CN1303330C - 缸体驱动系统及其能量再生方法 - Google Patents

Abstract

一种缸体驱动系统及其能量再生方法，本发明的缸体驱动系统，设有：具有将液压缸(3)底室的油供给或排出的第1口(B)，和将顶室的油排出或供给的第2口(H)，和将油箱(5)内的油进行排出或供给的第3口(T)的3个吸入·排出口、并把第1口(B)的吸入量、排出量作为第2口(H)及第3口(T)的各自的排出量、吸入量之和的液压泵(1)，和驱动液压泵(1)的驱动源(2)。对液压泵(1)的排出量、吸入量及排出方向的控制，是根据控制驱动源(2)的转速及旋转方向的控制，或者是将液压泵(1)作为双倾转式而通过控制该倾转角来进行。能够减少为了吸收液压缸的顶室与底室的流量差异的液压机器数量，并能降低能量损失量。

Description

缸体驱动系统及其能量再生方法

技术领域

本发明涉及一种缸体驱动系统及其能量再生方法。

背景技术

以往，对于多使用于建筑机械、作业车辆及产业机械上的液压缸的流量进行控制的方式之一，广为人知的有控制液压泵的转速及旋转方向的方式，以及控制双倾转式(斜轴式、斜板式等)(指双侧排出式，bidirectional dischargable)液压泵的倾转角度(排出容量，displacement)的方式。

作为控制上述液压泵转速及旋转方向的方式的以往技术，例如，具有国际公布WO01/88381号中记载的技术，图13表示了同公报中记载的驱动回路图的主要部分。如图13所示，两个液压泵41、42，由电动机2驱动，第1液压泵41的一方输出口，经由管路50连接在液压缸3的顶室上，另一方输出口，经由管路51连接在液压缸3的底室上。另外，第2液压泵42的一方输出口，连接在管路51上，另一方输出口，经由开关阀44及管路53连接在储能器43上。管路50经由第1安全阀45a及第1检测阀46a并通过管路52连接在储能器43上。另外，同样地管路51经由第2安全阀45b及第2检测阀46b并通过管路52连接在储能器43上。

根据上述构成，在将液压缸3缩进时，当由电动机2将液压泵41、42向缩进方向进行转动时，底室的压油经由管路51，其中一部分流量被吸入到第1液压泵41内，并从该液压泵41中排出，且经由管路50而流入到顶室内。另外，其他多余的压油被吸入到第2液压泵42内，从该液压泵42中排出并经由开关阀44及管路53被蓄压在储能器43内。另一方面，在将液压缸3伸长时，当由电动机2将液压泵41、42向伸长方向转动时，第1液压泵41将顶室的压油经由管路50吸入，再将压油经由管路51排出到底室内。这时，底室流量不足部分的压油，由第2液压泵42从储能器43中、经由管路53及开关阀44吸入、排出，并经由管路51流入。虽然需要把因液压缸3的底室与顶室的受压面积之差所产生的各室压油的流入量及流出量的差的部分吸收，但根据上述构成，能够将底室与顶室的流量的差的部分、用两个液压泵41、42和储能器43吸收。

另外，作为控制双倾转式液压泵倾转角度的方式的以往技术，是实开昭60-122579号公报中记载的、如图14所示的缸体驱动回路。如图14所示，双倾转型液压泵64的两个口，经由控制用阀71分别连接在液压缸61的底室及顶室上。液压缸61的杆被连接在压力机62的滑板上。另外，通过从启动泵65供给操纵油的调节器66来控制转换液压泵64的排出方向的切换。油箱73通过管路连接在控制用阀71上。另外，在液压缸61的底室(滑板下降一侧)与油箱73之间设置了充液阀72，当在压力机62工作时、来自液压泵64的送油量不能跟随时，通过该油箱73经由充液阀72提供油。

然而，在上述的以往技术中存在以下的问题。

在上述国际公布WO01/88381号中记载的缸体驱动系统中，为了吸收液压缸3的顶室与底室的流量差分，必须设置两个液压泵41、42及储能器43，因而需要较长的配管作业时间，另外也要增加制作成本。

另外，在实开昭60-122579号公报中记载的缸体驱动回路上，具有在同公报中未详细记载的内容，即，在滑板上升时，从液压缸61的底室中排出的油，其一部分(比顶室一侧容量多余的油量)从控制用阀71回到油箱73内。因此，在压油控制用阀71上的能量损失比较大，而且也难以达到借助液压缸进行的有效作业。

本发明着眼于上述问题点，其目的在于提供一种缸体驱动系统及其能量再生方法，能够减少为吸收液压缸的顶室与底室流量差异的液压机器数量，而且也能减少能量损失。

发明内容

为了达到上述目的，本发明之1的缸体驱动系统，具有液压缸、液压泵和驱动液压泵的驱动源，在所述液压泵的缸体单元上所形成的规定个数的缸体内分别装有柱塞，在与所述缸体单元的柱塞相反一侧的端面上，形成有和各个柱塞连通的规定个数的外侧口和内侧口；所述液压泵设置与所述端面相对接的阀板，在所述阀板上，以轴心为中心，在一侧形成有作为第1口的第1长孔，在另一侧沿圆周方向并列形成作为第2口的第2长孔和在所述第2长孔的内侧形成的作为第3口的第3长孔；所述第1长孔与所述外侧口及所述内侧口、所述第2长孔与所述外侧口、所述长孔与所述内侧口分别连通；所述第1口向该液压缸的底室供给油或从所述底室排出油，所述第2口从液压缸的顶室排出油或向所述顶室供给油，所述第3口从油箱排出油或向所述油箱供给油，并且所述第1口的吸入量作为所述第2口及所述第3口的各自排出量之和、或所述第1口的排出量作为所述第2口及所述第3口的各自吸入量之和。

根据本发明之1发明，在使液压缸伸出时，将顶室的油从第2口吸入，再从第1口排出到底室内，并且，利用第3口把底室与顶室的流量差的部分从油箱中吸入，另外，在使液压缸缩回时，将底室的油从第1口吸入，再从第2口排出到顶室内，并且把多余的油从第3口返回到油箱内，这样，使用1个液压泵来吸收底室与顶室的流量差的部分后可由闭回路驱动液压缸。其结果，在国际公开WO01/88381号中记载的以往技术中使用了两个液压泵和储能器，但在本发明中可以只使用1个液压泵，从而能使回路结构简单化。另外，在实开昭60-122579号公报中记载的以往技术中，在控制用阀(切换阀)上的能量损失较大，但在本发明中由于不需要切换阀，所以就没有在切换阀上形成的能量损失，而且，由于是利用第1口及第2口中任意一方中的压油来驱动电动机，所以能够减少在液压泵上的损失。

本发明之2发明的构成，是在本发明之1的发明中，对上述液压泵的排出量、吸入量及排出方向的控制，是根据对上述驱动源的转速及旋转方向的控制，或是将双倾转型泵作为上述液压泵并根据控制该倾转角来进行控制。

根据本发明之2的发明，由于是把上述液压泵的排出量、吸入量及排出方向的控制，根据对驱动源的转速及方向的控制来进行，所以，与控制斜板和斜轴等倾转角的方式相比能使回路结构简单化。另外，在将双倾转式作为上述液压泵时根据控制倾转角来实施的情况下，可以控制排出方向切换的响应性，这样，在频繁进行方向切换的用途上是有效的，而且，可将驱动源以一定方向旋转进行运转。

本发明之3的缸体驱动系统的能量再生方法，其特征在于，在所述液压泵的缸体单元上所形成的规定个数的缸体内分别装有柱塞，在与所述缸体单元的柱塞相反一侧的端面上，形成有和各个柱塞连通的规定个数的外侧口和内侧口；所述液压泵设置与所述端面相对接的阀板，在所述阀板上，以轴心为中心，在一侧形成有作为第1口的第1长孔，在另一侧沿圆周方向并列形成作为第2口的第2长孔和在所述第2长孔的内侧形成的作为第3口的第3长孔；所述第1长孔与所述外侧口及所述内侧口、所述第2长孔与所述外侧口、所述长孔与所述内侧口分别连通；使所述第1口向液压缸的底室供给油或从所述底室排出油，所述第2口从液压缸的顶室排出油或向所述顶室供给油，所述第3口从油箱排出油或向所述油箱供给油，并且所述第1口的吸入量作为所述第2口及所述第3口的各自排出量之和、或所述第1口的排出量作为所述第2口及所述第3口的各自吸入量之和，用电动机对所述液压泵的转速及旋转方向进行控制，通过电动机回收液压泵的再生制动时的再生能量。

根据本发明之3的发明，利用1个液压泵就能构成液压缸驱动系统的闭回路，而且，由于通过电动机就能回收液压缸再生制动时的再生能量，所以能提高能量效率。

附图说明

图1是本发明的缸体驱动系统的基本回路。

图2是实施例1的柱塞泵主要部分的局部立体截面图。

图3是柱塞泵的第1缸体构成例。

图4是柱塞泵的第2缸体构成例。

图5是将本发明应用于液压铲斗的实施例的回路框图。

图6是实施例2的液压泵的截面图。

图7是同一液压泵主要部分的局部立体截面图。

图8是同一液压泵的缸体单元说明图。

图9是实施例3的缸体单元的主要部分的截面图。

图10是实施例4的液压泵的阀板俯视图。

图11是实施例5的液压泵的阀板俯视图。

图12是图11中的A-A截面图。

图13是第1以往技术的缸体驱动回路图的主要部分。

图14是第2以往技术的缸体驱动回路图。

图中：1、1B、1A、1K、1R-液压泵，2、2B、2A、2K、2R-电动机，3、3B、3A、3K-液压缸，4、4B、4A、4K、4R-变换器，5-油箱，6-发动机，7-发电机，7a-整流器，8-蓄电池，11、35-缸体单元，12、34-柱塞，13、37、37c-阀板，14-斜板(swash plate)，15B、15H、15T-长孔，16-箭头，20-控制器，22a、22b-安全阀，23a、23b-检测阀，24a、24b-开关阀，25a、25b-管路，29-直流电压线路，30-斜轴泵，32-驱动轴，33-圆板，36-缸体旋转轴，37a、37b-板，37B、37H、37T-长孔，38、38a、38b-缸体孔，39-套管，a-底室受压面积与顶室受压面积之比，B、H、T-口，Po-外侧口，Pi-内侧口。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例，

首先，对本发明的缸体驱动系统的基本回路，参照图1进行说明。在图1中，由电动机驱动的双向排出型液压泵1具有3个吸入、排出口B、H、T，分别把口B连接在液压缸3的底室上，把口H连接在液压缸3的顶室上，把口T连接在油箱5上。这里，把液压泵1的3个口B、H、T的流量分别设为QB、QH、QT，另外把液压缸3的底室受压面积Sb与顶室受压面积Sh的比(Sb/Sh)设为α，这样，口B、H、T的流量关系满足以下的两个公式。

QB＝QH+QT                  (1)

QB/QH＝Sb/Sh＝α           (2)

具有这种关系的3个口B、H、T的液压泵1，例如能够由柱塞泵来构成，图2是表示实施例1的该柱塞泵的主要部分结构的局部立体截面图。

(实施例1)

在图2中，在圆筒形状的缸体单元11上，形成有与轴线方向平行的规定个数(n个)的缸体，在该缸体内分别装有柱塞12。在该缸体单元11上的、且与柱塞12相反一侧的端面上形成有和各个柱塞12连通的规定个数的外侧Po和内侧口Pi，该端面与阀板13相对接。在阀板13上，以轴心为中心，在一侧形成有作为口B的圆弧状长孔15B，在另一侧沿圆周方向并列形成有在外侧的作为口H的圆弧状长孔15H和在其内侧的作为口T的圆弧状长孔15T，并且分别地上述长孔15B与外侧口Po和内侧口Pi相连通，长孔15H与外侧口Po相连通，长孔15T与内侧口Pi相连通。另外，在各个柱塞12，滑动自如地与以规定的倾转角θ(swivel angle)(以下称为斜板角)固定于未图示的泵壳上的斜板(swashplate)14对接。缸体单元11被安装在未图示的轴上，该轴及缸体单元11可转动自如地被支撑在上述泵壳上。

以下，参照图2对上述柱塞泵型的液压泵1的动作进行说明。当液压泵1的轴转动时，缸体单元11转动，装在缸体单元11内的柱塞12跟随以上述斜板角θ倾斜的斜板14而进行往返运动，以反复发挥吸入、排出的泵作用。这时，当缸体单元11向图示的箭头16的方向转动时，与阀板13的长孔15B(口B)相连的柱塞12进入吸入冲程，而与长孔15H(口H)、15T(口T)相连的柱塞12进入排出冲程。当通过电动机2使缸体单元11进行连续转动时，就会连续地从口B吸入油，从口H及口T排出按规定比例(以下详述)分流的油。当缸体单元11连续地向与上述相反方向转动时，就会连续地从口H及口T按规定比例吸入油，并从口B排出其合流的油。

在此，当把柱塞泵的所有缸体数设为n，把与口H连通的(即，与外侧口Po对应的)缸体数设为nH，把与口T连通的(即，与内侧口Pi对应的)缸体数设为nT，把与口B连通的(即，与外侧口Po及内侧口Pi对应的)缸体数设为nB时，则

n＝nH+nT＝nB。               (3)

另外，如前上述，当把液压缸3的底室受压面积Sb与顶室受压面积Sh的比(Sb/Sh)设为α时，根据(3)式，

α＝n/nH＝1+nT/nH，所以得到

nT/nH＝α-1                  (4)

即，根据液压缸3的上述受压面积比α，需要设置与口H连通的缸体数nH及与口T连通的缸体数nT。

以下，例举若干个构成例子进行说明。作为第1个例子，在上述受压面积比α＝2时，即“底室受压面积Sb＝2×顶室受压面积Sh”时(一般的液压缸上较多)，由于从(4)式变成为nT/nH＝1，所以，缸体数nH及缸体数nT是相等设置的，例如，当把全体缸体数n设为10个时，就可以构成如图3所示的排列的柱塞泵。另外，作为第2个例子，在上述受压面积比α＝3/2时，即，在“底室受压面积Sb＝(3/2)×顶室受压面积Sh”时，由于从(4)式变成为nT/nH＝1/2，所以，例如当把所有缸体数n设为9个，就可以构成如图4所示的排列的柱塞泵。另外，图3、图4的H表示了与口H连通的缸体，T表示了与口T连通的缸体。

以下，对由上述构成的动作，参照图1及图2进行说明。

首先，当由电动机2使油泵1向图2所示的箭头16的方向转动时，从口B吸入液压缸3底室的油，并将其一部分的、对应于上述受压面积比o的流量的压油从口H排出并供给顶室，把除此之外的流量从口T排放到油箱5内。另外，当油泵1向与图2所示的箭头16相反方向转动时，从口H吸入液压缸3的顶室的油，并且从口T吸入油箱5内的油，在两个口的油合流后，把与上述受压面积比α相应的流量的压油从口B排出并供给底室。

由于形成有上述的结构，因而能获得下述的效果。

为了平衡由液压缸的顶室与底室的受压面积差异而造成的供给量与排出量之间的差部分，把液压泵1的吸入和排出口数量的比，根据液压泵的转动方向设为1∶2或2∶1，以使其吸入量和排出量的各自总量相等，而且，由于使用连接在底室上的口的流量和连接在顶室上的口的流量比、与底室和顶室的受压面积比α相等的双向排出型液压泵1，以控制该液压泵的转速来控制对液压缸3的排出量，因此，利用一个液压泵就能在闭回路上进行控制，不需要像以往那样，为平衡对液压缸的顶室与底室的流量所需的另外液压泵及储能器等。因而，由于回路结构变得简单且减少了部件个数，所以制作成本低，而且能提高可靠性。

在液压泵1与液压缸3之间，没有设置上述实开昭60-122579号公报中记载的象缸体驱动回路控制用阀那样的流量切换阀，因而也就不会在这种流量切换阀上出现能量损失。另外，利用从液压泵1的口B或口H吸入的压油使电动机2转动，就能得到再生能量。因此能提高驱动回路整体上的能量效率。

另外，由于是通过控制电动机2的转速及旋转方向来控制液压泵1的流量和排出方向转换，所以不需要斜板角控制方式那样的调节器、或调节器用启动泵，因而能以简单的结构构成。

另外，本发明的液压泵1的排出方向的控制，是以切换电动机2的旋转方向来进行的，但也不限于这点，当然也可以将液压泵1由双倾转式(斜板式，或斜轴式)构成，并通过控制其倾转角来控制排出方向。

以下，参照图5对把本发明的缸体驱动系统应用于建筑机械一例的液压铲的实施例进行说明。图5是本实施例的回路框图。与起重臂、悬臂、铲斗的各作业机对应，具有液压缸3B、3A、3K(以下，在没有特别区别时只记为液压缸3)，并具有驱动各自液压缸的液压泵1B、1A、1K(以下，同样只记为液压泵1)，以及旋转驱动该液压泵1B、1A、1K的电动机2B、2A、2K(以下，同样只记为电动机2)。液压泵1与上述图1所示的基本回路具有同样吸入、排出量特性的3个口B、H、T。与起重臂、悬臂、铲斗的各作业机对应的缸体驱动回路CB、CA、CK是相同结构，以下，对起重臂的缸体驱动回路CB进行说明。

液压泵1B的口H，经由第1开关阀24a及管路25a，连接在液压缸3B的顶室上，液压泵1B的口B，经由第2开关阀24b及管路25b，连接在液压缸3B的底室上。液压泵1B的口T连接在油箱5上。另外，在管路25a与油箱5之间设置了第1安全阀22a及第1检测阀23a，在管路25b与油箱5之间设置了第2安全阀22b及第2检测阀23b。控制器20的安全阀设定压信号，被输入到第1安全阀22a及第2安全阀22b的螺线管内。

另外，本实施例中，旋转轴由电动机2R直接(大多是通过减速机)驱动，构成旋转驱动回路CR。而且，也可以把液压马达通过双向排出式的液压泵设置在电动机2R的输出轴上，并利用该液压马达来驱动旋转轴。

各电动机2B、2A、2K、2R，例如由三相感应电动机等AC电动机构成，并通过变换器4B、4A、4K、4R(以下没有特别区别时只记作变换器4)控制各自的速度。各个变换器4的电源输入端子，与把由发动机6驱动的发电机7的输出三相交流电压、用整流器7a转换成直流电压的直流电压线路29连接。而且，在直流电压线路29上，连接着由蓄电池和电容器(能够大容量充、放电的电池)构成的蓄电池8。

各个变换器4，输入从控制器20向各作业机的速度指令，并把该速度指令和来自各电动机2速度传感器的速度信号的偏差值设为零，来控制转矩(电动机电流)。另外，变换器4，在速度控制中打开再生制动时(例如，对起重臂、悬臂进行下降控制时，或者制动停止旋转时等)，把各电动机2再生的电能输送给直流电压线路29。将该再生能量或是充电给蓄电池8，或是在驱动其他作业机用电动机2时进行消耗。

以下，对由本结构形成的液压铲作业机驱动回路的工作进行说明。

各个液压缸3的伸缩速度及伸缩方向的控制，是通过使用各自对应的电动机2来控制液压泵1的转速及排出方向，这点与上述实施例是相同的。由液压缸3的底室和顶室的受压面积差异造成的流量差的部分是根据液压泵1的口B和口H的吸入量、排出量的比来吸收的。

当管路25a内的油压上升到第1安全阀22a的设定压力以上时，第1安全阀22a打开，使管路25a与油箱5连通以防止在管路25内产生异常压力。另外，同样地，当管路25b内的油压上升到第2安全阀22b的设定压力以上时，第2安全阀打开，使管路25b与油箱5连通以防止在管路25b内产生异常压力。因此，在挖掘作业时，即使在液压缸3的底室、顶室内产生设定压力以上的异常，但由于能控制在设定压力以下，所以能保护液压机器。

另外，当在液压缸体3的底室或顶室内产生异常压力时，在其相反侧的顶室或底室内会产生负压(或真空)。这时，第1检测阀23a与顶室和油箱5进行连通，或第2检测阀23b与底室和油箱连通，以使油流入产生了负压(或真空)的顶室或底室内，以防止负压(或真空)。这样，就能使液压缸3稳定地工作。

另外，在液压泵1的转动停止时，由于作业机(起重臂、悬臂、铲斗)的自重而在液压缸3伸缩的方向上、即在作业机下降的方向上有受到外力的情况。这时，液压缸3的底室内的油，或顶室内的油会经由液压泵1内移向相反一侧的顶室或底室内移动。因此，通过断开第1开关阀24a及第2开关阀24b就可防止因上述作业机的自重带来的下降。

根据本实施例可得到以下效果。

把液压泵1的两个口B、H的流量比(即一方的吸入量与另一方的排出量的比)根据各自液压缸3的底室与顶室的受压面积比构成，把这两个口B、H分别连接在液压缸3的底室、顶室上，使吸入或排出该吸入量与排出量的差的部分的另一个口T与油箱连接。而且，由电动机2控制该液压泵1的排出量及排出方向，就能在闭回路上驱动液压缸3。因此，使用从液压泵1的口B或口H吸入的压油来使电动机2旋转，并能得到再生能量。另外，在进行作业机的速度控制、即进行液压泵1的排出量控制时，例如，在起重臂、悬臂下降时或旋转制动停止时等，可以由电动机2实施的再生制动。其结果，把该再生的能量在蓄电池内进行充电，或在驱动其他作业机时进行消耗，这样，即能有效地灵活运用能量又减少了能量损失，并能提高能量效率。

另外，为了防止因上述闭回路中的油量不足而造成的气蚀作用，也可以另外使用供给泵向闭回路内补充各液压机器中漏掉的那部分油。

另外，在上述实施例中，对由各轴的电动机进行速度控制的例子进行了说明，但不只如此，也可以使用转矩控制等进行。

(实施例2)

以下，参照图6～图8对实施例2进行说明。图6是实施例2的液压泵的截面图，图7是同一液压泵主要部分的具部立体截面图，图8是同一液压泵的缸体框图。

在图6中，斜轴泵30，在外壳31内可转动地支承有驱动轴32，在该驱动轴32的一端上设置有圆板。在与驱动轴32相反一侧的上述圆板33的面上，与外壳31之间连接着缸体旋转轴36，该缸体旋转轴36的轴心，相对于上述驱动轴32的轴心、只按规定倾转角θ倾斜设置。缸体旋转轴36的一端侧连接在上述圆板33面的转动中心部上，另一端侧可转动自如地支撑在外壳31上。另外，缸体单元35以定位于转动方向的状态被嵌插在缸体旋转轴36的外周上。如图8所示，在该缸体单元35上，围绕上述缸体旋转轴36的周围，以略等间隔、且与缸体旋转轴36平行地形成有规定数量的缸体孔38，在各个缸体孔38内插入柱塞34。柱塞34的前端部，可滑动自如地连接在上述圆板33的缸体旋转轴36一侧的面上。根据以上结构，利用借助于驱动轴32旋转驱动的圆板33的转动，通过缸体旋转轴36使缸体单元35以缸体旋转轴36为中心转动，从而使柱塞34在缸体单元35的缸体孔38内进行往返运动。另外，被固定在外壳31上的阀板37，可滑动自如地接触在缸体单元35的底面上。

在缸体单元35上形成的各个缸体孔38，如图8所示，分别与口H和口T(参照图1)对应，在本例中是与上述实施例1的图3所示的缸体结构同样的构成。另外，如图6、图7所示，在与口H及口T分别对应的各缸体孔38的底部上，分别形成有连通该缸体孔38和缸体单元35底面的外侧口Po及内侧口Pi。另外，在阀板37上，以轴心为中心，在一侧上形成有作为口B的圆弧状长孔37B，在另一侧的外侧上沿圆周方向并列形成有作为口H的圆弧状长孔37H、在其内侧上形成有作为口T的圆弧状长孔37T。而且，上述长孔37B与外侧口Po和内侧口Pi相连通，上述长孔37H分别与外侧口Po相连通，上述长孔37T与内侧口Pi相连通。

在本实施例中，与口H及口T对应的各个缸体孔38的直径，是按照驱动对象的液压缸的底室受压面积Sb与顶室受压面积Sh的比α来设定的。即，如上述(3)式所示，如果“n＝nH+nT”(在本例中，全体缸体数n＝10、nH＝nT＝5)，与口H对应的各缸体孔38的受压面积分别为S1H、S2H、…SnH，与口T对应的各缸体孔38的受压面积分别为S1T、S2T、…SnT，那么加工各缸体孔38的直径，就要满足以下公式，即，α＝[(S1H+S2H+…+SnH)+(S1T+S2T+…+SnT)]/(S1H+S2H+…+SnH)＝1+(S1T+S2T+…+SnT)/(S1H+S2H+…+SnH)。

而且，各自的缸体孔38的直径，也可以按每一个口H、口T设为相同，也可以设为只有一部分是不相同的直径。图8所示的例子表示了在5个口H中，把2个口H的缸体孔38a的直径设为小于其他口H及口T的缸体孔38b的直径。

根据实施例2的结构，除了实施例1中的效果以外，还就能得到以下效果。

在本实施例中，由于调整了缸体孔38直径的大小，所以，根据液压缸的底室·顶室间的受压面积比α就能精度良好地设定液压泵的口H、T间的吸入量或排出量的比。因而，液压缸的顶室·底室间的受压面积比α就能容易地且精度良好地对应不同的多种液压缸。另外，由于用1个泵就具备双泵的功能，所以能做到小型化，并且，由于应用本发明的斜轴泵就能达到高速化，所以，可实现降低成本及改善车辆搭载性。而且，由于能以最大容积效率使用各缸体，所以能更有效地使用本油泵。

(实施例3)

以下，对实施例3参照图9进行说明。图9是实施例3的缸体主要部分的截面图。

在上述实施例2中，为了调整各缸体孔38的直径，按照目标比α对孔径本身进行加工并调整，但在本实施例中，是通过把具有按照目标比α的规定内径的套管39插入缸体孔38内来进行调整。按照目标比α的粗略调整，如上述实施例1所述，是根据调整对应口H的缸体数nH与对应口T的缸体数nT来进行，把调整了内径的套管39插入规定的缸体孔38内进行细微的调整。

作为缸体孔38的直径，是把预先具有能够覆盖本液压泵适用范围那样的最大直径的缸体单元作为通用部件，把具备这种部件的液压泵存入仓库，这样，在库存管理成本及生产成本方面是理想的。根据这种做法，由于只是把套管39的内径以适合于液压缸而进行了调整并插入在缸体孔38内，所以提高了通用性。

根据该结构，由于只需调整套管39的内径，所以，能够容易地且精度良好地构成适合于液压缸底室和顶室间的受压面积比α的、具有与双泵同等功能的液压泵。另外，由于只需要换套管39，就能使其底室和顶室间的受压面积比α适用于不同的其他液压缸，所以能提高通用性。并且，由于能把安装了具有上述超尺寸的缸体孔径的缸体单元的液压泵作为通用化部件进行库存，所以库存管理成本、生产成本都比较低。另外，其他效果由于和上述的实施例相同，因此省略说明。

(实施例4)

以下，对实施例4进行说明。图10是实施例4的液压泵阀板的俯视图。作为适用机，以与实施例2的图6所示的相同的斜轴泵为例说明。并且，对与图6～图8所示结构具有大致相同功能的结构标有相同符号，并省略其说明。

在图10中，阀板37具有两块板37a、37b，在一方的板37a上形成有作为上述口B的圆弧状长孔37B和作为上述口T的圆弧状长孔37T，在另一方的板37b上形成有作为上述口H的圆弧状长孔37H。一方的板37a，在设有长孔37B的一侧，具有与缸体单元35大致相同外径的略半圆形状的大直径部，在设有长孔37T的一侧，设置了具有长孔37T外径与长孔37H外径的略中间外径的略半圆形状的小直径部。另外，另一方的板37b，具有与缸体单元35略相同外径的外周圆部和比上述板37a的小直径部外径稍稍大孔内径的内周圆部，并形成半圆环状。而且，两块板37a、37b，相互沿着圆周方向可滑动自如地与上述小直径部和上述内周圆部进行接触，而且，将一部分重复部设置在圆周方向端部上，以便总是盖住缸体单元35的底面而不漏油。另外，为了堵住该重复部上的两块板37a、37b间厚度方向的间隙，在两块板37a、37b中的任意一方上形成有侧壁部(未图示)。另外，相对于一方的板37a可以规定角度进行旋转、并可定位的电动机等旋转装置(未图示)被设置在另一方的板37b上。

以下，对本实施例的作用进行说明。当把两块板37a、37b向圆周方向相对错开时，由于长孔37H(口H)与长孔37T(口T)的相对位置发生变化，所以错开后的口H的吸入或排出时间会发生变化。因此，与口H对应的缸体容积效率要发生变化，即，等效地吸入或排出的容积要发生变化。因此，通过为满足目标比α而调整长孔37H(口H)和长孔37T(口T)的相对位置，来微调整缸体容积。

这样，除了能得到实施例2中的效果之外，还能得到以下效果。通过调整构成阀板37的两块板37a、37b的口H、T的相对角度，能够任意地改变容积效率并以适合液压缸的比α进行微调整。因而，能使同一液压泵适用于多种液压缸，从而能提高通用性，由于液压泵能做到通用化，所以可降低库存管理成本及生产成本。

(实施例5)

以下，对实施例5参照图11、图12进行说明。图11是实施例5的液压泵阀板的俯视图，图12是图11中A-A截面图。作为适用机，以与实施例2的图6所示的同样斜轴泵为例说明。并且，对与图6～图8所示的结构具有大致相同功能的结构，标有相同符号并省略其说明。

阀板37c，作为口H的长孔37H的圆周方向开口角度β1，只比作为口T的长孔37T的圆周方向开口角度β2小规定角度。而且，在和上述长孔37H同一半径的圆周上，形成有与上述长孔37T连通的圆弧状长孔37Ta。另外，在夹住缸体旋转轴36、且与长孔37H、长孔37Ta及长孔37T相反一侧，形成有作为口B的圆弧状长孔37B。阀板37c以外的结构由于和上述实施例1～3相同，所以在此省略了说明。

以下，对于由本实施例的构成而产生的作用进行说明。在缸体单元35转动时，当缸体孔38经由外侧口Po并与长孔37H连通时，该缸体38的柱塞34作为口H用而发挥功能，当与长孔37Ta连通时，该缸体孔38的柱塞34作为口T用而发挥功能。因此，在长孔37H、长孔37Ta及长孔37T处于液压泵排出冲程一侧的情况下，具有外侧口Po的缸体孔38中的大部分油，经由长孔37H后从口H排出，其剩余的油，经由长孔37Ta及长孔37T后从口T排出。另外，具有内侧口Pi的缸体孔38中的油，经由长孔37T后从口T排出。而且，在吸入冲程的情况下，成为上述相反的油流入方向。因而，通过长孔37H的油量成为口H的缸体容量，通过长孔37Ta及长孔37T的油量成为口T的缸体容量，因此，根据调整长孔37H、长孔37Ta及长孔37T中至少任意一个圆周方向开口角度β或开口面积，就可对上述液压缸的底室·顶室间的受压面积比α进行调整。

这样，除了能得到实施例2中的效果以外，还能得到以下效果。即，对上述液压缸的底室和顶室间受压面积比α的粗略设定，是根据调整具有外侧口Po的口H用缸体数nH和具有内侧口Pi的口T用缸体数nT来进行的，在该调整中，根据调整阀板37c的长孔37H、长孔37Ta及长孔37T中至少任意一个圆周方向开口角度β和开口面积就能进行困难的微调整。因而，上述液压缸的底室和顶室间的受压面积比α能容易且精度良好地对应不同的多种液压缸，另外，与上述同样，由于能做到泵的小型化及高速化，所以，既可降低成本又可改善车辆搭载性。

在上述实施例2～实施例5中，作为本发明适用的液压泵的例子，以斜轴泵为例做了说明，但不只限于这点，当然也适用于斜板式泵。

如上说明，根据本发明能得到以下效果。

液压泵的3个口，具有：第1口的排出量(吸入量)作为第2口与第3口的各自吸入量(排出量)之和、第1口的排出量(吸入量)与第2口的吸入量(排出量)之比液压缸的底室与顶室的受压面积比的关系。把该液压泵的第1口连接在底室上，把第2口连接在顶室上，把第3口连接在油箱上，并根据控制该液压泵的转速及旋转方向来控制排出量及排出方向，这样，使用一个液压泵就能构成闭回路的驱动系统。因而能以回路结构简单且低成本来构成。另外，由于不需要流量控制用切换阀就能减少能量损失，并且，利用液压缸的底室或顶室的压油，通过液压泵就可使电动机转动，所以能得到再生能量。

Claims (3)

1.一种缸体驱动系统，具有：

液压缸(3)、液压泵(1)和驱动液压泵(1)的驱动源(2)，其特征在于，

在所述液压泵(1)的缸体单元(11)上所形成的规定个数的缸体内分别装有柱塞(12)，在与所述缸体单元(11)的柱塞(12)相反一侧的端面上，形成有和各个柱塞(12)连通的规定个数的外侧口(Po)和内侧口(Pi)；所述液压泵(1)设置与所述端面相对接的阀板(13)，在所述阀板(13)上，以轴心为中心，在一侧形成有作为第1口(B)的第1长孔(15B)，在另一侧沿圆周方向并列形成作为第2口(H)的第2长孔(15H)和在所述第2长孔(15H)的内侧形成的作为第3口(T)的第3长孔(15T)；所述第1长孔(15B)与所述外侧口(Po)及所述内侧口(Pi)、所述第2长孔(15H)与所述外侧口(Po)、所述长孔(15T)与所述内侧口(Pi)分别连通；

所述第1口(B)向该液压缸(3)的底室供给油或从所述底室排出油，所述第2口(H)从液压缸(3)的顶室排出油或向所述顶室供给油，所述第3口(T)从油箱(5)排出油或向所述油箱(5)供给油，并且所述第1口(B)的吸入量作为所述第2口(H)及所述第3口(T)的各自排出量之和、或所述第1口(B)的排出量作为所述第2口(H)及所述第3口(T)的各自吸入量之和。

2.如权利要求1所述的缸体驱动系统，其特征在于：

通过对所述驱动源(2)的转速及旋转方向的控制，或者对作为双倾转式的所述液压泵(1)控制其倾转角来进行对所述液压泵(1)的排出量、吸入量以及排出方向的控制。

3.一种缸体驱动系统的能量再生方法，所述缸体驱动系统，具有：液压缸(3)、液压泵(1)和驱动液压泵(1)的驱动源(2)，其特征在于：在所述液压泵(1)的缸体单元(11)上所形成的规定个数的缸体内分别装有柱塞(12)，在与所述缸体单元(11)的柱塞(12)相反一侧的端面上，形成有和各个柱塞(12)连通的规定个数的外侧口(Po)和内侧口(Pi)；所述液压泵(1)设置与所述端面相对接的阀板(13)，在所述阀板(13)上，以轴心为中心，在一侧形成有作为第1口(B)的第1长孔(15B)，在另一侧沿圆周方向并列形成作为第2口(H)的第2长孔(15H)和在所述第2长孔(15H)的内侧形成的作为第3口(T)的第3长孔(15T)；所述第1长孔(15B)与所述外侧口(Po)及所述内侧口(Pi)、所述第2长孔(15H)与所述外侧口(Po)、所述长孔(15T)与所述内侧口(Pi)分别连通；

使所述第1口(B)向液压缸(3)的底室供给油或从所述底室排出油，所述第2口(H)从液压缸(3)的顶室排出油或向所述顶室供给油，所述第3口(T)从油箱(5)排出油或向所述油箱(5)供给油，并且所述第1口(B)的吸入量作为所述第2口(H)及所述第3口(T)的各自排出量之和、或所述第1口(B)的排出量作为所述第2口(H)及所述第3口(T)的各自吸入量之和，用电动机(2)对所述液压泵(1)的转速及旋转方向进行控制，

通过电动机(2)回收液压泵(1)的再生制动时的再生能量。

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