JPH0441980A - 可変容量形アキシャルピストン機械 - 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） 本発明は可変容量形アキシャルピストン機械、詳しくは
、複数のピストンを往復動させる斜板をもった可変容Ｍ
形アキシ＋ルビストン機械に関する。

（従来の技術） 従来、斜板の傾斜角度を変えて容量調整するアキシャル
ピストン機械は、トラニオン軸を介して前記斜板の傾斜
角度を変えるトラニオン軸タイプのアキシャルピストン
機械と、特開昭８３−９０６７６号公報に示され、第６
図に記載しているように１円弧面を介して斜板の傾斜角
度を変えるクレードルタイプのアキシャルピストン機械
とが知られている。このクレードルタイプのアキシャル
ピストン機械は、シリンダブロックを回転自由に支持す
る機械本体に、円形滑り面（Ａ、）をもった斜板受け（
Ａ）を取付け、この斜板受け（Ａ）の円形滑り面（Ａ、
）に、該円形滑り面（Ａ１）に対応する円形滑り面（Ｂ
１）とピストン（Ｐ）の頭部に設けるシュー（Ｓ）が摺
接する扁平摺接面（Ｂ２）をもった斜板（Ｂ）を、前記
円形滑り面（Ａ、）に沿って傾転可能に支持し、この斜
板（Ｂ）の傾斜角を変えることにより、前記シリンダブ
ロックに内装した複数の前記ピストン（Ｐ）のストロー
クを変え、吐出容量を調整する如く構成されている。即
ち、第６図に示したアキシャルピストンポンプにおいて
は、吸込ポートの流体を前記ピストン（Ｐ）のピストン
孔（Ｃ）内に吸込む吸込行程時、前記ピストン（Ｐ）は
ピストン孔（Ｃ）内容積が多くなる方向に移動し、また
、このピストン孔（Ｃ）内に吸込んだ流体を吐出ポート
に吐出する吐出行程時、前記ピストン（Ｐ）はピストン
孔（Ｃ）内容積が少なくなる方向に移動することにより
ポンプ作用を行っているのであり、前記斜板（Ｂ）の傾
斜角を変えることにより前記ピストン（Ｐ）のストロー
クを変えて流量を可変としているのである。

（発明が解決しようとする課題） 所が、クレードルタイプのアキシャルピストンポンプに
よると、斜板（Ｂ）は、斜板受け（Ａ）の円形滑り面（
Ａ１）でピストンの移動方向に傾転可能に支持されてい
るから、その構造上、保持剛性が低くなり、しかも、前
記シリンダブロックには、吸入ポート及び吐出ポートに
連通ずる複数（通常は９本）のピストン（Ｐ）を設けて
いて、前記シリンダブロックの回転時、吐出行程時のピ
ストン（Ｐ）から斜板（Ｂ）に伝わる反力が前記円形滑
り面（Ａ、）に作用するため、この反力により前記斜板
（Ｂ）が振動し、騒音が発生する問題があるし、又、斜
板受け（Ａ）と斜板（Ｂ）との両方に、加工の難しい円
形滑り面（Ａ、）（Ｂ、）を形成する必要があるため、
加工性が悪く、コスト高となる問題もある。

本発明は以上の問題点に鑑み発明したもので、目的は、
容量制御することができながら、しかも斜板の保持剛性
を高めて、低騒音にでき、その上、斜板の加工性を向上
してコストダウンを可能にする点にある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、複数のピストン（４）を往復動自由に内装し
、回転軸（２）と共辿りするシリンダブロック（３）と
、前記ピストン（４）を内装するピストン孔（３１）に
連通ずる低圧ポート（５）及び高圧ポート（６）をもつ
機械本体（１）及び前記各ピストン（４）に対向し、前
記各ピストン（４）を往復動させる制御面（８工）をも
つ斜板（８）とを備えた可変容量形アキシャルピストン
機械において、前記斜板（８）を、機械本体（１）に、
前記回転軸（２）の軸周りを中心とする回転を可能に支
持し、この斜板（８）の回転により前記ピストン（４）
の前記各ポート（５）（６）に対する死点位置を調整可
能としたものである。

（作用） 前記斜板（８）を、回転軸（２）の軸周りを中心に回転
させてピストン（４）の低圧ポート（５）及び高圧ポー
ト（６）に対する死点位置を変えることにより、ポンプ
に適用する場合、その吸込行程の終了領域で高圧ポート
（６）の流体がピストン孔（３１）に吸込まれ、又、吐
出行程の終了領域でピストン孔（３１）内の流体が低圧
ポート（５）に吐出されることになり、この結果吸入量
が減少し、換言すると、吐出行程で押し出された流体が
吸込まれることになり、吐出容量の制御が可能となるの
である。

即ち、吸込行程では、高圧ポート（６）の流体を吸込む
のであるから、前記萬圧ポート（６）から押し出される
押出し量（ｑ＋　）は、前記吸込行程において、前記高
圧ポート（６）からピストン孔（３１）に吸込まれる吸
込みＲ（Ｑ２）だけ少なくなるのであり、押出し量（ｑ
、）と吸込み量（ｑ２）との差（Ｑ＋）−（Ｑ２）が吐
出量となるのであり、前記吸込み量（ｑ２）は前記斜板
（８）の回転角に応じて多（なるのであるから、前記斜
板（８）の回転角を、吐出量が最大となる原位置に対し
９０度の範囲で調整することにより、吐出量を最大から
最小（０流量）まで制御できるのである。又、前記斜板
（８）は、静止側の機械本体（１）に平面で保持するこ
とができて、前記ピストンの移動方向の自由度をなくす
ることができるから、この斜板（８）の保持剛性を高く
できるのである。従って、運転時における斜板（８）の
振動を小さくでき、この振動による騒音を小さくできる
のである。又、斜板（８）及び機械本体（１）の斜板支
持部には円形滑り面を形成しなくともよいので加工を楽
にできるのである。

（実施例） 第３図に示した実施例では、機械本体（１）内に回転軸
（２）を回転自由に支持し、この回転軸（２）に、複数
のピストン孔（３１）をもち、これらピストン孔（３１
）にそれぞれピストン（４）を往復動自由に内装したシ
リンダブロック（３）を支持して、該シリンダブロック
（３）を前記回転軸（２）と共廻りさせるように構成す
る一方、前記機械本体（１）内の左側面に、前記ピスト
ン孔（３１）に連通ずる円弧状の低圧ポート（５）及び
高圧ポート（６）を設けたバルブプレート（ｌａ）を取
付けると共に、前記機械本体（１）内の右側面で、かつ
、前記回転軸（２）の周りに、環状の斜板骨は板（７）
を取付け、この斜板骨は板（７）に、前記ピストン（４
）を往復動させる制御面（８１）をもった斜板（８）を
、ｍｉＭ己回転回転軸）の軸周りを中心とする回転を可
能（こ支持し、この斜板（８）の回転番こより前３己ピ
ストン（４）の前記各ポート（５）（６）ｔこ文９する
死点位置（Ｘ）を調整できるよう番こしたのである。

尚、前記バルブプレー）（ｌａ）は、前言己機械本体（
１）と一体に形成してもよ０゜ 前記斜板（８）の回転角（β）を、吐出量力〈最大とな
る原位置、つまり第２図に示したよう番こ、前記死点位
置（Ｘ）が前記各ボー）　（５）　　（Ｅｌ）を挟む中
央部にある位置に対し９０度の範囲で調整可能とし、こ
の斜板（８）が原位置力）らある回転角（β）に回転す
ると、第１図の如く前言己ピストン（４）の死点位１（
Ｘ）が、前記各ポート（５）（６）の開口始点（又は開
口終点）暑こ近づく方向に変位して開口始点を越えると
、吸込行程（Ｓ）の終了領域（Ｓｔ　）では、高圧ポー
ト（６）の流体がピストン孔（３１）内に吸込まれ、又
、吐出行程（Ｔ）の終了領域（ＴＩ　）ではピストン孔
（３１）内の流体が低圧ポート（５）番こ岨二出される
ようになるのであり、この結果、前記高圧ポート（θ）
から押し出される押出しＩＩ（Ｑ＋）は、前記吸込行程
において、前記高圧ポート（６）からピストン孔（３１
）に吸込まれる吸込み量（ｑ２）だけ少なくなるのであ
って、この押出し量（ｑ＋　）と吸込み量（ｑ２）との
差（ｑ＋　）（Ｑ２　）が吐出量となり、第１図の死点
位置（Ｘ）の原位置に対しその吐出量が減少するのであ
る。

しかして、前記斜板（８）は、第４図のようにリング状
に形成して、一端側の前記制御面（８１）を、第３図の
ように前記回転軸（２）の軸心に対し傾斜する傾斜面と
し、他端側の背面（８２）を、前記軸心と直交する平坦
面とするのであって、この背面（８２）の中心部に、前
記斜板骨は板（７）の内周に嵌合する嵌合筒部（８３）
を突設して、該嵌合筒部（８３）を前記斜板骨は板（７
）の内周に回転自由に嵌合することにより前記背面（８
２）を斜板骨は板（７）の側面に対接させて、斜板（８
）を斜板骨は板（７）に回転可能に保持するのである。

このように斜板（８）の背面（８２）を平面で受止める
ことにより、斜板（８）は、前記ピストン（４）のスト
ローク方向に自由度がなくなるため、振動しにく＼でき
るのであって、前記ピストン（４）のストローク方向ノ
保持剛性を高くでき、それだけ低騒音化が可能となるの
である。又、前記背面（８２）には、静圧軸受を構成す
る環状凹溝（８４）を設けて、この環状凹溝（８４）に
、前記高圧ポート（６）から吐出された毘圧流体の一部
を連通路を介して導入し、前記斜板（８）の円滑な回転
制御を可能にしている。

尚、前記シリンダブロック（３）には、前記ピストン孔
（３１）を同心円上に設けて、これら各ピストン孔（３
１）に前記ピストン（４）を往復動自由に内装し、これ
ら各ピストン（４）の一端をピストンシュー（９）を介
して前記制御面（８１）に対接させており、又、前記機
械本体（１）には、前記低圧ポート（５）に連通ずる吸
入通路（１１）と、前記高圧ポート（６）に連通ずる吐
出通路（１２）とを設けている。

又、前記斜板（８）の回転角の調整は、調整弁装置（２
０）により行うのである。

この調整弁装置（２０）は、第４図に示す如く前記斜板
（８）を、前記死点位置（Ｘ）が前記各ポート（５）（
８）間の中央位置となる第２図の原位置に保持するバイ
アスピストン（２１）と、前記斜板（８）を前記バイア
スピストン（２１）の押圧力に打ち勝って押圧し、斜板
（８）を原位置から回転角（β）方向に回転制御するサ
ーボピストン（２２）とを備え、前記バイアスピストン
（２１）の圧力作用室（２３）を、前記吐出通路（１２
）に接続する吐出ライン（４０）に連通させ、また前記
サーボピストン（２２）の圧力作用室（２４）を、圧力
制御弁（４１）を介して前記吐出ライン（４０）に連通
させている。

又、前記サーボピストン（２２）は、第４図に示すよう
に、そのｉｉ４端部が、機械本体（１）に設けられた第
１及び第２ピストン孔（１３）（１４）に摺動自由に支
持され、制御通路（４２）を介して第１ピストン孔（１
３）側の圧力作用室（２４）に導入する流体圧力により
、第４図右方向に摺動するように成していると共に、第
２ピストン孔（１４）側端面と前記機械本体（１）の蓋
体との間にバイアススプリング（２５）を介装しており
、更に、サービスピストン（２２）の中間ｌｌには前記
斜板（８）の操作アーム（２６）を係止し、サーボピス
トン（２２）の第４図右方向への移動により前記斜板（
８）の回転角を第２図の原位置から吐出量が減少する方
向に最大限９０度（以下最大回転角と云う）の方向に制
御することができるようにしているのであって、このサ
ーボピストン（２２）の受圧面積を、前記バイアスピス
トン（２１）の受圧面積よりも大きくして、この受圧面
積の差により前記斜板（８）を原位置から最大回転角方
向に回転させて前記死点位置（Ｘ）を調整できるように
している。

又、前記バイアスピストン（２１）は、前記第２ピスト
ン孔（１４）内に内装するのであって、を底筒状を呈し
、その内周部を筒状バイアスロッド（２７）の外周面に
摺動自由に支持し、連通路（４３）を介して前記吐出ラ
イン（４０）からバイアスピストン（２１）内の圧力作
用室（２３）に導入する流体圧力により第４図左方向に
摺動するように成している。

本発明は以上の如く構成するもので、第２図の如く斜板
（８）が原位置にある場合、即ち、前記ピストン（４）
の死点位置（Ｘ）は、前記各ボー）　（５）（６）間の
中央位置にある場合、この状態で運転し、シリンダブロ
ックを第２図時計方向に回転すると、各ピストン（４）
は、吸込行程（Ｓ）の領域で低圧ポート（５）からピス
トン孔（３１）内に流体を吸込み、吐出行程（Ｔ）の領
域でピストン孔（３１）内の流体を高圧ポート（６）に
吐出することになる。従って、吸込行程（Ｓ）で高圧ポ
ート（６）の流体をピストン孔（３１）に吸込むことが
ないので、吸込行程において高圧ポート（６）からピス
トン孔（３１）に吸込まれる吸込みｊｌ　（Ｑ２　）は
Ｏであり、高圧ポート（６）から押し出される押出し量
（ｑｌ）と前記吸込み量（ｑ２）との差は最小となり、
最大吐出量となるのである。

次に吐出圧力が増大して前記調整弁装置（２０）が作動
し、この調整弁装置（２０）により前記斜板（８）が、
第２図の原位置から第１図の如く最大回転角方向にある
回転角（β）回転させられると、前記ピストン（４）の
死点位置（Ｘ）は、第１図の如く前記各ボー）　（５）
（ｆ３）の開口始点（又は開口終点）側に変位する。

この状態で運転すると、吸込行程（Ｓ）の終了領域（Ｓ
、）で、高圧ポート（６）の流体が吸込行程路わり側ピ
ストン（４）のピストン孔（３１）に吸込まれ、吐出行
程（Ｔ）の終了領域（Ｔ、）で、吐出行程路わり側ピス
トン（４）のピストン孔（３１）向流体が低圧ポート（
５）に吐出されることになるのである。従って、吸込行
程（Ｓ）で高圧ポート（６）の流体をピストン孔（３１
）に吸込むので、前記吸込み量（ｑ２）は増大すること
になり、高圧ポート（６）から押し出される押出し量（
ｑ、）は、前記ピストン孔（３１）に吸込む吸込み量（
ｑ２）だけ少なくなり、この押出し量（ｑｌ）と前記吸
込み量（ｑ２）との差は前記斜板（８）の回転角が増大
するに従って大きくなり、それだけ、吐出量は減少する
のである。即ち、前記斜板（８）の回転角を調整するこ
とにより、前記吸込み量（ｑ２）を増減でき、押出し量
（ｑｔ　）と吸込み量（ｑ２）との差を調整できるので
、吐出量を最大から最小まで制御できるのである。

又、前記斜板（８）の死点位置（Ｘ）を、原位置から最
大回転角（９０″′）の範囲に亘って回転できるから、
前記調整弁装［（２０）におけるサーボピストン（２２
）のストロークに対する前記吐出量の調整量を少なくで
き、制御性を良好にできるのである。

又、前記斜板（８）は、静止側の機械本体（１）に平面
で保持することができて、前記ピストンの移動方向の自
由度をなくすることができるから、振動しにく＼できる
と共に、前記ピストン（４）のストローク方向における
斜板（８）の保持剛性を高くできるのであり、従って、
運転時における斜板（８）の振動を小さくでき、この振
動による騒音を小さくてできるのである。又、斜板（８
）及び機械本体（１）の斜板支持部には円形滑り面を形
成しな（ともよいので加工性を向上し、コストダウンを
図ることができるのである。

尚、以上の実施例では、回転軸（２）の軸心に対し傾斜
する制御面（８１）をもった斜板（８）を用いて一つの
吐出容量が得られるように構成したが、その他、第５図
の如く円弧状の制御面（８１）をもった斜板（８）を用
いて、１８０＠の範囲内で一つの吸込行程と吐出行程と
を行い、即ち１８０°の範囲内における初め側９０°の
範囲で吸込行程を、終わり側９０°の範囲で吐出行程を
行い、残りの１８０°の範囲内で同様に一つの吸込行程
と吐出行程とを行なって二つの独立した吐出量を取り出
す如く構成してもよい。この場合前記斜板（８）の原位
置からの調整角は４６°とするのである。また、第５図
の実施例において、前記制御面（８１）は、第５図の如
く凹状の円弧面である他、凸状の円弧面であってもよい
のである。

又、本発明のアキシャルピストン機械は、吐出量を制御
するポンプとして使用した場合を説明したが、その他、
回転速度を制御するモータとして使用してもよい。

（発明の効果） 以上の如く本発明は、斜板（８）を、機械本体（１）に
、前記回転軸（２）の軸周りを中心とする回転を可能に
支持し、この斜板（８）の回転により前記ピストン（４
）の前記各ポート（５）（６）に対する死点位置を調整
可能としたから、前記斜板（８）を回転させて容量制御
することができながら、前記斜板（８）を、静止側の機
械本体（１）に平面で保持することことができて、前記
ピストンの移動方向の自由度をなくすることができるか
ら、この斜板（８）の保持剛性を高くできるのである。

従って、運転時における斜板（８）の振動を小さくでき
、この振動による騒音を小さくできるのである。しかも
、前記斜板（８）の背面及び斜板の保持部材には従来の
ような円形滑り面を形成しなくともよいので加工が楽で
ありコストを低減できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明アキシャルピストン機械における低圧及
び高圧ポートと、斜板とピストンとの関係を示す説明図
、第２図は斜板の回転角を最小回転角に制御した状態の
第１図に対応した説明図、第３図は全体の縦断正面図、
第４図は全体の縦断側面図、第５図は斜板のみの別の実
施例を示す斜視図、第６図（イ）（ロ）は従来例の説明
図である。 （１）・・・・機械本体 （２）・・・・回転軸 （３）・・・・シリンダブロック （３１）・・・・ピストン孔 （４）・・・・ピストン （５）・・・・低圧ポート （６）・・・・高圧ポート （８）・・・・斜板 （８１）・・・・制御面 第５図 第６図 　Ａｌ Ｂ＋ Ｆ３＋ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のピストン（４）を往復動自由に内装し、回
   転軸（２）と共廻りするシリンダブロック（３）と、前
   記ピストン（４）を内装するピストン孔（３１）に連通
   する低圧ポート（５）及び高圧ポート（６）をもつ機械
   本体（１）及び前記各ピストン（４）に対向し、前記各
   ピストン（４）を往復動させる制御面（８１）をもつ斜
   板（８）とを備えた可変容量形アキシャルピストン機械
   において、前記斜板（８）を、機械本体（１）に、前記
   回転軸（２）の軸周りを中心とする回転を可能に支持し
   、この斜板（８）の回転により前記ピストン（４）の前
   記各ポート（５）（６）に対する死点位置を調整可能と
   したことを特徴とする可変容量形アキシャルピストン機
   械。