JPH08312524A

JPH08312524A - 液圧ピストンポンプ

Info

Publication number: JPH08312524A
Application number: JP7121801A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Motosawa; 幸裕本澤; Kazumasa Yuasa; 一正湯浅; Shigetaka Nakamura; 重孝中村; Tetsuya Sakairi; 哲也坂入; Haruki Sou; 東輝曹; Yasuharu Goto; 安晴後藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】吐出圧力が低くても脈動を抑えることがで
き、しかも、吐出流量の減少をなくすことができる液圧
ピストンポンプを提供すること。【構成】シリンダ８の内壁８１ｗには、ロータ７の傾
転角が大きくピストン９が下死点Ｐ_BDC にあるとき露出
する孔８１が形成され、この孔８１は通路８２に連通
し、通路８２はシリンダ８が下死点を過ぎた所定区間で
弁板６の孔８３とつながり、孔８３は通路８４で吐出ポ
ート６２と連通している。通路６４にはチェック弁８５
が介在している。液圧上昇過程で、シリンダ８内の液は
孔８１〜通路８４を通ってチェック弁８５に達し、シリ
ンダ８の内圧が吐出ポート６２の圧より高いと、液は吐
出ポート６２へ排出され両者を同一圧力とする。このた
め、使用圧力が低くてもシリンダ８の内圧はノッチの開
口面積に関係なく、吐出ポート６２の圧力以上に上昇す
ることはなく、脈動を抑えることができ、又、シリンダ
８内の液は吐出ポート６２に排出されるので、流量が減
少することもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種液圧アクチュエー
タに圧液を供給してこれを駆動する液圧ピストンポンプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液圧ピストンポンプ、例えば油圧ピスト
ンポンプは多くの作業機械に使用されている。このよう
な液圧ピストンポンプのうち、斜軸型の液圧ピストンポ
ンプの構造の概略を図３および図４により説明する。図
３は液圧ピストンポンプの断面図である。この図で、１
は液圧ピストンポンプのケーシング、２は図示しない原
動機に連結される回転軸、３は回転軸２の軸受、４は回
転軸２に固定された回転円板である。５は回転円板４の
回転中心に可回動に連結されたセンタシャフト、５Ｓは
センタシャフト５のばね、６はケーシング１と連結され
たケーシング１Ａの摺動面１０に摺動可能に接触し吐出
ポートと吸入ポート（いずれも後述する）が構成される
弁板である。７はロータであり、センタシャフト５と弁
板６に回転可能に支持され、かつ、回転軸２に対して後
述する手段で任意の角度α傾斜させることが可能であ
る。８はロータ７に形成されたシリンダであり、ロータ
７の円周上に１つ又は複数配置されている。９はシリン
ダ８に挿入されたピストンを示し、その一端は回転円板
４に可回動に連結されている。１１、１２はケーシング
１Ａに設けられた液室、１１ａ、１２ａは液室１１、１
２の液出入ポート、１３は液室１１、１２内に設けられ
たサーボピストンである。１４はサーボピストン１３に
一端が固定されたピンであり、他端は弁板６に当接して
いる。液室１１、１２への液の注入、排出を制御するこ
とにより、サーボピストン１３を駆動し、ロータ７の角
度αを変化させることにより、ピストン９のストローク
を変えて液圧ピストンポンプの容量を変化させる。な
お、Ｈはシリンダ８に形成され、シリンダ８とケーシン
グ１、１Ａ内部とを連通する孔であるが、この孔Ｈにつ
いては後述する。

【０００３】図４は図３に示す弁板６の断面図である。
この図で、６１は液が吸入される領域を示す吸入ポー
ト、６２は液が吐出される領域を示す吐出ポートであ
る。６３は吐出ポート６２の先端６２ａにこれと連通し
て形成されたノッチである。このノッチ６３は、シリン
ダ８が下死点ＢＤＣを通過した時点において、吐出ポー
ト６２の液圧がシリンダ８の内圧より高いとき吐出ポー
ト６２からシリンダ８へ液を絞りながら流入させること
により、吐出ポート６２とシリンダ８の圧力を均衡化さ
せ、吐出時の液の脈動を抑える機能を有する。ＢＤＣは
下死点、ＴＤＣは上死点を示す。

【０００４】図３に示すように、サーボピストン１３を
制御してロータ７を回転軸２に対して任意の傾転角αに
設定した後、図示しない原動機が駆動されて回転軸２が
回転すると回転円板４が回転し、これにより、ピストン
９、シリンダ８を介してロータ７がセンタシャフト５を
中心に回転する。ロータ７の回転により、シリンダ８は
吸入ポート６１、下死点ＢＤＣ、吐出ポート６２、上死
点ＴＤＣを順次通過して回転する。ロータ７の回転中、
ピストン９は上記傾転角αの傾転により、シリンダ８が
吸入ポート６１と連通しているときには液を吸入する方
向に、又、下死点ＢＤＣを過ぎると吸入した液を圧縮
し、吐出ポート６２と連通したとき吸入した液を吐出す
る方向にストロークする。これにより、吐出ポート６２
から高い圧力の液が吐出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記液圧ピストンポン
プは、図４に示すようにノッチ６３を形成することによ
り吐出液の脈動を抑えている。ここで、ノッチ６３の開
口面積は、シリンダ８が下死点ＢＤＣ（角度０）から所
定角度移動する間、シリンダ８の内圧が滑らかに上昇
し、当該所定の角度においてシリンダ８の内圧と吐出ポ
ート６２の圧力が等しくなるように設定されている。こ
のような設定は、通常、使用頻度の高いある特定の回転
数、又はある特定の最大使用吐出圧力、或はある特定の
ロータ傾転角（一般に最大ロータ傾転角の１／３〜１／
５）に対してなされるので、液圧ピストンポンプが、そ
れ以外の回転数、又は吐出圧力、或はロータ傾転角で使
用される場合、特に、最大使用吐出圧力が低圧又は中圧
の場合、吐出液の脈動抑制の効果が小さくなる。

【０００６】これを吐出圧力０ｋｇ／ｃｍ² （無負荷）
の場合を例に挙げて説明する。シリンダ８が下死点ＢＤ
Ｃから吐出ポート６２側へ回転すると、シリンダ室容積
が減少してシリンダ８の内圧が上昇する。この時点で、
シリンダ８の内圧は吐出ポート６２の圧力より高いの
で、シリンダ８内の液はノッチ６３を介して吐出ポート
６２へ流出し、シリンダ８の内圧を抑えようとする。し
かし、前述のように使用頻度が高い場合の条件で設定さ
れたノッチ６３の開口面積では、ノッチ６３は、このと
きのシリンダ８の容積減少に対応する量の液全部を吐出
ポート６２に流すことはできない。そして、シリンダ８
は、その内圧が吐出ポート６２よりも高い状態で当該吐
出ポート６２に連通することになり、その瞬間にシリン
ダ８内の液が吐出ポートに一挙に排出されるので、吐出
液に大きな脈動が発生してしまう。このような脈動の発
生は、ロータ傾転角が大きいほど顕著に現れる。

【０００７】図３に示す前述の孔Ｈは、上記の問題を解
決するためのものであり、例えば特開昭５２−５５００
２号公報で提案されている。この孔Ｈは、ロータ傾転角
が最大付近以外のときはピストン９によって塞がれてい
るが、ロータ傾転角が最大付近のときシリンダ８内面に
露出し、シリンダ８が下死点ＢＤＣから吐出ポート６２
と連通するまでの間にシリンダ８内の液をケーシング
１、１Ａの内部に排出し、シリンダ８の内圧を低下さ
せ、これにより脈動の発生を抑える。

【０００８】しかしながら、この手段では、ピストン９
が孔Ｈを塞ぐまではシリンダ８内の液はケーシング１、
１Ａ内に排出されることになるので、孔Ｈが開口してい
る間はピストン９のストロークは無駄となって効率が阻
害され、吐出流量が減少するという問題が生じる。

【０００９】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、吐出圧力が低くても脈動を抑えることがで
き、しかも、吐出流量の減少をなくすことができる液圧
ピストンポンプを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ロータに形成されたシリンダ、および当
該シリンダ内でストロークするピストンを有し、原動機
により前記ロータの回転と前記ピストンのストロークを
行なうことにより吸入ポートから液を吸入し、吐出ポー
トから当該液を吐出する液圧ピストンポンプにおいて、
前記シリンダの内壁にあけられるとともに前記シリンダ
の下死点における前記ピストンの最大ストローク位置付
近で露出する孔と、この孔と前記吐出ポートとを連通す
る通路と、この通路に介在し前記吐出ポートからの液を
阻止するチェック弁とを設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】シリンダは、吸入行程により吸入ポートから液
を吸入した後、下死点を過ぎると圧縮行程に入る。この
とき、ロータの傾転角が大きく、孔がシリンダの内壁に
露出している場合、液圧上昇過程において、シリンダ内
の液は当該孔および通路を通ってチェック弁に達し、こ
の状態で、シリンダの内圧が吐出ポートの圧力より高い
とき、当該チェック弁に達した液は吐出ポートへ排出さ
れ、シリンダ内圧と吐出ポートの圧力とを同一圧力とす
る。したがって、使用圧力が低圧又は中圧の場合でも、
シリンダの内圧は、ノッチの開口面積の如何にかかわら
ず、吐出ポート以上の圧力に上昇することはなく、脈動
を抑えることができる。しかも、シリンダ内の液は吐出
ポートに排出されるので、流量が減少することもない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例に係る液圧ピストンポンプ
の一部の断面図、図２は図１に示す弁板６の断面図であ
る。図１および図２で、図３および図４に示す部分と同
一又は等価な部分には同一符号を付して説明を省略す
る。８１はシリンダ８の内壁８１ｗにあけられた孔、８
２はロータ７に形成され前記孔８１と連通する通路、８
３は弁板６に設けられた孔、８４は弁板６に設けられ孔
８３と吐出ポート６２とを連通する通路、８５は通路８
４に介在するチェック弁である。図２に示すように、孔
８３はシリンダ８下死点ＢＤＣを通過後の所定区間に相
当する領域に形成されている。なお、図１に示す破線Ｐ
_BDC はロータ傾転角を最大とした場合の下死点ＢＤＣに
おけるピストン９の上端（弁板６側の端部）の位置を示
し、又、破線Ｐ_TDC はロータ傾転角を最大とした場合の
上死点ＴＤＣにおけるピストン９の上端の位置を示す。

【００１３】次に、本実施例の動作を説明する。ロータ
７の傾転角が比較的小さな場合には、ピストン９のスト
ロークは小さくなり、孔８１は常にピストン９によって
塞がれている。この状態では、従来の液圧ピストンポン
プと等価な構成となり、その動作も従来の液圧ピストン
ポンプと同じである。

【００１４】ロータ７の傾転角が大きい場合、図１に示
すように、孔８１はシリンダ８が下死点ＢＤＣ位置にあ
るときピストン９で塞がれずにシリンダ８の内壁８ｗの
面に露出された状態となる。そして、シリンダ８が下死
点ＢＤＣを通過してピストン９が上昇過程に入ると、シ
リンダ８の内圧が上昇し始める。一方、図２に示すよう
に孔８３は通路８２と連通しているので、シリンダ８の
内圧の上昇に従ってシリンダ８内の液は、孔８１から通
路８２、孔８３、通路８４を経てチェック弁８５に達す
る。このとき、シリンダ８の内圧が吐出ポート６２の圧
力より高いと、チェック弁８５が開いてシリンダ８と吐
出ポート６２とが導通し、シリンダ８内の液が吐出ポー
ト６２へ流れて両者の圧力は同一圧力となる。

【００１５】したがって、本実施例では、ロータ傾転角
が最大で、かつ、シリンダ８の内圧が吐出ポート６２の
圧力より高い場合でも、シリンダ８内の液は、孔８１か
ら通路８２、孔８３、通路８４、チェック弁８５を経て
吐出ポート６２へ流れ、シリンダ８の内圧と吐出ポート
６２の圧力は同一圧力となるので、使用圧力が低圧又は
中圧の場合でも、シリンダの内圧は、ノッチの開口面積
の如何にかかわらず、吐出ポートの圧力以上に上昇する
ことはなく、脈動は効果的に抑制される。しかも、シリ
ンダ内の液は吐出ポートに排出されるので、流量が減少
することもない。又、使用圧力が低圧又は中圧の場合で
も脈動を抑えることができるので、ノッチをより細くし
て高圧の吐出圧力に対して適切なものとすることができ
る。

【００１６】なお、上記実施例の説明では、斜軸式液圧
ピストンポンプについて説明したが、斜板式液圧ピスト
ンポンプにも適用できるのは明らかである。又、シリン
ダの孔と吐出ポートは必ずしも弁板部分で連通させる必
要はなく、弁板を通りぬけてその外部で連通させてもよ
い。その場合、チェック弁は弁板に設けてもよいし、弁
板外に設けてもよい。又、図１では、シリンダの孔の位
置はピストン位置Ｐ_BDC と一致する状態で示されている
が、当該孔の位置は図示位置より上方になるように設定
してもよいのは当然である。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、シリン
ダの内壁に、当該シリンダの下死点におけるピストンの
最大ストローク位置付近で露出する孔をあけ、この孔と
吐出ポートとをチェック弁を介して連通するようにした
ので、使用圧力が低圧又は中圧の場合でも、シリンダの
内圧は、ノッチの開口面積の如何にかかわらず、吐出ポ
ートの圧力以上に上昇することはなく、脈動は効果的に
抑制される。しかも、シリンダ内の液は吐出ポートに排
出されるので、流量が減少することもない。又、使用圧
力が低圧又は中圧の場合でも脈動を抑えることができる
ので、ノッチをより細くして高圧の吐出圧力に対して適
切なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る液圧ピストンポンプの一
部の断面図である。

【図２】図１に示す弁板の断面図である。

【図３】従来の液圧ピストンポンプの断面図である。

【図４】図３に示す弁板の断面図である。

【符号の説明】

５センタシャフト６弁板７ロータ８シリンダ９ピストン６１吸入ポート６２吐出ポート８１孔８２通路８３孔８４通路８５チェック弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂入哲也茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者曹東輝茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者後藤安晴茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータに形成されたシリンダ、および当
該シリンダ内でストロークするピストンを有し、原動機
により前記ロータの回転と前記ピストンのストロークを
行なうことにより吸入ポートから液を吸入し、吐出ポー
トから当該液を吐出する液圧ピストンポンプにおいて、
前記シリンダの内壁にあけられるとともに前記シリンダ
の下死点における前記ピストンの最大ストローク位置付
近で露出する孔と、この孔と前記吐出ポートとを連通す
る通路と、この通路に介在し前記吐出ポートからの液を
阻止するチェック弁とを設けたことを特徴とする液圧ピ
ストンポンプ。
【請求項２】請求項１において、前記チェック弁は、
前記吸入ポートと前記吐出ポートとが形成されている弁
板に設けられるとともに、前記通路は、前記下死点以降
の所定区間前記チェック弁と連通することを特徴とする
液圧ピストンポンプ。
【請求項３】請求項１において、前記チェック弁は、
前記ロータに設けられるとともに、前記通路は、前記下
死点以降の所定区間前記吐出ポートと連通することを特
徴とする液圧ピストンポンプ。
【請求項４】請求項１乃至３において、前記液圧ピス
トンポンプは、可変容量型であることを特徴とする液圧
ピストンポンプ。