JP3547900B2

JP3547900B2 - Axial piston type hydraulic pump

Info

Publication number: JP3547900B2
Application number: JP09347196A
Authority: JP
Inventors: 中山　　晃; 晴雄国分
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: JPH09256945A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば斜板型ポンプ、斜軸型ポンプ等として用いられるアキシャルピストン型油圧ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の作業装置用油圧シリンダや旋回用，走行用の油圧モータに圧油を供給する油圧ポンプとしては、ケーシングと、該ケーシング内に回転自在に設けられた回転軸と、前記ケーシング内に位置して該回転軸と一体に回転するように設けられ、周方向に離間して軸方向に伸長する複数のシリンダが形成されたシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、該シリンダブロックの回転に伴なって軸方向に移動して作動油を吸入，吐出する複数のピストンと、前記ケーシングとシリンダブロックの端面との間に設けられ、前記各シリンダと連通する吸入ポートと吐出ポートとが形成された弁板とからなるアキシャルピストン型油圧ポンプが広く知られている。
【０００３】
そして、この種の従来技術による油圧ポンプは、エンジン等の駆動源で前記回転軸を回転駆動すると、ケーシング内で該回転軸と共にシリンダブロックが回転される。これにより、該シリンダブロックの各シリンダ内でピストンが往復動され、吸入ポートからシリンダ内に吸込んだ作動油をピストンによって加圧して吐出ポートに圧油として吐出するようになっている。
【０００４】
ここで、シリンダブロック、ピストンおよび弁板の作動について説明すると、各シリンダのシリンダポートが弁板の吸入ポートと連通するときには、該吸入ポートの始端から終端にかけてピストンがシリンダから突出する方向に移動して前記吸入ポートから該シリンダ内に作動油を吸込む吸入行程となる。一方、前記各シリンダのシリンダポートが吐出ポートと連通するときには、該吐出ポートの始端から終端にかけてピストンがシリンダ内に進入する方向に移動して該シリンダ内の作動油を吐出ポート内に吐出する吐出行程となる。そして、この動作（行程）を繰返すようにシリンダブロックを回転することにより、吸入行程で吸入ポートからシリンダ内に吸込んだ作動油を吐出行程で加圧して吐出ポートに吐出し、この圧油を油圧シリンダや油圧モータに供給するようになっている。
【０００５】
また、他の従来技術として、例えば実開昭５８−１２０８８２号公報等に記載された油圧ポンプでは吸入ポートと吐出ポートとの間にそれぞれ小径のリターンポートを設け、該各リターンポート間を互いに連通させる構成としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるアキシャルピストン型油圧ポンプでは、吸入行程で弁板の吸入ポートを介して作動油を吸込んだシリンダ内の圧力は吐出ポート内の圧力に比べて低圧になる。また、このシリンダ内の圧力は吸入行程を終えピストンが下死点に達するまでの間にシリンダ内の容積が僅かに拡張され負圧傾向になる。そして、各シリンダのシリンダポートが吐出ポートと連通し始めるときには、該吐出ポート内の高圧な圧油がシリンダポートを介して低圧のシリンダ内に急激に流入（逆流）して大きな圧力変動が生じるから、この圧力変動によってピストンに脈動が生じ、斜板等を介してケーシングから振動や騒音が発生するという問題がある。また、吐出ポートに接続されたホース配管等にも脈動が生じ、ホース配管側からも騒音や振動が発生する。
【０００７】
一方、吐出行程で吐出ポートを介して作動油を吐出したシリンダ内の圧力は吸入ポート内の圧力に比べて高圧になる上に、この各シリンダの圧力は吐出行程を終えピストンが上死点に達するまでの間にシリンダ内の容積が僅かに縮小されることにより、さらに圧力上昇することになる。そして、シリンダ内に残った高圧の圧油は吸入ポートと連通し始めたときにシリンダポートを介して吸入ポート内に逆流することがあるため、該吸入ポートからの作動油をスムーズにシリンダ内に吸込むことができず、ポンプ効率が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
さらに、上述のように吐出ポートからシリンダ内に逆流する圧油や、シリンダ内から吸入ポート内に逆流する圧油は、シリンダ、吸入ポート内に急激に噴出するジェット流となるから、このジェット流によって各シリンダのシリンダポート、吸入ポートの内壁部に浸食等を生じさせることがあり、ポンプ効率や寿命が大幅に低下するという問題がある。
【０００９】
そこで、脈動や浸食の発生を防止するための対応策として、前述した他の従来技術では、吸入行程により内部が低圧となったシリンダと吐出行程により内部が高圧となったシリンダとを、小径のリターンポートを介して一時的に連通させ、高圧の作動油を低圧となったシリンダ内へと補給することにより、吐出ポートまたは吸入ポートとシリンダ内との圧力差を小さくできるようにしている。
【００１０】
しかし、この場合には、吐出行程により内部が高圧となったシリンダと、吸入行程により低圧となったシリンダとを瞬間的に連通させる構成であるため、高圧側のシリンダから低圧側のシリンダ内へと十分な圧油を補給することができず、ポンプ効率や寿命を必ずしも十分に向上させることができないという問題がある。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、脈動による振動、騒音等を効果的に防止でき、ポンプ効率や寿命を確実に向上できるようにしたアキシャルピストン型油圧ポンプを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ複数のシリンダが形成されたシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され該シリンダブロックの回転に伴なって各シリンダ内を往復動する複数のピストンと、前記ケーシングとシリンダブロックとの間に設けられ吸入ポートと吐出ポートとの間に回転軸を挟んで対向した一側の切換弁部、他側の切換弁部が形成された弁板とからなり、前記シリンダブロックには、該弁板との摺動面側に開口しシリンダブロックの回転時に予め決められた移動軌跡に沿って該弁板上を移動することにより前記各シリンダを前記吸入ポート、吐出ポートに連通、遮断させる複数のシリンダポートを形成してなるアキシャルピストン型油圧ポンプに適用される。
【００１３】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記各シリンダポートの移動軌跡から離れた位置で前記弁板にそれぞれ形成され前記一側の切換弁部、他側の切換弁部に沿って一定の範囲に亘り前記弁板の周方向に延びる一側の油溝、他側の油溝と、該一側の油溝と他側の油溝とを常時連通させるように前記弁板に形成された連通路と、前記弁板との摺動面側に位置して前記シリンダブロックにそれぞれ形成され前記各シリンダポートを前記一側の油溝、他側の油溝に対して連通させる複数の補助通路とを備え、前記一側の油溝は、前記一側の切換弁部に沿って弁板の周方向に延びることにより、前記各シリンダのシリンダポートが前記吐出ポートから遮断され前記吸入ポートに連通するまでの間に亘って該シリンダポートと前記補助通路を介して連通し、前記他側の油溝は、前記他側の切換弁部に沿って弁板の周方向に延びることにより、前記各シリンダのシリンダポートが前記吸入ポートから遮断され前記吐出ポートに連通するまでの間に亘って該シリンダポートと前記補助通路を介して連通する構成としたことにある。
【００１４】
このように構成することにより、吐出行程を終え一側の切換弁部上に達したシリンダ内に高圧の圧油が残っている場合でも、一側の切換弁部上ではこのシリンダのシリンダポートが補助通路を介して一側の油溝と連通するから、該シリンダの内部に残った圧油を一側の油溝から連通路を介して他側の油溝に向け排出できる。一方、吸入行程を終え他側の切換弁部上に達したシリンダはピストンが下死点に達するまでの間にシリンダ内の容積が僅かに拡張され、負圧傾向になる。しかし、このときにシリンダはシリンダポートが補助通路を介して他側の油溝と連通することにより、前記連通路を介した圧油がシリンダ内に流入し、該シリンダ内が負圧になるのを防止できる。このように、各シリンダのシリンダポートのうち一側の切換弁部上に位置するシリンダポートは、前記吐出ポートから遮断され前記吸入ポートに連通するまでの間に亘り補助通路および一側の油溝を介して連通路と連通し、シリンダ内に残った高圧の圧油を連通路へと排出でき、各シリンダのシリンダポートのうち他側の切換弁部上に位置するシリンダポートは、前記吸入ポートから遮断され前記吐出ポートに連通するまでの間に亘り補助通路および他側の油溝を介して前記連通路と連通し、該連通路を介した圧油がシリンダ内に流入し、該シリンダ内が負圧になるのを防止できる。
【００１５】
また、請求項２に記載した発明では、前記一側の切換弁部は前記各シリンダ内を往復動する各ピストンが吐出行程から吸入行程に切換わる上死点側に位置し、前記他側の切換弁部は各ピストンが吸入行程から吐出行程に切換わる下死点側に位置するように前記弁板に形成し、かつ前記一側の油溝は、前記各ピストンが吐出行程から吸入行程に切換わるまでの間に対応するシリンダ内の残圧を前記補助通路を介して前記連通路内に排出させ、前記他側の油溝は、前記各ピストンが吸入行程から吐出行程に切換わるまでの間に対応するシリンダ内へと前記連通路内の圧力を補助通路を介して補給させる構成としている。
【００１６】
このように構成することにより、吐出行程を終えピストンが上死点に達するまでの間に高圧となったシリンダは内部に残った圧油をシリンダポートから補助通路を介して一側の油溝から連通路へと排出できると共に、吸入行程を終えピストンが下死点に達するまでの間に低圧となったシリンダは前記連通路から他側の油溝および補助通路を介して圧油が補給され、該シリンダ内が負圧傾向となるのを防止できる。
【００１９】
さらに、請求項３に記載した発明では、前記弁板に、前記他側の切換弁部に隣接する前記吐出ポートの始点側から予め決められた範囲に亘って周方向に延びる切欠きを形成し、該切欠きは、前記弁板の摺動面側で前記補助通路を介して前記各シリンダと間欠的に連通すると共に、底部側が絞り通路を介してタンクと連通する構成としている。
【００２０】
このように構成することにより、他側の切換弁部上においてピストンが下死点に達するまでの間に負圧傾向となったシリンダが吐出ポート上に達した場合でも、高圧の吐出ポートからシリンダ内に流入（逆流）しようとする圧油を切欠き等を介してタンクに排出でき、このときの排出油を絞り通路で絞ることによりシリンダ内の圧力が急激に変化するのを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００２２】
ここで、図１ないし図６は本発明の第１の実施例によるアキシャルピストン型油圧ポンプとして可変容量式の斜板型油圧ポンプを例に挙げて示している。
【００２３】
図において、１は斜板型油圧ポンプの外殻をなすケーシングを示し、該ケーシング１は、筒状のケーシング本体２と、該ケーシング本体２の一端側開口部を閉塞するフロントケーシング３と、前記ケーシング本体２の他端側開口部を閉塞するリヤケーシング４とから構成されている。また、前記フロントケーシング３には、後述の回転軸５が挿通される挿通穴３Ａが軸方向に形成されている。
【００２４】
５はケーシング１に軸受６を介して回転自在に支持された回転軸で、該回転軸５は例えばフロントケーシング３の挿通穴３Ａを介して外部に突出し、エンジン等の原動機（図示せず）によって回転駆動される。
【００２５】
７はケーシング１内に位置して回転軸５とスプライン結合によって一体回転するように設けられたシリンダブロックを示し、該シリンダブロック７には、周方向に離間して複数のシリンダ８（１個のみ図示）が軸方向に穿設されると共に、該各シリンダ８に連通し、前記シリンダブロック７の摺動面７Ａ側に長円形状に開口するシリンダポート８Ａが形成されている。
【００２６】
ここで、シリンダブロック７は摺動面７Ａが後述の弁板１４に対して図２に示す矢示Ａ方向で摺動し、このときに各シリンダポート８Ａが後述の吸入ポート１５および吐出ポート１６に沿って延びる移動軌跡Ｒを描くように吸入ポート１５および吐出ポート１６に順次連通、遮断される。また、シリンダブロック７の摺動面７Ａには図３に示す如く補助通路としての径方向溝８Ｂ，８Ｂ，…が形成され、該各径方向溝８Ｂは各シリンダポート８Ａの径方向外側へと一定寸法をもって細溝状に延びている。
【００２７】
９，９，…は各シリンダ８内に摺動可能に挿嵌された複数のピストンを示し、該各ピストン９はシリンダブロック７の回転に伴って各シリンダ８内を往復動し、各シリンダ８内で吸入行程と吐出行程とを繰返すものである。また、該各ピストン９のシリンダブロック７から突出した先端部には球形部９Ａが形成されている。
【００２８】
１０，１０，…は各ピストン９の球形部９Ａ外周側にそれぞれ設けられた複数個のシューで、該各シュー１０は球形部９Ａと摺動自在に嵌合し、後述の斜板１１上で各ピストン９を球形部９Ａを介して揺動自在に支持している。
【００２９】
１１はフロントケーシング３とシリンダブロック７との間に設けられた斜板を示し、該斜板１１の表面側（シリンダブロック７側）は各シュー１０が摺接しつつ回転する摺動面１１Ａとなり、裏面側はフロントケーシング３に形成された凹湾曲状のガイド溝１２に摺動自在に嵌合する半円柱状の傾転摺動部１１Ｂとなっている。また、該斜板１１には、中央部側に穿設され表面側から裏面側に向け拡径された挿通穴１１Ｃと、前記傾転摺動部１１Ｂの側面に形成され、図示しない傾転駆動機構の一部が挿着される傾転機構挿着穴１１Ｄとが形成されている。そして、該斜板１１は前記傾転駆動機構で傾転角が変更されることにより、各ピストン９のストローク量を適宜調整して油圧ポンプの容量（吐出量）を可変に制御するものである。
【００３０】
１３は各シュー１０の外周側に係合しつつ前記斜板１１の摺動面１１Ａに固着された環状のシュー押えで、該シュー押え１３は斜板１１の摺動面１１Ａ上で各シューが円運動を行うのを許し、シリンダブロック７の回転に伴って各ピストン９が各シリンダ８内を往復動するのを補償するものである。
【００３１】
１４はケーシング１のリヤケーシング４に固定され、一側面が摺動面１４Ａとなった弁板を示し、該弁板１４には図３、図４に示す如く、眉形状の吸入ポート１５と吐出ポート１６とが略対称位置となるように周方向に伸長して設けられている。また、吐出ポート１６は図５に示すように、弁板１４の背面１４Ｂ側で３個の吐出穴１６Ａに分岐されると共に、弁板１４に対してシリンダブロック７が矢示Ａ方向に回転するときに、回転方向上流側となる始端側に周方向に伸長するノッチ１６Ｂが形成され、該ノッチ１６Ｂは、各シリンダ８のシリンダポート８Ａと吐出ポート１６とを徐々に連通させるべく略三角形状に形成されている。
【００３２】
さらに、弁板１４の吸入ポート１５と吐出ポート１６との間には、各ピストン９が吐出行程から吸入行程に切換わる上死点側に一側の切換弁部１４Ｃが設けられると共に、該一側の切換弁部１４Ｃと回転軸５を挟んで対向し各ピストン９が吸入行程から吐出行程に切換わる下死点側に他側の切換弁部１４Ｄが設けられている。そして、弁板１４上を摺動する各シリンダ８は一側の切換弁部１４Ｃ上に達したときに吐出ポート１６との連通が絶たれ、他側の切換弁部１４Ｄ上に達したときに吸入ポート１５との連通が絶たれるようになっている。
【００３３】
ここで、ピストン９が上死点位置から下死点位置へとストロークする吸入行程では、各シリンダポート８Ａが吸入ポート１５と連通し、吸入ポート１５を介してシリンダ８内に作動油が吸込まれる。そして、ピストン９が下死点位置から上死点位置へとストロークする吐出行程では、各シリンダポート８Ａが吐出ポート１６と連通し、吐出ポート１６を介してシリンダ８内の作動油を吐出する。
【００３４】
また、前記吸入ポート１５、吐出ポート１６はリヤケーシング４に形成された吸入通路１７、吐出通路１８に常時連通し、吐出通路１８はホース配管等を介して油圧シリンダや油圧モータ（いずれも図示せず）等に接続される。
【００３５】
そして、前記吸入ポート１５，吐出ポート１６は、弁板１４に対してシリンダブロック７が回転されることにより、各シリンダ８のシリンダポート８Ａと間欠的に連通し、吸入通路１７からの油液を各シリンダ８内に吸入させつつ、該各シリンダ８から吐出された圧油を吐出通路１８を介して油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータに供給するものである。
【００３６】
１９は弁板１４の一側の切換弁部１４Ｃ側に形成された一側の油溝を示し、該油溝１９は図２および図３に示すように、各シリンダポート８Ａの移動軌跡Ｒよりも径方向外側に位置し、切換弁部１４Ｃの外周側を一定の角度θ１の範囲に亘り円弧状に延びている。そして、油溝１９は各シリンダ８のシリンダポート８Ａが吐出ポート１６から遮断され吸入ポート１５に連通するまでの間に亘りこのシリンダポート８Ａに径方向溝８Ｂを介して連通する。また、該一側の油溝１９内には弁板１４を貫通する連通孔１９Ａが穿設され、一側の油溝１９は連通孔１９Ａおよび後述する連通路２１を介して他側の油溝２０に常時連通する。
【００３７】
２０は弁板１４の他側の切換弁部１４Ｄ側に形成された他側の油溝を示し、該油溝２０も各シリンダポート８Ａの移動軌跡Ｒよりも径方向外側に位置し、切換弁部１４Ｃの外周側を一定の角度θ２の範囲に亘り円弧状に延びている。そして、油溝２０は各シリンダ８のシリンダポート８Ａが吸入ポート１６から遮断され吐出ポート１６に連通するまでの間に亘りこのシリンダポート８Ａに径方向溝８Ｂを介して連通する。また、該他側の油溝２０内には弁板１４を貫通する連通孔２０Ａが穿設され、他側の油溝２０は連通孔２０Ａおよび後述の連通路２１を介して前記一側の油溝１９に常時連通する。
【００３８】
２１は弁板１４の背面１４Ｂ側に形成された連通路を示し、該連通路２１は図２ないし図５に示すように、吐出ポート１６よりも径方向外側の位置を円弧状に延びている細長の油溝として形成され、弁板１４の背面１４Ｂ側では図１に示す如くリアケーシング４の端面により閉塞されている。そして、該連通路２１はその両端側が油溝１９，２０の連通孔１９Ａ，２０Ａに接続され、一側の油溝１９と他側の油溝２０とは連通路２１を介して常時連通されている。
【００３９】
本実施例による斜板型油圧ポンプは、上述の如き構成を有するもので、まず、原動機によって回転軸５を回転させると、該回転軸５にスプライン結合されたシリンダブロック７が一体に回転される。これにより、各シリンダ８内に挿嵌されたピストン９はシリンダブロック７と共に回転し、その球形部９Ａがシュー１０を介してシュー押え１３に案内されつつ、斜板１１の摺動面１１Ａ上を回転する。この際、斜板１１の摺動面１１Ａは所定の傾転角を有しているから、シリンダブロック７が１回転する間に、ピストン９はシリンダ８内に最も進入した上死点位置とシリンダ８から最も伸長した下死点位置との間をストロークするようになる。
【００４０】
ここで、前記各ピストン９が上死点位置から下死点位置までストロークする半回転のうちシリンダポート８Ａが吸入ポート１５と連通する間は、該吸入ポート１５を介して吸入通路１７からシリンダ８内に油液を吸込む吸入行程となる。一方、ピストン９の下死点位置から上死点位置までストロークする半回転のうちシリンダポート８Ａが吐出ポート１６と連通する間は、シリンダ８内に吸込んだ油液を加圧しつつ吐出ポート１６を介して吐出通路１８から吐出する吐出行程となる。このように、回転軸５を回転駆動してピストン９をシリンダ８内で往復動させることにより、吸込行程と吐出行程とが繰り返えされ、ポンプ作用が行われる。
【００４１】
一方、ポンプの吐出容量を可変制御するには、傾転駆動機構によって斜板１１をガイド溝１２に沿って適宜に傾転させることにより、シリンダ８内の押除け容量を変更して制御するようになっている。
【００４２】
次に、一側の油溝１９、他側の油溝２０および連通路２１を介した圧油の補給動作について、図２ないし図６を参照しつつ詳述する。
【００４３】
まず、各シリンダ８はシリンダブロック７と共に矢示Ａ方向に回転し続けるが、このときに図６中の最も左側（上死点側）に位置するシリンダ８はシリンダポート８Ａが吐出ポート１６から遮断され、一側の油溝１９と径方向溝８Ｂを介して連通される。そして、このシリンダ８内ではこれまでの吐出行程により高圧となった圧油が連通路２１を介して他側の油溝２０に向け排出される。
【００４４】
一方、図６中の最も右側（下死点側）に位置するシリンダ８は、シリンダポート８Ａが吸入ポート１５から遮断され、径方向溝８Ｂを介して他側の油溝２０と連通される。そして、このシリンダ８は吸入行程を終え、ピストン９が下死点に達するまでの間にシリンダ８内の容積が僅かに拡張されることのより負圧傾向になる。
【００４５】
しかし、角度θ１の範囲に亘り一側の油溝１９と上死点側のシリンダ８とが連通する間は、このシリンダ８内の圧油が連通路２１内に排出され、角度θ２の範囲に亘り他側の油溝２０と下死点側のシリンダ８とが連通する間は、連通路２１内の圧油が他側の油溝２０を介して下死点側のシリンダ８内に補給されるようになり、この下死点側のシリンダ８内が負圧傾向となるのが防止され、このシリンダ８は予め僅かに昇圧された状態となる。
【００４６】
次に、各シリンダ８が図３の状態から図４の状態へとさらに矢示Ａ方向に移動すると、下死点側にあるシリンダ８のシリンダポート８Ａは一側の油溝１９に対して連通が絶たれ、吐出ポート１６のノッチ１６Ｂ先端へと連通するようになる。このとき下死点側のシリンダ８内は、上死点側のシリンダ８から補給された圧油によって予め昇圧され、吐出ポート１６との圧力差が小さくなっているから、吐出行程に達し始めたシリンダ８内に吐出ポート１６のノッチ１６Ｂ等を介して流入（逆流）する圧油の量は大幅に低減されると共に、ピストン９やホース配管（図示せず）等の脈動が低減され、該吐出ポート１６内の急激な圧力変動が防止される。
【００４７】
かくして、本実施例では各シリンダポート８Ａの移動軌跡Ｒから離れた位置に角度θ１の範囲に亘り一側の油溝１９を形成すると共に、角度θ２の範囲に亘り他側の油溝２０を形成したから、一側の切換弁部１４Ｃ上に達したシリンダ８内に高圧の圧油が残っている場合でも、一側の切換弁部１４Ｃ上ではこのシリンダ８のシリンダポート８Ａが径方向溝８Ｂを介して一側の油溝１９と連通し、連通路２１および他側の油溝２０等を通って他側の切換弁部１４Ｄ上のシリンダ８内に連通路２１からの圧油を補給できる。
【００４８】
これにより、他側の切換弁部１４Ｄ上ではシリンダ８内を予備加圧できるから、吐出ポート１６内からシリンダ８内へと圧油が逆流するのを防止でき、吐出ポート１６内の急激な圧力変動を抑え、シリンダ８やホース配管（図示せず）内の圧油等に脈動が発生するのを防止できる。そして、圧油の脈動によるケーシング１等の振動や騒音を大幅に低減することができる上に、吐出ポート１６からシリンダ８内への圧油の逆流を実質的に零とすることができ、圧力損失を小さくしてポンプ効率の向上を図ることができる。
【００４９】
また、上死点側のシリンダ８内に残った圧油を下死点側のシリンダ８に補給することにより、上死点側のシリンダ８内を減圧することができるから、上死点を通過したシリンダ８内から吸入ポート１５内に圧油の流出（逆流）するのを防止でき、該吸入ポート１５からこのシリンダ８内にスムーズに油液を吸入させ、ポンプ効率を向上させることができる。
【００５０】
さらに、吐出ポート１６から下死点を通過したシリンダ８内に流入する圧油や、上死点を通過したシリンダ８内から吸入ポート１５内に流出する圧油を大幅に減少させることができるから、これらの圧油によるジェット流の発生がなくなり、各シリンダ８のシリンダポート８Ａ、吸入ポート１５の内壁部がジェット流等で浸食されるのを確実に防止でき、当該油圧ポンプの寿命を大幅に向上させることができる。
【００５１】
次に、図７は本発明の第２の実施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施例の特徴は、他側の切換弁部１４Ｄに隣接する吐出ポート１６の始点側から所定角度θ３の範囲に亘って周方向に延びる切欠き３１を形成し、該切欠き３１を、前記弁板１４の摺動面１４Ａ側で径方向溝８Ｂを介して各シリンダ８と間欠的に連通させると共に、切欠き３１の底部側を絞り通路３２を介してタンク３３と連通させる構成としたことにある。
【００５２】
ここで、切欠き３１は吐出ポート１６の外周側に角度θ３に亘って円弧状に形成され、各シリンダ８と径方向溝８Ｂを介して間欠的に連通すると共に、該切欠き３１の底部側には細穴からなる絞り通路３２の一端側が接続され、該絞り通路３２の他端側はタンク３３内に開口している。
【００５３】
そして、絞り通路３２は、シリンダ８内の油液の脈動を低減させると共に、吐出ポート１６に連通し始めたシリンダ８内の圧力を所望の圧力レベルに保持させるのに十分な流路面積に設定され、これによって、容積フィルタ効果または脈動低減効果が得られるようになっている。
【００５４】
かくして、このように構成された本実施例においても、前記第１の実施例と同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、吐出ポート１６の始点側にタンク３３と連通する切欠き３１を設けたから、他側の切換弁部１４Ｄ上において下死点を通過した後に、シリンダ８が吐出ポート１６に連通し始めたときに、高圧の吐出ポート１６からシリンダ８内に圧油が流入（逆流）しても、この圧油を切欠き３１等を介してタンク３３に排出でき、シリンダ８の圧力が急激に変化するのを防止できる。また、切欠き３１とタンク３３との間には絞り通路３２が設けられているから、容積フィルタ効果によりシリンダ８および吐出ポート１６内の油液の脈動を抑制することができ、ケーシング１やホース配管（図示せず）等の振動や騒音を確実に防止できる。
【００５５】
なお、前記各実施例では、アキシャルピストン型ポンプとして可変容量式の斜板型油圧ポンプを用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、固定容量式の斜板型油圧ポンプに適用してもよく、斜軸型油圧ポンプに適用してもよい。
【００５６】
さらに、前記各実施例では、各シリンダ８のシリンダポート８Ａを長円形状に形成した場合を例に挙げて図示したが、シリンダポート８Ａの形状は楕円形状または円形等としてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、各シリンダポートの移動軌跡から離れた位置で前記弁板にそれぞれ形成され前記一側の切換弁部、他側の切換弁部に沿って一定の範囲に亘り前記弁板の周方向に延びる一側の油溝、他側の油溝と、該一側の油溝と他側の油溝とを常時連通させるように前記弁板に形成された連通路と、前記弁板との摺動面側に位置して前記シリンダブロックにそれぞれ形成され前記各シリンダポートを前記一側の油溝、他側の油溝に対して連通させる複数の補助通路とを備え、前記一側の油溝は、一側の切換弁部に沿って弁板の周方向に延びることにより、前記各シリンダのシリンダポートが前記吐出ポートから遮断され前記吸入ポートに連通するまでの間に亘って該シリンダポートと前記補助通路を介して連通し、前記他側の油溝は、他側の切換弁部に沿って弁板の周方向に延びることにより、前記各シリンダのシリンダポートが前記吸入ポートから遮断され前記吐出ポートに連通するまでの間に亘って該シリンダポートと前記補助通路を介して連通する構成としたから、吐出行程を終え一側の切換弁部上に達したシリンダ内に高圧の圧油が残っている場合でも、該シリンダの内部に残った圧油を一側の油溝から連通路を介して他側の油溝に向け排出できると共に、吸入行程を終え他側の切換弁部上に達したシリンダが負圧傾向になったとしても、このシリンダ内に前記連通路からの圧油を補給でき、該シリンダ内が負圧になるのを確実に防止できる。
【００５８】
即ち、各シリンダのシリンダポートのうち一側の切換弁部上に位置するシリンダポートは、前記吐出ポートから遮断され前記吸入ポートに連通するまでの間に亘り補助通路および一側の油溝を介して連通路と連通し、シリンダ内に残った高圧の圧油を連通路へと排出できる。また、各シリンダのシリンダポートのうち他側の切換弁部上に位置するシリンダポートは、前記吸入ポートから遮断され前記吐出ポートに連通するまでの間に亘り補助通路および他側の油溝を介して前記連通路と連通し、該連通路を介した圧油がシリンダ内に流入し、該シリンダ内が負圧になるのを防止できる。そして、他側の切換弁部上でシリンダ内の圧力を予め高めておくことにより、他側の切換弁部上から吐出ポート上に達したシリンダ内に吐出ポートからの圧油が流入するのを抑制でき、吐出ポートやシリンダ内の急激な圧力変化を防止できると共に、シリンダやホース配管内の圧油等に脈動が発生するのを効果的に低減でき、圧力損失を小さくしてポンプ効率の向上を図ることができる。
【００５９】
また、各シリンダが吐出ポートや吸入ポートに連通し始めるときに各シリンダ内や吸入ポートへと圧油が噴出するのを抑えることができ、これらの圧油によるジェット流の発生を防ぐことによって、各シリンダのシリンダポートや吸入ポートの内壁部が浸食されるのを確実に防止でき、寿命を大幅に延ばすことができる。
【００６０】
一方、請求項２に記載の発明によれば、前記一側の切換弁部は前記各シリンダ内を往復動する各ピストンが吐出行程から吸入行程に切換わる上死点側に位置し、前記他側の切換弁部は各ピストンが吸入行程から吐出行程に切換わる下死点側に位置するように前記弁板に形成し、かつ前記一側の油溝は、前記各ピストンが吐出行程から吸入行程に切換わるまでの間に対応するシリンダ内の残圧を前記補助通路を介して前記連通路内に排出させ、前記他側の油溝は、前記各ピストンが吸入行程から吐出行程に切換わるまでの間に対応するシリンダ内へと前記連通路内の圧力を補助通路を介して補給させる構成としたから、吐出行程を終えピストンが上死点に達するまでの間に高圧となったシリンダは、内部に残った圧油をシリンダポートから補助通路を介して一側の油溝から連通路へと排出できると共に、吸入行程を終えピストンが下死点に達するまでの間に低圧となったシリンダは前記連通路から他側の油溝および補助通路を介して圧油が補給され、該シリンダ内が負圧傾向となるのを防止できる。
【００６２】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、前記弁板に、前記他側の切換弁部に隣接する前記吐出ポートの始点側から予め決められた範囲に亘って周方向に延びる切欠きを形成し、該切欠きは、前記弁板の摺動面側で前記補助通路を介して前記各シリンダと間欠的に連通すると共に、底部側が絞り通路を介してタンクと連通する構成としたから、他側の切換弁部上においてピストンが下死点に達するまでの間に負圧傾向となったシリンダが吐出ポートに連通し始めたときに、高圧の吐出ポートからシリンダ内に圧油が流入したとしても、この圧油を切欠き等を介してタンクに排出でき、シリンダに急激な圧力変化が生じるのを防止できる。また、切欠きとタンクとの間には絞り通路を設けているから、容積フィルタ効果によりシリンダおよび吐出ポート内の油液の脈動を抑制することができ、ケーシングやホース配管等の振動や騒音を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による斜板型油圧ポンプを示す縦断面図である。
【図２】吸入ポートおよび吐出ポートを有する弁板等を示す図１中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向拡大断面図である。
【図３】上死点側のシリンダポートを一側の油溝に連通させ、下死点側のシリンダポートを他側の油溝に連通させた状態を示す図２の要部拡大図である。
【図４】上死点側のシリンダポートが吸入ポートに連通し始め、下死点側のシリンダポートが吐出ポートに連通し始める直前の状態を示す図２の要部拡大図である。
【図５】弁板を背面側から見た図１中の矢示Ｖ−Ｖ方向拡大断面図である。
【図６】シリンダブロック、ピストンおよび吐出ポート等を展開して示す図２中の矢示ＶＩ−ＶＩ方向断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例による斜板型油圧ポンプの弁板、絞り通路およびタンク等の配置を示す図２とほぼ同様の断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング
５回転軸
７シリンダブロック
８シリンダ
８Ａシリンダポート
８Ｂ径方向溝（補助通路）
９ピストン
１４弁板
１４Ａ摺動面
１４Ｃ一側の切換弁部
１４Ｄ他側の切換弁部
１５吸入ポート
１６吐出ポート
１９一側の油溝
２０他側の油溝
２１連通路
３１切欠き
３２絞り通路
３３タンク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an axial piston type hydraulic pump used as, for example, a swash plate type pump, a swash type pump or the like.
[0002]
[Prior art]
Generally, a hydraulic cylinder for working equipment such as a hydraulic shovel or a hydraulic pump for supplying hydraulic oil to a turning or traveling hydraulic motor includes a casing, a rotating shaft rotatably provided in the casing, and a casing. And a cylinder block provided with a plurality of cylinders that are provided so as to rotate integrally with the rotation shaft and that extend in the axial direction while being spaced apart in the circumferential direction, and slide in each cylinder of the cylinder block. A plurality of pistons, which are inserted between the cylinder blocks so as to move in the axial direction with the rotation of the cylinder block to suck and discharge hydraulic oil, and between the casing and an end face of the cylinder block; An axial piston type hydraulic pump including a valve plate having a suction port and a discharge port that communicate with each other is widely known.
[0003]
In this type of conventional hydraulic pump, when the rotary shaft is driven to rotate by a drive source such as an engine, the cylinder block rotates together with the rotary shaft in the casing. As a result, the piston reciprocates in each cylinder of the cylinder block, and hydraulic oil sucked into the cylinder from the suction port is pressurized by the piston and discharged as pressure oil to the discharge port.
[0004]
Here, the operation of the cylinder block, the piston, and the valve plate will be described. When the cylinder port of each cylinder communicates with the suction port of the valve plate, the piston moves from the start end to the end of the suction port in a direction protruding from the cylinder. Thus, a suction stroke for sucking hydraulic oil from the suction port into the cylinder is performed. On the other hand, when the cylinder port of each cylinder communicates with the discharge port, the piston moves from the start end to the end of the discharge port in a direction in which the piston enters the cylinder, and discharges the hydraulic oil in the cylinder into the discharge port. It is a process. By rotating the cylinder block so as to repeat this operation (stroke), the hydraulic oil sucked into the cylinder from the suction port in the suction stroke is pressurized in the discharge stroke and discharged to the discharge port. They are supplied to cylinders and hydraulic motors.
[0005]
Further, as another conventional technique, for example, in a hydraulic pump described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 58-120882, a small-diameter return port is provided between a suction port and a discharge port, and the return ports communicate with each other. The configuration is such that
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described axial piston type hydraulic pump according to the related art, the pressure in the cylinder that sucks the hydraulic oil through the suction port of the valve plate during the suction stroke becomes lower than the pressure in the discharge port. In addition, the pressure in the cylinder tends to be negative because the volume in the cylinder is slightly expanded before the piston reaches the bottom dead center after the suction stroke. When the cylinder port of each cylinder starts to communicate with the discharge port, high-pressure oil in the discharge port rapidly flows (backflow) into the low-pressure cylinder through the cylinder port, causing a large pressure fluctuation. The pressure fluctuation causes pulsation of the piston, which causes vibration and noise from the casing via the swash plate and the like. Further, pulsation also occurs in a hose pipe or the like connected to the discharge port, and noise and vibration are also generated from the hose pipe side.
[0007]
On the other hand, in the discharge stroke, the pressure in the cylinder that discharges the hydraulic oil through the discharge port becomes higher than the pressure in the suction port, and the pressure in each of the cylinders reaches the top dead center after the discharge stroke. If the volume in the cylinder is slightly reduced before reaching the pressure, the pressure will further increase. When the high-pressure hydraulic oil remaining in the cylinder starts to communicate with the suction port, it may flow back into the suction port via the cylinder port, so that the hydraulic oil from the suction port smoothly flows into the cylinder. There is a problem that the pump cannot be sucked and the pump efficiency is reduced.
[0008]
Further, as described above, the pressure oil flowing backward from the discharge port into the cylinder or the pressure oil flowing backward from the cylinder into the suction port becomes a jet flow rapidly ejecting into the cylinder and the suction port. As a result, erosion or the like may occur on the inner wall portions of the cylinder port and the suction port of each cylinder, and there is a problem that the pump efficiency and the life are greatly reduced.
[0009]
Therefore, as a countermeasure to prevent the occurrence of pulsation and erosion, in the above-described other conventional technology, a cylinder having a low internal pressure due to a suction stroke and a cylinder having a high internal pressure due to a discharge stroke have a small diameter. The pressure difference between the discharge port or the suction port and the inside of the cylinder can be reduced by temporarily communicating through the return port and supplying high-pressure hydraulic oil into the low-pressure cylinder.
[0010]
However, in this case, since the cylinder whose internal pressure is high due to the discharge stroke and the cylinder whose internal pressure is low due to the suction stroke are instantaneously connected, the cylinder on the high pressure side is moved into the cylinder on the low pressure side. Therefore, there is a problem that the pump oil and the service life cannot always be sufficiently improved.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and provides an axial piston type hydraulic pump capable of effectively preventing vibration, noise, and the like due to pulsation and reliably improving pump efficiency and life. It is an object.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a casing, a rotating shaft rotatably provided in the casing, and a plurality of cylinders provided in the casing so as to rotate integrally with the rotating shaft. Between the casing and the cylinder block, and a plurality of pistons which are slidably inserted into the respective cylinders of the cylinder block and reciprocate in the respective cylinders as the cylinder block rotates. And a valve plate on which a switching valve portion on one side and a switching valve portion on the other side are formed opposite to each other with a rotary shaft interposed between a suction port and a discharge port. Each cylinder is connected to the suction port and the discharge port by moving on the valve plate along a predetermined movement trajectory when the cylinder block rotates and opening on the sliding surface side with the plate. Passing, it is applied to a plurality of axial piston type hydraulic pump by forming a cylinder port to be blocked.
[0013]
The feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the one-side switching valve portion and the other-side switching valve portion formed on the valve plate at positions apart from the movement trajectories of the cylinder ports, respectively. One side oil groove extending in the circumferential direction of the valve plate over a certain range, the other side oil groove, and the one side oil groove and the other side oil groove are always connected to the valve plate so as to communicate with each other. A plurality of communication passages formed on the cylinder block and located on the sliding surface side with the valve plate, and each of the cylinder ports communicates with the oil groove on one side and the oil groove on the other side. With an auxiliary passageThe one-side oil groove extends in the circumferential direction of the valve plate along the one-side switching valve portion, so that the cylinder port of each cylinder is shut off from the discharge port and communicates with the suction port. The other side of the oil groove extends in the circumferential direction of the valve plate along the other side of the switching valve portion, and communicates with the cylinder port through the auxiliary passage. The cylinder port is configured to communicate with the cylinder port via the auxiliary passage until the port is disconnected from the suction port and communicates with the discharge port.That is.
[0014]
With this configuration, even when high-pressure oil remains in the cylinder that has reached the one-side switching valve unit after the discharge stroke, the cylinder port of this cylinder remains on the one-side switching valve unit. Since it communicates with the oil groove on one side via the auxiliary passage, the pressure oil remaining inside the cylinder can be discharged from the oil groove on one side to the oil groove on the other side via the communication passage. On the other hand, the volume of the cylinder which has reached the upper end of the switching valve section after the suction stroke has been slightly expanded until the piston reaches the bottom dead center, and tends to be under negative pressure. However, at this time, when the cylinder port communicates with the oil groove on the other side via the auxiliary passage, the pressure oil through the communication passage flows into the cylinder, and the inside of the cylinder becomes a negative pressure. Can be prevented.As described above, the cylinder port located on one side of the switching valve portion among the cylinder ports of each cylinder is connected to the auxiliary passage and the oil groove on one side until the cylinder port is disconnected from the discharge port and communicates with the suction port. The high pressure oil remaining in the cylinder can be discharged to the communication passage through the communication passage, and the cylinder port of the cylinder port of each cylinder which is located on the other side of the switching valve portion is the suction port. And communicates with the communication passage through the auxiliary passage and the oil groove on the other side until the communication with the discharge port, and the pressure oil flows through the communication passage into the cylinder, and Can be prevented from becoming negative pressure.
[0015]
Further, in the invention described in claim 2, the one-way switching valve portion is located at the top dead center side where each piston reciprocating in each cylinder switches from a discharge stroke to a suction stroke, and The switching valve portion is formed on the valve plate so that each piston is located at the bottom dead center side where the piston switches from the suction stroke to the discharge stroke, and the oil groove on one side is such that each piston is moved from the discharge stroke to the suction stroke. Until the switching, the residual pressure in the corresponding cylinder is discharged into the communication passage via the auxiliary passage, and the oil groove on the other side is used until each piston switches from the suction stroke to the discharge stroke. The pressure in the communication passage is supplied to the cylinder corresponding to the cylinder via the auxiliary passage.
[0016]
With this configuration, the cylinder, which has been pressurized until the piston reaches the top dead center after the end of the discharge stroke, sends the remaining pressure oil from the cylinder port to the oil groove on one side via the auxiliary passage. The cylinder that can be discharged to the communication passage and has a low pressure before the piston reaches the bottom dead center after the suction stroke is replenished with pressure oil from the communication passage via the oil groove and the auxiliary passage on the other side, A negative pressure tendency in the cylinder can be prevented.
[0019]
further, Claims3In the invention described in the above, a notch extending in the circumferential direction over a predetermined range from a start point side of the discharge port adjacent to the switching valve portion on the other side is formed on the valve plate, and the notch is On the sliding surface side of the valve plate, the cylinder intermittently communicates with the respective cylinders via the auxiliary passages, and the bottom side communicates with the tank via the throttle passage.
[0020]
With this configuration, even if the cylinder that has been in a negative pressure tendency until the piston reaches the bottom dead center on the other switching valve unit reaches the discharge port, the cylinder is switched from the high-pressure discharge port to the cylinder. The pressure oil flowing into (backflow) into the tank can be discharged to the tank through a notch or the like, and the pressure in the cylinder can be prevented from suddenly changing by restricting the discharged oil at this time by a restriction passage.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
Here, FIGS. 1 to 6 show a variable displacement swash plate type hydraulic pump as an example of an axial piston type hydraulic pump according to a first embodiment of the present invention.
[0023]
In the drawings, reference numeral 1 denotes a casing which forms an outer shell of a swash plate type hydraulic pump. The casing 1 includes a cylindrical casing main body 2, a front casing 3 which closes an opening on one end side of the casing main body 2, and And a rear casing 4 for closing the opening at the other end of the casing body 2. The front casing 3 has an insertion hole 3A through which a rotation shaft 5 described later is inserted in the axial direction.
[0024]
Reference numeral 5 denotes a rotating shaft rotatably supported by the casing 1 via a bearing 6. The rotating shaft 5 projects outside through, for example, an insertion hole 3 </ b> A of the front casing 3 and is driven by a prime mover (not shown) such as an engine. It is driven to rotate.
[0025]
Reference numeral 7 denotes a cylinder block provided in the casing 1 so as to rotate integrally with the rotating shaft 5 by spline connection. The cylinder block 7 includes a plurality of cylinders 8 (only one (Shown) is bored in the axial direction, and a cylinder port 8A communicating with each of the cylinders 8 and opening in an oval shape on the sliding surface 7A side of the cylinder block 7 is formed.
[0026]
Here, in the cylinder block 7, the sliding surface 7A slides in the direction of the arrow A shown in FIG. 2 with respect to a valve plate 14 described later, and at this time, each cylinder port 8A is connected to a suction port 15 and a discharge port 16 described later. Are sequentially communicated with and blocked by the suction port 15 and the discharge port 16 so as to draw a movement trajectory R extending along. As shown in FIG. 3, radial grooves 8B, 8B,... Are formed as auxiliary passages on the sliding surface 7A of the cylinder block 7, and the radial grooves 8B extend radially outward of the cylinder ports 8A. It extends like a narrow groove with a certain dimension.
[0027]
Reference numerals 9, 9,... Denote a plurality of pistons slidably inserted in the respective cylinders 8. Each of the pistons 9 reciprocates in each of the cylinders 8 as the cylinder block 7 rotates. In this case, the suction stroke and the discharge stroke are repeated. A spherical portion 9A is formed at the tip of each piston 9 protruding from the cylinder block 7.
[0028]
Are a plurality of shoes provided on the outer peripheral side of the spherical portion 9A of each piston 9. Each shoe 10 is slidably fitted to the spherical portion 9A, and is mounted on a swash plate 11 described later. Each piston 9 is swingably supported via a spherical portion 9A.
[0029]
Reference numeral 11 denotes a swash plate provided between the front casing 3 and the cylinder block 7, and a front surface side (cylinder block 7 side) of the swash plate 11 is a sliding surface 11A on which each shoe 10 rotates while sliding. The rear side is a semi-cylindrical tilting sliding portion 11B which is slidably fitted in a concave curved guide groove 12 formed in the front casing 3. The swash plate 11 also has an insertion hole 11C formed in the center and expanded in diameter from the front side to the back side, and is formed on a side surface of the tilting sliding portion 11B, and a tilting drive (not shown) is formed. A tilting mechanism insertion hole 11D into which a part of the mechanism is inserted is formed. The tilt angle of the swash plate 11 is changed by the tilt drive mechanism, so that the stroke amount of each piston 9 is appropriately adjusted to variably control the capacity (discharge amount) of the hydraulic pump. .
[0030]
Reference numeral 13 denotes an annular shoe retainer fixed to the sliding surface 11A of the swash plate 11 while engaging with the outer peripheral side of each shoe 10, and the shoe retainer 13 is mounted on the sliding surface 11A of the swash plate 11. A circular motion is allowed, and compensation is made for each piston 9 reciprocating in each cylinder 8 as the cylinder block 7 rotates.
[0031]
Reference numeral 14 denotes a valve plate fixed to the rear casing 4 of the casing 1 and having a sliding surface 14A on one side. The valve plate 14 has an eyebrow-shaped suction port 15 and a discharge port as shown in FIGS. The port 16 is provided to extend in the circumferential direction so as to be substantially symmetrical. As shown in FIG. 5, the discharge port 16 is branched into three discharge holes 16A on the back surface 14B side of the valve plate 14, and the cylinder block 7 rotates in the direction of arrow A with respect to the valve plate 14. At the time, a notch 16B extending in the circumferential direction is formed on the starting end side, which is the upstream side in the rotation direction, and the notch 16B has a substantially triangular shape so as to gradually communicate the cylinder port 8A of each cylinder 8 and the discharge port 16. Is formed.
[0032]
Further, a switching valve portion 14C is provided between the suction port 15 and the discharge port 16 of the valve plate 14 at the top dead center side where each piston 9 switches from the discharge stroke to the suction stroke. A switching valve portion 14D on the other side is provided at the bottom dead center side where the piston 9 switches from the suction stroke to the discharge stroke, and is opposed to the switching valve portion 14C on the rotating shaft 5 side. When the cylinders 8 sliding on the valve plate 14 reach the switching valve portion 14C on one side, the communication with the discharge port 16 is cut off, and the cylinders 8 slide on the switching valve portion 14D on the other side. The communication with the suction port 15 is cut off.
[0033]
Here, in the suction stroke in which the piston 9 strokes from the top dead center position to the bottom dead center position, each cylinder port 8A communicates with the suction port 15, and hydraulic oil is sucked into the cylinder 8 via the suction port 15. It is. In the discharge stroke in which the piston 9 strokes from the bottom dead center position to the top dead center position, each cylinder port 8A communicates with the discharge port 16 and discharges the working oil in the cylinder 8 via the discharge port 16.
[0034]
The suction port 15 and the discharge port 16 are always in communication with a suction passage 17 and a discharge passage 18 formed in the rear casing 4, and the discharge passage 18 is connected to a hydraulic cylinder or a hydraulic motor via a hose pipe or the like. )).
[0035]
When the cylinder block 7 is rotated with respect to the valve plate 14, the suction port 15 and the discharge port 16 intermittently communicate with the cylinder port 8A of each cylinder 8 so that the oil liquid from the suction passage 17 is discharged. The pressure oil discharged from each cylinder 8 is supplied to a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder or a hydraulic motor via a discharge passage 18 while being sucked into each cylinder 8.
[0036]
Reference numeral 19 denotes one side oil groove formed on one side of the switching valve portion 14C side of the valve plate 14, and the oil groove 19 is defined by a movement locus R of each cylinder port 8A as shown in FIGS. Is located radially outward, and extends in an arc shape on the outer peripheral side of the switching valve portion 14C over a range of a predetermined angle θ1. The oil groove 19 communicates with the cylinder port 8A via the radial groove 8B until the cylinder port 8A of each cylinder 8 is shut off from the discharge port 16 and communicates with the suction port 15. A communication hole 19A penetrating the valve plate 14 is formed in the oil groove 19 on one side, and the oil groove 19 on one side is connected to the oil groove on the other side via the communication hole 19A and a communication passage 21 described later. 20 is always in communication.
[0037]
Reference numeral 20 denotes another oil groove formed on the other switching valve portion 14D on the other side of the valve plate 14, and the oil groove 20 is also located radially outward from the movement locus R of each cylinder port 8A. The outer peripheral side of the portion 14C extends in an arc shape over a range of a predetermined angle θ2. The oil groove 20 communicates with the cylinder port 8A via the radial groove 8B until the cylinder port 8A of each cylinder 8 is shut off from the suction port 16 and communicates with the discharge port 16. A communication hole 20A penetrating through the valve plate 14 is formed in the oil groove 20 on the other side, and the oil groove 20 on the other side is formed through the communication hole 20A and a communication passage 21 described later. It always communicates with the groove 19.
[0038]
Reference numeral 21 denotes a communication passage formed on the back surface 14B side of the valve plate 14, and the communication passage 21 extends in an arc shape at a position radially outside the discharge port 16 as shown in FIGS. It is formed as an elongated oil groove, and is closed by the end surface of the rear casing 4 on the back surface 14B side of the valve plate 14, as shown in FIG. Both ends of the communication passage 21 are connected to communication holes 19A, 20A of the oil grooves 19, 20, and the oil groove 19 on one side and the oil groove 20 on the other side are always communicated via the communication passage 21. I have.
[0039]
The swash plate type hydraulic pump according to the present embodiment has the above-described configuration. First, when the rotating shaft 5 is rotated by the motor, the cylinder block 7 spline-coupled to the rotating shaft 5 is integrally rotated. . As a result, the piston 9 inserted into each cylinder 8 rotates together with the cylinder block 7, and the spherical portion 9A is guided to the shoe retainer 13 via the shoe 10.RetsuFirst, the swash plate 11 rotates on the sliding surface 11A. At this time, since the sliding surface 11A of the swash plate 11 has a predetermined tilt angle, while the cylinder block 7 makes one revolution, the piston 9 The stroke starts from 8 to the most extended bottom dead center position.
[0040]
Here, during the half rotation in which each piston 9 strokes from the top dead center position to the bottom dead center position, while the cylinder port 8A communicates with the suction port 15, the cylinder 8 is moved from the suction passage 17 through the suction port 15 through the suction port 15. This is the suction stroke in which the oil liquid is sucked inside. On the other hand, during the half rotation of the piston 9 from the bottom dead center position to the top dead center position, while the cylinder port 8A communicates with the discharge port 16, the discharge port 16 is compressed while the oil liquid sucked into the cylinder 8 is pressurized. A discharge stroke is discharged from the discharge passage 18 through the discharge passage. In this way, by rotating the rotating shaft 5 to reciprocate the piston 9 in the cylinder 8, the suction stroke and the discharge stroke are repeated, and a pump action is performed.
[0041]
On the other hand, in order to variably control the discharge capacity of the pump, the displacement capacity in the cylinder 8 is changed and controlled by appropriately tilting the swash plate 11 along the guide groove 12 by the tilt drive mechanism. It has become.
[0042]
Next, the operation of replenishing the pressure oil via the oil groove 19 on one side, the oil groove 20 on the other side, and the communication passage 21 will be described in detail with reference to FIGS.
[0043]
First, each cylinder 8 continues to rotate in the direction of arrow A together with the cylinder block 7. At this time, the cylinder port 8A located at the leftmost side (top dead center side) in FIG. Then, it is communicated with the oil groove 19 on one side through the radial groove 8B. Then, in the cylinder 8, the pressure oil which has become high pressure by the discharge stroke up to now is discharged through the communication passage 21 toward the oil groove 20 on the other side.
[0044]
On the other hand, the cylinder port 8A of the cylinder 8 located on the rightmost side (bottom dead center side) in FIG. 6 is shut off from the suction port 15, and communicates with the oil groove 20 on the other side via the radial groove 8B. Then, the cylinder 8 completes the suction stroke, and the volume in the cylinder 8 is slightly expanded before the piston 9 reaches the bottom dead center.
[0045]
However, while the oil groove 19 on one side and the cylinder 8 on the top dead center side communicate with each other over the range of the angle θ1, the pressure oil in the cylinder 8 is discharged into the communication passage 21 and becomes within the range of the angle θ2. While the oil groove 20 on the other side communicates with the cylinder 8 on the bottom dead center side, the pressure oil in the communication passage 21 is supplied to the cylinder 8 on the bottom dead center side via the oil groove 20 on the other side. As a result, the inside of the cylinder 8 at the bottom dead center side is prevented from having a negative pressure tendency, and the cylinder 8 is in a state where the pressure is slightly increased in advance.
[0046]
Next, when each cylinder 8 is further moved in the direction of arrow A from the state of FIG. 3 to the state of FIG. 4, the cylinder port 8A of the cylinder 8 at the bottom dead center side communicates with the oil groove 19 on one side. Is cut off, and the discharge port 16 communicates with the tip of the notch 16B. At this time, the inside of the cylinder 8 on the bottom dead center side is pre-pressurized by the pressure oil supplied from the cylinder 8 on the top dead center side, and the pressure difference with the discharge port 16 is reduced, so the cylinder 8 starts to reach the discharge stroke. The amount of pressure oil flowing (backflow) into the cylinder 8 via the notch 16B or the like of the discharge port 16 is greatly reduced, and the pulsation of the piston 9 and a hose pipe (not shown) is reduced. Abrupt pressure fluctuations in the port 16 are prevented.
[0047]
Thus, in this embodiment, the oil groove 19 on one side is formed at a position away from the movement locus R of each cylinder port 8A over the range of the angle θ1, and the oil groove 20 on the other side is formed over the range of the angle θ2. Therefore, even when high-pressure oil remains in the cylinder 8 that has reached the one-side switching valve portion 14C, the cylinder port 8A of the cylinder 8 has the radial groove 8B on the one-side switching valve portion 14C. Through the communication passage 21 and the oil groove 20 on the other side, the pressure oil from the communication passage 21 can be supplied into the cylinder 8 on the switching valve portion 14D on the other side. .
[0048]
As a result, the pressure inside the cylinder 8 can be pre-pressurized on the switching valve portion 14D on the other side, so that the backflow of the pressure oil from the discharge port 16 into the cylinder 8 can be prevented. Fluctuation can be suppressed, and pulsation can be prevented from occurring in the cylinder 8 and the pressure oil and the like in the hose piping (not shown). The vibration and noise of the casing 1 and the like due to the pulsation of the pressure oil can be greatly reduced, and the backflow of the pressure oil from the discharge port 16 into the cylinder 8 can be substantially zero. It is possible to improve the pump efficiency by reducing the loss.
[0049]
In addition, by supplying the pressure oil remaining in the cylinder 8 at the top dead center to the cylinder 8 at the bottom dead center, the pressure inside the cylinder 8 at the top dead center can be reduced, so that the cylinder passes through the top dead center. The pressure oil can be prevented from flowing out (backflow) from the inside of the cylinder 8 into the suction port 15, and the oil liquid can be smoothly sucked into the cylinder 8 from the suction port 15 to improve the pump efficiency.
[0050]
Further, the pressure oil flowing from the discharge port 16 into the cylinder 8 passing through the bottom dead center and the pressure oil flowing from the cylinder 8 passing through the top dead center into the suction port 15 can be significantly reduced. This eliminates the occurrence of jet flow due to these pressure oils, and can reliably prevent the inner wall portions of the cylinder port 8A and the suction port 15 of each cylinder 8 from being eroded by the jet flow or the like, greatly extending the life of the hydraulic pump. Can be improved.
[0051]
Next, FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. However, a feature of the present embodiment is that a notch 31 extending in the circumferential direction over a range of a predetermined angle θ3 from the starting point side of the discharge port 16 adjacent to the switching valve portion 14D on the other side is formed, and the notch 31 is formed. A configuration in which the sliding surface 14A of the valve plate 14 is intermittently communicated with each cylinder 8 via a radial groove 8B and the bottom side of the notch 31 is communicated with a tank 33 via a throttle passage 32. I did it.
[0052]
Here, the notch 31 is formed in an arc shape on the outer peripheral side of the discharge port 16 over an angle θ3, and communicates intermittently with each cylinder 8 via the radial groove 8B, and at the bottom side of the notch 31. Is connected to one end of a throttle passage 32 formed of a small hole, and the other end of the throttle passage 32 opens into the tank 33.
[0053]
The throttle passage 32 is set to have a flow passage area sufficient to reduce the pulsation of the oil liquid in the cylinder 8 and maintain the pressure in the cylinder 8 that has started to communicate with the discharge port 16 at a desired pressure level. As a result, a volume filter effect or a pulsation reduction effect can be obtained.
[0054]
Thus, in the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. In particular, in the present embodiment, the starting point of the discharge port 16 communicates with the tank 33. Since the notch 31 is provided, when the cylinder 8 starts to communicate with the discharge port 16 after passing through the bottom dead center on the switching valve portion 14D on the other side, the hydraulic oil flows from the high pressure discharge port 16 into the cylinder 8. Can flow into the tank 33 via the notch 31 or the like even if the pressure flows in (reverse flow), and the pressure of the cylinder 8 can be prevented from suddenly changing. Further, since the throttle passage 32 is provided between the notch 31 and the tank 33, pulsation of the oil liquid in the cylinder 8 and the discharge port 16 can be suppressed by the volume filter effect, and the casing 1 and the hose Vibration and noise of piping (not shown) can be reliably prevented.
[0055]
In each of the above embodiments, the case where a variable displacement swash plate type hydraulic pump is used as an axial piston type pump has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the fixed displacement type swash plate type pump is used. The present invention may be applied to a hydraulic pump, or may be applied to a diagonal shaft type hydraulic pump.
[0056]
Further, in each of the above embodiments, the case where the cylinder port 8A of each cylinder 8 is formed in an elliptical shape is shown as an example, but the shape of the cylinder port 8A may be elliptical or circular.
[0057]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, the first and second switching valve portions are formed on the valve plate at positions distant from the movement trajectory of each cylinder port. One side oil groove extending in the circumferential direction of the valve plate over a predetermined range, the other side oil groove, and formed on the valve plate so that the one side oil groove and the other side oil groove always communicate with each other. A plurality of communication passages, each of which is formed in the cylinder block and located on the side of the sliding surface with the valve plate and which communicates the respective cylinder port with the oil groove on one side and the oil groove on the other side. With an auxiliary passageThe one-side oil groove extends in the circumferential direction of the valve plate along the one-side switching valve portion, so that the cylinder port of each cylinder is shut off from the discharge port and communicates with the suction port. And the other side oil groove extends in the circumferential direction of the valve plate along the other side switching valve portion, so that the cylinder port of each cylinder is It communicates with the cylinder port via the auxiliary passage until it is shut off from the suction port and communicates with the discharge port.Even if high-pressure oil remains in the cylinder that has reached the one-way switching valve after the discharge stroke, the remaining pressure inside the cylinder is removed from the one-side oil groove. It is possible to discharge the oil to the oil groove on the other side through the communication passage, and even if the cylinder reaching the upper end of the switching valve unit after the suction stroke has a negative pressure tendency, the pressure from the communication passage into the cylinder is reduced. Pressure oil can be replenished and negative pressure in the cylinder can be reliably prevented.
[0058]
That is, of the cylinder ports of each cylinder, the cylinder port located on one side of the switching valve portion is connected to the auxiliary passage and the oil groove on one side until the cylinder port is cut off from the discharge port and communicates with the suction port. Thus, the high-pressure hydraulic oil remaining in the cylinder can be discharged to the communication passage. Further, of the cylinder ports of the respective cylinders, the cylinder port located on the other side of the switching valve section is connected to the auxiliary port and the oil groove on the other side until the cylinder port is cut off from the suction port and communicates with the discharge port. Thus, it is possible to prevent the pressure oil flowing through the communication passage from flowing into the cylinder and becoming a negative pressure in the cylinder.And the switching valve on the other sideDepartmentBy increasing the pressure inside the cylinder in advance, it is possible to suppress the flow of pressure oil from the discharge port into the cylinder that has reached the discharge port from the switching valve part on the other side. Abrupt change in pressure can be prevented, pulsation of pressure oil or the like in the cylinder or hose pipe can be effectively reduced, and pressure loss can be reduced to improve pump efficiency.
[0059]
Also, when each cylinder starts to communicate with the discharge port and the suction port, it is possible to suppress the ejection of the pressure oil into each cylinder and the suction port, and by preventing the generation of the jet flow by these pressure oils, Erosion of the inner wall of the cylinder port and the suction port of each cylinder can be reliably prevented, and the life can be greatly extended.
[0060]
On the other hand, according to the invention described in claim 2, the one-side switching valve portion is located on the top dead center side where each piston reciprocating in each of the cylinders switches from a discharge stroke to a suction stroke. The switching valve portion on the side is formed on the valve plate so that each piston is located at the bottom dead center side where the piston switches from the suction stroke to the discharge stroke, and the one-side oil groove is formed so that each piston is sucked from the discharge stroke. Until switching to the stroke, the residual pressure in the corresponding cylinder is discharged into the communication passage via the auxiliary passage, and in the oil groove on the other side, each piston switches from the suction stroke to the discharge stroke. Since the pressure in the communication passage is supplied to the corresponding cylinder through the auxiliary passage until the cylinder reaches a high pressure before the piston reaches the top dead center after the discharge stroke. Auxiliary pressure oil remaining inside the cylinder port The cylinder, which can be discharged from the oil groove on one side to the communication passage through the passage and has a low pressure before the piston reaches the bottom dead center after the suction stroke, the oil groove on the other side and the auxiliary oil from the communication passage. Pressure oil is replenished through the passage, and it is possible to prevent the inside of the cylinder from becoming negative pressure.
[0062]
Claims3According to the invention described in (1), a notch is formed in the valve plate to extend in a circumferential direction over a predetermined range from a start point side of the discharge port adjacent to the other-side switching valve portion, and the notch is formed. The notch is configured to intermittently communicate with the respective cylinders via the auxiliary passage on the sliding surface side of the valve plate and communicate with the tank via the throttle passage on the bottom side. When the cylinder, which has been in a negative pressure tendency before the piston reaches the bottom dead center, starts communicating with the discharge port, even if pressure oil flows into the cylinder from the high-pressure discharge port, this pressure The oil can be discharged to the tank through a notch or the like, thereby preventing a sudden pressure change in the cylinder. In addition, since the throttle passage is provided between the notch and the tank, the pulsation of the oil liquid in the cylinder and the discharge port can be suppressed by the volume filter effect, and the vibration and noise of the casing and the hose pipe and the like can be reduced. It can be reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a swash plate type hydraulic pump according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in the direction of arrows II-II in FIG. 1 showing a valve plate and the like having a suction port and a discharge port.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2 showing a state in which a cylinder port on the top dead center side communicates with an oil groove on one side and a cylinder port on the bottom dead center side communicates with an oil groove on the other side. .
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 2 showing a state immediately before a cylinder port at a top dead center starts communicating with a suction port and a cylinder port at a bottom dead center starts communicating with a discharge port;
5 is an enlarged cross-sectional view in the direction of arrows VV in FIG. 1 when the valve plate is viewed from the rear side.
FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 2 showing a cylinder block, a piston, a discharge port, and the like in a developed state.
FIG. 7 is a sectional view, similar to FIG. 2, showing an arrangement of a valve plate, a throttle passage, a tank, and the like of a swash plate type hydraulic pump according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 casing
5 Rotation axis
7 Cylinder block
8 cylinders
8A cylinder port
8B radial groove (auxiliary passage)
9 piston
14 Valve plate
14A sliding surface
14C One side switching valve
14D Switching valve on the other side
15 Suction port
16 Discharge port
19 Oil groove on one side
20 Oil groove on the other side
21 Connecting passage
31 Notch
32 throttle passage
33 tank

Claims

A casing, a rotating shaft rotatably provided in the casing, a cylinder block provided in the casing so as to rotate integrally with the rotating shaft, and formed with a plurality of cylinders, and each cylinder of the cylinder block A plurality of pistons which are slidably inserted in the cylinder block and reciprocate in each cylinder with the rotation of the cylinder block, and between a suction port and a discharge port provided between the casing and the cylinder block. A valve plate having a switching valve portion on one side opposed to the rotary shaft and a switching valve portion on the other side, wherein the cylinder block has a cylinder block opening on a sliding surface side with the valve plate. A plurality of cylinder ports are connected to the suction port and the discharge port by moving on the valve plate along a predetermined movement trajectory during rotation of In axial piston hydraulic pump comprising forms,
One formed on the valve plate at a position distant from the movement locus of each of the cylinder ports, and extending in a circumferential direction of the valve plate over a certain range along the one-side switching valve portion and the other-side switching valve portion. And an oil groove on the other side, an oil groove on the other side, a communication passage formed in the valve plate so as to always communicate the oil groove on the one side and the oil groove on the other side, and a sliding surface with the valve plate. A plurality of auxiliary passages respectively formed in the cylinder block and located on the side, and each of the cylinder ports communicates with the one-side oil groove and the other-side oil groove ,
The one-side oil groove extends in the circumferential direction of the valve plate along the one-side switching valve portion, so that the cylinder port of each cylinder is disconnected from the discharge port and communicates with the suction port. And the other side oil groove extends in the circumferential direction of the valve plate along the other side switching valve portion, so that the cylinder port of each cylinder is axial piston hydraulic pump but which is characterized in that it has a configuration that through communication via the auxiliary passage and the cylinder port over until communicating with the discharge port is blocked from the inlet port.

The one-way switching valve is located at the top dead center where each piston reciprocating in each cylinder switches from the discharge stroke to the suction stroke, and the other-side switching valve is such that each piston discharges from the suction stroke. The valve plate is formed on the valve plate so as to be located at the bottom dead center side where the stroke is switched, and the oil groove on one side is provided in the cylinder corresponding to each piston until the piston switches from the discharge stroke to the suction stroke. Residual pressure is discharged into the communication passage through the auxiliary passage, and the oil groove on the other side moves the communication passage into the corresponding cylinder until each piston switches from a suction stroke to a discharge stroke. 2. The axial piston type hydraulic pump according to claim 1, wherein the internal pressure is supplied through an auxiliary passage.

The valve plate has a notch extending in the circumferential direction over a predetermined range from a start point side of the discharge port adjacent to the other-side switching valve portion, and the notch is formed in the valve plate. The axial piston type hydraulic pump according to claim 1 or 2 , wherein the sliding surface side is configured to intermittently communicate with each of the cylinders via the auxiliary passage, and the bottom side communicates with the tank via a throttle passage.