JPH03172580A - アキシャルピストン装置 - 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、アキシャルピストンポンプまたはモータ等の
アキシャルピストン装置に関する。

〔従来の技術〕

従来アキシャルピストン装置において、吸入行程と吐出
行程との間の切換わり時に、プランジャ室内が外部から
遮断された状態で膨張収縮するた（１） （２） め、このプランジャ室内の圧力が上昇あるいは下降し、
吸入ポートあるいは吐出ポートと連通ずる瞬間に圧力脈
動が生じて騒音が発生する。この圧力脈動は、吸入ポー
トおよび吐出ポートにノツチを形成して、プランジャ室
が吸入ポートおよび吐出ポートに連通ずる際の急激な圧
力変動を緩和することによりある程度低減可能であるが
、流体の作用圧力（ポンプにおいては吐出圧力、モータ
においては供給圧力）が大きく変化する場合、この緩和
効果は不十分である。上記圧力脈動を防止するための機
構としては特開昭６２−２３５８０号公報に記載のもの
がある。同公報に記載の装置は吸入ポート入口と隣接し
た部分と吐出ポート入口に隣接した部分にそれぞれのポ
ートと連通した複数の連通孔を設け、プランジャ室が吸
入及び吐出ポートに開放されるのに先立って上記連通孔
を介して吸入及び吐出ポートに連通ずるようにしてプラ
ンジャ室内の圧力を吸入及び吐出ポートの圧力に近づけ
る予減圧及び予圧縮行程を設け、急激な圧力変化を防止
している。上記特開昭６２−２３５８０号公報に記載の
装置では更に上記複数の連通孔を順に閉鎖／開放するこ
とによって上記予減圧及び予圧縮行程の期間を作用圧力
に応じて調整する機構を備えている。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭６２−２３５８０号公報に記載の装置は作用圧力
に応じて予減圧及び予圧縮行程の期間を変えることによ
り、全圧力範囲にわたって騒音の低減を図れる利点があ
るが、その反面上述の連通孔を開閉する機構が必要とな
り構成が複雑で装置自体も大型化する問題がある。また
連通孔を通じて吸入及び吐出ポートに流体が出入するた
め、ポンプ吐出圧が高い場合にはポンプ吐出容量が変化
したり、動力損失が増加する問題がある。

本発明は上記問題に鑑み、簡単な構成により、プランジ
ャ室が吸入及び吐出ポートと連通ずる際の圧力脈動を防
止して、全作動圧力範囲にわたって騒音を低下させるこ
とのできるアキシャルピストン装置を提供することを目
的とする。

（３） （４） 〔課題を解決するための手段〕 本発明のアキシャルピストン装置は前述の従来技術のよ
うに連通孔を用いることなく、予圧縮予減圧区間でプラ
ンジャ室内が外部から遮断されたままの状態でピストン
の上昇及び下降行程の位相を調整することにより吸入及
び吐出ポートと連通ずる際の圧力差を少なくする予圧縮
予減圧機構を備えると共に、更に作用流体の圧力に対す
る体積弾性率の変化に基づいて上記ビストンストローク
の位相変化量を圧力に対して非線形に設定するようにし
たことを特徴とする。すなわち、本発明によれば中心に
対して相互に反対側に設けられた吸入ポートおよび吐出
ポートを有するハウジングと、このハウジング内に設け
られた回転軸と、前記ハウジング内に、前記回転軸の軸
芯に対して傾斜して設けられた斜板と、前記回転軸の軸
芯周りに回転自在に設けられ、前記吸入ポートおよび吐
出ポートに連通可能なプランジャ室を有するシリンダブ
ロックと、前記シリンダブロック内に摺動自在に収容さ
れるとともに、頭部が前記斜板に摺接係合し、前記シリ
ンダブロックの回転に伴ない前記斜板との係合位置が変
化することにより前記軸芯に略平行に変位して前記プラ
ンジャ室を膨張、収縮させ、流体を前記吸入ポートから
プランジャ室に吸入し、前記吐出ポートから吐出するピ
ストンとを備えたアキシャルピストン装置において、前
記プランジャ室が前記吸入ポートと連通終了する位置で
の前記ピストン頭部と、前記プランジャ室が前記吐出ポ
ートと連通終了する位置での前記ピストン頭部とを結ぶ
直線を回転中心として前記斜板を回転変位させる作動手
段と、前記流体の作用圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段の検出した作用圧力に応じて、該作用圧
力が上昇するにつれて作用圧力の増分に対する前記斜板
の回転変位量の増分が減少する所定の非線形特性で前記
作動手段の作動量を設定する回転変位設定手段とを備え
る予圧縮予減圧制御機構を設けたことを特徴とするアキ
シャルピストン装置が提供される。

（５） （６） 〔作　用〕 プランジャ室が吸入ポートと連通終了する位置でのピス
トン頭部と、プランジャ室が吐出ポートと連通終了する
位置でのピストン頭部とを結ぶ直線を回転中心として、
予圧縮予減圧制御機構によって、斜板を回転変位させる
ことにより、ピストンの往復動の位相が変化して、予減
圧行程および予圧縮行程におけるピストンのストローク
が変位する。本発明では上記斜板の回転変位量と吐出圧
との関係を作用流体の体積弾性率の圧力変化に合わせて
非線形に設定しているため吐出圧に応じた予減圧および
予圧縮が得られ、圧力脈動が防止される。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図、第２図は本発明の第一実施例に係るアキシャル
ピストンポンプを示す。第１図はアキシャルピストンを
水平面で切断して示す断面図、第２図はアキシャルピス
トンを水平面に垂直な平面（図のＡ−Ａ線）で切断して
示す断面図である。

ハウジング１０は、カップ状のボディ２０１　と、この
ボディ２０１の開口部にシール部材２０２を介して嵌着
されたカバー９とから構成され、カバー９にはその中心
に対して相互に反対側に設けられた吸入ポート１５およ
び吐出ポート１６を有する。これらの吸入ポート１５お
よび吐出ポート１６の開口部形状は、カバー９をボディ
２０１側から見た状態において、第３図に示されるよう
にそれぞれ互いに向き合う円弧状を有する。カバー９の
ボディ２０１側の面には環状の弁板１４が取り付けられ
、弁板１４はピン２０３によりカバー９に一体的に連結
される。この弁板１４には、吸入ポート１５ａおよび吐
出ポート１６ａと、油圧バランス溝２０４が形成される
。後述するように、シャフト２２の回転に伴ない、プラ
ンジャ１２が進退動じてプランジャ室２９が膨張収縮し
、これにより流体が吸入ポート１５ａからプランジャ室
２９内に吸入されて圧縮され、吐出ボー）１６ａから吐
出される。

シャフト２２は、ボディ２０１の開口２０５に設けら（
７） （８） れたベアリング１９と、カバー９に固定されたベアリン
グ１７とにより、その軸芯周りに回転自在に支持される
。シャフト２２の一端はボディ２０１の開口２０５から
突出し、図示しない回転駆動源に連結される。シャフト
２２のベアリング１９よりボディ２０１の内側部分には
オイルシール１８が嵌着され、ハウジング１０内の流体
が開口２０５から流出するのが防止される。

シリンダブロック１１は、ハウジング１０内においてシ
ャフト２２にスプライン２０６により結合され、このシ
ャフト２２とともに一体的に回転する。シリンダブロッ
ク１１内には、シャフト２２の軸芯に平行に延びる複数
のシリンダボア２０７が形成され、これらのシリンダボ
ア２０７内にはプランジャ１２が摺動自在に収容されて
、プランジャ室２９が形成される。プランジャ室２９は
、シリンダブロック１１に穿設されたボー）２０８　、
および弁板１４に形成された吸入ボー）１５ａ、吐出ボ
ー）１６ａを介して吸入ポート１５と吐出ポート１６と
に連通可能である。

プランジャ１２のプランジャ室２９とは反対側の部分は
シリンダブロック１１から突出し、その先端には球状頭
部２０９が形成される。シ５−１３は球状頭部２０９に
固定され、斜板３０の環状平面３０ａに摺接係合する。

斜板３０は、第１図、及び第２図から理解されるように
半球状の中央部３０ｂと、中央部３０ｂから径方向に突
出するアーム部２２３　、２２４　。

２２５とを有し、中央部３０ｂには貫通口２２６が穿設
される。中央部３０ｂの球状面は、ボディ２０１に固定
された球面ホルダ３１の凹状球面３１ａに支持され、貫
通口２２６はシャフト２２に挿通される。斜板３０は、
後述するように、容量制御機構および予圧縮予減圧制御
機構により押圧され、これにより球面ホルダ３１の凹状
球面３１ａに沿って回転変位し、シャフト２２の軸芯に
対する傾斜角（容量制御角α、予圧縮予減圧角β）を変
化させる。

シリンダブロック１１の中央部とシャフト２２との間に
形成された環状室２１８（第２図）には２個のプレート
４１が設けられ、またこれらのプレート４１の間にはス
プリング４２が設けられる。一方のプレート４１はサー
クリップ４０によりシリンダブロック（９） （１０） １１に固定される。他方のプレート４１と、シャフト２
２にスプラインにより連結された半球状の球面座４４と
の間には、シリンダブロック１１を貫通して延びるピン
４３が設けられる。環状のプレート４５は球面座４４の
球状外周面に摺動自在に嵌合され、この球状外周面に沿
って回転変位可能である。スプリング４２の弾発力によ
りプレート４１、ピン４３、および球面座４４は斜板３
０側へ押圧される。したがって、シ５−１３は、スプリ
ング４２により押圧され、常時斜板３０の環状平面３０
ａに摺接係合する。またこのスプリング４２の弾発力に
より、シリンダブロック１１は弁板１４に常時摺接する
。

容量制御機構は、斜板３０を、シャフト２２の軸芯を通
り第２図の紙面に垂直な第一の直線の周りに回転変位さ
せて斜板３０の容量制御角αを増減することでプランジ
ャ１２のストロークを変化させてポンプ容量を変化させ
るものである。

容量制御機構は、斜板３０のアーム部２２４の前面に形
成された楕円状凹部を押圧する容量減少側ピストン１３
０　と、アーム部２２５の前面に形成された楕円状凹部
を押圧する容量増大側ピストン１４０とから成る。容量
減少側ピストン１３０、容量増大側ピストン１４０へは
図示せぬ制御弁機構により制御圧力が導入され、この制
御圧力により容量減少側ピストン１３０、容量増大側ピ
ストン１４０が前進、後退することで斜板３０の容量制
御角αを増減し、ポンプ容量を増減する。

予圧縮予減圧制御機構は、斜板３０を、シャフト２２の
軸芯を通り第１図に紙面に垂直な第二の直線の周りに回
転変位させ、プランジャ１２の往復動の位相を変化させ
て予減圧行程および予圧縮行程にふけるプランジャ１２
のストロークを変化させるものである。第二の直線は、
容量制御機構による斜板３０の回転中心である第一の直
線に対して直角に交差する。予圧縮予減圧制御機構は、
斜板３０のアーム部２２３の前面に形成された凹部を押
圧する予圧縮予減圧制御ピストン１００と、斜板３０の
アーム部２２３の後面に形成された凹部を押圧する支持
部４２０とから成る。予圧縮予減圧制御ピストン１００
の構成を説明する。

（１１） （１２） カラー１０３はカバー９に形成された孔に嵌着され、カ
ラー１０３の開口端部１０３ａはカバー９の孔に螺合さ
れたプラグ１０６により閉塞される。カラー１０３　と
カバー９の間の液密は０リング１０８により、またカラ
ー１０３とプラグ１０６の間の液密はＯリング１０７に
より保持される。カラー１０３　には、ピストン１０２
およびカラー１０３内にポンプ吐出圧を導くための油孔
１９９が穿設される。ピストン１０２はカラー１０３内
に摺動自在に支持され、その先端部はカラー１０３から
突出しており、頭部にシコー１０５が設けられ、シ５−
１０５は斜板３０のアーム部２２３０凹部に当接する。

ピストン１０２にはＯリング１１０が設けられ、カラー
１０３間での圧油のもれを防止する。ピストン１０２の
カラー１０３からの突出量は、後述するように、油孔１
９９に導かれるポンプ吐出圧および鼓形スプリング１０
４０弾発力により定まる。

第４図（ａ）から第４図（Ｃ）までは予圧縮予減圧制御
ピストン１００のみを取り出して示したものである。こ
の図において、カラー１０３は大径孔６１１　と小径孔
６１２を有し、ピストン１０２は大径孔６１１に摺動自
在に支持される大径部６１３と小径孔６１２に摺動自在
に支持される小径部６１４とを有する。ピストン１０２
の大径部６１３および小径部６１４とカラー１０３の内
周壁面との間の液密は、Ｏリング１１０　により保持さ
れる。ピストン１０２　には、これの軸芯に沿って延び
る支持孔６２１が穿設され、この支持孔６２１にはスプ
ール１０１が摺動自在に支持される。支持孔６２１の一
端はカラー１０３とプラグ１０６により形成される圧力
室６２２内に開口する。

スプール１０１は、圧力室６２２内に突出する大径部６
３１　と、支持孔６２１内に摺動自在に収容される弁部
６３２とを有する。支持孔６２１内であって弁部６３２
より左側部分は、圧力室６２２内に連通し、弁部６３２
より右側部分は後述するドレン通路６２５と連通する。

鼓形スプリング１０４は圧力室６２２内に配設され、ス
プールの大径部６３１とカラー１０３の端面との間に設
けられてスプール１０１を常時プラグ１０６側へ付勢す
る。

ピストン１０２内には、制御圧導入路６２４、ドレ（１
３） （１４） ン通路６２５、および制御ポート６２６が形成される。

制御ポート６２６は支持孔６２１に開口し、スプール１
０１の弁部６３２により開閉制御される。制御圧導入路
６２４は、制御ポート６２６　に連通するとともに、ピ
ストン１０２の大径部６１３　と小径部６１２０間に形
成された段部６２８　に開口する。ドレン通路６２５の
一端は支持孔６２１　に開口し、ドレン通路６２５の他
端はカラー１０３に設けられた溝部１０３ａに開口し、
同じくカラー１０３に設けられた通路１０３ｂを通して
ハウジング１０内の低圧部と連通ずる。

支持部４２０（第１図）はハウジングＩＯの穴部に配置
され、斜板３０のアーム部２２３に頭部が当接する支持
部材１２０と支持部材１２０の背面と当接し、支持部材
１２０をアーム部２２３へ付勢するスプリング１２１　
とスプリング１２１の他端を支持すると同時にハウジン
グ１０内の液密を保ち、ハウジングに固定されるプラグ
１２２よりなる。

まず、通常のポンプ作用を第２図を参照して説明する。

斜板３０が、前記第一の直線の周りに角度αだけ、すな
わちシャフト２２の軸芯から垂直上方に延びる直線に対
して角度αだけ傾斜していると仮定する。

シャフト２２が回転すると、これと一体的にシリンダブ
ロック１１およびプレート４５が回転する。これにより
シ５−１３が斜板３０の環状平面３０ａに摺接しつつシ
ャフト２２の軸芯周りに回転し、プランジャ１２もシャ
フト２２の軸芯周りに回転する。斜板３０の環状平面３
０ａが傾斜しているため、プランジャ１２はシリンダボ
ア２０７内において、シ５−１３と環状平面３０ａの係
合位置の変化に応じてシャフト２２の軸芯に沿って往復
動する。すなわち、シャフト２２０回転に応じてプラン
ジャ室２９の容積が変化する。

一方、シリンダブロック１１は弁板１４に対して回転摺
接し、これによりプランジャ室２９は、第３図において
、吸入ポート１５ａに連通しつつ矢印方向に回転してよ
死点Ｔに達し、次いで吐出ポー）１６ａに連通しつつ矢
印方向に回転して下死点Ｂに達する。プランジャ室２９
が吸入ポート１５ａに連通ずる間、このプランジャ室２
９は、プランジャ１２が前進するために膨張し、この結
果、プランジャ室２９内（１５） （１６） には流体が吸入される。次いで、プランジャ室２９が吐
出ポート１６ａに連通する間、プランジャ室２９は、プ
ランジャ１２の後退により圧縮され、これによりプラン
ジャ室２９内の流体は吐出ボー）１６ａから外部へ吐出
される。

ポンプ容量は、プランジャ１２のストロークにより決ま
り、このストロークは斜板３０の傾斜角α（第２図）に
よって定まる。ここで、プランジャ１２の中心とシャフ
ト２２の軸芯との距離をＲ１シリンダブロック１１の回
転角度をθ、吸入行程の終了回転角度（上死点Ｔ、）を
θ３　（第３図参照）、プランジャ１２の断面積をＡと
すると、プランジャ１２のストロークＳは、 Ｓ　＝　Ｒｃｏｓ　ｆｉ　ｔａｎ　ａ で表され、プランジャ１２は、吸入行程でＶ　＝　Ａ　
Ｒｔａｎ　ａ　（ｃｏｓ　ｅ　３−ＣＯ８θＩ）の体積
の作動流体をプランジャ室２９に吸入し、また吐出行程
でこの作動流体をプランジャ室２９から吐出する。通常
、θ、　＝３６０°、θ、　＝１８０°であるため、プ
ランジャ１２は、１本あたり、シリンダブロック１１が
回転する間に、２ＡＲｔａｎαの体積の作動流体を吸入
吐出する。したがってシリンダブロック１１にＮ本のプ
ランジャ１２が設けられていれば、１回転あたり２　Ａ
ＲＮｔａｎαの体積の作動流体を吸入吐出する。

次ぎに、ポンプ容量の制御について説明する。

ポンプ容量は、上述のように斜板３０の傾斜角αによっ
て定まり、この傾斜角αは、容量制御機構の容量減少側
ピストン１３０、容量増大側ピストン１４０の突出の度
合いによって決まる。

第２図において、図示しない制御弁機構の作用により、
容量増大側ピストン１４０に高圧が導かれ、容量減少側
ピストン１３０が低圧部に連通せしめられると、容量増
大側ピストン１４０が前方へ突出し、容量減少側ピスト
ン１３０が後退する。この結果斜板３０は、第２図にお
いて前記第１の直線を中心に反時計用りに回転変位し、
その傾斜角αは大きくなる。したがってプランジャ１２
のストロークは大きくなり、ポンプ容量すなわち吐出流
量が増大する。逆に、上記制御弁機構の作用により、容
量増（１７） （１８） 大側ピストン１４０が低圧部に連通せしめられ、容量減
少側ピストン１３０に高圧が導かれると、容量増大側ピ
ストン１４０が後退し、容量減少側ピストン１４０が前
方へ突出する。この結果、斜板３０が第２図において時
計用りに回転変位し、その傾斜角αが小さくなり、プラ
ンジャ１２のストロークが小さくなって、ポンプ容量す
なわち吐出流量が減少する。

次ぎに、予圧縮予減圧制御機構による予減圧および予圧
縮の制御について説明する。

予減圧および予圧縮は、次ぎに述べるように、斜板３０
の前記第２の直線周りの角度βによって定まり、この角
度βは、予圧縮予減圧制御ピストン１００のピストン１
０２の突出の度合い、すなわち圧力室６２２内の圧力の
大きさくポンプ吐出圧）と鼓形スプリング１０４０弾発
力によって決まる。

第２図に示すように斜板３０が前記第１の直線の周りに
角度αだけ傾斜した状態を維持しつつ、第１図に示すよ
うに斜板３０が前記第２の直線周りに角度βだけ傾斜し
た状態を考える。この状態でのプランジャ１２のストロ
ークＳは Ｓ　＝　Ｒｃｏｓθｔａｎ　ａ　−Ｒ５１ｎθｔａｎβ
で表される。第５図は、斜板３０の前記第２の直線周り
の回転角度βをパラメータとした場合における、ポンプ
回転角すなわちシリンダブロック１１の回転角に対する
プランジャ１２のストロークＳの変化を示す。この図に
おいて、ポンプ回転角θ１〜θ２は第３図に示すように
吸入ポート１５ａより前方に位置してポンプの予減圧行
程に相当し、同様に、ポンプ回転角θ３〜θ、は吐出ポ
ー）１６ａより前方に位置してポンプの予圧縮行程に相
当する。

またポンプ回転角θ２〜θ３は吸入ポー）１５ａに位置
してポンプの吸入行程に相当し、同様に、ポンプ回転角
θ、〜θ、はポンプの吐出行程に相当する。

第５図から理解されるように、ポンプ吐出圧が中程度で
あって角度βがＯｏの時、予減圧行程および予圧縮行程
におけるプランジャ１２のストローク１２１ｍ２は中程
度であり、第６図に実線■で示すように、予減圧行程に
おいて圧力は減少し、（１９） （２０） また予圧縮行程においても圧力は増加する。これに対し
てポンプ吐出圧が高圧になって角度βが３゜の時、予減
圧行程および予圧縮行程におけるプランジャ１２のスト
ロークＩ１３．ｍ、は、第５図から理解されるようにポ
ンプ吐出圧が中程度の場合に比較して大きくなる。この
結果、第６図に破線Ｊで示すように、実線■の場合に比
較して、予減圧行程において圧力はより急な傾斜で減少
し、また予圧縮行程において圧力はより急な傾斜で大き
くなる。一方、ポンプ吐出圧が低圧になって角度βが一
１°の時、予減圧行程および予圧縮行程におけるプラン
ジャ１２のストローク１．、ｍ、は、第５図から理解さ
れるようにポンプ吐出圧が中程度の場合に比較して小さ
くなる。この結果、第６図に一点鎖線にで示すように、
実線工の場合に比較して、予減圧行程において圧力はよ
り緩やかな傾斜で減少し、また予圧縮行程において圧力
はより緩やかな傾斜で増加する。

しかして、ポンプ吐出圧に応じて斜板３０の角度βを制
御することにより、予減圧および予圧縮行程におけるプ
ランジャ室２９内の圧力の上昇および下降の変化率が適
性なものにすれば、ポンプ吐出圧の圧力脈動を低減する
ことができる。

ここで、プランジャ室２９の圧力上昇ΔＰは動油の体積
弾性係数、Ｖニブランジャ室容積、Ａニブランジャ断面
積、Ｓニブランシャストローク）しかしながら、作動油
は数％の空気を含有しているため、体積弾性係数Ｅは一
定ではなく、第７図に示す如く、圧力に対して非線形に
変化する。従って、上記予圧縮予減圧を適正に行なうた
めにはプランジャのストローク増加分も、吐出圧が高く
なるに従い、少くなるようにする必要がある。

そこで本発明においては、予圧縮予減圧制御ピストン１
００に鼓形スプリング１０４を用いている。

鼓形スプリング１０４の圧縮量−荷重特性は第８図に示
す如く、圧縮量が大きくなると、バネ定数が増加、荷重
は急増する。つまり、荷重が大きくなると圧縮量の増加
分は小さくなる。従って、予圧（２１） （２２） 縮予減圧制御ピストン１００による予圧縮予減圧制御角
βは第９図に示す如く、ポンプ吐出圧が高くなるに従い
、βの増加分が小さくなり、その結果プランジャストロ
ーク増加分△Ｓも小さくなる。

又、吸入行程の終了回転角度θ３を３６０°、吐出行程
の終了回転角度θ１を１８０°とすると、ポンプ容量ｑ
は、 ｑ　＝ＡＲＮ　（（ｃｏｓ３６０°ｔａｎα−５ｉｎ３
６０　’　ｔａｎβ）（ｃｏｓ１８０°ｔａｎ　ａ−ｓ
ｉｎｌｌ（Ｑ°ｔａｎβ））＝ＡＲＮ　（（ｔａｎα−
０）　−（−ｔａｎα−０））２　ＡＲＮｔａｎ　ａ となる。すなわちポンプ容量ｑは、斜板３０の傾斜角度
βをポンプ吐出圧に応じて増減させても変化しない。こ
れを第５図により説明すると、ポンプ作用に有効なプラ
ンジャ１２のストロークＬは、吐出行程の終了位置θ１
から吸入行程の終了位置θ３までにおけるプランジャ１
２の位置変化量であり、この変化量は弁板１４がカバー
９に対して一体的に固定されて軸芯周りに回転変位しな
いため、常に一定である。すなわち、ポンプ容量ｑは斜
板３０の傾斜角βによって変化しない。

次ぎに、第４図を参照して、予圧縮予減圧制御ピストン
１００の作用を説明する。

第４図（ａ）において作用圧力であるポンプ吐出圧は、
油孔１９９を介して圧力室６２２へ導かれる。

ポンプ吐出圧が上昇し、圧力室６２２内の圧力が所定値
を超えると、これによりスプール１０１　は鼓形スプリ
ング１０４に抗して図の右方へ変位する。ここで、吐出
圧をＰ１スプール１０１の支持孔６２１の内壁に摺接す
る部分における断面積をＡｓとすると、スプール１０１
は、ポンプ吐出圧によりＰＡｓの力で図の右方へ押圧さ
れて鼓形スプリング１０４を圧縮させ、第４図（ｂ）に
示すようにカラー１０３およびピストン１０２に対して
右方に変位する。鼓形スプリング１０４はスプール１０
１の変位だけ圧縮され、この弾発力と力ＰＡｓとが釣り
合う。この時、制御ポート６２６が支持孔６２１内に開
口するため、制御圧導入路６２４は、制御ポート６２６
および支持孔６２１を介して圧力室６２２に連通し、こ
れにより、ピストン１０２の段部６２８にポンプ吐出圧
が（２３） （２４） 導かれる。したがってピストン１０２は、この吐出圧に
よりカラー１０３に対して右行し、第４図（Ｃ）に示す
ように制御ポート６２６が弁部６３２によって閉塞され
る位置まで変位する。すなわち、ピストン１０２は鼓形
スプリング１０４の圧縮量に相当する分だけ右方へ変位
する。

この状態からポンプ吐出圧が低下すると、これにより圧
力室６２２内の圧力が低くなり、スプール１０１は鼓形
スプリング１０４によって図の左方へ変位する。すなわ
ち鼓形スプリング１０４は伸長し、スプール１０１は、
第４図（Ｃ）に示す状態からピストン１０２に対して左
方へ変位する。この結果、制御ポート６２６は支持孔６
２１内であって弁部６３２よりも右側の部分に開口する
こととなり、ドレン通路６２５に連通する。したがって
、ピストン１０２０段部６２８とカラー１０３との間に
形成された空間６３３内は、制御圧導入路６２４、制御
ポート６２６、支持孔６２１、およびドレン通路６２５
を介してハウジング１０内に連通ずることとなり、この
空間６３３内の圧力が低下する。これによりピストン１
０２は、斜板３０に押圧されて左方へ変位し、制御ポー
ト６２６が弁部６３２により閉塞された位置で停止する
。

しかして制御ピストン１０２は、ポンプ吐出圧の大きさ
に応じて変位し、これにより斜板３０は前記第２の直線
用りに回転変位し、予圧縮予減圧制御角βが制御される
が、圧縮量−荷重特性が非線形である鼓形スプリングを
用いているため、ポンプ吐出圧が高くなるに従い、βの
増加分が小さくなるので、低圧から高圧まで全域におい
てプランジャ室２９の圧力変化を適正化でき、全域で低
騒音なポンプを提供できる。

第１図に示す第１の実施例においては鼓形スプリングを
用いたが、第１０図に示す不等ピッチスプリング、第１
１図に示す円錐スプリング、第１２図に示すたる型スプ
リングの様な非線形スプリングであれば同様な効果が期
待できる。又、第１３図に示す如く、複数の線形スプリ
ングを組み合わせて、荷重が大きくなると圧縮量の増加
分が少くなる様な構成にしても良い。

第２の実施例を第１４図に示す。予圧縮予減圧側（２５
） （２６） 御ピストン５００　は、カラー５０１、ピストン５０２
．０リング５０３　　、５０４　、プラグ５０５　より
成り、ピストン５０２の頭部には回転自在にシ５−５０
６が設けである。カラー５０１には吐出圧導入路５０７
が設けてあり、カラー５０１　とピストン５０２により
区画される圧力室５０８と連通している。斜板３０に対
して予圧縮予減圧制御ピストン５００の反対側には、鼓
形スプリング５１０により斜板側へ付勢された支持部材
５１１が設けられ、鼓形スプリング５１０の他端はプラ
グ５１２と当接している。

さて斜板３０にはプランジャ１２を介してポンプ吐出圧
Ｐが他用するため、第１４図に示すように斜板にはモー
メントＭ１が作用する。このモーメントＭ、はポンプ吐
出圧Ｐに対してほぼ一次で増加し、Ｍ、＝Ｃ，Ｐと表わ
せる。（Ｃ１は定数）一方、ピストン５０２の断面積を
Ａｐ　、斜板３０の回転中心と、ピストン５０２の中心
との垂直距離をＲｏ　とすると、ピストン５０２はＡｐ
・Ｐの力で斜板３０を押圧し、したがって斜板３０には
前記モーメントＭ１とは逆向きのモーメン）Ｍ２＝Ｒｏ
−Ａｐ・Ｐが作用する。

又、斜板３０は支持部材５１１を介して鼓形スプリング
５１０に押圧されるため、鼓形スプリング５１０の弾発
力Ｆ１によるモーメントＭ３＝Ｆ、・Ｒｏが作用する。

斜板はＭ２　＝ＭＩ　十Ｍ３なる関係式で位置、つまり
、鼓形スプリング５１０の圧縮量が決まることになり、
それによって予圧縮予減圧制御角βが決定される。従っ
て、鼓形スプリングを用いることで、吐出圧が高くなる
に従い、鼓形スプリングの圧縮量の増加分は小さくなる
ため、第１の実施例と同様に予圧縮予減圧制御角βを吐
出圧に対して非線形に制御できる。

上述の第１と第２の実施例においては、予圧縮予減圧角
βを変化させるた給に斜板を回転変位させる作動手段で
ある予圧縮予減圧制御ピストンの作動量を作用圧力に対
して非線形に設定する回転変位設定手段としてスプリン
グを用いているが、荷重−変位特性が第８図に示したよ
うな非線形となるものであれば他の弾性体又は弾性体の
組合せを用いることも可能である。

更には、第１図の鼓形スプリング１０４の代わり（２７
） （２８） に上記回転変位設定手段として、マイクロコンピュータ
を用い、上記マイクロコンピユータに数値テーブルとし
て記憶させた第８図の荷重−変位特性からポンプ吐出圧
を基に作用圧力に応じた変位量を検索して、前記ピスト
ン１０２を作動させる油圧を調整することや、或いは電
動モータ等を用いて斜板を直接変位させて予圧縮予減圧
制御角βを非線形に制御することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は予圧縮予減圧制御機構を設け、斜
板の予圧縮予減圧制御角βを作用圧に対して非線形に変
化させたことにより予圧縮予減圧区間でのプランジャ室
内圧力を適正化でき、低圧から高圧までの全作用圧力範
囲で吸入及び吐出ポートでの圧力脈動が減少するため、
アキシャルピストン装置の騒音を低下させることができ
る。また、予圧縮区間でプランジャが無駄な圧縮仕事を
しないことと、予減圧区間でプランジャ室内の作用流体
から動力回収が可能なことから装置の効率が向上し、同
時に圧力脈動の低減により各部分の耐久性を向上するこ
とができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のアキシャルピストンポンプ
の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図、
第３図は同上実施例の吸入ポート、吐出ポート及びピス
トンの上死点、下死点の位置関係を示す正面図、第４図
（ａ）から第４図（Ｃ）までは、第１図の予圧縮予減圧
制御ピストンの作動を説明する図、第５図、第６図は予
圧縮予減圧制御角βに対する予圧縮予減圧区間でのビス
トンストロークとプランジャ室内の圧力変化を示す図、
第７図は作用流体の体積弾性率と圧力との関係を例示す
る図、第８図は第１図の実施例に用いた鼓形スプリング
の荷重−変位特性図、第９図は同上実施例のポンプ吐出
圧と斜板の予圧縮予減圧制御角βとの関係を示す図、第
１０図から第１３図は非線特性を有するスプリングの他
の実施例を示す図、第１４図は本発明の第２の実施例の
アキシャルピストンポンプの断面図である。 （２９） （３０） １・・・アキシャルピストンポンプ、 １１・・・シリンダブロック、 １２・・・プランジャ、　　　２２・・・回転軸、２９
・・・プランジャ室、　　３０・・・斜板、１００・・
・予圧縮予減圧ピストン、 １０１・・・スプール、１０２・・・ピストン、１０３
・・・カラー　　　　　　１０４・・・鼓形スプリング
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、中心に対して相互に反対側に設けられた吸入ポート
   および吐出ポートを有するハウジングと、このハウジン
   グ内に設けられた回転軸と、前記ハウジング内に、前記
   回転軸の軸芯に対して傾斜して設けられた斜板と、前記
   回転軸の軸芯周りに回転自在に設けられ、前記吸入ポー
   トおよび吐出ポートに連通可能なプランジャ室を有する
   シリンダブロックと、前記シリンダブロック内に摺動自
   在に収容されるとともに、頭部が前記斜板に摺接係合し
   、前記シリンダブロックの回転に伴ない前記斜板との係
   合位置が変化することにより前記軸芯に略平行に変位し
   て前記プランジャ室を膨張、収縮させ、液体を前記吸入
   ポートからプランジャ室に吸入し、前記吐出ポートから
   吐出するピストンとを備えたアキシャルピストン装置に
   おいて、前記プランジャ室が前記吸入ポートと連通終了
   する位置での前記ピストン頭部と、前記プランジャ室が
   前記吐出ポートと連通終了する位置での前記ピストン頭
   部とを結ぶ直線を回転中心として前記斜板を回転変位さ
   せる作動手段と、前記流体の作用圧力を検出する圧力検
   出手段と、該圧力検出手段の検出した作用圧力に応じて
   、該作用圧力が上昇するにつれて作用圧力の増分に対す
   る前記斜板の回転変位量の増分が減少する所定の非線形
   特性で前記作動手段の作動量を設定する回転変位設定手
   段とを備える予圧縮予減圧制御機構を設けたことを特徴
   とするアキシャルピストン装置。