JP2002349555A

JP2002349555A - 揺動軸受装置

Info

Publication number: JP2002349555A
Application number: JP2001155811A
Authority: JP
Inventors: Ayumi Yamamoto; 歩山本; Takayuki Oishi; 貴行大石; Tomoaki Kawamura; 智明川村; Seiji Takahashi; 誠二高橋; Kosuke Obayashi; 光介尾林
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】可動部材を適正に案内し、外部から伝播され
る振動を抑制して、音響の増大とフレッティングの発生
を抑えることができるようにした揺動軸受装置を提供す
ることである。【解決手段】ポンプケーシング１に設けられた案内面
２と可動部材としてのスワッシュプレート３に形成され
た転走面４間に、軌道輪１１、転動体１３および保持器
１４から成る揺動軸受１０を組込んでスワッシュプレー
ト３を揺動自在に支持する。揺動軸受１０に形成される
ラジアル方向の軸受すきまを円周方向中央に向けて次第
に大きくして、スワッシュプレート３に荷重が負荷され
たとき、各部品を弾性変形させて転走面４、１２に対す
る複数の転動体１３の接触面圧のほぼ均一化を図るよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、斜板式の可変容
量型プランジャポンプや斜板式の油圧モータ等に組込ま
れたスワッシュプレート等の可動部材を揺動自在に支持
する揺動軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、斜板式の可変容量型プランジャ
ポンプにおいては、ポンプケーシングの内部に形成され
た凹入状の円弧状案内面と複数のプランジャを摺動自在
に支持するシリンダバレルとの間にスワッシュプレート
を揺動可能に設け、そのスワッシュプレートに形成され
た平坦な案内面をシリンダバレルの回転中心に直交する
平面に対して傾斜させた状態で前記シリンダバレルを回
転し、そのシリンダバレルに支持されたプランジャの先
端の摺動子がスワッシュプレートの傾斜状の案内面を摺
動する作用によりプランジャを軸方向に往復動させてポ
ンプ作用を行なわせるようにしている。

【０００３】また、スワッシュプレートを揺動させ、そ
のスワッシュプレートに形成された案内面の傾き調整に
よりプランジャのスライド量を調整して、プランジャポ
ンプの吐出量を調整するようにしている。

【０００４】上記プランジャポンプにおいては、普通、
図７に示すように、ポンプケーシング３１に形成された
凹入状の円弧状案内面３２とスワッシュプレート３３に
設けられた凸円状の円弧状転走面３４との間に揺動軸受
３５を組込んで、前記スワッシュプレート３３を揺動自
在に支持している。

【０００５】ここで、揺動軸受３５は、ポンプケーシン
グ３１の円弧状案内面２に沿う円弧状の軌道輪３６と、
その軌道輪３６に形成された円弧状の転走面３７および
スワッシュプレート３３の円弧状転走面３４に沿って転
動可能な複数の転動体３８と、その転動体３８を保持す
る図示省略した保持器とからなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プランジャ
ポンプのスワッシュプレート３３を揺動自在に支持する
従来の揺動軸受装置においては、その揺動軸受装置を設
計するにあたって、複数の転動体３８がスワッシュプレ
ート３３の転走面３４および軌道輪３６の転走面３７に
接触するよう各部の寸法を幾何学的に決定する構成であ
るため、スワッシュプレート３３が図示省略したシリン
ダバレルの回転によって図７の矢印で示す方向の負荷を
受けると、円周方向中央部における転動体３８に荷重が
集中し、円周方向両端部における転動体３８では殆ど荷
重を受けず、場合によって軸受すきまδを生じるおそれ
がある。

【０００７】また、揺動軸受装置の組立て状態におい
て、加工公差の組み合わせから、揺動軸受３５の円周方
向両端部に、ラジアル方向の軸受すきまδを生じる場合
がある。

【０００８】ここで、揺動軸受装置に軸受すきまδが発
生すると、スワッシュプレート３３の動きが不安定にな
り、スワッシュプレート３３を適正に案内することがで
きなくなる。

【０００９】また、外部から伝播した振動が軸受内部で
増幅されることにより、音響を増大させたり、転動体３
８と転走面３４、３７の接触部において微小滑りが生じ
て摩耗する、所謂フレッティングを発生させるおそれが
ある。

【００１０】この発明の課題は、スワッシュプレート等
の可動部材を適正に案内することができると共に、外部
から伝播される振動の増幅を抑制し、音響の増大やフレ
ッティングの発生を抑えることができるようにした揺動
軸受装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、支持部材に形成された凹入
状の円弧状案内面に可動部材に設けられた凸円状の円弧
状転走面を対設し、その転走面と前記案内面との間に、
前記可動部材を揺動自在に支持する揺動軸受を組込み、
その揺動軸受が、前記案内面に沿う円弧状の軌道輪と、
その軌道輪に形成された円弧状の転走面および可動部材
の転走面に沿って転動可能な複数の転動体と、その転動
体を保持する保持器とから成る揺動軸受装置において、
前記揺動軸受の円周方向に並ぶ複数の転動体と可動部材
および軌道輪の転走面間に形成されるラジアル方向の軸
受すきまを揺動軸受の円周方向両端から中央に向けて次
第に大きくなるようにした構成を採用したのである。

【００１２】ここで、軸受すきまを円周方向両端から中
央部に至るに従って大きくする手段として、可動部材に
おける転走面の外径を軌道輪の転走面に接触する転動体
の内接円径より大きくする方法、あるいは、軌道輪にお
ける転走面の内径を可動部材の転走面に接触する転動体
の外接円径より小さくする方法、さらには、可動部材の
転走面と軌道輪の転走面の曲率中心を同一とし、転動体
の外径を円周方向に並ぶ両端の転動体から円周方向中央
に至る転動体に向けて次第に小さくする方法を採用する
ことができる。

【００１３】上記のように、揺動軸受におけるラジアル
方向の軸受すきまを円周方向の両端から中央部に至るに
従って大きくすることによって、可動部材が負荷を受け
ると、可動部材、軌道輪あるいは支持部材等が弾性変形
して、複数の転動体の各転走面に対する接触面圧がほぼ
均一化され、複数の転動体のそれぞれで可動部材に負荷
される荷重をほぼ均等に受けることができる。

【００１４】このため、揺動軸受によって可動部材を適
正に案内することができると共に、外部から伝播される
振動が揺動軸受の内部で増幅されるのを防止し、音響の
増大や転動体と転走面の接触部においてフレッティング
が発生するのを抑制することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図５に基づいて説明する。図１は斜板式のプラン
ジャポンプのスワッシュプレートを揺動自在に支持する
揺動軸受装置を示す。図示のように揺動軸受装置は支持
部材としてのポンプケーシング１に凹入状の円弧状案内
面２を形成し、その円弧状案内面２に可動部材としての
スワッシュプレート３に設けられた凸円状の円弧状転走
面４を対向し、その転走面４と前記案内面２間に揺動軸
受１０を組込んで、スワッシュプレート３を揺動自在に
支持している。

【００１６】ここで、スワッシュプレート３は、転走面
４に対する背面側に平坦な案内面３ａを有し、その案内
面３ａに対向してガイド板５が設けられている。また、
ガイド板５に対向してシリンダバレル６が設けられ、そ
のシリンダバレル６に形成された複数のシリンダ７内に
プランジャ８が摺動自在に組込まれている。プランジャ
８の先端には摺動子９が取付けられ、その摺動子９は前
記ガイド板５に形成された図示省略した半径方向のガイ
ド孔内にスライド自在に挿入されている。このため、シ
リンダバレル６が回転すると、プランジャ８が往復動し
てポンプ作用が生じるようになっている。

【００１７】前記揺動軸受１０は、ケーシング１の案内
面２に沿う円弧状の軌道輪１１と、その軌道輪１１に形
成された転走面１２およびスワッシュプレート３の転走
面４に沿って転動可能な複数の円筒ころから成る転動体
１３と、その転動体１３を保持する保持器１４とから成
り、前記保持器１４には転動体１３を収容するポケット
１５が形成されている。

【００１８】軌道輪１１には、転走面１２の軸方向一端
部に転動体１３の端面を案内する案内面１６が設けられ
ている。また、軌道輪１１にはポンプケーシング１の案
内面２に対する対向面に位置決め孔１７が設けられ、一
方、ポンプケーシング１には上記位置決め孔１７に係合
する位置決めピン１８が設けられ、その位置決め孔１７
と位置決めピン１８の係合によって軌道輪１１は位置決
めされている。

【００１９】図２（Ｉ）に示すように、スワッシュプレ
ート３における転走面４の外径は、複数の転動体１３の
それぞれが軌道輪１１の転走面１２に接触する状態にお
いて、その転走面１２の内接円径より僅かに大きい寸法
とされている。ここで、スワッシュプレート３の転走面
４の外径と転動体１３の内接円径の径差は１０〜１００
μｍ程度とされ、円周方向に並ぶ両端の転動体１３と転
走面４、１２間のラジアル方向の軸受すきまは負の軸受
すきまとされ、その軸受すきまは中央部の転動体１３に
至るに従って次第に大きく、中央の転動体１３位置で
は、図２（II）に示すように、正の軸受すきまとされて
いる。

【００２０】上記のように、揺動軸受１０におけるラジ
アル方向の軸方向すきまを円周方向の両端から中央に至
るに従って大きくすることによって、プランジャポンプ
の作動時、スワッシュプレート３が図２（III ）の矢印
で示す負荷を受けると、そのスワッシュプレート３、軌
道輪１１、ポンプケーシング１等の部品が弾性変形して
揺動軸受１０の円周方向中央部の軸受すきまが無くな
り、各転動体１３と転走面４、１２の接触面圧がほぼ均
一となり、各転動体１３で負荷を受けることができる。

【００２１】このため、揺動軸受１０によってスワッシ
ュプレート３を適正に案内することができると共に、外
部から伝播される振動が揺動軸受１０の内部で増幅され
るのを防止することができ、音響の増大や転動体１３と
転走面４、１２の接触部においてフレッティングが発生
するのを抑制することができる。

【００２２】ここで、スワッシュプレート３に負荷され
る荷重が小さいとき、揺動軸受１０の円周方向中央部で
正の軸受すきまが形成されることが考えられるが、荷重
が小さいということはポンプ作用をしていないというこ
とであるため、外部振動は小さく、音響を増大させるこ
ともなく、また、フレッティングを発生させることはな
い。

【００２３】図３（Ｉ）乃至（III ）は、この発明に係
る揺動軸受装置の第２の実施形態を示す。この第２実施
形態においては、図３（Ｉ）に示すように、軌道輪１１
に形成された転走面１２の内径を複数の転動体１３がス
ワッシュプレート３の転走面４に接触する状態におい
て、その転動体１３の外接円径より小径とすると共に、
軌道輪１１の外周面およびポンプケーシング１の案内面
２の曲率中心を軌道輪１１の転走面１２の曲率中心に一
致させて、軌道輪１１の厚みを円周方向の全体にわたっ
てほぼ均一としている。

【００２４】ここで、転動体１３の外接円径と軌道輪１
１の転走面１２の内径の径差は１０〜１００μｍ程度と
されている。

【００２５】上記第２実施形態においても、揺動軸受１
０におけるラジアル方向の軸受すきまは、図３（II）に
示すように、円周方向の両端から中央部に至るに従って
次第に大きくなり、スワッシュプレート３が負荷を受け
ると、スワッシュプレート３、軌道輪１１、ポンプケー
シング１等が弾性変形して、図３（III ）に示すよう
に、揺動軸受１０の円周方向中央部の軸受すきまが無く
なり、各転動体１３と転走面４、１２の接触面圧がほぼ
均一とされる。

【００２６】このため、各転動体１３によってスワッシ
ュプレート３に荷重を受けることができ、スワッシュプ
レート３を適正に案内することができる。また、外部か
ら伝播される振動が揺動軸受１０の内部で増幅されるこ
とも少なく、音響の増大やフレッティングの発生を抑制
することができる。

【００２７】図４は、この発明に係る揺動軸受装置の第
３の実施形態を示す。この第３の実施形態においては、
ポンプケーシング１の案内面２、軌道輪１１の転走面１
２およびスワッシュプレート３の転走面４におけるそれ
ぞれの曲率中心Ｏを同一位置とし、前記両転走面４、１
２間に組込まれた複数の転動体１３の外径寸法を揺動軸
受１０の円周方向両端の転動体１３から中央の転動体１
３に至るに従って小さくしている。

【００２８】上記のように、揺動軸受１０の両端に位置
する転動体１３から中央部へ位置する転動体１３に至る
に従って転動体１３の外径を次第に小さくすることによ
って、非負荷時には、揺動軸受１０の内部に円周方向の
両端部から中央部に向けて次第に大きくなる軸受すきま
が形成されるものの、スワッシュプレート３が負荷を受
けると、スワッシュプレート３、軌道輪１１、ポンプケ
ーシング１等の弾性変形によって軸受すきまが円周方向
の全体でほぼ均一化し、複数の転動体１３のそれぞれで
スワッシュプレート３を適正に案内することができ、前
記各実施形態と同様に、音響の増大やフレッティングの
発生を抑制することができる。

【００２９】図５および図６は、この発明に係る揺動軸
受装置の第４の実施形態を示す。この第４実施形態と図
１に示す第１の実施形態とは、揺動軸受１０における軌
道輪１１の構成のみが相違する。このため、第１の実施
形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３０】図５および図６に示すように、軌道輪１１
は円弧状の輪体２１と、転動体１３の端面を案内する円
弧状の鍔輪２２とから成り、上記鍔輪２２は輪体２１の
内周に形成された転走面２３の軸方向一端部に重ね合わ
され、ポンプケーシング１にねじ込まれる複数のボルト
２４の締付けによって結合一体化されている。

【００３１】ここで、輪体２１および鍔輪２２は、削り
出しから成るものであってもよく、プレス加工されたも
のであってもよい。

【００３２】プレス加工された輪体２１は厚みが薄くな
ると剛性が低下するが、別体の鍔輪２２を結合一体化す
ることによって剛性を高めることができる。

【００３３】また、輪体２１と鍔輪２２とをプレス加工
によって一体に形成する場合、鍔輪２２の幅を厚くした
り、あるいは精度を高めるのに限度があるが、前記のよ
うに、輪体２１と鍔輪２２とを別体とすることにより、
鍔輪２２の幅寸法に制約を受けることが少なく、剛性の
高い高精度の鍔輪２２の形成を可能とすることができ
る。

【００３４】特に、輪体２１と鍔輪２２とを別体とする
ことによって、加工が容易となり、軌道輪１１の製造コ
ストを大幅に低減させることができる。

【００３５】そして、輪体２１と鍔輪２２とをポンプケ
ーシング１にねじ込むボルト２４によって結合一体化す
ることにより、図１に示す位置決めピン１８と位置決め
孔１７から成る位置決め機構を不要とすることができ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、可
動部材を揺動自在に支持する揺動軸受の軸受すきまを両
端から中央部に至るに従って次第に大きくなるようにし
たことによって、可動部材が負荷を受けると部品の弾性
変形により軸受すきまが円周方向の全体にわたってほぼ
均一化され、揺動軸受を形成する複数の転動体の転走面
に対する接触面圧をほぼ均一化させることができる。

【００３７】このため、転動体のそれぞれで可動部材に
付与される負荷を受けることができる。したがって可動
部材を適正に案内することができると共に、外部から伝
播される振動が揺動軸受の内部で増幅されるのを防止す
ることができ、音響の増大やフレッティングの発生を抑
制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る揺動軸受装置を採用したプラン
ジャの一部切欠正面図

【図２】図１に示す揺動軸受装置を示し、（Ｉ）はスワ
ッシュプレートの支持前の状態を示す断面図、（II）は
スワッシュプレートの支持状態を示す断面図、（III ）
はスワッシュプレートに荷重が付加された状態の断面図

【図３】この発明に係る揺動軸受の第２の実施形態を示
し、（Ｉ）はスワッシュプレートと転動体を示す正面
図、（II）はスワッシュプレートの支持状態を示す断面
図、（III ）はスワッシュプレートに荷重が付加された
状態の断面図

【図４】この発明に係る揺動軸受装置の第３の実施形態
を示す断面図

【図５】この発明に係る揺動軸受装置の第４の実施形態
を示す一部切欠正面図

【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図

【図７】従来の揺動軸受装置を示す断面図

【符号の説明】

１ポンプケーシング（支持部材）２案内面３スワッシュプレート（可動部材）４転走面１０揺動軸受１１軌道輪１２転走面１３転動体１４保持器

フロントページの続き (72)発明者川村智明静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者高橋誠二静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者尾林光介静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内Ｆターム(参考） 3H070 AA01 BB04 CC01 CC07 DD94 3H084 AA08 AA16 AA45 BB01 BB09 CC57 3J101 AA13 AA24 AA32 AA42 AA52 AA63 AA72 BA01 BA55 BA80 FA01 FA35 GA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部材に形成された凹入状の円弧状案
内面に可動部材に設けられた凸円状の円弧状転走面を対
設し、その転走面と前記案内面との間に、前記可動部材
を揺動自在に支持する揺動軸受を組込み、その揺動軸受
が、前記案内面に沿う円弧状の軌道輪と、その軌道輪に
形成された円弧状の転走面および可動部材の転走面に沿
って転動可能な複数の転動体と、その転動体を保持する
保持器とから成る揺動軸受装置において、前記揺動軸受
の円周方向に並ぶ複数の転動体と可動部材および軌道輪
の転走面間に形成されるラジアル方向の軸受すきまを揺
動軸受の円周方向両端から中央に向けて次第に大きくな
るようにしたことを特徴とする揺動軸受装置。
【請求項２】前記軸受すきまを円周方向両端から中央
部に向けて次第に大きくする手段が、前記可動部材にお
ける転走面の外径を軌道輪の転走面に接触する転動体の
内接円径より大きくした構成から成る請求項１に記載の
揺動軸受装置。
【請求項３】前記軸受すきまを円周方向両端から中央
部に向けて次第に大きくする手段が、前記軌道輪におけ
る転走面の内径を可動部材の転走面に接触する転動体の
外接円径より小径とした構成から成る請求項１に記載の
揺動軸受装置。
【請求項４】前記軸受すきまを円周方向両端から中央
部に向けて次第に大きくする手段が、前記可動部材の転
走面と軌道輪の転走面の曲率中心を同一とし、転動体の
外径を円周方向に並ぶ転動体の両端の転動体から円周方
向中央部に至る転動体に向けて次第に小さくした構成か
ら成る請求項１に記載の揺動軸受装置。