(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板の傾斜角を調整して吐出流量を調整する斜板式可変容量ピストンポンプからなり、前記斜板とこれを支持する固定部材との間の摺動面に、この可変容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を供給して潤滑するように構成した斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、前記斜板の傾斜角の大小により、前記摺動面に供給する油量を調整する供給油量調整手段を設けたことを特徴とする斜板式可変容量ピストンポンプ。
【請求項２】
供給油量調整手段は、斜板の傾斜角が大きい領域では前記摺動面に供給する油量を制限するように構成すると共に、斜板の傾斜角が小さな領域では前記摺動面に供給する油量を増大するように構成してなる請求項１記載の斜板式可変容量ピストンポンプ。
【請求項３】
供給油量調整手段は、斜板およびこれに固定されたカムレバーの内部に相互に連通する油路を設け、前記カムレバーの一端の凸状球頭部にその油路と連通する油路を内部に設けた小径ピストンを弾性的に押し付けるよう配置し、前記ピストンを可変容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を供給する油室内に配置すると共に、前記ピストンを斜板の傾斜角に応じてその軸方向に変位するよう構成し、前記ピストンには常時内部に設けた油路と油室とを連通する絞り通路を設けると共に、前記斜板の傾斜角を小さく設定した際に変位して前記油路と油室とを連通する開口面積の大きな油通路を設けてなる請求項１または２記載の斜板式可変容量ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式可変容量ピストンポンプに係り、特に可変斜板支持部分の高圧潤滑方法であって、高速で使用されるポンプの騒音低減並びに信頼性の向上を達成することができる斜板式可変容量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】
一般に、斜板式可変容量ピストンポンプは、図６および図７に示すように、基本的には、ハウジング１０の内面１２に摺接すると共に回転軸１４の軸線方向に直角に傾動可能に挿通されるカム状の斜板３０と、この斜板３０に摺動自在に係合すると共に回転軸１４に一体的に形成される複数のピストン５２からなるシリンダ５０とから構成される。前記斜板３０には、これを所定角度に傾動設定する傾斜調整アーム４０からなる調整機構が設けられている。
【０００３】
すなわち、回転軸１４は、両端をそれぞれ軸受１４ａ、１４ｂにより軸支され、斜板３０のハウジング１０に対する摺接部３２ａ、３２ｂは、斜板３０側の円筒凸面３４ａ、３４ｂと、ハウジング１０側の対応円筒凹面（軸受面）１２ａ、１２ｂ（図８および図９参照）とから形成される。シリンダ５０は、その複数のピストン５２が軸線方向に平行に配置されると共に、その摺動関節部５２ａがシュー５２ｂおよびばね受部５４による押圧力を介して、斜板３０のカム面（平面）３６上に摺動可能に係合される。
【０００４】
そして、傾斜調整アーム４０は、その一端部が斜板３０に止具４０ａにより固定され、中央部がハウジング１０に支軸４０ｂにより枢支されると共に、その他端部（傾動端部）４２は小径ピストン機構４４および大径ピストン機構４６と協働する傾動関節部４８として形成される。これにより、斜板３０は、所定角度に傾動設定し得るように構成される。
【０００５】
従って、このような構成によれば、前記斜板３０を所定角度傾動する（図７参照）ことにより、ピストン５２のピストン室５２ｃ内におけるストロークを変更して、ポンプ容量を変更することができる。なお、この場合、斜板３０のハウジング摺接部３２ａ、３２ｂおよび傾斜調整アーム４０からなる調整機構の傾動関節部４８の摺接面に対する静圧軸受部は、通常、ポンプ自体の吐出圧油（自己負荷圧油）の一部を用いて潤滑するように構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成からなる従来の斜板潤滑構造においては、なお次に述べるような難点を有している。
【０００７】
すなわち、前記従来の斜板潤滑構造においては、前述したように、その斜板３０のハウジング摺接面３４ａ、３４ｂに対する静圧軸受部の潤滑が、一般には、自己負荷圧油を介して行われる。すなわち、図示例（図６および図７）においては、主ポンプ動作を行うシリンダ５０に設けられたピストン５２の往復運動によって、ハウジングカバー１３に設けたポンプ吸込口１６からのポンプ取扱液は、バルブシート１５に設けられた吸込口１５ａを経て、ピストン室５２ｃ内に吸込まれ、次いでバルブシート１５の吐出口１５ｂを経てポンプ吐出口１８へ吐出される。このように吐出されるポンプ取扱液（自己負荷圧油）の一部は、ハウジングカバー１３内の油路１３ａ、ハウジング１０内の油路１０ａ、小径ピストン機構４４内の油室４４ａおよび油路４４ｂを通り、先ず傾動関節部４８の静圧軸受部へ供給されて、これを潤滑する。その後、この潤滑液は、さらに傾斜調整アーム４０内の油路４０ｃ、斜板３０内の油路３０ａを通り、斜板３０の静圧軸受部（ハウジング摺接部）３２ａ、３２ｂへ供給されて、これを潤滑するように構成されている。
【０００８】
なお、この場合、自己負荷圧油は、静圧軸受部３２ａ、３２ｂの一方の凸面すなわちハウジング摺接面３４ａ、３４ｂ上に設けた単一溝状の潤滑領域２０ａ、２０ｂ（図８）または他方の凹面すなわち斜板摺接面１２ａ、１２ｂ上に設けた同じく単一溝状の潤滑領域２２ａ、２２ｂ（図９）内へ導入されることにより、静圧軸受作用を発揮する。すなわち、前記斜板３０の凸面を、ハウジング１０の軸受凹面から離間浮揚し、所定の潤滑を達成する。
【０００９】
しかるに、前記従来の斜板潤滑構造においては、ポンプの高速運転領域、特にこの場合、斜板の傾斜角が大きい場合において、斜板の静圧軸受作用が所要状態に達成できない。すなわち、斜板のハウジング軸受部からの離間が所要状態に浮揚バランスされず、このためポンプの運転制御性および効率を所要状態に達成することができなかった。
【００１０】
従って、前記高速運転領域においては、吸込側のシリンダ５０は、そのピストン５２の吸込抵抗が増大して、吸込側から吐出側へ移動した直後のピストン穴５２ｃ内の圧力上昇が、吐出側のシリンダ５０に比較して、遅延するため、軸受部を構成する斜板３０およびハウジング１０の両者間の、ばね受部５４による押圧力すなわち反力が減少する。
【００１１】
しかるに、前記斜板３０およびハウジング１０の両者間における潤滑油による開離力は、吸込側および吐出側共に、前記潤滑油圧力すなわちポンプ吐出圧力に比例して増大する。これは、潤滑溝２０ａ、２０ｂまたは２２ａ、２２ｂの面積が変動しないからである。このため、前記高速運転領域においては、吐出側のシリンダ５０におけるピストン５２の反力（以下、吐出側の反力と称する）Ｆｐと、軸受部間における潤滑油による前記開離力（以下、軸受部の開離力と称する）Ｆｓとの間には、不等式Ｆｐ＜Ｆｓが成立する。この結果、斜板がハウジング軸受部から不当に離間浮揚されるという前記不都合が発生していた。なお、この不都合は、軸受部を異常摩耗することにより、騒音等を誘発して、運転制御性を阻害すると共に、潤滑油のリーク量が増大して、ポンプ効率を低下させることは明らかである。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、比較的高速で運転される斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、吐出流量調整用の斜板を、きわめて円滑に調整することができると共に、低騒音にして高性能および高信頼性のポンプ運転を行うことができる斜板式可変容量ピストンポンプを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプは、斜板の傾斜角を調整して吐出流量を調整する斜板式可変容量ピストンポンプからなり、前記斜板とこれを支持する固定部材との間の摺動面に、この可変容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を供給して潤滑するように構成した斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、前記斜板の傾斜角の大小により、前記摺動面に供給する油量を調整する供給油量調整手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この場合、前記供給油量調整手段は、斜板の傾斜角が大きい領域では前記摺動面に供給する油量を制限するように構成すると共に、斜板の傾斜角が小さな領域では前記摺動面に供給する油量を増大するように構成することができる。
【００１５】
また、前記供給油量調整手段は、斜板およびこれに固定されたカムレバーの内部に相互に連通する油路を設け、前記カムレバーの一端の凸状球頭部にその油路と連通する油路を内部に設けた小径ピストンを弾性的に押し付けるよう配置し、前記ピストンを可変容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を供給する油室内に配置すると共に、前記ピストンを斜板の傾斜角に応じてその軸方向に変位するよう構成し、前記ピストンには常時内部に設けた油路と油室とを連通する絞り通路を設けると共に、前記斜板の傾斜角を小さく設定した際に変位して前記油路と油室とを連通する開口面積の大きな油通路を設けた構成とすれば好適である。
【００１６】
【実施例】
次に、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプの実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図６ないし図９に示す従来の構成と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１７】
先ず初めに、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプの構成は、基本的には、前記従来の構成（図６および図７）と同一である。従って、重複するが、理解を容易にするため再び簡単に説明する。
【００１８】
図１および図２において、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプは、基本的には、ハウジング１０の内面１２に摺接すると共に回転軸１４の軸線方向に直角に傾動可能に挿通されるカム状の斜板３０と、この斜板３０に摺動自在に係合すると共に回転軸１４に一体的に結合される複数のピストン５２からなるシリンダ５０によって構成される。
【００１９】
これにより、斜板３０を傾動することにより、前記ピストン５２のストロークを変更して、ポンプ容量を変更すると共に、このポンプ自己負荷圧油の一部（潤滑油）を用いて、斜板３０のハウジング１０に対する前記摺接部（静圧軸受部）３２ａ、３２ｂを潤滑する（図８または図９参照）ように構成されている。
【００２０】
また、本実施例の斜板式可変容量ピストンポンプにおいては、前記構成において、斜板３０のハウジング１０に対する前記静圧軸受部３２ａ、３２ｂの潤滑構造（斜板潤滑構造）は、図１および図２において、斜板３０に設けた円筒状の凸面３４ａ、３４ｂと、ハウジング１０に設けた凹面１２ａ、１２ｂとからなる円筒状の摺接部により形成する。
【００２１】
さらに、前記斜板３０には、カムレバー６０がボルト等の止具６１により固定され、このカムレバー６０の一端には、凸状球頭部６２、６２が形成され、さらにこの凸状球頭部６２、６２には、ロッド６４および受け部材６６がそれぞれの凹状球面により摺動自在に当接している。
【００２２】
なお、前記ロッド６４の他端は、小径ピストン６５に設けられた凹状球面穴６５ａにより、摺動自在に支持されている。また、前記受け部材６６は、大径ピストン６７の一端に設けられた穴部６７ａ内に摺動自在に支持されている。
【００２３】
このように構成した本実施例の斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、そのポンプ容量は、斜板３０の回転軸１４の軸線１４′に対する傾斜角θを調整することにより調節されるが、この傾斜角θは斜板３０に固定された前記カムレバー６０を介して調整される。
【００２４】
そこで、前記カムレバー６０の傾斜角θの調整について説明する。すなわち、斜板３０に固定されたカムレバー６０は、その一端の凸状球頭部６２、６２を、ロッド６４および受け部材６６により、図２において上下方向から支持されている。ロッド６４は、他端を小径ピストン６５により支持されており、この小径ピストン６５は、他端にばね６８を当接配置して、これを常にカムレバー６０の前記球頭部６２、６２の方向（図２において上方）へ弾性的に押し付けられている。
【００２５】
また、小径ピストン６５は、図３に示すように、この小径ピストン６５を囲繞保持するカバー部材７０の挿通穴７０ａへ摺動自在に挿通されて、液密に支持されている。そして、この小径ピストン６５には、その中央部に油路６５ｂが設けられると共に、前記小径ピストン６５が図２に示す状態において下方へ予め定められた所定量（ｘ）移動することにより、油室７２へ開口するように構成された穴部６５ｃが、前記油路６５ｂと交差するように設けられている。なお、前記穴部６５ｃの開口端部には、その開口面積を拡大するために、適宜溝部６５ｃ′を設けることもできる。
【００２６】
さらに、前記油路６５ｂの延長下端部には、絞り通路６５ｄを介して油室７２へ連通するように構成されている。すなわち、前記油路６５ｂは、小径ピストン６５の位置に拘らず、前記絞り通路６５ｄを介して油室７２と連通接続されている。
【００２７】
また、油室７２へは、ハウジングカバー１３に設けたポンプ吐出口１８へ吐出されるポンプ取扱液（自己負荷圧油）の一部が、ハウジングカバー１３の油路１３ａ、ハウジング１０内の油路１０ａ、カバー部材７０に設けた油路７０ｂを介して常時供給されている。
【００２８】
さらに、油室７２内の圧油は、小径ピストン６５の絞り通路６５ｄを介して、および小径ピストン６５のストローク位置が所定量（ｘ）下方へ移動した後は、穴部６５ｃを介して、それぞれ油路６５ｂへ供給される。さらに、この圧油は、ロッド６４内の油路６４ａ、カムレバー６０内の油路６０ａ、６０ｂおよび開口部６０ｃを経て、さらに斜板３０に設けた油路３０ａを介して、常時斜板３０とハウジング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの摺動面（斜板３０側の円筒凸面３４ａ、３４ｂと、ハウジング１０側の対応円筒凹面１２ａ、１２ｂ）に供給されている。
【００２９】
一方、大径ピストン６７は、その一端において受け部材６６を支持し、他端は油室７４に対向しており、この油室７４へは、図示しない制御部分により調整された圧油が供給されるよう構成されている。この場合、前記大径ピストン６７の径は、小径ピストン６５の径より大きく設定してあるので、小径ピストン６５に作用する油室７２内の圧力およびばね６８の力に対向して、カムレバー６０と共に小径ピストン６５を、図２において下方へ移動させる。この結果、カムレバー６０の駆動軸線１４′に対する傾斜角θを減少させることができる。
【００３０】
なお、大径ピストン６７は、この大径ピストン６７を囲繞保持するカバー部材７６の挿通穴７６ａへ摺動自在に挿通されて、液密に支持されている。そして、前記油室７４内に所要の制御圧力が作用しない時には、前記挿通穴７６ａに設けた段差部７６ｂに大径ピストン６７の上端部が当接し、この状態で前記傾斜角θの最下値が決まる。
【００３１】
このようにして、本発明によれば、前記油室７２から小径ピストン６５を経て、前記斜板３０とハウジング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの摺動面へ供給される潤滑油は、前記摺動面の潤滑を良好な状態に維持し得ると共に、常時比較的少量の所定量を供給して、摺動面間の微少隙間からポンプのケース内へ排出し得る、潤滑油の適正な供給油量調整手段を構成することができる。
【００３２】
従って、前述した構成からなる供給油量調整手段を備えた斜板式可変容量ピストンポンプによれば、比較的高速で運転され、かつ斜板３０の傾斜角θが大きいために、吸込み抵抗が増加することによって、斜板３０に対するピストン５２の反力が低下した場合でも、傾斜角θが大きい状態では、前記斜板３０とハウジング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの摺動面への潤滑油の供給は、小径ピストン６５の絞り通路６５ｄを介してのみ供給される。しかも、前記摺動面からは所定量の潤滑油がケース内へ排出されるので、前記絞り通路６５ｄで圧力損失が生じ、前記摺動面の圧力はポンプ吐出圧に比較して低下することから、斜板３０の摺動面間の開離力も低減され、斜板３０が案内面から浮き上がることはない。
【００３３】
また、傾斜角θが比較的小さい状態では、前記摺動面へは、小径ピストン６５の絞り通路６５ｄに加え、開口面積が十分に大きな油通路（溝部６５ｃ′ないし穴部６５ｃ）からも潤滑油（自己負荷圧油）が供給されるので、潤滑油の供給油路中での圧力損失は、無視することができる。すなわち、図４に示すように、斜板３０の傾斜角θとこの斜板３０に作用する力との関係において、斜板３０に作用するピストン５２の反力は、特性曲線Ｉで示される。これに対し、本発明における斜板３０とハウジング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの間における潤滑油による開離力は、図４の特性曲線II（図３に示す構成）および特性曲線III （図３に示す構成において溝部６５ｃ′を設けた場合）で示されるように、前記ピストン５２の反力に見合って変化する特性となる。しかしながら、従来の技術によれば、前記開離力は、図４の特性曲線IVで示されるように、変化しない。従って、本発明によれば、前記摺動面の圧力は、ポンプ吐出圧力と同等となり、吸込み抵抗が減少したことによるピストンの反力（傾斜角θが大きい状態と比較した場合）の増加に見合った圧力となる。
【００３４】
さらに、斜板３０とハウジング１０の軸受部３２ａ、３２ｂの摺動面へ供給する圧油を得るための、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプの主ポンプ動作を行うシリンダ５０のピストン室５２ｃ内の圧力分布を測定した結果、図５に示すように、傾斜角θが小さい時は、実線で示すように高圧分布特性が得られ、また傾斜角θが大きい時は、破線で示すように低圧分布特性が得られた。この結果、斜板の傾斜角を大きくした場合において、軸受部における異常摩耗等の発生を有効に防止することができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、その精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプは、斜板の傾斜角を調整して吐出流量を調整する斜板式可変容量ピストンポンプからなり、前記斜板とこれを支持する固定部材との間の摺動面に、この可変容量ピストンポンプの吐出圧油の一部を供給して潤滑するように構成した斜板式可変容量ピストンポンプにおいて、前記斜板の傾斜角の大小により、前記摺動面に供給する油量を調整する供給油量調整手段を設けた構成としたことにより、比較的高速で運転された場合でも、吐出流量調整用の斜板を、きわめて円滑に調整することができ、安定した運転を達成し得ると共に、低騒音にして高性能および高信頼性のポンプ運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプの一実施例を示す要部断面側面図である。
【図２】図１に示す斜板式可変容量ピストンポンプのII−II線断面図である。
【図３】図２に示す小径ピストンの要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプにおける斜板に作用する反力に対する開離力について従来のピストンポンプの開離力と比較表示する特性線図である。
【図５】本発明に係る斜板式可変容量ピストンポンプにおけるシリンダのピストン室内における圧力分布特性を示す特性線図である。
【図６】従来の一般的な斜板式可変容量ピストンポンプの回転軸を通る部分の構成を示す要部断面側面図である。
【図７】図６の VII−VII 線断面図である。
【図８】従来の斜板式可変容量ピストンポンプの斜板における潤滑構造を示す分解斜視図である。
【図９】従来の斜板式可変容量ピストンポンプの斜板における潤滑構造の別の構成例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０  ハウジング
１０ａ  油路
１２ａ、１２ｂ  円筒凹面（摺接面）
１３  ハウジングカバー
１３ａ  油路
１４  回転軸
１４′  （回転軸の）軸線
１５  バルブプレート
１５ａ  吸込口
１５ｂ  吐出口
１６  ポンプ吸込口
１８  ポンプ吐出口
３０  斜板
３０ａ  油路
３２ａ、３２ｂ  摺接部（静圧軸受部）
３４ａ、３４ｂ  円筒凸面（摺接面）
３６  カム面
５０  シリンダ
５２  ピストン
５２ａ  摺動関節部
５２ｂ  シュー
５２ｃ  ピストン室
５４  ばね受部
６０  カムレバー
６０ａ、６０ｂ  油路
６０ｃ  開口部
６１  止具
６２  凸状球頭部
６４  ロッド
６５  小径ピストン
６５ａ  凹状球面穴
６５ｂ  油路
６５ｃ  穴部
６５ｃ′  溝部
６５ｄ  絞り通路
６６  受け部材
６７  大径ピストン
６７ａ  穴部
６８  ばね
７０  カバー部材
７０ａ  挿通穴
７０ｂ  油路
７２  油室
７４  油室
７６  カバー部材
７６ａ  挿通穴
７６ｂ  段差部
【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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