JPH11182411A - バルブプレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度が高くばらつきのない、コストが安く、
製作が簡単で、さらには安定した性能を得られるバルブ
プレートを提供。 【解決手段】 繭形ポートを有する中空円盤状のバルブ
プレート１５において、繭形ポート端部から繭形ポート
の中心円弧に沿って断面角形溝を加工可能なエンドミル
又はプレスで加工された幅及び深さが一定の周溝４５，
４６，４７を３段階又は４段階に開口面積を漸減させて
設け、ポンプ吸入側と吐出側の閉じ込み部の境界の一方
に繭形の吸入ポート４１の終了端４１ｃを設け、他の境
界に繭形の吐出ポート４２，４３の開始端４２ａ，４３
ａから延びる周溝の最先端４７ａを配置し、さらに、上
死点５２ａ，５３ａにおいて、吐出ポートとピストン給
排ポート５２，５３との連通を完了させた後、閉塞区間
４４を経たのち吸入ポートと連通させ、これをピストン
ポンプ、多連ピストンポンプに使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン式、ベー
ン式、内接歯車式等のポンプ又はモータ軸心に同心に設
けられ、作動油の吸入又は供給ポートと排出ポートと連
通する軸回りに円弧状の繭形ポートを有する中空円盤状
のバルブプレートの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、繭形ポートを有するバルブプレー
トは高圧側と低圧側の短絡による漏出を防ぎ、一方閉じ
込みや圧力変動を減少させるために、繭形ポート端部か
らピストンポンプの上下死点等の閉じ込み部に向かって
一般にひげ溝と言われている断面三角形で漸次その深さ
が減少する微小通路が設けられている。

【０００３】例えば、図５は、シリンダバレルに配列し
た複数のピストンを２つのグループに分け、バルブプレ
ート６１の右側に軸中心とした異なる円周上に２つの吐
出ポート６２，６３を形成し、内側の吐出ポート６３
と、外側の吐出ポート６２に図示しないそれぞれのピス
トングループのシリンダバレルの給排ポートを別々に連
通させ、２つの吐出ポートにそれぞれ別個に作動油を吐
出するようにし、単一のシリンダバレルで２連ポンプと
同じ働きをもつ多連ピストンポンプのバルブプレートで
ある。図５において、バルブプレート６１の左半分には
吸入ポート６４が設けられ、下死点の吸入ポートと吐出
ポート６２，６３との間、及び上死点の吐出ポートと吸
入ポートとの間に、前述した、ひげ溝６５，６６，６
７，６８が設けられている。なお吸入ポート両端の小径
溝６９，７０は吸入ポート終端位置を精度よく加工する
ためのものである。シリンダバレルは手前に位置し右回
転する。

【０００４】シリンダバレルのピストンは下端で上死点
となりピストンはシリンダバレルに最も押し込まれてお
り、回転に従ってピストンがシリンダバレルより突出し
ピストンのシリンダ容積を大きくするので吸入ポート６
４から作動油を吸入しながらさらに回転する。シリンダ
バレルのピストンは上端で下死点となりピストンはシリ
ンダバレルから最も飛び出し、吸入工程を終了する。下
死点を過ぎるとピストンは引き込まれ、作動油が圧縮さ
れ外側又は内側の吐出ポート６２，６３より排出され、
上死点で吐出工程を終了する。

【０００５】高圧油を吐出してピストンが上死点に達し
た位置ではピストンシリンダ内にはまだ高圧がこもって
いる。このままの状態で吸入ポート６４と連通させると
高圧油が一気に開放され大きな振動を伴う。そこでひげ
溝６７，６８を設けピストンシリンダ内の高圧油を徐々
に開放する。一方、作動油を吸入して、ピストンが下死
点に達した位置ではピストンシリンダ内は低圧であり、
このままの状態で高圧ポートと連通させると高圧油がピ
ストンシリンダ内に急激に送り込まれ振動等の原因とな
る。そこでひげ溝６５，６６を設けピストンシリンダ内
の高圧油を徐々にピストンシリンダ内に導く。このよう
な多連ピストンポンプのバルブプレート６１のひげ溝６
５，６６，６７，６８は、特開平７−１５８５５９号公
報の図２や特開平８−１１４１７４号公報図２９乃至図
３１にも開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ひげ溝は図５の（ｂ）に示すように断面形状がＶ形をし
ており、また長手方向に角度をつけて断面積を漸減する
ようにしているが、角度が小さくまたその深さも浅いの
で、機械加工で精度を出すことが困難であり、また、厚
み方向寸法の少しのばらつきでもひげ溝長さが大きく異
なり、寸法の管理が難しいという問題があった。また、
前述のような多連ピストンポンプにおいては、４本のひ
げ溝を必要とし、さらに、４本の加工誤差を同一にする
必要があるため、加工時間がかかり、性能も安定しない
という問題があった。

【０００７】本発明の課題は、上記問題点に鑑みて、精
度が高くばらつきのない、、コストが安く、製作が簡単
で、さらには安定した性能を得られるバルブプレートを
提供することである。特にひげ溝本数の多い多連ピスト
ンポンプに、より有効なバルブプレートを提供するもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、ポン
プ又はモータ軸心に同心に設けられ、作動油の吸入又は
供給ポートと排出ポートと連通する軸回りに円弧状の繭
形ポートを有する中空円盤状のバルブプレートにおい
て、繭形ポート間の圧力変化を滑らかにするための微小
通路を繭形ポート端部から繭形ポートの中心円弧に沿っ
て幅及び深さが一定の周溝を順次複数設け、隣合う周溝
の開口面積が漸減するようにしたバルブプレートを提供
することによって上記課題を解決した。即ち、連続する
Ｖ溝等ではなく、断面角形の周溝としたので、バルブプ
レートの厚み誤差があっても、開口面積誤差は微小なも
のとなる。また、加工もし易く、溝の開始端、終了端の
精度を高くできる。

【０００９】しかし、周溝の段数を多くすると、結局加
工工数がかかることになる。そこで、請求項２において
は、周溝の段数は３段又は４段とした。２段以下では、
面積変化が大きすぎてひげ溝に比して圧力変動が大きく
なり、３段又は４段あれば充分な面積変化を得ることが
できるからである。また、５段以上ではそれほどの効果
を期待できないからである。

【００１０】この中心円弧に沿った周溝は請求項３のよ
うに断面角形溝を加工可能なエンドミルで加工できる。
いままではエンドミルを円弧に沿って使用するためには
比較的高価な機械を要したが、最近ではＮＣ制御装置の
廉価に伴いかかる加工が容易にでき本発明の実施が可能
になった。また、段数を少なくすることでプレス用金型
に強度をもたせた形状とすることができるので、プレス
加工も可能になった。

【００１１】かかる、周溝は、油が流入する油圧モータ
より低圧（吸い込み圧）を生じるポンプに、より有効で
ある。そこで、請求項４においては、繭形ポートがポン
プに用いられポンプ吸入側と吐出側の閉じ込み部の境界
の一方に繭形の吸入ポート終了端を設け、他の閉じ込み
部の境界に前記繭形の吐出ポートの開始端から延びる周
溝の最先端を配設するようにした。

【００１２】さらに、微小通路の効果は、漏れのすくな
いピストンポンプに、より有効である。そこで、請求項
５においては、バルブプレートをシャフトと共に回転可
能にハウジング内に支持されたシリンダバレルのピスト
ン穴に軸方向摺動可能に挿入された複数個のピストン
と、シリンダバレルのピストンの出入り側と対向するシ
リンダバレル面に形成されピストン穴に開口する複数の
給排ポートとを備え、シリンダバレル面に摺接し給排ポ
ートと連通するようにされた円弧状の吸入ポートと、給
排ポートに連通可能に配設された吐出ポ─トを有するピ
ストンポンプ用のバルブプレートとし、閉じ込み境界
を、ピストンポンプの下死点に設けた。

【００１３】一方、ひげ溝に代えた周溝も無ければより
廉価となる。また、吸入ポートから吐出ポートへの変化
時より、吐出ポートから吸入ポートへの変化時の方がピ
ストンシリンダ内の圧力変化は少なく、あえて微小通路
を設けなくても圧力変動の影響を少なくできる。そこ
で、請求項６においては、バルブプレートの上死点にお
いて、吐出ポートとピストン給排ポートとの連通を完了
させた後、給排ポートが吐出及び吸入ポートと連通しな
い閉塞区間を経たのちに微小通路を設けることなしに、
給排ポートと繭形吸入ポートとが連通するようにした。
これによれば、ピストンシリンダ内の高圧は密閉された
膨張工程で体積が膨張するので外部との連通なしに吸入
ポート側の圧力と同等まで下げることができ、ピストン
シリンダと吸入ポートとは連通した時の圧力変動が少な
い。

【００１４】かかる、上死点側で微小通路がなく、下死
点側で周溝とするようにしたので、加工工数が少なくな
る。そこで、請求項７において、ピストンポンプをシャ
フトと共に回転可能にハウジング内に支持されたシリン
ダバレルのピストン穴に軸方向摺動可能に同心円周上ま
たは異なる同心円周上にそれぞれ挿入された複数個のピ
ストンと、シリンダバレルのピストンの出入り側と対向
するシリンダバレル面に形成されピストン穴と選択的に
連通し異なる同心円周上に開口する複数の給排ポート
と、シリンダバレル面に摺接し給排ポートと連通するよ
うにされた円弧状の吸入ポートと、異なる同心円周上の
給排ポートにそれぞれ対応して連通可能に配設された異
なる同心円周状に配置された複数の円弧状の吐出ポ─ト
と、を有し、該複数の吐出ポートから独立して吐出可能
にされた多連ピストンポンプに適用すれば、より有効で
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。上述したように、本発明は多連ピ
ストンポンプに、より適しており、多連ピストンポンプ
を例にとって説明する。図１は本発明のバルブプレート
の正面図、図２は図１のバルブプレートのＡ−Ａ線に沿
った部分拡大断面図（ａ）と円周角度θに対する開口面
積の図表（ｂ）で実線は本発明の開口面積、点線は従来
のＶ溝の開口面積、図３は本発明のバルブプレートを使
用する多連ピストンポンプの図１のＢ−Ｂ方向から見た
縦断面図である。図３において、図示しない原動機から
の回転力によって回転させられるシャフト３がポンプケ
ーシング１とカバー３１にベアリング２０，２１を介し
て支承されている。シャフト３にスプライン２４でスプ
ライン嵌合されシャフトと同時に回転可能にされたシリ
ンダバレル４が設けられ、シリンダバレルとカバー３１
との間にシャフトと同心にバルブプレート１５がシリン
ダバレルに対して摺動自在に挟持されている。

【００１６】シリンダバレル４のピストン穴４ａには複
数のピストン２５が出入り可能にされ、シリンダバレル
はスプリング１６によってバルブプレート側に付勢され
ている。シリンダバレル４のピストン出入り側には、ピ
ストン２５の頭部がピストンシュー８を介して摺接可能
にされた斜板２が設けられ、斜板は支点１９を中心にし
て傾転可能にされている。また、ピストン２５はスプリ
ング５１により斜板側に付勢されている。支点１９はシ
ャフト軸７より図３で見て上方に配置され斜板２はピス
トン２５の反力を受け支点１９の回りに右回りに回転す
る力を受ける。この力に対向して斜板２の上方にはスプ
リング１２がスプリング受け２３を介して付勢するよう
に配置されている。ピン１０，１０′及び皿ばね１４，
１４′は斜板２が押しつけられたときに振動を吸収する
ためのものである。

【００１７】図１に示すように、バルブプレート１５に
は、その片側半分にポンプ吸入ポートと連通する円弧状
で幅広の吸入ポート４１が形成され、反対側に同心円周
状に配置された円弧状の吐出ポート４２，４３が外側と
内側に二重に設けられている。一方シリンダバレル４の
バルブプレート面４ｂにはピストン２５の出入りによっ
て作動油が給排可能に給排ポート５２，５３が形成さ
れ、ピストンが２つのグループに分けられている。給排
ポート５２，５３は交互にそれぞれ吐出ポート４２，４
３と連通するような位置に配置され、また、給排ポート
は吸入側で吸入ポート４１に連通する。

【００１８】かかる構成の２連ピストンは、図示しない
原動機でシャフト３を軸端から見て右回転させ、シリン
ダバレル４を回転させると、シリンダバレルの回転に伴
いピストン２５はスプリング５１によって付勢されてい
るので、吸入側では斜板２側にピストンが押し出される
方向に働き作動油を吸入し、吐出側ではピストンは斜板
によってシリンダバレル４側に押し込まれ、吸入した作
動油を吐出する。このとき、給排ポート５２，５３によ
って、ピストンは２つのグループに分けられ、それぞれ
独立して外側及び内側の吐出ポート４２，４３と連通し
ているので、２つの吐出が得られる。これは従来の多連
ピストンポンプと同様である。

【００１９】本発明においては、図１に示すように、バ
ルブプレート１５の吸入側には、円弧状で幅広の吸入ポ
ート４１が形成されその上死点側の開始端４１ａは点線
で記載されたピストン上死点時５２ａ，５３ａの給排ポ
ートの位置より閉塞区間４４を介して離隔しており、下
死点側の円弧終了部４１ｃにはピストン下死点時の給排
ポートの位置即ち閉じ込み部４８の境界に接するように
小径溝６９，７０が設けられている。一方、吐出側には
同心円周状に円弧状の吐出ポート４２，４３が外側と内
側に二重に明けられ、上死点側の終了端４２ｂ，４３ｂ
は点線で記載されたピストン上死点時の給排ポートの位
置５２ａ，５３ａに接しており、下死点側の開始端４２
ａ，４３ａには開口面積を漸減するようにされた３段の
周溝４５，４６，４７が設けられ最終端の周溝４７の最
先端４７ａがピストン下死点時の少し前から給排ポート
と連通する位置に設けられている。

【００２０】周溝４５，４６，４７は、図２の（ａ）に
示すように、下死点側に行くに従って深さ及び幅を減少
させ、（ｂ）の点線４９で示された従来のＶ溝に対して
実線５０で示すようにその平均開口面積がほぼ一致する
ようにされている。従って、溝の最先端４７ａ、次の溝
の切り変わり後の開始端４６ａ、４５ａでは従来の開口
面積より大きくなり、より大量の圧油を放出でき、確実
であり、また先端部４７ａの開口面積も大きく塵等の噛
み込むおそれもない。

【００２１】かかる構成のバルブプレート１５において
は、吸入ポート４１の加工も簡単になり、周溝４５，４
６，４７の加工も簡単で、寸法、開口面積は精度の高い
ものを得られる。なお、図４は、多連ピストンポンプで
なく、一般のシングルピストンポンプのバルブプレート
に本発明を適用した場合の例を示す。このものは吐出ポ
ートが一つであることを除き、上述した多連ピストンポ
ンプの場合と同様であるので、同じ符号を付し説明を省
略する。

【００２２】

【発明の効果】本発明においては、繭形ポート間の圧力
変化を滑らかにするための微小通路を繭形ポート端部か
ら繭形ポートの中心円弧に沿って周溝を数段連続させ開
口面積を漸減させ、バルブプレートの厚み誤差があって
も、開口面積誤差を微小とし、加工し易く、溝の開始終
了端の精度を高くできるので、精度が高くばらつきのな
い、コストが安く、製作が簡単で、さらには安定した性
能を得られるバルブプレートを提供するものとなった。

【００２３】また、周溝の段数を３段又は４段とし、加
工、性能の安定化をより適切なものとすることができ
る。さらに、断面角形溝を加工可能なエンドミル又はプ
レスで加工でき、廉価である。また、ポンプ吸入側と吐
出側の閉じ込み部の境界の一方に繭形の吸入ポート終了
端を設け、他の閉じ込み部の境界に前記繭形の吐出ポー
トの開始端部から延びる周溝の最先端を配設するように
することによりポンプに使用できる。さらに、これをピ
ストンポンプに使用もできる。

【００２４】さらに、バルブプレートの上死点におい
て、吐出ポートとピストン給排ポートとの連通を完了さ
せた後、給排ポートが吐出及び吸入ポートと連通しない
閉塞区間を経たのちに微小通路を設けることなしに、給
排ポートと繭形吸入ポートとが連通するようにしたの
で、溝加工も不要となり工数を低下することができた。
さらに、従来ひげ溝を多数使用した多連ピストンポンプ
に、これらを適用することにより、ひげ溝本数の減縮、
加工容易化の効果が相乗したものとなり、さらには、よ
り安定した性能を得るものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す多連ピストンポンプ
用のバルブプレートの正面図である。

【図２】（ａ）は図１のバルブプレートのＡ−線に沿っ
た部分拡大断面図、（ｂ）は円周角度θに対する開口面
積の図表であり、実線は本発明の開口面積、点線は従来
のＶ溝の開口面積である。

【図３】本発明のバルブプレートを使用する多連ピスト
ンポンプの図１のＢ−Ｂ線方向から見た縦断面図であ
る。

【図４】本発明の他の実施の形態を示すシングルピスト
ンポンプ用のバルブプレートの正面図である。

【図５】（ａ）は従来の多連ピストンポンプ用のバルブ
プレートの正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ハウジング ３ シャフト ４ シリンダバレル ４ａ ピストン穴 ４ｂ シリンダバレル面 １５ バルブプレート ２５ ピストン ４１ 吸入ポート ４１ａ 吸入ポート開始端 ４１ｃ、６９、７０ 吸入ポート終了端 ４２、４３ 吐出ポート ４２ａ、４３ａ 吐出ポート開始端 ４２ｂ、４３ｂ 吐出ポート終了端 ４４ 閉塞区間 ４５、４６、４７ 周溝（微小通路） ４７ａ 周溝の最先端 ４８ 閉じ込み部（ピストンポンプの下死点） ５２，５３ 給排ポート ５２ａ，５３ａ 上死点

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ又はモータ軸心に同心に設けら
   れ、作動油の吸入又は供給ポートと排出ポートと連通す
   る軸回りに円弧状の繭形ポートを有する中空円盤状のバ
   ルブプレートにおいて、前記繭形ポート間の圧力変化を
   滑らかにするための微小通路が繭形ポート端部から繭形
   ポートの中心円弧に沿って幅及び深さが一定の周溝が順
   次複数設けられており、隣合う周溝の開口面積が漸減さ
   れていることを特徴とするバルブプレート。
2. 【請求項２】 前記周溝の数は３段又は４段であること
   を特徴とする請求項１記載のバルブプレート。
3. 【請求項３】 前記周溝は断面角形溝を加工可能なエン
   ドミル又はプレスで加工されていることを特徴とする請
   求項１又は２記載のバルブプレート。
4. 【請求項４】 前記繭形ポートはポンプに用いられポン
   プ吸入側と吐出側の閉じ込み部の一方の境界に前記繭形
   の吸入ポート終了端が設けられ、他の閉じ込み部の境界
   に前記繭形の吐出ポートの開始端から延びる前記周溝の
   最先端が位置していることを特徴とする請求項１又は２
   又は３記載のバルブプレート。
5. 【請求項５】 前記バルブプレートはシャフトと共に回
   転可能にハウジング内に支持されたシリンダバレルのピ
   ストン穴に軸方向摺動可能に挿入された複数個のピスト
   ンと、前記シリンダバレルのピストンの出入り側と対向
   するシリンダバレル面に形成され前記ピストン穴に開口
   する複数の給排ポートとを備え、前記シリンダバレル面
   に摺接し前記給排ポートと連通するようにされた円弧状
   の吸入ポートと、前記給排ポートに連通可能に配設され
   た吐出ポ─トを有するピストンポンプ用のバルブプレー
   トであって、前記閉じ込み部は、ピストンポンプの下死
   点にあることを特徴とする請求項４記載のバルブプレー
   ト。
6. 【請求項６】 前記ピストンポンプのバルブプレートの
   上死点において、前記吐出ポートとピストン給排ポート
   との連通を完了させた後、前記給排ポートが前記吐出及
   び吸入ポートと連通しない閉塞区間を経たのちに前記微
   小通路を設けることなしに、前記給排ポートと前記繭形
   吸入ポートとが連通するようにされたことを特徴とする
   請求項５記載のバルブプレート。
7. 【請求項７】 前記ピストンポンプはシャフトと共に回
   転可能にハウジング内に支持されたシリンダバレルのピ
   ストン穴に軸方向摺動可能に同心円周上または異なる同
   心円周上にそれぞれ挿入された複数個のピストンと、前
   記シリンダバレルのピストンの出入り側と対向するシリ
   ンダバレル面に形成され前記ピストン穴と選択的に連通
   し異なる同心円周上に開口する複数の給排ポートと、前
   記シリンダバレル面に摺接し前記給排ポートと連通する
   ようにされた円弧状の吸入ポートと、前記異なる同心円
   周上の給排ポートにそれぞれ対応して連通可能に配設さ
   れた異なる同心円周状に配置された複数の円弧状の吐出
   ポ─トと、を有し、該複数の吐出ポートから独立して吐
   出可能にされた多連ピストンポンプであることを特徴と
   する請求項５又は６記載のバルブプレート。