特開 2024-117905 可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024117905

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 1/324 20200101AFI20240823BHJP

【ＦＩ】

F04B1/324

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023989

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000241267

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトフルードパワーシステム

(72)【発明者】

【氏名】三浦 恵史

(72)【発明者】

【氏名】高木 賢一

(72)【発明者】

【氏名】清水 秀記

【テーマコード（参考）】

3H070

【Ｆターム（参考）】

3H070BB04

3H070BB06

3H070CC31

3H070CC35

3H070CC37

3H070DD53

3H070DD96

(57)【要約】      （修正有）

【課題】作用室から本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を容易に製作し得る可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプを提供する。
【解決手段】制御シリンダ２５には排出孔３１に連接して排出溝３２を表面に窪み形成する。斜板に対向作用する作用室の圧力流体に基づく作用力とばねのばね力とが略平衡作用して斜板の傾転角が最小となる状態において、作用室から排出孔３１を流れて本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を排出溝３２と制御ピストン２４とにより構成する。絞り部は制御シリンダ２５の表面と略直交する方向の排出溝３２の深さ寸法Ｌと、この深さ寸法Ｌと略直交する方向の排出溝３２の幅寸法とに基づく面積の開口とした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体内へ収装して回転軸と回転方向に係合したシリンダブロックと、シリンダブロックに軸方向へ往復動自在に配置した複数のピストンと、各ピストンとシリンダブロックとにより区画形成して流体を吸入吐出する複数の作動室と、シリンダブロックより突出した各ピストンの先端部が摺接して各ピストンの往復動量を設定する傾転自在な斜板と、斜板を傾転角の減少方向へ押圧する軸方向へ移動自在な制御ピストンと、制御ピストンを嵌合して制御ピストンを押圧する圧力流体を導入する作用室を区画形成する制御シリンダと、制御シリンダに形成して作用室の圧力流体を本体内へ排出する排出孔と、制御ピストンの押圧に抗して斜板の傾転角を増加方向へ斜板にばね力を付与するばねとを備え、制御シリンダには排出孔に連接して排出溝を表面に窪み形成し、斜板に対向作用する作用室の圧力流体に基づく作用力とばねのばね力とが略平衡作用して斜板の傾転角が最小となる状態において、作用室から排出孔を流れて本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を排出溝と制御ピストンとにより構成し、絞り部は制御シリンダの表面と略直交する方向の排出溝の深さ寸法とこの深さ寸法と略直交する方向の排出溝の幅寸法とに基づく面積の開口としたことを特徴とする可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリンダブロックに複数のピストンを軸方向へ往復摺動自在に配置し、ピストンの往復動量を傾転自在な斜板で設定し、斜板の傾転角を軸方向へ移動自在な制御ピストンで調整する可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプは、シリンダブロックに軸方向へ往復動自在に複数のピストンを配置し、各ピストンの往復動量を傾転自在な斜板で設定し、斜板に制御ピストンの押圧力とばね（スプリング）のばね力とを対向作用して斜板の傾転角を調整し、シリンダブロックの回転で各ピストンが往復摺動して圧力流体を吸入吐出している。制御ピストンは制御シリンダ（シリンダ）に嵌合して圧力流体を導入する作用室を区画形成し、作用室に導入する圧力流体に基づく作用力を制御ピストンの押圧力として斜板を傾転角の減少方向に押圧する。制御シリンダには作用室の圧力流体を本体（ハウジング）内へ排出する排出孔（連通孔）を形成し、斜板に対向作用する作用室の圧力流体に基づく作用力とばねのばね力とが略平衡作用して斜板の傾転角が最小となる状態において、排出孔の一部を制御ピストンの後端部で覆い、作用室から本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を構成している。そして、排出孔は平面視で略扇形状に形成し、制御ピストンの軸方向移動により絞り部の開口面積が急変することを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５８－６９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、かかる従来の可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプでは、作用室から本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を制御ピストンと排出孔から構成しているため、排出孔を加工形成する制御シリンダが、特に、肉厚であると、孔加工が面倒で製作に手間がかかる問題点があった。

【0005】

本発明の課題は、作用室から本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を容易に製作し得る可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
本体内へ収装して回転軸と回転方向に係合したシリンダブロックと、シリンダブロックに軸方向へ往復動自在に配置した複数のピストンと、各ピストンとシリンダブロックとにより区画形成して流体を吸入吐出する複数の作動室と、シリンダブロックより突出した各ピストンの先端部が摺接して各ピストンの往復動量を設定する傾転自在な斜板と、斜板を傾転角の減少方向へ押圧する軸方向へ移動自在な制御ピストンと、制御ピストンを嵌合して制御ピストンを押圧する圧力流体を導入する作用室を区画形成する制御シリンダと、制御シリンダに形成して作用室の圧力流体を本体内へ排出する排出孔と、制御ピストンの押圧に抗して斜板の傾転角を増加方向へ斜板にばね力を付与するばねとを備え、制御シリンダには排出孔に連接して排出溝を表面に窪み形成し、斜板に対向作用する作用室の圧力流体に基づく作用力とばねのばね力とが略平衡作用して斜板の傾転角が最小となる状態において、作用室から排出孔を流れて本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を排出溝と制御ピストンとにより構成し、絞り部は制御シリンダの表面と略直交する方向の排出溝の深さ寸法とこの深さ寸法と略直交する方向の排出溝の幅寸法とに基づく面積の開口としたことを特徴とする可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプがそれである。

【発明の効果】

【0007】

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、制御シリンダには排出孔に連接して排出溝を表面に窪み形成し、斜板に対向作用する作用室の圧力流体に基づく作用力とばねのばね力とが略平衡作用して斜板の傾転角が最小となる状態において、作用室から排出孔を流れて本体内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部を排出溝と制御ピストンとにより構成し、絞り部は制御シリンダの表面と略直交する方向の排出溝の深さ寸法とこの深さ寸法と略直交する方向の排出溝の幅寸法とに基づく面積の開口とした。このため、絞り部を構成する排出溝は、制御シリンダの表面に窪み形成するから、制御シリンダが肉厚であっても影響を受け難くでき、絞り部を制御ピストンと排出孔から構成する従来ポンプに比し、容易に製作することができる。

【0008】

また、請求項１に記載の発明は、絞り部は制御シリンダの表面と略直交する方向の排出溝の深さ寸法とこの深さ寸法と略直交する方向の排出溝の幅寸法とに基づく面積の開口とした。このため、深さ寸法や幅寸法は簡単に設定することができるから、用途に応じた最適な開口の面積を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態を示した可変容量形斜板式アキシャルピストンポンプの縦断面図である。

【図2】図１の要部Ａの拡大断面図である。

【図3】図２の線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。

【図4】図２の矢視Ｃから見た図である。

【図5】他の実施形態を示した図４に相当する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１は本体で、前方端を閉塞して後方端を開口した円筒状のハウジング２とハウジング２の後方端開口を閉塞する後蓋部材３とから構成している。４は回転軸で、本体２の内部を挿通し、ハウジング２の前方端に配置したラジアル玉軸受５と後蓋部材３に配置したラジアルころ軸受６とで回転自在に軸支し、先端をハウジング２の前方端より外部に突出して図示しない電動機と結合する。

【0011】

７は斜板で、本体１内部に傾転自在に軸支し、回転軸４の軸線と直交する線に対して一定の角度傾転する。８はシリンダブロックで、本体１内部へ収装し、自身の軸心で回転軸４とスプライン係合して回転方向に係合し、回転軸４で回転駆動される。シリンダブロック８は、軸心より径方向外方で周方向へ等間隔に複数のピストン孔９を形成している。各ピストン孔９は斜板７と対向するシリンダブロック８の一端面に開口している。１０はピストンで、シリンダブロック８の各ピストン孔９に軸方向へ往復動自在に嵌挿し、シリンダブロック８とにより作動室１１を区画形成している。各ピストン１０は先端を球状の凸部に形成してシュー１２を枢動自在に枢着している。斜板７には各ピストン１０のシュー１２が摺接し、斜板７は傾転した角度に基づき各ピストン１０の往復動量を設定する。

【0012】

各シュー１２は、シリンダブロック８の軸心に収装したばね１３のばね力がピン１４、リテーナ１５、リテーナ板１６を介して付与され、斜板７に押し付けられる。作動室１１は、各ピストン１０の図１左方向への往動で容積が増加して流体を吸入すると共に、各ピストン１０の図１右方向への複動で容積が減少して圧力流体を吐出する。各作動室１１には接続孔１７を接続し、各接続孔１７はシリンダブロック８の一端面と対向する他端面に周方向へ等間隔に開口している。

【0013】

１８はシリンダブロック８の他端面と摺接する円板状の弁板で、各作動室１１に各接続孔１７を介して吸入する流体が流通する吸入ポート１９と、吐出する圧力流体が流通する吐出ポート２０とを貫通形成している。吸入ポート１９、吐出ポート２０は半円弧状で弁板１８の軸心に対して対称位置に配置している。弁板１８はラジアルころ軸受６の外周にインロー嵌合し、回転軸４と同芯に本体１内部へ配置している。弁板１８はばね１３のばね力がシリンダブロック８を介して付与され、後蓋部材３に押し付けられる。２１は円柱状のピン部材で、後蓋部材３の内面に軸方向へ突設し、弁板１８に係合して弁板１８を回り止めする。

【0014】

２２は流体の吸入流路、２３は圧力流体の吐出流路で、それぞれ後蓋部材３に形成し、吸入流路２２は吸入ポート１９に接続し、吐出流路２３は吐出ポート２０に接続している。２４は制御ピストンで、後蓋部材３の内面に軸方向へ突設した円柱状の制御シリンダ２５に軸方向へ移動自在に嵌装し、斜板７を傾転角の減少方向へ押圧する。２６はばねで、本体１内部で斜板７の背部に配置し、制御ピストン２４の押圧に抗して斜板７に傾転角の増加方向へばね力を付与する。

【0015】

２７は圧力流体を導入する作用室で、制御シリンダ２５に制御ピストン２４を嵌合して区画形成する。２８は作用室２７に導入する圧力流体を流通する流通孔で、制御シリンダ２５の軸心に軸方向へ貫通形成する。２９は後蓋部材３に備える圧力調整弁で、吐出流路２３の圧力がカットオフ圧力に達すると圧力流体を流通孔２８より作用室２７に導入する。制御ピストン２４は作用室２７に導入する圧力流体に基づく作用力で斜板７を押圧する。３０は棒状の最大吐出量調整部材で、流通孔２８の内部を挿通して後蓋部材３に螺合し、外部からの回動操作により軸方向先端を作用室２７内に進退自在にして制御ピストン２４の作用室２７に面する内面と当接自在に設け、斜板７の最大傾転角を規制してポンプの最大吐出量を設定する。

【0016】

３１は制御シリンダ２５に形成した排出孔で、作用室２７の圧力流体を本体１内部へ排出する。排出孔３１は制御シリンダ２５の軸方向の略中間部で、径方向の対称位置に２個設け、制御シリンダ２５の表面と流通孔２８との間を貫通している。３２は排出溝で、排出孔３１の後蓋部材３側に連接して制御シリンダ２５の表面に窪み形成している。図２ないし図４に示す如く、排出溝３２は制御シリンダ２５表面からの平面視を排出孔３１との連接側から先端側（後蓋部材３側）に向けて幅寸法Ｗが漸減する略Ｖ字形状に形成する。また、排出溝３２は制御シリンダ２５表面と略直交する断面視を排出孔３１との連接側から先端側（後蓋部材３側）に向けて深さ寸法Ｌが漸減する傾斜形状に形成する。

【0017】

３３は排出溝３２と制御ピストン２４の後端部２４Ｒとにより構成した絞り部で、斜板７に対向作用する作用室２７の圧力流体に基づく作用力とばね２６のばね力とが略平衡作用して斜板７の傾転角が最小となる状態（図１に示す状態）において、作用室２７から流通孔２８、排出孔３１を流れて本体１内へ排出する圧力流体を絞り制御する。絞り部３３は、制御ピストン２４の後端部２４Ｒと排出溝３２とが重合する位置において、制御シリンダ２５表面と略直交する方向の排出溝３２の深さ寸法Ｌと、深さ寸法Ｌと略直交する方向の排出溝３２の幅寸法Ｗとに基づく略三角形状の面積Ｓの開口とする。

【0018】

次にかかる構成の作動を説明する。
図１の状態は、吐出流路２３の吐出圧力が圧力調整弁２９で設定したカットオフ圧力に達している状態を示し、斜板７に対向作用する作用室２７の圧力流体に基づく作用力とばね２６のばね力とが略平衡作用して斜板７の傾転角を最小としている。作用室２７には圧力調整弁２９より流通孔２８を流れて圧力流体が導入されると共に、作用室２７の圧力流体が流通孔２８、排出孔３１を流れ絞り部３３で絞り制御され、本体１内に排出される。

【0019】

この状態では、斜板７の傾転角が最小であるから、各ピストン１０の往復動量が略零となり、回転軸４の回転駆動に伴うシリンダブロック８の回転により、各ピストン１０が往復動せず各作動室１１の容積が増減しないから、吐出流路２３から吐出する圧力流体の吐出量は略零となっている。

【0020】

この状態で、吐出流路２３の吐出圧力が圧力調整弁２９で設定したカットオフ圧力より低下すると、作用室２７の圧力流体が流通孔２８を流れて圧力調整弁２９より低圧側に排出されて作用室２７の圧力が低下し、斜板７はばね２６のばね力で付勢されて制御ピストン２４を押圧して図１右方向に傾転し、傾転角を最大にする。このとき、排出孔３１、排出溝３２は制御ピストン２４で塞がれる。

【0021】

斜板７の傾転角を最大にした状態では、各ピストン１０の往復動量が最大となり、シリンダブロック８の回転により容積が増加する作動室１１には、吸入流路２２より吸入ポート１９を流通して流体が吸入される。また、シリンダブロック１５の回転により容積が減少する作動室１１の圧力流体は、吐出ポート２０を流通して吐出流路２３より吐出される。このように、シリンダブロック８の回転に伴い流体の吸入と圧力流体の吐出を連続して行うポンプ作動をする。そして、回転軸４の回転駆動を停止すると、ポンプ作動を停止する。

【0022】

かかる作動において、制御シリンダ２５には排出孔３１に連接して排出溝３２を表面に窪み形成し、斜板７に対向作用する作用室２７の圧力流体に基づく作用力とばね２６のばね力とが略平衡作用して斜板７の傾転角が最小となる状態において、作用室２７から排出孔３１を流れて本体１内へ排出する圧力流体を絞り制御する絞り部３３を排出溝３２と制御ピストン２４とにより構成し、絞り部３３は制御シリンダ２５の表面と略直交する方向の排出溝３２の深さ寸法Ｌとこの深さ寸法Ｌと略直交する方向の排出溝３２の幅寸法Ｗとに基づく面積Ｓの開口とした。このため、絞り部３３を構成する排出溝３２は、制御シリンダ２５の表面に窪み形成するから、制御シリンダ２５表面と流通孔２８との間の厚さ寸法が肉厚であっても影響を受け難くでき、絞り部を制御ピストンと排出孔から構成する従来ポンプに比し、容易に製作することができる。

【0023】

また、絞り部３３は制御シリンダ２５の表面と略直交する方向の排出溝３２の深さ寸法Ｌとこの深さ寸法Ｌと略直交する方向の排出溝３２の幅寸法Ｗとに基づく面積Ｓの開口とした。このため、深さ寸法Ｌや幅寸法Ｗは簡単に設定することができるから、用途に応じた最適な開口の面積Ｓを容易に得ることができる。

【0024】

また、排出溝３２は、制御シリンダ２５表面からの平面視を排出孔３１との連接側から先端側（後蓋部材３側）に向けて幅寸法Ｗが漸減する略Ｖ字形状に形成すると共に、制御シリンダ２５表面と略直交する断面視が排出孔３１との連接側から先端側（後蓋部材３側）に向けて深さ寸法Ｌが漸減する傾斜形状に形成する。このため、絞り部３３の開口の面積Ｓは制御ピストン２４の軸方向位置に応じて漸増漸減するから、作用室２７の急激な圧力変動を抑制する機能を良好に維持できる。

【0025】

図５は本発明の他の実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
絞り部を構成する排出溝３４は、制御シリンダ２５表面からの平面視を楕円形状に形成し、楕円の長径部を制御シリンダ２５の軸方向に配置すると共に、楕円の短径部を制御シリンダ２５の軸方向との直交方向に配置ている。また、排出溝３４は、制御シリンダ２５表面と略直交する断面視を排出孔３１との連接側から先端側（後蓋部材３側）に向けて深さ寸法が漸減する傾斜形状に形成する。

【0026】

作動は、一実施形態と同様にポンプ作動を行う。
この作動で、絞り部を構成する排出溝３４は、制御シリンダ２５の表面に窪み形成するから、制御シリンダ２５表面と流通孔２８（図１に示す）との間の厚さ寸法が肉厚であっても影響を受け難くでき、絞り部を制御ピストンと排出孔から構成する従来ポンプに比し、容易に製作することができる。

【0027】

また、絞り部は制御シリンダ２５の表面と略直交する方向の排出溝３４の深さ寸法とこの深さ寸法と略直交する方向の排出溝３４の幅寸法Ｗ１とに基づく面積の開口とした。このため、深さ寸法や幅寸法は簡単に設定することができるから、一実施形態と同様に、用途に応じた最適な開口の面積を容易に得ることができる。

【0028】

また、排出溝３４は、制御シリンダ２５表面からの平面視を楕円形状に形成すると共に、制御シリンダ２５表面と略直交する断面視を排出孔３１との連接側から先端側（後蓋部材３側）に向けて深さ寸法が漸減する傾斜形状に形成する。このため、絞り部の開口の面積は制御ピストン２４の軸方向位置に応じて漸増漸減するから、一実施形態と同様に、作用室の急激な圧力変動を抑制する機能を良好に維持できる。

【0029】

なお、前述の実施形態では、排出溝３２、３４は、制御シリンダ２５表面からの平面視を略Ｖ字形状や楕円形状に形成したが、略Ｕ字形状に形成してもよい。また、排出溝３２、３４は、制御シリンダ２５表面と略直交する断面視を排出孔３１との連接側から先端側（後蓋部材３側）に向けて深さ寸法が漸減する傾斜形状に形成したが、制御シリンダ２５表面と略直交する断面視を平坦状に形成してもよいことは勿論である。

【符号の説明】

【0030】

１：本体
４：回転軸
７：斜板
８：シリンダブロック
１０：ピストン
１１：作動室
２４：制御ピストン
２５：制御シリンダ
２６：ばね
２７：作用室
３１：排出孔
３２、３４：排出溝
３３：絞り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】