特許 6688980 可変容量型ピストンポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6688980

(24)【登録日】2020年4月9日

(45)【発行日】2020年4月28日

(54)【発明の名称】可変容量型ピストンポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 1/30 20200101AFI20200421BHJP

   F04B 1/22 20060101ALI20200421BHJP

【ＦＩ】

   F04B1/30

   F04B1/22

【請求項の数】1

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-62274(P2016-62274)

(22)【出願日】2016年3月25日

(65)【公開番号】特開2017-172562(P2017-172562A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2019年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100156649

【弁理士】

【氏名又は名称】野原 淳史

(74)【代理人】

【識別番号】100158355

【弁理士】

【氏名又は名称】岡島 明子

(74)【代理人】

【識別番号】100192614

【弁理士】

【氏名又は名称】梅本 幸作

(72)【発明者】

【氏名】池生 慎一

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１７７７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１３３３２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ １／３０

Ｆ０４Ｂ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ本体と、
前記ポンプ本体に回転自在に支持された駆動軸と、
前記駆動軸とともに回転可能に前記ポンプ本体内で支持されたシリンダバレルと、
前記駆動軸と平行に摺動可能に前記シリンダバレルに挿入された複数のプランジャと、
前記複数のプランジャと摺接する平面を有するとともに、前記駆動軸に垂直な回転軸の軸周りに傾転可能に支持された斜板と、を有し、
前記複数のプランジャの合力によって前記斜板の傾転角を減少させる向きに前記斜板に傾転モーメントが作用する可変容量型ピストンポンプであって、
前記ポンプ本体内に組み込まれ、一端で前記斜板の傾転角を増大させる向きに前記斜板を押すばね部材と、
前記ばね部材の他端側に配置されたコントロールピストンと、
前記コントロールピストンを内部に摺動自在に設けるとともに前記ポンプ本体に嵌挿され、かつ前記ポンプ本体にねじで固定されたシリンダ本体と、
前記シリンダ本体に設けられ、前記シリンダ本体の内部に油を導入する横穴と、
前記コントロールピストンに設けられ、前記シリンダ本体の内部から前記シリンダ本体の外部かつ前記ポンプ本体の内部に油を導出する絞りと、を有し、
前記横穴から前記シリンダ本体と前記コントロールピストンとの間隙に流入した油の圧力で前記コントロールピストンが前記ばね部材に向かって摺動し、前記コントロールピストンによって前記横穴が遮蔽されて油の流入が減少するとともに前記絞りから油が漏れることにより前記コントロールピストンの位置が自動制御されることを特徴とする可変容量型ピストンポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は可変容量型ピストンポンプに関し、さらに詳細には、ポンプの吸収トルクが一定で制御される定馬力制御型ピストンポンプにおいて、外部からの信号や指令によって、
ポンプの吸収トルクを大幅に小さくし、エンジンなどポンプを駆動する原動機エンジンの負荷を軽減する可変容量型ピストンポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の可変容量型ピストンポンプは、ポンプの吸収馬力を制御するためのばね部材の反斜板側にピストンを設け、そのピストンを油圧力により該ばね部材の荷重を軽減せる向きに作動させ、該ばね部材の荷重（弾発力）を多段階に制御していた（例えば、特許文献１参照。）。
さらに、ピストンが前進しばね部材の弾発力を強くする
際の位置決め方法として、ばね部材の代わりのピストンを設け、その圧力を制御する技術や、機械的の位置決めすることが用いられている（例えば、特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４−１９４３７４号公報

【特許文献2】特許第５３４７５１２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１、２では圧力制御するための減圧弁要素が必要であり、圧力振動による不安定があるなどの問題がある。また、位置決め機構や調整機構が複雑となり、ポンプの大型化を招き、コストの上昇を招く要因になる。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、位置決め機構や調整機構を簡素化してポンプの大型化、コストの上昇幅を抑制することを特徴とする可変容量型ピストンポンプ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】

【0005】

前記課題を解決するために本発明は、ポンプ本体と、
前記ポンプ本体に回転自在に支持された駆動軸と、
前記駆動軸とともに回転可能に前記ポンプ本体内で支持されたシリンダバレルと、
前記駆動軸と平行に摺動可能に前記シリンダバレルに挿入された複数のプランジャと、
前記複数のプランジャと摺接する平面を有するとともに、前記駆動軸に垂直な回転軸の軸周りに傾転可能に支持された斜板と、を有し、
前記複数のプランジャの合力によって前記斜板の傾転角を減少させる向きに前記斜板に傾転モーメントが作用する可変容量型ピストンポンプであって、
前記ポンプ本体内に組み込まれ、一端で前記斜板の傾転角を増大させる向きに前記斜板を押すばね部材と、
前記ばね部材の他端側に配置されたコントロールピストンと、
前記コントロールピストンを内部に摺動自在に設けるとともに前記ポンプ本体に嵌挿され、かつ前記ポンプ本体にねじで固定されたシリンダ本体と、
前記シリンダ本体に設けられ、前記シリンダ本体の内部に油を導入する横穴と、
前記コントロールピストンに設けられ、前記シリンダ本体の内部から前記シリンダ本体の外部かつ前記ポンプ本体の内部に油を導出する絞りと、を有し、
前記横穴から前記シリンダ本体と前記コントロールピストンとの間隙に流入した油の圧力で前記コントロールピストンが前記ばね部材に向かって摺動し、前記コントロールピストンによって前記横穴が遮蔽されて油の流入が減少するとともに前記絞りから油が漏れることにより前記コントロールピストンの位置が自動制御されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、位置決め機構や調整機構を簡素化した可変容量型ピストンポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施の形態に係る可変容量型ピストンポンプが増馬力状態を示す略縦断面図である。

【図2】可変容量型ピストンポンプが減馬力状態を示す概略構造を示す略縦断面である。

【図3】本実施例における可変容量型ピストンポンプのポンプ流量とポンプ圧力の特性を示す関係図である。

【図4】図１のＡ矢視図を示す。

【図5】図１のＢ矢視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施の形態に係る可変容量型ピストンポンプ１０（以下、ピストンポンプ１０という）につき好適な実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１において、ピストンポンプ１０は、駆動軸１３と共に回転可能にポンプケーシング１１、ケーシング１２内に支持されたシリンダバレル１４と、前記シリンダバレル１４に軸方向に摺動可能に挿入された複数個のプランジャ１５の頭部（図示しない）、シュー１６及びシューホルダ２１を介して摺接可能にされ、かつ駆動軸１３の回転に対して相対回転不能にポンプケーシング１１、ケーシング１２に支持された斜板１８と、を備える。

【0009】

前記プランジャ１５は、駆動軸１３と直角（図１で紙面に対して垂直方向）に指向する回転軸１９を有する前記斜板１８に摺接し、駆動軸１３が１回転すると駆動軸１３の軸心方向にストロークする。そして、プランジャ１５の軸心方向の往復によるプランジャ室２０の容積変化とシリンダバレル１４に摺接するピストンポンプ１０を構成している。
前記斜板１８の回転軸１９は、前記プランジャ１５が摺接する斜板１８の平面３０の反プランジャ側に位置している。

【0010】

そして、前記プランジャ室２０の内圧による複数本のプランジャ１５による合力２５の中心は、図１において概ねプランジャ１５の球中心２６を通る直線２７と駆動軸１３との交点２８にあり、斜板１８のプランジャ１５が摺接する平面３０に垂直に作用する。そのため、複数本のプランジャ１５の合力２５により斜板１８の傾転角を減少せしめるモーメントの腕の長さ：ｌは、斜板１８の傾転角：αによって変化する。

【0011】

前記斜板１８の傾転角：αを減少させるモーメントに対抗し、駆動軸１３と並行に設けられたコントロールシリンダ３１が配置されている。このコントロールシリンダ３１はハウジング１２に例えば、ねじ機構により締結されたシリンダ本体３２と、該シリンダ本体３２に摺動自在に嵌挿されたコントロールピストン３３（以下、ピストン３３という）と、前記シリンダ本体３２に螺合し該シリンダ本体３２の可動位置を調整する調整ねじ部材３４と、を備える。前記シリンダ本体３２には半径方向に横穴３５が穿設され、パイロット油圧源４５に接続するソレノイドバルブ３６に連通している。

【0012】

よって、前記コントロールシリンダ３１の１７制御室はソレノイドバルブ３６のＯＮ／ＯＦＦによってパイロット圧力を導いたり抜いたり出来るようになっている。
二次圧力を調整することが可能なソレノイドバルブ３６の二次圧力を導くようになっている。
前記ピストン３３は二つのランド３７ａ，３７ｂが軸心方向に形成されており、ランド３７ａには絞り３８が軸心方向に形成され、ランド３７ｂには油路３９が軸心方向に形成されている。

【0013】

斜板１８の傾転角を変化させて該傾転角を制御してピストンポンプ１０の流量を制御する該斜板１８と一体になった可変部材４０は、斜板１８を回転軸１９の回りで駆動軸１３の軸心よりばね部材４１側にずれて傾転させる傾転面４２と、斜板１８と一体になったアーム４３と、ばね部材受け４４を介してポンプケーシング１１に対しアーム４３を押す前記ばね部材４１と、により構成される。

【0014】

コントロールシリンダ３１による斜板１８の傾転角：αを増大させる方向に作用するモーメントは、ばね部材４１の荷重とコントロールシリンダ３１と斜板１８の回転軸１９との距離；Lによって決定される為、ほぼ一定のモーメントを保つ。そのため、斜板１８の回転軸１９の位置、駆動軸１３とコントロールピストン３３の位置によって決定されるばね部材４１の荷重次第によって、図２に示す定馬力特性が得ることが出来る。

【0015】

本発明の実施の形態に係るピストンポンプ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図１は、増馬力状態を表し、図２は、減馬力状態を表しており、馬力設定のばね部材４１の荷重設定（ばね部材４１の弾発力）が小さい状態であり、調整ねじ部材３４によって設定されている。

【0016】

図２の状態で、パイロットをＯＮ、すなわちソレノイドバルブ３６をＯＮにすると、リシリンダ本体３２の横穴３５を通過した油は、ピストン３３の油路３９を通り、該ピストン３３の右端に導かれる。ピストン３３は、ばね部材４１の荷重（弾発力）２９（図１参照）に抗して左へ移動し、該ばね部材４１の荷重（弾発力）を強くする方向に移動する。
このため、ピストン３３が左行すると該ピストン３３が横穴３５を塞ぎ、ピストン３３右端の圧力は横穴３５から入る油量と絞り３８を通過してポンプケーシング１１内に漏れる油量のバランスする位置で位置決めされる。

【0017】

増馬力時のスプリング荷重、すなわちばね部材４１の弾発力は、シリンダ本体３２の位置によって決定するため、要求されるポンプ吸収トルク設定の調整のため、シリンダ本体３２は、ケーシング１２と該シリンダ本体３２との外周のねじによって結合され、調整ができるようになっている。

【符号の説明】

【0018】

１０ 可変容量型ピストンポンプ １１ ポンプケーシング
１２ ケーシング １３ 駆動軸
１４ シリンダバレル １７ 制御室
１８ 斜板 １９ 回転軸
２０ プランジャ室 ２５ 合力
２６ 球中心 ２７ 直線
２８ 交点 ２９ 荷重
３０ 平面 ３１ コントロールシリンダ
３２ シリンダ本体 ３３ コントロールピストン
３４ 調整ねじ部材 ３５ 横穴
３６ ソレノイドバルブ ３７ａ，３７ｂ ランド
３８ 絞り ３９ 油路
４０ 可変部材 ４１ ばね部材
４２ 傾転面 ４３ アーム
４４ ばね部材受け ４５ パイロット油圧源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】