜板8に付与される。言い換えれば、斜板8の傾転に追従するようにガイド機構40のガイドピン42及び第1ばね座21が移動し、支持スプリング20(及び後述する外側スプリング51aと内側スプリング51b)が伸縮される。このように、ガイドピン42は、斜板8の傾転をレギュレータ50に伝達するフィードバックピンとしても機能する。
大径ピストン32は、図1に示すように、ガイド機構40のガイドピン42とは反対側に設けられる。つまり、大径ピストン32は、シャフト1の中心軸に対する周方向の位置がガイドピン42と略一致するように配置される。
レギュレータ50は、ピストンポンプ100の吐出圧に応じて制御圧室33に導かれる制御圧を調整し、ピストンポンプ100の馬力(出力)を制御する。
レギュレータ50は、第1ばね座21を介して斜板8を付勢する付勢部材としての外側スプリング51a及び内側スプリング51bと、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプール52と、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力に抗して制御スプール52を押圧する押圧機構60と、を有する。
外側スプリング51a及び内側スプリング51bは、それぞれコイルスプリングであり、斜板8の傾転に追従するように伸縮する。内側スプリング51bは、外側スプリング51aよりも巻き径が小さく、外側スプリング51aの内側に設けられる。また、外側スプリング51aは、支持スプリング20よりも巻き径が小さく、支持スプリング20の内側に設けられる。つまり、外側スプリング51a及び内側スプリング51bは、いずれも、支持スプリング20の内側に設けられている。
外側スプリング51a及び内側スプリング51bの一端部は、第1ばね座21に着座する。具体的には、図2に示すように、外側スプリング51aは、第1ばね座21の第2フランジ部23と第3フランジ部24との外径差によって形成される段差面21bを着座面として第1ばね座21に着座する。内側スプリング51bは、第1ばね座21の第3フランジ部24とボス部25との外径差によって生じる段差面21cを着座面として第1ばね座21に着座可能である。ボス部25は、内側スプリング51bの内側に挿入され、内側スプリング51bの内周を支持する。
外側スプリング51a及び内側スプリング51bの他端部は、第2ばね座26を介して制御スプール52の端面に着座する。第2ばね座26は、制御スプール52と共に移動する。
第2ばね座26は、外径が支持スプリング20の内径よりも小さく形成されて、支持スプリング20の内側に設けられている。支持スプリング20の他端部は、第2ばね座26には着座せず、上述のようにケース本体3aの底部の支持溝3eに着座する。よって、支持スプリング20では、第1ばね座21に着座する一端部は斜板8の傾転に追従するように移動し、第2ばね座26に着座する他端部は斜板8の傾転に追従するように移動はしない。つまり、支持スプリング20の他端部は、斜板8の傾転による移動が生じないように構成されている。
斜板8の傾転角が最大となる状態(図1に示す状態)では、第2ばね座26は、ケース本体3aの底部とは接触せず底部から離れて浮いた状態となる。
外側スプリング51aの自然長(自由長)は、内側スプリング51bの自然長より長い。斜板8の傾転角が最大となる状態(図1に示す状態)では、外側スプリング51aは第1ばね座21及び第2ばね座26によって圧縮された状態となる一方、内側スプリング51bはいずれかの端部がばね座(図1では第1ばね座21)から離れて浮いた状態(自然長となる状態)となる。つまり、斜板8の傾転角が最大の状態から小さくなる際、初めのうちは外側スプリング51aのみが圧縮され、外側スプリング51aの長さが内側スプリング51bの自然長を超えて圧縮されると、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの両方が圧縮される。これにより、ガイドピン42を介して斜板8に付与される外側スプリング51a及び内側スプリング51bからの弾性力が段階的に高まるように構成される。
以上のように、支持付勢部材である支持スプリング20と、付勢部材である外側スプリング51a及び内側スプリング51bとは、互いに隣接して斜板8に対して並列に設けられている。より具体的には、外側スプリング51a及び内側スプリング51bは、支持スプリング20の径方向の内側に設けられている。さらにいえば、支持スプリング20の付勢力と、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力とは、斜板8に対して並列に作用するように構成されている。このため、支持スプリング20を設けるスペースと外側スプリング51a及び内側スプリング51bを設けるスペースとを別個独立して設ける場合と比較して、設置スペースの少なくとも一部を共通にすることができ、省スペース化することができる。
図2に示すように、ケース本体3aには、制御スプール52が摺動自在に挿入されるスプール収容孔50aが形成される。
また、ケース本体3aには、ピストンポンプ100の吐出圧が導かれる吐出圧通路10と、大径ピストン32の制御圧室33に制御圧を導く制御圧通路11と、が形成される。吐出圧通路10には、ピストンポンプ100の吐出圧が常時導かれている。制御圧通路11は、カバー3bに形成されるカバー側通路(図示省略)を通じて制御圧室33に連通する。
スプール収容孔50aは、ケース本体3aの内部に連通すると共に、ケース本体3aの端面に開口する。ケース本体3aの端面に対するスプール収容孔50aの開口は、キャップ90により閉塞される。
制御スプール52は、スプール収容孔50aの内周面に摺接する本体部53と、第2ばね座26に挿入される突出部54と、を有する。
突出部54は、本体部53より外径が小さく形成され、本体部53と突出部54の外径差により生じる段差面55は、第2ばね座26に当接する。
制御スプール52の外周には、第1制御ポート56a及び第2制御ポート56bが、それぞれ環状の溝として形成される。また、制御スプール52には、第1制御ポート56aに連通する第1制御通路57が、径方向に制御スプール52を貫通するように形成される。さらに、制御スプール52には、一端部(突出部54)から軸方向に沿って設けられる軸方向通路58が形成される。軸方向通路58は、第1制御通路57と、第2ばね座26に形成されケース本体3aの内部に開口する接続通路26aと、を連通する。
このように、第1制御通路57は、軸方向通路58、及び第2ばね座26の接続通路26aを通じてケース3の内部と連通する。よって、第1制御通路57内の圧力は、タンク圧となる。
押圧機構60は、外側スプリング51a及び内側スプリング51bが制御スプール52に対して発揮する付勢力に抗するように制御スプール52に対して付勢力を発揮する補助付勢部材としての補助スプリング70と、補助スプリング70が発揮する付勢力を調整する調整機構80と、キャップ90に形成される収容孔91に収容され制御スプール52の端面に当接する押圧部材としての押圧ピストン61と、を有する。
補助スプリング70は、コイルスプリングである。補助スプリング70は、キャップ90に形成される凹部95に収容される。補助スプリング70の一端は、キャップ90の凹部95に収容される着座部材75に着座し、他端は、押圧ピストン61の端面に着座する。補助スプリング70は、着座部材75と押圧ピストン61との間で圧縮された状態で設けられ、押圧ピストン61を介して制御スプール52に付勢力を発揮する。
着座部材75は、キャップ90の凹部95の内周面に摺接する板状のベース部76と、ベース部76から軸方向に突出し補助スプリング70の内周を支持する支持部77と、支持部77の先端から軸方向に突出する軸部78と、を有する。支持部77が接続されるベース部76の端面に補助スプリング70の一端部が着座する。
調整機構80は、キャップ90に形成される雌ねじ孔81と、雌ねじ孔81に螺合し着座部材75を補助スプリング70の付勢方向に沿って進退させるねじ部材82と、雌ねじ孔81に対するねじ部材82の螺合位置を固定するナット83と、を有する。
雌ねじ孔81は、凹部95の底部を貫通して形成され、凹部95に開口する。
ねじ部材82は、補助スプリング70が着座する端面とは軸方向の反対側からベース部76に当接する。ねじ部材82は、雌ねじ孔81との螺合位置を調整することで、その軸方向(補助スプリング70の付勢力の方向)に沿って着座部材75に対して進退する。ねじ部材82を進退させることで、補助スプリング70が伸縮するように着座部材75が進退し、補助スプリング70のセット荷重(初期荷重)を調整することができる。これにより、補助スプリング70が発揮する付勢力が調整可能に構成される。ナット83がねじ部材82に螺合してキャップ90に対して締め付けられることで、雌ねじ孔81に対するねじ部材82の螺合位置が固定される。
キャップ90の収容孔91は、ケース本体3aに形成されるスプール収容孔50aと同軸となるように設けられる。また、キャップ90の収容孔91は、凹部95に連続して凹部95と同軸に形成されると共に、スプール収容孔50aに臨んでいる。キャップ90の収容孔91には、制御スプール52の一端部も収容される。
押圧ピストン61は、制御スプール52を介して伝達される外側スプリング51aの付勢力によって、収容孔91と凹部95との間の段差面に押し付けられる。これにより、外側スプリング51aの付勢力による図中左方向への制御スプール52の所定以上の移動が押圧ピストン61により規制される。
また、押圧ピストン61には、着座部材75の軸部78が挿入される軸部挿入孔62が形成される。軸部78が押圧ピストン61の軸部挿入孔62に挿入されることで、押圧ピストン61には、軸部78と軸部挿入孔62の内壁とによって、馬力制御に利用される信号圧が導かれる信号圧室60aが形成される。
信号圧室60aは、押圧ピストン61の外周に形成される連通ポート64、信号圧室60aと連通ポート64とを接続する信号圧通路65、及びキャップ90に形成されるキャップ通路90aを通じて吐出圧通路10に連通する。よって、信号圧室60aには、ピストンポンプ100の吐出圧(自己圧)が信号圧として導かれる。
信号圧室60aに導かれる信号圧は、軸部78に対向する信号圧室60aの内壁部に作用する。よって、制御スプール52は、押圧ピストン61を介して軸部78の断面積(言い換えれば軸部挿入孔62の断面積)分に相当する受圧面積によって信号圧を受け、信号圧によって外側スプリング51a及び内側スプリング51bを圧縮する方向に付勢される。このようにして、押圧ピストン61は、信号圧室60aに導かれる信号圧による推力を受けて、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力に抗するように制御スプール52を押圧する。
以上のように、制御スプール52は、外側スプリング51a及び内側スプリング51bによる付勢力によって斜板8から離れる方向(図中左方向)に付勢される。制御スプール52は、押圧ピストン61を介して、信号圧室60aに導かれたピストンポンプ100の吐出圧と、補助スプリング70による付勢力と、によって斜板8に近づく方向に付勢される。つまり、制御スプール52は、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力、補助スプリング70の付勢力、ピストンポンプ100の吐出圧による付勢力が釣り合うように移動する。このように、補助スプリング70の付勢力と信号圧室60aの信号圧による推力とを制御スプール52に作用させることで、レギュレータ50による馬力制御特性を調整することができる。
制御スプール52の移動を具体的に説明すると、制御スプール52は、第1ポジションと第2ポジションとの2つのポジションの間で移動する。図1及び図2(後述する図3も同様)は、制御スプール52が第2ポジションである状態を示している。制御スプール52は、図1及び図2に示す第2ポジションから、図中右方向へ移動するのに伴い、第1ポジションに切り換わる。
第1ポジションは、斜板8の傾転角を小さくしてピストンポンプ100の吐出容量を減少させるポジションである。第1ポジションでは、ケース本体3aの吐出圧通路10と制御圧通路11とが、制御スプール52の第2制御ポート56bを通じて連通し、制御スプール52の第1制御通路57と制御圧通路11とは連通が遮断される。よって、第1ポジションでは、傾転機構30の制御圧室33には、ピストンポンプ100の吐出圧が導かれる。
第2ポジションは、斜板8の傾転角を大きくしてピストンポンプ100の吐出容量を上昇させるポジションである。第2ポジションでは、制御圧通路11と制御スプール52の第1制御通路57とが第1制御ポート56aを通じて連通し、吐出圧通路10と制御圧通路11との連通が遮断される。よって、第2ポジションでは、制御圧室33には、タンク圧が導かれる。
次に、ピストンポンプ100の作用について説明する。
ピストンポンプ100では、レギュレータ50によって、ピストンポンプ100の吐出圧を一定に保つように、ピストンポンプ100の吐出容量(斜板8の傾転角)を制御する馬力制御が行われる。
レギュレータ50の制御スプール52は、信号圧室60aの信号圧(ピストンポンプ100の吐出圧)による付勢力と補助スプリング70による付勢力とによって第1ポジションとなるように付勢されると共に、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力によって第2ポジションとなるように付勢される。
信号圧室60aの信号圧及び補助スプリング70による付勢力が外側スプリング51aの付勢力以下に保たれた状態では、レギュレータ50の制御スプール52は第2ポジションに位置し、斜板8の傾転角が最大に保たれる(図1参照)。
ピストンポンプ100の吐出圧は、ピストンポンプ100の吐出圧で駆動する油圧シリンダの負荷が上昇するのに伴い上昇する。斜板8の傾転角が最大に保たれた状態から、ピストンポンプ100の吐出圧が上昇すると、信号圧室60aの信号圧及び補助スプリング70による付勢力の合力が外側スプリング51aの付勢力を上回るようになる。これにより、制御スプール52は、第2ポジションから第1ポジションに切り換わる方向(図中右方向)へ移動する。
制御スプール52が第1ポジションまで移動すると、制御圧通路11に吐出圧通路10から吐出圧が導かれるため、制御圧が上昇する。より具体的には、制御スプール52が第1ポジションに移動するにつれて、制御圧通路11に対する制御スプール52の第2制御ポート56bの開口面積(流路面積)が増加する。よって、第1ポジションに切り換わる方向(図中右方向)への制御スプール52の移動量が大きくなるについて、制御圧通路11に導かれる制御圧が上昇する。制御圧通路11に導かれる制御圧が上昇することにより、支持スプリング20の付勢力に抗して大径ピストン32(図1参照)が斜板8に向けて移動し、傾転角が小さくなる方向に斜板8が傾転する。よって、ピストンポンプ100の吐出容量が減少する。
傾転角が小さくなる方向に斜板8が傾転すると、ガイドピン42は、支持スプリング20、外側スプリング51a及び内側スプリング51bを圧縮するように、斜板8に追従して図中左方向へ移動する。言い換えれば、傾転角が小さくなる方向に斜板8が傾転すると、ガイドピン42は、外側スプリング51a(及び内側スプリング51b)を通じて第2ポジションに切り換わる方向へ制御スプール52を付勢するように移動する。これにより、制御スプール52が押し戻されて第2ポジションに切り換わる方向へ移動すると、制御圧通路11を通じて制御圧室33へ供給される制御圧が減少する。制御圧の減少に伴い、制御圧により斜板8に付与される付勢力が、支持スプリング20と外側スプリング51a(及び内側スプリング51b)とから斜板8に付与される付勢力の合力と釣り合うと、大径ピストン32の移動(斜板8の傾転)が停止する。このように、ピストンポンプ100の吐出圧が上昇すると、吐出容量が減少する。
反対に、ピストンポンプ100の吐出圧は、ピストンポンプ100の吐出圧で駆動する油圧シリンダの負荷が低下するのに伴い低下する。ピストンポンプ100の吐出圧が低下すると、信号圧室60aの信号圧及び補助スプリング70による付勢力の合力が外側スプリング51a及び内側スプリング51bによる付勢力を下回るようになる。これにより、制御スプール52は、第1ポジションから第2ポジションへ切り換わる方向へ移動する。制御スプール52が第2ポジションに移動すると、制御圧通路11がタンク圧である第1制御通路57に連通するため、制御圧は低下する。制御圧が低下することにより、支持スプリング20、外側スプリング51a、及び内側スプリング51bの付勢力によって傾転角が大きくなる方向に斜板8が傾転する。
傾転角が大きくなる方向に斜板8が傾転すると、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力を受けるガイドピン42は、外側スプリング51a及び内側スプリング51bが伸長するように、斜板8に追従して図中右方向へ移動する。これにより、外側スプリング51a及び内側スプリング51bから制御スプール52が受ける付勢力が小さくなる。このため、制御スプール52は、信号圧室60aの信号圧を受けて、外側スプリング51a及び内側スプリング51bを圧縮する方向へ移動する。つまり、制御スプール52は、ガイドピン42に追従するように、第2ポジションから第1ポジションへと切り換わる方向へ移動する。制御スプール52が再び第1ポジションに位置して制御圧が上昇し、制御圧により斜板8に付与される付勢力が、支持スプリング20と外側スプリング51a(及び内側スプリング51b)とから斜板8に付与される付勢力と釣り合うと、大径ピストン32の移動(斜板8の傾転)が停止する。このように、ピストンポンプ100の吐出圧が低下すると、吐出容量が増加する。
以上のように、ピストンポンプ100の吐出圧が上昇することによりピストンポンプ100の吐出容量が減少し、吐出圧が低下することにより吐出容量が増加するように馬力制御が行われる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
ピストンポンプ100では、支持スプリング20は、レギュレータ50の外側スプリング51a及び内側スプリング51bと隣接し斜板8に対し並列に設けられる。具体的には、外側スプリング51a及び内側スプリング51bは、支持スプリング20の内側に設けられる。このため、支持スプリング20を設けるスペースと、外側スプリング51a及び内側スプリング51bを設けるスペースと、を独立して設ける必要がなく、省スペース化することができる。したがって、ピストンポンプ100を小型化することができる。
また、支持スプリング20を設けるスペースを独立して設ける必要がないため、支持スプリング0を設けるためのスペースを形成するためのケース3への加工を削減することができる。よって、ピストンポンプ100の製造を低コスト化することができる。
また、ピストンポンプ100では、支持スプリング20の一端は斜板8の傾転に応じて移動する一方、他端は斜板8が傾転しても移動しないように構成される。このように他端が斜板8の傾転に対して移動しないため、斜板8の傾転に対する支持スプリング20の伸縮の挙動(動作)を安定させることができ、支持スプリング20の付勢力を安定して発揮させることができる。
また、支持スプリング20、外側スプリング51a、及び内側スプリング51bの付勢力は、ガイド機構40により制御スプール52の中心軸に沿った方向に案内されて斜板8に作用する。これにより、制御スプール52に作用する外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力を制御スプール52の中心軸に沿った方向とすることができ、当該付勢力によって制御スプール52の移動が阻害されることを抑制できる。よって、制御スプール52に生じる摺動摩擦が低減され、制御スプール52の摩耗を抑制することができる。また、制御スプール52の摺動摩擦が低減されることで、レギュレータ50のヒステリシスを改善することができる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
まず、図3に示す変形例について説明する。なお、図3に示す変形例では、上記実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
上記実施形態では、制御スプール52は、ケース本体3aに形成されるスプール収容孔50aに収容される。
これに対し、図3に示す変形例では、ケース本体3aに形成される取付孔3fにスリーブ160を取り付け、スリーブ160に形成されるスプール収容孔150aに制御スプール52が収容される。なお、変形例では、押圧機構60は、補助スプリング70及び調整機構80を有していなが、上記実施形態と同様に、補助スプリング70及び調整機構80が設けられてもよい。以下、図3の変形例について、具体的に説明する。
図3の変形例では、レギュレータ150は、ケース本体3aに形成される取付孔3fに取り付けられるスリーブ160を有する。
スリーブ160は、ケース本体3aの取付孔3fに摺接するように挿入され、取付孔3fに形成される雌ねじ103に螺合することで、ケース本体3aに取り付けられる。スリーブ160には、制御スプール52が挿入されるスプール収容孔150aと、外周に設けられる第1ポート160aを通じて制御圧通路11に連通する第1連通孔161aと、外周に設けられる第2ポート160bを通じて吐出圧通路10に連通する第2連通孔161bと、が形成される。第1ポート160a及び第2ポート160bは、それぞれスリーブ160の外周面に形成される円環状の溝である。第1連通孔161aと第2連通孔161bとは、それぞれスプール収容孔150aと交差し、スプール収容孔150aに連通する。
スリーブ160に形成されるスプール収容孔150aの一端は、ケース本体3aの内部に開口する。スプール収容孔150aの他端は、スリーブ160に螺合して取り付けられるプラグ170によって封止される。
プラグ170には、軸部178が設けられる。また、プラグ170に対向する制御スプール52の端部には、プラグ170の軸部178が挿入される軸部挿入孔62が形成される。プラグ170の軸部178と制御スプール52の軸部挿入孔62の内壁とによって、信号圧室60aが形成される。
また、スリーブ160には、支持スプリング20の端部が着座する着座部165と、着座部165から突出して支持スプリング20の内周を支持する突起部166と、が形成される。突起部166は、支持スプリング20の内径よりも小さく形成され、支持スプリング20の内側に挿入される。着座部165は、環状の平面であり、突起部166によって形成される段差面である。また、支持スプリング20の外周は、ケース本体3aの内周面によって支持される。このため、スリーブ160は、突起部166によって支持スプリング20の内周を支持するのみでよい。
このような変形例であっても、上記実施形態と同様に、支持スプリング20の一端部は、第1ばね座21に着座して斜板8の傾転に追従するように移動する。スリーブ160はねじ締結によってケース本体3aに固定されるものであるため、スリーブ160に着座する支持スプリング20の他端部には、斜板8の傾転による移動は生じない。したがって、図3に示す変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
また、本変形例では、支持スプリング20の他端部を支持する突起部166がスリーブ160に形成される。支持スプリング20の他端部を支持する支持溝3eをケース本体3aの底部に形成する上記実施形態と比べて、スリーブ160に突起部166を設ける本変形例の方が、容易に加工を行うことができる。なお、これに限定されず、上記実施形態と同様に、本変形例において、支持スプリング20の他端部を、ケース本体3aの底部の支持溝3eに着座させるように構成してもよい。
次に、その他の変形例について説明する。
上記実施形態では、ピストンポンプ100は、支持スプリング20、外側スプリング51a、内側スプリング51bの付勢力(言い換えれば第1ばね座21の移動)を案内するガイド機構40を有する。斜板8に付与される支持スプリング20の付勢力の方向を安定と制御スプール52の摩耗の抑制とのためにはガイド機構40を設けることが望ましいが、ガイド機構40は必須の構成ではない。例えば、斜板8に当接する球面状の当接部を第1ばね座21に設けて、第1ばね座21を斜板8に直接当接させてもよい。
また、上記実施形態では、支持スプリング20と傾転機構30とは、斜板8に対する径方向の位置が一致している。言い換えれば、支持スプリング20と傾転機構30とは、斜板8を挟んで対向している。しかしながら、ピストンポンプ100では、この構成は必須のものではない。例えば、傾転機構30は、支持スプリング20と同様に斜板8の摺接面8a側(斜板8よりも図1中左側)に設けられて、支持スプリング20とは、角度間隔が180度離れた位置に配置されてもよい。つまり、支持スプリング20と傾転機構30は、互いに反対方向に斜板8を傾転させるように付勢力を発揮するように構成される限り、任意の構成とすることができる。
また、上記実施形態では、外側スプリング51a及び内側スプリング51bは、支持スプリング20の内側(支持スプリング20の径方向の内側であって支持スプリング20が存在する軸方向の範囲内)に設けられる。これに対し、支持スプリング20と外側スプリング51a及び内側スプリング51bとの位置関係は、互いに隣接し斜板8に対して並列に設けられる限りは、上記実施形態の構成に限定されない。例えば、支持スプリング20は、外側スプリング51aと内側スプリング51bとの径方向の間(外側スプリング51aの内側であって内側スプリング51bの外側)に設けられてもよいし、内側スプリング51bの内側に設けられてもよい。また、支持スプリング20と外側スプリング51a(及び内側スプリング51b)とは、互いの外側(一方が他方の外側であって、他方が一方の外側)に設けられてもよい。いずれの場合であっても、支持スプリング20を設けるスペースと外側スプリング51a及び内側スプリング51bを設けるスペースとを別個独立して設ける必要がないため、省スペース化できピストンポンプ100を小型化することができる。
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
ピストンポンプ100は、シャフト1と共に回転するシリンダブロック2と、シリンダブロック2に形成されシャフト1の周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダ2bと、シリンダ2b内に摺動自在に挿入されシリンダ2bの内部に容積室6を区画するピストン5と、容積室6を拡縮するようにピストン5を往復動させる傾転可能な斜板8と、供給される制御圧に応じて斜板8を付勢する傾転機構30と、傾転機構30の付勢力に抗するような付勢力を発揮して斜板8を支持する支持スプリング20と、傾転機構30に導かれる制御圧をピストンポンプ100の自己圧に応じて制御するレギュレータ50と、を備え、レギュレータ50は、斜板8の傾転に追従して伸縮する外側スプリング51a及び内側スプリング51bと、外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプール52と、を有し、外側スプリング51a及び内側スプリング51bと支持スプリング20とは、互いに隣接し斜板8に対して並列に設けられる。
また、ピストンポンプ100では、支持スプリング20、外側スプリング51a、及び内側スプリング51bは、それぞれコイルスプリングであって、外側スプリング51a及び内側スプリング51bは、支持スプリング20の内側に設けられる。
これらの構成では、外側スプリング51a及び内側スプリング51bと支持スプリング20とが隣接して並列に設けられるため、外側スプリング51a及び内側スプリング51bを収容するスペースと支持スプリング20を収容するスペースとを独立して設ける必要がなく、省スペース化できる。したがって、ピストンポンプ100を小型化できる。
また、ピストンポンプは、支持スプリング20、外側スプリング51a、及び内側スプリング51bから斜板8に作用する付勢力を案内するガイド機構40をさらに備え、ガイド機構40は、支持スプリング20、外側スプリング51a、及び内側スプリング51bの付勢力を斜板8に伝達するガイドピン42と、その中心軸が制御スプール52の中心軸と平行に形成されガイドピン42が摺動自在に挿入されるガイド孔41aと、を有する。
この構成では、支持スプリング20、外側スプリング51a、及び内側スプリング51bの付勢力は、ガイド機構40により制御スプール52の中心軸に沿った方向に案内されて斜板8に作用する。これにより、制御スプール52に作用する外側スプリング51a及び内側スプリング51bの付勢力を制御スプール52の中心軸に沿った方向とすることができるため、当該付勢力によって制御スプール52の移動が阻害されることを抑制できる。
また、ピストンポンプ100では、支持スプリング20の一端は、斜板8の傾転によって移動し、他端は斜板8の傾転により移動しない。
また、ピストンポンプ100は、シリンダブロック2を収容するケース3をさらに備え、ケース3には、支持スプリング20の他端が着座し支持スプリング20を支持する支持溝3eが形成される。
また、ピストンポンプ100では、レギュレータ150は、ケース本体3aに形成される取付孔3fに取り付けられるスリーブ160を有し、スリーブ160は、支持スプリング20の端部が着座する着座部165と、着座部165から突出して支持スプリング20の内周を支持する突起部166と、を有する。
これらの構成では、支持スプリング20の他端部が斜板8の傾転により移動しないため、斜板8の傾転による支持スプリング20の伸縮の挙動が安定し、支持スプリング20が発揮する付勢力を安定させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
Claims (6)
- 液圧回転機であって、
駆動軸と共に回転するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックに形成され前記駆動軸の周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダと、
前記シリンダ内に摺動自在に挿入され前記シリンダの内部に容積室を区画するピストンと、
前記容積室を拡縮するように前記ピストンを往復動させる傾転可能な斜板と、
供給される制御圧に応じて前記斜板を付勢する傾転機構と、
前記傾転機構の付勢力に抗するような付勢力を発揮して前記斜板を支持する支持付勢部材と、
前記傾転機構に導かれる前記制御圧を前記液圧回転機の自己圧に応じて制御するレギュレータと、を備え、
前記レギュレータは、
前記斜板の傾転に追従して伸縮する付勢部材と、
前記付勢部材の付勢力に応じて移動して、前記制御圧を調整する制御スプールと、を有し、
前記付勢部材と前記支持付勢部材とは、互いに隣接し前記斜板に対して並列に設けられることを特徴とする液圧回転機。 - 請求項1に記載の液圧回転機であって、
前記支持付勢部材及び前記付勢部材は、それぞれコイルスプリングであって、
前記付勢部材は、前記支持付勢部材の内側に設けられる液圧回転機。 - 請求項1又は2に記載の液圧回転機であって、
前記支持付勢部材及び前記付勢部材から前記斜板に作用する付勢力を案内するガイド機構をさらに備え、
前記ガイド機構は、
前記支持付勢部材及び前記付勢部材の付勢力を前記斜板に伝達するガイドピンと、
その中心軸が前記制御スプールの中心軸と平行に形成され前記ガイドピンが摺動自在に挿入されるガイド孔と、を有する液圧回転機。 - 請求項1又は2に記載の液圧回転機であって、
前記支持付勢部材の一端は、前記斜板の傾転によって移動し、他端は前記斜板の傾転により移動しない液圧回転機。 - 請求項4に記載の液圧回転機であって、
前記シリンダブロックを収容するハウジング部材をさらに備え、
前記ハウジング部材には、前記支持付勢部材の他端が着座し前記支持付勢部材を支持する支持溝が形成される液圧回転機。 - 請求項4に記載の液圧回転機であって、
前記レギュレータは、ハウジング部材に形成される取付孔に取り付けられるスリーブを有し、
前記スリーブは、
前記支持付勢部材の端部が着座する着座部と、
前記着座部から突出して前記支持付勢部材の内周を支持する突起部と、を有する液圧回転機。
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP7352517B2 (ja) * | 2020-05-26 | 2023-09-28 | Kyb株式会社 | 液圧回転機 |
JP7295925B2 (ja) * | 2021-11-12 | 2023-06-21 | Kyb株式会社 | 液圧回転機 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0687676U (ja) * | 1993-05-28 | 1994-12-22 | ヤンマーディーゼル株式会社 | アキシャルピストンポンプ |
JPH0735031A (ja) | 1993-07-13 | 1995-02-03 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 産業車両の油圧装置 |
JP2020051380A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Kyb株式会社 | 液圧回転機 |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2915985A (en) * | 1957-06-20 | 1959-12-08 | New York Air Brake Co | Pump |
US3250227A (en) * | 1963-08-09 | 1966-05-10 | American Brake Shoe Co | Torque control apparatus for hydraulic power units |
US3221660A (en) * | 1963-08-20 | 1965-12-07 | Amato Michael A D | Automatic control for variable displacement pump |
US3426686A (en) * | 1966-04-04 | 1969-02-11 | Ulrich Mfg Co | Pump |
US3830594A (en) * | 1971-06-28 | 1974-08-20 | Caterpillar Tractor Co | Variable displacement pump having pressure compensator control method |
US3738779A (en) * | 1971-06-28 | 1973-06-12 | Caterpillar Tractor Co | Variable displacement pump having pressure compensation control means |
DE2141724A1 (de) * | 1971-08-20 | 1973-03-01 | Bosch Gmbh Robert | Steuer- und regeleinrichtung fuer eine hydropumpe |
US3803987A (en) * | 1972-11-14 | 1974-04-16 | Abex Corp | Servoactuated hydraulic transducer apparatus |
US3834836A (en) * | 1973-03-01 | 1974-09-10 | Caterpillar Tractor Co | Override control for a variable displacement pump |
US4028010A (en) * | 1974-06-21 | 1977-06-07 | Caterpillar Tractor Co. | Reversible, variable-displacement piston pump with positioner means for automatic return to zero displacement |
US4072442A (en) * | 1975-07-04 | 1978-02-07 | Takeshi Horiuchi | Variable delivery hydraulic pump |
US4097196A (en) * | 1976-06-01 | 1978-06-27 | Caterpillar Tractor Co. | Pilot operated pressure compensated pump control |
US4212596A (en) * | 1978-02-23 | 1980-07-15 | Caterpillar Tractor Co. | Pressurized fluid supply system |
US4355510A (en) * | 1980-09-12 | 1982-10-26 | Caterpillar Tractor Co. | Unloading means for flow-pressure compensated valve |
EP0059708B1 (en) * | 1980-09-12 | 1987-07-29 | Caterpillar Inc. | Horsepower consumption control for variable displacement pumps |
US4381647A (en) * | 1980-09-12 | 1983-05-03 | Caterpillar Tractor Co. | Load-plus valve for variable displacement pumps |
US4381176A (en) * | 1981-08-13 | 1983-04-26 | Abex Corporation | Destroking start valve for variable displacement pump |
JP2504470Y2 (ja) * | 1987-12-25 | 1996-07-10 | カヤバ工業株式会社 | ピストンポンプの制御装置 |
JPH04284180A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-08 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 可変容量ピストンポンプ |
JPH0526151A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-02-02 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 油圧駆動装置 |
KR100223522B1 (en) * | 1996-12-17 | 1999-10-15 | Mando Machine Co Ltd | A brake system in a vehicle |
US6033188A (en) * | 1998-02-27 | 2000-03-07 | Sauer Inc. | Means and method for varying margin pressure as a function of pump displacement in a pump with load sensing control |
US6623247B2 (en) * | 2001-05-16 | 2003-09-23 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for controlling a variable displacement hydraulic pump |
JP4869118B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2012-02-08 | カヤバ工業株式会社 | 馬力制御レギュレータ、馬力制御装置、及び、ピストンポンプ |
DE102011117543A1 (de) * | 2011-11-03 | 2013-05-08 | Robert Bosch Gmbh | Axialkolbenmaschine |
JP5982115B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2016-08-31 | Kyb株式会社 | 斜板式ピストンポンプ |
JP2019199847A (ja) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | ナブテスコ株式会社 | 油圧ポンプ |
-
2020
- 2020-05-26 JP JP2020091537A patent/JP7026167B2/ja active Active
-
2021
- 2021-03-11 WO PCT/JP2021/009845 patent/WO2021240952A1/ja unknown
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0687676U (ja) * | 1993-05-28 | 1994-12-22 | ヤンマーディーゼル株式会社 | アキシャルピストンポンプ |
JPH0735031A (ja) | 1993-07-13 | 1995-02-03 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 産業車両の油圧装置 |
JP2020051380A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Kyb株式会社 | 液圧回転機 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP4160012A4 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11767832B2 (en) | 2023-09-26 |
US20230204017A1 (en) | 2023-06-29 |
JP7026167B2 (ja) | 2022-02-25 |
EP4160012A1 (en) | 2023-04-05 |
EP4160012A4 (en) | 2024-06-19 |
CN115667715B (zh) | 2023-07-25 |
CN115667715A (zh) | 2023-01-31 |
JP2021188531A (ja) | 2021-12-13 |
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