(57)【特許請求の範囲】
【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、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シリンダブロック。
【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１１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１２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Ｆｃ／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、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】
そして、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１４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１６を両側から挟むような位置にあり、溝部７とＶ型溝１６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１１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】
そして、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
【図１】
0003669787.tif 000002
【図２】
0003669787.tif 000003
【図３】
0003669787.tif 000004
【図４】
0003669787.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003669787.tif 000007
【図７】
0003669787.tif 000008
【図８】
0003669787.tif 000009
【図９】
0003669787.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003669787.tif 000012
【図１２】
0003669787.tif 000013
【図１３】
0003669787.tif 000014
【図１４】
0003669787.tif 000015
【図１５】
0003669787.tif 000016