JPH08159237A

JPH08159237A - 回転斜板式アキシャルピストンポンプ、及びそのポンプを使用した四輪駆動車

Info

Publication number: JPH08159237A
Application number: JP30242094A
Authority: JP
Inventors: Jun Watanabe; 純渡辺
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】追加する加工代も少くなく且つポンプを大型化
することなく、許容回転数が高い回転斜板式アキシャル
ピストンポンプを提供することを目的としている。【構成】回転斜板式アキシャルピストンポンプであっ
て、各ピストン室２６とピストン側圧力室３０が、ピス
トン側圧力導入路２９及びシュー側圧力導入路３１を介
して連通している。回転斜板２３には、ピストン用シュ
ー２８と摺接可能な位置から背面２３ｂに向けて個々に
延びる複数の斜板側圧力導入路３２が設けられている。
また、各斜板側圧力導入路３２の斜板背面側開口部は、
それぞれ独立した斜板側圧力室３３に連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速回転で駆動可能な
回転斜板式アキシャルピストンポンプ、及びそのピスト
ンポンプを利用した四輪駆動車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転斜板式アキシャルピストンポ
ンプとしては、例えば、株式会社オーム社書店発行の石
原貞男著「ピストンポンプ・モータの理論と実際」（昭
和５４年５月２０発行）の９０〜９１ページに記載され
ているものなどがある。これは、図７に示すように、ポ
ンプハウジング６０に回転軸６１が回転自在に支持さ
れ、その回転軸６１に回転斜板６２が同軸に固定されて
いる。その回転斜板６２は、ハウジング６０内に収納さ
れ、該回転斜板６２の傾斜面６２ａに対して、複数のピ
ストン６３先端部がピストンシュー６４を介して摺動可
能に当接している。その複数のピストン６３は、互いに
回転斜板６２の周方向に沿って等間隔に配置されると共
に、それぞれハウジング６０に形成された各シリンダ孔
内に往復移動可能に配置されている。

【０００３】各ピストン６３は、それぞれバネによって
回転斜板６２側に付勢され、且つ、先端部の斜孔６５ａ
からシリンダ孔内の各ピストン室７０に作動油を吸入す
る油路６５が該各ピストン６３内に形成されている。そ
の油路６５途中には吸込み用ボールチェック弁６６が介
挿されてピストン室７０から斜孔への逆流が阻止され、
また、該ピストン室７０は、吐出用ボールチェック弁６
７を介して吐出ポート６８に連通している。

【０００４】また、上記回転斜板６２の傾斜面６２ａと
上記ピストンシュー６４との間、及び該傾斜面６２ａに
対向する背面とハウジング６０の内壁面との間には、そ
れぞれピストン６３から斜板６２に負荷されるアキシャ
ル荷重を支持するためのスラスト軸受６９が配設されて
いる。なお、図中、７１は該スラスト軸受６９を受ける
環状のメタルである。また、７４は、ポンプ内に作動油
を流入させる吸入ポートを示している。

【０００５】そして、回転軸６１の回転に連動して回転
斜板６２が回転すると、該回転斜板６２に規制されつつ
各ピストン６３がそれぞれ往復運動する。即ち、各ピス
トン６３は、バネ７２の付勢力によって前進する際に、
上記油路６５及び吸込み用ボールチェック弁６６を介し
てピストン室７０内に作動油を吸込み、続いて、回転斜
板６２の傾斜面６２ａに押されて後退する際に、ピスト
ン室７０内の作動油が、吐出用ボールチェック弁６７を
介して吐き出される。これが、回転斜板６２が一回転す
る度に実施される。

【０００６】上記ピストン６３後退時には、ピストン室
７０内の作動油は圧縮され、その圧力がピストン６３及
びピストンシュー６４を介して回転斜板６２側に伝達さ
れる。この斜板６２に入力された荷重のうち、ラジアル
荷重は、回転斜板６２と一体的な回転軸６１に設けられ
たラジアル軸受７３で支持され、アキシャル荷重は、斜
板６２背面側に配設されたスラスト軸受６９によって支
持される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】回転斜板式アキシャル
ピストンポンプにあっては、負荷が大きくなるほどアキ
シャル荷重が非常に大きく作用するが、上記説明した従
来のポンプでは、スラスト軸受６９でアキシャル荷重を
支持する構造であるので、支持させるアキシャル荷重が
大きくなる程、即ち、各ピストン室７０内で発生する圧
力が高く設定されるほど、該スラスト軸受６９として大
型化した軸受を使用する必要があり、これはポンプ自身
の軸方向の全長を長くする原因となる。また、スラスト
軸受６９は許容回転数が低いのでポンプを高速回転させ
ることができず、これに対処するためには、回転数が低
い分だけ固有吐出容量を大きくして流量を稼ぐ必要が生
じるが、これはポンプの大型化に繋がる。

【０００８】このような、許容回転数が低く且つ大型化
したポンプは、レイアウト制限が厳しく且つ使用回転数
も高い自動車等への適用が困難である。このとき、従
来、実開平２−９６４８３号公報に記載されているよう
に、回転斜板の背面側に対して、該斜板の周方向に沿っ
てベアリングシューを環状に設けると共に、各ピストン
室内の圧力を、ハウジング内に設けた圧力導入路を介し
て上記ベアリングシューに導入させ、その圧力によって
アキシャル荷重を支持させて、回転斜板の高速回転に対
応させたものもあるが、ハウジング内に複数の圧力導入
路を形成する必要があるので、該ハウジングを頑強に形
成する必要があると共に、ベアリングシューに対応して
全周に圧力室を形成するため加工代が大きくなるという
問題がある。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、追加する加工代も少くなく且つポンプ
を大型化することなく、許容回転数が高い回転斜板式ア
キシャルピストンポンプ及びそのポンプを利用した四輪
駆動車を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転斜板式アキシャルピストンポンプは、
回転軸と一体となって回転する斜板と、その斜板の傾斜
面に対してピストンシューを介して摺動可能に押圧され
て、固定されたシリンダ孔内を上記斜板の回転に応動し
てストロークする複数のピストンと、を備えた回転斜板
式アキシャルピストンポンプにおいて、各ピストン内に
設けられ各ピストン室の圧力を対応する各ピストンシュ
ー位置まで導入可能なピストン側圧力導入路と、そのピ
ストン側圧力導入路にそれぞれ連通すると共に各ピスト
ンシューにおける斜板との摺接面に形成された凹部から
なるピストン側圧力室と、上記斜板の傾斜面と対向する
背面に設けられた凹部からなる斜板側圧力室と、該斜板
に設けられて該斜板のピストンシュー摺動面位置と上記
斜板側圧力室とを連通する斜板側圧力導入路と、を設け
たことを特徴としている。

【００１１】このとき、請求項２に記載したように、上
記斜板側圧力室及び斜板側圧力導入路は、それぞれ独立
した複数の組からなることを特徴とするとよい。また、
本発明の四輪駆動車は、主原動機により駆動される駆動
車軸と、該駆動車軸に連動して回転し、作動流体を吐出
する流体圧ポンプを有する流体圧供給手段と、従動輪の
車軸に連動して回転する流体圧モータを有する流体圧駆
動手段と、上記流体圧供給手段の吐出口と流体圧駆動手
段の吸込み口とを連通する第１流路と、上記流体圧供給
手段の吸込み口と流体圧駆動手段の吐出口とを連通する
第２流路と、を備えた四輪駆動車において、上記流体圧
供給手段の流体圧ポンプに、上記請求項１又は請求項２
に記載された回転斜板式アキシャルピストンポンプを採
用したことを特徴としている。

【００１２】

【作用】上述した構成により、本発明の請求項１に記載
された発明では、各ピストン室の圧力は、各ピストン内
に設けられたピストン側圧力導入路を介してピストン側
圧力室に導入される。これによって、該ピストン室の圧
力に応じた圧力が、斜板の傾斜面とピストンシューとの
間に発生し、該圧力に比例して両者の間の摺動抵抗が小
さくなる。

【００１３】さらに、上記ピストン側圧力室は斜板側圧
力導入路の傾斜面側の開口部と対向可能となっているの
で、該ピストン側圧力室に導入された圧力は、該斜板側
圧力導入路を介して斜板側圧力室に導入可能となる。こ
れによって、各ピストン室の圧力に応じた圧力が、斜板
側圧力室に導入され、該斜板の背面と、該背面と対向す
るハウジング内壁面との間の摺動抵抗が、該導入された
圧力に比例して両者の間の摺動抵抗が小さくなる。

【００１４】従って、ポンプの回転軸や斜板が高速回転
したり、ポンプの負荷が高くなると、各ピストン室内の
圧力が上昇して、ピストンを介して斜板に伝達されるア
キシャル荷重は大きくなるが、該ピストン室内の圧力上
昇に追従して、斜板の傾斜面とピストンシューとの間、
及び斜板の背面とハウジング内壁との間の摺動抵抗がそ
れぞれ該ピストン室内の圧力に応じて小さくなる。

【００１５】このように、斜板が高速回転するなどして
斜板に入力されるアキシャル荷重が大きくなっても、該
アキシャル荷重に比例した圧力が、斜板の傾斜面とピス
トンシューとの間、及び斜板の背面とハウジング内壁と
の間に発生して、斜板の回転による摺動抵抗を減じつつ
該アキシャル荷重を支持可能となる。次に、本発明の請
求項２に記載した発明は、ピストン側圧力室に対向した
斜板側圧力導入路に連通する斜板側圧力室に確実に所望
の圧力が発生するように、各斜板側圧力導入路に連通す
る斜板側圧力室をそれぞれ個別のものとしたものであ
る。

【００１６】これによって、常に、斜板の背圧側に、入
力されたアキシャル荷重に応じた所定の圧力を導入可能
となる。また、本発明の請求項３に記載した発明は、上
記説明した請求項１又は請求項２の回転斜板式アキシャ
ルピストンポンプによって、許容回転数が高く、また、
高負荷での使用が可能であるので、駆動輪の高速回転時
等、アキシャル荷重に比例した圧力が、斜板の傾斜面と
ピストンシューとの間、及び斜板の背面とハウジング内
壁との間に発生して、斜板の回転による摺動抵抗を減ず
る。

【００１７】

【実施例】まず、本発明に基づく回転斜板式アキシャル
ピストンポンプの実施例を、図面に基づいて説明する。
そのポンプの構成は、図１に示すように、ポンプハウジ
ング２０に対して回転軸２１がラジアル軸受２２を介し
て回転自在に支持されている。その回転軸２１に対して
同軸且つ一体的に回転斜板２３が固定されている。該回
転斜板２３は、ポンプハウジング２０内に回転自在に収
納されている。その回転斜板２３の傾斜面２３ａ側に
は、複数のピストン２４が、上記回転軸２１と軸を平行
にした状態で、相互に該斜板２３の周方向に沿って所定
間隔をあけて配設されている。

【００１８】その各ピストン２４は、ポンプハウジング
２０に形成された各シリンダ孔２５に挿入され、該シリ
ンダ孔２５によって軸方向にのみ往復移動可能に拘束さ
れている。そのシリンダ孔２５における該ピストン２４
後端部側位置は、ピストン室２６を構成している。該ピ
ストン２４の後端部には、図２に示すように、軸方向に
延びる有底孔２４ａが設けられ、該有底孔２４ａ及びピ
ストン室２６内にバネ部材２７が配設されて、該バネ部
材２７によって各ピストン２４はそれぞれ斜板２３側に
付勢されている。そして、該ピストン２４先端部がそれ
ぞれピストン用シュー２８を介して該斜板２３の傾斜面
２３ａへ摺動可能に押圧されている。

【００１９】その各ピストン２４には、ピストン室２６
の有底孔２４ａ底面からピストン用シュー２８に向けて
軸方向に貫通するピストン側圧力導入路２９が形成され
ている。また、上記ピストン用シュー２８における、斜
板２３の傾斜面２３ａとの摺接面位置に凹部状のピスト
ン側圧力室３０が形成されている共に、該ピストン側圧
力室３０と上記ピストン側圧力導入路２９とは、シュー
側圧力導入路３１を介して連通されている。

【００２０】また、上記回転斜板２３には、図２及び図
３に示すように、ピストン用シュー２８と摺接可能な位
置から背面２３ｂに向けて個々に延びる複数の斜板側圧
力導入路３２が設けられている。また、各斜板側圧力導
入路３２の斜板背面側開口部は、それぞれ独立した斜板
側圧力室３３に連通している。各斜板側圧力室３３は、
それぞれ回転斜板２３の背面２３ｂに形成された凹部か
ら構成されている。この斜板側圧力導入路３２及び斜板
側圧力室３３は、それぞれ該斜板２３の周方向に沿って
所定間隔をあけて設けられている。

【００２１】なお、該斜板側圧力導入路３２間のピッチ
は、上記ピストン２４間のピッチよりも小さく設定され
ていると共に、その各斜板側圧力導入路３２における斜
板２３の傾斜面２３ａ側開口面積は、上記ピストン２４
用ピストン側圧力室３０よりも小さく設定されている。
さらに、上記複数の斜板側圧力導入路３２の傾斜面２３
ａ側開口部位置は、斜板２３におけるピストン２４を後
退させる傾斜面２３ａ部分にのみ設けられている。

【００２２】また、上記斜板２３の背面２３ｂと対向す
るポンプハウジング２０の内壁には、上記斜板側圧力室
３３と対向可能な位置にリング状のメタル３４が固定さ
れていて、該斜板２３の背面２３ｂは、該メタル３４上
を摺動回転するようになっている。また、上記各ピスト
ン室２６は、それぞれピストンハウジング２０に設けら
れた入出用ポート３５に連通している。各入出用ポート
３５は、それぞれタンク３６に連通する吸入側配管３
７、及び所定の作動液供給部３９に接続された吐出側配
管３８に接続されている。該吸入側配管３７における各
入出用ポート３５への分岐管３７ａにはそれぞれ吸入用
逆止め弁４０が介挿されて、該入出用ポート３５から吸
入側配管３７の本管側への逆流が防止されている。

【００２３】同様に、上記吐出側配管３８における各入
出用ポート３５への分岐管３８ａにはそれぞれ吐出用逆
止め弁４１が介挿されて、吐出側配管３８の本管側から
該入出用ポート３５への逆流が防止されている。なお、
図１中、４３はオイルシールを示している。また、４４
は作動油排出用の通路で、上記タンク３６に接続されて
いる。

【００２４】次に、上記構成の回転斜板式アキシャルピ
ストンポンプの動作について説明する。上記回転軸２１
を回転すると、一体的になっている回転斜板２３が同一
の回転数で回転し、その回転斜板２３の回転に応動して
各ピストン２４が往復運動を始める。そして、各ピスト
ン２４は、回転斜板２３が一回転する毎に、斜板２３側
に前進することで、吸入側配管３７から吸入用逆止め弁
４０を介してピストン室２６内に作動液が吸入され、続
けて、斜板２３から押され該斜板２３から後退すること
で、ピストン室２６内の作動液が圧縮され該ピストン室
２６内の圧力が所定以上となった時点で、該ピストン室
２６内の作動液が吐出用逆止め弁４１を介して吐出側配
管３８に吐き出されて所定の作動液供給部３９に作動液
を供給する。

【００２５】このとき、吐出側配管３８内の圧力が低い
など、ポンプが無負荷に近い状態では、上記ピストン２
４が後退する際の各ピストン室２６内の圧力は、さほど
高くならない。即ち、ピストン２４を介して斜板２３側
に伝達される反力は小さいので、斜板２３に伝達される
アキシャル荷重は小さい。この状態では、上記各圧力導
入路２９，３１，３２を介して各ピストン側圧力室３０
及び斜板側圧力室３３に導入される圧力は小さいので、
斜板２３は、環状のメタル３４と摺接した状態で回転す
るが、アキシャル荷重も小さいので、回転斜板２３が受
ける摺動抵抗は小さい。

【００２６】また、吐出側配管３８内の圧力が高くなる
などポンプの負荷が高くなると、各ピストン２４が後退
する時にそれぞれのピストン室２６の圧力が個々に上昇
し、該圧力に比例した反力が該ピストン２４を介して斜
板２３側に伝達される。このとき、ピストン室２６内の
圧力は、常時、ピストン側圧力導入路２９を介してピス
トン側圧力室３０に導入されているので、該ピストン室
２６内に圧力が上昇するとそれに追従して該ピストン側
圧力室３０内の圧力も上昇し、該圧力に応じた分だけシ
ュー２８と斜板２３の傾斜面２３ａとの間の摺動抵抗が
低減する。

【００２７】さらに、ピストン側圧力室３０が、斜板２
３に設けられた斜板側圧力導入路３２の一つとそれぞれ
対向すると、該ピストン側圧力室３０の圧力が、該斜板
側圧力導入路３２を介して斜板側圧力室３３に導入さ
れ、該斜板側圧力室３３も圧力が上昇して、斜板２３の
背面２３ｂとメタル３４（ポンプハウジング２０内壁
面）との間の摺動抵抗が低減する。

【００２８】これによって、ピストン２４を介して斜板
２３側に伝達される荷重のうち、アキシャル方向の荷重
に対しては、該アキシャル荷重に応じた分の圧力が斜板
側圧力室３３に導入されて該斜板側圧力室３３に所定の
圧力が発生し、これによって、該アキシャル荷重が支持
される。即ち、斜板２３とピストン２４シュー２８との
間、及び斜板２３とメタル３４との間に、斜板２３に入
力される荷重に応じた圧力を発生可能な流体軸受が形成
される。これによって、高負荷、且つ高回転でのポンプ
の使用が可能となる。

【００２９】なお、ピストン２４を介して斜板２３側に
伝達される荷重のうち、ラジアル方向の荷重に対して
は、斜板２３から回転軸２１に伝達されてラジアル軸受
２２にて支持されるが、該ラジアル荷重へのピストン室
２６内の圧力上昇による寄与は小さい。また、斜板側圧
力室３３内にピストン室２６の圧力が導入されるために
は、斜板側圧力導入路３２の開口部にピストン側圧力室
３０が対向する必要があるが、上記のようにピストン２
４間のピッチよりも斜板側圧力導入路３２間のピッチを
小さく設定することで、シュー２８用ピストン側圧力室
３０が斜板側圧力導入路３２と対向しない時間間隔が短
くなるようになっている。また、上記のように回転斜板
の回転に追従して、各ピストンシューのピストン側圧力
室は、間欠的に各斜板側圧力導入路の開口部とそれぞれ
対向するが、複数の斜板側圧力導入路の開口部のピッチ
を適当に調整することで、常に、幾つかの斜板側圧力導
入路の開口部がピストン側圧力室に対向可能に設定可能
となるので問題はない。

【００３０】また、上記ピストン２４を介して所定以上
の荷重が負荷されるのは、ピストン２４後退方向と対向
している斜板２３の傾斜面２３ａ位置であるので、上記
構成のように、この部分にだけに上記斜板側圧力導入路
３２及び斜板側圧力室３３を設けるだけで問題はない。
ここで、例えば、斜板背面側に一つだけ斜板側圧力室を
設け、その一つの斜板側圧力室に複数の斜板側圧力導入
路を連通する構成とした場合には、その複数の斜板側圧
力室の幾つかにピストン側圧力室が対向して所定の圧力
が導入されても、ピストン側圧力室と対向していない斜
板側圧力導入路からその圧力が漏れてしまい、該斜板側
圧力室に目的とする圧力が発生しない恐れがある。

【００３１】しかし、本実施例では、各斜板側圧力導入
路３２と斜板側圧力室３３とは独立しているので、一つ
の斜板側圧力室３３に導入された圧力が、他の斜板側圧
力導入路３２を通じて逃げることはない。このように、
斜板２３とピストン２４シュー２８との間、及び斜板２
３とメタル３４との間に、斜板２３に入力される荷重に
応じた圧力で支持可能な流体軸受が形成されている。こ
れによって、回転斜板２３に入力するアキシャル荷重を
受けるためのスラスト軸受が不要となり、また、該荷重
に応じた支持圧が発生可能な流体軸受を採用しているた
め、使用するポンプの回転数を高く設定しても、該ポン
プを大型化することが防止される。

【００３２】また、上記流体軸受に圧力を導入する圧力
導入路をポンプハウジング２０内に設けていないので、
該ポンプハウジング２０を従来よりも頑強に作成する必
要がない。また、その圧力を導入するための圧力導入路
２９，３１，３２も最短距離で構成されているために、
その加工代も小さい。なお、上記実施例では、斜板側圧
力導入路３２と斜板側圧力室３３とを一対一に対応させ
て構成しているが、一つの斜板側圧力導入路３２に対し
て複数の斜板側圧力室３３を連通する１対多の構成とな
っていてもよい。但し、上記説明したように、一つの斜
板側圧力室３３には一つの斜板側圧力導入路３２だけが
連通するように構成する。

【００３３】また、各斜板圧力導入路３２から漏れた作
動流体は、通路４４を介してタンク３６側に戻される。
次に、上記回転斜板式アキシャルポンプを、前輪駆動車
をベースとした四輪駆動車における流体圧ポンプに適用
した場合の実施例を説明する。図４は概略構成図であ
る。図中、１は主原動機としてのエンジンであって、こ
のエンジン１の回転駆動力が変速機２を介して前輪側差
動装置３に入力され、この差動装置３の出力側に駆動車
軸としての前車軸４を介して前輪５が連結されている。

【００３４】前輪側差動装置３は、ディファレンシャル
ギアケース３ａ内に形成されたリングギア３ｂが、変速
機２の出力側に連結されたギア２ａに噛合されて回転駆
動される。このディファレンシャルギアケース３ａ内に
形成された一対のピニオンシャフト３ｃには、ピニオン
３ｄが取り付けられ、これらピニオン３ｄに一対のサイ
ドギア３ｅが噛合し、これらサイドギア３ｅに上記前車
軸４が連結されている。

【００３５】また、ディファレンシャルギアケース３ａ
には、リングギア３ｂと並列に第２のリングギア３ｆが
形成されている。この第２のリングギア３ｆは、これに
噛合するギア３ｇを介して、駆動側流体圧駆動手段を構
成する流体圧ポンプ６の回転軸６ａに連結されている。
この流体圧ポンプ６は、上記説明した構成を有する回転
斜板式アキシャルピストンポンプであって、各入出用ポ
ートに接続する吸入側配管が、リザーバタンク７内に配
設されたストレーナ７ａに連結されていると共に、第２
流路を構成する低圧配管８Ｌを通じて、前後進切換用の
電磁方向切換弁９のタンクポートＴに接続される。ま
た、上記各入出用ポートに接続する吐出側配管は、第１
流路を構成する高圧配管８Ｈを通じて、前後進切換用の
電磁方向切換弁９のポンプポートＰに接続されている。

【００３６】なお、下記説明において、本実施例の流体
圧ポンプとしての回転斜板式アキシャルピストンポンプ
の各構成部分として、図４に表されない部材には、上記
説明で使用したポンプの対応する部材に附した符号と同
一符号を付けて説明する。ここで、上記回転斜板式アキ
シャルピストンポンプ６は、上記説明した構造や作用な
どから分かるように、回転軸６ａの回転方向によって吸
込側と吐出側とが入れ替わることはない。その吐出流量
は、例えば、図５中に実線Ｓ₁で示すように、車速が
“０”から最大伝達トルクが減少し始める車速より高い
設定車速に達するまでの間では、車速の増加に比例して
比較的大きな増加率で増加し、高速走行状態となって四
輪駆動状態を必要としない設定車速以上では最大吐出流
量で飽和するように設定する。

【００３７】上記前後進切換用の電磁方向切換弁９は、
入出力ポートＡが後述する流体圧モータとしての斜板式
可変容量モータ１０の流入ポート１０ａに接続し、入出
力ポートＢが斜板式可変容量モータ１０の流出ポート１
０ｂに接続される。そして、ソレノイド９ａが非通電状
態であるノーマル位置でポンプポートＰを入出力ポート
Ａに、タンクポートＴを入出力ポートＢにそれぞれ連通
し、ソレノイド９ａが通電状態であるオフセット位置で
ポンプポートＰを入出力ポートＢに、タンクポートＴを
入出力ポートＡにそれぞれ連通するようになっている。

【００３８】即ち、ノーマル位置で高圧配管８Ｈの高圧
油を斜板式可変容量モータ１０の流入ポート１０ａに、
低圧配管８Ｌを流出ポート１０ｂに連通させて回転軸１
０ｃを前進走行時の回転方向に回転駆動する。逆にオフ
セット位置で高圧配管８Ｈの高圧油を可変容量モータ１
０の流出ポート１０ａ（前進時は流入ポート）に、低圧
配管８Ｌを流入ポート１０ｂ（前進時は流出ポート）ａ
に連通させて回転軸１０ｃを後進走行時の回転方向に回
転駆動する。

【００３９】なお、上記電磁方向切換弁９は、後述する
斜板式可変容量モータ１０に内蔵され、出力ポートＡ，
Ｂがそれぞれ配管を介することなく可変容量モータ１０
の流出入ポート１０ａ及び１０ｂに連結されている。ま
た、電磁方向切換弁９のソレノイド９ａへの通電は、ソ
レノイド９ａが図示しないシフトレバーで後進を選択さ
れたときにのみオン状態となるシフト位置検出スイッチ
９ｂを介して直流電源９ｃに接続されることにより、前
進走行時には非通電状態に、また、後進走行時には通電
状態にそれぞれ制御される。

【００４０】斜板式可変容量モータ１０は、図６に示す
ように、モータハウジング１００に対して回転軸１０ｃ
がベアリング１１１によって回転自在に支持されてい
る。ハウジング１００内に配置された円筒状のシリンダ
ブロック１０１が、上記回転軸１０ｃに同軸にセレーシ
ョン嵌合されている。このシリンダブロック１０１内に
は、該シリンダブロック１０１の回転方向に沿って複数
個のピストン１０２が等間隔で配置されている。各ピス
トン１０２は、それぞれシリンダブロック１０１の軸と
平行な方向に摺動自在に該シリンダブロック１０１に支
持されている。

【００４１】また、ハウジング１００内のシリンダブロ
ック１０１の右端面に対向する位置に、斜板１０３が配
設されている。この斜板１０３は、円板部１０３ａと、
その円板部１０３ａの上端から突出する突出部１０３ｂ
とから構成され、その傾斜角が所定揺動軸Ｐを中心とし
て揺動自在となっている。該揺動軸Ｐは、回転軸１０ｃ
から斜板１０３がシリンダブロック１０１の対向面に接
近する方向に所定量εだけオフセットして設定されてい
る。

【００４２】この斜板１０３の対向面に対して、各ピス
トン１０２の右端に被冠したシュー１０８がシューホル
ダ１０９によって摺接される。このシューホルダ１０９
は、シリンダブロック１０１の内周面に配設された押圧
スプリング１１０によってニードル１１２を介して斜板
１０３側に押圧されている。また、斜板１０３は付勢手
段１１３によって傾斜角が小さくなる方向に付勢されて
いる。この付勢手段１１３は、斜板１０３の突出部１０
３ｂの左端面に当接して、該斜板１０３の突出部１０３
ｂを右方向、即ち斜板１０３の傾斜角を小さくする方向
に押圧可能なコントロールピストン１１３ａを本体とし
たシリンダ装置と、シリンダ装置の流体圧室１１３ｂに
配置され、該コントロールピストン１１３ａを斜板１０
３側に付勢可能なバネ部材１１３ｃと、該流体圧室１１
３ｂを斜板式可変容量モータ１０内の低圧部、例えば低
圧配管８Ｌ側等に接続したり大気に開放するする連通管
１１３ｄと、該連通管１１３ｄの途中に介装された絞り
であるオリフィス１１３ｅと、から構成されていて、該
バネ部材１１３ｃの弾性力によって上記コントロールピ
ストン１１３ａが斜板１０３側に付勢されている。な
お、上記シリンダ装置のシリンダチューブ本体は、ポン
プハウジング１００の一部によって構成されている。

【００４３】また、該ポンプハウジング１００内面から
斜板１０３に向けてストッパ１１４が突設していて、該
斜板１０３が所定傾斜角、即ち設定された最大傾斜角と
なってときに該ストッパ１１４に当接して斜板１０３の
傾斜を規制するようになっている。該ストッパ１１４
は、ネジ部材などから構成して斜板１０３への突出量を
調整可能としてもよい。

【００４４】一方、シリンダブロック１０１の左端面に
はハウジング１００に固定されたバルブプレート１１５
が摺接され、このバルブプレート１１５と各ピストン１
０２を収容するボア１１６との間に連通孔１１７が穿設
されている。バルブプレート１１５には、図３に示すよ
うに、連通孔１１７の移動軌跡に沿って左半部に流入ポ
ート１０ａ（後進時流出ポート）が、右半部に流出ポー
ト１０ｂ（後進時流入ポート）が形成されている。

【００４５】なお、上記斜板式可変容量モータ１０の最
大固有吐出量（斜板１０３が最大傾斜角となっている状
態での固有吐出量）は、上記ピストンポンプ６の固有吐
出量よりも大きくなるように設定されている。また、上
記回転斜板式アキシャルピストンポンプ６の吸込口６ｂ
と吐出口６ｃとの間に、トルク制限手段としてのピスト
ンポンプ６の吐出圧の上限を決めるリリーフ弁１１が介
装されている。また、ピストンポンプ６と電磁切換弁９
との間における高圧配管８Ｈと低圧配管８Ｌとの間が連
通配管１２により連通され、該連通配管１２に対して、
低圧配管８Ｌ側から高圧配管８Ｈ側への流体の流れを許
容する逆止め弁１３が介装されていると共に、連通配管
１２と並列に配設された第２の連通配管１４に対して、
逆止め弁１３と並列関係に固定オリフィス１５が接続さ
れている。

【００４６】一方、斜板式可変容量モータ１０の回転軸
１０ｃにギア１６が取り付けられ、このギア１６に、後
輪側差動装置１７のディファレンシャルギアケース１７
ａに形成されたリングギア１７ｂが噛合されている。こ
の後輪側差動装置１７は、前述した前輪側差動装置３と
略同様の構成を有し、ディファレンシャルギアケース１
７ａ内に一対のピニオンシャフト１７ｃが形成され、該
一対のピニオンシャフト１７ｃに取り付けられたピニオ
ン１７ｄに一対のサイドギア１７ｅが噛合している。こ
れらサイドギア１７ｅには、後車軸１８が連結され、こ
の後車軸１８に後輪１９が連結されている。

【００４７】次に、上記実施例の動作を説明する。今、
車両が乾燥路面等の高摩擦係数路に停車して、エンジン
１がアイドリング状態にある制動状態から前進走行を開
始する場合には、図示しないシフトレバーを前進走行状
態に切り換えることにより、発進可能状態とすることが
できる。このとき、後進走行側のシフト位置検出スイッ
チ９ｂはオフ状態を維持するため、前後進切換用電磁方
向切換弁９のソレノイド９ａは非通電状態を維持して、
切換位置が図１に示すノーマル位置を保持する。

【００４８】この状態で、ブレーキペダルを解放してア
クセルペダルを踏むことにより、エンジン１の回転力が
変速機２を介して前輪側差動装置３に伝達され、この前
輪側差動装置３で前輪５を前進方向に回転駆動すること
により車両の前進が開始される。すると、回転斜板式ア
キシャルピストンポンプ６は、回転軸６ｃが回転駆動さ
れることにより、該回転軸６ｃと一体的になっている回
転斜板２３も、回転数が零の状態から回転軸６ｃの回転
の追従して車両の速度の応じた回転数となり、該ピスト
ンポンプ６から上記回転速度に応じた吐出流量の作動油
が吐出される。このとき、回転数が高くなるにつれて各
ピストン２４から回転斜板２３への荷重は大きくなる
が、上記説明したように、該荷重の増加につれて、回転
斜板２３とピストンシュー２８との間、及び回転斜板２
３とメタル３４（ポンプハウジング２０の内壁）との間
の摺動抵抗が、それぞれ荷重に応じて小さくなり、低摩
擦状態で回転斜板２３が高速回転可能となり、該駆動輪
５の回転に応じた回転数で回転することができる。

【００４９】上記吐出された作動油は、高圧配管８Ｈ及
び前後進切換用電磁方向切換弁９を介して斜板式可変容
量モータ１０の流入ポート１０ａに供給されるが、車両
の発進により後輪１９も前輪５と同方向に且つ同一回転
速度で回転駆動されるので、後輪側差動装置１７を介し
て斜板式可変容量モータ１０の回転軸１０ｃも回転し、
これによって流入ポート１０ａから作動油が吸入され吐
出される。

【００５０】このとき、斜板式可変容量モータ１０にあ
っては、斜板１０３が最大傾斜角となった状態である該
斜板式可変容量モータ１０の最大固有吐出量をＶとし、
該斜板式可変容量モータ１０の回転軸１０ｃの回転速
度、即ち従動車軸の回転速度をＮ_Rとすると、該斜板式
可変容量モータ１０での単位時間当たりの最大吐出量
は、Ｖ×Ｎ_Rで示され、従動車軸１８の回転速度に比例
して大きくなる。一方、ピストンポンプ６からの吐出
量、即ち斜板式可変容量モータ１０に供給される流入流
量Ｑも、回転軸６ａの速度、即ち駆動車軸の回転速度Ｎ
_Fに比例した量である。

【００５１】ここで、斜板式可変容量モータ１０の最大
固有吐出量はピストンポンプ６の固有吐出量よりも大き
く設定してあるので、上記前輪５と後輪１９が略同一回
転数で回転している状態では、Ｑ＜Ｖ×Ｎ_Rとなる。従
って、斜板１０３は最大傾斜角よりも小さな傾斜角であ
るためストッパ１１４に当接せず、揺動自在の状態とな
っている。

【００５２】従って、斜板１０３は、供給される作動油
の流量に応じた傾きに自動調整されて、該斜板式可変容
量モータ１０では、ピストンポンプ６から供給された流
入流量と略同一量を吐出する。即ち、上記状態では、図
５中、破線Ｓ₂で示すように車速に応じてピストンポン
プ６から供給された流入流量が増加すると、斜板式可変
容量モータ１０からの吐出流量もそれに追従して図４中
実線Ｓ₁で示すように増加する。

【００５３】これによって、高圧配管８Ｈの圧力が上昇
することなく略ゼロを維持すると共に、該斜板式可変容
量モータ１０は従動車軸，即ち後輪１９に駆動トルクを
伝達しない。従って、車両は前進駆動車（二輪駆動車）
と同様な状態で前進走行する。なお、この走行状態で
は、斜板式可変容量モータ１０は、ピストンポンプ６か
らの吐出量に追従して同量だけ吐出するので、強制吸入
が発生することがない。このため、斜板式可変容量モー
タ１０でのキャビテーション発生が回避される。

【００５４】次に、凍結路、降雪路等の低摩擦係数路で
発進する場合について説明する。上述したように、先ず
前輪５が回転駆動されるが、低摩擦係数路であるために
駆動輪である前輪５がスリップすることで、前輪５の回
転数Ｎ_Fが後輪１９の回転数Ｎ_Rに比べて高い回転数と
なり、前輪５と後輪１９との間に所定の回転数差が生じ
る。

【００５５】これによって、前輪５の滑りが大きくなる
ほどピストンポンプ６の単位時間当たりの吐出量が相対
的に上昇し、それに追従して斜板式可変容量モータ１０
側では、同一吐出量を出力するように、斜板１０３の傾
きが大きくなる方向に自動調整される。そして、単位時
間当たりのピストンポンプ６からの流量が斜板式可変容
量モータ１０の単位時間当たりの最大吐出量を越える、
即ち上記Ｑ＝Ｖ×Ｎ_Rとなった時点で、斜板式可変容量
モータ１０の斜板１０３の傾斜角はストッパ１１４に規
制され、その吐出量が固定される。

【００５６】さらに、上記前輪５と後輪１９との間に回
転数差が大きくなると、Ｑ＞Ｖ×Ｎ _Rの状態、即ちピス
トンポンプ６からの吐出流量が斜板式可変容量モータ１
０の吐出流量を上回り、斜板式可変容量モータ１０の抵
抗が負荷となって高圧配管８Ｈの作動油圧が上昇する。
即ち、この状態では、図４中破線で示すように車速に応
じてピストンポンプ６からの吐出流量が増加しても、前
後輪に車輪速差があるために、斜板式可変容量モータ１
０からの吐出流量は、上記ピストンポンプ６からの吐出
流量に比べて常に低くなり、その差が負荷となる。

【００５７】このため、斜板式可変容量モータ１０が、
高圧配管８Ｈからの供給圧力に応じた駆動トルクが後輪
側差動装置１７を介して後輪１９に伝達されて、車両は
四輪駆動斜と同様な状態で前進走行する。この後輪側に
伝達されるトルクは、前後輪に所定の回転数差が生じて
始めて発生し、回転数差の増大と共に急増し、リリーフ
弁１１による圧力制限によって最大トルクが規制される
ことになる。このトルク制限作用によって、後輪側差動
装置１７、ドライブシャフト等の構成部材の強度を従来
の四輪駆動車に比べて下げることが可能となり、重量、
燃費、コストの低減を図ることができる。

【００５８】上記四輪駆動状態では、回転斜板式ピスト
ンポンプ６の負荷も大きくなり、各ピストン室２６の圧
力が上昇して回転斜板２３への荷重も大きくなるが、前
記説明したように、回転斜板２３とピストンシュー２８
との間、及び回転斜板２３とメタル３４（ポンプハウジ
ング２０の内壁）との間の摺動抵抗が、それぞれ上記圧
力（負荷）に応じて小さくなり、低摩擦状態で回転斜板
２３が高速回転可能となり、該駆動輪５の回転に応じた
回転数で回転することができる。

【００５９】また、トルクの立ち上がりは、高圧配管８
Ｈと低圧配管８Ｌとを連通する連通配管１２に介装され
た固定オリフィス１５により高圧配管８Ｈから低圧配管
８Ｌへの漏れ量を管理し、圧力の立ち上がりを変えるこ
とで特性を任意に設定可能である。そして、固定オリフ
ィス１５が有する作動油の粘性変化に伴う温度特性によ
り高温時に比べて低温時は漏れ量が減り駆動量が発生し
易い特性となるため、四輪駆動車としての機能を要求さ
れる機会の多い冬期に四輪駆動車になりやすいという利
点がある。

【００６０】また、上記四輪駆動状態から、前輪５のス
リップが低減して前輪５と後輪１９との回転数差が小さ
くなると、ピストンポンプ６から斜板式可変容量モータ
１０に供給される吐出量が小さくなり上記二輪駆動状態
に復帰する。次に、車両を後進させる場合には、シフト
レバーを後進位置に切り換えることにより、シフト位置
検出スイッチ９ｂがオン状態となるため、前後進切換用
電磁方向切換弁９のソレノイド９ａが通電状態となり、
切換位置がノーマル位置からオフセット位置に切り換え
られ、これによって高圧配管８Ｈの作動油を斜板式可変
容量モータ１０の後進時流入ポート１０ｂに供給し、後
進時流出ポート１０ａから吐出される作動油を流路１２
を通じて低圧配管８Ｌ側に戻すことにより、斜板式可変
容量モータ１０の回転軸１０ｃを前進走行時とは逆転さ
せて、後輪１９を逆回転させる。このため、後進時にお
いても、駆動力の伝達については前進時と全く同様であ
り、前輪５がスリップし前後輪に所定の回転数差が生じ
たときのみ高圧配管８Ｈに圧力が発生し、駆動トルクが
後輪１９に伝達される。

【００６１】このとき、前輪側の回転斜板式アキシャル
ピストンポンプ６は、上述したように、回転方向が逆転
してもポンプの吸入口６ｂと吐出口６ｃとが入れ替わる
ことはないと共に、前後進切換用電磁方向切換弁９が斜
板式可変容量モータ１０に内蔵されているため、高価な
高耐圧配管は高圧配管８Ｈに使用するだけで済むと共
に、リリーフ弁１１、逆止め弁１３、オリフィス１５等
も一方向の流れのみに対応できるように設ければよいの
で、他の方式のポンプを用いた場合に比べて油路構成を
極めて簡略化することができる。

【００６２】また、前輪駆動車ベースのアンチスキッド
制御装置装着車においては、制動時に前輪５の回転数は
後輪１９の回転数よりも小さくなり、ピストンポンプ６
からの斜板式可変容量モータ１０への供給流量が減少す
るが、斜板１０３の傾きがそれに応じて自動調整されて
斜板式可変容量モータ１０の吐出量もピストンポンプ６
からの供給流量と同等となり、低圧配管８Ｌ側が高圧と
なることが回避されると共に、駆動トルクを発生しない
ので、アンチスキッド制御装置との干渉を小さくするこ
とができる利点がある。

【００６３】なお、上記実施例においては、伝達トルク
制限手段としてリリーフ弁１１を適用した場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、ピストン
ポンプ６の吐出圧を容量制御圧として入力し、これに応
じてピストンポンプ６の吸入口側の吸入通路の開度を吐
出圧が所定圧以上となったときに小さく制御する吸入絞
り弁を設けるようにしてもよい。この場合には、ポンプ
吐出流量が規定の圧力以上となるとポンプ吸入量が減少
することにより、ポンプ吐出圧が減少してトルク制限を
行うことができ、これと同時に、リリーフ弁１１を用い
た場合には連続高負荷使用時の油温上昇を生じるが、吸
入絞り弁を設けた場合には、吐出流量が減少することか
ら発熱の抑制を図ることができる。

【００６４】また、上記実施例では、後輪側差動装置１
７を設けた場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、後輪側差動装置１７を省略し、これに代
えて左右後輪１９の左右車軸へ個別に斜板式可変容量モ
ータ１０を設けるように構成してもよく、この場合に
は、車両旋回時の際などにおける左右輪で異なる負荷と
なる場合には、各斜板式可変容量モータ１０で自然にそ
の差に応じた吐出流量差を生じることから差動装置と同
等の差動機能を発揮することがきる。

【００６５】また、上記実施例においては、前輪駆動車
をベースとした実施例について説明しているが、これに
限定されず後輪駆動車をベースとした場合にも、流体圧
ポンプを後輪側に斜板式可変容量モータ１０を前輪側に
配置することで、上記実施例と同様な作用効果を得るこ
とができる。また、上記実施例では、流体圧モータとし
て流量によって斜板の傾きが自動的に変更される形式の
流体圧モータで説明しているが、例えば、低圧配管等に
差圧検出用オリフィス等からなる差圧検出手段を設け、
該差圧検出手段の検出値に基づいて上記斜板の傾きを強
制変更するような他の公知の可変容量モータを採用して
も構わない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の回転
斜板式アキシャルピストンポンプは、斜板を、ピストン
からの荷重に応じた圧力を発生可能な圧力室を介して回
転可能に支持可能としたので、スラスト軸受を使用しな
いで斜板の高速回転が可能となる。従って、ポンプの固
有吐出容量を大きくすることなく所望の流量を稼ぐこと
が可能となり、ポンプを小型化することも可能となる。

【００６７】また、上記ピストンからの荷重に応じた圧
力を圧力室に導くための圧力導入路も、ポンプハウジン
グ自身に設ける必要もなく、且つ、最短距離で設けてい
るので、加工代が小さいという効果もある。このため、
請求項３に記載するように、自動車の四輪駆動車用の流
体圧ポンプとして要求される高回転数、高負荷での使用
が可能となると共に該流体圧ポンプとて使用されても大
型化しないので車両への搭載が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の回転斜板式ピストンポン
プを示す断面図である。

【図２】本発明に係る実施例の各圧力導入路及び圧力室
の関係を示す図である。

【図３】本発明に係る実施例の斜板側圧力導入路及び斜
板側圧力室の位置を示す図である。

【図４】本発明に係る実施例の四輪駆動車が概略構成図
である。

【図５】本発明に係る実施例の回転斜板式ピストンポン
プ及び流体圧モータにおける車輪則と吐出流量との関係
を示す図である。

【図６】本発明に係る実施例の流体圧モータを示す断面
図である。

【図７】従来の回転斜板式ピストンポンプを示す断面図
である。

【符号の説明】

６回転斜板式ピストン１０流体圧モータ２１駆動軸２３回転斜板（斜板）２４ピストン２５シリンダ孔２６ピストン室２８ピストンシュー２９ピストン側圧力導入路３０ピストン側圧力室３２斜板側圧力導入路３３斜板側圧力室３４メタル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸と一体となって回転する斜板と、
その斜板の傾斜面に対してピストンシューを介して摺動
可能に押圧されて、固定されたシリンダ孔内を上記斜板
の回転に応動してストロークする複数のピストンと、を
備えた回転斜板式アキシャルピストンポンプにおいて、各ピストン内に設けられ各ピストン室の圧力を対応する
各ピストンシュー位置まで導入可能なピストン側圧力導
入路と、そのピストン側圧力導入路にそれぞれ連通する
と共に各ピストンシューにおける斜板との摺接面に形成
された凹部からなるピストン側圧力室と、上記斜板の傾
斜面と対向する背面に設けられた凹部からなる斜板側圧
力室と、該斜板に設けられて該斜板のピストンシュー摺
動面位置と上記斜板側圧力室とを連通する複数の斜板側
圧力導入路と、を設けたことを特徴とする回転斜板式ア
キシャルピストンポンプ。
【請求項２】上記斜板側圧力室及び斜板側圧力導入路
は、それぞれ独立した複数の組からなることを特徴とす
る請求項１に記載された回転斜板式アキシャルピストン
ポンプ。
【請求項３】主原動機により駆動され、駆動輪へ駆動
力を伝達する駆動車軸と、該駆動車軸に連動して回転
し、作動流体を吐出する流体圧ポンプを有する流体圧供
給手段と、従動輪の車軸に連動して回転する流体圧モー
タを有する流体圧駆動手段と、上記流体圧供給手段の吐
出口と流体圧駆動手段の吸込み口とを連通する第１流路
と、上記流体圧供給手段の吸込み口と流体圧駆動手段の
吐出口とを連通する第２流路と、を備えた四輪駆動車に
おいて、上記流体圧供給手段の流体圧ポンプに、上記請求項１又
は請求項２に記載された回転斜板式アキシャルピストン
ポンプを採用したことを特徴とする四輪駆動車。