JP3362576B2 - 可変容量形ピストン機械 - Google Patents
可変容量形ピストン機械Info
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Description
ンポンプあるいは可変容量形ピストンモータ等の可変容
量形ピストン機械に関する。
は、図15に示すようなものがある(実開昭54−17
6102号公報)。この可変容量形ピストンポンプは、
低圧ポートとしての吸入ポート51および高圧ポートと
しての吐出ポート52を備えたバルブプレート53と、
上記バルブプレート53の摺動面に摺動しながら回転す
ると共に、軸方向に複数のシリンダ54,54,…を有す
るシリンダブロック55と、上記シリンダブロック55
の回転にともなって斜板56によって上記シリンダ5
4,54,…内を往復運動する複数のピストン57,57,
…とを備えている。そして、図16に示すように、上記
バルブプレート53の吸入ポート51と吐出ポート52
との間の摺動面58には、吐出ポート52から図中Bで
示す下死点の近傍に向けて延びる導油溝59を設けてい
る。この導油溝59は、図16,17に示すように、切
り欠き59aとVノッチ59bとからなる。
によってシリンダポート54aが吸入ポート21から吐
出ポート52へ移行する際に、上記導油溝59によって
吐出ポート52からシリンダ54への逆流を徐々に生じ
るようにして、シリンダ54および吐出ポート52内の
圧力変化を徐々に起こさせて、このシリンダポート54
aが吸入ポート51から吐出ポート52へ移行する際に
おけるシリンダ54および吐出ポート52内の圧力変動
を緩やかにして、可変容量形ピストンポンプおよびその
配管からの騒音、振動を低減するようにしている。
来の可変容量形ピストンポンプでは、吐出ポート52か
らシリンダ54への流体の流れが、シリンダブロック5
5の回転にともなって、シリンダポート54aが導油溝
59に通じる毎に間欠的に生じるため、未だ、脈動が大
きくて、騒音および振動が大きく、また、流体装置全体
の作動特性を損なうという問題があった。
シリンダとを間欠的に連通させる導油溝を備えた可変容
量形ピストン機械において、上記導油溝に逆流が生じて
いないときに、高圧ポートから作動油をドレンに導くよ
うにすることによって、高圧ポートから低圧ポートおよ
びドレンへ流出する作動油の量の変動を小さくして、吐
出流体の脈動を低減して、騒音、振動を低減でき、ま
た、装置全体の作動特性を良好にできる可変容量形ピス
トン機械を提供することにある。
め、請求項1の可変容量形ピストン機械は、摺動面に低
圧ポートと高圧ポートが開口するバルブプレートと、軸
方向に設けた複数のシリンダ内をピストンが往復運動す
る一方、上記バルブプレートの摺動面に摺動する摺動面
に上記シリンダに連通するシリンダポートが開口して、
上記バルブプレートに対して回転するシリンダブロック
と、上記バルブプレートの低圧ポートと高圧ポートの間
の摺動面に設けられ、上記高圧ポートから死点(B)に向
けて延びる導油溝とを備えて、上記高圧ポートとシリン
ダポートとを導油溝を介して連通させて、上記シリンダ
内および高圧ポート内の圧力変動を徐々に行わせるよう
にした可変容量形ピストン機械において、上記バルブプ
レートの摺動面に開口すると共に、上記高圧ポートおよ
び導油溝に直接には連通しないように設けられた間欠ド
レン通路を備え、上記間欠ドレン通路は、上記高圧ポー
トとシリンダポートとが導油溝を介して連通している当
初には、上記高圧ポート,導油溝およびシリンダポート
に連通しない一方、さらに、上記シリンダブロックが回
転したときに、上記高圧ポートに上記シリンダポートを
介して連通するようになつており、 上記間欠ドレン通路
は、上記バルブプレートの摺動面に設けられ、上記シリ
ンダポートにシリンダブロックの回転にともなって間欠
的に連通する少なくとも一つの間欠ドレン溝を有するこ
とを特徴としている。
て、この可変容量形ピストン機械は可変容量形ピストン
ポンプとする。この場合、上記導油溝は、高圧ポートか
ら下死点に向けて延びるように摺動面に設けられる。上
記シリンダブロックがバルブプレートの摺動面に接触し
ながら回転して、シリンダポートが上記低圧ポートから
高圧ポートへ移行する際において、上記シリンダポート
は高圧ポートと連通する前に、下死点近傍にてまず導油
溝と連通する。そのため、この導油溝を通して、高圧ポ
ートからシリンダへは作動油が徐々に逆流する。したが
って、シリンダが低圧ポートから高圧ポートへ移行する
場合におけるシリンダおよび高圧ポート内の急激な圧力
変動が防止される。
ートに連通していなく、また、そのため、高圧ポートお
よび導油溝にも連通していない。したがって、このと
き、間欠ドレン通路には作動油は実質的に流れていな
い。
らに回転すると、シリンダ内の圧力が上昇して、高圧ポ
ートからシリンダポートへの導油溝を通る作動油の逆流
がなくなる。しかし、このとき間欠ドレン通路はシリン
ダポートに連通して、このシリンダポートを介して高圧
ポートに連通する。したがって、高圧ポートから間欠ド
レン通路を通してケースドレンあるいはタンクに向けて
の作動油の流れが生じる。
間欠ドレン通路を閉鎖する一方、導油溝に逆流がなくな
ったときには間欠ドレン通路を開放して高圧ポートから
ドレンに作動油を排出するので、高圧ポート内の圧力変
動が少なくなる。したがって、脈動を小さくして、騒
音、振動を低減でき、装置全体の作動特性を良好にする
ことができる。
ンダポートに連通して、常時ドレン流れを生じるもので
はないから、常時ドレン流れを生じる通路を設ける場合
に比べて、容積効率が高くなる。
トンモータである場合は、導油溝は高圧ポートから上死
点に向けて延びるように摺動面に設けられ、間欠ドレン
通路は高圧ポートおよび導油溝の近傍に設けられる。作
用は可変容量形ピストンポンプの場合と同様である。
上記摺動面に形成された間欠ドレン溝で構成すると、バ
ルブプレートの摺動面に対してシリンダブロックが摺動
し、かつ、バルブプレートはシリンダブロックから小さ
な衝撃や振動を受けるから、間欠ドレン溝にごみや異物
などが目詰まりしにくく、また、詰まってもごみなどは
容易に取り除かれる。
求項1に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン通路は、第1間欠ドレン通路部と第2間欠ド
レン通路部とを備え、第1の状態では、上記第1間欠ド
レン通路部が上記シリンダポートに連通して上記高圧ポ
ートに上記シリンダポートを介して連通すると共に、上
記第2間欠ドレン通路部が上記シリンダポートに連通し
ていなく、第1の状態からシリンダブロックが回転した
第2の状態では、上記第1間欠ドレン通路部および第2
間欠ドレン通路部の両方が上記シリンダポートに連通し
て上記高圧ポートに上記シリンダポートを介して連通し
ており、第2の状態からシリンダブロックが回転した第
3の状態では、上記第2間欠ドレン通路部が上記シリン
ダポートに連通して上記高圧ポートに上記シリンダポー
トを介して連通すると共に、上記第1間欠ドレン通路部
が上記シリンダポートに連通していないようになってお
り、 上記第1間欠ドレン通路部および第2間欠ドレン通
路部は、それぞれ、上記バルブプレートの摺動面に設け
られた第1間欠ドレン溝および第2間欠ドレン溝である
ことを特徴としている。
ては、導油溝を流れる逆流の量が少ない第1の状態で
は、第1間欠ドレン通路部がシリンダポートを介して高
圧ポートに連通する一方、第2間欠ドレン通路部がシリ
ンダポートに連通していない。したがって、このとき、
高圧ポートからは第1間欠ドレン通路部のみを通して少
量の作動油がドレンに排出される。第1の状態から導油
溝に逆流がない第2の状態に移行すると、第1間欠ドレ
ン通路部および第2間欠通路部の両方がシリンダポート
を介して高圧ポートに連通する。したがって、このと
き、高圧ポートから第1間欠ドレン通路部および第2間
欠ドレン通路部の両方を通して多量の作動油がドレンに
排出される。さらに、第2の状態から導油溝を流れる逆
流の量が少ない第3の状態に移行すると、第2間欠ドレ
ン通路部がシリンダポートを介して高圧ポートに連通す
る一方、第1間欠ドレン通路部がシリンダポートに連通
していない。したがって、このとき、高圧ポートからは
第2間欠ドレン通路部のみを通して少量の作動油がドレ
ンに排出される。
によって、導油溝に流れる逆流の量に応じてドレンの流
量を2段階に制御して、逆流の量とドレンの流量との和
を略一定にできるので、高圧ポート内の脈動をより小さ
くすることができる。
通路部を上記摺動面に形成された第1,第2間欠ドレン
溝で構成すると、バルブプレートの摺動面に対してシリ
ンダブロックが摺動し、かつ、バルブプレートはシリン
ダブロックから小さな衝撃や振動を受けるから、第1,
第2間欠ドレン溝にごみや異物などが目詰まりしにく
く、また、詰まってもごみなどは容易に取り除かれる。
求項1または2に記載の可変容量形ピストン機械におい
て、上記間欠ドレン通路は、上記バルブプレートの摺動
面に設けられた間欠ドレン溝と、この間欠ドレン溝に連
通すると共に、上記バルブプレートを軸方向に貫通して
ドレンに連通する貫通穴とからなることを特徴としてい
る。
上記摺動面上の間欠ドレン溝は、その上をシリンダブロ
ックが微少振動をしながら摺動するため、ごみなどが目
詰まりしにくく、かつ、目詰まりしても容易に取り除か
れる。さらに、間欠ドレン溝から作動油は、バルブプレ
ートを軸方向に貫通する貫通穴を通してドレンに排出さ
れるから、間欠ドレン溝と貫通穴との接続箇所で作動油
の流れる方向は転換されて、エネルギーが消費されるか
ら、ケースドレン等に作動油を排出する際の騒音が小さ
くなる。
求項1または2に記載の可変容量形ピストン機械におい
て、上記間欠ドレン通路は、上記バルブプレートの摺動
面に設けられ、かつ、上記バルブプレートの周面に開口
する間欠ドレン溝のみからなることを特徴としている。
ートの周面に開口する間欠ドレン溝のみから構成されて
いるから、ごみなどによる目詰まりが生じにくく、か
つ、ごみ等は容易に取り除かれる。
求項1に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン通路は、上記シリンダブロックの回転にとも
なって、逐次、上記シリンダポートに連通する複数の間
欠ドレン溝を有することを特徴としている。
ドレン溝から構成されていると、間欠ドレン通路を通し
てドレンに排出される作動油の量を導油溝の逆流の量に
応じて多段階に制御することができる。したがって、脈
動、振動および騒音を一層低減することができる。
求項5に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
複数の間欠ドレン溝は、互いに平行であることを特徴と
している。
る。
求項1に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン通路は、上記バルブプレートの摺動面に設け
られると共に両端が閉鎖された間欠ドレン溝からなって
おり、かつ、上記間欠ドレン溝は、上記シリンダブロッ
クの摺動面に形成されると共にドレンに連通する環状の
溝に常時連通していることを特徴としている。
摺動面の間欠ドレン溝からシリンダブロックの摺動面の
環状の溝を通ってドレンに排出される。したがって、間
欠ドレンが間欠ドレン溝から環状の溝を通ってドレンに
排出される間に、エネルギーが徐々に減衰されるから、
騒音が小さくなる。
は、元来、シリンダブロックとバルブプレートとの間の
圧力バランスのために設けられているものであるから、
間欠ドレン通路は、バルブプレートの摺動面に両端が閉
鎖された間欠ドレン溝を形成するだけでよい。したがっ
て、簡単かつ安価に間欠ドレン通路を形成することがで
きる。
求項7に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン溝は、上記バルブプレートの略半径方向に延
びて、上記間欠ドレン溝の外端部が上記環状の溝に連通
していることを特徴とする。
レートの半径方向に延びているから、簡単に加工するこ
とができる。
態により詳細に説明する。
容量形ピストンポンプのバルブプレート1の正面図であ
る。この可変容量形ピストンポンプは、上記バルブプレ
ート1以外の部品は図15に示す従来例のものと全く同
じものであり、したがって、これらの部品については図
15を援用する。
は低圧ポートとしての吸入ポート2a,2b,2cと高圧ポ
ートとしての吐出ポート3a,3b,3cを備える。上記吸
入ポート2a,2b,2cは、図示しないが、バルブプレー
ト1の裏面側において互いに連通しており、また、吐出
ポート3a,3b,3cも、図示しないが、バルブプレート
1の裏面側において互いに連通している。さらに、上記
バルブプレート1の摺動面1aには吐出ポート3aから下
死点Bの近傍にまで延びるV字形状の導油溝4を設けて
いる。また、上記吸入ポート2cから上死点Tの近傍に
まで延びるV字形状の導油溝4を設けている。また、こ
のバルブプレート1の摺動面1aには、上記吐出ポート
3aから延びる導油溝4の根元に対して、半径方向外側
に位置する間欠ドレン通路5を設けている。この間欠ド
レン通路5は、半径方向に延びる間欠ドレン溝5aと、
この間欠ドレン溝5aに連通すると共に上記バルブプレ
ート1を軸方向に貫通して図15に示すケースドレン6
0に連通する貫通穴5bとからなる。上記間欠ドレン通
路5は、直接には、導油溝4および吐出ポート3aには
連通していない。ただし、シリンダ54に連通するシリ
ンダポート54aを介して、間欠ドレン通路5は次のよ
うに導油溝4および吐出ポート3aに連通できるように
なっている。すなわち、上記シリンダブロック55の矢
印方向の回転にともなって、上記シリンダポート54a
は、上死点Bの近傍において、最初は、導油溝4のみに
連通し、さらにシリンダブロック55が回転すると、導
油溝4と間欠ドレン通路5の間欠ドレン溝5aとの両方
に連通し、さらにシリンダブロック55が回転すると、
導油溝4と間欠ドレン溝5aと吐出ポート3aとに連通す
るようになっている。
のように動作する。
ート1に摺動しながら矢印方向に回転し、図2(A)に示
すように、バルブプレート1に対してシリンダポート5
4a−1,54a−2が位置しているとする。
死点Bから所定角度回転した状態にあるから、シリンダ
ポート54a−1に連通するシリンダ54(図15参照)
の圧力は、既に高圧に上昇している。一方、上記シリン
ダポート54a−1は吐出ポート3a,導油溝4および間
欠ドレン溝5aに重なって連通しているが、次に走行し
てくるシリンダポート54a−2は導油溝4と連通して
いない。したがって、高圧ポート3aからシリンダポー
ト54a−1を介して間欠ドレン溝5aに流量Q1の作動
油が排出され、さらに、この作動油は貫通穴5bで方向
転換をして、バルブプレート1の裏面側に導かれて、さ
らに、ケースドレン60に排出される。つまり、図2
(A)の状態では、流量Q1のドレンが吐出ポート3aか
らシリンダポート54a−1,間欠ドレン通路5を介して
ケースドレン60に排出されるのである。この状態は図
3(a)ので示される。
間欠ドレン溝5aから貫通穴5bに流れるときに、90度
方向転換されるため、エネルギーが消費され、ドレンを
排出する際の騒音が低減される。
して図2(B)の状態になったとする。
シリンダポート54a−2が導油溝4に重なって連通し
ている。一方、上記シリンダポート54a−2に連通す
るシリンダ54内の圧力は、吐出行程に入ってわずかし
か経過していないため、まだ、十分に圧力が上昇してい
ない。したがって、吐出ポート3aから導油溝4を通っ
てシリンダポート54a−2に流量Q2の作動油が徐々
に逆流する。したがって、上記シリンダポート54a−
2に連通するシリンダ54内の圧力が徐々に上昇する。
したがって、吸入行程から吐出行程へ移る際に、シリン
ダ54内の圧力が急激に上昇することがなく、また、吐
出ポート3aの圧力が急激に低下することがないから、
騒音および振動が低減される。
ドレン溝5aは、先行するシリンダポート54a−1から
離れ始め、この間欠ドレン通路5を通る作動油の排出が
停止される。この状態は、図3(b)のの領域に示され
る。
して図2(C)の状態になったとする。
−2に連通するシリンダ54内の圧力は既に高圧になっ
ており、吐出ポート3aからシリンダポート54a−2へ
の逆流は既になくなっている。一方、上記シリンダポー
ト54a−2は間欠ドレン溝5aおよび導油溝4に重なっ
て連通しているため、吐出ポート3aから間欠ドレン溝
5aおよび貫通穴5bを通ってケースドレン60へ流量Q
1の作動油が排出される。この状態は、図3(a)ので
示される。
本的には、吐出ポート3aからシリンダポート54aへの
導油溝4を通る逆流が生じているときには、シリンダポ
ート54aと重ならなくて遮断されていて、作動油を排
出せず、一方、シリンダ54内の圧力が上昇して、上記
逆流がなくなったときには、シリンダポート54aに重
なってシリンダポート54aを介して、吐出ポート3aに
連通して、作動油をケースドレン60に排出するのであ
る。つまり、図3(a),(b)に示すように、吐出ポート3a
からシリンダ54への逆流Q2と、吐出ポート3aから
間欠ドレン通路5へのドレンQ1とを交互に行って、全
行程にわたっては、図3(c)に示すように、変動するこ
となく一定量の流体Q3を吐出ポート3aから排出する
のである。したがって、吐出ポート3a,3b,3c側の脈
動が少なくなり、振動,騒音が低減され、装置全体の作
動特性が良好になる。
3b,3c側の圧力の脈動の大きさ(0.19Pa)を示して
おり、第1の実施の形態の脈動の大きさ(0.19Pa)は
図4に示す従来例の脈動の大きさ(0.50Pa)に比し
て、40%以下に減少したことが分かる。
じて、間欠ドレン通路5を流れるドレン流量Q1が制御
されることを表している。
おいては、導油溝4に逆流が生じているときには、間欠
ドレン通路5が閉鎖されてドレン排出を停止するもので
あるから、常時ドレン排出を行うものに比して、容積効
率が向上する。
おいては、間欠ドレン溝5aをバルブプレート1の摺動
面1aに設けているから、この摺動面1aに対するシリン
ダブロック55の摺動および微少な振動などによって、
間欠ドレン溝5aにごみなどの異物が詰まりにくく、ま
た、仮に詰まっても、取り除かれ易い。
態の可変容量形ピストンポンプの動作を説明する図であ
る。この可変容量形ピストンポンプは、図15に示すシ
リンダブロつック55に40度の等間隔でそれぞれ9個
のシリンダ54およびシリンダポート54aを設けた点
と、間欠ドレン通路15の構造のみが第1の実施の形態
と異なるものである。第1の実施の形態の部品と同一構
成の部品は第1の実施の形態と同一参照番号を付して説
明を省略する。
形態の可変容量形ピストンポンプのバルブプレート11
の摺動面11aには、吐出ポート3aと導油溝4とに独立
して(分離して)、間欠ドレン通路15を設けている。こ
の間欠ドレン通路15は、半径方向に延びる2つの平行
な細幅の第1,第2間欠ドレン溝15a,15bと、この第
1,第2間欠ドレン溝15a,15bに連通して半径方向に
延びてバルブプレート11の端面に開口する広幅の第3
間欠ドレン溝15cとからなる。
で設けているから、シリンダブロック55の40度回転
で、シリンダポート54aは吐出ポート3a,3b,3c、吸
入ポート2a,2b,2cおよび間欠ドレン通路15に対し
て同じ位置関係を繰り返すことになる。
導油溝4および吐出ポート3aに対するシリンダポート
54a−1,54a−2の位置関係は図6,7,8に示すよ
うになっている。
油溝4の先端がシリンダポート54a−2に重なって連
通すると共に、先行するシリンダポート54a−1が吐
出ポート3aおよび第1,2間欠ドレン溝15a,15bに
重なって連通する。したがって、このとき、高圧の吐出
ポート3a内の作動油は、導油溝4を通って後続するシ
リンダポート54a−2およびシリンダ54に徐々に流
入して、シリンダ54内の圧力変動を緩やかにすると共
に、先行するシリンダポート54a−1、第1,第2間欠
ドレン溝15a,15bおよび第3間欠ドレン溝15cを通
して半径方向に排出され、ケースドレン60に放出され
る。この導油溝4を逆流する作動油の量と第3間欠ドレ
ン溝15cから排出される作動油の量との和はほぼ一定
である。
6(B)に示す状態になると、先行するシリンダポート5
4a−1と第2間欠ドレン溝15bとが分離する一方、導
油溝4と後続するシリンダポート54a−2との重なり
が大きくなる。したがって、吐出ポート3aからドレン
通路15へのドレンがなくなる一方、導油溝4を通る逆
流の量が大きくなる。この逆流の量は、第6図(A)に示
す導油溝4を逆流する作動油の量と第3間欠ドレン溝1
5cから排出される作動油の量との和にほぼ等しい。
55が10度回転した状態であり、先行するシリンダポ
ート54a−1および後続するシリンダポート54a−2
の両者は、ドレン通路15と完全に分離されて、吐出ポ
ート3aからシリンダポート54a−2への導油溝4を通
る逆流のみが生じる。このとき、導油溝4とシリンダポ
ート54a−2との重なりが図6(B)に示す状態よりも
大きくなるが、後続するシリンダポート54a−2およ
びシリンダ54の圧力が上昇して、吐出ポート3a側の
圧力とシリンダ54側の圧力との差が図6(B)の状態の
ときよりも小さくなっているため、図6(C)における逆
流の量は、図6(B)における逆流の量とほぼ等しい。
55が15度回転した状態になると、後続するシリンダ
ポート54a−2が導油溝4に大きく重なると共に、第
1間欠ドレン溝15aに重なって連通する。このとき、
後続するシリンダポート54a−2およびそれに連通す
るシリンダ54の圧力が図6(C)に示す状態におけるよ
りも上昇しているため、吐出ポート3aから導油溝4を
通って後続するシリンダポート54a−2へ流入する逆
流の量が減少する。しかし、このとき、後続するシリン
ダポート54a−2が第1間欠ドレン溝15aに連通する
ため、この第1間欠ドレン溝15aを通るドレン量によ
って、逆流の減少分が補償される。したがって、図7
(D)において、吐出ポート3aから後続するシリンダ5
4および第1間欠ドレン溝15aに流出する作動油の量
は、図6(C)に示す状態における導油溝4における逆流
の量にほぼ等しい。
55が20度回転した状態になると、後続するシリンダ
ポート54a−2およびそれに連通するシリンダ54内
の圧力が上昇して、吐出ポート3a内の圧力とほぼ等し
くなって、上記シリンダ54へ導油溝4から作動油が流
入しなくなる。しかし、後続するシリンダポート54a
−2が第1,第2間欠ドレン溝15a,15bの両方に重な
って連通するため、第1,第2間欠ドレン溝15a,15b
を通ってケースドレン60へ排出される作動油の量が図
7(D)に示す第1間欠ドレン溝15aのみを通ってケー
スドレン60へ排出される作動油の量よりも増大する。
その結果、図7(E)に示す状態において、吐出ポート3
aからシリンダポート54a−2および第1,第2間欠ド
レン溝15a,15bを介してケースドレン60へ排出さ
れる作動油の量は、図7(D)に示す状態において、吐出
ポート3aから後続するシリンダ54および第1間欠ド
レン溝15aに流出する作動油の量にほぼ等しい。
回転した状態を示しており、図8(G)はシリンダブロッ
ク55が30度回転した状態を示している。この図7
(F)および図8(G)に示した状態では、後続するシリン
ダポート54a−2およびそれに連通するシリンダ54
内の圧力は吐出ポート3a側の圧力にほぼ等しくなっ
て、導油溝4からシリンダ54への逆流はなくなる。一
方、第1,第2間欠ドレン溝15a,15bは、後続するシ
リンダポート54a−2に連通するため、吐出ポート3a
からシリンダポート54a−2、導油溝4、第1,第2間
欠ドレン溝15a,15bおよび第3間欠ドレン溝15cを
通して、作動油がケースドレン60へ排出される。この
排出される作動油の量は、図7(E)においてケースドレ
ン60へ排出される作動油の量にほぼ等しい。
回転した状態を示しており、この35度よりもさらに回
転すると、後続するシリンダポート54a−2は、図示
しないが、第1間欠ドレン溝15aと分離される一方、
第2間欠ドレン溝15b、導油溝4および吐出ポート3a
に重なって連通する。したがって、第2間欠ドレン溝の
みがシリンダポート54a−2に連通するため、吐出ポ
ート3aから第2間欠ドレン溝15bおよび第3間欠ドレ
ン溝15cを通してケースドレン60へ排出される作動
油の量が、図8(G)においてケースドレン60へ排出さ
れる作動油の量よりも減少する。しかし、このとき、導
油溝4がシリンダポート54a−2に続くシリンダポー
ト54a−3に連通するため、上記シリンダポート54a
−3への導油溝4を通る逆流が生じて、上記ケースドレ
ン60への排出される作動油の減少分を補償する。
および大小に応じて、第1,第2間欠ドレン溝15a,1
5bと吐出ポート3aとの間を遮断した状態、第1,第2
間欠ドレン溝15a,15bの一方のみと吐出ポート3aと
をシリンダポート54aを介して連通した状態、および
第1,第2間欠ドレン溝15a,15bの両方と吐出ポート
3aとをシリンダポート54aを介して連通した状態が生
じるようにして、間欠ドレン通路15を通るドレンの有
無および大小を制御しているので、常時、導油溝4を通
る逆流の量と間欠ドレン通路15を通るドレン量との和
をほぼ一定にすることができる。したがって、吐出ポー
ト3a,3b,3cにおける脈動を小さくして、騒音および
振動を低減し、また、装置全体の作動特性を良好にする
ことができる。
欠ドレン溝15a,15bによって2段階にドレン流量を
制御して、導油溝4を通る逆流の量の増減を補償する様
子を示している。Q2は導油溝4を通る逆流の量を表
す。Q11は第1または第2間欠ドレン溝15aまたは
15bの一方のみによるドレン流量を表す。Q1=2×
Q11は第1間欠ドレン溝15aと第2間欠ドレン溝1
5bとの両方によるドレン流量を表す。このように、ド
レン流量を2段階に制御するので、導油溝4の逆流の有
無および増減に対して、図9に示す第1の実施の形態の
ものよりもより高い精度で補償を行うことができる。
4の逆流の量が大きい場合には、間欠ドレン通路15を
閉鎖して、ドレンの排出を行わないようにしているの
で、ドレンが常時生じる構造のものに比べて、容積効率
が向上する。
レン通路15を、シリンダブロック55が微少な振動を
しながら摺動する第1,第2,第3間欠ドレン溝15a,1
5b,15cのみによって形成したので、間欠ドレン通路
15にごみなどが目詰まりしにくく、また、目詰まりが
しても除去され易い。
レン通路15を第1,第2,第3間欠ドレン溝15a,15
b,15cのみで構成しているから、加工が容易である。
また、第1,第2間欠ドレン溝15a,15bが互いに平行
であるので、加工が容易である。
1,第2間欠ドレン溝15a,15bが吐出ポート3aに対
してシリンダポート54aの位置によって開閉されるよ
うにしているが、図示しない3本以上の間欠ドレン溝が
吐出ポートに対してシリンダポートの位置によって開閉
されるようにしてもよい。
バルブプレートを貫通する1または複数の貫通穴のみで
構成してもよい。この場合は、加工が容易になる。
を示し、図11(A),(B),(C)において第1,第2の実
施の形態と同一構成部は同一参照番号を付して説明を省
略する。
ート71の表面である摺動面71aは球面の一部からな
っており、裏面71bは平面からなっている。そして、
図11(A)に示すように、上記バルブプレート71に
は、高圧ポートである吐出ポート3a,3b,3cと低圧ポ
ートである吸入ポート2a,2b,2cとV字形状の導油溝
4を設けており、これらは第1の実施の形態のそれらと
同じ構成を有し、同じ作用を行う。上記バルブプレート
71の摺動面71aの下死点Bの近傍の導油溝4に対し
てバルブプレート4の半径方向外側の箇所に、大径の間
欠ドレン貫通穴75aを設けている。図11(C)に示す
ように、バルブプレート11の裏面71bには、上記間
欠ドレン貫通穴75aの開口に連通する半径方向の溝7
5bを設けている。この半径方向の溝75bの外端は、裏
面71bに設けた環状の溝74に連通し、さらに、この
環状の溝74は切り欠き77によって図示しないドレン
に連通する。したがって、上記間欠ドレン貫通穴75a
は、半径方向の溝75b,環状の溝74および切り欠き7
7を介して、ドレンに連通している。上記間欠ドレン貫
通穴75aと半径方向の溝75bとで間欠ドレン通路75
を形成している。この間欠ドレン通路75の間欠ドレン
貫通穴75aは、上記吐出ポート3aとシリンダポート
(図示せず)とが導油溝4を介して連通している当初に
は、上記吐出ポート3a、導油溝4およびシリンダポー
トに連通しない一方、さらに、シリンダブロック(図示
せず)が回転したときに、上記吐出ポート3aに上記シリ
ンダポートを介して連通するようになつていて、導油溝
4への逆流が有るときには間欠ドレン通路75を閉鎖す
る一方、導油溝4への逆流がなくなったときには間欠ド
レン通路75をシリンダポートを介して吐出ポート3a
に連通して吐出ポート3aからドレンに作動油を排出す
るようにしている。したがって、吐出ポート3a,3b,3
c内の脈動が小さくなって、騒音、振動が小さくなって
いる。
1a側には外周部に環状の段差部76を設けている。
ン貫通穴75aの直径を大きくして、裏面71bの溝75
bによって間欠ドレンの量を規制している。このよう
に、裏面71bの溝75bで間欠ドレン量を規制している
から、摺動面71aに開口する間欠ドレン貫通穴75aの
直径を大きくして、間欠ドレン貫通穴75aの目詰まり
を防止できるのである。
5bは、バルブプレート71の裏面71bにあって、摺動
面71aにはないから、摺動面71aが摩耗しても、寸法
は変化しない。したがって、間欠ドレン量はバルブプレ
ート71の摺動面71aの摩耗の影響を受けない。
はバルブプレート71の平面である裏面71bに設けら
れ、上記バルブプレート71の球面の一部である摺動面
71aには、上記間欠ドレン通路75の間欠ドレン貫通
穴75aが開口している。したがって、球面の一部であ
る摺動面71aに間欠ドレン通路75の間欠ドレン量を
調整する溝75bを設ける必要がないから、間欠ドレン
通路75の加工が容易である。
シリンダブロックの摺動面とを互いに当接する球面にし
ているから、互いに摺動する摺動面の面積が大きくなっ
て、摺動面の間からの漏れが少なく、かつ、摺動面の面
圧が小さくなって、それらの摩耗が少ない。
す。
81には、吐出ポート3a,3b,3cと吸入ポート2a,2
b,2cとV字形状の導油溝4を設けており、これらは第
1の実施の形態のそれらと同じ構成を有し、同じ作用を
行う。上記バルブプレート81の摺動面81aの下死点
Bの近傍の導油溝4に対してバルブプレート4の半径方
向外側の箇所に、両端が閉鎖された半径方向に延びる間
欠ドレン溝85を設けている。この間欠ドレン溝85そ
れのみで間欠ドレン通路85を構成している。この間欠
ドレン溝85のシリンダポート94a(図12および図1
4参照)および導油溝4に対する連通関係は第1の実施
の形態と同様である。
に延びるシリンダ94を有するシリンダブロック95の
摺動面95aには、シリンダポート94aが同一円周上に
所定間隔で複数個開口している。図13に示すように、
上記シリンダブロック95の摺動面95aには、シリン
ダポート94a,94a,…の外側位置する環状の溝97を
設けている。この環状の溝97は、シリンダブロック8
1の摺動面81aに形成された間欠ドレン溝85の外端
部に連通している。また、上記環状の溝97には、円周
上120度間隔に設けた切り欠き98a,98b,98cに
よってドレンに連通している。
ンはバルブプレート81の摺動面81aの間欠ドレン溝
85からシリンダブロック95の摺動面95aの環状の
溝97および切り欠き98a,98b,98cを通ってドレ
ンに排出される。したがって、間欠ドレンが間欠ドレン
溝85から環状の溝97を通ってドレンに排出される間
に、エネルギーが徐々に減衰されるから、騒音が小さく
なる。
溝は、元来、シリンダブロック95とバルブプレート8
1との間の圧力バランスのために設けられているもので
あるから、間欠ドレン通路85は、バルブプレート81
の摺動面81aに両端が閉鎖された間欠ドレン溝85を
形成するだけでよい。したがって、簡単かつ安価に間欠
ドレン通路85を形成することができる。
レート81の半径方向に延びているから、簡単に加工す
ることができる。
機械の1例として可変容量形ピストンポンプについて述
べたが、可変容量形ピストン機械の他の例である可変容
量形ピストンモータにもこの発明を適用できることは言
うまでもない。可変容量形ピストンモータの場合には、
導油溝は吸入ポートから上死点に向けて延びるようにバ
ルブプレートの摺動面に設けられる。間欠ドレン通路は
導油溝の近傍に設けられる。
変容量形ピストン機械は、バルブプレートの低圧ポート
と高圧ポートとの間の摺動面に高圧ポートから死点に向
けて延びる導油溝を設けて、上記高圧ポートとシリンダ
ポートとを導油溝を介して連通させて、上記シリンダ内
および高圧ポート内の圧力変動を徐々に行わせるように
した可変容量形ピストン機械において、上記バルブプレ
ートの摺動面に開口すると共に、上記高圧ポートおよび
導油溝に直接には連通しないように設けられた間欠ドレ
ン通路を設け、上記間欠ドレン通路は、上記高圧ポート
とシリンダポートとが導油溝を介して連通している当初
には、上記高圧ポート,導油溝およびシリンダポートに
連通しない一方、さらに、シリンダブロックが回転した
ときに、上記高圧ポートに上記シリンダポートを介して
連通するようになつていて、導油溝に逆流が有るときに
は間欠ドレン通路を閉鎖する一方、導油溝に逆流がなく
なったときには間欠ドレン通路をシリンダポートを介し
て高圧ポートに連通して高圧ポートからドレンに作動油
を排出するので、高圧ポート内の脈動が小さくなって、
騒音、振動を低減でき、装置全体の作動特性を良好にす
ることができる。
械は、間欠ドレン通路が間欠的にシリンダポートに連通
して、常時ドレン流れを生じるものではないから、常時
ドレン流れを生じる通路を設けるものに比べて、容積効
率が高い。
械は、上記間欠ドレン通路は、バルブプレートの摺動面
に設けられ、シリンダポートにシリンダブロックの回転
にともなって間欠的に連通する一つの間欠ドレン溝を有
し、バルブプレートの摺動面に対してシリンダブロック
が摺動し、かつ、バルブプレートはシリンダブロックか
ら小さな衝撃や振動を受けるので、間欠ドレン溝にごみ
や異物などが目詰まりしにくく、また、詰まってもごみ
などは容易に取り除くことができる。
求項1に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン通路は第1間欠ドレン通路部と第2間欠ドレ
ン通路部とを備え、第1の状態では、上記第1間欠ドレ
ン通路部が上記シリンダポートに連通して上記高圧ポー
トに上記シリンダポートを介して連通すると共に、上記
第2間欠ドレン通路部が上記シリンダポートに連通して
いなく、第1の状態からシリンダブロックが回転した第
2の状態では、上記第1間欠ドレン通路部および第2間
欠ドレン通路部の両方が上記シリンダポートに連通して
上記高圧ポートに上記シリンダポートを介して連通して
おり、第2の状態からシリンダブロックが回転した第3
の状態では、上記第2間欠ドレン通路部が上記シリンダ
ポートに連通して上記高圧ポートに上記シリンダポート
を介して連通すると共に、上記第1間欠ドレン通路部が
上記シリンダポートに連通していないようになっている
ので、第1,第2間欠ドレン通路部によって、導油溝に
流れる逆流の量に応じてドレンの流量を2段階に制御し
て、逆流の量とドレンの流量との和をほぼ一定にして、
高圧ポート内の脈動をより小さくすることができる。
械は、上記第1間欠ドレン通路部および第2間欠ドレン
通路部は、それぞれ、上記バルブプレートの摺動面に設
けられた第1間欠ドレン溝および第2間欠ドレン溝であ
り、バルブプレートの摺動面に対してシリンダブロック
が摺動し、かつ、バルブプレートはシリンダブロックか
ら小さな衝撃や振動を受けるので、第1,第2間欠ドレ
ン溝にごみや異物などが目詰まりしにくく、また、詰ま
ってもごみなどは容易に取り除くことができる。
求項1または2に記載の可変容量形ピストン機械におい
て、上記間欠ドレン通路は、上記バルブプレートの摺動
面に設けられた間欠ドレン溝と、この間欠ドレン溝に連
通すると共に、上記バルブプレートを軸方向に貫通して
ドレンに連通する貫通穴とからなっている。したがっ
て、上記摺動面上の間欠ドレン溝にシリンダブロックが
微少振動をしながら摺動して、ごみなどが目詰まりしに
くく、かつ、目詰まりしても容易に取り除くことができ
る。さらに、間欠ドレン溝から作動油は、バルブプレー
トを軸方向に貫通する貫通穴を通してドレンに排出され
るから、間欠ドレン溝と貫通穴との接続箇所で作動油の
流れる方向は転換されて、エネルギーが消費されるか
ら、ドレン等に作動油を排出する際の騒音を小さくする
ことができる。
求項1または2に記載の可変容量形ピストン機械におい
て、上記間欠ドレン通路は、上記バルブプレートの摺動
面に設けられ、かつ、上記バルブプレートの周面に開口
する間欠ドレン溝のみからなっているので、ごみなどに
よる目詰まりが生じにくく、かつ、ごみ等は容易に取り
除くことができる。
求項1に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン通路は、上記シリンダブロックの回転にとも
なって、逐次、上記シリンダポートに連通する複数の間
欠ドレン溝を有しているので、間欠ドレン通路を通して
ドレンに排出される作動油の量を導油溝の逆流の量に応
じて多段階に制御することができる。したがって、脈
動、振動および騒音を一層低減することができる。
求項8の可変容量形ピストン機械において、上記複数の
間欠ドレン溝は、互いに平行になっているので、間欠ド
レン溝の加工を容易に行うことができる。
求項1に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン通路は、上記バルブプレートの摺動面に設け
られると共に両端が閉鎖された間欠ドレン溝からなって
おり、かつ、上記間欠ドレン溝は、上記シリンダブロッ
クの摺動面に形成されると共にドレンに連通する環状の
溝に常時連通しているので、間欠ドレンが間欠ドレン溝
から環状の溝を通ってドレンに排出される間に、エネル
ギーが徐々に減衰され、したがって、騒音が小さくな
る。
は、元来、シリンダブロックとバルブプレートとの間の
圧力バランスのために設けられているものであるから、
間欠ドレン通路は、バルブプレートの摺動面に両端が閉
鎖された間欠ドレン溝を形成するだけでよい。したがっ
て、簡単かつ安価に間欠ドレン通路を形成することがで
きる。
求項7に記載の可変容量形ピストン機械において、上記
間欠ドレン溝は、上記バルブプレートの略半径方向に延
びて、上記間欠ドレン溝の外端部が上記環状の溝に連通
しているので、上記半径方向に延びる間欠ドレン溝を簡
単に加工することができる。
量形ピストンポンプのバルブプレートの正面図である。
ポートとの位置関係を示す動作説明図である。
と導油溝を流れる逆流の量とを示すグラフである。
である。
シリンダポートとの位置関係を示す図である。
シリンダポートとの位置関係を示す図である。
シリンダポートとの位置関係を示す図である。
るドレン流量と導油溝を流れる逆流の量とを示すグラフ
である。
流れるドレン流量と導油溝を流れる逆流の量とを示すグ
ラフである。
のバルブプレートの正面図と断面図と裏面図である。
トの正面図である。
ックの摺動面を表す図である。
ックの断面図である。
の断面図である。
ポンプのバルブプレートの正面図である。
油溝の箇所の断面図である。
a,81a…摺動面、 2a,2b,2c…低圧ポート、3a,3b,3c…高圧ポート、 4…導油溝、54…シリンダ、54a…シリンダポー
ト、 55,95…シリンダブロック、57…ピストン、 60…ケースドレン、B…下死点、T…上死点。
Claims (8)
- 【請求項1】 摺動面(1a,71a,81a)に低圧ポート
(2)と高圧ポート(3)が開口するバルブプレート(1,1
1,71,81)と、軸方向に設けた複数のシリンダ(5
4,94)内をピストン(57)が往復運動する一方、上記
バルブプレート(1,11,71,81)の摺動面(1a,11
a,71a,81a)に摺動する摺動面に上記シリンダ(54,
94)に連通するシリンダポート(54a,94a)が開口し
て、上記バルブプレート(1,11,71,81)に対して
回転するシリンダブロック(55,95)と、上記バルブ
プレート(1,11,71,81)の低圧ポート(2)と高圧
ポート(3)の間の摺動面(1a,11a,71a,81a)に設
けられ、上記高圧ポート(3)から死点(B)に向けて延び
る導油溝(4)とを備えて、上記高圧ポート(3)とシリン
ダポート(54a,94a)とを導油溝(4)を介して連通さ
せて、上記シリンダ(54,94)内および高圧ポート
(3)内の圧力変動を徐々に行わせるようにした可変容量
形ピストン機械において、 上記バルブプレート(1,11,71,81)の摺動面(1a,
11a,71a,81a)に開口すると共に、上記高圧ポート
(3)および導油溝(4)に直接には連通しないように設け
られた間欠ドレン通路(5,15,75,85)を備え、 上記間欠ドレン通路(5,15,75,85)は、上記高圧
ポート(3)とシリンダポート(54a,94a)とが導油溝
(4)を介して連通している当初には、上記高圧ポート
(3),導油溝(4)およびシリンダポート(54a,94a)に
連通しない一方、さらに、上記シリンダブロック(55)
が回転したときに、上記高圧ポート(3)に上記シリンダ
ポート(54a,94a)を介して連通するようになつてお
り、 上記間欠ドレン通路(5)は、上記バルブプレート(1)の
摺動面(1a)に設けられ、上記シリンダポート(54a)に
シリンダブロック(55)の回転にともなって間欠的に連
通する少なくとも一つの間欠ドレン溝(5a)を有する こ
とを特徴とする可変容量形ピストン機械。 - 【請求項2】 請求項1に記載の可変容量形ピストン機
械において、上記間欠ドレン通路(15)は、第1間欠ド
レン通路部(15a)と第2間欠ドレン通路部(15b)とを
備え、第1の状態では、上記第1間欠ドレン通路部(1
5a)が上記シリンダポート(54a)に連通して上記高圧
ポート(3)に上記シリンダポート(54a)を介して連通
すると共に、上記第2間欠ドレン通路部(15b)が上記
シリンダポート(54a)に連通していなく、第1の状態
からシリンダブロック(55)が回転した第2の状態で
は、上記第1間欠ドレン通路部(15a)および第2間欠
ドレン通路部(15b)の両方が上記シリンダポート(54
a)に連通して上記高圧ポート(3)に上記シリンダポート
(54a)を介して連通しており、第2の状態からシリン
ダブロック(55)が回転した第3の状態では、上記第2
間欠ドレン通路部(15b)が上記シリンダポート(54a)
に連通して上記高圧ポート(3)に上記シリンダポート
(54a)を介して連通すると共に、上記第1間欠ドレン
通路部(15a)が上記シリンダポート(54a)に連通して
いないようになっており、 上記第1間欠ドレン通路部(15a)および第2間欠ドレ
ン通路部(15b)は、それぞれ、上記バルブプレート(1
1)の摺動面(11a)に設けられた第1間欠ドレン溝(1
5a)および第2間欠ドレン溝(15b)である ことを特徴
とする可変容量形ピストン機械。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の可変容量形ピ
ストン機械において、 上記間欠ドレン通路(5)は、上記バルブプレート(1)の
摺動面(1a)に設けられた間欠ドレン溝(5a)と、この間
欠ドレン溝(5a)に連通すると共に、上記バルブプレー
ト(1)を軸方向に貫通してドレン(60)に連通する貫通
穴(5b)とからなることを特徴とする可変容量形ピスト
ン機械。 - 【請求項4】 請求項1または2に記載の可変容量形ピ
ストン機械において、 上記間欠ドレン通路(15)は、上記バルブプレート(1
1)の摺動面(11a)に設けられ、かつ、上記バルブプレ
ート(11)の周面に開口する間欠ドレン溝(15a,15
b,15c)のみからなることを特徴とする可変容量形ピス
トン機械。 - 【請求項5】 請求項1に記載の可変容量形ピストン機
械において、 上記間欠ドレン通路(15)は、上記シリンダブロック
(55)の回転にともなって、逐次、上記シリンダポート
(54a)に連通する複数の間欠ドレン溝(15a,15b)を
有することを特徴とする可変容量形ピストン機械。 - 【請求項6】 請求項5に記載の可変容量形ピストン機
械において、 上記複数の間欠ドレン溝(15a,15b)は、互いに平行
であることを特徴とする可変容量形ピストン機械。 - 【請求項7】 請求項1に記載の可変容量形ピストン機
械において、 上記間欠ドレン通路(85)は、上記バルブプレート(8
1)の摺動面に設けられると共に両端が閉鎖された間欠
ドレン溝(85)からなっており、かつ、上記間欠ドレン
溝(85)は、上記シリンダブロック(95)の摺動面(9
6)に形成されると共にドレンに連通する環状の溝(9
7)に常時連通していることを特徴とする可変容量形ピ
ストン機械。 - 【請求項8】 請求項7に記載の可変容量形ピストン機
械において、 上記間欠ドレン溝(85)は、上記バルブプレート(81)
の略半径方向に延びて、上記間欠ドレン溝(85)の外端
部が上記環状の溝(97)に連通していることを特徴とす
る可変容量形ピストン機械。
Priority Applications (6)
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