JP2000073939A - ピストン・ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁板の吐出ポートからシリンダブロックのシ
リンダポートへの高圧の作動油の流入に際し、弁板の摺
動面付近における負圧の発生を防止することができるピ
ストン・ポンプの提供。 【解決手段】 シリンダブロック６のシリンダ７のそれ
ぞれに収納され、作動油の吸入及び吐出をおこなうピス
トン８と、吸入ポート５Ａ及び吐出ポート５Ｂを有する
弁板５とを備え、ピストン８の下死点付近の弁板５の摺
動面５Ｄに、吐出ポート５Ｂの端部から吸入ポート５Ａ
の側へ延びるノッチ５Ｃを有し、シリンダブロック６の
端面６Ａにシリンダポート７Ａを有し、シリンダポート
７Ａの先端部に溝部７Ｂを有するものにあって、溝部７
Ｂの形状を半円弧形状に形成し、その半円弧形状を形成
する端部部分のそれぞれをシリンダポート７Ａの内壁に
連設させ、溝部７Ｂの底部１５を弁板５の摺動面５Ｄと
ほぼ平行に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等に
備えられるピストン・ポンプに係り、特に弁板の摺動面
に吐出ポートの端部から吸入ポートの側へ伸びるノッチ
を有するとともに、弁板の摺動面に摺接するシリンダブ
ロツクの端面のシリンダポートの先端部に、弁板のノッ
チに連通可能な溝部を有するピストン・ポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のピストン・ポンプとして従来、
実開平５−６１６１号公報に示されるものがある。この
従来技術は、複数のシリンダを有し、回転自在なシリン
ダブロックと、シリンダのそれぞれに収納され、作動油
の吸入及び吐出をおこなう複数のピストンと、シリンダ
ブロックの端面が摺接され、作動油を吸入する吸入ポー
ト及び作動油を吐出する吐出ポートを有する弁板とを備
え、シリンダブロックの弁板に摺接する上述の端面に、
シリンダのうちの対応するもののそれぞれに連通し、シ
リンダブロックの回転に伴って弁板の吸入ポート及び吐
出ポートのいずれかに選択的に連通可能な複数のシリン
ダポートを有している。

【０００３】上述した弁板のシリンダブロックの端面が
摺接する摺動面には、ピストンの下死点付近に相当する
位置に、この弁板に形成されている上述の吐出ポートの
端部から吸入ポートの側へ延びるＶ形溝すなわちノッチ
が設けられている。また、シリンダブロックの回転方向
のシリンダポートそれぞれの先端部には、上述した弁板
のノッチのそれぞれに連通可能なＶ形溝すなわちノッチ
が形成されている。

【０００４】このように構成される従来技術では、シリ
ンダブロックの回転に伴って、シリンダブロックの端面
に形成されたシリンダポートが弁板の吸入ポートに対向
する位置から吐出ポートに対向する位置に切り換わる動
作時に、弁板の摺動面に形成したノッチと、シリンダブ
ロックの端面のシリンダポートの先端部に形成したノッ
チとが、微少な時間内ではあるが徐々に重なり合うよう
になっている。したがって、弁板の吐出ポートとシリン
ダブロックのシリンダポートとを連通させる開口部分の
面積が徐々に大きくなるように変化し、弁板の吐出ポー
ト内の高圧の作動油がシリンダポートを介してシリンダ
に徐々に流入し、また、上述した高圧の作動油が弁板の
ノッチ及びシリンダポートのノッチの形状に応じて、こ
れらのノッチ内で拡散する。これにより、シリンダ内の
圧力変化が比較的緩やかになり、このような高圧の作動
油の衝撃的な流入時のポンプ騒音、及び振動の発生が抑
制されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５は、上述した従来
技術における問題点を説明する図で、弁板とシリンダブ
ロックの摺動面部分の要部横断面図である。この図５に
おいて、２０は固定保持される弁板、２０Ａは、この弁
板２０に形成された吸入ポート、２０Ｂは同じく弁板２
０に形成された吐出ポート、２１は、その端面２１Ａが
弁板２０に摺接するシリンダブロック、２１Ｂは、この
シリンダブロック２１に形成される図示しないシリンダ
に連通するシリンダポートである。シリンダブロック２
１の端面２１Ａが摺接する弁板２０の摺動面２０Ｃに
は、前述したように、ピストンの下死点付近に相当する
位置に、弁板２０に形成されている吐出ポート２０Ｂの
端部から吸入ポート２０Ａの側へ延びるノッチ２０Ｄが
設けられている。同図５の矢印２１Ｃで示すシリンダブ
ロック２１の回転方向のシリンダポート２１Ｂの先端部
にも、上述したように弁板２０のノッチ２０Ｄに連通可
能なノッチ２１Ｄが形成されている。

【０００６】この従来技術にあっては、弁板２０の吐出
ポート２０Ｂの高圧の作動油が弁板２０のノッチ２０Ｄ
を介してシリンダブロック２１のノッチ２１Ｄに流入
し、さらにシリンダポート２１Ｂに流入する際、シリン
ダブロック２１のノッチ２１Ｄの形状に従って同図５の
矢印２２で示すように、弁板２０の摺動面２０Ｃに対し
て或る角度をもって高圧の作動油がシリンダポート２１
Ｂ内に流入する。これにより、弁板２０の摺動面２０Ｃ
の付近に負圧が生じ、この負圧によりキャビテーション
が生じる。つまり、気泡２３が発生する。この気泡２３
がつぶれる時の衝撃により、弁板２０の摺動面２０Ｃあ
るいはシリンダ壁面にエロージョンが発生する懸念があ
る。

【０００７】本発明は、上述した従来技術における実状
に鑑みてなされたもので、その目的は、弁板の吐出ポー
トからシリンダブロックのシリンダポートへの高圧の作
動油の流入に際し、弁板の摺動面付近における負圧の発
生を防止することができるピストン・ポンプを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に係る発明は、複数のシリンダを有
し、回転自在なシリンダブロックと、上記シリンダのそ
れぞれに収納され、作動油の吸入及び吐出をおこなう複
数のピストンと、上記シリンダブロックの端面が摺接さ
れ、上記作動油を吸入する吸入ポート及び上記作動油を
吐出する吐出ポートを有する弁板とを備え、上記ピスト
ンの下死点付近の上記弁板の上記シリンダブロックの端
面が摺接する摺動面に、上記吐出ポートの端部から上記
吸入ポートの側へ延びるノッチを備え、上記シリンダブ
ロックの上記弁板に摺接する上記端面に、上記シリンダ
のうちの対応するもののそれぞれに連通し、上記シリン
ダブロックの回転に伴って上記弁板の吸入ポート及び吐
出ポートのいずれかに選択的に連通可能な複数のシリン
ダポートを有するとともに、上記シリンダブロックの回
転方向の上記シリンダポートそれぞれの先端部に、上記
弁板の上記ノッチのそれぞれに連通可能な溝部を有する
ピストン・ポンプにおいて、上記溝部の底部を上記弁板
の上記摺動面とほぼ平行に形成した構成にしてある。

【０００９】このように構成した請求項１に係る発明で
は、シリンダブロックの回転に伴って、シリンダブロッ
クの端面に形成されたシリンダポートが弁板の吸入ポー
トに対向する位置から吐出ポートに対向する位置に切り
換わる動作時に、弁板の摺動面に形成したノッチと、シ
リンダブロックのシリンダポートの先端部に形成した溝
部とが、微小な時間内で徐々に重なり合う。このとき、
上述の溝部の底部を弁板の摺動面とほぼ平行に形成して
あるので、溝部に流入した高圧の作動油は溝部の底部と
弁板の摺動面とによって形成される平行隙間から成る領
域を案内される。したがって、弁板の摺動面付近にも、
シリンダポートに流入する高圧の作動油を導くことがで
き、この弁板の摺動面付近における負圧の発生を防止で
きる。これによりキャビテーションの発生、すなわち気
泡の発生を防ぐことができる。

【００１０】また、本発明の請求項２に係る発明は、請
求項１に係る発明において、上記溝部の形状を半円弧形
状に形成するとともに、その半円弧形状を形成する端部
部分のそれぞれを上記シリンダポートの内壁に連設させ
た構成にしてある。

【００１１】このように構成した本発明の請求項２に係
る発明では、弁板の摺動面に形成したノッチから流出す
る高圧の作動油を、シリンダポートの先端部に形成した
溝部の円弧形状に応じて滑らかにシリンダポート内に案
内することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のピストン・ポンプ
の実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明のピ
ストン・ポンプの一実施形態を示す縦断面図、図２は図
１に示す一実施形態に備えられる弁板を示す正面図、図
３は図１に示す一実施形態に備えられ、図２に示す弁板
に対向して配置されるシリンダブロックの摺動面を示す
図、図４は図１に示す一実施形態に備えられる弁板とシ
リンダブロックの摺動面間の相対的な動作を説明する図
で、（ａ）は弁板とシリンダブロックの摺動部分の要部
横断面図、（ｂ）は主に弁板部分を示す要部正面図であ
る。

【００１３】図１において、１は油圧ショベル等に備え
られるピストン・ポンプの外殻を形成するケーシングを
示している。このケーシング１は軸方向の一端側に閉塞
部２Ａを有する筒状のケーシング本体２と、このケーシ
ング本体２の開口端側を閉塞するリアケーシング３とか
ら成っている。ケーシング１内にはその軸方向に回転軸
４を挿通させてあり、この回転軸４は閉塞部２Ａ側とリ
アケーシング３側との間で回転可能に支持させてある。
回転軸４にはシリンダブロック６がスプライン結合さ
れ、このシリンダブロック６は回転軸４と一体的に回転
する。シリンダブロック６には軸心の周りに複数のシリ
ンダ７が形成され、このシリンダ７のそれぞれには、作
動油の吸入及び吐出をおこなうピストン８を収納させて
ある。

【００１４】前述したリアケーシング３の内側面には弁
板５を固着させてあり、この弁板５はシリンダブロック
６の端面６Ａと摺接する摺動面５Ｄを有する。また弁板
５には、リアケーシング３に設けた図示しない一対の流
出入通路と常時連通し、図２に示すように眉形状となる
吸入ポート５Ａと吐出ポート５Ｂとを形成してある。ピ
ストン８の下死点側に対応する弁板５の吐出ポート５Ｂ
の端部には、吸入ポート５Ａの側に延びるノッチ５Ｃを
形成してある。

【００１５】弁板５の摺動面５Ｄと摺接するシリンダブ
ロック６の端面６Ａには、上述したシリンダ７のうちの
対応するもののそれぞれに連通し、シリンダブロック６
の回転に伴って弁板５の吸入ポート５Ａ及び吐出ポート
５Ｂのいずれかに選択的に連通可能なシリンダポート７
Ａを形成してある。

【００１６】上述したケーシング１内には、弁板５と対
向する位置に斜板１０を設けてある。また、シリンダブ
ロック６と回転軸４との間には、ばね１１を配置してあ
る。このばね１１のばね力はシリンダブロック６に与え
られ、これによりシリンダブロック６が弁板５に押し付
けられる。また、ばね１１のばね力は、ロッド１２、ブ
ッシュ１３を介してリテーナ１４に与えられ、これによ
りピストン８と回動自在に連結されたシュー８Ａが斜板
１０に押し付けられる。

【００１７】そして、シリンダブロック６の図３で示す
回転方向のシリンダポート７Ａのそれぞれの先端部に
は、上述の弁板５のノッチ５Ｃに連通可能な本実施形態
の特徴とする溝部７Ｂを設けてある。

【００１８】この溝部７Ｂの形状は、図３に示すように
例えば半円弧形状に形成してあり、その半円弧形状を形
成する端部部分のそれぞれをシリンダポート７Ａの内壁
に連設させてある。また、端部７Ｂの底部１５は、図４
の（ａ）に示すように、弁板５の摺動面５Ｄとほぼ平行
に形成してある。

【００１９】このように構成してある本実施形態では、
回転軸４とともにシリンダブロック６が回転すると、ピ
ストン８は斜板１０の傾き角度に応じたストロークを往
復動する。また、シリンダブロック６の各シリンダポー
ト７Ａは弁板５の吸入ポート５Ａ及び吐出ポート５Ｂと
順次接続する。これにより、作動油がリアケーシング３
の図示しない流入通路を介して、弁板５の吸入ポート５
Ａからシリンダ７内に吸入され、その後シリンダ７内の
作動油は弁板５の吐出ポート５Ｂを経てリアケーシング
３の図示しない流出通路へ吐出される。

【００２０】上述したシリンダブロック６の各シリンダ
ポート７Ａが、弁板５の吸入ポート５Ａから吐出ポート
５Ｂに切り換え接続されるときの状態を図４の（ａ）、
（ｂ）により説明する。

【００２１】シリンダポート７Ａの先端の端部７Ｂが吐
出ポート５Ｂのノッチ５Ｃの先端と連通したとき、シリ
ンダ７内は低圧状態となっているため、吐出ポート５Ｂ
内の高圧の作動油がノッチ５Ｃを介してシリンダ６内へ
流入し、このシリンダ７内の圧力を上昇させる。この
際、ノッチ５Ｃを通過する作動油は、弁板５の摺動面５
Ｄと、シリンダポート７Ａの先端の溝部７Ｂの底部１５
とで形成される平行隙間の領域である拡散部を通過す
る。このとき作動油の噴流は、溝部７Ｂの半円弧形状に
沿うように案内されて滑らかに流入するとともに、シリ
ンダポート７Ａの幅一杯に広がり、同図４の（ａ）の矢
印７Ｃで示すように弁板５の摺動面５Ｄに沿うようにし
てシリンダポート７Ａ内に流入する。

【００２２】このように構成した本実施形態によれば、
溝部７Ｂの底部１５を弁板５の摺動面５Ｄとほぼ平行に
形成してあるので、弁板５の吐出ポート５Ｂからシリン
ダポート７Ａ内に作動油が流入するに際し、噴流の勢い
がノッチ５Ｃと溝部７Ｂとによって形成される空間部で
ある拡散部で弱められるとともに、噴流が上述したよう
に弁板５の摺動面５Ｄに沿うようにしてシリンダ７内に
流入する。このため、弁板５の摺動面５Ｄ付近にも作動
油を供給することができ、したがって、この弁板５の摺
動面５Ｄ付近における負圧の発生を防止できる。これに
伴い、前述の負圧に起因するキャビテーション、つまり
気泡の発生を防ぐことができ、この気泡がつぶれる時の
衝撃に伴って生じやすいエロージョン、すなわち弁板５
の摺動面５Ｄあるいはシリンダ７の壁面のエロージョン
の発生を確実に防ぐことができる。

【００２３】また、溝部７Ｂの形状を半円弧形状に形成
するとともに、その半円弧形状を形成する端部部分のそ
れぞれをシリンダポート７の内壁に連設してあるので、
弁板５の摺動面５Ｄに形成したノッチ５Ｃから流出する
高圧の作動油を、シリンダポート７の先端部に形成した
溝部７Ｂの円弧形状に応じて滑らかにシリンダポート７
内に案内することができ、作動油の流入に伴うシリンダ
ポート７Ａの内壁の損耗防止に貢献する。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明の各請求項に係る
発明によれば、弁板の吐出ポートからシリンダブロック
のシリンダポートへの高圧の作動油の流入に際し、作動
油の噴流の勢いを溝部で拡散させることによって弱める
ことができるとともに、弁板の摺動面付近にも作動油を
供給することができ、これにより弁板の摺動面付近にお
ける負圧の発生を防止でき、この負圧に起因するキャビ
テーション、つまり気泡の発生を防ぐことができ、この
気泡がつぶれる時の衝撃に伴って生じやすいエロージョ
ン、すなわち弁板の摺動面あるいはシリンダの壁面のエ
ロージョンの発生を確実に防ぐことができる。

【００２５】また、請求項２に係る発明によれば、弁板
の摺動面に形成したノッチから流出する高圧の作動油
を、シリンダポートの先端部に形成した溝部の半円弧形
状に応じて滑らかにシリンダポート内に案内することが
でき、作動油の流入に伴うシリンダポートの内壁の損耗
防止に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピストン・ポンプの一実施形態を示す
縦断面図である。

【図２】図１に示す一実施形態に備えられる弁板を示す
正面図である。

【図３】図１に示す一実施形態に備えられ、図２に示す
弁板に対向して配置されるシリンダブロックの摺動面を
示す図である。

【図４】図１に示す一実施形態に備えられる弁板とシリ
ンダブロックの摺動面間の相対的な動作を説明する図
で、（ａ）は弁板とシリンダブロックの摺動部分の要部
横断面図、（ｂ）は主に弁板部分を示す要部正面図であ
る。

【図５】従来技術における問題点を説明する図で、弁板
とシリンダブロックの摺動面部分の要部横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング ４ 回転軸 ５ 弁板 ５Ａ 吸入ポート ５Ｂ 吐出ポート ５Ｃ ノッチ ５Ｄ 摺動面 ６ シリンダブロック ６Ａ 端面 ７ シリンダ ７Ａ シリンダポート ７Ｂ 溝部 ８ ピストン １５ 底部

フロントページの続き (72)発明者 坂入 哲也 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 3H070 AA01 BB04 CC07 DD08 DD69

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシリンダを有し、回転自在なシリ
   ンダブロックと、上記シリンダのそれぞれに収納され、
   作動油の吸入及び吐出をおこなう複数のピストンと、上
   記シリンダブロックの端面が摺接され、上記作動油を吸
   入する吸入ポート及び上記作動油を吐出する吐出ポート
   を有する弁板とを備え、 上記ピストンの下死点付近の上記弁板の上記シリンダブ
   ロックの端面が摺接する摺動面に、上記吐出ポートの端
   部から上記吸入ポートの側へ延びるノッチを備え、 上記シリンダブロックの上記弁板に摺接する上記端面
   に、上記シリンダのうちの対応するもののそれぞれに連
   通し、上記シリンダブロックの回転に伴って上記弁板の
   吸入ポート及び吐出ポートのいずれかに選択的に連通可
   能な複数のシリンダポートを有するとともに、 上記シリンダブロックの回転方向の上記シリンダポート
   それぞれの先端部に、上記弁板の上記ノッチのそれぞれ
   に連通可能な溝部を有するピストン・ポンプにおいて、 上記溝部の底部を上記弁板の上記摺動面とほぼ平行に形
   成したことを特徴とするピストン・ポンプ。
2. 【請求項２】 上記溝部の形状を半円弧形状に形成する
   とともに、その半円弧形状を形成する端部部分のそれぞ
   れを上記シリンダポートの内壁に連設させたことを特徴
   とする請求項１記載のピストン・ポンプ。