JPH064065Y2

JPH064065Y2 - 容量可変型斜軸式液圧回転機

Info

Publication number: JPH064065Y2
Application number: JP1989000444U
Authority: JP
Inventors: 友彦安岡
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2004-01-06
Also published as: JPH01158574U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、土木・建設機械、その他一般機械に用いられ
る油圧ポンプ、油圧モータとしての容量可変型斜軸式液
圧回転機の改良に関する。

〔従来の技術〕

第３図および第４図に従来技術による容量可変型斜軸式
液圧回転機としての油圧ポンプを示す。

図において、１は筒状のケーシングで、該ケーシング１
は一端が軸受部分となった略円筒状のケーシング本体１
Ａと該ケーシング本体１Ａの他端を閉塞するヘッドケー
シング１Ｂとからなっている。２は該ケーシング本体１
Ａ内に回転可能に突設された回転軸、３は前記ケーシン
グ本体１Ａ内に位置して該回転軸２と共に回転するシリ
ンダブロックで、該シリンダブロック３にはその軸方向
に複数のシリンダ４が穿設されている。該各シリンダ４
内にはピストン５が摺動可能に設けられており、該各ピ
ストン５にはコネクティングロッド６が取付けられてい
る。そして、該各コネクティングロッド６の先端には球
形部６Ａが形成され、該球形部６Ａは回転軸２の先端に
形成されたドライブディスク７に揺動自在に支持されて
いる。

８は弁板を示し、該弁板８はその一側端面がシリンダブ
ロック３に摺接すると共に、他側端面はヘッドケーシン
グ１Ｂに形成された凹円弧状の傾転摺動面９に摺動可能
に摺接せしめられており、該弁板８の中心には後述する
センタシャフト１０と揺動ピン１５の各先端部が両側か
らそれぞれ挿入される貫通孔８Ａが穿設されている。そ
して、該弁板８にはシリンダブロック３の回転により各
シリンダ４と間歇的に連通する一対の給排ポート（図示
せず）が穿設されており、該給排ポートは弁板８の傾転
位置の如何に拘らずヘッドケーシング１Ｂの傾転摺動面
９に開口する給排通路（図示せず）と連通するようにな
っている。

１０はドライブディスク７と弁板８との間でシリンダブ
ロック３を支持するためのセンタシャフトで、該センタ
シャフト１０はその一端側に球形部１０Ａが形成され、
該球形部１０Ａはドライブディスク７の軸中心位置に揺
動自在に支持されている。一方、シリンダブロック３の
中心を貫通して突出したセンタシャフト１０の他端側は
弁板８の貫通孔８Ａに摺動可能に挿入され、シリンダブ
ロック３と弁板８との間のセンタリングが行なわれてい
る。

１１は傾転摺動面９に沿って弁板８を最大傾転側と最小
傾転側との間で傾転させる傾転機構で、該傾転機構１１
はヘッドケーシング１Ｂに穿設され、軸方向両端に油通
孔１２Ａ，１２Ｂを有するシリンダ室１２と、該シリン
ダ室１２内に摺動可能に挿入され、該シリンダ室１２の
軸方向両側を液圧室１３Ａ，１３Ｂに画成するサーボピ
ストン１４と、該サーボピストン１４の周胴部に挿嵌さ
れ、球形状先端部１５Ａを弁板８の貫通孔８Ａに揺動可
能に挿入した揺動ピン１５とから構成され、配管１６
Ａ，１６Ｂを介して前記各油通孔１２Ａ，１２Ｂから各
液圧室１３Ａ，１３Ｂ内に傾転用の圧油を供給する補助
ポンプ１７により傾転駆動せしめられる。なお、図中１
８は配管１６Ｂに接続したタンクである。

１９は前記傾転機構１１を制御するためにヘッドケーシ
ング１Ｂの外側に設けられた制御部で、該制御部１９は
補助ポンプ１７とシリンダ室１２との間に位置して配管
１６Ａ，１６Ｂの途中に設けられ、補助ポンプ１７から
の圧油のパイロット圧力をスリーブ２０Ａによってフィ
ードバック制御できる絞り切換弁２０と、該絞り切換弁
２０を切換操作する操作レバー２１とから構成されてい
る。そして、前記スリーブ２０Ａとサーボピストン１４
との間は該サーボピストン１４に固着され、ヘッドケー
シング１Ｂに形成された長孔１Ｃに挿通されたフィード
バックピン２２によって接続されており、サーボピスト
ン１３の変位に伴ってスリーブ２０Ａは補助ポンプ１７
から各液圧室１３Ａ，１３Ｂに供給される圧油のパイロ
ット圧力を制御するようになっている。

従来技術による容量可変型斜軸式液圧回転機は上述の構
成を有するもので、次に液圧回転機を油圧ポンプとして
用いた場合について、その作動を説明する。

まず、傾転機構１１によりシリンダブロック３と共に弁
板８を図示の傾転位置に傾転せしめる。このため、制御
部１９の操作レバー２１を操作して絞り切換弁２０を切
換え、補助ポンプ１７からの圧油をシリンダ室１２の一
側の液圧室１３Ａ（１３Ｂ）に供給し、サーボピストン
１４を変位させる。そして、該サーボピストン１４と共
に揺動ピン１５も変位し、弁板８は傾転摺動面９上を摺
動しつつ傾転する結果、シリンダブロック３も共に傾転
し、その回転中心軸は回転軸２の回転中心軸に対して傾
転し、図示の最大傾転状態となる。

次に、エンジン、電動機等の駆動源を回転し、回転軸２
を回転駆動すると、回転軸２のドライブディスク７とシ
リンダブロック３のシリンダ４に挿入した各ピストン５
との間はコネクティングロッド６で連結されているか
ら、回転軸２と共にシリンダブロック３が回転せしめら
れる。すると、シリンダブロック３の回転中に各ピスト
ン５はシリンダ４内を往復動する。そして、各ピストン
５がシリンダ４内から対向する時は給排通路から給排ポ
ートを介してシリンダ４内に作動油を吸入する吸入行程
となり、ピストン５がシリンダ４内に進入する時は該シ
リンダ４内の作動油を加圧し、給排ポートを介して給排
通路から吐出させる吐出行程となる。

そして、上述した液圧回転機の作動中、弁板８の傾転量
は揺動ピン１５の他側に一体に設けられたフィードバッ
クピン２２を介して絞り切換弁２０のスリーブ２０Ａに
伝達される。補助ポンプ１７から各液圧室１３Ａ（１３
Ｂ）への圧油のパイロット圧力は該スリーブ２０Ａによ
ってフィードバック制御され、弁板８の傾転量に追従し
て各油圧室１３Ａ（１３Ｂ）に供給される圧油の流量が
制御される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

而して、上述の如く構成される従来技術において、傾転
摺動面９上を摺動する弁板８は円弧運動を行なうのに対
して、サーボピストン１４はシリンダ室１２内で上下に
直線運動を行なう。従って、サーボピストン１４に固定
された揺動ピン１５の球形状先端部１５Ａは弁板８の貫
通孔８Ａ内で摺動作用を行なうが、揺動ピン１５が貫通
孔８Ａ内で円滑に摺動できるためには、揺動ピン１５の
先端部１５Ａと貫通孔８Ａとの間には若干の隙間を設け
る必要がある。そして、当該隙間は液圧回転機を長時間
稼動するうちに、摺動作用による摩耗によって拡大して
しまうことになる。

かくして、当該隙間のための弁板８の実際の傾転位置
と、揺動ピン１５を介してフィードバックピン２２が検
出した弁板８の位置とに誤差が生じてしまい、絞り切換
弁２０のスリーブ２０Ａの応答性が劣ったり、絞り切換
弁２０の追従精度が劣り、フィードバック制御性能が著
しく低下するという欠点がある。

また、弁板８の傾転量Ａ_０を制御部１９に伝達するフィ
ードバックピン２２は該弁板８を傾転させるサーボピス
トン１４に直接設けられており、サーボピストン１４の
変位量とフィードバックピン２２の変位量とは同一にな
っているから、制御部１９をケーシング本体１Ａ側に設
けたり、コンパクトにすることができないという欠点が
ある。

本考案は上述した従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、弁板の傾転位置を傾転機構から間接的に検出するの
ではなく、当該弁板から傾転量を比例的に減少させた状
態で直接的に検出しうるようになし、もって制御部の応
答性，追従精度等の応答性能を高めると共に、装置全体
の小型化を図るようにした容量可変型斜軸式液圧回転機
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案が採用する手段の
特徴は、傾転機構に傾転制御用の圧油を給排するため、
前記弁板の最小傾転側に位置して前記ケーシングの周胴
部に設けられた制御部と、一端が該制御部側で支持ピン
を介して回動可能に支持され、他端が前記ケーシング内
に突出した連動リンクと、一端が該連動リンクの他端に
回動可能に連結され、他端が検出ピンを介して前記弁板
の側面部に回動可能に支持された揺動リンクと、前記弁
板の傾転量を比例的に減少させた状態で前記制御部にフ
ィードバックするため、前記連動リンクに設けられた出
力ピンとから構成したことにある。

［作用］このように、制御部側には支持ピンを介して連動リンク
を設けると共に、弁板には検出ピンを介して揺動リンク
を設けて前記連動リンクと連結しているから、前記弁板
の傾転量を連動リンクの揺動リンクの揺動量として直接
検出することができる。しかも、出力ピンは連動リンク
に設けられているから、シリンダブロックの傾転中心か
ら検出ピンまでの長さＲと、支持ピンから出力ピンまで
の長さｒの比r/Rとして、弁板の傾転量を比例的に減少
させた状態で、制御部に出力することができる。

〔実施例〕

以下に、本考案の実施例を第１図および第２図を参照し
つつ詳述する。なお、前述した従来技術の構成要素と同
一構成要素には、同一符号を付してその説明を省略す
る。

図において、３１は本実施例によるケーシングで、該ケ
ーシング３１は開口部３２を有する筒状のケーシング本
体３１Ａと該ケーシング本体３１Ａの他端を閉塞するヘ
ッドケーシング３１Ｂとからなっている。ここで、前記
開口部３２はシリンダブロック３または弁板８の最小傾
転側に位置するように、ケーシング本体３１Ａの周胴部
上側に開口している。なお、本実施例のヘッドケーシン
グ３１Ｂには第３図に示すような長孔１Ｃは形成されて
いない。

３３は傾転機構１１の制御部３４を構成する絞り切換弁
（図示せず）を収容するために、前記開口部３２を施蓋
するようにケーシング本体３１Ａの周胴部上側に設けら
れた筺体で該筺体３３の外側には絞り切換弁を操作する
ための操作レバー（図示せず）が設けられている。

３５は筺体３３と弁板８との間に設けられたフィードバ
ック機構としてのリンク機構で、該リンク機構３５はシ
リンダブロック３の傾転中心点０から距離Ｒの位置で弁
板８の半径方向左右両側に傾転可能に突設された検出ピ
ン３６，３６と、上端が制御部３４を収容する筺体３３
内上側に支持ピン３７を介して回動可能に設けられ、下
端が開口部３２からケーシング３１内に突出した連動リ
ンク３８と、中間から下側がシリンダブロック３を跨ぐ
ように円弧状に分岐し、各先端が前記各検出ピン３６に
固着され、上側が前記連動リンク３８の下端に接続ピン
３９を介して回動可能に連結された揺動リンク４０と、
前記支持ピン３７の中心から距離ｒの位置で連動リンク
３８の途中に横方向に突設され、先端が絞り切換弁のス
リーブに接続された出力ピン４１とから構成されてい
る。

本実施例は上述の如く構成されており、容量可変型油圧
ポンプとしての作動自体については前述した従来技術に
よるものと差異はない。

然るに、当該油圧ポンプの吐出容量を変えるために、制
御部３４の操作レバーを操作して絞り切換弁を切換え、
補助ポンプから各液圧室１３Ａ，１３Ｂに供給される圧
油のパイロット圧力を変えると、サーボピストン１４は
シリンダ室１２内を変位する結果、該サーボピストン１
４と一体に変位する揺動ピン１５によって弁板８は傾転
摺動面９上を摺動しつつ傾転する。

上述の如く弁板８が傾転機構１１によって傾転摺動面９
上を摺動しつつ傾転すると、該弁板８に設けられた検出
ピン３６，３６を介して揺動リンク４０および該揺動リ
ンク４０に接続された連動リンク３８とが第１図中一点
鎖線で示すように連動する。その結果、出力ピン４１は
弁板８の傾転量Ａ_０に対してr/Rの比に減少された移動
量Ａ_１で揺動し、絞り切換弁のスリーブを作動させる。

以上詳述した如く、本実施例によれば、弁板８の傾転位
置は該弁板８に突設した検出ピン３６，３６によって直
接検出するように構成したから、弁板８の傾転に対する
制御部３４の追従制御にずれを生じることがなく、制御
部３４の応答性，追従精度および操作感覚等の制御性能
が向上する。

また、弁板８の傾転量Ａ_０はシリンダブロック３の傾転
中心点０から検出ピン３６までの距離Ｒと、支持ピン３
７から出力ピン４１までの距離ｒとの比率を適宜設定す
ることにより、傾転量Ａ_０を減少して制御部３４に伝達
することができるから、制御部３４自体設計自由度が増
し、またその小型化が可能になる。

さらに、制御部３４の筺体３３は弁板８の最小傾転側に
位置してケーシング本体３１Ａの胴部外側に設けること
ができるから、ケーシング本体３１で最小傾転側に生じ
るデッドスペースを有効利用して、連動リンク３８，揺
動リンク４０を配設することができ、液圧回転機全体の
小型化，コンパクト化を図り、設計の自由度を高めるこ
とができる。しかも、傾軸式液圧回転機は軸方向長さが
長くなるという短所があったが、制御部３４をケーシン
グ本体３１Ａの胴部に設けることにより、軸方向長さを
短縮することができ、該液圧回転機全体を小型化するこ
とができる。

〔考案の効果〕

以上詳述した如く本考案は構成されるから、下記の諸効
果を奏することができる。

ケーシングの周胴部に制御部を設け、該制御部側に
は支持ピンを介して連動リンクを設けると共に、弁板に
は検出ピンを介して揺動リンクを設けて該連動リンクと
連結し、前記連動リンクには出力を設け、該出力ピンか
ら弁板の傾転量を導出する構成としたから、弁板の傾転
量は当該弁板から直接検出して制御部にフィードバクす
ることができ、正確な傾転量を検出することができると
共に、制御性能の向上を図ることができる。

弁板の傾転量は連動リンクと揺動リンクにより、シ
リンダブロックの傾転中心から検出ピンまでの距離Ｒ
と、支持ピンから出力ピンまでの距離ｒとの比によって
比例的に減少させて制御部に伝達する構成としたから、
制御部をコンパクトにすることができ、かつ制御部の設
計自由度が増す。

前記項に関連して、弁板の傾転量を比例的に減少
させた状態で出力ピンから制御部にフィードバックする
ことができるから、出力ピンの移動量を弁板の傾転量に
比較して可及的に小さくすることができ、制御部を小型
化することが可能となる。

制御部はケーシングの周胴部であって最小傾転側に
設けることができるから、斜軸式液圧回転機の軸方向長
さを短縮することができ、かつケーシング内のデッドス
ペースを利用して連動リンク，揺動リンクを配設するこ
とができ、当該液圧回転機全体の小型化，コンパクト化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の実施例を示し、第１図は
本実施例による斜軸式液圧回転機の縦断面図、第２図は
第１図中のII−II矢示方向断面図、第３図および第４図
は従来技術を示し、第３図は従来技術による斜軸式液圧
回転機の縦断面図、第４図は傾転機構制御回路を示す回
路図である。２…回転軸、３…シリンダブロック、４…シリンダ、５
…ピストン、６…コネクティングロッド、７…ドライブ
ディスク、８…弁板、９…傾転摺動面、１１…傾転機
構、３１…ケーシング、３１Ｂ…ヘッドケーシング、３
４…制御部、３５…フィードバック機構、３６…検出ピ
ン、３７…支持ピン、３８…連動リンク、４０…揺動リ
ンク、４１…出力ピン。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】端面がヘッドケーシングによって閉塞され
た筒状のケーシングと、該ケーシング内に回転可能に突
設され、該ケーシング内の先端がドライブディスクとな
った回転軸と、前記ケーシング内に設けられ、該回転軸
と共に回転するシリンダブロックと、該シリンダブロッ
クの軸方向に穿設された複数のシリンダと、該各シリン
ダ内に摺動可能に設けられたピストンと、該各ピストン
に取付けられ、先端が球形部となって前記回転軸のドラ
イブディスクに揺動可能に支持されたコネクティングロ
ッドと、一側端面が前記シリンダブロックに摺接すると
共に他側端面が前記ヘッドケーシングの傾転摺動面に摺
動可能に摺接し、前記シリンダブロックが回転する間に
前記各シリンダと間歇的に連通する一対の給排ポートが
穿設された弁板と、前記シリンダブロックと共に該弁板
を傾転させるため、前記ヘッドケーシングに設けられた
傾転機構とからなる容量可変型斜軸式液圧回転機におい
て、前記傾転機構に傾転制御用の圧油を給排するため、
前記弁板の最小傾転側に位置して前記ケーシングの周胴
部に設けられた制御部と、一端が該制御部側で支持ピン
を介して回動可能に支持され、他端が前記ケーシング内
に突出した連動リンクと、一端が該連動リンクの他端に
回動可能に連結され、他端が検出ピンを介して前記弁板
の側面部に回動可能に支持された揺動リンクと、前記弁
板の傾転量を比例的に減少させた状態で前記制御部にフ
ィードバックするため、前記連動リンクに設けられた出
力ピンとから構成したことを特徴とする容量可変型斜軸
式液圧回転機。