JP7476059B2 - バルブプレート、シリンダブロック、油圧ポンプ・モータ - Google Patents

Description

本発明は、端面がバルブプレートに当接した状態で回転するシリンダブロックを備えた油圧ポンプ・モータと、油圧ポンプ・モータに適用されるバルブプレート及びシリンダブロックとに関するものである。

この種の油圧ポンプ・モータには、バルブプレートとシリンダブロックの端面との間に環状油溝及び複数の放射状油溝を設けたものがある。環状油溝は、バルブプレートの高圧側ポート及び低圧側ポートよりも外周となる部分に無端の環状となるように構成された空所である。放射状油溝は、環状油溝から径方向に沿って外周に延在するもので、互いに等間隔となる複数箇所に設けられている。この油圧ポンプ・モータでは、バルブプレートとシリンダブロックの端面との間の油が環状油溝及び放射状油溝を介してケースの内部に排出されるようになる。このため、環状油溝よりも外周となる領域（以下、パッド領域という）においては、バルブプレートとシリンダブロックの端面との間に油膜を維持することが困難となる懸念がある。こうした問題を解決するため、従来においては、環状油溝よりも外周となる部分に油溜め部を形成し、パッド領域の潤滑を図るようにしたものも提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－１１６８１３号公報

ところで、昨今の油圧ポンプ・モータには、高圧高速化の要求がある。高圧高速化した油圧ポンプ・モータにあっては、上述した油溜め部を設けた場合にもパッド領域に油膜を維持することが難しく、バブルプレートとシリンダブロックの端面との間に焼き付きやかじり等の問題を生じるおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みて、高圧高速の状況下にあってもバブルプレートとシリンダブロックの端面との間に焼き付きやかじり等の問題が発生する事態を防止することのできるバルブプレート、シリンダブロック、油圧ポンプ・モータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るバルブプレートは、回転軸心を中心とする円周上に高圧側ポート及び低圧側ポートを有するとともに、これらの高圧側ポート及び低圧側ポートよりも外周部分に無端状となるように設けた第１油溝と前記第１油溝から外周に向かう複数の第２油溝とを有し、シリンダブロックの端面に当接した状態で前記回転軸心を中心として相対回転することにより前記シリンダブロックに設けたシリンダボアに対して前記高圧側ポート及び前記低圧側ポートが交互に連通される油圧ポンプ・モータのバルブプレートであって、前記第２油溝の相互間において前記シリンダブロックの端面に当接するパッド領域には、前記高圧側ポートの外周部であって、少なくとも相対回転の下流側となる部分に、前記第１油溝に連通し、かつ前記シリンダブロックの端面に向けて開口する複数のパッド油溝が設けられ、前記複数のパッド油溝は、前記シリンダブロックの端面に対する開口面積の割合が相対回転の上流側に比べて相対回転の下流側が大きくなるように設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、第１油溝の油がパッド油溝を通じてパッド領域に供給されるため、高圧高速化した場合にもバルブプレートとシリンダブロックの端面との間に油膜が確保されることになり、焼き付きやかじり等の問題が発生する事態を防止することが可能となる。しかも、パッド油溝は、シリンダブロックの端面に対する開口面積の割合が、第２油溝からの油が到達しやすい相対回転の上流側に比べて、第２油溝からの油が到達しにくい相対回転の下流側が大となるように設けられている。換言すれば、パッド領域には、相対回転の上流側となる部分にシリンダブロックとの摺動部分が確保された状態にある。従って、パッド油溝を設けることに起因してシリンダブロックの回転が不安定になる懸念がなく、高圧高速化を具現化することができるようになる。

図１は、本発明の実施の形態１である油圧ポンプ・モータを示すもので、（ａ）は高圧側領域が上方となる状態で回転軸心を含む面で破断した断面図、（ｂ）は回転軸心を含み、かつ（ａ）の破断面に直交する面で破断した断面図である。 図２は、図１に示した油圧ポンプ・モータの構成要素を示すもので、（ａ）はシリンダブロックを図１（ｂ）中の矢印Ａから見た端面図、（ｂ）はバルブプレートにおいてシリンダブロックとの当接面を示す端面図である。 図３は、図２（ｂ）に示したバルブプレートの要部拡大図であり、（ａ）はほぼ１／４となる部分の拡大図、（ｂ）はパッド領域及びパッド油溝の拡大図である。 図４は、変形例１のバルブプレートの端面図である。 図５は、図４に示したバルブプレートの要部拡大図である。 図６は、変形例２のバルブプレートの端面図である。 図７は、図６に示したバルブプレートの要部拡大図である。 図８は、シリンダブロックの回転数領域に対するパッド油溝の傾斜角度とパッド領域の油量との関係を示した図表である。 図９は、変形例３のバルブプレートの端面図である。 図１０は、図９に示したバルブプレートの要部拡大図である。 図１１は、変形例４のバルブプレートの端面図である。 図１２は、図１１に示したバルブプレートの要部拡大図である。 図１３は、本発明の実施の形態２である油圧ポンプ・モータの構成要素を示すもので、（ａ）はシリンダブロックの端面図、（ｂ）はバルブプレートにおいてシリンダブロックとの当接面を示す端面図である。 図１４は、図１３（ａ）に示したシリンダブロックの要部拡大図である。 図１５は、変形例５のシリンダブロックの端面図である。 図１６は、図１５に示したシリンダブロックの要部拡大図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係るバルブプレート、シリンダブロック、油圧ポンプ・モータの好適な実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である油圧ポンプ・モータを示したものである。ここで例示する油圧ポンプ・モータは、外部から動力が与えられた場合に油圧ポンプとして動作するアキシャル型のもので、ケース１０の内部に入出力軸２０を備えている。ケース１０は、ケース本体１１とポートブロック１２とを有し、互いの間に収容室１３を構成したものである。入出力軸２０は、ケース１０の収容室１３を横断するように配設した柱状部材であり、一方の端部がケース本体１１に回転可能に支持させてあり、他方の端部がポートブロック１２に回転可能に支持させてある。入出力軸２０の一方の端部は、エンジン等の動力源からの動力を受け入れる入力端部としてケース本体１１の外部に突出している。入出力軸２０の他方の端部は、ポートブロック１２の内部で終端している。この入出力軸２０には、収容室１３に収容される部分の外周に斜板３０及びシリンダブロック４０が設けてある。

斜板３０は、ポートブロック１２に対向する側に平坦な摺動面３１を有した板状部材であり、中心部分に設けた開口３０ａに入出力軸２０を貫通させた状態でケース本体１１の内壁面１１ａに近接した位置に配設してある。この斜板３０は、略半球状を成す２つのボールリテーナ３２を介してケース本体１１の内壁面１１ａに支持させてあり、入出力軸２０に対して摺動面３１を傾動させることが可能である。図中の符号３３は、ケース本体１１に設けたサーボ機器である。このサーボ機器３３は、入出力軸２０の軸心に沿って移動可能、かつ傾動部材３４を介して斜板３０に当接した油圧シリンダである。パイロット圧や自己吐出圧等の油圧によってサーボ機器３３が伸縮動作した場合には、ボールリテーナ３２の球面に沿って斜板３０が移動し、入出力軸２０の軸心に対する斜板３０の傾転角を変更することが可能である。

シリンダブロック４０は、中心孔４１を有した円柱状部材であり、中心孔４１に入出力軸２０を貫通させた状態でポートブロック１２と斜板３０との間に配設してある。シリンダブロック４０の中心孔４１と入出力軸２０の外周面との間には、シリンダブロック４０が入出力軸２０と一体に回転するようにスプラインが設けてある。本実施の形態１の油圧ポンプでは、図１（ｂ）中の矢視Ａである図２（ａ）に示すように、ポートブロック１２側からシリンダブロック４０を見た場合、入出力軸２０の回転軸心２０Ｃを中心としてシリンダブロック４０が時計回り（図２中の符号Ｂ）に回転するように構成してある。

このシリンダブロック４０には、入出力軸２０の回転軸心２０Ｃを中心とした円周上に複数のシリンダボア４２が形成してある。シリンダボア４２は、入出力軸２０の回転軸心２０Ｃに平行となるように形成した円柱状の空所であり、周方向に沿って互いに等間隔となるように配置してある。図２（ａ）に示すように、本実施の形態１では、シリンダブロック４０に９本のシリンダボア４２が設けてある。個々のシリンダボア４２は、斜板３０に対向する端面に開口する一方、ポートブロック１２に近接した端部がシリンダブロック４０の内部で終端し、断面積の減少した連絡ポート４３を介してシリンダブロック４０の端面４０ａに開口している。

図１に示すように、シリンダブロック４０のシリンダボア４２には、それぞれピストン４４が配設してある。ピストン４４は、横断面が円形の柱状を成すもので、シリンダボア４２の内部にそれぞれ軸心に沿って移動可能となる状態で嵌合している。それぞれのピストン４４において斜板３０に対向する端部には、ピストンシュー４５が設けてある。ピストンシュー４５は、ピストン４４に対して傾動可能、かつ斜板３０の摺動面３１に対して摺動可能となるように構成したものである。本実施の形態１では、球状部４５ａ及び摺動部４５ｂを有し、球状部４５ａを介して個々のピストン４４の先端部に傾動可能に支持させるようにしたピストンシュー４５を例示している。ピストン４４に対してピストンシュー４５を傾動可能に支持させる構成としては、ピストン４４の端部に球状部を設けるようにしても良い。

それぞれのピストンシュー４５は、押圧プレート４６を介して斜板３０の摺動面３１に押圧してある。押圧プレート４６は、シリンダブロック４０とほぼ同じ外径を有した平板状部材であり、中心部に押圧孔４６ａを有し、かつそれぞれのピストン４４に対応する部分に装着孔４６ｂを有している。装着孔４６ｂは、球状部４５ａを挿通可能、かつ摺動部４５ｂを挿通不可とする内径の開口である。この押圧プレート４６は、押圧孔４６ａに入出力軸２０を貫通させ、かつ個々の装着孔４６ｂにピストンシュー４５を挿通させた状態でシリンダブロック４０と斜板３０との間に配設してある。

押圧プレート４６に形成した押圧孔４６ａは、内周面が球状を成すもので、その内部にリテーナガイド４７を備えている。リテーナガイド４７は、押圧プレート４６の押圧孔４６ａに嵌合する外径の半球状を成したもので、その中心部に入出力軸２０を貫通させ、かつ球状部分を押圧プレート４６の押圧孔４６ａに当接させた状態で押圧プレート４６とシリンダブロック４０との間に配設してある。リテーナガイド４７と入出力軸２０の外周面との間は、リテーナガイド４７が入出力軸２０と一体に回転し、かつ入出力軸２０の回転軸心２０Ｃに沿って移動可能となるようにスプラインによって結合してある。このリテーナガイド４７には、シリンダブロック４０の中心部に内蔵した押圧スプリング４８の押圧力が伝達ロッド４９を介して常時与えられている。リテーナガイド４７に与えられた押圧スプリング４８の押圧力は、押圧プレート４６を介してピストンシュー４５に与えられ、ピストンシュー４５の摺動部４５ｂをそれぞれ斜板３０の摺動面３１に常時当接させるように作用している。

一方、ポートブロック１２には、シリンダブロック４０の連絡ポート４３に対向する部分にバルブプレート５０が設けてある。バルブプレート５０は、図２（ｂ）に示すように、吸込ポート５１（低圧側ポート）及び吐出ポート（高圧側ポート）５２を有した円形の板状部材である。このバルブプレート５０は、シリンダブロック４０の連絡ポート４３が吸込ポート５１及び吐出ポート５２に交互に連通可能となる状態でシリンダブロック４０の端面４０ａに摺動可能に当接している。すなわち、吸込ポート５１及び吐出ポート５２は、入出力軸２０の回転軸心２０Ｃを中心とする同一の円周上に設けた貫通孔であり、それぞれが円弧状を成している。上述の例では、バルブプレート５０においてピストン４４が上死点から下死点に向かう低圧側領域５０Ａに複数の連絡ポート４３が同時に連通するように吸込ポート５１が設けてある。ピストン４４が下死点から上死点に向かう高圧側領域５０Ｂには、複数の連絡ポート４３が同時に連通するように吐出ポート５２が設けてある。吸込ポート５１と吐出ポート５２との間には、ピストン４４が上死点及び下死点に位置したシリンダボア４２の連絡ポート４３を閉塞するための閉塞領域５０Ｃがそれぞれ確保してある。吸込ポート５１は、図１（ｂ）に示すように、ポートブロック１２に形成した吸込通路１２ａに連通し、吸込通路１２ａを通じて油タンクＴに接続してある。吐出ポート５２は、ポートブロック１２に形成した吐出通路１２ｂに接続してある。図２（ｂ）中の符号５３は、吐出ポート５２の下死点側端部に設けたノッチである。なお、図面においては便宜上、シリンダブロック４０とバルブプレート５０との当接部分にはドットが施してある。

また、バルブプレート５０には、環状油溝（第１油溝）５４及び複数の放射状油溝（第２油溝）５５が設けてある。環状油溝５４は、吸込ポート５１及び吐出ポート５２よりも外周となる部分に設けた無端環状の凹所である。この環状油溝５４は、例えば断面が一定半径の略半円形状を成しており、シリンダブロック４０の端面４０ａに対向する面にのみ開口している。放射状油溝５５は、環状油溝５４から外周に向けて延在した直線状を成す凹所であり、周方向に沿って互いに等間隔となる位置に形成してある。これらの放射状油溝５５は、例えば断面が一定半径の略半円形状を成しており、シリンダブロック４０の端面４０ａに対向する面に開口し、かつ外周側の端部がバルブプレート５０の外周面に開口している。本実施の形態１では、環状油溝５４よりも外周側となる部分に６本の放射状油溝５５が回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に沿って放射状に形成してある。特に図示の例では、高圧側領域５０Ｂ及び低圧側領域５０Ａにそれぞれ３つの放射状油溝５５が互いに対称となるように設けてある。放射状油溝５５の最も外周側となる部分は、相互間が周方向に延在する最外周溝５６によって互いに連通している。

さらに、バルブプレート５０には、図２（ｂ）及び図３に示すように、環状油溝５４よりも外周となる部分において放射状油溝５５の間に構成されるパッド領域５７にパッド油溝５８が設けてある。パッド油溝５８は、一端が環状油溝５４に連通し、かつ他端が閉塞した直線状を成す凹所であり、吐出ポート５２の外周に位置する２つのパッド領域５７にのみそれぞれ複数本ずつ形成してある。これらのパッド油溝５８は、例えば断面が一定半径の略半円形状を成し、シリンダブロック４０の端面４０ａに対向する面に開口したもので、放射状油溝５５よりも幅が小さく、環状油溝５４からパッド領域５７の径方向に沿った寸法のほぼ１／２となる部分までの間に設けてある。図からも明らかなように、複数のパッド油溝５８は、シリンダブロック４０に対して相対回転した場合の下流側に向けて相互間隔が漸次小さくなるように不等ピッチで配置してある。具体的に説明すると図３（ａ）の例では、パッド領域５７に対して相対回転の上流側に位置する放射状油溝５５からα１＝約１８．１°、α２＝約３０．１°、α３＝約３９．６°、α４＝約４６．８°、α５＝約５１．６°の合計５位置にそれぞれパッド油溝５８が配置してある。これにより、シリンダブロック４０の端面４０ａに対するパッド油溝５８の開口面積の割合は、シリンダブロック４０が相対回転した場合に下流側となる部分が、上流側となる部分よりも大となっている。

さらに、それぞれのパッド油溝５８は、回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対して傾斜している。図示の例では、外周に向かうに従って漸次回転の上流側となるようにパッド油溝５８が傾斜している。パッド油溝５８の傾斜角度βは、互いに同一であり、回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対して約３０°に設定してある。図３（ｂ）からも明らかなように、半径ｒ方向に対して傾斜したパッド油溝５８は、回転の外周側となる辺５８ａの長さが、環状油溝５４に近接した内周側となる辺５８ｂの長さよりも大きくなっている。

上記のように構成した油圧ポンプでは、図１～図３に示すように、ケース１０に対して入出力軸２０を回転させると、シリンダブロック４０が入出力軸２０と一体となって回転し、ピストンシュー４５を介して斜板３０の摺動面３１に当接したピストン４４がシリンダボア４２に対して行程移動する。これにより、低圧側領域５０Ａにおいては、ピストン４４がシリンダブロック４０のシリンダボア４２から突出するように行程移動し（図１において左側へ移動）、吸込通路１２ａ及びバルブプレート５０の吸込ポート５１を介してシリンダボア４２の内部に油タンクＴの油が吸い込まれる。一方、高圧側領域５０Ｂにおいては、ピストン４４がシリンダブロック４０のシリンダボア４２に進入するように行程移動し（図１において右側へ移動）、バルブプレート５０の吐出ポート５２及び吐出通路１２ｂを介してシリンダボア４２の油が油圧シリンダ等の油圧機器に吐出されることになる。サーボ機器３３に対してパイロット圧や吐出ポート５２からの吐出圧等の油圧が供給され、これに応じて斜板３０の傾転角が変更されると、シリンダブロック４０の回転に伴うピストン４４の行程距離が変化し、吐出通路１２ｂを介して吐出される油の流量が変更される。

シリンダブロック４０とバルブプレート５０との間においては、シリンダブロック４０の端面４０ａがバルブプレート５０に当接することにより、環状油溝５４によってシリンダブロック４０との間に無端環状油路５４Ａが構成される。同様に、シリンダブロック４０とバルブプレート５０との間には、放射状油溝５５によってシリンダブロック４０との間に、無端環状油路５４Ａから収容室１３に開口する複数の放射状油路５５Ａが構成される。従って、シリンダブロック４０の端面４０ａとバルブプレート５０とが相対的に摺動している間においては、連絡ポート４３から漏出した油が、シリンダブロック４０とバルブプレート５０との間の潤滑を図った後、無端環状油路５４Ａ及び放射状油路５５Ａを介して収容室１３に排出されることになる。また、放射状油路５５Ａを通過する油の一部は、シリンダブロック４０の回転に伴ってパッド領域５７に到達し、シリンダブロック４０とバルブプレート５０との間の潤滑を図るようになる。従って、無端環状油路５４Ａよりも内周側となる部分及びパッド領域５７において相対回転の上流側となる放射状油路５５Ａに近接した部分については、高圧高速化した場合にも十分に油膜を確保することができる。これにより、油切れに起因した焼き付きやかじり等の問題が生じるおそれはない。

これに対して、パッド領域５７において相対回転の下流側となる部分については、放射状油路５５Ａからの油が到達しにくい。特に高圧側となる吐出ポート５２の外周部においては、放射状油路５５Ａを通過する油のみによっては十分に油膜を確保することも難しい状況となる懸念がある。しかしながら、上述した油圧ポンプにおいては、パッド領域５７において相対回転の下流側となる部分にパッド油溝５８が設けてある。このパッド油溝５８は、バルブプレート５０にシリンダブロック４０が当接した場合、無端環状油路５４Ａとパッド領域５７において相対回転の下流側となる部分とを連通するパッド油路５８Ａを構成することになる。これにより、無端環状油路５４Ａの油がパッド油路５８Ａを通じてパッド領域５７において相対回転の下流側となる部分に供給される。従って、油圧ポンプを高圧高速化した場合にも、シリンダブロック４０の端面４０ａとバルブプレート５０との相対的に摺動している部分に油切れを招来するおそれがなくなり、焼き付きやかじり等の問題が生じる懸念もない。しかも、シリンダブロック４０の外周部が当接するパッド領域５７については、高圧側となる吐出ポート５２の外周部にのみパッド油溝５８を形成している。さらに、シリンダブロック４０の端面４０ａに対する開口面積の割合が、相対回転の上流側に比べて下流側が大となるようにパッド油溝５８を設けるようにしている。このため、吐出ポート５２の外周部以外のパッド領域５７及び吐出ポート５２の外周に位置するパッド領域５７において相対回転の上流側となる部分には、シリンダブロック４０との当接部分を確保することができる。これらの結果、パッド油溝５８を設けることに起因してシリンダブロック４０の回転が不安定になる懸念がなく、油圧ポンプの高圧高速化を具現化することができる。

なお、上述した実施の形態１では、斜板３０の傾転角を変更できるものを例示しているが、必ずしも斜板３０の傾転角が変更できる必要はない。また、シリンダブロック４０に９本のシリンダボア４２が設けられたものを例示しているが、シリンダボア４２の数もこれに限らない。さらに、放射状油溝５５が直線状で６本設けられたものを例示しているが、放射状油溝５５の形状や数は実施の形態１のものに限らない。

また、上述した実施の形態１では、パッド領域５７において周方向の中間位置よりも相対回転の上流側となる部分にもパッド油溝５８を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されない。パッド油溝５８は、パッド領域５７において周方向の中間位置より相対回転の下流側となる部分にのみ設ければ十分である。

さらに、上述した実施の形態１では、外周に向けて漸次相対回転の上流側となるように回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対してパッド油溝５８を傾斜させるようにしている。これにより、パッド油溝５８において回転の外周側となる辺５８ａの長さが、内周側となる辺５８ｂの長さよりも大きくなる。従って、シリンダブロック４０が１０００ｒｐｍ等の比較的低速で回転している状況下にあっても、パッド油路５８Ａにおいて外周側となる辺５８ａの部分からパッド領域５７に供給される油の量を確保することができ、潤滑性の点で有利となる。しかしながら、パッド油溝５８の延在方向はこれに限定されず、回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に沿ってパッド油溝５８を設けても良い。また、回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対してパッド油溝５８を傾斜させる場合には、図４及び図５に示す変形例１や図６及び図７に示す変形例２のように構成することも可能である。

すなわち、図４及び図５に示す変形例１のバルブプレート５０１では、外周に向けて漸次相対回転の下流となるようにパッド油溝５８１を傾斜させるようにしている。回転軸心２０Ｃを中心とした半径ｒ方向に対するパッド油溝５８１の傾斜角度β１は、実施の形態１とは逆方向に約３０°である。パッド油溝５８１を形成するピッチは、実施の形態１と同様である。この変形例１によれば、外周に向けて漸次相対回転の下流側となるように回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対してパッド油溝５８１を傾斜させるようにしている。このため、パッド油溝５８１において相対回転の下流側となる辺が内周側に位置することになる。従って、パッド油路５８Ａからパッド領域５７の内周側に供給された油が迂回しながら外周に到達するため、パッド領域５７を通過する油の経路が長くなる。これにより、シリンダブロック４０が２３００ｒｐｍを超えた比較的高速で回転している状況下にあってもパッド油路５８Ａからパッド領域５７に供給される油の量を確保することができ、潤滑性の点で有利となる。なお、変形例１において実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付してある。また、実施の形態１と同様、バルブプレート５０１においてシリンダブロック４０との当接部分にはドットが施してある。

図６及び図７に示す変形例２のバルブプレート５０２では、外周に向けて漸次相対回転の上流となるパッド油溝５８と、外周に向けて漸次相対回転の下流となるパッド油溝５８１とを交互に設けるようにしている。この変形例２によれば、実施の形態１で有利となる比較的低速回転と、変形例１で有利となる比較的高速回転との双方で潤滑性を向上させることが可能となる。なお、変形例２において実施の形態１及び変形例１と同様の構成については同一の符号が付してある。また、実施の形態１と同様、バルブプレート５０２においてシリンダブロック４０との当接部分にはドットが施してある。

図８は、シリンダブロック４０の回転数領域に対するパッド油溝５８，５８１の傾斜角度とパッド領域５７内の油量との関係を示したものである。傾斜角度については回転軸心２０Ｃを中心として半径ｒ方向が０°である。実施の形態１のように外周側の端部が相対回転の上流側に傾斜している場合は「－」、変形例１のように外周側の端部が相対回転の下流側に傾斜している場合は「＋」としてある。図８中の２点鎖線で示すように、シリンダブロック４０が１０００ｒｐｍ程度の比較的低速で回転する場合には、パッド油溝５８，５８１が＋５°～－１０°の範囲を除く角度で回転軸心２０Ｃを中心とした半径ｒ方向に対して傾斜していることが好ましい。一方、図８中の実線や１点鎖線で示すように、シリンダブロック４０が２３００ｒｐｍ（実線）や５４００ｒｐｍ（１点鎖線）等の比較的高速で回転する場合には、パッド油溝５８，５８１が＋５°～－２５°の範囲を除く角度で回転軸心２０Ｃを中心とした半径ｒ方向に対して傾斜していることが好ましい。すなわち、図８中の矢印Ｘ、矢印Ｙで示すように、シリンダブロック４０の回転が高速になるに従って、パッド領域５７内の油量が最少となる位置が、傾斜角度の「－」側に移行する傾向がある。従って、パッド油溝５８，５８１を相互干渉することなく傾斜させる条件としては、シリンダブロック４０が比較的低速で回転する場合、図８において－１０°よりも左側の範囲となるように設定することが好ましい。またシリンダブロック４０が比較的高速で回転する場合には、図８において＋５°よりも右側の範囲となるようにパッド油溝５８，５８１の傾斜角度を設定することが好ましい。

また、上述した実施の形態１、変形例１、変形例２では、いずれもパッド油溝５８，５８１の外周側端部を閉塞するようにしているが、本発明はこれに限定されず、図９及び図１０に示す変形例３や図１１及び図１２に示す変形例４のように構成することも可能である。

すなわち、図９及び図１０に示す変形例３のバルブプレート５０３では、放射状油溝５５と同様に、パッド油溝５８２の外周側端部をバルブプレート５０３の外周面に開口させるようにしている。回転軸心２０Ｃを中心とした半径ｒ方向に対するパッド油溝５８２の傾斜角度β２は約＋３０°である。パッド油溝５８２を形成するピッチは、実施の形態１と同様である。この変形例３によれば、パッド油溝５８２の外周側端部が開口しているため、比較的低速で回転している状況下であっても環状油溝５４からパッド油溝５８２に対する油の供給が促進されるようになり、潤滑性の点で有利となる。なお、変形例３において実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付してある。また、実施の形態１と同様、バルブプレート５０３においてシリンダブロック４０との当接部分にはドットが施してある。

図１１及び図１２に示す変形例４のバルブプレート５０４では、パッド油溝５８３の外周側端部をバルブプレート５０の外周面に開口させるとともに、パッド油溝５８３を途中で屈曲させるようにしている。回転軸心２０Ｃを中心とした半径ｒ方向に対するパッド油溝５８３の傾斜角度は、内周側となる部分がβ３＝約＋３０°である。内周側となる部分と外周側となる部分との屈曲角度β４＝約６０°である。パッド油溝５８３の屈曲位置は、回転軸心２０Ｃからほぼ同じ距離である。パッド油溝５８３を形成するピッチは、実施の形態１と同様である。この変形例４によれば、パッド油溝５８３の外周側端部が開口しているため、比較的低速で回転している状況下であっても環状油溝５４からパッド油溝５８３に対する油の供給が促進され、潤滑性の点で有利となる。しかも、パッド油溝５８３の傾斜角度が回転軸心２０Ｃを中心とした半径ｒ方向に対して途中で逆となるため、比較的低速回転で駆動する場合及び比較的高速回転で駆動する場合の双方で潤滑性を向上させることが可能となる。なお、変形例４において実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付してある。また、実施の形態１と同様、バルブプレート５０４においてシリンダブロック４０との当接部分にはドットが施してある。

（実施の形態２）
図１３及び図１４は、本発明の実施の形態２である油圧ポンプ・モータに適用するシリンダブロック４０１及びバルブプレート５０５を示したものである。ここで例示するシリンダブロック４０１及びバルブプレート５０５は、実施の形態１と同様、外部から動力が与えられた場合に油圧ポンプとして動作するアキシャル型のものに適用するものである。実施の形態２のシリンダブロック４０１及びバルブプレート５０５は、環状油溝（第１油溝）４１１、放射状油溝（第２油溝）４１２及びパッド油溝４１３をシリンダブロック４０１に形成した点で実施の形態１と相違している。以下、実施の形態１と相違する部分について説明し、共通する構成については同一の符号を付して詳細説明を省略する。なお、図面においては便宜上、シリンダブロック４０１とバルブプレート５０５との当接部分にはドットが施してある。

図１３（ｂ）に示すように、実施の形態２では、バルブプレート５０５に吸込ポート５１、吐出ポート５２及びノッチ５３が設けてあるとともに、最も外周側となる部分に最外周溝５６が設けてある。

これに対してシリンダブロック４０１には、図１３（ａ）に示すように、環状油溝４１１及び複数の放射状油溝４１２が設けてある。環状油溝４１１は、シリンダボア４２の連絡ポート４３よりも外周となる部分に設けた無端環状の凹所である。この環状油溝４１１は、例えば断面が一定半径の略半円形状を成しており、バルブプレート５０５の端面５０５ａに対向する面にのみ開口している。放射状油溝４１２は、環状油溝４１１から外周に向けて延在した直線状を成す凹所であり、周方向に沿って互いに等間隔となる位置に形成してある。これらの放射状油溝４１２は、例えば断面が一定半径の略半円形状を成しており、バルブプレート５０５の端面５０５ａに対向する面に開口し、かつ外周側の端部がシリンダブロック４０１の外周面に開口している。本実施の形態２では、環状油溝４１１よりも外周側となる部分に６本の放射状油溝４１２が回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に沿って放射状に形成してある。

また、シリンダブロック４０１には、環状油溝４１１よりも外周となる部分において放射状油溝４１２の間に構成されるパッド領域４１４にパッド油溝４１３が設けてある。パッド油溝４１３は、一端が環状油溝４１１に連通し、かつ他端が閉塞した直線状を成す凹所であり、６つのパッド領域４１４のすべてにそれぞれ複数本ずつ形成してある。これらのパッド油溝４１３は、例えば断面が一定半径の略半円形状を成し、バルブプレート５０５の端面５０５ａに対向する面に開口したものである。パッド油溝４１３の幅は、放射状油溝４１２よりも小さい。パッド油溝４１３の長さは、環状油溝４１１からパッド領域４１４の径方向に沿った寸法のほぼ１／２となる部分までの間となるように設けてある。図からも明らかなように、複数のパッド油溝４１３は、シリンダブロック４０１が回転した場合の下流側に向けて相互間隔が漸次小さくなるように不等ピッチで配置してある。具体的に説明すると図１３（ａ）の例では、パッド領域４１４に対してバルブプレート５０５との相対回転の上流側に位置する放射状油溝４１２からα１＝約１８．１°、α２＝約３０．１°、α３＝約３９．６°、α４＝約４６．８°、α５＝約５１．６°の合計５位置にそれぞれパッド油溝４１３が配置してある。これにより、バルブプレート５０５の端面５０５ａに対するパッド油溝４１３の開口面積の割合は、シリンダブロック４０１が回転した場合に下流側となる部分が、上流側となる部分よりも大となっている。

さらに、それぞれのパッド油溝４１３は、回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対して傾斜している。図示の例では、外周に向かうに従って漸次回転の下流側となるようにパッド油溝４１３が傾斜している。パッド油溝４１３の傾斜角度β６は、互いに同一であり、回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対して約３０°に設定してある。

上記のように構成した油圧ポンプでは、シリンダブロック４０１の端面がバルブプレート５０５に当接することにより、環状油溝４１１によってバルブプレート５０５との間に無端環状油路４１１Ａが構成される。同様に、放射状油溝４１２によってバルブプレート５０５との間に、無端環状油路４１１Ａから収容室１３に開口する複数の放射状油路４１２Ａが構成される。従って、シリンダブロック４０１が回転している間においては、連絡ポート４３から漏出した油が、シリンダブロック４０１とバルブプレート５０５との間の潤滑を図った後、無端環状油路４１１Ａ及び放射状油路４１２Ａを介して収容室１３に排出されることになる。また、放射状油路４１２Ａを通過する油の一部は、シリンダブロック４０１の回転に伴ってパッド領域４１４に到達し、シリンダブロック４０１とバルブプレート５０５との間の潤滑を図るようになる。従って、無端環状油路４１１Ａよりも内周側となる部分及びパッド領域４１４において相対回転の上流側となる放射状油路４１２Ａに近接した部分については、十分に油膜を確保することができ、油切れに起因した焼き付きやかじり等の問題が生じるおそれはない。

これに対して、パッド領域４１４において相対回転の下流側となる部分については、放射状油路４１２Ａからの油が到達しにくいため、放射状油路４１２Ａを通過する油のみによっては十分に油膜を確保することも難しい状況となる。しかしながら、上述した油圧ポンプにおいては、パッド領域４１４において相対回転の下流側となる部分にパッド油溝４１３が設けてある。このパッド油溝４１３は、シリンダブロック４０１がバルブプレート５０５に当接した場合、無端環状油路４１１Ａとパッド領域４１４において相対回転の下流側となる部分とを連通するパッド油路４１３Ａを構成することになる。これにより、無端環状油路４１１Ａの油がパッド油路４１３Ａを通じてパッド領域４１４において相対回転の下流側となる部分に供給される。従って、油圧ポンプを高圧高速化した場合にも、油切れを招来するおそれがなくなり、焼き付きやかじり等の問題が生じる懸念もない。しかも、シリンダブロック４０１の外周部が当接するパッド領域４１４については、バルブプレート５０５の端面５０５ａに対する開口面積の割合が、相対回転の上流側に比べて下流側が大となるようにパッド油溝４１３を設けるようにしている。このため、パッド領域４１４において相対回転の上流側となる部分には、バルブプレート５０５との当接部分を確保することができる。この結果、パッド油溝４１３を設けることに起因してシリンダブロック４０１の回転が不安定になる懸念がなく、油圧ポンプの高圧高速化を具現化することができる。

なお、上述した実施の形態２では、シリンダブロック４０１に９本のシリンダボア４２が設けられ、かつ放射状油溝４１２が直線状で６本設けられたものを例示しているが、シリンダボア４２の数並びに放射状油溝４１２の形状や数は実施の形態２のものに限らない。

また、上述した実施の形態２では、パッド領域４１４において周方向の中間位置よりも相対回転の上流側となる部分にもパッド油溝４１３を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されず、パッド領域４１４において周方向の中間位置より相対回転の下流側となる部分にのみパッド油溝４１３を設ければ十分である。

さらに、上述した実施の形態２では、外周に向けて漸次相対回転の下流側となるように回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対してパッド油溝４１３を傾斜させるようにしている。しかしながら、回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に沿ってパッド油溝４１３を設けても良い。また、図１５及び図１６に示す変形例５のシリンダブロック４０２のように、外周に向けて漸次相対回転の下流となるように回転軸心２０Ｃを中心とする半径ｒ方向に対してパッド油溝４２３を傾斜させるようにしても良い。回転軸心２０Ｃを中心とした半径ｒ方向に対するパッド油溝４２３の傾斜角度β７は、実施の形態２とは逆方向に約３０°である。なお、変形例５において実施の形態２と同様の構成については同一の符号が付してある。また、実施の形態２と同様、シリンダブロック４０２においてバルブプレート５０５との当接部分にはドットが施してある。また、実施の形態１の変形例２～変形例４として記載したパッド溝をシリンダブロックに適用することも可能である。

またさらに、上述した実施の形態１、変形例１～変形例４、実施の形態２及び変形例５では、いずれも油圧ポンプとして用いるものを例示しているが、油圧モータとして用いても構わない。

また、上述した実施の形態１、変形例１～変形例４、実施の形態２及び変形例５では、いずれも環状油溝と放射状油溝とを同一の部材に設けるようにしている。しかしながら、放射状油溝とパッド油溝とが同一の部材に設けられていれば、環状油溝と放射状油溝とが別の部材に設けてあっても構わない。

さらに、同一の寸法を有したパッド油溝を不等ピッチで設けることにより、相対回転の上流側と下流側とでパッド油溝の開口面積の割合を変化させるようにしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、互いに開口幅の異なる複数のパッド油溝や互いに延在長さの異なる複数のパッド油溝を等間隔に設けることによっても相対回転の上流側と下流側とでパッド油溝の開口面積の割合を変化させることは可能である。また、回転軸心を中心とする半径方向に対して複数のパッド油溝を傾斜させる場合に同一の角度で傾斜させるようにしているが、複数のパッド油溝の傾斜角度が互いに異なっていても構わない。

２０Ｃ 回転軸心
４０，４０１，４０２ シリンダブロック
４０ａ シリンダブロックの端面
４２ シリンダボア
５０，５０１，５０２，５０３，５０４，５０５ バルブプレート
５１ 吸込ポート
５２ 吐出ポート
５４，４１１ 環状油溝
５５，４１２ 放射状油溝
５７，４１４ パッド領域
５８，４１３，４２３，５８１，５８２，５８３ パッド油溝
５０５ａ バルブプレートの端面

Claims (14)

1. 回転軸心を中心とする円周上に高圧側ポート及び低圧側ポートを有するとともに、これらの高圧側ポート及び低圧側ポートよりも外周部分に無端状となるように設けた第１油溝と前記第１油溝から外周に向かう複数の第２油溝とを有し、シリンダブロックの端面に当接した状態で前記回転軸心を中心として相対回転することにより前記シリンダブロックに設けたシリンダボアに対して前記高圧側ポート及び前記低圧側ポートが交互に連通される油圧ポンプ・モータのバルブプレートであって、
   前記第２油溝の相互間において前記シリンダブロックの端面に当接するパッド領域には、前記高圧側ポートの外周部であって、少なくとも相対回転の下流側となる部分に、前記第１油溝に連通し、かつ前記シリンダブロックの端面に向けて開口する複数のパッド油溝が設けられ、
   前記複数のパッド油溝は、前記シリンダブロックの端面に対する開口面積の割合が相対回転の上流側に比べて下流側が大きくなるように設けられていることを特徴とするバルブプレート。
2. 前記パッド油溝は、直線状に延在し、前記回転軸心を中心とする半径方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のバルブプレート。
3. 前記複数のパッド油溝は、前記半径方向に対して互いに同一の向きに傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のバルブプレート。
4. 前記パッド油溝は、前記パッド領域において相対回転の下流側となる部分にのみ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバルブプレート。
5. 前記複数のパッド油溝は、前記第１油溝からの延在長さ及び前記シリンダブロックの端面に対する開口幅が互いに同一となるものであり、相対回転の下流側に向けて相互間隔が漸次小さくなるように不等ピッチで設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバルブプレート。
6. 前記複数のパッド油溝は、外周側端部が閉塞されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブプレート。
7. 回転軸心の周囲に複数のシリンダボアを有するとともに、これら複数のシリンダボアが開口する端面において前記シリンダボアよりも外周部分に無端状となるように設けた第１油溝と前記第１油溝から外周に向かう複数の第２油溝とを有し、端面をバルブプレートに当接した状態で相対回転することにより、前記複数のシリンダボアが前記バルブプレートに設けた高圧側ポート及び低圧側ポートに交互に連通される油圧ポンプ・モータのシリンダブロックであって、
   前記第２油溝の相互間において前記バルブプレートに当接するパッド領域には、少なくとも相対回転の下流側となる部分に、前記第１油溝に連通し、かつ前記バルブプレートに向けて開口する複数のパッド油溝が設けられ、
   前記複数のパッド油溝は、前記バルブプレートに対する開口面積の割合が相対回転の上流側に比べて相対回転の下流側が大きくなるように設けられていることを特徴とするシリンダブロック。
8. 前記パッド油溝は、直線状に延在し、前記回転軸心を中心とする半径方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項７に記載のシリンダブロック。
9. 前記複数のパッド油溝は、前記半径方向に対して同一の向きに傾斜していることを特徴とする請求項８に記載のシリンダブロック。
10. 前記パッド油溝は、前記パッド領域において相対回転の下流側となる部分にのみ設けられていることを特徴とする請求項７に記載のシリンダブロック。
11. 前記複数のパッド油溝は、前記第１油溝からの延在長さ及び前記バルブプレートの端面に対する開口幅が互いに同一となるものであり、相対回転の下流側に向けて相互間隔が漸次小さくなるように不等ピッチで設けられていることを特徴とする請求項７に記載のシリンダブロック。
12. 前記複数のパッド油溝は、外周側端部が閉塞されていることを特徴とする請求項７に記載のシリンダブロック。
13. 請求項１～請求項６のいずれか一つに記載したバルブプレートを備えることを特徴とする油圧ポンプ・モータ。
14. 請求項７～請求項１２のいずれか一つに記載したシリンダブロックを備えることを特徴とする油圧ポンプ・モータ。

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