JP2793649B2 - ラジアルピストンポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、固定シリンダ式のラジアルピストンポンプ
の改良に関する。

（従来の技術） 固定シリンダ式のラジアルピストンポンプにおけるキ
ャビテーションの発生やカムとピストンとの接触部の摩
耗等を防止して、騒音の低下と耐久性の向上を図るため
の工夫として、本出願人により特願昭63−164355号が提
案されている。

これは、第３図に示すように、ピストン６の数に等し
い多角形断面の外周部10Aを備えたリング10を、偏心位
置で回転軸２に固定した円形のカム３の外側に回動自由
に嵌合し、シリンダ５に摺動自由に収装したピストン６
の基端をスプリング８によりリング10の外周部10Aに摺
接保持したもので、リング10の外周部10Aにはピストン
６に形成した作動油の吸込口13をカム３の回転位置に応
じてカム室４に連通する切欠14が形成されている。

回転軸２を介してカム３を回転駆動すると、カム３の
偏心量に対応してリング10が平行円運動し、外周部10A
をピストン６に対して横断方向に摺動させつつ、ピスト
ン６の軸方向にも移動してシリンダ５の容積を拡大、縮
小させる。そして、拡大行程では切欠14に連通する吸込
口13を介してカム室４からシリンダ５に作動油を吸い込
み、縮小行程では吸込口13を閉鎖するとともに、シリン
ダ５内の作動油を加圧してチェック弁９を介して図示さ
れない吐出通路に吐出する。

（発明の課題） ところで、このポンプにおいてはシリンダ５が縮小行
程から拡大行程に移る際に、シリンダ５内の作動油に混
入している空気が圧力低下により膨張し、第４図に示す
ように拡大行程の初期においてはこの膨張空気のために
作動油が逆にシリンダ５からカム室４へ流出することが
あった。なお、作動油に混入した空気は吐出圧力が高い
ほど大きく圧縮され、シリンダ５が拡大行程に転じた時
の膨張もその分大きくなる。したがって、この逆流現象
は吐出圧が高いほど起きやすく、それだけ吸込量を低下
させるので、結果として高吐出圧のもとでは第５図に示
すように回転数の増加に対して吐出流量が減少するとい
う問題があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みて、シリンダからカム
室への逆流現象を防止して、安定した流量特性を得るこ
とを目的とする。

（課題を達成するための手段） 本発明は、回転軸に偏心位置で固定した円形のカムを
ポンプボディに形成したカム室に回転自由に収装し、カ
ム室を中心にポンプボディに放射状に形成したシリンダ
にピストンをそれぞれ摺動自由に収装し、ピストン数に
等しい多角形断面の外周部を備えたリングを前記カムの
外側に回転自由に嵌合し、ピストンの基端をこのリング
に摺接保持する手段を備え、シリンダ内に連通する作動
油の吸込口をピストンに形成し、リングとピストンとの
相対位置の変化に応じてこの吸込口をカム室に連通する
切欠をリングの外周部に形成したラジアルピストンポン
プにおいて、ピストンが上死点に達する直前にシリンダ
を隣接する拡大行程のシリンダに連通させるとともに、
ピストンが上死点で反転した直後にこの連通を遮断する
手段を備えている。

（作用） 上記手段により、縮小行程で上死点近傍に達したシリ
ンダは隣接する拡大行程のシリンダと連通し、作動油の
一部をより低圧の拡大行程のシリンダへと流出させて圧
力を低下させる。このため、上死点においてシリンダの
吸込口が切欠と連通する時点ではシリンダ内は既に低圧
化しており、この低圧によりカム室の作動油が直ちに吸
込口からシリンダへ吸い込まれる。

また、上死点の直前で流出した分の作動油は、拡大行
程の途中で次のシリンダから流出する作動油により補わ
れる。

（実施例） 第１図及び第２図に本発明の実施例を示す、 第１図において、１はポンプボディ、２は回転軸、３
は回転軸２に偏心位置で固定した円形断面のカムであ
る。

カム３はポンプボディ１に形成したカム室４の内側に
収装され、このカム室４の外側のポンプポディ１には回
転軸２を中心にしてシリンダ５が放射状に６箇所に形成
され、各シリンダ５に有底の筒状に形成されたピストン
６が底部をカム室４に向けて突出した状態で摺動自由に
収装される。

ピストン６の底部の中心には吸込口13が開口し、ピス
トン６の反対側の端部はシリンダ５内に開口する。な
お、シリンダ５はポンプボディ１に螺合するキャップ７
により密閉される。

カム３の外側には、ピストン６の数に等しい正六角形
断面の外周部10Aを備えたリング10が回転自由に嵌合す
る。ピストン６はキャップ７に支持された摺接保持手段
としてのスプリング８に付勢され、底部をこのリング10
の外周部10Aに摺接する。リング10の外周部10Aの各頂部
の付近には、ピストン６の底部の摺接位置に応じて、吸
込口13をカム室４に連通する切欠14が形成される。

各シリンダ５には加圧した作動油を図示されない吐出
通路に吐出するためのチェック弁９が接続される。ま
た、ピストン６が上死点に達する直前にシリンダ５を隣
接する拡大行程のシリンダ５に連通させるとともに、ピ
ストン６が上死点で反転した直後にこの連通を遮断する
ために、各シリンダ５の壁面にピストン６の側面に臨む
環状溝15が形成される。この環状溝15はポンプボディ１
内に形成された通路11を介し、カム３の回転方向と反対
側に隣接するシリンダ５と常時連通する。また、ピスト
ン６の側面にシリンダ５の内側に至る孔部16が形成され
る。この孔部16はピストン６の上死点付近でのみこの環
状溝15と重なるような位置に形成される。

次に作用を説明する。

回転軸２が回転するとカム３が一体に回転し、カム３
の外側に回転自由に嵌合するリング10は、自らは回転す
ることなく、回転するカム３に案内されてカム３の偏心
距離を半径とする円軌道に沿って変位する。

つまり、カム３が一回転すると、リング10の外周部10
Aはピストン６の底部の吸込口13に対して切欠14の位置
を変えながら左右に一回の往復運動を行い、同時に上下
に一回の往復運動を行ってピストン６を駆動する。

具体的に説明すると、例えば図の（ａ）に示すピスト
ン６はシリンダ５に最も深く侵入した上死点位置にあ
り、この位置からカム３が矢印の方向へ回転すると、リ
ング10が右下方へと変位（平行移動）し、スプリング８
に付勢されたピストン６がリング10に追随してカム室４
内に突出する一方、底部を外周部10Aに沿って摺動さ
せ、吸込口13を切欠14に連通させる。こうして、カム３
が60゜回転すると、図の（ａ）のピストン６は（ｂ）と
同じ状態になる。

カム３がさらに60゜回転すると、ピストン６は図の
（ｃ）に示されるのと同じ状態となり、カム３がさらに
60゜回転するとピストン６は（ｄ）に示されるのと同様
にカム室４内に最も突出した下死点位置に達する。この
間、シリンダ５は拡大を続け、カム室４の作動油が切欠
14に連通する吸込口13を介してシリンダ５に吸い込まれ
る。なお、下死点位置に至ると吸込口13は閉鎖される。

カム３がさらに回転すると、ピストン６は作動方向を
転じてシリンダ５に侵入する一方、切欠14が吸込口13か
ら遠ざかり、シリンダ５はカム室４から遮断状態とな
る。これにより、図の（ｅ）及び（ｆ）に示されるよう
に、縮小するシリンダ５内で加圧された作動油がチェッ
ク弁９を介して図示されない吐出通路に吐出される。こ
うして、カム３が一回転するとピストン６は再び上死点
位置に戻る。

このようにして、各ピストン６がカム３の回転ととも
に所定の位相差で往復運動を繰り返し、各シリンダ５が
作動油の吸込と吐出とを繰り返す。

ところで、縮小行程の末期においてピストン６が図の
（ａ）に示す上死点の近傍に達すると、ピストン６に形
成した孔部16が環状溝15と重なり、シリンダ５は通路11
を介して、カム３の回転方向と反対側に隣接する（ｂ）
のシリンダ５と連通する。（ｂ）のシリンダ５は既に拡
大行程の途中にあり、低圧となっているため、この連通
により上死点近傍のシリンダ５の作動油の一部がこの隣
接するシリンダ５へと流出し、結果として上死点近傍の
シリンダ５の圧力が低下する。

この圧力低下により、上死点近傍のシリンダ５は第２
図に示すように、上死点で吸込口13が切欠14と連通する
時点では既に十分に低圧化している。したがって、吸込
口13が切欠14と連通した瞬間に、シリンダ５内の作動油
が内部に混入した空気の膨張によりカム室４に押し出さ
れる恐れはなく、吸込口13が切欠14に連通すると同時に
カム室４の作動油がシリンダ５に流入する。

そして、シリンダ５が拡大行程に入り、ピストン６が
上死点位置から僅かに下降すると、孔部16と環状溝15と
の連通は遮断され、以後は下死点に至るまで通常の吸込
動作が行われる。

なお、上死点の直前で隣接するシリンダ５に流出した
分の作動油は、次に上死点に達するシリンダ５から通路
11を介して流入する作動油により補われる。

このようにして、拡大行程の開始後直ちにシリンダ５
へ作動油が吸い込まれるので、良好な吸込特性が得ら
れ、カム３の回転数が所定値を越えた後は、回転数によ
らず一定した吐出量が得られる。

（発明の効果） 以上のように、本発明はピストンが上死点の直前に達
したところでシリンダを隣接する拡大行程のシリンダと
連通させ、ピストンの上死点の通過後にこの連通を遮断
するようにしたので、シリンダがカム室に連通する時点
では、シリンダは既に十分に低圧化し、カム室の作動油
がシリンダへとスムーズに流入する。このため、シリン
ダ内の作動油に混入した空気の膨張により、シリンダが
カム室と連通した瞬間にシリンダ内の作動油がカム室へ
逆流する現象を防止でき、吐出圧が高い場合でも作動油
の吸込不足が起こりにくくなるので、安定した流量特性
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すラジアルピストンポンプ
の断面図、第２図は同じくピストンの変位とシリンダの
圧力変化を示すグラフである。 また、第３図は従来例を示すラジアルピストンポンプの
断面図、第４図は同じく逆流現象を説明するグラフ、第
５図は同じくポンプの回転数と吐出流量との関係を示す
グラフである。 １……ポンプボディ、２……回転軸、３……偏心カム、
４……カム室、５……シリンダ、６……ピストン、８…
…スプリング、９……チェック弁、10……リング、11…
…通路、13……吸込口、14……切欠、15……環状溝、16
……孔部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に偏心位置で固定した円形のカムを
   ポンプボディに形成したカム室に回転自由に収装し、カ
   ム室を中心にポンプボディに放射状に形成したシリンダ
   にピストンをそれぞれ摺動自由に収装し、ピストン数に
   等しい多角形断面の外周部を備えたリングを前記カムの
   外側に回転自由に嵌合し、ピストンの基端をこのリング
   に摺接保持する手段を備え、シリンダ内に連通する作動
   油の吸込口をピストンに形成し、リングとピストンとの
   相対位置の変化に応じてこの吸込口をカム室に連通する
   切欠をリングの外周部に形成したラジアルピストンポン
   プにおいて、ピストンが上死点に達する直前にシリンダ
   を隣接する拡大行程のシリンダに連通させるとともに、
   ピストンが上死点で反転した直後にこの連通を遮断する
   手段を備えたことを特徴とするラジアルピストンポン
   プ。