JPH1077955A - シリンダブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アキシャル型ピストンポンプまたはモータに
おいて、シリンダブロックとバルブプレートとの間の押
し付け比を一定とし、ポンプまたはモータの作動中にシ
リンダブロックとバルブプレートの接合状態を適切に保
持し得るシリンダブロックを提供する。 【解決手段】 シリンダブロック２の各キドニーポート
４の間の摺接部５に、隣り合う一方のキドニーポート４
の端部から連続して、他方のキドニーポート４の近傍ま
で延びる少なくとも一本の溝部７を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アキシャル型ピス
トンポンプまたはモータにおいて、シリンダブロックと
バルブプレートの押し付け比を一定にするシリンダブロ
ックの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】アキシャル型ピストンポンプ（またはモ
ータ）は、中心軸１を中心に回転自在のシリンダブロッ
ク２を備え、図１３に示すように、このシリンダブロッ
ク２の中心軸１と略垂直な底面（摺接面３）には、中心
軸１と平行に形成された図示されない複数のシリンダの
ポートとして、摺接面３の中心軸１を中心とした所定の
円周上に、シリンダと同数の円弧状のキドニーポート４
（シリンダポート）を備えている。

【０００３】また、このシリンダブロック２の摺接面３
は、図１４に示す円盤状のバルブプレート１１の摺接面
１２と重ね合わされるが、この摺接面１２側には、シリ
ンダブロック２側のキドニーポート４が配設される円周
と対峙して、円弧状の吸込側キドニーポート１３と吐出
側キドニーポート１４とが開口している。さらに、これ
らのキドニーポート１３、１４の両端からはＶ型溝１６
が延び出し、これらのＶ型溝１６には、各キドニーポー
ト１３、１４と同圧が導かれるようになっている。

【０００４】このような構成により、シリンダブロック
２が中心軸１を中心に回転すると、シリンダブロック２
側の各キドニーポート４は、バルブプレート１１側の吸
込側または吐出側のキドニーポート１３、１４に選択的
に順次連通し、吸込または吐出を繰り返すようになって
いる。

【０００５】この場合、シリンダブロック２には、各シ
リンダの内圧がシリンダブロック２をバルブプレート１
１側へ押し下げようとする押し下げ力Ｆｃと、シリンダ
ブロック２の摺接面３とバルブプレート１１の摺接面１
２間の油膜圧力が、シリンダブロック２をバルブプレー
ト１１から引き離そうとする押し上げ力Ｆｗとが作用す
る。したがって、ポンプ（またはモータ）の作動中に、
シリンダブロック２がバルブプレート１１側と分離せ
ず、バルブプレート１１側へと適切に押し付けられ続け
るためには、押し下げ力Ｆｃが押し上げ力Ｆｗよりも大
きくあり続けること（Ｆｃ＞Ｆｗ）、すなわち押し付け
比Ｆｃ／Ｆｗが１以上の値を採り続けることが必要であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シリンダブ
ロック２の各キドニーポート４の間の各領域には、ポー
トの存在しない摺接部５が、また、バルブプレート１１
のキドニーポート１３と１４の間の各領域には、ポート
の存在しない摺接部１５が、それぞれ存在する。このた
め、シリンダブロック２が回転して、これらの摺接部５
と摺接部１５との重なりの状態（重なり面積の大きさ）
が変化するのにしたがって、摺接面３、１２間の油膜圧
力分布は異なって来る。

【０００７】具体的には、図１５に示すように、シリン
ダブロック２の摺接部５とバルブプレート１１の摺接部
１５が重なり合う箇所では、キドニーポート１３（また
は１４）から延びるＶ型溝１６から作動油が供給される
だけでは、十分な作動油が供給されず、油膜圧力の等圧
線２０はキドニーポート４、１３の近傍にまで落ち込ん
でしまい、摺接部５と摺接部１５の重なり合う部分では
油膜圧力が低下してしまう。

【０００８】したがって、シリンダブロック２が回転
し、摺接部５と摺接部１５との重なりの状態が変化した
ときには、油膜圧力による押し上げ力Ｆｗは一定とはな
らず、押し下げ力Ｆｃが一定に作用するとすれば、押し
付け比Ｆｃ／Ｆｗも一定とはならない。この場合にも、
上述のように押し付け比Ｆｃ／Ｆｗは１以上に保持する
必要があるが、シリンダブロック２の１回転中で油膜圧
力による押し上げ力Ｆｗが最も大きくなったときに押し
付け比Ｆｃ／Ｆｗを１以上にする押し上げ力Ｆｗを選択
すると、逆に油膜圧力が低下したときには押し付け比Ｆ
ｃ／Ｆｗが大きくなり過ぎてしまう。

【０００９】このため、シリンダブロック２はバルブプ
レート１１へと過大な力で押し付けられてしまい、ポン
プ（またはモータ）の機械効率の低下や焼き付きなどの
問題が生じてしまっていた。

【００１０】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、アキシャル型ピストンポンプまたはモー
タにおいて、シリンダブロックとバルブプレートとの間
の押し付け比を略一定とし、ポンプまたはモータの作動
中にシリンダブロックとバルブプレートの接合状態を適
切に保持し得るシリンダブロックを提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、アキシャ
ル型ピストンポンプまたはモータに備えられ、中心軸を
中心に回転するとともに、前記ポンプまたはモータの吸
込側ポートと吐出側ポートが開口するバルブプレートに
摺接する摺接面と、この摺接面の中心軸を中心とする円
周上に開口して前記吸込側ポートと吐出側ポートに選択
的に連通する複数のシリンダポートとを備えたシリンダ
ブロックにおいて、前記複数のシリンダポートの間の各
領域ごとに、前記各シリンダポートの少なくとも一方の
端部から連続して、このシリンダポートと隣り合うシリ
ンダポートの近傍へと延び出す溝部を少なくとも１本形
成した。

【００１２】第２の発明は、前記バルブプレートが前記
吸込側ポートおよび吐出側ポートの端部から連続して延
びる溝部を備えるとともに、前記シリンダブロック側の
溝部を、このバルブプレート側の溝部と重ならない位置
に配設した。

【００１３】

【作用】第１の発明では、各シリンダポートの間の各領
域には、少なくとも１本の溝部がシリンダポートから連
続して延び出しているので、この各領域がバルブプレー
トの吸込側ポートまたは吐出側ポート以外の部分と摺接
している場合でも、シリンダポートから溝部を介して導
かれるシリンダポートと同圧の作動油により油膜が形成
される結果、前記各領域の油膜圧力は、シリンダポート
が存在する部分の圧力に比べて低下することはない。し
たがって、シリンダブロックをバルブプレートから引き
離す方向に働く圧力は、各シリンダポートが配設される
円周にわたって略一定となり、シリンダブロックが回転
したとしても、この圧力の総和であるシリンダブロック
に働く押し上げ力は略一定となるので、この押し上げ力
と、シリンダ内圧がシリンダブロックをバルブプレート
側に押し付ける方向に働く押し下げ力との比である押し
付け比は、略一定の適切な値に制御することができ、押
し上げ力が過大となることによるシリンダブロックとバ
ルブプレートの分離や、押し下げ力が過大となることに
よるポンプまたはモータの機械効率の低下や焼き付けの
発生を防止することができる。

【００１４】第２の発明では、シリンダブロック側の溝
部は、バルブプレート側の溝部と重ならない位置に配設
されているので、溝部を介しての作動油の供給は、各シ
リンダポートの間の領域の広い範囲にわたって十分にな
されるので、各シリンダポートの間の領域における油膜
圧力の低下が確実に防止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１６】図１には、本発明のシリンダブロック２を
示す。このシリンダブロック２においても、図１３と同
様に、図示しないシリンダのポートとして、複数（７
個）の円弧状のキドニーポート４が、摺接面３の中心軸
１を中心とした所定の円周上に開口している。さらに、
このシリンダブロック２は、従来のものと同様に、図１
４に示すバルブプレート１１と重ね合わされて、アキシ
ャル型ピストンポンプ（モータ）を構成する。

【００１７】さらに、この本発明のシリンダブロック２
は、従来と異なる構成として、各摺接部５に、これらの
摺接部５を挟み込む一方のキドニーポート４から他方の
キドニーポート４の方向に（すなわち、各キドニーポー
ト４が配設される円周方向に）連続して延び出すよう
に、一対の切り欠き状の溝部７が形成される。

【００１８】これらの一対の溝部７は、キドニーポート
４の内周側の端部と外周側の端部からそれぞれ延び出し
ており、摺接部５を略横切り、摺接部５を挟んで相対す
る他方のキドニーポート４の近傍付近まで達するように
なっている。

【００１９】このように各溝部７はキドニーポート４か
ら連続して延び出しているので、各溝部７が延び出すキ
ドニーポート４と同圧の油圧が導かれている。これによ
り、溝部７が存在しないときには作動油が供給されにく
かった摺接部５にも、溝部７を介してキドニーポート４
と同圧の作動油が導かれ、摺接部５と摺接部１５とが重
なった部分においても、油膜圧力が低下しないようにな
っている。

【００２０】なお、上述のように、各溝部７はキドニー
ポート４の内周側と外周側の端部から延び出すようにな
っているので、摺接部５と摺接部１５とが相対するとき
には、一対の溝部７は摺接部１５に形成されたＶ型溝１
６を両側から挟むような位置にあり、溝部７とＶ型溝１
６とが重なり合うことはない。よって、溝部７およびＶ
型溝１６からは、摺接部５または摺接部１５の広い範囲
にわたってバランス良く作動油が供給され、油膜圧力の
低下防止が確実になされるようになっている。

【００２１】つぎに作用を説明する。

【００２２】アキシャル型ピストンポンプ（モータ）の
作動時には、シリンダブロック２が中心軸１を中心にし
て回転し、シリンダブロック２側の各キドニーポート４
は、バルブプレート１１側の吸込側または吐出側のキド
ニーポート１３、１４と選択的に順次連通することで吸
込または吐出を繰り返すが、この場合のシリンダブロッ
ク２とバルブプレート１１側との接合の程度は、シリン
ダの内圧による押し下げ力Ｆｃと、油膜圧力による押し
上げ力Ｆｗから決まる押し付け比Ｆｃ／Ｆｗによって表
され、この押し付け比Ｆｃ／Ｆｗが１以上の適切な値を
採れば、シリンダブロック２とバルブプレート１１側と
の接合状態は良好であることになる。

【００２３】ところで、本発明では、以下に説明するよ
うに、押し付け比Ｆｃ／Ｆｗを決定する油膜圧力の分布
が、シリンダブロック２の１回転中に大きく変動するこ
とがないので、この油膜圧力による押し上げ力Ｆｗも略
一定に保たれる。したがって、シリンダブロック２の１
回転中、押し付け比Ｆｃ／Ｆｗを所定の適切な値に維持
し続けることが可能となる。

【００２４】具体的には、本発明では、各キドニーポー
ト４から溝部７が延び出し、摺接部５へと作動油の供給
を行い得るようになっているので、図２に示すように、
摺接部５と摺接部１５が重なり合う部分においても、油
膜圧力が低下することはなく、油膜圧力の等圧線２１
も、キドニーポート４、１３が存在する側から大きく落
ち込むことなく、円弧を描いて連続する。このため、摺
接部５と摺接部１５とが重なり合う面積が変化したとし
ても、油膜圧力の分布には大きく影響することはなく、
油膜圧力の分布はシリンダブロック２の１回転中におい
て略一定のものとなる。

【００２５】したがって、押し付け比Ｆｃ／Ｆｗも、図
３に実線で示すように、シリンダブロック２の１回転中
の各回転角度において、１以上の適切な値に略一定に制
御することが可能となる。これに対して、溝部７を備え
ない従来のポンプでは、図３に破線で示すように、押し
付け比が跳ね上がる点Ａや落ち込む点Ｂが生じてしま
い、安定した制御を行うことはできない。

【００２６】なお、本実施の形態では、ピストンの本数
（キドニーポート４の数）を７本としたので、高圧側ピ
ストン本数（吐出側キドニーポート１４と連通するキド
ニーポート４の数）が３本の場合と４本の場合が生じる
ので、これを図３に示している。図３に示すように、溝
部７を備えない従来例（破線）では、高圧側ピストン本
数が切り替わるシリンダブロック回転角度において押し
付け比の変動が生じやすいが、溝部７を備えた本発明に
よれば、このような変動が抑制されていることが分か
る。

【００２７】このように本発明によれば、シリンダブロ
ック２の１回転にわたって、シリンダブロック２はバル
ブプレート１１から分離してしまうことはないととも
に、シリンダブロック２がバルブプレート１１へと過大
な力で押し付けられてしまうこともなく、ポンプ（モー
タ）の機械効率の低下や、シリンダブロック２またはバ
ルブプレート１１の焼き付けが生じたりすることはな
い。

【００２８】図４、図６には、図１に示す本発明のシリ
ンダブロック２を、キドニーポート１３、１４の一部
に、ポート補強用のリブ１７を備えたバルブプレート１
１に対して適用した実施の形態を示す。

【００２９】この場合にも、バルブプレート１１側のリ
ブ１７とシリンダブロック２側の摺接部５とが重なり合
った部分には、溝部７を備えない従来例では、摺接部５
とリブ１７の重なり部分で図５に示すような油膜圧力の
等圧線２３の落ち込みが見られ、油膜圧力が低下してい
るのに対し、溝部７を備えた本発明では、リブ１７と摺
接部５の重なり部分には溝部７から作動油が供給され、
油膜圧力の等圧線２２はキドニーポート４、１３側から
落ち込むことなく円弧を描いて連続し、油膜圧力が低下
することはない。

【００３０】したがって、図６に実線で示すように、本
発明における押し付け比は略一定に制御され、図６に破
線で示した従来例のような押し付け比の変動が起こるこ
とはない。

【００３１】なお、シリンダブロック２に形成される溝
部７は、図１のような一対の切り欠き状の形状のものに
限られず、例えば図７〜図１２に示すように、種々の形
態を採ることが可能である。

【００３２】具体的には、図７に示すように、一対の溝
部７を先端部の丸い眉状形状のものとしてもよく、ま
た、図８に示すように、一対の溝部７を細長い長方形形
状のものとしてもよい。

【００３３】また、図９に示すように、各キドニーポー
ト４から延びる切り欠き状の溝部７を一本づつとし、例
えばキドニーポート４の外周端側に配設することも可能
である。この場合には、バルブプレート１１側のＶ型溝
１６を、図１０に示すように、溝部７と重なり合わない
ように、キドニーポート１３、１４の内周端側に形成す
るようにしておく。

【００３４】このように、溝部７とＶ型溝１６の配置を
ずらし、摺接部５または摺接部１５の広い範囲にわたら
せることにより、各摺接部５に溝部７を一本づつしか設
けなくとも、摺接部５と摺接部１５の重なり部分にはバ
ランス良く作動油の供給が行われ、油膜圧力の低下を確
実に防止し得る。なお図示しないが、溝部７をキドニー
ポート４の内周端側に配設し、Ｖ型溝１６をキドニーポ
ート１３、１４の外周端側に配設することも当然に可能
である。

【００３５】また、図１１に示すように、図９の溝部７
を図７と同様な眉状の形状としたり、図１２に示すよう
に、図９の溝部７を図８と同様な長方形形状とすること
も可能である。

【００３６】このように、本発明による溝部７の形状や
本数は特に限定されるものではなく、設計により任意に
設定できるものである。また、溝部７は、キドニーポー
ト４の両端のいずれの端部から延び出すように形成して
もよく、さらに、キドニーポート４の一端からではなく
両端から延び出すようにすることも可能である。

【００３７】

【発明の効果】第１の発明によれば、各シリンダポート
の間の各領域には、少なくとも１本の溝部がシリンダポ
ートから連続して延び出しているので、この各領域がバ
ルブプレートの吸込側ポートまたは吐出側ポート以外の
部分と摺接している場合でも、シリンダポートから溝部
を介して導かれるシリンダポートと同圧の作動油により
油膜が形成される結果、前記各領域の油膜圧力は、シリ
ンダポートが存在する部分の圧力に比べて低下すること
はない。したがって、シリンダブロックをバルブプレー
トから引き離す方向に働く圧力は、各シリンダポートが
配設される円周にわたって略一定となり、シリンダブロ
ックが回転したとしても、この圧力の総和であるシリン
ダブロックに働く押し上げ力は略一定となるので、この
押し上げ力と、シリンダ内圧がシリンダブロックをバル
ブプレート側に押し付ける方向に働く押し下げ力との比
である押し付け比は、略一定の適切な値に制御すること
ができ、押し上げ力が過大となることによるシリンダブ
ロックとバルブプレートの分離や、押し下げ力が過大と
なることによるポンプまたはモータの機械効率の低下や
焼き付けの発生を防止することができる。

【００３８】第２の発明によれば、シリンダブロック側
の溝部は、バルブプレート側の溝部と重ならない位置に
配設されているので、溝部を介しての作動油の供給は、
各シリンダポートの間の領域の広い範囲にわたって十分
になされるので、各シリンダポートの間の領域における
油膜圧力の低下が確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。

【図２】同じく油膜圧力の分布を示す平面図である。

【図３】同じくシリンダブロック回転角度と押し付け比
の関係を示す特性図である。

【図４】同じく本発明の他の実施の形態を示す平面図で
ある。

【図５】従来例を示す平面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態におけるシリンダブロ
ック回転角度と押し付け比の関係を示す特性図である。

【図７】本発明の他の実施の形態を示す平面図である。

【図８】同じく平面図である。

【図９】同じく平面図である。

【図１０】同じく平面図である。

【図１１】同じく平面図である。

【図１２】同じく平面図である。

【図１３】従来例を示す平面図である。

【図１４】同じく平面図である。

【図１５】同じく油膜圧力の分布を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 中心軸 ２ シリンダブロック ３ 摺接面 ４ キドニーポート ５ 摺接部 ７ 溝部 １１ バルブプレート １２ 摺接面 １３ 吸込側キドニーポート １４ 吐出側キドニーポート １５ 摺接部 １６ Ｖ型溝 １７ リブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アキシャル型ピストンポンプまたはモータ
   に備えられ、中心軸を中心に回転するとともに、前記ポ
   ンプまたはモータの吸込側ポートと吐出側ポートが開口
   するバルブプレートに摺接する摺接面と、この摺接面の
   中心軸を中心とする円周上に開口して前記吸込側ポート
   と吐出側ポートに選択的に連通する複数のシリンダポー
   トとを備えたシリンダブロックにおいて、 前記複数のシリンダポートの間の各領域ごとに、前記各
   シリンダポートの少なくとも一方の端部から連続して、
   このシリンダポートと隣り合うシリンダポートの近傍へ
   と延び出す溝部を少なくとも１本形成したことを特徴と
   するシリンダブロック。
2. 【請求項２】前記バルブプレートが前記吸込側ポートお
   よび吐出側ポートの端部から連続して延びる溝部を備え
   るとともに、前記シリンダブロック側の溝部を、このバ
   ルブプレート側の溝部と重ならない位置に配設したこと
   を特徴とする請求項１に記載のシリンダブロック。