JPH11351134A

JPH11351134A - 可変容量型斜板式油圧ポンプ

Info

Publication number: JPH11351134A
Application number: JP10181615A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kokubu; 晴雄国分; Shigetaka Nakamura; 重孝中村; Yukihiro Motosawa; 幸裕本澤; Tetsuya Sakairi; 哲也坂入; Haruki So; 東輝曹
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプ吐出圧と吐出量の関係を曲線状の特性
として原動機の限られた馬力特性を有効に活用し、省エ
ネルギ化を図るようにする。【解決手段】フィードバック機構４８のリンク部材５
０には、フィードバックピン５２の先端側に球形部５３
を一体形成し、斜板１０の側面には球形部５３に摺接す
るカム板５４を設ける。ポンプ吐出圧Ｐに応じてレギュ
レータ４２からの傾転制御圧で傾転アクチュエータを作
動させることにより、斜板１０を傾転駆動して傾転角を
変化させる。そして、斜板１０の傾転動作をカム板５４
のカム面からフィードバックピン５２の球形部５３を通
じてリンク部材５０に伝え、リンク部材５０を支持ピン
４９を中心として矢示Ｅ，Ｆ方向に回動変位させると共
に、このときの回動変位量をカム板５４のカム形状に応
じて変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に搭載された油圧機器の油圧源として好
適に用いられる可変容量型斜板式油圧ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械に
は、タンクと共に油圧源を構成する油圧ポンプが設けら
れ、該油圧ポンプはディーゼルエンジン等の原動機で回
転駆動されることにより、作業用油圧シリンダ、走行用
油圧モータ等の各油圧アクチュエータに向けて圧油を給
排する構成となっている。

【０００３】そこで、この種の従来技術による油圧ポン
プとして可変容量型斜板式油圧ポンプを、図７ないし図
１０を参照して説明する。

【０００４】図において、１は筒状のケーシングで、該
ケーシング１は、有底筒状のケーシング本体１Ａと、該
ケーシング本体１Ａの開口端側（前側）を閉塞したフロ
ントケーシング１Ｂとから構成されている。そして、ケ
ーシング本体１Ａの底部側には、後述するタンク３２内
の作動油を吸込むための吸入通路１Ｃと、後述の圧油を
外部に吐出させるための吐出通路１Ｄとが設けられてい
る。

【０００５】そして、吐出通路１Ｄは吐出配管、方向制
御弁等を介して油圧シリンダ、油圧モータ等の各種油圧
アクチュエータ（いずれも図示せず）に接続され、ポン
プ吐出圧Ｐの圧油をこれらの油圧アクチュエータに供給
するものである。また、ケーシング本体１Ａの外周側に
は、後述するレギュレータ１７の弁ハウジング１８内と
連通する開口部１Ｅが形成され、該開口部１Ｅ内には後
述のリンク部材２６が回動可能に取付けられている。

【０００６】２はケーシング１内に回転可能に設けられ
た回転軸、３はケーシング本体１Ａ内に位置して該回転
軸２と共に回転するシリンダブロックで、該シリンダブ
ロック３にはその軸方向に複数のシリンダ４が穿設され
ている。そして、該各シリンダ４内にはそれぞれピスト
ン５が摺動可能に設けられ、該各ピストン５にはシュー
６が揺動可能に取付けられている。

【０００７】７は各シュー６を保持した環状のシュー押
えで、該シュー押え７は後述する斜板１０の摺動面１０
Ａに向けて各シュー６を押圧し、斜板１０の摺動面１０
Ａ上で各シュー６が環状軌跡を描くように摺動変位する
のを補償するものである。

【０００８】８はケーシング本体１Ａの底部とシリンダ
ブロック３との間に設けられた弁板で、該弁板８はシリ
ンダブロック３の端面に摺接し、シリンダブロック３が
回転軸２と一体に回転するのを補償している。また、弁
板８には眉形状をなす一対の給排ポート（図示せず）が
形成され、これらの給排ポートのうち一方のポートは吸
入通路１Ｃと常時連通し、他方のポートは吐出通路１Ｄ
に常時連通している。

【０００９】そして、弁板８の各給排ポートは、シリン
ダブロック３の回転時に各シリンダ４と間欠的に連通
し、吸入通路１Ｃ側から各シリンダ４内に吸込ませた作
動油をピストン５により加圧させると共に、各シリンダ
４内で高圧状態となった圧油（ポンプ吐出圧Ｐ）を吐出
通路１Ｄから外部へと図７中の矢示方向に吐出させる機
能を有している。

【００１０】９は回転軸２の周囲に位置してフロントケ
ーシング１Ｂに設けられた斜板支持体で、該斜板支持体
９は斜板１０の裏面側に位置し、斜板１０を傾転可能に
支持するための傾転支持部９Ａを有している。そして、
該傾転支持部９Ａは図８に示すように凹湾曲面形状をな
し、後述する斜板１０の傾転案内面１０Ｂが摺動可能に
嵌合される構成となっている。

【００１１】１０はケーシング１内に斜板支持体９を介
して傾転可能に設けられた斜板を示し、該斜板１０は表
面側が各シュー６に対する摺動面１０Ａとなり、裏面側
は斜板支持体９の傾転支持部９Ａに嵌合される凸湾曲状
の傾転案内面１０Ｂとなっている。そして、斜板１０は
図８に示す如く回転軸２、シリンダブロック３に対して
傾転角θ分だけ傾いた状態に配設され、油圧ポンプの容
量（圧油の吐出量Ｑ）は傾転角θの大きさに応じて可変
に制御されるものである。

【００１２】１１Ａ，１１Ｂは斜板１０を傾転駆動する
一対の傾転アクチュエータで、該傾転アクチュエータ１
１Ａ，１１Ｂは、図８に示すようにシリンダブロック３
の径方向外側に位置してケーシング本体１Ａに形成され
たシリンダ穴１２Ａ，１２Ｂと、該シリンダ穴１２Ａ，
１２Ｂ内に摺動可能に挿嵌され、シリンダ穴１２Ａ，１
２Ｂとの間に液圧室１３Ａ，１３Ｂを画成した傾転制御
ピストン１４Ａ，１４Ｂと、液圧室１３Ａ，１３Ｂ内に
配設され、該傾転制御ピストン１４Ａ，１４Ｂを斜板１
０側に向けて常時付勢したスプリング１５Ａ，１５Ｂと
から構成されている。

【００１３】ここで、傾転アクチュエータ１１Ａは、シ
リンダブロック３の各シリンダ４内に挿嵌した各ピスト
ン５の下死点側と対応する位置に配設され、傾転アクチ
ュエータ１１Ｂは、各ピストン５の上死点側と対応する
位置に配設されている。そして、傾転制御ピストン１４
Ａは傾転制御ピストン１４Ｂよりも小径に形成され、シ
リンダ穴１２Ａ，１２Ｂ内の液圧室１３Ａ，１３Ｂに対
する受圧面積は、傾転制御ピストン１４Ｂよりも傾転制
御ピストン１４Ａの方が小さくなっている。

【００１４】１６Ａ，１６Ｂは傾転アクチュエータ１１
Ａ，１１Ｂに傾転制御圧を給排するための制御圧通路
で、該制御圧通路１６Ａ，１６Ｂは図８に示すようにケ
ーシング本体１Ａに形成され、傾転アクチュエータ１１
Ａ，１１Ｂの液圧室１３Ａ，１３Ｂをレギュレータ１７
の給排ポート１８Ａ，１８Ｂに接続している。また、制
御圧通路１６Ａは後述のパイロットポンプ３１に管路３
３を介して接続され、小径となった傾転制御ピストン１
４Ａにパイロットポンプ３１からの圧力を常に作用させ
る構成となっている。

【００１５】そして、傾転アクチュエータ１１Ａ，１１
Ｂの傾転制御ピストン１４Ａ，１４Ｂは、レギュレータ
１７を介して制御圧通路１６Ａ，１６Ｂから給排される
傾転制御圧に応じてシリンダ穴１２Ａ，１２Ｂから斜板
１０側に向けて進退される。これにより、斜板１０は図
８中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動され、斜板１０が矢示
Ａ方向に傾転されるときには傾転角θが小さくなり、矢
示Ｂ方向に傾転されるときには傾転角θが大きくなるよ
うに制御されるものである。

【００１６】１７は傾転アクチュエータ１１Ａ，１１Ｂ
に傾転制御圧を給排するためのレギュレータで、該レギ
ュレータ１７は、ケーシング１の外側（図７中でケーシ
ング１の上側）に位置してケーシング本体１Ａに設けら
れた弁ハウジング１８と、後述の制御スリーブ１９、ス
プール２０、弁ばね２１，２２及び油圧パイロット部２
３等とからなり、図９に示すように油圧ポンプ用の容量
制御弁を構成するものである。

【００１７】ここで、レギュレータ１７の弁ハウジング
１８には、図８に示すように傾転制御圧の給排ポート１
８Ａ，１８Ｂ及び排出ポート１８Ｃ等がそれぞれ径方向
に穿設され、給排ポート１８Ａは制御圧通路１６Ａを介
して傾転アクチュエータ１１Ａの液圧室１３Ａに常時連
通している。また、給排ポート１８Ｂは制御圧通路１６
Ｂを介して液圧室１３Ｂに常時連通し、排出ポート１８
Ｃはケーシング１内を通じてタンク３２に常時連通する
ものである。

【００１８】１９は弁ハウジング１８内に摺動可能に挿
嵌された筒状の制御スリーブで、該制御スリーブ１９は
一端側が後述のリンク部材２６に出力ピン２７を介して
連結され、リンク部材２６の動きに追従して弁ハウジン
グ１８内を軸方向に摺動変位する構成となっている。

【００１９】２０は制御スリーブ１９内に摺動可能に挿
嵌されたスプールで、該スプール２０は制御スリーブ１
９を介して弁ハウジング１８内を軸方向に摺動変位する
ことにより、給排ポート１８Ｂと給排ポート１８Ａ、排
出ポート１８Ｃとの間を選択的に連通，遮断するもので
ある。

【００２０】２１，２２はスプール２０の一端側と弁ハ
ウジング１８との間に配設された弁ばねを示し、該弁ば
ね２１，２２のうち、コイル径が大きい方の弁ばね２１
は、スプール２０を油圧パイロット部２３側に向けて常
時一方向に付勢している。そして、コイル径の小さい方
の弁ばね２２は、スプール２０により弁ばね２１が規定
寸法分だけ撓み変形されるまでは自由長状態を保ち、規
定寸法を越えたときには弁ばね２１と共に撓み変形する
ことにより、スプール２０を油圧パイロット部２３側に
付勢する構成となっている。

【００２１】２３は弁ハウジング１８の他端側に位置し
てスプール２０との間に設けられた油圧パイロット部
で、該油圧パイロット部２３は弁ばね２１，２２に抗し
てスプール２０を軸方向に駆動するためのプランジャ２
３Ａを有し、後述の分岐管路３４を介してポンプ吐出圧
Ｐが導入される。そして、油圧パイロット部２３のプラ
ンジャ２３Ａは、分岐管路３４からのポンプ吐出圧Ｐを
パイロット圧として受圧することにより、このパイロッ
ト圧に応じてスプール２０を弁ハウジング１８内で軸方
向に摺動変位させるものである。

【００２２】２４は斜板１０の傾転動作に追従させてレ
ギュレータ１７をフィードバック制御するフィードバッ
ク機構で、該フィードバック機構２４は、図７に示すよ
うにレギュレータ１７の弁ハウジング１８とケーシング
本体１Ａとの間に支持ピン２５を介して回動可能に取付
けられたリンク部材２６と、後述の各連結突部３０等と
から構成されている。そして、リンク部材２６は後述の
フィードバックピン２８及び球形部２９と共にフィード
バックリンクを構成するものである。

【００２３】ここで、リンク部材２６は支持ピン２５に
よりケーシング１の開口部１Ｅ内に揺動可能に配設さ
れ、支持ピン２５の位置から弁ハウジング１８内に向け
て延びる一端側がレギュレータ１７の制御スリーブ１９
に出力ピン２７を介して回動可能に連結されている。ま
た、リンク部材２６の他端側はケーシング本体１Ａ内に
向けて突出し、その突出端側にはフィードバックピン２
８の基端側が一体に固着されている。そして、フィード
バックピン２８は連結突部３０側に向けて斜板１０の側
面とほぼ平行に延び、その先端側は連結突部３０に揺動
可能に連結される球形部２９となっている。

【００２４】３０は斜板１０の側面に固着された連結突
部で、該連結突部３０は斜板１０の側面からフィードバ
ックピン２８の球形部２９側に向けて突出し、その突出
端は略コ字形状の継手部３０Ａとなっている。そして、
連結突部３０の継手部３０Ａにはフィードバックピン２
８の球形部２９が揺動可能に連結され、これによって連
結突部３０は、斜板１０の傾転動作に追従してリンク部
材２６を回動変位させる構成となっているている。

【００２５】即ち、斜板１０が図８中の矢示Ａ，Ｂ方向
に傾転されるときには、斜板１０の傾転動作に従ってフ
ィードバックピン２８（球形部２９）が連結突部３０に
対し揺動変位することにより、リンク部材２６が支持ピ
ン２５を中心にして回動される。そして、支持ピン２５
を中心としたリンク部材２６の回動変位は、図８中に矢
示Ｃ，Ｄ方向で示す出力ピン２７の並進動作として取出
され、これが出力ピン２７を通じてレギュレータ１７の
制御スリーブ１９に伝えられることにより、レギュレー
タ１７のフィードバック制御が行われるものである。

【００２６】３１は傾転制御圧を発生させるパイロット
ポンプで、該パイロットポンプ３１は、図８に示すよう
にタンク３２内から作動油を吸込みつつ、管路３３内に
傾転制御用の圧油を吐出させるものである。この場合、
パイロットポンプ３１から吐出される圧油の圧力は、低
圧リーフ弁（図示せず）等によりポンプ吐出圧Ｐよりも
十分に低い圧力に保たれるものである。

【００２７】３４はケーシング本体１Ａの底部側に向け
られた分岐管路で、該分岐管路３４は図７に示すように
吐出通路１Ｄの途中部位から分岐し、その先端側は図８
に示すようにレギュレータ１７の油圧パイロット部２３
に接続されている。そして、分岐管路３４はポンプ吐出
圧Ｐを容量制御用のパイロット圧としてレギュレータ１
７の油圧パイロット部２３に給排する構成となってい
る。

【００２８】従来技術による可変容量型斜板式油圧ポン
プは、上述の如き構成を有するもので、次にその作動に
ついて述べる。

【００２９】まず、原動機により回転軸２を回転駆動す
ると、シリンダブロック３が回転軸２と一体に回転する
ことより、各ピストン５がシリンダブロック３の各シリ
ンダ４内で往復動を繰返すようになる。この間、各シュ
ー６は斜板１０の摺動面１０Ａ上を環状軌跡を描くよう
に滑動し、各シリンダ４内で各ピストン５が円滑に往復
動するのを補償する。

【００３０】この場合、各ピストン５がシリンダ４内で
上死点側から下死点側へと後退（伸長）するときには、
タンク３２内の作動油を吸入通路１Ｃ側からシリンダ４
内に吸入する吸入行程となる。また、ピストン５がシリ
ンダ４内で下死点側から上死点側に進入（縮小）すると
きには、該シリンダ４内の作動油を加圧し、高圧側とな
る吐出通路１Ｄから外部に向けて圧油（ポンプ吐出圧
Ｐ）を吐出させる吐出行程となる。

【００３１】そして、このときのポンプ吐出圧Ｐは分岐
管路３４を介してレギュレータ１７の油圧パイロット部
２３に容量制御用のパイロット圧として供給され、レギ
ュレータ１７は図１０に示す特性線３５Ａ，３５Ｂに沿
って油圧ポンプによる圧油の吐出量Ｑを、ポンプ吐出圧
Ｐに応じて可変に制御する。

【００３２】即ち、レギュレータ１７は、図９に示すよ
うにポンプ吐出圧Ｐが一定の状態では中立位置（イ）に
保持される。そして、この状態でポンプ吐出圧Ｐが上昇
すると、レギュレータ１７の油圧パイロット部２３に作
用するパイロット圧が上昇することにより、スプール２
０は弁ばね２１に抗して中立位置（イ）から切換位置
（ロ）に切換わる。

【００３３】この結果、弁ハウジング１８の給排ポート
１８Ａ，１８Ｂ間が連通し、パイロットポンプ３１から
の傾転制御圧が傾転アクチュエータ１１Ａ，１１Ｂの液
圧室１３Ａ，１３Ｂに共に供給され、傾転制御ピストン
１４Ａ，１４Ｂは受圧面積差により図９中の矢示Ａ方向
に駆動される。そして、油圧ポンプの斜板１０は傾転制
御ピストン１４Ｂにより傾転角θが小さくなる方向（小
傾転側）に駆動され、圧油の吐出量Ｑは小さくなる。

【００３４】このとき、フィードバック機構２４は、斜
板１０の矢示Ａ方向への傾転動作が連結突部３０からフ
ィードバックピン２８に球形部２９を介して伝えられ、
リンク部材２６が支持ピン２５を中心として図８中の矢
示Ｃ方向に回動される。そして、リンク部材２６の回動
変位は出力ピン２７の矢示Ｂ方向に向けた変位となって
レギュレータ１７の制御スリーブ１９に伝達され、該制
御スリーブ１９をスプール２０と同方向に摺動変位させ
るように、レギュレータ１７をフィードバック制御す
る。

【００３５】そして、斜板１０の傾転角θ（圧油の吐出
量Ｑ）がポンプ吐出圧Ｐに対応した状態では、レギュレ
ータ１７が図９に示す中立位置（イ）へと復帰するよう
になり、油圧ポンプによる圧油の吐出量Ｑはポンプ吐出
圧Ｐに対して、図１０に示す特性線３５Ａ，３５Ｂの関
係を満たすように制御されるものである。

【００３６】この場合、図１０中に仮想線で示す特性線
３６は、原動機の一定馬力曲線であり、ポンプ吐出圧Ｐ
と吐出量Ｑの関係が、この特性線３６よりも大きくなっ
たときには原動機に過負荷が作用するために、原動機は
エンジンストール（所謂エンスト）を起こす原因とな
る。

【００３７】そこで、従来技術によるレギュレータ１７
は、２本の弁ばね２１，２２を採用し、ポンプ吐出圧Ｐ
が圧力Ｐ1 以下の状態では、弁ばね２１のみでスプール
２０を付勢することにより、吐出量Ｑと吐出圧Ｐとの関
係を特性線３５Ａに沿って制御する。そして、ポンプ吐
出圧Ｐが圧力Ｐ1 を越えた高圧状態のときには、２本の
弁ばね２１，２２を用いてスプール２０を付勢すること
により、吐出量Ｑと吐出圧Ｐとの関係を特性線３５Ｂに
沿って制御するようにしている。

【００３８】即ち、弁ばね２１のみでスプール２０を付
勢している状態では、ポンプ吐出圧Ｐの変化率に対して
スプール２０の変位量は相対的に大きくなり、これによ
って、吐出量Ｑは特性線３５Ａに沿って比較的大きく変
化する。一方、２本の弁ばね２１，２２を用いてスプー
ル２０を付勢している状態では、ポンプ吐出圧Ｐの変化
率に対してスプール２０の変位量は相対的に小さくなる
ため、吐出量Ｑは吐出量Ｑ1 以下の領域で、その変化率
が特性線３５Ｂに沿って小さくなるように制御される。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、レギュレータ１７に２本の弁ばね２１，２
２を用いることにより、ポンプ吐出圧Ｐと吐出量Ｑの関
係を図１０中の特性線３５Ａ，３５Ｂに沿って変化させ
るように、ポンプ吐出圧Ｐが圧力Ｐ1 以下の段階と圧力
Ｐ1 を越えた段階とで、互いに異なる直線状の特性（特
性線３５Ａ，３５Ｂ）をもって制御する構成としてい
る。

【００４０】しかし、原動機の一定馬力曲線は、図１０
中に仮想線で示す特性線３６のように曲線状の特性を有
するものであり、ポンプ吐出圧Ｐと吐出量Ｑの関係を特
性線３５Ａ，３５Ｂに沿って制御する限りは、例えばポ
ンプ吐出圧Ｐが圧力Ｐ1 の近傍となる領域等で、油圧ポ
ンプの吐出量Ｑを特性線３６よりも低い吐出量Ｑ1 のレ
ベルまで抑えることになり、原動機の限られた馬力特性
を必ずしも有効に活用することができないという問題が
ある。

【００４１】また、従来技術では、レギュレータ１７に
２本の弁ばね２１，２２を用いる構成としているため、
部品点数が増えて組立時の作業性が低下するばかりでな
く、弁ばね２１，２２のばね力等にバラツキが生じ易
く、ポンプ吐出圧Ｐと吐出量Ｑの関係を各製品毎に調整
して均一化するのが難しいという問題がある。

【００４２】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はポンプ吐出圧と吐出量の関係を
曲線状の特性として原動機の限られた馬力特性を有効に
活用でき、省エネルギ化を図ることができると共に、組
立時の作業性を向上でき、生産性を高めることができる
ようにした可変容量型斜板式油圧ポンプを提供すること
を目的としている。

【００４３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、筒状のケーシングと、該ケーシング内に
回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と共に回転す
るように前記ケーシング内に設けられ、軸方向に複数の
シリンダが穿設されたシリンダブロックと、該シリンダ
ブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌された複数の
ピストンと、該各ピストンの端部に装着されたシューが
摺動する摺動面を有し、前記ケーシング内に傾転可能に
設けられた斜板と、傾転制御圧が給排されることにより
該斜板を傾転駆動する傾転アクチュエータと、該傾転ア
クチュエータに給排する傾転制御圧を制御するため前記
ケーシングに設けられ、スプール及び制御スリーブを有
したレギュレータと、前記斜板の傾転動作に追従して該
レギュレータのフィードバック制御を行うフィードバッ
ク機構とからなる可変容量型斜板式油圧ポンプに適用さ
れる。

【００４４】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記フィードバック機構は、前記レギュレータ
とケーシングとの間に回動可能に設けられ、一端側が前
記レギュレータの制御スリーブに連結され、他端側が前
記斜板側に向けて突出するカム摺接部となったフィード
バックリンクと、前記斜板に設けられ、該フィードバッ
クリンクのカム摺接部が摺接することにより該フィード
バックリンクを前記斜板の傾転動作に伴って回動変位さ
せると共に、その回動変位量をカム形状に応じて変化さ
せるカム体とから構成したことにある。

【００４５】このように構成することにより、レギュレ
ータから傾転アクチュエータに傾転制御圧を給排して斜
板を傾転駆動するときに、フィードバックリンクのカム
摺接部はカム体に摺接し続けるから、斜板の傾転動作に
伴ってフィードバックリンクを回動変位できると共に、
その回動変位量をカム形状に応じて可変に設定すること
ができる。そして、フィードバックリンクの回動変位を
レギュレータの制御スリーブに伝達でき、レギュレータ
をカム体のカム形状に応じてフィードバック制御できる
と共に、斜板の傾転角（ポンプ容量）をポンプ吐出圧に
対し曲線状の特性をもって制御することが可能となる。

【００４６】また、請求項２の発明では、カム体は、フ
ィードバックリンクのカム摺接部が摺接する面を傾斜面
として形成してなる構成としている。

【００４７】また、請求項３の発明では、フィードバッ
クリンクのカム摺接部を球形状に形成してなる構成とし
ている。これにより、フィードバックリンクの球形状を
なすカム摺接部をカム体のカム面に対して円滑に摺接さ
せることができる。

【００４８】また、請求項４の発明では、レギュレータ
を、内周側にスプールが制御スリーブと共に摺動可能に
挿嵌され、傾転アクチュエータに傾転制御圧を給排する
ための給排ポートを有する弁ハウジングと、該弁ハウジ
ングとスプールとの間に配設され、該スプールを常時一
方向に向けて付勢する弁ばねと、前記スプールを挟んで
該弁ばねと反対側に位置して弁ハウジングに設けられ、
ポンプ吐出圧をパイロット圧として受圧することにより
前記スプールを弁ばねに抗して摺動変位させる油圧パイ
ロット部とから構成している。

【００４９】これにより、レギュレータの油圧パイロッ
ト部がポンプ吐出圧をパイロット圧として受圧すると、
このときのパイロット圧に応じてスプールが弁ばねに抗
して弁ハウジング内を摺動変位する。そして、弁ハウジ
ングの各給排ポートがスプール、制御スリーブを介して
連通または遮断されるので、レギュレータから傾転アク
チュエータに向けてポンプ吐出圧に対応した傾転制御圧
を給排することができる。

【００５０】一方、請求項５の発明では、ケーシングと
フィードバックリンクとの間に、カム摺接部をカム体に
向けて常時付勢する付勢手段を設けてなる構成としてい
る。これにより、カム摺接部をカム体に対して常に当接
した状態に保持でき、フードバックリンクの回動変位を
安定させることができる。

【００５１】また、請求項６の発明では、カム体はカム
溝を有し、フィードバックリンクのカム摺接部には該カ
ム溝に摺動可能に係合する係合突部を設けてなる構成と
している。これにより、フィードバックリンクのカム摺
接部（係合突起）をカム体のカム溝に係合させた状態に
保持でき、フィードバックリンクの回動変位を安定させ
ることができる。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
可変容量型斜板式油圧ポンプを添付図面に従って詳細に
説明する。なお、実施の形態では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。

【００５３】ここで、図１ないし図３は本発明の第１の
実施の形態を示している。図中、４１は本実施の形態に
よる斜板式油圧ポンプのケーシングで、該ケーシング４
１は従来技術で述べたケーシング１とほぼ同様にケーシ
ング本体４１Ａとフロントケーシング４１Ｂとから構成
され、ケーシング本体４１Ａ側には吸入通路４１Ｃ、吐
出通路４１Ｄ及び開口部４１Ｅ等が設けられている。

【００５４】また、ケーシング本体４１Ａには吐出通路
４１Ｄの途中部位から分岐した分岐管路３４が設けら
れ、該分岐管路３４は後述するレギュレータ４２の油圧
パイロット部４７にポンプ吐出圧Ｐをパイロット圧とし
て供給するものである。一方、フロントケーシング４１
Ｂには斜板１０を傾転可能に支持する斜板支持体９が設
けられている。

【００５５】４２は傾転アクチュエータ１１Ａ，１１Ｂ
に傾転制御圧を給排するためのレギュレータで、該レギ
ュレータ４２は従来技術で述べたレギュレータ１７とほ
ぼ同様に、傾転制御圧の給排ポート４３Ａ，４３Ｂ及び
排出ポート４３Ｃを有した弁ハウジング４３と、制御ス
リーブ４４、スプール４５及び弁ばね４６と、プランジ
ャ４７Ａを有した油圧パイロット部４７等とから構成さ
れている。

【００５６】しかし、本実施の形態によるレギュレータ
４２は、単一の弁ばね４６によりスプール４５を油圧パ
イロット部４７側に向けて常時付勢する構成としている
点等で、従来技術によるレギュレータ１７とは異なるも
のである。

【００５７】４８は斜板１０の傾転動作に追従させてレ
ギュレータ４２をフィードバック制御するためのフィー
ドバック機構で、該フィードバック機構４８は従来技術
で述べたフィードバック機構２４とほぼ同様に、ケーシ
ング本体１Ａ側に支持ピン４９を介して回動可能に取付
けられたフィードバック用のリンク部材５０等からな
り、リンク部材５０は後述のフィードバックピン５２及
び球形部５３と共にフィードバックリンクを構成してい
る。

【００５８】しかし、本実施の形態によるフィードバッ
ク機構４８では、支持ピン４９が回転軸２に対してほぼ
直交する方向に配設され、リンク部材５０は支持ピン４
９を中心にして矢示Ｅ，Ｆ方向に回動される構成となっ
ている。また、弁ハウジング４３内ヘと延びるリンク部
材５０の一端側には出力ピン５１が設けられ、該出力ピ
ン５１はリンク部材５０をレギュレータ４２の制御スリ
ーブ４４に回動可能に連結している。

【００５９】また、ケーシング本体４１Ａ内へと延びる
リンク部材５０の他端側にはフィードバックピン５２が
一体に設けられ、該フィードバックピン５２は後述のカ
ム板５４側に向けて斜板１０の側面とほぼ平行に延びて
いる。そして、フィードバックピン５２の先端側はカム
摺接部としての球形部５３となり、該球形部５３はカム
板５４に図２に示す如く摺接する構成となっている。

【００６０】５４は斜板１０の側面に固着されたカム体
としてのカム板で、該カム板５４は斜板１０の側面から
フィードバックピン５２の球形部５３側に向けて突出
し、該球形部５３と対向する表面側が図２に示すように
カム面５４Ａとなっている。そして、カム板５４のカム
面５４Ａは予め決められた曲率で僅かに湾曲した傾斜面
等により形成されている。

【００６１】ここで、カム板５４のカム面５４Ａは、フ
ィードバックピン５２の先端側に形成した球形部５３に
常時当接し、斜板１０が図２中の矢示Ａ方向（小傾転
側）に傾転されるときには、カム面５４Ａで球形部５３
を後退方向（矢示Ｅ方向）に押圧することにより、支持
ピン４９を中心にしてリンク部材５０を矢示Ｅ方向に回
動させると共に、このときの回動変位量をカム面５４Ａ
のカム形状に応じて変化させる構成となっている。

【００６２】また、斜板１０が図２中の矢示Ｂ方向（大
傾転側）に傾転されるときには、フィードバックピン５
２の球形部５３がカム面５４Ａに追従して矢示Ｆ方向へ
と進出することにより、リンク部材５０は支持ピン４９
を中心にして矢示Ｆ方向に回動されるようになり、この
ときの回動変位量もカム面５４Ａのカム形状に応じて変
化されるものである。

【００６３】本実施の形態による可変容量型斜板式油圧
ポンプは上述の如き構成を有するもので、その基本的作
動については従来技術によるものと格別差異はない。

【００６４】然るに、本実施の形態によれば、フィード
バック機構４８のリンク部材５０には、フィードバック
ピン５２の先端側にカム摺接部となる球形部５３を一体
形成し、斜板１０の側面には球形部５３に摺接するカム
板５４を設ける構成としたから、下記のような作用効果
を得ることができる。

【００６５】即ち、当該油圧ポンプによるポンプ吐出圧
Ｐが変化して、レギュレータ４２から傾転アクチュエー
タ１１Ａ，１１Ｂに傾転制御圧が給排されるときには、
この傾転制御圧に応じて傾転制御ピストン１４Ａ，１４
Ｂを斜板１０に向けて進退させることにより、斜板１０
を矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動して傾転角θを適宜に変化
させることができる。

【００６６】そして、斜板１０の傾転動作をカム板５４
のカム面５４Ａからフィードバックピン５２の球形部５
３を通じてリンク部材５０へと伝えることができ、該リ
ンク部材５０を支持ピン４９を中心として矢示Ｅ，Ｆ方
向に回動変位させると共に、このときの回動変位量をカ
ム面５４Ａのカム形状に応じて変化させることができ
る。

【００６７】これによって、リンク部材５０は、斜板１
０の傾転動作とカム板５４のカム形状とに応じて矢示
Ｅ，Ｆ方向に回動されることになり、このときの回動変
位によりレギュレータ４２の制御スリーブ４４をフィー
ドバック制御することができ、レギュレータ４２から傾
転アクチュエータ１１Ａ，１１Ｂに給排する傾転制御圧
を、斜板１０の傾転角θとカム板５４のカム面５４Ａ
（カム形状）とに対応させて可変に制御できる。

【００６８】この結果、カム板５４のカム形状に応じて
傾転アクチュエータ１１Ａ，１１Ｂの動きを変えること
ができ、該傾転アクチュエータ１１Ａ，１１Ｂによる斜
板１０の傾転動作（傾転角θ）をカム板５４のカム形状
に対応させて可変に制御することが可能となる。これに
より、図３に示す特性線５５のようにポンプ吐出圧Ｐと
吐出量Ｑとの関係を、原動機の一定馬力曲線（仮想線で
示す特性線３６）に近似させることができ、原動機の限
られた馬力を有効に活用することができる。

【００６９】また、レギュレータ４２は単一の弁ばね４
６のみによりスプール４５の摺動変位を制御できるか
ら、従来技術で述べたレギュレータ１７（図８参照）の
ように２本の弁ばね２１，２２を用いる必要がなく、部
品点数を削減して組立時の作業性を向上させることがで
きる。そして、単一の弁ばね４６を採用することによっ
て、ばね力のバラツキ等による影響を小さく減じること
ができ、ポンプ吐出圧Ｐと吐出量Ｑの関係が各製品毎に
バラツク等の問題を容易に解消できる。

【００７０】従って、本実施の形態によれば、ポンプ吐
出圧Ｐと吐出量Ｑの関係を図３に示す特性線５５のよう
に曲線状の特性として、原動機の限られた馬力特性を有
効に活用でき、省エネルギ化を図ることができる。そし
て、当該油圧ポンプの組立時における作業性を向上で
き、生産性を高めることができる。

【００７１】なお、前記実施の形態では、レギュレータ
４２の弁ハウジング４３内に油圧パイロット部４７側に
位置して引張ばねを設け、この引張ばねで制御スリーブ
４４に油圧パイロット部４７側への引張り力を与えるこ
とにより、リンク部材５０に矢示Ｆ方向に向けた回動力
を与える構成としてもよい。これにより、フィードバッ
クピン５２の球形部５３をカム板５４のカム面５４Ａに
常に押付けておくことができる。

【００７２】次に、図４は本発明の第２の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、フィードバッ
クピン５２の球形部５３をカム板５４のカム面５４Ａに
向けて常時付勢する付勢手段としてのスプリング６１を
備える構成としたことにある。

【００７３】ここで、ケーシング本体４１Ａ内へと延び
るリンク部材５０の端部には、スプリング６１用のばね
受６２が形成され、ケーシング本体４１Ａには該ばね受
６２と対向する位置にたのばね受６３が形成されてい
る。そして、スプリング６１はばね受６２，６３間にプ
リセット（圧縮変形）状態で配設され、リンク部材５０
に対してカム板５４側（例えば矢示Ｆ方向）に向けた付
勢力を付与し続けるものである。

【００７４】かくして、このように構成される本実施の
形態にあっても、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作
用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、
スプリング６１によりリンク部材５０を球形部５３と共
にカム板５４のカム面５４Ａに常に押付ける構成として
いるから、外部からの振動等でリンク部材５０が矢示Ｆ
方向に振動して、球形部５３がカム板５４から離間する
等の問題を解消でき、フィードバック機構４８によるフ
ィードバック動作を常に安定した状態に保持することが
できる。

【００７５】次に、図５及び図６は本発明の第３の実施
の形態を示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態
と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略
するものとする。しかし、本実施の形態の特徴は、リン
ク部材５０の端部に設けるフィードバックピン７１の先
端側に、略Ｌ字状をなす屈曲部７１Ａを形成し、該屈曲
部７１Ａの先端側にはカム摺接部を構成する係合突部と
しての球形部７２を設けると共に、斜板１０の側面には
カム体としてのカム板７３を設け、該カム板７３には球
形部７２が摺動可能に係合する断面コ字形状のカム溝７
３Ａを形成する構成としたことにある。

【００７６】ここで、フィードバックピン７１は屈曲部
７１Ａを除いて、前記第１の実施の形態で述べたフィー
ドバックピン５２とほぼ同様に構成され、球形部７２は
屈曲部７１Ａからカム板７３のカム溝７３Ａ内に向けて
突出している。そして、フィードバックピン７１の基端
側はリンク部材５０の端部に一体化され、リンク部材５
０はフィードバックピン７１、球形部７２と共にフィー
ドバックリンクを構成するものである。

【００７７】また、カム板７３のカム溝７３Ａは球形部
７２の外径に対応する溝幅を有し、カム溝７３Ａの周壁
は、前記第１の実施の形態で述べたカム面５４Ａとほぼ
同様に、予め決められた曲率で僅かに湾曲した傾斜面等
により形成されている。そして、各カム板７３のカム溝
７３Ａには、フィードバックピン７１のカム摺接部とな
る球形部７２が常に接触し、斜板１０が矢示Ａ，Ｂ方向
に傾転駆動されるときには、この傾転動作に追従して矢
示Ｅ，Ｆ方向に回動されると共に、このときの回動変位
量はカム溝７３Ａのカム形状に応じて可変に調整される
ものである。

【００７８】かくして、このように構成される本実施の
形態にあっても、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作
用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、
フィードバックピン７１の先端側に設けた球形部７２を
カム板７３のカム溝７３Ａに摺動可能に係合させる構成
としているから、外部からの振動等でリンク部材５０が
矢示Ｅ，Ｆ方向に振動してカム板７３から離間する等の
問題を解消でき、フィードバック機構４８によるフィー
ドバック動作を安定させることができる。

【００７９】なお、前記各実施の形態では、リンク部材
５０の端部にフィードバックピン５２を設け、これによ
ってフィードバックリンクを構成するものとして述べた
が、本発明はこれに限るものではなく、例えばフィード
バックリンクをＬ字状の単一部材として予め形成し、そ
の先端部にカム摺接部として球形部等を設ける構成とし
てもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の発
明によれば、レギュレータから傾転アクチュエータに傾
転制御圧を給排して斜板を傾転させるときに、フィード
バック機構のフィードバックリンクに設けたカム摺接部
を斜板側のカム体に摺接させ、フィードバックリンクを
斜板の傾転動作に追従して回動変位させると共に、この
回動変位量をカム体のカム形状に応じて変化させる構成
としたから、レギュレータの制御スリーブを斜板の傾転
動作とカム体のカム形状に追従させてフィードバック制
御でき、斜板の傾転角（ポンプ容量）をポンプ吐出圧に
対し曲線状の特性をもって制御することができる。従っ
て、ポンプ吐出圧と吐出量の関係を曲線状の特性として
原動機の限られた馬力特性を有効に活用でき、省エネル
ギ化を図ることができる。

【００８１】また、請求項２に記載の発明では、カム体
はフィードバックリンクのカム摺接部が摺接する面を傾
斜面として形成しているから、レギュレータの制御スリ
ーブを斜板の傾転動作とカム体のカム形状に追従させて
フィードバック制御することにより、斜板の傾転角（ポ
ンプ容量）をポンプ吐出圧に対して曲線状の特性を与え
ることができ、原動機の限られた馬力特性を有効に活用
できる。

【００８２】また、請求項３に記載の発明では、フィー
ドバックリンクのカム摺接部を球形状に形成しているか
ら、カム体のカム面に対し球形状をなすカム摺接部を円
滑に接触させることができ、フィードバックリンクの回
動変位量をカム体のカム形状に従って可変に設定でき
る。

【００８３】また、請求項４に記載の発明では、レギュ
レータを、内周側にスプールが制御スリーブと共に摺動
可能に挿嵌される弁ハウジングと、該弁ハウジングとス
プールとの間に配設された弁ばね及び油圧パイロット部
とにより構成しているから、レギュレータの油圧パイロ
ット部がポンプ吐出圧をパイロット圧として受圧すると
きに、このパイロット圧に応じてスプールを弁ばねに抗
して弁ハウジング内で摺動変位させ、弁ハウジングの各
給排ポートをスプール、制御スリーブを介して連通，遮
断でき、これによりレギュレータから傾転機構に向けて
ポンプ吐出圧に対応した傾転制御圧を給排することがで
きる。そして、レギュレータには単一の弁ばねを用いる
だけでよく、ばね力の調整作業等を簡略化できると共
に、組立時の作業性を向上でき、生産性を高めることが
できる。

【００８４】また、請求項５に記載の発明では、ケーシ
ングとフィードバックリンクとの間に、該フィードバッ
クリンクのカム摺接部をカム体に向けて常時付勢する付
勢手段を設ける構成としたから、外部からの振動等でフ
ィードバックリンクが振動してカム体から離間する等の
問題を解消でき、フィードバック機構によるフィードバ
ック動作等を安定させ、信頼性や寿命を向上できる。

【００８５】さらに、請求項６に記載の発明では、カム
体のカム溝に摺動可能に係合する係合突部をフィードバ
ックリンクのカム摺接部に設ける構成としたから、フィ
ードバックリンクのカム摺接部（係合突部）をカム体の
カム溝に係合させた状態に保持でき、外部からの振動で
フィードバックリンクが不用意に変位するのを防止でき
ると共に、フィードバック機構によるフィードバック動
作等を安定させ、信頼性や寿命を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による可変容量型斜
板式油圧ポンプを示す縦断面図である。

【図２】斜板の傾転アクチュエータ、フィードバック機
構及びカム板等を拡大して示す図１中の矢示II−II方向
からみた変則断面図である。

【図３】第１の実施の形態による可変容量型斜板式油圧
ポンプの容量特性を示す特性線図である。

【図４】第２の実施の形態による可変容量型斜板式油圧
ポンプの要部を拡大して示す縦断面図である。

【図５】第３の実施の形態による可変容量型斜板式油圧
ポンプの要部を示す正面図である。

【図６】フィードバック機構、斜板及びカム板等を拡大
して示す図５中の矢示VI−VI方向からみた断面図であ
る。

【図７】従来技術による可変容量型斜板式油圧ポンプを
示す縦断面図である。

【図８】斜板の傾転アクチュエータ、フィードバック機
構、カム板及びレギュレータ等を拡大して示す図７中の
矢示VIII−VIIIからみた変則断面図である。

【図９】図７に示す可変容量型斜板式油圧ポンプの油圧
回路図である。

【図１０】従来技術による可変容量型斜板式油圧ポンプ
の容量特性を示した特性線図である。

【符号の説明】

２回転軸３シリンダブロック４シリンダ５ピストン６シュー８弁板９斜板支持体１０斜板１０Ａ摺動面１１Ａ，１１Ｂ傾転アクチュエータ３１パイロットポンプ３２タンク４１ケーシング４１Ｅ開口部４２レギュレータ４３弁ハウジング４３Ａ，４３Ｂ給排ポート４４制御スリーブ４５スプール４６弁ばね４７油圧パイロット部４８フィードバック機構４９支持ピン５０リンク部材（フィードバックリンク）５１出力ピン５２，７１フィードバックピン５３球形部５４，７３カム板（カム体）６１スプリング（付勢手段）７２球形部（係合突部）７３Ａカム溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂入哲也茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者曹東輝茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状のケーシングと、該ケーシング内に
回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と共に回転す
るように前記ケーシング内に設けられ、軸方向に複数の
シリンダが穿設されたシリンダブロックと、該シリンダ
ブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌された複数の
ピストンと、該各ピストンの端部に装着されたシューが
摺動する摺動面を有し、前記ケーシング内に傾転可能に
設けられた斜板と、傾転制御圧が給排されることにより
該斜板を傾転駆動する傾転アクチュエータと、該傾転ア
クチュエータに給排する傾転制御圧を制御するため前記
ケーシングに設けられ、スプール及び制御スリーブを有
したレギュレータと、前記斜板の傾転動作に追従して該
レギュレータのフィードバック制御を行うフィードバッ
ク機構とからなる可変容量型斜板式油圧ポンプにおい
て、前記フィードバック機構は、前記レギュレータとケーシングとの間に回動可能に設け
られ、一端側が前記レギュレータの制御スリーブに連結
され、他端側が前記斜板側に向けて突出するカム摺接部
となったフィードバックリンクと、前記斜板に設けられ、該フィードバックリンクのカム摺
接部が摺接することにより該フィードバックリンクを前
記斜板の傾転動作に伴って回動変位させると共に、その
回動変位量をカム形状に応じて変化させるカム体とから
構成したことを特徴とする可変容量型斜板式油圧ポン
プ。
【請求項２】前記カム体は、前記フィードバックリン
クのカム摺接部が摺接する面を傾斜面として形成してな
る請求項１に記載の可変容量型斜板式油圧ポンプ。
【請求項３】前記フィードバックリンクのカム摺接部
は球形状に形成してなる請求項１または２に記載の可変
容量型斜板式油圧ポンプ。
【請求項４】前記レギュレータは、内周側に前記スプ
ールが制御スリーブと共に摺動可能に挿嵌され、前記傾
転アクチュエータに傾転制御圧を給排するための給排ポ
ートを有する弁ハウジングと、該弁ハウジングとスプー
ルとの間に配設され、該スプールを常時一方向に向けて
付勢する弁ばねと、前記スプールを挟んで該弁ばねと反
対側に位置して弁ハウジングに設けられ、ポンプ吐出圧
をパイロット圧として受圧することにより前記スプール
を弁ばねに抗して摺動変位させる油圧パイロット部とか
ら構成してなる請求項１，２または３に記載の可変容量
型斜板式油圧ポンプ。
【請求項５】前記ケーシングとフィードバックリンク
との間には、前記カム摺接部をカム体に向けて常時付勢
する付勢手段を設けてなる請求項１，２，３または４に
記載の可変容量型斜板式油圧ポンプ。
【請求項６】前記カム体はカム溝を有し、前記フィー
ドバックリンクのカム摺接部には該カム溝に摺動可能に
係合する係合突部を設けてなる請求項１，２，３または
４に記載の可変容量型斜板式油圧ポンプ。