(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材に形成された凹入状の円弧形案内面とスワッシュプレートに形成された凸円状の円弧形背面間に揺動軸受を組込み、その揺動軸受が周方向に複数のポケットが形成された保持器と、その保持器のポケット内に収容された転動体とから成り、前記保持器の一側部をアーム部材の長さ方向中途に連結し、アーム部材の両端部をスワッシュプレートの側面と支持部材とにそれぞれ連結して保持器の揺動量を制限するようにしたスワッシュプレートの案内装置において、
前記アーム部材の一端部をスワッシュプレートの側面に回動自在に連結し、アーム部材の他端部を円弧状案内面に形成されたガイド孔内にスライド自在に挿入し、そのアーム部材の長さ方向の中途に長孔を設け、前記保持器を合成樹脂の成形品とし、その保持器の成形時に一体化されたステンレス製の連結ピンを保持器の一側面に突設し、この連結ピンを前記アーム部材の長孔に挿入したことを特徴とするスワッシュプレートの案内装置。
【請求項２】
前記保持器の素材である合成樹脂が、強化繊維を混合したナイロン４６から成る請求項１に記載のスワッシュプレートの案内装置。
【請求項３】
前記連結ピンが、全長にわたって同一径のストレートピンから成る請求項１又は２に記載のスワッシュプレートの案内装置。
【請求項４】
前記連結ピンが、保持器内に埋設される部分に段差部を有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスワッシュプレートの案内装置。
【請求項５】
前記揺動軸受が、転動体を案内する円弧形の軌道輪を有している請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスワッシュプレートの案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、斜板式の可変容量型プランジャポンプや斜板式の油圧モータ等に組み込まれたスワッシュプレートの案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式のプランジャポンプとして、例えば、実開昭５５−１７０４８０号公報に記載されたものが従来から知られている。このプランジャポンプは、図６に示すように、ポンプケーシング３１の内部に凹入状の円弧形案内面３２を形成し、その案内面３２にスワッシュプレート３３に形成された円弧形背面３４を接触し、前記スワッシュプレート３３に設けられた挿入孔３５に駆動軸３６を挿通し、その駆動軸３６の両端部をポンプケーシング３１に取付けられた軸受３７で回転自在に支持している。
【０００３】
また、駆動軸３６にシリンダバレル３８を取付け、そのシリンダバレル３８に形成された複数のシリンダ３９内にプランジャ４０をスライド自在に挿入し、各プランジャ４０の先端部に揺動自在に取付けられた摺動子４１をガイドプレート４２に形成された半径方向に延びるガイド孔４３内に挿入している。
【０００４】
さらに、駆動軸３６にスリーブ４４と、スプリング４５とを嵌合し、そのスプリング４５によりスリーブ４４をガイドプレート４２に押し付け、摺動子４１をスワッシュプレート３３に形成された平坦な案内面４６に押し付けている。
【０００５】
上記の構成から成るプランジャポンプは、駆動軸３６を駆動してシリンダバレル３８を回転し、各プランジャ４０の先端の摺動子４１がスワッシュプレート３３の案内面４６を摺動する作用によりプランジャ４０を軸方向に往復動させてポンプ作用を行わせるようにしている。
【０００６】
また、スワッシュプレート３３を円弧形案内面３２に沿って揺動させ、駆動軸３６に対する案内面４６の傾き調整によりプランジャ４０のスライド量を調整して、プランジャポンプの吐出量を調整するようにしている。
【０００７】
ここで、スワッシュプレート３３の傾き角を調整する機構は、ポンプケーシング３１内に固定されたスリーブ４７と、そのスリーブ４７内にスライド自在に挿入されたスプール４８と、そのスプール４８をスリーブ４７の閉塞端に向けて押圧するスプリング４９とから成り、前記スプール４８とスワッシュプレート３３とをピン５０で連結し、スリーブ４７内に形成された圧力室５１に対する圧力流体の供給またはスプリング４９の押圧により、スプール４８を軸方向に移動させて、スワッシュプレート３３を揺動させるようにしている。
【０００８】
ところで、上記プランジャポンプにおいては、ポンプケーシング３１に形成された円弧形案内面３２とスワッシュプレート３３に設けられた円弧形背面３４がメタルタッチの接触であるため、スワッシュプレート３３を円滑に揺動させることができず、また、円弧形案内面３２と円弧形背面３４の接触部において摩耗が生じ易く、その摩耗によってプランジャポンプの吐出量を微妙に調整することができなくなる。
【０００９】
そのような不都合を解消するため、特開昭６１−２１５８１２号公報、あるいは実開平３−２７８８２号公報に記載されたプランジャポンプにおいては、ポンプケーシングに形成された円弧形案内面とスワッシュプレートに設けられた円弧形背面間に揺動軸受を組み込んでスワッシュプレートを揺動自在に支持している。
【００１０】
ここで、揺動軸受は、円弧形保持器の周方向に複数のポケットを形成し、各ポケットにころを収容しており、必要に応じて、ころの転走面を有する円筒形の軌道輪を組み合わせて用いるようにしている。
【００１１】
ところで、上記揺動軸受が円弧形案内面とスワッシュプレートの円弧形背面間に単に組み込まれた構成であると、スワッシュプレートの揺動時に揺動軸受がずれ動いて脱落するおそれがある。
【００１２】
そのような不都合を防止するため、前記公報に記載されたプランジャポンプにおいては、ポンプケーシングとスワッシュプレートとをアーム部材で連結し、そのアーム部材と保持器とを連結して、保持器の揺動量を制限するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ポンプケーシングの円弧形案内面とスワッシュプレートの円弧形背面間に組み込まれた揺動軸受をアーム部材に連結して、揺動軸受の脱落を防止するようにした従来のプランジャポンプにおいては、揺動軸受を形成する保持器の一側部に切欠部を形成し、その切欠部にアーム部材の一部を挿入して揺動軸受の脱落を防止するようにしているため、前記保持器にはスワッシュプレートの一側面より外方に突出する突出部を形成し、その突出部に切欠部を設ける必要がある。
【００１４】
このため、保持器の軸方向長さが長くなり、その保持器を合成樹脂の成形品とする場合に、多くの合成樹脂を必要として材料コストが高くつき、また、保持器の形状が複雑化して、成形用金型の製作に非常に手間がかかるという不都合がある。
【００１５】
また、合成樹脂から成る保持器は、一般的に、ナイロン６６が使用されるが、ナイロン６６を素材とする保持器では高温条件下での使用が不可能である。
【００１６】
この発明は、前記のような揺動軸受を用いるスワッシュプレートの案内装置において、保持器の軸方向長さのコンパクト化と、耐熱性、耐摩耗性および強度の向上を図り、高温条件下での使用を可能とすることを技術的課題としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、支持部材に形成された凹入状の円弧形案内面とスワッシュプレートに形成された凸円状の円弧形背面間に揺動軸受を組込み、その揺動軸受が周方向に複数のポケットが形成された保持器と、その保持器のポケット内に収容された転動体とから成り、前記保持器の一側部をアーム部材の長さ方向中途に連結し、アーム部材の両端部をスワッシュプレートの側面と支持部材とにそれぞれ連結して保持器の揺動量を制限するようにしたスワッシュプレートの案内装置において、前記保持器の一側面に連結ピンを突設し、この連結ピンを前記アーム部材に連結した構成を採用したのである。
【００１８】
上記のように、保持器の一側面に、その保持器の揺動量を制限するアーム部材への連結用の連結ピンを設けることにより、保持器の一側部に突出部を形成してアーム部材の連結用の切欠部を形成する場合に比較して、突出部の形成を不要とすることができる。
【００１９】
このため、保持器の軸方向長さのコンパクト化を図ることができると共に、保持器を簡単な形状とすることができる。
【００２０】
ここで、保持器を合成樹脂の成形品とすると、その保持器の成形時に連結ピンを一体化することができ、ピン付き保持器を簡単に製造することができる。また、保持器の形状が簡単であるため、成形用金型の製作も容易である。
【００２１】
上記のような合成樹脂から成る保持器において、その素材である合成樹脂に、ナイロン６６やナイロン４６を採用することができる。ここで、ナイロン４６を採用し、これにグラスファイバ等の強化繊維を混合して保持器を成形することにより、耐熱性、耐摩耗性に優れ、機械的強度の高い保持器を得ることができ、高温条件下での使用を可能とすることができる。
【００２２】
ナイロン４６に対する強化繊維の混入量は、多くなり過ぎると成形性が悪くなり、また、少ない場合には、機械的強度が低くなるため、その混合量は２０〜３０重量％が好ましい。
【００２３】
保持器に一体化される連結ピンとして、全長にわたって同一径のストレートピンを採用することができる。この場合、軸受メーカにおいて製造されるニードルころ軸受のＳＵＪ２ズブ焼きのニードルころをストレートピンとして採用することができるため、入手が容易であり、連結ピンを新たに製作する必要がないので、ピン付き保持器のコストの低減を図ることができる。
【００２４】
前記連結ピンの保持器内に埋設される部分に段差部を設けておくと、連結ピンを抜け止めすることができ、連結ピンを強固に一体化することができる。
【００２５】
ここで、連結ピンの表面硬さが硬過ぎると、脆くなり、柔らかい場合は変形するおそれがあるため、連結ピンをＳＵＳ４２０等のステンレス鋼で形成し、表面硬さがＨR Ｃ５０〜５５の範囲となるように焼入れして靱性を付与するのがよい。
【００２６】
この発明に係るスワッシュプレートの案内装置において、揺動軸受は、転動体を案内する円弧状の軌道輪を備えているものであってもよい。軌道輪を有する揺動軸受の場合、その軌道輪の外径面に位置決め孔を形成し、一方、支持部材の円弧状案内面に上記位置決め孔に挿入される位置決めピンを設けて軌道輪を位置決めする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、斜板式のブランジャポンプを示す。このプランジャポンプは、先に述べた図６に示すプランジャポンプと同様の構成であって、支持部材としてのポンプケーシング１を有している。ポンプケーシング１の内部には凹入状の円弧形案内面２が形成され、その円弧形案内面２に対向してスワッシュプレート３が設けられている。
【００２８】
スワッシュプレート３には平坦な案内面３ａと、前記円弧形案内面２に対応する凸円状の円弧形背面３ｂとが形成されている。このスワッシュプレート３は円弧形背面３ｂと円弧形案内面２間に組み込まれた複列の揺動軸受４によって揺動自在に支持されている。
【００２９】
前記スワッシュプレート３には案内面３ａから円弧形背面３ｂに貫通する軸挿入孔３ｃが形成され、この軸挿入孔３ｃに挿通された駆動軸５はポンプケーシング１に取付けられた軸受６で回転自在に支持されている。
【００３０】
駆動軸５には、シリンダバレル７が非回転に取付けられている。シリンダバレル７には複数のシリンダ８が形成され、各シリンダ８内にスライド自在に挿入されたプランジャ９の先端部に摺動子１０が揺動自在に取付けられている。
【００３１】
スワッシュプレート３とシリンダバレル７との間にはガイド板１１が設けられている。ガイド板１１の外周部には半径方向に延びるガイド孔１１ａが形成され、そのガイド孔１１ａに前記摺動子１０がスライド自在に嵌合されている。
【００３２】
駆動軸５には、スリーブ１２と、スプリング１３とが嵌合され、そのスプリング１３によりスリーブ１２が軸方向に押圧され、スリーブ先端のテーパ部１２ａがガイド板１１の中央に形成された孔１１ｂの内周に係合してガイド板１１をスワッシュプレート３に向けて押圧しており、その押圧によってプランジャ９の先端の摺動子１０がスワッシュプレート３の平坦な案内面３ａと接触する状態に保持されている。
【００３３】
このため、駆動軸５を駆動してシリンダバレル７を回転すると、摺動子１０はスワッシュプレート３の平坦な案内面３ａに沿って摺動する。このとき、平坦な案内面３ａが駆動軸５の軸心と直交する平面に対して傾斜していると、プランジヤ９が軸方向に往復動してポンプ作用が生じる。
【００３４】
ここで、プランジャ９のストローク量は、スワッシュプレート３を揺動させて平坦な案内面３ａの傾き角を変えることにより変化する。スワッシュプレート３は傾き調整機構１４によって揺動される。
【００３５】
傾き調整機構１４は、図６に示す傾き調整機構と同様に、ポンプケーシング１内に固定されたスリーブ１５と、そのスリーブ１５内にスライド自在に挿入されたスプール１６と、このスプール１６をスリーブ１５の閉塞端に向けて押圧するスプリング１７とを有し、前記スプール１６に調心軸受１８を介して一端部が連結されたピン１９の他端部をスワッシュプレート３に連結し、前記スリーブ１５の内部に形成された加圧室２０に圧力流体を供給してスプール１６を軸方向に移動させるようにしている。
【００３６】
図３および図４は、スワッシュプレート３を揺動自在に支持する揺動軸受４を示す。この揺動軸受４は、保持器２１と、ころから成る転動体２２と、軌道輪２３とから成る。保持器２１は円弧状をなし、周方向には、前記転動体２２を収容する複数のポケット２１ａが形成されている。
【００３７】
軌道輪２３は円弧状をなし、その外径面には位置決め孔２３ａが設けられている。また、軌道輪２３の一側部には転動体２２の端面を案内する鍔２３ｂが設けられている。この軌道輪２３は、図２に示すように、ポンプケーシング１に形成された円弧形案内面２に衝合され、前記ポンプケーシング１に設けられた位置決めピン２４と位置決め孔２３ａの係合によって位置決めされる。
【００３８】
上記のように、スワッシュプレート３を揺動軸受４によって揺動自在に支持することにより、スワッシュプレート３を円滑に揺動させることができる。
【００３９】
ここで、揺動軸受４の保持器２１を円弧形案内面２に位置決めされた軌道輪２３とスワッシュプレート３の円弧形背面３ｂ間に単に組み込んだ状態であると、保持器２１が周方向にずれ動いて脱落するおそれがある。
【００４０】
保持器２１の脱落を防止するため、図１および図２に示すように、スワッシュプレート３の両側に保持器２１の揺動量を制限する制限機構２５を設けている。
【００４１】
制限機構２５は、スワッシュプレート３の側面にアーム部材２６の一端部を回転自在に連結し、アーム部材２６の他端部に形成された球形部２６ａを円弧形案内面３ｂに形成されたガイド孔２７内に回転可能に、かつスライド可能に挿入している。また、アーム部材２６の長さ方向中途に長孔２８を形成し、その長孔２８に保持器２１の一側面に突設した連結ピン２９を挿入している。
【００４２】
上記のように構成すれば、スワッシュプレート３の揺動時、アーム部材２６はスワッシュプレート３に対して相対的に揺動し、その揺動角に相当する角度だけ保持器２１が周方向に揺動することになる。
【００４３】
このように、保持器２１の一側縁に連結ピン２９を設け、この連結ピン２９をアーム部材２６に連結して、保持器２１の揺動量を制限することにより、保持器の一側部にスワッシュプレートの側面より側方に突出する突出部を設け、その突出部に形成された切欠部にアーム部材の一部を挿入して保持器の揺動量を制限する場合に比較して、保持器２１の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。また、保持器２１は突出部の形成を不要とし得る分、簡単な形状とすることができる。
【００４４】
ここで、保持器２１を合成樹脂の成形品とすることにより、その保持器２１の成形時に連結ピン２９を一体化することができ、ピン付き保持器２１を簡単に形成することができる。
【００４５】
前記連結ピン２９として、図５（Ｉ）に示すように、全長にわたって同一径のストレートピンを採用することができる。軸受メーカで製造されるニードルころ軸受のニードルころをストレートピンとして用いることができるため、入手が容易であり、連結ピン２９を新たに製作する必要がなく、ピン付き保持器２１のコストを低減することができる。
【００４６】
また、連結ピン２９の保持器２１の内部に埋め込まれる部分に、図４あるいは図５（II）に示すように大径部２９ａを形成し、あるいは、図５（II）および（Ｖ）に示すように環状溝２９ｂを設け、さらに、図５（IV）に示すように螺旋溝２９ｃを形成して外周に段差を形成すると、保持器２１に連結ピン２９を強固に取り付けることができる。
【００４７】
連結ピン２９はスワッシュプレート３の傾き調整時に曲げ荷重を受け、表面硬さを高くすると、脆くなり、破損するおそれが生じる。一方、低い場合に変形するおそれがあるため、適度な表面硬さとして靱性を付与しておくのが好ましい。実施の形態では、ＳＵＳ４２０等のステンレス鋼を素材とする連結ピン２９を焼入れし、表面硬さをＨR Ｃ５０〜５５の範囲として靱性を付与している。
【００４８】
保持器２１を形成する合成樹脂として、ナイロン６６やナイロン４６を採用することができる。ナイロン４６を素材とし、これにグラスファイバ等の強化繊維を混合して保持器２１を成形することにより、耐熱性、耐摩耗性に優れた機械的強度の高い保持器２１を得ることができ、高温条件下での使用を可能とすることができる。ここで、強化繊維は、混合量が多くなり過ぎると成形性が悪くなり、また少ない場合には保持器２１の強度が低下するため、その混合量を２０〜３０重量％、好ましくは２５％程度がよい。
【００４９】
実施の形態では、揺動軸受４として軌道輪２３を有するものを示したが、その軌道輪２３を省略し、保持器２１のポケット２１ａに転動体２２を収容しただけのものであってもよい。
【００５０】
また、実施の形態では、斜板式のプランジャポンプにおけるスワッシュプレート案内装置を例にとって説明したが、斜板式油圧ポンプにおけるスワッシュプレートの案内装置であってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、保持器の一側面に連結ピンを突設し、その連結ピンをアーム部材に連結して保持器の揺動量を制限するようにしたので、保持器の軸方向長さのコンパクト化を図ることができると共に、保持器を製作の容易な簡単な形状とすることができる。
【００５２】
また、保持器を合成樹脂の成形品とすることにより、その保持器の成形時に連結ピンを一体化することができ、ピン付き保持器を簡単に製造することができる。
【００５３】
さらに、ナイロン４６に強化繊維を混合して保持器を成形することにより、高温条件下での使用が可能な耐久性に優れた保持器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る案内装置を組み込んだ斜板式プランジャポンプの断面図
【図２】図１の横断平面図
【図３】図１に示す揺動軸受の保持器と軌道輪とを示す分解斜視図
【図４】図１に示す揺動軸受の断面図
【図５】（Ｉ）乃至（Ｖ）は保持器に一体化される連結ピンの各例を示す断面図
【図６】従来の斜板式プランジャポンプを示す断面図
【符号の説明】
１  ポンプケーシング
２  円弧形案内面
３  スワッシュプレート
３ａ  案内面
３ｂ  円弧形背面
４  揺動軸受
２１  保持器
２１ａ  ポケット
２２  転動体
２３  軌道輪
２６  アーム部材
２９  連結ピン
【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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