JP2000018171A - 可変容量型液圧ポンプ又はモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容量調整機構の組立作業が容易な可変容量型液
圧ポンプ又はモータを提供する。 【解決手段】容量検出手段であるロータリポテンショ２
５の検出軸２５ａに、ラック歯２３ａに噛合させるため
の検出用ギヤ２６を一体的に取り付け、ロータリポテン
ショ２５以外の他の部品を組み上げた状態で、最終的に
ロータリポテンショ２５の検出軸２５ａ及び検出用ギヤ
２６を、外部から検出軸挿入孔２４ｃに挿入し、その検
出用ギヤ２６をコントロールロッド２３のラック歯２３
ａ及びギヤ列２２を構成するピニオンギヤ２２ｇに噛合
させ得るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の流体機器
（油圧機器）分野等において利用可能な可変容量型液圧
ポンプ又はモータに関し、特にその容量を検出する容量
検出手段を具備したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】可変容量型液圧ポンプ又はモータにおい
て、その容量を変えるための容量調整機構が、電動モー
タと、この電動モータによって進退駆動されるコントロ
ールロッドとを具備し、このコントロールロッドの進退
動作を利用してなる直動式のものが知られている。この
ものは、例えば、図５に示すように、電動モータ１２１
の出力軸１２１ａに減速用のギヤ列１２２を介してラッ
ク歯１２３ａを有するコントロールロッド１２３を接続
し、電動モータ１２１の正逆回転をコントロールロッド
１２３の直動進退動作に変換するとともに、このコント
ロールロッド１２３の進退動作により直接的に、あるい
はこのコントロールロッド１２３の進退動作をパイロッ
トとしてスプール式の液圧サーボ機構を駆動して容量を
変化させている。

【０００３】一方、近年、自動制御の要求が高まってい
ることから、この容量調整機構１２０に容量検出手段を
具備させ、この容量検出手段から検出される容量信号を
コントローラ等によりフィードバックして、電動モータ
１２１を駆動し、自動的に所要の容量となるように制御
できる機能を具備させたものも開発されている。同図に
おいて容量検出手段はロータリポテンショ１２５であ
り、コントロールロッド１２３に噛合するピニオンギヤ
１２２ｇの軸１２２ｈを延出し、このピニオンギヤ軸１
２２ｈにロータリポテンショ１２５の検出軸１２５ａを
直接的に連結してある。具体的には、ピニオンギヤ軸１
２２ｈの先端部分を大径にしておき、その中心に設けた
孔に検出軸１２５ａを嵌入するとともに、ピニオンギヤ
軸１２２ｇの大径部分に側方から貫通させたねじ孔Ｂａ
に止めねじＢを螺入しピニオンギヤ軸１２２ｈと検出軸
１２５ａとを連結している。このようにして、このロー
タリポテンショ１２５の出力信号の値でピニオンギヤ１
２２ｇの回動角度を検出し、間接的にコントロールロッ
ド１２３の進退位置、すなわち容量を検出し得るように
している。なお、コントロールロッド１２３に直接噛合
するピニオンギヤ１２２ｇの軸１２２ｈにロータリポテ
ンショ１２５を接続しているのは、噛合部分におけるバ
ックラッシの影響を極力小さくし、コントロールロッド
１２３の進退位置を正確に測定するためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ものにおいては、潤滑のために液圧ポンプ・モータから
漏洩した作動液をラック歯１２３ａやギヤ列１２２に導
いているため、ロータリポテンショ１２５とピニオンギ
ヤ軸１２２ｈとの連結部分から作動液がロータリポテン
ショ１２５側に漏れないようにシールする必要がある。
このためにギヤ列１２２を収容するケーシング１２４を
設け、このケーシング１２４の外壁に貫通させた検出軸
挿入孔１２４ｃの内部において、ピニオンギヤ軸１２２
ｈと検出軸１２５ａとを連結するとともに、検出軸挿入
孔１２４ｃの内周にピニオンギヤ軸１２２ｈに外嵌する
シール部材１２７を装着している。

【０００５】したがって、このような容量調整機構１２
０の組立手順としては、ギヤ列１２２をケーシング１２
４の内部に予め組み込み、シール部材１２７を装着した
後、検出軸挿入孔１２４ｃの内部に突出させたピニオン
ギヤ軸１２２ｈに検出軸１２５ａを連結せざる得ない。
この際、止めねじＢを前記ねじ孔Ｂａに螺入することが
必要となるため、外部から検出軸挿入孔１２４ｃの内周
に貫通する止めねじＢ及び工具挿入用の止めねじ挿入孔
１２４ｄを設けている。

【０００６】一方、ロータリポテンショ１２５は、一般
的にその抵抗値が所定回転角度領域でのみ線形に変化す
る。したがって、コントロールロッド１２３の進退移動
に伴うピニオンギヤ軸１２２ｈの回転角度領域がロータ
リポテンショ１２５の所定回転角度領域内となるよう
に、ピニオンギヤ軸１２２ｈと検出軸１２５ａとを連結
する際に相対的な取付角度を調整しなければならない。
具体的にはコントロールロッド１２３を所定位置（例え
ばストロークエンド）にした状態で、それに対応する抵
抗値となるようにロータリポテンショ１２５の回転角度
を調整し連結する必要がある。その一方で、止めねじ挿
入孔１２４ｄと、止めねじＢを螺着するためのねじ孔Ｂ
ａとを一致させた状態にしなければ連結ができないとい
う制約もある。

【０００７】したがってコントロールロッド１２３を所
定位置（例えばストロークエンド）にした状態で、止め
ねじ挿入孔１２４ｄと、止めねじＢを螺着するためのね
じ孔Ｂａとが一致した状態となるようにコントロールロ
ッド１２３を何回か抜き差して試行錯誤的に位置合わせ
を行なった上でロータリポテンショ１２５の回転角度を
調整し連結するという組立手順にならざるを得ない。そ
の上、止めねじＢの螺入操作も極めて難しく、組立に係
る作業性がきわめて悪いという不具合があった。

【０００８】すなわち、ギヤ列１２２をケーシング１２
４によってカバーし、シールしている構造のものにおい
て、ポテンショの検出軸１２５ａとピニオンギヤ軸１２
２ｈとを連結して組み立てるという発想では、コントロ
ールロッド１２３の位置合わせと、ロータリポテンショ
１２５の角度調整を組み立てながら行うことが必要にな
り、組立時に多かれ少なかれ作業性の問題が生じる。

【０００９】本発明は、係る問題に着目し、上述した軸
と軸とを連結するという発想を変えることにより、各部
品の調整を個々に行った後、組み立て可能となるように
構成したものであって、組立作業の容易性を向上させる
ことを主たる目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。すなわち、本発明に係る可変容量型液圧ポンプ又は
モータは、容量を自在に変え得る直動型の容量調整機構
を具備する可変容量型液圧ポンプ又はモータにおいて、
この容量調整機構が、駆動モータと、この駆動モータの
回転に連動するギヤ列と、ギヤ列を構成するギヤに噛合
するラック歯を有し駆動モータの正逆回転に応じて直動
進退するコントロールロッドと、前記ギヤ列及びコント
ロールロッドを収容するケーシングと、コントロールロ
ッドの進退位置を検出することによって間接的に容量を
検出可能な容量検出手段とを具備し、前記コントロール
ロッドの進退移動を利用して、容量を自在に調整し得る
ものであり、容量検出手段が、回転可能な検出軸と、こ
の検出軸に一体的に取り付けられラック歯に噛合させる
ための検出ギヤとを具備し、所定範囲内での検出軸の回
転角度を検出可能な回転型のものであり、ギヤ列及びコ
ントロールロッドを組み込んだ状態で、容量検出手段を
ケーシング外部から装入してその検出ギヤを前記コント
ロールロッドのラック歯に噛合させ得るように構成して
いることを特徴とする。

【００１１】このように構成すれば、組立時に軸と軸と
連結する部分がないため、予めコントロールロッドを所
定位置に設定し、ロータリポテンショの抵抗値を所定値
に設定した上で、ロータリポテンショをケーシングに単
に装着することで最終的な組み立てを行うことができ
る。すなわち、個々の部品の調整、設定を行った上で最
終組立を行えるので、従来のように、組立を行いつつ部
品の調整を行わなければならないといった欠点が解消さ
れ、組立作業効率が格段に向上する。

【００１２】その上、従来のものに比べ、単に検出用ギ
ヤを追加しただけであるので、装置全体の軸方向寸法が
大きくなることはない。また、この検出用ギヤがラック
歯に直接噛合するため、コントロールロッドの位置検出
において、バックラッシによる誤差の影響を可及的に小
さなものとすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１から図４を
参照して説明する。本実施例に係る可変容量型液圧ポン
プ又はモータは、図１に示すように、ケ−シング１内に
進退可能に配設されたピントル２と、前記ケ−シング１
内に回転可能に配設されたトルクリング３と、このトル
クリング３の内側において該トルクリング３に対し偏心
可能でかつ同期回転し得るように該トルクリング３に連
結され内周４ａを前記ピントル２の外周に嵌合保持させ
てなるシリンダブロック４と、このシリンダブロック４
の外周等角位置に放射方向に突没可能に配設され先端部
５ａを前記トルクリング３の内周３ａに常時摺接させて
なる複数個のピストン５と、前記ピントル２を付勢して
前記シリンダブロック４を前記トルクリング３に対して
偏心させるサ−ボ機構６とを具備してなる。

【００１４】サ−ボ機構６は、ピントル２の進退方向
（第１図中Ｙ方向）に沿った対向端面の一方にシリンダ
ボア７ａを設け、このシリンダボア７ａにコントロ−ル
ピストン７ｂを嵌合してなる前進側のアクチュエ−タ７
と、前記他方の対向端面にシリンダボア８ａを設け、こ
のシリンダボア８ａにコントロ−ルピストン８ｂを嵌合
してなる後退側のアクチュエ−タ８と、前記ピントル２
に穿設された進退方向に平行な軸心を有するスプ−ル保
持孔９と、このスプ−ル保持孔９内に摺動可能に嵌合し
外周に高圧流路Ｌ１（場合によってはＬ２）に接続され
た高圧溝１０ａ及び低圧域に開放された低圧溝１０ｂを
有してなるスプ−ル１０と、このスプ−ル１０をコント
ロールロッド２３によって進退駆動する容量調整機構２
０と、一端を前進側アクチュエ−タ７に接続し他端を前
記スプ−ル保持孔９の内周であってスプ−ル１０が前進
方向に変位した際に高圧溝１０ａに連通し後退方向に変
位した際に低圧溝１０ｂに連通し得る部位に開口した第
１の圧力導入路１２と、一端を後退側アクチュエ−タ８
に接続し他端を前記スプ−ル保持孔９の内周であってス
プ−ル１０が後退方向に変位した際に高圧溝１０ａに連
通し前進方向に変位した際に低圧溝１０ｂに連通し得る
部位に開口した第２の圧力導入路１３とを具備してな
り、容量調整機構２０によって、先ずスプ−ル１０を目
標位置に移動させ、これに追従してピントル２をその目
標位置まで差圧駆動し得るようになっている。

【００１５】そして、前記シリンダブロック４と前記ト
ルクリング３との偏心下での同期回転に伴って生じる前
記各ピストン５の突没動作により、これらピストン５と
シリンダブロック４とにより囲繞される流体流出入用の
空間Ｓをその偏心量ｄに応じた押し除け容積で拡縮し、
これによりポンプ又はモ−タとしての作用を営み得るよ
うに構成されている。

【００１６】しかして、本実施例においては、図２、
３、４に示すように、容量調整機構２０を、駆動モータ
２１と、この駆動モータ２１の回転に連動するギヤ列２
２と、ギヤ列２２を内部に収容するケーシング２４と、
ギヤ列２２に噛合するラック歯２３ａを有し駆動モータ
２１の正逆回転に応じて進退移動するコントロールロッ
ド２３と、ケーシング２４の外側に装着されコントロー
ルロッド２３の進退位置を検出する位置検出手段たるロ
ータリポテンショ２５とを具備するものとし、このコン
トロールロッド２３の進退により前述のスプール１０を
進退させて容量を変え得るように構成している。

【００１７】詳述すると、駆動モータ２１は例えば電動
ＤＣタイプのものであり、図示しないコントローラから
の信号で自在に回転速度を変え得るものである。ギヤ列
２２は、減速機として作用するもので、ホイールギヤと
ピニオンギヤとを同一軸上に固設してなる２つのユニッ
トギヤ２２ａ、２２ｂを組み合わせたものを主体として
構成してある。具体的には、駆動モータ２１の出力軸２
１ａ先端に取り付けたピニオンギヤ２２ｃに一方のユニ
ットギヤである中間ユニットギヤ２２ａのホイールギヤ
２２ｄを噛合させるとともに、この中間ユニットギヤ２
２ａのピニオンギヤ２２ｅに、他方のユニットギヤであ
る出力ユニットギヤ２２ｂのホイールギヤ２２ｆを噛合
させるように組み合わせてなる。したがって、駆動モー
タ２１の回転は減速されて、出力ユニットギヤ２２ｂの
ピニオンギヤ２２ｇに伝達されることになる。

【００１８】ケーシング２４は、駆動モータ２１におけ
る出力軸側の端面に取り付けられるギヤ列保持ブロック
２４ａと、このギヤ列保持ブロック２４ａの反モータ側
の端面に取り付けられるカバーブロック２４ｂとから構
成している。ギヤ列保持ブロック２４ａは、駆動モータ
２１の出力軸２１ａと前述した２つのユニットギヤ２２
ａ、２２ｂとを収容するものであり、その反モータ側の
端面からは出力ユニットギヤ２２ｂのピニオンギヤ２２
ｇを突出させている。カバーブロック２４ｂは、後述す
るロータリポテンショ２５の検出軸２５ａ及び検出用ギ
ヤ２６を外部から装入して収容可能としている検出軸挿
入孔２４ｃと、出力ユニットギヤ２２ｂのピニオンギヤ
２２ｇを収容するピニオン保持部２４ｄと、コントロー
ルロッド２３をモータ出力軸２１ａと直交する方向に沿
って突没可能に保持するロッド保持孔２４ｅとを具備す
る。

【００１９】ロータリポテンショ２５は、ポテンショ本
体２５ｃと、このポテンショ本体２５ｂから回転可能に
突出させた検出軸２５ａと、この検出軸２５ａの先端部
に一体的に取り付けられラック歯２３ａに噛合させるた
めの検出用ギヤ２６とを具備するもので、検出軸２５ａ
の回転角度に応じて抵抗値が変化する回転型のものであ
る。本実施例では、抵抗値の線形変化する領域が検出軸
２５ａの３６０度以内の回転角度領域に設定されている
１回転タイプのものを採用している。しかして検出軸２
５ａを第２ブロック２４ｂに設けた検出軸挿入孔２４ｃ
に挿入した状態で、ポテンショ本体２５ｃを第２ブロッ
ク２４ｂの外面に装着するようにしている。検出用ギヤ
２６は、止めねじＢを利用して検出軸２５ａに一体的に
取り付けた連結部材２５ｂの先端部に固着してある。そ
して、組立状態では、ラック歯２３ａに噛合すると共
に、この噛合部分とは略１８０度位相の異なる部位にお
いて、出力ユニットギヤ２２ｂのピニオンギヤ２２ｇに
噛合するようにしている。すなわち、この検出用ギヤ２
６は、駆動モータ２１からコントロールロッド２６に動
力を伝達する動力伝達経路上に入っており、ギヤ列２２
の一部としての機能も担うものでもある。

【００２０】このような容量調整機構２０の組み立て方
法について以下に説明する。まず、ギヤ列保持ブロック
２４ａと駆動モータ２１とをギヤ列２２を内装した状態
で組上げておく。その後、カバーブロック２４ｂを装着
し、コントロールロッド２３をロッド保持孔２４ｅに挿
入して、例えば一方のストロークエンドとなる状態にし
ておく。また、第２ブロック２４ｂにおける検出軸挿入
孔２４ｃの内周には予めシール部材２７を装着してお
く。このシール部材２７は、検出用ギヤ２６を挿通可能
で、前記連結部材２５ｂの外周に摺接する。

【００２１】一方、ロータリポテンショ２５の検出軸２
５ａの角度を、その抵抗値がコントロールロッド２３の
ストロークエンドに対応する値となるように設定してお
く。そして、ロータリポテンショ２５の検出軸２５ａ及
び検出用ギヤ２６を、外部から検出軸挿入孔２４ｃに挿
入し、その検出用ギヤ２６をコントロールロッド２３の
ラック歯２３ａ及び出力ユニットギヤ２２ｂのピニオン
ギヤ２２ｇに噛合させる。この検出用ギヤ２６は、歯一
枚分の範囲で正逆回転させるだけ噛合させることができ
る。その後、ポテンショ本体２５ｃをカバーブロック２
４ｂの外面に図示しないねじにより螺着する。

【００２２】したがって、本実施例によれば、予めコン
トロールロッド２３を所定位置に設定し、ロータリポテ
ンショ２５の抵抗値を所定値に設定した上で、ロータリ
ポテンショ２５をカバーブロック２４ｂに装着すること
で最終的な組み立てを行うことができる。すなわち、個
々の部品の設定を行った上で最終組立を行えるので、従
来のように、最終組立を行いつつ部品の調整を行わなけ
ればならないといった欠点が解消され、組立作業効率が
格段に向上する。

【００２３】その上、従来のものに比べても、単に検出
用ギヤ２６を追加しただけであるので、軸方向寸法が大
きくなることはない。また、この検出用ギヤ２６がラッ
ク歯２３ａに直接噛合するため、コントロールロッド２
３の位置検出において、バックラッシによる誤差の影響
を可及的に小さなものとすることができる。なお、本発
明は上記実施例に限られるものではない。前記実施例で
はラジアル式を挙げたが、例えば、斜板式、斜軸式等に
代表される本実施以外の他の可変容量型液圧ポンプ又は
モータに、本容量調整機構を適用することも可能であ
る。また、コントロールロッドのラック歯は従来通り出
力ユニットギヤのピニオンギヤに噛合させておき、検出
用ギヤをこの出力ユニットギヤのピニオンギヤに並列さ
せて、ラック歯に噛合するように配置しても構わない。

【００２４】さらに、検出軸にピニオンギヤを取り付け
る構成なども前記実施例に限られず、種々の方法が考え
られる。その他、各部の具体的な構成は、上述した実施
例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形が可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変容量
型液圧ポンプ又はモータによれば、予めコントロールロ
ッドを所定位置に設定し、ロータリポテンショの抵抗値
を所定値に設定した上で、ロータリポテンショをケーシ
ングに装着することで最終的な組み立てを行うことがで
きる。すなわち、個々の部品の調整、設定を行った上で
組立を行えるので、従来のように、組立を行いつつ部品
の調整を行わなければならないといった欠点が解消さ
れ、組立作業効率が格段に向上する。

【００２６】その上、従来のものに比べ、単に検出用ギ
ヤを追加しただけであるので、装置全体の軸方向寸法が
大きくなることはない。また、この検出用ギヤがラック
歯に直接噛合するため、コントロールロッドの位置検出
において、バックラッシによる誤差の影響を可及的に小
さなものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す可変容量型液圧ポンプ
又はモータの縦断面図。

【図２】同実施例における容量調整機構を示す縦断面
図。

【図３】図４におけるＡ−Ａ線断面図。

【図４】図４におけるＢ−Ｂ線断面図。

【図５】従来例における容量調整機構を示す縦断面図。

【符号の説明】

２０…容量調整機構 ２１…駆動モータ ２２…ギヤ列 ２３…コントロールロッド ２３ａ…ラック歯 ２４…ケーシング ２５…容量検出手段 ２５ａ…検出軸 ２６…検出用ギヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直動型の容量調整機構を具備する可変容量
   型液圧ポンプ又はモータにおいて、 この容量調整機構が、駆動モータと、この駆動モータの
   回転に連動するギヤ列と、ギヤ列を構成するギヤに噛合
   するラック歯を有し駆動モータの正逆回転に応じて直動
   進退するコントロールロッドと、前記ギヤ列及びコント
   ロールロッドを収容するケーシングと、コントロールロ
   ッドの進退位置を検出することによって間接的に容量を
   検出可能な容量検出手段とを具備し、前記コントロール
   ロッドを進退させて容量を自在に調整し得るものであ
   り、 容量検出手段が、回転可能な検出軸と、この検出軸に一
   体的に取り付けられラック歯に噛合させるための検出ギ
   ヤとを具備し、所定範囲内での検出軸の回転角度を検出
   可能な回転型のものであり、 ギヤ列及びコントロールロッドを組み込んだ状態で、容
   量検出手段をケーシング外部から装入してその検出ギヤ
   を前記コントロールロッドのラック歯に噛合させ得るよ
   うに構成していることを特徴とする可変容量型液圧ポン
   プ又はモータ。