JPH0233475A - ラジアルピストンポンプの弁／ピストンカートリッジ及び回転ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ラジアルピストンポンプの弁構造、ロータ構
造、ロータ軸受予負荷技術に関し、特に、ラジアルピス
トンポンプの弁／ピストンカートリッジ及び回転ピスト
ンポンプに関する。

〔従来の技術］ 典型的なラジアルピストンポンプにおいては、中央のロ
ータを軸受を介してハウジングに回転可能に装着し、ハ
ウジングには、ロータから半径方向に延びる複数個の円
周方向に離間したピストンボアが設けである。ロータの
ための軸受予荷重は典型的には、ハウジングのキャップ
と１つの軸受のレースとの間に配置した適当な厚さのシ
ム即ち調整素子により提供される。ロータ自体は、半径
方向のピストンボアに隣接した位置に偏心カム表面を具
備する０通常、カム表面の偏心度により生じる動的アン
バランスを補償する手段は設けてなし１゜ 典型的には、複数個のピストンを設け、各ピストンを各
ピストンボア内に配置する。ピストンはロータのカム表
面の方へ半径方向内方にバネ偏部しである。ころ軸受及
びレースは典型的には、カム表面とピストンとの間に配
置する。また、ハウジングは通常、各ピストンボアの両
側に入口弁及び出口弁をそれぞれ具備する。

ロータが回転すると、ピストンがカム表面を追従し、ピ
ストンはピストンボア内で半径方向に往復運動する。ピ
ストンが半径方向内方に動くと、入口弁を介してピスト
ンボア内に液圧流体が吸引され、出口弁は閉じる。ピス
トンが半径方向外方に動き始めたときには、入口弁が閉
じ、出口弁が開いて、流体を排出する。

［発明が解決すべき課題］ しかし、上述の従来のラジアルピストンポンプはいくつ
かの欠点を有する。シムを使ってのロータ軸受に対する
予負荷（予荷重付与）は作業が困雅で多大な時間を要す
る。つまり、シムを適所に配置し、全体のパッケージを
組立て、試験を行わねばならず、もしシムの寸法が不適
当であれば、ポンプを解体し、別のシムのパッケージを
適所に配置し直し、ポンプを再度組立て、試験をし直さ
なければならない。

典型的な弁構造においては、弁はハウジングの一側を通
って延びている。このため、通常、ハウジングの一側か
らドリルでボアを明ける必要があり、また、弁構造及び
ロータの軸受構造は２部片のハウジングを必要とする。

従って、全体の構造を得るためには、かなりの機械加工
と多大な組立て時間が必要となり、また、ピストンボア
の摩耗を防ぐために高級な耐摩耗性材料を使用しなげれ
ばならない。

典型的なロータはカム表面の偏心度を補償するための釣
合いおもりを備えていない、このため、ロータは回転中
に不当な応力を受けてしまう。

従って１本発明の目的は、従来及び現在のポンプに比べ
て機械加工及び組立て時間が大幅に少なくて済むラジア
ルピストンポンプを提供することである。

本発明の別の目的は１本発明に係るポンプの組立てに要
する部品数を最小にし、バランスのよい最終製品を提供
することである。

本発明の別の目的は、比較的低級の材料でその大部分を
形成できるポンプを提供することである。

［課屈を解決するための手段ｔひ−＋＝Ｊ下帽効采］上
記目的は、各ピストンと共に少なくとも１つの入口及び
出口弁をカートリッジ内に合体した弁／ピストンカート
リッジを提供することにより、達成される。このカート
リッジはピストンボア内へ容易に挿入できる。付加的な
弁ボアを設ける必要はない、弁／ピストンカートリッジ
は高級耐摩耗性材料でつくったライナを備え、このライ
ナ内でピストンが摺動する。ポンプハウジングはピスト
ンの摩擦に耐える必要がなく、比較的低級な材料でつく
ることができる。

更に、主ロータの端部においてハウジング内に端部部材
を螺入し、軸受に対する予荷重を提供する。軸受に対す
る予荷重は、ハウジングに対する端部部材の螺入度合を
調整し、ピン等で所望の位置に端部部材を保持すること
により、Ｉｌ整できる。

少なくとも１つの釣合いおもりをロータに設けて。

カム表面の偏心度に対する補償を行う、全体のハウジン
グ構造体を単一部片で構成することができ、ポンプの更
なる簡素化を達成できる。

［実施例］ 第１図には、本発明に係るラジアルピストンポンプの好
適な第１の実施例を示す。ロータ１０は軸受１２．１４
によりポンプハウジング１６内に回転可能に族１着しで
ある。軸受１４の外側レース１７は、ポンプハウジング
１６に設けた肩部１８により、第１図の右方へ軸方向に
動けないようになっている。軸受１２の外側し〜ス１９
は、端部部材２２の内表面に設けた肩部２０により、第
１図の左方へ軸方向に動けないようになっている。

軸受１２．１４の内側レース２１．２３は、カム表面２
７の一側でロータ１０に装着した釣合いおもり２５によ
り、相互接近できないようになっている。釣合いおもり
２５はカム表面２７の偏心度により生じる動的不平衡を
相殺する役目をも果す。

端部部材２２の半径方向外表面２４はネジ部を備え、ポ
ンプハウジング１６の内表面２６の対応するネジ部に螺
合できる。従って、軸受１２．１４に対する予荷重は、
端部部材２２を単に回転させて軸受１２．１４に対する
圧縮度を変えることにより、５Ｉａできる。適当な止め
ナツト２８等を設けて、端部部材２２を所望の位置に保
持する。

好適には、簡単なカバー２９を端部部材２２上に位置決
めして、端部部材を保護し、軸受の予荷重の変動の可能
性を減少させる。

ポンプハウジング１６は入口通路３０、出口通路３２、
及び円周方向に離間した複数個の半径方向の弁／ピスト
ンカートリッジ収容ボア３４（図を明瞭にするため、１
つのみのボアを示す）をも具備する。入口通路３ｏ及び
出口通路３２は、ボア３４のまわりで延びる環状グルー
プ３６．３８により各ボア３４に接続している。

本発明の弁／ピストンカートリッジ４０の好適な実施例
を第２図に示し、このカートリッジはボア３４内に位置
している。中空の実質上円筒状のライナ４２はボア３４
内に位置し、好適には例えば高級鋼の如き耐摩耗性材料
でつくっである。ライナ４２をこのような材料でつくる
と、ポンプハウジング１６は例えば結節性の鉄（即ち塊
を含む鉄）の如き低級材料でつくってもよい、ライナ４
２の半径方向内方（第２図の下方）への運動はボア３４
に設けた肩部４４により阻止する。ライナ４２は少なく
とも１つ（好適には複数個）の入口ボア４６を有し、こ
れらの入口ボアは環状入口グループ３６をライナ４２の
内部に流体接続する。

好適には、ライナ４２の内表面は入口ボア４６を相互接
続する環状の入口グループ４８をも具備すライナ４２の
半径方向外方（第２図の上方）への動きは、ライナ４２
に設けた肩部５２に衝合する端部キャンプ５ｏにより阻
止される。端部キャップ５０の外周面５４はネジ部を備
え、ボア３４の上端部の対応するネジ部付き表面５６に
係合できる。少なくとも１つの出口ボア５８を端部キャ
ップ５０に設けて、端部キャップ５０の内部を環状出口
グループ３８に流体接続する。端部キャップ５０の内径
６０は、端部キャップ５ｏで包囲した区域において、ラ
イナ４２の外径６２より若干大きい、ライナ４２の外径
６２は、上記区域において、ライナの残りの他の部分の
外径より小さくしてもよい、同様に、ライナ４２の端６
４は端部キャップ５０の下面６６の下方手前で終端して
いる。このような間隔を保った配置関係により、ライナ
４２の内部と出口ボア５８との間の流体接続が確立され
る。

カップ状のピストン６８はライナ４２の半径方向内端部
の内部に摺動自在に配置する。同様に。

中空の入口弁スリーブ７０は、ピストン６８から半径方
向外方でライナ４２の内部に摺動自在に配置する。ライ
ナ４２と端部キャップ５０とピストン６８と入口弁スリ
ーブ７０との間のスペース７２は、後述するポンプのピ
ストン室として作用する。

バネスパイダ７３は、カップ状ピストン６８の底部から
、入口弁スリーブ７Ｑをピストン６８の方へ押圧する軽
量人口弁バネ７４を保持する。入口弁スリーブ７０上方
の位置まで、延びている。

かなり強力な主バネ７６はスパイダ７３内に位置し、端
部キャップ５０とカップ状ピストン６８の底部との間を
延長し、ピストン６８をロータ１０のカム表面２７の方
へ偏倚している。ころ軸受８０及びピストンレース８２
を、カム表面２７とピストン６８の底部との間に配置す
る。好適には、リング７８をカム表面２７の両側に設け
て、ころ軸受８０及びピストンレース８２をカム表面２
７と軸方向に整合する位置に保持する。

入口弁スリーブ７０の基部８４は僅かに傾斜していて、
入口グループ４８内の流体と常に流体連通している。入
口弁スリーブ７０の他端８５はピストン室７２内の圧力
に晒されている。出口グループ３８は、出口グループ３
８から出口通路３２への流体の流れを許容するがその逆
の流れは阻止する適当な型式の逆止め弁８６を介して、
出口通路３２に接続している。出口通路３２内での圧力
変動を最少化するため、逆止め弁８６は正当な限り迅速
に開弁ずべきであり、図には円板弁として示す。

作動を説明すると、ピストン６８が表面２７を追従して
第２図に示す位置から半径方向内方へ移動すると、ピス
トン室７２内に低圧状態が生じる。

このため、出口逆止め弁８６が閉じ、出口通路３２から
ピストン室７２への流体の流れを阻止する。

ライナの入口グループ４８内の圧力は入口通路３０内の
いかなる圧力（典型的には大気圧）にも対応している。

この入口圧力はピストン室７２内の低圧よりも高く、従
って、入口弁スリーブ７ｏをピストン６８から引離すよ
うに上方へ押圧する。

それ故、流体は入口通路３０からピストン室７２へ流入
する。

続いて、ピストン６８がカム表面２７により半径方向外
方へ押圧されたときに、差圧が逆転し。

入口弁スリーブ７０がピストン６８の上面に再度係合し
、ピストン室７２と入口通路３０との連通を遮断する。

その結果、ピストン室７２内の増大した圧力が逆止め弁
８６を開き、ピストン室７２内の流体を出口通路３２内
の高圧流体内へ圧送する。

ピストン６８の外径が入口弁スリーブ７０の外径より大
きいことに留意されたい。入口弁スリーブ７０の外径は
ピストン６８の有効吸上げ（ポンピング）直径である。

一方、ピストン６８の大きい外径に係る表面（ピストン
下面）がピストンレース８２に係合し、ピストンとピス
トンレースとの接触面での応力を減少させ、これらの間
の接触不良を防止する。

第３．４図は本発明の弁／ピストンカートリッジの別の
実施例を示し、この弁／ピストンカートリッジは入口弁
及び出口弁を有する０便宜上、先の実施例における素子
と同じ機能を果す素子には同じ参照番号を付し、その後
にダッシュｒ′Ｊを付す０例えば、ポンプハウジング１
６′、入口通路３０′、出口通路３２′等である。ただ
し、これらの素子の正確な位置は先の実施例のものと異
なってもよい、これらの素子は先の実施例のものと同じ
機能を果すのでその詳細な説明は省略する。

先の第１実施例と同様、この実施例でも、各半径方向の
弁／ピストンカートリッジ収容ボア３４′内に位置した
ライナ９０を具備するライナ９０の外周に設けた入口グ
ループ９２は、先の第１実施例のボア３４内に設けた入
口グループ３６と同じ機能を果し５従って、入口通路３
０’からの流体を種々の入口ボア４６′近傍へ分配する
機能を果す。

先の第１実施例とは異なり、この実施例では、端部キャ
ップ５０′はライナ９ｏの半径方向外端（第３図の上端
）に密封係合している。ライナ９０に設けた出口ボア９
４はピストン室７２′を出口通路３２′に接続する。

実際の弁動作は、好適にはバネ鋼等でつくった２つのほ
ぼ円形の可撓性部材９８，１００により提供される。入
口町原性部材９８は入口ボア４６′の側部でピストン室
７２′に設けてあり、出口可陳性部材１００は呂ロボア
９４の外側に設けである。好適には、再開性部材９８．
１００は共に、圧縮応力を加えてあり（即ちプレストレ
ストされており）、ボア４６’　、９４を密封閉鎖する
方向に偏倚せしめられている。ボア３４′の壁は回置性
部材１００の外向き運動を制限する役目を果し。

一方、環状延長部１０２を端部キャップ５０′に設けて
回線性部材９８の内向き運動を制限する。

環状延長部１０２はまた、主バネ７６′の位置を安定さ
せる補助機能をも果す。

再開性部材９８，１００は、例えば、回線性部材９８に
ついて示すように町原性部材の端部を端部キャップ５０
′の下面とライナ９０の上面との間に位置決めするが如
き方法で、２つの素子間に端部を位置決めすることによ
り、適所に確実に保持される。別の方法としては、回腸
性部材１００について示すように、可ｌ見性部材を収容
したキャ完全に閉じるように、これらの回腸性部材を単
に寸法法めしてもよい。回置性部材は、ボア４６′９４
係合するように、例えば舌片とスロットとによる保持構
造又はデインプルの如き適当な手段により、円周方向で
保持することができる。

円筒状ライナ９０の内表面は少なくとも１つのデインプ
ル１０４を具備しく第４図）、ピストン６８′がライナ
９０内に完全に位置決めされた場合でさえもピストン室
７２′と出口ボア９４との間を接続する。

作動について説明すると、ピストン６８′がカム表面２
７′を追従して半径方向内方（第３図の下方）へ動いた
とき、ピストン室７２′内に低圧状態が生じる。このた
め、入口通路３０′内の一層高い圧力（大気圧）が再開
性部材９８を入口ボア４６′から引離し、ピストン室７
２′内へ流体を送り込む、この間、出口通路３２′内の
更に高い圧力は町原性部材１００をライナ９０に押付け
、出口ボア９４を閉じている。

次いで、ピストン６８′がカム表面２７′により・半径
方向外方（第３図の上方）へ動かされたとき、ピストン
室７２′が高圧状態となる。このため、可撓性部材９８
を円筒状ライナ９０に押付け、入口ボア４６′を閉じる
。また、可撓性部材１゜Ｏを円筒状ライナ９０から引離
してボア９４を開く、従って、ピストン室内の流体は出
口通路３２’へ送り出される。

以上明らかなように、本発明の上述の好適な実施例は、
従来のものに比べ組立てや適正な調整が遥かに簡単で製
造費が安いポンプ構造を提供する。

故障したときには単一の弁／ピストンカートリッジ又は
カートリッジのライナを交換するだけでよいから、修理
も簡単である。

以上１本発明を特定な実施例につき説明したが。

本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではなく
１種々の置換、修正、変更が可能であることは言うまで
もない０例えば、先の第１実施例において、入口弁スリ
ーブ７０の底面８４の傾斜をなくすか反対方向の傾斜と
し、逆止め弁８６の作動方向を逆にすることにより、カ
ートリッジ内の入口弁を出口弁として使用するように簡
単に修正できる。同様に、第２の実施例において、可廃
性部材９８をライナ９０の外側に配置し可匪性部材１０
０をライナ９０の内側に配置することにより、入口弁及
び８０弁の位置を逆にしてもよい、一方の可撓性部材９
８又は１００を省略し、その代りに逆止め弁８６の如き
外部の逆止め弁を設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例に係るラジアルピストン
ポンプの断面図、 第２図は第１図のポンプの弁／ピストンカートリッジを
示す断面図。 第３図は入口弁及び出口弁の双方を合体した弁／ピスト
ンカートリッジの別の例を示す断面図。 第４図は第３図の４−４線における断面図であ符号の説
明 １０：ロータ　　　１２．１４：軸受 １６：ハウジング　　　　２２：端部部材２７：カム表
面　　　　　３０：入口通路３２：出口通路　　　　　
３４：収容ボア４０：弁／ピストンカートリッジ ４２．９０：ライナ　　　４６：入口ボア５０：端部キ
ャップ　　　５８：出口ボア６８：ピストン　　７ｏ：
入口弁スリーブ７２：ピストン室　　　７３：バネスパ
イダ７６：主バネ　　　　８２：ピストンレース８６：
逆止め弁 ９ｇ−Ｚｏｏ：可洗性部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つのカートリッジ収容ボアとこのカー
   トリッジ収容ボアに通じた入口通路及び出口通路とを有
   するラジアルピストンポンプのための弁／ピストンカー
   トリッジにおいて、 前記カートリッジ収容ボア内で位置決め可能な中空で実
   質上円筒状のライナと、 前記カートリッジ収容ボア内に前記ライナを保持するた
   めの端部キャップと、 前記ライナ内に摺動自在に配置したピストンと、前記ラ
   イナ内に位置した弁手段と、 を備え、 前記ライナ、端部キャップ、ピストン及び弁手段が、前
   記ラジアルピストンポンプの前記入口通路及び出口通路
   に流体接続可能なピストン室を画定し、該弁手段がこの
   ピストン室と前記入口通路及び出口通路のうちの少なく
   とも一方との間の流体の流れを調整する、 弁／ピストンカートリッジ。 ２、請求項１に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、前記ライナを耐摩耗性材料で形成した弁／ピストン
   カートリッジ。 ３、請求項１に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、前記弁手段が、前記入口通路から前記ピストン室へ
   の流体の流れを許容するが該ピストン室から該入口通路
   への流体の流れを阻止する逆止め弁を有する弁／ピスト
   ンカートリッジ。 ４、請求項３に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、前記弁手段が更に、 前記ライナ内に摺動自在に位置しかつ前記ピストンに密
   封的に係合でき、該ピストンに隣接し前記入口通路内の
   圧力にさらされた一端と、前記ピストン室内の圧力にさ
   らされた他端とを有する中空の入口弁スリーブと、 前記ピストンの方へ該入口弁スリーブを偏倚する弁バネ
   手段と、 を備えた弁／ピストンカートリッジ。 ５、請求項４に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、更に、前記端部キャップから離れる方向へ前記ピス
   トンを偏倚する主バネ手段を備えた弁／ピストンカート
   リッジ。 ６、請求項５に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、更に、前記主バネ手段により前記ピストンに接して
   保持され、かつ前記弁バネ手段を前記入口弁スリーブに
   係合させた状態で保持する弁バネスパイダを備えた弁／
   ピストンカートリッジ。 ７、請求項４に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、前記ピストンの外径を前記入口弁スリーブの外径よ
   り大きくした弁／ピストンカートリッジ。 ８、請求項４に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、前記端部キャップが少なくとも１つの出口貫通ボア
   を有し、該端部キャップの内表面とこの端部キャップに
   隣接する区域内の前記ライナの外表面とが互いに離間し
   ていて、前記ピストン室を前記出口通路に流体接続する
   スペースを提供する弁／ピストンカートリッジ。 ９、請求項３に記載の弁／ピストンカートリッジにおい
   て、前記ライナが、前記入口通路を前記ピストン室に流
   体接続するための少なくとも１つの入口貫通ボアを有す
   る弁／ピストンカートリッジ。 １０、請求項９に記載の弁／ピストンカートリッジにお
   いて、前記弁手段が更に、前記入口貫通ボアに隣接して
   前記ライナ内に位置し該入口貫通ボアを密封すべく外方
   に偏倚せしめられた可撓性部材を有する弁／ピストンカ
   ートリッジ。 １１、請求項１に記載の弁／ピストンカートリッジにお
   いて、更に、前記ピストン室から前記出口通路への流体
   の流れを許容するが該出口通路から該ピストン室への流
   体の流れを阻止する別の逆止め弁を前記ライナの外部に
   設けた弁／ピストンカートリッジ。 １２、請求項１１に記載の弁／ピストンカートリッジに
   おいて、前記ライナが、前記ピストン室を前記出口通路
   に接続するための少なくとも１つの出口貫通ボアを有す
   る弁／ピストンカートリッジ。 １３、請求項１２に記載の弁／ピストンカートリッジに
   おいて、前記別の逆止め弁が前記出口貫通ボアに隣接し
   て前記ライナのまわりに位置し該出口貫通ボアを密封す
   べく内方に偏倚せしめられた可撓性部材を有する弁／ピ
   ストンカートリッジ。 １４、請求項１２に記載の弁／ピストンカートリッジに
   おいて、前記ライナの内表面が、前記ピストン室を前記
   出口貫通ボアに流体接続するためのデインプルを具備し
   ている弁／ピストンカートリッジ。 １５、回転ピストンポンプにおいて、 ポンプハウジングと、 複数個の軸受により該ポンプハウジング内に回転可能に
   装着され、ピストン作動用の偏心カム表面を有するロー
   タと、 前記偏心カム表面により作動せしめられる複数個の半径
   方向に延びたピストンと、 前記ポンプハウジング内に螺合し前記軸受の少なくとも
   １つの前記軸受のレースに当接した端部部材と、 を備え、 前記ポンプハウジング内に螺合した前記端部部材の螺合
   位置を調整することにより前記軸受に対する予荷重を調
   節可能とした、 回転ピストンポンプ。 １６、請求項１５に記載の回転ピストンポンプにおいて
   、更に、前記端部部材を所望の螺合位置に保持する少な
   くとも１つの止めナットを備えた回転ピストンポンプ。 １７、請求項１５に記載の回転ピストンポンプにおいて
   、更に、前記ロータを動的に平衡させるため前記偏心カ
   ム表面の偏心度を補償する少なくとも１つの釣合いおも
   りを前記ロータに設けた回転ピストンポンプ。 １８、請求項１５に記載の回転ピストンポンプにおいて
   、更に、 前記ポンプハウジング内に形成され前記偏心力ム表面の
   まわりで円周方向に離間した複数個の半径方向に延びた
   弁／ピストンカートリッジ収容ボアと、 複数個の弁／ピストンカートリッジと、 を備え、前記ピストンの各１つを該各弁／ピストンカー
   トリッジ内に配置し、該弁／ピストンカートリッジの各
   １つを該各弁／ピストンカートリッジ収容ボア内に配置
   した 回転ピストンポンプ。 １９、請求項１８に記載の回転ピストンポンプにおいて
   、更に、前記各弁／ピストンカートリッジ収容ボアに通
   じる入口通路及び出口通路を前記ポンプハウジング内に
   形成した回転ピストンポンプ。 ２０、請求項１９に記載の回転ピストンポンプにおいて
   、前記各弁／ピストンカートリッジが更に、 対応するピストンを摺動自在に収容し、対応する前記弁
   ／ピストンカートリッジ収容ボア内に位置した中空のラ
   イナと、 該弁／ピストンカートリッジ収容ボア内に該ライナを保
   持する端部キャップと、 該ライナ内に位置した弁手段と、 を備え、 前記ピストン、ライナ、端部キャップ及び弁手段がピス
   トン室を画定し、該弁手段がこのピストン室と前記入口
   通路及び出口通路のうちの少なくとも一方との間の流体
   の流れを調整する、 回転ピストンポンプ。