(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングにラジアル軸受を介して回転自在に支持されるとともにピストンを介して作用する流体圧力を支持するフランジ部を備えこのフランジ部において前記ケーシングに静圧軸受を介して支持される駆動軸と、
この駆動軸に対して所定の角度で傾斜した回転軸の回りを回転自在に前記ケーシングに支持されたシリンダブロックと、
このシリンダブロックの回転軸と平行に形成され前記ピストンを先端側から往復動自在に収容するシリンダと、
前記駆動軸と前記シリンダブロックとの間で回転力を伝達する回転力伝達機構と、
を備えたアキシャルピストンポンプまたはモータにおいて、
前記静圧軸受の前記ピストンの下死点側における支持力を前記ピストンの上死点側における支持力よりも強めることにより、前記駆動軸に作用する力のモーメントをバランスさせたことを特徴とするアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項２】
前記回転力伝達機構は前記駆動軸と前記シリンダブロックの回転軸を同期回転させるとともに、前記ピストン基端にシュ−を備え、前記ピストンの平坦な基端面とこのシュ−の上部とを面接触させる一方、前記駆動軸のフランジ部と前記シュ−の下部とを球面対偶で嵌合させたことを特徴とする請求項１に記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項３】
前記静圧軸受は、前記フランジ部の前記ピストンと反対側の面と、この面が摺動自在に接触するとともにケーシングに対して固定の支持部と、前記フランジ部の前記ピストン基端の支持位置のちょうど裏側に形成されこのピストンが収容されたシリンダからの高圧が導入される凹部とからなる一方、前記支持部の前記ピストンの下死点側に前記フランジ部の凹部と重なり合う凹部を形成することにより、前記ピストン下死点側における静圧軸受の受圧面積を広げたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項４】
前記静圧軸受の支持部の前記ピストンの下死点側に形成する凹部は、前記アキシャルピストンポンプまたはモータの高圧側と低圧側に対称に形成することを特徴とする請求項３に記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項５】
前記静圧軸受の支持部の前記ピストンの下死点側に形成する凹部は、常に前記フランジ部に形成した凹部の少なくともひとつと重なり合うようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項６】
前記静圧軸受は、前記フランジ部の前記ピストンと反対側の面と、この面が摺動自在に接触するとともに前記ケーシングに対して固定の支持部と、前記フランジ部の前記ピストン基端の支持位置のちょうど裏側に形成されこのピストンが収容されたシリンダからの高圧が導入される凹部とからなる一方、前記支持部の前記ピストン上死点側に前記ケーシング内部の低圧が導かれる凹部を形成することにより、前記ピストン上死点側における静圧軸受の受圧面積を狭めたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかひとつに記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項７】
前記静圧軸受の支持部の前記ピストン上死点側に前記ケーシング内部の低圧が導かれる凹部は、前記スラストプレートの外周およびこのスラストプレートに形成された駆動軸貫通用の貫通穴の内周に沿って形成されることを特徴とする請求項６に記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項８】
前記静圧軸受の支持部の高圧側と低圧側の境目付近に凹部を形成し、この凹部が前記フランジ部に形成した凹部を重なり合うときには、静圧軸受の受圧面積が拡大されるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかひとつに記載されたアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項９】
前記静圧軸受の支持部は前記ケーシングに固定されたスラストプレートであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかひとつに記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【請求項１０】
前記静圧軸受の支持部を前記ケーシングの内周面の一部に形成したことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかひとつに記載のアキシャルピストンポンプまたはモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンからの反力を駆動軸のフランジに受けるとともに、このフランジを静圧軸受により支持したアキシャルピストンポンプまたはモータに関し、特に、機械効率および容積効率を向上させ得る改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アキシャルピストンポンプまたはモータとしては、例えば図１５に示すようなものがある。
【０００３】
図示されるように、このアキシャルピストンポンプまたはモータのケーシング１内には、シリンダブロック２が回転軸３を中心に回転自在に収容される。このシリンダブロック２の回転軸３を中心とする所定の円周上には、複数のシリンダ４が回転軸３と略平行に形成され、これらのシリンダ４には、それぞれピストン５が軸方向に往復動可能に収容されている。
【０００４】
これらのピストン５のシリンダ４から突出する側には中空部６が開口し、この中空部６には、それぞれコネクティングロッド７が収容され、このコネクティングロッド７の球状の先端部７ａは、中空部６ａの底部に球面対偶で嵌合している。また、コネクティングロッド７の基端部７ｂ側には、駆動軸８の軸部８ａ端部から側方に広がるフランジ部８ｂが相対し、球状の基端部７ｂは、このフランジ部８ｂに形成された球面穴１０に球面対偶で嵌合している。
【０００５】
駆動軸８は、軸部８ａの外周に嵌合する円筒状のラジアル軸受１１を介して、ケーシング１に回転自在に支持される。
【０００６】
また、駆動軸８は、フランジ部８ｂのコネクティングロッド７と反対側の面において、図１６、図１７に示すように中央部に駆動軸８が貫通する貫通穴１２ｂを備えた円板状の部材であるスラストプレート１２を介して、ケーシング１の受け面１３に支持される。
【０００７】
図１８に示すように、このフランジ部８ｂのピストン５と反対側の面には、コネクティングロッド７の基端部７ｂのちょうど真裏に位置して、ピストン５と同数の凹部１４が形成される。スラストプレート１２の摺動面１２ａには、この凹部１４周囲のランド部１６が摺動可能に接触する。そして、これらの凹部１４には、各ピストン５およびコネクティングロッド７の中心軸上にそれぞれ貫通する流体通路５ａおよび７ｃと、フランジ部８ｂを貫通する流体通路１５を通って、シリンダ４内の作動流体が導かれる（図１５参照）。これにより、フランジ部８ｂとスラストプレート１２とで静圧軸受が構成されるようになっている。
【０００８】
以上のような構成により、アキシャルピストンポンプでは、駆動軸８の回転がコネクティングロッド７を介してシリンダブロック２に伝達され、シリンダブロック２が回転する。このとき、駆動軸８の軸８ｃと回転軸３の軸３ａとは所定の傾斜角で傾斜していることから、シリンダブロック２の回転角度にしたがって、ピストン５はシリンダ４内を往復運動する。これにより、ピストン５が伸長する行程ではポート４ａからシリンダ内に作動流体が吸入され、ピストン５が収縮する行程ではシリンダ４のポート４ａから作動流体が吐出されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなアキシャルピストンポンプおよびモータにおけるピストン５の圧縮行程では、各コネクティングロッド７の基端部７ｂからフランジ部８ｂには、図１９に示すようなピストン反力Ｆ１が作用する。
【００１０】
この場合、ピストン反力Ｆ１は回転軸３の軸３ａの方向に向かっているので、駆動軸８の軸８ｃの方向の分力Ｆ２の他に、軸８ｃに直交する方向（図の上方）への分力Ｆ３を持っている。そして、この分力Ｆ２は、静圧軸受（フランジ部８ｂの凹部１４に導かれる流体圧力）により、軸８ｃ方向の反力Ｆ４で支持され、また、分力Ｆ３は、ラジアル軸受１１により、軸受８ｃと直交する方向（図の下方）へ向かう反力Ｆ５によって支持され、力は全体としてバランスする。
【００１１】
しかしながら、この場合、分力Ｆ３と反力Ｆ５は力の作用する点が異なるため、駆動軸８には、軸８ｃと直交する方向（図１９の紙面に直交する方向）の回りのモーメントＭ１が作用する。
【００１２】
このモーメントＭ１は、ピストン５の下死点側（図１９の軸８ｃよりも上側）では、フランジ部８ｂをスラストプレート１２に押し付けるように作用し、フランジ部８ｂとスラストプレート１２の間に過大な固体接触を引き起こし、ポンプの機械効率を低下させてしまう。
【００１３】
また、このモーメントＭ１は、ピストン５の上死点側（図１９の軸８ｃよりも下側）では、フランジ部８ｂをスラストプレート１２から引き離すように作用するので、静圧軸受の凹部１４からの作動流体の漏れ量を過大とする恐れがあり、シリンダ４内の作動流体が漏れ出してしまう結果、ポンプの容積効率を低下させかねない。このような静圧軸受からの作動流体の漏れは、特にアキシャルピストンモータを、クレーンなど、モータの非駆動時に駆動軸３に外部から回転力が加わる機器に使用した場合に問題となり、ポート４ａからシリンダ４内への流体の出入りがない場合でも、駆動軸８が外部からの回転力によって回転してしまう、いわゆるずり落ち現象の原因となりかねない。
【００１４】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ピストンからの反力を駆動軸のフランジに受けるとともに、このフランジを静圧軸受により支持したアキシャルピストンポンプまたはモータにおいて、駆動軸に作用する力のモーメントをバランスさせることにより、機械効率および容積効率を向上させ得るアキシャルピストンポンプまたはモータを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ケーシングにラジアル軸受を介して回転自在に支持されるとともにピストンを介して作用する流体圧力を支持するフランジ部を備えこのフランジ部において前記ケーシングに静圧軸受を介して支持される駆動軸と、この駆動軸に対して所定の角度で傾斜した回転軸の回りを回転自在に前記ケーシングに支持されたシリンダブロックと、このシリンダブロックの回転軸と平行に形成され前記ピストンを先端側から往復動自在に収容するシリンダと、前記駆動軸と前記シリンダブロックとの間で回転力を伝達する回転力伝達機構とを備えたアキシャルピストンポンプまたはモータにおいて、前記静圧軸受の前記ピストンの下死点側における支持力を前記ピストンの上死点側における支持力よりも強めることにより、前記駆動軸に作用する力のモーメントをバランスさせた。
【００１６】
第２の発明は、前記回転力伝達機構は前記駆動軸と前記シリンダブロックの回転軸を同期回転させるとともに、前記ピストン基端にシュ−を備え、前記ピストンの平坦な基端面とこのシュ−の上部とを面接触させる一方、前記駆動軸のフランジ部と前記シュ−の下部とを球面対偶で嵌合させた。
【００１７】
第３の発明は、前記静圧軸受は、前記フランジ部の前記ピストンと反対側の面と、この面が摺動自在に接触するとともにケーシングに対して固定の支持部と、前記フランジ部の前記ピストン基端の支持位置のちょうど裏側に形成されこのピストンが収容されたシリンダからの高圧が導入される凹部とからなる一方、前記支持部の前記ピストンの下死点側に前記フランジ部の凹部と重なり合う凹部を形成することにより、前記ピストン下死点側における静圧軸受の受圧面積を広げた。
【００１８】
第４の発明は、前記静圧軸受の支持部の前記ピストンの下死点側に形成する凹部は、前記アキシャルピストンポンプまたはモータの高圧側と低圧側に対称に形成する。
【００１９】
第５の発明で、前記静圧軸受の支持部の前記ピストンの下死点側に形成する凹部は、常に前記フランジ部に形成した凹部の少なくともひとつと重なり合うようにした。
【００２０】
第６の発明で、前記静圧軸受は、前記フランジ部の前記ピストンと反対側の面と、この面が摺動自在に接触するとともに前記ケーシングに対して固定の支持部と、前記フランジ部の前記ピストン基端の支持位置のちょうど裏側に形成されこのピストンが収容されたシリンダからの高圧が導入される凹部とからなる一方、前記支持部の前記ピストン上死点側に前記ケーシング内部の低圧が導かれる凹部を形成することにより、前記ピストン上死点側における静圧軸受の受圧面積を狭めた。
【００２１】
第７の発明は、前記静圧軸受の支持部の前記ピストン上死点側に前記ケーシング内部の低圧が導かれる凹部は、前記スラストプレートの外周およびこのスラストプレートに形成された駆動軸貫通用の貫通穴の内周に沿って形成される。
【００２２】
第８の発明は、前記静圧軸受の支持部の高圧側と低圧側の境目付近に凹部を形成し、この凹部が前記フランジ部に形成した凹部を重なり合うときには、静圧軸受の受圧面積が拡大されるようにした。
【００２３】
第９の発明は、前記静圧軸受の支持部は前記ケーシングに固定されたスラストプレートである。
【００２４】
第１０の発明は、前記静圧軸受の支持部を前記ケーシングの内周面の一部に形成した。
【００２５】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、駆動軸およびシリンダブロックの回転にともなってシリンダ内のピストンが伸縮するが、駆動軸とシリンダブロックの回転軸が傾斜していることから、このときピストンが駆動軸のフランジ部に及ぼす反力は駆動軸に対して斜め方向を向く結果、このピストン反力の駆動軸のラジアル方向の力と、駆動軸を支持するラジアル軸受の支持力とは、ピストン下死点側をピストンと反対側に押し倒すように駆動軸を傾けようとするモーメントを持つ。これに対して、静圧軸受は、ピストンの下死点側における支持力がピストンの上死点側における支持力よりも強くなっているので、この静圧軸受の支持力により、駆動軸を傾けようとするモーメントは相殺され、駆動軸の傾きは防止される。この結果、ポンプまたはモータの機械効率は高く維持され、また静圧軸受からの液漏れも防止できるので、ポンプまたはモータの容積効率も低下することはない。
【００２６】
第２の発明では、ピストンの平坦な基端面にシュ−の上部を面接触で当接させる一方、駆動軸のフランジ部にシュ−の下部を球面対偶で嵌合させ、ピストン側から作用する流体圧力によって発生する力が、ピストンの軸に略一致した方向の反力で支持され、ポンプまたはモータの最大使用圧力、回転数等の性能を向上させる上での大きな障害となるピストン横力がほとんど作用しないようにしたアキシャルピストンポンプまたはモータにおいて、駆動軸にかかるモーメントをバランスさせ、駆動軸の傾きを防止することにより、ポンプまたはモータの総ての摺動部の摺動状態（潤滑状態）が良好に保たれ、非常に高圧かつ高速のポンプまたはモータを実現することができる。
【００２７】
第３の発明では、静圧軸受の支持部のピストン下死点側に形成された凹部に、ポンプまたはモータの高圧が流れ込むことにより、静圧軸受の受圧面積が、ピストン下死点側でのみ広がり、結果として、駆動軸に作用する力のモーメントがバランスして、駆動軸の傾きは防止される。
【００２８】
第４の発明では、静圧軸受の支持部のピストン下死点側に形成された凹部の内、高圧側に形成されたものにポンプまたはモータの高圧が導かれ、駆動軸に作用する力のモーメントをバランスさせるが、この凹部は高圧側と低圧側に対称に形成されているので、ポンプまたはモータが逆回転し、高圧側と低圧側が入れ替わったときでも、静圧軸受は全く同様に作動し、駆動軸に作用する力のモーメントをバランスさせることができる。
【００２９】
第５の発明では、静圧軸受の支持部のピストン下死点側に形成された凹部は、常にフランジ部に形成された凹部の少なくともひとつと重なり合うので、駆動軸およびシリンダブロックの回転中、常に静圧軸受はピストン下死点側で受圧面積が大きくなり、駆動軸に作用する力のモーメントはバランスし続ける。
【００３０】
第６、第７の発明では、静圧軸受の支持部のピストン上死点側に形成された凹部により、静圧軸受のピストン上死点側における受圧面積は小さくされるので、結果として、駆動軸に作用する力のモーメントがバランスして、駆動軸の傾きは防止される。
【００３１】
また、第１〜第７の発明では、静圧軸受のピストン下死点側とピストン上死点側で支持力を変更しているので、ピストン本数が奇数本であり、高圧側と低圧側に配置されるピストン本数が周期的に変化する場合には、高圧側のピストン本数が多いと、静圧軸受の浮上力はピストンの反力に比較して相対的に弱くなってしまい、高圧側のピストン本数の変動により静圧軸受の押付比が変動してしまう。これに対して、第８の発明では、静圧軸受の支持部の高圧側と低圧側の境目付近には凹部が形成されているので、高圧側に配置されるピストン本数が多いときには、フランジ部の凹部が高圧側と低圧側の境目付近に配置され、支持部の高圧側と低圧側の境目付近に形成された凹部と重なり合うことにより、静圧軸受の受圧面積が広がり、この受圧面積の拡大により静圧軸受の浮上力が強められるので、結果として、ポンプまたはモータの高圧側のピストン本数の変動による押付比の変動を抑制できる。
【００３２】
第９の発明では、静圧軸受の支持部はスラストプレートであるので、凹部の加工は容易に行い得る。
【００３３】
第１０の発明では、静圧軸受の支持部はケーシングの内周面であるので、部品点数を低減できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
図１には、本実施の形態のアキシャルピストンポンプまたはモータの全体構成を示す。
【００３６】
図示されるように、この図１に示したアキシャルピストンポンプまたはモータは、図１５に示した従来例と、その基本的構成は同一であり、スラストプレート１２の構成のみが異なっている。
【００３７】
さらに詳しく説明すると、アキシャルピストンポンプまたはモータのケーシング１内に回転軸３を中心に回転自在に収容されたシリンダブロック２は、複数のシリンダ４内に往復動自在のピストン５を備え、このピストン５の中空部６に傾転可能に収容されたコネクティングロッド７を介して、駆動軸８のフランジ部８ｂと連係する。この場合、コネクティングロッド７の先端部７ａは中空部６の底部６ａに、コネクティングロッド７の基端部７ｂはフランジ部８ｂに形成された球面穴１０に、それぞれ球面対偶を介して嵌合する。
【００３８】
駆動軸８は、軸部８ａの外周においてラジアル軸受１１を介してケーシング１に回転自在に支持される。このラジアル軸受１１で、ピストン５側から作用する力のラジアル方向（図の上下方向）の分力が支持される。
【００３９】
また、駆動軸８のフランジ部８ｂのピストン５と反対側の面は、ケーシング１の受け面１３に固定されたスラストプレート２０と、摺動可能に接触する。このフランジ部８ｂとスラストプレート２０とで静圧軸受が構成され、ピストン５側から作用する力のスラスト方向の分力が支持される。
【００４０】
この場合、フランジ部８ｂの構成は、図１８に示した従来例の構成と同様であり、フランジ部８ｂのピストン５と反対側の面には、コネクティングロッド７の基端部７ｂのちょうど真裏に位置して、ピストン５と同数の円形の凹部１４が形成され、これらの凹部１４の周囲にランド部１６が形成されている。これらの凹部１４には、各ピストン５およびコネクティングロッド７の中心軸上にそれぞれ貫通する流体通路５ａおよび７ｃと、フランジ部８ｂを貫通する流体通路１５を通って、シリンダ４内の作動流体が導かれる。
【００４１】
一方、スラストプレート２０には、図２、図３に示すように、本発明固有の構成のものが用いられる。
【００４２】
図示されるように、円板状のスラストプレート２０は、ピストン５の下死点側に相対する部分である半円（図２の上側の半円）と、ピストン５の上死点側に相対する部分である半円（図２の下側の半円）とで、フランジ部８ｂと接する摺動面２０ａの構成が異なっている。すなわち、摺動面２０ａのピストン下死点側半円には、高圧側（図２の左側）と低圧側（図２の右側）とで対称に、凹部２１が形成される。この場合、高圧側の凹部２１は、ポンプまたはモータが作動し、スラストプレート２０に対してフランジ部８ｂの回転している間、常にフランジ部８ｂの高圧状態にある凹部１４のいずれかと重なり合うように、フランジ部８ｂの回転方向に十分な長さをもって形成される。また、凹部２１は、高圧側と低圧側にそれぞれ別れて形成され、高圧側の凹部２１が、低圧状態の凹部１４と連通することは無いようにされている。
【００４３】
これにより、高圧側の凹部２１には、常にシリンダ４から高圧の流体圧が導かれ、静圧軸受のピストン下死点側において、シリンダ４からの高圧の作動流体がスラストプレート２０とフランジ部８ｂの間で作用する面積（受圧面積）を広げ、静圧軸受がピストン下死点側でフランジ部８ｂを支持する支持力を強める。なお、この凹部２１を左右対称（高圧側と低圧側で対称）に形成することにより、ポンプまたはモータを逆回転させ、高圧側と低圧側が逆転したときに対応することができる。なお、凹部２１は、低圧側の凹部２１が高圧状態の凹部１４と連通することがないような形状に形成されている。
【００４４】
これに対して、摺動面２０ａの上死点側半円には、外周に沿って凹部２２が、また、駆動軸８が貫通する貫通穴２０ｂに沿って凹部２３が、それぞれ高圧側（左側）から低圧側（右側）にわたって形成される。そして、これらの凹部２２、２３は、常に、ケーシング１内の低圧が導かれるようになっている。
【００４５】
これにより、静圧軸受のピストン上死点側においては、シリンダ４からの高圧の作動流体がスラストプレート２０とフランジ部８ｂの間で作用する面積（受圧面積）が、凹部２２、２３の分だけ狭められ、静圧軸受がピストン下死点側でフランジ部８ｂを支持する支持力を弱める。
【００４６】
このような構成により、図４に示すように、静圧軸受がピストン下死点側（図の上側）においてフランジ部８ｂを支持する力Ｆ６は、ピストン上死点側（図の下側）においてフランジ部８ｂを支持する力Ｆ７より強められる。これにより、これらの力Ｆ６、Ｆ７が、ピストン５からの負荷Ｆ１のスラスト方向の分力Ｆ２の総和と、また、ラジアル軸受１１が軸部８ａを支持する力Ｆ５が、ピストン５からの負荷Ｆ１のラジアル方向の分力Ｆ２の総和と、それぞれ釣り合うとともに、これらの力Ｆ１（Ｆ２およびＦ３）の総和と、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７により駆動軸８に与えられるモーメントもちょうど釣り合うようになっている。なお、凹部２１、２２、２３の広さは、この駆動軸８に作用するモーメントがちょうどバランスするように、設定される。
【００４７】
つぎに作用を説明する。
【００４８】
アキシャルピストンポンプまたはモータが作動すると、駆動軸８の回転によりフランジ部８ｂとスラストプレート２０は摺動しながら相対回転する。このとき、駆動軸８にピストン５から作用するラジアル方向の負荷はラジアル軸受１１により、またスラスト方向の力はフランジ部８ｂとスラストプレート２０の間に形成された静圧軸受により、それぞれ支持される。
【００４９】
この場合、本発明では、スラストプレート２０のピストン下死点側（図の上側）には、凹部２１が形成され、この凹部２１は、ピストン下死点側に位置する凹部１４の少なくともひとつと連通するようになっている。このため、図５に圧力の等高線で示すように、ピストン下死点側かつ高圧側（図の左上）に導かれる作動流体による支持力が作用する範囲は、スラストプレート２０の広い範囲に及び、結果として、静圧軸受がピストン下死点側においてフランジ部８ｂを支持する力は、図６に同じく圧力の等高線で示したような従来の凹部２１がない場合に比べて強められる。
【００５０】
また、スラストプレート２０のピストン上死点側（図の下側）には、凹部２２、２３が形成され、これらの凹部２２、２３には、ケーシング１の内部の低圧が導かれている。このため、図５に示すように、ピストン下死点側かつ高圧側（図の左上）に導かれる作動流体による支持力が作用する範囲は、これらの凹部２２、２３の分だけ狭められ、結果として、静圧軸受がピストン上死点側においてフランジ部８ｂを支持する力は、図６に示す凹部２２、２３がない場合に比べて弱められる。
【００５１】
このように、本発明では、静圧軸受による支持力は、ピストン下死点側で強く、ピストン上死点側で弱くなっているので、前述したように、静圧軸受の支持力がピストン下死点側とピストン上死点側で等しいとしたならば、駆動軸８を軸８ｃに対してこじらせるように（すなわち、フランジ部８ｂをピストン下死点側でスラストプレート２０に押し付け、ピストン上死点側でスラストプレート２０から引き離すように）作用するモーメントは、ちょうど相殺され、駆動軸８に働くモーメントは全体としてバランスする。したがって、フランジ部８ｂとスラストプレート２０の接触面圧が過大となってしまうことも、またフランジ部８ｂとスラストプレート２０の間に隙間が空いて静圧軸受からの作動流体の漏れが発生してしまうこともなく、アキシャルピストンポンプまたはモータの機械効率および容積効率は高く保たれる。
【００５２】
図７、図８には、本発明の他の実施の形態を示す。
【００５３】
図示されるように、この実施の形態のスラストプレート２５の摺動面２５ａには、図２、図３に示したスラストプレート２０のような凹部２２、２３が形成される一方、凹部２１は形成されない。このように、凹部２２、２３のみにより、静圧軸受のピストン上死点側における支持力を弱めただけで、駆動軸８に作用するモーメントを全体としてバランスさせるようにしてもよい。
【００５４】
図９〜図１１には、本発明のさらに他の実施の形態を示す。
【００５５】
この実施の形態では、図９に示すように、フランジ部８ｂに形成される凹部２６は円弧状に形成され、円周方向に沿って配置される。そして、図１０、図１１に示すように、スラストプレート３０の摺動面３０ａには、このようなフランジ部８ｂの凹部２６の形状に対応して、凹部３１、３２、３３が形成される。
【００５６】
さらに詳しく説明すると、スラストプレート３０のピストン下死点側には、スラストプレート３０の外周からやや内側に沿って延びるとともに、内周方向へ張り出した部分において、常に凹部２６の少なくともひとつと連通する凹部３１が、高圧側（図の左側）と低圧側（図の右側）にそれぞれ対称に形成される。また、スラストプレート３０の全外周に沿って形成された凹部３２は、ピストン上死点側において幅広とされるとともに、駆動軸８が貫通する貫通穴３０ｂに沿っては、ピストン上死点側で、高圧側と低圧側の対称な位置に、それぞれ凹部３３が形成される。これらの凹部３２、３３には、ケーシング１内部の低圧が導入される。
【００５７】
このような構成によっても、静圧軸受の支持力は、ピストン下死点側において、ピストン上死点側よりも強められ、駆動軸８に作用するモーメントを全体としてバランスさせることができる。特に、この実施の形態では、凹部２６が円弧状である分、凹部３２、３３の幅を広くとることができ、その分、静圧軸受のピストン上死点側での支持力を弱めることができるので、静圧軸受の支持力の調整の自由度が高められる。
【００５８】
また、この実施の形態で示すように、本発明では、フランジ部８ｂおよびスラストプレートに形成される凹部の形状は特に限定されず、静圧軸受の下死点側の支持力が強まり、上死点側の支持力が弱まるように、任意の形状の凹部を選択して組み合わせることができる。
【００５９】
図１２には、本発明のさらに他の実施の形態を示す。
【００６０】
この実施の形態のスラストプレート３５の摺動面３５ａには、図１０、図１１のスラストプレート３０と同様な凹部３１、３２、３３が形成されるとともに、高圧側（左側）と低圧側（右側）との境目付近に、ピストン下死点側とピストン上死点側のそれぞれ、複数の凹部３６、３７を備えている。これらの凹部３６、３７は、いずれも、凹部３１、３２、３３と繋がってしまわない長さでスラストプレート３５の半径方向に切り欠き状に延び、駆動軸８の回転方向に並んで形成されている。そして、これらの凹部３６、３７は、重なり合うフランジ部８ｂ側の凹部２６が高圧側ならば高圧が、低圧側ならば低圧が導かれる。
【００６１】
このような凹部３６、３７を設けることにより、図１３に示すように、ピストン５側からのスラスト方向の負荷（押付力）を静圧軸受の浮上力で割って得られる押付比を略一定に保つことができる。
【００６２】
さらに詳しく説明すると、アキシャルピストンポンプまたはモータのピストン５の本数が奇数本ｎ（例えば７本）であるときには、シリンダブロック２の回転により、高圧側のピストン５が（ｎ＋１）／２本の場合（例えば４本の場合）と、（ｎ−１）／２本の場合（例えば３本の場合）とが生じ得るが、本発明では、ピストン上死点側の静圧軸受の浮上力は弱められている関係から、高圧側のピストン５の本数によって、ピストン５からの負荷と静圧軸受の浮上力のバランスが異なってしまう。すなわち、高圧側のピストン５の本数が（ｎ＋１）／２本の場合（例えば４本の場合）には、静圧軸受の浮上力がピストン５からの押付力に比較して弱い一方、高圧側のピストン５の本数が（ｎ−１）／２本の場合（３本の場合）にはピストン５の押付力に対して静圧軸受からは十分な浮上力が与えられるので、高圧側のピストン５の本数が（ｎ＋１）／２本の場合の押付比は、高圧側のピストン５の本数が（ｎ−１）／２本の場合よりも大きくなってしまい、図１３に破線で示したように、高圧側のピストン５の本数が切り替わる瞬間に、押付比は急激に変動してしまう。
【００６３】
これに対して、本実施の形態のように、凹部３６、３７が設けられていれば、高圧側のピストン５の本数が（ｎ＋１）／２本であるときには、ピストン５は低圧側と高圧側の境目付近に配置され、凹部３６、３７付近と重なり合うので、凹部３６、３７によって静圧軸受の受圧面積が広げられる結果、静圧軸受の浮上力は強められ、押付比は凹部３６、３７がないときよりも小さくなる。一方、高圧側のピストン５の本数が（ｎ−１）／２本の場合には、ピストン５は低圧側と高圧側の境目よりも内側に配置され、凹部３６、３７付近との重なり合いは小さいので、静圧軸受の受圧面積が特に増大することはなく、押付比は凹部３６、３７がないときと大きく変わることはない。これにより、高圧側のピストン５の本数が切り替わることによる押付比の変化は小さく抑制でき、アキシャルピストンポンプまたはモータの作動中に、押付比を略一定に保つことが可能となる。
【００６４】
なお、以上の実施の形態では、静圧軸受はスラストプレートと駆動軸８のフランジ部８ｂの間に形成されるようになっていたが、本発明では、スラストプレートは必ずしも必須の構成要件ではなく、例えば、フランジ部８ｂをケーシング１の受け部１３で直接支持し、この受け部１３に凹部を形成することにより、駆動軸８にかかるモーメントのバランスをとるようにしてもよい。
【００６５】
図１４には、本発明のさらに他の実施の形態を示す。
【００６６】
図示されるように、この実施の形態は、駆動軸８とシリンダブロック４１を、コネクティングロッドとは異なる回転伝達機構４２を介して連結するとともに、ピストン４３の基端の平坦部にシュ−４４の上部を面接触で当接させ、このシュ−４４の下部を駆動軸８のフランジ部８ｂに形成した球面穴４５に球面対偶で嵌合させたアキシャルピストンポンプまたはモータに、本発明を適用したものである。このアキシャルピストンポンプまたはモータは、このような構成により、ピストン４３側から作用する流体圧力によって発生する力が、ピストン４３の軸に略一致した方向の反力で支持され、ポンプまたはモータの最大使用圧力、回転数等の性能を向上させる上での大きな障害となるピストン横力がほとんど作用しないようにしたものである。
【００６７】
そして、このようなアキシャルピストンポンプまたはモータのスラストプレート４６に凹部４７等を形成することによって、ポンプまたはモータの総ての摺動部の摺動状態（潤滑状態）が良好に保たれ、非常に高圧かつ高速のポンプまたはモータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】同じくスラストプレートを示す正面図である。
【図３】同じく図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】同じく駆動軸に作用する力のバランスを示す説明図である。
【図５】同じく静圧軸受から駆動軸のフランジ部に作用する圧力の分布を示す説明図である。
【図６】同じく静圧軸受から駆動軸のフランジ部に作用する圧力の分布を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態におけるスラストプレートを示す正面図である。
【図８】同じく図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態における駆動軸のフランジ部を示す正面図である。
【図１０】同じくスラストプレートを示す正面図である。
【図１１】同じく図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態におけるスラストプレートを示す正面図である。
【図１３】同じく押付比の変動を示す特性図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】従来のアキシャルピストンポンプまたはモータを示す断面図である。
【図１６】同じくスラストプレートを示す正面図である。
【図１７】同じく図１６のＡ−Ａ断面図である。
【図１８】同じく駆動軸のフランジ部を示す正面図である。
【図１９】同じく駆動軸に作用する力のバランスを示す説明図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  シリンダブロック
３  回転軸
４  シリンダ
５  ピストン
８  駆動軸
８ａ  軸部
８ｂ  フランジ部
１１  ラジアル軸受
１４  凹部
２０  スラストプレート
２０ａ  摺動面
２１  凹部
２２  凹部
２３  凹部
２５  スラストプレート
２５ａ  摺動面
２６  凹部
３０  スラストプレート
３０ａ  摺動面
３１  凹部
３２  凹部
３３  凹部
３５  スラストプレート
３５ａ  摺動面
３６  凹部
３７  凹部
４６  スラストプレート
４７  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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