JP3392971B2 - 可変容量型斜軸式液圧回転機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、例えば土木・建設機械
またはその他の一般機械等に油圧ポンプ、油圧モータと
して好適に用いられる可変容量型斜軸式液圧回転機に関
する。 【０００２】 【従来の技術】油圧機器の油圧源としての油圧ポンプ
や、駆動源としての油圧モータ等に用いられる液圧回転
機のうち、斜軸式の容量可変機構を備えた可変容量型斜
軸式液圧回転機が知られている。 【０００３】そこで、図７に従来技術の可変容量型斜軸
式液圧回転機として可変容量型斜軸式の油圧ポンプを例
に挙げて示す。 【０００４】図において、１は筒状のケーシングで、該
ケーシング１は、一端側が軸受部分となった略円筒状の
ケーシング本体１Ａと、該ケーシング本体１Ａの他端側
を閉塞したヘッドケーシング１Ｂとから構成されてい
る。 【０００５】２はケーシング本体１Ａ内に回転可能に設
けられた回転軸、３はケーシング本体１Ａ内に位置して
該回転軸２と共に回転するシリンダブロックで、該シリ
ンダブロック３にはその軸方向に複数のシリンダ４が穿
設されている。そして、該各シリンダ４内にはそれぞれ
ピストン５が摺動可能に設けられ、該各ピストン５には
コネクティングロッド６が取付けられている。 【０００６】また、該各コネクティングロッド６の先端
には球形部６Ａが形成され、該各球形部６Ａは回転軸２
の先端に形成されたドライブディスク７に揺動自在に支
持されている。ここで、シリンダブロック３は後述の弁
板８と共に回転軸２に対し傾転量としての傾転角θをも
って配設され、この傾転角θによってポンプ容量が決定
される。 【０００７】８は弁板を示し、該弁板８はその一側端面
にシリンダブロック３が摺接し、弁板８の他側端面はヘ
ッドケーシング１Ｂに形成された凹湾曲状の傾転摺動面
９に摺動可能に摺接している。また、該弁板８の中心に
は貫通孔８Ａが穿設され、該貫通孔８Ａには後述するセ
ンタシャフト１０と揺動ピン１５の各先端部が両側から
それぞれ挿入されている。そして、該弁板８にはシリン
ダブロック３の回転時に各シリンダ４と間歇的に連通す
る一対の給排ポート（図示せず）が穿設され、ヘッドケ
ーシング１Ｂの傾転摺動面９に開口する一対の給排通路
（図示せず）はこれらの給排ポートに弁板８の傾転位置
（傾転角θ）の如何に拘らず連通するようになってい
る。 【０００８】１０はドライブディスク７と弁板８との間
でシリンダブロック３を支持するためのセンタシャフト
で、該センタシャフト１０の一端側には球形部１０Ａが
形成され、該球形部１０Ａはドライブディスク７の軸中
心位置に揺動自在に支持されている。一方、前記シリン
ダブロック３の中心を貫通して突出したセンタシャフト
１０の他端側は弁板８の貫通孔８Ａ内に摺動可能に挿入
され、シリンダブロック３を弁板８に対してセンタリン
グするようになっている。 【０００９】１１は傾転摺動面９に沿って弁板８を傾転
させる傾転機構で、該傾転機構１１はヘッドケーシング
１Ｂ内に形成され、軸方向両端側に油通孔１２Ａ，１２
Ｂを有したシリンダ室１２と、該シリンダ室１２内に摺
動可能に挿嵌され、該シリンダ室１２内に液圧室１３
Ａ，１３Ｂを画成したサーボピストン１４と、基端側が
該サーボピストン１４に固着され、先端側が球形状先端
部１５Ａとなって弁板８の貫通孔８Ａに揺動可能に挿嵌
された揺動ピン１５とから構成されている。 【００１０】１６は傾転機構１１を介して弁板８を傾転
制御する制御部で、該制御部１６はヘッドケーシング１
Ｂの外側に設けられ、パイロットポンプから給排される
圧油量（パイロット圧）をフィードバック制御する絞り
切換弁（いずれも図示せず）を備えている。そして、こ
の絞り切換弁にはスリーブ（図示せず）が設けられ、こ
のスリーブとサーボピストン１４とは、ヘッドケーシン
グ１Ｂの長孔１Ｃに挿通されたフィードバックピン１７
によって一体的に連結されている。 【００１１】ここで、該制御部１６の絞り切換弁を操作
レバー等で切換操作すると、このときの切換操作量に応
じた圧油（パイロット圧）が前記パイロットポンプから
前記油通孔１２Ａ，１２Ｂを介して傾転機構１１の液圧
室１３Ａ，１３Ｂ内に給排され、該液圧室１３Ａ，１３
Ｂ間の圧力差でサーボピストン１４を摺動変位させるこ
とにより、該サーボピストン１４は揺動ピン１５を介し
て弁板８およびシリンダブロック３を傾転角θをもって
矢示Ａ方向に傾転させる。そして、前記絞り切換弁のス
リーブはサーボピストン１４の変位に追従して変位する
ことにより、前記パイロットポンプからの圧油量をフィ
ードバック制御し、サーボピストン１４の変位量を絞り
切換弁の切換操作量に対応させた状態に保持する。 【００１２】従来技術による可変容量型斜軸式の油圧ポ
ンプは上述の如き構成を有するもので、次にその作動に
ついて述べる。 【００１３】まず、傾転機構１１によりシリンダブロッ
ク３を弁板８と共に矢示Ａ方向に傾転角θをもって傾転
させる場合には、制御部１６で制御されたパイロットポ
ンプからの圧油（パイロット圧）を傾転機構１１の油通
孔１２Ａ，１２Ｂ等を介して液圧室１３Ａ（１３Ｂ）に
給排し、これによりサーボピストン１４をシリンダ室１
２内で摺動変位させる。そして、該サーボピストン１４
は揺動ピン１５と一体的に変位することにより、弁板８
を傾転摺動面９上で摺動させつつ傾転し、シリンダブロ
ック３も共に傾転する結果、シリンダブロック３の回転
中心は回転軸２の回転中心に対し傾転角θをもって、例
えば最小傾転位置から最大傾転位置へと傾転し図示の状
態となる。 【００１４】次に、エンジン等の駆動源によって回転軸
２を回転駆動すると、回転軸２のドライブディスク７と
シリンダブロック３の各シリンダ４に挿入した各ピスト
ン５との間はそれぞれコネクティングロッド６で連結さ
れているから、回転軸２と共にシリンダブロック３が回
転せしめられ、該シリンダブロック３の回転によって各
ピストン５はシリンダ４内を往復動する。そして、各ピ
ストン５がシリンダ４内から後退（伸長）する時は給排
通路から給排ポートを介してシリンダ４内に作動油を吸
入する吸入行程となり、ピストン５がシリンダ４内に進
入（縮小）する時は該シリンダ４内の作動油を加圧し、
給排ポートを介して給排通路から吐出させる吐出行程と
なる。 【００１５】かくして、回転軸２を外部から回転駆動し
て各ピストン５を各シリンダ４内で往復動させることに
より、各ピストン５の吸入行程で各シリンダ４内に吸入
した作動油を吐出行程で加圧し、高圧の圧油を油圧配管
内に吐出させる。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、弁板８が傾転摺動面９上を摺動するときに
該弁板８は円弧運動を行なうのに対し、サーボピストン
１４はシリンダ室１２内で上下に直線運動を行なうか
ら、傾転機構１１で弁板８を傾転するときには、サーボ
ピストン１４に固定された揺動ピン１５の球形状先端部
１５Ａが弁板８の貫通孔８Ａ内で揺動または摺動するよ
うになる。そして、該揺動ピン１５の先端部１５Ａを貫
通孔８Ａ内で円滑に揺動または摺動させるためには、揺
動ピン１５の先端部１５Ａと貫通孔８Ａとの間に少なく
とも若干の隙間を設ける必要があり、油圧ポンプを長時
間稼働して弁板８等の傾転を繰返すうちに、この隙間は
摩耗によって徐々に拡大してしまう。 【００１７】このため、従来技術では、弁板８の貫通穴
８Ａと揺動ピン１５の先端部１５Ａとの間に前記隙間に
よるガタが生じるようになり、このガタによって弁板８
の実際の傾転位置と、揺動ピン１５を介してフィードバ
ックピン１７で検出する弁板８の位置とに誤差が生じ、
フィードバックピン１７を介した制御部１６の追従精度
が悪くなって、制御部１６によるフィードバック制御時
の性能が著しく低下するという欠点がある。 【００１８】また、弁板８の傾転角θを制御部１６に伝
達するフィードバックピン１７は弁板８を傾転させるサ
ーボピストン１４に直接固定され、サーボピストン１４
の変位量とフィードバックピン１７の変位量とが同一と
なるように、制御部１６をヘッドケーシング１Ｂの外側
面に設けているから、この制御部１６がケーシング１か
ら後方に大きく突出し全体が大型化してしまい、コンパ
クトにすることができないという欠点がある。 【００１９】これに対し、本出願人は上記欠点を解決す
るため、先に実願昭５９−１０３８９１号（実公平４−
４１２５７号公報）において、ケーシングの上部側に制
御部を設け、該制御部と弁板との間をケーシング内に延
びるリンク等で連結することにより、弁板の傾転量（傾
転角θ）を傾転機構を介して間接的にフィードバックす
るのではなく、弁板から傾転角θを直接的にフィードバ
ックできるようにし、制御部の応答性や弁板に対する追
従精度等を高めると共に、装置全体の小型化を図るよう
にした可変容量型斜軸式液圧回転機（以下、他の従来技
術という）を提案した。 【００２０】しかし、これらの液圧回転機を可変容量型
の油圧ポンプとして用いる場合に、最近の傾向としては
ポンプ容量をより高精度に制御することが要求されてお
り、このためには弁板の傾転角θまたは傾転量を常にモ
ニタ（監視）できるように、別途に傾転量検出手段を設
ける必要が生じている。然るに、これらの液圧回転機に
傾転量検出手段を追加すると、全体の構造がさらに複雑
化するばかりでなく、装置が大型化しコンパクトに形成
することが難しくなるという問題がある。 【００２１】そこで、本発明者等は上記問題を解決すべ
く、先に特願平５−３４６１６８号により、基端側が弁
板に連結されたリンク機構と、該リンク機構の先端側に
常時当接するロッドを有し、弁板の傾転に伴うリンク機
構の先端側が変位するときにその変位量を検出する傾転
量検出手段とを備え、リンク機構先端側の変位量を検出
することにより弁板の傾転角θを直接的に取出せるよう
にした可変容量型斜軸式液圧回転機を提案している。 【００２２】しかし、特願平５−３４６１６８号におい
て提案した可変容量型斜軸式液圧回転機では、傾転量検
出手段のロッドとリンク機構の先端側とが点接触してい
るため、このロッドとリンク機構の先端側との当接部が
摩耗を生じ易く、傾転量検出手段が検出するリンク機構
先端側の変位量と、弁板の傾転角θに対応した実際のリ
ンク機構先端側の変位量との間に誤差が生じてしまい、
弁板の傾転角θに対応する精度の高いフィードバック制
御を長期に亘って行うことができなくなるという未解決
な問題がある。 【００２３】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、傾転量検出手段を設けた場合でも、全体
の構造が複雑化するのを防止でき、小型化を図ることが
できる上に、傾転量検出手段により傾転角に対する精度
の高いフィードバック制御を長期に亘って行えるように
した可変容量型斜軸式液圧回転機を提供することを目的
としている。 【００２４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による可変容量型斜軸式液圧回転機は、端面
がヘッドケーシングによって閉塞された筒状のケーシン
グと、該ケーシング内に回転可能に設けられ、該ケーシ
ング内の先端がドライブディスクとなった回転軸と、該
回転軸と共に回転するように前記ケーシング内に設けら
れ、軸方向に複数のシリンダが形成されたシリンダブロ
ックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能
に設けられ、コネクティングロッドを介して前記回転軸
のドライブディスクに揺動可能に支持された複数のピス
トンと、一側端面が前記シリンダブロックに摺接し、他
側端面が前記ヘッドケーシングの傾転摺動面に摺動可能
に摺接する弁板と、該弁板と共にシリンダブロックを傾
転させる傾転機構とからなる。 【００２５】そして、本発明が採用する構成の特徴は、
傾転機構に傾転制御用の圧油を給排するため、弁板の最
小傾転側に位置してケーシングに設けられた制御部と、
該制御部とケーシングとの間に支持ピンを介して回動可
能に設けられ、先端側が該制御部側に突出する検出部と
なり、基端側が前記ケーシング内に突出する連結部とな
ったフィードバックリンクと、先端側が該フィードバッ
クリンクの連結部に回動可能に連結され、基端側が前記
弁板に回動可能に取付けられた揺動リンクと、前記弁板
の傾転量を比例的に減少させた状態で前記制御部にフィ
ードバックするため、前記フィードバックリンクの検出
部途中で前記支持ピンから寸法ｒとなる位置に設けられ
た出力ピンと、前記制御部の外側に設けられ、前記支持
ピンから前記寸法ｒよりも大きい寸法Ｌとなる位置で前
記検出部に常時接触することにより前記フィードバック
リンクの回動変位に追従する検出ロッドを有し、該検出
ロッドの変位量を検出することにより前記弁板の傾転量
を取出す傾転量検出手段とを備え、該傾転量検出手段の
検出ロッドには、基端側が該検出ロッドに対して回動可
能な球面継手部となり、先端側が前記フィードバックリ
ンクの検出部に常時摺接する摺動面部となったシュー部
材を設けたことにある。 【００２６】 【作用】上述のように、ケーシングと制御部との間には
支持ピンを介してフィードバックリンクを設けると共
に、該フィードバックリンクの連結部に先端側が連結さ
れた揺動リンクの基端側を弁板に検出ピンを介して取付
けているから、前記弁板の傾転量を揺動リンクを介した
フィードバックリンクの回動変位量として直接的に取出
すことができる。そして、前記フィードバックリンクの
検出部にはその途中で支持ピンから寸法ｒとなる位置に
出力ピンを設けているから、前記弁板に対する揺動リン
クの取付部位からシリンダブロックの傾転中心までの寸
法Ｒと、支持ピンから出力ピンまでの寸法ｒの比とし
て、弁板の傾転量を比例的に減少させた状態で、制御部
に出力することができる。 【００２７】さらに、傾転量検出手段は、前記支持ピン
から前記寸法ｒよりも大きい寸法Ｌとなる位置で前記検
出部に常時接触することにより前記フィードバックリン
クの回動変位量を取出す構成となっているから、前記支
持ピンから出力ピンまでの寸法ｒに対する前記検出部の
先端までの寸法Ｌの比として、前記フィードバックリン
クの回動変位量を比例的に大きくして取出すことがで
き、前記弁板の傾転量をより正確に検出することができ
る。 【００２８】しかも、フィードバックリンクの検出部は
シュー部材の摺動面部と面接触し、該シュー部材と傾転
量検出手段の検出ロッドとは球面継手部を介して面接触
するから、傾転量検出手段の検出ロッドとフィードバッ
クリンクの検出部とが局部的に摩耗してしまうのを長期
に亘って防止でき、摩耗による検出誤差をなくすことが
できる。 【００２９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図６に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図７に示す従
来技術と同一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。 【００３０】図中、２１は本実施例による可変容量型斜
軸式の油圧ポンプ、２２は該油圧ポンプ２１のケーシン
グで、該ケーシング２２は従来技術で述べたケーシング
１とほぼ同様に、筒状のケーシング本体２２Ａとヘッド
ケーシング２２Ｂとから構成されているものの、該ケー
シング２２には開口部２２Ｃが形成されている。ここ
で、該開口部２２Ｃはシリンダブロック３または弁板８
の最小傾転側に位置するように、ケーシング本体２２Ａ
の周胴部上側に開口している。 【００３１】２３は傾転機構１１の制御部で、該制御部
２３は、ケーシング２２の開口部２２Ｃを施蓋するよう
にケーシング本体２２Ａの周胴部上側に設けられた筐体
２４と、該筐体２４内に設けられた後述の絞り切換弁３
８とから構成されている。 【００３２】２５は弁板８の傾転量（傾転角θ）を制御
部２３にフィードバックさせるフィードバック機構とし
てのリンク機構で、該リンク機構２５は図１および図２
に示すように、シリンダブロック３の傾転中心Ｏから寸
法Ｒの位置で弁板８の左右両側面に回動可能に取付けら
れた一対の検出ピン２６，２６と、下端側がシリンダブ
ロック３を跨ぐように円弧状となって二又に分岐し、そ
れぞれの端部が該各検出ピン２６を介して弁板８に取付
けられた揺動リンク２７と、後述のフィードバックリン
ク２８とから大略構成されている。 【００３３】２８はリンク機構２５の一部を構成するフ
ィードバックリンクを示し、該フィードバックリンク２
８は図２に示すように制御部２３の筐体２４とケーシン
グ本体２２Ａとの間でケーシング２２の開口部２２Ｃ内
に支持ピン２９を介して回動可能に取付けられている。
そして、該フィードバックリンク２８の下端側は開口部
２２Ｃからケーシング２２内に突出して二又状の連結部
２８Ａとなり、該連結部２８Ａは連結ピン３０を介して
揺動リンク２７の上端に回動可能に連結されている。ま
た、該フィードバックリンク２８の上端側は、図３に示
すように制御部２３の筐体２４内を上向きに突出する検
出部２８Ｂとなり、該検出部２８Ｂの先端側は後述する
センサケース３２内へと延びている。 【００３４】ここで、フィードバックリンク２８は、弁
板８の傾転動作に対する応答性をよくするため、例えば
アルミニウム材からダイカスト等により連結部２８Ａ，
検出部２８Ｂが一体形成され、全体が軽量化されてい
る。 【００３５】３１はフィードバックリンク２８の検出部
２８Ｂ中間部位に固着された出力ピンで、該出力ピン３
１は後述する絞り切換弁３８のスリーブ３８Ａに連結さ
れている。ここで、該出力ピン３１は前記支持ピン２９
の中心から寸法ｒの位置でフィードバックリンク２８の
検出部２８Ｂ途中に設けられ、この寸法ｒは前記シリン
ダブロック３の傾転中心Ｏから検出ピン２６までの寸法
Ｒに対して比例的に減少している。また、フィードバッ
クリンク２８における後述のシュー部材３４が当接する
部位から支持ピン２９までの寸法Ｌは前記寸法ｒに比較
して２倍前，後となっており、フィードバックリンク２
８の回動変位量を比例的に大きくして傾転量センサ３３
から取出しうるようにしている。 【００３６】３２は制御部２３の筐体２４上に設けられ
たセンサケースで、該センサケース３２には、フィード
バックリンク２８の検出部２８Ｂ先端側が突出する検出
室３２Ａと、該検出室３２Ａに開口し後述の傾転量セン
サ３３が取付けられるセンサ取付穴３２Ｂとが形成さ
れ、検出室３２Ａはプラグ３２Ｃにより閉塞されてい
る。 【００３７】３３は該センサケース３２に設けられた傾
転量検出手段としての傾転量センサを示し、該傾転量セ
ンサ３３は、センサケース３２のセンサ取付穴３２Ｂに
螺着されたセンサ本体３３Ａと、基端側が該センサ本体
３３Ａ内に摺動可能に挿入され、先端側がセンサケース
３２の検出室３２Ａ内に突出した検出ロッド３３Ｂと、
該検出ロッド３３Ｂの基端側に設けられたマグネット等
の被検出体３３Ｃ、およびセンサ本体３３Ａ内に設けら
れ、該被検出体３３Ｃの変位量を検出する検出部３３Ｄ
等とから構成されている。 【００３８】ここで、検出ロッド３３Ｂは、例えばステ
ンレス鋼等の非磁性材料により形成され、その軸方向中
間部位にはセンサケース３２のセンサ取付穴３２Ｂ内を
摺動する大径円板状のばね受板３３Ｅが一体的に設けら
れ、先端側には後述のシュー部材３４の球状凹部３４Ａ
と共に球面継手部を構成する球状凸部３３Ｆが形成され
ている。 【００３９】３４は検出ロッド３３Ｂの先端側に設けら
れたシュー部材を示し、該シュー部材３４の基端側は、
検出ロッド３３Ｂ先端側に形成された球状凸部３３Ｆに
回動可能に嵌合し、該球状凸部３３Ｆと共に球面継手部
を構成する球状凹部３４Ａとなり、先端側はフィードバ
ックリンク２８の検出部２８Ｂに摺接し、該検出部２８
Ｂの回動変位に応じて図３中の矢印Ｍ方向に摺動する平
滑な摺動面部３４Ｂとなっている。 【００４０】３５はセンサ取付穴３２Ｂ内に設けられ、
その中心孔に検出ロッド３３Ｂが軸方向に摺動可能に挿
通された軸受で、該軸受３５はばね受板３３Ｅと協働し
て検出ロッド３３Ｂがセンサ取付穴３２Ｂ内で傾くのを
規制するものである。３６は検出ロッド３３Ｂのばね受
板３３Ｅと軸受３５との間に縮装された圧縮ばねで、該
圧縮ばね３６は、検出ロッド３３Ｂをセンサケース３２
の検出室３２Ａ側に常時付勢しており、シュー部材３４
の摺動面部３４Ｂは、センサケース３２の検出室３２Ａ
内において、圧縮ばね３６の付勢力に応じた圧力をもっ
てフィードバックリンク２８の検出部２８Ｂに常時当接
している。 【００４１】従って、傾転量センサ３３は、弁板８の傾
転動作に伴ってフィードバックリンク２８の検出部２８
Ｂが回動変位したときに、検出ロッド３３Ｂと共に軸方
向に変位する被検出体３３Ｃの変位量を検出部３３Ｄに
より検出することにより、フィードバックリンク２８の
回動変位を弁板８の傾転角θとして検出するようになっ
ている。 【００４２】ここで、フィードバックリンク２８の検出
部２８Ｂと検出ロッド３３Ｂとの間にはシュー部材３４
が介在しており、フィードバックリンク２８の検出部２
８Ｂはシュー部材３４の摺動面部３４Ｂと面接触し、か
つ、検出ロッド３３Ｂとシュー部材３４とは球状凸部３
３Ｆと球状凹部３４Ａとを介して面接触しているから、
検出ロッド３３Ｂとフィードバックリンク２８の検出部
２８Ｂとの当接部が局部的に摩耗してしまうのを長期に
亘って防止できるようになっている。 【００４３】３７はセンサケース３２に傾転量センサ３
３を締着したロックナットを示し、該ロックナット３７
は傾転量センサ３３の外周側に螺合し、例えば傾転量セ
ンサ３３をセンサケース３２から適宜に進退させ、検出
部３３Ｄに対する被検出体３３Ｃの位置調整（零点調
整）等を行った後に、傾転量センサ３３をセンサケース
３２に位置決めするようになっている。 【００４４】次に、３８は制御部２３の筐体２４内に設
けられた絞り切換弁で、該絞り切換弁３８はパイロット
ポンプ３９、タンク４０と傾転機構１１のシリンダ室１
２との間に位置して管路４１Ａ，４１Ｂの途中に設けら
れ、パイロットポンプ３９からの圧油（パイロット圧）
をフィードバック制御するスリーブ３８Ａと、該絞り切
換弁３８のスプール（図示せず）を常時に中立位置に向
けて付勢する弁ばね３８Ｂと、該弁ばね３８Ｂに抗して
絞り切換弁３８のスプールを切換操作する油圧パイロッ
ト部３８Ｃとを備えている。 【００４５】ここで、該絞り切換弁３８のスリーブ３８
Ａは前記リンク機構２５のフィードバックリンク２８に
出力ピン３１を介して連結され、弁板８の傾転がリンク
機構２５を介して伝えられることにより、このときの傾
転角θに対応する変位量をもって摺動変位する。そし
て、絞り切換弁３８は後述の減圧弁４３を介してパイロ
ットポンプ３９からのパイロット圧が油圧パイロット部
３８Ｃに供給されると、このパイロット圧に応じて中立
位置から左，右の切換位置に切換られ、パイロットポン
プ３９からの圧油を管路４１Ａ，４１Ｂを介してサーボ
ピストン１４の液圧室１３Ａ，１３Ｂに給排し、サーボ
ピストン１４によって弁板８をシリンダブロック３と共
に傾転駆動させる。 【００４６】このときに、絞り切換弁３８のスリーブ３
８Ａは弁板８の傾転に追従して変位することにより、弁
板８の傾転角θが油圧パイロット部３８Ｃに供給された
パイロット圧に対応した傾転量となるように、パイロッ
トポンプ３９から液圧室１３Ａ，１３Ｂに給排される圧
油量をフィードバック制御し、前記パイロット圧が変化
するまでは弁板８の傾転角θを一定に保持するようにな
っている。 【００４７】４２は絞り切換弁３８の油圧パイロット部
３８Ｃとパイロットポンプ３９との間を接続するパイロ
ット管路、４３は該パイロット管路４２の途中に設けら
れた電磁比例式の減圧弁を示し、該減圧弁４３は電磁比
例式のソレノイド部４３Ａを備え、後述のコントローラ
４６から出力される制御信号Ｉp の電流値に応じてその
設定圧が可変に制御される。そして、該減圧弁４３はそ
の設定圧に基づいてパイロットポンプ３９から絞り切換
弁３８の油圧パイロット部３８Ｃに供給するパイロット
圧を変化させ、このパイロット圧に応じて絞り切換弁３
８を中立位置から左，右の切換位置に切換えさせる。 【００４８】４４は指令装置を示し、該指令装置４４は
オペレータによる指令操作または油圧ポンプ２１の吐出
圧等に応じて油圧ポンプ２１の目標傾転角θp を指令す
る傾転角指令θsoを出力する。 【００４９】４５は選択スイッチを示し、該選択スイッ
チ４５はオペレータによってＯＮ−ＯＦＦ操作され、油
圧ポンプ２１から吐出される圧油の吐出量を制限すべ
く、目標制限傾転角θpb（制限傾転角θsb）を出力す
る。ここで、この目標制限傾転角θpbは油圧ポンプ２１
の弁板８等を傾転させるときに、例えば図５に示すよう
に弁板８の傾転可能な最大傾転角θmax に対して、 【００５０】 【数１】θpb＝０．８×θmax として設定されている。そして、選択スイッチ４５がＯ
Ｎ操作されたときには、コントローラ４６により弁板８
等の傾転角θを目標制限傾転角θpb以下に制限させる。 【００５１】４６はマイクロコンピュータ等によって構
成されたコントローラを示し、該コントローラ４６はそ
の入力側が傾転量センサ３３、指令装置４４および選択
スイッチ４５等に接続され、出力側が減圧弁４３のソレ
ノイド部４３Ａ等に接続されている。そして、該コント
ローラ４６はその記憶回路内に図６に示すプログラム等
を格納し、油圧ポンプ２１の実際の傾転角θに基づいた
傾転角制御処理等を行うようになっている。また、該コ
ントローラ４６の記憶回路にはその記憶エリア４６Ａ内
に、図５に例示する傾転角制御マップ、制限傾転角θsb
および不感帯領域を設定するヒステリシス値ｋ等が格納
されている。 【００５２】本実施例は上述の如く構成されており、可
変容量型斜軸式の油圧ポンプ２１としての基本的作動に
ついては前述した従来技術によるものと格別差異はな
い。 【００５３】そこで、本実施例の特徴であるコントロー
ラ４６による油圧ポンプ２１の傾転角制御処理について
図５、図６を参照して説明する。 【００５４】まず、処理動作がスタートすると、ステッ
プ１で指令装置４４からの傾転角指令θsoを読込み、ス
テップ２に移って傾転量センサ３３から現在の傾転角θ
（実傾転角θ）を読込む。そして、ステップ３では選択
スイッチ４５がＯＮ操作されているか否かを判定し、
「ＮＯ」と判定したときには選択スイッチ４５がＯＦＦ
状態であるから、ステップ４に移って選択スイッチ後の
傾転角指令θs に前記傾転角指令θsoが入る。 【００５５】また、前記ステップ３で「ＹＥＳ」と判定
したときには選択スイッチ４５がＯＮ操作されているか
ら、ステップ５に移ってこのときの傾転角指令θsoが目
標制限傾転角θpbに該当する制限傾転角θsb（θsb＝θ
pb）以上となっているか否かを判定する。そして、ステ
ップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ６に
移って選択スイッチ後の傾転角指令θs に制限傾転角θ
sbが入る。これによって傾転角指令θs に上限を設定す
ることができる。例えば最大傾転角θmax の８０％に制
限され、油圧ポンプ２１の最大吐出量を制限することに
より、走行用油圧モータ（図示せず）の最高回転数を制
限したり、作業用油圧シリンダ（図示せず）の作動速度
を制限したりして、操作性や安全性を向上できるように
なる。 【００５６】一方、ステップ５で「ＮＯ」と判定したと
きには、このときの傾転角指令θsoが制限傾転角θsbよ
りも小さいから、ステップ４に移って選択スイッチ後の
傾転角指令θs に前記傾転角指令θsoが入る。 【００５７】次に、前述のようにステップ４またはステ
ップ６で選択スイッチ後の傾転角指令θs が決定される
と、ステップ７に移って選択スイッチ後の傾転角指令θ
s と実傾転角θとの傾転角差Δθを、 【００５８】 【数２】Δθ＝θs −θ として演算する。そして、ステップ８に移って、この傾
転角差Δθがヒステリシス値ｋ以下となっているか否か
を判定する。 【００５９】ここで、ヒステリシス値ｋとは傾転角指令
θs と実傾転角θとが実質的に一致しているか否かを判
定するための不感帯領域を設定するもので、ヒステリシ
ス値ｋを零（ｋ＝０）とすると、ハンチング等の不具合
が生じる場合があり、通常は精度に影響のない小さな値
を入れている。 【００６０】そして、ステップ８で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、傾転角指令θs と実傾転角θとが実質的に
一致しているから、ステップ９に移ってこのときの傾転
角指令θs を、 【００６１】 【数３】θp ←θs として目標傾転角θp を設定する。 【００６２】また、ステップ８で「ＮＯ」と判定したと
きには、ステップ１０に移って傾転角差Δθが零（Δθ
＞０）より大きいか否かで傾転角差Δθの符号判定を行
う。そして、ステップ１０で「ＹＥＳ」と判定したとき
には、傾転角差Δθが正の値であって傾転角指令θs が
実傾転角θよりも大きい場合であるから、ステップ１１
に移って実傾転角θを大きくする方向で傾転角指令θs
を補正するように、目標傾転角θp を、 【００６３】 【数４】θp ＝θs ＋Δθ として算定する。 【００６４】一方、ステップ１０で「ＮＯ」と判定した
ときには、傾転角差Δθが負の値であって傾転角指令θ
s が実傾転角θよりも小さい場合であるから、ステップ
１２に移って実傾転角θを小さくする方向で傾転角指令
θs を補正するように、目標傾転角θp を、 【００６５】 【数５】θp ＝θs −Δθ として算定する。 【００６６】次に、前述の如くステップ９、ステップ１
１またはステップ１２で目標傾転角θp が決定される
と、ステップ１３に移って目標傾転角θp に基づいた制
御信号Ｉp を図５に示す傾転角制御マップから求め、こ
の制御信号Ｉp を電流値として減圧弁４３のソレノイド
部４３Ａに出力し、ステップ１４でリターンする。 【００６７】かくして、上述の制御処理を繰返すことに
より、傾転角差Δθは小さくなっていき、傾転角指令θ
s と実傾転角θとが実質的に一致させることができる。
つまり、減圧弁４３の設定圧は制御信号Ｉp に応じて可
変に制御され、パイロットポンプ３９から絞り切換弁３
８の油圧パイロット部３８Ｃにはこの設定圧に対応した
パイロット圧が供給される。この結果、絞り切換弁３８
はこのときのパイロット圧に応じて中立位置から左，右
の切換位置に切換られ、パイロットポンプ３９からの圧
油を管路４１Ａ，４１Ｂを介してサーボピストン１４の
液圧室１３Ａ，１３Ｂに給排し、サーボピストン１４に
より弁板８をシリンダブロック３と共に傾転駆動させ
る。 【００６８】そして、油圧ポンプ２１の傾転角θは前記
傾転角指令θs に対応した傾転量となり、絞り切換弁３
８のスリーブ３８Ａは弁板８の傾転に追従して変位し、
弁板８の傾転角θが油圧パイロット部３８Ｃに供給され
たパイロット圧に対応した傾転量となるように、パイロ
ットポンプ３９から液圧室１３Ａ，１３Ｂに給排される
圧油量をフィードバック制御する。この結果、弁板８の
傾転角θは前記パイロット圧が変化するまで前記傾転角
指令θs に対応した角度に保持され、油圧ポンプ２１か
らはこのときの傾転角θに対応した流量の圧油が吐出さ
れる。 【００６９】而して、本実施例によれば、油圧ポンプ２
１のケーシング２２上に制御部２３の筐体２４およびセ
ンサケース３２を介して傾転量センサ３３を設け、該傾
転量センサ３３によりフィードバックリンク２８の回動
変位量を弁板８の傾転角θとして取出すようにしたか
ら、傾転量センサ３３によって弁板８の傾転角θを常に
モニタ（監視）でき、油圧ポンプ２１のポンプ容量をよ
り高精度に制御することが可能となると共に、流量制限
機能等の付加機能が、ソフトの変更だけで対応できる。 【００７０】即ち、前述の傾転角制御処理で述べたよう
に、指令装置４４から読込んだ傾転角指令θs （傾転角
指令θso）と傾転量センサ３３から読込んだ実傾転角θ
とから、前記数２の式の如く傾転角差Δθを演算し、こ
の傾転角差Δθにより傾転角指令θs を補正し、目標傾
転角θp を算出しているから、実際の傾転角θに基づい
て目標傾転角θp をフィードバック制御することがで
き、ポンプ容量を高精度に制御できる。 【００７１】そして、オペレータが選択スイッチ４５を
ＯＮ操作したときには、コントローラ４６により弁板８
等の実際の傾転角θを、目標制限傾転角θpb（制限傾転
角θsb）以下に制限することができ、油圧ポンプ２１の
最大吐出量を制限することによって、走行用油圧モータ
の最高回転数を制限したり、作業用油圧シリンダの作動
速度を制限したりして、操作性や安全性を確実に向上さ
せることができる。 【００７２】また、油圧ポンプ２１のケーシング２２と
制御部２３の筐体２４との間には支持ピン２９を介して
フィードバックリンク２８を設けると共に、該フィード
バックリンク２８の連結部２８Ａに上端側が連結された
揺動リンク２７の下端側を弁板８に各検出ピン２６を介
して取付けているから、弁板８の傾転角θを揺動リンク
２７を介したフィードバックリンク２８の回動変位量と
して直接的に取出すことができる。そして、フィードバ
ックリンク２８の検出部２８Ｂにはその途中に位置して
出力ピン３１を設けているから、弁板８に対する揺動リ
ンク２７の取付部位（検出ピン２６）からシリンダブロ
ック３の傾転中心Ｏまでの寸法Ｒと、支持ピン２９から
出力ピン３１までの寸法ｒの比として、弁板８の傾転角
θとなる傾転量を比例的に減少させた状態で、制御部２
３のスリーブ３８Ａに出力することができる。 【００７３】この結果、弁板８に設けた各検出ピン２
６、揺動リンク２７およびフィードバックリンク２８等
によって弁板８の傾転角θを直接的に検出することがで
き、弁板８の傾転に対する制御部２３の追従制御にずれ
を生じることがなく、制御部２３の応答性、追従精度お
よび制御性能等を大幅に向上させることができる。そし
て、弁板８の傾転量はシリンダブロック３の傾転中心Ｏ
から検出ピン２６までの寸法Ｒと、支持ピン２９から出
力ピン３１までの寸法ｒとの比率を適宜設定することに
より、傾転量を減少して制御部２３に伝達することがで
きるから、制御部２３の絞り切換弁３８およびスリーブ
３８Ａ等の設計の自由度が増し、各検出ピン２６、揺動
リンク２７およびフィードバックリンク２８等からなる
リンク機構２５および制御部２３の小型化が可能にな
る。 【００７４】さらに、傾転量センサ３３は、シュー部材
３４を介して検出ロッド３３Ｂを常時フィードバックリ
ンク２８の検出部２８Ｂ先端側に当接させることによ
り、フィードバックリンク２８の回動変位量を検出ロッ
ド３３Ｂの変位量として取出す構成としたから、前記支
持ピン２９から出力ピン３１までの寸法ｒに対する検出
部２８Ｂの先端（シュー部材３４との当接部）までの寸
法Ｌの比として、フィードバックリンク２８の回動変位
量を比例的に大きくして取出すことができ、傾転量セン
サ３３によって弁板８の傾転角θをより正確に検出する
ことができると共に、傾転量センサ３３を油圧ポンプ２
１の制御部２３上にコンパクトに付設することができ
る。 【００７５】しかも、フィードバックリンク２８の検出
部２８Ｂと検出ロッド３３Ｂとの間にシュー部材３４を
介在させ、フィードバックリンク２８の検出部２８Ｂが
シュー部材３４の摺動面部３４Ｂと面接触し、かつ、検
出ロッド３３Ｂとシュー部材３４とが球状凸部３３Ｆと
球状凹部３４Ａとを介して面接触する構成としたから、
油圧ポンプ２１の作動時において、フィードバックリン
ク２８が弁板８の傾転動作に伴って回動変位を繰返して
も、検出ロッド３３Ｂとフィードバックリンク２８の検
出部２８Ｂとの当接部が摩耗を生じるのを著しく低減す
ることができる。従って、傾転量センサ３３が検出する
フィードバックリンク２８の検出部２８Ｂの回動変位量
と、弁板８の傾転量に対応した実際の検出部２８Ｂの変
位量とを正確に対応させることができ、弁板８等の傾転
角θに対する精度の高いフィードバック制御を長期に亘
って行うことができる。 【００７６】さらにまた、制御部２３の筐体２４は弁板
８の最小傾転側に位置してケーシング本体２２Ａの周胴
部外側に設けることができるから、当該油圧ポンプ２１
を製造するに当たって設計の自由度を高めることがで
き、図７に例示した従来技術のものに比較して軸方向長
さを確実に短縮することができ、当該油圧ポンプ２１を
傾転量センサ３３を含めて全体を小型化することができ
る。 【００７７】従って、本実施例によれば、傾転量センサ
３３を設けることによって、弁板８の傾転角θを常にモ
ニタ（監視）でき、油圧ポンプ２１のポンプ容量をより
高精度に制御することができる上に、傾転量センサ３３
により油圧ポンプ２１全体の構造が複雑化するのを防止
でき、全体をコンパクトに形成して小型化を図りうる
等、種々の効果を奏する。 【００７８】なお、前記各実施例では、選択スイッチ４
５をオペレータがＯＮ操作したときには、弁板８の傾転
可能な最大の傾転角θを、実際の最大傾転角θmax に対
して８０％となる目標制限傾転角θpb以下に制限するも
のとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば最大
傾転角θmax の６０〜９０％の範囲内で目標制限傾転角
θpbを適宜に設定するようにしてもよい。 【００７９】 【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、弁板
の最小傾転側に位置してケーシングに傾転制御用の制御
部を設け、該制御部とケーシングとの間には支持ピンを
介してフィードバックリンクを設けると共に、該フィー
ドバックリンクの連結部に先端側が連結された揺動リン
クの基端側を前記弁板に検出ピンを介して取付ける構成
としているから、前記弁板の傾転量を揺動リンクを介し
たフィードバックリンクの回動変位量として直接的に取
出すことができる。そして、前記フィードバックリンク
の検出部にはその途中で支持ピンから寸法ｒとなる位置
に出力ピンを設けているから、前記弁板に対する揺動リ
ンクの取付部位からシリンダブロックの傾転中心までの
寸法Ｒと、支持ピンから出力ピンまでの寸法ｒの比とし
て、弁板の傾転量を比例的に減少させた状態で、制御部
に出力することができ、制御部をコンパクトにすること
ができ、かつ制御部の設計の自由度を大きくできる。 【００８０】また、傾転量検出手段は、前記支持ピンか
ら前記寸法ｒよりも大きい寸法Ｌとなる位置で前記検出
部に常時接触することにより前記フィードバックリンク
の回動変位量を取出すようにしているから、前記支持ピ
ンから出力ピンまでの寸法ｒに対する前記検出部の先端
までの寸法Ｌの比として、前記フィードバックリンクの
回動変位量を比例的に大きくして取出すことができ、前
記弁板の傾転量をより正確に検出することができる。そ
して、傾転量検出手段を設けることによって、弁板の傾
転量を常にモニタ（監視）することができ、当該液圧回
転機の容量をより高精度に制御することができる上に、
傾転量検出手段により全体の構造が複雑化するのを防止
でき、全体をコンパクトに形成して小型化を図りうる
等、種々の効果を奏する。 【００８１】さらに、フィードバックリンクの検出部と
傾転量検出手段の検出ロッドとの間にシュー部材を設
け、フィードバックリンクの検出部がシュー部材の摺動
面部と面接触し、かつ、検出ロッドとシュー部材とが球
面継手部を介して面接触する構成としたから、液圧回転
機の作動時においてフィードバックリンクが弁板の傾転
動作に伴って回動変位を繰返しても、フィードバックリ
ンクの検出部と傾転量検出手段の検出ロッドとの当接部
が摩耗するのを効果的に防止できるから、傾転量検出手
段が検出するフィードバックリンク検出部の変位量と、
弁板の傾転量に対応した実際のフィードバックリンク検
出部の変位量とを正確に対応させることができ、弁板等
の傾転角に対する精度の高いフィードバック制御を長期
に亘って行うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例による容量可変型斜軸式の油圧
ポンプを示す縦断面図である。 【図２】図１中の矢示II−II方向拡大断面図である。 【図３】傾転量センサ等を示す図２中の矢示III−III方
向拡大断面図である。 【図４】油圧ポンプの弁板等を傾転する傾転制御用の油
圧回路図である。 【図５】コントローラの記憶エリア内に格納した傾転角
制御マップを示す説明図である。 【図６】油圧ポンプの傾転角制御処理を示す流れ図であ
る。 【図７】従来技術による容量可変型斜軸式の油圧ポンプ
を示す縦断面図である。 【符号の説明】 ２ 回転軸 ３ シリンダブロック ４ シリンダ ５ ピストン ６ コネクティングロッド ７ ドライブディスク ８ 弁板 ９ 傾転摺動面 １１ 傾転機構 ２１ 油圧ポンプ ２２ ケーシング ２２Ａ ケーシング本体 ２２Ｂ ヘッドケーシング ２３ 制御部 ２５ リンク機構 ２６ 検出ピン ２７ 揺動リンク ２８ フィードバックリンク ２８Ｂ 検出部 ２９ 支持ピン ３０ 連結ピン ３１ 出力ピン ３２ センサケース ３３ 傾転量センサ（傾転量検出手段） ３３Ｂ 検出ロッド ３３Ｆ 球状凸部（球面継手部） ３４ シュー部材 ３４Ａ 球状凹部（球面継手部） ３４Ｂ 摺動面部 ３８ 絞り切換弁 ３８Ａ スリーブ ４３ 減圧弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−158574（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−132868（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 1/24 F03C 1/06

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 端面がヘッドケーシングによって閉塞さ
   れた筒状のケーシングと、該ケーシング内に回転可能に
   設けられ、該ケーシング内の先端がドライブディスクと
   なった回転軸と、該回転軸と共に回転するように前記ケ
   ーシング内に設けられ、軸方向に複数のシリンダが形成
   されたシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シ
   リンダ内に摺動可能に設けられ、コネクティングロッド
   を介して前記回転軸のドライブディスクに揺動可能に支
   持された複数のピストンと、一側端面が前記シリンダブ
   ロックに摺接し、他側端面が前記ヘッドケーシングの傾
   転摺動面に摺動可能に摺接する弁板と、該弁板と共にシ
   リンダブロックを傾転させる傾転機構とからなる可変容
   量型斜軸式液圧回転機において、 前記傾転機構に傾転制御用の圧油を給排するため、前記
   弁板の最小傾転側に位置して前記ケーシングに設けられ
   た制御部と、 該 制御部とケーシングとの間に支持ピンを介して回動可
   能に設けられ、先端側が該制御部側に突出する検出部と
   なり、基端側が前記ケーシング内に突出する連結部とな
   ったフィードバックリンクと、 先 端側が該フィードバックリンクの連結部に回動可能に
   連結され、基端側が前記弁板に回動可能に取付けられた
   揺動リンクと、 前 記弁板の傾転量を比例的に減少させた状態で前記制御
   部にフィードバックするため、前記フィードバックリン
   クの検出部途中で前記支持ピンから寸法ｒとなる位置に
   設けられた出力ピンと、 前 記制御部の外側に設けられ、前記支持ピンから前記寸
   法ｒよりも大きい寸法Ｌとなる位置で前記検出部に常時
   接触することにより前記フィードバックリンクの回動変
   位に追従する検出ロッドを有し、該検出ロッドの変位量
   を検出することにより前記弁板の傾転量を取出す傾転量
   検出手段とを備え、 該 傾転量検出手段の検出ロッドには、基端側が該検出ロ
   ッドに対して回動可能な球面継手部となり、先端側が前
   記フィードバックリンクの検出部に常時摺接する摺動面
   部となったシュー部材を設けたことを特徴とする可変容
   量型斜軸式液圧回転機。