JP2003139045A - 斜板式油圧ポンプ - Google Patents

斜板式油圧ポンプ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜板の回動中心になる球面形式のガイド部の
耐久性を高める。 【解決手段】 ハウジング2に受穴21,22を設け
て、吐出側ガイド25と吸入側ガイド26のステム25
b,26bを嵌め、ヘッド25a,26aを斜板7の半
球状凹部23,24に嵌め、吐出側ガイド25のステム
25bにはシールのためにピストンリング41を装着す
る。吐出側ガイド25に貫通油路27を開け、分油路3
6で凹部23,24を連通し、受穴21にオリフィス3
2、通路33を経て潤滑油を供給し、ガイド部20A、
20Bの接触面を潤滑する。オリフィス32は、吐出側
ガイド25に加わる油圧負荷を軽減し、ピストンリング
41は、吐出側ガイド25の調心運動を阻害せず、接触
面の損傷を防止できる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械、作業車
両などに設置する斜板式油圧ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】斜板の傾動中心部に、半球状のガイドと
凹部を係合させた一対のガイド部を設け、大きい押圧力
が作用する吐出側の位置にあるガイド部に、ポンプで発
生した高圧油を分岐導入して半球面を潤滑する斜板式油
圧ポンプ装置は従来知られている(例えば特許第298
9814号)。この従来装置においては、吐出側ガイド
内に絞りを備えた軸方向の貫通油路を設け、そのステム
をハウジングに設けた受穴に嵌合させ、ハウジング側か
ら貫通油路を経て半球面に潤滑油を送るようにし、ステ
ムと受穴の隙間を、ゴム製のOリングでシールしてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来装置では、
吐出側ガイドに設けた貫通油路に絞りが形成されている
ため、絞りの前後で油圧差が生じ、この油圧差によりガ
イドが斜板の凹部側に押しつけられ、球面にかじりが生
じやすい。更に吸入側のガイド部には潤滑油通路を設け
ていないので、負荷が小さい吸入側の球面であってもか
じりが生じやすい。また吐出側ガイドのステムと受穴の
隙間をシールするゴム製のOリングの弾性によって、ス
テムの変位に抵抗が生じて球面が芯ずれし、接触が不完
全になりやすい。更にOリングはシールが完全すぎて、
Oリングを越えた部位の受穴とステムの間に潤滑油の不
足が生じ、かじりが生じやすい。
【0004】本発明は、これらの点を改善し、ガイド部
の半球状の接触面、及びステムと受穴の接触面の耐久性
を向上させることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決手段は、
各請求項に記載のとおりであり、請求項1の手段は、多
数のシリンダルームとピストンを備えて駆動軸で回転さ
れるシリンダブロックと、各シリンダの吸入行程位置と
吐出行程位置に対向した位置でハウジングに設けられ
た、球面をもつ吸入側ガイドと吐出側ガイドと、この両
ガイドで支持される斜板と、前記シリンダルームを蓋体
に設けた吸入路と吐出路に連通する弁板とを備え、前記
両ガイドを、斜板側に設けた半球状凹部に嵌合するヘッ
ド及びハウジングの受穴に嵌合するステムで構成し、吐
出側ガイドに軸方向の貫通油路を設け、前記吐出路から
ハウジング壁内を通る潤滑油通路を吐出側ガイドの受穴
に連通してなる斜板式油圧ポンプにおいて、前記吐出側
ガイドの貫通油路を、油の流れに圧力変化を与えない断
面積の油路として斜板方向の推力の発生を防止すると共
に、該油の流量を、ハウジング壁内を通る前記潤滑油通
路に設けたオリフィスで制限し、且つ前記吐出側ガイド
のステムにピストンリング溝を設け、受穴の内周面に摺
接するピストンリングを前記ピストンリング溝に嵌め
て、ステムと受穴の間をシールしたことを特徴とする。
【0006】この手段によれば、ガイド部の背後から加
わる潤滑油の油圧を、潤滑油通路中のオリフィスで減少
させることができ、吐出側ガイドの貫通油路を油の流れ
に圧力変化を与えない一定断面積の油路としたから、吐
出側ガイドを半球状凹部に押圧する力を少なくして耐久
性を向上させることができる。また吐出側ガイドのステ
ムのシールにピストンリングを用いたから、ガイド部に
加わる負荷が変動するときの吐出側ガイドの調心作用を
抵抗なく行なうことができると共に、微量の油が、ピス
トンリングのスリットや、ピストンリング外周面と受穴
の接触面、ピストンリングとリング溝の接触面などから
漏れて、ピストンリングを越えた部位の接触面を潤滑す
ることができ、大きい負荷が加わる吐出側のステムと受
穴の摩耗を防止できる。
【0007】請求項2の手段は、請求項1において、前
記吐出側ガイドが嵌合する半球状凹部から、吸入側ガイ
ドが嵌合する半球状凹部に至る分油路を、斜板内に設け
たことを特徴とする。この手段によれば、吐出側ガイド
に潤滑油を送るために設けた潤滑油通路に、斜板内に設
けた分油路を付加するだけで、吸入側ガイドも潤滑し焼
き付きを防止することができる。
【0008】請求項3の手段は、請求項1において、前
記吐出側ガイドの受穴から吸入側ガイドの受穴に至る分
油路をハウジング壁内に設け、吸入側ガイドに軸方向の
貫通油路を設けたことを特徴とする。この手段によれ
ば、吐出側ガイドに潤滑油を送るために設けた潤滑油通
路に、ハウジング壁内に設けた分油路を付加するだけ
で、吸入側ガイドも潤滑し焼き付きを防止することがで
きる。
【0009】請求項4の手段は、請求項1,2又は3に
おいて、吸入側ガイド、吐出側ガイド及び斜板の素材を
鉄材とし、吸入側ガイドと吐出側ガイドの素材表面に、
浸硫窒化処理又はガス窒化処理を施して硬化層を形成
し、或いはガス窒化処理したのち、表面を研削し、次い
で浸炭窒化処理及び酸化皮膜処理を施して硬化層を形成
し、且つ斜板の素材表面に、浸硫窒化処理又はガス窒化
処理を施して硬化層を形成したことを特徴とする。この
手段によれば、ガイドと斜板の接触面の硬度を増し耐久
性を向上させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明のを
説明する。図1,2において1は斜板式油圧ポンプ、2
はそのハウジング、3は蓋体であり、このハウジング2
と蓋体3に駆動軸4が軸受5で支持され、周知のポンプ
機構が配置されている。5aは軸受取付け穴である。こ
のポンプ機構において、駆動軸4にはシリンダブロック
6がスプライン結合され、斜板7が、ハウジング2に設
けた半球面をもつ一対のガイド部で傾斜角可変に支持さ
れ、シリンダブロック6に接する弁板8が蓋体3に固定
されている。9は傾斜調節器である。
【0011】シリンダブロック6には、例えば10個の
シリンダルーム10が等間隔で開けられ、軸芯からの距
離が異なるシリンダポート10a,10bが交互に連設
され、それぞれのシリンダルーム10にピストン11が
挿入されている。各シリンダルーム10のシリンダポー
ト10a,10bは、各ポートが吸入側に移動したとき
は、弁板8に設けた図示を省略した一つの吸入口と連通
し、吐出側に移動したときは、内側のポート10aが内
周側の吐出口に連通し、外側のポート10bが外周側の
吐出口に連通するようになっている。
【0012】ピストン11の球状端部11aには段付き
のシュー12が嵌められ、押板12aと球面付きの押部
材13が重ねられている。これらを斜板7側に加圧する
ために、ブロック6の他端部内周にリング14が固定さ
れ、このリング14に支持されたばね15と、このばね
15で押される可動リング16とニードル17が、駆動
軸4回りに配置され、ピストン11を押し出している。
また蓋体3には、一つの吸入路18と二つの吐出路19
a,19bが設けられ、これらは前記の弁板8に設けた
図示省略の一つの吸入口と、内周側の吐出口又は外周側
の吐出口のいずれか一方の吐出口を介してシリンダルー
ム10内に連通しており、シリンダポート10a,10
bの油は、それぞれの吐出路19a,19bから流出
し、別個のアクチュエータなどに向けられている。この
ような構成は、従来周知である。
【0013】前記の半球状のガイド部として、図2に示
す吐出側ガイド部20Aと吸入側ガイド部20Bがあ
り、これらを設けるために、ハウジング2側に受穴2
1,22が開けられ、斜板7に半球状凹部23,24が
開けられ、きのこ型の吐出側ガイド25と吸入側ガイド
26が装着されている。吐出側ガイド25、吸入側ガイ
ド26は、ヘッド25a,26aとステム25b,26
bを備え、ステム25b,26bは受穴21,22に嵌
合し、ヘッド25a,26aは半球状凹部23,24に
嵌合している。この内、吐出側ガイド25には、潤滑油
通路として絞りのない貫通油路27が軸方向に開けられ
ている。
【0014】前記吐出路19a,19bから、図2、図
3に示すようにハウジング2の壁内を通る潤滑油通路2
8,29が分岐され、シャトル弁30で吐出路19a,
19bから出る油のうち高圧側の油が選択されて通路3
1、オリフィス32、通路32を経て受穴21に導入さ
れ、吐出側ガイド25に背後から油圧を作用させる。
【0015】斜板8には、図4に示すように、駆動軸貫
通穴35が開けられ、その両側に、吐出側の半球状凹部
23と吸入側の半球状凹部24が凹設されており、その
先端に設けた逃げ穴23a,24aを結んで分油路36
が開けられている。この分油路36は、駆動軸貫通穴3
5を避けるために両側からV字形に穿孔され、穿孔口が
止め栓37で閉じられている。38は図1に示す傾斜調
節器9のブッシュの受穴である。
【0016】図5(A)(B)は吐出側ガイド25を示
し、ステム25bにリング溝40が設けられ、ここにピ
ストンリング41を嵌めて受穴21に挿入されている。
ステム径が例えば16mmのものでは穴径16.5mm
とされ、隙間42をピストンリング41でシールする。
ガイド部20A,20Bには、吐出圧力の変動を伴いな
がら変動荷重が加わり、吐出ガイド25は隙間42の範
囲で図5(A)の中立位置から(B)の最大隙間S1
(0.5mm)が生じる変心位置まで横に移動するが、
ピストンリング41は、その性質上この移動を阻害する
ことがない。
【0017】またピストンリング41は、当然スリット
を有し、接触面も完全な気密ではないから、使用中にヘ
ッド25a寄りのステムの部分に少量の油が流れてこの
部分を潤滑する。43は、ヘッド25aの基端面44に
設けた油溝で、ピストンリング41を越えた油が油溝4
3から流出することで油の劣化が防止される。なお吸入
側ガイド26側は、低負荷のため分油路36側からの潤
滑だけでもよい。
【0018】前記のガイド部20A,20Bにおいて、
接触面を強化するために、ガイド25,26側と凹部2
3,24側に表面処理による硬化層を形成することが望
ましい。ヘッド25a,26a側には、浸硫窒化処理又
はガス窒化処理を行ない、或いはガス窒化処理をして研
削後、窒化浸炭処理及び酸化皮膜処理を行なう。斜板の
凹部23,24側には、ガス窒化処理又は浸硫窒化処理
を行なう。このような処理で形成された硬化層を表面に
形成することにより、耐摩耗性が高まる上に高負荷がか
かっても皮膜が脱落するおそれがない。
【0019】図6と図7は、吐出側ガイド25と吸入側
ガイド26の誤組みを防止する手段を説明するためのも
ので、図6(A)において、吐出側ガイド25は、ステ
ム径がd1、ステム長さがh1、受穴21の径がD1,
深さがH1であり、図6(B)において、吸入側ガイド
26は、ステム径がd2、ステム長さがh2、受穴22
の径がD2,深さがH2であり、各部の寸法は、 d1
>D2 h2>H1の関係にされている。
【0020】この関係にすることにより、図7(A)に
示すように吸入側ガイド26を受穴21に入れると、ス
テムの長さが大きいためヘッド26aとハウジング2と
の間に隙間S2が生じ、図7(B)に示すように吐出側
ガイド25を受穴21に入れようとしても、ステム径d
1が受穴径D2より大きいため入れることができず、い
ずれの場合も誤組みであることが簡単に認識できる。な
お、吸入側ガイド26のステム26bの下半部26b1
が縮径されているのは、図8に示すように分油路50を
ハウジング2の壁内に設けたとき、受穴22内の流路面
積を確保するためである。
【0021】前記の実施の形態において、駆動軸4を回
転するとシリンダブロック6が回転し、斜板8にピスト
ン11が案内されてシリンダルーム10中で往復してポ
ンプ作用を行ない、油は、吐出路19a,19bから流
出する。両吐出路から出る油のうち高圧側の油がシャト
ル弁30で選択されて通路31、オリフィス32、通路
32を経て受穴21に導入される。受穴21に入った油
は、貫通油路27を通って半球状凹部23とヘッド25
aの接触面を潤滑すると共に、分油路36を通って半球
状凹部24とヘッド26aの接触面を潤滑する。更に受
穴21内の油の一分は、ピストンリングを越えてい1側
に流れ、ステム25bと受穴21の接触面、ヘッド25
aの下端とハウジング2の接触面に流れてこれらを潤滑
する。
【0022】図8、図9は別の実施の形態を示し、吸入
側ガイド部20Bに至る分油路50をハウジング2の壁
内に設けている。分油路50は、図9に示すように軸受
取付け穴5aを避けて、ハウジング2の両側から受穴2
1,22を横切って逆V字形に穿孔されており、穿孔口
は止め栓37で閉じられている。この実施の形態で用い
られる吐出側ガイド25は、前記の形態のものと同じ構
造で、油の流入経路と潤滑作用も同じであるが、吸入側
ガイド26は、軸方向の貫通油路51が設けられてお
り、分油路50から受穴22に供給された油を、貫通油
路51からヘッド26aと凹部24の隙間に流してここ
を潤滑する。
【0023】なお、この実施の形態においては、吸入側
ガイド26のステム26bを、吐出側ガイド25のピス
トンリング41を用いたステムと同様に、ピストンリン
グでシールして、受穴22からの油漏れを防止するのが
望ましい。
【0024】
【発明の効果】請求項1の手段によれば、ガイド部のス
テム側から加わる潤滑油の油圧を、潤滑油通路中のオリ
フィスで減少させ、吐出側ガイドの貫通油路を一定断面
の油路にしたから、吐出側ガイドを半球状凹部に押圧す
る力を少なくし、耐久性を向上させることができる効果
がある。また吐出側ガイドのステムと受穴の間のシール
手段として、ピストンリングを用いているので、ガイド
部に加わる負荷の変動により斜板が傾転しても、吐出側
ガイドの調心作用を抵抗なく行なうことができると共
に、微量の油が、ピストンリングのスリットや、ピスト
ンリング外周面と受穴の接触面、ピストンリングとリン
グ溝の接触面などから漏れて、ピストンリングを越えた
部位の接触面を潤滑することができ、大きい負荷が加わ
る吐出側のステムと受穴の摩耗を防止できる効果があ
る。
【0025】また請求項2及び請求項3の手段によれ
ば、吐出側ガイドに潤滑油を送るために設けていた潤滑
油通路を、吸入側ガイドの潤滑にも利用するから、簡単
な手段で吸入側のガイド部の耐久性を向上できる効果が
ある。
【0026】請求項4の手段によれば、ガイド部の表面
の硬化層は、耐摩耗性が高く硬化層の剥離も生じ難いか
ら、ガイド部の耐久性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一つの実施の形態の縦断面図
【図2】 同じく横断面図
【図3】 同じく平面図
【図4】 斜板の正面図
【図5】 吐出側ガイドの2位置を示す正面図
【図6】 ガイド部の寸法図
【図7】 ガイド部の誤組み説明図
【図8】 本発明の他の実施の形態の横断面図
【図9】 同じく正面図
【符号の説明】
2 ハウジング 4 駆動軸 6 シリンダブロック 7 斜板 8 弁板 10 シリンダルー
ム 11 ピストン 19a,19b 吐出路 20A,20B ガイド部 21,22
受穴 23,24 半球状凹部 25 吐出
側ガイド 26 吸入側ガイド 25a,26a ヘッド 25b,26b ステム 27,51
貫通油路 28,29,31,33 潤滑油通路
30 シャトル弁 32 オリフィス 36,50 分油路 41 ピストンリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 哲秀 茨城県土浦市東中貫町5−1 内田油圧機 器工業株式会社土浦事業所内 (72)発明者 谷萩 英明 茨城県土浦市東中貫町5−1 内田油圧機 器工業株式会社土浦事業所内 Fターム(参考) 3H070 AA01 BB04 BB06 CC07 CC27 DD05 DD13 DD33 DD91 EE15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数のシリンダルームとピストンを備え
    て駆動軸で回転されるシリンダブロックと、各シリンダ
    の吸入行程位置と吐出行程位置に対向した位置でハウジ
    ングに設けられた、球面をもつ吸入側ガイドと吐出側ガ
    イドと、この両ガイドで支持される斜板と、前記シリン
    ダルームを蓋体に設けた吸入路と吐出路に連通する弁板
    とを備え、前記両ガイドを、斜板側に設けた半球状凹部
    に嵌合するヘッド及びハウジングの受穴に嵌合するステ
    ムで構成し、吐出側ガイドに軸方向の貫通油路を設け、
    前記吐出路からハウジング壁内を通る潤滑油通路を吐出
    側ガイドの受穴に連通してなる斜板式油圧ポンプにおい
    て、前記吐出側ガイドの貫通油路を、油の流れに圧力変
    化を与えない断面積の油路として斜板方向の推力の発生
    を防止すると共に、該油の流量を、ハウジング壁内を通
    る前記潤滑油通路に設けたオリフィスで制限し、且つ前
    記吐出側ガイドのステムにピストンリング溝を設け、受
    穴の内周面に摺接するピストンリングを前記ピストンリ
    ング溝に嵌めて、ステムと受穴の間をシールしたことを
    特徴とする、斜板式油圧ポンプ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記吐出側ガイドが
    嵌合する半球状凹部から、吸入側ガイドが嵌合する半球
    状凹部に至る分油路を、斜板内に設けたことを特徴とす
    る、斜板式油圧ポンプ。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記吐出側ガイドの
    受穴から吸入側ガイドの受穴に至る分油路をハウジング
    壁内に設け、吸入側ガイドに軸方向の貫通油路を設けた
    ことを特徴とする、斜板式油圧ポンプ。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3において、吸入側ガ
    イド、吐出側ガイド及び斜板の素材を鉄材とし、吸入側
    ガイドと吐出側ガイドの素材表面に、浸硫窒化処理又は
    ガス窒化処理を施して硬化層を形成し、或いはガス窒化
    処理したのち、表面を研削し、次いで浸炭窒化処理及び
    酸化皮膜処理を施して硬化層を形成し、且つ斜板の素材
    表面に、浸硫窒化処理又はガス窒化処理を施して硬化層
    を形成したことを特徴とする、斜板式油圧ポンプ。
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