JP4373843B2 - アキシャル型斜板式ピストンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧源として好適なアキシャル型斜板式ピストンポンプに関する。

この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この特許文献１には、高圧側油溝と低圧側油溝とを有し、押しのけ容積を決める斜板と、この斜板を揺動可能に保持する円筒面を有するクレードルと、高圧側油溝及び低圧側油溝を介して斜板とクレードルとの当接面に潤滑油を供給する油供給系統とが示されている。

この特許文献１には示されていないが、従来、上述の油供給系統として、自己圧を導く油路と、自己圧を減圧する絞り手段とを有するものが知られている。以下に、このような油供給系統を備えたアキシャル型斜板式ピストンポンプについて、図５，６に基づいて説明する。

図５は従来のアキシャル型斜板式ピストンポンプを示す縦断面図、図６は図５に示す従来技術の要部構成を示す模式図である。

これらの図５，６に示す従来技術は、ケーシング本体１が、フロントケーシング２とリアケーシング３とから成り、このケーシング本体１内に駆動軸４が収納されている。この駆動軸４は、フロントケーシング２に設けたフロント軸受け５と、リアケーシング３に設けたリア軸受け６とによって回転自在に支持されている。また、駆動軸４には、周方向に複数のシリンダを有するロータ７が駆動軸４の回転方向に一体的に装着されており、このロータ７に形成されるシリンダ内のそれぞれには、ピストン８が摺動自在に収容されている。このロータ７は、リアケーシング３に固定された弁板９に摺接するようになっている。リアケーシング３及び弁板９には、吸い込みポート１０と吐き出しポート１１が形成されている。

ピストン８のそれぞれの端部にはシュー１２が取り付けられ、このシュー１２は、押しのけ容積を決める斜板１３に取り付けたカムプレート２３に摺接するようになっている。斜板１３には、高荷重が作用する高圧側油溝１３ａと、低荷重が作用する低圧側油溝１３ｂとが形成されている。この斜板１３は、フロントケーシング２に固定された凹状円筒面を有するクレードル１４に揺動可能に保持されている。このクレードル１４に対向する斜板１３の面はクレードル１４の凹状円筒面に適合する凸状円筒面に形成されている。

また、斜板１３には、アーム部１５が取り付けられ、このアーム部１５の先端に形成される突起部１５ａにサーボプレート１６が挿入されている。このサーボプレート１６は、サーボピストン１７に形成された凹部に嵌着されている。

上述したクレードル１４には、斜板１３の高圧側油溝１３ａに連通する油路３１と、低圧側油溝１３ｂに連通する油路３４とが形成されている。上述の高圧側油溝１３ａに連通する油路３１は、吐き出しポート１１に連通し自己圧を導く油路３０に接続されており、低圧側油溝１３ｂに連通する油路３４は、吐き出しポート１１に連通し自己圧を導く油路３３に接続されている。油路３０中には、自己圧を減圧する絞り３２が備えられ、油路３３中にも自己圧を減圧する絞り３５が備えられている。

図６に示す２５は、図５に示したアキシャル型斜板式ピストンポンプである。この図６に示すように、従来技術においては、油路３０と油路３１と油路３０中に設けた独立部品である絞り３２とを含み、高圧側油溝１３ａに自己圧を減圧して導く第１油供給系統と、油路３３と油路３４と油路３３中に設けた独立部品である絞り３５とを含み、低圧側油溝１３ｂに自己圧を減圧して導く第２油供給系統とによって、斜板１３とクレードル１４との当接面に潤滑油を導く油供給系統が構成されている。

これらの図５，６に示す従来技術は、サーボピストン１７が図５の紙面と直交する方向に移動することにより、サーボプレート１６が一体的に移動し、これに伴ってアーム部１５を介して斜板１３が図５の中心軸３６を中心にして図５の紙面と直交する方向に揺動する。これにより斜板１３の傾転角が変わり、その傾転角に応じた押しのけ容積となる。

また、吐き出しポート１１の自己圧が油路３０中の絞り３２によって減圧されて、油路３１を介して斜板１３の高圧側油溝１３ａに導かれると共に、上述の自己圧が油路３３中の絞り３５によって減圧されて、油路３４を介して斜板１３の低圧側油溝１３ｂに導かれる。これらの高圧側油溝１３ａ、及び低圧側油溝１３ｂにそれぞれ導かれた油によって、斜板１３とクレードル１４の当接面、すなわち円筒面が潤滑される。なお、絞り３２，３５は、斜板１３とクレードル１４の当接面に高圧の自己圧が直接に供給されてしまうことによる油の漏れ流量を少なくするために、すなわち油の漏れ流量によるポンプ効率の低下を抑えるために設けられている。
特開２００３−３９５１公報

上述した特許文献１に示されるようなアキシャル型斜板式ピストンポンプに一般的に備えられる図５，６に示す従来技術では、自己圧を減圧して斜板１３の高圧側油溝１３ａ及び低圧側油溝１３ｂに導く油供給系統が、油路３０，３１、及び絞り３２を含む第１油供給系統と、油路３３，３４、及び絞り３５を含む第２油供給系統とから成っていることから、すなわち油供給系統が２系統から成っていることから、構成が複雑で、製作工数が多くなり、部品数、例えば独立部品である絞りの数も多くなっている。このために、製作費が高くなる問題がある。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、１系統に形成した油供給系統によって斜板の高圧側油溝と低圧側油溝の双方に自己圧を減圧した油を供給できるアキシャル型斜板式ピストンポンプを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、高圧側油溝と低圧側油溝とを有する斜板と、この斜板を揺動可能に保持するクレードルと、上記高圧側油溝及び上記低圧側油溝を介して上記斜板と上記クレードルとの当接面に潤滑油を供給する油供給系統とを備え、この油供給系統が、自己圧を導く油路と、自己圧を減圧する絞り手段とを含み、自己圧を減圧した油を上記斜板の上記高圧側油溝及び上記低圧側油溝に導くようにしたアキシャル型斜板式ピストンポンプにおいて、上記絞り手段が、上記低圧側油溝と、上記クレードルに形成され上記低圧側油溝に連通する第１油路との境界部に位置し、上記第１油路の通路面積よりも小さい開口面積に設定した通路部を含むと共に、上記油供給系統が、上記第１油路と上記高圧側油溝とを連通させる第２油路を含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、自己圧が減圧されて高圧側油溝に供給された油が第２油路を介して第１油路に導かれ、この第１油路と低圧側油溝との境界部に形成された絞り手段を構成する通路部で絞られて減圧され、低圧側油溝に供給される。したがって、減圧された自己圧を、斜板の高圧側油溝に導く油路と、高圧側油溝に連通する第２油路と、この第２油溝に連通する第１油路と、この第１油路と斜板の低圧側油溝との境界部に設けられ、絞り手段を構成する通路部とによって、１系統から成る油供給系統が構成され、この１系統に形成された油供給系統によって斜板の高圧側油溝と低圧側油溝の双方に自己圧を減圧した油を供給できる。これにより、油供給系統の構成が簡単になり、製作工数を低減でき、上述の通路部に相当する独立部品である絞り、すなわち低圧側油溝用の絞りを削減できる。

また本発明は、上記発明において、上記油供給系統が、吐き出しポートに連通し、自己圧を上述の油路を形成する第３油路と、上記クレードルに形成され、上記第３油路と上記高圧側油溝に連通する第４油路とを含み、上記絞り手段が、上記第３油路に備えられ、独立部品を形成する絞りを含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、自己圧が第３油路中の絞りによって減圧されて、第４油路を介して高圧側油溝に供給される。

また本発明は、上記発明において、上記油供給系統が、吐き出しポートに連通し、自己圧を導く上述の油路を形成する第３油路と、上記クレードルに形成され、上記第３油路と上記高圧側油溝に連通する第４油路とを含み、上記絞り手段が、上記高圧側油溝と上記第４油路との境界部に形成され、上記第４油路の通路面積よりも小さい開口面積に設定した通路部を含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、第３油路及び第４油路に導かれた自己圧が、第４油路と高圧側油溝との境界部に形成された通路部で絞られて減圧され、高圧側油溝に供給される。したがって、絞り手段を構成する通路部が２つとなって、独立部品を形成する高圧側油溝用の絞りも削減できる。

本発明は、斜板に形成される低圧側油溝と、この低圧側油溝に連通する第１油路との境界部に、絞り手段を構成する通路部を設けると共に、第１油路と高圧側油溝とを連通させる第２油路を備えたことから、高圧側油溝部分と低圧側油溝部分とが第２油路、第１油路、及び通路部を介して連通し、１系統に形成した油供給系統によって斜板の高圧側油溝と低圧側油溝の双方に自己圧を減圧した油を供給でき、従来に比べて構成が簡単で製作工数を低減でき、独立部品である低圧側油溝用の絞りを削減できる。これらによって、従来におけるよりも製作費を安くすることができる。

また、自己圧を導く第３油路に連通する第４油路と、斜板に形成される高圧側油溝との境界部に、絞り手段を構成する通路部を設けるように構成すれば、独立部品である高圧側油溝用の絞りも削減でき、さらに製作費を安くすることができる。

以下，本発明に係るアキシャル型斜板式ピストンポンプを実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係るアキシャル型斜板式ピストンポンプの一実施形態を示す縦断面図、図２は図１に示す一実施形態に備えられる斜板とクレードルとの関係を示す斜視図、図３は図１に示す一実施形態の要部構成を示す模式図である。

これらの図１〜３に示す本実施形態は、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるものである。図１〜３において、前述した図５，６に示すものと同等のものは同じ符号で示してある。

前述と説明が重複するが、本実施形態も図１，２に示すように、フロントケーシング２とリアケーシング３とから成るケーシング本体１を備え、このケーシング本体１内に駆動軸４を収納させてある。駆動軸４を回転自在に支持するフロント軸受け５、リア軸受け６を、フロントケーシング２、リアケーシング３のそれぞれに備えている。駆動軸４には、複数のシリンダを有するロータ７を回転方向に一体的に装着させてあり、ロータ７のシリンダ内のそれぞれに、ピストン８を摺動自在に収容させてある。リアケーシング３にはロータ７が摺接する弁板９を固定してあり、リアケーシング３及び弁板９に、吸い込みポート１０と吐き出しポート１１とを形成してある。

それぞれのピストン８の一方の端部に、押しのけ容積を決める斜板１３に取り付けたカムプレート２３に摺接するシュー１２を取り付けてある。斜板１３は、高荷重が作用する高圧側油溝１３ａと、低荷重が作用する低圧側油溝１３ｂとを有する。また、斜板１３を摺動可能に保持し、フロントケーシング２に固定されるクレードル１４を備えており、斜板１３に対向するクレードル１４の面は凹状円筒面に形成してあり、クレードル１４に対向する斜板１３の面は、上述の凹状円筒面に適合する凸状円筒面に形成してある。

また、斜板１３に例えば一体に取り付けられるアーム部１５と、このアーム部１５の先端に形成される突起部１５ａに挿入されるサーボプレート１６とを備え、このサーボプレート１６をサーボピストン１７に形成された凹部に嵌着させてある。

本実施形態は特に、斜板１３の低圧側油溝１３ｂと、クレードル１４に形成され低圧側油溝１３ｂに連通する第１油路２０との境界部に位置し、絞り手段に含まれる通路部２０ａを備えると共に、上述の第１油路２０と斜板１３の高圧側油溝１３ａとを連通させる第２油路２１を備えている。上述の通路部２０ａは低圧側油溝１３ｂ用の絞り機能を有する。

また、上述の吐き出しポート１１に連通する第３油路１８と、クレードル１４に形成され、第３油路１８と高圧側油溝１３ａとに連通する第４油路１９とを備え、第３油路１８には、絞り手段に含まれ独立部品を形成する絞り２２を備えている。上述した第２油路２１は、第４油路１９を介して高圧側油溝１３ａに連通させてある。

上述した通路部２０ａ、第１油路２０、第２油路２１、第３油路１８、絞り２２、及び第４油路１９によって、自己圧を減圧して斜板１３の高圧側油溝１３ａ、及び低圧側油溝１３ｂの双方に導く油供給系統が構成されている。また、上述した第１油路２０、第２油路２１、第３油路１８、第４油路１９はキリ穴によって形成してある。さらに、斜板１３の低圧側油溝１３ｂとクレードル１４の第１油路２０との境界部に形成され、絞り手段に含まれる上述の通路部２０ａは、図３に示すように、第１油路２０の一部を低圧側油溝１３ｂの周縁の斜板１３部分によって塞ぐことにより形成してある。

このように構成した本実施形態にあっても、前述した図５，６に示した従来技術と同様に、図１に示すサーボピストン１７が図１の紙面と直交する方向に移動することにより、サーボプレート１６が一体的に移動し、これに伴ってアーム部１５を介して斜板１３が図１の中心軸２４を中心にして図１の紙面と直交する方向に揺動する。これにより、斜板１３の傾転角が変わり、その傾転角に応じた押しのけ容積となる。

このように斜板１３が保持されている状態において、例えば駆動軸４が回転すると、一体にロータ７が回転し、吸い込みポート１０から吸い込まれた低圧の油がロータ７に収容されたピストン８の摺動によって高圧となり、吐き出しポート１１から吐き出される。この吐き出しポート１１からの吐出油が、例えば油圧ショベルであれば、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、走行モータ、旋回モータ等の各種の油圧アクチュエータの駆動に活用される。

また、吐き出しポート１１の自己圧が第３油路１８中の絞り２２によって減圧されて、第４油路１９を介して斜板１３の高圧側油溝１３ａに導かれ、この高圧側油溝１３ａに所定の圧力に減圧された油が供給される。また、第４油路１９に導かれた油が第２油路２１、第１油路２０を介して、この第１油路２０と低圧側油溝１３ｂとの境界部に位置する通路部２０ａに導かれ、この通路部２０ａで絞られて、さらに低い所定の圧力に減圧された油が低圧側油溝１３ｂに供給される。これらの高圧側油溝１３ａ、及び低圧側油溝１３ｂにそれぞれ導かれた油によって、斜板１３とクレードル１４の当接面、すなわち円筒面が潤滑される。これにより、斜板１３の円滑な動きを行なわせることができる。

上述した第３油路１８中に設けた独立部品を形成する絞り２２と、第１油路２０と低圧側油溝１３ｂの境界部に位置する絞り機能を有する通路部２０とによって、高圧側油溝１３ａ、低圧側油溝１３ｂのそれぞれに供給される油の圧力が自己圧に比べて低くなるように抑えられる。これにより、斜板１３とクレードル１４との当接面からの油の漏れ流量が少なくなり、このような油の漏れ流量によるポンプ効率の低下が抑えられる。

また特に本実施形態は、第３油路１８中の絞り２２によって自己圧が減圧された油が導かれる第４油路１９に、第２油路２１を連通させてあることから、これらの第３油路１８、絞り２２、第４油路１９、第２油路２１、第１油路２０、及び通路部２０ａによって、１系統から成る油供給系統が構成されている。すなわち、吐き出しポート１１と、低圧側油溝１３ｂとを直接に接続する油路を設けることのない１系統に形成した油供給系統が構成されている。この１系統に形成した油供給系統によって斜板１３の高圧側油溝１３ａと低圧側油溝１３ｂの双方に自己圧を減圧した油を供給することができる。これによって、油供給系統の構成が簡単になり、製作工数を低減でき、通路部２０ａに相当する絞り、すなわち低圧側油溝１３ｂ用の独立部品である絞りを削減できる。これらにより本実施形態は、製作費を安くすることができる。

図４は本発明の他の実施形態の要部構成を示す模式図である。この図４に示す他の実施形態は、吐き出しポート１１に連通する第３油路１８中に独立部品を形成する絞りを備えておらず、斜板１３の高圧側油溝１３ａと、クレードル１４に形成され高圧側油溝１３ａに連通する第４油路１９との境界部に、第４油路１９の通路面積よりも小さい開口面積に設定した絞り手段に含まれる通路部１９ａを備えた構成にしてある。その他の構成は、前述した図１〜３に示した実施形態と同等である。

上述の斜板１３の高圧側油溝１３ａとクレードル１４の第４油路１９との境界部に形成される通路部１９ａも、前述した実施形態における通路部２０ａと同様に、第４油路１９の一部を高圧側油溝１３ａの周縁の斜板１３部分によって塞ぐことにより形成してある。

このように構成した他の実施形態は、吐き出しポート１１の自己圧が第３油路１８、第４油路１９を介して通路部１９ａに導かれ、この通路部１９ａで減圧されて斜板１３の高圧側油溝１３ａに導かれ、この高圧側油溝１３ａに所定の圧力に減圧された油が供給される。また前述した実施形態におけるのと同様に、第４油路１９に導かれた油が第２油路２１、第１油路２０を介して、この第１油路２０と低圧側油溝１３ｂとの境界部に位置する通路部２０ａに導かれ、この通路部２０ａで絞られ、さらに低い所定の圧力に減圧された油が低圧側油溝１３ｂに供給される。

上述の他の実施形態によれば、前述した図１〜３に示した実施形態と同様の作用効果が得られる他に、独立部品である高圧側油溝用の絞り、すなわち前述した図１，２に示す絞り２２も削減でき、さらに製作費を安くすることができる。

本発明に係るアキシャル型斜板式ピストンポンプの一実施形態を示す縦断面図である。 図１に示す一実施形態に備えられる斜板とクレードルとの関係を示す斜視図である。 図１に示す一実施形態の要部構成を示す模式図である。 本発明の他の実施形態の要部構成を示す模式図である。 従来のアキシャル型斜板式ピストンポンプを示す縦断面図である。 図５に示す従来技術の要部構成を示す模式図である。

符号の説明

１ ケーシング本体
２ フロントケーシング
３ リアケーシング
４ 駆動軸
５ フロント軸受け
６ リア軸受け
７ ロータ
８ ピストン
９ 弁板
１０ 吸い込みポート
１１ 吐き出しポート
１２ シュー
１３ 斜板
１３ａ 高圧側油溝
１３ｂ 低圧側油溝
１４ クレードル
１５ アーム部
１５ａ 突起部
１６ サーボプレート
１７ サーボピストン
１８ 第３油路
１９ 第４油路
１９ａ 通路部（絞り手段）
２０ 第１油路
２０ａ 通路部（絞り手段）
２１ 第２油路
２２ 絞り（絞り手段）
２３ カムプレート
２４ 中心軸

Claims (3)

1. 高圧側油溝と低圧側油溝とを有する斜板と、この斜板を揺動可能に保持するクレードルと、上記高圧側油溝及び上記低圧側油溝を介して上記斜板と上記クレードルとの当接面に潤滑油を供給する油供給系統とを備え、
   この油供給系統が、自己圧を導く油路と、自己圧を減圧する絞り手段とを含み、自己圧を減圧した油を上記斜板の上記高圧側油溝及び上記低圧側油溝に導くようにしたアキシャル型斜板式ピストンポンプにおいて、
   上記絞り手段が、上記低圧側油溝と、上記クレードルに形成され上記低圧側油溝に連通する第１油路との境界部に位置し、上記第１油路の通路面積よりも小さい開口面積に設定した通路部を含むと共に、
   上記油供給系統が、上記第１油路と上記高圧側油溝とを連通させる第２油路を含むことを特徴とするアキシャル型斜板式ピストンポンプ。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記油供給系統が、吐き出しポートに連通し、自己圧を導く上記油路を形成する第３油路と、上記クレードルに形成され、上記第３油路と上記高圧側油溝に連通する第４油路とを含み、
   上記絞り手段が、上記第３油路に備えられ、独立部品を形成する絞りを含むことを特徴とするアキシャル型斜板式ピストンポンプ。
3. 上記請求項１記載の発明において、
   上記油供給系統が、吐き出しポートに連通し、上記自己圧を導く油路を形成する第３油路と、上記クレードルに形成され、上記第３油路と上記高圧側油溝に連通する第４油路とを含み、
   上記絞り手段が、上記高圧側油溝と上記第４油路との境界部に形成され、上記第４油路の通路面積よりも小さい開口面積に設定した通路部を含むことを特徴とするアキシャル型斜板式ピストンポンプ。
   

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