(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に内蔵される斜板とシリンダ内のピストンとが摺動回転しながらその相対移動により往復動する斜板式流体機械において、
前記流体機械内の作動流体中に溶出した金属イオンを除去するために、前記筐体及び作動流体の吐出吸入配管の経路の少なくとも一部に浮電極を形成し、該浮電極に負の電圧を印加して、前記溶出した金属イオンを金属物質として析出させることを特徴とする斜板式流体機械の不純物除去方法。
【請求項２】
前記筐体の少なくとも一部に浮電極を形成させて該筐体の内壁に金属物質を析出させることを特徴とする請求項１記載の不純物除去方法。
【請求項３】
前記吐出吸入配管の経路の少なくとも一部に浮電極を形成させて該配管に金属物質を析出させ、該析出した金属物質を前記吐出吸入配管を取り外して除去することを特徴とする請求項１記載の斜板式流体機械の不純物除去方法。
【請求項４】
前記作動流体が水であることを特徴とする請求項１記載の斜板式流体機械の不純物除去方法。
【請求項５】
筐体に内蔵される斜板と、該斜板に対して摺動回転しながらその相対移動により往復動するシリンダ内のピストンを具えた斜板式流体機械において、
前記筐体及び作動流体の吐出吸入配管の経路の少なくとも一部に浮電極を形成するとともに、前記筐体外部に直流電源を設け、該直流電源の負極を前記浮電極に接続して、前記作動流体中に溶出した金属イオンを該浮電極に金属物質として析出させることを特徴とする斜板式流体機械の不純物除去装置。
【請求項６】
前記筐体と、前記シリンダとピストンを含む作動部とを絶縁し、該筐体を浮電極とすることを特徴とする請求項５記載の斜板式流体機械の不純物除去装置。
【請求項７】
前記吐出吸入配管の経路の一部を着脱可能な連結管とし、該連結管を他配管と絶縁して浮電極とすることを特徴とする請求項５記載の斜板式流体機械の不純物除去装置。
【請求項８】
前記連結管の吐出側にフィルタを介装し、該フィルタにより作動流体中に含有される固形物を補足することを特徴とする請求項７記載の斜板式流体機械の不純物除去装置。
【請求項９】
前記作動流体が水であることを特徴とする請求項５若しくは８記載の斜板式流体機械の不純物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建設機械の駆動装置、船舶用舵取り機等に使用され、低粘性流体を作動流体とした斜板式流体機械内に発生する金属イオンを除去する斜板式流体機械の不純物除去方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の駆動装置、船舶用舵取り機等に使用される流体機械には、斜板式流体機械が多く用いられている。かかる斜板式流体機械において、例えば流体ポンプでは、エンジン、電動モータ等の駆動源によりポンプ軸に固設されたシリンダブロックを回転させ、該シリンダブロックに穿孔された複数のシリンダ内に往復動可能に収納されたピストンが、傾斜角を調整可能に配設された斜板との摺動回転によりシリンダ内で往復動して作動流体を圧送する構成となっている。
従来、かかる斜板式流体機械では鉱油を主成分とする作動流体を用いた油圧機械が広く用いられていたが、近年、作動油の漏出による環境汚染、作業中の火災の危険性等の問題から水等の鉱油以外の低粘性流体を主成分とする作動流体を用いた流体機械の開発、実用化が進められている。
【０００３】
図４に、特開８−２４７０２１号に開示される水を作動流体として用いた斜板式水圧ピストンポンプの断面図を示す。かかる水圧ピストンポンプは、両端にエンドプレート０１２とグレードル０１３が設けられ内部に水室を形成するケース０１１、これらに貫通してベアリングプレート０２を介して支持される軸０１、該軸０１にスプライン０３を介して結合され前記エンドプレート０１２に接合するバルブプレート０５、該バルブプレート０５と摺動する複数のシリンダブロック０４、該シリンダブロック０４内を往復動するピストン０６、シュー０１５を介して該ピストン０６と摺動回転するスラストプレート０７を具えた斜板０１４とから構成されている。
【０００４】
前記斜板式水圧ピストンポンプにおいては、シリンダブロック０４とシュー０１５とが銅合金により形成され、バルブプレート０５、ピストン０６及びスラストプレート０７がＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４等のセラミック部材で形成されている。
このように、摺動部材の一方に銅合金、他方にセラミックを用いることで摺動部の摺動特性が大幅に改善され、鉱油を作動流体とする油圧ポンプと同程度の高圧で使用することが可能となり、摺動面の焼付や磨耗を生じることのない水圧ポンプの製作が可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術のように作動流体として水等の低粘性流体を用いた場合、摺動部材等に用いられる金属材料が長時間流体に浸漬されることにより金属イオンが溶出し、前記ケース０１１内のみならずピストン０６とシリンダブロック０４との摺動面や、前記スラストプレート０７とシュー０１５との摺動面等に金属が析出して摺動面に挟み込まれて装置の部品を損傷させる惧れがある。
特に、安価で容易に手に入るため最も多用されることが考えられる水道水を作動流体とした場合には、該水道水中に含有される塩素イオンにより金属の析出が一層促進されて、金属粉体等の不純物が発生し易い状態となりメンテナンスを頻繁に行う必要が生じてしまう。
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、金属粉体等の不純物を確実にかつ効率良く簡単な装置で以って除去することができ、メンテンナンス頻度を低減することができる斜板式流体機械の不純物除去方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、請求項１記載の発明として、筐体に内蔵される斜板とシリンダ内のピストンとが摺動回転しながらその相対移動により往復動する斜板式流体機械において、
前記流体機械内の作動流体中に溶出した金属イオンを除去するために、前記筐体及び作動流体の吐出吸入配管の経路の少なくとも一部に浮電極を形成し、該浮電極に負の電圧を印加して、前記溶出した金属イオンを金属物質として析出させることを特徴とする。
【０００７】
一般に、前記斜板式流体機械には、例えば前記筐体及び吐出吸入配管に鋼材等の金属材料、前記シリンダに銅合金等の金属材料が使用されており、導電性材料が多用されている。かかる発明は、前記筐体及び作動流体の吐出吸入配管経路の導電性部材で形成される部位の少なくとも一部を、その他の部位との間に樹脂製絶縁材等の絶縁材料を介在させることにより電気的に孤立させて浮電極としている。
【０００８】
そして、該浮電極に負の電圧を印加することによりカソード反応を促進させて前記作動流体中に含有される金属イオンを析出させて補足する。つまり、前記浮電極をマイナス電位とすることで、金属イオンがクーロン力により引き付けられて吸着、析出するようにしている。
このように、浮電極をピストンやシリンダ、斜板等の摺動部以外の部位に形成させることによって、該摺動部に金属が挟み込まれて損傷することを回避し、メンテンナンス頻度の低減を可能としている。
【０００９】
そして、請求項２記載の発明のように、前記筐体の少なくとも一部に浮電極を形成させて該筐体の内壁に金属物質を析出させることが好ましい。
かかる発明によれば、前記シリンダ及びピストンを含む作動部と絶縁した筐体に負の電圧を印加することにより、摺動部付近に存在する金属イオンを前記筐体に引き付けて析出、補足することができる。このとき、前記摺動部に近い部位に浮電極を形成させているため、筐体内で発生した金属イオンを高効率で以って除去することができる。
尚、前記補足された金属物質は、かかる流体機械のメンテナンス時に除去すると良い。
【００１０】
また、請求項３記載の発明のように、前記吐出吸入配管の経路の少なくとも一部に浮電極を形成させて該配管に金属物質を析出させ、該析出した金属物質を前記吐出吸入配管を取り外して除去するようにしてもよい。
かかる発明は、絶縁接続されている配管を浮電極として負の電圧を印加し、該配管に金属物質を析出させるようにしている。これにより、析出した金属物質を容易に除去することができる。
【００１１】
さらに、請求項４記載の発明は、前記作動流体が水であることを特徴とする。
このように、前記作動流体として水を利用することにより、万が一作動流体が漏出した場合にも環境を汚染する惧れがなく、また火災等を引き起こすことなくかかる流体機械の安全性を確保することができる。また、水を使用することにより金属イオンが発生し易い状態となるが、前記したような発明によりこれを除去することができ、水道水等の安価な水を使用することができ低コスト化が可能となる。
【００１２】
請求項５乃至７記載の発明は、前記発明を好適に実施する装置に関する発明で、請求項５記載の発明は、筐体に内蔵される斜板と、該斜板に対して摺動回転しながらその相対移動により往復動するシリンダ内のピストンを具えた斜板式流体機械において、
前記筐体及び作動流体の吐出吸入配管の経路の少なくとも一部に浮電極を形成するとともに、前記筐体外部に直流電源を設け、該直流電源の負極を前記浮電極に接続して、前記作動流体中に溶出した金属イオンを該浮電極に金属物質として析出させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、前記筐体と、前記シリンダとピストンを含む作動部とを絶縁し、該筐体を浮電極とすることを特徴とする。
さらにまた、請求項７記載の発明は、前記吐出吸入配管の経路の一部を着脱可能な連結管とし、該連結管を他配管と絶縁して浮電極とすることを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、前記連結管の吐出側にフィルタを介装し、該フィルタにより作動流体中に含有される固形物を補足することを特徴とする。
尚、請求項９記載のように、これらの発明は、前記作動流体が水である流体式斜板機械にて好適に使用できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１実施例にかかる斜板式水圧ポンプのポンプ軸心線に沿う断面図、図２は図１の別の実施形態を示す第２実施例の断面図、図３は本発明の実施形態にかかる斜板のＺ部拡大図である。
【００１５】
図１乃至図３において、１はエンジン、電動モータ等の駆動源（図示省略）に連結されて回転駆動されるポンプ軸、２はケーシング、３はベースプレート、４はエンドプレート、５は前記ポンプ軸１と同期して回転駆動されるシリンダブロックである。
前記シリンダブロック５には、円周方向等間隔に複数のシリンダ６が穿設されており、該シリンダ６にはピストン７が往復摺動可能に嵌合されている。尚、前記シリンダ６内にブッシュ（図示省略）を圧挿し、該ブッシュ内にピストン７を往復摺動可能に嵌合してもよい。
【００１６】
また、８は前記ピストン７の先端部に配置される斜板で、図３に示される斜板角調整装置８０によりその斜坂角を調整可能に構成されている。即ち、該斜板各調整装置８０は図３に示すように、シリンダ０８ｂ内を往復動するピストン０８ｃによりレバー０８ａを回動させ、該レバー０８ａの端部に固定された斜板軸０８を図のＵ矢のように回動させることにより斜坂角を変化させるようになっている。１４はかかる斜板８の傾斜面を構成するスラストプレートで、前記ピストン７の頭部に連結されたスリッパ１５がローラ軸受２８を介して該スラストプレート１４上を円周方向に摺動回転するように構成されている。
前記シリンダブロック５、シリンダ６及びスリッパ１５は銅合金材により形成されることが好ましく、また前記ピストン７及びスラストプレート１４はＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４等のセラミック部材により形成されることが好適である。
【００１７】
１１は各シリンダ６の吐出吸入系配管側に配置されて前記エンドプレート４に固着されたバルブプレートである。かかるバルブプレート１１には、吸入配管２０側に位置する眉形の吸入孔と吐出配管２１側に位置する吐出孔とが穿設されており、夫々の配管と孔とが連通されている。
１２及び１３は前記ポンプ軸１を軸支するベースプレート側の軸受及びエンドプレート側の軸受である。１６はオイルシール、１７は両端のベースプレート３及びエンドプレート４と前記ケーシング２により構成され、ポンプ室１９を形成する筐体である。
【００１８】
そして、本第１実施例では前記ケーシング２と、前記ベースプレート３及びエンドプレート４との間に絶縁材２７を介装して前記ケーシング２を電気的に孤立させている。尚、かかる第１実施例では、前記ケーシング２が導電性材料により構成されるものに限定する。
また、本第１実施例では電池等の直流電源２４を設け、該直流電源２４の陰極を前記ケーシング２の一部に接続して浮電極を形成させている。
【００１９】
かかる斜板式水圧ポンプ４０の作用を説明すると、不図示の駆動源によって前記ポンプ軸１が回転駆動されるとそれに伴い前記シリンダブロック５が前記シリンダ６、ピストン７及びこれに連結したスリッパ１５と一体化して回転する。該回転により前記スリッパ１５は前記スラストプレート１４上に形成される球面軸受を介して摺動回転し、これにより前記ピストン７がシリンダブロック５とともに回転しながらシリンダ６内を往復動する。
【００２０】
そして、前記ピストン７が、吸入配管側に位置するときに該シリンダ６の給排油孔がバルブプレート１１の吸入孔に連通されて吸入通路９から水が吸入される。一方、該シリンダ６の給排油孔が吐出配管側に位置するときにバルブプレート１１の吐出孔に連通され、該ピストン７によりシリンダ６内の水が吐出通路１０に圧送される。
このようにして、前記駆動源から伝達された動力により作動流体を圧送している。
【００２１】
かかる斜板式水圧ポンプ４０の作動時には、前記吸入通路９より供給される作動流体の一部が、前記ピストン７が往復動する際に該ピストン７と前記シリンダ６との摺動面から漏出する。該漏出水は筐体１７内に溜まるとともに、ポンプの回転により該筐体１７内に飛散する。この漏出水中には前記シリンダブロック５及びシリンダ６から溶出した銅イオンが含有されている。
従って、かかる斜板式水圧ポンプ４０の作動と同期して前記直流電源２４により前記ケーシング２（浮電極）に負の電圧を印加することにより、前記ポンプ室１９内に溶出した銅イオンが該ケーシング２（浮電極）の表面に析出物２５として析出することとなる。
【００２２】
尚、前記直流電源２４は、前記ケーシング２に微弱電流が通流する程度でよく、乾電池等の安価で取扱いが容易であるものが好ましい。
これにより、前記ポンプ室１９内に析出した金属粉体等の不純物が、前記シリンダ６とピストン７との摺動面若しくは前記スリッパ１５とスラストプレート１４との摺動面に侵入し、装置を損傷、破損させる惧れが少なくなり、メンテナンス頻度を低減することが出来る。
【００２３】
図２は本発明の第２実施例を示し、図において筐体１７内の構成及び吸入吐出系配管の構成は前記第１実施例と略同様である。即ち、駆動源に連結されて回転する軸ポンプ１と、該軸ポンプ１と一体化してスラストプレート１４上を摺動回転するスリッパ１５を具えたピストン７と、該ピストンが往復動可能に嵌合されたシリンダ６及びシリンダブロック５と、吸入配管２０及び吐出配管２１とから構成され、第１実施例と同様の作用により圧送流体を排出する。
【００２４】
前記吐出配管２１と前記筐体１７との間には絶縁材２３を介在させて連結管２２が配設されており、本第２実施例では該連結管２２に直流電源２４の陰極を接続して浮電極としている。これにより、ポンプ室１９、吐出通路１０及び吐出配管２１側に排出される水中に含有される銅イオンを引き寄せて該連結管２２（浮電極）に析出物２５として析出させることができる。
かかる第２実施例によれば、前記連結管２２が着脱可能に構成されているため、析出物２５を容易に除去することができる。
また、前記吐出配管２１と前記連結管２２との間にフィルタ２６を介装させても良く、これにより前記析出物２５やその他の不純物を濾過作用により取り除くことができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、前記浮電極を、ピストンやシリンダ、斜板等の摺動部以外の部位に形成させることによって、該摺動部に金属が挟み込まれて損傷することが回避され、延いてはメンテナンス頻度を低減することが可能となる。
また、前記摺動部に近い位置に存在するケーシングを浮電極とすることにより、流体機械内に存在する金属イオンを高効率で以って除去することができる。
また、絶縁接続されている配管を浮電極として負の電圧を印加し、該配管に金属物質を析出させることにより、簡単な構造で以って容易に析出した金属を除去することができる。
【００２６】
さらにまた、前記作動流体として水を利用することにより、万が一作動流体が漏出した場合にも環境を汚染する惧れがなく、また火災等を引き起こすことなくかかる流体機械を安全に使用することができる。また、水を使用することにより金属イオンが発生し易い状態となるが、前記したような発明によりこれを除去することができ、水道水等の安価な水を使用し低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例にかかる斜板式水圧ポンプのポンプ軸心線に沿う断面図である。
【図２】  図１の別の実施形態を示す第２実施例の断面図である。
【図３】  本発明の実施形態にかかる斜板のＺ部拡大図である。
【図４】  従来の斜板式水圧ポンプのポンプ軸心線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１    ポンプ軸
２    ケーシング
６    シリンダ
７    ピストン
８    斜板
９    吸入通路
１０  吐出通路
１７  筐体
１９  ポンプ室
２０  吸入配管
２１  吐出配管
２２  連結管
２３、２７  絶縁材
２４  直流電源
２５  析出物
２６  フィルタ
４０  斜板式水圧ポンプ
【図１】
0003917897.tif 000002
【図２】
0003917897.tif 000003
【図３】
0003917897.tif 000004
【図４】
0003917897.tif 000005