JP5634119B2

JP5634119B2 - Axial piston pump

Info

Publication number: JP5634119B2
Application number: JP2010110186A
Authority: JP
Inventors: 宏泰落合
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: JP2011236847A

Description

本発明は、斜板型のアキシャルピストンポンプに関する。 The present invention relates to a swash plate type axial piston pump.

アキシャルピストンポンプでは、ケーシング内部に設けられたシリンダバレルの回転に伴い、前記シリンダバレルに形成された複数のシリンダの各々に設けられたピストンが斜板に沿って摺動し、前記シリンダ内部を往復運動する。前記ピストンが下死点から上死点に移動する際には、前記シリンダはシリンダポートを介して吸入ポートに接続され、該吸入ポートから作動流体を吸入する。一方、前記ピストンが上死点から下死点に移動する際には、前記シリンダは前記シリンダポートを介して吐出ポートに接続され、該吐出ポートへと作動流体を吐出する。 In the axial piston pump, as the cylinder barrel provided in the casing rotates, the piston provided in each of the plurality of cylinders formed in the cylinder barrel slides along the swash plate and reciprocates in the cylinder. Exercise. When the piston moves from the bottom dead center to the top dead center, the cylinder is connected to the suction port via the cylinder port and sucks the working fluid from the suction port. On the other hand, when the piston moves from top dead center to bottom dead center, the cylinder is connected to the discharge port via the cylinder port, and discharges the working fluid to the discharge port.

従来、前記シリンダの吸入工程から吐出工程への切替の際に、前記シリンダの内部圧力の急激な変化を抑制することを目的として、吐出コンジットが設けられている。この吐出コンジットは、前記シリンダに前記吐出ポートが接続されるよりも前に、前記シリンダと前記吐出ポートとを連通するものである。しかしながら、前記吐出コンジットによって、前記シリンダと前記吐出ポートとが早い段階で連通するため、吐出圧力が大きい場合には次の問題を生じていた。すなわち、前記シリンダ内部の作動流体が十分に昇圧される前に、前記吐出コンジットが前記吐出ポートに接続されるため、該吐出ポートから前記シリンダへの作動流体の逆流が助長される。その結果、前記吐出ポートから前記シリンダへ吐出される作動流体の流量の変動が大きくなり、騒音等の原因となる脈動が大きくなっていた。 Conventionally, a discharge conduit is provided for the purpose of suppressing a rapid change in the internal pressure of the cylinder when the cylinder is switched from a suction process to a discharge process. The discharge conduit communicates the cylinder and the discharge port before the discharge port is connected to the cylinder. However, since the cylinder and the discharge port communicate with each other at an early stage by the discharge conduit, the following problem occurs when the discharge pressure is large. That is, since the discharge conduit is connected to the discharge port before the working fluid inside the cylinder is sufficiently pressurized, the backflow of the working fluid from the discharge port to the cylinder is promoted. As a result, the fluctuation of the flow rate of the working fluid discharged from the discharge port to the cylinder is increased, and the pulsation that causes noise and the like is increased.

そこで特許文献１には、前記吐出コンジットに代えて、前記シリンダと、高圧の作動流体が保持された高圧流体ラインとを連通する吐出コンジットが設けられたアキシャルピストンポンプが開示されている。この吐出コンジットによれば、前記シリンダと前記吐出ポートとの連通に先立って、前記シリンダと前記高圧流体ラインとが連通するため、前記シリンダ内部の作動流体を十分に昇圧させることができる。その結果、吐出圧力が高い場合でも、前記吐出ポートから前記シリンダへの作動流体の逆流を抑制することができ、脈動を低減させることができる。 Therefore, Patent Document 1 discloses an axial piston pump provided with a discharge conduit that communicates the cylinder and a high-pressure fluid line holding a high-pressure working fluid instead of the discharge conduit. According to this discharge conduit, since the cylinder and the high-pressure fluid line communicate with each other prior to communication between the cylinder and the discharge port, the working fluid inside the cylinder can be sufficiently boosted. As a result, even when the discharge pressure is high, the backflow of the working fluid from the discharge port to the cylinder can be suppressed, and pulsation can be reduced.

特開昭６３−１５９６７８号公報（請求項１、２頁右欄３４行目から４２行目、図１等）JP-A-63-159678 (claim 1, page 2, right column, lines 34 to 42, FIG. 1 etc.)

しかしながら、吐出圧力が低い場合で、前記シリンダ内部の作動流体の昇圧が余り必要とされない場合には、前記シリンダと前記吐出ポートとが連通されない時間が必要以上に長くなる。このことにより、前記吐出ポートから前記シリンダへ吐出される作動流体の実際の流量と、前記吐出ポートから前記シリンダへ吐出される、シリンダ内部の圧力の変動を考慮しない作動流体の流量との差が大きくなり、脈動が大きくなるという問題が生じていた。 However, when the discharge pressure is low and the working fluid inside the cylinder is not required to be boosted excessively, the time during which the cylinder and the discharge port are not communicated becomes longer than necessary. As a result, there is a difference between the actual flow rate of the working fluid discharged from the discharge port to the cylinder and the flow rate of the working fluid discharged from the discharge port to the cylinder without considering the pressure fluctuation in the cylinder. There was a problem that the pulsation was increased.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、吐出圧力の高低に関わらずこの脈動の抑制を図ることができるアキシャルピストンポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an axial piston pump capable of suppressing the pulsation regardless of the level of the discharge pressure.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るアキシャルピストンポンプは、ケーシングの内部に回転自在に設けられ、ピストンが往復自在に内接するシリンダが複数形成されたシリンダバレルと、前記ケーシングの内部に傾き可変に設けられ、傾きに応じたストロークで前記ピストンを往復させる斜板と、前記ピストンが下死点から上死点へと移動する間に前記シリンダに接続され、該シリンダに作動流体を吸入する吸入ポートと、前記ピストンが上死点から下死点へと移動する間に前記シリンダに接続され、該シリンダから作動流体を吐出する吐出ポートと、一方が、前記ピストンが上死点から下死点へと移動する間であって前記シリンダに前記吐出ポートが接続されるよりも前に前記シリンダに接続されるシリンダ接続孔と、一方が前記吐出ポートに接続される吐出ポート接続孔と、一定の圧力に昇圧された作動流体が保持される蓄圧孔と、前記シリンダ接続孔の他方と、前記吐出ポート接続孔の他方と、前記蓄圧孔とが接続される切替部と、前記切替部に設けられ、前記吐出ポートの内部圧力に応じて、前記シリンダ接続孔に前記吐出ポート接続孔又は前記蓄圧孔のいずれか一方を接続する切替手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an axial piston pump according to the present invention is provided inside a casing so as to be rotatable, and a cylinder barrel in which a plurality of cylinders in which pistons are reciprocally inscribed are formed, A swash plate that is provided inside the casing so as to be variable in inclination and reciprocates the piston with a stroke corresponding to the inclination, and is connected to the cylinder while the piston moves from bottom dead center to top dead center. A suction port that sucks the working fluid into the cylinder and a discharge port that is connected to the cylinder while the piston moves from the top dead center to the bottom dead center and discharges the working fluid from the cylinder. Cylinder connection that is connected to the cylinder before the discharge port is connected to the cylinder during the movement from the top dead center to the bottom dead center A discharge port connection hole, one of which is connected to the discharge port, a pressure accumulating hole for holding a working fluid whose pressure has been increased to a constant pressure, the other of the cylinder connection hole, and the other of the discharge port connection hole A switching portion to which the pressure accumulating hole is connected; and provided in the switching portion, and connects either the discharge port connecting hole or the pressure accumulating hole to the cylinder connecting hole according to the internal pressure of the discharge port. And a switching means.

このアキシャルピストンポンプによれば、前記シリンダ接続孔に前記吐出ポート又は前記蓄圧孔のいずれか一方を接続する前記切替手段を備えているため、吐出圧力に応じて前記シリンダ接続孔の接続先を次のように切替えることができる。すなわち、吐出圧力が高い場合には、前記シリンダ接続孔を前記蓄圧孔に接続する。こうすることで、前記シリンダと前記吐出ポートとが連通する前に、前記蓄圧孔によって前記シリンダの内部を昇圧することができ、前記吐出ポートから前記シリンダへの作動流体の逆流を抑制することができる。 According to this axial piston pump, since the switching means for connecting either the discharge port or the pressure accumulating hole to the cylinder connection hole is provided, the connection destination of the cylinder connection hole is set according to the discharge pressure. It can be switched as follows. That is, when the discharge pressure is high, the cylinder connection hole is connected to the pressure accumulation hole. By doing so, before the cylinder and the discharge port communicate with each other, the pressure in the cylinder can be increased by the pressure accumulation hole, and the backflow of the working fluid from the discharge port to the cylinder can be suppressed. it can.

一方、吐出圧力が低い場合には、前記シリンダ接続孔を前記吐出ポート接続孔に接続する。こうすることで、前記シリンダ内部の作動流体の昇圧を余り必要としない低吐出圧力において、前記シリンダと前記吐出ポートとを早期に連通することができる。 On the other hand, when the discharge pressure is low, the cylinder connection hole is connected to the discharge port connection hole. By doing so, the cylinder and the discharge port can be communicated at an early stage at a low discharge pressure that does not require much pressure increase of the working fluid inside the cylinder.

以上のように、このアキシャルピストンポンプによれば、吐出圧力の高低に関わらず、前記シリンダから前記吐出ポートに吐出される作動流体の、幾何学的な流量と、実際の流量との差を小さくすることができ、脈動を抑制することができる。 As described above, according to the axial piston pump, the difference between the geometric flow rate and the actual flow rate of the working fluid discharged from the cylinder to the discharge port is reduced regardless of the discharge pressure level. And pulsation can be suppressed.

本発明に係るアキシャルピストンポンプのより好ましい態様としては、前記切替部は、同軸に並べて配置された第一の円柱空間と該第一の円柱空間よりも直径が小さい第二の円柱空間とを有し、前記シリンダ接続孔は、前記第二の円柱空間の、前記第一の円柱空間とは反対側の端部の円周面に開口し、前記吐出ポート接続孔は、前記第二の円柱空間の、前記第一の円柱空間側の端部の円周面に開口し、前記蓄圧孔は前記第一の円柱空間の円周面に開口し、前記切替手段は、前記第一の円柱空間に往復自在に内接する第一の切替弁と、前記第二の円柱空間に往復自在に内接する第二の切替弁と、前記第一の切替弁と前記第二の切替弁との間に設けられる作動流体流通部とを備えたスプールと、該スプールの前記第一の切替弁の端面を、前記第一の切替弁から前記第二の切替弁に向かう方向に所定の力で押圧する押圧手段とを有する。 As a more preferred aspect of the axial piston pump according to the present invention, the switching unit has a first cylindrical space arranged coaxially and a second cylindrical space having a diameter smaller than that of the first cylindrical space. The cylinder connection hole opens in a circumferential surface of an end of the second column space opposite to the first column space, and the discharge port connection hole is formed in the second column space. Of the first cylindrical space, the pressure accumulating hole is opened in the circumferential surface of the first cylindrical space, and the switching means is provided in the first cylindrical space. Provided between the first switching valve that is reciprocally inscribed, the second switching valve that is reciprocally inscribed in the second cylindrical space, and the first switching valve and the second switching valve. A spool provided with a working fluid circulation part, and an end face of the first switching valve of the spool, And a pressing means for pressing at a predetermined force in the direction toward the second switching valve from the switching valve.

このアキシャルピストンポンプによれば、前記シリンダ接続孔が、前記吐出ポートの内部圧力を前記スプールのバネと接触する側とは反対側の端面に伝達する役割を果たすため、上述のアキシャルピストンポンプに加え、さらに簡易な構成で、所定の吐出圧力における前記シリンダ接続孔の接続先の切替が可能となる。 According to this axial piston pump, the cylinder connection hole plays a role of transmitting the internal pressure of the discharge port to the end surface opposite to the side in contact with the spring of the spool. In addition, it is possible to switch the connection destination of the cylinder connection hole at a predetermined discharge pressure with a simpler configuration.

本発明に係るアキシャルピストンポンプのより好ましい態様としては、前記切替手段は、前記シリンダ接続孔と前記吐出ポート又は前記吸入ポートとの開口面積と、前記シリンダの内部圧力と、吐出圧力とから算出される、前記シリンダ接続孔に前記吐出ポート接続孔が接続された場合の脈動の値と、前記シリンダ接続孔に前記蓄圧孔が接続された場合の脈動の値とが同一となる吐出圧力を切替圧力とし、該切替圧力よりも吐出圧力が小さい場合に、前記シリンダ接続孔に前記吐出ポート接続孔を接続し、該切替圧力よりも吐出圧力が大きい場合に、前記シリンダ接続孔に前記蓄圧孔を接続する。 As a more preferred aspect of the axial piston pump according to the present invention, the switching means is calculated from an opening area between the cylinder connection hole and the discharge port or the suction port, an internal pressure of the cylinder, and a discharge pressure. The discharge pressure at which the pulsation value when the discharge port connection hole is connected to the cylinder connection hole and the pulsation value when the pressure accumulation hole is connected to the cylinder connection hole is the switching pressure. When the discharge pressure is lower than the switching pressure, the discharge port connection hole is connected to the cylinder connection hole, and when the discharge pressure is higher than the switching pressure, the pressure accumulation hole is connected to the cylinder connection hole. To do.

ここで、前記切替圧力よりも、前記吐出圧力が低い場合、前記シリンダ接続孔を前記吐出ポート接続孔に接続する方が、前記蓄圧孔に接続するよりも脈動が小さくなる。一方、前記切替圧力よりも、前記吐出圧力が高い場合、前記シリンダ接続孔を前記蓄圧孔に接続する方が、前記吐出ポート接続孔に接続するよりも脈動が小さくなる。このアキシャルピストンポンプによれば、前記切替圧力よりも吐出圧力が小さい場合に、前記シリンダ接続孔に前記吐出ポート接続孔を接続し、前記切替圧力よりも吐出圧力が大きい場合に、前記シリンダ接続孔に前記蓄圧孔を接続することができる。従って、より効果的に脈動を抑制することができる。 Here, when the discharge pressure is lower than the switching pressure, the pulsation is smaller when the cylinder connection hole is connected to the discharge port connection hole than when the cylinder connection hole is connected to the pressure accumulation hole. On the other hand, when the discharge pressure is higher than the switching pressure, the pulsation is smaller when the cylinder connection hole is connected to the pressure accumulation hole than when the discharge port connection hole is connected. According to this axial piston pump, when the discharge pressure is smaller than the switching pressure, the cylinder connection hole is connected to the cylinder connection hole, and when the discharge pressure is larger than the switching pressure, the cylinder connection hole The pressure accumulating hole can be connected to. Therefore, pulsation can be more effectively suppressed.

本発明に係るアキシャルピストンポンプは、吐出圧力の大小に関わらず脈動の低減を図ることができるという効果を奏する。 The axial piston pump according to the present invention has an effect that pulsation can be reduced regardless of the discharge pressure.

図１−１は、本実施例に係るアキシャルピストンポンプをある方向から見た断面図である。FIG. 1-1 is a cross-sectional view of the axial piston pump according to the present embodiment as seen from a certain direction. 図１−２は、本実施例に係るアキシャルピストンポンプを、図１−１から回転軸周りに９０°ずらした方向から見た断面図である。FIG. 1-2 is a cross-sectional view of the axial piston pump according to the present embodiment as viewed from a direction shifted by 90 ° around the rotation axis from FIG. 1-1. 図２は、本実施例に係るバルブプレートの、シリンダバレル側から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of the valve plate according to the present embodiment as viewed from the cylinder barrel side. 図３−１は本実施例のアキシャルピストンポンプに係る、ある吐出圧力における切替手段の概要図である。FIG. 3A is a schematic diagram of switching means at a certain discharge pressure according to the axial piston pump of the present embodiment. 図３−２は、図３−１と同一の例に係る図３−１とは別の吐出圧力における切替手段の概要図である。FIG. 3-2 is a schematic diagram of switching means at a different discharge pressure from FIG. 3A according to the same example as FIG. 3A. 図３−３は、図３−１と同一の例に係る図３−１と図３−２とは別の吐出圧力における切替手段の概要図である。FIG. 3C is a schematic diagram of a switching unit at a different discharge pressure from that of FIGS. 3A and 3B according to the same example as FIG. 3A. 図４は、吐出圧力が高い場合のシリンダから吐出ポートへの吐出量を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the discharge amount from the cylinder to the discharge port when the discharge pressure is high. 図５は、吐出圧力が低い場合のシリンダから吐出ポートへの吐出量を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the discharge amount from the cylinder to the discharge port when the discharge pressure is low. 図６は、脈動と吐出圧力との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between pulsation and discharge pressure.

以下に、本発明に係るアキシャルピストンポンプの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。下記の説明において脈動とは、アキシャルピストンポンプに備えられる複数の前記シリンダと前記吐出ポート又は前記吸入ポートとの間を流れる作動流体の総流量とシリンダバレルの回転角との関係から得られる流量曲線が示す最大値と最小値との差分をいう。この脈動は、前記シリンダの各々と前記吐出ポート又は前記吸入ポートとの間を流れる、シリンダ内部の圧力の変動を考慮しない流量（以下、幾何学的な流量と称す）と、実際の流量との差が大きいほど大きくなる。 Embodiments of an axial piston pump according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the following description, the pulsation is a flow rate curve obtained from the relationship between the total flow rate of the working fluid flowing between the plurality of cylinders provided in the axial piston pump and the discharge port or the suction port and the rotation angle of the cylinder barrel. The difference between the maximum value and the minimum value indicated by. This pulsation is caused by the flow rate between the cylinders and the discharge port or the suction port without considering the pressure fluctuation in the cylinder (hereinafter referred to as geometric flow rate) and the actual flow rate. The larger the difference, the larger.

図１−１は、本実施例に係るアキシャルピストンポンプをある方向から見た断面図である。また、図１−２は、本実施例に係るアキシャルピストンポンプを、図１−１から回転軸周りに９０°ずらした方向から見た断面図である。図１−１と図１−２とに示すように、本実施例に係るアキシャルピストンポンプ１には、シリンダバレル４が備えられている。このシリンダバレル４は、ケーシング２に回転可能に設けられた回転軸３にキーやスプライン等で固定されることによって、ケーシング２の内部に回転自在に設けられている。また、シリンダバレル４には、回転軸３と平行な軸を有するシリンダ５が、回転軸３の回転方向に並べて複数設けられている。 FIG. 1-1 is a cross-sectional view of the axial piston pump according to the present embodiment as seen from a certain direction. Moreover, FIG. 1-2 is sectional drawing which looked at the axial piston pump which concerns on a present Example from the direction which shifted 90 degrees around the rotating shaft from FIG. 1-1. As shown in FIGS. 1-1 and 1-2, the axial piston pump 1 according to the present embodiment includes a cylinder barrel 4. The cylinder barrel 4 is rotatably provided in the casing 2 by being fixed to a rotary shaft 3 rotatably provided in the casing 2 with a key, a spline, or the like. In addition, the cylinder barrel 4 is provided with a plurality of cylinders 5 having an axis parallel to the rotation shaft 3 in the rotation direction of the rotation shaft 3.

シリンダ５には、ピストン６が往復自在に内接しており、ピストン６の頭部は、斜板７に摺動可能に接続されている。この斜板７は、ケーシング２の内部に、傾斜を自在に変えることができるように設けられると共に、回転軸３の回転方向には回転しないように設けられている。この構成により、ピストン６は、回転軸３の回転に伴って、回転軸３の周りを斜板７に沿って回転し、シリンダ５の内部を往復運動するしくみになっている。なお、ピストン６のストロークは、斜板７の傾斜を変化させることによって調整することができる。また、シリンダ５の端面には、シリンダポート８の一端が接続されており、このシリンダポート８の他端は、シリンダバレル４の斜板７とは反対側の端面に開口している。 A piston 6 is inscribed in the cylinder 5 in a reciprocating manner, and a head of the piston 6 is slidably connected to a swash plate 7. The swash plate 7 is provided inside the casing 2 so that the inclination can be freely changed, and is provided so as not to rotate in the rotation direction of the rotary shaft 3. With this configuration, the piston 6 rotates around the rotating shaft 3 along the swash plate 7 as the rotating shaft 3 rotates, and reciprocates inside the cylinder 5. The stroke of the piston 6 can be adjusted by changing the inclination of the swash plate 7. One end of a cylinder port 8 is connected to the end surface of the cylinder 5, and the other end of the cylinder port 8 is open to the end surface of the cylinder barrel 4 opposite to the swash plate 7.

シリンダバレル４の斜板７とは反対側の端面には、シリンダ５の吸入工程と吐出工程との切替を行うバルブプレート９の一方の面が摺動可能に接触して設けられている。また、バルブプレート９の他方の面には、ケーシング２に固定されたエンドプレート１３が固定されて設けられている。バルブプレート９とエンドプレート１３には、吐出ポート１０と吸入ポート１１とシリンダ接続孔１２とが設けられている。 One surface of a valve plate 9 that switches between a suction process and a discharge process of the cylinder 5 is provided in slidable contact with the end surface of the cylinder barrel 4 opposite to the swash plate 7. An end plate 13 fixed to the casing 2 is fixed to the other surface of the valve plate 9. The valve plate 9 and the end plate 13 are provided with a discharge port 10, a suction port 11, and a cylinder connection hole 12.

以下、バルブプレート９の構成を、図２を参照して説明する。図２は、本実施例に係るバルブプレートの、シリンダバレル側から見た平面図である。このバルブプレート９のシリンダバレル４に接触する側の面には、上述した吐出ポート１０と吸入ポート１１とシリンダ接続孔１２と圧力伝達孔１８とが、シリンダポート８の回転軌道に沿って開口している。ここで、ピストン６が上死点に位置している時のシリンダバレル４の回転角をθ＝０°とし、ピストン６が下死点に位置している時のシリンダバレル４の回転角をθ＝１８０°とする。 Hereinafter, the configuration of the valve plate 9 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a plan view of the valve plate according to the present embodiment as viewed from the cylinder barrel side. The discharge port 10, the suction port 11, the cylinder connection hole 12, and the pressure transmission hole 18 described above open along the rotation path of the cylinder port 8 on the surface of the valve plate 9 that contacts the cylinder barrel 4. ing. Here, the rotation angle of the cylinder barrel 4 when the piston 6 is located at the top dead center is θ = 0 °, and the rotation angle of the cylinder barrel 4 when the piston 6 is located at the bottom dead center is θ = 180 °.

吐出ポート１０は、各シリンダ５に内接するピストン６が上死点から下死点に移動する間に、シリンダポート８を介してシリンダ５と連通し、シリンダ５から吐出される作動流体をポンプの外へ吐出するものである。なお、吐出ポート１０は、吐出ポート１０のシリンダバレル４の回転方向後方における端部に吐出側ノッチ１０ａを有している。この吐出側ノッチ１０ａは、シリンダバレル４の回転方向後方側になるに従い、開口面積が小さくなるように設けられている。吐出側ノッチ１０ａは、シリンダポート８と吐出ポート１０とが連通する際におけるシリンダ５の内部圧力の急激な変化を抑制する働きを有する。 The discharge port 10 communicates with the cylinder 5 through the cylinder port 8 while the piston 6 inscribed in each cylinder 5 moves from the top dead center to the bottom dead center, and discharges the working fluid discharged from the cylinder 5 to the pump. It is discharged outside. The discharge port 10 has a discharge-side notch 10a at the end of the discharge port 10 at the rear of the cylinder barrel 4 in the rotational direction. The discharge-side notch 10a is provided so that the opening area becomes smaller as it goes to the rear side in the rotation direction of the cylinder barrel 4. The discharge-side notch 10a has a function of suppressing a rapid change in the internal pressure of the cylinder 5 when the cylinder port 8 and the discharge port 10 communicate with each other.

吸入ポート１１は、各シリンダ５に内接するピストン６が下死点から上死点に移動する間に、シリンダポート８を介してシリンダ５と連通し、シリンダ５に作動流体を吸入するものである。なお、吸入ポート１１は、吸入ポート１１のシリンダバレル４の回転方向後方における端部に吸入側ノッチ１１ａを有している。この吸入側ノッチ１１ａは、シリンダバレル４の回転方向後方側になるに従い、開口面積が小さくなるように設けられている。吸入側ノッチ１１ａは、シリンダポート８と吸入ポート１１とが連通する際におけるシリンダ５の内部圧力の急激な変化を抑制する働きを有する。 The suction port 11 communicates with the cylinder 5 through the cylinder port 8 and sucks the working fluid into the cylinder 5 while the piston 6 inscribed in each cylinder 5 moves from the bottom dead center to the top dead center. . The suction port 11 has a suction-side notch 11a at the end of the suction port 11 at the rear of the cylinder barrel 4 in the rotational direction. The suction-side notch 11a is provided so that the opening area becomes smaller as the cylinder barrel 4 becomes rearward in the rotation direction. The suction side notch 11a has a function of suppressing a rapid change in the internal pressure of the cylinder 5 when the cylinder port 8 and the suction port 11 communicate with each other.

シリンダ接続孔１２は、各ピストン６が上死点から下死点へと移動する間であって、シリンダ５に吐出ポート１０が接続されるよりも前に、シリンダポート８を介してシリンダ５に連通される。すなわち、シリンダ接続孔１２は、バルブプレート９のシリンダバレル４が接触する側の面において、ピストン６の上死点側の、シリンダポート８の回転軌道における吸入ポート１１と吐出ポート１０との間に設けられている。 The cylinder connection hole 12 is provided in the cylinder 5 via the cylinder port 8 before each discharge port 10 is connected to the cylinder 5 during the movement of each piston 6 from the top dead center to the bottom dead center. Communicated. That is, the cylinder connection hole 12 is formed between the suction port 11 and the discharge port 10 in the rotation path of the cylinder port 8 on the top dead center side of the piston 6 on the surface of the valve plate 9 on the side where the cylinder barrel 4 contacts. Is provided.

以下、エンドプレート１３の構成について図１−１と図１−２とを参照して説明する。エンドプレート１３には、上述した吐出ポート１０と吸入ポート１１とシリンダ接続孔１２とともに、切替部１４と、吐出ポート接続孔１５と、蓄圧孔１６とが備えられている。また、この切替部１４には、シリンダ接続孔１２に吐出ポート接続孔１５又は蓄圧孔１６のいずれか一方を接続するための切替手段２２が設けられている。 Hereinafter, the configuration of the end plate 13 will be described with reference to FIGS. 1-1 and 1-2. The end plate 13 includes a switching portion 14, a discharge port connection hole 15, and a pressure accumulation hole 16 in addition to the discharge port 10, the suction port 11, and the cylinder connection hole 12 described above. The switching unit 14 is provided with switching means 22 for connecting either the discharge port connecting hole 15 or the pressure accumulating hole 16 to the cylinder connecting hole 12.

切替部１４は、シリンダ状に形成されている。切替部１４の一方の端部はエンドプレート１３の外面に開口している。また、エンドプレート１３の円周面にはシリンダ接続孔１２と吐出ポート接続孔１５と蓄圧孔１６とが開口して接続されている。吐出ポート接続孔１５の他端は、吐出ポート１０に開口している。蓄圧孔１６には、付加容積１７が形成されると共に、蓄圧孔１６の内部には、シリンダ５と連通を繰返して、吐出圧力と同等の圧力となった作動流体が保持されている。すなわち、付加容積１７の圧力は、シリンダ５と付加容積１７との連通の繰返しにより、徐々に吐出圧力に近づき、最終的には吐出圧力と同等の圧力に保持される。このことによって、吐出圧力の変化があった場合でも、付加容積１７内の圧力は常にこの吐出圧力と同等に保持されるため、吐出圧力に合わせたシリンダ５内部の昇圧が可能であり、圧力変動及び吐出流量変動抑制に非常に有効である。 The switching unit 14 is formed in a cylinder shape. One end of the switching unit 14 opens to the outer surface of the end plate 13. A cylinder connection hole 12, a discharge port connection hole 15, and a pressure accumulation hole 16 are opened and connected to the circumferential surface of the end plate 13. The other end of the discharge port connection hole 15 is open to the discharge port 10. An additional volume 17 is formed in the pressure accumulating hole 16, and a working fluid having a pressure equivalent to the discharge pressure is held inside the accumulating hole 16 by repeatedly communicating with the cylinder 5. That is, the pressure of the additional volume 17 gradually approaches the discharge pressure by the repeated communication between the cylinder 5 and the additional volume 17 and is finally held at a pressure equivalent to the discharge pressure. As a result, even when the discharge pressure changes, the pressure in the additional volume 17 is always maintained at the same level as the discharge pressure, so that the pressure inside the cylinder 5 can be increased in accordance with the discharge pressure. In addition, it is very effective for suppressing fluctuations in the discharge flow rate.

切替手段２２は、切替部１４に往復自在に内接し、かつ第一の切替弁１９ａ及び第二の切替弁１９ｂを有する円筒形状のスプールと、切替部１４のエンドプレート１３外面の開口を封止するカバー２１と、このカバー２１と前記スプールとの間に介在し、かつ前記スプールを押圧するバネ２０とを有する。従って、前記スプールの一方の端面には、吐出ポート接続孔１５を介して吐出ポート１０の内部圧力が作用し、前記スプールの他方の端面にはバネ２０の反力が作用する。このことにより、吐出ポート１０の内部圧力の変化によって、前記スプールが切替部１４の内部を移動するしくみになっている。なお、本実施例においては、バネ２０を押圧手段として用いているが、これに限られず、例えばゴム等の弾性体であっても、空気バネであってもよい。 The switching means 22 seals a cylindrical spool having a first switching valve 19a and a second switching valve 19b, and an opening on the outer surface of the end plate 13 of the switching section 14 so as to be reciprocally inscribed in the switching section 14. And a spring 20 that is interposed between the cover 21 and the spool and presses the spool. Accordingly, the internal pressure of the discharge port 10 acts on one end surface of the spool via the discharge port connection hole 15, and the reaction force of the spring 20 acts on the other end surface of the spool. As a result, the spool moves in the switching unit 14 due to a change in the internal pressure of the discharge port 10. In the present embodiment, the spring 20 is used as the pressing means. However, the present invention is not limited to this. For example, an elastic body such as rubber or an air spring may be used.

次に、切替部１４と切替手段２２との構造を、図３−１及び図３−２及び図３−３を用いて説明する。ここで、図３−１は本実施例のアキシャルピストンポンプに係る、ある吐出圧力における切替手段の概要図である。図３−２は、図３−１と同一の例に係る図３−１とは別の吐出圧力における切替手段の概要図である。図３−３は、図３−１と同一の例に係る図３−１と図３−２とは別の吐出圧力における切替手段の概要図である。 Next, the structure of the switching unit 14 and the switching unit 22 will be described with reference to FIGS. 3-1, 3-2, and 3-3. Here, FIG. 3A is a schematic diagram of the switching means at a certain discharge pressure according to the axial piston pump of the present embodiment. FIG. 3-2 is a schematic diagram of switching means at a different discharge pressure from FIG. 3A according to the same example as FIG. 3A. FIG. 3C is a schematic diagram of a switching unit at a different discharge pressure from that of FIGS. 3A and 3B according to the same example as FIG. 3A.

切替部１４は、第一の円柱空間１４ａと第二の円柱空間１４ｂとを有し、この第一の円柱空間１４ａと第二の円柱空間１４ｂとは同軸に並べて配置されている。また、第一の円柱空間１４ａの直径は、第二の円柱空間１４ｂの直径よりも大きく設定されている。このことによって、第一の円柱空間１４ａと第二の円柱空間１４ｂとの間に段差が形成されている。第一の円柱空間１４ａの、第二の円柱空間１４ｂとは反対側の端面はエンドプレート１３の外面に開口している。また、第一の円柱空間１４ａの円周面には蓄圧孔１６が開口して接続されており、第二の円柱空間１４ｂの円周面にはシリンダ接続孔１２と吐出ポート接続孔１５とが開口して接続されている。より具体的には、シリンダ接続孔１２は、第二の円柱空間１４ｂの、第一の円柱空間１４ａ側の端部に開口し、吐出ポート接続孔１５は第二の円柱空間１４ｂの、第一の円柱空間１４ａとは反対側の端部に開口している。 The switching unit 14 includes a first cylindrical space 14a and a second cylindrical space 14b, and the first cylindrical space 14a and the second cylindrical space 14b are arranged coaxially. The diameter of the first cylindrical space 14a is set larger than the diameter of the second cylindrical space 14b. As a result, a step is formed between the first cylindrical space 14a and the second cylindrical space 14b. The end surface of the first cylindrical space 14 a opposite to the second cylindrical space 14 b is open to the outer surface of the end plate 13. Further, a pressure accumulation hole 16 is opened and connected to the circumferential surface of the first cylindrical space 14a, and a cylinder connection hole 12 and a discharge port connection hole 15 are formed on the circumferential surface of the second cylindrical space 14b. Open and connected. More specifically, the cylinder connection hole 12 opens at the end of the second cylindrical space 14b on the first cylindrical space 14a side, and the discharge port connection hole 15 opens in the first cylindrical space 14b. Is open at the end opposite to the cylindrical space 14a.

スプール１９は、切替部１４の第一の円柱空間１４ａに内接する第一の切替弁１９ａと、切替部１４の第二の円柱空間１４ｂに内接する第二の切替弁１９ｂと、第一の切替弁１９ａと第二の切替弁１９ｂとの間に設けられた作動流体流通部１９ｃとを有する。この作動流体流通部１９ｃは、第一の切替弁１９ａと第二の切替弁１９ｂと、エンドプレート１３に囲まれて作動流体が流通する空間となり、この空間によってシリンダ接続孔１２と、吐出ポート接続孔１５又は蓄圧孔１６のいずれか一方とが連通される。また、第一の切替弁１９ａの第二の切替弁１９ｂとは反対側の端面は、バネ２０によって所定の圧力で押圧されている。 The spool 19 includes a first switching valve 19a that is inscribed in the first cylindrical space 14a of the switching unit 14, a second switching valve 19b that is inscribed in the second cylindrical space 14b of the switching unit 14, and a first switching valve. It has a working fluid circulation part 19c provided between the valve 19a and the second switching valve 19b. The working fluid circulation part 19c is a space in which the working fluid circulates surrounded by the first switching valve 19a, the second switching valve 19b, and the end plate 13, and the cylinder connection hole 12 is connected to the discharge port by this space. Either the hole 15 or the pressure accumulation hole 16 is communicated. Further, the end face of the first switching valve 19 a opposite to the second switching valve 19 b is pressed by a spring 20 with a predetermined pressure.

図３−１では、スプール１９によって、シリンダ接続孔１２と蓄圧孔１６とが連通されている。この時、スプール１９には、第一の切替弁１９ａから第二の切替弁１９ｂの方向に、第一の切替弁１９ａの第二の切替弁１９ｂとは反対側の端面に働くバネ２０の反力と、第二の切替弁１９ｂの第一の切替弁１９ａ側の端面に働く作動流体の圧力とが働いている。また、スプール１９の第二の切替弁１９ｂから第一の切替弁１９ａの方向には、第一の切替弁１９ａの第二の切替弁１９ｂ側の端面に働く作動流体の圧力と、第二の切替弁１９ｂの第一の切替弁１９ａとは反対側の端面に働く吐出ポート１０の内部圧力すなわち吐出圧力が働いている。図３−１に示す状態においては、スプール１９に働く、第一の切替弁１９ａから第二の切替弁１９ｂの方向の圧力と、その反対方向の圧力とが、スプール１９によってシリンダ接続孔１２と蓄圧孔１６とが連通された状態でつり合っている。 In FIG. 3A, the cylinder connection hole 12 and the pressure accumulation hole 16 are communicated by the spool 19. At this time, a spring 20 acting on the end surface of the first switching valve 19a opposite to the second switching valve 19b is applied to the spool 19 in the direction from the first switching valve 19a to the second switching valve 19b. The force and the pressure of the working fluid acting on the end face of the second switching valve 19b on the first switching valve 19a side are working. Further, in the direction from the second switching valve 19b of the spool 19 to the first switching valve 19a, the pressure of the working fluid acting on the end surface of the first switching valve 19a on the second switching valve 19b side, The internal pressure, that is, the discharge pressure of the discharge port 10 acting on the end face of the switching valve 19b opposite to the first switching valve 19a is working. In the state shown in FIG. 3A, the pressure in the direction from the first switching valve 19 a to the second switching valve 19 b acting on the spool 19 and the pressure in the opposite direction are applied to the cylinder connection hole 12 by the spool 19. The pressure accumulating holes 16 are balanced in communication with each other.

よって、図３−１の状態において、吐出圧力が低くなると、スプール１９に働く第一の切替弁１９ａから第二の切替弁１９ｂの方向に働く圧力の方が、その反対方向の圧力よりも大きくなる。それに伴い、スプール１９は、切替部１４の第一の円柱空間１４ａから第二の円柱空間１４ｂの方向へと移動して、図３−２の状態を経て図３−３の状態となる。 Therefore, in the state of FIG. 3A, when the discharge pressure becomes low, the pressure acting in the direction from the first switching valve 19 a acting on the spool 19 to the second switching valve 19 b is larger than the pressure in the opposite direction. Become. Along with this, the spool 19 moves from the first cylindrical space 14a to the second cylindrical space 14b of the switching unit 14, and enters the state of FIG. 3-3 through the state of FIG. 3-2.

図３−３においては、スプール１９によって、シリンダ接続孔１２と吐出ポート接続孔１５とが連通されている。この時、スプール１９には、第一の切替弁１９ａの第二の切替弁１９ｂとは反対側の端面に働くバネ２０の反力と、第二の切替弁１９ｂの第一の切替弁１９ａ側の端面に働く吐出圧力とによる、第一の切替弁１９ａから第二の切替弁１９ｂの方向の圧力が、第一の切替弁１９ａの第二の切替弁１９ｂ側の端面に働く吐出圧力よりも大きいか、または等しくなっている。第二の切替弁１９ｂの第一の切替弁１９ａとは反対側の端面は、第二の円柱空間１４ｂの端面と接触し、第一の切替弁１９ａのバネ２０と接触する側とは反対側の端面は、上述した第一の円柱空間１４ａと第二の円柱空間１４ｂとの間に形成される段差に接触している。 In FIG. 3C, the cylinder connection hole 12 and the discharge port connection hole 15 are communicated with each other by the spool 19. At this time, the spool 19 includes a reaction force of a spring 20 acting on an end surface of the first switching valve 19a opposite to the second switching valve 19b, and a first switching valve 19a side of the second switching valve 19b. The pressure in the direction from the first switching valve 19a to the second switching valve 19b due to the discharge pressure acting on the end face of the first switching valve 19a is greater than the discharge pressure acting on the end face on the second switching valve 19b side of the first switching valve 19a. Bigger or equal. The end surface of the second switching valve 19b opposite to the first switching valve 19a is in contact with the end surface of the second cylindrical space 14b and is opposite to the side of the first switching valve 19a that is in contact with the spring 20. This end face is in contact with the step formed between the first cylindrical space 14a and the second cylindrical space 14b described above.

図３−３の状態において、吐出圧力が高くなると、スプール１９に働く第一の切替弁１９ａから第二の切替弁１９ｂの方向に働く圧力の方が、その反対方向の圧力よりも小さくなる。それに伴い、スプール１９は、第二の円柱空間１４ｂから切替部１４の第一の円柱空間１４ａの方向へと移動して、図３−２の状態を経て図３−１の状態となる。 In the state of FIG. 3C, when the discharge pressure increases, the pressure acting in the direction from the first switching valve 19a acting on the spool 19 to the second switching valve 19b becomes smaller than the pressure in the opposite direction. Along with this, the spool 19 moves from the second cylindrical space 14b toward the first cylindrical space 14a of the switching unit 14, and enters the state shown in FIG.

つまり、吐出圧力が高い場合には、シリンダ接続孔１２に蓄圧孔１６が接続され、吐出圧力が低い場合には、シリンダ接続孔１２に吐出ポート接続孔１５が接続される。なお、アキシャルピストンポンプ１において、切替手段２２はスプール１９とバネ２０とカバー２１とを備えているが、必ずしもこれに限定されることはなく、例えば電磁弁を用いてもよい。しかしながら、アキシャルピストンポンプ１の切替手段２２によれば、圧力センサ等を必要としない簡易な構成で、所定の吐出圧力におけるシリンダ接続孔１２の接続先の切替が可能となる点で好ましい。また、図３−１から図３−３に係る切替部１４及び切替手段２２によれば簡易な構成で、所定の吐出圧力におけるシリンダ接続孔１２の接続先の切替が可能となるので好ましい。 That is, when the discharge pressure is high, the pressure accumulation hole 16 is connected to the cylinder connection hole 12, and when the discharge pressure is low, the discharge port connection hole 15 is connected to the cylinder connection hole 12. In the axial piston pump 1, the switching unit 22 includes the spool 19, the spring 20, and the cover 21, but the present invention is not necessarily limited thereto, and an electromagnetic valve, for example, may be used. However, the switching means 22 of the axial piston pump 1 is preferable in that the connection destination of the cylinder connection hole 12 at a predetermined discharge pressure can be switched with a simple configuration that does not require a pressure sensor or the like. Further, the switching unit 14 and the switching unit 22 according to FIGS. 3-1 to 3-3 are preferable because the connection destination of the cylinder connection hole 12 at a predetermined discharge pressure can be switched with a simple configuration.

以下、アキシャルピストンポンプ１の、特にピストン６の吐出工程における動作について説明する。回転軸３の回転に伴い、シリンダバレル４が回転すると、シリンダ５の内部をピストン６が往復運動する。ピストン６が上死点から下死点に移動する間に、シリンダ５はまずシリンダポート８を介してシリンダ接続孔１２に連通する。次いで、シリンダ５はシリンダポート８を介して吐出ポート１０に連通する。 Hereinafter, the operation of the axial piston pump 1, particularly in the discharge process of the piston 6 will be described. When the cylinder barrel 4 rotates with the rotation of the rotating shaft 3, the piston 6 reciprocates inside the cylinder 5. While the piston 6 moves from the top dead center to the bottom dead center, the cylinder 5 first communicates with the cylinder connection hole 12 via the cylinder port 8. Next, the cylinder 5 communicates with the discharge port 10 via the cylinder port 8.

ここで、吐出ポート１０の内部圧力が低い場合と高い場合、すなわち吐出圧力が高い場合と低い場合とにおけるシリンダ５から吐出ポート１０への作動流体の吐出流量について説明する。図４は、吐出圧力が高い場合のシリンダから吐出ポートへの吐出流量を示す図である。なお、図４の縦軸はシリンダ５から吐出される作動流体の単位時間当たりの量を示し、横軸はシリンダバレル４の回転角を示す。また、図４中の破線は幾何学的な吐出流量を示し、一点鎖線はシリンダ接続孔１２が吐出ポート１０に接続された場合の実際の吐出流量を示し、実線はシリンダ接続孔１２が蓄圧孔１６に接続された場合の実際の吐出流量を示す。 Here, the discharge flow rate of the working fluid from the cylinder 5 to the discharge port 10 when the internal pressure of the discharge port 10 is low and high, that is, when the discharge pressure is high and low will be described. FIG. 4 is a diagram showing the discharge flow rate from the cylinder to the discharge port when the discharge pressure is high. 4 indicates the amount of the working fluid discharged from the cylinder 5 per unit time, and the horizontal axis indicates the rotation angle of the cylinder barrel 4. Also, the broken line in FIG. 4 indicates the geometric discharge flow rate, the alternate long and short dash line indicates the actual discharge flow rate when the cylinder connection hole 12 is connected to the discharge port 10, and the solid line indicates the cylinder connection hole 12 is the pressure accumulation hole. 16 shows the actual discharge flow rate when connected to 16.

吐出圧力が高い場合に、シリンダ接続孔１２を吐出ポート接続孔１５に接続した場合、シリンダ５の内部の作動流体が十分に昇圧される前にシリンダ５と吐出ポート１０とが連通するため、図４の一点鎖線で示すように吐出ポート１０からシリンダ５に逆流する作動流体の流量が大きくなってしまう。 When the cylinder connection hole 12 is connected to the discharge port connection hole 15 when the discharge pressure is high, the cylinder 5 and the discharge port 10 communicate with each other before the working fluid inside the cylinder 5 is sufficiently pressurized. 4, the flow rate of the working fluid flowing backward from the discharge port 10 to the cylinder 5 increases.

一方、アキシャルピストンポンプ１では、吐出圧力が高い場合、シリンダ接続孔１２は、切替手段２２によって蓄圧孔１６に接続されるため、シリンダ５の吐出流量の挙動は実線のようになる。すなわち、シリンダバレル４が回転角θ＝０°を通過し吸入工程から吐出工程に移ると、シリンダ５はシリンダポート８を介してシリンダ接続孔１２に接続される。シリンダ接続孔１２は、切替手段２２によって蓄圧孔１６に接続されているため、シリンダポート８が吐出ポート１０に開口するまでの間、シリンダ５から吐出ポート１０に吐出される作動流体の流量は０になる。この間シリンダ５には、蓄圧孔１６からの作動流体の供給により圧力が十分に蓄えられるため、シリンダポート８が吐出ポート１０に開口した場合に、吐出ポート１０からシリンダ５に逆流する作動流体の流量が抑制される。 On the other hand, in the axial piston pump 1, when the discharge pressure is high, the cylinder connection hole 12 is connected to the pressure accumulation hole 16 by the switching means 22, so the behavior of the discharge flow rate of the cylinder 5 becomes a solid line. That is, when the cylinder barrel 4 passes through the rotation angle θ = 0 ° and moves from the suction process to the discharge process, the cylinder 5 is connected to the cylinder connection hole 12 via the cylinder port 8. Since the cylinder connection hole 12 is connected to the pressure accumulation hole 16 by the switching means 22, the flow rate of the working fluid discharged from the cylinder 5 to the discharge port 10 is 0 until the cylinder port 8 opens to the discharge port 10. become. During this time, since the pressure is sufficiently stored in the cylinder 5 by the supply of the working fluid from the pressure accumulation hole 16, the flow rate of the working fluid that flows backward from the discharge port 10 to the cylinder 5 when the cylinder port 8 opens to the discharge port 10. Is suppressed.

このことにより、アキシャルピストンポンプ１によれば、吐出圧力が高い場合、図４中の破線で示すシリンダ５から吐出ポート１０に吐出される、幾何学的な吐出流量と、実際の吐出流量との差を小さくすることができる。従って、振動等の原因となる脈動を低減することができる。 Thereby, according to the axial piston pump 1, when the discharge pressure is high, the geometric discharge flow rate discharged from the cylinder 5 indicated by the broken line in FIG. The difference can be reduced. Therefore, it is possible to reduce pulsation that causes vibration and the like.

図５は、吐出圧力が低い場合のシリンダから吐出ポートへの吐出流量を示す図である。なお、図５の縦軸はシリンダ５から吐出される作動流体の単位時間当たりの量を示し、横軸はシリンダバレル４の回転角を示す。また、図５中の破線は幾何学的な吐出流量を示し、実線はシリンダ接続孔１２が吐出ポート１０に接続された場合の実際の吐出流量を示し、一点鎖線はシリンダ接続孔１２が蓄圧孔１６に接続された場合の実際の吐出流量を示す。 FIG. 5 is a diagram showing the discharge flow rate from the cylinder to the discharge port when the discharge pressure is low. 5 indicates the amount of working fluid discharged from the cylinder 5 per unit time, and the horizontal axis indicates the rotation angle of the cylinder barrel 4. Also, the broken line in FIG. 5 indicates the geometric discharge flow rate, the solid line indicates the actual discharge flow rate when the cylinder connection hole 12 is connected to the discharge port 10, and the alternate long and short dash line indicates that the cylinder connection hole 12 is the pressure accumulation hole. 16 shows the actual discharge flow rate when connected to 16.

吐出圧力が低い場合に、シリンダ接続孔１２を蓄圧孔１６に接続した場合、図５中の一点差線に示すように次の問題が生じる。すなわち、シリンダ５内部の作動流体の昇圧が余り必要とされないにも関わらず、シリンダ５と吐出ポート１０とが連通されない時間、つまりシリンダ５から吐出ポート１０に吐出される作動流体の流量が０である時間が長くなる。この結果、図５中の破線で示す、シリンダ５から吐出ポート１０に吐出される幾何学的な吐出流量と、実際の吐出流量との差が大きくなってしまう。 When the cylinder connection hole 12 is connected to the pressure accumulation hole 16 when the discharge pressure is low, the following problem occurs as shown by a one-dotted line in FIG. That is, although the pressure of the working fluid in the cylinder 5 is not so much required, the time when the cylinder 5 and the discharge port 10 are not communicated, that is, the flow rate of the working fluid discharged from the cylinder 5 to the discharge port 10 is 0. A certain time becomes longer. As a result, the difference between the geometric discharge flow rate discharged from the cylinder 5 to the discharge port 10 and the actual discharge flow rate indicated by the broken line in FIG. 5 becomes large.

一方、アキシャルピストンポンプ１では、吐出圧力が低い場合、切替手段２２によってシリンダ接続孔１２と吐出ポート接続孔１５とが接続されるため、シリンダ５の吐出量の挙動は実線のようになる。すなわち、シリンダバレル４が回転角θ＝０°を通過し吸入工程から吐出工程に移ると、シリンダ５はシリンダポート８を介してシリンダ接続孔１２に接続される。シリンダ接続孔１２は、切替手段２２によって吐出ポート接続孔１５に接続されているため、シリンダ５の内部圧力が吐出ポート１０の内部圧力よりも大きくなるまでの間、吐出ポート１０内の作動流体がシリンダ５に逆流する。しかしながら、吐出圧力が低いため、シリンダ５の内部圧力は、早期に吐出ポート１０の内部圧力よりも大きくなる。その結果、吐出ポート１０からシリンダ５に逆流する作動流体の流量は少量で済む。 On the other hand, in the axial piston pump 1, when the discharge pressure is low, the cylinder connection hole 12 and the discharge port connection hole 15 are connected by the switching means 22, so the behavior of the discharge amount of the cylinder 5 becomes a solid line. That is, when the cylinder barrel 4 passes through the rotation angle θ = 0 ° and moves from the suction process to the discharge process, the cylinder 5 is connected to the cylinder connection hole 12 via the cylinder port 8. Since the cylinder connection hole 12 is connected to the discharge port connection hole 15 by the switching means 22, the working fluid in the discharge port 10 remains until the internal pressure of the cylinder 5 becomes larger than the internal pressure of the discharge port 10. Backflow into the cylinder 5. However, since the discharge pressure is low, the internal pressure of the cylinder 5 becomes larger than the internal pressure of the discharge port 10 at an early stage. As a result, the flow rate of the working fluid flowing backward from the discharge port 10 to the cylinder 5 is small.

このことにより、アキシャルピストンポンプ１によれば、吐出圧力が低い場合にも、図５中の実線で示すように、シリンダ５から吐出ポート１０に吐出される幾何学的な吐出流量（図５中の破線）と、実際の吐出流量との差を小さくすることができる。つまり、アキシャルピストンポンプ１によれば、切替手段２２を備えることにより、シリンダ接続孔１２の接続先を変えることができる。その結果、高吐出圧力時及び低吐出圧力時のいずれにおいても、シリンダ５から吐出ポート１０に吐出される、幾何学的な吐出流量と、実際の吐出流量との差を小さくすることができる。 Thus, according to the axial piston pump 1, even when the discharge pressure is low, as shown by the solid line in FIG. 5, the geometrical discharge flow rate discharged from the cylinder 5 to the discharge port 10 (in FIG. 5) ) And the actual discharge flow rate can be reduced. That is, according to the axial piston pump 1, by providing the switching means 22, the connection destination of the cylinder connection hole 12 can be changed. As a result, the difference between the geometric discharge flow rate discharged from the cylinder 5 to the discharge port 10 and the actual discharge flow rate can be reduced at both high discharge pressure and low discharge pressure.

以下、切替手段２２によって、シリンダ接続孔１２の接続先を切替えるタイミングについて説明する。図６は、脈動と吐出圧力との関係を示す図である。なお、図６の曲線ａは、シリンダ接続孔１２に吐出ポート接続孔１５を接続した場合を示し、図６の曲線ｂは、シリンダ接続孔１２に蓄圧孔１６を接続した場合を示す。また、図６は計算によって得られたものであるが、実験によっても同様の挙動が得られることを確認している。 Hereinafter, the timing of switching the connection destination of the cylinder connection hole 12 by the switching means 22 will be described. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between pulsation and discharge pressure. 6 shows the case where the discharge port connection hole 15 is connected to the cylinder connection hole 12, and the curve b of FIG. 6 shows the case where the pressure accumulation hole 16 is connected to the cylinder connection hole 12. Moreover, although FIG. 6 was obtained by calculation, it has been confirmed that the same behavior can be obtained by experiment.

図６に示すように、ａ曲線とｂ曲線とは、ある吐出圧力において交わっており、この吐出圧力を境にａ曲線とｂ曲線との脈動の大小が入れ替わっている。つまり、ａ曲線とｂ曲線とが交わる吐出圧力よりも、吐出圧力が低い場合、シリンダ接続孔１２を吐出ポート接続孔１５に接続する方が、蓄圧孔１６に接続するよりも脈動が小さくなる。一方、ａ曲線とｂ曲線とが交わる吐出圧力よりも、吐出圧力が高い場合、シリンダ接続孔１２を蓄圧孔１６に接続する方が、吐出ポート接続孔１５に接続するよりも脈動が小さくなる。従って、ａ曲線とｂ曲線との交点における吐出圧力を、シリンダ接続孔１２の接続先を、吐出ポート接続孔１５と蓄圧孔１６との間で切替える際の切替圧力とするのが、脈動を抑制する上で効果的である。 As shown in FIG. 6, the a curve and the b curve intersect at a certain discharge pressure, and the magnitude of the pulsation between the a curve and the b curve is switched at the discharge pressure. That is, when the discharge pressure is lower than the discharge pressure at which the a curve and the b curve intersect, the pulsation is smaller when the cylinder connection hole 12 is connected to the discharge port connection hole 15 than when the pressure accumulation hole 16 is connected. On the other hand, when the discharge pressure is higher than the discharge pressure at which the a curve and the b curve intersect, the pulsation is smaller when the cylinder connection hole 12 is connected to the pressure accumulation hole 16 than when the discharge port connection hole 15 is connected. Therefore, the pulsation is suppressed by using the discharge pressure at the intersection of the a curve and the b curve as the switching pressure when the connection destination of the cylinder connection hole 12 is switched between the discharge port connection hole 15 and the pressure accumulation hole 16. It is effective in doing.

具体的には、吐出圧力が切替圧力よりも低い場合には、シリンダ接続孔１２を吐出ポート接続孔１５に接続し、吐出圧力が切替圧力よりも高い場合には、シリンダ接続孔１２を蓄圧孔１６に接続する。切替手段２２においては、スプール１９に形成される第一の通路２３によるシリンダ接続孔１２と蓄圧孔１６との連通と、第二の通路２４によるシリンダ接続孔１２と吐出ポート１０との連通とが切替圧力を境に切替られるように、バネ２０のバネ定数と長さとを設定する。 Specifically, when the discharge pressure is lower than the switching pressure, the cylinder connection hole 12 is connected to the discharge port connection hole 15, and when the discharge pressure is higher than the switching pressure, the cylinder connection hole 12 is connected to the pressure accumulation hole. 16 is connected. In the switching means 22, the communication between the cylinder connection hole 12 and the pressure accumulation hole 16 through the first passage 23 formed in the spool 19 and the communication between the cylinder connection hole 12 and the discharge port 10 through the second passage 24 are performed. The spring constant and length of the spring 20 are set so that the switching pressure can be switched to the boundary.

ここで脈動は、上述した通り、アキシャルピストンポンプ１に備えられる複数のシリンダ５と吐出ポート１０又は吸入ポート１１との間を流れる作動流体の総流量と、シリンダバレル４の回転角との関係から得られる流量曲線が示す最大値と最小値との差分である。つまり脈動は、各シリンダ５から吐出ポート１０又は吸入ポート１１への作動流体の流量から求めることができる。 Here, as described above, the pulsation is based on the relationship between the total flow rate of the working fluid flowing between the plurality of cylinders 5 provided in the axial piston pump 1 and the discharge port 10 or the suction port 11 and the rotation angle of the cylinder barrel 4. It is a difference between the maximum value and the minimum value indicated by the obtained flow rate curve. That is, the pulsation can be obtained from the flow rate of the working fluid from each cylinder 5 to the discharge port 10 or the suction port 11.

この各シリンダ５からの流量は、吐出工程においては、シリンダポート８と吐出ポート１０との開口面積と、シリンダ５の内部圧力と吐出ポート１０の内部圧力との差分とを用いて求めることができる。なお、シリンダ接続孔１２が吐出ポート接続孔１５と連通されている場合には、上述のシリンダポート８と吐出ポート１０との開口面積にシリンダポート８とシリンダ接続孔１２との開口面積も含める。また、吸入工程においては、シリンダポート８と吸入ポート１１との開口面積と、シリンダ５の内部圧力と吸入ポート１１の内部圧力との差分とを用いて求めることができる。なお、吸入ポート１１の内部圧力は大気圧力とほぼ等しくなっている。 In the discharge process, the flow rate from each cylinder 5 can be obtained by using the opening area of the cylinder port 8 and the discharge port 10 and the difference between the internal pressure of the cylinder 5 and the internal pressure of the discharge port 10. . When the cylinder connection hole 12 communicates with the discharge port connection hole 15, the opening area between the cylinder port 8 and the cylinder connection hole 12 is included in the opening area between the cylinder port 8 and the discharge port 10 described above. Further, in the suction process, it can be obtained using the opening area of the cylinder port 8 and the suction port 11 and the difference between the internal pressure of the cylinder 5 and the internal pressure of the suction port 11. Note that the internal pressure of the suction port 11 is substantially equal to the atmospheric pressure.

すなわち脈動は、シリンダポート８と吐出ポート１０又は吸入ポート１１との開口面積と、シリンダ５の内部圧力と、吐出ポートの内部圧力つまり吐出圧力との３つのパラメータによって算出することができる。上述した切替圧力は、これら３つのパラメータから求めることができる、シリンダ接続孔１２に吐出ポート１０を接続した場合の脈動の値と、同じく上述の３つのパラメータから求めることができる、シリンダ接続孔１２に蓄圧孔１６を接続した場合の脈動の値とが同一となる吐出圧力とすることができる。 That is, the pulsation can be calculated by three parameters: the opening area between the cylinder port 8 and the discharge port 10 or the suction port 11, the internal pressure of the cylinder 5, and the internal pressure of the discharge port, that is, the discharge pressure. The switching pressure described above can be obtained from these three parameters, the value of the pulsation when the discharge port 10 is connected to the cylinder connection hole 12, and the cylinder connection hole 12 that can also be obtained from the above three parameters. The discharge pressure can be the same as the pulsation value when the pressure accumulating hole 16 is connected.

以上のように、本発明に係るアキシャルピストンポンプは、吐出圧力の高低に関わらず脈動を低減するのに有用であり、特に、低い吐出圧力が必要な場合から、高い吐出圧力が必要な場合に亘って、幅広く使用される場合に適している。 As described above, the axial piston pump according to the present invention is useful for reducing pulsation regardless of the level of discharge pressure, particularly when a low discharge pressure is required and when a high discharge pressure is required. It is suitable for wide use.

１アキシャルピストンポンプ
２ケーシング
３回転軸
４シリンダバレル
５シリンダ
６ピストン
７斜板
８シリンダポート
９バルブプレート
１０吐出ポート
１０ａ吐出側ノッチ
１１吸入ポート
１１ａ吸入側ノッチ
１２シリンダ接続孔
１３エンドプレート
１４切替部
１４ａ第一の円柱空間
１４ｂ第二の円柱空間
１５吐出ポート接続孔
１６蓄圧孔
１７付加容積
１９スプール
１９ａ第一の切替弁
１９ｂ第二の切替弁
２０バネ
２１カバー
２２切替手段
２３第一の通路
２４第二の通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axial piston pump 2 Casing 3 Rotating shaft 4 Cylinder barrel 5 Cylinder 6 Piston 7 Swash plate 8 Cylinder port 9 Valve plate 10 Discharge port 10a Discharge side notch 11 Suction port 11a Suction side notch 12 Cylinder connection hole 13 End plate 14 Switching part 14a First cylindrical space 14b Second cylindrical space 15 Discharge port connection hole 16 Accumulation hole 17 Additional volume 19 Spool 19a First switching valve 19b Second switching valve 20 Spring 21 Cover 22 Switching means 23 First passage 24 First Second passage

Claims

A cylinder barrel in which a plurality of cylinders, in which a piston is reciprocally inscribed in a reciprocating manner, are formed inside the casing;
A swash plate that is provided inside the casing so as to be variable in inclination, and reciprocates the piston with a stroke corresponding to the inclination;
A suction port that is connected to the cylinder while the piston moves from bottom dead center to top dead center, and sucks a working fluid into the cylinder;
A discharge port that is connected to the cylinder while the piston moves from top dead center to bottom dead center, and discharges the working fluid from the cylinder;
One is a cylinder connection hole that is connected to the cylinder before the discharge port is connected to the cylinder during the movement of the piston from the top dead center to the bottom dead center,
A discharge port connection hole, one of which is connected to the discharge port;
A pressure accumulating hole for holding a working fluid whose pressure is increased to a constant pressure;
A switching unit to which the other of the cylinder connection holes, the other of the discharge port connection holes, and the pressure accumulation hole are connected;
Axial characterized in that it comprises switching means provided in the switching portion and connecting either the discharge port connection hole or the pressure accumulating hole to the cylinder connection hole in accordance with the internal pressure of the discharge port. Piston pump.

The switching unit includes a first cylindrical space arranged coaxially and a second cylindrical space having a smaller diameter than the first cylindrical space,
The cylinder connection hole opens on a circumferential surface of an end of the second cylindrical space opposite to the first cylindrical space,
The discharge port connection hole opens in a circumferential surface of an end of the second cylindrical space on the first cylindrical space side,
The pressure accumulating hole opens on a circumferential surface of the first cylindrical space,
The switching means is
A first switching valve that is reciprocally inscribed in the first cylindrical space; a second switching valve that is reciprocally inscribed in the second cylindrical space; the first switching valve and the second switching valve; A spool provided with a working fluid circulation portion provided between the valve and the valve;
2. A pressing means for pressing the end face of the first switching valve of the spool with a predetermined force in a direction from the first switching valve toward the second switching valve. The described axial piston pump.

The switching means connects the discharge port connection hole to the cylinder connection hole calculated from the opening area of the cylinder connection hole and the discharge port or the suction port, the internal pressure of the cylinder, and the discharge pressure. The discharge pressure at which the pulsation value in the case of being performed and the pulsation value when the pressure accumulating hole is connected to the cylinder connection hole is set as the switching pressure,
The discharge port connection hole is connected to the cylinder connection hole when the discharge pressure is lower than the switching pressure, and the pressure accumulation hole is connected to the cylinder connection hole when the discharge pressure is higher than the switching pressure. The axial piston pump according to any one of claims 1 and 2.