JPS623316B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリンダブロツクのシリンダ内で案内
されるピストンを有しかつシリンダブロツクの回
転に伴い分配板に形成される腎臓形状の制御孔と
シリンダブロツク内の対応通路との連通が断たれ
ている間にシリンダ内の液圧を解放する溝孔を具
えたアキシアル・ピストンポンプないしはポンプ
機械に関する。

アキシヤルピストンポンプにおいて振動、圧力
変動並びにノイズを減少させるべく該ピストンポ
ンプに設けられる減衰用の溝孔の配置構成を決め
るに当つてはポンプの通常運転使用状態における
特定の回転数領域又は或る特定の供給液圧を基準
とし、このような運転状態のもとで圧力変動並び
に騒音が小さくなるようにするのが普通である。

これは一般に低圧、大傾斜角に対する減衰溝孔
の最適位置と高圧、小傾斜角に対するそれとは相
異するのでいわばその折衷をとるべく中間的吐出
圧領域に合わせて溝孔の設計をしたものに他なら
ない。可変容積アキシヤルピストンポンプでは多
くの場合（斜板の）最大傾斜角は低圧時にのみ可
能となり、傾斜角は高圧時には小さくなるように
作動し、ポンプ動力を制御している。しかるに、
上記の如く特定の例えば、中位の圧力並びに回転
数領域において振動等の減衰効果が最良となるよ
うに上記溝孔の配置構成を決めるやり方では斜板
（スワツシユプレート）又はシリンダブロツクの
最大傾斜角時に大きな圧力変動が生じるという問
題がある。

圧力変動は騒音の原因となるが、特に吸入工程
が終了して圧縮工程が開始するときに生じる圧力
ピーク時に大きな圧力変動が生じる。

本発明は低圧で傾斜角大のモード時において最
適な振動低減、圧力変動並びに騒音の低減効果を
発揮可能ならしめんとするものである。

ピストン内に形成した軸方向に延びるボアによ
つてシリンダ圧を解放するアキシアル・ピストン
ポンプは例えば西独特許公告第2115350号及び西
独特許公開第2147045号に開示されている。この
軸方向ボアはピストンの球形端部を受容するスラ
イドブロツクに形成したボアに連結せしめられ
る。

しかしながら斯かる軸方向に貫通するボアを有
する従来のアキシアル・ピストンポンプはピスト
ン端部にピストン内の軸方向ボアに連通する油路
や溝を形成した案内シユーを設ける必要がある等
部品点数が多く構造が複雑であるのみならずシリ
ンダ内に生ずる不足の圧力変動がスライドブロツ
ク及び斜板に伝えられてしまうという欠点があつ
た。

この圧力変動はシリンダが吸い込みラインから
切り離され分配板により圧力ラインに連結される
時に生じる。そこでシリンダの作動室内の圧力の
大きく且つ急激な上昇をいかにして抑制するかが
問題となる。

圧力衝撃の一部を作動室から外部に逃がすこと
により作動室内の圧力変化の急勾配を緩和するこ
とができる。

本発明の目的は、高、低圧領域並びに高、低回
転数領域の全領域にわたつて液圧変動並びに騒音
の少ないアキシアル・ピストンポンプまたはポン
プ機械（以下、単にアキシアル・ピストンポンプ
と呼ぶ）を提供することである。

そこで、従来技術では斜板に向けられていた圧
力衝撃は本発明では外部に向けられるようにし
た。また、本発明のアキシヤルピストンポンプは
上述の従来技術に比し（案内シユー等が不要であ
るので）簡単な構成となつているのみならず、更
に重要なことは本発明においてはピストン端部並
びにその軸承部の構造は何等設計変更を要しない
ということである。急激な圧力変化の問題は上記
の如く最大値以外の傾斜角で僅かに生じるに過ぎ
ない。

上記の目的を達成するために第１の本発明によ
れば、シリンダブロツクのシリンダ内に案内され
るピストンと、該ピストンに連結され傾斜角に応
じて該ピストンを作動せしめる斜板とを有し、上
記シリンダブロツクにはピストンの軸線方向位置
に応じてシリンダ内の液圧を解放するための溝孔
が形成されたアキシアル・ピストンポンプにおい
て、上記ピストンは斜板の傾斜角が大きくなるに
従つてシリンダからの後退量が最大となる下死点
に近づき、シリンダブロツクに形成される上記溝
孔はピストンが斜板の最大傾斜角位置における下
死点またはその近傍にあるときのみシリンダに開
放する位置でピストン軸線方向沿いに複数個配列
され、以つて斜板の傾斜が大きくなるに従つてピ
ストンで覆われていない溝孔の数が増加すること
を構成上の特徴とする。

上記の如く本発明によれば、シリンダブロツク
にシリンダ圧を解放する溝孔が設けられるが該溝
孔は通常はピストンによつて閉鎖されかつ斜板が
最大傾斜角位置にくるとピストンから開放される
シリンダ壁領域に位置する。上記溝孔はピストン
から解放されるとシリンダ内部に連通しシリンダ
圧力を外部に解放する。

本発明によれば、斜板は高圧あるいは高速回転
よりは低圧あるいは低速回転で大きな傾斜角とな
る。傾斜角が大きいということは腎臓形状の吸込
み開口から腎臓形の圧力開口への変化時にピスト
ンはシリンダブロツクから大きく引き出され、従
つて斜板の大きな傾斜角位置では本発明の溝孔は
ピストンによつてもはや覆われなくなり、圧力変
動、ピーク圧力の発生及び騒音が除かれるという
ことを意味する。斯くして上述の目的を達成する
ことができるものである。

溝孔はシリンダブロツクの外部からシリンダま
で通じていて、従つてシリンダの内部領域はポン
プの内部域に短時間連通される。好ましくは、溝
孔はシリンダブロツクに対して半径方向に延び、
シリンダとポンプの内部域との最短連結通路を構
成する。

上記の第１の本発明によれば溝孔を徐々に開口
させるために、軸線方向沿いに複数個の溝孔が設
けられ斜板の傾斜が大きくなれば、ピストンによ
つて覆われない溝孔の数が増えるようになつてい
る。そして、好ましくは溝孔は分配板から遠い距
離にある程孔径が大きくなつている。こうするこ
とにより斜板の傾斜角が大きくなる程シリンダ空
間を外部に解放する全通路面積が素早く増大し、
従つて圧力解放が素早く行われる。そしてこの効
果は溝孔の径を上述の如く相異ならしめることに
より一層顕著となる。また徐々に開放させるやり
方は第２の本発明により溝孔に通ずる補助溝ない
しはスロツトを設けることによつても達せられ
る。即ち、第２の本発明によれば、シリンダブロ
ツクに形成される前記溝孔には該溝孔からピスト
ンの上死点側に向つて延びてシリンダに開放しか
つ溝孔の方に向つて断面積が大きくなる補助溝が
形成されることを構成的特徴とする。補助溝ない
しスロツトはシリンダ壁に設けられ、溝孔より先
がけてピストンから露出せしめられることにより
第１の発明と同様の作用効果を呈する。

溝孔は好ましくはピストンの端面によつて開放
されるけれども、ピストンの周囲に形成される環
状溝によつて開放させるようにすることもでき
る。これら環状溝はシリンダの内部域に連通して
いる。シリンダ内部への連通手段としてピストン
軸に平行なスロツトをピストン周囲に設けること
も可能である。軸に平行なこれらスロツトはしぼ
り断面形状となつていてもよい。

溝孔を開口するためにピストン周囲に追加の環
状溝を設けることは必ずしも必要ではなく、ピス
トンロツドを固定するために設けられる既存の油
補償溝又は環状凹溝を利用してもよい。

以下本発明を図面に従つて詳述する。

図において、斜板８に取り付けられるピストン
７は、アキシアル・ピストンポンプのシリンダブ
ロツク４のシリンダ３内に可動に配置される。シ
リンダの内室１１は分配板６の腎臓形制御開口６
ａに連通している。シリンダブロツク４に形成さ
れる半径方向の溝孔１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃはシリ
ンダ３に連通する。溝孔１はポンプの内部域（シ
リンダ外部）とシリンダの内室１１とを連通す
る。溝孔１はピストンが下死点ないしは斜板が大
きな傾斜状態即ちピストン７が大きく引き出され
るような下死点領域にある時にピストン７又はピ
ストンの前端面によつて覆われないように分配板
６から隔てて置かれる。他方、シリンダブロツク
に対する斜板８の揺動角すなわち傾斜角αが小さ
い時にはすべての溝孔１は閉じられたままであ
る。

何故なら斜板の傾斜角が小さいときはピストン
７がその上死点に達してもシリンダ３からの後退
量が小さいからである。溝孔１の有効面積を増大
するために第１図の実施例ではピストン軸線方向
に３個の溝孔１Ａ，１Ｂ，１Ｃが形成されるがそ
の数は３個に限定されず、２個でもあるいは４個
以上でもよい。また、斜板の傾斜角が大きくなる
程溝孔の全通路面積がより迅速に増大するように
溝孔は斜板に近いもの程断面積が大きくなつてい
る１Ａ＞１Ｂ＞１Ｃ。即ち、ピストンがシリンダ
から引き出される量が多い程すなわち下死点が低
い処にある程ポンプの内室に通じる通路断面積は
大きくなる。またこれとは別に、溝孔１の有効通
路面積を増大するために、第２図に示す如くシリ
ンダ軸線に略平行に延びかつ当該溝孔１に向つて
径が大きくなる補助溝２をシリンダ壁３ａに形成
してもよい。補助溝２は溝孔１に連通する。

又別の実施態様では、溝孔１又は補助溝２は、
ピストンの前面によつてではなくピストン周囲に
形成される環状溝１０（第２図）によつて開口さ
れる。環状溝１０はピストンスカートの表面に軸
に平行に配置されたスロツト９によつて、シリン
ダの内室１１と連通する。環状溝として既知の油
補償溝１０又は幅の広い環状凹溝（図示せず）を
利用することもできる。この環状凹溝はピストン
ロツド１４の内端を係止するためにピストン７に
形成されるものである。即ち、ピストンロツド１
４は一般にピストン７とは別部品として構成さ
れ、その両端が球形ヘツドとなつている。ピスト
ンロツド７はピストン７の内径ボア（図示せず）
内に挿入され、ピストンロツドがピストンから抜
け出ないようにするためにピストン７の内径ボア
にはピストンロツドの内端側球形ヘツドに係止す
る突起が設けられる。上記凹溝はこの内径ボア側
への突起を形成するためにピストンを外側から押
圧した際に形成される凹みである。

いずれにしろ上記の如く、シリンダの内室に連
通する環状溝を配置することによつて、シリンダ
の内室は、ピストン７が下死点ないしは下死点の
近傍領域において解放される。第２図には、シリ
ンダの内室１１がいかにしてスロツト９ａ、環状
溝１０及び補助溝２によつて、ピストンの下死点
においてボア１に連結されるかが示される。スロ
ツト９，９ａはしぼり通路でよく、それによつて
種々の強力なしぼり作用が下死点で達せられる。

尚ピストンの吸入工程において、ボア１、溝１
０、スロツト９ａを介してシリンダ外部（ハウジ
ング）からシリンダ内室に極少量の流体が流入す
るが、ハウジングには全体的に油が満たされてい
るかあるいはハウジングは油槽に直結あるいは適
当な油管路を介して油槽に連結されるので何等不
都合は生じない。

本発明によれば上述の如く斜板の傾斜角が大き
いときにのみシリンダ内室が外部に解放される位
置に溝孔を設けたので斜板が最大傾斜角近傍に位
置しポンプの作動モードが最適状態から外れた場
合にのみシリンダ圧力を解放し、さもなければ高
まるであろう圧力変動、騒音あるいは振動を有効
に減衰することができる。そして上記溝孔の全通
路面積が斜板の最大傾斜角時に最大となるように
斜板の傾斜位置に応じて溝孔の数を変化させある
いは補助溝の通路面積を変化させる構成とするこ
とにより圧力変動あるいは振動が最も問題となる
最大傾斜角時に最大の減衰効果を発揮できる。し
かも本発明ではシリンダブロツクに形成した溝孔
によりシリンダ内圧を斜板に向けてでなく外部に
解放するようにしたので上述の効果を一層高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は斜板を連結したシリンダブロツクの第
１実施態様の断面図、第２図は第２実施態様の第
１図と同様の断面図。 １……溝孔、２……補助溝、３……シリンダ、
４……シリンダブロツク、６……分配板、７……
ピストン、８……斜板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダブロツクのシリンダ内に案内される
   ピストンと、該ピストンに連結され傾斜角に応じ
   て該ピストンを作動せしめる斜板とを有し、上記
   シリンダブロツクにはピストンの軸線方向位置に
   応じてシリンダ内の液圧を解放するための溝孔が
   形成されたアキシアル・ピストンポンプにおい
   て、 上記ピストンは斜板の傾斜角が大きくなるに従
   つてシリンダからの後退量が最大となる不死点に
   近づき、シリンダブロツクに形成される上記溝孔
   はピストンが斜板の最大傾斜角位置における下死
   点またはその近傍にあるときのみシリンダに開放
   する位置でピストン軸線方向沿いに複数個配列さ
   れ、以つて斜板の傾斜が大きくなるに従つてピス
   トンで覆われていない溝孔の数が増加することを
   特徴とするアキシアル・ピストンポンプ。 ２ 前記溝孔はピストンの下死点に近いもの程径
   が大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のアキシアル・ピストンポンプ。 ３ 上記ピストンにはシリンダ内部に連通する環
   状溝が形成され、上記溝孔はピストンの軸線方向
   位置に応じて該環状溝を介してシリンダ内部に連
   通せしめられることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載のアキシアル・ピスト
   ンポンプ。 ４ 前記環状溝は、ピストン内に設けられた軸方
   向に延びるスロツトを介してシリンダの内部に連
   通せしめられることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項に記載のアキシアル・ピストンポンプ。 ５ シリンダブロツクのシリンダ内に案内される
   ピストンと、該ピストンに連結され傾斜角に応じ
   て該ピストンを作動せしめる斜板とを有し、上記
   シリンダブロツクにはピストンの軸線方向位置に
   応じてシリンダ内の液圧を解放するための溝孔が
   形成されたアキシアル・ピストンポンプにおい
   て、 上記ピストンは斜板の傾斜角が大きくなるに従
   つてシリンダからの後退量が最大となる下死点に
   近づき、シリンダブロツクに形成される上記溝孔
   はピストンが斜板の最大傾斜角位置における下死
   点またはその近傍にあるときのみシリンダに開放
   する位置に設けられ、前記溝孔には該溝孔からピ
   ストンの上死点側に向つて延びてシリンダに開放
   しかつ溝孔の方に向つて断面積が大きくなる補助
   溝が形成されることを特徴とするアキシアル・ピ
   ストンポンプ。 ６ 上記ピストンにはシリンダ内部に連通する環
   状溝が形成され、上記溝孔及び補助溝はピストン
   の軸線方向位置に応じて該環状溝を介してシリン
   ダ内部に連通せしめられることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項に記載のアキシアル・ピストン
   ポンプ。 ７ 前記環状溝は、ピストン内に設けられた軸方
   向に延びるスロツトを介してシリンダの内部に連
   通せしめられることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項に記載のアキシアル・ピストンポンプ。