(57)【要約】【課題】吐出量変更時の応答性を向上した可変容量ポンプの吐出量制御装置である。【解決手段】吐出量制御装置は、両側のピストン室１ａ、１ｂの差圧によりピストンが移動して、可変容量油圧ポンプの斜板等の容量性制御手段を駆動する傾転ピストン１と、該傾転ピストンの作動を制御するレギュレータ２とを備える。ポンプ運転時、常時、両ピストン室１ａ、１ｂをレギュレータ２のパイロットポート２ｃにつなげて、両ピストン室に制御圧力を導入しておき、吐出量変更時、レギュレータ２の切換で片側のピストン室をタンクポート２ｄにつなげて圧力を減圧させることにより、両ピストン室１ａ、１ｂに差圧を発生させてピストンを移動させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側のピストン室の差圧によりピストンが移動して可変容量油圧ポンプの容量制御手段を駆動し、前記ポンプの吐出量を変更する傾転ピストンと、吐出量変更時でない通常時は、制御圧力を前記傾転ピストンの両側のピストン室に導入しておき、吐出量の変更時、片側のピストン室の圧力を減圧させることにより、前記両側のピストン室に差圧を発生させる圧力制御装置とを備えたことを特徴とする可変容量油圧ポンプの吐出量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ等の車両走行用の油圧装置に用いる可変容量油圧ポンプの吐出量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクタの油圧走行装置に用いる可変容量油圧ポンプ、例えば斜板式油圧ポンプは、ポンプ斜板の傾転角度を変えることで油の吐出量を変更している。
【０００３】
その斜板の駆動に用いる傾転ピストン（傾転制御装置）１は、図４に示すように、ポンプ運転時、通常は、レギュレータ２の中立位置１２ｃで、両ピストン室１ａ、１ｂに接続したアクチュエータポート２ａ、２ｂをタンクポート２ｄに連結して、両ピストン室１ａ、１ｂをタンクポート２ｄにつなげ、両ピストン室１ａ、１ｂをタンク開放にしている。そして吐出量の変更時、レギュレータ２を手動で切換位置１２ａまたは１２ｂに切換て、アクチュエータポート２ａまたは２ｂをパイロットポート２ｃに連結して、両ピストン室１ａまたは１ｂをパイロットポート２ｃにつなげ、パイロット圧を片側のピストン室１ａまたは１ｂに導いて、両ピストン室１ａ、１ｂに差圧を発生させることにより、傾転ピストン１を移動させてポンプ斜板を所望角度に傾動するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の吐出量制御方式では、吐出量を変更する作動時、片側のピストン室にパイロット圧を導入することによって初めて圧力を導入するので、片側のピストン室の圧力が立上がって、傾転ピストンを移動する差圧が発生するようになるまでに時間を要し、傾転ピストンの応答性、したがってポンプの吐出量変更の応答性が悪い問題があった。
【０００５】
従って、本発明の課題は、吐出量変更時の応答性を向上した可変容量ポンプの吐出量制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の可変容量油圧ポンプの吐出量制御装置は、両側のピストン室の差圧によりピストンが移動して可変容量油圧ポンプの容量制御手段を駆動し、前記ポンプの吐出量を変更する傾転ピストンと、吐出量変更時でない通常時は、制御圧力を前記傾転ピストンの両側のピストン室に導入しておき、吐出量の変更時、片側のピストン室の圧力を減圧させることにより、前記両側のピストン室に差圧を発生させる圧力制御装置とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の吐出量制御装置によれば、可変容量油圧ポンプの運転時、常時、傾転ピストンの両側のピストン室に制御圧力を導入した状態にしておき、吐出量の変更時、片側のピストン室を減圧するようにしたので、吐出量の変更時に片側のピストン室に初めて制御圧力を導入するのとは違って、両ピストン室にピストンを移動する差圧を短時間に高い応答性で発生させることができ、応答性よくピストンを移動してポンプの容量制御手段を駆動し、吐出量を変更することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
【０００９】
図１は、本発明の可変容量油圧ポンプの吐出量制御装置における制御回路図であり、図２は、吐出量制御装置を示す断面図である。
【００１０】
図１において、符号１はばねセンタ型で複動シリンダ型の傾転ピストン（傾転制御装置）で、可変容量油圧ポンプの吐出量は、該油圧ポンプの斜板等の容量制御手段に機械的に連結された傾転ピストン１により制御され、該傾転ピストン１の作動制御は、そのピストン室１ａ、１ｂに手動式のサーボレギュレータ（圧力制御装置）２により、パイロットポンプ４から延びるパイロット流路５またはタンク６から延びるタンク流路７を接続することにより行われる。
【００１１】
サーボレギュレータ２は、図２に示すように、タンククローズドセンタ形の４ポート３位置手動切換弁で、スプール８と手動レバー３とフィードバックレバー９を備え、このレバー９の先端９ａを傾転ピストン１のロッド状のピストン、即ちピストンロッド１５に嵌着すると共に、該レバー９の途中にスプール８の一端に設けられたピンＢを結合し、さらにレバー９の基端部に設けられた長穴９ｂに手動レバー３のピンＡを嵌装した。レギュレータ２の２つのアクチュエータポート２ａ、２ｂは、それぞれ絞り１３ａ、１３ｂを介挿した流路１４ａ、１４ｂによりピストン室１ａ、１ｂに接続してある。
【００１２】
本発明では、可変容量油圧ポンプの運転時、レギュレータ２の中立位置１２ｃで、アクチュエータポート２ａ、２ｂをパイロットポート２ｃに連結し、常時、両ピストン室１ａ、１ｂをパイロットポート２ｃにつなげて、両ピストン室１ａ、１ｂにパイロット通路５を通ったパイロットポンプ４からの制御圧力を導入した状態にしておく。そして吐出量を変更する作動時、レギュレータ２を手動で切換位置１２ａまたは１２ｂに切り換えて、アクチュエータポート２ａまたは２ｂをタンクポート２ｄに連結し、片側のピストン室１ｂまたは１ａをタンクポート２ｄにつなげて減圧することにより、両ピストン室１ａ、１ｂに傾転ピストン１を駆動する差圧を発生させるようにした。
【００１３】
図２において、ポンプの吐出量を変更、例えば増加するために、レギュレータ２の操作レバー３を吐出量０の位置から反時計方向に回転した現在の位置からさらに同方向に回転すると、これに結合されたフィードバックレバー９が先端９ａを支点として反時計方向に揺動して傾斜し、ピンＢでレバー９に結合されたスプール８がばね１０の付勢力に抗して左方向に押されて、レギュレター２が図１の切換位置１２ａに切り換えられる。この状態で、アクチュエータポート２ａがパイロットポート２ｃに連結したまま、アクチュエータポート２ｂがパイロットポート２ｃとの連結を断たれて、スプール８の内部流路８ａを介してタンクポート２ｄに連結する。これにより、傾転ピストン１の右のピストン室１ｂがタンクポート２ｄにつながって減圧し、両ピストン室１ａ、１ｂに差圧が発生し、流路１４ａを通って左のピストン室１ａに入っているパイロットポンプからの油がピストンロッド１５を右方向に押し、右のピストン室１ｂの油がスプール８の内部流路８ａを経てタンクポート２ｄにつながる流路１４ｂに流出し、ピストンロッド１５がばね１６の付勢力に抗して右方向に移動する。
【００１４】
ピストンロッド１５が右方向へ移動すると、これに先端９ａが装着されたフィードバックレバー９がピンＡを支点にして反時計方向に揺動し、スプール８が右方向に移動してレギュレータ２が中立位置１２ｃになり、アクチュエータポート２ｂがパイロットポート２ｃと連結して、流路１４ｂを通ってパイロットポンプからの油が右のピストン室１ｂにも入って、右のピストン室１ｂの圧力が上昇し、両ピストン室１ａ、１ｂの差圧がばね１６の付勢力と釣り合った位置、つまり、初めに操作レバー３の回転で指定した吐出量に対応した位置で停止する。これにより、ピストンロッド１５に設けられたガイド１９および駆動ピン１８（図３）を介して、油圧ポンプの容量制御手段を指定した量だけ傾動してその位置で停止し、油圧ポンプの吐出量が指定された値に変更される。
【００１５】
なお、上記のピストンロッド１５が移動して釣り合い位置に停止する際、ピストンロッド１５は右方向、左方向への移動を極短時間に何度か繰り返して釣り合い位置に収束する。即ち、ピストンロッド１５の右方向への移動でレギュレータ２が中立位置１２ｃになって、右のピストン室１ｂの圧力が上昇すると、初め右のピストン室１ｂの圧力は過剰に高くなって、両ピストン室１ａ、１ｂの差圧がばね１６の付勢力に相当する圧力を下回り、ピストンロッド１５が左方向に移動して、フィードバックレバー９の揺動によりスプール８が左方向に移動し、レギュレータ２が切換位置１２ａに戻って右のピストン室１ｂが減圧する。そして再度、ピストンロッド１５が右方向へ移動して、フィードバックレバー９の揺動によりスプール８が右方向に移動し、レギュレータ２が中立位置１２ｃになり、右のピストン室１ｂの圧力が上昇する。このようなピストンロッド１５の移動を繰り返して、釣り合い位置で止まる。
【００１６】
上記の吐出量の位置から操作レバー３を反時計方向にさらに回転すれば、ピストンロッド１５が再度右方向に移動して、油圧ポンプの容量制御手段の傾動量が増し、ポンプの吐出量が増加される。
【００１７】
逆に、その位置から操作レバー３を時計方向に回転すれば、フィードバックレバー９の時計方向の揺動によりスプール８が右方向に移動し、レギュレータ２が中立位置１２ｃから切換位置１２ｂに変わって、アクチュエータポート２ａがタンクポート２ｄに連結し、左のピストン室１ａが減圧して、両ピストン室１ａ、１ｂに差圧が発生し、ピストンロッド１５が左方向に移動して、フィードバックレバー９が時計方向に揺動し、スプール８が左方向に移動してレギュレータ２が中立位置１２ｃになる。そして、アクチュエータポート２ａがパイロットポート２ｃと連結して、流路１４ａを通ってパイロットポンプからの油が左のピストン室１ａにも入って、左のピストン室１ａの圧力が上昇し、両ピストン室１ａ、１ｂの差圧がばね１６の付勢力と釣り合った位置で停止する。これにより、油圧ポンプの容量制御手段は、上記とは逆方向に傾動してその位置で停止し、油圧ポンプの吐出量が指定された値に減少される。
【００１８】
また、操作レバー３を吐出量０に対応する位置を経てさらに時計方向に回転すれば、油圧ポンプの容量制御手段が傾き角度０°を過ぎて反対側に傾き、指定した吐出量で逆方向に油を吐出するように変更される。
【００１９】
可変容量油圧ポンプの構造は、斜板式や斜軸式等の任意であるが、本実施の形態では、斜板式可変容量油圧ポンプとした。本発明の吐出量制御装置を組み込んだ斜板式可変容量油圧ポンプ装置を図３に示す。本油圧ポンプ装置は、ポンプケース２１内に油圧ポンプ３０と傾転ピストン１とを備え、ポンプケース２１の外側にサーボレギュレータ２等を収容した小型の制御ケース４０を備える。
【００２０】
油圧ポンプ３０は、図示しない原動機で回転される駆動軸２０をポンプケース２１およびその蓋体２２内に軸受け２３ａ、２３ｂで回転自在に軸支し、シリンダ孔を周方向に等間隔で開設したシリンダブロック２４を駆動軸２０にスプライン結合して、各シリンダ孔にピストン２５を出没自在に収容している。各ピストン２５は球状の頭部を段付きシュー２６に首振り自在に嵌着され、駆動軸２０に遊嵌されたリング状の押し板２７およびこれを付勢するシリンダブロック２４内のばね等の加圧手段により、段付きシュー２６をシリンダブロック２４に対向配置された斜板３２に押圧して、各ピストン２５を斜板３２の周方向に摺動自在に支持している。
【００２１】
シリンダブロック２４は、蓋体２２に固定された弁板２８により一端を摺動自在に支持されている。弁板２８には周方向上の２つの位置にシリンダ孔に連通する流路が形成され、蓋体２２には弁板２８の２つの流路に連通する流入路２９ａおよび流出路２９ｂが設けられている。蓋体２２にはさらに弁板２８から突出した駆動軸２０の部分に、チャージポンプ３７が装備されている。
【００２２】
斜板３２は、半月形の側面を有する蒲鉾型の支持部３３を背面部として、その支持部３３の円形の表面部として一体に設けられている。斜板３２を含む支持部３３の中心には、駆動軸２０が貫通すると共に駆動軸２０に対する支持部３３の傾斜を許容する穴部３４が形成されている。支持部３３の外面は駆動軸２０を挟んだ両側の部分が帯状に若干膨出しており、この支持部３３外面の２つの膨出部をポンプケース２１に取り付けた支持台部３５の円弧状凹部内に固定されているメタルガイド板３６、３６に当接させることにより、斜板３２が駆動軸２０と直交し、図３の紙面に平行な軸線回りに揺動自在に設置されている。
【００２３】
ピストンロッド１５には、フィードバックレバー９と９０度をなす位置にスリット溝を案内として図の左右方向に摺動自在なガイド１９が設けられ、このガイド１９に駆動ピン１８の一端が嵌合されている。駆動ピン１８の他端は、斜板３２の一方の支持部３３の側部に穿設した盲孔１８ａに圧入して、斜板３２に取り付けられている。
【００２４】
図２においてピストンロッド１５が右方向に移動して、駆動ピン１８が図３の紙面の手前方向に向けて前進すると、斜板３２の支持部３３が駆動軸２０に直交する軸線回りに紙面の手前側に揺動して、斜板３２は手前側の半部がシリンダブロック２４に近づく方向に傾斜する。逆にピストンロッド１５が左方向に移動して、駆動ピン１８が紙面の奧側方向に向けて後退すると、前記の軸線回りに紙面の奧側に揺動して、斜板３２は上記とは逆に手前側の半部がシリンダブロック２４から離間する方向に傾斜する。
【００２５】
ポンプケース２１外側の制御ケース４０には、上記した手動レバー３、サーボレギュレータ１２、フィードバックレバー９および必要な流路が設けてある。制御ケース４０内には、操作軸３８が回転自在かつ紙面に垂直方向にフロート可能に設置され、この操作軸３８の上端に手動レバー３を固定し、操作軸３８の下端の回転中心から偏心した位置にピンＡを設け、前述したように、ピンＡをフィードバックレバー９の基端の長穴９ｂに嵌装させている。フィードバックレバー９の先端９ａは、傾転ピストン１のピストンロッド１５に嵌着すると共に、該フィードバックレバー９の途中をスプール８の一端のピンＢが結合する。そして手動レバー３を操作することにより、上記した油圧ポンプ装置２０の斜板３２の傾転制御が行われる。
【００２６】
以上のように、本発明の吐出量制御装置によれば、可変容量油圧ポンプの運転時、常時、両ピストン室１ａ、１ｂをパイロットポート２ｃにつなげて、両ピストン室１ａ、１ｂに制御圧力を導入した状態にしておき、吐出量の変更時、片側のピストン室１ｂまたは１ａをタンクポート２ｄにつなげて減圧するようにしたので、吐出量の変更時に片側のピストン室に初めて制御圧力を導入するのとは違って、両ピストン室１ａ、１ｂにピストンロッド１５を移動する差圧を短時間に高い応答性で発生させることができ、ピストンロッド１５を応答性よく移動して油圧ポンプの容量制御手段である斜板３２を傾動し、吐出量を変更することができる。
【００２７】
以上の実施の形態では、吐出量制御装置は斜板式の可変容量油圧ポンプに適用した場合を示したが、本発明の吐出量制御装置は斜軸式の可変容量油圧ポンプにも適用でき、同様な効果を奏する。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の吐出量制御装置によれば、ポンプ運転時、常時、傾転ピストンの両側のピストン室に制御圧力を導入した状態にしておき、吐出量の変更時、片側のピストン室を減圧するようにしたので、両側のピストン室にピストンを移動する差圧を短時間に高い応答性で発生させてピストンを移動し、応答性よくポンプの吐出量を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変容量油圧ポンプの吐出量制御装置における制御回路を示す図である。
【図２】図１の吐出量制御装置を示す断面図である。
【図３】図２の吐出量制御装置を組み込んだ斜板式可変容量油圧ポンプ装置を示す断面図である。
【図４】従来の可変容量油圧ポンプの吐出量制御装置における制御回路を示す図である。
【符号の説明】
１    傾転ピストン
１ａ、１ｂ  ピストン室
２    サーボレギュレータ
２ａ、２ｂ  アクチュエータポート
２ｃ  パイロットポート
２ｄ  タンクポート
３    操作レバー
８    スプール
９    フィードバックレバー
１５  ピストンロッド
１８  ピン
１９  ガイド
３０  油圧ポンプ
３２  斜板
３３  支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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