JPH0634625Y2 - 可変容量型斜板式ピストンポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は可変容量型斜板式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斜板式アキシ
ャルピストンポンプがある。斜板式アキシャルピストン
ポンプは駆動軸と一体的に回転するシリンダブロックに
形成されたシリンダボア内にピストンが往復動可能に収
容され、シリンダブロックの一端には円弧状の吸入ポー
ト及び吐出ポートが形成された弁板がシリンダブロック
の端面に対して摺動可能な状態で固定されている。ピス
トンはシューを介して斜板に当接する状態に保持され、
シリンダブロックの回転に伴いピストンが往復動され
る。ピストン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内に吸入され、
ピストン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、可変容量型のポンプでは、斜板の傾斜角度を変更す
ることによりピストンのストロークが変更されてポンプ
の容量が変更されるようになっている。

斜板式アキシャルピストンポンプでは、斜板は吐出ポー
トと対応する側が吸入ポートと対応する側より常に大き
な負荷を受ける状態となり、斜板支持体に作用する負荷
も不均一となって斜板の傾斜角の変更が円滑に行われ難
い。この不都合を解消するため、斜板を半円柱状に形成
するとともに半円柱状の収容部を有する支持体に支承
し、斜板の収容部との摺動面の吐出ポートと対応する側
に圧力ポケットを形成し、該圧力ポケットに吐出側の作
動油の一部を供給して斜板に作用する負荷のバランスを
取るようにしたものが提案されている。

一方、一般に斜板式アキシャルピストンポンプでは駆動
軸は一定方向に回転され、逆転駆動されないので作動油
の流れは常に一定方向となっていた。そのため、建設用
機械あるいは荷役用機械において物を持ち上げる場合に
ポンプを大容量で運転して作動油を供給し、物を下ろす
場合はポンプを少容量で運転するとともに作動油をドレ
ーンに排出するようにしていた。ところが、物を下ろす
場合あるいは他の場合においても、作動油の排出を積極
的に行うことにより作業スピードを上げたいという要求
がある。

この要求を満たすアキシャルピストンポンプとして特開
昭59-145375号公報には第７図に示す装置が提案されて
いる。この装置は半円柱状の斜板40が半円柱状の収容部
41aを有する支持体41に支承されている。斜板40は駆動
軸（図示せず）を挟んで対称位置に配設された一組の制
御シリンダ42,43のピストンロッド42a,43aに連結され、
前記シリンダ42,43に作用する流体圧力により第７図の
状態から時計方向あるいは反時計方向に回動されるよう
になっている。一方の制御シリンダ42は導管44により直
接切替弁45に連結されている。他方の制御シリンダ43は
方向制御弁46を介して前記導管44に連結され、切替弁45
との連通状態が変更可能となっている。切替弁45はアキ
シャルピストンポンプの弁板に形成された吸入吐出兼用
ポート（いずれも図示せず）にそれぞれ連通する２個の
通路に連通された導管47,48に導管49,50を介して接続さ
れ、前記導管44に常に高圧（吐出圧力）が供給されるよ
うになっている。

そして、方向制御弁46の切替操作により斜板40が第７図
の状態から時計方向あるいは反時計方向に回動され、斜
板40が第７図の中立位置から時計方向に回動された際に
吐出ポートとなる吸入吐出兼用ポートは、斜板40が第７
図の中立位置から反時計方向に回動された際には吸入ポ
ートとなり、油圧回路への作動油の供給が一方向だけで
なく、逆方向にもできるようになっている。

又、斜板40には支持体41の収容部41aとの摺動面に、一
対の圧力ポケット（一方のみ図示）51が斜板40の回動方
向に沿って延びるように駆動軸を挟んで対称位置に形成
されている。一方、支持体41には前記圧力ポケット51に
連通する通路52,53が形成され、各通路52,53の端部に前
記導管47,48の一端がそれぞれ連結されている。これに
より斜板40に作用する吐出行程側のピストンと対応する
側の圧力ポケットに高圧（吐出圧力）が供給され、吸入
行程側のピストンと対応する側の圧力ポケットに低圧
（吸入圧力）が供給されて斜板40に偏荷重が作用するの
を抑制するようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、前記従来装置では斜板40に形成された一対の
圧力ポケット51へ作動油の一部を供給するため支持体41
に形成された通路52,53にそれぞれ独立した供給口が必
要となり、配管の数が多くなるとともに、通路の形成位
置や切替弁45の取付位置の自由度が小さくなるという問
題がある。

本考案は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は簡単な構造でしかも傾斜角が±両方向に変更
可能な斜板に偏荷重が作用するのを抑制することができ
る可変容量型斜板式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、駆動軸と
一体に回転するシリンダブロックに形成された複数個の
シリンダボア内を往復動可能に装備されたピストンを備
え、シリンダブロックの端面に対して摺動可能な状態で
所定位置に固定配置された弁板に円弧状の吸入吐出兼用
ポートが形成され、斜板が半円柱状の収容部を有する支
持体に揺動可能に支承され、斜板のピストン押圧面が前
記駆動軸と直交する位置から前後両側に傾斜可能に配設
され、かつ斜板の傾斜角を変更させる傾斜角変更手段を
備えた斜板式ピストンポンプにおいて、斜板の前記収容
部との摺動面に２個の油ポケットを駆動軸を挟んで形成
する一方、前記収容部には前記油ポケットに対応する２
個の油供給溝を斜板の揺動に伴い対応する油ポケットが
吐出行程側となるときのみ当該油ポケットと連通する位
置にそれぞれ開口形成し、かつ各油供給溝を吐出圧力が
供給される１個の油供給路に連通させた。

［作用］ 本考案の斜板式ピストンポンプでは、支持体に形成され
た油供給溝が１個の油供給路に連通され、該油供給路か
ら油供給溝に吐出側の作動油が供給される。斜板が駆動
軸と直交する位置にある場合は、斜板に形成された油ポ
ケットに連通する連通溝と、前記油供給溝とは互いに連
通不能な状態に保持される。斜板が駆動軸と直交する位
置から一方に傾斜すると、斜板の吐出側となる部分と対
応する側に形成された一方の油ポケットに連通する連通
溝が油供給溝と連通される。斜板が逆方向に傾斜した場
合には、他方の油ポケットに連通する連通溝が油供給溝
と連通される。すなわち、斜板の傾斜角の変更に伴い斜
板の吐出側となる部分と対応する側に形成された一方の
油ポケットに自動的に吐出側の作動油が供給される。

［実施例］ 以下、本考案を具体化した一実施例を第１〜６図に従っ
て説明する。第２図に示すようにケーシング１の前後両
端にフロントエンドカバー２及びリヤエンドカバー３が
接合固定されている。両エンドカバー2,3間には駆動軸
４がベアリング５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６にはリヤエンドカバー３に固
定された弁板７に対して摺接する状態でシリンダブロッ
ク８が駆動軸４と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９が、駆動軸４
と平行に延びる状態でかつその中心が駆動軸４を中心と
した同一円周上に位置する状態に形成されている。シリ
ンダボア９内にはシュー10を介して斜板11のピストン押
圧面11aに常に押圧されるピストン12が往復動可能に収
容されている。弁板７には第６図に示すように円弧状の
吸入吐出兼用ポート（以下、「吸入／吐出ポート」とい
う。）7a,7bが一対形成されている。両吸入／吐出ポー
ト7a,7bは前記ピストン12の吸入行程あるいは吐出行程
時のシリンダボア９の回動軌跡と対応する位置に形成さ
れている。又、シリンダブロック８の中心部前側には収
容孔13が形成され、収容孔13には押圧部材14がシリンダ
ブロック８と一体回転可能かつ軸方向に摺動可能に嵌挿
されている。押圧部材14は収容孔13内に配設されたばね
15により斜板11側に付勢され、押圧部材14の球面部14a
と当接するシューリテーナ16を介して前記シュー10が斜
板11のピストン押圧面11aに押圧されるようになってい
る。シューリテーナ16はシュー10がピストン12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ピスト
ン押圧面11aから引き離される方向への力を受けた際、
シュー10がピストン押圧面11aから引き離されるのを抑
える役割を果たす。

斜板11は第4,5図に示すようにほぼ半円柱状に形成され
るとともに、その中心部に駆動軸４が嵌挿される透孔11
bが形成されている。又、透孔11bを挟んで上下両側には
係合部11cが突設されている。フロントエンドカバー２
には支持体17が一体に形成され、該支持体17には半円柱
状の収容部18が形成されている。斜板11は前記収容部18
内にその内周面に摺接する状態で揺動可能に支承されて
いる。リヤエンドカバー３には前記係合部11cと対向す
る位置に制御シリンダ19,20が駆動軸４と平行に配設さ
れ、そのコントロールピストン19a,20aがシュー21を介
して係合部11cに当接されている。そして、両制御シリ
ンダ19,20の作用により斜板11は、そのピストン押圧面1
1aが駆動軸４と直交する状態から前後両側へ傾斜する状
態に回動可能となっている。収容部18にはその中央部の
駆動軸４を挟んだ対称位置に、一対の規制部17a,17bが
上下方向に延びるように形成されている。斜板11には前
記規制部17a,17bと係合可能な係合面11eが対称位置に形
成され、係合面11eと規制部17a,17bとが係合することに
より所定の傾斜状態に保持されるようになっている。

第４図に示すように斜板11には収容部18との摺動面11d
に、長方形状に形成された２個の油ポケット22a,22bが
駆動軸４を挟んで摺動面11dの移動方向に延びる状態で
平行に形成されるとともに、各油ポケット22a,22bと連
通する連通溝23a,23bが油ポケット22a,22bの中央部にお
いて側方に突出する状態に形成されている。油ポケット
22a,22bは斜板11に作用する吐出行程側の荷重とバラン
スを取るのに必要な面積に形成されている。一方、収容
部18の支承面18aには前記各油ポケット22a,22bと対応す
る２個の油供給溝24a,24bが形成されており、各油供給
溝24a,24bは斜板11のピストン押圧面11aが駆動軸４と直
交する位置から前側あるいは後側に傾斜したときにおい
て対応する油ポケット22a,22bが吐出行程側のときのみ
当該油ポケット22a,22bの連通溝23a,23bと連通するよう
点対称の位置にそれぞれ開口形成されている。ケーシン
グ１の上部には油供給路25がフロントエンドカバー２に
連通するように形成され、フロントエンドカバー２には
前記両油供給溝24a,24bを前記油供給路25に連通させる
通路26a,26bがそれぞれ形成されている。

リヤエンドカバー３には弁板７に形成された両吸入／吐
出ポート7a,7bに連通する吸入／吐出通路（図示せず）
が形成され、各吸入／吐出通路と作動部側の油圧回路と
が管路27,28により接続されている。両管路27,28間には
切替弁29が管路30a,30bを介して接続されている。切替
弁29の常に高圧側となる部分と、前記油供給路25とが管
路31により接続されている。又、前記両制御シリンダ1
9,20と管路31との間には操作レバー32aにより切替操作
される方向制御弁32が接続されている。方向制御弁32は
その供給口Ｐが管路31に、タンクポートＴがドレーンＤ
に、ＡポートＡが一方の制御シリンダ19に、ＢポートＢ
が他方の制御シリンダ20にそれぞれ管路33,34,35,36を
介して接続されている。

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。操
作レバー32aの操作により方向制御弁32が、ＡポートＡ
と供給口Ｐ、ＢポートＢとタンクポートＴがそれぞれ連
通する状態に切替えられると、高圧（吐出圧力）が一方
の制御シリンダ19に供給され、他方の制御シリンダ20に
は供給されない状態となる。この状態では一方のコント
ロールピストン19aが突出し、斜板11が第２図に示す状
態となる。駆動軸４の回転方向が前方（第２図の左方）
から見て時計回りであれば、駆動軸４の回転に伴いシリ
ンダブロック８も一体的に回転する。ピストン12はシュ
ー10を介して斜板11のピストン押圧面11a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12がシリンダボア９内を往復動しながら駆動軸４の周
りを公転する。シリンダボア９が吸入／吐出ポート7aと
対応する位置を移動する時には、ピストン12が第２図の
上部位置から下部位置に回転移動されながら右方に移動
して作動油が該吸入／吐出ポート7aを経てシリンダボア
９内から吐出される。また、ピストン12が吸入／吐出ポ
ート7bと対応する位置を移動する時には、ピストン12が
第２図の下部位置から上部位置に回転移動されながら左
方に移動し、作動油がシリンダボア９内に吸入される。
従って、前方から見て右側が吐出行程に、左側が吸入行
程となり、右側の吸入／吐出ポート7aに連通している管
路27側が高圧に、左側の吸入／吐出ポート7bに連通して
いる管路28側が低圧となる。

斜板11が第２図の状態に配置された場合には、油ポケッ
ト22a,22bと油供給溝24a,24bとの位置関係は第１図に示
す状態となる。すなわち、一対の油ポケット22a,22bの
うちの吐出行程側にある油ポケット22aが連通溝23aを介
して一方の油供給溝24aと連通する状態となり、一方の
油ポケット22aに吐出側の圧力が供給される。これによ
りピストン12の荷重が大きく作用する斜板11の吐出行程
側において、油ポケット22aに供給された吐出圧力によ
りピストン12の荷重に対向する力が作用し、斜板11は吐
出行程側において偏荷重を受けるにもかかわらず全体と
して圧力バランスがとれた状態となる。従って、斜板11
の摺動面11dと収容部18の支承面18a間において局部的に
摩擦力が増大することが抑制されるとともに、斜板11の
揺動が円滑に行われて斜板11と支承面18aとの焼付きが
防止される。しかも、このとき吸入行程側となる油ポケ
ット22bの連通溝23bには同連通溝23bと対応する油供給
溝24bが連通状態になく、当該油ポケット22bには吐出側
の作動油が供給されないので、斜板11の摺動面11dと収
容部18の支承面18aとの間に発生した摩耗粉が前記作動
油と共に吸入行程側からポンプ内へ取り込まれることも
ない。

操作レバー32aの操作により方向制御弁32が、Ａポート
ＡとタンクポートＴ、ＢポートＢと供給口Ｐがそれぞれ
連通する状態に切替えられると、一方の制御シリンダ19
への高圧の供給が停止され、他方の制御シリンダ20に高
圧が供給される状態となる。そして、他方の制御シリン
ダ20のコントロールピストン20aが突出し、斜板11は第
２図に示す状態から時計方向に回動される。斜板11のピ
ストン押圧面11aが駆動軸４と直交する状態からさらに
第２図の時計方向に回動されると、それまで吐出行程側
となっていた吸入／吐出ポート7aが吸入行程側となり、
吸入行程側となっていた吸入／吐出ポート7bが吐出行程
側となる。これにより管路27側が低圧に、管路28側が高
圧となり、切替弁29が切替えられるが、切替えられた後
も管路31は高圧側に連通された状態となる。従って、油
供給路25に連通する管路31は常に高圧（吐出側の作動
油）が供給される状態となる。

ピストン押圧面11aが駆動軸４と直交する位置に斜板11
が回動配置されたとき、両連通溝23a,23bはいずれも油
供給溝24a,24bと連通しない状態となり、その状態から
さらに第２図の時計方向に回動されると、他方の連通溝
23bが他方の油供給溝24bと連通する状態となり、新たに
吐出行程側となった油ポケット22bに吐出側の作動油が
供給される。すなわち、斜板11の傾斜角が変更されるこ
とによる吸入／吐出ポート7a,7bの吐出側と吸入側との
変更に対応して吐出行程側となる油ポケット22a,22bに
吐出側の作動油が確実に供給され、斜板11に対して常に
バランスのとれた状態で荷重が作用する。

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、ケーシング１に形成した油供給路25から両通路
26a,26bに吐出側の作動油を供給する代わりに、管路31
の一端を両通路26a,26bの端部の合流点に直接連結する
構成を採用してもよい。

［考案の効果］ 以上詳述したように本考案によれば、斜板の傾斜角の変
更により吸入吐出兼用ポートの吸入側と吐出側とが変更
された場合、吐出行程側と対応する油ポケットに吐出側
の作動油が確実に供給されて斜板に加わる荷重が常にバ
ランスのとれた状態となるので、斜板の摺動面と収容部
の支承面との間で局部的に当たりが強くなる部分がなく
なり、斜板の傾斜角変更がスムーズに行われるとともに
斜板と収容部間の焼付きが防止される。一方、吸入行程
側と対応する油ポケットには吐出側からの作動油は供給
されないので、支持体の収容部と斜板の摺動面との間に
発生した摩耗粉が前記作動油と共に吸入行程側からポン
プ内へ取り込まれることもない。又、１個の油供給路か
ら両油ポケットに吐出側の作動油が供給されるので、構
造が簡単となって配管が少なくなるとともに、油供給路
や切替弁の取付け位置の自由度が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６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図はフロントエンドカバーをリヤ側から見
た図、第２図は可変容量型斜板式ピストンポンプの縦断
面図、第３図は第１図のIII−III線断面図、第４図は斜
板をフロント側から見た図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線
断面図、第６図は第２図のVI−VI線断面図、第７図は従
来装置の概略断面図である。 フロントエンドカバー２、駆動軸４、弁板７、吸入吐出
兼用ポートとしての吸入／吐出ポート7a,7b、シリンダ
ブロック８、シリンダボア９、斜板11、ピストン押圧面
11a、摺動面11d、ピストン12、支持体17、収容部18、支
承面18a、傾斜角変更手段を構成する制御シリンダ19,20
及び方向制御弁32、油ポケット22a,22b、連通溝23a,23
b、油供給溝24a,24b、油供給路25、通路26a,26b、切替
弁29、操作レバー32a。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸と一体に回転するシリンダブロック
   に形成された複数個のシリンダボア内を往復動可能に装
   備されたピストンを備え、シリンダブロックの端面に対
   して摺動可能な状態で所定位置に固定配置された弁板に
   円弧状の吸入吐出兼用ポートが形成され、斜板が半円柱
   状の収容部を有する支持体に揺動可能に支承され、斜板
   のピストン押圧面が前記駆動軸と直交する位置から前後
   両側に傾斜可能に配設され、かつ斜板の傾斜角を変更さ
   せる傾斜角変更手段を備えた斜板式ピストンポンプにお
   いて、 斜板の前記収容部との摺動面に２個の油ポケットを駆動
   軸を挟んで形成する一方、前記収容部には前記油ポケッ
   トに対応する２個の油供給溝を斜板の揺動に伴い対応す
   る油ポケットが吐出行程側となるときのみ当該油ポケッ
   トと連通する位置にそれぞれ開口形成し、かつ各油供給
   溝を吐出圧力が供給される１個の油供給路に連通させた
   可変容量型斜板式ピストンポンプ。