(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧アクチュエータに作動流体を供給する流体圧ポンプと、前記流体圧アクチュエータから還流される作動流体によって回転駆動される流体圧モータと、を備える流体圧ポンプモータであって、
前記流体圧ポンプに吸い込まれる作動流体が流れるとともに、前記流体圧モータから排出される作動流体が流れる給排通路と、
前記給排通路に設けられ、当該給排通路の流路面積を調整可能な可変バルブと、を備え、
前記可変バルブは、前記流体圧ポンプと前記流体圧モータとが同時に作動しているときの前記給排通路の流路面積を、前記流体圧ポンプ及び前記流体圧モータのいずれか一方のみが作動しているときの流路面積と比較して小さくする流体圧ポンプモータ。
【請求項２】
請求項１に記載の流体圧ポンプモータであって、
前記流体圧モータの回転によって回生電力を発電するとともに、その回生電力を使用して前記流体圧ポンプを回転駆動する電動機を更に備える流体圧ポンプモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流体圧ポンプモータであって、
前記流体圧ポンプは、可変容量型のポンプであり、
前記可変バルブは、前記流体圧ポンプの吸込容量に応じて前記給排通路の流路面積を調整する流体圧ポンプモータ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の流体圧ポンプモータであって、
前記流体圧ポンプは、固定容量型のポンプであり、
前記可変バルブは、前記流体圧ポンプの回転数に応じて前記給排通路の流路面積を調整する流体圧ポンプモータ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の流体圧ポンプモータであって、
原動機で駆動されるメイン流体圧ポンプから吐出される作動流体によって前記流体圧アクチュエータを駆動するハイブリッド建設機械に適用され、
前記流体圧モータは、前記流体圧アクチュエータから排出された作動流体によって回転駆動され、
前記流体圧ポンプは、吐出した作動流体によって前記メイン流体圧ポンプによる前記流体圧アクチュエータの駆動をアシストする流体圧ポンプモータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の流体圧ポンプモータであって、
前記可変バルブは、前記給排通路の壁面に収容された状態で前記給排通路の流路面積を最大とし、回転軸を中心に回動することによって前記給排通路内に突出して前記給排通路の流路面積を小さくすることが可能なロータリバルブである流体圧ポンプモータ。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一つに記載の流体圧ポンプモータであって、
前記可変バルブは、前記給排通路の壁面に収容された状態で前記給排通路の流路面積を最大とし前記給排通路の径方向に移動可能なゲートと、前記ゲートと螺合して設けられ、その回転によって前記ゲートを前記給排通路に対して進退させるシャフトと、を有するゲートバルブである流体圧ポンプモータ。
【請求項８】
請求項１から５のいずれか一つに記載の流体圧ポンプモータであって、
前記可変バルブは、前記給排通路内に設けられ、弁軸を中心に回動することによって前記給排通路の流路面積を調整可能なバタフライバルブである流体圧ポンプモータ。
【請求項９】
請求項１から５のいずれか一つに記載の流体圧ポンプモータであって、
前記可変バルブは、前記給排通路の壁面に収容された状態で前記給排通路の流路面積を最大とし前記給排通路の径方向に移動可能なスプールと、供給される作動油によって前記スプールを前記給排通路内に付勢する背圧室と、前記スプールを前記背圧室に向けて付勢する戻しばねと、を有するスプールバルブである流体圧ポンプモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧アクチュエータに作動流体を供給する流体圧ポンプと、流体圧アクチュエータから還流される作動流体によって回転駆動される流体圧モータとを備える流体圧ポンプモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パワーショベル等の建設機械には、エンジンの余剰出力やアクチュエータの排出エネルギで発電機を回転させ、発電機によって発電された電力を蓄電し、蓄電された電力を使用してアクチュエータの作動をアシストするハイブリッド構造が用いられている。このようなハイブリッド構造では、電動機によって回転駆動され作動流体を吐出してメインポンプによるアクチュエータの作動をアシストするアシストポンプと、アクチュエータから還流された作動流体によって回転して電動機を回転駆動する回生モータとを備える流体圧ポンプモータが用いられる。【０００３】
ＪＰ２０１１−１２７５６９Ａには、電気エネルギによって回転作動するモータジェネレータと、作動流体のエネルギによってモータジェネレータを回転駆動する回生モータと、モータジェネレータによって回転駆動されて作動流体を吐出するアシストポンプとを備えるアシスト回生装置が開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
ところで、ＪＰ２０１１−１２７５６９Ａのアシスト回生装置のように流体圧ポンプモータが用いられる場合には、アシストポンプに吸い込まれる作動流体をタンクから導く流路と、回生モータから排出された作動流体をタンクに導く流路とが、共通の給排通路として設けられることがある。この場合、例えば、一つのアクチュエータの駆動をアシストしながら他のアクチュエータから回生するなど、アシストと回生とが同時に行われたときには、給排通路からアシストポンプに作動流体が吸い込まれ、同時に、回生モータから給排通路に作動流体が排出される。そのため、アシストポンプに吸い込まれる作動流体の流れが、回生モータから排出される作動流体の流れによって阻害され、給排通路からアシストポンプに充分な量の作動流体が供給されないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、流体圧ポンプと流体圧モータとが同時に作動した場合にも、給排通路から流体圧ポンプに安定して作動流体を供給することを目的とする。
【０００６】
本発明のある態様によれば、流体圧アクチュエータに作動流体を供給する流体圧ポンプと、前記流体圧アクチュエータから還流される作動流体によって回転駆動される流体圧モータと、を備える流体圧ポンプモータが提供される。前記流体圧ポンプモータは、前記流体圧ポンプに吸い込まれる作動流体が流れるとともに前記流体圧モータから排出される作動流体が流れる給排通路と、前記給排通路に設けられ当該給排通路の流路面積を調整可能な可変バルブと、を備える。前記可変バルブは、前記流体圧ポンプと前記流体圧モータとが同時に作動しているときの前記給排通路の流路面積を、前記流体圧ポンプ及び前記流体圧モータのいずれか一方のみが作動しているときの流路面積と比較して小さくする。
【０００７】
本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第一の実施の形態に係る流体圧ポンプモータの正面の断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、流路面積が最大の場合の可変バルブの作用を説明する図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２ＡにおけるＩＩＢ−ＩＩＢ断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、流路面積が最小の場合の可変バルブの作用を説明する図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３ＡにおけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第二の実施の形態に係る流体圧ポンプモータの可変バルブ近傍の正面の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡにおけるＩＶＢ−ＩＶＢ断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第三の実施の形態に係る流体圧ポンプモータの可変バルブ近傍の正面の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５ＡにおけるＶＢ−ＶＢ断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第四の実施の形態に係る流体圧ポンプモータの可変バルブ近傍の正面の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡにおけるＶＩＢ−ＶＩＢ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
（第一の実施の形態）
以下、図１から図３Ｂを参照して、本発明の第一の実施の形態に係る流体圧ポンプモータとしての油圧ポンプモータ１００について説明する。油圧ポンプモータ１００では、作動流体として作動油が用いられる。なお、作動油に代えて、作動水など他の流体を作動流体として用いてもよい。
【００１１】
まず、油圧ポンプモータ１００の構成について説明する。
【００１２】
油圧ポンプモータ１００は、流体圧アクチュエータとしての油圧アクチュエータ（図示省略）に作動油を供給して駆動するものである。油圧ポンプモータ１００は、例えば、原動機で駆動されるメイン油圧ポンプ（図示省略）から吐出される作動油によって油圧アクチュエータを駆動するパワーショベル等のハイブリッド建設機械に適用される。
【００１３】
油圧ポンプモータ１００は、油圧アクチュエータに作動油を供給する流体圧ポンプとしての油圧ポンプ１０と、油圧アクチュエータから還流される作動油によって回転駆動される流体圧モータとしての油圧モータ２０と、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０と直列に並べて配置される電動機３０とを備える。
【００１４】
油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とは、それぞれ斜板式可変容量タイプのピストンポンプモータである。油圧モータ２０は、油圧ポンプ１０と比較して大型のピストンポンプモータである。
【００１５】
油圧ポンプモータ１００は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とを収容するケーシング３と、ケーシング３に回転自在に軸支され油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とで共通して用いられる単一の回転軸２とを備える。
【００１６】
ケーシング３は、プレート４０にボルト締結されるフランジ部３ａを有する。ケーシング３は、フランジ部３ａ，及びプレート４０を介して電動機３０と連結される。このとき、油圧ポンプモータ１００の回転軸２と電動機の回転軸との間に減速機を設けてもよい。
【００１７】
ケーシング３は、油圧ポンプ１０に吸い込まれる作動油が流れるとともに油圧モータ２０から排出される作動油が流れる給排通路４と、油圧ポンプ１０から吐出される作動油が流れる吐出通路５と、油圧アクチュエータから戻されて油圧モータ２０に供給される作動油が流れる戻り通路６と、給排通路４に設けられ当該給排通路４の流路面積を調整可能な可変バルブ７とを有する。
【００１８】
給排通路４は、作動油が溜められるタンク（図示省略）に連通する。吐出通路５と戻り通路６とは、油圧アクチュエータに連通する。給排通路４は、吐出通路５及び戻り通路６と対向して設けられる。
【００１９】
可変バルブ７は、回転アクチュエータ（図示省略）によって駆動されて回転軸７ａを中心に回転可能なロータリバルブである。この回転軸７ａは、ケーシング３に回転自在に軸支される。可変バルブ７は、回転軸７ａの回転によって、０度から９０度の間で無段階に回転角度を調整可能である。
【００２０】
可変バルブ７は、回転角度が０度の場合（図２Ａ及び図２Ｂに示す状態）には、給排通路４の壁面に収容されて給排通路４の流路面積を最大にする。可変バルブ７は、回転軸７ａを中心に回動することによって給排通路４内に突出して給排通路４の流路面積を小さくする。可変バルブ７は、回転角度が９０度の場合（図３Ａ及び図３Ｂに示す状態）に、給排通路４の流路面積を最小にする。
【００２１】
可変バルブ７は、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときには、給排通路４の流路面積を最大にする。可変バルブ７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、給排通路４の流路面積を絞る。このように、可変バルブ７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときの給排通路４の流路面積を、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときの流路面積と比較して小さくする。
【００２２】
可変バルブ７は、円柱の一部が切欠かれたＤ型断面を有する柱状に形成される。可変バルブ７は、回転角度が０度のときに給排通路４の内周形状と略面一となる内周面を形成する凹部７ｂ（図２Ｂ参照）を有する。
【００２３】
可変バルブ７は、回転角度が９０度のときに給排通路４の流路面積を略半分に絞る。このように、可変バルブ７は、給排通路４の流路面積を最小にした場合にも、作動油が給排通路４を流れることができるように形成される。よって、給排通路４が完全に閉塞されることがないため、油圧ポンプ１０に吸い込まれる作動油と比較して油圧モータ２０から排出される作動油の方が多い場合に、余剰な作動油をタンクに導くことができる。
【００２４】
油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とは、給排通路４と吐出通路５と戻り通路６とを挟んで回転軸２の軸方向に対向するように配置される。
【００２５】
油圧ポンプ１０は、給排通路４の作動油を吸い込んで、吐出通路５に吐出する。油圧ポンプ１０は、吐出した作動油によってメイン油圧ポンプによる油圧アクチュエータの駆動をアシストする。油圧ポンプ１０は、回転軸２に連結されるシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１に画成される複数のシリンダ１２に各々収容される複数のピストン１３と、摺接するピストン１３を往復動させる斜板１４と、シリンダブロック１１の端面が摺接するポートプレート１５とを備える。
【００２６】
シリンダブロック１１は、略円柱状に形成され、回転軸２と一体に回転する。シリンダブロック１１は、回転軸２によって回転駆動される。シリンダブロック１１には、複数のシリンダ１２が回転軸２と平行に形成される。
【００２７】
シリンダ１２は、シリンダブロック１１の回転軸２を中心とする同一円周上に一定の間隔で環状に並べて配置される。各々のシリンダ１２には、ピストン１３が挿入され、ピストン１３との間に容積室１２ａが画成される。容積室１２ａは、連通孔を通じてポートプレート１５と連通する。
【００２８】
ピストン１３は、シリンダブロック１１が回転軸２とともに回転したときに、斜板１４に摺接する。これにより、ピストン１３は、斜板１４の傾転角度に応じてシリンダ１２内を往復動し、容積室１２ａを拡縮することとなる。
【００２９】
斜板１４は、容量切換アクチュエータ（図示省略）によって傾転角度が調整可能に設けられる。斜板１４は、回転軸２に対して垂直な傾転角度が零の状態から、図２Ａに示す状態に傾転可能である。斜板１４の傾転角度は、容量切換アクチュエータによって無段階に調整される。
【００３０】
ポートプレート１５は、円板状に形成され、その中心に回転軸２が挿通する貫通孔を有する。ポートプレート１５は、回転軸２を中心とする円弧状に形成されて給排通路４と容積室１２ａとを連通させる供給ポート１５ａと、同じく回転軸２を中心とする円弧状に形成されて吐出通路５と容積室１２ａとを連通させる吐出ポート１５ｂとを有する。
【００３１】
油圧ポンプ１０では、ピストン１３が斜板１４に摺接して容積室１２ａが拡張する領域が吸込領域であり、ピストン１３が斜板１４に摺接して容積室１２ａが収縮する領域が吐出領域である。供給ポート１５ａは、吸込領域に対応して形成され、吐出ポート１５ｂは、吐出領域に対応して形成される。これにより、シリンダブロック１１の回転に伴い、供給ポート１５ａに臨んだ容積室１２ａには作動油が吸い込まれ、吐出ポート１５ｂに臨んだ容積室１２ａからは作動油が吐出されることとなる。
【００３２】
油圧モータ２０は、油圧アクチュエータから排出された作動油によって回転駆動される。油圧モータ２０は、回転軸２に連結されるシリンダブロック２１と、シリンダブロック２１に画成される複数のシリンダ２２に各々収容される複数のピストン２３と、摺接するピストン２３を往復動させる斜板２４と、シリンダブロック２１の端面が摺接するポートプレート２５とを備える。油圧モータ２０のシリンダブロック２１とシリンダ２２とピストン２３と斜板２４とは、上述した油圧ポンプ１０の構成と大きさが異なるのみで同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
【００３３】
ポートプレート２５は、円板状に形成され、その中心に回転軸２が挿通する貫通孔を有する。ポートプレート２５は、回転軸２を中心とする円弧状に形成されて戻り通路６と容積室２２ａとを連通させる供給ポート２５ａと、同じく回転軸２を中心とする円弧状に形成されて給排通路４と容積室２２ａとを連通させる排出ポート２５ｂとを有する。
【００３４】
油圧モータ２０では、ピストン２３が斜板２４に摺接して容積室２２ａが拡張する領域が吸込領域であり、ピストン２３が斜板２４に摺接して容積室２２ａが収縮する領域が排出領域である。供給ポート２５ａは、吸込領域に対応して形成され、排出ポート２５ｂは、排出領域に対応して形成される。これにより、シリンダブロック２１の回転に伴い、供給ポート２５ａに臨んだ容積室１２ａには作動油が吸い込まれ、排出ポート２５ｂに臨んだ容積室１２ａからは作動油が排出されることとなる。
【００３５】
電動機３０は、油圧ポンプ１０を回転駆動するとともに、油圧モータ２０の回転によって回生電力を発電可能である。電動機３０にて発電された電力は、蓄電装置（図示省略）に蓄電される。電動機３０は、油圧モータ２０の回転によって回生されて蓄電装置に蓄電された回生電力を使用して油圧ポンプ１０を回転駆動する。
【００３６】
以下、油圧ポンプモータ１００の動作について説明する。
【００３７】
まず、油圧ポンプ１０又は油圧モータ２０がそれぞれ単独で作動する場合について説明する。
【００３８】
油圧ポンプモータ１００が、メイン油圧ポンプによる油圧アクチュエータの駆動をアシストする場合には、予め蓄電装置に蓄電しておいた電力を使用して電動機３０が回転する。電動機３０の回転によって、油圧ポンプモータ１００の回転軸２が回転駆動される。
【００３９】
油圧ポンプ１０は、容量切換アクチュエータによって斜板１４の傾転角度が零より大きい所定値に切り換えられる。油圧ポンプ１０では、シリンダブロック１１が回転するのに伴ってピストン１３がシリンダ１２内を往復動する。このピストン１３の往復動により、タンクからの作動油がポートプレート１５の供給ポート１５ａを通じて容積室１２ａに吸い込まれる。そして、容積室１２ａから吐出される作動油が、ポートプレート１５の吐出ポート１５ｂを通じて吐出通路５に導かれる。
【００４０】
これにより、油圧ポンプモータ１００から吐出された作動油が、油圧アクチュエータの駆動に供され、メイン油圧ポンプによる油圧アクチュエータの駆動をアシストすることとなる。
【００４１】
このとき、油圧モータ２０は、容量切換アクチュエータによって斜板２４の傾転角度が零となるように保持される。よって、ピストン２３がシリンダ２２内を往復動しないため、ピストン２３による押しのけ容積は零となる。したがって、油圧モータ２０は作動油を給排せずに空転するのみであるため、油圧モータ２０の駆動損失が抑えられる。
【００４２】
また、このとき、可変バルブ７は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、給排通路４の流路面積を最大にするように切り換えられる。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧ポンプ１０の吸込効率が向上する。
【００４３】
一方、油圧アクチュエータから排出された作動油によって回生電力を発生する場合には、油圧モータ２０は、容量切換アクチュエータによって斜板２４の傾角が零より大きい所定値に切り換えられる。油圧モータ２０では、シリンダブロック２１が回転するのに伴ってピストン２３がシリンダ２２内を往復動する。このピストン２３の往復動により、油圧アクチュエータから戻り通路６を通じて戻ってきた加圧作動油が、ポートプレート２５の供給ポート２５ａを通じて容積室２２ａに流入する。そして、ピストン２３がシリンダ２２内を往復動してシリンダブロック２１を回転駆動する。容積室２２ａに流入した作動油は、ポートプレート２５の排出ポート２５ｂを通じて給排通路４に排出され、タンクに還流される。
【００４４】
回転軸２は、シリンダブロック２１と一体に回転し、回転軸２の回転が電動機３０の回転軸に伝達される。これにより、電動機３０は、回生電力を発電して蓄電装置に蓄えることができる。
【００４５】
このとき、油圧ポンプ１０は、容量切換アクチュエータによって斜板１４の傾転角度が零となるように保持される。よって、ピストン１３がシリンダ１２内を往復動しないため、ピストン１３による押しのけ容積は零となる。したがって、油圧ポンプ１０は作動油を給排せずに空転するのみであるため、油圧ポンプ１０の駆動損失が抑えられる。
【００４６】
また、このときも、可変バルブ７は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、給排通路４の流路面積を最大にするように切り換えられる。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧モータ２０の排出効率が向上する。
【００４７】
次に、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０が同時に作動する場合について説明する。
【００４８】
油圧ポンプモータ１００が、メイン油圧ポンプによる複数の油圧アクチュエータへの作動油の供給をアシストする場合には、一つの油圧アクチュエータの駆動をアシストするとともに、他の油圧アクチュエータから作動油が還流されることがある。このような場合には、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動することとなる。
【００４９】
油圧ポンプ１０は、容量切換アクチュエータによって斜板１４の傾転角度が零より大きい所定値に切り換えられる。これにより、油圧ポンプモータ１００から吐出された作動油が、油圧アクチュエータの駆動に供され、メイン油圧ポンプによる油圧アクチュエータの駆動をアシストすることとなる。
【００５０】
油圧モータ２０は、容量切換アクチュエータによって斜板２４の傾角が零より大きい所定値に切り換えられる。これにより、ピストン２３がシリンダ２２内を往復動してシリンダブロック２１が回転駆動され、シリンダブロック２１と一体に回転する回転軸２が回転駆動されることとなる。
【００５１】
このとき、油圧モータ２０が回転軸２を回転駆動することによって、油圧ポンプ１０を駆動するために必要な電動機３０のエネルギを減らすことができる。つまり、油圧モータ２０は、電動機３０による油圧ポンプ１０の駆動をアシストする。このように、油圧モータ２０からの回生エネルギが油圧ポンプ１０の駆動に必要なエネルギと比較して小さい場合には、予め蓄電装置に蓄電しておいた電力を使用して電動機３０を回転させ、油圧モータ２０と協働して回転軸２を回転駆動する。
【００５２】
一方、油圧モータ２０からの回生エネルギが油圧ポンプ１０の駆動に必要なエネルギと比較して大きい場合には、油圧モータ２０が回転軸２を回転駆動して油圧ポンプ１０を駆動するとともに、電動機３０を回転駆動する。これにより、油圧ポンプ１０がメイン油圧ポンプによる油圧アクチュエータの駆動をアシストするとともに、電動機３０が発電した回生電力を蓄電装置に蓄えることができる。
【００５３】
このとき、可変バルブ７は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、給排通路４の流路面積を絞るように切り換えられる。これにより、油圧ポンプ１０が必要とする吸込容量の作動油までもが給排通路４から排出されることを防止できる。したがって、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動した場合にも、給排通路４から油圧ポンプ１０に安定して作動油を供給することができる。
【００５４】
油圧ポンプ１０は、斜板１４の傾転角度によって容量が変化する可変容量型のポンプである。そのため、可変バルブ７は、油圧ポンプ１０の吸込容量の変化に応じて給排通路４の流路面積を調整する。なお、油圧ポンプ１０が、固定容量型のポンプである場合には、可変バルブ７は、油圧ポンプ１０の回転数に応じて給排通路４の流路面積を調整する。
【００５５】
以上の第一の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００５６】
油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、可変バルブ７が給排通路４の流路面積を絞る。よって、油圧ポンプ１０が必要とする吸込容量の作動油までもが給排通路４から排出されることを防止できる。したがって、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動した場合にも、給排通路４から油圧ポンプ１０に安定して作動油を供給することができる。
【００５７】
また、油圧ポンプ１０が単独で作動する場合には、可変バルブ７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧ポンプ１０の吸込効率が向上する。油圧モータ２０が単独で作動する場合にも同様に、可変バルブ７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧モータ２０の排出効率が向上する。
【００５８】
（第二の実施の形態）
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本発明の第二の実施の形態に係る流体圧ポンプモータとしての油圧ポンプモータ２００について説明する。なお、以下に示す各実施の形態では、前述した第一の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００５９】
第二の実施の形態は、可変バルブ２０７がゲートバルブである点で、第一の実施の形態とは相違する。
【００６０】
油圧ポンプモータ２００は、油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプ１０と、油圧アクチュエータから還流される作動油によって回転駆動される油圧モータ２０と、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０と直列に並べて配置される電動機３０と、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とを収容するケーシング３と、ケーシング３に設けられ給排通路４の流路面積を調整可能な可変バルブ２０７とを備える。
【００６１】
可変バルブ２０７は、ケーシング２０７ａと、給排通路４の径方向に移動可能なゲート２０８と、ゲート２０８と螺合して設けられ、その回転によってゲート２０８を給排通路４に対して進退させるシャフト２０９とを有するゲートバルブである。
【００６２】
ケーシング２０７ａは、矩形の枠状に形成されてケーシング３に取り付けられる。ケーシング２０７ａは、ケーシング３の給排通路４に連通する貫通孔２０７ｂと、ゲート２０８を摺動可能に案内するガイド部２０７ｃとを有する。貫通孔２０７ｂは、給排通路４の一部を構成する。
【００６３】
ゲート２０８は、ガイド部２０７ｃに沿って平行移動可能なブロックである。ゲート２０８は、シャフト２０９の雄ねじ２０９ａと螺合する雌ねじ２０８ａと、給排通路４の面積を最大にしたときに貫通孔２０７ｂとともに給排通路４の壁面と同一の形状となる円弧部２０８ｂとを有する。
【００６４】
ゲート２０８は、給排通路４の流路面積が最大の場合には給排通路４の壁面に収容される。ゲート２０８は、給排通路４内に進入することで給排通路４の流路面積を小さくする。
【００６５】
シャフト２０９は、中心軸まわりに回転自在にケーシング２０７ａに取り付けられる。シャフト２０９は、回転アクチュエータ（図示省略）によって回転駆動される。シャフト２０９は、ゲート２０８の雌ねじ２０８ａと螺合する雄ねじ２０９ａを有する。
【００６６】
シャフト２０９が回転すると、雄ねじ２０９ａと雌ねじ２０８ａとの螺合によってゲート２０８が給排通路４に対して進退する。これにより、シャフト２０９を回転駆動することで、ゲート２０８を進退させて給排通路４の流路面積を調整することが可能である。
【００６７】
可変バルブ２０７は、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときには、給排通路４の流路面積を最大にする。可変バルブ２０７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、給排通路４の流路面積を絞る。このように、可変バルブ２０７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときの給排通路４の流路面積を、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときの流路面積と比較して小さくする。
【００６８】
以上の第二の実施の形態によっても同様に、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、可変バルブ２０７が給排通路４の流路面積を絞る。よって、油圧ポンプ１０が必要とする吸込容量の作動油までもが給排通路４から排出されることを防止できる。したがって、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動した場合にも、給排通路４から油圧ポンプ１０に安定して作動油を供給することができる。
【００６９】
また、油圧ポンプ１０が単独で作動する場合には、可変バルブ２０７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧ポンプ１０の吸込効率が向上する。油圧モータ２０が単独で作動する場合にも同様に、可変バルブ２０７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧モータ２０の排出効率が向上する。
【００７０】
（第三の実施の形態）
以下、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、本発明の第三の実施の形態に係る流体圧ポンプモータとしての油圧ポンプモータ３００について説明する。
【００７１】
第三の実施の形態は、可変バルブ３０７がバタフライバルブである点で、上述した各実施の形態とは相違する。
【００７２】
油圧ポンプモータ３００は、油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプ１０と、油圧アクチュエータから還流される作動油によって回転駆動される油圧モータ２０と、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０と直列に並べて配置される電動機３０と、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とを収容するケーシング３と、ケーシング３に設けられ給排通路４の流路面積を調整可能な可変バルブ３０７とを備える。
【００７３】
可変バルブ３０７は、給排通路４内に設けられ、弁軸３０８を中心に回動する円板状の弁体３０９を有するバタフライバルブである。
【００７４】
弁軸３０８は中心軸まわりに回動可能にケーシング３に取り付けられる。弁軸３０８は、給排通路４の中心を通過するように挿通される。弁軸３０８は、回転アクチュエータ（図示省略）によって回転駆動される。
【００７５】
弁体３０９は、給排通路４の内径と略同径に形成される。弁体３０９は、弁軸３０８と一体に回動する。弁体３０９は、アクチュエータによって弁軸３０８が回転駆動されることで回動する。弁体３０９は、給排通路４における作動油の流れ方向と平行になった場合に、流路面積を最大にする。一方、弁体３０９は、給排通路４における作動油の流れ方向と平行な状態から略３０°回動した場合に、流路面積を略半分に絞る。
【００７６】
このように、可変バルブ３０７は、給排通路４の流路面積を最小にした場合にも、作動油が給排通路４を流れることができるように形成される。よって、給排通路４が完全に閉塞されることがないため、油圧ポンプ１０に吸い込まれる作動油と比較して油圧モータ２０から排出される作動油の方が多い場合に、余剰な作動油をタンクに導くことができる。
【００７７】
可変バルブ３０７は、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときには、給排通路４の流路面積を最大にする。可変バルブ３０７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、給排通路４の流路面積を絞る。このように、可変バルブ３０７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときの給排通路４の流路面積を、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときの流路面積と比較して小さくする。
【００７８】
以上の第三の実施の形態によっても同様に、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、可変バルブ３０７が給排通路４の流路面積を絞る。よって、油圧ポンプ１０が必要とする吸込容量の作動油までもが給排通路４から排出されることを防止できる。したがって、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動した場合にも、給排通路４から油圧ポンプ１０に安定して作動油を供給することができる。
【００７９】
また、油圧ポンプ１０が単独で作動する場合には、可変バルブ３０７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧ポンプ１０の吸込効率が向上する。油圧モータ２０が単独で作動する場合にも同様に、可変バルブ３０７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧モータ２０の排出効率が向上する。
【００８０】
（第四の実施の形態）
以下、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、本発明の第四の実施の形態に係る流体圧ポンプモータとしての油圧ポンプモータ４００について説明する。
【００８１】
第四の実施の形態は、可変バルブ４０７がスプールバルブである点で、上述した各実施の形態とは相違する。
【００８２】
油圧ポンプモータ４００は、油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプ１０と、油圧アクチュエータから還流される作動油によって回転駆動される油圧モータ２０と、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０と直列に並べて配置される電動機３０と、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とを収容するケーシング３と、ケーシング３に設けられ給排通路４の流路面積を調整可能な可変バルブ４０７とを備える。
【００８３】
可変バルブ４０７は、ケーシング４０７ａと、給排通路４の径方向に移動可能なスプール４０８と、供給される作動油によってスプール４０８を給排通路４内に付勢する背圧室４０８ａと、スプール４０８を背圧室４０８ａに向けて付勢する戻しばね４０９とを有するスプールバルブである。
【００８４】
ケーシング４０７ａは、略直方体状に形成されてケーシング３に取り付けられる。ケーシング４０７ａは、ケーシング３の給排通路４に連通する貫通孔４０７ｂと、スプール４０８が軸方向に摺動自在に収装されるスプール孔４０７ｃとを有する。貫通孔４０７ｂは、給排通路４の一部を構成する。
【００８５】
スプール４０８は、スプール孔４０７ｃ内を進退可能な円柱である。スプール４０８は、給排通路４の壁面に収容された状態で給排通路４の流路面積を最大とする。
【００８６】
背圧室４０８ａは、スプール４０８が収装されることによってスプール孔４０７ｃ内に画成される。背圧室４０８ａは、連通孔４０７ｄを介して外部の油圧源と連通する。背圧室４０８ａには、外部の油圧源から作動油が供給される。背圧室４０８ａに供給された作動油の圧力によって、スプール４０８は、貫通孔４０７ｂの開口面積を小さくする方向に付勢される。
【００８７】
戻しばね４０９は、スプール孔４０７ｃ内に収容される。戻しばね４０９は、スプール４０８を挟んで背圧室４０８ａと対向するように設けられる。戻しばね４０９は、その付勢力が背圧室４０８ａ内の作動油の圧力に打ち勝った場合に、スプール４０８を背圧室４０８ａに向けて押し戻す。
【００８８】
このように、背圧室４０８ａに供給される作動油の圧力を変化させることで、背圧室４０８ａ内の作動油の圧力と戻しばね４０９の付勢力とのバランスによって、スプール４０８がスプール孔４０７ｃ内を軸方向に移動する。これにより、可変バルブ４０７は、給排通路４の開口面積を調整することが可能である。
【００８９】
可変バルブ４０７は、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときには、給排通路４の流路面積を最大にする。可変バルブ４０７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、給排通路４の流路面積を絞る。このように、可変バルブ４０７は、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときの給排通路４の流路面積を、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０のいずれか一方のみが作動しているときの流路面積と比較して小さくする。
【００９０】
以上の第四の実施の形態によっても同様に、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動しているときには、可変バルブ４０７が給排通路４の流路面積を絞る。よって、油圧ポンプ１０が必要とする吸込容量の作動油までもが給排通路４から排出されることを防止できる。したがって、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とが同時に作動した場合にも、給排通路４から油圧ポンプ１０に安定して作動油を供給することができる。
【００９１】
また、油圧ポンプ１０が単独で作動する場合には、可変バルブ４０７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧ポンプ１０の吸込効率が向上する。油圧モータ２０が単独で作動する場合にも同様に、可変バルブ４０７が給排通路４の流路面積を最大にする。これにより、給排通路４内の圧力損失が低減されるため、油圧モータ２０の排出効率が向上する。
【００９２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００９３】
例えば、油圧ポンプモータ１００，２００，３００，４００は、メイン油圧ポンプによる油圧アクチュエータの駆動をアシストするものであるが、これに代えて、油圧ポンプモータ１００，２００，３００，４００のみを用いて油圧アクチュエータを駆動する構成としてもよい。
【００９４】
また、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とは、ともに斜板式のピストンポンプモータであるが、他の形式であってもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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