JPH077586Y2

JPH077586Y2 - 可変液圧ポンプ・モ−タの容量制御装置

Info

Publication number: JPH077586Y2
Application number: JP1987046986U
Authority: JP
Inventors: 盛太林; 秀明斎藤
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2002-03-31
Also published as: JPS63156478U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は可変液圧ポンプ・モータの容量制御装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

可変液圧ポンプの容量をパイロット信号等の入力信号に
より制御する場合には、ポンプ容量制御のためのサーボ
ブースタが用いられる。この場合、入力信号が、サーボ
ブースタのパイロットスプールの一端に直接作用し、そ
れによりパイロットスプールをバネに抗して変位させ、
可変液圧ポンプの斜板と機械的に連結されたサーボピス
トンを、上記パイロットスプールに追従させるサーボ機
構が用いられる。

即ち、従来の可変液圧ポンプ・モータの容量制御装置を
第６図に示す。この容量制御装置においては、斜板ａを
揺動するアクチュエータであるサーボピストンｂからリ
ンクｃ等を介してフィードバック信号を検出してパイロ
ットスプールｄに伝達している。このために、斜板ａと
サーボピストンｂとは結合部品e,fを介して機械的に結
合されていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように斜板ａとサーボピストンｂとを機械的に結合
するために部品点数の増加により高価となること、構造
の複雑化による組立作業が面倒となることが避けられな
かったし、結合部品e,f間にはガタツキが存在するため
にサーボピストンｂの動き量と斜板揺動角との間に生じ
る誤差が大きくなって容量を精度良く制御できない。

また、従来、サーボピストン、パイロットスプール及
び、サーボシリンダは同軸上に配置される場合がある
が、このときは、きびしい同軸度等の加工精度が要求さ
れた。

また、サーボピストンｂに、可変液圧ポンプ・モータの
斜板ａが機械的に連結されているため、サーボピストン
ａに横荷重が作用し、こじりを起して、制御不能を招く
ため、サーボピストンａの円筒度、真円度、クリアラン
ス等のきびしい加工精度が要求された。

そこで、本考案は前述の問題点を解決できるようにした
可変液圧ポンプ・モータの容量制御装置を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

シャフト８とともにシリンダブロック10を回転自在に支
承したポンプケース１と、前記シリンダブロック10のシ
リンダボア部16内に摺動自在に設けたピストン17と、こ
のピストン17と対向して設けられ揺動支点を中心に揺動
して前記ピストン17のストロークを調整することで容量
を変化させる斜板14と、サーボピストン用シリンダ部3
2,32′への圧油の供給によりサーボピストン33,33′の
押圧力を前記斜板14の背面に直接作用させて斜板14の揺
動を行い、かつ前記斜板14の揺動方向両側に設けた少く
とも一対のサーボピストン機構Ｂと、入力手段の入力に
よりパイロットスプール49を移動してポンプ・モータの
高圧側の圧油を前記サーボピストン機構Ｂのいずれか一
方のサーボピストン用シリンダ部32,32′に選択供給す
るサーボバルブ機構37と、該サーボバルブ機構37のパイ
ロットスプール49と同一軸線上にスプール50を移動可能
に配置すると共に、このスプール50と前記パイロットス
プール49との間にスプリング53aを設け、前記斜板14に
フィードバックレバー53を固着し、このフィードバック
レバー53にスライダー56を揺動方向と直交方向に移動自
在に設け、このスライダー56を前記スプール50に回転自
在に連結したフィードバック機構38とを備えた可変液圧
ポンプ・モータの容量制御装置。

これにより、サーボピストン33,33′は軸方向に摺動す
るのみであって横荷重がほとんど作用しないので、サー
ボピストン33,33′はきびしい加工精度が要求されるこ
とがなく加工が容易になるし、またサーボピストン33,3
3′の押圧力を斜板14の背面に直接作用させるために、
従来のように機械的に斜板14と結合する必要がなく、部
品点数が少なく構造簡単となるから安価で、しかも組立
作業を容易にでき、しかもサーボピストン33,33′の押
圧力で斜板14を確実に揺動できるから容量制御を精度良
くできる。

また、フィードバック機構48は、パイロットスプール49
とスプリング53aを介して連結したスプール50と、斜板1
4に取付けたフィードバックレバー53と、スライダー56
より成り、部品点数が少なく安価で、組立作業を容易に
できるし、斜板14の揺動が誤差なくパイロットスプール
49に伝達（フィードバック）され、容量制御を精度良く
できる。

実施例以下本考案の実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明
する。なお、第１図において中心線Ｔより上半分は斜板
揺動方向と直交方向の断面を示し、中心線Ｔより下半分
は斜板揺動方向の断面を示している。

実施例はポンプ構成として説明する。

第１図中１はポンプケースであり、このポンプケース１
の端壁部２に支承孔３が設けてあり、またポンプケース
１の開口端部にはエンドプレート４が取付けてある。こ
のエンドプレート４に支承孔５が設けてある。これら支
承孔3,5に軸受6,7を介してシャフト８が支承してあり、
このシャフト８のスプライン部９にシリンダブロック10
と球面11を有するリテーナガイド12とが結合しており、
前記シリンダブロック10の内側にはピン孔13が形成して
ある。

前記ポンプケース１内のシリンダブロック10前方は斜板
収容室14になされており、この斜板収容室14内に斜板15
が揺動支点Ｐを中心にして揺動可能に設けてある。前記
シリンダブロック10には複数のシリンダボア部16が設け
てあり、これらのシリンダボア部16にはピストン17が揺
動可能に設けてあり、これらピストン17の端部にはシュ
ー18がボールジョイント19を介して揺動可能に取付けて
あり、これらシュー18はシューリテーナ20により互に連
結してあって、シューリテーナ20の中央部はリテーナガ
イド12の球面11に摺接している。

前記シリンダブロック10の内周部にはばね受体21がスナ
ップリング22により係止してあり、また前記内周部には
ばね受体23が移動可能に設けてあって、両ばね受体21,2
3間にはスプリング24が介装してあり、このスプリング2
4のばね力で前記ばね受体23は、前記ピン孔13に挿入さ
れたピン25の後端に衝接し、ピン25の前端はリテーナガ
イド12に衝接している。

前記エンドプレート４の内側にはポートプレート26が設
けてあり、このポートプレート26にシリンダブロック10
の後端面が摺接している。

ポートプレート26には吸込ポート27と吐出ポート28とが
設けてあり、またエンドプレート４には吸込孔29と吐出
孔（図示省略）とが設けてあり、吸込孔29に吸込ポート
27に、吐出孔は吐出ポート28にそれぞれ連通している。
またシリンダブロック10にはシリンダボア部16を吸込ポ
ート27及び吐出ポート28に連通するポート31が設けてあ
る。

前記ポンプケース１の前側部には一対のサーボピストン
機構Ｂのサーボピストン用シリンダ部32,32′が形成し
てあり、これらサーボピストン用シリンダ部32,32′に
サーボピストン33,33′が嵌挿してあり、サーボピスト
ン33,33′はスプリング34により後方に付勢されてい
て、サーボピストン33,33′の後端の球面33Aは前記斜板
15の背面に当接している。またサーボピストン用シリン
ダ部32,32′は接続ポート35に通じいている。

前記サーボピストン33,33′は中心軸に対し、ｌだけオ
フセットして配置されている。このｌの大きさは斜板15
またはヨークの軸受部の負荷を均一化するように決めら
れている。

前記ポンプケース１の外周部にはサーボ機構Ａが装着し
てある。このサーボ機構Ａは入力手段である電磁ソレノ
イド36とサーボバルブ機構37とフィードバック機構38と
より成る。

前記サーボバルブ機構37は弁本体39を備えていて、この
弁本体39にはフィードバック機構収容部40が形成してあ
り、また弁本体39にはスリーブ41が嵌着してある。スリ
ーブ41にはポート42,43,44及びドレンポート58が設けて
あり、弁本体39にはポート42に連通する接続ポート45、
ポート43に連通する接続ポート46、ポート44に連通する
接続ポート47及びドレンポート58に通じるドレン孔59が
それぞれ設けてある。また弁本体39にはスリーブ41の軸
線延長上に位置させて嵌挿孔48が設けてある。前記スリ
ーブ41内にはパイロットスプール49が摺動可能に嵌挿し
てある。また前記嵌挿孔48にはスプール50の左端部が摺
動可能に嵌挿してあり、このスプール50の右端部にはば
ね受部51が形成してあり、このばね受部51とリテーナ52
との間にスプリング53aが介装してあり、リテーナ52は
前記パイロットスプール49の左端部に衝接している。ま
たパイロットスプール49の右端には前記電磁ソレノイド
36の可動子54が衝接している。そして、前記接続ポート
45にはポンプ吐出圧が導びかれており、また前記接続ポ
ート46は一方のサーボピストン用シリンダ部32の接続ポ
ート35に管路（図示省略）を介して接続してあり、前記
接続ポート46は他方のサーボピストン用シリンダ部32′
の接続ポートに管路（図示省略）を介して接続してあ
る。

前記フィードバック機構38はフィードバックレバー53を
備えており、このフィードバックレバー53は前記斜板15
にボルト54で固定してある。フィードバックレバー53の
先部にはスライド杆55が取付けてあり、このスライド杆
55にスライダ56が摺動可能に設けてあり、このスライダ
56にはガイド57が取付けてあって、このガイド57は、前
記スプール50に設けた孔58に挿入してある。

次に作動を説明する。前記シャフト８の回転により、シ
リンダブロック10が回転し、シュー18が斜板15に摺接し
てピストン17が往復動する。なお第１図において斜板15
は仮想線の位置が中立である。

このために、吸入孔29、吸入ポート27を介してシリンダ
ボア部16に油が吸入され、その後加圧されて吐出ポート
28から吐出孔に油が吐出される。

前記電磁ソレノイド36の励磁によってすなわち入力によ
って可動子54がパイロットスプール49を左方向に押す
と、ポート42とポート43とが連通し、ポート44はドレン
ポート58に連通する。

このために、ポート42のポンプ高圧油はポート43に導び
かれ、接続ポート46、管路、接続ポート35を介して一方
のサーボピストン用シリンダ部32に入り、サーボピスト
ン33を押圧する。したがって、サーボピストン33は斜板
15の背面に作用する。他方のサーボピストン用シリンダ
部32′内の油は前記ポート44に通じているためにドレン
ポート58、ドレン孔59よりポンプケース１内に排出され
て他方のサーボピストン32′には高圧油は作用しない。

このために、前記斜板15は容量増加方向（大）へ揺動す
る。

前記斜板15の揺動に伴い、フィードバックレバー53、ス
ライダ56、ガイド57を介してスプール50が右方向に移動
し、スプリング53、リテーナ52を介してパイロットスプ
ール49を入力と釣り合うまで右方向に押す。入力と釣り
合った位置になるとポート42とポート43との連通及びポ
ート44とドレポート58との連通がいずれも遮断されて前
記斜板15の揺動は停止する。

ポンプ容量が減少する場合は、電磁ソレノイド36からパ
イロットスプール49に入る入力が減少し、パイロットス
プール49が右方向に移動するためポート42はポート44に
連通し、ポート43はポンプケース１内に連通する。

このために、他方のサーボピストンシリンダ部32′にポ
ンプ高圧油が導びかれると共に一方のサーボピストンシ
リンダ部32はポンプケース１内に連通する。このために
他方のサーボピストン33′が斜板15の背面を押し斜板15
は容量減少方向（小）に揺動する。

この斜板15の揺動に伴い前記フィードバック機構38を介
してパイロットスプール49がスプリング53の力と釣り合
う位置まで移動し、ポート42とポート44との連通及びポ
ート43とポンプケース１内部との連通がいずれも遮断さ
れて前記斜板15の揺動は停止する。

つまり、入力に応じてポンプ容量が設定されることにな
る。

なお、サーボ機構Ａの入力手段に電磁ソレノイド36を用
いたが、これに限らず電気、油圧、機械式の入力手段で
もよい。

上記したように、一対のサーボピストン32,32′はシリ
ンダブロック10の中心軸Ｔに対してｌだけオフセットし
て配置されている。

このｌの大きさは斜板15またはヨーク（図示省略）の軸
受部の負荷を均一化するように決められている。

通常のサーボピストンの配置では、サーボピストン推力
は、斜板またはヨークの軸受部の負荷のアンバランス
（つまり、高圧側軸受の負荷が大きい）を解消すること
ができないが、第２図のように配置する事により、最適
な負荷配分とする事ができる。

ポンプのように高圧ポート、低圧ポートが固定している
場合には、第２図のようにすればよいが、モータのよう
に高圧ポート、低圧ポートが切換わる場合には、第５図
のようにサーボピストン33,33′を２対設け、高圧ポー
ト側の１対で斜板切替を行なえば同様な効果をあげるこ
とができる。

〔考案の効果〕

パイロットスプール49とサーボピストン33,33′とは別
々の場所にあり、またサーボピストン33,33′は斜板14
の背面に押圧力を直接作用するものであることから、サ
ーボピストン33,33′は軸方向に摺動するのみであって
横荷重がほとんど作用しないので、サーボピストン33,3
3′はきびしい加工精度が要求されることがなく加工が
容易になるし、またサーボピストン33,33′の押圧力を
斜板14の背面に直接作用させるために、従来のように機
械的に斜板14と結合する必要がなく、部品点数が少なく
構造簡単となるから安価で、しかも組立作業を容易にで
き、しかもサーボピストン33,33′の押圧力で斜板14を
確実に揺動できるから容量制御を精度良くできる。

また、フィードバック機構38及びサーボバルブ機構37は
サーボピストン機構Ｂと全く分離しているし、フィード
バック機構38のスプール50とサーボバルブ機構37のパイ
ロットスプール49はスプリング53aで連結されているか
ら、パイロットスプールにはこじり力がほとんど作用し
ないので入力手段は小さな推力の電気式入力手段から油
圧、機械式入力手段のいずれでもよいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る容量制御装置を備えた可変液圧ポ
ンプ・モータの縦断面図、第２図は第１図II方向からの
矢視図、第３図は第１図III方向からの矢視図、第４図
はフィードバック機構の分解斜視図、第５図は可変液圧
モータにおけるサーボピストン機構の説明図、第６図は
従来の容量制御装置を備えた可変液圧ポンプ・モータの
縦断面図である。 15は斜板、33はサーボピストン、37はサーボバルブ機
構、38はフィードバック機構、49はパイロットスプー
ル、53はフィードバックレバー、Ｂはサーボピストン機
構。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シャフト８とともにシリンダブロック10を
回転自在に支承したポンプケース１と、前記シリンダブ
ロック10のシリンダボア部16内に摺動自在に設けたピス
トン17と、このピストン17と対向して設けられ揺動支点
を中心に揺動して前記ピストン17のストロークを調整す
ることで容量を変化させる斜板14と、サーボピストン用
シリンダ部32,32′への圧油の供給によりサーボピスト
ン33,33′の押圧力を前記斜板14の背面に直接作用させ
て斜板14の揺動を行い、かつ前記斜板14の揺動方向両側
に設けた少くとも一対のサーボピストン機構Ｂと、入力
手段の入力によりパイロットスプール49を移動してポン
プ・モータの高圧側の圧油を前記サーボピストン機構Ｂ
のいずれか一方のサーボピストン用シリンダ部32,32′
に選択供給するサーボバルブ機構37と、該サーボバルブ
機構37のパイロットスプール49と同一軸線上にスプール
50を移動可能に配置すると共に、このスプール50と前記
パイロットスプール49との間にスプリング53aを設け、
前記斜板14にフィードバックレバー53を固着し、このフ
ィードバックレバー53にスライダー56を揺動方向と直交
方向に移動自在に設け、このスライダー56を前記スプー
ル50に回転自在に連結したフィードバック機構38とを備
えたことを特徴とする可変液圧ポンプ・モータの容量制
御装置。