閉回路構成用ポンプ
【課題】閉回路構成用ポンプにおいて、ポートが３以上である複数ポートポンプを構成する場合に、ポンプ騒音及び振動の低減を図ることである。
【解決手段】多ポートポンプユニット７０は、ケーシング１０８内に回転可能に配置され、複数のシリンダ１２２を有するシリンダブロック１１２と、ケーシング１０８に固定する弁板１１６に形成した複数のポートとを備える。一部のポートは、ブームシリンダの圧力室に接続し、残りのポートは油タンクに接続する。各ポートの開口端の、シリンダブロック１１２の回転方向同じ側の端部に、先端に向かうほど徐々に小さくなるノッチを設ける。ピストン上死点位置に設けるノッチと、ピストン下死点位置に設けるノッチを大きくし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けるノッチを小さくする。
【解決手段】多ポートポンプユニット７０は、ケーシング１０８内に回転可能に配置され、複数のシリンダ１２２を有するシリンダブロック１１２と、ケーシング１０８に固定する弁板１１６に形成した複数のポートとを備える。一部のポートは、ブームシリンダの圧力室に接続し、残りのポートは油タンクに接続する。各ポートの開口端の、シリンダブロック１１２の回転方向同じ側の端部に、先端に向かうほど徐々に小さくなるノッチを設ける。ピストン上死点位置に設けるノッチと、ピストン下死点位置に設けるノッチを大きくし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けるノッチを小さくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、バックホー等の掘削作業機、ホイールローダ等の土砂持ち上げ機等の対地作業機や、梯子車等の昇降用アクチュエータ付車両を構成する油圧アクチュエータを含む閉回路を構成するように使用され、油圧アクチュエータのピストン両側の一対の圧力室に選択的に作動油を給排するための閉回路構成用ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から例えば対地作業機であるバックホー等の掘削作業機は、車体にアームやブーム等を介してバケットやフォーク等の掘削部を設け、掘削部を油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを作動させることによって掘削作業を可能としている。例えば、特許文献１には、油圧操作装置を含む掘削機であるバックホーが記載されている。
【０００３】
特許文献１のバックホーの場合、ブームと旋回台との間にブームシリンダを設けており、ブームシリンダの伸縮によりブームを上下回動可能としている。また、ブームシリンダにブーム昇降切替バルブが接続され、この切替バルブの操作部にパイロット油路を介してパイロットバルブが接続されている。パイロットバルブへ油圧ポンプからパイロット油圧が供給されるようにしている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２，３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１９９４２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６９５４７号公報
【特許文献３】特開２０００−９７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたブームシリンダを伸縮させるための油圧操作装置の場合、ブームシリンダのピストンを挟んで両側の圧力室の一方の圧力室から作動油が排出されると、その作動油はタンクへ排出される。このため、その排出の際の排出部分で大きな配管損失が生じる。すなわちブームシリンダを含む油圧回路は、開回路となっている。
【０００６】
これに対して、アクチュエータであるブームシリンダ等のシリンダを含む油圧回路を閉回路とし、シリンダのピストンを挟んで両側の圧力室の一方の圧力室から排出される作動油の少なくとも一部をポンプを介してシリンダの他側の圧力室に戻すことで、作動油排出時の損失の低減を図ることもできる。また、この場合、シリンダの両側の圧力室の受圧面積が互いに異なるため、両側の圧力室とポンプとの間の油路に生じた余剰流量を余剰流排出弁により排出させる。特に、バックホー等の昇降用アクチュエータ付車両のブームシリンダ等の昇降用シリンダの作動に使用する油圧回路を閉回路とする場合、ピストンが昇降部の自重や、昇降部の一部が土等の重量物を保持する場合等のその重量物の重み等を利用して、一方の圧力室から排出される作動油のエネルギを、他方の圧力室への作動油の吸入に利用することができる。すなわち、位置エネルギを利用して、ポンプを駆動するエンジン等の動力源の消費エネルギの低減を図れる。ただし、このように余剰流排出弁を使用する構成の場合、エンジンの回転速度や、加速度が高くなる場合に、余剰流排出弁及び余剰流排出弁とシリンダに通じる油路との間の通路圧損により、ポンプの吸い込み部の圧力が低下し、その結果、ポンプにキャビテーションが発生しシリンダが所望の速度に達しなかったり異常音や異常振動が大きくなる可能性がある。すなわち、ポンプの排出方向の変化に応じてシリンダ速度が変化する可能性がある。
【０００７】
これに対して、余剰流排出弁をなくし、その代わりにポンプを３以上の複数のポートを有する複数ポートポンプとし、複数ポートポンプの一部のポートを、タンクに接続することで油路に生じた余剰流量の余剰油をタンクに排出させることも考えられる。また、複数ポートポンプを、複数のシリンダを有するシリンダブロックをケーシングに対し回転可能とし、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートを循環して連通するようにすることも考えられる。ただし、シリンダブロックの回転に伴って吐出側となるポートから吐出側となるシリンダ内に高圧の作動油が急に流入すると、ポート周辺部にキャビテーションが発生し、ポンプ騒音及び振動が大きくなる原因となる。上記の特許文献１−３に記載された構成の場合、上記の不都合をいずれも解消できる手段は開示されていない。
【０００８】
本発明の目的は、閉回路構成用ポンプにおいて、ポートが３以上である複数ポートポンプを構成する場合に、ポンプ騒音及び振動の低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る閉回路構成用ポンプは、油圧アクチュエータを含む閉回路を構成するように使用され、油圧アクチュエータのピストン両側の一対の圧力室に選択的に作動油を給排するための閉回路構成用ポンプであって、ケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置され、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、複数のシリンダにそれぞれ往復移動可能に設けられた複数のピストンと、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダ内で各ピストンを往復移動させる可動斜板と、ケーシングまたはケーシングに固定の別の部材に形成された３以上の複数のポートとを備え、複数のポートは、一対の圧力室の片側に接続される片側圧力室接続ポートと、一対の圧力室の他側に接続される他側圧力室接続ポートと、油タンクに接続されるタンク接続ポートとを含み、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートに選択的に連通可能となり、さらに、各ポートのシリンダと対向する側の開口端の、シリンダブロックの回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなる切欠を備え、各ポートの、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さを略同じとし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠の、シリンダブロックの回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さよりも小さくしたことを特徴とする閉回路構成用ポンプである。
【００１０】
上記の閉回路構成用ポンプによれば、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックをケーシングに対し回転可能とし、ケーシングまたはケーシングに固定の別の部材に形成された３以上の複数のポートを備え、複数のポートは、一対の圧力室の片側に接続される片側圧力室接続ポートと、一対の圧力室の他側に接続される他側圧力室接続ポートと、油タンクに接続されるタンク接続ポートとを含み、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートに選択的に連通可能となるので、閉回路構成用ポンプと油圧アクチュエータとを含む部分により閉油圧回路を構成できる。このため、閉油圧回路で生じた余剰油を閉回路構成用ポンプを介して油タンクに排出しつつ、配管の損失低減を図れる。また、各ポートのシリンダと対向する側の開口端の、シリンダブロックの回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなる切欠を備え、各ポートの、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さを略同じとし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠の、シリンダブロックの回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さよりも小さくしている。このため、シリンダブロックの回転に伴って吐出側となるポートから吐出側となるシリンダ内に高圧の作動油が流入する場合に、切欠の大きさがシリンダブロックの回転に伴ってポートの端部に向かって徐々に大きくなるため、高圧の作動油がシリンダ内に急に流入することを防止して、キャビテーションの発生抑制と、ポンプ騒音及び振動の低減とを図れる。しかも、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠形成部分では、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設ける切欠形成部分の場合よりも、対向するピストンの移動速度が速く、シリンダ内への作動油の流入速度が高くなる。このため、切欠の長さを小さくすることで、切欠形成効果である、キャビテーションの発生抑制と、ポンプ騒音及び振動の低減とをより有効に図れる。
【００１１】
また、本発明に係る閉回路構成用ポンプにおいて、好ましくは、各ポートは、ケーシングとシリンダブロックとの間に、ケーシングに固定するように設けられた弁板に形成されている。
【００１２】
また、本発明に係る閉回路構成用ポンプにおいて、好ましくは、タンク接続ポートまたは片側圧力室接続ポートは、シリンダブロックの回転方向に２個に分離して配置された分離ポートであり、シリンダブロックの回転方向に関して２個の分離ポートの間に片側圧力室接続ポートまたはタンク接続ポートが配置されている。
【００１３】
また、本発明に係る閉回路構成用ポンプにおいて、好ましくは、油圧アクチュエータは、使用時に重力によりピストンに片側に変位する方向の力が付与される。
【００１４】
上記構成によれば、位置エネルギを利用して、油圧アクチュエータを構成する一方の圧力室から排出される作動油のエネルギを、他方の圧力室への作動油の吸入のためのエネルギに利用することができ、ポンプを駆動するエンジン等の動力源の消費エネルギの低減を図れる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る閉回路構成用ポンプによれば、ポートが３以上である複数ポートポンプを構成する場合に、ポンプ騒音及び振動の低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施の形態の閉回路構成用ポンプを含む昇降用アクチュエータ付車両であるバックホーの略図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の１例の閉回路構成用ポンプを含む油圧回路の全体図である。
【図３】図２のＡ部を詳しく示す回路図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の１例の閉回路構成用ポンプである多ポートポンプユニットの具体例の１例を示す断面図である。
【図５】図４に示すポートブロックに弁板を取り付ける様子を示す斜視図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図４において、ポートブロックと弁板との取付部での断面を示す図である。
【図８】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】図８から弁板を取り出して、複数のポートに形成した切欠の大きさの関係を示す図である。
【図１０】弁板を省略して、ポートブロックに形成した複数のポートに直接切欠を設けた場合の１例を示す、ポートブロックの端面図である。
【図１１】ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第１例を示す図である。
【図１２】ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第２例を示す図である。
【図１３】図２のＡ部の別例の第１例を示す回路図である。
【図１４】図２のＡ部の別例の第２例において、図３と異なる部分を中心に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図９は、本発明に係る実施の形態の１例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の閉回路構成用ポンプを含む昇降用アクチュエータ付車両であるバックホー１０は、左右一対のクローラを含む走行装置１２と、走行装置１２の上側に旋回可能に取り付けた旋回台１４と、旋回台１４の上側に取り付けたキャビン１６とを備える。キャビン１６は、運転席と、操作レバー等の操作部とを含む。旋回台１４の上部でキャビン１６の前方に掘削作業機１８を取り付けている。掘削作業機１８は、第１ブーム２０と、第２ブーム２２と、第３ブーム２４とを含む。第１ブーム２０の基部が旋回台１４に、前後及び上下の回動可能に取り付けられている。第２ブーム２２は、第１ブーム２０の先端に左右の回動可能に支持され、第３ブーム２４は、第２ブーム２２の先端に前後及び上下の回動可能に支持されている。第１ブーム２０と旋回台１４との間にブームシリンダ２６が取り付けられ、ブームシリンダ２６の伸縮により第１ブーム２０を上下回動可能としている。
【００１８】
第１ブーム２０と第３ブーム２４との間に、第２ブーム２２と平行にオフセットロッド２８が設けられており、第２ブーム２２と第３ブーム２４との間に、オフセットロッド２８と略平行になるようにオフセットシリンダ３０が配置されている。第３ブーム２４にアーム３２の一端が取り付けられ、アーム３２の他端にバケット３４が取り付けられている。アーム３２と第３ブーム２４との間に設けたアームシリンダ３６の伸縮によりアーム３２が回動可能となる。また、オフセットシリンダ３０の伸縮により、アーム３２及びバケット３４は、前後方向位置関係を維持したまま左右に平行移動される。また、バケット３４とアーム３２の端部との間に設けたバケットシリンダ３８の伸縮によりバケット３４が回動可能となる。
【００１９】
また、キャビン１６の運転席の後側にエンジン室４０を設けており、エンジン室４０内にエンジンと、エンジンにより駆動される、閉回路構成用ポンプである油圧ポンプ等を含む油圧回路の一部とを設けている。油圧回路を構成する複数の油圧ポンプによりブームシリンダ２６等のアクチュエータである、各シリンダへの作動油の給排が行われるようにしている。また、一対のクローラは、左右の走行モータ４２により互いに独立して駆動される。各走行モータ４２は、油圧モータであり、油圧回路を構成する可変容積式油圧ポンプ４８，５０（図２）から作動油が供給されることにより駆動される。また、各走行モータ４２は、可変容量モータであり、その容量を変えることで、２段階の速度変更を可能とする。
【００２０】
次に、図２から図５を用いて閉回路構成用ポンプを含む油圧回路を詳しく説明する。図２に示すように、エンジン４３の出力軸に補助ポンプ４４と、閉回路構成用ポンプであり、３以上のポートを有する多ポートポンプ４５と、複数のシリンダを駆動するための複数シリンダ用ポンプ４６と、それぞれ左右の走行モータ４２駆動用の一対の可変容積式油圧ポンプ４８、５０とを連結している。この構成により、各ポンプ４４，４５，４６，４８，５０は、エンジン４３の駆動により駆動される。
【００２１】
多ポートポンプ４５は、後で詳しく説明するように、ブームシリンダ２６とともに、閉回路の油圧回路を構成するために使用する。また、複数シリンダ用ポンプ４６に、それぞれに対応する切替バルブ５２，５４，５６を介して、バケットシリンダ３８とアームシリンダ３６とオフセットシリンダ３０とを接続している。
【００２２】
各切替バルブ５２，５４，５６の左右受圧室は、それぞれ切替用パイロットバルブである伸縮切替弁５８，６０，６２に接続している。また、各伸縮切替弁５８，６０，６２は、カットオフ・走行増速弁回路６４を介して補助ポンプ４４の吐出口に接続している。補助ポンプ４４の吸入口は、外部の油タンク６６に接続している。また、各伸縮切替弁５８，６０，６２は、運転席の周辺部にそれぞれに対応して設けられる操作部により切替可能としている。各伸縮切替弁５８，６０，６２の切替により各切替バルブ５２，５４，５６が切り替えられると、バケットシリンダ３８とアームシリンダ３６とオフセットシリンダ３０との伸長及び収縮が切り替えられる。
【００２３】
また、多ポートポンプ４５は、可動斜板式可変容量ポンプであり、可動斜板１１４（図３、図４）の向きを変えることにより、ブームシリンダ２６の伸長及び収縮を可能としている。多ポートポンプ４５の斜板の向きは、昇降切替弁６８の作動により切替可能としている。昇降切替弁６８は、運転席の周辺部に設けられる昇降レバー等の操作部により切替可能としている。また、後で詳しく説明するように、多ポートポンプ４５に昇降切替弁６８を一体に設けることにより、多ポートポンプユニット７０を構成している。
【００２４】
また、左右の走行用モータ４２の容量を変えるために共通の増速切替弁７２を設け、増速切替弁７２を、カットオフ・走行増速弁回路６４を介して、補助ポンプ４４の吐出口に接続している。増速切替弁７２は、走行用モータ４２の容積を２段階で変化可能とする。例えば、増速切替弁７２を、走行用モータ４２の容積変更アクチュエータ４２ａに補助ポンプ４４から給油されるように切り替えることで、走行用モータ４２の容積が大きくなり、容積変更アクチュエータ４２ａ内の油をタンクへ排出するように切り替えることで、走行用モータ４２の容積が小さくなる。この構成により、各走行用モータ４２の速度が変更可能となる。増速切替弁７２は、運転席周辺部に設けたレバー等の変速操作部により切替可能としている。また、走行用モータ４２は、可変容積式油圧ポンプ４８，５０の吐出口に、前後進切替弁７４を介して接続している。前後進切替弁７４は、運転席の周辺部に設けたレバー等の方向切替操作部により、可変容積式油圧ポンプ４８，５０の吐出口を走行用モータ４２の２つのポートのいずれに接続するかを切替可能とする。この構成により、方向切替操作部の操作によって、前進と後進とにそれぞれ対応する、各走行用モータ４２の正転と逆転とが変更可能となる。
【００２５】
また、左右の走行用モータ４２に対応する各可変容積式油圧ポンプ４８，５０の出力を同じとすることで、車両が直進走行し、各可変容積式油圧ポンプ４８，５０の出力を異ならせることで、車両の旋回が可能となる。なお、図示は省略するが、旋回台１４（図１）に対しキャビン１６を旋回させるための旋回用モータを設け、旋回用モータに切替バルブを介して補助ポンプ４４の吐出口を接続することで、キャビン１６を所望の方向へ旋回可能とすることもできる。
【００２６】
図３は、図２の一部の回路である、カットオフ・走行増速弁回路６４と、多ポートポンプユニット７０とを含む油圧回路を詳しく示す図である。多ポートポンプ４５は、第２ポート７６と、第１ポート７８と、第３ポート８０との３つのポートを含む。第２ポート７６は、落下防止弁８２及び第１接続ポートＰ１を介してブームシリンダ２６の、ピストンを挟んで両側に設けられた圧力室８４，８５のうち、片側圧力室８４に接続している。また、第１ポート７８は、別の落下防止弁８６及び第２接続ポートＰ２を介してブームシリンダ２６の両側の圧力室８４，８５のうち、他側圧力室８５に接続している。他側圧力室８５のピストンの受圧面側にロッド８８が接続されており、これにより他側圧力室８５の容積及び受圧面積は、片側圧力室８４の容積及び受圧面積よりも小さくなっている。例えば、片側圧力室８４と他側圧力室８５との容積比は、１００：６４とする。また、第３ポート８０は、第３接続ポートＰ３及びフィルタを介して、バックホー１０（図１）に設けられた外部の油タンク６６に接続している。
【００２７】
多ポートポンプユニット７０は、昇降切替弁６８付きの多ポートポンプ４５と、落下防止弁８２，８６と、一対のチャージチェック弁９０，９２と、キャビテーション防止弁９４とを含む。第１、第２、第３各接続ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、多ポートポンプユニット７０を構成するポートブロック９６の外面に開口させている。第２ポート７６から落下防止弁８２を介して片側圧力室８４に接続する第１油路Ｓ１と、第１ポート７８から別の落下防止弁８６を介して他側圧力室８５に接続する第２油路Ｓ２とにより、閉回路である主回路Ｍを構成している。
【００２８】
また、第１油路Ｓ１の第２ポート７６と落下防止弁８２との間と、第２油路Ｓ２の第１ポート７８と別の落下防止弁８６との間とにチャージ回路Ｃを接続している。一対のチャージチェック弁９０，９２は、チャージ回路Ｃに設けている。チャージチェック弁９０，９２は、低圧側となる第１油路Ｓ１もしくは第２油路Ｓ２が、後述するチャージ圧よりも低くなったときに、二次側が低圧側のチャージチェック弁９０（または９２）が開放され、チャージ回路Ｃが連通する。また、チャージ回路Ｃの一対のチャージチェック弁９０，９２の間に補助ポンプ４４の吐出口を接続している。このために、多ポートポンプユニット７０は、補助ポンプ４４の吐出口に接続される第４接続ポートＰ４を外面に開口させており、補助ポンプ４４と、チャージ回路Ｃの一対のチャージチェック弁９０，９２の間とを第４接続ポートＰ４を介して接続している。
【００２９】
また、各チャージチェック弁９０，９２は、高圧リリーフ弁機能を有し、高圧側となる第１油路Ｓ１もしくは第２油路Ｓ２が所定以上の高圧になることにより開放され、二次側が低圧側のチャージチェック弁９０（または９２）が開放され、低圧側となる第２油路Ｓ２もしくは第１油路Ｓ１に余剰圧が流されるようにしている。
【００３０】
また、キャビテーション防止弁９４は、チェック弁であり、運転席周辺部の操作部の急操作等による過渡的な変化で多ポートポンプ４５の吸い込み側が異常に低圧になることでキャビテーションが発生するのを防止すべく、多ポートポンプユニット７０内の油溜まりからの油を、前記チャージチェック弁９０，９２と連動して低圧となる第１油路Ｓ１もしくは第２油路Ｓ２に補充可能とするために設けている。
【００３１】
また、第４接続ポートＰ４とキャビテーション防止弁９４とを接続する油路に、昇降切替弁６８に接続される油路を接続している。昇降切替弁６８は、この実施例では、補助ポンプ４４の吐出口から油の一部を、可動斜板１１４に連結したサーボシリンダの一方あるいは他方に供給するにあたり、運転席手元の電気スイッチで操作される３位置電磁弁を用いて電気油圧的操作可能として多ポートポンプ４５の油吐出方向と吐出油量とを自在に変更する。
【００３２】
また、各油路Ｓ１，Ｓ２に設けた落下防止弁８２，８６は、例えばイグニッションスイッチ等の起動スイッチのオンオフと連動する電磁パイロット弁により切替可能で、起動スイッチがオフになることでブームシリンダ２６側に溜まった圧油は多ポートポンプ４５へリークすることなく、落下防止弁８２，８６の内部チェック弁の作用により保持される。この構成により、起動スイッチがオフになり、運転停止状態で長時間放置された場合でも、ブーム２０（図１）や車体の重力によりブームシリンダ２６が意図せずに伸長したり縮小することがより有効に防止される。すなわち、このような長時間の放置でも、ブーム２０が徐々に落下したり、バケット３４（図１）を地面に押し付け車体を持ち上げた状態で車体が徐々に落下することを、より有効に防止できる。
【００３３】
また、多ポートポンプユニット７０の外面に、第４接続ポートＰ４に接続された油路と通じる第５接続ポートＰ５を開口させており、第５接続ポートＰ５と、外部の油タンク６６とにカットオフ弁ユニット１００を接続している。カットオフ弁ユニット１００は、吐出口ＰＡを通じて伸縮切替弁５８，６０，６２（図２）に接続されるカットオフ弁１０２と、吐出口ＰＢを通じて増速切替弁７２（図２）に接続される走行増速弁１０４とを有するカットオフ・走行増速弁回路６４を含む。カットオフ弁１０２は、例えば運転席周辺部に設けられる作業態勢確認レバーにより切り替えが可能である。例えば、作業態勢確認レバーを操作していない状態では、カットオフ弁１０２が、補助ポンプ４４側からの作動油の各伸縮切替弁５８，６０，６２への供給を不能とする。また、走行増速弁１０４は、図２の増速切替弁７２に接続され、例えば、カットオフ弁１０２と同様に、作業態勢確認レバーの操作により切り換えが可能である。この構成により、起動スイッチを単にオンしただけで運転者の意図に反して車両が走行したり、バケットシリンダ３８等の各部が急に作動することがより有効に防止される。
【００３４】
また、カットオフ弁ユニット１００に、チャージ圧設定用リリーフ弁１０６を設けており、チャージ回路Ｃの油圧が予め設定される所定圧となるように規制している。リリーフ弁１０６は、前記切替バルブ５２，５４，５６及び容積変更アクチュエータ４２ａの作動圧を所定圧に設定する役目も有する。
【００３５】
次に、図４から図９を用いて、本実施の形態の閉回路構成用ポンプである多ポートポンプユニット７０の具体的構造を説明する。多ポートポンプユニット７０は、上記の図３に示した回路構成を有する。すなわち、多ポートポンプユニット７０は、ブームシリンダ２６（図３）を含む閉回路を構成するように使用され、ブームシリンダ２６のピストン両側の一対の圧力室８４，８５に選択的に作動油を給排する。なお、以下の具体的構造では、上記の図３に示した昇降切替弁６８の具体構造の図示を省略しているが、昇降切替弁６８は、多ポートポンプユニット７０の内部に一体に設けている。
【００３６】
図４に示すように、多ポートポンプユニット７０は、ケーシング１０８と、駆動軸１１０と、シリンダブロック１１２と、可動斜板１１４と、弁板１１６とを備える。ケーシング１０８は、ケース本体１１８にポートブロック９６を結合固定することにより構成している。すなわち、ポートブロック９６の片側にケース本体１１８を結合しており、ケース本体１１８の内側と、ポートブロック９６の内面（図４の左面）に形成した孔部１２０との内側に、駆動軸１１０を回転可能に支持している。駆動軸１１０の先端部（図４の左端部）は、ケース本体１１８の外側に突出させ、この先端部にエンジン４３（図３）の回転軸を動力の伝達可能に連結可能としている。例えば、エンジン４３の回転軸に連結した軸部材と、駆動軸１１０の先端部とをスプライン結合したり、エンジン４３の回転軸と駆動軸１１０とを歯車機構を介して動力の伝達可能に連結することもできる。
【００３７】
また、シリンダブロック１１２は、ケース本体１１８の内側で、駆動軸１１０の中間部の周囲に配置しており、シリンダブロック１１２の中心部に設けたスプライン孔に、駆動軸１１０の外周部に設けたスプライン部をスプライン係合させることで、シリンダブロック１１２を駆動軸１１０とともに回転可能としている。シリンダブロック１１２は、周方向の等間隔複数個所に駆動軸１１０と平行に設けられたシリンダ１２２を備え、各シリンダ１２２にピストン１２４をシリンダ１２２内での往復移動可能に嵌装している。
【００３８】
また、可動斜板１１４は、使用時に駆動軸１１０に対し傾転自在とするべくその前端を円弧形状としてケース本体１１８に支持され、その後端を平坦面として、各ピストン１２４の先端に設けられたピストンシューが押し付けられ、その一側面に、前記斜板の傾斜方向及び傾斜角度を変更するサーボシリンダ（図示せず）が連結される。このように、ケース本体１１８と、ケース本体１１８内側に配置された各要素とにより、可変容量型アキシャルピストンポンプである多ポートポンプ４５を構成している。また、可動斜板１１４の傾斜角度の調節により、各ピストン１２４のストローク長が変更されて吐出油量の制御が行われて、ブームシリンダ２６（図３）の伸縮スピードを変更できる。また、傾転方向を逆にすることで、吐出側と吸入側とが逆になり、ブームシリンダ２６（図３）の両側の圧力室８４，８５の、昇圧側と降圧側とが切り換わる。
【００３９】
また、シリンダブロック１１２とポートブロック９６との間に、ポートブロック９６に固定するように弁板１１６を設けている。シリンダブロック１１２に設けたシリンダ１２２の内側は、シリンダブロック１１２の端部に形成した連通孔１２６と、弁板１１６に形成したポートと、ポートブロック９６に形成した油路とを通じて、図８に示す第１接続ポートＰ１と、第２接続ポートＰ２と、第３接続ポートＰ３とのいずれか１に選択的に連通可能としている。すなわち、シリンダブロック１１２の回転に伴って、各シリンダ１２２が、第１接続ポートＰ１と、第２接続ポートＰ２と、第３接続ポートＰ３とのいずれか１に切り換わりつつ接続されるようにしている。
【００４０】
また、図５、図６に示すように、ポートブロック９６の内面に、駆動軸１１０（図４）を挿入する孔部１２０の中心軸を中心とする同心円上の二重の円弧溝１２８，１３０と、各円弧溝１２８，１３０の径方向中央部に設けられた円弧状突部１３２とを形成している。各円弧溝１２８，１３０と、円弧状突部１３２との周方向一部に径方向に直線状に設けられた第１油溝１３４を形成し、第１油溝１３４の径方向外端（図５の上端）を、前記キャビテーション防止弁９４の一次側通路１３６に通じさせている。第１油溝１３４の深さは、各円弧溝１２８，１３０の深さよりも大きい。したがって、各円弧溝１２８，１３０と円弧状突部１３２とは、第１油溝１３４により分離されている。円弧状突部１３２及び各円弧溝１２８，１３０の、第１油溝１３４で分離された部分の周方向長さは、片側部分（図５の右側部分）で他側部分（図５の左側部分）よりも大きくしている。
【００４１】
また、円弧状突部１３２の第１油溝１３４よりも片側（図５の右側）に断面円弧状の第２ブロック側ポート１３８を形成している。また、円弧状突部１３２の第１油溝よりも他側（図５の左側）に、第２ブロック側ポート１３８よりも周方向長さが小さい、断面円弧状の第１ブロック側ポート１４０を形成している。また、円弧状突部１３２及び各円弧溝１２８，１３０の第２ブロック側ポート１３８側部分の、周方向に関して第１油溝１３４と反対側の端部に、第１油溝１３４と同様に径方向に伸びる直線状の第２油溝１４２を形成している。また、円弧状突部１３２及び各円弧溝１２８，１３０の第１ブロック側ポート１４０側部分の、周方向に関して第１油溝１３４と反対側の端部に、第１油溝１３４と同様に径方向に伸びる直線状の第３油溝１４４を形成している。また、ポートブロック９６の内面で、孔部１２０周りの第２油溝１４２と第３油溝１４４との間に、第１ブロック側ポート１４０よりも周方向長さが小さい、断面円弧状の第３ブロック側ポート１４６を形成している。各ブロック側ポート１３８，１４０，１４６は、孔部１２０周りの同一ピッチ円上に形成している。
【００４２】
図７に示すように、ポートブロック９６の内面に略円板状の弁板１１６を、弁板１１６の外端部でのピン止めにより結合固定した状態で、各油溝１３４，１４２，１４４を、弁板１１６の外周縁から各油溝１３４，１４２，１４４の径方向外端部が外側に外れる長さとして、ケース本体１１８内側の油溜まり９８に連通させるようにしている。また、弁板１１６は、後で詳しく説明するように、中心部を中心とする同一ピッチ円上に形成された複数の第２ポート７６と、同じく２個の第１ポート７８と、第３ポート８０とを、それぞれ厚さ方向に貫通するように形成している。ポートブロック９６の内面に弁板１１６を固定した状態で、各第２ポート７６は第２ブロック側ポート１３８（図６）に対向し、各第１ポート７８は第１ブロック側ポート１４０（図６）に対向し、第３ポート８０は第３ブロック側ポート１４６（図６）に対向する。
【００４３】
図８に示すように、各第２ポート７６（図７）は、片側圧力室接続ポートであり、第２ブロック側ポート１３８を介して、ポートブロック９６に形成された第１油路Ｓ１に接続される。第１油路Ｓ１は、一対のチャージチェック弁９０，９２の一方のチェック弁９０の二次側を通過しつつ、落下防止弁８２を介して第１接続ポートＰ１でポートブロック９６の外側面に達する。第１接続ポートＰ１は、ポートブロック９６周縁部に形成される４つの外側面のうち第１外側面に設けられ、第１接続ポートＰ１に、ブームシリンダ２６の容積の大きい片側圧力室８４（図３）に通じる配管を接続可能としている。
【００４４】
また、各第１ポート７８（図７）は、他側圧力室接続ポートであり、第１ブロック側ポート１４０を介して、ポートブロック９６に形成された第２油路Ｓ２に接続される。第２油路Ｓ２は、一対のチャージチェック弁９０，９２の他方のチェック弁９２の二次側を通過しつつ、別の落下防止弁８６を介して第２接続ポートＰ２でポートブロック９６の第２外側面に達する。第２接続ポートＰ２に、ブームシリンダ２６の容積の小さい他側圧力室８５（図３）に通じる配管を接続可能としている。
【００４５】
また、第３ポート８０（図７）は、タンク接続ポートであり、第３ブロック側ポートＰ３を介して、ポートブロック９６に形成された第３油路Ｓ３に接続される。第３油路Ｓ３は、タンクポートである第３接続ポートＰ３でポートブロック９６の第３外側面に達する。第３接続ポートＰ３に、油タンク６６（図３）に通じる配管を接続可能としている。
【００４６】
第１油路Ｓ１と第２油路Ｓ２と第３油路Ｓ３との一部は、互いに略平行な略直線方向に伸びる直線部１４８，１５０，１５２となっており、第１接続ポートＰ１と第２接続ポートＰ２とは、ポートブロック９６の幅方向（図８の左右方向）両側に位置する前記第１・第２外側面にそれぞれ形成している。また、各落下防止弁８２，８６は、前記第１外側面と第２外側面との間に位置する第４外側面（図８の上側面）からソレノイド部が突出するように設けている。ソレノイド部への通電により対応する第１油路Ｓ１（または第２油路Ｓ２）の内側に配置された落下防止弁８２（または８６）の通路が開放され、第２ポート７６が第１接続ポートＰ１に連通されるか、または第１ポート７８が第２接続ポートＰ２に連通されるようにしている。また、第３接続ポートＰ３は、前記第４外側面と平行な第３外側面（図８の下側面）に形成している。また、図８の例では、機械加工の都合上、第１油路Ｓ１の直線部１４８の一端を、ポートブロック９６の長さ方向他側面（図８の下側面）に開口させるように形成し、この一端部をプラグ１５４により塞いでいる。ただし、鋳型により油路形成する手法によれば、第１油路Ｓ１の直線部１４８を、ポートブロック９６の外側面に一端部が開口しないように形成することもできる。
【００４７】
図４に示すように、第３油路Ｓ３を構成する直線部１５２の中間部は、ポートブロック９６の内面に開口させ、ポートブロック９６にケース本体１１８を固定した状態で、ケース本体１１８内側の油溜まり９８と通じる空間が第３油路Ｓ３に連通するようにしている。
【００４８】
また、図８に示すように、前記第１油路Ｓ１と第２油路Ｓ２とに交差する横通路１６３に配したリリーフ弁機能付のチャージチェック弁９０，９２は、チェック弁体１５８と、ポートブロック９６に固定したプラグ１６０との間にばね１５７ａを設け、ばね１５７ａによりチェック弁体１５８をポートブロック９６のシート面に向けて閉弁するように弾力を付与している。リリーフ弁体１５６の外端部にねじ止めした係止部材１５６ａとチェック弁体１５８との間にばね１５７ｂを設け、ばね１５７ｂによりリリーフ弁体１５６の頭部をチェック弁体１５８のシート面に向けて閉弁するように弾力を付与している。第１油路Ｓ１側のチャージチェック弁９０において、リリーフ弁体１５６とばね１５７ｂとが横断する空間は第１油路Ｓ１に通じさせている。第２油路Ｓ２側のチャージチェック弁９２において、リリーフ弁体１５６とばね１５７ｂとが横断する空間は、第２油路Ｓ２に通じさせている。また、ポートブロック９６の一対のチャージチェック弁９０，９２の間の横通路１６３に、チャージ回路用油路１６２を連通している。第１油路Ｓ１及び第２油路Ｓ２のうち、低圧側では、各チャージチェック弁９０，９２を構成するチェック弁体１５８がシート面から離れ、開弁されると、チャージ回路用油路１６２が接続される。また、チャージ回路用油路１６２は、前記第４外側面に設けた第４接続ポートＰ４に連通している。第４接続ポートＰ４に、補助ポンプ４４（図３）の吐出口に通じる配管を接続可能としている。
【００４９】
また、図５に示すように、ポートブロック９６の前記第１外側面に、チャージ回路用油路１６２（図８）に連通する第５接続ポートＰ５を設けている。第５接続ポートＰ５は、カットオフ弁ユニット１００（図３）の吸入口に配管を介して接続可能としている。なお、図示の例の場合と異なり、第４接続ポートＰ４は、ポートブロック９６の第２外側面に開口させることも可能であるし、また、この第４接続ポートＰ４をカットオフ弁ユニット１００（図３）の吸入口に連通させ、第５接続ポートＰ５を補助ポンプ４４（図３）の吐出口に連通させることもできる。
【００５０】
また、図４に示すように、チャージ回路用油路１６２において、チャージチェック弁９０，９２（図８）を配した横通路１６３よりもポートブロック９６の長さ方向片側（図４の上側）にずれた部分から、ポートブロック９６の厚さ方向（図４の左右方向）に伸びる分岐路１６４を分岐させている。分岐路１６４の終端は、ポートブロック９６の内面のキャビテーション防止弁９４の一次側通路１３６部分に通じさせている。一次側通路１３６にキャビテーション防止弁９４を、油溜まり９８から分岐路１６４への油流通のみ許容するようにして埋め込み、図７に示すように、ポートブロック９６の内面で一次側通路１３６の両側に掛け渡すように抑え板１６６をねじ止め等により固定し、抑え板１６６にてキャビテーション防止弁９４を抜け止めする。前述したように昇降切替弁６８を急操作してチャージ回路用油路１６２の圧力が一時的にケース本体１１８内側の油溜まり９８と通じる空間の圧力よりも低くなったときだけ、キャビテーション防止弁９４が開弁され、油溜まり９８内の作動油がチャージ回路用油路１６２に補充される。
【００５１】
また、上記の図５で示したように、第１油溝１３４は、ポートブロック９６の内面に形成した第２油溝１４２及び第３油溝１４４とともに、弁板１１６とポートブロック９６との間に漏れた油をケース本体１１８（図４）内に戻すことを可能とし、弁板１１６の浮き上がりを有効に防止できる。
【００５２】
次に、図９を用いて弁板１１６に形成する複数のポート７６，７８，８０の形状をさらに詳しく説明する。なお、図９に破線で符号１３８，１４０を付した部分は、弁板１１６をポートブロック９６（図５等）に固定した状態で、ポートブロック９６に形成したブロック側ポート１３８，１４０の位置を表している。弁板１１６は、鉛合金等のポートブロック９６を構成する金属と異なる金属により構成している。また、弁板１１６は、同一のピッチ円上に、第２ブロック側ポート１３８と通じる３個の第２ポート７６と、第１ブロック側ポート１４０と通じる２個の第１ポート７８と、第３ブロック側ポート１４６（図６）と通じる１個の第３ポート８０とを形成している。また、シリンダブロック１１２（図４）の回転に伴って、各シリンダ１２２（図４）が、第２ポート７６と、第１ポート７８と、第３ポート８０との間を循環して連通する。
【００５３】
弁板１１６のシリンダブロック１１２（図４）と対向する側の面で、第２ポート７６の開口端のうち、図９に矢印α方向で示すシリンダブロック１１２の回転方向後側に位置する１の第２ポート７６の回転方向後側端部と、第１ポート７８の開口端のうち、シリンダブロック１１２の回転方向（図９の矢印α方向）に関して後側に位置する１の第１ポート７８の回転方向後側端部と、第３ポート８０の開口端のうち、回転方向（図９の矢印α方向）後側端部とに、それぞれ切欠である断面略三角形状のノッチ１６８を形成している。すなわち、複数のノッチ１６８は、対応するポートのシリンダ１２２（図４）と対向する側の開口端の、シリンダブロック１１２の回転方向同じ側の端部に設けている。
【００５４】
ノッチ１６８は、対応するポートの端部からノッチ１６８の先端に向かうほど、幅及び深さが小さくなっており、周方向に対し直交する方向に切断した場合の断面積は、先端に向かうほど徐々に小さくなっている。なお、ノッチ１６８の形状は図示の例に限定するものではなく、先端に向かうほど徐々に小さくなる形状であればよい。また、油タンク６６に接続される第３ポート８０に形成したノッチ１６８と、第２ポート７６に形成したノッチ１６８とは、ピッチ円の中心Ｏに関して対称な位置に設けるとともに、互いのピッチ円方向の長さ、すなわち、シリンダブロック１１２の回転方向長さを略同じとしている。したがって、第２ポート７６及び第３ポート８０のノッチ１６８の周方向両端のピッチ円中心Ｏに対する中心角θ１、θ３は略同じとなる。また、第２ポート７６と第３ポート８０とのシリンダブロック１１２回転方向後側端部は、シリンダブロック１１２の回転に伴う、ピストン上死点位置またはピストン下死点位置のいずれかに対向する。例えば、第２ポート７６に接続したブームシリンダ２６の片側圧力室８４（図３）から作動油を排出する場合、第２ポート７６のノッチ１６８側端部にピストン上死点位置が対向し、第３ポート８０のノッチ１６８側端部にピストン下死点位置が対向する。逆に、第２ポート７６に接続したブームシリンダ２６の片側圧力室８４に作動油を供給する場合、第２ポート７６のノッチ１６８側端部にピストン下死点位置が対向し、第３ポート８０のノッチ１６８側端部にピストン上死点位置が対向する。したがって、第１ポート７８のノッチ１６８側端部は、ピストン上死点位置及び下死点位置の間の中間付近に対向する。さらに、第１ポート７８に設けられるノッチ１６８の、シリンダブロック１１２の回転方向長さは、第２ポート７６及び第３ポート８０に設けられるノッチ１６８の、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。したがって、第１ポート７８のノッチ１６８の周方向両端のピッチ円中心Ｏに対する中心角θ２は、第２ポート７６及び第３ポート８０の場合の中心角θ１、θ３よりも小さい。
【００５５】
また、図３のブームシリンダ２６は、使用時に、自重及び負荷による重力によりピストンに片側に変位する方向、すなわち、縮小または伸長する方向の力が付与される。
【００５６】
上記の多ポートポンプ４５によれば、多ポートポンプ４５とブームシリンダ２６とを含む部分により閉油圧回路を構成できる。このため、閉油圧回路で生じた余剰油を多ポートポンプ４５を介して油タンク６６に排出しつつ、配管の損失低減を図れる。また、弁板１１６に形成した各ポート７６，７８，８０のシリンダ１２２と対向する側の開口端の、シリンダブロック１１２の回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなるノッチ１６８を備え、各ポート７６，７８，８０の、ピストン上死点位置に設けられるノッチ１６８と、ピストン下死点位置に設けられるノッチ１６８との、シリンダブロック１１２の回転方向長さを略同じとし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられるノッチ１６８の、シリンダブロック１１２の回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられるノッチ１６８と、ピストン下死点位置に設けられるノッチ１６８との、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。このため、シリンダブロック１１２の回転に伴って吐出側となるポートから吐出側となるシリンダ１２２内に高圧の作動油が流入する場合に、ノッチ１６８の大きさが、シリンダブロック１１２の回転に伴ってポートの端部に向かって徐々に大きくなる。この結果、高圧の作動油がシリンダ１２２内に急に流入することを防止して、キャビテーションの発生と、ポンプ騒音及び振動の低減を図れる。
【００５７】
しかも、ピストン上死点位置及び下死点位置の中間付近に設けられるノッチ１６８形成部分では、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けるノッチ１６８形成部分の場合よりも、対向するピストン１２４の移動速度が速く、シリンダ１２２内への作動油の流入速度が高くなる。このため、ノッチ１６８の長さを小さくすることで、ノッチ１６８形成効果である、キャビテーションの発生抑制と、ポンプ騒音及び振動の低減とをより有効に図れる。この結果、本実施形態のように、ポート７６，７８，８０が３以上である複数ポートポンプである、多ポートポンプユニット７０を構成する場合に、ポンプ騒音及び振動の低減を図れる。
【００５８】
また、第２ポート７６に接続したブームシリンダ２６の片側圧力室８４に作動油を供給する場合、第３ポート８０に対向するシリンダ１２２内は、吸い込み工程となり、上死点から下死点側に移動するが、ピストン１２４のストローク速度が零付近から徐々に高くなる部分でノッチ１６８がシリンダ１２２に対向するので、油タンク６６内のヘッド圧でシリンダ１２２内の負圧が急に増大することがなく、第３ポート８０周辺部での圧力変化が緩やかになり、キャビテーションの発生をより有効に抑制できる。なお、第１ポート７８のノッチ１６８部分は、ピストンストロークが高い部分でシリンダ１２２に対向するが、ノッチ１６８の形成効果を高くできない場合でも、チャージ回路Ｃの機能により効果不足を補いやすい。
【００５９】
また、ブームシリンダ２６は、使用時に前記重力によりピストン１２４に片側に変位する方向の力が付与される。このため、位置エネルギを利用して、ブームシリンダ２６を構成する一方の圧力室８４（または８５）から排出される作動油のエネルギを、他方の圧力室８５（または８４）への作動油の吸入のためのエネルギに利用することができ、多ポートポンプ４５がモータの如き動作をすることにより、これに連結されたエンジン４３等の動力源の消費エネルギの低減を図れる。
【００６０】
なお、図９に示す例では、弁板１１６に形成する第２ポート７６を３に分割し、第１ポート７８を２に分割しているが、これは弁板１１６の強度をより有効に高くするためであり、弁板１１６の強度上問題なければ、第２ポート７６及び第１ポート７８をそれぞれ１ずつ設けて、ポートブロック９６に形成したブロック側ポート１３８，１４０，１４６と略同じ形状にすることもできる。また、各ポート７６，７８，８０を図示の例以外の数に分離することもできる。
【００６１】
図１０に示す例では、上記の実施の形態において、弁板１１６（図９等）を省略し、ポートブロック９６の内面に直接にシリンダブロック１１２を回転摺動自在に載置するものであって、その内面に形成した各ブロック側ポート１３８，１４０，１４６の、シリンダ１２２（図４）と対向する側の開口端部に、上記の弁板１１６に形成したノッチ１６８と同様の長さ関係を有するノッチ１７０を形成している。この場合、ポートブロック９６に形成した各ブロック側ポート１３８，１４０，１４６は、ポートに対応する。すなわち、油タンク６６に接続される第３ブロック側ポート１４６に形成したノッチ１７０と、第２ブロック側ポート１３８に形成したノッチ１７０とは、シリンダブロック１１２の回転方向長さを略同じとしている。また、第１ブロック側ポート１４０に設けられるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さは、第２ブロック側ポート１３８及び第３ブロック側ポート１４０に設けられるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。その他の構成及び作用は、上記の図１から図９に示した構成と同様である。なお、弁板１１６を省略する場合、シリンダブロック１１２の回転により、シリンダブロック１１２とポートブロック９６とが摺接するため、互いの凝着を防止すべく異種金属により構成することが好ましい。
【００６２】
図１１は、ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第１例を示す図である。図１１に示す構成例の場合は、ポートブロック９６に形成する複数のブロック側ポート１３８，１４０，１４６のうち、第１ブロック側ポート１４０と第３ブロック側ポート１４６との位置関係を上記の図１０の構成の場合と逆にしている。これに伴って、第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０がピストン１２４（図４）の上死点または下死点位置に対向し、第３ブロック側ポート１４６に設けるノッチ１７０がピストン１２４の上死点と下死点との間位置に対向する。このため、第２ブロック側ポート１３８及び第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２（図４）の回転方向長さを略同じとし、第３ブロック側ポート１４６に設けるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さを、第２ブロック側ポート１３８及び第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。
【００６３】
図１１に示す構成例の場合、第２ブロック側ポート１３８に接続したブームシリンダ２６（図３）の片側圧力室８４に作動油を供給する場合、第３ブロック側ポート１４６に対向するシリンダ１２２（図４）は、上死点と下死点とから大きく外れた、ピストン速度が高い部分で、ノッチ１７０と対向するため、第３ブロック側ポート１４６周辺部での圧力変化が高くなり、キャビテーションの発生抑制効果が、上記の図９、１０に示す場合よりも劣る可能性がある。ただし、ブーム２０（図１）の加工時や、掘削時等の、第３ブロック側ポート１４６をシリンダ１２２からの吐出用として利用する場合に、第３ブロック側ポート１４６と対向するピストン速度が小さくなるので、シリンダ１２２から排出される作動油による異音を小さくしやすい。その他の構成及び作用は、上記の図１から図９または図１０に示した構成と同様である。なお、図１１では、ブロック側ポート１３８，１４０，１４６にノッチ１７０を設ける場合を説明したが、図１から図９に示した構成のように弁板１１６を設ける場合に、弁板１１６に設ける第１ポート７８及び第３ポート８０の位置関係及びノッチ１６８の大きさの関係を、図１１の構成の場合と同様に、逆にすることもできる。また、このように図１から図９に示した構成の弁板１１６に設ける第１ポート７８及び第３ポート８０の位置関係及びノッチ１６８の大きさの関係を、図１１の構成の場合と同様に、逆にした場合に、第２ポート７６や第１ポート７８を、図９のように複数ずつに分割してもよいし、また、図１１のようにそれぞれ１つずつのみとしてもよい。
【００６４】
図１２は、ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第２例を示す図である。図１２に示す構成例の場合は、ポートブロック９６に形成する第３ブロック側ポートを２の第３ブロック側ポート１４６ａに分離し、分離した２の第３ブロック側ポート１４６ａの間に第１ブロック側ポート１４０を設けている。すなわち、第３ブロック側ポート１４６ａは、シリンダブロック１１２（図４）の回転方向に２個に分離して配置された分離ポートであり、シリンダブロック１１２の回転方向に関して２個の分離ポートの間に第１ブロック側ポート１４０が配置されている。これにより、ポンプ軸である駆動軸１１０（図４参照）の回転軸線と可動斜板１１４（図４参照）の傾転中心との両方を含む仮想平面に対して２つの第３ブロック側ポート１４６ａの形状が上下で対称となるので、ブームシリンダ２６（図３参照）を伸長及び収縮させるときに発生する可動斜板１１４の傾転モーメントが安定し、可動斜板１１４を操作する昇降切替弁６８（図３参照）の上昇位置もしくは下降位置の保持力を低減でき、両方位置の保持力を略均等にできる。また、これに伴って、第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０が、ピストン１２４（図４）の上死点と下死点との間位置の、上記の各構成例の場合よりも上死点側または下死点側に寄った位置に対向する。このため、各ポート１３８，１４０，１４６ａに形成するノッチ１７０が極度に短くなることを防止でき、各ノッチ１７０の形状精度を確保しやすくできる。その他の構成及び作用は、上記の図１０または図１から図９に示した構成と同様である。なお、図１２では、ブロック側ポート１３８，１４０，１４６ａにノッチ１７０を設ける場合を説明したが、図１から図９に示した構成のように弁板１１６を設ける場合に、図１２の構成と同様に、弁板１１６に設ける第３ポートを２つに分離して、分離した２つの第３ポートの間に第１ポート７８を配置することもできる。
【００６５】
また、図示は省略するが、図１２の構成例において、弁板１１６またはポートブロック９６に形成する複数のポートのうち、第１ポートまたは第１ブロック側ポートを２のポートに分離し、分離した２の第１ポートまたは第１ブロック側ポートの間に第３ポートまたは第３ブロック側ポートを設けることもできる。すなわち、第１ポートは、シリンダブロック１１２の回転方向に２個に分離して配置された分離ポートとし、シリンダブロック１１２の回転方向に関して２個の分離ポートの間に第３ポートを配置することもできる。
【００６６】
なお、上記の図３の回路では、多ポートポンプユニット７０と、カットオフ弁ユニット１００とを互いに別体の部材としている。ただし、図１３に別例の第１例の回路として示すように、多ポートポンプユニット７０に、カットオフ弁ユニット１００を一体に設けた一体ユニットとし、多ポートポンプユニット７０とカットオフ弁ユニット１００とを接続する配管を省略することもできる。また、図１３に示す回路では、多ポートポンプユニット７０の内部に、図３のカットオフ弁ユニット１００に設けていたチャージ圧設定用リリーフ弁１０６と同様の機能を有するリリーフ弁１０６ａを、キャビテーション防止弁９４と並列接続して設けている。図１３の回路において、その他の構成及び作用は、図３の回路の場合と同様である。
【００６７】
また、図１４に示す別例の第２例の回路のように、補助ポンプ４４の吸入口と油タンク６６とを接続する油路から分岐する分岐路１７２に、多ポートポンプユニット７０の第３接続ポートＰ３を接続することもできる。このように構成した場合、ブームシリンダ２６の縮小に伴って第３ポート８０から第３接続ポートＰ３を通じて排出される作動油が補助ポンプ４４側に図１４に矢印βで示す方向に送られるので、補助ポンプ４４を駆動するためのエンジン４３の駆動力の低減を図れ、更なる省エネルギ化を図りやすい。図１４の回路において、その他の構成及び作用は、図３の回路の場合と同様である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ バックホー、１２ 走行装置、１４ 旋回台、１６ キャビン、１８ 掘削作業機、２０ 第１ブーム、２２ 第２ブーム、２４ 第３ブーム、２６ ブームシリンダ、２８ オフセットロッド、３０ オフセットシリンダ、３２ アーム、３４ バケット、３６ アームシリンダ、３８ バケットシリンダ、４０ エンジン室、４２ 走行用モータ、４２ａ 容積変更アクチュエータ、４３ エンジン、４４ 補助ポンプ、４５ 多ポートポンプ、４６ 複数シリンダ用ポンプ、４８，５０ 可変容積式油圧ポンプ、５２，５４，５６ 切替バルブ、５８，６０，６２ 伸縮切替弁、６４ カットオフ・走行増速弁回路、６６ 油タンク、６８ 昇降切替弁、７０ 多ポートポンプユニット、７２ 増速切替弁、７４ 前後進切替弁、７６ 第２ポート、７８ 第１ポート、８０ 第３ポート、８２ 落下防止弁、８４ 片側圧力室、８５ 他側圧力室、８６ 落下防止弁、８８ ロッド、９０，９２ チャージチェック弁、９４ キャビテーション防止弁、９６ ポートブロック、９８ 油溜まり、１００ カットオフ弁ユニット、１０２ カットオフ弁、１０４ 走行増速弁、１０６ チャージ圧設定用リリーフ弁、１０８ ケーシング、１１０ 駆動軸、１１２ シリンダブロック、１１４ 可動斜板、１１６ 弁板、１１８ ケース本体、１２０ 孔部、１２２ シリンダ、１２４ ピストン、１２６ 連通孔、１２８，１３０ 円弧溝、１３２ 円弧状突部、１３４ 第１油溝、１３６ 一次側通路、１３８ 第２ブロック側ポート、１４０ 第１ブロック側ポート、１４２ 第２油溝、１４４ 第３油溝、１４６，１４６ａ 第３ブロック側ポート、１４８，１５０，１５２ 直線部、１５４ プラグ、１５６ リリーフ弁体、１５６ａ 係止部材、１５７ａ，１５７ｂ ばね、１５８ チェック弁体、１６０ プラグ、１６２ チャージ用油路、１６３ 横通路、１６４ 分岐路、１６６ 抑え板、１６８，１７０ ノッチ、１７２ 分岐路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、バックホー等の掘削作業機、ホイールローダ等の土砂持ち上げ機等の対地作業機や、梯子車等の昇降用アクチュエータ付車両を構成する油圧アクチュエータを含む閉回路を構成するように使用され、油圧アクチュエータのピストン両側の一対の圧力室に選択的に作動油を給排するための閉回路構成用ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から例えば対地作業機であるバックホー等の掘削作業機は、車体にアームやブーム等を介してバケットやフォーク等の掘削部を設け、掘削部を油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを作動させることによって掘削作業を可能としている。例えば、特許文献１には、油圧操作装置を含む掘削機であるバックホーが記載されている。
【０００３】
特許文献１のバックホーの場合、ブームと旋回台との間にブームシリンダを設けており、ブームシリンダの伸縮によりブームを上下回動可能としている。また、ブームシリンダにブーム昇降切替バルブが接続され、この切替バルブの操作部にパイロット油路を介してパイロットバルブが接続されている。パイロットバルブへ油圧ポンプからパイロット油圧が供給されるようにしている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２，３がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１９９４２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６９５４７号公報
【特許文献３】特開２０００−９７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたブームシリンダを伸縮させるための油圧操作装置の場合、ブームシリンダのピストンを挟んで両側の圧力室の一方の圧力室から作動油が排出されると、その作動油はタンクへ排出される。このため、その排出の際の排出部分で大きな配管損失が生じる。すなわちブームシリンダを含む油圧回路は、開回路となっている。
【０００６】
これに対して、アクチュエータであるブームシリンダ等のシリンダを含む油圧回路を閉回路とし、シリンダのピストンを挟んで両側の圧力室の一方の圧力室から排出される作動油の少なくとも一部をポンプを介してシリンダの他側の圧力室に戻すことで、作動油排出時の損失の低減を図ることもできる。また、この場合、シリンダの両側の圧力室の受圧面積が互いに異なるため、両側の圧力室とポンプとの間の油路に生じた余剰流量を余剰流排出弁により排出させる。特に、バックホー等の昇降用アクチュエータ付車両のブームシリンダ等の昇降用シリンダの作動に使用する油圧回路を閉回路とする場合、ピストンが昇降部の自重や、昇降部の一部が土等の重量物を保持する場合等のその重量物の重み等を利用して、一方の圧力室から排出される作動油のエネルギを、他方の圧力室への作動油の吸入に利用することができる。すなわち、位置エネルギを利用して、ポンプを駆動するエンジン等の動力源の消費エネルギの低減を図れる。ただし、このように余剰流排出弁を使用する構成の場合、エンジンの回転速度や、加速度が高くなる場合に、余剰流排出弁及び余剰流排出弁とシリンダに通じる油路との間の通路圧損により、ポンプの吸い込み部の圧力が低下し、その結果、ポンプにキャビテーションが発生しシリンダが所望の速度に達しなかったり異常音や異常振動が大きくなる可能性がある。すなわち、ポンプの排出方向の変化に応じてシリンダ速度が変化する可能性がある。
【０００７】
これに対して、余剰流排出弁をなくし、その代わりにポンプを３以上の複数のポートを有する複数ポートポンプとし、複数ポートポンプの一部のポートを、タンクに接続することで油路に生じた余剰流量の余剰油をタンクに排出させることも考えられる。また、複数ポートポンプを、複数のシリンダを有するシリンダブロックをケーシングに対し回転可能とし、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートを循環して連通するようにすることも考えられる。ただし、シリンダブロックの回転に伴って吐出側となるポートから吐出側となるシリンダ内に高圧の作動油が急に流入すると、ポート周辺部にキャビテーションが発生し、ポンプ騒音及び振動が大きくなる原因となる。上記の特許文献１−３に記載された構成の場合、上記の不都合をいずれも解消できる手段は開示されていない。
【０００８】
本発明の目的は、閉回路構成用ポンプにおいて、ポートが３以上である複数ポートポンプを構成する場合に、ポンプ騒音及び振動の低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る閉回路構成用ポンプは、油圧アクチュエータを含む閉回路を構成するように使用され、油圧アクチュエータのピストン両側の一対の圧力室に選択的に作動油を給排するための閉回路構成用ポンプであって、ケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置され、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、複数のシリンダにそれぞれ往復移動可能に設けられた複数のピストンと、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダ内で各ピストンを往復移動させる可動斜板と、ケーシングまたはケーシングに固定の別の部材に形成された３以上の複数のポートとを備え、複数のポートは、一対の圧力室の片側に接続される片側圧力室接続ポートと、一対の圧力室の他側に接続される他側圧力室接続ポートと、油タンクに接続されるタンク接続ポートとを含み、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートに選択的に連通可能となり、さらに、各ポートのシリンダと対向する側の開口端の、シリンダブロックの回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなる切欠を備え、各ポートの、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さを略同じとし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠の、シリンダブロックの回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さよりも小さくしたことを特徴とする閉回路構成用ポンプである。
【００１０】
上記の閉回路構成用ポンプによれば、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックをケーシングに対し回転可能とし、ケーシングまたはケーシングに固定の別の部材に形成された３以上の複数のポートを備え、複数のポートは、一対の圧力室の片側に接続される片側圧力室接続ポートと、一対の圧力室の他側に接続される他側圧力室接続ポートと、油タンクに接続されるタンク接続ポートとを含み、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートに選択的に連通可能となるので、閉回路構成用ポンプと油圧アクチュエータとを含む部分により閉油圧回路を構成できる。このため、閉油圧回路で生じた余剰油を閉回路構成用ポンプを介して油タンクに排出しつつ、配管の損失低減を図れる。また、各ポートのシリンダと対向する側の開口端の、シリンダブロックの回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなる切欠を備え、各ポートの、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さを略同じとし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠の、シリンダブロックの回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さよりも小さくしている。このため、シリンダブロックの回転に伴って吐出側となるポートから吐出側となるシリンダ内に高圧の作動油が流入する場合に、切欠の大きさがシリンダブロックの回転に伴ってポートの端部に向かって徐々に大きくなるため、高圧の作動油がシリンダ内に急に流入することを防止して、キャビテーションの発生抑制と、ポンプ騒音及び振動の低減とを図れる。しかも、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠形成部分では、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設ける切欠形成部分の場合よりも、対向するピストンの移動速度が速く、シリンダ内への作動油の流入速度が高くなる。このため、切欠の長さを小さくすることで、切欠形成効果である、キャビテーションの発生抑制と、ポンプ騒音及び振動の低減とをより有効に図れる。
【００１１】
また、本発明に係る閉回路構成用ポンプにおいて、好ましくは、各ポートは、ケーシングとシリンダブロックとの間に、ケーシングに固定するように設けられた弁板に形成されている。
【００１２】
また、本発明に係る閉回路構成用ポンプにおいて、好ましくは、タンク接続ポートまたは片側圧力室接続ポートは、シリンダブロックの回転方向に２個に分離して配置された分離ポートであり、シリンダブロックの回転方向に関して２個の分離ポートの間に片側圧力室接続ポートまたはタンク接続ポートが配置されている。
【００１３】
また、本発明に係る閉回路構成用ポンプにおいて、好ましくは、油圧アクチュエータは、使用時に重力によりピストンに片側に変位する方向の力が付与される。
【００１４】
上記構成によれば、位置エネルギを利用して、油圧アクチュエータを構成する一方の圧力室から排出される作動油のエネルギを、他方の圧力室への作動油の吸入のためのエネルギに利用することができ、ポンプを駆動するエンジン等の動力源の消費エネルギの低減を図れる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る閉回路構成用ポンプによれば、ポートが３以上である複数ポートポンプを構成する場合に、ポンプ騒音及び振動の低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施の形態の閉回路構成用ポンプを含む昇降用アクチュエータ付車両であるバックホーの略図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の１例の閉回路構成用ポンプを含む油圧回路の全体図である。
【図３】図２のＡ部を詳しく示す回路図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の１例の閉回路構成用ポンプである多ポートポンプユニットの具体例の１例を示す断面図である。
【図５】図４に示すポートブロックに弁板を取り付ける様子を示す斜視図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図４において、ポートブロックと弁板との取付部での断面を示す図である。
【図８】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】図８から弁板を取り出して、複数のポートに形成した切欠の大きさの関係を示す図である。
【図１０】弁板を省略して、ポートブロックに形成した複数のポートに直接切欠を設けた場合の１例を示す、ポートブロックの端面図である。
【図１１】ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第１例を示す図である。
【図１２】ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第２例を示す図である。
【図１３】図２のＡ部の別例の第１例を示す回路図である。
【図１４】図２のＡ部の別例の第２例において、図３と異なる部分を中心に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図９は、本発明に係る実施の形態の１例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の閉回路構成用ポンプを含む昇降用アクチュエータ付車両であるバックホー１０は、左右一対のクローラを含む走行装置１２と、走行装置１２の上側に旋回可能に取り付けた旋回台１４と、旋回台１４の上側に取り付けたキャビン１６とを備える。キャビン１６は、運転席と、操作レバー等の操作部とを含む。旋回台１４の上部でキャビン１６の前方に掘削作業機１８を取り付けている。掘削作業機１８は、第１ブーム２０と、第２ブーム２２と、第３ブーム２４とを含む。第１ブーム２０の基部が旋回台１４に、前後及び上下の回動可能に取り付けられている。第２ブーム２２は、第１ブーム２０の先端に左右の回動可能に支持され、第３ブーム２４は、第２ブーム２２の先端に前後及び上下の回動可能に支持されている。第１ブーム２０と旋回台１４との間にブームシリンダ２６が取り付けられ、ブームシリンダ２６の伸縮により第１ブーム２０を上下回動可能としている。
【００１８】
第１ブーム２０と第３ブーム２４との間に、第２ブーム２２と平行にオフセットロッド２８が設けられており、第２ブーム２２と第３ブーム２４との間に、オフセットロッド２８と略平行になるようにオフセットシリンダ３０が配置されている。第３ブーム２４にアーム３２の一端が取り付けられ、アーム３２の他端にバケット３４が取り付けられている。アーム３２と第３ブーム２４との間に設けたアームシリンダ３６の伸縮によりアーム３２が回動可能となる。また、オフセットシリンダ３０の伸縮により、アーム３２及びバケット３４は、前後方向位置関係を維持したまま左右に平行移動される。また、バケット３４とアーム３２の端部との間に設けたバケットシリンダ３８の伸縮によりバケット３４が回動可能となる。
【００１９】
また、キャビン１６の運転席の後側にエンジン室４０を設けており、エンジン室４０内にエンジンと、エンジンにより駆動される、閉回路構成用ポンプである油圧ポンプ等を含む油圧回路の一部とを設けている。油圧回路を構成する複数の油圧ポンプによりブームシリンダ２６等のアクチュエータである、各シリンダへの作動油の給排が行われるようにしている。また、一対のクローラは、左右の走行モータ４２により互いに独立して駆動される。各走行モータ４２は、油圧モータであり、油圧回路を構成する可変容積式油圧ポンプ４８，５０（図２）から作動油が供給されることにより駆動される。また、各走行モータ４２は、可変容量モータであり、その容量を変えることで、２段階の速度変更を可能とする。
【００２０】
次に、図２から図５を用いて閉回路構成用ポンプを含む油圧回路を詳しく説明する。図２に示すように、エンジン４３の出力軸に補助ポンプ４４と、閉回路構成用ポンプであり、３以上のポートを有する多ポートポンプ４５と、複数のシリンダを駆動するための複数シリンダ用ポンプ４６と、それぞれ左右の走行モータ４２駆動用の一対の可変容積式油圧ポンプ４８、５０とを連結している。この構成により、各ポンプ４４，４５，４６，４８，５０は、エンジン４３の駆動により駆動される。
【００２１】
多ポートポンプ４５は、後で詳しく説明するように、ブームシリンダ２６とともに、閉回路の油圧回路を構成するために使用する。また、複数シリンダ用ポンプ４６に、それぞれに対応する切替バルブ５２，５４，５６を介して、バケットシリンダ３８とアームシリンダ３６とオフセットシリンダ３０とを接続している。
【００２２】
各切替バルブ５２，５４，５６の左右受圧室は、それぞれ切替用パイロットバルブである伸縮切替弁５８，６０，６２に接続している。また、各伸縮切替弁５８，６０，６２は、カットオフ・走行増速弁回路６４を介して補助ポンプ４４の吐出口に接続している。補助ポンプ４４の吸入口は、外部の油タンク６６に接続している。また、各伸縮切替弁５８，６０，６２は、運転席の周辺部にそれぞれに対応して設けられる操作部により切替可能としている。各伸縮切替弁５８，６０，６２の切替により各切替バルブ５２，５４，５６が切り替えられると、バケットシリンダ３８とアームシリンダ３６とオフセットシリンダ３０との伸長及び収縮が切り替えられる。
【００２３】
また、多ポートポンプ４５は、可動斜板式可変容量ポンプであり、可動斜板１１４（図３、図４）の向きを変えることにより、ブームシリンダ２６の伸長及び収縮を可能としている。多ポートポンプ４５の斜板の向きは、昇降切替弁６８の作動により切替可能としている。昇降切替弁６８は、運転席の周辺部に設けられる昇降レバー等の操作部により切替可能としている。また、後で詳しく説明するように、多ポートポンプ４５に昇降切替弁６８を一体に設けることにより、多ポートポンプユニット７０を構成している。
【００２４】
また、左右の走行用モータ４２の容量を変えるために共通の増速切替弁７２を設け、増速切替弁７２を、カットオフ・走行増速弁回路６４を介して、補助ポンプ４４の吐出口に接続している。増速切替弁７２は、走行用モータ４２の容積を２段階で変化可能とする。例えば、増速切替弁７２を、走行用モータ４２の容積変更アクチュエータ４２ａに補助ポンプ４４から給油されるように切り替えることで、走行用モータ４２の容積が大きくなり、容積変更アクチュエータ４２ａ内の油をタンクへ排出するように切り替えることで、走行用モータ４２の容積が小さくなる。この構成により、各走行用モータ４２の速度が変更可能となる。増速切替弁７２は、運転席周辺部に設けたレバー等の変速操作部により切替可能としている。また、走行用モータ４２は、可変容積式油圧ポンプ４８，５０の吐出口に、前後進切替弁７４を介して接続している。前後進切替弁７４は、運転席の周辺部に設けたレバー等の方向切替操作部により、可変容積式油圧ポンプ４８，５０の吐出口を走行用モータ４２の２つのポートのいずれに接続するかを切替可能とする。この構成により、方向切替操作部の操作によって、前進と後進とにそれぞれ対応する、各走行用モータ４２の正転と逆転とが変更可能となる。
【００２５】
また、左右の走行用モータ４２に対応する各可変容積式油圧ポンプ４８，５０の出力を同じとすることで、車両が直進走行し、各可変容積式油圧ポンプ４８，５０の出力を異ならせることで、車両の旋回が可能となる。なお、図示は省略するが、旋回台１４（図１）に対しキャビン１６を旋回させるための旋回用モータを設け、旋回用モータに切替バルブを介して補助ポンプ４４の吐出口を接続することで、キャビン１６を所望の方向へ旋回可能とすることもできる。
【００２６】
図３は、図２の一部の回路である、カットオフ・走行増速弁回路６４と、多ポートポンプユニット７０とを含む油圧回路を詳しく示す図である。多ポートポンプ４５は、第２ポート７６と、第１ポート７８と、第３ポート８０との３つのポートを含む。第２ポート７６は、落下防止弁８２及び第１接続ポートＰ１を介してブームシリンダ２６の、ピストンを挟んで両側に設けられた圧力室８４，８５のうち、片側圧力室８４に接続している。また、第１ポート７８は、別の落下防止弁８６及び第２接続ポートＰ２を介してブームシリンダ２６の両側の圧力室８４，８５のうち、他側圧力室８５に接続している。他側圧力室８５のピストンの受圧面側にロッド８８が接続されており、これにより他側圧力室８５の容積及び受圧面積は、片側圧力室８４の容積及び受圧面積よりも小さくなっている。例えば、片側圧力室８４と他側圧力室８５との容積比は、１００：６４とする。また、第３ポート８０は、第３接続ポートＰ３及びフィルタを介して、バックホー１０（図１）に設けられた外部の油タンク６６に接続している。
【００２７】
多ポートポンプユニット７０は、昇降切替弁６８付きの多ポートポンプ４５と、落下防止弁８２，８６と、一対のチャージチェック弁９０，９２と、キャビテーション防止弁９４とを含む。第１、第２、第３各接続ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、多ポートポンプユニット７０を構成するポートブロック９６の外面に開口させている。第２ポート７６から落下防止弁８２を介して片側圧力室８４に接続する第１油路Ｓ１と、第１ポート７８から別の落下防止弁８６を介して他側圧力室８５に接続する第２油路Ｓ２とにより、閉回路である主回路Ｍを構成している。
【００２８】
また、第１油路Ｓ１の第２ポート７６と落下防止弁８２との間と、第２油路Ｓ２の第１ポート７８と別の落下防止弁８６との間とにチャージ回路Ｃを接続している。一対のチャージチェック弁９０，９２は、チャージ回路Ｃに設けている。チャージチェック弁９０，９２は、低圧側となる第１油路Ｓ１もしくは第２油路Ｓ２が、後述するチャージ圧よりも低くなったときに、二次側が低圧側のチャージチェック弁９０（または９２）が開放され、チャージ回路Ｃが連通する。また、チャージ回路Ｃの一対のチャージチェック弁９０，９２の間に補助ポンプ４４の吐出口を接続している。このために、多ポートポンプユニット７０は、補助ポンプ４４の吐出口に接続される第４接続ポートＰ４を外面に開口させており、補助ポンプ４４と、チャージ回路Ｃの一対のチャージチェック弁９０，９２の間とを第４接続ポートＰ４を介して接続している。
【００２９】
また、各チャージチェック弁９０，９２は、高圧リリーフ弁機能を有し、高圧側となる第１油路Ｓ１もしくは第２油路Ｓ２が所定以上の高圧になることにより開放され、二次側が低圧側のチャージチェック弁９０（または９２）が開放され、低圧側となる第２油路Ｓ２もしくは第１油路Ｓ１に余剰圧が流されるようにしている。
【００３０】
また、キャビテーション防止弁９４は、チェック弁であり、運転席周辺部の操作部の急操作等による過渡的な変化で多ポートポンプ４５の吸い込み側が異常に低圧になることでキャビテーションが発生するのを防止すべく、多ポートポンプユニット７０内の油溜まりからの油を、前記チャージチェック弁９０，９２と連動して低圧となる第１油路Ｓ１もしくは第２油路Ｓ２に補充可能とするために設けている。
【００３１】
また、第４接続ポートＰ４とキャビテーション防止弁９４とを接続する油路に、昇降切替弁６８に接続される油路を接続している。昇降切替弁６８は、この実施例では、補助ポンプ４４の吐出口から油の一部を、可動斜板１１４に連結したサーボシリンダの一方あるいは他方に供給するにあたり、運転席手元の電気スイッチで操作される３位置電磁弁を用いて電気油圧的操作可能として多ポートポンプ４５の油吐出方向と吐出油量とを自在に変更する。
【００３２】
また、各油路Ｓ１，Ｓ２に設けた落下防止弁８２，８６は、例えばイグニッションスイッチ等の起動スイッチのオンオフと連動する電磁パイロット弁により切替可能で、起動スイッチがオフになることでブームシリンダ２６側に溜まった圧油は多ポートポンプ４５へリークすることなく、落下防止弁８２，８６の内部チェック弁の作用により保持される。この構成により、起動スイッチがオフになり、運転停止状態で長時間放置された場合でも、ブーム２０（図１）や車体の重力によりブームシリンダ２６が意図せずに伸長したり縮小することがより有効に防止される。すなわち、このような長時間の放置でも、ブーム２０が徐々に落下したり、バケット３４（図１）を地面に押し付け車体を持ち上げた状態で車体が徐々に落下することを、より有効に防止できる。
【００３３】
また、多ポートポンプユニット７０の外面に、第４接続ポートＰ４に接続された油路と通じる第５接続ポートＰ５を開口させており、第５接続ポートＰ５と、外部の油タンク６６とにカットオフ弁ユニット１００を接続している。カットオフ弁ユニット１００は、吐出口ＰＡを通じて伸縮切替弁５８，６０，６２（図２）に接続されるカットオフ弁１０２と、吐出口ＰＢを通じて増速切替弁７２（図２）に接続される走行増速弁１０４とを有するカットオフ・走行増速弁回路６４を含む。カットオフ弁１０２は、例えば運転席周辺部に設けられる作業態勢確認レバーにより切り替えが可能である。例えば、作業態勢確認レバーを操作していない状態では、カットオフ弁１０２が、補助ポンプ４４側からの作動油の各伸縮切替弁５８，６０，６２への供給を不能とする。また、走行増速弁１０４は、図２の増速切替弁７２に接続され、例えば、カットオフ弁１０２と同様に、作業態勢確認レバーの操作により切り換えが可能である。この構成により、起動スイッチを単にオンしただけで運転者の意図に反して車両が走行したり、バケットシリンダ３８等の各部が急に作動することがより有効に防止される。
【００３４】
また、カットオフ弁ユニット１００に、チャージ圧設定用リリーフ弁１０６を設けており、チャージ回路Ｃの油圧が予め設定される所定圧となるように規制している。リリーフ弁１０６は、前記切替バルブ５２，５４，５６及び容積変更アクチュエータ４２ａの作動圧を所定圧に設定する役目も有する。
【００３５】
次に、図４から図９を用いて、本実施の形態の閉回路構成用ポンプである多ポートポンプユニット７０の具体的構造を説明する。多ポートポンプユニット７０は、上記の図３に示した回路構成を有する。すなわち、多ポートポンプユニット７０は、ブームシリンダ２６（図３）を含む閉回路を構成するように使用され、ブームシリンダ２６のピストン両側の一対の圧力室８４，８５に選択的に作動油を給排する。なお、以下の具体的構造では、上記の図３に示した昇降切替弁６８の具体構造の図示を省略しているが、昇降切替弁６８は、多ポートポンプユニット７０の内部に一体に設けている。
【００３６】
図４に示すように、多ポートポンプユニット７０は、ケーシング１０８と、駆動軸１１０と、シリンダブロック１１２と、可動斜板１１４と、弁板１１６とを備える。ケーシング１０８は、ケース本体１１８にポートブロック９６を結合固定することにより構成している。すなわち、ポートブロック９６の片側にケース本体１１８を結合しており、ケース本体１１８の内側と、ポートブロック９６の内面（図４の左面）に形成した孔部１２０との内側に、駆動軸１１０を回転可能に支持している。駆動軸１１０の先端部（図４の左端部）は、ケース本体１１８の外側に突出させ、この先端部にエンジン４３（図３）の回転軸を動力の伝達可能に連結可能としている。例えば、エンジン４３の回転軸に連結した軸部材と、駆動軸１１０の先端部とをスプライン結合したり、エンジン４３の回転軸と駆動軸１１０とを歯車機構を介して動力の伝達可能に連結することもできる。
【００３７】
また、シリンダブロック１１２は、ケース本体１１８の内側で、駆動軸１１０の中間部の周囲に配置しており、シリンダブロック１１２の中心部に設けたスプライン孔に、駆動軸１１０の外周部に設けたスプライン部をスプライン係合させることで、シリンダブロック１１２を駆動軸１１０とともに回転可能としている。シリンダブロック１１２は、周方向の等間隔複数個所に駆動軸１１０と平行に設けられたシリンダ１２２を備え、各シリンダ１２２にピストン１２４をシリンダ１２２内での往復移動可能に嵌装している。
【００３８】
また、可動斜板１１４は、使用時に駆動軸１１０に対し傾転自在とするべくその前端を円弧形状としてケース本体１１８に支持され、その後端を平坦面として、各ピストン１２４の先端に設けられたピストンシューが押し付けられ、その一側面に、前記斜板の傾斜方向及び傾斜角度を変更するサーボシリンダ（図示せず）が連結される。このように、ケース本体１１８と、ケース本体１１８内側に配置された各要素とにより、可変容量型アキシャルピストンポンプである多ポートポンプ４５を構成している。また、可動斜板１１４の傾斜角度の調節により、各ピストン１２４のストローク長が変更されて吐出油量の制御が行われて、ブームシリンダ２６（図３）の伸縮スピードを変更できる。また、傾転方向を逆にすることで、吐出側と吸入側とが逆になり、ブームシリンダ２６（図３）の両側の圧力室８４，８５の、昇圧側と降圧側とが切り換わる。
【００３９】
また、シリンダブロック１１２とポートブロック９６との間に、ポートブロック９６に固定するように弁板１１６を設けている。シリンダブロック１１２に設けたシリンダ１２２の内側は、シリンダブロック１１２の端部に形成した連通孔１２６と、弁板１１６に形成したポートと、ポートブロック９６に形成した油路とを通じて、図８に示す第１接続ポートＰ１と、第２接続ポートＰ２と、第３接続ポートＰ３とのいずれか１に選択的に連通可能としている。すなわち、シリンダブロック１１２の回転に伴って、各シリンダ１２２が、第１接続ポートＰ１と、第２接続ポートＰ２と、第３接続ポートＰ３とのいずれか１に切り換わりつつ接続されるようにしている。
【００４０】
また、図５、図６に示すように、ポートブロック９６の内面に、駆動軸１１０（図４）を挿入する孔部１２０の中心軸を中心とする同心円上の二重の円弧溝１２８，１３０と、各円弧溝１２８，１３０の径方向中央部に設けられた円弧状突部１３２とを形成している。各円弧溝１２８，１３０と、円弧状突部１３２との周方向一部に径方向に直線状に設けられた第１油溝１３４を形成し、第１油溝１３４の径方向外端（図５の上端）を、前記キャビテーション防止弁９４の一次側通路１３６に通じさせている。第１油溝１３４の深さは、各円弧溝１２８，１３０の深さよりも大きい。したがって、各円弧溝１２８，１３０と円弧状突部１３２とは、第１油溝１３４により分離されている。円弧状突部１３２及び各円弧溝１２８，１３０の、第１油溝１３４で分離された部分の周方向長さは、片側部分（図５の右側部分）で他側部分（図５の左側部分）よりも大きくしている。
【００４１】
また、円弧状突部１３２の第１油溝１３４よりも片側（図５の右側）に断面円弧状の第２ブロック側ポート１３８を形成している。また、円弧状突部１３２の第１油溝よりも他側（図５の左側）に、第２ブロック側ポート１３８よりも周方向長さが小さい、断面円弧状の第１ブロック側ポート１４０を形成している。また、円弧状突部１３２及び各円弧溝１２８，１３０の第２ブロック側ポート１３８側部分の、周方向に関して第１油溝１３４と反対側の端部に、第１油溝１３４と同様に径方向に伸びる直線状の第２油溝１４２を形成している。また、円弧状突部１３２及び各円弧溝１２８，１３０の第１ブロック側ポート１４０側部分の、周方向に関して第１油溝１３４と反対側の端部に、第１油溝１３４と同様に径方向に伸びる直線状の第３油溝１４４を形成している。また、ポートブロック９６の内面で、孔部１２０周りの第２油溝１４２と第３油溝１４４との間に、第１ブロック側ポート１４０よりも周方向長さが小さい、断面円弧状の第３ブロック側ポート１４６を形成している。各ブロック側ポート１３８，１４０，１４６は、孔部１２０周りの同一ピッチ円上に形成している。
【００４２】
図７に示すように、ポートブロック９６の内面に略円板状の弁板１１６を、弁板１１６の外端部でのピン止めにより結合固定した状態で、各油溝１３４，１４２，１４４を、弁板１１６の外周縁から各油溝１３４，１４２，１４４の径方向外端部が外側に外れる長さとして、ケース本体１１８内側の油溜まり９８に連通させるようにしている。また、弁板１１６は、後で詳しく説明するように、中心部を中心とする同一ピッチ円上に形成された複数の第２ポート７６と、同じく２個の第１ポート７８と、第３ポート８０とを、それぞれ厚さ方向に貫通するように形成している。ポートブロック９６の内面に弁板１１６を固定した状態で、各第２ポート７６は第２ブロック側ポート１３８（図６）に対向し、各第１ポート７８は第１ブロック側ポート１４０（図６）に対向し、第３ポート８０は第３ブロック側ポート１４６（図６）に対向する。
【００４３】
図８に示すように、各第２ポート７６（図７）は、片側圧力室接続ポートであり、第２ブロック側ポート１３８を介して、ポートブロック９６に形成された第１油路Ｓ１に接続される。第１油路Ｓ１は、一対のチャージチェック弁９０，９２の一方のチェック弁９０の二次側を通過しつつ、落下防止弁８２を介して第１接続ポートＰ１でポートブロック９６の外側面に達する。第１接続ポートＰ１は、ポートブロック９６周縁部に形成される４つの外側面のうち第１外側面に設けられ、第１接続ポートＰ１に、ブームシリンダ２６の容積の大きい片側圧力室８４（図３）に通じる配管を接続可能としている。
【００４４】
また、各第１ポート７８（図７）は、他側圧力室接続ポートであり、第１ブロック側ポート１４０を介して、ポートブロック９６に形成された第２油路Ｓ２に接続される。第２油路Ｓ２は、一対のチャージチェック弁９０，９２の他方のチェック弁９２の二次側を通過しつつ、別の落下防止弁８６を介して第２接続ポートＰ２でポートブロック９６の第２外側面に達する。第２接続ポートＰ２に、ブームシリンダ２６の容積の小さい他側圧力室８５（図３）に通じる配管を接続可能としている。
【００４５】
また、第３ポート８０（図７）は、タンク接続ポートであり、第３ブロック側ポートＰ３を介して、ポートブロック９６に形成された第３油路Ｓ３に接続される。第３油路Ｓ３は、タンクポートである第３接続ポートＰ３でポートブロック９６の第３外側面に達する。第３接続ポートＰ３に、油タンク６６（図３）に通じる配管を接続可能としている。
【００４６】
第１油路Ｓ１と第２油路Ｓ２と第３油路Ｓ３との一部は、互いに略平行な略直線方向に伸びる直線部１４８，１５０，１５２となっており、第１接続ポートＰ１と第２接続ポートＰ２とは、ポートブロック９６の幅方向（図８の左右方向）両側に位置する前記第１・第２外側面にそれぞれ形成している。また、各落下防止弁８２，８６は、前記第１外側面と第２外側面との間に位置する第４外側面（図８の上側面）からソレノイド部が突出するように設けている。ソレノイド部への通電により対応する第１油路Ｓ１（または第２油路Ｓ２）の内側に配置された落下防止弁８２（または８６）の通路が開放され、第２ポート７６が第１接続ポートＰ１に連通されるか、または第１ポート７８が第２接続ポートＰ２に連通されるようにしている。また、第３接続ポートＰ３は、前記第４外側面と平行な第３外側面（図８の下側面）に形成している。また、図８の例では、機械加工の都合上、第１油路Ｓ１の直線部１４８の一端を、ポートブロック９６の長さ方向他側面（図８の下側面）に開口させるように形成し、この一端部をプラグ１５４により塞いでいる。ただし、鋳型により油路形成する手法によれば、第１油路Ｓ１の直線部１４８を、ポートブロック９６の外側面に一端部が開口しないように形成することもできる。
【００４７】
図４に示すように、第３油路Ｓ３を構成する直線部１５２の中間部は、ポートブロック９６の内面に開口させ、ポートブロック９６にケース本体１１８を固定した状態で、ケース本体１１８内側の油溜まり９８と通じる空間が第３油路Ｓ３に連通するようにしている。
【００４８】
また、図８に示すように、前記第１油路Ｓ１と第２油路Ｓ２とに交差する横通路１６３に配したリリーフ弁機能付のチャージチェック弁９０，９２は、チェック弁体１５８と、ポートブロック９６に固定したプラグ１６０との間にばね１５７ａを設け、ばね１５７ａによりチェック弁体１５８をポートブロック９６のシート面に向けて閉弁するように弾力を付与している。リリーフ弁体１５６の外端部にねじ止めした係止部材１５６ａとチェック弁体１５８との間にばね１５７ｂを設け、ばね１５７ｂによりリリーフ弁体１５６の頭部をチェック弁体１５８のシート面に向けて閉弁するように弾力を付与している。第１油路Ｓ１側のチャージチェック弁９０において、リリーフ弁体１５６とばね１５７ｂとが横断する空間は第１油路Ｓ１に通じさせている。第２油路Ｓ２側のチャージチェック弁９２において、リリーフ弁体１５６とばね１５７ｂとが横断する空間は、第２油路Ｓ２に通じさせている。また、ポートブロック９６の一対のチャージチェック弁９０，９２の間の横通路１６３に、チャージ回路用油路１６２を連通している。第１油路Ｓ１及び第２油路Ｓ２のうち、低圧側では、各チャージチェック弁９０，９２を構成するチェック弁体１５８がシート面から離れ、開弁されると、チャージ回路用油路１６２が接続される。また、チャージ回路用油路１６２は、前記第４外側面に設けた第４接続ポートＰ４に連通している。第４接続ポートＰ４に、補助ポンプ４４（図３）の吐出口に通じる配管を接続可能としている。
【００４９】
また、図５に示すように、ポートブロック９６の前記第１外側面に、チャージ回路用油路１６２（図８）に連通する第５接続ポートＰ５を設けている。第５接続ポートＰ５は、カットオフ弁ユニット１００（図３）の吸入口に配管を介して接続可能としている。なお、図示の例の場合と異なり、第４接続ポートＰ４は、ポートブロック９６の第２外側面に開口させることも可能であるし、また、この第４接続ポートＰ４をカットオフ弁ユニット１００（図３）の吸入口に連通させ、第５接続ポートＰ５を補助ポンプ４４（図３）の吐出口に連通させることもできる。
【００５０】
また、図４に示すように、チャージ回路用油路１６２において、チャージチェック弁９０，９２（図８）を配した横通路１６３よりもポートブロック９６の長さ方向片側（図４の上側）にずれた部分から、ポートブロック９６の厚さ方向（図４の左右方向）に伸びる分岐路１６４を分岐させている。分岐路１６４の終端は、ポートブロック９６の内面のキャビテーション防止弁９４の一次側通路１３６部分に通じさせている。一次側通路１３６にキャビテーション防止弁９４を、油溜まり９８から分岐路１６４への油流通のみ許容するようにして埋め込み、図７に示すように、ポートブロック９６の内面で一次側通路１３６の両側に掛け渡すように抑え板１６６をねじ止め等により固定し、抑え板１６６にてキャビテーション防止弁９４を抜け止めする。前述したように昇降切替弁６８を急操作してチャージ回路用油路１６２の圧力が一時的にケース本体１１８内側の油溜まり９８と通じる空間の圧力よりも低くなったときだけ、キャビテーション防止弁９４が開弁され、油溜まり９８内の作動油がチャージ回路用油路１６２に補充される。
【００５１】
また、上記の図５で示したように、第１油溝１３４は、ポートブロック９６の内面に形成した第２油溝１４２及び第３油溝１４４とともに、弁板１１６とポートブロック９６との間に漏れた油をケース本体１１８（図４）内に戻すことを可能とし、弁板１１６の浮き上がりを有効に防止できる。
【００５２】
次に、図９を用いて弁板１１６に形成する複数のポート７６，７８，８０の形状をさらに詳しく説明する。なお、図９に破線で符号１３８，１４０を付した部分は、弁板１１６をポートブロック９６（図５等）に固定した状態で、ポートブロック９６に形成したブロック側ポート１３８，１４０の位置を表している。弁板１１６は、鉛合金等のポートブロック９６を構成する金属と異なる金属により構成している。また、弁板１１６は、同一のピッチ円上に、第２ブロック側ポート１３８と通じる３個の第２ポート７６と、第１ブロック側ポート１４０と通じる２個の第１ポート７８と、第３ブロック側ポート１４６（図６）と通じる１個の第３ポート８０とを形成している。また、シリンダブロック１１２（図４）の回転に伴って、各シリンダ１２２（図４）が、第２ポート７６と、第１ポート７８と、第３ポート８０との間を循環して連通する。
【００５３】
弁板１１６のシリンダブロック１１２（図４）と対向する側の面で、第２ポート７６の開口端のうち、図９に矢印α方向で示すシリンダブロック１１２の回転方向後側に位置する１の第２ポート７６の回転方向後側端部と、第１ポート７８の開口端のうち、シリンダブロック１１２の回転方向（図９の矢印α方向）に関して後側に位置する１の第１ポート７８の回転方向後側端部と、第３ポート８０の開口端のうち、回転方向（図９の矢印α方向）後側端部とに、それぞれ切欠である断面略三角形状のノッチ１６８を形成している。すなわち、複数のノッチ１６８は、対応するポートのシリンダ１２２（図４）と対向する側の開口端の、シリンダブロック１１２の回転方向同じ側の端部に設けている。
【００５４】
ノッチ１６８は、対応するポートの端部からノッチ１６８の先端に向かうほど、幅及び深さが小さくなっており、周方向に対し直交する方向に切断した場合の断面積は、先端に向かうほど徐々に小さくなっている。なお、ノッチ１６８の形状は図示の例に限定するものではなく、先端に向かうほど徐々に小さくなる形状であればよい。また、油タンク６６に接続される第３ポート８０に形成したノッチ１６８と、第２ポート７６に形成したノッチ１６８とは、ピッチ円の中心Ｏに関して対称な位置に設けるとともに、互いのピッチ円方向の長さ、すなわち、シリンダブロック１１２の回転方向長さを略同じとしている。したがって、第２ポート７６及び第３ポート８０のノッチ１６８の周方向両端のピッチ円中心Ｏに対する中心角θ１、θ３は略同じとなる。また、第２ポート７６と第３ポート８０とのシリンダブロック１１２回転方向後側端部は、シリンダブロック１１２の回転に伴う、ピストン上死点位置またはピストン下死点位置のいずれかに対向する。例えば、第２ポート７６に接続したブームシリンダ２６の片側圧力室８４（図３）から作動油を排出する場合、第２ポート７６のノッチ１６８側端部にピストン上死点位置が対向し、第３ポート８０のノッチ１６８側端部にピストン下死点位置が対向する。逆に、第２ポート７６に接続したブームシリンダ２６の片側圧力室８４に作動油を供給する場合、第２ポート７６のノッチ１６８側端部にピストン下死点位置が対向し、第３ポート８０のノッチ１６８側端部にピストン上死点位置が対向する。したがって、第１ポート７８のノッチ１６８側端部は、ピストン上死点位置及び下死点位置の間の中間付近に対向する。さらに、第１ポート７８に設けられるノッチ１６８の、シリンダブロック１１２の回転方向長さは、第２ポート７６及び第３ポート８０に設けられるノッチ１６８の、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。したがって、第１ポート７８のノッチ１６８の周方向両端のピッチ円中心Ｏに対する中心角θ２は、第２ポート７６及び第３ポート８０の場合の中心角θ１、θ３よりも小さい。
【００５５】
また、図３のブームシリンダ２６は、使用時に、自重及び負荷による重力によりピストンに片側に変位する方向、すなわち、縮小または伸長する方向の力が付与される。
【００５６】
上記の多ポートポンプ４５によれば、多ポートポンプ４５とブームシリンダ２６とを含む部分により閉油圧回路を構成できる。このため、閉油圧回路で生じた余剰油を多ポートポンプ４５を介して油タンク６６に排出しつつ、配管の損失低減を図れる。また、弁板１１６に形成した各ポート７６，７８，８０のシリンダ１２２と対向する側の開口端の、シリンダブロック１１２の回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなるノッチ１６８を備え、各ポート７６，７８，８０の、ピストン上死点位置に設けられるノッチ１６８と、ピストン下死点位置に設けられるノッチ１６８との、シリンダブロック１１２の回転方向長さを略同じとし、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられるノッチ１６８の、シリンダブロック１１２の回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられるノッチ１６８と、ピストン下死点位置に設けられるノッチ１６８との、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。このため、シリンダブロック１１２の回転に伴って吐出側となるポートから吐出側となるシリンダ１２２内に高圧の作動油が流入する場合に、ノッチ１６８の大きさが、シリンダブロック１１２の回転に伴ってポートの端部に向かって徐々に大きくなる。この結果、高圧の作動油がシリンダ１２２内に急に流入することを防止して、キャビテーションの発生と、ポンプ騒音及び振動の低減を図れる。
【００５７】
しかも、ピストン上死点位置及び下死点位置の中間付近に設けられるノッチ１６８形成部分では、ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けるノッチ１６８形成部分の場合よりも、対向するピストン１２４の移動速度が速く、シリンダ１２２内への作動油の流入速度が高くなる。このため、ノッチ１６８の長さを小さくすることで、ノッチ１６８形成効果である、キャビテーションの発生抑制と、ポンプ騒音及び振動の低減とをより有効に図れる。この結果、本実施形態のように、ポート７６，７８，８０が３以上である複数ポートポンプである、多ポートポンプユニット７０を構成する場合に、ポンプ騒音及び振動の低減を図れる。
【００５８】
また、第２ポート７６に接続したブームシリンダ２６の片側圧力室８４に作動油を供給する場合、第３ポート８０に対向するシリンダ１２２内は、吸い込み工程となり、上死点から下死点側に移動するが、ピストン１２４のストローク速度が零付近から徐々に高くなる部分でノッチ１６８がシリンダ１２２に対向するので、油タンク６６内のヘッド圧でシリンダ１２２内の負圧が急に増大することがなく、第３ポート８０周辺部での圧力変化が緩やかになり、キャビテーションの発生をより有効に抑制できる。なお、第１ポート７８のノッチ１６８部分は、ピストンストロークが高い部分でシリンダ１２２に対向するが、ノッチ１６８の形成効果を高くできない場合でも、チャージ回路Ｃの機能により効果不足を補いやすい。
【００５９】
また、ブームシリンダ２６は、使用時に前記重力によりピストン１２４に片側に変位する方向の力が付与される。このため、位置エネルギを利用して、ブームシリンダ２６を構成する一方の圧力室８４（または８５）から排出される作動油のエネルギを、他方の圧力室８５（または８４）への作動油の吸入のためのエネルギに利用することができ、多ポートポンプ４５がモータの如き動作をすることにより、これに連結されたエンジン４３等の動力源の消費エネルギの低減を図れる。
【００６０】
なお、図９に示す例では、弁板１１６に形成する第２ポート７６を３に分割し、第１ポート７８を２に分割しているが、これは弁板１１６の強度をより有効に高くするためであり、弁板１１６の強度上問題なければ、第２ポート７６及び第１ポート７８をそれぞれ１ずつ設けて、ポートブロック９６に形成したブロック側ポート１３８，１４０，１４６と略同じ形状にすることもできる。また、各ポート７６，７８，８０を図示の例以外の数に分離することもできる。
【００６１】
図１０に示す例では、上記の実施の形態において、弁板１１６（図９等）を省略し、ポートブロック９６の内面に直接にシリンダブロック１１２を回転摺動自在に載置するものであって、その内面に形成した各ブロック側ポート１３８，１４０，１４６の、シリンダ１２２（図４）と対向する側の開口端部に、上記の弁板１１６に形成したノッチ１６８と同様の長さ関係を有するノッチ１７０を形成している。この場合、ポートブロック９６に形成した各ブロック側ポート１３８，１４０，１４６は、ポートに対応する。すなわち、油タンク６６に接続される第３ブロック側ポート１４６に形成したノッチ１７０と、第２ブロック側ポート１３８に形成したノッチ１７０とは、シリンダブロック１１２の回転方向長さを略同じとしている。また、第１ブロック側ポート１４０に設けられるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さは、第２ブロック側ポート１３８及び第３ブロック側ポート１４０に設けられるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。その他の構成及び作用は、上記の図１から図９に示した構成と同様である。なお、弁板１１６を省略する場合、シリンダブロック１１２の回転により、シリンダブロック１１２とポートブロック９６とが摺接するため、互いの凝着を防止すべく異種金属により構成することが好ましい。
【００６２】
図１１は、ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第１例を示す図である。図１１に示す構成例の場合は、ポートブロック９６に形成する複数のブロック側ポート１３８，１４０，１４６のうち、第１ブロック側ポート１４０と第３ブロック側ポート１４６との位置関係を上記の図１０の構成の場合と逆にしている。これに伴って、第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０がピストン１２４（図４）の上死点または下死点位置に対向し、第３ブロック側ポート１４６に設けるノッチ１７０がピストン１２４の上死点と下死点との間位置に対向する。このため、第２ブロック側ポート１３８及び第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２（図４）の回転方向長さを略同じとし、第３ブロック側ポート１４６に設けるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さを、第２ブロック側ポート１３８及び第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０の、シリンダブロック１１２の回転方向長さよりも小さくしている。
【００６３】
図１１に示す構成例の場合、第２ブロック側ポート１３８に接続したブームシリンダ２６（図３）の片側圧力室８４に作動油を供給する場合、第３ブロック側ポート１４６に対向するシリンダ１２２（図４）は、上死点と下死点とから大きく外れた、ピストン速度が高い部分で、ノッチ１７０と対向するため、第３ブロック側ポート１４６周辺部での圧力変化が高くなり、キャビテーションの発生抑制効果が、上記の図９、１０に示す場合よりも劣る可能性がある。ただし、ブーム２０（図１）の加工時や、掘削時等の、第３ブロック側ポート１４６をシリンダ１２２からの吐出用として利用する場合に、第３ブロック側ポート１４６と対向するピストン速度が小さくなるので、シリンダ１２２から排出される作動油による異音を小さくしやすい。その他の構成及び作用は、上記の図１から図９または図１０に示した構成と同様である。なお、図１１では、ブロック側ポート１３８，１４０，１４６にノッチ１７０を設ける場合を説明したが、図１から図９に示した構成のように弁板１１６を設ける場合に、弁板１１６に設ける第１ポート７８及び第３ポート８０の位置関係及びノッチ１６８の大きさの関係を、図１１の構成の場合と同様に、逆にすることもできる。また、このように図１から図９に示した構成の弁板１１６に設ける第１ポート７８及び第３ポート８０の位置関係及びノッチ１６８の大きさの関係を、図１１の構成の場合と同様に、逆にした場合に、第２ポート７６や第１ポート７８を、図９のように複数ずつに分割してもよいし、また、図１１のようにそれぞれ１つずつのみとしてもよい。
【００６４】
図１２は、ポートブロックに形成する、複数のポートの別例の第２例を示す図である。図１２に示す構成例の場合は、ポートブロック９６に形成する第３ブロック側ポートを２の第３ブロック側ポート１４６ａに分離し、分離した２の第３ブロック側ポート１４６ａの間に第１ブロック側ポート１４０を設けている。すなわち、第３ブロック側ポート１４６ａは、シリンダブロック１１２（図４）の回転方向に２個に分離して配置された分離ポートであり、シリンダブロック１１２の回転方向に関して２個の分離ポートの間に第１ブロック側ポート１４０が配置されている。これにより、ポンプ軸である駆動軸１１０（図４参照）の回転軸線と可動斜板１１４（図４参照）の傾転中心との両方を含む仮想平面に対して２つの第３ブロック側ポート１４６ａの形状が上下で対称となるので、ブームシリンダ２６（図３参照）を伸長及び収縮させるときに発生する可動斜板１１４の傾転モーメントが安定し、可動斜板１１４を操作する昇降切替弁６８（図３参照）の上昇位置もしくは下降位置の保持力を低減でき、両方位置の保持力を略均等にできる。また、これに伴って、第１ブロック側ポート１４０に設けるノッチ１７０が、ピストン１２４（図４）の上死点と下死点との間位置の、上記の各構成例の場合よりも上死点側または下死点側に寄った位置に対向する。このため、各ポート１３８，１４０，１４６ａに形成するノッチ１７０が極度に短くなることを防止でき、各ノッチ１７０の形状精度を確保しやすくできる。その他の構成及び作用は、上記の図１０または図１から図９に示した構成と同様である。なお、図１２では、ブロック側ポート１３８，１４０，１４６ａにノッチ１７０を設ける場合を説明したが、図１から図９に示した構成のように弁板１１６を設ける場合に、図１２の構成と同様に、弁板１１６に設ける第３ポートを２つに分離して、分離した２つの第３ポートの間に第１ポート７８を配置することもできる。
【００６５】
また、図示は省略するが、図１２の構成例において、弁板１１６またはポートブロック９６に形成する複数のポートのうち、第１ポートまたは第１ブロック側ポートを２のポートに分離し、分離した２の第１ポートまたは第１ブロック側ポートの間に第３ポートまたは第３ブロック側ポートを設けることもできる。すなわち、第１ポートは、シリンダブロック１１２の回転方向に２個に分離して配置された分離ポートとし、シリンダブロック１１２の回転方向に関して２個の分離ポートの間に第３ポートを配置することもできる。
【００６６】
なお、上記の図３の回路では、多ポートポンプユニット７０と、カットオフ弁ユニット１００とを互いに別体の部材としている。ただし、図１３に別例の第１例の回路として示すように、多ポートポンプユニット７０に、カットオフ弁ユニット１００を一体に設けた一体ユニットとし、多ポートポンプユニット７０とカットオフ弁ユニット１００とを接続する配管を省略することもできる。また、図１３に示す回路では、多ポートポンプユニット７０の内部に、図３のカットオフ弁ユニット１００に設けていたチャージ圧設定用リリーフ弁１０６と同様の機能を有するリリーフ弁１０６ａを、キャビテーション防止弁９４と並列接続して設けている。図１３の回路において、その他の構成及び作用は、図３の回路の場合と同様である。
【００６７】
また、図１４に示す別例の第２例の回路のように、補助ポンプ４４の吸入口と油タンク６６とを接続する油路から分岐する分岐路１７２に、多ポートポンプユニット７０の第３接続ポートＰ３を接続することもできる。このように構成した場合、ブームシリンダ２６の縮小に伴って第３ポート８０から第３接続ポートＰ３を通じて排出される作動油が補助ポンプ４４側に図１４に矢印βで示す方向に送られるので、補助ポンプ４４を駆動するためのエンジン４３の駆動力の低減を図れ、更なる省エネルギ化を図りやすい。図１４の回路において、その他の構成及び作用は、図３の回路の場合と同様である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ バックホー、１２ 走行装置、１４ 旋回台、１６ キャビン、１８ 掘削作業機、２０ 第１ブーム、２２ 第２ブーム、２４ 第３ブーム、２６ ブームシリンダ、２８ オフセットロッド、３０ オフセットシリンダ、３２ アーム、３４ バケット、３６ アームシリンダ、３８ バケットシリンダ、４０ エンジン室、４２ 走行用モータ、４２ａ 容積変更アクチュエータ、４３ エンジン、４４ 補助ポンプ、４５ 多ポートポンプ、４６ 複数シリンダ用ポンプ、４８，５０ 可変容積式油圧ポンプ、５２，５４，５６ 切替バルブ、５８，６０，６２ 伸縮切替弁、６４ カットオフ・走行増速弁回路、６６ 油タンク、６８ 昇降切替弁、７０ 多ポートポンプユニット、７２ 増速切替弁、７４ 前後進切替弁、７６ 第２ポート、７８ 第１ポート、８０ 第３ポート、８２ 落下防止弁、８４ 片側圧力室、８５ 他側圧力室、８６ 落下防止弁、８８ ロッド、９０，９２ チャージチェック弁、９４ キャビテーション防止弁、９６ ポートブロック、９８ 油溜まり、１００ カットオフ弁ユニット、１０２ カットオフ弁、１０４ 走行増速弁、１０６ チャージ圧設定用リリーフ弁、１０８ ケーシング、１１０ 駆動軸、１１２ シリンダブロック、１１４ 可動斜板、１１６ 弁板、１１８ ケース本体、１２０ 孔部、１２２ シリンダ、１２４ ピストン、１２６ 連通孔、１２８，１３０ 円弧溝、１３２ 円弧状突部、１３４ 第１油溝、１３６ 一次側通路、１３８ 第２ブロック側ポート、１４０ 第１ブロック側ポート、１４２ 第２油溝、１４４ 第３油溝、１４６，１４６ａ 第３ブロック側ポート、１４８，１５０，１５２ 直線部、１５４ プラグ、１５６ リリーフ弁体、１５６ａ 係止部材、１５７ａ，１５７ｂ ばね、１５８ チェック弁体、１６０ プラグ、１６２ チャージ用油路、１６３ 横通路、１６４ 分岐路、１６６ 抑え板、１６８，１７０ ノッチ、１７２ 分岐路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータを含む閉回路を構成するように使用され、油圧アクチュエータのピストン両側の一対の圧力室に選択的に作動油を給排するための閉回路構成用ポンプであって、
ケーシングと、
ケーシング内に回転可能に配置され、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、
複数のシリンダにそれぞれ往復移動可能に設けられた複数のピストンと、
シリンダブロックの回転に伴って各シリンダ内で各ピストンを往復移動させる可動斜板と、
ケーシングまたはケーシングに固定の別の部材に形成された３以上の複数のポートとを備え、
複数のポートは、一対の圧力室の片側に接続される片側圧力室接続ポートと、一対の圧力室の他側に接続される他側圧力室接続ポートと、油タンクに接続されるタンク接続ポートとを含み、
シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートに選択的に連通可能となり、
さらに、各ポートのシリンダと対向する側の開口端の、シリンダブロックの回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなる切欠を備え、
各ポートの、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さを略同じとし、
ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠の、シリンダブロックの回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さよりも小さくしたことを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の閉回路構成用ポンプにおいて、
各ポートは、ケーシングとシリンダブロックとの間に、ケーシングに固定するように設けられた弁板に形成されていることを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の閉回路構成用ポンプにおいて、
タンク接続ポートまたは片側圧力室接続ポートは、シリンダブロックの回転方向に２個に分離して配置された分離ポートであり、
シリンダブロックの回転方向に関して２個の分離ポートの間に片側圧力室接続ポートまたはタンク接続ポートが配置されていることを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の閉回路構成用ポンプにおいて、
油圧アクチュエータは、使用時に重力によりピストンに片側に変位する方向の力が付与されることを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【請求項１】
油圧アクチュエータを含む閉回路を構成するように使用され、油圧アクチュエータのピストン両側の一対の圧力室に選択的に作動油を給排するための閉回路構成用ポンプであって、
ケーシングと、
ケーシング内に回転可能に配置され、複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、
複数のシリンダにそれぞれ往復移動可能に設けられた複数のピストンと、
シリンダブロックの回転に伴って各シリンダ内で各ピストンを往復移動させる可動斜板と、
ケーシングまたはケーシングに固定の別の部材に形成された３以上の複数のポートとを備え、
複数のポートは、一対の圧力室の片側に接続される片側圧力室接続ポートと、一対の圧力室の他側に接続される他側圧力室接続ポートと、油タンクに接続されるタンク接続ポートとを含み、
シリンダブロックの回転に伴って各シリンダは各ポートに選択的に連通可能となり、
さらに、各ポートのシリンダと対向する側の開口端の、シリンダブロックの回転方向同じ側の端部に設けられ、先端に向かうほど徐々に小さくなる切欠を備え、
各ポートの、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さを略同じとし、
ピストン上死点位置及び下死点位置の間位置に設けられる切欠の、シリンダブロックの回転方向長さは、ピストン上死点位置に設けられる切欠と、ピストン下死点位置に設けられる切欠との、シリンダブロックの回転方向長さよりも小さくしたことを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の閉回路構成用ポンプにおいて、
各ポートは、ケーシングとシリンダブロックとの間に、ケーシングに固定するように設けられた弁板に形成されていることを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の閉回路構成用ポンプにおいて、
タンク接続ポートまたは片側圧力室接続ポートは、シリンダブロックの回転方向に２個に分離して配置された分離ポートであり、
シリンダブロックの回転方向に関して２個の分離ポートの間に片側圧力室接続ポートまたはタンク接続ポートが配置されていることを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の閉回路構成用ポンプにおいて、
油圧アクチュエータは、使用時に重力によりピストンに片側に変位する方向の力が付与されることを特徴とする閉回路構成用ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１７３１７（Ｐ２０１１−１７３１７Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６３６３８（Ｐ２００９−１６３６３８）
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（０００１２５８５３）株式会社 神崎高級工機製作所 (210)
【Ｆターム（参考）】
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