專利名稱：泵或馬達(dá)的容量控制機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于對應(yīng)進(jìn)退部件的進(jìn)退位移量而使容量變化的這種結(jié)構(gòu)的泵或馬達(dá)上的容量控制機構(gòu)。
例如圖5中所示的就是這樣一種泵/馬達(dá)。這種泵/馬達(dá)，即美國專利4770081號中所述的靜壓型泵/馬達(dá)，隨著第一部件101和第二部件102的相對旋轉(zhuǎn)使流體出入的空間103的容積發(fā)生變化，以此結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)泵或馬達(dá)的功能。而使支承上述二部件101和102中之一的進(jìn)退部件104沿著與旋轉(zhuǎn)軸線正交的方向作往復(fù)運動來調(diào)節(jié)二部件間的偏心量，以此即可改變其容量。
另外，作為這種用途的偏心控制機構(gòu)具備輸入裝置(在圖中是將電的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成為機械式位移量的步進(jìn)馬達(dá))105以及與該輸入裝置105的控制量成比例地使上述進(jìn)退部件104進(jìn)行往復(fù)運動的伺服機構(gòu)106。伺服機構(gòu)106的結(jié)構(gòu)包括以下各項利用向液壓缸室107a1(107a2)中導(dǎo)入流體壓力而使進(jìn)退部件104向前進(jìn)(后退)方向移動的驅(qū)動器1071(1072)，沿著上述進(jìn)退部件104設(shè)置并接受操作輸入而與該進(jìn)退部件104以相同方向作往復(fù)運動的活動桿108，分別設(shè)于該活動桿108及上述進(jìn)退部件104的相對位置上的齒條109和110，設(shè)于該二齒條109和110之間的可以沿與上述活動桿108平行的方向作往復(fù)運動的閥柱111，軸接于該閥柱111并與上述二齒條109和110嚙合的空轉(zhuǎn)齒輪112和液壓回路113。該液壓回路113在上述閥柱111處于中間位置時，將上述二驅(qū)動器1071和1072鎖往，在借助上述活動桿108的移動而使上述閥柱111向非中間位置移動時，可以使上述驅(qū)動器1071(1072)發(fā)生切換而使該閥柱111向著返回中間位置的方向運動。
另外，對于其他的可變?nèi)萘渴降男卑迨奖玫鹊娜萘靠刂茩C構(gòu)也大致與前面所述相同，在外部有伺服液壓缸，利用該伺服液壓缸驅(qū)動安裝于進(jìn)退部件上的驅(qū)動器，與此同時，通過連桿機構(gòu)等，將進(jìn)退部件的輸出位移向上述伺服液壓缸反饋。
但是，象這樣地將進(jìn)退部件的輸出位移通過齒條一齒輪(或連桿)等中間機構(gòu)向閥柱反饋的結(jié)構(gòu)會要求大的空間以便在泵的主體的周圍形成容量控制機構(gòu)。這樣一來就引起泵體變大重量增加，伴隨這些，又不可避免地產(chǎn)生成本高和裝配工時增加等不良情況。另外，在性能上也會由于連桿機構(gòu)等的沖擊與滯后現(xiàn)象使穩(wěn)定性、高速性和分解度等易于受影響，可靠性與耐久性上也會產(chǎn)生問題。
本發(fā)明就是著眼于這些問題，通過取消機械式中間機構(gòu)，消除由此產(chǎn)生的不良情況。
本發(fā)明為了達(dá)到其目的，采用了下面這樣的結(jié)構(gòu)。
也就是說，本發(fā)明的泵/馬達(dá)的容量控制機構(gòu)適用于這種對應(yīng)于進(jìn)退部件的進(jìn)退位移量而使容量變化的結(jié)構(gòu)的泵/馬達(dá)，其特征在于該容量控制機構(gòu)包括在向設(shè)于上述進(jìn)退部件上的第一液壓缸室導(dǎo)入流體壓力的情況下使該進(jìn)退部件向前進(jìn)方向移動的第一驅(qū)動器，與該第一驅(qū)動器相對地設(shè)于上述進(jìn)退部件上的、在向第二液壓缸室導(dǎo)入流體壓力的情況下使該進(jìn)退部件向后退方向移動的第二驅(qū)動器，貫穿于上述進(jìn)退部件的、其軸線與進(jìn)退方向平行的閥柱支承孔，可滑動地嵌入該閥柱支承孔的、外周上具有與高壓流體源連通的高壓槽和與低壓區(qū)連通的低壓槽的閥柱，驅(qū)動該閥柱進(jìn)退的輸入裝置，一端與上述第一液壓缸室連通、另一端在上述支承孔內(nèi)周開口于可在閥柱前進(jìn)時與高壓槽連通、在后退時與低壓槽連通的部位的第一壓力導(dǎo)入通道，一端與上述第二液壓缸室連通、另一端在上述支承孔的內(nèi)周開口于可在閥柱后退時與高壓槽連通、在前進(jìn)時與低壓槽連通的部位的第二壓力導(dǎo)入通道。
當(dāng)閥柱前進(jìn)時，流體壓力導(dǎo)入第一液壓缸室而第二液壓缸室與低壓區(qū)連通，因此，進(jìn)退部件隨著閥柱前進(jìn)的距離恰好與閥柱的移動量相等。反之，即閥柱后退時，流體壓力導(dǎo)入第二液壓缸室而第一液壓缸室與低壓區(qū)連通，因些，進(jìn)退部件隨著閥柱后退的距離恰好與閥柱的移動量相等。
然而根據(jù)本發(fā)明，由于可以在進(jìn)退部件的內(nèi)部容納下閥柱以及差不多容量控制機構(gòu)的全部，因此，與過去相比就有可能實現(xiàn)十分簡單的結(jié)構(gòu)。并且由于這種結(jié)構(gòu)僅以閥柱和進(jìn)退部件的相對位置關(guān)系構(gòu)成其自身的反饋系統(tǒng)，因此就沒有必要再設(shè)置機械式的中間機構(gòu)了。于是，一舉可以消除以往因中間機構(gòu)帶來的控制上的各種不良情況。
附圖的圖面簡單說明如下圖1至圖4顯示了本發(fā)明的一個實施例，其中圖1是正剖視圖，圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線的側(cè)剖視圖，圖3和圖4分別是示意性的工作情況說明圖，圖5是顯示了使過去的實施例適用于泵/馬達(dá)的狀態(tài)的整體剖視圖。
下面對照


本發(fā)明的一個實施例。
該實施例的容量控制機構(gòu)適用于如圖5所示的靜壓型泵/馬達(dá)，如圖1和圖2所示那樣，在進(jìn)退部件的中央沿其進(jìn)退方向穿設(shè)了一個大直徑的通孔2，在該通孔2中壓入了一個單獨制成的中心塊3。另外，在該通孔2向兩側(cè)偏移的部位上有分別處于對抗關(guān)系的第一驅(qū)動器4、4和第二驅(qū)動器5、5。第一驅(qū)動器4的結(jié)構(gòu)是圖1中的進(jìn)退部件1的右端面上凹設(shè)了缸孔6，在該缸孔6中以可滑動方式嵌入了其外方一端固定于機殼內(nèi)壁7上的活塞8，以此而形成第一液壓缸室9。于是，在向該第一液壓缸室9中導(dǎo)入流體壓力時，起使上述進(jìn)退部件1向圖中左方前進(jìn)的作用。另外，第二驅(qū)動器5的結(jié)構(gòu)是圖1中的進(jìn)退部件1的左端面上凹設(shè)了缸孔10，在該缸孔10中以可滑動方式嵌入了其外方一端固定于機殼內(nèi)壁7上的活塞12，以此而形成第二液壓缸室13。于是，在向該第二液壓缸室13中導(dǎo)入流體壓力時，起使上述進(jìn)退部件1向圖中右方向退的作用。
另一方面，在上述中心塊3上穿設(shè)了一個其軸線與進(jìn)退方向平行的閥柱支承孔14，在該閥柱支承孔14中以可滑動的方式嵌入了閥柱15。在閥柱15的外周面上設(shè)有下列槽設(shè)于中央的寬度較大的高壓槽16，位于該槽16兩側(cè)由臺肩隔開的中間槽171和172，再就是位于中間槽兩側(cè)由臺肩隔開的低壓槽181和182。與此相對，在閥柱支承孔14的內(nèi)周面設(shè)有以下各項位于圖1所示的中間位置上的開口于上述高壓槽16的高壓入口19，開口于上述中間槽171的第一入口20，開口于上述中間槽172的第二入口21，分別開口于上述低壓槽181和182的出口221和222。于是，上述第一入口20和上述第一液壓缸室9由在進(jìn)退部件1內(nèi)部的第一壓力導(dǎo)入通道23連通，同時，上述第二入口21和上述第二液壓缸室13的、由在進(jìn)退部件1內(nèi)部的第二壓力導(dǎo)入通道24連通。另外，在進(jìn)退部件的中央的連通泵/馬達(dá)主體與外部的流體通道(圖中未顯示)是成對設(shè)置的，該流體通道并不固定為高壓或低壓而是可以應(yīng)使用狀態(tài)而發(fā)生變化。因此，該容量控制機構(gòu)利用往復(fù)閥將上述高壓入口19與二流體通道連通，從任何一個流體通道都可以常導(dǎo)入高壓。而出口221和222分別與貯液罐連通。
另外，在上述閥柱15的右端安裝了端板25，在該端板25與上述進(jìn)退部件1的凹設(shè)端部26之間彈性地設(shè)置了彈簧27。因而，對于貫穿機殼7而由該機殼7的外部插入其中的作為輸入裝置的操縱桿28來說，上述端板25可由彈簧力偏移至該操縱桿28的前端，以此使閥柱常能正確地保持于該操縱位置。
下面說明本實施例的工作過程。當(dāng)閥柱15從圖1所示的中間位置，通過操縱桿28施加輸入信號而前進(jìn)時，如圖3所示那樣使第一入口20與高壓槽16連通，因此通過第一壓力導(dǎo)入通道23向第一液壓缸室9中導(dǎo)入流體壓力。另一方面，使第二入口21與低壓槽18連通，因此通過第二壓力導(dǎo)入通道24使第二液壓缸室13與低壓區(qū)連通。因此，進(jìn)退部件1向前進(jìn)方向移動而追隨閥柱15前進(jìn)。于是，當(dāng)該位移量與先前的閥柱15的位移量相等時，由于該閥柱15相對于進(jìn)退部件1回復(fù)相對的中間狀態(tài)，因此動作壓力消失，進(jìn)退部件1停止運動。相反，當(dāng)閥柱15從圖1所示的中間位置后退時，由于如圖4所示那樣，第二入口21與高壓槽16連通，因此，通過第二壓力導(dǎo)入通道向第二液壓缸室13中導(dǎo)入流體壓力。另一方面，由于第一入口20與低壓槽18連通，因此，通過第一壓力導(dǎo)入通道23，使第一液壓缸室9與低壓區(qū)連通。因此，進(jìn)退部件1向后退方向移動而追隨閥柱15后退。于是，當(dāng)該位移量與先前閥柱的位移量相等時，由于該閥柱15相對于進(jìn)退部件1回復(fù)其相對的中間狀態(tài)，所以動作壓力消失，進(jìn)退部件1停止運動。
這樣，進(jìn)退部件1正確地對應(yīng)于操縱桿28上施加的輸入信號而向前或向后位移，使泵(馬達(dá))的容量發(fā)生變化。因而，采用這樣的結(jié)構(gòu)，將圖1與圖5進(jìn)行對照比較，也十分明顯地將差不多全部的容量控制機構(gòu)的構(gòu)成要件容納于進(jìn)退部件1中了。因此，泵/馬達(dá)的主體的重量及尺寸只要增大一點即可，由此而同時可以獲得另部件數(shù)量少、降低成本和降低裝配工時等的效果。況且，由于自身的反饋系統(tǒng)僅由閥柱15與進(jìn)退部件1的相對位置關(guān)系構(gòu)成，所以在性能上消除了沖擊與滯后現(xiàn)象，還能提高耐磨損性，提高反饋的增益。由此，可以提高控制速度、響應(yīng)性和分解度等，也能獲得優(yōu)良的穩(wěn)定性和耐久性。
另外，在本實施例中，進(jìn)退部件1的控制壓力可以由通過往復(fù)閥與流體通道連接的高壓入口19得到。因此，控制壓力與泵/馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)同步并進(jìn)行周期性變化。但是，由于施加于進(jìn)退部件1上的周期性負(fù)荷也隨泵/馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)而同步發(fā)生變化，因此，該控制壓力與周期性負(fù)荷同步，鋸齒狀波雖十分強卻可以與閥柱的開度無關(guān)地平穩(wěn)地進(jìn)行控制。
另外，即使閥柱直接貫通至機殼外，與外部的輸入機構(gòu)連接也沒有關(guān)系。但是，如圖中所示那樣的結(jié)構(gòu)，不論在操縱桿上是否有一點沖擊等，都不會傳至閥柱，因此，對于加工過程是十分合適的。另外，不用說高、低壓槽和壓力導(dǎo)入通道的位置關(guān)系并不限于圖示的例子，也可以用其他各種方式實施。進(jìn)一步地，在上述實施例中，在設(shè)置于進(jìn)退部件內(nèi)的成對形成的流體通道中，將高壓側(cè)與高壓入口連接，但利用低壓側(cè)也可以進(jìn)行有效的控制。再進(jìn)一步地，該容量控制機構(gòu)可以用于斜板式或斜軸式等其他泵/馬達(dá)上，這也是不用多說的，而在不超出本發(fā)明的基本構(gòu)思的范圍內(nèi)也可以作出各種變化。
如上所述，本發(fā)明可以不用中間機構(gòu)而形成自身的反饋系統(tǒng)，因此可以提供一種消除以往的中間機構(gòu)產(chǎn)生的不良情況、結(jié)構(gòu)緊湊而又性能好的泵/馬達(dá)的容量控制機構(gòu)。
權(quán)利要求
一種適用于對應(yīng)于進(jìn)退部件的進(jìn)退位移量而使容量變化的這種結(jié)構(gòu)的泵/馬達(dá)的容量控制機構(gòu)，其特征是它由下列各項構(gòu)成在向設(shè)于上述進(jìn)退部件上的第一液壓缸室導(dǎo)入流體壓力的情況下使該進(jìn)退部件向前進(jìn)方向移動的第一驅(qū)動器，與該第一驅(qū)動器相對地設(shè)于上述進(jìn)退部件上的、在向第二液壓缸室導(dǎo)入流體壓力的情況下使該進(jìn)退部件向后退方向移動的第二驅(qū)動器，貫穿于上述進(jìn)退部件的、其軸線與進(jìn)退方向平行的閥柱支承孔，可滑動地嵌入該閥柱支承孔的、其外周上具有與高壓流體源連接的高壓槽和與低壓區(qū)連通的低壓槽的閥柱，驅(qū)動該閥柱進(jìn)退的輸入機構(gòu)，一端與上述第一液壓缸室連通、另一端在上述支承孔內(nèi)周開口于可在閥柱前進(jìn)時與高壓槽連通、在后退時與低壓槽連通的部位的第一壓力導(dǎo)入通道，一端與上述第二液壓缸室連通、另一端在上述支承孔的內(nèi)周開口于在閥柱后退時與高壓槽連通、在前進(jìn)時與低壓槽連通的部位的第二壓力導(dǎo)入通道。
全文摘要
對應(yīng)于進(jìn)退部件的進(jìn)退位移量而變化容量的泵或馬達(dá)的容量控制機構(gòu)，有第一和第二驅(qū)動器，分別向第一或第二缸室導(dǎo)入流體壓力使進(jìn)退部件前移或后退；平行進(jìn)退方向貫穿進(jìn)退部件的支承孔；滑配于支承孔內(nèi)其外周有高壓槽和低壓槽的閥柱；驅(qū)動閥柱的輸入裝置；將第一缸室與支承孔內(nèi)周連通的第一壓力通道，可在閥柱前進(jìn)時與高壓槽連通、在后退時與低壓槽連通；將第二缸室與支承孔內(nèi)周連通的第二壓力通道，可在閥柱后退時與高壓槽連通，在前進(jìn)時與低壓槽連通。
文檔編號F03C1/247GK1046778SQ9010190
公開日1990年11月7日 申請日期1990年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月29日
發(fā)明者喜多康雄, 村上宏明, 菅原良輔 申請人:株式會社島津制作所