KR20200130100A - 유압 펌프 및 건설 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유압 펌프는, 제1 회전 축선 주위로 회전하고, 외주면을 갖는 회전축 부재와, 상기 회전축 부재와 일체로 되어 회전하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록 내에 형성된 복수의 실린더 구멍의 각각으로 이동 가능하게 마련되는 피스톤과, 상기 제1 회전 축선과 교차하는 제2 회전 축선을 중심으로 기울기 각도가 변경 가능하게 지지되고, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판과, 상기 피스톤과 상기 경사판의 사이에 마련되는 슈와, 상기 슈를 보유 지지하는 슈 보유 지지 부재와, 상기 경사판을 향해서 상기 슈 보유 지지 부재를 가압하고, 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 위치에서는, 내주면에 있어서의 상기 제1 회전 축선 방향의 중앙으로부터 상기 경사판측에서의 상기 회전축 부재의 외주면과 내주면의 접촉 면적이, 상기 중앙으로부터 상기 실린더 블록측에서의 상기 회전축 부재의 외주면과 내주면의 접촉 면적보다도 큰 압박 부재를 구비한다.

Description

유압 펌프 및 건설 기계{HYDRAULIC PUMP AND CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 유압 펌프 및 건설 기계에 관한 것이다.

유압 펌프로서는, 유압 셔블 등의 건설 기계에 탑재된 각종 유압 액추에이터에 작동유를 공급하기 위한 경사판식 가변 용량형 유압 펌프가 있다. 이러한 종류의 유압 펌프는, 케이싱 내에 회전 가능하게 지지된 회전축 부재(샤프트)를 갖고 있다. 회전축 부재의 외주면에는, 실린더 블록이 끼워맞춰져 고정되어 있다. 회전축 부재와 실린더 블록은, 일체로 되어 회전한다. 실린더 블록에는, 복수의 실린더 구멍이 마련되어 있다. 각 실린더 구멍에, 피스톤이 삽입되어 있다. 그리고, 실린더 구멍과 피스톤에 의해 실린더실을 구성하고 있다.

또한, 피스톤의 실린더실이 형성되어 있는 측의 단부와는 반대측 단에, 케이싱에 대해서 기울기 각도가 변경 가능하게 지지된 경사판이 마련되어 있다. 경사판의 기울기 각도의 회전 축선은, 실린더 블록의 회전 축선과 직교하고 있다. 각 피스톤의 경사판측의 단부에는, 경사판에 대해서 미끄럼 이동 가능한 슈가 설치되어 있다. 각 슈는, 슈 보유 지지 부재에 의해 일체적으로 보유 지지되어 있다. 슈 보유 지지 부재는, 회전축 부재의 외주면에 끼워맞춰져 있는 압박 부재에 의해 경사판을 향해 압박되어 있다.

이와 같은 구성 하에, 피스톤은 경사판을 따라 미끄럼 이동됨과 함께, 경사판에 의해 실린더 구멍 내에서의 변위가 규제된다. 경사판을 따라 피스톤이 미끄럼 이동하면, 이 피스톤이 실린더 구멍 내를 슬라이드 이동한다. 이에 의해 발생하는 실린더실의 용적의 변화를 이용하여, 소정의 유량으로 작동유가 토출된다. 경사판의 기울기 각도가 변화하면, 피스톤의 실린더 구멍 내에서의 슬라이드 이동량이 변화되므로, 유압 펌프의 토출량이 변화된다.

여기서, 회전축 부재와 실린더 블록이 일체로 되어 회전하도록, 회전축 부재의 외주면에는 스플라인 가공을 실시하는 경우가 있다. 이 스플라인 가공을 실시한 개소에 실린더 블록을 끼워맞춤으로써, 회전축 부재와 실린더 블록이 스플라인 결합된다. 이에 의해, 회전축 부재에 대해서 실린더 블록이 회전 불능으로 고정된다. 스플라인은, 회전축 부재의 실린더 블록이 끼워 맞춰지는 개소의 전체에 형성하고자 하면, 가공의 사정상 실린더 블록이 끼워 맞춰지는 개소보다도 경사판측으로 연장 돌출된다. 이 스플라인의 연장 돌출된 개소에는, 압박 부재가 배치되어 있다. 이 때문에, 압박 부재의 내주면에도 스플라인 가공을 실시하고, 회전축 부재와 압박 부재를 스플라인 결합시키는 경우가 있다. 이와 같이 구성함으로써, 회전축 부재의 외주면과 압박 부재의 내주면의 접촉 면적을 증대할 수 있다. 이 결과, 회전축 부재와 압박 부재의 접촉 시의 면압이 저감되어, 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 억제할 수 있다.

일본 특허 공개 제2016-56736호 공보

그러나, 상술한 종래 기술과 같이 압박 부재의 내주면에 스플라인 가공을 실시하면, 압박 부재의 제조 비용이 증가될 가능성이 있었다. 이 때문에, 압박 부재의 내주면에 스플라인 가공을 실시하지 않고, 평탄한 내주면으로 하는 것이 생각된다. 압박 부재의 내주면을 평탄하게 한 경우, 회전축 부재의 외주면에는 스플라인 가공이 실시되어 있으므로, 회전축 부재의 외주면과 압박 부재의 내주면의 접촉 면적이 감소해버린다. 이 결과, 회전축 부재와 압박 부재의 접촉 시의 면압이 커지게 되어, 회전축 부재나 압박 부재의 마모가 증대해버릴 가능성이 있었다. 특히, 압박 부재의 내주면 중 경사판에 보다 가까운 개소는, 경사판의 기울기에 수반하여 축방향에 대해서 기울어지고, 회전축 부재에 강하게 눌러진다. 이 때문에, 압박 부재의 내주면 중, 경사판에 보다 가까운 개소가 마모되기 쉽다.

예를 들어, 회전축 부재의 스플라인이 실시되지 않은 개소까지 압박 부재의 위치를 오프셋시키는 것도 생각할 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 회전축 부재의 외주면과 압박 부재의 내주면의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 그러나 이와 같이 구성해버리면, 압박 부재를 오프셋시킨만큼, 회전축 부재의 축 길이를 길게 할 필요가 있어, 유압 펌프가 대형화되어버릴 가능성이 있었다.

본 발명은, 압박 부재의 제조 비용을 저감하면서 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 억제할 수 있고, 또한 대형화도 억제할 수 있는 유압 펌프 및 건설 기계를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따른 유압 펌프는, 제1 회전 축선 주위로 회전하고, 외주면을 갖는 회전축 부재와, 상기 회전축 부재와 일체로 되어 회전하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록 내에 형성된 복수의 실린더 구멍의 각각으로 이동 가능하게 마련되는 피스톤과, 상기 제1 회전 축선과 교차하는 제2 회전 축선을 중심으로 기울기 각도가 변경 가능하게 지지되고, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판과, 상기 피스톤과 상기 경사판의 사이에 마련되는 슈와, 상기 슈를 보유 지지하는 슈 보유 지지 부재와, 상기 경사판을 향해 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하고, 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 위치에서는, 내주면에 있어서의 상기 제1 회전 축선 방향의 중앙으로부터 상기 경사판측에서의 상기 회전축 부재의 외주면과 내주면의 접촉 면적이, 상기 중앙으로부터 상기 실린더 블록측에서의 상기 회전축 부재의 외주면과 내주면의 접촉 면적보다도 큰 압박 부재를 구비한다.

이와 같이 구성함으로써, 압박 부재의 내주면 중, 특히 회전축 부재의 외주면으로의 맞닿음이 강해지는 개소, 즉, 압박 부재의 내주면 중 제1 회전 축선 방향의 중앙으로부터 경사판측과, 회전축 부재의 외주면의 접촉 면적을 크게 할 수 있다. 이에 반하여, 압박 부재의 내주면 중, 제1 회전 축선 방향의 중앙으로부터 실린더 블록측과, 회전축 부재의 외주면의 접촉 면적은 작다. 이와 같이, 필요한 개소만큼 압박 부재의 내주면과 회전축 부재의 외주면의 접촉 면적을 크게 함으로써, 회전축 부재의 축 길이를 길게 하지 않고, 압박 부재의 내주면을 평탄하게 할 수 있다. 이 때문에, 압박 부재의 제조 비용을 저감하면서 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 억제할 수 있고, 또한 유압 펌프의 대형화도 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 따른 유압 펌프는, 제1 회전 축선 주위로 회전하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록 내에 형성된 복수의 실린더 구멍의 각각으로 이동 가능하게 마련되는 피스톤과, 상기 제1 회전 축선과 교차하는 제2 회전 축선을 중심으로 기울기 각도가 변경 가능하게 지지되고, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판과, 상기 피스톤과 상기 경사판의 사이에 마련되는 슈와, 상기 슈를 보유 지지하는 슈 보유 지지 부재와, 상기 경사판을 향해서 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 부재와, 상기 실린더 블록과 일체로 되어 회전하고, 외주면에 상기 제1 회전 축선 방향을 따라서 형성된 스플라인 홈을 갖고, 해당 스플라인 홈의 상기 경사판측에 해당 스플라인 홈과 연속적으로 형성되고, 해당 스플라인 홈으로부터 이격함에 따라 홈 깊이가 얕아져서, 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 위치에서는, 해당 스플라인 홈과 반대측의 선단 위치와 해당 스플라인 홈측의 기단 위치 사이의 적어도 일부가, 상기 압박 부재의 내주면과 직경 방향에서 대향하는 위치에 있는 절상 홈을 갖는 회전축 부재를 구비한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 유압 펌프는, 제1 회전 축선 주위로 회전하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록 내에 형성된 복수의 실린더 구멍의 각각으로 이동 가능하게 마련되는 피스톤과, 상기 제1 회전 축선과 교차하는 제2 회전 축선을 중심으로 기울기 각도가 변경 가능하게 지지되고, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판과, 상기 피스톤과 상기 경사판의 사이에 마련되는 슈와, 상기 슈를 보유 지지하는 슈 보유 지지 부재와, 상기 경사판을 향해서 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 부재와, 상기 실린더 블록과 일체로 되어 회전하고, 외주면에 상기 제1 회전 축선 방향을 따라서 형성된 스플라인 홈을 갖고, 해당 스플라인 홈의 상기 경사판측에 해당 스플라인 홈과 연속적으로 형성되고, 해당 스플라인 홈으로부터 이격함에 따라 홈폭이 좁아지고, 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 위치에서는, 해당 스플라인 홈과 반대측의 선단 위치와 해당 스플라인 홈측의 기단 위치 사이의 적어도 일부가, 상기 압박 부재의 내주면과 직경 방향에서 대향하는 위치에 있는 절상 홈을 갖는 회전축 부재를 구비한다.

이와 같이 구성함으로써, 절상 홈을 이용하여, 압박 부재에 있어서의 내주면의 경사판측과 회전축 부재의 외주면의 접촉 면적을, 압박 부재에 있어서의 내주면의 실린더 블록측과 회전축 부재의 외주면의 접촉 면적보다도 크게 할 수 있다. 이 때문에, 스플라인 가공이 실시된 회전축 부재라도, 압박 부재의 제조 비용을 저감하면서 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 억제할 수 있고, 또한 유압 펌프의 대형화도 억제할 수 있다.

상기 구성으로서, 상기 압박 부재의 상기 압박 위치에서는, 상기 절상 홈의 상기 선단 위치가 상기 압박 부재의 상기 내주면보다도 상기 경사판측이며, 상기 절상 홈의 상기 기단 위치가 상기 회전축 부재의 직경 방향에서 상기 압박 부재의 상기 내주면과 대향하는 위치여도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 회전축 부재의 축 길이를 길게 하지 않고, 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 보다 확실하게 억제할 수 있다.

상기 구성으로서, 상기 압박 부재의 상기 압박 위치에서는, 상기 절상 홈의 상기 선단 위치가 상기 회전축 부재의 직경 방향에서 상기 압박 부재의 상기 내주면과 대향하는 위치이며, 상기 절상 홈의 상기 기단 위치가 상기 압박 부재의 상기 내주면보다도 상기 실린더 블록측이어도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 회전축 부재의 축 길이를 길게 하지 않고, 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 보다 확실하게 억제할 수 있다.

상기 구성으로서, 상기 압박 부재의 상기 내주면의 적어도 상기 경사판측의 단부 및 상기 실린더 블록측의 단부에, 상기 내주면의 중앙으로부터 이격함에 따라 상기 외주면으로부터 이격하도록 모따기부가 형성되어도 된다.

이와 같이 압박 부재의 내주면에 모따기부를 형성함으로써, 경사판의 기울기에 수반하여 압박 부재가 기울게 된 경우라도, 회전축 부재의 외주면과 압박 부재의 내주면을 가능한 한 면에서 접촉시킬 수 있다. 이 때문에, 회전축 부재와 압박 부재의 접촉 시의 면압을 작게 할 수 있어, 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 따른 건설 기계는, 상술한 유압 펌프와, 상기 유압 펌프가 탑재된 차체를 구비하였다.

이와 같이 구성함으로써, 압박 부재의 제조 비용을 저감하면서 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 억제할 수 있고, 또한 대형화도 억제할 수 있는 건설 기계를 제공할 수 있다.

상술한 유압 펌프 및 건설 기계는, 압박 부재의 제조 비용을 저감하면서 회전축 부재나 압박 부재의 마모를 억제할 수 있고, 또한 대형화도 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 유압 펌프의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 압박 부재의 축방향을 따르는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 압박 부재의 압박부와 회전축 부재의 일부를 확대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 회전축 부재의 제2 스플라인의 일부 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 회전축 부재의 제2 스플라인과 압박 부재의 작용 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태의 제1 변형예에 있어서의 압박 부재의 축방향을 따르는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 제2 변형예에 있어서의 압박 부재의 축방향을 따르는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태의 제3 변형예에 있어서의 압박 부재의 축방향을 따르는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태의 제4 변형예에 있어서의 압박 부재의 축방향을 따르는 단면도이다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

(건설 기계)

도 1은, 건설 기계(100)의 개략 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 건설 기계(100)는, 예를 들어 유압 셔블이다. 건설 기계(100)는, 선회체(청구항에 있어서의 차체에 상당)(101)와, 주행체(청구항에 있어서의 차체에 상당)(102)를 구비하고 있다. 선회체(101)는, 주행체(102) 위에 선회 가능하게 마련되어 있다. 선회체(101)에는, 유압 펌프(1)가 마련되어 있다.

선회체(101)는, 조작자가 탑승 가능한 캡(103)과, 캡(103)에 일단이 요동 가능하게 연결되어 있는 붐(104)과, 붐(104)의 캡(103)과는 반대측의 타단(선단)에 요동 가능하게 일단이 연결되어 있는 암(105)과, 암(105)의 붐(104)과는 반대측의 타단(선단)에 요동 가능하게 연결되어 있는 버킷(106)을 구비하고 있다. 또한, 캡(103) 내에는, 유압 펌프(1)가 마련되어 있다. 이 유압 펌프(1)로부터 공급되는 작동유에 의해 캡(103), 붐(104), 암(105), 및 버킷(106)이 구동된다.

(유압 펌프)

도 2는, 유압 펌프(1)의 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 유압 펌프(1)는, 소위 경사판식 가변 용량형 유압 펌프이다. 유압 펌프(1)는, 케이싱(2)과, 케이싱(2)에 대해서 회전 가능하게 지지된 회전축 부재(3)와, 케이싱(2) 내에 수납되고, 회전축 부재(3)에 고정되어 있는 실린더 블록(4)과, 케이싱(2) 내에 기울기 각도가 변경 가능하게 수납되고 유압 펌프(1)로부터 토출되는 작동유의 토출량을 제어하는 경사판(5)과, 경사판(5)의 기울기 각도를 제어하는 제1 가압부(6) 및 제2 가압부(7)를 구비하고 있다.

또한, 도 2에서는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 각 부재의 축척을 적절히 변경하였다.

또한, 이하의 설명에서는, 회전축 부재(3)의 중심 축선(청구항에 있어서의 제1 회전 축선에 상당) C1과 평행한 방향을 축방향이라고 칭하고, 회전축 부재(3)의 회전 방향을 주위 방향이라고 칭하며, 회전축 부재(3)의 직경 방향을 단순히 직경 방향이라고 칭한다.

케이싱(2)은, 개구부(9a)를 갖는 상자형의 케이싱 본체(9)와, 케이싱 본체(9)의 개구부(9a)를 폐색하는 프론트 플랜지(10)를 구비하고 있다.

케이싱 본체(9)에는, 개구부(9a)와는 반대측의 저부(9b)에, 회전축 부재(3)의 일단을 회전 가능하게 지지하는 베어링(11)이 마련되어 있다. 케이싱 본체(9)의 측면(9c)에는, 내면측에, 제2 가압부(7)의 후술하는 가압 로드(46)를 가이드하는 제1 가이드부(49)가 마련되어 있다. 케이싱 본체(9)의 저부(9b)에는, 제1 가이드부(49)에 연통되는 설치 오목부(48)가 형성되어 있다. 설치 오목부(48)에는, 제2 가압부(7)의 후술하는 가압 핀 유닛(50)이 설치된다.

또한, 케이싱 본체(9)에는, 도시하지 않은 공급 포트 및 배출 포트가 형성되어 있다. 공급 포트는, 도시하지 않은 탱크에 접속되어 있다. 배출 포트는, 도시하지 않은 제어 밸브 등을 통해 캡(103), 붐(104), 암(105), 및 버킷(106)에 접속되어 있다.

프론트 플랜지(10)에는, 케이싱 본체(9)측의 내면(10a)에, 경사판 지지부(30)가 돌출 형성되어 있다. 경사판 지지부(30)는, 경사판(5)을 기울기 각도가 변경 가능하게 지지한다. 경사판 지지부(30)에는, 직경 방향에서 보아 반원 형상의 오목부(30a)가 형성되어 있다. 이 오목부(30a)에, 경사판(5)이 지지된다.

또한, 프론트 플랜지(10)에는, 직경 방향 외측에, 수나사형의 스토퍼(40)가 마련되어 있다. 스토퍼(40)는, 경사판(5)의 일부가 지지되어 경사판(5)의 기울기 각도를 규제한다. 프론트 플랜지(10)에 대해서 스토퍼(40)를 돌림으로써, 프론트 플랜지(10)의 내면(10a) 측으로부터의 스토퍼(40)의 돌출량이 변화된다. 이에 의해, 경사판(5)의 기울기 각도가 규제된다.

또한, 프론트 플랜지(10)에는, 회전축 부재(3)를 삽입 관통 가능한 관통 구멍(13)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(13)에, 회전축 부재(3)의 타단측을 회전 가능하게 지지하는 베어링(14)이 마련되어 있다. 또한, 관통 구멍(13)에는, 베어링(14)보다도 케이싱 본체(9)와는 반대측(프론트 플랜지(10)의 외측)에, 오일 시일(15)이 마련되어 있다. 베어링(14) 및 오일 시일(15)을 통해 회전축 부재(3)의 타단이 프론트 플랜지(10)의 외측으로 돌출되어 있다.

오일 시일(15)은, 내부로부터의 오일의 유출을 방지함과 함께, 프론트 플랜지(10)와 회전축 부재(3)의 사이에서 이물 등의 침입을 방지한다.

회전축 부재(3)에 있어서의 오일 시일(15)을 통해 돌출된 타단에는, 제1 스플라인(3a)이 형성되어 있다. 이 제1 스플라인(3a)을 통해 도시하지 않은 엔진 등의 동력원과 회전축 부재(3)가 연결된다. 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 있어서의 경사판(5)보다도 케이싱 본체(9)의 저부(9b)측, 즉, 회전축 부재(3)의 축방향 중앙에는, 제2 스플라인(청구항에 있어서의 스플라인에 상당)(3b)이 형성되어 있다. 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에는, 제2 스플라인(3b)에 대응하는 개소에, 실린더 블록(4)이 끼워 맞춰져 있다.

제1 스플라인(3a) 및 제2 스플라인(3b)은, 도시하지 않은 전용의 공구(커터 등)에 의해, 예를 들어 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 절삭 가공을 실시함으로써 형성된다. 또한, 제2 스플라인(3b)에 대한 상세는 후술한다.

실린더 블록(4)은, 원기둥형으로 형성되어 있다. 실린더 블록(4)의 직경 방향 중앙에는, 회전축 부재(3)를 삽입 또는 압입 가능한 관통 구멍(16)이 형성되어 있다. 관통 구멍(16)에도 스플라인(16a)이 형성되어 있다. 이 스플라인(16a)과 회전축 부재(3)의 제2 스플라인(3b)이 스플라인 결합된다. 이에 의해, 회전축 부재(3)와 실린더 블록(4)이 일체로 되어 회전한다.

관통 구멍(16)의 축방향 중앙으로부터 단부(4a)에 이르는 사이에는, 회전축 부재(3)의 주위를 둘러싸도록 오목부(20)가 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(16)의 축방향 중앙으로부터 경사판(5)측에 이르는 사이에는, 내주면의 일부에, 실린더 블록(4)을 축방향으로 관통하는 관통 구멍(25)이 형성되어 있다. 오목부(20)에는, 후술하는 스프링(23) 및 리테이너(24a, 24b)가 수납된다. 관통 구멍(25)에는, 후술하는 연결 부재(26)가 축방향으로 이동 가능하게 수납된다.

또한, 실린더 블록(4)에는, 회전축 부재(3)의 주위를 둘러싸도록 복수의 실린더 구멍(17)이 형성되어 있다. 실린더 구멍(17)은, 주위 방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다.

또한, 실린더 구멍(17)은, 축방향을 따라 형성되어 있으며, 경사판(5)측이 개구되어 있다. 실린더 블록(4)에 있어서의 프론트 플랜지(10)와는 반대측의 단부(4a)에는, 각 실린더 구멍(17)에 대응하는 위치에, 이들 실린더 구멍(17)과 실린더 블록(4)의 외부를 연통하는 연통 구멍(18)이 형성되어 있다.

실린더 블록(4)의 단부(4a)에는, 이 단부(4a)의 단부면에 겹치도록 원판형의 밸브판(19)이 마련되어 있다. 밸브판(19)은, 케이싱 본체(9)에 고정되어 있다. 밸브판(19)은, 실린더 블록(4)이 회전축 부재(3)와 함께 회전하는 경우라도, 케이싱(2)(케이싱 본체(9))에 대해서 정지하고 있다.

밸브판(19)에는, 실린더 블록(4)의 각 연통 구멍(18)에 연통하는 도시하지 않은 급배 포트가 밸브판(19)의 두께 방향으로 관통 형성되어 있다. 이들 밸브판(19)의 급배 포트 및 실린더 블록(4)의 연통 구멍(18)을 통하여, 각 실린더 구멍(17)과 케이싱 본체(9)에 형성된 도시하지 않은 공급 포트 및 배출 포트가 연통된다. 케이싱 본체(9)에 대해서 밸브판(19)이 고정되어 있으므로, 실린더 구멍(17)은, 실린더 블록(4)의 회전 상태에 따라서, 밸브판(19)을 통해 공급 포트로부터 작동유가 공급되는 상태와 배출 포트에 작동유를 배출하는 상태가 전환된다.

각 실린더 구멍(17)에는, 피스톤(21)이 축방향을 따라 미끄럼 이동 가능하게 수납되어 있다. 실린더 구멍(17)에 피스톤(21)이 수납됨으로써, 피스톤(21)은, 회전축 부재(3) 및 실린더 블록(4)의 회전에 수반하여, 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1 주위로 공전한다.

피스톤(21)에 있어서의 경사판(5)측의 단부에는, 구형의 볼록부(28)가 일체 형성되어 있다. 또한, 피스톤(21)의 내부는, 공동으로 형성되어 있다. 이 공동은, 실린더 구멍(17) 내의 작동유로 채워져 있다. 따라서, 피스톤(21)의 왕복동은, 실린더 구멍(17)에 대한 작동유의 공급 및 배출과 연관되어 있다. 즉, 피스톤(21)이 실린더 구멍(17)으로부터 인출될 때에는, 실린더 구멍(17) 내에 공급 포트로부터 작동유가 공급된다. 피스톤(21)이 실린더 구멍(17) 내에 진입할 때에는, 실린더 구멍(17) 내로부터 배출 포트에 작동유가 배출된다.

실린더 블록(4)의 오목부(20)에 수납된 스프링(23)은, 예를 들어 코일 스프링이다. 스프링(23)은, 오목부(20)에 수납된 2개의 리테이너(24a, 24b)의 사이에서 압축되어 있다. 이 때문에, 스프링(23)은, 그 탄성력에 의해 신장되는 방향으로 가압력을 발생시킨다. 스프링(23)의 가압력은, 2개의 리테이너(24a, 24b) 중 한쪽의 리테이너(24b)를 통해 연결 부재(26)에 전달된다. 연결 부재(26)보다도 프론트 플랜지(10)측, 즉, 실린더 블록(4)과 경사판(5)의 사이에는, 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에, 압박 부재(27)가 끼워 맞춰져 있다.

도 3은, 압박 부재(27)의 축방향을 따르는 단면도이다.

도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 압박 부재(27)는, 대략 원통형으로 형성되어 있다. 압박 부재(27)는, 경사판(5)측의 압박부(91)와, 압박부(91)로부터 실린더 블록(4)측을 향해서 연장 돌출되는 다리부(92)가 일체 성형되어 있다.

압박부(91)의 내주면(91a)은, 도 3의 단면에서 보는 바와 같이 축방향과 평행하며 요철이 없이 평탄하게 형성되어 있다. 이 내주면(91a)이 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 끼워 맞춰진다. 압박부(91)의 외주면(91b)은, 다리부(92)를 향함에 따라 점차 외경이 커지도록 말단 확장 형상으로 형성되어 있다.

다리부(92)는, 이 다리부(92)의 내주면(92a)의 내경이 압박부(91)의 내주면(91a)의 내경보다도 크게 형성되어 있다. 다리부(92)의 연결 부재(26)측의 단부면(92b)에, 연결 부재(26)가 맞닿게 된다.

연결 부재(26)가 받은 스프링(23)의 가압력은, 압박 부재(27)에 전달된다. 압박 부재(27)는, 후술하는 슈 보유 지지 부재(29)에 압박부(91)의 외주면(91b)이 맞닿게 되어, 슈 보유 지지 부재(29)를 경사판(5)측을 향해 가압한다.

실린더 블록(4)의 각 실린더 구멍(17)에 수납된 각 피스톤(21)에는, 이들 피스톤(21)의 볼록부(28)에, 슈(22)가 설치되어 있다. 슈(22)의 볼록부(28)를 받아들이는 측의 면에는, 볼록부(28)의 형상에 대응하도록 구형의 오목부(22a)가 형성되어 있다. 이 오목부(22a)에 피스톤(21)의 볼록부(28)가 끼워넣어진다. 이에 의해, 피스톤(21)의 볼록부(28)에 대해서, 슈(22)가 회전 가능하게 연결된다.

각 슈(22)는, 슈 보유 지지 부재(29)에 의해 일체적으로 보유 지지되어 있다. 이 슈 보유 지지 부재(29)가, 압박 부재(27)에 의해 경사판(5)측으로 가압된다. 또한, 압박 부재(27)에 의해, 슈 보유 지지 부재(29)를 통해 각 슈(22)가 경사판(5)측으로 가압된다.

경사판(5)은, 회전하여 기울어짐으로써, 각 피스톤(21)의 축방향을 따르는 방향으로의 변위를 규제하는 역할을 갖고 있다. 경사판(5)은, 실린더 블록(4)측에서 보아 원환형의 경사판 본체(31)를 갖고 있다. 경사판 본체(31)의 직경 방향 중앙에는, 축방향으로 관통하는 삽입 관통 구멍(32)이 형성되어 있다. 삽입 관통 구멍(32)에, 회전축 부재(3)가 삽입 관통된다. 경사판 본체(31)의 실린더 블록(4)측에는, 평탄한 미끄럼 이동면(31a)이 형성되어 있다. 이 미끄럼 이동면(31a)에, 각 슈(22)가 미끄럼 이동 가능하게 압박되어 있다.

경사판 본체(31)의 미끄럼 이동면(31a)의 배면측에, 2개의 지지 볼록부(33, 34)가 삽입 관통 구멍(32)을 중심으로 직경 방향에서 대향 배치되어 있다. 2개의 지지 볼록부(33, 34)는, 프론트 플랜지(10)에 경사판(5)을 기울기 각도가 변경 가능하게 지지한다. 각 지지 볼록부(33, 34)는, 직경 방향에서 보아 반원형으로 형성되어 있으며, 원호면(33a, 34a)을 갖고 있다. 이들 원호면(33a, 34a)이 프론트 플랜지(10)측을 향하도록, 각 지지 볼록부(33, 34)가 경사판 본체(31)로부터 돌출되도록 형성되어 있다.

각 지지 볼록부(33, 34)의 원호면(33a, 34a)은, 프론트 플랜지(10)에 돌출 형성된 경사판 지지부(30)의 오목부(30a)에 미끄럼 이동 가능하게 맞닿아 있다. 오목부(30a)에 원호면(33a, 34a)이 미끄럼 이동됨으로써, 프론트 플랜지(10)에 대해서 경사판(5)이 회전된다. 즉, 경사판(5)의 회전 축선(청구항에 있어서의 제2 회전 축선에 상당) C2는, 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1에 직교하고, 또한 오목부(30a) 및 원호면(33a, 34a)의 원호 중심(도 2 참조)에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 회전 축선 C2는, 직경 방향을 따르고 있다. 경사판(5)은, 회전 축선 C2를 중심으로 자전한다.

또한, 경사판 본체(31)의 직경 방향 측부에는, 삽입 관통 구멍(32)을 중심으로 직경 방향에서 대향하는 제1 피가압부(37) 및 제2 피가압부(38)가 일체 성형되어 있다. 제1 피가압부(37) 및 제2 피가압부(38)가 대향하는 방향은, 2개의 지지 볼록부(33, 34)가 대향하는 방향과 직교하고 있다. 제1 피가압부(37) 및 제2 피가압부(38)는, 경사판 본체(31)로부터 직경 방향 외측을 향해서 연장 돌출되어 있다. 제2 피가압부(38)의 프론트 플랜지(10)측의 면(38a)이, 프론트 플랜지(10)에 마련된 스토퍼(40)에 맞닿게 된다.

제1 피가압부(37)의 직경 방향 외측(선단측)에는, 각 지지 볼록부(33, 34)의 돌출 방향과는 반대측의 면(실린더 블록(4)측의 면)에, 연결 오목부(39)가 형성되어 있다. 연결 오목부(39)에, 제1 가압부(6)가 연결된다. 연결 오목부(39)는, 축방향에서 보아 원 형상으로 형성되어 있다.

제2 피가압부(38)에는, 각 지지 볼록부(33, 34)의 돌출 방향과는 반대측의 면(실린더 블록(4)측의 면)의 거의 전체에, 맞닿음면(41)이 형성되어 있다. 맞닿음면(41)은, 제2 피가압부(38)를 평탄하게 절제함으로써 형성된다. 맞닿음면(41)에, 제2 가압부(7)가 맞닿게 된다.

이와 같이 구성된 경사판(5)은, 프론트 플랜지(10)에 대해서 회전함으로써, 제1 피가압부(37)나 제2 피가압부(38)가 프론트 플랜지(10)에 접근, 이격하도록 기울게 된다. 즉, 경사판(5)의 기울기 각도는, 경사판(5)의 회전축 부재(3)에 직교하는 면에 대한 기울기 각도라고 할 수 있다.

여기서, 경사판(5)의 기울기 각도는, 미끄럼 이동면(31a)과 회전축 부재(3)에 직교하고 있는 면이 이루는 각도를 말한다. 즉, 이 각도가 작을수록 경사판(5)의 기울기 각도는 작아진다.

제1 가압부(6)는, 경사판(5)의 기울기 각도가 커지는 방향으로 경사판(5)을 가압한다. 제1 가압부(6)는, 케이싱 본체(9)의 저부(9b)측에 배치된 제1 리테이너(42)와, 경사판(5)측에 배치된 제2 리테이너(43)와, 제1 리테이너(42)와 제2 리테이너(43)의 사이에 배치된 제1 스프링(44) 및 제2 스프링(45)을 구비하고 있다.

제2 리테이너(43)에 있어서의 경사판(5)측에는, 구형의 연결 볼록부(43a)가 돌출 형성되어 있다. 이 연결 볼록부(43a)가 경사판(5)의 연결 오목부(39)에 맞닿게 됨으로써, 경사판(5)에 대해서 제2 리테이너(43)가 회전 가능하게 연결된다.

제1 스프링(44)은, 제1 리테이너(42)와 제2 리테이너(43)의 사이에서 압축되어 있다. 이 때문에, 제1 스프링(44)은, 그 탄성력에 의해 제1 스프링(44)이 신장되는 방향으로 가압력을 발생시킨다.

제2 스프링(45)은, 제1 스프링(44)의 내측에 배치되어 있다. 이 때문에, 제2 스프링(45)의 외경은, 제1 스프링(44)의 외경보다도 작다. 제2 스프링(45)은, 제2 리테이너(43)에 고정되어 있다.

제2 스프링(45)은, 경사판(5)의 기울기 각도가 큰 상태(도 2 참조)에서는, 제1 리테이너(42)로부터 이격되어 있다. 이에 의해, 경사판(5)의 기울기 각도가 큰 경우, 경사판(5)에는 제1 스프링(44)의 가압력만이 작용된다.

이에 반하여, 경사판(5)의 기울기 각도가 작아지면, 어떤 기울기 각도일 때 제2 스프링(45)이 제1 리테이너(42)에 접촉한다. 또한 경사판(5)의 기울기 각도가 작아지면, 제2 스프링(45)도 제1 리테이너(42)와 제2 리테이너(43)의 사이에서 압축된다. 이에 의해, 경사판(5)에는, 제1 스프링(44) 및 제2 스프링(45)의 양쪽의 가압력이 작용한다.

이와 같이, 제1 가압부(6)는, 경사판(5)의 기울기 각도에 따라서, 그 가압력을 단계적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 제2 스프링(45)은, 제2 리테이너(43)에 고정되는 구조에 한정되지 않고, 제1 리테이너(42)에 고정되도록 해도 된다. 또한, 제1 리테이너(42) 및 제2 리테이너(43)의 어느 쪽에도 고정되지 않고, 제1 리테이너(42)와 제2 리테이너(43)의 사이에서 이동 가능하게 되어 있어도 된다.

제2 가압부(7)는, 제1 가압부(6)에 의한 경사판(5)으로 가압력과 반대 방향의 가압력을 경사판(5)에 작용시킨다. 특히, 제2 가압부(7)는, 제1 가압부(6)에 의한 경사판(5)의 기울기 각도가 커지는 방향으로의 가압력에 저항하여, 경사판(5)의 기울기 각도가 작아지는 방향으로 경사판(5)을 가압한다.

제2 가압부(7)는, 가압 로드(46)와 가압 핀 유닛(50)을 구비하고 있다. 가압 핀 유닛(50)은, 유닛 케이스(51)와, 복수의 가압 핀(52, 53)을 주 구성으로 하고 있다. 또한, 도 2에서는, 복수의 가압 핀(52, 53)이 2개만 도시되어 있지만, 복수의 가압 핀(52, 53)은, 예를 들어 4개 마련되어 있다.

유닛 케이스(51)는, 케이싱 본체(9)의 설치 오목부(48)에 끼워넣어지도록 설치되어 있다. 유닛 케이스(51)에 있어서의 경사판(5)측에는, 복수의 가압 핀(52, 53)을 가이드하는 복수의 제2 가이드부(54)가 마련되어 있다. 제2 가이드부(54)는, 유닛 케이스(51)을 축방향을 따라서 관통하는 구멍이다. 또한, 유닛 케이스(51)에 있어서의 경사판(5)과 반대측에는, 복수의 제2 가이드부(54) 중 하나에 연통하는 실린더 구멍(55)이 마련되어 있다. 실린더 구멍(55)은, 유닛 케이스(51)의 제2 가이드부(54)와는 반대측에 개구되어 있다. 이 실린더 구멍(55)의 개구부는, 캡 부재(57)에 의해 폐색되어 있다.

실린더 구멍(55) 내에는, 원기둥형의 가압 피스톤(56)이 실린더 구멍(55)에 대해서 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 배치되어 있다.

제2 가이드부(54)에는, 각 가압 핀(52, 53)이 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 수납되어 있다.

복수의 가압 핀(52, 53) 중 한쪽의 가압 핀(52)은, 다른 쪽의 가압 핀(53)보다도 길게 형성되어 있다. 이와 같은 한쪽의 가압 핀(52)이, 실린더 구멍(55)에 연통하는 제2 가이드부(54)에 수납되어 있다. 한쪽의 가압 핀(52)의 경사판(5)과 반대측 단은, 실린더 구멍(55)으로 돌출되어 있다.

제2 가이드부(54)에는, 예를 들어 유압 펌프(1)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 다른 유압 펌프로부터의 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 에어컨 등의 외부 기기의 작동에 대응한 신호압 등이 입력된다. 실린더 구멍(55)에는, 예를 들어 컨트롤 밸브에서 생성된 신호압 등이 입력된다. 각 가압 핀(52, 53)은, 각 가압 핀(52, 53)에 대응하는 신호압에 따라서, 가압 로드(46)를 경사판(5)을 향해서 가압한다.

가압 로드(46)는, 경사판(5)의 맞닿음면(41)과 각 가압 핀(52, 53)의 사이에 배치되어 있다. 가압 로드(46)는, 축방향으로 길어지도록 원기둥형으로 형성되어 있으며, 케이싱 본체(9)의 제1 가이드부(49)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 가이드되어 있다.

가압 로드(46)의 맞닿음면(41)측의 단부에는, 구상면(46a)이 형성되어 있다. 이 때문에, 경사판(5)의 기울기 각도의 변화에 기인하여 경사판(5)(맞닿음면(41))과 가압 로드(46)가 이루는 각도가 변화해도 경사판(5)에 대한 가압력을 구상면(46a)으로부터 맞닿음면(41)으로 적절하게 전달할 수 있다.

(회전축 부재의 제2 스플라인과 압박 부재의 위치 관계)

도 4는, 압박 부재(27)의 압박부(91)와, 이 압박부(91)가 끼워 맞춰져 있는 회전축 부재(3)의 일부를 확대한 단면도이다. 도 4는, 도 2의 A부에 상당한다. 도 5는, 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 형성되어 있는 제2 스플라인(3b)의 일부 확대 사시도이다.

도 2, 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 스플라인(3b)은, 실린더 블록(4)이 끼워 맞춰지는 개소의 전체에 형성되어 있는 스플라인 홈(93)과, 스플라인 홈(93)의 경사판(5)측에 이 스플라인 홈(93)과 연속적으로 형성된 절상 홈(94)에 의해 구성되어 있다.

스플라인 홈(93)은, 주위 방향으로 등간격으로 복수 형성되어 있다. 스플라인 홈(93)은, 홈 깊이가 일정하게 형성되어 있다. 스플라인 홈(93)은, 회전축 부재(3)의 실린더 블록(4)이 끼워 맞춰지는 개소보다도 경사판(5)측으로 연장 돌출되어 있다.

절상 홈(94)은, 각 스플라인 홈(93)의 경사판(5)측에 형성되어 있다. 절상 홈(94)은, 스플라인 홈(93)으로부터 이격함에 따라서, 즉, 경사판(5)측을 향함에 따라 점차 홈 깊이가 얕아지도록 형성되어 있다. 또한, 절상 홈(94)은, 직경 방향에서 보아 경사판(5)측을 향함에 따라 점차 홈폭이 좁아지도록 끝이 가늘게 형성되어 있다.

또한, 절상 홈(94)의 형상은, 도시하지 않은 스플라인 형성용 공구(커터 등)의 직경 등에 의해 결정된다. 또한, 이하의 설명에서는, 절상 홈(94)의 경사판(5)측의 단부를 절상 홈(94)의 선단이라고 칭하고, 절상 홈(94)의 개시 위치, 즉, 절상 홈(94) 중 스플라인 홈(93)에 가까운 단을 절상 홈(94)의 기단이라고 칭하여 설명한다.

여기서, 슈 보유 지지 부재(29)에 압박부(91)의 외주면(91b)이 맞닿게 된다. 압박 부재(27)에 의해 슈 보유 지지 부재(29)를 경사판(5)측을 향해 압박하는 압박 위치(이하, 단순히 압박 부재(27)의 압박 위치라고 함)에서는, 절상 홈(94)의 선단 위치 P1은, 압박부(91)의 내주면(91a)보다도 경사판(5)측이다. 또한, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 절상 홈(94)의 기단 위치 P2는, 압박부(91)의 내주면(91a)과 직경 방향에서 대향하는 위치이다.

전술한 바와 같이, 절상 홈(94)은, 직경 방향에서 보아 경사판(5)측을 향함에 따라 점차 홈폭이 좁아지도록 끝이 가늘게 형성되어 있다(도 5 참조). 이 때문에, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 압박부(91)의 내주면(91a)에 있어서의 축방향의 중앙 C3(이하, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3이라고 함)으로부터 경사판(5)측에서의 회전축 부재(3)의 외주면(3c)과 압박부(91)의 내주면(91a)의 접촉 면적(이하, 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적이라고 함)이, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 실린더 블록(4)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적보다도 커진다. 또한, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3은, 청구항의 내주면에 있어서의 제1 회전 축선 방향의 중앙에 상당한다.

(유압 펌프의 동작)

다음으로, 유압 펌프(1)의 동작에 대하여 설명한다.

유압 펌프(1)는, 실린더 구멍(17)으로부터의 작동유의 토출(및 실린더 구멍(17)으로의 작동유의 공급)에 기초하는 구동력을 출력한다.

보다 구체적으로는, 우선, 엔진 등의 동력원으로부터의 동력에 의해 회전축 부재(3)를 회전시킴으로써, 회전축 부재(3)와 일체로 되어 실린더 블록(4)이 회전된다. 실린더 블록(4)의 회전에 수반하여, 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1 주위로 피스톤(21)이 공전된다.

각 피스톤(21)의 볼록부(28)에 설치된 각 슈(22)는, 스프링(23)의 가압력에 의해, 경사판(5)의 기울기 각도에 관계 없이 경사판(5)의 미끄럼 이동면(31a)에 대해서 적절하게 추종하여 압박된다. 또한, 피스톤(21)의 볼록부(28)는, 구형으로 형성되어 있음과 함께, 이 볼록부(28)가 감입되는 슈(22)의 오목부(22a)도 구형으로 형성되어 있다. 또한, 압박 부재(27)에 의해, 슈 보유 지지 부재(29)를 통해 각 슈(22)가 경사판(5)측으로 압박되어 있다. 이 때문에, 경사판(5)의 기울기 각도가 변화해도, 각 슈(22)는, 경사판(5)의 기울기에 추종하여 미끄럼 이동면(31a)에 적절하게 추종해 압박된다.

실린더 블록(4)의 회전에 수반하여, 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1 주위로 피스톤(21)이 공전되면, 각 슈(22)도 경사판(5)의 미끄럼 이동면(31a) 위를 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1 주위로 공전하면서 미끄럼 이동된다. 이에 의해, 각 실린더 구멍(17) 내에서 각 피스톤(21)이 축방향을 따라서 미끄럼 이동되고, 각 피스톤(21)이 왕복 동작된다. 이와 같이, 경사판(5)은, 각 피스톤(21)의 축방향을 따르는 방향으로의 변위를 규제한다. 피스톤(21)의 왕복 동작에 따라서 일부의 실린더 구멍(17)으로부터는 작동유가 토출됨과 함께, 다른 실린더 구멍(17)에는 작동유가 흡입되어, 유압 펌프가 실현된다.

여기서, 경사판(5)(미끄럼 이동면(31a))의 기울기 각도가 변화하면, 피스톤(21)의 왕복동 스트로크(미끄럼 이동 거리)가 변화된다. 즉, 경사판(5)의 기울기 각도가 클수록, 각 피스톤(21)의 왕복동에 수반되는 실린더 구멍(17)에 대한 작동유의 공급량 및 배출량은 커진다.

이에 반하여, 경사판(5)의 기울기 각도가 작을수록, 각 피스톤(21)의 왕복동에 수반되는 실린더 구멍(17)에 대한 작동유의 공급량 및 배출량은 작아진다. 경사판(5)의 기울기 각도가 0도인 경우에는, 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1 주위로 피스톤(21)이 공전하여도 각 피스톤(21)은 왕복 이동되지 않는다. 이 때문에, 각 실린더 구멍(17)으로부터의 작동유의 배출량도 제로로 된다.

또한, 프론트 플랜지(10)에는, 직경 방향 외측에, 수나사형의 스토퍼(40)가 마련되어 있다. 이 때문에, 경사판(5)의 기울기 각도를 작게 해 가면, 이 경사판(5)이 스토퍼(40)에 맞닿게 된다. 스토퍼(40)는, 회전시킴으로써 경사판(5)에 대해서 진퇴 가능하다. 따라서, 경사판(5)의 최소 기울기 각도는, 스토퍼(40)를 경사판(5)에 대해서 진퇴시킴으로써 적절히 조정할 수 있다.

다음으로, 경사판(5)의 회전 동작에 대하여 설명한다.

경사판(5)은, 제1 가압부(6)에 의해, 경사판(5)의 기울기 각도가 커지는 방향으로 가압된다. 또한, 경사판(5)은, 제2 가압부(7)에 의해, 경사판(5)의 기울기 각도가 작아지는 방향으로 가압된다.

경사판(5)은, 제1 가압부(6)의 가압력에 의한 경사판(5)의 회전 축선 C2 주위의 모멘트(도 2에서는 반시계 방향의 모멘트, 이하, 단순히 반시계 방향의 모멘트라고 함)의 크기와, 제2 가압부(7)에 의한 경사판(5)의 회전 축선 C2 주위의 모멘트(도 2에서는 시계 방향의 모멘트, 이하, 단순히 시계 방향의 모멘트라고 함)의 크기가 동등해지는 위치로 기울어져 정지한다.

즉, 제2 가압부(7)에 의한 시계 방향의 모멘트를 크게 하면, 경사판(5)의 기울기 각도가 작아진다. 이 만큼, 제1 가압부(6)의 제1 스프링(44)이나 제2 스프링(45)이 압축되어 제1 가압부(6)에 의한 반시계 방향의 모멘트도 커진다. 이에 의해, 제2 가압부(7)에 의한 시계 방향의 모멘트와 제1 가압부(6)에 의한 반시계 방향의 모멘트가 동등해져, 경사판(5)이 소정의 기울기로 정지한다.

한편, 제2 가압부(7)에 의한 시계 방향의 모멘트를 작게 하면, 제1 가압부(6)의 제1 스프링(44)이나 제2 스프링(45)의 가압력이 이겨서 경사판(5)의 기울기 각도가 커진다.

이에 수반하여 제1 스프링(44)이나 제2 스프링(45)이 신장되면, 제1 가압부(6)에 의한 가압력이 작아진다. 이에 의해, 제2 가압부(7)에 의한 시계 방향의 모멘트와 제1 가압부(6)에 의한 반시계 방향의 모멘트가 동등해져, 경사판(5)이 소정의 기울기로 정지한다.

제2 가압부(7)에 의한 시계 방향의 모멘트를 변화시키는 경우, 경사판(5)에대한 가압 로드(46)의 가압력을 변화시킨다. 즉, 예를 들어 제2 가압부(7)의 제2 가이드부(54)에는, 유압 펌프(1)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 다른 유압 펌프로부터의 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 에어컨 등의 외부 기기의 작동에 대응한 신호압 등이 입력된다. 실린더 구멍(55)에는, 예를 들어 컨트롤 밸브에서 생성된 신호압 등이 입력된다. 이들 신호압의 크기에 따라서, 각 가압 핀(52, 53)이 가압 로드(46)를 가압한다. 이에 의해, 경사판(5)에 대한 가압 로드(46)의 가압력이 변화된다.

(회전축 부재의 제2 스플라인과 압박 부재의 작용)

다음으로, 도 6에 기초하여, 회전축 부재(3)의 제2 스플라인(3b)과 압박 부재(27)의 작용에 대하여 설명한다.

도 6은, 회전축 부재(3)의 제2 스플라인(3b)과 압박 부재(27)의 작용 설명도이다. 도 6은, 도 2의 B부에 대응하고 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 예를 들어 경사판(5)이 기울어져 있는(도 6에서는 반시계 방향으로 기울고 있는) 경우, 슈 보유 지지 부재(29)를 압박하는 압박 부재(27)에는, 시계 방향의 힘 F가 작용한다.

이 때문에, 압박 부재(27)가 기울어지고, 도 6 중, 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1보다도 하측에서는, 압박 부재(27)에 있어서의 압박부(91)의 경사판(5)측(도 6에 있어서의 S1부 참조)이 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 강하게 눌러진다.

여기서, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 제2 스플라인(3b)에 있어서의 절상 홈(94)의 선단 위치 P1은, 압박부(91)의 내주면(91a)보다도 경사판(5)측이다. 또한, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 제2 스플라인(3b)에 있어서의 절상 홈(94)의 기단 위치 P2는, 압박부(91)의 내주면(91a)과 직경 방향에서 대향하는 위치이다. 이 때문에, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 경사판(5)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적이, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 실린더 블록(4)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적보다도 커진다. 접촉 면적이 큰 압박부(91)의 경사판(5)은, 그만큼 면압이 저감되므로, 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 강하게 눌러진 경우라도 회전축 부재(3)나 압박부(91)의 마모가 억제된다.

그런데, 압박 부재(27)에 시계 방향의 힘 F가 작용하면, 도 6 중, 회전축 부재(3)의 중심 축선 C1보다도 상측에서는, 중심 축선 C1보다도 하측과는 반대로, 압박부(91)의 실린더 블록(4)측(도 6에 있어서의 S2부 참조)이 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 강하게 눌러진다. 여기서, 압박부(91)의 실린더 블록(4)측(도 6에 있어서의 S2부)은, 압박부(91)의 경사판(5)측(도 6에 있어서의 S1부)보다도 회전축 부재(3)가 회전 가능하게 지지되어 있는 베어링(14)으로부터 이격되어 있다. 회전축 부재(3)는, 지지되어 있는 베어링(14, 11)으로부터 이격된 위치일수록 휨량이 커진다. 이 때문에, 압박부(91)의 경사판(5)측과 비교하여, 압박부(91)의 실린더 블록(4)측은, 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 강하게 눌러지는 일이 없다. 따라서, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 경사판(5)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적에 대해서, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 실린더 블록(4)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적이 작아도 회전축 부재(3)나 압박부(91)의 마모가 촉진되는 일이 없다.

이와 같이, 상술한 실시 형태에서는, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 경사판(5)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적이, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 실린더 블록(4)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적보다도 크다. 즉, 압박부(91)(압박 부재(27))의 내주면(91a) 중, 특히 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 대한 맞닿음이 강해지는 개소의 접촉 면적을 크게 할 수 있다.

이와 같이, 필요한 개소만큼 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적을 크게 함으로써, 제2 스플라인(3b)을 완전히 피하도록 압박 부재(27)를 경사판(5)측에 어긋나게 하여 배치(오프셋)하는 일 없이, 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 면압을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 회전축 부재(3)나 압박 부재(27)의 마모를 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 압박부(91)의 내주면(91a)를 평탄하게 형성한 경우라도 회전축 부재(3)의 축 길이가 길어져버리는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 압박 부재(27)의 제조 비용을 저감하면서 유압 펌프(1)의 대형화를 억제할 수 있다.

또한, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3을 중심으로 하여 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적을 변화시키기 위해서, 압박 부재(27)의 압박 위치에서, 절상 홈(94)의 선단 위치 P1을, 압박부(91)의 내주면(91a)보다도 경사판(5)측으로 하고 있다. 또한, 절상 홈(94)의 기단 위치 P2를, 압박부(91)의 내주면(91a)과 직경 방향에서 대향하는 위치로 하고 있다. 이와 같이, 제2 스플라인(3b)의 절상 홈(94)을 이용함으로써, 회전축 부재(3)에 축 길이를 짧게 하기 위한 불필요한 가공을 행하지 않고, 효율적으로 압박 부재(27)의 제조 비용을 저감하면서 회전축 부재(3)나 압박 부재(27)의 마모를 억제할 수 있다. 또한, 유압 펌프(1)의 대형화도 억제할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 압박 부재(27)의 압박 위치에서, 절상 홈(94)의 선단 위치 P1은, 압박부(91)의 내주면(91a)보다도 경사판(5)측인 경우에 대하여 설명하였다. 또한, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 절상 홈(94)의 기단 위치 P2는, 압박부(91)의 내주면(91a)과 직경 방향에서 대향하는 위치인 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 절상 홈(94)의 선단 위치 P1은, 압박부(91)의 내주면(91a) 중 경사판(5)측의 단부여도 된다. 또한, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 절상 홈(94)의 기단 위치 P2는, 압박부(91)의 내주면(91a)보다도 실린더 블록(4)측이어도 된다.

즉, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 절상 홈(94)의 선단 위치 P1, 또는 기단 위치 P2 중 적어도 어느 한쪽의 위치 P1, P2가, 압박부(91)의 내주면(91a)과 직경 방향에서 대향하는 위치에 있으면 된다. 이와 같이 구성함으로써, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 경사판(5)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적이, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 실린더 블록(4)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적보다도 커진다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 압박 부재(27)에 있어서의 압박부(91)의 내주면(91a)은, 평탄하게 형성되어 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 이하의 각 변형예와 같이 압박부(91)의 내주면(91a)을 형성해도 된다.

(제1 변형예)

도 7은, 제1 변형예에 있어서의 압박 부재(27)의 축방향을 따르는 단면도이다. 또한, 도 7은, 전술한 도 3에 대응하고 있다(이하의 도 8 내지 도 10에 대해서도 마찬가지). 또한, 전술의 실시 형태와 동일 형태에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다(이하의 변형예에서도 마찬가지).

도 7에 도시한 바와 같이, 압박 부재(27) 중 압박부(91)의 내주면은, 축방향을 따르는 단면에서 보아 만곡된 만곡면(청구항에 있어서의 모따기부에 상당) (291a)으로 되어 있다. 만곡면(291a)은, 축방향 중앙이 가장 직경 방향 내측으로 돌출되도록 만곡되어 있다. 바꿔 말하면, 만곡면(291a)은, 축방향 중앙으로부터 이격함에 따라서 점차 회전축 부재(3)의 외주면(3c)으로부터 이격하도록 형성되어 있다.

이와 같은 구성 하에, 경사판(5)의 기울기에 의해 압박 부재(27)가 기울게 된 경우(전술한 도 6 참조)라도, 회전축 부재(3)의 외주면(3c)과 압박부(91)의 만곡면(291a)을 가능한 한 면에서 접촉시킬 수 있다. 이 때문에, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과에 더하여, 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 면압을 더 저감시킬 수 있어, 회전축 부재(3)나 압박 부재(27)의 마모를 보다 확실하게 억제할 수 있다.

(제2 변형예)

도 8은, 제2 변형예에 있어서의 압박 부재(27)의 축방향을 따르는 단면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 압박 부재(27) 중 압박부(91)의 내주면(91a)에는, 축방향 양측의 주연에 둥근 모따기부(청구항에 있어서의 모따기부에 상당)(391a)가 형성되어 있다. 둥근 모따기부(391a)를 형성함으로써, 내주면(91a)의 축방향 양단부에서는, 축방향 양단을 향함에 따라 점차 회전축 부재(3)의 외주면(3c)으로부터 내주면(91a)이 이격되는 형태가 된다.

따라서, 본 제2 변형예에 의하면, 전술한 제1 변형예와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(제3 변형예)

도 9는, 제3 변형예에 있어서의 압박 부재(27)의 축방향을 따르는 단면도이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 압박 부재(27) 중 압박부(91)의 내주면은, 축방향을 따르는 단면에서 보아 축방향 중앙이 가장 직경 방향 내측으로 돌출되도록 경사면(청구항에 있어서의 모따기부에 상당)(491a)으로 되어 있다. 바꿔 말하면, 경사면(491a)은, 축방향 중앙으로부터 이격함에 따라서 점차 회전축 부재(3)의 외주면(3c)으로부터 이격하도록 형성되어 있다.

따라서, 본 제3 변형예에 의하면, 전술한 제1 변형예와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(제4 변형예)

도 10은, 제4 변형예에 있어서의 압박 부재(27)의 축방향을 따르는 단면도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 압박 부재(27) 중 압박부(91)의 내주면(91a)에는, 축방향 양측의 주연에 평 모따기부(청구항에 있어서의 모따기부에 상당)(591a)가 형성되어 있다. 평 모따기부(591a)를 형성함으로써, 내주면(91a)의 축방향 양단부에서는, 축방향 양단을 향함에 따라 점차 회전축 부재(3)의 외주면(3c)으로부터 내주면(91a)이 이격되는 형태가 된다.

따라서, 본 제4 변형예에 의하면, 전술한 제1 변형예와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상술한 실시 형태에 다양한 변경을 가한 형태를 포함한다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 건설 기계(100)는 유압 셔블인 경우에 대하여 설명하였다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 다양한 건설 기계에 상술한 유압 펌프(1)를 채용할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에 실린더 블록(4)을 고정시키기 위한 제2 스플라인(3b)을 형성한 경우에 대하여 설명하였다. 그리고, 이 제2 스플라인(3b)과 압박 부재(27)의 위치 관계에 대하여 규정함으로써, 압박 부재(27)의 압박 위치에서는, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 경사판(5)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적이, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 실린더 블록(4)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적보다도 커지는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 회전축 부재(3)의 외주면(3c)에, 제2 스플라인(3b) 대신에 실린더 블록(4)을 고정시키기 위한 오목부가 형성되어 있으면 된다. 예를 들어, 널링 가공 등도 포함된다. 그리고, 압박 부재(27)의 압박 위치에서, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 경사판(5)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적이, 내주면(91a)의 축방향 중앙 C3으로부터 실린더 블록(4)측에서의 회전축 부재(3)와 압박부(91)의 접촉 면적보다도 크게 되어 있으면 된다.

1: 유압 펌프
2: 케이싱
3: 회전축 부재
3b: 제2 스플라인(스플라인)
3c: 외주면
4: 실린더 블록
5: 경사판
21: 피스톤
22: 슈
27: 압박 부재
29: 슈 보유 지지 부재
55: 실린더 구멍
91: 압박부(압박 부재)
91a: 내주면
92: 다리부(압박 부재)
93: 스플라인 홈
94: 절상 홈
100: 건설 기계
101: 선회체(차체)
102: 주행체(차체)
291a: 만곡면(모따기부)
391a: 둥근 모따기부(모따기부)
491a: 경사면(모따기부)
591a: 평 모따기부(모따기부)
C1: 중심 축선(제1 회전 축선)
C2: 회전 축선(제2 회전 축선)
C3: 내주면의 축방향 중앙(내주면에 있어서의 제1 회전 축선 방향의 중앙)
P1: 선단 위치
P2: 기단 위치

Claims (8)

1. 제1 회전 축선 주위로 회전하고, 외주면을 갖는 회전축 부재와,
   상기 회전축 부재와 일체로 되어 회전하는 실린더 블록과,
   상기 실린더 블록 내에 형성된 복수의 실린더 구멍의 각각으로 이동 가능하게 마련되는 피스톤과,
   상기 제1 회전 축선과 교차하는 제2 회전 축선을 중심으로 기울기 각도가 변경 가능하게 지지되고, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판과,
   상기 피스톤과 상기 경사판의 사이에 마련되는 슈와,
   상기 슈를 보유 지지하는 슈 보유 지지 부재와,
   상기 경사판을 향해서 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하고, 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 위치에서는, 내주면에 있어서의 상기 제1 회전 축선 방향의 중앙으로부터 상기 경사판측에서의 상기 회전축 부재의 외주면과 내주면의 접촉 면적이, 상기 중앙으로부터 상기 실린더 블록측에서의 상기 회전축 부재의 외주면과 내주면의 접촉 면적보다도 큰 압박 부재를
   구비하는, 유압 펌프.
2. 제1 회전 축선 주위로 회전하는 실린더 블록과,
   상기 실린더 블록 내에 형성된 복수의 실린더 구멍의 각각으로 이동 가능하게 마련되는 피스톤과,
   상기 제1 회전 축선과 교차하는 제2 회전 축선을 중심으로 기울기 각도가 변경 가능하게 지지되고, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판과,
   상기 피스톤과 상기 경사판의 사이에 마련되는 슈와,
   상기 슈를 보유 지지하는 슈 보유 지지 부재와,
   상기 경사판을 향해서 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 부재와,
   상기 실린더 블록과 일체로 되어 회전하고, 외주면에 상기 제1 회전 축선 방향을 따라서 형성된 스플라인 홈을 갖고, 해당 스플라인 홈의 상기 경사판측에 해당 스플라인 홈과 연속적으로 형성되고, 해당 스플라인 홈으로부터 이격함에 따라 홈 깊이가 얕아져서, 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 위치에서는, 해당 스플라인 홈과 반대측의 선단 위치와 해당 스플라인 홈측의 기단 위치 사이의 적어도 일부가, 상기 압박 부재의 내주면과 직경 방향에서 대향하는 위치에 있는 절상 홈을 갖는 회전축 부재를
   구비하는, 유압 펌프.
3. 제1 회전 축선 주위로 회전하는 실린더 블록과,
   상기 실린더 블록 내에 형성된 복수의 실린더 구멍의 각각으로 이동 가능하게 마련되는 피스톤과,
   상기 제1 회전 축선과 교차하는 제2 회전 축선을 중심으로 기울기 각도가 변경 가능하게 지지되고, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판과,
   상기 피스톤과 상기 경사판의 사이에 마련되는 슈와,
   상기 슈를 보유 지지하는 슈 보유 지지 부재와,
   상기 경사판을 향해서 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 부재와,
   상기 실린더 블록과 일체로 되어 회전하고, 외주면에 상기 제1 회전 축선 방향을 따라서 형성된 스플라인 홈을 갖고, 해당 스플라인 홈의 상기 경사판측에 해당 스플라인 홈과 연속적으로 형성되고, 해당 스플라인 홈으로부터 이격함에 따라 홈폭이 좁아지고, 상기 슈 보유 지지 부재를 압박하는 압박 위치에서는, 해당 스플라인 홈과 반대측의 선단 위치와 해당 스플라인 홈측의 기단 위치 사이의 적어도 일부가, 상기 압박 부재의 내주면과 직경 방향에서 대향하는 위치에 있는 절상 홈을 갖는 회전축 부재를
   구비하는, 유압 펌프.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 압박 부재의 상기 압박 위치에서는, 상기 절상 홈의 상기 선단 위치가 상기 압박 부재의 상기 내주면보다도 상기 경사판측이며, 상기 절상 홈의 상기 기단 위치가 상기 회전축 부재의 직경 방향에서 상기 압박 부재의 상기 내주면과 대향하는 위치인, 유압 펌프.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 압박 부재의 상기 압박 위치에서는, 상기 절상 홈의 상기 선단 위치가 상기 회전축 부재의 직경 방향에서 상기 압박 부재의 상기 내주면과 대향하는 위치이며, 상기 절상 홈의 상기 기단 위치가 상기 압박 부재의 상기 내주면보다도 상기 실린더 블록측인, 유압 펌프.
6. 제1항에 있어서,
   상기 압박 부재의 상기 내주면의 적어도 상기 경사판측의 단부 및 상기 실린더 블록측의 단부에, 상기 내주면의 상기 중앙으로부터 이격함에 따라 상기 외주면으로부터 이격하도록 모따기부가 형성되어 있는, 유압 펌프.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 압박 부재의 상기 내주면의 적어도 상기 경사판측의 단부 및 상기 실린더 블록측의 단부에, 상기 내주면의 중앙으로부터 이격함에 따라 상기 외주면으로부터 이격하도록 모따기부가 형성되어 있는, 유압 펌프.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 유압 펌프와,
   상기 유압 펌프가 탑재된 차체를
   구비한, 건설 기계.

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