(57)【要約】【課題】偏心カムリングとピストン及びピストンシューとの間に作用する押圧力によってシリンダブロックが撓むのを防止すると共に、ピントルに作用する圧油によってピントルのラジアル方向にアンバランスを生じさせないようにしたラジアル型流体機械を提供する。【解決手段】ケーシング１に対して回転不能に設けたピントル３に対して相対回転自在にシリンダブロック４をケーシング１に支承する。シリンダブロック４の一端部は回転軸５と結合されており、シリンダボア部６の両端部において、シリンダブロック４は軸受７を介してケーシング１に支承されている。高圧ポート１５の対向するピントル３の部位である低圧ポート１６の両側部部位には、キャンセルポート２０ａ、ｂが形成され、それぞれキャンセル通路２１ａ、ｂを介して高圧ポート１５の圧油が導入できるように構成されている。キャンセルポート２０ａ、ｂの外側部にはドレイン溝２２が形成されている。【選択図】図１
2004132196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル型流体機械において、
前記流体機械のケーシングに回転不能に支持され、高圧ポート及び低圧ポート並びに、同高圧ポート及び低圧ポートにそれぞれ連通するポート通路とを有するピントルと、
前記ピントルに対して相対回転可能なシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの回転時に前記高圧ポートと低圧ポートとに切替わって連通する複数のシリンダを備えたシリンダボア部と、
を備え、
前記シリンダブロックを、前記シリンダボア部を挟んだ両側において軸受を介して前記ケーシングに対して回転可能に支承するとともに、同シリンダブロックの一端を前記ラジアル型流体機械の回転軸と結合し、
前記ピントルに作用する前記高圧ポートからのラジカル力とバランスをとるキャンセルポートを前記高圧ポートの対向する前記ピントルの部位に形成するとともに、同キャンセルポートに前記高圧ポートの圧油を導入したことを特徴とするラジアル型流体機械。
【請求項２】
前記キャンセルポートを前記ピントルの周方向に沿った前記低圧ポートの両側部位にそれぞれ１条の幅の狭いスリット形状として形成したことを特徴とする請求項１記載のラジアル型流体機械。
【請求項３】
前記キャンセル通路に前記高圧ポートの圧油を導入するとともに、前記キャンセルポートによるポート面積と前記高圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにしたことを特徴とする請求項２記載のラジアル型流体機械。
【請求項４】
前記低圧ポートの対向する前記ピントルの部位であって、前記ピントルの周方向に沿った前記高圧ポートの両側部位にそれぞれ１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポートを形成するとともに、同低圧用ポートに前記低圧ポートの圧油を導入したことを特徴とする請求項３記載のラジアル型流体機械。
【請求項５】
前記低圧用ポートによるポート面積と前記低圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにしたことを特徴とする請求項４記載のラジアル型流体機械。
【請求項６】
前記シリンダボア部に前記シリンダの列を複数列有するラジアル型流体機械であって、前記ピントルにおける各列の高圧ポートの対向する部位にそれぞれ前記キャンセルポートを形成したことを特徴とする請求項３記載のラジアル型流体機械。
【請求項７】
前記各列におけるそれぞれの低圧ポートの対向する前記ピントルの部位であって、前記各列における前記ピントルの周方向に沿った高圧ポートの両側部位にそれぞれ１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポートを形成し、同低圧用ポートによるポート面積と同低圧用ポートに対応する低圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにするとともに、前記各低圧用ポートに前記低圧ポートの圧油を導入したことを特徴とする請求項６記載のラジアル型流体機械。
【請求項８】
前記各列の高圧ポートを前記ピントルの周方向位置において等配したことを特徴とする請求項６記載のラジアル型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ラジアル型流体機械としてのラジアル型ピストンポンプ、ラジアル型ピストンモータまたはラジアル型両振りポンプ等において、同流体機械におけるピントルに作用するラジアル方向のアンバランスを防止したラジアル型流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来からのラジアル型流体機械において、シリンダブロックの両端を回転可能に支承したヘル・ショー型ラジアルピストンポンプが知られており（例えば、非特許文献１参照。）、また、ピントルに作用する油圧のラジアル方向におけるアンバランスを防止したラジアル型ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記ヘル・ショー型ラジアルピストンポンプについて図８を用いて説明する。モータケース３０に回転不能に支持されたピントル３１に低圧ポート３３と高圧ポート３２とを形成し、回転軸３４により回転駆動されるシリンダブロック３５内に形成したシリンダ３６に低圧ポート３３から圧油を吸引する。シリンダブロック３５は両端がベアリング３７を介してモータケース３０に支承されており、シリンダブロック３５の回転により、ピストン３８の先端部にピン３９を介して支承したスリッパー４０をフローティングリング４１の内周面に沿って摺動させる。このとき、低圧ポート３３から吸引した圧油は、加圧されて高圧の圧油となり、高圧ポート３２を通ってピントル３１の外部に吐出される。高圧ポート３２の吐出量は、フローティングリング４１を図８の紙面に垂直方向へ移動させることにより調整することができる。
【０００４】
このヘル・ショー型ラジアルピストンポンプにおいて、シリンダブロック３５はベアリング３７を介してモータケース３０に支承され、ピントル３１はモータケース３０に支持されているため、構造的にはピントル３１とシリンダブロック３５との間で所定のクリアランス、即ち、流体潤滑のためのクリアランスを保つことができる。
【０００５】
しかし、ピントル３１に形成した高圧ポート３２の圧油によって、ピントル３１は低圧ポート３３側に押し付けられることになり、ピントル３１はラジアル方向にアンバランスを生じてしまう。このラジアル方向のアンバランスによって、低圧ポート３３側の潤滑として流体潤滑であったものが境界潤滑やメタル接触となり、ピントル３１とシリンダブロック３５内周面間にコジリが発生する。特に、低速回転や高圧時には、コジリの発生が顕著となる。このコジリによりピントル３１とシリンダブロック３５間の摩耗が増加する。
【０００６】
その結果、油漏れが増加して、高圧ポート３２の圧油がピントル３１に形成した図示せぬドレイン溝等ににそのまま流出してしまったり、低圧ポート３３に流入してしまい高圧ポート３２からの高圧油を取り出すことができなくなる。このため、ポンプ作用が行えなくなって、ポンプとしての寿命が短くなってしまう。
【０００７】
ピントルにおける高圧ポートの圧油によって、ピントルにラジアル方向のアンバランスを生じさせないように構成されたラジアル型ポンプとして、特許文献１には同種のラジアル型ポンプが開示されている。図９、１０を用いてこのラジアル型ポンプを説明する。
【０００８】
図９は、ラジアル型ポンプの断面図を示し、図１０には、図９のＸ−Ｘ断面図を示している。シリンダブロック５２は、ポンプケース５０にベアリング５１を介して支承され回転入力軸５３とが嵌合している。ピントル５５は、シリンダブロック５２及びポンプケース５０内を摺動可能に設けられ、ピントル５５には高圧ポート５６、低圧ポート５７並びに同低圧ポート５７の両側部部位に高圧ポート５６によるラジアル方向のアンバランスを防止するキャンセルポート５８、５９がそれぞれ周方向に２ヵ所づつ形成されている（図１０参照）。キャンセルポート５８にはピントル５５内に形成した通路６０を介して高圧ポート５６の圧油が供給され、キャンセルポート５９にはピントル５５内に形成した通路６１を介して高圧ポート５６の圧油が供給されている。
【０００９】
シリンダブロック５２のシリンダボア部６３には、公知のシリンダ６４、ピストン６５、ピストンシュー６６等が構成され、偏心カムリング６７とによりポンプ機能を構成している。
【００１０】
高圧ポート５６の圧油によってピントル５５が低圧ポート５７側に押し付けている力の方向と、それぞれ２ヵ所形成したキャンセルポート５８、５９の圧油による押圧力の合力による方向とをバランスさせている。これにより、ピントル５５のラジアル方向のバランスを保っている。
【００１１】
しかし、上述のラジアル型ポンプでは、シリンダブロック５２の一端側がベアリング５１によって片持支持され、他端側がピントル５５によって支持される構成となっている。このため、偏心カムリング６７とシリンダボア部６３のピストン６５及びピストンシュー６６との間で生じるラジアル方向の負荷力は、前記ベアリング５１とピントル５５とによって支えられることになる。このラジアル方向の力は、片持ち支持のシリンダブロック５２に対してベアリング５１を支点としてシリンダブロック５２の自由端部を撓ませることになる。
【００１２】
その結果、シリンダブロック５２とピントル５５間にコジリを発生させてしまう。シリンダブロック５２とピントル５５間に生じたコジリによってシリンダブロック５２とピントル５５間の摩耗が増加し、シリンダブロック５２とピントル５５間のクリアランスは拡大され、高圧ポート５６の圧油がドレインにそのまま流出したり、低圧ポート５７に流入したりする油漏れが増加してしまう。このため、ポンプとしての寿命を短縮してしまうことになる。
【００１３】
また、図１０に示すように、キャンセルポート５８、５９はそれぞれ２ヵ所づつのポートをピントル５５の周方向に形成しているため、各キャンセルポート５８、５９における２ヵ所づつのポートの配置位置によって各キャンセルポート５８、５９に作用する力のバランスが取れるように形成することが難しかった。特に、キャンセルポート５８、５９の合計４ヵ所のポートからの押圧力を合力した力のベクトル方向と高圧ポート５６から作用する力のベクトル方向とを同一直線上に配することが難しかった。両ベクトル方向が同一直線上にないときには、回転モーメントとしてピントル５５に作用してしまい、シリンダブロック５２とピントル５５間にコジリが発生する原因ともなってしまうことになる。
【００１４】
このため従来のポンプにおいては、ピントルに作用する圧油によってピントルのラジアル方向のアンバランスが生じたり、偏心カムリングとピストン及びピストンシューとの間に作用する押圧力によってシリンダブロックが撓み、シリンダブロックとピントル間にコジリを発生させていた。
【００１５】
また、ヘル・ショー型ラジアルピストンポンプにおけるシリンダブロックの支持構成に上述のピントルにおける高圧ポートの圧油によって、ピントルにラジアル方向のアンバランスを生じさせない構成を採用することが仮に困難性がないとしたとても、上述した通り次の問題が依然として存在した。
【００１６】
キャンセルポート５８、５９はそれぞれ２ヵ所づつポートをピントルの周方向に形成しているため、各キャンセルポート５８、５９における２ヵ所のポートの配置位置を各キャンセルポートに作用する力のバランスが取れるようにそれぞれのポートを形成することが難しかった。特に、キャンセルポート５８、５９の合計４ヵ所のポートからの押圧力を合力した力のベクトル方向と高圧ポートから作用する力のベクトル方向とを同一直線上に配することが難しかった。
【００１７】
また、ヘル・ショー型ラジアルピストンモータでは、シリンダブロック３５の端部と回転軸３４とが別体に構成されているため、ピストンモータの軸方向の長さが長くなり、ピストンモータを小型化することが難しかった。
【００１８】
【特許文献１】
米国特許第３０８７４７３号明細書（３欄６６行から６７行、６欄２５行から４０行、第１図、第３図）
【非特許文献１】
ＣＰＳ研究会　喜多康雄、油圧技術の歩み（８）「２．Ｈｅｌｅ　Ｓｈａｗ型ラジアルピストンポンプ」、油空圧技術、日本工業出版（株）、２００１年１１月１５日発行、２００１年１２月号、８頁図７
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記従来の問題を解決し、偏心カムリングとピストン及びピストンシューとの間に作用する押圧力によってシリンダブロックが撓むのを防止すると共に、ピントルに作用する圧油によってピントルのラジアル方向にアンバランスを生じさせないようにしたラジアル型流体機械を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願発明の課題は本件請求項１〜８に記載された各発明により達成される。
即ち、本件請求項１に係る発明は、ラジアル型流体機械において、前記流体機械のケーシングに回転不能に支持され、高圧ポート及び低圧ポート並びに、同高圧ポート及び低圧ポートにそれぞれ連通するポート通路とを有するピントルと、前記ピントルに対して相対回転可能なシリンダブロックと、前記シリンダブロックの回転時に前記高圧ポートと低圧ポートとに切替わって連通する複数のシリンダを備えたシリンダボア部とを備え、前記シリンダブロックを、前記シリンダボア部を挟んだ両側において軸受を介して前記ケーシングに対して回転可能に支承するとともに、同シリンダブロックの一端を前記ラジアル型流体機械の回転軸と結合し、前記ピントルに作用する前記高圧ポートからのラジカル力とバランスをとるキャンセルポートを前記高圧ポートの対向する前記ピントルの部位に形成するとともに、同キャンセルポートに前記高圧ポートの圧油を導入したことを特徴とするラジアル型流体機械にある。
【００２１】
この発明では、シリンダブロックの一端に回転軸を結合すると共にシリンダボア部を挟んだ両側において軸受を介してケーシングに両端支持している。これによって、ラジアル型流体機械の作動時にシリンダボア部に作用する負荷力、即ち、偏心カムリングとシリンダボア内に設けたピストン及びピストンシューとの間において作用する押圧力を軸受にてバランスさせて確実に支持することができる。
【００２２】
特に、上記ヘル・ショー型のラジアルピストンポンプに記載されたシリンダブロックは、ベアリングに軸支される両端部が中空形状となって回転軸と嵌合させているのに対し、本願にあっては、シリンダブロックの一端部を回転軸と結合した構成となっているため、軸受で支承するシリンダブロックの一端部を中実状とすることができるので、軸受部に加わるシリンダブロック端部の剛性を高めることができ、シリンダブロックの撓み量を小さく押えることができるようになる。これによって、シリンダブロックとピントル間におけるコジリの発生を上述のヘル・ショー型ラジアルピストンポンプに比べ確実に防止することができる。
【００２３】
また、ピントルに作用する前記高圧ポートからのラジカル力とバランスをとるキャンセルポートを前記ピントルにおける前記高圧ポートの対向する部位に形成したことにより、上記特許文献１のものに比べキャンセルポートの形成が容易となる。しかも高圧ポートの対向する部位にキャンセルポートを形成したことにより、高圧ポートからのラジカル力とのバランスが簡単に取り易くなる。
【００２４】
キャンセルポートには高圧ポートと同じ圧油を導入することも、高圧ポートのポート面積及び高圧ポートの圧油に対応して、キャンセルポートのポ−ト面積に応じた圧油を別途導入することもできる。なお、ポート面積については
【発明の実施形態】の欄において説明することとする。
【００２５】
このように本願発明により、シリンダボア部に作用する負荷力を軸受にてバランスさせて確実に支承することができることに相俟って、高圧ポートによるピントルに作用するラジアル力に対してもバランスさせることができるので、シリンダブロックとピントル間にコジリを発生させることなく流体機械の作動を長期に亘って円滑に作動させることができるようになる。
【００２６】
請求項２に係わる発明は、請求項１の事項に加えて、キャンセルポートをピントルの周方向に沿った低圧ポートの両側部位にそれぞれ１条の幅の狭いスリット形状として形成した事項を限定したラジアル型流体機械にある。
【００２７】
この発明では、キャンセルポートをピントルの周方向に沿った低圧ポートの両側部位に１条の幅の狭いスリット形状としてそれぞれ形成したことにより、ピントルの軸方向の長さを変更することなく、ピントルにキャンセルポートを形成することができるようになる。
【００２８】
請求項３に係わる発明は、請求項２の事項に加えて、キャンセル通路に高圧ポートの圧油を導入するとともに、キャンセルポートによるポート面積と高圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにした事項を限定したラジアル型流体機械にある。
【００２９】
この発明では、キャンセルポートに高圧ポートの圧油を導入するとともに、キャンセルポートによるポート面積と高圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにしたことにより、安定して高圧ポートからのラジアル力をキャンセルポートによりバランスさせることができる。
【００３０】
しかも、低圧ポートの両側部位に設けたスリット状のキャンセルポートにおけるピントルの軸方向における幅及び同キャンセルポートに隣接するランド部の幅（ピントルの外周面上でポートが形成されていない部分がランド部であり、１つのランド部が接するキャンセルポートから低圧ポートまでの長さがランド部の幅とする。）とで求めたポート面積と、同じくピントルの軸方向における高圧ポートの幅及び高圧ポートに隣接するランド部の幅とで求めたポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにしたことにより、高圧ポートからのラジアル力をキャンセルポートでバランスさせることができる。
【００３１】
特に、低圧ポートの両側部位に形成した一対のキャンセルポートの形成を低圧ポートを中心とした左右対称の位置に形成することにより、高圧ポートからのラジアル力をより軸受に対して均等させて安定した状態にてバランスさせることができる。
尚、ポート面積については、
【発明の実施形態】の欄において説明することとする。
【００３２】
請求項４に係わる発明は、請求項３の事項に加えて、低圧ポートの対向する前記ピントルの部位であって、ピントルの周方向に沿った高圧ポートの両側部位にそれぞれ１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポートを形成するとともに、同低圧用ポートに低圧ポートの圧油を導入した事項を限定したラジアル型流体機械にある。
【００３３】
この発明では、低圧ポートの対向するピントルの部位である高圧ポートの両側部位にスリット状の低圧用ポートを形成し、同低圧用ポートに低圧ポートの圧油を導入している。これにより、低圧ポートによるピントルへのラジアル力を低圧用ポートでバランスさせることができるとともに、低圧用ポートと高圧ポート間のランド部の幅によって、高圧ポートのポート面積を確実に規定することができるようになる。
【００３４】
また、ラジアル型流体機械として流体モータや両振りのポンプ、ポンプ・モータにおけるピントルに対しても、シリンダブロックがどの方向に回転しても常に高圧ポーとの対向するピントルの部位にキャンセルポートを配することができるようになり、低圧ポートの対向するピントルの部位にも低圧用ポートを配することができるようになる。
【００３５】
これによって、シリンダブロックを支承している軸受の負荷を軽減することができる。シリンダの列が複数設けられたタンデムタイプ等のラジアル型流体機械においては、軸受の負荷を軽減することができるので、シリンダ列が複列用の軸受を用いなくてもシリンダ列が１列のタイプ用の軸受を用いることができるようになり、軸受部の構成も小型化することができる。
【００３６】
請求項５に係わる発明は、請求項４の事項に加えて、低圧用ポートによるポート面積と低圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにした事項を限定したラジアル型流体機械にある。
【００３７】
この発明では、低圧用ポートによるポート面積と低圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにしたことにより、低圧ポートによるピントルへのラジアル力を低圧用ポートでバランスさせることが確実にできる。このため、シリンダブロックの軸受に加わる負荷も更に軽減することができる。
【００３８】
請求項６に係わる発明は、請求項３の事項に加えて、シリンダボア部にシリンダの列を複数列有するラジアル型流体機械であって、ピントルにおける各列の高圧ポートの対向する部位にそれぞれキャンセルポートを形成した事項を限定したラジアル型流体機械にある。
【００３９】
この発明では、シリンダ列が複数列設けられているラジアル型流体機械において、各列の高圧ポートの対向するピントルの部位にキャンセルポートを形成したものであり、この構成により高圧ポートによるピントルへのラジアル方向への力が各列毎にバランスさせることができる。
【００４０】
請求項７に係わる発明は、請求項６の事項に加えて、各列におけるそれぞれの低圧ポートの対向するピントルの部位であって、各列におけるピントルの周方向に沿った高圧ポートの両側部位にそれぞれ１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポートを形成し、同低圧用ポートによるポート面積と同低圧用ポートに対応する低圧ポートによるポート面積とでのそれぞれの静圧軸受容量が等しくなるようにするとともに、各低圧用ポートに低圧ポートの圧油を導入した事項を限定したラジアル型流体機械にある。
【００４１】
この発明では、複数列の各列毎にそれぞれ低圧ポートの対向するピントルの部位に低圧用ポートを形成し、同低圧用ポートに低圧ポートの圧油を導入している。これにより、低圧ポートによるピントルへのラジアル力を低圧用ポートでバランスさせることができるとともに、低圧用ポートと高圧ポート間のランド部の幅によって、高圧ポートのポート面積を確実に規定することができるようになる。
【００４２】
また、複列で構成されたラジアル型流体機械として流体モータや両振りのポンプ、ポンプ・モータにおいても、これらの各ピントルに対して、シリンダブロックがどの方向に回転しても常に高圧ポーとの対向するピントルの部位にキャンセルポートを配することができるようになり、低圧ポートの対向するピントルの部位にも低圧用ポートを配することができるようになる。
【００４３】
これによって、シリンダブロックを支承している軸受の負荷を軽減することができ、シリンダ列が複列用の軸受を用いなくてもシリンダ列が１列のタイプ用の小型の軸受を用いることができるようになり、軸受部の構成も小型化することができる。
【００４４】
請求項８に係わる発明は、請求項６の事項に加えて、各列の高圧ポートをピントルの周方向位置において等配した事項を限定したラジアル型流体機械にある。
【００４５】
この発明では、各列の高圧ポートをピントルの周方向において等配したことにより、高圧ポートからの圧力をピントルの周方向でバランスさせることができる。また、このときピントルの軸方向に対する各列の高圧ポートの配置位置を調整することで、ピントルの軸方向における高圧ポートによる圧力のバランスを取ることができる。
【００４６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。本発明は、例えば、ラジアル型ポンプ、ラジアル型モータまたはラジアル型両振りポンプ等のラジアル型流体機械において、高圧ポート及び低圧ポートが形成されたピントルと、同ピントルに対してシリンダブロックが相対回転自在に支承され、複数のシリンダを有するシリンダボア部が前記高圧ポート及び低圧ポートとの間が切換え可能に連通した構成を備えた流体機械に効果的に適用することができる。尚、流体機械としては、固定容量型、可変容量型の流体機械が包含されているものである。
【００４７】
本願発明の実施例としてラジアル型可変容量ポンプを用いて説明するが、本願発明のラジアル型流体機械は、同ラジアル型可変容量ポンプに限定されるものではなく、固定容量型、可変容量型また、シリンダ列が単列型、複列型を問わずラジアル型であるラジアル型モータまたはラジアル型両振りポンプ等のラジアル型流体機械に適用することができるものである。
【００４８】
図１には、ラジアル型可変容量ポンプの断面側面図を示している。図２にはタンデムタイプのラジアル型可変容量ポンプの断面側面図を示している。タンデムタイプは、ピストン部を構成するシリンダボア部の半径方向に複数設けたシリンダが２列設けられているタイプを示している。ここでは、最初に図１を用いて、シリンダ列が１列のラジアル型可変容量ポンプについて、その構成及び作用について説明し、次に図２〜図７を用いてキャンセルポート、低圧用ポートの構成について説明する。
【００４９】
図１に示すようにラジアル型可変ポンプは、ピントル３がケーシング１に対して回転不能に、ピントル３の軸方向へは微少量移動自在に支持するとともに、ケーシング１はシリンダブロック４をピントル３に対して相対回転自在に支承している。シリンダブロック４の一端部は回転軸５と結合されており、シリンダボア部６の両端部において、シリンダブロック４は軸受７を介してケーシング１に支承されている。尚、シリンダブロック４と回転軸５とを一体に構成することもできる。
【００５０】
尚、ピントル３は、軸方向へは微少量移動自在に支持されているが、ケーシング１に対して回転不能に固定することもできる。また、回転軸５とケーシング１間にはフローティングシール等のシール８が設けられ、ケ−シング１内を液密に密閉している。
【００５１】
シリンダボア部６には半径方向に複数のシリンダ１０が形成され、各シリンダ１０内にはピストン１１が摺動自在に設けられ、ピストン１１の先端にはピストンシュー１２が回動自在に枢支されている。ピストンシュー１２は、ケーシング１内に摺動可能に支持されている偏心カムリング２の内周面に沿って摺動し、ピストンリング１３によってピストンシュー１２が偏心カムリング２の内周面に摺接するように位置決めされている。偏心カムリング２を摺動させることにより、ポンプの吐出容量を変更することができる。
【００５２】
高圧ポート１５及び低圧ポート１６はそれぞれピントル３内に形成したポート通路１７、１８と連通し、各ポート通路１７、１８はポート２３、２４を介してケーシング１外の図示せぬ管路と接続している。また、高圧ポート１５の対向するピントル３の部位である低圧ポート１６の両側部部位には、キャンセルポート２０ａ、ｂが形成され、それぞれキャンセル通路２１ａ、ｂを介して高圧ポート１５の圧油が導入できるように構成されている。キャンセルポート２０ａ、ｂの外側部にはドレイン溝２２が形成されている。キャンセルポート２０ａ、ｂと低圧ポート１６との配置関係等については、図２〜図７を用いて後述する。
【００５３】
次に、図１を用いてラジアル型可変ポンプの作動について説明する。
回転軸５を回転させてシリンダブロック４を回転させることにより、外部の管路と接続しケーシング１内に設けた通路からポート２４を介してポート通路１８を通って導入した圧油が低圧ポート１６からシリンダ１０内に吸引される。吸引した圧油は、偏心カムリング２の内周面中心とシリンダブロック４の回転中心との偏心量に基づいてピストン１１が吸引動作から圧縮動作を行うことで圧縮されて高圧の圧油としてピストン１１から吐出される。
【００５４】
圧縮され高圧油となった圧油は高圧ポート１５からポート通路１７、ポート２３を介してケーシング外の管路等に供給される。このとき、高圧ポート１５からの圧油の一部は、ピントル３内に設けたキャンセル通路２１ａ、ｂを通って低圧ポート１６の両側部部位に形成したキャンセルポート２０ａ、ｂに導入され、高圧ポート１５によるピントル３への押圧力にバランスさせる力としてピントル３に作用することになる。
【００５５】
シリンダボア部６、偏心カムリング２、高圧ポート１５、低圧ポート１６及びキャンセルポート２０ａ、ｂの配置位置としては、シリンダブロック４を支承する軸受７の中央部に配することができ、しかも両軸受７間の中心線を中心とした左右対称の位置に配することができる。これにより、圧油によるピントル３のラジアル方向の力が偏奇することなく安定した状態でバランスさせることができる。
【００５６】
また、シリンダブロック４を支承する軸受７でシリンダボア部６に作用する偏心カムリング２とピストンシュー１２及びピストン１１間に作用する負荷力を静的にも、動的にも安定した状態で支承することができる。特に、両軸受７の中央部にシリンダボア部６を配しているので、両軸受７ではシリンダボア部６に作用する負荷力を均等して支持することができる。
【００５７】
図２〜５を用いてタンデムタイプのラジアル型可変容量ポンプを用いて、キャンセルポートの構成等について次に説明する。
【００５８】
図２に示すタンデムタイプのラジアル型可変容量ポンプは、偏心カムリング２、２’及びシリンダ列が２列設けられている点で、図１のラジアル型可変容量ポンプとは異なっているが、偏心カムリング２、２’とピストン１１、１１’とによるポンプ作用等の基本的な構成は、図１のラジアル型可変容量ポンプと同じであり同じ作用を奏するので、同一の作用を奏する構成部材には、同一の符号、同一の符号に「’」を付した符号を用いることでその構成および作用の説明に代えることとする。
【００５９】
図２において第１高圧ポート１５と第２高圧ポート１５’とは、ピントル３の軸方向にずれて配されるとともに、ピントル３中心軸線に対して周方向に１８０度対称の位置に形成されている。また、第１偏心カムリング２と第２偏心カムリング２’とは互いに偏心方向を逆方向に配されている。即ち、第１高圧ポート１５と第２高圧ポート１５’とは、ピントル３の周方向において等配されて配されるとともに、シリンダ列の１列目と２列目とからシリンダボア部６に作用する負荷力は、それぞれ逆方向に作用することになり、バランスさせることができる。また、両軸受７の中央部にシリンダボア部６を配しているので、両軸受７ではシリンダボア部６に作用する負荷力を均等して支持することができる。
【００６０】
図３にピントル３の外観図を示し、図４には、ピントル３の断面図を示し、図５にはピントル３の表面展開図を示している。図７には、図３におけるそれぞれの断面図を示している。
【００６１】
図５の上部側に示すように、シリンダボア部６に対峙するピントル３の周面上における半周部側には軸方向に沿って左から右に向かって、ドレイン溝２２、１条の幅の狭いスリット形状のキャンセルポート２０ａ、低圧ポート１６、１条の幅の狭いスリット形状のキャンセルポート２０ｂ、１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポート２５ａ’、高圧ポート１５’、１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポート２５ｂ’、ドレイン溝２２が形成されている。
【００６２】
図３、図５の下部側に示すように、ピントル周面の残りの半周部には軸方向に沿って左から右に向かって、ドレイン溝２２、１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポート２５ａ、高圧圧ポート１５、１条の幅の狭いスリット形状の低圧用ポート２５ｂ、１条の幅の狭いスリット形状のキャンセルポート２０ａ’、低圧ポート１６’、１条の幅の狭いスリット形状のキャンセルポート２０ｂ’、ドレイン溝２２が形成されている。
【００６３】
即ち、高圧ポート１５、１５’の両側部部位の幅位置には１条の幅の狭いスリット形状に形成された低圧用ポート２５ａ、ｂ，２５ａ’、ｂ’がそれぞれ形成され、低圧ポート１６、１６’の両側部部位の等幅位置には１条の幅の狭いスリット形状に形成されたキャンセルポート２０ａ、ｂ，２０ａ’、ｂ’がそれぞれ形成されている。また、これらのポートの両側端部側にはドレイン溝２２がそれぞれ形成されている。
【００６４】
各低圧用ポート２５ａ、ｂ，２５ａ’、ｂ’には、それぞれ対向する低圧ポート１６、１６’の圧油が導入されているが、それぞれの低圧ポート１６、１６’と連通するポート通路を共通に形成して、各低圧用ポート２５ａ、ｂ，２５ａ’、ｂ’には同じ圧力の圧油を導入することもできる。
【００６５】
高圧ポート１５、１５’及び低圧ポート１６、１６’の先端、即ちピントル３の周方向先端には突起状の溝が形成され、同突起状の溝によって低圧ポート１６、１６’からシリンダ１０、１０’内に吸引される圧油の圧力変動及びシリンダ１０、１０’から排出される高圧の圧油が高圧ポート１５、１５’に流入するときに圧力変動を押えることができる。
【００６６】
また、図７に示すように、キャンセルポート２０ａ、ｂ，２０ａ’、ｂ’は高圧ポート１５、１５’と接続し、低圧用ポート２５ａ、ｂ，２５ａ’、ｂ’は低圧ポート１６、１６’と接続している。
【００６７】
図６（ａ）には、図５におけるＢ−Ｂ切断線で切ったときのドレイン溝２２、低圧用ポート２５ａ、高圧圧ポート１５、低圧用ポート２５ｂ、キャンセルポート２０ａ’、低圧ポート１６’、キャンセルポート２０ｂ’、ドレイン溝２２間での圧油の圧力状態を示している。
【００６８】
また、図６（ｂ）には、図５におけるＡ−Ａ切断線で切ったときのドレイン溝２２、キャンセルポート２０ａ、低圧ポート１６、キャンセルポート２０ｂ、低圧用ポート２５ａ’、高圧ポート１５’、低圧用ポート２５ｂ’、ドレイン溝２２間での圧油の圧力状態を示している。
【００６９】
図６（ａ）に示すように、高圧ポート１５の幅Ｈと高圧ポート１５の側縁から低圧用ポート２５ａ、ｂまでのランド部の幅ｄを設定することにより、ピントル３に作用する高圧ポート１５の圧油の押圧力をポート面積Ａ１の関数として表わすことができる。
【００７０】
即ち、同高圧ポート１５の圧油がピントル３に作用するときの圧力は、高圧ポート部１５では幅Ｈ分がそのまま加わり、ランド部においての圧力は、高圧ポートの高圧部から低圧用ポート２５ａ、ｂでの低圧部間では直角三角形の斜辺の勾配の形状で減少しながら分布するものと仮定することができる。
【００７１】
これにより、高圧ポートの圧油が作用する面積をポート面積Ａ１とすると、Ａ１≒Ｈ＋ｄ／２＋ｄ／２＝Ｈ＋ｄで表わすことができる。ポート面積としては、高圧ポート１５、１５’のピントルにおける周方向の長さも必要ではあるが、高圧ポート１５、１５’の周方向長さを一定とすれば、ポート面積は、Ａ−Ａ切断線の幅方向における上記関係式の関数として表わすことができる。
【００７２】
同様に、キャンセルポート２０ａ、ｂ，２０ａ’、ｂ’におけるポート面積Ａ２は、キャンセルポート２０ａ、ｂ，２０ａ’、ｂ’の幅ｈとキャンセルポート２０ａ，２０ｂ’からドレイン溝２２までの幅ｄ及び低圧ポート１６、１６’までの幅ｄ、更に、低圧用ポート２５ｂ，２５ａ’までの幅ｄとすることにより、Ａ２≒（ｄ／２＋ｈ＋ｄ／２）＋（ｄ／２＋ｈ＋ｄ／２）＝２ｈ＋２ｄで表わすことができる。
【００７３】
キャンセルポートからドレイン溝までの幅ｄ及び低圧ポートまでの幅ｄ、及び低圧用ポートまでの幅ｄを全て等しくしたが、キャンセルポートから低圧ポートまでの幅ｄ１を左右等しく形成するとともに、キャンセルポートからドレイン溝までの幅とキャンセルポートから低圧用ポートまでの幅ｄ２とを等しく形成して、幅ｄ１と幅ｄ２とを異ならせて形成することもできる。
【００７４】
ポート面積として、Ａ１＝Ａ２とすることにより、高圧ポート１５，１５’の圧油によりピントル３に作用するラジアル方向のラジアル力をキャンセルポート２０ａ、ｂ，２０ａ’、ｂ’によりバランスさせることができる。
【００７５】
同じく低圧ポート１６、１６’のポート面積と同じ面積のポート面積とした低圧用ポート２５ａ、ｂ，２５ａ’、ｂ’を用いて、低圧ポート１６、１６’によりピントル３に作用するラジアル力をバランスさせることができる。
【００７６】
しかも、低圧用ポート２５ａ、ｂ，２５ａ’、ｂ’を形成することにより、ラジアル型流体機械としてモータや両振りタイプのポンプを用いたときには、シリンダブロックの回転方向により、高圧ポートが低圧ポートとして機能しても、常に高圧ポートに対してはキャンセルポートを対向させ、低圧ポートに対しては低圧用ポートを対向させて配することができるようになる。
【００７７】
尚、図１に示した実施例では、低圧ポートの対向するピントルの部位、即ち、高圧ポートの両側部部位に低圧ポートの圧油が導入される低圧用ポートを形成していないが、低圧用ポートを形成することもできるものである。
【００７８】
本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者が適宜適用可能な構成をも包含しているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラジアル型可変容量ポンプの断面側面図である。
【図２】タンデムタイプのラジアル型可変容量ポンプの断面側面図である。
【図３】ピントルの外観図である。
【図４】ピントルの断面図である。
【図５】ピントルの表面展開図である。
【図６】ポートにおける圧力状態を示す説明図である。
【図７】図３の各断面における断面図である。
【図８】従来例におけるヘル・ショー型ラジアルピストンポンプの断面側面図である。
【図９】従来例におけるラジアル型ポンプの断面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　ケーシング
２　　　　　偏心カムリング
３　　　　　ピントル
４　　　　　シリンダブロック
５　　　　　回転軸
６　　　　　　シリンダボア部
７　　　　　　軸受
８　　　　　　シール
１０　　　　　シリンダ
１１　　　　　ピストン
１２　　　　　ピストンシュー
１３　　　　　ピストンリング
１５、１５’　高圧ポート
１６、１６’　低圧ポンプ
１７　　　　　ポート通路
１８　　　　　ポート通路
２０ａ、ｂ　　キャンセルポート
２０ａ’、ｂ’キャンセルポート
２１ａ、ｂ　　キャンセル通路
２２　　　　　ドレイン溝
２３、２４　　ポート
２５ａ、ｂ　　低圧用ポート
２５ａ’、ｂ’低圧用ポート
３０　　　　　モータケース
３１　　　　　ピントル
３２　　　　　高圧ポート
３３　　　　　低圧ポート
３４　　　　　回転軸
３５　　　　　シリンダブロック
３６　　　　　シリンダ
３７　　　　　ベアリング
３８　　　　　ピストン
３９　　　　　ピン
４０　　　　　スリッパー
４１　　　　　フローティングリング
５０　　　　　ポンプケース
５１　　　　　ベアリング
５２　　　　　シリンダブロック
５３　　　　　回転軸
５５　　　　　ピントル
５６　　　　　高圧ポート
５７　　　　　低圧ポート
５８、５９　　キャンセルポート
６０、６１　　通路
６３　　　　　シリンダボア部
６４　　　　　シリンダ
６５　　　　　ピストン
６６　　　　　ピストンシュー
６７　　　　　偏心カムリング
６９、７０　　通路
７１　　　　　ポート
【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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