JP2000045929A - アキシャルピストンポンプ・モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧バランス比の変動を抑制し、シリンダブ
ロックの位置によらず、バルブプレートからの油漏れを
防止し、且つ高いトルク効率を実現する。 【解決手段】 バルブプレート７０の閉じ込み部８０の
前端面に小油孔９１が設けられると共に、後端面に小油
孔９１に連通する小ピストン孔９２が設けられ、小ピス
トン孔９２にシリンダ孔からの油圧を受けてバルブプレ
ート７０をシリンダブロックに押圧する小ピストンが設
けられたアキシャルピストンポンプ・モータにおいて、
小ピストン孔９２と小ピストンと小油孔９１の組を、１
つの閉じ込み部８０あたりにつき３組バルブプレート７
０の周方向に並べて配置し、１個の小ピストン孔９２当
たりの小油孔９１の数を２個にして、小ピストン孔９２
の中心線の両側に配した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダブロック
の回転するアキシャルピストンポンプ・モータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この形式のアキシャルピストンポンプ・
モータの例として、図２０に示すようなものがある（本
例では対向斜板式のものを示す）。このアキシャルピス
トンポンプ・モータは、エンドカバー１を有するハウジ
ング２と、ハウジング２内に軸受７Ａ、７Ｂにより回転
自在に支持されたシリンダブロック３と、シリンダブロ
ック３の各シリンダ孔４に摺動自在に設けられたピスト
ン５と、モータとして使用するときピストン５の往復運
動をシリンダブロック３の回転運動に変換し、ポンプと
して使用するときシリンダブロック３の回転運動をピス
トン５の往復運動に変換する斜板機構（運動変換機構）
２０と、エンドカバー１とシリンダブロック３の端面間
に回転不能且つ軸方向微小移動可能に配され、シリンダ
ブロック３の回転に伴って、エンドカバー１に形成した
２つのメインポート６Ａ、６Ｂとシリンダブロック３の
各シリンダ孔４との接続油路の切り換えを行うバルブプ
レート８とを備えている。

【０００３】また、図２１〜図２３に併せて示すよう
に、シリンダブロック３のバルブプレート８側の摺動面
に、それぞれ各シリンダ孔４に連通するシリンダポート
９が開口されている。バルブプレート８のシリンダブロ
ック３側の摺動面には一対の給排ポート１１Ａ、１１Ｂ
が設けられている。給排ポート１１Ａ、１１Ｂは、シリ
ンダポート９を閉鎖する閉じ込み部１０を境界部分とし
て残すことにより、シリンダポート９に選択的に連通す
る。バルブプレート８のエンドカバー１側の面には、給
排ポート１１Ａ、１１Ｂとメインポート６Ａ、６Ｂの対
応するもの同士を互いに液密に連通し、且つ、給排ポー
ト１１Ａ、１１Ｂに作用する油圧力によって軸方向に摺
動させられて、それによりバルブプレート８をシリンダ
ブロック３に押圧するスリーブ１２が設けられている。
ここでは、バルブプレート８とエンドカバー１の対向面
に形成された円形のスリーブ孔１３、１４に、スリーブ
１２の両端が摺動自在且つ液密に嵌合され、バルブプレ
ート８側のスリーブ孔１３とスリーブ１２間にバネ１５
が介装されている。

【０００４】この構造において、運転中、バルブプレー
ト８には、バルブプレート８をシリンダブロック３の端
面に押し付けようとする力（以下「押付力」という）
と、引き離そうとする力（以下「離反力」という）が作
用する。押付力は、メインポート６Ａ、６Ｂあるいは給
排ポート１１Ａ、１１Ｂから、スリーブ１２の端面に作
用する油圧力とバネ１５の力によって発生する。また、
離反力は、シリンダブロック３のシリンダポート９に作
用する圧力及びバルブプレート８とシリンダブロック３
の摺動面の油膜の圧力によって発生する。この押付力と
離反力の比（＝離反力／押付力）を油圧バランス比とい
う。

【０００５】押付力よりも離反力の方が大きくなる（油
圧バランス比＞１）と、バルブプレート８がシリンダブ
ロック３の端面から離れ、油漏れが著しく増加し、容積
効率の低下や回転不能等の不具合を生じる。また、押付
力の方が離反力よりも大きければ（油圧バランス比＜
１）、油漏れはなくなるが、大き過ぎると摩擦損失が増
加し、トルク効率が低下する。

【０００６】通常、スリーブ１２によって発生する押付
力は一定で変化しないが、離反力はシリンダブロック３
の回転に伴って変化する。即ち、シリンダポート９は高
圧・低圧の切り換わり時に、２つの給排ポート１１Ａ、
１１Ｂの間の閉じ込み部（上死点、下死点）１０を通過
するが、その閉じ込み部１０を通過する際に、回動する
シリンダブロック３のシリンダ孔４には高い圧力が封じ
込められるため、シリンダブロック３とバルブプレート
８の摺動面（弁面）に大きな離反力が作用する。従っ
て、シリンダブロック３の回転角度位置に応じてこの閉
じ込み部１０に対するシリンダポート９の重合面積が変
化することにより、離反力つまりは油圧バランス比が大
きく変化するのである。

【０００７】そこで、油漏れ量を減らすことを優先する
には、離反力の最も大きい場所、つまり閉じ込み部１０
を通過する時点での油圧バランス比を１より小さくする
ためにスリーブ１２の押付力の増大を図る必要がある。
しかし、離反力が最も大きい場所を基準にして、スリー
ブ１２による押付力を設定すると、離反力が小さい場所
（閉じ込み部１０以外の場所）では油圧バランス比が小
さくなり過ぎて、摩擦損失が大きくなり、トルク効率が
低くなってしまう。また、シリンダブロック３とバルブ
プレート８の摺動面に焼き付き等の不具合を生ずる恐れ
もある。

【０００８】一方、トルク効率向上を優先するために、
スリーブ１２による押付力を弱く設定すると、離反力の
大きい場所での油漏れが多くなって、容積効率の低下や
回転不能等の不具合を生ずるおそれが強まる。

【０００９】このように、トルク効率の向上と油漏れ量
の低減を両立させることは難しい問題であった。

【００１０】そこで、上述のポンプ・モータにおいて
は、バルブプレート８の閉じ込み部１０の中心線（バル
ブプレート８の円周方向における閉じ込み部１０の中心
線）上に、小油孔２５と小ピストン孔２７と小ピストン
２８とを１組だけ設け、小油孔２５を通してシリンダ孔
４内の圧力を小ピストン孔２７に導き、小ピストン２８
をその圧力で軸方向に摺動させることにより、閉じ込み
部１０においてバルブプレート８をシリンダブロック３
の端面に押し付ける力を増大させるようにしている。

【００１１】この構造によれば、小ピストン２８の働き
によって、シリンダブロック３とバルブプレート８の摺
動面（弁面）の接触状態を安定させることができ、同時
に閉じ込み部（上死点、下死点）１０での急激な圧力変
化を防ぐことができる。

【００１２】なお、この小油孔２５、小ピストン孔２
７、及び小ピストン２８を設ける技術は、住友重機械技
報「Ｖｏｌ．２１ Ｎｏ．６０ Ａｐｒｉｌ １９７３
Ｐ８０〜」、英国特許第１２２２３８２号、実用新案
登録公報第２５０２９０１号等において公知である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バルブプレ
ート８の閉じ込み部１０に小ピストン２８を具備した従
来のポンプ・モータでは、小ピストン２８が片方の閉じ
込み部１０につき１個しか設けられておらず、しかも、
小油孔２５が小ピストン孔２７の中心線上に１個しか設
けられていない。

【００１４】このため、シリンダポート９がバルブプレ
ート８の閉じ込み部１０と重合を始めてから、閉じ込み
部１０の中心線上の小油孔２７に達するまでの距離が長
く、その間、小ピストン２８の効果が全く現れずに、シ
リンダ孔４の圧力が重合部分に作用して離反力が大きく
増加し、その後、シリンダポート９が小油孔２７に達し
た段階で、小ピストン２８の効果が現れて、押付力が増
加するという経過をたどることになる。特にシリンダポ
ート９が細長い楕円形、又はまゆ型をしている場合、小
ピストン２８に圧力が導かれるまでの距離（時間）が著
しく長くなる。

【００１５】このような場合、小ピストン２８が存在し
ない場合と比べて確かに改善はされるものの、依然とし
て油圧バランス比の変動が大きかった。よって、低速運
転時や起動時等に油漏れやトルク変動が大きくなるおそ
れがあり、それらを嫌う運転状況に対応するには依然と
して充分ではなかった 本発明は、上記事情を考慮し、シリンダブロックがいか
なる回転角度位置にあっても、バルブプレートからの油
漏れを防止し、且つ、高いトルク効率（即ち低い摩擦損
失）が得られるようなアキシャルピストンポンプ・モー
タを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のアキシ
ャルピストンポンプ・モータは、エンドカバーを有する
ハウジング内に回転自在に設けられ、円周方向に間隔を
おいて複数のシリンダ孔を有するシリンダブロックと、
該シリンダブロックの各シリンダ孔に摺動自在に設けら
れたピストンと、モータとして使用するとき前記ピスト
ンの往復運動を前記シリンダブロックの回転運動に変換
し、ポンプとして使用するとき前記シリンダブロックの
回転運動を前記ピストンの往復運動に変換する運動変換
機構と、前記エンドカバーとシリンダブロックの端面間
に回転不能に配され、シリンダブロックの回転に伴っ
て、エンドカバーに形成した２つのメインポートと前記
シリンダブロックの各シリンダ孔との接続油路の切り換
えを行うバルブプレートとを備えており、前記シリンダ
ブロックのバルブプレート側の摺動面に、それぞれ前記
各シリンダ孔に連通するシリンダポートが開口され、前
記バルブプレートのシリンダブロック側の摺動面に、シ
リンダポートを閉鎖する閉じ込み部を境界部分として残
すことにより、前記シリンダポートに選択的に連通する
一対の円弧状の給排ポートが設けられ、更に、バルブプ
レートの前記閉じ込み部のシリンダブロック側の面に、
シリンダポートと連通可能な小油孔が設けられると共
に、反対側の面に該小油孔に連通する小ピストン孔が設
けられ、該小ピストン孔に、前記小油孔がシリンダポー
トと連通したときに前記シリンダ孔内に閉じ込められた
油圧力によって軸方向に摺動させられて、それにより、
前記バルブプレートを前記シリンダブロックに押圧する
小ピストンが設けられたアキシャルピストンポンプ・モ
ータにおいて、前記小ピストン孔と小ピストンと小油孔
の組を、１つの閉じ込み部あたりにつき複数、バルブプ
レートの周方向に並べて配置したことにより、上記課題
を解決したものである。

【００１７】この発明では、バルブプレートの閉じ込み
部（上死点、下死点）に周方向に並べて複数の小ピスト
ンを配置したので、シリンダポートと閉じ込み部の重合
の度合いにより、小ピストンによってバルブプレートを
シリンダブロックに押し付ける力（押付力）を、前記重
合による離反力に同期させて、意図した特性となるよう
に細かく調節することができる。

【００１８】即ち、シリンダブロックの回転角度（＝シ
リンダポートと閉じ込み部の重合の度合い）に応じた、
バルブプレートに作用する押付力と離反力の比（油圧バ
ランス）の変動を小さくすることができる。従って、シ
リンダブロックとバルブプレートの摺動面（弁面）の摩
擦損失の低減と、摺動面（弁面）からの油漏れの低減を
両立させることができ、運転効率の向上を図ることがで
きる。

【００１９】請求項２の発明のアキシャルピストンポン
プ・モータは、請求項１において、前記小ピストン孔に
連通する小油孔を、バルブプレートの円周方向における
小ピストン孔の中心線よりずらして配置したことを特徴
としている。

【００２０】この発明では、小油孔の位置を中心線より
ずらしたので、少なくとも一方の回転方向においては、
（中心線上に小油孔を配置した場合よりも）シリンダポ
ートと小油孔の連通のタイミングを早めることができ
る。従って、小ピストン孔にシリンダポートの油圧を早
いタイミングで導入することができ、小ピストンによる
油圧バランスの改善効果を有効に発揮させることができ
る。

【００２１】請求項３の発明のアキシャルピストンポン
プ・モータは、請求項１において、前記小ピストン孔１
個当たりの前記小油孔の数を複数にし、バルブプレート
の円周方向における小ピストン孔の中心線を境にしてそ
の両側に、それぞれ小油孔を配したことを特徴としてい
る。

【００２２】この発明では、小ピストン孔の中心線の両
側に小油孔を配したので、ポンプ・モータの回転方向に
拘わらず、小ピストン孔にシリンダポートの油圧を早い
タイミングで導入することができ、小ピストンによる油
圧バランスの改善効果を有効に発揮させることができ
る。

【００２３】請求項４の発明のアキシャルピストンポン
プ・モータは、請求項３において、前記１つの小ピスト
ン孔に連通する複数の小油孔を、それらが同時に別のシ
リンダポートに連通しない位置に配置したことを特徴と
している。

【００２４】この発明では、１つの小ピストン孔に連通
する複数の小油孔が同時に別のシリンダポートに連通し
ないので、内部リークが防止され、容積効率が向上す
る。

【００２５】請求項５の発明のアキシャルピストンポン
プ・モータは、請求項３において、前記１つの小ピスト
ン孔に連通する複数の小油孔を、それらが同時に別のシ
リンダポートに連通し得る位置に配置したことを特徴と
している。

【００２６】この発明では、１つの小ピストン孔に連通
する複数の小油孔が同時に別のシリンダポートに連通す
ることがあるため、特に騒音防止と脈動防止効果を高め
る特性を得ることができる。

【００２７】請求項６の発明のアキシャルピストンポン
プ・モータは、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記
小油孔のシリンダブロック側の開口に連続させて、シリ
ンダポートの接近する方向に延びるＶノッチ、Ｕノッチ
等の切欠溝を設けたことを特徴としている。

【００２８】この発明では、小油孔の入口（開口）にＶ
ノッチ、Ｕノッチ等の切欠溝を設けたので、小ピストン
孔にシリンダ孔の内圧が滑らかに導かれるようになる。
その結果、騒音防止及び脈動防止効果が高まる。

【００２９】請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれ
かにおいて、前記バルブプレートのエンドカバー側の面
に配設したスリーブの端面を、バネの力とスリーブに作
用する油圧力とで、エンドカバー側に形成した平坦面に
液密に押圧接触させるようにしたことを特徴としてい
る。

【００３０】この発明では、バルブプレート側には、ス
リーブの端面を液密に受けるための平坦部だけ形成すれ
ばよいので、エンドカバー側の加工量を減らすことがで
き、エンドカバー内部のメインポートのレイアウトの自
由度が増す。

【００３１】請求項８の発明のアキシャルピストンポン
プ・モータは、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記
全小ピストンのうちの少なくとも１対の端部を、バルブ
プレートの回転を拘束する位置決めピンを兼ねて、エン
ドカバー側の嵌合孔に摺動自在に嵌合させたことを特徴
としている。

【００３２】この発明では、全小ピストンのうちの少な
くとも１対をバルブプレート側にも嵌合させたので、バ
ルブプレートを定位置にて回転止めすることができる。

【００３３】請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれ
かにおいて、前記小ピストンの外周に小ピストン孔との
隙間をシールするためのＯリングを嵌合したことを特徴
としている。

【００３４】この発明によれば、小ピストンとバルブプ
レートの隙間からの油漏れを防止することができ、小ピ
ストン孔内の圧力低下を防いで押付力を維持することが
できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００３６】図１は実施形態の斜板式アキシャルピスト
ンポンプ・モータの側断面を示している。便宜上、図に
おいて左側を前端側、右側を後端側とする。このポンプ
・モータのハウジング５１は、ハウジング本体５２と、
エンドカバー５３とに分割されている。ハウジング本体
５２は、ハウジング５１の内部空間を確保する筒状の周
壁５２Ａと、その前端開口を塞ぐ前端壁５２Ｂとを一体
に有している。また、エンドカバー５３は、前記周壁５
２Ａの後端開口を塞ぐ後端壁として構成されており、ハ
ウジング本体５２の後端部に嵌合された状態で、同後端
部にボルト１００で固定されている。ハウジング本体５
２の前端壁５２Ｂには、回転軸（モータとして用いると
きは出力軸、ポンプとして用いるときは入力軸となる）
５６の先端を外部に突出させるための貫通孔５２Ｃが形
成されると共に、内面に斜板６０が一体に形成されてい
る。符号６１で示すものはスラストプレートであり、斜
板６０の表面に配されている。

【００３７】ハウジング５１の内部には、シリンダバレ
ル５５と回転軸５６とを一体化した構造のシリンダブロ
ック５４が収容されている。回転軸５６はシリンダブロ
ック５４の前部に設けられ、シリンダバレル５５はシリ
ンダブロック５４の後部外周に設けられている。そし
て、シリンダブロック５４は、ハウジング５１の前部と
後部に装着された軸受５７、５８によって回転自在に支
持され、回転軸５６の前端部が、前端壁５２Ｂの貫通孔
５２Ｃより外部に露出している。前側の軸受５７は、前
端壁５２Ｂの貫通孔５２Ｃの内周に配置され、後側の軸
受５８は、エンドカバー５３の内面に突設した凸部５９
の外周に配置されている。シリンダブロック５４の後端
面には、エンドカバー５３の凸部５９に嵌まる凹部５５
ｂが穿設されており、この凹部５５ｂの内周と凸部５９
の外周間に後側の軸受５８が嵌まっている。

【００３８】シリンダバレル５５は、ハウジング５１の
前端壁５２Ｂの内面に設けた斜板６０と、エンドカバー
５３との間に位置している。シリンダバレル５５には、
円周上に等間隔に複数のシリンダ孔５５ａが形成されて
おり、各シリンダ孔５５ａ内には、斜板６０に向かって
出没するピストン６２が摺動自在に挿入されている。各
ピストン６２の球状の前端頭部６２ａには、斜板６０の
摺動面に対して摺動可能に接触するスリッパ６３が回動
自在に嵌装されている。スリッパ６３は、一枚のリング
状のリテーナプレート６４によって保持されている。こ
こでは、斜板６０、スラストプレート６１、スリッパ６
３、リテーナプレート６４等によって斜板式運動変換機
構が構成されている。

【００３９】また、シリンダバレル５５の後端面とエン
ドカバー５３の間には、シリンダバレル５５の後端面が
回転しながら接するリング状のバルブプレート７０が配
設されている。バルブプレート７０は、シリンダバレル
５５の回転に伴って、エンドカバー５３内に形成した２
つのメインポート７５Ａ、７５Ｂと、シリンダバレル５
５の各シリンダ孔５５ａとの接続状態を切り換える役目
を果たすもので、エンドカバー５３に設けた凸部５９の
外周に嵌挿されている。バルブプレート７０とエンドカ
バー５３との間にはスリーブ７３および皿バネ７２が配
設されている。スリーブ７３および皿バネ７２は、バル
ブプレート７０をシリンダバレル５５の後端面に摺動自
在かつ液密に押圧接触させると共に、バルブプレート７
０とメインポート７５との間を液密に連通させるシール
機構に相当するものである。

【００４０】図２はシリンダブロック５４（シリンダバ
レル５５）の後端面を示す図、図３はバルブプレート７
０の前端面を示す図、図４はバルブプレート７０の後端
面を示す図であり、図１とこれらの図を併せて参照しな
がら、バルブプレート７０の周辺の構造を詳しく述べ
る。

【００４１】図２に示すように、シリンダバレル５５の
後端面（バルブプレート７０との摺動面＝弁面）には、
それぞれ各シリンダ孔５５ａに連通する円周方向に長い
長孔状のシリンダポート５５ｃが開口されている。

【００４２】また、図３に示すように、バルブプレート
７０の前端面（シリンダバレル５５との摺動面＝弁面）
には、シリンダポート５５ｃを閉鎖する閉じ込み部８０
を境界部分として残すことにより、各シリンダポート５
５ｃに選択的に連通する２つの有底の給排ポート７１
Ａ、７１Ｂが形成されている。これら２つの給排ポート
７１Ａ、７１Ｂは、モータとして使用した場合、一方が
オイルの供給側（ポンプの場合は吸込側）、他方が排出
側（ポンプの場合は吐出側）となるものであり、シリン
ダバレル５４の円周方向に沿った円弧状の長穴として形
成されている。各給排ポート７１Ａ、７１Ｂは、複数の
シリンダポート５５ｃのうちの半数とそれぞれ連通する
円周方向長さを有している。

【００４３】また、図４に示すように、バルブプレート
７０の後端面には、前面側の給排ポート７１Ａ、７１Ｂ
に連通させて、円周方向に間隔をおいて複数（この例で
は６個）の有底の円形穴８２が形成されている。このう
ち、半数（３個）の円形穴８２は一方の給排ポート７１
Ａに連通し、残りの半数（３個）の円形穴８２は他方の
給排ポート７１Ｂに連通している。なお、閉じ込み部８
０には円形穴８２は形成されていない。

【００４４】一方、図１に示すようにエンドカバー５３
には２系統のメインポート７５Ａ、７５Ｂが穿設されて
いる。エンドカバー５３の内面には、バルブプレート７
０の円形穴８２に対応させて、各メインポート７５Ａ、
７５Ｂの開口が形成されている。この場合、一方のメイ
ンポート７５Ａの開口は、対応する円形穴８２を介して
一方の給排ポート７１Ａと連通し、他方のメインポート
７５Ｂの開口は、対応する円形穴８２を介して他方の給
排ポート７１Ｂと連通している。

【００４５】このような対応関係を維持するために、バ
ルブプレート７０は、エンドカバー５３に対してピン７
８（後述する長い方の小ピストン９４が兼用している）
で回転止めされている。ピン７８は、円形穴８２を避け
た位置に配置され、エンドカバー５３に設け有底孔７９
と、バルブプレート７０の後端面に設けた小ピストン孔
９２に両端が嵌まっている。

【００４６】スリーブ７３は円筒体からなり、バルブプ
レート７０の各円形穴８２の内周に摺動自在に嵌まって
おり、スリーブ７３の外周と円形穴８２の内周間には液
密性確保のためのＯリング７４が嵌められている。スリ
ーブ７３は、メインポート７５Ａ、７５Ｂの開口とバル
ブプレート７０の円形穴８２を連通するためのものであ
り、円形穴８２の底面とスリーブ７３の前端面間に収容
した皿バネ７２によって、エンドカバー５３側に付勢さ
れ、後端面がメインポート７５Ａ、７５Ｂの開口の周縁
に形成した平坦面８１に液密に押圧接触させられてい
る。また、これにより、皿バネ７２は、バルブプレート
７０をシリンダバレル５５の後端面に対して液密的に押
圧接触させている。

【００４７】また、バルブプレート７０の閉じ込み部８
０の前端面には、図３に示すようにシリンダポート５５
ｃと連通可能な小油孔９１が設けられると共に、反対側
の後端面には、図４に示すように小油孔９１に連通する
小ピストン孔９２が設けられている。そして、図１に示
すように、各小ピストン孔９２にそれぞれ小ピストン９
３、９４（９４は前述したピン７８）が、シリンダブロ
ック５４の軸線方向に液密的に摺動自在に収容されてい
る。

【００４８】本実施形態では、小ピストン孔９２と小ピ
ストン９３、９４と小油孔９１の組を、１つの閉じ込み
部８０あたりにつき３つずつ配置している。このうちの
２つは外周側に、バルブプレート７０の周方向に並べて
配置し、残る１つは、それらの内周側に、閉じ込み部８
０の中心線（バルブプレート７０の円周方向における中
心線）上に位置させて配置している。また、各小ピスト
ン孔９２には２つずつ小油孔９１が連通しており、これ
ら２つの小油孔９１は、バルブプレート７０の円周方向
における小ピストン孔９２の中心線を境にして、その両
側に左右対称に配されている。また、小ピストン孔９
２、小油孔９１、小ピストン９３、９４の組は、各閉じ
込み部８０の中心線を基準にして左右対称に配されてい
る。そのため、外周側の２つの小ピストン孔９２及び小
油孔９１は、閉じ込み部８０の中心線上にはなく、給排
ポート７１Ａ、７１Ｂ側にずれた場所に位置している。

【００４９】図４を一見して分かるように、閉じ込み部
８０全体に３つの小ピストン孔９２がほぼ均等な間隔で
分布している。そして、後述するように、シリンダブロ
ック５４の回転角度位置に応じて、該シリンダブロック
５４の所定の回転角度θ毎に、シリンダ孔５５Ｃが次々
に別の小ピストン孔９２に通じる小油孔９１と相対応で
きるように分布してある。

【００５０】また、図１に示すように、外周側の小ピス
トン孔９２に収容された小ピストン９３は長さの短いも
のとされ、その端面がエンドカバー５３の内面に直接押
圧接触するようになっているが、内周側の小ピストン孔
９２に収容された小ピストン９４は長さの長いものとさ
れ、その端部が、エンドカバー５３の内面に形成された
有底穴７９に摺動自在に挿入され、有底穴７９の底部に
突き当たるようになっている。

【００５１】このように、一対の閉じ込み部８０の３つ
の小ピストン９３、９４のうち１つの小ピストン９４
（両方の閉じ込み部８０のものを合わせて２本）を、エ
ンドカバー５３とバルブプレート７０に共に係合させて
いるので、この小ピストン９４が、前述したバルブプレ
ート７０の回転方向の位置決めピン７８の役目を果たす
ことになる。そのため、他の位置決めピンを別に設ける
必要がなく、また、スリーブ７３をエンドカバー５３側
の穴に嵌合させて位置決めする必要もなくなる。

【００５２】なお、各小ピストン９３、９４の外周に
は、小ピストン９３、９４と小ピストン孔９２の隙間か
らの油漏れを防止するため、及び、小ピストン孔９２内
の圧力低下を防いで押付力を維持するために、Ｏリング
９５が嵌合されている。

【００５３】次に作用を説明する。

【００５４】モータとして使用した場合は、高圧油が一
方のメインポート７５Ａ（または７５Ｂ）より流入する
と、その高圧油はバルブプレート７０を経てシリンダバ
レル５５のシリンダ孔５５ａに入り、ピストン６２の端
面に作用して、ピストン６２を軸方向に運動させ、スリ
ッパ６３を斜板６０に押し付ける。そして、スリッパ６
３の斜面６０に対する押し付け作用により、ピストン６
２の運動方向と直交する方向の分力が発生し、この分力
が回転力となって、シリンダブロック５４を回転させ、
それと一体の回転軸５６を回転させる。この動作の際
に、高圧側のピストン６２は上死点（退縮限）から下死
点（突出限）に移動し、又、低圧側のピストン６２は下
死点から上死点に移動することになり、それに伴って作
動後の低圧油はバルブプレート７０を経て他方のメイン
ポート７５Ｂ（または７５Ａ）より流出する。

【００５５】ポンプとして使用した場合は、回転軸５６
の回転によりシリンダブロック５４が回転し、シリンダ
ブロック５４の回転によりピストン６２が往復運動し、
ピストン６２の往復運動により、吸い込み行程と吐き出
し行程が順次実行される。それと同時に、バルブプレー
ト７０による油路の切換えが自動的に行われ、作動油が
一方のメインポート７５Ａ（または７５Ｂ）から吸い込
まれて、他方のメインポート７５Ｂ（または７５Ｂ）か
ら吐き出される。

【００５６】上記の動作の際、バルブプレート７０は皿
バネ７２及び円形穴８２に作用する油圧力の作用によっ
て、常時シリンダバレル５５の後端面に液密的に押圧接
触させられ、バルブプレート７０とメインポート７５の
開口との間は、スリーブ７３によって常に液密に連通さ
れている。従って、オイルの漏れを確実に防止しなが
ら、メインポート７５Ａ、７５Ｂとシリンダ孔５５ａと
の接続状態を切り換えることができる。

【００５７】また、シリンダブロック５４の回転角度位
置に応じて小ピストン９３、９４が摺動し、閉じ込み部
８０にて増加する離反力に抗する押付力を発生する。以
下、その作用の詳細を説明する。

【００５８】図５はシリンダブロック５４の回転角度と
油圧バランス比の関係を示す図であり、この図の（ａ）
〜（ｅ）の各段階におけるシリンダポート５５ｃと閉じ
込み部８０及び小ピストン孔９２並びに小油孔９１の関
係を図６〜図１０に示す。図６〜図１０の中の矢印はシ
リンダブロック５４の回転方向を示している。ここで
は、給排ポート７１Ａが高圧側、給排ポート７１Ｂが低
圧側になっている場合を例にとって動作を順に説明す
る。

【００５９】（１）シリンダブロック５４が矢印方向に
回転すると、その回転に伴い、シリンダポート５５ｃが
バルブプレート７０の閉じ込み部８０に重合していく
〔図６参照。図５の（ａ）の段階〕。重合部分を符号１
２０で示す。この重合部分１２０の圧力により離反力が
増加する。

【００６０】（２）やがて、シリンダポート５５ｃが所
定回転角度θだけ回転し、最初の小ピストン孔９２に通
じる小油孔９１に達すると、シリンダ孔５５ａ内の圧力
がこの最初の小ピストン孔９２に導かれ、それにより小
ピストン９３が摺動してエンドプレート５３を押し、そ
の反力としてバルブプレート７０の押付力が増加する
〔図７参照。図５の（ｂ）の段階〕。

【００６１】（３）シリンダブロック５４がさらに回転
すると、重合部分１２０が増加し、離反力が再び増加し
ていく。やがて、シリンダポート５５ｃが次の小ピスト
ン孔９２に通じる小油孔９１に達すると、シリンダ孔５
５ａ内の圧力が次の小ピストン孔９２に導かれ、それに
より小ピストン９４が摺動してエンドプレート５３を押
し、その反力としてバルブプレート７０の押付力が増加
する〔図８参照。図５の（ｃ）の段階〕。

【００６２】（４）シリンダブロック５４がさらに回転
すると、重合部分１２０が増加し、離反力が再び増加し
ていく。やがて、シリンダポート５５ｃが次の（最後
の）小ピストン孔９２に通じる小油孔９１に達すると、
シリンダ孔５５ａ内の圧力が次の小ピストン孔９２に導
かれ、それにより小ピストン９３が摺動してエンドプレ
ート５３を押し、その反力としてバルブプレート７０の
押付力が増加する〔図９参照。図５の（ｄ）の段階〕。

【００６３】（５）シリンダブロック５４がさらに回転
して、シリンダポート５５ｃが低圧側の給排ポート７１
Ｂに達すると、シリンダ孔５５ａの内圧は低下し、同時
に小ピストン孔９２の圧力も低下する〔図１０参照。図
５の（ｅ）の段階〕。

【００６４】以上のように、シリンダブロック５４の回
転に伴う離反力の増加に同期して押付力も徐々に増加す
るため、図５に示すように油圧バランス比の変動が、小
ピストンがない場合（点線で示すもの）に比べて小さく
なる。

【００６５】図１１、図１２、図１３は、油圧バランス
比の変動の違いを比較のために示した図である。図１１
は小ピストンがない場合、図１２は閉じ込み部８０の中
心線上に小ピストン（小ピストン孔９２）が１個だけあ
る場合（従来例に相当）、図１３は閉じ込み部８０に３
個の小ピストン（小ピストン孔９２）が存在する場合
（本実施形態の場合）をそれぞれ示している。これらの
図から分かるように、本実施形態では小ピストンを３個
配置し、シリンダブロック５４の回転角度位置に応じ
て、該シリンダブロック５４の所定回転角度θ毎に、シ
リンダ孔５５ｃが次々に別の小ピストン孔９２ａ、９２
ｂ、９２ｃの小油孔９１ａ、９１ｂ、９１ｃとつなが
り、つながった小ピストン孔９２の小ピストンが次々に
押付力増大作用を発揮するため、油圧バランス比の変動
を他の場合よりも格段に抑制することができる。従っ
て、シリンダブロック５４がいかなる回転角度位置にあ
っても、油圧バランス比を均衡させることができ、低リ
ーク量と高トルク効率を両立させることができ、高い総
合性能を発揮することができる。また、小ピストン９
３、９４による押付力と重合部による離反力の作用位置
がほとんど同一となるため、バルブプレート７０に作用
するモーメントのバランスをも容易に均衡させることが
できる。

【００６６】また、本実施形態では、図１４に拡大して
示すように、小油孔９１を小ピストン孔９２の中心線
（シリンダブロック５４の円周方向における中心線）Ｃ
上から敢えて外して、中心線の両側に対称配置したの
で、各小ピストン孔９２ごとに見た場合に、片方の小油
孔９１が一方の給排ポート７１Ａ側にずれ、もう片方の
小油孔９１が他方の給排ポート７１Ｂ側にずれる関係に
なる。従って、どちらの方向にシリンダブロック５４が
回転する場合にも、小ピストン孔９２の中心線上に小油
孔９１を配置した場合より早く、シリンダポート５５ｃ
と小油孔９１を出合わせることができ、早く小ピストン
孔９２に圧力を導くことができて、油圧バランスを均衡
させやすくなる。

【００６７】また、他の作用効果として、このポンプ・
モータの場合は、スリーブ７３の端面を、皿バネ７２の
力とスリーブ７３に作用する油圧力とで、エンドカバー
５３側に形成した平坦面８１に液密に押圧接触させるよ
うにしたので、エンドカバー５３側にスリーブ７３を収
容するための精密な穴加工をする必要がなく、エンドカ
バー側の加工量を減らすことができると共に、エンドカ
バー５３内部のメインポート７５Ａ、７５Ｂのレイアウ
トの自由度を増すことができ、その結果、エンドカバー
５３の製作コストの低減が図れる利点もある。

【００６８】また、複数の小ピストン９３、９４のうち
の少なくとも１対の小ピストン９４を、バルブプレート
７０の回転を拘束するための位置決めピン７８として利
用するので、位置決めピンを別に設ける必要がなくな
り、構造の簡略化が図れる。また、従来のようにスリー
ブで位置決めを行う場合は、スリーブ穴の位置精度を高
くする必要があったが、小ピストン９４は油路として使
うのではなく、単に位置決めを行うためだけにエンドカ
バー５３に係合させるので、エンドカバー５３側の有底
穴７９の精度はそれほど高くしなくてよい。

【００６９】なお、上記実施形態では、図１４に示すよ
うに、モータ作用時にどちらの回転方向でも運転できる
ようにする必要があるために、小油孔９１を、１個の小
ピストン孔９２あたり２個設けて、左右対称に配置して
いるが、ポンプとして運転する場合など、回転方向が一
定である場合には、図１５に示すように、１個の小ピス
トン孔９２あたり小油孔９１を１個とし、それをシリン
ダポート５５ｃが近づく方向に片寄らせて配置してもよ
い。この場合もシリンダブロック５４（あるいはシリン
ダポート５５ｃ）の所定回転角度毎に、シリンダポート
５５ｃが別の小油孔９１ａ、９１ｂ、９１ｃとつながる
ようにするとよい。

【００７０】もちろん、小油孔９１を中心線Ｃ上に設け
ることを禁止するものではない。

【００７１】また、内部リークを防止して、容積効率の
向上を図ることを重視する場合は、図１６に示すよう
に、１つの小ピストン孔９２に連通する２つの小油孔９
１を、それらが同時に別のシリンダポート５５ｃに連通
しないように配置する。

【００７２】また、騒音防止・脈動防止等を重視する場
合は、図１７に示すように、１つの小ピストン孔９２に
連通する複数の小油孔９１を、敢えて、それらが同時に
別のシリンダポート５５ｃに連通するように配置する。

【００７３】また、図１８に示すように、小油孔９１の
シリンダブロック５４側の開口に連続させて、シリンダ
ポート５５ｃの接近する方向に延びるＶノッチ、Ｕノッ
チ等の切欠溝９９を設ければ、小ピストン孔９２にシリ
ンダ孔５５ａの内圧を滑らかに導くことができるように
なり、その結果、騒音防止及び脈動防止効果を高めるこ
とができる。

【００７４】また、騒音防止・脈動防止のために、図１
９に示すように、バルブプレート７０の給排ポート７１
Ａ、７１Ｂの端部に、Ｖノッチ、Ｕノッチ等の油溝７１
ｃを設けてもよい。

【００７５】また、上記実施形態では、本発明を斜板式
アキシャルピストンポンプ・モータに適用した場合を示
したが、本発明は、斜板式（対向斜板式を含む）、斜軸
式等、ポンプ・モータの種類にかかわらず、給排ポート
付きの浮遊弁板式のバルブプレートを持つ全ての種類の
ポンプ・モータに対して適用することができる。

【００７６】また、浮遊弁板式であればスリーブの設置
場所がバルブプレート内であってもまた、エンドカバー
内であっても本構造が適用できる。

【００７７】また、上記実施形態では、スリーブ７３を
エンドカバー５３側の平坦面８１に押圧接触させるよう
にしているが、図２０の従来例のように、エンドカバー
５３にスリーブ孔を形成して、その孔にスリーブ７３の
端部を摺動自在に嵌合させてもよい。そうした場合は、
スリーブ７３で位置決めピンを兼ねることができ、小ピ
ストン９４をエンドカバー５３側の有底穴７９に嵌合さ
せなくてよくなる。

【００７８】また、小ピストン孔９２の数や、１個の小
ピストン孔９２当たりの小油孔９１の数については、本
発明の趣旨に合致していれば特に限定されない。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バルブプレートの閉じ込み部に周方向に並べて複数の小
ピストンを配置したので、シリンダポートと閉じ込み部
の重合による離反力に同期させて、バルブプレートに作
用する押付力を多段階に細かく調節することができる。
従って、シリンダブロックの回転角度位置によらず、油
圧バランス比の変動を抑制することができ、シリンダブ
ロックとバルブプレートの摺動面の摩擦損失の低減によ
るトルク効率の向上と、摺動面からの油漏れの低減によ
る容積効率の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のアキシャルピストンポンプ
・モータの断面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面の要部（シリンダブ
ロックの後端面）を示す図

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面の要部（バルブ
プレートの前端面）を示す図

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ矢視断面の要部（バルブプレ
ートの後端面）を示す図

【図５】実施形態のアキシャルピストンポンプ・モータ
のシリンダブロック回転角度と油圧バランス比の関係を
示す特性図

【図６】図５の（ａ）の段階のバルブプレートとシリン
ダポートの関係を示す図

【図７】図５の（ｂ）の段階のバルブプレートとシリン
ダポートの関係を示す図

【図８】図５の（ｃ）の段階のバルブプレートとシリン
ダポートの関係を示す図

【図９】図５の（ｄ）の段階のバルブプレートとシリン
ダポートの関係を示す図

【図１０】図５の（ｅ）の段階のバルブプレートとシリ
ンダポートの関係を示す図

【図１１】小ピストンがない従来例の場合の構成と、シ
リンダブロック回転角度と油圧バランス比の関係を示す
図

【図１２】小ピストン及び小油孔が閉じ込み部の中心線
上に１個ある従来例の場合の構成と、シリンダブロック
回転角度と油圧バランス比の関係を示す図

【図１３】小ピストン及び小油孔が閉じ込み部の中心線
上及びその両側に複数個ある本実施形態の場合の構成
と、シリンダブロック回転角度と油圧バランス比の関係
を示す図

【図１４】本実施形態の要部拡大図

【図１５】その変形例を示す図

【図１６】他の実施形態の要部拡大図

【図１７】更に他の実施形態の要部拡大図

【図１８】更に他の実施形態の要部拡大図

【図１９】更に他の実施形態のバルブプレートの前端面
の図

【図２０】従来のアキシャルピストンポンプ・モータの
例を示す側断面図

【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ矢視断面の要部（シ
リンダブロックの後端面）を示す図

【図２２】図２０のＸＸＩＩ−っＸＩＩ矢視断面の要部
（バルブプレートの前端面）を示す図

【図２３】図２０のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ矢視断面の
要部（バルブプレートの後端面）を示す図

【符号の説明】

５３…エンドカバー ５１…ハウジング ５４…シリンダブロック ５５ａ…シリンダ孔 ５５ｃ…シリンダポート ６０…斜板（運動変換機構） ６２…ピストン ７０…バルブプレート ７１Ａ、７１Ｂ…給排ポート ７３…スリーブ ７５Ａ、７５Ｂ…メインポート ７８…ピン ８０…閉じ込み部 ８１…平坦面 ９１…小油孔 ９２…小ピストン孔 ９３、９４…小ピストン ９５…Ｏリング ９９…切欠溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H070 AA01 BB04 CC05 CC06 CC29 DD82 DD83 3H084 AA08 AA16 AA45 AA51 BB07 BB21 CC40 CC58 CC59

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンドカバーを有するハウジング内に回転
   自在に設けられ、円周方向に間隔をおいて複数のシリン
   ダ孔を有するシリンダブロックと、 該シリンダブロックの各シリンダ孔に摺動自在に設けら
   れたピストンと、 モータとして使用するとき前記ピストンの往復運動を前
   記シリンダブロックの回転運動に変換し、ポンプとして
   使用するとき前記シリンダブロックの回転運動を前記ピ
   ストンの往復運動に変換する運動変換機構と、 前記エンドカバーとシリンダブロックの端面間に回転不
   能に配され、シリンダブロックの回転に伴って、エンド
   カバーに形成した２つのメインポートと前記シリンダブ
   ロックの各シリンダ孔との接続油路の切り換えを行うバ
   ルブプレートとを備えており、 前記シリンダブロックのバルブプレート側の摺動面に、
   それぞれ前記各シリンダ孔に連通するシリンダポートが
   開口され、 前記バルブプレートのシリンダブロック側の摺動面に、
   シリンダポートを閉鎖する閉じ込み部を境界部分として
   残すことにより、前記シリンダポートに選択的に連通す
   る一対の円弧状の給排ポートが設けられ、 更に、バルブプレートの前記閉じ込み部のシリンダブロ
   ック側の面に、シリンダポートと連通可能な小油孔が設
   けられると共に、反対側の面に該小油孔に連通する小ピ
   ストン孔が設けられ、 該小ピストン孔に、前記小油孔がシリンダポートと連通
   したときに前記シリンダ孔内に閉じ込められた油圧力に
   よって軸方向に摺動させられて、それにより、前記バル
   ブプレートを前記シリンダブロックに押圧する小ピスト
   ンが設けられたアキシャルピストンポンプ・モータにお
   いて、 前記小ピストン孔と小ピストンと小油孔の組を、１つの
   閉じ込み部あたりにつき複数、バルブプレートの周方向
   に並べて配置したことを特徴とするアキシャルピストン
   ポンプ・モータ。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記小ピストン孔に連通する小油孔を、バルブプレート
   の円周方向における小ピストン孔の中心線よりずらして
   配置したことを特徴とするアキシャルピストンポンプ・
   モータ。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記小ピストン孔１個当たりの前記小油孔の数を複数に
   し、バルブプレートの円周方向における小ピストン孔の
   中心線を境にしてその両側に、それぞれ小油孔を配した
   ことを特徴とするアキシャルピストンポンプ・モータ。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記１つの小ピストン孔に連通する複数の小油孔を、そ
   れらが同時に別のシリンダポートに連通しない位置に配
   置したことを特徴とするアキシャルピストンポンプ・モ
   ータ。
5. 【請求項５】請求項３において、 前記１つの小ピストン孔に連通する複数の小油孔を、そ
   れらが同時に別のシリンダポートに連通し得る位置に配
   置したことを特徴とするアキシャルピストンポンプ・モ
   ータ。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記小油孔のシリンダブロック側の開口に連続させて、
   シリンダポートの接近する方向に延びる切欠溝を設けた
   ことを特徴とするアキシャルピストンポンプ・モータ。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかにおいて、 前記バルブプレートのエンドカバー側の面に配設したス
   リーブの端面を、バネの力とスリーブに作用する油圧力
   とで、エンドカバー側に形成した平坦面に液密に押圧接
   触させるようにしたことを特徴とするアキシャルピスト
   ンポンプ・モータ。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかにおいて、 前記全小ピストンのうちの少なくとも１対の端部を、バ
   ルブプレートの回転を拘束する位置決めピンを兼ねて、
   エンドカバー側の嵌合孔に摺動自在に嵌合させたことを
   特徴とするアキシャルピストンポンプ・モータ。
9. 【請求項９】請求項１〜８のいずれかにおいて、 前記小ピストンの外周に小ピストン孔との隙間をシール
   するためのＯリングを嵌合したことを特徴とするアキシ
   ャルピストンポンプ・モータ。