JP2023151477A - 回転斜板式液圧ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】吐出容量を変えることができる回転斜板式液圧ポンプを提供する。
【解決手段】回転斜板式液圧ポンプは、ケーシングと、ケーシング内に相対回転不能に配置され、一端面にて開口する複数のシリンダボアが形成されているシリンダブロックと、シリンダブロックの一端面に面するようにケーシング内に回転可能に収容されている回転斜板と、シリンダボアの各々に挿入され、回転斜板の回転によってシリンダボアを往復運動する複数のピストンと、複数のピストンのうち少なくとも１つの有効ストローク長を変える可変容量機構と、を備える回転斜板式液圧ポンプ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転斜板を回転させることによってピストンを往復運動させる回転斜板式液圧ポンプに関する。

ピストンポンプとして、例えば特許文献１のような回転斜板式のピストンポンプが知られている。特許文献１のピストンポンプでは、回転斜板が回転するとピストンが往復運動する。これにより、圧油がピストンポンプから吐出される。

特開２０１６－２０５２６６号公報

特許文献１のピストンポンプでは、吐出容量が一定である。しかし、ピストンポンプでは、状況に応じて吐出容量が変えられることが望まれている。

そこで本発明は、吐出容量を変えることができる回転斜板式液圧ポンプを提供することを目的としている。

本発明の回転斜板式液圧ポンプは、ケーシングと、前記ケーシング内に相対回転不能に配置され、一端面にて開口する複数のシリンダボアが形成されているシリンダブロックと、前記シリンダブロックの一端面に面するように前記ケーシング内に回転可能に収容されている回転斜板と、前記シリンダボアの各々に挿入され、前記回転斜板の回転によって前記シリンダボアを往復運動する複数のピストンと、前記複数のピストンのうち少なくとも１つの前記ピストンの有効ストローク長を変える可変容量機構と、を備えるものである。

本発明に従えば、可変容量機構によって少なくとも１つのピストンの有効ストローク長が調整される。それ故、少なくとも１つのシリンダボアの容量を変えることができる。これにより、回転斜板式液圧ポンプの吐出容量を変えることができる

本発明によれば、回転斜板式液圧ポンプの吐出容量を変えることができる。

本発明の実施形態の回転斜板式液圧ポンプを示す断面図である。 図１に示す回転斜板式液圧ポンプの領域Ｘを拡大して示す拡大断面図である。 回転斜板式液圧ポンプの吐出容量を変更した状態を示す拡大断面図である。 回転斜板式液圧ポンプの吐出容量を最小吐出容量に変更した状態を示す拡大断面図である。

以下、本発明に係る実施形態の回転斜板式液圧ポンプ１について前述する図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する液圧ポンプ１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

＜回転斜板式液圧ポンプ＞
図１に示す回転斜板式液圧ポンプ（以下、「液圧ポンプ」という）１は、ショベルやクレーン等の建設機械、フォークリフト等の産業機械、トラクター等の農業機械、及びプレス機等の油圧機械等、様々な機械に備わっている。本実施形態において、液圧ポンプ１は、回転斜板式であって、可変容量形のポンプである。液圧ポンプ１は、ケーシング１１と、シリンダブロック１２と、回転斜板１３と、複数のピストン１４と、可変容量機構１５と、を備えている。更に詳細に説明すると、液圧ポンプ１は、複数の吸入側チェック弁１６と、複数の吐出側チェック弁１７とを備えている。液圧ポンプ１は、駆動源（例えばエンジン、電動機、又はその両方）によって駆動されることによって作動液を吐出する。

＜ケーシング＞
ケーシング１１は、シリンダブロック１２と、回転斜板１３と、複数のピストン１４と、可変容量機構１５とを収容している。ケーシング１１は、吸入通路１１ａと、吐出通路１１ｂとを含んでいる。ケーシング１１は、筒状の部材であって、所定の軸線Ｌ１に延在している。つまり、ケーシング１１は、軸方向一方側及び他方側に夫々ある一端及び他端で開口している。

吸入通路１１ａは、ケーシング１１において他端側部分に形成されている。吸入通路１１ａは、後で詳述するシリンダブロック１２の複数のシリンダボア１２ｂに接続されている。また、吸入通路１１ａは、吸入ポート１１ｃを介してタンク１９に接続されている。吐出通路１１ｂは、ケーシング１１において中間部分に形成されている。吐出通路１１ｂは、後で詳述するシリンダブロック１２のシリンダボア１２ｂの各々に繋がっている。より詳細に説明すると、吐出通路１１ｂは、複数の通路部１１ｅに分岐してシリンダボア１２ｂの各々の側面に繋がっている。また通路部１１ｅは、吐出ポート１１ｄを介して液圧アクチュエータに接続されている。

＜シリンダブロック＞
シリンダブロック１２は、ケーシング１１内に相対回転不能に配置されている。より詳細に説明すると、シリンダブロック１２は、ケーシング１１に固定されている。本実施形態において、シリンダブロック１２は、ケーシング１１の軸方向中間部分に一体的に形成されている。また、シリンダブロック１２には、一端面１２ａにて開口する複数のシリンダボア１２ｂが形成されている。なお、一端面１２ａは、シリンダブロック１２の軸方向一方側の端面である。更に、シリンダブロック１２には、複数のスプール孔１２ｃ、複数の連通路１２ｄ、及び軸挿通孔１２ｅが形成されている。シリンダブロック１２には、同数のシリンダボア１２ｂとスプール孔１２ｃとが形成されている。本実施形態において、シリンダボア１２ｂ及びスプール孔１２ｃは、シリンダブロック１２において９本ずつ形成されている。

９本のシリンダボア１２ｂは、軸線Ｌ１の周りに周方向に間隔をあけて配置されている。シリンダボア１２ｂの各々は、一端面１２ａから他端に向かって軸方向に延在している。シリンダボア１２ｂの各々は、シリンダブロック１２の一端面１２ａ及び他端面１２ｆにて開口している。そして、シリンダボア１２ｂの各々は、シリンダブロック１２の他端面１２ｆにおいて吸入通路１１ａに繋がっている。また、シリンダボア１２ｂの各々は、吐出通路１１ｂの通路部１１ｅの各々に繋がっている。

９本のスプール孔１２ｃは、軸線Ｌ１の周りに周方向に間隔をあけて配置されている。９本のスプール孔１２ｃは、９本のシリンダボア１２ｂの径方向内側に配置されている。より詳細に説明すると、シリンダブロック１２は、一端面１２ａにおいて軸線Ｌ１の周りに突出部１２ｇを有している。突出部１２ｇは、一端面１２ａにおいて残余の部分より軸方向一方に突き出ている。９本のスプール孔１２ｃは、突出部１２ｇの周りに互いに間隔をあけて配置されている。また、スプール孔１２ｃの各々は、シリンダボア１２ｂの各々と対応付けられている。そして、スプール孔１２ｃは、対応するシリンダボア１２ｂに対して径方向内方に配置されている。９本のスプール孔１２ｃもまた、シリンダブロック１２を軸方向に貫通している。そして、９本のスプール孔１２ｃは、シリンダブロック１２の他端面１２ｆにおいて吸入通路１１ａに繋がっている。

連通路１２ｄの各々は、互いに対応するシリンダボア１２ｂとスプール孔１２ｃとを繋いでいる。連通路１２ｄの各々は、シリンダブロック１２の他端面１２ｆ側に位置している。そして、連通路１２ｄは、互いに対応するシリンダボア１２ｂの周面及びスプール孔１２ｃの周面に夫々開口している。本実施形態において、連通路１２ｄは、吐出通路１１ｂの通路部１１ｅに対して径方向に対向する位置に配置されている。それ故、連通路１２ｄが形成しやすい。

軸挿通孔１２ｅは、シリンダブロック１２において軸線Ｌ１に沿って形成されている。そして、軸挿通孔１２ｅは、シリンダブロック１２を軸方向に貫通している。より詳細に説明すると、軸挿通孔１２ｅは、突出部１２ｇの先端面から他端面１２ｆまでシリンダブロック１２を軸方向に貫通している。

＜回転斜板＞
回転斜板１３は、軸部分１３ａと、斜板部分１３ｂとを含んでいる。回転斜板１３は、シリンダブロック１２の一端面１２ａに面するようにケーシング１１内に回転可能に収容されている。軸部分１３ａは、軸線Ｌ１に沿って延在し、軸線Ｌ１を中心に回転する。また、軸部分１３ａは、ケーシング１１の軸方向一方側の端面、即ちケーシング１１の一端から突出している。より詳細に説明すると、軸部分１３ａの軸方向一方側の部分がケーシング１１の軸方向一端から突き出ている。軸部分１３ａの軸方向一方側の部分は、前述する駆動源に連結されている。そして、軸部分１３ａは、駆動源によって回転駆動される。

斜板部分１３ｂは、回転斜板側傾斜面１３ｃを有している。斜板部分１３ｂは、回転斜板側傾斜面１３ｃがシリンダブロック１２の一端面１２ａに面するように配置されている。本実施形態において、回転斜板側傾斜面１３ｃは、円環状になっている。そして、回転斜板側傾斜面１３ｃは、９つのシリンダボア１２ｂの軸方向一方側の開口に面している。回転斜板側傾斜面１３ｃは、第１直交軸Ｌ２を中心に傾倒している。ここで、第１直交軸Ｌ２は、回転斜板１３の回転軸でもある軸線Ｌ１に直交する軸である。また、回転斜板側傾斜面１３ｃは、傾倒角度α傾倒している。より詳細に説明すると、回転斜板側傾斜面１３ｃは、軸線Ｌ１に直交する直交面に対して第１直交軸Ｌ２を中心に傾倒角度α傾倒している。

＜ピストン＞
複数のピストン１４は、シリンダブロック１２のシリンダボア１２ｂの各々に挿入されている。即ち、シリンダブロック１２には、シリンダボア１２ｂと同数のピストン１４（本実施形態において９つのピストン）が挿入されている。ピストン１４の各々は、回転斜板１３が回転することによってシリンダボア１２ｂを往復運動する。より詳細に説明すると、９つのピストン１４は、回転斜板１３の回転斜板側傾斜面１３ｃに当接している。それ故、９つのピストン１４の各々は、回転斜板１３の回転斜板側傾斜面１３ｃが軸線Ｌ１周りに回転すると、回転斜板１３の回転に合わせてシリンダボア１２ｂを往復運動する。本実施形態において、ピストン１４の先端部分にはシュー２１が摺動回転可能に夫々取り付けられている。ピストン１４の各々は、シュー２１を介して回転斜板１３の回転斜板側傾斜面１３ｃに当接している。また、シュー２１の各々は、押え板２２によって回転斜板側傾斜面１３ｃに押え付けられている。より詳細に説明すると、シリンダブロック１２の突出部１２ｇの先端部分には、球面ブッシュ２３が被せられている。球面ブッシュ２３は、筒状の部材であって軸線方向一方側が部分球面状になっている。押え板２２は、球面ブッシュ２３の軸線方向一方側に摺動可能に取り付けられている。シュー２１の各々は、押え板２２を介して球面ブッシュ２３によって回転斜板側傾斜面１３ｃに押え付けられている。これにより、回転斜板１３が回転すると、シュー２１を介してピストン１４が軸方向一方及び他方に往復運動させられる。

また、ピストン１４は、上死点においてシリンダボア１２ｂの側面にある吐出通路１１ｂの通路部１１ｅを塞がないようになっている。即ち、ピストン１４は、往復運動している間、吐出通路１１ｂの通路部１１ｅを塞がないようになっている。例えば、ピストン１４は、上死点において軸線方向他端が通路部１１ｅより軸方向他方側に位置することがない。また、本実施形態において、ピストン１４は、上死点に位置する状態でシリンダボア１２ｂの側面にある連通路１２ｄも塞がないようになっている。即ち、ピストン１４は、往復運動している間、連通路１２ｄを塞がないようになっている。

＜可変容量機構＞
可変容量機構１５は、複数のスプール２５と、複数のばね２６と、斜板回転軸２７と、を含んでいる。本実施形態において、可変容量機構１５は、スプール孔１２ｃと同数、即ち９つのスプール２５及びばね２６を含んでいる。可変容量機構１５は、９つのピストン１４の各々の有効ストローク長Ｓを調整する。これにより、可変容量機構１５は、液圧ポンプ１の吐出容量を変えることができる。より詳細に説明すると、可変容量機構１５は、ピストン１４が少なくとも下死点から上死点に向かってストロークする際に（即ち、吐出工程において）、スプール孔１２ｃと吸入通路１１ａとを経由して、シリンダボア１２ｂをタンク１９と連通させる。これにより、可変容量機構１５は、ピストン１４の各々の有効ストローク長Ｓを調整する。また、可変容量機構１５は、９つのシリンダボア１２ｂより径方向内側に配置されている。

＜スプール＞
９つのスプール２５は、シリンダボア１２ｂの各々に対応させて配置されている。９つのスプール２５は、往復運動することによって対応するシリンダボア１２ｂとタンク１９（図１参照）との間を開閉する。本実施形態において、９つのスプール２５は、往復運動することによって対応するシリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとの間を開閉する。そして、９つのスプール２５は、対応するシリンダボア１２ｂを吸入通路１１ａを介してタンク１９と繋ぐ。スプール２５は、対応するシリンダボア１２ｂにあるピストン（以下、「対応するピストン」という）１４の往復運動に同期するように往復運動する。以下、スプール２５が更に詳細に説明される。

スプール２５の各々は、円柱状の部材である。９つのスプール２５の各々は、スプール孔１２ｃの各々に往復運動可能に挿通されている。スプール２５の各々の中間部分であるラウンド部分２５ａは、スプール孔１２ｃの孔径と同じ外径を有している。スプール２５は、軸方向他方側に小径部分２５ｂを有している。小径部分２５ｂは、スプール２５の軸方向他方側にある他端面まで延在し、ラウンド部分２５ａより小径に形成されている。それ故、ラウンド部分２５ａが連通路１２ｄに面し且つ小径部分２５ｂが連通路１２ｄに面していない間、スプール２５によって連通路１２ｄが閉じられる。これにより、スプール２５の各々は、シリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとの間を閉じることができる。また、小径部分２５ｂが連通路１２ｄに面している間、スプール２５によって連通路１２ｄが開かれる。これにより、スプール２５の各々は、シリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとの間を開くことができる。

このように構成されているスプール２５の各々は、往復運動することによって対応するシリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとの間を開閉する。例えば、スプール２５の各々は、ピストン１４の下死点側へと移動すると、やがて対応するシリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとの間を開く。他方、スプール２５の各々は、ピストン１４の上死点側へと移動すると、やがて対応するシリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとの間を閉じる。それ故、スプール２５は、吐出工程においてシリンダボア１２ｂをタンク１９に繋ぐことができる。

また、スプール２５の各々は、ラウンド部分２５ａに複数のノッチ２５ｃを有している。複数のノッチ２５ｃは、スプール２５のラウンド部分２５ａの外周面において、軸方向他端側に形成されている。本実施形態において、ノッチ２５ｃは、スプール２５の中間部分の外周面において４つ形成されている。但し、ノッチ２５ｃの数は４つに限定されない。ノッチ２５ｃは、互い周方向に間をあけて形成されている。ノッチ２５ｃは、連通路１２ｄが閉じられる際にシリンダボア１２ｂにおいて急激な圧力上昇が生じることを抑制する。

＜ばね＞
９つのばね２６の各々は、スプール孔１２ｃの各々に収容されている。ばね２６の各々は、スプール孔１２ｃの各々においてスプール２５より軸方向一方側に圧縮された状態で配置されている。そして、ばね２６は、スプール２５の一端に当接している。ばね２６は、スプール２５を後述する斜板部３２に向かって付勢している。

＜斜板回転軸＞
斜板回転軸２７は、回転斜板１３に連動するように回転する。また、斜板回転軸２７は、回転することによってスプール２５の各々を往復運動させる。斜板回転軸２７は、スプール２５の各々を往復運動させることによってシリンダボア１２ｂとタンク１９との間を開閉する。より詳細に説明すると、斜板回転軸２７は、スプール２５の各々を往復運動させることによって連通路１２ｄを開閉する。また、斜板回転軸２７は、スプール２５の各々による開閉位置を変えることができる。スプール２５の各々の開閉位置は、スプール２５の各々が連通路１２ｄを開き始める位置及び閉じる位置である。以下では、斜板回転軸２７が更に詳細に説明される。

斜板回転軸２７は、軸部３１と、斜板部３２とを有している。軸部３１は、軸方向に延在している。より詳細に説明すると、軸部３１は、シリンダブロック１２の軸挿通孔１２ｅに挿通され且つ軸線Ｌ１に沿って延在している。そして、軸部３１は、軸挿通孔１２ｅに軸支されている。また、軸部３１の軸方向一端部分は、軸挿通孔１２ｅから回転斜板１３に向かって突き出ている。軸部３１の軸方向一端部分は、回転斜板１３に相対回転不能に連結されている。それ故、軸部３１は、回転斜板１３に連動するように軸線Ｌ１まわりに回転する。軸部３１の軸方向他端部分もまた軸挿通孔１２ｅから吸入通路１１ａへ突き出ている。

斜板部３２は、斜板回転軸側傾斜面３２ａを有している。斜板部３２は、斜板回転軸２７の回転によって前記スプール２５の各々を往復運動させる。斜板部３２は、スプール２５を対応するピストン１４の往復運動に同期させるように往復運動させる。斜板部３２は、軸部３１に相対回転不能且つ軸方向に移動可能に外装されている。より詳細に説明すると、斜板部３２は、吸入通路１１ａに配置されている。そして、斜板部３２は、軸部３１の軸方向他端側部分に相対回転不能且つ移動可能に外装されている。また、斜板部３２は、シリンダボア１２ｂの他端面１２ｆに面している。

斜板回転軸側傾斜面３２ａは、斜板部３２において軸方向一方側に配されている。そして、斜板回転軸側傾斜面３２ａは、シリンダブロック１２の他端に面するように配置されている。本実施形態において、斜板回転軸側傾斜面３２ａは、円環状になっている。そして、斜板回転軸側傾斜面３２ａは、９つのスプール孔１２ｃの軸方向他方側の開口に面している。斜板回転軸側傾斜面３２ａには、ばね２６によって付勢される９つのスプール２５の軸方向他端が当接している。それ故、斜板回転軸２７が回転すると、複数のスプール２５がスプール孔１２ｃにおいて往復運動する。

また、斜板回転軸側傾斜面３２ａは、斜板部３２において第１直交軸Ｌ２に平行する第２直交軸Ｌ３を中心に傾倒している。本実施形態において、第２直交軸Ｌ３もまた軸線Ｌ１に直交する軸である。また、斜板回転軸側傾斜面３２ａは、傾倒角度β傾倒している。より詳細に説明すると、斜板回転軸側傾斜面３２ａは、軸線Ｌ１に直交する直交面に対して第２直交軸Ｌ３を中心に傾倒角度β傾倒している。本実施形態において、斜板回転軸側傾斜面３２ａは、回転斜板側傾斜面１３ｃと同じ方向に傾倒している。

斜板部３２では、斜板回転軸側傾斜面３２ａが回転斜板側傾斜面１３ｃと同じ方向に傾倒している。それ故、斜板部３２は、回転斜板１３に連動して回転することによって、スプール２５を対応するピストン１４に同期させて往復運動させる。より詳細に説明すると、斜板回転軸２７は、スプール２５及び対応するピストン１４が各死点に位置するタイミングを同期させる。これにより、斜板回転軸２７は、対応するピストン１４の下死点においてシリンダボア１２ｂを吸入通路１１ａと連通することができる。他方、斜板回転軸２７は、対応するピストン１４が下死点から上死点に向かうにつれてシリンダボア１２ｂを吸入通路１１ａとの間の開度を絞り、やがて閉じることができる。また、斜板回転軸側傾斜面３２ａの傾倒角度βが回転斜板側傾斜面１３ｃの傾倒角度αより大きくなっている。それ故、スプール２５をピストン１４より速く動かすことができるので、連通路１２ｄを素早く閉じることができる。これにより、連通路１２ｄを閉じる際の圧力損失を抑えることができる。本実施形態において、傾倒角度βは、α＜β≦α＋３０であることが好ましい。但し、傾倒角度βは、傾倒角度α以下であってもよい。

更に、斜板部３２は、軸方向に進退することができる。斜板部３２は、進退することによってスプール２５による開閉位置を調整する。より詳細に説明すると、斜板部３２は、軸部３１に軸方向に相対移動可能に外装されている。それ故、斜板部３２は、シリンダブロック１２の他端面１２ｆに対して進退することができる。また、斜板部３２には、直動アクチュエータ１８が接続されている。直動アクチュエータ１８は、斜板部３２を軸方向に進退させる。これにより、斜板部３２がシリンダブロック１２の他端面１２ｆに対して進退するので、シリンダボア１２ｂにおけるスプール２５の死点位置（より詳しくは、死点の軸方向位置）を変えることができる。例えば、斜板部３２が軸方向一方に前進することによって、シリンダボア１２ｂにおけるスプール２５の死点位置が軸方向一方側にずれる。他方、斜板部３２が軸方向他方に後退することによって、シリンダボア１２ｂにおけるスプール２５の死点位置が軸方向他方側にずれる。それ故、シリンダボア１２ｂにおけるスプール２５による開閉位置を軸方向にずらすことができる。ピストン１４の各々の有効ストローク長Ｓは、シリンダボア１２ｂから作動液を吐出可能なストロークの範囲である。即ち、有効ストローク長Ｓは、実ストローク長Ｓ１から開ストローク長Ｓ２を差し引いた値である。実ストローク長Ｓ１は、ピストン１４の実際に稼働するストローク長（即ち、下死点から上死点まで距離）である。また、開ストローク長Ｓ２は、下死点から連通路１２ｄが閉じられるまでのピストン１４のストローク長であって、開閉位置が変わることによって変わる。それ故、斜板部３２を進退させることによって、ピストン１４の各々の有効ストローク長Ｓを調整することができる。これにより、シリンダボア１２ｂの各々における吐出容量を変えることができる。

＜吸入側チェック弁＞
吸入側チェック弁１６の各々は、シリンダボア１２ｂの各々に設けられている。即ち、吸入側チェック弁１６は、本実施形態においてシリンダボア１２ｂと同数、つまり９本ある。吸入側チェック弁１６は、シリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとの間を開閉する。より詳細に説明すると、吸入側チェック弁１６は、吸入通路１１ａからシリンダボア１２ｂへの作動液の流れを許容し、逆方向の流れを阻止する。即ち、ピストン１４が上死点から下死点に移動する吸入工程において、吸入通路１１ａからシリンダボア１２ｂへの作動液を流す。他方、ピストン１４が吐出工程において、吸入通路１１ａからシリンダボア１２ｂへの作動液の流れを止める。

＜吐出側チェック弁＞
複数の吐出側チェック弁１７の各々は、シリンダボア１２ｂの各々に設けられている。本実施形態において、吐出側チェック弁１７の各々は、吐出通路１１ｂの通路部１１ｅの各々に設けられている。即ち、吐出側チェック弁１７は、本実施形態において通路部１１ｅと同数、換言するとシリンダボア１２ｂと同数の９本ある。吐出側チェック弁１７は、シリンダボア１２ｂと吐出ポート１１ｄとの間を開閉する。より詳細に説明すると、吐出側チェック弁１７は、シリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄへの作動液の流れを許容し、逆方向の流れを阻止する。また、吐出側チェック弁１７は、シリンダボア１２ｂの液圧が所定の設定圧以上になるとシリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄへの作動液の流れを許容する。即ち、吸入工程において、シリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄへの作動液の流れが止められる。他方、吐出工程において、シリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄへ作動液が流される。

＜液圧ポンプの動作＞
液圧ポンプ１では、駆動源によって回転斜板１３が回転駆動されると以下のように動作する。即ち、回転斜板１３が回転駆動されると、それに応じて各ピストン１４がシリンダボア１２ｂにおいて往復運動する。これにより、各ピストン１４は、吸入工程において吸入ポート１１ｃから吸入通路１１ａを介して吸入側チェック弁１６を介してシリンダボア１２ｂに作動液を吸入する。他方、各ピストン１４は、吐出工程においてシリンダボア１２ｂから吐出側チェック弁１７を介して吐出ポート１１ｄに作動液を吐出する。

また、液圧ポンプ１では、回転斜板１３の回転に連動して斜板回転軸２７が回転する。これにより、スプール２５の各々がスプール孔１２ｃにおいて対応するピストン１４に同期するように往復運動する。そうすると、各ピストン１４の吸入工程の途中で連通路１２ｄが開かれ、また各ピストン１４が吐出工程の途中（図２の二点鎖線のピストン１４参照）において連通路１２ｄを閉じられる（図２の二点鎖線のスプール２５参照）。これにより、吐出工程において連通路１２ｄが閉じられるまでの間（即ち、ピストン１４が開ストローク長Ｓ２移動するまでの間）、シリンダボア１２ｂと連通路１２ｄとの間が連通する。そうすると、シリンダボア１２ｂの作動液が連通路１２ｄを介して吸入通路１１ａに排出される（図２の矢付Ａ参照）。そうすると、シリンダボア１２ｂの液圧が設定圧未満（例えばタンク圧）に抑えられる。これにより、連通路１２ｄが閉じられるまでの間、シリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄへの作動液の吐出が制限される。それ故、ピストン１４の各々の有効ストローク長Ｓは、開ストローク長Ｓ２の分だけ実ストローク長Ｓ１より短くなり、液圧ポンプ１は有効ストローク長Ｓに応じた吐出容量の作動液を吐出する。液圧ポンプ１では、可変容量機構１５によって有効ストローク長Ｓを調整することができる。以下では、液圧ポンプ１における有効ストローク長Ｓの調整方法が詳しく説明される。

液圧ポンプ１では、有効ストローク長Ｓを変えるべく直動アクチュエータ１８によって斜板部３２が軸方向に動かされる。直動アクチュエータ１８は、例えば電動機によって駆動される。但し、直動アクチュエータ１８は、電動機によって駆動されるものに限定されず、油圧シリンダ等のような油圧式のものであってもよい。例えば、図３に示すように直動アクチュエータ１８によって斜板部３２を軸方向他方に後退させると、スプール２５の各々の下死点が軸方向他方側にずれる。そうすると、各スプール２５による開閉位置が変わって（図３の二点鎖線のスプール２５参照）、各ピストン１４の開ストローク長Ｓ２が短くなる（図３の二点鎖線のピストン１４参照）。これにより、各ピストン１４の有効ストローク長Ｓを長くすることができる。それ故、液圧ポンプ１において吐出容量が増加する。なお、斜板部３２を最も後退させると、各ピストン１４の開ストローク長Ｓ２が０となる。それ故、液圧ポンプ１の吐出容量が最大になる。

他方、直動アクチュエータ１８によって斜板部３２を軸方向一方に前進させると、スプール２５の各々と斜板部３２が当接する位置が軸方向一方側にずれる。そうすると、各スプール２５による開閉位置が変わって、各ピストン１４の開ストローク長Ｓ２が短くなる。これにより、各ピストン１４の有効ストローク長Ｓが短くなる。それ故、液圧ポンプ１において吐出容量が減少する。例えば、図４に示すように斜板部３２を最も前進させると、各ピストン１４の有効ストローク長Ｓが０となる。それ故、液圧ポンプ１の吐出容量が最小（本実施形態において、０）になる。

本実施形態の液圧ポンプ１では、可変容量機構１５によってピストン１４の各々の有効ストローク長Ｓが調整される。それ故、シリンダボア１２ｂの各々の容量、本実施形態において吐出容量を変えることができる。これにより、液圧ポンプ１の容量、本実施形態において吐出容量を変えることができる。

本実施形態の液圧ポンプ１では、ピストン１４の吐出工程においてシリンダボア１２ｂがタンク１９と連通することによって、連通している間、シリンダボア１２ｂの作動液がタンク１９に排出される。そうすると、連通している間、シリンダボア１２ｂからの作動液の吐出が止まる。これにより、ピストン１４の有効ストローク長Ｓが変わる。それ故、液圧ポンプ１の吐出容量を変えることができる。

本実施形態の液圧ポンプ１では、スプール２５による開閉位置を変えることによって有効ストローク長Ｓを変えることができる。それ故、液圧ポンプ１の吐出容量を容易に変えることができる。

本実施形態の液圧ポンプ１では、ピストン１４の往復運動に同期するようにスプール２５が往復運動する。それ故、ピストン１４の往復運動に合わせてシリンダボア１２ｂとタンク１９との間を開閉することができる。これにより、ピストン１４の動きとスプール２５による開閉とのタイミングのずれによって動力損失が発生することが抑制される。

本実施形態の液圧ポンプ１では、斜板部３２を進退させることによってスプール２５による開閉位置を変えることができる。それ故、スプール２５による開閉位置の調整を容易に行うことができる。

本実施形態の液圧ポンプ１では、回転斜板側傾斜面１３ｃ及び斜板回転軸側傾斜面３２ａの直交軸Ｌ２，Ｌ３が互いに平行且つ同じ方向に傾倒している。それ故、ピストン１４の往復運動に同期するようにスプール２５を往復運動させることができる。これにより、ピストン１４の動きとスプール２５による開閉とのタイミングのずれによって動力損失が発生することが抑制される。

本実施形態の液圧ポンプ１では、斜板回転軸側傾斜面３２ａが回転斜板側傾斜面１３ｃの傾倒角度αより大きい傾倒角度βを有している。それ故、シリンダボア１２ｂとタンク１９との間を閉じる速度であるシャッター速度を速くすることができる。これにより、スプール２５によって連通路１２ｄを閉じる際に発生する圧力損失を低減することができる。

本実施形態の液圧ポンプ１では、吸入側チェック弁１６が吸入ポート１１ｃからシリンダボア１２ｂへの作動液の流れを許容し、逆方向流れを阻止する。それ故、吸入工程において吸入ポート１１ｃからシリンダボア１２ｂに作動液が吸入され、また吐出工程においてシリンダボア１２ｂから吸入ポート１１ｃに作動液が吐出されることが抑制される。

本実施形態の液圧ポンプ１では、吐出側チェック弁１７がシリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄへの作動液の流れを許容し、逆方向流れを阻止する。それ故、吸入工程においてシリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄに作動液が流れることが抑制され、また吐出工程においてシリンダボア１２ｂから吐出ポート１１ｄに作動液が吐出される。

本実施形態の液圧ポンプ１では、可変容量機構１５がシリンダブロック１２において複数のシリンダボア１２ｂより径方向内側に配置されている。これにより、液圧ポンプ１をコンパクトにすることができる。

＜その他の実施形態＞
本実施形態の液圧ポンプ１では、可変容量機構１５のスプール２５が弁体で構成されてもよい。弁体の場合、例えば連通路１２ｄが弁体によって開閉される。また、吸入側チェック弁１６が可変容量機構１５として機能してもよい。例えば、吸入側チェック弁１６が吐出工程において下死点からしばらく間、シリンダボア１２ｂと吸入通路１１ａとを連通することによって、スプール２５と同様の機能を達成する。また、可変容量機構１５は、シリンダボア１２ｂの径方向外側にあってもよい。

また、本実施形態の液圧ポンプ１では、全てのスプール２５が同一形状に形成されているが、スプール２５が異なる形状であってもよい。例えば、スプール２５のラウンド部分２５ａの長さが異なっていてもよい。また、９本のスプール２５のうち３本又は６本のスプール２５が連通路１２ｄを開かない全閉スプールであってもよい。また、スプール２５の数もピストン１４と同数である必要はなく、ピストン１４の数より少なくてもよい。この場合、スプール孔１２ｃの数もまたスプール２５と同様の数となることが好ましい。更に、本実施形態の液圧ポンプ１では、全てのピストン１４の有効ストローク長Ｓが調整されるが、少なくとも１本のピストン１４の有効ストローク長Ｓが調整されればよい。

更に本実施形態の液圧ポンプ１では、スプール２５においてノッチ２５ｃはなくてもよい。また、ばね２６は、本実施形態においてスプール２５の一端に直接当接しているが、ボール等の部材を介してスプール２５の一端に当接していてもよい。

更に、本実施形態の液圧ポンプ１では、連通路１２ｄが吸入通路１１ａを介してタンク１９に接続されているが、タンク１９に直接繋がっていてもよく、また別の通路等を介してタンク１９に接続されてもよい。

１ 液圧ポンプ（回転斜板式液圧ポンプ）
１１ ケーシング
１１ｃ 吸入ポート
１１ｄ 吐出ポート
１２ シリンダブロック
１２ａ 一端面
１２ｂ シリンダボア
１３ 回転斜板
１３ｂ 斜板部分（斜板）
１３ｃ 回転斜板側傾斜面
１４ ピストン
１５ 可変容量機構
１６ 吸入側チェック弁
１７ 吐出側チェック弁
１９ タンク
２５ スプール
２７ 斜板回転軸
３２ 斜板部
３２ａ 斜板回転軸側傾斜面
Ｌ１ 軸線
Ｌ２ 第１直交軸
Ｌ３ 第２直交軸
α 傾倒角度
β 傾倒角度

Claims (10)

1. ケーシングと、
   前記ケーシング内に相対回転不能に配置され、一端面にて開口する複数のシリンダボアが形成されているシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックの一端面に面するように前記ケーシング内に回転可能に収容されている回転斜板と、
   前記シリンダボアの各々に挿入され、前記回転斜板の回転によって前記シリンダボアを往復運動する複数のピストンと、
   前記複数のピストンのうち少なくとも１つの前記ピストンの有効ストローク長を変える可変容量機構と、を備える回転斜板式液圧ポンプ。
2. 前記可変容量機構は、前記ピストンの吐出工程において前記シリンダボアとタンクとを連通することによって、少なくとも１つの前記ピストンの有効ストローク長を変える、請求項１に記載の回転斜板式液圧ポンプ。
3. 前記可変容量機構は、前記シリンダボアの各々に対応させて配置され、往復運動することによって対応する前記シリンダボアと前記タンクとの間を開閉する複数のスプールを有し、前記スプールによる開閉位置を変えることによって少なくとも１つの前記ピストンの有効ストローク長を変える、請求項２に記載の回転斜板式液圧ポンプ。
4. 前記スプールは、対応する前記シリンダボアにある前記ピストンの往復運動に同期するように往復運動する、請求項３に記載の回転斜板式液圧ポンプ。
5. 前記可変容量機構は、前記回転斜板と連動して回転する斜板回転軸を更に含み、
   前記斜板回転軸は、前記斜板回転軸の回転によって前記スプールの各々を往復運動させる斜板部分を有し、
   前記斜板部分は、軸方向に進退することができ、進退することによって前記スプールによる開閉位置を調整する、請求項３又は４に記載の回転斜板式液圧ポンプ。
6. 前記回転斜板は、前記ピストンが当接する回転斜板側傾斜面を有し、
   前記斜板部分は、前記スプールが当接する斜板回転軸側傾斜面を有し、
   前記回転斜板側傾斜面は、前記回転斜板の回転軸に直交する第１直交軸を中心に傾倒し、
   前記斜板回転軸側傾斜面は、前記第１直交軸に平行する第２直交軸を中心に傾倒し、且つ前記回転斜板側傾斜面と同じ方向に傾倒している、請求項５に記載の回転斜板式液圧ポンプ。
7. 前記斜板回転軸側傾斜面は、前記回転斜板側傾斜面の傾倒角度αより大きい傾倒角度βを有している、請求項６に記載の回転斜板式液圧ポンプ。
8. 前記シリンダボアの各々に配置されている複数の吸入側チェック弁を更に備え、
   前記ケーシングは、作動液が流れる吸入ポートを含み、
   前記吸入側チェック弁は、前記吸入ポートから前記シリンダボアへの作動液の流れを許容し、逆方向流れを阻止する、請求項１乃至７の何れか１つに記載の回転斜板式液圧ポンプ。
9. 前記シリンダボアの各々に対応させて配置されている複数の吐出側チェック弁を更に備え、
   前記ケーシングは、作動液が流れる吐出ポートを含み、
   前記吐出側チェック弁は、前記シリンダボアから前記吐出ポートへの作動液の流れを許容し、逆方向流れを阻止し、請求項１乃至８の何れか１つに記載の回転斜板式液圧ポンプ。
10. 前記複数のシリンダボアの各々は、前記シリンダブロックにおいて所定の軸線周りに間隔をあけて配置され、
    前記可変容量機構は、前記シリンダブロックにおいて前記複数のシリンダボアより径方向内側に配置されている、請求項１乃至９の何れか１つに記載の回転斜板式液圧ポンプ。

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