JP2005201301A - 可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気的な制御系統に故障が発生した場合でも容量可変部を傾転することができ、信頼性や安全性を向上することができるようにする。
【解決手段】 レギュレータ２４の油圧パイロット部２８に指令圧Ｐを供給する指令装置４１を、電磁比例減圧弁４３、絞り４７およびシャトル弁４８等により構成する。電磁比例減圧弁４３は原動機の回転数に対応したパイロット圧Ｐi を管路４４Ａ内に発生する。絞り４７の上流側に位置する管路４４Ｂに保全圧Ｐh を発生させ、この保全圧Ｐh とパイロット圧Ｐi のうち高い方の圧力をシャトル弁４８から指令圧Ｐとして出力する。フィードバック機構３０は、斜板２１の傾転動作を軸方向変位に変換して取出す変換部３１と、変換部３１で取出した軸方向変位により回転軸１３の軸方向に平行移動する並進バー３３等とで構成する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、例えばホイールローダ、ホイール式の油圧ショベル、油圧クレーンまたはクローラ式の油圧ショベル、油圧クレーン等の作業車両に好適に用いられる可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置に関する。

一般に、建設機械等の作業車両に用いられる油圧動力伝達機構（以下、ＨＳＴという）には、例えば油圧源となる可変容量型油圧ポンプと油圧モータ等の油圧アクチュエータとの間を油圧閉回路により接続する構成とした閉回路方式のＨＳＴと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間を油圧開回路により接続する構成とした開回路方式のものとがある。

そして、閉回路方式のＨＳＴに用いられる可変容量型油圧ポンプには、例えば斜板等の容量可変部を傾転角零の中立位置から正，逆の両方向に傾転制御するための傾転制御装置が設けられ、この傾転制御装置は、傾転制御圧が給排されることにより油圧ポンプの容量可変部を傾転駆動する傾転シリンダとしての傾転アクチュエータを備えている（例えば、特許文献１参照）。

また、この場合の傾転制御装置には、例えばチャージポンプとタンクとの間に設けられ原動機の回転数に応じた前，後差圧を発生させる電磁比例減圧弁と、該電磁比例減圧弁の前，後差圧を前記傾転制御圧として傾転アクチュエータに給排する管路の途中に設けられ前記傾転制御圧の給排方向を切換える方向切換弁とが設けられている。

そして、この方向切換弁は、例えば車両の走行方向を切換える前後進切換弁等により構成され、前記傾転アクチュエータに給排する傾転制御圧の方向を正，逆に切換えることにより、油圧ポンプの容量可変部を傾転角零の中立位置から正，逆の両方向に傾転させ、車両の走行方向を前進，後進，停止のいずれかに切換えるものである。

また、前記電磁比例減圧弁は、例えば電気的な制御手段であるコントローラから原動機の回転数に対応した電気信号が出力されることにより、この電気信号に応じた油圧による前，後差圧を容量可変部の傾転制御圧として発生させ、原動機の回転数が低い回転数のときには、傾転制御圧（差圧）を低い圧力として容量可変部の傾転角を小さくし、油圧ポンプの容量を小容量に抑える。そして、原動機の回転数が高い回転数となったときには、傾転制御圧（差圧）を高い圧力として容量可変部の傾転角を大きくし、油圧ポンプの容量を大容量に制御するものである。

一方、油圧ショベル等の建設機械には、開回路方式の油圧回路等に一般的に採用され、容量可変部を一方向のみに傾転させることを前提とした可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置も多く用いられている。そして、この場合の可変容量型油圧ポンプは、ディーゼルエンジン等の原動機で回転軸が一方向に回転駆動されることにより、タンクから吸込んだ作動油を高圧の圧油として一方向に吐出し、この圧油を作業用油圧シリンダ、走行用または旋回用油圧モータ等の各油圧アクチュエータに向けて供給するものである（例えば、特許文献２参照）。

この従来技術による可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置は、傾転制御圧が給排されることにより油圧ポンプの容量可変部を傾転駆動する傾転アクチュエータと、制御スリーブ内にスプールを有したサーボ弁からなり該傾転アクチュエータに給排する傾転制御圧を指令信号に従って制御するレギュレータと、該レギュレータに対して前記指令信号を出力する信号出力手段等とを備えている。

そして、この場合の信号出力手段は、例えば電磁比例減圧弁等からなり、外部からの電気信号に応じて指令信号となるパイロット圧を増減させ、このパイロット圧に従ってレギュレータのスプールを摺動変位させる。これにより、レギュレータは、前記傾転制御圧を増減させるように制御し、この傾転制御圧に応じて傾転アクチュエータを作動させることにより容量可変部の傾転角（ポンプ容量）が増減されるものである。

特開平３−１１７７７７号公報 特開２００３−７４４６１号公報

ところで、上述した従来技術（特許文献１）による可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置は、例えばチャージポンプとタンクとの間に設けた電磁比例減圧弁により、原動機の回転数に応じた前，後差圧を容量可変部の傾転制御圧として発生させ、この傾転制御圧（差圧）によって容量可変部の傾転角を増減させる構成としている。

しかし、この場合の電磁比例減圧弁は、電気的な制御手段であるコントローラにより前，後差圧が制御されるものであるから、例えばコントローラが故障して電気信号の出力が停止されたときには、傾転制御圧となる前，後差圧を発生できなくなり、容量可変部の傾転制御が失効するばかりでなく、最悪の場合には容量可変部が中立位置に停止してしまい、油圧ポンプによる圧油の吐出が中断されるという問題がある。

一方、他の従来技術（特許文献２）による可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置についても、レギュレータに指令信号を出力する信号出力手段を、例えばコントローラからの電気信号によりパイロット圧を可変に制御する電磁比例減圧弁で構成した場合には、前述の場合と同様な問題が生じる。

また、他の従来技術による可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置は、所謂油圧開回路等に一般的に採用されるように、容量可変部を一方向のみに傾転させることを前提としたもので、油圧モータ等の油圧アクチュエータと油圧ポンプとの間を、例えば油圧閉回路で接続し、容量可変部を両方向に傾転させて油圧ポンプによる圧油の吐出方向を両方向に切換えて用いる場合には、下記のような問題が生じるものである。

即ち、この場合の可変容量型油圧ポンプは、斜板等の容量可変部を例えば傾転角零の中立位置を基準として一方向（例えば、正方向）にのみ傾転駆動する構成としたもので、前記中立位置を基準として正，逆の両方向に傾転する場合を想定して設計したものではない。

このため、このような可変容量型油圧ポンプは、油圧モータ等の油圧アクチュエータに対し、例えば油圧閉回路を用いて接続しようとすると、前記中立位置を基準として正方向と逆方向とに容量可変部が傾転駆動されるように大幅な設計変更を行う必要が生じる。

しかも、このような可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置は、容量可変部の傾転動作に追従してレギュレータの制御スリーブをフィードバック制御するフィードバック機構を備えている場合が多い。しかし、このフィードバック機構は、例えば容量可変部を正方向に傾転する場合と逆方向に傾転する場合とで、レギュレータの制御スリーブを逆向きにフィードバック（摺動変位）させることになり、制御スリーブのフィードバック制御等を円滑に行うことができないという問題がある。

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、本発明の目的は、容量可変部を正方向と逆方向に傾転して圧油の吐出方向を両方向に切換えることができると共に、電気的な制御系統に故障が発生した場合でも容量可変部を傾転することができ、信頼性や安全性を向上することができるようにした可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、容量可変部を正方向と逆方向に傾転して圧油の吐出方向を両方向に切換える場合でも、レギュレータのフィードバック制御を円滑に行うことができ、全体の構造を簡素化できると共に、生産性の向上、コストの低減化等を図ることができるようにした可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、容量可変部を有し回転軸が原動機によって回転駆動される可変容量型の油圧ポンプと、傾転制御圧が給排されることにより該油圧ポンプの容量可変部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前記傾転制御圧を外部からの指令信号に従って制御するレギュレータと、該レギュレータに対して前記指令信号を出力する信号出力手段とを備えた可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記油圧ポンプは、前記傾転アクチュエータにより容量可変部を傾転角零の中立位置から正方向と逆方向とに傾転駆動する構成とし、前記信号出力手段は、前記原動機の回転数に対応した電気信号を出力するコントローラと、該コントローラから出力される電気信号を油圧力に変換し該油圧力をパイロット圧として出力する電気油圧変換部と、該電気油圧変換部から出力されるパイロット圧の最高圧とタンク圧との中間の圧力を保全圧として発生させる保全圧発生部と、該保全圧発生部による保全圧と前記電気油圧変換部によるパイロット圧とを比較し高い方の圧力を前記指令信号として前記レギュレータに出力する高圧選択部とにより構成したことにある。

また、請求項２の発明によると、前記保全圧発生部は、前記原動機により駆動され前記油圧ポンプよりも低い圧力を発生させる他のポンプと、該他のポンプの吐出側をタンクに接続する戻し管路の途中に設けられ上流側に前記保全圧を発生させる絞りとにより構成し、前記高圧選択部は、該絞りの上流側部位と前記電気油圧変換部の出力側とを接続する他の管路の途中に設けられた高圧選択弁により構成している。

また、請求項３の発明によると、前記信号出力手段は、前記電気油圧変換部から出力されるパイロット圧が最高圧となったときに前記容量可変部の傾転角が最大となるように前記レギュレータに指令信号を出力し、前記保全圧は、前記容量可変部の傾転角が最大となる前記指令信号の圧力よりも低い圧力に設定する構成としている。

一方、請求項４の発明によると、前記レギュレータと前記傾転アクチュエータとの間には、前記容量可変部を中立位置から正方向と逆方向とに傾転駆動するために、前記傾転制御圧の給排方向を切換える方向切換弁を設けてなる構成としている。

また、請求項５の発明によると、前記レギュレータは、制御スリーブ内にスプールが設けられた油圧パイロット式のサーボ弁からなり、該サーボ弁の制御スリーブと前記容量可変部との間には、前記制御スリーブを容量可変部の傾転動作に追従してフィードバック制御するフィードバック機構を設ける構成としている。

また、請求項６の発明によると、前記フィードバック機構は、前記容量可変部が中立位置にあるときに前記油圧ポンプの回転軸に沿った軸方向一側の初期位置となり、前記容量可変部が正，逆方向に傾転駆動されるときには前記初期位置から軸方向他側に向けて変位するように前記容量可変部の傾転動作を軸方向変位に変換して取出す変換部と、該変換部と前記レギュレータの制御スリーブとの間に設けられ該変換部で取出した軸方向変位を前記制御スリーブに伝える変位伝達部とにより構成している。

また、請求項７の発明によると、前記フィードバック機構の変位伝達部は、前記容量可変部が傾転するときに前記制御スリーブと一緒に前記回転軸の軸方向に沿って並進運動する並進部材により構成している。

さらに、請求項８の発明によると、前記油圧ポンプは、前記回転軸が回転可能に設けられる筒状のケーシングと、前記回転軸と一体に回転するように該ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有し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容量可変部となってケーシング内に傾転可能に設けられた斜板とを備え、前記傾転アクチュエータは、前記回転軸の径方向に離間して前記ケーシング内に設けられ前記斜板を中立位置から正，逆方向に傾転駆動する傾転ピストンによって構成し、前記レギュレータは、該傾転ピストンから離間して前記ケーシングに設けられ前記制御スリーブをフィードバック機構を介して前記斜板に連結する構成とし、前記フィードバック機構の変位伝達部は、その途中部位を前記ケーシングに対し前記回転軸の軸方向に沿って移動可能または揺動可能に取付ける構成としている。

上述の如く、請求項１に記載の発明は、油圧ポンプの容量可変部を傾転アクチュエータで傾転角零の中立位置から正方向と逆方向とに傾転駆動する構成としているので、例えば容量可変部を正方向に傾転している状態では油圧ポンプから油圧アクチュエータに対し、例えば油圧閉回路を通じて一方向に圧油を給排することができ、容量可変部を逆方向に傾転したときには油圧ポンプから油圧アクチュエータに対して他方向（逆方向）に圧油を給排することができる。また、レギュレータに指令信号を出力する信号出力手段を、コントローラ、電気油圧変換部、保全圧発生部および高圧選択部とにより構成しているので、原動機の回転数に対応した電気信号を出力するコントローラが正常に動作している通常動作時には、電気油圧変換部により原動機の回転数に対応したパイロット圧を出力でき、高圧選択部は、このときのパイロット圧と保全圧発生部による保全圧とを比較し高い方の圧力を前記レギュレータに指令信号として出力することができる。そして、このような通常動作時には、前記保全圧よりもパイロット圧を高い圧力とすることにより、前記レギュレータを原動機の回転数に対応して可変に制御でき、容量可変部の傾転角（油圧ポンプの押しのけ容積）を原動機の回転数に応じて増減することができる。

一方、コントローラ等の電気的な制御系統に故障が発生した場合には、コントローラからの電気信号が失効するために電気油圧変換部からパイロット圧を出力できず、例えばタンク圧のレベルまでパイロット圧が低下することがある。しかし、このような制御系統の故障時でも、保全圧発生部は、タンク圧よりも高い保全圧を発生し続けるので、高圧選択部は保全圧を指令信号として前記レギュレータに出力でき、該レギュレータで傾転制御圧を制御することにより油圧ポンプの容量可変部を、例えば中立位置から正方向または逆方向に傾転した状態に保持することができる。このため、電気的な制御系統の故障時にも、油圧ポンプから圧油を吐出し続け、例えば作業車両が走行不能になる等の問題を解消でき、信頼性や安全性を向上することができる。

また、前記高圧選択部が保全圧を指令信号としてレギュレータに出力し、この保全圧に従って油圧ポンプの容量制御を行うときには、容量可変部の傾転角を最大傾転よりも小さく抑えて圧油の吐出量を制限することにより、例えば車両のオペレータに電気系統の故障発生を気付かせることができ、迅速な対応を促すことができる。また、通常動作時には、電気油圧変換部がコントローラからの電気信号をパイロット圧に変換して指令信号を出力できるので、このときの制御特性をコントローラ側でソフト的に容易に変更することができ、設計の自由度を高めることができる。

また、請求項２に記載の発明は、保全圧発生部を他のポンプと絞りとにより構成し、該絞りの上流側に保全圧を発生させると共に、高圧選択部としての高圧選択弁を、絞りの上流側部位と電気油圧変換部の出力側とを接続する管路の途中に設ける構成としているので、コントローラ等の電気的な制御系統に故障が発生した場合には、前記絞りの上流側に発生する保全圧を用いてレギュレータにより傾転制御圧を制御でき、例えば油圧ポンプの容量（押しのけ容積）を中間容量に保つことができる。また、前記他のポンプは原動機により回転駆動されるため、前記保全圧を原動機の回転数に応じて増減でき、油圧ポンプの容量も原動機の回転数に応じてある程度は増減させることができる。

しかも、絞りの上流側に発生する保全圧は、電気系統の故障時等のように非常時に使用するものであるため、絞りを用いた圧力損失の特性等を高精度に設定する必要はなく、絞りの構造を含めて油圧回路の構成を簡素化することができる。また、この場合には、絞りによる圧力損失を小さくしても、必要な保全圧を発生できるので、エネルギ効率も向上することができる。そして、高圧選択部は、シャトル弁等の高圧選択弁により構成することができる。

また、請求項３に記載の発明によると、コントローラ、電気油圧変換部、保全圧発生部および高圧選択部からなる信号出力手段は、前記電気油圧変換部から出力されるパイロット圧が最高圧となったときに容量可変部の傾転角が最大となるようにレギュレータに指令信号を出力でき、一方の保全圧は、前記容量可変部の傾転角が最大となる前記指令信号の圧力よりも低い圧力に設定することができるので、この保全圧に従って油圧ポンプの容量制御を行うときには、容量可変部の傾転角を最大傾転よりも小さく抑えて圧油の吐出量を制限することができ、例えば車両のオペレータに電気系統の故障発生を気付かせ、迅速な対応を促すことができる。

一方、請求項４に記載の発明は、レギュレータと傾転アクチュエータとの間に設けた方向切換弁を切換制御することにより、前記傾転アクチュエータに対する傾転制御圧の給排方向を切換えることができ、この傾転制御圧に従って容量可変部を中立位置から正方向と逆方向とに傾転駆動することができる。また、これによってレギュレータを含めた傾転制御装置全体の構造を簡素化でき、生産性の向上、コストの低減化等を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明によると、油圧パイロット式のサーボ弁からなるレギュレータの制御スリーブと容量可変部との間には、前記制御スリーブを容量可変部の傾転動作に追従してフィードバック制御するフィードバック機構を設ける構成としているので、容量可変部の傾転制御圧を指令信号に従って制御しながらレギュレータの制御スリーブを、容量可変部の傾転角に応じてフィードバック制御することができ、容量可変部の傾転角（例えば、車両の走行速度等）を指令信号に従って増減させるように安定した制御を実現することができる。

また、請求項６に記載の発明は、フィードバック機構を変換部と変位伝達部とにより構成しているので、容量可変部が中立位置にあるときにはフィードバック機構が油圧ポンプの回転軸に沿った軸方向一側の初期位置となり、前記容量可変部が正，逆方向に傾転駆動されるときには前記初期位置から軸方向他側に向けて変位するように、変換部によって容量可変部の傾転動作を軸方向変位に変換して取出すことができる。そして、変位伝達部は、このような軸方向変位をレギュレータの制御スリーブに伝えることができ、この制御スリーブをスプールと同方向に摺動変位させるようにレギュレータをフィードバック制御することができる。

従って、当該油圧ポンプを油圧アクチュエータに対し、例えば油圧閉回路を用いて接続した場合にも、容量可変部を中立位置から正方向と逆方向とにそれぞれ傾転して圧油の吐出量（流量）を両方向で制御できると共に、容量可変部が正，逆いずれの方向に傾転されるときにもレギュレータのフィードバック制御を円滑に行うことができる。そして、制御スリーブ内にスプールを有したサーボ弁によりレギュレータを構成できるので、傾転制御装置全体の構造を簡素化することができる。また、当該油圧ポンプは、所謂油圧開回路に適用しても油圧アクチュエータに圧油を給排することができるので、油圧閉回路と開回路との双方に適用でき、汎用性を高めて生産性の向上、コストの低減化等を図ることができる。

また、請求項７に記載の発明は、フィードバック機構の変位伝達部を、容量可変部が傾転するときにレギュレータの制御スリーブと一緒に回転軸の軸方向に沿って並進運動する並進部材により構成しているので、容量可変部が傾転するときに変換部により変換して取出される軸方向変位を、回転軸の軸方向に沿った並進部材の並進運動としてレギュレータの制御スリーブに伝えることができ、該制御スリーブを円滑にフィードバック制御することができる。

さらに、請求項８に記載の発明は、制御対象の油圧ポンプとして斜板式の可変容量型油圧ポンプを用い、レギュレータは、それぞれの制御スリーブをフィードバック機構を介して斜板に連結する構成とし、フィードバック機構の変位伝達部は、その途中部位を油圧ポンプのケーシングに対し回転軸の軸方向に沿って移動可能または揺動可能に取付ける構成としているので、斜板式の可変容量型油圧ポンプを油圧アクチュエータに対し例えば油圧閉回路を用いて接続した場合でも、斜板を傾転角零の中立位置から正方向と逆方向とにそれぞれ傾転でき、圧油の吐出量を両方向で制御できると共に、斜板が正，逆いずれの方向に傾転されるときにもレギュレータのフィードバック制御を円滑に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態による可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置を、例えばホイールローダ等のホイール式作業車両における走行用油圧回路に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図１２は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は可変容量型油圧ポンプとしての斜板式可変容量型油圧ポンプで、該油圧ポンプ１は、後述のケーシング１１、回転軸１３、シリンダブロック１４、弁板１９および斜板２１等によって構成されるものである。

また、油圧ポンプ１は、例えばディーゼルエンジン等の原動機２により回転軸１３が回転駆動され、図１に示す如く一対の主管路３Ａ，３Ｂ内に圧油を流通させるものである。そして、油圧ポンプ１は、主管路３Ａ，３Ｂを介して後述の油圧モータ５に接続され、所謂油圧閉回路４を構成しているものである。

５は油圧アクチュエータとしての走行用油圧モータで、該油圧モータ５は、例えば減速機６を介してホイール式作業車両の車輪７，７に連結されている。そして、油圧モータ５は、油圧ポンプ１からの圧油が主管路３Ａ，３Ｂを介して給排されることにより、車輪７を回転駆動して作業車両を走行駆動するものである。

１１は油圧ポンプ１の外殻となるケーシングで、該ケーシング１１は、図２、図３に示すように筒状のケーシング本体１１Ａと、該ケーシング本体１１Ａの両端側を閉塞したフロントケーシング１１Ｂ、リヤケーシング１１Ｃとから構成されている。そして、リヤケーシング１１Ｃには、一対の給排通路１２Ａ，１２Ｂが設けられ、該給排通路１２Ａ，１２Ｂは、図１に示す主管路３Ａ，３Ｂに接続されるものである。

また、ケーシング本体１１Ａの外周側には、図３に示す如く後述するレギュレータ２４の弁ハウジング２５内と連通する開口部１１Ｄとドレン通路１１Ｅとが形成されている。そして、ケーシング本体１１Ａの開口部１１Ｄ内には、後述の並進バー３３がガイド部材３４等を介してスライド可能に取付けられるものである。また、ケーシング１１内はドレン室となって後述のタンク３６に接続されている。

１３はケーシング１１内に回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸１３は、フロントケーシング１１Ｂとリヤケーシング１１Ｃとにそれぞれ軸受を介して回転可能に支持され、フロントケーシング１１Ｂから軸方向に突出する突出端１３Ａ側が、図１に示す原動機２により回転駆動されるものである。

１４は回転軸１３と一体的に回転するようにケーシング１１内に設けられたシリンダブロックで、該シリンダブロック１４には、その周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダ１５，１５，…が設けられている。

１６，１６，…はシリンダブロック１４の各シリンダ１５内にそれぞれ摺動可能に挿嵌されたピストンで、該各ピストン１６は、後述の斜板２１が正，逆方向に傾転されたときに、シリンダブロック１４の回転に伴ってシリンダ１５内を往復動し、吸入行程と吐出行程とを繰返すものである。

また、ピストン１６の一端側は、図２ないし図５に示すようにシリンダブロック１４のシリンダ１５から回転軸１３の軸方向に突出し、該ピストン１６の突出端側には、シュー１７，１７，…がそれぞれ揺動可能に取付けられている。

１８は各シュー１７を斜板２１に対して保持する環状のシュー押えで、該シュー押え１８は、図３ないし図５に示す如く後述する斜板２１の摺動面２１Ａに向けてシュー１７をそれぞれ押圧し、斜板２１の摺動面２１Ａ上で各シュー１７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。

１９はケーシング１１内に位置してリアケーシング１１Ｃとシリンダブロック１４との間に設けられた弁板で、該弁板１９は、シリンダブロック１４の端面に摺接し、シリンダブロック１４を回転軸１３と一緒に回転可能に支持している。また、弁板１９には、図３に示す如く眉形状をなす一対の給排ポート１９Ａ，１９Ｂが形成され、これらの給排ポート１９Ａ，１９Ｂは、リヤケーシング１１Ｃの給排通路１２Ａ，１２Ｂと連通しているものである。

そして、弁板１９の給排ポート１９Ａ，１９Ｂは、シリンダブロック１４の回転時に各シリンダ１５と間欠的に連通し、一方の給排通路１２Ａ（または１２Ｂ）側から各シリンダ１５内に吸込まれた作動油をピストン１６により加圧させると共に、各シリンダ１５内で高圧状態となった圧油を他方の給排通路１２Ｂ（または１２Ａ）から吐出させる機能を有している。

２０は回転軸１３の周囲に位置してフロントケーシング１１Ｂに設けられた斜板支持体で、該斜板支持体２０は、斜板２１の裏面側に位置し、斜板２１を傾転可能に支持するための傾転支持面２０Ａを有している。そして、該傾転支持面２０Ａは、図４に示すように凹湾曲面形状をなし、斜板２１を矢示Ａ，Ｂ方向に傾転中心Ｃの回りで摺動可能に案内するものである。

２１はケーシング１１内に斜板支持体２０を介して傾転可能に設けられた容量可変部としての斜板で、該斜板２１は、表面側が各シュー１７に対する摺動面２１Ａとなり、裏面側は斜板支持体２０の傾転支持面２０Ａに嵌合される凸湾曲状の傾転案内面２１Ｂとなっている。

ここで、斜板２１の傾転案内面２１Ｂは、図４ないし図６に示すように傾転中心Ｃから半径Ｒの円弧面として形成され、傾転中心Ｃは、回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏ上に配置されるものである。そして、斜板２１は、図４、図７に示す傾転角零の中立位置から正方向（矢示Ａ方向）と逆方向（矢示Ｂ方向）とに後述の傾転アクチュエータ２２，２３を用いて傾転駆動され、このときの傾転角θに応じて油圧ポンプ１の容量（圧油の吐出量）が可変に制御されるものである。

２２，２３は斜板２１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２２，２３は、図２ないし図５に示すようにシリンダブロック１４の径方向外側に位置してケーシング本体１１Ａに形成されたシリンダ穴２２Ａ，２３Ａと、該シリンダ穴２２Ａ，２３Ａ内に摺動可能に挿嵌され、該シリンダ穴２２Ａ，２３Ａとの間に液圧室２２Ｂ，２３Ｂを画成した傾転ピストン２２Ｃ，２３Ｃと、液圧室２２Ｂ，２３Ｂ内に配設され、該傾転ピストン２２Ｃ，２３Ｃを斜板２１側に向けて常時付勢したスプリング２２Ｄ，２３Ｄとにより構成されている。

ここで、傾転アクチュエータ２２，２３は、ケーシング本体１１Ａに対しシリンダブロック１４の径方向で互いに対向する位置に配設され、傾転ピストン２２Ｃ，２３Ｃによって斜板２１を矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動する。即ち、傾転アクチュエータ２２，２３の液圧室２２Ｂ，２３Ｂは、図３、図６に示すように後述の制御管路３９Ｂ，３９Ａに接続され、傾転制御圧が給排される。

そして、この傾転制御圧で傾転ピストン２３Ｃが図５に示す如くシリンダ穴２３Ａ内から伸長し、傾転ピストン２２Ｃがシリンダ穴２２Ａ内に縮小するときには、斜板２１が傾転ピストン２３Ｃによって矢示Ａ方向（正方向）に傾転駆動される。また、傾転ピストン２２Ｃがシリンダ穴２２Ａ内から伸長し、傾転ピストン２３Ｃがシリンダ穴２３Ａ内へと縮小するときには、斜板２１が傾転ピストン２２Ｃによって矢示Ｂ方向（逆方向）に傾転駆動されるものである。

２４は傾転アクチュエータ２２，２３に傾転制御圧を給排する容量制御弁としてのレギュレータで、該レギュレータ２４は、図３に示すようにケーシング本体１１Ａの外側に位置してケーシング１１に設けられた弁ハウジング２５と、後述の制御スリーブ２６、スプール２７、油圧パイロット部２８および弁ばね２９等とからなり、図６に示す如く制御スリーブ２６内にスプール２７を有した油圧パイロット式のサーボ弁によって構成されるものである。

ここで、レギュレータ２４の弁ハウジング２５には、図３に示す如く傾転制御圧の給排ポート２５Ａ，２５Ｂ等が設けられ、給排ポート２５Ａは後述の制御管路３７Ａを介してパイロットポンプ３５の吐出側に接続されている。また、給排ポート２５Ｂは後述の制御管路３７Ｂに接続されている。そして、レギュレータ２４の弁ハウジング２５は、ケーシング１１の外側面に液密に固定して設けられ、制御スリーブ２６およびスプール２７等は、回転軸１３（図６に示す軸線Ｏ−Ｏ）と平行に延びるように配設されている。

２６は弁ハウジング２５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２６は、その軸方向一側の外周に後述の並進バー３３が複数の固定ねじ等を用いて一体的に連結され、並進バー３３の動き（回転軸１３の軸方向に沿った並進運動）に追従して弁ハウジング２５内を軸方向（図４中の矢示Ｄ，Ｅ方向）に摺動変位するものである。

２７は制御スリーブ２６内に摺動可能に挿嵌して設けられたスプールで、該スプール２７は、制御スリーブ２６の内周側で弁ハウジング２５の軸方向に摺動変位することにより、給排ポート２５Ｂを給排ポート２５Ａまたはドレン通路１１Ｅに選択的に連通，遮断するものである。

２８はスプール２７の軸方向一側に位置して弁ハウジング２５に設けられた油圧パイロット部で、該油圧パイロット部２８は、後述の弁ばね２９に抗してスプール２７を軸方向に駆動するためのプランジャ２８Ａを有し、後述の指令圧管路４９を介して指令圧が供給される。

そして、油圧パイロット部２８のプランジャ２８Ａは、指令圧管路４９からの指令圧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２７を弁ハウジング２５内で軸方向に摺動変位させ、図６に示すレギュレータ２４を中立位置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換えるものである。

２９はスプール２７の軸方向他側と弁ハウジング２５との間に配設された弁ばねを示し、該弁ばね２９は、スプール２７を油圧パイロット部２８側に向けて常時付勢し、例えば図６に示すレギュレータ２４を中立位置（イ）に復帰させるものである。

３０は斜板２１の傾転動作に追従させてレギュレータ２４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３０は、図３、図６に示すように斜板２１の側面とレギュレータ２４の制御スリーブ２６との間に設けられた後述の変換部３１および並進バー３３により構成されている。

３１は斜板２１の傾転動作を回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏに沿った軸方向変位に変換して取出すための変換部で、該変換部３１は、斜板２１の側面から突出した状態で斜板２１に固定して設けられた係合部としての突起部３２と、後述の並進バー３３に凹形状をなして設けられた被係合部としてのスライダ部３３Ａとにより構成されている。

そして、並進バー３３のスライダ部３３Ａは、斜板２１側の突起部３２と摺動可能に係合することにより、斜板２１の傾転動作を後述の如く軸方向変位に変換するものである。また、斜板２１側の突起部３２と並進バー３３のスライダ部３３Ａとは、並進バー３３が斜板２１（突起部３２）に対して回転軸１３の軸方向に相対移動するのを規制し、回転軸１３の軸方向と直交する方向に関しては斜板２１（突起部３２）と並進バー３３とが相対移動するのを許すように両者を相対移動可能に連結している。

この場合、突起部３２は、斜板２１の側面に植設されたボルトまたはピン等により円柱状に形成され、斜板２１が図６、図７に示す如く傾転角零の中立位置となった状態で回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏ上に位置するように配設されている。また、突起部３２は、図７に示すように斜板２１の傾転中心Ｃから半径Ｒａだけ離間した位置に配置され、この半径Ｒａは、傾転案内面２１Ｂの半径Ｒよりも小さい半径（Ｒａ＜Ｒ）となっている。

３３はフィードバック機構３０の変位伝達部を構成する並進部材としての並進バーで、該並進バー３３は、図３に示す如く後述のガイド部材３４を介してケーシング本体１１Ａの開口部１１Ｄ内にスライド可能に取付けられ、回転軸１３の軸方向（図６に示す軸線Ｏ−Ｏ）に沿った並進運動を行うものである。そして、並進バー３３は、図３に示すようにケーシング１１内を回転軸１３の径方向に延び、斜板２１の側面と制御スリーブ２６との間に配設されている。

ここで、並進バー３３は、長さ方向の一側が断面コ字形状をなす凹形状のスライダ部３３Ａとなり、斜板２１側の突起部３２と共に変換部３１を構成するものである。そして、該スライダ部３３Ａは、図６に示す如く回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏに対して直交する方向に延び、スライダ部３３Ａ内には斜板２１側の突起部３２が摺動可能に係合している。

そして、並進バー３３のスライダ部３３Ａは、斜板２１が中立位置にあるときに斜板２１の突起部３２と共に図７に示す初期位置に配置され、回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏと直交する線Ｆ−Ｆ上に位置する。このとき、並進バー３３は、回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏに沿って最も後退（図６中の矢示Ｅ方向に後退）した位置に配置されるものである。

また、斜板２１が中立位置から図５、図８に示すように矢示Ａ方向（正方向）に傾転され、その傾転角θが角度α（θ＝α）となったときには、斜板２１の突起部３２が軸線Ｏ−Ｏに対して角度αの位置まで回動される。これにより、並進バー３３のスライダ部３３Ａは、突起部３２の動きに追従して図８に示す線Ｇ−Ｇの位置まで平行移動（並進運動）され、初期位置の線Ｆ−Ｆに対して寸法ａだけ回転軸１３の軸方向に変位される。

一方、斜板２１が中立位置から図９に示すように矢示Ｂ方向（逆方向）に傾転され、その傾転角θが角度β（θ＝β）となったときには、斜板２１の突起部３２が軸線Ｏ−Ｏに対して角度βの位置まで回動される。これにより、並進バー３３のスライダ部３３Ａは、突起部３２の動きに追従して図９に示す線Ｈ−Ｈの位置まで平行移動され、初期位置の線Ｆ−Ｆに対して寸法ｂだけ回転軸１３の軸方向に変位される。

なお、斜板２１が正，逆方向に同一の傾転角θ（例えば、角度α，β）をもって傾転されるときには、斜板２１の傾転角θに相当する角度α，βが互いに逆向きの等しい角度（α＝β）となり、このときの軸方向変位に相当する前記寸法ａ，ｂは同一の値（ａ＝ｂ）に設定されるものである。

また、並進バー３３は、図３に示す如く長さ方向の他側が制御スリーブ２６を径方向外側から挟む二又状の固定部３３Ｂとなり、該固定部３３Ｂは、複数の固定ねじまたはリベット等の固定手段により制御スリーブ２６の外周側に固定されている。そして、並進バー３３は、制御スリーブ２６に対して一定の角度（例えば、垂直となる９０度）で固定された状態に保持され、制御スリーブ２６の径方向に延びると共に、回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏに沿って制御スリーブ２６を図４中の矢示Ｄ，Ｅ方向に変位させるものである。

このように、斜板２１側の突起部３２と並進バー３３のスライダ部３３Ａとからなる変換部３１は、斜板２１が突起部３２と一緒に正，逆方向に傾転するときに、斜板２１の傾転動作を回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏに沿ったスライダ部３３Ａの軸方向変位（例えば、寸法ａ，ｂ分の変位）に変換して取出す。そして、変位伝達部となる並進バー３３は、スライダ部３３Ａの軸方向変位を固定部３３Ｂにより制御スリーブ２６に対し同様の軸方向変位として伝えるものである。

３４は図３に示すケーシング１１の開口部１１Ｄを覆うように設けられたガイド部材で、該ガイド部材３４は、並進バー３３の長さ方向中間部を移動（摺動）可能に支持し、並進バー３３が上，下方向（例えば、シリンダブロック１４の周方向）等に揺動したり、ガタ等で振動したりするのを抑え、これによって、並進バー３３が回転軸１３の軸方向に滑らかに平行移動（並進運動）するのを補償するものである。

かくして、斜板２１が図２中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転されるときには、斜板２１の傾転動作に従って図３に示す並進バー３３が回転軸１３の軸方向に平行移動するようになる。そして、並進バー３３の平行移動は、固定部３３Ｂ側でレギュレータ２４の制御スリーブ２６にそのまま伝えられ、これによりレギュレータ２４のフィードバック制御が行われるものである。

３５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３５は、図１に示す原動機２で油圧ポンプ１と一緒に回転駆動される他のポンプを構成している。そして、パイロットポンプ３５は、例えば図３に示すタンク３６内から作動油を吸込みつつ、制御管路３７Ａ内に傾転制御用の圧油を後述の吐出管路４２を介して吐出させるものである。

この場合、パイロットポンプ３５から吐出される圧油の圧力は、低圧リリーフ弁３８によって油圧ポンプ１の吐出圧よりも十分に低い圧力（例えば、３〜４ＭＰａ程度）に保たれるものである。また、制御管路３７Ｂは、レギュレータ２４の給排ポート２５Ｂと後述の前後進切換弁４０との間に設けられ、レギュレータ２４等を介してタンク３６に接続される。

３９Ａ，３９Ｂは傾転アクチュエータ２３，２２の液圧室２３Ｂ，２２Ｂに傾転制御圧を給排する他の制御管路で、該制御管路３９Ａ，３９Ｂは、図３、図６に示すように後述の前後進切換弁４０を通じて制御管路３７Ａ，３７Ｂに切換え接続されるものである。

４０は制御管路３７Ａ，３７Ｂと制御管路３９Ａ，３９Ｂとの間に設けられた方向切換弁としての前後進切換弁で、この前後進切換弁４０は、図３、図６に示す如く左，右のソレノイド部４０Ａ，４０Ｂを有した電磁弁からなり、例えば運転室内の切換レバー（図示せず）をオペレータが手動操作することによって、車両の停止位置（ａ）から前進位置（ｂ）または後進位置（ｃ）に切換えられるものである。

そして、前後進切換弁４０を停止位置（ａ）から前進位置（ｂ）に切換えた状態では、後述する指令装置４１（シャトル弁４８）からの指令圧Ｐに応じてレギュレータ２４が切換制御されることにより、パイロットポンプ３５からの傾転制御圧が制御管路３７Ａ，３９Ａを通じて傾転アクチュエータ２３の液圧室２３Ｂに供給される。

また、このときには傾転アクチュエータ２２の液圧室２２Ｂから制御管路３９Ｂ，３７Ｂ、レギュレータ２４等を介して傾転制御圧がタンク３６側に排出される。これにより、傾転アクチュエータ２３の傾転ピストン２３Ｃは、斜板２１を図６中の矢示Ａ方向に傾転駆動するものである。

一方、前後進切換弁４０を停止位置（ａ）から後進位置（ｃ）に切換えたときには、パイロットポンプ３５からの傾転制御圧が制御管路３７Ａ，３９Ｂを通じて傾転アクチュエータ２２の液圧室２２Ｂに供給される。また、傾転アクチュエータ２３の液圧室２３Ｂからは、制御管路３９Ａ，３７Ｂ、レギュレータ２４等を介して傾転制御圧がタンク３６側に排出されることにより、傾転アクチュエータ２２の傾転ピストン２２Ｃが斜板２１を図６中の矢示Ｂ方向に傾転駆動するものである。

このように、前後進切換弁４０は、レギュレータ２４と傾転アクチュエータ２２，２３との間に設けられ、車両の停止位置（ａ）から前進位置（ｂ）または後進位置（ｃ）に切換えられることにより、傾転アクチュエータ２２，２３に対する傾転制御圧の給排方向を切換えると共に、この傾転制御圧に従って斜板２１を中立位置から正方向と逆方向とに傾転駆動させるものである。

４１はレギュレータ２４に指令圧（指令信号）を出力する信号出力手段としての指令装置で、該指令装置４１は、図６および図１０に示すパイロットポンプ３５、低圧リリーフ弁３８、吐出管路４２、後述の電磁比例減圧弁４３、戻し管路４６、絞り４７、シャトル弁４８、原動機２の回転数検出器５０およびコントローラ５１等により構成されている。

４２はパイロットポンプ３５の吐出側に接続された吐出管路で、該吐出管路４２は、図６に示すように下流側が後述する電磁比例減圧弁４３の流入側に接続されている。また、吐出管路４２の途中部位には、低圧リリーフ弁３８の流入側が接続されると共に、接続点Ｊの位置では制御管路３７Ａが分岐しているものである。

４３は指令装置４１の一部を構成する電気油圧変換部としての電磁比例減圧弁で、該電磁比例減圧弁４３は、図６に示す如く流入側が吐出管路４２の下流側に接続され、その流出側は管路４４Ａに接続されている。また、電磁比例減圧弁４３は電磁比例ソレノイド部４３Ａを有し、該ソレノイド部４３Ａは、後述するコントローラ５１の出力側に図１０に示す如く接続されている。

そして、電磁比例減圧弁４３は、コントローラ５１から出力される電気信号を油圧力に変換し、この油圧力を図６中に示すパイロット圧Ｐi として管路４４Ａ内に出力（供給）するものである。この場合の管路４４Ａは、その基端側が電磁比例減圧弁４３に接続され、先端側が後述のシャトル弁４８に接続されている。また、シャトル弁４８と後述する接続点Ｋとの間には、他の管路４４Ｂが設けられている。

４５は指令装置４１の一部を構成する保全圧発生部で、この保全圧発生部４５は、図６に示すようにパイロットポンプ３５、低圧リリーフ弁３８、戻し管路４６および後述の絞り４７等により構成され、この場合の戻し管路４６は、パイロットポンプ３５の吐出側を低圧リリーフ弁３８を介してタンク３６に接続しているものである。

４７は戻し管路４６の途中に設けられた絞りで、該絞り４７は、パイロットポンプ３５から低圧リリーフ弁３８を介して戻し管路４６内に流通する油液に絞り作用を与え、これによって絞り４７の上流側部位（例えば、図６中に示す接続点Ｋ側）に保全圧Ｐh を発生させるものである。

また、絞り４７の上流側となる接続点Ｋには、低圧リリーフ弁３８の流出側が接続されると共に、後述するシャトル弁４８との間に管路４４Ｂが接続されている。そして、この管路４４Ｂ内にも保全圧Ｐh が発生し、この保全圧Ｐh は、例えば１．０ＭＰa前，後の圧力に設定されるものである。

４８は管路４４Ａ，４４Ｂ間に設けられた高圧選択部を構成する高圧選択弁としてのシャトル弁で、該シャトル弁４８は、管路４４Ａ内のパイロット圧Ｐi と管路４４Ｂ内の保全圧Ｐh とを比較し、高い方の圧力を指令信号（指令圧Ｐ）として指令圧管路４９に出力するものである。そして、シャトル弁４８で選択した指令圧Ｐは、指令圧管路４９を通じてレギュレータ２４の油圧パイロット部２８にパイロット圧として供給されるものである。

５０は原動機２の回転数を検出する回転数検出器で、該回転数検出器５０は、例えばクランク角センサ等により構成され、後述するコントローラ５１の入力側に図１０に示すように接続されている。そして、回転数検出器５０は、原動機２の回転数に対応した検出信号をコントローラ５１に出力するものである。

５１はマイクロコンピュータ等により構成され、指令装置４１の一部をなすコントローラで、該コントローラ５１は、図１０に示す如く入力側が回転数検出器５０等に接続され、出力側は電磁比例減圧弁４３のソレノイド部４３Ａ等に接続されている。

ここで、電気的な制御手段であるコントローラ５１は、回転数検出器５０から出力される検出信号（図１に示す原動機２の回転数）に対応した電気信号を電磁比例減圧弁４３のソレノイド部４３Ａに出力するものである。そして、電磁比例減圧弁４３は、図１１に例示する特性線５２のように指令圧Ｐとなるパイロット圧Ｐi を、原動機２の回転数Ｎに対応して可変に出力する。

また、図６に示す絞り４７の上流側部位（接続点Ｋ、管路４４Ｂ）に発生する保全圧Ｐh は、パイロットポンプ３５から吐出される圧油の吐出量が原動機２の回転数Ｎに応じて増減されるため、図１１中に二点鎖線で例示した特性線５３のように変化する。そして、例えばコントローラ５１の故障時等には、保全圧Ｐh が後述の如くシャトル弁４８によって指令圧Ｐとして選択されるものである。

この場合、原動機２の回転数は、例えば車両の運転室内に設けた走行ペダル、燃料レバーまたは制御ダイヤル（いずれも図示せず）等をオペレータが操作することにより、ガバナ等の回転数制御装置（図示せず）によって最低回転数（例えば、停止状態の回転数零）から最高回転数Ｎt （図１１に示す）まで可変に制御される。

また、原動機２の回転数Ｎを最高回転数Ｎt まで上昇させたときに、電磁比例減圧弁４３によるパイロット圧Ｐi は、図１１に示す特性線５２のように最高圧Ｐt (例えば、２．５ＭＰa程度）まで増加する。一方、絞り４７の上流側に発生する保全圧Ｐh は、特性線５３のように中間圧Ｐm （例えば、１．０ＭＰa程度）以下の圧力に抑えられるものである。

本実施の形態による斜板式可変容量型油圧ポンプ１を備えたホイール式作業車両の走行用油圧回路は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、図６に示す前後進切換弁４０を停止位置（ａ）に配置した状態では、制御管路３９Ａ，３９Ｂが共に制御管路３７Ａに接続され、傾転アクチュエータ２２，２３の液圧室２２Ｂ，２３Ｂは、等しい圧力状態に保たれるため、斜板２１は傾転角零の中立位置に保持される。

このため、原動機２により回転軸１３を回転駆動してシリンダブロック１４を回転させても、各ピストン１６がシリンダブロック１４の各シリンダ１５内で往復動することはなく、油圧ポンプ１の給排通路１２Ａ，１２Ｂは互いに同圧状態となって、油圧モータ５への主管路３Ａ，３Ｂを通じた圧油の給排は停止されたままとなる。

次に、車両のオペレータが前後進切換弁４０を停止位置（ａ）から前進位置（ｂ）に切換えたときには、指令装置４１（シャトル弁４８）からの指令圧Ｐに応じてレギュレータ２４が切換制御されることにより、パイロットポンプ３５からの傾転制御圧が制御管路３７Ａ，３９Ａを通じて傾転アクチュエータ２３の液圧室２３Ｂに供給される。

そして、このときには指令装置４１（シャトル弁４８）からの指令圧Ｐが、指令圧管路４９を介してレギュレータ２４の油圧パイロット部２８にパイロット圧として供給されるので、レギュレータ２４の弁ハウジング２５内では、スプール２７が指令圧Ｐに応じて軸方向に摺動変位され、レギュレータ２４は図６に示す中立位置（イ）から切換位置（ロ）に切換えられる。

このため、制御管路３７Ｂはレギュレータ２４、ケーシング１１内のドレン室等を介してタンク３６に接続されるようになり、傾転アクチュエータ２２の液圧室２２Ｂ内から傾転制御圧が制御管路３９Ｂ，３７Ｂ、レギュレータ２４等を介してタンク３６側に排出される。これにより、傾転アクチュエータ２３の傾転ピストン２３Ｃは、斜板２１を図６中の矢示Ａ方向に傾転駆動する。

そして、斜板２１が矢示Ａ方向に傾転された状態では、シリンダブロック１４が回転軸１３と一体に回転することより、各ピストン１６は傾転角θに対応したストローク量（押しのけ容積）をもってシリンダブロック１４の各シリンダ１５内で往復動を繰返すようになる。このため油圧ポンプ１は、例えば給排通路１２Ａ側から各シリンダ１５内に油液を吸込みつつ、給排通路１２Ｂ側から圧油を吐出する。

これにより、図１に示す走行用の油圧閉回路４内では、主管路３Ａ，３Ｂ内を矢示Ａ1 方向に沿って圧油が流通し、走行用の油圧モータ５を圧油の給排によって回転駆動することができる。そして、油圧モータ５の回転出力は、減速機６を介してホイール式作業車両の車輪７，７に伝達され、各車輪７を回転駆動することにより、例えば前進方向に作業車両を傾転角θに対応する速度で走行駆動できる。

一方、前後進切換弁４０を停止位置（ａ）から後進位置（ｃ）に切換えたときには、シャトル弁４８からの指令圧Ｐに応じてレギュレータ２４が切換制御されることにより、パイロットポンプ３５からの傾転制御圧が制御管路３７Ａ，３９Ｂを通じて傾転アクチュエータ２２の液圧室２２Ｂに供給される。また、傾転アクチュエータ２３の液圧室２３Ｂからは、制御管路３９Ａ，３７Ｂ、レギュレータ２４等を介して傾転制御圧がタンク３６側に排出され、傾転アクチュエータ２２の傾転ピストン２２Ｃにより斜板２１を図６中の矢示Ｂ方向に傾転駆動することができる。

そして、この場合には図１に示す走行用の油圧閉回路４内で矢示Ｂ1 方向に沿って圧油を流通することができ、走行用の油圧モータ５を同方向に回転駆動することにより、油圧モータ５の回転出力を減速機６を介してホイール式作業車両の車輪７，７に伝達しつつ、例えば後進方向に作業車両を傾転角θに対応する速度で走行駆動できる。

ところで、車両が前進または後進するときの走行速度は、油圧ポンプ１による圧油の吐出量（流量）によって決められ、この吐出量は斜板２１の傾転角θに応じて増減される。そして、容量制御弁であるレギュレータ２４を斜板２１の傾転角θに応じてフィードバック制御しない限りは、斜板２１の傾転角θ（即ち、車両の走行速度）をシャトル弁４８からの指令圧Ｐだけで安定して制御することは難しい。

そこで、本実施の形態では、レギュレータ２４の制御スリーブ２６と斜板２１の側面との間にフィードバック機構３０を設け、斜板２１が傾転角零の中立位置から正，逆方向のいずれの方向に傾転駆動されるときにも、斜板２１の傾転動作に追従させてフィードバック機構３０によりレギュレータ２４をフィードバック制御する構成としている。

そして、このフィードバック機構３０は、斜板２１の傾転動作を軸方向変位に変換して取出す変換部３１と、該変換部３１で取出した軸方向変位により傾転動作に追従して回転軸１３の軸方向に平行移動する並進バー３３とからなり、この並進バー３３は、変換部３１による軸方向変位を先端側の固定部３３Ｂによって制御スリーブ２６に伝えるものである。

この場合、変換部３１は、斜板２１の側面に固定して設けられたピン等からなる円形の突起部３２と、該突起部３２に摺動可能に凹凸嵌合するように並進バー３３の長さ方向一側に設けられ回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏと直交する方向に延びた凹形状のスライダ部３３Ａとにより構成し、斜板２１の傾転動作を軸線Ｏ−Ｏに沿った軸方向変位に変換して並進バー３３に伝えるものである。

このため、斜板２１が中立位置から図８に示す如く矢示Ａ方向（正方向）に傾転され、その傾転角θが角度α（θ＝α）のときには、斜板２１の突起部３２が軸線Ｏ−Ｏに対して角度αの位置まで回動され、並進バー３３のスライダ部３３Ａを、突起部３２の動きに追従して図８に示す線Ｇ−Ｇの位置まで平行移動（並進運動）することができる。

そして、斜板２１の傾転中心Ｃから半径Ｒａの位置にある突起部３２が角度αだけ回動するときには、並進バー３３が初期位置の線Ｆ−Ｆから線Ｇ−Ｇの位置まで回転軸１３の軸方向に変位するので、この軸方向変位量を下記の数１式による寸法ａとして求めることができる。

一方、斜板２１が中立位置から図９に示すように矢示Ｂ方向（逆方向）に傾転され、その傾転角θが角度β（θ＝β）となるときには、斜板２１の突起部３２が軸線Ｏ−Ｏに対して角度βの位置まで回動され、並進バー３３のスライダ部３３Ａを、突起部３２の動きに追従して図９に示す線Ｈ−Ｈの位置まで平行移動することができる。

そして、このときには並進バー３３が初期位置の線Ｆ−Ｆから線Ｈ−Ｈの位置まで回転軸１３の軸方向に変位するので、この軸方向変位量も下記の数２式による寸法ｂとして求めることができる。

このように、斜板２１側の突起部３２と並進バー３３のスライダ部３３Ａとからなる変換部３１により、斜板２１の傾転動作を回転軸１３の軸線Ｏ−Ｏに沿った軸方向変位（例えば、寸法ａ，ｂ分の変位）に変換して取出すことができ、これを並進バー３３により制御スリーブ２６に対し固定部３３Ｂ側で同様の軸方向変位として伝達することができる。

そして、このときの軸方向変位は、斜板２１が矢示Ａ方向（正方向）に傾転するときにも、矢示Ｂ方向（逆方向）に傾転するときにも、同一方向（図６に示す矢示Ｄ方向）の変位として取出すことができ、斜板２１が中立位置から正方向と逆方向のいずれに傾転される場合でも、レギュレータ２４の制御スリーブ２６をスプール２７と同方向に摺動変位させ、制御スリーブ２６を円滑にフィードバック制御することができる。

また、本実施の形態では、レギュレータ２４の油圧パイロット部２８に対して指令圧Ｐ（パイロット圧）を供給する指令装置４１を、図６および図１０に示す如くパイロットポンプ３５、低圧リリーフ弁３８、吐出管路４２、電磁比例減圧弁４３、戻し管路４６、絞り４７、シャトル弁４８、回転数検出器５０およびコントローラ５１等により構成している。

そして、例えば走行ペダル（図示せず）の踏込み操作等に従って原動機２の回転数Ｎを増減させるときには、この回転数Ｎを回転数検出器５０で検出することによりコントローラ５１から回転数Ｎに対応した電気信号を電磁比例減圧弁４３に出力でき、該電磁比例減圧弁４３により電気信号をパイロット圧Ｐi に変換できると共に、図１１中に特性線５２として例示したパイロット圧Ｐi を、図６に示す管路４４Ａ内に発生することができる。

また、図６に示す絞り４７の上流側（接続点Ｋ、管路４４Ｂ側）には、パイロットポンプ３５から吐出された圧油が低圧リリーフ弁３８、絞り４７を介して戻し管路４６に流通することにより保全圧Ｐh が発生でき、この保全圧Ｐh は、図１１中に二点鎖線で例示した特性線５３のように原動機２の回転数Ｎに応じて増減する。

そして、管路４４Ａ，４４Ｂ間に設けたシャトル弁４８は、このときのパイロット圧Ｐi と保全圧Ｐh とを比較し、高い方の圧力を指令圧Ｐとして指令圧管路４９からレギュレータ２４の油圧パイロット部２８に供給できる。この場合、コントローラ５１が正常に動作している通常動作時には、パイロット圧Ｐi の方を保全圧Ｐh よりも高い圧力に設定できる。

このため、通常動作時にシャトル弁４８からは、パイロット圧Ｐi を指令圧Ｐとして出力でき、この指令圧Ｐを図１１中の特性線５２の如く原動機２の回転数に応じて可変に制御できると共に、レギュレータ２４の弁ハウジング２５内でスプール２７を指令圧Ｐに応じて軸方向に摺動変位させつつ、レギュレータ２４の切換制御を行うことができる。

そして、パイロットポンプ３５から制御管路３７Ａ，３７Ｂ、３９Ａ，３９Ｂ等を介して傾転アクチュエータ２２，２３に給排する傾転制御圧は、レギュレータ２４によって可変に制御されるので、このときの傾転制御圧に応じて斜板２１の傾転角θ（油圧ポンプ１の押しのけ容積）を可変に制御でき、図１２に示す特性線５４の如く斜板２１の傾転角θを指令圧Ｐに従って増減することができる。

また、このような通常動作時には、原動機２の回転数Ｎを最高回転数Ｎt まで上昇させると、レギュレータ２４の指令圧Ｐが電磁比例減圧弁４３によるパイロット圧Ｐi に従って、図１１に示す特性線５２の如く最高圧Ｐt まで増加するので、この場合には斜板２１の傾転角θを指令圧Ｐの最高圧Ｐt に応じて図１２に示す特性線５４の如く最大傾転角θt まで正，逆の双方向で傾転でき、ポンプ容量を最大流量に設定することができる。

一方、コントローラ５１等の電気的な制御系統に故障が発生した場合には、コントローラ５１から電磁比例減圧弁４３に電気信号を出力できなくなることがある。そして、この場合には電磁比例減圧弁４３が失効するために前記パイロット圧Ｐi を出力できず、例えばタンク圧のレベルまでパイロット圧Ｐi が低下することがある。

しかし、本実施の形態にあっては、このような制御系統の故障時でも、パイロットポンプ３５から圧油を吐出している間は、絞り４７の上流側にタンク圧よりも高い保全圧Ｐh を発生し続けることができる。このため、シャトル弁４８は、保全圧Ｐh （図１１中に二点鎖線で示す特性線５３）を指令圧Ｐとしてレギュレータ２４の油圧パイロット部２８に出力できる。

そして、このような制御系統の故障時でも、絞り４７の上流側に発生する保全圧Ｐh は、原動機２の回転数Ｎを増大させることにより図１１中の特性線５３に沿って中間圧Ｐm まで上昇するので、レギュレータ２４を指令圧Ｐ（例えば、中間圧Ｐm ）で切換制御することができ、斜板２１を中立位置から正方向または逆方向に傾転した状態に保持することができる。

そして、指令圧Ｐが中間圧Ｐm のときには、図１２に示す特性線５４の如く斜板２１の傾転角θを中間傾転角θm に設定することができ、ポンプ容量を中間容量に維持して油圧ポンプ１による圧油の吐出を続行できる。このため、電気的な制御系統の故障時にも、図１に示す油圧ポンプ１から油圧モータ５に向けて圧油を吐出し続け、例えば作業車両が走行不能になる等の問題を解消できる。

従って、本実施の形態によれば、容量可変部となる斜板２１を中立位置から正方向または逆方向に傾転して油圧ポンプ１による圧油の吐出方向を両方向に切換えることができると共に、電気的な制御系統に故障が発生した場合でも、斜板２１を中立位置から傾転した状態に保持して圧油の吐出を続行でき、信頼性や安全性を向上することができる。

また、このような故障発生時には、斜板２１の傾転角θを最大傾転角θt よりも小さい、例えば中間傾転角θm 程度に抑えて圧油の吐出量を制限することにより、例えば車両のオペレータに電気系統の故障発生を気付かせることができ、迅速な対応を促すことができる。

しかも、絞り４７の上流側に発生する保全圧Ｐh は、電気系統の故障時等のように非常時に使用するものであるため、絞り４７を用いた圧力損失の特性等を高精度に設定する必要はなく、絞り４７の構造を含めて図６に示す如き油圧回路を簡素化することができる。また、この場合には、絞り４７による圧力損失を小さくしても、必要な保全圧Ｐh を発生できるので、エネルギ効率も向上することができる。

また、コントローラ５１等が正常に動作している通常動作時には、電気油圧変換部となる電磁比例減圧弁４３によりコントローラ５１からの電気信号をパイロット圧Ｐi に変換でき、これをシャトル弁４８から指令圧Ｐとして出力できるので、例えば図１１中に示す特性線５２の制御特性をコントローラ５１側でソフト的に容易に変更することができ、設計の自由度を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、斜板式可変容量型油圧ポンプ１を油圧モータ５に対し、図１に例示した油圧閉回路４を用いて接続した場合にも、斜板２１を中立位置から正方向と逆方向とにそれぞれ傾転して圧油の吐出量（流量）を両方向で制御でき、車両の前進走行時または後進走行時にも斜板２１の傾転角θに応じた速度制御を円滑に行うことができる。

しかも、容量制御弁となるレギュレータ２４については、制御スリーブ２６内にスプール２７を有した簡単な構造の油圧パイロット式サーボ弁により構成できるので、傾転アクチュエータ２２，２３、レギュレータ２４およびフィードバック機構３０を含めた傾転制御装置全体の構造も簡素化することができ、部品点数を減らして組立時の作業性等も向上することができる。

また、レギュレータ２４と傾転アクチュエータ２２，２３との間に前後進切換弁４０を設けているので、レギュレータ２４を含めた傾転制御装置全体の構造を従来技術に比較して簡素化でき、生産性の向上、コストの低減化等を図ることができる。

さらに、当該油圧ポンプ１の傾転制御装置は、図１に例示した油圧閉回路４に限らず、所謂油圧開回路に適用しても油圧モータ等の油圧アクチュエータに圧油を給排することができるので、油圧閉回路と開回路との双方に適用でき、汎用性を高めて生産性の向上、コストの低減化等を図ることができる。

なお、前記実施の形態では、前後進切換弁４０を左，右のソレノイド部４０Ａ，４０Ｂを有した電磁弁（電磁式方向切換弁）により構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば油圧パイロット式の方向切換弁により前後進切換弁を構成してもよい。また、プッシュ・プルケーブルやリンク機構等を用いて切換操作される機械式の方向切換弁により前後進切換弁を構成してもよい。

また、前記実施の形態では、原動機２の回転数Ｎをクランク角センサ等の回転数検出器５０を用いて検出するものとして説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば原動機２の回転数Ｎを設定する回転数設定器（走行ペダル、燃料レバーまたは制御ダイヤル等）の操作量を操作量検出器で検出し、この検出信号を原動機２の回転数検出信号として用いてもよい。

一方、前記実施の形態では、保全圧発生部４５を、パイロットポンプ３５、低圧リリーフ弁３８、戻し管路４６および絞り４７等により構成し、絞り４７の上流側に保全圧Ｐh を発生させる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば低圧リーフ弁３８よりも設定圧が低く設定された他のリリーフ弁、または低圧のアキュムレータ等を用いて保全圧発生部を構成してもよい。

また、前記実施の形態では、フィードバック機構３０の変換部３１側で取出した軸方向変位をレギュレータ２４の制御スリーブ２６に伝える変位伝達部を並進部材としての並進バー３３により構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば途中部位がケーシングに揺動可能に支持（連結）された揺動リンクを用いて変位伝達部を構成し、変換部３１側で取出した軸方向変位をこの揺動リンクによりレギュレータ２４の制御スリーブ２６に伝える構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、斜板式可変容量型油圧ポンプ１の傾転制御装置を、例えばホイールローダ等のホイール式作業車両における走行用油圧回路に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、走行用の油圧回路に限らず、例えば旋回用の油圧回路等、種々の用途の油圧閉回路にも適用できるものである。

また、前記実施の形態では、斜板式可変容量型油圧ポンプ１の傾転制御装置を例に挙げて説明した。しかし、本発明の適用対象は、斜板式可変容量型油圧ポンプに限らず、例えば斜軸式の可変容量型油圧ポンプであってもよく、この場合には、例えば弁板等が容量可変部を構成するものである。

さらに、本発明が適用される作業車両としてはホイールローダに限らず、例えばホイール式油圧ショベル、ホイール式油圧クレーン、ブルドーザ、リフトトラックと呼ばれる作業車両、またはクローラ式の油圧ショベル、油圧クレーン等の作業車両等にも適用できるものである。

本発明の第１の実施の形態による可変容量型油圧ポンプが設けられた油圧閉回路を示す回路図である。 図１に示す油圧ポンプの縦断面図である。 油圧ポンプを図２中の矢示 III−III 方向からみた縦断面図である。 斜板が中立位置にある状態を図３中の矢示IV−IV方向からみた拡大断面図である。 斜板が正方向に傾転した状態を示す図４と同様位置での断面図である。 斜板の傾転制御装置を示す回路構成図である。 図６中の斜板を傾転ピストンと共に示す正面図である。 図７中の斜板を正方向に傾転した状態を示す正面図である。 図７中の斜板を逆方向に傾転した状態を示す正面図である。 指令装置のコントローラ等を示す制御ブロック図である。 原動機の回転数と指令圧との関係を示す特性線図である。 指令圧と斜板の傾転角との関係を示す特性線図である。

符号の説明

１ 油圧ポンプ
２ 原動機
４ 油圧閉回路
５ 油圧モータ（油圧アクチュエータ）
１１ ケーシング
１３ 回転軸
１４ シリンダブロック
１５ シリンダ
１６ ピストン
１７ シュー
１９ 弁板
２０ 斜板支持体
２１ 斜板（容量可変部）
２１Ａ 摺動面
２２，２３ 傾転アクチュエータ
２２Ｂ，２３Ｂ 液圧室
２２Ｃ，２３Ｃ 傾転ピストン
２４ レギュレータ
２５ 弁ハウジング
２６ 制御スリーブ
２７ スプール
２８ 油圧パイロット部
２９ 弁ばね
３０ フィードバック機構
３１ 変換部
３２ 突起部（係合部）
３３ 並進バー（変位伝達部、並進部材）
３３Ａ スライダ部（被係合部）
３３Ｂ 固定部
３４ ガイド部材
３５ パイロットポンプ（他のポンプ）
３６ タンク
４０ 前後進切換弁（方向切換弁）
４１ 指令装置（信号出力手段）
４３ 電磁比例減圧弁（電気油圧変換部）
４４Ａ，４４Ｂ 管路
４５ 保全圧発生部
４６ 戻し管路
４７ 絞り
４８ シャトル弁（高圧選択部、高圧選択弁）
４９ 指令圧管路
５０ 回転数検出器（回転数検出手段）
５１ コントローラ
Ｐ 指令圧（指令信号）
Ｐi パイロット圧
Ｐh 保全圧

Claims (8)

1. 容量可変部を有し回転軸が原動機によって回転駆動される可変容量型の油圧ポンプと、傾転制御圧が給排されることにより該油圧ポンプの容量可変部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前記傾転制御圧を指令信号に従って制御するレギュレータと、該レギュレータに対して前記指令信号を出力する信号出力手段とを備えてなる可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置において、
   前記油圧ポンプは、前記傾転アクチュエータにより容量可変部を傾転角零の中立位置から正方向と逆方向とに傾転駆動する構成とし、
   前記信号出力手段は、前記原動機の回転数に対応した電気信号を出力するコントローラと、
   該コントローラから出力される電気信号を油圧力に変換し該油圧力をパイロット圧として出力する電気油圧変換部と、
   該電気油圧変換部から出力されるパイロット圧の最高圧とタンク圧との中間の圧力を保全圧として発生させる保全圧発生部と、
   該保全圧発生部の保全圧と前記電気油圧変換部のパイロット圧とを比較し高い方の圧力を前記指令信号として前記レギュレータに出力する高圧選択部とにより構成したことを特徴とする可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
2. 前記保全圧発生部は、前記原動機により駆動され前記油圧ポンプよりも低い圧力を発生させる他のポンプと、該他のポンプの吐出側をタンクに接続する戻し管路の途中に設けられ上流側に前記保全圧を発生させる絞りとにより構成し、前記高圧選択部は、該絞りの上流側部位と前記電気油圧変換部の出力側とを接続する他の管路の途中に設けられた高圧選択弁により構成してなる請求項１に記載の可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
3. 前記信号出力手段は、前記電気油圧変換部から出力されるパイロット圧が最高圧となったときに前記容量可変部の傾転角が最大となるように前記レギュレータに指令信号を出力し、前記保全圧は、前記容量可変部の傾転角が最大となる前記指令信号の圧力よりも低い圧力に設定する構成としてなる請求項１または２に記載の可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
4. 前記レギュレータと前記傾転アクチュエータとの間には、前記容量可変部を中立位置から正方向と逆方向とに傾転駆動するために、前記傾転制御圧の給排方向を切換える方向切換弁を設けてなる請求項１，２または３に記載の可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
5. 前記レギュレータは、制御スリーブ内にスプールが設けられた油圧パイロット式のサーボ弁からなり、該サーボ弁の制御スリーブと前記容量可変部との間には、前記制御スリーブを容量可変部の傾転動作に追従してフィードバック制御するフィードバック機構を設ける構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
6. 前記フィードバック機構は、前記容量可変部が中立位置にあるときに前記油圧ポンプの回転軸に沿った軸方向一側の初期位置となり、前記容量可変部が正，逆方向に傾転駆動されるときには前記初期位置から軸方向他側に向けて変位するように前記容量可変部の傾転動作を軸方向変位に変換して取出す変換部と、該変換部と前記レギュレータの制御スリーブとの間に設けられ該変換部で取出した軸方向変位を前記制御スリーブに伝える変位伝達部とにより構成してなる請求項５に記載の可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
7. 前記フィードバック機構の変位伝達部は、前記容量可変部が傾転するときに前記制御スリーブと一緒に前記回転軸の軸方向に沿って並進運動する並進部材により構成してなる請求項６に記載の可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
8. 前記油圧ポンプは、前記回転軸が回転可能に設けられる筒状のケーシングと、前記回転軸と一体に回転するように該ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有し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容量可変部となってケーシング内に傾転可能に設けられた斜板とを備え、
   前記傾転アクチュエータは、前記回転軸の径方向に離間して前記ケーシング内に設けられ前記斜板を中立位置から正，逆方向に傾転駆動する傾転ピストンによって構成し、
   前記レギュレータは、該傾転ピストンから離間して前記ケーシングに設けられ前記制御スリーブをフィードバック機構を介して前記斜板に連結する構成とし、
   前記フィードバック機構の変位伝達部は、その途中部位を前記ケーシングに対し前記回転軸の軸方向に沿って移動可能または揺動可能に取付ける構成としてなる請求項６または７に記載の可変容量型油圧ポンプの傾転制御装置。
   

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