JP2508273B2 - 斜板式アキシャルピストンポンプのシュ―押圧構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は斜板式アキシャルピストンポンプのシュー押
圧構造に関するものである。

［従来の技術］ 制御性に優れ大動力を出すことができるため油圧回路
が建設機械、産業車両、工作機械等に広く使用されてお
り、油圧回路の駆動源としての油圧ポンプとして斜板式
アキシャルピストンポンプがある。斜板式アキシャルピ
ストンポンプは駆動軸と一体的に回転するシリンダブロ
ックに複数個のシリンダボアが形成され、シリンダボア
内にシューを介して斜板と常に当接する状態でピストン
が往復動可能に収容されている。そして、駆動軸の回転
に伴いピストンが往復動され、ピストンが吸入ポートと
対応する状態で移動する際に作動油が吸入ポートからシ
リンダボア内に吸入され、ピストンが吐出ポートと対応
する状態で移動する際に作動油が吐出ポートから吐出さ
れる。

この種の斜板式アキシャルピストンポンプではシュー
を斜板面に常に押圧付勢するとともに、シリンダブロッ
ク端面を常に弁板に押圧付勢された状態に保持する必要
がある。この押圧構造として従来、第５図に示すものを
備えた斜板式アキシャルピストンポンプが特開昭51-421
02号公報に開示されている。このポンプではケーシング
１及びエンドカバー２間に駆動軸３が支持され、駆動軸
３のスプライン部４にシリンダブロック５及び支持部材
６が軸方向に摺動可能かつ一体回転可能に支持されてい
る。支持部材６の球面部6aにはピストン７の先端に設け
られたシュー８と係合するシューリテーナ９が支承され
ている。又、シリンダブロック５の中心部に設けられた
収容室10の一端弁板１寄りには止め輪12が固定されてい
る。そして、複数本のピン13がシリンダブロック５を貫
通するとともに一端が前記支持部材６の端面に当接し、
他端が収容室10内において駆動軸３に遊嵌された係止リ
ング14に当接する状態に配設され、該ピン13は前記係止
リング14と、止め輪12に係止されたリング15との間に介
装されたコイルばね16の作用により常に斜板17側に押圧
付勢されている。これによりコイルばね16の押圧力がピ
ン13を介して支持部材６に伝達され、支持部材６の球面
部6aに支承されたシューリテーナ９を介してシュー８が
斜板17の摺接部17aに押圧される。シューリテーナ９は
シュー８がピストン７の吸入行程において、オイルの吸
入側での管路抵抗により摺接部17aから引き離される方
向への力を受けた際、シュー８が摺接部17aから引き離
されるのを抑える役割を果たす。又、コイルばね16の内
側にはシリンダブロック５を弁板11側へ押圧付勢するた
め、一端が前記リング15に係止され他端がスプライン部
４の端面に係止された状態でコイルばね18が介装されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来装置では支持部材６を介してシューリテーナ９を
摺接部17aに押圧するピン13の力がシューリテーナ９に
効果的に作用せず、コイルばね16のばね力を大きくする
必要があった。又、ピン13を押圧するコイルばね16の力
がシリンダブロック５を弁板11側に押圧する力としても
作用するが、コイルばね16の力だけではシリンダブロッ
ク５を弁板11側に押圧する力が不足するため、補助のコ
イルばね18が必要となる。ところが、２つのコイルばね
16,18を並列に配置するため収容室10の径が大きくな
り、ポンプの大型化を避けるためシリンダブロック５の
外径を大きくできない場合にはシリンダブロック５の剛
性が不十分となる。又、シリンダブロック５の剛性を確
保するため当該部分の駆動軸３の径を細くすると、駆動
軸３の剛性が低下するという不都合が生じる。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的はポンプの体格の大型化につながるばねを
大型化することなくシューの斜板側への押圧作用を高め
ることができるとともに、シリンダブロックを弁板側に
効果的に押圧付勢することができる斜板式アキシャルピ
ストンポンプのシュー押圧構造を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明においては、シリン
ダブロック及び支持部材を該支持部材が斜板側に位置す
る状態で駆動軸に対してその軸方向に沿って摺動可能か
つ一体回転可能に支持し、前記支持部材の球面部にシュ
ーリテーナを支承し、シリンダブロックの中心部に収容
室を設け、シリンダブロックを貫通するとともに一端が
前記収容室内に収容された係止部材に当接し他端が前記
支持部材と当接する状態で複数本のピンを設け、前記収
容室内に前記係止部材を斜板側に付勢するばねを配設
し、前記複数本のピンのうち少なくとも一本の配設位置
を隣接するシリンダボアの近接する側において各シリン
ダボアに接するとともに駆動軸の中心を通る一対の平面
により囲まれる領域とした。

［作用］ 本発明のシュー押圧構造ではシューリテーナを支承す
る支持部材は従来装置と同様に、シリンダブロックの中
心部に設けられた収容室内に配設されたばねにより押圧
される複数本のピンを介して斜板側に押圧付勢される。
そして、ピンの配設位置が隣接するシリンダボアの近接
する側において各シリンダボアに接するとともに駆動軸
の中心を通る一対の平面により囲まれる領域となってい
るため、ピンの押圧力が効果的にシューリテーナに伝達
され、ピストンの吸入行程時におけるシューリテーナの
撓み量が小さくなる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜４図に従
って説明する。なお、従来装置と同一部分は同一符号を
付して示し、詳しい説明は省略する。駆動軸３のスプラ
イン部４にはシリンダブロック５がそのボス部5aにおい
て支持され、その前側（第１図の右側）には支持部材６
が支持されている。シリンダブロック５の中央部に形成
された収容室10内には、その後部に止め輪12が固定さ
れ、前側に係止部材としての係止リング14が駆動軸３に
嵌挿された状態で前後方向に移動可能に収容されてい
る。止め輪12に係止されたリング15と係止リング14との
間には係止リング14をボス部5a側に押圧付勢するコイル
ばね16が介装されている。ボス部5aには３本のピン13が
ボス部5aを貫通するとともに、一端が係止リング14に他
端が支持部材６に当接する状態で嵌挿されている。

シリンダブロック５には９個のシリンダボア19が等角
度の間隔で配設されている。前記ピン13は隣接する各ピ
ン13と駆動軸３の中心とを結ぶ直線のなす角度がそれ
ぞれ120°となる状態で、かつ隣接するシリンダボア19
の近接する側において各シリンダボア19に接するととも
に駆動軸３の中心を通る一対の平面により囲まれる領
域の中央に位置するように配設されている。すなわち、
第３図に示すようにシリンダブロック５の中心を通りシ
リンダボア19に接する２本の接線1,l2のなす角αの二
等分線Ｌ上に位置するように配設されている。

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
アキシャルピストンポンプが運転されると、駆動軸３の
回転に伴いシリンダブロック５及び支持部材６がスプラ
イン部４を介して一体的に回転する。ピストン７はシュ
ー８を介して斜板17の摺接部17aに常に押圧されている
ため、シリンダブロック５の回転に伴いピストン７がシ
リンダボア19内を往復動しながら駆動軸３の周りを公転
する。シリンダボア19が弁板11の吸入ポート11aと対応
する位置を移動する時には、ピストン７が第１図の右側
へ移動されて作動油が吸入ポート11aを経てシリンダボ
ア19内に吸入される。又、ピストン７が下死点を過ぎて
吐出ポート11b（第２図に図示）と対応する位置を移動
する時には、ピストン７が第１図の左側へ移動され、シ
リンダボア19内に吸入されていた作動油が吐出ポート11
bを経て吐出される。

ピン13はコイルばね16の作用により係止リング14を介
して常に支持部材６側に押圧付勢され、支持部材６の球
面部6aに支持されたシューリテーナ９にシュー８を摺接
部17aに押圧する荷重Ｆが作用する。一方、シリンダブ
ロック５はコイルばね16による荷重Ｆの反力により、弁
板11側に押圧付勢される。

シリンダボア19が吸入ポート11aと対応する位置を移
動する時に当該シリンダボア19内のピストン７の作用に
よりシリンダボア19内にオイルが吸入されるが、この吸
入行程中オイルの吸入側管路での抵抗により当該ピスト
ン７に装着されたシュー８は摺接部17aから引き離され
る方向への力を受ける。シューリテーナ９はこの力に抗
してシュー８を摺接部17a側に付勢する作用を為す。こ
の付勢力は前記のようにコイルばね16のばね力に基づい
ており、ばね力がシューリテーナ９に効果的に伝達され
ないとシュー８の摺接部17aへの押圧力が不足してシュ
ー８が摺接部17aから離れ、オイルの洩れ損失の増大を
招きポンプの効率低下をきたす。

第３図に示すように、ピストン７の上死点と駆動軸３
（シリンダブロック５）の中心とを通る平面を基準面
とし、ピン13と駆動軸３の中心とを通る平面と、前記
基準面とのなす角度をθとして、シリンダボア19の個数
が９個の場合について、角度θを種々変更したときのシ
ューリテーナ９の撓み量δの測定結果を第４図に示す。
撓み量δの値は角度θの値が、隣接するシリンダボア19
の中心と駆動軸３の中心とを通る２平面のなす角度40
°の半分の値20°付近で最小となり、角度θがその範囲
より小さくても大きくても撓み量δの値は大きくなる。
又、その変化のしかたは角度θの値が０〜40°の範囲に
おいて20°の位置を挟んで対称的となる。角度θの値が
０〜20°の範囲においては、角度θの値が０〜８°付近
までは撓み量δの値はほぼ一定で、そこから12°ぐらい
までは緩やかに減少し、12〜15°の範囲では急に減少す
る。

角度θの値がほぼ15〜25°の範囲というのは、隣接す
るシリンダボア19の近接する側において各シリンダボア
19に接するとともに駆動軸３の中心を通る一対の平面に
より囲まれる領域に相当する。従って、ピン13の配設位
置をこの範囲内とすることによりシューリテーナ９の撓
み量が、ピン13の配設位置を駆動軸３の中心とシリン
ダボア19の中心とを通る平面上とした従来装置（角度θ
が０°）より格段に小さくなり、この実施例のように隣
接するシリンダボア19の近接する側において各シリンダ
ボア19に接するとともに駆動軸３の中心を通る一対の
平面により囲まれる領域の中央とした場合には30％程度
小さくなる。このようにコイルばね16によるシューリテ
ーナ９の押圧作用が効果的に行われることにより、シリ
ンダボロック５の弁板11側への押圧も効果的に行われる
ことになる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、シリンダボア19の数を９個以外としたり、ピン13の
数を３本より多くしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によればばね、ピン、シ
ューリテーナ等の形状、大きさを変更することなくピン
の配置位置を特定の範囲内にするという極めて簡単な構
成でシューリテーナによるシューの押圧効果を高めるこ
とができ、オイルの洩れ損失の抑制、ポンプとしてのオ
イル自吸性能の低下防止が確実となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明を具体化した一実施例を示すもので
あって第１図は要部断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線
断面図、第３図はピンとシリンダボアの位置関係を示す
図、第４図はピンの配置位置とシューリテーナの撓み量
の関係を示すグラフ、第５図は斜板式アキシャルピスト
ンポンプの断面図である。 駆動軸３、スプライン部４、シリンダブロック５、ボス
部5a、支持部材６、球面部6a、ピストン７、シュー８、
シューリテーナ９、収容室10、ピン13、係止部材として
の係止リング14、リング15、コイルばね16、シリンダボ
ア19。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロック及び支持部材を該支持部
   材が斜板側に位置する状態で駆動軸に対してその軸方向
   に沿って摺動可能かつ一体回転可能に支持し、前記支持
   部材の球面部にシューリテーナを支承し、シリンダブロ
   ックの中心部に収容室を設け、シリンダブロックを貫通
   するとともに一端が前記収容室内に収容された係止部材
   に当接し他端が前記支持部材と当接する状態で複数本の
   ピンを設け、前記収容室内に前記係止部材を斜板側に付
   勢するばねを配設し、前記複数本のピンのうち少なくと
   も一本の配設位置を隣接するシリンダボアの近接する側
   において各シリンダボアに接するとともに駆動軸の中心
   を通る一対の平面により囲まれる領域とした斜板式アキ
   シャルピストンポンプのシュー押圧構造。