(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピストン先端側が摺動する斜板と、
この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、
この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、
この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、
いずれのピストンも吸込ポートと連通する吸込側から吐出ポートと連通する吐出側に遷移する区間にないときにおいてのみ前記給油部と前記ピストン先端側が連通するように、前記給油部の位置を設定したことを特徴とする斜板型ピストンポンプ。
【請求項２】
複数のピストン先端側が摺動する斜板と、
この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、
この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、
この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、
いずれのピストンも吐出ポートと連通する吐出側から吸込ポートと連通する吸込側に遷移する区間にないときにおいてのみ前記給油部と前記ピストン先端側が連通するように、前記給油部の位置を設定したことを特徴とする斜板型ピストンポンプ。
【請求項３】
複数のピストン先端側が摺動する斜板と、
この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、
この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、
この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、
前記給油部を、この給油部と連通すべきピストンが斜板を吐出側と吸込側に分かつ中心線から摺動方向へ
（３６０／２ｚ）・（２ｉ−１）＜θ＜（３６０／２ｚ）・２ｉ
（ただし、ｚはピストン本数、ｉは自然数とする）
かつ
０＜θ＜１８０
で表される角度θ度の範囲内にあるときにおいてのみ、このピストンと連通するような位置に形成したことを特徴とする斜板型ピストンポンプ。
【請求項４】
複数のピストン先端側が摺動する斜板と、
この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、
この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、
この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、
前記給油部を、この給油部と連通すべきピストンが斜板を吐出側と吸込側に分かつ中心線から摺動方向へ
（３６０／４ｚ）・［４（ｉ−１）＋１］＜θ＜（３６０／４ｚ）・４ｉ
（ただし、ｚはピストン本数、ｉは自然数とする）
かつ
０＜θ＜１８０
で表される角度θ度の範囲内にあるときにおいてのみ、このピストンと連通するような位置に形成したことを特徴とする斜板型ピストンポンプ。
【請求項５】
ピストン本数が５本であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかひとつに記載の斜板型ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板型ピストンポンプにおいて、吐出圧力変動を低減するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜板型ピストンポンプにおいては、シリンダブロックの回転とともに、複数のピストンが先端側を斜板上に接しながら摺動することにより、シリンダ内を異なる位相でストロークする。これらのシリンダからの合計吐出流量が、一定の流量変動を持つピストンポンプの吐出流量となる。
【０００３】
図９には、このような斜板型ピストンポンプにおいて、シリンダブロックの回転角度に対する各シリンダからの吐出流量を示す。この特性図においては、一つ一つの山が各シリンダからの吐出流量を示しているが、これらの吐出流量には、各ピストンが吸込ポート側から吐出ポート側に遷移する区間（山の左端側）と、各ピストンが吐出ポート側から吸込ポート側に遷移する区間（山の右端側）で、点線で示した理論値からの落ち込みが見られる。これは、ピストンストロークに対応した吐出容積が吐出ポートに流れず、吐出流量に欠損が生じていることを示しており、図から分かるように、特に各ピストンが吸込ポート側から吐出ポート側に遷移する区間において特に大きな落ち込みを示す。この落ち込みの原因としては、弁板に設けられたノッチ先端からシリンダ内への作動油の逆流や、ピストンが予圧縮区間（シリンダ内の作動油を圧縮するのみで吐出ポートに吐出しない状態）にあること等が考えられる。
【０００４】
このような各ピストンからの吐出流量の欠損は、ピストンポンプの吐出流量変動を大きくし、この吐出流量変動に起因するピストンポンプの吐出圧力変動（圧力脈動）を大きくしてしまう。
【０００５】
また、斜板型ピストンポンプにおいては、例えば特開昭６３−９０６７６号公報に提案されているように、斜板の背面に静圧軸受を備え、この静圧軸受に吐出行程にあるシリンダからの油圧を導く構造のものがある。
【０００６】
図１１には、このような静圧軸受を備えた斜板型ピストンポンプを示す。
【０００７】
図示されるように、斜板１０１は背後を斜板軸受１０２に傾転可能に支持され、この斜板１０１と斜板軸受１０２の間に、静圧軸受のポケット１０３が形成されている。また、ピストン１０５先端と斜板１０１の間のピストンシュー１０６には、静圧軸受のポケット１０７が形成されている。これにより、吐出行程にあるシリンダ１０４からの作動油は、このポケット１０７から、斜板１０１の所定の位置に形成された給油孔１０８を経て、ポケット１０３に導かれる。すなわち、斜板１０１上を摺動する複数のピストン１０５のピストンシュー６（ポケット１０７）が、順次、給油孔１０８に連通し、この連通の間に、対応するシリンダ１０４からポケット１０３への作動油供給がなされる。このため、静圧軸受のポケット１０３への給油は、隣り合うピストンシュー１０６の間隔の部分で、間欠的になる。
【０００８】
ところで、このようなポケット１０３への給油があるときには、ピストンポンプの吐出ポート１０９の圧力は、ポケット１０３の容積をｖ、シリンダ１０４から吐出ポート１０９の先の絞りに至る管路全体の容積をＶ、吐出ポート１０９の圧力をＰｄとすると、
ΔＰ＝（ｖ／Ｖ）・Ｐｄ
で求められるΔＰだけ低下する。
【０００９】
したがって、吐出ポートの圧力には、間欠的な静圧軸受のポケット部への給油に伴う、一定周期での圧力低下ΔＰがあることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、斜板型ピストンポンプにおいては、ポンプ吐出圧には、圧力脈動があり、さらに斜板静圧軸受のポケット部への給油に伴う間欠的な圧力低下がある。そして、この間欠的な圧力低下が圧力脈動のピークに重なってしまうと、圧力脈動が余計に増幅されてしまう。すなわち、図１０に示すように、ピストンポンプの吐出圧力脈動には、各ピストン（シリンダ）が吸込ポート側から吐出ポート側に遷移するタイミングで、大きく変動するピークＰ（圧力の急激な落ち込み）が現れてしまう。
【００１１】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、吐出圧力の脈動を低減し得る斜板型ピストンポンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、複数のピストン先端側が摺動する斜板と、この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、いずれのピストンも吸込ポートと連通する吸込側から吐出ポートと連通する吐出側に遷移する区間にないときにおいてのみ前記給油部と前記ピストン先端側が連通するように、前記給油部の位置を設定した。
【００１３】
第２の発明は、複数のピストン先端側が摺動する斜板と、この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、いずれのピストンも吐出ポートと連通する吐出側から吸込ポートと連通する吸込側に遷移する区間にないときにおいてのみ前記給油部と前記ピストン先端側が連通するように、前記給油部の位置を設定した。
【００１４】
第３の発明は、複数のピストン先端側が摺動する斜板と、この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、前記給油部を、この給油部と連通すべきピストンが斜板を吐出側と吸込側に分かつ中心線から摺動方向へ
（３６０／２ｚ）・（２ｉ−１）＜θ＜（３６０／２ｚ）・２ｉ
（ただし、ｚはピストン本数、ｉは自然数とする）
かつ
０＜θ＜１８０
で表される角度θ度の範囲内にあるときにおいてのみ、このピストンと連通するような位置に形成した。
【００１５】
第４の発明は、複数のピストン先端側が摺動する斜板と、この斜板の背後に設けられた静圧軸受と、この斜板のピストン摺動面に形成された給油部とを備え、この給油部に前記ピストン先端側が連通することによりポンプ吐出圧が前記静圧軸受に供給される斜板型ピストンポンプにおいて、前記給油部を、この給油部と連通すべきピストンが斜板を吐出側と吸込側に分かつ中心線から摺動方向へ
（３６０／４ｚ）・［４（ｉ−１）＋１］＜θ＜（３６０／４ｚ）・４ｉ
（ただし、ｚはピストン本数、ｉは自然数とする）
かつ
０＜θ＜１８０
で表される角度θ度の範囲内にあるときにおいてのみ、このピストンと連通するような位置に形成した。
【００１６】
第５の発明は、ピストン本数が５本である。
【００１７】
【発明の作用および効果】
本発明では、斜板に設けた静圧軸受への給油は、いずれかのピストン先端側が、斜板のピストン摺動面上を摺動して給油部に連通する間欠的なタイミングでなされるが、この静圧軸受への給油により吐出圧の圧力は低下する。一方、斜板型ピストンポンプの吐出圧には脈動があり、この脈動は、特に各ピストンが吸込ポートと連通する吸込側と吐出ポートと連通する吐出側との間の遷移区間（各ピストンに対応する吐出流量の立ち上がりと立ち下がりの区間）にあるときに局所的な落ち込みを持つ。
【００１８】
このため、第１の発明では、圧力低下を伴う静圧軸受への給油が、吐出圧の脈動の落ち込みが生じる吸込側から吐出側への遷移区間にいずれのピストンもないときにおいてのみ実行されるように、給油部の位置を決める。
【００１９】
また、第２の発明では、圧力低下を伴う静圧軸受への給油が、吐出圧の脈動の落ち込みが生じる吐出側から吸込側への遷移区間にいずれのピストンもないときにおいてのみ実行されるように、給油部の位置を決める。
【００２０】
また、第３の発明では、給油部の位置を所定の計算式を満たす範囲に形成することにより、吸込側から吐出側への遷移区間または吐出側から吸込側への遷移区間にいずれのピストンもないタイミングにおいてのみ、給油部とピストン先端側の連通がなされるようにした。
【００２１】
また、第４の発明では、給油部の位置を所定の計算式を満たす範囲に形成することにより、特にポンプ吐出圧の落ち込みが大きい吸込側から吐出側への遷移区間にいずれのピストンもないタイミングにおいてのみ、給油部とピストン先端側の連通がなされるようにした。
【００２２】
これにより、本発明では、いずれかのピストンが遷移区間にあることによるポンプ吐出圧力の落ち込みに、斜板軸受への給油にともなう圧力低下が重ね合わされてしまうことはなく、ポンプ吐出圧力の落ち込みは抑制される。さらに、この斜板軸受への給油は、結果としてポンプ吐出圧力が大きくなる部分でなされることになるので、ポンプ吐出圧力の山が、間欠給油による圧力低下により抑制される。したがって、ポンプ吐出圧力の振れ幅を小さくすることができ、脈動を低減することができる。
【００２３】
なお、第５の発明のように、ピストン本数が５本の斜板型ピストンポンプにおいては、各ピストンに対応するシリンダからの吐出流量の合算であるポンプ吐出流量変動は大きく、この流量変動に起因するポンプ吐出圧の脈動も大きいので、特にポンプ吐出圧の脈動低減の効果は大きい。
【００２４】
【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。
【００２５】
図１に示すように、斜板型ピストンポンプにおいては、ケーシング１内に、駆動軸２とともに回転するシリンダブロック３が備えられる。このシリンダブロック３は、駆動軸２を中心とする同心円上に駆動軸２と平行に形成された複数（例えば５本）のシリンダ４を備え、これらの各シリンダ４内にはピストン５が摺動自在に収容されている。これらのピストン５の先端側にはピストンシュー６が設けられ、これらのピストンシュー６が、傾転自在の斜板７に接している。
【００２６】
このような構成により、シリンダブロック３が回転すると、各ピストン５の先端側（ピストンシュー６）は斜板７上を摺動し、各ピストン５はシリンダ４内を伸縮する。そして、ピストン５が伸長行程にあるシリンダ４は、弁板７に開口した吸込ポートから作動油を吸い込み、ピストン５が収縮行程にあるシリンダ４は、弁板７に開口した吐出ポート９に作動油を吐出するようになっている。
【００２７】
図２には、ピストン５が５本である場合を例にとり、斜板７上にピストン５ａ〜５ｅが配置される様子を示している。図示されるように、各ピストン５ａ〜５ｅは駆動軸２を中心とする同心円２０上に配置され、この同心円に沿って駆動軸２の回りを回転して行くことにより、対応するシリンダ４が吐出ポート９と連通する吐出側と、対応するシリンダ４が吸込ポートと連通する吸込側に、回転位置に応じて配置されることになる。
【００２８】
図３〜図５に示すように、斜板７は、左右一対（駆動軸２が貫通する貫通穴７Ｄの左右の吐出側と吸込側とで一対）の支持部７Ａ、７Ｂにおいて、円弧状断面の軸受１０に支持されている。この吐出ポート９側の支持部７Ａには、静圧軸受用の矩形状ポケット１１が形成されており、このポケット１１には給油通路１２を通じて高圧（吐出圧）が導かれる。これにより、斜板７（支持部７Ａ）と軸受１０の間に静圧軸受が構成されるようになっている。
【００２９】
給油通路１２は、支持部７Ａを貫通して、開口部１２Ａにおいて斜板７の摺動面７Ｃに開口する。給油通路１２に導かれる作動油は、ピストン３の軸上を貫通する中空部３Ａから、ピストンシュー６を上下に貫通する貫通孔６Ａを通って、ピストンシュー６の下面に形成された静圧軸受用ポケット６Ｂに導かれ、このポケット６Ｂがちょうど開口部１２Ａと連通したところで導入されるようになっている。すなわち、給油通路１２を介してのポケット１１への給油は、吐出行程側のピストン５が、順次、ポケット６Ｂと開口部１２Ａが連通する位置に移動して来るたびに行われ、間欠的なものとなる。なお、前述したように、このポケット１１への間欠給油があると、吐出ポート９の圧力は低下する。
【００３０】
図５に示すように、この開口部１２Ａは、斜板７を吐出側と吸込側に分かつ中心線からピストン５がその摺動方向（図５の反時計回転方向）へ角度θだけ摺動した地点ｘにあるときに、このピストン５のポケット６Ｂと連通するような位置に形成されている。本発明では、このように開口部１２Ａとポケット６Ｂの連通が許容される角度θの範囲を適切にとることにより、ポケット１１への間欠給油のタイミングを適切に調節して、ピストンポンプの吐出圧変動を低減する。
【００３１】
具体的には、この角度θ（度）は、０度から１８０度の範囲内で、
（３６０／４ｚ）・［４（ｉ−１）＋１］＜θ＜（３６０／４ｚ）・４ｉ…（１）
（ただし、ｚはピストン本数、ｉは自然数とする）
の範囲内にあるように設定される。
【００３２】
また、より好ましくは、角度θ（度）は、０度から１８０度の範囲内で、
（３６０／２ｚ）・（２ｉ−１）＜θ＜（３６０／２ｚ）・２ｉ  …（２）
（ただし、ｚはピストン本数、ｉは自然数とする）
の範囲にあるように設定される。
【００３３】
なお、この角度θは、ポケット６Ｂの大きさを無視するときには、開口部１２Ａの開口位置と一致するものであるが、実際には、開口部１２Ａは、この角度θの地点ｘからポケット６Ｂの大きさ分だけずれた位置からポケット６Ｂとの連通を始め、また連通を終わることになる。したがって、開口部１２Ａの開口位置は、この角度θの範囲に、ポケット６Ｂと開口部１２Ａの連通状態を考慮した修正を加えた範囲で形成されることになる。
【００３４】
つぎに、図６の各ピストン毎に表した吐出流量特性図にしたがって、これらの（１）式、（２）式の意味するところを、具体的に５本ピストンの場合を例にとり説明する。
【００３５】
まず、式（２）について説明する。
【００３６】
ｚ＝５として計算すると、角度θ（度）のとり得る具体的な範囲は、ｉ＝１の場合とｉ＝２の場合のそれぞれに対応して、
３６度＜θ＜７２度    …（３）
１０８度＜θ＜１４４度…（４）
である。
【００３７】
一方、図６において、グラフａにより吐出量が表現されるピストン５ａに着目して考えると、このピストン５ａ（シリンダ４）からは、吸込側から吐出側への切換地点（θ＝０度）から吐出側から吸込側への切換地点（θ＝１８０度）のところまでで吐出がなされる。そして、このピストン５ａ（ピストンシュー６のポケット６Ｂ）は、上述の式（３）、（４）で表されるいずれかの位置、すなわち図６の特性図で斜線が引かれていない範囲のいずれかの位置で、開口部１２Ａと連通することになる。
【００３８】
ここで、図６の特性図で斜線が引かれている範囲について考えると、まずピストン５ａが０度〜１８度の範囲にあるときには、ピストン５ａが吸込側から吐出側の遷移区間（ノッチ領域を含む吐出量の立ち上がり）にあることが分かる。また、ピストン５ａが１８度〜３６度の範囲にあるときには、ピストン５ｂ（グラフｂで吐出流量特性が表されるピストン）が吐出側から吸込側への遷移区間（ノッチ領域を含む吐出量の立ち下がり）にあることが分かる。
【００３９】
同様に、ピストン５ａが７２度〜９０度の範囲にあるときには、ピストン５ｃ（グラフｃで吐出流量特性が表されるピストン）が、吸込側から吐出側への遷移区間にあり、ピストン５ａが９０度〜１０８度の範囲にあるときには、ピストン５ｄ（グラフｄで吐出流量特性が表されるピストン）が、吐出側から吸込側への遷移区間にある。
【００４０】
さらに、ピストン５ａが１４４度〜１６２度の範囲にあるときには、ピストン５ｅ（グラフｅで吐出流量特性が表されるピストン）が、吸込側から吐出側の遷移区間にあり、ピストン５ａが１６２度〜１８０度の範囲にあるときには、ピストン５ａが、吐出側から吸込側への遷移区間（吐出量の立ち下がり）にある。
【００４１】
したがって、開口部１２Ａが、ピストン５が式（３）、（４）にしたがって決定される位置にあるときにおいてのみ、このピストン５（ポケット６Ｂ）と連通するということは、斜板軸受のポケット１１への給油が、いずれのピストン５ａ〜５ｅも吸込側から吐出側への遷移区間または吐出側から吸込側への遷移区間にないときにおいてのみ行われることを意味する。よって、各ピストン５ａ〜５ｅが吸込側から吐出側への遷移区間または吐出側から吸込側への遷移区間にあることによるポンプ吐出圧力の落ち込みに、斜板軸受への給油にともなう圧力低下が重ね合わされてしまうことはなく、ポンプ吐出圧力の落ち込みは抑制される。さらに、この斜板軸受への給油は、ポンプ吐出圧力が大きくなる山の部分Ｔ（ピークＰとピークＰの間の部分）でなされることになるので、ポンプ吐出圧力の山Ｔが、間欠給油による圧力低下により抑制される。
【００４２】
図７には、このようにして得られたポンプ吐出圧力特性を示す。図示されるように、本発明のポンプ吐出圧力脈動は、図１０の従来例に比較して、落ち込みのピークＰが小さくなり、また山の部分が削られるので、脈動の振れ幅Ｗが小さくなっていることが分かる。
【００４３】
つぎに式（１）について説明する。
【００４４】
この場合にも、ｚ＝５として計算すると、角度θ（度）のとり得る具体的な範囲は、ｉ＝１の場合とｉ＝２の場合のそれぞれに対応して、
１８度＜θ＜７２度    …（５）
９０度＜θ＜１４４度  …（６）
１６２度＜θ＜１８０度…（７）
である。
【００４５】
これを、図６との関係でみると、開口部１２Ａは、図６の特性図の２重斜線が引かれていない範囲に位置するピストン５とのみ連通するように配置され、いずれかのピストン５が吸込側から吐出側の遷移区間（予圧縮区間）にあるときには、斜板軸受への給油を行わないようになっていることが分かる。すなわち、式（１）は、ポンプ圧力脈動への影響が特に大きいピストン５が吸込側から吐出側の遷移区間にある場合のみを考慮するものであり、その分、式（２）の場合に比較して、開口部１２Ａを配置し得る範囲が広がっている。
【００４６】
図８には、本発明の他の実施の形態を示す。
【００４７】
この実施形態においては、図３の実施の形態に比較して、斜板軸受のポケット１１の容積を縮小している。これにより、斜板軸受への給油による吐出圧の低下ΔＰを小さくすることができる。このように斜板軸受のポケット１１の容積により決まって来る吐出圧の低下ΔＰと、この斜板軸受への給油のタイミングを決定する開口部１２Ａの位置とを、適切に組み合わせることにより、ポンプ吐出圧の脈動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】同じくピストン位置を示す説明図である。
【図３】同じく斜板およびピストンを示す断面図である。
【図４】同じく斜板を示す背面図である。
【図５】同じく斜板を示す正面図である。
【図６】同じくポンプのピストン毎の吐出流量特性を示す特性図である。
【図７】同じくポンプ吐出圧特性を示す特性図である。
【図８】同じく他の実施の形態を示す斜板の断面図である。
【図９】従来のポンプのピストン毎の吐出流量特性を示す特性図である。
【図１０】従来のポンプ吐出圧特性を示す特性図である。
【図１１】従来の斜板型ピストンポンプを示す断面図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  駆動軸
３  シリンダブロック
４  シリンダ
５  ピストン
６  ピストンシュー
７  斜板
８  弁板
９  吐出ポート
１０  軸受
１１  ポケット
１２  給油通路
１２Ａ  開口部
【図１】
0003827433.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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