JPH082469Y2 - 斜板式アキシャルプランジャポンプ - Google Patents

斜板式アキシャルプランジャポンプ

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JPH082469Y2
JPH082469Y2 JP1989118131U JP11813189U JPH082469Y2 JP H082469 Y2 JPH082469 Y2 JP H082469Y2 JP 1989118131 U JP1989118131 U JP 1989118131U JP 11813189 U JP11813189 U JP 11813189U JP H082469 Y2 JPH082469 Y2 JP H082469Y2
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plunger
swash plate
sliding surface
bearing
center axis
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敦 原川
利鹿 正岡
剛 十亀
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、油圧発生源としての斜板式アキシャルプラ
ンジャポンプに関するものであり、特に高圧の油圧の供
給に適する回転、又は固定の斜板式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) 従来の回転斜板式アキシャルプランジャポンプ、例え
ば特開昭50−60804において、回転滑動面3を回転可能
に保持するベアリング4はその回転中心軸50が、第2図
に示されるように斜板カム1の回転中心軸51と回転滑動
面3との交点Oを通過すると共に一致させた構成であ
る。
第2図(a)は、最大傾角αの時の斜板カム1上にあ
るベアリング4とその回転滑動面3とプランジャ接触面
15との位置関係を示したもので、プランジャ接触面15と
回転滑動面3との接触点P1は、第2図(a)では回転滑
動面3の内周側にあり、斜板カム1の回転中心軸51に対
して180°回転させた第2図(b)では、回転滑動面3
の外周側にある。また、もうひとつのプランジャ接触面
16と回転滑動面3との接触点P2は、第2図(a)では回
転滑動面3の外周側に、第2図(b)では回転滑動面3
の内周側にある。
斜板式アキシャルプランジャポンプにおいては、プラ
ンジャ接触面15を常に回転滑動面3へ接触させるように
組み込まれたリターンスプリングからの荷重あるいは作
業流体を圧縮する際発生する圧力による荷重がプランジ
ャ接触面15から回転滑動面3へ加わるが、それらの荷重
が加わる接触点P1、P2は回転滑動面3の回転中心Oに対
して偏心した点Zを中心とする円周状の軌跡上を移動す
る。それにより回転滑動面3とプランジャ接触面15、16
との間に滑りが生じ、摺動摩擦が発生する。また接触点
P1、P2は回転滑動面3の回転中心Oに対して偏心してい
るため、ベアリング4への荷重のかかり方も偏ったもの
となる。
(考案が解決しようとする課題) 本考案は、従来の技術が有するプランジャ接触面と回
転滑動面との接触点に発生する摩擦力を低減し、これに
よって斜板カムの回転をスムーズに行なうとともに、回
転駆動の摩擦損失を減少させることを目的とする。
(着眼点) 第3図(a)は、斜板カムの回転中心軸と回転滑動面
との交点に対するベアリングの回転中心軸の偏心量δを
最適とした場合の最大傾角αのときの斜板カム1上にあ
るベアリング4とその回転滑動面3とプランジャ接触面
15との位置関係を示したもので、プランジャ接触面15と
回転滑動面3との接触点P1は、第3図(a)において
も、また斜板カム1の回転中心軸21に対して180°回転
させた第3図(b)においても、ベアリング4の回転中
心軸50と回転滑動面3との交点Qから等距離にある。
また、もうひとつの、プランジャ接触面16と回転滑動
面3との接触点P2も、第3図(a)及び第3図(b)に
おいて、ベアリング4の回転中心軸50と回転滑動面3と
の交点Qから等距離にある。
すなわち、プランジャ接触面15から回転滑動面3へ荷
重が加わる荷重点になる接触点P1、P2はQを中心とする
円周状の軌跡上を移動することになる。それにより回転
滑動面3とプランジャ接触面15、16との間の滑りが少な
くなり、摺動摩擦が低減する。
また、接触点P1、P2は回転滑動面3の回転中心に対し
て等距離にあるため、ベアリング4への荷重のかかり方
も均一となる。
次に偏心量δを最適に設定することについて説明す
る。
第2図において、ベアリング4の回転中心軸50は、斜
板カム1の回転中心軸51と回転滑動面3との交点Oを通
過する。すなわち、ベアリング4の回転中心軸50と回転
滑動面3との交点Qは交点Oと一致する。
いま、交点Oからプランジャ中心軸52、53と回転滑動
面3との交点W1,W2までの距離をS1、S2とすれば、S1=S
2である。
一方、プランジャ接触面15の球面半径をrとすると、
プランジャ接触面15と回転滑動面3との接触点P1、P2は
W1、W2に対して、どちらもr・tanαだけずれている。
つまり、接触点P1、P2が回転滑動面3上に描く軌跡の中
心点ZはOからr・tanαだけ偏心した位置にある。
したがって、第2図においてOと一致しているベアリ
ング4の回転中心軸50をr・tanαだけ偏心させれば、
ZとQが一致することになり、接触点P1、P2における回
転滑動面3とプランジャ接触面15、16との間の摺動摩擦
力は、その大部分がベアリング4の転がり摩擦へと変換
され、摩擦力が低減される。
さらに、第3図(a)に示すように、プランジャ接触
面15と回転滑動面3との接触点P1における垂線53が転動
体32の中心を通るようにすれば、接触点P1における摩擦
力がさらに効率良くベアリング4の転がり摩擦力へと変
換される。
そのためには、転動体32の中心とベアリング4の回転
中心軸50との距離をRとすると、ベアリング4の回転中
心軸50と斜板カム1の回転中心軸51との交点Tから垂線
53へおろした垂線の交点をUとすると、線分TUの距離は
Rであり、また、その交点Uから回転中心軸51へおろし
た垂線と線分TUのなす角は、図より明らかなように、α
であるため、斜板カム1の回転中心軸51とプランジャ中
心軸52との距離XをR・cosαとすることが必要とな
る。
これによって垂線53は転動体32の中心を通ることにな
り、接触点P1、P2における摩擦力がさらに効率良くベア
リング4の転がり摩擦力へと変換される。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本考案の斜板式アキシャ
ルプランジャポンプは、作動流体を吸入・排出するシリ
ンダと、一端を該シリンダに摺動可能に嵌装され他端に
球状の接触面を有するプランジャと、前記プランジャの
接触面と接触する回転滑動面と、該回転滑動面を回転可
能に保持するベアリングと、前記ベアリングを回転可能
に保持し、且つ回転駆動手段によって回転駆動され前記
回転滑動面を介して前記プランジャの接触面を駆動し前
記プランジャを往復動させる斜板カムとから成り、前記
斜板カムの回転中心軸と前記回転滑動面との交点に対し
て、前記ベアリングの回転中心軸が、前記回転滑動面と
前記プランジャ接触面との接触点の前記回転滑動面上で
の軌跡の中心点に一致するように偏心している構成とな
っている。言い換えると、前記回転滑動面には前記斜板
カムの回転中心軸との交点と、該回転滑動面の回転中心
軸との交点をそれぞれ互いに近接して独立配置すると共
に、前記プランジャ接触面との接触点の前記回転滑動面
上での軌跡の中心点上に前記ベアリングの回転中心軸を
配置した構成となっている。
(本考案の作用・効果) 本考案の斜板式アキシャルプランジャポンプは、斜板
カムの回転中心軸と回転滑動面との交点に対して、ベア
リングの回転中心軸が偏心していると共に、回転滑動面
とプランジャ接触面との接触点の回転滑動面上での軌跡
の中心点と前記ベアリングの回転中心軸が一致している
ため回転滑動面とプランジャ接触面との間に生じる摩擦
力は、ベアリングの回転中心軸のまわりの回転モーメン
トとして作用し、前記回転滑動面とプランジャ接触面と
の接触点における摺動摩擦力が減少し、ベアリングの転
がり摩擦への変換率が高まる。これによって斜板カム1
の回転がスムーズに行われるようになり、回転駆動の摩
擦損失が低減される。
(実施例) 実施例の構成 本考案の斜板式アキシャルプランジャポンプの実施例
の構成を第1図及び第3図に基づいて説明する。
第1図において駆動軸5はポンプ本体の軸受スリーブ
8に挿嵌されたベアリング6及びベアリング7によって
軸支されている。この駆動軸5にキー9を介して断面が
くさび状をして偏心した突出部を持つ斜板カム1が固定
され、その斜板カム1の円筒状凸起部にベアリング4の
固定側レース30が圧入によって互いに同軸的に固着して
あり、ベアリング4の回転側レース31にはプランジャ接
触面15、16と接触する回転滑動面3を有し、回転側レー
ス31は、転動体32によって回転可能に支持されている。
一方前記駆動軸5の側方には、駆動軸5に平行に往復
動できるプランジャ2が一端を作動流体を吸入・排出す
るポンプ本体のシリンダ10に摺動可能に嵌装されてい
る。このプランジャ2およびシリンダ10は複数台設ける
ことができる。そしてこのプランジャ2の接触面15、16
は球面に構成し、このプランジャ接触面15、16が回転滑
動面3に常に接触しているようリターンスプリング11を
組み込んだ構成とする。
また、前記固定側レース30の斜板カム1への取付けに
関しては、第3図(a)に示すように、斜板カム1の回
転中心軸51と回転滑動面3との交点Oとベアリング4の
回転中心軸50と回転滑動面3との交点Qの距離、すなわ
ち偏心量δはプランジャ接触面15の球面の半径r、斜板
カム1の最大傾角αとによってδ=r・tanαとなるよ
うにベアリング4の固定側レース30が斜板カム1に固定
されている。
さらに、前記プランジャ2の斜板カム1に対する配設
位置に関しては、第3図(a)に示すように斜板カム1
の回転中心軸51とプランジャ中心軸52との距離Xと、転
動体32の中心とベアリング4の回転中心軸50との距離R
がX=R・cosαの関係にプランジャ2が配置されてい
る。
実施例の作用 本発明の実施例の作用について第1図を参照して説明
する。
駆動軸5をモータにより回転させると斜板カム1がそ
の回転中心軸まわりに回転して回転滑動面3がプランジ
ャ接触面を押圧する。なお、回転滑動面3はベアリング
4の回転側レース31上にあるが、そのベアリング4の回
転中心軸50が第3図(a)に示すように斜板カム1の回
転中心軸50と回転滑動面3との交点Oに対して、δ=r
・tanαだけ偏心するようにベアリング4の固定側レー
ス30が斜板カム1に取付けられているため、プランジャ
接触面15と回転滑動面3との接触点P1、P2はベアリング
4の回転中心軸50と回転滑動面3との交点Qから等距離
にある。すなわち、プランジャ接触面15から回転滑動面
3への荷重が加わることになるところの接触点P1、P2は
Qを中心とする円周状の軌跡上を移動することになる。
それによりベアリングの回転方向と接触点P1,P2の移
動方向がほぼ一致するため、摺動摩擦が減少するととも
に、接触点P1,P2がベアリング4の回転中心軸50に対し
て対称な位置にあるので、ベアリング4への荷重のかか
り方も均一となる。
さらに斜板カム1の回転中心軸51とプランジャ中心軸
52との距離XがX=R・cosαとなるようにプランジャ
2が配置されているため、プランジャ接触面16から回転
滑動面3へ加わる垂直荷重は常に転動体32の中心にかか
ることになる。
プランジャ接触面15はリターンスプリング11により常
に回転滑動面3に接触するようになっており、プランジ
ャ2が往復動するとリターンスプリング11も伸縮する。
プランジャ2は斜板カム1が1回転すると1往復する
が、その圧縮工程は流体入口ポート17を閉じた時点から
始まる。図示されていない流体入口より入り、流体入口
通路12及び流体入口ポート17を通過してシリンダ10内に
満たされた液体は、プランジャ2によって圧縮され、チ
ェック弁13を通過して流体出口14に流出される。流体出
口14のさらに下流には、図示しない圧力調整弁がついて
おり、チェック弁13を通過した時点から流体の圧力は一
定となる。すなわち、この圧力が圧力調整弁の調整圧力
とチェック弁13の開弁圧との和を越えた時に、流体がシ
リンダ10から吐出する。
いま、調整圧力を10MPa、プランジャ2の直径を5mmと
すれば、流体を吐出する時にプランジャ2にかかる力
は、およそ200Nとなる。この力が、プランジャ接触面15
から回転滑動面3を介してベアリング4にかかるが、そ
の力の大きさから摩擦力の低減や荷重のバランス配分が
必要となる。
実施例の効果 本実施例の回転斜板式アキシャルプランジャポンプ
は、斜板カム1の回転中心軸51と回転滑動面3との交点
Oに対してベアリング4の回転中心軸50をδ=r・tan
αだけ偏心させ、さらに斜板カム1の回転中心軸51とプ
ランジャ中心軸52との距離XはX=R・cosαとなるよ
うに構成したため、回転滑動面3とプランジャ接触面15
の接触点における摩擦・摩耗が低減でき、しかも高い流
体吐出圧力にも耐え、さらに高速回転も可能である。
また、偏心量δ及びプランジャ中心軸と斜板カムの回
転中心軸との距離Xは必ずしも上記の最適値に限る事無
く、回転滑動面とプランジャ接触面との接触点における
摺動摩擦の許容範囲に応じて適宜設定することができ
る。
特に偏心量δについては、斜板カムの回転中心軸の回
転速度が500rpm以下の比較的低速で運転されるものにつ
いては0<δ<2・r tanαとし、500rpm以上の比較的
高速で運転されるものについては0.5・r tanα<δ<1.
5r tanαとするのが望ましい。
さらに、プランジャ径が2mm以上15mm以下、最大傾角
αが10°<α<20°のものについては、偏心量δは10mm
以下とすることが、ポンプサイズの小型化等の面で有利
であるため、プランジャ接触面の半径rは65mm以下とす
ることが望ましい。また半径rはプランジャ接触面での
接触点の面圧を下げるために1mm以上とすることが望ま
しい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の斜板式アキシャルプランジャポンプの
断面図。第2図(a)(b)は従来技術の斜板式アキシ
ャルプランジャポンプの要部の断面図。第3図(a)
(b)は本考案の斜板式アキシャルプランジャポンプの
要部の断面図。 1……斜板カム 2……プランジャ 3……回転滑動面 4、6、7……ベアリング 5……駆動軸 8……軸受スリーブ 9……キー 10……シリンダ 11……リターンスプリング 12……流体入口通路 13……チェック弁 14……流体出口 15、16……プランジャ接触面 17……流体入口ポート 30……固定側レース 31……回転側レース 32……転動体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 大槻 清寿 (56)参考文献 特開 昭62−253967(JP,A) 実開 平2−145672(JP,U)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】作動流体を吸入・排出するシリンダと、 一端を該シリンダに摺動可能に嵌装され他端に球状の接
    触面を有するプランジャと、 前記プランジャの接触面と接触する回転滑動面と、 該回転滑動面を回転可能に保持するベアリングと、 前記ベアリングを回転可能に保持し、且つ回転駆動手段
    によって回転駆動され前記回転滑動面を介して前記プラ
    ンジャの接触面を駆動し前記プランジャを往復動させる
    斜板カムとから成り、 前記回転滑動面には前記斜板カムの回転中心軸との交点
    と、該回転滑動面の回転中心軸との交点をそれぞれ互い
    に近接して独立配置すると共に、前記プランジャ接触面
    との接触点の前記回転滑動面上での軌跡の中心点上に前
    記ベアリングの回転中心軸を配置したことを特徴とする
    斜板式アキシャルプランジャポンプ。
JP1989118131U 1989-10-06 1989-10-06 斜板式アキシャルプランジャポンプ Expired - Lifetime JPH082469Y2 (ja)

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JPH0356883U JPH0356883U (ja) 1991-05-31
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JP1989118131U Expired - Lifetime JPH082469Y2 (ja) 1989-10-06 1989-10-06 斜板式アキシャルプランジャポンプ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016205266A (ja) * 2015-04-24 2016-12-08 三菱電機株式会社 ピストンポンプ

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