JP2003065215A - Piston pump motor - Google Patents
Piston pump motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、建設機械等に用いられ
るピストンポンプ・モータに係り、広範囲な回転領域で
振動及びこれに伴う騒音を低減する閉じ込み防止溝を備
えたピストンポンプモータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston pump / motor used in construction machinery and the like, and more particularly to a piston pump / motor provided with a lock-in prevention groove for reducing vibration and noise associated therewith in a wide rotation range.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、建設機械等に用いられるピストン
ポンプ・モータの一例を図４、図５に示す。このポンプ
・モータは、駆動軸１２にスプライン結合されかつこの
駆動軸１２の回りに駆動軸と平行に複数のピストン室１
４が形成されたシリンダブロック１６と、前記ピストン
室１４に液密的で摺動自在に嵌挿されたピストン１８の
行程を規制する斜板２０と、この斜板２０に取付けられ
たハウジング２６およびカバー２２に固定されかつ前記
シリンダブロック１６と対向して接するバルブプレート
２４とから構成されている。シリンダブロック１６は、
このシリンダブロック１６と駆動軸１２との間に備えつ
けられたばね２８によりバルブプレート２４に押し当て
られて前記駆動軸１２にて回転駆動される。このシリン
ダブロック１６の回転によりピストン１８は、駆動軸１
２を中心として公転しながら斜板２０の傾斜角αで規制
された行程を往復運動し、バルブプレート２４の流体吸
込用の吸込ポート２と流体吐出用の吐出ポート４とを介
してポンプ作用を行う。2. Description of the Related Art Conventionally, an example of a piston pump / motor used in a construction machine or the like is shown in FIGS. The pump / motor is splined to a drive shaft 12 and has a plurality of piston chambers 1 about the drive shaft 12 parallel to the drive shaft.
4, a swash plate 20 that regulates the stroke of the piston 18 that is fluid-tightly and slidably fitted in the piston chamber 14, a housing 26 attached to the swash plate 20, The valve plate 24 is fixed to the cover 22 and faces the cylinder block 16 to come into contact therewith. The cylinder block 16 is
A spring 28 provided between the cylinder block 16 and the drive shaft 12 presses the valve plate 24 to rotate the drive shaft 12. The rotation of the cylinder block 16 causes the piston 18 to move to the drive shaft 1
While revolving around 2, the swash plate 20 reciprocates in a stroke regulated by the inclination angle α, and a pump action is performed via the fluid suction inlet port 2 and the fluid discharge outlet port 4 of the valve plate 24. To do.
【０００３】バルブプレート２４は、図５に示すように
シリンダブロック１６に対向する面に円弧状の吸込ポー
ト２と吐出ポート４とを備えている。ピストン室１４に
つながるピストン穴１０は、吸込ポート２と吐出ポート
４とのピッチ円３５上にあって、シリンダブロック１６
が回転すると、吸込ポート２と吐出ポート４に交互に連
通し、ピストン室１４内の圧力は、ピストン１８が吸入
行程にあるときにほぼ吸込ポート２の圧力と一致するよ
うになる。ピストン１８が吸入行程を終えて吐出行程に
移ろうとするとき、すなわち、ピストン穴１０が吸込ポ
ート２を出て吐出ポート４に達するまでは、ピストン穴
１０は吸込ポート２および吐出ポート４のいずれとも遮
断された状態にあるので、ピストン室１４の圧力がほぼ
吸込ポート２の圧力からほぼ吐出ポート４の圧力に移行
する行程、いわゆる昇圧行程にある。一方、ピストン穴
１０が吐出ポート４を出て吸込ポート２に達するまで、
すなわちピストン１８が吐出行程から吸入行程に移行す
るときのピストン穴１０は、降圧行程にある。As shown in FIG. 5, the valve plate 24 is provided with an arc-shaped suction port 2 and discharge port 4 on the surface facing the cylinder block 16. The piston hole 10 connected to the piston chamber 14 is on the pitch circle 35 between the suction port 2 and the discharge port 4, and the cylinder block 16
When is rotated, the suction port 2 and the discharge port 4 are alternately communicated with each other, and the pressure in the piston chamber 14 becomes substantially equal to the pressure in the suction port 2 when the piston 18 is in the suction stroke. When the piston 18 finishes the suction stroke and tries to move to the discharge stroke, that is, until the piston hole 10 exits the suction port 2 and reaches the discharge port 4, the piston hole 10 remains in both the suction port 2 and the discharge port 4. Since it is in the shut-off state, there is a so-called step-up process in which the pressure in the piston chamber 14 shifts from the pressure in the suction port 2 to the pressure in the discharge port 4. On the other hand, until the piston hole 10 exits the discharge port 4 and reaches the suction port 2,
That is, the piston hole 10 when the piston 18 shifts from the discharge stroke to the suction stroke is in the step-down stroke.
【０００４】この昇圧行程において、ピストン穴１０が
吐出ポート４に連通する瞬間にピストン室１４の圧力が
急激に上昇し、降圧行程では、ピストン穴１０が吸込ポ
ート２に連通する瞬間にピストン室１４の圧力が急激に
下降し、この昇降圧の行程における瞬間的な圧力変化が
シリンダブロック１６の回転に同調した周期的な衝撃力
を発生させ、ピストンポンプ・モータの騒音、振動発生
の要因となっていた。During this boosting stroke, the pressure in the piston chamber 14 rises sharply at the moment when the piston hole 10 communicates with the discharge port 4, and during the pressure reducing stroke, the piston chamber 14 at the moment when the piston hole 10 communicates with the suction port 2. The pressure suddenly drops, and the instantaneous pressure change in the step-up / down of the pressure causes a periodic impact force synchronized with the rotation of the cylinder block 16, which causes noise and vibration of the piston pump / motor. Was there.
【０００５】従来は、ピストンポンプ・モータの騒音、
振動を低減するために図６に示すように、バルブプレー
ト２４の吸込ポート２および吐出ポート４に連通する閉
じ込み防止溝シリンダブロック１６との摺動面側に設け
ている。図６の（ａ１）はｖ溝３４を設けた例であり、
（ａ２）は（ａ１）のＢ−Ｂ断面図である。（ｂ１）は
ｖ溝３４とキリ穴３６を組合わせた例であり、（ｂ２）
は（ｂ１）のＢ−Ｂ断面図である。（ｃ１）は、先行小
径穴と後行大径穴とを組合わせを設けた例であり、（ｃ
２）は（ｃ１）のＢ−Ｂ断面図である。（ｄ１）は複数
のｖ溝３４を設けた例であり、（ｄ２）は（ｄ１）のＢ
−Ｂ断面図である。（ｅ１）は吐出ポート４からエンド
ミル加工で平底溝４４を設けた例であり、（ｅ２）は
（ｅ１）のＢ−Ｂ断面図である。この内（ｂ）、（ｃ）
は先行小径穴３６とｖ溝３４又はキリ穴３８を組合わせ
たものである。Conventionally, noise of a piston pump / motor,
In order to reduce vibration, as shown in FIG. 6, the valve plate 24 is provided on the sliding surface side with the lock-in prevention groove cylinder block 16 communicating with the suction port 2 and the discharge port 4. FIG. 6A1 shows an example in which the v-groove 34 is provided,
(A2) is a BB sectional view of (a1). (B1) is an example in which the v groove 34 and the drill hole 36 are combined, and (b2)
FIG. 7B is a sectional view taken along line BB of (b1). (C1) is an example in which a combination of a leading small diameter hole and a trailing large diameter hole is provided, and (c1)
2) is a BB sectional view of (c1). (D1) is an example in which a plurality of v-grooves 34 are provided, and (d2) is B of (d1).
It is a -B sectional view. (E1) is an example in which a flat bottom groove 44 is provided from the discharge port 4 by end milling, and (e2) is a BB cross-sectional view of (e1). Among these (b), (c)
Is a combination of the preceding small diameter hole 36 and the v groove 34 or the drill hole 38.
【０００６】先行小径穴３６を除くこれらのキリ穴３
８、ｖ溝３４、４２、または平底溝４４は、先行小径穴
３６と比較すると圧油の通路面積が大きいため、ピスト
ン穴１０が吐出ポート４に開口する過程でこのピストン
穴１０を介して急激な圧油の逆流が生じ、振動や騒音の
抑制効果が低いという問題がある。そこで上記のような
閉じ込み防止溝における急激な圧油の逆流が発生しない
よう予圧縮行程を設けてピストン穴１０が吐出ポート４
に開口するまでにピストン穴１０の圧力を吐出ポート４
の圧力と同じ程度に高める方法も提案されている。These drill holes 3 except the preceding small hole 36
8, the v-grooves 34, 42 or the flat-bottom groove 44 have a larger passage area for the pressure oil than the preceding small-diameter hole 36, and therefore the piston hole 10 suddenly passes through the piston hole 10 in the process of opening to the discharge port 4. However, there is a problem that the effect of suppressing the vibration and noise is low due to the backflow of various pressure oils. Therefore, a pre-compression stroke is provided so that the rapid backflow of pressure oil does not occur in the lock-up prevention groove as described above, and the piston hole 10 is set in the discharge port 4
The pressure in the piston hole 10 until the discharge port 4
There is also proposed a method of increasing the pressure to the same level.
【０００７】しかし、このような対策を講じても効果が
得られるのは、特定のポンプ回転速度範囲のみであり、
それ以外のポンプ回転速度範囲では良好な効果が得られ
ていない。However, even if such measures are taken, the effect can be obtained only in the specific pump rotation speed range,
Good effects are not obtained in other pump rotation speed ranges.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ピス
トンポンプ・モータのポンプの非常に広範囲な回転領域
において、振動及びこれに伴う騒音を低減できる閉じ込
み防止溝を有するピストンポンプ・モータを提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a piston pump / motor having an anti-lock groove which can reduce vibration and accompanying noise in a very wide range of rotation of the pump of the piston pump / motor. To provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明に係るピストンポンプ・モータは、自転する
シリンダブロックと、このシリンダブロックに設けられ
た複数のピストン穴と、これらのピストン穴のそれぞれ
に嵌挿されたピストンと、前記シリンダブロックに摺接
し、吸込み用と吐出用の各ポートを有するバルブプレー
トと、前記バルブプレートの前記シリンダブロックと摺
接する面の裏面側に前記シリンダブロックの回転に従っ
て各ピストン穴の一方のポートへの開口面積が増加する
側の一端から他方のポートへ向かって延設した圧油導入
溝と、この圧油導入溝から前記バルブプレートの前記シ
リンダブロックと摺接する面に対して略垂直に設けた複
数の細孔とを備え、前記複数の細孔は前記シリンダブロ
ックの回転方向に対して数が増加するよう構成したこと
を特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a piston pump / motor according to the present invention has a cylinder block which rotates, a plurality of piston holes provided in the cylinder block, and these piston holes. Of the piston fitted in each of the above, a valve plate which is in sliding contact with the cylinder block and has respective ports for suction and discharge, and the cylinder block on the back side of the surface of the valve plate in sliding contact with the cylinder block. A pressure oil introduction groove extending from one end on the side where the opening area of each piston hole to one port increases in accordance with the rotation, toward the other port, and the cylinder block of the valve plate slides from this pressure oil introduction groove. And a plurality of pores provided substantially perpendicular to the contact surface, the plurality of pores in the rotation direction of the cylinder block. Characterized by being configured number increases in.
【００１０】細孔の集合形状は略ｖ字形状としてもよ
く、また複数の円弧を組合わせた形状としてもよい。こ
の細孔の長さと直径の比が２．５以上としてもよい。The aggregate shape of the pores may be substantially v-shaped, or may be a shape in which a plurality of arcs are combined. The ratio of the length to the diameter of the pores may be 2.5 or more.
【００１１】[0011]
【実施例】本発明の実施形態を図１乃至図３により説明
するが、図４乃至図６に示す同一部品で同一作用のもの
は、同一符号を付して説明を省略する。図１（ａ）に示
すようにバルブプレート２４のカバー２２との取付側面
において、吐出ポート４の昇圧工程の終わりにあたる側
の端部から吸込ポート２へ向けて平底溝の圧油導入溝８
が吐出ポート４と同一円周上に設けられ、この圧油導入
溝８からシリンダ摺動面に対してほぼ垂直に開口する複
数の細孔６が設けられている。複数の細孔６は、矢印で
示されるシリンダブロック１６の回転方向に対して吸込
ポート側は数が少なく、吐出ポート４に近づくに従って
数が増加するよう分布されている。また、その集合形状
はＶ字形状をしている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The same parts as those shown in FIGS. 4 to 6 having the same functions are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 1A, on the side surface of the valve plate 24 where the cover 22 is attached, the pressure oil introduction groove 8 of a flat bottom groove is formed from the end of the discharge port 4 on the side corresponding to the end of the pressurizing process toward the suction port 2.
Are provided on the same circumference as the discharge port 4, and a plurality of fine holes 6 are provided which open from the pressure oil introducing groove 8 substantially perpendicularly to the cylinder sliding surface. The plurality of pores 6 are distributed so that the number thereof is small on the suction port side with respect to the rotation direction of the cylinder block 16 indicated by the arrow, and the number thereof increases as it approaches the discharge port 4. The aggregate shape is V-shaped.
【００１２】図３を用いてその動作について述べる。上
記のように構成してシリンダブロック１６を回転させた
とき、シリンダブロック１６の各々のピストン穴１０が
順次吸込ポート２から吐出ポート４へ開口するに際し、
吐出ポート４の圧油が圧油導入溝８及び細孔６を経てピ
ストン穴１０に逆流する時間当たりの油量Ｑは、ハーゲ
ンポアズイユの法則により、ｄを細孔６の直径[ｍ]、Δ
Ｐを圧油導入溝８とピストン穴１０の圧力差[Ｐａ]、μ
を作動油の粘性系数[Ｐａ・ｓ]、Ｌが細孔６の長さ[ｍ]
とするとThe operation will be described with reference to FIG. When the cylinder block 16 configured as described above is rotated, when the piston holes 10 of the cylinder block 16 are sequentially opened from the suction port 2 to the discharge port 4,
According to Hagen-Poiseuille's law, d is the diameter [m] of the pore 6, [Δm], Δ is the amount of oil per unit time Q when the pressure oil in the discharge port 4 flows back into the piston hole 10 through the pressure oil introduction groove 8 and the pore 6.
P is the pressure difference [Pa] between the pressure oil introduction groove 8 and the piston hole 10, μ
Is the viscous coefficient [Pa · s] of the hydraulic oil, and L is the length of the pores 6 [m]
And
【００１３】[0013]
【数１】Ｑ＝πｄ４ΔＰ／１２８μＬ[ｍ３／ｓ]## EQU1 ## Q = πd 4 ΔP / 128 μL [m 3 / s]
【００１４】となるので、細孔６の直径を比較的小さく
設定しておけば、個々の細孔６を経てピストン穴１０へ
逆流する作動油の流体エネルギーも小さくなる。しか
も、シリンダの回転に従い逐次ピストン穴１０と導通す
る細孔の数が増加するので、従来の単一又は少数の閉じ
込み防止溝しか設けていない場合に比較して、回転数に
係わらず、吸込ポート２から吐出ポート４へ切換える際
のピストン穴１０内の圧力は非常にスムースに上昇す
る。この結果、本発明を適用したポンプモータの運転騒
音は確実に低減される。特に細孔６の直径ｄに対する長
さＬの比である（Ｌ／ｄ）の値が２．５以上とするとよ
り低減効果が高まる。Therefore, if the diameter of the pores 6 is set to be relatively small, the fluid energy of the hydraulic oil that flows back to the piston hole 10 through the individual pores 6 also becomes small. Moreover, since the number of pores that are successively connected to the piston hole 10 increases with the rotation of the cylinder, compared with the conventional case where only a single or a small number of lock-in prevention grooves are provided, the suction is performed regardless of the rotation speed. The pressure in the piston hole 10 at the time of switching from the port 2 to the discharge port 4 rises very smoothly. As a result, the operating noise of the pump motor to which the present invention is applied is reliably reduced. In particular, when the value of (L / d), which is the ratio of the length L to the diameter d of the pores 6, is 2.5 or more, the reducing effect is further enhanced.
【００１５】さらに、図２に示されるように角度θ（圧
油導入溝８が設けられる範囲。以下“予圧縮角度”とい
う）を比較的大きく設定し、そのθに応じて細孔６数を
徐々に増加させるように構成すれば、シリンダブロック
１６の回転に従ってピストン穴１０へ向けて開口する細
孔６の数を徐々に増加させることができるためピストン
穴１０の圧力が非常にスムースに吐出圧力まで上昇する
ので、本発明を適用したポンプモータの騒音と振動は従
来技術と比較して大幅に低減する。また、細孔６の集合
形状は本図に示すように複数の円弧を組合わせた形状と
することもできる。Further, as shown in FIG. 2, the angle θ (range in which the pressure oil introduction groove 8 is provided; hereinafter referred to as “precompression angle”) is set relatively large, and the number of pores 6 is set in accordance with the angle θ. If configured so as to gradually increase, the number of pores 6 opening toward the piston hole 10 can be gradually increased as the cylinder block 16 rotates, so that the pressure in the piston hole 10 is very smooth. Therefore, the noise and vibration of the pump motor to which the present invention is applied are significantly reduced as compared with the prior art. Further, the aggregate shape of the pores 6 may be a shape in which a plurality of arcs are combined as shown in this figure.
【００１６】以上、本発明の実施例をピストンポンプ・
モータの、吸込工程から吐出工程に至る切換部分につい
て説明したが、これを吐出工程から吸込工程に至る部分
に適用することもできる。As described above, the embodiment of the present invention is a piston pump
Although the switching part of the motor from the suction process to the discharge process has been described, this may be applied to the part from the discharge process to the suction process.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明によれば、ピストンポンプ・モー
タのバルブプレートのシリンダブロックとの摺動面とそ
の裏面に設けた圧油導入溝との間に、シリンダブロック
の回転方向に対して、数が増加する細孔を設けることに
より、ピストンポンプ・モータの非常に広範囲な回転領
域において、振動及びこれに伴う騒音を低減させ、ポン
プモータの搭載された機械の信頼性の向上と良好な環境
維持を図ることができる。According to the present invention, between the sliding surface of the valve plate of the piston pump / motor with respect to the cylinder block and the pressure oil introduction groove provided on the rear surface thereof, with respect to the rotation direction of the cylinder block, By increasing the number of pores, the vibration and the accompanying noise are reduced in a very wide range of rotation of the piston pump / motor, improving the reliability of the machine equipped with the pump motor and improving the environment. Can be maintained.
【図１】本願発明に係るピストンポンプ・モータの閉じ
込み防止溝の実施例の一例であり（ａ）は正面図、
（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。FIG. 1 is an example of an embodiment of a lock-in prevention groove of a piston pump / motor according to the present invention (a) is a front view,
(B) is CC sectional drawing of (a).
【図２】本願発明に係るピストンポンプ・モータの閉じ
込み防止溝のさらに細孔を増加させた実施例の（ａ）は
正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。FIG. 2A is a front view of an embodiment in which the number of pores of the lock-up prevention groove of the piston pump / motor according to the present invention is further increased, and FIG. 2B is a sectional view taken along line CC of FIG. Is.
【図３】本願発明に係るピストンポンプ・モータの閉じ
込み防止溝の実施例における動作時の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the piston pump / motor according to the present invention during operation in the embodiment of the lock-in prevention groove.
【図４】従来のピストンポンプ・モータの要部断面図で
ある。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a conventional piston pump / motor.
【図５】図４のバルブプレートのＡ−Ａ断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line AA of the valve plate of FIG.
【図６】従来のピストンポンプ・モータの閉じ込み防止
溝の正面図（添字１）Ｂ−Ｂ断面図（添字２）である。FIG. 6 is a front view (subscript 1) BB cross-sectional view (subscript 2) of a confinement prevention groove of a conventional piston pump / motor.
２ 吸込ポート ３ 中心 ４ 吐出ポート ５ 最後端部 ６ 細孔 ７ 最外細孔 ８ 圧油導入溝 １０ ピストン穴 １２ 駆動軸 １４ ピストン室 １６ シリンダブロック １８ ピストン ２０ 斜板 ２２ カバー ２３ ピッチ円 ２４ バルブプレート ２６ ハウジング ２８ ばね ３０ 吸込ポート ３２ 吐出ポート ３６、４０ 先行小径穴 θ 角度 2 Suction port 3 center 4 discharge ports 5 last end 6 pores 7 Outermost pore 8 Pressure oil introduction groove 10 Piston hole 12 drive shaft 14 Piston chamber 16 cylinder block 18 pistons 20 swash plate 22 cover 23 pitch circles 24 valve plate 26 Housing 28 springs 30 suction port 32 discharge ports 36, 40 Leading small diameter hole θ angle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H070 AA01 BB04 BB06 CC01 DD05 DD68 DD69 3H071 AA03 BB01 CC21 CC23 DD32 DD35 3H084 AA08 AA16 AA45 BB01 CC02 CC40 CC54 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 3H070 AA01 BB04 BB06 CC01 DD05 DD68 DD69 3H071 AA03 BB01 CC21 CC23 DD32 DD35 3H084 AA08 AA16 AA45 BB01 CC02 CC40 CC54
Claims (4)
ンダブロックに設けられた複数のピストン穴と、これら
のピストン穴のそれぞれに嵌挿されたピストンと、前記
シリンダブロックに摺接し、吸込み用と吐出用の各ポー
トを有するバルブプレートと、前記バルブプレートの前
記シリンダブロックと摺接する面の裏面側に前記シリン
ダブロックの回転に従って各ピストン穴の一方のポート
への開口面積が増加する側の一端から他方のポートへ向
かって延設した圧油導入溝と、この圧油導入溝から前記
バルブプレートの前記シリンダブロックと摺接する面に
対して略垂直に設けた複数の細孔とを備え、前記複数の
細孔は前記シリンダブロックの回転方向に対して数が増
加するよう構成したことを特徴とする閉じこみ防止溝を
有するピストンポンプ・モータ。1. A self-rotating cylinder block, a plurality of piston holes provided in the cylinder block, pistons fitted in the respective piston holes, and sliding contact with the cylinder block for suction and discharge. And a valve plate having each port of the valve plate, and one end of the other side of the side where the opening area of each piston hole to the port increases in accordance with the rotation of the cylinder block on the back side of the surface of the valve plate that slides in contact with the cylinder block. The pressure oil introducing groove extending toward the port, and a plurality of pores provided substantially perpendicular to a surface of the valve plate slidingly contacting the cylinder block from the pressure oil introducing groove are provided. A piston pump having a lock-in prevention groove, characterized in that the number of holes increases in the rotational direction of the cylinder block. Motor.
ことを特徴とする請求項１記載のピストンポンプ・モー
タ。2. A piston pump / motor according to claim 1, wherein the aggregate shape of the pores is substantially V-shaped.
わせた形状であることを特徴とする請求項１記載のピス
トンポンプ・モータ。3. The piston pump motor according to claim 1, wherein the aggregate shape of the pores is a shape in which a plurality of arcs are combined.
であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に
記載のピストンポンプ・モータ。4. The piston pump motor according to claim 1, wherein the ratio of the length and the diameter of the pores is 2.5 or more.
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