(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートと出力ポートとを有し、入力ポートに入力された斜板ポンプの吐出圧力をパイロット機構を介して出力ポートに出力すると共に該パイロット機構とは別体の、斜板の傾斜角を変化させるサーボピストンに導くことによって、斜板の傾斜角を変化させる斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置であって、
上記パイロット機構は、
上記入力ポートと連通する第１の貫通孔と上記出力ポートと連通する第２の貫通孔とを有する、斜板の傾斜角に応じてスライドする筒状のスリーブと、
該スリーブの内部空間に形成され、上記第１の貫通孔に連通し得る圧力室と、
圧力室内に配置されて圧力室の一端部および他端部を区画すると共に、圧力室内を移動することによって上記第２の貫通孔と圧力室とを連通／遮断するスプールと、
一端部が前記スリーブの端部に回動自在に連結されており、一端部と他端部との中間部分が前記パイロット機構を収容するケーシングに回動自在に連結されており、他端部が前記サーボピストンに連結されているフィードバックレバーとを備え、
上記スプールの上記一端部を区画する部分の面積と上記他端部を区画する部分の面積とは異なるように形成されていることを特徴とする斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置において、
上記入力ポートまたは出力ポートと圧力室とが連通される方向または遮断される方向に上記スプールを弾性付勢する付勢機構がさらに備えられていることを特徴とする斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置において、
上記スプールは、上記スリーブの内部に配置され、上記一端部および他端部のうちいずれか一方を構成する大径のランドと上記一端部および他端部のうちいずれか一方を構成する小径のランドとが形成されていることを特徴とする斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置において、
上記付勢機構は、上記スプールを上記方向に押圧するバネを有していることを特徴とする斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は、斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置、すなわち、可変容量型斜板ポンプの吐出圧に応じて傾転角度を制御するレギュレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般に可変容量型斜板ポンプは、斜板の傾転角を変化させることによって吐出流量を変化させることができるように構成されている。トルク一定制御型斜板ポンプの吐出流量は、通常、ポンプ駆動用原動機の出力トルク以下のトルクとなるように、負荷（吐出圧力）の大小によって変化させられ、負荷が大きい場合には吐出流量を減少させ、負荷が小さい場合は吐出流量を増大させるように制御される。斜板の傾転角は、通常サーボピストンにより変化させるようになっている。すなわち、サーボピストンが斜板に機械的に連結されており、サーボピストンのストロークによって斜板の傾転角を変化させるようになっている。
【０００３】
サーボピストンをストロークさせるために、従来からレギュレータと呼ばれる傾転角度制御装置が提案されている。図２は、従来のレギュレータの構造を示す断面図である。同図に示すレギュレータ１は、入力ポート２に導入されたポンプ圧（斜板ポンプの吐出圧力）を出力ポート３に導き、さらにその圧力を上記サーボピストン（図示せず）に導くことによってサーボピストンを駆動するようになっている。
【０００４】
レギュレータ１の構成について概説する。
【０００５】
レギュレータ１は、ケーシング４の内部にスリーブ５を備えており、このスリーブ５の内部にスプール８が内蔵されている。このスプール８には、ランド７，８が形成されている。スプール８は、ケーシング１内にスライド自在に配設されたピストン９により図中右方向にスライドされるようになっている。また、スプール８には、バネ１０，１１による弾性力が図中左方向へ作用しており、このため、スプール８は常時は図中左側へ付勢されている。
【０００６】
ケーシング４には、図に示すような油通路１２が形成されており、この油通路１２の入口が上記入力ポート２を構成している。入力ポート２には、上述したように斜板ポンプの吐出圧力が導かれている。また、スリーブ５には、スリーブ５の内外を連通する連通孔１３，１４が設けられており、スリーブ５のケーシング４に対する位置およびスプール８のスリーブ５に対する位置によって、連通孔１３，１４と油通路１２とが連通し、その結果、入力ポート２と出力ポート３とが連通するようになっている。
【０００７】
したがって、入力ポート２に導かれた圧力が高くなると（すなわち負荷圧力が高くなると）、ピストン９が上記バネ１０，１１による弾性力に抗して図中右方向へスライドし、スプール８が右方向へ移動して入力ポート２と出力ポート３とが連通する。これにより、斜板ポンプの吐出圧力がサーボピストンに導かれ、サーボピストンを操作して斜板の傾転角が変化される。
【０００８】
一方、上記スリーブ５にはフィードバックレバーと呼ばれるレバー１５が連結されており、このレバー１５の端部は上記斜板に機械的に連結されている。したがって、上記のように斜板の傾転角度が変化すると、それに応じてレバー１５を介してスリーブ５がスライドする。これにより、入力ポート２と出力ポート３とを連通させ、または遮断するようになっている。すなわち、斜板ポンプの吐出圧力が大きくなると、入力ポート２と出力ポート３とが連通され、これにより斜板の傾転角を変化させて吐出流量を抑える方向に制御される一方、吐出圧力が小さくなると、入力ポート２と出力ポート３との連通を断ち、これにより斜板の傾転角を変化させて吐出流量を増大させる方向に制御されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のレギュレータ１では、上記スプール８を駆動するためにピストン９を採用しているが、かかる構造を採用することによってピストン９の配置スペースが必要となってレギュレータ１全体が大型化するという問題があった。また、部品点数が増えて油通路を設ける必要があるため、レギュレータ１のコストアップにつながるという問題もあった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、構造の簡素化による小型化と製造コストを抑えた斜板ポンプ用レギュレータを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願に係る斜板ポンプ用レギュレータは、入力ポートと出力ポートとを有し、入力ポートに入力された斜板ポンプの吐出圧力をパイロット機構を介して出力ポートに出力すると共に該パイロット機構とは別体の、斜板の傾斜角を変化させるサーボピストンに導くことによって、斜板の傾斜角を変化させる斜板形アキシャルピストンポンプの制御装置であって、上記パイロット機構は、上記入力ポートと連通する第１の貫通孔と上記出力ポートと連通する第２の貫通孔とを有する、斜板の傾斜角に応じてスライドする筒状のスリーブと、該スリーブの内部空間に形成され、上記第１の貫通孔に連通し得る圧力室と、圧力室内に配置されて圧力室の一端部および他端部を区画すると共に、圧力室内を移動することによって上記第２の貫通孔と圧力室とを連通／遮断するスプールと、一端部が前記スリーブの端部に回動自在に連結されており、一端部と他端部との中間部分が前記パイロット機構を収容するケーシングに回動自在に連結されており、他端部が前記サーボピストンに連結されているフィードバックレバーとを備え、上記スプールの上記一端部を区画する部分の面積と上記他端部を区画する部分の面積とは異なるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、斜板ポンプの吐出圧力が入力ポートを介して圧力室内に導かれる。圧力室の一端部および他端部はスプールによって区画されているが、この一端部の面積と他端部の面積は異なっているから、スプールは、面積の大きい方に移動することになる。すなわち、従来のようにスプールを移動させるための別部材を設けるのではなく、圧力室に導かれる斜板ポンプの吐出圧力とスプールの上記一端部および他端部を区画する部分の面積差とによって、スプールがそれ自身で移動する。そして、かかるスプールの移動によって、上記入力ポート、圧力室および出力ポートが連通し、これにより、斜板ポンプの吐出圧力が斜板ポンプ側に導かれ、当該斜板ポンプ内に配設されたサーボシリンダを駆動して斜板の傾転角を変化させることができる。またフィードバックレバーの支点（中間部分）と力点（他端部）および作用点（一端部）との各距離を適宜調整することにより、スリーブの移動量を小さくすることが可能となる。その結果制御装置全体を小型化することができる。
【００１３】
また、上記入力ポートまたは出力ポートと圧力室とが連通される方向または遮断される方向に上記スプールを弾性付勢する付勢機構を備えることもできる。
【００１４】
このようにすれば、常時においてスプールは、入力ポートまたは出力ポートと圧力室とが連通されるように、または入力ポートまたは出力ポートと圧力室とが遮断されるように設定することができる。
【００１５】
特に、上記スプールを上記スリーブの内部に配置し、上記スプールに上記一端部および他端部のうちいずれか一方を構成する大径のランドと、上記一端部および他端部のうちいずれか他方を構成する小径のランドとを形成することができる。
【００１６】
このようにすれば、スリーブの内周面と、スプールの大径のランドの端面および小径のランドの端面とにより、圧力室を簡単かつ確実に区画形成することができる。そして、斜板ポンプの吐出圧力が入力ポートを介して圧力室内に導かれるが、スプールは、大径のランドが形成された側に移動することになる。すなわち、圧力室に導かれる斜板ポンプの吐出圧力とスプールに形成されたランドの面積差とによって、スプールがそれ自身で移動する。
【００１７】
加えて、上記付勢機構は、上記スプールを上記方向に押圧するバネを備えることができる。かかる構成にすることによって、付勢機構の構造を簡単にすることができると共に、スプールの弾性付勢を確実に行うことができるという利点がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る斜板ポンプ用レギュレータ（以下、単に「レギュレータ」という。）の構造を示す断面図である。
【００２０】
同図を参照して、このレギュレータ２０は、斜板ポンプの吐出圧力に基づいて当該斜板ポンプの斜板の傾転角を変化させる（制御する）ものである。すなわち、このレギュレータ２０によって制御される斜板ポンプの吐出圧力によって、出力ポート２３に連結された斜板ポンプのサーボシリンダ（図示せず）が駆動され、これにより、斜板ポンプの斜板の傾転角が変化されるようになっている。斜板の傾転角が変化することにより、斜板ポンプの吐出流量が変化する。
【００２１】
本実施形態の特徴とするところは、上記パイロット機構２２の構成にあり、上記吐出圧力を出力ポート２３に出力するために、断面積が異なる大径のランド２４および小径のランド２５が形成されたスプール２６が採用されている点である。そして、両ランド２４，２５に面積差を設けることにより、従来のように別部材によってスプール２６を駆動するのではなく、入力ポート２１から入力された吐出圧力によってスプール２６自身が移動し、当該吐出圧力を出力ポート２３に出力することができるようになっている。以下、さらに詳しく説明する。
【００２２】
本実施形態に係るレギュレータ２０は、ケーシング２７と、ケーシング２７内に設けられた上記パイロット機構２２と、ケーシング２７に設けられ、パイロット機構２２に対して弾性力を付加する付勢機構２８とを有して構成されている。
【００２３】
ケーシング２７は、たとえば鋳造等により構成することができる。本実施形態では、ケーシング２７は図に示すような筒状に形成されており、内部にパイロット機構収容部３７および付勢機構収容部３８が形成されている。そして、パイロット機構収容部３７に上記パイロット機構２２が配置されており、付勢機構収容部３８に上記付勢機構２８が収容されている。
【００２４】
参照符号２９はプラグを示しており、このプラグ２９がパイロット機構収容部３７にねじ込まれている。このプラグ２９によってパイロット機構２２の位置決めがなされている。なお、プラグ２９は、液密性を保つためにＯリング３０を介してケーシング２７の一端側に締め込まれている。一方、付勢機構収容部３８の端部には、雌ねじが形成された穴が設けられており、この穴に上記付勢機構２８のフレーム３１がねじ込まれている。
【００２５】
また、ケーシング２７の下面部には、上記入力ポート２１および出力ポート２３が設けられており、これら各ポート２１，２３は、ケーシング２７の内側と連通している。具体的には、これら入力ポート２１および出力ポート２３は、上記パイロット機構２２の内部に形成される圧力室３２と連通するようになっている。この圧力室３２については後述する。
【００２６】
さらに、ケーシング２７の下面部には、位置決めピン３３，３４，３５が突設されており、これらによってレギュレータ２０が斜板ポンプに対する所定の位置に位置決めした状態で取り付けられるようになっている。なお、斜板ポンプとレギュレータ２０とを液密的に取り付けるために、Ｏリング６０が設けられている。
【００２７】
加えて、上記パイロット機構２２には、後述するフィードバックレバー３６が備えられている。このフィードバックレバー３６は、パイロット機構２２に連動して矢印Ａの方向に揺動するものである。このため、ケーシング２７の下面部には、かかるフィードバックレバー３６の揺動を許容するための揺動空間が設けられている。具体的には、ケーシング２７の内部と外部とを連通させる溝のようなものを設ければよい。
【００２８】
次に、パイロット機構２２は、スリーブ３９とスプール２６とを有している。スリーブ３９は、本実施形態では円筒状の部材であって、たとえば鋼により構成することができる。スリーブ３９は、ケーシング２７内のパイロット機構収容部３７に液密的にぴったりと嵌め込まれており、パイロット機構収容部３７内を図中左右にスライドすることができるようになっている。
【００２９】
また、スリーブ３９は、上記フィードバックレバー３６を備えている。このフィードバックレバー３６は、一端部がピン４０を介してスリーブ３９の端部に回動自在に連結されている。さらに、このフィードバックレバー３６の一端部と他端部との中間部分が、ピン４２を介してケーシング２７に回動自在に連結されている。そして、フィードバックレバー３６の他端部４１は、斜板ポンプの斜板を駆動するためのサーボピストン（図示せず）に連結されている。したがって、サーボピストンが駆動されると、これに連動してフィードバックレバー３６の他端部４３が移動し、その結果、ピン４２を中心としてフィードバックレバ３６が揺動してスリーブ３９が左右に移動されるようになっている。
【００３０】
スリーブ３９の内部は段付形状となっており、小径の穴４３と大径の穴４４とが形成されている。さらに、スリーブ３９には、その側面部に外部と内部とを連通する貫通孔４５（第１の貫通孔）と貫通孔４６（第２の貫通孔）が形成されている。これら貫通孔４５，４６はそれぞれ、スリーブ３９が移動することによって上記入力ポート２１および出力ポート２３と連通するようになっている。
【００３１】
スプール２６は、図のようなランド２４，２５を備えた断面円形の棒状部材であって、スリーブ３９の内部に配置されている。なお、各ランド２４，２５は、スリーブ３９の内面と液密的に接触しており、スリーブ３９に対して図中左右に移動自在となっている。スプール２６の右端部は、パイロット機構収容部３７から付勢機構収容部３８側へ突出している。
【００３２】
ランド２５は、スプール２６の左端部を構成しており、その端面は、上記プラグ２９の端面４７に当接するようになっており、両者が当接することにより、スプール２６の位置決め（すなわちパイロット機構２２の位置決め）がなされるようになっている。
【００３３】
ランド２４は、スプール２６の中間部分に形成されている。ランド２４の断面積はランド２５の断面積よりも大きく設定されている。すなわち、ランド２４の直径はランド２５の直径よりも大きく設定されており、ランド２４の外周面が上記大径の穴４４の内周面と液密的に接触し、ランド２５の外周面が上記小径の穴４３の内周面と液密的に接触している。
【００３４】
次に、付勢機構２８は、フレーム３１と、フレーム３１内に配置され、上記スプール２６を図中左方へ押圧する押圧部４８と、スプール２６を押圧する押圧力を調整する押圧力調整部４９とを備えている。
【００３５】
フレーム３１は、図に示すように円筒状を呈しており、先端部がケーシング２７にねじ込まれている。フレーム３１をケーシング２７に対して確実に固定するために、ナット５７が締め込まれている。なお、ケーシング２７に対してフレーム３１を液密的にねじ込むために、Ｏリング５０が介在されている。
【００３６】
押圧部４８は、スプール２６の右端部に当接する当接部材５１と、バネ５２と、バネ座部材５３とを有している。
【００３７】
当接部材５１は、本実施形態では段付きの円筒状に形成されており、その左端面にスプール２６が当接している。なお、スプール２６の右端部が安定して当接することができるように、当接部材５１の左端面には凹部５４が設けられている。
当接部材５１は、図に示すように２段階に縮径されており、この２つの段部にバネ５２の一端部が配置されている。
【００３８】
バネ５２は、コイルばねを採用しており、本実施形態では、大径のバネ５２ａと小径のバネ５２ｂが使用されている。
【００３９】
バネ座部材５３は、図に示すような段付きの円柱状部材であって、フレーム３１のバネ座部材収容部５５に収容されている。バネ座部材５３は、バネ座部材収容部５５内に液密的に収容されており、液密性を向上させるために、フレーム３１とバネ座部材５３との間にＯリング５６が介在されている。
【００４０】
すなわち、バネ５２は、当接部材５１とバネ座部材５３とを、いわゆるばね座として、両者の間に配設されており、このバネ５２の弾性力が当接部材５１を介してスプール２６に付加されるようになっている。
【００４１】
また、押圧力調整部４９は、フレーム３１の右端部にねじ込まれたボルト５８と、これをフレーム３１に対してロックするロックナット５９とを有している。ボルト５８の先端部は、上記バネ座部材収容部５５内に進入して、バネ座部材５の端面に当接している。したがって、ボルト５８をねじ込んでいくと、バネ座部材５３が図中左方へ移動され、バネ５２による弾性力が大きくなる。そして、ロックナット５９をボルト５８にかけることによって、ボルト５８の位置決めを行い、スプール２６に付加される弾性力を一定に保つことができる。
【００４２】
次に、本実施形態に係るレギュレータ２０の動作について、各部の作用効果と共に説明する。
【００４３】
まず、このレギュレータ２０を斜板ポンプに位置決めした状態で装着する。このとき、フィードバックレバー３６を斜板の角度を変化させるサーボピストンに連結する。
【００４４】
斜板ポンプの運転中は、その吐出圧力が入力ポート２１に導かれ、この吐出圧力は、圧力室３２内へ導かれている。このとき、付勢機構２８によってスプール２６が図中左方に付勢されているから、圧力室３２と出力ポート２３とは連通されておらず、吐出圧力はサーボピストン側へ導かれていない。
【００４５】
ここで、斜板ポンプの負荷が大きくなって吐出圧力が一定以上に大きくなった場合には、吐出圧力によってスプール２６が移動される。なぜなら、当該吐出圧力は圧力室３２に導かれているが、圧力室３２の端面は、スプール２６のランド２４，２５により区画されており、しかも、ランド２４の断面積の方がランド２５の断面積よりも大きく設定されているので、この面積差に応じた力がスプール２６に右方向に加わるからである。そして、この力が、バネ５２による弾性力を上まわった場合に、スプール２６が右方向へ移動する。
【００４６】
スプール２６が右方向へ移動すると、圧力室３２と出力ポート２３とが連通し、当該吐出圧力が上記サーボピストンに作用する。これにより、斜板ポンプの斜板の傾転角が変化する。
【００４７】
斜板の傾転角が変化すると同時に、上記サーボピストンには上記フィードバックレバー３６が連結されているから、サーボピストンの移動に応じてスリーブ３９が図中右方向に移動する。そうすると、ランド２４によってスリーブ３９の貫通孔４６が閉塞されることになり、その時点でサーボピストンの動作は停止する。その後、さらに吐出圧力が大きくなった場合には、再びスプール２６が移動して、圧力室３２内の吐出圧力を出力ポート２３を介してサーボピストンへと導くことができる。このようにして、吐出圧力に応じて、斜板の傾転角が制御されることになる。
【００４８】
このように本実施形態では、従来のようにスプールを移動させるための別部材を設けるのではなく、圧力室３２に導かれる斜板ポンプの吐出圧力とスプール２６の圧力室３２を区画する部分の面積差とによって、スプール２６がそれ自身で移動する。そして、かかるスプール２６の移動によって、上記入力ポート２１、圧力室３２および出力ポート２３が連通し、これにより、上記吐出圧力が斜板ポンプ側に導かれ、斜板の傾転角を変化させることができる。したがって、従来のレギュレータと比べて構造を簡単にして小型化および低廉化を実現することができる。
【００４９】
また、本実施形態では付勢機構２８を備えているから、常時においてスプール２６は、出力ポート２３と圧力室３２とを遮断するようになっている。したがって、本実施形態のように、吐出圧力が一定以上となったときに確実に斜板の角度を変えて、吐出流量を調整することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、圧力室３２を区画する部分の面積差を構成するために、スプール２６のランド２４，２５の直径を変えるというきわめて簡単な構造を採用しているから、確実なスプール２６の移動を実現することができると共に、レギュレータ２０の製造コストの上昇を抑えることができるという利点がある。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、圧力室に導かれる斜板ポンプの吐出圧力とスプールの圧力室を区画する部分の面積差によってスプールがそれ自身で移動し、かかるスプールの移動によって、斜板ポンプの吐出圧力を斜板ポンプ側に導いて斜板の傾転角を変化させるから、従来のようなスプールを移動させるための別部材を設ける必要がなく、構造を簡単にして小型化および低廉化を実現した斜板ポンプ用レギュレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る斜板ポンプ用レギュレータの構造を示す断面図である。
【図２】従来の斜板ポンプ用レギュレータの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２０  レギュレータ
２１  入力ポート
２２  パイロット機構
２３  出力ポート
２４  ランド
２５  ランド
２６  スプール
２８  付勢機構
３２  圧力室
３９  スリーブ
４５  貫通孔
４６  貫通孔
５１  当接部材
５２  バネ
５３  バネ座部材
【図１】
0003568510.tif 000002
【図２】
0003568510.tif 000003