(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸が収容され、該主軸の回転によりケーシング内をシリンダブロックが回転するとともに前記ピストンの端部に回動自在に支持された前記スリッパが前記斜板の面上を摺動し、前記ピストンが前記シリンダブロック内を往復運動し、該ピストンの往復運動により作動流体の吸入吐出を行うアキシャルピストン型ポンプにおいて、
前記スリッパと斜板との間に中間プレートを設け、該中間プレートは回転防止部材によりスリッパに固定されており、
前記ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体を前記スリッパに形成された圧力導入孔、前記回転防止部材に形成された流入孔、及び前記中間プレートに形成された貫通孔を通して前記斜板の前記中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、前記中間プレートと前記斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことを特徴とするアキシャルピストン型ポンプ。
【請求項２】
ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸が収容され、該ピストンの往復運動により前記ピストンの端部に回動自在に支持された前記スリッパが前記斜板の面上を摺動するとともに前記シリンダブロックが回転し、該シリンダブロックに連結された前記主軸が回転し、該主軸の回転により外部に回転運動を伝達するアキシャルピストン型モータにおいて、
前記スリッパと斜板との間に中間プレートを設け、該中間プレートは回転防止部材によりスリッパに固定されており、
前記ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体を前記スリッパに形成された圧力導入孔、前記回転防止部材に形成された流入孔、及び前記中間プレートに形成された貫通孔を通して前記斜板の前記中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、前記中間プレートと前記斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことを特徴とするアキシャルピストン型モータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアキシャルピストン型ポンプ又はモータにおいて、
前記動圧軸受を構成する溝は、スパイラル状、又はレーレステップ状であることを特徴とするアキシャルピストン型ポンプ又はモータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアキシャルピストン型ポンプ又はモータにおいて、
前記作動流体は水又はその粘度が油の粘度より低い粘度の流体であることを特徴とするアキシャルピストン型ポンプ又はモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸等を具備し、水などの低粘度流体を作動流体とするアキシャルピストン型ポンプ及びモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来のこの種のアキシャルピストン型ポンプ及びモータの概略断面を示す図である。同図において、１はケーシング、２はピストン、３はシリンダブロック、４は斜板、５はポートプレート、６は主軸である。なお、主軸６は、軸受７によりケーシング１に回転自在に支持され、該主軸６とシリンダブロック３はスプライン８により連結されている。また、シリンダブロック３にはその回転軸を中心に円周上にピストンボア３ａが設けられ、該複数のピストンボア３ａのそれぞれの内部にピストン２が摺動自在に挿入されている。さらに、該ピストン２の一端には球面部９が設けられ、該球面部９は、スリッパ１０に回動自在に結合している。
【０００３】
主軸６が回転すると、シリンダブロック３とピストン２が同時に回転し、該ピストン２の回転により、その球面部９と回動自在に結合されたスリッパ１０も斜板４の上面を摺動回転する。このスリッパ１０の摺動回転により、該スリッパ１０は斜板４の高さに従って変動するためピストン２はピストンボア３ａ内を左右に往復運動する。
【０００４】
アキシャルピストン型ポンプとして動作する場合は下記のようになる。主軸６を回転させると、シリンダブロック３とスリッパ１０が同時に回転し、スリッパ１０が斜板４の上面をその下端から上端まで摺動する間にピストン２は図面右向きに移動し、作動流体はケーシング１の吸込口１ａ及びポートプレート５の低圧ポート５ａを通り、ピストンボア３ａ内に吸込まれる。そして、スリッパ１０が斜板４の上面をその上端から下端まで摺動する間にピストン２は図面左向きに移動し、ピストンボア３ａ内の作動流体は昇圧し、該作動流体はポートプレート５の高圧ポート５ｂを通り、ケーシング１の吐出口１ｂから吐き出される。つまり、アキシャルピストン型ポンプは、ピストンの往復運動による容積変化を利用して流体の吸い込みと吐き出しを行う。なお、１１はシリンダブロックベアリング、１２は軸シールである。
【０００５】
また、アキシャルピストン型モータとして動作する場合は下記のようになる。ケーシング１の吸込口１ａから供給される高圧の作動流体がポートプレート５のポート５ａを通り、ピストンブロック３のピストンボア３ａ内に流入し、ピストン２をその圧力により図面右向きに移動させる。そしてスリッパ１０が斜板４の上面をその下端から上端まで摺動する。該スリッパ１０の摺動によりシリンダブロック３が回転し、該シリンダブロック３にスプライン８により連結された主軸６が回転することとなる。
【０００６】
上記ピストンボア３ａに吸い込まれた作動流体の一部はピストンの中心部に設けた孔２ａを通して、スリッパ１０と斜板４の摺動面に供給され静圧軸受を構成する。しかしながら、スリッパ１０と斜板４の摺動面に供給される作動流体の圧力は、ピストンボア３ａ内の高圧の作動流体より低く、また、スリッパ１０の斜板４に摺接する面積が小さいため、該スリッパ１０と斜板４の間に供給される作動流体による静圧軸受のみでは、十分に負荷を支えることができない。従って、スリッパ１０と斜板４の摺動面での摩耗、損傷を十分に防ぐことは現状では困難であった。特に、水のような低粘度の液体を作動流体に用いる場合は、スリッパ１０と斜板４の摺動面での摺動抵抗が大きくなり摩耗、損傷が顕著に発生するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、スリッパと斜板の摺動面の摩耗、損傷を十分に防ぐことができ、信頼性と寿命の向上が図れるアキシャルピストン型ポンプ及びモータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸が収容され、該主軸の回転によりケーシング内をシリンダブロックが回転するとともにピストンの端部に回動自在に支持されたスリッパが斜板の面上を摺動し、ピストンがシリンダブロック内を往復運動し、該ピストンの往復運動により作動流体の吸入吐出を行うアキシャルピストン型ポンプにおいて、スリッパと斜板との間に中間プレートを設け、該中間プレートは回転防止部材によりスリッパに固定されており、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことを特徴とする。
【０００９】
上記のようにピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型ポンプの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸が収容され、該ピストンの往復運動によりピストンの端部に回動自在に支持されたスリッパが斜板の面上を摺動するとともにシリンダブロックが回転し、該シリンダブロックに連結された主軸が回転し、該主軸の回転により外部に回転運動を伝達するアキシャルピストン型モータにおいて、スリッパと斜板との間に中間プレートを設け、該中間プレートは回転防止部材によりスリッパに固定されており、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記のようにピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型モータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のアキシャルピストン型ポンプ又はモータにおいて、動圧軸受を構成する溝は、スパイラル状、又はレーレステップ状であることを特徴とする。
【００１５】
上記のように動圧軸受を構成する溝をスパイラル状、又はレーレステップ状とすることにより、中間プレートがいずれかの方向に回転することで、動圧を発生する動圧軸受を構成することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアキシャルピストン型ポンプ又はモータにおいて、作動流体は水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Ｐａ．Ｓ）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体であることを特徴とする。
【００１７】
上記のように作動流体に水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Ｐａ．Ｓ）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体の流体を用いても、中間プレートと斜板の摺動面に静圧軸受と動圧軸受が構成されるから、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、さらにアキシャルピストン型ポンプ又はモータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図２は本発明にかかるアキシャルピストン型ポンプ及びモータの要部断面を示す図である。本アキシャルピストン型ポンプ及びモータの基本的構成は、図１に示す従来のアキシャルピストン型ポンプ及びモータと略同様であるのでその説明は省略する。なお、本アキシャルピストン型ポンプ及びモータにおいては、作動流体として水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Pa.S）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体を使用する。
【００１９】
本発明にかかるアキシャルピストン型ポンプ及びモータが図１に示す従来のアキシャルピストン型ポンプ及びモータと異なる点は、スリッパ１０と斜板４の間に中間プレート１３を設けた点である。中間プレート１３は回転防止部材１４によりスリッパ１０に簡易に固定されている。
【００２０】
図３は、中間プレートの構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。同図に示すように、中間プレート１３は円板状であり、その中心部に主軸６を挿通する開口１３ａが設けられている。また、中間プレート１３には、回転防止部材１４を挿入する複数個（図では６個の）挿入孔（凹部）１３ｂ及び該挿入孔１３ｂの中心に、該回転防止部材１４の中心部を貫通して設けられた流入孔１４ａと連通する貫通孔１３ｃが設けられている。なお、回転防止部材１４のスリッパ１０側の一部は各スリッパ１０に設けられた圧力導入孔１０ａに挿入されており、ピストン２の孔２ａ、圧力導入孔１０ａ、流入孔１４ａ、貫通孔１３ｃは互いに連通している。なお、本実施形態は、シリンダブロック３内にピストン２が六本挿入されている場合である。
【００２１】
図４は、斜板の構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。同図に示すように、斜板４はその中心部に主軸６を挿通する開口４ａ及びその外周部に環状ポケット４ｂが設けられている。また、該環状ポケット４ｂの一部には、中間プレート１３の高圧状態にある貫通孔１３ｃの１箇所又は２箇所のみと連絡する連絡溝４ｃが設けられている。
【００２２】
主軸６が回転し、ピストン２で昇圧された高圧の作動流体は、ピストン２の孔２ａと連通する中間プレート１３の貫通孔１３ｃから斜板４の連絡溝４ｃに流入する。該流入した作動流体は、連絡溝４ｃから環状ポケット４ｂに充填され、中間プレート１３と斜板４の摺動面に供給される。このように、本アキシャルピストン型ポンプは、ピストンボア３ａ内の高圧の作動流体を中間プレート１３の貫通孔１３ｃ及び斜板４の連絡溝４ｃを通して環状ポケット４ｂに導入することにより、中間プレート１３と斜板４の摺動面に静圧軸受を構成している。
【００２３】
上記のように中間プレート１３を設けることにより、該中間プレート１３と斜板４の摺動面は、図１に示すスリッパ１０と斜板４の摺動面よりもその面積を大きくとることができるから、高圧流体によってより大きな負荷を支えることができる。従って、水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Pa.S）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の液体を作動流体に用いても、中間プレート１３と斜板４の摺動面に流体膜を形成し易くなり、該摺動面の摩耗、損傷を少なくでき、信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００２４】
図５は、斜板の他の構成例を示す図である。同図に示す斜板４は、図４に示す斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に多数のスパイラル状の溝４ｄを設けた構成である。
【００２５】
中間プレート１３の貫通孔１３ｃから供給された高圧の作動流体は、連絡溝４ｃ及び環状ポケット４ｂに充填され、該中間プレート１３と斜板４の摺動面に供給される。そして、シリンダブロック３が回転すると各スリッパ１０及び中間プレート１３も該シリンダブロック３の回転軸を中心に回転する。このとき、中間プレート１３が斜板４の溝４ｄの上面で摺動し、溝４ｄの外側にある作動流体は、溝４ｄに沿って巻き込まれ、そのポンピング作用で該作動流体の圧力が昇圧し、動圧軸受を構成する。なお、本実施形態例では、上記溝４ｄを斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、中間プレート１３の斜板４と対向する面の貫通孔１３ｃの外周部に設けても良い。
【００２６】
上記のように本アキシャルピストン型ポンプは斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に多数のスパイラル状の溝４ｄを設けたので、静圧軸受のみならず動圧軸受を有することになり、中間プレート１３と斜板４の摺動面にしっかりとした流体膜を形成することができ、該摺動面の摩耗、損傷をより十分に防ぐことができるため、さらに信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００２７】
なお、上記実施形態例では、スパイラル状の溝４ｄについて説明したが、本アキシャルピストン型ポンプの動圧軸受の構成はこれに限定されるものではなく、図６に示すような斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に多数のレーレステップ状の溝４ｅを設けた構成であっても良い。該溝４ｅは、ポケット状に形成されており、中間プレート１３が溝４ｅの上面で摺動すると、溝４ｅの外側にある作動流体が溝４ｅに入り込み、該作動流体が中間プレート１３の摺動方向に昇圧され、本アキシャルピストン型ポンプに動圧軸受を構成することもできる。
【００２８】
また、上記斜板４の溝４ｄ及び４ｅは、中間プレート１３の回転方向が一方向の場合にのみ動圧軸受として作用するが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７に示すような斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に左右対称のレーレステップ状の溝４ｆを設けることで、中間プレート１３がいずれかの方向に回転しても、動圧軸受として作用するようにしても良い。さらに、図８に示すような凸状の溝４ｇを設けても良い。なお、斜板４に設けられた溝４ｄ〜４ｇの深さは数μｍ〜数十μｍ程度である。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型ポンプの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型モータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、動圧軸受を構成する溝をスパイラル状、又はレーレステップ状とすることにより、中間プレートがいずれかの方向に回転することで、動圧を発生する動圧軸受を構成することができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、作動流体に水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Ｐａ．Ｓ）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体の流体を用いても、中間プレートと斜板の摺動面に静圧軸受と動圧軸受が構成されるから、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、さらにアキシャルピストン型ポンプ又はモータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアキシャルピストン型ポンプ及びモータの概略断面を示す図である。
【図２】本発明にかかるアキシャルピストン型ポンプ及びモータの要部断面を示す図である。
【図３】中間プレートの構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】斜板の構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】斜板の他の構成例を示す図である。
【図６】斜板の他の構成例を示す図である。
【図７】斜板の他の構成例を示す図である。
【図８】斜板の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１        ケーシング
２        ピストン
３        シリンダブロック
４        斜板
４ａ      開口
４ｂ      環状ポケット
４ｃ      連絡溝
４ｄ〜ｇ  溝
５        ポートプレート
６        主軸
７        軸受
８        スプライン
９        球面部
１０      スリッパ
１１      シリンダブロックベアリング
１２      軸シール
１３      中間プレート
１４      回転防止部材
【図１】
0004091363.tif 000002
【図２】
0004091363.tif 000003
【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】
0004091363.tif 000008
【図８】
0004091363.tif 000009