JPH10331773A

JPH10331773A - ポンプ制御装置

Info

Publication number: JPH10331773A
Application number: JP31386197A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Shinohara; 秀明篠原; Kunihiro Ando; 邦弘安藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1998-12-15
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JP3909935B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マニュアルサーボ機能を生かしたまま、負荷制
御信号などに応じてもポンプ吐出量を制御可能とする。【解決手段】ポンプ斜板５の傾転角を変化させるピスト
ン９と、ピストン両側の油室１３ａと１３ｂに作用させ
る油圧を制御するロータリ制御バルブ１５と、ロータリ
制御バルブ１５の回転方向にピストン９の動きをフィー
ドバックするレバー１０を含むポンプレギュレータを備
える。ロータリ制御バルブ１５を、互いに摺動嵌合する
スリーブ１６とスプール１７とを相対回転させてバルブ
油路を切り替えるように構成し、かつ、前記スプール１
７またはスリーブ１６の一方を軸方向に移動可能にし
て、この軸方向への移動によってもロータリ制御バルブ
１５のバルブ油路が切り替えられる位相切換部３５を構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧走行装置などに
用いられる油圧ポンプの吐出量を制御する装置に関す
る。

【０００２】

【従未の技術】農業用や産業用車両の走行装置として、
油圧ポンプとモータから構成される油圧走行装置が知ら
れている。油圧ポンプの吐出量に応じて回転数が制御さ
れるが、油圧ポンプの吐出量を可変的に制御するため
に、マニュアルのサーボレギュレータが取付けられ、制
御レバーの操作角に応じてポンプ吐出量を増減させてい
る。

【０００３】

【発明か解決しようとする課題】ところで、このマニュ
アルサーボレギュレータの機能として、単に吐出量を制
御するだけでなく、走行要素以外の負荷が変動したとき
など、ポンプを駆動するエンジンの回転数がダウンした
り、あるいは過大負荷によりエンストすることなどを回
避するために、走行速度を落としても、ポンプ負荷を減
らすことが要求されている。

【０００４】しかし、通常のマニュアルサーボレギュレ
ータに、外部から負荷制御信号等に応じてポンプ吐出量
を変化させる機能を付加することは難しかった。

【０００５】本発明はこのような問題を解決することを
目的とし、マニュアルサーボ機能を生かしたまま、負荷
制御信号等に応じてもポンプ吐出量を制御可能としたポ
ンプ制御装置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ポンプ斜
板の傾転角を変化させるピストンと、ピストン両側の油
室に作用させる油圧を制御するロータリ制御バルブと、
ロータリ制御バルブの回転方向にピストンの動きをフィ
ードバックする手段とを備えたポンプ制御装置におい
て、前記ロータリ制御バルブを、互いに摺動嵌合するス
リーブとスプールとを相対回転させてバルブ油路を切換
えるように構成し、かつ前記スプールまたはスリーブの
一方を軸方向に移動させる手段を設け、この軸方向への
移動によってもロータリ制御バルブのバルブ油路が切換
えられる位相切換部を構成した。

【０００７】第２の発明は、第１の発明において、前記
位相切換部は、スプールまたはスリーブの移動により斜
板傾転角が減少する方向にロータリ制御バルブの油路が
切換えられる。

【０００８】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記位相切換部は、スリーブに対向配置したポー
トをスプールとの相対軸回転に伴い切換接続するスプー
ルの平行幅面部に、軸心方向を中心に捩った捩り面が形
成され、捩り面によりスプール軸方向位置に応じてポー
ト切換が行われるように構成されている。

【０００９】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、前記平行幅面部の捩り面は、軸方向の中間位置を境
にして、両方向へ進むにしたがってポート切換が互いに
逆方向となるように捩られている。

【００１０】第５の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記スプールまたはスリーブを軸方向に移動させる
手段は、ポンプ斜板の傾転角が所定値以上の領域でのみ
軸方向に移動させる。

【００１１】第６の発明は、第１〜第５の発明におい
て、前記スプールまたはスリーブの摺動方向の端面に油
室を形成し、この油室に対して制御圧を供給する手段を
設け、制御圧の供給時にスプールまたはスリーブを移動
させるようにした。

【００１２】第７の発明は、第６の発明において、前記
スプールの端面に形成した油室に連通する油圧伝達通路
をスプールの内部に設ける一方、スリーブの一部に制御
圧ポートを形成し、この制御圧ポートと前記油圧伝達通
路を連通させ、制御圧ポートに制御圧の供給時にリター
ンスプリングに抗してスプールを油室と反対側に移動さ
せるようにした。

【００１３】第８の発明は、第７の発明において、前記
制御圧ポートは制御圧が供給される通路に対してスリー
ブが中立位置から所定の角度だけ軸回転したときに連通
するようにした。

【００１４】第９の発明は、第１〜第５の発明におい
て、前記スプールまたはスリーブは軸方向の中立位置か
ら両方向に移動するように形成され、前記位相切換部は
これら移動方向に応じてバルブ油路の切換方向が逆にな
り、かつ斜板の傾転角に対応して中立位置からの移動方
向が切換えられるように構成される。

【００１５】第１０の発明は、第９の発明において、前
記スプールの両端面に油室を形成し、かつ両油室にスプ
ールを中立に位置に保持するスプリングを介装し、一方
の油室に制御圧を供給する第１の制御圧ポートを設け、
他方の油室に制御圧を供給する第２の制御圧ポートを設
け、第ｌ、第２の制御圧ポートに作用させる制御圧を変
化させてスプールを中立位置から軸方向のいずれかに移
動させるようにした。第１１の発明は、第１０の発明に
おいて、各制御圧を調整する２つの比例電磁弁を備え
る。第１２の発明は、第１〜第１１の発明において、前
記ピストンの動きをフィードバックする手段は、ピスト
ンの動きにしたがって回転軸の回りを回転するレバー
と、このレバーの一部を前記制御バルブのスリーブまた
はスプールに連係させる手段からなるとともに、前記レ
バーの回転角が対応する前記ロータリ制御バルブのスリ
ーブまたはスプールの回転角よりも小さくなるように、
前記ロータリ制御バルブの回転軸を前記レバーの回転軸
から偏心させた。

【００１６】第１３の発明は、第１２の発明において、
前記ロータリ制御バルブの回転軸は、前記レバーの長手
方向と直交する方向に向かって偏心している。

【００１７】

【作用】第１の発明において、ロータリ制御バルブに軸
回転入力が入ることにより、バルブ油路が切換えられ、
これに応じてピストンの両側の油室に油圧が給排されて
ピストンが変位し、ポンプ斜板の傾転角が変化する。ピ
ストンの運動はロータリ制御バルブの軸回転方向にフィ
ードバックされるので、軸回転入力に応じた位置でロー
タリ制御バルブが中立に戻り、その位置にピストンが保
持され、その傾転角が保持される。一方、移動手段によ
りスプールまたはスリーブの一方を移動させると、位相
切換部によりバルブの油路切換が行われ、これによりピ
ストンが変位し、斜板の傾転角が変化する。したがっ
て、移動手段がポンプ負荷に応じてスプールまたはスリ
ーブを移動させることにより、斜板の傾転角を調整し、
ポンプ負荷に応じた吐出量に制御することが可能とな
る。

【００１８】第２の発明において、移動手段がスプール
またはスリーブを移動させることにより、ポンプ傾転角
が減少する方向にピストンが制御され、ポンプ負荷が増
加したときなど吐出量を減じて、ポンプの駆動馬力が一
定値を越えないように制御することができる。

【００１９】第３、第４の発明において、スプールの平
行幅面部に捩り面が形成され、スプールまたはスリーブ
の軸方向への移動により、この捩り面のスリーブのポー
トに対面する位置が変化する。これにより、スプールと
スリーブを相対的に軸回転させなくてもバルブ油路の切
換が行われる。したがって、ロータリ制御バルブの機能
を損なうことなく、別の負荷制御入力に基づいての、バ
ルブ油路切換が可能となる。

【００２０】第５の発明では、ポンプの斜板傾転角が一
定以上の範囲において、位相切換部によるバルブ油路の
切換が行われるので、傾転角が中立付近にある場合と異
なり、誤って移動入力が入っても、傾転角が逆転するこ
とがなく、走行装置として利用するときのフェールセー
フの機能が高められる。

【００２１】第６、第７の発明において、スプールまた
はスリーブは端面の油室へ供給される制御圧に応じて油
圧的にスムーズに軸方向に変位し、制御圧を調整するこ
とにより、その変位量を自由に制御でき、このため傾転
角の調整が微細かつ精度よく行える。

【００２２】第８の発明では、斜板傾転角が所定角以下
の領域では、傾転角の調整が禁止されるので、傾転角の
中立付近での誤操作による傾転角の逆転を防止できる。

【００２３】第９の発明では、スプールまたはスリーブ
は軸方向の中立位置から両方向に移動し、バルブ油路の
切換方向が逆になるので、傾転角の正転、逆転のいずれ
においても、傾転角を減少方向に制御することができ、
ポンプ負荷の過大時に吐出量を減少させられる。

【００２４】第１０、第１１の発明では、スプールの両
面の油室に供給する制御圧をコントロールすることによ
り、スプールをどちらの方向にも移動させることがで
き、傾転角の正転、逆転のいずれについても、ポンプ負
荷に応じて吐出量の減少制御が可能となる。

【００２５】第１２の発明では、ロータリバルブのスリ
ーブまたはスプールの回転角に基づいて変位するピスト
ン変位量にしたがって、斜板が傾転し、またレバーが回
転するが、この場合、レバーの回転角が対応するロータ
リ制御バルブのスリーブまたはスプールの回転角よりも
小さくなるように、ロータリ制御バルブの回転軸をレバ
ーの回転軸から偏心させているので、結局、ロータリ制
御バルブの回転に対する斜板の傾転の割合を小さくする
ことができる。したがって、本発明のポンプ制御装置を
産業用または農業用車両等の油圧走行装置のポンプに適
用した場合には、車両の発進時におけるロータリ制御バ
ルブの回転角に対応する斜板の傾転角、すなわちポンプ
の吐出量が小さくなった分だけ、車両の飛び出し速度を
小さくすることができ、車両の微速発進が可能となる。

【００２６】第１３の発明では、ロータリ制御バルブの
回転軸はレバーの長手方向と直交する方向に向かって偏
心しているので、ロータリ制御バルブはレバーの軸方向
にはみ出すことなく配置でき、ポンプ制御装置を大型化
することなく、コンパクトに構成することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図面に基づいて本発明の最良の実
施形態を説明する。

【００２８】図１、図２において、ポンプケース１の内
部にはポンプ軸２を中心に回転するシリンダブロック３
が配置され、このシリンダブロック３の回転軸回りに均
等に配設したピストン４の先端が斜板５に接し、この斜
板５の傾転方向及ぴ傾転角に応じてポンプ吐出方向が可
逆的（正転・逆転）、かつ吐出量が可変的に制御され
る。

【００２９】斜板５の傾転角はトラニオンシャフト６の
回転角に応じて変化し、トラニオンシャフト６のボス部
６ａはポンプケース１に軸受７を介して回転自在に支持
される。

【００３０】このトラニオンシャフト６を回転させるた
めに、マニュアルのレギュレータ８が備えられる。レギ
ュレータ８のピストン９がトラニオンシャフト６のボス
部６ａに固定したレバー１０を介して連結し、ピストン
９の移動によりトラニオンシャフト６を回転させる。レ
バー１０の基端はトラニオンシャフト６のボス部６ａに
軸方向から嵌められ、締結ボルト１１によりスリットを
締め付けて固定される。レバー１０の回動先端はスライ
ドメタル１２を介してピストン９の軸心と直交する縦溝
９ａと係含し、ピストン９の移動によりレバー１０を左
右に回動させる。

【００３１】ピストン９の両側には油室１３ａと１３ｂ
が形成され、一方に高圧を導き、他方を低圧に解放する
ことにより、中立スプリング１４に抗してピストン９が
左右に変位する。これら油室１３ａ，１３ｂの油圧を制
御するために、ｌロータリ型の制御バルブ１５が、その
軸心がトラニオンシャフト６のボス部６ａと同軸上にく
るように備えられる。

【００３２】この制御バルプ１５は、スリーブ１６と、
この内部で軸回りに回転かつ摺動可能なスプール１７と
から構成される。スプール１７は同軸的に配置した操作
シャフト１９と連結し、操作シャフト１９の軸回転によ
り回転し、後述するようにバルブ油路の切換えが行われ
る。また、スリーブ１６も軸回りに回転可能であって、
前記したレバー１０の一部に設けたフィードバックピン
１０ａがスリーブ１６に半径方向から嵌まり、レバー１
０の回動によりスリーブ１６を同一方向に軸回転させ
る。

【００３３】したがってスプール１７が軸心回りに回転
操作され、バルブ油路が切換わると、前記ピストン９の
両側の油室１３ａ，１３ｂの一方に高圧、他方に低圧が
導かれ、ピストン９がいずれかの方向に変位し、これに
応じてレバー１０が回動し、斜板５の傾転角が変化する
一方、レバー１０の回動によりフィードバックピン１０
ａを介してスリーブ１６がスプール１７と同一方向に追
従回転させられ、これによりスプール１７とスリーブ１
６のバルブ油路の位置関係が中立位置に戻ると、その位
置でピストン９の両側の油室１３ａ，１３ｂに対する作
動油の給排が停止し、ピストン９がその位置に保持され
るのである。

【００３４】前記スプール１７の端面の軸穴１７ｃに
は、操作シャフト１９の先端部１９ａが挿入され、かつ
両者は互いに異形嵌合し、軸回転方向には一体となる
が、軸方向には相対移動する。スプール１７の両端には
油室１８ａ，１８ｂが形成され、一方の油室１８ａはド
レンポート２０を介してドレーン通路２１と接続し、ま
たこの油室１８ａにはリターンスプリング２２が介装さ
れ、スプール１７を反対側の油室１８ｂに向けて押圧し
ている。

【００３５】他方の油室１８ｂはスプール１７の軸心に
沿って設けられ、かつ半径方向に分岐する油圧伝達通路
２３を介して制御圧ポート２４に接続する。なお、制御
圧ポート２４はスプール１７の外周に油室１８ａ側に微
細な段差をもって形成した所定の長さの小径部１７ａに
おいて開口し、この小径部１７ａの途中に環状の突起１
７ｂが形成され、これにより制御圧ポート２４から制御
圧が供給されたときに油圧伝達通路２３を介して油室１
８ｂに制御圧を導き、かつその一部は突起１７１ｂの周
囲から油室１８ａにも逃がす。

【００３６】したがって制御圧が供給されたときは、油
室１８ｂの圧力が油室１８ａよりも高くなり、スプール
１７はリターンスプリング２２に抗して油室１８ａ側に
移動するのであり、このようにしてスプール移動手段を
構成している。

【００３７】図３、図４には制御バルブ１５のＡ−Ａ、
Ｂ−Ｂ断面を示す。

【００３８】図３のように、スリーブ１６には各油室１
３ａ，１３ｂに連通する一対のポート３０ａ，３０ｂが
対向的に形成され、かつこれらに直交してポンプポート
３１ａとドレーンポート３１ｂが形成される。なお、こ
れら各ポートはスリーブ軸方向にある長さをもって形成
される。スプール１７には両側を平行に切り落とした平
行幅面部３２が形成され、この平行幅面部３２の厚さは
ポンプポート３１ａの幅よりもいくらか大きく、したが
って制御バルブ１５の中立状態では、左右のポート３０
ａ，３０ｂとポンプポート３１ａの連通を遮断する。こ
のようにして、スプール１７の軸回りの回転方向により
左右のポート３０ａ，３０ｂの一方を選択的にポンプポ
ート３１ａと連通させ、かつ他方をドレーンポート３１
ｂに連通させることにより、ピストン９の両側の油室３
ａ，１３ｂに作動油を選択的に給排する、つまりバルブ
油路の切換を行う。

【００３９】なお、ポンプポート３１ａはポンプ通路３
３に、またドレーンポート３１ｂは前記したドレーン通
路２１と接続する。

【００４０】また、図４に示すように、制御圧通路３４
に対してスリーブ１６が初期位置から所定の角度θだけ
回転した状態で制御圧ポート２４が連通すると、制御圧
をスプール１７の端部の油室１８ｂに送り、スプール１
７を軸方向に移動させるが、このスプール１７の移動に
よっても、そのときの状態からピストン９を戻し方向、
つまり斜板５の傾転角を減少する方向に動かすように、
バルブ油路が切換わるように構成されている。

【００４１】これは、レギュレータ８にポンプ負荷に応
じての流量制御機能を付加するためであり、スプール１
７が軸方向に移動すると、スリーブ１６とスプール１７
との間に相対回転を生じたのと同じ働きを付与し、バル
ブ油路の切換を行う。

【００４２】このため、前記スプール１７の平行幅面部
３２の両面には、図５に示すように、スプール１７の軸
方向につき、軸心を中心にして捩った、捩り面３２ａが
形成されていて、初期位置（Ｂ−Ｂ断面）からスプール
１７が軸方向に移動したとき（Ｃ−Ｃ断面）に、ポンプ
ポート３１ａに対して平行幅面部３２の一面において一
方のポート３０ａと連通し、ドレーンポート３１ｂが平
行幅面部３２の反対面において他方のポート３０ｂと連
通するように油路切換が行われる。

【００４３】これにより、ピストン９の両側の油室１３
ａ，１３ｂには、ピストン９を初期中立位置に向けて移
動させる方向に圧力差が生じ、ピストン９が移動し、ポ
ンプ傾転角を減少させる。同時にピストン９の移動によ
り、スリーブ１６が軸回転してポンプポート３１ａを閉
じると、両側の油室１３ａ，１３ｂの圧力差が解消し、
ピストン９はその位置に停止する。

【００４４】つまり、スプール１７の平行幅面部３２に
捩り面３２ａを形成したため、軸方向に移動することに
より、スプール１７が軸回転したの同じようにバルブ油
路が切換わり、ポンプ傾転角を滅少方向に調整し、負荷
に対応してポンプ吐出量を減少させることを可能とした
のであり、これらによりバルブ油路の位相切換部３５が
構成される。

【００４５】なお、図４にもあるとおり、スプール１７
を軸方向に移動させる制御圧の導入は、スリーブ１６の
回転位置が初期位置（斜板傾転角ゼロ）から所定の角度
範囲（θ）までは行われず、ポンプ傾転角が所定値以上
のときにのみ、導入可能となっている。

【００４６】これは、もし、斜板５の傾転角がゼロの中
立位置付近でも制御圧の導入を可能とすると、この付近
で誤って制御圧が導入されたときに、斜板５の傾転角が
滅少して逆側に傾転してしまい、走行装置にあっては逆
方向に走行するので、このような問題を防ぐためのフェ
ールセーフ機能として、傾転角の小さい領域では負荷制
御を禁止するようにしたのである。

【００４７】次に全体の作用について説明する。制御バ
ルブ１５の操作シャフト１９を中立状態から、右または
左回転させると、これに応じてスプール１７が軸回転
し、図３の中立位置からバルブ油路が切換わり、ポンプ
ポート３１ａからの作動油がピストン９の油室１３ａ，
１３ｂのうち一方に送り込まれ、他方はドレーンポート
３１ｂに接続し、ピストン９が移動を開始する。

【００４８】これに伴いレバー１０が回動し、トラニオ
ンシャフト６がボス部６ａを中心に回転して斜板５の傾
転角が変化する。一方、レバー１０の回動により、フィ
ードバックピン１０ａを介してボス部６ａと同軸上の制
御バルブ１５のスリーブ１６がスプール１７と同方向に
追従回転し、これによりバルブ油路が中立位置に復帰す
ると、前記油室１３ａ，１３ｂに対する油圧の供給が遮
断され、ピストン９はその位置に停止する。

【００４９】なお、このとき、制御バルブ１５のスリー
ブ１６もスプール１７と同じだけ軸回転した位置で停止
する。これにより、斜板５の傾転角はその角度に保持さ
れ、ポンプ吐出量は傾転角に応じた値、つまり制御バル
ブ１５の操作入力回転量に対応して制御される。

【００５０】いま、斜板傾転角が所定値以上あり、スリ
ーブ１６が初期位置からθ以上の回転角度のときに、負
荷制御信号があり、つまり制御圧通路３４から制御圧ポ
ート２４に制御圧が供給されると、圧力伝達通路２３を
介してスプール１７の一方の油室１８ｂに制御圧が導か
れ、他方の油室１８ａとの間に差圧を生じるため、この
差圧に応じてスプール１７がリターンスプリング２２に
抗して移動する。

【００５１】スプール１７は、図５にも示すように、ス
リーブ１６に対して、例えば、それまでのＢ−Ｂ断面位
置からＣ−Ｃ断面位置へと移動し、この結果、図６に示
すように、平行幅面部３２の捩り面３２ａにより、Ｂ−
Ｂ断面位置のときには遮断されていたポンプポート３１
ａから一方のポート３０ａへと作動油が流れ、また、他
方のポート３０ｂはドレーンポート３１ｂへ連通する。

【００５２】このため、ビストン９の油室１３ａ，１３
ｂのうち一方に高圧が導かれ、他方が低圧に解放され、
ピストン９は中立方向に向けて移動し、レバー１０が回
動して斜板５の傾転角を減少させる。このピストン９の
移動によりレバー１０を介してスリーブ１６が追従回転
し、やがてスプール１７の平行幅面部３２によりポンプ
ポート３１ａが遮断されると、その位置で油室１３ａ，
１３ｂに対する油圧の供給が停止され、ピストン９をそ
こで停止して斜板５の傾転角をその位置に保持する。

【００５３】このようにして、負荷制御信号に応じて制
御バルブ１５の油路切換が行われ、ポンプの吐出量を負
荷に応じて減少させることができ、ポンプを駆動するエ
ンジンに過大な負荷が作用するのを防止する。スプール
１７を移動させるための制御圧は、負荷制御信号に基づ
いて比例電磁弁によりつくるが、この特性については、
例えば図７のように、傾転角がθ以上の領域において、
傾転角θ２からθ１に戻すようにする。ただし、必ずし
もこれに限らず、種々の特性に設定することができる。

【００５４】エンジンの回転数の低下を検出して、これ
に応じてポンプ吐出量を減少させるようにすると、馬力
一定制御も行うことができる。

【００５５】他の実施の形態について説明する。上記の
場合、ポンプ傾転角の一方（正転または逆転）について
のみ負荷制御を行ったが、両方向について負荷制御を行
うようにしたのが、この実施の形態である。

【００５６】図８に示すように、スプール１７の両側の
油室１８ａと１８ｂにスプリング２２ａ，２２ｂを介装
し、スプール１７を中間位置に保持する一方、制御圧通
路３４ａ，３４ｂに作用させる制御圧については、２つ
の比例電磁弁３８ａ，３８ｂにより調圧し、この制御圧
を油室１８ａ，１８ｂに作用させ、スプール１７を中間
位置から油室１８ｂの方向に移動したり、逆に油室１８
ａの方向に移動させられるようにする。

【００５７】これはピストン９を同一方向に移動して
も、斜板５の一方の傾転側（正転側）では傾転角を滅少
させるが、他方の傾転側（逆転側）では傾転角をさらに
増大させることになり、傾転角の正転側と逆転側とで
は、同じ負荷制御を行うにのに必要なピストン９の移動
方向が逆になるためである。

【００５８】このため、図９に示すように、平行幅面部
３２の捩り面３２ａについては、中間のＢ−Ｂ断面位置
に対して、Ｃ−Ｃ断面位置では、前記と同じく傾転角を
減少させ、Ｄ−Ｄ断面位置では傾転角を増加させるよう
に、Ｂ−Ｂ断面位置を基準にしてスプール１７のストロ
ーク方向によって捩り面３２ａを対称的に逆方向となる
ように捩る。

【００５９】図１０は、スプール１７の位置をＢ−Ｂ断
面位置からいずれかの方向にずらせたときの様子を表し
ているが、Ｃ−Ｃ断面位置とＤ−Ｄ断面位置とでは、ピ
ストン９の左右の油室１３ａ，１３ｂに対する作動油の
供給方向が逆転する。

【００６０】したがって、負荷制御を行うにあたり、例
えば傾転角の正転側では、一方のＣ−Ｃ断面位置どする
ことにより傾転角が減少し、逆転側では、他方のＤ一Ｄ
断面位置とすることにより傾転角を減少させられる。し
たがって、正転側と逆転側とでスプール１７の移動方向
を逆にするため、２つの比例電磁弁３８ａ，３８ｂによ
り、スプール１７の油室１８ａと１８ｂに作用させる制
御圧を切換え、スプール１７を中立位置から右または左
に移動させる。なおこの場合、油室１８ａ，１８ｂは共
に密閉され、かつ一方の油室１８ｂには前記と同じく油
圧伝達通路２３を介して制御圧を導くが、他方の油室１
８ａには直接的に比例電磁弁３８ａからの制御圧を導
き、また、一方に制御圧が導かれるときは、他方はドレ
ーン側に解放されるようになっている。

【００６１】図１１、１２には、本発明のさらに他の実
施の形態を示す。

【００６２】この実施の形態では、ロータリ制御バルブ
１５の回転軸Ｂを、レバー１０の回転軸Ａから所定量Ｌ
だけ偏心させるようにしている。この場合、回転軸Ａ、
Ｂの偏心量Ｌは、ロータリ制御バルブ１５が回転してレ
バー１０が回転したときに、ロータリ制御バルブ１５の
回転角Θがレバー１０の回転角Фよりも大きくなるよう
にとる。例えば、本実施の形態では、レバー１０とロー
タリ制御バルブ１５のスリーブ１６はフィードバックピ
ン１０ａを介して連係しており、フィードバックピン１
０ａはレバー１０の回転により回転軸Ａの回りで円軌跡
Ｃを描くのであるが、上述のような回転角Θと回転角Ф
の関係が得られるように、ロータリ制御バルブ１５の回
転軸Ｂが円軌跡Ｃの内側に収まるように偏心させてい
る。

【００６３】このような構成により、ロータリ制御バル
ブ１５の回転角に対する斜板５の傾転角の変化の割合を
小さくすることができ、本発明のポンプ制御装置が、例
えばＨＳＴ（静油圧変速機）のポンプの制御装置など、
産業用または農業用車両の油圧走行装置に用いられた場
合に、車両の発進時の飛び出し速度を小さくして、車両
の微速発進を可能とすることができる。

【００６４】以下、この事情につき説明する。ポンプ制
御装置がＨＳＴのポンプの制御装置として用いられる場
合には、斜板５の傾転角により決定されるポンプ吐出量
にしたがって、ＨＳＴ出力軸の回転数が決定される。

【００６５】すなわち、理論上は、図１３に示すよう
に、ロータリ制御バルブ１５の回転角（スリーブ１６の
回転角）Θが、ポンプポート３１ａの縁部と平行幅面部
３２とのラップ量を超える回転角Θ₀まで達すると、ピ
ストン９の油室１３ａ、１３ｂの一方に高圧、他方に低
圧が導かれ、ピストン９が変位し、このピストン９の変
位にともなって斜板５が傾き、この斜板５の傾転角にし
たがった作動油の吐出がなされ、ＨＳＴの出力軸が回転
し始める。その後、出力回転数Ｎは、ロータリ制御バル
ブ１５の回転角Θに線形の特性をもって上昇して行く。

【００６６】ところが実際には、図１４に示すように、
ロータリ制御バルブ１５の回転角がΘ₀に達しても、Ｈ
ＳＴの摺動部位における静止摩擦などの影響から、ＨＳ
Ｔ出力軸は、直ちには回転を始めず、さらに回転角Θ₁
に達したところで初めて飛び出し回転数Ｎ₁で回転を始
める。すなわち、ロータリ制御バルブ１５の回転角Θに
対するこのＨＳＴの出力回転数Ｎの実際の関係は、ＨＳ
Ｔが停止して行くときには、回転数Ｎは矢印４、５のよ
うに回転角Θと線形の特性となるが、ＨＳＴを始動する
ときには、回転数Ｎは矢印１、２、３のように変化し
て、始動初期において回転数ＮがゼロからＮ₁に急激に
跳ね上がるものとなる。このため、例えばＨＳＴを備え
た車両を発進させようとしても、静止状態からいきなり
ＨＳＴの飛び出し回転数Ｎ₁に相当する速度で発進する
ことになってしまう。

【００６７】これに対して、本実施の形態では、ロータ
リ制御バルブ１５の回転軸Ｂをレバー１０の回転軸Ａか
ら所定量Ｌだけ偏心させた効果により、図１５に実線で
示すように、ロータリ制御バルブ１５の回転角Θの変化
に対するレバー１０の回転角Ф（すなわち斜板の傾転
角）の変化の割合は、一点鎖線で示した偏心がない場合
の１対１よりも小さくなっている。すなわち、ロータリ
制御バルブ１５の回転角Θに対する斜板５の傾転の割合
が小さくなっている。

【００６８】したがって、ロータリ制御バルブ１５の回
転角がΘ₁となってＨＳＴの出力軸が回転を始めるとき
の飛び出し回転数Ｎ₁は、偏心がない場合に比べて、斜
板５の傾転角が小さくポンプ吐出量が小さい分だけ、小
さな値とすることができる。よって、ＨＳＴを備えた車
両の飛び出し速度も小さな値とすることができ、微速発
進が可能となる。

【００６９】なお、本実施の形態では、ロータリ制御バ
ルブ１５の回転軸Ｂの偏心は、レバー１０の軸の長手方
向（ピストン９に向かう方向）であるＸ軸方向と直交す
るＹ軸方向に向かってなされている。これにより、ロー
タリ制御バルブ１５をレバー１０の軸方向のピストン９
と反対側に飛び出すことなく配置でき、したがって、ロ
ータリ制御バルブ１５の回転軸Ｂとレバー１０の回転軸
Ａとを偏心させる構成をとったにもかかわらず、ポンプ
制御装置を大型化することなく、コンパクトに構成する
ことができる。

【００７０】以上の説明においては、スプール１７を負
荷制御圧に応じて変位させ、スリーブ１６にレバー１０
の動きをフィードバックしているが、これとは逆に、ス
プール１７にレバー１０の動きをフィードバックし、ス
リーブ１６を負荷制御圧に応じて変位させるように構成
しても、同じ作用効果を生じる。したがってこの場合に
は、軸方向に摺動するスリーブ１６の両側に油室を形成
し、かつスリーブ１６を操作シャフト１９により回転可
能に構成し、また、スプール１７については、ピストン
９の移動に伴いレバー１０を介してスリーブ１６と同じ
方向に追従回転させるようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図。

【図２】同しく他の切断面を示す断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図４】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図５】平行幅面部の拡大正面図。

【図６】バルブ油路切換を示す説明図。

【図７】負荷制御特性を示す特性図。

【図８】他の実施の形態を示す断面図。

【図９】同じく平行幅面部の拡大正面図。

【図１０】バルブ油路切換を示す説明図。

【図１１】さらに他の実施の形態を示す断面図。

【図１２】ロータリ制御バルブの取り付け状態を示す正
面図。

【図１３】ロータリ制御バルブの回転角とＨＳＴの出力
回転数との理論上の関係を示す特性図。

【図１４】ロータリ制御バルブの回転角とＨＳＴの出力
回転数との実際の関係を示す特性図。

【図１５】ロータリ制御バルブの回転角とＨＳＴの出力
回転数との関係を示す特性図。

【符号の説明】

５斜板９ピストン１０レバー１０ａフィードバックピン１３ａ，１３ｂ油室１５ロータリ型の制御バルブ１６スリーブ１７スプール１８ａ，１８ｂ油室２４制御圧ポート３０ａ，３０ｂ作動ポート３１ａポンプポート３１ｂドレーンポート３２平行幅面部３２捩り面３５位相切換部Ａロータリ制御バルブの回転軸Ｂレバーの回転軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ斜板の傾転角を変化させるピストン
と、ピストン両側の油室に作用させる油圧を制御するロ
一タリ制御バルブと、ロータリ制御バルブの回転方向に
ピストンの動きをフィードバックする手段とを備えたポ
ンプ制御装置において、前記ロータリ制御バルブを、互
いに摺動嵌合するスリーブとスプールとを相対回転させ
てバルブ油路を切換えるように構成し、かつ前記スプー
ルまたはスリーブの一方を軸方向に移動させる手段を設
け、この軸方向への移動によってもロータリ制御バルブ
のバルブ油路が切換えられる位相切換部を構成したこと
を特徴とするポンプ制御装置。
【請求項２】前記位相切換部は、スプールまたはスリー
ブの移動により斜板傾転角が減少する方向にバルブ油路
が切換えられる請求項１に記載のポンプ制御装置。
【請求項３】前記位相切換部は、スリーブに対向配置し
たポートをスプールとの相対軸回転に伴い切換接続する
スプールの平行幅面部に、軸心方向を中心に捩った捩り
面が形成され、捩り面によりスプール軸方向位置に応じ
てポート切換か行われるように構成されている請求項１
または２に記載のポンプ制御装置。
【請求項４】前記平行幅面部の捩り面は、軸方向の中間
位置を境にして、両方向へ進むにしたがってポート切換
が互いに逆方向となるように捩じられている請求項１〜
３のいずれか一つに記載のポンプ制御装置。
【請求項５】前記スプールまたはスリーブを軸方向に移
動させる手段は、ポンプ斜板の傾転角が所定値以上の領
域でのみ軸方向に移動させる請求項１〜４のいずれか一
つに記載のポンプ制御装置。
【請求項６】前記スプールまたはスリーブの摺動方向の
端面に油室を形成し、この油室に対して制御圧を供給す
る手段を設け、制御圧の供給時にスプールまたはスリー
ブを移動させるようにした請求項１〜５のいずれか一つ
に記載のポンブ制御装置。
【請求項７】前記スプールの端面に形成した油室に連通
する油圧伝達通路をスプールの内部に設ける一方、スリ
ーブの一部に制御圧ポートを形成し、この制御圧ポート
と前記油圧伝達通路を連通させ、制御圧ポートに制御圧
の供給時にりターンスプリングに抗してスプールを油室
と反対側に移動させるようにした請求項６に記載のポン
プ制御装置。
【請求項８】前記制御圧ポートは制御圧が供給される通
路に対してスリーブが中立位置から所定の角度だけ軸回
転したときに連通するようにした請求項７に記載のポン
プ制御装置。
【請求項９】前記スプールまたはスリーブは軸方向の中
立位置から両方向に移動するように形成され、前記位相
切換部はこれら移動方向に応じてバルブ油路の切換方向
が逆になり、かつ斜板の傾転角に対応して中立位置から
の移動方向が切換えられるように構成される請求項ｌ〜
５のいずれか一つに記載のポンプ制御装置。
【請求項１０】前記スプールの両端面に油室を形成し、
かつ両油室にスプールを中立に位置に保持するスプリン
グを介装し、一方の油室に制御圧を供給する第１の制御
圧ポートを設け、他方の油室に制御圧を供給する第２の
制御圧ポートを設け、第１、第２の制御圧ポートに作用
させる制御圧を変化させてスプールを中立位置から軸方
向のいずれかに移動させるようにした請求項９に記載の
ポンプ制御装置。
【請求項１１】各制御圧を調整する２つの比例電磁弁を
備える請求項１０に記載のポンプ制御装置。
【請求項１２】前記ピストンの動きをフィードバックす
る手段は、ピストンの動きにしたがって回転軸の回りを
回転するレバーと、このレバーの一部を前記制御バルブ
のスリーブまたはスプールに連係させる手段からなると
ともに、前記レバーの回転角が対応する前記ロータリ制
御バルブのスリーブまたはスプールの回転角よりも小さ
くなるように、前記ロータリ制御バルブの回転軸を前記
レバーの回転軸から偏心させたことを特徴とする請求項
１〜１１のいずれか一つに記載のポンプ制御装置。
【請求項１３】前記ロータリ制御バルブの回転軸は、前
記レバーの長手方向と直交する方向に向かって偏心して
いることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ制御装
置。