(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックにその回転軸と平行に配設したシリンダと、各シリンダにそれぞれ容積室を画成する複数のピストンと、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復運動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に流入ポートと流出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の流入ポートと流出ポートとに選択的に連通させる複数のキドニポートと、をピストンポンプ・モータにおいて、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に各キドニポートの角度位置を決め、各角度位置においてキドニポートを隣のキドニポートとの相対位置に半径方向のズレを与えるべくシリンダブロックの回転軸を中心とする半径の異なる複数の同心円上の１つに配置することにより、キドニポートを円周方向へ不等ピッチ間隔に設定したことを特徴とするピストンポンプ・モータ。
【請求項２】
シリンダブロックにその回転軸と平行に配設したシリンダと、各シリンダにそれぞれ容積室を画成する複数のピストンと、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復運動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に流入ポートと流出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の流入ポートと流出ポートとに選択的に連通させる複数のキドニポートと、をピストンポンプ・モータにおいて、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に各シリンダの角度位置を決め、各角度位置においてシリンダを隣のシリンダとの相対位置に半径方向へのズレを与えるべくシリンダブロックの回転軸を中心とする半径の異なる複数の同心円上の１つに配置することにより、キドニポートを円周方向へ不等ピッチ間隔に設定したことを特徴とするピストンポンプ・モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はピストンポンプ・モータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のピストンポンプ・モータは、シリンダブロックにその回転軸と平行に配設した複数のシリンダと、各シリンダにそれぞれ容積室を画成する複数のピストンと、を備える。ピストンの一端側はシリンダから突出され、斜板にいつも接触するシューに支持される。シリンダブロックが回転すると、各ピストンは斜板との間で往復動し、シリンダの容積室を拡縮させるようになっている。
【０００３】
シリンダの吐き出しと吸い込みを制御する弁板が設けられ、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に流入ポートおよび流出ポートが開口される。各シリンダには弁板へ向けてキドニポートが形成され、シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の流入ポートまたは流出ポートと選択的に連通させる。
【０００４】
シリンダブロックの１回転につき、各ピストンはシリンダを１往復する。シリンダの容積室を拡張する行程においては、弁板の流入ポートから容積室に流体を吸い込み、シリンダの容積室を圧縮する行程においては、その流体を弁板の流出ポートへ吐き出すのである。
【０００５】
各容積室は“吸い込み”と“吐き出し”の行程を繰り返すが、これら行程の切り替わりに伴う圧力変動は、次式で表される特定の周波数成分をもっている。
【０００６】
ｆｎ＝ｎ・Ｚ・Ｎ／６０［Ｈｚ］
（Ｚ；ピストンの本数、Ｎ；回転速度、ｎ＝１，２，３，…；次数）
この圧力変動はポンプ・モータの振動や騒音の原因となる上、配管からアクチュエータなどへ伝わり、騒音や振動を装置全体に発生させかねない。また、この特定の周波数成分と配管や構造物の共振周波数が一致すると、騒音や振動の発生レベルを増大させるという可能性もあった。
【０００７】
そのため、アキシャルピストンポンプにおいて、圧力変動の周波数成分を分散し、特定の周波数成分のレベルが大きくならないよう、図５のようにシリンダブロック２２のシリンダ２０およびキドニポート２１を円周方向へ不規則な間隔（不等ピッチ）に配設したものや、図６のようにキドニポート２１のみをシリンダ２０の断面形状の範囲において円周方向へ不規則な間隔（不等ピッチ）に配設したもの、が知られている（実開平７ー３１０６４６号公報，特公昭４８ー１９１２１号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５の従来例においては、キドニポート２１を含むシリンダ２０を同一円周上で不等ピッチに配置するため、シリンダ２０の数にこれらの配置を円周方向へずらせる範囲が制限され、大きく不等ピッチ化するのが難しい。また、隣合うシリンダ２０間およびキドニポート２１間の肉厚に薄くなる箇所を生じるため、シリンダブロックの強度確保の面から不利という不具合があった。図６の従来例においては、キドニポート２１の配置のみを不等ピッチ化するが、この場合もキドニポート２１の配置は同一円周上のため、シリンダ２０の本数に不等ピッチ化の範囲が制限されるという不具合があった。
【０００９】
この発明はこのような問題点を解決することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、シリンダブロックにその回転軸と平行に配設したシリンダと、各シリンダにそれぞれ容積室を画成する複数のピストンと、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復運動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に流入ポートと流出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の流入ポートと流出ポートとに選択的に連通させる複数のキドニポートと、をピストンポンプ・モータにおいて、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に各キドニポートの角度位置を決め、各角度位置においてキドニポートを隣のキドニポートとの相対位置に半径方向のズレを与えるべくシリンダブロックの回転軸を中心とする半径の異なる複数の同心円上の１つに配置することにより、キドニポートを円周方向へ不等ピッチ間隔に設定したことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明では、シリンダブロックにその回転軸と平行に配設したシリンダと、各シリンダにそれぞれ容積室を画成する複数のピストンと、シリンダブロックの回転に伴って各シリンダの容積室を拡縮するようピストンを往復運動させる斜板と、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に流入ポートと流出ポートとを形成した弁板と、各シリンダの容積室をそれぞれシリンダブロックの回転角度に応じて弁板の流入ポートと流出ポートとに選択的に連通させる複数のキドニポートと、をピストンポンプ・モータにおいて、シリンダブロックの回転軸を中心とする同一円周上に各シリンダの角度位置を決め、各角度位置においてシリンダを隣のシリンダとの相対位置に半径方向へのズレを与えるべくシリンダブロックの回転軸を中心とする半径の異なる複数の同心円上の１つに配置することにより、キドニポートを円周方向へ不等ピッチ間隔に設定したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
第１の発明では、キドニポートの配置を半径方向へ変えることにより、キドニポートの回転方向の前後端をそれぞれシリンダブロックの回転中心と結ぶ直線相互の交差角度は、半径の小さい円周上に位置するキドニポートに較べて、半径の大きい円周上に位置するキドニポートの方が小さくなる。したがって、隣のキドニポートとの間隔を大きくとるには半径の大きい円周上にキドニポートを配置し、小さくとるには半径の小さい円周上にキドニポートを配置すればよい。また、弁板の流入ポートおよび流出ポートに対し、各キドニポートは半径の異なる円周上を通過するため、その開閉するタイミングがそれぞれ変化する。これらにより、シリンダが同一円周上を等間隔の配設状態にあっても、各容積室の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わりタイミングに不規則性が生じるため、ポンプ・モータの低騒音化を得られる。
【００１３】
第２の発明では、シリンダおよびキドニポートの位置を半径方向へ変えることにより、隣合うシリンダ間およびキドニポート間の直線距離が広がるため、キドニポートを円周方向へ大きく不等ピッチ化することが可能になる。ピストンのストロークは、シリンダブロックと斜板との間でシリンダ位置の半径に応じて変化する。つまり、半径の小さい円周上のシリンダを往復動するピストンはストロークが小さくなり、半径の大きい円周上のシリンダを往復動するピストンはストロークが大きくなる。そのため、シリンダごとに流量が異なるから、ピストン推力自体も周期性をもたなくなる。これらにより、各容積室の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わりに伴う流量変動や圧力変動の不規則性が増大するため、ポンプ・モータの低騒音化を効果的に実現できる。また、シリンダおよびキドニポートを半径方向へずらすことにより、隣接するシリンダ間およびキドニポート間の肉厚が大きく取れるため、シリンダブロックの強度も良好に確保できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１において、ケーシング１とポートブロック２とにより形成される内部空間にシリンダブロック３および斜板４が収装される。５はシリンダブロック３の中心部を貫通する回転軸（シャフト）であり、その一端側はケーシング１から外部へ突出される。回転軸５はポートブロック２の軸穴２ａとケーシング１のベアリング１ａとにより回転自由に支持され、シリンダブロック３を一体に回転させる。
【００１５】
シリンダブロック３には回転軸５と平行に複数のシリンダ６が円周方向へ配置され、各シリンダ６にそれぞれ容積室７を画成するピストン８が挿入される。各ピストン８の一端側はシリンダブロック３から突出され、斜板４にいつも接触するシュー９に支持される。シリンダブロック３が回転すると、各ピストン８は斜板４との間で往復動し、シリンダ６の容積室７を拡縮させる。
【００１６】
ケーシング１に斜板４は支持軸１０を介して傾転可能に取り付けられる。各容積室７の“吐き出し”と“吸い込み”を制御する弁板１１が設けられ、シリンダブロック３の回転軸５を中心とする同一円周上に開口する流入ポート（図３の１２ａ）および流出ポート（図３の１２ｂ）を備える。これらポート１２ａ，１２ｂにそれぞれ連通する入口通路と出口通路がポートブロック２に設けられる。各シリンダ６には弁板１１へ向けてキドニポート１３が形成され、シリンダブロック３の回転角度に応じて各容積室７を弁板１１の流入ポート１２ａまたは流出ポート１２ｂと選択的に連通する。
【００１７】
シリンダブロック３の１回転につき、各ピストン８はシリンダ６を１往復する。シリンダ６の容積室７を拡張する行程においては、弁板１１の流入ポート１２ａから容積室７に流体を吸い込み、シリンダ６の容積室７を圧縮する行程においては、その流体を弁板１１の流出ポート１２ｂへ吐き出すのである。
【００１８】
図２はシリンダ６およびキドニポート１３の配設状態を表すものであり、シリンダ６は回転軸５を中心とする同一円周上で等間隔に配置される。キドニポート１３については、回転軸５を中心とする同一円周上で等間隔に角度位置を決め、その角度位置においてシリンダ６の断面形状の範囲に納まるよう、回転軸５を中心とする半径がｒ１〜ｒ３と異なる複数の同心円上にそれぞれ選択的に配置される。
【００１９】
ピストンポンプ・モータの振動や騒音は、各容積室７の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わりに伴う圧力変動や流量変動や、各シリンダ６から吐き出される流量の総和が一定周期で変動することが主な発生原因となっており、この切り替わりタイミング（周期）および吐き出し流量変動により、騒音や振動の基本周期が決定される。
【００２０】
キドニポート１３の配置を半径方向へ変えることにより、キドニポート１３の回転方向の前後端をそれぞれ回転軸５の中心と結ぶ直線相互の交差角度は、半径ｒ１の円周上に位置するキドニポートに対し、半径ｒ２の円周上に位置するキドニポート１３が大きく、半径ｒ３の円周上に位置するキドニポート１３が小さくなる。
【００２１】
隣のキドニポート１３との間隔を大きくとるには、半径ｒ３の円周上にキドニポート１３を配置し、小さくとるには半径ｒ２の円周上にキドニポート１３を配置すればよい。また、図３のように弁板１１の流入ポート１２ａおよび流出ポート１２ｂに対し、各キドニポート１３は半径ｒ１〜ｒ３の円周上のひとつを通過するため、その開閉するタイミングがそれぞれ変化する。
【００２２】
これらにより、シリンダ６の配置が同一円周上で等間隔であっても、ピストン８の往復動に伴う“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わる周期に不規則性が生じるため、回転周期の基本成分に振動エネルギが集中しづらくなり、ピストンポンプ・モータの低騒音化を実現できる。
【００２３】
図４は別の実施形態としてシリンダ６の配設状態を表すものであり、各シリンダ６は回転軸５を中心とする同一円周上で不等間隔に角度位置を決め、その各角度位置において半径ｒ１〜ｒ３の円周上にそれぞれ選択的に配置される。つまり、シリンダ６の相対位置は、円周方向および半径方向へ変化するようになっている。図示しないが、各キドニポート１３は、これらシリンダ６の相対位置に対応する配設状態になり、各シリンダ６の断面形状の範囲に納まるように形成される。
【００２４】
シリンダ６の相対位置を半径方向へずらすことにより、キドニポート１３は円周方向へ大きく不等ピッチ化することが可能になる。このため、各容積室７の“吸い込み”と“吐き出し”の切り替わりタイミングの不規則性が増大する。
【００２５】
ピストン８のストロークは、シリンダブロック３と斜板１１との間でシリンダ位置の半径に応じて変化する。つまり、半径の小さい円周上のシリンダ６を往復動するピストン８はストロークが小さくなり、半径の大きい円周上のシリンダ６を往復動するピストン８はストロークが大きくなる。
【００２６】
このため、シリンダ６ごとに流量が異なり、ピストン推力自体も周期性をもたなくなるから、ポンプ・モータの低騒音化をいっそう促進できることになる。また、シリンダ６を円周方向と半径方向へずらすことにより、隣合うシリンダ６間およびキドニポート１３間の肉厚が大きく取られるため、シリンダブロック３の強度も良好に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すピストンポンプ・モータの断面図である。
【図２】同じくキドニポートの配置状態図である。
【図３】同じく弁板の正面図である。
【図４】同じくシリンダの配置状態図である。
【図５】従来例の説明図である。
【図６】従来例の説明図である。
【符号の説明】
３  シリンダブロック
４  斜板
５  回転軸
６  シリンダ
７  容積室
８  ピストン
１１  弁板
１２ａ  流入ポート
１２ｂ  流出ポート
１３  キドニポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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