JPH10122129A - アキシャルピストン型油圧ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脈動を抑制し、振動、騒音等を効果的に防止
できるようにしたアキシャルピストン型油圧ポンプを提
供する。 【解決手段】 吐出ポート１７の始端側から切換弁部１
５Ｃに向って延びるノッチ１９を設け、このノッチ１９
の長さＬ1 を各シリンダポート９Ａ間の角度θ2の半分
の角度θ1 に対応して設定する。そして、吐出ポート１
７に接続された吐出配管に脈動吸収器としてのサイドブ
ランチを取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば斜板型ポン
プ、斜軸型ポンプ等として用いられるアキシャルピスト
ン型油圧ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業装置用油
圧シリンダや旋回用，走行用の油圧モータに圧油を供給
する油圧ポンプとしては、ケーシングと、このケーシン
グ内に回転自在に設けられた回転軸と、前記ケーシング
内に位置して回転軸と一体に回転するように設けられ、
周方向に離間して軸方向に伸長する複数のシリンダが形
成されたシリンダブロックと、このシリンダブロックの
各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、このシリンダブロ
ックの回転に伴なって軸方向に移動して作動油を吸入，
吐出する複数のピストンと、前記ケーシングとシリンダ
ブロックの端面との間に設けられ、前記各シリンダと連
通する吸入ポートと吐出ポートとが形成された弁板とか
らなるアキシャルピストン型油圧ポンプが広く知られて
いる。

【０００３】そして、この種の従来技術による油圧ポン
プは、エンジン等の駆動源で前記回転軸を回転駆動する
と、ケーシング内で回転軸と共にシリンダブロックが回
転される。これにより、シリンダブロックの各シリンダ
内でピストンが往復動され、吸入ポートからシリンダ内
に吸込んだ作動油をピストンによって加圧して吐出ポー
トに圧油として吐出するようになっている。

【０００４】ここで、シリンダブロック、ピストンおよ
び弁板の作動について説明すると、各シリンダのシリン
ダポートが弁板の吸入ポートと連通するときには、この
吸入ポートの始端から終端にかけてピストンがシリンダ
から突出する方向に移動して前記吸入ポートからシリン
ダ内に作動油を吸込む吸入行程となる。一方、前記各シ
リンダのシリンダポートが吐出ポートと連通するときに
は、吐出ポートの始端から終端にかけてピストンがシリ
ンダ内に進入する方向に移動してシリンダ内の作動油を
吐出ポート内に吐出する吐出行程となる。そして、この
動作（行程）を繰返すようにシリンダブロックを回転す
ることにより、吸入行程で吸入ポートからシリンダ内に
吸込んだ作動油を吐出行程で加圧して吐出ポートに吐出
し、この圧油を油圧シリンダや油圧モータに供給するよ
うになっている。

【０００５】また、他の従来技術として、例えば実開平
４−９５６７１号公報等に記載された油圧ポンプでは吸
入ポートや吐出ポートの始端側に切欠溝を設け、シリン
ダポートが吸入ポートや吐出ポートに連通するときに発
生する圧油の急激な圧力変動を緩和する構成としてい
る。

【０００６】さらに、別の従来技術として、例えば実開
平６−１８４６５号公報等に記載された油圧ポンプで
は、吐出ポートに接続された吐出管に脈動吸収器として
のサイドブランチを分岐して設け、吐出管内の圧油の脈
動を低減している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるアキシャルピストン型油圧ポンプでは、吸
入行程で弁板の吸入ポートを介して作動油を吸込んだシ
リンダ内の圧力は吐出ポート内の圧力に比べて低圧にな
る。そして、各シリンダのシリンダポートが吐出ポート
と連通し始めるときには、この吐出ポート内の高圧な圧
油がシリンダポートを介して低圧のシリンダ内に急激に
流入（逆流）して大きな圧力変動が生じるから、この圧
力変動によって吐出ポートから吐出される圧油の吐出流
量に脈動が生じ、圧油の脈動が吐出ポートに接続された
吐出管等を介して他の構造物に伝わり騒音や振動が発生
するという問題ある。

【０００８】そこで、脈動の発生を防止するための対応
策として、前述した他の従来技術では、吸入ポートや吐
出ポートの始端側に切欠溝を設け、シリンダポートがこ
の切欠溝を介して吸入ポートや吐出ポートに徐々に連通
する構成としている。しかし、この場合には、吐出ポー
ト内の圧力変動を緩和できるが、圧油の脈動は防止でき
ず、吐出管等からの振動や騒音を必ずしも十分に低減す
ることができないという問題ある。

【０００９】また、別の従来技術としてサイドブランチ
等の脈動吸収器を吐出管から分岐して設ける構成におい
ては、一般に脈動は複数の周波数成分をもつのに対し、
脈動吸収器で低減できる脈動は一部の周波数成分に限ら
れるため、低減できない周波数成分からなる脈動によっ
て振動や騒音が発生するという問題がある。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、脈動を抑制し、振動、騒音等を効果的に
防止できるようにしたアキシャルピストン型油圧ポンプ
を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、ケーシングと、このケーシング内に回
転可能に設けられた回転軸と、この回転軸と一体に回転
するように前記ケーシング内に設けられ複数のシリンダ
が形成されたシリンダブロックと、このシリンダブロッ
クの各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され前記シリンダブ
ロックの回転に伴なって各シリンダ内を往復動する複数
のピストンと、前記ケーシングとシリンダブロックとの
間に設けられ吸入ポートと吐出ポートとの間には前記回
転軸を挟んで対向するように一対の切換弁部が形成され
た弁板とからなるアキシャルピストン型油圧ポンプに適
用される。

【００１２】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記弁板には前記吐出ポートの始端から切換弁
部側に向けて周方向に長さＬ1 をもって延びる切欠溝を
設け、前記回転軸の軸中心に対し前記切欠溝のなす角度
をほぼπ／Ｎとすると、前記切欠溝の長さＬ1 はこの角
度π／Ｎに対応する長さに設定したことにある。

【００１３】このように構成することにより、吸入行程
を終え切換弁部上に達したシリンダは内部が低圧の作動
油で満たされる。そして、このシリンダが吐出ポートと
連通したときに高圧の圧油がシリンダに向って流入（逆
流）する。しかし、このときにシリンダが角度π／Ｎに
対応する長さＬ1 に亘って切欠溝を介して吐出ポートと
連通することにより、吐出ポート内の圧油はシリンダ内
に徐々に流入し、シリンダ内に急激な圧力変動が生じる
のを防止できる。

【００１４】また、請求項２に記載した発明では、前記
弁板には前記吐出ポートの始端から切換弁部側に向けて
周方向に長さＬ2 をもって延びる切欠溝を設け、前記回
転軸の軸中心に対し前記切欠溝のなす角度をほぼ２π／
３Ｎとすると、前記切欠溝の長さＬ2 はこの角度２π／
３Ｎに対応する長さに設定したことにある。

【００１５】このように構成することにより、吸入行程
を終え切換弁部上に達したシリンダは内部が低圧の作動
油で満たされる。そして、このシリンダが吐出ポートと
連通したときに高圧の圧油がシリンダに向って流入（逆
流）する。しかし、このときにシリンダが角度２π／３
Ｎに対応する長さＬ2 に亘って切欠溝を介して吐出ポー
トと連通することにより、吐出ポート内の圧油はシリン
ダ内に徐々に流入し、シリンダ内に急激な圧力変動が生
じるのを防止できる。

【００１６】さらに、請求項３に記載した発明では、前
記吐出ポートには、吐出ポートからの圧油を吐出する吐
出管を接続し、この吐出管には圧油の脈動を低減する脈
動吸収器を設けている。

【００１７】このように構成することにより、切欠溝で
圧油の圧力変動を緩和すると共に、脈動吸収器で圧油の
脈動を吸収でき、圧油の脈動を効率よく低減することが
できる。

【００１８】また、請求項４に記載の発明では、前記吐
出ポートには吐出ポートからの圧油を吐出する吐出管を
接続し、この吐出管には圧油の脈動を低減する脈動吸収
器を設け、この脈動吸収器は一端が閉塞された筒体によ
り構成すると共に、この筒体の長さＳ1 は圧油中での音
速Ｖ、回転軸の回転数Ｍ、ピストン本数Ｎに対しほぼ長
さ１５Ｖ／（Ｍ×Ｎ）の奇数倍に設定している。

【００１９】このように構成することにより、吐出管か
ら筒体内に達した圧油の脈動は、筒体内を通って閉塞端
で反射されると共に、再び吐出管内に戻る。このとき、
吐出管内の圧油の脈動は、筒体内で反射された脈動と干
渉することによって低減され、脈動の少ない圧油が吐出
管から供給できる。

【００２０】さらに、請求項５に記載の発明では、前記
吐出ポートには、吐出ポートからの圧油を吐出する吐出
管を接続し、この吐出管には圧油の脈動を低減する脈動
吸収器を設け、この脈動吸収器は一端が閉塞された筒体
により構成すると共に、この筒体の長さＳ2 は圧油中で
の音速Ｖ、回転軸の回転数Ｍ、ピストン本数Ｎに対しほ
ぼ長さ１０Ｖ／（Ｍ×Ｎ）の奇数倍に設定している。

【００２１】このように構成することにより、吐出管か
ら筒体内に達した圧油の脈動は、筒体内を通って閉塞端
で反射されると共に、再び吐出管内に戻る。このとき、
吐出管内の圧油の脈動は、筒体内で反射された脈動と干
渉することによって低減され、脈動の少ない圧油が吐出
管から供給できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。

【００２３】ここで、図１ないし図７は本発明の第１の
実施例を示している。図中、１はエンジン等の駆動源
（図示せず）によって駆動されるアキシャルピストン型
油圧ポンプで、油圧ポンプ１は可変容量式の斜板型油圧
ポンプにより構成されている。そして、油圧ポンプ１は
後述のタンク２０から作動油を吸込みつつ、高圧の圧油
を吐出するものである。

【００２４】２は油圧ポンプ１の外殻をなすケーシング
を示し、ケーシング２は、筒状のケーシング本体３と、
ケーシング本体３の一端側開口部を閉塞するフロントケ
ーシング４と、前記ケーシング本体３の他端側開口部を
閉塞するリヤケーシング５とから構成されている。ま
た、前記フロントケーシング４には、後述の回転軸６が
挿通される挿通穴４Ａが軸方向に形成されている。

【００２５】６はケーシング２に軸受７を介して回転自
在に支持された回転軸で、この回転軸６は例えばフロン
トケーシング４の挿通穴４Ａを介して外部に突出し、エ
ンジン等の駆動源（図示せず）によって回転駆動され
る。

【００２６】８はケーシング２内に位置して回転軸６と
スプライン結合によって一体回転するように設けられた
シリンダブロックを示し、このシリンダブロック８に
は、周方向に離間して複数（本例では９個）のシリンダ
９，９，…が軸方向に穿設されると共に、各シリンダ９
に連通し、前記シリンダブロック８の摺動面８Ａ側に長
円形状に開口するシリンダポート９Ａが形成されてい
る。

【００２７】ここで、シリンダブロック８は摺動面８Ａ
が後述の弁板１５に対して図３に示す矢示Ａ方向で摺動
し、このときに各シリンダポート９Ａが後述の吸入ポー
ト１６および吐出ポート１７に順次連通、遮断される。

【００２８】１０，１０，…は各シリンダ９内に摺動可
能に挿嵌された複数のピストンを示し、各ピストン１０
はシリンダブロック８の回転に伴って各シリンダ９内を
往復動し、各シリンダ９内で吸入行程と吐出行程とを繰
返すものである。また、各ピストン１０のシリンダブロ
ック８から突出した先端部には球形部１０Ａが形成され
ている。

【００２９】１１，１１，…は各ピストン１０の球形部
１０Ａ外周側にそれぞれ設けられた複数個のシューで、
各シュー１１は球形部１０Ａに揺動可能に装着され、後
述の斜板１２上をシリンダブロック８の回転に伴って摺
動するものである。

【００３０】１２はフロントケーシング４とシリンダブ
ロック８との間に設けられた斜板を示し、斜板１２の表
面側（シリンダブロック８側）は各シュー１１が摺接し
つつ回転する摺動面１２Ａとなり、裏面側はフロントケ
ーシング４に形成された凹湾曲状のガイド溝１３に摺動
自在に嵌合する半円柱状の傾転摺動部１２Ｂとなってい
る。

【００３１】また、斜板１２には、中央部側に穿設され
表面側から裏面側に向け拡径された挿通穴１２Ｃと、前
記傾転摺動部１２Ｂの側面に形成され、図示しない傾転
駆動機構の一部が挿着される傾転機構挿着穴１２Ｄとが
形成されている。そして、斜板１２は前記傾転駆動機構
で傾転角が変更されることにより、各ピストン１０のス
トローク量を適宜調整して油圧ポンプの容量（吐出量）
を可変に制御するものである。

【００３２】１４は各シュー１１の外周側に係合しつつ
前記斜板１２の摺動面１２Ａに固着された環状のシュー
押えで、このシュー押え１４は斜板１２の摺動面１２Ａ
上で各シューが円運動を行うのを許し、シリンダブロッ
ク８の回転に伴って各ピストン１０が各シリンダ９内を
往復動するのを補償するものである。

【００３３】１５はケーシング２のリヤケーシング５に
固定され、一側面が摺動面１５Ａとなった弁板を示し、
弁板１５には、眉形状の吸入ポート１６と吐出ポート１
７とが略対称位置となるように周方向に伸長して設けら
れている。

【００３４】また、弁板１５の吸入ポート１６と吐出ポ
ート１７との間には、各ピストン１０が吐出行程から吸
入行程に切換わる上死点側に一側の切換弁部１５Ｂが設
けられると共に、一側の切換弁部１５Ｂと回転軸６を挟
んで対向し各ピストン１０が吸入行程から吐出行程に切
換わる下死点側に他側の切換弁部１５Ｃが設けられてい
る。そして、弁板１５上を摺動する各シリンダ９は一側
の切換弁部１５Ｂ上に達したときに吐出ポート１７との
連通が断たれ、他側の切換弁部１５Ｃ上に達したときに
吸入ポート１６との連通が断たれるようになっている。

【００３５】ここで、ピストン１０が上死点位置から下
死点位置へとストロークする吸入行程では、各シリンダ
ポート９Ａが吸入ポート１６と連通し、吸入ポート１６
を介してシリンダ９内に作動油が吸込まれる。一方、ピ
ストン１０が下死点位置から上死点位置へとストローク
する吐出行程では、各シリンダポート９Ａが吐出ポート
１７と連通し、吐出ポート１７を介してシリンダ９内の
作動油を吐出する。

【００３６】１８は吸入ポート１６から一側の切換弁部
１５Ｂに向けて周方向に延びるノッチで、このノッチ１
８は、各シリンダ９のシリンダポート９Ａと吸入ポート
１６とを徐々に連通させるべく略三角形状に形成されて
いる。そして、ノッチ１８は、吐出行程を終えた各シリ
ンダ９内から高圧の圧油が吸入ポート１６に向って急激
に流入するのを緩和している。

【００３７】１９は吐出ポート１７から他側の切換弁部
１５Ｃに向けて長さＬ1 をもって延びる切欠溝としての
ノッチを示し、このノッチ１９は各シリンダ９のシリン
ダポート９Ａと吐出ポート１７とを徐々に連通させるべ
く略三角形状に形成されている。そして、吐出ポート１
７のノッチ１９は、吸入行程を終えた各シリンダ９内に
吐出ポート１７内から高圧の圧油が急激に流入するのを
緩和している。

【００３８】ここで、ノッチ１９は、回転軸６の軸中心
に対しピストン１０の本数Ｎ（本例では９本）、円周率
πとしたときにほぼ角度θ1 （θ1 ＝π／Ｎ）に亘って
形成されている。また、ノッチ１９の長さＬ1 は角度θ
1 に対応し、

【００３９】

【数１】Ｌ1 ∝θ1 となる長さに設定されている。また、ノッチ１９のなす
角度θ1 は、隣合う各シリンダポート９Ａの始端側同士
がなす角度θ2 の約半分の角度（θ1 ＝θ2 ／２）に設
定されている。

【００４０】２０は吸入ポート１６と連通する油タンク
で、このタンク２０内には作動油が収容されている。そ
して、タンク２０は、油圧ポンプ１の各シリンダポート
９Ａが吸入ポート１６と連通し、吸入行程中のシリンダ
９内に吸入ポート１６を介して作動油を吸入させると共
に、後述のアクチュエータ２３等から排出される戻り油
（作動油）を回収している。

【００４１】２１は一端側が吐出ポート１７に接続され
た吐出管としての吐出配管を示し、吐出配管２１は、他
端側が制御弁２２を介して油圧シリンダ等のアクチュエ
ータ２３に接続され、油圧ポンプ１から吐出される圧油
をアクチュエータ２３側に向けて流通させている。

【００４２】２４は吐出配管２１の一端側から分岐して
設けられた筒体としてのサイドブランチを示し、このサ
イドブランチ２４は長さＳ1 の有底筒状体として形成さ
れ、その内部は共鳴室となると共に吐出ポート１７に連
通し、脈動吸収器として作動する。

【００４３】ここで、前記サイドブランチ２４によって
吸収できる圧油の脈動周波数Ｆは油中の音速Ｖ（ｍ／
ｓ）とサイドブランチ２４の長さＳ1 によって決定さ
れ、脈動周波数Ｆ、油中の音速Ｖ、サイドブランチ２４
の長さＳ1 との間には自然数ｎに対して

【００４４】

【数２】 の関係があり、

【００４５】

【数３】 の関係式が成立する。また、油圧ポンプ１の作動によっ
て生じる圧油の脈動は、各シリンダポート９Ａが吐出ポ
ート１７に連通する毎に発生するから、圧油の脈動の基
本周波数Ｆ0 は、油圧ポンプ１の回転数Ｍ（ｒｐｍ）、
ピストン１０の本数Ｎに対し、

【００４６】

【数４】 の関係がある。このため、サイドブランチ２４の長さＳ
1 は、ｎ＝１のとき、

【００４７】

【数５】 に設定している。

【００４８】本実施例による油圧ポンプは、上述の如き
構成を有するもので、まず、原動機によって回転軸６を
回転させると、回転軸６にスプライン結合されたシリン
ダブロック８が一体に回転される。これにより、各シリ
ンダ９内に挿嵌されたピストン１０はシリンダブロック
８と共に回転し、その球形部１０Ａがシュー１１を介し
てシュー押え１４に案内されつつ、斜板１２の摺動面１
２Ａ上を回転する。この際、斜板１２の摺動面１２Ａは
所定の傾転角を有しているから、シリンダブロック８が
１回転する間に、ピストン１０はシリンダ９内に最も進
入（縮小）した上死点位置とシリンダ９から最も伸長し
た下死点位置との間をストロークするようになる。

【００４９】ここで、前記各ピストン１０が上死点位置
から下死点位置までストロークする半回転のうちシリン
ダポート９Ａが吸入ポート１６と連通する間は、この吸
入ポート１６を介して吸入通路（図示せず）からシリン
ダ９内に油液を吸込む吸入行程となる。一方、ピストン
１０の下死点位置から上死点位置までストロークする半
回転のうちシリンダポート９Ａが吐出ポート１７と連通
する間は、シリンダ９内に吸込んだ油液を加圧しつつ吐
出ポート１７を介して吐出通路（図示せず）から吐出す
る吐出行程となる。このように、回転軸６を回転駆動し
てピストン１０をシリンダ９内で往復動させることによ
り、吸込行程と吐出行程とが繰り返えされ、ポンプ作用
が行われる。

【００５０】そして、ポンプの吐出容量を可変制御する
には、傾転駆動機構によって斜板１２をガイド溝１３に
沿って適宜に傾転させることにより、シリンダ９内の押
しのけ容量を変更して制御するようになっている。

【００５１】次に、吐出ポート１７側のノッチ１９とサ
イドブランチ２４の作動について、図３ないし図７を参
照しつつ詳述する。

【００５２】まず、各シリンダ９はシリンダブロック８
と共に矢示Ａ方向に回転し、吸入行程を終えた各シリン
ダ９はシリンダポート９Ａが吸入ポート１６から遮断さ
れ、他側の切換弁部１５Ｃ上に達する。このとき、切換
弁部１５Ｃ上のシリンダ９内の圧力は、吸入ポート１６
内の圧力とほぼ等しい低圧の圧力になる。

【００５３】次に、このシリンダ９がノッチ１９を介し
て吐出ポート１７と連通すると、吐出ポート１７内の高
圧の圧油は、ノッチ１９等を通じてシリンダ９内へと流
入（逆流）する。そして、吐出ポート１７から吐出され
る圧油の流量は減少する。

【００５４】一方、シリンダブロック８がさらに回転
し、前記シリンダ９が吐出ポート１７の始端側に達する
と、シリンダ９内の圧力は、吐出ポート１７内の圧力と
ほぼ一致する。そして、シリンダ９内のピストン１０が
縮小し、シリンダ９内の圧油が吐出ポート１７側に向け
て流出することによって、吐出ポート１７から吐出され
る圧油の流量は増加する。

【００５５】ここで、ノッチ１９の長さＬ1 は、ノッチ
１９がなす角度θ1 が各シリンダポート９Ａ間の角度θ
2 の約半分の角度に対応するように設定したから、各シ
リンダポート９Ａが吐出ポート１７に連通する毎に要す
る時間のうち、半分の時間はノッチ１９を介して各シリ
ンダ９と吐出ポート１７とが連通する。

【００５６】このため、吐出ポート１７から吐出される
圧油には図４中の特性線２５に示すように、周期Ｔ1
（Ｔ1 ＝１／Ｆ0 ）の脈動を生じ、各シリンダポート９
Ａは周期Ｔ1 なる時間毎に吐出ポート１７に連通する。
また、周期Ｔ1 のうち半分の時間Ｔ2 （Ｔ2 ＝Ｔ1 ／
２）ではノッチ１９を介して各シリンダ９と吐出ポート
１７とが連通するから、圧油の流量は減少する。一方、
他の時間（Ｔ1 −Ｔ2 ）では各シリンダ９から吐出ポー
ト１７に向けて圧油が供給されるから、圧油の流量は増
加する。

【００５７】また、吐出ポート１７から各シリンダ９内
に向って流入する圧油の量はノッチ１９の流路断面積に
比例して増減するから、各シリンダ９、吸入ポート１
６、吐出ポート１７、ノッチ１９の形状を任意に調整す
ることにより脈動の波形を調整することができる。

【００５８】このように、吐出ポート１７から吐出され
る圧油には、ほぼ周期Ｔ1 でデュ−ティ比が約５０％と
なる略矩形波状の脈動が生じる。このため、吐出ポート
１７からの圧油は図５に示すように、基本周波数Ｆ0 の
奇数倍の周波数に対して流量の変動（脈動）が大きくな
り、基本周波数Ｆ0 に対し奇数倍以外となる偶数倍等の
周波数の脈動は非常に小さくなる。

【００５９】次に、吐出ポート１７から吐出された圧油
は、吐出配管２１内に供給されると共に、サイドブラン
チ２４にも達する。ここで、サイドブランチ２４内に達
した圧油の脈動は、サイドブランチ２４の内部を通り、
閉塞端で反射され、再び吐出配管２１内に戻る。このと
き、吐出配管２１内の圧油の脈動は、サイドブランチ２
４内で反射された脈動と干渉することによって低減さ
れ、脈動の少ない圧油が吐出配管２１を介してアクチュ
エータ２３等に供給される。

【００６０】ここで、サイドブランチ２４は図６に示す
ように、基本周波数Ｆ0 の奇数倍の周波数に対して大き
な脈動低減率特性をもつ。また、ノッチ１９によって基
本周波数Ｆ0 の偶数倍等の周波数の脈動は非常に小さく
なっている。このため、吐出配管２１から供給される圧
油は図７に示すように、ノッチ１９によって基本周波数
Ｆ0 の偶数倍等の周波数の脈動が低減されると共に、サ
イドブランチ２４によって基本周波数Ｆ0 の奇数倍の周
波数の脈動が低減され、圧油の脈動が大幅に減少する。

【００６１】かくして、本実施例では吐出ポート１７の
始端側から切換弁部１５Ｃに向って延びるノッチ１９を
設け、このノッチ１９の長さＬ1 を各シリンダポート９
Ａ間の角度θ2 の半分の角度θ1 に対応して設定したか
ら、吐出ポート１７から各シリンダ９内に向って急激に
圧油が流入するのを緩和できると共に、吐出ポート１７
から吐出される圧油の脈動をデュ−ティ比が約５０％と
なる略矩形状の波形にすることができ、基本周波数Ｆ0
に対し奇数倍以外となる偶数倍等の周波数の脈動を非常
に小さくすることができる。

【００６２】また、吐出配管２１にはサイドブランチ２
４を設けたから、基本周波数Ｆ0 に対し奇数倍となる周
波数の脈動は、１本のサイドブランチ２４で効率的に吸
収することができ、圧油の脈動を大幅に低減できると共
に、圧油の脈動が吐出配管２１等を介して制御弁２２、
アクチュエータ２３および建屋等の構造物に伝達するこ
とによって発生する騒音や振動を確実に防止することが
できる。

【００６３】次に、図８ないし図１３は本発明の第２の
実施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施例の特徴は、吐出ポート１７側
に設けられたノッチ３１の長さＬ2 を各シリンダポート
９Ａ間の角度θ2 の１／３の角度θ3 に対応して設定し
たことにある。

【００６４】ここで、切欠溝としてのノッチ３１は、吐
出ポート１７から他側の切換弁部１５Ｃに向けて長さＬ
2 をもって延び、各シリンダ９のシリンダポート９Ａと
吐出ポート１７とを徐々に連通させるべく略三角形状に
形成されている。そして、ノッチ３１は、吸入行程を終
えた各シリンダ９内に吐出ポート１７内から高圧の圧油
が急激に流入するのを緩和している。

【００６５】ここで、ノッチ３１は、回転軸６の軸中心
に対し前記ピストン１０の本数（本例では９本）、円周
率πとしたときに角度θ3 （θ3 ＝２π／３Ｎ）に亘っ
て形成されている。また、ノッチ３１の長さＬ2 は角度
θ3 に対応し、

【００６６】

【数６】Ｌ2 ∝θ3 となる長さに設定されている。そして、ノッチ３１のな
す角度θ3 は、隣合う各シリンダポート９Ａの始端側同
士がなす角度θ2 の約１／３の角度（θ3 ＝θ2／３）
に設定されている。

【００６７】また、吐出配管２１の一端側には筒体とし
てのサイドブランチ３２が分岐して設けられ、このサイ
ドブランチ３２は長さＳ2 の有底筒状体として形成さ
れ、その内部は共鳴室となると共に吐出ポート１７に連
通する構成となっている。

【００６８】ここで、サイドブランチ３２は脈動吸収器
となり、サイドブランチ３２の長さＳ2 は、圧油の基本
周波数Ｆ0 の１．５倍の周波数で脈動低減量が最大とな
るように、油圧ポンプ１の回転数Ｍ（ｒｐｍ）、ピスト
ン１０の本数Ｎに対し、

【００６９】

【数７】 に設定している。

【００７０】次に、吐出ポート１７側のノッチ３１とサ
イドブランチ３２の作動について、図８ないし図１３を
参照しつつ詳述する。

【００７１】まず、各シリンダ９はシリンダブロック８
と共に矢示Ａ方向に回転し、吸入行程を終えた各シリン
ダ９はシリンダポート９Ａが吸入ポート１６から遮断さ
れ、他側の切換弁部１５Ｃ上に達する。このとき、切換
弁部１５Ｃ上のシリンダ９内の圧力は、吸入ポート１６
内の圧力とほぼ等しい低圧の圧力になる。

【００７２】次に、このシリンダ９がノッチ３１を介し
て吐出ポート１７と連通すると、吐出ポート１７内の高
圧の圧油はノッチ３１等を通じてシリンダ９内へと流入
（逆流）すると共に、吐出ポート１７から吐出される圧
油の吐出流量は減少する。

【００７３】そして、シリンダブロック８がさらに回転
し、シリンダ９が吐出ポート１７の始端側に達すると、
シリンダ９内の圧力は吐出ポート１７内の圧力とほぼ一
致する。そして、シリンダ９内のピストン１０が縮小す
ることによって、シリンダ９内の圧油が吐出ポート１７
側に向けて流出し、吐出ポート１７から吐出される圧油
の吐出流量は増加する。

【００７４】ここで、ノッチ３１の長さＬ2 は、ノッチ
３１がなす角度θ3 が各シリンダポート９Ａ間の角度θ
2 の約１／３の角度に対応するように設定したから、各
シリンダポート９Ａが吐出ポート１７に連通する毎に要
する時間のうち、１／３の時間はノッチ３１を介して各
シリンダ９と吐出ポート１７とが連通する。

【００７５】このため、吐出ポート１７から吐出される
圧油には図１０中の特性線３３に示すように、周期Ｔ1
（Ｔ1 ＝１／Ｆ0 ）の脈動を生じ、各シリンダポート９
Ａは周期Ｔ1 なる時間毎に吐出ポート１７に連通する。
また、周期Ｔ1 のうち１／３の時間Ｔ3 （Ｔ3 ＝Ｔ1 ／
３）ではノッチ３１を介して各シリンダ９と吐出ポート
１７とが連通するから、圧油の流量は減少する。一方、
他の時間（Ｔ1 −Ｔ3）では各シリンダ９から吐出ポー
ト１７に向けて圧油が供給されるから、圧油の流量は増
加する。

【００７６】このように、吐出ポート１７から吐出され
る圧油には、ほぼ周期Ｔ1 でデュ−ティ比が約６７％と
なる略矩形波状の脈動が生じる。このため、吐出ポート
１７からの圧油は図１１に示すように、基本周波数Ｆ0
、基本周波数Ｆ0 の２倍の周波数２Ｆ0 、基本周波数
Ｆ0 の４倍の周波数４Ｆ0 、基本周波数Ｆ0 の５倍の周
波数５Ｆ0 ，…の脈動が大きくなり、自然数ｎに対して
基本周波数Ｆ0 の（３×ｎ）倍となる周波数の脈動は非
常に小さくなる。

【００７７】また、吐出ポート１７から吐出された圧油
は、吐出配管２１内に供給されるとと共にサイドブラン
チ３２にも達する。ここで、サイドブランチ３２内に達
した圧油の脈動は、サイドブランチ３２の内部を通り、
閉塞端で反射され、再び吐出配管２１内に戻る。このと
き、吐出配管２１内の圧油の脈動は、サイドブランチ３
２内で反射された脈動と干渉することによって低減さ
れ、脈動の少ない圧油が吐出配管２１を介してアクチュ
エータ２３等に供給される。

【００７８】ここで、サイドブランチ３２は図１２に示
すように、基本周波数Ｆ0 の１．５倍の周波数Ｆ1 に対
して最大の脈動低減率を有し、周波数Ｆ1 の奇数倍の周
波数成分に対しても脈動低減率の大きい特性をもつ。ま
た、吐出ポート１７から吐出された圧油には、基本周波
数Ｆ0 、周波数２Ｆ0 、周波数４Ｆ0 、周波数５Ｆ0，
…等の脈動が生じているが、これらの周波数の脈動は周
波数Ｆ1 の奇数倍に近いため、サイドブランチ３２によ
って吸収される。さらに、サイドブランチ３２では低減
できない基本周波数Ｆ0 の（３×ｎ）倍となる周波数の
脈動はノッチ３１によって非常に小さくなる。

【００７９】このため、吐出配管２１から供給される圧
油は図１３に示すように、ノッチ３１によって基本周波
数Ｆ0 の（３×ｎ）倍の周波数の脈動が低減されると共
に、サイドブランチ３２によって基本周波数Ｆ0 や周波
数２Ｆ0 等の脈動が低減され、圧油の脈動が大幅に減少
する。

【００８０】かくして、このように構成された本実施例
においても、前記第１の実施例と同様の作用効果を得る
ことができるが、特に本実施例では、吐出ポート１７の
始端側から切換弁部１５Ｃに向って延びるノッチ３１を
設け、このノッチ３１の長さＬ2 を各シリンダポート９
Ａ間の角度θ2 の１／３の角度θ3 に対応して設定した
から、吐出ポート１７から各シリンダ９内に向って急激
に圧油が流入するのを緩和できると共に、吐出ポート１
７から吐出される圧油の脈動をデュ−ティ比が約６７％
となる略矩形状の波形にすることができ、基本周波数Ｆ
0 に対し（３×ｎ）倍となる周波数の脈動を非常に小さ
くすることができる。

【００８１】また、吐出配管２１にはサイドブランチ３
２を設けたから、基本周波数Ｆ0 や周波数２Ｆ0 等の脈
動は、１本のサイドブランチ３２で効率的に吸収するこ
とができ、圧油の脈動を大幅に低減できると共に、圧油
の脈動による騒音や振動を確実に防止することができ
る。

【００８２】なお、前記各実施例では、アキシャルピス
トン型ポンプとして可変容量式の斜板型油圧ポンプを用
いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ら
ず、固定容量式の斜板型油圧ポンプに適用してもよく、
可変容量式または固定容量式の斜軸型油圧ポンプ等に適
用してもよい。

【００８３】また、前記各実施例では、シリンダブロッ
ク８に９個のシリンダ９およびシリンダポート９Ａを形
成した場合を例に挙げて図示したが、本発明はこれに限
らず例えば８個以下でもよく、または１０個以上のシリ
ンダをシリンダブロックに形成するようにしてもよい。

【００８４】さらに、前記各実施例では、各シリンダ９
のシリンダポート９Ａを長円形状に形成した場合を例に
挙げて図示したが、シリンダポート９Ａの形状は楕円形
状または円形等としてもよい。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、弁板に吐出ポートから切換弁部に向って長さＬ1
をもって延びる切欠溝を設け、この切欠溝の長さＬ1 を
切欠溝のなす角度π／Ｎに対応する長さに設定したか
ら、吐出ポートから各シリンダ内に向って急激に圧油が
流入するのを緩和できると共に、吐出ポートから吐出さ
れる圧油の脈動をデュ−ティ比が約５０％となる略矩形
状の波形にすることができ、基本周波数に対し奇数倍以
外となる周波数の脈動を非常に小さくすることができ
る。

【００８６】また、請求項２の発明によれば、弁板に吐
出ポートから切換弁部に向って長さＬ2 をもって延びる
切欠溝を設け、この切欠溝の長さＬ2 を切欠溝のなす角
度２π／３Ｎに対応する長さに設定したから、吐出ポー
トから各シリンダ内に向って急激に圧油が流入するのを
緩和できると共に、吐出ポートから吐出される圧油の脈
動をデュ−ティ比が約６７％となる略矩形状の波形にす
ることができ、自然数ｎに対し基本周波数の（３×ｎ）
倍となる周波の脈動を非常に小さくすることができる。

【００８７】さらに、請求項３の発明によれば、吐出ポ
ートに吐出管を接続し、この吐出管には圧油の脈動を低
減する脈動吸収器を設けたから、切欠溝では低減できな
い周波数の脈動を、１つの脈動吸収器で効率的に吸収す
ることができ、複数の脈動吸収器を設ける必要なくなる
と共に、製造コストを低減することができる。また、圧
油の脈動を大幅に低減できるから、制御弁やシリンダ等
の油圧機器の信頼性を向上できると共に、圧油の脈動に
よる騒音や振動を確実に防止することができる。

【００８８】また、請求項４の発明によれば、吐出ポー
トに設けた脈動吸収器を一端が閉塞された筒体により構
成すると共に、この筒体の長さＳ1 は圧油中での音速
Ｖ、回転軸の回転数Ｍ、ピストン本数Ｎに対しほぼ長さ
１５Ｖ／（Ｍ×Ｎ）の奇数倍に設定したから、切欠溝で
は低減できない基本周波数に対し奇数倍となる周波数の
脈動を、１個の筒体で効率的に吸収することができ、圧
油の脈動を大幅に低減できる。

【００８９】また、請求項５の発明によれば、吐出ポー
トに設けた脈動吸収器を一端が閉塞された筒体により構
成すると共に、この筒体の長さＳ1 は圧油中での音速
Ｖ、回転軸の回転数Ｍ、ピストン本数Ｎに対しほぼ長さ
１０Ｖ／（Ｍ×Ｎ）の奇数倍に設定したから、切欠溝で
は低減できない周波数の脈動を、１個の筒体で効率的に
吸収することができ、圧油の脈動を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧ポンプ等を示
す全体構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例による油圧ポンプを示す
縦断面図である。

【図３】吸入ポートおよび吐出ポートを有する弁板等を
示す図２中の矢示 III−III 方向拡大断面図である。

【図４】図３中の吐出ポートから吐出される圧油の流量
と時間との関係を示す特性線図である。

【図５】図３中の吐出ポートから吐出される圧油の流量
と周波数との関係を説明する説明図である。

【図６】図１中のサイドブランチによる脈動低減率と周
波数との関係を説明する説明図である。

【図７】図１中の吐出配管から供給される圧油の流量と
周波数との関係を説明する説明図である。

【図８】本発明の第２の実施例による油圧ポンプ等を示
す全体構成図である。

【図９】本発明の第２の実施例による油圧ポンプの弁板
等を示す図３と同様の断面図である。

【図１０】図９中の吐出ポートから吐出される圧油の流
量と時間との関係を示す特性線図である。

【図１１】図９中の吐出ポートから吐出される圧油の流
量と周波数との関係を説明する説明図である。

【図１２】図８中のサイドブランチによる脈動低減率と
周波数との関係を説明する説明図である。

【図１３】図８中の吐出配管から供給される圧油の流量
と周波数との関係を説明する説明図である。

【符号の説明】

２ ケーシング ６ 回転軸 ８ シリンダブロック ９ シリンダ ９Ａ シリンダポート １０ ピストン １５ 弁板 １５Ｂ，１５Ｃ 切換弁部 １６ 吸入ポート １７ 吐出ポート １９，３１ ノッチ（切欠溝） ２１ 吐出配管 ２４，３２ サイドブランチ（脈動吸収器）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、このケーシング内に回転
   可能に設けられた回転軸と、この回転軸と一体に回転す
   るように前記ケーシング内に設けられ複数のシリンダが
   形成されたシリンダブロックと、このシリンダブロック
   の各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され前記シリンダブロ
   ックの回転に伴なって各シリンダ内を往復動するＮ本の
   ピストンと、前記ケーシングとシリンダブロックとの間
   に設けられ吸入ポートと吐出ポートとの間には前記回転
   軸を挟んで対向するように一対の切換弁部が形成された
   弁板とからなるアキシャルピストン型油圧ポンプにおい
   て、 前記弁板には前記吐出ポートの始端から切換弁部側に向
   けて周方向に長さＬ1をもって延びる切欠溝を設け、前
   記回転軸の軸中心に対し前記切欠溝のなす角度をほぼπ
   ／Ｎとすると、前記切欠溝の長さＬ1 はこの角度π／Ｎ
   に対応する長さに設定したことを特徴とするアキシャル
   ピストン型油圧ポンプ。
2. 【請求項２】 ケーシングと、このケーシング内に回転
   可能に設けられた回転軸と、この回転軸と一体に回転す
   るように前記ケーシング内に設けられ複数のシリンダが
   形成されたシリンダブロックと、このシリンダブロック
   の各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され前記シリンダブロ
   ックの回転に伴なって各シリンダ内を往復動する複数の
   ピストンと、前記ケーシングとシリンダブロックとの間
   に設けられ吸入ポートと吐出ポートとの間には前記回転
   軸を挟んで対向するように一対の切換弁部が形成された
   弁板とからなるアキシャルピストン型油圧ポンプにおい
   て、 前記弁板には前記吐出ポートの始端から切換弁部側に向
   けて周方向に長さＬ2をもって延びる切欠溝を設け、前
   記回転軸の軸中心に対し前記切欠溝のなす角度をほぼ２
   π／３Ｎとすると、前記切欠溝の長さＬ2 はこの角度２
   π／３Ｎに対応する長さに設定したことを特徴とするア
   キシャルピストン型油圧ポンプ。
3. 【請求項３】 前記吐出ポートには、吐出ポートからの
   圧油を吐出する吐出管を接続し、この吐出管には圧油の
   脈動を低減する脈動吸収器を設けてなる請求項１または
   ２に記載のアキシャルピストン型油圧ポンプ。
4. 【請求項４】 前記吐出ポートには吐出ポートからの圧
   油を吐出する吐出管を接続し、この吐出管には圧油の脈
   動を低減する脈動吸収器を設け、この脈動吸収器は一端
   が閉塞された筒体により構成すると共に、この筒体の長
   さＳ1 は圧油中での音速Ｖ、回転軸の回転数Ｍ、ピスト
   ン本数Ｎに対しほぼ長さ１５Ｖ／（Ｍ×Ｎ）の奇数倍に
   設定する構成とした請求項１に記載のアキシャルピスト
   ン型油圧ポンプ。
5. 【請求項５】 前記吐出ポートには、吐出ポートからの
   圧油を吐出する吐出管を接続し、この吐出管には圧油の
   脈動を低減する脈動吸収器を設け、この脈動吸収器は一
   端が閉塞された筒体により構成すると共に、この筒体の
   長さＳ2 は圧油中での音速Ｖ、回転軸の回転数Ｍ、ピス
   トン本数Ｎに対しほぼ長さ１０Ｖ／（Ｍ×Ｎ）の奇数倍
   に設定する構成とした請求項２に記載のアキシャルピス
   トン型油圧ポンプ。