JP6756685B2 - 可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、ホイールローダに代表される建設機械に搭載され、可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータとして用いられる可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータに関する。

一般に、可変容量型斜板式液圧回転機は、斜板を含む容量可変部を有し、この容量可変部を傾転アクチュエータで傾転駆動することにより容量が可変に制御される。そして、傾転アクチュエータは、傾転制御圧が給排される傾転制御シリンダと、傾転制御シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、長さ方向の中間が中実な円柱部となり円柱部の両側に第１の油室と第２の油室とがそれぞれ形成されたサーボピストンと、容量可変部である斜板とサーボピストンとの間を連結しサーボピストンの軸方向の変位に応じて斜板を傾転駆動する連結部材とを備えている。

ここで、容量を制御する場合には、サーボピストンを軸方向に変位させ、このサーボピストンによって連結部材を押動することにより斜板を傾転駆動する。この場合、連結部材には、サーボピストンの押圧力による負荷が作用するから、互いの接触部位にかじりが生じる虞がある。

そこで、可変容量型斜板式液圧回転機をポンプとして用いた場合には、往復動するピストンによってシリンダブロックのシリンダから吐出される高圧状態の油液（圧油）の一部を連結部材に導いている。一方、可変容量型斜板式液圧回転機をモータとして用いた場合には、ピストンを往復動させるためにシリンダブロックのシリンダに供給される圧油の一部を連結部材に導いている。このように、傾転アクチュエータでは、圧油の一部を連結部材に供給することにより、サーボピストンと連結部材との間を潤滑する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００７／１４０８６７号

ところで、上述した従来技術によるものでは、連結部材を潤滑するのに、ポンプから吐出される圧油の一部を潤滑油として利用したり、モータを駆動するための圧油の一部を潤滑油として利用したりしている。従って、従来技術による可変容量型斜板式液圧回転機では、ピストンの動作に係る容積効率が低下したり、油圧バランスが乱れて脈動を生じたりする虞がある。

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、液圧回転機の性能に影響を与えることなく、サーボピストンと連結部材との間を潤滑できるようにした可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータを提供することにある。

本発明は、傾転制御圧が給排される傾転制御シリンダと、前記傾転制御シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、長さ方向の中間が中実な円柱部となり前記円柱部の両側に第１の油室と第２の油室とがそれぞれ形成されたサーボピストンと、容量可変部である斜板と前記サーボピストンとの間を連結し前記サーボピストンの軸方向の変位に応じて前記斜板を傾転駆動する連結部材とを備えた可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータにおいて、前記サーボピストンには、前記円柱部を軸方向に貫通し前記第１の油室に開口する第１の開口部と前記第２の油室に開口する第２の開口部とを有する貫通孔と、前記連結部材が係合する連結部材係合部と、一端が前記貫通孔を通じて前記第２の油室に連通し他端が前記連結部材係合部に開口した第１の油通路と、一端が前記貫通孔を通じて前記第１の油室に連通し他端が前記連結部材係合部に開口した第２の油通路とが設けられ、前記貫通孔には、軸方向に延びて前記貫通孔内に挿通されたロッドが設けられ、前記ロッドの前記第１の油室側には、前記第１の油室に傾転制御圧が供給されると共に前記第２の油室がタンクに接続されたときに前記第１の開口部を閉塞する第１の弁体が設けられ、前記ロッドの前記第２の油室側には、前記第２の油室に傾転制御圧が供給されると共に前記第１の油室がタンクに接続されたときに前記第２の開口部を閉塞する第２の弁体が設けられ、前記第１の弁体が前記第１の開口部を閉塞したときには、前記第２の弁体が前記第２の開口部を開放することにより前記第２の油室内の油液の一部が前記ロッドと前記貫通孔との間の隙間を通って前記第１の油通路を通じて前記連結部材係合部に供給され、前記第２の弁体が前記第２の開口部を閉塞したときには、前記第１の弁体が前記第１の開口部を開放することにより前記第１の油室内の油液の一部が前記ロッドと前記貫通孔との間の隙間を通って前記第２の油通路を通じて前記連結部材係合部に供給されることにある。

本発明によれば、液圧回転機の性能に影響を与えることなく、サーボピストンと連結部材との間を潤滑することができる。

本発明の第１の実施の形態による可変容量型の斜板式油圧ポンプを示す縦断面図である。 油圧ポンプを図１中の矢示II−II方向から拡大して示す横断面図である。 斜板とサーボピストンと連結部材を分解して示す分解斜視図である。 図２中の傾転アクチュエータを容量制御弁等と共に示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態による傾転アクチュエータを容量制御弁等と共に図４と同様位置から見た断面図である。

以下、本発明の実施の形態による可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータを、可変容量型の斜板式油圧ポンプ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。

まず、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、本実施の形態に採用されている可変容量型の斜板式油圧ポンプ１（以下、油圧ポンプ１という）は、その外殻を構成するケーシング２を有している。このケーシング２は、軸方向の一端側がフロント底部３Ａとなった段付筒状のケーシング本体３と、ケーシング本体３の他端側を閉塞するようにケーシング本体３に設けられたリヤケーシング４とにより構成されている。ケーシング２のリヤケーシング４には、後述の給排通路１３Ａ，１３Ｂ等が形成されている。

ケーシング２のケーシング本体３には、フロント底部３Ａの近傍位置に径方向の外側に突出してアクチュエータ取付部３Ｂが設けられている。アクチュエータ取付部３Ｂには、後述の傾転アクチュエータ２１が設けられている。アクチュエータ取付部３Ｂの近傍には、例えば後述の容量制御弁３７（図４参照）が配設されている。

ケーシング２内には、回転軸５が回転可能に設けられている。この回転軸５は、軸方向の一側がケーシング本体３のフロント底部３Ａの内径側に軸受を介して回転可能に取付けられ、他側がリヤケーシング４の中央位置に軸受を介して回転可能に取付けられている。ケーシング本体３のフロント底部３Ａから軸方向に突出した回転軸５の一側（突出端側）には、例えば建設機械の原動機が動力伝達機構（いずれも図示せず）を介して連結され、回転軸５は、前記原動機により回転駆動される。

シリンダブロック６は、ケーシング２内に位置して回転軸５の外周側に設けられた円筒体として形成されている。シリンダブロック６の内周側は、回転軸５の外周側にスプライン結合され、回転軸５と一体に回転駆動される。シリンダブロック６には、その周方向に離間して軸方向に延びる複数（通常は奇数個）のシリンダ７が穿設されている。シリンダブロック６の各シリンダ７内には、それぞれピストン８が摺動可能に挿嵌されている。各ピストン８は、シリンダブロック６の回転によってそれぞれのシリンダ７内を往復動し、後述の弁板１２側から各シリンダ７内に油液としての作動油を吸込みつつ、これを高圧の圧油として吐出するものである。

この場合、各ピストン８は、シリンダ７から軸方向に最も突出（伸長）した下死点位置と、シリンダ７内に最も進入（縮小）した上死点位置との間で往復動される。シリンダブロック６が１回転する間に、各ピストン８はシリンダ７内を上死点位置から下死点位置に向けて摺動変位する吸込行程と、下死点位置から上死点位置に向けて摺動変位する吐出行程とを繰返すことになる。

シリンダブロック６の半回転分に相当するピストン８の吸込行程では、後述の給排通路１３Ａ，１３Ｂの一方側からシリンダ７内に作動油が吸込まれる。また、シリンダブロック６の残りの半回転分に相当するピストン８の吐出行程では、ピストン８が各シリンダ７内の作動油を高圧の圧油として給排通路１３Ａ，１３Ｂの他方側から吐出させる。

ここで、油圧ポンプ１は、その容量可変部（後述の斜板１１を含む）が傾転角零の中立位置から一方向と他方向との両方向に傾転駆動可能な両傾転タイプの油圧ポンプである。このような油圧ポンプ１は、例えばＨＳＴ（Hydro Static Transmission）等の油圧閉回路に用いる場合、油圧モータとの間が一対の主管路（いずれも図示せず）を介して接続される。両傾転タイプの油圧ポンプ１は、斜板１１が傾転角零の中立位置から一方向と他方向の両方向に傾転されることにより、圧油の吐出方向（または、圧油の給排方向）を反転させるように適宜に切換えることができる。

各ピストン８の突出側端部には、それぞれシュー９が揺動可能に取付けられている。これらのシュー９は、それぞれピストン８からの押付力（油圧力）で後述する斜板１１の平滑面１１Ａに押付けられる。各シュー９は、この状態で回転軸５、シリンダブロック６および各ピストン８と一緒に回転することにより、リング状の軌跡を描くように斜板１１の平滑面１１Ａ上を摺動するものである。

ケーシング本体３のフロント底部３Ａには、斜板支持体１０が固定して設けられている。この斜板支持体１０は、回転軸５の周囲に位置して斜板１１の裏面側（一面側）に配置されている。斜板支持体１０は、斜板１１を傾転可能に支持する凹湾曲面状の一対の傾転摺動面１０Ａが形成されている。一対の傾転摺動面１０Ａは、回転軸５の径方向で互いに離間して配置されている。

斜板１１は、ケーシング２内に傾転可能に設けられている。斜板１１は、ケーシング本体３のフロント底部３Ａ側に斜板支持体１０を介して取付けられ、その表面側（他面側）が摺動面としての平滑面１１Ａとなっている。斜板１１には、その中央部に回転軸５が隙間をもって挿通される挿通孔１１Ｂが設けられている。

また、斜板１１には、挿通孔１１Ｂを挟んで当該挿通孔１１Ｂの径方向の外側に突出して一対の脚部１１Ｃが設けられている。各脚部１１Ｃは、斜板支持体１０の各傾転摺動面１０Ａ上に傾転可能（摺動可能）に当接されている。

さらに、斜板１１には、各脚部１１Ｃのうち、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂ側の脚部１１Ｃから突出して連結突起１１Ｄが設けられている。この連結突起１１Ｄは、例えば、段付円柱状に形成され、後述する傾転アクチュエータ２１の連結部材２６に挿着されている。これにより、連結突起１１Ｄは、連結部材２６を介して後述のサーボピストン２５に連結されている。

ここで、斜板１１は、斜板支持体１０の各傾転摺動面１０Ａにより各脚部１１Ｃを介して傾転可能に支持され、この状態で傾転アクチュエータ２１により傾転駆動される。斜板１１は、このときの傾転角に応じて油圧ポンプ１の吐出容量を変化させる容量可変部を構成している。これにより、傾転アクチュエータ２１は、斜板１１を傾転角零の位置から一方向と他方向との両方向（図３に示す矢示Ａ，Ｂ方向）に傾転し、油圧ポンプ１による圧油の吐出容量と吐出方向（即ち、油圧モータの回転速度と回転方向）を適宜に切換えることができる。

弁板１２は、リヤケーシング４に固定して設けられている。弁板１２は、シリンダブロック６の端面に摺接する切換弁板を構成している。弁板１２には、回転軸５の周囲を眉形状に延びる一対の給排ポート１２Ａ，１２Ｂが形成されている。これらの給排ポート１２Ａ，１２Ｂは、斜板１１の傾転方向に応じて吸込ポートと吐出ポートとの何れかに切換えられる。例えば、給排ポート１２Ａが低圧側の吸込ポートになったときには、給排ポート１２Ｂが高圧側の吐出ポートになる。一方、傾転角零の中立位置から斜板１１の傾転方向が反転されたときには、例えば給排ポート１２Ａが高圧側の吐出ポートになり、給排ポート１２Ｂが低圧側の吸込ポートになる。

一対の給排通路１３Ａ，１３Ｂは、リヤケーシング４に形成され、作動油の吸込みと吐出とを行う通路である。これらの給排通路１３Ａ，１３Ｂは、弁板１２を介してシリンダ７内へと作動油（圧油）を給排させる。油圧ポンプ１の給排通路１３Ａ，１３Ｂは、前述したように、油圧モータに一対の主管路を介して接続される。ここで、ケーシング２内で回転軸５を回転駆動すると、シリンダブロック６の回転に伴って各シリンダ７内をピストン８が往復動し、これらのピストン８が給排通路１３Ａ，１３Ｂの一方側からシリンダ７内に作動油を吸込みつつ、給排通路１３Ａ，１３Ｂの他方側に圧油を吐出するものである。

次に、本発明の特徴部分となる斜板式油圧ポンプ１の傾転アクチュエータ２１の構成について説明する。

傾転アクチュエータ２１は、斜板１１等の容量可変部を傾転駆動するものである。傾転アクチュエータ２１は、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂ内に設けられている。傾転アクチュエータ２１は、後述の傾転制御シリンダ２２とサーボピストン２５と連結部材２６とを含んで構成されている。

傾転制御シリンダ２２は、傾転制御圧が給排されるものである。この傾転制御シリンダ２２は、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂに回転軸５の軸線と直交する方向に延びて形成されている。図２に示すように、傾転制御シリンダ２２は、長さ方向で離間した位置に一対のシリンダ孔２２Ａ，２２Ｂを有している。この傾転制御シリンダ２２（シリンダ孔２２Ａ，２２Ｂ）には、後述のサーボピストン２５が摺動可能に挿嵌される。

傾転制御シリンダ２２のシリンダ孔２２Ａ，２２Ｂは、軸方向外側の端部が蓋板２３Ａ，２３Ｂにより外側から閉塞されている。シリンダ孔２２Ａ内には、蓋板２３Ａとサーボピストン２５との間に第１の油室２４Ａが画成されている。シリンダ孔２２Ｂ内には、蓋板２３Ｂとサーボピストン２５との間に第２の油室２４Ｂが画成されている。

サーボピストン２５は、傾転アクチュエータ２１の可動部を構成するもので、傾転制御シリンダ２２内に当該傾転制御シリンダ２２の軸方向に摺動可能に挿嵌されている。サーボピストン２５は、長さ方向の中間が中実な円柱部２５Ａとなり、この円柱部２５Ａの両側に第１の油室２４Ａと第２の油室２４Ｂとが形成されている。

サーボピストン２５は、円柱部２５Ａの軸方向の両側に、外径寸法が円柱部２５Ａと同等な筒部２５Ｂ，２５Ｃを有している。筒部２５Ｂの奥所は底面２５Ｄとなり、筒部２５Ｃの奥所は底面２５Ｅとなっている。筒部２５Ｂ内は、第１の油室２４Ａの一部を構成し、筒部２５Ｃ内は、第２の油室２４Ｂの一部を構成している。

円柱部２５Ａには、後述のロッド３１が挿通される段付孔２７が設けられている。また、円柱部２５Ａの外周側には、後述の連結部材２６が係合する連結部材係合部２８が設けられている。さらに、円柱部２５Ａには、段付孔２７を通じて第２の油室２４Ｂと連結部材係合部２８とを連通した後述する第１の油通路２９と、段付孔２７を通じて第１の油室２４Ａと連結部材係合部２８とを連通した後述する第２の油通路３０とが設けられている。

図４に示すように、サーボピストン２５は、各油室２４Ａ，２４Ｂに後述の給排通路３８Ａ，３８Ｂ、給排口３４Ａ，３４Ｂを介して傾転制御圧が給排されると、このときの傾転制御圧に従って傾転制御シリンダ２２の軸方向に摺動変位する。このサーボピストン２５の軸方向変位は、後述の連結部材２６を介して斜板１１へと伝達され、これにより、斜板１１は、サーボピストン２５に追従して図３中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動される。

連結部材２６は、サーボピストン２５に設けられた後述の連結部材係合部２８内に摺動可能に係合している。図３に示すように、連結部材２６は、扁平な直方体状のブロックとして形成され、その中心部には、斜板１１の連結突起１１Ｄが回動可能に挿着される挿着孔２６Ａが板厚方向に設けられている。また、連結部材２６は、連結部材係合部２８の当接面２８Ａに当接する当接面２６Ｂと、連結部材係合部２８の当接面２８Ｂに当接する当接面２６Ｃとが設けられている。各当接面２６Ｂ，２６Ｃは、板厚方向の中央部が突出した凸円弧状に形成されている。

連結部材２６は、挿着孔２６Ａ内に斜板１１の連結突起１１Ｄを予め挿着した状態で、サーボピストン２５の連結部材係合部２８に取付けられる。これにより、連結部材２６は、連結部材係合部２８に対して摺接しつつ、サーボピストン２５の軸方向の変位（矢示Ｃ，Ｄ方向）を斜板１１へと伝達することができる。

次に、傾転アクチュエータ２１に設けられた本発明の特徴部分となる段付孔２７、連結部材係合部２８、第１の油通路２９、第２の油通路３０、ロッド３１、第１のポペット３２、第２のポペット３３の構成について詳細に述べる。

段付孔２７は、貫通孔を形成するもので、サーボピストン２５の円柱部２５Ａを軸方向に貫通して設けられている。段付孔２７は、軸方向の中間部に位置する小径孔部２７Ａと、小径孔部２７Ａよりも大きな孔径を有し、小径孔部２７Ａと第１の油室２４Ａとの間に位置する第１の大径孔部２７Ｂと、小径孔部２７Ａよりも大きな孔径を有し、小径孔部２７Ａと第２の油室２４Ｂとの間に位置する第２の大径孔部２７Ｃとを有する段付孔として形成されている。

また、段付孔２７の第１の大径孔部２７Ｂには、第１の油室２４Ａに開口する第１の開口部２７Ｂ１が設けられ、第２の大径孔部２７Ｃには、第２の油室２４Ｂに開口する第２の開口部２７Ｃ１が設けられている。さらに、段付孔２７の小径孔部２７Ａは、ロッド３１を摺動可能に支持する支持孔を構成している。

連結部材係合部２８は、連結部材２６が係合するもので、サーボピストン２５の円柱部２５Ａに設けられている。図３に示すように、連結部材係合部２８は、サーボピストン２５の軸線と直交する方向に延びるように円柱部２５Ａの外周側を凹溝状に切欠くことにより形成されている。連結部材係合部２８は、サーボピストン２５の軸方向で対面すると共に、平行に配置された第１の油室２４Ａ側の当接面２８Ａと第２の油室２４Ｂ側の当接面２８Ｂとを有している。連結部材係合部２８の当接面２８Ａは、連結部材２６の当接面２６Ｂと当接し、当接面２８Ｂは、連結部材２６の当接面２６Ｃと当接する。即ち、サーボピストン２５が矢示Ｃ方向に変位したときには、連結部材係合部２８の当接面２８Ａに連結部材２６の当接面２６Ｂが押付けられる。一方、サーボピストン２５が矢示Ｄ方向に変位したときには、連結部材係合部２８の当接面２８Ｂに連結部材２６の当接面２６Ｃが押付けられる。

第１の油通路２９は、サーボピストン２５の円柱部２５Ａに設けられている。第１の油通路２９は、例えばクランク状に折れ曲がり、その一端が段付孔２７の第２の大径孔部２７Ｃに開口し、他端が連結部材係合部２８の当接面２８Ａに開口している。ここで、第１の油通路２９は、第２の油室２４Ｂの作動油が後述の給排口３４Ｂ、給排通路３８Ｂを通じて作動油タンク３６に戻されるときの圧力損失（流路抵抗）よりも小さな圧力損失となるように、流路面積（通路の内径寸法）、長さ寸法、通路形状（クランク形状）等が設定されている。

従って、第１の油通路２９は、後述する第２のポペット３３が開弁したときに、第２の油室２４Ｂに連通し、この第２の油室２４Ｂ内の作動油を連結部材係合部２８の当接面２８Ａ、即ち、連結部材係合部２８の当接面２８Ａと連結部材２６の当接面２６Ｂとの摺接部位に供給することができる。

これにより、第１の油通路２９は、サーボピストン２５を矢示Ｃ方向に変位させるために、第１の油室２４Ａが昇圧されたときには、斜板１１の傾転駆動に寄与している第１の油室２４Ａ内の圧油を使用することなく、後述の作動油タンク３６に戻される第２の油室２４Ｂ側の作動油を、サーボピストン２５を変位させるための押圧力が作用している各当接面２６Ｂ，２８Ａ間の摺接部位に供給することができる。

第２の油通路３０は、サーボピストン２５の円柱部２５Ａに第１の油通路２９と並行して設けられている（点線で図示）。第２の油通路３０は、第１の油通路２９と左，右方向で対称となるようにクランク状に折れ曲がっている。第２の油通路３０は、一端が段付孔２７の第１の大径孔部２７Ｂに開口し、他端が連結部材係合部２８の当接面２８Ｂに開口している。ここで、第２の油通路３０は、第１の油通路２９と同様に、第１の油室２４Ａの作動油が後述の給排口３４Ａ、給排通路３８Ａを通じて作動油タンク３６に戻されるときの圧力損失（流路抵抗）よりも小さな圧力損失となるように、流路面積（通路の内径寸法）、長さ寸法、通路形状（クランク形状）等が設定されている。

従って、第２の油通路３０は、後述する第１のポペット３２が開弁したときに、第１の油室２４Ａに連通し、この第１の油室２４Ａ内の作動油を連結部材係合部２８の当接面２８Ｂ、即ち、連結部材係合部２８の当接面２８Ｂと連結部材２６の当接面２６Ｃとの摺接部位に供給することができる。

これにより、第２の油通路３０は、サーボピストン２５を矢示Ｄ方向に変位させるために、第２の油室２４Ｂが昇圧されたときには、斜板１１の傾転駆動に寄与している第２の油室２４Ｂ内の圧油を使用することなく、作動油タンク３６に戻される第１の油室２４Ａ側の作動油を、サーボピストン２５を変位させるための押圧力が作用している各当接面２６Ｃ，２８Ｂ間の摺接部位に供給することができる。

ロッド３１は、軸方向に延びて段付孔２７内に摺動可能に挿嵌されている。ロッド３１は、サーボピストン２５の円柱部２５Ａ（段付孔２７）の軸方向寸法よりも大きな長さ寸法をもった大径軸部３１Ａと、大径軸部３１Ａの両端部を縮径して軸方向の外側に延びた小径軸部３１Ｂ，３１Ｃとにより構成されている。

第１のポペット３２は、第１の弁体を構成するもので、ロッド３１の第１の油室２４Ａ側となる一端側に設けられている。この第１のポペット３２は、第１の油室２４Ａに傾転制御圧が供給されると共に、第２の油室２４Ｂが後述の作動油タンク３６に接続されたときに、段付孔２７の第１の大径孔部２７Ｂに設けられた第１の開口部２７Ｂ１を閉塞するものである。

第１のポペット３２は、ロッド３１の軸方向の一側に設けられた円筒体により構成されている。具体的には、第１のポペット３２は、ロッド３１の軸方向の一側に位置する小径軸部３１Ｂに抜止め状態で取付けられ、段付孔２７の第１の大径孔部２７Ｂよりも大径に形成されている。

第２のポペット３３は、第２の弁体を構成するもので、ロッド３１の軸方向の他側に設けられた第２のポペットにより構成されている。具体的には、第２のポペット３３は、第１のポペット３２と同様に、ロッド３１の軸方向の他側に位置する小径軸部３１Ｃに抜止め状態で取付けられ、段付孔２７の第２の大径孔部２７Ｃよりも大径な円筒体として形成されている。

ここで、図２、図４に示すように、第１のポペット３２が第１の大径孔部２７Ｂの第１の開口部２７Ｂ１を閉塞（閉弁）したときには、第２のポペット３３が第２の大径孔部２７Ｃの第２の開口部２７Ｃ１を開放（開弁）する。これにより、第２の油室２４Ｂ内の作動油の一部が第１の油通路２９を通じて連結部材係合部２８に供給される。

一方、第２のポペット３３が第２の大径孔部２７Ｃの第２の開口部２７Ｃ１を閉塞（閉弁）したときには、第１のポペット３２が第１の大径孔部２７Ｂの第１の開口部２７Ｂ１を開放（開弁）する。これにより、第１の油室２４Ａ内の作動油の一部が第２の油通路３０を通じて連結部材係合部２８に供給される。

図４に示すように、ケーシング本体３には、第１の油室２４Ａに連通する給排口３４Ａと、第２の油室２４Ｂに連通する給排口３４Ｂとが設けられている。油圧ポンプ３５は、例えば小型のパイロットポンプにより構成されている。油圧ポンプ３５は、タンクとしての作動油タンク３６内に貯留された作動油を吸込みつつ、これを傾転制御圧（圧油）として容量制御弁３７を介して傾転アクチュエータ２１へと供給する。傾転アクチュエータ２１の傾転制御シリンダ２２と容量制御弁３７との間には、傾転制御圧の給排通路３８Ａ，３８Ｂが設けられている。

容量制御弁３７は、例えば４ポート３位置の電磁式方向制御弁によって構成され、切換位置（ａ）と切換位置（ｂ）と中立位置（ｃ）とを有している。容量制御弁３７は、給電を停止して消磁状態にあるときに中立位置（ｃ）となって傾転アクチュエータ２１に対する傾転制御圧の供給を停止する。容量制御弁３７は、制御装置としてのコントローラ（図示せず）からの制御信号で励磁されると、中立位置（ｃ）から切換位置（ａ），（ｂ）のいずれか一方に切換わる。

傾転制御圧の給排通路３８Ａ，３８Ｂは、給排通路３８Ａがシリンダ孔２２Ａ側の給排口３４Ａに接続され、給排通路３８Ｂがシリンダ孔２２Ｂ側の給排口３４Ｂに接続されている。

前述したコントーラは、例えばマイクロコンピュータ等により構成され、その入力側が傾転角センサ（図示せず）等に接続されている。この傾転角センサは、斜板１１が傾転角零の中立位置から矢示Ａ，Ｂ方向に傾転されるときに、斜板１１の傾転方向と傾転角とをそれぞれ検出し、その検出信号をコントローラに出力する。そして、コントローラは、斜板１１の実傾転角（センサの検出角度）が指令信号等による目標傾転角とほぼ一致するように、容量制御弁３７を制御信号により中立位置（ｃ）から切換位置（ａ）または切換位置（ｂ）に切換え、傾転アクチュエータ２１のサーボピストン２５を矢示Ｃ，Ｄ方向に変位させる。即ち、コントローラは、斜板１１の傾転動作に追従させて容量制御弁３７の切換制御を行うことにより、斜板１１の傾転角を目標傾転角に近付けるようにフィードバック制御するものである。

第１の実施の形態による可変容量型の斜板式油圧ポンプ１は、上述の如き構成を有するもので、次に、容量可変部となる斜板１１を傾転角零の中立位置から一方向と他方向の両方向に傾転駆動する傾転アクチュエータ２１の動作について説明する。

まず、油圧ポンプ１の斜板１１を、傾転角零の中立位置から図３中の矢示Ａ方向に傾転駆動する場合について述べる。図４に示すように、容量制御弁３７を中立位置（ｃ）から切換位置（ａ）に切換えることにより、油圧ポンプ３５からの圧油（傾転制御圧）は、容量制御弁３７、給排通路３８Ａおよび給排口３４Ａを通じて傾転アクチュエータ２１の第１の油室２４Ａに供給される。一方、傾転アクチュエータ２１の第２の油室２４Ｂの作動油は、給排口３４Ｂ、給排通路３８Ｂおよび容量制御弁３７を通じて作動油タンク３６に戻される。

これにより、サーボピストン２５は、筒部２５Ｂの端面および底面２５Ｄが第１の油室２４Ａ内の傾転制御圧を受圧して矢示Ｃ方向に押動される。このときに、サーボピストン２５の連結部材係合部２８には、連結部材２６（斜板１１の連結突起１１Ｄ）が摺動可能に係合している。従って、サーボピストン２５が矢示Ｃ方向に押動されると、連結部材係合部２８の当接面２８Ａが連結部材２６の当接面２６Ｂに押付けられるから、斜板１１は矢示Ａ方向に傾転駆動することができる。

次に、油圧ポンプ１の斜板１１を、傾転角零の中立位置から図３中の矢示Ｂ方向に傾転駆動する場合について述べる。容量制御弁３７を中立位置（ｃ）から切換位置（ｂ）に切換えることにより、油圧ポンプ３５からの圧油（傾転制御圧）は、容量制御弁３７、給排通路３８Ｂおよび給排口３４Ｂを通じて傾転アクチュエータ２１の第２の油室２４Ｂに供給される。一方、傾転アクチュエータ２１の第１の油室２４Ａの作動油は、給排口３４Ａ、給排通路３８Ａおよび容量制御弁３７を通じて作動油タンク３６に戻される。

これにより、サーボピストン２５は、筒部２５Ｃの端面および底面２５Ｅが第２の油室２４Ｂ内の傾転制御圧を受圧して矢示Ｄ方向に押動される。従って、サーボピストン２５が矢示Ｄ方向に押動されると、連結部材係合部２８の当接面２８Ｂが連結部材２６の当接面２６Ｃに押付けられるから、斜板１１は、矢示Ｂ方向に傾転駆動することができる。

ここで、サーボピストン２５が矢示Ｃ方向に押動されたときには、連結部材係合部２８の当接面２８Ａが連結部材２６の当接面２６Ｂに押圧状態で摺動する。一方、サーボピストン２５が矢示Ｄ方向に押動されたときには、連結部材係合部２８の当接面２８Ｂが連結部材２６の当接面２６Ｃに押圧状態で摺動する。従って、これらの摺動部位には、潤滑用の作動油を供給する必要がある。

そこで、サーボピストン２５の連結部材係合部２８と斜板１１側の連結部材２６との間の摺動部位に潤滑用の作動油を供給する場合について説明する。

まず、サーボピストン２５を矢示Ｃ方向に変位させた場合における連結部材係合部２８と連結部材２６との間の摺動部位の潤滑について述べる。サーボピストン２５が矢示Ｃ方向に変位したときの摺動部位は、連結部材係合部２８の当接面２８Ａと連結部材２６の当接面２６Ｂとの間となる。

サーボピストン２５を矢示Ｃ方向に変位させるために、第１の油室２４Ａ内に圧油が供給されると、ロッド３１および第１のポペット３２が第１の油室２４Ａ内の圧力を受け、段付孔２７に対して矢示Ｃ方向に変位する。これにより、段付孔２７の第１の大径孔部２７Ｂの第１の開口部２７Ｂ１が第１のポペット３２によって閉塞（閉弁）される。一方、第２の油室２４Ｂ側では、第２のポペット３３が段付孔２７の第２の大径孔部２７Ｃの第２の開口部２７Ｃ１から離間し、この第２の開口部２７Ｃ１を開放（開弁）する。

ここで、前述したように第１の油通路２９を作動油が流通するときの圧力損失は、第２の油室２４Ｂの作動油が給排口３４Ｂ、給排通路３８Ｂを通じて作動油タンク３６に戻されるときの圧力損失よりも小さな値に設定されている。

従って、段付孔２７の第２の大径孔部２７Ｃが開放されると、第２の油室２４Ｂの作動油は、第２の大径孔部２７Ｃと第１の油通路２９を通じて連結部材係合部２８の当接面２８Ａ、即ち、摺接部位である連結部材係合部２８の当接面２８Ａと連結部材２６の当接面２６Ｂとの間に供給することができる。また、連結部材係合部２８の当接面２８Ａと連結部材２６の当接面２６Ｂとの間に潤滑用の油膜が形成されると、第１の油通路２９の圧力損失が第２の油室２４Ｂの作動油を作動油タンク３６に戻すときの圧力損失よりも大きくなるから、第２の油室２４Ｂの作動油は、給排口３４Ｂ、給排通路３８Ｂを通じて作動油タンク３６に戻すことができる。

次に、サーボピストン２５を矢示Ｄ方向に変位させた場合における連結部材係合部２８と連結部材２６との間の摺動部位の潤滑について述べる。この場合、サーボピストン２５を矢示Ｃ方向に変位させるための動作を大きく変わるところがないため簡略化して説明する。まず、サーボピストン２５が矢示Ｄ方向に変位したときの摺動部位は、連結部材係合部２８の当接面２８Ｂと連結部材２６の当接面２６Ｃとの間となる。

サーボピストン２５を矢示Ｄ方向に変位させるために、第２の油室２４Ｂ内に圧油が供給されると、ロッド３１が段付孔２７に対して矢示Ｄ方向に変位する。これにより、第１のポペット３２が開弁して、段付孔２７の第１の大径孔部２７Ｂの第１の開口部２７Ｂ１が開放される。このように、段付孔２７の第１の大径孔部２７Ｂが開放されると、第１の油室２４Ａの作動油は、第１の大径孔部２７Ｂと第２の油通路３０を通じ、摺接部位である連結部材係合部２８の当接面２８Ｂと連結部材２６の当接面２６Ｃとの間に供給することができる。また、各当接面２８Ｂ，２６Ｃ間に潤滑用の油膜が形成されると、第１の油室２４Ａの作動油は、給排口３４Ａ、給排通路３８Ａを通じて作動油タンク３６に戻すことができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、サーボピストン２５には、円柱部２５Ａを軸方向に貫通し第１の油室２４Ａに開口する第１の開口部２７Ｂ１と第２の油室２４Ｂに開口する第２の開口部２７Ｃ１とを有する段付孔２７と、連結部材２６が係合する連結部材係合部２８と、一端が段付孔２７を通じて第２の油室２４Ｂに連通し他端が連結部材係合部２８に開口した第１の油通路２９と、一端が段付孔２７を通じて第１の油室２４Ａに連通し他端が連結部材係合部２８に開口した第２の油通路３０とが設けられている。

段付孔２７には、軸方向に延びて段付孔２７内に摺動可能に挿嵌されたロッド３１が設けられている。このロッド３１の第１の油室２４Ａ側には、第１の油室２４Ａに傾転制御圧が供給されると共に第２の油室２４Ｂが作動油タンク３６に接続されたときに第１の開口部２７Ｂ１を閉塞する第１のポペット３２が設けられている。また、ロッド３１の第２の油室２４Ｂ側には、第２の油室２４Ｂに傾転制御圧が供給されると共に第１の油室２４Ａが作動油タンク３６に接続されたときに第２の開口部２７Ｃ１を閉塞する第２のポペット３３が設けられている。

この上で、第１のポペット３２が第１の開口部２７Ｂ１を閉塞したときには、第２のポペット３３が第２の開口部２７Ｃ１を開放することにより、第２の油室２４Ｂ内の作動油の一部が第１の油通路２９を通じて連結部材係合部２８に供給される。さらに、第２のポペット３３が第２の開口部２７Ｃ１を閉塞したときには、第１のポペット３２が第１の開口部２７Ｂ１を開放することにより第１の油室２４Ａ内の作動油の一部が第２の油通路３０を通じて連結部材係合部２８に供給される。

従って、サーボピストン２５を矢示Ｃ方向に変位させるために、第１の油室２４Ａに圧油を供給している場合には、斜板１１の傾転駆動に寄与している第１の油室２４Ａ内の圧油を使用することなく、作動油タンク３６に戻される第２の油室２４Ｂ側の作動油を、第１の油通路２９を通じて、連結部材係合部２８の当接面２８Ａと連結部材２６の当接面２６Ｂとの間の摺接部位に供給することができる。

また、サーボピストン２５を矢示Ｄ方向に変位させるために、第２の油室２４Ｂに圧油を供給している場合には、作動油タンク３６に戻される第１の油室２４Ａ側の作動油を、第２の油通路３０を通じて連結部材係合部２８の当接面２８Ｂと連結部材２６の当接面２６Ｃとの間の摺接部位に供給することができる。

これにより、サーボピストン２５を駆動するための圧油ではなく、作動油タンク３６に戻される作動油を、連結部材係合部２８に潤滑油として供給することができる。この結果、油圧ポンプ１の吐出性能、脈動の抑制等の性能に影響を与えることなく、連結部材係合部２８と連結部材２６との間を潤滑することができる。

貫通孔は、軸方向の中間部に位置する小径孔部２７Ａと、小径孔部２７Ａよりも大きな孔径を有し小径孔部２７Ａと第１の油室２４Ａとの間に位置する第１の大径孔部２７Ｂと、小径孔部２７Ａよりも大きな孔径を有し小径孔部２７Ａと第２の油室２４Ｂとの間に位置する第２の大径孔部２７Ｃとを有する段付孔２７として形成されている。また、第１の油通路２９の一端は、第２の大径孔部２７Ｃに開口し、第２の油通路３０の一端は第１の大径孔部２７Ｂに開口する構成としている。さらに、第１の弁体は、ロッド３１の軸方向の一側に設けられた第１のポペット３２により構成され、第２の弁体は、ロッド３１の軸方向の他側に設けられた第２のポペット３３により構成されている。

従って、各油室２４Ａ，２４Ｂのうちいずれか一方の油室に圧油が供給されたときには、他方の油室側で弁体を開弁させることができる。これにより、斜板１１の傾転駆動に寄与しない作動油を、油通路を介して連結部材係合部２８に供給することができる。

次に、図５は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、貫通孔は、第１の開口部から第２の開口部に亘って等しい孔径を有するスプール摺動孔として形成され、ロッドは、スプール摺動孔に摺動可能に挿嵌されたスプールにより構成され、第１の弁体は、スプールの軸方向の一側に環状の油溝を介して設けられ第１の油室と第１の開口部との間を連通または遮断する第１のランドにより構成され、第２の弁体は、ロッドの軸方向の他側に環状の油溝を介して設けられ第２の油室と第２の開口部との間を連通または遮断する第２のランドにより構成されていることにある。なお、本実施の形態では、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５において、傾転アクチュエータ４１のスプール摺動孔４２は、貫通孔を構成するものである。スプール摺動孔４２は、第１の油室２４Ａ側となる第１の開口部４２Ａから第２の油室２４Ｂ側となる第２の開口部４２Ｂに亘って等しい孔径を有する直線孔として形成されている。

また、スプール４３は、ロッドを構成するもので、スプール摺動孔４２に摺動可能に挿嵌されたている。第１のランド４４は、第１の弁体を構成している。この第１のランド４４は、スプール４３の軸方向の一側に環状の油溝４５を介して設けられ、第１の油室２４Ａと第１の開口部４２Ａとの間を連通または遮断するものである。さらに、第２のランド４６は、第２の弁体を構成している。この第２のランド４６は、スプール４３の軸方向の他側に環状の油溝４７を介して設けられ、第２の油室２４Ｂと第２の開口部４２Ｂとの間を連通または遮断するものである。

第１の油通路２９の一端は、第２の開口部４２Ｂの近傍に位置してスプール摺動孔４２に開口している。一方、第２の油通路３０の一端は、第１の開口部４２Ａの近傍に位置してスプール摺動孔４２に開口している。

次に、第２の実施の形態による傾転アクチュエータ４１において、連結部材係合部２８と連結部材２６との間の摺接部位に潤滑用の作動油を供給する場合について述べる。

サーボピストン２５を矢示Ｃ方向に変位させた場合における連結部材係合部２８の潤滑について述べる。

図５に示すように、サーボピストン２５を矢示Ｃ方向に変位させるために、第１の油室２４Ａ内に圧油が供給されると、スプール４３および第１のランド４４が第１の油室２４Ａ内の圧力を受け、スプール摺動孔４２に対して矢示Ｃ方向に変位し、第２のランド４６の端部が蓋板２３Ｂに当接した位置で固定される。これにより、スプール摺動孔４２の第１の開口部４２Ａが第１のランド４４によって閉塞（閉弁）される。一方、第２の油室２４Ｂ側では、第２のランド４６が第２の開口部４２Ｂから離間し、この第２の開口部４２Ｂを開放（開弁）する。

このように、スプール摺動孔４２の第２の開口部４２Ｂが開放されると、第２の油室２４Ｂの作動油は、油溝４７と第１の油通路２９を通じて連結部材係合部２８の当接面２８Ａに供給することができる。

一方、サーボピストン２５を矢示Ｄ方向に変位させるために、第２の油室２４Ｂ内に圧油が供給されると、スプール４３がスプール摺動孔４２に対して矢示Ｄ方向に変位する。これにより、第１のランド４４が開弁して、スプール摺動孔４２の第１の開口部４２Ａが開放される。このように、スプール摺動孔４２の第１の開口部４２Ａが開放されると、第１の油室２４Ａの作動油は、油溝４５と第２の油通路３０を通じて連結部材係合部２８の当接面２８Ｂに供給することができる。

かくして、このように構成される第２の実施の形態においても、サーボピストン２５を駆動するための圧油ではなく、作動油タンク３６に戻される作動油を、連結部材係合部２８に潤滑油として供給することができる。

なお、第１の実施の形態では、容量可変部（斜板１１）の傾転角をセンサを用いて検出し、その検出結果に基づいて容量制御弁３７の切換制御を行う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、例えば制御スリーブ内にスプールを有したサーボ弁からなるレギュレータを容量制御弁として用いてもよい。この場合には、制御スリーブとサーボピストンとの間にフィードバックリンクを設け、容量可変部の傾転角を目標傾転角に近付けるように傾転アクチュエータをフィードバック制御する構成とすればよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用できるものである。

各実施の形態では、可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータとして、斜板式油圧ポンプ１の傾転アクチュエータ２１，４１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば可変容量型の斜板式油圧モータの傾転アクチュエータに適用してもよいものである。

第１の実施の形態では、サーボピストン２５の円柱部２５Ａにクランク状に折り曲げて形成された第１の油通路２９と第２の油通路３０とは、簡略化した状態で図示している。しかし、第１の油通路２９と第２の油通路３０とは、円柱部２５Ａに対して径方向および軸方向に穿孔加工を施した後に、通路として不要な部分を栓体によって閉塞する構成としてもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用できるものである。

第１の実施の形態では、貫通孔を、小径孔部２７Ａ、第１の大径孔部２７Ｂおよび第２の大径孔部２７Ｃからなる段付孔２７として形成することにより、各大径孔部２７Ｂ，２７Ｃとロッド３１の大径軸部３１Ａとの間に作動油が流通する隙間を確保した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、貫通孔は、等しい孔径を有する直線孔として形成し、ロッドには、大径軸部と大径軸部の両端に位置する小径軸部との間に、それぞれ中径軸部を形成する構成としてもよい。この場合には、貫通孔とロッドの中径軸部との間に作動油が流通する隙間を確保することができる。

第１の実施の形態では、連結部材２６は、扁平な直方体状のブロックとして形成し、その中心部に斜板１１の連結突起１１Ｄが回動可能に挿着される挿着孔２６Ａを設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、連結部材には、斜板に向けて突出した突起部を設け、この突起部を斜板側に形成した穴部に挿着する構成としてもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用できるものである。

１ 斜板式油圧ポンプ（可変容量型斜板式液圧回転機）
１１ 斜板（容量可変部）
２１，４１ 傾転アクチュエータ
２２ 傾転制御シリンダ
２４Ａ 第１の油室
２４Ｂ 第２の油室
２５ サーボピストン
２５Ａ 円柱部
２６ 連結部材
２７ 段付孔（貫通孔）
２７Ａ 小径孔部
２７Ｂ 第１の大径孔部
２７Ｂ１，４２Ａ 第１の開口部
２７Ｃ 第２の大径孔部
２７Ｃ１，４２Ｂ 第２の開口部
２８ 連結部材係合部
２９ 第１の油通路
３０ 第２の油通路
３１ ロッド
３２ 第１のポペット（第１の弁体）
３３ 第２のポペット（第２の弁体）
４２ スプール摺動孔（貫通孔）
４３ スプール（ロッド）
４４ 第１のランド（第１の弁体）
４５，４７ 油溝
４６ 第２のランド（第２の弁体）

Claims (3)

1. 傾転制御圧が給排される傾転制御シリンダと、
   前記傾転制御シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、長さ方向の中間が中実な円柱部となり前記円柱部の両側に第１の油室と第２の油室とがそれぞれ形成されたサーボピストンと、
   容量可変部である斜板と前記サーボピストンとの間を連結し前記サーボピストンの軸方向の変位に応じて前記斜板を傾転駆動する連結部材とを備えた可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータにおいて、
   前記サーボピストンには、前記円柱部を軸方向に貫通し前記第１の油室に開口する第１の開口部と前記第２の油室に開口する第２の開口部とを有する貫通孔と、前記連結部材が係合する連結部材係合部と、一端が前記貫通孔を通じて前記第２の油室に連通し他端が前記連結部材係合部に開口した第１の油通路と、一端が前記貫通孔を通じて前記第１の油室に連通し他端が前記連結部材係合部に開口した第２の油通路とが設けられ、
   前記貫通孔には、軸方向に延びて前記貫通孔内に挿通されたロッドが設けられ、
   前記ロッドの前記第１の油室側には、前記第１の油室に傾転制御圧が供給されると共に前記第２の油室がタンクに接続されたときに前記第１の開口部を閉塞する第１の弁体が設けられ、
   前記ロッドの前記第２の油室側には、前記第２の油室に傾転制御圧が供給されると共に前記第１の油室がタンクに接続されたときに前記第２の開口部を閉塞する第２の弁体が設けられ、
   前記第１の弁体が前記第１の開口部を閉塞したときには、前記第２の弁体が前記第２の開口部を開放することにより前記第２の油室内の油液の一部が前記ロッドと前記貫通孔との間の隙間を通って前記第１の油通路を通じて前記連結部材係合部に供給され、
   前記第２の弁体が前記第２の開口部を閉塞したときには、前記第１の弁体が前記第１の開口部を開放することにより前記第１の油室内の油液の一部が前記ロッドと前記貫通孔との間の隙間を通って前記第２の油通路を通じて前記連結部材係合部に供給されることを特徴とする可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータ。
2. 前記貫通孔は、軸方向の中間部に位置する小径孔部と、前記小径孔部よりも大きな孔径を有し前記小径孔部と前記第１の油室との間に位置する第１の大径孔部と、前記小径孔部よりも大きな孔径を有し前記小径孔部と前記第２の油室との間に位置する第２の大径孔部とを有する段付孔として形成され、
   前記第１の油通路の一端は前記第２の大径孔部に開口し、前記第２の油通路の一端は前記第１の大径孔部に開口する構成とし、
   前記第１の弁体は、前記ロッドの軸方向の一側に設けられた第１のポペットにより構成され、前記第２の弁体は、前記ロッドの軸方向の他側に設けられた第２のポペットにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータ。
3. 前記貫通孔は、前記第１の開口部から前記第２の開口部に亘って等しい孔径を有するスプール摺動孔として形成され、
   前記ロッドは、前記スプール摺動孔に摺動可能に挿嵌されたスプールにより構成され、
   前記第１の弁体は、前記スプールの軸方向の一側に環状の油溝を介して設けられ前記第１の油室と前記第１の開口部との間を連通または遮断する第１のランドにより構成され、
   前記第２の弁体は、前記ロッドの軸方向の他側に環状の油溝を介して設けられ前記第２の油室と前記第２の開口部との間を連通または遮断する第２のランドにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式液圧回転機の傾転アクチュエータ。

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