JP5480096B2 - 斜板式ピストンポンプ・モータ - Google Patents

Description

本発明は、各種産業機械に利用される斜板式ピストンポンプ・モータに関するものである。

斜板式ピストンポンプ・モータは、シリンダブロックの回転に伴って複数のピストンがシューを介して斜板に摺接して往復動し、各ピストンによって容積室が拡縮する。

従来、この種の斜板式ピストンポンプ・モータとして、ケースの底部に円盤状の斜板を収容し、ケースに対する斜板の回動を係止する手段として回り止めピンが設けられるものがあった（特許文献１、２参照）。

この場合、ケースと斜板のそれぞれに穴を形成され、回り止めピンが各穴に渡って挿入されることによって、ケースに対する斜板の回動が係止される。

特開平５−２３１３００号公報 特表平８−５００８８３号公報

しかしながら、このような従来の斜板式ピストンポンプ・モータにあっては、ケースと斜板の間に回り止めピンを介装する必要があるため、部品点数、組み立て工数が増える。また、ケースと斜板のそれぞれに回り止めピンが挿入される穴を形成する必要があるため、ケースと斜板に対する加工工数が増え、製品のコストアップを招くという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、構造の簡素化がはかれる斜板式ピストンポンプ・モータを提供することを目的とする。

本発明は、シリンダブロックの回転に伴ってピストンが斜板に摺接して往復動し、ピストンによって容積室が拡縮する斜板式ピストンポンプ・モータであって、円盤状の斜板と、この斜板が嵌合される斜板収容部とを備え、斜板の外周部に切り欠き部が形成される一方、斜板収容部にこの切り欠き部に対峙する係止面が形成され、切り欠き部が係止面に当接することによって斜板の回動が係止される構成とした。

本発明によると、ピストンポンプは、シリンダブロックの回転に伴って、ピストン側の摩擦力が斜板に働くが、切り欠き部が係止面に当接し、その反力によって斜板の回動が係止される。

これにより、ピストンポンプは、従来装置のように斜板の回動を係止する回り止めピンを設ける必要がなく、部品点数、組み立て工数、加工工数が削減され、製品のコストダウンがはかれる。

本発明の実施形態を示すピストンポンプの断面図。 同じくシリンダブロックの正面図。 同じくバルブプレートの正面図。 同じく斜板の断面図と正面図。 同じくケースの断面図と正面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、回転斜板式の油圧ピストンポンプ１０は、ケース３０とポートブロック２とにより形成される内部空間にシリンダブロック３および斜板（スラストプレート）４０が収装される。

シリンダブロック３を支持するシャフト５が設けられる。シャフト５は、シリンダブロック３を貫通し、その途中がケース３０にベアリング１１を介して支持され、その一端がポートブロック２にベアリング１２を介して支持される。

シャフト５は、ケース３０から外部へ突出されるその一端に図示しない動力源から回転が伝達される。シリンダブロック３は、シャフト５を介して回転駆動される。

シリンダブロック３には複数のシリンダ６が形成され、各シリンダ６にピストン８がそれぞれ挿入され、両者の間に容積室７が画成される。

各シリンダ６は、シリンダブロック３の回転軸Ｏと平行に延び、かつ回転軸Ｏを中心とする同一円周上に一定の間隔を持って配置される。

各ピストン８の一端側はシリンダブロック３から突出され、シュー９が回動可能に連結される。なお、これに限らず、シュー９をピストン８に一体的に形成しても良い。

シリンダブロック３の内側には、コイル状のスプリング１６と、複数のピン１７とが収容される。スプリングの付勢力によって各ピン１７がシリンダブロック３の端面から突出し、各ピン１７が当接する半球状のリテーナホルダ１８と、このリテーナホルダ１８が摺接する円盤状のリテーナプレート１９を介して各シュー９が斜板４０に押し付けられる。

ピストンポンプ１０の作動時に、容積室７からの作動油がピストン８の通孔２１とシュー９の通孔２２を通ってシュー９と斜板４０の間に供給され、シュー９が斜板４０の摺接面４１（図４参照）上に作動油膜を介して浮遊支持される。

ピストンポンプ１０の作動時に、シリンダブロック３が回転すると、各ピストン８は、斜板４０に摺接するシュー９を介して斜板４０に摺接して往復動し、シリンダ６の容積室７を拡縮させる。シリンダブロック３が一方向に回転するのに伴って、ピストン８によって容積室７を拡張する吸込行程と容積室７を収縮する吐出行程が繰り返される。

図２に示すように、シリンダブロック３の端面には各容積室７に連通するシリンダポート１３が回転軸Ｏを中心とする円周上に並んで開口する。

ケース３０にはシリンダブロック３の端面を摺接させるバルブプレート１５が介装される。

図３に示すように、バルブプレート１５には円弧状の吸込ポート２５と複数の吐出ポート２４がそれぞれ回転軸Ｏを中心とする円周上に並んで開口する。

シリンダブロック３は、図３において矢印で示す方向に回転する。各ピストン８は、バルブプレート１５の中心線Ｃに対峙する位置で摺動方向が切換わる上死点と下死点を迎える。ピストンポンプ１０は、中心線Ｃによって吸込領域Ａと吐出領域Ｂに分けられる。バルブプレート１５のシリンダブロック３に対する摺接面２０も、中心線Ｃによって吸込領域Ａと吐出領域Ｂに分けられ、吸込領域Ａに吸込ポート２５が開口し、吐出領域Ｂに吐出ポート２４が開口している。

シリンダブロック３が回転すると、各シリンダポート１３が吸込ポート２５と吐出ポート２４に連通し、各容積室７に対する作動油の給排（吸い込みと吐出）が制御される。

これについて詳述すると、吸込領域Ａにて、シリンダブロック３の回転に伴って各ピストン８は容積室７を拡張し、図示しないタンクからの作動油が図示しない配管と吸込通路および吸込ポート２５を通ってシリンダポート１３から各容積室７に吸い込まれる。

吐出領域Ｂにてシリンダブロック３の回転に伴ってピストン８が容積室７を収縮し、容積室７から吐出する加圧作動油が吐出ポート２４と吐出通路および図示しない配管を通って油圧機器へと導かれる。

図４の（ａ）は斜板４０の断面図であり、（ｂ）は斜板４０の正面図である。斜板４０は、円盤状に形成され、その中央部にシャフト５を貫通させる穴４６が開口している。

円盤状の斜板４０は、シュー９に摺接する摺接面４１と、ケース３０に当接する背面４２と、円筒面状の外周面４３とを有する。

図５の（ａ）はケース３０の断面図であり、（ｂ）はケース３０の底部を示す正面図である。ケース３０の底部には斜板４０が嵌合される斜板収容部３１が形成される。

斜板収容部３１は、円筒面状の側面３２と、平面状の底面３３とを有し、これらによってケース３０の底部にて凹状に窪む円盤状の空間を画成する。底面３３の中央部にシャフト５を貫通させる穴３６が開口している。

斜板収容部３１は、斜板４０に対して所定のハメアイ隙間を持つように形成される。ケース３０に斜板４０、スプリング１６、ピン１７、リテーナホルダ１８、リテーナプレート１９、シュー９、ピストン８、シリンダブロック３等が組み付けられた状態にて、斜板４０は、スプリング１６の付勢力によって斜板収容部３１に押し付けられ、斜板収容部３１から脱落しないようになっている。

そして本発明の要旨とするところであるが、ケース３０に対する斜板４０の回動を係止する手段として、斜板４０の外周部に第一、第二の切り欠き部４４、４５が形成される一方、ケース３０の斜板収容部３１に斜板４０の第一、第二の切り欠き部４４、４５に対峙する第一、第二の係止面３４、３５が形成される。

ピストンポンプ１０の作動時に、シリンダブロック３がシャフト５を介して回転駆動されると、各ピストン８は、斜板４０に摺接するシュー９を介して斜板４０に追従して往復動し、シリンダ６の容積室７を拡縮させる。斜板４０は、シュー９が摺接することによって、シュー９の摩擦力が回転軸Ｏを中心として回動させられる方向に働くが、第一、第二の切り欠き部４４、４５が斜板収容部３１の第一、第二の係止面３４、３５に当接し、その反力によってケース３０に対して回動することが係止される。

斜板４０の外周部に形成される第一、第二の切り欠き部４４、４５は、円筒面状の外周面４３を平面状に切り欠いた形状を有する。

第一、第二の切り欠き部４４、４５は、それぞれの端面に沿う延長線どうしが互いに略直交するように配置される。

第一、第二の切り欠き部４４、４５の大きさは相異し、回転軸Ｏに対する第一の切り欠き部４４の距離Ｌ１が第二の切り欠き部４５の距離Ｌ２より大きくなっている。

ピストンポンプ１０の組立時に、斜板４０は、その背面４２が斜板収容部３１の底面３３が当接し、その摺接面４１がシュー９に対峙するように組み付けられる。第一、第二の切り欠き部４４、４５の大きさが相異することにより、ピストンポンプ１０の組立時に、斜板収容部３１に対して斜板４０の組み付けられる裏表の向きが限定され、斜板４０の背面４２がシュー９に対峙するように組み付けられることが回避される。

斜板収容部３１の第一、第二の係止面３４、３５は、斜板４０の第一、第二の切り欠き部４４、４５と相似形状に形成され、第一、第二の切り欠き部４４、４５に対して平行に延びる平面状に形成される。

斜板収容部３１は、図５の（ｂ）に斜線を入れて示すように、中心線Ｃによって吸込領域Ａと吐出領域Ｂに分けられる。

斜板４０の第一、第二の切り欠き部４４、４５と斜板収容部３１の第一、第二の係止面３４、３５は、吐出領域Ｂに設けられ、吸込領域Ａには設けられない。

ピストンポンプ１０の作動時に、吐出領域Ｂにてピストン８によって収縮される容積室７の油圧力が、吸込領域Ａにてピストン８によって拡張される容積室７の油圧力に比べて高まり、ピストン８がシュー９を斜板４０に押し付ける力は吸込領域Ａより吐出領域Ｂにて大きくなるため、シュー９が斜板４０に付与する摩擦力は吸込領域Ａより吐出領域Ｂにて大きくなる。

第一、第二の切り欠き部４４、４５と第一、第二の係止面３４、３５がシュー９が斜板４０に付与する摩擦力が大きくなる吐出領域Ｂに配置される構成のため、第一、第二の切り欠き部４４、４５と第一、第二の係止面３４、３５がシュー９が斜板４０に付与する摩擦力が小さくなる吸込領域Ａに配置される構成に比べて、斜板４０に働く摩擦力の作用点と回動を係止する反力の作用点との距離が短くなり、斜板４０に変形が生じることを抑えられ、斜板４０の固定が確実に行われる。これにより、斜板４０に要求される剛性が低くなり、斜板４０の板厚を小さくすることが可能となる。

金属製の斜板４０は、例えば鋼材等を材質とし、プレス加工によって形成される。

第一、第二の切り欠き部４４、４５は、斜板４０がプレス加工される工程にて、一体的に形成される。

斜板４０は、プレス加工された後に、摺接面４１に研磨加工が施される。これにより、摺接面４１は、表面の粗さが背面４２より小さくなっている。

金属製のケース３０は、例えばアルミ合金を材質とし、金型によるダイキャスト製法により鋳造される。ケース３０は、鋳造された後、斜板収容部３１、穴３５が切削加工によって形成される。

第一、第二の係止面３４、３５は、斜板収容部３１が切削加工される工程にて一体的に形成される。第一、第二の係止面３４、３５の切削加工は、切削加工機に設定したプログラムに基づいて斜板収容部３１と連続して自動的に形成される。これにより、第一、第二の係止面３４、３５を設けることによって、斜板収容部３１に切削加工を施す工数は増えない。

以上のように本実施の形態では、シリンダブロック３の回転に伴ってピストン８がシュー９を介して斜板４０に摺接して往復動し、ピストン８によって容積室７が拡縮するピストンポンプ１０であって、円盤状の斜板４０と、この斜板４０が嵌合される斜板収容部３１とを備え、斜板４０の外周部に切り欠き部４４、４５が形成される一方、斜板収容部３１にこの切り欠き部４４、４５に対峙する係止面３４、３５が形成される構成とした。

上記構成に基づき、ピストンポンプ１０は、シリンダブロック３の回転に伴って、ピストン８側（シュー９）の摩擦力が斜板４０に働くが、切り欠き部４４、４５が係止面３４、３５またはその近傍に当接し、その反力によって斜板４０の回動が係止される。

これにより、ピストンポンプ１０は、従来装置のように斜板４０の回動を係止する回り止めピンを設ける必要がなく、部品点数、加工工数、組み立て工数が削減され、製品のコストダウンがはかれる。

本実施形態では、斜板４０は少なくとも第一、第二の切り欠き部４４、４５が形成され、第一、第二の切り欠き部４４、４５の大きさが相異し、斜板収容部３１に第一、第二の切り欠き部４４、４５に対峙する第一、第二の係止面３４、３５が形成される構成とした。

上記構成に基づき、ピストンポンプ１０の組立時に、斜板収容部３１に対して斜板４０の組み付けられる裏表の向きが限定され、斜板４０の背面４２がシュー９に対峙するように組み付けられることが回避される。

本実施形態では、斜板収容部３１は、容積室７がピストン８によって拡張される吸込領域Ａと、容積室７がピストン８によって収縮される吐出領域Ｂとに分けられるピストンポンプ１０であって、係止面３４、３５が吐出領域Ｂに配置される構成とした。

上記構成に基づき、斜板４０に働く摩擦力の作用点と回動を係止する反力の作用点との距離が短くなり、斜板４０の固定が確実に行われる。

なお、本発明は、斜板４０がケース３０に固定される固定容量タイプのピストンポンプ１０に限らず、斜板がケースに揺動可能に設けられる可変容量タイプのピストンポンプにも適用できる。

また、本発明は、ピストンポンプに限らず、供給される作動流体によって駆動されるピストンモータにも適用できる。

また、ピストンポンプ・モータに給排される作動流体は、作動油（オイル）に限らず、例えば水溶性代替液等を用いても良い。

本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

３ シリンダブロック
７ 容積室
８ ピストン
９ シュー
１０ ピストンポンプ
３０ ケース
３１ 斜板収容部
３４、３５ 係止面
４０ 斜板
４４、４５ 切り欠き部

Claims (3)

1. シリンダブロックの回転に伴ってピストンがシューを介して斜板に摺接して往復動し、
   前記ピストンによって容積室が拡縮する斜板式ピストンポンプ・モータであって、
   円盤状の前記斜板と、
   前記斜板が嵌合される斜板収容部と、を備え、
   前記斜板の外周部に切り欠き部が形成される一方、
   前記斜板収容部に前記切り欠き部に対峙する係止面が形成されることを特徴とする斜板式ピストンポンプ・モータ。
2. 前記斜板は少なくとも第一、第二の切り欠き部が形成され、
   この第一、第二の切り欠き部の大きさが相異し、
   前記斜板収容部に前記第一、第二の切り欠き部に対峙する第一、第二の係止面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の斜板式ピストンポンプ・モータ。
3. 斜板収容部は、
   前記容積室が前記ピストンによって拡張される吸込領域と、
   前記容積室が前記ピストンによって収縮される吐出領域と、に分けられ、
   前記前記係止面が前記吐出領域に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の斜板式ピストンポンプ・モータ。

Images