(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプまたはモータ本体に摺動自在に支持されるとともに制御圧力にしたがって摺動して斜板にモーメントを作用させる制御ピストンを備えた斜板式油圧ポンプまたはモータにおいて、
前記制御ピストンの本体から斜板方向に延びて配設されるとともに先端部を斜板と連係するピストンロッドと、
前記制御ピストン本体内部に形成したダンパ室と、
このダンパ室に摺動自在に収装されるとともに制御ピストン本体との間に作動油流通のための隙間を形成するダンパスプールと、
前記制御ピストン本体とダンパスプールとを離間方向に付勢する付勢手段と、前記制御ピストン本体のダンパスプール側に形成され制御圧力が導入される圧力室と、
前記ダンパスプール底面に形成され前記圧力室と連通する開口と、
この開口に設けられダンパ室内部の圧力が制御圧力よりも小さくなったときのみ開放されて制御圧力をダンパ室内部に導入するチェック弁と、
を備えたことを特徴とする斜板式油圧ポンプまたはモータ。
【請求項２】
前記制御ピストン本体とピストンロッドを一体に構成したことを特徴とする請求項１に記載の斜板式油圧ポンプまたはモータ。
【請求項３】
前記ダンパスプール底面に設けたチェック弁は、前記開口を閉鎖する平板状のリーフ部を備え、制御圧力がダンパ室内部の圧力よりも大きくなったときには、作動油がこのリーフ部が変形することにより作動油を流通させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の斜板式油圧ポンプまたはモータ。
【請求項４】
前記ピストンロッドの内部を中空構造としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかひとつに記載の斜板式油圧ポンプまたはモータ。
【請求項５】
前記ピストンロッドの側面に欠肉部を形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかひとつに記載の斜板式油圧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、斜板式ピストンポンプまたはモータにおける斜板の微小振動を抑制するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式ピストンポンプにおいては、斜板に作用するモーメントのバランスによって、斜板の傾斜角度が制御されるが、この具体的な例としては、例えば本出願人による特願平８−７５１４９号に開示されたものがある。以下、図６、図７に基づいて、この従来の斜板式ピストンポンプについて説明する。
【０００３】
図示されるように、ケーシング１４には駆動軸３が先端をカバー１５側に支持されつつ回転自在に組み込まれる。この駆動軸３はシリンダブロック１６とスプライン結合されることにより、シリンダブロック１６と一体に回転するようになっている。
【０００４】
シリンダブロック１６には複数のシリンダ部１７が形成され、各シリンダ部１７にはそれぞれピストン１８が組み込まれる。これらのピストン１８の各端部には、ボールジョイント２８を介してシュ−部材２６が角度変位可能に取り付けられている。このシュ−部材２６は、後述するように斜板１９側のシュ−プレート２５上に摺動自在に支持される。
【０００５】
また、ケーシング１４内には、駆動軸３が貫通した斜板１９が組み込まれる。この斜板１９は、図７に示すように、軸部２０において、筒状のインナーレース２１、アウターレース２２およびロール部材２３を介して、ケーシング４に対して傾転自在に支持される。すなわち、斜板１９は、シリンダブロック１６に対して、図６の矢印方向に傾転可能となっている。さらに、斜板１９のシリンダブロック１６に対向する面にはシュ−プレート２５が設けられ、リテーナ２７によって、このシュ−プレート２５上に前述のシュ−部材２６が摺動可能に支持されている。
【０００６】
これにより、駆動軸３の回転と一体にシリンダブロック１６が回転すると、ピストン１８先端のシュ−部材２６は、シュ−プレート２５に沿って駆動軸３を中心として回転方向に摺動する。この結果、斜板１９（すなわちシュ−プレート２５）の傾きにしたがって各ピストン１８が往復運動し、バルブプレート３０側で作動油の吸入および吐出が行われる。
【０００７】
さて、図６に示すように、斜板１９の下端部には、ボールジョイント３１によってスプリングシート３２が角度変位可能に取り付けられる。一方、カバー１５側にはセットスクリュー３５が固設される。このセットスクリュー３５の中空部にはスプリングシート３６のアジャスタ部材３７が螺合するとともに、セットスクリュー３５の外周にはスプリングシート３８が摺動自在に支持される。そして、スプリングシート３２とスプリングシート３６との間には第１スプリング５ａが、またスプリングシート３２とスプリングシート３８との間には第２スプリング５ｂがそれぞれ介装される。斜板１９には、これら第１スプリング５ａおよび第２スプリング５ｂから構成される制御スプリング５の弾性力が、傾転角を最大とする方向に作用するようになっている。
【０００８】
一方、図７に示すように、カバー１５内にはプランジャ３９が摺動自在に組み込まれている。このプランジャ３９内部には圧力室４１が形成され、この圧力室４１へ図示されないレギュレータから制御圧力ＰCが導入されることにより、プランジャ３９が摺動するようになっている。さらに、このプランジャ３９の先端はカバー１５およびケーシング１４内に摺動自在に組み込まれたロッド部材４０に当接し、このロッド部材４０は図示されない機構を介して、斜板１９の端部に連係している。これらのプランジャ３９およびロッド部材４０により制御ピストン４が構成され、制御ピストン４は制御圧力ＰCにしたがった力を斜板１９に作用する。
【０００９】
さらに、再び図６に示すように、ケーシング１４にはロッド部材４２が摺動自在に組み込まれ、このロッド部材４２の先端は円筒状のロッド４２ａを介して斜板の最上端部（制御スプリング５の連係位置とは斜板１９の径方向に対向する端部）に連係している。これらロッド部材４２およびロッド４２ａにより馬力制御ピストン６が構成され、この馬力制御ピストン６は、通路４３を介してロッド部材４２に作用するポンプの吐出圧Ｐにしたがって、斜板１９を制御スプリング５に抗して押圧する。
【００１０】
このように、斜板１９には、制御ピストン４、制御スプリング５、馬力制御ピストン６、および複数のピストン１８の内圧によるモーメントが作用し、結局、斜板１９の傾転角度は、これらのモーメントのバランスによって制御されるようになっている。
【００１１】
さらに詳しく説明すれば、ポンプの吐出圧に対応して斜板の傾転角を制御してポンプの馬力を一定に制御する馬力制御は、馬力制御ピストン６と制御スプリング５とのバランスにより行われる。一方、制御ピストン４は、最高負荷圧に対応してポンプの吐出流量を制限するロードセンシング制御のためのもので、斜板の傾転角を所定の馬力制御の枠を超えない範囲で変更する。なお、斜板１９は傾斜角度の上限と下限でケーシング１４に固設されたスットパ４８、４９と接触するようになっており、傾斜角度の範囲が制限されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の斜板１９に作用するモーメントのうちピストン１８から作用するモーメントは、シリンダブロック１６の回転角度にしたがって高圧側（吐出側）のピストン１８の本数が変動することにより、周期的に変動する。このため、斜板１９に作用するモーメントの総和には周期的に不均衡が発生し、斜板１９が微小変動を起こす結果、斜板１９の傾斜角度により決定されるポンプ流量が不安定となってしまう。
【００１３】
また、前述したように斜板１９は傾転角度の上下限でストッパ４８または４９と接触する構造となっているので、流量制御の上下限では、斜板１９の傾転角度の微小振動により斜板１９とストッパ４８または４９とが繰り返して微小滑りを生じて、フレッチング摩耗を起こしてしまう。
【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、斜板の微小振動を抑制することができる斜板式油圧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、ポンプまたはモータ本体に摺動自在に支持されるとともに制御圧力にしたがって摺動して斜板にモーメントを作用させる制御ピストンを備えた斜板式油圧ポンプまたはモータにおいて、前記制御ピストンの本体から斜板方向に延びて配設されるとともに先端部を斜板と連係するピストンロッドと、前記制御ピストン本体内部に形成したダンパ室と、このダンパ室に摺動自在に収装されるとともに制御ピストン本体との間に作動油流通のための隙間を形成するダンパスプールと、前記制御ピストン本体とダンパスプールとを離間方向に付勢する付勢手段と、前記制御ピストン本体のダンパスプール側に形成され制御圧力が導入される圧力室と、前記ダンパスプール底面に形成され前記圧力室と連通する開口と、この開口に設けられダンパ室内部の圧力が制御圧力よりも小さくなったときのみ開放されて制御圧力をダンパ室内部に導入するチェック弁とを備えた。
【００１６】
第２の発明は、前記制御ピストン本体とピストンロッドを一体に構成した。
【００１７】
第３の発明は、前記ダンパスプール底面に設けたチェック弁は、前記開口を閉鎖する平板状のリーフ部を備え、制御圧力がダンパ室内部の圧力よりも大きくなったときには、このリーフ部が変形することにより作動油を流通させる。
【００１８】
第４の発明は、前記ピストンロッドの内部を中空構造とした。
【００１９】
第５の発明は、前記ピストンロッドの側面に欠肉部を形成した。
【００２０】
【作用】
第１の発明では、ポンプまたはモータの作動中に斜板に作用するモーメントのバランスが変動が生じた結果、斜板が微小振動しようとしても、制御ピストン本体とダンパスプールとの間の隙間を作動油が流通するときに与えられるダンピング作用により、制御ピストン本体の摺動が抑制され、結果として斜板の微小振動が抑制される。また、ダンパスプール底面にはチェック弁が設けられているので、制御ピストン本体内部のダンパ室の圧力が制御圧力（圧力室の圧力）より小さくなったときには、直ちにダンパ室に制御圧力が導入され、ダンパ室内部の圧力変動が抑制されるとともに、付勢手段に付勢された制御ピストン本体とピストンロッドは斜板の動きに正しく追随するので、制御ピストンは安定的に作動する。したがって、斜板式ポンプまたはモータの流量制御は安定的に行うことができるとともに、斜板の傾転の上限および下限においても、微小振動による斜板とストッパとの接触が低減され、斜板のフレッチング摩耗を低減でき、ポンプまたはモータの信頼性が高められる。
【００２１】
第２の発明では、制御ピストン本体とピストンロッドを一体に構成するようにしたので、製造コストの低減が図れる。
【００２２】
第３の発明では、リーフ部を備えたチェック弁を開口に設けるようにしたので、チェック弁の開閉動作を高応答化することができ、ポンプの高速回転領域（高周波数領域）でも、ダンパ室内の圧力を適切に制御することができる。
【００２３】
第４の発明では、ピストンロッドの内部を中空構造としたので、ピストンロッドの軽量化を図ることができ、結果として、制御ピストン本体およびピストンロッドの応答性（斜板への追随性）を高めることができる。
【００２４】
第５の発明では、ピストンロッドの側面に欠肉部を形成したので、ピストンロッドの軽量化を図ることができ、結果として、制御ピストン本体およびピストンロッドの応答性（斜板への追随性）を高めることができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
図１は、本発明の斜板式ポンプを示す断面図である。この本発明の斜板式ポンプは、図６、図７に示した従来の斜板式ポンプと制御ピストン４の構成のみが異なり、他の構成は共通であるので、以下、制御ピストン４以外の構成の説明は省略し、制御ピストン４と関連する部分を中心に説明する。なお、この実施の形態では本発明を斜板式ピストンポンプに適用しているが、本発明は斜板式ピストンモータにも全く同様に適用できる。
【００２７】
図示されるように、制御ピストン４は、上面側のみが閉鎖された円筒形の制御ピストン本体５１を備え、この制御ピストン本体５１は、カバー１５に形成されたシリンダ穴５０内で駆動軸３と平行な軸方向に摺動自在に支持される。この  制御ピストン本体５１の上面には、ピストンロッド５２が斜板１９方向に延びて配設され、このピストンロッド５２の先端部は斜板１９に連係している。
【００２８】
また、制御ピストン本体５１の下面側（後述のダンパスプール５４側）には圧力室６０が形成され、制御圧力ＰCが導入される制御圧導入通路６１と連通している。制御ピストン本体５１はこの制御圧力ＰCに応じて変位する。なお、この圧力室６０の制御ピストン本体５１と反対側の端部は、カバー１５に固設された制御ピストンカバー５７により封止されている。
【００２９】
制御ピストン本体５１の中空部であるダンパ室５３には、底面５５側のみが閉鎖された円筒形のダンパスプール５４が摺動自在に収装される。この制御ピストン本体５１とダンパスプール５４との摺動面にはわずかな隙間が設けられ、作動油はダンパ室５３と外部との間でこの隙間を通ってダンピングされながら流通するようになっている。
【００３０】
また、ダンパスプール５４の底面５５と制御ピストン本体５１の上面との間には制御ピストンスプリング５６が介装され、この制御ピストンスプリング５６は、制御ピストン本体５１とダンパスプール５４とを離間する方向に付勢している。
【００３１】
さらに、ダンパスプール５４の底面５５には開口５８が形成され、制御ピストン本体５１内部のダンパ室５３は、この開口５８を介して圧力室６０と連通している。
【００３２】
この開口５８にはポペット型のチェック弁６２が設けられる。このチェック弁６２は、ダンパスプール５４内に固設されたバネ座６３の中空部に収装され、このバネ座６３との間に介装されたチェック弁スプリング６４によって開口５８側に付勢され、通常は開口５８を閉鎖している。なお、バネ座６３には開口６５が形成され、バネ座６３の中空部側（開口５８側）とダンパ室５３側とが連通している。これにより、ダンパ室５３の内圧がダンパスプール５４の外側の圧力室６０の圧力（制御圧力ＰC）より小さくなったときには、チェック弁６２が押し開かれ、圧力室６０からダンパ室５３内部へ圧油が導入されるようになっている。
【００３３】
つぎに作用を説明する。
【００３４】
シリンダブロック１６を回転すると、斜板１９の傾斜角度にしたがって各ピストン１８が往復運動を行い、斜板式ポンプは作動油を吸入吐出する。ここで、斜板１９の傾斜角度は、制御ピストン４、制御スプリング５、馬力制御ピストン６、および複数のピストン１８の内圧によるモーメントのバランスによって制御される。
【００３５】
この場合、ピストン１８によるモーメントは、吐出側のピストン１８の本数の変動にしたがって周期的に変化するので、斜板１９はこのモーメント変化による微小変動をしようとする。しかしながら、本発明によれば、制御ピストン４に設けたダンパスプール５４とチェック弁６２の作用により、斜板１９の微小振動が抑制される。
【００３６】
具体的には、斜板１９のピストンロッド５２および制御ピストン本体５１方向への（図１の左方向）への動きは、ピストンロッド５２を介して制御ピストン本体５１側に伝達される結果、制御ピストン本体５１とダンパスプール５４との間の隙間によるダンピング作用により抑制される。
【００３７】
一方、斜板１９がピストンロッド５２および制御ピストン本体５１と反対方向（図１の右方向）へ動き、ダンパ室５３の圧力が瞬間的に制御圧ＰC（圧力室６０の圧力）より低くなったときには、直ちにチェック弁６２が開くことにより、ダンパ室５３内部の負圧の発生が防止され、ダンパ室５３の圧力変化が抑制されるとともに、ピストンロッド５２および制御ピストン本体５１は斜板１９の動きに正しく追随することができる。
【００３８】
このように、本願発明によれば斜板１９の微小振動が抑制されるので、斜板式ポンプの流量制御は安定的に行うことができる。
【００３９】
また、流量制御の上下限付近（斜板の傾転角度の上下限付近）においても、斜板１９とストッパ４８または４９とのフレッチング回数および時間が減少させることができ、フレッチング摩耗を軽減することができるので、ポンプの耐久性の向上を図ることができる。
【００４０】
また、制御ピストン本体５１内の圧力変動が平滑化され、制御ピストン本体５１内の圧力ピークを小さくすることができるので、制御ピストン本体５１およびケーシング１４の剛性は大きなものでなくても済み、これらを薄肉化することができるので、結果としてポンプの小型軽量化を図ることができる。
【００４１】
なお、上述のダンパスプール５４の開口５８に設けるチェック弁としては、上述のポペット型チェック弁６２の代わりに、図２、図３に示すように、平板状の弾性部材からなるリーフ部７２を備えたチェック弁７１を用いることもできる。このリーフ部７２は、通常は開口５８を閉鎖するとともに、開口５８側の圧力が高圧となると変形して開口５８側からの作動油を流通させるものである。これにより、チェック弁７２の開閉動作を高応答化することができ、ポンプの高速回転領域（高周波数領域）でも、ダンパ室５３内の圧力を適切に制御することができる。
【００４２】
また、ピストンロッド５２に関しては、図４に示すように内部に中空部５２ａを備えた中空構造としたり、図５に示すように外周の一部に（例えば環状の）欠肉部５２ｂを備えた構造とすることができる。これにより、ピストンロッド５２の軽量化を図ることができ、結果として、制御ピストン本体５１およびピストンロッド５２の応答性（斜板への追随性）を高めることができる。
【００４３】
なお、上記の実施の形態では、制御ピストン本体５１とピストンロッド５２とは別部材で構成することにより、ケーシング１４とカバー１５との組み立て誤差を吸収するようにしているが、制御ピストン本体５１とピストンロッド５２は一体の一部品とすることが可能であり、これにより製造コストの低減を図ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ポンプまたはモータの作動中に斜板に作用するモーメントのバランスが変動が生じた結果、斜板が微小振動しようとしても、制御ピストン本体とダンパスプールとの間の隙間を作動油が流通するときに与えられるダンピング作用により、制御ピストン本体の摺動が抑制され、結果として斜板の微小振動が抑制される。また、ダンパスプール底面にはチェック弁が設けられているので、制御ピストン本体内部のダンパ室の圧力が制御圧力（圧力室の圧力）より小さくなったときには、直ちにダンパ室に制御圧力が導入され、ダンパ室内部の圧力変動が抑制されるとともに、付勢手段に付勢された制御ピストン本体とピストンロッドは斜板の動きに正しく追随するので、制御ピストンは安定的に作動する。したがって、斜板式ポンプまたはモータの流量制御は安定的に行うことができるとともに、斜板の傾転の上限および下限においても、微小振動による斜板とストッパとの接触が低減され、斜板のフレッチング摩耗を低減でき、ポンプまたはモータの信頼性が高められる。
【００４５】
第２の発明によれば、制御ピストン本体とピストンロッドを一体に構成するようにしたので、製造コストの低減が図れる。
【００４６】
第３の発明によれば、リーフ部を備えたチェック弁を開口に設けるようにしたので、チェック弁の開閉動作を高応答化することができ、ポンプの高速回転領域（高周波数領域）でも、ダンパ室内の圧力を適切に制御することができる。
【００４７】
第４の発明によれば、ピストンロッドの内部を中空構造としたので、ピストンロッドの軽量化を図ることができ、結果として、制御ピストン本体およびピストンロッドの応答性（斜板への追随性）を高めることができる。
【００４８】
第５の発明によれば、ピストンロッドの側面に欠肉部を形成したので、ピストンロッドの軽量化を図ることができ、結果として、制御ピストン本体およびピストンロッドの応答性（斜板への追随性）を高めることができる。
【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】同じくチェック弁を示す平面図である。
【図３】同じく断面図である。
【図４】同じくピストンロッドを示す断面図である。
【図５】同じく断面図である。
【図６】従来の斜板式ピストンポンプを示す断面図である。
【図７】同じく断面図である。
【符号の説明】
３  駆動軸
４  制御ピストン
５  制御スプリング
６  馬力制御ピストン
１４  ケーシング
１５  カバー
１６  シリンダブロック
１８  ピストン
１９  斜板
５０  シリンダ穴
５１  制御ピストン本体
５２  ピストンロッド
５３  ダンパ室
５４  ダンパスプール
５５  ダンパスプールの底面
５６  制御ピストンスプリング
５７  制御ピストンカバー
５８  開口
６０  圧力室
６１  制御圧力導入通路
６２  チェック弁
６３  バネ座
６４  チェック弁スプリング
６５  開口
７１  チェック弁
７２  リーフ部
【図１】
0003644784.tif 000002
【図２】
0003644784.tif 000003
【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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