(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧作動油の油圧開放回路への無駄な流出損失を防止できる油圧ポンプ・モータ用弁開閉機構。【解決手段】油圧ポンプ又は油圧モータのトルク変換用油圧を生成するプランジャ油室回路２の導通先を、ポンプ回転軸１３又はモータ回転軸の回転角位相に応じて油圧供給回路３と油圧開放回路４に交互に切り換える油圧回路切換弁機構１において、前記油圧供給回路３との導通制御を担うポペット弁５と、前記油圧開放回路４との導通制御を担うポペット弁６と、これら両ポペット弁５，６に常時閉弁方向の推力を与えておく閉弁推力付与手段７，７と、前記両ポペット弁５，６間に掛け渡して揺動自在に設けられ、両ポペット弁５，６の開閉方向の移動位置位相の相対偏差量によって回転角位相が決まる連携リンク部材８と、該連携リンク部材８に対してポンプ回転軸１３又はモータ回転軸の回転角位相に応じた往復角変位運動を与える往復角変位機構部９とを備えている。【選択図】図１
2012127425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプ又は油圧モータのトルク変換用油圧を生成するプランジャ油室の導通先を、回転角位相に応じて油圧供給回路と油圧開放回路に交互に切り換える油圧回路切換弁機構において、前記油圧供給回路との導通制御を担うポペット弁と、前記油圧開放回路との導通制御を担うポペット弁と、これら両ポペット弁に常時閉弁方向の推力を与えておく閉弁推力付与手段と、前記両ポペット弁間に掛け渡して揺動自在に設けられ、両ポペット弁の開閉方向の移動位置位相の相対偏差量によって回転角位相が決まる連携リンク部材と、該連携リンク部材に対して油圧ポンプ又は油圧モータの回転角位相に応じた往復角変位運動を与える往復角変位機構部とを備えたことを特徴とする油圧回路切換弁機構。
【請求項２】
前記連携リンク部材と平行に配置されると共に連携リンク部材における前記両ポペット弁の連接点間の中点部を回動自在に支持するレバー部材を設け、該レバー部材の基端部に固定支点を有している請求項１記載の油圧回路切換弁機構。
【請求項３】
前記レバー部材の固定支点を支持するブラケットが前記連携リンク部材と平行な方向に位置調節可能に設けられている請求項２に記載の油圧回路切換弁機構。
【請求項４】
前記閉弁推力付与手段が、前記レバー部材に設けられている請求項１から３の何れかに記載の油圧回路切換弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプや油圧モータ用の油圧回路切換弁機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力回転トルクを油圧に変換する油圧ポンプや、供給油圧を回転トルクに変換する油圧モータの動作原理は、回転運動部材の回転運動を運動変換機構によって油圧プランジャのサイクリックな往復運動に変換し、それに伴うプランジャ油室内作動油のサイクリックな出入り挙動に合わせてプランジャ油室の導通先を油圧回路切換弁機構によって油圧供給回路と油圧開放回路に交互に切り換えることにより、高圧作動油の油圧供給回路導通時のプランジャ油圧推力を運動変換機構によって回転運動部材のトルクに変換するようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
そして、そのプランジャ油室の導通先を切り換える油圧回路切換弁装置としては、そのほとんどがロータリースプール弁や直動スプール弁等のスライド弁型の構造を採用している。これらの油圧ポンプや油圧モータは、その油圧−トルク変換原理上、プランジャ油室内作動油のサイクリックな出入り挙動を伴い、その際の作動油の単位時間当たりの流動量のほぼ二乗比例となる誘導抵抗損失が油圧−トルク変換効率のマイナス要因となるので、この変換効率を向上させるには作動油の流動量を抑えることが効果的で、それには油圧−トルク変換工程で導通する油圧供給回路の圧力をより高圧化することで変換トルク容量に対する作動油の相対流動量を低減できる。このため、高効率な油圧ポンプや油圧モータを構成するには、できるだけ高圧な動作油圧の設定が望まれる。
【０００４】
しかしながら、従来の油圧ポンプや油圧モータの油圧回路切換弁装置として一般的に用いられているロータリースプール弁や直動スプール弁等のスライド弁は、構造が簡素であるものの、その原理的宿命として、弁構成部品間の摺動隙間かららの高圧作動油の油圧開放回路への流出損失が避けられない。
【０００５】
そして、その単位時間当たりの流出量は、油圧供給回路の圧力が高いほど多くなるので、動作油圧を高く設定すると、高速動作領域では作動油の流動量抑制効果による効率向上に繋がるものの、低速動作領域では、高圧作動油の油圧開放回路への単位時間当たりの流出量増加による効率の劣化が著しくなる原理的トレードオフ問題が付きまとう。
【０００６】
このような油圧回路切換弁装置からの高圧作動油の流出損失問題を解消するには、油圧供給回路と油圧開放回路間の導通を遮断する閉弁領域においても、弁構成部品間の摺動隙間からの流出損失が避けられないスライド弁型ではなく、閉弁時に回路間の完全遮断が可能なポペット弁型の弁機構を用いればよいのであるが、そのようなポペット弁の動作原理として、弁部材が弁ハウジング部材の弁座部に圧着されて回路間を遮断している状態に対して、弁部材が極めて僅かでも移動して弁座部との当接部に隙間が発生することで回路間が導通する開弁状態に変化するので、弁の開閉制御タイミングが弁部材の移動制御機構の寸法精度に極めて敏感に依存する特性がある。
【０００７】
そして、油圧ポンプや油圧モータのプランジャ油室の導通先を油圧供給回路と油圧開放回路で切り換える機能として、油圧供給回路との導通遮断切換タイミングと油圧開放回路との導通遮断切換タイミングとの相互関係が極めて重要であり、両者との同時導通状態が生じてしまうと、高圧作動油が油圧開放回路へ一気に流出してしまうので、この両者との導通遮断切換タイミングの相互関係としては、プランジャ油室が、油圧供給回路と油圧開放回路の何れとも遮断状態にある領域を経由した後に、所望の導通先に対して開弁させる制御タイミングパターンにしないと、ポペット弁型化の意味をなさなくなる。
【０００８】
また、プランジャ油室が油圧供給回路と油圧開放回路の何れとも遮断状態にある領域をあまり広く設定すると非圧縮性流体である作動油が封じ込まれたプランジャ油室の容積がプランジャのストローク変位で変化したり、温度変化に伴う封入作動油の体積膨張変化等で無理が生じるいわゆる「閉じ込み問題」が生じ、プランジャ油室内に異常高圧や負圧が発生してしまう問題が生じる。
【０００９】
この「閉じ込み問題」に対しては、回転角位相によってプランジャ油室の導通先を切り換える油圧回路切換弁装置とは別に、プランジャ油室と油圧供給回路間にプランジャ油室から油圧供給回路側への作動油移動のみを許容するチェック弁と、プランジャ油室と油圧開放回路間に油圧開放回路からプランジャ油室への作動油移動のみを許容するチェック弁とを設けておくことによって、プランジャ油室内の油圧変動量をほぼ開放油圧−油圧供給回路側油圧間の範囲内に抑えられて解消できるが、油圧ポンプや油圧モータとしてのプランジャ油室の油圧開放状態と高圧供給状態との切り換えに依存した油圧−トルク変換機能特性の面で、このプランジャ油室が油圧供給回路と油圧開放回路の何れとも遮断状態にある領域をあまり広く設定することは好ましくなく、できるだけ狭い設定が望まれる。
【００１０】
前記プランジャ油室が油圧供給回路と油圧開放回路の何れとも遮断状態にある領域を狭く設定するということは、プランジャ油室の油圧供給回路との導通状況を決めるポペット弁と、油圧開放回路との導通状況を決めるポペット弁の両者の回転角位相に対する開閉動作タイミングの相互関係を精度よく維持保証することを意味するが、その各ポペット弁の原理的特性として、これらのポペット弁の開閉制御機構の構成部品の加工寸法精度に極めて敏感に依存するものであることから、これらのポペット弁の開閉制御機構の構成部品の加工寸法精度を極めて高いもので構成する必要があり、装置が極めて高価になってしまうことから、このようなポペット弁型の弁機構が油圧ポンプや油圧モータのプランジャ油室の回路切換弁機構として用いられることはほとんどなく、この回路切換弁部からの高圧作動油の油圧開放回路への流出損失問題の安価な解消手段が望まれていた。
【００１１】
従来技術の参考例として、スライド弁型での回路切換動作概念図を図８に、ポペット弁型での回路切換動作概念図を図９にそれぞれ示す。スライド弁型では、図８に示すようにプランジャ油室回路２、油圧供給回路３及び油圧開放回路４を有するハウジング部材４０に対して、プランジャ油室回路２と油圧供給回路３又はプランジャ油室回路２と油圧開放回路４を連通する連通路４１を有するスライド弁部材４２をスライド可能に設けて構成されている。図８の（ａ）は両遮断状態、（ｂ）は油圧供給回路導通状態、（ｃ）は油圧開放回路導通状態を示している。
【００１２】
ポペット弁型では、図９に示すように一側にプランジャ油室回路２と油圧供給回路３を有し、他側に油圧開放回路４を有するハウジング部材５０内には油圧供給ポペット弁５１と油圧開放ポペット弁５２が並列に設けられている。油圧供給ポペット弁５１と油圧開放ポペット弁５２にはそれぞれ閉弁方向に付勢する弁バネ５３，５３が設けられていると共に、弁ばね５３，５３の付勢力に抗して油圧供給ポペット弁５１又は油圧開放ポペット弁５２を回転角位相に応じて開作動させるカム機構５４が設けられている。図９の（ａ）は両遮断状態、（ｂ）は油圧供給回路導通状態、（ｃ）は油圧開放回路導通状態を示している。
【００１３】
そして、図９の（ａ）に示すように、対象回路との導通状態を確実に遮断するためには、回転角位相によってポペット弁５１，５２を移動させて閉弁させるカム機構５４がポペット弁５１，５２から確実に離反して、ポペット弁５１，５２には、弁バネ５３，５３による閉弁圧着推力が確実に作用することを保証する必要があり、閉弁領域では、ポペット弁５１，５２の閉弁位置に対して、それと当接して弁部材を移動させるカム部材５４の当接面位置が確実に離反した隙間ｓを有していなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２２０１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記両者の相対位置関係の決定要素として、ポペット弁５１，５２の閉弁位置は、ポペット弁５１，５２と、弁座部を形成している弁ハウジング５０の構成部材の加工寸法精度で決まり、カム部材５４の当接面位置は、カム部材５４のカム面形状精度と、弁ハウジング５０の構成部材に対するカム部材５４の支持位置決定部材の加工寸法精度で決まるので、関与する介在部品数が多く、それらの介在部品群の加工寸法公差の累積が、ポペット弁とカム面の相対位置のバラツキ誤差となって、各介在部品群の加工寸法精度を極めて高く加工したとしても、閉弁状態を確実に保証するために必要な離反隙間をあまり小さくできないことから、結果的に両遮断領域がかなり広くなってしまうという問題があった。そして、その両遮断領域の拡大は、油圧モータ及び油圧ポンプにおける油圧変換トルク波形を歪め、円滑性の悪化を招くことになる。
【００１６】
本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、高圧作動油の油圧開放回路への無駄な流出損失を防止でき、油圧モータ及び油圧ポンプのエネルギー効率の向上が図れる油圧ポンプ・油圧モータ用弁開閉機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプ又は油圧モータのトルク変換用油圧を生成するプランジャ油室の導通先を、回転角位相に応じて油圧供給回路と油圧開放回路に交互に切り換える油圧回路切換弁機構において、前記油圧供給回路との導通制御を担うポペット弁と、前記油圧開放回路との導通制御を担うポペット弁と、これら両ポペット弁に常時閉弁方向の推力を与えておく閉弁推力付与手段と、前記両ポペット弁間に掛け渡して揺動自在に設けられ、両ポペット弁の開閉方向の移動位置位相の相対偏差量によって回転角位相が決まる連携リンク部材と、該連携リンク部材に対して油圧ポンプ又は油圧モータの回転角位相に応じた往復角変位運動を与える往復角変位機構部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
前記連携リンク部材と平行に配置されると共に連携リンク部材における前記両ポペット弁の連接点間の中点部を回動自在に支持するレバー部材を設け、該レバー部材の基端部に固定支点を有していることが好ましい。
【００１９】
前記レバー部材の固定支点を支持するブラケットがレバー部材と平行な方向に位置調節可能に設けられていることが好ましい。
【００２０】
前記閉弁推力付与手段は、前記ポペット弁にそれぞれ設けられていても良いが、前記レバー部材に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高圧作動油の油圧開放回路への無駄な流出損失を防止でき、油圧モータ及び油圧ポンプのエネルギー効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る油圧回路切換弁機構を示す断面図、（ｂ）はその往復角変位機構部を概略的に示す図である。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】油圧回路切換弁機構の油圧供給回路連通状態を示す図である。
【図４】油圧回路切換弁機構の油圧開放回路連通状態を示す図である。
【図５】揺動リンク部材及びレバー部材の揺動角変位特性を示すグラフである。
【図６】油圧供給ポペット弁と油圧開放ポペット弁の開弁リフト量特性を示すグラフである。
【図７】油圧供給ポペット弁と油圧開放ポペット弁の開弁圧着力特性を示すグラフである。
【図８】従来のスライド弁タイプの回路切換動作を示す説明図である。
【図９】従来のポペット弁タイプの回路切換動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。
【００２４】
図１の（ａ）ないし（ｂ）において、１は、油圧ポンプ又は油圧モータのトルク変換用油圧を生成する図示しないプランジャ油室に通じるプランジャ油室回路２の導通先を、回転角位相に応じて油圧供給回路３と油圧開放回路４に交互に切り換える油圧ポンプ・油圧モータ用油圧回路切換弁機構である。この油圧回路切換弁機構１は、前記油圧供給回路３との導通制御を担うポペット弁（第１ポペット弁ともいう）５と、前記油圧開放回路との導通制御を担うポペット弁（第２ポペット弁ともいう）６と、これら両ポペット弁５，６に常時閉弁方向の推力を与えておく閉弁推力付与手段であるコイルバネからなる弁バネ７，７と、前記両ポペット弁５，６間に掛け渡して揺動自在に設けられ、両ポペット弁５，６の開閉方向の移動位置位相の相対偏差量によって回転角位相が決まる連携リンク部材８と、該連携リンク部材８に対して油圧ポンプ又は油圧モータの回転角位相に応じた往復角変位運動を与える往復角変位機構部９とを備えている。
【００２５】
前記油圧回路切換弁機構１は、具体的には機構本体１０と、この機構本体１０を収容するケーシング１１と、このケーシング１１内に軸受１２を介して回転自在に支持された油圧ポンプ又は油圧モータの回転軸（ポンプ回転軸ともいう）１３とを備えている。前記機構本体１０には、前記油圧供給側ポペット弁５を摺動可能に収容する弁ハウジング１４と、前記油圧開放側ポペット弁６を収容する弁ハウジング１５とがポンプ回転軸１３の径方向にポンプ回転軸１３と並列に設けられている。具体的には、前記機構本体１０は、ポンプ回転軸１３の周方向に沿って円環状に形成され、この円環状の機構本体１０には一対の第１ポペット弁５及び第２ポペット弁６を収容する一対の弁ハウジング１４，１５が前記周方向に所定の間隔で複数対形成されている。
【００２６】
前記第１ポペット弁用の弁ハウジング（第１弁ハウジングともいう）１４には、第１ポペット弁５の弁体（第１弁体ともいう）５ａが着座する弁座部（第１弁座部ともいう）１６が設けられ、この第１弁座部１６に第１ポペット弁５の第１弁体５ａが弁バネ７の推力（付勢力）で着座されると、プランジャ油室回路２と油圧供給回路３とが遮断され、弁バネ７の推力に抗して第１弁座部１６から第１弁体５ａが離間されると、プランジャ油室回路２と油圧供給回路３とが連通されるようになっている（図３参照）。
【００２７】
前記第２ポペット弁用の弁ハウジング（第２弁ハウジングともいう）１５には、第２ポペット弁６の弁体（第２弁体ともいう）６ａが着座する弁座部（第２弁座部ともいう）１７が設けられ、この第２弁座部１７に第２弁体６ａが弁バネ１５の推力で着座されると、プランジャ油室回路２と油圧開放回路４とが遮断され、弁バネ７の推力に抗して第２弁座部１７から第２弁体６ａが離間されると、プランジャ油室回路２と油圧開放回路４とが連通されるようになっている（図４参照）。なお、第２弁座部１７は第１弁座部１６よりも前方（図１（ａ）の左方）に位置をずらして配置されており、そのずれ量を利用して第１弁ハウジング１４と第２弁ハウジング１５との間の隔壁１８にはプランジャ油室回路２と油圧開放回路４とを連通するための連通孔１９が形成されている。
【００２８】
第１ポペット弁５及び第２ポペット弁６は、それぞれの弁体５ａ，６ａの先端部から前方に突出した突軸部５ｂ，６ｂを有し、これら突軸部５ｂ，６ｂの先端側が機構本体１０の前端部を気密に貫通して突出している。各突軸部５ｂ，６ｂの先端部には後述のスライダブロック２０，２０を弁開閉方向と直交する方向に摺動自在に支持する矩形状のガイド穴部２１ａを有するガイド部材２１が設けられている。
【００２９】
連携リンク部材８は、図１ないし図２にも示すように両ポペット弁５，６の突軸部５ｂ，６ｂに対して直角方向に延出した出力腕部８ａ，８ｂと、両出力腕部８ａ，８ｂの中間部からポンプ回転軸１３と平行に前方へ延出した入力腕部８ｃとを有し、各出力腕部８ａ，８ｂの端部に矩形状の前記スライダブロック２０が支軸２２を介して回動自在に支持されている。前記出力腕部８ａ，８ｂは、一体ブロック構造の基部８ｄから左右に分岐された一対の出力片部８１，８２からなり、両出力片部８１，８２間にスライダブロック２０が挟み込まれた状態で支軸２２を介して回動自在に支持されている（図２参照）。
【００３０】
前記ポンプ回転軸１３には、その回転角位相に応じた回転軸直角方向のサイクリックな往復変位を前記連携リンク部材８に与えるために、偏芯部２３が設けられていると共に、この偏芯部２３によって偏芯運動が付与される偏芯運動部材２４が設けられている。この偏芯運動部材２４は、図１の（ａ）ないし（ｂ）に示すように放射状に延出された複数例えば３つの腕部２４ａを有し、各腕部２４ａにポンプ回転軸１３の接線方向に形成された溝部３５に支持ブロック３６を介して支軸２５が回転自在に設けられ、この支軸２５の両端部に前記連携リンク部材８の入力腕部８ｃが連結されている。
【００３１】
また、前記連携リンク部材８の動きを所定の範囲に規制するために、連携リンク部材８における前記両ポペット弁５，６の連接点間の中点部を回動自在に支持するレバー部材２６が連携リンク部材８と平行に設けられ、該レバー部材２６の基端部に固定支点である支軸２７を有している。前記レバー部材２６の支軸２７を支持するブラケット２８が連携リンク部材８と平行な方向に位置調節可能にボルト２９で固定されている。前記レバー部材２６は、図２に示すように共通の基部２６ａから二股に分岐された左右一対のレバー片２６ｂ，２６ｃを有し、両レバー片２６ｂ，２６ｃ間に前記連携リンク部材８が支軸３０を介して回動自在に支持されている。前記ブラケット２８は、共通の基部２８ａから二股に分岐された左右一対のブラケット片２８ｂ，２８ｃを有し、両ブラケット片２８ｂ，２８ｃ間に前記レバー部材２６の基端部が支軸２７を介して回動自在に支持されている。ブラケット２８の基部にはボルト２９を通す孔部３２が設けられ、該孔部３２は位置調節が可能なように長穴になっている。
【００３２】
レバー部材２６を用いた揺動レバー構造の場合、連携リンク部材８は、その中点部の移動自由度がレバー部材２６による連接支持点の揺動円弧軌跡に拘束されるが、レバー部材２６の設置方向が弁開閉方向と略直角方向に設置してあるため、連携リンク部材８の中点部の移動自由度はほぼ弁開閉方向に自由な支持状態となり、連携リンク部材８の出力腕部８ａ，８ｂの両端部に回転自在に支持されたスライダブロック２０，２０が各ポペット弁５，６に一体的に設けられたガイド部材２１の矩形状のガイド穴部２１ａと弁開閉方向の移動が連動するように嵌合されているので、この連携リンク部材８の角変位移動は、両ポペット弁５，６の弁開閉方向位置位相の偏差に応じた角位相で保持される関係になる。
【００３３】
次に、以上の構成からなる油圧回路切換弁機構１の作用を説明する。この油圧回路切換弁機構１は、油圧モータや油圧ポンプのプランジャ油室回路２を回転角位相に応じて油圧供給回路３との導通状態と、油圧開放回路４との導通状態とを交互に切り換える機構として、閉弁時に完全遮断が可能なポペット弁５，６を用い、油圧供給回路３との導通状態を決めるポペット弁５と、油圧開放回路４との導通状態を決めるポペット弁６の両ポペット弁５，６の開弁タイミングの相互関係精度を両ポペット弁個別の開閉制御機構の動作の重ね合わせで決めるのではなく、ポペット弁に与える開弁移動推力の反力を他方のポペット弁で支持することで開弁移動推力を発生させている。
【００３４】
この両ポペット弁５，６の連携開閉機構の基本原理は、油圧モータや油圧ポンプの回路切換弁機構として求められる機能として、一方のポペット弁５を開弁させる領域では、他方のポペット弁６が必ず閉弁状態であることが求められている点に着目したもので、その両ポペット弁５，６双方に閉弁方向推力を常時作用させておくと共に、両ポペット弁５，６の内の一方を開弁させる方法として、その対象ポペット弁に直接開弁方向の推力を与えるのではなく、両ポペット弁５，６の開閉方向位置位相を繋ぐ連携リンク部材８を設けておき、該連携リンク部材８に対して回転角変位を与えることによって、両ポペット弁５，６の開閉方向位置位相間の偏差を生じさせ、一方のポペット弁５又は６のみを開弁させるものである。
【００３５】
この連携リンク部材８は、両ポペット弁５，６の開閉方向位置位相の相対関係によって、回転角位相が拘束され、その弁開閉方向の移動が自由であるように設置される部材であるので、この部材に何等制御力を作用させていない状況では、この部材から両ポペット弁５，６への作用がないので、両ポペット弁５，６に常時作用されている弁バネ７，７による閉弁方向推力によって弁ハウジング１４，１５に形成されている弁座１６，１７に圧着されていて、共に回路遮断状態にあり、その両ポペット弁５，６の閉弁位置位相間を繋ぐ角位相で連結リンク部材８が保持されている。
【００３６】
この状態から、連携リンク部材８に回転角変位を与えると、その一方のポペット弁５との連接部では、そのポペット弁５の閉弁方向に、他方のポペット弁６との連接部ではそのポペット弁６の開弁方向に変位させようとする挙動関係になるが、連携リンク部材８自体には、弁開閉方向推力は与えられていないので、結局、この連携リンク部材８の角変位は両ポペット弁５，６間の開閉方向位置の偏差量を与えることになる。つまり、この時、両ポペット弁５，６共に、弁座１６，１７に当接した閉弁状態にあって、それ以上の閉弁方向移動は不可能な状態にあるから、連携リンク部材８を角変位させた場合に生じる両ポペット弁５，６間の開閉方向位置の偏差は、閉弁側ポペット弁の位置を基準として全て開弁側ポペット弁の開弁方向移動変位となる。
【００３７】
この開弁側ポペット弁の開弁方向移動変位は、常時付勢されている閉弁方向推力に逆らった変位挙動であるので、開弁側ポペット弁の開弁方向移動変位に伴い、連携リンク部材８がその開弁側ポペット弁の閉弁方向推力を受けることになるが、連携リンク部材８には回転モーメント以外に推力は与えられていないので、開弁側ポペット弁の閉弁方向推力は、連携リンク部材８を経由して閉弁側ポペット弁の閉弁圧着力に加算されるように作用する。そして、連携リンク部材８に与える回転モーメントの方向を逆回転方向に作用させた場合には、両ポペット弁５，６の開弁側と閉弁側とが入れ替わり、同様に一方のみが開弁し、他方が強固に閉弁状態に維持するように動作する。
【００３８】
従って、油圧モータや油圧ポンプの回路切換弁機構として、その回転角位相に応じて、一対のポペット弁５，６間を繋ぐ連携リンク部材８に対して正回転方向角変位と逆回転方向角変位とをサイクリックに交互に作用させる制御機構によってその一対のポペット弁５，６を交互に開閉させる挙動を与えることができ、その切り替わり過程では、確実に両弁共に閉弁状態である領域を経由して切り換えることができる。
【００３９】
そして、この切り替わり過程における両弁共に閉弁状態である領域は、回転角位相に応じて連携リンク部材８に対して回転角変位を与える機構系の連接部の嵌合隙間の集積ガタ４相当となるが、このような連接部の嵌合関係は、旋盤加工等で容易に極めて僅かな隙間の嵌合関係に加工できるから、無理のない加工公差レベルの部品構成でも、両弁共に閉弁状態の領域を極めて僅かな幅に抑えることが可能で、且つその切り替わり過程の両閉弁領域を確実に保証できる。
【００４０】
本実施形態では、連携リンク部材８に両ポペット弁５，６の弁開閉方向位置位相を連結する連携リンク部に対して直角方向に出力腕部８ａ，８ｂを延出してあり、出力腕部８ａ，８ｂの端部に矩形状のスライダブロック２０，２０を回転自在に支持すると共に、弁開閉方向と平行にポンプ回転軸１３が設置してあり、そのポンプ回転軸１３の一部に偏芯部２３が形成され、この偏芯部２３の回転運動変位を前記スライダブロック２０に伝達するために、偏芯部２３に回転自在に支持された偏芯運動部材２４に連携リンク部材８の入力腕部８ｃが支軸２５を介して連結され、その連携リンク部材８の出力腕部８ａ，８ｂの左右一対の出力片部８１，８２によりスライダブロック２０がポンプ回転軸１３と直角方向のみに揺動可能に規制されている。
【００４１】
この構造により、ポンプ回転軸１３が回転すると、その回転角位相に応じた回転軸直角方向のサイクリックな往復変位が偏芯機構である往復角変位機構部９を経由して連携リンク部材８の入力腕部８ｃの端部のスライダブロック３６に与えられるが、この連結リンク部材８の中点部（支軸３０の部位）が前記レバー部材２６によってその揺動軌跡に沿った移動のみに規制されているから、連携リンク部材８の角位相はその中点部の支持点（支軸３０）と出力腕部８ｃの端部のスライダブロック３６の支持点（支軸２５）とを結ぶ角位相に強制されることになり、結局、ポンプ回転軸１３の回転角位相に応じたサイクリックな角変位が連携リンク部材８に与えられ、その連携リンク部材８の角変位は、出力腕部８ａ，８ｂのスライダブロック２０，２０を経由して、両ポペット弁５，６の開閉方向位置位相偏差の強制として作用することになるから、両ポペット弁５，６のサイクリックな所望の開閉運動挙動を確実に得ることができる。
【００４２】
本実施形態における各構成部品群の加工寸法公差の性能に対する影響感度について補足すると、ポペット弁５，６、弁ハウジング１４，１５、及び連携リンク部材８の形状寸法公差によって両弁閉弁状態での連携リンク部材８の角位相に僅かなバラツキが生じるが、このバラツキの影響はポンプ回転軸１３の回転角に対してポペット弁５，６が両弁閉弁状態となる回路切換点の角移動のズレとなるが、この回路切換点はポンププランジャの上下死点位相が目標点であって、油圧推力−トルク変換半径がゼロ付近の領域であるので、その切換点の角位相の僅かなズレがトルク変換性能に及ぼす弊害は少ない。
【００４３】
更に、この回路切換点の位相精度に関し、連携リンク部材８の中点支点部の支持構造としてその弁開閉方向と直角方向の規制部材であるレバー部材２６の固定支点である支軸２７の保持部材であるブラケット２８の設置位置を決めるボルト２９による固定締結部を弁開閉方向と直角方向の僅かな移動自由度を与える長穴の孔部３２を有する位置調整可能な締結構造にしておき、この部位の締結作業手順として締結前の自由状態で弁開閉変位を与えるポンプ回転軸１３の偏芯部２３の回転角位相をその偏芯方向が連携リンク部材８の揺動支点軸（支軸３０）の方向と平行な方向に向く角位相に合わせ、その状態で固定締結作業を行うようにすれば、回路切換点状態にある弁セットと連携リンク部材８の相互関係がそのまま回転偏芯軸の回路切換点回転角位相として固定されるので、自動的に回転構成部材群の加工寸法公差の集積をすべて吸収し、所望のポンプ回転軸１３の回路切換点回転角位相で精度良く回路切換動作が行われるように組付けることができ、関連構成部材群の単体加工公差を大幅に緩和でき、製造コストを低く抑えることができる。
【００４４】
そして、エネルギー効率の観点で、高圧作動油の無駄な流出の完全解消策として最も重要な両ポペット弁５，６の両弁閉弁状態を経由した回路切換動作パターンは、各構成部品群の加工寸法公差によらず確実に確保され、且つその両弁閉弁状態の領域幅は偏芯軸からスライダブロック２０を経由して連携リンク部材８の出力腕部８ａ，８ｂにポンプ回転軸１３と直角方向変位を与える伝達機構系の各連接係合部の嵌合ガタと、連携リング部材８の中点部を支持するレバー部材２６の両支点部の嵌合ガタ及び連携リンク部材８の角変位をポペット弁５，６の開弁変位に変換するスライダブロック２０の嵌合ガタの集積に応じた値となるが、何れも１対１の部品嵌合精度のガタ量であるので、一般的な安価な加工方法でも極めて僅かなガタ量の嵌合関係を構成することができ、両弁閉弁状態の領域幅は十分に小さな範囲に抑制でき、安価で極めて耐久性の高い油圧回路切換弁機構１となる。
【００４５】
本実施形態の場合、連携リンク部材８の出力腕部８ａ，８ｂに上下運動を与える偏芯軸（支軸２５）の偏芯量をＲ0とし、その偏芯方向の角位相をポンププランジャの上死点位相において水平方向に設定しておけば、ポンプ回転軸１３のプランジャ上死点位相からの回転角位相θに対し、Ｒ0×ｓｉｎθの上下運動が偏芯機構部で生成される。この設定で、Ｒ0×ｓｉｎθの上下運動の中点位相となるプランジャ上死点位相状態において、その上下運動の中点位相が伝達されたスライダブロック２０の支持点を通り、偏芯軸（支軸２５）と平行な軸線上に連携リンク部材８の中点支持点（支軸３０）が来るようにレバー部材２６をこの軸線と直角方向に設置し、連携リンク部材８の中点支持点（支軸３０）から出力腕部８ａ，８ｂのスライダブロック２０の支持点（支軸２０）までの半径距離Ｒ1とし、この出力腕部８ａ，８ｂの軸線と直角で中点支持点を通る軸線上に半径Ｒ2の位置で上下対称に二つのポペット弁５，６の弁開閉方向位置と係合するスライダブロックを支持し、この連携リンク部材８の中点を支持するレバー部材２６の支点間距離をＲ3とすると、プランジャ上死点位相状態では図１に示したように両弁共に閉弁状態にあり、この時、連携リンク部材８の中点はレバー部材２６の支持拘束によってもポペット弁５，６の開閉方向の移動は自由状態にあり、出力腕部端部のスライダブロック２０の規制状態も連接リンク部材８の出力腕部８ａ，８ｂの出力片部８１，８２によりポペット弁５，６の開閉移動方向と直角方向のみの規制であり、ここでもポペット弁５，６の開閉方向の移動は自由であるから、両弁共に弁バネ推力以外の推力が作用していないので、両弁共に確実な閉弁状態が保証される。
【００４６】
ここから、ポンプ回転軸１３が回動変位してＲ0×ｓｉｎθの上下運動変位が上向きに生じると、それを受けて連携リンク部材８が時計回り方向に角変位し、その角変位による両ポペット弁５，６の開閉方向位置位相の強制偏差生成機能によって上側のポペット弁５が開弁方向に移動して開弁する（図３参照）。この動きにつれて連携リンク部材８の中点も開弁方向に移動するので、その中点を支持しているレバー部材２６もその固定側支点回りに反時計回りに角変位する。
【００４７】
この時の連携リンク部材８の角変位量をα、レバー部材２６の角変位量をβとすると、各部材の相互拘束条件関係から、Ｒ2×ｓｉｎα＝Ｒ3×ｓｉｎβ
Ｒ1×ｓｉｎα＝Ｒ0×ｓｉｎθ−Ｒ3×（１−ｃｏｓβ）
となり、開弁側ポペット弁の開弁リフト量をδｖとすると、δｖ＝Ｒ2×２×ｓｉｎα
である。
【００４８】
そして、ｓｉｎβ＝Ｒ2／Ｒ3×ｓｉｎα
ｃｏｓβ＝（１−（Ｒ2／Ｒ3×ｓｉｎα）2）1/2
（Ｒ12＋Ｒ22）／Ｒ32×（ｓｉｎα）2−Ｒ0／Ｒ3×ｓｉｎθ×２×Ｒ1／Ｒ3×ｓｉｎα＋（Ｒ0／Ｒ3×ｓｉｎθ−１）2−１＝０となるから、
Ａ＝（Ｒ12＋Ｒ22）／Ｒ32
Ｂ＝−Ｒ0／Ｒ3×ｓｉｎθ×２×Ｒ1／Ｒ3
Ｃ＝（Ｒ0／Ｒ3×ｓｉｎθ−１）2−１とおけば、
ｓｉｎα＝（（Ｂ2−Ａ×Ｃ×４）1/2−Ｂ）／Ａ／２として、各部材の変位位相状態値が求められる。
【００４９】
なお、θ＝１８０°以降の下死点からの戻り回転領域では、Ｒ0×ｓｉｎθの上下運動変位が下向きに生じるので、連携リンク部材の角変位方向が反時計回りに反転し、上側のポペット弁が閉弁状態で、下側のポペット弁が開弁する領域になる。
【００５０】
この領域の場合、−Ｒ2×ｓｉｎα＝Ｒ3×ｓｉｎβとなるから、
ｓｉｎβ＝Ｒ2／Ｒ3×ｓｉｎαである。
【００５１】
そして、このような開閉方向移動挙動となるポペット弁５，６への閉弁方向圧着推力の付与手段として本実施形態のように各ポペット弁毎に専用の弁バネ７，７を設置しておく方法を採った場合、そのポペット弁５，６の開閉方向移動変位によって弁バネ７，７の撓み量が連動変化するので、開弁側ポペット弁の弁バネの撓み反力は変化するが、閉弁側ポペット弁は不動なので、その弁バネの撓み反力も変化せず、閉弁位置でのセットフォース値が維持される。
【００５２】
この開弁挙動では、開弁側ポペット弁の弁バネ推力に逆らうポペット弁の移動挙動となり、弁開閉制御として連携リンク部材８に強制角変位を与える機構系には、その角変位方向に対する抵抗モーメントとして開弁側ポペット弁の弁バネ推力が作用するから、連携リンク部材８の出力腕部８ａ，８ｂに上下変位を与える偏芯機構部には、上死点から下死点に至る回転角位相領域では下向きの推力が作用し、下死点から上死点への戻り行程では上向きの推力となる。
【００５３】
この上下方向の推力の反力が連携リンク部材８の中点を支持しているレバー部材２６にも作用するので、レバー部材２６に固定支点（支軸２７）回りの回転モーメントが作用し、その回転モーメントにより連携リンク部材８の中点を上死点から下死点に至る回転角位相領域では開弁方向に押す推力として作用し、下死点から上死点への戻り行程では閉弁方向に押す推力として作用するから、閉弁側ポペット弁の弁バネ推力が不変であっても、閉弁側ポペット弁の閉弁圧着推力は僅かに変動する影響がでる。
【００５４】
しかし、ポペット弁５，６の構造として、本実施形態のように油圧推力相殺ピストンを設けたポペット弁構造の場合、油圧の作用状況に拘わらず、ポペット弁５，６には油圧推力は作用しないから、閉弁時の回路遮断機能の保証に必要な弁座１６，１７への圧着推力は比較的小さな値で済む上に、弁座１６，１７への当接による回路遮断円の径を比較的大きく設定できることから、開弁時に求められる回路導通面積の確保に必要な開弁リフト量も極めて僅かな値で済む。
【００５５】
従って、開弁挙動に伴う偏芯機構部への作用推力の値は小さい上に、僅かな開弁リフト量に対応する偏芯量も僅かな値であるため、偏芯軸に作用する回転モーメントの値は、実用上無視し得る極めて僅かな値となるし、レバー部材２６に作用するモーメントの値も僅かな開弁リフト量に対するレバー部材の支点間半径が相対的にかなり大きいことから、極めて僅かな値になり、閉弁側ポペット弁の閉弁圧着推力の変動の影響は実用上の誤差の範囲のレベルとなり、問題は生じない。参考として、図５に連携リンク部材とレバー部材の動作揺動角変位特性を、図６にポペット弁の開弁リフト量変化特性を、図７に閉弁圧着力の変動特性をそれぞれ示している。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。例えば、両ポペット弁双方に常時閉弁方向推力を作用させておく手段と、弁開閉方向の移動が自由で、両ポペット弁の開閉方向位置位相の相対関係で角位相が拘束される連携リンク部材の構成及びその連携リンク部材に対して回転角位相に応じたサイクリックな回転角変位を与える機構としては、種々の機構形態の適用が可能である。例えば図１〜図４に示した実施形態では、前記閉弁推力付与手段として、両ポペット弁双方に個別に専用の弁バネを設けた例が示されているが、前記閉弁推力付与手段は前記レバー部材に設けられていても良く、また前記閉弁推力付与手段はバネに限定されず、例えば油圧シリンダや磁石等であっても良い。
【００５７】
連携リンク部材とポペット弁の開閉方向位置位相との連接方法として、スライダブロック構造ではなく、揺動連接棒を中継部材とした連接方法でもよく、連携リンク部材の弁開閉方向の直角方向の位置決め構造として、揺動レバー部材で支持するのではなく、弁開閉方向に形成された平行溝でガイドされ、弁開閉方向の直角方向の位置のみに拘束されたスライダブロックで支持する構造としても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１  油圧回路切換弁機構
２  プランジャ油室回路
３  油圧供給回路
４  油圧開放回路
５，６  ポペット弁
７  弁バネ（閉弁推力付与手段）
８  連携リンク部材
９  往復角変位機構部
１３  ポンプ回転軸
２３  偏芯部
２４  偏芯運動部材
２６  レバー部材
２７  支軸（固定支点）
２８  ブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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