JPS6223578A - アキシヤルピストン型流体機械 - 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） 本発明はポンプ又はモータとして使用されるアキシャル
ピストン型流体機械に関する。

（従来の技術） 従来のアキシャルピストン型ポンプの１例が第６図ない
し第１０図に示され、１はシリンダブロック、２はパル
ププレート、３はピストン、４はスリッパバンド、５は
斜板、６は回転軸、７はケーシング、８は吸入管、９は
吐出管を示す。

ケーシング７はエンドプレート１ａに一端が結合された
円筒部７ｂとその他端に連結されたフロントプレート７
ｃからなり、その内部には密閉腔所２０が形成されてい
る。回転軸６はフロントブレー）７ｃを貫通して密閉腔
所２０を横切って伸び、その一端はエンドブレー）７ａ
に軸受２１によって軸支され、他端はフロントブレー）
７ｃに軸受２２によって軸支されている。エンドプレー
ト７ａには吸入口１４と吐出口１７が穿設され、その外
面には吸入口１４と連通ずるように吸入管８が連結され
るとともに吐出口１７と連通するように吐出管９が連結
されている。

また、エンドプレート７ａの内面にはバルブグレート２
が固定され、このバルブプレート２に穿設された弓形の
吸入ボート１３は吸入口１４に連通し、この吸入ボート
１３と点対線に穿設された弓形の吐出ボート１６は吐出
口１７に連通している。フロントプレート７ｃの内面に
はカムホルダ２３が固定され、その凹球状面２３ａに斜
板５の背部の凸球状面５ｂが摺接し、斜板５は図示しな
いレギュレータ等の制御機器によってその傾転軸まわり
に第６図に示す白抜矢印方向に傾転せしめられるように
なっている。

シリンダブロック１は回転軸６に楔着され、その軸芯を
中心とする同一円周上に所定の間隔を隔てて複数個（図
には９個）のシリンダ１０が軸方向に穿設されている。

これら各シリンダ１０内にはそれぞれピストン３の一端
が液密摺動自在に嵌挿され、これらピストン３の他端に
形成された球状部１１はスリッパパッド４にみそすり運
動自在に係合せしめられている。スリッパパッド４と摺
接するリテーナ２４は駒２５の背部の弧面２５ａと係合
し、この駒２５の前面とシリンダブロック１の背面との
間にスプリング２６が介装されている。かくして、シリ
ンダブロック１の前面はスプリング２６に押推されてバ
ルブプレート２に圧接され、°これと同時にこの反力に
よって駒２５、リテーナ２４を介してスリッパパッド４
は斜板５の傾斜面５ａに圧接せしめられる。

シリンダ１０とピストン３によってシリンダ室１５が限
界され、このシリンダ室１５はシリンダブロックｌの前
面に穿設されたシリンダボート１２と連通ずる。

しかして、斜板５を第６図に示すように傾斜させた状態
・で、回転軸６を実線矢印方向に回転させると、この回
転軸６に楔着されたシリンダブロック１が回転する。す
ると、シリンダブしｌ”ｙりｌに穿設されたシリンダ１
０内にそれぞれ嵌挿されたピストン３の他端球状部１１
がスリッパパッド４を介して斜板５°の傾斜面５ａと摺
接しながら回転し、これに伴って、ピストン３がシリン
ダ１０内を往復動する。この結果、シリンダボート１２
がバルブプレート２の吸入ボート１３に開口している間
、即ち、ピストン３が第６図の右方へ移動する間は、作
動流体が吸入管８、吸入口１４、吸入ボート１３、シリ
ンダボート１２を経てシリンダ室１５内に吸入される。

一方、シリンダボート１２がバルブプレート２の吐出ボ
ート１６に開口している間、即ち、ピストン３が第６図
の左方へ移動する間は、シリンダ室１５内の作動流体が
シリンダボート１２、吐出ボート１６、吐出口１７、吐
出管９を経て吐出される。

斜板５を第６図の反時計方向に傾転して傾斜面５ａの傾
転角を増大すればピストン３のストローク量が増加し、
回転軸６の１回転当たりの吐出量を増大できる。各シリ
ンダ室１５内の作動流体圧力はピストン３、スリッパパ
ッド４を介して斜板５に負荷され、各シリンダ室１５内
の作動流体圧力は第９回に示すように変化する。即ち、
シリンダ室１５内の作動流体圧力はシリンダ室１５が下
死点Ｂ−Ｄ・Ｃに達した後若干の時間を経過して始めて
吐出圧Ｐｄに上昇し、シリンダ室１５が上死点Ｔ−Ｄ−
Ｃに達した後若干の時間を経過して始めて吐出圧βＳに
低下するので、図に斜線で示す領域イ及び口が発生ず北
。

そして、この流体機器の低騒音化を図るため、シリンダ
室１５の下死点Ｒ−Ｄ−Ｃを過ぎた後しばらくの間シリ
ンダポート１２をノツチ１９を介して吐出ボート１６に
連通させることによりシリンダ室１５内の作動流体を予
伊縮しながらなだらかに上昇させ、シリンダ室１５が上
死点Ｔ−Ｄ−Ｃを過ぎた後しばらくの間シリンダポート
１２をノツチ１８を介して唆入ポー目３に連通させるこ
とによりシリンダ室１５内の作動流体を予膨張させなが
らなだらかに下界させた場合には斜線で示す領域イ及び
口が増大する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来のアキシャルピストン型ポンプにおいて、各シ
リンダ室１５内の作動流体圧力は第９図に示すように変
化するので、その斜線イ及び口の分だけ斜板５°をその
傾転軸まわりに時計方向に（頃転させる力が反時計方向
に傾転させる力より大きくなる。従って、各シリンダ室
１５の作動流体圧力に基づいて斜板５に作用する力の総
和は第１０図に示すように斜板５の傾転軸に対して不平
衡に作用し、斜板５をその傾転軸まわりに時計方向に回
ｔ２１−させる傾転トルクを発生させる。そして斜板５
の制御に要するトルク、即ち、管制トルクは主としてこ
の作動流体圧力による回転トルクに打ち勝つように大き
くしなければならず、従って、制御性が悪くなるという
問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記間野点に対処するために発明されたもので
あって、その要旨とするところは、複数のシリンダ内に
それぞれ一端が嵌挿されたピストンをその他端をスリノ
バパ、ドを介して傾転可能Ｉ な斜板の傾斜面に摺接させることによってアキンヤル方
向に往復り１させると同時に上記シリンダと上記ピスト
ンによって限界される各シリンダ室をバルブプレートに
開口する低圧ボート及び高圧ボートに交番的に連通させ
るようにしたアキシャルビス１−ン型流体ｎ械において
、上記斜板に作用する上記各シリンダ室内の作動流体の
圧力に基づいてその回転軸まわりにこれを傾転させる傾
転力に対抗する傾転力を発生させる流体圧アクチェエー
タを設け、この流体圧アクチュエータＣご上記高圧ボー
トに連通する一Ｊ二記シリンダ室内の作ＩＪＪ　？Ａ体
圧力若しくは高圧の作動流体圧力を導いたことを特徴と
するアキンヤルピスＦ、ン型流体機械にある。

（作用） 本発明においては流体圧アクチュエータに高圧ボートに
連通ずるシリンダ室内の作動流体圧力若しくは高圧の作
動流体圧力を導（ことによって斜板を回転させる回転力
を発生させ、この傾転力によってシリンダ室内の作動流
体圧力に基づく傾転トルクを・相殺して管制トルクを低
減する。

（実施例） 本発明の１実施例が第１１２１に示されでいる。

フロントプレート７ｃに流体圧アクチュエータ２７ａ、
２７ｂが設けられ、このプランジ＋２８ａ、２８ｂはカ
ムホルダ２３を貫通してその先端は斜板５の背部凸球状
面５ｂの上死点Ｔ−Ｄ−Ｃ側又は下死点Ｂ・Ｄ−Ｃに当
接せしめられる。そして、この流体圧アクチュエータ２
７ａ、２７ｂは流路２９ａ、２９ｂを介して吐出ボート
１６、吸入ボート】３にそれぞれ連通せしめられる。坤
の構成は第６図ないは第Ｓ図に示す従来のポンプと同様
であり、対応する部材には同じ符号が付されている。

しかして、斜板５を図示のように傾斜させた状態で、回
転軸６を実線矢印方向に回転させてポンプとして機能さ
せた場合、各シリンダ室１５内の作動流体圧力に基づい
て斜板５はその傾転軸まわりに時計方向の（用軸トルク
を受けるが、これと同時に、吐出ポー目６から吐出圧力
即ち高圧の作動流体圧力が流路２９ａを介して流体圧ア
クチュエータ２７ａ内に供給され、そのプランジャ２８
ａを押推して、斜板５をその（用軸軸まわりに反時計方
向に傾転させる傾転力を発生させ、この傾転力によって
シリンダ室１５内の作動流体圧力に基く傾転トルクを相
殺する。

作動流体を逆方向に吐出する場合には斜板５を図の一点
ｔ＊　ＶＡに示すように傾斜させる。そして、回転軸６
を実線矢印方向に回転させると、ボート１３は吐出ボー
トになり、ボート１６は吸入ボートになって入れ替わる
とともに上死点Ｔ−Ｄ−Ｃと下死点Ｂ−Ｄ−Ｃも入れ替
わる。かくして、各少すンダ室工５内の作動流体圧力に
基づいて斜板５はその傾転軸まわりに反時計方向の傾転
トルクを受けるが、吐出ボートとなったボート１３から
高圧の作動流体が流路２９ｂを介して流体圧アクチュエ
ータ２フｂ内に導入され、そのプランジャ２８ｂを押推
して斜板５をその傾転軸まわりに時計方向に傾転させる
傾転力を発生させる。

モータとして使用する場合、斜板５を図の実線に示すよ
うに傾斜させた状態で、ボート１３から高圧の作動流体
を供給する。すると、回転軸６は図の実線矢印方向に回
転し、低圧となった作動流体はボート１６から吐出され
る。従って、各シリンダ室１５内の作動流体圧力に基づ
いて斜板５はその傾転軸まわりに反時計方向の回転トル
クを受ける。

これと同時゛にボート１３から高圧の作動流体力１ａ路
２９ｂを介して流体圧アクチュエータ２７ｂ内に供給さ
れ、プランジャ２８ｂを押推することにより斜板５をそ
の傾転軸まわりに時計方向に回転させる傾転力を発生さ
せる。逆に斜板５を図の一点鎖線に示すように（頃斜さ
せた場合は、ボート１６から高圧の作動流体を供給する
。すると、回転軸６は図の実線矢印と逆方向に回転し、
各シリンダ室１５内の作動流体圧力に基づいて斜板５は
その傾転軸まわりに時計方向の回転トルクを受ける。こ
の場合、ボート１６から高圧の作動流体が流路２９ａを
介して流体圧アクチュエータ２７ａに供給され、斜板５
を反時計方向の回転させる傾転力を発生させる。

第２図には本発明の第２の実施例が示され、これは第１
の実施例の流体圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂに代え
て、カムホルダ２３の凹球状面２３ａの上死点Ｔ−Ｄ−
Ｃ側及び下死点Ｂ−Ｄ−Ｃ側にキャビティ３０ａ、３０
ｂを設け、これらキャビティ３０ａ。

３０ｂを流路２９ａ、２９ｂを介してボー目６．１３に
それぞれ連通せしめている。このキャビティ３０ａに高
圧の作動流体が供給されたとき、斜板５はその傾転軸ま
わりに反時計方向の傾転され、キャビティ３０ｂに高圧
の作動流体が供給されたとき、斜板５はその傾転軸まわ
りに時計方向の傾転される。

他の構成、作用は第１の実施例と同様であり対応する部
材には同じ符号が付されている。

第３図ないし第５図には本発明の第３の実施例が示され
ている。流体圧アクチュエータ２７ａは上死点Ｔ−Ｄ−
Ｃ側のボート１６と１３との間に開口する開口３１ａに
流路２９ａを介して連結され、流体圧アクチュエータ２
７ｂは下死点Ｂ−Ｄ−Ｃ側のボート１６と１３との間に
開口する開口３１ｂに流路２９ｂを介して連結されてい
る。他の構成は第１の実施例と同様であり対応する部材
には同し符号が付されている。

斜板５・を図示の４Ｊ［に傾斜させた状態で回転軸６を
実線矢印に示す方向に回転駆動すると、ボート１３から
作動流体が吸引され、ボート１ｄから吐出さ丸る。

しかして、第４図に示すようにシリンダボート１２がへ
の位置、即ち、上死点Ｔ−Ｄ−Ｃより若干以前の位置に
達すると、シリンダポート１２は開口３１ａに連通ずる
。そして、シリンダポート１２がＢの位置、即ち、上死
点Ｔ−Ｄ−Ｃに達すると、シリンダポート１２はボート
１６から離れてノツチ１９と連通し始めてシリンダ室１
５内の圧力は次第に低下し、シリンダポート１２がＣ位
置に達すると、シリンダポート１２は開口３１ａから離
れる。かくして、この間シリンダ室１５内の作動流体の
圧力は第５図のように変化し、第５図の斜線で示す口及
びハの領域のシリンダ室１５内の作動流体圧力がシリン
ダポート１２、開口３１ａ、ｍ路２９ａを介して流体圧
アクチュエータ２７ａに供給され、プランジャ２８ａを
押推して、斜板５をその傾転軸まわりに反時計方向に１
頃転させろ回転力を発生ずる。

開口３１ａの位置を適宜選定することによって領域イと
口の和を領域ハと等しくすれば、斜板を制御するのに要
する管制トルクを実質的に零とすることができる。しか
も、開口３１ａから流体圧アクチュエータ２７ａに４か
れる作動流体圧力は斜板５の傾斜角に対応して変化する
こととなり、従って、斜板５の傾斜角の如何に拘らず管
制トルクを実質的に零としうる。他の作用は第１の実施
例と同様である。

（発明の効果） 本発明においては流体圧アクチュエータに高圧ボートに
連通ずるシリンダ室内の作動流体圧力若しくは高圧の作
動流体圧力を導き、この流体圧シリンダによって斜板を
その傾転軸のまわりに傾転させる回転力を発生させ、こ
の傾転力によって各シリンダ室内の作動流体圧力に基づ
いて斜板をその傾転軸まわりに傾転させる傾転トルクを
相殺できる。かくして、斜板５の制御に要する管制トル
クが小さくて済み、レギュレータ等の制′４１ｎ　ａ器
を小型化しうるとともに制ｊ’ｔｌｌ性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す略示的系統図、第
２図は本発明の第２の実施例を示す略示的系統図、第３
図ないし第５図は第３の実施例を示し、第３図は略示的
系統図、第４図はバルブプレートの部分的正面図、第５
図はシリンダ室内の作動流体圧力の変化を示す線図であ
る。第６図ないし第１Ｏ図は従来のアキシャルピストン
型ポンプの１例を示し、第６図は縦断面図、第７図は第
６図の■−■線に沿う矢視図、第８図は第１１０■−１
１線に沿う矢視図、第９図はシリンダ室内の作動流体圧
力の変化を示す線図、第１０図番よシリンダ室内の作動
流体圧力に基づいて斜板に作用する（用軸トルクの変化
を示す線図である。 シリンダー１０、ピストン　３、 スリッパパッド　４、斜板　５、傾斜面−５８シリンダ
室−１５、バルブプレート−２、低圧；トート又は高圧
ポート　１３．１ｂ、 第６図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のシリンダ内にそれぞれ一端が嵌挿されたピストン
   をその他端をスリッパパッドを介して傾転可能な斜板の
   傾斜面に摺接させることによってアキシャル方向に往復
   動させると同時に上記シリンダと上記ピストンによって
   限界される各シリンダ室をバルブプレートに開口する低
   圧ポート及び高圧ポートに交番的に連通させるようにし
   たアキシャルピストン型流体機械において、上記斜板に
   作用する上記各シリンダ室内の作動流体の圧力に基づい
   てその傾転軸まわりにこれを傾転させる傾転力に対抗す
   る傾転力を発生させる流体圧アクチュエータを設け、こ
   の流体圧アクチュエータに上記高圧ポートに連通する上
   記シリンダ室内の作動流体圧力若しくは高圧の作動流体
   圧力を導いたことを特徴とするアキシャルピストン型流
   体機械。