JP2908813B2 - ピストンポンプ・モータの流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はピストンポンプ・モータの流量制御装置の改
良に関する。

（従来の技術） 斜板型のピストンポンプ・モータでは、その流量を可
変制御するために斜板の傾転角を変化させる。斜板に連
動するサーボピストンへの供給油圧を調整することによ
り、斜板の傾きを変化させる。

（発明が解決すべき課題） この場合、サーボピストンと斜板とをリンクによって
連結しているタイプでは、サーボピストンと斜板との連
結構造に制約があり、相互の配置関係等を含めて設計の
自由度がなく、大型化が免れえず、かつサーボピストン
への供給油圧を制御する制御バルブのスプールと、サー
ボピストンとの動きが常に1:1の関係になっていて、作
動の増幅ができず、これも大型化の一因となっている。

また、斜板の背面に一対のサーボピストンを配置し、
これらサーボピストンに導びく油圧を制御する制御バル
ブを分離したものがあるが、この場合には、斜板の中立
位置への復帰が円滑に行なわれにくく、また、安定性や
操作性に劣るという問題がある。

本発明はこれらの問題を解決を図り、小型でかつ操作
性や安定性にすぐれたピストンポンプ・モータの流量制
御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、ポンプ軸と一体に回転するシリンダ
ブロックを設け、シリンダブロックにはポンプ軸と同心
円上に配列した複数のピストンを備え、かつ各ピストン
の先端が摺接する斜板を設け、斜板の傾転角に応じてピ
ストン有効ストローク量を変化させるように構成したピ
ストンポンプ・モータにおいて、斜板に背面から当接す
る少なくとも一対のサーボピストンを設け、これらサー
ボピストンに導く油圧を制御する制御バルブを設ける一
方、斜板の傾動中心となる斜板軸の端部にその中心から
偏心した位置に支軸を突出させ、この支軸を中心として
回動する制御リンクを支軸に連係し、かつこの制御リン
クの他端に操作リンクを遊嵌し、制御リンクの一部に斜
板軸と同心状の円弧をもつカム部を形成し、このカム部
に前記制御バルブのスプールの一端が常時接触するよう
にスプリングを介してスプールを付勢し、このスプール
の切換に応じて前記各サーボピストンに導く油圧を相反
的に制御するようにした。

（作用） 操作リンクの操作により制御リンクを支軸を中心にし
て回動させると、カム部を介してスプールが変位し、一
対のサーボピストンに導かれる油圧が相反的に切換えら
れ、サーボピストンの作動に伴い斜板が回動してその傾
転角が変化する。

斜板の回動により斜板軸が回転すると、制御リンクの
中心となる支軸が回動し、カム部の位置を斜板軸の中心
方向に戻す。斜板軸に対して偏位していたカム部の復帰
により、これに追従してスプールが中立位置に戻り、こ
のフィードバック作動により、制御リンクが静止した角
度に対応するまで斜板を傾転させた後にサーボピストン
の動きを拘束して、その傾転角に斜板を保持する。

（実施例） 以下、図示する実施例について説明する。

この実施例はピストンポンプに本発明を適用したもの
で、第１図、第２図に示すように、ポンプハウジング１
にはポンプ軸２が回転自在に支持され、このポンプ軸２
にシリンダブロック３が取付けられる。シリンダブロッ
ク３にポンプ軸２の同心円上に複数のピストン４が摺動
自由に配列され、各ピストン４の先端はピストンシュー
を介して斜板５に連係される。

斜板５は斜板軸６を中心にしてポンプハウジング１に
回動自由に支持され、ポンプ軸２と一体にシリンダブロ
ック３が回転すると斜板５の傾転角に応じてピストン４
の有効ストローク量が変化し、ポンプ吐出量を増減させ
られる。

斜板５の傾転角を調整するための一対のサーボピスト
ン7A、7Bがポンプハウジング１に形成したシリンダ8A、
8Bに摺動自由に収装される。

サーボピストン7A、7Bは斜板５の背面に位置すると共
に、斜板軸６を中心にして対称的に配置され、両サーボ
ピストン7A、7Bの中立位置で斜板５の傾転角がゼロ、つ
まり吐出量がゼロとなるように斜板５の背面から均等に
当接する。

各シリンダ8A、8Bに対して作動油の供給を制御するた
めの制御バルブ10が設けられる。

第３図にも示すように、制御バルブ10は図示しないフ
ィードポンプからの作動油を、スプール11の切換に応じ
て各シリンダ8A、8Bに選択的に導くもので、スプリング
12により付勢されたスプール11の一端が常時、制御リン
ク15のカム部16に当接している。

スプール11は切換方向に応じて供給通路Ｓからの作動
油を、通路ＡまたはＢを介して前記シリンダ8Aまたは8B
に送り込み、同時にシリンダ8B、8Aからの排出油を排出
通路Ｔに導く。

前記制御リンク15はその一端を、斜板軸６の中心から
偏心した位置に突出させた支軸18に軸受ブッシュ18Aを
介して回動自由に支持されると共に、他端に形成した長
孔19に操作リンク20のピン21が挿入され、操作リンク20
を回動することにより制御リンク15が支軸18を中心にし
て回動するようになっている。

前記カム部16は斜板軸６と同一または同心円をなす円
弧の一部をもって形成され、制御リンク15が支軸18を中
心に回動（傾く）したときに斜板軸６の中心から偏位す
るが、後述するように斜板軸６が回転して支軸18が回動
することにより、制御リンク15が傾いたままでも、斜板
軸６と中心が一致するように復帰し、これにより制御リ
ンク15が任意の角度位置に静止したきにスプール11を中
立位置に復帰させるフィードバック作動を行うようにな
っている。

制御リンク15を第３図に示す中立位置に保持するため
に、制御リンク15の中央部に突設した係止ピン22を両側
からはさみ付けるプランジャ23A、23Bが配置され、これ
らプランジャ23A、23Bはそれぞれスプリング24A、24Bに
よって突出方向に付勢されている。

この係止ピン22の上方には、調整ネジ25の中心から偏
心して取付けられた調整ピン26が配置され、これらピン
22と26に対してプランジャ23A、23Bの各端面が上下半分
づつ接触している（第２図参照）。したがって、制御リ
ンク15が回動してピン22を介して一方のプランジャ、た
とえば23Aが押し込まれたときに、他方のプランジャ23B
は初期位置にピン26によって保持されていて、常に制御
リンク15にはプランジャ23Aのスプリング反力が作用し
て中立位置への復帰力が働くようになっている。

前記操作リンク20は図示しないが、外部からの操作
（手動）入力により支点20Aを中心にして左右に回動す
るように構成される。。

以上のように構成され、次に作用について説明する。

第１図〜第３図はポンプ中立状態（ニュートラル）を
あらわし、制御リンク15はスプリング24A、24Bで付勢さ
れたプランジャ23A、23Bによって操作リンク20と一直線
状になり、制御リンク15のカム部16と接触する制御バル
ブ10のスプール11も中立位置に保持され、サーボシリン
ダ8A、8Bの圧力を等しく維持する。

したがってこの状態では斜板５は第２図にも示すよう
に、ポンプ軸２と直角に交わり、シリンダブロック３が
回転してもピストン４は全くストロークしない、吐出量
ゼロの状態にある。

これに対して、操作リンク20を手動操作により第４図
のように角度βだけ傾けると、制御リンク15が支軸18を
中心にして角度θだけ時計回り方向に回動する。このた
め、制御バルブ10のスプール11がカム部16により、スプ
リング12に抗して押し込まれ、通路Ａが供給通路Ｓと、
また通路Ｂが排出通路Ｔと連通する。

したがって通路Ａと接続するサーボシリンダ8Aに高圧
が導かれ、通路Ｂと接続するサーボシリンダ8Bに低圧側
に解放され、サーボピストン7Aが前進すると共にサーボ
ピストン7Bが後退し、第２図において、斜板軸６を中心
にして時計回り方向に斜板５を回動させる。

斜板５と一体的に斜板軸６がその位置で回転すると、
第５図にも示すように、斜板軸６から偏心して突出する
支軸18が、斜板軸６の軸心を中心にして回動する。支軸
18の回動により制御リンク15も係止ピン21を中心にして
時計回り方向に回動していき、これに伴ってカム部16が
左方に移動して、制御バルブ10のスプール11がスプリン
グ12に押されつつ中立方向へと戻る。

このようにして斜板軸６が角度δだけ回転して支軸18
と斜板軸６及びピン21の各中心が一直線上に並ぶと、ス
プール11が中立位置に復帰し、作動油の出入りが停止す
る。

この結果、サーボピストン7Aと7Bはその位置に固定さ
れ、斜板５も角度δだけ傾いた状態に保持される。この
ようにしてポンプ吐出量が操作リンク20の操作量に応じ
て決まるのである。

ところで、制御リンク15が回動したときに、一方のプ
ランジャ23Bは調整ピン26によって初期位置に保持さ
れ、スプリング24Aが圧縮されたプランジャ23Aの反発力
のみが制御リンク15に作用しているため、操作リンク20
を再び中立位置に戻すときは、このプランジャ23Aの反
発力により制御リンク15は中立位置へとスムーズに戻
る。

もちろんこの制御リンク15が戻る過程では、スプール
11は前記と逆に変位し、サーボシリンダ8Bに高圧、サー
ボシリンダ8Aを低圧に解放することで、ピストン7A、7B
を介して斜板５を中立方向に回転させ、最終的にはカム
部16の斜板軸６に対する偏位量がゼロになったときにス
プール11が中立位置に復帰し、斜板５をニュートラル状
態に保持する。

以上の説明では、操作リンク20を中立位置から、第３
図において反時計回り方向に角度βだけ回動操作した例
を説明したが、これとは逆方向に回動させる場合は、ス
プール11が逆方向に変位して斜板５の傾きが逆になるこ
とは、容易に理解されるであろう。

この実施例はピストンポンプについて示したが、本発
明はピストンモータについても同様に適用できる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、斜板を傾転するための
増幅作用を制御バルブのスプールとサーボピストンとを
機械的に分離していても自由に実現でき、したがって流
量制御系の設計の自由度が高まり、かつ小型化が可能と
なった。また、斜板の中立位置への復元が各プランジャ
に蓄えたスプリング作用力により確実に行うことがで
き、中立復帰性にすぐれると共に、斜板角度操作時の操
作力の軽減や操作の安定性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面図、第３図は同じくＢ−Ｂ線断面図、
第４図、第５図はそれぞれ作動状態を示す断面図であ
る。 １……ハウジング、２……ポンプ軸、３……シリンダブ
ロック、５……斜板、６……斜板軸、7A,7B……サーボ
ピストン、8A,8B……サーボシリンダ、10……制御バル
ブ、11……スプール、12……スプリング、15……制御リ
ンク、16……カム部、18……支軸、20……操作リンク、
21,22,26……ピン、23A,23B……プランジャ、24A,24B…
…スプリング。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ軸と一体に回転するシリンダブロッ
   クを設け、シリンダブロックにはポンプ軸と同心円上に
   配列した複数のピストンを備え、かつ各ピストンの先端
   が摺接する斜板を設け、斜板の傾転角に応じてピストン
   有効ストローク量を変化させるように構成したピストン
   ポンプ・モータにおいて、斜板に背面から当接する少な
   くとも一対のサーボピストンを設け、これらサーボピス
   トンに導く油圧を制御する制御バルブを設ける一方、斜
   板の傾動中心となる斜板軸の端部にその中心から偏心し
   た位置に支軸を突出させ、この支軸を中心として回動す
   る制御リンクを支軸に連係し、かつこの制御リンクの他
   端に操作リンクを遊嵌し、制御リンクの一部に斜板軸と
   同心状の円弧をもつカム部を形成し、このカム部に前記
   制御バルブのスプールの一端が常時接触するようにスプ
   リングを介してスプールを付勢し、このスプールの切換
   に応じて前記各サーボピストンに導く油圧を相反的に制
   御するようにしたことを特徴とするピストンポンプ・モ
   ータの流量制御装置。