JP6612610B2 - 流体圧ポンプおよび流体圧システム - Google Patents
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Description
上記構成によれば、シリンダブロック押付手段に供給される流体圧が高くなるにつれてシリンダブロック押付手段によるシリンダブロックをポートプレートに押し付ける力を小さくするため、流体圧ポンプの流体圧に応じて適切な力でシリンダブロックをポートプレートに押すことができる。このため、シリンダブロックとポートプレートとの間の流体膜の厚さがシリンダブロック押付手段により適切な厚さよりも薄くなることを抑制することができる。したがって、シリンダブロックとポートプレートとが直接的に接触した状態でポートプレートに対してシリンダブロックが回転することを抑制することができる。
加えて、シリンダブロック押付手段の押し付け力に基づいて転がり軸受が回転軸方向に移動可能となる。このため、シリンダブロック押付手段の押し付け力に応じてシリンダブロックがポートプレートに押し付けられる力が変更される。
上記構成によれば、ピストンが配置される位置よりも回転軸側にピストン押付手段が配置されることにより、上記デッドスペースを有効活用できるため、流体圧ポンプの小型化を図ることができる。
油圧システム1は、例えば航空機における固定翼に設けられた動翼100の舵面の角度を変更させるシステムである。なお、動翼100の舵面は、操縦翼面として設けられ、例えば、主翼に設けられるエルロン(補助翼)の舵面として構成される。また、油圧システム1は、航空機以外にもダンプトラックや掘削機などの建設機械、バスなどの商用車両や鉄道の車両に設けられる油圧システム(流体圧システム)に適用してもよい。
制御弁20が第1連通状態のとき、油圧源18から第1油圧室12に油が供給され、第2油圧室13の油がリザーバ回路19に排出される。これにより、第1油圧室12が拡大し、第2油圧室13が縮小するようにピストンロッド14が移動するため、動翼100が上昇する。
図2に示されるように、油圧ポンプ30は、ハウジング40と、ハウジング40に挿入され、電動モータ22(図1参照)と間接的に連結する回転軸となるシャフト31とを備える。また油圧ポンプ30は、ハウジング40に対してシャフト31を回転可能に支持する第1の軸受32および第2の軸受33を備える。第1の軸受32の一例は玉軸受であり、第2の軸受33の一例はころ軸受である。なお、第1の軸受32はころ軸受等の他の転がり軸受であってもよい。第2の軸受33は玉軸受等の他の転がり軸受であってもよい。
コイルばね83は、可動部材82を斜板62に向けて押している。これにより、可動部材82を介して連結リング84が斜板62に向けて押される。これにともない、連結リング84の挿入孔84Aの周縁の部分がピストンヘッド61Aを押すことにより、ピストン61が斜板62に押し付けられる。このため、ピストン61が斜板62に接触した状態が維持され、油圧ポンプ30の駆動状態にかかわらず、9個のピストン61のピストンヘッド61Aは斜板62に常に接触している。このように、ピストン押付機構80Aは、コイルばね83のばね力(弾性力)に基づいて9個のピストン61を斜板62に押し付ける力が規定されている。
(1)油圧ポンプ30の押付機構80は、シリンダブロック70をポートプレート45に押し付ける力を変更する変更手段80Cを備える。この構成によれば、シリンダ室73の油圧によりシリンダブロック70がポートプレート45に押し付けられる場合のようにシリンダブロック押付機構80Bがシリンダブロック70をポートプレート45に押し付ける必要がなくなった場合、シリンダブロック70をポートプレート45に押し付けない第2の状態とすることができる。
また、ピストン押付機構80Aおよびシリンダブロック押付機構80Bがシリンダブロック70をポートプレート45に向けて押す位置が異なるため、シリンダブロック70の局所的な部分においてシリンダブロック70がポートプレート45を押す力が大きくなることが抑制される。したがって、例えばシリンダブロック70が回転し始めるときにシリンダブロック70とポートプレート45との間の摩擦力が過度に大きくなることが抑制される。
そこで、変更手段80Cは、シリンダブロック押付機構80Bに供給される油圧が高くなるにつれてシリンダブロック押付機構80Bによりシリンダブロック70をポートプレート45に向けて押す力を小さくする。これにより、シリンダブロック押付機構80Bに供給される油圧が高くなるにつれてシリンダブロック押付機構80Bによるシリンダブロック70をポートプレート45に押し付ける力を小さくするため、油圧ポンプ30の油圧に応じて適切な力でシリンダブロック70をポートプレート45に押すことができる。このため、シリンダブロック70とポートプレート45との間の油膜の厚さがシリンダブロック押付機構80Bに起因して適切な厚さよりも薄くなることを抑制することができる。したがって、シリンダブロック70とポートプレート45とが直接的に接触した状態でポートプレート45に対してシリンダブロック70が回転することを抑制することができる。
これに対して、第4の軸受35の外輪35Bには、外輪35Bの外周面を覆う円筒部37Aと外輪35Bの第1のブロック50側の端面を覆うフランジ37Bとを有するカバー部材37が取り付けられている。この構成によれば、押付ロッド91がフランジ37Bを押すため、シリンダブロック押付機構80Bによるシリンダブロック70をポートプレート45に向けて押す力をシリンダブロック70に好適に伝えることができる。
上記実施形態に関する説明は、本発明に従う流体圧ポンプないし流体圧システムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う流体圧ポンプないし流体圧システムは、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
上記実施形態において、油圧ポンプ30は、連通路55を省略し、複数のシリンダブロック押付機構80Bのそれぞれと各油路16B,17Bとを接続する導入油路を備えてもよい。
上記実施形態において、導入油路44Aが第1油路16Bおよび第2油路17Bとは別の供給油路に接続されていてもよい。すなわち、油圧ポンプ30は、シリンダブロック押付機構80Bに油を給排するための給排装置を備えてもよい。この給排装置は、油が貯留されるリサーバと、リザーバと油圧ポンプとを接続する給排油路と、リザーバから油圧ポンプに油を供給するポンプとを備える。ポンプは、例えば制御装置21Bにより制御される。
上記実施形態において、シリンダブロック押付機構80Bの押付ロッド91が電動で動作してもよい。例えば、シリンダブロック押付機構80Bは、電線が巻回されることにより形成されたコイルと、磁性体により形成され、コイルに挿入された押付ロッドとからなるソレノイドであってもよい。この場合、コイルばね92が省略される。
上記実施形態において、第4の軸受35の外輪35Bに取り付けられたカバー部材37は、円筒部37Aが省略されたフランジ37Bのみの平板状であってもよい。
上記実施形態において、第4の軸受35の外輪35Bに取り付けられたカバー部材37を省略してもよい。この場合、シリンダブロック押付機構80Bの押付ロッド91は、外輪35Bを直接的に押し付ける。
上記実施形態において、第4の軸受35を省略してもよい。この場合、シリンダブロック押付機構80Bの押付ロッド91は、シリンダブロック70を直接的に押し付ける。
上記実施形態において、第3の軸受34を省略してもよい。この場合、斜板62が第1のブロック50に固定される。このため、ピストン61が斜板62のフランジ62Bに対して摺動する。
上記実施形態において、ハウジング40は、円筒部41および側壁42が個別に形成されてもよい。またハウジング40およびポートプレート45は、円筒部41とポートプレート45とが一体に成型され、円筒部41および側壁42が個別に形成された構成であってもよい。
上記実施形態において、複数のシリンダブロック押付機構80Bは、シリンダブロック70の周方向において摩擦力およびその他の力とのバランスを考慮して、自由に配置、例えば不等間隔で配置されてもよい。
上記実施形態において、変更手段80Cは、導入油路44Aの油圧が所定の油圧未満のときに導入油路44Aを遮断し、所定の油圧以上のときに導入油路44Aを連通させるリリーフ弁を備えてもよい。リリーフ弁は導入部分44に設けられる。この場合、変更手段80Cは、導入油路44Aの油圧が所定の油圧未満のとき、シリンダブロック押付機構80Bに油圧を供給しない。このため、シリンダブロック押付機構80Bは、コイルばね92のばね力に基づく予め設定された力でシリンダブロック70をポートプレート45に押し付ける。すなわち変更手段80Cは、シリンダブロック押付機構80Bに供給される油圧が所定の油圧未満のとき、予め設定された力でシリンダブロック70をポートプレート45に押し付ける。また、変更手段80Cは、導入油路44Aの油圧が所定の油圧以上のとき、シリンダブロック押付機構80Bに油圧を供給する。このため、シリンダブロック押付機構80Bは、第2の状態となり、シリンダブロック押付機構80Bによるシリンダブロック70をポートプレート45に押し付ける力が「0」となる。すなわち変更手段80Cは、シリンダブロック押付機構80Bに供給される油圧が所定の油圧以上のとき、シリンダブロック押付機構80Bによるシリンダブロック70をポートプレート45に押し付けなくなる。
上記実施形態において、変更手段80Cは、油圧ポンプ30が回転中におけるシリンダブロック押付機構80Bによるシリンダブロック70をポートプレート45に押し付ける力を「0」よりも大きく、かつ、変更手段80Cは、油圧ポンプ30が停止または起動時における上記力よりも小さい値に設定してもよい。このようにすることで、より適切な力でシリンダブロック70をポートプレート45に押すことで、油の漏えいおよびシリンダブロック70やポートプレート45の磨耗を防止することができる。
上記実施形態において、押付機構80は、ピストン押付機構80Aの機能とシリンダブロック押付機構80Bの機能とを併せ持つ1つの押付機構として構成されてもよい。この場合、押付機構80は、ピストン押付機構80Aが設けられる箇所に設けられ、ピストン押付機構80Aの構成を含み、シリンダブロック押付機構80Bの構成を含まない。押付機構80のコイルばね83は、以下の(A)〜(D)のいずれかの構成を取り得る。
(A)コイルばね83におけるポートプレート45側の端部(以下、「プレート側端部」)に錘が取り付けられる。この構成によれば、油圧ポンプ30が駆動するとき、シリンダブロック70とともにコイルばね83が回転するため、プレート側端部に作用する遠心力によりプレート側端部がシリンダブロック70の中央凹部78の内周面に押し付けられる。これにより、シリンダブロック70の中央凹部78がプレート側端部を支持する力が発生するため、コイルばね83がシリンダブロック70を押す力が小さくなる。
(B)コイルばね83のプレート側端部の線材が中空構造を有する。プレート側端部の内部空間には、油等の液体が封入される。この構成によれば、油圧ポンプ30の駆動によりコイルばね83が回転するため、プレート側端部に作用する遠心力によりプレート側端部が中央凹部78の内周面に押し付けられる。このため、コイルばね83がシリンダブロック70を押す力が小さくなる。
(C)コイルばね83は、形状記憶合金により形成される。このコイルばね83は、温度が高くなるにつれてばね定数が小さくなる。油圧ポンプ30が回転するとき、油圧ポンプ30が停止しているときよりも油圧ポンプ30内の温度が上昇する。このため、油圧ポンプ30が回転するとき、コイルばね83のばね定数が小さくなる。したがって、油圧ポンプ30が回転するときの押付機構80によるシリンダブロック70をポートプレート45に押す力が、油圧ポンプ30が停止しているときの押付機構80によるシリンダブロック70をポートプレート45に押す力よりも小さくなる。
上記実施形態において、油圧ポンプ30は、電動モータ22以外の動力、例えばエンジンにより駆動してもよい。
10B…油圧アクチュエータ(流体アクチュエータ)
21B…制御装置
22…電動モータ(モータ)
30…油圧ポンプ(流体圧ポンプ)
35…第4の軸受(転がり軸受)
35B…外輪
40…ハウジング
45…ポートプレート
45A…第1ポート(流体の通路)
45B…第2ポート(流体の通路)
54…収容部
54A…内部空間
55…連通路
56…開口部(流体圧供給部)
61…ピストン
62…斜板
70…シリンダブロック
73…シリンダ室
80…押付機構(押付手段)
80A…ピストン押付機構(ピストン押付手段)
80B…シリンダブロック押付機構(シリンダブロック押付手段)
80C…変更手段
91…押付ロッド
91C…受圧部
92…コイルばね(押付部材)
Claims (9)
- 流体の通路が形成されたポートプレートと、
前記ポートプレートと共に前記通路と連通可能であり、ピストンが収納されるシリンダ室を有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付ける力を前記シリンダブロックに付与可能である押付手段と、
前記ピストンが前記シリンダブロックの回転軸方向へ移動するのを規定する斜板と、
を備え、
前記押付手段は、前記押し付ける力を変更する変更手段と、前記ピストンを前記斜板に押し付けるピストン押付手段と、流体圧により動作して前記ポートプレートに前記シリンダブロックを押し付けるシリンダブロック押付手段とを有し、
前記シリンダブロック押付手段は、前記ピストン押付手段よりも前記回転軸から見て遠い側に配置され、
前記変更手段は、前記シリンダブロック押付手段に設けられ、前記シリンダブロック押付手段に供給される流体圧に基づいて、前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付ける力を変更するものであり、前記シリンダブロック押付手段に供給される流体圧が高くなるにつれて前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付ける力を小さくする
流体圧ポンプ。 - 前記変更手段は、前記シリンダブロック押付手段に供給される流体圧が所定の流体圧以上のとき、前記シリンダブロック押付手段による前記ポートプレートへの前記シリンダブロックの押し付けを中止する
請求項1に記載の流体圧ポンプ。 - 流体の通路が形成されたポートプレートと、
前記ポートプレートと共に前記通路と連通可能であり、ピストンが収納されるシリンダ室を有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付ける力を前記シリンダブロックに付与可能である押付手段と、
前記ピストンが前記シリンダブロックの回転軸方向へ移動するのを規定する斜板と、
を備え、
前記押付手段は、前記押し付ける力を変更する変更手段と、前記ピストンを前記斜板に押し付けるピストン押付手段と、流体圧により動作して前記ポートプレートに前記シリンダブロックを押し付けるシリンダブロック押付手段とを有し、
前記シリンダブロック押付手段は、前記ピストン押付手段よりも前記回転軸から見て遠い側に配置され、
前記変更手段は、前記シリンダブロック押付手段に設けられ、前記シリンダブロック押付手段に供給される流体圧に基づいて、前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付ける力を変更するものであり、前記シリンダブロック押付手段に供給される流体圧が所定の流体圧未満のとき、予め設定された力により前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付け、前記シリンダブロック押付手段に供給される流体圧が前記所定の流体圧以上のとき、前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付けない
流体圧ポンプ。 - 流体の通路が形成されたポートプレートと、
前記ポートプレートと共に前記通路と連通可能であり、ピストンが収納されるシリンダ室を有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの外周部分に取り付けられた転がり軸受と、
前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付ける力を前記シリンダブロックに付与可能である押付手段と、
前記ピストンが前記シリンダブロックの回転軸方向へ移動するのを規定する斜板と、
を備え、
前記押付手段は、前記押し付ける力を変更する変更手段と、前記ピストンを前記斜板に押し付けるピストン押付手段と、前記ポートプレートに前記シリンダブロックを押し付けるシリンダブロック押付手段とを有し、
前記変更手段は、前記シリンダブロック押付手段に設けられ、
前記シリンダブロック押付手段は、前記ピストン押付手段よりも前記回転軸から見て遠い側に配置され、前記転がり軸受の外輪を押し、
前記外輪は、前記シリンダブロック押付手段により前記回転軸方向に移動可能であるように構成される
流体圧ポンプ。 - 流体の通路が形成されたポートプレートと、
前記ポートプレートと共に前記通路と連通可能であり、ピストンが収納されるシリンダ室を有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付ける力を前記シリンダブロックに付与可能である押付手段と、
前記ピストンが前記シリンダブロックの回転軸方向へ移動するのを規定する斜板と、
ハウジングと、
を備え、
前記押付手段は、前記押し付ける力を変更する変更手段と、前記ピストンを前記斜板に押し付けるピストン押付手段と、前記ポートプレートに前記シリンダブロックを押し付けるシリンダブロック押付手段とを有し、
前記変更手段は、前記シリンダブロック押付手段に設けられ、
前記ハウジングは、前記シリンダブロック押付手段を収容可能であり、前記シリンダブロック押付手段を収容可能な内部空間を有する収容部と、前記内部空間に連通して前記内部空間に流体圧が供給可能な流体圧供給部とを有し、
前記シリンダブロック押付手段は、前記シリンダブロックを前記ポートプレートに押し付け可能な押付ロッドと、前記回転軸方向において前記押付ロッドを前記シリンダブロックに向けて押し付ける力を前記押付ロッドに与える押付部材と、を備え、前記ピストン押付手段よりも前記回転軸から見て遠い側に配置され、
前記押付ロッドは、前記回転軸方向において前記押付部材により前記押付ロッドに与えられる力に抗して前記押付ロッドが前記シリンダブロックから離れる方向に前記流体圧を受ける受圧部を有する
流体圧ポンプ。 - 前記押付手段は、複数の前記シリンダブロック押付手段を有し、
前記複数のシリンダブロック押付手段は、前記回転軸を中心に等間隔に配置される
請求項1〜5のいずれか一項に記載の流体圧ポンプ。 - 前記複数のシリンダブロック押付手段を収容可能なハウジングをさらに備え、
前記変更手段は、前記複数のシリンダブロック押付手段に流体圧を供給可能な連通路を有し、
前記連通路は、前記ハウジングに設けられる
請求項6に記載の流体圧ポンプ。 - 前記ピストン押付手段は、前記ピストンが配置される位置よりも前記回転軸側に配置されている
請求項1〜7のいずれか一項に記載の流体圧ポンプ。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の流体圧ポンプと、
前記流体圧ポンプを駆動するモータと、
前記モータを制御する制御装置と、
前記流体圧ポンプによって発生された流体圧によって駆動される流体アクチュエータとを有する
流体圧システム。
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