(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンポンプ，トロコイドポンプ等の複数のポンプを主軸に同心的にスプライン結合するように構成した多連型ポンプにあって、主軸と共に回転可能に本体内に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックのシリンダ穴に軸方向に摺動可能に挿入された複数個のピストンと、シリンダブロックに設けたシリンダ穴の一つ置きにそれぞれ異なる同心円上に内外２列に交互に配設される開口穴と、シリンダブロックの一端に摺接しかつシリンダ穴の開口穴と開口する吸込ポート及び吐出ポートが成形されたバルブプレートとを有するピストンポンプにおいて、前記バルブプレートに異径の円弧状に２条の並列になった小巾な第１、第２の吐出ポート及び円弧状の１条の広巾の第３の吐出ポートとを吐出行程域の回転方向に沿って配設し、かつ前記第１、第２の吐出ポートが前記内外２列の開口穴のそれぞれ一方に、また第３の吐出ポートが前記開口穴の両方に同時に連通するように形成し、これ等の複数の吐出ポートを複数の吐出口にそれぞれ連通してなる複数系統の油圧源を有するピストンポンプとを備えたことを特徴とする多連型ポンプ。
【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，トロコイドポンプ，ギヤポンプ等の複数のポンプを有する多連型ポンプに関し、特に、小型建設機械等への使用に適する多連型ポンプにおけるピストンポンプの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多連型ポンプに関するものとして、第９図に示すものがあり、これについて説明するに、この多連型ポンプは、ピストンポンプＰ，トロコイドポンプＴ，ギヤポンプＧ等の複数のポンプから構成されており、ピストンポンプＰの本体１及びポートブロック２に設けた軸受４ａ，４ｂに支承され、シール部材５でシールされた主軸３の一端側３ａにインターナルスプライン３ｂが設けてあり、このインターナルスプライン３ｂにギヤポンプＧのシャフト６を同軸的にスプライン結合し、更に、ギヤポンプＧのシャフト６にトロコイドポンプＴのロータ７とが噛み合い、ピストンポンプＰの主軸３に連動して、トロコイドポンプＴ、ギヤポンプＧを作動し、複数の油圧源を有するようになっている。
【０００３】
ピストンポンプＰは、可変容量型斜板ピストンポンプで、主に、本体１に回転自在に支承される主軸３にスプライン結合され軸方向に主軸３を中心とする円周上に複数のシリンダ穴８ａを穿設したシリンダブロック８と、シリンダブロック８の各シリンダ穴８ａ内に往復動可能に嵌挿された各ピストン９と、ポートブロック２とシリンダブロック８との間で各シリンダ穴８ａとポートブロック２とを連通するバルブプレート１０とを備え、シリンダブロック８に設けたシリンダ穴８ａの一つ置きにそれぞれ異なる同心円上に内外２列に交互に開口穴８Ａ１〜８Ａ１０を配置し、図１０に示すように、この開口穴８Ａ１〜８Ａ１０と連通するバルブプレート１０に、図１１に示すように、異径の円弧状した２条の並列になった吐出ポート１０ｅ，１０ｆとを成形し、シリンダブロック２の回転に伴うピストン９の往復運動により発生する吐出油を開口穴８Ａ１〜８Ａ１０、吐出ポート１０ｅ，１０ｆを介してポートブロック２に設けた２つの吐出口２ｂ，２ｃに吐出するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、小型建設機械等で使用される多連型ポンプにおいては、少なくとも３系統以上の油圧源が使用されており、この種のピストンポンプの構造ものでは、バルブプレートに異径の円弧状に２条の並列になった吐出ポートが設けられ、この吐出ポートよりポートブロックに設けた吐出口に連通される２系統の油圧源を有するとともに、他の油圧源用として使用するために、数系統以上の油圧源が必要となり、ピストンポンプの他にギヤポンプ等のポンプを更に装着しなければならず、多連ポンプとしての全長が長くなり、大型化し、取り付けスペースが充分に取れないと言う問題がある。
【０００５】
また、ピストンポンプのバルブプレートに異径で円弧状の３条以上の並列になった吐出ポートを設け、３系統以上の油圧源を有するようにする場合、外側の吐出ポートになるほど、シリンダブロックのポートの中心径が大きくなり、ポンプの吸い込み能力も低下してしまい、ポンプの回転数を上げることが困難になるとともに、ポンプの外径が大きくなり、重量も増加してしまうという問題がある。
【０００６】
さらに、ピストンポンプのバルブプレートに異径で円弧状の３条以上の並列になった吐出ポートを設けた場合、シリンダブロックのシリンダ穴の中心が、全て同じ円弧上となっているため、全てのピストンストロークが等しいという理由により、各ポートの吐出量が全て等しくなってしまうという問題もある。
【０００７】
そこで、この発明は、多連型ポンプにおけるピストンポンプの吸い込み性能を損なうことなく、小型、コンパクトで、１つのシリンダブロックにて、３系統以上の異なる吐出量を持つ油圧源を有するポンプを提供することをことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ピストンポンプ，トロコイドポンプ等の複数のポンプを主軸に同心的にスプライン結合するように構成した多連型ポンプにあって、主軸と共に回転可能に本体内に支持されたシリンダブロックと、シリンダブロックのシリンダ穴に軸方向に摺動可能に挿入された複数個のピストンと、シリンダブロックに設けたシリンダ穴の一つ置きにそれぞれ異なる同心円上に内外２列に交互に配設される開口穴と、シリンダブロックの一端に摺接しかつシリンダ穴の開口穴と開口する吸込ポート及び吐出ポートが成形されたバルブプレートとを有するピストンポンプにおいて、前記バルブプレートに異径の円弧状に２条の並列になった小巾な第１、第２の吐出ポート及び円弧状の１条の広巾の第３の吐出ポートとを吐出行程域の回転方向に沿って配設し、かつ前記第１、第２の吐出ポートが前記内外２列の開口穴のそれぞれ一方に、また第３の吐出ポートが前記開口穴の両方に同時に連通するように形成し、これ等の複数の吐出ポートを複数の吐出口にそれぞれ連通してなる複数系統の油圧源を有するピストンポンプとを備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明するに、前記従来例と同一の構成要素に対しては同一の名称、符号を付して説明する。この実施の形態に関わる多連型ポンプは、図１に示すように、ピストンポンプＰ，トロコイドポンプＴ等からなっている。
【００１３】
ピストンポンプＰには、本体１及びポートブロック２に設けた軸受４ａ，４ｂに主軸３が支承され、シ−ル部材５でシ−ルされており、この主軸３の一端側３ａにスプライン３ｂが設けてあり、スプライン３ｂにトロコイドポンプＴのインナーロータ７が主軸３と同心的にスプライン結合されている。
【００１４】
ピストンポンプＰの本体１内には、主軸３のスプライン３ｃに結合して一体的に回転するシリンダブロック８が収められている。
【００１５】
このシリンダブロック８には、主軸３を中心に円周上に等間隔に複数の中空なシリンダ穴８ａが成形してあり、シリンダ穴８ａにはピストン９が摺動自由に嵌挿されており、シリンダ穴８ａの１つ置きにそれぞれ異なる同心円上に内側，外側の２列に交互に開口穴８Ａ１乃至８Ａ１０が、図１０に示すように、配設されている。
【００１６】
シリンダブロック８の一端側には、ピン１１で係止されたバルブプレート１０と摺接し、シリンダブロック８の回転により往復動するピストン９によるシリンダ穴８ａに対する作動油の吸い込み、吐出を切り換える。
【００１７】
バルブプレート１０は、図２に示すように、吸い込み側には１条の広巾の吸込ポート１０ａが、吐出側には異径の円弧状した２条の並列した小巾の第１，２の吐出ポート１０ｂ，１０ｃと１条の広巾の第３の吐出ポート１０ｄとが吐出行程域に沿った回転方向に一定の間隔で成形される。
【００１８】
ピストン９の圧縮による吐出行程域での第１乃至３の吐出ポート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの位置関係は、図３に示すように、吐出行程Ａの範囲で第１，２の吐出ポート１０ｂ，１０ｃが、吐出行程Ｂの範囲で第３の吐出ポート１０ｄが設けられており、前記シリンダブロック８に設けた内外２列の開口穴８Ａ１乃至８Ａ１０とバルブプレート１０に設けた吐出ポート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとが連通するとともに、第１〜３の吐出ポート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに対応して連通する第１〜３の吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄがポートブロック２に成形されている。
【００１９】
次に、その作用について説明する。今、仮に、図示しない原動機等によりピストンポンプＰの主軸３が回転すると、主軸３に連動してシリンダブロック８が回転する。
【００２０】
シリンダブロック８が回転すると、シリンダ穴８ａ内をピストン９が往復運動を繰り返し、ピストン９の伸び作動でシリンダ穴８ａ内に油を吸い込み、圧縮作動では作動油を加圧し、吐出する。
【００２１】
そして、シリンダ穴８ａ内の油は、シリンダブロック８に設けた内外２列の開口穴８Ａ１乃至８Ａ１０より徐々にバルブプレート１０に設けた第１〜３の吐出ポート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに対応して連通する。
【００２２】
そこで、シリンダブロック８の開口穴８Ａ１〜８Ａ１０とバルブプレート１０の吐出ポート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとの関係についてさらに詳しく説明すると、第４（ａ）図にあっては、シリンダブロック８に設けた内側の３番目の開口穴８Ａ３とバルブプレート１０に設けた第１吐出ポート１０ｂとが、２番目の開口穴８Ａ２と第２の吐出ポート１０ｃとが、５番目の開口穴８Ａ５と第３の吐出ポート１０ｄとがそれぞれ連通し、吐出行程Ａ，Ｂ区間に対応した吐出量が各吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄに供給される。
【００２３】
第４（ｂ）図にあっては、シリンダブロック８に設けた内側の１番目，３番目の開口穴８Ａ１，８Ａ３とバルブプレート１０に設けた第１の吐出ポート１０ｂとが、２番目の開口穴８Ａ２と第２の吐出ポート１０ｃとが、４番目の開口穴８Ａ４と第３の吐出ポート１０ｄとがそれぞれ連通し、吐出行程Ａ，Ｂ区間に対応した吐出量が各吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄに供給される。
【００２４】
第４（ｃ）図にあっては、シリンダブロック８に設けた内側の１番目の開口穴８Ａ１とバルブプレート１０に設けた第１の吐出ポート１０ｂとが、２番目の開口穴８Ａ２と第２の吐出ポート１０ｃとが、４番目の開口穴８Ａ４と第３の吐出ポート１０ｄとがそれぞれ連通し、吐出行程Ａ，Ｂ区間に対応した吐出量が吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄに供給される。
【００２５】
第４（ｄ）図にあっては、シリンダブロック８に設けた内側の１番目の開口穴８Ａ１とバルブプレート１０に設けた第１の吐出ポート１０ｂとが、２番目，１０番目の開口穴８Ａ２，８Ａ１０と第２の吐出ポート１０ｃとが、３番目の開口穴８Ａ３と第３の吐出ポート１０ｄとがそれぞれ連通し、吐出行程Ａ，Ｂ区間に対応した吐出量が吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄに供給される。
【００２６】
そして、吐出行程域Ａにおける奇数番目の開口穴８Ａ１，８Ａ３，８Ａ５，８Ａ７，８Ａ９につながる第１の吐出ポート１０ｂと吐出行程域Ｂにおける奇数番目の開口穴８Ａ１，８Ａ３，８Ａ５，８Ａ７，８Ａ９につながる第３の吐出ポート１０ｄとからのピストンの１本当たりの吐出量は、図５（ａ）に示すように、Ｑ１、Ｑ３となり、また、吐出行程域Ａにおける偶数番目の開口穴８Ａ２，８Ａ４，８Ａ６，８Ａ８，８Ａ１０につながる第２の吐出ポート１０ｃと吐出行程域Ｂにおける偶数番目の開口穴８Ａ２，８Ａ４，８Ａ６，８Ａ８，８Ａ１０につながる第３の吐出ポート１０ｄとからのピストン９の１本当たりの吐出量は、図５（ｂ）に示すように、Ｑ２，Ｑ４となり、第１乃至３の吐出ポート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと連通する第１〜３の吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄには、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３＋Ｑ４＝Ｑ５なる３つの吐出量が得られる。
【００２７】
このように、バルブプレート１０に異径の円弧状に２条の並列になった複数の吐出ポート１０ｂ，１０ｃ及び円弧状の１条になった吐出ポート１０ｄとを吐出行程域の回転方向に沿って配設し、これ等の複数の吐出ポート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを複数の吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄに連通してなる複数系統の油圧源を有するピストンポンプＰとを備えるようにしたから、多連型ポンプにおけるピストンポンプＰの吸い込み性能を損なうこともなく、１つのシリンダブロック８にて、３系統の吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄを持つ油圧源を有するとともに、従来例におけるギヤポンプＧを必要としなくなるから、多連型ポンプの主軸３方向の全長が大幅に短縮でき、小型化、軽量化が図れるとともに、取り付けのためのスペースも低減でき、スペースを有効に活用することができる。
【００２８】
次に、図６と図８に示す、第２と第３の実施形態を、図７に示す本発明の参考例と共に説明する。なお、これらの説明では、第１の実施の形態と相違する構成についのみ説明し、他の構成要素の詳細については省略する。
【００２９】
そこで、第２の実施の形態のバルブプレート１３は、図６に示すように、吸い込み側には１条の広巾の吸込ポート１３ａが、吐出側には１条の広巾の第１の吐出ポート１３ｂと異径の円弧状した２条の並列した第２，３の吐出ポート１３ｃ，１３ｄとが吐出行程域に沿った回転方向に一定間隔を保って設けられ、前記シリンダブロック８に設けた内外２列の開口穴８Ａ１〜８Ａ１０とバルブプレート１３に設けた吐出ポート１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとが連通するとともに、１条の広巾の第１の吐出ポート１３ｂを第１の吐出口２ｂに、第２の吐出ポート１３ｂを第３の吐出口２ｄに、第２の吐出ポート１３ｃを第２の吐出口２ｃにそれぞれ連通するように吐出ポート１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの位置を変更したもので、第１〜３の吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄよりＱ５，Ｑ２，Ｑ１なる吐出流量が得られ、吐出量に対応する吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄの位置を変更した３つの油圧源が容易に得られ、配管接続の仕様の変更にもバルブプレート１３を交換するだけで容易に対応できる。
【００３０】
図７に示すのは本発明の参考例であり、吸い込み側には１条の広巾の吸込ポート１４ａが、吐出側には異径の円弧状した２条の並列した４つの第１，２，３，４の吐出ポート１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅとが吐出行程域に沿った回転方向に一定の間隔を保って設けられ、前記シリンダブロック８に設けた内外２列の開口穴８Ａ１〜８Ａ１０とバルブプレート１４に設けた吐出ポート１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅとが連通するとともに、第１の吐出ポート１４ｂを第１吐出口２ｂに、第２の吐出ポート１４ｃを第２の吐出口２ｄに、第３，４の吐出ポート１４ｄ，１４ｅを第３の吐出口２ｄにそれぞれ連通するようにしたもので、第１〜３の吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄより３つの異なる吐出流量Ｑ６，Ｑ７，Ｑ９が得られ、吐出ポートの組み合わせにより異なる吐出量を有する３つの油圧源が容易に得られ、吐出流量の仕様の変更にもバルブプレート１４を交換するだけで容易に対応できる。
【００３１】
第３の実施の形態のバルブプレート１５は、図８に示すように、吸い込み側には１条の広巾の吸込ポート１５ａが、吐出側には１条の広巾の第１の吐出ポート１５ｂと、異径の円弧状した２条の並列した略等しい２つの第２，３の吐出ポート１５ｃ，１５ｄと、１条の広巾の第４の吐出ポート１５ｅとが吐出行程域に沿った回転方向に一定の間隔を保って設けられ、前記シリンダブロック８に設けた内外２列の開口穴８Ａ１〜８Ａ１０とバルブプレート１５に設けた吐出ポート１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとが連通するとともに、第１の吐出ポート１５ｂを第１の吐出口２ｂに、第２の吐出ポート１５ｃを第２の吐出口２ｃに、第３の吐出ポート１５ｄを第３の吐出口２ｄに、第４の吐出ポート１５ｅを第４の吐出口２ｅにそれぞれ連通するようにしたもので、第１〜４の吐出口２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅより４つの吐出流量Ｑ１０，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３が得られ、４つの油圧源が容易に得られる。
【００３２】
以上の実施形態の他に、バルブプレートに設ける吐出ポートを形状、個数、吐出行程域に沿った回転方向に組み合わせて成形することで、異なる吐出量の、３系統以上の複数の油圧源を有するピストンポンプが得られることは言うまでもないところである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダブロックに設けたシリンダ穴の一つ置きにそれぞれ異なる同心円上に内外２列に交互に配置した開口穴と連通する前記バルブプレートに異径の円弧状に２条の並列になった複数の吐出ポート及び円弧状の１条になった複数の吐出ポートとを吐出行程域の回転方向に沿って配設し、これ等の複数の吐出ポートを複数の吐出口に連通してなる複数系統の油圧源を有するピストンポンプとを備えるようにしたので、多連型ポンプにおけるピストンポンプの吸い込み性能を損なうことなく、１つのシリンダブロックにて、３系統以上の吐出口を持つ油圧源を有するとともに、従来例におけるギヤポンプを必要としなくなるから、多連型ポンプの主軸方向の全長が大幅に短縮でき、コンパクト化、軽量化が図れるとともに、取り付けのためのスペースを縮小でき、スペースを有効に活用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す多連型ポンプの正面断面図である。
【図２】同じく図１におけるピストンポンプのバルブプレートを装着した要部正面図である。
【図３】同じくバルブプレートの吐出行程に対する吐出ポートの位置関係を説明する説明図である。
【図４】（ａ）乃至（ｄ）同じくバルブプレートの吐出ポートとシリンダブロックの開口穴との関係を吐出行程の回転方向に沿って説明する説明図である。
【図５】（ａ）シリンダブロックの内側開口穴と連通する吐出ポートに流れるピストン１本当たりの流量と吐出行程との関係を説明する説明図である。
（ｂ）シリンダブロックの外側開口穴と連通する吐出ポートに流れるピストン１本当たりの流量と吐出行程との関係を説明する説明図である。
【図６】同じく第２の実施形態を示すピストンポンプのバルブプレートを装着した要部正面図である。
【図７】本発明の参考例を示すピストンポンプのバルブプレートを装着した要部正面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示すピストンポンプのバルブプレートを装着した要部正面図である。
【図９】従来例を示す多連型ポンプの正面断面図である。
【図１０】同じくピストンポンプのシリンダブロックの正面図である。
【図１１】同じくピストンポンプのバルブプレートを装着した要部正面図である。
【符号の説明】
１ 本体
２ ポートブロック
２ａ 吸い込み口
２ｂ 第１の吐出口
２ｃ 第２の吐出口
２ｄ 第３の吐出口
２ｅ 第４の吐出口
３ 主軸
３ｂ スプライン
３ｃ スプライン
４ａ，４ｂ 軸受
５ シール部材
６ シャフト
７ ロータ
８ シリンダブロック
８ａ シリンダ穴
８Ａ１乃至８Ａ１０開口穴
９ ピストン
１０ バルブプレート
１０ａ 吸い込みポート
１０ｂ 第１の吐出ポート
１０ｃ 第２の吐出ポート
１０ｄ 第３の吐出ポート
１０ｅ，１０ｆ 吐出ポート
１１ ピン
１３ バルブプレート
１３ａ 吸い込みポート
１３ｂ 第１の吐出ポート
１３ｃ 第２の吐出ポート
１３ｄ 第３の吐出ポート
１４ バルブプレート
１４ａ 吸い込みポート
１４ｂ 第１の吐出ポート
１４ｃ 第２の吐出ポート
１４ｄ 第３の吐出ポート
１４ｅ 第４の吐出ポート
１５ バルブプレート
１５ａ 吸い込みポート
１５ｂ 第１の吐出ポート
１５ｃ 第２の吐出ポート
１５ｄ 第３の吐出ポート
１５ｅ 第４の吐出ポート
Ｇ ギヤポンプ
Ｐ ピストンポンプ
Ｔ トロコイドポンプ
Ｑ１乃至Ｑ１３ 吐出量
【図１】
0003734622.tif 000002
【図２】
0003734622.tif 000003
【図３】
0003734622.tif 000004
【図４】
0003734622.tif 000005
【図５】
0003734622.tif 000006
【図６】
0003734622.tif 000007
【図７】
0003734622.tif 000008
【図８】
0003734622.tif 000009
【図９】
0003734622.tif 000010
【図１０】
0003734622.tif 000011
【図１１】
0003734622.tif 000012