JPH075255Y2 - アキシャルピストンポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はアキシャルピストンポンプに関するものであ
る。

［従来の技術］ 制御性に優れ大動力を出すことができるため、油圧回路
が建設機械、産業車両、工作機械等に多く使用されてい
る。油圧回路の駆動源の油圧ポンプとしてアキシャルピ
ストンポンプがある。アキシャルピストンポンプの一種
である斜板式アキシャルピストンポンプは第６図に示す
ように、駆動軸31と一体的に回転するシリンダブロック
32に複数個のシリンダボア33及びそれに連通するシリン
ダポート33aが形成され、シリンダボア33内にピストン3
4が往復動可能に収容されている。駆動軸31は斜板35の
中心部に遊挿され、ピストン34はシュー36を介して斜板
35と常に当接する状態に保持されている。シリンダブロ
ック32の一端には弁板37がシリンダブロック32の端面に
対して摺動可能な状態で固定配置され、弁板37には第７
図に示すように円弧状の吸入ポート38a及び吐出ポート3
8bが形成されている。そして、シリンダブロック32が第
６図の矢印方向（第７図の時計方向）に回転されるとピ
ストン34が往復動され、ピストン34が吸入ポート38aと
対応する状態で第６図の左方へ移動する際に作動油が吸
入ポート38aからシリンダボア33内に吸入され、ピスト
ン34が吐出ポート38bと対応する状態で右方へ移動する
際に作動油が吐出ポート38bから吐出されるようになっ
ている。又、吐出ポート38bは複数に区画されている。

［考案が解決しようとする課題］ アキシャルピストンポンプが円滑にしかも効率良く作動
するためには、回転するシリンダブロック32と静止して
いる弁板37とは常に適当な面圧で接触し、両者の間に適
当な油膜が存在することが必要である。そして、そのた
めシリンダブロック32の端面と弁板37の摺接面とにかな
りの平面度が要求される。ところが、従来、アキシャル
ピストンポンプを長時間運転すると、油圧回路内に存在
する駆動部の摩耗により生じた金属粉やダストにより作
動油が汚染(contamination)され、その影響で弁板37の
シリンダブロック32との摺接面にかなり摩耗が生じる。
摩耗の程度は全面で均一ではなく、弁板37のシール部す
なわち吸入ポート38a及び吐出ポート38bの周縁部のうち
のシリンダポート33aの移動軌跡と対応しない部分（第
７図にＡで示す部分）の摩耗が多く、吐出ポート38bの
区画部（第７図にＢで示す部分）及びピストン34の上下
死点と対応する位置すなわち吸入ポート38aと吐出ポー
ト38bとの間の部分（第７図にＣで示す部分）の摩耗が
少ない。そのため従来のアキシャルピストンポンプでは
長時間運転に伴い弁板37のシリンダブロック32との摺接
面の平面度が低下するため、弁板37とシリンダブロック
32間から漏洩する作動油量が増大し、容積効率が低下す
るという問題がある。

本考案は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は弁板の局部的な摩耗を防止して長時間運転後
も容積効率の低下を抑えることができるアキシャルピス
トン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］ 前記の目的を達成するため本考案においては、駆動軸と
一体的に回転するシリンダブロックの端面に摺接する状
態で弁板を回転不能に固定配置し、弁板の前記シリンダ
ブロックとの摺接面のシリンダポートの移動軌跡と対応
し、吸入ポートと吐出ポートとの間に位置する摺接面に
凹部を設けるとともに、互いに隣接する凹部と吸入ポー
ト、凹部と吐出ポートの間隔はそれぞれシリンダポート
の直径以下とし、凹部の周方向の幅はシリンダポート間
の距離以下となるようにした。

［作用］ 本考案のアキシャルピストンポンプでは弁板の吸入ポー
トと吐出ポートとの間に形成された凹部の存在により、
上下死点付近の摺接面の面積が吸入ポート及び吐出ポー
ト部と対応する部分と均一化される。又、シリンダブロ
ックの回転に伴いシリンダポートが弁板の吸入ポートと
吐出ポートとの間を通過する際、吸入ポートと凹部、吐
出ポートと凹部あるいは凹部同士がシリンダポートを介
して連通され、当該部分のシリンダブロックと弁板との
摺接部に凹部を介して作動油が僅かに漏洩し、該作動油
中の汚染物質により凹部近傍の摺動部の摩耗量が吸入ポ
ート及び吐出ポートの周縁部の摩耗量に近付き、弁板の
シリンダブロックとの摺接面全体が均一的に摩耗し、長
時間運転後も摺接面の平面度が高い状態に保持される。
又、凹部の周方向の幅はシリンダポート間距離以下であ
るため、吐出工程中のシリンダポートと吸入行程中のシ
リンダポートとが凹部を介してれ連通されることはな
い。

［実施例］ 以下、本考案を具体化した一実施例を第１〜３図に従っ
て説明する。第２図に示すようにケーシング１とエンド
カバー２との間には駆動軸３がベアリング４を介して回
転可能に支持されている。駆動軸３のスプライン部５に
はエンドカバー２に固定された弁板６に対してその後端
が摺接する状態でシリンダブロック７が駆動軸３と一体
回転可能に支持されている。シリンダブロック７の前端
側のスプライン部５には支持部材８が軸方向に摺動可能
かつ一体回転可能に支持されている。シリンダブロック
７には複数のシリンダボア９が、駆動軸３と平行に延び
る状態でかつその中心が駆動軸３を中心とした同一円周
上に位置する状態に形成されている。シリンダボア９内
にはピストン10が往復動可能に収容されている。前記支
持部材８の球面部8aにはピストン10の先端に設けられた
シュー11と係合するシューリテーナ12が支承されてい
る。シリンダブロック７の中心部に設けられた収容部13
の一端弁板６寄りには止め輪14が固定され、他端寄りに
は駆動軸３に遊嵌された係止リング15が収容され、止め
輪14と係止リング15との間に係止リング15を支持部材８
側に付勢するばね16が介装されている。そして、複数本
のピン17がシリンダブロック７を貫通するとともに、一
端が前記支持部材８の端面に当接し他端が収容部13内に
おいて前記係止リング16に当接する状態に配設されてい
る。すなわち、ばね16の押圧力がピン17を介して支持部
材８に伝達され、支持部材８の球面部8aに支承されたシ
ューリテーナ12を介してシュー11が斜板18の摺接部18a
に押圧されるようになっている。シューリテーナ12はシ
ュー11がピストン10の吸入行程において、作動油の吸入
側での管路抵抗により摺接部18aから引き離される方向
への力を受けた際、シュー11が摺接部18aから引き離さ
れるのを抑える役割を果たす。

弁板６にはピストン10が吸入側（第２図においてピスト
ン10が上部から下部）へ移動する際のシリンダポート19
の回転軌跡と対応する位置と、ピストン10が吐出側（第
２図においてピストン10が下部から上部）へ移動する際
のシリンダポート19の回転軌跡と対応する位置とに、第
１図に示すように円弧状の吸入ポート20及び吐出ポート
21がそれぞれ形成されている。吸入ポート20は２個に、
吐出ポート21は３個に区画されている。又、エンドカバ
ー２には吸入ポート20及び吐出ポート21にそれぞれ連通
する吸入通路及び吐出通路（いずれも図示せず）が形成
されている。

弁板６の前記シリンダブロック７との摺接面はその外周
縁に一段低くなった段差部6aが形成され、シリンダブロ
ック７と弁板６との当接面の面圧を高め、両部材間から
の作動油の漏洩が抑えられている。そして、第１図に示
すように吸入ポート20と吐出ポート21との間に凹部22が
それぞれ１個ずつ形成されている。凹部22は弁板６の半
径方向の幅Ｗが吸入ポート20及び吐出ポート21の幅に等
しく形成されるとともに、隣接する吸入ポート20及び吐
出ポート21との間隔ａが前記シリンダポート19の長径ｂ
以下となる長さに形成されている。すなわち、シリンダ
ポート19が吸入ポート20と凹部22あるいは吐出ポート21
と凹部22との間に対応する位置を通過する際に、シリン
ダポート19を介して吸入ポート20と凹部22あるいは吐出
ポート21と凹部22とが連通可能となっている。又、凹部
22の周方向幅ｃはシリンダポート19間の距離ｄ以下とな
る大きさに形成されている。すなわち、シリンダポート
19が吸入ポート20と凹部22あるいは吐出ポート21と凹部
22との間と対応する位置を通過する際に、凹部22を介し
て吐出行程中のシリンダポートと吸入行程中のシリンダ
ポートとが連通不能となっている。

なお、斜板18はケーシング１に対して第２図の紙面と垂
直に配設された支軸（図示せず）を中心にして回動可能
に配設され、支軸を挟んで一方の側に設けられた付勢ロ
ッド23によりその傾斜角αが増大する方向に付勢される
とともに、付勢ロッド23と反対側に設けられかつ制御バ
ルブ24を介して作動される作動体25の移動により、傾斜
角αが必要に応じて変更されて吐出量（吸入量）が変更
されるようになっている。

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。ア
キシャルピストンポンプが運転されると、駆動軸３の回
転に伴いシリンダブロック７が一体的に回転する。ピス
トン10はシュー11を介して斜板18の摺動部18aに常に押
圧されているため、シリンダブロック７の回転に伴いピ
ストン10がシリンダボア９内を往復動しながら駆動軸３
の周りを公転する。シリンダボア９が吸入ポート20と対
応する位置を移動する時には、ピストン10が第２図の上
部から下部に回転移動されて作動油が吸入ポート20を経
てシリンダボア９内に吸入される。又、ピストン10が下
死点を過ぎて吐出ポート21と対応する位置を移動する時
には、ピストン10が第２図の下部から上部に回転移動さ
れ、シリンダボア９内に吸入されていた作動油が吐出ポ
ート21を経て吐出通路から吐出される。ピストン10のス
トロークは斜板18の傾斜角αにより規定され、傾斜角α
の値が大きくなるほど吸入量及び吐出量も大きくなる。

シリンダブロック７に対する弁板６の摺接面のうち、シ
リンダポート19の移動軌跡と対応する部分すなわち吸入
ポート20の区画部分、吐出ポート21の区画部分及び吸入
ポート20と吐出ポート21との間の部分は常にシリンダブ
ロック７の端面に摺接するのではなく、シリンダポート
19とシリンダブロック７の端面とに交互に摺接する。従
って、常にシリンダブロック７の端面に摺接する吸入ポ
ート20及び吐出ポート21の外側及び内側の周縁部に比較
して摩耗が進行し難い。本考案では弁板６の摺接面の摩
耗し難い部分に凹部22が形成され、実質的な摺接面の面
積が吸入ポート20及び吐出ポート21付近と均一化されて
いる。

一方、アキシャルピストンポンプを長時間運転すると、
油圧回路内に存在する駆動部の摩耗により生じた金属粉
やダストにより作動油が汚染され、汚染された作動油が
弁板６とシリンダブロック７との摺接面に侵入すると当
該部分の摩耗の進行が速くなる。吸入ポート20と吐出ポ
ート21との間に凹部22が形成されているため、シリンダ
ポート19が吐出ポート21と凹部22との間と対応する位置
を通過する際に吐出ポート21と凹部22とが連通され、凹
部22と吸入ポート20との間と対応する位置を通過する際
に凹部22と吸入ポート20とが連通される。これにより凹
部22の周囲に作動油の漏洩が生じ、弁板６とシリンダブ
ロック７との摺接面に汚染された作動油が侵入して当該
部分の摩耗の進行が速くなり、吸入ポート20及び吐出ポ
ート21周縁部の摩耗量に近付いて弁板６の摺接面の摩耗
が全体的に均一に進行する。従って、長時間運転後も弁
板６の摺接面の平面度が高い状態に保持され、凹部22が
無い場合に比較して容積効率の低下が抑制される。

吐出ポート21には区画部が形成されており、吸入ポート
20に区画部が無い場合には、区画部の摩耗が他の部分に
比較して少ないため、吐出ポート21側と吸入ポート20側
とで摩耗量がアンバランスとなる。しかし、この実施例
では吸入ポート20にも区画部が設けられているため、両
者の摩耗もバランスした状態で進行し、長時間運転後も
弁板６の摺接面の平面度を保持するのに役立つ。又、吸
入ポート20にも区画部を設けた場合には、弁板６を製造
する際の熱処理、加工等において変形が少なくなり、摺
接面の平面度が出し易い。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば凹部22を長円形成状とする代わりに両ポート20,2
1の幅と等しい直径の円形状としたり、第４図に示すよ
うに両ポート20,21の幅より小さい径の凹部22を多数設
けてもよい。この場合にもシリンダポート19が凹部22と
対応する位置を移動する際に、前記と同様な作用により
凹部22の周縁部が他の部分と均一的に摩耗する。又、可
変容量型のアキシャルピストンポンプではなく固定容量
型のアキシャルピストンポンプに適用したり、斜板式ア
キシャルピストンポンプ以外に第５図に示すような斜軸
式のアキシャルピストンポンプに適用してもよい。

［考案の効果］ 以上詳述したように本考案によれば、弁板の局部的な摩
耗が防止されて摺接面の摩耗が全体的に均一に進行し、
長時間運転後も摺接面の平面度が高い状態に保持され、
アキシャルピストンポンプで最も問題となる作動油の汚
染による容積効率の低下を抑えることができるという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案を具体化した一実施例を示すもので
あって、第１図は第２図のI-I線から見た弁板の図、第
２図は斜板式アキシャルピストンポンプの縦断面図、第
３図はシリンダブロック端面の図、第４図は変更例の弁
板の正面図、第５図は斜軸式アキシャルピストンポンプ
の要部概略図、第６図は従来装置の概略図、第７図は弁
板の吸入ポート及び吐出ポートとシリンダポートとの関
係を示す図である。 駆動軸３、弁板６、シリンダブロック７、ピストン10、
シリンダポート19、吸入ポート20、吐出ポート21、凹部
22。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸（３）と一体的に回転するシリンダ
   ブロック（７）の端面に摺接する状態で弁板（６）を回
   転不能に固定配置し、弁板（６）の前記シリンダブロッ
   ク（７）との摺接面のうちシリンダポート（19）の移動
   軌跡と対応し、吸入ポート（20）と吐出ポート（21）と
   の間に位置する摺接面に凹部（22）を設けるとともに、
   互いに隣接する凹部（22）と吸入ポート（20）、凹部
   （22）と吐出ポート（21）の間隔はそれぞれシリンダポ
   ート（19）の直径以下とし、凹部の周方向の幅はシリン
   ダポート（19）間の距離以下となるようにしたアキシャ
   ルピストンポンプ。