JP2002221151A - 可変容量型斜板式液圧回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜板が傾転支持部材から離脱するのを抑え、
安定した傾転動作を行うことができるようにする。 【解決手段】 斜板３３を傾転可能に支持する傾転支持
部材３４に、斜板３３の傾転中心軸Ｘ−Ｘを中心として
１８０度よりも大なる角度αをもった円弧状断面を有す
る円柱状凸部３４Ａを設け、斜板３３の裏面側には、円
柱状凸部３４Ａに対応する円弧状断面をもった嵌合凹部
３３Ｄを設け、円柱状凸部３４Ａと嵌合凹部３３Ｄとを
円弧面同志で嵌合させる。これにより、傾転ピストン１
４から斜板３３に作用する押圧力Ｆｃが過大となったと
しても、斜板３３が傾転支持部材３４の円柱状凸部３４
Ａから離脱するのを抑えることができ、該斜板３３を最
小傾転位置に安定して保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に油圧ポンプ、油圧モータとして好適に
用いられる可変容量型斜板式液圧回転機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械に油
圧ポンプ、油圧モータとして用いられる可変容量型斜板
式液圧回転機は、ケーシングと、該ケーシング内に回転
可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転する
ようにケーシング内に設けられ軸方向に伸長する複数の
シリンダが形成されたシリンダブロックと、該シリンダ
ブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌された複数の
ピストンと、該各ピストンの端部に装着されたシュー
と、ケーシング内に傾転可能に設けられ表面側が該各シ
ューを摺動可能に案内する平滑面となった斜板と、該斜
板の裏面側とケーシングとの間に設けられ該斜板を傾転
可能に支持する傾転支持部材と、斜板とケーシングとの
間に設けられ斜板を傾転させる傾転アクチュエータとに
より大略構成されている。

【０００３】そして、この種の可変容量型斜板式液圧回
転機は、傾転アクチュエータによって斜板を傾転させる
ことにより、油圧ポンプとして用いる場合には吐出容量
を可変とし、油圧モータとして用いる場合には出力トル
ク、回転数を可変とすることができる構成となっている
（例えば、特開平８−１１４１７３号公報、特開昭５９
−７９０７８号公報等）。

【０００４】そこで、この種の従来技術による可変容量
型斜板式液圧回転機を油圧モータを例に挙げ、図１１な
いし図１５を参照しつつ説明する。

【０００５】図中、１は油圧モータの外殻をなすケーシ
ングで、該ケーシング１は、筒部２Ａと底部２Ｂとによ
り有底筒状に形成されたケーシング本体２と、該ケーシ
ング本体２の開口端側を施蓋する蓋体３とにより構成さ
れ、ケーシング本体２の底部２Ｂには、後述の回転軸４
を挿通するための軸挿通穴２Ｃが形成されている。

【０００６】また、ケーシング本体２の底部２Ｂには、
後述の傾転ピストン１４が挿嵌されるシリンダ部２Ｄが
設けられ、該シリンダ部２Ｄは、回転軸４の軸方向に対
して角度Ψだけ傾いている（図１３参照）。そして、ケ
ーシング本体２の底部２Ｂには、後述の斜板１２が当接
する第１，第２の斜板当接面２Ｅ，２Ｆが設けられ、こ
れら第１，第２の斜板当接面２Ｅ，２Ｆの境界部は斜板
１２に向けて凸状をなしている。さらに、第１，第２の
斜板当接面２Ｅ，２Ｆの境界部には、後述の傾転支持部
材１３が嵌合する半球状の２個の嵌合凹部２Ｇが軸挿通
穴２Ｃを挟んで２個設けられている。

【０００７】４はケーシング１内に回転可能に設けられ
た回転軸で、該回転軸４の一端側は蓋体３に設けられた
軸受５によって回転可能に支持され、他端側はケーシン
グ本体２の軸挿通穴２Ｃに設けられた軸受６によって回
転可能に支持されている。

【０００８】７は回転軸４にスプライン結合された状態
でケーシング１内に設けられ、回転軸４と一体に回転す
るシリンダブロックで、該シリンダブロック７には、周
方向に離間して軸方向に伸長する複数（通常は奇数個）
のシリンダ８，８，…が回転軸４の周囲を取囲むように
穿設されている。

【０００９】９は蓋体３とシリンダブロック７との間に
設けられた切換弁板で、該切換弁板９は、シリンダブロ
ック７の各シリンダ８と間欠的に連通する一対の給排ポ
ート９Ａ（一方のみ図示）を有し、該給排ポート９Ａは
蓋体３に形成された給排通路（図示せず）に連通してい
る。

【００１０】１０，１０，…はシリンダブロック７の各
シリンダ８内にそれぞれ摺動可能に挿嵌された複数（２
本のみ図示）のピストンで、該各ピストン１０は、切換
弁板９側から給排される圧油によってシリンダ８内を往
復動するものである。

【００１１】１１，１１，…はシリンダ８から突出した
各ピストン１０の突出端部に揺動可能に装着された複数
のシューで、該各シュー１１は、後述する斜板１２の平
滑面１２Ｂ上を摺動するものである。

【００１２】１２はケーシング本体２内に傾転可能に設
けられた斜板で、該斜板１２は、図１２ないし図１４に
示すように、中央部に回転軸４を挿通するための軸挿通
穴１２Ａが設けられた中空の円板状に形成されている。
そして、斜板１２のうちシリンダブロック７側となる表
面側は、シュー１１を摺動可能に案内する平滑面１２Ｂ
となり、該平滑面１２Ｂの反対側となる裏面側は、ケー
シング本体２に設けられた第１，第２の斜板当接面２
Ｅ，２Ｆに当接する平面状の当接面１２Ｃとなってい
る。

【００１３】また、斜板１２の当接面１２Ｃには、傾転
支持部材１３が嵌合する半球状の嵌合凹部１２Ｄが軸挿
通穴１２Ａを挟んで２個設けられている。そして、斜板
１２は、嵌合凹部１２Ｄに嵌合した傾転支持部材１３を
中心として、図１２に示す最大傾転位置と図１３に示す
最小傾転位置との間で傾転するものである。

【００１４】１３，１３はケーシング本体２と斜板１２
との間に設けられた２個の傾転支持部材で、該各傾転支
持部材１３は、例えば鋼球等により構成されている。そ
して、傾転支持部材１３は、ケーシング本体２に設けら
れた嵌合凹部２Ｇと、斜板１２に設けられた嵌合凹部１
２Ｄとに嵌合することにより、斜板１２をケーシング本
体２に対して傾転可能に支持するものである。

【００１５】１４はケーシング本体２と斜板１２との間
に設けられた傾転アクチュエータとしての傾転ピストン
で、該傾転ピストン１４は、ケーシング本体２のシリン
ダ部２Ｄ内に摺動可能に挿嵌され、その先端部は斜板１
２に当接している。そして、傾転ピストン１４は、油通
路１５を通じてシリンダ部２Ｄ内に供給される傾転制御
圧により該シリンダ部２Ｄ内を摺動し、斜板１２を最大
傾転位置と最小傾転位置との間で傾転させるものであ
る。

【００１６】従来技術による油圧モータは上述の如き構
成を有するもので、以下、その作動について説明する。

【００１７】まず、切換弁板９の給排ポート９Ａを通じ
てシリンダブロック７の各シリンダ８内に圧油が供給さ
れることにより、シリンダ８内に挿嵌されたピストン１
０が斜板１２側に伸長する。そして、ピストン１０に設
けたシュー１１が、斜板１２の平滑面１２Ｂを押圧しつ
つ該平滑面１２Ｂに沿って周方向に滑動することによ
り、各ピストン１０がシリンダブロック７と共に回転
し、このシリンダブロック７にスプライン結合された回
転軸４が回転する。

【００１８】このとき、斜板１２に対して各ピストン１
０からの押圧合力Ｆａが作用し、この押圧合力Ｆａは、
図１４に示す如くシリンダブロック７の回転に伴ってほ
ぼ「∞」の字を描くように変動する。そして、ケーシン
グ本体２のシリンダ部２Ｄ内に供給される傾転制御圧が
低いときには、斜板１２は、各ピストン１０からの押圧
合力Ｆａにより、図１２に示すように、当接面１２Ｃを
ケーシング本体２の第１の斜板当接面２Ｅに当接させた
最大傾転位置に保持される。これにより、各ピストン１
０のストロークが最大となって回転軸４が高トルクで低
速回転する。

【００１９】一方、ケーシング本体２のシリンダ部２Ｄ
内に油通路１５を通じて高圧の傾転制御圧が供給される
と、傾転ピストン１４がシリンダ部２Ｄから突出して斜
板１２を押圧する。このため、斜板１２は、各ピストン
１０の押圧合力Ｆａに抗して傾転中心軸Ｘ−Ｘ廻りに傾
転し、図１３に示すように、当接面１２Ｃをケーシング
本体２の第２の斜板当接面２Ｆに当接させた最小傾転位
置に保持される。これにより、各ピストン１０のストロ
ークが最小となって回転軸４が低トルクで高速回転す
る。

【００２０】ここで、図１３及び図１４に示すように斜
板１２が最小傾転位置にあるときに、斜板１２（当接面
１２Ｃ）の周縁部と第２の斜板当接面２Ｆとの当接点Ａ
から各ピストン１０の押圧合力Ｆａの作用点Ｂまでの距
離をＬ１とすると、各ピストン１０の押圧合力Ｆａによ
り当接点Ａを支点として斜板１２に作用するモーメント
Ｍ１は、下記数１によって表される。

【００２１】

【数１】Ｍ１＝Ｆａ×Ｌ１

【００２２】一方、傾転ピストン１４が斜板１２と当接
点Ｃにおいて角度θをもって当接し、この傾転ピストン
１４の軸方向の力（推力）をＦｂとすると、傾転ピスト
ン１４から斜板１２に作用する押圧力Ｆｃは下記数２に
よって表される。

【００２３】

【数２】Ｆｃ＝Ｆｂ／ｃｏｓθ

【００２４】そして、斜板１２（当接面１２Ｃ）の周縁
部と第２の斜板当接面２Ｆとの当接点Ａから傾転ピスト
ン１４と斜板１２との当接点Ｃまでの距離をＬ２とする
と、傾転ピストン１４の押圧力Ｆｃにより当接点Ａを支
点として斜板１２に作用するモーメントＭ２は、下記数
３のように表される。

【００２５】

【数３】Ｍ２＝Ｆｃ×Ｌ２＝（Ｆｂ／ｃｏｓθ）×Ｌ２

【００２６】ここで、上述のモーメントＭ１が、下記数
４に示すようにモーメントＭ２よりも大きいときには、
斜板１２は、その当接面１２Ｃを第２の当接面２Ｆに当
接させた状態で最小傾転位置に安定して保持される。

【００２７】

【数４】Ｍ１＞Ｍ２

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、傾転ピスト
ン１４によって斜板１２を最大傾転位置から最小傾転位
置へと確実に傾転させるためには、傾転ピストン１４の
推力Ｆｂを可及的に大きく設定する必要がある。

【００２９】しかし、傾転ピストン１４の推力Ｆｂが過
大となった場合には、上述の数３からわかるように、傾
転ピストン１４の押圧力Ｆｃにより斜板１２に作用する
モーメントＭ２が大きくなり、このモーメントＭ２が、
下記数５に示すように、各ピストン１０の押圧合力Ｆａ
により斜板１２に作用するモーメントＭ１よりも大きく
なってしまうことがある。

【００３０】

【数５】Ｍ２＞Ｍ１

【００３１】ここで、上述した従来技術による油圧モー
タは、傾転支持部材１３を鋼球等により球状に形成し、
斜板１２に設けた半球状の嵌合凹部１２Ｄを球状の傾転
支持部材１３に嵌合する構成としている。

【００３２】このため、傾転ピストン１４から斜板１２
に対して過大な押圧力Ｆｃが作用した場合には、図１５
に示すように、斜板１２が第２の斜板当接面２Ｆとの当
接点Ａを支点として傾転中心軸Ｘ−Ｘと略垂直な方向に
変位し、傾転支持部材１３から離脱してしまう。これに
より、斜板１２の当接面１２Ｃが第２の斜板当接面２Ｆ
から浮上がるようになり、斜板１２を安定して最小傾転
位置に保持することができなくなるという問題がある。

【００３３】また、他の従来技術による油圧モータとし
て、例えば図１６及び図１７に示すように、ケーシング
本体２′に、第２の斜板当接面２Ｆ′から突出して斜板
１２の当接面１２Ｃに当接する柱状のストッパ１６を設
け、このストッパ１６の長さを変化させることにより、
ケーシング本体２′等の主要部品を共通化しつつ斜板１
２の最小傾転角度を種々に変更できるようにしたものが
知られている。

【００３４】しかし、この他の従来技術による油圧モー
タにおいては、斜板１２の当接面１２Ｃがストッパ１６
の先端部に当接点Ｄにおいて点接触した状態で、斜板１
２が最小傾転位置に保持される。このため、斜板１２に
傾転ピストン１４からの押圧力Ｆｃが作用したときに、
斜板１２とストッパ１６との当接点Ｄと、ピストン１０
の押圧合力Ｆａの近傍に位置する一方の傾転支持部材１
３の中心とを結ぶ直線Ｙ−Ｙを回転軸として、斜板１２
が他方の傾転支持部材１３から離脱して傾くように浮上
がる不具合が発生し易くなる。

【００３５】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、傾転アクチュエータから斜板に対して過
大な押圧力が作用したとしても、斜板が傾転支持部材か
ら離脱するのを抑えることができ、安定した傾転動作を
行うことができるようにした容量可変型斜板式液圧回転
機を提供することを目的としている。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、ケーシングと、該ケーシング内に回転
可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転する
ように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸
方向に伸長する複数のシリンダが形成されたシリンダブ
ロックと、該シリンダブロックの各シリンダに往復動可
能に挿嵌された複数のピストンと、該各ピストンの端部
に装着されたシューと、前記ケーシング内に傾転可能に
設けられ表面側が該各シューを摺動可能に案内する平滑
面となった斜板と、該斜板の裏面側と前記ケーシングと
の間に設けられ該斜板を傾転可能に支持する傾転支持部
材と、前記斜板とケーシングとの間に設けられ前記斜板
を傾転させる傾転アクチュエータとからなる可変容量型
斜板式液圧回転機に適用される。

【００３７】そして、請求項１の発明の特徴は、傾転支
持部材には、斜板の裏面側に向けて突出し該斜板を傾転
可能に支持する凸状支持部を設け、斜板の裏面側には、
該凸状支持部に嵌合し前記斜板を凸状支持部に対して抜
止め状態に保持する嵌合凹部を設ける構成としたことに
ある。

【００３８】このように構成したことにより、傾転アク
チュエータが斜板を押圧すると、該斜板は傾転支持部材
の凸状支持部を支点として傾転する。この場合、傾転ア
クチュエータから斜板に対して過大な押圧力が作用した
としても、斜板の裏面側に設けられた嵌合凹部が凸状支
持部に嵌合することにより、斜板を凸状支持部に対して
抜止めすることができる。これにより、斜板が傾転支持
部材から離脱するのを抑えることができ、斜板は安定し
た傾転動作を行うことができる。

【００３９】請求項２の発明は、ケーシングには斜板の
裏面側が当接する斜板当接面を設け、傾転支持部材の凸
状支持部と斜板の嵌合凹部とは、斜板が傾転アクチュエ
ータにより斜板当接面に当接して傾転するのを許し、斜
板当接面から離間する方向に抜出すのを規制する構成と
したことにある。

【００４０】このように構成したことにより、斜板が傾
転アクチュエータにより傾転するときに傾転支持部材か
ら抜け出すのを抑えることができ、該斜板を抜止め状態
で傾転可能に保持することができる。

【００４１】請求項３の発明は、傾転支持部材は斜板の
裏面側とケーシングとの間に複数個設け、該各傾転支持
部材は、斜板が各傾転支持部材間を結ぶ傾転中心軸廻り
に傾転するのを許容し、傾転中心軸と略直交する方向に
変位するのを規制する構成としたことにある。

【００４２】このように構成したことにより、斜板が傾
転アクチュエータにより傾転するときに、斜板が各傾転
支持部材間を結ぶ傾転中心軸と略直交する方向に変位す
るのを抑さえ、該斜板を抜止め状態で傾転可能に保持す
ることができる。

【００４３】請求項４の発明は、凸状支持部は斜板の傾
転中心軸を中心として１８０度より大なる円弧状断面を
もって形成された円柱状凸部により構成し、嵌合凹部は
該円柱状凸部に対応する円弧状断面をもって形成する構
成としたことにある。

【００４４】このように構成したことにより、傾転支持
部材の円柱状凸部と斜板の嵌合凹部とが、１８０度より
も大なる角度をもった円弧面同志で嵌合することになる
ので、傾転アクチュエータから斜板に対して過大な押圧
力が作用したとしても、斜板が傾転支持部材の円柱状凸
部から離脱するのを抑えることができる。

【００４５】請求項５の発明は、凸状支持部は斜板の傾
転中心軸を中心として１８０度より大なる円弧状断面を
もって形成された球状凸部により構成し、嵌合凹部は該
球状凸部に対応する凹球面をもって形成する構成とした
ことにある。

【００４６】このように構成したことにより、傾転支持
部材の球状凸部と斜板の嵌合凹部とが、１８０度よりも
大なる角度をもった球面同志で嵌合することになるの
で、斜板が傾転支持部材の球状凸部から離脱するのを抑
えることができる。

【００４７】請求項６の発明は、ケーシングには傾転ア
クチュエータにより斜板に付加される押圧力の方向とは
異なる方向に延びる軸嵌合穴を設け、傾転支持部材には
該軸嵌合穴に嵌合して固定される固定軸部を設ける構成
としたことにある。

【００４８】このように構成したことにより、傾転アク
チュエータが斜板を押圧したときに、この押圧力が斜板
を介して傾転支持部材に作用したとしても、傾転支持部
材の固定軸部がケーシングの軸嵌合穴から抜け出すのを
抑えることができる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による可変容量型斜
板式液圧回転機の実施の形態を、油圧モータに適用した
場合を例に挙げ、図１ないし図１０を参照しつつ詳細に
説明する。まず、図１ないし図６は本発明による第１の
実施の形態を示している。なお、本実施の形態では上述
した従来技術と同一の構成要素に同一符号を付し、その
説明を省略するものとする。

【００５０】図中、３１は本実施の形態によるケーシン
グで、該ケーシング３１は、従来技術によるケーシング
１とほぼ同様に、後述のケーシング本体３２と蓋体３と
からなるものの、ケーシング本体３２の構成が従来技術
によるものとは異なっている。

【００５１】３２は従来技術によるケーシング本体２に
代えて本実施の形態に用いたケーシング本体で、該ケー
シング本体３２は、従来技術によるケーシング本体２と
ほぼ同様に、筒部３２Ａと底部３２Ｂとにより有底筒状
に形成され、底部３２Ｂには、回転軸４が挿通される軸
挿通穴３２Ｃが設けられている。

【００５２】また、ケーシング本体３２の底部３２Ｂに
は、傾転ピストン１４が挿嵌されるシリンダ部３２Ｄ
が、回転軸４の軸方向に対して角度Ψだけ傾いた状態で
形成されている（図３参照）。そして、ケーシング本体
３２の底部３２Ｂには、後述の斜板３３が当接すること
により該斜板３３の傾転角度を設定する第１，第２の斜
板当接面３２Ｅ，３２Ｆが設けられ、これら第１，第２
の斜板当接面３２Ｅ，３２Ｆの境界部は斜板３３に向け
て凸状をなしている。

【００５３】３２Ｇ，３２Ｇはケーシング本体３２のう
ち、第１，第２の斜板当接面３２Ｅ，３２Ｆの境界部に
穿設された２個の軸嵌合穴で、該軸嵌合穴３２Ｇは、軸
挿通穴３２Ｃを挟む２箇所に設けられ、回転軸４の軸方
向に対して角度φだけ傾斜している（図３参照）。そし
て、各軸嵌合穴３２Ｇには、後述する傾転支持部材３４
の固定軸部３４Ｂが嵌合する構成となっている。

【００５４】３３は従来技術による斜板１２に代えて本
実施の形態に用いた斜板で、該斜板３３は、従来技術に
よる斜板１２とほぼ同様に、中央部に軸挿通穴３３Ａが
設けられた中空の円板状に形成され、その表面側はシュ
ー１１を摺動可能に案内する平滑面３３Ｂとなり、裏面
側はケーシング本体３２の第１，第２の斜板当接面３２
Ｅ，３２Ｆに当接する平面状の当接面３３Ｃとなってい
る。そして、斜板３３は、傾転中心軸Ｘ−Ｘ廻りに傾転
することにより、当接面３３Ｃをケーシング本体３２の
第１の斜板当接面３２Ｅに当接させた最大傾転位置（図
２の位置）と、当接面３３Ｃをケーシング本体３２の第
２の斜板当接面３２Ｆに当接させた最小傾転位置（図３
の位置）との間で傾転する構成となっている。

【００５５】３３Ｄ，３３Ｄは斜板３３の当接面３３Ｃ
のうち軸挿通穴３２Ｃを挟む２箇所に設けられた２個の
嵌合凹部で、該各嵌合凹部３３Ｄは、図２に示すよう
に、１８０度よりも大なる円弧状断面をもって形成さ
れ、ケーシング本体３２の軸嵌合穴３２Ｇと対応する位
置に配置されている。そして、嵌合凹部３３Ｄには、後
述する傾転支持部材３４の円柱状凸部３４Ａが嵌合する
構成となっている。

【００５６】３４，３４はケーシング本体３２と斜板３
３の裏面側との間に設けられた２個の傾転支持部材で、
該各傾転支持部材３４は、従来技術による傾転支持部材
１３に代えて本実施の形態に用いたものである。

【００５７】そして、傾転支持部材３４は、図３ないし
図５に示すように、斜板３３の裏面側に突出して嵌合凹
部３３Ｄに摺動可能に嵌合し、該斜板３３を傾転可能に
支持する凸状支持部としての円柱状凸部３４Ａと、該円
柱状凸部３４Ａに一体形成され、ケーシング本体３２の
軸嵌合穴３２Ｇに嵌合して固定される円柱状の固定軸部
３４Ｂとにより構成されている。

【００５８】ここで、傾転支持部材３４の円柱状凸部３
４Ａは、斜板３３の傾転中心軸Ｘ−Ｘに沿って延び、該
傾転中心軸Ｘ−Ｘを中心として１８０度よりも大なる角
度αを有する円弧状断面をもって略円柱状に形成されて
いる。そして、傾転支持部材３４は、円柱状凸部３４Ａ
を斜板３３の傾転中心軸Ｘ−Ｘに沿って嵌合凹部３３Ｄ
に嵌合させた状態で、固定軸部３４Ｂをケーシング本体
３２の軸嵌合穴３２Ｇに嵌合することにより、斜板３３
をケーシング本体３２に対して傾転可能に支持する。

【００５９】これにより、傾転支持部材３４の円柱状凸
部３４Ａと斜板３３の嵌合凹部３３Ｄとは、１８０度よ
りも大なる角度をもった円弧面同志で嵌合することにな
り、この円柱状凸部３４Ａと嵌合凹部３３Ｄとの嵌合に
より、斜板３３が傾転中心軸Ｘ−Ｘ廻りに傾転するのを
許容しつつ該傾転中心軸Ｘ−Ｘと略垂直な方向に変位す
るのを規制し、斜板３３がケーシング本体３２の第２の
斜板当接面３２Ｆから離間して傾転支持部材３４から離
脱するのを抑えることができる構成となっている。

【００６０】本実施の形態による油圧モータは上述の如
き構成を有するもので、切換弁板９の給排ポート９Ａを
通じてシリンダブロック７の各シリンダ８内に圧油が供
給されると、ピストン１０が斜板３３側に伸長し、ピス
トン１０に設けたシュー１１が斜板３３の平滑面３３Ｂ
を押圧しつつ該平滑面３３Ｂに沿って周方向に滑動する
ことにより、シリンダブロック７と回転軸４とが一体に
回転する。

【００６１】ここで、ケーシング本体３２のシリンダ部
３２Ｄ内に供給される傾転制御圧が低いときには、斜板
３３は、各ピストン１０からの押圧合力Ｆａにより、図
２に示すように、当接面３３Ｃをケーシング本体３２の
第１の斜板当接面３２Ｅに当接させた最大傾転位置に保
持され、各ピストン１０のストロークが最大となって回
転軸４が高トルクで低速回転する。

【００６２】一方、ケーシング本体３２のシリンダ部３
２Ｄ内に高圧の傾転制御圧が供給されると、図３に示す
ように、傾転ピストン１４から斜板３３に対して押圧力
Ｆｃ（＝Ｆｂ／ｃｏｓθ）が作用し、斜板３３は、各ピ
ストン１０の押圧合力Ｆａに抗して傾転中心軸Ｘ−Ｘ廻
りに傾転する。これにより、斜板３３は、当接面３３Ｃ
をケーシング本体３２の第２の斜板当接面３２Ｆに当接
させた最小傾転位置に保持され、各ピストン１０のスト
ロークが最小となって回転軸４が低トルクで高速回転す
る。

【００６３】この場合、本実施の形態では、傾転支持部
材３４の円柱状凸部３４Ａが、斜板３３の嵌合凹部３３
Ｄに嵌合することにより、斜板３３が傾転中心軸Ｘ−Ｘ
廻りに傾転するのを許容しつつ該傾転中心軸Ｘ−Ｘと略
垂直な方向に変位するのを規制する構成となっている。

【００６４】このため、傾転ピストン１４から斜板３３
に作用する押圧力Ｆｃが過大となったとしても、斜板３
３がケーシング本体３２の第２の斜板当接当３２Ｆから
離間する方向に変位して傾転支持部材３４の円柱状凸部
３４Ａから離脱するのを抑えることができる。これによ
り、斜板３３の当接面３３Ｃをケーシング本体３２の第
２の斜板当接面３２Ｆに確実に当接させ、該斜板３３を
最小傾転位置に安定して保持することができるので、油
圧モータの信頼性を高めることができる。

【００６５】ここで、傾転ピストン１４から斜板３３に
押圧力Ｆｃが作用するときには、傾転支持部材３４に対
し、その固定軸部３４Ｂをケーシング本体３２の軸嵌合
穴３２Ｇから引抜こうとする力（引抜力）が作用する。

【００６６】しかし、本実施の形態では、傾転支持部材
３４の固定軸部３４Ｂを、傾転ピストン１４から斜板３
３に付加される押圧力Ｆｃの方向とは異なる方向に延び
る軸嵌合穴３２Ｇに嵌合させる構成としている。

【００６７】このため、傾転ピストン１４の押圧力Ｆｃ
により傾転支持部材３４に作用する引抜力Ｆｄは、回転
軸４の軸方向に対する固定軸部３４Ｂの傾きを角度φと
し、回転軸４の軸方向に対する傾転ピストン１４の傾き
を角度Ψとすると、下記の数６によって表される。

【００６８】

【数６】Ｆｄ＝Ｆｃ×ｃｏｓ（θ＋Ψ＋φ）

【００６９】このように、傾転支持部材３４に作用する
引抜力Ｆｄは、傾転ピストン１４から斜板３３に作用す
る押圧力Ｆｃのｃｏｓ（θ＋Ψ＋φ）倍にしかすぎない
ため、傾転ピストン１４が斜板３３を押圧するときに、
傾転支持部材３４自体がケーシング本体３２の軸嵌合穴
３２Ｇから抜出してしまうのを確実に防止することがで
きる。

【００７０】かくして、本実施の形態によれば、斜板３
３を傾転可能に支持する傾転支持部材３４に、斜板３３
の傾転中心軸Ｘ−Ｘを中心として１８０度よりも大なる
角度αをもった円弧状断面を有する円柱状凸部３４Ａを
設け、斜板３３の裏面側には、該円柱状凸部３４Ａに対
応する円弧状断面をもった嵌合凹部３３Ｄを設け、円柱
状凸部３４Ａと嵌合凹部３３Ｄとが円弧面同志で嵌合す
る構成としている。このため、傾転ピストン１４から斜
板３３に作用する押圧力Ｆｃが過大となったとしても、
斜板３３が傾転支持部材３４の円柱状凸部３４Ａから離
脱するのを抑えることができ、該斜板３３を最小傾転位
置に安定して保持することができるので、油圧モータの
信頼性を高めることができる。

【００７１】また、傾転支持部材３４の固定軸部３４Ｂ
を、傾転ピストン１４から斜板３３に付加される押圧力
Ｆｃの方向とは異なる方向に延びる軸嵌合穴３２Ｇに嵌
合させる構成としたので、傾転ピストン１４によって斜
板３３を押圧したときに、傾転支持部材３４自体がケー
シング本体３２の軸嵌合穴３２Ｇから抜出してしまうの
を確実に防止することができる。

【００７２】次に、図７ないし図９は本発明による第２
の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、傾転支持
部材の凸状支持部を球状凸部により構成したことにあ
る。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形
態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略
するものとする。

【００７３】図中、４１は第１の実施の形態による斜板
３３に代えて本実施の形態に用いた斜板で、該斜板４１
は、第１の実施の形態による斜板３３とほぼ同様に、軸
挿通穴４１Ａ、平滑面４１Ｂ、当接面４１Ｃ等を備えた
中空円板状に形成されている。そして、斜板４１は、傾
転中心軸Ｘ−Ｘ廻りに傾転することにより、当接面４１
Ｃをケーシング本体３２の第１の斜板当接面３２Ｅに当
接させた最大傾転位置と、当接面４１Ｃをケーシング本
体３２の第２の斜板当接面３２Ｆに当接させた最小傾転
位置（図７の位置）との間で傾転するものである。

【００７４】４１Ｄ，４１Ｄは斜板４１の当接面４１Ｃ
のうち軸挿通穴４１Ａを挟む２箇所に設けられた２個の
嵌合凹部で、該各嵌合凹部４１Ｄは、図７に示すよう
に、１８０度よりも大なる凹球面状に形成されている。
そして、嵌合凹部４１Ｄには、後述する傾転支持部材４
２の球状凸部４２Ａが嵌合する構成となっている。

【００７５】４２，４２はケーシング本体３２と斜板４
１の裏面側との間に設けられた２個の傾転支持部材で、
該各傾転支持部材４２は、第１の実施の形態による傾転
支持部材３４に代えて本実施の形態に用いたものであ
る。

【００７６】そして、傾転支持部材４２は、斜板４１の
嵌合凹部４１Ｄに摺動可能に嵌合し、該斜板４１を傾転
可能に支持する凸状支持部としての球状凸部４２Ａと、
該球状凸部４２Ａに一体形成され、ケーシング本体３２
の軸嵌合穴３２Ｇに嵌合して固定される円柱状の固定軸
部４２Ｂとにより構成されている。

【００７７】ここで、傾転支持部材４２の球状凸部４２
Ａは、図７に示すように、斜板４１の傾転中心軸Ｘ−Ｘ
を中心として１８０度よりも大なる角度αの円弧状断面
をもった凸球状に形成されている。従って、傾転支持部
材４２の球状凸部４２Ａと斜板４１の嵌合凹部４１Ｄと
は、１８０度よりも大なる角度をもった球面同志で嵌合
することになり、この球状凸部４２Ａと嵌合凹部４１Ｄ
との嵌合により、斜板４１が傾転中心軸Ｘ−Ｘ廻りに傾
転するのを許容しつつ該傾転中心軸Ｘ−Ｘと略垂直な方
向に変位するのを規制し、斜板４１が傾転支持部材３４
から離脱するのを抑えることができる構成となってい
る。

【００７８】本実施の形態による油圧モータは上述の如
き傾転支持部材４２を有するもので、上述した第１の実
施の形態と同様に、傾転ピストン１４から斜板４１に作
用する押圧力が過大となった場合でも、斜板４１が傾転
支持部材４２の球状凸部４２Ａから離脱するのを抑える
ことができる。これにより、斜板４１を最小傾転位置に
安定して保持することができ、油圧モータの信頼性を高
めることができる。

【００７９】なお、上述した各実施の形態では、ケーシ
ング本体３２に設けた軸嵌合穴３２Ｇを回転軸４の軸方
向に対して角度φだけ傾けると共に、傾転ピストン１４
を回転軸４の軸方向に対して角度Ψだけ傾けた場合を例
に挙げて説明している。

【００８０】しかし、本発明はこれに限るものではな
く、例えば軸嵌合穴３２Ｇを回転軸４と略平行となるよ
うに構成としてもよく、これとは逆に、傾転ピストン１
４を回転軸４と略平行となるように構成してもよい。

【００８１】また、例えば図１０に示す変形例のよう
に、傾転ピストン１４′から斜板１２′に作用する押圧
力Ｆｃが回転軸に対して傾いている場合には、ケーシン
グ本体３２′の軸嵌合穴３２Ｇ′と傾転ピストン１４′
とを、いずれも回転軸と略平行となるように配置する構
成としてもよい。

【００８２】また、上述した各実施の形態では、ケーシ
ング本体３２側に設けた第１，第２の斜板当接面３２
Ｅ，３２Ｆにより、斜板３３（４１）の傾転角度を設定
する構成とした場合を例に挙げて説明している。

【００８３】しかし、本発明はこれに限らず、例えば斜
板の裏面側に設けた角度の異なる当接面によって該斜板
の傾転角度を設定してもよく、また、ケーシング本体側
及び斜板の両方に角度の異なる当接面をそれぞれ設ける
ことにより斜板の傾転角度を設定してもよく、さらに、
他の従来技術の如きストッパを用いて斜板の傾転角度を
設定する構成としてもよい。

【００８４】また、上述した各実施の形態では、２個の
傾転支持部材３４（４２）を用いて斜板３３（４１）を
支持する構成としているが、本発明はこれに限らず、例
えば１個または３個以上の傾転支持部材を用いて斜板を
支持する構成としてもよい。

【００８５】また、上述した第１の実施の形態では、傾
転支持部材３４を構成する円柱状凸部３４Ａと固定軸部
３４Ｂとを一体形成するものとして述べたが、これら円
柱状凸部３４Ａと固定軸部３４Ｂとをそれぞれ別個に形
成した後、一体に固着する構成としてもよい。このこと
は、第２の実施の形態に用いた傾転支持部材４２につい
ても同様である。

【００８６】さらに、上述した各実施の形態では、可変
容量型斜板式液圧回転機として油圧モータを例に挙げて
説明したが、本発明はこれに限らず、例えば可変容量型
斜板式の油圧ポンプにも適用することができる。

【００８７】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、傾転支持部材には、斜板の裏面側に向けて突出し
該斜板を傾転可能に支持する凸状支持部を設け、斜板の
裏面側には、該凸状支持部に嵌合し前記斜板を凸状支持
部に対して抜止め状態に保持する嵌合凹部を設ける構成
としたので、傾転アクチュエータから斜板に対して過大
な押圧力が作用したとしても、斜板が傾転支持部材から
離脱するのを抑えることができ、斜板の傾転動作を安定
化させることができる。

【００８８】また、請求項２の発明によれば、ケーシン
グには斜板の裏面側が当接する斜板当接面を設け、傾転
支持部材の凸状支持部と斜板の嵌合凹部とは、斜板が傾
転アクチュエータにより斜板当接面に当接して傾転する
のを許し、斜板当接面から離間する方向に抜出すのを規
制する構成としたので、斜板が傾転アクチュエータによ
り傾転するときに傾転支持部材から抜け出すのを抑える
ことができ、該斜板を抜止め状態で傾転可能に保持する
ことができる。

【００８９】また、請求項３の発明によれば、傾転支持
部材を斜板の裏面側とケーシングとの間に複数個設け、
該各傾転支持部材は、斜板が各傾転支持部材間を結ぶ傾
転中心軸廻りに傾転するのを許容し、傾転中心軸と略直
交する方向に変位するのを規制する構成としたので、斜
板が傾転アクチュエータにより傾転するときに、各傾転
支持部材間を結ぶ傾転中心軸と略直交する方向に変位す
るのを抑えることにより、該斜板を抜止め状態で傾転可
能に保持することができる。

【００９０】また、請求項４の発明によれば、傾転支持
部材の凸状支持部を、斜板の傾転中心軸を中心として１
８０度より大なる円弧状断面をもった円柱状凸部により
構成し、斜板の嵌合凹部を該円柱状凸部に対応する円弧
状断面をもって形成したので、傾転支持部材の円柱状凸
部と斜板の嵌合凹部とを、１８０度よりも大なる角度を
もった円弧面同志で嵌合させることができ、斜板が傾転
支持部材から離脱するのを確実に抑えることができる。

【００９１】また、請求項５の発明によれば、傾転支持
部材の凸状支持部を、斜板の傾転中心軸を中心として１
８０度より大なる円弧状断面をもった球状凸部により構
成し、斜板の嵌合凹部を該球状凸部に対応する凹球面を
もって形成したので、傾転支持部材の球状凸部と斜板の
嵌合凹部とを、１８０度よりも大なる角度をもった球面
同志で嵌合させることができ、斜板が傾転支持部材から
離脱するのを確実に抑えることができる。

【００９２】さらに、請求項６の発明によれば、ケーシ
ングには傾転アクチュエータにより斜板に付加される押
圧力の方向とは異なる方向に延びる軸嵌合穴を設け、傾
転支持部材には該軸嵌合穴に嵌合して固定される固定軸
部を設ける構成としたので、傾転アクチュエータが斜板
を押圧したときに、この押圧力が斜板を介して傾転支持
部材に作用したとしても、傾転支持部材の固定軸部がケ
ーシングの軸嵌合穴から抜け出すのを抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による容量可変形斜
板式の油圧モータを示す縦断面図である。

【図２】第１の実施の形態による斜板、傾転支持部材、
傾転ピストン等を斜板が最大傾転位置となった状態で示
す拡大断面図である。

【図３】斜板、傾転支持部材、傾転ピストン等を斜板が
最小傾転位置となった状態で示す拡大断面図である。

【図４】斜板、傾転支持部材等を図３中の矢示IV−IV方
向からみた左側面図である。

【図５】傾転支持部材を単体で示す斜視図である。

【図６】斜板、嵌合凹部、傾転支持部材等を図４中の矢
示VI−VI方向からみた断面図である。

【図７】第２の実施の形態による斜板、傾転支持部材、
傾転ピストン等を図３と同様位置からみた拡大断面図で
ある。

【図８】第２の実施の形態による傾転支持部材を単体で
示す斜視図である。

【図９】斜板、嵌合凹部、傾転支持部材等を図６と同様
位置からみた断面図である。

【図１０】容量可変形斜板式の油圧モータの変形例を示
す図３と同様位置からみた縦断面図である。

【図１１】従来技術による容量可変形斜板式の油圧モー
タを示す縦断面図である。

【図１２】従来技術による斜板、傾転支持部材、傾転ピ
ストン等を斜板が最大傾転位置となった状態で示す拡大
断面図である。

【図１３】斜板、傾転支持部材、傾転ピストン等を斜板
が最小傾転位置となった状態で示す拡大断面図である。

【図１４】斜板、傾転支持部材等を図１３中の矢示XIV
−XIV方向からみた左側面図である。

【図１５】斜板が傾転支持部材から離脱した状態を示す
図１３と同様の拡大断面図である。

【図１６】他の従来技術による斜板、傾転支持部材、傾
転ピストン等を示す図１３と同様の拡大断面図である。

【図１７】他の従来技術による斜板、傾転支持部材等を
図１６中の矢示XVII−XVII方向からみた左側面図であ
る。

【符号の説明】

４ 回転軸 ７ シリンダブロック ８ シリンダ １０ ピストン １１ シュー ３１ ケーシング ３２ ケーシング本体 ３２Ｇ 軸嵌合穴 ３３，４１ 斜板 ３３Ｂ，４１Ｂ 平滑面 ３３Ｄ，４１Ｄ 嵌合凹部 ３４，４２ 傾転支持部材 ３４Ａ 円柱状凸部（凸状支持部） ３４Ｂ，４２Ｂ 固定軸部 ４２Ａ 球状凸部（凸状支持部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 和朗 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 3H070 AA01 BB04 BB06 CC11 DD31 3H084 AA08 AA16 BB11 CC32

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシング内に回転可
   能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するよ
   うに前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方
   向に伸長する複数のシリンダが形成されたシリンダブロ
   ックと、該シリンダブロックの各シリンダに往復動可能
   に挿嵌された複数のピストンと、該各ピストンの端部に
   装着されたシューと、前記ケーシング内に傾転可能に設
   けられ表面側が該各シューを摺動可能に案内する平滑面
   となった斜板と、該斜板の裏面側と前記ケーシングとの
   間に設けられ該斜板を傾転可能に支持する傾転支持部材
   と、前記斜板とケーシングとの間に設けられ前記斜板を
   傾転させる傾転アクチュエータとからなる可変容量型斜
   板式液圧回転機において、 前記傾転支持部材には、前記斜板の裏面側に向けて突出
   し該斜板を傾転可能に支持する凸状支持部を設け、前記
   斜板の裏面側には、該凸状支持部に嵌合し前記斜板を凸
   状支持部に対して抜止め状態に保持する嵌合凹部を設け
   る構成としたことを特徴とする可変容量型斜板式液圧回
   転機。
2. 【請求項２】 前記ケーシングには前記斜板の裏面側が
   当接する斜板当接面を設け、前記傾転支持部材の凸状支
   持部と斜板の嵌合凹部とは、前記斜板が傾転アクチュエ
   ータにより前記斜板当接面に当接して傾転するのを許
   し、斜板当接面から離間する方向に抜出すのを規制する
   構成としてなる請求項１に記載の可変容量型斜板式液圧
   回転機。
3. 【請求項３】 前記傾転支持部材は前記斜板の裏面側と
   ケーシングとの間に複数個設け、該各傾転支持部材は、
   前記斜板が各傾転支持部材間を結ぶ傾転中心軸廻りに傾
   転するのを許容し、傾転中心軸と略直交する方向に変位
   するのを規制する構成としてなる請求項１または２に記
   載の可変容量型斜板式液圧回転機。
4. 【請求項４】 前記凸状支持部は前記斜板の傾転中心軸
   を中心として１８０度より大なる円弧状断面をもって形
   成された円柱状凸部により構成し、前記嵌合凹部は該円
   柱状凸部に対応する円弧状断面をもって形成する構成と
   してなる請求項１，２または３に記載の可変容量型斜板
   式液圧回転機。
5. 【請求項５】 前記凸状支持部は前記斜板の傾転中心軸
   を中心として１８０度より大なる円弧状断面をもって形
   成された球状凸部により構成し、前記嵌合凹部は該球状
   凸部に対応する凹球面をもって形成する構成としてなる
   請求項１，２または３に記載の可変容量型斜板式液圧回
   転機。
6. 【請求項６】 前記ケーシングには前記傾転アクチュエ
   ータにより前記斜板に付加される押圧力の方向とは異な
   る方向に延びる軸嵌合穴を設け、前記傾転支持部材には
   該軸嵌合穴に嵌合して固定される固定軸部を設ける構成
   としてなる請求項１，２，３，４または５に記載の可変
   容量型斜板式液圧回転機。