(57)【要約】【課題】油圧ポンプを効率的に冷却する。【解決手段】油圧ポンプ１０は、作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレート３５と、供給排出プレート３５を介して作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴３２を有し、供給排出プレート３５に対して滑りながら回転するシリンダブロック３０と、複数のシリンダ穴３２のそれぞれに移動可能に設けられるピストン３８と、ピストン３８の移動を規制する斜板４０と、ピストン３８と斜板４０との間に設けられるシュー４３と、油圧源１４から供給された油を供給排出プレート３５、シリンダブロック３０、ピストン３８、斜板４０、及びシュー４３の少なくとも一つへ向けて噴出する噴出部７０と、を備える。【選択図】図２
2020186677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレートと、
前記供給排出プレートを介して前記作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴を有し、前記供給排出プレートに対して滑りながら回転するシリンダブロックと、
前記複数のシリンダ穴のそれぞれに移動可能に設けられるピストンと、
前記ピストンの移動を規制する斜板と、
前記ピストンと前記斜板との間に設けられるシューと、
油圧源から供給された油を前記供給排出プレート、前記シリンダブロック、前記ピストン、前記斜板、及び前記シューの少なくとも一つへ向けて噴出する噴出部と、を備えた油圧ポンプ。
【請求項２】
油圧アクチュエータへ作動油を供給するメインポンプと、作業者用の操作部へパイロット油を供給するパイロットポンプとを有し、
前記油圧源は前記パイロットポンプである、請求項１に記載の油圧ポンプ。
【請求項３】
油圧アクチュエータへ作動油を供給するメインポンプと、作業者用の操作部へパイロット油を供給するパイロットポンプと、を有し、
前記メインポンプは、
作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレートと、
前記供給排出プレートを介して前記作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴を有し、前記供給排出プレートに対して滑りながら回転するシリンダブロックと、
前記複数のシリンダ穴のそれぞれに移動可能に設けられるピストンと、
前記ピストンの移動を規制する斜板と、
前記ピストンと前記斜板との間に設けられるシューと、
前記パイロットポンプから供給された油を前記供給排出プレート、前記シリンダブロック、前記ピストン、前記斜板、及び前記シューの少なくとも一つへ向けて噴出する噴出部と、を備えた油圧ポンプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の油圧ポンプを備えた作業機械。
【請求項５】
油圧源から供給された油を、作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレート、前記供給排出プレートを介して前記作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴を有し前記供給排出プレートに対して滑りながら回転するシリンダブロック、前記複数のシリンダ穴のそれぞれに移動可能に設けられるピストン、前記ピストンの移動を規制する斜板、及び前記ピストンと前記斜板との間に設けられるシューの少なくとも一つへ向けて噴出する油圧ポンプの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプ、この油圧ポンプを備えた作業機械及び油圧ポンプの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の作業機械において、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを駆動するための駆動源として油圧ポンプが用いられている。油圧ポンプとしては例えば可変容量型の油圧ポンプが用いられる。可変容量型の油圧ポンプは、一般的に、複数のシリンダ穴を有し、回転可能に配置されたシリンダブロックと、各シリンダ穴内に移動自在に保持されたピストンと、傾斜角（傾転角）の大きさに応じてピストンの移動量を制御する斜板と、斜板の傾転角を変更するための機構と、を有している。
【０００３】
例えば特許文献１には、斜板の傾転角を変えることで吐出容量が調整される可変容量型の斜板式油圧ポンプが開示されている。特許文献１に開示された油圧ポンプは、回転軸線周りに回転するシリンダブロックと、シリンダブロックに形成された各シリンダ穴内に移動自在に保持されたピストンと、シリンダブロックに対して作動油を吸排するための複数の貫通孔が形成された供給排出プレートと、傾転角が変更可能に構成された斜板と、ピストンに連結され斜板上を移動するシューと、斜板の傾転角が大きくなる向きに斜板を押付ける第１押付手段と、斜板の傾転角が小さくなる向きに斜板を押付ける第２押付手段と、を有している。このような油圧ポンプによれば、簡単な機構により斜板の傾転角を調整可能とすることができる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−３６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された油圧ポンプは、シリンダブロックとピストンとの間、シリンダブロックと供給排出プレートとの間、斜板とシューとの間等に、互いに対して滑りながら移動する（摩擦する）摩擦部分を有している。この摩擦部分では、２つの部材の間の摩擦により摩擦熱が生じる。とりわけ油圧ポンプが高速で作動している場合や、油圧ポンプに高い負荷が生じている場合には、摩擦部分において大きな摩擦熱が生じ、当該部材が高温になり得る。この場合、当該部材と接触する油、例えばシリンダブロック内を通って油圧アクチュエータへ向かう作動油や油圧ポンプ内に封入された油、の温度が上昇しこれらの油の粘度が低下する。その結果、摩擦する２つの部材間に形成される油膜が薄くなり、当該２つの部材が直接接触して互いに擦れることにより摩耗又は破損し得る。
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、油圧ポンプを効率的に冷却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による油圧ポンプは、
作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレートと、
前記供給排出プレートを介して前記作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴を有し、前記供給排出プレートに対して滑りながら回転するシリンダブロックと、
前記複数のシリンダ穴のそれぞれに移動可能に設けられるピストンと、
前記ピストンの移動を規制する斜板と、
前記ピストンと前記斜板との間に設けられるシューと、
油圧源から供給された油を前記供給排出プレート、前記シリンダブロック、前記ピストン、前記斜板、及び前記シューの少なくとも一つへ向けて噴出する噴出部と、を備える。
【０００８】
本発明の油圧ポンプにおいて、
油圧アクチュエータへ作動油を供給するメインポンプと、作業者用の操作部へパイロット油を供給するパイロットポンプとを有し、
前記油圧源は前記パイロットポンプであってもよい。
【０００９】
本発明による油圧ポンプは、
油圧アクチュエータへ作動油を供給するメインポンプと、作業者用の操作部へパイロット油を供給するパイロットポンプと、を有し、
前記メインポンプは、
作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレートと、
前記供給排出プレートを介して前記作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴を有し、前記供給排出プレートに対して滑りながら回転するシリンダブロックと、
前記複数のシリンダ穴のそれぞれに移動可能に設けられるピストンと、
前記ピストンの移動を規制する斜板と、
前記ピストンと前記斜板との間に設けられるシューと、
前記パイロットポンプから供給された油を前記供給排出プレート、前記シリンダブロック、前記ピストン、前記斜板、及び前記シューの少なくとも一つへ向けて噴出する噴出部と、を備える。
【００１０】
本発明による作業機械は、
上述の油圧ポンプを備える。
【００１１】
本発明による油圧ポンプの冷却方法は、
油圧源から供給された油を、作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレート、前記供給排出プレートを介して前記作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴を有し前記供給排出プレートに対して滑りながら回転するシリンダブロック、前記複数のシリンダ穴のそれぞれに移動可能に設けられるピストン、前記ピストンの移動を規制する斜板、及び前記ピストンと前記斜板との間に設けられるシューの少なくとも一つへ向けて噴出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、油圧ポンプを効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、油圧ポンプが組み込まれた作業機械の一例を示す図である。
【図２】図２は、油圧ポンプの断面を示す図である。
【図３】図３は、油圧ポンプの他の例を示す断面図である。
【図４】図４は、油圧ポンプのさらに他の例を示す図である。
【図５】図５は、油圧ポンプの摩擦部材と噴出部との位置関係の一例を示す模式図である。
【図６】図６は、摩擦部材と噴出部との位置関係の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１５】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００１６】
図１〜図６は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、油圧ポンプ１０が組み込まれた作業機械１の一例を示す図である。
【００１７】
本実施の形態の作業機械１は油圧ショベルであり、クローラを具備する下部フレーム２と、旋回モータ４の駆動により下部フレーム２に対して旋回可能に設けられる上部フレーム３と、上部フレーム３に取り付けられるブーム５と、ブーム５に取り付けられるアーム６と、アーム６に取り付けられるバケット７とを備える。上部フレーム３とブーム５との間、ブーム５とアーム６との間、アーム６とバケット７との間には、それぞれ油圧シリンダ９が設けられている。
【００１８】
作業機械１は、油圧ポンプ１０を備えている。油圧ポンプ１０は、図示しないディーゼルエンジン等の動力源からの動力により駆動され、各油圧アクチュエータへ、当該油圧アクチュエータを駆動するための作動油を送出する。図示された作業機械１では、旋回モータ４、走行モータ８及び油圧シリンダ９が油圧アクチュエータとして機能する。作業機械１において、上部フレーム３を旋回させる場合には、油圧ポンプ１０から送出された作動油により旋回モータ４が回転駆動され、この回転駆動力が上部フレーム３に伝達される。作業機械１を走行させる場合には、油圧ポンプ１０から送出された作動油により走行モータ８が回転駆動され、この回転駆動力がクローラに伝達される。ブーム５、アーム６又はバケット７を駆動する場合には、油圧ポンプ１０から送出された作動油により油圧シリンダ９が伸縮駆動され、この伸縮駆動力がブーム５、アーム６又はバケット７に伝達される。
【００１９】
図２は、油圧ポンプ１０の断面を示す図である。図２に示された油圧ポンプ１０は、メインポンプ１２と、メインポンプ１２に取り付けられたパイロットポンプ１４と、を含んでいる。メインポンプ１２は、いわゆる斜板式の可変容量型油圧ポンプである。メインポンプ１２は、後述のシリンダ穴３２からの作動油の吐出（及びシリンダ穴３２への作動油の供給）に基づく駆動力を出力する。より具体的には、エンジン等の動力源からの動力によって回転軸２５を回転させることにより、回転軸２５とスプライン結合等によって結合されたシリンダブロック３０を回転させて、シリンダブロック３０の回転によりピストン３８を往復動作させる。このピストン３８の往復動作に応じて、一部のシリンダ穴３２からは作動油が吐き出されるとともに他のシリンダ穴３２には作動油が吸い込まれ、油圧ポンプが実現される。パイロットポンプ１４は、操作レバー等の作業者用の操作部へ一定の圧力を有するパイロット油を供給するポンプであり、一例としてギヤポンプで構成することができる。
【００２０】
メインポンプ１２は、ハウジング２０、回転軸２５、シリンダブロック３０、斜板４０、第１押付手段５０、第２押付手段６０及び噴出部７０を有している。ハウジング２０は、第１ハウジングブロック２１と、第１ハウジングブロック２１に対して図示しない締結手段等により結合された第２ハウジングブロック２２と、を有している。ハウジング２０は、回転軸２５の一部、シリンダブロック３０、斜板４０及び第１押付手段５０を収容している。図２に示された例では、第１ハウジングブロック２１の内側に、回転軸２５の一方の端部と、供給排出プレート（弁板）３５を介して複数のシリンダ穴３２に通じる図示しない供給ポート及び排出ポートと、後述の押付ロッド６１をガイドするためのガイド部２３と、が配置されている。また供給ポートは、第１ハウジングブロック２１を貫通して設けられ、油圧ポンプ１０の外部に設けられる図示しない油圧源に通じる。
【００２１】
第１ハウジングブロック２１には、回転軸２５が挿入される回転軸用孔２４ａが形成され、回転軸２５は、回転軸用孔２４ａにおいて軸受２８ａにより回転軸線Ａ周りに回転自在に支持されている。回転軸線Ａは、回転軸２５の長手方向に沿って延びている。回転軸２５の一端は、回転軸用孔２４ａ内に位置し、当該一端に形成されたスプライン結合部２６ａを介してパイロットポンプ１４の回転軸１６と連結されている。
【００２２】
第２ハウジングブロック２２には、回転軸２５が貫通する回転軸用孔２４ｂが形成され、回転軸２５は、その一端から他端へ向かって、シリンダブロック３０及び斜板４０を貫通して延びている。回転軸２５は、その他端において回転軸用孔２４ｂに配置された軸受２８ｂにより回転軸線Ａ周りに回転自在に支持されている。図示された例では、回転軸２５の他端は、回転軸用孔２４ｂから外側に向けて突出しており、当該他端に形成されたスプライン結合部２６ｂを介してエンジン等の動力源と連結される。
【００２３】
図２に示された例では、回転軸２５は、シリンダブロック３０を貫通する部分に設けられたスプライン結合部２６ｃにおいてシリンダブロック３０とスプライン結合している。このシリンダブロック３０とのスプライン結合により回転軸２５は、回転軸線Ａの方向に関してはシリンダブロック３０と無関係に移動可能であるが、回転軸線Ａ周りの回転方向に関してはシリンダブロック３０とともに一体的に回転する。また回転軸２５は、第１ハウジングブロック２１内において軸受２８ａにより回転自在に支持され、第２ハウジングブロック２２内において軸受２８ｂを介して回転自在に支持され、斜板４０とは接触しないようになっている。したがって、回転軸２５は、シリンダブロック３０以外の部材によっては阻害されずに、シリンダブロック３０とともに回転軸線Ａ周りの回転方向へ回転可能に設けられている。
【００２４】
パイロットポンプ１４は、メインポンプ１２の第１ハウジングブロック２１に対して、回転軸線Ａに沿って第２ハウジングブロック２２の反対側に、図示しない締結手段等により結合されている。図２に示された例では、パイロットポンプ１４は、回転軸１６を有している。回転軸１６は、回転軸線Ａ周りに回転自在に配置されている。すなわち、回転軸２５と回転軸１６とは、回転軸線Ａを共有している。上述したように、回転軸２５の一端は、当該一端に形成されたスプライン結合部２６ａを介してパイロットポンプ１４の回転軸１６と連結されている。具体的には、回転軸２５の一端とスリーブ１８とが、スプライン結合部２６ａを介して連結され、回転軸１６とスリーブ１８とが、当該回転軸１６に形成されたスプライン結合部１７ａを介して連結されている。
【００２５】
エンジン等の動力源と連結された回転軸２５が動力源からの駆動力により回転すると、回転軸２５と回転軸１６とは、回転軸線Ａ周りに一体的に回転する。これによりパイロットポンプ１４から、油圧ポンプ１０が組み込まれた作業機械１における操作レバー等の作業者用の操作部に、一定の圧力を有するパイロット油が供給される。また、本実施の形態では、パイロットポンプ１４から送出された油の一部は、後述の供給ラインＬを通ってメインポンプ１２の噴出部７０へ供給される。なお、パイロットポンプ１４は、一例として公知のギヤポンプと同様に構成することができるので、その具体的構成についての説明は省略する。
【００２６】
シリンダブロック３０は、回転軸２５とともに回転軸線Ａを中心に回転し、回転軸線Ａの周りにおいて穿設された複数のシリンダ穴３２を有する。とりわけ図２に示された例では、各シリンダ穴３２は、それぞれ回転軸線Ａと平行な方向に沿って延びるように設けられている。なお、これに限られず、シリンダ穴３２は、回転軸線Ａに対して傾斜した方向に沿って延びるように設けられてもよい。シリンダブロック３０に形成される複数のシリンダ穴３２の数は特に限定されないが、これらのシリンダ穴３２は、回転軸線Ａに沿った方向から見て、同一円周上に等間隔（等角度間隔）で配置されることが好ましい。
【００２７】
シリンダブロック３０のうち斜板４０が設けられる側とは反対側の端部には、複数のシリンダ穴３２のそれぞれに通じる開口３２ａが形成されている。またシリンダブロック３０のうち斜板４０が設けられる側とは反対側の端部に対面して、供給排出プレート３５が配置されている。供給排出プレート３５は、図示しない作動油の供給孔及び排出孔を有している。供給孔は、第１ハウジングブロック２１内に設けられた図示しない供給ポートと通じており、排出孔は、第１ハウジングブロック２１内に設けられた図示しない排出ポートと通じている。複数のシリンダ穴３２は、これらの開口３２ａ及び貫通孔を介して、第１ハウジングブロック２１内に設けられた図示しない供給ポート及び排出ポートと通じ、これらの供給ポート及び排出ポートを介して作動油の供給及び排出が行われる。また、図２に示された例では、シリンダブロック３０のうち斜板４０が設けられる側とは反対側の端部の回転軸２５の周囲に、後述のスプリング４４及びリテーナ４５ａ，４５ｂを収容する凹部３０ａが形成されている。
【００２８】
供給排出プレート３５は、第１ハウジングブロック２１に固定されており、シリンダブロック３０が回転軸２５とともに回転する場合であっても、ハウジング２０（第１ハウジングブロック２１）に対して静止している。そのため、供給ポート及び排出ポートの各々と通じるシリンダ穴３２は、シリンダブロック３０の回転状態に応じて供給排出プレート３５を介して切り換えられ、供給ポートから作動油が供給される状態と排出ポートに作動油を排出する状態とが繰り返し訪れる。
【００２９】
本実施の形態の油圧ポンプ１０では、シリンダブロック３０は、供給排出プレート３５に対して滑りながら回転する。このとき、シリンダブロック３０と供給排出プレート３５とが摩擦して、摩擦熱を生じ得る。したがって、シリンダブロック３０及び供給排出プレート３５は、互いに対して滑ることにより摩擦熱を生じる摩擦部材である。
【００３０】
ピストン３８は、それぞれ対応するシリンダ穴３２に対して移動自在に配置されている。言い換えると、ピストン３８は、それぞれ対応するシリンダ穴３２内に移動自在に保持されている。とりわけ、各ピストン３８は、対応するシリンダ穴３２に対して回転軸線Ａと平行な方向に沿って往復動可能に設けられている。ピストン３８の内部は空洞であり、シリンダ穴３２内の作動油で満たされている。したがってピストン３８の往復動はシリンダ穴３２への作動油の供給及び排出と連関し、ピストン３８がシリンダ穴３２から引き出される際には、シリンダ穴３２内に供給ポートから作動油が供給され、ピストン３８がシリンダ穴３２内に進入する際には、シリンダ穴３２内から排出ポートに作動油が排出される。
【００３１】
本実施の形態の油圧ポンプ１０では、ピストン３８は、シリンダブロック３０に対して滑りながら、回転軸線Ａと平行な方向に沿って往復動する。このとき、シリンダブロック３０とピストン３８とが摩擦して、摩擦熱を生じ得る。したがって、シリンダブロック３０及びピストン３８は、互いに対して滑ることにより摩擦熱を生じる摩擦部材である。
【００３２】
斜板４０は、シリンダブロック３０が回転軸線Ａ周りに回転することにより、各ピストン３８を各シリンダ穴３２内で移動させるためのものである。斜板４０は、シリンダブロック３０に対面する側において平坦な滑り面４１を有し、滑り面４１には、ピストン３８の斜板４０側の端部と連結した上述のシュー４３が押し当てられている。また、斜板４０は傾転可能に設けられており、斜板４０（滑り面４１）の傾転角に応じてピストン３８の往復動のストロークが変わる。換言すると、斜板４０は、傾転角の大きさに応じてピストン３８の移動量を制御する。斜板４０（滑り面４１）の傾転角が大きいほど各ピストン３８の往復動に伴うシリンダ穴３２に対する作動油の供給量及び排出量は大きくなり、斜板４０（滑り面４１）の傾転角が小さいほど各ピストン３８の往復動に伴うシリンダ穴３２に対する作動油の供給量及び排出量は小さくなる。ここで、斜板４０（滑り面４１）の傾転角とは、斜板４０の板面（滑り面４１）が、回転軸線Ａと直交する仮想平面に対してなす角を意味している。傾転角が０度の場合には、シリンダブロック３０が回転軸線Ａ周りに回転しても各ピストン３８は往復動せず、各シリンダ穴３２からの作動油の排出量もゼロになる。斜板４０は、滑り面４１の外側に、後述の押付ロッド６１が接触し押付ロッド６１からの押付力が作用する作用面４２を有している。図示された例では、作用面４２は、滑り面４１と平行をなすように設けられている。
【００３３】
本実施の形態では、各ピストン３８の斜板４０側の端部（シリンダ穴３２から突出する側の端部）、には、シュー４３が取り付けられている。また、回転軸２５の周囲には、スプリング４４、リテーナ４５ａ，４５ｂ、連結部材４６、押圧部材４７及びシュー保持部材４８が設けられている。スプリング４４及びリテーナ４５ａ，４５ｂは、シリンダブロック３０のうち斜板４０が設けられる側とは反対側の端部の回転軸２５の周囲に形成された凹部３０ａ内に収容されている。図２に示された例では、スプリング４４はコイルスプリングであり、凹部３０ａ内において、リテーナ４５ａとリテーナ４５ｂとの間に圧縮された状態で配置されている。したがって、スプリング４４は、その弾性力によって当該スプリング４４が伸長する向きに押付力を生じる。スプリング４４の押付力はリテーナ４５ｂ及び連結部材４６を介して押圧部材４７へ伝えられる。シュー保持部材４８には、各シュー４３が保持されており、押圧部材４７はスプリング４４の押付力を受けて、シュー保持部材４８を介して各シュー４３を斜板４０へ向けて押圧する。
【００３４】
図２に示された例では、斜板４０は様々な角度に傾転可能であるが、スプリング４４の押付力によって、斜板４０の傾転角にかかわらず各シュー４３が斜板４０に対して適切に追従して押し当てられる。これにより、ピストン３８がシリンダブロック３０とともに回転すると、各シュー４３は斜板４０上を円軌道を描くようにして移動する。なお、図示された例では、ピストン３８の斜板４０側の端部が球状の凸部を形成し、シュー４３に形成された球状の凹部にピストン３８の凸部が嵌め込まれ、シュー４３の凹部がかしめられて、ピストン３８及びシュー４３によって球面軸受構造が形成されている。この球面軸受構造によって、斜板４０の傾転角が変化しても、各シュー４３は斜板４０の傾転に追従して斜板４０上を適切に移動回転できる。
【００３５】
本実施の形態の油圧ポンプ１０では、シュー４３は、斜板４０に対して滑りながら回転移動する。このとき、シュー４３と斜板４０とが摩擦して、摩擦熱を生じ得る。したがって、シュー４３及び斜板４０は、互いに対して滑ることにより摩擦熱を生じる摩擦部材である。
【００３６】
第１押付手段５０は、斜板４０の傾転角が大きくなる向きに斜板４０を押付ける。図２に示された例では、第１押付手段５０は、斜板４０と反対側（第１ハウジングブロック２１側）に配置された第１リテーナ５１と、斜板４０側（第２ハウジングブロック２２側）に配置された第２リテーナ５２と、第１リテーナ５１と第２リテーナ５２との間に配置されたスプリング５４，５５を有している。第１スプリング５４は、第１リテーナ５１と第２リテーナ５２との間に、圧縮された状態で配置されている。したがって、第１スプリング５４は、その弾性力によって当該第１スプリング５４が伸長する向きに押付力を生じる。第２スプリング５５は、第１スプリング５４の内側に配置されている。このため、第２スプリング５５の巻径は、第１スプリング５４の巻径よりも小さく形成されている。
【００３７】
図２に示された例では、第２スプリング５５は第２リテーナ５２に固定されており、斜板４０の傾転角が大きい状態（図２参照）において第１リテーナ５１から離間している。これにより、斜板４０の傾転角が大きいうちは、斜板４０には第１スプリング５４の押付力のみが作用する。斜板４０の傾転角が小さくなっていくと、ある傾転角のときに第２スプリング５５が第１リテーナ５１に接触する。さらに斜板４０の傾転角が小さくなると、第２スプリング５５も第１リテーナ５１と第２リテーナ５２との間で圧縮され、これにより、斜板４０には、第１スプリング５４及び第２スプリング５５の両方の押付力が作用する。したがって、図示された第１押付手段５０によれば、斜板４０の傾転角に応じて、その押付力を段階的に変化させることができる。なお、第２スプリング５５は、第２リテーナ５２に固定されるものに限られず、第１リテーナ５１に固定されるようにしてもよいし、第１リテーナ５１及び第２リテーナ５２のいずれにも固定されず、第１リテーナ５１と第２リテーナ５２との間で移動可能にされていてもよい。
【００３８】
第２押付手段６０は、第１押付手段５０による斜板４０への押付力と反対向きの押付力を斜板４０に作用させる。とりわけ、第２押付手段６０は、第１押付手段５０による斜板４０の傾転角が大きくなる向きへの押付力に抗して、斜板４０の傾転角が小さくなる向きに斜板４０を押す。図２〜図４に示された例では、第２押付手段６０は、押付ロッド６１を有している。押付ロッド６１は、斜板４０（作用面４２）に対面する先端面６１ａ、押付ロッド６１の軸線に沿って先端面６１ａと反対側をなす後面６１ｂ、及び、先端面６１ａと後面６１ｂとを接続する側面６１ｃを有しており、後面６１ｂに作用する圧力（油圧）により斜板４０に向けて押される。これにより、斜板４０はその傾転軸周りに、傾転角が小さくなるように傾転する。
【００３９】
押付ロッド６１は、全体として略円柱状の形状を有し、その軸線が回転軸線Ａと平行をなすようにして、斜板４０の作用面４２と対面して配置されている。なお、押付ロッド６１は、その軸線が回転軸線Ａと平行をなすように配置されたものに限られず、その軸線が回転軸線Ａに対して傾斜して配置されたものであってもよい。図示された例では、先端面６１ａは球面状をなしている。これにより、斜板４０の傾転角の変化に起因して斜板４０（作用面４２）と押付ロッド６１とのなす角度が変化しても、斜板４０に対する押付力を先端面６１ａから作用面４２へ適切に伝達することができる。また、押付ロッド６１の後面６１ｂは、押付ロッド６１の軸線と直交する平坦面を有している。なお、後面６１ｂは、圧力が作用する作用面として機能できる配置及び形状を有していればよく、その具体的な配置及び形状は特に限られない。なお、「後面」とは、「先端面」と概ね反対側を向く面を指す。
【００４０】
第１ハウジングブロック２１（ハウジング２０）には、押付ロッド６１の側面６１ｃをガイドするためのガイド部２３が設けられており、押付ロッド６１は、ガイド部２３に対して移動自在に配置されている。このため、押付ロッド６１は、その一部がガイド部２３内に移動自在に保持されている。ガイド部２３は、第１ハウジングブロック２１に設けられた貫通孔で構成され、押付ロッド６１の断面形状と相補形状をなす断面形状を有している。すなわち、ガイド部２３は円形断面を有した円筒状の貫通孔で構成されている。図２〜図４に示された例では、ガイド部２３は、第１ハウジングブロック２１（ハウジング２０）と一体に設けられている。ガイド部２３を第１ハウジングブロック２１と一体に設けるようにすると、ガイド部２３は、第１ハウジングブロック２１に穿孔することにより形成することができ、簡単な加工でガイド部２３を形成することが可能になる。また、ガイド部２３を設けるために追加の部材を必要としないので、油圧ポンプ１０の部品点数の削減及びコストの削減に貢献する。なお、ガイド部２３の構成はこれに限られるものではない。一例として、第１ハウジングブロック２１と別の、例えば円筒状の、部材を用いて形成されたガイド部２３を、ハウジング２０に取り付けるようにしてもよい。
【００４１】
第１ハウジングブロック２１（ハウジング２０）には、ガイド部２３に連通する凹部２９が形成されている。凹部２９には、図示しない蓋部材が嵌め込まれる。これにより、押付ロッド６１の後面６１ｂと蓋部材との間に、後面６１ｂに作用する圧力（油圧）を生じさせるための油が導入される圧力室が形成される。他の例として、蓋部材の代わりに特開２０１８−３６０９号公報に記載の付勢ピンユニットが用いられてもよい。この場合、凹部２９には、付勢ピンユニットの凸部が嵌め込まれ、後面６１ｂに作用する圧力は、付勢ピンを介して押付ロッド６１に作用する。
【００４２】
押付ロッド６１で斜板４０を押す際、斜板４０からの反力により、押付ロッド６１に、押付ロッド６１の軸線方向に対して傾斜した向きの力が作用する場合がある。本実施の形態の油圧ポンプ１０は、ガイド部２３を有していることにより、押付ロッド６１に、押付ロッド６１の軸線方向に対して傾斜した向きの力が作用しても、ガイド部２３が押付ロッド６１を適切に保持することができるので、押付ロッド６１を安定して動作させることができる。なお、押付ロッド６１の側面６１ｃとガイド部２３との間には、ハウジング２０内に保持された油の一部が供給され、これにより側面６１ｃとガイド部２３との間の潤滑が行われる。
【００４３】
本実施形態の油圧ポンプ１０は、シリンダブロック３０とピストン３８との間、シリンダブロック３０と供給排出プレート３５との間、斜板４０とシュー４３との間等に、摩擦部分を有している。この摩擦部分では、２つの部材の間の摩擦により摩擦熱が生じる。とりわけ油圧ポンプが高速で作動している場合や、油圧ポンプに高い負荷が生じている場合には、摩擦部分において大きな摩擦熱が生じ、当該部材が高温になり得る。この場合、当該部材と接触する油、例えばシリンダブロック３０内を通って油圧アクチュエータへ向かう作動油や油圧ポンプ１０内に封入された油、の温度が上昇しこれらの油の粘度が低下する。その結果、摩擦する２つの部材間に形成される油膜が薄くなり、当該２つの部材が直接接触して互いに擦れることにより摩耗又は破損し得る。
【００４４】
このような問題に対応するため、本実施形態の油圧ポンプ１０は、油圧源から供給された冷却油（油）を摩擦部材（供給排出プレート３５、シリンダブロック３０、ピストン３８、斜板４０、及びシュー４３の少なくとも一つ）へ向けて噴出する噴出部７０を有している。噴出部７０から噴出した冷却油は、摩擦熱により高温になった摩擦部材に接触して当該摩擦部材と熱交換し、これにより当該摩擦部材が冷却される。
【００４５】
本実施の形態では、メインポンプ１２が噴出部７０を有しており、パイロットポンプ１４が冷却油の油圧源となっている。すなわち、パイロットポンプ１４から供給された冷却油が、メインポンプ１２の噴出部７０から摩擦部材へ向けて噴出し、これにより摩擦部材が冷却される。油圧ポンプ１０が駆動している間、パイロットポンプ１４からは一定の圧力を有する油が吐出され続ける。したがって、冷却油の油圧源としてパイロットポンプ１４を用いることにより、パイロットポンプ１４から吐出された油のうちの一部を冷却油として噴出部７０へ安定して供給することができる。
【００４６】
図２〜図４に示された例では、パイロットポンプ１４から吐出された油が流れる流路は、分岐点Ｆにおいて分岐している。パイロットポンプ１４から吐出された油のうちの一部は、分岐点Ｆから操作レバー等の作業者用の操作部へパイロット油として供給される。パイロットポンプ１４から吐出された油のうちの他の一部は、供給ラインＬを通って冷却油として噴出部７０へ向けて供給される。パイロットポンプ１４から分岐点Ｆを通って操作部へ向かう油と、パイロットポンプ１４から分岐点Ｆを通って噴出部７０へ向かう油とは、油そのものとしての差異はない。本明細書では、パイロットポンプ１４からの供給を受けた箇所で発揮し得るそれぞれの油の機能により、分岐点Ｆを経由して操作部へ向かう油をパイロット油と呼び、分岐点Ｆを経由して噴出部７０へ向かう油を冷却油と呼ぶ。
【００４７】
図示された例では、供給ラインＬの途中にはリリーフ弁８０が設けられている。分岐点Ｆを経由して噴出部７０へ向かう油は、リリーフ弁８０を通る。操作部において消費されるパイロット油の量が比較的多い場合には、供給ラインＬを通って噴出部７０へ向かう油によりリリーフ弁８０に作用する圧力は比較的低くなり、リリーフ弁８０を通過して噴出部７０へ向かう冷却油の流量は小さくなる。その一方、操作部において消費されるパイロット油の量が比較的少ない場合には、供給ラインＬを通って噴出部７０へ向かう油によりリリーフ弁８０に作用する圧力は比較的高くなり、リリーフ弁８０を通過して噴出部７０へ向かう冷却油の流量は大きくなる。これにより、パイロットポンプ１４から吐出された油の一部を冷却油として利用しながらも、操作部において使用可能なパイロット油の流量に与える影響を効果的に低減させることができる。
【００４８】
なお、冷却油の油圧源は、パイロットポンプ１４に限られない。例えば、油圧ポンプ１０の外部に配置された他の油圧ポンプが冷却油の油圧源として機能してもよい。
【００４９】
噴出部７０は、冷却油を噴出するための噴出孔７２を有している。噴出孔７２は、摩擦部材における冷却されるべき箇所に向けて延びている。噴出孔７２は、ハウジング２０（第１ハウジングブロック２１）内を通るように形成されており、ハウジング２０の内面において開口を有している。噴出孔７２における当該開口と反対側の部分は供給ラインＬに通じており、油圧源から吐出され供給ラインＬを通って噴出部７０へ供給された冷却油は、噴出孔７２の開口から摩擦部材における冷却されるべき箇所へ向けて噴出される。なお、図２〜図４においては、図示の都合上、噴出孔７２を示す破線が押付ロッド６１と重なって示されているが、これは、噴出孔７２が押付ロッド６１内を通ることを示すものではない。
【００５０】
図２に示された例では、ピストン３８が、シリンダブロック３０に対して滑りながら、回転軸線Ａと平行な方向に沿って往復動する。このとき、シリンダブロック３０とピストン３８とが摩擦して、摩擦熱が生じる。すなわち、摩擦部材はピストン３８と摩擦するシリンダブロック３０である。図示された例では、噴出孔７２は、シリンダブロック３０の側面３４へ向かって延びている。これにより、噴出孔７２から噴出された冷却油は、シリンダブロック３０の側面３４に接触してシリンダブロック３０と熱交換し、ピストン３８との摩擦により高温となったシリンダブロック３０を冷却する。
【００５１】
図３に、油圧ポンプ１０の他の例を示す。図３に示された例では、シリンダブロック３０が、供給排出プレート３５に対して滑りながら回転する。このとき、シリンダブロック３０と供給排出プレート３５とが摩擦して、摩擦熱が生じる。すなわち、摩擦部材は供給排出プレート３５と摩擦するシリンダブロック３０である。図示された例では、噴出孔７２は、シリンダブロック３０の側面３４における供給排出プレート３５側端部へ向かって延びている。これにより、噴出孔７２から噴出された冷却油は、シリンダブロック３０の側面３４における供給排出プレート３５側端部に接触してシリンダブロック３０と熱交換し、供給排出プレート３５との摩擦により高温となったシリンダブロック３０を冷却する。ここで、噴出孔７２から噴出された冷却油が、シリンダブロック３０の側面３４における供給排出プレート３５側端部に接触するとは、噴出孔７２から噴出された冷却油の少なくとも一部が、シリンダブロック３０の側面３４における供給排出プレート３５側の端部に接触することを意味する。
【００５２】
図４に、油圧ポンプ１０のさらに他の例を示す。図４に示された例では、シュー４３が、斜板４０に対して滑りながら回転移動する。このとき、シュー４３と斜板４０とが摩擦して、摩擦熱が生じる。すなわち、摩擦部材は斜板４０と摩擦するシュー４３である。図示された例では、噴出孔７２は、シュー４３へ向かって延びている。これにより、噴出孔７２から噴出された冷却油は、シュー４３に接触して当該シュー４３と熱交換し、斜板４０との摩擦により高温となったシュー４３を冷却する。なお、図示された例では、噴出孔７２を斜板４０へ向かって延びるように設け、噴出孔７２から噴出された冷却油が斜板４０に接触して当該斜板４０と熱交換するようにしてもよい。
【００５３】
図５は、油圧ポンプ１０の摩擦部材と噴出部７０との位置関係の一例を示す模式図であり、図６は、摩擦部材と噴出部７０との位置関係の他の例を示す模式図である。図５及び図６では、摩擦部材の一例としてのシリンダブロック３０と、噴出部７０の噴出孔７２とが、回転軸線Ａに沿った方向から見て示されている。回転軸線Ａ周りの矢印は、シリンダブロック３０の回転方向を示している。図示された断面において、シリンダブロック３０の側面３４における噴出孔７２の延長線上に位置する点をＰとする。このとき、回転軸線Ａと点Ｐとを結ぶ直線と噴出孔７２の延長線とは、互いに１８０度未満の角度、とりわけ９０度以上１８０度未満の角度、を有して交わる。この場合、噴出孔７２から噴出し側面３４に接触した冷却油は、当該側面３４に沿って概ね摩擦部材（シリンダブロック３０）の周方向に流れることができるため、冷却油と摩擦部材との接触時間を十分に確保することができ、冷却油による摩擦部材の冷却効果を高めることができる。
【００５４】
図５及び図６に示された例では、点Ｐにおいて、噴出孔７２の延長線は、回転軸線Ａと点Ｐとを結ぶ直線に対して、摩擦部材（シリンダブロック３０）の回転方向の後方に傾斜している。この場合、噴出孔７２から噴出された冷却油は、側面３４に対して回転方向の後方側に傾斜した方向から接触することになるため、摩擦部材の回転が冷却油の接触により妨げられることを抑制することができる。とりわけ、図６に示されるように、噴出孔７２が、ハウジング２０（第１ハウジングブロック２１）の内面への法線方向に対して傾斜した方向に延び、これにより回転軸線Ａと点Ｐとを結ぶ直線と噴出孔７２の延長線とのなす角度が比較的小さい場合には、摩擦部材の回転が冷却油の接触により妨げられることをより効果的に抑制することができる。
【００５５】
上述した油圧ポンプ１０において、エンジン等の動力源と連結された回転軸２５が動力源からの駆動力により回転すると、回転軸２５と回転軸１６とは、スリーブ１８を介して回転軸線Ａ周りに一体的に回転する。パイロットポンプ１４から吐出された油のうちの一部は、分岐点Ｆから操作レバー等の作業者用の操作部へパイロット油として供給され、他の一部は、供給ラインＬを通って冷却油として噴出部７０へ向けて供給される。図２〜図４に示された例では、供給ラインＬを通る冷却油は、リリーフ弁８０を通って噴出部７０へ流れる。噴出部７０は、油圧ポンプ１０における、回転可能に配置され、他の部材に対して滑ることにより摩擦熱を生じる摩擦部材へ向けて、油圧源から供給された冷却油を噴出する（噴出工程）。冷却油は、摩擦熱により高温になった摩擦部材に接触して当該摩擦部材と熱交換し、これにより当該摩擦部材が冷却される。
【００５６】
本実施の形態の油圧ポンプ１０は、作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレート３５と、供給排出プレート３５を介して作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴３２を有し、供給排出プレート３５に対して滑りながら回転するシリンダブロック３０と、複数のシリンダ穴３２のそれぞれに移動可能に設けられるピストン３８と、ピストン３８の移動を規制する斜板４０と、ピストン３８と斜板４０との間に設けられるシュー４３と、油圧源１４から供給された油を供給排出プレート３５、シリンダブロック３０、ピストン３８、斜板４０、及びシュー４３の少なくとも一つへ向けて噴出する噴出部７０と、を備える。
【００５７】
本実施の形態の作業機械１は、上述の油圧ポンプ１０を備える。
【００５８】
本実施の形態の油圧ポンプの冷却方法は、油圧源１４から供給された油を、作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレート３５、供給排出プレート３５を介して作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴３２を有し供給排出プレート３５に対して滑りながら回転するシリンダブロック３０、複数のシリンダ穴３２のそれぞれに移動可能に設けられるピストン３８、ピストン３８の移動を規制する斜板４０、及びピストン３８と斜板４０との間に設けられるシュー４３の少なくとも一つへ向けて噴出する。
【００５９】
このような油圧ポンプ１０、作業機械１及び油圧ポンプの冷却方法によれば、噴出部７０から噴出した油が、摩擦熱により高温になった摩擦部材（供給排出プレート３５、シリンダブロック３０、ピストン３８、斜板４０、及びシュー４３の少なくとも一つ）に接触して当該摩擦部材（３０，３５，３８，４０，４３）と熱交換し、これにより当該摩擦部材（３０，３５，３８，４０，４３）が冷却される。したがって、油圧ポンプ１０における摩擦部材（３０，３５，３８，４０，４３）を効率的に冷却することができ、摩擦部材（３０，３５，３８，４０，４３）と接触する油の温度が上昇しこれらの油の粘度が低下することを抑制することができる。これにより、摩擦する２つの部材間に形成される油膜が薄くなり、当該２つの部材が直接接触して互いに擦れることにより生じ得る摩耗又は破損を低減することが可能になる。
【００６０】
本実施の形態の油圧ポンプ１０は、油圧アクチュエータへ作動油を供給するメインポンプ１２と、作業者用の操作部へパイロット油を供給するパイロットポンプ１４とを有し、油圧源はパイロットポンプ１４である。
【００６１】
本実施の形態の油圧ポンプ１０は、油圧アクチュエータへ作動油を供給するメインポンプ１２と、作業者用の操作部へパイロット油を供給するパイロットポンプ１４と、を有し、メインポンプ１２は、作動油の供給孔及び排出孔を有する供給排出プレート３５と、供給排出プレート３５を介して作動油が供給及び排出される複数のシリンダ穴３２を有し、供給排出プレート３５に対して滑りながら回転するシリンダブロック３０と、複数のシリンダ穴３２のそれぞれに移動可能に設けられるピストン３８と、ピストン３８の移動を規制する斜板４０と、ピストン３８と斜板４０との間に設けられるシュー４３と、パイロットポンプ１４から供給された油を供給排出プレート３５、シリンダブロック３０、ピストン３８、斜板４０、及びシュー４３の少なくとも一つへ向けて噴出する噴出部７０と、を備える。
【００６２】
このような油圧ポンプ１０によれば、パイロットポンプ１４から吐出された油のうちの一部を冷却油として噴出部７０へ安定して供給することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  作業機械
１０  油圧ポンプ
１２  メインポンプ
１４  パイロットポンプ
１６  回転軸
２０  ハウジング
２１  第１ハウジングブロック
２２  第２ハウジングブロック
２３  ガイド部
２５  回転軸
３０  シリンダブロック
３２  シリンダ穴
３４  側面
３５  供給排出プレート
３８  ピストン
４０  斜板
４１  滑り面
４２  作用面
４３  シュー
５０  第１押付手段
６０  第２押付手段
６１  押付ロッド
７０  噴出部
７２  噴出孔
８０  リリーフ弁
Ａ  回転軸線
Ｌ  供給ライン
【図１】
2020186677.tif 000003
【図２】
2020186677.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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