KR20210010378A

KR20210010378A - 유체 기계 및 건설 기계

Info

Publication number: KR20210010378A
Application number: KR1020200087457A
Authority: KR
Inventors: 도시야 아카미
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2021-01-27
Also published as: JP2021017824A; CN112240272A; JP7374638B2

Abstract

본 발명의 유체 기계는, 축선 주위로 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 가지며, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측에 갖는 실린더 블록을 구비한다.

Description

유체 기계 및 건설 기계{FLUID MACHINE AND CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 유체 기계 및 건설 기계에 관한 것이다.

유체 기계로서는, 유압 셔블 등의 건설 기계에 탑재된 각종 유압 액추에이터에 작동유를 공급하기 위한 경사판식 가변 용량형 유압 펌프가 있다. 이러한 종류의 유압 펌프는, 케이싱 내에, 구동측(원동기측)의 베어링 및 반 구동측(구동측과는 반대측)의 베어링(이하, 밸브판측의 베어링이라고 함)에 의해 회전 가능하게 지지된 샤프트를 갖고 있다. 샤프트의 외주면에는, 실린더 블록이 끼워 맞춰져 고정되어 있다. 샤프트와 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, 피스톤에는, 실린더실이 형성되어 있는 측의 단부와는 반대측 단에, 케이싱에 대해서 기울기 각도가 변경 가능하게 지지된 경사판이 마련되어 있다. 각 피스톤의 경사판측의 단부에는, 경사판에 대해서 이동 가능한 슈가 설치되어 있다. 각 슈는, 슈 보유 지지 부재에 의해 일체적으로 보유 지지되어 있다. 슈 보유 지지 부재는, 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰져 있는 압박 부재에 의해 경사판을 향해 압박되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 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 용적 변화를 이용하여, 소정의 유량으로 작동유가 토출된다. 경사판의 기울기 각도가 변화하면, 피스톤의 실린더 구멍 내에서의 슬라이드 이동량이 변화되므로, 유압 펌프의 토출량이 변화된다.

일본 특허 공개 제2011-214429호 공보

그런데, 예를 들어 유압 셔블 등의 건설 기계에 탑재되는 유압 기기 전반은, 저렴하고 파손되기 어려울 것이 요구되고 있다. 당해 요구는, 유압 펌프에 대해서도 예외는 아니다. 종래 구조의 유압 펌프는, 예를 들어 밸브판측의 베어링을 통하여 케이싱 내에 흡입 호스, 기어 펌프(파일럿 펌프)가 통해 있으며, 케이싱 내에 작동유가 오가는 것이 가능하다.

밸브판측의 베어링의 주위의 케이싱 내의 잉여유의 흐름을 보면, 잉여유가 기어 펌프에 의해 빨아들여지지만, 잉여유가 밸브판측의 베어링에 공급되기 어려운 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 밸브판측의 베어링에 유막 부족이 발생하거나, 혹은 밸브판측의 베어링 부근에 잉여유가 체류하여 마모분 등이 남아, 밸브판측의 베어링의 수명 저하에 영향을 미칠 가능성이 있었다.

본 발명은, 잉여유 등의 유체를 원하는 피공급체(예를 들어, 밸브판측의 베어링 등)에 적극적으로 공급하여 베어링의 수명 저하를 억제할 수 있는 유체 기계 및 건설 기계를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따른 유체 기계는, 축선 주위로 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 가지며, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측에 갖는 실린더 블록을 구비한다.

본 형태에 의하면, 실린더 블록의 실린더실보다도 직경 방향 내측에 축선 방향으로 형성된 통로를 통하여, 예를 들어 케이싱 내의 잉여유(유체)를 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 실린더 블록에 겹치도록 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 샤프트를 지지하는 베어링에 케이싱 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보함으로써 원하는 베어링(밸브판측의 베어링)의 수명 저하를 억제할 수 있다. 즉, 원하는 베어링에 유막 부족이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 마모분 등을 포함하지 않는 케이싱 내의 잉여유를 밸브판측의 베어링에 공급할 수 있어, 밸브판측의 베어링의 파손을 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 따른 유체 기계는, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 갖는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 내주면에 끼워 맞춰지고, 상기 실린더 블록과 일체로 되어 축선 주위로 회전하고, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 갖는 샤프트를 구비한다.

본 형태에 의하면, 샤프트에 축선 방향으로 형성된 통로를 통하여, 예를 들어 케이싱 내의 잉여유(유체)를 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 실린더 블록에 겹치도록 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 샤프트를 지지하는 베어링에 케이싱 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보함으로써 원하는 베어링(밸브판측의 베어링)의 수명 저하를 억제할 수 있다. 즉, 원하는 베어링에 유막 부족이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 마모분 등을 포함하지 않는 케이싱 내의 잉여유를 밸브판측의 베어링에 공급할 수 있어, 밸브판측의 베어링의 파손을 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 따른 유체 기계는, 축선 주위로 회전하고, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 갖는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 가지며, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 다른 통로를 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측에 갖는 실린더 블록을 구비한다.

본 형태에 의하면, 실린더 블록의 실린더실보다도 직경 방향 내측 및 샤프트에 축선 방향으로 형성된 통로를 통하여, 예를 들어 케이싱 내의 잉여유(유체)를 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 실린더 블록에 겹치도록 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 샤프트를 지지하는 베어링에 케이싱 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보함으로써 원하는 베어링(밸브판측의 베어링)의 수명 저하를 억제할 수 있다. 즉, 원하는 베어링에 유막 부족이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 마모분 등을 포함하지 않는 케이싱 내의 잉여유를 밸브판측의 베어링에 공급할 수 있어, 밸브판측의 베어링의 파손을 억제할 수 있다.

상기 양태에서는, 상기 통로는, 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판측에 개구되는 제1 개구부와, 상기 실린더 블록에 겹치도록 상기 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 상기 샤프트를 지지하는 베어링측에 개구되는 제2 개구부를 가져도 된다.

상기 양태에서는, 상기 실린더 블록은, 상기 샤프트의 상기 외주면과 이격되어 인접하는 2개의 관통 구멍을 갖고, 상기 통로는, 상기 2개의 관통 구멍의 사이에 배치되어 있어도 된다.

상기 양태에서는, 상기 통로는, 상기 실린더 블록의 내주면에 형성되고, 다른 스플라인 홈보다도 폭이 큰 스플라인 홈이어도 된다.

상기 양태에서는, 상기 통로는, 상기 샤프트의 외주면에 형성되고, 다른 스플라인 홈보다도 폭이 큰 스플라인 홈이어도 된다.

본 발명의 다른 형태에 따른 유체 기계는, 케이싱과, 상기 케이싱 내에 축선 주위로 회전 가능하게 지지되는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 복수 가지며, 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측이며, 또한 상기 외주면에 끼워 맞춰지는 관통 구멍의 직경 방향 근방에 상기 축선 방향으로 형성되고 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판측에 개구되는 제1 개구부, 및 상기 제1 개구부와 상기 축선을 따라 반대측에 배치된 밸브판측이며, 또한 상기 샤프트를 지지하는 베어링측에 개구되는 제2 개구부를 가지며, 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 갖는 실린더 블록을 구비한다.

본 형태에 의하면, 실린더 블록의 실린더실보다도 직경 방향 내측에 축선 방향으로 형성된 통로를 통하여, 케이싱 내의 잉여유(유체)를 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 실린더 블록에 겹치도록 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 샤프트를 지지하는 베어링에 케이싱 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보함으로써 원하는 베어링(밸브판측의 베어링)의 수명 저하를 억제할 수 있다. 즉, 원하는 베어링에 유막 부족이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 마모분 등을 포함하지 않는 케이싱 내의 잉여유를 밸브판측의 베어링에 공급할 수 있어, 밸브판측의 베어링의 파손을 억제할 수 있다.

그런데, 유체 기계 중에서는, 실린더 블록 중, 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지는 관통 구멍의 직경 방향 근방에 연결 핀 구멍이 형성되고, 연결 핀 구멍에 연결 부재가 축방향으로 이동 가능하게 수납된 양태가 알려져 있다. 연결 부재에 의해 압박 부재를 누름으로써, 피스톤의 단부를 경사판측에 압박시킬 수 있다.

또한, 연결 핀 구멍은, 연결 부재를 축방향으로 이동 가능하게 수납하기 위해서, 축방향으로 관통되어 있다. 그래서, 통로를 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지는 관통 구멍의 직경 방향 근방에 마련하도록 하였다.

이와 같이 구성함으로써, 연결 핀 구멍을 가공할 때, 통로를 동시에 가공할 수 있어, 비용 상승을 억제할 수 있다.

본 형태에 의하면, 실린더 블록 및 샤프트의 사이에 통로를 형성할 수 있다. 통로에 케이싱 내의 잉여유(유체)를 통과하게 함으로써, 케이싱 내의 잉여유를, 통로를 통하여 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 실린더 블록에 겹치도록 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 샤프트를 지지하는 베어링에 케이싱 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보할 수 있다.

또한, 케이싱 내의 잉여유를 안내 통로에 통과하게 함으로써, 케이싱 내의 잉여유를 실린더 블록 및 샤프트의 사이에 공급하여, 실린더 블록 및 샤프트의 스플라인 홈의 윤활성을 확보할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 따른 유체 기계는, 축선 주위로 회전하는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 복수의 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 복수의 실린더실을 갖는 실린더 블록을 구비하고, 상기 샤프트 또는 상기 실린더 블록 중 적어도 어느 한쪽이며, 상기 축선 방향으로 관통되어 이루어지고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측에 갖는다.

본 발명의 다른 양태에 따른 건설 기계는, 상술한 유체 기계가 탑재된 차체를 구비하였다.

본 양태에 의하면, 케이싱 내의 잉여유를 밸브판측의 베어링에 적극적으로 공급하여 밸브판측의 베어링의 수명 저하를 억제할 수 있는 유체 기계를 구비한 건설 기계를 제공할 수 있다.

본 발명의 유체 기계 및 건설 기계는, 잉여유 등의 유체를 원하는 베어링 (밸브판측의 베어링 등)에 적극적으로 공급하여 베어링의 수명 저하를 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 도 2의 Ⅲ부를 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 실린더 블록을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 실린더 블록을 화살표 Ⅴ 방향에서 본 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태의 제1 변형예에 있어서의 실린더 블록을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 실린더 블록을 화살표 Ⅶ 방향에서 본 정면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 제2 변형예에 있어서의 샤프트를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 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(청구항에 있어서의 유체 기계에 상당)(1)가 탑재되어 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 토출되는 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)의 내부에 회전 가능하게 지지된 샤프트(3)와, 케이싱(2)의 내부에 수납되고, 샤프트(3)에 고정되어 있는 실린더 블록(4)과, 케이싱(2) 내에 기울기 각도가 변경 가능하게 수납되어 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.

도 2에서는, 설명의 이해를 돕기 위해서, 각 부재의 축척을 적절히 변경하였다. 또한, 이하의 설명에서는, 샤프트(3)의 중심축선(청구항에 있어서의 축선에 상당) C1과 평행한 방향을 축방향이라고 칭하고, 샤프트(3)의 회전 방향을 주위 방향이라고 칭하며, 샤프트(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, 샤프트(3)의 일단부(3d)를 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 흡입 통로 및 토출 통로가 형성되어 있다. 흡입 통로는, 도시하지 않은 탱크에 접속되어 있다. 토출 통로는, 도시하지 않은 제어 밸브(피공급체) 등을 통해 캡(103), 붐(104), 암(105), 및 버킷(106)(도 1 참조)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 반원형상의 오목부(30a)가 형성되어 있다. 이 오목부(30a)에, 경사판(5)이 지지된다.

프론트 플랜지(10)에는, 직경 방향 외측에, 수나사형의 스토퍼(40)가 마련되어 있다. 스토퍼(40)는, 경사판(5)의 일부가 맞닿게 되어 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.

프론트 플랜지(10)에는, 샤프트(3)를 삽입 관통 가능한 관통 구멍(13)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(13)에, 샤프트(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 샤프트(3)의 타단이 프론트 플랜지(10)의 외측으로 돌출되어 있다. 오일 시일(15)은, 케이싱(2)의 내부로부터의 오일의 유출을 억제함과 함께, 프론트 플랜지(10)와 샤프트(3) 사이로의 이물 등의 침입을 억제한다.

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

제1 스플라인 홈(3a) 및 제2 스플라인 홈(3b)은, 도시하지 않은 전용의 공구(커터 등)에 의해, 예를 들어 샤프트(3)의 외주면(3c)에 절삭 가공을 실시함으로써 형성된다.

실린더 블록(4)은, 원기둥형으로 형성되어 있다. 실린더 블록(4)의 직경 방향 중앙에는, 샤프트(3)를 삽입 또는 압입 가능한 관통 구멍(16)이 형성되어 있다. 관통 구멍(16)에도 스플라인 홈(청구항에 있어서의 다른 스플라인 홈에 상당)(16a)이 형성되어 있다. 이 스플라인 홈(16a)과 샤프트(3)의 제2 스플라인 홈(3b)이 스플라인 결합(스플라인 끼워 맞춤)된다. 이에 의해, 샤프트(3)와 실린더 블록(4)이 일체로 되어 회전한다.

관통 구멍(16)의 축방향 중앙으로부터 단부(4a)에 이르는 사이에는, 샤프트(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 복수의 연결 핀 구멍(청구항에 있어서의 관통 구멍에 상당)(25) 및 복수의 안내 통로(청구항에 있어서의 통로에 상당)(61)가 형성되어 있다. 연결 핀 구멍(25) 및 안내 통로(61)는, 주위 방향으로 등간격으로, 또한 교대로 배치되어 있다. 안내 통로(61)에 대한 상세는, 후술한다.

오목부(20)에는, 후술하는 스프링(23) 및 리테이너(24a, 24b)가 수납된다. 연결 핀 구멍(25)에는, 후술하는 연결 부재(26)가 축방향으로 이동 가능하게 수납된다.

실린더 블록(4)에는, 샤프트(3)의 주위를 둘러싸도록 복수의 실린더 구멍(청구항에 있어서의 실린더실에 상당)(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, 실린더 구멍(17)과 실린더 블록(4)의 외부를 접속하는 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 샤프트(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 흡입구 및 토출구가 밸브판(19)의 두께 방향으로 관통 형성되어 있다. 밸브판(19)의 흡입구, 밸브판(19)의 토출구, 및 실린더 블록(4)의 연통 구멍(18)을 통하여, 각 실린더 구멍(17)과 케이싱 본체(9)에 형성된 도시하지 않은 흡입 통로 및 토출 통로가 연통되어 있다. 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 흡입 통로로부터 작동유가 공급되는 상태와 토출 통로에 작동유를 배출하는 상태가 전환된다.

각 실린더 구멍(17)에는, 피스톤(21)이 축방향을 따라 이동 가능하게 수납되어 있다. 실린더 구멍(17)에 피스톤(21)이 수납됨으로써, 피스톤(21)은, 샤프트(3) 및 실린더 블록(4)의 회전에 수반하여, 샤프트(3)의 중심축선 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 흡입 및 토출과 연관되어 있다. 즉, 피스톤(21)이 실린더 구멍(17)으로부터 인출될 때에는, 실린더 구멍(17) 내에 흡입 통로로부터 작동유가 공급된다. 피스톤(21)이 실린더 구멍(17) 내에 진입할 때에는, 실린더 구멍(17) 내로부터 토출 통로로 작동유가 토출된다.

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, 샤프트(3)의 외주면(3c)에, 압박 부재(27)가 끼워 맞춰져 있다.

압박 부재(27)는, 대략 원통형으로 형성되어 있다. 압박 부재(27) 중 연결 부재(26)측의 단부면에, 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 맞닿게 되어, 슈 보유 지지 부재(29)를 경사판(5)측을 향해 압박한다.

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.

도 3은, 도 2의 Ⅲ부를 확대해서 나타내는 단면도이다. 도 4는, 실린더 블록(4)을 나타내는 사시도이다. 도 5는, 도 4의 실린더 블록(4)을 화살표 Ⅴ 방향에서 본 정면도이다.

도 3, 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(4)은, 경사판(5)(프론트 플랜지(10))측의 단부(4b)로부터 돌출되는 보스부(4c)와, 보스부(4c)의 외주를 따라 주위 방향으로 팽출하는 팽출부(4d)를 갖는다. 보스부(4c) 및 팽출부(4d)는, 중심축선 C1을 중심으로 하여 환형으로 형성되어 있다. 보스부(4c)의 내부에 관통 구멍(16)이 형성되고, 관통 구멍(16)에 스플라인 홈(16a)이 형성되어 있다.

팽출부(4d)는, 복수의 실린더 구멍(17)보다도 직경 방향 내측이며, 또한 관통 구멍(16)의 직경 방향 근방에 형성되어 있다. 팽출부(4d)에 복수의 연결 핀 구멍(25) 및 복수의 안내 통로(61)가 형성되어 있다. 연결 핀 구멍(25)은, 예를 들어 주위 방향을 따라 등간격으로 형성되어 있다. 연결 핀 구멍(25)에는, 전술한 바와 같이 연결 부재(26)가 축방향으로 이동 가능하게 수납된다.

안내 통로(61)는, 예를 들어 연결 핀 구멍(25)과 연결 핀 구멍(25)의 사이에서, 주위 방향을 따라 등간격으로 위치하고, 실린더 블록(4)을 축방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 즉, 안내 통로(61)는, 팽출부(4d)에 형성됨으로써, 복수의 실린더 구멍(17)보다도 직경 방향 내측이며, 또한 관통 구멍(16)의 직경 방향 근방에 위치하는 관통 구멍이다. 실시 형태에서는, 팽출부(4d)에 복수의 안내 통로(61)를 형성하는 예에 대하여 설명하지만, 팽출부(4d)에 하나의 안내 통로(61)를 형성해도 된다.

안내 통로(61)는, 후술하는 경사판(5)측에 개구되는 제1 개구부(61a)와, 밸브판(19)측이며, 또한 베어링(11)측에 개구되는 제2 개구부(61b)를 갖는다. 따라서, 제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)는, 관통 구멍(16)의 직경 방향 근방에 위치하고, 또한 샤프트(3)의 외주면(3c) 근방에 위치한다. 또한, 제2 개구부(61b)는, 오목부(20)에 연통하고, 나아가 오목부(20)를 거쳐 공간(63)에 통하고 있다. 공간(63)에 베어링(11)이 배치되어 있다. 베어링(11)은, 샤프트(3)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 즉, 안내 통로(61)(특히, 제2 개구부(61b))는, 오목부(20) 및 공간(63)을 거쳐 베어링(11)에 연통하여, 베어링(11)의 축선 방향으로 배치되어 있다.

유압 펌프(1)는, 실린더 블록(4) 중, 샤프트(3)의 외주면(3c)에 끼워 맞춰지는 관통 구멍(16)의 직경 방향 근방에 연결 핀 구멍(25)이 형성되고, 연결 핀 구멍(25)에 연결 부재(26)가 축방향으로 이동 가능하게 수납되어 있다. 연결 부재(26)에 의해 압박 부재(27)를 누름으로써, 피스톤(21)의 볼록부(단부)(28)를 경사판(5)측에 압박시킬 수 있다.

또한, 연결 핀 구멍(25)은, 연결 부재(26)를 축방향으로 이동 가능하게 수납하기 위해서, 축방향으로 관통되어 오목부(20)에 통하고 있다. 그래서, 안내 통로(61)를, 연결 핀 구멍(25)과 마찬가지로, 샤프트(3)의 외주면(3c)에 끼워 맞춰지는 관통 구멍(16)의 직경 방향 근방에 마련하도록 하였다. 이에 의해, 연결 핀 구멍(25)을 가공할 때, 안내 통로(61)를 동시에 가공할 수 있어, 비용의 상승을 억제할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 경사판(5)은, 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, 샤프트(3)가 삽입 관통(관통)된다. 경사판 본체(31)의 실린더 블록(4)측에는, 평탄한 미끄럼 이동면(31a)이 형성되어 있다. 이 미끄럼 이동면(31a)에, 각 슈(22)가 이동 가능하게 압박되어 있다.

경사판 본체(31)에 있어서의 미끄럼 이동면(31a)의 배면측에는, 2개의 지지 볼록부(33, 34)가 삽입 관통 구멍(32)을 중심으로 하여, 직경 방향 중 지면 표리 방향에 있어서 대향 배치되어 있다. 2개의 지지 볼록부(33, 34)는, 프론트 플랜지(10)에 대한 경사판(5)의 기울기 각도를 변경 가능하게 지지시키기 위한 것이다. 각 지지 볼록부(33, 34)는, 직경 방향에서 보아 반원형으로 형성되어 있으며, 원호면(33a, 34a)을 갖고 있다. 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 이동 가능하게 지지되어 있다. 오목부(30a)에 원호면(33a, 34a)이 미끄럼 이동됨으로써, 프론트 플랜지(10)에 대해서 경사판(5)이 기울어진다.

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 향해 연장 돌출되어 있다. 제2 피가압부(38)의 프론트 플랜지(10)측의 면(38a)이, 프론트 플랜지(10)에 마련된 스토퍼(40)에 맞닿는다.

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 원형상으로 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 맞닿는다.

이와 같이 구성된 경사판(5)은, 프론트 플랜지(10)에 대해서 기울어짐으로써, 제1 피가압부(37)나 제2 피가압부(38)가 프론트 플랜지(10)에 접근, 이격하도록 기울어진다.

경사판(5)의 기울기 각도는, 미끄럼 이동면(31a)과 샤프트(3)에 직교하고 있는 면이 이루는 각도를 말한다. 즉, 이 각도가 작을수록(이 각도가 직각으로 접근할수록) 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 2에 도시한 상태)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 형태에 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)에 대한 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)를 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 이동 가능하게 배치되어 있다.

제2 가이드부(54)에는, 각 가압 핀(52, 53)이 축방향으로 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 한 쪽의 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 각가압 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, 구형면(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 구형면(46a)으로부터 맞닿음면(41)으로 적절하게 전달할 수 있다.

<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 흡입)에 기초하는 구동력을 출력한다.

보다 구체적으로는, 우선, 엔진 등의 동력원으로부터의 동력에 의해 샤프트(3)를 회전시킴으로써, 실린더 블록(4)이, 샤프트(3)와 일체로 되어 회전된다. 실린더 블록(4)의 회전에 수반하여, 피스톤(21)이, 샤프트(3)의 중심축선 C1 주위로 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 끼워넣어지는 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)측에 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, 피스톤(21)이, 샤프트(3)의 중심축선 C1 주위로 공전되면, 각 슈(22)도 경사판(5)의 미끄럼 이동면(31a) 위를 샤프트(3)의 중심축선 C1 주위로 공전하면서 미끄럼 이동된다. 이에 의해, 각 실린더 구멍(17) 내에서 각 피스톤(21)이 축방향을 따라서 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.

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 흡인량 및 토출량은 커진다. 이에 반하여, 경사판(5)의 기울기 각도가 작을수록, 각 피스톤(21)의 왕복동에 수반되는 실린더 구멍(17)에 대한 작동유의 흡인량 및 토출량은 작아진다. 경사판(5)의 기울기 각도가 0도인 경우에는, 샤프트(3)의 중심축선 C1 주위로 피스톤(21)이 공전하여도 각 피스톤(21)은 왕복 이동되지 않는다. 이 때문에, 각 실린더 구멍(17)으로부터의 작동유의 토출량도 제로로 된다.

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 기울기 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 주위의 모멘트(도 2에서는 반시계 방향의 모멘트)와, 제2 가압부(7)에 의한 경사판(5)의 회전 축선 주위의 모멘트(도 2에서는 시계 방향의 모멘트)의 크기가 동등해지는 위치로 기울어져 정지한다.

이하, 도 2에 있어서의 반시계 방향의 모멘트를 단순히 반시계 방향의 모멘트라고 한다. 또한, 도 2에 있어서의 시계 방향의 모멘트를 단순히 시계 방향의 모멘트라고 한다.

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 능가하여 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)에 대한 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.

계속해서, 도 3, 도 5에 기초하여, 밸브판(19)측의 베어링(11)의 수명 저하를 억제하는 예에 대하여 설명한다.

도 3, 도 5에 도시한 바와 같이, 안내 통로(61)는, 팽출부(4d)에 형성됨으로써, 복수의 실린더 구멍(17)보다도 직경 방향 내측이며, 또한 관통 구멍(16)의 직경 방향 근방에 위치한다. 또한, 안내 통로(61)는, 제1 개구부(61a)가 경사판(5)측에 개구되고, 제2 개구부(61b)가 베어링(11)측에 개구되어 있다. 또한, 제2 개구부(61b)는, 샤프트(3)의 외주면(3c) 근방에 위치하고, 오목부(20)를 거쳐 베어링(11)에 통하고 있다.

유압 펌프(1)는, 일반적인 유압 펌프와 마찬가지로, 예를 들어 밸브판(19)측의 베어링(11)(구체적으로는, 공간(63))을 통하여 케이싱 내에 흡입 호스, 기어 펌프(파일럿 펌프)가 통하고 있다. 따라서, 케이싱(2) 내에 작동유가 오가는 것이 가능하다.

이 상태에 있어서, 유압 펌프(1) 및 기어 펌프가 구동함으로써, 케이싱(2) 내의 잉여유가 기어 펌프에 의해 흡입된다. 이 때문에, 예를 들어 오목부(20) 내의 잉여유가 밸브판(19)측의 공간(63)(베어링(11))을 향해서 유도된다(도 3의 화살표 A 참조).

밸브판(19)측의 베어링(11)을 향해 잉여유가 유도됨으로써, 제2 개구부(61b)로부터 오목부(20) 내로, 안내 통로(61) 내의 잉여유가 유도된다(도 3의 화살표 B 참조). 오목부(20) 내에 잉여유가 유도됨으로써, 예를 들어 삽입 관통 구멍(32)을 거쳐 제1 개구부(61a)로부터 안내 통로(61) 내로 경사판(5)측의 잉여유가 유도된다(도 3의 화살표 C 참조).

이와 같이, 상술한 실시 형태에서는, 실린더 블록(4)에, 축방향으로 관통하는 복수의 안내 통로(61)가 형성되어 있다. 이 때문에, 안내 통로(61)를 통하여, 케이싱(2) 내의 잉여유를 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 실린더 블록(4)에 겹치도록 축방향을 따라서 배치된 밸브판(19)측이며, 또한 샤프트(3)를 지지하는 베어링(11)에 케이싱(2) 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보할 수 있다. 이 결과, 밸브판(19)측의 베어링(11)의 수명 저하를 억제할 수 있다.

즉, 밸브판(19)측의 베어링(11)에 유막 부족이 발생하는 것을 억제하고, 또한 마모분 등을 포함하지 않는 케이싱(2) 내의 잉여유를 밸브판(19)측의 베어링(11)에 공급할 수 있어, 밸브판(19)측의 베어링(11)의 파손을 억제할 수 있다.

안내 통로(61)는, 경사판(5)측에 개구되는 제1 개구부(61a)와, 밸브판(19)측이며, 또한 베어링(11)측에 개구되는 제2 개구부(61b)를 갖는다. 이 때문에, 안내 통로(61)의 제2 개구부(61b)로부터 밸브판(19)측의 베어링(11)으로 케이싱(2) 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보할 수 있다.

제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)는, 관통 구멍(16)의 직경 방향 근방에 위치하며, 또한 샤프트(3)의 외주면(3c) 근방에 위치한다. 즉, 연결 핀 구멍(25) 및 안내 통로(61)는, 주위 방향으로 등간격으로, 또한 교대로 배치되어 있다. 이 때문에, 연결 핀 구멍(25)을 가공할 때, 안내 통로(61)를 동시에 가공할 수 있어, 비용의 상승을 억제할 수 있다.

[제1 변형예]

다음으로, 도 6, 도 7에 기초하여, 상술한 실시 형태의 제1 변형예에 대하여 설명한다.

도 6은, 제1 변형예에 있어서의 실린더 블록(70)을 나타내는 사시도이다. 도 7은, 도 6의 실린더 블록(70)을 화살표 Ⅶ 방향에서 본 정면도이다. 도 7에서는, 구성의 이해를 돕기 위해서, 실린더 블록(70)에 끼워 맞춰지는 샤프트(3)도 도시하였다. 도 6, 도 7은, 전술한 도 4, 도 5에 대응하고 있다. 또한, 전술한 실시 형태와 동일 양태에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다(이하의 변형예에서도 마찬가지).

도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(70)은, 관통 구멍(16)의 스플라인 홈(16a)이 주위 방향을 따르는 복수의 톱니부(16b)로 형성되고, 스플라인 홈(16a) 중 주위 방향의 일부(16c)로부터 톱니부(16b)가 제거되어 있다. 이 때문에, 샤프트(3)의 외주면(3c)에 실린더 블록(70)의 관통 구멍(16)이 끼워 맞춰져서, 샤프트(3)의 제2 스플라인 홈(3b)에 관통 구멍(16)의 스플라인 홈(16a)이 맞물리게 된다. 이 상태에 있어서, 스플라인 홈(16a)의 일부(16c)와 제2 스플라인 홈(3b)의 사이에 안내 통로(청구항에 있어서의 통로에 상당)(72)가 형성된다.

도 3, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 안내 통로(72)는, 복수의 실린더 구멍(17)보다도 직경 방향 내측이며, 또한 관통 구멍(16)의 내주면에 위치한다. 또한, 안내 통로(72)는, 실시 형태와 마찬가지로, 제1 개구부(72a)가 경사판(5)측에 개구되고, 제2 개구부(72b)가 베어링(11)측에 개구되어 있다. 또한, 제2 개구부(72b)는, 실시 형태와 마찬가지로, 샤프트(3)의 외주면(3c) 근방에 위치하고, 오목부(20)를 거쳐 베어링(11)에 통하고 있다.

이와 같은 구성에 의해, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 안내 통로(72)에 케이싱(2) 내의 잉여유를 통과하게 함으로써, 안내 통로(72)를 통과하여 케이싱(2) 내의 잉여유를 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 밸브판(19)측이며, 또한 샤프트(3)를 지지하는 베어링(11)에 케이싱(2) 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보할 수 있다. 밸브판(19)측의 베어링(11)에 유막 부족이 발생하는 것을 억제하고, 나아가 마모분 등을 포함하지 않는 케이싱(2) 내의 잉여유를 밸브판(19)측의 베어링(11)에 공급할 수 있다. 따라서, 밸브판(19)측의 베어링(11)의 파손을 억제할 수 있다.

또한, 케이싱(2) 내의 잉여유를 안내 통로(72)에 통과하게 함으로써, 실린더 블록(70) 및 샤프트(3)의 사이에 잉여유를 공급하여, 실린더 블록(70)의 스플라인 홈(16a) 및 샤프트(3)의 제2 스플라인 홈(3b)의 윤활성을 확보할 수 있다.

[제2 변형예]

다음으로, 도 8, 도 9에 기초하여, 상술한 실시 형태의 제2 변형예에 대하여 설명한다.

도 8은, 제2 변형예에 있어서의 샤프트(80)를 나타내는 사시도이다. 도 9는, 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따르는 단면도이다. 도 9에서는, 구성의 이해를 용이하게 하기 위해서, 샤프트(80)에 끼워 맞춰지는 실린더 블록(4)도 상상선으로 도시하였다.

도 8, 도 9에 도시한 바와 같이, 샤프트(80)은, 외주면(3c)의 제2 스플라인 홈(3b)이 주위 방향을 따르는 복수의 톱니부(3e)로 형성되고, 제2 스플라인 홈(3b) 중 주위 방향의 일부(3f)로부터 톱니부(3e)가 제거되어 있다. 이 때문에, 샤프트(80)의 외주면(3c)에 실린더 블록(4)의 관통 구멍(16)이 끼워 맞춰져서, 관통 구멍(16)의 스플라인 홈(16a)이 샤프트(3)의 제2 스플라인 홈(3b)에 맞물리게 된다. 이 상태에 있어서, 제2 스플라인 홈(3b)의 일부(3f)와 스플라인 홈(16a)의 사이에 안내 통로(청구항에 있어서의 통로에 상당)(82)가 형성된다.

도 3, 도 8, 도 9에 도시한 바와 같이, 안내 통로(82)는, 복수의 실린더 구멍(17)보다도 직경 방향 내측이며, 또한 관통 구멍(16)의 내주면 및 샤프트(80)의 외주면(3c)에 위치한다. 또한, 안내 통로(82)는, 실시 형태와 마찬가지로, 제1 개구부(82a)가 경사판(5)측에 개구되고, 제2 개구부(82b)가 베어링(11)측에 개구되어 있다. 또한, 제2 개구부(82b)는, 실시 형태와 마찬가지로, 샤프트(80)의 외주면(3c) 근방에 위치하고, 오목부(20)를 거쳐 베어링(11)에 통하고 있다.

이와 같은 구성에 의해, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 안내 통로(82)에 케이싱(2) 내의 잉여유를 통과하게 함으로써, 안내 통로(82)를 통하여 케이싱(2) 내의 잉여유를 적합하게 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 밸브판(19)측이며, 또한 샤프트(80)를 지지하는 베어링(11)에 케이싱(2) 내의 잉여유를 적극적으로 공급하여 윤활성을 확보할 수 있다. 밸브판(19)측의 베어링(11)에 유막 부족이 발생하는 것을 억제하고, 나아가 마모분 등을 포함하지 않는 케이싱(2) 내의 잉여유를 밸브판(19)측의 베어링(11)에 공급할 수 있다. 따라서, 밸브판(19)측의 베어링(11)의 파손을 억제할 수 있다.

또한, 케이싱(2) 내의 잉여유를 안내 통로(82)에 통과하게 함으로써, 실린더 블록(4) 및 샤프트(80)의 사이에 잉여유를 공급하여, 실린더 블록(4)의 스플라인 홈(16a) 및 샤프트(80)의 제2 스플라인 홈(3b)의 윤활성을 확보할 수 있다.

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

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

또한, 상술한 실시 형태에서는, 유체 기계로서 유압 펌프(1)를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 유압 모터나 오일 이외의 유체를 사용한 펌프나 모터 등의 다양한 유체 기계를 채용할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 유압 펌프(1)에 실시 형태의 안내 통로(61), 제1 변형예의 안내 통로(72), 제2 변형예의 안내 통로(82)를 개별로 구비하는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 유압 펌프(1)에 안내 통로(61) 및 안내 통로(72)의 양쪽의 통로를 구비하거나, 유압 펌프(1)에 안내 통로(61) 및 안내 통로(82)의 양쪽의 통로를 구비하거나 할 수도 있다. 또한, 유압 펌프(1)에 안내 통로(72) 및 안내 통로(82)의 양쪽의 통로를 구비할 수도 있다.

1: 유압 펌프(유체 기계)
2: 케이싱
3, 80: 샤프트
3b: 제2 스플라인 홈(스플라인 홈)
3c: 샤프트의 외주면
3f: 제2 스플라인의 일부
4, 70: 실린더 블록
5: 경사판
11: 베어링
16: 관통 구멍
16a: 스플라인 홈(다른 스플라인 홈)
16c: 스플라인 홈의 일부
17: 실린더 구멍(실린더실)
19: 밸브판
21: 피스톤
25: 핀 구멍(관통 구멍)
61, 72, 82: 안내 통로(통로)
61a, 72a, 82a: 제1 개구부
61b, 72b, 82b: 제2 개구부
100: 건설 기계
101: 선회체(차체)
102: 주행체(차체)
C1: 중심축선(축선)

Claims

축선 주위로 회전하는 샤프트와,
상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 가지며, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측에 갖는 실린더 블록을
구비하는, 유체 기계.
피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 갖는 실린더 블록과,
상기 실린더 블록의 내주면에 끼워 맞춰지고, 상기 실린더 블록과 일체로 되어 축선 주위로 회전하고, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 갖는 샤프트를
구비하는, 유체 기계.
축선 주위로 회전하고, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 갖는 샤프트와,
상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 가지며, 상기 축선 방향으로 형성되고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 다른 통로를 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측에 갖는 실린더 블록을
구비하는, 유체 기계.
제1항에 있어서,
상기 통로는,
상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판측에 개구되는 제1 개구부와,
상기 실린더 블록에 겹치도록 상기 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 상기 샤프트를 지지하는 베어링측에 개구되는 제2 개구부를
갖는, 유체 기계.
제2항에 있어서,
상기 통로는,
상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판측에 개구되는 제1 개구부와,
상기 실린더 블록에 겹치도록 상기 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 상기 샤프트를 지지하는 베어링측에 개구되는 제2 개구부를
갖는, 유체 기계.
제3항에 있어서,
상기 통로는,
상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판측에 개구되는 제1 개구부와,
상기 실린더 블록에 겹치도록 상기 축선을 따라 배치된 밸브판측이며, 또한 상기 샤프트를 지지하는 베어링측에 개구되는 제2 개구부를
갖는, 유체 기계.
제1항에 있어서,
상기 실린더 블록은, 상기 샤프트의 상기 외주면과 이격되어 인접하는 2개의 관통 구멍을 갖고,
상기 통로는, 상기 2개의 관통 구멍의 사이에 배치되어 있는, 유체 기계.
제1항에 있어서,
상기 통로는, 상기 실린더 블록의 내주면에 형성되고, 다른 스플라인 홈보다도 폭이 큰 스플라인 홈인, 유체 기계.
제2항에 있어서,
상기 통로는, 상기 샤프트의 외주면에 형성되고, 다른 스플라인 홈보다도 폭이 큰 스플라인 홈인, 유체 기계.
케이싱과,
상기 케이싱 내에 축선 주위로 회전 가능하게 지지되는 샤프트와,
상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 복수 가지며, 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측이며, 또한 상기 외주면에 끼워 맞춰지는 관통 구멍의 직경 방향 근방에 상기 축선 방향으로 형성되어 상기 피스톤의 이동을 규제하는 경사판측에 개구되는 제1 개구부 및 상기 제1 개구부와 상기 축선을 따라 반대측에 배치된 밸브판측이며, 또한 상기 샤프트를 지지하는 베어링측에 개구되는 제2 개구부를 가지며, 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 갖는 실린더 블록을
구비하는, 유체 기계.
케이싱과,
상기 케이싱 내에 축선 주위로 회전 가능하게 지지되어 외주면에 스플라인 홈을 갖는 샤프트와,
상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 실린더실을 복수 가지며, 상기 샤프트의 상기 스플라인 홈에 끼워 맞춰지는 다른 스플라인 홈을 가지며, 상기 샤프트와의 사이에서 상기 스플라인 홈 및 상기 다른 스플라인 홈 중, 적어도 한쪽의 주위 방향의 일부가 제거되어 이루어지는 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 갖는 실린더 블록을
구비하는, 유체 기계.
축선 주위로 회전하는 샤프트와,
상기 샤프트의 외주면에 끼워 맞춰지고, 상기 샤프트와 일체로 되어 회전하고, 복수의 피스톤이 이동 가능하게 배치되는 복수의 실린더실을 갖는 실린더 블록을 구비하고,
상기 샤프트 또는 상기 실린더 블록 중 적어도 어느 한쪽이며, 상기 축선 방향으로 관통되어 이루어지고 유체가 통과하여 피공급체에 상기 유체를 공급하는 통로를 상기 실린더실보다도 직경 방향 내측에 갖는, 유체 기계.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 유체 기계가 탑재된 차체를
구비한, 건설 기계.