JP2829977B2 - アキシャルピストン装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アキシャルピストンポンプまたはモータ等
のアキシャルピストン装置に関する。

〔従来の技術〕

従来アキシャルピストンポンプにおいて、吸入行程と
吐出行程との間の切換わり時に、プランジャ室内が外部
から遮断された状態で膨張収縮するため、このプランジ
ャ室内の圧力が上昇あるいは下降し、吸入ポートあるい
は吐出ポートと連通する瞬間に圧力脈動が生じて騒音が
発生する。この圧力脈動は、吸入ポートおよび吐出ポー
トにノッチを形成することにより、ある程度低減させる
ことができるが、ポンプ吐出圧が大きく変化する場合、
この低減効果は不十分である。そこで特開昭62−23580
号公報には、吸入ポートと吐出ポートの隣接部分に複数
のポート連通孔を形成し、ポンプ吐出圧に応じて、予圧
縮角および予膨張角を変化させ、圧力脈動を防止する構
成が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしポート連通孔を有する上記構成は、これらの連
通孔をポンプ吐出圧に応じて開閉させる機構を必要とす
るために複雑であり、また連通孔のために吐出容量が変
化してしまうという問題を有する。

本発明は、簡単な構成により、吐出容量を変化させる
ことなく圧力脈動を防止することのできるアキシャルピ
ストン装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の発明に係るアキシャルピストン装置
は、中心に対して相互に反対側に設けられた吸入ポート
および吐出ポートを有するハウジングと、このハウジン
グ内に設けられた回転軸と、ハウジング内において、回
転軸と直交する第１の回転中心軸に対して回転して設け
られ、回転軸に対して傾斜した面を有する斜板と、ハウ
ジング内において、回転軸と同軸的に回転自在に設けら
れ、吸入ポートおよび吐出ポートに連通可能なプランジ
ャ室を有するシリンダブロックと、シリンダブロック内
に摺動自在に収容されるとともに、頭部が斜板に摺接係
合し、シリンダブロックの回転に伴って斜板との係合位
置が変化することにより回転軸と略平行に変位してプラ
ンジャ室を膨張、収縮させ、液体を吸入ポートからプラ
ンジャ室内に吸入し、加圧して吐出ポートから吐出する
ピストンと、回転軸および第１の回転中心軸と直交する
とともに、プランジャ室が吸入ポートと連通終了する位
置でのピストン頭部と、プランジャ室が吐出ポートと連
通終了する位置でのピストン頭部とを結ぶ第２の回転中
心軸の周りに斜板を回転変位させる予圧縮予減圧制御機
構とを備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明に係るアキシャルピストン装置に
おいては、上記の点に加えて、斜板が外周構成部材と内
部構成部材からなり、外周構成部材とハウジングとの間
には、第１の回転中心軸または第２の回転中心軸ののう
ちのいずれか一方の軸線上で回転自在にそれらを結合す
る第１の軸受が設けられているとともに、外周構成部材
と内部構成部材との間には、第１の回転中心軸または第
２の回転中心軸のうちで第１の軸受に対応しない方の回
転中心軸の軸線上で回転自在にそれらを結合する第２の
軸受が設けられていることを特徴とする。

さらに、請求項３記載の発明に係るアキシャルピスト
ン装置においては、上記の特徴とするいずれかの点に加
えて、予圧縮予減圧制御機構が作動圧力の大きさに応じ
て変位する位置制御のサーボ機構を有しており、それに
よって斜板の回転変位量を増減させる。

また、請求項４記載の発明に係るアキシャルピストン
装置においては、第１の回転中心軸の周りに斜板の面を
回転変位させることにより、吐出ポートから吐出される
液体の吐出量を変化させる。

〔作 用〕

プランジャ室が吸入ポートと連通終了する位置でのピ
ストン頭部と、プランジャ室が吐出ポートと連通終了す
る位置でのピストン頭部とを結ぶ直線を回転中心とし
て、予圧縮予減圧制御機構により、斜板を回転変位させ
ることにより、ピストンの往復動の位相が変化して、予
減圧行程および予圧縮行程におけるピストンのストロー
クが変位し、吐出圧に応じた予減圧および予圧縮が得ら
れて圧力脈動が防止される。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図〜第５図は本発明の第一実施例に係るアキシャ
ルピストンポンプを示す。第１図はアキシャルピストン
を水平面で切断して示す断面図、第２図はアキシャルピ
ストンを水平面に垂直な平面で切断して示す断面図であ
る。

ハウジング100は、カップ状のボディ101と、このボデ
ィ101の開口部にＯリング102を介して嵌着されたカバー
103とから構成され、カバー103にはその中心に対して相
互に反対側に設けられた吸入ポート104および吐出ポー
ト105を有する。これらの吸入ポート104および吐出ポー
ト105の開口部形状は、カバー103をボディ101側から見
た状態において、第３図に示されるようにそれぞれ互い
に向き合う円弧状を有する。カバー103のボディ101側の
面には環状の弁座110が取り付けられ、弁座110はピン11
2によりカバー103に一体的に連結される。この弁座110
には、吸入ポート104および吐出ポート105の開口部に対
応した開口111と、油圧バランス溝が形成される。後述
するように、シャフト201の回転に伴い、ピストン211が
進退動してプランジャ室212が膨張収縮し、これにより
流体が吸入ポート104からプランジャ室212内に吸入され
て圧縮され、吐出ポート105から吐出される。

シャフト201は、ボディ101の開口106に設けられた軸
受202と、カバー103に固定された軸受203とにより、そ
の軸芯周りに回転自在に支持される。シャフト201の一
端はボディ101の開口106から突出し、図示しない回転駆
動源に連結される。シャフト201の軸受202よりボディ10
1の内側部分にはオイルシール205が嵌着され、ハウジン
グ100内の流体が開口106から流出するのが防止される。

シリンダブロック213は、ハウジング100内においてシ
ャフト201にスプライン204により結合され、このシャフ
ト201とともに一体的に回転する。シリンダブロック213
内には、シャフト201の軸芯に平行に延びる複数のシリ
ンダボア214が形成され、これらのシリンダボア214内に
はピストン211が摺動自在に収容されて、プランジャ室2
12が形成される。プランジャ室212は、シリンダブロッ
ク213に穿設されたポート215、および弁座110に形成さ
れた開口111を介して吸入ポート104と吐出ポート105と
に連通可能である。

ピストン211のプランジャ室212とは反対側の部分はシ
リンダブロック213から突出し、その先端には球状頭部2
16が形成される。シュー217は球状頭部216に固定され、
斜板220の環状平面221に摺接係合する。斜板220は、第
１図から理解されるように半球状の中央部222と、第４
図から理解されるように中央部222から径方向に突出す
るアーム部223,224,225とを有し、中央部222には貫通口
226が穿設される。中央部222の球状面は、ボディ101に
固定されたホルダ231の凹状球面232に支持され、貫通口
226はシャフト201を挿通される。斜板220は、後述する
ように、容量制御機構300および予圧縮予減圧制御機構4
00により押圧され、これによりホルダ231の凹状球面232
に沿って回転変位し、シャフト201の軸芯に対する傾斜
角を変化させる。

シリンダブロック213の中央部とシャフト201との間に
形成された環状室218には２個の環状板241,242が設けら
れ、またこれらの環状板241,242の間にはばね243が設け
られる。一方の環状板241はサークリップ244によりシリ
ンダブンロック213に固定される。他方の環状板242と、
シャフト201にスプラインにより連結された半球状のプ
レートホルダ245との間には、シリンダブロック213を貫
通して延びるピン246が設けられる。環状のプレート247
はプレートホルダ245の球状外周面に摺動自在に嵌合さ
れ、この球状外周面に反って回転変位可能である。ばね
243の弾発力により環状板242、ピン246、およびプレー
トホルダ245は斜板220側へ押圧される。したがって、シ
ュー217は、ばね243により押圧され、常時斜板220の環
状平面221に摺接係合する。またこのばね243の弾発力に
より、シリンダブロック213は弁座110に常時摺接する。

容量制御機構300は、斜板220を、シャフト201の軸芯
を通り第２図の紙面に垂直な第一の直線の周りに回転変
位させ、ピストン211のストロークを変化させてポンプ
容量を変化させるものである。第一の直線は、第４図に
おいてＸ−Ｘ軸で表される。容量制御機構300は、斜板2
20のアーム部223の前面に形成された球状凹部227を押圧
するための前方ピストン部310部と、アーム部223の後面
に形成された球状凹部228を押圧するための後方ピスト
ン部320とから成る。

前方ピストン部310は、ボディ101に形成された孔に嵌
着された筒状の支持部材311と、ピストン312と、ばね31
3とを有する。支持部材311は、サークリップ314により
ボディ101に固定され、支持部材311とボディ101との間
にはＯリング315が挿着されて液密が保たれる。ピスト
ン312は支持部材311内に摺動自在に支持され、シャフト
201の軸芯に平行に変位可能である。ピストン312の後端
部と支持部材311の底部との間に形成された圧力室316内
には、ばね313が設けられ、このばね313の弾発力によ
り、ピストン312の半球状先端部は支持部材311から突出
して斜板220のアーム部223の前面に形成された球状凹部
227に常時係合する。圧力室316内には、図示しない制御
弁機構により制御圧力が導入され、この制御圧力によ
り、ピストン312は斜板220のアーム部223を図の左方に
押圧する。

後方ピストン部320は、カバー103に穿設された孔に嵌
着された筒状の支持部材321と、ピストン322と、ばね32
3とを有する。支持部材321は、サークリップ324により
カバー103に固定され、支持部材321とカバー103との間
はＯリング325により液密が保たれる。ピストン322は支
持部材321内に摺動自在に支持され、シャフト201の軸芯
に平行に進退動可能である。ピストン322の後端部と支
持部材321の底部との間に形成された圧力室326内には、
ばね323が設けられ、このばね323の弾発力により、ピス
トン322の半球状先端部は支持部材321から突出し、斜板
220のアーム部223の背面に形成された球状凹部228に常
時係合する。圧力室326内には、図示しない制御弁機構
により制御圧力が導入され、この制御圧力により、ピス
トン322はアーム部223を図の右方に押圧する。

予圧縮予減圧制御機構400は、斜板220を、シャフト20
1の軸芯を通り第１図の紙面に垂直な第二の直線の周り
に回転変位させ、ピストン211の往復動の位相を変化さ
せて予減圧行程および予圧縮行程におけるピストンのス
トロークを変化させるものである。第二の直線は、第４
図においてＹ−Ｙ軸で表され、第一の直線に対して直角
に交差する。予圧縮予減圧制御機構400は、斜板220のア
ーム部224の前面に形成された凹部229を押圧する制御ピ
ストン部410と、斜板220のアーム部225の前面に形成さ
れた凹部230を押圧する支持部420とから成る。

制御ピストン部410は、ボディ101の孔に嵌着された筒
状の支持部材411と、ピストン412と、ばね413とを有す
る。支持部材411は、ボディ101に螺着されたストッパ41
4によりボディ101に固定され、支持部材411とボディ101
の間はＯリング415により液密が保たれる。ピストン412
は支持部材411内に摺動自在に支持され、シャフト201の
軸芯に平行に変位可能である。ピストン412の後端部と
支持部材411の底部との間に形成された圧力室416内に
は、ばね413が設けられ、このばね413の弾発力により、
ピストン412の半球状先端部は支持部材411から突出して
斜板220のアーム部224の前面に形成された凹部229に常
時係合する。圧力室416内には、図示しない通路を介し
て本ポンプの吐出圧が導入され、この吐出圧により、ピ
ストン412はアーム部224を図の左方に押圧する。

支持部420は、ボディ101の孔に嵌着されたストッパ42
1と、押圧部材422と、ばね423とを有する。ストッパ421
は、サークリップ424によりボディ101に固定され、スト
ッパ421とボディ101の間はＯリング425により液密が保
たれる。ばね423は、押圧部材422とストッパ421の間に
設けられ、これにより押圧部材422はボディ101の孔から
突出して、斜板220のアーム部225に形成された凹部230
に常時係合し、このアーム部225を図の左方に付勢す
る。

通常のポンプ作用を第６図を参照して説明する。

斜板220が、上記第一の直線（第４図のＸ−Ｘ軸）の
周りに角度αだけ、すなわちシャフト201の軸芯から垂
直上方に延びる直線CLに対して角度αだけ傾斜している
と仮定する。シャフト201が回転すると、これと一体的
にシリンダブロック213およびプレートホルダ245が回転
する。これによりシュー217が斜板220の環状平面221に
摺接しつつシャフト201の軸芯周りに回転し、ピストン2
11もシャフト201の軸芯周りに回転する。斜板220の環状
平面221が傾斜しているため、ピストン211はシリンダボ
ア214内において、シュー217と環状平面221の係合位置
の変化に応じてシャフト201の軸芯に沿って往復動す
る。すなわち、シャフト201の回転に応じてプランジャ
室212の容積が変化する。一方、シリンダブロック213は
弁座110に対して回転摺接し、これによりプランジャ室2
12は、第３図において、吸入ポート104に連通しつつ矢
印方向に回転して上死点Ｔに達し、次いで吐出ポート10
5に連通しつつ矢印方向に回転して下死点Ｂに達する。
プランジャ室212が吸入ポート104に連通する間、このプ
ランジャ室212は、ピストン211が後退するために膨張
し、この結果、プランジャ室212内には流体が吸入され
る。次いで、プランジャ室212が吐出ポート105に連通す
る間、プランジャ室212は、ピストン211の前進により圧
縮され、これによりプランジャ室212内の流体は吐出ポ
ート105から外部へ吐出される。

ポンプ容量は、ピストン211のストロークにより決ま
り、このストロークは斜板220の傾斜角αによって定ま
る。ここで、ピストン211の中心とシャフト201の軸芯と
の距離をＲ、シリンダブロック213の回転角度をθ、吸
入行程の終了回転角度（上死点Ｔ）をθ_３（第３図参
照）、ピストン211の断面積をＡとすると、ピストン211
のストロークＳは、 Ｓ＝Rcosθtanα で表され、ピストン211は、吸入行程で Ｖ＝ARtanα（cosθ_３−cosθ_１） の体積の作動流体をプランジャ室212に吸入し、また吐
出行程でこの作動流体をプランジャ室212から吐出す
る。通常、θ_３＝360゜、θ_１＝180゜であるため、ピス
トン211は、１本あたり、シリンダブロック213が回転す
る間に、2ARtanαの体積の作動流体を吸入吐出する。し
たがってシリンダブロック213にＮ本のピストン211が設
けられていれば、１回転あたり2ARNtanαの体積の作動
流体を吸入吐出する。

次ぎに、ポンプ容量の制御について説明する。

ポンプ容量は、上述のように斜板220の傾斜角αによ
って定まり、この傾斜角αは、容量制御機構300のピス
トン312,322の突出の度合いによって決まる。

第４図に示す斜板220において、ピストンが矢印Ｅに
沿って環状平面221上を摺動する時、このピストンは吸
入行程にあり、ピストンが矢印Ｆに沿って環状平面221
上を摺動する時、このピストンは吐出行程にある。吸入
行程の終了回転角度（上死点Ｔ）に対応する位置と吐出
行程の終了回転角度（下死点Ｂ）に対応する位置とを結
ぶ軸をＹ−Ｙ軸、この軸に垂直な軸をＸ−Ｘ軸とする。
第６図において、図示しない制御弁機構の作用により、
一方の圧力室316に高圧が導かれ、他方の圧力室326が低
圧部に連通せしめられると、一方のピストン312が左方
へ突出し、他方のピストン322が左方へ後退する。この
結果斜板220は、第６図においてＸ−Ｘ軸を中心に反時
計周りに回転変位し、その傾斜角αは大きくなる。した
がってピストン211のストロークは大きくなり、ポンプ
容量すなわち吐出流量が増大する。逆に、上記制御弁機
構の作用により、一方の圧力室316が低圧部に連通せし
められ、他方の圧力室326に高圧が導かれると、一方の
ピストン312が右方へ後退し、他方のピストン322が右方
へ突出する。この結果、斜板220が第６図において時計
周りに回転変位し、その傾斜角αが小さくなり、ピスト
ン211のストロークが小さくなって、ポンプ容量すなわ
ち吐出流量が減少する。

第６図〜第10図を参照して、予圧縮予減圧制御機構40
0による予減圧および予圧縮の制御について説明する。

予減圧および予圧縮は、次ぎに述べるように、斜板22
0のＹ−Ｙ軸周りの角度βによって定まり、この角度β
は、予圧縮予減圧制御機構400のピス412の突出の度合
い、すなわち圧力室416内の圧力の大きさおよびばね41
3,423の弾発力によって決まる。

第６図に示すように斜板220がＸ−Ｘ軸（第４図）の
周りに角度αだけ傾斜した状態を維持しつつ、第７図お
よび第８図に示すように斜板220がＹ−Ｙ軸の周りに角
度βだけ傾斜した状態を考える。第７図の状態は、ポン
プ吐出圧が低下して制御ピストン部410の圧力室416内の
圧力が所定値より低くなった場合に生じる。斜板220の
アーム部225はばね423と押圧部材422により、図中、常
に反時計周りに付勢されており、したがって、圧力室41
6内の圧力が低下すると、斜板220はばね423の弾発力に
よって反時計周りに角度βだけ回転変位する。逆に第８
図の状態は、ポンプ吐出圧が上昇して圧力室416内の圧
力が所定値より高くなった時生じ、すなわち、圧力室41
6の圧力により斜板220がばね423に抗して時計周りに角
度βだけ回転変位する。

さて斜板220には、ピストン211を介してポンプ吐出圧
Ｐが作用するため、第４図に示すようにＹ−Ｙ軸周りに
モーメントMyが作用する。このモーメントMyは、ポンプ
吐出圧Ｐに対してほぼ一次的に増加し、C₁を定数とする
と、 My＝C₁P と表すことができる。一方、ピストン412の断面積をA
p、斜板220およびピストン412の接触部分とＹ−Ｙ軸と
の垂直距離をR₀とすると、ピストン412はApPの力で斜板
220を押圧し、したがって斜板220には上記モーメントMy
とは逆向きのモーメントR₀ApPが作用する。また斜板220
はアーム部225においてばね423に押圧されるため、ばね
423のばね定数をｋ、ばね423の圧縮量をXs、圧縮部材42
2とＹ−Ｙ軸の垂直距離をR₁とすると、斜板220にはモー
メントMyと同じ向きのモーメントR₁kXsが作用する。し
たがって、斜板220に作用するモーメントの釣り合いの
式は R₀ApP＝My＋R₁kXs となり、この式にMy＝C₁Pを代入すると、 Ｐ＝R₁kXs/（R₀Ap−C₁） となる。

したがって、ばね423のばね定数ｋを適当に選定する
ことにより、ばね423の圧縮量Xs、すなわち斜板220の角
度βが適切に制御される。これにより、次ぎに述べるよ
うに予減圧および予圧縮行程におけるピストン211のス
トロークＳ、すなわち予減圧および予圧縮行程における
プランジャ室212内の圧力が適当な大きさとなる。

斜板220がＸ−Ｘ軸の周りに角度αだけ傾斜し、また
Ｙ−Ｙ軸の周りに角度βだけ傾斜している時における、
ピストン211のストロークＳは Ｓ＝Rcosθtanα−Rsinθtanβ で表される。第９図は、斜板220のＹ−Ｙ軸周りの回転
角度βをパラメータとした場合における、ポンプ回転角
すなわちシリンダブロック213の回転角に対するピスト
ン211のストロークＳの変化を示す。この図において、
ポンプ回転角θ_１〜θ_２は第３図に示すように吸入ポー
ト104より前方に位置してポンプの予減圧行程に相当
し、同様に、ポンプ回転角θ_３〜θ_４は吐出ポート105
より前方に位置してポンプの予圧縮行程に相当する。ま
たポンプ回転角θ_２〜θ_３は吸入ポート104に位置して
ポンプの吸入行程に相当し、同様に、ポンプ回転角θ_４
〜θ_１はポンプの吐出行程に相当する。

第９図から理解されるように、ポンプ吐出圧が中程度
であって角度βが０゜の時、予減圧行程および予圧縮行
程におけるピストン211のストロークl₂、m₂は中程度で
あり、第10図に実線Ｉで示すように、予減圧行程におい
て圧力は減少し、また予圧縮行程においても圧力は増加
する。これに対してポンプ吐出圧が高圧になって角度β
が３゜（第８図）の時、予減圧行程および予圧縮行程に
おけるピストン211のストロークl₃、m₃は、第９図から
理解されるようにポンプ吐出圧が中程度の場合に比較し
て大きくなる。この結果、第10図に破線Ｊで示すよう
に、実線Ｉの場合に比較して、予減圧行程において圧力
より急な傾斜で減少し、また予圧縮行程において圧力は
より急な傾斜で大きくなる。一方、ポンプ吐出圧が低圧
になって角度βが−１゜（第７図）の時、予減圧行程お
よび予圧縮行程におけるピストン211のストロークl₁、m
₁は、第９図から理解されるようにポンプ吐出圧が中程
度の場合に比較して小さくなる。この結果、第10図に一
点鎖線Ｋで示すように、実線Ｉの場合に比較して、予減
圧行程において圧力はより緩やかな傾斜で減少し、また
予圧縮行程において圧力はより緩やかな傾斜で増加す
る。

しかして、ポンプ吐出圧に応じて斜板220のＹ−Ｙ軸
に対する角度βを制御することにより、予減圧および予
圧縮行程におけるプランジャ室212内の圧力の上昇およ
び下降の変化率が適正なものとなり、ポンプ吐出圧の圧
力脈動が低減して騒音が減少する。

ここで、吸入行程の終了回転角度θ_３を360゜、吐出
行程の終了回転角度θ_１を180゜とすると、ポンプ容量
ｑは、 ｑ＝ARN｛（cos360゜tanα−sin360゜tanβ） −（cos180゜tanα−sin180゜tanβ）｝ ＝ARN｛（tanα−０）−（−tanα−Ｏ）｝ ＝2ARNtanα となる。すなわちポンプ容量ｑは、斜板220のＹ−Ｙ軸
に対する傾斜角度βをポンプ吐出圧に応じて増減させて
も変化しない。これを第９図により説明すると、ポンプ
作用に有効なピストン211のストロークＬは、吐出行程
の終了位置θ_１から吸入行程の終了位置θ_３までにおけ
るピストン211の位置変化量であり、この変化量は弁座1
10がハウジング100に対して一体的に固定されて軸芯周
りに回転変位しないため、常に一定である。すなわち、
ポンプ容量ｑは斜板220のＹ−Ｙ軸周りの傾斜角度βに
よって変化しない。

第11図および第12図は本発明の第二実施例を示す。第
11図および第12図は、それぞれ第一実施例の第１図およ
び第２図に対応する。

第一実施例は、斜板220を三次元的に回転変位させる
ために、斜板220に半球状の中央部222を設け、これをホ
ルダ231の凹状球面232に摺接させていた。これに対し第
二実施例は、次に述べるようにＸ−Ｘ軸およびＹ−Ｙ軸
の軸線上に軸受（以下、トラニオンと呼ぶ）を設け、斜
板をこれらのトラニオンによって回転自在に支持する構
成を有し、その他の構成は基本的に第一実施例と同様で
ある。なおＸ−Ｘ軸およびＹ−Ｙ軸の定義は第一実施例
と同じであり、すなわちＸ−Ｘ軸は水平方向に延び、Ｙ
−Ｙ軸は垂直方向に延びる。

斜板500は、半球状の中央部を有していない点を除い
て、基本的に第一実施例の斜板220と同じ構成を有し、
インナ斜板510とアウタ斜板520とからなる。インナ斜板
510は皿状を有し、その貫通口511にはシャフト201が挿
通され、また環状平面512にはシュー217が摺接する。ア
ウタ斜板520は環状を有し、インナ斜板510の外周側に設
けられる。

アウタ斜板520は、第12図に示すようにインナトラニ
オン531,532によってインナ斜板510に連結される。イン
ナトラニオン531,532は、サークリップ533,534によって
アウタ斜板520に固定され、インナ斜板510のＹ−Ｙ軸上
の部分に嵌着された軸受535,536により軸支される。す
なわちインナ斜板510は、アウタ斜板520に対し、インナ
トラニオン531,532を介してＹ−Ｙ軸周りに回転変位す
ることができる。一方アウタ斜板520は、第11図に示す
ようにアウタトラニオン541,542によってハウジングの
ボディ101に連結される。アウタトラニオン541,542は、
ボディ101のＸ−Ｘ軸上の部分に形成された支持穴543,5
44にＯリング545,546を介して嵌着される。すなわちア
ウタ斜板520は、Ｘ−Ｘ軸周りに回転変位することがで
きる。

斜板500をＸ−Ｘ軸周りに回転変位させる容量制御機
構300は、第一実施例と同一であり、前方ピストン部310
と後方ピストン部320とから成る。前方ピストン部310の
ピストン312は、アウタ斜板520のインナトラニオン531
が設けられた部分における一方の面に係合し、また後方
ピストン部320のピストン322は、アウタ斜板520のその
部分における他方の面に係合する。前方ピストン部310
と後方ピストン部320の支持部材311,321からの突出量
は、圧力室316,326に導かれる制御圧力の大きさに応じ
て変化し、これによりアウタ斜板520およびインナ斜板5
10は一体的にＸ−Ｘ軸周りに回転変位する。

インナ斜板510をＹ−Ｙ軸周りに回転変位させる予圧
縮予減圧制御機構400も、第一実施例と同一であり、制
御ピストン部410と支持部420とから成る。制御ピストン
部410のピストン412は、インナ斜板510のアウタトラニ
オン542に近接した部分の一方の面に係合し、支持部420
の押圧部材422は、その面と同じ側の面であってアウタ
トラニオン541に近接した部分に係合する。ピストン412
の支持部材411からの突出量は、圧力室416に導かれるポ
ンプ吐出圧と支持部420のばね423の弾発力とプランジャ
室212内の吐出圧とによるＹ−Ｙ軸周りのモーメントの
釣り合いによって定まり、これによりインナ斜板510は
Ｙ−Ｙ軸周りに回転変位する。

このような構成を有する第二実施例の作用も、第一実
施例と同じであり、インナ斜板510のＹ−Ｙ軸周りの回
転変位により、吐出圧脈動が低減されて騒音が減少す
る。

前述の第一実施例において用いた球面による支持機構
は、球面の摺動面積が大きくなるのと、球面の半径をr₁
としたときに、斜板220を角度αだけ回転させるための
摺動面における摺動距離L₁はr₁・αとなるから、摺動距
離L₁も大きくなる。その結果、球面の摺動部が滑らかに
摺動しなくなってスティックやスリップが生じたり、斜
板の傾斜角度を高い精度で制御することが難しくなる可
能性がないとは言えないので、第二実施例は、上記の点
が万全のものとなるように第一実施例を更に改良したも
のである。

即ち、第二実施例において用いた軸線が直交する２つ
の軸受を用いた構成においては摺動面は軸受の内部に生
じるだけであるから、軸受の半径をr₂とすればr₂＜＜r₁
であり、軸受の摺動距離L₂はr₂・αとなって、L₂＜＜L₁
となる。つまり、第二実施例における軸受における摺動
面積は第一実施例における球面の摺動面積よりも小さく
することができ、軸受の摺動距離L₂も小さくすることが
できる。従って、第二実施例においては、第一実施例よ
りも更に高い精度において斜板の傾斜角度を制御するこ
とができるという利点がある。

第13図〜第16図は本発明の第三実施例を示し、第13図
は第一実施例の第１図に対応する。

第一実施例の予圧縮予減圧制御機構400は、斜板220に
作用するＹ−Ｙ軸周りのモーメントの釣り合いによって
この斜板のＹ−Ｙ軸周りの回転角を制御していたが、第
三実施例の予圧縮予減圧制御機構600は、ポンプ吐出圧
に応じて制御ピストン601のカラー602からの突出量を制
御し、これにより斜板220のＹ−Ｙ軸周りの回転角を制
御する。第三実施例のその他の構成は、第一実施例と同
じである。

カラー602はハウジングのボディ101に形成された孔に
嵌着され、カラー602の開口端部603はボディ101の孔に
螺合されたプラグ604により閉塞される。カラー602とボ
ディ101の間の液密はＯリング605,606により、またカラ
ー602とプラグ604の間の液密はＯリング607により保持
される。カラー602には、制御ピストン601およびカラー
602内にポンプ吐出圧を導くための油孔608が穿設され
る。制御ピストン601はカラー602内に摺動自在に支持さ
れ、その先端部はカラー602から突出して斜板220の面に
当接する。ピストン601のカラー602からの突出量は、後
述するように、油孔608に導かれるポンプ吐出圧および
ばね609の弾発力により定まる。

第14図は予圧縮予減圧制御機構600のみを取り出して
示したものである。この図において、カラー602は大径
孔611と小径孔612を有し、制御ピストン601は大径孔611
に摺動自在に支持される大径部613と小径部612に摺動自
在に支持される小径部614とを有する。ピストン601の大
径部613および小径部614とカラー602の内周壁面との間
の液密は、Ｏリング615,616,617により保持される。ピ
ストン601には、これの軸芯に沿って延びる支持孔621が
穿設され、この支持孔621にはスプール630が摺動自在に
支持される。支持孔621の一端はカラー602とプラグ604
により形成される圧力室622内に開口する。スプール630
は、圧力室622内に突出する大径部631と、支持孔621内
に摺動自在に収容される弁部632とを有する。支持孔621
内であって弁部632より右側部分は、圧力室622内に連通
する。ばね609は圧力室622内に配設され、スプールの大
径部630とカラー602の端面との間に設けられてスプール
630を常時プラグ604側へ付勢する。

制御ピストン601内には、吐出圧導入炉623、制御圧導
入路624、ドレン通路625、および制御ポート626が形成
される。なお627は埋栓を示す。吐出圧導入路623は、支
持孔621に連通してピストン601の径方向外方に延び、油
孔608に導通する。制御ポート626は支持孔621に開口
し、スプール630の弁部632により開閉制御される。制御
圧導入路624は、制御ポート626に連通するとともに、ピ
ストン601の大径部613と小径部612の間に形成された段
部628に開口する。ドレン通路625の一端は支持孔621に
開口し、ドレン通路625の他端はピストン601の先端部近
傍の外周面に開口する。すなわち、ドレン通路625はハ
ウジングのボディ101内に連通する。

第14図〜第16図を参照して、予圧縮予減圧制御機構60
0の作用を説明する。

油孔608に導かれるポンプ吐出圧は、吐出圧ポート623
および支持孔621を通って圧力室622へ導かれる。ポンプ
吐出圧が上昇し、圧力室622内の圧力が所定値を越える
と、これによりスプール630はばね609に抗して図の左方
へ変位する。ここで、吐出圧をＰ、スプール630の支持
孔621の内壁に摺接する部分における断面積をAsとする
と、スプール630は、ポンプ吐出圧によりPAsの力で図の
左方へ押圧されてばね609を圧縮させ、第15図に示すよ
うにカラー602およびピストン601に対して左方に変位す
る。ばね609のばね定数をKs、ばね609の圧縮量をXsとす
ると、ばね609はXs＝PAs/Ksだけ圧縮され、このばね609
の弾発力KsXsと力PAsとが釣り合う。この時、制御ポー
ト626が支持孔621内に開口するため、制御圧導入路624
は、制御ポート626および支持孔621を介して吐出圧導入
路623に連通し、これにより、ピストン601の段部628に
ポンプ吐出圧が導かれる。したがってピストン601は、
この吐出圧によりカラー602に対して左行し、第16図に
示すように制御ポート626が弁座632によって閉塞される
位置まで変位する。すなわち、ピストン601はばね609の
圧縮量Xsに相当する分だけ左方へ変位する。

この状態からポンプ吐出圧が低下すると、これにより
圧力室622内の圧力が低くなり、スプール630はばね609
によって図の右方へ変位する。すなわちばね609は伸張
し、スプール630は、第16図に示す状態からピストン601
に対して右方へ変位する。この結果、制御ポート626は
支持孔621内であって弁部632よりも左側の部分に開口す
ることとなり、ドレン通路625に連通する。したがっ
て、ピストン601の段部628とカラー602との間に形成さ
れた空間633内は、制御圧導入路624、制御ポート626、
支持孔621、およびドレン通路625を介してボディ101内
に連通することとなり、この空間633内の圧力が低下す
る。これによりピストン601は、斜板220に押圧されて右
方へ変位し、制御ポート626が弁部632により閉塞された
位置で停止する。

しかして制御ピストン601は、ポンプ吐出圧の大きさ
に応じて変位し、これにより斜板220はＹ−Ｙ軸（第４
図）周りに回転変位する。すなわち第三実施例によって
も、第一および第二実施例と同様に、吐出圧の圧力脈動
が抑制され、騒音の発生が低減する。

なお、上記第一、第二、および第三実施例は、いずれ
も可変容量ポンプ、モータに本発明を適用したものであ
るが、本発明は固定容量ポンプ、モータに対しても同様
な効果を奏する。

〔効 果〕

以上のように本発明によれば、簡単な構成により、吐
出容量を変化させることなく吐出圧の圧力脈動を防止す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一実施例をシャフトを通る水平面で切断して
示す断面図、 第２図は第一実施例をシャフトを通る垂直面で切断して
示す断面図、 第３図はカバーを第１図のIII−III線に沿って見た矢視
図、 第４図は斜板を第２図のIV−IV線に沿って見た矢視図、 第５図はボディを示す正面図、 第６図は第一実施例において斜板がＸ−Ｘ軸周りに回転
変位した状態を示す断面図、 第７図は第一実施例において斜板がＹ−Ｙ軸周りに回転
変位した状態を示す断面図、 第８図は斜板がＹ−Ｙ軸周りに第７図とは反対方向に回
転変位した状態を示す断面図、 第９図はポンプ回転角に対するピストンストロークの変
化を示すグラフ、 第10図はポンプ回転角に対するプランジャ室内の圧力の
変化を示すグラフ、 第11図は第二実施例をシャフトを通る水平面で切断して
示す断面図、 第12図は第二実施例をシャフトを通る垂直面で切断して
示す断面図、 第13図は第三実施例をシャフトを通る水平面で切断して
示す断面図、 第14図は第三実施例の予圧縮予減圧制御機構を示す断面
図、 第15図は第三実施例の予圧縮予減圧制御機構においてス
プールが左方へ変位した状態を示す断面図、 第16図は第三実施例の予圧縮予減圧制御機構において制
御ピストンが左方へ変位した状態を示す断面図である。 100……ハウジング、104……吸入ポート、 105……吐出ポート、211……ピストン、 212……プランジャ室、 213……シリンダブロック、220……斜板、 300……容量制御機構、 400……予圧縮予減圧制御機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−81904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−147579（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04B 1/00 - 7/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心に対して相互に反対側に設けられた吸
   入ポートおよび吐出ポートを有するハウジングと、 このハウジング内に設けられた回転軸と、 前記ハウジング内において、前記回転軸と直交する第１
   の回転中心軸に対して回転して設けられ、前記回転軸に
   対して傾斜した面を有する斜板と、 前記ハウジング内において、前記回転軸と同軸的に回転
   自在に設けられ、前記吸入ポートおよび前記吐出ポート
   に連通可能なプランジャ室を有するシリンダブロック
   と、 前記シリンダブロック内に摺動自在に収容されるととも
   に、頭部が前記斜板に摺接係合し、前記シリンダブロッ
   クの回転に伴って前記斜板との係合位置が変化すること
   により前記回転軸と略平行に変位して前記プランジャ室
   を膨張、収縮させ、液体を前記吸入ポートから前記プラ
   ンジャ室内に吸入し、加圧して前記吐出ポートから吐出
   するピストンと、 前記第１の回転中心軸と直交するとともに、前記プラン
   ジャ室が前記吸入ポートと連通終了する位置での前記ピ
   ストン頭部と、前記プランジャ室が前記吐出ポートと連
   通終了する位置での前記ピストン頭部とを結ぶ第２の回
   転中心軸の周りに前記斜板を回転変位させる予圧縮予減
   圧制御機構とを備えていることを特徴とするアキシャル
   ピストン装置。
2. 【請求項２】前記斜板は外周構成部材と内部構成部材か
   らなり、前記外周構成部材と前記ハウジングとの間に
   は、前記第１の回転中心軸または前記第２の回転中心軸
   のうちのいずれか一方の軸線上で回転自在にそれらを結
   合する第１の軸受が設けられているとともに、前記外周
   構成部材と前記内部構成部材との間には、前記第１の回
   転中心軸または前記第２の回転中心軸のうちで前記第１
   の軸受に対応しない方の回転中心軸の軸線上で回転自在
   にそれらを結合する第２の軸受が設けられていることを
   特徴とする請求項１記載のアキシャルピストン装置。
3. 【請求項３】前記予圧縮予減圧制御機構は作動圧力の大
   きさに応じて変位する位置制御のサーボ機構を有してお
   り、それによって前記斜板の回転変位量を増減させるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のアキシャルピス
   トン装置。
4. 【請求項４】前記第１の回転中心軸の周りに前記斜板の
   前記面を回転変位させることにより、前記吐出ポートか
   ら吐出される液体の吐出量を変化させることを特徴とす
   る請求項１または２記載のアキシャルピストン装置。