(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転するシリンダブロックと、このシリンダブロックに設けられた複数のピストン穴と、これらのピストン穴のそれぞれに嵌挿されたピストンと、前記シリンダブロックに摺接し、吸込み用と吐出用の各ポートを有するバルブプレートと、前記バルブプレートの前記シリンダブロックと摺接する面の裏面側に前記シリンダブロックの回転に従って各ピストン穴の一方のポートへの開口面積が増加する側の一端から他方のポートへ向かって延設した圧油導入溝と、この圧油導入溝から前記バルブプレートの前記シリンダブロックと摺接する面に対して略垂直に設けた複数の細孔とを備え、前記複数の細孔は前記シリンダブロックの回転方向に対して数が増加するよう構成したことを特徴とする閉じこみ防止溝を有するピストンポンプ・モータ。
【請求項２】
前記細孔の集合形状が略Ｖ字形状であることを特徴とする請求項１記載のピストンポンプ・モータ。
【請求項３】
前記細孔の集合形状が複数の円弧を組合わせた形状であることを特徴とする請求項１記載のピストンポンプ・モータ。
【請求項４】
前記細孔の長さと直径の比が２．５以上であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のピストンポンプ・モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建設機械等に用いられるピストンポンプ・モータに係り、広範囲な回転領域で振動及びこれに伴う騒音を低減する閉じ込み防止溝を備えたピストンポンプモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設機械等に用いられるピストンポンプ・モータの一例を図４、図５に示す。このポンプ・モータは、駆動軸１２にスプライン結合されかつこの駆動軸１２の回りに駆動軸と平行に複数のピストン室１４が形成されたシリンダブロック１６と、前記ピストン室１４に液密的で摺動自在に嵌挿されたピストン１８の行程を規制する斜板２０と、この斜板２０に取付けられたハウジング２６およびカバー２２に固定されかつ前記シリンダブロック１６と対向して接するバルブプレート２４とから構成されている。シリンダブロック１６は、このシリンダブロック１６と駆動軸１２との間に備えつけられたばね２８によりバルブプレート２４に押し当てられて前記駆動軸１２にて回転駆動される。このシリンダブロック１６の回転によりピストン１８は、駆動軸１２を中心として公転しながら斜板２０の傾斜角αで規制された行程を往復運動し、バルブプレート２４の流体吸込用の吸込ポート２と流体吐出用の吐出ポート４とを介してポンプ作用を行う。
【０００３】
バルブプレート２４は、図５に示すようにシリンダブロック１６に対向する面に円弧状の吸込ポート２と吐出ポート４とを備えている。ピストン室１４につながるピストン穴１０は、吸込ポート２と吐出ポート４とのピッチ円３５上にあって、シリンダブロック１６が回転すると、吸込ポート２と吐出ポート４に交互に連通し、ピストン室１４内の圧力は、ピストン１８が吸入行程にあるときにほぼ吸込ポート２の圧力と一致するようになる。ピストン１８が吸入行程を終えて吐出行程に移ろうとするとき、すなわち、ピストン穴１０が吸込ポート２を出て吐出ポート４に達するまでは、ピストン穴１０は吸込ポート２および吐出ポート４のいずれとも遮断された状態にあるので、ピストン室１４の圧力がほぼ吸込ポート２の圧力からほぼ吐出ポート４の圧力に移行する行程、いわゆる昇圧行程にある。一方、ピストン穴１０が吐出ポート４を出て吸込ポート２に達するまで、すなわちピストン１８が吐出行程から吸入行程に移行するときのピストン穴１０は、降圧行程にある。
【０００４】
この昇圧行程において、ピストン穴１０が吐出ポート４に連通する瞬間にピストン室１４の圧力が急激に上昇し、降圧行程では、ピストン穴１０が吸込ポート２に連通する瞬間にピストン室１４の圧力が急激に下降し、この昇降圧の行程における瞬間的な圧力変化がシリンダブロック１６の回転に同調した周期的な衝撃力を発生させ、ピストンポンプ・モータの騒音、振動発生の要因となっていた。
【０００５】
従来は、ピストンポンプ・モータの騒音、振動を低減するために図６に示すように、バルブプレート２４の吸込ポート２および吐出ポート４に連通する閉じ込み防止溝シリンダブロック１６との摺動面側に設けている。図６の（ａ１）はｖ溝３４を設けた例であり、（ａ２）は（ａ１）のＢ−Ｂ断面図である。（ｂ１）はｖ溝３４とキリ穴３６を組合わせた例であり、（ｂ２）は（ｂ１）のＢ−Ｂ断面図である。（ｃ１）は、先行小径穴と後行大径穴とを組合わせを設けた例であり、（ｃ２）は（ｃ１）のＢ−Ｂ断面図である。（ｄ１）は複数のｖ溝３４を設けた例であり、（ｄ２）は（ｄ１）のＢ−Ｂ断面図である。（ｅ１）は吐出ポート４からエンドミル加工で平底溝４４を設けた例であり、（ｅ２）は（ｅ１）のＢ−Ｂ断面図である。この内（ｂ）、（ｃ）は先行小径穴３６とｖ溝３４又はキリ穴３８を組合わせたものである。
【０００６】
先行小径穴３６を除くこれらのキリ穴３８、ｖ溝３４、４２、または平底溝４４は、先行小径穴３６と比較すると圧油の通路面積が大きいため、ピストン穴１０が吐出ポート４に開口する過程でこのピストン穴１０を介して急激な圧油の逆流が生じ、振動や騒音の抑制効果が低いという問題がある。そこで上記のような閉じ込み防止溝における急激な圧油の逆流が発生しないよう予圧縮行程を設けてピストン穴１０が吐出ポート４に開口するまでにピストン穴１０の圧力を吐出ポート４の圧力と同じ程度に高める方法も提案されている。
【０００７】
しかし、このような対策を講じても効果が得られるのは、特定のポンプ回転速度範囲のみであり、それ以外のポンプ回転速度範囲では良好な効果が得られていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ピストンポンプ・モータのポンプの非常に広範囲な回転領域において、振動及びこれに伴う騒音を低減できる閉じ込み防止溝を有するピストンポンプ・モータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明に係るピストンポンプ・モータは、自転するシリンダブロックと、このシリンダブロックに設けられた複数のピストン穴と、これらのピストン穴のそれぞれに嵌挿されたピストンと、前記シリンダブロックに摺接し、吸込み用と吐出用の各ポートを有するバルブプレートと、前記バルブプレートの前記シリンダブロックと摺接する面の裏面側に前記シリンダブロックの回転に従って各ピストン穴の一方のポートへの開口面積が増加する側の一端から他方のポートへ向かって延設した圧油導入溝と、この圧油導入溝から前記バルブプレートの前記シリンダブロックと摺接する面に対して略垂直に設けた複数の細孔とを備え、前記複数の細孔は前記シリンダブロックの回転方向に対して数が増加するよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
細孔の集合形状は略ｖ字形状としてもよく、また複数の円弧を組合わせた形状としてもよい。この細孔の長さと直径の比が２．５以上としてもよい。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施形態を図１乃至図３により説明するが、図４乃至図６に示す同一部品で同一作用のものは、同一符号を付して説明を省略する。図１（ａ）に示すようにバルブプレート２４のカバー２２との取付側面において、吐出ポート４の昇圧工程の終わりにあたる側の端部から吸込ポート２へ向けて平底溝の圧油導入溝８が吐出ポート４と同一円周上に設けられ、この圧油導入溝８からシリンダ摺動面に対してほぼ垂直に開口する複数の細孔６が設けられている。複数の細孔６は、矢印で示されるシリンダブロック１６の回転方向に対して吸込ポート側は数が少なく、吐出ポート４に近づくに従って数が増加するよう分布されている。また、その集合形状はＶ字形状をしている。
【００１２】
図３を用いてその動作について述べる。上記のように構成してシリンダブロック１６を回転させたとき、シリンダブロック１６の各々のピストン穴１０が順次吸込ポート２から吐出ポート４へ開口するに際し、吐出ポート４の圧油が圧油導入溝８及び細孔６を経てピストン穴１０に逆流する時間当たりの油量Ｑは、ハーゲンポアズイユの法則により、ｄを細孔６の直径[ｍ]、ΔＰを圧油導入溝８とピストン穴１０の圧力差[Ｐａ]、μを作動油の粘性系数[Ｐａ・ｓ]、Ｌが細孔６の長さ[ｍ]とすると
【００１３】
【数１】
Ｑ＝πｄ４ΔＰ／１２８μＬ[ｍ３／ｓ]
【００１４】
となるので、細孔６の直径を比較的小さく設定しておけば、個々の細孔６を経てピストン穴１０へ逆流する作動油の流体エネルギーも小さくなる。しかも、シリンダの回転に従い逐次ピストン穴１０と導通する細孔の数が増加するので、従来の単一又は少数の閉じ込み防止溝しか設けていない場合に比較して、回転数に係わらず、吸込ポート２から吐出ポート４へ切換える際のピストン穴１０内の圧力は非常にスムースに上昇する。この結果、本発明を適用したポンプモータの運転騒音は確実に低減される。特に細孔６の直径ｄに対する長さＬの比である（Ｌ／ｄ）の値が２．５以上とするとより低減効果が高まる。
【００１５】
さらに、図２に示されるように角度θ（圧油導入溝８が設けられる範囲。以下“予圧縮角度”という）を比較的大きく設定し、そのθに応じて細孔６数を徐々に増加させるように構成すれば、シリンダブロック１６の回転に従ってピストン穴１０へ向けて開口する細孔６の数を徐々に増加させることができるためピストン穴１０の圧力が非常にスムースに吐出圧力まで上昇するので、本発明を適用したポンプモータの騒音と振動は従来技術と比較して大幅に低減する。また、細孔６の集合形状は本図に示すように複数の円弧を組合わせた形状とすることもできる。
【００１６】
以上、本発明の実施例をピストンポンプ・モータの、吸込工程から吐出工程に至る切換部分について説明したが、これを吐出工程から吸込工程に至る部分に適用することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ピストンポンプ・モータのバルブプレートのシリンダブロックとの摺動面とその裏面に設けた圧油導入溝との間に、シリンダブロックの回転方向に対して、数が増加する細孔を設けることにより、ピストンポンプ・モータの非常に広範囲な回転領域において、振動及びこれに伴う騒音を低減させ、ポンプモータの搭載された機械の信頼性の向上と良好な環境維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るピストンポンプ・モータの閉じ込み防止溝の実施例の一例であり（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】本願発明に係るピストンポンプ・モータの閉じ込み防止溝のさらに細孔を増加させた実施例の（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】本願発明に係るピストンポンプ・モータの閉じ込み防止溝の実施例における動作時の断面図である。
【図４】従来のピストンポンプ・モータの要部断面図である。
【図５】図４のバルブプレートのＡ−Ａ断面図である。
【図６】従来のピストンポンプ・モータの閉じ込み防止溝の正面図（添字１）Ｂ−Ｂ断面図（添字２）である。
【符号の説明】
２  吸込ポート
３  中心
４  吐出ポート
５  最後端部
６  細孔
７  最外細孔
８  圧油導入溝
１０  ピストン穴
１２  駆動軸
１４  ピストン室
１６  シリンダブロック
１８  ピストン
２０  斜板
２２  カバー
２３  ピッチ円
２４  バルブプレート
２６  ハウジング
２８  ばね
３０  吸込ポート
３２  吐出ポート
３６、４０  先行小径穴
θ  角度
【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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