DE112014004909T5

DE112014004909T5 - Hydraulikpumpe/-Motor

Info

Publication number: DE112014004909T5
Application number: DE112014004909.3T
Authority: DE
Inventors: Takeo Iida; Hideaki Usami; Seiichi Hasegawa
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-07-07
Also published as: JPWO2016067472A1; JP6045745B2; US10018174B2; US20160327015A1; WO2016067472A1; CN105745440A

Abstract

Ein Ziel der vorliegende Erfindung ist die Unterdrückung einer Verringerung in der Saugleistung, während die Rotationsunterstützungsleistung auf Grund eines Restdrucks im Inneren einer Zylinderbohrung 25 erhöht wird, wenn von einem Entladevorgang zu einem Ansaugvorgang übergegangen wird. Vorgesehen ist eine Axialtyp-Hydraulikpumpe/-motor, worin ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildete Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers 7 gleitet, der eine Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 und eine Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 aufweist, und den Umkehrbetrag eines Kolbens in jeder Zylinderbohrung 25 in Abhängigkeit von der Neigung einer Taumelscheibe 3 steuert. Auf der Grundlage der Rotationsrichtung des Zylinderblocks weisen eine Öffnungsform S1a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung eines Zylinderöffnung 25P und eine Öffnungsform B1b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 die gleiche Form oder teilweise die gleiche Form auf.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine(n) Axialtyp-Hydraulikpumpe/-motor (Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor), in der ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildeten Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers gleitet, der einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss aufweist und den Umkehrbetrag eines Kolbens jeweils in den Zylinderbohrungen in Abhängigkeit von der Neigung eines Taumelscheibe steuert. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine(n) Hydraulikpumpe/-motor, die eine Herabsetzung in der Saugleistung unterdrücken kann, während Rotationsunterstützungsleistung auf Grund eines Restdrucks im Inneren einer Zylinderbohrung erhöht wird, wenn von einem Entladevorgang (Hochdruckvorgang) zu einem Ansaugvorgang (Niederdruckvorgang) übergegangen wird. Hintergrund
Gemeinhin werden in vielen Fällen eine hydraulische Axialkolbenpumpe, die durch eine Kraftmaschine angetrieben wird, und ein hydraulischer Axialkolbenmotor, der durch ein Hochdruck-Arbeitsöl angetrieben wird, verwendet, zum Beispiel in Baumaschinen.
Beispielsweise weist die hydraulische Axialkolbenpumpe einen Zylinderblock, eine Vielzahl von Kolben und einen Ventilteller auf. Der Zylinderblock ist so vorgesehen, dass er integral mit einer Rotationswelle rotiert, die im Inneren eines Gehäuses drehbar bereitgestellt und mit einer Vielzahl von Zylindern ausgestaltet ist, die den Umfang betreffend voneinander beabstandet sind und sich axial erstrecken. Jeder der Kolben ist in dem entsprechenden Zylinder des Zylinderblocks verschiebbar befestigt und saugt/entlädt ein Arbeitsöl durch axiales Bewegen entsprechend der Rotation des Zylinderblocks. Der Ventilteller ist zwischen dem Gehäuse und einer Endfläche des Zylinderblocks vorgesehen und mit einer Ansaugöffnung und einer Abgabeöffnung, die mit jedem der Zylinder kommunizieren, ausgestaltet. In der hydraulischen Pumpe rotiert, wenn eine Antriebswelle zur Rotation angetrieben wird, der Zylinderblock zusammen mit einer Arbeitswelle in dem Gehäuse, und jeder der Kolben bewegt sich in dem entsprechenden Zylinder des Zylinderblocks hin und her. Das Arbeitsöl, das aus der Ansaugöffnung in die Zylinder angesaugt wird, wird durch die Kolben mit Druck beaufschlagt und aus der Abgabeöffnung als Hochdruck-Arbeitsöl abgegeben.
Wenn die Zylinderöffnung von jedem Zylinder mit der Ansaugöffnung des Ventiltellers kommuniziert, wird ein Ansaugvorgang durchgeführt. In dem Ansaugvorgang bewegen sich die Kolben zwischen der Startkante und der Endkante der Ansaugöffnung in einer Richtung aus den Zylindern heraus und saugen das Arbeitsöl aus der Ansaugöffnung in den Zylinder ein. Wenn die Zylinderöffnung eines jeden Zylinders mit der Abgabeöffnung kommuniziert, wird andererseits ein Entladevorgang durchgeführt. In dem Entladevorgang bewegen sich die Kolben zwischen der Startkante und der Endkante der Abgabeöffnung in einer Richtung in die Zylinder hinein und geben das Arbeitsöl im Inneren der Zylinder an die Abgabeöffnung ab. Durch Drehen des Zylinderblocks, so dass sich der Ansaugvorgang und der Entladevorgang wiederholen, wird das Arbeitsöl, das aus der Ansaugöffnung in die Zylinder eingesaugt wird, während des Ansaugvorgangs mit Druck beaufschlagt und während des Entladevorgangs an die Abgabeöffnung abgegeben.
Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2000-64950

Kurzdarstellung
Technisches Problem
In der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Hydraulikpumpe oder dergleichen ist der Druck im Inneren der Zylinder, aus denen das Arbeitsöl über die Abgabeöffnung des Ventiltellers während des Entladevorgang entladen wurde, hoch.
Daher wird zum Beispiel in Patentliteratur 1 ein Restdruck-Extraktionsloch vorgesehen und bewirkt, dass das Hochdruck-Arbeitsöl im Inneren der Zylinder zur Ansaugöffnung zurückfließt, wenn vom Entladevorgang zum Ansaugvorgang übergegangen wird. Als Ergebnis wird eine Änderung im Druck des Arbeitsöls vom Entladevorgang zum Ansaugvorgang klein und bewirkt, dass der Druck des Arbeitsöls im Inneren des Zylinders und der Druck des Arbeitsöls im Inneren der Ansaugöffnung gleich sind, wenn die Zylinderöffnung mit der Ansaugöffnung kommuniziert.
Allerdings wird beim Übergang vom Entladevorgang zum Ansaugvorgang, in einem Fall, wobei ein Restdruck im Inneren des Zylinders hoch ist, die Rotation des Zylinderblocks unterstützt und damit die Rotationswirksamkeit verbessert. Daher ist es bevorzugt, dass der Rotationsunterstützungsbereich, der von einem oberen Totpunkt bis zum Restdruck-Extraktionsloch reicht, mit dem die Zylinderöffnung kommuniziert, in der Länge im Hinblick auf die Rotationsdrehmoment-Wirkungsgrad vergrößert wird. Wenn allerdings der Rotationsunterstützungsbereich in der Länge erhöht wird, verschiebt sich ein Endteil auf der Seite des oberen Totpunkt der Ansaugöffnung in Richtung der Seite eines unteren Totpunkt. Als Ergebnis wird die Ansaug-Startzeit, bei der die Zylinderöffnung mit der Ansaugöffnung kommuniziert, verzögert, und der Zeitraum des gesamten Ansaugvorgangs wird verkürzt; daher wird die Saugleistung im Ansaugvorgang verringert.
Die vorliegende Erfindung wird mit Blick auf das Obigen gemacht, und ein Gegenstand davon ist die Bereitstellung einer Hydraulikpumpe/-motor, die eine Verringerung in der Saugleistung unterdrücken kann, während die Rotationsunterstützungsleistung auf Grund eines Restdrucks im Inneren einer Zylinderbohrung beim Übergang von einem Entladevorgang zu einem Ansaugvorgang erhöht wird. Lösung des Problems
Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems und zum Erreichen des Ziels, ist eine Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Axialpumpe/-motor, in der ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildeten Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers gleitet, der einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss aufweist und den Umkehrbetrag eines Kolbens in jeder der Zylinderbohrungen in Abhängigkeit von der Neigung einer Taumelscheibe steuert. Weiterhin erstrecken sich die Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses den Umfang betreffend auf dem gleichen um die Rotationsachse zentrierten Bogen und sind ringförmige Bandformen, die keinen oberen Totpunkt und keinen unteren Totpunkt aufweisen, wobei sich eine Öffnungsform einer Zylinderöffnung in jeder der Zylinderbohrungen auf dem gleichen Bogen, wo der Hochdruckanschluss und der Niederdruckanschluss angeordnet sind, den Umfang betreffend erstreckt und eine ringförmige Bandform ist, die nicht mit dem Hochdruckanschluss und dem Niederdruckanschluss kommuniziert, zumindest bei Positionierung in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt, und wobei auf der Grundlage der Rotationsrichtung des Zylinderblocks: eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses teilweise die gleiche Form aufweisen; und/oder eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses teilweise die gleiche Form aufweisen.
Weiterhin weisen in der Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung, in der obigen Erfindung, die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses die gleiche Form auf, und/oder die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses weisen die gleiche Form auf.
Weiterhin weisen in der Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung, in der obigen Erfindung, die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses teilweise die gleiche Form auf, und/oder die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses weisen teilweise die gleiche Form auf.
Weiterhin weisen in der Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung, in der obigen Erfindung, die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses die gleiche Form auf, und/oder die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Hochdruckanschluss weisen die gleiche Form auf.
Weiterhin weist die Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung, in der obigen Erfindung, weiterhin eine Restdruck-Entlastungsöffnung auf, die auf dem Ventilteller vorgesehen ist und mit der Zylinderbohrung auf der Seite des oberen Totpunkt kommuniziert, bevor die Zylinderbohrung auf der Seite des oberen Totpunkt mit dem Niederdruckanschluss kommuniziert. Weiterhin ist ein Öffnungsteil des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses von dem oberen Totpunkt getrennt, so dass er mit einem Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung kommuniziert, nachdem der Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung einen Rotationsunterstützungsbereich, wo die Rotation des Zylinderblocks durch einen Drucköl im Inneren der Zylinderbohrung von einer oberen Totpunktposition der Zylinderöffnung unterstützt wird, und einen Restdruck-Entspannungsbereich, wo der Druck im Inneren der Zylinderbohrung durch die Kommunikation zwischen der Restdruck-Entspannungsöffnung und der Zylinderbohrung herabgesetzt wird, durchläuft, und zu einem Ansaugvorgang übergeht.
Weiterhin ist in der Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung, in der obigen Erfindung, mindestens eines von einem Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses, einem Öffnungsteil des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses, und einem Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses an einer Position, die nicht mit der Zylinderöffnung kommuniziert, nur dann ausgebildet, wenn die Zylinderöffnung in dem oberen Totpunkt oder dem unteren Totpunkt positioniert ist.
Weiterhin ist in der Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung, in der obigen Erfindung, die Öffnungsform der Zylinderöffnung eine Kokon-artige ringförmige Bandform, in der die Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung Bögen bilden.
Weiterhin sind in der Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung, in der obigen Erfindung, die Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses Kokon-artige ringförmige Bandformen, in denen die Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in den Rotationsrichtungen Bögen bilden.
Weiterhin ist die Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Axialpumpe/-motor, in der ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildete Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers gleitet, der einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss aufweist und den Umkehrbetrag eines Kolbens in jeder der Zylinderbohrungen in Abhängigkeit von der Neigung einer Taumelscheibe steuert. Weiterhin erstrecken sich die Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses den Umfang betreffend auf dem gleichen um die Rotationsachse zentrierten Bogen und sind ringförmige Bandformen, die keinen oberen Totpunkt und keinen unteren Totpunkt aufweisen, eine Öffnungsform einer Zylinderöffnung in jeder der Zylinderbohrungen erstreckt sich den Umfang betreffend auf dem gleichen Bogen, wo der Hochdruckanschluss und der Niederdruckanschluss angeordnet sind, und ist eine ringförmige Bandform, die nicht mit dem Hochdruckanschluss und dem Niederdruckanschluss kommuniziert, zumindest bei Positionierung in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt, und auf der Grundlage der Rotationsrichtung des Zylinderblocks: Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung sind kreisförmige konvexe Formen; Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses sind kreisförmige konvexe Formen;
eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses ist eine kreisförmige konkave Form; und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses weisen die gleiche Form auf.
Weiterhin ist die Hydraulikpumpe/-motor gemäß der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Axialpumpe/-motor, worin ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildete Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers gleitet, der einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss aufweist und den Umkehrbetrag eines Kolbens in jeder der Zylinderbohrungen in Abhängigkeit von der Neigung einer Taumelscheibe steuert. Weiterhin erstrecken sich Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses den Umfang betreffend auf dem gleichen um die Rotationsachse zentrierten Bogen und sind ringförmige Bandformen, die keinen oberen Totpunkt und keinen unteren Totpunkt aufweisen,
eine Öffnungsform einer Zylinderöffnung in jeder der Zylinderbohrungen sich den Umfang betreffend auf dem gleichen Bogen erstreckt, wo der Hochdruckanschluss und der Niederdruckanschluss angeordnet sind, und ist eine ringförmige Bandform, die nicht mit dem Hochdruckanschluss und dem Niederdruckanschluss kommuniziert, zumindest bei Positionierung in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt, und auf der Grundlage der Rotationsrichtung des Zylinderblocks: Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung sind kreisförmige konvexe Formen; eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses ist eine kreisförmige konkave Form; Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses sind kreisförmige konkave Formen; Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses weisen die gleiche Form auf; und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung, die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses, und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses weisen die gleiche Form auf.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung, auf der Grundlage der Rotationsrichtung eines Zylinderblocks, weisen eine Öffnungsform eines Endteils (kann auch Endbereich genannt werden) auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung eines Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung eines Niederdruckanschlusses teilweise die gleiche Form auf, und/oder eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses weisen teilweise die gleiche Form auf. Als Ergebnis wird ein Öffnungsbereich des Niederdruckanschlusses groß und somit kann die Verringerung in der Saugleistung unterdrückt werden, während die Rotationsunterstützungsleistung auf Grund eines Restdrucks im Inneren einer Zylinderbohrung beim Übergang von einem Entladevorgang zu einem Ansaugvorgang erhöht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht und erläutert eine schematische Konfiguration einer Hydraulikpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittansicht bezüglich der Linie A-A der Hydraulikpumpe, die in 1 erläutert ist.
3 ist eine Ansicht und erläutert einen Querschnitt bezüglich der Linie B-B der Hydraulikpumpe, die in 1 erläutert ist, und einen Querschnitt eines mit der Hydraulikpumpe verbundenen Arbeitsölspeichers.
4 ist eine Ansicht und erläutert eine Konfiguration einer Gleitfläche eines Zylinderblocks bezüglich eines Ventiltellers, betrachtet in der X-Richtung.
5 ist eine Ansicht und erläutert Öffnungsformen einer Ventilteller-Ansaugöffnung und einer Ventilteller-Abgabeöffnung des Ventiltellers bezüglich einer Zylinderöffnung, die in 3 erläutert ist.
6 ist eine Ansicht und erläutert Öffnungsformen einer Ventilteller-Ansaugöffnung und einer Ventilteller-Abgabeöffnung eines Ventiltellers bezüglich einer Zylinderöffnung, gemäß einer ersten Modifikation der Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Ansicht und erläutert Öffnungsformen einer Ventilteller-Ansaugöffnung und einer Ventilteller-Abgabeöffnung eines Ventiltellers bezüglich einer Zylinderöffnung gemäß einer zweiten Modifikation der Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Ansicht und erläutert Öffnungsformen einer Ventilteller-Ansaugöffnung und einer Ventilteller-Abgabeöffnung eines Ventiltellers bezüglich einer Zylinderöffnung gemäß einer dritten Modifikation der Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Ansicht und erläutert Öffnungsformen einer Ventilteller-Ansaugöffnung und einer Ventilteller-Abgabeöffnung eines Ventiltellers bezüglich einer Zylinderöffnung gemäß einer vierten Modifikation der Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Ansicht und erläutert ein Beispiel einer Öffnungsform einer Ventilteller-Ansaugöffnung bezüglich einer Zylinderöffnung gemäß einer fünften Modifikation der Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Ansicht und erläutert ein Beispiel einer Öffnungsform der Ventilteller-Ansaugöffnung bezüglich der Zylinderöffnung gemäß der fünften Modifikation der Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Hydraulikpumpe/-motor, der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
[Gesamtkonfiguration der Hydraulikpumpe]
1 ist eine Schnittansicht und erläutert eine schematische Konfiguration einer Hydraulikpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Linie-A-A-Querschnittansicht der Hydraulikpumpe, die in 1 erläutert ist. Die Hydraulikpumpe, die in 1 und 2 erläutert ist, überführt die Motorgeschwindigkeit und das auf eine Welle 1 übertragene Drehmoment in hydraulischen Druck und gibt dann aus einer Ansaugöffnung P1 eingesaugtes Öl durch eine Abgabeöffnung P2 als ein Hochdruck-Arbeitsöl ab. Weiterhin ist die Hydraulikpumpe eine variable hydraulische Verdrängerpumpe, die die aus der Pumpe abgegebene Menge des Arbeitsöls durch Ändern eines Neigungswinkels einer Taumelscheibe 3 variieren kann.
Hierin im Folgenden wird eine Achse entlang einer Achse C der Welle 1 als X-Achse bezeichnet, eine Achse entlang einer geneigten Mittelachse, die eine Linie ist, die Drehpunkte für die Taumelscheibe 3, um sich zu neigen, verbindet, als Z-Achse bezeichnet, und eine Achse senkrecht zur X-Achse und Z-Achse wird als Y-Achse bezeichnet. Zudem wird die Richtung von einem Endteil auf einer Eingabeseite der Welle 1 zu einem Endteil der gegenüberliegenden Seite als X-Richtung bezeichnet.
Die Hydraulikpumpe weist die Welle 1, einen Zylinderblock 6 und die Taumelscheibe 3 auf. Die Welle 1 ist durch ein Gehäuse 2 und eine Abschlusskappe 8 jeweils über Lager 9a, 9b drehbar und schwenkbar gelagert. Der Zylinderblock 6 ist mit der Welle 1 über eine Keilstruktur 11 verbunden, und wird zur Rotation integral mit der Welle 1 innerhalb des Gehäuses 2 und der Abschlusskappe 8 angetrieben. Die Taumelscheibe 3 ist zwischen einer Seitenwand des Gehäuses 2 und dem Zylinderblock 6 vorgesehen. Die Zylinderblock 6 ist mit einer Vielzahl von Kolbenzylindern (Zylinderbohrungen 25) vorgesehen, die in gleichen Intervallen den Umfang betreffend (zirkumferentiell) um die Achse C der Welle 1 und parallel zur Achse C der Welle 1 angeordnet sind. Ein Kolben 5, der in der Lage ist, sich parallel zur Achse C der Welle 1 hin und her zu bewegen, ist in jede der Vielzahl von Zylinderbohrungen 25 eingeführt.
Der Kolben 5, der aus jeder der Zylinderbohrungen 25 herausragt, weist am Spitzen-Ende eine kugelig-konkave Sphäre auf. Ein kugelig-konvexer Teil eines Schuhs 4 passt in den kugelig-konkaven Teil, und der Kolben 5 und der Schuh 4 bilden ein kugeliges Wellenlager. Der kugelige konkave Teil des Kolbens 5 ist abgedichtet und somit wird die Trennung aus dem Schuh 4 verhindert.
Die Taumelscheibe 3 weist eine flache Gleitfläche S auf der dem Zylinderblock 6 zugewandten Seite auf. Der Schuh 4 gleitet gemäß der mit der Rotation der Welle 1 verzahnten Rotation des Zylinderblocks 6 kreisförmig oder elliptisch, während er gegen die Gleitfläche S gepresst wird. Eine Feder 15, ein beweglicher Ring 16, eine Nadel 17, und ein ringförmiges Andrückelement 18 sind um die Achse der Welle 1 vorgesehen. Die Feder 15 wird durch einen Ring 14 gestützt, der auf dem Innenumfang auf der Seite der X-Richtung des Zylinderblocks 6 vorgesehen ist. Der bewegliche Ring 16 und die Nadel 17 werden durch die Feder 15 angepresst. Das Andrückelement 18 stößt an die Nadel 17 an. Der Schuh 4 wird durch das Andrückelement 18 gegen die Gleitfläche S gedrückt.
Auf der Seitenwand des Gehäuses 2 sind zwei halbkugelige Wellenlager 20, 21, die jeweils zur Seite der Taumelscheibe 3 hin aufragen, in symmetrischen Positionen bezüglich des Achsenzentrums der Welle 1 vorgesehen. Auf der Seite der Seitenwand des Gehäuses 2 der Taumelscheibe 3, sind jeweils zwei konkave Kugeln auf dem Teil entsprechend den Positionen, wo die Wellenlager 20, 21 angeordnet wurden, ausgebildet. Ein Wellenlager der Taumelscheibe 3 wird gebildet, wenn das Wellenlager 20, 21 und zwei konkave Kugeln der Taumelscheibe 3 aneinanderstoßen. Die Wellenlager 20, 21 sind in der Z-Achsenrichtung angeordnet.
Wie in 2 erläutert, neigt sich die Taumelscheibe 3 in einer Ebene senkrecht zu einer X-Y-Ebene unter Verwendung einer Linie, die das Wellenlager 20, 21 verbindet, als Achse (parallel zur Z-Achse). Die Neigung der Taumelscheibe 3 wird durch einen Kolben 10 bestimmt, der sich während des Andrückens von einem Ende der Taumelscheibe 3 entlang der X-Richtung von der Seite der Seitenwand des Gehäuses 2 aus hin und her bewegt. Die Taumelscheibe 3 neigt sich durch die Hin-und-Her-Bewegung des Kolbens 10 unter Verwendung der Linie, die das Wellenlager 20, 21 verbindet, als Gelenklinie. Die Gleitfläche S neigt sich ebenfalls auf Grund der Neigung der Taumelscheibe 3 und somit rotiert der Zylinderblock 6 gemäß der Rotation der Welle 1. Zum Beispiel gleitet, wie in 1 und 2 erläutert, in einem Fall, wobei der Neigungswinkel aus einer X-Z-Ebene a ist, wenn der Zylinderblock entgegen dem Uhrzeigersinn, betrachtet in der X-Richtung, rotiert, der Schuh 4 kreisförmig oder elliptisch entlang der Gleitfläche S, und dementsprechend bewegt sich der Kolben 5 im Inneren von jeder der Zylinderbohrungen 25 hin und her.
Wenn sich der Kolben 5 zu der Seite der Taumelscheibe 3 bewegt, wird das Öl aus einer Ansaugöffnung P1 jeweils in den Zylinderbohrungen 25 über einen Ventilteller 7 (oder Ventilplatte) angesaugt. Wenn sich der Kolben 5 zu der Seite des Ventiltellers 7 bewegt, wird das Öl im Inneren von jeder der Zylinderbohrungen 25 über den Ventilteller 7 aus der Abgabeöffnung P2 als ein Hochdruck-Arbeitsöl abgegeben. Die Menge des aus der Abgabeöffnung P2 abgegebenen Arbeitsöls wird durch Einstellen der Neigung der Taumelscheibe 3 variabel gesteuert.
[Konfiguration von Ventilteller und Zylinderblock]
Der an der Seite der Abschlusskappe 8 befestigte Ventilteller 7 und der Zylinderblock 6m, der rotiert, sind über eine Gleitfläche Sa in gegenseitigem Kontakt. 3 ist eine Querschnittansicht bezüglich der Linie B-B-Linien der Hydraulikpumpe, die in 1 erläutert ist. 4 ist eine Ansicht und erläutert eine Konfiguration der Gleitfläche Sa des Zylinderblocks 6 bezüglich des Ventiltellers 7, betrachtet in der X-Richtung. Eine Endfläche auf der Seite der Gleitfläche Sa des Ventiltellers 7 und eine Endfläche auf der Seite der Gleitfläche Sa des Zylinderblocks 6, der in 3 und 4 erläutert ist, gleiten durch die Rotation des Zylinderblocks 6 übereinander.
Wie in 3 erläutert, weist der Ventilteller 7 eine Ventilteller-Ansaugöffnung PB1, die mit der Ansaugöffnung P1 kommuniziert, und eine Ventilteller-Abgabeöffnung PB2, die mit der Abgabeöffnung P2 kommuniziert, auf. Öffnungsformen der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 erstrecken sich den Umfang betreffend auf dem gleichen um die Rotationsachse C zentrierten Bogen und sind ringförmige Bandformen, die keinen oberen Totpunkt und keinen unteren
Totpunkt aufweisen. Wie in 4 erläutert, sind die Öffnungen der neun Zylinderbohrungen 25 (Zylinderöffnungen 25P), wo sich der Kolben 5 hin und her bewegt, auf der Seite der Gleitfläche Sa des Zylinderblocks 6 in gleichen Abständen und auf dem gleichen Bogen, wo die Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und die Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 angeordnet sind, vorgesehen. Eine Öffnungsform der Zylinderöffnung 25P erstreckt sich den Umfang betreffend auf dem gleichen Bogen, wo die Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und die Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 angeordnet sind, und ist eine ringförmige Bandform, die bei Positionierung in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt nicht mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 kommuniziert.
In 3 und 4, wenn der Zylinderblock 6 im Uhrzeigersinn rotiert, betrachtet in einer Richtung zur X-Richtung hin, wie in 3, wird der Entladevorgang auf der Seite der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 durchgeführt, die auf der oberen Seite der Zeichnung vorhanden ist, und der Ansaugvorgang wird auf der Seite der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 durchgeführt, die auf der unteren Seite der Zeichnung vorhanden ist. Demnach wird in einem solchen Fall die rechte Endseite der Zeichnung in 3 zum oberen Totpunkt, wo der Entladevorgang in den Ansaugvorgang umgeschaltet hat und wo sich der Kolben 5 maximal zur Seite der Gleitfläche Sa im Inneren der Zylinderbohrung 25 hinein bewegt hat. Der Hochdruck-Status im Inneren der Zylinderbohrung 25 verschiebt sich zum Niederdruck-Status. Anderseits wird die linke Endseite der Zeichnung in 3 zum unteren Totpunkt, wo der Ansaugvorgang in den Entladevorgang umgeschaltet hat und wo der Kolben 5 sich am weitesten von der Seite der Gleitfläche Sa im Inneren der Zylinderbohrung 25 weg bewegt hat. Wenn die Zylinderöffnung 25P den unteree Totpunkt durchläuft, verschiebt sich der Niederdruck-Status zum Hochdruck-Status.
Wie in 3 erläutert, ist eine Kerbe 26 in dem Ventilteller 7 vorgesehen. Die Kerbe 26 ist vorgesehen, so dass sie sich von dem Endteil der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 auf der Seite des unteren Totpunkt bis zur Seite des unteren Totpunkt erstreckt. Die Kerbe 26 hat eine Funktion der Regulierung des Eigendrucks der Zylinderbohrung 25, bevor die Zylinderbohrung 25 mit der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 kommuniziert. Durch das Vorsehen der Kerbe 26 kommt der Druck im Inneren der Zylinderbohrung 25 nach und nach nahe an den Druck im Inneren der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 heran, gerade unmittelbar bevor die Zylinderbohrung 25 mit der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 kommuniziert. Als Folge werden Erosion und Geräusche der Zylinderbohrung 25, die verursacht werden, wenn die Zylinderbohrung 25 mit der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 kommuniziert, unterdrückt.
Wie in 3 erläutert, ist in Ventilteller 7 eine Restdruck-Entlastungsöffnung 30 vorgesehen. Die Restdruck-Entlastungsöffnung 30 ist in einem Bereich innerhalb eines Rotationsbewegungsbereichs E der Zylinderöffnung 25P und nahe des oberen Totpunkts bis zur Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 vorgesehen. Die Restdruck-Entlastungsöffnung 30 ist an einer Position vorgesehen, die in der Lage ist, mit der Zylinderbohrung 25 zu kommunizieren, bevor die Zylinderbohrung 25 mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 kommuniziert. Die Restdruck-Entlastungsöffnung 30 ist über einen Strömungsweg L1 mit einem Arbeitsölspeicher T verbunden. Der Arbeitsölspeicher T ist über einen Strömungsweg L mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 verbunden.
Der Arbeitsölspeicher T ist mit einem Trennblech 50 vorgesehen, das das Arbeitsöl in Bereiche E1, E2 in der horizontalen Richtung trennt. Das Arbeitsöl im Inneren der Zylinderbohrung 25, die eine große Menge an Luft enthält, fließt über den Strömungsweg L1 in den Bereich E1. Das Arbeitsöl wird aus dem Bereich E2 über den Strömungsweg L zur Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 geführt. Die Luft in dem Arbeitsöl, das in den Bereich E1 eingeströmt ist, wird in Bereich E1 entfernt. Das reine Arbeitsöl mit der in Bereich E1 verringerten Luft strömt über den oberen Teil des Trennblechs 50 in den Bereich E2 ein. In Bereich E2 ist eine Abschirmplatte 51, die sich horizontal erstreckt, am oberen Teil einer Auslassöffnung für das Arbeitsöl vorgesehen. Durch das Vorsehen der Abschirmplatte 51 wird das reine Arbeitsöl, das keinen abgesetzten Staub oder dergleichen enthält, der Seite der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 zugeführt.
Von einer Position, wo sich die Zylinderöffnung 25P in dem oberen Totpunkt befindet, d.h. eine Position, wo sich das zirkumferentielle Spitzen-Ende der Zylinderöffnung 25P in der Rotationsrichtung bei einem Winkel θ0 befindet, bis zu einer Position, wo die Zylinderbohrung 25 mit der Restdruck-Entlastungsöffnung 30 (Rotationsunterstützungsbereich Δθ1) kommuniziert, wird die Rotation des Zylinderblocks 6 durch das mit Druck beaufschlagte Arbeitsöl im Inneren der Zylinderbohrung 25 unterstützt. In der Regel wird das Arbeitsöl in der Ansaugöffnung P1 unter Verwendung eines Laufrads (nicht erläutert) unterstützt, das die Rotationskraft der Welle 1 einsetzt; allerdings gibt es in Abhängigkeit von den Gerätetypen einen Fall, wobei das Laufrad bei der Durchführung der Rotationsunterstützung nicht verwendet werden braucht. Daher kann durch ein Durchführen der Rotationsunterstützung so weit wie möglich der Energiewirkungsgrad verbessert werden, während die Struktur vereinfacht wird.
Anschließend fließt, bis das zirkumferentielle Spitzen-Ende der Zylinderöffnung 25P durch einen Winkel θ1 hindurchgeht und die Zylinderbohrung 25 mit der Restdruck-Entlastungsöffnung 30 kommuniziert, und die Zylinderbohrung 25 mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 kommuniziert, wenn sich das zirkumferentielle Spitzen-Ende der Zylinderöffnung 25P bei einem Winkel θ2 befindet (Restdruck-Entspannungsbereich Δθ2), das mit Druck beaufschlagte Arbeitsöl im Inneren der Zylinderbohrung 25 über die Restdruck-Entlastungsöffnung 30 und den Strömungsweg L1 in den Arbeitsölspeicher T. Als Ergebnis nimmt ein Restdruck im Inneren der Zylinderbohrung 25 ab.
[Öffnungsformen der Zylinderöffnung und Ventilteller-Ansaugöffnung]
Wie in 5 erläutert, weist eine Öffnungsform PB1b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung einer herkömmlichen Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 einen Bogen auf, der zur hinteren Endseite hin aufragt. Gleichermaßen weist eine Öffnungsform S1a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P einen Bogen auf, der zur Spitzen-Endseite hin absteht. Wenn daher die Zylinderöffnung 25P mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 im Winkel θ2 kommuniziert, kontaktieren sie sich gegenseitig an einem Punkt, und der kommunizierende Bereich wurde nach und nach gemäß der Rotation des Zylinderblocks 6 vergrößert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Öffnungsform PB1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 eine Öffnungsform B1b eines Endteils auf der Rückseite in der
Rotationsrichtung davon. Zudem weisen die Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform S1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung die gleiche Form auf. D.h. wenn die Zylinderöffnung 25P mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 gemäß der Rotation des Zylinderblocks 6 kommuniziert, überlappen sich die Öffnungsform S1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P und die Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1. Als Ergebnis kann, im Vergleich zu früher, die Saugleistung im Ansaugvorgang durch die Fläche der durch diagonale Linien veranschaulichten Bereiche E10, E11 erhöht werden. D.h. es ist möglich, die Herabsetzung in der Saugleistung auch dann zu unterdrücken, wenn der Rotationsunterstützungsbereich Δθ1 im Vergleich zu früher größer eingestellt ist.
Wenn die Zylinderöffnung 25P mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 kommuniziert, können die Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und die Öffnungsform S1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P teilweise die gleiche Form aufweisen und sich teilweise überlappen.
Beide Endteile in der radialen Richtung die Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 werden durch Schaftfräsbearbeiten abgeschrägt.
(Erste Modifikation)
In der Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, weisen die Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und die Öffnungsform S1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P die gleiche Form auf. Wie in 6 erläutert, weisen in einer ersten Modifikation eine Öffnungsform B1a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung einer Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und eine Öffnungsform H1a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung einer Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 jeweils die gleiche Form auf wie eine Öffnungsform S1b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung einer Zylinderöffnung 25P. D.h. wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 gemäß der Rotation des Zylinderblocks 6 unterbrochen ist, und wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 unterbrochen ist, überlappt die Öffnungsform S1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P mit einer Öffnungsform B1b eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und einer Öffnungsform H1a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2. Als Ergebnis können die Ansaugfläche und die Abgabefläche größer sein als früher.
Wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 unterbrochen ist, können die Öffnungsform B1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung, die Öffnungsform H1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung, und die Öffnungsform S1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung teilweise gleich sein, und die Öffnungsform B1a und die Öffnungsform H1a können jeweils teilweise mit der Öffnungsform S1b überlappen. Die Öffnungsform B1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung oder die Öffnungsform H1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung kann gleich oder teilweise gleich sein wie die Öffnungsform S1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung.
Wie in 6 erläutert, ist es zur Vergrößerung der Ansaugfläche und der Abgabefläche, wie vorstehend beschrieben, bevorzugt, dass die Öffnungsbereiche der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 so weit wie möglich ausgeweitet werden, so dass die Zylinderöffnung 25P nur dann nicht mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 kommuniziert, wenn die Zylinderöffnung 25P in einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt positioniert ist. Allerdings ist eine zirkumferentielle hintere Endöffnungsposition der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1, die einen Rotationsunterstützungsbereich Δθ1 aufweist, wo ein Entladevorgang in einen Ansaugvorgang übergeht, nicht hierauf beschränkt. In einem Fall, wobei eine Kerbe 26 auf der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 vorgesehen ist, kommuniziert die Zylinderöffnung 25P nur dann nicht mit dem Spitzen-Endteil der Kerbe 26, wenn die Zylinderöffnung 25P in dem unteren Totpunkt positioniert ist. Die Öffnungsbereiche der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 sind so weit wie möglich ausgeweitet, so dass die Zylinderöffnung 25P nur dann nicht mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 kommuniziert, wenn die Zylinderöffnung 25P in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt positioniert ist; allerdings ist es in Anbetracht von Herstellungsfehlern bevorzugt, die Öffnungen PB1 und PB2 getrennt um einen vorbestimmten Abstand zu positionieren.
(Zweite Modifikation)
Gemäß einer zweiten Modifikation, wie in 7 erläutert, wird die konvexe Öffnungsform S1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P in eine konkave Öffnungsform S2a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung geändert, und die konkave Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 wird in eine konvexe Öffnungsform B2b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung einer Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 geändert; daher weisen die Öffnungsform S2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform B2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung die gleiche Form auf. D.h. wenn eine Zylinderöffnung 25P mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 gemäß der Rotation eines Zylinderblocks 6 kommuniziert, überlappen sich die Öffnungsform S2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P und die Öffnungsform B2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1. Ähnlich der ersten Modifikation überlappen, wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 unterbrochen ist, und wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 unterbrochen ist, eine Öffnungsform S1b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P mit einer Öffnungsform B1a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 und eine Öffnungsform H1a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2. Auch können in diesem Fall die Öffnungsform S2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform B2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung teilweise gleich sein.
(Dritte Modifikation)
Gemäß einer dritten Modifikation, wie in 8 erläutert, ist eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung einer Zylinderöffnung 25P eine konvexe Öffnungsform S1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung, und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P ist eine konkave Öffnungsform S2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung. Demnach ist eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung einer Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 eine konkave Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung, eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 ist eine konvexe Öffnungsform B2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung, und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung eines Ventiltellers-Abgabeöffnung PB2 ist eine konvexe Öffnungsform H2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung. Weiterhin weisen die Öffnungsform S1a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform B1b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung die gleiche Form auf. Die Öffnungsform S2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform B2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung weisen die gleiche Form auf. Die Öffnungsform S2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform H2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung weisen die gleiche Form auf. D.h. wenn die Zylinderöffnung 25P mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 kommuniziert und wenn die Kommunikation dazwischen unterbrochen ist, und wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und die Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 unterbrochen ist, überlappt eine Öffnungsform des Endteils in der Öffnung die andere. Auch können in diesem Fall die Öffnungsformen nicht komplett die gleiche Form aufweisen, aber sie können teilweise die gleiche Form aufweisen.
(Vierte Modifikation)
Gemäß einer vierten Modifikation, wie in 9 erläutert, sind eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung einer Zylinderöffnung 25P und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P eine konkave Öffnungsform S2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung bzw. eine konkave Öffnungsform S2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung. Demnach weist eine Öffnungsform B2b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung einer Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 eine konvexe Form auf, eine Öffnungsform B2a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 weist eine konvexe Form auf, und eine Öffnungsform H2a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung einer Ventiltellers-Abgabeöffnung PB2 weist eine konvexe Form auf. Weiterhin weisen die Öffnungsform S2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform B2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung die gleiche Form auf. Die Öffnungsform S2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform B2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung weisen die gleiche Form auf. Die Öffnungsform S2b des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung und die Öffnungsform H2a des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung weisen die gleiche Form auf. D.h. wenn die Zylinderöffnung 25P mit der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1 kommuniziert und wenn die Kommunikation dazwischen unterbrochen ist, und wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und der Ventilteller-Abgabeöffnung PB2 unterbrochen ist, überlappt eine Öffnungsform des Endteils in der Öffnung die andere. Auch in diesem Fall brauchen die Öffnungsformen nicht komplett die gleiche Form aufzuweisen, können aber teilweise die gleiche Form aufweisen.
(Fünfte Modifikation)
In der Ausführungsform und den vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Modifikationen waren die Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und/oder der Rückseite in der Rotationsrichtung kreisförmige konvexe Formen oder kreisförmige konkave Formen; allerdings sind die Öffnungsformen der Endteile nicht auf diese beschränkt und können jede Form sein. Beispielsweise kann jede Öffnungsform die gleiche Form mit einer geraden Linienform als eine Öffnungsform S3a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung einer Zylinderöffnung 25P und eine Öffnungsform B3b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung einer Ventilteller-Ansaugöffnung PB1, die in 10 erläutert ist, aufweisen. Zudem kann jede Öffnungsform die gleiche Form mit einer Wellenform mit einer konvexen/konkaven Form als eine Öffnungsform S4a eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung 25P und eine Öffnungsform B4b eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung PB1, die in 11 erläutert ist, aufweisen. Auch können in diesen Fällen die Formen nicht komplett die gleiche Form aufweisen, können aber teilweise die gleiche Form aufweisen.
Die konvexe Form oder konkave Form die Öffnungsform in der Ausführungsform und der ersten bis vierten Modifikation, die vorstehend beschrieben sind, weist die Form eines umgekehrten U bzw. eine U-Form auf.
Die Komponenten der Ausführungsform und der ersten bis fünften Modifikationen, die vorstehend beschrieben sind, können nach Bedarf kombiniert werden.
In der Ausführungsform und der ersten bis fünften Modifikation, die vorstehend beschrieben sind, wurde die Hydraulikpumpe als ein Beispiel beschrieben; allerdings ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt und kann auch auf einen Hydraulikmotor angewandt werden. Im Falle des Hydraulikmotors entspricht eine Hochdruck-Seite einer Abgabeseite der Hydraulikpumpe, und eine Niederdruckseite entspricht einer Saugseite der Hydraulikpumpe.
Auch in diesem Fall überlappt, gemäß der Rotation eines Zylinderblocks 6, wenn eine Zylinderöffnung 25P mit einem Niederdruckanschluss kommuniziert oder wenn die Kommunikation dazwischen unterbrochen ist, oder wenn die Kommunikation zwischen der Zylinderöffnung 25P und einem Hochdruckanschluss unterbrochen ist, jede Öffnungsform des Endteils in der Rotationsrichtung in der Öffnung komplett oder teilweise.
Weiterhin wurde in der Ausführungsform und der ersten bis fünften Modifikation die Taumelscheiben-Hydraulikpumpe/-motor als Beispiel beschrieben; allerdings ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt und kann auch auf eine schräge hydraulische Wellenpumpe/-motor angewandt werden.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Gehäuse
3: Taumelscheibe
4: Schuh
5, 10: Kolben
6: Zylinderblock
7: Ventilteller
8: Endkappe
9a, 9b: Lager
11: Keilstruktur
14: Ring
15: Feder
16: Beweglicher Ring
17: Nadel
18: Andrückelement
20, 21: Wellenlager
25: Zylinderbohrung
25P: Zylinderöffnung
26: Kerbe
30: Restdruck-Entlastungsöffnung
50: Trennplatte
51: Abschirmplatte
L, L1: Strömungsweg
P1: Ansaugöffnung
P2: Abgabeöffnung
PB1: Ventilteller-Ansaugöffnung
PB2: Ventilteller-Abgabeöffnung
S, Sa: Gleitfläche
S1a, S2a, S3a, S4a: Öffnungsformen des Endteils auf der Rückseite in Rotationsrichtung der Zylinderöffnung
S1b, S2b: Öffnungsformen des Endteils auf der Rückseite in Rotationsrichtung der Zylinderöffnung
B1a, B2a: Öffnungsformen des Endteils auf der Vorderseite in Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung
B1b, B2b, B3b, B4b: Öffnungsformen des Endteils auf der Vorderseite in Rotationsrichtung der Ventilteller-Ansaugöffnung
H1a, H2a: Öffnungsformen des Endteils auf der Vorderseite in Rotationsrichtung der Ventilteller-Abgabeöffnung
T: Arbeitsölbehälter

Claims

Hydraulische Axialpumpe/-motor, worin ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildeten Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers gleitet, der einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss aufweist und den Umkehrbetrag eines Kolbens in jeder der Zylinderbohrungen in Abhängigkeit von der Neigung einer Taumelscheibe steuert, wobei Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses sich den Umfang betreffend auf dem gleichen um die Rotationsachse zentrierten Bogen erstrecken und ringförmige Bandformen sind, die keinen oberen Totpunkt und unteren Totpunkt aufweisen, eine Öffnungsform einer Zylinderöffnung sich in jeder der Zylinderbohrungen den Umfang betreffend auf dem gleichen Bogen erstreckt, wo der Hochdruckanschluss und der Niederdruckanschluss angeordnet sind, und eine ringförmige Bandform ist, die nicht mit dem Hochdruckanschluss und dem Niederdruckanschluss kommuniziert, zumindest wenn sie in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt positioniert ist, und auf der Grundlage der Rotationsrichtung des Zylinderblocks: eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses teilweise die gleiche Form aufweisen; und/oder eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses teilweise die gleiche Form aufweisen.
Hydraulikpumpe/-motor nach Anspruch 1, wobei die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses die gleiche Form aufweisen, und/oder die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses die gleiche Form aufweisen.
Hydraulikpumpe/-motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses teilweise die gleiche Form aufweisen, und/oder die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses teilweise die gleiche Form aufweisen.
Hydraulikpumpe/-motor nach Anspruch 3, wobei die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses die gleiche Form aufweisen, und/oder die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses die gleiche Form aufweisen.
Hydraulikpumpe/-motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend eine Restdruck-Entlastungsöffnung, die auf dem Ventilteller vorgesehen ist und mit der Zylinderbohrung auf der Seite des oberen Totpunkts kommuniziert, bevor die Zylinderbohrung auf der Seite des oberen Totpunkts mit dem Niederdruckanschluss kommuniziert, wobei ein Öffnungsteil des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses von dem oberen Totpunkt getrennt ist, so dass es mit einem Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung kommuniziert, nachdem der Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung durch einen Rotationsunterstützungsbereich hindurchgeht, wo die Rotation des Zylinderblocks durch ein Drucköl im Inneren der Zylinderbohrung von einer oberen Totpunktposition der Zylinderöffnung unterstützt wird, und ein Restdruck-Entspannungsbereich, wo der Druck im Inneren der Zylinderbohrung, durch die Kommunikation zwischen der Restdruck-Entlastungsöffnung und der Zylinderbohrung abnimmt und zu einem Ansaugvorgang übergeht.
Hydraulikpumpe/-motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eines von einem Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses, einem Öffnungsteil des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses, und einem Öffnungsteil des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses an einer Position ausgebildet ist, die nur dann nicht mit der Zylinderöffnung kommuniziert, wenn die Zylinderöffnung in dem oberen Totpunkt oder unteren Totpunkt positioniert ist.
Hydraulikpumpe/-motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Öffnungsform der Zylinderöffnung eine Kokon-artige ringförmige Bandform ist, in der die Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung Bögen ausbilden.
Hydraulikpumpe/-motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses Kokon-artige ringförmige Bandformen sind, worin die Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in den Rotationsrichtungen Bögen ausbilden.
Hydraulische Axialpumpe/-motor, worin ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildeten Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers gleitet, der einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss aufweist und den Umkehrbetrag eines Kolbens in jeder der Zylinderbohrungen in Abhängigkeit von der Neigung einer Taumelscheibe steuert, wobei Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses sich den Umfang betreffend auf dem gleichen um die Rotationsachse zentrierten Bogen erstrecken und ringförmige Bandformen sind, die keinen oberen Totpunkt und unteren Totpunkt aufweisen, eine Öffnungsform einer Zylinderöffnung in jeder der Zylinderbohrungen sich den Umfang betreffend auf dem gleichen Bogen erstreckt, wo der Hochdruckanschluss und der Niederdruckanschluss angeordnet sind, und eine ringförmige Bandform ist, die nicht mit dem Hochdruckanschluss und dem Niederdruckanschluss kommuniziert, zumindest bei Positionierung in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt, und auf der Grundlage der Rotationsrichtung des Zylinderblocks: Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung kreisförmige konvexe Formen sind; Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses und eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses kreisförmige konvexe Formen sind; eine Öffnungsform eines Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses eine kreisförmige konkave Form ist; und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses die gleiche Form aufweisen.
Axialtyp-Hydraulikpumpe/-motor, worin ein Zylinderblock mit einer Vielzahl von um eine Rotationsachse ausgebildete Zylinderbohrungen bezüglich eines Ventiltellers gleitet, der einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss aufweist, und den Umkehrbetrag eines Kolbens in jeder der Zylinderbohrungen in Abhängigkeit von der Neigung eines Taumelscheibe steuert, wobei Öffnungsformen des Hochdruckanschlusses und des Niederdruckanschlusses sich den Umfang betreffend auf dem gleichen um die Rotationsachse zentrierten Bogen erstrecken und ringförmige Bandformen sind, die keinen oberen Totpunkt und unteren Totpunkt umfassen, eine Öffnungsform einer Zylinderöffnung in jeder der Zylinderbohrungen sich den Umfang betreffend auf dem gleichen Bogen erstreckt, wo der Hochdruckanschluss und der Niederdruckanschluss angeordnet sind, und eine ringförmige Bandform ist, die nicht mit dem Hochdruckanschluss und dem Niederdruckanschluss kommuniziert, zumindest wenn sie in dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt positioniert ist, und auf der Grundlage der Rotationsrichtung des Zylinderblocks: Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung kreisförmige konvexe Formen sind; eine Öffnungsform eines Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses eine kreisförmige konkave Form ist; Öffnungsformen der Endteile auf der Vorderseite und der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses kreisförmige konkave Formen sind; die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses die gleiche Form aufweisen; und die Öffnungsform des Endteils auf der Rückseite in der Rotationsrichtung der Zylinderöffnung, die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Niederdruckanschlusses, und die Öffnungsform des Endteils auf der Vorderseite in der Rotationsrichtung des Hochdruckanschlusses die gleiche Form aufweisen.