JPH07332225A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダが吸込ポートと吐出ポートのいずれ
にも連通しない閉じ込み領域で、ピストンの伸縮で振動
や騒音を発生するのを防止する。 【構成】 ピストン下死点側と上死点側の閉じ込み領域
にそれぞれシリンダに連通する導油穴４，３を形成し、
その導油穴４と３を互いに結ぶ連絡通路５を設ける。下
死点側の閉じ込み圧力がポンプの吐出圧力に近付く連絡
通路５を遮断する開閉弁６と、開閉弁６を通して下死点
側の導油穴４から供給される余剰油を蓄えるアキュムレ
ータ７と、アキュムレータ７から上死点側の導油穴３へ
の圧油の流れのみを許容するチェック弁８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はピストンポンプにおけ
る吸い込み，吐き出し騒音を低減する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】ピストンポンプは、たとえば回転するシ
リンダブロックを弁板に摺接させ、シリンダブロック内
のシリンダがピストンの往復動で弁板の吸込ポートと吐
出ポートを介して作動油の吸い込みと吐き出しを繰り返
すように構成される。

【０００３】吸込ポートと吐出ポートは同一円周上に所
定の間隔をあけて弁板に形成されるが、シリンダがこれ
らポートのいずれにも連通しない上死点，下死点を中心
とする閉じ込み領域にあるときでも、ピストンは伸縮を
続ける。このため、シリンダ内が密閉されたまま、容積
が圧縮・膨張されることで、異常高圧または負圧が発生
して振動，騒音を併発する。

【０００４】そこで、ピストン上死点側の閉じ込み領域
で外部の油圧源から減圧弁およびアキュムレータを経由
してシリンダに油圧を補給することで、ピストンの吸い
込みによる負圧の発生を防ぎ、騒音の低減を図るように
したものが知られている（実開昭６３ー１７４５７８号
公報）。

【０００５】また、ピストンが吸込行程から吐出行程に
移るとき、シリンダ内が吸込圧力から吐出圧力に急変す
ると、吐出流量の変動に原因して負荷系に脈動騒音が発
生しやすくなるため、その対策手段としてピストン下死
点側の閉じ込み領域で外部の油圧源からポンプの吐出圧
力に比例した油圧をシリンダに供給することで、ピスト
ンの予圧量を補うようにしたものが見られる（特開平３
ー２２９９７７号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者は一定の
圧力を供給するため、吐出から吸込に至る圧力変化の勾
配が急になり、騒音の低減効果が低下するという問題が
あった。また、後者はポンプ吐出圧力が基準になるた
め、外部の油圧源としてメインポンプと同等の高圧ポン
プが要求されるため、コストや消費エネルギが嵩むとい
う不具合があった。

【０００７】この発明はこのような問題点を考慮してな
されたもので、閉じ込み領域におけるピストンの伸縮に
よりシリンダに異常高圧や負圧が発生するのを、外部の
油圧源を使わなくとも効率よく防止することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、吸込ポ
ートと吐出ポートを備える弁板と、弁板に摺接して回転
するシリンダブロックと、シリンダブロックの回転角度
に応じて吸込ポートと吐出ポートに連通するシリンダ
と、シリンダの容積をシリンダブロックの回転に伴う往
復動で拡縮するピストンを備えるピストンポンプにおい
て、シリンダが弁板の吸込ポートと吐出ポートのいずれ
にも連通しないピストンの下死点側と上死点側の閉じ込
み領域にそれぞれシリンダに連通する導油穴を形成し、
その導油穴を互いに結ぶ連絡通路を設ける一方、下死点
側の閉じ込み圧力がポンプの吐出圧力に近付くまで連絡
通路を遮断する開閉弁と、開閉弁を通して下死点側の導
油穴から供給される余剰油を蓄えるアキュムレータと、
アキュムレータから上死点側の導油穴への圧油の流れの
みを許容するチェック弁を備える。

【０００９】第２の発明では、第１の発明における上死
点側の導油穴への圧油を補給するためにチェック弁を介
して油圧源を接続する。

【００１０】第３の発明では、第１の発明における開閉
弁，アキュムレータ，チェック弁および連絡通路を弁板
の内部に設ける。

【００１１】

【作用】第１の発明においては、シリンダ内がピストン
下死点側の閉じ込み領域で圧縮され、その内圧がポンプ
の吐出圧力を越えると、開閉弁を開いて下死点側の導油
穴から上死点側の導油穴へと高圧の余剰油が流れる。こ
のとき、上死点側の導油穴はシリンダブロックの摺動面
で閉じられているため、余剰油はいったんアキュムレー
タに蓄えられ、上死点側の導油穴が開くと、アキュムレ
ータから圧油がチエック弁を通してシリンダに供給され
る。このサイクルはシリンダの１回転につきピストンの
本数に等しい回数だけ繰り返される。したがって、ピス
トン下死点側の閉じ込み領域で発生する吐出圧力に比例
した余剰油で、ピストン上死点側の閉じ込み油量の不足
分を効率よく補うことができる。

【００１２】第２の発明においては、余剰油の最低圧を
外部の油圧源で補うので、どのような使用条件でもピス
トン上死点側の閉じ込み油量が不足するようなことはな
い。外部の油圧源については、余剰油の最低圧を補うも
ので、高圧を必要としないため、低圧のパイロット用ポ
ンプで賄えるというメリットも期待できる。

【００１３】第３の発明によれば、弁板の内部に総ての
弁や通路などが形成されるので、全体としてコンパクト
に構成できる。

【００１４】

【実施例】図１はアキシャルピストンポンプへの適用例
を表すもので、１は弁板の吸込ポート、２は同じく吐出
ポートで、これらポート１と２間に閉じ込み領域が広く
形成される。そのピストン上死点側と下死点側にそれぞ
れシリンダに連通する導油穴３，４が開口され、これら
導油穴３と４を互いに結ぶ連絡通路５が形成される。

【００１５】シリンダの下死点側の閉じ込み圧力がポン
プの吐出圧力に近付くまで連絡通路５を遮断する開閉弁
６と、開閉弁６を通して導油穴４から供給される余剰油
を導油穴３が開くまで一時的に蓄えるアキュムレータ７
と、アキュムレータ７から導油穴３への圧油の流れのみ
を許容するチェック弁８が設けられる。

【００１６】導油穴３への余剰油の不足分を補うため、
外部の油圧源として補助ポンプが連絡通路５のチェック
弁８下流に接続され、その途中に補給流量を調整するオ
リフィス１０と、圧油の逆流を阻止するチェック弁１１
と、補助ポンプ９の最大吐出圧力を規制するリリーフ弁
１２が介装される。

【００１７】図２，図３は弁板での具体的な構成を表す
もので、シリンダブロックとのすべり面２０の同一円周
上に吸込ポート１と吐出ポート２が形成され、ピストン
上死点および下死点を中心とするこれらの中間区域（閉
じ込み領域）にそれぞれ導油穴３，４が開口される。導
油穴３は上死点と吸込ポート１との間に、導油穴４は下
死点と吐出ポート２との間に形成される。すべり面２０
の外周を囲む環状溝５ａが形成され、各導油穴３，４に
それぞれ通孔２１，２２を介して連通される。なお、環
状溝５ａは片側の半周部分でのみ連絡通路５として機能
するもので、残りの半周部分は導油穴３と４間が非連通
状態に形成される。

【００１８】開閉弁６は通孔２２の大径部に摺動自由な
ポペット２３を備え、その背面に油室２４が形成され
る。油室２４は図示しない通路を介して吐出ポート２と
連通され、ポペット２３は下死点側の閉じ込み圧力がポ
ンプの吐出圧力よりも越えると押し上げられ、バルブシ
ートを開いて連絡通路５へ内部の油道２５を介して余剰
油を流す。２６は通孔２２を密閉するプラグ、２７はポ
ペット２３のガイドで、その外周に連絡通路５の一部を
形成する環状溝２８と、ガイド２７の内周を環状溝２８
に開口する通路２９が形成される。

【００１９】連絡通路５の途中にアキュムレータ７の油
室３０が接続され、通路５の内圧に応じて油室３０を拡
縮するピストン３１と、油室３０の縮小方向へピストン
３１を付勢するスプリング３２を備える。チェック弁８
は前後の差圧に応動するもので、アキュムレータ７側の
圧力が高くなると、ポペット３３がバルブシートを開い
て内部の油道３４を介して圧油を連通路３５から通路３
６および凹溝３７を介して低圧側へ流すが、導油穴３側
の圧力が高くなると、ポペット３３はバルブシートを閉
じてアキュムレータ７側へ圧油が逆流するのを阻止す
る。

【００２０】弁板１５の外周に開閉弁６と同じ要領で補
助ポンプ系のチェック弁１１が設けられる。導油穴３を
連通通路５に継ぐ通孔２１の大径部に、ガイド３８と共
にその内部を摺動自由なポペット３９が収装される。ガ
イド３８の外周に連絡通路５の一部を形成する環状溝４
０と、カイド３９の内周を環状溝４０に開口する通路４
１が形成され、ポペット３９の内部に通路４１を導油穴
３側に常時連通する油道４２が設けられる。

【００２１】通孔２１を密閉するプラグ４３にポペット
３９のバルブシートを形成する縦穴４４と、これに連通
する横穴４５が形成され、補助ポンプ９の吐出油は連通
路４６から環状溝４７を通して横穴４５に入り、縦穴４
４からポペット３９先端に供給される。ポペット３９は
連通路４６の圧力が高くなると、バルブシートを開いて
圧油を導油穴３側へ流すが、導油穴３側の圧力が高くな
ると、バルブシートを閉じて圧油の逆流を阻止する。

【００２２】このような構成により、シリンダ内がピス
トン下死点側の閉じ込み領域で圧縮され、その内圧がポ
ンプの吐出圧力を越えると、開閉弁６を開いて下死点側
の導油穴４から上死点側の導油穴３へと余剰油が流れ
る。このとき、上死点側の導油穴３がシリンダブロック
の摺動面で閉じられるため、余剰油はアキュムレータ７
に蓄えられ、上死点側の導油穴３が開くと、アキュムレ
ータ７からチエック弁８を通してシリンダに供給され
る。このサイクルはシリンダブロックの１回転につきピ
ストンの本数に等しい回数だけ繰り返される。

【００２３】したがって、ピストン下死点側の閉じ込み
領域で発生する高圧の余剰油で、ピストン上死点側の閉
じ込み油量を効率よく補うことができる。この場合、導
油穴４から取り出される圧力は、ほぼポンプの吐出圧力
に対応した高圧になり、したがって上死点での閉じ込み
領域における吐出ポート２と吸込ポートとの圧力勾配
は、この供圧により常に適正に維持され、ポンプ騒音，
振動の低減に効果をもたらす。

【００２４】補助ポンプ９については、余剰油の不足分
を補うもので、高圧を必要としないため、低圧のパイロ
ット用ポンプで賄えるというメリットも期待できる。な
お、弁板１５の閉じ込み領域は可及的に広く取ることが
望まれ、例えばメインポンプの定馬力制御を行う場合、
その最高吐出圧力点（最小傾転角）に合わせて設計する
と良い。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明によれば、吸込ポートと吐出
ポートを備える弁板と、弁板に摺接して回転するシリン
ダブロックと、シリンダブロックの回転角度に応じて吸
込ポートと吐出ポートに連通するシリンダと、シリンダ
の容積をシリンダブロックの回転に伴う往復動で拡縮す
るピストンを備えるピストンポンプにおいて、シリンダ
が弁板の吸込ポートと吐出ポートのいずれにも連通しな
いピストンの下死点側と上死点側の閉じ込み領域にそれ
ぞれシリンダに連通する導油穴を形成し、その導油穴を
互いに結ぶ連絡通路を設ける一方、下死点側の閉じ込み
圧力がポンプの吐出圧力に近付くまで連絡通路を遮断す
る開閉弁と、開閉弁を通して下死点側の導油穴から供給
される余剰油を蓄えるアキュムレータと、アキュムレー
タから上死点側の導油穴への圧油の流れのみを許容する
チェック弁を備えたので、ピストン下死点側の閉じ込み
領域で発生するポンプ吐出圧力に対応した高圧の余剰油
で、ピストン上死点側の閉じ込み油量の不足分を効率よ
く補い、ポンプ吐出圧力の変動に拘わらず常に圧力勾配
の緩和に寄与し、騒音や振動の発生を効果的に抑制でき
る。

【００２６】第２の発明によれば、上死点側の導油穴へ
の補給油の最低圧を保証する油圧源を付加したので、ど
のような使用条件でもピストン上死点側の閉じ込み油量
が不足することがなく、また低圧の油圧源で済むため、
その駆動に必要なエネルギが小さく、コストの面でも有
利になるという効果を期待できる。

【００２７】第３の発明によれば、開閉弁，アキュムレ
ータ，チェック弁および連絡通路を弁板の内部に設けた
ので、全体的にコンパクトになり、かつ保守点検などの
整備性も改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す構成図である。

【図２】同じく弁板の構成を表す一部切欠き正面図であ
る。

【図３】同じく弁板のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ 吸込ポート ２ 吐出ポート ３，４ 導油穴 ５ 連絡通路 ６ 開閉弁 ７ アキュムレータ ８ チェック弁 ９ 補助ポンプ １１ チェック弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込ポートと吐出ポートを備える弁板
   と、弁板に摺接して回転するシリンダブロックと、シリ
   ンダブロックの回転角度に応じて吸込ポートと吐出ポー
   トに連通するシリンダと、シリンダの容積をシリンダブ
   ロックの回転に伴う往復動で拡縮するピストンを備える
   ピストンポンプにおいて、シリンダが弁板の吸込ポート
   と吐出ポートのいずれにも連通しないピストンの下死点
   側と上死点側の閉じ込み領域にそれぞれシリンダに連通
   する導油穴を形成し、その導油穴を互いに結ぶ連絡通路
   を設ける一方、下死点側の閉じ込み圧力がポンプの吐出
   圧力に近付くまで連絡通路を遮断する開閉弁と、開閉弁
   を通して下死点側の導油穴から供給される余剰油を蓄え
   るアキュムレータと、アキュムレータから上死点側の導
   油穴への圧油の流れのみを許容するチェック弁を備えた
   ことを特徴とするピストンポンプ。
2. 【請求項２】 上死点側の導油穴への圧油を補給するた
   めにチェック弁を介して油圧源を接続したことを特徴と
   する請求項１に記載のピストンポンプ。
3. 【請求項３】 開閉弁，アキュムレータ，チェック弁お
   よび連絡通路を弁板の内部に設けたことを特徴とする請
   求項１に記載のピストンポンプ。