JP2000064950A - 斜板プランジャ式油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、シリンダ内圧力の急激な変化
を防止してサージ圧や負圧の発生を防ぐことができ、振
動・騒音を低減することのできる構成の斜板プランジャ
式油圧装置を提供する。 【解決手段】 吐出ポート１８と繋がる吐出路２０から
分岐した連通油路３１を分配弁板７上に開口させ、膨張
行程を終了する前のシリンダ孔内に吐出路２０内の圧力
を供給する。また、吸入ポート１９と繋がる吸入路２１
から分岐した連通油路３３を分配弁板７上に開口させ、
圧縮行程を終了する前のシリンダ孔内の圧力を吸入路２
１内に放出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、斜板プランジャ式
油圧ポンプ、モータ等の斜板プランジャ式油圧装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような斜板プランジャ式ポン
プ、モータにおいては、分配弁板における吸入ポートの
終了端と吐出ポートの開始端の間に予圧縮（閉じ込み圧
縮）区間を設けるとともに吐出ポートの終了端と吸入ポ
ートの開始端の間に予膨張（閉じ込み膨張）区間を設け
た構成のものが知られている。このような構成では、シ
リンダブロックの回転により、吸入ポートと対向して低
圧となっていたシリンダ内圧力を予圧縮区間において徐
々に増圧させ、また吐出ポートと対向して高圧となって
いたシリンダ内圧力を予膨張区間において徐々に減圧さ
せるものであり、これによりシリンダ内圧力が急激に変
化することが防止され、サージ圧や負圧の発生を防ぐこ
とができる。また、このような構成に加えて吐出ポート
及び吸入ポートの開始点側にＶ型ノッチを設けたものも
知られている。このような構成では、増圧時には吐出路
内の高圧をシリンダ内に徐々に供給し、また減圧時には
シリンダ内の高圧を吸入路内に徐々に放出させるので、
シリンダ内圧力の変化を滑らかにすることができる。

【０００３】各シリンダ内圧力の変化は斜板に傾動軸ま
わりのモーメントを発生させるが、これらモーメントの
合力（以下、斜板モーメントと称する）の変動は、プラ
ンジャ、斜板、ケーシング等に加振力として伝達されて
振動や騒音の原因となる。特開平４−２５９６７５号公
報及び特開平４−２５９６７８号公報に開示されるよう
に、斜板モーメントの変動を抑制するには、各プランジ
ャにおける増圧時及び減圧時のシリンダ内圧力が所定の
シリンダ回転角度幅で滑らかに（すなわち所定の勾配
で）変化するように調整すればよいが、上記のように予
圧縮・予膨張区間及びＶ型ノッチのみの構成ではこのよ
うな調整は困難である。このためこのような構成に加え
て、吸入ポートと繋がる吸入路（低圧側）と連通した連
通油路を分配弁板上の予圧縮区間内に開口させるととも
に、吐出ポートと繋がる吐出路（高圧側）と連通した連
通油路を分配弁板上の予膨張区間内に開口させ、プラン
ジャが膨張行程から圧縮行程へ移行するときには吐出路
側のＶ型ノッチから吐出路内の高圧をシリンダ内へ供給
するとともにこの高圧の一部を連通油路から吸入路内に
放出させ、またプランジャが圧縮行程から膨張行程へ移
行するときにはシリンダ内の高圧を吸入路側のＶ型ノッ
チから吸入路内へ放出させるとともに吐出路内の高圧を
連通油路からシリンダ内へ供給する構成としたものもあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような構成では、
増圧時及び減圧時のシリンダ内圧力を所定の勾配で変化
させることができるので、サージ圧や負圧の発生を抑え
ることができるとともに斜板モーメントの変動を小さく
して油圧装置の振動・騒音を低減することができるが、
シリンダ内圧力を調整するためには複雑な作動油の給排
を行わねばならず、構造が複雑になり、また、様々な運
転状態でサージ圧や負圧の発生を抑えることができない
という問題があった。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、構造が簡単で、シリンダ内圧力の急激な変
化を防止してサージ圧や負圧の発生を防ぐことができ、
振動・騒音を低減することのできる構成の斜板プランジ
ャ式油圧装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装置
（例えば、実施形態における油圧ポンプ１）は、回転軸
（例えば、実施形態における入力軸３）を囲む環状配列
で軸方向に延びるとともに軸方向一端側に開口して形成
された複数のシリンダ孔を有してなるシリンダブロック
と、シリンダ孔内に配設された複数のプランジャと、シ
リンダブロックの上記一端側と対向するとともにプラン
ジャが摺接する斜板と、シリンダブロックの軸方向他端
側に配設された分配弁板とを有して構成される。その上
で、シリンダブロックの軸方向他端側には、各シリンダ
孔に連通する複数個の連結ポートが円周上に並んで形成
され、分配弁板には、シリンダブロックの回転に応じ連
結ポートを介して、圧縮行程にあるプランジャが摺合さ
れたシリンダ孔に連通する吐出ポートと、膨張行程にあ
るプランジャが摺合されたシリンダ孔に連通する吸入ポ
ートとが形成されており、吐出ポートに繋がる吐出路
と、吸入ポートに繋がる吸入路と、吐出路から分岐して
分配弁板上に開口し、膨張行程を終了する前のシリンダ
孔内に吐出路内の圧力を供給する第１の連通油路（例え
ば、実施形態における連通油路３１）と、吸入路から分
岐して分配弁板上に開口し、圧縮行程を終了する前のシ
リンダ孔内の圧力を吸入路内に放出する第２の連通油路
（例えば、実施形態における連通油路３３）とを有す
る。

【０００７】このような構成では、シリンダ内圧力は膨
張行程が終了する前に低圧値から高圧値まで増圧され、
また圧縮行程が終了する前に高圧値から低圧値まで減圧
されるので、膨張行程から圧縮行程に移行して低圧から
高圧へ切換わるときや、圧縮行程から膨張行程に移行し
て高圧から低圧へ切換わるときにサージ圧や負圧が発生
することが防止される。またこれにより油圧装置の振動
・騒音を低減することができる。更に、シリンダ内圧力
の増圧時には吐出路内の高圧をシリンダ内へ供給し、ま
たシリンダ内圧力の減圧時にはシリンダ内の高圧を吸入
路内へ放出させるだけでよいので、シリンダ内圧力の調
整のための作動油の給排が単純化され、従来の予圧縮・
予膨張タイプの分配弁板と比較して構造が簡単になり、
コストダウンが図れる。

【０００８】第２の本発明に係る斜板プランジャ式油圧
装置は、上記構成において、第１の連通油路の分配弁板
上の開口（例えば、実施形態における開口３２）が、連
結ポートの中心が下死点に対応する第１位置（例えば、
実施形態における位置Ａ１）にあるときの連結ポートの
前方端部（連結ポートが回転により進行するときに前方
となる側の端部）から後方端部（連結ポートが回転によ
り進行するときに後方となる側の端部）の間に位置し、
第２の連通油路の分配弁板上の開口（例えば、実施形態
における開口３４）が、連結ポートの中心が上死点に対
応する第２位置（例えば、実施形態における位置Ａ２）
にあるときの連結ポートの前方端部から後方端部の間に
位置し、吐出ポートの開始点（下死点側の端部）が、連
結ポートの中心が第１位置にあるときの連結ポートの前
方端部と接する位置に設けられ、吐出ポートの終了点
（上死点側の端部）が、連結ポートの前方端部が第２の
連通油路の開口に接する第３位置（例えば、実施形態に
おける位置Ａ３）にあるときの連結ポートの後方端部と
接する位置に設けられ、吸入ポートの開始点（上死点側
の端部）が、連結ポートの中心が第２位置にあるときの
連結ポートの前方端部と接する位置に設けられ、吸入ポ
ートの終了点（下死点側の端部）が、連結ポートの前方
端部が第１の連通油路の開口に接する第４位置（例え
ば、実施形態における位置Ａ４）にあるときの連結ポー
トの後方端部と接する位置に設けられる。このような構
成であれば、シリンダ孔内の圧力は、下死点若しくは上
死点に至るまでに確実に増圧若しくは減圧されるので、
吐出時及び吸入時におけるシリンダ内圧力の変化の調整
を確実に行うことができる。

【０００９】次に、第３の本発明に係る斜板プランジャ
式油圧装置は、上記第２の本発明に係る斜板プランジャ
式油圧装置の構成に加えて、連結ポートが第４位置から
第１位置に至るまでの増圧区間に対応するシリンダブロ
ックの回転角度幅及び連結ポートが第３位置から第２位
置に至るまでの減圧区間に対応するシリンダブロックの
回転角度幅を予め定められた角度に設定して第３位置及
び第４位置を定め、このようにして定められた第３位置
及び第４位置にあるときの連結ポートの位置をもとに吐
出ポート、吸入ポート、第１の連通油路の開口及び第２
の連通油路の開口を形成し、第１の連通油路の流量が、
増圧区間に対応する回転角度幅においてシリンダ孔内の
圧力が滑らかに増圧されるように設定され、第２の連通
油路の流量が、減圧区間に対応する回転角度幅において
シリンダ孔内の圧力が滑らかに減圧されるように設定さ
れる。なお、上記予め定められた角度とは、前掲の特開
平４−２５９６７５号公報及び特開平４−２５９６７８
号公報に開示される、斜板に作用する荷重の変動を小さ
くする角度θ（°）である。具体的には、プランジャの
本数Ｚが偶数値である場合には、θ＝３６０°／Ｚ×ｋ
（ｋ＝１、２、３、・・・；整数）で表され、また、プ
ランジャの本数Ｚが奇数値である場合には、θ＝１８０
°／Ｚ×ｋ（ｋ＝１、２、３、・・・；整数）で表され
る。

【００１０】このような構成においては、第１位置〜第
３位置の区間では、連通ポートは吐出ポートと連通して
おり、シリンダ内圧力は吐出路内の圧力に等しい高圧値
に保持される。第３位置〜第２位置の区間では、連通ポ
ートは第２の連通油路を介して低圧の吸入路と連通する
ので、シリンダ内の高圧が吸入路内に放出される。この
ため連通ポートが第２位置に達する前にシリンダ内圧力
は低圧値まで減圧される。しかもそのシリンダ内圧力は
所定のシリンダ回転角度幅で滑らかに（すなわち所定の
勾配で）変化する。第２位置〜第４位置の区間では、連
通ポートは吸入ポートと連通しており、シリンダ内圧力
は吸入路内の圧力に等しい低圧値に保持される。第４位
置〜第１の区間では、連通ポートは第１の連通油路を介
して高圧の吐出路と連通するので、吐出路内の高圧がシ
リンダ内に供給される。このため連通ポートが第１位置
に達する前にシリンダ内圧力は高圧値まで増圧される。
しかもその圧力変化は所定のシリンダ回転角度幅で滑ら
かに（すなわち所定の勾配で）変化する。

【００１１】このため、上記第１及び第２の本発明に係
る油圧装置と同様にサージ圧や負圧の発生を防止できる
ほか、増圧時及び減圧時のシリンダ内圧力を所定の勾配
で変化させることができるので、斜板モーメントの変動
を小さくして油圧装置の振動・騒音を著しく低減するこ
とができる。ここで、第１及び第２の連通油路の流量設
定は、連通油路中にオリフィスを設け、これらオリフィ
スの開口面積を調整して行うことが好ましい。なお、シ
リンダブロック回転数や吐出量が可変である油圧装置の
場合には、斜板角、シリンダブロック回転数、高圧値等
の各要素の値を最も頻度の高い運転状態、或いは、実験
やシミュレーション等で求めた振動や騒音が最も厳しく
なる運転状態における値に固定して第１及び第２の連通
油路の流量（オリフィスの流量）を決定することが好ま
しい。このようにすれば回転数・吐出量が可変式の油圧
装置であっても、効果的に振動・騒音を低減することが
できる。

【００１２】また、第４の本発明に係る斜板プランジャ
式油圧装置は、上記第３の本発明に係る斜板プランジャ
式油圧装置の構成に加えて、油圧装置の運転状態を検出
する運転状態検出手段（例えば、実施形態における斜板
角検出器７３、シリンダブロック回転数検出器７４及び
高圧値検出器７５）と、この運転状態検出手段からの検
出結果に対応して第１の連通油路（例えば、実施形態に
おける連通油路３１及びバイパス油路３７）の流量及び
第２の連通油路（例えば、実施形態における連通油路３
３及びバイパス油路３８）の流量を可変設定する流量可
変設定手段（例えば、実施形態におけるコントローラ７
６、制御圧調整油圧回路７７及び流量制御弁５０、６
０）とを備える。なお油圧装置の運転状態とは、斜板角
（斜板の傾転角）、シリンダブロック回転数、高圧値
（吐出路内の圧力）、等を指している。

【００１３】このような構成では、運転状態検出手段に
より上記油圧装置の運転状態を検出し、流量可変手段が
この検出結果を受けて第１の連通油路及び第２の連通油
路の流量を変化させる。これにより、運転状態の如何に
関わらず、増圧時及び減圧時のシリンダ内圧力の変化を
所定の勾配に保つことができる。このため、シリンダブ
ロック回転数や吐出量が可変であるタイプの油圧装置に
対して振動・騒音を効果的に低減することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
ましい実施形態について説明する。図１は第１及び第２
の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装置に対応する油
圧ポンプを示している。油圧ポンプ１は、ケーシング２
内において入力軸３がベアリング４を介して回転自在に
支承されており、この入力軸３にシリンダブロック５が
軸方向摺動自在にスプライン結合されている。また、ケ
ーシング２において、シリンダブロック５の一端側（図
１において右側）には斜板６が、他端側（左側）には分
配弁板７がそれぞれ配設されている。

【００１５】斜板６は入力軸３を囲むように円環状をな
し、トラニオン軸（傾転支軸）６ａを介してケーシング
２に傾動可能に取り付けられている。従って、斜板６は
トラニオン軸６ａを中心として傾動して、シリンダブロ
ック５の回転軸線に対する傾転角を任意に変えることが
できる。分配弁板７はケーシング２に固定されたメイン
プレート８に固着されており、その中心部において、シ
リンダブロック５を貫通する入力軸３の先端をベアリン
グ９を介して支持している。

【００１６】入力軸３の外周の一部を囲むように取り付
けられたばね支持部材１０は、一端側（図１の右側）を
ベアリング４のケースに当接させており、他端側（図１
の左側）には回転軸まわり一定間隔置きに軸方向に延び
て形成された複数の棒部１０ａ、１０ａ、・・・を有し
ている。これらの棒部１０ａ、１０ａ、・・・はそれぞ
れ、シリンダブロック５に軸方向に穿設された複数の貫
通孔５ａ、５ａ、・・・に対応するように挿入貫通され
ており、シリンダブロック５の回転時には、ばね支持部
材１０も一緒に回転するようになっている。棒部１０
ａ、１０ａ、・・・の先端部はシリンダブロック５の内
径側空間５ｂ内に突出しており、第１リング部材１２が
棒部１０ａ、１０ａ、・・・に当接するように、また第
２リング部材１３がシリンダブロック５に取りつけられ
たリング状のストッパ１１に当接するように設けられて
いる。更に、第１及び第２リング部材１２、１３の間に
はばね１４が縮設されている。このためシリンダブロッ
ク５は常時図１の左方に付勢されており、シリンダブロ
ック５の摺接面５ｆが分配弁板７の摺接面７ｆに押し付
けられた状態となっている。また各プランジャ１６の先
端部には、スリッパ２２が連結部材２３により首振り自
在に連結されており、各スリッパ２２は斜板６に摺動自
在に取り付けられている。

【００１７】シリンダブロック５は、回転軸まわり等間
隔に、その回転軸線と平行な９本のシリンダ孔１５、１
５、・・・を有しており、各シリンダ孔１５内にはそれ
ぞれプランジャ１６が摺合されている。各プランジャ１
６は、対応するシリンダ孔１５に油室１７を画成し、各
油室１７に繋がる９個の連結ポート１７ａが、図２に示
すように、シリンダブロック５の上記摺接面５ｆに開口
してシリンダブロック５内に形成されている。なお、こ
の開口部は同一円周上に等間隔で並んで形成されてい
る。

【００１８】分配弁板７を図３に示す。入力軸３を図１
の左側から見て反時計まわりに回転駆動するとリンダブ
ロック５もこれと同方向に回転するが、シリンダブロッ
ク５は図３では破線矢印Ｓの方向に回転する。分配弁板
７は図３に示すように、上記摺接面７ｆの片側半面に、
上記連結ポート１７ａのうちこの半面に対向する連結ポ
ート１７ａと連通する一個の吐出ポート（流出ポート）
１８を有するとともに、反対側の片側半面に、この半面
に対向する連結ポート１７ａと連通する一個の吸入ポー
ト（流入ポート）１９を有しており、これら吐出ポート
１８及び吸入ポート１９がそれぞれメインプレート８内
に形成された吐出路２０及び吸入路２１に繋がってい
る。なお、吐出路２０及び吸入路２１は、図示しない他
のアクチュエータと接続して油圧閉回路を構成している
（図４参照）。

【００１９】吐出路２０は図３及び図４に示すようにメ
インプレート８内で連通油路３１を分岐させており、そ
の開口３２は連結ポート１７ａの中心が下死点Ｂ．Ｄ．
Ｃに対応する位置（図３に示す位置Ａ１）にあるときの
連結ポート１７ａの前方端部（連結ポート１７ａが回転
進行するときに前方となる側の端部）から後方端部（連
結ポート１７ａが回転進行するときに後方となる側の端
部）の間に位置している。また吸入路２１はメインプレ
ート内で連通油路３３を分岐させており、その開口３４
は連結ポート１７ａの中心が上死点Ｔ．Ｄ．Ｃに対応す
る位置（図３に示す位置Ａ２）にあるときの連結ポート
１７ａの前方端部から後方端部の間に位置している。な
お、特許請求の範囲における第１の連通油路とは吐出路
２０内の圧力をシリンダ内（油室１７内）に供給する油
路を指しており、また第２の連通油路とはシリンダ内の
圧力を吸入路２１内に放出させる油路を指している。従
ってこの実施例においては、連通油路３１が特許請求の
範囲における第１の連通油路に相当し、連通油路３３が
特許請求の範囲における第２の連通油路に相当する。

【００２０】図３に示すように、吐出ポート１８の開始
点（下死点Ｂ．Ｄ．Ｃ側の端部）１８ａは、連結ポート
１７ａの中心が位置Ａ１にあるときの連結ポート１７ａ
の前方端部と接する位置に設けられており、吐出ポート
１８の終了点（上死点Ｔ．Ｄ．Ｃ側の端部）１８ｂは、
連結ポート１７ａの前方端部が開口３４に接する位置
（図３に示す位置Ａ３）にあるときの連結ポート１７ａ
の後方端部と接する位置に設けられている。また、吸入
ポート１９の開始点（上死点Ｔ．Ｄ．Ｃ側の端部）１９
ａは、連結ポート１７ａの中心が位置Ａ２にあるときの
連結ポート１７ａの前方端部と接する位置に設けられて
おり、吸入ポート１９の終了点（下死点Ｂ．Ｄ．Ｃ側の
端部）１９ｂは、連結ポート１７ａの前方端部が開口３
２に接する位置（図３に示す位置Ａ４）にあるときの連
結ポート１７ａの後方端部と接する位置に設けられてい
る。

【００２１】以上の構成の油圧ポンプ１において、入力
軸３を駆動してシリンダブロック５を回転させると、図
３における下死点Ｂ．Ｄ．Ｃに位置して最も膨張した状
態にプランジャ１６の先端に連結されたスリッパ２２
は、傾動した斜板６上を摺動したまま移動し、スリッパ
２２及びプランジャ１６は斜板６に押し付けられて収縮
方向に移動する。これにより、このプランジャ１６によ
り画成された油室１７は縮小され、油室１７内の作動油
は加圧されて分配弁板７の吐出ポート２０に吐出され
る。このプランジャ１６が上死点Ｔ．Ｄ．Ｃまで回転さ
れると最も縮小した状態となり圧縮行程が完了し、今度
は、スリッパ２２が斜板６に沿って移動してプランジャ
１６はシリンダ孔１５内で膨張方向に移動する。これに
より、吸入ポート２１から油室１７内に作動油が吸入さ
れる。

【００２２】このようにブロックシリンダ５の回転に伴
ってシリンダ内（油室１７内）に作動油が出入りし、シ
リンダ内圧力が変化する。図５はプランジャ位置（連結
ポート１７ａの中心の位置）に対するシリンダ内圧力の
変化及びシリンダ内への作動油の供給流量の変化を示し
たものである。以下、四つの区間Ａ１〜Ａ３（吐出区
間）、Ａ３〜Ａ２（減圧区間）、Ａ２〜Ａ４（吸入区
間）、Ａ４〜Ａ１（増圧区間）に分けて説明する。

【００２３】区間Ａ１〜Ａ３では、連通ポート１７ａは
吐出ポート１８と連通しており、シリンダ内圧力は吐出
路２０内の圧力に等しい高圧値ＰＨに保持される。区間
Ａ３〜Ａ２では、連通ポート１７ａは連通油路３３を介
して低圧の吸入路２１と連通するので、シリンダ内の高
圧が吸入路２１内に放出される。このため連通ポート１
７ａが位置Ａ２に達する前にシリンダ内圧力は低圧値Ｐ
Ｌまで減圧される。区間Ａ２〜Ａ４では、連通ポート１
７ａは吸入ポート１９と連通しており、シリンダ内圧力
は吸入路２１内の圧力に等しい低圧値ＰＬに保持され
る。区間Ａ４〜Ａ１では、連通ポート１７ａは連通油路
３１を介して高圧の吐出路２０と連通するので、吐出路
２０内の高圧がシリンダ内に供給される。このため連通
ポート１７ａが位置Ａ１に達する前にシリンダ内圧力は
高圧値ＰＨまで増圧される。

【００２４】このように上述の油圧ポンプ１では、吐出
路２０から分岐して分配弁板７上に開口し、膨張行程を
終了する前のシリンダ孔内に吐出路２０内の圧力を供給
する連通油路３１と、吸入路２１から分岐して分配弁板
７上に開口し、圧縮行程を終了する前のシリンダ孔内に
圧力を吸入路２１内に放出する連通油路３３とを備えて
いることにより、シリンダ内圧力が膨張行程が終了する
前に低圧値ＰＬから高圧値ＰＨまで増圧され、また圧縮
行程が終了する前に高圧値ＰＨから低圧値ＰＬまで減圧
されるので、膨張行程から圧縮行程に移行して低圧から
高圧へ切換わるときにサージ圧が発生したり、圧縮行程
から膨張行程に移行して高圧から低圧へ切換わるときに
負圧が発生したりすることがない。このように従来のよ
うな予圧縮及び予膨張の構成をとることなくサージ圧や
負圧の発生を防止することができ、振動・騒音を低減で
きる。更に、シリンダ内圧力の増圧時には吐出路２０内
の高圧をシリンダ内へ供給し、またシリンダ内圧力の減
圧時にはシリンダ内の高圧を吸入路２１内へ放出させる
だけでよいのでシリンダ内圧力の調整のための作動油の
給排が単純化され、従来の予圧縮・予膨張タイプの分配
弁板と比較して構造が簡単になり、コストダウンが図れ
る（第１の本発明による効果）。

【００２５】また、両開口３２、３４、吐出ポート１８
の開始点１８ａ及び終了点１８ｂ、吸入ポート１９の開
始点１９ａ及び終了点１９ｂが上述の位置に設けられる
ことにより、シリンダ孔内の圧力は下死点Ｂ.Ｄ.Ｃ若し
くは上死点Ｔ.Ｄ.Ｃに至るまでに確実に増圧若しくは減
圧され、吐出時及び吸入時におけるシリンダ内圧力の変
化を確実に調整することができる（第２の本発明による
効果）。

【００２６】図６は第３の本発明に係る斜板プランジャ
式油圧装置に対応する油圧ポンプにおける分配弁板７ａ
を示しており、上記構成において連結ポート１７ａが位
置Ａ４から位置Ａ１に至るまでの増圧区間に対応するシ
リンダブロック５の回転角度幅と、連結ポート１７ａが
位置Ａ３から位置Ａ２に至るまでの減圧区間に対応する
シリンダブロック５の回転角度幅をともに２０度として
いる。すなわち、吐出ポート１８の開始点（下死点Ｂ．
Ｄ．Ｃ側の端部）１８ａは、連結ポート１７ａの中心が
下死点Ｂ．Ｄ．Ｃに位置したとき（図６に示す位置Ａ
１）の連結ポート１７ａの前方端部と接する位置に設け
られ、吐出ポート１８の終了点（上死点Ｔ．Ｄ．Ｃ側の
端部）１８ｂは、連結ポート１７ａの中心が上死点Ｔ．
Ｄ．Ｃの手前２０度の位置（図６に示す位置Ａ３）にあ
るときの連結ポート１７ａの後方端部と接する位置に設
けられる。また、吸入ポート１９の開始点（上死点Ｔ．
Ｄ．Ｃ側の端部）１９ａは、連結ポート１７ａの中心が
上死点Ｔ．Ｄ．Ｃに位置したとき（図６に示す位置Ａ
２）の連結ポート１７ａの前方端部と接する位置に設け
られ、吸入ポート１９の終了点（下死点Ｂ．Ｄ．Ｃ側の
端部）１９ｂは、連結ポート１７ａの中心が下死点Ｂ．
Ｄ．Ｃの手前２０度の位置（図６に示す位置Ａ４）にあ
るときの連結ポート１７ａの後方端部と接する位置に設
けられる。

【００２７】開口３２は、連結ポート１７ａの中心が位
置Ａ４にあるときの連結ポート１７ａの前方端部と接す
る位置に設けられ、開口３４は、連結ポート１７ａの中
心が位置Ａ２にあるときの連結ポート１７ａの前方端部
と接する位置に設けられる。なお、増圧区間及び減圧区
間のシリンダ回転角度幅αを２０度に設定したのは、プ
ランジャ数が９本のときの斜板モーメント（各プランジ
ャ１６のストローク方向荷重によるトラニオン軸６ａま
わりのモーメントの合力）の変動を小さくするのに最適
な角度であるからである（前述の特開平４−２５９６７
８号公報参照）。

【００２８】また、連通油路３１中にはオリフィス３５
が、連通油路３３中にはオリフィス３６が設けられる。
オリフィス３５は、図７に示すように、先ず分配弁板７
の板厚方向（図７では左右方向）にオリフィス３５の開
口面積相当の貫通孔を穿設し、次いで分配弁板７の左右
両側から分配弁板７内の連通油路３１の内径相当の穴を
設けることにより形成することができる。オリフィス３
６についても同様である。

【００２９】上記のように分配弁板７ａ等を構成し、油
圧装置を駆動してシリンダブロック５を回転させると、
シリンダ内圧力の増圧は連結ポート１７ａが位置Ａ４に
位置したときから開始され、またシリンダ内圧力の減圧
は連結ポート１７ａが位置Ａ３に位置したときに開始さ
れる。しかし、増圧を開始してから終了するまで及び減
圧を開始してから終了するまでのシリンダ回転角度幅
は、斜板角（斜板６の傾転角）、シリンダブロック
回転数、高圧値（吐出路２０内の圧力）で代表される
油圧装置１の運転状態に関する要素のほか、オリフィ
ス３５、３６の流量Ｑ１、Ｑ２（すなわち開口面積Ｓ
１、Ｓ２）の各要素の値に依存し、シリンダ内圧力の変
化の勾配は上記〜の要素の値により異なる。ここ
で、油圧装置が定回転・定吐出量タイプであれば、上記
〜の要素の各値をもとに、連結ポート１７ａが位置
Ａ１に位置したときにシリンダ内圧力が増圧を終了する
ようにオリフィス３５の流量Ｑ１を設定し、また、連結
ポート１７ａが位置Ａ２に位置したときにシリンダ内圧
力が減圧を終了するように流量Ｑ２を設定する。なお、
オリフィスの流量Ｑとその開口面積Ｓとの関係は、式
（１）のようになる。

【００３０】

【数１】Ｑ＝ＣＳ√（２ΔＰ／ρ）・・・（１） 但し、Ｃ：オリフィス部の流量係数 Δｐ：オリフィス前後の圧力差 ρ：作動油の密度

【００３１】このようにオリフィス３５、３６の流量Ｑ
１、Ｑ２を設定し、シリンダブロック５を回転させたと
きのシリンダ内圧力の変化及びシリンダ孔内への作動油
の供給流量の変化を図８に示す。区間Ａ１〜Ａ３では、
連通ポート１７ａは吐出ポート１８と連通しており、シ
リンダ内圧力は吐出路２０内の圧力に等しい高圧値ＰＨ
に保持される。区間Ａ３〜Ａ２では、連通ポート１７ａ
は連通油路３３を介して低圧の吸入路２１と連通するの
で、シリンダ内の高圧が吸入路２１内に放出される（流
量変動Ｂ２）。このため連通ポート１７ａが位置Ａ２に
達する前にシリンダ内圧力は低圧値ＰＬまで減圧され
る。しかもその圧力変化は所定のシリンダ移転角度幅α
（＝２０度）で滑らかに（すなわち所定の勾配で）変化
する。区間Ａ２〜Ａ４では、連通ポート１７ａは吸入ポ
ート１９と連通しており、シリンダ内圧力は吸入路２１
内の圧力に等しい低圧値ＰＬに保持される。区間Ａ４〜
Ａ１では、連通ポート１７ａは連通油路３１を介して高
圧の吐出路２０と連通するので、吐出路２０内の高圧が
シリンダ内に供給される（流量変動Ｂ１）。このため連
通ポート１７ａが位置Ａ１に達する前にシリンダ内圧力
は高圧値ＰＨまで増圧される。しかもその圧力変化は所
定のシリンダ回転角度幅α（＝２０度）で滑らかに（す
なわち所定の勾配で）変化する。

【００３２】このように、第３の本発明に係る斜板プラ
ンジャ式油圧装置に対応する油圧ポンプでは、上記第１
及び第２の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装置（油
圧ポンプ１）と同様にサージ圧や負圧の発生を防止でき
るほか、増圧時及び減圧時のシリンダ内圧力を所定の勾
配で変化させることにができるので、斜板モーメントの
変動を小さくして油圧装置の振動・騒音を著しく低減す
ることができる。

【００３３】なお、回転数や吐出量が可変である油圧装
置の場合には、上記〜の各要素の値を最も頻度の高
い運転状態、或いは、実験やシミュレーション等で求め
た振動や騒音が最も厳しくなる運転状態における値に固
定してオリフィス３５、３６の流量Ｑ１、Ｑ２を決定す
ることが好ましい。このようにすれば回転数・吐出量が
可変式の油圧装置であっても、効果的に振動・騒音を低
減することができる。

【００３４】図９は第４の本発明に係る斜板プランジャ
式油圧装置に対応する油圧ポンプにおける分配弁板７ｂ
を示している。これは、上述した第３の本発明に係る斜
板プランジャ式油圧装置における分配弁板７ａの構成に
加え、吐出路２０から分岐するとともに開口３２におい
て分配弁板７ｂ上に開口するバイパス油路３７と、吸入
路２１から分岐するとともに開口３４において分配弁板
７ｂ上に開口するバイパス油路３８とが設けられてい
る。また、バイパス油路３７の途中には流量制御弁５０
及びオリフィス３９が設けられ、バイパス油路３８の途
中には流量制御弁６０及びオリフィス４０が設けられて
いる。なお、上記したように特許請求の範囲における第
１の連通油路とは吐出路２０内の圧力をシリンダ内に供
給する油路を指しており、また第２の連通油路とはシリ
ンダ内の圧力を吸入路２１内に放出する油路を指してい
る。従ってこの実施例においては、連通油路３１とバイ
パス油路３７とが特許請求の範囲における第１の連通油
路に相当し、連通油路３３とバイパス油路３８とが特許
請求の範囲における第２の連通油路に相当する。よっ
て、以下、連通油路３１とバイパス油路３７とを合わせ
て第１の連通油路と称し、連通油路３３とバイパス油路
３８を合わせて第２に連通油路と称する。

【００３５】流量制御弁５０、６０は同一構成であり、
以下、図１０に示す流量制御弁５０を例にその構成を説
明する。流量制御弁５０は、ハウジング内に左右に摺動
自在に配設されたスプール５１と、このスプール５１を
左方に付勢するばね５２と、スプール５１の右端部に摺
動自在に嵌合する支持スプール５３とから構成される。
ハウジングには、バイパス油路３７の上流側油路３７ａ
と連通する第１ポート５０ａと、バイパス油路３７の下
流側油路３７ｂと連通する第２ポート５０ｂと、制御圧
油路７１（流量制御弁６０では制御圧油路７２が対応）
から制御圧Ｐｃ１（流量制御弁６０では制御圧Ｐｃ２が
対応）が供給される第３ポート５０ｃとが設けられてい
る。スプール５１がばね５２に付勢されて図示のように
作動した状態では、スプール５１の左端により第１及び
第２ポート５０ａ、５０ｂ間が遮断され、スプール５１
が右動されると両ポート５０ａ、５０ｂが連通して上流
側油路３７ａの作動油が下流側油路３７ｂに流れるよう
になる。なお、第２ポート５０ｂに作用する油圧はスプ
ール５１内の小孔５１ａを介して支持スプール５３との
間の空間５４にも作用するため、スプール５１がこの油
圧によりスラスト力を受けることがない。

【００３６】また、図１１に示すように、斜板角、シリ
ンダブロック回転数、高圧値をそれぞれ電気的に検出す
るための斜板角検出器７３、シリンダブロック回転数検
出器７４及び高圧値検出器７５が設けられており、これ
らにより検出された斜板角、シリンダブロック回転
数、高圧値の情報はコントローラ７６に出力される。
コントローラ７６では、検出された〜の各要素の値
の組み合わせに対し、シリンダ孔内の圧力が所定のシリ
ンダブロック回転角度幅α＝２０度で（増圧区間：Ａ４
〜Ａ１で）滑らかに（すなわち所定の勾配で）低圧値Ｐ
Ｌから高圧値ＰＨまで増圧されるための第１の連通油路
の流量（連通油路３１及びバイパス油路３７の流量の
和）Ｍ１と、シリンダ孔内の圧力が所定のシリンダブロ
ック回転角度幅α＝２０度で（減圧区間：Ａ３〜Ａ２
で）滑らかに（すなわち所定の勾配で）高圧値ＰＨから
低圧値ＰＬまで減圧されるための第２の連通油路の流量
（連通油路３３及びバイパス油路３８の流量の和）Ｍ２
とが算出される。更にコントローラ７６は、第１及び第
２の連通油路の流量がＭ１、Ｍ２となるように流量制御
弁５０、６０を駆動する制御圧Ｐｃ１、Ｐｃ２を算出
し、このような制御圧Ｐｃ１、Ｐｃ２を出力させるため
の信号を制御圧調整油圧回路７７に出力する。制御圧調
整油圧回路７７から制御圧Ｐｃ１、Ｐｃ２が出力される
と、流量制御弁５０、６０のスプールが駆動されて第１
及び第２の連通油路の流量がＭ１、Ｍ２に調整される。

【００３７】このように、第４の本発明に係る斜板プラ
ンジャ式油圧装置に対応する油圧ポンプでは、油圧装置
の運転状態（斜板角、シリンダブロック回転数、高圧
値）を検出して第１及び第２の連通油路の流量を変化さ
せることができるので、運転状態の如何に関わらず、増
圧時及び減圧時のシリンダ内圧力を所定の勾配に保って
変化させることができる。このため、回転数や吐出量が
可変であるタイプの油圧装置であっても振動・騒音を効
果的に低減することができる。なお、油圧閉回路内にお
けるリリーフ圧制御の状態や、作動油の物性（例えば圧
縮率）に温度依存性がある場合などには作動油の温度を
も含めて上記制御圧Ｐｃ１、Ｐｃ２を調整するのが好ま
しい。また、第１及び第２の連通油路の流量、すなわち
吐出路２０内の圧力をシリンダ孔内に供給する流量及び
シリンダ孔内の圧力を吸入路２１内に放出する流量を変
化させるための手段は上記したものに限られず、種々の
変更が可能である。

【００３８】また、これまで斜板プランジャ式の油圧ポ
ンプを例に説明したが、本発明を他の斜板プランジャ式
の油圧装置、例えば斜板プランジャ式の油圧モータ等に
も適用することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、第１の本発明に係
る斜板プランジャ式油圧装置によれば、シリンダ内圧力
は膨張行程が終了する前に低圧値から高圧値まで増圧さ
れ、また圧縮行程が終了する前に高圧値から低圧値まで
減圧されるので、膨張行程から圧縮工程に移行して低圧
から高圧へ切換わるときや、圧縮行程から膨張行程に移
行して高圧から低圧へ切換わるときにサージ圧や負圧が
発生することが防止される。またこれにより油圧装置の
振動・騒音を低減することができる。更に、シリンダ内
の増圧時には吐出路内の高圧をシリンダ内へ供給し、ま
たシリンダ内の減圧時にはシリンダ内の高圧を吸入路内
へ放出させるだけでよいので、シリンダ内圧力の調整の
ための作動油の給排が単純化され、従来の予圧縮・予膨
張タイプの分配弁板と比較して構造が簡単になり、コス
トダウンが図れる。

【００４０】また、第２の本発明に係る斜板プランジャ
式油圧装置によれば、シリンダ孔内の圧力は下死点若し
くは上死点に至るまでに確実に増圧若しくは減圧される
ので、吐出時及び吸入時におけるシリンダ内圧力の変化
の調整を確実に行うことができる。

【００４１】第３の本発明に係る斜板プランジャ式油圧
装置によれば、上記第の本発明に係る油圧装置と同様に
サージ圧や負圧の発生を防止できるほか、増圧時及び減
圧時のシリンダ内圧力を所定の勾配で変化させることが
できるので、斜板モーメントの変動を小さくして油圧装
置の振動・騒音を著しく低減することができる。

【００４２】第４の本発明に係る斜板プランジャ式油圧
装置によれば、油圧装置の運転状態を検出して第１及び
第２の連通油路の流量を変化させることができるので、
運転状態の如何に関わらず、増圧時及び減圧時のシリン
ダ内圧力の変化を所定の勾配に保つことができる。この
ため、シリンダブロック回転数や吐出量が可変であるタ
イプの油圧装置に対しても振動・騒音を効果的に低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１及び第２の本発明に係る斜板プランジャ式
油圧装置に対応する油圧ポンプを示す側断面図である。

【図２】図１の矢印Ａ−Ａから見たブロックシリンダの
正面図である。

【図３】図１の矢印Ｂ−Ｂから見た分配弁板の正面図で
ある。

【図４】上記油圧ポンプにおける分配弁板及びメインプ
レートの側断面図である。

【図５】上記油圧ポンプにおいて、プランジャ位置に対
するシリンダ内圧力の変化を示すグラフである。

【図６】第３の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装置
に対応する油圧ポンプにおける分配弁板の正面図であ
る。

【図７】第３の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装置
に対応する油圧ポンプにおける分配弁板及びメインプレ
ートの部分的な側断面図である。

【図８】第３の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装置
に対応する油圧ポンプにおいて、プランジャ位置に対す
るシリンダ内圧力の変化及びシリンダ内供給流量の変化
を示すグラフである。

【図９】第４の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装置
に対応する油圧ポンプにおける分配弁板の正面図であ
る。

【図１０】第４の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装
置に対応する油圧ポンプに用いられる流量制御弁の構造
を示す側断面図である。

【図１１】第４の本発明に係る斜板プランジャ式油圧装
置に対応する油圧ポンプにおいて、流量制御弁の制御圧
を得る流れを示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ（斜板プランジャ式油圧装置） ３ 入力軸（回転軸） ５ シリンダブロック ６ 斜板 ７ 分配弁板 ８ メインプレート １５ シリンダ孔 １６ プランジャ １７ａ 連結ポート １８ 吐出ポート １９ 吸入ポート ２０ 吐出路 ２１ 吸入路 ３１ 連通油路（第１の連通油路） ３３ 連通油路（第２の連通油路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 昭仁 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 寺山 公司 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3H070 AA01 BB04 CC01 CC19 CC35 DD08 DD68

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を囲む環状配列で軸方向に延びる
   とともに軸方向一端側に開口して形成された複数のシリ
   ンダ孔を有してなるシリンダブロックと、 前記シリンダ孔内に配設された複数のプランジャと、前
   記シリンダブロックの前記一端側と対向するとともに前
   記プランジャが摺接する斜板と、前記シリンダブロック
   の軸方向他端側に配設された分配弁板とを有して構成さ
   れる斜板プランジャ式油圧装置において、 前記シリンダブロックの軸方向他端側には、前記各シリ
   ンダ孔に連通する複数個の連結ポートが円周上に並んで
   形成され、 前記分配弁板には、前記シリンダブロックの回転に応じ
   前記連結ポートを介して、圧縮行程にある前記プランジ
   ャが摺合された前記シリンダ孔に連通する吐出ポート
   と、膨張行程にある前記プランジャが摺合された前記シ
   リンダ孔に連通する吸入ポートとが形成されており、 前記吐出ポートに繋がる吐出路と、 前記吸入ポートに繋がる吸入路と、 前記吐出路から分岐して前記分配弁板上に開口し、膨張
   行程を終了する前の前記シリンダ孔内に前記吐出路内の
   圧力を供給する第１の連通油路と、 前記吸入路から分岐して前記分配弁板上に開口し、圧縮
   行程を終了する前の前記シリンダ孔内の圧力を前記吸入
   路内に放出する第２の連通油路とを有することを特徴と
   する斜板プランジャ式油圧装置。
2. 【請求項２】 前記第１の連通油路の前記分配弁板上の
   開口が、前記連結ポートの中心が下死点に対応する第１
   位置にあるときの前記連結ポートの前方端部から後方端
   部の間に位置し、 前記第２の連通油路の前記分配弁板上の開口が、前記連
   結ポートの中心が上死点に対応する第２位置にあるとき
   の前記連結ポートの前方端部から後方端部の間に位置
   し、 前記吐出ポートの開始点が、前記連結ポートの中心が前
   記第１位置にあるときの前記連結ポートの前方端部と接
   する位置に設けられ、 前記吐出ポートの終了点が、前記連結ポートの前方端部
   が前記第２の連通油路の前記開口に接する第３位置にあ
   るときの前記連結ポートの後方端部と接する位置に設け
   られ、 前記吸入ポートの開始点が、前記連結ポートの中心が前
   記第２位置にあるときの前記連結ポートの前方端部と接
   する位置に設けられ、 前記吸入ポートの終了点が、前記連結ポートの前方端部
   が前記第１の連通油路の前記開口に接する第４位置にあ
   るときの前記連結ポートの後方端部と接する位置に設け
   られたことを特徴とする請求項１記載の斜板プランジャ
   式油圧装置。
3. 【請求項３】 前記連結ポートが前記第４位置から前記
   第１位置に至るまでの増圧区間に対応する前記シリンダ
   ブロックの回転角度幅及び前記連結ポートが前記第３位
   置から前記第２位置に至るまでの減圧区間に対応する前
   記シリンダブロックの回転角度幅を予め定められた角度
   に設定して前記第３位置及び前記第４位置を定め、この
   ようにして定められた前記第３位置及び前記第４位置に
   あるときの前記連結ポートの位置をもとに前記吐出ポー
   ト、前記吸入ポート、前記第１の連通油路の前記開口及
   び前記第２の連通油路の前記開口を形成し、 前記第１の連通油路の流量が、前記増圧区間に対応する
   前記回転角度幅において前記シリンダ孔内の圧力が滑ら
   かに増圧されるように設定され、前記第２の連通油路の
   流量が、前記減圧区間に対応する前記回転角度幅におい
   て前記シリンダ孔内の圧力が滑らかに減圧されるように
   設定されたことを特徴とする請求項２記載の斜板プラン
   ジャ式油圧装置。
4. 【請求項４】 前記油圧装置の運転状態を検出する運転
   状態検出手段と、 この運転状態検出手段からの検出結果に対応して前記第
   １の連通油路の流量及び前記第２の連通油路の流量を可
   変設定する流量可変設定手段とを備えたことを特徴とす
   る請求項３記載の斜板プランジャ式油圧装置。