JPWO2016027376A1 - 回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ - Google Patents

Abstract

本発明は、簡易な構造で回転軸の回転方向及び回転数を検出することがとともに、被検出部の加工を容易に行うことができる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータを提供することを目的とする。このため、シリンダブロック１４の外周面に３以上の凹部６ａ〜６ｃ（６）が形成され、該３以上の凹部６は、回転軸１３の正転方向Ｆに対して３つの連続する凹部間の円弧の長さＲ１〜Ｒ３が異なる固有の配置パターンで形成され、かつ、回転軸１３の逆転方向Ｂに対し固有の配置パターンを含まないように形成された被検出部５２と、被検出部５２に対向する状態でケーシングに配置され、被検出部５２を検出する回転センサ５０と、を備え、３以上の凹部６は、回転軸１３方向に垂直な断面が半円形の同一形状である。

Description

本発明は、簡易な構造で回転軸の回転方向及び回転数を検出することができるとともに、被検出部の加工を容易に行うことができる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ（油圧ポンプまたは油圧モータ）に関する。

従来、建設機械などでは、エンジンによって駆動される油圧ポンプや、油によって駆動される油圧モータが多用されている。例えば、アキシャル型の斜板式油圧ポンプ・モータは、ケーシング内に回転可能に取付けられた回転軸と、この回転軸とともに回転するシリンダブロックと、シリンダブロックに形成した複数のシリンダボア内に往復動自在に嵌挿された複数のピストンと、回転軸に対して傾斜するようにケーシング内に設けられピストン先端部を摺接自在に支持する斜板と、シリンダブロック後端面に摺接する弁板とを備えており、弁板に設けたポートを介して、シリンダ孔の内部に油を流通させるように構成したものである。

この斜板式油圧ポンプ・モータを油圧ポンプとして用いる場合には、回転軸をエンジン等で回転駆動してシリンダブロックを回転させ、ピストンを往復動させることにより、低圧側のポートからシリンダボアに吸い込まれた油をピストンによって加圧して高圧側のポートから吐出する。

また、斜板式油圧ポンプ・モータを油圧モータとして用いる場合には、高圧側のポートから油をシリンダボアに供給し、ピストンをシリンダボアから突出させて斜板を押圧することによって、シリンダブロックとともに回転軸を回転させる。

このような斜板式油圧ポンプ・モータにおいて、シリンダブロックの回転数の検出を行う回転センサを備えたものが知られている。例えば、特許文献１では、シリンダブロックの外周面に、ギア加工によって、一様に多数の凹凸を形成した被検出部が設けられている。そして、ケーシングに固定された電磁ピックアップ式の回転センサは、回転センサと被検出部との間の距離（磁界）の周期的変化に応じた検出信号をコントローラに出力する。コントローラは、この回転センサから出力された検出信号の交流波形を波形整形し、その周波数をシリンダブロックの回転数として算出する。

特開２００９−１７４５０５号公報 特開平２−１１６７５３号公報 特開平６−１０１６９２号公報

ところで、ファン駆動用の油圧モータなどは、冷却が不要なときにファンの回転数を極力小さくして油圧駆動の燃費を改善したい要望がある。ここで、電磁流量制御（ＥＰＣ）弁を用いた方向切換弁では、図９に示すように、方向切換弁を制御する制御電流を増大していくと油圧モータの回転が正転から逆転に切り換わる。そして、図９では、制御電流がＡ０のときに油圧モータの回転数を０にするが、この回転数を０にする電流幅（不感帯）がない。このような方向切換弁を用いて、正転で所望の小さい回転数に制御しようとする場合、制御電流をＡ１にすればよいが、不感帯がないため、この制御電流の近傍で回転を正転状態に制御することは難しい。この場合、油圧モータの回転方向が正転か逆転かを検出できれば、この検出結果を用いて油圧モータを正転で所望の小さい回転数に制御することができる。

なお、特許文献２では、回転する磁性体の外周に、回転方向に対して非対称な形状をもった歯型を設けて回転方向を検出する回転方向検出装置が記載されている。しかし、特許文献２に記載されたものでは、非対称な形状をもつ歯型の加工に多大な時間と労力とがかかる。

また、特許文献３では、回転体の円周上に３つの検出体を不均一に配置し、３つの検出体を検出した際のパルス信号の間隔をもとに回転体の回転方向を判断するものが記載されている。しかし、特許文献３に記載されたものでは、どのようにして検出体を回転体の円周上に形成するかについては言及されていない。特許文献３に記載された図面等から判断すると、検出部の断面は長方形となっており、回転体の円周上に検出部を形成する際の加工は容易でない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構造で回転軸の回転方向及び回転数を検出することができるとともに、被検出部の加工を容易に行うことができる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータは、ケーシング内に回転可能に取付けられた回転軸と、前記回転軸と共に回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに形成した複数のシリンダボア内に往復動自在に嵌挿された複数のピストンと、前記回転軸に対して傾斜するように前記ケーシング内に設けられ、前記複数のピストンの先端部を摺接自在に摺動させる斜板と、前記シリンダブロックの後端面に摺接する弁板と、前記回転軸の回転方向及び回転数を取得する回転検出機構と、を備え、前記弁板に設けたポートを介して、前記シリンダボアの内部に油を流通させて前記回転軸を回転させるとともに、前記回転検出機構によって前記回転軸の回転方向及び回転数を取得する回転検出機構付き油圧ポンプ・モータであって、前記回転検出機構は、前記シリンダブロックの外周面に３以上の凹部が形成され、該３以上の凹部は、前記回転軸の回転の一方向に対して３つの連続する凹部間の円弧の長さが異なる固有の配置パターンで形成され、かつ、前記回転軸の回転の他方向に対し前記固有の配置パターンを含まないように形成された被検出部と、前記被検出部に対向する状態で前記ケーシングに配置され、前記被検出部を検出する回転センサと、を備え、前記３以上の凹部は、前記回転軸方向に垂直な断面が半円形の同一形状であることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータは、上記の発明において、前記固有の配置パターンは、前記回転軸の回転の前記一方向に対して第１、第２、第３の円弧の長さであり、前記回転軸の回転の前記他方向に対して前記第１の円弧の長さに隣接する円弧の長さ、または前記回転軸の回転の前記一方向に対して前記第３の円弧の長さに隣接する円弧の長さは、前記第２の円弧の長さとは異なることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータは、上記の発明において、前記３以上の凹部は、前記回転軸の軸心と、隣接する２つの凹部を結ぶ線の中点とを通る線に対して非対称である条件が、すべての隣接する２つの凹部に対して成立するように配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータは、上記の発明において、前記３以上の凹部は、前記回転軸の軸心に対する、隣接した前記シリンダボアの円筒中心間の角度を２等分した角度の位置に形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータは、上記の発明において、前記シリンダブロック内に回転バランス調整用の捨て穴を形成したことを特徴とする。

また、本発明にかかる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータは、上記の発明において、前記回転センサは、前記シリンダブロックの軸方向において、前記シリンダボアの最深部から前記シリンダブロックの後端面までの間に対応する位置に設けられることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転検出機構付き油圧ポンプ・モータは、上記の発明において、前記回転センサは、前記回転軸の軸心に直交する前記斜板の摺動面上の線と前記軸心とを含む面内に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、シリンダブロックの外周面に３以上の凹部が形成され、該３以上の凹部は、回転軸の回転の一方向に対して３つの連続する凹部間の円弧の長さが異なる固有の配置パターンで形成され、かつ、前記回転軸の回転の他方向に対し前記固有の配置パターンを含まないように形成された被検出部を有し、回転センサが、前記被検出部に対向する状態で前記ケーシングに配置され、前記被検出部を検出し、固有の配置パターンの有無によって回転軸の回転方向を特定し、１回転の配置パターンの繰り返し数によって回転数を求めるようにしている。また、前記３以上の凹部は、前記回転軸方向に垂直な断面が半円形の同一形状としている。このため、本発明では、簡易な構造で回転軸の回転方向及び回転数を検出することができるとともに、被検出部の加工を容易に行うことができる。

図１は、本実施の形態である回転検出機構付き油圧モータの概要構成を示す断面図である。 図２は、図１に示した回転検出機構付き油圧モータのＡ−Ａ線断面図である。 図３は、図１に示した回転検出機構付き油圧モータのＢ−Ｂ線断面図である。 図４は、図１に示した回転検出機構付き油圧モータのシリンダブロックに３つの凹部を設けた場合の該シリンダブロック及び回転軸のＣ−Ｃ線断面図である。 図５は、図４に示したシリンダブロックの被検出部を用いた場合に回転センサが出力する検出信号のタイムチャートである。 図６は、図１に示した回転検出機構付き油圧モータのシリンダブロックに３つの凹部を設けた場合であって、凹部及び捨て穴の曲率半径をシリンダポートの周方向両端部の曲率半径と同じにした場合におけるシリンダブロック及び回転軸のＣ−Ｃ線断面図である。 図７は、図１に示した回転検出機構付き油圧モータのシリンダブロックに４つの凹部を設けた場合の該シリンダブロック及び回転軸のＣ−Ｃ線断面図である。 図８は、図７に示したシリンダブロックの被検出部を用いた場合に回転センサが出力する検出信号のタイムチャートである。 図９は、円弧の長さの形成条件を説明する説明図である。 図１０は、方向切換弁に対する制御電流と油圧モータの回転方向及び回転数との関係を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明による回転検出機構付き油圧ポンプ・モータの実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明の回転検出機構付き油圧ポンプ・モータを斜板式油圧モータ（以下、「油圧モータ」という）に適用した場合について説明する。また、油圧モータは、ファン駆動用のモータであることを前提に説明する。なお、ファンは、ファンの回転により吸い込まれた温度の低い空気をラジエータに通過させて、ラジエータの熱交換を促進させるものである。

（油圧モータの全体構成）
図１は、油圧モータ１０の概要構成を示す断面図（Ｘ−Ｚ平面における断面図）である。また、図２は、図１に示した油圧モータ１０のＡ−Ａ線断面図（Ｘ−Ｙ平面における断面図）である。さらに、図３は、図１に示した油圧モータ１０のＢ−Ｂ線断面図である。また、図４は、図１に示した油圧モータ１０のシリンダブロック２４及び回転軸１３のＣ−Ｃ線断面図である。

図１〜図３に示すように、油圧モータ１０は、ケーシング１１、エンドカバー１２、回転軸１３、シリンダブロック１４、ピストン１５、弁板１６、及び、斜板１７を備えている。

ケーシング１１は、その内部に回転軸１３、シリンダブロック１４、弁板１６及び斜板１７を収容するものであり、一端が開口した筒状部２１と、端壁部２２とから構成される円筒形状を成している。以下、ケーシング１１の端壁部２２側を「先端側」といい、開口側を「後端側」という。図１〜図３に示すように、筒状部２１には、開口側の端部から径外方向に突出するフランジ状の取付部１８が形成されている。この取付部１８には、図示しないファンのブラケットに油圧モータ１０を取付けるためのボルト孔（図示せず）が設けてある。

エンドカバー１２は、ケーシング１１の後端側の開口を塞ぐ蓋体である。このエンドカバー１２の内部には、方向切換弁１が内蔵されており、スプール１ａを切換えることによって、油圧ポンプ２からの油の給排方向を切り換えている。ケーシング１１における筒状部２１の端壁部２２と回転軸１３との間にはオイルシール２３ａが設けてある。また、ケーシング１１とエンドカバー１２との間にはオイルシール２３ｂが設けてある。このオイルシール２３ａとオイルシール２３ｂとでケーシング１１に油を封入している。

回転軸１３は、ケーシング１１及びエンドカバー１２に、ベアリング２４ａ，２４ｂを介して回転自在に支承されている。なお、以下の説明では、回転軸１３がベアリング２４ａによって支持される側を、回転軸の「基端側」とよび、回転軸１３がベアリング２４ｂによって支持される側を、回転軸の「先端側」とよぶ。図１に示すように、回転軸１３の先端は、ケーシング１１の端壁部２２から外部に突出している。この回転軸１３の先端には、上述したファンのファンボスが取付けられる。

シリンダブロック１４は、スプライン２６を介して回転軸１３と連結され、ケーシング１１内で回転軸１３と一体に回転するものである。このシリンダブロック１４は、先端側の端面２７（以下、「先端面２７」という）が斜板１７に対向する一方、後端側の端面２８（以下、「後端面２８」という）が弁板１６の表面に摺接するように配置されており、弁板１６に接触したまま回転可能となっている。シリンダブロック１４には、図１に示すように、シリンダブロック１４の軸を中心に周方向に等間隔かつ回転軸１３に平行に、複数かつ奇数のシリンダボア２９が穿設されている。そして、シリンダブロック１４の後端面２８側に位置する各シリンダボア２９の基端部分には、後述する弁板１６の給排ポート３１と連通するシリンダポート３２が形成されている。

各シリンダボア２９には、ピストン１５が往復動自在に嵌挿されている。ピストン１５は、シリンダボア２９内に油が供給されることによって斜板を押圧し、この斜板１７を押圧したときに発生する回転方向成分の力によりシリンダブロック１４に回転力を発生させるものである。図１に示すように、各ピストン１５の先端部は、凹球形状部分にピストンシュー３３が取付けられた構造となっている。ピストンシュー３３は、シューリテーナ３４で斜板１７の摺動面Ｓに摺接自在に摺動する。

弁板１６は、円板状に形成されたものであり、シリンダブロック１４の後端面２８に摺接するように、エンドカバー１２に固定されている。この弁板１６は、図３に示すように、周方向に沿って形成された長孔形状の給排ポート３１，３１を備えている。各給排ポート３１は、図１に示すように、弁板１６を軸方向に貫通しており、シリンダブロック１４に当接する側の開口は、複数のシリンダポート３２に連通することができる。そして、各給排ポート３１のエンドカバー１２に当接する側の開口は、エンドカバー１２の内部に形成された給排通路４２，４２に連通している。なお、エンドカバー１２に形成された給排通路４２，４２は、管路３，４及び方向切換弁１を介して油圧ポンプ２または油タンク５に接続されている。なお、この方向切換弁１は、電磁流量調整（ＥＰＣ）弁を用いて流量制御も行うことが可能である。この結果、図１０に示すように、コントローラＣは、電磁流量調整弁に対する制御電流を変化させることによって、回転軸１３の回転方向及び回転数を制御することができる。

斜板１７は、ケーシング１１の端壁部２２とシリンダブロック１４との間に設けられ、図２に示すように、Ｘ−Ｙ平面に平行な面内で所定角度傾斜した平坦な摺動面Ｓを有している。上述したように、各ピストンシュー３３は、シリンダブロック１４の回転に伴って、この摺動面Ｓ上に押圧されながら円状に摺動する。本実施の形態では、図２に示すように斜板１７が端壁部２２に固定された固定容量式のものを適用している。なお、斜板１７の傾斜角度を変更する斜板傾転装置を備えた可変容量式のものを適用することもできる。可変容量式の場合、摺動面Ｓの傾斜角度を変更してピストン１５が往復動する距離を変化させることにより、モータの容量を変更することが可能である。

上記構成を有する油圧モータ１０では、図１に示すように、油圧ポンプ２からの油が一方の給排通路４２及び給排ポート３１を介してシリンダボア２９に供給される一方、各シリンダボア２９の油が、もう一方の給排ポート３１を介して給排通路４２に排出され、油タンク５に戻される。油が供給されたシリンダボア２９内のピストン１５は斜板１７を押圧する。そして、ピストン１５に発生する回転方向成分の力により回転力が発生する。この回転力はシリンダブロック１４を介して回転軸１３に伝えられ、回転軸１３を回転させる。

次に、上述した油圧モータ１０に設けられた回転センサ５０と、この回転センサ５０によって検出される被検出部５２について詳しく説明する。

（回転センサ）
図１に示すように、上述したケーシング１１の後端側には、径方向に貫通する貫通孔２５が形成されており、この貫通孔２５に回転センサ５０が装着されている。なお、本実施の形態では、図１において回転軸１３に垂直で取付部１８を含む面を考え、その面の一部を含むように、回転センサ５０が設置されている。この回転センサ５０は、上述したシリンダブロック１４の回転方向及び回転数を検出するものである。シリンダブロック１４と回転軸１３は一体に回転し、回転軸１３と、この回転軸に取り付けられる図示しないファンは一体に回転する。従って、シリンダブロック１４の回転方向及び回転数は、回転軸１３あるいはファンの回転方向及び回転数に等しくなる。

回転センサ５０は、シリンダブロック１４の外周面に設けられた被検出部５２を検出する検出部５１を備えている。この検出部５１は、被検出部５２と所定の間隔をおいて対向した状態で、ケーシング１１に固定されている。検出部５１による検出結果はコントローラＣ（図１参照）に送信される。コントローラＣは、検出部５１の検出結果に基づいてシリンダブロック１４の回転方向及び回転数を算出する。

（回転センサの配置位置）
上述した回転センサ５０の配置位置についてより詳細に説明する。図１に示すように、本実施の形態では、回転センサ５０の検出部５１を、ケーシング１１の後端側に配置した構成としている。

ここで、「ケーシングの後端側」とは、シリンダブロック１４の軸方向においてシリンダボア２９の内径がピストン径である部分の最深部４１と、シリンダブロック１４の後端面２８までの間の位置に対向する位置である。回転センサ５０をケーシング１１の後端側に配置する理由は以下のとおりである。回転軸１３は、ベアリング２４ａ，２４ｂによって基端側と先端側とがそれぞれ支持されている。従って、振れ回り回転による回転軸１３のぶれは、基端側と先端側との間の中央部分が最も大きくなる。このため、検出部５１を、図１に示すように回転軸１３の基端側、すなわち、シリンダブロック１４の軸方向においてシリンダボア２９の最深部４１とシリンダブロック１４の後端面２８までの間の位置に対向する位置に設けた場合、図１に示す位置よりも先端側に設けた場合と比べて、回転軸１３のぶれの影響を受けにくい。すなわち、シリンダブロック１４の外周面に形成された被検出部５２と回転センサ５０の検出部５１との間の距離は、シリンダブロック１４の振れ回りに拘わらず常にほぼ一定に保たれることになる。

また、上述したように、油圧モータ１０は、同一円周上に並んだシリンダボア２９内を摺動するピストン１５の位置を時間とともに変化させることにより、シリンダブロック１４を回転させている。このため、シリンダブロック１４の振れ回りは、斜板１７の最大傾斜角方向、すなわち、図２に示すＸ−Ｙ平面内で生じる。従って、本実施の形態では、回転センサ５０の検出部５１を、図１に示すＸ−Ｚ平面内に配置している。

ここで、「Ｘ−Ｚ平面」とは、回転軸１３の軸心１３ａに直交する斜板１７の摺動面Ｓ上の線と、軸心１３ａとの両方を含む面である。すなわち、「軸心１３ａに直交する斜板１７の摺動面Ｓ上の線」とは、斜板１７の最大傾斜角方向の線と直交する線である。換言すると、「軸心１３ａに直交する斜板１７の摺動面Ｓ上の線と軸心１３ａとの両方を含む面」は、斜板１７の摺動面Ｓ上の傾斜角方向の線と軸心１３ａとの両方を含む面（図２におけるＸ−Ｙ平面）と直交する面である。

回転センサ５０を、Ｘ―Ｙ平面に直交するＸ−Ｚ平面内に配置した場合、シリンダブロック１４のＸ−Ｙ方向の振動の影響を最小限度に抑えることができる。なお、「回転軸の軸心に直交する斜板の摺動面上の線と軸心との両方を含む面」には、図１に示したＸ−Ｚ平面を回転軸１３の軸心回りに数度程度回転させた面も含まれるものとする。

なお、斜板１７の傾斜角度が変更可能な可変容量式を適用した場合には、上記のＸ−Ｚ平面は、斜板１７を傾転させる斜板回転軸の軸心（図示せず）と回転軸１３の軸心１３ａとの両方を含む面を意味する。

回転センサ５０としては、例えばＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）やホール素子を用いた電磁ピックアップ式のセンサを適用することができる。

（被検出部）
被検出部５２は、図３に示すように、シリンダブロック１４の外周面に３つの凹部６ａ〜６ｃ（６）を形成している。３つの凹部６は、回転軸１３の回転の一方向に対して３つの連続する凹部６間の円弧の長さが異なる固有の配置パターンを形成し、かつ、回転軸１３の回転の他の方向に対し固有の配置パターンを形成しないように配置される。この凹部６を含む被検出部５２は、回転センサ５０の配置位置に対応する位置、すなわち、シリンダブロック１４の後端側に形成されている。

シリンダブロック１４が回転すると、被検出部５２の凹部６と、凹部６が形成されていない部分とが回転センサ５０の位置を通過することにより、検出部５１と被検出部５２との間の距離（磁界）が周期的に変化する。回転センサ５０の検出部５１は、この磁界変化により発生した電圧を検出信号として出力し、この検出信号をコントローラＣに送信する。この検出信号は、シリンダブロック１４が一回転する毎に、回転の一方向に対して固有の配置パターンを示し、回転の他方向に対して固有の配置パターンとは逆の固有の配置パターンを示す。従って、コントローラＣは、検出される固有の配置パターンか逆の固有の配置パターンかによって回転方向を検出し、固有の配置パターンあるいは逆の固有の配置パターンの検出回数によって回転数を検出する。

（３つの凹部の配置パターン）
図４は、図１に示した油圧モータのＣ−Ｃ断面のうちのシリンダブロック１４及び回転軸１３を示す図である。図４に示すように、シリンダブロック１４内には、７つのシリンダボア２９が７つの角度位置θ１〜θ７によって等分割された領域に、同一円周上に沿って等角度で配置される。シリンダブロック１４の先端側には、各シリンダボア２９に対応してシリンダボア２９の中心から軸心１３ａ方向にずれた位置にシリンダポート３２が形成される。

凹部６ａは、角度位置θ１，θ２間を２等分する角度位置に設けられる。凹部６ｂは、角度位置θ２，θ３間を２等分する角度位置に設けられる。凹部６ｃは、角度位置θ４，θ５間を２等分する角度位置に設けられる。各凹部６ａ〜６ｃは、エンドミル加工によって形成され、断面が半円形である。この結果、各凹部６ａ〜６ｃの加工は、シリンダブロック１４の加工に用いる工具をそのまま使用でき、しかも取り付ける必要もないので、容易に行うことができる。

凹部６ａ，６ｂ間の円弧の長さＲ１は、Ｌ１であり、凹部６ｂ，６ｃ間の円弧の長さＲ２は、Ｌ１×２であり、凹部６ｃ，６ａ間の円弧の長さＲ３は、Ｌ１×４である。すなわち、各円弧の長さＲ１〜Ｒ３は異なる長さとなる。この結果、円弧の長さＲ１を基準とし、正転方向Ｆに対して、円弧の長さＲ２が隣接し、さらに円弧の長さＲ３が隣接する。この円弧の長さＲ３は、再び円弧の長さＲ１に隣接する。また、逆転方向Ｂに対しては、隣接して順次円弧の長さがＲ１，Ｒ２，Ｒ３となるパターンは形成されない。

ここで、回転センサ５０が角度位置θ１に設けられ、シリンダブロック１４の回転が正転方向Ｆである場合、回転センサ５０は、凹部６ｃ，６ｂ，６ａの順に凹部６を検出し、図５（ａ）に示すように、正転時検出信号を生成する。一方、回転センサ５０が角度位置θ１に設けられ、シリンダブロック１４の回転が逆転方向Ｂである場合、回転センサ５０は、凹部６ａ，６ｂ，６ｃの順に凹部６を検出し、図５（ｂ）に示すように、逆転時検出信号を生成する。

図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、１周期（１回転）の正転時検出信号の信号パターンと逆転時検出信号の信号パターンとは異なるパターンとなり、この信号パターンの違いをもとに、コントローラＣは、シリンダブロック１４が正転方向Ｆに回転しているか、逆転方向Ｂに回転しているかを検出することができる。換言すれば、コントローラＣは、円弧の長さがＲ１，Ｒ２，Ｒ３の順序となる信号パターンを検出した場合は、シリンダブロック１４の回転方向を逆転方向Ｂとして特定し、円弧の長さがＲ１，Ｒ２，Ｒ３の順序となる信号パターンを検出しない場合は、シリンダブロック１４の回転方向が正転方向Ｆとして特定する。また、コントローラＣは、正転時検出信号あるいは逆転時検出信号の信号パターンの繰り返し数をシリンダブロック１４の回転数として検出する。

（回転バランス調整用の捨て穴）
なお、図４では、角度位置θ５，θ６間、及び角度位置θ６，θ７間に、それぞれシリンダブロック１４の回転バランス調整用の捨て穴７ａ，７ｂ（７）を設けている。これは、シリンダブロック１４を削った凹部６が外周面に沿って不等ピッチで配置されているため、シリンダブロック１４の回転位置に関して回転バランスが取れなくなり、シリンダブロック１４に振れ回りが生じるからである。なお、捨て穴７の位置、径、数などは、凹部６の配置位置によって決定される。捨て穴７は、シリンダブロック１４の重心が回転軸１３の軸心１３ａに集まるように設けられる。

（凹部と捨て穴の径）
図６に示すように、凹部６及び捨て穴７の曲率半径を、シリンダポート３２の周方向両端部の曲率半径と同じにすることが好ましい。これによって、凹部６及び捨て穴７の加工に際し、シリンダポート３２の加工に用いたエンドミルを交換することなく、そのまま用いることができる。

（４以上の凹部の配置パターン）
なお、凹部６は、３つに限らず、４以上であってもよい。この場合、正転方向Ｆに対して、少なくとも３つの隣接した異なる円弧の長さＲ１〜Ｒ３が形成され、かつ、逆転方向Ｂに対して、少なくとも３つの隣接した異なる円弧の長さＲ１〜Ｒ３が形成されないよう凹部６を配置する。すなわち、各凹部６は、シリンダブロック１４の外周面に３つ以上の凹部６が形成され、該３つ以上の凹部６は、シリンダブロック１４の回転の正転方向Ｆに対して３つの連続する凹部６間の円弧の長さＲ１〜Ｒ３が異なる固有の配置パターンを形成するように配置され、かつ、シリンダブロック１４の回転の逆転方向Ｂに対し該固有の配置パターンを含まないように配置される。

例えば、図７に示すように、図４に示した凹部６ａ〜６ｃに加えて凹部６ｄを角度位置θ１，θ７間に設ける。これによって、凹部６ａ，６ｂ間の円弧の長さＲ１は、Ｌ１であり、凹部６ｂ，６ｃ間の円弧の長さＲ２は、Ｌ１×２であるが、凹部６ｃ，６ａ間の円弧の長さＲ３は、Ｌ１×３となり、凹部６ｄ，６ａ間の円弧の長さＲ４は、Ｌ１となる。この場合、正転方向Ｆに対して、円弧の長さが順次Ｌ１、Ｌ１×２、Ｌ１×３となる固有の配置パターンを含み、逆転方向Ｂに対して、円弧の長さが順次Ｌ１、Ｌ１×２、Ｌ１×３となるパターンが含まれていない。

この場合、図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、１周期（１回転）の正転時検出信号の信号パターンと逆転時検出信号の信号パターンとは異なるパターンとなり、この信号パターンの違いをもとに、コントローラＣは、シリンダブロック１４が正転方向Ｆに回転しているか、逆転方向Ｂに回転しているかを検出する。また、コントローラＣは、正転時検出信号あるいは逆転時検出信号の信号パターンの繰り返し数をシリンダブロック１４の回転数として検出する。

上述した凹部６は、周方向に隣接するシリンダボア２９間の中間位置に設けているが、回転センサ５０の検出分解能が高ければ、この中間位置に２つ以上設けてもよい。また、凹部６は、シリンダボア２９の中心を通る角度位置近傍の外周面に設けてもよい。

この場合、多数の凹部６の形成が可能になる。図９を参照して、このときの凹部６の外周上の配置について説明する。なお、上述したように、凹部６は、正転方向Ｆあるいは逆転方向Ｂのいずれか一方のみに、少なくとも３つの異なる円弧の長さＲ１〜Ｒ３が連続配置されるように配置すればよい。

図９（ａ）に示すように、角度位置θ１を基準に正転方向Ｆに向かって円弧の長さが順次Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が形成された場合、逆転方向Ｂに向かって円弧の長さが順次Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３となるパターンが形成されないように凹部６を配置する。この場合、図９（ｂ）に示すように、正転方向Ｆの円弧の長さＲ１を、逆転方向Ｂの円弧の長さＲ１に含める。また、図９（ｃ）に示すように、正転方向Ｆの円弧の長さＲ３を、逆転方向Ｂの円弧の長さＲ３に含める。図９（ｂ）及び図９（ｃ）から、正転方向Ｆの円弧の長さＲ１に対して逆転方向Ｂに隣接する円弧の長さ、及び、正転方向Ｆの円弧の長さＲ３に対して正転方向Ｆに隣接する円弧の長さは、ともにＲ２でないことが条件となる。なお、図４及び図７では、正転方向Ｆの円弧の長さＲ１に対して逆転方向Ｂに隣接する円弧の長さ、及び、正転方向Ｆの円弧の長さＲ３に対して正転方向Ｆに隣接する円弧の長さは、ともにＲ２となってない。

また、別の観点から、３以上の凹部６の配置パターンについて考察すると、３以上の凹部６は、軸心１３ａと、隣接する２つの凹部６を結ぶ線の中点とを通る線に対して非対称である条件が、すべての隣接する２つの凹部６に対して成立するように配置されればよい。

なお、上述した実施の形態では、シリンダブロック１４の外周面に３以上の凹部６を設けるようにしていたが、これに限らず、凹部６に替えて３以上の凸部を設け、凸部間の円弧の長さが凹部６間の円弧の長さＲ１〜Ｒ３となるようにしてもよい。

（被検出部の回転軸方向の配置位置）
回転センサ５０の検出部５１がケーシング後端側に配置されるのに対応して、被検出部５２は、シリンダブロック１４の軸方向において、シリンダボア２９の内径がピストン径である部分の最深部４１と、シリンダブロック１４の後端面２８までの間に形成される。図１に示すように、シリンダポート３２のＺ方向の寸法は、シリンダボア２９の径寸法よりも小さいため、シリンダポート３２の形成位置の外周部位は、シリンダボア２９の形成位置の外周部位よりも肉厚となっている。上述したように、この肉厚部分を利用して被検出部５２の凹部６を容易に形成することができる。また、凹部６の加工は、他の箇所の穴加工と同様のエンドミル加工で容易に行うことができる。

上述した実施の形態では、シリンダブロック１４の外周面に３以上の凹部６を形成し、該３以上の凹部６は、シリンダブロック１４の回転の一方向（正転方向Ｆ）に対して３つの連続する凹部６間の円弧の長さＲ１〜Ｒ３が異なる固有の配置パターンで形成され、かつ、シリンダブロック１４の回転の他の方向（逆転方向Ｂ）に対し固有の配置パターンを含まないように形成している。そして、この固有の配置パターンの検出有無によってシリンダブロック１４の回転方向を特定することができる。

すなわち、本実施の形態では、回転軸１３の回転数のみならず、回転方向をも特定することができる。この結果、コントローラＣは、図１０に示した制御電流に対する油圧モータ１０の回転方向及び回転数との関係をもとに、電磁流量調整（ＥＰＣ）弁を用いた方向切換弁１に対して制御電流を調整することによって油圧モータ１０の回転方向及び回転数を制御することができる。たとえば、正転で極めて小さい回転数に制御したい場合、図１０に示すように、制御電流をＡ１とすればよいが、コントローラＣは、現在の油圧モータ１０の回転方向と回転数を検出しつつ行うので、精度の良い制御を行うことができる。

また、３以上の凹部６は、断面が半円形の同一形状であるため、エンドミル加工によって容易に形成することができる。

さらに、シリンダブロック１４内に回転バランス調整用の捨て穴７を形成しているので、凹部６がシリンダブロック１４の外周面に不等ピッチで形成されても、シリンダブロック１４の振れ回りを抑制することができる。この結果、シリンダブロック１４の回転方向及び回転数を精度良く検出することができる。

１ 方向切換弁
１ａ スプール
２ 油圧ポンプ
３，４ 管路
５ 油タンク
６，６ａ〜６ｄ 凹部
７，７ａ，７ｂ 穴
１０ 油圧モータ
１１ ケーシング
１２ エンドカバー
１３ 回転軸
１３ａ 軸心
１４ シリンダブロック
１５ ピストン
１６ 弁板
１７ 斜板
１８ 取付部
２１ 筒状部
２２ 端壁部
２３ａ，２３ｂ オイルシール
２４ シリンダブロック
２４ａ，２４ｂ ベアリング
２５ 貫通孔
２６ スプライン
２７ 先端面
２８ 後端面
２９ シリンダボア
３１ 給排ポート
３２ シリンダポート
３３ ピストンシュー
３４ シューリテーナ
４１ 最深部
４２ 給排通路
５０ 回転センサ
５１ 検出部
５２ 被検出部
Ｂ 逆転方向
Ｃ コントローラ
Ｆ 正転方向
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 円弧の長さ
Ｓ 摺動面
θ１〜θ７ 角度位置

Claims (7)

1. ケーシング内に回転可能に取付けられた回転軸と、
   前記回転軸と共に回転するシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックに形成した複数のシリンダボア内に往復動自在に嵌挿された複数のピストンと、
   前記回転軸に対して傾斜するように前記ケーシング内に設けられ、前記複数のピストンの先端部を摺接自在に摺動させる斜板と、
   前記シリンダブロックの後端面に摺接する弁板と、
   前記回転軸の回転方向及び回転数を取得する回転検出機構と、
   を備え、前記弁板に設けたポートを介して、前記シリンダボアの内部に油を流通させて前記回転軸を回転させるとともに、前記回転検出機構によって前記回転軸の回転方向及び回転数を取得する回転検出機構付き油圧ポンプ・モータであって、
   前記回転検出機構は、
   前記シリンダブロックの外周面に３以上の凹部が形成され、該３以上の凹部は、前記回転軸の回転の一方向に対して３つの連続する凹部間の円弧の長さが異なる固有の配置パターンで形成され、かつ、前記回転軸の回転の他方向に対し前記固有の配置パターンを含まないように形成された被検出部と、
   前記被検出部に対向する状態で前記ケーシングに配置され、前記被検出部を検出する回転センサと、
   を備え、
   前記３以上の凹部は、前記回転軸方向に垂直な断面が半円形の同一形状であることを特徴とする回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ。
2. 前記固有の配置パターンは、前記回転軸の回転の前記一方向に対して第１、第２、第３の円弧の長さであり、前記回転軸の回転の前記他方向に対して前記第１の円弧の長さに隣接する円弧の長さ、または前記回転軸の回転の前記一方向に対して前記第３の円弧の長さに隣接する円弧の長さは、前記第２の円弧の長さとは異なることを特徴とする請求項１に記載の回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ。
3. 前記３以上の凹部は、前記回転軸の軸心と、隣接する２つの凹部を結ぶ線の中点とを通る線に対して非対称である条件が、すべての隣接する２つの凹部に対して成立するように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ。
4. 前記３以上の凹部は、前記回転軸の軸心に対する、隣接した前記シリンダボアの円筒中心間の角度を２等分した角度の位置に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ。
5. 前記シリンダブロック内に回転バランス調整用の捨て穴を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ。
6. 前記回転センサは、前記シリンダブロックの軸方向において、前記シリンダボアの最深部から前記シリンダブロックの後端面までの間に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ。
7. 前記回転センサは、前記回転軸の軸心に直交する前記斜板の摺動面上の線と前記軸心とを含む面内に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の回転検出機構付き油圧ポンプ・モータ。

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