JP2003113772A - 可変容量型斜板式液圧回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜板を傾転させるときに傾転制御ピストンに
作用する横分力を低減する。 【解決手段】 傾転制御ピストン３２の中心軸Ｏ２−Ｏ
２と斜板２２のピストン当接面２４Ａとがなす傾転支持
部材３０側の角度を、常に９０°よりも大きくなるよう
に構成する。これにより、斜板２２を押圧するときに傾
転制御ピストン３２に作用する横分力が、斜板２２が最
大傾転位置（傾転角度θ３）にあるときに最大となり、
斜板２２が最小傾転位置（傾転角度θ４）となったとき
に最小となる。このため、斜板２２を最小傾転位置（高
速回転時）に保持した状態で、傾転制御ピストン３２に
作用する横分力を小さく抑えることができ、傾転制御ピ
ストン３２の外周面がシリンダ１２Ｄの内周面に押付け
られて摩耗するのを抑えることができる。

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、油圧モータ等として好適
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、油圧モータ等として用いられる可変容量型斜
板式液圧回転機は、中空なケーシングと、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
転支持部材によって傾転可能に支持され表面側に該各シ
ューが摺動する平滑面が形成された斜板と、前記ケーシ
ングと斜板との間に設けられ該斜板の裏面に当接してこ
れを押圧することにより斜板を傾転させる傾転制御ピス
トンとにより大略構成されている（例えば、特開昭５９
−７９０７８号公報等）。

【０００３】そして、この可変容量型斜板式液圧回転機
は、傾転制御ピストン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。

【０００４】ここで、上述の従来技術による油圧モータ
は、図７及び図８に示すように、ケーシング１の内壁面
１Ａに球状の傾転支持部材２を支点として斜板３が傾転
可能に支持されている。そして、斜板３の表面側は、各
ピストンに取付けられたシュー（いずれも図示せず）が
摺接する平滑面３Ａとなり、斜板３の裏面側には、平滑
面３Ａに対して傾斜した第１，第２の当接面３Ｂ，３Ｃ
が形成されている。また、ケーシング１に形成されたシ
リンダ１Ｂ内には傾転制御ピストン４が挿嵌され、該傾
転制御ピストン４は、シリンダ１Ｂ内に傾転制御用の圧
油が供給されることにより斜板３を押圧し、該斜板３を
傾転支持部材２を中心として傾転させる。

【０００５】そして、斜板３は、各ピストンからの押圧
合力によって第１の当接面３Ｂをケーシング１の内壁面
１Ａに当接させることにより、平滑面３Ａの傾転角度が
最大傾転角度θ１となった最大傾転位置（図７の位置）
と、傾転制御ピストン４に押圧されて第２の当接面３Ｃ
をケーシング１の内壁面１Ａに当接させることにより、
平滑面３Ａの傾転角度が最小傾転角度θ２となった最小
傾転位置（図８の位置）との間で傾転する構成となって
いる。

【０００６】ところで、上述の従来技術による油圧モー
タは、ケーシング１の内壁面１Ａが垂直面となり、傾転
制御ピストン４の中心軸線Ａ−Ａはケーシング１の内壁
面１Ａと直交している。従って、斜板３が最大傾転位置
となったときには、図７に示すように、傾転制御ピスト
ン４の中心軸線Ａ−Ａと斜板３の第１の当接面３Ｂとが
なす傾転支持部材２側の角度γ１は９０°となる。

【０００７】一方、斜板３が最小傾転位置となったとき
には、図８に示すように、傾転制御ピストン４の中心軸
線Ａ−Ａと斜板３の第１の当接面３Ｂとがなす傾転支持
部材２側の角度γ２は９０°よりも小さくなる。

【０００８】即ち、従来技術においては、斜板３が最大
傾転位置と最小傾転位置との間で傾転する間に、傾転制
御ピストン４の中心軸線Ａ−Ａと斜板３の第１の当接面
３Ｂとがなす傾転支持部材２側の角度は、常に９０°以
下となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、斜板３を最大
傾転位置から最小傾転位置へと傾転させるためシリンダ
１Ｂに圧油を供給し、傾転制御ピストン４が斜板３の第
１の当接面３Ｂを押圧し始めた状態（図７の状態）で
は、斜板３から傾転制御ピストン４に作用する反力Ｆ１
は、傾転制御ピストン４の中心軸線Ａ−Ａ上にある。こ
のため、傾転制御ピストン４に対し、その中心軸線Ａ−
Ａと直交する方向の力（横分力）が作用することはな
い。

【００１０】しかし、斜板３が傾転制御ピストン４に押
圧されて最大傾転位置から最小傾転位置へと傾転した状
態（図８の状態）では、斜板３から傾転制御ピストン４
に作用する反力Ｆ２は、傾転制御ピストン４の中心軸線
Ａ−Ａに沿う方向の力（傾転制御ピストン４の推力）Ｆ
ｈ２と、傾転制御ピストン４の中心軸線Ａ−Ａに直交す
る方向の力（横分力）Ｆｒ２との合力となる。

【００１１】従って、図９中の特性線５で示すように、
傾転制御ピストン４に作用する横分力は、斜板３が最大
傾転位置（傾転角度θ１）にあるときに零となり、斜板
３が最大傾転位置から最小傾転位置に向けて傾転するに
従って徐々に大きくなり、斜板３が最小傾転位置（傾転
角度θ２）となったときに最大値Ｆｒ２となる。

【００１２】このように、従来技術による油圧モータ
は、斜板３が最大傾転位置から最小傾転位置へと傾転す
る比較的短い時間において傾転制御ピストン４に作用す
る横分力が小さく、斜板３を最小傾転位置に保持する長
い時間において傾転制御ピストン４に作用する横分力が
最大となる。このため、傾転制御ピストン４によって斜
板３を最小傾転位置に保持した高速回転時に、傾転制御
ピストン４の外周面がシリンダ１Ｂの内周面に押付けら
れて摩耗し易くなり、シリンダ１Ｂと傾転制御ピストン
４との間から傾転制御用の圧油が漏れてしまい、傾転制
御ピストン４によって斜板３を適正に傾転させることが
できなくなる虞れがある。

【００１３】特に、上述した従来技術による油圧モータ
は、斜板３が最大傾転位置にあるときには、傾転制御ピ
ストン４に作用する横分力が零となるのに対し、斜板３
が最大傾転位置を除く全ての傾転位置にあるときには、
傾転制御ピストン４に横分力が作用する。

【００１４】このため、斜板３を最大傾転位置から最小
傾転位置へと傾転させる初期段階において、傾転制御ピ
ストン４が横分力を受けて急激に径方向に移動してしま
い、シリンダ１Ｂに対する傾転制御ピストン４の摺動動
作が不安定化する上に、傾転制御ピストン４がシリンダ
１Ｂの内周面に衝突して耐久性が低下してしまうという
問題がある。

【００１５】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、傾転制御ピストンによって斜板を傾転さ
せるときに傾転制御ピストンに作用する横分力を低減す
ることができ、傾転制御ピストンの摩耗を低減し、耐久
性を向上することができるようにした可変容量型斜板式
液圧回転機を提供することを目的としている。

【００１６】

【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、中空なケーシングと、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、ケーシング内に傾転支持部材
によって傾転可能に支持され表面側に該各シューが摺動
する平滑面が形成されると共に裏面側にピストン当接面
が形成された斜板と、ケーシングと斜板との間に設けら
れ該斜板のピストン当接面に当接してこれを押圧するこ
とにより斜板を傾転させる傾転制御ピストンとを備えて
なる可変容量型斜板式液圧回転機に適用される。

【００１７】そして、請求項１の発明の特徴は、傾転制
御ピストンの中心軸線と斜板のピストン当接面とがなす
角度のうち傾転支持部材側の角度が、常に９０°よりも
大きくなるように構成したことにある。

【００１８】このように構成したことにより、傾転制御
ピストンが斜板を押圧して最大傾転位置から最小傾転位
置へと傾転させるときに、傾転制御ピストンに作用する
横分力を低減することができる。これにより、傾転制御
ピストンの外周面が摩耗するのを抑え、該傾転制御ピス
トンによって斜板を適正に傾転させることができる。ま
た、傾転制御ピストンに対して常に一定方向の横分力が
作用するので、傾転制御ピストンに作用する横分力が零
になったり、横分力の方向が変化することがなく、傾転
制御ピストンが横分力を受けて急激に径方向に移動する
のを抑え、傾転制御ピストンの動作を安定化することが
できる。

【００１９】請求項２の発明は、傾転制御ピストンの中
心軸線と斜板のピストン当接面とがなす角度のうち傾転
支持部材側の角度は、斜板が最大傾転位置となったとき
に最大となり、斜板が最小傾転位置となったときに最小
となるように構成としたことにある。

【００２０】このように構成したことにより、傾転制御
ピストンが最大傾転位置にある斜板を押圧し始めたとき
には、傾転制御ピストンに作用する横分力が最大となる
ものの、傾転制御ピストンが斜板を最小傾転位置に保持
したときには、傾転制御ピストンに作用する横分力を最
小とすることができる。これにより、傾転制御ピストン
が斜板を最小傾転位置に保持しているときに、該傾転制
御ピストンの外周面の摩耗が促進されるのを抑えること
ができる。

【００２１】請求項３の発明は、傾転制御ピストンは、
各ピストンの下死点側に位置し、かつ、該傾転制御ピス
トンの中心軸線が回転軸の中心軸線とシリンダブロック
側で交わるように斜めに配設する構成としたことにあ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る可変容量型斜
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６を参照しつつ詳細に説
明する。

【００２３】図中、１１は油圧モータの外殻をなす中空
なケーシングで、該ケーシング１１は、筒部１２Ａ及び
底部１２Ｂ等により有底筒状に形成されたケーシング本
体１２と、該ケーシング本体１２の開口端側を施蓋する
リアケーシング１３とにより大略構成されている。そし
て、ケーシング本体１２の底部１２Ｂには、後述の回転
軸１４を挿通するための回転軸挿通穴１２Ｃと、後述の
傾転制御ピストン３２が挿嵌されるシリンダ１２Ｄとが
設けられ、該シリンダ１２Ｄは、後述の傾転支持部材３
０から径方向に離間した位置に配置されている。

【００２４】１４はケーシング１１内に回転可能に設け
られた回転軸で、該回転軸１４の一端側はケーシング本
体１２の底部１２Ｂに設けられた軸受１５によって支持
され、他端側はリアケーシング１３に設けられた軸受１
６によって支持されている。

【００２５】１７は回転軸１４にスプライン結合された
状態でケーシング１１内に設けられたシリンダブロック
で、該シリンダブロック１７は、回転軸１４と一体的に
回転するものである。そして、シリンダブロック１７に
は、周方向に離間して軸方向に伸長する複数のシリンダ
１８が回転軸１４の周囲に穿設されている。

【００２６】１９はリアケーシング１３とシリンダブロ
ック１７との間に位置してリアケーシング１３に固定さ
れた切換弁板で、該切換弁板１９は、シリンダブロック
１７の各シリンダ１８と間欠的に連通する一対の給排ポ
ートを有し、該給排ポートは、リアケーシング１３に形
成された給排通路（図示せず）に連通している。

【００２７】２０，２０，…はシリンダブロック１７の
各シリンダ１８内にそれぞれ摺動可能に挿嵌された複数
のピストンで、該各ピストン２０は、切換弁板１９を通
じてシリンダ１８内に給排される圧油により、シリンダ
１８から伸長した下死点位置とシリンダ１８内に縮小し
た上死点位置との間で往復動するものである。

【００２８】２１，２１，…はシリンダ１８から突出し
た各ピストン２０の突出端部に揺動可能に設けられたシ
ューで、該各シュー２１は、後述する斜板２２の平滑面
２３上を摺動するものである。

【００２９】２２はケーシング本体１２の底部１２Ｂと
シリンダブロック１７との間に位置してケーシング１１
内に傾転可能に設けられた斜板で、該斜板２２は、図２
及び図３に示すように、全体として略均一な厚みを有す
る薄肉な環状体として形成され、その中央部には回転軸
挿通穴２２Ａが設けられている。

【００３０】ここで、シリンダブロック１７側に位置す
る斜板２２の表面側には、各ピストン２０のシュー２１
が摺動する平坦な平滑面２３が形成されている。一方、
平滑面２３の反対側となる斜板２２の裏面側は、後述す
る第１，第２の支持面２８，２９に当接する当接面とな
っている。そして、この当接面は、各ピストン２０の下
死点側（ピストン２０の伸長側）に位置し平滑面２３に
対して角度α１だけ傾斜した第１の当接面２４と、各ピ
ストン２０の上死点側（ピストン２０の縮小側）に位置
し平滑面２３に対して角度α２だけ傾斜した第２の当接
面２５と、これら第１，第２の当接面２４，２５間に位
置し、平滑面２３と略平行な平行面２６とにより構成さ
れている。

【００３１】そして、斜板２２の第１の当接面２４に
は、後述の傾転制御ピストン３２が当接するピストン当
接面２４Ａが形成され、斜板２２の平行面２６には、後
述の傾転支持部材３０が嵌合する半球状の２個の凹陥穴
２６Ａ（１個のみ図示）が、回転軸挿通穴２２Ａを挟ん
で左，右の両側位置に凹設されている。

【００３２】２７は斜板２２の当接面と対面してケーシ
ング本体１２の底部１２Ｂ内壁面に設けられた斜板支持
面で、該斜板支持面２７は、後述する第１の支持面２
８、第２の支持面２９等により構成されている。

【００３３】２８は各ピストン２０の下死点側（ピスト
ン２０の伸長側）に位置する第１の支持面で、該第１の
支持面２８は、回転軸１４の中心軸線Ｏ１−Ｏ１に対し
て略垂直な平坦面として形成され、斜板２２の第１の当
接面２４が当接するものである。

【００３４】２９は各ピストン２０の上死点側（ピスト
ン２０の縮小側）に位置する第２の支持面で、該第２の
支持面２９は、第１の支持面２８に対し角度βをもって
シリンダブロック１７側に傾斜した平坦面として形成さ
れ、斜板２２の第２の当接面２５が当接するものであ
る。また、第２の支持面２９には、後述の傾転支持部材
３０が嵌合する半球状の２個の凹陥穴２９Ａ（１個のみ
図示）が、ケーシング本体１２の回転軸挿通穴１２Ｃを
挟んで左，右の両側位置に凹設されている。

【００３５】３０は斜板２２の当接面とケーシング本体
１２の斜板支持面２７との間に設けられた２個の傾転支
持部材（１個のみ図示）で、該傾転支持部材３０は、例
えば鋼球等からなり、斜板２２の傾転中心を構成するも
のである。そして、傾転支持部材３０は、斜板支持面２
７の第２の支持面２９に設けられた各凹陥穴２９Ａと、
斜板２２の平行面２６に設けられた各凹陥穴２６Ａとに
嵌合して設けられ、斜板２２は、傾転支持部材３０を中
心として傾転する構成となっている。

【００３６】３１は斜板２２の平行面２６と斜板支持面
２７の第２の支持面２９との間に設けられた隙間で、該
隙間３１は、例えば０．２ｍｍ〜３ｍｍ程度の寸法に設
定され、斜板２２の平行面２６と斜板支持面２７の第２
の支持面２９とは、傾転支持部材３０を挟みこんだ状態
で、常に隙間３１をもって対面する構成となっている。
これにより、斜板２２の平行面２６に凹陥穴２６Ａを形
成するときの加工誤差、斜板支持面２７の第２の支持面
２９に凹陥穴２９Ａを形成するときの加工誤差等があっ
た場合でも、これら凹陥穴２６Ａ，２９Ａの加工誤差を
隙間３１によって吸収し、平行面２６と第２の支持面２
９とが直接的に当接してしまうのを防止することによ
り、斜板２２を傾転支持部材３０を中心に安定して傾転
させることができる構成となっている。

【００３７】３２はケーシング本体１２のシリンダ１２
Ｄ内に摺動可能に挿嵌された傾転制御ピストンで、該傾
転制御ピストン３２は、シリンダブロック１７内に挿嵌
された各ピストン２０の下死点側に位置し、かつ、その
中心軸線Ｏ２−Ｏ２が回転軸１４の中心軸線Ｏ１−Ｏ１
とシリンダブロック１７側で交わるように、回転軸１４
に対して斜めに傾いた状態で配設されている。また、傾
転制御ピストン３２は、シリンダ１２Ｄ内に配設された
圧縮ばね３３により斜板２２側に向けて付勢され、その
先端側は第１の当接面２４に凹設されたピストン当接面
２４Ａに常時当接している。そして、傾転制御ピストン
３２は、油通路３４を通じてシリンダ１２Ｄ内に傾転制
御用の圧油が供給されることにより、第１の当接面２４
を押圧して斜板２２を傾転させるものである。

【００３８】そして、傾転制御ピストン３２がシリンダ
１２Ｄ内に引込んでいるときには、斜板２２は、各ピス
トン２０からの押圧合力により、第１の当接面２４を斜
板支持面２７の第１の支持面２８に当接させた状態で安
定する。これにより、斜板２２は、平滑面２３と斜板支
持面２７の第１の支持面２８とのなす角度が最大傾転角
度θ３となった最大傾転位置（図２の位置）に保持され
る構成となっている。

【００３９】ここで、斜板２２が最大傾転位置となった
状態では、図４に示すように、傾転制御ピストン３２の
中心軸線Ｏ２−Ｏ２と斜板２２のピストン当接面２４Ａ
とがなす傾転支持部材３０側の角度γ３は、９０°より
も大きくなるように、下記数１のように設定されてい
る。

【００４０】

【数１】γ３＞９０°

【００４１】一方、シリンダ１２Ｄ内に圧油が供給さ
れ、傾転制御ピストン３２がシリンダ１２Ｄから突出し
たときには、斜板２２は、傾転制御ピストン３２に押圧
されることにより、各ピストン２０からの押圧合力に抗
して傾転支持部材３０を中心に傾転し、第２の当接面２
５をケーシング本体１２の第２の支持面２９に当接させ
た状態で安定する。これにより、斜板２２は、平滑面２
３と斜板支持面２７の第１の支持面２８とのなす角度が
最小傾転角度θ４となった最小傾転位置（図３の位置）
に保持される構成となっている。

【００４２】ここで、斜板２２が最小傾転位置となった
状態では、図５に示すように、傾転制御ピストン３２の
中心軸線Ｏ２−Ｏ２と斜板２２のピストン当接面２４Ａ
とがなす傾転支持部材３０側の角度γ４は、９０°より
も僅かに大きく、かつ上述の角度γ３よりも小さくなる
ように、下記数２のように設定されている。

【００４３】

【数２】γ３＞γ４＞９０°

【００４４】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、以下、その作動について説明す
る。

【００４５】まず、切換弁板１９の給排ポートを通じて
シリンダブロック１７の各シリンダ１８内に圧油が供給
されることにより、シリンダ１８内に挿嵌されたピスト
ン２０が斜板２２側に伸長する。そして、ピストン２０
に設けたシュー２１が、斜板２２の平滑面２３を押圧し
つつ該平滑面２３に沿って周方向に滑動することによ
り、各ピストン２０と共にシリンダブロック１７が回転
し、このシリンダブロック１７の回転を、回転軸１４を
介して外部に出力することができる。

【００４６】ここで、シリンダ１２Ｄ内に傾転制御用の
圧油が供給されていないときには、斜板２２に作用する
各ピストン２０からの押圧合力により、斜板２２は、図
２に示すように、第１の当接面２４を斜板支持面２７の
第１の支持面２８に当接させた最大傾転位置を保持す
る。

【００４７】この場合、斜板支持面２７の第１の支持面
２８は、回転軸１４の中心軸線Ｏ１−Ｏ１に対して略垂
直な平坦面として形成されているので、最大傾転位置と
なった斜板２２の傾転角度（最大傾転角度）θ３は、斜
板２２の平滑面２３に対する第１の当接面２４の傾斜角
度α１と等しくなり、下記数３として表される。

【００４８】

【数３】θ３＝α１

【００４９】このように、斜板２２が最大傾転角度θ３
となった最大傾転位置を保持することにより、各ピスト
ン２０のストロークが最大となり、回転軸１４は高トル
クで低速回転することができる。そして、斜板２２が最
大傾転位置にあるときには、図４に示すように、傾転制
御ピストン３２の中心軸線Ｏ２−Ｏ２と斜板２２のピス
トン当接面２４Ａとがなす傾転支持部材３０側の角度γ
３は、９０°よりも大きくなる。

【００５０】一方、シリンダ１２Ｄ内に傾転制御用の圧
油が供給され、傾転制御ピストン３２がシリンダ１２Ｄ
から突出したときには、斜板２２は、図３に示すよう
に、傾転制御ピストン３２に押圧されることにより、各
ピストン２０からの押圧合力に抗して傾転支持部材３０
を中心に傾転し、第２の当接面２５を斜板支持面２７の
第２の支持面２９に当接させた最小傾転位置を保持す
る。

【００５１】この場合、斜板２２の第２の当接面２５は
平滑面２３に対し角度α２だけ傾斜し、斜板支持面２７
の第２の支持面２９は第１の支持面２８に対し角度βだ
け傾斜しているので、最小傾転位置となった斜板２２の
傾転角度（最小傾転角度）θ４は、上述した第２の支持
面２９の傾斜角度βと第２の当接面２５の傾斜角度α２
との差となり、下記数４として表される。

【００５２】

【数４】θ４＝β−α２

【００５３】このように、斜板２２が最小傾転角度θ４
となった最小傾転位置を保持することにより、各ピスト
ン２０のストロークが最小となり、回転軸１４は低トル
クで高速回転することができる。そして、斜板２２が最
小傾転位置にあるときには、図５に示すように、傾転制
御ピストン３２の中心軸線Ｏ２−Ｏ２と斜板２２のピス
トン当接面２４Ａとがなす傾転支持部材３０側の角度γ
４は、９０°よりも僅かに大きく、かつ上述の角度γ３
よりも小さくなる。

【００５４】ここで、ケーシング本体１２のシリンダ１
２Ｄ内に圧油を供給することにより、傾転制御ピストン
３２が最大傾転位置にある斜板２２のピストン当接面２
４Ａを押圧し始めた状態では、図４に示すように、斜板
２２のピストン当接面２４Ａから傾転制御ピストン３２
に作用する反力をＦ３とすると、傾転制御ピストン３２
に作用する横分力Ｆｒ３は、下記数５によって表され
る。

【００５５】

【数５】 Ｆｒ３＝Ｆ３×Ｓｉｎ（γ３−９０°）

【００５６】一方、傾転制御ピストン３２が斜板２２を
押圧することにより、該斜板２２を最小傾転位置に保持
した状態では、図５に示すように、斜板２２のピストン
当接面２４Ａから傾転制御ピストン３２に作用する反力
をＦ４とすると、傾転制御ピストン３２に作用する横分
力Ｆｒ４は、下記数６によって表される。

【００５７】

【数６】 Ｆｒ４＝Ｆ４×Ｓｉｎ（γ４−９０°）

【００５８】ここで、上述の数２により、傾転制御ピス
トン３２の中心軸線Ｏ２−Ｏ２と斜板２２のピストン当
接面２４Ａとがなす傾転支持部材３０側の角度は、斜板
２２が最大傾転位置にあるときの角度γ３が最大とな
り、斜板２２が最小傾転位置にあるときの角度γ４が最
小となるように設定されている。

【００５９】このため、図６中の特性線３５で示すよう
に、傾転制御ピストン３２に作用する横分力は、斜板２
２が最大傾転位置（傾転角度θ３）にあるときに最大値
Ｆｒ３となり、斜板２２が最大傾転位置から最小傾転位
置に向けて傾転するに従って徐々に小さくなり、斜板２
２が最小傾転位置（傾転角度θ４）となったときに最小
値Ｆｒ４となる。

【００６０】かくして、本実施の形態による油圧モータ
は、斜板２２が最大傾転位置から最小傾転位置へと傾転
する比較的短い時間において傾転制御ピストン３２に作
用する横分力が大きくなるものの、斜板２２を最小傾転
位置に保持する長い時間において傾転制御ピストン３２
に作用する横分力を小さく抑えることができる。

【００６１】これにより、斜板２２を最小傾転位置に保
持した高速回転時において、傾転制御ピストン３２の外
周面がシリンダ１２Ｄの内周面に押付けられて摩耗する
のを抑えることができる。この結果、傾転制御ピストン
３２とシリンダ１２Ｄとの間から傾転制御用の圧油が漏
れるのを抑え、傾転制御ピストン３２によって斜板２２
を適正に傾転させることができ、油圧モータの信頼性を
高めることができる。

【００６２】しかも、傾転制御ピストン３２によって斜
板２２を最大傾転位置から最小傾転位置へと傾転させる
間に、傾転制御ピストン３２の中心軸線Ｏ２−Ｏ２と斜
板２２のピストン当接面２４Ａとがなす傾転支持部材３
０側の角度は、常に９０°よりも大きくなる。

【００６３】これにより、図４及び図５に示すように、
斜板２２が最大傾転位置から最小傾転位置へと傾転する
間に、傾転制御ピストン３２に対して常に一定方向への
横分力が作用することになる。従って、傾転制御ピスト
ン３２に作用する横分力が零になったり、傾転制御ピス
トン３２に作用する横分力の方向が変化することがな
く、斜板２２を最大傾転位置から最小傾転位置へと傾転
させるときに、傾転制御ピストン３２が横分力を受けて
急激に径方向に移動するのを確実に防止することができ
る。

【００６４】このため、傾転制御ピストン３２がシリン
ダ１２Ｄの内周面に衝突するのを抑えることができ、そ
の耐久性を高めることができる。また、シリンダ１２Ｄ
に対する傾転制御ピストン３２の摺動動作を安定化させ
ることができ、斜板２２の傾転動作を安定させることが
できる。

【００６５】さらに、傾転制御ピストン３２を、シリン
ダブロック１７内に挿嵌された各ピストン２０の下死点
側に位置し、かつ、その中心軸線Ｏ２−Ｏ２が回転軸１
４の中心軸線Ｏ１−Ｏ１とシリンダブロック１７側で交
わるように斜めに配設したので、傾転制御ピストン３２
が斜板２２を押圧していないときには該斜板２２を最大
傾転位置に保持し、傾転制御ピストン３２が斜板２２を
押圧することにより該斜板２２を最小傾転位置に保持す
ることができる。そして、傾転制御ピストン３２が斜板
２２を最小傾転位置（回転軸１４の高速回転時）に保持
したときに、該傾転制御ピストン３２に作用する横分力
を低減することができる。

【００６６】なお、上述した実施の形態では、第１，第
２の支持面２８，２９を有する斜板支持面２７を、ケー
シング本体１２の底部１２Ｂ内壁面に一体形成した場合
を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限るもので
はなく、例えばケーシング本体１２とは別の部材に第
１，第２の支持面を有する斜板支持面を形成し、この斜
板支持面が形成された部材を、ケーシング本体１２の底
部１２Ｂ内壁面に取付ける構成としてもよい。

【００６７】また、上述した実施の形態では、斜板２２
の支点として、鋼球等からなる球状の傾転支持部材３０
を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、
例えば斜板２２（平行面２６）の凹陥穴２６Ａに嵌合す
る半球面をもった茸状の傾転支持部材を用いてもよく、
斜板に回動可能に嵌合する楕円柱状、長円柱状の嵌合部
をもった傾転支持部材を用いてもよい。

【００６８】また、上述した実施の形態では、斜板２２
の裏面側に設けた第１の当接面２４にピストン当接面２
４Ａを凹設した場合を例に挙げたが、本発明はこれに限
らず、例えば第１の当接面２４をピストン当接面として
用いてもよい。

【００６９】さらに、上述した実施の形態では、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。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、傾転制御ピストンの中心軸線と斜板のピストン当
接面とがなす角度のうち傾転支持部材側の角度を、常に
９０°よりも大きくなるように構成したので、傾転制御
ピストンが斜板を押圧して最大傾転位置から最小傾転位
置へと傾転させるときに、傾転制御ピストンに作用する
横分力を減少させることができる。これにより、傾転制
御ピストンの外周面がシリンダの内周面に押付けられて
摩耗するのを抑え、傾転制御ピストンとシリンダとの間
から傾転制御用の圧油が漏れるのを抑えることができ
る。この結果、傾転制御ピストンによって斜板を適正に
傾転させることができ、液圧回転機の信頼性を高めるこ
とができる。

【００７１】しかも、斜板を最大傾転位置から最小傾転
位置へと傾転させる間に、傾転制御ピストンに対して常
に一定方向の横分力が作用するので、傾転制御ピストン
に作用する横分力が零になったり、横分力の方向が変化
することがなくなる。このため、傾転制御ピストンが横
分力を受けて急激に径方向に移動するのを確実に抑える
ことができ、傾転制御ピストンの耐久性を向上すること
ができる。また、シリンダに対する傾転制御ピストンの
摺動動作を安定化させることができ、斜板の傾転動作を
安定させることができる。

【００７２】また、請求項２の発明によれば、傾転制御
ピストンの中心軸線と斜板のピストン当接面とがなす傾
転支持部材側の角度を、斜板が最大傾転位置となったと
きに最大となり、斜板が最小傾転位置となったときに最
小となるように構成している。これにより、傾転制御ピ
ストンが最大傾転位置にある斜板を押圧し始めたときに
は、傾転制御ピストンに作用する横分力が最大となるも
のの、傾転制御ピストンが斜板を最小傾転位置に保持し
たときには、傾転制御ピストンに作用する横分力を最小
とすることができる。このため、傾転制御ピストンが斜
板を最小傾転位置に保持しているときに、該傾転制御ピ
ストンの外周面の摩耗が促進されるのを抑えることがで
きる。

【００７３】さらに、請求項３の発明によれば、傾転制
御ピストンを、各ピストンの下死点側に位置し、かつ、
その中心軸線が回転軸の中心軸線とシリンダブロック側
で交わるように斜めに配設したので、傾転制御ピストン
が斜板を押圧することにより該斜板を最小傾転位置に保
持することができ、このときに傾転制御ピストンに作用
する横分力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による可変容量型斜板式液
圧回転機を示す断面図である。

【図２】図１中の斜板、傾転制御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、傾転制御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】斜板を最大傾転位置から最小傾転位置へと傾転
させるときに傾転制御ピストンに作用する横分力を示す
要部拡大断面図である。

【図５】斜板を最小傾転位置に保持したときに傾転制御
ピストンに作用する横分力を示す要部拡大断面図であ
る。

【図６】斜板の傾転角度と傾転ピストンに作用する横分
力との関係を示す特性線図である。

【図７】従来技術による斜板、傾転制御ピストン等を斜
板が最大傾転位置となった状態で示す側面図である。

【図８】従来技術による斜板、傾転制御ピストン等を斜
板が最小傾転位置となった状態で示す側面図である。

【図９】従来技術による斜板の傾転角度と傾転ピストン
に作用する横分力との関係を示す特性線図である。

【符号の説明】

１１ ケーシング １２Ｄ シリンダ １４ 回転軸 １７ シリンダブロック １８ シリンダ ２０ ピストン ２１ シュー ２２ 斜板 ２３ 平滑面 ２４ 第１の当接面 ２４Ａ ピストン当接面 ２５ 第２の当接面 ３０ 傾転支持部材 ３２ 傾転制御ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍵和田 均 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 (72)発明者 新留 隆志 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 (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 CC07 DD05 DD13 DD39 DD55 3H075 AA02 BB02 BB20 CC18 DA03 DA04 DB24 3H084 AA08 AA16 AA43 BB09 BB11 CC32 CC47 CC48 CC60

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空なケーシングと、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支
   持部材によって傾転可能に支持され表面側に該各シュー
   が摺動する平滑面が形成されると共に裏面側にピストン
   当接面が形成された斜板と、前記ケーシングと斜板との
   間に設けられ該斜板のピストン当接面に当接してこれを
   押圧することにより斜板を傾転させる傾転制御ピストン
   とを備えてなる可変容量型斜板式液圧回転機において、 前記傾転制御ピストンの中心軸線と前記斜板のピストン
   当接面とがなす角度のうち前記傾転支持部材側の角度
   が、常に９０°よりも大きくなるように構成したことを
   特徴とする可変容量型斜板式液圧回転機。
2. 【請求項２】 前記傾転制御ピストンの中心軸線と前記
   斜板のピストン当接面とがなす角度のうち前記傾転支持
   部材側の角度は、前記斜板が最大傾転位置となったとき
   に最大となり、前記斜板が最小傾転位置となったときに
   最小となるように構成してなる請求項１に記載の可変容
   量型斜板式液圧回転機。
3. 【請求項３】 前記傾転制御ピストンは、前記各ピスト
   ンの下死点側に位置し、かつ、該傾転制御ピストンの中
   心軸線が前記回転軸の中心軸線と前記シリンダブロック
   側で交わるように斜めに配設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。