(57)【要約】【課題】サーボピストンによる斜板の傾動動作を円滑に行わせ、かつ斜板のトラニオンに連結したプレートとサーボピストンの挟持部との間の摺動による磨耗を低減させる。【解決手段】斜板２０を傾転動作させるサーボピストン４０は、大径部４０ａと小径部４０ｂとからなり、それぞれケーシング本体１ａに設けた大径チャンバ４１，小径チャンバ４２に嵌合されており、斜板２０の側面２０ｃにはトラニオン２５が連設され、その先端側の小径円柱部２５ａにプレート２６が相対回動可能に連結され、サーボピストン４０の大径部４０ａにプレート２６の左右両側面２６ｂ，２６ｃを挟持する挟持部４３が形成され、側面２６ｂと挟持壁面４３ａとの間及び側面２６ｃと挟持壁面４３ｂとの間に大径チャンバ４１，小径チャンバ４２内の作動油を導く油通路５０，５１が設けられる。【選択図】      図３
2004340083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板をクレイドルに対して傾動させるために、両側がケーシングに設けた小径チャンバと大径チャンバとにそれぞれ摺動可能に嵌合させた小径部及び大径部と、前記斜板の側面に設けたトラニオンに回転可能に連結したプレートを挟持する挟持部とが形成されたサーボピストンを備えた斜板式ピストンポンプにおいて、
前記サーボピストンには、前記小径チャンバ及び大径チャンバ内と連通する油通路を設け、
これらの油通路の他端を前記挟持部における前記プレートへの各摺接面に開口させる
構成としたことを特徴とする斜板式ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられ、油圧アクチュエータを駆動するための斜板式ピストンポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式ピストンポンプは、円周状に複数のピストンを嵌合させたシリンダを形成したシリンダブロックを回転軸により回転駆動するようになし、また各ピストンにはシューを設けて、このシューを斜板に摺接させる構成としたものである。斜板を回転軸の軸線に対して傾斜した状態となし、回転軸によりシリンダブロックを回転駆動すると、この斜板の傾斜角により与えられるストローク分だけピストンがシリンダ内を往復移動する。その結果、入力ポートから吸い込んだ作動油がシリンダ内で加圧されて、出力ポートから圧油が吐出されることになる。
【０００３】
そして、ポンプの吐出容量を制御するために、斜板の傾転角を変化させる。このために、斜板のピストン摺動面とは反対側の面を凸円弧面部となし、この凸円弧面部を支持させる凹円弧面部を形成したクレイドルを設けて、斜板をこのクレイドルに沿って摺動させるようにする。斜板を傾転動作させるサーボ機構としては、ケーシングに大径及び小径のチャンバを設けて、サーボピストンの両側部をこれらのチャンバ内に嵌合させて、両チャンバの差圧によってサーボピストンを摺動変位させるようになし、このサーボピストンに挟持部を形成する。一方、斜板の側面にトラニオンを設けて、このトラニオンにプレートを回転可能に連結し、このプレートをサーボピストンの挟持部に挟持させるようになし、サーボピストンを駆動することによって斜板の角度を変える。
【０００４】
以上のように構成した斜板式ピストンポンプは従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
実公平６−８３０５号公報（第２頁、第１図，第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、斜板の傾転動作時には、サーボピストンが直線方向に移動するのに対して斜板は円弧運動を行うことから、プレートとサーボピストンの挟持部との間が摺動することになる。しかも、シリンダブロックが回転して、作動油を加圧しているときには、シリンダ内の油圧反力の作用でピストンが斜板の摺動面に強い力で押圧されるので、斜板がクレイドルに圧接した状態となっている。その結果、プレートと挟持部との間の摺動面に非常に大きな力が作用することになり、この状態で摺動すると、かじりや焼き付きが生じる可能性があり、また磨耗が大きく進行する等といった問題点がある。そして、磨耗が進行すると、プレートとサーボピストンの挟持部との間に隙間が生じることになり、制御性が悪くなるだけでなく、斜板が不安定になる等の問題点も生じることになる。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、サーボピストンによる斜板の傾動動作を円滑に行わせ、かつ斜板のトラニオンに連結したプレートとサーボピストンの挟持部との間の摺動による磨耗を低減させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明は、斜板をクレイドルに対して傾動させるために、両側がケーシングに設けた小径チャンバと大径チャンバとにそれぞれ摺動可能に嵌合させた小径部及び大径部と、前記斜板の側面に設けたトラニオンに回転可能に連結したプレートを挟持する挟持部とが形成されたサーボピストンを備えた斜板式ピストンポンプであって、前記サーボピストンには、前記小径チャンバ及び大径チャンバ内と連通する油通路を設け、これらの油通路の他端を前記挟持部における前記プレートへの各摺接面に開口させる構成としたことをその特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１は斜板式ピストンポンプの縦断面図であり、また図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１０】
これらの図において、１はポンプケーシングを示し、このポンプケーシング１はケーシング本体１ａとケーシング端板１ｂとから構成され、内部に密閉したポンプ室２が形成されている。ポンプ室２の内部にはシリンダブロック３が設けられている。シリンダブロック３には、その中心部に回転軸４がスプライン等により相対回転不能に連結されている。そして、回転軸４の先端はケーシング端板１ｂに軸受５により回転自在に支持されており、またこの回転軸４はケーシング本体１ａに軸受６に回転自在に支持させると共に、このケーシング本体１ａから外部に導出されて、駆動源となるエンジンの出力軸等に連結されることになる。
【００１１】
シリンダブロック３には、円周状に複数のシリンダ７が形成されており、これら各シリンダ７内にはそれぞれピストン８が嵌合されている。これらピストン８及びシリンダ７の軸線は回転軸４の軸線と平行になっている。そして、ケーシング端板１ｂには、一対からなる油通路９，１０が穿設されており、これら油通路９，１０はケーシング端板１ｂの内面とシリンダブロック３との間に介装され、かつケーシング端板１ｂに固定して設けたポート板１１に形成した一対からなる眉形ポート１２，１３（図２）にそれぞれ接続されている。シリンダブロック３が回転すると、各シリンダ７は眉形ポート１２，１３に選択的に連通するようになっており、これによって、一方の眉形ポート（入力ポート）１２に連通すると、作動油がシリンダ７内に導入され、ピストン８の動作によりシリンダ７内が加圧され、他方の眉形ポート（出力ポート）１３から圧油が吐出される。
【００１２】
２０は斜板であって、この斜板２０はピストン８をシリンダ７内で往復移動させるためのものである。斜板２０はシリンダブロック３と対面する側の表面は平坦面形状となった摺動面２０ａである。そして、ピストン８の先端部は球形部となっており、この球形部にシュー２１が首振り自在に連結されており、このシュー２１が斜板２０の摺動面２０ａに当接している。また、図中において、２２はシュー押さえ、２３はシュー押さえ２２を斜板２０方向に向けて押圧するプッシャであり、プッシャ２３とシリンダブロック３との間には、シュー押さえ２２を斜板２０に当接する方向に付勢する圧縮ばね２４が設けられている。
【００１３】
斜板２０は、ケーシング本体１ａ内面に固定して設けたクレイドル３０と当接している。そして、この斜板２０のクレイドル３０への摺接面２０ｂは凸円弧形状となっており、またクレイドル３０の斜板２０における摺接面２０ｂへの摺接面３０ａもこの凸円弧形状に対応する凹円弧面形状となっている。これら摺接面２０ｂ，３０ａは共に図１の点Ｏを中心とする円弧形状となっており、斜板２０はこの点Ｏを中心として傾動可能となっている。従って、斜板２０の摺動面２０ａがピストン８の軸線と直交する方向に向いておれば、シリンダブロック３が回転しても、ピストン８は動かないが、この摺動面２０ａを所定角度傾けると、その傾き角に応じてピストン８がシリンダ７内を往復動することになる。つまり、斜板２０のクレイドル３０に対する傾き角を大きくすれば、その分だけピストン８のシリンダ７内でのストロークが大きくなり、ポンプからの吐出流量が増大する。従って、斜板２０の傾き角によりポンプとしての吐出容量が可変になり、この斜板２０を傾ける動作が傾転動作である。なお、図１に示したのは最大傾転状態である。一方、斜板２０はクレイドル３０に対してこの傾き方向以外の方向には動かないように保持される。このために、クレイドル３０にはガイド壁３０ｂ，３０ｃが設けられており、斜板２０の両側面２０ｃ，２０ｄはこれらガイド壁３０ｂ，３０ｃと摺接している。
【００１４】
斜板２０は、図３に示したように、サーボピストン４０によって傾転動作されるものである。サーボピストン４０は、大径部４０ａと小径部４０ｂとからなる段付きピストンであり、サーボピストン４０の大径部４０ａ及び小径部４０ｂは、それぞれケーシング本体１ａに設けた大径チャンバ４１，小径チャンバ４２に嵌合されており、これら両チャンバ４１，４２内の差圧に基づいて軸線方向に移動するようになっている。そして、斜板２０の側面２０ｃにはトラニオン２５が連設されている。トラニオン２５は２段の段差を有する円柱形状のロッドからなり、先端側の小径円柱部２５ａにはプレート２６が連結されており、この連結は、プレート２６に穿設した透孔２６ａ内にトラニオン２５の小径円柱部２５ａを挿入するようにして行われる。従って、トラニオン２５はプレート２６に対して相対回動可能に嵌合している。また、サーボピストン４０の大径部４０ａに切り欠きが形成されており、この切り欠きによりプレート２６の左右両側面２６ｂ，２６ｃを挟持する挟持部４３が形成される。
【００１５】
このように構成することによって、サーボピストン４０の両端面が臨む大径チャンバ４１と小径チャンバ４２との間に差圧が生じると、このサーボピストン４０が軸線方向に変位することになる。その結果、挟持部４３により挟持されているプレート２６が図３の矢印Ｒ，Ｌ方向に移動することになる。プレート２６には斜板２０から延在させたトラニオン２５が連結されているために、斜板２０の傾転変化を生じさせる。そして、この斜板２０の傾転変化はフィードバックリンク２７により検出されて、目標とする傾転位置において斜板２０が安定的に保持される。従って、油圧回路を流れる作動油の圧力に応じて斜板２０を傾転変化させることによって、この斜板式ピストンポンプの吐出容量を変化させるポンプレギュレータとしての機能が発揮される。
【００１６】
ところで、斜板２０を傾転変化させる際には、サーボピストン４０が直線的に変位するのに対して、斜板２０は点Ｏを中心とした円弧状に変位する。トラニオン２５はプレート２６に対して回転可能となっているので、斜板２０の動きに応じてトラニオン２５の小径円柱部２５ａはプレート２６に設けた透孔２６ａに嵌入されているので、トラニオン２５はプレート２６に対して回動する。また、プレート２６は、その両側面２６ｂ，２６ｃがサーボピストン４０に形成した挟持部４３により挟持されているので、傾転変化時には、プレート２６の側面２６ｂ，２６ｃが挟持部４３を構成する挟持壁面４３ａ，４３ｂに対してそれぞれ摺動することになる。そして、ポンプの作動中に斜板２０の傾転変化が行われることから、回転しているシリンダブロック３に形成されているシリンダ７内の圧力がピストン８及びシュー２１を介して斜板２０に作用することになる。その結果、斜板２０の摺接面２０ｂはクレイドル３０の摺接面３０ａに圧接される。その結果、高圧状態のシリンダ７内に設けたピストン８の油圧反力が斜板２０に作用して、斜板２０はシュー２１との間に強力に挟み込まれた状態となる。
【００１７】
サーボピストン４０は、前述した力に抗して斜板２０を動かさなければならず、このためにプレート２６はサーボピストン４０の挟持部４３を構成する挟持壁面４３ａまたは４３ｂのいずれか強い圧接力で押圧されることになる。その結果、サーボピストン４０の大径部４０ａが大径チャンバ４１から突出する方向に変位する場合には、プレート２６の側面２６ｂと挟持壁面４３ａとの間で、またサーボピストン４３の小径部４０ｂが小径チャンバ４２から突出する方向に変位する際には、プレート２６の側面２６ｂが挟持壁面４３ｂと強力な力で圧接されることから、これらの面を潤滑しなければ、かじりや焼き付き等が発生し、かつ摺動部分が大きく磨耗することになる。
【００１８】
以上のことから、プレート２６の側面２６ｂと挟持壁面４３ａとの間及び側面２６ｃと挟持壁面４３ｂとの間には、それらを潤滑するために、それぞれ大径チャンバ４１，小径チャンバ４２内の作動油が導かれるようになっている。このために、サーボピストン４０には、一端が大径部４０ａの端面に開口し、他端が挟持壁面４３ａに開口する油通路５０と、一端が小径部４０ｂの端面に開口し、他端が挟持壁面４３ｂに開口する油通路５１とが設けられている。
【００１９】
従って、サーボピストン４０が矢印Ｒ方向に変位する際には、大径チャンバ４１内の作動油が油通路５０からプレート２６の側面２６ｂと挟持壁面４３ａとの間に供給されて、その間の接合部を潤滑する油膜が形成される。一方、サーボピストン４０が矢印Ｌ方向に変位する際には、小径チャンバ４２内の作動油が油通路５１からプレート２６の側面２６ｃと挟持壁面４３ｂとの間に供給されて、その間の接合部を潤滑する油膜が形成される。その結果、サーボピストン４０とプレート２６との間の摺動面における磨耗が抑制されると共に、油膜切れによるかじりや焼き付き等が防止され、斜板２０の傾転動作が長期間にわたって安定的に行われるようになり、作動中における斜板２０の振動等が生じるおそれはない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、サーボピストンによる斜板の傾動動作を円滑に行わせ、かつ斜板のトラニオンに連結したプレートとサーボピストンの挟持部との間の摺動による磨耗を低減させ、さらにその間のかじりや焼き付き等を防止できる等といった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す斜板式ピストンポンプの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の斜板式ピストンポンプにおける斜板の傾転機構の構成を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１  ポンプケーシング
２  ポンプ室
３  シリンダブロック
４  回転軸
７  シリンダ
８  ピストン
２０  斜板
２１  シュー
２５  トラニオン
２６  プレート
２６ｂ，２６ｃ  側面
３０  クレイドル
４０  サーボピストン
４０ａ  大径部
４０ｂ  小径部
４１  大径チャンバ
４２  小径チャンバ
４３  挟持部
４３ａ，４３ｂ  挟持壁部
５０，５１  油通路
【図１】
2004340083.tif 000003
【図２】
2004340083.tif 000004
【図３】
2004340083.tif 000005