(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に固定したローターに鍔状の円板部と軸筒部を設け、この円板部の外周面よりローターの中心に向う有底のシリンダー孔を複数個設け、この各シリンダー孔の底部と連通する孔を前記軸筒部の外周面にそれぞれ開口させて設け、前記円板部を外包するステーターの内周面をローターの中心より両側にそれぞれ偏心した中心を有する２個の半円筒面に形成し、前記各シリンダー孔内にステーターの内周面に沿って摺動するピストンを設け、前記軸筒部に設けた開口を外包する整流ブロックの内面に９０度位相毎にそれぞれ独立した整流溝を設け、ローターの中心に対して対向する２組の整流溝の内の一方をポンプの吸排孔の一方に接続すると共に、前記２組の整流溝の他方をポンプの吸排孔の他方に接続し、前記ステーターを前記整流ブロックに対して回転制御できるようにしたことを特徴とする可変位相型ピストンポンプ。
【請求項２】
請求項１記載のステーターを固定すると共に、整流ブロックをステーターに対して回転制御できるようにしたことを特徴とする可変位相型ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のピストンをローターに対してラジアル方向に配置して、しかもその吐出容積を可変にした可変位相型ピストンポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２１０ｋｇ／ｃｍ２  程度の高圧を発生する油圧ポンプとして現在市場に出回っているものはピストン式ポンプ以外にはなく、更に可変容量型としては斜板式以外のものは見当らない。この斜板式ピストンポンプは、ピストンのストロークを変化させて吐出容量を可変としているが、入力軸と斜板及びピストンと斜板間のリンク機構に問題があり真に信頼性を要求される所では敬遠されているのが実情である。又シリンダ室からの油の出入りを切り替える為の弁板からの油漏れも大きな問題であり、油漏れを少なくすれば摩擦抵抗が増加し、摩擦抵抗を嫌うと油漏れが無視できなくなる等の欠点を解消できなかった。
【０００３】
上述の観点から本出願人は先に、ピストンのストロークを一定にしたままで、吐出容量を可変にできる液圧ピストン装置（特開平２−２５６８８３号）を提案した。この装置は従来の可変容量式ポンプに比べて構造が簡単で、しかもピストンポンプであるから高圧用として使用できるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来装置（特開平２−２５６８８３号）は、ステーターの内周面または、偏心カムの外周面が真円形であるため、３６０°の内、０°〜１８０°を吸入側とすれば、１８０°〜３６０°の範囲が吐出側（高圧側）になるため、回転体の軸受部に大きな荷重が作用する結果、その分装置が大型になったり、耐久性に悪影響を及ぼす等の問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するため本発明においては、軸に固定したローターに鍔状の円板部と軸筒部を設け、この円板部の外周面よりローターの中心に向う有底のシリンダー孔を複数個設け、この各シリンダー孔の底部と連通する孔を前記軸筒部の外周面にそれぞれ開口させて設け、前記円板部を外包するステーターの内周面をローターの中心より両側にそれぞれ偏心した中心を有する２個の半円筒面に形成し、前記各シリンダー孔内にステーターの内周面に沿って摺動するピストンを設け、前記軸筒部に設けた開口を外包する整流ブロックの内面に９０度位相毎にそれぞれ独立した整流溝を設け、ローターの中心に対して対向する２組の整流溝の内の一方をポンプの吸排孔の一方に接続すると共に、前記２組の整流溝の他方をポンプの吸排孔の他方に接続し、前記ステーターを前記整流ブロックに対して回転制御できるようにして可変位相型ピストンポンプを構成する。
【０００６】
また前記した第１発明の装置のステーターを固定すると共に、整流ブロックをステーターに対して回転制御できるようにしてもよい。
【０００７】
【作用】
本発明のピストンポンプは上述のように構成したから、ローターが１回転する間に各シリンダー孔内のピストンがそれぞれ２ストロークの運動をする。したがって前記した従来のポンプのように、ローターが１回転する間にピストンが１ストロークの運動をするものに対して、他の諸元が同一であれば、本発明のポンプは吐出量が２倍になる。
【０００８】
また本発明の整流ブロック内の整流溝に作用する液圧は、ローターの中心に対して対向するもの同志が等しいから、各回転体に作用する液圧による荷重がすべてバランスするようになる。したがって本発明によれば、各回転体の軸受部に作用する荷重が小さくなる結果、その分装置が小型軽量化される上に、耐久性も向上する。
【０００９】
【実施例】
以下、図面について本発明の実施例を説明する。図中１は原動機である電動機の出力軸で、２はこの軸１にキー３により固定したローターである。このローター２には鍔状の円板部２ａと軸筒部２ｂを設け、この円板部２ａの外周面よりローター２の中心に向かって有底のシリンダー孔４を複数個（本実施例では５個）円周等分位置に設ける。
【００１０】
また各シリンダー孔４の底部と連通する孔５を軸筒部２ｂ内にそれぞれ軸の中心線と平行に設けると共に、この孔５と直交する孔６を軸筒部２ｂの外周面よりあけて、その各開口６ａを軸筒部２ｂの中心線と直交する同一平面上に配置する。
【００１１】
また、前記円板部２ａを外包するステーター７の内周面をローター２の中心０（図２参照）より両側にそれぞれｌだけ偏心した点０１  ，  ０２を中心として半径Ｒの２個の半円筒面８，９を形成する。また前記各シリンダー孔４内にステーター７の内周面８，９に沿って摺動するピストン１０を設ける。
【００１２】
１１（図２，３参照）は各ピストン１０の外側端部に回転自在に嵌合したローラーでステーター７の内周面８，９と接触して転動するものであり、１０ａ（図３参照）はローラー１１を支承するピストン１０の凹陥部に設けた小孔で、この小孔１０ａより漏出した油がローラー１１の回転面を潤滑するようにしてある。１２はピストン１０内に設けたコイルばねで、ピストン１０を常に外方へ押し出すように作用するものである。なお吸込側の油に与圧をかけておけば、油は自然にシリンダー孔４内に押し込まれるためコイルばね１２は不要となる。
【００１３】
１３（図１参照）は、ステーター７の開放端面に当てがった側板で、１４はその締結ボルトである。１５はローター２とステーター７および側板１３との間に設けたボールベアリング、１６はスナップリングである。
【００１４】
また図１および図４に示すように、ステーター２の軸筒部２ｂを外包するように整流ブロック１７を設け、この整流ブロック１７の内面に、軸筒部２ｂに設けた開口６ａと連通する整流溝１８，１９，２０，２１を整流ブロック１７の内面に９０度位相毎にそれぞれ独立して設ける。
【００１５】
そしてローター２の中心０に対して対向する２組の整流溝１８，２０と１９，２１の内の一方１８，２０をポンプの吸排孔２２，２３の一方２２に油路２４を介して接続すると共に、前記２組の整流溝の他方１９，２１をポンプの吸排孔の他方２３に油路２５を介して接続し、前記ステーター２を前記整流ブロック１７に対して回転制御できるようにする。
【００１６】
なお図１の２６は、ローター２の軸筒部２ｂの端面に当てがってボルト２７によって軸１と締結したエンドキャップであり、２８は軸筒部２ｂ内の孔５の開口端をシールするためのＯリングである。
【００１７】
また前記第１発明のステーター２を固定すると共に、整流ブロック１７をステーター２に対して回転制御できるようにしてもよい。ステーター２および整流ブロック１７の回転制御手段はどのような方法でもよい。
【００１８】
つぎに上述のように構成した本発明の可変位相型ピストンポンプの作用を説明する。原動機の出力軸１が回転して、ステーター２が図２および図４の矢印Ａの方向に回転すると、図５の０°位相に位置していたピストン１０は、ステーター７の内周面８に沿って移動するから、９０°位相まで外方へ移動し続ける。すなわちこの０°〜９０°までシリンダー４とピストン１０によるポンプは吸入作用をする。
【００１９】
つぎにステーター２がさらに回転して、ピストン１０が９０°〜１８０°まで移動すると、この間はピストン１０がステーター７の内周面８に沿って内方へ移動するから、ポンプは吐出行程となる。
【００２０】
またステーター２がさらに回転して、ピストン１０が１８０°〜２７０°まで移動すると、この間はピストン１０がステーター７の内周面９に沿って外方へ移動するから、ポンプは吸入行程となり、２７０°〜３６０°ではピストン１０が内方へ移動してポンプは吐出行程となる。
【００２１】
すなわち本発明のポンプは、軸１が１回転する間にポンプは、吸入から吐出の行程を２回行なうことになる。そして本実施例では、ローター２内に５個のピストン１０があるが、各ピストン１０はそれぞれ前述した作用を同じように行う。
【００２２】
上述のようにステーター７と整流ブロック１７の位相が図２および図４に示す位相にある場合は、整流溝１８，２０が吸入側となり、整流溝１９，２１が吐出側となる。したがって、この場合ポンプの吸入孔２２から油を吸入し、吐出孔２３から圧力油を吐出することになる。
【００２３】
つぎにステーター７を図５に示すように時計方向に２２．５°回転させた状態で、０°の位相にあったピストンが０°〜９０°まで回動すると、整流溝１８には、０°〜２２．５°までは吐出油が入り、２２．５°〜９０°までは整流溝１８より油が吸入される。この現象は、９０°〜１８０°、１８０°〜２７０°、２７０°〜０°の範囲でも同じである。すなわちこの場合、２２．５°の範囲は吐出行程であり、９０°−２２．５°＝６７．５°の範囲は吸入行程である。したがって６７．５°−２２．５°＝４５°の範囲が正味の吐出行程になるから、この場合のポンプの吐出量は、ステーター７を回動させない場合の１／２  になる。
【００２４】
つぎにステーター７を図６に示すように、時計方向に４５°回転させた状態で０°の位相にあったピストンが０°〜９０°まで回動すると、整流溝１８には０°〜４５°までは吐出油が入り、４５°〜９０°までは吸入行程となるから、結局この整流溝１８の油の出入は０となる。また９０°〜１３５°までは吸入行程となり、１３５°〜１８０°までは吐出行程となるから、整流溝１９に対する油の出入も０となる。同様に整流溝２０，２１に対する油の出入も０になる。
【００２５】
またステーター７を図７に示すように、時計方向に９０°回転させた状態で、０°の位相にあったピストンが０°〜９０°まで回動すると、整流溝１８には０°〜９０°まで吐出油が入り、９０°〜１８０°までは整流溝１９を介する吸入行程となる。これは前記した図２および図４の状態にあったポンプと吸入および吐出が反対である。
【００２６】
したがって本発明によれば、ステーター７を０°の位相から９０°まで回動させることにより、吐出量を無段階に０まで変化させることができると共に、吸入および吐出の方向を逆にすることもできる。以上はステーター７の位相を変えた場合について説明したが、ステーター７の代わりに整流ブロック１７の位相を変えても同様の作用が得られる。
【００２７】
上述の通りであるから本発明によれば、ローターの回転方向及び回転速度を一定にしたままで油の吐出方向及び容量を任意に制御することができる。またローターの回転方向を変えても油の吐出方向を逆転させることができる。従って油の吐出方向はステーター７および整流ブロック１７の位相をシフトしても、ローター２の回転方向を変えても制御できる為、実際に油圧システムを設計する場合、本発明によれば、設計の自由度が拡大される。また以上の説明は、本発明をポンプとして説明したが、油圧ポンプは即油圧モータとしても使えるものであるから、この本発明は可変位相型ピストンモータとしても成り立つこと云うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のピストンポンプは上述のように構成したから、ローター２が１回転する間に各シリンダー孔４内のピストン１０がそれぞれ２ストロークの運動をする。したがって前記した従来のポンプのように、ローターが１回転する間にピストンが１ストロークの運動をするものに対して、他の諸元が同一であれば、本発明のポンプは吐出量が２倍になるという効果が得られる。
【００２９】
また本発明の整流ブロック１７内の整流溝１８〜２１に作用する液圧は、ローター２の中心に対して対向するもの同志が等しいから、各回転体に作用する液圧による荷重がすべてバランスするようになる。したがって本発明によれば、各回転体の軸受部に作用する荷重が小さくなる結果、その分装置が小型軽量化される上に、耐久性も向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の縦断面図である。
【図２】図１の装置の側板とベアリングを外した状態のＸ−Ｘ線による断面図である。
【図３】図２のピストンの一つを断面で示す部分図である。
【図４】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】図２のステーターを１／１６回転させた作用説明図である。
【図６】図２のステーターを１／８  回転させた作用説明図である。
【図７】図２のステーターを１／４  回転させた作用説明図である。
【符号の説明】
１  軸（原動機の出力軸）
２  ローター
２ａ  円板部
２ｂ  軸筒部
３  キー
４  シリンダー孔
５  孔
６  孔
６ａ  開口
７  ステーター
８，９  半円筒面（内周面）
１０  ピストン
１０ａ  小孔
１１  ローラー
１２  コイルばね
１３  側板
１４  締結ボルト
１５  ボールベアリング
１６  スナップリング
１７  整流ブロック
１８，１９，２０，２１  整流溝
２２，２３  ポンプの吸排孔
２４，２５  油路
２６  エンドキャップ
２７  ボルト
２８  Ｏリング
【図１】
0003563453.tif 000002
【図２】
0003563453.tif 000003
【図３】
0003563453.tif 000004
【図４】
0003563453.tif 000005
【図５】
0003563453.tif 000006
【図６】
0003563453.tif 000007
【図７】
0003563453.tif 000008