JPH10288148A - 斜板式２連ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形にしてポンプ性能の向上を図ることがで
きる信頼性の高い斜板式２連ピストンポンプを提供す
る。 【解決手段】 一対の回転軸１４ａ、１４ｂを平行に近
接配置し、これら回転軸と一体的に構成したシリンダブ
ロック１６ａ、１６ｂを、それぞれ外周部に歯車機構３
０ａ、３０ｂを設けて相互に結合し、回転駆動機構から
一方の回転軸に与える駆動力を前記歯車機構を介して他
方の回転軸に伝達して２個のポンプを同時に駆動するよ
うに構成した斜板式２連ピストンポンプにおいて、ポン
プ動作を行うシリンダブロック１６ａ、１６ｂに対し摺
動自在にかつ液密的に当接配置されるポートプレート２
２の保持面側に、ばね力および油圧力による押圧手段
（３２、３４）を設けて前記ポートプレートを前記シリ
ンダブロックの摺動面へ押接するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械等に用い
られる斜板式ピストンポンプに係り、特に回転軸の長さ
方向の寸法を短くし、小さなスペースでも使用すること
ができる小形にしてかつ信頼性の高い斜板式２連ピスト
ンポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、２組のポンプユニットを単体のポ
ンプボディに収納配置した回転ピストン型の斜板式２連
ピストンポンプが知られている。この種のポンプにおい
ては、並列配置された２つのシリンダブロックの各回転
軸を、それぞれギヤを介して結合し、一方の回転軸を駆
動軸として駆動することにより、２つのシリンダブロッ
クを一体的に回転するように構成されている。

【０００３】この種の斜板式２連ピストンポンプにおい
ては、各回転軸をそれぞれギヤを介して結合する場合、
回転軸上にそれぞれギヤの設置スペースが必要となり、
単一のピストンポンプに比べてポンプの軸方向長さが長
くなり、全体構造が大形となる難点がある。

【０００４】このような観点から、従来において、図４
に示すように、平行する２つの回転軸４０、４２に結合
して回転自在に支持された２組のシリンダブロック４
４、４６の内側に、複数のピストンを収納配置し、シリ
ンダブロックから軸方向に摺動自在に突出する前記各ピ
ストンの基端４３を、シリンダブロック４４、４６に対
して傾斜状態に支持された斜板４８、５０に、それぞれ
シュー４７を介して摺接保持すると共に、これらのシリ
ンダブロックの一方の回転軸４０を駆動機構に結合し、
前記各回転軸４０、４２とシリンダブロック４４、４６
とを、斜板４８、５０の近傍の外周部に形成したギヤ５
２、５４により結合して一体的に回転するように構成し
た斜板式２連ピストンポンプが提案されている（実開平
２−３５９８１号公報）。なお、図４において、参照符
号５６、５８はそれぞれ回転軸４０、４２の軸受部を示
す。

【０００５】前記提案に係る斜板式２連ピストンポンプ
は、シリンダブロックの外周部に回転力伝達のためのギ
ヤを形成したので、回転軸上にギヤを構成する必要がな
く、その分回転軸の長さを短くしてポンプ構造を小形化
することができると共に、シリンダブロックに作用する
回転力と回転反力の作用点間の軸方向距離が小さく抑え
られ、シリンダブロック内部に傾斜モーメントが発生す
るのを抑制することができ、力学的に安定した構造が得
られるものとされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術に係る斜板式２連ピストンポンプにおいては、な
お改善すべき問題点があることが判明した。

【０００７】すなわち、基本的に、斜板式ピストンポン
プは、駆動軸によりシリンダブロックが駆動され、この
シリンダブロックの中に軸方向に設けられた複数のピス
トン穴に、摺動自在に組み込まれたピストンの往復運動
により、ポートプレートに設けられた油路を経由して、
ピストンとシリンダブロックのピストン穴との間に形成
される空間に、吸入および排出してポンプ動作を行うも
のである。

【０００８】しかるに、前記シリンダブロックとポート
プレートとの間の摺動面には、高圧ポートに作用する圧
油や高圧油の漏れにより、開離力（Ｆｓ）が発生する。

【０００９】そこで、前記従来技術等においては、前記
開離力（Ｆｓ）を補償するため、すなわちシリンダブロ
ックがポートプレートから浮き上がることを防止するた
めに、シリンダブロックの高圧側に位置するピストン穴
に発生する油圧力（Ｆｃ）により、シリンダブロックを
ポートプレート側へ押圧すると共に、シリンダブロック
とポートプレートとの間の摺動面における高圧作用面積
を限定する構造となっている。

【００１０】この場合、シリンダブロックは、駆動軸か
らトルクは伝達されるが、軸方向の位置決め手段はな
く、前記油圧力（Ｆｃ）を前記開離力（Ｆｓ）より若干
大きく設定すると共に、シリンダの内径部に設けたばね
の力とにより、ポートプレート方向に押されつつ油圧浮
動した状態にある。

【００１１】また、前記従来技術においては、ケーシン
グの加工誤差や、高圧時の駆動軸の変形等が発生した場
合でも、ポートプレートとシリンダブロックとの間の摺
動面が開かないように、駆動軸とシリンダブロックとの
間には、機械的な干渉を防止するため、半径方向に対し
ても所定の隙間を設けなければならない。

【００１２】しかしながら、前記従来技術における斜板
式２連ピストンポンプにおいては、一方のポンプから他
方のポンプへの駆動力を、それぞれのシリンダブロック
の外周部に設けたギヤ機構を介して伝達した場合、２連
ポンプとしては小形化されるが、このシリンダブロック
には、油圧力に加えてギヤの噛合部には、駆動力伝達の
ための半径方向力や摩擦力が作用するので、前記油圧力
（Ｆｃ）と前記開離力（Ｆｓ）とのバランスが崩れてし
まい、この結果シリンダブロックは適正に油圧浮動する
ことができず、最悪の場合にはポートプレートとシリン
ダブロックとの摺動面が開いてしまい、ポンプ機能が失
われる惧れがある。

【００１３】この対応策として、前記油圧力（Ｆｃ）を
前記開離力（Ｆｓ）に比較して大きく設定すれば、シリ
ンダブロックの浮き上がりを防止することはできるが、
両者間の摺動面圧が過多となり、損傷に至る惧れがあ
る。このため、前記従来技術における斜板式ピストンポ
ンプは、これを実用に供することは極めて困難であっ
た。

【００１４】そこで、本発明の目的は、前述した従来技
術における問題点を全て克服すると共に、小形にしてポ
ンプ性能の向上を図ることができる信頼性の高い斜板式
２連ピストンポンプを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る斜板式２連ピストンポンプは、一対の
回転軸を平行に近接配置し、これら回転軸と一体的に構
成したシリンダブロックを、それぞれ外周部に歯車機構
を設けて相互に結合し、回転駆動機構から一方の回転軸
に与える駆動力を前記歯車機構を介して他方の回転軸に
伝達して２個のポンプを同時に駆動するように構成した
斜板式２連ピストンポンプにおいて、ポンプ動作を行う
シリンダブロックに対し摺動自在にかつ液密的に当接配
置されるポートプレートの保持面側に、ばね力および油
圧力による押圧手段を設けて前記ポートプレートを前記
シリンダブロックの摺動面へ押接するように構成するこ
とを特徴とする。

【００１６】この場合、前記ポートプレートをシリンダ
ブロックの摺動面へ押接するための押圧手段は、ばねと
高圧油が導入されたブッシュとにより構成することがで
きる。

【００１７】また、前記回転軸とシリンダブロックとを
それぞれ別部材で構成し、回転軸とシリンダブロックと
をスプライン結合等による駆動力伝達機構により結合す
ると共に、回転軸に対するシリンダブロックの軸方向位
置を規制するための位置決め機構を設けることができ
る。

【００１８】前記回転軸に対するシリンダブロックの軸
方向位置を規制するための位置決め機構としては、シリ
ンダブロックの内径部に段差部を設けると共に、これと
対応する段差部を回転軸に設けて構成することができ
る。

【００１９】さらに、斜板式２連ピストンポンプのケー
シングを、斜板側を囲繞するハウジングとポートプレー
ト側を囲繞するカバーとで構成し、一方の回転軸の延長
上における前記カバーの一部に他のポンプを装着し、共
通の回転軸によりポンプ動作を行うように構成すること
ができる。

【００２０】この場合、前記カバーに装着した他のポン
プの吸込みポートと吐出ポートとをカバーの内部に設け
ると共に、カバー内部において他のポンプの吸込みポー
トと斜板式２連ピストンポンプの吸込みポートとを連通
するように構成することができる。

【００２１】また、前記カバーに装着した他のポンプの
吐出圧力を規制するためのリリーフ弁を、カバーに設け
ることができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明に係る斜板式２連ピストンポン
プの実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

【００２３】図１および図２は、本発明に係る斜板式２
連ピストンポンプの一実施例を示すものである。すなわ
ち、本実施例における斜板式２連ピストンポンプは、基
本的には、ハウジング１０の内面１０ａにそれぞれ摺接
する一対の斜板１２ａ、１２ｂを設け、これらの斜板１
２ａ、１２ｂはそれぞれ回転軸１４ａ、１４ｂの軸線方
向と直角に傾動可能に挿通されている。なお、前記一方
の回転軸１４ａは、駆動軸とし、その一端部をハウジン
グ１０の外部に突出させて、適宜回転駆動機構と結合す
るように構成する。

【００２４】前記回転軸１４ａ、１４ｂには、これと一
体的にシリンダブロック１６ａ、１６ｂを設け、これら
のシリンダブロック１６ａ、１６ｂに対し、それぞれ複
数のピストン１８を回転軸方向に摺動自在かつ液密的に
組み込む。そして、各ピストン１８は、それぞれ球頭部
１８ａをシュー２０に摺動自在に球結合すると共に、こ
れらのシュー２０を前記斜板１２ａ、１２ｂの摺動面に
対して摺接配置する。

【００２５】シリンダブロック１６ａ、１６ｂの吸込み
および／または吐出ポート側端面には、それぞれポート
プレート２２を当接配置し、さらにこれらポートプレー
ト２２の裏面に当接してこれを保持すると共に、前記シ
リンダブロック１６ａ、１６ｂを前記ハウジング１０と
共に液密に囲繞するカバー２４を取付ける。

【００２６】また、前記回転軸１４ａ、１４ｂは、ハウ
ジング１０およびカバー２４に対して、それぞれ軸受２
６および２８を介して回転自在に支持されている。な
お、前記ハウジング１０に対して支持する軸受２６は、
シリンダブロック１６ａ、１６ｂ側からの軸方向の力も
支持できる形式のものが使用される。

【００２７】しかるに、本実施例において、回転軸１４
ａ、１４ｂと一体的に構成されるシリンダブロック１６
ａ、１６ｂは、それぞれその外周部に歯車機構３０ａ、
３０ｂを設けて、これら歯車機構３０ａ、３０ｂを噛合
させることにより、一体的に回転するように構成する。
また、前記ポートプレート２２のシリンダブロック１６
ａ、１６ｂとの当接表面は、これらポートプレート２２
の裏面側に設けたばね３２および高圧油が導入されたブ
ッシュ３４により、前記シリンダブロック１６ａ、１６
ｂとの摺動面に対して摺動自在かつ液密的に押接され
て、油圧浮動するように構成される。

【００２８】なお、前記ポートプレート２２の裏面から
の押接力（Ｆｃn ）は、ポートプレート２２の表面（シ
リンダブロックとの摺動面）におけるシリンダブロック
１６ａ、１６ｂとの開離力（Ｆｓn ）より若干大きくな
るように設定し、ポンプ吐出圧力の変動等があっても前
記摺動面が開離しないように構成する。また、開離力
（Ｆｓn ）＜押接力（Ｆｃn ）により発生する軸方向力
は、それぞれシリンダブロック１６ａ、１６ｂ、回転軸
１４ａ、１４ｂを経て、軸受２６により支持するように
構成される。

【００２９】次に、前記構成からなる本実施例における
斜板式２連ピストンポンプの動作について、さらに詳細
な構成と共に説明する。

【００３０】まず、図示していない駆動機構により一方
の回転軸１４ａを回転駆動させると、この回転駆動力
は、この回転軸１４ａと一体的に構成された一方のシリ
ンダブロック１６ａに伝達されると同時に、各シリンダ
ブロック１６ａ、１６ｂの外周に設けた歯車機構３０
ａ、３０ｂを介して他方のシリンダブロック１６ｂにも
伝達される。

【００３１】しかるに、各シリンダブロック１６ａ、１
６ｂは、回転軸１４ａ、１４ｂと一体的に構成され、し
かも各回転軸１４ａ、１４ｂすなわちシリンダブロック
１６ａ、１６ｂは、ハウジング１０およびカバー２４に
装着された軸受２６および２８により確実に支持され
る。そして、ポートプレート２２は、これら確実に支持
されたシリンダブロック１６ａ、１６ｂの摺動面側へ、
押接されつつ油圧浮動していることから、前記回転駆動
力の伝達によってシリンダブロック１６ａ、１６ｂに対
し歯車機構３０ａ、３０ｂからの半径方向力や摩擦力等
が作用しても、半径方向および軸方向に確実に位置決め
されているシリンダブロック１６ａ、１６ｂに対して、
それぞれ軽量のポートプレート２２を押接するように設
定することにより、ポンプ機能やその性能には何等の影
響を受けることなく、また従来技術に比較して極めて高
い信頼性を得ることができる。

【００３２】また、図１および図２に示す実施例におい
ては、回転軸１４ａ、１４ｂとシリンダブロック１６
ａ、１６ｂとは、それぞれ別部材により一体的に構成し
たものを示しているが、回転軸１４ａ、１４ｂからの駆
動力は、シリンダブロック１６ａ、１６ｂの内径部１５
ａ′、１５ｂ′に設けたスプライン１７ａ、１７ｂによ
る回転軸１４ａ、１４ｂとのスプライン結合により伝達
されるように構成されている。従って、前述した開離力
（Ｆｓn ）＜押接力（Ｆｃn ）に起因するポートプレー
ト２２の裏面からの軸方向力は、各シリンダブロック１
６ａ、１６ｂの段差部１９ａ、１９ｂから、各回転軸１
４ａ、１４ｂの段差部２１ａ、２１ｂへ伝達される。さ
らに、前記軸方向力は、各回転軸１４ａ、１４ｂを経て
軸受２６により支持されるように構成されているので、
各シリンダブロック１６ａ、１６ｂは軸方向に対して確
実に位置決めされる。

【００３３】さらに、前記各シリンダブロック１６ａ、
１６ｂの内径の一部には、各回転軸１４ａ、１４ｂとの
半径方向の案内部１５ａ、１５ｂを設け、この案内部１
５ａ、１５ｂの半径方向隙間を微小に設定することによ
り、シリンダブロック１６ａ、１６ｂに半径方向力が作
用しても、各シリンダブロック１６ａ、１６ｂ間の駆動
力の伝達は確実に行うことができる。

【００３４】さらにまた、油圧ショベル等の建設機械に
ピストンポンプを使用する際には、前記斜板式２連ピス
トンポンプの他に、パイロットポンプを必要とする。こ
の場合、図３に示すように、斜板式２連ピストンポンプ
の回転軸１４ａの延長上にあるカバー２４に、前記パイ
ロットポンプ３６を装着することができる。従って、こ
のパイロットポンプ３６は、前記斜板式２連ピストンポ
ンプの回転軸１４ａにより駆動するように構成すること
ができる。また、このパイロットポンプ３６の吸込みポ
ート３６ａおよび／または吐出ポート３６ｂは、前記カ
バー２４の内部に設けることにより、ポンプ全体として
の小形化と、設置に際しての配管の省略および簡素化に
よるコストの低減、さらには信頼性の向上を容易に達成
することができる。

【００３５】なお、図３に示す実施例のその他の構成
は、前記図１および図２に示す実施例と同一であり、同
一の構成部分には同一の参照符合を付して、その詳細な
説明は省略する。

【００３６】また、図３に示す実施例においては、パイ
ロットポンプ３６によるポンプ回路の圧力を規制するた
めに、カバー２４にリリーフ弁３８を設けることができ
る。このように構成することにより、従来技術に見られ
るようなパイロットポンプのケーシングにリリーフ弁を
取付ける場合と比較して、パイロットポンプのメンテナ
ンスが大幅に改善され、この種ポンプの信頼性の向上を
図ることができる。

【００３７】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。

【００３８】

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係る斜板式２連ピストンポンプは、一対の回転軸
を平行に近接配置し、これら回転軸と一体的に構成した
シリンダブロックを、それぞれ外周部に歯車機構を設け
て相互に結合し、回転駆動機構から一方の回転軸に与え
る駆動力を前記歯車機構を介して他方の回転軸に伝達し
て２個のポンプを同時に駆動するように構成した斜板式
２連ピストンポンプにおいて、ポンプ動作を行うシリン
ダブロックに対し摺動自在にかつ液密的に当接配置され
るポートプレートの保持面側に、ばね力および油圧力に
よる押圧手段を設けて前記ポートプレートを前記シリン
ダブロックの摺動面へ押接する構成としたことにより、
回転軸の長さ方向の寸法を短く設定し、小形にして回転
軸からのポンプ駆動力の伝達を円滑に行うと共に、摺動
部分における液密性も十分に確保して、所要のポンプ性
能を発揮することができ、信頼性の高い斜板式２連ピス
トンポンプを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る斜板式２連ピストンポンプの一実
施例を示す要部断面側面図である。

【図２】図１に示す斜板式２連ピストンポンプのII−II
線要部断面図である。

【図３】本発明に係る斜板式２連ピストンポンプの別の
実施例を示す要部断面側面図である。

【図４】従来の斜板式２連ピストンポンプの概略構造図
である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １０ａ 端面 １２ａ、１２ｂ 斜板 １４ａ、１４ｂ 回転軸 １５ａ′、１５ｂ′ 内径部 １５ａ、１５ｂ 案内部 １６ａ、１６ｂ シリンダブロック １７ａ、１７ｂ スプライン １８ ピストン １８ａ 球頭部 １９ａ、１９ｂ 段差部（シリンダブロック） ２０ シュー ２１ａ、２１ｂ 段差部（回転軸） ２２ ポートプレート ２４ カバー ２６、２８ 軸受 ３０ａ、３０ｂ 歯車機構 ３２ ばね ３４ ブッシュ ３６ パイロットポンプ ３６ａ 吸込みポート ３６ｂ 吐出ポート ３８ リリーフ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 一 神奈川県座間市ひばりが丘４丁目5676番地 東芝機械株式会社相模事業所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の回転軸を平行に近接配置し、これ
   ら回転軸と一体的に構成したシリンダブロックを、それ
   ぞれ外周部に歯車機構を設けて相互に結合し、回転駆動
   機構から一方の回転軸に与える駆動力を前記歯車機構を
   介して他方の回転軸に伝達して２個のポンプを同時に駆
   動するように構成した斜板式２連ピストンポンプにおい
   て、 ポンプ動作を行うシリンダブロックに対し摺動自在にか
   つ液密的に当接配置されるポートプレートの保持面側
   に、ばね力および油圧力による押圧手段を設けて前記ポ
   ートプレートを前記シリンダブロックの摺動面へ押接す
   るように構成することを特徴とする斜板式２連ピストン
   ポンプ。
2. 【請求項２】 ポートプレートをシリンダブロックの摺
   動面へ押接するための押圧手段は、ばねと高圧油が導入
   されたブッシュとにより構成してなる請求項１記載の斜
   板式２連ピストンポンプ。
3. 【請求項３】 回転軸とシリンダブロックとをそれぞれ
   別部材で構成し、回転軸とシリンダブロックとをスプラ
   イン結合等による駆動力伝達機構により結合すると共
   に、回転軸に対するシリンダブロックの軸方向位置を規
   制するための位置決め機構を設けてなる請求項１記載の
   斜板式２連ピストンポンプ。
4. 【請求項４】 回転軸に対するシリンダブロックの軸方
   向位置を規制するための位置決め機構は、シリンダブロ
   ックの内径部に段差部を設けると共に、これと対応する
   段差部を回転軸に設けてなる請求項３記載の斜板式２連
   ピストンポンプ。
5. 【請求項５】 斜板式２連ピストンポンプのケーシング
   を、斜板側を囲繞するハウジングとポートプレート側を
   囲繞するカバーとで構成し、一方の回転軸の延長上にお
   ける前記カバーの一部に他のポンプを装着し、共通の回
   転軸によりポンプ動作を行うように構成してなる請求項
   １記載の斜板式２連ピストンポンプ。
6. 【請求項６】 カバーに装着した他のポンプの吸込みポ
   ートと吐出ポートとをカバーの内部に設けると共に、カ
   バー内部において他のポンプの吸込みポートと斜板式２
   連ピストンポンプの吸込みポートとを連通するように構
   成してなる請求項５記載の斜板式２連ピストンポンプ。
7. 【請求項７】 カバーに装着した他のポンプの吐出圧力
   を規制するためのリリーフ弁を、カバーに設けてなる請
   求項５記載の斜板式２連ピストンポンプ。