JPH01313679A - ピストンポンプの軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は７キシヤルピストンポンプのスラスト荷重を支
持する軸受構造に関する。

（従来の技術） 従来の回転斜板式ピストンポンプや斜軸式ピストンポン
プでは、スラスト軸受部に、ローラベアリング、ボール
ベアリングを用いていた。

これらはスチールやセラミックスで構成されるが、回転
７１Ｊクシ１ンが小さい上に、高荷重に耐える特性を持
っている。

（発明が解決しようとする課ｆｆ１） ところが、スチール製のローラベアリングやボールベア
リングは、水や海水等の低粘性流体中で使用すると、鯖
の発生等により着しく寿命が低下するため、使用条件に
制約があった。

また、セラミックスのボールベアリング等は、同じく低
粘性流体中で使用すると高荷重に酎えちれず、クラック
の発生等により寿命の短縮化が避けられない。

本発明はこれら従来のベアリングのもつ欠、αを解ｔｌ
Ｙ　Ｌ、低粘性流体中でも低７リクシａンのらとに高荷
重に耐えられるようにしたピストンポンプの軸受構造を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、ピストンポンプの回転体と、この回転
体の輪方向荷重を受ける支持部との闇に螺旋溝付円板を
介在させ、この螺旋溝付円板の周囲に低圧側作動油の一
部を導く通路を形成する。

（作用） 回転体と共に螺旋溝付円板が回転すると、螺旋溝付円板
の周囲から螺旋溝に入り込んだ流体により、螺旋溝付円
板と支持部との開に動圧が発生し、これにより回転体に
作用するスラスト力を支える。

螺旋溝付円板には局部的に過大な荷重が作用することが
ないので、セラミックスで形成してもクラックが発生す
ることがなく、また、流体の動圧によりスラスト荷重を
支持するので、作動流体として低粘性流体を用いること
もできる。

（実施例） この実施例は本発明を斜板式ピストンポンプのスラスト
荷重の支持部に適用した例を示すもので、第１図におい
て、ポンプ軸１に固定されたシリングブロック２には、
ポンプ軸１を中心として同一円周上に複数のピストン３
が等間隔で配置される。

ピストン３はシリングブロック２に形成したシリング４
に摺動自由に挿入され、かつシリングブロック２の回転
に伴い図示しない斜板の傾斜角度に応じたストローク量
でシリング４内を往復する。

ピストン３の往復運動に伴いシリングブロック２の端面
に摺接する弁板６に形成した吸込ボート７からシリンダ
４内に流体を吸込み、同じく吐出ボート８から圧縮流体
を吐出する。

弁板６はポンプボディ９側に固定され、シリングブロッ
ク２の端面に作用するスラスト力を支持する。そのため
に、この実施例では、シリングブロック２の端面に薄い
円形の凹部１０をポンプ軸１と同心的に形成し、この円
形凹部１０に第２図にも示すような、螺旋溝付円板（ス
パイラルグループベアリング）１１を嵌合する。

この螺旋溝付円板１１は中央に孔１２をもつドーナッツ
状に形成され、板面の一方に複数の螺旋溝１３が形成さ
れる。これら螺旋溝１３は任意の半径位置「い「２にお
いて、その接線と溝のなす角度が常に同一値ａとなるよ
うな曲線で形成される。

そして螺旋溝１３は外周面に開口するが、内周面には開
口せずに、途中で遮断されていて内側にシールランド部
１４を形成している。

螺旋溝付円板１１は、これに対面する弁板６の平滑面１
５との間で、後述するように流体の動圧を発生して所定
の間隙を保持するのであるが、これらの闇に流体を引き
込むために、その周囲に位置して環状の通路１６が形成
され、この環状通路１６には前記低圧側の吸込ボート７
がら作動流体の一部が分岐路１７を経由して導入される
。

螺旋溝付円板１１は前記円形凹部１０との闇に薄い樹脂
リング１８を介在させた上で、回り止めピン１９により
シリングブロック２に固定される。

また、中央の孔１２はシリングブロック２の軸心に貫通
する軸孔２０と連通し、螺旋溝付円板１１と弁板６との
闇から漏れた作動流体をポンプ内部の低圧部に逃がすよ
うになっている。

なお、前記シリングブロック２の外周はラジアルベアリ
ング２１により、ポンプボディ９に対して回転自在に支
持される。

以上のように構成され、次ぎに作用ついて説明する。シ
リングブロック２の回転に伴いピストン３は往復運動を
繰り返し、作動流体を弁板６の吸込ボート７から吸込み
、吐出ボート８がら吐出する。

他方このピストン３の往復連動によりシリングブロック
２に発生する輪方向の反力は、螺旋溝付円板１１を介し
て弁板６に伝達される。

ところで、この螺旋溝付円板１１はシリングブロック２
と共に回転し、このときに第３図（螺旋溝付円板１１の
展開図）にも示すように、回転進行方向の外周側から螺
旋溝１３に作動流体を取込み、これを内周側に向けて押
し込んでいく、螺旋＠１３の内周端は閉″ａされていて
、かつ弁板６の平滑面１５との開でシールされているの
で、押し込まれた流体の動圧が発生し、この動圧は螺旋
溝付円板１１と弁板６との接触面において、第３図の斜
線領域で示すような圧力分布特性でもつ。なお、斜線領
域の高さは発生動圧の大きさを示すもので、内周面との
間に形成したシールランド部１４で最大となる。

この発生動圧によりシリングブロック２に作用するスラ
スト力（負荷）を受けることで、弁板６とシリングブロ
ック２との間に間隙を保ち、摺接面の７９クシシンを可
及的に低減する。

ところで、螺旋溝付円板１１と弁＠６との間隙が大きく
なると、シール効果が減少して負荷能力が低下するため
、結果的に螺旋溝付円板１１と弁板６との間隙は常に一
定に保たれる。このため、弁板６とシリンダブロック２
との摺動面の間隙は常に一定となり、作動流体の漏洩に
対するＷ埋も正確に行うことができる。

なお、曲記環状通路１６から螺旋溝付円板１１と弁板６
との摺接面に吸い込まれた流体の漏洩分は、中央の孔１
２からシリンダブロック２の中心の軸孔２０へと逃げる
。

このようにして螺旋溝付置［１１と弁板６との間に発生
する動圧によりスラスト力を支持する構造のため、ポン
プの作動流体として海水や水等の低粘性流体を用いても
、軸受機能が低下することがなく、したがって従来のよ
うな軸受用の潤滑油が不要で、環境保全に寄与する。

なお、この実施例ではシリンダブロック２と弁板６との
間のスラスト力を支持する例を示したが、これに限らず
、回転体（例えばポンプ軸）とそのスラスト力を支持す
る平面部との間に螺旋溝付円板１１を介在させることに
よっても、本発明は成立する。また、平面部として弁板
６の平滑面１５を利用したが、平滑面をもつ別部材を介
在させてもよいことは勿論である。

これらの具体的な構成としで、第４図にその一例を示す
、これは、回転するポンプ軸２５の斜面部２６により各
ピストンを押し込むタイプのピストンポンプであって、
ポンプ軸２５にかかるスラストを受けるために、斜面部
２６の裏面とポンプボディ９との開において、螺旋溝付
円板１１と平滑面１５をもつ円盤２７を介在させる。こ
の場合、螺旋溝付円板１１（分割板を一体に接着しであ
る）はビン１９によりポンプボディ９に固定し、円盤２
７はポンプ軸２５に固定される。これら螺旋溝付円板１
１と円盤２７の周囲は低圧の作動油があるポンプ内部空
間に露出し、これにより作動油を導く通路１６を代行す
る。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ピストンポンプの回転体
と、この回転体の輪方向荷重を受ける支持部との間に螺
旋溝付円板を介在させ、この螺旋溝付円板のｉ囲に低圧
側作動油の一部を導く通路を形成したので、回転体の回
転に伴い螺旋溝付円板と支持部との開に取り込まれた流
体による動圧が発生し、これにより回転体に作用するス
ラスト力を支えるため、螺旋溝付円板には局部的に過大
な荷重が作用することがなく、セラミックスで形成して
もクラックが発生することがなく、かつ流体の動圧を発
生させることによりスラスト荷重を支持するので１作動
流体として海水や水等の低粘性流体を用いることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は螺旋溝
付板の平面図、第３図は同じくその展開図、＠４図は他
の実施例の断面図である。 １・・・ポンプ軸、２・・・シリンダブロック、３・・
・ピストン、６・・・弁板、７・・・吸込ボート、８・
・・吐出ボート、１１・・・螺旋溝付円板、１３・・・
螺旋溝、１５・・・平滑面、１６・・・環状通路、１７
・・・分岐路。 特許出願人　カヤバエ業株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ピストンポンプの回転体と、この回転体の輪方向荷重
   を受ける支持部との間に螺旋溝付円板を介在させ、この
   螺旋溝付円板の周囲に低圧側作動油の一部を導く通路を
   形成したことを特徴とするピストンポンプの軸受構造。