JP3582960B2

JP3582960B2 - ピストンポンプ・モータ

Info

Publication number: JP3582960B2
Application number: JP15711797A
Authority: JP
Inventors: 精一永田; 晋之斉藤
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2017-06-13
Also published as: JPH112181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はピストンポンプ・モータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のピストンポンプ・モータは、シリンダブロックにその回転軸と平行に配設した複数のシリンダと、各シリンダにそれぞれ容積室を画成する複数のピストンと、を備える。ピストンの一端側はシリンダから突出され、斜板にいつも接触するシューに支持される。シリンダブロックが回転すると、各ピストンは斜板との間で往復動し、シリンダの容積室を拡縮させるようになっている。
【０００３】
シリンダの吐き出しと吸い込みを制御する弁板が設けられ、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートおよび吐出ポートが開口される。各シリンダには弁板へ向けてキドニポートが形成され、シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートまたは吐出ポートと選択的に連通させる。
【０００４】
シリンダブロックの１回転につき、各ピストンはシリンダを１往復する。シリンダの容積室を拡張する行程においては、弁板の吸込ポートから容積室に流体を吸い込み、シリンダの容積室を圧縮する行程においては、その流体を弁板の吐出ポートへ吐き出すのである。
【０００５】
各容積室は“吸い込み”と“吐き出し”の行程を繰り返すが、これら行程の切り替わりに伴う圧力変動は、次式で表される特定の周波数成分をもっている。
【０００６】
ｆｎ＝ｎ・Ｚ・Ｎ／６０［Ｈｚ］
（Ｚ；ピストンの本数、Ｎ；回転速度、ｎ＝１，２，３，…；次数）
この圧力変動はポンプ・モータの振動や騒音の原因となる上、配管からアクチュエータなどへ伝わり、騒音や振動を装置全体に発生させかねない。また、この特定の周波数成分と配管や構造物の共振周波数が一致すると、騒音や振動の発生レベルを増大させるという可能性もあった。
【０００７】
そのため、アキシャルピストンポンプにおいて、圧力変動の周波数成分を分散し、特定の周波数成分のレベルが大きくならないよう、図６のようにシリンダブロック２２のシリンダ２０およびキドニポート２１を円周方向へ不規則な間隔（不等ピッチ）に配設したものや、図７のようにキドニポート２１のみを円周方向へ不規則な間隔（不等ピッチ）に配設したもの、が知られている（特公昭４８ー１９１２１号公報，実開平６ー８０８７１号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図６の従来例においては、キドニポート２１を含めてシリンダ２０を同一円周上で不等ピッチに配置するため、シリンダブロック２２の回転方向に対して容積室の配列順序が一義的に決まってしまう。その結果、シリンダブロック２２を逆方向へ回転させると、容積室の配列順序が反対になり、初期設計どおりの性能が得られない可能性があった。また、回転方向に応じたシリンダブロック２２を製作しなければならず、コストアップを招くという不具合もあった。図７の従来例においては、キドニポート２１のみを同一円周上で不等ピッチに配設するが、シリンダブロック２２の回転方向が変わると、各キドニポート２１が弁板の吸込ポートおよび吐出ポートと連通するタイミングが逆になるため、図６と同様の不具合があった。
【０００９】
この発明はこのような問題点を解決することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、シリンダブロックに奇数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプ・モータにおいて、奇数本のシリンダは、１つのシリンダの中心線と直交するシリンダブロックの中心線をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのシリンダ間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定される。
【００１１】
第２の発明では、シリンダブロックに偶数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプにおいて、偶数本のシリンダは、１組の隣合うシリンダ間の中心およびこれと径方向の反対側に位置するもう１組のシリンダ間の中心を通るシリンダブロックの中心線、または１つのシリンダの中心線およびこれと径方向の反対側に位置するもう１つのシリンダの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線、をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのシリンダ間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定される。
【００１２】
第３の発明では、シリンダブロックに奇数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプにおいて、奇数本のシリンダの各キドニポートは、１つのキドニポートの中心線と直交するシリンダブロックの中心線をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのキドニポート間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定される。
【００１３】
第４の発明では、シリンダブロックに偶数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプにおいて、偶数本のシリンダの各キドニポートは、１組の隣合うキドニポート間の中心およびこれと径方向の反対側に位置するもう１組のキドニポート間の中心を通るシリンダブロックの中心線、または１つのキドニポートの中心線およびこれと径方向の反対側に位置するもう１つのキドニポートの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線、をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのキドニポート間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定される。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明では、円周方向へ隣合うシリンダの間隔を不等化することにより、各容積室の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングが不規則になり、回転周期の基本成分に振動エネルギが集中しなくなる。この場合、シリンダの本数が奇数のシリンダブロックにおいて、これらシリンダの不等間隔の角度配置は、１つのシリンダの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線に対して左右対称のため、シリンダの角度位置に対応してキドニポートを配設することにより、“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングの不規則なパターンは、シリンダブロックの回転方向に関係なく一定になる。このため、シリンダブロックを逆方向へ回転させても、正方向へ回転させる場合と同じ性能が得られるし、シリンダブロックは回転方向の違いに１種類で対応可能なため、コスト的にも有利となる。
【００１５】
第２の発明では、円周方向へ隣合うシリンダの間隔を不等化することにより、各容積室の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングが不規則になり、回転周期の基本成分に振動エネルギが集中しなくなる。この場合、シリンダの本数が偶数のシリンダブロックにおいて、これらシリンダの不等間隔の角度配置は、１組の隣合うシリンダ間の中心およびこれと径方向に向かい合うもう１組の隣合うシリンダ間の中心を通るシリンダブロックの中心線、または２つのシリンダの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線に対して左右対称のため、これらシリンダの角度位置に対応してキドニポートを配設することにより、“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングの不規則なパターンは、シリンダブロックの回転方向に関係なく一定になる。このため、シリンダブロックを逆方向へ回転させても、正方向へ回転させる場合と同じ性能が得られるし、シリンダブロックは回転方向の違いに１種類で対応可能なため、コスト的にも有利となる。
【００１６】
第３の発明では、円周方向へ隣合うキドニポートの間隔を不等化することにより、各容積室の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングが不規則になり、回転周期の基本成分に振動エネルギが集中しなくなる。この場合、シリンダに対応する奇数のキドニポートにおいて、これらの不等間隔の角度配置は、１つのキドニポートの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線に対して左右対称なため、“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングの不規則なパターンは、シリンダブロックの回転方向に関係なく一定になる。このため、シリンダブロックを逆方向へ回転させても、正方向へ回転させる場合と同じ性能が得られるし、シリンダブロックは回転方向の違いに１種類で対応可能なため、コスト的にも有利となる。
【００１７】
第４の発明では、円周方向へ隣合うキドニポートの間隔を不等化することにより、各容積室の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングが不規則になり、回転周期の基本成分に振動エネルギが集中しなくなる。この場合、シリンダに対応する偶数のキドニポートにおいて、これらの不等間隔の角度配置は、１組の隣合うキドニポート間の中心およびこれと径方向に向かい合うもう１組の隣合うキドニポート間の中心を通るシリンダブロックの中心線、または２つのキドニポートの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線に対して左右対称なため、“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングの不規則なパターンは、シリンダブロックの回転方向に関係なく一定になる。このため、シリンダブロックを逆方向へ回転させても、正方向へ回転させる場合と同じ性能が得られるし、シリンダブロックは回転方向の違いに１種類で対応可能なため、コスト的にも有利となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１において、ケーシング１とポートブロック２とにより形成される内部空間にシリンダブロック３および斜板４が収装される。５はシリンダブロック３の中心部を貫通する回転軸（シャフト）であり、その一端側はケーシング１から外部へ突出される。回転軸５はポートブロック２の軸穴２ａとケーシング１のベアリング１ａとにより回転自由に支持され、シリンダブロック２を一体に回転させる。
【００１９】
シリンダブロック２には回転軸５と平行に複数のシリンダ６が円周方向へ配置され、各シリンダ６にそれぞれ容積室７を画成するピストン８が挿入される。各ピストン８の一端側はシリンダブロック３から突出され、斜板４にいつも接触するシュー９に支持される。シリンダブロック３が回転すると、各ピストン８は斜板４との間で往復動し、シリンダ６の容積室７を拡縮させる。
【００２０】
ケーシング１に斜板４は支持軸１０を介して傾転可能に取り付けられる。各容積室７の“吐き出し”と“吸い込み”を制御する弁板１１が設けられ、図示しないがシリンダブロック３の回転軸５を中心とする同一円周上に開口する吸込ポートおよび吐出ポートを備える。これらポートにそれぞれ連通する入口通路と出口通路がポートブロック２に設けられる。各シリンダ６には弁板１１へ向けてキドニポート１３が形成され、シリンダブロック３の回転角度に応じて各容積室７を弁板１１の吸込ポート１２ａまたは吐出ポート１２ｂと選択的に連通する。
【００２１】
シリンダブロック３の１回転につき、各ピストン８はシリンダ６を１往復する。シリンダ６の容積室７を拡張する行程においては、弁板１１の吸込ポートから容積室７に流体を吸い込み、シリンダ６の容積室７を圧縮する行程においては、その流体を弁板１１の吐出ポートへ吐き出すのである。
【００２２】
図２はシリンダ６およびキドニポート１３の配設状態を表すものであり、シリンダ６はシリンダブロック３の回転軸５を中心とする同一円周上で不等間隔に配置される。回転軸５を中心とする同一円周上に隣合うシリンダ６の間隔は、シリンダ６の本数が奇数（この場合、９本）のため、１つのシリンダ６の中心軸ｑと直交するシリンダブロック３の中心線ｐをもって左右対称に不等化される。通常の等ピッチの場合、各シリンダ６間の角度はθ＝２π／Ｚ（Ｚ；シリンダの本数）の一定値になるが、この例では等ピッチの角度θを増減する、θｎ＝θ±αｎ（ｎ；シリンダ番号）に設定される。
【００２３】
具体的には、シリンダブロック３の中心線ｐが通るシリンダ６の中心軸ｑから右回りと左回りに同じ順序で角度θ_１〜θ_４が配され、中心線ｐを跨ぐシリンダ６間に角度θ_５が与えられる。各キドニポート１３については、回転軸５を中心とする同一円周上で各シリンダ６の角度位置に対応して配設される。
【００２４】
ピストンポンプ・モータの振動や騒音は、各容積室７の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わりに伴う圧力変動や流量変動や、各シリンダ６から吐き出される流量の総和が一定周期で変動することが主な発生原因となっており、この切り替わりタイミング（周期）および吐き出し流量変動により、騒音や振動の基本周期が決定される。
【００２５】
円周方向へ隣合うシリンダ６およびキドニポート１３の間隔を不等化することにより、各容積室７の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングが不規則になり、回転周期の基本成分に振動エネルギが集中しなくなる。つまり、ポンプ・モータの低騒音化を促進できる。
【００２６】
シリンダ６の本数が奇数のシリンダブロック５において、これらシリンダ６の不等間隔の角度配置は、１つのシリンダ６の中心軸ｑと直交するシリンダブロック３の中心線ｐをもって左右対称のため、“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングの不規則なパターンは、シリンダブロック３の回転方向に関係なく一定になる。そのため、シリンダブロック３を逆方向へ回転させても、正方向へ回転させる場合と同じ性能が得られるし、シリンダブロック３は回転方向の違いに１種類で対応可能なため、コスト的にも有利となる。
【００２７】
図３は別の実施形態としてシリンダ６およびキドニポート１３の配設状態を表すものであり、シリンダ６は回転軸５を中心とする同一円周上で等間隔に配置される。キドニポート１３については、回転軸５を中心とする同一円周上で不等間隔に配置され、シリンダ６の断面形状の範囲に納まるように形成される。円周方向へ隣合うキドニポート１３の間隔は、シリンダ６の本数が奇数（この場合も９本）のため、１つのキドニポート１３の中心軸ｑと直交するシリンダブロック３の中心線ｐをもって左右対称に不等化される。シリンダブロック３の中心線ｐが通るキドニポート１３の中心軸ｑから右回りと左回りに同じ順序で角度θ_１〜θ_４が配され、シリンダブロック３の中心線ｐを跨ぐキドニポート１３間に角度θ_５が与えられる。
【００２８】
円周方向へ隣合うキドニポート１３の間隔を不等化することにより、各キドニポート１３が弁板１１の吸込ポートおよび吐出ポートと連通するタイミングが不規則になり、シリンダ６ごとに発生する流動変動も異なるため、ポンプ・モータの低騒音化をいっそう促進できる。
【００２９】
キドニポート１３の不等間隔の角度配置は、シリンダブロック３の中心線ｐをもって左右対称なため、各キドニポート１３が吸込ポートと吐出ポートと連通するタイミングの不規則なパターンは、シリンダブロック３の回転方向に関係なく一定になる。そのため、シリンダブロック３を逆方向へ回転させても、正方向へ回転させる場合と同じ性能が得られるし、シリンダブロック３は回転方向の違いに１種類で対応可能なため、コスト的にも有利となる。また、シリンダ６を円周方向へ等ピッチに配置し、キドニポート１３はシリンダ６の断面形状の範囲に納めることにより、シリンダ６間の肉厚に薄くなる箇所を生じないし、キドニポート１３間の肉厚もシリンダ６間の肉厚以上に薄くならないから、シリンダブロック３の良好な強度を確保できる。
【００３０】
シリンダの本数が偶数のシリンダブロックにおいては、“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わるタイミングの不規則なパターンをシリンダブロックの回転方向に関係なく一定にするため、図４，図５のようにシリンダ６またはキドニポート１３の角度配置は、１組の隣合うシリンダ６間またはキドニポート１３間の中心ｒおよびこれと径方向に向かい合うもう１組の隣合うシリンダ６間またはキドニポート１３間の中心ｒを通るシリンダブロック３の中心線ｓをもって左右対称に不等化される。
【００３１】
図示しないが、シリンダ６の本数が偶数のシリンダブロック３において、シリンダまたはキドニポートの角度配置は、１８０度間隔の２つのシリンダまたは１８０度間隔の２つのキドニポートの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線をもって左右対称に不等化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すピストンポンプ・モータの断面図である。
【図２】同じくシリンダおよびキドニポートの配置状態図である。
【図３】同じくシリンダおよびキドニポートの配置状態図である。
【図４】同じくシリンダおよびキドニポートの配置状態図である。
【図５】同じくシリンダおよびキドニポートの配置状態図である。
【図６】従来例の説明図である。
【図７】従来例の説明図である。
【符号の説明】
３シリンダブロック
４斜板
５回転軸
６シリンダ
７容積室
８ピストン
１１弁板
１３キドニポート
ｐシリンダブロックの中心線
ｑシリンダまたはキドニポートの中心軸
ｓシリンダブロックの中心線
ｒシリンダ間またはキドニポート間の中心

Claims

シリンダブロックに奇数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプ・モータにおいて、奇数本のシリンダは、１つのシリンダの中心線と直交するシリンダブロックの中心線をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのシリンダ間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定されることを特徴とするピストンポンプ・モータ。
シリンダブロックに偶数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプにおいて、偶数本のシリンダは、１組の隣合うシリンダ間の中心およびこれと径方向の反対側に位置するもう１組のシリンダ間の中心を通るシリンダブロックの中心線、または１つのシリンダの中心線およびこれと径方向の反対側に位置するもう１つのシリンダの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線、をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのシリンダ間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定されることを特徴とするピストンポンプ・モータ。
シリンダブロックに奇数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプにおいて、奇数本のシリンダの各キドニポートは、１つのキドニポートの中心線と直交するシリンダブロックの中心線をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのキドニポート間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定されることを特徴とするピストンポンプ・モータ。
シリンダブロックに偶数本のシリンダを円周方向へ配置し、各シリンダにそれぞれ容積室を画成するピストンを挿入する一方、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に吸込ポートと吐出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の吸込ポートと吐出ポートとに選択的に連通させるキドニポートと、を備えるピストンポンプにおいて、偶数本のシリンダの各キドニポートは、１組の隣合うキドニポート間の中心およびこれと径方向の反対側に位置するもう１組のキドニポート間の中心を通るシリンダブロックの中心線、または１つのキドニポートの中心線およびこれと径方向の反対側に位置するもう１つのキドニポートの中心軸と直交するシリンダブロックの中心線、をもって左右対称に配置されており、しかも左右のそれぞれのキドニポート間がシリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上を不等ピッチに設定されることを特徴とするピストンポンプ・モータ。