(57)【要約】  【課題】小型化しつつ弁板の周方向への調整角を比較的大きくできるアキシャルピストンポンプを提供する。  【解決手段】作動油を吸込む吸込ポート23および作動油を吐出する吐出ポート24を備えた弁板７の周方向の角度を、一方の角度調整機構８の進出と他方の角度調整機構８の後退により調整することで、全体を必要以上に大きくすることなく小型化しつつ弁板７の周方向の調整角を比較的大きくできる。  【選択図】図１
2005226550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、
回転軸の軸方向に設けられた複数のシリンダを備え、ケーシング内で回転軸と一体的に回転するシリンダブロックと、
一端部が各シリンダにそれぞれ進退可能に嵌挿され他端部が各シリンダから突出する複数のピストンと、
ケーシング内に傾転可能に設けられ、傾転角に応じたストロークで各ピストンを往復させる斜板と、
シリンダブロックの斜板と反対側に摺接し、シリンダブロックの回転に伴うシリンダからのピストンの引抜きによりシリンダへと流体を吸込む吸込ポート、および、シリンダブロックの回転に伴うシリンダへのピストンの押込みによりシリンダから流体を吐出する吐出ポートを備えた弁板と、
ケーシングに進退可能に設けられ、一方の進出と他方の後退とにより弁板の角度を周方向に調整可能な対をなす角度調整機構と
を具備したことを特徴とする流体圧装置。
【請求項２】
角度調整機構は、ケーシングから弁板に対して突設され、弁板の外周部に対向して互いに平行にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧装置。
【請求項３】
角度調整機構は、ケーシングから弁板に対して突設され、弁板の外周部に対向するとともに弁板に対して互いに反対側に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧装置。
【請求項４】
角度調整機構は、
弁板の外周部に先端部が当接する調整螺子と、
ケーシングに設けられ調整螺子が螺合される螺子孔と、
ケーシングの外部にて調整螺子に螺合され、調整螺子をケーシングに対して固定するナットとを備えている
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか一記載の流体圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁板の角度を周方向に調整可能な流体圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流体圧装置としてのアキシャルピストンポンプ／モータは、ケーシング内に、回転軸とこの回転軸と一体的に回転する略円柱状のシリンダブロックとがそれぞれ収容されている。
【０００３】
シリンダブロックには、ピストンが進退可能に収容される複数のシリンダが回転軸の軸方向に設けられ、これらシリンダは、周方向に互いに離間されている。また、シリンダブロックの軸方向の一端部には、ピストンの先端部が相対的に傾斜状に摺接する斜板が設けられている。
【０００４】
一方、シリンダブロックの軸方向の他端部には、弁板が摺接している。この弁板には、シリンダブロックの回転に伴うピストンの進退によりシリンダへと流体を吸込んだりシリンダから流体を吐出したりする吸込ポートおよび吐出ポートがそれぞれ設けられている。
【０００５】
さらに、この弁板には、径方向に切欠部が設けられ、この切欠部には、パルスモータにより回動可能なクランク状の偏心カムの軸部が嵌合している。そして、弁板は、流体である油の吸込みおよび吐出のタイミングを調整するために、流体圧の変化に応じたパルスモータによる偏心カムの回動に伴い、この偏心カムの軸部と切欠部との嵌合により、周方向へと回動する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、従来、弁板の外周に設けたギヤ部にギヤを歯合させ、このギヤを回動させることで弁板を周方向に回動させるアキシャルピストンポンプ／モータも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−６８３７８号公報（第３−５頁、図２−３）
【特許文献２】実公平６−２７８３５号公報（第２−３頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載されたアキシャルピストンポンプ／モータでは、偏心カムの径寸法以上の幅寸法に弁板を回動させることができないため、弁板の周方向への調整角を大きくするためには偏心カムを大きくしなければならず、小型化が容易でなく、また、弁板と偏心カムとの間にがたつきが生じるおそれがあるという問題点を有している。
【０００８】
また、上述の特許文献２に記載されたアキシャルピストンポンプ／モータでは、弁板に設けたギヤ部にギヤを歯合させることで、全体として小型化が容易でないとともに、ギヤ部とギヤとの歯合のがたつきにより、弁板を正確な回動角度に調整することが容易でないという問題点を有している。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、小型化しつつ弁板の周方向への調整角を比較的大きくできる流体圧装置を提供することを目的とするものである。また、本発明は、弁板をがたつきなく正確な回動角度に調整可能な流体圧装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、ケーシングと、ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、回転軸の軸方向に設けられた複数のシリンダを備え、ケーシング内で回転軸と一体的に回転するシリンダブロックと、一端部が各シリンダにそれぞれ進退可能に嵌挿され他端部が各シリンダから突出する複数のピストンと、ケーシング内に傾転可能に設けられ、傾転角に応じたストロークで各ピストンを往復させる斜板と、シリンダブロックの斜板と反対側に摺接し、シリンダブロックの回転に伴うシリンダからのピストンの引抜きによりシリンダへと流体を吸込む吸込ポート、および、シリンダブロックの回転に伴うシリンダへのピストンの押込みによりシリンダから流体を吐出する吐出ポートを備えた弁板と、ケーシングに進退可能に設けられ、一方の進出と他方の後退とにより弁板の角度を周方向に調整可能な対をなす角度調整機構とを具備した流体圧装置であり、シリンダブロックの斜板と反対側に摺接し、シリンダブロックの回転に伴うシリンダからのピストンの引抜きによりシリンダへと流体を吸込む吸込ポート、および、シリンダブロックの回転に伴うシリンダへのピストンの押込みによりシリンダから流体を吐出する吐出ポートを備えた弁板の周方向の角度を、ケーシングに進退可能に設けた対をなす角度調整機構の一方の進出と他方の後退とにより調整することで、全体を必要以上に大きくすることなく小型化しつつ弁板の周方向の調整角を比較的大きくすることが可能になる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の流体圧装置において、角度調整機構が、ケーシングから弁板に対して突設され、弁板の外周部に対向して互いに平行にそれぞれ配置されているものであり、角度調整機構を弁板の外周部に対向して互いに平行に配置することで、各角度調整機構を同側で操作できるので、使い勝手が向上する。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の流体圧装置において、角度調整機構が、ケーシングから弁板に対して突設され、弁板の外周部に対向するとともに弁板に対して互いに反対側に配置されているものであり、角度調整機構を弁板に対して互いに反対側に配置することで、弁板を両側から確実に保持することが可能になる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３いずれか一記載の流体圧装置において、角度調整機構が、弁板の外周部に先端部が当接する調整螺子と、ケーシングに設けられ調整螺子が螺合される螺子孔と、ケーシングの外部にて調整螺子に螺合され、調整螺子をケーシングに対して固定するナットとを備えているものであり、弁板の外周部に先端部が当接する調整螺子を、ケーシングに設けられた螺子孔に螺合するとともにケーシングの外部でナットによりケーシングに固定することで、比較的簡単な構成で弁板をがたつきなく周方向へ正確な回動角度に調整することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、吸込ポートおよび吐出ポートを備えた弁板の周方向の角度を、ケーシングに進退可能に設けた対をなす角度調整機構の一方の進出と他方の後退とにより調整することで、全体を必要以上に大きくすることなく小型化しつつ弁板の周方向の調整角を比較的大きくできる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、角度調整機構を弁板の外周部に対向して互いに平行に配置することで、各角度調整機構を同側で操作できるので、使い勝手を向上できる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、角度調整機構を弁板に対して互いに反対側に配置することで、弁板を両側から確実に保持できる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、弁板の外周部に先端部が当接する調整螺子を、ケーシングに設けられた螺子孔に螺合するとともにケーシングの外部でナットによりケーシングに固定することで、比較的簡単な構成で弁板をがたつきなく周方向へ正確な回動角度に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図１及び図２に示された実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、流体圧装置としての油圧装置であるアキシャルピストンポンプを示し、このアキシャルピストンポンプは、略角筒状のケーシング１を備え、このケーシング１には、回転軸２が回転可能に設けられ、この回転軸２には、ケーシング１内で回転軸２と一体的に回転するシリンダブロック３が設けられている。また、このシリンダブロック３には、回転軸２の軸方向に複数のシリンダ４が設けられ、これらシリンダ４には、ピストン５がそれぞれ進退可能に嵌挿されている。さらに、ケーシング１内には、傾転角θに応じたストロークで各ピストン５を往復させる斜板６が傾転可能に設けられている。そして、シリンダブロック３の斜板６と反対側には、弁板７が設けられ、ケーシング１には、弁板７の角度を周方向に調整可能な一対の角度調整機構８，８が設けられている。なお、以下、ケーシング１の軸方向の一端側である図２に示す下側を前側、軸方向の他端側である図２に示す上側を後側としてそれぞれ説明する。
【００２０】
回転軸２は、ケーシング１に挿通されて両端部がケーシング１から突出し、前端側および後端側の外周面がそれぞれベアリング11，12により回転自在に保持されている。
【００２１】
シリンダブロック３は、回転軸２と同軸状の略円筒状に形成され、中心部の貫通孔13に回転軸２が挿通され、この回転軸２にスプライン結合されている。
【００２２】
各シリンダ４は、シリンダブロック３の斜板６側に開口するように凹状にそれぞれ設けられ、回転軸２の周方向に互いに略等間隔に離間されている。また、各シリンダ４には、流体である作動油などの吸込口および吐出口となるシリンダポート14がシリンダブロック３の後端部に貫通して設けられている。
【００２３】
ピストン５は、一端部である後端部が各シリンダ４にそれぞれ進退可能に嵌挿され、他端部である前端部が各シリンダ４から突出してボール状に形成され、それぞれシュー15に揺動自在に保持されている。これらシュー15は、略円板状の摺動リング16を備えている。そして、この摺動リング16は、シリンダブロック３に対向する斜板６の後側の摺動面17に摺接し、回転軸２の回転に伴うシリンダブロック３の回転により、摺動面17上で円運動する。
【００２４】
斜板６は、シリンダブロック３の前側に位置し、後側に平面状の摺動面17が形成されるとともに、前側に傾転摺動部18が形成されている。そして、この傾転摺動部18は、ケーシング１に設けられた凹湾曲状のクレイドルベアリング19に摺接し、斜板６がケーシング１に対して傾転可能となっている。
【００２５】
弁板７は、シリンダブロック３の後端部に摺接し、図２に示されるように、略円板状に形成され、回転軸２に同軸状に設けられている。また、この弁板７は、中心部に軸挿通孔21が穿設され、この軸挿通孔21に回転軸２が挿通されている。そして、この弁板７には、角度調整機構８，８に対向する外周部に、切欠部22，22が凹状に切り欠き形成されているとともに、軸挿通孔21の周囲に、吸込ポート23と吐出ポート24とがそれぞれ厚み方向に穿設されている。
【００２６】
切欠部22，22は、弁板７の平面視の中心線に対して互いに線対称な位置に設けられている。
【００２７】
吸込ポート23は、シリンダブロック３の回転に伴うシリンダ４からのピストン５の引抜き、すなわち前方向ヘの移動によりシリンダ４へとシリンダポート14を介して作動油などを吸込むものである。この吸込ポート23は、例えば２つの吸込ポート23a，23bを備え、これら吸込ポート23a，23bは、回転軸２の周方向に円弧状に湾曲した長孔状に形成され、回転軸２の周方向に互いに離間され、ケーシング１の外部に連通する図示されない吸込通路に常時連通されている。そして、各吸込ポート23a，23bは、両角度調整機構８の間および弁板７の中心を通る仮想的な中心線について、一方の角度調整機構８側にそれぞれ位置している。
【００２８】
吐出ポート24は、シリンダブロック３の回転に伴うシリンダ４へのピストン５の押込み、すなわち後方向への移動によりシリンダ４からシリンダポート14を介して作動油などを吐出するものである。この吐出ポート24は、例えば２つの吐出ポート24a，24bを備え、これら吐出ポート24a，24bは、回転軸２の周方向に円弧状に湾曲した長孔状に形成され、回転軸２の周方向に互いに離間され、ケーシング１の外部に連通する図示されない吐出通路に常時連通されている。そして、各吐出ポート24a，24bは、吸込ポート23a，23bとそれぞれ略等しい形状に形成され、両角度調整機構８の間および弁板７の中心を通る仮想的な中心線について、他方の角度調整機構８側にそれぞれ位置している。すなわち、吐出ポート24a，24bは、回転軸２について吸込ポート23a，23bと互いに点対称な位置に設けられている。
【００２９】
また、吸込ポート23aと吐出ポート24bとの間、および、吸込ポート23bと吐出ポート24aとの間には、それぞれ互いに他方に向けて溝部25がそれぞれ設けられている。これら溝部25は、回転軸２の周方向に延設され、シリンダポート14が各吸込ポート23a，23bおよび各吐出ポート24a，24bに連通する際の圧力変化を低減するものである。
【００３０】
角度調整機構８，８は、ケーシング１から弁板７に対して進退可能に設けられ、弁板７の外周部の切欠部22，22に対向して互いに平行にそれぞれ配置されている。そして、これら角度調整機構８，８は、いわゆるダブルナット構造であり、弁板７の外周部に先端部が当接する調整螺子としての調整スクリュ31，31をそれぞれ備え、これら調整スクリュ31，31は、ケーシング１に穿設された螺子孔32，32にそれぞれ螺合されている。また、調整スクリュ31，31には、ケーシング１の外部にてナット33，33が螺合されている。
【００３１】
各調整スクリュ31は、細長棒状に形成され、基端側の外周面に雄螺子部35が形成され、この雄螺子部35の先端側に胴体部36および当接部37が順次形成されている。
【００３２】
各雄螺子部35は、各螺子孔32および各ナット33にそれぞれ螺合し、ケーシング１に対して各螺子孔32の開口方向に各調整スクリュ31を進退可能としている。
【００３３】
各胴体部36の周囲には、パッキン38がそれぞれ嵌着され、各調整スクリュ31と各螺子孔32との間からの作動油などの漏れを防止している。なお、各調整スクリュ31とケーシング１とのシールは、パッキン38をケーシング１側に嵌着する構成、あるいは各雄螺子部35と各螺子孔32などとを樹脂、あるいはシーラントによりシールする構成などでも可能である。
【００３４】
各当接部37は、各調整スクリュ31を各螺子孔32にそれぞれ螺合させた状態でケーシング１の内部に突出し、先端部が各切欠部22の被当接部39にそれぞれ当接することで弁板７の周方向に固定するとともに、弁板７に対する互いの進退距離により弁板７の周方向の回動角度を調整可能となっている。したがって、被当接部39，39は、一方が弁板７の一方向への回動用であり、他方が弁板７の一方向と反対方向の他方向への回動用である。
【００３５】
螺子孔32，32は、ケーシング１の後端部近傍に設けられた螺子台部41にそれぞれ設けられ、平面視で互いに平行、かつ弁板７の切欠部22，22に対応する位置にそれぞれ設けられている。また、螺子孔32，32は、螺子台部41の内部に位置する部分にのみ形成され、ケーシング１の内部側は、各調整スクリュ31の胴体部36の外周面が液密に当接する穴部43となっている。
【００３６】
各ナット33は、各調整スクリュ31をケーシング１に対してそれぞれ固定するもので、ケーシング１の外部で各調整スクリュ31の雄螺子部35に螺合され、各螺子台部41の周縁部に固定されている。
【００３７】
次に、上記図１及び図２に示された実施の形態の作用を説明する。
【００３８】
図示されないモータなどにより回転軸２が回転されると、この回転軸２にスプライン結合されたシリンダブロック３が各ピストン５とともに一体的に回転し、各ピストン５が、シュー15により案内されつつ斜板６の摺動面17上で円運動する。
【００３９】
このとき、斜板６の傾転角θにより、シリンダブロック３の一回転につき、ピストン５がシリンダ４内に最も押込まれた最大押込位置と、シリンダ４から最も引抜かれた最大引抜位置との間をストロークする。
【００４０】
ここで、ピストン５が最大押込位置から最大引抜位置までストロークする半回転の間は、シリンダポート14が吸込ポート23に連通し、吸込通路を介して作動油などをシリンダ４内に吸込む。
【００４１】
一方、ピストン５の最大押込位置から最大引抜位置までストロークする半回転の間は、シリンダポート14が吐出ポート24に連通し、吐出通路を介して作動油などを加圧しつつシリンダ４内から吐出する。
【００４２】
これら動作を繰り返すことで、アキシャルピストンポンプがポンプとして作用する。
【００４３】
そして、アキシャルピストンポンプの吐出容量は、クレイドルベアリング19に沿って斜板６を傾転させて傾転角θを変更することで、ピストン５のストロークを変更して制御する。
【００４４】
また、アキシャルピストンポンプの吸込みおよび吐出のタイミングを調整する場合には、角度調整機構８，８で弁板７の周方向の角度を調整し、吸込ポート23および吐出ポート24とシリンダポート14との連通のタイミングを調整する。
【００４５】
具体的には、一方の角度調整機構８のナット33を緩めた状態で調整スクリュ31を緩めて後退させ、当接部37を切欠部22の被当接部39から離間した後、他方の角度調整機構８のナット33を緩め、調整スクリュ31を締めてこの調整スクリュ31の当接部37をケーシング１の内側へと進出させ、この当接部37の移動により弁板７を所定量回動させる。
【００４６】
この後、他方の角度調整機構８のナット33を締め付けて他方の角度調整機構８の調整スクリュ31を固定するとともに、一方の角度調整機構８の調整スクリュ31を、当接部37が切欠部22が被当接部39に当たるように調整した後、ナット33を締め付けてこの調整スクリュ31を固定する。
【００４７】
上述したように、上記図１及び図２に示された実施の形態によれば、吸込ポート23および吐出ポート24を備えた弁板７の周方向の角度を、一方の角度調整機構８を進出させるとともに他方の角度調整機構８を後退させることで調整する構成とした。
【００４８】
具体的には、ケーシング１に設けられた各螺子孔32にそれぞれ螺合するとともにケーシング１の外部で各ナット33によりケーシング１にそれぞれ固定される各角度調整機構８の調整スクリュ31の当接部37を、弁板７の外周部に設けた切欠部22の被当接部39に当接させ、各調整スクリュ31のケーシング１の内部への突出量をそれぞれ変化させることで弁板７の周方向の角度を調整する構成とした。
【００４９】
このため、弁板７の周方向の角度を、切欠部22，22の幅寸法および調整スクリュ31の突出量のみに応じて繊細に設定することが可能となり、例えば弁板７を偏心カムなどで回動させる従来の構成などと比較して、アキシャルピストンポンプ全体を必要以上に大きくすることなく小型化しつつ弁板７の周方向の調整角を比較的大きくできる。
【００５０】
また、例えば弁板７に設けたギヤ部に歯合するギヤを回動させて弁板７を周方向に回動させる従来の場合などと比較して、ギヤ同士の歯合などによるがたつきに伴う調整精度の低下などを防止でき、比較的簡単な構成で弁板７を周方向へ正確な回動角度に調整できる。
【００５１】
この結果、アキシャルピストンポンプの制御特性を最適化でき、また、圧力の立ち上がりを滑らかにしてオーバーシュート、あるいはアンダーシュートなどを防止できるとともに、圧力の急激な変化などに伴う騒音などをも低減できる。
【００５２】
さらに、角度調整機構８，８を、互いに平行にそれぞれ配置することで、これら角度調整機構８，８をケーシング１の同側で操作でき、使い勝手を向上できるとともに、ケーシング１の側部を省スペース化できる。
【００５３】
そして、調整スクリュ31をダブルナット構造で固定することにより、調整スクリュ31の固定状態を、より確実に保持でき、調整スクリュ31の位置が容易に変化することを確実に防止できる。
【００５４】
また、弁板７に切欠部22，22を設けることで、各調整スクリュ31の各当接部37を弁板７に確実に嵌合させることができ、かつ弁板７の周囲に突出するギヤなどを設ける場合と比較してケーシング１内を省スペース化できる。
【００５５】
なお、上記一実施の形態において、図３に示されるように、一対の角度調整機構８，８を弁板７に対して互いに反対側に、弁板７の平面視の中心線から外れた位置に互いに略一直線上に位置するように配置する構成も可能である。この場合には、切欠部22、あるいは螺子孔32の位置などを、角度調整機構８，８にそれぞれ合わせて変更することで、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能になるとともに、弁板７に互いに対向する方向から外力を加えて弁板７を両側からバランスよく確実に保持できる。
【００５６】
また、吸込ポート23および吐出ポート24の形状、あるいは個数などは、上記構成に限定されるものではない。
【００５７】
さらに、角度調整機構８，８は、一方の進出と他方の後退とにより弁板７の回動角度を調整できる位置であれば、上記各構成以外の位置に設けることも可能である。
【００５８】
そして、角度調整機構８，８は、二対以上設ける構成も可能である。
【００５９】
また、上記各構成は、吸込みと吐出とを逆にすることで入力と出力とを逆にし、流体圧装置としての油圧装置であるアキシャルピストンモータなどにも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る流体圧装置の一実施の形態を示す横断平面図である。
【図２】同上流体圧装置を示す縦断側面図である。
【図３】同上流体圧装置の他の実施例を示す横断平面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    ケーシング
２    回転軸
３    シリンダブロック
４    シリンダ
５    ピストン
６    斜板
７    弁板
８    角度調整機構
23    吸込ポート
24    吐出ポート
31    調整螺子としての調整スクリュ
32    螺子孔
33    ナット
【図１】
2005226550.tif 000003
【図２】
2005226550.tif 000004
【図３】
2005226550.tif 000005