JP2020159321A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のバルブユニットを有し、小型化した流体機械を提供すること。【解決手段】本実施形態に係るラジアルピストンポンプ１００は、駆動軸１０１の回転運動によりピストン６を往復運動させるシリンダ３と、高圧側油路４および低圧側油路５と、の間の作動流体の流れを調節するためのバルブユニット１、並びに、バルブユニット１を組み付ける開口１０３ａを駆動軸１０１の周囲に複数備えているハウジング１０３、を有し、バルブユニット１は、通電により電磁力を発生させる円環状のコイル５０、および、電磁力により第１方向に移動するアーマチャ６０、を有し、バルブユニット１は、ハウジング１０３の内周面とコイル５０の外周面とが当接するように開口１０３ａに組み付けられる。【選択図】図３

Description

本開示は、ラジアルピストンポンプ等の流体機械に関する。

従来、ソレノイドを用いて高圧側ポペットバルブおよび低圧側ポペットバルブを移動または保持するバルブユニットが普及している（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、バルブの本体部の周辺に配置された電磁石により形成される磁気回路が、本体部を内包し、電磁石の外周側に配置された環状バルブ筐体を通るように構成されたバルブアセンブリが開示されている。

特表２０１２−５０２２３４号公報

バルブユニットの使用例として、ピストンを駆動軸の周りに放射状に配置し、シリンダ内のピストンを駆動軸の回転により往復運動させることで作動油の吸い込みと吐き出しを行うラジアルピストンポンプ（モータ）がある。ラジアルピストンポンプは、ケースに駆動軸を取り巻くような穴が複数設けられており、この穴に上記したようなバルブユニット、シリンダおよびピストンを嵌め込むことで構成される。従って、バルブユニットの外径が大きいと、ラジアルピストンポンプ全体が大きくなってしまう。

本開示の目的は、複数のバルブユニットを有する流体機械を小型化することである。

本開示の一態様に係る流体機械は、駆動軸の回転運動により内部をピストンが往復運動する作動流体室と、第１作動流体流路および第２作動流体流路と、の間の作動流体の流れを調節するためのバルブユニット、並びに、前記駆動軸の周囲に、放射状の開口を複数備えているハウジング、を有し、前記バルブユニットは、外周面に露出しており、通電により電磁力を発生させて前記電磁力により移動部材を第１方向に移動させる、円環状のコイルを有し、前記バルブユニットは、前記開口の内周面と前記コイルの外周面とが当接するように前記開口の内部に配置される。

複数のバルブユニットを有し、小型化した流体機械を提供することができる。

図１は、本実施形態に係るラジアルピストンポンプについて説明するための模式図である。 図２は、ポンプユニットについて説明するための模式図である。 図３は、実施形態に係るバルブユニットを示す模式的な断面図である。 図４は、バルブユニットの動作を説明するための図である。 図５は、バルブユニットの動作を説明するための図である。 図６は、バルブユニットの動作を説明するための図である。 図７は、バルブユニットの動作を説明するための図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。

＜ラジアルピストンポンプ１００＞
図１は、本実施形態に係るラジアルピストンポンプ１００について説明するための模式図である。ラジアルピストンポンプ１００は、本発明の油圧ポンプモータの一例である。ラジアルピストンポンプ１００は、駆動軸１０１と、偏心カム１０２と、ハウジング１０３と、ポンプユニット２と、高圧側油路４と、低圧側油路５と、を有する。

偏心カム１０２は、回転可能な駆動軸１０１に固定されている。駆動軸１０１の周囲には、複数（図１の例では８個）のポンプユニット２が放射状に配置されている。ポンプユニット２は、高圧側油路４および低圧側油路５を流れる作動油によって開閉動作可能なバルブユニット１と、シリンダ３と、シリンダ３内を往復運動するピストン６と、を有する。ピストン６は偏心カム１０２に接続されており、偏心カム１０２は、駆動軸１０１の回転運動をピストン６の往復運動に変換する。複数のポンプユニット２は、ハウジング１０３に設けられた開口１０３ａ（図３参照）内に、ピストン６の往復運動可能な状態で配置されている。ポンプユニット２の詳細については後述する。

駆動軸１０１の角度位置および回転速度が、センサ（図示せず）によって随時検出されている。後述の制御装置９（図２参照）が、角度位置および回転速度に基づいてポンプユニット２のバルブユニット１の開閉動作を制御することで、ラジアルピストンポンプ１００が動作する。ラジアルピストンポンプ１００は、駆動軸１０１の回転運動によって作動油を低圧側油路５からシリンダ３に吸入して高圧側油路４に吐出するポンプとしての機能と、作動油を高圧側油路４からシリンダ３に導入して駆動軸１０１を回転させ、駆動軸１０１の回転に用いた作動油をシリンダ３から低圧側油路５に導出するモータとしての機能と、を有する。

図２は、ポンプユニット２について説明するための図である。上述したように、ポンプユニット２は、バルブユニット１と、シリンダ３と、ピストン６と、を有する。

バルブユニット１は、高圧側油路４に接続された高圧バルブ２０と、低圧側油路５に接続された低圧バルブ３０と、を有する。高圧バルブ２０および低圧バルブ３０はともに逆止弁である。図２に示すように、バルブユニット１は、シリンダ３と、高圧側油路４および低圧側油路５との間に設けられている。

高圧バルブ２０は、弁座１５と、弁体２１と、弁体２１を弁座１５に着座させる方向に付勢するバネ２５とを有する。本実施の形態では、高圧バルブ２０は、ポペット弁である。また、高圧バルブ２０は、所望のタイミングで開弁方向に付勢可能に構成されている。具体的には、高圧バルブ２０の弁体２１は、制御装置９からの指示により、所望のタイミングで、弁座１５から離間する方向へ付勢させられる。

低圧バルブ３０は、弁座１６と、弁体３１と、弁体３１を弁座１６から離間させる方向に付勢するバネ３５とを有する。本実施の形態では、低圧バルブ３０は、ポペット弁である。また、低圧バルブ３０は、所望のタイミングで閉弁方向に付勢可能に構成されている。具体的には、低圧バルブ３０の弁体３１は、制御装置９からの指示により、所望のタイミングで、弁座１６に着座する方向へ付勢させられる。

＜バルブユニット１＞
図３を参照して、実施形態に係るバルブユニット１について説明する。図３は、実施形態に係るバルブユニット１を示す模式的な断面図である。図３には、中心軸ＣＬが描かれている。以下の説明では、中心軸ＣＬに沿う方向を「軸方向」、中心軸ＣＬと直交する方向を「径方向」という。また、便宜上、図３における左方向を「第１の方向」または「左方向」といい、図３における右方向を「第２の方向」または「右方向」という。また、図３では、説明に関係のない一部の構成が省略されている。

バルブユニット１は、高圧バルブ２０と、低圧バルブ３０と、パイロットバルブ４０とが一体化されたものであり、ハウジング１０３に放射状に設けられた開口１０３ａ（図１参照）の内部に配置される。

開口１０３ａの奥端側（左端側）は、円板部１０ｂによって閉塞されている。円板部１０ｂにより、第１空間１１が形成されている。第１空間１１は、右方を向く面１１ａと、面１１ａよりも右側に位置し、右方を向く円環状の面１１ｂと、面１１ｂよりも右側に位置し、右方を向く円環状の面１１ｃと、面１１ｃよりも右側に位置し、左方を向く円環状の面１１ｄと、面１１ａと面１１ｂとを繋ぐ内周面１１ｅと、面１１ｂと面１１ｃとを繋ぐ内周面１１ｆと、面１１ｃと面１１ｄとを繋ぐ内周面１１ｇとにより画定される。

上述の高圧側油路４は、径方向に延在しており、その内側端は内周面１１ｇに開口している。一方、高圧側油路４の外側端は、ハウジング１０３内に設けられた高圧側油路４ａに接続されている。また、連通油路１０ｄが軸方向に延在しており、その左端は、面１１ｄに開口している。第１空間１１には、高圧バルブ２０の弁体２１が配設される。

開口１０３ａの軸方向中間部から径方向外向きに延在するようにして、第２空間１２が形成されている。第２空間１２における最外周部には、円環状のコイル５０が配設される。コイル５０は、非磁性材料からなる円環状のボビンの外周に、巻線が巻回されたものである。コイル５０の内周側は、非磁性材料からなる円筒部材５３により封止される。コイル５０の外周側は、バルブユニット1の外周面１０ａに露出している。これにより、コイル５０の外周面と、開口１０３ａの内周面とが当接している。

開口１０３ａには、第１空間１１と第２空間１２とを区画する区画部１５が、径方向内側に延在するようにして組み付けられている。なお、区画部１５は、磁性材料で形成され、後述のコイル５０が発生させる磁束に対するヨークとしての役割を果たす。上述の連通油路１０ｄは、区画部１５を軸方向に貫通している。区画部１５の左端面は、上述の面１１ｄである。区画部１５の右端面は、右方に向かって縮径するテーパ面１５ａである。

開口１０３ａの開口端側（右端側）には、開口端に向かって拡径する拡径空間１３が形成されている。拡径空間１３は、上述したシリンダ３に接続される空間である。

また、第２空間１２と拡径空間１３との間に、径方向外向きに延在するようにして、第３空間１４が形成されている。第３空間１４は、右方を向く面１４ａと、面１４ａよりも右側に位置し、左方を向く面１４ｂと、面１４ｂよりも右側に位置し、左方を向く面１４ｃと、面１４ａと面１４ｃとを繋ぐ内周面１４ｄと、面１４ｂと面１４ｃとを繋ぐ外周面１４ｅとにより画定される。第３空間１４には、低圧バルブ３０の弁体３１が配設される。

開口１０３ａには、第２空間１２と第３空間１４とを区画する区画部１６が、径方向内側に延在するようにして設けられている。すなわち、区画部１６は、コイル５０よりシリンダ側に配置されており、上述の区画部１５が区画部１６よりコイル５０側に配置されている。なお、区画部１６は、磁性材料で形成され、区画部１５と同様に、後述のコイル５０が発生させる磁束に対するヨークとしての役割を果たす。区画部１６の右端面は、上述の面１４ａである。区画部１６には、径方向に延びる油路と軸方向に延びる油路とを含む上述の低圧側油路５が形成されており、低圧側油路５の右端は、面１４ａに開口している。一方、低圧側油路５の外側端は、ハウジング１０３内に設けられた低圧側油路５ａに接続されている。区画部１６の内周面１６ａは、後述するアーマチャ６０のフランジ部６２を案内する。

さらに、開口１０３ａには、第３空間１４と拡径空間１３とを区画する区画部１７が、径方向内側に延在するようにして設けられている。区画部１７の左端面は、上述の面１４ｂである。区画部１７の右端面は、右方に向かって拡径するテーパ面１７ａである。

以下の説明では、第２空間１２、第３空間１４および拡径空間１３をまとめて「シリンダ側空間１８」という場合がある。換言すると、開口１０３ａにおける区画部１５よりも右側に形成される空間を、シリンダ側空間１８という。

（高圧バルブ２０）
高圧バルブ２０は、弁体２１と、弁座として機能する区画部１５と、弁体２１を閉弁方向に付勢するバネ２５と、を含む。

弁体２１は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体２１は、非磁性材料でもよい。弁体２１は、円板部２２と、円筒部２３と、円筒部２４と、を有する。弁体２１は、軸方向に移動可能である。

円板部２２は、弁体２１の軸方向中間部において径方向に延在している。円板部２２の外周面は、左方に向かって縮径するテーパ面を含んで構成される。円板部２２の中心には、円板部２２を軸方向に貫通する穴２２ｄが設けられている。穴２２ｄは、内周円筒面と、内周円筒面の左端から左方に向かって拡径する凹曲面２２ｆによって画定される。

円筒部２３は、円板部２２から右方に延在している。円筒部２３の内周側には、後述するパイロットバルブ４０の弁体４１の本体部４２が収容される。円筒部２３の内周面は、本体部４２の外周面を案内する。円筒部２３の右端には、弁体４１のフランジ部４５が当接可能である。円筒部２３の外周面は、区画部１５の内周面１５ｂに案内される。

円筒部２４は、円板部２２から左方に延在している。円筒部２４の内周側には、バネ２５および受け部材２６が収容される。円筒部２４の内周面は、バネ２５の外周面を案内する。円筒部２４の左端は、円板部１０ｂの面１１ａに当接可能である。

上述のとおり、高圧バルブ２０の弁座は、区画部１５によって構成される。弁体２１が着座するバルブシート部は、面１１ｄによって構成される。弁体２１の円板部２２の右方を向く面２２ｇと、面１１ｄとが接触することで、高圧バルブ２０が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体２１がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体２１がバルブシート部に線接触する態様でもよい。

バネ２５は、圧縮バネである。バネ２５は、例えばコイルばねである。図３に示す状態で、バネ２５は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ２５の左端および右端は、円板部１０ｂの面１１ａおよび受け部材２６に当接しており、バネ２５は、弁体２１を右方に向かって付勢している。バネ２５の外周面は、内周面１１ｅと、円筒部２４の内周面とに案内される。

高圧バルブ２０は、弁体２１が弁座としての区画部１５から離間し、高圧側油路４と連通油路１０ｄ（すなわちシリンダ側空間１８）との間の作動油の流通を許容する開位置（開弁状態）と、弁体２１が弁座としての区画部１５に着座し、高圧側油路４と連通油路１０ｄとの間の作動油の流通を阻止する閉位置（閉弁状態）とを取り得る。

（低圧バルブ３０）
低圧バルブ３０は、弁体３１と、弁座として機能する区画部１６と、弁体３１を開弁方向に付勢するバネ３５と、を含む。

弁体３１は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体３１は、非磁性材料でもよい。弁体３１は、概略円環状をなし、内側円環部３２と、外側円環部３３と、連結部３４と、を有する。弁体３１は、軸方向に移動可能である。

内側円環部３２の右端面は、後述するバネ６５と当接可能である。図３に示す状態では、バネ６５は内側円環部３２に当接している。また、内側円環部３２の左端面は、後述するアーマチャ６０の本体部６１と当接可能である。内側円環部３２の中心に設けられた穴３２ａには、アーマチャ６０の軸部６４が挿通される。外側円環部３３の左方を向く面３３ａには、バネ３５が当接している。

連結部３４は、内側円環部３２の外周縁と外側円環部３３の内周縁とを連結している。連結部３４は、周方向に等間隔で複数設けられている。連結部３４は、それぞれは、区画部１７の面１４ｂと当接可能である。図３に示す状態では、連結部３４は、面１４ｂに当接している。連結部３４同士の隙間には、アーマチャ６０の間座６２ｃが挿通可能である。

上述のとおり、低圧バルブ３０の弁座は、区画部１６によって構成される。弁体３１が着座するバルブシート部は、面１４ａによって構成される。弁体３１の面３３ａと、面１４ａとが接触することで、低圧バルブ３０が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体３１がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体３１がバルブシート部に線接触する態様でもよい。

バネ３５は、圧縮バネである。バネ３５は、例えばコイルばねである。図３に示す状態で、バネ３５は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ３５の左端および右端は、面１４ａおよび外側円環部３３の面３３ａに当接しており、バネ３５は、弁体３１を右方に向かって付勢している。

低圧バルブ３０は、弁体３１が弁座としての区画部１６から離間し、低圧側油路５とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を許容する開位置（開弁状態）と、弁体３１が弁座としての区画部１６に着座し、低圧側油路５とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を阻止する閉位置（閉弁状態）とを取り得る。

（パイロットバルブ４０）
パイロットバルブ４０は、弁体４１と、弁座と、弁体４１を閉弁方向に付勢するバネと、を含む。このうち、弁座は、高圧バルブ２０の弁体２１によって構成される。また、弁体４１を閉弁方向に付勢するバネは、高圧バルブ２０の弁体２１を閉弁方向に付勢するバネ２５によって構成される。

弁体４１は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体４１は、非磁性材料でもよい。弁体４１は、本体部４２と、小径部４３と、球体部４４と、フランジ部４５と、軸部４６と、を有する。弁体４１は、軸方向に移動可能である。

本体部４２は、軸方向に延在する概略円柱形状をなし、左側領域において徐々に縮径している。本体部４２は、弁体２１の円筒部２３の内周側に収容される。本体部４２の外周面は、円筒部２３の内周面に案内される。

小径部４３は、本体部４２の左端から左方に延在している。小径部４３は、弁体２１の穴２２ｄに挿通される。

球体部４４は、小径部４３の左端に設けられている。球体部４４は、弁体２１の凹曲面２２ｆと当接可能である。図３に示す状態では、球体部４４は凹曲面２２ｆに当接している。

フランジ部４５は、本体部４２から径方向外側に延在している。フランジ部４５の左方を向く面は、弁体２１の円筒部２３と当接可能である。フランジ部４５の右方を向く面には、アーマチャ６０との間に配設されるバネ６６の左端が当接している。フランジ部４５の外周面は、区画部１５の内周面１５ｂに案内される。

軸部４６は、フランジ部４５から右方に延在している。軸部４６の右端は、アーマチャ６０の本体部６１の左端と隙間を介して対向している。軸部４６の外周面は、バネ６６の内周面を案内している。

上述のとおり、パイロットバルブ４０の弁座は、高圧バルブ２０の弁体２１によって構成される。弁体４１の球体部４４が着座するバルブシート部は、凹曲面２２ｆによって構成される。球体部４４の外周面と、弁体２１の凹曲面２２ｆとが接触することで、パイロットバルブ４０が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体４１がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体４１がバルブシート部に線接触する態様でもよい。

上述のとおり、弁体４１を閉弁方向に付勢する機能は、高圧バルブ２０の弁体２１を閉弁方向に付勢するバネ２５により実現される。図３に示す状態で、バネ２５は、弁体４１を右方に向かって付勢している。

パイロットバルブ４０は、弁体４１が弁座としての弁体２１から離間し、高圧側油路４とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を許容する開位置（開弁状態）と、弁体４１が弁座としての弁体２１に着座し、高圧側油路４とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を阻止する閉位置（閉弁状態）とを取り得る。

（アーマチャ６０）
アーマチャ６０は、鉄等の磁性材料からなる。アーマチャ６０は、本体部６１と、フランジ部６２と、円筒部６３と、軸部６４と、を有する。アーマチャ６０は、軸方向に移動可能である。

フランジ部６２は、本体部６１から径方向外側に延在している。フランジ部６２の左端面は、左方に向かって拡径するテーパ面６２ａである。テーパ面６２ａは、区画部１５のテーパ面１５ａと当接可能である。フランジ部６２の外周面は、区画部１６の内周面１６ａに案内される。フランジ部６２には、フランジ部６２を軸方向に貫通する連通油路６２ｂが設けられている。

フランジ部６２には、非磁性材料からなる間座６２ｃが固定されている。間座６２ｃは、フランジ部６２から右方に突出している。間座６２ｃは、面１４ｂと当接可能である。図３に示す状態で、間座６２ｃは面１４ｂに当接している。

円筒部６３は、本体部６１から左方に延在している。円筒部６３の内周側には、上述のバネ６６が収容される。円筒部６３の内周面は、バネ６６の外周面を案内している。

軸部６４は、本体部６１から右方に延在している。軸部６４は、小径軸部６４ａと、小径軸部６４ａの軸方向中間部に設けられた大径軸部６４ｂとを有する。小径軸部６４ａは、弁体３１の内側円環部３２の穴３２ａに挿通されている。

上述のとおり、大径軸部６４ｂと、弁体３１の内側円環部３２との間には、バネ６５が配設されている。バネ６５は、圧縮バネである。図３に示す状態で、バネ６５は自然長の状態であり、バネ６５の左端および右端は、大径軸部６４ｂおよび内側円環部３２とそれぞれ当接している。

バネ６６は、パイロットバルブ４０の弁体４１と、アーマチャ６０との間に配設される。バネ６６の左端は、弁体４１のフランジ部４５に当接している。バネ６６の右端は、アーマチャ６０の本体部６１の左端に当接している。

（バルブユニット１の動作）
図３〜図７を参照して、バルブユニット１の動作について説明する。

コイル５０に対して通電が行われておらず、高圧バルブ２０がバネ２５によって閉位置（閉弁状態）とされ、低圧バルブ３０がバネ３５によって開位置（開弁状態）とされた状態（図３）を、便宜上「初期状態」という。初期状態では、シリンダ３内の圧力は、低圧側油路５の圧力と等しい。

初期状態においてコイル５０に対して通電が行われると、区画部１６、アーマチャ６０、および区画部１５と、ハウジング１０３の一部と、を通過する磁束が発生する。従って、ハウジング１０３は磁性材料で形成されている。図４〜図６には、コイル５０に電流が流れた際に生じる磁束の例が示されている。この磁束により、アーマチャ６０を左方向に付勢する力（電磁力）Ｆ６１が発生する。

力Ｆ６１の大きさは、区画部１５のテーパ面１５ａと、アーマチャ６０のフランジ部６２のテーパ面６２ａとの隙間の大きさに応じて変化する。力Ｆ６１の大きさは、テーパ面１５ａとテーパ面６２ａとの距離が小さいほど、大きい。

アーマチャ６０が左方向へ移動する場合、弁体３１は、アーマチャ６０の大径軸部６４ｂと弁体３１の内側円環部３２との間に介在するバネ６５を介してアーマチャ６０に押圧され、アーマチャ６０と一体となって左方向へ移動する。

すなわち、コイル５０に対して通電が行われることによって、アーマチャ６０は、バネ３５の弾性力およびバネ６６の弾性力に抗して、弁体３１とともに、バネ３５およびバネ６６を圧縮させながら左方向へ移動する。図４は、低圧バルブ３０が閉弁状態となる直前の状態を示している。このとき、バネ６５は圧縮されていない。また、パイロットバルブ４０および高圧バルブ２０は閉弁状態である。

この状態で、パイロットバルブ４０の弁体４１には、第１空間１１とシリンダ側空間１８との圧力差に起因して弁体４１を閉弁方向に付勢する力Ｆ４１と、バネ２５が弁体４１を閉弁方向に付勢する力Ｆ４２と、バネ６６が弁体４１を開弁方向に付勢する力Ｆ４３とが作用している。

また、この状態で、高圧バルブ２０の弁体２１には、第１空間１１とシリンダ側空間１８との圧力差に起因して弁体２１を閉弁方向に付勢する力Ｆ２１と、バネ２５が弁体２１を閉弁方向に付勢する力Ｆ２２とが作用している。

アーマチャ６０が左方向に移動してバネ６６が圧縮されることで力Ｆ４３が増大し、Ｆ４１＋Ｆ４２＜Ｆ４３となった時点で、パイロットバルブ４０が開弁する（図５）。図５では、パイロットバルブ４０が開弁状態、低圧バルブ３０が閉弁状態となっている。

高圧バルブ２０に関しては、パイロットバルブ４０が開弁することで、第１空間１１とシリンダ側空間１８との圧力差が減少し、もって力Ｆ２１が減少する。また、弁体２１の円筒部２３に弁体４１のフランジ部４５が当接して、弁体２１に、バネ６６が弁体２１を開弁方向に付勢する力Ｆ２３が作用する。

Ｆ２１＋Ｆ２２＜Ｆ２３となった時点で、高圧バルブ２０が開弁する（図６）。高圧バルブ２０が開弁することで、高圧側油路４内の作動油がシリンダ３内に流入し、シリンダ３内の圧力が高圧側油路４内の圧力と等しくなる。

なお、本実施形態では、パイロットバルブ４０が開弁した状態では低圧バルブ３０は閉弁しているものを例に説明を行ったが、コイルに通電する電流の大きさ、または、第１空間１１とシリンダ側空間１８との圧力差等によっては、低圧バルブ３０が閉弁する前にパイロットバルブ４０またはパイロットバルブ４０および高圧バルブ２０の両方が開弁することがある。なお、その場合であっても、低圧バルブ３０が閉弁するタイミングと、高圧バルブ２０が開弁するタイミングとは、ほぼ同時である。

低圧バルブ３０が閉弁状態とされ、かつ、高圧バルブ２０が開弁状態とされた状態で、コイル５０に対する通電を停止すると、低圧バルブ３０は、シリンダ３内の圧力が低圧側油路５内の圧力よりも高くなっているため、閉弁状態を維持する。一方、高圧バルブ２０およびパイロットバルブ４０は、アーマチャ６０を左方向へ付勢する力が消失するため、バネ２５の弾性力によって閉弁する。

このとき、アーマチャ６０も、バネ６６を介して弁体４１により右方へ押圧され、右方に移動する。なお、アーマチャ６０の間座６２が区画部１７の面１４ｂに当接した時点（図７に示す状態）で、バネ６５は自然長の状態であり、バネ６５と弁体３１の内側円環部３２およびアーマチャ６０の大径軸部６４ｂの少なくとも一方との間には隙間が存在することになる。

この状態で、ピストン６が下降する等などしてシリンダ３内の圧力が低下すると、低圧バルブ３０が開弁し、初期状態となる。

（バルブユニット１の組み付け方法）
従来のバルブユニットを作成する方法として、鋳造や鍛造で概形が形成されたバルブケースに、切削加工等の機械加工を施し、そこに各種弁体やバネ等を配置して作成する方法がある。そして、従来のラジアルピストンポンプを作成する方法として、上記方法により完成したバルブユニットを、駆動軸の周囲に放射状に設けられたハウジングの開口に組み付けて作成する方法がある。

しかしながら、本実施形態に係るバルブユニット１は、バルブケースに該当する構成を有しないため、上記方法を採用することはできない。このため、以下のような方法でラジアルピストンポンプ１００のハウジング１０３にバルブユニット１の各構成を組み付ける。

まず、あらかじめバルブユニット１の各構成、すなわち区画部１５，１６，１７および各種弁体、バネ等を形成しておく。

まず、区画部１７が図３における左方向からハウジング１０３の開口１０３ａに挿入され、所定位置に組み付けられる。

次に、低圧バルブ３０および区画部１６が、区画部１７と同様に開口１０３ａの左方向から組み付けられる。これにより、第３空間１４が形成される。

さらに、アーマチャ６０、円筒部材５３、およびコイル５０が組み付けられる。この状態で、区画部１５が組み付けられることで、第２空間１２が形成される。

バイロットバルブ４０および高圧バルブ２０が取り付けられ、最後に円板部１０ｂによって開口１０３ａが閉塞されることで、バルブユニット１が完成する。

このような組み付け方法による利点は、以下の通りである。第１に、バルブケースに該当する構造が存在しないため、バルブユニット１の外径を小さくすることができる。これにより、開口１０３ａを小さくすることができ、ひいてはラジアルピストンポンプ１００を小型化することができる。

第２に、バルブの各構成（区画部１５，１６，１７）をそれぞれ別体に形成するため、例えば磁気吸引面となるテーパ面１５ａ等、細部の加工精度を向上させることができる。何故なら、従来のようにバルブケースを切削加工して各構成を形成する場合、加工のための開口から奥まった位置の構造を高精度で加工することは、加工面が開口から見えないため困難であるが、本実施形態の組み付け方法を採用する場合、細部の加工精度を確認しながら加工することが可能だからである。

以上説明したように、本実施形態に係るラジアルピストンポンプ１００は、駆動軸１０１の回転運動により内部をピストンが往復運動するシリンダ３と、高圧側油路４および低圧側油路５と、の間の作動流体の流れを調節するためのバルブユニット１、並びに、駆動軸１０１の周囲に、放射状の開口１０３ａを複数備えているハウジング１０３、を有し、バルブユニット１は、外周面１０ａに露出しており、通電により電磁力を発生させて電磁力によりアーマチャ６０を第１方向に移動させる、円環状のコイル５０を有し、バルブユニット１は、開口１０３ａの内周面と前記コイルの外周面とが当接するように前記開口の内部に配置される。

このような構成により、コイル５０がバルブユニット１の外周面１０ａに露出しているため、コイルの外側にバルブユニットのケース部材が存在する場合と比較して、バルブユニット１の直径を小さくすることができる。従って、開口１０３ａの大きさを小さくすることができ、ひいては、ラジアルピストンポンプ１００全体を小型化することができる。

また、本実施形態に係るラジアルピストンポンプ１００によれば、バルブユニット１は、シリンダ３と高圧側油路４とを開閉する高圧バルブ２０、および、シリンダ３と低圧側油路５とを開閉する低圧バルブ３０、を有し、アーマチャ６０は、第１方向に移動することで高圧バルブ２０を開弁させ、かつ、低圧バルブを閉弁させる。

このような構成により、１つのアーマチャで高圧バルブ２０および低圧バルブ３０の両方を開閉できるので、構造を簡単にすることができる。

また、本実施形態に係るラジアルピストンポンプ１００によれば、バルブユニット１は、コイル５０よりシリンダ側に配置されている区画部１６、および、区画部１６とは別体に形成され、区画部１６よりコイル５０側に配置されている区画部１５を有する。

このような構成により、区画部１５に形成される磁気吸引面（テーパ面１５ａ）等の加工精度を向上させることができる。

また、本実施形態に係るラジアルピストンポンプ１００によれば、区画部１６は、低圧バルブ３０の弁体が着座する弁座であり、区画部１５は、高圧バルブ２０の弁体２１が着座する弁座である。

このような構成により、バルブユニット１を簡単な構造とすることができる。

本実施形態に係るラジアルピストンポンプ１００によれば、コイル５０の派生させる磁束は、区画部１６、アーマチャ６０、区画部１５、およびハウジング１０３を通過する。

このような構成により、アーマチャ６０をしっかりと第１方向に移動させることができ、高圧バルブ２０および低圧バルブ３０の開閉を好適に行うことができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

上述の実施形態において説明したバルブユニット１の構成は、本発明のバルブユニットの構成の一例であり、本発明はこれに限定されない。例えば、パイロットバルブ４０は設けられなくてもよい。また、アーマチャ６０が高圧バルブ２０と低圧バルブ３０の開閉を行うとしたが、高圧バルブと低圧バルブとがそれぞれ別のアーマチャにより開閉されてもよい。

上述の実施形態において、偏心カム１０２を用いて駆動軸１０１の回転運動をピストンの往復運動に変換する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば駆動軸とピストンとが棒状のリンク機構によって接続され、当該リンク機構によって駆動軸１０１の回転運動をピストンの往復運動に変換するようにしてもよい。

本開示のバルブユニットによれば、組み付けられる流体機械を小型化することができ、産業上の利用可能性は多大である。

１００ ラジアルピストンポンプ
１０１ 駆動軸
１０２ 偏心カム
１０３ ハウジング
１０３ａ 開口
１ バルブユニット
２ ポンプユニット
３ シリンダ
４ 高圧側油路
４ａ 高圧側油路
５ 低圧側油路
５ａ 低圧側油路
６ ピストン
９ 制御装置
１０ａ 外周面
１０ｂ 円板部
１０ｄ 連通油路
１１ 第１空間
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 面
１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ 内周面
１２ 第２空間
１３ 拡径空間
１４ 第３空間
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 面
１４ｄ 内周面
１４ｅ 外周面
１５ 区画部（弁座）
１５ａ テーパ面
１５ｂ 内周面
１６ 区画部（弁座）
１６ａ 内周面
１７ 区画部
１７ａ テーパ面
１８ シリンダ側空間
２０ 高圧バルブ
２１ 弁体
２２ 円板部
２２ｄ 穴
２２ｆ 凹曲面
２２ｇ 面
２３ 円筒部
２４ 円筒部
２５ バネ
２６ 受け部材
３０ 低圧バルブ
３１ 弁体
３２ 内側円環部
３２ａ 穴
３３ 外側円環部
３３ａ 面
３４ 連結部
３５ バネ
４０ パイロットバルブ
４１ 弁体
４２ 本体部
４３ 小径部
４４ 球体部
４５ フランジ部
４６ 軸部
５０ コイル
５３ 円筒部材
６０ アーマチャ
６１ 本体部
６２ フランジ部
６２ 間座
６２ａ テーパ面
６２ｂ 連通油路
６２ｃ 間座
６３ 円筒部
６４ 軸部
６４ａ 小径軸部
６４ｂ 大径軸部
６５ バネ
６６ バネ

Claims (5)

1. 駆動軸の回転運動により内部をピストンが往復運動する作動流体室と、第１作動流体流路および第２作動流体流路と、の間の作動流体の流れを調節するためのバルブユニット、並びに、
   前記駆動軸の周囲に、放射状の開口を複数備えているハウジング、
   を有し、
   前記バルブユニットは、外周面に露出しており、通電により電磁力を発生させて前記電磁力により移動部材を第１方向に移動させる、円環状のコイルを有し、
   前記バルブユニットは、前記開口の内周面と前記コイルの外周面とが当接するように前記開口の内部に配置される、
   流体機械。
2. 前記バルブユニットは、
   前記作動流体室と前記第１作動流体流路とを開閉する第１バルブ、
   前記作動流体室と前記第２作動流体流路とを開閉する第２バルブ、および、
   前記第１方向に移動することで前記第１バルブを開弁させ、かつ、前記第２バルブを閉弁させるアーマチャ、
   を有する、請求項１に記載の流体機械。
3. 前記バルブユニットは、前記コイルより前記作動流体室側に配置されている第１ヨーク部材、および、前記第１ヨーク部材とは別体に形成され、前記第１ヨーク部材より前記コイル側に配置されている第２ヨーク部材を有する、
   請求項２に記載の流体機械。
4. 前記第１ヨーク部材は、前記第２バルブの第２弁体が着座する第２弁座であり、
   前記第２ヨーク部材は、前記第１バルブの第１弁体が着座する第１弁座である、
   請求項３に記載の流体機械。
5. 前記コイルの派生させる磁束は、前記第１ヨーク部材、前記アーマチャ、前記第２ヨーク部材、および前記ハウジングを通過する、
   請求項３または４に記載の流体機械。

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