JPH03189375A - アキシャルピストンポンプ - 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］ 本発明はアキシャルピストンポンプに関するものである
。

［従来の技術］ 制御性に優れ大動力を出すことができるため油圧回路が
建設機械、産業車両、工作機械等に多く使用されている
。油圧回路の駆動源の油圧ポンプとしてアキシャルピス
トンポンプがある。アキシャルピストンポンプの一種で
ある斜板式アキシャルピストンポンプは第６図に示すよ
うに、ケーシング３１及びエンドカバー３２間に駆動軸
３３がベアリング３４を介して支持され、駆動軸３３と
一体的に回転するシリンダブロック３５に複数個のシリ
ンダボア３６が形成されている。シリンダボア３６内に
はシュー３７を介して斜板３８と常に当接する状態でピ
ストン３９が往復動可能に収容されている。又、エンド
カバー３２に固定された弁板４０には、第７図に示すよ
うに円弧状の吸入ボート４０ａ及び吐出ボート４０ｂが
形成されている。そして、駆動軸３３の回転に伴いピス
トン３９が往復動され、ピストン３９が弁板４０の吸入
ボート４０ａと対応する状態で移動する際に作動油が吸
入ボート４０ａからシリンダボア３６内に吸入され、ピ
ストン３９が吐出ボート４０ｂと対応する状態で移動す
る際に作動油が吐出ボート４０ｂから吐出されるように
なっている。

又、斜板３８は第６図の紙面と垂直に配設された支軸（
図示せず）を中心にして回動可能に配設され、付勢部材
４１により第６図の時計方向に回動付勢されるとともに
、流体圧により作動される作動体４２の移動によりその
傾斜角αが必要に応じて変更され、吐出量（吸入量）が
変更されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 吐出行程時ピストン３９の先端、シュー３７との係合部
には第８図に示すように、荷重Ｗがシュー３７を介して
斜板３８の摺接面に対して垂直方向に作用し、その分力
Ｗ　ｓｉｎαによりピストン３９がシリンダボア３６の
前端及びピストン３９の後端と対応するシリンダボア３
６の内面に力Ｆｌ。

Ｆ２を作用させる。すなわち、ピストン３９はシリンダ
ボア３６に対してこじるような偏荷重を作用させた状態
で移動するため、シリンダボア３６の当該箇所の早期摩
耗や変形あるいはピストン３９の焼付き等のトラブルを
起こすという問題がある。

特にピストン３９が下死点で吸入行程から吐出行程に切
換わっな時点ではピストン３９のシリンダボア３６内か
らの飛びだし量が多く、前記こじり力Ｆ１．Ｆ２が最も
大きくなる。又、こじり力Ｆ１．Ｆ２は斜板３８の傾斜
角αあるいは吐出圧が大きいほど大きくなる。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的はピストンが吸入行程から吐出行程に移行する
付近でのピストンのこじれを防止し、ピストンが常にシ
リンダボア内を円滑に摺動することができ、シリンダボ
アの局部的な磨耗、変形やピストンの焼付きを防止して
ポンプの信頼性を高めることができるアキシャルピスト
ンポンプを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明においては、駆動軸の
回転運動を直線運動に変換する変換ａｍの作用により往
復動されるピストンを収容するシリンダボアの、シリン
ダブロックの中心とシリンダボアの中心とを通る平面が
シリンダボア周壁と交差する位置に、一端がシリンダボ
ア前端から僅かシリンダボア内に入った位置に他端が下
死点に配置されたピストンの後端より奥の位置となる溝
を設けた。

［作用］ 本発明のアキシャルピストンポンプでは、ピストンが下
死点で吸入行程から吐出行程に切換わり、ピストンに作
用する荷重及びシリンダボア内の圧力が増大すると、シ
リンダボアに形成された清白の圧力も増大し、ピストン
には清と対応する部分にピストンをシリンダブロックの
中心軸方向へ押圧する力が作用する。この押圧力がピス
トンをシリンダボアの軸線と平行に保持するように作用
し、ピストン先端に斜板からシューを介して作用する荷
重の分力によりピストンがシリンダボア前端を支点とし
て傾く作用が抑制され、ピストンがシリンダボア内を円
滑に摺動する。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜３図に従っ
て説明する。第１図に示すようにケーシングｌとエンド
カバー２との間には駆動軸３がベアリング４を介して回
転可能に支持されている。

駆動軸３のスプライン部５にはシリンダブロック６がそ
の後端（エンドカバー側）が弁板７に対して摺設する状
態で軸方向に摺動可能かつ一体回転可能に支持されてい
る。シリンダブロック６の前端側のスプライン部５には
支持部材８が軸方向に摺動可能かつ一体回転可能に支持
されている。

シリンダブロック６には複数のシリンダボア９が、駆動
軸３と平行に延びる状態でかつその中心が駆動軸３を中
心とした同一円周上に位置する状態に形成され、シリン
ダボア９内にはピストン１０が往復動可能に収容されて
いる。各シリンダボア９にはシリンダブロック６の中心
すなわち駆動軸３の中心とシリンダボア９の中心とを通
る平面がシリンダボア９の周壁と交差する位置でかつシ
リンダブロック６の外側部分に溝９ａが形成されている
。清９ａは一端がシリンダボア９前端から僅かシリンダ
ボア９内に入った位置に、他端が下死点に配置されたピ
ストン１０の後端より僅か奥の位置となるように形成さ
れている。湧９ａの幅はシリンダボア９の直径にもよる
が数面以下に、深さは圧油がまわる程度に形成されてい
る。

弁板７にはピストン１０が吸入側（第１図においてピス
トンが上部から下部）へ移動する際のシリンダボア９の
回動軌跡と対応する位置及びピストン１０が吐出側へ移
動する際のシリンダボア９の回動軌跡と対応する位置に
、円弧状の吸入ボート７ａ及び吐出ボート７ｂがそれぞ
れ形成されている。又、エンドカバー２には吸入ボート
７ａ及び吐出ボート７ｂにそれぞれ連通する吸入通路及
び吐出通路（いずれも図示せず）がそれぞれ形成されて
いる。

前記支持部材８の球面部８ａにはピストン１０の先端に
設けられたシュー１１と係合するシューリテーナ１２が
支承されている。シリンダブロック６の中心部に設けら
れた収容部１３の一端弁板７寄りには止め輪１４が固定
されている。そして、複数本のビン１５がシリンダブロ
ック６を貫通するとともに一端が前記支持部材８の端面
に当接し他端が収容部１３内においてＷＩＡ動軸３に遊
嵌された係止リング１６に当接する状態に配設され、該
ビン１５は前記係止リング１６と、止め輪１４との間に
介装されたコイルばｈ１７の作用により常に斜板１８側
に押圧付勢されている。これによりコイルばね１７の押
圧力がビン１５を介して支持部材８に伝達され、支持部
材８の球面部８ａに支承されたシューリテーナ１２を介
してシュー１１が斜板１８の摺接部１８ａに押圧される
。シューリテーナ１２はシュー１１がピストン１０の吸
入行程において、オイルの吸入側での管路抵抗により摺
接部１８ａから引き離される方向への力を受けた際、シ
ュー１１が摺接部１８ａから引き離されるのを抑える役
割を果たす。

斜板１８はケーシング１に対して第１図の紙面と垂直に
配設された支軸（図示せず）を中心にして回動可能に配
設されている。エンドカバー２にはガイド筒１９が突設
され、ガイド筒１９には前記斜板１８と係合する付勢ロ
ッド２０が摺動可能に嵌挿されるとともに、ばね２１に
より斜板１８の傾斜角αを増大させる方向に付勢されて
いる。

又、エンドカバー２のガイド筒１９と対称位置には支持
筒２２が固定され、該支持筒２２の外側に斜板１８と係
合する作動体２３が摺動可能に装着されている。支持筒
２２の内部には作動体２３の移動範囲を規制する規制ロ
ッド２４が遊挿されている。支持筒２２内にはエンドカ
バー２に固定された制御バルブ２５を介して圧力流体が
供給され、圧力流体と前記ばね２１の付勢力との対抗に
より作動体２３が支持ｆ！Ｊ２２に沿って移動され、斜
板１８の傾斜角αが必要に応じて変更されて吐出量（吸
入量）が変更されるようになっている。

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。ア
キシャルピストンポンプが運転されると、駆動軸３の回
転に伴いシリンダブロック６が一体的に回転する。ピス
トン１０はシュー１１を介して斜板１８の摺動部１８ａ
に常に押圧されているため、シリンダブロック６の回転
に伴いピストン１０がシリンダボア９内を往復動じなが
ら駆動軸３の周りを公転する。シリンダボア９が吸入ボ
ート７ａと対応する位置を移動する時には、ピストン１
０が第１図の上部から下部に回転移動されて作動油が吸
入ボート７ａを経てシリンダボア９内に吸入される。又
、ピストン１０が下死点を過ぎて吐出ボート７ｂと対応
する位置を移動する時には、ピストン１０が第１図の下
部から上部に回転移動され、シリンダボア９内に吸入さ
れていた作動油が吐出ボート７ｂを経て吐出通路がら吐
出される。ピストン１０のストロークは斜板１８の傾斜
角αにより規定され、傾斜角αの値が大きくなるほど吸
入量及び吐出量も大きくなる。

ピストン１０が下死点に配置された状態で、ピストン１
０はシリンダボア９内から最も飛び出した状態となり、
その時点で当該ピストン１ｏは吸入行程から吐出行程に
切換わって第１図の右側への移動を開始する。ピストン
１ｏが吸入行程から吐出行程に切換わると、シリンダボ
ア９内の圧力が急激に昇圧されるとともに斜板１８がら
シュー１１を介してピストン１０の先端に作用する荷重
Ｗもそれに対応して増大する。ピストン１０が下死点に
配置された状態ではピストン１ｏの後端が溝９ａの後端
より前側に位置しており、シリンダボア９内の圧力上昇
に伴い溝９ａ内の圧油の圧力も上昇する。従って、第３
図に示すようにピストン１０には漬９ａに沿ってピスト
ン１０を駆動軸３に向かう方向に押圧する力が作用する
。そして、この押圧力Ｆがピストン１０をシリンダボア
９の軸線と平行に保持するように作用し、ピストン１０
の先端に作用する荷重Ｗの分力ｗ　ｓｉｎαによりピス
トン１０がシリンダボア９の前端を支点として傾く作用
が抑制される。これによりピストン１０がシリンダボア
９内を円滑に摺動し、従来装置と異なりピストン１０が
シリンダボア９をこじるように移動することが防止され
、シリンダボア９の局部的な摩耗、変形やピストン１０
の焼付きが防止される。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、清７ａを形成する位置を第４図に示すようにシ
リンダブロック６の中心寄りに形成してもよい、この場
合にもピストン１０が吸入行程から吐出行程に切換わる
際に、清７ａ内の圧油がピストン１０をシリンダボア９
の軸線と平行に保持するように作用し、ピストン１ｏが
シリンダボア９内を円滑に摺動する。又、可変容量型の
アキシャルピストンポンプではなく固定容量型のアキシ
ャルピストンポンプに適用しなり、斜板式のアキシャル
ピストンポンプ以外に第５図に示すような斜軸式のアキ
シャルピストンポンプに適用してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によればピストンが吸入行
程から吐出行程に移行する際におけるピストンのこじれ
が確実に防止されてピストンが常にシリンダボア内を円
滑に摺動することができ、シリンダボアの局部的な摩耗
、変形やピストンの焼付きを防止してポンプの信頼性を
高めることができるとともに、斜板の傾斜角を大きくし
てピストンのストロークを大きくしたり、より高圧の吐
出を円滑に行うことができる。ス、シリンダボアに溝を
追加加工するという簡単な改造で従来装置に適用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明を具体化した一実施例を示すもので
あって第１図は斜板式アキシャルピストンポンプの縦断
面図、第２図は第１図の■−■線の部分断面図、第３図
は作用を示す図、第４図は変更例の第２図に対応する図
、第５図は斜軸式のアキシャルピストンポンプの要部概
略図、第６図は従来装置の縦断面図、第７図は弁板の吸
入ポート及び吐出ポートとシリンダボアとの関係を示す
図、第８図はピストン及びシリンダボアに作用する力の
関係を示す図である。 駆動軸３、シリンダブロック６、弁板７、シリンダボア
９、講９ａ、ピストン１０、変換機構を構成する支持部
材８．シュー１１．シューリテーナ１２．斜板１８゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、駆動軸の回転運動を直線運動に変換する変換機構の
   作用により往復動されるピストンを収容するシリンダボ
   アの、シリンダブロックの中心とシリンダボアの中心と
   を通る平面がシリンダボア周壁と交差する位置に、一端
   がシリンダボア前端から僅かシリンダボア内に入った位
   置に他端が下死点に配置されたピストンの後端より奥の
   位置となる溝を設けたアキシャルピストンポンプ。