JPH03111673A - 固定シリンダ型可変容量ラジアルピストンポンプ - 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］ 本発明は固定シリンダ型可変容量ラジアルピストンポン
プにかかわるもので、とくに偏心カムのラジアル方向の
中心を偏心可能とした固定シリンダ型可変容量ラジアル
ピストンポンプに関するものである。

［従来の技術］ 従来、ラジアルピストンポンプのうち回転シリンダ型の
ものでは、リングを偏心させることによりその吐出容量
を可変可能としていた。しかしながら、リングの半径が
大きいためリングとピストン間の相対速度が大きく、と
くに高速回転時に摩耗等の問題がある。

一方、固定シリンダ型のラジアルピストンポンプにおい
ては、シリンダ自体を固定状態としているので、ピスト
ンのストロークを可変とすることが困難であり、したが
ってその吐出容量を可変とすることは回転シリンダ型の
ものより容易ではないという問題がある。なお、固定シ
リンダ型ラジアルピストンポンプを可変容量とする技術
にっ１、ｘ−（は、実開昭５８−１３０３８１号、特開
昭５８−１２０Ｅｔａ号、特開昭８１−１５２９７１号
などにその開示がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上のような諸問題にかんがみてなされたもの
で、固定シリンダ型のラジアルピストンポンプにおいて
、ピストンと接するカムを回転駆動軸の中心付近で偏心
させるとともに全体の半径を小さくすることによりピス
トンと偏心カムとの相対速度を小さく押えた上で、ピス
トンのストロークを可変とさせてその吐出容量を可変と
することができるようにした固定シリンダ型可変容量ラ
ジアルピストンポンプを提供することを課題とする。

［、Ｘ！ｌ！題を解決するための手段Ｊすなわち本発明
は１回転駆動軸と、この回転駆動軸により回転されるカ
ムと、このカムのまわりにラジアル方向に配設したシリ
ンダおよびピストンとを有する固定シリンダ型可変容量
ラジアルピストンポンプであって、上記回転駆動軸に偏
心して設けた基円シャフトと、この基円シャフトに滑動
するとともに上記ピストンが出接する偏心カムとを有し
、この偏心カムの中心線と上記駆動回転軸の軸線との間
の距離を調節可能な偏心機構を該偏心カムの側端面に取
り付けたことを特徴とする固定シリンダ型可変容饅ラジ
アルピストンポンプである。

上記偏心機構は上記偏心カムの中心線が上記回転駆動軸
の中心線から偏心する偏心量を可変とすることができる
機構で、その−例としては、偏心カムの中心線を回転駆
動軸の中心線に対してラジアル方向に移動可能とすると
ともに、この偏心カムの側端部に偏心カムの上記中心線
と連結した固定点を設けこの固定点を回転駆動軸の軸線
方向に移動させることにより偏心カムを偏心させるよう
に構成することができる。たとえば、偏心カムの中心線
上の側端部に可変用ポールを滑動可能に取り付け、同側
端部に対向して設けた円筒軸シャフトの回動用ビンを上
記固定点とし、この回動用ピンと上記可変用ポールとを
可変用リンクにより結合する構成とすることができる。

［作用］ 本発明による固定シリンダ型可変容量ラジアルピストン
ポンプにおいては、偏心カムの側端部に上記偏心機構を
設けたので、偏心カムないしは回転駆動軸の中心付近に
おいて偏心カムを所望量だけ偏心させることが可能であ
り、シリンダとピストンとの間の相対速度が小さくする
ことができとくに高速回転時での摩耗等を減少させると
ともに、可変容量を実現することができる。

また偏心機構の上記−例においては、偏心カムの中心は
回転駆動軸に対して振れ回るが、その振れ回っている中
心は固定点を連結されており。

しかもこの固定点は偏心カムの半径方向には固定である
とともに軸方向には可動であり、さらに固定点を軸方向
に動かす構成としているので、全体として半径方向に大
型化することなく、シリンダとピストンとの間の相対速
度を小さくすることができる。

［実施例］ つぎに１本発明の一実施例による固定シリンダ型可変容
量ラジアルピストンポンプｌを第１図ないし第８ｙ！Ｊ
にもとづき説明する。

第１図は上記固定シリンダ型可変容量ラジアルピストン
ポンプｌの要部側面図であって、その回転駆動軸２には
スプライン結合により基円シャフト３を一体回転可能に
かつ回転駆動軸２に対して偏心して設ける。この基円シ
ャフト３には偏心カム４を滑動可能に、かつ偏心カム４
が基円シャフト３に対してラジアル方向に移動可能に遊
嵌する。この偏心カム４の外周面にはラジアル方向に所
定数のピストン５をその先端が当接するように往復動可
能に設ける。このピストン５が往復動することにより、
バルブ機構（図示せず）を介してシリンダ６内に流体を
吸入吐出してポンプ作用を行なうものである。

上記偏心カム４の軸方向に垂直な側端面にはこの偏心カ
ム４を回転駆動軸２の軸線に対して偏心させるための偏
心機構７を設けである。すなわち、上記側端面の中心部
に滑動回部な可変用ポール８を設け、この可変用ポール
８には可変用リンク９を一体に結合し、可変用リンク９
の他の端部は円筒軸シャフトｌＯに設けた固定点として
の回動用ビン１１にこれを回動可能にはめ込んで連結す
る。

この連結状態を第２図および第３図に示す。

第２図は可変用リンク９と回動用ビンｔｉとの連結部分
の縦断面図、第３図は第２図の■−■線断面図であって
、円筒軸シャツ）１０の端面の上下に設けたメクラ板１
２により可変用リンク９および可変用ポール８は第２図
中上下方向における移動は押えられており、可変用リン
ク９が回動用ビン１１のまわりを回動することにより可
変用ポール８を所定の角度範囲内（第１図中上下方向）
を回動させることによって偏心カム４を回転駆動軸２お
よび基円シャフト３に対して偏心させるものである。

円筒軸シャフト１０の外周面にはラック１３を設けてピ
ニオン１４と係合させるとともに、このピニオン１４を
ステップモータ１５等により回転させて円筒軸シャフト
１０を第１図中左右方向に駆動する。この左右方向の駆
動によって回動可ビン１１が左右に駆動され、可変用ポ
ール８が第１図中上下方向に移動するものである。

以上のような構成を有する固定シリンダ型可変容喰ラジ
アルピストンポンプ１の作用について、第４図も参照し
て以下説明する。第４図は回転駆動軸２の軸線方向から
見た各部品の偏心の状態を示す説明図である。

ち該固定シリンダ型可変容量ラジアルピストンポンプｌ
の基本的な作動としては、前記回転駆動軸２の回転によ
り基円シャフト３および偏心カム４が回転し、偏心カム
４の外周面に出接しているそれぞれのピストン５を順次
往復動させ、所要の流体の吸入吐出というポンプ作用を
行なうものである。

なお、偏心カム４の最小偏心時つまりピストン５の最小
ストローク時の可変用ポール８、基円シャフト３および
偏心カム４の外径を第４図においてそれぞれ実線で示す
、このときには、可変用ポール８の中心つまり偏心カム
４の中心と回転駆動軸２の中心Ｄｏとが一致しているの
で、偏心カム４の外径は回転駆動軸２の中心を中心とす
る円であり、ピストン５のストロークは事実上ゼロであ
る。

つぎにこのピストン５のストロークを変化させて容量を
変化させる場合には、ステップモータ１５によりピニオ
ン１４およびラック１３を駆動し、円筒軸シャフトｌＯ
を第１図中横方向に移動させる。この移動にともない可
変用リンク９が円筒軸シャフトｌＯの軸線に対して傾斜
するため、可変用ポール８が＠１図中上下の方向に移動
し偏心カム４の中心が回転駆動軸２の中心ＤＯからその
移動量に応じて偏心する。

たとえば第１図において円筒軸シャツ）１０を右動させ
れば、可変用ポール８が回転駆動軸２の軸線から離れる
方向つまり上下いずれかの方向に移動しこの位置に固定
されることとなる０図示の状態では偏心カム４の中心が
回転駆動軸２の軸芯より上方に位こした状態を示しであ
る。

こうした偏心状態で回転駆動軸２を回転駆動させると、
基円シャフト３は回転駆動軸２と一体に回転し、偏心カ
ム４はその中心が上方に位置した状態でその内周面を偏
心カム４が摺動することによりその回転半径を大きくす
ることができる。

つまり、この偏心カム４と接触しているピストン５のス
トロークを増大させることとなる。

なお、偏心カム４の最大偏心時つまりピストン５の最大
ストローク時の可変用ポール８および偏心カム４の外径
を第４図においてそれぞれ一点鎖線で示す。また、偏心
カム４の最外周部に位置する点Ｐおよび最内周部に位置
する点Ｑの軌跡をそれぞれ一点鎖線で示す（ただし、１
８０度回転の゛ト周分）。

また、偏心カム４の最大偏心時および最小編６時の間の
可変用ポール８の中心の軌跡を破線で示しである。この
軌跡が描く円の半径をＥとすれば偏心カム４の最大偏心
距離ＭＬ＝２Ｅである。

また、最大偏心時の偏心カム４の上死点と下死点との間
隔つまり最大偏心時ストローク（第４図中、線分Ｄｏ−
Ｐ上にあるピストン５の移動距離）ＭＳ＝２ＭＬ＝４Ｅ
である。

なお、実際の使用にあたっては可変用ポール８が移動し
やすいように、可変用ポール８の中心の偏心軌跡角度Ｔ
ないしは可変用リンク９の傾斜角度Ａの途中の行程を採
用することが望ましい。

この偏心軌跡角度Ｔは、第４図に示すように偏心カム４
の最大偏心時および最小偏心時の間の可変用ポール８の
中心の軌跡円の中心ＢＯからの中心角である。また、可
変用リンク９の傾斜角度Ａは第５図に示すように、 Ｔ　　＋２Ｂ＝１８０度 Ａ　　＋　　Ｂ＝９０度　　であるから。

Ａ＝Ｔ／２、つまりこの偏心軌跡角度Ｔの半分である。

なお可変用ポール８の偏心量をＬとすれば、Ｌ＝Ｅ　（
１−ｃ　ｏ　ｓＴ）の関係がある。

第６図は可変用ポール８の偏心軌跡角度Ｔに対する可変
用ポール８の偏心ＩＬの関係を示すグラフで、上述のよ
うに実際の使用にあたっては、偏心軌跡角度Ｔが４５度
から１３５度の範囲で可変用ポール８を移動させること
としている。

なお本発明においては、円筒軸シャフト１０を左右に移
動させる機構としてギア、可変用リンク等の他の構成も
採用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、偏心カムの側端部
に設けた偏心機構により、この偏心カムの中心位置を回
転駆動軸の中心軸付近、つまりラジアルピストンポンプ
の中心付近において偏心可能なストロークの可変機構を
設けたので、偏心カムとピストンとの相対速度が小さく
なり、高速回転時にも摩耗を適確に減少させることがで
きるとともに、可変容量の固定シリンダ型ラジアルピス
トンポンプとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例による固定シリンダ型可
変容量ラジアルピストンポンプ１の要部側面図、 第２図は同可変用リンク９と回動用ビン１１との連結部
分の縦断面図、 第３図は第２図のｍ−ｍ線断面図、 第４図は同、回転駆動軸２の軸線方向から見た各部品の
偏心の状態を示す説明図、 第５図は同、第４図の中心部分を拡大して示した説明図
、 第６図は同、可変用ポール８の偏心軌跡角度Ｔに対する
可変用ポール８の偏心ＩＬの移動量の関係を示すグラフ
である。 １００．固定シリンダ型 可変容量ラジアルピストンポンプ ２、、、、、回転駆動軸 ３、、、、。基円シャフト ４・・・・・偏心カム ５、、、、、ピストン ６、、、、、シリンダ ７、、、、、偏心機構 ８、、、、、可変用ポール ９、、、、、可変用リンク １０、、、、、円筒軸シャフト １１゜０１９８回動用ビン １２、、、、、メクラ板 １３、、、、、ラック １４、、、、、ビニオン １５、、、、、ステップモータ Ａ、、、、、、可変用リンク９の傾斜角度Ｔ、、、、、
、可変用ボール８の中心の偏心軌跡角度 Ｅ、、、、、、偏心カム４の最大偏心時および最小偏心
時の間の可変用ポール８の中心の軌跡が描く円の半径 Ｌ・・・・・・可変用ポール８の偏心量Ｐ０９．偏心カ
ム４の最外周部に位置する点Ｑ６０．偏心カム４の最内
周部に位置する点Ｄｏ、、、、、回転駆動軸２の中心 ＢＯ，，，，，偏心カム４の最大偏心時および最小偏心
時の間の可変用ポール８の中心の軌跡円の中心 ＭＬ、偏心カム４の最大偏心距Ｉｔ（＝２Ｅ）ＭＳ、最
大偏心時の偏心カム４の上死点と下死点との間隔つまり
最大偏心時ストローク（線分Ｄｏ−Ｐ上にあるピストン
５の移動距離）（＝２ＭＬ＝４Ｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転駆動軸と、 この回転駆動軸により回転されるカムと、 このカムのまわりにラジアル方向に配設したシリンダお
   よびピストンとを有する固定シリンダ型可変容量ラジア
   ルピストンポンプであって、前記回転駆動軸に偏心して
   設けた基円シャフトと、 この基円シャフトに滑動するとともに前記ピストンが当
   接する偏心カムとを有し、 この偏心カムの中心線と前記駆動回転軸の軸線との間の
   距離を調節可能な偏心機構を該偏心カムの側端面に取り
   付けたことを特徴とする固定シリンダ型可変容量ラジア
   ルピストンポンプ。