(57)【要約】【課題】ケースに摺動自在に挿入されるコントロールピストンが斜板に接触して回転運動するとき傾き、ケースとコントロールピストンとのかじり、摩耗の発生を回避する。【解決手段】ケース１２に設けられたボア２７にコントロールピストン３１が摺動自在に嵌挿される。前記コントロールピストン３１には、該コントロールピストン３１によって傾動する斜板３３が接触し、斜板３３には、コントロールピストン３１に接触する傾斜面部位に該傾斜面部位に対し異なる方向の傾斜面３４が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と共に回転自在に支持されたシリンダバレルに軸心方向に摺動可能に挿入されたピストン部材と、
前記ピストン部材によって傾動し該ピストン部材に接触する斜板部材と、
を備えた斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、
前記斜板部材の前記ピストン部材に接触する傾斜面部位に該傾斜面部位に対し異なる方向の傾斜面が形成されたことを特徴とする斜板式可変容量ピストンポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、
前記傾斜面は、前記斜板の円周方向に沿って設けられたことを特徴とする斜板式可変容量ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力流体を各種のアクチュエータに供給してこれらのアクチュエータを作動させる液圧ピストンポンプに関し、さらに工作機械等の産業機械の油圧源として用いられる斜板式可変容量ピストンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、取付スペースが小さい工作機械においては、ポンプの吐出圧力、吐出流量を制御することによって小型化や駆動用電気モータ出力の有効利用を図っている。従来、この種の可変容量ピストンポンプの一例として、例えば図３に示すように、可変容量ピストンポンプ１０はボディ１１とケース１２が図示しないねじ部材によって本体１３が一体的に形成され、前記ボディ１１及びケース１２には、玉軸受１４、ニードル軸受１５により回転自在に支持されたシャフト（軸部材）１６が装着されている。前記シャフト１６には、スプライン１６ａが形成され、シリンダバレル１８の内周面に形成されたスプライン溝１６ｂと結合されてシリンダバレル１８がシャフト１６と共に回転する。
【０００３】
前記シリンダバレル１８の回転軸線を中心とする同一円周上には奇数の複数個のボア１９が形成され、該ボア１９の内部には奇数個のピストン２０が摺動自在に挿入されている。前記ピストン２０の一端部である頭部２１は、前記ボア１９の開口から突出し、シュー２２を介して斜板２３の表面に摺動自在に当接されている。
前記斜板２３は、ボディ１１に結合されたすべり軸受２４に当接されている。斜板２３には、スプリング２８の弾発力がニードル軸受１７、バレルホルダ２９、シューホルダー３０を介して作用している。斜板２３は、すべり軸受２４を摺動することで傾斜角θが変化する。斜板２３は、通常、傾動用のばね部材２５の弾発力により傾斜角θが最大となるように背面側端部が付勢されており、ばね部材２５とは反対側に配されたコントロールピストン（ピストン部材）２６が該ばね部材２５の弾発力の付勢に抗して斜板２３を最小の傾斜角θとなるまで制御動作する。そして、前記コントロールピストン２６を作動させるにより、斜板２３に所要の傾斜角θを付与してポンプの吐出容量を制御する。なお、前記コントロールピストン２６は、ケース１２に穿設されたボア２７に摺動自在に嵌入されている。
【０００４】
このように構成された可変容量ピストンポンプ１０は、シャフト１６と同期して回転するシリンダバレル１８に内蔵されたピストン２０がばね部材２５とコントロールピストン２６とによって押圧され、例えば傾斜角θを備えた斜板２３の外周面に係合して摺動することにより、シャフト１６の軸方向に沿って往復動して圧力流体を図示しないアクチュエータに吐出する（例えば  特許文献１参照）。
図３に示されるコントロールピストン２６はボア２７に嵌入され、該ピストン２６の一端部、例えば右端部が球形状に形成れている。一方、コントロールピストン２６の右端部に接触する斜板２３の接触面は平面形状に形成され、該ピストン２６の右端部と斜板２３の接触面とは、互いに点接触、例えば接触点Ａで係合されている。
【０００５】
通常、コントロールピストン２６は、ばね部材２５の弾発力により斜板２３を介してボア２７の奥に押し付けられ、圧力流体を全量吐出（フルフロー状態）している。そして、圧力流体の吐出が不要になった場合、コントロールピストン２６の他端部側に導かれる圧力流体で発生する油圧荷重Ｆが導かれることにより、コントロールピストン２６がばね部材２５の方向に変位し、斜板２３の傾斜角θを小さくすることで、ポンプ吐出量を零（フルカットオフ状態）にすることができる。
この場合、油圧荷重Ｆに対し、コントロールピストン２６と斜板２３との接触点Ａには、反作用の荷重Ｆ１が発生する。そして、接触点Ａはポンプの構造上、コントロールピストン２６の軸心上に位置していないため、該コントロールピストン２６を傾けようとする偏荷重が作用する（図４及び図５参照）。
【０００６】
さらに、この偏荷重Ｆ１の分力、例えばＹ方向の成分荷重Ｆｙの影響によりコントロールピストン２６が傾いた状態で摺動するため、ケース１２と常に接触しているコントロールピストン２６の部位、例えばＢ部では油膜が切れた状態になる。
このため、例えば斜板２３のロッカカム２３ａ、該ロッカカム２３ａを支持するボディ１１及びコントロールピストン２６の表面硬度を高くしてかじり、摩耗を抑制することが行われていた。なお、Ｆｘは偏荷重Ｆ１の分力であるＸ方向（コントロールピストン２６の軸心方向）の成分荷重を示す。
【特許文献１】特開２００２−２０２０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような多連形可変容量ピストンポンプにおいては、ポンプ容量を可変にする（フルフローフルカットオフ切換）頻度が多い場合、コントロールピストンが油膜の切れた状態で摺動を繰り返すようになり、かじり、異常摩耗が発生するという問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、斜板とコントロールピストンとの接触部位を傾斜面に形成することにより、斜板とコントロールピストンとの接触位置が常に変化してかじり、摩耗の発生を抑制する斜板式可変容量ピストンポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するために、本発明は、軸部材と共に回転自在に支持されたシリンダバレルに軸心方向に摺動可能に挿入されたピストン部材と、
前記ピストン部材によって傾動し該ピストン部材に接触する斜板部材と、
を備えた斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、
前記斜板部材の前記ピストン部材に接触する傾斜面部位に該傾斜面部位に対し異なる方向の傾斜面が形成されたことを特徴とする。
この場合、前記傾斜面は、前記斜板の円周方向に沿って設けられるとよい。
本発明によれば、ピストン部材の回転により本体と該ピストン部材との接触部の位置は、常に変化し、この位置での油膜の形成が容易になり、前記本体とピストン部材とのかじり、摩耗の発生を抑止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、複雑の機構や、高価な熱処理をすることなく、ピストン部材を回転させることにより、局部的な油膜切れの発生を抑制し、可変頻度の操作が多い場合でもかじり、異常摩耗の発生を防止ことができ、ポンプの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る斜板式可変容量ピストンポンプ３０について図面により詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る斜板式可変容量ピストンポンプ３０において、コントロールピストン３１の先端部の球面３２に接触する斜板３３の傾斜面に該傾斜面と異なる方向の接触部位に対し斜板３３の円周方向に沿って傾斜面３４に形成する平面図を示す。
本発明の実施の形態に係る斜板式可変容量ピストンポンプ３０は基本的には従来の図３に示された構成と同じであり、本発明の実施の形態に係る斜板式可変容量ピストンポンプ３０の特徴は、図１に示すように、コントロールピストン３１の球面３２と接触する斜板３３の部位を傾斜面３４に形成したことを特徴とする。
すなわち、図１に示すように、コントロールピストン３１の先端部の球面３２に接触する斜板３３の傾斜接触面に対し該傾斜接触面と異なる方向の傾斜面３４を該斜板３３の円周方向に沿って形成する。前記傾斜面３４は、コントロールピストン３１の軸心線Ｙに略直交する直線Ｘに対し球面３２と斜板３３の傾斜面３４との接触点Ｃを通る接線と直線Ｘとの交点に角度αが形成される。そして、軸線方向に距離Ｌを離間した位置で軸心線Ｙに略直交する直線Ｘに対し球面３２と斜板３３の傾斜面３４との接触点Ｃの位置において斜板３３と接触する。
ここで、距離Ｌ＝Ｒｓｉｎαで表される。この場合、Ｒはコントロールピストン３１の球面３２の半径を示し、角度αは１乃至５度に設定すると油膜切れの発生が回避されるので好適である。
【００１１】
このため、コントロールピストン３１には直線Ｘの荷重Ｆｘ以外に、該コントロールピストン３１の軸心の周りにコントロールピストン３１が斜板３３との傾斜面３４に沿って摺動する摩擦力が発生し、コントロールピストン３１の摺動時に摩擦力  Ｍ＝μ×Ｆｙ×Ｒｓｉｎα（ただしμは摩擦係数を示す）の回転モーメンント力が作用し、このモーメント力の作用によりコントロールピストン３１は直線Ｘの摺動に同期して回転運動する。
そして、斜板式可変容量ピストンポンプ３０の容量を可変にする（フルフローフルカットオフ切換）頻度が多い場合も、可変頻度に同期して回転運動を繰り返す。
よって、ケース１２のボア２７の内周面と、ボア２７に挿入されるコントロールピストン３１との外周面との接触部位Ｂ部は常に変化するので、ボア２７の内周面とコントロールピストン３１との外周面との接触面に油膜が形成され易くなり、かじり、摩耗の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る斜板式可変容量ピストンポンプのコントロールピストンと斜板との係合状態を示す要部拡大構造を示す平面図である。
【図２】図１のコントロールピストンの正面図である。
【図３】従来の斜板式可変容量ピストンポンプの概略構造を示す縦断面図である。
【図４】図３のコントロールピストンが傾いてその先端部球面が斜板に接触した状態を示す斜板式可変容量ピストンポンプの概略構造を示す縦断面図である。
【図５】図４のコントロールピストンと斜板との接触の概略構造を要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０、３０  斜板式可変容量ピストンポンプ
１１  ボディ
１２  ケース
１３  本体
１６  シャフト
１７  ニードル軸受
１８  シリンダバレル
１９、２７  ボア
２０  ピストン
２２  シュー
２３、３３  斜板
２６、３１  コントロールピストン
３４  傾斜面
【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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