JPH10141213A - 斜板式可変容量ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的高速で運転される斜板式可変容量ピス
トンポンプにおいて、吐出流量調整用の斜板を、きわめ
て円滑に調整することができると共に、低騒音にして高
性能および高信頼性のポンプ運転を行うことができる斜
板式可変容量ピストンポンプを提供する。 【解決手段】 斜板の傾斜角を調整して吐出流量を調整
する斜板式可変容量ピストンポンプからなり、前記斜板
とこれを支持する固定部材との間の摺動面に、この可変
容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を供給して潤滑す
るように構成した斜板式可変容量ピストンポンプにおい
て、前記斜板３０の傾斜角に応じて、前記摺動面に供給
する油量を調整する供給油量調整手段として、小径ピス
トン６５を介して常時連通する絞り通路６５ｄを備えた
油路６５ｂと、斜板３０の傾斜角に応じて前記油路６５
ｂに連通する開口面積の大きな油通路（６５ｃ、６５
ｃ′）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、斜板式可変容量ピ
ストンポンプに係り、特に可変斜板支持部分の高圧潤滑
方法であって、高速で使用されるポンプの騒音低減並び
に信頼性の向上を達成することができる斜板式可変容量
ピストンポンプの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、斜板式可変容量ピストンポンプ
は、図６および図７に示すように、基本的には、ハウジ
ング１０の内面１２に摺接すると共に回転軸１４の軸線
方向に直角に傾動可能に挿通されるカム状の斜板３０
と、この斜板３０に摺動自在に係合すると共に回転軸１
４に一体的に形成される複数のピストン５２からなるシ
リンダ５０とから構成される。前記斜板３０には、これ
を所定角度に傾動設定する傾斜調整アーム４０からなる
調整機構が設けられている。

【０００３】すなわち、回転軸１４は、両端をそれぞれ
軸受１４ａ、１４ｂにより軸支され、斜板３０のハウジ
ング１０に対する摺接部３２ａ、３２ｂは、斜板３０側
の円筒凸面３４ａ、３４ｂと、ハウジング１０側の対応
円筒凹面（軸受面）１２ａ、１２ｂ（図８および図９参
照）とから形成される。シリンダ５０は、その複数のピ
ストン５２が軸線方向に平行に配置されると共に、その
摺動関節部５２ａがシュー５２ｂおよびばね受部５４に
よる押圧力を介して、斜板３０のカム面（平面）３６上
に摺動可能に係合される。

【０００４】そして、傾斜調整アーム４０は、その一端
部が斜板３０に止具４０ａにより固定され、中央部がハ
ウジング１０に支軸４０ｂにより枢支されると共に、そ
の他端部（傾動端部）４２は小径ピストン機構４４およ
び大径ピストン機構４６と協働する傾動関節部４８とし
て形成される。これにより、斜板３０は、所定角度に傾
動設定し得るように構成される。

【０００５】従って、このような構成によれば、前記斜
板３０を所定角度傾動する（図７参照）ことにより、ピ
ストン５２のピストン室５２ｃ内におけるストロークを
変更して、ポンプ容量を変更することができる。なお、
この場合、斜板３０のハウジング摺接部３２ａ、３２ｂ
および傾斜調整アーム４０からなる調整機構の傾動関節
部４８の摺接面に対する静圧軸受部は、通常、ポンプ自
体の吐出圧油（自己負荷圧油）の一部を用いて潤滑する
ように構成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成からなる従来の斜板潤滑構造においては、なお次に述
べるような難点を有している。

【０００７】すなわち、前記従来の斜板潤滑構造におい
ては、前述したように、その斜板３０のハウジング摺接
面３４ａ、３４ｂに対する静圧軸受部の潤滑が、一般に
は、自己負荷圧油を介して行われる。すなわち、図示例
（図６および図７）においては、主ポンプ動作を行うシ
リンダ５０に設けられたピストン５２の往復運動によっ
て、ハウジングカバー１３に設けたポンプ吸込口１６か
らのポンプ取扱液は、バルブシート１５に設けられた吸
込口１５ａを経て、ピストン室５２ｃ内に吸込まれ、次
いでバルブシート１５の吐出口１５ｂを経てポンプ吐出
口１８へ吐出される。このように吐出されるポンプ取扱
液（自己負荷圧油）の一部は、ハウジングカバー１３内
の油路１３ａ、ハウジング１０内の油路１０ａ、小径ピ
ストン機構４４内の油室４４ａおよび油路４４ｂを通
り、先ず傾動関節部４８の静圧軸受部へ供給されて、こ
れを潤滑する。その後、この潤滑液は、さらに傾斜調整
アーム４０内の油路４０ｃ、斜板３０内の油路３０ａを
通り、斜板３０の静圧軸受部（ハウジング摺接部）３２
ａ、３２ｂへ供給されて、これを潤滑するように構成さ
れている。

【０００８】なお、この場合、自己負荷圧油は、静圧軸
受部３２ａ、３２ｂの一方の凸面すなわちハウジング摺
接面３４ａ、３４ｂ上に設けた単一溝状の潤滑領域２０
ａ、２０ｂ（図８）または他方の凹面すなわち斜板摺接
面１２ａ、１２ｂ上に設けた同じく単一溝状の潤滑領域
２２ａ、２２ｂ（図９）内へ導入されることにより、静
圧軸受作用を発揮する。すなわち、前記斜板３０の凸面
を、ハウジング１０の軸受凹面から離間浮揚し、所定の
潤滑を達成する。

【０００９】しかるに、前記従来の斜板潤滑構造におい
ては、ポンプの高速運転領域、特にこの場合、斜板の傾
斜角が大きい場合において、斜板の静圧軸受作用が所要
状態に達成できない。すなわち、斜板のハウジング軸受
部からの離間が所要状態に浮揚バランスされず、このた
めポンプの運転制御性および効率を所要状態に達成する
ことができなかった。

【００１０】従って、前記高速運転領域においては、吸
込側のシリンダ５０は、そのピストン５２の吸込抵抗が
増大して、吸込側から吐出側へ移動した直後のピストン
穴５２ｃ内の圧力上昇が、吐出側のシリンダ５０に比較
して、遅延するため、軸受部を構成する斜板３０および
ハウジング１０の両者間の、ばね受部５４による押圧力
すなわち反力が減少する。

【００１１】しかるに、前記斜板３０およびハウジング
１０の両者間における潤滑油による開離力は、吸込側お
よび吐出側共に、前記潤滑油圧力すなわちポンプ吐出圧
力に比例して増大する。これは、潤滑溝２０ａ、２０ｂ
または２２ａ、２２ｂの面積が変動しないからである。
このため、前記高速運転領域においては、吐出側のシリ
ンダ５０におけるピストン５２の反力（以下、吐出側の
反力と称する）Ｆｐと、軸受部間における潤滑油による
前記開離力（以下、軸受部の開離力と称する）Ｆｓとの
間には、不等式Ｆｐ＜Ｆｓが成立する。この結果、斜板
がハウジング軸受部から不当に離間浮揚されるという前
記不都合が発生していた。なお、この不都合は、軸受部
を異常摩耗することにより、騒音等を誘発して、運転制
御性を阻害すると共に、潤滑油のリーク量が増大して、
ポンプ効率を低下させることは明らかである。

【００１２】そこで、本発明の目的は、比較的高速で運
転される斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、吐出
流量調整用の斜板を、きわめて円滑に調整することがで
きると共に、低騒音にして高性能および高信頼性のポン
プ運転を行うことができる斜板式可変容量ピストンポン
プを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプは、斜
板の傾斜角を調整して吐出流量を調整する斜板式可変容
量ピストンポンプからなり、前記斜板とこれを支持する
固定部材との間の摺動面に、この可変容量ピストンポン
プの吐出圧油の一部を供給して潤滑するように構成した
斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、前記斜板の傾
斜角に応じて、前記摺動面に供給する油量を調整する供
給油量調整手段を設けたことを特徴とする。

【００１４】この場合、前記供給油量調整手段は、斜板
の傾斜角が大きい領域では前記摺動面に供給する油量を
制限するように構成すると共に、斜板の傾斜角が小さな
領域では前記摺動面に供給する油量を増大するように構
成することができる。

【００１５】また、前記供給油量調整手段は、斜板およ
びこれに固定されたカムレバーの内部に相互に連通する
油路を設け、前記カムレバーの一端の凸状球頭部にその
油路と連通する油路を内部に設けた小径ピストンを弾性
的に押し付けるよう配置し、前記ピストンを可変容量ピ
ストンポンプの吐出圧油の一部を供給する油室内に配置
すると共に、前記ピストンを斜板の傾斜角に応じてその
軸方向に変位するよう構成し、前記ピストンには常時内
部に設けた油路と油室とを連通する絞り通路を設けると
共に、前記斜板の傾斜角を小さく設定した際に変位して
前記油路と油室とを連通する開口面積の大きな油通路を
設けた構成とすれば好適である。

【００１６】

【実施例】次に、本発明に係る斜板式可変容量ピストン
ポンプの実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。なお、説明の便宜上、図６ないし図９に
示す従来の構成と同一の構成部分には同一の参照符号を
付し、詳細な説明は省略する。

【００１７】先ず初めに、本発明に係る斜板式可変容量
ピストンポンプの構成は、基本的には、前記従来の構成
（図６および図７）と同一である。従って、重複する
が、理解を容易にするため再び簡単に説明する。

【００１８】図１および図２において、本発明に係る斜
板式可変容量ピストンポンプは、基本的には、ハウジン
グ１０の内面１２に摺接すると共に回転軸１４の軸線方
向に直角に傾動可能に挿通されるカム状の斜板３０と、
この斜板３０に摺動自在に係合すると共に回転軸１４に
一体的に結合される複数のピストン５２からなるシリン
ダ５０によって構成される。

【００１９】これにより、斜板３０を傾動することによ
り、前記ピストン５２のストロークを変更して、ポンプ
容量を変更すると共に、このポンプ自己負荷圧油の一部
（潤滑油）を用いて、斜板３０のハウジング１０に対す
る前記摺接部（静圧軸受部）３２ａ、３２ｂを潤滑する
（図８または図９参照）ように構成されている。

【００２０】また、本実施例の斜板式可変容量ピストン
ポンプにおいては、前記構成において、斜板３０のハウ
ジング１０に対する前記静圧軸受部３２ａ、３２ｂの潤
滑構造（斜板潤滑構造）は、図１および図２において、
斜板３０に設けた円筒状の凸面３４ａ、３４ｂと、ハウ
ジング１０に設けた凹面１２ａ、１２ｂとからなる円筒
状の摺接部により形成する。

【００２１】さらに、前記斜板３０には、カムレバー６
０がボルト等の止具６１により固定され、このカムレバ
ー６０の一端には、凸状球頭部６２、６２が形成され、
さらにこの凸状球頭部６２、６２には、ロッド６４およ
び受け部材６６がそれぞれの凹状球面により摺動自在に
当接している。

【００２２】なお、前記ロッド６４の他端には、小径ピ
ストン６５に設けられた凹状球面穴６５ａにより、摺動
自在に支持されている。また、前記受け部材６６は、大
径ピストン６７の一端に設けられた穴部６７ａ内に摺動
自在に支持されている。

【００２３】このように構成した本実施例の斜板式可変
容量ピストンポンプにおいて、そのポンプ容量は、斜板
３０の回転軸１４の軸線１４′に対する傾斜角θを調整
することにより調節されるが、この傾斜角θは斜板３０
に固定された前記カムレバー６０を介して調整される。

【００２４】そこで、前記カムレバー６０の傾斜角θの
調整について説明する。すなわち、斜板３０に固定され
たカムレバー６０は、その一端の凸状球頭部６２、６２
を、ロッド６４および受け部材６６により、図２におい
て上下方向から支持されている。ロッド６４は、他端を
小径ピストン６５により支持されており、この小径ピス
トン６５は、他端にばね６８を当接配置して、これを常
にカムレバー６０の前記球頭部６２、６２の方向（図２
において上方）へ弾性的に押し付けられている。

【００２５】また、小径ピストン６５は、図３に示すよ
うに、この小径ピストン６５を囲繞保持するカバー部材
７０の挿通穴７０ａへ摺動自在に挿通されて、液密に支
持されている。そして、この小径ピストン６５には、そ
の中央部に油路６５ｂが設けられると共に、前記小径ピ
ストン６５が図２に示す状態において下方へ予め定めら
れた所定量（ｘ）移動することにより、油室７２へ開口
するように構成された穴部６５ｃが、前記油路６５ｂと
交差するように設けられている。なお、前記穴部６５ｃ
の開口端部には、その開口面積を拡大するために、適宜
溝部６５ｃ′を設けることもできる。

【００２６】さらに、前記油路６５ｂの延長下端部に
は、絞り通路６５ｄを介して油室７２へ連通するように
構成されている。すなわち、前記前記油路６５ｂは、小
径ピストン６５の位置に拘らず、前記絞り通路６５ｄを
介して油室７２と連通接続されている。

【００２７】また、油室７２へは、ハウジングカバー１
３に設けたポンプ吐出口１８へ吐出されるポンプ取扱液
（自己負荷圧油）の一部が、ハウジングカバー１３の油
路１３ａ、ハウジング１０内の油路１０ａ、カバー部材
７０に設けた油路７０ｂを介して常時供給されている。

【００２８】さらに、油室７２内の圧油は、小径ピスト
ン６５の絞り通路６５ｄを介して、および小径ピストン
６５のストローク位置が所定量（ｘ）下方へ移動した後
は、穴部６５ｃを介して、それぞれ油路６５ｂへ供給さ
れる。さらに、この圧油は、ロッド６４内の油路６４
ａ、カムレバー６０内の油路６０ａ、６０ｂおよび開口
部６０ｃを経て、さらに斜板３０に設けた油路３０ａを
介して、常時斜板３０とハウジング１０の軸受部３２
ａ、３２ｂの摺動面（斜板３０側の円筒凸面３４ａ、３
４ｂと、ハウジング１０側の対応円筒凹面１２ａ、１２
ｂ）に供給されている。

【００２９】一方、大径ピストン６７は、その一端にお
いて受け部材６６を支持し、他端は油室７４に対向して
おり、この油室７４へは、図示しない制御部分により調
整された圧油が供給されるよう構成されている。この場
合、前記大径ピストン６７の径は、小径ピストン６５の
径より大きく設定してあるので、小径ピストン６５に作
用する油室７２内の圧力およびばね６８の力に対向し
て、カムレバー６０と共に小径ピストン６５を、図２に
おいて下方へ移動させる。この結果、カムレバー６０の
駆動軸線１４′に対する傾斜角θを減少させることがで
きる。

【００３０】なお、大径ピストン６７は、この大径ピス
トン６７を囲繞保持するカバー部材７６の挿通穴７６ａ
へ摺動自在に挿通されて、液密に支持されている。そし
て、前記油室７４内に所要の制御圧力が作用しない時に
は、前記挿通穴７６ａに設けた段差部７６ｂに大径ピス
トン６７の上端部が当接し、この状態で前記傾斜角θの
最下値が決まる。

【００３１】このようにして、本発明によれば、前記油
室７２から小径ピストン６５を経て、前記斜板３０とハ
ウジング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの摺動面へ供給さ
れる潤滑油は、前記摺動面の潤滑を良好な状態に維持し
得ると共に、常時比較的少量の所定量を供給して、摺動
面間の微少隙間からポンプのケース内へ排出し得る、潤
滑油の適正な供給油量調整手段を構成することができ
る。

【００３２】従って、前述した構成からなるた供給油量
調整手段を備えた斜板式可変容量ピストンポンプによれ
ば、比較的高速で運転され、かつ斜板３０の傾斜角θが
大きいために、吸込み抵抗が増加することによって、斜
板３０に対するピストン５２の反力が低下した場合で
も、傾斜角θが大きい状態では、前記斜板３０とハウジ
ング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの摺動面への潤滑油の
供給は、小径ピストン６５の絞り通路６５ｄを介しての
み供給される。しかも、前記摺動面からは所定量の潤滑
油がケース内へ排出されるので、前記絞り通路６５ｄで
圧力損失が生じ、前記摺動面の圧力はポンプ吐出圧に比
較して低下することから、斜板３０の摺動面間の分離力
も低減され、斜板３０が案内面から浮き上がることはな
い。

【００３３】また、傾斜角θが比較的小さい状態では、
前記摺動面へは、小径ピストン６５の絞り通路６５ｄに
加え、開口面積が十分に大きな油通路（溝部６５ｃ′な
いし穴部６５ｃ）からも潤滑油（自己負荷圧油）が供給
されるので、潤滑油の供給油路中での圧力損失は、無視
することができる。すなわち、図４に示すように、斜板
３０の傾斜角θとこの斜板３０に作用する力との関係に
おいて、斜板３０に作用するピストン５２の反力は、特
性曲線Ｉで示される。これに対し、本発明における斜板
３０とハウジング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの間にお
ける潤滑油による開離力は、図４の特性曲線II（図３に
示す構成）および特性曲線III （図３に示す構成におい
て溝部６５ｃ′を設けた場合）で示されるように、前記
ピストン５２の反力に見合って変化する特性となる。し
かしながら、従来の技術によれば、前記開離力は、図４
の特性曲線IVで示されるように、変化しない。従って、
本発明によれば、前記摺動面の圧力は、ポンプ吐出圧力
と同等となり、吸込み抵抗が減少したことによるピスト
ンの反力（傾斜角θが大きい状態と比較した場合）の増
加に見合った圧力となる。

【００３４】さらに、斜板３０とハウジング１０の軸受
部３２ａ、３２ｂの摺動面へ供給する圧油を得るため
の、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプの主ポ
ンプ動作を行うシリンダ５０のピストン室５２ｃ内の圧
力分布を測定した結果、図５に示すように、傾斜角θが
小さい時は、実線で示すように高圧分布特性が得られ、
また傾斜角θが大きい時は、破線で示すように低圧分布
特性が得られた。この結果、斜板の傾斜角を大きくした
場合において、軸受部における異常摩耗等の発生を有効
に防止することができる。

【００３５】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る斜板
式可変容量ピストンポンプは、斜板の傾斜角を調整して
吐出流量を調整する斜板式可変容量ピストンポンプから
なり、前記斜板とこれを支持する固定部材との間の摺動
面に、この可変容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を
供給して潤滑するように構成した斜板式可変容量ピスト
ンポンプにおいて、前記斜板の傾斜角に応じて、前記摺
動面に供給する油量を調整する供給油量調整手段を設け
た構成としたことにより、比較的高速で運転された場合
でも、吐出流量調整用の斜板を、きわめて円滑に調整す
ることができ、安定した運転を達成し得ると共に、低騒
音にして高性能および高信頼性のポンプ運転を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプの
一実施例を示す要部断面側面図である。

【図２】図１に示す斜板式可変容量ピストンポンプのII
−II線断面図である。

【図３】図２に示す小径ピストンの要部拡大断面図であ
る。

【図４】本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプに
おける斜板に作用する反力に対する開離力について従来
のピストンポンプの開離力と比較表示する特性線図であ
る。

【図５】本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプに
おけるシリンダのピストン室内における圧力分布特性を
示す特性線図である。

【図６】従来の一般的な斜板式可変容量ピストンポンプ
の回転軸を通る部分の構成を示す要部断面側面図であ
る。

【図７】図６の VII−VII 線断面図である。

【図８】従来の斜板式可変容量ピストンポンプの斜板に
おける潤滑構造を示す分解斜視図である。

【図９】従来の斜板式可変容量ピストンポンプの斜板に
おける潤滑構造の別の構成例を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １０ａ 油路 １２ａ、１２ｂ 円筒凹面（摺接面） １３ ハウジングカバー １３ａ 油路 １４ 回転軸 １４′ （回転軸の）軸線 １５ バルブプレート １５ａ 吸込口 １５ｂ 吐出口 １６ ポンプ吸込口 １８ ポンプ吐出口 ３０ 斜板 ３０ａ 油路 ３２ａ、３２ｂ 摺接部（静圧軸受部） ３４ａ、３４ｂ 円筒凸面（摺接面） ３６ カム面 ５０ シリンダ ５２ ピストン ５２ａ 摺動関節部 ５２ｂ シュー ５２ｃ ピストン室 ５４ ばね受部 ６０ カムレバー ６０ａ、６０ｂ 油路 ６０ｃ 開口部 ６１ 止具 ６２ 凸状球頭部 ６４ ロッド ６５ 小径ピストン ６５ａ 凹状球面穴 ６５ｂ 油路 ６５ｃ 穴部 ６５ｃ′ 溝部 ６５ｄ 絞り通路 ６６ 受け部材 ６７ 大径ピストン ６７ａ 穴部 ６８ ばね ７０ カバー部材 ７０ａ 挿通穴 ７０ｂ 油路 ７２ 油室 ７４ 油室 ７６ カバー部材 ７６ａ 挿通穴 ７６ｂ 段差部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜板の傾斜角を調整して吐出流量を調整
   する斜板式可変容量ピストンポンプからなり、前記斜板
   とこれを支持する固定部材との間の摺動面に、この可変
   容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を供給して潤滑す
   るように構成した斜板式可変容量ピストンポンプにおい
   て、 前記斜板の傾斜角に応じて、前記摺動面に供給する油量
   を調整する供給油量調整手段を設けたことを特徴とする
   斜板式可変容量ピストンポンプ。
2. 【請求項２】 供給油量調整手段は、斜板の傾斜角が大
   きい領域では前記摺動面に供給する油量を制限するよう
   に構成すると共に、斜板の傾斜角が小さな領域では前記
   摺動面に供給する油量を増大するように構成してなる請
   求項１記載の斜板式可変容量ピストンポンプ。
3. 【請求項３】 供給油量調整手段は、斜板およびこれに
   固定されたカムレバーの内部に相互に連通する油路を設
   け、前記カムレバーの一端の凸状球頭部にその油路と連
   通する油路を内部に設けた小径ピストンを弾性的に押し
   付けるよう配置し、前記ピストンを可変容量ピストンポ
   ンプの吐出圧油の一部を供給する油室内に配置すると共
   に、前記ピストンを斜板の傾斜角に応じてその軸方向に
   変位するよう構成し、前記ピストンには常時内部に設け
   た油路と油室とを連通する絞り通路を設けると共に、前
   記斜板の傾斜角を小さく設定した際に変位して前記油路
   と油室とを連通する開口面積の大きな油通路を設けてな
   る請求項１または２記載の斜板式可変容量ピストンポン
   プ。