JPH0511220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体機械に備えられる油圧ポンプ・
モータ等の液圧ポンプ・モータ装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図および第５図は従来の液圧ポンプ・モー
タ装置の一例として挙げた斜板式の油圧ポンプ・
モータの説明図で、第４図は横断面図、第５図は
第４図の−矢視に相応する分配弁部分の正面
図である。

これらの第４，５図において、１はケーシング
を示し、このケーシング１には軸受２を介して回
転軸３が回転自在に支持されている。４はシリン
ダブロツクを示し、該シリンダブロツク４は回転
軸３とスプライン３Ａによつて結合されており、
この回転軸３と共に回転する。また、該シリンダ
ブロツク４はその軸方向に沿つて、かつ回転軸３
を囲むように複数のシリンダ５を内蔵しており、
これらのシリンダ５内にはピストン６が往復動可
能に設けられている。そして、各ピストン６の第
４図の右方端は回転軸３の中心線に対して所定角
度傾斜した図示しない斜板に支持されており、こ
れによりシリンダブロツク４が回転すると、ピス
トン６はシリンダ５内を往復動する。７はケーシ
ング１とシリンダブロツク４との間に介装された
分配弁を示し、該分配弁７はその一側面がケーシ
ング１に密着し、その間に介装したピン８により
分配弁７はケーシング１に固定されている。この
分配弁７は第５図に例示するように一対の長眉形
状を有する吸排ポート９，１０を有しており、こ
れらの吸排ポート９，１０の一端はケーシング１
に形成した吸排通路１１，１２と常時連通してい
る。そして、シリンダブロツク４の回転時には、
吸排ポート９，１０は、当該シリンダブロツク４
に設けた各シリンダ５と連通する通路５Ａと間欠
的につながる。なお、１４ａ，１４ｂは吸排ポー
ト９，１０の端部に形成された切欠部である。

このように構成してある油圧ポンプ・モータを
仮に油圧ポンプとして用いる場合の動作は以下の
とおりである。

まず、回転軸３を駆動すると、これとスプライ
ン結合したシリンダブロツク４が一体的に回転す
る。このとき、シリンダ５内に設けたピストン６
はその一端が図示しない斜板に支持されているか
ら、このシリンダブロツク４の回転時にピストン
６がシリンダ５内を往復動する。ここで、吸排ポ
ート９，１０のうちのポート９を吸込ポートと
し、ポート１０を排出ポートとすると、シリンダ
ブロツク４の回転によりシリンダ５が通路５Ａを
介してポート９と連通する間はピストン６は伸長
する方向に移動し、ポート９からシリンダ５内に
作動油を吸込む吸込行程となる。そして、ピスト
ン６がその下死点を通過してシリンダ５内に進入
（収縮）を開始すると、シリンダ５はポート９か
らポート１０に連通する状態に切換わり、該ピス
トン６によりシリンダ５内の作動油が加圧され
て、ポート１０から作動油が排出される排出行程
となる。さらに、ピストン６がその上死点に至
り、再び伸長を開始するとシリンダ５はポート９
と連通して吸込行程となり、このように吸込行程
と排出行程の繰返しによりポンプ作用がおこなわ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この従来の油圧ポンプ・モータにあ
つては、上述のポンプ作用時、下死点および上死
点においてはシリンダと吸排ポート９，１０は低
圧から高圧へ、あるいは高圧から低圧へと急激に
変化しやすい。そして、このような現象を緩和さ
せるために、切欠部１４ａ，１４ｂによつてシリ
ンダ５内の圧力を徐々に昇圧したり、減圧したり
する措置がとられている。しかしながら、設定圧
力や回転数が変化した場合には、この従来の油圧
ポンプ・モータにあつてはシリンダ５内圧力の適
切な昇圧や減圧をおこなうことができず、このた
め第６図の実線で示すようなシリンダ内圧力とな
り、下死点においてはＡ点で例示するサージ圧を
生じ、また上死点においてはＢ点で例示する異常
な負圧を生じやすい。その結果、吐出圧力も第７
図の実線で示すような大きな圧力脈動となり、騒
音の増大を引き起すとともに、この油圧ポンプ・
モータが備えられる流体機械の当該圧力脈動に伴
なう損傷を招きやすい。

本発明は、このような従来技術における実情に
鑑みてなされたもので、その目的は、設定圧力や
回転数が変化した場合でも、シリンダ内圧力の適
切な昇圧や減圧をおこなうことができる液圧ポン
プ・モータ装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明は、分配弁の
吸排ポートの間に設けられ、シリンダブロツクの
シリンダに連通可能で、しかもタンクに連絡可能
な連通路と、シリンダブロツクを回転させる回転
軸によつて駆動される入力軸を有し、上記連通路
に連絡可能な小容量ポンプと、この小容量ポンプ
と上述の連通路とを連絡する第１の通路中に介設
した第１の切換弁と、上記連通路と上記タンクと
を連絡する第２の通路中に介設した第２の切換弁
と、上述の連通路を介してシリンダブロツク内の
シリンダの内圧を検出する内圧検出器と、吸排ポ
ートの圧力を検出するポート圧検出器と、内圧検
出器の圧力値とポート圧検出器の圧力値に応じて
上記第１、第２の切換弁を選択的に作動させる制
御手段とを備えた構成にしてある。

〔作用〕

本発明は、上述のように構成してあることか
ら、制御手段で例えば内圧検出器の圧力値とポー
ト圧検出器の圧力値を比較し、シリンダが伸長す
る方向から収縮する方向に変化する場合に、内圧
検出器の圧力値に比べて吸排ポートのうちの排出
ポートの圧力を検出するポート圧検出器の圧力値
が大きいときには、制御手段は連通路と小容量ポ
ンプとを連絡させるように第１の切換弁を切換
え、これによつてシリンダ内圧力の昇圧をおこな
わせてサージ圧の発生を防止し、また、シリンダ
が収縮する方向から伸長する方向に変化する場合
に、内圧検出器の圧力値に比べて吸排ポートのう
ちの吸込ポートの圧力を検出するポート圧検出器
の圧力値が小さいときには、制御手段は連通路と
例えばタンクとを連絡させるように第２の切換弁
を切換え、これによつてシリンダ内圧力の減圧を
おこなわせて異常な負圧の発生を防止するように
してある。

〔実施例〕

以下、本発明の液圧ポンプ・モータ装置を図に
基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す説明
図で、前述した第４，５図に示したものに対応さ
せて斜板式の油圧ポンプ・モータを挙げており、
第１図は全体の概略構成図、第２図はケーシン
グ、分配弁、およびシリンダブロツク部分を示す
横断面図、第３図は第２図の−矢視に相応す
る分配弁部分の正面図である。

はじめに、第２，３図によつてケーシング１お
よび分配弁７部分について説明すると、この実施
例では特に第３図に例示するように、分配弁７の
吸排ポート９，１０間に位置する上方部分および
下方部分のそれぞれに連通路１５ａ，１５ｂを設
けてあり、これらの連通路１５ａ，１５ｂは後述
するようにシリンダブロツク４のシリンダ５に連
通可能になつている。また、ケーシング１には連
通路１５ａ，１５ｂに常時連通する通路を設けて
あり、そのうちの連通路１５ｂに連通する通路１
６ｂのみが便宜上図示されている。すなわち、こ
のケーシング１には図示しないが連通路１５ａに
連通する通路も設けられている。これらのケーシ
ング１、分配弁７、およびシリンダブロツク４の
その他の構成は例えば前述した第４，５図に示す
ものと同等である。

また、第１図に示す１８ａ，１８ｂは上述した
連通路１５ａ，１５ｂを介してシリンダブロツク
４に内蔵されるシリンダ５の内圧を検出する内圧
検出器、２１ａ，２１ｂは吸排ポート９，１０の
圧力を検出するポート圧検出器である。また、２
５はシリンダブロツク４を回転させる回転軸３に
よつて駆動される入力軸を有し、連通路１５ａ，
１５ｂに連絡可能な小容量ポンプ、例えば油圧ポ
ンプ、２６はこの油圧ポンプ２５の吐出圧力を規
定する圧力制御弁、２７はタンクである。１７ｂ
は連通路１５ａと油圧ポンプ２５とを連絡する第
１の通路２０ａ中に介設した第１の切換弁、例え
ばON−OFF作動する高速電磁弁、１７ｄは連通
路１５ｂと油圧ポンプ２５とを連絡する第１の通
路２０ｂ中に介設した第１の切換弁、例えば高速
電磁弁である。また、１７ａは連通路１５ａとタ
ンク２７とを連絡する第２の通路１９ａ（ケーシ
ング１に設けた図示しない通路を含む）中に介設
した第２の切換弁、例えば高速電磁弁、１７ｃは
連通路１５ｂとタンク２７とを連絡する第２の通
路１９ｂ（ケーシング１に設けた通路１６ｂを含
む）中に介設した第２の切換弁、例えば高速電磁
弁である。

また、２４は制御手段で、この制御手段２４に
は前述した内圧検出器１８ａ，１８ｂ、ポート圧
検出器２１ａ，２１ｂ、および高速電磁弁１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが接続されており、
この制御手段２４は内圧検出器１８ａ，１８ｂの
圧力値とポート圧検出器２１ａ，２１ｂの圧力値
に応じて高速電磁弁１７ａ〜１７ｄを適宜作動さ
せる。

以下に、この実施例を仮に油圧ポンプとして用
いる場合の動作を説明する。

第２図に示す回転軸３を駆動すると、油圧ポン
プ２５が駆動されるとともに、シリンダブロツク
４が一体的に回転する。これに伴つてピストン６
がシリンダ５内を往復動するが、ここで今吸排ポ
ート９を吸込ポートとし、吸排ポート１０を排出
ポートとすると、シリンダ５がポート９に連通す
る作動油の吸込行程からシリンダ５がポート１０
に連通する作動油の排出行程に移行する間、第３
図に例示するように、シリンダ５に連通する通路
５Ａが連通路１５ａに連通し、これによつて内圧
検出器１８ａでシリンダ５の内圧が検出される。
この検出された圧力値が信号として制御手段２４
に送られ、制御手段２４はこの圧力値とポート圧
検出器２１ｂから出力されるポート１０の圧力値
とを比較する。そして、内圧検出器１８ａの圧力
値に比べてポート１０の圧力値の方が大きい場合
には、高速電磁弁１７ｂに駆動信号を出力する。
高速電磁弁１７ｂはこれに応じて第１図のブロツ
ク位置から右位置に切換えられ、油圧ポンプ２５
と連通路１５ａとが連絡され、油圧ポンプ２５の
圧油が通路２０ａ、図示しないケーシング１の通
路を介して連通路１５ａに導かれ、シリンダ５内
が昇圧する。これによつて、低圧から高圧への急
激な圧力変化が防止され、すなわちシリンダ５内
の圧力は低圧から高圧へ滑らかに変化する。

また、シリンダ５がポート１０と連通する排出
行程からポート９と連通する吸込行程に移行する
際に、シリンダ５に連通する通路５Ａが連通路１
５ｂに連通し、これによつて内圧検出器１８ｂで
シリンダ５の内圧が検出される。この検出された
圧力値が信号として制御手段２４に送られ、制御
手段２４はこの圧力値とポート圧検出器２１ａか
ら出力されるポート９の圧力値とを比較する。そ
して、内圧検出器１８ｂの圧力値に比べてポート
９の圧力値の方が小さい場合には、高速電磁弁１
７ｃに駆動信号を出力する。高速電磁弁１７ｃは
これに応じて第１図のブロツク位置から左位置に
切換えられ、タンク２７と連通路１５ｂとが連通
し、シリンダ５の圧が通路５Ａ、連通路１５ｂ、
ケーシング１の通路１６ｂ、通路１９ｂを介して
タンク２７に導かれ、シリンダ５内が減圧する。
これによつて、高圧から低圧への急激な圧力変化
が防止され、すなわちシリンダ５内の圧力は高圧
から低圧へ滑らかに変化する。

なお、上記では吸排ポート９を吸込ポートと
し、吸排ポート１０を排出ポートに設定したが、
吸排ポート９を排出ポートとし、吸排ポート１０
を吸込ポートに設定する場合には、制御手段２４
は内圧検出器１８ｂの圧力値に比べてポート圧検
出器２１ａの圧力値が大きいときに高速電磁弁１
７ｄを第１図の左位置に切換え、通路２０ｂを介
して連通路１５ｂと油圧ポンプ２５とを連絡さ
せ、また内圧検出器１８ａの圧力値に比べてポー
ト圧検出器２１ｂの圧力値が小さいときに高速電
磁弁１７ａを第１図の左位置に切換え、通路１９
ａを介して連通路１５ａとタンク２７とを連通さ
せる。このようにして、上記と同様に、シリンダ
５内の急激な圧力変化が防止される。

このように構成した実施例にあつては、設定圧
力や回転数が変化した場合でも、適宜連通路１５
ａ，１５ｂを介してシリンダ５と油圧ポンプ２５
あるいはタンク２７とが連通することから、これ
によつてシリンダ５内の圧力の適切な昇圧や減圧
をおこなうことができ、このためシリンダ５内の
圧力は前述した第６図の破線で示すようにサージ
圧や負圧を生じない安定した圧力となり、これに
伴つて吐出圧力も第７図の破線で示すように比較
的緩やかな圧力脈動となる。

〔発明の効果〕

本発明の液圧ポンプ・モータ装置は、以上のよ
うに構成してあることから、設定圧力や回転数が
変化した場合でも、シリンダ内圧力の適切な昇圧
や減圧をおこなうことができ、したがつてサージ
圧や負圧を生じることがなく、吐出圧力は従来に
比べて緩やかな圧力脈動となり、騒音が抑制さ
れ、当該液圧ポンプ・モータが備えられる液体機
械の当該圧力脈動に伴う損傷を防止できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の液圧ポンプ・モータ
装置の一実施例を示す説明図で、第１図は全体の
概略構成図、第２図はケーシング、分配弁、およ
びシリンダブロツク部分を示す横断面図、第３図
は第２図の−矢視に相応する分配弁部分の正
面図、第４図および第５図は従来の液圧ポンプ・
モータ装置の一例を示す説明図で、第４図は横断
面図、第５図は第４図の−矢視に相応する分
配弁部分の正面図、第６図は従来の液圧ポンプ・
モータ装置と本発明の液圧ポンプ・モータ装置の
回転角−シリンダ内圧力特性を比較して示した説
明図、第７図は従来の液圧ポンプ・モータ装置と
本発明の液圧ポンプ・モータ装置の回転角−吐出
圧力特性を比較して示した説明図である。 １…ケーシング、４…シリンダブロツク、５…
シリンダ、５Ａ…通路、６…ピストン、７…分配
弁、９，１０…吸排ポート、１５ａ，１５ｂ…連
通路、１６ｂ，１９ａ，１９ｂ…第２の通路、２
０ａ，２０ｂ…第１の通路、１７ａ…高速電磁弁
（第２の切換弁）、１７ｂ…高速電磁弁（第１の切
換弁）、１７ｃ…高速電磁弁（第２の切換弁）、１
７ｄ…高速電磁弁（第１の切換弁）、１８ａ，１
８ｂ…内圧検出器、２１ａ，２１ｂ…ポート圧検
出器、２４…制御手段、２５…油圧ポンプ（小容
量ポンプ）、２７…タンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸排通路を有するケーシングと、このケーシ
   ングに連設され、上記吸排通路に連通する吸排ポ
   ートを有する分配弁と、この分配弁に連設され、
   かつ回転自在に設けられ、上記吸排ポートに連通
   する通路をそれぞれ有する複数のシリンダを内蔵
   するシリンダブロツクと、このシリンダブロツク
   を回転させる回転軸とを備えた液圧ポンプ・モー
   タ装置において、上記分配弁の吸排ポートの間に
   設けられ、上記シリンダに連通可能で、しかもタ
   ンクに連絡可能な連通路と、上記回転軸によつて
   駆動される入力軸を有し、上記連通路に連絡可能
   な小容量ポンプと、この小容量ポンプと上記連通
   路とを連絡する第１の通路中に介設した第１の切
   換弁と、上記連通路と上記タンクとを連絡する第
   ２の通路中に介設した第２の切換弁と、上記連通
   路を介して上記シリンダブロツク内のシリンダの
   内圧を検出する内圧検出器と、上記吸排ポートの
   圧力を検出するポート圧検出器と、上記内圧検出
   器の圧力値とポート圧検出器の圧力値に応じて上
   記第１、第２の切換弁を選択的に作動させる制御
   手段とを備えたことを特徴とする液圧ポンプ・モ
   ータ装置。