JP2014177910A - 油圧ポンプの容量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 傾転アクチュエータで斜板を大傾転側に駆動するときの応答性を向上でき、オペレータの操作フィーリングを良好にすることができるようにする。
【解決手段】 弁板１５の切換ランド１５Ｄには、シリンダブロック５の回転に伴って各ピストン７が吐出行程から吸入行程に切換わる途中でシリンダ６内に残った圧力をタンク１７に排出する開放穴３１を設ける。タンク通路３３の途中には、開弁時に開放穴３１をタンク１７に連通させ、閉弁時に開放穴３１をタンク１７に対して遮断する切換弁３４を設ける。制御圧通路２６の途中には、切換弁３４の開，閉弁を制御するため、パイロットポンプ１６から傾転アクチュエータ１２に向けて傾転制御圧を供給するときに油液の流れを絞り、切換弁３４の油圧パイロット部３４Ａに供給するパイロット圧を変化させる固定絞り３６を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられ、可変容量型斜板式油圧ポンプの容量制御を行うのに好適に用いられる油圧ポンプの容量制御装置に関する。

一般に、可変容量型斜板式油圧ポンプは、油圧ショベルに代表される建設機械の油圧源をタンクと共に構成し、吸入ポート側からシリンダブロックの各シリンダ内に吸込んだ油液を吐出ポート側から圧油として吐出するものである。この種の油圧ポンプは、筒状のケーシング内に傾転可能に設けた斜板を、外部からレギュレータを介して給排される傾転制御圧により傾転駆動する傾転アクチュエータを備えている（例えば、特許文献１参照）。

シリンダブロックの各シリンダ内には、複数（一般的には奇数個）のピストンがそれぞれ摺動可能に挿嵌され、該各ピストンは、シリンダブロックの回転に伴って夫々のシリンダ内を往復動し、吸入行程と吐出行程とを繰返す。この場合、斜板には、高圧側の吐出ポートに連通している各シリンダ内の圧力がピストンを介して作用する。このときの圧力は合力の着力点（ピストン推力の合計着力中心点）として「∞」マークにより表示することが知られている。

実開平５-４２６７８号公報（実用新案登録第２５８８９３９号公報）

ところで、従来技術による可変容量型斜板式油圧ポンプでは、斜板に働く合力の着力点「∞」が斜板の傾転中心に対し上死点側にずれて作用する。このため、斜板には傾転角を小さくする方向の復帰モーメントが生じる。即ち、油圧ポンプの吐出容量を小容量と大容量との間で可変に制御するときには、前記復帰モーメントの影響を受けることにより、傾転アクチュエータで斜板を大傾転側に駆動しようとするときに動作速度が遅くなり、逆に、斜板を小傾転側に駆動しようとするときには動作速度が速くなる傾向がある。

しかし、油圧ショベルのオペレータは、ブーム、アームおよびバケットからなる作業装置を駆動操作するときに操作レバーを傾転操作しても、油圧ポンプの容量が小容量から大容量に変化（即ち、傾転アクチュエータで斜板を大傾転側に駆動）するときに、前記復帰モーメントの影響で動作速度が遅くなるため、操作性が悪いという評価を下すことがある。即ち、オペレータにとっては、レバー操作を開始したときに作業装置の動き出し、応答性が遅く感じられるため、オペレータにある種の「もたつき感」を与えるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、傾転アクチュエータで斜板を大傾転側に駆動するときの応答性を向上でき、オペレータの操作フィーリングを良好にすることができるようにした油圧ポンプの容量制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、筒状のケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有したシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、前記各シリンダから突出する該各ピストンの突出端側に装着された複数のシューと、前記ケーシング内に傾転可能に設けられ前記各シューを摺動可能に案内する斜板と、前記ケーシングに設けられ外部から傾転制御圧が給排されることにより該斜板を傾転駆動する傾転アクチュエータと、前記シリンダブロックを挟んで前記斜板とは軸方向の反対側に位置して前記ケーシング内に設けられ前記シリンダブロックに摺接する弁板とを備え、該弁板には前記各シリンダと間欠的に連通する吸入ポートと吐出ポートとが一対の切換ランドを挟んで形成されている可変容量型斜板式の油圧ポンプと、パイロット油圧源と前記傾転アクチュエータとの間に設けられ前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに給排される前記傾転制御圧を可変に制御するレギュレータとからなる油圧ポンプの容量制御装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記弁板に形成した前記一対の切換ランドのうち前記ピストンが吐出行程から吸入行程に切換わる位置にある切換ランドには、前記吐出行程の最後で前記シリンダ内に残った圧力をタンク側に開放するための開放穴を設け、該開放穴をタンクに接続する通路の途中には、開弁時に前記開放穴をタンクに連通させ、閉弁時には前記開放穴をタンクに対して遮断する切換弁を設け、該切換弁は、前記レギュレータにより前記斜板の傾転角が小さくなるように前記傾転アクチュエータを駆動するときに閉弁され、前記斜板の傾転角が大きくなるように前記傾転アクチュエータを駆動するときには開弁される構成としたことにある。

また、請求項２の発明によると、前記切換弁は前記傾転制御圧が油圧パイロット部にパイロット圧として供給されることにより開，閉弁される油圧パイロット式の切換弁によって構成し、前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに前記傾転制御圧を給排する制御圧通路の途中には、前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに向けて前記傾転制御圧を供給するときに油液の流れを絞る流量制限部を設け、該流量制限部は、前記油液の流れに応じて前記油圧パイロット部に供給するパイロット圧を変化させることにより前記切換弁の開，閉弁を制御する構成としている。

一方、請求項３の発明によると、前記切換弁は油圧パイロット部に供給されるパイロット圧により開，閉弁される油圧パイロット式の切換弁によって構成し、前記パイロット油圧源をタンクと共に構成するパイロットポンプの吐出側には、前記傾転制御圧を予め決められたリリーフ設定圧以下の圧力に抑えるリリーフ弁を設け、該リリーフ弁を前記タンクに接続するタンク通路の途中には、前記リリーフ弁からタンクに排出される油液の流れを絞る流量制限部と、該流量制限部と前記リリーフ弁との間で前記タンク通路に接続され該流量制限部の上流側圧力を前記パイロット圧として前記切換弁の油圧パイロット部に導くパイロット管路とを設ける構成としている。

また、請求項４の発明は、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータと前記油圧ポンプとの間に設けられ前記油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給する圧油をパイロット圧に応じて制御する油圧パイロット式の方向制御弁と、操作レバーの操作に従って前記パイロット油圧源から該方向制御弁の油圧パイロット部に供給するパイロット圧を可変に制御するパイロット操作弁とを備え、前記レギュレータは、前記操作レバーの操作量に応じて前記斜板の傾転角が漸次大きくなるように前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに給排される前記傾転制御圧を可変に制御する構成としている。

上述の如く、請求項１の発明によれば、レギュレータにより斜板の傾転角が小さくなるように傾転アクチュエータを駆動するときには、開放穴をタンクに接続する通路の途中に設けた切換弁を閉弁することにより、吐出行程の最後でシリンダブロックの各シリンダ内に残った圧力をタンク側に開放するのを遮断し、従来技術と同様の復帰モーメントを斜板に作用させることができ、斜板を小傾転側に駆動しようとするときの動作速度を速くできる。

一方、レギュレータにより斜板の傾転角が大きくなるように傾転アクチュエータを駆動するときには前記切換弁を開弁することにより、吐出行程の最後でシリンダブロックの各シリンダ内に残った圧力をタンク側に開放して逃がすことができ、斜板に働く合力の着力点「∞」が斜板の傾転中心に対し上死点側にずれて作用するのを抑えることができる。このため、斜板の傾転角を大きくする場合にも、傾転角を小さくする方向の復帰モーメントが斜板に生じるのを抑制でき、斜板を大傾転側に駆動しようとするときの動作速度を速くし、ポンプ容量を大容量側に増やすときの応答性を向上することができる。

また、請求項２の発明によると、制御圧通路の途中に設けた流量制限部は、パイロット油圧源から傾転アクチュエータに向けて傾転制御圧を供給するときに油液の流れを絞ることにより、斜板の傾転角を大きくするときには切換弁の油圧パイロット部に供給するパイロット圧を低下させることができ、前記切換弁を開弁することができる。これによって、弁板の切換ランドに形成した開放穴をタンクに連通することができ、斜板の傾転角を大きくする場合にも、傾転角を小さくする方向の復帰モーメントが斜板に生じるのを抑制できる。

一方、請求項３の発明によると、パイロットポンプの吐出側に設けたリリーフ弁をタンクに接続するタンク通路には、流量制限部の上流側圧力をパイロット圧として切換弁の油圧パイロット部に導くパイロット管路を接続しているので、リリーフ弁からタンク側に排出される油液の流量が大きいときには流量制限部により上流側圧力を高くして、切換弁の油圧パイロット部に供給するパイロット圧を増圧することができ、これにより切換弁を閉弁して弁板の開放穴をタンクに対し遮断することができる。リリーフ弁からタンク側に排出される油液の流量が減少するときには、流量制限部の上流側圧力が低下するので、切換弁の油圧パイロット部に供給するパイロット圧を低下させることができる。これにより、切換弁は開弁して弁板の開放穴をタンクに連通させ、傾転角を小さくする方向の復帰モーメントが斜板に生じるのを抑制することができる。

また、請求項４の発明によると、パイロット油圧源と傾転アクチュエータとの間に設けられたレギュレータは、パイロット操作弁の操作レバーを傾転操作したときに、その操作量に応じて斜板の傾転角が漸次大きくなるようにパイロット油圧源から傾転アクチュエータに給排される傾転制御圧を制御する。このとき、パイロット操作弁から方向制御弁にはパイロット圧が供給されるため、リリーフ弁からタンクに向けて排出される油液の流量は減少し、これに伴って流量制限部の上流側圧力が低下するので、切換弁の油圧パイロット部に供給するパイロット圧を低下させることができる。これにより、切換弁は開弁して弁板の開放穴をタンクに連通させ、傾転角を小さくする方向の復帰モーメントが斜板に生じるのを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態による可変容量型斜板式の油圧ポンプを示す縦断面図である。 第１の実施の形態による油圧ポンプの容量制御装置を油圧シリンダの駆動用油圧回路に適用した場合をエンジン停止の初期状態で示す回路構成図である。 図２中のエンジンを稼働して油圧ポンプとパイロットポンプとを回転駆動すると共に、レギュレータにより傾転アクチュエータを用いて斜板を小容量側に傾転している状態を示す回路構成図である。 図３中の方向制御弁を切換えると共にレギュレータにより傾転アクチュエータを用いて斜板を大容量側に傾転駆動している状態を示す回路構成図である。 容量制御を行うコントローラの制御ブロック図である。 レバー操作量と電磁比例弁の制御信号（ポンプ容量）との関係を示す特性線図である。 エンジン、油圧ポンプ、パイロットポンプ、パイロット操作弁、電磁比例弁、容量制御弁、傾転アクチュエータおよび切換弁の動作特性を示す特性線図である。 第２の実施の形態による油圧ポンプの容量制御装置を油圧シリンダの駆動用油圧回路に適用した場合をエンジン停止の初期状態で示す回路構成図である。 図８中のエンジンを稼働して油圧ポンプとパイロットポンプとを回転駆動すると共に、傾転アクチュエータにより斜板を小容量側に傾転している状態を示す回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態による油圧ポンプの容量制御装置を、油圧ショベルに代表される建設機械に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は可変容量型斜板式の油圧ポンプで、該油圧ポンプ１は、後述のケーシング２、回転軸４、シリンダブロック５、複数のシリンダ６、ピストン７、シュー８、斜板支持体１０、斜板１１、傾転アクチュエータ１２および弁板１５等によって構成されるものである。油圧ポンプ１は、例えば油圧ショベルの原動機（後述のエンジン１８）によって回転駆動され、後述のタンク１７内から吸込んだ作動油を高圧の圧油として吐出するものである。

２は油圧ポンプ１の外殻となる筒状のケーシングで、該ケーシング２は、図１に示すように、筒状のケーシング本体２Ａと、該ケーシング本体２Ａの両端側を閉塞したフロントケーシング２Ｂ、リヤケーシング２Ｃとから構成されている。なお、ケーシング本体２Ａは、フロントケーシング２Ｂまたはリヤケーシング２Ｃのいずれか一方と一体に形成する構成としてもよいものである。

ケーシング本体２Ａの一側に位置するフロントケーシング２Ｂには、後述の斜板支持体１０が斜板１１の裏面側に対向して設けられている。また、ケーシング本体２Ａの他側に位置するリヤケーシング２Ｃには、一対の給排通路３Ａ，３Ｂが設けられている。該給排通路３Ａ，３Ｂのうち一方の給排通路３Ａは、低圧側の吸入通路となって後述のタンク１７に接続され、他方の給排通路３Ｂは、吐出通路となって後述する高圧側の吐出管路２０（図２参照）に接続されるものである。

４はケーシング２内に回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸４は、フロントケーシング２Ｂとリヤケーシング２Ｃとにそれぞれ軸受を介して回転可能に支持されている。回転軸４の一端側は、フロントケーシング２Ｂから軸方向に突出する突出端４Ａとなり、この突出端４Ａには後述のエンジン１８が動力伝達機構（図示せず）等を介して連結されるものである。

５は回転軸４と一体的に回転するようにケーシング２内に設けられたシリンダブロックで、該シリンダブロック５には、その周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダ６が設けられている。シリンダブロック５に設けるシリンダ６の個数は、例えば７個または９個となるように通常は奇数個である。シリンダブロック５の各シリンダ６には、後述する弁板１５の吸入ポート１５Ａ、吐出ポート１５Ｂと間欠的に連通するシリンダポート６Ａが形成されている。

７はシリンダブロック５の各シリンダ６内にそれぞれ摺動可能に挿嵌された複数のピストンである。これらのピストン７は、シリンダブロック５の回転に伴ってシリンダ６内を往復動し、吸入行程と吐出行程とを繰返す。このため、後述の斜板１１には、高圧側の吐出ポート１５Ｂに連通している各シリンダ６内の圧力がピストン７を介して作用する。これは合力の着力点（ピストン推力の合計着力中心点）として、例えば図２〜図４中に示すように「∞」マークにより表示されるものである。

また、各ピストン７には、シリンダ６から突出する突出端側にシュー８がそれぞれ揺動可能に設けられている。これらのシュー８は、後述する斜板１１の平滑面１１Ｂに対しピストン７からの押付力（油圧力）により押付けられ、この状態でシュー押え９等を介して保持される。各シュー８は、この状態で回転軸４、シリンダブロック５およびピストン７と一緒に回転することにより、リング状の円軌跡を描くように後述の平滑面１１Ｂ上を摺動変位するものである。

１０はケーシング２のフロントケーシング２Ｂに設けられた斜板支持体で、該斜板支持体１０は、図１に示す如く、回転軸４の周囲に位置して斜板１１の裏面側に配置され、ケーシング２のフロントケーシング２Ｂに固定されている。斜板支持体１０には、回転軸４を挟んで左，右方向（または、上，下方向）に離間した一対の傾転支持部１０Ａが設けられ、該傾転支持部１０Ａは、斜板１１を傾転可能に支持するために凹湾曲状の円弧面を有している。

１１はケーシング２内に斜板支持体１０を介して傾転可能に設けられた斜板である。この斜板１１の裏面側には、斜板支持体１０の各傾転支持部１０Ａに向けて凸湾曲状に突出した一対の脚部１１Ａが設けられている。斜板１１の各脚部１１Ａは、回転軸４を挟んで例えば左，右方向（または、上，下方向）に離間し、凹湾曲状をなす斜板支持体１０の傾転支持部１０Ａに摺動可能に嵌合されるものである。

一方、斜板１１の表面側は、各シュー８を摺動可能に案内する平滑面１１Ｂとなっている。また、斜板１１には、その板厚方向に貫通して延びる貫通穴１１Ｃが設けられ、該貫通穴１１Ｃ内には、一対の脚部１１Ａ間に位置して回転軸４が隙間をもって挿通されている。斜板１１は、図１中に示す矢示Ａ，Ｂ方向に後述の傾転アクチュエータ１２（サーボピストン１３，１４）を用いて傾転駆動される。油圧ポンプ１の吐出容量（圧油の吐出流量）は、斜板１１の傾転角に応じて可変に制御されるものである。

１２は斜板１１を傾転駆動する傾転アクチュエータで、該傾転アクチュエータ１２は、図１に示すように、シリンダブロック５の径方向で互いに対向して位置するように、ケーシング２のケーシング本体２Ａに設けられた一対のサーボピストン１３，１４により構成されている。ここで、該サーボピストン１３，１４は、シリンダブロック５の径方向外側に位置してケーシング本体２Ａに形成されたシリンダ穴１３Ａ，１４Ａと、該シリンダ穴１３Ａ，１４Ａ内に摺動可能に挿嵌され、該シリンダ穴１３Ａ，１４Ａとの間に液圧室１３Ｂ，１４Ｂを画成した傾転ピストン１３Ｃ，１４Ｃと、液圧室１３Ｂ，１４Ｂ内に配設され傾転ピストン１３Ｃ，１４Ｃを斜板１１側に向けて常時付勢するばね１３Ｄ，１４Ｄとを含んで構成されている。

傾転アクチュエータ１２（サーボピストン１３，１４）の液圧室１３Ｂ，１４Ｂには、図２〜図４に示す後述の制御圧通路２６を通じて外部から傾転制御圧が給排される。この場合、サーボピストン１３のシリンダ穴１３Ａ、傾転ピストン１３Ｃは、サーボピストン１４のシリンダ穴１４Ａ、傾転ピストン１４Ｃよりも小径に形成されている。これにより、サーボピストン１４の傾転ピストン１４Ｃは、サーボピストン１３の傾転ピストン１３Ｃよりも傾転制御圧に対する受圧面積が大きくなっている。

このため、傾転アクチュエータ１２の液圧室１３Ｂ，１４Ｂに対して等しい圧力の傾転制御圧を供給するときには、両者間の受圧面積差によって傾転ピストン１４Ｃがシリンダ穴１４Ａ内から伸長し、サーボピストン１３の傾転ピストン１３Ｃがシリンダ穴１３Ａ内に縮小する。これにより、斜板１１は傾転ピストン１３Ｃによって矢示Ａ方向（即ち、傾転角が小さくなる方向）に傾転駆動される。

一方、図４に示すように、傾転制御圧を液圧室１３Ｂに供給し、液圧室１４Ｂ内の圧力を後述の容量制御弁２９を通じてタンク１７側に排出するときには、傾転ピストン１３Ｃがシリンダ穴１３Ａ内から伸長し、傾転ピストン１４Ｃがシリンダ穴１４Ａ内へと縮小する。これにより、斜板１１は傾転ピストン１３Ｃによって矢示Ｂ方向（即ち、傾転角が大きくなる方向）に傾転駆動される。このように、斜板１１は、傾転アクチュエータ１２の液圧室１３Ｂ，１４Ｂに給排される傾転制御圧に従って矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動されるものである。

１５はケーシング２内に位置してリヤケーシング２Ｃとシリンダブロック５との間に設けられた弁板である。この弁板１５は、シリンダブロック５を挟んで斜板１１とは軸方向の反対側となる位置に配置されている。弁板１５は、回転軸４と一体に回転するシリンダブロック５を回転可能にリヤケーシング２Ｃと一緒に支持し、この状態でシリンダブロック５の端面に摺接している。

図２ないし図４に示すように、弁板１５には、一対の眉形状をなす給排ポート、即ち吸入ポート１５Ａと吐出ポート１５Ｂとが一対の切換ランド１５Ｃ，１５Ｄを挟んで形成されている。ここで、吸入ポート１５Ａは、リヤケーシング２Ｃの給排通路３Ａ，３Ｂのうち低圧側となる給排通路３Ａに常時連通し、吐出ポート１５Ｂは、高圧側となる給排通路３Ｂと常時連通している。

弁板１５の吸入ポート１５Ａと吐出ポート１５Ｂとは、シリンダブロック５の回転時に各シリンダ６のシリンダポート６Ａと間欠的に連通する。このとき、各シリンダ６内を往復するピストン７は、その吸入行程で低圧側の給排通路３Ａから吸入ポート１５Ａを介して各シリンダ６内に作動油を吸込みつつ、吐出行程では各シリンダ６内で高圧状態となった圧油を吐出ポート１５Ｂを介して高圧側の給排通路３Ｂに向けて吐出させる。

弁板１５に形成した一対の切換ランド１５Ｃ，１５Ｄのうち一方の切換ランド１５Ｃは、ピストン７が吸入行程から吐出行程に切換わる位置（即ち、下死点ＢＤＣ側の位置）に配置され、他方の切換ランド１５Ｄは、ピストン７が吐出行程から吸入行程に切換わる位置（即ち、上死点ＴＤＣ側の位置）に配置されている。また、弁板１５の吐出ポート１５Ｂには、ノッチ１５Ｅが切換ランド１５Ｃ側に向けて三角形状に延びる切欠きとして形成されている。

１６はタンク１７と共にパイロット油圧源を構成するパイロットポンプで、該パイロットポンプ１６は、原動機としてのエンジン１８によりメインの油圧ポンプ１と一緒に回転駆動されるものである。パイロットポンプ１６の吐出側には、タンク１７との間に低圧リリーフ弁１９が設けられ、該低圧リリーフ弁１９は、パイロットポンプ１６の吐出圧（傾転制御圧を含む圧力）を予め決められたリリーフ設定圧以下の圧力に抑えるものである。

ここで、低圧リリーフ弁１９は、図２に示すようにパイロットポンプ１６（即ち、エンジン１８）の停止時に閉弁している。一方、図３、図４に示す如くエンジン１８によりパイロットポンプ１６が回転されると、その吐出側のパイロット圧を前記リリーフ設定圧以下の圧力に抑えるために、低圧リリーフ弁１９は開弁するものである。

メインの油圧ポンプ１には、その吐出管路２０とタンク１７との間に高圧リリーフ弁２１が設けられている。該高圧リリーフ弁２１は、油圧ポンプ１に過剰圧が発生するのを防ぐため油圧ポンプ１の吐出圧を予め決められたリリーフ設定圧以下の圧力に抑える。このリリーフ設定圧は、低圧リリーフ弁１９よりも十分に高い圧力に設定されるものである。メインの油圧ポンプ１は、タンク１７と共にメインの油圧源を構成している。

２２は油圧アクチュエータを構成する油圧シリンダで、この油圧シリンダ２２は、例えば油圧ショベルの作業装置（図示せず）に設けられるブームシリンダ、アームシリンダまたはバケットシリンダ等を構成するものである。なお、油圧アクチュエータとしては、油圧シリンダ２２に限らず、例えば旋回、走行用の油圧モータ等を用いることができる。

２３は油圧ポンプ１、タンク１７と油圧シリンダ２２との間に設けられた方向制御弁で、該方向制御弁２３は、例えば６ポート３位置の油圧パイロット式方向制御弁からなり、左，右両側には油圧パイロット部２３Ａ，２３Ｂが設けられている。方向制御弁２３は、後述の操作弁２４から油圧パイロット部２３Ａ，２３Ｂにパイロット圧が供給されることにより、中立位置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）のいずれかに切換えられるものである。このとき、油圧ポンプ１から油圧シリンダ２２に給排される圧油の流量は、方向制御弁２３のストローク量（即ち、後述する操作レバー２４Ａの傾転操作量）に対応して可変に制御される。

２４は油圧シリンダ２２を遠隔操作する減圧弁型のパイロット操作弁（以下、操作弁２４という）である。この操作弁２４は、例えば油圧ショベルの運転室（図示せず）内に設けられ、オペレータによって傾転操作される操作レバー２４Ａを有している。操作弁２４は、そのポンプポートがパイロットポンプ１６に接続され、タンクポートがタンク１７に接続されている。操作弁２４の出力ポートは、パイロット管路２５Ａ，２５Ｂを介して方向制御弁２３の油圧パイロット部２３Ａ，２３Ｂに接続されている。

操作弁２４は、オペレータが操作レバー２４Ａを傾転操作したときに、その操作量に対応したパイロット圧をパイロット管路２５Ａ，２５Ｂを通じて方向制御弁２３の油圧パイロット部２３Ａ，２３Ｂに供給する。これにより、方向制御弁２３は、中立位置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）のいずれか一方に操作レバー２４Ａの操作量に対応したストローク量で切換え制御されるものである。

２６は傾転アクチュエータ１２とパイロットポンプ１６との間に設けられた制御圧通路で、該制御圧通路２６は、図２〜図４に示すように、一側がパイロットポンプ１６と低圧リリーフ弁１９との間でパイロットポンプ１６の吐出側に接続された第１通路２６Ａと、該第１通路２６Ａの他側に位置する接続点２７で２つに分岐した第２，第３通路２６Ｂ，２６Ｃとを含んで構成されている。制御圧通路２６の第２通路２６Ｂは、傾転アクチュエータ１２の液圧室１３Ｂに接続され、第３通路２６Ｃは液圧室１４Ｂに接続されるものである。

２８は制御圧通路２６の第２通路２６Ｂと第３通路２６Ｃの途中に設けられた傾転制御用のレギュレータである。このレギュレータ２８は、パイロットポンプ１６から傾転アクチュエータ１２の液圧室１３Ｂ，１４Ｂに給排される傾転制御圧を可変に制御するものである。レギュレータ２８は、第３通路２６Ｃの途中に設けられ傾転制御圧の供給位置（ａ）と排出位置（ｂ）とに切換えられる容量制御弁２９と、該容量制御弁２９を切換え制御する電磁比例弁３０とを含んで構成されている。

レギュレータ２８の容量制御弁２９は、油圧パイロット部２９Ａを有する油圧パイロット式の制御弁を用いて構成されている。容量制御弁２９の油圧パイロット部２９Ａには、電磁比例弁３０を介してパイロット圧が供給され、このパイロット圧に従って容量制御弁２９は供給位置（ａ）と排出位置（ｂ）とに切換えられる。

ここで、電磁比例弁３０には、図６に示す特性線４０に従って後述のコントローラ３８から制御信号（電流信号）が出力される。この制御信号は操作レバー２４Ａの傾転操作量に比例または対応して電流値が増減され、電磁比例弁３０は、制御信号の電流値に比例して低圧位置（ｃ）から昇圧位置（ｄ）へと漸次切換えられる。このため、容量制御弁２９の油圧パイロット部２９Ａには、図６の特性線４０に対応したパイロット圧が供給される。これにより、容量制御弁２９は、供給位置（ａ）から排出位置（ｂ）へと操作レバー２４Ａの傾転操作量に対応して切換えられる。

図４に示すように、傾転アクチュエータ１２の液圧室１４Ｂは、容量制御弁２９が供給位置（ａ）から排出位置（ｂ）へと切換わるに応じて内部の圧力が低下する。一方、液圧室１３Ｂには制御圧通路２６の第２通路２６Ｂから傾転制御圧が供給される。これによって、傾転ピストン１３Ｃは漸次伸長し、傾転ピストン１４Ｃは漸次縮小する。この結果、油圧ポンプ１の吐出容量は、図６の特性線４０に沿うように操作レバー２４Ａの傾転操作量に対応して可変に制御される。このような制御は、一般的にポジティブコントロールと呼ばれている。

３１，３２は弁板１５の切換ランド１５Ｄに設けられた小径の開放穴で、該開放穴３１，３２は、シリンダブロック５の回転に伴って各ピストン７が吐出行程から吸入行程に切換わる途中で該当するシリンダ６内に残った圧力をタンク１７に排出（開放）するものである。このとき、シリンダブロック５は、弁板１５に対して矢示Ｃ方向に回転しており、一方の開放穴３１は、他方の開放穴３２よりもシリンダブロック５の回転方向（矢示Ｃ方向）の前側に配置されている。換言すると、一方の開放穴３１は、切換ランド１５Ｄのうち上死点ＴＤＣよりも前側となる位置に配置され、他方の開放穴３２は、上死点ＴＤＣよりも後側となる位置に配置されている。

３３は開放穴３１をタンク１７に接続する通路（以下、タンク通路３３という）、３４は該タンク通路３３の途中に設けられた油圧パイロット式の切換弁である。この切換弁３４は、油圧パイロット部３４Ａとばね３４Ｂとを有し、常時は図２に示す如くばね３４Ｂにより開弁位置（ｅ）に切換えた状態に保持されている。しかし、図３に示すように、パイロット管路３５からのパイロット圧がばね３４Ｂの設定圧よりも高くなると、切換弁３４はばね３４Ｂの付勢力に抗して開弁位置（ｅ）から閉弁位置（ｆ）に切換わる。開弁位置（ｅ）にある切換弁３４は、一方の開放穴３１をタンク１７に連通させる。しかし、閉弁位置（ｆ）に切換わったときに切換弁３４は、一方の開放穴３１をタンク１７に対して遮断するものである。

ここで、パイロット管路３５は、第１，第２通路２６Ａ，２６Ｂ間の接続点２７と切換弁３４の油圧パイロット部３４Ａとの間に設けられ、接続点２７の位置での傾転制御圧をパイロット圧として切換弁３４の油圧パイロット部３４Ａに供給する。即ち、切換弁３４は、このときのパイロット圧がばね３４Ｂの設定圧よりも高くなると、開弁位置（ｅ）から閉弁位置（ｆ）に切換わり、ばね３４Ｂの設定圧よりもパイロット圧が低下したときには開弁位置（ｅ）に切換わるものである。

他方の開放穴３２は、常にタンク１７に連通するように接続されている。このため、一方の開放穴３１が切換弁３４によりタンク１７に対して遮断されている場合でも、他方の開放穴３２はタンク１７に連通している。これにより、各ピストン７が吐出行程から吸入行程に切換わるときには、該当するシリンダ６内に残圧があったとしても、この圧力は開放穴３２側からタンク１７に排出（開放）される。この結果、シリンダブロック５の回転に伴って吸入行程を迎える各シリンダ６内は、吐出行程時の残圧をなくしタンク１７と同等の圧力状態に保たれるものである。

開放穴３１，３２の穴径は、これまでの試験データ、経験値に基づいて設定される。両者の穴径は、開放穴３１の方が開放穴３２よりも大きく形成するのがよい。場合によっては、開放穴３２を廃止し、開放穴３１のみを形成する構成としてもよい。この場合でも、開放穴３１は、切換弁３４によりタンク１７に対して連通，遮断する構成とするものである。

３６は制御圧通路２６の第１通路２６Ａに設けられた流量制限部としての固定絞りで、該固定絞り３６は、第１通路２６Ａと第２通路２６Ｂとの接続点２７に近い位置に配置され、パイロットポンプ１６から第１，第２通路２６Ａ，２６Ｂに向けて傾転制御圧を供給するときに油液の流れを絞るものである。ここで、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧を第１通路２６Ａから第２通路２６Ｂに向けて供給するときには、このときの油液の流れが固定絞り３６により絞られる。このため、パイロットポンプ１６から供給される傾転制御圧は、固定絞り３６の下流側（即ち、接続点２７側）で圧力降下し、これに伴ってパイロット管路３５内のパイロット圧も低下する。

即ち、容量制御弁２９、電磁比例弁３０からなるレギュレータ２８は、斜板１１の傾転角を大きくしポンプ容量を増大させるときに、傾転アクチュエータ１２を図４中の矢示Ｂ方向に駆動する。このため、レギュレータ２８は、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧を第１通路２６Ａから第２通路２６Ｂに向けて供給させると共に、液圧室１４Ｂ内の圧油を容量制御弁２９を介してタンク１７側に排出させる。

このとき、パイロットポンプ１６から吐出された油液（傾転制御圧）は、第１通路２６Ａから第２通路２６Ｂに向けて供給される。この油液の流れは、固定絞り３６により絞られるため、傾転制御圧は接続点２７側で圧力降下し、これに伴ってパイロット管路３５内のパイロット圧も低下する。切換弁３４は、このようにパイロット圧が低下したときにばね３４Ｂにより閉弁位置（ｆ）から開弁位置（ｅ）に切換えられる。

一方、斜板１１の傾転角が小さくなるように傾転アクチュエータ１２を図３中の矢示Ａ方向に駆動するときには、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧が第１通路２６Ａ、第３通路２６Ｃから容量制御弁２９を介して液圧室１４Ｂに供給されると共に、液圧室１３Ｂ内の圧油が第２通路２６Ｂに向けて排出される。このため、接続点２７側の圧力は、固定絞り３６でほとんど圧力降下されることなく、高い圧力状態（即ち、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧とほぼ同等な圧力状態）を保ち、パイロット管路３５内のパイロット圧も高くなる。切換弁３４は、このようにパイロット圧が高い状態ではばね３４Ｂに抗して開弁位置（ｅ）から閉弁位置（ｆ）に切換えられる。

３７は低圧リリーフ弁１９とタンク１７との間に設けられたタンク通路で、該タンク通路３７は、パイロットポンプ１６の吐出圧が低圧リリーフ弁１９の設定圧以上に上昇すると、このときの過剰圧を低圧リリーフ弁１９の開弁に伴ってタンク１７側にリリーフさせるものである。

３８は電磁比例弁３０に制御信号を出力する制御手段としてのコントローラである。図５に示すように、該コントローラ３８は、その入力側に操作量検出器３９が接続され、出力側には電磁比例弁３０が接続されている。操作量検出器３９は、操作弁２４（操作レバー２４Ａ）のレバー操作量を検出するもので、その検出信号をコントローラ３８に出力する。

コントローラ３８は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ等の記憶部３８Ａを有し、この記憶部３８Ａには、図６に示す特性線４０が特性マップとして更新可能に格納されている。この特性線４０は、前述したポジティブコントロールにより油圧ポンプ１の容量制御を行うために、コントローラ３８から電磁比例弁３０に出力する制御信号を操作レバー２４Ａの操作量に対応して比例するように増減させる特性に設定されている。

なお、電磁比例弁３０は、図６に示す特性線４０のように操作レバー２４Ａの操作量に基づいて制御信号の電流値が可変に制御される構成であればよく、必ずしもコントローラ３８を用いる必要はない。例えば、ポテンショメータ等の可変抵抗器を用いて、電磁比例弁３０をレバー操作量に応じて低圧位置（ｃ）から昇圧位置（ｄ）に漸次切換える構成としてもよい。

第１の実施の形態による可変容量型斜板式の油圧ポンプ１と当該油圧ポンプ１の容量制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、油圧ショベルの運転室に搭乗したオペレータが、図７に示す特性線４１の如く時間Ｔ１でエンジン１８を始動して回転させると、油圧ポンプ１の回転軸４がシリンダブロック５と一緒に回転駆動され、例えば時間Ｔ１〜Ｔ６の間で油圧ポンプ１は特性線４２の如く回転される。このとき、エンジン１８によってパイロットポンプ１６も特性線４３の如く回転駆動される。このため、パイロットポンプ１６から制御圧通路２６に向けて傾転制御圧が供給され、接続点２７からはパイロット管路３５に向けてパイロット圧が供給される。

ここで、図２に示す油圧ポンプ１の容量制御装置は、エンジン１８が始動前で停止している初期状態（図７中の時間Ｔ１以前の状態）にあり、パイロットポンプ１６が停止しているため、低圧リリーフ弁１９は閉弁している。しかし、図３に示すように、エンジン１８を稼働して油圧ポンプ１とパイロットポンプ１６とを回転駆動している状態（図７中の時間Ｔ１〜Ｔ６の状態）では、低圧リリーフ弁１９が開弁して制御圧通路２６内の圧力（傾転制御圧）をほぼ一定のリリーフ設定圧に調整（設定）している。

一方、切換弁３４は、図７中の特性線４４の如く、エンジン１８の始動前（時間Ｔ１以前）の段階でばね３４Ｂにより開弁位置（ｅ）に保持されている（図２参照）。しかし、時間Ｔ１を過ぎた段階で、切換弁３４は、図３に示す如く、油圧パイロット部３４Ａに供給されるパイロット圧（即ち、制御圧通路２６内の傾転制御圧）により、開弁位置（ｅ）から閉弁位置（ｆ）に切換えられる。

次に、時間Ｔ２〜Ｔ３でオペレータが操作弁２４の操作レバー２４Ａを特性線４５の如く中立位置からフル操作位置まで傾転操作すると、操作弁２４から方向制御弁２３の油圧パイロット部２３Ａ，２３Ｂのいずれかにパイロット圧が供給される。油圧パイロット部２３Ｂにパイロット圧を供給した場合を例に挙げると、図４に示すように、方向制御弁２３は中立位置（イ）から切換位置（ハ）に漸次切換えられる。このため、油圧ポンプ１からの圧油は、方向制御弁２３を介して油圧シリンダ２２に供給され、該油圧シリンダ２２を伸長方向に駆動することができる。

また、操作弁２４の操作レバー２４Ａを中立位置からフル操作位置へと傾転操作したときには、例えばコントローラ３８から電磁比例弁３０に、図６に示す特性線４０に沿ってレバー操作量に対応した制御信号が出力される。このため、電磁比例弁３０は、図７中に示す特性線４６の如く操作弁２４の操作量に対応して低圧位置（ｃ）から昇圧位置（ｄ）へと漸次切換わる。これにより、容量制御弁２９の油圧パイロット部２９Ａには、図６の特性線４０に対応したパイロット圧が電磁比例弁３０を介して供給され、容量制御弁２９は、図７に示す特性線４７の如く時間Ｔ２〜Ｔ３で、供給位置（ａ）から排出位置（ｂ）へと操作弁２４の操作量にほぼ比例して切換えられる。

この結果、傾転アクチュエータ１２は、液圧室１４Ｂ内の圧油が容量制御弁２９を介してタンク１７側に排出され、液圧室１３Ｂ内には制御圧通路２６内の傾転制御圧が第２通路２６Ｂを介して供給される。これにより、傾転ピストン１３Ｃは漸次伸長し、傾転ピストン１４Ｃは漸次縮小する。このため、傾転アクチュエータ１２は、特性線４８の如く時間Ｔ２〜Ｔ３で小容量（Ｍｉｎ）側から大容量（Ｍａｘ）側に漸次切換わり、油圧ポンプ１の斜板１１を矢示Ｂ方向に傾転駆動する。このとき、油圧ポンプ１の吐出容量は、図６の特性線４０に沿うように操作レバー２４Ａの傾転操作量に対応して可変に制御される。

このように、油圧ポンプ１の容量が小容量から大容量に切換わるときには、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧が第１通路２６Ａから第２通路２６Ｂに向けて供給されると共に、このときの油液の流れは固定絞り３６により絞られる。このため、傾転制御圧は接続点２７側で圧力降下し、これに伴ってパイロット管路３５内のパイロット圧も低下することになる。

換言すると、傾転アクチュエータ１２の液圧室１３Ｂは、傾転ピストン１３Ｃが矢示Ｂ方向に変位するときに、固定絞り３６の下流側位置で第２通路２６Ｂ内の油液を吸込むように動作する。これにより、制御圧通路２６内の圧力（傾転制御圧）は、固定絞り３６よりも下流側に位置する接続点２７側で圧力降下し、これに伴ってパイロット管路３５内のパイロット圧も低下する。この結果、切換弁３４は、ばね３４Ｂにより開弁位置（ｅ）に切換えられる。

図７に示す特性線４４のように、時間Ｔ２〜Ｔ３で切換弁３４が開弁すると、弁板１５の切換ランド１５Ｄに設けられた開放穴３１は、タンク通路３３を介してタンク１７に連通する。このため、開放穴３１は、シリンダブロック５の回転により各ピストン７が吐出行程から吸入行程に切換わる途中（即ち、上死点ＴＤＣ側の位置）で該当するシリンダ６内に残った圧力をタンク１７に排出（開放）することができる。

一方、時間Ｔ３以降では、油圧ポンプ１の容量が傾転アクチュエータ１２により大容量状態に保持され、パイロットポンプ１６から制御圧通路２６に向けて油液を供給することなく、傾転制御圧は維持されている。このため、接続点２７側の圧力は高い圧力状態を保ち、パイロット管路３５内のパイロット圧も高くなる。この結果、切換弁３４は、このときのパイロット圧によりばね３４Ｂに抗して開弁位置（ｅ）から閉弁位置（ｆ）に切換えられる。

これにより、弁板１５の開放穴３１は、切換弁３４によりタンク１７に対して遮断される。しかし、弁板１５の切換ランド１５Ｄには、開放穴３１よりもシリンダブロック５の回転方向（矢示Ｃ方向）の後側に位置して他方の開放穴３２を形成している。このため、各ピストン７が吐出行程から吸入行程に切換わるときには、該当するシリンダ６内に残圧があったとしても、この圧力は開放穴３２側からタンク１７に排出（開放）することができる。

次に、図７に示す時間Ｔ４〜Ｔ５で、オペレータが操作弁２４の操作レバー２４Ａを特性線４５の如くフル操作位置から中立位置へと戻すときには、方向制御弁２３は中立位置（イ）へと漸次復帰するように動作する。また、操作弁２４が中立位置に戻されるに従って、電磁比例弁３０は特性線４６の如く時間Ｔ４〜Ｔ５で昇圧位置（ｄ）から低圧位置（ｃ）へと漸次切換わる。

これにより、容量制御弁２９は、油圧パイロット部２９Ａに電磁比例弁３０を介して供給されるパイロット圧が漸次低下するので、特性線４７の如く時間Ｔ４〜Ｔ５で、排出位置（ｂ）から供給位置（ａ）へと漸次戻るように動作する。このため、傾転アクチュエータ１２は、液圧室１４Ｂ内に容量制御弁２９を介して傾転制御圧が供給され、受圧面積の差により、傾転ピストン１４Ｃは漸次伸長し、傾転ピストン１３Ｃは漸次縮小する。

この結果、傾転アクチュエータ１２は、特性線４８の如く時間Ｔ４〜Ｔ５で大容量（Ｍａｘ）側から小容量（Ｍｉｎ）側に漸次切換わり、油圧ポンプ１の斜板１１を矢示Ａ方向に傾転駆動する。このとき、油圧ポンプ１の吐出容量は、操作弁２４の操作レバー２４Ａを中立位置に戻すのに対応して漸次小さくなるように可変に制御される。

このように、油圧ポンプ１の容量を小さくするように傾転アクチュエータ１２を図３中の矢示Ａ方向に駆動するときには、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧が第１通路２６Ａ、第３通路２６Ｃから容量制御弁２９を介して液圧室１４Ｂに供給されると共に、液圧室１３Ｂ内の圧油が第２通路２６Ｂに向けて排出される。このため、接続点２７側の圧力は、固定絞り３６でほとんど圧力降下されることなく、高い圧力状態を保ち、パイロット管路３５内のパイロット圧も高くなる。

この結果、切換弁３４は、このときのパイロット圧によりばね３４Ｂに抗して閉弁位置（ｆ）に切換えられた状態に保持され、弁板１５の開放穴３１は、切換弁３４によりタンク１７に対して遮断されている。従って、弁板１５の開放穴３１は、油圧ポンプ１の容量を小容量、中間の容量または大容量を含むほぼ一定の容量に保持している間、さらには大容量から小容量に切換えるときに、切換弁３４が閉弁することによりタンク１７に対して遮断される。しかし、油圧ポンプ１の容量を小容量から大容量に切換えるときには、切換弁３４が時間Ｔ２〜Ｔ３のように開弁されることにより、開放穴３１はタンク１７に連通される。

一方、図７中の時間Ｔ６でエンジン１８を停止し、油圧ポンプ１およびパイロットポンプ１６を停止したときには、パイロット管路３５内のパイロット圧がタンク１７内と同等に低圧になる。このため、図２に示すように、切換弁３４は、ばね３４Ｂにより閉弁位置（ｆ）から開弁位置（ｅ）に戻され、特性線４４の如くエンジン１８の始動前（時間Ｔ１以前）と同様に開弁位置（ｅ）に保持されることになる。

ここで、可変容量型斜板式の油圧ポンプ１は、シリンダブロック５の各シリンダ６内に複数（一般的には奇数個）のピストン７がそれぞれ摺動可能に挿嵌され、これらのピストン７は、シリンダブロック５の回転に伴って夫々のシリンダ６内を往復動し、吸入行程と吐出行程とを繰返す。このため、斜板１１には、高圧側の吐出ポート１５Ｂに連通している各シリンダ６内の圧力が夫々のピストン７を介して作用し、これは合力の着力点（ピストン推力の合計着力中心点）として、例えば図３中に「∞」マークで示すように変動するものである。

ところで、斜板１１は傾転アクチュエータ１２により図３中に示す傾転中心の軸Ｏ−Ｏを支点として傾転駆動される。このとき、斜板１１に働く合力の着力点「∞」は、斜板１１の傾転中心の軸Ｏ−Ｏに対し上死点ＴＤＣ側にずれて作用する。このため、斜板１１には傾転角を常に小さくする方向の復帰モーメントが生じる。即ち、油圧ポンプ１の容量を小容量と大容量との間で可変に制御するときには、前記復帰モーメントの影響を受けることにより、傾転アクチュエータ１２で斜板１１を大傾転側に駆動しようとするときに動作速度が遅くなり、逆に、斜板１１を小傾転側に駆動しようとするときには動作速度が速くなる傾向がある。

しかし、油圧ショベルのオペレータは、ブーム、アームおよびバケットからなる作業装置を駆動操作するときに操作レバー２４Ａを傾転操作しても、油圧ポンプ１の容量が小容量から大容量に変化（即ち、傾転アクチュエータ１２で斜板１１を大傾転側に駆動）するときに、前記復帰モーメントの影響で動作速度が遅くなるため、操作性が悪いという評価を下すことがある。

そこで、第１の実施の形態では、弁板１５の切換ランド１５Ｄに小径の開放穴３１，３２を設け、これらの開放穴３１，３２により、シリンダブロック５の回転に伴って各ピストン７が吐出行程から吸入行程に切換わる途中で該当するシリンダ６内に残った圧力をタンク１７に排出（開放）する構成としている。このうち一方の開放穴３１は、シリンダブロック５の回転方向（図３、図４中の矢示Ｃ方向）に対して他方の開放穴３２よりも前側に配置している。

また、一方の開放穴３１をタンク１７に接続するタンク通路３３の途中には、常時はばね３４Ｂにより開弁位置（ｅ）に保持され、パイロット管路３５からのパイロット圧がばね３４Ｂの設定圧よりも高くなったときに開弁位置（ｅ）から閉弁位置（ｆ）にばね３４Ｂに抗して切換わる油圧パイロット式の切換弁３４を設けている。この切換弁３４は、開弁位置（ｅ）にあるときに一方の開放穴３１をタンク１７に連通させ、閉弁位置（ｆ）に切換わったときには一方の開放穴３１をタンク１７に対して遮断する構成としている。

また、パイロットポンプ１６から傾転アクチュエータ１２に傾転制御圧を給排する制御圧通路２６の途中には、パイロットポンプ１６から傾転アクチュエータ１２に向けて傾転制御圧を供給するときに油液の流れを絞る流量制限部としての固定絞り３６を設け、該固定絞り３６は、前記油液の流れに応じて切換弁３４の油圧パイロット部３４Ａに供給するパイロット圧を変化させることにより切換弁３４の開，閉弁を制御する構成としている。

即ち、制御圧通路２６の途中に設けた固定絞り３６は、パイロットポンプ１６から傾転アクチュエータ１２の液圧室１３Ｂに向けて傾転制御圧を供給するときに油液の流れを絞ることにより、斜板１１の傾転角を大きくするときには切換弁３４の油圧パイロット部３４Ａに供給するパイロット圧を低下させる。これによって、切換弁３４を開弁することができ、弁板１５の切換ランド１５Ｄに形成した開放穴３１をタンク１７に連通することができる。

このように、傾転制御用のレギュレータ２８により斜板１１の傾転角を大きくする方向に傾転アクチュエータ１２を駆動するときには、切換弁３４を開弁することにより、吐出行程の最後でシリンダブロック５の各シリンダ６内に残った圧力をタンク１７側に開放して逃がすことができる。このため、斜板１１に働く合力の着力点「∞」は、図４に示す如く斜板１１の傾転中心の軸Ｏ−Ｏに近付く方向（即ち、下死点ＢＤＣ側にシフトする方向）に移動するようになり、合力の着力点「∞」が図３に示すように、傾転中心の軸Ｏ−Ｏに対し上死点ＴＤＣ側にずれて作用するのを抑えることができる。

従って、第１の実施の形態によれば、斜板１１の傾転角を小さくする方向の復帰モーメントが、従来技術のように働くのを抑制することができ、斜板１１を傾転角が大きくなる方向（即ち、ポンプ容量を小容量から大容量）に駆動しようとするときの動作速度を速くすることができる。これにより、油圧ポンプ１の容量を小容量から大容量に増やすときの応答性を高めることができ、オペレータの操作フィーリングを向上することができる。

また、これ以外で油圧ポンプ１が回転している場合（即ち、ポンプ容量を小容量、中間の容量または大容量を含むほぼ一定の容量に保った場合、あるいは大容量側から小容量側に制御する場合）には、切換弁３４を閉弁して開放穴３１がタンク１７に連通するのを阻止できる。このため、吐出行程の最後でシリンダブロック５の各シリンダ６内に残った圧力が必要以上にタンク１７側に排出されるのを抑制でき、油圧ポンプ１の容積効率が開放穴３１によって低下するのを抑えることができる。

さらに、傾転制御用のレギュレータ２８により、斜板１１の傾転角が小さくなるように傾転アクチュエータを駆動するときには、切換弁３４を閉弁することにより開放穴３１をタンク１７に対して遮断する。このため、従来技術とほぼ同様に復帰モーメントを斜板１１に作用させることが可能となり、この場合には、斜板１１を小傾転側に駆動しようとするときの動作速度を速くすることができる。

次に、図８および図９は本発明の第２の実施の形態を示し、第２の実施の形態の特徴は、低圧リリーフ弁をタンクに接続するタンク通路の途中に、前記リリーフ弁からタンクに排出される油液の流れを絞る流量制限部と、該流量制限部の上流側圧力をパイロット圧として切換弁の油圧パイロット部に導くパイロット管路とを設ける構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、５１は第２の実施の形態で採用した流量制限部としての固定絞りで、該固定絞り５１は、第１の実施の形態で述べた固定絞り３６に替えてタンク通路３７の途中に設けられている。固定絞り５１は、低圧リリーフ弁１９からタンク通路３７を介してタンク１７に排出される油液の流量（リリーフ流量）を絞ることにより、後述のパイロット管路５２内に発生するパイロット圧を変化させるものである。

ここで、図８に示す油圧ポンプ１の容量制御装置は、エンジン１８が始動前で停止している初期状態にあり、パイロットポンプ１６が停止しているため、低圧リリーフ弁１９は閉弁している。しかし、図９に示すように、エンジン１８を稼働して油圧ポンプ１とパイロットポンプ１６とを回転駆動している状態では、低圧リリーフ弁１９が開弁してタンク通路３７には油液がタンク１７に向けて排出されている。

このとき、低圧リリーフ弁１９からタンク通路３７を介してタンク１７に排出されるリリーフ流量は、操作弁２４のレバー操作量を大きくするときに漸次減少し、逆に、操作レバー２４Ａを中立位置に戻したときに、リリーフ流量は最大となるように増加する。しかも、所謂ポジティブコントロールを行う場合、油圧ポンプ１の容量は、操作弁２４のレバー操作量に応じて、図６に示す特性線４０の如く増減される。

換言すると、操作弁２４のレバー操作量を大きくし、油圧ポンプ１の容量を小容量から大容量に増大させるときには、低圧リリーフ弁１９のリリーフ流量が漸次小さくなるように減少する。逆に、操作弁２４のレバー操作量を中立側に戻すように小さくし、油圧ポンプ１の容量を大容量から小容量側に変化させるときには、低圧リリーフ弁１９のリリーフ流量が漸次大きくなるように増加する。

このため、タンク通路３７の途中に設けられた固定絞り５１は、低圧リリーフ弁１９からのリリーフ流量を絞ることにより、その上流側圧力（低圧リリーフ弁１９と固定絞り５１との間の圧力）を操作弁２４のレバー操作量に対し、例えば逆比例するように増減させることができる。

５２は低圧リリーフ弁１９と固定絞り５１との間でタンク通路３７に接続されたパイロット管路である。このパイロット管路５２は、その先端側が切換弁３４の油圧パイロット部３４Ａに接続され、固定絞り５１の上流側圧力をパイロット圧として切換弁３４の油圧パイロット部３４Ａに導くものである。パイロット管路５２内のパイロット圧は、前記リリーフ流量が大きいときには相対的に高い圧力となり、逆にリリーフ流量が減少すると相対的に低い圧力となる。

即ち、操作弁２４のレバー操作量を小さくし、油圧ポンプ１の容量を大容量から小容量側に変化させるとき、または油圧ポンプ１の容量をほぼ一定に保っているときには、低圧リリーフ弁１９のリリーフ流量が大きくなるので、パイロット管路５２内のパイロット圧は、切換弁３４のばね３４Ｂによる設定圧よりも高くなる。このため、切換弁３４は、ばね３４Ｂに抗して開弁位置（ｅ）から閉弁位置（ｆ）に切換えられ、開放穴３１をタンク１７に対して遮断した状態に保つことができる。

一方、操作弁２４のレバー操作量を大きくし、油圧ポンプ１の容量を小容量から大容量に増大させるときには、低圧リリーフ弁１９のリリーフ流量が小さくなるので、パイロット管路５２内のパイロット圧は低下し、切換弁３４のばね３４Ｂによる設定圧よりも低い圧力となる。このため、切換弁３４は、ばね３４Ｂにより閉弁位置（ｆ）から開弁位置（ｅ）へと切換えられ、開放穴３１をタンク１７に対して連通させることができる。

かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、油圧ポンプ１の容量を小容量から大容量に増大させるときには、切換弁３４を開弁して弁板１５の開放穴３１をタンク１７に連通することができ、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記第１の実施の形態では、レギュレータ２８の電磁比例弁３０をレバー操作量に応じて所謂ポジティブコントロールで制御する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばネガティブコントロールにより油圧ポンプの容量制御を行う構成としてもよい。

また、前記第１の実施の形態では、弁板１５の切換ランド１５Ｄに２つの開放穴３１，３２を設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば一方の開放穴３１のみを設け、他方の開放穴３２は省略する構成であってもよい。この点は、第２の実施の形態についても同様である。

一方、前記第１の実施の形態では、レギュレータ２８を、容量制御弁２９と電磁比例弁３０とにより構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばレギュレータを容量制御弁のみで構成し、電磁比例弁を省略する構成としてもよい。この場合、容量制御弁を電気的に制御する弁で構成することにより、例えば図６に示す特性線４０の如く、レバー操作量に対応してポンプ容量を可変に制御することができる。この点は、第２の実施の形態についても同様である。

また、前記各実施の形態では、油圧ポンプ１の容量制御装置を油圧ショベルに適用する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば油圧クレーン、ホイールローダ等の建設機械に適用してもよいものである。

１ 油圧ポンプ
２ ケーシング
３Ａ，３Ｂ 給排通路
４ 回転軸
５ シリンダブロック
６ シリンダ
７ ピストン
８ シュー
１０ 斜板支持体
１１ 斜板
１２ 傾転アクチュエータ
１３Ｂ，１４Ｂ 液圧室
１３Ｃ，１４Ｃ 傾転ピストン
１５ 弁板
１５Ａ 吸入ポート
１５Ｂ 吐出ポート
１５Ｃ，１５Ｄ 切換ランド
１６ パイロットポンプ（パイロット油圧源）
１７ タンク
１８ エンジン
１９ 低圧リリーフ弁（リリーフ弁）
２２ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
２３ 方向制御弁
２４ パイロット操作弁
２４Ａ 操作レバー
２６ 制御圧通路
２８ レギュレータ
２９ 容量制御弁
３０ 電磁比例弁
３１ 開放穴
３３ タンク通路（通路）
３４ 切換弁
３４Ａ 油圧パイロット部
３６，５１ 固定絞り（流量制限部）
３７ タンク通路
５２ パイロット管路

Claims (4)

1. 筒状のケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有したシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、前記各シリンダから突出する該各ピストンの突出端側に装着された複数のシューと、前記ケーシング内に傾転可能に設けられ前記各シューを摺動可能に案内する斜板と、前記ケーシングに設けられ外部から傾転制御圧が給排されることにより該斜板を傾転駆動する傾転アクチュエータと、前記シリンダブロックを挟んで前記斜板とは軸方向の反対側に位置して前記ケーシング内に設けられ前記シリンダブロックに摺接する弁板とを備え、該弁板には前記各シリンダと間欠的に連通する吸入ポートと吐出ポートとが一対の切換ランドを挟んで形成されている可変容量型斜板式の油圧ポンプと、
   パイロット油圧源と前記傾転アクチュエータとの間に設けられ前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに給排される前記傾転制御圧を可変に制御するレギュレータとからなる油圧ポンプの容量制御装置において、
   前記弁板に形成した前記一対の切換ランドのうち前記ピストンが吐出行程から吸入行程に切換わる位置にある切換ランドには、前記吐出行程の最後で前記シリンダ内に残った圧力をタンク側に開放するための開放穴を設け、
   該開放穴をタンクに接続する通路の途中には、開弁時に前記開放穴をタンクに連通させ、閉弁時には前記開放穴をタンクに対して遮断する切換弁を設け、
   該切換弁は、前記レギュレータにより前記斜板の傾転角が小さくなるように前記傾転アクチュエータを駆動するときに閉弁され、前記斜板の傾転角が大きくなるように前記傾転アクチュエータを駆動するときには開弁される構成としたことを特徴とする油圧ポンプの容量制御装置。
2. 前記切換弁は前記傾転制御圧が油圧パイロット部にパイロット圧として供給されることにより開，閉弁される油圧パイロット式の切換弁によって構成し、
   前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに前記傾転制御圧を給排する制御圧通路の途中には、前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに向けて前記傾転制御圧を供給するときに油液の流れを絞る流量制限部を設け、
   該流量制限部は、前記油液の流れに応じて前記油圧パイロット部に供給するパイロット圧を変化させることにより前記切換弁の開，閉弁を制御する構成としてなる請求項１に記載の油圧ポンプの容量制御装置。
3. 前記切換弁は油圧パイロット部に供給されるパイロット圧により開，閉弁される油圧パイロット式の切換弁によって構成し、
   前記パイロット油圧源をタンクと共に構成するパイロットポンプの吐出側には、前記傾転制御圧を予め決められたリリーフ設定圧以下の圧力に抑えるリリーフ弁を設け、
   該リリーフ弁を前記タンクに接続するタンク通路の途中には、前記リリーフ弁からタンクに排出される油液の流れを絞る流量制限部と、該流量制限部と前記リリーフ弁との間で前記タンク通路に接続され該流量制限部の上流側圧力を前記パイロット圧として前記切換弁の油圧パイロット部に導くパイロット管路とを設ける構成としてなる請求項１に記載の油圧ポンプの容量制御装置。
4. 前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータと前記油圧ポンプとの間に設けられ前記油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給する圧油をパイロット圧に応じて制御する油圧パイロット式の方向制御弁と、操作レバーの操作に従って前記パイロット油圧源から該方向制御弁の油圧パイロット部に供給するパイロット圧を可変に制御するパイロット操作弁とを備え、
   前記レギュレータは、前記操作レバーの操作量に応じて前記斜板の傾転角が漸次大きくなるように前記パイロット油圧源から傾転アクチュエータに給排される前記傾転制御圧を可変に制御する構成としてなる請求項１，２または３に記載の油圧ポンプの容量制御装置。

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