(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の斜板角に傾斜せしめられた斜板とシリンダ内に往復動可能に嵌合され流体圧が負荷されるピストンとの相対回転により該ピストンが前記シリンダ内において往復動せしめられるように構成された斜板式流体ポンプ・モータにおいて、前記斜板に該斜板の板面に沿う方向に相対移動可能に取り付けられたスラストプレートと、前記ピストンの一端部に球面にて当接され該スラストプレートの表面に摺動可能に当接されるスリッパとを備えてなり、
更に前記スラストプレートと斜板とは、該斜板に固挿されたノックピンに前記スラストプレートに穿孔された嵌合穴が遊合せしめられて相対移動可能に構成されたことを特徴とする摺動型スラストプレートを備えた斜板式流体ポンプ・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、油圧あるいは水圧ポンプ、油圧あるいは水圧モータ等に適用され、所定の斜板角に傾斜せしめられた斜板と流体圧が負荷されるピストンとの相対回転により該ピストンがシリンダ内において往復動せしめられるように構成された摺動型スラストプレートを備えた斜板式流体ポンプ・モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の油圧駆動装置、船舶用舵取り機等の流体機械には、斜板式油圧ポンプが多く用いられている。かかる斜板式油圧ポンプにおいては、エンジン、電動モータ等の駆動源によるシリンダブロックの回転により、シリンダ内に往復動可能に嵌合されているピストンの頭部に連結されたスリッパが斜板の傾斜面を構成するスラストプレートの摺動面を摺動するように構成されているため、該スリッパとスラストプレートとの摺動面はピストンからの大きな反力を周期的に受けながら摺動する。
【０００３】
図６はかかる斜板式油圧ポンプとして、特開２０００−１８１５０号にて提案されているものの、ピストンと斜板との連結部近傍のポンプ回転軸心線に沿う上半分の断面図である。図において、１はポンプ軸で、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。０１は該ポンプ軸の回転軸心、２はケーシング、３はベースプレートである。５は前記ポンプ軸１にスプライン１８を介して嵌合され該ポンプ軸１と同期して回転駆動されるシリンダブロックである。
該シリンダブロック５には円周方向等間隔に複数のシリンダ６が穿孔されている。７は前記各シリンダ６に往復摺動可能に嵌合されたピストンである。８は前記ベースプレート３に取り付けられた斜板で、図６のＺ部拡大図である図７にしめす  ように、斜板角調整装置８０によりその斜板角を変化可能に構成されている。
即ち、該斜板角調整装置８０は、図７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板角を変化させるようになっている。
【０００４】
前記各ピストン７の根元部にはスリッパ１５が球面軸受０１５の形態で球面に沿って摺動可能に取り付けられ、各スリッパ１５は前記斜板８に固着されているスラストプレート１４に摺動面２３にて摺接するようになっている。１７は前記各スリッパ１５を支持する環状のリテーナリングである。
また１１は前記各シリンダ６の給排油孔０１１（図５参照）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。
【０００５】
かかる油圧ポンプの作動時において、エンジン、電動モータ等の駆動源により前記ポンプ軸１が回転駆動されると、シリンダブロック５が回転する。該シリンダブロック５の回転により、シリンダ６に往復動可能に嵌合されているピストン７の頭部に連結されたスリッパ１５が斜板８の傾斜面を構成するスラストプレート１４との摺動面２３を摺動し、これにより該ピストン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内を往復動して、前記バルブプレート１１の吸入孔から吸入したオイルを加圧して該バルブプレート１１の吐出孔に送出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、斜板式油圧ポンプにおいては、シリンダブロック５の回転により、シリンダ６内にて往復動摺動するピストン７の頭部に球面軸受０１５を介して連結されたスリッパ１５が斜板８に固定されたスラストプレート１４との間の摺動面２３を、該ピストン７からの大きな反力を周期的に受けながら摺動するようになっており、該摺動面２３にはオイルを圧送するピストン７からの大きな反力が周期的に作用している。
【０００７】
かかる運転状態の下で、ポンプ室１９に浮遊している硬質のごみやオイルに混入させてきた金属粉等のごみが、該ピストン７の吸入行程等の前記摺動面２３の面圧が小さい期間に該摺動面２３に侵入すると、前記特開２０００−１８１５０号に記載のもののような従来技術にあっては、スラストプレート１４が斜板８に固定されているため、摺動面２３に侵入した硬質のごみはスリッパ１５の円周方向移動に従い該スリッパ１５に引き摺られて該摺動面２３に喰い込んで傷を発生させる、という事態が生じやすい。
殊に作動流体として水を用いる水圧ポンプにあっては、前記摺動面２３の潤滑性が良好でないので、前記のような摺動面２３へのごみの喰い込みが生じ易い。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、スラストプレートの摺動面へのごみの喰い込みによる傷の発生を回避して、該スラストプレートを含むピストンと斜板との間のピストン作用力支持部材の耐久性を向上し得る摺動型スラストプレートを備えた斜板式流体ポンプ・モータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、所定の斜板角に傾斜せしめられた斜板とシリンダ内に往復動可能に嵌合され流体圧が負荷されるピストンとの相対回転により該ピストンが前記シリンダ内において往復動せしめられるように構成された斜板式流体ポンプ・モータにおいて、前記斜板に該斜板の板面に沿う方向に相対移動可能に取り付けられたスラストプレートと、前記ピストンの一端部に球面にて当接され該スラストプレートの表面に摺動可能に当接されるスリッパとを備えてなり、
更に前記スラストプレートと斜板とは、該斜板に固挿されたノックピンに前記スラストプレートに穿孔された嵌合穴が遊合せしめられて相対移動可能に構成されたことを特徴とする摺動型スラストプレートを備えた斜板式流体ポンプ・モータを提案する。
【００１０】
【００１１】
かかる発明によれば、スリッパとスラストプレートとの摺動面にごみが侵入した場合には、該スラストプレートは斜板に対して該斜板の板面に沿う方向に相対移動可能に取付けられているため、該スラストプレートが斜板の板面に沿う方向へ移動してごみを摺動面外に搬出し、該ごみが摺動面に喰い込むのを阻止できる。
これにより、前記摺動面へのごみの喰い込みによる傷の発生を回避でき、該スラストプレートを含むピストンと斜板との間のピストン作用力支持部材の耐久性を向上できる。
また、スラストプレートが斜板に対して相対移動可能となっているため、スリッパとスラストプレートとの摺動面にオイル等の潤滑剤が侵入し易くなり、該摺動面の潤滑が良化し、耐焼き付き性が向上する。
【００１２】
また、ノックピンとスラストプレートに穿孔された嵌合穴との遊合すきまの範囲内でスラストプレートが斜板に対して相対移動可能となっているため、スラストプレートが斜板に対して大きく相対移動するのが制止され、かかる移動によるスリッパとスラストプレートとのつれ廻りの発生が回避される。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。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、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１８】
図１は本発明の第１実施例に係る油圧ポンプにおけるピストンと斜板との連結部近傍のポンプ回転軸心線に沿う上半分の断面図、図２は図１のＡ―Ａ矢視図である。図３は参考例を示す図１対応図である。図４は本発明が適用される油圧ポンプの構造を示すポンプ軸心線に沿う断面図、図５は図４のＢ―Ｂ矢視図である。図７は、図１、図３、図４のＺ部拡大図である。
【００１９】
本発明が適用される油圧ポンプの構造を示す図４〜５において、１はポンプ軸で、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。２はケーシング、３及び４は前記ケーシング２の前後両端部に固着されたベースプレートおよびエンドプレートである。５は前記ポンプ軸１にスプライン１８を介して嵌合され該ポンプ軸１と同期して回転駆動されるシリンダブロックである。
該シリンダブロック５には円周方向等間隔に複数（この例では６個）のシリンダ６が穿孔されている。７は前記各シリンダ６に往復摺動可能に嵌合されたピストンである。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。
８は前記ベースプレート３に取り付けられた斜板で、斜板角調整装置０８によりその斜板角を変化可能に構成されている。
即ち、該斜板角調整装置８０は、図７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板角を変化させるようになっている。
【００２０】
１１は前記各シリンダ６の給排油孔０１１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。図５に示すように、該バルブプレート１１にはポンプの回転軸心２０の両側に対向して繭形の吸入孔０９及び吐出孔０１０が穿設されている。また前記エンドプレート４には吸入通路９及び吐出通路１０が形成され、該吸入通路９は前記バルブプレート１１の吸入孔０９に連通され吐出通路１０は前記吐出孔０１０に連通されている。
１２および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、１９はポンプ室である。
【００２１】
本発明は、図４〜５のような構造を備えた油圧ポンプ、油圧モータ、水圧ポンプ、水圧モータにおけるピストンと斜板との間の連結機構の改良に関するものである。
本発明の第１実施例を示す図１〜２において、１５は内部にオイル溜り用の中心孔２４が穿孔されたスリッパであり、前記各ピストン７の根元部に球面軸受０１５を介し球面に沿って摺動可能に取り付けられている。１７は前記各スリッパ１５を支持する環状のリテーナリングである。
【００２２】
１４はスラストプレートで、前記斜板８のスリッパ１５側表面から凹設された取付溝３０内に該取付溝３０のスラストプレート摺動面２２を介して円周方向に移動可能に嵌合されている。該スラストプレート１４のスリッパ摺動面２３には前記スリッパ１５が相対摺動可能に当接されている。
前記スラストプレート１４と斜板８とは、図２に示されるように、円周方向の２箇所（複数箇所であればよい）において該斜板８に固挿されたノックピン２１に前記スラストプレート１４に穿孔された円周方向の長穴からなる嵌合穴２５が遊合せしめられて相対移動可能に構成される。尚、前記ノックピン２１と嵌合穴２５とは半径方向にも若干相対移動可能に遊合してもよい。
その他の構成は図４〜図５と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００２３】
かかる油圧ポンプの作動時において、図４〜５に示すように、エンジン、電動モータ等の駆動源により前記ポンプ軸１が回転駆動されると、シリンダブロック５が回転する。該シリンダブロック５の回転により、シリンダ６に往復動可能に嵌合されているピストン７の頭部に球面軸受０１５を介して連結されたスリッパ１５が、後述するように、スラストプレート１４上を摺動し、これにより該ピストン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。
【００２４】
そして、前記ピストン７が図４において左動する吸入行程になるとき該ピストン７の給排油孔０１１がバルブプレート１１の吸入孔０９に連通されて吸入通路９からオイルが吸入される。一方、該ピストン７が図４において右動する吐出行程になるときには、該ピストン７の給排油孔０１１がバルブプレート１１の吐出孔０１０に連通され、該ピストン７によりシリンダ６内のオイルが吐出通路１０に送出される。
前記油圧ポンプにおける作動流体としてのオイルに代えて水を作動流体としても、図４〜５と同一構造の水圧ポンプを構成することができる。
【００２５】
かかるピストン７の往復作動時において、該ピストン７の頭部に球面軸受０１５を介して連結されたスリッパ１５が、斜板角調整装置０８により斜板角が調整された斜板８の傾斜面を構成するスラストプレート１４のスリッパ摺動面２３上を摺動する。
前記スリッパ１５のスリッパ摺動面２３上での摺動時において、前記ピストン７の吸入行程等の、前記スリッパ摺動面２３の面圧が小さい期間に該摺動面２３にごみが侵入した場合には、図２に示すように、該スラストプレート１４は、前記斜板８に対して該斜板８に圧挿されたノックピン２１とスラストプレート１４に穿孔された嵌合穴２５との遊合すきまの範囲内で、該斜板８に対して主として円周方向に相対移動可能に取付けられているため、該スラストプレート１４が斜板８の板面スラストプレート摺動面２２に沿って周方向あるいは半径方向に少量移動することによりごみを摺動面２３外のポンプ室１９内に搬出する。
【００２６】
これにより、ごみが前記摺動面２３に喰い込むのを阻止できて、該摺動面２３におけるごみの喰い込みによる傷の発生を回避でき、該スラストプレート１４及びスリッパ１５を含むピストン７と斜板８との間のピストン作用力支持部材の耐久性を向上できる。また、前記スラストプレート１４が斜板８に対して相対移動可能に取り付けられているため、スリッパ１５とスラストプレート１４とのスリッパ摺動面２３にポンプ室１９内に飛散しているオイルが侵入し易くなり、該摺動面２３の潤滑が良化して耐焼き付き性が向上する。
【００２７】
また、前記スラストプレート１４が、前記ノックピン２１とスラストプレート１４に穿孔された嵌合穴２５との遊合すきまの範囲内で斜板８に対して相対移動可能となっているため、該スラストプレート１４が斜板８に対して大きく相対移動するのが規制され、かかる過大移によるスリッパ１５とスラストプレート１４とのつれ廻りの発生が回避される。
【００３１】
以上の実施例は本発明を油圧ポンプに適用した場合であるが、本発明は水圧ポンプ、油圧モータあるいは水圧モータ等のピストンと斜板を備えた斜板式ポンプ・モータに広く適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、スラストプレートが斜板に対して該斜板の板面方向に相対移動可能に取付けられているため、該スラストプレートが斜板の板面方向へ移動して摺動面に侵入したごみを摺動面外に搬出し、該ごみが摺動面に喰い込むのを阻止できる。これにより、前記摺動面へのごみの喰い込みによる傷の発生を回避でき、該スラストプレートを含むピストンと斜板との間のピストン作用力支持部材の耐久性を向上できる。
また、スラストプレートが斜板に対して相対移動可能となっているため、スリッパとスラストプレートとの摺動面にオイル等の潤滑剤が侵入し易くなり、該摺動面の潤滑が良化し、耐焼き付き性が向上する。
また本発明は、ノックピンとスラストプレートに穿孔された嵌合穴との遊合すきまの範囲内でスラストプレートが斜板に対して相対移動可能となっているため、スラストプレートが斜板に対して大きく相対移動するのが制止され、前記移動によるスリッパとスラストプレートとのつれ廻りの発生を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係る油圧ポンプにおけるピストンと斜板との連結部近傍のポンプ回転軸心線に沿う上半分の断面図である。
【図２】  図１のＡ―Ａ矢視図である。
【図３】  本発明が適用される油圧ポンプの構造を示すポンプ軸心線に沿う断面図である。
【図４】  図３のＢ―Ｂ矢視図である。
【図５】  従来技術を示す図１対応図である。
【図６】  図１、図３、図５のＺ部拡大図である。
【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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