JP3805561B2 - 斜板式ピストンポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械等に使用される斜板式ピストンポンプに係り、特にシリンダブロック端面とバルブプレート端面との間に発生する油圧バランスを、バルブプレート裏面に設けた油圧室内の油圧力によりバルブプレートをシリンダブロック側へ押圧することにより、ドレン室内のドレン油の吸込みを防止してポンプ機能の信頼性向上を図る斜板式ピストンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の斜板式ピストンポンプの構造図で、シリンダブロック９と駆動軸４とをスプライン１０により一体的に構成し、これらがハウジング５及びカバー６に取着した軸受７，８を介して回転自在に軸支されている。シリンダブロック９に形成された複数のシリンダ穴１１ａにピストン１１がそれぞれ摺動自在に液密的に嵌挿され、その球頭部１１ｂはハウジング５内に固定された斜板１に対接して設けられたシュー１２に嵌着されている。
【０００３】
リターンプレート１３に取着されたシュー１２は、駆動軸４に形成した段付部４ａを介して同駆動軸４に装着したバネ１５及びリテーナ１４の作用により斜板１の摺動面１ａに摺動自在に押圧されている。カバー６の端面６ａとシリンダブロック９の一端面１６との間に装着されたバルブプレート１７は、カバー６に設けられた吸込みポート２４に連通する開口部２５とシリンダブロック９のシリンダ穴１１ａとを連通する吸込み室１９、カバー６に設けた高圧通路２６に連なる穴１８ａ及び後述するシール部材２１に連通する穴２８（図８参照）をそれぞれ形成する。このバルブプレート１７の表面２７には、図７に示すようにシリンダブロック９のシリンダ穴１１ａと連通する円弧状に所定開口部の溝を有する吐出室１８が吸込み室１９と対向した位置に形成されシリンダブロック９の一端面１６に液密的摺動自在に対接している。そして、バルブプレート１７の裏面２０には、カバー６に設けた吐出ポート２３に連通する高圧通路２６と同バルブプレート１７の吐出室１８とを液密的に連通させるシール部材２１に接続している。
【０００４】
シール部材２１は、高圧通路２６に連通してカバー６に嵌装されたバネ２２のバネ力の付勢によりバルブプレート１７を押圧する。よって、シリンダブロック９の一端面１６には、バルブプレート１７に作用する油圧力及びバネ２２のバネ力の合力ＦＣ１がバルブプレート１７を押圧している。バルブプレート１７の裏面２０には、図９、図１０に示すように吐出室１８の同芯上に２個のバランス穴２９、３０が設けられ、これらの穴２９、３０の内径部３３、３４にはシールプラグ３１、３２が液密的摺動自在に嵌挿されている。よって、バランス穴２９、３０に作用する吐出圧力による油圧力の和をＦＣ２としたとき、シリンダブロック９の一端面１６へ付勢するバルブプレート１７の裏面２０での押圧力は、ＦＣ１＋ＦＣ２となる。
【０００５】
バルブプレート１７の表面２７には、図７に示すように斜線部で表示した部分にポンプ吐出圧力の約１／２の圧力が作用し、吐出室１８には、ポンプ吐出圧力そのものが作用し、これらの圧力を加算した力ＦＳが表面２７とシリンダブロック９の一端面１６とを離す方向に分離力として作用するため、ＦＣ１＋ＦＣ２の押圧力を、加算した力すなわち分離力ＦＳよりも若干大きく設定することにより、一端面１６と表面２７との間を離間防止すると共に、これらの面１６、２７が対接して液密的摺動自在に保持することが可能である。
【０００６】
したがって、ＦＣ１＋ＦＣ２の押圧力と分離力ＦＳとの差の力がシリンダブロック９の一端面１６に作用し、この力は、駆動軸４とシリンダブロック９とを係合する駆動軸４の段付部４ａにより支持され、軸受７にて保持される。すなわち、バルブプレート１７は、図６で常に、シリンダブロック９を左方に押圧している。なお、バルブプレート１７はカバー６に取着した図示しないピンにて回転防止されると共に駆動軸４の軸方向に移動できるようになっている。
【０００７】
このような構成の斜板式ピストンポンプにおいては、同ポンプの構成部品たとえば、図６において、駆動軸４、ハウジング５、カバー６、シリンダブロック９及びバルブプレート１７等の加工公差や油圧力による上記斜板式ピストンポンプの各構成部品の弾性変形を考慮し、カバー６の一端面６ａとバルブプレート１７の裏面２０との間に所定の微小隙間Ｙを設ける必要がある。
【０００８】
一方、油が吸込みポート２４から開口部２５を経てバルブプレート１７に設けた吸込み室１９に吸い込まれるとき、吸込み室１９は微小隙間Ｙを介してドレン室２に連通しているので、結果的に吸込みポート２４のみならずドレン室２のドレン油も吸込むことになる。しかしながら、ドレン室２のドレン油は一般に異物を含んでいる場合があり、この場合に異物がポンプ室に吸込まれ、ポンプの構成部品を損傷するか又は圧油と共にアクチュエータ等に流れ出てアクチュエータ等の故障の要因となる。
【０００９】
特に、図１１に示すように一対の斜板式ピストンポンプ５２、５３をハウジング５０及びカバー５１の内部に組込み、これらのポンプ５２、５３のどちらか一方、例えばポンプ５２の駆動軸５４に入力された駆動力を各ポンプ５２、５３のシリンダブロック５５、５６の外周面に設けた歯車５７、５８を介して伝達する場合には、２つのポンプ５２、５３を同時に駆動する構造としてはコンパクトになるが、歯車５７、５８の噛合いにより発生する異物を隙間Ｙ１、Ｙ２により吸込む恐れがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る点に鑑みなされたもので、バルブプレートの裏面に作用する油圧力により該バルブプレートを油圧浮動させてシリンダブロック内の油の吸込み、吐出を行い摺動面側へ押圧するようにした斜板式ピストンポンプにおいて、吸込みポートとドレン室とを遮断する遮断手段を設けることによりドレン室のドレン油を吸込みポートより吸込むことを防止した信頼性の高いコンパクトな斜板式ピストンポンプを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転自在に軸支された駆動軸と、同駆動軸に一体に装着されて駆動され軸方向に摺動自在に複数のピストンを支持するシリンダブロックと、駆動軸の一側を回転自在に軸支するハウジングと、同ハウジングの端部を閉塞し駆動軸の他側を回転自在に軸支すると共にピストンに作用する油を給排する吸込みポート及び吐出ポートを設けたカバーと、シリンダブロックの端面とカバーの端面との間に位置してシリンダブロックの端面上に摺動自在に対接するバルブプレートとからなり、バルブプレートの裏面に設けた吐出室に吐出圧を作用させることにより同バルブプレートを前記シリンダブロック側に押圧してシリンダブロック及びバルブプレート間の摺動面の開離を防止し、カバーに設けた高圧通路とバルブプレートの吐出室との間に設けたシール部材によりバルブプレートの吐出室の吐出圧をカバーの高圧通路に液密的に導き、さらに前記バルブプレートの裏面に対接する前記カバーの端面に開口させた開口部を経て前記カバーの吸込みポートの油を前記バルブプレートの吸込み室に吸込むようにすると共にバルブプレートとカバーのバルブプレートの取付け面との間に所定の微小隙間を持たせた斜板式ピストンポンプにおいて、微小隙間によるハウジングのドレン室と吸込みポート側の開口部との連通を遮断する遮断手段を有し、この遮断手段は、バルブプレートの外周面ないしこの外周面のバルブプレート裏面側端部に設けた凹状部に嵌挿しバルブプレートの外周面とカバーの内面との間に設けたシールリングであることを特徴とする。
なお、この遮断手段は、バルブプレートの外周面を嵌入するカバーの穴部の内周面に設けた溝に嵌挿し前記穴部の内周面とバルブプレートの外周面との間に設けたシールリングであってもよく、また、シールリングはＯリングであってよい。
さらに、前記斜板式ピストンポンプは、並列に配置された複数の斜板式ピストンポンプであって各々ポンプのシリンダブロックの外周に相互に噛合う歯車を備え、一方のポンプの駆動軸に入力された駆動力が前記歯車を介して他方のポンプに伝達するものであってもよい。
【００１２】
本発明に係る斜板式ピストンポンプは、駆動軸と一体になって回転するシリンダブロックとカバーとの間に嵌挿されたバルブプレートの外周面ないしこの外周面のバルブプレート裏面側端部とこのバルブプレートの外周面を嵌入するカバーの穴の内周面との間にシールリングを装着し、このシールリングで吸込みポートとドレン室とを遮断し、ドレン室のドレン油を吸込みポートより吸込むことを防止する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る斜板式ピストンポンプの実施形態を図１ないし図３により以下詳細に説明するが、図６ないし図１１に示す構成に同じで同一作用のものは、同一符号を付して説明を省略する。
【００１４】
図１において、バルブプレート１７の外周面に刻設された溝６２にはシールリング６１が嵌挿され、このシールリング６１はカバー６の穴部６０に弾性的に当接することによりドレン室２と吸込みポート２４とを遮断している。
【００１５】
他の実施形態を示す図２は、カバー６の穴部６０に形成した溝６３にシールリング６１を嵌挿し、このシールリング６１の内径部をバルブプレート１７の外周面に弾性的に当接させてドレン室２と吸込みポート２４とを遮断している。
【００１６】
また、他の実施形態を示す図３は、バルブプレート１７の外周部に対して裏面２０の側端部に凹部６４を設け、この凹部６４にシールリング６１を弾性的に装着し同シールリング６１をカバー６の端面６ａとカバー６の穴部６０の端部に当接させている。
【００１７】
削除
【００１８】
以上、説明した実施形態において、斜板式ピストンポンプが吸込みポート２４から開口部２５を経てバルブプレート１７に設けた吸込み室１９に油を吸込むとき、バルブプレート１７若しくはカバー６に設けたシールリング６１によってドレン室２のドレン油を吸込むことがなく吸込み動作が行われる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、吸込みポートとドレン室とを遮断する遮断手段をバルブプレート若しくはカバーに設けることにより、ドレン室のドレン油に含まれる異物の吸込みを防止するため、ポンプの故障が低減されてポンプ機能が向上し、結果的には信頼性の高いかつコンパクトな斜板式ピストンポンプが提供できる。特に、油圧ショベルの油圧源として使用する場合、２台のポンプは同時に駆動されるが、一対のピストンポンプを駆動する際、コンパクト化、原価低減のため、一方のポンプから他方のポンプへの駆動力伝達を、各ポンプのシリンダブロックの外周に設けた歯車機構を介して行う場合には、ドレン室での異物発生の危険が高いが、この様な場合でもドレン室と各ポンプのそれぞれ吸込み室とを遮断することにより非常にコンパクトな低コストで信頼性の高い斜板式ピストンポンプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す斜板式ピストンポンプの全体の構造図である。
【図２】 他の実施形態を示す斜板式ピストンポンプの要部断面図である。
【図３】 他の実施形態を示す斜板式ピストンポンプの要部断面図である。
【図４】 削除
【図５】 削除
【図６】 従来の斜板式ピストンポンプの構造を示す断面図である。
【図７】 図６のＡ−Ａの矢視におけるシールリング正面図である。
【図８】 図７のＢ−Ｂ断面のシールリング断面図である。
【図９】 図８における右矢視のシールリング側面図である。
【図１０】 図９におけるＣ−Ｃ断面のシールリング断面図である。
【図１１】 斜板式ピストンポンプの並列駆動型の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 斜板
１ａ 摺動面
２ ドレン室
４ ５４ 駆動軸
４ａ 段付部
５ ５０ ハウジング
６ ５１ カバー
６ａ 端面
７ ８ 軸受
９ ５５ ５６ シリンダブロック
１０ スプライン
１１ ピストン
１１ａ シリンダ穴
１１ｂ 球頭部
１２ シュー
１３ リターンプレート
１４ リテーナ
１５ ２０ バネ
１６ 一端面
１７ バルブプレート
１８ 吐出室
１８ａ ２８ 穴
１９ 吸込み室
２０ 裏面
２１ シール部材
２３ 吐出ポート
２４ 吸込みポート
２５ 開口部
２６ 高圧通路
２７ 表面
２９ ３０ バランス穴
３１ ３２ シールプラグ
３３ ３４ 内径部
５２ ５３ 斜板式ピストンポンプ
５７ ５８ 歯車
６０ 穴部
６１ シールリング
６２ ６３ 溝
６４ 凹部

Claims (4)

1. 回転自在に軸支された駆動軸と、同駆動軸に一体に装着されて駆動され軸方向に摺動自在に複数のピストンを支持するシリンダブロックと、前記駆動軸の一側を回転自在に軸支するハウジングと、同ハウジングの端部を閉塞し前記駆動軸の他側を回転自在に軸支すると共に前記ピストンに作用する油を給排する吸込みポート及び吐出ポートを設けたカバーと、前記シリンダブロックの端面と前記カバーの端面との間に位置して前記シリンダブロックの端面上に摺動自在に対接するバルブプレートとからなり、前記バルブプレートの裏面に設けた吐出室に吐出圧を作用させることにより同バルブプレートを前記シリンダブロック側に押圧して前記シリンダブロック及びバルブプレート間の摺動面の開離を防止し、前記カバーに設けた高圧通路と前記バルブプレートの吐出室との間に設けたシール部材により前記バルブプレートの吐出室の吐出圧を前記カバーの高圧通路に液密的に導き、さらに前記バルブプレートの裏面に対接する前記カバーの端面に開口させた開口部を経て前記カバーの吸込みポートの油を前記バルブプレートの吸込み室に吸込むようにすると共に前記バルブプレートと前記カバーの前記バルブプレートの取付け面との間に所定の微小隙間を持たせた斜板式ピストンポンプにおいて、前記微小隙間による前記ハウジングのドレン室と前記吸込みポート側の開口部との連通を遮断する遮断手段を有し、この遮断手段は、前記バルブプレートの外周面ないしこの外周面のバルブプレート裏面側端部に設けた凹状部に嵌挿し同バルブプレートの外周面と前記カバーの内面との間に設けたシールリングであることを特徴とする斜板式ピストンポンプ。
2. 回転自在に軸支された駆動軸と、同駆動軸に一体に装着されて駆動され軸方向に摺動自在に複数のピストンを支持するシリンダブロックと、前記駆動軸の一側を回転自在に軸支するハウジングと、同ハウジングの端部を閉塞し前記駆動軸の他側を回転自在に軸支すると共に前記ピストンに作用する油を給排する吸込みポート及び吐出ポートを設けたカバーと、前記シリンダブロックの端面と前記カバーの端面との間に位置して前記シリンダブロックの端面上に摺動自在に対接するバルブプレートとからなり、前記バルブプレートの裏面に設けた吐出室に吐出圧を作用させることにより同バルブプレートを前記シリンダブロック側に押圧して前記シリンダブロック及びバルブプレート間の摺動面の開離を防止し、前記カバーに設けた高圧通路と前記バルブプレートの吐出室との間に設けたシール部材により前記バルブプレートの吐出室の吐出圧を前記カバーの高圧通路に液密的に導き、さらに前記バルブプレートの裏面に対接する前記カバーの端面に開口させた開口部を経て前記カバーの吸込みポートの油を前記バルブプレートの吸込み室に吸込むようにすると共に前記バルブプレートと前記カバーの前記バルブプレートの取付け面との間に所定の微小隙間を持たせた斜板式ピストンポンプにおいて、前記微小隙間による前記ハウジングのドレン室と前記吸込みポート側の開口部との連通を遮断する遮断手段を有し、この遮断手段は、前記バルブプレートの外周面を嵌入する前記カバーの穴部の内周面に設けた溝に嵌挿し前記穴部の内周面と前記バルブプレートの外周面との間に設けたシールリングであることを特徴とする斜板式ピストンポンプ。
3. 前記シールリングは、Ｏリングであることを特徴とする請求項１又は２記載の斜板式ピストンポンプ。
4. 前記斜板式ピストンポンプは、並列に配置された複数の斜板式ピストンポンプであって各々ポンプのシリンダブロックの外周に相互に噛合う歯車を備え、一方のポンプの駆動軸に入力された駆動力が前記歯車を介して他方のポンプに伝達するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の斜板式ピストンポンプ。

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