WO2021065553A1 - 油圧ポンプモータ - Google Patents

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WO2021065553A1
WO2021065553A1 PCT/JP2020/035340 JP2020035340W WO2021065553A1 WO 2021065553 A1 WO2021065553 A1 WO 2021065553A1 JP 2020035340 W JP2020035340 W JP 2020035340W WO 2021065553 A1 WO2021065553 A1 WO 2021065553A1
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oil passage
port
passage hole
block
hydraulic pump
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PCT/JP2020/035340
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秀明 宇佐美
尚浩 大久保
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株式会社小松製作所
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    • F04B11/00Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation

Definitions

  • the present invention relates to an axial type hydraulic pump motor, and more particularly to a hydraulic pump motor configured to suppress the occurrence of pressure pulsation.
  • the recycled oil passage can be attached to the outside of the hydraulic pump motor with a hose or tube.
  • a recycled oil passage is provided by a hose or a tube, not only the number of parts increases, but also a space for accommodating a long hose or tube is required, which is disadvantageous in terms of installation space.
  • a long recycled oil passage is simply provided in a port block or the like, it is undeniable that the external dimensions will increase.
  • an object of the present invention is to provide a hydraulic pump motor capable of preventing the occurrence of pressure pulsation while suppressing the situation of increasing the size.
  • the hydraulic pump motor has a cylinder block provided with a plurality of cylinder bores around a rotation axis and a port in which the end face of the cylinder block rotatably slides with the valve plate.
  • the valve plate is provided with a block, and the valve plate is provided with a high pressure port on one side of the virtual plane including the rotation axis on the circumference centered on the rotation axis of the cylinder block, and the other side of the virtual plane.
  • a low-pressure port is provided on the side, and the port block is provided with a discharge oil passage communicating with the high-pressure port and a suction oil passage communicating with the low-pressure port, and each cylinder bore is provided as the cylinder block rotates.
  • a regeneration port is provided at a position on the bottom dead point side communicating with the cylinder bore, and a regeneration oil passage communicating between the regeneration port and the discharge oil passage is provided inside the port block.
  • the reclaimed oil passage passes through a first region of the port block on the high pressure port side of the virtual plane between the discharge oil passage and the reclaimed port, and further has a lower pressure than the virtual plane. It is characterized by passing through a second region on the port side.
  • the reclaimed oil passage that communicates between the discharge oil passage and the reclaimed port is provided from the region on the high pressure port side set in the port block via the region on the low pressure port side, the outer shape is formed. It is possible to secure a long reclaimed oil passage and prevent the occurrence of pressure pulsation while suppressing the situation where the size becomes large.
  • FIG. 1 is a partially cutaway view showing the structure of a hydraulic pump motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the positional relationship between the valve plate of the hydraulic pump motor shown in FIG. 1 and the cylinder port.
  • FIG. 3 is a view of the port block and the valve plate applied to the hydraulic pump motor shown in FIG. 1 as viewed from the front side.
  • FIG. 4 is a front view of the port block applied to the hydraulic pump motor shown in FIG.
  • FIG. 5 is a left side view of the port block applied to the hydraulic pump motor shown in FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of a port block applied to the hydraulic pump motor shown in FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of a port block applied to the hydraulic pump motor shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 12 is a perspective view conceptually showing the discharge oil passage and the reclaimed oil passage of the hydraulic pump motor shown in FIG.
  • FIG. 13 is a simplified perspective view of the reclaimed oil passage shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a hydraulic pump motor according to an embodiment of the present invention.
  • the hydraulic pump motor illustrated here is an axial type motor that operates as a hydraulic pump when power is applied to the input / output shafts from the outside, and is a pump body 3 composed of a case 1 and a port block 2.
  • a cylinder block 4 is provided inside.
  • the cylinder block 4 is rotatably arranged on the pump body 3 via an input / output shaft 5 penetrating the central portion.
  • the cylinder block 4 and the input / output shaft 5 are connected by a spline so that they cannot rotate relative to each other. That is, the cylinder block 4 is rotatably arranged inside the pump main body 3 with the axis C of the input / output shaft 5 as the rotation axis.
  • the cylinder block 4 is provided with a plurality of cylinder bores 4a around the input / output shaft 5.
  • the cylinder bores 4a are columnar voids formed so as to be parallel to the axis C of the input / output shaft 5, and are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the cylinder block 4 is provided with nine cylinder bores 4a. One end of each cylinder bore 4a opens to one end face of the cylinder block 4, while the other end opens to the other end face of the cylinder block 4 via a small diameter cylinder port 4b.
  • a piston 6 is arranged in each of the cylinder bores 4a.
  • the piston 6 is movably fitted inside the cylinder bore 4a, and is provided with a piston shoe 7 at an end projecting from one end surface of the cylinder block 4.
  • the piston shoe 7 is arranged so as to be tiltable with respect to the piston 6.
  • One end of the cylinder block 4 is slidably abutted on the swash plate 8 via the piston shoe 7, and the other end is slidable on the front surface 2a of the port block 2 via the valve plate 9. Is in contact with.
  • the swash plate 8 has an inclined surface 8a inclined with respect to the input / output shaft 5, and is in contact with the piston shoe 7 via the inclined surface 8a.
  • the piston 6 that comes into contact with the inclined surface 8a of the swash plate 8 via the piston shoe 7 reciprocates inside the cylinder bore 4a according to the inclination of the inclined surface 8a.
  • the valve plate 9 has a circular shape having an outer diameter larger than that of the cylinder block 4. As shown in FIG. 2, the valve plate 9 has a high-voltage port 9a on one side of the virtual plane ⁇ including the axis C of the input / output shaft 5 on the circumference centered on the axis C of the input / output shaft 5. Is provided, and a low-voltage port 9b is provided on the other side of the virtual plane ⁇ .
  • the input / output shaft 5 and the virtual plane ⁇ extend substantially horizontally, and the cylinder block 4 rotates clockwise when viewed from the front surface 2a (FIG.
  • FIG. 1 is a cross section cut perpendicular to the virtual plane ⁇ .
  • the high-pressure port 9a and the low-pressure port 9b are notches penetrating the valve plate 9, and extend in an arc shape so that a plurality of cylinder ports 4b can communicate with each other.
  • a top dead center side space 9c and a bottom dead center side space 9d are secured between the high pressure port 9a and the low pressure port 9b so that one cylinder port 4b is cut off from both the high pressure port 9a and the low pressure port 9b. It is done.
  • the valve plate 9 is provided with a regeneration port 9e in the space 9d on the bottom dead center side.
  • the regeneration port 9e has a cylinder bore at a position before the cylinder port 4b of the cylinder bore 4a that moves with the rotation of the cylinder block 4 ends the communication state with the low pressure port 9b and the communication with the high pressure port 9a is started. It is a small-diameter opening provided so as to communicate with 4a (FIG. 1), and is provided so as to penetrate the valve plate 9.
  • the port block 2 integrally includes a main block portion 2A having a large left and right width and a sub block portion 2B having a small left and right width protruding upward from the upper part of the main block portion 2A. It is molded.
  • the above-mentioned valve plate 9 is fixed to a valve plate mounting portion 2b provided on the front surface 2a of the main block portion 2A.
  • the front surface 2a of the main block portion 2A and the sub block portion 2B are located on the same plane.
  • the upper surface 2c, the lower surface 2d and the left and right side surfaces 2e and 2f of the main block portion 2A and the upper surface 2g and the left and right side surfaces 2h and 2j of the sub block portion 2B are substantially orthogonal to each other, and each of them is the front surface 2a. It is formed so as to be substantially orthogonal to.
  • a suction oil passage 10 and a discharge oil passage 11 are provided inside the port block 2.
  • the suction oil passage 10 communicates between the low pressure port 9b of the valve plate 9 and the suction port 10a (FIG. 8) provided in the main block portion 2A. is there.
  • the suction port 10a opens on the lower surface (second side surface) 2d located around the axis C on the outer surface of the main block portion 2A.
  • the discharge oil passage 11 communicates between the high pressure port 9a of the valve plate 9 and the discharge port 11a provided in the main block portion 2A. It has three connecting oil passages 11c.
  • the discharge port 11a opens on the left side surface (first side surface) 2e located around the axis C on the outer surface of the main block portion 2A and adjacent to the lower surface 2d.
  • the main oil passage portion 11b extends from the discharge port 11a to the right toward the axis C of the input / output shaft 5 (FIG. 1), then extends diagonally upward toward the right, and further extends to the valve plate 9. It extends in a curved shape along the outer peripheral surface of the main block portion 2A, and the extending end portion is closed inside the main block portion 2A.
  • the connecting oil passage portion 11c extends from the main oil passage portion 11b toward the high pressure port 9a of the valve plate 9.
  • the suction oil passage 10 and the discharge oil passage 11 are formed at the same time by providing a core when, for example, the port block 2 is formed by casting.
  • the inside of the port block 2 is regenerated so as to communicate between the main oil passage portion 11b of the discharge oil passage 11 and the regeneration port 9e of the valve plate 9.
  • An oil passage 20 is provided.
  • the regenerated oil passage 20 is formed in a series by forming a plurality of oil passage holes 21 by, for example, forming a port block 2 by casting and then performing hole processing, and connecting these oil passage holes 21 to each other. It was done.
  • the regenerated oil passage 20 is provided with eight oil passage holes 21 in a portion on the outer peripheral side of the valve plate 9 in the first region X on the high pressure port 9a side of the virtual plane ⁇ .
  • the folded oil passage portion 22 is configured.
  • the second folded oil passage portion 23 is configured by providing the above.
  • the first turn-back oil passage portion 22 and the second turn-back oil passage portion 23 are connected to each other by one oil passage hole 21.
  • the second folded oil passage portion and the regeneration port 9e are connected to each other by three oil passage holes 21.
  • each of the first folded oil passage portions 22 extends linearly and has the same inner diameter.
  • the first oil passage hole 21a is formed downward from the upper surface 2g of the sub-block portion 2B and communicates with the main oil passage portion 11b of the discharge oil passage 11.
  • the second oil passage hole 21b is formed from the front surface 2a of the sub-block portion 2B toward the rear, and communicates with the first oil passage hole 21a.
  • the second oil passage hole 21b extends through the first oil passage hole 21a, and the extending end portion is closed inside the sub-block portion 2B.
  • the third oil passage hole 21c is formed in the upper surface 2g of the sub-block portion 2B from a portion rearward of the first oil passage hole 21a toward the lower side, and communicates with the second oil passage hole 21b. is there.
  • the third oil passage hole 21c extends through the second oil passage hole 21b, and the extending end portion is closed inside the sub-block portion 2B.
  • the fourth oil passage hole 21d is formed on the left side surface 2h of the sub-block portion 2B from a portion below the second oil passage hole 21b toward the right, and communicates with the third oil passage hole 21c. It is a thing. As shown in FIGS. 8 and 10, the fourth oil passage hole 21d extends through the third oil passage hole 21c, and the extending end portion is closed inside the subblock portion 2B. There is.
  • the fifth oil passage hole 21e is formed downward from the portion to the right of the third oil passage hole 21c on the upper surface 2g of the sub-block portion 2B and communicates with the fourth oil passage hole 21d. Is.
  • the fifth oil passage hole 21e is closed inside the sub-block portion 2B at a portion communicating with the fourth oil passage hole 21d.
  • the sixth oil passage hole 21f is formed on the right side surface 2j of the sub-block portion 2B from a portion above the second oil passage hole 21b toward the left, and communicates with the fifth oil passage hole 21e. It is a thing.
  • the sixth oil passage hole 21f is closed inside the sub-block portion 2B at a portion communicating with the fifth oil passage hole 21e.
  • the 7th oil passage hole 21g is formed downward from the portion to the right of the 5th oil passage hole 21e on the upper surface 2g of the sub-block portion 2B, and communicates with the 6th oil passage hole 21f. Is.
  • the 7th oil passage hole 21g extends through the 6th oil passage hole 21f, and the extending end portion is closed inside the main block portion 2A.
  • the eighth oil passage hole 21h is formed in the left side surface 2e of the main block portion 2A from a portion above the discharge oil passage 11 toward the right, and is formed at the extending end portion of the seventh oil passage hole 21g. It communicates.
  • the eighth oil passage hole 21h is closed inside the main block portion 2A at a portion communicating with the seventh oil passage hole 21g.
  • first oil passage hole 21a second oil passage hole 21b, third oil passage hole 21c, fourth oil passage hole 21d, fifth oil passage hole 21e, sixth oil passage hole 21f, first The opening ends of the 7 oil passage holes 21g and the 8th oil passage holes 21h are closed by providing plug members 21x at the respective opening ends.
  • each of the second folded oil passage portions 23 extends linearly and has the same inner diameter as the first oil passage hole 21a. It is composed of a road hole 21j, a tenth oil passage hole 21k, and an eleventh oil passage hole 21m.
  • the ninth oil passage hole 21j is formed in the left side surface 2e of the main block portion 2A from a portion below the discharge oil passage 11 toward the right.
  • the extending end portion of the ninth oil passage hole 21j is closed inside the main block portion 2A.
  • the tenth oil passage hole 21k is formed upward from the lower surface 2d of the main block portion 2A and communicates with the ninth oil passage hole 21j.
  • the tenth oil passage hole 21k extends through the ninth oil passage hole 21j, and the extending end portion is closed inside the main block portion 2A.
  • the eleventh oil passage hole 21m is formed in the front surface 2a of the main block portion 2A from a portion above the ninth oil passage hole 21j toward the rear, and communicates with the tenth oil passage hole 21k. is there.
  • the 11th oil passage hole 21m is closed inside the main block portion 2A at a portion communicating with the 10th oil passage hole 21k.
  • the 9th oil passage hole 21j, the 10th oil passage hole 21k, and the 11th oil passage hole 21m are closed by providing a plug member 21x at each opening end.
  • the first turn-back oil passage portion 22 and the second turn-back oil passage portion 23 described above are connected to each other by the 12th oil passage hole 21n, and are connected to each other.
  • the folded oil passage portion 23 and the regeneration port 9e of No. 2 are connected to each other by the 13th oil passage hole 21p, the 14th oil passage hole 21q, and the 15th oil passage hole 21r.
  • the 12th oil passage hole 21n, the 13th oil passage hole 21p, the 14th oil passage hole 21q, and the 15th oil passage hole 21r each extend linearly and the first oil passage hole 21a. It has the same inner diameter as.
  • the twelfth oil passage hole 21n is formed upward from the lower surface 2d of the main block portion 2A, communicates with the extending end portion of the ninth oil passage forming hole, and further, the ninth oil. It passes through the path forming hole and extends upward, and the extending end portion communicates with the eighth oil passage hole 21h.
  • the 12th oil passage hole 21n is closed inside the main block portion 2A at a portion communicating with the 8th oil passage hole 21h.
  • the thirteenth oil passage hole 21p is formed on the lower surface 2d of the main block portion 2A from a portion in front of the ninth oil passage hole 21j toward the upper side, and the eleventh oil passage hole 21p is formed.
  • the 13th oil passage hole 21p extends through the 11th oil passage hole 21m, and the extending end portion of the main block portion 2A is located at a position substantially equal to the regeneration port 9e of the valve plate 9. It is blocked inside.
  • the 14th oil passage hole 21q is formed from the left side surface 2e of the main block portion 2A toward the right, and communicates with the extending end portion of the 13th oil passage hole 21p. As shown in FIGS. 3, 4 and 9, the 14th oil passage hole 21q extends through the 13th oil passage hole 21p, and the extending end portion extends through the regeneration port 9e of the valve plate 9. It is closed inside the main block portion 2A at a position that is an extension of the main block portion 2A.
  • the 15th oil passage hole 21r is formed in the front surface 2a of the main block portion 2A from the portion of the valve plate 9 facing the regeneration port 9e toward the rear, and communicates with the extending end portion of the 14th oil passage hole 21q. Is what you do.
  • the 15th oil passage hole 21r is closed inside the main block portion 2A at a portion communicating with the 14th oil passage hole 21q.
  • the 12th oil passage hole 21n, the 13th oil passage hole 21p, and the 14th oil passage hole 21q are closed by providing a plug member 21x at each opening end.
  • the open end of the 15th oil passage hole 21r is connected to the regeneration port 9e when the valve plate 9 is attached to the front surface 2a of the port block 2.
  • the first turn-back oil passage portion 22 and the second turn-back oil passage portion 23 described above are provided between the 12th oil passage hole 21n communicating with each other and between the second turn-back oil passage portion 23 and the regeneration port 9e.
  • a path in which the total length of the 13th oil passage hole 21p, the 14th oil passage hole 21q, and the 15th oil passage hole 21r that communicate with each other corresponds to 1/4 of the wavelength determined by the rotation frequency of the hydraulic pump motor. It has become a chief. Specifically, it has a discharge amount of about 95 cc to 240 cc / rev, and is formed so as to have a path length of about 800 mm when the normal rotation speed is set to 2000 rpm.
  • the outer diameter dimensions of the port block 2 are such that the left and right widths are 340 mm, the height is 280 mm, and the front-rear depth is about 150 mm.
  • the 12th oil passage hole 21n is 180 mm (effective length as an oil passage)
  • the 8th oil passage hole 21h is 120 mm
  • the 14th oil passage hole 21q is 115 mm
  • the 13th oil passage is relative to the port block 2. It is possible to secure a path length (total ⁇ 600 mm) of 80 mm for the hole 21p, 56 mm for the 7th oil passage hole 21g, and 45 mm for the 11th oil passage hole 21m, and the remaining 9 oil passage holes 21. This makes it possible to secure a sufficient path length of 800 mm.
  • the reclaimed oil passage 20 is provided with an accumulator (accumulation hole) 25 that communicates with each other by the connecting oil passage 24.
  • the accumulator 25 is directed upward from a portion on the lower surface 2d of the main block portion 2A, to the right of the 13th oil passage hole 21p and between the 10th oil passage hole 21k and the 13th oil passage hole 21p. It is constructed by forming a machined hole.
  • the accumulator 25 has a larger inner diameter than the oil passage hole 21, the extending end portion is closed inside the main block portion 2A, and the open end is closed by the plug member 21x.
  • the connecting oil passage 24 is composed of the 16th oil passage hole 21s and the 17th oil passage hole 21t.
  • the 16th oil passage hole 21s is formed upward from the portion between the 10th oil passage hole 21k and the 13th oil passage hole 21p on the lower surface 2d of the main block portion 2A, and the 11th oil passage is formed. It communicates with the hole 21m.
  • the 16th oil passage hole 21s is closed inside the main block portion 2A at a portion communicating with the 11th oil passage hole 21m.
  • the 17th oil passage hole 21t is formed on the left side surface 2e of the main block portion 2A from a portion below the 11th oil passage hole 21m toward the right, and communicates with the 16th oil passage hole 21s. It is a thing.
  • the 17th oil passage hole 21t extends through the 16th oil passage hole 21s, and the extending end portion communicates with the accumulator 25.
  • the opening ends of the 16th oil passage hole 21s and the 17th oil passage hole 21t are closed by providing a plug member 21x at each opening end.
  • the third oil passage hole 21c, the fourth oil passage hole 21d, the fifth oil passage hole 21e, and the sixth oil passage hole 21c are used.
  • the same hole 21f, 7th oil passage hole 21g, 8th oil passage hole 21h, 9th oil passage hole 21j, 11th oil passage hole 21m, and 12th oil passage hole 21n are parallel to the front surface 2a. It is located on the first machining reference surface B1 and on the same second machining reference surface B2 in which the 13th oil passage hole 21p and the 14th oil passage hole 21q are parallel to the front surface 2a.
  • the 10th oil passage hole 21k, the 11th oil passage hole 21m, the 13th oil passage hole 21p, and the 16th oil passage hole 21s are parallel to the left side surface 2e. It is located on the same third processing reference surface B3.
  • the pistons arranged in the respective cylinder bores reciprocate as the cylinder block rotates, and for example, the oil in the oil tank connected to the suction oil passage 10 is discharged from the discharge oil passage 11. It will be supplied to the desired hydraulic equipment.
  • the pressure of the high pressure port 9a is transmitted from the reclaimed oil passage 20 to the cylinder bore 4a before communicating with the high pressure port 9a via the reclaimed port 9e.
  • the cylinder bore 4a communicates with the high pressure port 9a, and the oil of the high pressure port 9a does not flow into the cylinder bore 4a.
  • the recycled oil passage 20 is configured by providing a plurality of oil passage holes 21 inside the port block 2, no separate parts such as a hose and a tube are required. Further, a reclaimed oil passage 20 is provided between the discharge oil passage 11 and the reclaimed port 9e via the first region X on the high pressure port 9a side set in the port block 2 and the second region Y on the low pressure port 9b side. Since the port block 2 is provided, it is possible to secure a reclaimed oil passage 20 having a long length inside the port block 2 while suppressing a situation in which the external dimension becomes large.
  • the above-described embodiment exemplifies a hydraulic pump motor including a cylinder block having nine cylinder bores
  • the number of cylinder bores is not limited to this.
  • the hydraulic pump motor may be a variable capacity side motor configured so that the flow amount of oil can be changed by changing the inclination angle of the swash plate or the axle.
  • the reclaimed oil passage is provided only in the port block, but for example, the reclaimed oil passage may be provided so as to pass through the case.
  • the recycled oil passage has an example of having a folded oil passage portion, the recycled oil passage does not necessarily have to have a folded oil passage portion.
  • the folded oil passage portion is provided at two points of the recycled oil passage, but the number of the folded oil passage portions is the implementation. Not limited to.
  • the first turn-back oil passage portion having eight oil passage holes is illustrated, and the second turn-back oil passage portion is made up of three oil passage holes. The number of oil passage holes constituting the part is not limited to that of the embodiment.

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Abstract

大型化する事態を抑えた上で圧力脈動の発生を防止するため、弁板9には、低圧ポート9bとの連通状態が終了し、かつ高圧ポート9aとの連通状態が開始されるまで間においてシリンダボア4aに連通する位置に再生ポート9eが設けられ、ポートブロック2の内部には、再生ポート9eと吐出油路11との間を連通する再生油路20が設けられ、再生油路20は、吐出油路11から再生ポート9eに至る間に、ポートブロック2において仮想平面αよりも高圧ポート9a側となる第1の領域Xを通過し、さらに仮想平面αよりも低圧ポート9b側となる第2の領域Yを通過している。

Description

油圧ポンプモータ
 本発明は、アキシャル型の油圧ポンプモータに関するもので、詳細には圧力脈動の発生を抑えるように構成された油圧ポンプモータに関するものである。
 アキシャル型の油圧ポンプモータでは、吸込行程を終了した後のシリンダボアが弁板の吐出側高圧ポートに連通した際に高圧ポートの油がシリンダボアに流入し、急激な圧力変動によって圧力脈動が生じることにより、振動や騒音を発生する場合がある。このため、この種の油圧ポンプモータでは、シリンダボアが高圧ポートに連通する以前にシリンダボアと高圧ポートとを連通させるように再生油路を設けるようにしたものが提供されている。この油圧ポンプモータによれば、高圧ポートに連通する以前にシリンダボアの圧力が高圧ポートと同等のなるまで上昇するため、シリンダボアが高圧ポートに連通した際に高圧ポートの油がシリンダボアに流入することがなくなり、上述の問題を防止することが可能となる(例えば、特許文献1参照)。
米国特許第7585158号明細書
 ところで、上述の再生油路としては、油圧ポンプモータの回転周波数で決定される波長の1/4~1/2程度の経路長を確保する必要がある。例えば、中型の建設機械に搭載される95cc~240cc/rev程度の吐出量を有した中型ポンプでは、常用回転数を2000rpm、シリンダボアの数を9本とした場合、最低でも800mm程度の経路長を有した再生油路が必要となる。また、中型ポンプよりも大型の油圧ポンプでは、常用回転数が低くなり、回転周波数で決定される波長が長くなるため、さらに長大な経路長を有した再生油路が必要となる。
 再生油路は、ホースやチューブによって油圧ポンプモータの外部に付設することが可能である。しかしながら、ホースやチューブによって再生油路を設けた場合には、部品点数が増えるばかりでなく、長大なホースやチューブを収容する場積が必要となるため、設置スペースの点でも不利となる。一方、油圧ポンプモータを構成するポートブロックやケースに再生油路を設けることも可能である。しかしながら、ポートブロック等に長大な再生油路を単純に設けた場合には、外形寸法が大型化するのは否めない。
 本発明は、上記実情に鑑みて、大型化する事態を抑えた上で圧力脈動の発生を防止することのできる油圧ポンプモータを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明に係る油圧ポンプモータは、回転軸心の周囲に複数のシリンダボアが設けられたシリンダブロックと、弁板を介して前記シリンダブロックの端面が回転可能に摺接するポートブロックとを備え、前記弁板には、前記シリンダブロックの回転軸心を中心とした円周上において前記回転軸心を含む仮想平面の一方側に高圧ポートが設けられ、かつ前記仮想平面の他方側に低圧ポートが設けられ、前記ポートブロックには、前記高圧ポートに連通する吐出油路と、前記低圧ポートに連通する吸込油路とが設けられ、前記シリンダブロックの回転に伴ってそれぞれのシリンダボアに配設されたピストンが往復移動し、前記吐出油路及び前記吸込油路を通じて油が流通されるアキシャル型の油圧ポンプモータであって、前記弁板には、前記低圧ポートと前記高圧ポートとの間において前記シリンダボアに連通する下死点側の位置に再生ポートが設けられ、前記ポートブロックの内部には、前記再生ポートと前記吐出油路との間を連通する再生油路が設けられ、前記再生油路は、前記吐出油路から前記再生ポートに至る間に、前記ポートブロックにおいて前記仮想平面よりも前記高圧ポート側となる第1の領域を通過し、さらに前記仮想平面よりも前記低圧ポート側となる第2の領域を通過していることを特徴とする。
 本発明によれば、ポートブロックに設定した高圧ポート側の領域から低圧ポート側の領域を経由して吐出油路と再生ポートとの間を連通する再生油路を設けるようにしているため、外形寸法が大型化する事態を抑えた上で長大な再生油路を確保し、圧力脈動の発生を防止することが可能となる。
図1は、本発明の実施の形態である油圧ポンプモータの構造を示す外観一部破断図である。 図2は、図1に示した油圧ポンプモータの弁板とシリンダポートとの位置関係を示す概念図である。 図3は、図1に示した油圧ポンプモータに適用するポートブロック及び弁板を前面側から見た図である。 図4は、図1に示した油圧ポンプモータに適用するポートブロックを前面側から見た図である。 図5は、図1に示した油圧ポンプモータに適用するポートブロックの左側面図である。 図6は、図1に示した油圧ポンプモータに適用するポートブロックの斜視図である。 図7は、図1に示した油圧ポンプモータに適用するポートブロックの斜視図である。 図8は、図5におけるI-I線断面図である。 図9は、図5におけるII-II線断面図である。 図10は、図4におけるIII-III線断面図である。 図11は、図4におけるIV-IV線断面図である。 図12は、図1に示した油圧ポンプモータの吐出油路及び再生油路を概念的に示す斜視図である。 図13は、図12に示した再生油路を簡略化して示す斜視図である。
 以下、添付図面を参照しながら本発明に係る油圧ポンプモータの好適な実施の形態について詳細に説明する。
 図1は、本発明の実施の形態である油圧ポンプモータを示したものである。ここで例示する油圧ポンプモータは、入出力軸に対して外部から動力が与えられた場合に油圧ポンプとして動作するアキシャル型のもので、ケース1とポートブロック2とによって構成されるポンプ本体3の内部にシリンダブロック4を備えている。シリンダブロック4は、中心部を貫通する入出力軸5を介してポンプ本体3に回転可能に配設したものである。シリンダブロック4と入出力軸5との間は、スプラインによって相対回転不可となる状態で連結してある。つまり、シリンダブロック4は、入出力軸5の軸心Cを回転軸心としてポンプ本体3の内部に回転可能に配設してある。
 シリンダブロック4には、入出力軸5の周囲に複数本のシリンダボア4aが設けてある。シリンダボア4aは、それぞれ入出力軸5の軸心Cに平行となるように形成した円柱状の空所であり、互いに周方向に沿って等間隔に配置してある。本実施の形態では、シリンダブロック4に9本のシリンダボア4aが設けてある。個々のシリンダボア4aは、一方の端部がシリンダブロック4の一方の端面に開口する一方、他方の端部が細径のシリンダポート4bを介してシリンダブロック4の他方の端面に開口している。シリンダボア4aのそれぞれには、ピストン6が配設してある。ピストン6は、シリンダボア4aの内部に移動可能に嵌合したもので、シリンダブロック4の一方の端面から突出する端部にピストンシュー7を備えている。ピストンシュー7は、図には明示していないが、ピストン6に対して傾動可能に配設したものである。このシリンダブロック4は、一方の端部がピストンシュー7を介して斜板8に摺動可能に当接し、かつ他方の端部が弁板9を介してポートブロック2の前面2aに摺動可能に当接している。
 斜板8は、入出力軸5に対して傾斜した傾斜面8aを有し、傾斜面8aを介してピストンシュー7に当接したものである。ピストンシュー7を介して斜板8の傾斜面8aに当接するピストン6は、シリンダブロック4が回転した場合に傾斜面8aの傾斜に従ってシリンダボア4aの内部を往復移動することになる。
 弁板9は、シリンダブロック4よりも大きな外径を有した円形状を成すものである。この弁板9には、図2に示すように、入出力軸5の軸心Cを中心とした円周上において入出力軸5の軸心Cを含む仮想平面αの一方側に高圧ポート9aが設けてあり、かつ仮想平面αの他方側に低圧ポート9bが設けてある。本実施の形態では便宜上、入出力軸5及び仮想平面αがほぼ水平に延在したものであり、前面2a(図1)から見た場合にシリンダブロック4が時計回りに回転し、かつ前面2aから見た場合に右側が上死点となるように斜板8が設けてある。従って、図示の例では仮想平面αよりも上方側が高圧ポート9aとなり、下方側が低圧ポート9bとなっている。また、図1は、仮想平面αに対して垂直に切断した断面となっている。
 図からも明らかなように、高圧ポート9a及び低圧ポート9bは、弁板9を貫通する切欠であり、複数のシリンダポート4bが連通可能となるように円弧状に延在したものである。高圧ポート9aと低圧ポート9bとの間には、一つのシリンダポート4bが高圧ポート9a及び低圧ポート9bの双方から遮断状態となるように上死点側スペース9c及び下死点側スペース9dが確保してある。また、弁板9には、下死点側スペース9dに再生ポート9eが設けてある。再生ポート9eは、シリンダブロック4の回転に伴って移動するシリンダボア4aのシリンダポート4bが低圧ポート9bとの連通状態を終了し、かつ高圧ポート9aとの連通が開始される以前までの位置においてシリンダボア4a(図1)に連通するように設けた小径の開口であり、弁板9を貫通するように設けてある。
 ポートブロック2は、図3~図7に示すように、左右の幅が大きいメインブロック部2Aと、メインブロック部2Aの上部から上方に突出する左右の幅が小さいサブブロック部2Bとを一体に成形したものである。図3及び図4に示すように、上述の弁板9は、メインブロック部2Aの前面2aに設けられた弁板取付部2bに固定してある。メインブロック部2Aとサブブロック部2Bとは、互いに前面2aが同一の平面上に位置している。メインブロック部2Aの上面2c、下面2d及び左右の側面2e,2fと、サブブロック部2Bの上面2g及び左右の側面2h,2jとは、互いに隣接するものがほぼ直交し、かつそれぞれが前面2aに対してほぼ直交するように形成してある。
 図4に示すように、このポートブロック2の内部には、吸込油路10及び吐出油路11が設けてある。吸込油路10は、図3、図4及び図8に示すように、弁板9の低圧ポート9bと、メインブロック部2Aに設けた吸込ポート10a(図8)との間を連通するものである。吸込ポート10aが開口するのは、メインブロック部2Aの外表面において軸心Cの周囲に位置する下面(第2の側面)2dである。吐出油路11は、図4及び図12に示すように、弁板9の高圧ポート9aと、メインブロック部2Aに設けた吐出ポート11aとの間を連通するもので、主油通路部11b及び3つの連絡油通路部11cを有している。吐出ポート11aが開口するのは、メインブロック部2Aの外表面において軸心Cの周囲に位置し、かつ下面2dに隣接する左側面(第1の側面)2eである。主油通路部11bは、吐出ポート11aから入出力軸5(図1)の軸心Cに向けて右方に延在した後、右方に向けて斜め上方に延在し、さらに弁板9の外周面に沿う態様で湾曲状に延在したもので、延在端部がメインブロック部2Aの内部で閉塞している。連絡油通路部11cは、主油通路部11bから弁板9の高圧ポート9aに向けて延在するものである。これら吸込油路10及び吐出油路11は、例えばポートブロック2を鋳造により成形する際に中子を設けることで同時に形成したものである。
 また、ポートブロック2の内部には、図2、図12及び図13に示すように、吐出油路11の主油通路部11bと弁板9の再生ポート9eとの間を連通するように再生油路20が設けてある。再生油路20は、例えばポートブロック2を鋳造によって成形した後に孔加工を施すことによって複数の油路用孔21を形成し、これらの油路用孔21を相互に接続することによって一連に構成したものである。再生油路20には、仮想平面αよりも高圧ポート9a側となる第1の領域Xにおいて弁板9よりも外周側となる部分に8本の油路用孔21を設けることによって第1の折り返し油路部22が構成してある。また仮想平面αよりも低圧ポート9b側となる第2の領域Yにおいて弁板9よりも外周側となり、かつ吸込油路10及び吐出油路11によって囲まれる部分に3本の油路用孔21を設けることによって第2の折り返し油路部23が構成してある。これら第1の折り返し油路部22と第2の折り返し油路部23との間は、1本の油路用孔21によって相互に接続してある。第2折り返し油路部と再生ポート9eとの間は、3本の油路用孔21によって相互に接続してある。
 より具体的に説明すると、図8~図13に示すように、第1の折り返し油路部22(図13)は、それぞれが直線状に延在し、かつ同一の内径を有した第1油路用孔21a、第2油路用孔21b、第3油路用孔21c、第4油路用孔21d、第5油路用孔21e、第6油路用孔21f、第7油路用孔21g、第8油路用孔21hによって構成してある。
 図10に示すように、第1油路用孔21aは、サブブロック部2Bの上面2gから下方に向けて形成し、吐出油路11の主油通路部11bに連通するものである。第2油路用孔21bは、サブブロック部2Bの前面2aから後方に向けて形成し、第1油路用孔21aに連通するものである。この第2油路用孔21bは、第1油路用孔21aを通過して延在し、延在端部がサブブロック部2Bの内部で閉塞している。第3油路用孔21cは、サブブロック部2Bの上面2gにおいて第1油路用孔21aよりも後方となる部分から下方に向けて形成し、第2油路用孔21bに連通するものである。この第3油路用孔21cは、第2油路用孔21bを通過して延在し、延在端部がサブブロック部2Bの内部で閉塞している。第4油路用孔21dは、サブブロック部2Bの左側面2hにおいて第2油路用孔21bよりも下方となる部分から右方に向けて形成し、第3油路用孔21cに連通するものである。図8及び図10に示すように、この第4油路用孔21dは、第3油路用孔21cを通過して延在し、延在端部がサブブロック部2Bの内部で閉塞している。第5油路用孔21eは、サブブロック部2Bの上面2gにおいて第3油路用孔21cよりも右方となる部分から下方に向けて形成し、第4油路用孔21dに連通するものである。この第5油路用孔21eは、第4油路用孔21dに連通した部分においてサブブロック部2Bの内部で閉塞している。第6油路用孔21fは、サブブロック部2Bの右側面2jにおいて第2油路用孔21bよりも上方となる部分から左方に向けて形成し、第5油路用孔21eに連通するものである。この第6油路用孔21fは、第5油路用孔21eに連通した部分においてサブブロック部2Bの内部で閉塞している。第7油路用孔21gは、サブブロック部2Bの上面2gにおいて第5油路用孔21eよりも右方となる部分から下方に向けて形成し、第6油路用孔21fに連通するものである。この第7油路用孔21gは、第6油路用孔21fを通過して延在し、延在端部がメインブロック部2Aの内部において閉塞している。第8油路用孔21hは、メインブロック部2Aの左側面2eにおいて吐出油路11よりも上方となる部分から右方に向けて形成し、第7油路用孔21gの延在端部に連通するものである。この第8油路用孔21hは、第7油路用孔21gに連通した部分においてメインブロック部2Aの内部で閉塞している。これら第1油路用孔21a、第2油路用孔21b、第3油路用孔21c、第4油路用孔21d、第5油路用孔21e、第6油路用孔21f、第7油路用孔21g、第8油路用孔21hは、それぞれの開口端部に栓部材21xを設けることによって開口端が閉塞してある。
 図8、図11及び図12に示すように、第2の折り返し油路部23は、それぞれが直線状に延在し、かつ第1油路用孔21aと同一の内径を有した第9油路用孔21j、第10油路用孔21k、第11油路用孔21mによって構成してある。
 第9油路用孔21jは、メインブロック部2Aの左側面2eにおいて吐出油路11よりも下方となる部分から右方に向けて形成したものである。第9油路用孔21jの延在端部は、メインブロック部2Aの内部で閉塞している。第10油路用孔21kは、メインブロック部2Aの下面2dから上方に向けて形成し、第9油路用孔21jに連通するものである。この第10油路用孔21kは、第9油路用孔21jを通過して延在し、延在端部がメインブロック部2Aの内部で閉塞している。第11油路用孔21mは、メインブロック部2Aの前面2aにおいて第9油路用孔21jよりも上方となる部分から後方に向けて形成し、第10油路用孔21kに連通するものである。この第11油路用孔21mは、第10油路用孔21kに連通した部分においてメインブロック部2Aの内部で閉塞している。これら第9油路用孔21j、第10油路用孔21k、第11油路用孔21mは、それぞれの開口端部に栓部材21xを設けることによって開口端が閉塞してある。
 図8、図9及び図11に示すように、上述した第1の折り返し油路部22及び第2の折り返し油路部23は、第12油路用孔21nによって相互に接続してあり、第2の折り返し油路部23と再生ポート9eとの間は、第13油路用孔21p、第14油路用孔21q、第15油路用孔21rによって相互に接続してある。第12油路用孔21n、第13油路用孔21p、第14油路用孔21q、第15油路用孔21rは、それぞれが直線状に延在し、かつ第1油路用孔21aと同一の内径を有するものである。
 図8に示すように、第12油路用孔21nは、メインブロック部2Aの下面2dから上方に向けて形成し、第9油路形成孔の延在端部に連通し、さらに第9油路形成孔を通過して上方に延在し、延在端部が第8油路用孔21hに連通するものである。この第12油路用孔21nは、第8油路用孔21hに連通した部分においてメインブロック部2Aの内部で閉塞している。図9及び図11に示すように、第13油路用孔21pは、メインブロック部2Aの下面2dにおいて第9油路用孔21jよりも前方となる部分から上方に向けて形成し、第11油路用孔21mに連通するものである。この第13油路用孔21pは、第11油路用孔21mを通過して延在し、延在端部が弁板9の再生ポート9eとほぼ同じ高さとなる位置においてメインブロック部2Aの内部で閉塞している。第14油路用孔21qは、メインブロック部2Aの左側面2eから右方に向けて形成し、第13油路用孔21pの延在端部に連通するものである。図3、図4及び図9に示すように、この第14油路用孔21qは、第13油路用孔21pを通過して延在し、延在端部が弁板9の再生ポート9eの延長上となる位置においてメインブロック部2Aの内部で閉塞している。第15油路用孔21rは、メインブロック部2Aの前面2aにおいて弁板9の再生ポート9eに対向する部分から後方に向けて形成し、第14油路用孔21qの延在端部に連通するものである。この第15油路用孔21rは、第14油路用孔21qに連通した部分においてメインブロック部2Aの内部で閉塞している。これら第12油路用孔21n、第13油路用孔21p、第14油路用孔21qは、それぞれの開口端部に栓部材21xを設けることによって開口端が閉塞してある。第15油路用孔21rの開口端部は、ポートブロック2の前面2aに弁板9を取り付けた場合に再生ポート9eに接続されることになる。
 上述した第1折り返し油路部22及び第2折り返し油路部23は、互いの間を連通する第12油路用孔21n及び、第2の折り返し油路部23と再生ポート9eとの間を連通する第13油路用孔21p、第14油路用孔21q、第15油路用孔21rとの合計長さが油圧ポンプモータの回転周波数で決定される波長の1/4に相当する経路長となっている。具体的には、95cc~240cc/rev程度の吐出量を有し、常用回転数が2000rpmに設定されている場合に800mm程度の経路長となるように形成してある。ここで、ポートブロック2の外径寸法としては、左右の幅が340mm、高さが280mm、前後奥行きが150mm程度のものである。このポートブロック2に対して第12油路用孔21nが180mm(油通路としての有効長さ)、第8油路用孔21hが120mm、第14油路用孔21qが115mm、第13油路用孔21pが80mm、第7油路用孔21gが56mm、第11油路用孔21mが45mm程度の経路長(合計≒600mm)を確保することができ、残り9本の油路用孔21によって800mmの経路長を十分に確保することが可能となる。
 さらに、図11~図13に示すように、再生油路20には、連絡油路24によって相互に連通するアキュムレータ(蓄圧用孔)25が設けてある。アキュムレータ25は、メインブロック部2Aの下面2dにおいて第13油路用孔21pよりも右方、かつ第10油路用孔21kと第13油路用孔21pとの間となる部分から上方に向けて加工孔を形成することによって構成したものである。アキュムレータ25は、油路用孔21よりも内径が大きく、延在端部がメインブロック部2Aの内部で閉塞し、かつ開口端が栓部材21xによって閉塞してある。連絡油路24は、第16油路用孔21s、第17油路用孔21tによって構成したものである。第16油路用孔21sは、メインブロック部2Aの下面2dにおいて第10油路用孔21kと第13油路用孔21pとの間となる部分から上方に向けて形成し、第11油路用孔21mに連通するものである。この第16油路用孔21sは、第11油路用孔21mに連通した部分においてメインブロック部2Aの内部で閉塞している。第17油路用孔21tは、メインブロック部2Aの左側面2eにおいて第11油路用孔21mよりも下方となる部分から右方に向けて形成し、第16油路用孔21sに連通するものである。この第17油路用孔21tは、第16油路用孔21sを通過して延在し、延在端部がアキュムレータ25に連通している。これら第16油路用孔21s、第17油路用孔21tは、それぞれの開口端部に栓部材21xを設けることによって開口端が閉塞してある。
 図5、図8及び図9からも明らかなように、本実施の形態では、第3油路用孔21c、第4油路用孔21d、第5油路用孔21e、第6油路用孔21f、第7油路用孔21g、第8油路用孔21h、第9油路用孔21j、第11油路用孔21m、第12油路用孔21nが前面2aに平行となる同一の第1加工基準面B1上に位置し、かつ第13油路用孔21p、第14油路用孔21qが前面2aに平行となる同一の第2加工基準面B2上に位置している。また、図4及び図11に示すように、第10油路用孔21k、第11油路用孔21m、第13油路用孔21p、第16油路用孔21sが左側面2eに平行となる同一の第3加工基準面B3上に位置している。
 上記のように構成した油圧ポンプモータでは、シリンダブロックの回転に伴ってそれぞれのシリンダボアに配設したピストンが往復移動し、例えば吸込油路10に接続された油タンクの油が吐出油路11から所望の油圧機器に供給されることになる。この間、この油圧ポンプモータによれば、高圧ポート9aに連通する以前のシリンダボア4aに対して再生油路20から再生ポート9eを介して高圧ポート9aの圧力が伝達される。これにより、シリンダボア4aが高圧ポート9aと同等の圧力まで上昇した後に、シリンダボア4aが高圧ポート9aに連通することになり、高圧ポート9aの油がシリンダボア4aに流入することがなくなるため、急激な圧力変動による圧力脈動の発生を防止し、振動や騒音の問題を生じるおそれがなくなる。しかも、再生油路20としては、ポートブロック2の内部に複数の油路用孔21を設けることによって構成しているため、別途ホースやチューブ等の部品が必要となることがない。さらに、ポートブロック2に設定した高圧ポート9a側の第1の領域Xから低圧ポート9b側の第2の領域Yを経由して吐出油路11と再生ポート9eとの間に再生油路20を設けるようにしているため、ポートブロック2の外形寸法が大型化する事態を抑えた上でその内部に長大な長さの再生油路20を確保することが可能となる。
 なお、上述した実施の形態では、9本のシリンダボアを有したシリンダブロックを備える油圧ポンプモータを例示しているが、シリンダボアの数はこれに限定されない。また、斜板によってピストンを往復移動させるものを例示しているが、斜軸式のものにも適用することは可能である。さらに、油圧ポンプモータとしては、斜板や車軸の傾斜角度を変更することにより、油の流通量を変更できるように構成した可変容量側のものであっても構わない。
 また、上述した実施の形態では、ポートブロックにのみ再生油路を設けるようにしているが、例えばケースを通過するように再生油路を設けるようにしても良い。なお、再生油路として折り返し油路部を有したものを例示しているが、必ずしも再生油路が折り返し油路部を有している必要はない。折り返し油路部を有して再生油路を構成する場合に上述した実施の形態では、再生油路の2箇所に折り返し油路部を設けているが、折り返し油路部の数は実施のものに限らない。さらに、第1折り返し油路部として8本の油路用孔からなるものを例示し、第2折り返し油路部として3本の油路用孔からなるものを例示しているが、折り返し油路部を構成する油路用孔の数は実施の形態のものに限らない。
  2   ポートブロック
  2d   下面
  2e   左側面
  4   シリンダブロック
  4a   シリンダボア
  6   ピストン
  9   弁板
  9a   高圧ポート
  9b   低圧ポート
  9e   再生ポート
 10   吸込油路
 10a   吸込ポート
 11   吐出油路
 11a   吐出ポート
 20   再生油路
 21   油路用孔
 22   第1の折り返し油路部
 23   第2の折り返し油路部
 25   アキュムレータ
  C   軸心
  X   第1の領域
  Y   第2の領域
  α   仮想平面
 

Claims (4)

  1.  回転軸心の周囲に複数のシリンダボアが設けられたシリンダブロックと、
     弁板を介して前記シリンダブロックの端面が回転可能に摺接するポートブロックと
     を備え、
     前記弁板には、前記シリンダブロックの回転軸心を中心とした円周上において前記回転軸心を含む仮想平面の一方側に高圧ポートが設けられ、かつ前記仮想平面の他方側に低圧ポートが設けられ、
     前記ポートブロックには、前記高圧ポートに連通する吐出油路と、前記低圧ポートに連通する吸込油路とが設けられ、
     前記シリンダブロックの回転に伴ってそれぞれのシリンダボアに配設されたピストンが往復移動し、前記吐出油路及び前記吸込油路を通じて油が流通されるアキシャル型の油圧ポンプモータであって、
     前記弁板には、前記低圧ポートと前記高圧ポートとの間において前記シリンダボアに連通する下死点側の位置に再生ポートが設けられ、
     前記ポートブロックの内部には、前記再生ポートと前記吐出油路との間を連通する再生油路が設けられ、
     前記再生油路は、前記吐出油路から前記再生ポートに至る間に、前記ポートブロックにおいて前記仮想平面よりも前記高圧ポート側となる第1の領域を通過し、さらに前記仮想平面よりも前記低圧ポート側となる第2の領域を通過していることを特徴とする油圧ポンプモータ。
  2.  前記吐出油路は、前記ポートブロックの外表面において前記回転軸心の周囲に位置する第1の側面に吐出ポートが開口し、
     前記吸込油路は、前記ポートブロックの外表面において前記回転軸心の周囲に位置し、かつ前記第1の側面に隣接する第2の側面に吸込ポートが開口したものであり、
     前記第2の領域は、前記吐出油路と前記吸込油路とによって囲まれる部分に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の油圧ポンプモータ。
  3.  前記第1の領域及び前記第2の領域の少なくとも一方の領域には、直線状に延在する複数の油路用孔を相互に接続することによって構成した一連の折り返し油路部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の油圧ポンプモータ。
  4.  前記第1の領域及び前記第2の領域の少なくとも一方の領域には、前記再生油路に連通する蓄圧用孔が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の油圧ポンプモータ。
     
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