JP4134381B2 - Variable displacement piston pump - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧液を各種アクチュエータに供給してこれらアクチュエータを作動させる液圧ピストンポンプに関する。さらに詳しくは、本発明は、ピストンの往復動ストロークを可変斜板の傾斜角度によって調整する可変容量形のピストンポンプに係る。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ショベル等の建設機械には、特開平9−280161号公報に開示されているように、可変容量形のアキシャルピストンポンプが使用されている。このポンプは、例えば、ショベルの右側走行系、左側走行系及び旋回系にそれぞれ圧油を供給する3系統の独立した油圧供給系統を備えている。
【0003】
以下、この種のポンプの構成について説明する。図10(ポンプのシリンダブロック周辺部を示す断面図)に示すように、シリンダブロック(a)には、内周側に位置する内側シリンダ列(b)と外周側に位置する外側シリンダ列(c)とが形成されている。各シリンダ列(b,c)のシリンダ室(b1,c1)にはピストン(d,d)が往復動可能に収容されている。シリンダブロック(a)のポート側端面(e)には、ポンプ軸(f)を中心とする互いに異なる直径を有する同心円周位置に形成された3つのポート群(e1,e2,e3)が形成されている。内側シリンダ列(b)の各シリンダ室(b1,b1,…)のうちの半分は、上記3つのポート群(e1,e2,e3)のうち最も外側に位置する第1ポート群(e1)に連通している。他の半分のシリンダ室(b1,b1,…)は、第1ポート群(e1)の内側に位置する第2ポート群(e2)に連通している。また、外側シリンダ列(c)のシリンダ室(c1,c1,…)は、第2ポート群(e2)の更に内側に位置する第3ポート群(e3)に連通している。
【0004】
上記シリンダブロック(a)のポート側端面(e)に摺接するバルブプレート(g)の吐出側には、図11に示すように、上記各ポート群(e1,e2,e3)に個別に連通可能なように内外周方向に3つの円弧状の吐出側貫通孔(g1,g2,g3)が形成されている。つまり、これらの各吐出側貫通孔(g1,g2,g3)を介して各々独立に圧油を吐出する。尚、図11における(g4)は各シリンダ室(b1,c1)に油を吸入するための吸入側貫通孔である。(h,h,…)は各貫通孔(g1,g2,g3,g4)に形成されたノッチである。このノッチ(h)は、バルブプレート(g)の各貫通孔(g1,g2,g3,g4)と各シリンダ室(b1,c1)との連通面積をシリンダブロック(a)の回転に伴って徐々に拡大し、油圧の急激な変動を回避する。
【0005】
この構成により、1つのポート群からは右側走行系に、他の1つのポート群からは左側走行系に、残りの1つのポート群からは旋回系にそれぞれ油圧が独立して供給される。つまり、1つのシリンダブロック(a)から3本の独立した吐出流が供給可能である。
【0006】
また、上記各ピストン(d,d,…)の先端面は、可変斜板(i)に摺動可能に当接している。この可変斜板(i)は、ピストン(d,d,…)の往復動方向に対して所定角度だけ傾斜している。この可変斜板(i)の傾斜角度によりピストン(d)の往復動の行程を調整する。つまり、この可変斜板(i)の傾斜角度によってピストン(d)の往復動ストロークが決定される。
【0007】
この可変斜板(i)の傾斜角度の調整機構としては、該可変斜板(i)の一端縁(図10における上端縁)に図示しないスプリングの付勢力(P)が、可変斜板(i)の傾斜角度を大きくする側(ピストン(d)の往復動ストロークを大きくする側)に作用している。一方、この可変斜板(i)には、各ピストン(d,d,…)を介してポンプ吐出圧(F1,F1)を受けている。この可変斜板(i)は、ポンプ軸(f)の軸線よりも図中僅か上側に回動中心(A)が設定されている。この回動中心(A)回りに発生するモーメントにより、ポンプ吐出圧が可変斜板(i)の傾斜角度を小さくする側(ピストン(d)の往復動ストロークを小さくする側)に作用する。つまり、このスプリングの付勢力(P)とポンプ吐出圧により発生する反力(F2)とのバランスにより可変斜板(i)の傾斜角度が所定角度に決定される。
【0008】
この構成により、ポンプ吐出圧(F1,F1)が比較的低い状態では、スプリングの付勢力(P)により可変斜板(i)の傾斜角度が大きく設定される一方、ポンプ吐出圧(F1,F1)が高くなると、上記反力(F2)がスプリングの付勢力(P)に抗して可変斜板(i)の傾斜角度を小さくする。この可変斜板(i)の傾斜角度が小さくなることで、吐出流量を抑え、駆動源にかかる負荷を小さくし、該駆動源がオーバロード状態になることを回避するいわゆる定馬力制御が行われている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の可変容量形のピストンポンプでは、バルブプレート(g)の吐出側貫通孔(g1,g2,g3)の開口位置、特に上記ノッチ(h)の形成位置について特に考察した技術は提案されていない。つまり、この吐出側貫通孔(g1,g2,g3)の開口位置としては、ピストン(d)が可変斜板(i)によって押し下げられる領域であればよく、また、各ノッチ(h)は、油圧の急激な変動を回避する機能を備えておればよいといったことのみが考慮されて形成位置が設定されていた。つまり、吐出側貫通孔(g1,g2,g3)やノッチ(h)に関してその他の機能について特に提案されていない。
【0010】
このため、各シリンダ列(b,c)のポンプ吐出圧が可変斜板(i)に与える圧力の変化状態は常に一定の比率に固定されていた。つまり、ポンプ吐出圧の変化に伴う可変斜板(i)の傾斜角度は、上記スプリングの付勢力(P)によって支配されており、このスプリングの付勢力(P)により定馬力特性が決定されるものであって、この定馬力特性の変更自由度が極めて低いものであった。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、斜板式の容量可変形ピストンポンプに対し、構成を大幅に変更することなしに、ポンプの定馬力特性の変更自由度を高めることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、バルブプレートの排出ポート(吐出側貫通孔)の形状を改良することにより、所望の定馬力特性を有する容量可変形ピストンポンプが得られるようにした。
【0013】
具体的に、第1の解決手段は、図1及び図6に示すように、ピストン(41,42)が収容された複数のシリンダ(24,25)を備えて回転するシリンダブロック(2)と、該シリンダブロック(2)に摺接し、吸入ポート(31)及び円弧状の複数の排出ポート(32,33,34)を備えたバルブプレート(3)と、傾斜角度の調整によりピストン(41,42)の往復動ストロークを変更する可変斜板(5)とを備え、上記複数の排出ポート (32,33,34) は、上記バルブプレート (3) の吐出側に、内外周方向に配列されている可変容量形ピストンポンプを前提とする。この可変容量形ピストンポンプに対し、上記各排出ポート(32,33,34)それぞれの形成領域のうち少なくとも1つ(34)の形成領域は、周方向の角度範囲が、他の排出ポート(32,33)の形成領域における上記周方向の角度範囲とは異なっているものである。
【0014】
この特定事項により、シリンダブロック(2)の回転により、ピストン(41,42)は、可変斜板(5)の傾斜角度に応じた往復動ストロークで往復動する。この往復動により、吸入ポート(31)からシリンダ(24,25)内に流体が吸入すると共に、この流体を排出ポート(32,33,34)から排出するポンプ動作が行われる。
【0015】
また、上記可変斜板(5)の傾斜角度の調整は、ピストン(41,42)が可変斜板(5)を押圧することで行われる。そして、バルブプレート(3)における各排出ポート(32,33,34)の少なくとも一つ(34)の形成領域の角度範囲が他の排出ポート(32,33)の角度範囲と異っているため、これら角度範囲に応じてピストン(41,42)が可変斜板(5)を押圧する領域が異なる。その結果、この角度範囲を任意に設定することにより可変斜板(5)のいわゆる自己復帰モーメントを任意に設定でき、所望の定馬力特性が得られる。
【0016】
第2の解決手段は、各排出ポート(32,33,34)の形成領域の角度範囲を互いに異ならせるための手段を特定したものである。つまり、上記第1の解決手段において、バルブプレート(3)の各排出ポート(32,33,34)に、シリンダ(24,25)内の圧力変動を抑制するためのノッチ(35,36,37)を設ける。この各ノッチ(35,36,37)のうち少なくとも1つのノッチ(37)先端の周方向の角度位置を、他のノッチ(35,36)先端の上記周方向の角度位置と異ならせている。
【0017】
この特定事項により、各排出ポート(32,33,34)に設けられたノッチ(35,36,37)を改良するといった簡単な構成で所望の定馬力特性を得ることができる。
【0018】
第3の解決手段は、上記第1の解決手段において、可変斜板(5)の傾斜角度を、ピストン(41,42)を介して受けるポンプ吐出と、該吐出圧に反する方向の付勢力を発生する付勢手段(6)の圧力とのバランスにより調整するようにしている。
【0019】
この特定事項により、バルブプレート(3)の各排出ポート(32,33,34)を改良することで上記付勢手段(6)の圧力に反する圧力(いわゆる可変斜板(5)の自己復帰モーメント)を変更し、これによって定馬力特性を変更できる。
【0020】
第4の解決手段は、第1の解決手段において、シリンダブロック(2)のシリンダ(24,25)を、回転中心軸(X)を中心とする互いに異なる直径の同心円周位置に形成された外側シリンダ(25)及び内側シリンダ(24)で構成する。上記シリンダブロック(2)のバルブプレート側端面(2a)に回転中心軸(X)を中心とする互いに異なる直径の同心円周位置に形成された第1,第2及び第3のポート群(21,22,23)を形成する。内側シリンダ(24)の一部を第1ポート群(21)に、他を第2ポート群(22)にそれぞれ連通する。外側シリンダ(25)を第3ポート群(23)に連通する。更に、上記バルブプレート(3)の排出ポート(32,33,34)を、上記第1ポート群(21)に連通する第1排出ポート(32)、第2ポート群(22)に連通する第2排出ポート(33)、第3ポート群(23)に連通する第3排出ポート(34)より構成する。
【0021】
この特定事項により、シリンダブロック(2)の回転に伴う各ピストン(41,42)の往復動により、バルブプレート(3)に形成された3つの排出ポート(32,33,34)からそれぞれ独立に圧液が吐出される。このため、1台のピストンポンプの1個のシリンダブロック(2)から圧液を3本の独立した吐出流として供給することが可能になる。また、各ピストン(41,42)の往復動ストロークが1個の可変斜板(5)により増減変更調整されるため、これらの各シリンダ(24,25)から吐出される3本の吐出流の全てについて、その吐出量を吐出圧の変化に応じて増減変更調整することが可能になる。
【0022】
第5の解決手段は、本発明に係る可変容量形ピストンポンプの適用形態を特定したものである。つまり、このピストンポンプを油圧ショベルに適用している。つまり、上記第4の解決手段において、シリンダブロック(2)が油圧ショベルの原動機の出力を受けて回転するようにし、第1排出ポート(32)が油圧ショベルの一方の走行系に、第2排出ポート(33)が油圧ショベルの他方の走行系に、第3排出ポート(34)が油圧ショベルの旋回系にそれぞれ液圧を供給するようにしている。
【0023】
この特定事項により、可変容量形ピストンポンプの適用形態が具体化でき、また、第1の解決手段における作用により、油圧ショベルの定馬力特性を任意に変更することが可能になる。
【0024】
第6の解決手段は、上記第4の解決手段において、図6に示すように、第3ポート群(23)に対する第3排出ポート(34)の連通開始点の角度位置を、第1及び第2ポート群(23)に対する第1及び第2排出ポート(32,33)の連通開始点の角度位置よりもシリンダブロック回転方向の前側に位置させている。
【0025】
第7の解決手段は、上記第4の解決手段において、図9に示すように、第3ポート群(23)に対する第3排出ポート(34)の連通開始点の角度位置を、第1及び第2ポート群(23)に対する第1及び第2排出ポート(32,33)の連通開始点の角度位置よりもシリンダブロック回転方向の後側に位置させている。
【0026】
これら特定事項により、走行系に対する旋回系の影響度合いを任意に設定することができる。つまり、第6の解決手段では、油圧ショベルの旋回系に供給される流体が可変斜板(5)を押圧する面積が小さくなるため、この影響度合いが小さくなる。逆に、第7の解決手段では、上記面積が大きくなるため、この影響度合いが大きくなる。特に、第6の解決手段では、油圧ショベルの走行中に旋回系を駆動しても走行性能に悪影響を与えにくい構成とすることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本形態は、本発明に係る可変容量形ピストンポンプを油圧ショベルの油圧ポンプに適用した場合について説明する。
【0028】
−ポンプの全体構成の説明−
図1は、本実施形態に係る可変容量形のアキシャルピストンポンプ(以下、単にポンプという)を示している。図中(1)は図示しない原動機(エンジン)により回転駆動されるポンプ軸、(2)はこのポンプ軸(1)と一体に回転する円柱状のシリンダブロック、(3)はこのシリンダブロック(2)のポート側端面(2a)に対して油密に摺動可能に接合されて上記シリンダブロック(2)から吐出される圧油を分配するバルブプレートである。また、(4a)は上記シリンダブロック(2)の内周側部分に配設された第1シリンダ列、(4b)はその外周側部分に配設された第2シリンダ列、(41,41,…,42,42,…)はこれらのシリンダ列(4a,4b)を構成する本発明でいうシリンダとしての各シリンダ室(24,24,…,25,25,…)内に収容されたピストン、(5)はこれらピストン(41,41,…,42,42,…)の往復動の行程を増減変更調整する可変斜板、(6)はこの可変斜板(5)をその傾斜角度が増加する方向に付勢する付勢手段としてのバネ機構である。さらに、(7)は上記第2シリンダ列(4b)からの吐出圧を受けて上記ポンプ軸(1)の先端面(1a)を押圧するバランスピストン機構、(8)は上記シリンダブロック(2)の外周面に全周にわたって配設された滑り軸受により構成されたジャーナル軸受、(9)は上記シリンダブロック(2)等を収容するケーシング本体、(10)はこのケーシング本体(9)の開口端(図中左側端)を閉止するエンドキャップである。上記ケーシング本体(9)は、円筒状のセンタボディ(9a)と、該センタボディ(9a)の一端面(図1の右側端面)に取り付けられたフロントキャップ(9b)とを備えている。そして、上記ケーシング本体(9)及びエンドキャップ(10)により構成されるポンプケーシングの内部が油に満たされている。
【0029】
上記ポンプ軸(1)は、基端側(同図の右側)で軸受(1b)により中心軸(X)の回りに回転自在に支持されている。このポンプ軸(1)の先端側(同図の左側)は、シリンダブロック(2)の中心部に対し斜板側(同図の右側)から途中まで挿入されて非貫通状態になっている。このポンプ軸(1)の先端部は、スプライン(1c)を介してシリンダブロック(2)と結合している。これによって、シリンダブロック(2)とポンプ軸(1)とは、互いに上記中心軸(X)方向に相対変位可能な状態で一体に回転するように組み付けられている。
【0030】
上記シリンダブロック(2)の内部には、図2(図1におけるY−Y線に沿った断面図)及び図3(シリンダブロック(2)の斜板側端面を示す図)にも示すように、ポンプ軸(1)を中心として円周方向に列状に形成され、上記ピストン(41,41,…)をポンプ軸(1)の長手方向に往復摺動可能に収容する10個の上記シリンダ室(24,24,…)が形成されている。これらシリンダ室(24,24,…)により上記第1シリンダ列(4a)が構成される。また、この第1シリンダ列(4a)の外周側には、上記ピストン(42,42,…)をポンプ軸(1)の長手方向に往復摺動可能に収容する5個の上記シリンダ室(25,25,…)が形成されている。これらシリンダ室(25,25,…)により上記第2シリンダ列(4b)が構成される。
【0031】
上記シリンダブロック(2)のバルブプレート側端面としてのポート側端面(2a)(図4参照)には、上記ポンプ軸(1)を中心とする3個の同心円周位置にポート群(21,22,23)が形成されている。外周寄りの第1円周位置には第1ポート群(21)を構成する各ポート(21a)が等間隔に5個形成されている。これらの各ポート(21a)は、上記第1シリンダ列(4a)内に一つおきに配設された第1グループの5個のシリンダ室(24a,24a,…)の各々に対し、これらの各シリンダ室(24a)の略中心位置から上記ポンプ軸(1)方向に延びる連通路により個別に連通されている(図5参照)。また、その内側の第2円周位置には第2ポート群(22)を構成する各ポート(22a)が等間隔にかつ上記第1ポート群(21)の各ポート(21a)に対して交互に5個形成されている。この第2ポート群(22)の各ポート(22a)は、上記第1シリンダ列(4a)のうちの上記第1グループ以外の第2グループの5個のシリンダ室(24b,24b,…)に対し、これらの各シリンダ室(24b)の上記ポンプ軸(1)寄りの位置からそのポンプ軸(1)方向に延びる連通路により個別に連通している。さらに、最も内周寄りの第3円周位置には第3ポート群(23)を構成する5個のポート(23a,23a,…)が等間隔に形成されている。これら各ポート(23a)は、シリンダブロック(2)の半径方向に内周側から外周側まで延びるように放射状に形成された第1連通路(26,26,…)により、上記第2シリンダ列(4b)を構成する第3グループの各シリンダ室(25)と個別に連通している。
【0032】
なお、上記ポート側端面(2a)には、ポンプ軸(1)の中心軸(X)を中心として第3ポート群(23)の内周側に円形凹部(2c)が、また、第3ポート群(23)と第2ポート群(22)との中間位置には円環状の第1環状溝部(2d)が、更に、第1ポート群(21)の外周側には円環状の第2環状溝部(2e)がそれぞれ同心状に形成されている。そして、上記円形凹部(2c)と第1環状溝部(2d)とがそれぞれ図示しない連通路によりケーシング本体(9)内に連通されてドレン通路とされている。また、上記第2環状溝部(2e)がその外周縁から半径方向外方へ延びる5本の凹溝部(2f,2f,…)により上記ケーシング本体(9)内に連通されてドレン通路とされている。さらに、上記円形凹部(2c)と第1環状溝部(2d)との間及びこの第1環状溝部(2d)と第2環状溝部(2e)との間は、それぞれ、上記第1,第2又は第3ポート群(21,22,23)を囲むシール部となっている。
【0033】
上記シリンダブロック(2)の斜板側端面(2b)(図1参照)には、その内周側において上記第1シリンダ列(4a)を構成するシリンダ室(24,24,…)が開口し、また外周側において上記第2シリンダ列(4b)を構成するシリンダ室(25,25,…)が開口している。また、これらシリンダ室(24,25)に挿通される各ピストン(41,42)はその基端側が上記各シリンダ室(24,25)内に収容される一方、その先端側が上記開口から可変斜板(5)に向かって突出してその先端部に配設されたスリッパ(43,44)を介して上記可変斜板(5)に摺動可能に当接している。そして、上記各ピストン(41,42)は、上記シリンダブロック(2)の回転により、上記ポンプ軸(1)の回りを公転するとともにこのポンプ軸(1)の長手方向に可変斜板(5)の傾斜角度に応じて往復動する。なお、図1において、(45)は上記各ピストン(41,42)とスリッパ(43,44)とを連結する押え板であり、(46)はこの押え板(45)をポンプ軸(1)に対して回転可能に連結する押え板ガイドである。
【0034】
上記バルブプレート(3)(図6参照)は、上記エンドキャップ(10)の内面に接合される一方、上記シリンダブロック(2)のポート側端面(2a)に対して摺動可能に接合されている。このバルブプレート(3)における上記ポンプ軸(1)を中心とする円周方向の略半分を占める吸入側範囲(同図における左側範囲)には、幅広の略円弧形状の吸入ポートとしての吸入側貫通孔(31)が、上記ポート側端面(2a)に配設された3つのポート群(21,22,23)の各ポート(21a,…,22a,…,23a,…)の略半数に対し同時に連通可能に配設されている。そして、この吸入側貫通孔(31)は、上記エンドキャップ(10)内に形成された後述の吸入側通路(10a)と上記ポート(21a,…,22a,…,23a,…)とを連通させて図示しない油タンクからシリンダ室(24,24,…,25,25,…)内に油を供給する。
【0035】
また、上記バルブプレート(3)の上記ポンプ軸(1)を中心とする円周方向の略半分を占める吐出側範囲(図6における右側範囲)には、上記ポンプ軸(1)を中心とする同心円周位置に3列の略円弧形状の排出ポートとしての吐出側貫通孔列(32,33,34)が形成されている。各吐出側貫通孔列(32,33,34)は、それぞれ同心円弧状の複数の開口を備えている。最外周側の第1吐出側貫通孔列(32)は、第1から第4の4個の開口(32a,32b,32c,32d)を備え、第1ポート群(21)を構成するポート(21a,21a,…)のうちの略半数と同時に連通可能に配設されている。また、この第1吐出側貫通孔列(32)の内周側に形成された第2吐出側貫通孔列(33)は、第1から第3の3個の開口(33a,33b,33c)を備え、第2ポート群(22)を構成するポート(22a,22a,…)のうちの略半数と同時に連通可能に配設されている。更に内周側の第3吐出側貫通孔列(34)は、第1から第3の3個の開口(34a,34b,34c)を備え、第3ポート群(23)を構成するポート(23a,23a,…)のうちの略半数と同時に連通可能に配設されている。ここで、上記第3吐出側貫通孔列(34)は、3つの吐出側貫通孔列(32,33,34)のうちの最も内周側に形成されており、その総開口面積が他の吐出側貫通孔列(32,33)の総開口面積よりも小さめになっている(図例では、第1吐出側貫通孔列(32)の半分程度)。そして、上記ピストン(41,41,…,42,42,…)の往復動により、上記各グループのシリンダ室(24a,…,24b,…,25,…)内の圧油が上記各群のポート(21a,…,22a,…,23a,…)から吐出され、各々独立に上記各吐出側貫通孔列(32,33,34)の開口(32a〜34c)を通過してエンドキャップ(10)内に形成された後述の第1吐出側通路(10b),第2吐出側通路(10c)又は3吐出側通路(10d)へと分配されるようになっている。尚、図6に破線で示す矢印は、このバルブプレート(3)に対するシリンダブロック(2)の回転方向を示している。
【0036】
本形態の特徴は、各吐出側貫通孔列(32,33,34)において吐出開始側(各吐出側貫通孔列(32,33,34)の図6における反時計回り方向側)に位置する第1開口(32a,33a,34a)に形成されたノッチ(35,36,37)の形状にある。このノッチ(35,36,37)は、吐出側貫通孔列(32,33,34)と各シリンダ室(24a,24b,25)との連通面積をシリンダブロック(2)の回転に伴って徐々に拡大し、作動油の吐出開始時における油圧の急激な変動を回避している。また、吸入側貫通孔(31)にも同様のノッチ(38)が形成されている。
【0037】
第1吐出側貫通孔列(32)及び第2吐出側貫通孔列(33)の第1開口(32a,33a)に形成されているノッチ(35,36)の先端位置は、バルブプレート(3)の周方向の同一の位相位置(半径方向に延びる同一直線上の位置)に設定されている。これに対し、第3吐出側貫通孔列(34)の第1開口(34a)に形成されているノッチ(37)の先端位置は、上記第1吐出側貫通孔列(32)及び第2吐出側貫通孔列(33)のノッチ(35,36)の先端位置よりも図中時計回り方向側に僅かにずれた位置に設定されている。この図6において一点鎖線で囲む領域は高圧領域である。この高圧領域は、シリンダブロック(2)の各ポート(21a〜23a)からの吐出圧力が作用する領域であって、可変斜板(5)に対する押圧力を発生する部分である。従って、上述の如く、この第3吐出側貫通孔列(34)のノッチ(37)の長さを短くすることで、第3吐出側貫通孔列(34)の第1開口(34a)の吐出開始点が図中時計回り方向側に短縮されている。言い換えると、第1吐出側貫通孔列(32)及び第2吐出側貫通孔列(33)の形成領域の角度範囲(一点鎖線で囲まれた領域)に対して、第3吐出側貫通孔列(34)の形成領域の角度範囲が僅かに小さくなっている。このため、第3吐出側貫通孔列(34)の形成領域では、この押圧力を与える領域が小さく設定されている。
【0038】
上記可変斜板(5)は、その上面(図1の左側面)に摺動面(51a)を有するドーナツ形状の本体部(51)と、この本体部(51)の中心位置に対しバネ機構(6)側にオフセットした回転中心位置(A)を通るようにその本体部(51)の外周面から外方に突出して形成された回転軸(52)と、上記本体部(51)に対しその回転軸(52)に直交する方向の一端側(図1の上端側)で外周面から外方に突出する突出部(53)とにより構成されている。そして、上記可変斜板(5)は、上記回転軸(52)のオフセット配置により、圧油を吐出するピストン(41,41,…,42,42,…)の反力を受けて傾斜角度が減少する向き(図1における反時計回り)の自己復帰モーメントが発生するようになっている。また、上記可変斜板(5)は、その突出部(53)がケーシング本体(9)の底壁部(図1の右側壁部)に当接してそれ以上の回動が阻止された状態で傾斜角度が最大(例えば、17度)の傾斜状態になる一方、反対側に回動して本体部(51)が上記ケーシング本体(9)の底壁部に当接してそれ以上の回動が阻止された状態で傾斜角度が零度の中立状態になるように構成されている。そして、この可変斜板(5)の傾斜角度により、上記摺動面(51a)に対しスリッパ(43,43,…,44,44,…)を介して摺接しているピストン(41,41,…,42,42,…)の往復動の行程が増減変更調整されるようになっている。
【0039】
上記バネ機構(6)は、互いに同軸に配置された2つのコイルスプリング(61,62)を備えている。これらコイルスプリング(61,62)は、エンドキャップ(10)に摺動自在に装着された支持部材(63)と、可変斜板(5)の突出部(53)に当接された当接部材(64)との間に縮装されている。これにより、コイルスプリング(61,62)は、可変斜板(5)を、その傾斜角度に略比例する両コイルスプリング(61,62)の押圧付勢力で最大傾斜側(図1の時計回り)へ付勢している。
【0040】
上記バランスピストン機構(7)(図1,図2及び図7参照)は、シリンダブロック(2)内のポート側において、ポンプ軸(1)の中心軸(X)を中心とする最内周側に周方向に等間隔に配設され、それぞれ、そのポンプ軸(1)の先端面(1a)に対向して開口する一方、上記中心軸(X)方向に延びるように形成された円形断面を有する5個のバランスシリンダ室(71,71,…)と、これら各バランスシリンダ室(71)内に、基端側を各バランスシリンダ室(71)に対し液密かつ相対摺動可能に収容される一方、先端側を上記ポンプ軸(1)の先端面(1a)に当接するように配設された略円柱形状のバランスピストン(72,72,…)とにより構成されている。また、上記各バランスシリンダ室(71)は、第2連通路(27,27,…)によって第1連通路(26,26,…)と個別に連通されて第2シリンダ列(4b)から吐出圧が導かれるように構成されており、この吐出圧を受けたバランスピストン(72,72,…)がポンプ軸(1)の先端面(1a)を押圧する反力により、シリンダブロック(2)にバルブプレート(3)側への押圧力が加わるようになっている。
【0041】
上記ジャーナル軸受(8)は、シリンダブロック(2)の外周面と、ケーシング本体(9)の内周面との間に配設されており、シリンダブロック(2)の外周面との間に油膜を形成して、この油膜によりシリンダブロック(2)を径方向に支持している。
【0042】
上記エンドキャップ(10)には、吸入側通路(10a)(図7参照)と第1、第2、第3の3個の吐出側通路(10b,10c,10d)とが形成され、各々バルブプレート(3)に形成された各吐出側貫通孔列(32,33,34)と吸入側貫通孔(31)とを介してシリンダ室(24a,…,24b,…,25,…)と個別に連通している。そして、上記第1吐出側通路(10b)は図示省略のショベルの左側走行系統と、上記第2吐出側通路(10c)は上記ショベルの右側走行系統と、上記第3吐出側通路(10d)は上記ショベルの旋回系統と各々油圧配管により独立に接続している。また、上記吸入側通路(10a)は油圧配管により上記ショベルに配設された油タンク(図示省略)に接続している。さらに、その吸入側通路(10a)はドレン通路(10e)によりケーシング本体(9)の内部に連通しており、シリンダブロック(2)の吐出側でそのポート側端面(2a)とバルブプレート(3)との隙間から上記ケーシング本体(9)内に漏出する圧油がこのケーシング本体(9)内から上記吸入側通路へ還流するようになっている。
【0043】
なお、図1において、(11)はポンプ軸(1)により回転駆動されるトロコイドポンプである。このトロコイドポンプ(11)は、ケーシング本体(9)内の油を吸込み、そのケーシング本体(9)に形成された通路(11b)を介してショベルの図示しないパイロット操作回路に圧油を供給するようになっている。
【0044】
−ポンプの運転動作の説明−
次に、本実施形態に係るポンプの作動及びその作用・効果を説明する。
【0045】
まず、原動機の運転によりポンプ軸(1)を回転させると、ピストン(41,41,…,42,42,…)が最大傾斜状態の可変斜板(5)に沿って最大の往復行程を往復動することにより最大量の油を吸入して最大量の圧油を吐出する。この際、第1グループのシリンダ室(24a,24a,…)内の圧油は第1ポート群(21)と第1吐出側貫通孔列(32)の開口(32a〜32d)とを通過して第1吐出側通路(10b)に、第2グループのシリンダ室(24b,24b,…)内の圧油は第2ポート群(22)と第2吐出側貫通孔列(33)の開口(33a〜33c)とを通過して第2吐出側通路(10c)に、そして、第3グループのシリンダ室(25,25,…)内の圧油は第3ポート群(23)と第3吐出側貫通孔列(34)の開口(34a〜34c)とを通過して第3吐出側通路(10d)にそれぞれ独立に流通し、油圧配管を介してショベルの各油圧系統に独立に供給される。ここで、上記第1グループのシリンダ室(24a,24a,…)から吐出される第1吐出流と第2グループのシリンダ室(24b,24b,…)から吐出される第2吐出流とは、どちらも第1シリンダ列(4a)を構成する等容積のシリンダ室(24)から吐出される等量の吐出流であり、この両吐出流をそれぞれ上記ショベルの左右の走行系に独立に供給することにより、このショベルの走行直進性を良好なものとすることができる。また、上記第3グループのシリンダ室(25,25,…)から吐出される第3吐出流をショベルの旋回系に供給することにより、この旋回系を上記左右の走行系の作動に影響されずに操作することができ、その操作性を良好なものとすることができる。つまり、1個のシリンダブロック(2)からショベルの3系統の油圧系統に独立に圧油を供給することができ、ポンプ全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【0046】
また、可変斜板(5)が、吐出側のピストン(41,42)を介して作用するポンプの吐出圧を受け、バネ機構(6)の押圧付勢力に抗して傾斜角度が減少する向きに回転するようになっているため、この可変斜板(5)は、上記吐出側の油圧力とバネ機構(6)の押圧付勢力とが均衡した状態で角度維持されることになる。これにより、上記第1吐出流、第2吐出流及び第3吐出流のそれぞれをそれらの吐出圧の増大に従い減少させることができるため、走行系及び旋回系の油圧の増大に伴い原動機がオーバーロード運転となることを防止し、かつ、リリーフ弁を開放する頻度を低減して動力損失を低減させることができる。つまり、上記ポンプの流量・圧力制御として負荷の合計に基づく総合的な全馬力制御を行うことにより原動機の出力のさらなる有効利用が図られる。
【0047】
−実施形態の効果−
上述したように、本実施形態では、バルブプレート(3)の第3吐出側貫通孔列(34)の第1開口(34a)に形成されているノッチ(37)の先端位置が、他の吐出側貫通孔列(32,33)のノッチ(35,36)の先端位置よりも図6の時計回り方向側に位置している。このため、バルブプレート(3)における内周側部分の領域(第3吐出側貫通孔列(34)が形成されている部分の円周領域)では、従来のものに比べて高圧域が縮小されている(図6で一点鎖線により囲まれた領域)。つまり、可変斜板(5)を図1において反時計回り方向に回動させるための圧力領域が小さい。その結果、ポンプの吐出圧が比較的高い所定値に達するまで、可変斜板(5)は反時計回り方向に回動せず、ポンプの吐出圧が比較的高い所定値に達した時点で、可変斜板(5)が反時計回り方向に回動してバネ機構(6)のコイルスプリング(61,62)とつり合う位置に設定される。
【0048】
これを図8のグラフを用いて説明する。このグラフは、ポンプにおける吐出圧力と吐出流量との関係を示している。(α)は、図11に示す従来例のバルブプレートを採用した場合である。つまり、吐出圧力が所定値(I)に達するまでは可変斜板(5)が回動せず、この所定値(I)に達したときにバネ機構(6)の付勢力に抗して可変斜板(5)が回動して定馬力制御に移る。
【0049】
この図8の(β)は本実施形態を示している。つまり、吐出圧力が比較的高い所定値(II)に達するまでは可変斜板(5)が回動せず、この所定値(II)に達したときにバネ機構(6)の付勢力に抗して可変斜板(5)が回動して定馬力制御に移る。
【0050】
尚、図8の(δ)は、ショベルの旋回系を無負荷状態にした場合の定馬力線である。このように、本形態では、ショベルの旋回系に給油を行う際にも定馬力線を理想的な定馬力線に近づけることができ、エンジン馬力を効率良く使用することができる。
【0051】
また、ショベルの旋回系を無負荷状態で走行している状態で、定馬力線(δ)の(D)点にある状態から旋回系を駆動すると、従来のものでは、(E)点に移行する。つまり、作動油の吐出流量が極端に低下することになり、ショベルの走行安定性に支障を来す虞れがある。これに対し、本形態のものでは、旋回系を駆動すると、(F)点に移行する。つまり、作動油の吐出流量の低下を抑制でき、ショベルの走行安定性を良好に維持できる。言い換えると、3つの油圧供給系のうち旋回系が他の走行系に与える影響度合いを小さくすることができる。
【0052】
このように、本形態では、第3吐出側貫通孔列(34)のノッチ(37)の長さを僅かに短くするのみで定馬力特性を変更することができる。
【0053】
また、このように各ノッチ(35,36,37)の先端位置を異ならせることにより、個々のシリンダ室(24,25)における昇圧カーブの周期を異ならせることができる。つまり、シリンダ内圧が最高圧になる時期をずらすことができ、ポンプの運転音の低減を図ることができる。
【0054】
<他の実施形態>
上述した実施形態では、第3吐出側貫通孔列(34)の第1開口(34a)に形成されているノッチ(37)の先端位置を、第1吐出側貫通孔列(32)及び第2吐出側貫通孔列(33)のノッチ(35,36)の先端位置よりも図6の時計回り方向側に位置させた。本発明は、これに限らず、図9に示すように、第3吐出側貫通孔列(34)の第1開口(34a)に形成されているノッチ(37)の先端位置を、第1吐出側貫通孔列(32)及び第2吐出側貫通孔列(33)のノッチ(35,36)の先端位置よりも図中反時計回り方向側に位置させてもよい。この場合の定馬力線は、図8の(γ)のようになる。つまり、吐出圧力が比較的低い所定値(III)に達した時点でバネ機構(6)の付勢力に抗して可変斜板(5)が回動して定馬力制御に移る。
【0055】
このように、第3吐出側貫通孔列(34)の第1開口(34a)に形成されているノッチ(37)の先端位置を変更することで、任意の定馬力特性を得ることができる。
【0056】
また、本発明は、第3吐出側貫通孔列(34)のノッチ(37)の先端位置を変更するものに限らない、つまり、第1吐出側貫通孔列(32)や第2吐出側貫通孔列(33)のノッチ(35,36)の先端位置を変更して任意の定馬力特性を得るようにすることもできる。
【0057】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、可変容量形ピストンポンプとして油圧ピストンポンプに適用しているが、これに限らず、油以外の液体を用いる液圧ポンプに適用してもよい。
【0058】
上記実施形態では、可変斜板(5)の傾斜角度を調整する機構として、可変斜板(5)の回転中心をバネ機構(6)側へオフセット配置するようにしているが、これに限らず、種々の機構が適用可能である。
【0059】
上記実施形態では、第1シリンダ列(4a)を10本のシリンダ室で構成するとともに、第2シリンダ列(4b)を5本のシリンダ室で構成するようにしているが、これに限らず、第1シリンダ列を10本以外のシリンダ室で構成してもよく、また、第2シリンダ列を5本以外のシリンダ室で構成してもよい。
【0060】
上記実施形態では、シリンダブロック(2)の外周面にジャーナル軸受を配設するようにしているが、これに限らず、例えば、コロ軸受等他の軸受を配設することも可能である。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下に述べるような効果が発揮される。請求項1記載の発明では、斜板式の可変容量形ピストンポンプに対し、バルブプレート(3)の排出ポート(32,33,34)の形成領域の角度範囲を異ならせることにより、所望の定馬力特性を有する可変容量形ピストンポンプが得られるようにした。このため、バルブプレート(3)の排出ポート(32,33,34)の形成領域を改良するといった簡単な構成でポンプの定馬力特性の変更自由度を高めることができる。また、排出ポート(32,33,34)の形成領域の角度範囲を異ならせることにより、個々のシリンダ(24,25)における昇圧カーブの周期を異ならせることができる。このため、シリンダ内圧が最高圧になる時期をずらすことができ、ポンプの運転音の低減を図ることができる。
【0062】
請求項2記載の発明では、バルブプレート(3)の各排出ポート(32,33,34)に設けたノッチ(35,36,37)先端における回転中心軸(X)を中心とする周方向の角度位置を異ならせることによって排出ポート(32,33,34)の形成領域の角度範囲を異ならせている。このため、比較的簡単な構成で所望の定馬力特性を得ることができ、発明の実用性の向上を図ることができる。
【0063】
請求項3記載の発明では、可変斜板(5)に作用するポンプ吐出と付勢手段(6)の圧力とのバランスにより傾斜角度を調整するようにした。このため、可変斜板(5)の角度調整機構が具体化され、これによっても発明の実用性の向上を図ることができる。
【0064】
請求項4記載の発明は、1つのシリンダブロック(2)から複数系統の流体供給を行い得るようにしたものである。このため、1台のピストンポンプの1個のシリンダブロック(2)から圧液を複数の独立した吐出流として供給することが可能になる。
【0065】
請求項5記載の発明は、本発明に係るピストンポンプを油圧ショベルに適用したものである。このため、ピストンポンプの適用形態が具体化でき、また、請求項1記載の発明に係る効果が油圧ショベルの各駆動系に対して得ることができ、油圧ショベルの旋回系及び走行系の定馬力特性を任意に得ることが可能になる。
【0066】
請求項6及び請求項7記載の発明では、ポート群に対する排出ポートの連通開始点の角度位置を変更することで、油圧ショベルの走行系に対する旋回系の影響度合いを任意に設定することが可能になる。特に、請求項6記載の発明では、油圧ショベルの走行中に旋回系を駆動しても走行性能に悪影響を与えにくい構成とすることができ、走行安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る可変容量形ピストンポンプを示す縦断面図である。
【図2】 図1のY−Y線における横断面図である。
【図3】 シリンダブロックの斜板側端面を示す図である。
【図4】 シリンダブロックのポート側端面を示す図である。
【図5】 第1及び第2シリンダ列とポート群との連通状態を示す模式図である。
【図6】 バルブプレートを示す平面図である。
【図7】 図2のZ−Z線における部分断面図である。
【図8】 吐出側貫通孔のノッチ長さを変更した場合の定馬力線を示す図である。
【図9】 変形例における図6相当図である。
【図10】 可変斜板の傾斜角度調整原理を説明するための図である。
【図11】 従来のバルブプレートを示す図6相当図である。
【符号の説明】
(2) シリンダブロック
(2a) シリンダブロックのポート側端面
(21〜23) ポート群
(24,25) シリンダ室(シリンダ)
(3) バルブプレート
(31) 吸入側貫通孔(吸入ポート)
(32〜34) 吐出側貫通孔列(排出ポート)
(4a,4b) シリンダ列
(41,42) ピストン
(5) 可変斜板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a hydraulic piston pump that supplies pressure fluid to various actuators to operate these actuators. More specifically, the present invention relates to a variable displacement piston pump that adjusts a reciprocating stroke of a piston according to an inclination angle of a variable swash plate.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, variable displacement axial piston pumps have been used in construction machines such as excavators as disclosed in JP-A-9-280161. The pump includes, for example, three independent hydraulic supply systems that supply pressure oil to the right traveling system, left traveling system, and turning system of the excavator, respectively.
[0003]
  The configuration of this type of pump will be described below. As shown in FIG. 10 (a cross-sectional view showing the periphery of the pump cylinder block), the cylinder block (a) includes an inner cylinder row (b) positioned on the inner peripheral side and an outer cylinder row (c) positioned on the outer peripheral side. ) And are formed. Pistons (d, d) are accommodated in the cylinder chambers (b1, c1) of the cylinder rows (b, c) so as to be able to reciprocate. The port side end surface (e) of the cylinder block (a) is formed with three port groups (e1, e2, e3) formed at concentric circumferential positions having different diameters around the pump shaft (f). ing. Half of each cylinder chamber (b1, b1,...) Of the inner cylinder row (b) is in the first port group (e1) located on the outermost side among the three port groups (e1, e2, e3). Communicate. The other half of the cylinder chambers (b1, b1,...) Communicates with the second port group (e2) located inside the first port group (e1). Further, the cylinder chambers (c1, c1,...) Of the outer cylinder row (c) communicate with the third port group (e3) located further inside the second port group (e2).
[0004]
  As shown in FIG. 11, the discharge side of the valve plate (g) that is in sliding contact with the port side end face (e) of the cylinder block (a) can be individually communicated with the port groups (e1, e2, e3). In this way, three arc-shaped discharge side through holes (g1, g2, g3) are formed in the inner and outer peripheral directions. That is, the pressure oil is independently discharged through each of the discharge side through holes (g1, g2, g3). Note that (g4) in FIG. 11 is a suction side through hole for sucking oil into each cylinder chamber (b1, c1). (h, h,...) are notches formed in the through holes (g1, g2, g3, g4). This notch (h) gradually increases the communication area between each through hole (g1, g2, g3, g4) of the valve plate (g) and each cylinder chamber (b1, c1) as the cylinder block (a) rotates. To avoid sudden fluctuations in hydraulic pressure.
[0005]
  With this configuration, hydraulic pressure is independently supplied from one port group to the right traveling system, from the other port group to the left traveling system, and from the remaining one port group to the turning system. That is, three independent discharge flows can be supplied from one cylinder block (a).
[0006]
  Further, the tip surfaces of the pistons (d, d,...) Are slidably in contact with the variable swash plate (i). The variable swash plate (i) is inclined by a predetermined angle with respect to the reciprocating direction of the piston (d, d,...). The stroke of the reciprocating motion of the piston (d) is adjusted by the inclination angle of the variable swash plate (i). That is, the reciprocating stroke of the piston (d) is determined by the inclination angle of the variable swash plate (i).
[0007]
  As a mechanism for adjusting the inclination angle of the variable swash plate (i), a biasing force (P) of a spring (not shown) is applied to one end edge (the upper end edge in FIG. 10) of the variable swash plate (i). ) Acts on the side that increases the inclination angle (the side that increases the reciprocating stroke of the piston (d)). On the other hand, the variable swash plate (i) receives the pump discharge pressure (F1, F1) via each piston (d, d,...). The variable swash plate (i) has a rotation center (A) set slightly above the axis of the pump shaft (f) in the drawing. Due to the moment generated around the rotation center (A), the pump discharge pressure acts on the side where the inclination angle of the variable swash plate (i) is reduced (the side where the reciprocating stroke of the piston (d) is reduced). That is, the inclination angle of the variable swash plate (i) is determined to be a predetermined angle by the balance between the biasing force (P) of the spring and the reaction force (F2) generated by the pump discharge pressure.
[0008]
  With this configuration, when the pump discharge pressure (F1, F1) is relatively low, the inclination angle of the variable swash plate (i) is set large by the biasing force (P) of the spring, while the pump discharge pressure (F1, F1) ) Increases, the reaction force (F2) counteracts the urging force (P) of the spring to reduce the inclination angle of the variable swash plate (i). By reducing the inclination angle of the variable swash plate (i), so-called constant horsepower control is performed that suppresses the discharge flow rate, reduces the load applied to the drive source, and prevents the drive source from being overloaded. ing.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the conventional variable displacement piston pump, a technique that specifically considers the opening position of the discharge side through holes (g1, g2, g3) of the valve plate (g), particularly the formation position of the notch (h) has been proposed. Not. In other words, the opening position of the discharge side through holes (g1, g2, g3) may be an area where the piston (d) is pushed down by the variable swash plate (i), and each notch (h) The formation position is set only considering that it is sufficient to provide a function for avoiding sudden fluctuations. In other words, no other functions have been proposed for the discharge-side through holes (g1, g2, g3) and the notches (h).
[0010]
  For this reason, the change state of the pressure applied to the variable swash plate (i) by the pump discharge pressure of each cylinder row (b, c) has always been fixed at a constant ratio. That is, the inclination angle of the variable swash plate (i) accompanying the change in pump discharge pressure is governed by the biasing force (P) of the spring, and the constant horsepower characteristics are determined by the biasing force (P) of the spring. The degree of freedom in changing the constant horsepower characteristics was extremely low.
[0011]
  The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a constant horsepower characteristic of the pump without greatly changing the configuration of the swash plate type variable displacement piston pump. The purpose is to increase the degree of freedom of change.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the present invention, a variable displacement piston pump having desired constant horsepower characteristics is obtained by improving the shape of the discharge port (discharge side through hole) of the valve plate.
[0013]
  Specifically, as shown in FIGS. 1 and 6, the first solving means includes a cylinder block (2) that rotates with a plurality of cylinders (24, 25) in which pistons (41, 42) are housed. A valve plate (3) having a suction port (31) and a plurality of arc-shaped discharge ports (32, 33, 34) in sliding contact with the cylinder block (2), and a piston (41, 42) and a variable swash plate (5) that changes the reciprocating stroke., Multiple discharge ports above (32,33,34) The above valve plate (3) Are arranged in the inner and outer circumferential directions on the discharge sideA variable displacement piston pump is assumed. With respect to the variable displacement piston pump, at least one (34) of the formation regions of the discharge ports (32, 33, 34) has a circumferential angle range other than the discharge ports (32 , 33) is different from the angular range in the circumferential direction.
[0014]
  Due to this specific matter, the piston (41, 42) reciprocates with a reciprocating stroke corresponding to the inclination angle of the variable swash plate (5) by the rotation of the cylinder block (2). By this reciprocation, a fluid is sucked into the cylinders (24, 25) from the suction port (31), and a pump operation is performed to discharge the fluid from the discharge ports (32, 33, 34).
[0015]
  The inclination angle of the variable swash plate (5) is adjusted by the pistons (41, 42) pressing the variable swash plate (5). And the angle range of the formation region of at least one (34) of each discharge port (32, 33, 34) in the valve plate (3) is different from the angle range of the other discharge ports (32, 33). Depending on these angular ranges, the region where the piston (41, 42) presses the variable swash plate (5) differs. As a result, by setting this angular range arbitrarily, a so-called self-returning moment of the variable swash plate (5) can be arbitrarily set, and a desired constant horsepower characteristic can be obtained.
[0016]
  The second solving means specifies means for making the angular ranges of the formation regions of the discharge ports (32, 33, 34) different from each other. That is, in the first solving means, notches (35, 36, 37) for suppressing pressure fluctuations in the cylinders (24, 25) are provided in the discharge ports (32, 33, 34) of the valve plate (3). ). Of these notches (35, 36, 37), the circumferential angular position of at least one notch (37) tip is made different from the circumferential angular position of the other notch (35, 36) tip.
[0017]
  With this specific matter, a desired constant horsepower characteristic can be obtained with a simple configuration in which the notches (35, 36, 37) provided in the discharge ports (32, 33, 34) are improved.
[0018]
  The third solving means is the above first solving means, wherein the pump discharge receiving the inclination angle of the variable swash plate (5) via the piston (41, 42) and the urging force in the direction opposite to the discharge pressure. Adjustment is made by a balance with the pressure of the generated biasing means (6).
[0019]
  Due to this specific matter, by improving each discharge port (32, 33, 34) of the valve plate (3), the pressure against the pressure of the biasing means (6) (the self-resetting moment of the so-called variable swash plate (5)) ) To change the constant horsepower characteristics.
[0020]
  According to a fourth solution means, in the first solution means, the cylinders (24, 25) of the cylinder block (2) are formed at concentric circumferential positions having different diameters around the rotation center axis (X). It consists of a cylinder (25) and an inner cylinder (24). First, second and third port groups (21, 2) formed at concentric circumferential positions with different diameters around the rotation center axis (X) on the valve plate side end surface (2a) of the cylinder block (2). 22,23). A part of the inner cylinder (24) communicates with the first port group (21) and the other communicates with the second port group (22). The outer cylinder (25) communicates with the third port group (23). Further, the discharge port (32, 33, 34) of the valve plate (3) communicates with the first discharge port (32) and the second port group (22) communicating with the first port group (21). It is composed of a second discharge port (33) and a third discharge port (34) communicating with the third port group (23).
[0021]
  Due to this specific matter, each piston (41, 42) reciprocates as the cylinder block (2) rotates, so that it is independent from the three discharge ports (32, 33, 34) formed in the valve plate (3). Pressure fluid is discharged. For this reason, it becomes possible to supply pressurized liquid as three independent discharge flows from one cylinder block (2) of one piston pump. In addition, since the reciprocating stroke of each piston (41, 42) is increased, decreased, changed or adjusted by one variable swash plate (5), the three discharge flows discharged from each of these cylinders (24, 25) For all, it is possible to adjust the increase / decrease / change of the discharge amount in accordance with the change of the discharge pressure.
[0022]
  The fifth solving means specifies the application form of the variable displacement piston pump according to the present invention. That is, this piston pump is applied to a hydraulic excavator. In other words, in the fourth solution means, the cylinder block (2) is rotated by receiving the output of the prime mover of the hydraulic excavator, and the first discharge port (32) is connected to one traveling system of the hydraulic excavator for the second discharge. The port (33) supplies hydraulic pressure to the other traveling system of the hydraulic excavator, and the third discharge port (34) supplies hydraulic pressure to the swinging system of the hydraulic excavator.
[0023]
  With this specific matter, the application form of the variable displacement piston pump can be realized, and the constant horsepower characteristics of the hydraulic excavator can be arbitrarily changed by the action in the first solution.
[0024]
  As shown in FIG. 6, the sixth solution means is configured to set the angular position of the communication start point of the third discharge port (34) with respect to the third port group (23) as shown in FIG. The first and second discharge ports (32, 33) with respect to the two-port group (23) are positioned on the front side in the cylinder block rotation direction from the angular position of the communication start point.
[0025]
  As shown in FIG. 9, the seventh solution means is configured to set the angular position of the communication start point of the third discharge port (34) with respect to the third port group (23) as shown in FIG. The first and second discharge ports (32, 33) with respect to the two-port group (23) are positioned on the rear side in the cylinder block rotation direction from the angular position of the communication start point.
[0026]
  With these specific matters, the degree of influence of the turning system on the traveling system can be arbitrarily set. That is, in the sixth solution means, the area of the fluid supplied to the swing system of the hydraulic excavator presses the variable swash plate (5) is small, so the degree of influence is small. On the contrary, in the seventh solving means, since the area is increased, the influence degree is increased. In particular, in the sixth solution means, it is possible to adopt a configuration in which even if the turning system is driven during traveling of the hydraulic excavator, the traveling performance is hardly adversely affected.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the variable displacement piston pump according to the present invention is applied to a hydraulic pump of a hydraulic excavator will be described.
[0028]
  -Description of the overall configuration of the pump-
  FIG. 1 shows a variable displacement axial piston pump (hereinafter simply referred to as a pump) according to the present embodiment. In the figure, (1) is a pump shaft that is driven to rotate by a motor (engine) (not shown), (2) is a cylindrical cylinder block that rotates integrally with the pump shaft (1), and (3) is this cylinder block (2 ) To the port side end surface (2a) so as to be oil-tightly slidable and distribute the pressure oil discharged from the cylinder block (2). (4a) is a first cylinder row disposed on the inner peripheral portion of the cylinder block (2), (4b) is a second cylinder row disposed on the outer peripheral portion thereof, (41, 41, .., 42, 42,... Are pistons accommodated in the cylinder chambers (24, 24,..., 25, 25,...) As cylinders referred to in the present invention constituting these cylinder rows (4a, 4b). , (5) is a variable swash plate that adjusts the stroke of the reciprocating movement of these pistons (41, 41, ..., 42, 42, ...), and (6) is the variable swash plate (5) with an inclination angle. It is a spring mechanism as a biasing means for biasing in an increasing direction. Further, (7) is a balance piston mechanism that receives the discharge pressure from the second cylinder row (4b) and presses the front end surface (1a) of the pump shaft (1), and (8) is the cylinder block (2). A journal bearing constituted by a sliding bearing arranged on the outer peripheral surface of the cylinder body, (9) is a casing main body that accommodates the cylinder block (2), and (10) is an open end of the casing main body (9). It is an end cap which closes (the left end in a figure). The casing body (9) includes a cylindrical center body (9a) and a front cap (9b) attached to one end surface (the right end surface in FIG. 1) of the center body (9a). And the inside of the pump casing comprised by the said casing main body (9) and an end cap (10) is satisfy | filled with oil.
[0029]
  The pump shaft (1) is rotatably supported around the central axis (X) by a bearing (1b) on the base end side (right side in the figure). The front end side (left side in the figure) of the pump shaft (1) is inserted partway from the swash plate side (right side in the figure) to the center of the cylinder block (2) so as to be non-penetrating. The tip of the pump shaft (1) is coupled to the cylinder block (2) via a spline (1c). Thus, the cylinder block (2) and the pump shaft (1) are assembled so as to rotate together in a state where they can be relatively displaced in the direction of the central axis (X).
[0030]
  As shown in FIG. 2 (sectional view taken along line YY in FIG. 1) and FIG. 3 (showing the swash plate side end surface of the cylinder block (2)) inside the cylinder block (2). Ten cylinders which are formed in a row in the circumferential direction around the pump shaft (1) and accommodate the pistons (41, 41,...) So as to be slidable in the longitudinal direction of the pump shaft (1). Chambers (24, 24, ...) are formed. These cylinder chambers (24, 24,...) Constitute the first cylinder row (4a). Further, on the outer peripheral side of the first cylinder row (4a), there are five cylinder chambers (25) for accommodating the pistons (42, 42,...) So as to be slidable in the longitudinal direction of the pump shaft (1). , 25, ...) are formed. These cylinder chambers (25, 25,...) Constitute the second cylinder row (4b).
[0031]
  On the port side end surface (2a) (see FIG. 4) as the valve plate side end surface of the cylinder block (2), the port groups (21, 22) are arranged at three concentric circumferential positions around the pump shaft (1). , 23) is formed. Five ports (21a) constituting the first port group (21) are formed at equal intervals at the first circumferential position near the outer periphery. Each of these ports (21a) is connected to each of the five cylinder chambers (24a, 24a,...) Of the first group disposed every other in the first cylinder row (4a). The cylinder chambers (24a) are individually communicated with each other through communication passages extending in the direction of the pump shaft (1) from a substantially central position (see FIG. 5). In addition, at the second circumferential position on the inner side, the ports (22a) constituting the second port group (22) are alternately spaced with respect to the ports (21a) of the first port group (21). 5 are formed. Each port (22a) of the second port group (22) is connected to five cylinder chambers (24b, 24b,...) Of the second group other than the first group in the first cylinder row (4a). On the other hand, the cylinder chambers (24b) are individually communicated with each other through a communication path extending in the direction of the pump shaft (1) from a position near the pump shaft (1). Further, five ports (23a, 23a,...) Constituting the third port group (23) are formed at equal intervals at the third circumferential position closest to the inner periphery. These ports (23a) are connected to the second cylinder row by first communication passages (26, 26,...) That are radially formed so as to extend from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the radial direction of the cylinder block (2). The cylinder chambers (25) of the third group constituting (4b) are individually communicated.
[0032]
  The port-side end face (2a) has a circular recess (2c) on the inner peripheral side of the third port group (23) around the central axis (X) of the pump shaft (1), and the third port. An annular first annular groove (2d) is provided at an intermediate position between the group (23) and the second port group (22), and an annular second annular ring is provided on the outer peripheral side of the first port group (21). The groove portions (2e) are formed concentrically. The circular recess (2c) and the first annular groove (2d) are communicated with each other in the casing body (9) through a communication passage (not shown) to form a drain passage. The second annular groove (2e) is communicated with the casing body (9) by five concave grooves (2f, 2f,...) Extending radially outward from the outer peripheral edge thereof to form a drain passage. Yes. Furthermore, between the circular recess (2c) and the first annular groove (2d) and between the first annular groove (2d) and the second annular groove (2e), respectively, the first, second or The seal portion surrounds the third port group (21, 22, 23).
[0033]
  Cylinder chambers (24, 24,...) Constituting the first cylinder row (4a) are opened on the inner peripheral side of the swash plate side end face (2b) (see FIG. 1) of the cylinder block (2). Further, cylinder chambers (25, 25,...) Constituting the second cylinder row (4b) are opened on the outer peripheral side. Further, the pistons (41, 42) inserted into the cylinder chambers (24, 25) are housed in the cylinder chambers (24, 25) at the base end sides, while the tip ends are variablely inclined from the openings. It protrudes toward the plate (5) and slidably contacts the variable swash plate (5) via slippers (43, 44) disposed at the tip thereof. Each piston (41, 42) revolves around the pump shaft (1) by the rotation of the cylinder block (2), and the variable swash plate (5) in the longitudinal direction of the pump shaft (1). It reciprocates according to the inclination angle. In FIG. 1, reference numeral (45) denotes a holding plate for connecting the pistons (41, 42) and the slippers (43, 44). (46) denotes a holding plate (45) which is connected to the pump shaft (1). It is the presser plate guide connected so that rotation is possible.
[0034]
  The valve plate (3) (see FIG. 6) is joined to the inner surface of the end cap (10), and slidably joined to the port side end surface (2a) of the cylinder block (2). Yes. The suction side range (left side range in the figure) that occupies approximately half of the circumference of the valve plate (3) around the pump shaft (1) is the suction side as a wide, substantially arc-shaped suction port. The through hole (31) is substantially half of each port (21a, ..., 22a, ..., 23a, ...) of the three port groups (21,22,23) disposed on the port side end face (2a). However, they are arranged so that they can communicate simultaneously. The suction side through hole (31) communicates a later-described suction side passage (10a) formed in the end cap (10) with the ports (21a, ..., 22a, ..., 23a, ...). Then, oil is supplied from an oil tank (not shown) into the cylinder chamber (24, 24, ..., 25, 25, ...).
[0035]
  Further, a discharge side range (a right side range in FIG. 6) occupying approximately half of the circumferential direction around the pump shaft (1) of the valve plate (3) is centered on the pump shaft (1). Discharge side through-hole rows (32, 33, 34) as three substantially arc-shaped discharge ports are formed at concentric circumferential positions. Each discharge side through-hole row (32, 33, 34) includes a plurality of concentric arc-shaped openings. The first discharge side through hole row (32) on the outermost peripheral side includes first to fourth four openings (32a, 32b, 32c, 32d), and ports constituting the first port group (21) ( 21a, 21a,...) Are arranged so that they can communicate simultaneously with approximately half of them. The second discharge side through-hole row (33) formed on the inner peripheral side of the first discharge side through-hole row (32) has first to third three openings (33a, 33b, 33c). Are arranged so as to be able to communicate simultaneously with substantially half of the ports (22a, 22a,...) Constituting the second port group (22). Further, the third discharge side through hole row (34) on the inner peripheral side includes first to third three openings (34a, 34b, 34c), and ports (23a) constituting the third port group (23). , 23a,. Here, the third discharge-side through-hole row (34) is formed on the innermost side of the three discharge-side through-hole rows (32, 33, 34), and the total opening area thereof is the other. It is smaller than the total opening area of the discharge side through-hole row (32, 33) (in the example shown, about half of the first discharge-side through-hole row (32)). Then, the reciprocating motion of the pistons (41, 41,..., 42, 42,...) Causes the pressure oil in the cylinder chambers (24a,..., 24b,..., 25,. Are discharged from the ports (21a, ..., 22a, ..., 23a, ...) and pass through the openings (32a to 34c) of the discharge side through-hole rows (32, 33, 34), respectively, independently of the end caps (10 ) Are distributed to a first discharge side passage (10b), a second discharge side passage (10c), or a three discharge side passage (10d), which will be described later. In addition, the arrow shown with a broken line in FIG. 6 has shown the rotation direction of the cylinder block (2) with respect to this valve plate (3).
[0036]
  The feature of this embodiment is located on the discharge start side (counterclockwise direction side in FIG. 6 of each discharge side through hole row (32, 33, 34)) in each discharge side through hole row (32, 33, 34). It is in the shape of notches (35, 36, 37) formed in the first openings (32a, 33a, 34a). This notch (35, 36, 37) gradually increases the communication area between the discharge side through hole row (32, 33, 34) and each cylinder chamber (24a, 24b, 25) as the cylinder block (2) rotates. To avoid sudden fluctuations in hydraulic pressure at the start of hydraulic fluid discharge. A similar notch (38) is also formed in the suction side through hole (31).
[0037]
  The tip positions of the notches (35, 36) formed in the first openings (32a, 33a) of the first discharge side through hole row (32) and the second discharge side through hole row (33) are the valve plate (3 ) At the same phase position in the circumferential direction (position on the same straight line extending in the radial direction). On the other hand, the tip position of the notch (37) formed in the first opening (34a) of the third discharge side through hole row (34) is the first discharge side through hole row (32) and the second discharge side. It is set at a position slightly shifted in the clockwise direction in the figure from the tip position of the notches (35, 36) of the side through hole row (33). In FIG. 6, the region surrounded by the alternate long and short dash line is a high pressure region. This high pressure region is a region where the discharge pressure from each port (21a to 23a) of the cylinder block (2) acts, and is a portion that generates a pressing force against the variable swash plate (5). Therefore, as described above, by reducing the length of the notch 37 of the third discharge side through hole row 34, the discharge of the first opening 34a of the third discharge side through hole row 34 is performed. The starting point is shortened in the clockwise direction in the figure. In other words, the third discharge-side through-hole row with respect to the angle range (region surrounded by the one-dot chain line) of the formation region of the first discharge-side through-hole row (32) and the second discharge-side through-hole row (33). The angle range of the formation region of (34) is slightly smaller. For this reason, in the formation region of the third discharge side through hole row (34), the region for applying the pressing force is set small.
[0038]
  The variable swash plate (5) has a donut-shaped main body (51) having a sliding surface (51a) on its upper surface (left side in FIG. 1), and a spring mechanism with respect to the center position of the main body (51). (6) The rotation shaft (52) formed to protrude outward from the outer peripheral surface of the main body (51) so as to pass the rotation center position (A) offset to the side, and the main body (51) It is comprised by the protrusion part (53) which protrudes outward from an outer peripheral surface by the one end side (upper end side of FIG. 1) of the direction orthogonal to the rotating shaft (52). The variable swash plate (5) is inclined by the reaction force of the pistons (41, 41,..., 42, 42,...) That discharge the pressure oil due to the offset arrangement of the rotating shaft (52). A self-returning moment is generated in a decreasing direction (counterclockwise in FIG. 1). The variable swash plate (5) is in a state in which the protrusion (53) is in contact with the bottom wall (the right wall in FIG. 1) of the casing body (9) and is prevented from further rotation. While the inclination angle reaches the maximum (for example, 17 degrees), the main body (51) contacts the bottom wall of the casing main body (9) by rotating to the opposite side and further rotates. In the blocked state, the tilt angle is set to a neutral state of zero degrees. The piston (41, 41, slidably contacting the sliding surface (51a) via the slippers (43, 43, ..., 44, 44, ...) according to the inclination angle of the variable swash plate (5). ..., 42, 42, ...), the stroke of the reciprocating movement is adjusted to increase / decrease / change.
[0039]
  The spring mechanism (6) includes two coil springs (61, 62) arranged coaxially with each other. These coil springs (61, 62) include a support member (63) that is slidably mounted on the end cap (10), and a contact member that is in contact with the protruding portion (53) of the variable swash plate (5). (64). As a result, the coil spring (61, 62) causes the variable swash plate (5) to move to the maximum inclination side (clockwise in FIG. 1) by the pressing biasing force of both coil springs (61, 62) that is substantially proportional to the inclination angle. Is energized.
[0040]
  The balance piston mechanism (7) (see FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 7) is the innermost circumferential side centered on the central axis (X) of the pump shaft (1) on the port side in the cylinder block (2). The circular cross-sections are arranged at equal intervals in the circumferential direction and open to face the front end surface (1a) of the pump shaft (1), respectively, while extending in the direction of the central axis (X). The five balance cylinder chambers (71, 71,...) And the balance cylinder chambers (71) have a base end side that is liquid-tight and relatively slidable with respect to each balance cylinder chamber (71). On the other hand, it is configured by a substantially cylindrical balance piston (72, 72,...) Disposed so that the tip side is in contact with the tip surface (1a) of the pump shaft (1). Each balance cylinder chamber (71) is individually communicated with the first communication passage (26, 26,...) By the second communication passage (27, 27,...) And discharged from the second cylinder row (4b). The cylinder block (2) is configured so that the balance piston (72, 72,...) Receiving the discharge pressure presses the front end surface (1a) of the pump shaft (1). A pressing force is applied to the valve plate (3) side.
[0041]
  The journal bearing (8) is disposed between the outer peripheral surface of the cylinder block (2) and the inner peripheral surface of the casing body (9), and an oil film is formed between the outer peripheral surface of the cylinder block (2). The cylinder block (2) is supported in the radial direction by this oil film.
[0042]
  The end cap (10) is formed with a suction side passage (10a) (see FIG. 7) and first, second, and third discharge side passages (10b, 10c, 10d), each of which is a valve. Individually with the cylinder chamber (24a, ..., 24b, ..., 25, ...) via each discharge side through hole row (32, 33, 34) and suction side through hole (31) formed in the plate (3) Communicating with The first discharge side passage (10b) is an unillustrated left side travel system of the shovel, the second discharge side passage (10c) is the right side travel system of the shovel, and the third discharge side passage (10d) is The excavator swivel system is independently connected to each other by hydraulic piping. The suction side passage (10a) is connected to an oil tank (not shown) disposed in the excavator by a hydraulic pipe. Further, the suction side passage (10a) communicates with the inside of the casing body (9) by the drain passage (10e), and the port side end face (2a) and the valve plate (3) on the discharge side of the cylinder block (2). The pressure oil leaking into the casing main body (9) from the gap between the casing main body (9) and the suction side passage is recirculated from the casing main body (9).
[0043]
  In FIG. 1, (11) is a trochoid pump that is rotationally driven by a pump shaft (1). The trochoid pump (11) sucks oil in the casing body (9) and supplies pressure oil to a pilot operation circuit (not shown) of the shovel through a passage (11b) formed in the casing body (9). It has become.
[0044]
  -Explanation of pump operation-
  Next, the operation of the pump according to the present embodiment and the operation and effect thereof will be described.
[0045]
  First, when the pump shaft (1) is rotated by the operation of the prime mover, the piston (41, 41, ..., 42, 42, ...) reciprocates the maximum reciprocating stroke along the variable swash plate (5) with the maximum inclination state. By moving, the maximum amount of oil is sucked and the maximum amount of pressurized oil is discharged. At this time, the pressure oil in the cylinder chambers (24a, 24a,...) Of the first group passes through the first port group (21) and the openings (32a to 32d) of the first discharge side through hole row (32). In the first discharge side passage (10b), the pressure oil in the second group of cylinder chambers (24b, 24b,...) Is opened to the second port group (22) and the second discharge side through hole row (33) ( 33a to 33c) to the second discharge side passage (10c), and the pressure oil in the third group of cylinder chambers (25, 25,...) Passes through the third port group (23) and the third discharge. It passes through the openings (34a to 34c) of the side through hole row (34) and flows independently to the third discharge side passage (10d), and is independently supplied to each hydraulic system of the shovel via the hydraulic piping. . Here, the first discharge flow discharged from the first group of cylinder chambers (24a, 24a,...) And the second discharge flow discharged from the second group of cylinder chambers (24b, 24b,...) Both are the same amount of discharge flow discharged from the equal volume cylinder chamber (24) constituting the first cylinder row (4a), and both discharge flows are independently supplied to the left and right traveling systems of the shovel. As a result, the straight traveling performance of the excavator can be improved. Further, by supplying the third discharge flow discharged from the third group of cylinder chambers (25, 25,...) To the swing system of the shovel, this swing system is not affected by the operation of the left and right traveling systems. And the operability can be improved. That is, pressure oil can be independently supplied from one cylinder block (2) to the three hydraulic systems of the excavator, and the pump as a whole can be made compact.
[0046]
  The variable swash plate (5) receives the discharge pressure of the pump acting via the piston (41, 42) on the discharge side, and the inclination angle decreases against the pressing force of the spring mechanism (6). Therefore, the angle of the variable swash plate (5) is maintained in a state where the oil pressure on the discharge side and the pressing force of the spring mechanism (6) are balanced. As a result, each of the first discharge flow, the second discharge flow, and the third discharge flow can be reduced as their discharge pressure increases, so that the prime mover is overloaded as the hydraulic pressure of the traveling system and the turning system increases. Power loss can be reduced by preventing the operation and reducing the frequency of opening the relief valve. That is, further effective utilization of the output of the prime mover can be achieved by performing comprehensive total horsepower control based on the total load as the flow rate / pressure control of the pump.
[0047]
  -Effect of the embodiment-
  As described above, in the present embodiment, the tip position of the notch (37) formed in the first opening (34a) of the third discharge side through hole row (34) of the valve plate (3) is the other discharge position. It is located in the clockwise direction of FIG. 6 from the tip position of the notch (35, 36) of the side through hole row (32, 33). For this reason, in the area | region of the inner peripheral side part (circumferential area | region of the part in which the 3rd discharge side through-hole row | line | column (34) is formed) in a valve plate (3), a high pressure area is reduced compared with the conventional one. (A region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 6). That is, the pressure region for rotating the variable swash plate (5) in the counterclockwise direction in FIG. 1 is small. As a result, the variable swash plate (5) does not rotate counterclockwise until the pump discharge pressure reaches a relatively high predetermined value, and when the pump discharge pressure reaches a relatively high predetermined value, The variable swash plate (5) rotates counterclockwise and is set to a position where it is balanced with the coil springs (61, 62) of the spring mechanism (6).
[0048]
  This will be described with reference to the graph of FIG. This graph shows the relationship between the discharge pressure and the discharge flow rate in the pump. (Α) is the case where the conventional valve plate shown in FIG. 11 is employed. That is, the variable swash plate (5) does not rotate until the discharge pressure reaches the predetermined value (I), and when the predetermined pressure (I) is reached, the variable swash plate (5) is variable against the biasing force of the spring mechanism (6). The swash plate (5) rotates and shifts to constant horsepower control.
[0049]
  (Β) in FIG. 8 shows this embodiment. That is, the variable swash plate (5) does not rotate until the discharge pressure reaches a relatively high predetermined value (II), and resists the biasing force of the spring mechanism (6) when the discharge pressure reaches this predetermined value (II). Then, the variable swash plate (5) rotates and shifts to constant horsepower control.
[0050]
  In FIG. 8, (δ) is a constant horsepower line when the excavator's turning system is in an unloaded state. Thus, in this embodiment, the constant horsepower line can be brought close to the ideal constant horsepower line even when refueling the excavator's turning system, and the engine horsepower can be used efficiently.
[0051]
  In addition, when the swing system is driven from the state at the (D) point of the constant horsepower line (δ) while the excavator's swing system is running in a no-load state, the conventional system shifts to the (E) point. To do. That is, the discharge flow rate of the hydraulic oil is extremely reduced, and there is a possibility that the running stability of the excavator may be hindered. On the other hand, in the present embodiment, when the turning system is driven, the point moves to the point (F). That is, it is possible to suppress a decrease in the discharge flow rate of the hydraulic oil and maintain the excavator traveling stability well. In other words, the degree of influence of the turning system on the other traveling systems among the three hydraulic supply systems can be reduced.
[0052]
  As described above, in this embodiment, the constant horsepower characteristic can be changed only by slightly reducing the length of the notch (37) of the third discharge side through hole row (34).
[0053]
  In addition, by changing the tip position of each notch (35, 36, 37) in this way, the period of the boosting curve in each cylinder chamber (24, 25) can be made different. That is, the time when the cylinder internal pressure reaches the maximum pressure can be shifted, and the operation noise of the pump can be reduced.
[0054]
  <Other embodiments>
  In the embodiment described above, the tip position of the notch (37) formed in the first opening (34a) of the third discharge side through-hole row (34) is defined as the first discharge side through-hole row (32) and the second discharge side through-hole row (34). It was located in the clockwise direction of FIG. 6 from the tip position of the notches (35, 36) of the discharge side through hole row (33). The present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 9, the tip position of the notch (37) formed in the first opening (34 a) of the third discharge side through hole row (34) The side through-hole row (32) and the second discharge-side through-hole row (33) may be positioned on the counterclockwise direction in the figure with respect to the tip positions of the notches (35, 36). The constant horsepower line in this case is as shown in (γ) of FIG. That is, when the discharge pressure reaches a relatively low predetermined value (III), the variable swash plate (5) rotates against the urging force of the spring mechanism (6) and shifts to constant horsepower control.
[0055]
  Thus, by changing the tip position of the notch (37) formed in the first opening (34a) of the third discharge side through hole row (34), it is possible to obtain an arbitrary constant horsepower characteristic.
[0056]
  Further, the present invention is not limited to changing the tip position of the notch (37) of the third discharge side through hole row (34), that is, the first discharge side through hole row (32) or the second discharge side through hole. An arbitrary constant horsepower characteristic can be obtained by changing the tip position of the notches (35, 36) of the hole row (33).
[0057]
  Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes other various embodiments. That is, in the said embodiment, although applied to a hydraulic piston pump as a variable displacement piston pump, you may apply not only to this but to the hydraulic pump using liquids other than oil.
[0058]
  In the above embodiment, as a mechanism for adjusting the inclination angle of the variable swash plate (5), the rotational center of the variable swash plate (5) is offset to the spring mechanism (6) side, but this is not limiting. Various mechanisms are applicable.
[0059]
  In the above embodiment, the first cylinder row (4a) is constituted by 10 cylinder chambers, and the second cylinder row (4b) is constituted by 5 cylinder chambers. The first cylinder row may be composed of cylinder chambers other than ten, and the second cylinder row may be composed of cylinder chambers other than five.
[0060]
  In the above embodiment, the journal bearing is disposed on the outer peripheral surface of the cylinder block (2). However, the present invention is not limited to this, and other bearings such as a roller bearing may be disposed.
[0061]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the following effects are exhibited. According to the first aspect of the present invention, a desired constant horsepower can be obtained by varying the angle range of the discharge port (32, 33, 34) of the valve plate (3) with respect to the swash plate type variable displacement piston pump. A variable displacement piston pump having characteristics was obtained. For this reason, it is possible to increase the degree of freedom in changing the constant horsepower characteristics of the pump with a simple configuration such as improving the formation region of the discharge port (32, 33, 34) of the valve plate (3). Further, by varying the angle range of the region where the discharge ports (32, 33, 34) are formed, the period of the boosting curve in each cylinder (24, 25) can be varied. For this reason, the time when the cylinder internal pressure reaches the maximum pressure can be shifted, and the operation noise of the pump can be reduced.
[0062]
  In the invention according to claim 2, the circumferential direction around the rotation center axis (X) at the tip of the notch (35, 36, 37) provided in each discharge port (32, 33, 34) of the valve plate (3) By varying the angular position, the angular range of the formation region of the discharge port (32, 33, 34) is varied. For this reason, desired constant horsepower characteristics can be obtained with a relatively simple configuration, and the practicality of the invention can be improved.
[0063]
  In the invention described in claim 3, the inclination angle is adjusted by the balance between the pump discharge acting on the variable swash plate (5) and the pressure of the urging means (6). For this reason, the angle adjusting mechanism of the variable swash plate (5) is embodied, and this can also improve the practicality of the invention.
[0064]
  According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of systems of fluid can be supplied from one cylinder block (2). For this reason, it becomes possible to supply pressurized liquid as a plurality of independent discharge flows from one cylinder block (2) of one piston pump.
[0065]
  The invention according to claim 5 applies the piston pump according to the present invention to a hydraulic excavator. Therefore, the application form of the piston pump can be realized, and the effect according to the invention of claim 1 can be obtained for each drive system of the hydraulic excavator, and the constant horsepower of the swing system and the traveling system of the hydraulic excavator can be obtained. It becomes possible to obtain characteristics arbitrarily.
[0066]
  In the inventions according to claims 6 and 7, it is possible to arbitrarily set the degree of influence of the turning system on the traveling system of the excavator by changing the angular position of the communication start point of the discharge port with respect to the port group. Become. In particular, according to the sixth aspect of the present invention, even if the turning system is driven during traveling of the hydraulic excavator, the traveling performance can be hardly affected, and traveling stability can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement piston pump according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
FIG. 3 is a view showing a swash plate side end face of a cylinder block.
FIG. 4 is a view showing a port side end face of a cylinder block.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a communication state between the first and second cylinder rows and the port group.
FIG. 6 is a plan view showing a valve plate.
7 is a partial cross-sectional view taken along line ZZ in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing constant horsepower lines when the notch length of the discharge-side through hole is changed.
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 6 in a modified example.
FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of adjusting the tilt angle of the variable swash plate.
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 6 showing a conventional valve plate.
[Explanation of symbols]
(2) Cylinder block
(2a) Port side end face of cylinder block
(21-23) Port group
(24,25) Cylinder chamber (cylinder)
(3) Valve plate
(31) Suction side through hole (suction port)
(32 to 34) Discharge side through hole array (discharge port)
(4a, 4b) Cylinder row
(41,42) Piston
(5) Variable swash plate

Claims (7)

ピストン(41,42)が収容された複数のシリンダ(24,25)を備えて回転するシリンダブロック(2)と、該シリンダブロック(2)に摺接し、吸入ポート(31)及び円弧状の複数の排出ポート(32,33,34)を備えたバルブプレート(3)と、傾斜角度の調整によりピストン(41,42)の往復動ストロークを変更する可変斜板(5)とを備え
上記複数の排出ポート (32,33,34) は、上記バルブプレート (3) の吐出側に、内外周方向に配列されている可変容量形ピストンポンプにおいて、
上記各排出ポート(32,33,34)それぞれの形成領域のうち少なくとも1つ(34)の形成領域は、周方向の角度範囲が、他の排出ポート(32,33)の形成領域における周方向の角度範囲とは異なっていることを特徴とする可変容量形ピストンポンプ。
A cylinder block (2) rotating with a plurality of cylinders (24, 25) in which pistons (41, 42) are housed, and a sliding contact with the cylinder block (2), a suction port (31) and a plurality of arcuate shapes A valve plate (3) having a discharge port (32, 33, 34) and a variable swash plate (5) for changing the reciprocating stroke of the piston (41, 42) by adjusting the inclination angle ,
In the variable displacement piston pump, the plurality of discharge ports (32, 33, 34) are arranged in the inner and outer peripheral directions on the discharge side of the valve plate (3) .
Of the formation regions of the respective discharge ports (32, 33, 34), the formation region of at least one (34) has a circumferential angle range in the circumferential direction in the formation region of the other discharge ports (32, 33). The variable displacement piston pump is characterized in that it is different from the angle range.
請求項1記載の可変容量形ピストンポンプにおいて、
バルブプレート(3)の各排出ポート(32,33,34)は、シリンダ(24,25)内の圧力変動を抑制するためのノッチ(35,36,37)を有しており、各ノッチ(35,36,37)のうち少なくとも1つのノッチ(37)先端は、周方向の角度位置が、他のノッチ(35,36)先端の上記周方向の角度位置とは異なっていることを特徴とする可変容量形ピストンポンプ。
The variable displacement piston pump according to claim 1, wherein
Each discharge port (32, 33, 34) of the valve plate (3) has a notch (35, 36, 37) for suppressing pressure fluctuation in the cylinder (24, 25). At least one notch (37) tip of 35, 36, 37) is characterized in that the circumferential angular position is different from the circumferential angular position of the other notch (35, 36) tip. Variable displacement piston pump.
請求項1記載の可変容量形ピストンポンプにおいて、
可変斜板(5)は、ピストン(41,42)を介して受けるポンプ吐出圧と、該吐出圧に反する付勢力を発生する付勢手段(6)の圧力とのバランスにより傾斜角度が調整されることを特徴とする可変容量形ピストンポンプ。
The variable displacement piston pump according to claim 1, wherein
The tilt angle of the variable swash plate (5) is adjusted by the balance between the pump discharge pressure received through the piston (41, 42) and the pressure of the biasing means (6) that generates a biasing force against the discharge pressure. A variable displacement piston pump.
請求項1記載の可変容量形ピストンポンプにおいて、
シリンダブロック(2)のシリンダ(24,25)は、回転中心軸(X)を中心とする互いに異なる直径の同心円周位置に形成された外側シリンダ(25)及び内側シリンダ(24)であり、
上記シリンダブロック(2)のバルブプレート側端面(2a)には、回転中心軸(X)を中心とする互いに異なる直径の同心円周位置に形成された第1,第2及び第3のポート群(21,22,23)が形成されていて、
内側シリンダ(24)の一部は第1ポート群(21)に、他は第2ポート群(22)にそれぞれ連通している一方、外側シリンダ(25)は第3ポート群(23)に連通しており、
上記バルブプレート(3)の排出ポート(32,33,34)は、上記第1ポート群(21)に連通する第1排出ポート(32)、第2ポート群(22)に連通する第2排出ポート(33)、第3ポート群(23)に連通する第3排出ポート(34)であることを特徴とする可変容量形ピストンポンプ。
The variable displacement piston pump according to claim 1, wherein
The cylinders (24, 25) of the cylinder block (2) are an outer cylinder (25) and an inner cylinder (24) formed at concentric circumferential positions with different diameters around the rotation center axis (X),
The valve plate side end face (2a) of the cylinder block (2) has first, second and third port groups (concentric circumferential positions having different diameters centered on the rotation center axis (X)) ( 21,22,23) is formed,
A part of the inner cylinder (24) communicates with the first port group (21) and the other communicates with the second port group (22), while the outer cylinder (25) communicates with the third port group (23). And
The discharge port (32, 33, 34) of the valve plate (3) has a first discharge port (32) communicating with the first port group (21) and a second discharge communicating with the second port group (22). A variable displacement piston pump comprising a third discharge port (34) communicating with the port (33) and the third port group (23).
請求項4記載の可変容量形ピストンポンプにおいて、
シリンダブロック(2)は、油圧ショベルの原動機の出力を受けて回転する一方、第1排出ポート(32)は油圧ショベルの一方の走行系に、第2排出ポート(33)は油圧ショベルの他方の走行系に、第3排出ポート(34)は油圧ショベルの旋回系にそれぞれ液圧を供給することを特徴とする可変容量形ピストンポンプ。
The variable displacement piston pump according to claim 4,
The cylinder block (2) rotates in response to the output of the excavator prime mover, while the first discharge port (32) is connected to one traveling system of the hydraulic excavator and the second discharge port (33) is connected to the other of the hydraulic excavator. A variable displacement piston pump characterized in that the third discharge port (34) supplies hydraulic pressure to the swing system of the excavator, respectively, in the traveling system.
請求項4記載の可変容量形ピストンポンプにおいて、
第3ポート群(23)に対する第3排出ポート(34)の連通開始点の角度位置は、第1及び第2ポート群(23)に対する第1及び第2排出ポート(32,33)の連通開始点の角度位置よりもシリンダブロック回転方向の前側に位置していることを特徴とする可変容量形ピストンポンプ。
The variable displacement piston pump according to claim 4,
The angular position of the communication start point of the third discharge port (34) with respect to the third port group (23) is the start of communication of the first and second discharge ports (32, 33) with respect to the first and second port groups (23). A variable displacement piston pump characterized by being positioned in front of a cylinder block rotation direction with respect to an angular position of a point.
請求項4記載の可変容量形ピストンポンプにおいて、
第3ポート群(23)に対する第3排出ポート(34)の連通開始点の角度位置は、第1及び第2ポート群(23)に対する第1及び第2排出ポート(32,33)の連通開始点の角度位置よりもシリンダブロック回転方向の後側に位置していることを特徴とする可変容量形ピストンポンプ。
The variable displacement piston pump according to claim 4,
The angular position of the communication start point of the third discharge port (34) with respect to the third port group (23) is the start of communication of the first and second discharge ports (32, 33) with respect to the first and second port groups (23). A variable displacement piston pump characterized in that it is located on the rear side of the cylinder block rotation direction with respect to the angular position of the point.
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JP6006646B2 (en) * 2013-01-15 2016-10-12 日立建機株式会社 Hydraulic system using piston pump
JP5983433B2 (en) * 2013-01-29 2016-08-31 井関農機株式会社 Seedling transplanter
CN107654364A (en) * 2017-10-30 2018-02-02 青岛力克川液压机械有限公司 A kind of integrated form Variable plunger pump distributing construction
CN110285031A (en) * 2018-03-19 2019-09-27 北京华德液压工业集团有限责任公司 A kind of high pressure, low pulse axial plunger pump/motor
CN108799036B (en) * 2018-06-22 2019-08-30 太原理工大学 Can balancing moment and alleviate impact asymmetric axial plunger pump
CN110925160B (en) * 2019-12-12 2021-06-01 太原理工大学 Valve plate capable of reducing multi-change working condition and pressure impact noise

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