JPH1068378A - 斜板型液圧回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脈動による振動や騒音等を低減でき、シリン
ダブロック等に浸食が発生するのを防止でき、ポンプ効
率や寿命を向上させる。 【解決手段】 弁板１４には他側の切換弁部の外周側か
ら径方向外側に延びる切欠部１７を設け、この切欠部１
７にクランク１８の一端側１８Ａを係合させると共に、
一端側１８Ａと偏心した他端側にはパルスモータ１９を
連結する。そして、パルスモータ１９にはコントロール
ユニット２０が接続され、圧力検出器からの検出信号に
基づきパルスモータ１９を回転制御し、弁板１４を回動
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、斜板型油圧ポン
プ、モータ等に用いられる斜板型液圧回転機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建設機械等に搭載される油圧機
器の油圧源に用いられる油圧ポンプや、駆動源に用いら
れる油圧モータとして、斜板型液圧回転機が知られてい
る。

【０００３】この種の斜板型液圧回転機として、例えば
油圧ポンプは、ケーシングと、該ケーシング内に回転自
在に設けられた回転軸と、前記ケーシング内に位置して
該回転軸と一体に回転するように設けられ、周方向に離
間して軸方向に伸長する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
に摺動可能に挿嵌され、該シリンダブロックの回転に伴
なって軸方向に移動して作動油を吸入，吐出する複数の
ピストンと、前記ケーシングとシリンダブロックの端面
との間に設けられ、前記各シリンダと連通する吸入ポー
トと吐出ポートとが形成された弁板と、前記ケーシング
内に設けられ前記各ピストンが摺動する平滑面を有する
斜板とから大略構成されている。

【０００４】そして、上述のように構成された油圧ポン
プは、エンジン等の駆動源で前記回転軸を回転駆動する
と、ケーシング内で該回転軸と共にシリンダブロックが
回転する。これにより、該シリンダブロックの各シリン
ダ内でピストンが往復動し、吸入ポートからシリンダ内
に吸込んだ作動油をピストンによって加圧して吐出ポー
トに圧油として吐出するようになっている。

【０００５】ここで、シリンダブロック、ピストンおよ
び弁板の作動について説明すると、各シリンダのシリン
ダポートが弁板の吸入ポートと連通するときには、該吸
入ポートの始端から終端にかけてピストンがシリンダか
ら突出する方向に移動して前記吸入ポートから該シリン
ダ内に作動油を吸込む吸入行程となる。一方、前記各シ
リンダのシリンダポートが吐出ポートと連通するときに
は、該吐出ポートの始端から終端にかけてピストンがシ
リンダ内に進入する方向に移動して該シリンダ内の作動
油を吐出ポート内に吐出する吐出行程となる。そして、
この動作（行程）を繰返すようにシリンダブロックを回
転することにより、吸入行程で吸入ポートからシリンダ
内に吸込んだ作動油を吐出行程で加圧して吐出ポートに
吐出し、この圧油を油圧シリンダや油圧モータに供給す
るようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による油圧ポンプでは、吸入行程で弁板の吸入ポ
ートを介して作動油を吸込んだシリンダ内の圧力は吐出
ポート内の圧力に比べて低圧になる。そして、各シリン
ダのシリンダポートが吐出ポートと連通するときに、該
吐出ポート内の高圧な圧油がシリンダポートを介して低
圧のシリンダ内に急激に流入（逆流）して大きな圧力変
動が生じるから、この圧力変動によってピストンに脈動
が生じ、斜板等を介してケーシングから振動や騒音が発
生するという問題がある。また、吐出ポートに接続され
たホース配管等にも脈動が生じ、ホース配管側からも騒
音や振動が発生する。

【０００７】また、上述のように吐出ポートからシリン
ダ内に逆流する圧油は、シリンダ内に急激に噴出するジ
ェット流となるから、このジェット流によって各シリン
ダのシリンダポートの内壁部に浸食等を生じさせること
があり、ポンプ効率や寿命が大幅に低下するという問題
がある。

【０００８】そこで、脈動や浸食の発生を防止するため
の対応策として、ピストンが最大伸長した下死点位置に
あるときには、シリンダのシリンダポートは未だ吐出ポ
ートに連通せず、シリンダポートが吐出ポートに連通す
るまでの間にシリンダ内の容積が僅かに縮小され、シリ
ンダ内を予圧縮するものが知られている。

【０００９】しかしながら、このような構成された従来
技術では、ポンプの容量を変化させるべく斜板を傾転さ
せたときには、下死点でのシリンダ内の容積が変化する
にも拘らず、予圧縮を行う区間は変化しない。このた
め、斜板の傾転角度によっては、予圧縮過剰や、逆に予
圧縮不足を招き、脈動や騒音を増大させるおそれがあ
る。また、吐出ポート内の圧油の圧力が変化した場合や
ポンプの回転数が変化した場合でも、予圧縮過剰や、逆
に予圧縮不足を招くことがある。

【００１０】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、脈動による振動や騒音等を低減でき、シ
リンダブロック等に浸食が発生するのを防止できるとと
もに、ポンプ効率や寿命を確実に向上できるようにした
斜板型液圧回転機を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明が採用する斜板型液圧回転機の
構成は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設
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
内に摺動可能に挿嵌され該シリンダブロックの回転に伴
なって各シリンダ内を往復動する複数のピストンと、前
記ケーシングとシリンダブロックとの間に回動可能に設
けられ前記回転軸を挟んで対向する一対の給排ポート間
がそれぞれ切換弁部となった弁板と、前記ケーシング内
に設けられ前記各ピストンが摺動する平滑面を有する斜
板と、少なくとも液圧の変化に応じて前記各切換弁部の
位置を変えるため前記回転軸を中心として弁板を回動さ
せる弁板回動手段とからなる。

【００１２】このように構成することにより、一の切換
弁部上にあるシリンダが低圧側の給排ポートとの連通を
断ち、高圧側の給排ポートと連通するまでの間にシリン
ダ内の容積が縮小され、シリンダ内を予圧縮して圧力を
予め高めることができる。また、弁板回動手段で弁板を
回動して各切換弁部の位置を変えることにより、予圧縮
区間を伸ばしたり、縮めたりすることができるから、シ
リンダが高圧側の給排ポートに連通したときに該ポート
内の液圧が低下する場合には予圧縮区間を伸ばすように
し、液圧が上昇する場合には予圧縮区間を短縮するよう
にすることができ、液圧の変動を低減できる。

【００１３】また、請求項２に記載した発明では、前記
弁板回動手段は、前記各給排ポートのうち高圧側となる
ポート側の液圧を検出する圧力検出器と、駆動信号に応
じて前記弁板を回動する回動機構と、前記圧力検出器か
らの検出信号に基づき該回動機構に駆動信号を出力する
信号出力手段とから構成している。

【００１４】このように構成することにより、高圧側の
給排ポートの液圧に応じた最適な予圧縮区間を確保する
ように回動機構で弁板を回動でき、予圧縮されたシリン
ダが高圧側の給排ポートに連通したときの液圧変動を低
減することができる。

【００１５】一方、請求項３に記載した発明では、前記
ケーシングには前記斜板の傾転角を可変に制御する傾転
角可変機構を設け、前記弁板回動手段は、駆動信号に応
じて前記弁板を回動する回動機構と、前記各給排ポート
のうち高圧側となるポート側の液圧を検出する圧力検出
器と、斜板の傾転角を検出する傾転角検出器と、回転軸
の回転数を検出する回転数検出器と、該各検出器からの
検出信号に基づき前記回動機構に駆動信号を出力する信
号出力手段とから構成している。

【００１６】このように構成することにより、傾転角可
変機構によって斜板の傾転角を変化できると共に、最適
な予圧縮区間を確保するように、高圧側の給排ポートの
液圧、斜板の傾転角および回転軸の回転数に応じて回動
機構で弁板を回動でき、予圧縮されたシリンダが高圧側
の給排ポートに連通したときの液圧変動を低減できる。

【００１７】さらに、請求項４に記載した発明では、前
記回動機構は、前記弁板に設けられた切欠部と、該切欠
部に一端側が係合し他端側が偏心軸となった偏心部材
と、該偏心部材の偏心軸に連結され該偏心部材を介して
前記弁板を回動するアクチュエータとから構成してい
る。

【００１８】このように構成することにより、アクチュ
エータで偏心部材の偏心軸を一方向または逆方向に回転
すれば、偏心部材の一端側が弁板の切欠部内に係合した
状態で弁板を周方向に押動するようになり、回転軸を中
心として弁板を回動させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。

【００２０】ここで、図１ないし図６は本発明の第１の
実施例による斜板型液圧回転機として可変容量式の斜板
型油圧ポンプを例に挙げて示している。

【００２１】図において、１は斜板型油圧ポンプの外殻
をなすケーシングを示し、該ケーシング１は、筒状のケ
ーシング本体２と、該ケーシング本体２の一端側開口部
を閉塞するフロントケーシング３と、前記ケーシング本
体２の他端側開口部を閉塞するリヤケーシング４とから
構成されている。また、前記フロントケーシング３には
後述の回転軸５が挿通される挿通穴３Ａが軸方向に形成
され、リヤケーシング４には回転軸５から径方向に大き
く離間した位置に小径穴４Ａと大径穴４Ｂとからなる段
付穴が形成されている。そして、小径穴４Ａには後述の
クランク１８が挿着され、大径穴４Ｂには後述のパルス
モータ１９が装着されている。

【００２２】５はケーシング１に軸受６を介して回転自
在に支持された回転軸で、該回転軸５は例えばフロント
ケーシング３の挿通穴３Ａを介して外部に突出し、エン
ジン等の原動機（図示せず）によって回転駆動される。

【００２３】７は回転軸５とスプライン結合等の手段で
一体回転するようにケーシング１内に設けられたシリン
ダブロックを示し、該シリンダブロック７には、周方向
に離間して複数（例えば７個）のシリンダ８，８，…が
軸方向に穿設されると共に、該各シリンダ８に連通し、
前記シリンダブロック７の摺動面７Ａ側に開口するシリ
ンダポート８Ａが形成されている。そして、各シリンダ
ポート８Ａは図２に示す如く長円形状をなし、シリンダ
ブロック７の周方向に一定角度αをもって延びている。

【００２４】９，９，…は各シリンダ８内に摺動可能に
挿嵌された複数のピストンを示し、該各ピストン９はシ
リンダブロック７の回転に伴って各シリンダ８内を往復
動し、各シリンダ８内で吸入行程と吐出行程とを繰返す
ものである。また、該各ピストン９のシリンダブロック
７から突出した先端部には球形部９Ａが形成されてい
る。

【００２５】１０，１０，…は各ピストン９の球形部９
Ａ外周側にそれぞれ設けられた複数個のシューで、該各
シュー１０は球形部９Ａに揺動自在に嵌合され、後述の
斜板１１上で円運動を行うように斜板１１上を摺動する
ものである。

【００２６】１１はフロントケーシング３とシリンダブ
ロック７との間に設けられた斜板を示し、該斜板１１の
表面側（シリンダブロック７側）は各シュー１０が摺接
しつつ回転する平滑面１１Ａとなり、裏面側はフロント
ケーシング３に形成された凹湾曲状のガイド溝１２に摺
動自在に嵌合する半円柱状の傾転摺動部１１Ｂとなって
いる。また、該斜板１１には、中央部側に穿設され表面
側から裏面側に向け拡径された挿通穴１１Ｃと、前記傾
転摺動部１１Ｂの側面に形成され、図示しない傾転角可
変機構の一部が挿着される傾転機構挿着穴１１Ｄとが形
成されている。そして、該斜板１１は前記傾転角可変機
構で傾転角βが変更されることにより、ピストン９のス
トローク量を適宜調整して油圧ポンプの容量（吐出量）
を可変に制御するものである。

【００２７】１３は斜板１１の平滑面１１Ａに固着さ
れ、各シュー１０の外周側に係合する環状のシュー押え
で、該シュー押え１３は斜板１１の平滑面１１Ａ上で各
シュー１０が円運動を行うのを許し、シリンダブロック
７の回転に伴ってピストン９が各シリンダ８内を往復動
するのを補償するものである。

【００２８】１４はケーシング１のリヤケーシング４の
平坦面４Ｃ上に回転軸５を中心にして回動可能に設けら
れ、一側面が摺動面１４Ａとなった弁板を示し、該弁板
１４には図２に示す如く、低圧側の給排ポートとしての
吸入ポート１５と高圧側の給排ポートとしての吐出ポー
ト１６とが略対称位置となるように周方向に眉形状に伸
長して設けられている。そして、吐出ポート１６には、
弁板１４に対してシリンダブロック７が矢示Ａ方向に回
転するときに、回転方向上流側となる始端側にノッチ１
６Ａが配設され、該ノッチ１６Ａは、各シリンダ８のシ
リンダポート８Ａと吐出ポート１６とを徐々に連通させ
るべく略三角形状に形成されている。また、吸入ポート
１５にも、回転方向上流側となる始端側に略三角形状の
ノッチ１５Ａが設けられている。

【００２９】さらに、弁板１４の吸入ポート１５と吐出
ポート１６との間には、ピストン９が吐出行程から吸入
行程に切換わる上死点（Ｔ．Ｄ．Ｃ．）側に一側の切換
弁部１４Ｂが設けられると共に、該一側の切換弁部１４
Ｂと回転軸５を挟んで対向し各ピストン９が吸入行程か
ら吐出行程に切換わる下死点（Ｂ．Ｄ．Ｃ．）側には他
側の切換弁部１４Ｃが設けられている。そして、シリン
ダブロック７が弁板１４上を矢示Ａ方向に摺動するとき
に、各シリンダ８のシリンダポート８Ａは一側の切換弁
部１４Ｂ上に達すると、吐出ポート１６に対する連通が
断たれ、他側の切換弁部１４Ｃ上に達すると、吸入ポー
ト１５に対する連通が断たれるようになっている。

【００３０】ここで、ピストン９が最大縮小（上死点）
位置から最大伸長（下死点）位置へとストロークする吸
入行程では、各シリンダポート８Ａが吸入ポート１５と
連通し、吸入ポート１５を介してシリンダ８内に作動油
が吸込まれる。そして、各ピストン９が最大伸長位置か
ら最大縮小位置へとストロークする吐出行程では、各シ
リンダポート８Ａが吐出ポート１６と連通し、吐出ポー
ト１６を介してシリンダ８内の作動油を高圧の圧油とし
て吐出する。

【００３１】また、前記吸入ポート１５、吐出ポート１
６はリヤケーシング４に形成された吸入通路、吐出通路
（いずれも図示せず）に常時連通し、吐出通路はホース
配管等を介して油圧シリンダや油圧モータ（いずれも図
示せず）等に接続される。

【００３２】そして、前記吸入ポート１５、吐出ポート
１６は、弁板１４に対してシリンダブロック７が回転さ
れることにより、各シリンダ８のシリンダポート８Ａと
間欠的に連通し、吸入通路からの油液を各シリンダ８内
に吸入させつつ、該各シリンダ８から吐出された圧油を
吐出通路を介して油圧シリンダや油圧モータ等の油圧ア
クチュエータに供給するものである。

【００３３】１７は後述のクランク１８とパルスモータ
１９と共に回動機構を構成する切欠部を示し、該切欠部
１７は弁板１４の他側の切換弁部１４Ｃの外周側に設け
られ、切換弁部１４Ｃの外周側から径方向外側に向って
延びている。そして、切欠部１７は回転軸５を中心に吐
出ポート１６の始端との間に離間角度θ1 をもって形成
され、切欠部１７内にはクランク１８の一端側１８Ａが
摺動可能に係合している。また、シリンダポート８Ａが
周方向に延びる角度αと離間角度θ1 とは、後述の基準
吐出圧力Ｐo でシリンダ８内を予め吐出ポート１６内の
圧力まで昇圧するために、θ1 ＞α／２という関係に設
定するのがよい。

【００３４】１８はリヤケーシング４の小径穴４Ａ内に
回転可能に設けられたクランクを示し、該クランク１８
は一端側１８Ａが弁板１４の切欠部１７に係合し、他端
側が所定寸法δだけ偏心した偏心軸となってパルスモー
タ１９に連結されている。また、クランク１８の一端側
１８Ａが図２に示す如く回転軸５側に最も接近したとき
に、切欠部１７はピストン９が最大伸長した下死点位置
上に位置する。このとき、ピストン９が下死点位置にあ
るときにはシリンダポート８Ａは未だ吐出ポート１６に
連通せず、シリンダブロック７がさらに角度（θ1 −α
／２）分だけ回転したときに、該シリンダポート８Ａは
吐出ポート１６に連通する。これにより、ピストン９は
前記角度（θ1 −α／２）間でシリンダ８に僅かに縮小
し、シリンダ８内の容積が縮小することによってシリン
ダ８内は予圧縮される。

【００３５】一方、クランク１８を矢示Ｂ方向に回転さ
せることにより、弁板１４は上死点位置と下死点位置と
を結ぶ基準線Ｃ−Ｃに対し矢示Ｄ1 方向に例えば５度の
範囲内で回動角φだけ回動すると共に、切欠部１７と切
換弁部１４Ｃとは図３に示すように、所定寸法δの範囲
内で下死点位置からずれる。このため、下死点位置と吐
出ポート１６との間の離間角度θ2 は回動角φだけ拡が
り、シリンダ８の予圧縮区間も角度（θ2 −α／２）に
拡がると共に、シリンダ８内の圧力をより上昇させる。

【００３６】１９はリヤケーシング４の大径穴４Ｂ内に
設けられたアクチュエータとしてのパルスモータを示
し、該パルスモータ１９は前記クランク１８の偏心軸に
連結され、クランク１８を矢示Ｂ方向あるいはその逆方
向に回転させる。また、パルスモータ１９には後述のコ
ントロールユニット２０が接続され、該コントロールユ
ニット２０から出力される駆動信号によってパルスモー
タ１９はその回転方向と回転角度とが制御されている。

【００３７】２０はマイクロコンピュ−タ等によって構
成された信号出力手段としてのコントロールユニットを
示し、該コントロールユニット２０は図４に示す如くそ
の入力側が後述の圧力検出器２１に接続され、出力側が
パルスモータ１９に接続されている。そして、該コント
ロールユニット２０はその記憶回路内に図５に示すプロ
グラム等を格納し、圧力検出器２１からの検出信号に基
づき切換弁部１４Ｃの位置を変えるべく弁板１４の回動
を制御している。

【００３８】即ち、吐出ポート１６内の圧力が定常運転
時の基準吐出圧力Ｐo （例えば２７０ｋｇ／ｃｍ²）の
ときに回動角φが０度となるように、コントロールユニ
ット２０はパルスモータ１９に駆動信号を出力し、吐出
ポート１６内の圧力が基準吐出圧力Ｐo よりも高くなっ
たときには、回動角φを大きくするようにパルスモータ
１９を矢示Ｂ方向に回転させる。

【００３９】また、吐出ポート１６内の圧力が基準吐出
圧力Ｐo よりも低くなったときには、パルスモータ１９
を矢示Ｂ方向とは逆方向に回転させ、回動角φ（φは負
の値も含む）を小さくする。さらに、コントロールユニ
ット２０の記憶回路にはその記憶エリア２０Ａ内に図６
に示す目標回動角マップおよび基準吐出圧力Ｐo 等が格
納されている。

【００４０】２１は吐出ポート１６内の圧力を検出する
圧力検出器を示し、該圧力検出器２１は図４に示すよう
にコントロールユニット２０の入力側に接続され、圧力
検出器２１から出力される検出信号に基づきコントロー
ルユニット２０は駆動信号をパルスモータ１９に出力す
る。

【００４１】本実施例による斜板型油圧ポンプは、上述
の如き構成を有するもので、まず、原動機によって回転
軸５を回転させると、該回転軸５にスプライン結合され
たシリンダブロック７が一体に回転される。これによ
り、各シリンダ８内に挿嵌されたピストン９はシリンダ
ブロック７と共に回転し、その球形部９Ａがシュー１０
を介してシュー押え１３に案内されつつ、斜板１１の平
滑面１１Ａ上を回転する。この際、斜板１１の平滑面１
１Ａは所定の傾転角βを有しているから、シリンダブロ
ック７が１回転する間に、ピストン９はシリンダ８内に
最も進入（縮小）した最大縮小位置とシリンダ８から最
も伸長した最大伸長位置との間をストロークするように
なる。

【００４２】ここで、前記ピストン９が最大縮小位置か
ら最大伸長位置までストロークする半回転のうちシリン
ダポート８Ａが吸入ポート１５と連通する間は、該吸入
ポート１５を介して吸入通路（図示せず）からシリンダ
８内に油液を吸込む吸入行程となる。一方、ピストン９
の最大伸長位置から最大縮小位置までストロークする半
回転のうちシリンダポート８Ａが吐出ポート１６と連通
する間は、シリンダ８内に吸込んだ油液を加圧しつつ吐
出ポート１６を介して吐出通路（図示せず）から吐出す
る吐出行程となる。このように、回転軸５を回転駆動し
てピストン９をシリンダ８内で往復動させることによ
り、吸込行程と吐出行程とが繰り返され、ポンプ作用が
行われる。

【００４３】一方、ポンプの吐出容量を可変制御するに
は、傾転角可変機構（図示せず）によって斜板１１をガ
イド溝１２に沿って適宜に傾転させることにより、シリ
ンダ８内の押除け容量を変更して制御するようになって
いる。

【００４４】次に、コントロールユニット２０による弁
板１４の弁板回動処理について、図５および図６を参照
しつつ詳述する。

【００４５】まず、処理動作をスタートさせると、ステ
ップ１で記憶エリア２０Ａ内から基準吐出圧力Ｐo を読
出し、ステップ２で圧力検出器２１から吐出ポート１６
内の圧力である吐出圧力検出値Ｐs を読込むと共に、回
動角検出器（図示せず）から現在の回動角φを読込む。
そして、ステップ３では吐出圧力検出値Ｐs と基準吐出
圧力Ｐo との圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐs −Ｐo ）を演算
し、ステップ４で図６に示す目標回動角マップから圧力
差ΔＰに基づき目標回動角φ1 を読出す。

【００４６】そして、ステップ５では目標回動角φ1 と
現在の回動角φとの角度差Δφ（Δφ＝φ1 −φ）を演
算し、ステップ６で角度差Δφの絶対値｜Δφ｜が所定
のしきい値Ｋ以上であるか否かを判定し、「ＮＯ」と判
定したときには現在の回動角φが目標回動角φ1 に実質
的に対応しているから、ステップ１０でパルスモータ１
９を停止させて弁板１４をその回動角に保持するように
駆動信号を出力する。

【００４７】また、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定した
ときには、ステップ７に移って角度差Δφが正の値であ
るか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには回動
角φが目標回動角φ1 よりも小さい値となっているか
ら、ステップ８でパルスモータ１９を矢示Ｂ方向に回転
するように駆動信号を出力し、回動角φが目標回動角φ
1 に近付けるように制御する。そして、ステップ７で
「ＮＯ」と判定したときには、ステップ９に移ってパル
スモータ１９を矢示Ｂ方向とは逆方向に回転するように
駆動信号を出力し、弁板１４を吐出圧力検出値Ｐs に基
づき制御する。

【００４８】このようにして、弁板１４を吐出圧力検出
値Ｐs に対応して回動することができ、吐出ポート１６
内の圧力が基準吐出圧力Ｐo よりも高いときには、クラ
ンク１８等によって弁板１４は基準線Ｃ−Ｃに対し矢示
Ｄ1 方向に回動し、切換弁部１４Ｃは目標回動角φ1 だ
け下死点位置から位置ずれする。これによって、シリン
ダポート８Ａが下死点位置を通過して吐出ポート１６と
連通するまでの予圧縮区間を長くすることができ、シリ
ンダ８内の圧力を吐出ポート１６内の圧力程度まで予め
昇圧した状態でシリンダポート８Ａは吐出ポート１６に
連通する。

【００４９】一方、吐出ポート１６内の圧力が基準吐出
圧力Ｐo よりも低いときには、弁板１４は基準線Ｃ−Ｃ
に対し矢示Ｄ2 方向に回動するから、シリンダポート８
Ａが下死点位置を通過して吐出ポート１６と連通するま
での予圧縮区間を短縮でき、シリンダ８内の圧力が吐出
ポート１６内の圧力以上に昇圧されるのを防止できる。

【００５０】かくして、本実施例では、切換弁部１４Ｃ
側にシリンダ８内を吐出ポート１６内の圧力程度まで可
変に昇圧させる予圧縮区間を設ける構成としたから、吐
出ポート１６内からシリンダ８内へと圧油が逆流するの
を抑制でき、シリンダ８内の急激な圧力変動を防止し、
シリンダ８やホース配管（図示せず）内の圧油等に脈動
が発生するのを防止できる。

【００５１】また、圧力検出器２１からの吐出圧力検出
値Ｐs に基づき弁板１４を回動する構成としたから、吐
出ポート１６内の圧力に対応して切換弁部１４Ｃを最適
な位置に配置でき、シリンダ８内が予圧縮過剰や予圧縮
不足となるのを防止できる。そして、圧油の脈動による
ケーシング１等の振動や騒音を大幅に低減することがで
きる上に、吐出ポート１６内の圧力損失を小さくしてポ
ンプ効率の向上を図ることができる。

【００５２】また、下死点を通過したシリンダ８内に吐
出ポート１６から流入する圧油を大幅に減少させること
ができるから、この圧油によるジェット流の発生がなく
なり、各シリンダ８のシリンダポート８Ａがジェット流
等で浸食されるのを確実に防止でき、当該油圧ポンプの
耐久性や寿命を大幅に向上させることができる。

【００５３】さらに、回動機構を切欠部１７とクランク
１８とパルスモータ１９等とから構成したから、クラン
ク１８を回転させることにより容易に弁板１４を回動す
ることができると共に、クランク１８とパルスモータ１
９等をリヤケーシング４内にコンパクトに装着すること
ができる。

【００５４】次に、図７ないし図１１は本発明の第２の
実施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の
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。しかし、本実施例の特徴は、信号出力手段とし
てのコントロールユニット３１の入力側に圧力検出器２
１、傾転角検出器３２および回転数検出器３３を接続す
ると共に、出力側にパルスモータ１９を接続し、コント
ロールユニット３１は各検出器からの検出信号に基づき
パルスモータ１９に駆動信号を出力する構成としたこと
にある。

【００５５】ここで、コントロールユニット３１はマイ
クロコンピュ−タ等によって構成され、その記憶回路内
に図８および図９に示すプログラム等を格納し、圧力検
出器２１、傾転角検出器３２および回転数検出器３３か
らの各検出信号に基づき切換弁部１４Ｃの位置を変える
べく弁板１４の回動を制御している。

【００５６】即ち、当該ポンプが定常運転時の基準吐出
圧力Ｐo 、基準傾転角βo および基準回転数Ｎo のとき
に回動角φが０度となるようにパルスモータ１９に駆動
信号を出力し、吐出圧力、傾転角や回転数が各基準値か
ら変動したときには切換弁部１４Ｃを基準線Ｃ−Ｃに対
し矢示Ｄ1 ，Ｄ2 方向に移動すべくパルスモータ１９に
駆動信号を出力する。

【００５７】また、コントロールユニット３１の記憶回
路にはその記憶エリア３１Ａ内に第１の実施例で図６に
示した圧力差に対する目標回動角マップ、図１０に示す
傾転角度差に対する目標回動角マップ、図１１に示す回
転数差に対する目標回動角マップ、基準吐出圧力Ｐo 、
基準傾転角βo および基準回転数Ｎo 等が格納されてい
る。 また、斜板１１の傾転角βを検出する傾転角検出
器３２および回転軸５の回転数Ｎを検出する回転数検出
器３３は、圧力検出器２１と共にコントロールユニット
３１の入力側に接続されている。

【００５８】本実施例による斜板型油圧ポンプは、上述
の如き構成を有するもので、その基本動作については第
１の実施例によるものと格別差異はない。

【００５９】次に、コントロールユニット３１による弁
板１４の弁板回動処理について、図８ないし図１１を参
照しつつ詳述する。

【００６０】まず、処理動作をスタートさせると、ステ
ップ２１で回動角検出器（図示せず）から現在の回動角
φを読込み、ステップ２２で目標回動角φx の算出処理
を図９に示す如く行い、圧力検出器２１、傾転角検出器
３２および回転数検出器３３からの各検出信号に基づい
て目標回動角φx を演算する。そして、ステップ２３で
は目標回動角φx と現在の回動角φとの角度差Δφ（Δ
φ＝φx −φ）を演算し、ステップ２４で角度差Δφの
絶対値｜Δφ｜が所定のしきい値Ｋ以上であるか否かを
判定し、「ＮＯ」と判定したときには現在の回動角φが
目標回動角φxに実質的に対応しているから、ステップ
２８でパルスモータ１９を停止させて弁板１４をその回
動角に保持するように駆動信号を出力する。

【００６１】また、ステップ２４で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ステップ２５に移って角度差Δφが正の値
であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには
回動角φが目標回動角φx よりも小さい値となっている
から、ステップ２６でパルスモータ１９を矢示Ｂ方向に
回転するように駆動信号を出力し、回動角φを目標回動
角φx に近付けるように制御する。そして、ステップ２
５で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ２７に移っ
てパルスモータ１９を矢示Ｂ方向とは逆方向に回転する
ように駆動信号を出力する。

【００６２】ここで、図９に示す目標回動角φx 算出処
理では、ステップ３１で記憶エリア３１Ａ内から基準吐
出圧力Ｐo 、基準傾転角βo および基準回転数Ｎo を読
出し、ステップ３２で圧力検出器２１から吐出ポート１
６内の圧力である吐出圧力検出値Ｐs と傾転角検出器３
２から斜板１１の傾転角度である傾転角検出値βs と、
回転数検出器３３から回転軸５の回転数である回転数検
出値Ｎs とを読込む。

【００６３】次に、ステップ３３では吐出圧力検出値Ｐ
s と基準吐出圧力Ｐo との圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐs −Ｐ
o ）と、傾転角検出値βs と基準傾転角βo との傾転角
度差Δβ（Δβ＝βs −βo ）と、回転数検出値Ｎs と
基準回転数Ｎo との回転数差ΔＮ（ΔＮ＝Ｎs −Ｎo ）
とを演算し、ステップ３４で第１の実施例で図６に示し
た圧力差に対する目標回動角マップから圧力差ΔＰに基
づいた目標回動角φ1を読出し、図１０に示す傾転角度
差に対する目標回動角マップから傾転角度差Δβに基づ
き目標回動角φ2 を読出すと共に、図１１に示す回転数
差に対する目標回動角マップから回転数差ΔＮに基づき
目標回動角φ3 を読出す。

【００６４】次に、ステップ３５では各目標回動角φ1
，φ2 ，φ3 の相加平均をとり、吐出圧力検出値Ｐs
、傾転角検出値βs および回転数検出値Ｎs に基づく
目標回動角φx を、

【００６５】

【数１】 として演算する。

【００６６】このようにして、弁板１４を吐出圧力検出
値Ｐs 、傾転角検出値βs および回転数検出値Ｎs に対
応して回動することができ、吐出ポート１６内の圧力が
基準吐出圧力Ｐo よりも高圧のときには、クランク１８
等によって弁板１４は基準線Ｃ−Ｃに対し矢示Ｄ1 方向
に回動し、切換弁部１４Ｃは目標回動角φx だけ下死点
位置から位置ずれする。

【００６７】これによって、最適な予圧縮区間を与える
ことができ、シリンダ８内の圧力を吐出ポート１６内の
圧力程度まで予め昇圧した状態でシリンダポート８Ａは
吐出ポート１６に連通すると共に、予圧縮過剰や予圧縮
不足となるのを防止できる。また、吐出ポート１６内の
圧力が基準吐出圧力Ｐo よりも低圧のときには、弁板１
４は基準線Ｃ−Ｃに対し矢示Ｄ2 方向に回動し、切換弁
部１４Ｃは目標回動角φx だけ下死点位置から位置ずれ
することによって、最適な予圧縮区間を与えることがで
きる。

【００６８】一方、斜板１１の傾転角度が基準傾転角β
o よりも大きいときには、下死点位置近傍におけるシリ
ンダ８内の容積は基準傾転角βo で作動しているときに
比べて大きくなるから、予圧縮によってシリンダ８内の
容積が僅かに縮小してもシリンダ８内の圧力が吐出ポー
ト１６内の圧力程度に達することができないおそれがあ
る。

【００６９】そこで、このときには弁板１４を傾転角検
出器３２からの傾転角検出値βs に基づき基準線Ｃ−Ｃ
に対し矢示Ｄ1 方向に回動し、切換弁部１４Ｃを目標回
動角φx だけ下死点位置から位置ずれさせることによっ
て、予圧縮区間を長くすることができ、シリンダ８内の
圧力を吐出ポート１６内の圧力程度まで予め昇圧した状
態でシリンダポート８Ａは吐出ポート１６に連通でき
る。

【００７０】また、斜板１１の傾転角度が基準傾転角β
o よりも小さいときには、弁板１４を基準線Ｃ−Ｃに対
し矢示Ｄ2 方向に回動し、切換弁部１４Ｃを目標回動角
φxだけ下死点位置から位置ずれさせることによって、
最適な予圧縮区間を与えることができる。

【００７１】さらに、回転軸５の回転数が基準回転数Ｎ
o よりも低いときには、予圧縮に要する時間が長くなる
から、その時間内にシリンダ８とピストン９との隙間あ
るいはシリンダブロック７と弁板１４との摺動面７Ａ，
１４Ａ間から圧油が漏れるリーク量は増大する。このた
め、シリンダ８内の圧力が吐出ポート１６内の圧力程度
に達することができないおそれがある。

【００７２】そこで、このときには弁板１４を回転数検
出器３３からの回転数検出値Ｎs に基づき基準線Ｃ−Ｃ
に対し矢示Ｄ1 方向に回動し、切換弁部１４Ｃを目標回
動角φx だけ下死点位置から位置ずれさせることによっ
て、予圧縮区間を長くすることができ、シリンダ８内の
圧力を吐出ポート１６内の圧力程度まで予め昇圧した状
態でシリンダポート８Ａは吐出ポート１６に連通でき
る。

【００７３】また、回転軸５の回転数が基準回転数Ｎo
よりも高いときには、弁板１４を基準線Ｃ−Ｃに対し矢
示Ｄ2 方向に回動し、切換弁部１４Ｃを目標回動角φx
だけ下死点位置から位置ずれさせることによって、最適
な予圧縮区間を与えることができる。

【００７４】かくして、このように構成される本実施例
においても、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を
得ることができるが、特に本実施例では、弁板１４を吐
出圧力検出値Ｐs 、傾転角検出値βs および回転数検出
値Ｎs に応じて回動する構成としたから、吐出ポート１
６内の圧力、斜板１１の傾転角または回転軸５の回転数
が変化したときでも、切換弁部１４Ｃを最適な位置に配
置でき、シリンダ８内が予圧縮過剰や予圧縮不足となる
のを防止できる。

【００７５】なお、前記各実施例では、斜板型液圧回転
機として可変容量式の斜板型油圧ポンプを用いた場合を
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、固定容
量式の斜板型油圧ポンプに適用してもよく、本発明の斜
板型液圧回転機を油圧モータ等の回転機として使用する
こともできる。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、液圧の変化に応じて回転軸を中心に弁板を回動さ
せる弁板回動手段を備える構成としたから、下死点側の
切換弁部上でシリンダ内の圧力を予め高める予圧縮区間
を伸ばしたり、縮めたりすることができ、シリンダ内の
圧力が高圧側の給排ポート内の圧力よりも低いときに
は、予圧縮区間を長くし、シリンダ内の圧力が高圧側の
給排ポート内の圧力よりも高いときには、予圧縮区間を
短くすることができる。そして、シリンダ内の圧力を高
圧側の給排ポート内に近い圧力レベルまで昇圧させた状
態で、シリンダと給排ポートとを連通させることがで
き、給排ポートから高圧の液体が逆流するのを抑制で
き、給排ポートやシリンダ内の急激な圧力変化を防止で
きると共に、シリンダやホース配管内の油液等に脈動が
発生するのを低減でき、圧力損失を小さくしてポンプ効
率の向上を図ることができる。

【００７７】さらに、各シリンダが高圧側の給排ポート
に連通し始めるときに各シリンダ内や給排ポートへと圧
油が噴出するのを抑えることができ、これらの圧油によ
るジェット流の発生を防ぐことによって、各シリンダの
シリンダポートや給排ポートの内壁部が浸食されるのを
確実に防止でき、耐久性や寿命を大幅に延ばすことがで
きると共に、振動や騒音の発生を確実に防ぐことができ
る。

【００７８】そして、請求項２に記載の発明によれば、
前記弁板回動手段を、高圧側の給排ポートの液圧を検出
する圧力検出器と、駆動信号に応じて前記弁板を回動す
る回動機構と、前記圧力検出器からの検出信号に基づき
回動機構に駆動信号を出力する信号出力手段とから構成
したから、高圧側の給排ポート内の圧力に応じて弁板を
回動し、シリンダ内の圧力が高圧側の給排ポート内の圧
力程度まで確実に昇圧できる。

【００７９】また、請求項３に記載の発明によれば、ケ
ーシングには斜板の傾転角を可変に制御する傾転可変機
構を設け、前記弁板回動手段を、駆動信号に応じて前記
弁板を回動する回動機構と、圧力検出器と傾転角検出器
と回転数検出器とからの検出信号に基づき回動機構に駆
動信号を出力する信号出力手段とから構成したから、弁
板を高圧側の給排ポート側の液圧や斜板の傾転角または
回転軸の回転数に基づいて回動することができ、液圧や
傾転角または回転数が変化することによってシリンダ内
と高圧側の給排ポート内との圧力差が変化しても、シリ
ンダ内の圧力が高圧側の給排ポート内の圧力程度まで確
実に昇圧できる。

【００８０】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
前記回動機構は、前記弁板に設けられた切欠部と、該切
欠部に一端側が係合し他端側が偏心軸となった偏心部材
と、該偏心部材の偏心軸に連結され該偏心部材を介して
前記弁板を回動するアクチュエータとから構成したか
ら、アクチュエータで偏心部材を回転することによって
容易に弁板を回動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による斜板型油圧ポンプ
を示す縦断面図である。

【図２】弁板およびクランク等を示す図１中の矢示 II
− II 方向拡大断面図である。

【図３】弁板が回動した状態を示す図２と同様の拡大断
面図である。

【図４】本発明の第１の実施例による斜板型油圧ポンプ
の制御ブロック図である。

【図５】本発明の第１の実施例による弁板を回動すると
きの処理を示す流れ図である。

【図６】本発明の第１の実施例によるコントロールユニ
ット内に格納された吐出圧力に対する目標回動角マップ
の説明図である。

【図７】本発明の第２の実施例による斜板型油圧ポンプ
の制御ブロック図である。

【図８】本発明の第２の実施例による弁板を回動すると
きの処理を示す流れ図である。

【図９】本発明の第２の実施例による斜板型油圧ポンプ
の目標回動角算出処理を示す流れ図である。

【図１０】本発明の第２の実施例によるコントロールユ
ニット内に格納された傾転角に対する目標回動角マップ
の説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施例によるコントロールユ
ニット内に格納された回転数に対する目標回動角マップ
の説明図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ５ 回転軸 ７ シリンダブロック ８ シリンダ ８Ａ シリンダポート ９ ピストン １１ 斜板 １１Ａ 平滑面 １４ 弁板 １４Ｂ 一側の切換弁部 １４Ｃ 他側の切換弁部 １５ 吸入ポート（給排ポート） １６ 吐出ポート（給排ポート） １７ 切欠部 １８ クランク（偏心部材） １８Ａ 一端側 １９ パルスモータ（アクチュエータ） ２０，３１ コントロールユニット（信号出力手段） ２１ 圧力検出器 ３２ 傾転角検出器 ３３ 回転数検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシング内に回転可
   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挿嵌され該シリンダブロックの回
   転に伴なって各シリンダ内を往復動する複数のピストン
   と、前記ケーシングとシリンダブロックとの間に回動可
   能に設けられ前記回転軸を挟んで対向する一対の給排ポ
   ート間がそれぞれ切換弁部となった弁板と、前記ケーシ
   ング内に設けられ前記各ピストンが摺動する平滑面を有
   する斜板と、少なくとも液圧の変化に応じて前記各切換
   弁部の位置を変えるため前記回転軸を中心として弁板を
   回動させる弁板回動手段とから構成してなる斜板型液圧
   回転機。
2. 【請求項２】 前記弁板回動手段は、前記各給排ポート
   のうち高圧側となるポート側の液圧を検出する圧力検出
   器と、駆動信号に応じて前記弁板を回動する回動機構
   と、前記圧力検出器からの検出信号に基づき該回動機構
   に駆動信号を出力する信号出力手段とから構成してなる
   請求項１に記載の斜板型液圧回転機。
3. 【請求項３】 前記ケーシングには前記斜板の傾転角を
   可変に制御する傾転角可変機構を設け、前記弁板回動手
   段は、駆動信号に応じて前記弁板を回動する回動機構
   と、前記各給排ポートのうち高圧側となるポート側の液
   圧を検出する圧力検出器と、斜板の傾転角を検出する傾
   転角検出器と、回転軸の回転数を検出する回転数検出器
   と、該各検出器からの検出信号に基づき前記回動機構に
   駆動信号を出力する信号出力手段とから構成してなる請
   求項１に記載の斜板型液圧回転機。
4. 【請求項４】 前記回動機構は、前記弁板に設けられた
   切欠部と、該切欠部に一端側が係合し他端側が偏心軸と
   なった偏心部材と、該偏心部材の偏心軸に連結され該偏
   心部材を介して前記弁板を回動するアクチュエータとか
   ら構成してなる請求項２または３に記載の斜板型液圧回
   転機。