WO2021240952A1

WO2021240952A1 - 液圧回転機

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Publication number: WO2021240952A1
Application number: PCT/JP2021/009845
Authority: WO
Inventors: 元武井; 哲也岩名地; 宏暁久保井
Original assignee: Ｋｙｂ株式会社
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-12-02
Also published as: CN115667715B; CN115667715A; US11767832B2; JP7026167B2; US20230204017A1; EP4160012A1; JP2021188531A; EP4160012A4

Abstract

ピストンポンプ（１００）は、制御圧に応じて斜板（８）を付勢する傾転機構（３０）と、傾転機構（３０）の付勢力に抗するような付勢力を発揮して斜板（８）を支持する支持スプリング（２０）と、傾転機構（３０）に導かれる制御圧をピストンポンプ（１００）の自己圧に応じて制御するレギュレータ（５０）と、を備え、レギュレータ（５０）は、斜板（８）の傾転に追従して伸縮する外側スプリング（５１ａ）及び内側スプリング（５１ｂ）と、外側スプリング（５１ａ）及び内側スプリング（５１ｂ）の付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプール（５２）と、を有し、外側スプリング（５１ａ）及び内側スプリング（５１ｂ）と支持スプリング（２０）とは、互いに隣接し斜板（８）に対して並列に設けられる。

Description

液圧回転機

　本発明は、液圧回転機に関するものである。

　ＪＰ１９９５－３５０３１Ａには、制御シリンダの動作により斜板の傾斜角を変更可能に構成した可変容量型油圧ポンプが開示されている。この可変容量型油圧ポンプでは、復帰バネにより斜板の傾斜角を増大させる方向に斜板が付勢される。制御シリンダ内の制御室にはエンドカバーに固定された容量制御弁を介して制御油圧が供給され、制御ピストンが制御シリンダに沿って移動することで、斜板の傾斜角が復帰バネの付勢力に抗して変更されるように構成される。

　ＪＰ１９９５－３５０３１Ａに開示される油圧ポンプでは、斜板は、制御ピストンによって付勢されると共に、制御ピストンの付勢力に抗するように付勢力を発揮する復帰バネによって支持されている。また、制御ピストンは、容量制御弁によって調整される制御油圧に応じて移動する。このように、上記の油圧ポンプでは、斜板の傾転角を制御するために、制御ピストン、復帰バネ、容量制御弁がハウジングやエンドカバーに設けられることから装置構成が大型化しやすい。

　本発明は、液圧回転機を小型化することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、液圧回転機は、駆動軸と共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され駆動軸の周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダの内部に容積室を区画するピストンと、容積室を拡縮するようにピストンを往復動させる傾転可能な斜板と、供給される制御圧に応じて斜板を付勢する傾転機構と、傾転機構の付勢力に抗するような付勢力を発揮して斜板を支持する支持付勢部材と、傾転機構に導かれる制御圧を液圧回転機の自己圧に応じて制御するレギュレータと、を備え、レギュレータは、斜板の傾転に追従して伸縮する付勢部材と、付勢部材の付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプールと、を有し、付勢部材と支持付勢部材とは、互いに隣接し斜板に対して並列に設けられる。

図１は、本発明の実施形態に係る液圧回転機の断面図である。図２は、図１におけるＡ部の拡大断面図である。図３は、本発明の実施形態の変形例に係る液圧回転機を示す断面図であり、図２に対応する図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液圧回転機１００について説明する。

　液圧回転機１００は、外部からの動力によりシャフト（駆動軸）１が回転してピストン５が往復動することで、作動流体としての作動油を供給可能なピストンポンプとして機能する。また、液圧回転機１００は、外部から供給される作動油の流体圧によりピストン５が往復動してシャフト１が回転することで、回転駆動力を出力可能なピストンモータとして機能する。なお、液圧回転機１００は、ピストンポンプとしてのみ機能するものでもよいし、ピストンモータとしてのみ機能するものであってもよい。

　以下の説明では、液圧回転機１００をピストンポンプとして使用した場合について例示し、液圧回転機１００を「ピストンポンプ１００」と称する。

　ピストンポンプ１００は、例えば駆動対象を駆動する油圧シリンダ等のアクチュエータ（図示省略）に作動油を供給する油圧供給源として使用される。ピストンポンプ１００は、図１に示すように、動力源によって回転するシャフト１と、シャフト１に連結されシャフト１と共に回転するシリンダブロック２と、シリンダブロック２を収容するハウジング部材としてのケース３と、を備える。

　ケース３は、有底筒状のケース本体３ａと、ケース本体３ａの開口端を封止しシャフト１が挿通するカバー３ｂと、を備える。ケース３の内部は、ドレン通路（図示省略）を通じてタンク（図示省略）に連通する。なお、ケース３の内部は、後述する吸込通路（図示省略）に連通してもよい。

　カバー３ｂの挿通孔３ｃを通じて外部に突出するシャフト１の一方の端部１ａには、エンジン等の動力源（図示省略）が連結される。シャフト１の端部１ａは、軸受４ａを介してカバー３ｂの挿通孔３ｃに回転自在に支持される。シャフト１の他方の端部１ｂは、ケース本体３ａの底部に設けられるシャフト収容孔３ｄに収容され、軸受４ｂを介して回転自在に支持される。図示は省略するが、シャフト１の他方の端部１ｂには、ピストンポンプ１００と共に動力源によって駆動されるギアポンプ等の他の油圧ポンプ（図示省略）の回転軸（図示省略）が、シャフト１と共に回転するように同軸的に連結される。

　シリンダブロック２は、シャフト１が貫通する貫通孔２ａを有し、貫通孔２ａを介してシャフト１とスプライン結合される。これにより、シリンダブロック２はシャフト１の回転に伴って回転する。

　シリンダブロック２には、一方の端面に開口部を有する複数のシリンダ２ｂがシャフト１と平行に形成される。複数のシリンダ２ｂは、シリンダブロック２の周方向に所定の間隔を持って形成される。シリンダ２ｂには、容積室６を区画する円柱状のピストン５が往復動自在に挿入される。ピストン５の先端側はシリンダ２ｂの開口部から突出し、その先端部には球面座５ａが形成される。

　ピストンポンプ１００は、ピストン５の球面座５ａに回転自在に連結され球面座５ａに摺接するシュー７と、シリンダブロック２の回転に伴ってシュー７が摺接する斜板８と、シリンダブロック２とケース本体３ａの底部との間に設けられるバルブプレート９と、をさらに備える。

　シュー７は、各ピストン５の先端に形成される球面座５ａを受容する受容部７ａと、斜板８の摺接面８ａに摺接する円形の平板部７ｂと、を備える。受容部７ａの内面は球面状に形成され、受容した球面座５ａの外面と摺接する。これにより、シュー７は球面座５ａに対してあらゆる方向に角度変位可能である。

　斜板８は、ピストンポンプ１００の吐出量を可変とするため、カバー３ｂに傾転可能に支持される。シュー７の平板部７ｂは、摺接面８ａに対して面接触する。

　バルブプレート９は、シリンダブロック２の基端面が摺接する円盤部材であり、ケース本体３ａの底部に固定される。図示は省略するが、バルブプレート９には、シリンダブロック２に形成された吸込通路と容積室６とを接続する吸込ポートと、シリンダブロック２に形成された吐出通路と容積室６とを接続する吐出ポートと、が形成される。

　ピストンポンプ１００は、傾転角が大きくなる方向に斜板８を付勢する支持付勢部材としての支持スプリング２０と、供給される流体圧に応じて傾転角が小さくなる方向に斜板８を付勢する傾転機構３０と、傾転機構３０に導かれる流体圧を斜板８の傾転角に応じて制御するレギュレータ５０と、をさらに備える。

　支持スプリング２０は、コイルスプリングであり、傾転機構３０の付勢力に抗するように付勢力を発揮して斜板８を支持する。

　図２に示すように、支持スプリング２０は、一端が第１ばね座２１に着座し、他端がケース本体３ａの底部に着座する。支持スプリング２０は、第１ばね座２１とケース本体３ａとの間に圧縮された状態で設けられる。ケース本体３ａの底部には、支持スプリング２０の他端部が着座し、当該他端部を支持する環状の支持溝３ｅが形成される。

　第１ばね座２１は、略円盤状の部材であって、第１フランジ部２２、第１フランジ部２２よりも外径が小さい第２フランジ部２３、第２フランジ部２３よりも外径が小さい第３フランジ部２４、及び第３フランジ部２４よりも外径が小さく第３フランジ部２４から軸方向に突出するボス部２５を有する。支持スプリング２０は、第１フランジ部２２と第２フランジ部２３との外径差によって形成される段差面２１ａを着座面として第１ばね座２１に着座する。第１ばね座２１は、支持スプリング２０及び後述する外側スプリング５１ａと内側スプリング５１ｂの付勢力によって、斜板８の傾転に応じて移動する。

　図１に示すように、傾転機構３０は、カバー３ｂに形成されるピストン収容孔３１に摺動自在に挿入され斜板８に当接する大径ピストン３２と、大径ピストン３２によってピストン収容孔３１内に区画される制御圧室３３と、を有する。

　制御圧室３３には、レギュレータ５０によって調整される流体圧（以下、「制御圧」と称する。）が導かれる。大径ピストン３２は、制御圧室３３に導かれた制御圧によって、傾転角が小さくなる方向に斜板８を付勢する。

　ピストンポンプ１００は、支持スプリング２０及び後述する外側スプリング５１ａと内側スプリング５１ｂとの付勢力が斜板８に作用する方向を案内するガイド機構４０をさらに有する。つまり、ガイド機構４０は、第１ばね座２１の移動を案内することで、斜板８への支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、及び内側スプリング５１ｂの付勢力の伝達を案内する。図２に示すように、ガイド機構４０は、ケース本体３ａの内周に形成されるガイド壁部４１と、ガイド壁部４１に形成されるガイド孔４１ａに摺動自在に挿入されるガイドピン４２と、を有する。

　ガイド孔４１ａは、その中心軸がシャフト１の中心軸と平行であり、後述する制御スプール５２の中心軸と平行（より具体的には同軸）となるように、ガイド壁部４１に形成される。ガイドピン４２は、基端が第１ばね座２１に連結され、先端には略球面状に形成されて斜板８に当接する当接部４３が設けられる。

　第１ばね座２１の移動は、ガイド機構４０によって、ガイド孔４１ａの中心軸方向に沿って案内される。これにより、支持スプリング２０（及び後述する外側スプリング５１ａと内側スプリング５１ｂ）の付勢力が、第１ばね座２１及びガイド機構４０を介して、ガイド孔４１ａの軸方向に沿って斜板８に付与される。言い換えれば、斜板８の傾転に追従するようにガイド機構４０のガイドピン４２及び第１ばね座２１が移動し、支持スプリング２０（及び後述する外側スプリング５１ａと内側スプリング５１ｂ）が伸縮される。このように、ガイドピン４２は、斜板８の傾転をレギュレータ５０に伝達するフィードバックピンとしても機能する。

　大径ピストン３２は、図１に示すように、ガイド機構４０のガイドピン４２とは反対側に設けられる。つまり、大径ピストン３２は、シャフト１の中心軸に対する周方向の位置がガイドピン４２と略一致するように配置される。

　レギュレータ５０は、ピストンポンプ１００の吐出圧に応じて制御圧室３３に導かれる制御圧を調整し、ピストンポンプ１００の馬力（出力）を制御する。

　レギュレータ５０は、第１ばね座２１を介して斜板８を付勢する付勢部材としての外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂと、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプール５２と、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力に抗して制御スプール５２を押圧する押圧機構６０と、を有する。

　外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂは、それぞれコイルスプリングであり、斜板８の傾転に追従するように伸縮する。内側スプリング５１ｂは、外側スプリング５１ａよりも巻き径が小さく、外側スプリング５１ａの内側に設けられる。また、外側スプリング５１ａは、支持スプリング２０よりも巻き径が小さく、支持スプリング２０の内側に設けられる。つまり、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂは、いずれも、支持スプリング２０の内側に設けられている。

　外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの一端部は、第１ばね座２１に着座する。具体的には、図２に示すように、外側スプリング５１ａは、第１ばね座２１の第２フランジ部２３と第３フランジ部２４との外径差によって形成される段差面２１ｂを着座面として第１ばね座２１に着座する。内側スプリング５１ｂは、第１ばね座２１の第３フランジ部２４とボス部２５との外径差によって生じる段差面２１ｃを着座面として第１ばね座２１に着座可能である。ボス部２５は、内側スプリング５１ｂの内側に挿入され、内側スプリング５１ｂの内周を支持する。

　外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの他端部は、第２ばね座２６を介して制御スプール５２の端面に着座する。第２ばね座２６は、制御スプール５２と共に移動する。

　第２ばね座２６は、外径が支持スプリング２０の内径よりも小さく形成されて、支持スプリング２０の内側に設けられている。支持スプリング２０の他端部は、第２ばね座２６には着座せず、上述のようにケース本体３ａの底部の支持溝３ｅに着座する。よって、支持スプリング２０では、第１ばね座２１に着座する一端部は斜板８の傾転に追従するように移動し、第２ばね座２６に着座する他端部は斜板８の傾転に追従するように移動はしない。つまり、支持スプリング２０の他端部は、斜板８の傾転による移動が生じないように構成されている。

　斜板８の傾転角が最大となる状態（図１に示す状態）では、第２ばね座２６は、ケース本体３ａの底部とは接触せず底部から離れて浮いた状態となる。

　外側スプリング５１ａの自然長（自由長）は、内側スプリング５１ｂの自然長より長い。斜板８の傾転角が最大となる状態（図１に示す状態）では、外側スプリング５１ａは第１ばね座２１及び第２ばね座２６によって圧縮された状態となる一方、内側スプリング５１ｂはいずれかの端部がばね座（図１では第１ばね座２１）から離れて浮いた状態（自然長となる状態）となる。つまり、斜板８の傾転角が最大の状態から小さくなる際、初めのうちは外側スプリング５１ａのみが圧縮され、外側スプリング５１ａの長さが内側スプリング５１ｂの自然長を超えて圧縮されると、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの両方が圧縮される。これにより、ガイドピン４２を介して斜板８に付与される外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂからの弾性力が段階的に高まるように構成される。

　以上のように、支持付勢部材である支持スプリング２０と、付勢部材である外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂとは、互いに隣接して斜板８に対して並列に設けられている。より具体的には、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂは、支持スプリング２０の径方向の内側に設けられている。さらにいえば、支持スプリング２０の付勢力と、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力とは、斜板８に対して並列に作用するように構成されている。このため、支持スプリング２０を設けるスペースと外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂを設けるスペースとを別個独立して設ける場合と比較して、設置スペースの少なくとも一部を共通にすることができ、省スペース化することができる。

　図２に示すように、ケース本体３ａには、制御スプール５２が摺動自在に挿入されるスプール収容孔５０ａが形成される。

　また、ケース本体３ａには、ピストンポンプ１００の吐出圧が導かれる吐出圧通路１０と、大径ピストン３２の制御圧室３３に制御圧を導く制御圧通路１１と、が形成される。吐出圧通路１０には、ピストンポンプ１００の吐出圧が常時導かれている。制御圧通路１１は、カバー３ｂに形成されるカバー側通路（図示省略）を通じて制御圧室３３に連通する。

　スプール収容孔５０ａは、ケース本体３ａの内部に連通すると共に、ケース本体３ａの端面に開口する。ケース本体３ａの端面に対するスプール収容孔５０ａの開口は、キャップ９０により閉塞される。

　制御スプール５２は、スプール収容孔５０ａの内周面に摺接する本体部５３と、第２ばね座２６に挿入される突出部５４と、を有する。

　突出部５４は、本体部５３より外径が小さく形成され、本体部５３と突出部５４の外径差により生じる段差面５５は、第２ばね座２６に当接する。

　制御スプール５２の外周には、第１制御ポート５６ａ及び第２制御ポート５６ｂが、それぞれ環状の溝として形成される。また、制御スプール５２には、第１制御ポート５６ａに連通する第１制御通路５７が、径方向に制御スプール５２を貫通するように形成される。さらに、制御スプール５２には、一端部（突出部５４）から軸方向に沿って設けられる軸方向通路５８が形成される。軸方向通路５８は、第１制御通路５７と、第２ばね座２６に形成されケース本体３ａの内部に開口する接続通路２６ａと、を連通する。

　このように、第１制御通路５７は、軸方向通路５８、及び第２ばね座２６の接続通路２６ａを通じてケース３の内部と連通する。よって、第１制御通路５７内の圧力は、タンク圧となる。

　押圧機構６０は、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂが制御スプール５２に対して発揮する付勢力に抗するように制御スプール５２に対して付勢力を発揮する補助付勢部材としての補助スプリング７０と、補助スプリング７０が発揮する付勢力を調整する調整機構８０と、キャップ９０に形成される収容孔９１に収容され制御スプール５２の端面に当接する押圧部材としての押圧ピストン６１と、を有する。

　補助スプリング７０は、コイルスプリングである。補助スプリング７０は、キャップ９０に形成される凹部９５に収容される。補助スプリング７０の一端は、キャップ９０の凹部９５に収容される着座部材７５に着座し、他端は、押圧ピストン６１の端面に着座する。補助スプリング７０は、着座部材７５と押圧ピストン６１との間で圧縮された状態で設けられ、押圧ピストン６１を介して制御スプール５２に付勢力を発揮する。

　着座部材７５は、キャップ９０の凹部９５の内周面に摺接する板状のベース部７６と、ベース部７６から軸方向に突出し補助スプリング７０の内周を支持する支持部７７と、支持部７７の先端から軸方向に突出する軸部７８と、を有する。支持部７７が接続されるベース部７６の端面に補助スプリング７０の一端部が着座する。

　調整機構８０は、キャップ９０に形成される雌ねじ孔８１と、雌ねじ孔８１に螺合し着座部材７５を補助スプリング７０の付勢方向に沿って進退させるねじ部材８２と、雌ねじ孔８１に対するねじ部材８２の螺合位置を固定するナット８３と、を有する。

　雌ねじ孔８１は、凹部９５の底部を貫通して形成され、凹部９５に開口する。

　ねじ部材８２は、補助スプリング７０が着座する端面とは軸方向の反対側からベース部７６に当接する。ねじ部材８２は、雌ねじ孔８１との螺合位置を調整することで、その軸方向（補助スプリング７０の付勢力の方向）に沿って着座部材７５に対して進退する。ねじ部材８２を進退させることで、補助スプリング７０が伸縮するように着座部材７５が進退し、補助スプリング７０のセット荷重（初期荷重）を調整することができる。これにより、補助スプリング７０が発揮する付勢力が調整可能に構成される。ナット８３がねじ部材８２に螺合してキャップ９０に対して締め付けられることで、雌ねじ孔８１に対するねじ部材８２の螺合位置が固定される。

　キャップ９０の収容孔９１は、ケース本体３ａに形成されるスプール収容孔５０ａと同軸となるように設けられる。また、キャップ９０の収容孔９１は、凹部９５に連続して凹部９５と同軸に形成されると共に、スプール収容孔５０ａに臨んでいる。キャップ９０の収容孔９１には、制御スプール５２の一端部も収容される。

　押圧ピストン６１は、制御スプール５２を介して伝達される外側スプリング５１ａの付勢力によって、収容孔９１と凹部９５との間の段差面に押し付けられる。これにより、外側スプリング５１ａの付勢力による図中左方向への制御スプール５２の所定以上の移動が押圧ピストン６１により規制される。

　また、押圧ピストン６１には、着座部材７５の軸部７８が挿入される軸部挿入孔６２が形成される。軸部７８が押圧ピストン６１の軸部挿入孔６２に挿入されることで、押圧ピストン６１には、軸部７８と軸部挿入孔６２の内壁とによって、馬力制御に利用される信号圧が導かれる信号圧室６０ａが形成される。

　信号圧室６０ａは、押圧ピストン６１の外周に形成される連通ポート６４、信号圧室６０ａと連通ポート６４とを接続する信号圧通路６５、及びキャップ９０に形成されるキャップ通路９０ａを通じて吐出圧通路１０に連通する。よって、信号圧室６０ａには、ピストンポンプ１００の吐出圧（自己圧）が信号圧として導かれる。

　信号圧室６０ａに導かれる信号圧は、軸部７８に対向する信号圧室６０ａの内壁部に作用する。よって、制御スプール５２は、押圧ピストン６１を介して軸部７８の断面積（言い換えれば軸部挿入孔６２の断面積）分に相当する受圧面積によって信号圧を受け、信号圧によって外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂを圧縮する方向に付勢される。このようにして、押圧ピストン６１は、信号圧室６０ａに導かれる信号圧による推力を受けて、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力に抗するように制御スプール５２を押圧する。

　以上のように、制御スプール５２は、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂによる付勢力によって斜板８から離れる方向（図中左方向）に付勢される。制御スプール５２は、押圧ピストン６１を介して、信号圧室６０ａに導かれたピストンポンプ１００の吐出圧と、補助スプリング７０による付勢力と、によって斜板８に近づく方向に付勢される。つまり、制御スプール５２は、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力、補助スプリング７０の付勢力、ピストンポンプ１００の吐出圧による付勢力が釣り合うように移動する。このように、補助スプリング７０の付勢力と信号圧室６０ａの信号圧による推力とを制御スプール５２に作用させることで、レギュレータ５０による馬力制御特性を調整することができる。

　制御スプール５２の移動を具体的に説明すると、制御スプール５２は、第１ポジションと第２ポジションとの２つのポジションの間で移動する。図１及び図２（後述する図３も同様）は、制御スプール５２が第２ポジションである状態を示している。制御スプール５２は、図１及び図２に示す第２ポジションから、図中右方向へ移動するのに伴い、第１ポジションに切り換わる。

　第１ポジションは、斜板８の傾転角を小さくしてピストンポンプ１００の吐出容量を減少させるポジションである。第１ポジションでは、ケース本体３ａの吐出圧通路１０と制御圧通路１１とが、制御スプール５２の第２制御ポート５６ｂを通じて連通し、制御スプール５２の第１制御通路５７と制御圧通路１１とは連通が遮断される。よって、第１ポジションでは、傾転機構３０の制御圧室３３には、ピストンポンプ１００の吐出圧が導かれる。

　第２ポジションは、斜板８の傾転角を大きくしてピストンポンプ１００の吐出容量を上昇させるポジションである。第２ポジションでは、制御圧通路１１と制御スプール５２の第１制御通路５７とが第１制御ポート５６ａを通じて連通し、吐出圧通路１０と制御圧通路１１との連通が遮断される。よって、第２ポジションでは、制御圧室３３には、タンク圧が導かれる。

　次に、ピストンポンプ１００の作用について説明する。

　ピストンポンプ１００では、レギュレータ５０によって、ピストンポンプ１００の吐出圧を一定に保つように、ピストンポンプ１００の吐出容量（斜板８の傾転角）を制御する馬力制御が行われる。

　レギュレータ５０の制御スプール５２は、信号圧室６０ａの信号圧（ピストンポンプ１００の吐出圧）による付勢力と補助スプリング７０による付勢力とによって第１ポジションとなるように付勢されると共に、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力によって第２ポジションとなるように付勢される。

　信号圧室６０ａの信号圧及び補助スプリング７０による付勢力が外側スプリング５１ａの付勢力以下に保たれた状態では、レギュレータ５０の制御スプール５２は第２ポジションに位置し、斜板８の傾転角が最大に保たれる（図１参照）。

　ピストンポンプ１００の吐出圧は、ピストンポンプ１００の吐出圧で駆動する油圧シリンダの負荷が上昇するのに伴い上昇する。斜板８の傾転角が最大に保たれた状態から、ピストンポンプ１００の吐出圧が上昇すると、信号圧室６０ａの信号圧及び補助スプリング７０による付勢力の合力が外側スプリング５１ａの付勢力を上回るようになる。これにより、制御スプール５２は、第２ポジションから第１ポジションに切り換わる方向（図中右方向）へ移動する。

　制御スプール５２が第１ポジションまで移動すると、制御圧通路１１に吐出圧通路１０から吐出圧が導かれるため、制御圧が上昇する。より具体的には、制御スプール５２が第１ポジションに移動するにつれて、制御圧通路１１に対する制御スプール５２の第２制御ポート５６ｂの開口面積（流路面積）が増加する。よって、第１ポジションに切り換わる方向（図中右方向）への制御スプール５２の移動量が大きくなるについて、制御圧通路１１に導かれる制御圧が上昇する。制御圧通路１１に導かれる制御圧が上昇することにより、支持スプリング２０の付勢力に抗して大径ピストン３２（図１参照）が斜板８に向けて移動し、傾転角が小さくなる方向に斜板８が傾転する。よって、ピストンポンプ１００の吐出容量が減少する。

　傾転角が小さくなる方向に斜板８が傾転すると、ガイドピン４２は、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂを圧縮するように、斜板８に追従して図中左方向へ移動する。言い換えれば、傾転角が小さくなる方向に斜板８が傾転すると、ガイドピン４２は、外側スプリング５１ａ（及び内側スプリング５１ｂ）を通じて第２ポジションに切り換わる方向へ制御スプール５２を付勢するように移動する。これにより、制御スプール５２が押し戻されて第２ポジションに切り換わる方向へ移動すると、制御圧通路１１を通じて制御圧室３３へ供給される制御圧が減少する。制御圧の減少に伴い、制御圧により斜板８に付与される付勢力が、支持スプリング２０と外側スプリング５１ａ（及び内側スプリング５１ｂ）とから斜板８に付与される付勢力の合力と釣り合うと、大径ピストン３２の移動（斜板８の傾転）が停止する。このように、ピストンポンプ１００の吐出圧が上昇すると、吐出容量が減少する。

　反対に、ピストンポンプ１００の吐出圧は、ピストンポンプ１００の吐出圧で駆動する油圧シリンダの負荷が低下するのに伴い低下する。ピストンポンプ１００の吐出圧が低下すると、信号圧室６０ａの信号圧及び補助スプリング７０による付勢力の合力が外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂによる付勢力を下回るようになる。これにより、制御スプール５２は、第１ポジションから第２ポジションへ切り換わる方向へ移動する。制御スプール５２が第２ポジションに移動すると、制御圧通路１１がタンク圧である第１制御通路５７に連通するため、制御圧は低下する。制御圧が低下することにより、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、及び内側スプリング５１ｂの付勢力によって傾転角が大きくなる方向に斜板８が傾転する。

　傾転角が大きくなる方向に斜板８が傾転すると、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力を受けるガイドピン４２は、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂが伸長するように、斜板８に追従して図中右方向へ移動する。これにより、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂから制御スプール５２が受ける付勢力が小さくなる。このため、制御スプール５２は、信号圧室６０ａの信号圧を受けて、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂを圧縮する方向へ移動する。つまり、制御スプール５２は、ガイドピン４２に追従するように、第２ポジションから第１ポジションへと切り換わる方向へ移動する。制御スプール５２が再び第１ポジションに位置して制御圧が上昇し、制御圧により斜板８に付与される付勢力が、支持スプリング２０と外側スプリング５１ａ（及び内側スプリング５１ｂ）とから斜板８に付与される付勢力と釣り合うと、大径ピストン３２の移動（斜板８の傾転）が停止する。このように、ピストンポンプ１００の吐出圧が低下すると、吐出容量が増加する。

　以上のように、ピストンポンプ１００の吐出圧が上昇することによりピストンポンプ１００の吐出容量が減少し、吐出圧が低下することにより吐出容量が増加するように馬力制御が行われる。

　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　ピストンポンプ１００では、支持スプリング２０は、レギュレータ５０の外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂと隣接し斜板８に対し並列に設けられる。具体的には、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂは、支持スプリング２０の内側に設けられる。このため、支持スプリング２０を設けるスペースと、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂを設けるスペースと、を独立して設ける必要がなく、省スペース化することができる。したがって、ピストンポンプ１００を小型化することができる。

　また、支持スプリング２０を設けるスペースを独立して設ける必要がないため、支持スプリング０を設けるためのスペースを形成するためのケース３への加工を削減することができる。よって、ピストンポンプ１００の製造を低コスト化することができる。

　また、ピストンポンプ１００では、支持スプリング２０の一端は斜板８の傾転に応じて移動する一方、他端は斜板８が傾転しても移動しないように構成される。このように他端が斜板８の傾転に対して移動しないため、斜板８の傾転に対する支持スプリング２０の伸縮の挙動（動作）を安定させることができ、支持スプリング２０の付勢力を安定して発揮させることができる。

　また、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、及び内側スプリング５１ｂの付勢力は、ガイド機構４０により制御スプール５２の中心軸に沿った方向に案内されて斜板８に作用する。これにより、制御スプール５２に作用する外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力を制御スプール５２の中心軸に沿った方向とすることができ、当該付勢力によって制御スプール５２の移動が阻害されることを抑制できる。よって、制御スプール５２に生じる摺動摩擦が低減され、制御スプール５２の摩耗を抑制することができる。また、制御スプール５２の摺動摩擦が低減されることで、レギュレータ５０のヒステリシスを改善することができる。

　次に、本実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

　まず、図３に示す変形例について説明する。なお、図３に示す変形例では、上記実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を適宜省略する。

　上記実施形態では、制御スプール５２は、ケース本体３ａに形成されるスプール収容孔５０ａに収容される。

　これに対し、図３に示す変形例では、ケース本体３ａに形成される取付孔３ｆにスリーブ１６０を取り付け、スリーブ１６０に形成されるスプール収容孔１５０ａに制御スプール５２が収容される。なお、変形例では、押圧機構６０は、補助スプリング７０及び調整機構８０を有していなが、上記実施形態と同様に、補助スプリング７０及び調整機構８０が設けられてもよい。以下、図３の変形例について、具体的に説明する。

　図３の変形例では、レギュレータ１５０は、ケース本体３ａに形成される取付孔３ｆに取り付けられるスリーブ１６０を有する。

　スリーブ１６０は、ケース本体３ａの取付孔３ｆに摺接するように挿入され、取付孔３ｆに形成される雌ねじ１０３に螺合することで、ケース本体３ａに取り付けられる。スリーブ１６０には、制御スプール５２が挿入されるスプール収容孔１５０ａと、外周に設けられる第１ポート１６０ａを通じて制御圧通路１１に連通する第１連通孔１６１ａと、外周に設けられる第２ポート１６０ｂを通じて吐出圧通路１０に連通する第２連通孔１６１ｂと、が形成される。第１ポート１６０ａ及び第２ポート１６０ｂは、それぞれスリーブ１６０の外周面に形成される円環状の溝である。第１連通孔１６１ａと第２連通孔１６１ｂとは、それぞれスプール収容孔１５０ａと交差し、スプール収容孔１５０ａに連通する。

　スリーブ１６０に形成されるスプール収容孔１５０ａの一端は、ケース本体３ａの内部に開口する。スプール収容孔１５０ａの他端は、スリーブ１６０に螺合して取り付けられるプラグ１７０によって封止される。

　プラグ１７０には、軸部１７８が設けられる。また、プラグ１７０に対向する制御スプール５２の端部には、プラグ１７０の軸部１７８が挿入される軸部挿入孔６２が形成される。プラグ１７０の軸部１７８と制御スプール５２の軸部挿入孔６２の内壁とによって、信号圧室６０ａが形成される。

　また、スリーブ１６０には、支持スプリング２０の端部が着座する着座部１６５と、着座部１６５から突出して支持スプリング２０の内周を支持する突起部１６６と、が形成される。突起部１６６は、支持スプリング２０の内径よりも小さく形成され、支持スプリング２０の内側に挿入される。着座部１６５は、環状の平面であり、突起部１６６によって形成される段差面である。また、支持スプリング２０の外周は、ケース本体３ａの内周面によって支持される。このため、スリーブ１６０は、突起部１６６によって支持スプリング２０の内周を支持するのみでよい。

　このような変形例であっても、上記実施形態と同様に、支持スプリング２０の一端部は、第１ばね座２１に着座して斜板８の傾転に追従するように移動する。スリーブ１６０はねじ締結によってケース本体３ａに固定されるものであるため、スリーブ１６０に着座する支持スプリング２０の他端部には、斜板８の傾転による移動は生じない。したがって、図３に示す変形例であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

　また、本変形例では、支持スプリング２０の他端部を支持する突起部１６６がスリーブ１６０に形成される。支持スプリング２０の他端部を支持する支持溝３ｅをケース本体３ａの底部に形成する上記実施形態と比べて、スリーブ１６０に突起部１６６を設ける本変形例の方が、容易に加工を行うことができる。なお、これに限定されず、上記実施形態と同様に、本変形例において、支持スプリング２０の他端部を、ケース本体３ａの底部の支持溝３ｅに着座させるように構成してもよい。

　次に、その他の変形例について説明する。

　上記実施形態では、ピストンポンプ１００は、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、内側スプリング５１ｂの付勢力（言い換えれば第１ばね座２１の移動）を案内するガイド機構４０を有する。斜板８に付与される支持スプリング２０の付勢力の方向を安定と制御スプール５２の摩耗の抑制とのためにはガイド機構４０を設けることが望ましいが、ガイド機構４０は必須の構成ではない。例えば、斜板８に当接する球面状の当接部を第１ばね座２１に設けて、第１ばね座２１を斜板８に直接当接させてもよい。

　また、上記実施形態では、支持スプリング２０と傾転機構３０とは、斜板８に対する径方向の位置が一致している。言い換えれば、支持スプリング２０と傾転機構３０とは、斜板８を挟んで対向している。しかしながら、ピストンポンプ１００では、この構成は必須のものではない。例えば、傾転機構３０は、支持スプリング２０と同様に斜板８の摺接面８ａ側（斜板８よりも図１中左側）に設けられて、支持スプリング２０とは、角度間隔が１８０度離れた位置に配置されてもよい。つまり、支持スプリング２０と傾転機構３０は、互いに反対方向に斜板８を傾転させるように付勢力を発揮するように構成される限り、任意の構成とすることができる。

　また、上記実施形態では、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂは、支持スプリング２０の内側（支持スプリング２０の径方向の内側であって支持スプリング２０が存在する軸方向の範囲内）に設けられる。これに対し、支持スプリング２０と外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂとの位置関係は、互いに隣接し斜板８に対して並列に設けられる限りは、上記実施形態の構成に限定されない。例えば、支持スプリング２０は、外側スプリング５１ａと内側スプリング５１ｂとの径方向の間（外側スプリング５１ａの内側であって内側スプリング５１ｂの外側）に設けられてもよいし、内側スプリング５１ｂの内側に設けられてもよい。また、支持スプリング２０と外側スプリング５１ａ（及び内側スプリング５１ｂ）とは、互いの外側（一方が他方の外側であって、他方が一方の外側）に設けられてもよい。いずれの場合であっても、支持スプリング２０を設けるスペースと外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂを設けるスペースとを別個独立して設ける必要がないため、省スペース化できピストンポンプ１００を小型化することができる。

　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

　ピストンポンプ１００は、シャフト１と共に回転するシリンダブロック２と、シリンダブロック２に形成されシャフト１の周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダ２ｂと、シリンダ２ｂ内に摺動自在に挿入されシリンダ２ｂの内部に容積室６を区画するピストン５と、容積室６を拡縮するようにピストン５を往復動させる傾転可能な斜板８と、供給される制御圧に応じて斜板８を付勢する傾転機構３０と、傾転機構３０の付勢力に抗するような付勢力を発揮して斜板８を支持する支持スプリング２０と、傾転機構３０に導かれる制御圧をピストンポンプ１００の自己圧に応じて制御するレギュレータ５０と、を備え、レギュレータ５０は、斜板８の傾転に追従して伸縮する外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂと、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力に応じて移動して、制御圧を調整する制御スプール５２と、を有し、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂと支持スプリング２０とは、互いに隣接し斜板８に対して並列に設けられる。

　また、ピストンポンプ１００では、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、及び内側スプリング５１ｂは、それぞれコイルスプリングであって、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂは、支持スプリング２０の内側に設けられる。

　これらの構成では、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂと支持スプリング２０とが隣接して並列に設けられるため、外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂを収容するスペースと支持スプリング２０を収容するスペースとを独立して設ける必要がなく、省スペース化できる。したがって、ピストンポンプ１００を小型化できる。

　また、ピストンポンプは、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、及び内側スプリング５１ｂから斜板８に作用する付勢力を案内するガイド機構４０をさらに備え、ガイド機構４０は、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、及び内側スプリング５１ｂの付勢力を斜板８に伝達するガイドピン４２と、その中心軸が制御スプール５２の中心軸と平行に形成されガイドピン４２が摺動自在に挿入されるガイド孔４１ａと、を有する。

　この構成では、支持スプリング２０、外側スプリング５１ａ、及び内側スプリング５１ｂの付勢力は、ガイド機構４０により制御スプール５２の中心軸に沿った方向に案内されて斜板８に作用する。これにより、制御スプール５２に作用する外側スプリング５１ａ及び内側スプリング５１ｂの付勢力を制御スプール５２の中心軸に沿った方向とすることができるため、当該付勢力によって制御スプール５２の移動が阻害されることを抑制できる。

　また、ピストンポンプ１００では、支持スプリング２０の一端は、斜板８の傾転によって移動し、他端は斜板８の傾転により移動しない。

　また、ピストンポンプ１００は、シリンダブロック２を収容するケース３をさらに備え、ケース３には、支持スプリング２０の他端が着座し支持スプリング２０を支持する支持溝３ｅが形成される。

　また、ピストンポンプ１００では、レギュレータ１５０は、ケース本体３ａに形成される取付孔３ｆに取り付けられるスリーブ１６０を有し、スリーブ１６０は、支持スプリング２０の端部が着座する着座部１６５と、着座部１６５から突出して支持スプリング２０の内周を支持する突起部１６６と、を有する。

　これらの構成では、支持スプリング２０の他端部が斜板８の傾転により移動しないため、斜板８の傾転による支持スプリング２０の伸縮の挙動が安定し、支持スプリング２０が発揮する付勢力を安定させることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

Claims

　液圧回転機であって、
　駆動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され前記駆動軸の周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダと、
　前記シリンダ内に摺動自在に挿入され前記シリンダの内部に容積室を区画するピストンと、
　前記容積室を拡縮するように前記ピストンを往復動させる傾転可能な斜板と、
　供給される制御圧に応じて前記斜板を付勢する傾転機構と、
　前記傾転機構の付勢力に抗するような付勢力を発揮して前記斜板を支持する支持付勢部材と、
　前記傾転機構に導かれる前記制御圧を前記液圧回転機の自己圧に応じて制御するレギュレータと、を備え、
　前記レギュレータは、
　前記斜板の傾転に追従して伸縮する付勢部材と、
　前記付勢部材の付勢力に応じて移動して、前記制御圧を調整する制御スプールと、を有し、
　前記付勢部材と前記支持付勢部材とは、互いに隣接し前記斜板に対して並列に設けられることを特徴とする液圧回転機。
　請求項１に記載の液圧回転機であって、
　前記支持付勢部材及び前記付勢部材は、それぞれコイルスプリングであって、
　前記付勢部材は、前記支持付勢部材の内側に設けられる液圧回転機。
　請求項１又は２に記載の液圧回転機であって、
　前記支持付勢部材及び前記付勢部材から前記斜板に作用する付勢力を案内するガイド機構をさらに備え、
　前記ガイド機構は、
　前記支持付勢部材及び前記付勢部材の付勢力を前記斜板に伝達するガイドピンと、
　その中心軸が前記制御スプールの中心軸と平行に形成され前記ガイドピンが摺動自在に挿入されるガイド孔と、を有する液圧回転機。
　請求項１又は２に記載の液圧回転機であって、
　前記支持付勢部材の一端は、前記斜板の傾転によって移動し、他端は前記斜板の傾転により移動しない液圧回転機。
　請求項４に記載の液圧回転機であって、
　前記シリンダブロックを収容するハウジング部材をさらに備え、
　前記ハウジング部材には、前記支持付勢部材の他端が着座し前記支持付勢部材を支持する支持溝が形成される液圧回転機。
　請求項４に記載の液圧回転機であって、
　前記レギュレータは、ハウジング部材に形成される取付孔に取り付けられるスリーブを有し、
　前記スリーブは、
　前記支持付勢部材の端部が着座する着座部と、
　前記着座部から突出して前記支持付勢部材の内周を支持する突起部と、を有する液圧回転機。