JP2021099030A - 油圧ポンプ・モータ - Google Patents

Abstract

【課題】吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力の急激な変化を抑制すること。【解決手段】油圧ポンプ・モータは、回転軸を中心に回転するシリンダブロックと、シリンダブロックのシリンダボアに配置されるピストンと、シリンダボアのシリンダポートに対向するバルブプレートと、を備える。バルブプレートは、シリンダポートから吐出された作動油が流通する高圧ポートと、シリンダポートに吸引される作動油が流通する低圧ポートと、回転軸の周方向において高圧ポートと低圧ポートとの間に配置され、上死点に移動したピストンが配置されるシリンダボアの前記シリンダポートが対向する上死点位置を含む第１領域と、第１領域において上死点位置と前記低圧ポートとの間に設けられた残圧捨てポートと、を有する。残圧捨てポートは、第１残圧捨てポートと、回転軸の径方向において第１残圧捨てポートとは異なる位置に配置された第２残圧捨てポートと、を含む。【選択図】図４

Description

本開示は、油圧ポンプ・モータに関する。

油圧ポンプ・モータに係る技術分野において、特許文献１に開示されているような油圧ポンプ・モータが知られている。

国際公開第２０１６／０６７４７２号

油圧ポンプ・モータが吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力が変化する。作動油の圧力が急激に変化すると、作動油に気泡が生成されるキャビテーション現象が発生する可能性がある。キャビテーション現象が発生すると、油圧ポンプ・モータの性能が低下する可能性がある。

本開示は、吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力の急激な変化を抑制することを目的とする。

本開示に従えば、回転軸を中心に回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックのシリンダボアに配置されるピストンと、前記シリンダボアのシリンダポートに対向するバルブプレートと、を備え、前記バルブプレートは、前記シリンダポートから吐出された作動油が流通する高圧ポートと、前記シリンダポートに吸引される作動油が流通する低圧ポートと、前記回転軸の周方向において前記高圧ポートと前記低圧ポートとの間に配置され、上死点に移動した前記ピストンが配置される前記シリンダボアの前記シリンダポートが対向する上死点位置を含む第１領域と、前記第１領域において前記上死点位置と前記低圧ポートとの間に設けられた残圧捨てポートと、を有し、前記残圧捨てポートは、第１残圧捨てポートと、前記回転軸の径方向において前記第１残圧捨てポートとは異なる位置に配置された第２残圧捨てポートと、を含む、油圧ポンプ・モータが提供される。

本開示によれば、吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力の急激な変化が抑制される。

図１は、実施形態に係る油圧ポンプを示す断面図である。 図２は、実施形態に係る油圧ポンプを示す断面図である。 図３は、実施形態に係るシリンダブロックを示す図である。 図４は、実施形態に係るバルブプレートを示す図である。 図５は、実施形態に係るバルブプレートの一部を示す拡大図である。 図６は、実施形態に係るシリンダブロック及びバルブプレートの動作を説明するための図である。 図７は、油圧ポンプの性能試験結果を示す図である。 図８は、油圧ポンプの性能試験結果を示す図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

実施形態においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、ＸＹＺ直交座標系を参照しながら各部の位置関係について説明する。所定面のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向、Ｘ軸と直交する所定面のＹ軸と平行な方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸を中心とする回転又は傾斜方向をθＸ方向、Ｙ軸を中心とする回転又は傾斜方向をθＹ方向、Ｚ軸を中心とする回転又は傾斜方向をθＺ方向とする。また、実施形態においては、Ｘ軸及びＹ軸を含む所定面を適宜、ＸＹ平面、と称し、Ｙ軸及びＺ軸を含む面を適宜、ＹＺ平面、と称し、Ｚ軸及びＸ軸を含む面を適宜、ＺＸ面、と称する。

油圧ポンプ１は、作業機械に設けられる。作業機械は、油圧ポンプ１から吐出された作動油により駆動する油圧シリンダと、油圧シリンダが発生する動力により作動する作業機とを備える。作業機械として、油圧ショベル、ブルドーザ、及びホイールローダが例示される。作業機械は、エンジンを有する。油圧ポンプ１は、エンジンの動力により回転するシャフト４及びシリンダブロック５を備える。シャフト４及びシリンダブロック５のそれぞれは、回転軸ＡＸを中心に回転する。

実施形態において、シャフト４及びシリンダブロック５の回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称し、回転軸ＡＸの周囲を周回する方向を適宜、回転方向又は周方向、と称し、回転軸ＡＸの放射方向を適宜、径方向、と称する。

実施形態において、回転軸ＡＸは、Ｘ軸方向に延伸する。軸方向とＸ軸方向とは平行である。

後述する斜板８とバルブプレート９とは、Ｘ軸方向に配置される。＋Ｘ方向（＋Ｘ側）は、斜板８からバルブプレート９に向かう方向（バルブプレート９側）である。−Ｘ方向（−Ｘ側）は、バルブプレート９から斜板８に向かう方向（斜板８側）である。

また、後述するように、ピストン６は、上死点と下死点とに移動する。回転軸ＡＸと直交するＹＺ平面において、上死点に移動したピストン６と下死点に移動したピストン６とは、Ｙ軸方向に配置される。ＹＺ平面において、＋Ｙ方向（＋Ｙ側）は、上死点から下死点に向かう方向（下死点側）である。ＹＺ平面において、−Ｙ方向（−Ｙ側）は、下死点から上死点に向かう方向（上死点側）である。

また、後述するように、バルブプレート９は、Ｚ軸方向に配置される高圧ポート３０と低圧ポート４０とを有する。＋Ｚ方向（＋Ｚ側）は、低圧ポート４０から高圧ポート３０１に向かう方向（高圧ポート３０側）である。−Ｚ方向（−Ｚ側）は、高圧ポート３０から低圧ポート４０に向かう方向（低圧ポート４０側）である。

また、径方向において、回転軸ＡＸに近い位置又は接近する方向を適宜、径方向内側、と称し、回転軸ＡＸから遠い位置又は離隔する方向を適宜、径方向外側、と称する。

また、周方向において、シリンダブロック５が回転する方向を適宜、回転方向前方側、と称し、回転方向前方側の反対側を適宜、回転方向後方側、と称する。

［油圧ポンプ］
図１及び図２のそれぞれは、実施形態に係る油圧ポンプ１を示す断面図である。図１は、ＸＺ平面と平行な油圧ポンプ１の断面図である。図２は、ＸＹ平面と平行な油圧ポンプ１の断面図である。

油圧ポンプ１は、ケース２と、エンドキャップ３と、シャフト４と、シリンダブロック５と、ピストン６と、シュー７と、斜板８と、バルブプレート９とを備える。

ケース２は、筒部２Ａと、筒部２Ａの−Ｘ側の端部に接続されるベース部２Ｂとを有する。ケース２は、シャフト４、シリンダブロック５、ピストン６、シュー７、及び斜板８のそれぞれを収容する。

エンドキャップ３は、筒部２Ａの＋Ｘ側の端部に接続される。エンドキャップ３は、作動油を吐出する吐出ポート１０１と、作動油を吸込む吸込ポート１０２とを有する。シャフト４、シリンダブロック５、ピストン６、シュー７、及び斜板８のそれぞれは、ケース２とエンドキャップ３とにより規定される油圧ポンプ１の内部空間に配置される。

シャフト４は、作業機械のエンジン（不図示）に連結される。シャフト４は、作業機械のエンジンが発生する動力により回転する。シャフト４は、回転軸ＡＸを中心に回転する。実施形態において、シャフト４の回転軸ＡＸは、Ｘ軸方向に延伸する。シャフト４の−Ｘ側の端部は、ベアリング１０Ａに回転可能に支持される。シャフト４の＋Ｘ側の端部は、ベアリング１０Ｂに回転可能に支持される。ベアリング１０Ａは、ケース２に保持される。ベアリング１０Ｂは、エンドキャップ３に保持される。

シリンダブロック５は、シャフト４に連結される。シャフト４とシリンダブロック５とは、スプライン機構１１を介して連結される。シリンダブロック５は、シャフト４と一緒に、回転軸ＡＸを中心に回転する。

シリンダブロック５は、回転軸ＡＸの周囲に配置される複数のシリンダボア１２を有する。シリンダボア１２は、ピストン６が配置されるシリンダブロック５の内部空間である。シリンダボア１２は、軸方向に延伸する。シリンダボア１２は、回転軸ＡＸの周方向に間隔をあけて複数設けられる。実施形態において、複数のシリンダボア１２は、回転軸ＡＸの周方向に等間隔で設けられる。複数のシリンダボア１２は、平行に配置される。

シリンダボア１２は、シリンダポート２０を有する。シリンダポート２０は、シリンダボア１２の＋Ｘ側の端部に設けられる。シリンダボア１２は、シリンダポート２０を介して、シリンダボア１２の外部空間と結ばれる。シリンダポート２０は、バルブプレート９に対向する。

ピストン６は、シリンダブロック５のシリンダボア１２に配置される。ピストン６は、複数のシリンダボア１２のそれぞれに配置される。ピストン６は、シリンダボア１２の内側においてに配置された状態で、軸方向に往復動する。

ピストン６の−Ｘ側の端部は、シリンダボア１２から−Ｘ側に突出する。ピストン６の−Ｘ側の端部に凹部６Ａが形成される。凹部６Ａの内面は、球面状である。

シュー７は、ピストン６と斜板８との間に配置される。シュー７は、ピストン６の凹部６Ａに配置される凸部７Ａと、斜板８に接触する摺動部７Ｂとを有する。凸部７Ａの外面は、球面状である。シュー７の凸部７Ａは、ピストン６の凹部６Ａに嵌る。シュー７の少なくとも一部は、ピストン６の球面軸受として機能する。

斜板８は、Ｘ軸方向においてケース２のベース部２Ｂとシュー７との間に配置される。斜板８を支持する支持部材１３がケース２のベース部２Ｂに設けられる。斜板８は、支持部材１３に支持される。支持部材１３は、例えば２つ設けられる。２つの支持部材１３は、Ｚ軸方向に配置される。回転軸ＡＸは、一方の支持部材１３と他方の支持部材１３との間に規定される。支持部材１３の表面は、球面状である。斜板８は、支持部材１３が配置される凹部８Ａを有する。凹部８Ａの内面は、球面状である。支持部材１３の少なくとも一部は、斜板８の球面軸受として機能する。

斜板８は、シュー７の摺動部７Ｂと摺動する摺動面８Ｂを有する。摺動面８Ｂは、平坦面である。摺動面８Ｂは、シュー７の摺動部７Ｂと対向する。シュー７は、摺動面８Ｂに押圧される。

シリンダブロック５の内周面にリング１４が固定される。リング１４は、シリンダブロック５の内周面の＋Ｘ側の端部に配置される。シャフト４の周囲にばね１５が配置される。ばね１５の＋Ｘ側の端部は、リング１４に支持される。また、シャフト４の周囲に、可動リング１６、ニードル１７、及び押圧部材１８が配置される。可動リング１６は、ばね１５により−Ｘ側に押される。押圧部材１８は、リング状であり、ニードル１７に接触する。押圧部材１８によって、シュー７が摺動面８Ｂに押圧される。シリンダブロック５が回転し、ピストン６が回転軸ＡＸの周囲を旋回すると、シュー７は、摺動面８Ｂに押圧されながら回転する。

斜板８は、θＺ方向に傾斜可能である。斜板８よりも−Ｘ側にピストン１９が配置される。ピストン１９は、ケース２に支持される。ピストン１９の少なくとも一部は、斜板８の−Ｙ側の端部に接触する。ピストン１９が作動することにより、斜板８がθＺ方向に傾斜する。ピストン１９の作動量により、斜板８の傾斜角度θが決定される。斜板８が傾斜すると、摺動面８Ｂも傾斜する。

斜板８の傾斜角度θに基づいて、ピストン６の移動量が制御される。図２に示すように、斜板８が傾斜角度θで傾斜した状態で、シリンダブロック５が回転軸ＡＸを中心に回転すると、シュー７が摺動面８Ｂに接触しながら回転軸ＡＸの周囲を旋回する。シュー７は、摺動面８Ｂに接触しながら回転軸ＡＸの周囲を旋回することにより、軸方向にも移動する。シュー７が軸方向に移動することにより、ピストン６は、シリンダボア１２の内側において軸方向に往復動する。

バルブプレート９は、シリンダボア１２のシリンダポート２０に対向するように配置される。バルブプレート９は、シリンダブロック５の＋Ｘ側に配置される。バルブプレート９は、エンドキャップ３に支持される。バルブプレート９は、回転しない。

シリンダブロック５は、バルブプレート９に接触しながら回転する。シリンダブロック５は、バルブプレート９と対向する摺動面５Ａを有する。バルブプレート９は、シリンダブロック５と対向する摺動面９Ａを有する。シリンダブロック５は、摺動面５Ａと摺動面９Ａとを接触させた状態で回転する。バルブプレート９の摺動面９Ａは、回転するシリンダブロック５の摺動面５Ａと接触する。

バルブプレート９は、シリンダポート２０から吐出された作動油が流通する高圧ポート３０と、シリンダポート２０に吸引される作動油が流通する低圧ポート４０とを有する。ピストン６が＋Ｘ側（バルブプレート９側）に移動すると、シリンダボア１２の作動油は、シリンダポート２０から吐出され、高圧ポート３０を流通する。ピストン６が−Ｘ側（斜板８側）に移動すると、低圧ポート４０及びシリンダポート２０を介して、シリンダボア１２に作動油が吸引される。

吐出ポート１０１は、作業機械の油圧シリンダに接続される。吸込ポート１０２は、作業機械に設けられている作動油タンクに接続される。高圧ポート３０は、吐出ポート１０１に接続される。低圧ポート４０は、吸込ポート１０２に接続される。

［油圧ポンプの動作］
ピストン６は、シリンダボア１２の内側において軸方向に往復動する。ピストン６の可動範囲は、軸方向に規定される。以下の説明において、ピストン６の可動範囲において最も＋Ｘ側（バルブプレート９側）の位置を適宜、上死点、と称し、ピストン６の可動範囲において最も−Ｘ側（斜板８側）の位置を適宜、下死点、とする。

ピストン６が下死点から上死点に移動すると、シリンダボア１２の作動油は、シリンダポート２０から吐出される。すなわち、ピストン６が＋Ｘ側に移動すると、シリンダボア１２の作動油は、シリンダポート２０から吐出される。シリンダポート２０から吐出された作動油は、バルブプレート９の高圧ポート３０を介して吐出ポート１０１に供給される。吐出ポート１０１に供給された作動油は、吐出ポート１０１から吐出され、油圧シリンダに供給される。斜板８の傾斜角度θが調整されることにより、吐出ポート１０１から吐出される作動油の容量が制御される。

ピストン６が上死点から下死点に移動すると、作動油タンクからの作動油が、シリンダポート２０に吸引される。すなわち、ピストン６が−Ｘ側に移動すると、作動油タンクの作動油が吸引され、吸込ポート１０２に供給される。吸込ポート１０２に供給された作動油は、バルブプレート９の低圧ポート４０を介してシリンダポート２０に供給される。シリンダポート２０に供給された作動油は、シリンダポート２０を介してシリンダボア１２に吸引される。

このように、油圧ポンプ１は、シャフト４の回転力を油圧に変換し、吸込ポート１０２から吸い込まれた作動油を吐出ポート１０１から吐出する。油圧ポンプ１は、斜板８の傾斜角度θを変化させることによって吐出ポート１０１から吐出される作動油の容量を調整可能な可変容量型の油圧ポンプである。

［シリンダブロック］
図３は、実施形態に係るシリンダブロック５を示す図である。図３に示すように、シリンダブロック５は、矢印ＡＲで示す方向に回転する。矢印ＡＲで示す方向が、回転方向前方側であり、回転方向前方側の反対側が、回転方向後方側である。回転方向前方側は、周方向一方側を意味し、回転方向後方側は、周方向他方側を意味する。

図３に示すように、シリンダブロック５は、回転軸ＡＸの周方向に配置された複数のシリンダボア１２を有する。シリンダポート２０は、シリンダボア１２の＋Ｘ側の端部に配置される。シリンダポート２０は、シリンダブロック５の摺動面５Ａに形成された開口である。作動油は、シリンダポート２０を通過する。複数のシリンダポート２０は、回転軸ＡＸの周方向に等間隔で設けられる。複数のシリンダポート２０の形状及び寸法は、同一である。実施形態において、シリンダポート２０は、９つ設けられる。

ＹＺ平面内において、複数のシリンダポート２０は、回転軸ＡＸを中心とする仮想円ＶＣに沿って配置される。径方向において、回転軸ＡＸと複数のシリンダポート２０の中心のそれぞれとの距離は、同一である。仮想円ＶＣは、径方向におけるシリンダポート２０の中心を通る。

シリンダブロック５が回転することにより、シリンダポート２０は、回転軸ＡＸの周囲を旋回する。

実施形態において、シリンダポート２０は、回転軸ＡＸの周方向に延伸する長孔状である。シリンダポート２０の縁部は、回転方向前方側に配置される前側部２１と、回転方向後方側に配置される後側部２２と、前側部２１の径方向内側の端部と後側部２２の径方向内側の端部とを結ぶ内側部２３と、前側部２１の径方向外側の端部と後側部２２の径方向外側の端部とを結ぶ外側部２４とを有する。シリンダポート２０は、前側部２１と後側部２２と内側部２３と外側部２４とで囲まれた領域の内側に設けられる。

前側部２１は、シリンダポート２０の回転方向前方側の縁部である。前側部２１は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である。径方向における前側部２１の中心を示す前側頂部２５は、仮想円ＶＣ上に配置される。前側頂部２５は、シリンダポート２０において最も回転方向前方側に配置される部位である。

後側部２２は、シリンダポート２０の回転方向後方側の縁部である。後側部２２は、回転方向後方側に向かって突出する円弧状である。径方向における後側部２２の中心を示す後側頂部２６は、仮想円ＶＣ上に配置される。後側頂部２６は、シリンダポート２０において最も回転方向後方側に配置される部位である。

内側部２３は、シリンダポート２０の径方向内側の縁部である。内側部２３は、仮想円ＶＣよりも径方向内側に配置される。内側部２３は、前側頂部２５と後側頂部２６との間の仮想円ＶＣの接線と平行な直線状である。

外側部２４は、シリンダポート２０の径方向外側の縁部である。外側部２４は、仮想円ＶＣよりも径方向外側に配置される。外側部２４は、前側頂部２５と後側頂部２６との間の仮想円ＶＣの接線と平行な直線状である。

内側部２３と外側部２４とは平行である。径方向において、内側部２３と仮想円ＶＣとの距離は、外側部２４と仮想円ＶＣとの距離と等しい。

シリンダブロック５が矢印ＡＲで示す方向に回転することにより、複数のピストン６のそれぞれが上死点と下死点との間を移動する。図３において、回転軸ＡＸよりも＋Ｚ側に存在するシリンダボア１２の内側に配置されているピストン６は、下死点から上死点に移動する。すなわち、回転軸ＡＸよりも＋Ｚ側に存在するシリンダポート２０から作動油が吐出される。回転軸ＡＸよりも−Ｚ側に存在するシリンダボア１２の内側に配置されているピストン６は、上死点から下死点に移動する。すなわち、回転軸ＡＸよりも＋Ｚ側に存在するシリンダポート２０に作動油が吸引される。

［バルブプレート］
図４は、実施形態に係るバルブプレート９を示す図である。図４に示すように、バルブプレート９は、シリンダポート２０から吐出された作動油が流通する高圧ポート３０と、シリンダポート２０に吸引される作動油が流通する低圧ポート４０とを有する。実施形態において、高圧ポート３０は、１つ設けられる。低圧ポート４０は、１つ設けられる。高圧ポート３０は、吐出ポート１０１を介して油圧シリンダに接続される。低圧ポート４０は、吸込ポート１０２を介して作動油タンクに接続される。

上述のように、バルブプレート９は、回転しない。シリンダブロック５は、図４の矢印ＡＲで示す方向に回転する。

ＹＺ平面内において、高圧ポート３０は、回転軸ＡＸを中心とする仮想円ＶＣに沿って配置される。高圧ポート３０は、回転軸ＡＸの周囲を旋回するシリンダポート２０が対向するように、回転ＡＸ軸の周囲の一部において帯状に形成される、仮想円ＶＣは、径方向における高圧ポート３０の中心を通る。周方向において、高圧ポート３０の寸法は、シリンダポート２０の寸法よりも大きい。高圧ポート３０は、複数のシリンダポート２０に同時に対向することができる。径方向において、高圧ポート３０の寸法は、シリンダポート２０の寸法と等しい。

高圧ポート３０は、円弧状に形成される。高圧ポート３０は、回転軸ＡＸの周方向に延伸する長孔状である。高圧ポート３０の縁部は、回転方向前方側に配置される前側部３１と、回転方向後方側に配置される後側部３２と、前側部３１の径方向内側の端部と後側部３２の径方向内側の端部とを結ぶ内側部３３と、前側部３１の径方向外側の端部と後側部３２の径方向外側の端部とを結ぶ外側部３４とを有する。高圧ポート３０は、前側部３１と後側部３２と内側部３３と外側部３４とで囲まれた領域の内側に設けられる。

前側部３１は、高圧ポート３０の回転方向前方側の縁部である。前側部３１は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である。径方向における前側部３１の中心を示す前側頂部３５は、仮想円ＶＣ上に配置される。前側頂部３５は、高圧ポート３０において最も回転方向前方側に配置される部位である。

後側部３２は、高圧ポート３０の回転方向後方側の縁部である。後側部３２は、回転方向後方側に向かって突出する円弧状である。径方向における後側部３２の中心を示す後側頂部３６は、仮想円ＶＣ上に配置される。後側頂部３６は、高圧ポート３０において最も回転方向後方側に配置される部位である。

内側部３３は、高圧ポート３０の径方向内側の縁部である。内側部３３は、仮想円ＶＣよりも径方向内側に配置される。内側部３３は、前側頂部３５と後側頂部３６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

外側部３４は、高圧ポート３０の径方向外側の縁部である。外側部３４は、仮想円ＶＣよりも径方向外側に配置される。外側部３４は、前側頂部３５と後側頂部３６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

内側部３３と外側部３４とは平行である。径方向において、内側部３３と仮想円ＶＣとの距離は、外側部３４と仮想円ＶＣとの距離と等しい。

実施形態において、バルブプレート９は、高圧ポート３０に接続されるノッチ３７を有する。ノッチ３７は、高圧ポート３０の後側部３２から回転方向後方側に延伸するように設けられる。

ＹＺ平面内において、低圧ポート４０は、回転軸ＡＸを中心とする仮想円ＶＣに沿って配置される。低圧ポート４０は、回転軸ＡＸの周囲を旋回するシリンダポート２０が対向するように、回転ＡＸ軸の周囲の一部において帯状に形成される、仮想円ＶＣは、径方向における低圧ポート４０の中心を通る。周方向において、低圧ポート４０の寸法は、シリンダポート２０の寸法よりも大きい。低圧ポート４０は、複数のシリンダポート２０に同時に対向することができる。径方向において、低圧ポート４０の寸法は、シリンダポート２０の寸法と等しい。

低圧ポート４０は、円弧状に形成される。低圧ポート４０は、回転軸ＡＸの周方向に延伸する長孔状である。低圧ポート４０の縁部は、回転方向前方側に配置される前側部４１と、回転方向後方側に配置される後側部４２と、前側部４１の径方向内側の端部と後側部４２の径方向内側の端部とを結ぶ内側部４３と、前側部４１の径方向外側の端部と後側部４２の径方向外側の端部とを結ぶ外側部４４とを有する。低圧ポート４０は、前側部４１と後側部４２と内側部４３と外側部４４とで囲まれた領域の内側に設けられる。

前側部４１は、低圧ポート４０の回転方向前方側の縁部である。前側部４１は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である。径方向における前側部４１の中心を示す前側頂部４５は、仮想円ＶＣ上に配置される。前側頂部４５は、低圧ポート４０において最も回転方向前方側に配置される部位である。

後側部４２は、低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である。後側部４２は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である。径方向における後側部４２の中心を示す後側底部４６は、仮想円ＶＣ上に配置される。径方向における後側部４２の端部を示す後側頂部４７は、仮想円ＶＣの径方向内側及び径方向外側のそれぞれに配置される。後側頂部４７は、低圧ポート４０において最も回転方向後方側に配置される部位である。

内側部４３は、低圧ポート４０の径方向内側の縁部である。内側部４３は、仮想円ＶＣよりも径方向内側に配置される。内側部４３は、前側頂部４５と後側底部４６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

外側部４４は、低圧ポート４０の径方向外側の縁部である。外側部４４は、仮想円ＶＣよりも径方向外側に配置される。外側部４４は、前側頂部４５と後側底部４６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

内側部４３と外側部４４とは平行である。径方向において、内側部４３と仮想円ＶＣとの距離は、外側部４４と仮想円ＶＣとの距離と等しい。

高圧ポート３０は、下死点から上死点に移動するピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０に対向するように配置される。高圧ポート３０は、下死点に移動したピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０に対向しないように配置される。高圧ポート３０は、上死点に移動したピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０に対向しないように配置される。

低圧ポート４０は、上死点から下死点に移動するピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０に対向するように配置される。低圧ポート４０は、上死点に移動したピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０に対向しないように配置される。低圧ポート４０は、下死点に移動したピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０に対向しないように配置される。

バルブプレート９は、回転軸ＡＸの周方向において高圧ポート３０と低圧ポート４０との間に配置され、上死点に移動したピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０が対向する上死点位置５１を含む第１領域５０と、回転軸ＡＸの周方向において低圧ポート４０と高圧ポート３０との間に配置され、下死点に移動したピストン６が配置されるシリンダボア１２のシリンダポート２０が対向する下死点位置６１を含む第２領域６０とを有する。

第１領域５０は、バルブプレート９の摺動面９Ａのうち、回転軸ＡＸの周方向において高圧ポート３０の前側部３１と低圧ポート４０の後側部４２との間の領域である。第１領域５０は、回転軸ＡＸの周囲を旋回するシリンダポート２０が対向するように、回転軸ＡＸの周囲の一部において帯状に形成される。

第１領域５０は、高圧ポート３０の内側部３３の回転方向前方側の端部と低圧ポート４０の内側部４３の回転方向後方側の端部とを結ぶ内側部５３と、高圧ポート３０の外側部３４の回転方向前方側の端部と低圧ポート４０の外側部４４の回転方向後方側の端部とを結ぶ外側部５４とを有する。第１領域５０は、高圧ポート３０の前側部３１と低圧ポート４０の後側部４２と内側部５３と外側部５４とで囲まれた領域である。

内側部５３は、仮想円ＶＣよりも径方向内側に配置される。内側部５３は、前側頂部３５と後側底部４６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

外側部５４は、仮想円ＶＣよりも径方向外側に配置される。外側部５４は、前側頂部３５と後側底部４６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

内側部５３と外側部５４とは平行である。径方向において、内側部５３と仮想円ＶＣとの距離は、外側部５４と仮想円ＶＣとの距離と等しい。

上死点位置５１は、上死点に配置されたピストン６を収容するシリンダボア１２のシリンダポート２０の中心が対向する位置である。上死点位置５１は、第１領域５０に規定される。

第２領域６０は、バルブプレート９の摺動面９Ａのうち、回転軸ＡＸの周方向において低圧ポート４０の前側部４１と高圧ポート３０の後側部３２との間の領域である。第２領域６０は、回転軸ＡＸの周囲を旋回するシリンダポート２０が対向するように、回転軸ＡＸの周囲の一部において帯状に形成される。

第２領域６０は、低圧ポート４０の内側部４３の回転方向前方側の端部と高圧ポート３０の内側部３３の回転方向後方側の端部とを結ぶ内側部６３と、低圧ポート４０の外側部４４の回転方向前方側の端部と高圧ポート３０の外側部３４の回転方向後方側の端部とを結ぶ外側部６４とを有する。第２領域６０は、低圧ポート４０の前側部４１と高圧ポート３０の後側部３２と内側部６３と外側部６４とで囲まれた領域である。

内側部６３は、仮想円ＶＣよりも径方向内側に配置される。内側部６３は、前側頂部４５と後側頂部３６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

外側部６４は、仮想円ＶＣよりも径方向外側に配置される。外側部６４は、前側頂部４５と後側頂部３６との間の仮想円ＶＣと平行な円弧状である。

内側部６３と外側部６４とは平行である。径方向において、内側部６３と仮想円ＶＣとの距離は、外側部６４と仮想円ＶＣとの距離と等しい。

下死点位置６１は、下死点に配置されたピストン６を収容するシリンダボア１２のシリンダポート２０の中心が対向する位置である。下死点位置６１は、第２領域６０に規定される。

高圧ポート３０は、上死点位置５１及び下死点位置６１を含まないように形成される。高圧ポート３０は、上死点に配置されたピストン６を収容するシリンダボア１２のシリンダポート２０とは接続されない。高圧ポート３０は、下死点に配置されたピストン６を収容するシリンダボア１２のシリンダポート２０とは接続されない。

低圧ポート４０は、上死点位置５１及び下死点位置６１を含まないように形成される。低圧ポート４０は、上死点に配置されたピストン６を収容するシリンダボア１２のシリンダポート２０とは接続されない。低圧ポート４０は、下死点に配置されたピストン６を収容するシリンダボア１２のシリンダポート２０とは接続されない。

上述のように、回転軸ＡＸよりも＋Ｚ側に存在するシリンダポート２０から作動油が吐出される。高圧ポート３０は、作動油が吐出されるシリンダポート２０に対向するように、回転軸ＡＸよりも＋Ｚ側に配置される。

上述のように、回転軸ＡＸよりも−Ｚ側に存在するシリンダポート２０に作動油が吸引される。低圧ポート４０は、作動油を吸引するシリンダポート２０に対向するように、回転軸ＡＸよりも−Ｚ側に配置される。

ピストン６は、シリンダポート２０が第１領域５０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回するときに、作動油を吐出する状態から吸引する状態に切り換わる。すなわち、シリンダボア１２の作動油は、シリンダポート２０が第１領域５０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回するときに、高圧状態から低圧状態に切り換わる。油圧ポンプ１は、シリンダポート２０が第１領域５０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回するときに、吐出工程から吸込工程に移行する。

ピストン６は、シリンダポート２０が第２領域６０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回するときに、作動油を吸引する状態から吐出する状態に切り換わる。すなわち、シリンダボア１２の作動油は、シリンダポート２０が第２領域６０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回するときに、低圧状態から高圧状態に切り換わる。油圧ポンプ１は、シリンダポート２０が第２領域６０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回するときに、吸込工程から吐出工程に移行する。

［残圧捨てポート］
図５は、実施形態に係るバルブプレート９の一部を示す拡大図である。図５は、図４の第１領域５０の近傍を示す拡大図である。

図４及び図５に示すように、バルブプレート９は、第１領域５０において上死点位置５１と低圧ポート４０との間に設けられた残圧捨てポート７０を有する。残圧捨てポート７０は、回転軸ＡＸの周方向において、上死点位置５１と低圧ポート４０の後側部４２との間に設けられる。残圧捨てポート７０は、作動油タンクに接続される。残圧捨てポート７０は、バルブプレート９を貫通する。シリンダブロック５のシリンダボア１２とバルブプレート９の第１領域５０との間に存在する作動油の少なくとも一部は、残圧捨てポート７０から排出される。

実施形態において、残圧捨てポート７０は、第１残圧捨てポート７１と、回転軸ＡＸの径方向において第１残圧捨てポート７１とは異なる位置に配置された第２残圧捨てポート７２とを含む。

上述のように、油圧ポンプ１は、シリンダポート２０が第１領域５０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回するときに、吐出工程から吸込工程に移行する。油圧ポンプ１が吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力が変化する。作動油の圧力が急激に変化すると、作動油に気泡が生成されるキャビテーション現象が発生する可能性がある。キャビテーション現象が発生すると、異音が発生したり、効率が低下したり、油圧ポンプ１の劣化が促進されたりする可能性がある。すなわち、キャビテーション現象が発生すると、油圧ポンプ１の性能が低下する可能性がある。

残圧捨てポート７０は、油圧ポンプ１が吐出工程から吸込工程に移行するときに、作動油の圧力の急激な変化を抑制する。第１領域５０に残圧捨てポート７０が設けられていない場合、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態から低圧ポート４０に対向する状態に移行すると、シリンダボア１２の作動油の圧力は急激に低下する。作動油の圧力は急激に低下すると、キャビテーション現象が発生する。

残圧捨てポート７０は、上死点位置５１よりも回転方向後方側に設けられる。吸引工程から吐出工程に移行した直後において、シリンダブロック５のシリンダボア１２とバルブプレート９の第１領域５０との間に存在する作動油の少なくとも一部が残圧捨てポート７０から排出される。すなわち、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は、所定量だけ低下する。シリンダボア１２の作動油の圧力が所定量だけ低下した後、シリンダポート２０は低圧ポート４０に対向する状態に移行する。シリンダボア１２の作動油の圧力が所定量だけ低下した後、シリンダポート２０は低圧ポート４０に対向する状態に移行するので、油圧ポンプ１が吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力の急激な変化が抑制される。そのため、キャビテーション現象の発生が抑制される。

第１残圧捨てポート７１は、例えば円形状である。第２残圧捨てポート７２は、例えば円形状である。第１残圧捨てポート７１の大きさは、例えば第２残圧捨てポート７２の大きさよりも小さい。

径方向において、第１残圧捨てポート７１の位置と第２残圧捨てポート７２の位置とは異なる。径方向において、第１残圧捨てポート７１は、第２残圧捨てポート７２よりも、第１領域５０の中心に近い位置に設けられる。径方向における第１領域５０の中心とは、径方向における内側部５３と外側部５４との間の中心という。実施形態において、仮想円ＶＣは、径方向における第１領域５０の中心を通る。

すなわち、径方向において、回転軸ＡＸと低圧ポート４０の中心との距離をＲｂ、回転軸ＡＸと第１残圧捨てポート７１の中心との距離をＲ１、回転軸ＡＸと第２残圧捨てポート７２との距離をＲ２としたとき、以下の（１）式の条件を満足するように、第１残圧捨てポート７１及び第２残圧捨てポート７２のそれぞれが設けられる。

｜Ｒｂ−Ｒ１｜＜｜Ｒｂ−Ｒ２｜ …（１）

実施形態において、回転軸ＡＸと径方向における低圧ポート４０の中心との距離Ｒｂは、回転軸ＡＸと径方向における第１領域５０の中心との距離と等しい。径方向における低圧ポート４０の中心とは、径方向における内側部４３と外側部４４との間の中心という。実施形態において、仮想円ＶＣは、径方向における低圧ポート４０の中心を通る。

実施形態において、第１残圧捨てポート７１は、径方向における第１領域５０の中心に配置される。すなわち、実施形態において、以下の（２）式の条件を満足するように、第１残圧捨てポート７１が設けられる。

Ｒｂ＝Ｒ１ …（２）、

なお、第１残圧捨てポート７１は、径方向における第１領域５０の中心からずれた位置に配置されてもよい。

第２残圧捨てポート７２は、第１残圧捨てポート７１よりも径方向内側及び径方向外側のそれぞれに配置される。実施形態において、第２残圧捨てポート７２は、第１残圧捨てポート７１よりも径方向内側及び径方向外側のそれぞれに１つずつ配置される。

以下の説明において、第１残圧捨てポート７１よりも径方向内側に配置される第２残圧捨てポート７２を適宜、第２残圧捨てポート７２ｉ、と称し、第１残圧捨てポート７１よりも径方向外側に配置される第２残圧捨てポート７２を適宜、第２残圧捨てポート７２ｏ、と称する。

径方向において、第１残圧捨てポート７１と第２残圧捨てポート７２ｉとの距離は、第１残圧捨てポート７１と第２残圧捨てポート７２ｏとの距離と等しい。

すなわち、径方向において、回転軸ＡＸと径方向内側の第２残圧捨てポート７２ｉの中心との距離をＲ２ｉ、回転軸ＡＸと径方向外側の第２残圧捨てポート７２ｏの中心との距離をＲ２ｏ、としたとき、以下の（３）式の条件を満足するように、第１残圧捨てポート７１、第２残圧捨てポート７２ｉ、及び第２残圧捨てポート７２ｏのそれぞれが設けられる。

｜Ｒ１−Ｒ２ｉ｜＝｜Ｒ１−Ｒ２ｏ｜ …（３）

実施形態において、低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である。後側部４２は、第１部分４２１と、第１部分４２１よりも回転方向後方側に突出する第２部分４２２とを含む。第１部分４２１は、後側底部４６を含む。第２部分４２２は、後側頂部４７を含む。第２部分４２２は、第１部分４２１よりも径方向内側及び径方向外側のそれぞれに配置される。

径方向において、回転軸ＡＸと第２部分４２２の少なくとも一部との距離と、回転軸ＡＸと第２残圧捨てポート７２との距離とが一致するように、第２残圧捨てポート７２が設けられる。第２残圧捨てポート７２は、第２部分４２２の近傍に配置される。

径方向において、回転軸ＡＸと第２残圧捨てポート７２ｉとの距離は、回転軸ＡＸと第１部分４２１よりも径方向内側に配置された第２部分４２２の少なくとも一部との距離と一致する。径方向において、回転軸ＡＸと第２残圧捨てポート７２ｏとの距離は、回転軸ＡＸと後側底部４６よりも径方向外側に配置された後側頂部４７の少なくとも一部との距離と一致する。

また、径方向において、回転軸ＡＸと第１部分４２１の少なくとも一部との距離と、回転軸ＡＸと第１残圧捨てポート７１との距離とが一致するように、第１残圧捨てポート７１が設けられる。実施形態においては、径方向において、回転軸ＡＸと後側底部４６との距離と、回転軸ＡＸと第１残圧捨てポート７１の中心との距離とが一致する。

周方向において、上死点位置５１と第１残圧捨てポート７１との距離は、上死点位置５１と第２残圧捨てポート７２との距離よりも短い。すなわち、第１残圧捨てポート７１は、第２残圧捨てポート７２よりも回転方向後方側に配置される。

［シリンダブロック及びバルブプレートの動作］
図６は、実施形態に係るシリンダブロック５及びバルブプレート９の動作を説明するための図である。図６に示すように、油圧ポンプ１が吐出工程から吸引工程に移行するとき、シリンダポート２０が第１領域５０に対向した状態で回転軸ＡＸの周囲を旋回する。

図６に示すように、径方向において、高圧ポート３０の寸法と、第１領域５０の寸法と、低圧ポート４０の寸法と、シリンダポート２０の寸法とは、同一である。

径方向における高圧ポート３０の寸法とは、径方向における内側部３３と外側部３４との距離をいう。径方向における第１領域５０の寸法とは、径方向における内側部５３と外側部５４との距離をいう。径方向における低圧ポート４０の寸法とは、径方向における内側部４３と外側部４４との距離をいう。径方向におけるシリンダポート２０の寸法とは、径方向における内側部２３と外側部２４との距離をいう。

径方向において、内側部３３の少なくとも一部の位置と内側部２３の位置とは、一致する。径方向において、外側部３４の少なくとも一部の位置と外側部２４の位置とは、一致する。

径方向において、内側部５３の少なくとも一部の位置と内側部２３の位置とは、一致する。径方向において、外側部５４の少なくとも一部の位置と外側部２４の位置とは、一致する。

径方向において、内側部４３の少なくとも一部の位置と内側部２３の位置とは、一致する。径方向において、外側部４４の少なくとも一部の位置と外側部２４の位置とは、一致する。

図６に示すように、実施形態においては、シリンダポート２０が第１領域５０に対向した状態で、シリンダブロック５が回転すると、シリンダポート２０は、第１残圧捨てポート７１に対向した後、第２残圧捨てポート７２に対向し、第２残圧捨てポート７２に対向した後、低圧ポート４０に対向する。すなわち、シリンダブロック５は、シリンダポート２０を介して、シリンダボア１２が第１残圧捨てポート７１に接続された後に第２残圧捨てポート７２に接続され、第２残圧捨てポート７２に接続された後に低圧ポート４０に接続されるように回転する。

第１領域５０は、シリンダボア１２の作動油に基づいてシリンダブロック５の回転アシスト力が発生するアシスト領域５０１と、第２残圧捨てポート７２とシリンダボア１２との接続によりシリンダボア１２の作動油の圧力が低下する残圧捨て領域５０２とを含む。

図６に示すように、アシスト領域５０１は、周方向において上死点位置５１と第２残圧捨てポート７２との間の領域である。第１残圧捨てポート７１は、アシスト領域５０１に設けられる。第２残圧捨てポート７２は、アシスト領域５０１に設けられない。

アシスト領域５０１は、第２残圧捨てポート７２を有しない平面領域である。シリンダボア１２のシリンダポート２０がアシスト領域５０１に対向している状態においては、ピストン６が上死点から下死点に移動を開始するものの、シリンダボア１２の作動油の圧力は十分に高い。シリンダボア１２とアシスト領域５０１との間の高い圧力の作動油により、シリンダブロック５の回転がアシストされる。シリンダボア１２の作動油の高い圧力がシリンダブロック５の回転アシスト力に変換されることにより、油圧ポンプ１の効率が向上する。

実施形態においては、アシスト領域５０１に第１残圧捨てポート７１が配置される。シリンダポート２０がアシスト領域５０１に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の少なくとも一部が第１残圧捨てポート７１から排出される。シリンダボア１２の作動油の少なくとも一部が第１残圧捨てポート７１から排出されることにより、作動油の圧力は第１所定量だけ低下する。

第１残圧捨てポート７１の大きさは、第２残圧捨てポート７２の大きさよりも小さい。シリンダポート２０がアシスト領域５０１に対向する状態においては、第１残圧捨てポート７１から排出される作動油の量は、微量な第１量であり、シリンダボア１２の作動油の圧力の低下量である第１所定量は小さい。すなわち、シリンダボア１２の作動油の圧力は僅かに低下するものの、シリンダボア１２の作動油の高い圧力は維持される。そのため、シリンダブロック５の回転アシスト力が得られる。

図６に示すように、残圧捨て領域５０２は、周方向においてアシスト領域５０１と低圧ポート４０との間の領域である。第２残圧捨てポート７２は、残圧捨て領域５０２に設けられる。

残圧捨て領域５０２は、第２残圧捨てポート７２を有する領域である。シリンダボア１２のシリンダポート２０が残圧捨て領域５０２に対向している状態において、シリンダボア１２の作動油の少なくとも一部が第２残圧捨てポート７２から排出される。シリンダボア１２の作動油の少なくとも一部が第１残圧捨てポート７１から排出されることにより、作動油の圧力は第２所定量だけ低下する。

第２残圧捨てポート７２の大きさは、第１残圧捨てポート７１の大きさよりも大きい。シリンダポート２０が残圧捨て領域５０２に対向する状態においては、第２残圧捨てポート７２から作動油の量は、第１量よりも多い第２量であり、シリンダボア１２の作動油の圧力の低下量である第２所定量は第１所定量よりも大きい。

第２残圧捨てポート７２は、径方向に複数設けられる。実施形態においては、残圧捨て領域５０２に第２残圧捨てポート７２ｉと第２残圧捨てポート７２ｏとが設けられる。図６に示すように、シリンダブロック５が回転すると、シリンダポート２０は、複数の第２残圧捨てポート７２と同時に接続される。実施形態においては、図６に示すように、シリンダブロック５が回転すると、シリンダポート２０の前側部２１が、第２残圧捨てポート７２ｉと第２残圧捨てポート７２ｏとに同時に接続する。シリンダボア１２の作動油は、複数の第２残圧捨てポート７２ｏから十分に排出される。

シリンダポート２０がアシスト領域５０１に対向する状態から残圧捨て領域５０２に対向する状態に移行した後、低圧ポート４０に対向する状態に移行する。上述のように、シリンダポート２０がアシスト領域５０１に対向する状態においては、第１残圧捨てポート７１から作動油が排出されることにより、シリンダボア１２の作動油の圧力は、第１所定量だけ低下する。シリンダポート２０が残圧捨て領域５０２に対向する状態においては、第２残圧捨てポート７２から作動油が排出されることにより、シリンダボア１２の作動油の圧力は、第１所定量よりも大きい第２所定量だけ低下する。すなわち、実施形態においては、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は、２段階で低下する。シリンダボア１２の作動油の圧力は、２段階で低下した後、シリンダポート２０が低圧ポート４０に対向する。これにより、油圧ポンプ１が吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力の急激な変化が抑制される。そのため、キャビテーション現象の発生が抑制される。

上述のように、シリンダポート２０の回転方向前方側の縁部である前側部２１は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である。低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である。実施形態において、シリンダポート２０の前側部２１の形状は、低圧ポート４０の後側部４２の形状と一致する。そのため、シリンダポート２０が残圧捨て領域５０２に対向する状態から低圧ポート４０に対向する状態に移行するとき、前側部２１と後側部４２とは重複する。

なお、図４に示したように、高圧ポート３０の後側部３２にノッチ３７が設けられる。ノッチ３７は、シリンダボア１２が高圧ポート３０に接続される前の自己圧絞りとして機能する。ノッチ３７が設けられることにより、シリンダボア１２と高圧ポート３０とが接続される直前に、シリンダボア１２の作動油の圧力は、高圧ポート３０の作動油の圧力に徐々に近付く。そのため、シリンダボア１２と高圧ポート３０とが接続されるとき、異音の発生が抑制される。なお、ノッチ３７は省略されてもよい。

［性能試験結果］
比較例に係る油圧ポンプ及び実施例に係る油圧ポンプ１のそれぞれについて性能試験を実施した。性能試験として、キャビテーションリスクの計測及び回転アシスト力の計測を実施した。キャビテーションリスクの計測として、シリンダポートがバルブプレートの第１領域に対向したときのシリンダボアの作動油における負圧領域を計測した。

比較例に係る油圧ポンプは、国際公開第２０１６／０６７４７２号に開示されているような残圧捨てポートが１つ設けられている油圧ポンプである。実施例に係る油圧ポンプ１は、上述の実施形態で説明したような第１残圧捨てポート７１及び２つの第２残圧捨てポート７２を有する油圧ポンプ１である。

図７及び図８のそれぞれは、油圧ポンプの性能試験結果を示す図である。

図７は、比較例に係る油圧ポンプ及び実施例に係る油圧ポンプ１のキャビテーションリスクを示す図である。キャビテーションリスクが低い方がキャビテーション現象の発生が抑制され、油圧ポンプの性能が優れているといえる。図７に示すように、実施例に係る油圧ポンプ１のキャビテーションリスクは、比較例に係る油圧ポンプのキャビテーションリスクよりも１２［％］低減することが確認できた。

図８は、比較例に係る油圧ポンプ及び実施例に係る油圧ポンプ１の回転アシスト力を示す図である。回転アシスト力が高い方が油圧ポンプの効率が良く、油圧ポンプの性能が優れているといえる。図８に示すように、実施例に係る油圧ポンプ１の回転アシスト力は、比較例に係る油圧ポンプの回転アシスト力よりも９［％］向上することが確認できた。

［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、周方向においてバルブプレート９の高圧ポート３０と低圧ポート４０との間に第１領域５０が配置される。第１領域５０は、上死点位置５１を有する。残圧捨てポート７０は、第１領域５０の周方向において上死点位置５１と低圧ポート４０との間に設けられる。残圧捨てポート７０は、径方向において異なる位置に配置された第１残圧捨てポート７１と第２残圧捨てポート７２とを含む。残圧捨てポート７０が径方向に少なくとも２つ配置されることにより、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は所定量だけ低減される。シリンダボア１２の作動油の圧力が所定量だけ低減された後に、シリンダボア１２のシリンダポート２０が低圧ポート４０に対向するので、油圧ポンプ１が吐出工程から吸込工程に移行するときに作動油の圧力の急激な変化が抑制される。したがって、キャビテーション現象の発生が抑制される。

第１残圧捨てポート７１と第２残圧捨てポート７２とは、（１）式の条件を満足するように配置される。すなわち、第１残圧捨てポート７１は、径方向において第１領域５０の中央部に配置され、第２残圧捨てポート７２は、径方向において第１領域５０の端部に配置される。これにより、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は適正に低減される。

第１残圧捨てポート７１は、（２）式の条件を満足するように配置される。すなわち、第１残圧捨てポート７１は、径方向において第１領域５０の中心に配置される。これにより、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は適正に低減される。

第２残圧捨てポート７２は、第１残圧捨てポート７１よりも径方向内側に配置される第２残圧捨てポート７２ｉと、第１残圧捨てポート７１よりも径方向外側に配置される第２残圧捨てポート７２ｏとを含む。第１残圧捨てポート７１、第２残圧捨てポート７２ｉ、及び第２残圧捨てポート７２ｏのそれぞれから作動油が排出されることにより、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は適正に低減される。

第１残圧捨てポート７１と第２残圧捨てポート７２ｉと第２残圧捨てポート７２ｏとは、（３）式の条件を満足する。これにより、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は適正に低減される。

周方向において、上死点位置５１と第１残圧捨てポート７１との距離は、上死点位置５１と第２残圧捨てポート７２との距離よりも短い。すなわち、第１残圧捨てポート７１は、第２残圧捨てポート７２よりも回転方向後方側に配置される。そのため、シリンダポート２０が第１領域５０に対向する状態において、シリンダボア１２の作動油の圧力は、段階的に低減される。これにより、キャビテーション現象の発生は効果的に抑制される。

第１残圧捨てポート７１の大きさは、第２残圧捨てポート７２の大きさよりも小さい。そのため、シリンダボア１２の作動油の圧力は、第１所定量だけ低下した後、第１所定量よりも大きい第２所定量だけ低下する。シリンダボア１２の作動油の圧力が第１所定量及び第２所定量だけ低下した後に、シリンダポート２０が低圧ポート４０に対向するので、シリンダボア１２の作動油の圧力は適正に低減される。したがって、キャビテーション現象の発生は効果的に抑制される。

第１領域５０は、上死点位置５１と第２残圧捨てポート７２との間に配置され、シリンダボア１２の作動油に基づいてシリンダブロック５の回転アシスト力が発生するアシスト領域５０１と、アシスト領域５０１と低圧ポート４０との間に配置され、第２残圧捨てポート７２とシリンダボア１２との接続によりシリンダボア１２の作動油の圧力が低下する残圧捨て領域５０２とを含む。第１残圧捨てポート７１は、アシスト領域５０１に設けられる。第２残圧捨てポート７２は、残圧捨て領域５０２に設けられる。アシスト領域５０１が設けられることにより、シリンダブロック５に回転アシスト力が付与されるので、油圧ポンプ１の効率が向上する。また、アシスト領域５０１に、第２残圧捨てポート７２よりも小さい第１残圧捨てポート７１が設けられる。そのため、回転アシスト力を発生しつつ、作動油の圧力を低減することができる。残圧捨て領域５０２が設けられることにより、作動油の圧力が十分に低減される。したがって、シリンダポート２０が低圧ポート４０に対向したときに作動油の圧力が急激に低下することが抑制される。したがって、キャビテーション現象の発生は効果的に抑制される。

シリンダブロック５は、シリンダボア１２が第１残圧捨てポート７１に接続された後に第２残圧捨てポート７２に接続され、第２残圧捨てポート７２に接続された後に低圧ポート４０に接続されるように回転する。これにより、シリンダボア１２の作動油の圧力が２段階で低減された後、シリンダボア１２が低圧ポート４０に接続される。したがって、シリンダポート２０が低圧ポート４０に対向したときに作動油の圧力が急激に低下することが抑制される。したがって、キャビテーション現象の発生は効果的に抑制される。

第２残圧捨てポート７２は、径方向に複数設けられる。シリンダブロック５の回転により、シリンダポート２０は、複数の第２残圧捨てポート７２と同時に接続される。シリンダポート２０が複数の第２残圧捨てポート７２と同時に接続されることにより、シリンダボア１２の作動油の圧力は十分に低減される。シリンダボア１２の作動油の圧力が十分に低減された後、シリンダボア１２が低圧ポート４０に接続される。したがって、シリンダポート２０が低圧ポート４０に対向したときに作動油の圧力が急激に低下することが抑制される。したがって、キャビテーション現象の発生は効果的に抑制される。

低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２は、第１部分４２１と、第１部分４２１よりも回転方向後方側に突出する第２部分４２２とを含む。径方向において、第１部分４２１の少なくとも一部の位置と第１残圧捨てポート７１の位置とが一致し、第２部分４２２の少なくとも一部の位置と第２残圧捨てポート７２の位置とが一致する。すなわち、径方向において、回転軸ＡＸと第１部分４２１の少なくとも一部との距離と、回転軸ＡＸと第１残圧捨てポート７１との距離とが一致する。回転軸ＡＸと第２部分４２２の少なくとも一部との距離と、回転軸ＡＸと第２残圧捨てポート７２との距離とが一致する。これにより、シリンダポート２０が低圧ポート４０に接続される直前に第２残圧捨てポート７２から作動油が排出される。そのため、アシスト領域５０１を十分に確保しつつ、シリンダボア１２の作動油の圧力を適正に低減することができる。

シリンダポート２０の回転方向前方側の縁部である前側部２１の形状は、低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２の形状と一致する。これにより、シリンダブロック５の回転によりシリンダポート２０と低圧ポート４０とが接続されるとき、前側部２１と後側部４２とが重複する。これにより、吸込工程において吸込能力が低下することが抑制される。すなわち、アシスト領域５０１が大きくても、油圧ポンプ１の吸込能力の低下が抑制される。

［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、シリンダポート２０の回転方向前方側の縁部である前側部２１は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状であり、低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状であることとした。低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２は、回転方向後方側に向かって突出する円弧状でもよい。

上述の実施形態においては、シリンダポート２０の回転方向前方側の縁部である前側部２１の形状は、低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２の形状と一致することとした。前側部２１の形状と後側部４２の形状とは、一致しなくてもよい。

上述の実施形態においては、低圧ポート４０の回転方向後方側の縁部である後側部４２は、第１部分４２１と、第１部分４２１よりも回転方向後方側に突出する第２部分４２２とを含むこととした。また、第２部分４２２は、第１部分４２１の径方向内側及び径方向外側のそれぞれに配置されることとした。第２部分４２２は、第１部分４２１の径方向内側のみに配置されてもよいし、第１部分４２１の径方向外側のみに配置されてもよい。

上述の実施形態においては、径方向において、第１部分４２１の少なくとも一部の位置と第１残圧捨てポート７１の位置とが一致し、第２部分４２２の少なくとも一部の位置と第２残圧捨てポート７２の位置とが一致することとした。径方向において、第１部分４２１の位置と第１残圧捨てポート７１の位置とは一致しなくてもよい。径方向において、第２部分４２２の少なくとも一部の位置と第２残圧捨てポート７２の位置とは一致しなくてもよい。

上述の実施形態においては、シリンダポート２０は、シリンダブロック５の回転により、第２残圧捨てポート７２ｉと第２残圧捨てポート７２ｏとに同時に接続されることとした。シリンダポート２０は、シリンダブロック５の回転により、第２残圧捨てポート７２ｉに接続された後、第２残圧捨てポート７２ｏに接続されてもよい。シリンダポート２０は、シリンダブロック５の回転により、第２残圧捨てポート７２ｏに接続された後、第２残圧捨てポート７２ｉに接続されてもよい。すなわち、シリンダポート２０は、複数の第２残圧捨てポート７２に順次接続されてもよい。

上述の実施形態においては、シリンダポート２０は、シリンダブロック５の回転により、第１残圧捨てポート７１に接続された後に第２残圧捨てポート７２に接続され、第２残圧捨てポート７２に接続された後に低圧ポート４０に接続されることとした。シリンダポート２０は、シリンダブロック５の回転により、第１残圧捨てポート７１と第２残圧捨てポート７２とに同時に接続されてもよい。

上述の実施形態においては、第１残圧捨てポート７１の大きさは、第２残圧捨てポート７２の大きさよりも小さいこととした。第１残圧捨てポート７１の大きさは、第２残圧捨てポート７２の大きさと等しくてもよいし、第２残圧捨てポート７２の大きさよりも大きくてもよい。

上述の実施形態においては、周方向において、上死点位置５１と第１残圧捨てポート７１との距離は、上死点位置５１と第２残圧捨てポート７２との距離よりも短いこととした。すなわち、第１残圧捨てポート７１は、第２残圧捨てポート７２よりも回転方向後方側に配置されることとした。第１残圧捨てポート７１は、第２残圧捨てポート７２よりも回転方向前方側に配置されてもよい。

上述の実施形態においては、第１残圧捨てポート７１、第２残圧捨てポート７２ｉ、及び第２残圧捨てポート７２ｏのそれぞれは、（３）式の条件を満足するように配置されることとした。
｜Ｒ１−Ｒ２ｉ｜＞｜Ｒ１−Ｒ２ｏ｜ …（３Ａ）
｜Ｒ１−Ｒ２ｉ｜＜｜Ｒ１−Ｒ２ｏ｜ …（３Ｂ）
の条件を満足してもよい。

上述の実施形態においては、第２残圧捨てポート７２は、第１残圧捨てポート７１よりも径方向内側に配置される第２残圧捨てポート７２ｉ及び第１残圧捨てポート７１よりも径方向外側に配置される第２残圧捨てポート７２ｏを含むこととした。第２残圧捨てポート７２ｉが配置され、第２残圧捨てポート７２ｏは省略されてもよい。第２残圧捨てポート７２ｏが配置され、第２残圧捨てポート７２ｉは省略されてもよい。

上述の実施形態においては、第１残圧捨てポート７１は、径方向における第１領域５０の中心に配置されることとした。すなわち、第１残圧捨てポート７１は、（２）式の条件を満足するように配置されることとした。第１残圧捨てポート７１は、（２）式の条件を満足しなくてもよい。すなわち、第１残圧捨てポート７１は、径方向における第１領域５０の中心からずれた位置に配置されてもよい。

上述の実施形態においては、周方向において、上死点位置５１と第１残圧捨てポート７１との距離は、上死点位置５１と第２残圧捨てポート７２との距離よりも短いこととした。周方向において、上死点位置５１と第１残圧捨てポート７１との距離と、上死点位置５１と第２残圧捨てポート７２との距離とは、等しくてもよい。すなわち、複数の残圧捨てポート７０が径方向に配置されてもよい。径方向に配置される残圧捨てポート７０は、２つでもよいし、３つ以上の任意の複数でもよい。例えば、１つの第１残圧捨てポート７１と、１つの第２残圧捨てポート７２とが、径方向に配置されてもよい。複数の残圧捨てポート７０が径方向に配置される場合において、複数の残圧捨てポート７０の大きさは、同じでもよいし、異なってもよい。

上述の実施形態においては、本開示に係る構成要素が油圧ポンプ１に適用される例について説明した。本開示に係る構成要素が油圧モータに適用されてもよい。油圧モータの場合、吐出ポート１０１から作動油が吸引され、吸込ポート１０２から作動油が吐出される。

１…油圧ポンプ、２…ケース、２Ａ…筒部、２Ｂ…ベース部、３…エンドキャップ、４…シャフト、５…シリンダブロック、５Ａ…摺動面、６…ピストン、６Ａ…凹部、７…シュー、７Ａ…凸部、７Ｂ…摺動部、８…斜板、８Ａ…凹部、８Ｂ…摺動面、９…バルブプレート、９Ａ…摺動面、１０Ａ…ベアリング、１０Ｂ…ベアリング、１１…スプライン機構、１２…シリンダボア、１３…支持部材、１４…リング、１５…ばね、１６…可動リング、１７…ニードル、１８…押圧部材、１９…ピストン、２０…シリンダポート、２１…前側部、２２…後側部、２３…内側部、２４…外側部、２５…前側頂部、２６…後側頂部、３０…高圧ポート、３１…前側部、３２…後側部、３３…内側部、３４…外側部、３５…前側頂部、３６…後側頂部、３７…ノッチ、４０…低圧ポート、４１…前側部、４２…後側部、４３…内側部、４４…外側部、４５…前側頂部、４６…後側底部、４７…後側頂部、４２１…第１部分、４２２…第２部分、５０…第１領域、５１…上死点位置、５３…内側部、５４…外側部、６０…第２領域、６１…下死点位置、６３…内側部、６４…外側部、７０…残圧捨てポート、７１…第１残圧捨てポート、７２…第２残圧捨てポート、７２ｉ…第２残圧捨てポート、７２ｏ…第２残圧捨てポート、１０１…吐出ポート、１０２…吸込ポート、５０１…アシスト領域、５０２…残圧捨て領域、ＡＸ…回転軸、ＡＲ…矢印、ＶＣ…仮想円。

Claims (15)

1. 回転軸を中心に回転するシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックのシリンダボアに配置されるピストンと、
   前記シリンダボアのシリンダポートに対向するバルブプレートと、を備え、
   前記バルブプレートは、
   前記シリンダポートから吐出された作動油が流通する高圧ポートと、
   前記シリンダポートに吸引される作動油が流通する低圧ポートと、
   前記回転軸の周方向において前記高圧ポートと前記低圧ポートとの間に配置され、上死点に移動した前記ピストンが配置される前記シリンダボアの前記シリンダポートが対向する上死点位置を含む第１領域と、
   前記第１領域において前記上死点位置と前記低圧ポートとの間に設けられた残圧捨てポートと、を有し、
   前記残圧捨てポートは、第１残圧捨てポートと、前記回転軸の径方向において前記第１残圧捨てポートとは異なる位置に配置された第２残圧捨てポートと、を含む、
   油圧ポンプ・モータ。
2. 前記径方向において、前記回転軸と前記低圧ポートの中心との距離をＲｂ、前記回転軸と前記第１残圧捨てポートの中心との距離をＲ１、前記回転軸と前記第２残圧捨てポートとの距離をＲ２としたとき、｜Ｒｂ−Ｒ１｜＜｜Ｒｂ−Ｒ２｜、の条件を満足する、
   請求項１に記載の油圧ポンプ・モータ。
3. Ｒｂ＝Ｒ１、の条件を満足する、
   請求項２に記載の油圧ポンプ・モータ。
4. 前記第２残圧捨てポートは、前記第１残圧捨てポートよりも径方向内側及び径方向外側のそれぞれに配置される、
   請求項２又は請求項３に記載の油圧ポンプ・モータ。
5. 前記径方向において、前記回転軸と前記径方向内側の前記第２残圧捨てポートの中心との距離をＲ２ｉ、前記回転軸と前記径方向外側の前記第２残圧捨てポートの中心との距離をＲ２ｏ、としたとき、｜Ｒ１−Ｒ２ｉ｜＝｜Ｒ１−Ｒ２ｏ｜、の条件を満足する、
   請求項４に記載の油圧ポンプ・モータ。
6. 前記周方向において、前記上死点位置と前記第１残圧捨てポートとの距離は、前記上死点位置と前記第２残圧捨てポートとの距離よりも短い、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の油圧ポンプ・モータ。
7. 前記第１残圧捨てポートの大きさは、前記第２残圧捨てポートの大きさよりも小さい、
   請求項６に記載の油圧ポンプ・モータ。
8. 前記第１領域は、
   前記上死点位置と前記第２残圧捨てポートとの間に配置され、前記シリンダボアの作動油に基づいて前記シリンダブロックの回転アシスト力が発生するアシスト領域と、
   前記アシスト領域と前記低圧ポートとの間に配置され、前記第２残圧捨てポートと前記シリンダボアとの接続により前記シリンダボアの作動油の圧力が低下する残圧捨て領域と、を含み、
   前記第１残圧捨てポートは、前記アシスト領域に設けられ、
   前記第２残圧捨てポートは、前記残圧捨て領域に設けられる、
   請求項７に記載の油圧ポンプ・モータ。
9. 前記シリンダブロックは、前記シリンダボアが前記第１残圧捨てポートに接続された後に前記第２残圧捨てポートに接続され、前記第２残圧捨てポートに接続された後に前記低圧ポートに接続されるように回転する、
   請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の油圧ポンプ・モータ。
10. 前記第２残圧捨てポートは、前記径方向に複数設けられ、
    前記シリンダポートは、複数の前記第２残圧捨てポートと同時に接続される、
    請求項９に記載の油圧ポンプ・モータ。
11. 前記第２残圧捨てポートは、前記径方向に複数設けられ、
    前記シリンダポートは、複数の前記第２残圧捨てポートに順次接続される、
    請求項９に記載の油圧ポンプ・モータ。
12. 前記低圧ポートの回転方向後方側の縁部は、第１部分と、前記第１部分よりも前記回転方向後方側に突出する第２部分と、を含み、
    前記径方向において、前記回転軸と前記第１部分の少なくとも一部との距離と、前記回転軸と前記第１残圧捨てポートとの距離とが一致し、前記回転軸と前記第２部分の少なくとも一部との距離と、前記回転軸と前記第２残圧捨てポートとの距離とが一致する、
    請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の油圧ポンプ・モータ。
13. 前記シリンダポートの回転方向前方側の縁部の形状は、前記低圧ポートの回転方向後方側の縁部の形状と一致する、
    請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の油圧ポンプ・モータ。
14. 前記シリンダポートの回転方向前方側の縁部は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状であり、
    前記低圧ポートの回転方向後方側の縁部は、回転方向前方側に向かって突出する円弧状である、
    請求項１３に記載の油圧ポンプ・モータ。
15. 前記バルブプレートは、
    前記回転軸の周方向において前記低圧ポートと前記高圧ポートとの間に配置され、下死点に移動した前記ピストンが配置される前記シリンダボアの前記シリンダポートが対向する下死点位置を含む第２領域を有する、
    請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の油圧ポンプ・モータ。

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