JPS62251477A - 可変容量形流体装置 - 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】 ａｍ上の利用分野 本発明は、ポンプまたはモータの様な可変１ｖＦｎ形ア
キシアルピストン流体装置にＩＩ　するらのぐあり、よ
り晶１細にはそのような装２のａ節可能な位置のスワツ
シュブロックの当接支持面を潤滑する装置に関するもの
である。

発明の背１Ｈ −型式の可変容石形アキシアルピストンのポンプまたは
モータは、各々がピストンを収容する複数の平行なシリ
ンダを有し軸に装♀１される回転バレルを使用する。該
各ピストンは、スワツシュブロックの平坦面に支えられ
て動くシューを一端に装着する。スワツシュブロックは
、部面がバレルのＶ、→転軸翰に垂直の平面に対して所
定の角度に設ｎ可能な様に可動である。バレルが回転さ
れる際、ピストンは、シリンダ内で往復運動し、シ」−
は、傾斜するスワツシュブロック面上をａ！ω」する。

部面の角度は、各ポンプによって吐出される体積を定め
る。ポンプのバレルが回転されるとき、流体は、低圧ボ
ー１〜を通つで吸引され、高圧ポートからポンプ作用で
′４Ｊ、出される。加圧流体が＾汗ポートに圧入される
とぎ、バレルは、装置が流体モータとして作用する様に
回転される。

スワツシュブロックは、１〜ラニオンに装架されるか、
または１一様に弯曲するサポートに組合わされる円形シ
リンダの一部とじ【形成される背面を有するかのいずれ
かである。４１者の場合には、スワツシュブロックおよ
びそのサポートの組合わさ。

れる而は、シリンダが高ルポ−！・に露出される際、ピ
ストンおよびシューを介して伝達される大きな力を受り
る。スワツシュ１１コツクおＪ：びそのリボ−１−の紺
合わされる面は、閘々金属対金属であり、この大きなノ
Ｊは、ポンプの押しの番プ容積を調節りる様にスワツシ
ュブロックを旋回するために克服されねばならない多量
の陛擦を生じさＵる。通常の解決方法は、スワツシュブ
ロックとそのサポートとの間の界而へ高ｊ［ポートから
通じる外部の＾圧管路を使用する（米国特許１３；　６
８２．０４４号）か、：にたは該界面へピストン、シュ
ー４３よびスワツシュ１０ツクの通路を経て高圧流体を
ポンプで送る（米国特許第３．８９８．９１７号）かの
いずれかにより、該界面に高圧下の流体を供給すること
Ｔ：あった。いずれの場合に６、結果は、高圧流体が平
衡する力を形成する様にスワツシュブ［１ツクとサポー
トとの間の界面にボン１で送られることである。

他の提案は、組合わせ面とリポートとの間に軸受材料を
間挿し、ポンプハウジング内の流体が軸受を潤滑１６の
に依存される。しかしながら、大きい力の下では、高圧
ポートに整合する軸受は、非常に大ぎい軸方向力を受は
得るために、潤滑川流体は、最大応力のｆｔ４域から移
動し、軸受は、乾燥状態になる。これが生じれば、スワ
ツシュブロックを旋回するのに必要な力は、受入れ不能
なレベルまで上冒し得る。

本発明は、スワツシュブロックの全体の当接面にわたり
軸受への潤滑川流体の供給を保証する系統を提供する。

発明の要約 本発明は、高圧ポートおよび低圧ポートを有するハウジ
ングを備える可変容ｈ；形流体装置の改良を包含する。

回転可能イドシリンダバレルは、ハウジング内に支承さ
れ、スワツシュブロックの前面Ｅを名動するシューを旋
回可能に装置するピストンを各々が有する複数のシリン
ダを備えている。

ピストンおよびシューは、スワツシュブロックの前面を
潤滑するためにシリンダからの流体を与える様にシリン
ダからスワツシュ１０ツクの前面に通じる協働する通路
を有している。スワツシュブロックは、一対の後側弧状
当接面を右している。

リポートは、スワツシュブ［１ツク当接面に対してハウ
ジング内に設Ｃ）られる。一対の弧状軸受は、リポート
に向って配置され、スワツシュブロック当接面によって
係合される。スワツシュ１０ツクの前面の角度を変更す
るために軸受の面上でスワツシュブロックを旋回する装
置が設けられる。本発明は、高圧ポートに対向する１つ
のスワツシュブロック当接面が夫々の軸受に而にする連
続的な溝を形成され、小さい通路がスワツシュブ［１ツ
クの内部に形成されて該溝で終り、１つの開口部が前記
１つの当接面に軸方向に整合してシューの走路内でスワ
ツシュブロックの前面に設けられ、１つのオリフィスが
該開口部と該小さい通路との間に形成されるスワツシュ
ブロックへの改良を包含する。

この系統にＪ：す、ピストンおよびシューの通路からの
小（ｄの制ｗＪされた流体は、軸受をｆｔ滑するために
構内に流体を入れる様に、開口部にポンプで圧入されオ
リフィスを経て小さい通路へ送られる。

更に、本発明によると、満、小さい通路、開［１部およ
びオリフィスの系統は、流体装置が高圧ポートとしての
その入ロポート／出ロポートのいずれかによって操作可
能なことが意図されるとき、スワツシュブロックの当接
面の双方に適用されてもよい。

好適実施例では、弧状当接面は、円形シリンダの部分で
ある。溝は、全体が矩形であり、当接面の大部分にわた
って延びる。小さい通路は、オリフィスに連絡するｖＩ
ｈ向ボアと、該ボアから溝の両端に通じる一対の傾斜孔
とを備えている。

本発明の主目的は、調節ｉ１能なスワツシュブロックお
よびそのサポートの組合わされる而の間にＴｒＩ消され
る軸受を使用するアキシャルビス１〜ン流体４！′置の
スワツシュ１０ツク軸受に流体を供給する確実ｔ、に系
統を提供することである。

本発明の他の目的は、制量される小；ｉｔの流体が軸方
向？Ａ　ｆｆｊをほぼ支持する平衡力を形成することな
く軸受を！１滑するためにスワツシュ１０ツクと軸受と
の闇の界面に連続的に供給される様な系統を提供するこ
とである。

」−述およびその他の目的および利点は、下記の詳細な
説明によって明らかになる。、該説明ｒは、本発明の好
適実施例を示す添付図面が参照される。

実施例 本発明は、１９７９年９月１８１１付の本発明の特許出
願人による米国特許第４．１６７．８９５号に示す望式
のアキシ１フルピストンポンプに組込まれるものとして
示される。基本的なポンプ要索の配置および作用は、当
該技術において周知ぐある。通常、該ポンプは、一端で
開放して７ランジ付き弁板１１によってｆｌｌじられる
中空ハウジング１０を備えている。駆動軸１２は、ハウ
ジング１０の１１１鎖９；部の軸木１１＊受１３と、弁
板１１に装着されるスリーブ軸受１４とで支持される。

軸１２は、回転可能なシリンダバレル１６のスプライン
と噛合う中間スプライン１５を有している。バレル１６
は、ハウジング１０の内径に沿つＵｉ４ｆｌされるバレ
ルスリーブ軸受１７内で回転する。

バレル１６は、各々が中空ピストン２１を収容する複数
の平行に軸り向に方向づ・プられるシリンダ２０を形成
される。各ピストン２１は、シュー２３を装着する球形
ボール２２を一端に有し、シュー２３は、ピストンボー
ル２２にスェージ加工されるがボール上で自由に旋回す
る。シュー２３は、スワツシュブロック２６の平坦な前
面２５に対して当接する平坦面２４を有している。グル
ープとしてのシュー２３は、軸１２を包囲する半分のボ
ール２８に装着されるシューリテーナ板２７に保ＩＪＩ
される。１［縮ばね２９は、バレル１６と半分のボール
２８との間に捕捉される。ばね２９は、シー１−リｉ゛
−リ１侵２７およびシュＬ−２３をスワツシュブ［１ツ
ク２６の前面２５に向つでｆ４カする。

また、ばね２９　Ｇ、ｉ、バレル１６の弁面３０を弁数
１１のポート而３１に向つ（付勢する。

弁数１１は、三日月状の入口ポート３７およσ出ロボー
！・３８に人々通じる人口３５および出口３６を備えて
いる。入口ポート３７は、バレル１６の１回転の一部分
にわたりシリンダ２０の聞放嬬部に連通する様に整合し
、シリンダ２０は、回転の他の部分にわたり出口ポート
３８に連通する。

弁板１１は、［ｌ−ルピン３９によってハウジング１０
に平径方向に整合する。

第２図、第３図に示Ｖ様に、スワツシ：１ブ」１ツク２
６は、両端から突出す腕４２．４３を有している。腕４
２．４３の各々は、部分円形の円筒形当接面４４．４５
をその後側に有している。当接面４４．４５は、スワツ
シュブロック２６を支持瑯るナドル５０の円形円筒膨面
４９ヘロールビン４８によって保持される部分的なスリ
ーブ軸受４６．４７に対して当接する。リトル５０は、
ハウジング１０の目１鎖端部に向って保持され、ビン５
１によって位置決めされる。１つのスワツシュブロック
腕４２は、軸受４６．４７にでスワツシュブロック２６
を回転可能なｉ制御ピストン５３によって係合される１
ｌｌｔｌｌロツド５２を装着し、これにより、軸１２の
軸線に垂直な平面に対してスワツシュプロツク面２５の
傾斜内反を変更する。制御ピストン５３の作用は、前述
の米国特許第４，１６７．８９５号で史に詳細に説明さ
れる。

駆動軸１２の回転は、シリンダバレル１６を回転する。

ｔＡ　ＩＩＩピストン５３が中立のとき、スワツシユブ
ロツク２６の而２５は、軸１２の軸線に対して垂直であ
り、ピストン２１は、そのシューがスワツシュブロック
面２５十を滑る際に移動されない。しかしながら、制御
ピストン５３が而２５を所定の角度に位ｄさＵる様にス
ワツシュブ［１ツク２６を移動すれば、ピストン２１は
、スワツシュブロックの而２５のまわりに［ｌＦ１転す
るとぎ、住役運動させられる。各ビスｌ〜ン２１は、入
Ｌ１ボーｊ・３７を過ぎて移動する際、その最も外側の
スト【１−りに達するまでイのシリンダ内に流体を吸引
し、該ストロークに達する際、そのシリンダは、三ｔｉ
月状入ロポート３７を越えて通過するため、ｆｊｌｌ塞
される。次に、各シリンダは、出口ポート３８に対して
ｌｉｔ　１ｆ５１され、このとき、ピストン２１は、シ
リンダが三り１月状出ロポート３８を越えて通過りる際
に再Ｉｆ　ｌｆｆ＋塞されるまで、シリンダ２０がら出
１１ポート３８へ流体を吐出する様に内方へスト〔１−
りされる。この様にして、流体は、入［１から出１゛４
へ’１ＩｉＷｃ的にポンプ作用で圧送される。流体の体
積は、スワツシュブロックの角度と、その結宋のピスト
ンの各ス１〜ロークの長さとに依’ｌ’ｊ　ｉＪ゛る。

％　７ｚは、圧力下の流体を入１−；に押込むことによ
り七−夕として作用してｂよい、。

シ」−２３の而２４が運転中にスワツシュブロック２６
の面２５上を連続的に摺動するため、而２４をｉ消する
ことは、重要である。これＩ；Ｌ、代表的に、シリンダ
２０内の流体が中空ピストン２１を通過してボール２２
およびシュー２３の連絡通路５４．５５を夫々通りシュ
ー面２４の中心凹所５６に流入り゛るのを許容すること
によって達成される。

Ｉｔ力がポート３７または３８に生じるかまたは加えら
れるとき、識ポートに関連するシリンダバレル１５の半
分のピストンは、加圧される。これは、シコー面２４を
経（スワツシュブロック２６へ伝達されてＩｌｌ連する
スワツシュブ１．１ツク軸受４６または４７へ伝達され
る軸方向力を生じる。例えば、ｎ　＆’　）ｉ、　１４
が、ｇ−１−３８に加工’）　ｔ’Ｌ　ルトキ、殆んど
全体の軸方向力は、腕４３の当接面４５の背後のスワツ
シュプＬ１ツク軸受４７に伝達される。

軸受４６．４７は、代表的に、四弗化エチレンＪ３よび
ＩＩＮガラスの複合物の様な合成林料で形成され、該材
料は、仝軸方向Ａ初を支持可能である。

しかしながら、該材料は、該軸受が湿潤または乾燥のい
ずれであるかに依存してその摩擦係数のてＲしい差異を
示す。該ユニットが圧力下にないとき、ハウジング１０
内の流体は、軸受４６．４７の而を訓らす°のが可能で
あり、これは、制御ピストン５３が低い１ＩＩＪＩＩＩ
力によってストローク４るのを可能にする。しかしなが
ら、該ユニツ］・が１つのポートまたは他のポートにＨ
持される連続的な圧力で運転されれば、軸方向力は、ス
ワツシュブロック当接面と軸受との間から流体膜を押出
す傾向がある。これは、乾燥して作用り′る軸受と、ス
ワツシュブロックを移動するのに必要なｌｌＩＭ’ｊる
一層高いａＩ！御力とを生じる。このとき、これ等のＩ
ＩＩＩｉＩｌ力は、ａＩｌｌｔｌｌ１７）　ｎ　’Ｚ　
すｌ域Ｊ３　ヨ（／　＆’ｌ　’ａ　！Ｊ　ン’）装置
に、特に、Ｉｌｌ　ＩＩｎが吐出される流体を変化する
様に規目的に繰返される場合に、有害な様な大きさのも
のである。本発明の目的は、軸受４６．４７が乾燥状態
で作用しないことを保証りる様に、スワツシュブロック
当接面４４．４５および軸受４６．４７を横切って流体
を与えることである。

特に、第２図から第５図までを参照すると、スワツシュ
ブロック２６は、一対の小さい開口部５７を有し、開口
部５７は、スワツシュブロック２６の前面２５から軸方
向へ延び、スワツシュブロックの横の対称線に沿って整
合する。各開口ｔＩＡ５７は、オリフィス５８へ内方に
延び、次に、Ａ′リフイス５８は、６腕４２．４３の横
り向蝙部から延びる横方向ボア５９．５９′を有する通
路に通じる。該通路は、対の孔６０．６１によって完成
し、孔６０．６１は、Ｙ形に横方向ボア５９．５９′か
ら外方へ分岐し、スワツシュブロック当接面４４．４５
の各々に形成される連続的な矩形溝６２の両端に通じる
。

第３図は、スワツシュブロック２６の前面２５−Ｌに重
なる７つのピストンボ−ル ューのその他のメンバーも使用される。各シュー２３は
、面２５上をＩＦ！動するため、その運動の一部にわた
り間口部５７に連通する中心凹所５６を有する。連通の
前後の双方のその他のときには、各シュー２３の面２４
は、開口部５７を開基する。

完全な１Ｆ３転中の更にその他のとぎには、１１１口部
５７は、甲に、ハウジング１０内の加圧されない流体の
環境に露出される。開口Ｗ５７がポンプの圧力側でピス
トン１６のシュー２３の中心凹所５６に露出されるとき
、ポンプ作用を受ける流体は、中空ピストン１６と、ピ
ストンボールおよびシューの連絡通路５４．５５とを経
”Ｃシュー２３の凹所５６に押込まれた後、開［１部５
７へ押込まれる。

開口部５７がｒ１１塞されるとき、開口部に押込まれる
如何なる流体；６１汁力下に保持される。１ＪｉｌＣＩ
Ｒ５５７がハウジングの内部へ開放されるとき、総ての
圧）Ｊは、除去される。この結果は、ボン１の圧力側に
おけるスワツシュブロック２６の面の開口部５７への流
体の一定のポンプ作用である。流体は、シュー面から流
出可能な流体のへ髪を制限するＡリフイス５８を経て押
圧され、ボア５９．５９′および孔ｓｏ、ｅｉによって
形成される通路を通って矩形溝６２へ流通する。満６２
内の流体は、協働する軸受４６または４７上で分配され
る。

この１１滑系統は、負荷される軸受４６または４７の濡
れた面を保証し、該軸受が湿ａ１摩擦係数において作用
するのを４能にし、これにより、与えられる最小の達成
可能な制御力を生じる。

聞１１部５７、オリフィス５８、通路および潤滑満６２
は、スワツシュブロック２６の各一部に関連り゛るが、
１つのみは、スワツシュ７１１゛ンクー袖受に加ｆｔ′
流体を与える様に任意の１つのときに作用可能である。

作用可能な間口部５７は、ポンプの高圧ポートに関連す
るものぐある。荷車下にない他の軸受は、ハウジングの
体部内の流体によって濡らされる。従って、大部分の軸
方向向重を支持するスワツシュブロック軸受は、高圧１
１滑に対して選択される。更に、面に流体を供給するｆ
ｆ１ｗ１満６２の性能は、高圧ポートにおける圧力に比
例する。圧力が＾ｔＪれば高い稈、潤滑の必要性は大ぎ
く、（ｆ４６２に供給される流体の槍は多い。

１つのみの高圧ポートを有し１つのみの方向で作用１６
流体装置では、関連するオリフィス、通路および溝をｈ
−する１つのみの間口部５７が設けられることを必要と
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の潤滑系統を使用するポンプまたはモー
タの縦断面図、第２図は第１図の装置のスワツシュブロ
ックの後側における立面図、第３図はスワツシュブロッ
クの平１４１＜Ｋｍ面に重なるピストンシューの輪９１
（をイ１するスワツシュブロックの前側の立面図、第４
図はｉ１１滑系統の一部を形成りる流体通路の拡大断面
図、第５図は第４図の線５−５に沿う断面図を示ず。 １０・・・・・・中空ハウジング、１６・・・・・・シ
リンダバレル、２０・・自・・シリンダ、２１・・・・
・・中空ピストン、２３・・・・・・シュー、２５・・
・・・・前面、２６・・・・・・スヮッシ”ｔブロック
、３７・・・・・・入口ポート、３８・・・・・・出口
ポート、４４．４５・・・・・・円筒形当接面、４６．
４７・・・・・・スリーブ軸受、５０・・・・・・サド
ル、５３・・・・・・υ制御ピストン、５４．５５・・
・・・・連絡通路、５７・・・・・・小さいｌｉｌ　ｌ
：１部、５８・・・・・・オリフィス、５９．５９’　
・・・・・・横方向ボア、６０．６１・・・・・・孔、
６２・・・・・・矩形溝。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧ポートおよび低圧ポートを有するハウジング
   と、該ハウジング内に支承され、スワツシユブロツクの
   前面上を摺動するシユーを旋回可能に装着するピストン
   を各々が有する複数のシリンダを包含する回転可能なシ
   リンダバレルとを備え、該ピストンおよびシユーが、該
   スワツシユブロツクの前面を潤滑するために該シリンダ
   からの流体を与える様に該シリンダから該スワツシユブ
   ロツクの前面へ通じる協働する通路を有し、該スワツシ
   ユブロツクが、一対の後側弧状当接面を有し、更に、該
   スワツシユブロツク当接面に対する前記ハウジング内の
   サポートと、該サポートに向つて配置され、該スワツシ
   ユブロツク当接面によつて係合される一対の弧状軸受と
   、前記スワツシユブロツクの前面の角度を変更するため
   に該軸受の面上で該スワツシユブロツクを旋回する装置
   とを備える可変容量形流体装置において、前記高圧ポー
   トに対向する前記スワツシユブロツクの１つの前記スワ
   ツシユブロツク当接面が、夫々の前記軸受に面する連続
   的な溝を形成され、１つの小さい通路が、該スワツシユ
   ブロツクの内部に形成され、該溝において終り、１つの
   開口部が、前記シユーの走路内で前記１つの当接面に軸
   方向に整合して該スワツシユブロツクの前記前面に設け
   られ、１つのオリフイスが、該開口部と前記小さい通路
   との間に形成され、これにより、前記ピストンおよびシ
   ユーの通路からの制御された小量の流体が、前記夫々の
   軸受を潤滑するために前記溝に流体を入れる様に、該開
   口部へポンプで圧入され前記オリフイスを経て前記小さ
   い通路に送入されることを特徴とする流体装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の流体装置において
   、前記各弧状当接面が円形シリンダの一部分として形成
   され、前記溝が形状において全体的に矩形でありかつ１
   つの該当接面の大部分にわたつて延びていることを特徴
   とする流体装置。
3. （３）　特許請求の範囲第２項に記載の流体装置におい
   て、前記小さい通路が、前記オリフイスに結合される横
   方向ボアと、該ボアから前記矩形溝の両端へ通じる一対
   の傾斜孔とを有することを特徴する流体装置。
4. （４）　流体入口と、流体出口とを有するハウジングと
   ，該ハウジング内に支承され、スワツシユブロツクの前
   面上を摺動するシユーを旋回可能に装着するピストンを
   各々が有する複数のシリンダとを備え，該ピストンおよ
   びシューが、該スワツシユブロツクの前面を潤滑するた
   めに該シリンダからの流体を与える様に該シリンダから
   該スワツシユブロツクの前面へ通じる協動する通路を有
   し，該スワツシュブロツクが、一対の後側弧状当接面を
   有し，更に、該スワツシユブロツク当接面に対する前記
   ハウジング内のサポートと，該サポートに向つて配置さ
   れ、該スワツシユブロツク当接面によつて係合される一
   対の弧状軸受と，該スワツシユブロツクの前面の角度を
   変更する様に該軸受の面上で該スワツシユブロツクを旋
   回する装置とを備える可変容量形流体装置において，前
   記各スワツシユブロツク当接面が、夫々の前記軸受に面
   する連続的な溝を形成され，一対の小さい通路が、前記
   スワツシユブロツクの内部に形成され，該各小さい通路
   が、夫々の溝において終り，一対の開口部が、前記シコ
   ーの走路内に配置されて前記当接面に軸方向に整合して
   該スワツシユブロツクの前面に設けられ，１つのオリフ
   イスが、該各開口部と前記小さい通路の夫々の１つとの
   間に形成されることを特徴とする流体装置。
5. （５）　特許請求の範囲第４項に記載の流体装置におい
   て、前記各弧状当接面が円形シリンダの一部分として形
   成され，前記各溝が形状において矩形でありかつ夫々の
   該当接面の大部分にわたつて延びていることを特徴とす
   る流体装置。
6. （６）　特許請求の範囲第５項に記載の流体装置におい
   て、前記各小さい通路が、前記オリフイスに結合する横
   方向ボアと、該ボアから夫々の前記矩形溝の両端へ通じ
   る一対の傾斜孔とを有することを特徴とする流体装置。