(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを収装し容積室を画成するシリンダと、前記シリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの回転に伴って前記容積室を拡縮するように前記ピストンを往復動させる斜板と、前記ピストンが前記容積室を収縮させる吐出領域に対向して前記斜板の背面を傾転可能に支持する第一軸受と、前記ピストンが前記容積室を拡張させる吸込領域に対向して前記斜板の背面を傾転可能に支持する前記第二軸受と、前記シリンダブロックおよび前記斜板を収装するハウジング室と、を備える斜板型ピストンポンプにおいて、前記吐出領域にある前記容積室から前記吐出領域に対向する前記第一軸受に作動油を導く第一圧力導入通路と、前記ハウジング室から前記吸込領域に対向する前記第二軸受に作動油を導く第二圧力導入通路と、を備え、前記第二圧力導入通路は、前記斜板の側面に開口する通孔と、前記第二軸受に開口する通孔と、によって構成され、前記ハウジング室の作動油の一部が前記第二圧力導入通路を通って前記第二軸受に導かれることを特徴とする斜板型ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板の背面を静圧軸受を介して浮遊支持する斜板型ピストンポンプの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の斜板型ピストンポンプとして、例えば次のようなものがある。
【０００３】
（１）斜板の背面を浮遊支持する一対の静圧軸受を備え、各静圧軸受のポケットにピストンポンプの吐出圧を導く通路を備えるもの。
【０００４】
（２）図１６、図１７に示すように、シリンダブロック１０３の吐出領域に対向して斜板１０１の背面１０２を浮遊支持する静圧軸受１０４と、シリンダブロック１０３の吸込領域に対向して斜板１０１の背面１０５を浮遊支持する滑り軸受１０６とを備えるもの。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）のピストンポンプにあっては、一対の静圧軸受にピストンポンプの吐出圧を導く通路を斜板またはポンプハウジングに形成するため、通路構造が複雑化し、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【０００６】
（２）のピストンポンプにあっては、滑り軸受１０６を設けることにより通路構造の簡素化がはかれるが、長時間に渡って作動させると滑り軸受１０６の油膜切れが発生しやすくなる。図１８は滑り軸受１０６の所期の面圧分布を示しているが、長時間に渡って作動させると初期なじみによって滑り軸受１０６の当たりが均一になる部位が生じ、この部位で油膜切れが発生しやすくなり、低い面圧であるのにもかかわらず、滑り軸受１０６の磨耗量が増大し、ピストンポンプの耐久性を損なう可能性があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、斜板型ピストンポンプにおいて、通路構造を簡素化し、軸受の磨耗を抑えることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ピストンを収装し容積室を画成するシリンダと、シリンダを有するシリンダブロックと、シリンダブロックの回転に伴って容積室を拡縮するようにピストンを往復動させる斜板と、ピストンが容積室を収縮させる吐出領域に対向して斜板の背面を傾転可能に支持する第一軸受と、ピストンが容積室を拡張させる吸込領域に対向して斜板の背面を傾転可能に支持する第二軸受と、シリンダブロックおよび斜板を収装するハウジング室とを備える斜板型ピストンポンプに適用する。
【００１４】
そして、吐出領域にある容積室から吐出領域に対向する第一軸受に作動油を導く第一圧力導入通路と、ハウジング室から吸込領域に対向する第二軸受に作動油を導く第二圧力導入通路とを備え、第二圧力導入通路は、斜板の側面に開口する通孔と、第二軸受に開口する通孔と、によって構成され、ハウジング室の作動油の一部が第二圧力導入通路を通って第二軸受に導かれることを特徴とするものとした。
【００２１】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、ピストンポンプの作動時、各ピストンから斜板に働く荷重の作用点は吐出領域に位置するため、吐出領域に対向する第一軸受が受ける荷重は吸込領域に対向した第二軸受が受ける荷重に比べて大きい。
【００２２】
吐出領域に対向した第一軸受は容積室で加圧された作動油の一部が第一圧力導入通路を通って導かれ、斜板の背面を油膜を介して浮遊支持し、フリクションを抑えて制御精度を高められるとともに、耐久性を確保できる。
【００２３】
吸込領域に対向した第二軸受はハウジング室の作動油の一部が第二圧力導入通路を通って連続的に導かれ、斜板の背面を油膜を介して浮遊支持する。このように第二圧力導入通路を介して第二軸受に導かれる圧力は、ハウジング室の圧力となるが、吸込領域に対向した第二軸受が受ける荷重は吐出領域に対向する第一軸受に比べて小さいため、斜板の背面を油膜を維持するのに十分な油圧が得られ、第二軸受のフリクションを抑えて制御精度を高められるとともに、耐久性を確保できる。
【００２４】
さらに、第二軸受に導かれる作動油が斜板上を高速回転するピストンシューを通らないため、作動油に混入した異物がピストンシューに噛み込まれて斜板等に損傷を与えることを防止できる。
【００２５】
また、一対の軸受にピストンポンプの吐出圧を導く通路を設ける従来装置に比べて通路構造が簡素化され、製品のコストダウンがはかれる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考例を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１、図２に示すように、回転斜板式のピストンポンプ１は、ポンプハウジング２とカバー１０とにより形成されるハウジング室２４にシリンダブロック３および斜板４が収装される。
【００２８】
シリンダブロック３はシャフト５を介して回転駆動される。シャフト５は、その一端がポンプハウジング２にベアリング１２を介して支持され、その途中がカバー１０にベアリング１１を介して支持される。シャフト５はカバー１０から外部へ突出されるその一端に動力源として図示しないエンジンから回転が伝達される。
【００２９】
シリンダブロック３には複数本のシリンダ６がその回転軸と略平行に、かつその回転軸を中心とする略同一円周上に一定の間隔を持って並んで配置される。
【００３０】
各シリンダ６にはピストン８がそれぞれ挿入され、両者の間に容積室７が画成される。各ピストン８の一端側はシリンダブロック３から突出され、斜板４に接するシュー９を介して支持される。シリンダブロック３が回転すると、各ピストン８は斜板４との間で往復動し、シリンダ６の容積室７を拡縮させる。
【００３１】
ここで、シリンダブロック３においてピストン８が容積室７を収縮する領域を吐出領域とし、ピストン８が容積室７を拡張する領域を吸込領域とする。
【００３２】
シリンダブロック３が摺接するポートプレート１５には、吸込領域の各容積室７に連通する第二ポート１３と、吐出領域の各容積室７に連通する第一ポート１４が形成される。シリンダブロック３の回転に伴い、第二ポート１３にかかる位置ヘッドまたはチャージポンプによる圧力ヘッド等の手段から圧送される作動油が通路１８を介して第二ポート１３から各容積室７に供給される一方、各容積室７から第一ポート１４へと吐出される作動油が通路１９を介して油圧機器へと導かれる。
【００３３】
ピストンポンプ１の吐出量を可変とするため、図３に示すように、斜板４の背面３１，４１は円柱面状に形成され、第一、第二の軸受４２，３２を介して傾転可能に支持される。ポンプハウジング２内には斜板４を傾転角が大きくなる方向に付勢する傾転スプリング２１を備える。そして、傾転スプリング２１に抗して斜板４を傾転角が大きくなる方向に駆動する駆動ピストン２３を備える。駆動ピストン２３は第一ポート１４から導かれるポンプ吐出圧により斜板４を傾転角が大きくなる方向に駆動する。本参考例では、吐出領域と吸込領域が変わらないように斜板４の傾転角度が限定されている。
【００３４】
図４に示すように、斜板４の背面３１，４１はシリンダブロック３の回転軸を挟んで形成される。第二軸受３２はシリンダブロック３の吸込領域に対向し、第一軸受４２はシリンダブロック３の吐出領域に対向するように配置されている。
【００３５】
第一、第二の軸受４２，３２は斜板４の円柱面状背面４１，３１に摺接するブッシュ４３，３３を備え、各ブッシュ４３，３３がビス４５，３５を介してカバー１０に締結される。
【００３６】
そして、吐出領域にある容積室７から吐出領域に対向する第一軸受４２に作動油を導く第一圧力導入通路５０と、吸込領域にある容積室７から吸込領域に対向する第二軸受３２に作動油を導く第二圧力導入通路６０とを備える。
【００３７】
第一圧力導入通路５０は、ピストン８を貫通する通孔５１と、球面座２２を貫通する通孔５３と、シュー９を貫通する通孔５４と、斜板４を貫通する通孔５５とによって構成される（図１、図２参照）。通孔５５の途中にはオリフィス５６が介装される。シリンダブロック３の回転に伴いシュー９が斜板４上を摺動することにより、シュー９の通孔５４に斜板４の通孔５５が連通し、シリンダ６内で加圧された作動油が第一軸受４２に間欠的に導かれる。これにより、第一軸受４２は油膜を介して斜板４の背面４１を浮遊支持する静圧軸受として機能する。
【００３８】
図３の（ｃ）図、（Ｄ）図、図４に示すように、斜板４の背面４１には周方向に延びる２条の導油溝４６が形成される。第一圧力導入通路５０は背面４１の最も面圧が高くなる中央部に形成されている。第一圧力導入通路５０を介して第一軸受４２に供給された作動油は導油溝４６を介して背面４１の周方向に導かれる。
【００３９】
第二圧力導入通路６０は、ピストン８を貫通する通孔５１と、球面座２２を貫通する通孔５３と、シュー９を貫通する通孔５４と、斜板４を貫通する１本の通孔６１とによって構成される（図１、図２参照）。シリンダブロック３の回転に伴いシュー９が斜板４上を摺動することにより、シュー９の通孔５４に斜板４の通孔６１が連通し、シリンダ６内に送られた作動油が第二軸受３２に間欠的に導かれる。これにより、第二軸受３２は油膜を介して斜板４の背面４１を浮遊支持する静圧軸受として機能する。
【００４０】
図３の（ａ）図、（ｄ）図、図４に示すように、斜板４の背面３１には周方向に延びる油溜ポケット３６が形成される。油溜ポケット３６は背面３１の最も面圧が高くなる中央部に形成されている。第二圧力導入通路６０は油溜ポケット３６の中央部に開口している。第二圧力導入通路６０を介して第一軸受４２に供給された作動油は油溜ポケット３６を介して背面３１の周方向に導かれる。
【００４１】
以上のように構成される本参考例につき、次に作用を説明する。
【００４２】
ピストンポンプ１は、シリンダブロック３の１回転につき、各ピストン８がシリンダ６を１回往復動する。シリンダ６の容積室７が拡張する吸込行程では、作動油が第二ポート１３から容積室７に供給される。シリンダ６の容積室７が収縮する吐出行程では、加圧された作動油が容積室７から第一ポート１４へと吐出する。
【００４３】
このピストンポンプ１の作動時、各ピストン８から斜板４に働く荷重の作用点は吐出領域に位置するため、吐出領域に対向する第一軸受４２が受ける荷重は吸込領域に対向した第二軸受３２が受ける荷重に比べて大きい。
【００４４】
この吐出領域に対向した第一軸受４２にはシリンダ６内の容積室７で加圧された作動油の一部が第一圧力導入通路５０を通って間欠的に導かれる。第一圧力導入通路５０を介して第一軸受４２に供給された作動油は導油溝４６を介して背面４１の周方向に導かれる。こうして、第一軸受４２は斜板４の背面４１を油膜を介して浮遊支持し、フリクションを抑えて耐久性を確保できる。
【００４５】
ピストンポンプ１の吐出圧と吐出流量（押しのけ容積）の関係は、傾転スプリング２１の弾性復元力と駆動ピストン２３の力のバランスによって定まるが、上述したように第一軸受４２のフリクションが抑えられることにより、斜板４の円滑な作動が維持され、設定された目標特性に近い特性が得られる。
【００４６】
吸込領域に対向した第二軸受３２はシリンダ６内の容積室７に供給された作動油の一部が第二圧力導入通路６０を通って間欠的に導かれ、斜板４の背面３１を油膜を介して浮遊支持する。このように第二圧力導入通路６０を介して第二軸受３２に導かれる圧力は、第一圧力導入通路５０を介して第一軸受４２に導かれるポンプ吐出圧力に比べて小さいが、吸込領域に対向した第二軸受３２が受ける荷重は吐出領域に対向する第一軸受４２に比べて小さいため、斜板４の背面３１を油膜を介して浮遊支持するのに十分な油圧が得られる。
【００４７】
第二圧力導入通路６０を介して第二軸受３２に供給された作動油は油溜ポケット３６を介して背面３１の面圧の高い部位に導かれる。これにより、第二軸受３２は油膜が維持され、フリクションを抑えてポンプ吐出圧の制御精度を高められるとともに、耐久性を確保できる。
【００４８】
また、一対の軸受にピストンポンプの吐出圧を導く通路を設ける従来装置に比べて通路構造が簡素化され、製品のコストダウンがはかれる。
次に図５、図６に示す他の参考例を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００４９】
第二圧力導入通路６０は、斜板４を貫通する一対の通孔６３，６４とによって構成される。斜板４の背面３１には各通孔６３，６４が接続する一対の油溜ポケット６５，６６が形成される。各油溜ポケット６５，６６は背面３１の最も面圧が高くなる中央部を挟むように配置される。
【００５０】
この場合、シューが斜板４上を摺動することにより、シューの通孔に斜板４の通孔６３，６４が連通し、シリンダ６内に送られた作動油が第二軸受３２の各油溜ポケット６５，６６に間欠的に導かれる。斜板４が傾転するのに伴い各油溜ポケット６５，６６に導かれる作動油が第二軸受３２に供給され、第二軸受３２は油膜が維持され、フリクションを抑えてポンプ吐出圧の制御精度を高められるとともに、最も面圧が高くなる中央部の面積を確保できることにより、第二軸受３２の耐久性を確保できる。
【００５１】
次に図７〜図９に示す他の参考例を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５２】
第一圧力導入通路５０は、ポンプハウジング２に形成され第一ポート１４に連通する通孔５７、カバー１０に形成される通孔５８によって構成される。これにより、ピストンポンプ１の作動時、第一軸受４２にはシリンダ６内の容積室７で加圧された作動油の一部が第一圧力導入通路５０を通って連続的に導かれ、高負荷時にも油膜を維持できる。
【００５３】
第二圧力導入通路６０は、前記参考例と同様に、斜板４を貫通する通孔６１とによって構成される。第二軸受３２にはシリンダ６内に送られた作動油の一部が間欠的に導かれる。
【００５４】
次に図１０〜図１３に示す他の参考例を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５５】
斜板４はシリンダブロック３の回転軸と直交する中立位置から両方向に傾転するように構成され、吐出領域と吸込領域が切換わるようになっている。
【００５６】
各容積室７からの作動油を第一、第二軸受４２，３２に導く第一、第二圧力導入通路７１，７２が形成される。第一、第二圧力導入通路７１，７２は、ピストンポンプ１およぴ斜板４等を貫通して形成され、前記第一圧力導入通路５０と同一構造とする。
【００５７】
斜板４の背面４１，３１には周方向に延びる２条の導油溝４６が第一、第二圧力導入通路７１，７２の開口端を挟むようにして形成される。第一、第二圧力導入通路７１，７２は、各背面４１，３１の最も面圧が高くなる中央部に開口している。
【００５８】
この場合、図８に示すように、斜板４の傾転角度が中立位置を境に切換わるのに伴って、吐出領域と吸込領域が切換わるとともに、第一、第二圧力導入通路７１，７２から第一、第二軸受４２，３２に導かれる圧力が切換わる。これにより、第一、第二軸受４２，３２は油膜が維持され、フリクションを抑えてポンプ吐出圧の制御精度を高められるとともに、耐久性を確保できる。
【００５９】
次に図１４、図１５に示す本発明の実施の形態を説明する。なお、前記参考例と同一構成部には同一符号を付す。
【００６０】
吐出領域の容積室７から吐出領域に対向する第一軸受４２に作動油を導く第一圧力導入通路５０と、ハウジング室から吸込領域に対向する第二軸受３２に作動油を導く第二圧力導入通路８０とを備える。
【００６１】
第一圧力導入通路５０は、前記参考例と同様にピストンおよび斜板４を貫通して形成され、シューが斜板４上を摺動することにより、容積室で加圧された作動油が第一軸受４２に間欠的に導かれる。
【００６２】
第二圧力導入通路８０は、斜板４の側面８１およびシャフト挿通穴２８に開口する通孔８２と、第二軸受３２に開口する通孔８３とによって構成される。これにより、ハウジング室の作動油の一部が第二圧力導入通路８０を通って連続的に導かれる。
【００６３】
図１４の（ａ）図、（ｄ）図、図１５に示すように、斜板４の背面３１には周方向に延びる油溜ポケット８４が形成される。油溜ポケット８４は背面３１の最も面圧が高くなる中央部に形成されている。第二圧力導入通路６８は油溜ポケット８４の中央部に開口している。第二圧力導入通路８０を介して第一軸受４２に供給された作動油は油溜ポケット８４を介して背面３１の周方向に導かれる。
【００６４】
このように第二圧力導入通路８０を介して第二軸受３２に導かれる圧力は、ハウジング室の圧力となるが、吸込領域に対向した第二軸受３２が受ける荷重は吐出領域に対向する第一軸受４２に比べて小さいため、斜板４の背面３１を油膜を介して浮遊支持するのに十分な油圧が得られる。これにより、第二軸受３２は油膜が維持され、フリクションを抑えてポンプ吐出圧の制御精度を高められるとともに、耐久性を確保できる。
【００６５】
この場合、第二軸受３２に導かれる作動油が斜板４上を高速回転するピストンシューを通らないため、作動油に混入した異物がピストンシューに噛み込まれてピストンシューや斜板４等に損傷を与えることを防止できる。
【００６６】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示すピストンポンプの平面図。
【図２】同じくピストンポンプの側面図。
【図３】同じく斜板の四面図。
【図４】同じく斜板の背面図。
【図５】他の参考例を示す斜板の四面図。
【図６】同じく斜板の背面図。
【図７】他の参考例を示すピストンポンプの平面図。
【図８】同じくピストンポンプの側面図。
【図９】同じく斜板の四面図。
【図１０】他の参考例を示すピストンポンプの平面図。
【図１１】同じくピストンポンプの側面図。
【図１２】同じく斜板の四面図。
【図１３】同じく斜板の背面図。
【図１４】本発明の実施の形態を示す斜板の四面図。
【図１５】同じく斜板の背面図。
【図１６】従来例を示すピストンポンプの平面図。
【図１７】同じくピストンポンプの側面図。
【図１８】同じく斜板の面圧分布示す図。
【符号の説明】
１ 斜板型ピストンポンプ
２ ポンプハウジング
３ シリンダブロック
４ 斜板
６ シリンダ
７ 容積室
８ ピストン
９ シュー
３１ 背面
３２ 第二軸受
３６ 油溜ポケット
４１ 背面
４２ 第一軸受
４６ 導油溝
５０ 第一圧力導入通路
８０ 第二圧力導入通路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004551575.tif 000014
【図１４】
0004551575.tif 000015
【図１５】
0004551575.tif 000016
【図１６】
0004551575.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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