サーボレギュレータ
【課題】サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスを低減する。
【解決手段】制御スプール４０、５０と同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダ４６、５６と、このスプリングホルダ４６、５６と各制御スプール４０、５０との間に圧縮して介装されるフィードバックスプリングと、この各フィードバックスプリングに抗して各制御スプール４０、５０を軸方向に駆動する２つの比例ソレノイド２、３と、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴って各スプリングホルダ４６、５６を軸方向に移動する１つのフィードバックリンク９０とを備える。
【解決手段】制御スプール４０、５０と同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダ４６、５６と、このスプリングホルダ４６、５６と各制御スプール４０、５０との間に圧縮して介装されるフィードバックスプリングと、この各フィードバックスプリングに抗して各制御スプール４０、５０を軸方向に駆動する２つの比例ソレノイド２、３と、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴って各スプリングホルダ４６、５６を軸方向に移動する１つのフィードバックリンク９０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動油圧によってサーボピストンが軸方向に移動するサーボレギュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば建設機械や作業機械に設けられる可変容量形の斜板式ピストンポンプは、ピストンポンプから吐出される油圧を制御するため、サーボレギュレータを介してピストンポンプの斜板を傾転させるようになっている。
【０００３】
この種のサーボレギュレータは、斜板の傾転角を制御する方法として、斜板の動きを機械的にフィードバックするメカニカルフィードバック制御方法と、ポテンショメータ等によって検出される斜板の傾転角を目標値に近づける電気的なフィードバック制御方法とがある。
【０００４】
車両の走行モータに作動油を給排する静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）に使われるピストンポンプには、信頼性の高いメカニカルフィードバック制御方法が多く用いられている。
【０００５】
この種のサーボレギュレータとして、特許文献１には、ピストンポンプの斜板を２方向に傾転させ、ピストンポンプの押しのけ容積と吐出方向が変えられるものが開示されている。
【０００６】
このサーボレギュレータは、１本のパイロットスプールの両端部に２つの比例ソレノイドがそれぞれ連結され、１本の制御スプールの両端部（ピストン）によって２つの圧力室が画成され、パイロットスプールを介して各圧力室に導かれるパイロット圧力により、制御スプールを作動させている。メカニカルフィードバック制御を行う機構として、制御スプールの外周から径方向に突出するピンと、このピンに係合する対のリンクと、各リンクの間に介装されるスプリングとを備え、これらを介してサーボピストンの動きが制御スプールに伝えられる。
【０００７】
また、他の機構として、制御スプールの両端部に推力を付与する２つの比例ソレノイドが設けられているものもある。
【０００８】
いずれの方式にせよ、制御スプールはサーボピストンの軸方向の位置に応じたスプリングの付勢力と比例ソレノイドの励磁力とが釣り合う位置に移動し、サーボピストンの軸方向の位置を制御し、予め設定された斜板の傾転角が得られるようになっている。
【特許文献１】ＵＳＰ４，７５６，１５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来のサーボレギュレータにあっては、リンクが制御スプールの外周から突出したピンに駆動力を付与する構造のため、制御スプールに曲げ荷重が働き、制御スプールが円滑に摺動することができず、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスが大きくなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、作動油圧によってサーボピストンが軸方向に移動するサーボレギュレータであって、サーボピストンを移動させる油圧が導かれる油圧室と、この油圧室に導かれる油圧をその軸方向の位置に応じて調節する制御スプールと、この制御スプールと同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダと、このスプリングホルダと制御スプールとの間に圧縮して介装されるフィードバックスプリングと、このフィードバックスプリングに抗して制御スプールを軸方向に駆動する比例ソレノイドと、サーボピストンが軸方向に移動するのに伴ってスプリングホルダを押すことによってフィードバックスプリングを収縮させるフィードバックリンクとを備え、サーボピストンの軸方向の位置に応じてフィードバックスプリングの付勢力と比例ソレノイドの励磁力とが釣り合う位置に制御スプールが移動する構成としたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、フィードバックリンクがスプリングホルダを軸方向に押して移動させ、フィードバックスプリングを伸縮させることにより、フィードバックリンクからの力が制御スプールに直接働かないため、制御スプールに曲げ荷重が働くことがなく、制御スプールのフリクションが低減される。これにより、制御スプールの摺動が円滑に行われ、制御スプールによってサーボピストンに導かれる作動油圧の制御が的確に行われ、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すポンプ１０は、例えば車両の走行モータに作動油を給排する静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）に用いられる。
【００１５】
図１は、サーボレギュレータ２０及びポンプ１０の横断面図であり、図２は、サーボレギュレータ２０の縦断面図であり、図１は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１６】
可変容量斜板式のポンプ１０は、ポンプハウジング１１に一対のトラニオン軸１３によって傾転可能に支持された斜板１２を備え、シリンダブロック１４が斜板１２に対して回転駆動される。シリンダブロック１４には図示しないシャフトを介してエンジンの回転が伝達される。
【００１７】
シリンダブロック１４には複数のシリンダが周方向に並んで設けられ、各シリンダにピストンが摺動可能に介装される。各ピストンと各シリンダの間に容積室が画成され、シリンダブロック１４が回転するのに伴って各容積室が吸込ポートと吐出ポートとに交互に連通する。
【００１８】
シリンダブロック１４の１回転につき、各ピストンがシリンダを１回往復動する。ピストンとシリンダ間の容積室が拡張する吸込行程では、作動油が吸込ポートを通って容積室に吸込まれる。容積室が収縮する吐出行程では、容積室から作動油が吐出ポートを通って吐出される。
【００１９】
シリンダブロック１４の回転軸Ｏに対する斜板１２の傾転角度が変えられることによりポンプ１０の押しのけ容積が変化する。こうしてポンプ１０の作動油吐出量が増減することにより、走行モータの回転速度が変えられる。
【００２０】
シリンダブロック１４の回転軸Ｏに対して斜板１２が直交する傾転角度が０°となる中立位置にあると、ポンプ１０の作動油吐出量が０となり、走行モータの回転が停止される。
【００２１】
ポンプ１０は、二方向吐出式のものであり、シリンダブロック１４の回転軸Ｏに対する斜板１２の傾転方向を切換えることにより作動油の吸込みと吐出が行われるポートが切換えられる。こうしてポンプ１０の作動油吐出方向が切換えられることにより、走行モータの回転方向が切換えられ、車両の前進と後進が切換えられる。
【００２２】
サーボレギュレータ２０は、ポンプ１０の作動油吐出量と作動油吐出方向を図示しないコントローラから出力される駆動電流に比例する力を発生させる。
【００２３】
図２に示すように、サーボレギュレータ２０は、作動油圧により斜板１２を傾転駆動するサーボピストン３０と、このサーボピストン３０に導かれる作動油圧を調節する対の制御スプール４０、５０と、各制御スプール４０、５０を駆動電流によって変位させる比例ソレノイド２、３と、サーボピストン３０の変位を各制御スプール４０、５０に伝達するフィードバックリンク９０とを備える。
【００２４】
サーボピストン３０の変位をポンプ１０の斜板１２に伝える伝達機構として、サーボピストン３０に係合するスライドメタル２２と、このスライドメタル２２の変位によって斜板１２を回動する操作アーム２３とを備える。
【００２５】
操作アーム２３は、その基端部が斜板１２のトラニオン軸１３に固定して連結される。これにより、操作アーム２３が斜板１２と共に回動する。
【００２６】
スライドメタル２２は、操作アーム２３の先端部にピン２４を介して回動可能に連結され、サーボピストン３０の中央に形成される環状の凹部３１に係合する。これにより、サーボピストン３０が移動するのに伴って、スライドメタル２２がサーボピストン３０と共に移動し、操作アーム２３がスライドメタル２２と共に回動する。
【００２７】
図２はサーボピストン３０が中立位置にある状態を示しており、この中立状態において、斜板１２は傾転角度が０°となる中立位置にある。これにより、ポンプ１０の吐出量が零となり、走行モータは回転駆動されない。
【００２８】
サーボピストン３０が中立位置から図２において左方向に移動すると、スライドメタル２２がサーボピストン３０と共に左方向に変位するのに伴って、操作アーム２３が左まわり方向に回動し、斜板１２が一方に傾転する。これにより、走行モータが正転して車両を前進させる。
【００２９】
サーボピストン３０が中立位置から図２において右方向に移動すると、スライドメタル２２がサーボピストン３０と共に右方向に変位するのに伴って、操作アーム２３が右まわり方向に回動し、斜板１２が他方に傾転する。これにより、走行モータが逆転して車両を後進させる。
【００３０】
サーボレギュレータ２０のケーシング２５は、サーボピストン３０が摺動可能に介装されるサーボシリンダ２６が形成され、このサーボシリンダ２６の両端を閉塞するカバー２７、２８が締結される。このサーボシリンダ２６にはサーボピストン３０と各カバー２７、２８の間に油圧室３２、３３がそれぞれ画成される。
【００３１】
サーボピストン３０を中立位置に保持するように付勢する２本のリターンスプリング３４、３５が設けられる。一方のカバー２７にロッド３６が締結され、このロッド３６に対の第一、第二リテーナ３７、３８が摺動可能に嵌合し、この第一、第二リテーナ３７、３８間に各リターンスプリング３４、３５が圧縮して介装される。
【００３２】
図２に示すように、サーボピストン３０が中立位置にあるとき、第一リテーナ３７はストッパーリング４０に当接するとともに、第二リテーナ３８はサーボピストン３０のストッパー面３９に当接する。
【００３３】
第一、第二リテーナ３７、３８の間隔は、ストッパーリング４０とストッパー面３９の間隔と略等しくなるように調整され、サーボピストン３０のガタツキがでないようにする。
【００３４】
サーボピストン３０の中立位置調整は、カバー２７に対するロッド３６の締結位置を調整することによって行われる。
【００３５】
サーボピストン３０が中立位置から図２において左方向に移動すると、第二リテーナ３８がロッド３６に対して摺動してストッパーリング４０から離れることによって、リターンスプリング３４、３５の付勢力がサーボピストン３０に対して右方向のみに働き、サーボピストン３０が中立位置に戻される力となる。
【００３６】
一方、サーボピストン３０が中立位置から図２において右方向に移動すると、第一リテーナ３７がロッド３６に対して摺動してストッパー面３９から離れることによって、リターンスプリング３４、３５を圧縮してサーボピストン３０を図２において左方向のみに付勢し、サーボピストン３０が中立位置に戻される力となる。
【００３７】
ケーシング２５に形成された穴にスリーブ６０、７０が圧入して介装され、このスリーブ６０、７０に各制御スプール４０、５０が摺動可能に挿入される。円筒状のスリーブ６０、７０は互いに同軸上に配置される。
【００３８】
なお、これに限らず、各制御スプール４０、５０がケーシング２５に形成された穴に直接に挿入される構造としてもよい。
【００３９】
フィードバックリンク９０は、ピン９１を介してケーシング２５に回動可能に連結される。これにより、フィードバックリンク９０は、ピン９１の中心点ｅ（図４参照）を中心として回動するように支持される。
【００４０】
操作アーム２３にはピン２９が固定され、フィードバックリンク９０の基端部にこのピン２９に係合する凹部９２が形成される。これにより、操作アーム２３が斜板１２と共に回動すると、ピン２９を介してフィードバックリンク９０が同方向に回動するようになっている。
【００４１】
フィードバックリンク９０の動きを各制御スプール４０、５０に伝えるため、フィードバックリンク９０の回動先端部と各制御スプール４０、５０との間に、各フィードバックスプリング４５、５５と各スプリングホルダ４６、５６とがそれぞれ介装される。
【００４２】
ケーシング２５に穴４７、５７が形成され、この各穴４７、５７にスプリングホルダ４６、５６が摺動可能に挿入される。
【００４３】
各穴４７、５７は、図４に示すように、同一の中心線ｃ上に形成され、各スプリングホルダ４６、５６が同一軸上に配置される。
【００４４】
各スプリングホルダ４６、５６は、有底円筒状に形成され、その内側に各フィードバックスプリング４５、５５の端部が収容される。
【００４５】
各スプリングホルダ４６、５６はフィードバックリンク９０に対峙する端面４９、５９を有し、各端面４９、５９から膨出した凸面４８、５８を有する。各端面４９、５９と各凸面４８、５８は中心線ｃと直交する平面状に形成される。
【００４６】
フィードバックリンク９０の回動先端部に各スプリングホルダ４６、５６に係合するカム部９３が形成される。
【００４７】
カム部９３は、フィードバックリンク９０の回動先端部に円盤状に形成され、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に当接する部位が点ｄを中心とする円筒面状に形成される。これにより、カム部９３は、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に線状に当接し、カム部９３及び各凸面４８、５８の磨耗を抑えられる。
【００４８】
なお、これに限らず、カム部９３は、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に当接する部位を点ｄを中心とする球面状に形成してもよい。この場合、カム部９３は、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に点状に当接する。
【００４９】
図４に示すように、カム部９３は点ｄを中心とする円弧状の断面形を持ち、このカム部９３の中心点ｄはフィードバックリンク９０がピン９１を中心点ｅに回動するのに伴って各スプリングホルダ４６、５６の中心線ｃと交差するように配置される。
【００５０】
図４に実線で示すように、フィードバックリンク９０が中立位置にある状態において、カム部９３の中心点ｄは各スプリングホルダ４６、５６の中心線ｃより距離ａだけ図４において下方に位置する。
【００５１】
図４に２点鎖線で示すように、フィードバックリンク９０が最大ストロークにて回動する状態（斜板１２の最大傾転時）において、カム部９３の中心点ｄは各スプリングホルダ４６、５６の中心線ｃより距離ｂだけ図４において上方に位置する。
【００５２】
上記の距離ａと距離ｂとが略等しくなるように各部の寸法を設定し、フィードバックリンク９０が各スプリングホルダ４６、５６を移動させるとき、カム部９３は各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８の中央部に摺接する構成とする。
【００５３】
これにより、各スプリングホルダ４６、５６に働く曲げ荷重を小さくし、各スプリングホルダ４６、５６がケーシング２５の各穴４７、５７に摺接する際に生じるフリクションを低減することができる。
【００５４】
図１に示すように、ケーシング２５にはストッパーピン９７が固定して取り付けられ、このストッパーピン９７は各スプリングホルダ４６、５６の間に設けられる。このストッパーピン９７が各スプリングホルダ４６、５６の端面４９、５９に当接することによって、各スプリングホルダ４６、５６のストロークが規制され、各スプリングホルダ４６、５６がフィードバックリンク９０の中立位置を超えて移動しないようになっている。
【００５５】
図４に実線で示すように、フィードバックリンク９０が中立位置にある状態において、各スプリングホルダ４６、５６の端面４９、５９がストッパーピン９７に当接するとともに、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８がカム部９３に当接する。
【００５６】
図４に２点鎖線で示すように、フィードバックリンク９０が一方に回動するのに伴って、スプリングホルダ５６の端面５９がストッパーピン９７から離れるとともに、カム部９３がスプリングホルダ４６の凸面４８から離れる。
【００５７】
逆に、フィードバックリンク９０が他方に回動するのに伴って、スプリングホルダ４６の端面４９がストッパーピン９７から離れるとともに、カム部９３がスプリングホルダ５６の凸面５８から離れる。
【００５８】
各制御スプール４０、５０の基端部は各比例ソレノイド２、３のプランジャ９に当接する。各比例ソレノイド２、３は図示しないコントローラからリード線６、７を介して送られる電流によって生じる励磁力により、プランジャ９が各制御スプール４０、５０を各フィードバックスプリング４５、５５に抗して移動させる。
【００５９】
サーボピストン３０を駆動する油圧源として、油圧源ポンプ４が設けられる。この油圧源ポンプ４の吐出圧が各制御スプール４０、５０によってサーボピストン３０の各油圧室３２、３３に選択的に導かれることにより、サーボピストン３０が各リターンスプリング３４、３５に抗して移動するようになっている。
【００６０】
各制御スプール４０、５０は、各油圧室３２、３３に油圧源ポンプ４の吐出圧を導く作動ポジションと、各油圧室３２、３３にタンク５のドレン圧を導くドレンポジションと、各油圧室３２、３３を閉塞する閉塞ポジションとに切換えられる。
【００６１】
図３に示すように、各スリーブ６０、７０は、油圧源ポンプ４に連通するポート６１、７１と、各油圧室３２、３３に連通するポート６２、７２と、タンク５に連通するポート６３、７３とを有する。
【００６２】
各制御スプール４０、５０は、それぞれの外周面に対して環状に窪むグルーブ４１、５１を有する。
【００６３】
各グルーブ４１、５１は、作動ポジションにて各ポート６１、７１と各ポート６２、７２とを連通して油圧源ポンプ４の吐出圧を各油圧室３２、３３に導き、ドレンポジションにて各ポート６１、７１と各ポート６３、７３とを連通してタンク５のドレン圧を各油圧室３２、３３に導く。
【００６４】
以上のように構成されて、サーボレギュレータ２０の動作について説明する。
【００６５】
車両の走行停止時、各比例ソレノイド２、３が非通電状態にあり、各比例ソレノイド２、３のプランジャ９の推力は零となる。
【００６６】
これにより、図２、図３に示すように、各制御スプール４０、５０がフィードバックスプリング４５、５５に押され、ドレンポジションに保持される。
【００６７】
これにより、各油圧室３２、３３にタンク５のドレン圧が導かれ、サーボピストン３０がリターンスプリング３４、３５の付勢力によってストッパーピン９７に当接する中立位置に保持され、斜板１２の傾転角度が０°となる中立位置に保持されるとともに、フィードバックリンク９０が各スプリングホルダ４６、５６の間に挟まれる中立位置に保持される。
【００６８】
車両の前進時、一方の比例ソレノイド３が通電され、制御スプール５０が比例ソレノイド３のプランジャ９に押されて作動ポジションに切換わる。
【００６９】
これにより、油圧室３３に油圧源ポンプ４の吐出圧が導かれ、サーボピストン３０がリターンスプリング３４、３５の付勢力に抗して中立位置から図２において左方向に移動し、斜板１２が傾転するとともに、フィードバックリンク９０が中立位置から図２において左まわり方向に回動し、図４に２点鎖線で示す位置となる。
【００７０】
こうして、フィードバックリンク９０が回動するのに伴って、カム部９３がスプリングホルダ５６を図２において右方向に移動してフィードバックスプリング５５を圧縮する。やがて、フィードバックスプリング５５の付勢力と比例ソレノイド３の励磁力が釣り合うことにより、各制御スプール５０が油圧室３３を閉塞する閉塞ポジションに切換えられ、サーボピストン３０の移動が停止される。
【００７１】
車両の後進時、他方の比例ソレノイド２が通電され、制御スプール４０が比例ソレノイド２のプランジャ９に押されて作動ポジションに切換わる。
【００７２】
これにより、油圧室３２に油圧源ポンプ４の吐出圧が導かれ、サーボピストン３０がリターンスプリング３４、３５の付勢力に抗して中立位置から図２において右方向に移動し、斜板１２が逆方向に傾転するとともに、フィードバックリンク９０が中立位置から図２において右まわり方向に回動する。
【００７３】
こうして、フィードバックリンク９０が回動するのに伴って、カム部９３がスプリングホルダ４６を図２において左方向に移動してフィードバックスプリング４５を圧縮する。やがて、フィードバックスプリング４５の付勢力と比例ソレノイド２の励磁力が釣り合うことにより、制御スプール４０が油圧室３２を閉塞する閉塞ポジションに切換えられ、サーボピストン３０の移動が停止される。
【００７４】
このようにして、サーボレギュレータ２０は、各比例ソレノイド２、３の駆動電流によってサーボピストン３０の移動方向と停止位置とが変えられ、車両の前進、後進を切換えるとともに、車両の走行速度を調節する。
【００７５】
以上のように、ポンプ１０は２方向吐出タイプのものであり、かつサーボレギュレータ２０はサーボピストン３０が軸方向について中立位置から両方向に移動するものであるが、これに限らず、ポンプ１０を１方向吐出タイプのものとし、かつサーボピストン３０が軸方向について中立位置から一方向のみに移動する構成としてもよい。その場合、例えば、サーボレギュレータ２０に設けられる油圧室３３、制御スプール５０、フィードバックスプリング５５、スプリングホルダ５６等が廃止される。
【００７６】
本実施形態では、作動油圧によってサーボピストン３０が軸方向に移動するサーボレギュレータ２０であって、サーボピストン３０を移動させる油圧が導かれる油圧室３２と、この油圧室３２に導かれる油圧をその軸方向の位置に応じて調節する制御スプール４０と、この制御スプール４０と同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダ４６と、このスプリングホルダ４６と制御スプール４０との間に圧縮して介装されるフィードバックスプリング４５と、このフィードバックスプリング４５に抗して制御スプール４０を軸方向に駆動する比例ソレノイド２と、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴ってスプリングホルダ４６を押すことによってフィードバックスプリング４５を収縮させるフィードバックリンク９０とを備え、サーボピストン３０の軸方向の位置に応じてフィードバックスプリング４５の付勢力と比例ソレノイド２の励磁力とが釣り合う位置に制御スプール４０が移動する構成としたため、フィードバックリンク９０がスプリングホルダ４６を軸方向に移動してフィードバックスプリング４５を伸縮させることにより、フィードバックリンク９０からの力が制御スプール４０に直接働かないため、制御スプール４０に働く曲げ荷重が働くことがなく、制御スプール４０のフリクションが低減される。こうして、制御スプール４０の摺動が円滑に行われることにより、制御スプール４０を介して調節される作動油圧によってサーボピストン３０の移動が的確に制御され、サーボレギュレータ２０の制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【００７７】
本実施形態では、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴ってフィードバックリンク９０が回動する構成とし、フィードバックリンク９０の回動先端部にスプリングホルダ４６の端面４８を押すカム部９３を形成したため、フィードバックリンク９０が回動して各スプリングホルダ４６を移動するとき、カム部９３がスプリングホルダ４６の端面４８に摺接して押し、スプリング４５を介して制御スプール４０が押されることにより、制御スプール４０に働く曲げ荷重を小さくし、制御スプール４０のフリクションが低減される。こうして、制御スプール４０の摺動が円滑に行われることにより、サーボレギュレータ２０の制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【００７８】
本実施形態では、カム部９３は点ｄを中心とする円弧状の断面形を持ち、フィードバックリンク９０が回動するのに伴ってカム部９３の中心点ｄがスプリングホルダ４６の中心線ｃと交差するように配置したため、カム部９３がスプリングホルダ４６の中心線ｃに沿ってスプリングホルダ４６を押すことにより、偏心量を小さくでき、スプリングホルダ４６に働く曲げ荷重を小さくし、スプリングホルダ４６のフリクションが低減される。こうして、スプリングホルダ４６の摺動が円滑に行われることにより、サーボレギュレータ２０の制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【００７９】
本実施形態では、サーボピストン３０を軸方向について中立位置から両方向に移動させる油圧が導かれる２つの油圧室３２、３３と、各油圧室３２、３３に導かれる油圧をそれぞれの軸方向の位置に応じて調節する２つの制御スプール４０、５０と、この各制御スプール４０、５０と同軸上に摺動可能に支持される２つのスプリングホルダ４６、５６と、この各スプリングホルダ４６、５６と各制御スプール４０、５０との間に圧縮して介装される２つのフィードバックスプリング４５、５５と、この各フィードバックスプリング４５、５５に抗して各制御スプール４０、５０を軸方向に駆動する２つの比例ソレノイド２、３と、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴って各スプリングホルダ４６、５６を軸方向に移動する１つのフィードバックリンク９０とを備えたため、ポンプ１０の吐出方向を切換えられる。
【００８０】
本実施形態では、中立位置にて各スプリングホルダ４６、５６を当接させて各スプリングホルダ４６、５６のストローク範囲を規制するストッパーピン９７を備えたため、各スプリングホルダ４６、５６が互いに干渉することなく、スプリングホルダ４６の摺動が円滑に行われる。
【００８１】
本実施形態では、各制御スプール４０、５０がそれぞれ独立して設けられているため、中立位置にて各油圧室３２、３３にドレン圧を導く構成にすることが可能となる。このため、従来の１本の制御スプールを備える場合に必要であった制御スプール中立位置調整が不要となる。
【００８２】
また、上記構成により、各制御スプール４０、５０と同軸上に配置する精度を低くすることが可能となり、各制御スプール４０、５０を各スリーブ６０、７０を介してケーシング２５に収容することができる。
【００８３】
本実施形態では、各制御スプール４０、５０を収容するケーシング２５を備え、このケーシング２５に各制御スプール４０、５０が摺動可能に挿入される２つのスリーブ６０、７０を介装し、各スリーブ６０、７０に各ポート６１〜６３、７１〜７３を形成したため、各ポート６１〜６３、７１〜７３の加工精度を高めてサーボレギュレータ２０の性能を確保することが容易になるとともに、ケーシング２５の油通路に対して要求される加工精度が低くなり、製品のコストダウンがはかれる。
【００８４】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明のサーボレギュレータは、可変容量形斜板式ピストンポンプの斜板を駆動するものに限らず、可変容量形斜板式ピストンモータの斜板をを駆動するものや、他の機械、設備等を駆動するものに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態を示し、図２のＡ−Ａ線に沿うサーボレギュレータ及びポンプの横断面図。
【図２】同じくサーボレギュレータの断面図。
【図３】同じく制御スプール、スプリングホルダ等の断面図。
【図４】同じくスプリングホルダ等の断面図。
【符号の説明】
【００８７】
２、３ 比例ソレノイド
１０ ポンプ
１２ 斜板
２０ サーボレギュレータ
２５ ケーシング
３０ サーボピストン
４０、５０ 制御スプール
４５、５５ フィードバックスプリング
４６、５６ スプリングホルダ
６０、７０ スリーブ
９０ フィードバックリンク
９３ カム部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動油圧によってサーボピストンが軸方向に移動するサーボレギュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば建設機械や作業機械に設けられる可変容量形の斜板式ピストンポンプは、ピストンポンプから吐出される油圧を制御するため、サーボレギュレータを介してピストンポンプの斜板を傾転させるようになっている。
【０００３】
この種のサーボレギュレータは、斜板の傾転角を制御する方法として、斜板の動きを機械的にフィードバックするメカニカルフィードバック制御方法と、ポテンショメータ等によって検出される斜板の傾転角を目標値に近づける電気的なフィードバック制御方法とがある。
【０００４】
車両の走行モータに作動油を給排する静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）に使われるピストンポンプには、信頼性の高いメカニカルフィードバック制御方法が多く用いられている。
【０００５】
この種のサーボレギュレータとして、特許文献１には、ピストンポンプの斜板を２方向に傾転させ、ピストンポンプの押しのけ容積と吐出方向が変えられるものが開示されている。
【０００６】
このサーボレギュレータは、１本のパイロットスプールの両端部に２つの比例ソレノイドがそれぞれ連結され、１本の制御スプールの両端部（ピストン）によって２つの圧力室が画成され、パイロットスプールを介して各圧力室に導かれるパイロット圧力により、制御スプールを作動させている。メカニカルフィードバック制御を行う機構として、制御スプールの外周から径方向に突出するピンと、このピンに係合する対のリンクと、各リンクの間に介装されるスプリングとを備え、これらを介してサーボピストンの動きが制御スプールに伝えられる。
【０００７】
また、他の機構として、制御スプールの両端部に推力を付与する２つの比例ソレノイドが設けられているものもある。
【０００８】
いずれの方式にせよ、制御スプールはサーボピストンの軸方向の位置に応じたスプリングの付勢力と比例ソレノイドの励磁力とが釣り合う位置に移動し、サーボピストンの軸方向の位置を制御し、予め設定された斜板の傾転角が得られるようになっている。
【特許文献１】ＵＳＰ４，７５６，１５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来のサーボレギュレータにあっては、リンクが制御スプールの外周から突出したピンに駆動力を付与する構造のため、制御スプールに曲げ荷重が働き、制御スプールが円滑に摺動することができず、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスが大きくなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、作動油圧によってサーボピストンが軸方向に移動するサーボレギュレータであって、サーボピストンを移動させる油圧が導かれる油圧室と、この油圧室に導かれる油圧をその軸方向の位置に応じて調節する制御スプールと、この制御スプールと同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダと、このスプリングホルダと制御スプールとの間に圧縮して介装されるフィードバックスプリングと、このフィードバックスプリングに抗して制御スプールを軸方向に駆動する比例ソレノイドと、サーボピストンが軸方向に移動するのに伴ってスプリングホルダを押すことによってフィードバックスプリングを収縮させるフィードバックリンクとを備え、サーボピストンの軸方向の位置に応じてフィードバックスプリングの付勢力と比例ソレノイドの励磁力とが釣り合う位置に制御スプールが移動する構成としたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、フィードバックリンクがスプリングホルダを軸方向に押して移動させ、フィードバックスプリングを伸縮させることにより、フィードバックリンクからの力が制御スプールに直接働かないため、制御スプールに曲げ荷重が働くことがなく、制御スプールのフリクションが低減される。これにより、制御スプールの摺動が円滑に行われ、制御スプールによってサーボピストンに導かれる作動油圧の制御が的確に行われ、サーボレギュレータの制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すポンプ１０は、例えば車両の走行モータに作動油を給排する静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）に用いられる。
【００１５】
図１は、サーボレギュレータ２０及びポンプ１０の横断面図であり、図２は、サーボレギュレータ２０の縦断面図であり、図１は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１６】
可変容量斜板式のポンプ１０は、ポンプハウジング１１に一対のトラニオン軸１３によって傾転可能に支持された斜板１２を備え、シリンダブロック１４が斜板１２に対して回転駆動される。シリンダブロック１４には図示しないシャフトを介してエンジンの回転が伝達される。
【００１７】
シリンダブロック１４には複数のシリンダが周方向に並んで設けられ、各シリンダにピストンが摺動可能に介装される。各ピストンと各シリンダの間に容積室が画成され、シリンダブロック１４が回転するのに伴って各容積室が吸込ポートと吐出ポートとに交互に連通する。
【００１８】
シリンダブロック１４の１回転につき、各ピストンがシリンダを１回往復動する。ピストンとシリンダ間の容積室が拡張する吸込行程では、作動油が吸込ポートを通って容積室に吸込まれる。容積室が収縮する吐出行程では、容積室から作動油が吐出ポートを通って吐出される。
【００１９】
シリンダブロック１４の回転軸Ｏに対する斜板１２の傾転角度が変えられることによりポンプ１０の押しのけ容積が変化する。こうしてポンプ１０の作動油吐出量が増減することにより、走行モータの回転速度が変えられる。
【００２０】
シリンダブロック１４の回転軸Ｏに対して斜板１２が直交する傾転角度が０°となる中立位置にあると、ポンプ１０の作動油吐出量が０となり、走行モータの回転が停止される。
【００２１】
ポンプ１０は、二方向吐出式のものであり、シリンダブロック１４の回転軸Ｏに対する斜板１２の傾転方向を切換えることにより作動油の吸込みと吐出が行われるポートが切換えられる。こうしてポンプ１０の作動油吐出方向が切換えられることにより、走行モータの回転方向が切換えられ、車両の前進と後進が切換えられる。
【００２２】
サーボレギュレータ２０は、ポンプ１０の作動油吐出量と作動油吐出方向を図示しないコントローラから出力される駆動電流に比例する力を発生させる。
【００２３】
図２に示すように、サーボレギュレータ２０は、作動油圧により斜板１２を傾転駆動するサーボピストン３０と、このサーボピストン３０に導かれる作動油圧を調節する対の制御スプール４０、５０と、各制御スプール４０、５０を駆動電流によって変位させる比例ソレノイド２、３と、サーボピストン３０の変位を各制御スプール４０、５０に伝達するフィードバックリンク９０とを備える。
【００２４】
サーボピストン３０の変位をポンプ１０の斜板１２に伝える伝達機構として、サーボピストン３０に係合するスライドメタル２２と、このスライドメタル２２の変位によって斜板１２を回動する操作アーム２３とを備える。
【００２５】
操作アーム２３は、その基端部が斜板１２のトラニオン軸１３に固定して連結される。これにより、操作アーム２３が斜板１２と共に回動する。
【００２６】
スライドメタル２２は、操作アーム２３の先端部にピン２４を介して回動可能に連結され、サーボピストン３０の中央に形成される環状の凹部３１に係合する。これにより、サーボピストン３０が移動するのに伴って、スライドメタル２２がサーボピストン３０と共に移動し、操作アーム２３がスライドメタル２２と共に回動する。
【００２７】
図２はサーボピストン３０が中立位置にある状態を示しており、この中立状態において、斜板１２は傾転角度が０°となる中立位置にある。これにより、ポンプ１０の吐出量が零となり、走行モータは回転駆動されない。
【００２８】
サーボピストン３０が中立位置から図２において左方向に移動すると、スライドメタル２２がサーボピストン３０と共に左方向に変位するのに伴って、操作アーム２３が左まわり方向に回動し、斜板１２が一方に傾転する。これにより、走行モータが正転して車両を前進させる。
【００２９】
サーボピストン３０が中立位置から図２において右方向に移動すると、スライドメタル２２がサーボピストン３０と共に右方向に変位するのに伴って、操作アーム２３が右まわり方向に回動し、斜板１２が他方に傾転する。これにより、走行モータが逆転して車両を後進させる。
【００３０】
サーボレギュレータ２０のケーシング２５は、サーボピストン３０が摺動可能に介装されるサーボシリンダ２６が形成され、このサーボシリンダ２６の両端を閉塞するカバー２７、２８が締結される。このサーボシリンダ２６にはサーボピストン３０と各カバー２７、２８の間に油圧室３２、３３がそれぞれ画成される。
【００３１】
サーボピストン３０を中立位置に保持するように付勢する２本のリターンスプリング３４、３５が設けられる。一方のカバー２７にロッド３６が締結され、このロッド３６に対の第一、第二リテーナ３７、３８が摺動可能に嵌合し、この第一、第二リテーナ３７、３８間に各リターンスプリング３４、３５が圧縮して介装される。
【００３２】
図２に示すように、サーボピストン３０が中立位置にあるとき、第一リテーナ３７はストッパーリング４０に当接するとともに、第二リテーナ３８はサーボピストン３０のストッパー面３９に当接する。
【００３３】
第一、第二リテーナ３７、３８の間隔は、ストッパーリング４０とストッパー面３９の間隔と略等しくなるように調整され、サーボピストン３０のガタツキがでないようにする。
【００３４】
サーボピストン３０の中立位置調整は、カバー２７に対するロッド３６の締結位置を調整することによって行われる。
【００３５】
サーボピストン３０が中立位置から図２において左方向に移動すると、第二リテーナ３８がロッド３６に対して摺動してストッパーリング４０から離れることによって、リターンスプリング３４、３５の付勢力がサーボピストン３０に対して右方向のみに働き、サーボピストン３０が中立位置に戻される力となる。
【００３６】
一方、サーボピストン３０が中立位置から図２において右方向に移動すると、第一リテーナ３７がロッド３６に対して摺動してストッパー面３９から離れることによって、リターンスプリング３４、３５を圧縮してサーボピストン３０を図２において左方向のみに付勢し、サーボピストン３０が中立位置に戻される力となる。
【００３７】
ケーシング２５に形成された穴にスリーブ６０、７０が圧入して介装され、このスリーブ６０、７０に各制御スプール４０、５０が摺動可能に挿入される。円筒状のスリーブ６０、７０は互いに同軸上に配置される。
【００３８】
なお、これに限らず、各制御スプール４０、５０がケーシング２５に形成された穴に直接に挿入される構造としてもよい。
【００３９】
フィードバックリンク９０は、ピン９１を介してケーシング２５に回動可能に連結される。これにより、フィードバックリンク９０は、ピン９１の中心点ｅ（図４参照）を中心として回動するように支持される。
【００４０】
操作アーム２３にはピン２９が固定され、フィードバックリンク９０の基端部にこのピン２９に係合する凹部９２が形成される。これにより、操作アーム２３が斜板１２と共に回動すると、ピン２９を介してフィードバックリンク９０が同方向に回動するようになっている。
【００４１】
フィードバックリンク９０の動きを各制御スプール４０、５０に伝えるため、フィードバックリンク９０の回動先端部と各制御スプール４０、５０との間に、各フィードバックスプリング４５、５５と各スプリングホルダ４６、５６とがそれぞれ介装される。
【００４２】
ケーシング２５に穴４７、５７が形成され、この各穴４７、５７にスプリングホルダ４６、５６が摺動可能に挿入される。
【００４３】
各穴４７、５７は、図４に示すように、同一の中心線ｃ上に形成され、各スプリングホルダ４６、５６が同一軸上に配置される。
【００４４】
各スプリングホルダ４６、５６は、有底円筒状に形成され、その内側に各フィードバックスプリング４５、５５の端部が収容される。
【００４５】
各スプリングホルダ４６、５６はフィードバックリンク９０に対峙する端面４９、５９を有し、各端面４９、５９から膨出した凸面４８、５８を有する。各端面４９、５９と各凸面４８、５８は中心線ｃと直交する平面状に形成される。
【００４６】
フィードバックリンク９０の回動先端部に各スプリングホルダ４６、５６に係合するカム部９３が形成される。
【００４７】
カム部９３は、フィードバックリンク９０の回動先端部に円盤状に形成され、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に当接する部位が点ｄを中心とする円筒面状に形成される。これにより、カム部９３は、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に線状に当接し、カム部９３及び各凸面４８、５８の磨耗を抑えられる。
【００４８】
なお、これに限らず、カム部９３は、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に当接する部位を点ｄを中心とする球面状に形成してもよい。この場合、カム部９３は、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８に点状に当接する。
【００４９】
図４に示すように、カム部９３は点ｄを中心とする円弧状の断面形を持ち、このカム部９３の中心点ｄはフィードバックリンク９０がピン９１を中心点ｅに回動するのに伴って各スプリングホルダ４６、５６の中心線ｃと交差するように配置される。
【００５０】
図４に実線で示すように、フィードバックリンク９０が中立位置にある状態において、カム部９３の中心点ｄは各スプリングホルダ４６、５６の中心線ｃより距離ａだけ図４において下方に位置する。
【００５１】
図４に２点鎖線で示すように、フィードバックリンク９０が最大ストロークにて回動する状態（斜板１２の最大傾転時）において、カム部９３の中心点ｄは各スプリングホルダ４６、５６の中心線ｃより距離ｂだけ図４において上方に位置する。
【００５２】
上記の距離ａと距離ｂとが略等しくなるように各部の寸法を設定し、フィードバックリンク９０が各スプリングホルダ４６、５６を移動させるとき、カム部９３は各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８の中央部に摺接する構成とする。
【００５３】
これにより、各スプリングホルダ４６、５６に働く曲げ荷重を小さくし、各スプリングホルダ４６、５６がケーシング２５の各穴４７、５７に摺接する際に生じるフリクションを低減することができる。
【００５４】
図１に示すように、ケーシング２５にはストッパーピン９７が固定して取り付けられ、このストッパーピン９７は各スプリングホルダ４６、５６の間に設けられる。このストッパーピン９７が各スプリングホルダ４６、５６の端面４９、５９に当接することによって、各スプリングホルダ４６、５６のストロークが規制され、各スプリングホルダ４６、５６がフィードバックリンク９０の中立位置を超えて移動しないようになっている。
【００５５】
図４に実線で示すように、フィードバックリンク９０が中立位置にある状態において、各スプリングホルダ４６、５６の端面４９、５９がストッパーピン９７に当接するとともに、各スプリングホルダ４６、５６の凸面４８、５８がカム部９３に当接する。
【００５６】
図４に２点鎖線で示すように、フィードバックリンク９０が一方に回動するのに伴って、スプリングホルダ５６の端面５９がストッパーピン９７から離れるとともに、カム部９３がスプリングホルダ４６の凸面４８から離れる。
【００５７】
逆に、フィードバックリンク９０が他方に回動するのに伴って、スプリングホルダ４６の端面４９がストッパーピン９７から離れるとともに、カム部９３がスプリングホルダ５６の凸面５８から離れる。
【００５８】
各制御スプール４０、５０の基端部は各比例ソレノイド２、３のプランジャ９に当接する。各比例ソレノイド２、３は図示しないコントローラからリード線６、７を介して送られる電流によって生じる励磁力により、プランジャ９が各制御スプール４０、５０を各フィードバックスプリング４５、５５に抗して移動させる。
【００５９】
サーボピストン３０を駆動する油圧源として、油圧源ポンプ４が設けられる。この油圧源ポンプ４の吐出圧が各制御スプール４０、５０によってサーボピストン３０の各油圧室３２、３３に選択的に導かれることにより、サーボピストン３０が各リターンスプリング３４、３５に抗して移動するようになっている。
【００６０】
各制御スプール４０、５０は、各油圧室３２、３３に油圧源ポンプ４の吐出圧を導く作動ポジションと、各油圧室３２、３３にタンク５のドレン圧を導くドレンポジションと、各油圧室３２、３３を閉塞する閉塞ポジションとに切換えられる。
【００６１】
図３に示すように、各スリーブ６０、７０は、油圧源ポンプ４に連通するポート６１、７１と、各油圧室３２、３３に連通するポート６２、７２と、タンク５に連通するポート６３、７３とを有する。
【００６２】
各制御スプール４０、５０は、それぞれの外周面に対して環状に窪むグルーブ４１、５１を有する。
【００６３】
各グルーブ４１、５１は、作動ポジションにて各ポート６１、７１と各ポート６２、７２とを連通して油圧源ポンプ４の吐出圧を各油圧室３２、３３に導き、ドレンポジションにて各ポート６１、７１と各ポート６３、７３とを連通してタンク５のドレン圧を各油圧室３２、３３に導く。
【００６４】
以上のように構成されて、サーボレギュレータ２０の動作について説明する。
【００６５】
車両の走行停止時、各比例ソレノイド２、３が非通電状態にあり、各比例ソレノイド２、３のプランジャ９の推力は零となる。
【００６６】
これにより、図２、図３に示すように、各制御スプール４０、５０がフィードバックスプリング４５、５５に押され、ドレンポジションに保持される。
【００６７】
これにより、各油圧室３２、３３にタンク５のドレン圧が導かれ、サーボピストン３０がリターンスプリング３４、３５の付勢力によってストッパーピン９７に当接する中立位置に保持され、斜板１２の傾転角度が０°となる中立位置に保持されるとともに、フィードバックリンク９０が各スプリングホルダ４６、５６の間に挟まれる中立位置に保持される。
【００６８】
車両の前進時、一方の比例ソレノイド３が通電され、制御スプール５０が比例ソレノイド３のプランジャ９に押されて作動ポジションに切換わる。
【００６９】
これにより、油圧室３３に油圧源ポンプ４の吐出圧が導かれ、サーボピストン３０がリターンスプリング３４、３５の付勢力に抗して中立位置から図２において左方向に移動し、斜板１２が傾転するとともに、フィードバックリンク９０が中立位置から図２において左まわり方向に回動し、図４に２点鎖線で示す位置となる。
【００７０】
こうして、フィードバックリンク９０が回動するのに伴って、カム部９３がスプリングホルダ５６を図２において右方向に移動してフィードバックスプリング５５を圧縮する。やがて、フィードバックスプリング５５の付勢力と比例ソレノイド３の励磁力が釣り合うことにより、各制御スプール５０が油圧室３３を閉塞する閉塞ポジションに切換えられ、サーボピストン３０の移動が停止される。
【００７１】
車両の後進時、他方の比例ソレノイド２が通電され、制御スプール４０が比例ソレノイド２のプランジャ９に押されて作動ポジションに切換わる。
【００７２】
これにより、油圧室３２に油圧源ポンプ４の吐出圧が導かれ、サーボピストン３０がリターンスプリング３４、３５の付勢力に抗して中立位置から図２において右方向に移動し、斜板１２が逆方向に傾転するとともに、フィードバックリンク９０が中立位置から図２において右まわり方向に回動する。
【００７３】
こうして、フィードバックリンク９０が回動するのに伴って、カム部９３がスプリングホルダ４６を図２において左方向に移動してフィードバックスプリング４５を圧縮する。やがて、フィードバックスプリング４５の付勢力と比例ソレノイド２の励磁力が釣り合うことにより、制御スプール４０が油圧室３２を閉塞する閉塞ポジションに切換えられ、サーボピストン３０の移動が停止される。
【００７４】
このようにして、サーボレギュレータ２０は、各比例ソレノイド２、３の駆動電流によってサーボピストン３０の移動方向と停止位置とが変えられ、車両の前進、後進を切換えるとともに、車両の走行速度を調節する。
【００７５】
以上のように、ポンプ１０は２方向吐出タイプのものであり、かつサーボレギュレータ２０はサーボピストン３０が軸方向について中立位置から両方向に移動するものであるが、これに限らず、ポンプ１０を１方向吐出タイプのものとし、かつサーボピストン３０が軸方向について中立位置から一方向のみに移動する構成としてもよい。その場合、例えば、サーボレギュレータ２０に設けられる油圧室３３、制御スプール５０、フィードバックスプリング５５、スプリングホルダ５６等が廃止される。
【００７６】
本実施形態では、作動油圧によってサーボピストン３０が軸方向に移動するサーボレギュレータ２０であって、サーボピストン３０を移動させる油圧が導かれる油圧室３２と、この油圧室３２に導かれる油圧をその軸方向の位置に応じて調節する制御スプール４０と、この制御スプール４０と同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダ４６と、このスプリングホルダ４６と制御スプール４０との間に圧縮して介装されるフィードバックスプリング４５と、このフィードバックスプリング４５に抗して制御スプール４０を軸方向に駆動する比例ソレノイド２と、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴ってスプリングホルダ４６を押すことによってフィードバックスプリング４５を収縮させるフィードバックリンク９０とを備え、サーボピストン３０の軸方向の位置に応じてフィードバックスプリング４５の付勢力と比例ソレノイド２の励磁力とが釣り合う位置に制御スプール４０が移動する構成としたため、フィードバックリンク９０がスプリングホルダ４６を軸方向に移動してフィードバックスプリング４５を伸縮させることにより、フィードバックリンク９０からの力が制御スプール４０に直接働かないため、制御スプール４０に働く曲げ荷重が働くことがなく、制御スプール４０のフリクションが低減される。こうして、制御スプール４０の摺動が円滑に行われることにより、制御スプール４０を介して調節される作動油圧によってサーボピストン３０の移動が的確に制御され、サーボレギュレータ２０の制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【００７７】
本実施形態では、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴ってフィードバックリンク９０が回動する構成とし、フィードバックリンク９０の回動先端部にスプリングホルダ４６の端面４８を押すカム部９３を形成したため、フィードバックリンク９０が回動して各スプリングホルダ４６を移動するとき、カム部９３がスプリングホルダ４６の端面４８に摺接して押し、スプリング４５を介して制御スプール４０が押されることにより、制御スプール４０に働く曲げ荷重を小さくし、制御スプール４０のフリクションが低減される。こうして、制御スプール４０の摺動が円滑に行われることにより、サーボレギュレータ２０の制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【００７８】
本実施形態では、カム部９３は点ｄを中心とする円弧状の断面形を持ち、フィードバックリンク９０が回動するのに伴ってカム部９３の中心点ｄがスプリングホルダ４６の中心線ｃと交差するように配置したため、カム部９３がスプリングホルダ４６の中心線ｃに沿ってスプリングホルダ４６を押すことにより、偏心量を小さくでき、スプリングホルダ４６に働く曲げ荷重を小さくし、スプリングホルダ４６のフリクションが低減される。こうして、スプリングホルダ４６の摺動が円滑に行われることにより、サーボレギュレータ２０の制御特性に生じるヒステリシスを低減することができる。
【００７９】
本実施形態では、サーボピストン３０を軸方向について中立位置から両方向に移動させる油圧が導かれる２つの油圧室３２、３３と、各油圧室３２、３３に導かれる油圧をそれぞれの軸方向の位置に応じて調節する２つの制御スプール４０、５０と、この各制御スプール４０、５０と同軸上に摺動可能に支持される２つのスプリングホルダ４６、５６と、この各スプリングホルダ４６、５６と各制御スプール４０、５０との間に圧縮して介装される２つのフィードバックスプリング４５、５５と、この各フィードバックスプリング４５、５５に抗して各制御スプール４０、５０を軸方向に駆動する２つの比例ソレノイド２、３と、サーボピストン３０が軸方向に移動するのに伴って各スプリングホルダ４６、５６を軸方向に移動する１つのフィードバックリンク９０とを備えたため、ポンプ１０の吐出方向を切換えられる。
【００８０】
本実施形態では、中立位置にて各スプリングホルダ４６、５６を当接させて各スプリングホルダ４６、５６のストローク範囲を規制するストッパーピン９７を備えたため、各スプリングホルダ４６、５６が互いに干渉することなく、スプリングホルダ４６の摺動が円滑に行われる。
【００８１】
本実施形態では、各制御スプール４０、５０がそれぞれ独立して設けられているため、中立位置にて各油圧室３２、３３にドレン圧を導く構成にすることが可能となる。このため、従来の１本の制御スプールを備える場合に必要であった制御スプール中立位置調整が不要となる。
【００８２】
また、上記構成により、各制御スプール４０、５０と同軸上に配置する精度を低くすることが可能となり、各制御スプール４０、５０を各スリーブ６０、７０を介してケーシング２５に収容することができる。
【００８３】
本実施形態では、各制御スプール４０、５０を収容するケーシング２５を備え、このケーシング２５に各制御スプール４０、５０が摺動可能に挿入される２つのスリーブ６０、７０を介装し、各スリーブ６０、７０に各ポート６１〜６３、７１〜７３を形成したため、各ポート６１〜６３、７１〜７３の加工精度を高めてサーボレギュレータ２０の性能を確保することが容易になるとともに、ケーシング２５の油通路に対して要求される加工精度が低くなり、製品のコストダウンがはかれる。
【００８４】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明のサーボレギュレータは、可変容量形斜板式ピストンポンプの斜板を駆動するものに限らず、可変容量形斜板式ピストンモータの斜板をを駆動するものや、他の機械、設備等を駆動するものに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態を示し、図２のＡ−Ａ線に沿うサーボレギュレータ及びポンプの横断面図。
【図２】同じくサーボレギュレータの断面図。
【図３】同じく制御スプール、スプリングホルダ等の断面図。
【図４】同じくスプリングホルダ等の断面図。
【符号の説明】
【００８７】
２、３ 比例ソレノイド
１０ ポンプ
１２ 斜板
２０ サーボレギュレータ
２５ ケーシング
３０ サーボピストン
４０、５０ 制御スプール
４５、５５ フィードバックスプリング
４６、５６ スプリングホルダ
６０、７０ スリーブ
９０ フィードバックリンク
９３ カム部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油圧によってサーボピストンが軸方向に移動するサーボレギュレータであって、
前記サーボピストンを移動させる油圧が導かれる油圧室と、
この油圧室に導かれる油圧をその軸方向の位置に応じて調節する制御スプールと、
この制御スプールと同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダと、
このスプリングホルダと前記制御スプールとの間に圧縮して介装されるフィードバックスプリングと、
このフィードバックスプリングに抗して前記制御スプールを軸方向に駆動する比例ソレノイドと、
前記サーボピストンが軸方向に移動するのに伴って前記スプリングホルダを押すことによって前記フィードバックスプリングを収縮させるフィードバックリンクとを備え、
前記サーボピストンの軸方向の位置に応じて前記フィードバックスプリングの付勢力と前記比例ソレノイドの励磁力とが釣り合う位置に前記制御スプールが移動する構成としたことを特徴とするサーボレギュレータ。
【請求項２】
前記サーボピストンが軸方向に移動するのに伴って前記フィードバックリンクが回動する構成とし、
前記フィードバックリンクの回動先端部に前記スプリングホルダの端面を押すカム部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のサーボレギュレータ。
【請求項３】
前記カム部は円弧状の断面形を持ち、
前記フィードバックリンクが回動するのに伴って前記カム部の中心点が前記スプリングホルダの中心線と交差するように配置したことを特徴とする請求項２に記載のサーボレギュレータ。
【請求項４】
前記サーボピストンを軸方向について中立位置から両方向に移動させる油圧が導かれる２つの前記油圧室と、
前記各油圧室に導かれる油圧をそれぞれの軸方向の位置に応じて調節する２つの前記制御スプールと、
前記各制御スプールと同軸上に摺動可能に支持される２つの前記スプリングホルダと、
前記各スプリングホルダと前記各制御スプールとの間に圧縮して介装される２つの前記フィードバックスプリングと、
この前記各フィードバックスプリングに抗して前記各制御スプールを軸方向に駆動する前記２つの比例ソレノイドと、
前記サーボピストンが軸方向に移動するのに伴って前記各スプリングホルダを軸方向に移動する１つの前記フィードバックリンクとを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のサーボレギュレータ。
【請求項５】
前記各スプリングホルダを中立位置にて当接させて前記各スプリングホルダのストローク範囲を規制するストッパーピンを備えたことを特徴とする請求項４に記載のサーボレギュレータ。
【請求項６】
前記各制御スプールは中立位置にて前記各油圧室にドレン圧を導く構成としたことを特徴とする請求項４または５に記載のサーボレギュレータ。
【請求項７】
前記各制御スプールを収容するケーシングを備え、
このケーシングに前記各制御スプールが摺動可能に挿入される２つのスリーブを介装したことを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載のサーボレギュレータ。
【請求項１】
作動油圧によってサーボピストンが軸方向に移動するサーボレギュレータであって、
前記サーボピストンを移動させる油圧が導かれる油圧室と、
この油圧室に導かれる油圧をその軸方向の位置に応じて調節する制御スプールと、
この制御スプールと同軸上に摺動可能に支持されるスプリングホルダと、
このスプリングホルダと前記制御スプールとの間に圧縮して介装されるフィードバックスプリングと、
このフィードバックスプリングに抗して前記制御スプールを軸方向に駆動する比例ソレノイドと、
前記サーボピストンが軸方向に移動するのに伴って前記スプリングホルダを押すことによって前記フィードバックスプリングを収縮させるフィードバックリンクとを備え、
前記サーボピストンの軸方向の位置に応じて前記フィードバックスプリングの付勢力と前記比例ソレノイドの励磁力とが釣り合う位置に前記制御スプールが移動する構成としたことを特徴とするサーボレギュレータ。
【請求項２】
前記サーボピストンが軸方向に移動するのに伴って前記フィードバックリンクが回動する構成とし、
前記フィードバックリンクの回動先端部に前記スプリングホルダの端面を押すカム部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のサーボレギュレータ。
【請求項３】
前記カム部は円弧状の断面形を持ち、
前記フィードバックリンクが回動するのに伴って前記カム部の中心点が前記スプリングホルダの中心線と交差するように配置したことを特徴とする請求項２に記載のサーボレギュレータ。
【請求項４】
前記サーボピストンを軸方向について中立位置から両方向に移動させる油圧が導かれる２つの前記油圧室と、
前記各油圧室に導かれる油圧をそれぞれの軸方向の位置に応じて調節する２つの前記制御スプールと、
前記各制御スプールと同軸上に摺動可能に支持される２つの前記スプリングホルダと、
前記各スプリングホルダと前記各制御スプールとの間に圧縮して介装される２つの前記フィードバックスプリングと、
この前記各フィードバックスプリングに抗して前記各制御スプールを軸方向に駆動する前記２つの比例ソレノイドと、
前記サーボピストンが軸方向に移動するのに伴って前記各スプリングホルダを軸方向に移動する１つの前記フィードバックリンクとを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のサーボレギュレータ。
【請求項５】
前記各スプリングホルダを中立位置にて当接させて前記各スプリングホルダのストローク範囲を規制するストッパーピンを備えたことを特徴とする請求項４に記載のサーボレギュレータ。
【請求項６】
前記各制御スプールは中立位置にて前記各油圧室にドレン圧を導く構成としたことを特徴とする請求項４または５に記載のサーボレギュレータ。
【請求項７】
前記各制御スプールを収容するケーシングを備え、
このケーシングに前記各制御スプールが摺動可能に挿入される２つのスリーブを介装したことを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載のサーボレギュレータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−５２６６４（Ｐ２００９−５２６６４Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１９９１９（Ｐ２００７−２１９９１９）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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