JP2006214356A

JP2006214356A - 多段ピストン式の固定容量アキシャルピストンポンプ・モータ

Info

Publication number: JP2006214356A
Application number: JP2005028097A
Authority: JP
Inventors: Katsutaro Shimizu; 克多郎清水; Tomohiro Hirose; 智博廣瀬; Taiji Sato; 泰路佐藤
Original assignee: Bosch Rexroth Corp Japan
Current assignee: Bosch Rexroth Corp Japan
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2006-08-17

Abstract

【課題】ピストン及びシリンダブロックの形状を変更することにより、部品点数をほとんど増やすことなく、コンパクトで、脈動の低減が可能な固定容量のアキシャルピストンポンプ・モータを提供する。
【解決手段】複数本のピストンが、シリンダブロックに設けられた複数のピストンボアに対して往復するようにして構成された固定容量アキシャルピストンポンプ・モータであって、前記ピストンの外径と前記ピストンボアの内径は、長手方向に所定の間隔をおいて、漸次減少するように形成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のポンプ機能を有するアキシャルピストンポンプ・モータに関する。

従来、複数系統の吐出を得る目的で、特許文献１の図１に示されるように１台の原動機で複数の可変容量ポンプを駆動する方法が知られている。また、同文献の図２に示されるように、１基のシリンダブロックの端面に、２つの吐出を得るための２つの吐出口を設けて各吐出口から夫々の吐出を得ることができるスプリットフロータイプと呼ばれる型式のポンプが知られている。
上記文献に開示される方法又はポンプでは、部品点数が多く、ポンプ全体の構造が大型化してしまうという問題があった。また、スプリットフロータイプの場合には、１つのポンプ当たりのピストン数が少なくなるために、通常のポンプに比べて、各吐出口から吐出される流体の脈動が大きくなるという問題があった。

一方、モータの軸回転速度又は出力トルクを変化させる目的で、斜板又は斜軸傾転機構を備えた可変容量アキシャルピストンモータが知られているが、このような機構を備えるために、部品点数が多くなり、コスト低減又はコンパクト化が困難であるという問題があった。また、上記ポンプと同様にスプリットフロータイプのものが知られているが、１つのモータ当たりのピストン数が少なくなるために、モータ出力軸の回転変動が大きいという問題があった。また、固定容量アキシャルピストンモータと変速機とを組み合わせた場合にも、同様にコンパクト化が困難であるという問題があった。

特開平２００２−１３８９４８号公報（（０００５）、図１及び図２）

そこで、本発明は、ピストン及びシリンダブロックの形状を変更することにより、部品点数をほとんど増やすことなく、コンパクトで、脈動の低減が可能な固定容量のアキシャルピストンポンプ・モータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討の結果、下記の通り解決手段を見いだした。
即ち、本発明の固定容量アキシャルピストンポンプ・モータは、請求項１に記載の通り、複数本のピストンが、シリンダブロックに設けられた複数のピストンボアに対して往復するようにして構成された固定容量アキシャルピストンポンプ・モータであって、前記ピストンの外径と前記ピストンボアの内径は、長手方向に所定の間隔をおいて、漸次減少するように形成されることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数をほとんど増やすことなく、コンパクトで、脈動の低減が可能な固定容量のアキシャルピストンポンプ・モータを提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示す固定容量アキシャルピストンポンプ１は、ハウジング２内に、軸受け３により軸支されたシャフト４を中心に回転自在に構成された円筒状のシリンダブロック５を備え、シリンダブロック５には９本のピストン６が往復自在に設けられる。前記ピストン６の頭部は、ハウジング２の内部にシャフト４に対して傾斜して設けられた斜板７に回転自在に当接する。また、シリンダブロック５の環状の端壁は、円盤状のバルブプレート８に当接する。そして、バルブプレート８を介してハウジング２の端面にポートブロック９を固定することにより、ハウジング２内は密閉される。
前記シリンダブロック５内の各ピストンシリンダ１０の内径は、長手方向、即ち、ピストンシリンダ１０の軸方向に、所定の間隔をおいて、３段階に漸次減少するように形成される。そして、ピストンシリンダ１０の各段には、吸入ポート１１及び吐出ポート１２に連通されるようにして吸入口１３，１４，１５及び吐出口１６，１７，１８が設けられる。
斜板７側の吸入口１３，１４は、ピストンシリンダ１０の各段の側面に形成され、残りの吸入口１５は、ピストンシリンダ１０の底部、即ち、バルブプレート８側に設けられる。同様に、斜板７側の吐出口１６，１７も吸入口１３，１４と同様に、ピストンシリンダ１０の各段の側面に形成され、残りの吐出口１８は、ピストンシリンダ１０の底部、即ち、バルブプレート８側に設けられる。
前記吸入ポート１１から各ピストンシリンダ１０に供給される流体の流路は、ハウジング２の側壁内で３方向に分岐されるようにして形成され、そのうちの２つの流路は、ピストンシリンダ１０の各段の側面に設けられた吸入口１３，１４に連通されるようにして形成される。また、残りの１つの流路は、ポートブロック９内及びバルブプレート８を通過して、ピストンシリンダ１０の底部の吸入口１５に連通されるようにして形成される。また、吐出ポート１２から吐出される流体の流路は、ピストンシリンダ１０の側面に設けられた吐出口１６，１７から各吐出ポート１２ａ，１２ｂに連通されるようにしてハウジング２の側壁内に形成される。尚、ピストンシリンダ１０の底部から吐出される流体の流路は、バルブプレート８及びポートブロック内を通過して吐出ポート１２ｃに連通されるようにして形成される。
前記シリンダブロック５内に往復するピストン６についても、外径は、長手方向、即ち、ピストンシリンダ１０の軸方向に、所定の間隔をおいて、３段階に漸次減少するように形成される。

以上の構成により、シャフト４を回転させることにより、吸入ポート１１から各吸入口１３，１４，１５を介してピストンシリンダ１０の各段内に流体が流入する。そして、シャフト４の回転に伴い、ピストンシリンダ１０とともにシリンダブロック５が回動する。そして、吐出ポート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ側まで移動するにつれて、ピストンシリンダ１０の頭部は、斜板７により押され、各吐出ポート１２ａ，１２ｂ，１２ｃから図示しないアクチュエータに供給されることにより、アクチュエータを作動させる。
このようにして、複数のポンプ機能を有する固定容量アキシャルピストンポンプとして機能することになる。
尚、上記固定容量アキシャルピストンポンプ１のピストン６、ピストンシリンダ１０、吸入口１３，１４，１５及び吐出口１６，１７，１８の構造以外は、基本的には公知の構造のものを流用することができる。
また、本実施の形態では、ピストン６の外径及びピストンシリンダ１０の内径を３段階に漸次減少するように構成したものについて説明したが、この段数について特に制限するものではない。

次に、本発明の固定容量アキシャルピストンモータについて、図３を参照して説明する。
図３に示す固定容量アキシャルピストンモータ２０では、図１の吸入口１３，１４，１５を、吐出口１３'，１４'，１５'とし、図１の吐出口１６，１７，１８を吸入口１６'，１７'，１８'とし、図１の吐出ポート１２ａ，１２ｂ，１２ｃを押し込みポート１２'ａ，１２'ｂ，１２'ｃとして構成したものである。そして、本実施の形態では、吐出口１３'，１４'に連通するようにハウジング２の側壁内に出口ポート２１，２２を形成し、吐出口１５'に連通するようにポートブロック９に出口ポート２３を形成するようにした。尚、他の符号については、図１と同じ部材であるため説明は省略する。
上記構成により、押し込みポート１２'ａ，１２'ｂ，１２'ｃから供給された流体は、シリンダブロック５を介してシャフト４を駆動させるモータとして機能することになる。
従って、液圧源と、固定容量アキシャルピストンモータ２０との間に、切り替えバルブ等を設けて、切り替えバルブにより各押し込みポート１２'ａ，１２'ｂ，１２'ｃに流体を供給することで、シャフト４の変速が可能となり、斜板角制御機構が不要となる。また、スプリットフロータイプに比べて、回転変動の低減が可能となる。
尚、上記固定容量アキシャルピストンモータ２０のピストン６、ピストンシリンダ１０、押し込みポート１２'ａ，１２'ｂ，１２'ｃ、出口ポート２１，２２，２３、吐出口１３'，１４'，１５'及び吸入口１６'，１７'，１８'の構造以外は、基本的には公知の構造のものを流用することができる。

上記固定容量アキシャルピストンポンプ・モータ１，２０において、吐出口又は吸入口は、各ピストンボアの各段について設けるものであれば、設ける位置に関しては特に制限するものではない。

本発明の一実施の形態のである固定容量アキシャルピストンポンプの側断面図図１のＡ−Ａ断面図本発明の一実施の形態のである固定容量アキシャルピストンモータの側断面図

符号の説明

１固定容量アキシャルピストンポンプ
２ハウジング
３軸受け
４シャフト
５シリンダブロック
６ピストン
７斜板
８バルブプレート
９ポートブロック
１０ピストンシリンダ
１１吸入ポート
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ吐出ポート
１３，１４，１５吸入口
１６，１７，１８吐出口
１２'ａ，１２'ｂ，１２'ｃ押し込みポート
１３'，１４'，１５' 吐出口
１６'，１７'，１８' 吸入口
２０固定容量アキシャルピストンモータ
２１，２２，２３出口ポート

Claims

複数本のピストンが、シリンダブロックに設けられた複数のピストンボアに対して往復するようにして構成された固定容量アキシャルピストンポンプ・モータであって、前記ピストンの外径と前記ピストンボアの内径は、長手方向に所定の間隔をおいて、漸次減少するように形成されることを特徴とする固定容量アキシャルピストンポンプ・モータ。