JPH0631190Y2 - アキシャルピストンポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案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。油圧回路の駆動源としての油圧ポンプの一つとして
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３図に示すように、ハウジング３１に駆動軸３２がベ
アリング３３，３４を介して支持され、駆動軸３２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（１個のみ図示）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。そして、駆動軸３２の回転に伴いピストン３９が往
復動され、ピストン３９が吸入ポートと対応する状態で
移動する際に作動油が吸入ポートからシリンダボア３６
内に吸入され、ピストン３９が吐出ポートと対応する状
態で移動する際に作動油が吐出ポートから吐出されるよ
うになっている。

又、ハウジング３１内はベアリング３３，３４及び各摺
動部の潤滑を良くするため、オイルで満たされている。
そして、駆動軸３２の部分からのオイル漏れを防止する
ためフロント側ベアリング３３の反シリンダブロック側
にはシャフトシール４０が設けられている。

［考案が解決しようとする課題］ 前記従来装置ではフロント側のベアリング３３及びシャ
フトシール４０は袋小路の収容部内に配置されており、
駆動軸３２の回転に伴い収容部内でオイルが攪拌される
が、収容部外からのオイルの流入あるいは収容部外への
オイルの流出はない。そのため、駆動軸３２の回転に伴
うベアリング３３の発熱により収納部内のオイルが高温
となって潤滑不良が生じたり、オイルの熱劣化や炭化及
びシャフトシール４０の熱劣化が促進され、ベアリング
３３やシャフトシール４０の摩耗が促進される。又、ベ
アリング２２で摩耗粉が発生した場合、摩耗粉が除去さ
れずに固まってベアリング３３の回転に悪影響を与える
という問題がある。一方、リヤ側のベアリング３４が配
置された箇所には、ピストン３９の吐出行程においてバ
ルブプレート４１とシリンダブロック３５との間から漏
れるオイルの流れがあるが、該オイルはばね収容部４２
に流れ込み、ベアリング３４内は通過しない。従って、
ベアリング３４が発熱した場合フロント側に比較して若
干冷却効果はあるが、やはりフロント側と同様収容部内
のオイルが高温となって同様な問題が生じる。

本考案は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は駆動軸を支持するベアリング及びシャフトシ
ールの熱劣化及びベアリングの摩耗を防止するとともに
ベアリングの潤滑を向上させることができ、ベアリング
及びシャフトシールの耐久性が向上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考案においては、ハウジン
グ内に前後一対のベアリングを介して駆動軸を回転可能
に支持するとともに、駆動軸の回転運動をシリンダブロ
ックのシリンダボア内に摺動可能に嵌挿されたピストン
の往復運動に変換する変換機構が収容された室を有し、
かつ該室内に潤滑用オイルが収容されたアキシャルピス
トンポンプにおいて、前記ベアリングを収容する各収容
部を前記室と連通する状態でハウジングに形成し、一方
の収容部をハウジングの外部と連通させかつ該収容部に
は前記室寄りにベアリングを配置するとともに外部寄り
にシャフトシールを配置し、ハウジングには少なくとも
前記一方の収容部と前記室とを連通する通路を設け、該
通路の一端を該収容部のベアリング配置位置とシャフト
シール配置位置との間に開口し、他端を前記室のベアリ
ング外周部より外側に開口した。

［作用］ 本考案のアキシャルピストンポンプでは駆動軸が回転す
ると、ベアリング回りのオイルも一緒に回転しオイル自
信の遠心力によってベアリング部から外周方向に向かっ
て流れようとする。その結果ベアリングのシャフトシー
ル側空間では負圧になり、通路を通ってオイルが流入す
る。このようにして通路、収容部、ベアリング、室内へ
の流れが生じる。収容部内のオイルが絶えず入れ替えら
れ、駆動軸とシャフトシールの摺動あるいはベアリング
の回転による発熱に伴う温度上昇が抑制される。この流
れによるオイルの循環量は駆動軸の回転速度が速くなる
ほど多くなる。又、ベアリングで発生した摩耗粉はオイ
ルがベアリングを通過する際にベアリングから除去され
る。

［実施例］ 以下、本考案を具体化した一実施例を第１，２図に従っ
て説明する。第１図に示すようにアキシャルポンプのハ
ウジング１は室２ａを有するケーシング２とそのリヤ側
（第１図の左側）開放端を覆う状態で接合固定されたエ
ンドカバー３とからなり、ケーシング２とエンドカバー
３との間には駆動軸４がベアリング５，６を介して回転
可能に支持されている。駆動軸４のスプライン部７には
シリンダブロック８及び支持部材９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
８には複数のシリンダボア１０が形成され、シリンダボ
ア１０内にはピストン１１が往復動可能に収容されてい
る。支持部材９の球面部９ａにはピストン１１の基端に
設けられたシュー１２と係合するシューリテーナ１３が
支承されている。

又、シリンダブロック８の中心部に設けられた収容室１
４の一端弁板１５寄りには止め輪１６が固定されてい
る。そして、複数本のピン１７がシリンダブロック８を
貫通するとともに一端が前記支持部材９の端面に当接し
他端が収容室１４内において駆動軸４に遊嵌された係止
リング１８に当接する状態に配設され、該ピン１７は前
記係止リング１８と、止め輪１６に係止されたリング１
９との間に介装されたコイルばね２０の作用により常に
斜板２１側に押圧付勢されている。これによりコイルば
ね２０の押圧力がピン１７を介して支持部材９に伝達さ
れ、支持部材９の球面部９ａに支承されたシューリテー
ナ１３を介してシュー１２が斜板２１の摺接部２１ａに
押圧される。シューリテーナ１３はシュー１２がピスト
ン１１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２１ａから引き離される方向への力を受
けた際、シュー１２が摺接部２１ａから引き離されるの
を抑える役割を果たす。支持部材９、シュー１２、シュ
ーリテーナ１３及び斜板２１により駆動軸４の回転運動
をシリンダブロック８のシリンダボア１０内に摺動可能
に嵌挿されたピストン１１の往復運動に変換する変換機
構が構成されている。又、コイルばね２０の内側にはシ
リンダブロック８を弁板１５側へ押圧付勢するため、一
端が前記リング１９に係止され他端がスプライン部７の
端面に係止された状態でコイルばね２２が介装されてい
る。なお、斜板２１は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、スプール３
０を介してその傾斜角が変更され、必要に応じて吐出量
（吸入量）が変更されるようになっている。

弁板１５にはピストン１１が吸入側（第１図の右側）へ
移動する際のシリンダボア１０の回動軌跡と対応する位
置及びピストン１１が吐出側へ移動する際のシリンダボ
ア１０の回動軌跡と対応する位置に、第２図に示すよう
に円弧状の吸入ポート１５ａ及び吐出ポート１５ｂがそ
れぞれ形成されている。又、エンドカバー３には吸入ポ
ート１５ａ及び吐出ポート１５ｂ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。

又、ケーシング２の室２ａ内には前記ベアリング５，
６、シュー１２と摺接部２１ａとの摺動部等の潤滑を行
うためのオイル（図示せず）が満たされ、ケーシング２
に形成されたドレンポート２３から余分なオイルが回収
されるようになっている。フロント側のベアリング５は
ケーシング２の前壁に室２ａ側に開口するように形成さ
れた収容部２４の開口部側（リヤ側）に配設され、収容
部２４のフロント側には室２ａ内のオイルが漏れるのを
防止するためのシャフトシール２５が止め輪２６により
抜け止めされた状態で配設されてる。リヤ側のベアリン
グ６はエンドカバー３の内端面に形成された収容部２７
内に配設されている。収容部２７は前記弁板１５の中心
に形成された孔１５ｃを介して前記シリンダブロック８
の収容室１４に連通されている。フロント側の収容部２
４は一端がベアリング５の収容位置の反シリンダブロッ
ク側に開口し、他端がベアリンダ５の外周部より外側に
おいて前記室２ａに開口するようにケーシング２に形成
された通路２８を介して室２ａと連通されている。又、
リヤ側の収容部２７は一端がベアリング６の収容位置と
反シリンダブロック側に開口し、他端がベアリング６の
外周部より外側において前記室２ａに開口するようにエ
ンドカバー３に形成された通路２９を介して室２ａと連
通されている。

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４の回
転に伴いシリンダブロック８が一体的に回転する。ピス
トン１１はシュー１２を介して斜板２１に常に押圧され
ているため、シリンダブロック８の回転に伴いピストン
１１がシリンダボア１０内を往復動しながら駆動軸４の
回りを公転する。シリンダボア１０が収入ポート１５ａ
と対応する位置を移動する時には、ピストン１１が第１
図の右側へ移動されて作動油が吸入ポート１５ａを経て
シリンダボア１０内に吸入される。又、ピストン１１が
下死点を過ぎて吐出ポート１５ｂと対応する位置を移動
する時には、ピストン１１が第１図の左側へ移動され、
シリンダボア１０内に吸入されていた作動油が吐出ポー
ト１５ｂを経て吐出通路から吐出される。ピストン１１
のストロークは斜板２１の傾斜角により規定され、傾斜
角の値が大きくなるほど吸入量及び吐出量も大きくな
る。

駆動軸４の回転に伴いベアリング５，６も回転して発熱
する。又、シャフトシール２５と駆動軸４との摺動部も
発熱する。従来はベアリング５及びシャフトシール２５
の収容部２４にはオイルの流れがなく、前記発熱に伴い
収容部２４内のオイルが高温となり、オイルの被膜形成
能が低下してベアリング５の潤滑性が悪くなったり、オ
イルの熱劣化や炭化あるいはシャフトシール２５の熱劣
化（ゴムの硬化）が生じ、ベアリング５やシャフトシー
ル２５の耐久性が悪くなる。しかし、この考案の構成で
は、収容部２４の壁面に室２ａに連通する通路２８の一
端が開口されているため、駆動軸４及びベアリング５の
回転に伴い収容室２４内のオイルが駆動軸４を中心とし
て回転した場合、その遠心力によりオイルは外周方向へ
流れようとし、結果として通路２８の収容部２４側の開
口端の圧力が通路２８の室２ａ側の開口端の圧力よりや
や低くなる。この圧力差により通路２８を通って室２ａ
内のオイルがフロント側の収容部２４に流入し、室２ａ
→通路２８→収容部２４→ベアリング５→室２ａという
オイルの流れが発生する。そして、ベアリング５の回転
あるいは駆動軸４とシャフトシール２５との摺動により
発生した熱が収容部２４を通過するオイルとともに収容
部２４外に除去される。従って、収容部２４内のオイル
はその潤滑性能が低下するほど高温とはならず、オイル
及びシャフトシール２５の熱劣化が防止される。なお、
室２ａ内に設けられた斜板２１とシュー１２との摺動部
等も発熱するが、室２ａ内の容積が大きくオイルの量も
多く、又、ピストン，シリンダ間、シュー，斜板間から
漏洩したオイルがドレンへ向かって流れるため適度にオ
イル循環が行われ室２ａ内のオイルの温度はさほど上昇
しない。又、オイルがベアリング５を通過して室２ａへ
流出するため、ベアリング５で発生した摩耗粉がオイル
により運び去られる。従って、従来と異なり摩耗粉がベ
アリング５内で固まることが確実に回避され、摩耗粉が
ベアリング５の回転に支障をきたすことはない。

又、通路２８の室２ａ側の開口端の圧力は駆動軸３の回
転速度に関係なくほぼ一定であるが、通路２８の収容部
２４側の開口端の圧力は駆動軸４の回転速度が速くなる
ほと低くなり、両者の差圧が大きくなって通路２８を流
れるオイルの流量が増す。ベアリング５等の発熱は駆動
軸４の回転速度が速くなるほど増大するが、オイルの流
量もそれに対応して増すため、駆動軸４が高速回転され
ても収容部２４内のオイルが異常高温となることはな
い。

一方、リヤ側では弁板１５の吐出ポート１５ｂの周囲に
おいて、弁板１５とシリンダブロック８間及び弁板１５
とエンドカバー３間で、吐出ポート１５ｂと室２ａ内の
差圧のため弁板１５の内周側及び外周側へとシリンダボ
ア１０内からオイルが漏洩する。そして、弁板１５の内
周側（孔１５ｃ）側へ漏れたオイルの一部はシリンダブ
ロック８の収容室１４及びスプライン部７を通って室２
ａ内に流出し、残りはリヤ側のベアリング６を通過した
後、通路２９を通って室２ａに流出する。吐出圧が高い
程ベアリング６に作用する荷重が大きくなって発熱量が
大きくなるとともに摩耗が生じ易くなるが、シリンダボ
ア１０からのオイルの漏れ量も吐出圧が高い程多くなっ
てベアリング６の冷却効果が高くなる。すなわち、ポン
プの運転中は収容部２７内にオイルが流入するとともに
ベアリング６を通って室２ａに流出するので、フロント
側と同様に収容部２７内のオイルはその潤滑性能が低下
するほど高温とはならず、オイルの熱劣化が防止され
る。又、オイルがベアリング６を通過して室２ａへ流出
することによりベアリング６で発生した摩耗粉がオイル
により運び去られ、摩耗粉がベアリング６内で固まるこ
とが確実に回避され、摩耗粉がベアリング６の回転に支
障をきたすことはない。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、ベアリング５，６として円錐コロを使用するも
のに代えてボールベアリングやニードルベアリングを使
用してもよい。又、通路２８，２９を形成する位置は収
容部２４，２７の下側に限らず横側あるいは上側に形成
したり、リヤ側の通路２９を省略してもよい。さらに
は、斜板式のアキシャルピストンポンプ以外に斜軸式の
アキシャルピストンポンプに適用したり、可変容量型で
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
てもよい。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案によればポンプの運転中、
ベアリング及びシャフトシールが収容された収容部内に
オイルが滞留せずにベアリングを通過する状態で収容部
外との間で循環し、しかもオイルの循環量が駆動軸の回
転速度の増大にともない増大するため、駆動軸とシャフ
トシールとの摺動、ベアリングの回転に伴う発熱による
オイルの異常な温度上昇が確実に抑制され、オイルの潤
滑特性の低下やオイルの熱劣化（特に炭化）が防止され
るとともにシャフトシールのゴムの硬化が防止される。
又、ベアリングで発生した摩耗粉がオイルの循環により
随時除去され、摩耗粉がベアリング内で固まって回転に
支障をきたすことがなくなる。従って、ベアリングやシ
ャフトシールの耐久性が向上するとともにポンプの信頼
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本考案を具体化した一実施例を示すもので
あって第１図は縦断面図、第２図は弁板とシリンダボア
の関係を示す図、第３図は従来の斜板式アキシャルピス
トンポンプの縦断面図である。 ハウジングを構成するケーシング２，エンドカバー３、
室２ａ、駆動軸４、ベアリング５，６、シリンダブロッ
ク８、シリンダボア１０、ピストン１１、変換機構を構
成する支持部材９，シュー１２，シューリテーナ１３、
弁板１５、吸入ポート１５ａ、吐出ポート１５ｂ、斜板
２１、収容部２４，２７、シャフトシール２５、通路２
８，２９。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に前後一対のベアリングを介
   して駆動軸を回転可能に支持するとともに、駆動軸の回
   転運動をシリンダブロックのシリンダボア内に摺動可能
   に嵌挿されたピストンの往復運動に変換する変換機構が
   収容された室を有し、かつ該室内に潤滑用オイルが収容
   されたアキシャルピストンポンプにおいて、 前記ベアリングを収容する各収納部を前記室と連通する
   状態でハウジングに形成し、一方の収容部をハウジング
   の外部と連通させかつ該収容部には前記室寄りにベアリ
   ングを配置するとともに外部寄りにシャフトシールを配
   置し、ハウジングには少なくとも前記一方の収容部と前
   記室とを連通する通路を設け、該通路の一端を該収容部
   のベアリング配置位置とシャフトシール配置位置との間
   に開口し、他端を前記室のベアリング外周部より外側に
   開口したアキシャルピストンポンプ。