JPH03253774A - アキシャルプランジャポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野」 この発明は、建設機械や工作機械や産業車両等においに
伴い、プランジャシュー圧回路の油圧駆動源として使用
されるアキシャルプランジャポンプに関するものである
。

［従来の技術〕 従来のこの種のアキシャルプランジャポンプとしては、
例えば、第１図及び第２図に示ずような構成の斜板式ア
キシャルプランジャポンプか知られている。

すなわち、この従来構成においては第１図に示すように
、ゲージング１の開放端にエンドカバー２が取着され、
そのケーシング１及びエンドカバ−２間には駆動軸３か
ベアリング４を介して回転可能に支持されている。駆動
軸３のスプライン軸部３ａには支持部材５及びシリンダ
ブロック６がそれぞれ一体回転可能に支持され、そのシ
リンダブロック６には軸線と平行に延びる複数のシリン
ダボア７か同一円周上で所定間隔に形成されている。各
シリンダボア７内にはプランジャ８が往復動可能に嵌挿
され、それらの一端には玉継手８ａか形成されており、
その玉継手８ａにはプランジャシュー９か取着されてい
る。

前記シリンダブロック（６）の一端近例においてケーシ
ング１内には斜板１０か駆動軸３の軸線と直交する方向
へ延びる図示しない支軸を中心として傾動可能に支持さ
れ、その−・開面にはプランジャシュー９に摺接する摺
接面］、　Ｏａが形成されている。支持部材５の球面部
５ａにはシューリテーナ１１か傾動可能に支持され、こ
のシューリテーナ１１により各プランジャシュー９が斜
板１０の摺接面１０　ａと摺接する位置に保持されてい
る。

シリンダブロックツク６の中心部にはバネ１２が設けら
れ、このバネ１２の付勢力によりピン１３、支持部材５
及びシューリテーナ１１を介して、各プランジャシュー
９が斜板１０の摺接面１０ａに押圧されている。

前記斜板１０の反対側において、シリンダブロック６の
後端面と前記エンドプレート２の内面との間には弁板１
４か取着され、シリンダブロック６の他端面に摺接され
ている。弁板１４には円弧状の吸入ポート１５及び吐出
ポート１６が形成され、この吸入ポート１５及び吐出ポ
ート１６と連通ずるように、エンドカバー２には吸入通
路１７及び吐出通路１８か設けられている。そして、駆
動軸３によりシリンダブロック６が回転されて、プラン
ジャ８か斜板１０に摺接規制されながら駆動軸まわりを
公転し、シリンダボア７内で吸入側（第１図の左方）に
移動される際には、吸入通路１７及び吸入ポート１５を
介してシリンダボア７内に作動油が吸入され、１ランジ
ヤ８かシリンダボア７内で吐出＠（同図の右方〉に移動
される際には、シリンダボア７から吐出ポート１６及び
吐出通路１８を介して作動油が吐出される。

前記エンドカバー２の内面には斜板１．−０と係合する
付勢ロッド１９が支持筒２０を介して移動可能に支持さ
れ、バネ２１により斜板１０の傾斜角を増大される方向
に付勢されている。付勢ロッド１９と反対側において、
エンドカバー２の内面には作動筒体２２が支持＠２３を
介して移動可能に支持され、斜板２０と係合されている
。そして、図示しない制御弁によりエンドカバー２に設
けられた供給口２４から支持筒２３内に作動油が供給さ
れたとき、作動筒体２２か軸線方向に移動され、斜板１
０の傾斜角が設定変更されて作動油の吐出量が変更され
る。

に記のように構成されたアキシャルプランジャポンプに
おいては、プランジャシュー９が斜板１０の摺接面１０
ａに沿って駆動軸まわりを摺動回転されるため、プラン
ジャシュー９として高い耐磨耗性が要求される。

又、往復動されて、油が吸入ポート９が摺動回転される
際に、プランジャシー−９に遠心力が作用し、それがプ
ランジャ８に外周方向への大きな偏荷重として伝達され
て、こじりが生じたり、シリンダボア７やプランジャ８
に局部磨耗や変形、焼き付き等が生じたりするため、プ
ランジャシュー９をできるたけ軽量にして、遠心力を小
さくすることが要求される。このこじりゃ局部摩耗等は
第１図に示すＡ部分やＢ部分において顕著に現われる。

さらに、往復動されて、油が吸入ポート９にはプランジ
ャ８の玉継手８ａかカシメにより結合されているため、
そのカシメ付は加工時にクラック等を生じないように、
プランジャシュー９に十分な展性を持たせることが要求
される。

このような要求に対応するために、例えば特開昭４７−
２４６０１号公報や特開昭４７−２５７０２号公報に示
されるような構成のプランジャシューか提案されている
。

これらの従来構成では、第３図に示すように、プランジ
ャシュー９か、プランジャ８の玉継手８ａに結合される
軟質材料製の部分９ａと、斜板１０の摺接面１０ａに摺
接する硬質材料製の部分９ｂとに分割形成され、それら
か摩擦圧接等により結合して構成されている。すなわち
、前者の従来構成では、結合部分９ａか高力アルミニウ
ム（アルミニウム中にケイ素、銅、亜鉛等の一種又は数
種を添加した合金）により形成され、摺接部分９ａか１
７〜２２％のケイ素を含むアルミニウムケイ素合金によ
り形成されている。又、後者の従来構成では、結合部分
９ａがアルミニウムと４％の銅と１，５％マグネシウム
と０．５％ケイ素との合金により形成され、摺接部分９
ｂがチタン５％のアルミニウムと３％マンガンとの合金
により形成されている。

「発明が解決しようとする課題］ ところか、前記の従来構成においては、プランジャシュ
ー９か、プランジャ８の玉継手８ａに結合される硬質材
料製の部分９ａと、斜板１０の摺接面１０８．に摺接す
る硬質材料製の部分９ｂとに分割形成されているため、
製造か面倒でコスト高になるという問題点があった。

又、前記の従来構成では、プランシャシニー９の摺接部
分りｂが、アルミニウム含有率の小さい合金により形成
されているため、前述したプランシャシ、１−９の軽量
化の要求に対応することができず、こじり、局部摩耗等
の問題を解決できないという問題点があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、プランジャシューとしての高い耐磨耗性の要求、作
動時における遠心力の低減のための軽量化の要求、カシ
メ付は加工時におけるクラックの発生を防止するための
高展性の要求、及び製造の容易化とコスト低減の要求に
対応することができるアキシャルプランジャポンプを提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明においては、プ
ランジャシューを、ケイ素の含有率が重量比で１０〜・
１６％のアルミニウムーケイ素合金により形成したもの
である。

１作　用］ 上記の上うに構成されたアキシャルプランジャポンプに
おいては、プランジャシューが１０〜１６％の−ｈｌ素
（以下Ｓｔという）を含むアルミニウム（以下Ａ　Ｉ−
８ｉという）系合金により形成されているため、プラン
ジャシューを単一材料により一体成形することができて
、その製造を容易に行うことかできると共にコストの低
減を図ることかできる。

又、Ｓｔの含有によりプランジャシューとして高い耐磨
耗性を確保することができる。

さらに、プランジャシューがＡＩ含有率の太きい合金材
料により形成されているため、プランジャシューの軽量
化を図ることができ、プランジャシューが斜板の摺接面
に沿って摺動回転される際に５、プランジャシューに作
用する遠心力を低減することかできる。従って、プラン
ジャシューの遠心力かプランジャに大きな偏荷重として
伝達されることを確実に防止することができる。

しかも、プランジャシューがＡＩ含有率の太きい高展性
材料により形成されているため、プランジャシューにプ
ランジャの玉継手をカシメ付けて結合組み付！−］する
際に、プランジャシューのカシメ付番Ｊ部分にクラック
等を生じるおそれはない。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第４四１〜第８図に基づい
て詳細に説明する。

さて、この実施例においては第４図に示すように、プラ
ンジャシュー２５がＡｌ−Ｓｔ合金の単一材料により一
体形成されている。そして、このＡｌ−Ｓｔ合金におけ
るＳｉの含有率は、重量比で１０〜１６％の範囲内で設
定されている。

すなわち、第５図に示すように、Ｆｅ１２により直径が
３０ｎｉｎで厚さか３＋ｎｙ＋の円板状に形成されると
共に、面粗さが３．２ＲＺの相手材３０を速度Ｖ−２ｍ
　／　ｓで回転させ、Ｓｉの含有率が異なる複数のＡｌ
−Ｓｉ合金製のテストピース３１を押圧力Ｗ＝１８．９
ｂｇｆで相手材３０の外周面に押し付けると共に、その
相手材３０とテストピース３１との接合面に＃９０のタ
ービン油を１滴／２〜３秒のベースで嫡子しなから、複
数のテスト０ ピース３１について磨耗試験を行ったところ、第６図に
示すような試験結果か得られた。この試験結果によれば
、Ａ　Ｉ−３ｉ合金におけるＳｉの含有率か１０％以上
になったとき、テストピース３１の磨耗量か減少状態で
安定することが判明した。

又、第７図に示すように、筒状部３４の内径か１、０　
ｍｍ　、筒状部３４の厚さが４ｍ＋＋ｎ、筒状部３４の
先端から球面状四部の中心までの深さが３１Ｗｌのプラ
ンジャシューテスト材３２を、Ｓｉの含有率が異なるＡ
ｌ−３ｉ系合金でそれぞれ２０個ずつ用意し、このプラ
ンジャシューテスト材３２の筒状部３４内に直径３０ｍ
ｍの鋼球３３を収容した状態で、筒状部３４の先端をカ
シメ付番って、クラ・ンクの発生試験を行ったところ、
第８図に示すような試験結果が得られた。この試験結果
によれば、プランジャシューテスト材３２の筒状部３４
の服属径寸法Ｘからカシメ付は後の直径寸法Ｙへの寸法
変化率（Ｘ−Ｙ）／Ｘを１０％に設定した場合には、Ａ
ｌ−８ｉ系合金におけるＳｉの含有率が１８％を越えた
とき、クラックか発生し始め、寸１ 法文化率（Ｘ−Ｙ）／Ｘを１５％に設定した場合には、
Ｓｔの含有率が１６％を越えたとき、クラックが発生し
始めることが判明した。

ちなみに、日本工業規格（ＪＩＳ）によれば、カシメ付
は加工時の寸法変化率（Ｘ−Ｙ）／Ｘは、１１〜１３．
５％の範囲内となるように規定されている。このため、
前述したクラックの発生試験において、寸法変化率を１
５％に設定した場合の試験結果に基づいて、Ａｌ−３ｉ
系合金におけるＳｉの含有率を１６％以下に設定してお
けば、日本工業規格に規定された寸法変化率１１〜】３
゜５％の範囲内でカシメ付は加工を行った場合、クラッ
クの発生を皆無にできることが分かる。

上記のような磨耗試験の結果及びクラック発生試験の結
果に基づき、この実施例ではＳｔの含有率が１０〜１６
％の特定範囲内にあるＡｌ−３ｉ系合金を使用して、プ
ランジャシュー２５が一体形成されている。従って、プ
ランジャシュー２５を単一材料により一体成形すること
かできて、その製造を容易に行うことができると共にコ
ストの２ 低減を図ることができる。

又、前記の磨耗試験から明らかなように、プランジャシ
ュー２５として高い耐磨耗性か確保されているため、例
えば、第１図に示すような構成のアキシャルプランジャ
ポンプに実施した場合、駆動軸３によるシリンダブロッ
ク６の回転に伴い、プランジャ８が斜板１０に規制され
ながらシリンダボア７内で往復動される際に、プランジ
ャシュー２５か斜板１０の摺接面１０ａに沿って摺動回
転されても、プランジャシュー２５に磨耗が生じること
はほとんどない。従って、プランジャシュー２５が早期
に磨耗したり、焼き付きを生じたりするおそれを防止す
ることができる。

しかも、一般に斜板１０が鉄系材料で形成されているの
に対し、その摺接面１０ａに摺接するプランジャシュー
２５が性質の異なったＡｌ−Ｓｔ合金により形成されて
いるため、材料相互間で親和性がなく、この点からして
も焼き付きが生じるおそれはない。

さらに、プランジャシュー２５のＡＩ含有率が３ ８４〜９０％と大きいため、プランジャシュー２５の軽
量化を図ることができ、第１図のアキシャルプランジャ
ポンプにおいて、プランジャシュー２５か斜板１０の摺
接面１．０　ａに沿って摺動回転される際に、プランジ
ャシュー２５に作用する遠心力を低減することができる
。従って、プランジャシュー２５の遠心力かプランジャ
８に偏荷重として伝達されて、シリンダボア７やプラン
ジャ８に局部磨耗、変形、焼き付き等が生じるおそれを
Ｎ実に防止することができる。

又、前記のクラック発生試験から明らかなように、プラ
ンジャシュー２５として高展性が確保されているため、
プランジャシュー２５に１ランジヤ８の玉継手８ａをカ
シメ付けて結合組み付けする際に、プランジャシュー２
５のカシメ付は部分にクラック等を生じるおそれはない
。従って、プランジャシュー２５のカシメ付は作業を、
不良品が発生することなく効率的に行うことができる。

なお、この発明は前述した構成に限定されるものではな
く、例えば、第１図に示す構成とは異な４ つた構成のアキシャルプランジャポンプに実施したり、
シューの強度アップのためにシューに微量の銅又はマグ
ネシウムを添加したりする等、この発明の趣旨から逸脱
しない範囲で、各部の構成を任意に変更して具体化する
ことも可能である。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したように構成されているため、
プランジャシューとしての高い耐磨耗性の要求、作動時
における遠心力の低減のための軽量化の要求、カシメ付
は加工時におけるクラックの発生を防止するための要求
、及び製造の容易化とコスト低減の要求にすべて対応す
ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は゛ン′キシャルブランシャボンプを例示する断
面図、第２図はその弁板の印面図、第３図は従来構成の
プランジャシューを示す断面図、第４図はこの発明に係
るプランジャシューを示す断面図、第５図はプランジャ
シューの磨耗試験の方法を示す斜視図、第６図はその磨
耗試験の結果を示５ ずグラフ、第７図はプランジャーシューのカシメ時にお
けるクラックの発生試験の方法を示す断面図、第８図は
そのクラックの発生試験の結果を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動軸上に一体回転可能に支持され、駆動軸の軸線
   方向に延びる複数のシリンダボアを有するシリンダブロ
   ックと、 前記各シリンダボア内に嵌挿され、先端に玉継手を有す
   るプランジャと、 前記シリンダブロックの一端近傍に設けられた斜板と、 前記玉継手に取着され、斜板の摺接面上を摺接するプラ
   ンジャシューと、 前記シリンダブロックの他端面に摺接し、それぞれのシ
   リンダボアに対応する吸入ポート及び吐出ポートを有す
   る弁板とを備え、 駆動軸の回転に基づくシリンダブロックの回転に伴い、
   プランジャシューが斜板の摺接面に沿って摺動されるこ
   とにより、プランジャが往復動されて、油が吸入ポート
   を介してシリンダボア内に吸入されるとともに、シリン
   ダボア内の油が吐出ポートを介して吐出されるように構
   成したアキシャルプランジャポンプにおいて、 前記プランジャシューを、ケイ素の含有率が重量比で１
   ０〜１６％のアルミニウム−ケイ素合金により形成した
   アキシャルプランジャポンプ。