JP2007278202A - 斜板式液圧回転機 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のシューをリテーナの挿通穴内に円滑に組付けることができ、シューがリテーナの挿通穴に干渉、衝突するのを防止できるようにする。
【解決手段】 斜板１１の表面に各シュー９を押付けた状態に保持するためリテーナ１２には、シュー９が挿通される複数の挿通穴１８を形成する。そして、複数の挿通穴１８のうち一の挿通穴１８Ａは、シュー９の段部９Ｂに対応する切欠き幅をもってリテーナ１２の径方向に延び、リテーナ１２の外周に開口するＵ字状の切欠き穴として形成する。また、他の挿通穴１８Ｂ，１８Ｂ，…は、シュー９の円板部９Ａよりも小径で、ピストン８の外径よりも大径に形成され、シュー９の段部９Ｂが非接触状態となるように隙間をもって挿入される貫通穴によって構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等の建設機械に設けられ、油圧ポンプまたは油圧モータとして好適に用いられる斜板式液圧回転機に関する。

一般に、可変容量型または固定容量型の斜板式液圧回転機は、例えば油圧ショベル等の建設機械において、その油圧源を構成する斜板式の油圧ポンプとして用いられる。また、油圧アクチュエータとして用いる場合には、例えば旋回用、走行用の油圧モータ等を構成するものである。

そして、この種の従来技術による斜板式液圧回転機は、筒状のケーシングと、該ケーシング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延びる複数のシリンダを有し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、前記各シリンダから突出する該各ピストンの突出端側に装着された複数のシューと、前記ケーシング内に設けられ表面側で該各シューを摺動可能に案内する斜板と、該斜板の表面に各シューを押付けた状態に保持するため環状板として形成され前記各シューが挿通される複数の挿通穴を有したリテーナとを備えている。

この場合、前記リテーナは、ばね等の付勢手段によって斜板の表面側に付勢され、複数の挿通穴内に挿通された夫々のシューを斜板の表面に向けて押圧することにより、シリンダブロックの回転に伴って各シューに連れ回されるように斜板に対して相対回転し、各シリンダ内をそれぞれ往復動するピストンの動きを安定させるものである（例えば、特許文献１参照）。

また、このような斜板式液圧回転機とは逆に、シリンダ側をケーシングに固定して設け、斜板を回転軸と一体に回転させることにより、各シリンダ内でピストンを往復動させて冷媒ガス等の流体を圧縮する構成とした可変容量型の斜板式圧縮機が知られている（例えば、特許文献２参照）。

そして、このような斜板式圧縮機では、各ピストンの突出端側に揺動可能に設けられた夫々のシューが、回転軸と一緒に回転する斜板の表面上を摺接し続けるように、非回転状態に保持されたリテーナを用いて各シューを斜板の表面側に押圧する構成としている。即ち、非回転のリテーナには、各シューが挿通される複数の挿通穴が形成され、これらの挿通穴内に配置された各シューを非回転のリテーナで斜板側に押付ける構成としている。

特開平１０−２８８１４７号公報 特開平９−３２９０８０号公報

ところで、上述した従来技術による斜板式液圧回転機では、複数のシューを挿通するためにリテーナに穿設する複数の挿通穴を、斜板の傾転角に対応して変化するシューの移動範囲を包含した穴形状（大径穴）に形成し、複数のシューをリテーナに組込むときには、これらの挿通穴内にシューを緩やかに嵌め込む構成としている。

しかし、例えば斜板式液圧回転機をエンジン等の原動機により回転駆動される油圧ポンプとして用いた場合には、エンジン側の回転変動による捩り振動等の影響で複数のシューがリテーナの挿通穴（穴の周壁部）に干渉、衝突することがあり、このときの衝突音が異音、騒音の原因になるばかりでなく、場合によってシューまたはリテーナが衝突によって摩耗、損傷されるという問題がある。

一方、特許文献２に記載の従来技術（斜板式圧縮機）では、リテーナに設けた複数の挿通穴のうち一の挿通穴を、リテーナの径方向でシューが摺動可能に接触する穴形状に形成し、他の挿通穴は、全てシューの可動範囲よりも大きい穴形状に形成する構成とし、これによって、複数のシューがリテーナの挿通穴（穴の周壁部）に干渉、衝突するのを抑え、騒音の発生やリテーナの損傷等を防ぐようにしている。

しかし、このような従来技術の斜板式圧縮機は、油圧ポンプ、油圧モータ等に用いる斜板式液圧回転機とは異なり、シリンダ側をケーシングに固定して設け、複数のピストン、シューおよびリテーナ等が回転軸の周囲で回転するのを抑える構成としている。そして、この状態で斜板を回転軸と一体に回転させると、各シリンダ内でピストンが往復動することによって、冷媒ガス等の流体がシリンダ内で圧縮されるものである。

また、従来技術の斜板式圧縮機にあっては、シリンダ内を往復動するピストンに対してコネクティングロッドを着脱可能に取付け、ピストンから突出するコネクティングロッドの突出端側にシューを設ける構成としている。このため、複数のシューをリテーナの挿通穴内に組付けるときには、予めシューをコネクティングロッドの突出端側に取付けておくだけでよく、その後にコネクティングロッドをピストンに固定する手順で組立て作業を行うことが可能である。

これに対し、油圧ポンプ、油圧モータ等に用いる斜板式液圧回転機の場合は、ピストンの突出端側にシューを直に連結する構成としている。このため、複数のシューをリテーナの挿通穴内に組付けるときには、シューをピストンの突出端側に予め取付けておく必要が生じる。

そして、斜板式液圧回転機の場合には、このような必要性を満たすために、リテーナの挿通穴をピストンの外径よりも予め大径に形成しておき、シューと共にピストンをリテーナの挿通穴内に挿入して組立て作業を行うようにしている。

しかし、上記の組立て方法の場合には、リテーナの各挿通穴をピストンの外径よりも大径に形成するために、例えばエンジン側の回転変動等によって前述の如くシューがリテーナの挿通穴に干渉、衝突する虞れがあり、このときの衝突音により異音、騒音が発生し易くなる。そして、シューまたはリテーナが衝突によって摩耗、損傷され易く、耐久性、寿命等を高めるのが難しいものである。

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、本発明の目的は、例えば回転軸側の回転変動等によりシューがリテーナの挿通穴に干渉したり、衝突したりするのを防ぎ、シューやリテーナ等の耐久性、寿命を向上できると共に、異音、騒音等の発生を抑えることができるようにした斜板式液圧回転機を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、複数のシューをリテーナの挿通穴内に円滑に組付けることができ、組立て時の作業性を向上することができるようにした斜板式液圧回転機を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、筒状のケーシングと、該ケーシング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延びる複数のシリンダを有し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、前記各シリンダから突出する該各ピストンの突出端側に装着された複数のシューと、前記ケーシング内に設けられ表面側で該各シューを摺動可能に案内する斜板と、該斜板の表面に各シューを押付けた状態に保持するため環状板として形成され前記各シューが挿通される複数の挿通穴を有したリテーナとを備え、前記各シューは、前記リテーナの挿通穴よりも大径に形成され前記斜板の表面に摺接する摺接部と、該摺接部よりも小径となって該摺接部に一体形成され前記リテーナの挿通穴内に挿入される段部とを有し、該シューの段部と前記ピストンの突出端との間には両者を揺動可能に連結する継手部を設けてなる斜板式液圧回転機に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記リテーナに設けた複数の挿通穴のうち、一の挿通穴は、前記シューの段部に対応する切欠き幅をもって前記リテーナの径方向に延び該リテーナの外周に開口するＵ字状の切欠き穴として形成し、他の挿通穴は、前記シューの摺接部よりも小径で前記ピストンの外径よりも大径に形成され前記シューの段部が隙間をもって挿入される貫通穴によって構成したことにある。

また、請求項２の発明によると、前記Ｕ字状の切欠き穴は、前記シューの段部が摺動可能に接触する穴形状を有し、前記ピストンをシューに取付けた状態で該シューの段部を前記リテーナの外周側から径方向内向きに挿入する構成としている。

また、請求項３の発明によると、前記リテーナには、前記Ｕ字状の切欠き穴に対する当該リテーナの回転バランスを取るため前記回転軸を中心として前記Ｕ字状の切欠き穴とは径方向で反対側となる位置に肉削ぎ部を設ける構成としている。

また、請求項４の発明によると、前記斜板は、前記ケーシング内で傾転角零の中立位置から最大傾転位置まで傾転アクチュエータを用いて傾転駆動する構成とし、前記シリンダブロックの各シリンダが直径（Ｄ1 )の円上に配置され、前記シューの段部の直径を寸法（ｄs ）とした場合に、前記Ｕ字状の切欠き穴は、前記回転軸の中心に対する離間寸法Ｌが、寸法{（Ｄ1 ／２)−（ｄs ／２）}以下となる位置から前記リテーナの外周に向け径方向に延びて外周側に開口する構成としている。

上述の如く、請求項１に記載の発明によれば、複数のシューをそれぞれピストンに取付けた状態で、これらのシューをリテーナの各挿通穴内に組付けるときに、ピストンの外径よりも大径な貫通穴からなる他の挿通穴に対しては、夫々のシューと共にピストンを挿入して組付けることができ、Ｕ字状の切欠き穴からなる一の挿通穴に対しては、シューをピストンと共にリテーナの径方向外側から内側に押込むようにスライドさせて組付けることができる。そして、この状態で夫々のピストンをリテーナから下向きに垂下させるように配置しつつ、各ピストンをシリンダブロックのシリンダ内にそれぞれ挿嵌することにより、複数のピストン、シューおよびリテーナをシリンダブロックに対して容易に組付けることができる。

また、液圧回転機として作動させるときには、一の挿通穴をシューの段部に対応する切欠き幅をもったＵ字状の切欠き穴として形成しているので、当該シューの段部を一の挿通穴に摺動可能に接触させつつ、環状板からなるリテーナ全体をシリンダブロックの回転に伴ってシューにより連れ回すように回転させることができる。このとき、他のシューの段部は、残りの挿通穴（大径な貫通穴）に対し隙間をもって非干渉状態で挿入されているので、リテーナが斜板に対して相対回転する間にも、他のシューを残りの挿通穴に対して非接触な状態に保つことができる。

このため、例えば回転軸側に回転変動等が発生しても、夫々のシューがリテーナの挿通穴に干渉したり、衝突したりするのを防ぐことができ、衝突に伴う異音、騒音等の発生を抑えることができる。そして、シューやリテーナが衝突により摩耗、損傷されるのを防止でき、その耐久性、寿命等を向上することができる。しかも、複数のシューをリテーナの挿通穴内に円滑に組付けることができ、組立て時の作業性を向上することができる。

また、請求項２に記載の発明によると、Ｕ字状の切欠き穴からなる一の挿通穴は、シューの段部が摺動可能に接触する穴形状を有しているので、ピストンをシューに取付けた状態で当該シューの段部を、リテーナの外周側から一の挿通穴（Ｕ字状の切欠き穴）内に向けて径方向に挿入するように組付けることができ、組付け作業性を向上できる。そして、液圧回転機として作動させるときには、当該シューの段部を一の挿通穴に対して摺動可能な接触状態に保つことができ、環状板からなるリテーナ全体を当該シューの回転により連れ回すように回転させることができる。

また、請求項３に記載の発明によると、リテーナにはＵ字状の切欠き穴と径方向で反対側となる位置に肉削ぎ部を設ける構成としているので、前記Ｕ字状の切欠き穴に対するリテーナ全体の回転バランスを取ることができ、斜板に対するリテーナの相対回転を円滑化し、回転の安定化を図ることができる。

さらに、請求項４に記載の発明では、斜板をケーシング内で傾転角零の中立位置から最大傾転位置まで傾転アクチュエータを用いて任意の傾転角となる位置に傾転駆動することができる。そして、シリンダブロックの各シリンダを直径（Ｄ1 )の円上に配置し、シューの段部を直径（ｄs ）とした場合を想定すると、リテーナに設ける複数の挿通穴のうち一の挿通穴を、回転軸の中心に対する離間寸法Ｌが、寸法{（Ｄ1 ／２)−（ｄs ／２）}以下となる位置から前記リテーナの外周に向けて径方向に延びるＵ字状の切欠き穴として形成できる。この結果、当該切欠き穴内に配置したシューによってリテーナを連れ回すように回転することができ、斜板に対するリテーナの相対回転を安定させることができる。

以下、本発明の実施の形態による斜板式液圧回転機を、可変容量型の斜板式油圧ポンプに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は本実施の形態で採用した可変容量型の斜板式油圧ポンプ（以下、油圧ポンプ１という）、２は該油圧ポンプ１の外殻を構成するケーシングで、該ケーシング２は、一側がフロント底部３Ａとなった段付筒状のケーシング本体３と、該ケーシング本体３の他側を閉塞するようにケーシング本体３に固定して設けられたリヤケーシング４とにより構成されている。

そして、ケーシング２のケーシング本体３内には、フロント底部３Ａ側に後述の斜板１１を傾転可能に支持する斜板支持体１０等が設けられている。また、リヤケーシング４側には、後述の弁板１５、給排通路１６，１７等が設けられるものである。

５はケーシング２内に回転可能に設けられた回転軸を示し、該回転軸５は、軸方向の一側がケーシング本体３のフロント底部３Ａ内に軸受等を介して回転可能に取付けられ、他側はリヤケーシング４に軸受等を介して回転可能に取付けられている。そして、回転軸５の一側は、ケーシング本体３のフロント底部３Ａから外部に突出する突出端５Ａとなっている。

ここで、回転軸５の突出端５Ａ側には、例えば油圧ショベルの原動機となるエンジンが動力伝達機構（いずれも図示せず）等を介して連結される。そして、油圧ポンプ１は、前記エンジンで回転軸５を回転駆動することにより、後述の給排通路１６から高圧油（圧油）を吐出させる所謂ポンプ作用を行うものである。

６はケーシング２内に位置して回転軸５の外周側に設けられたシリンダブロックで、該シリンダブロック６には、図２に示す如く周方向に離間して軸方向に延びる複数（例えば、合計９個）のシリンダ７，７，…が穿設されている。また、シリンダブロック６の一側には、後述の斜板１１側に向けて軸方向に突出する筒状突部６Ａが一体形成されている。そして、該筒状突部６Ａの外周側には、後述の球状ガイド１３が軸方向に相対変位可能に挿嵌されている。

また、シリンダブロック６の内周側には、回転軸５の外周側にスプライン結合される段付きの軸穴６Ｂが形成され、この軸穴６Ｂは、筒状突部６Ａの内周側を軸方向に延びている。そして、シリンダブロック６は、軸穴６Ｂを介して回転軸５と一体に回転駆動され、このときに後述の球状ガイド１３も回転軸５と一体に回転されるものである。また、シリンダブロック６の他側は、後述の弁板１５に対して摺動可能に当接される凹湾曲状の摺動面６Ｃとなっている。

８，８，…はシリンダブロック６の各シリンダ７内に摺動可能に挿嵌されたピストンで、該各ピストン８は、図３に示す如く外径ｄp の円柱状に形成されている。そして、ピストン８は、図１に示すシリンダブロック６の回転に伴って夫々のシリンダ７内を往復動し、後述の弁板１５側から各シリンダ７内に作動油を吸込みつつ、これを高圧の圧油として吐出させるものである。

即ち、これらのピストン８は、図１に例示するように回転軸５の上側となる位置でシリンダ７から大きく突出（伸長）した下死点位置となり、回転軸５の下側となる位置ではシリンダ７内へと縮小した上死点位置となる。そして、シリンダブロック６が１回転する間に、各ピストン８はシリンダ７内を上死点から下死点に向けて摺動変位する吸入行程と、下死点から上死点に向けて摺動変位する吐出行程とを繰返すことになる。

そして、シリンダブロック６の半回転分に相当するピストン８の吸入行程では、後述の給排通路１７側からシリンダ７内に作動油を吸込み、シリンダブロック６の残りの半回転分に相当するピストン８の吐出行程では、ピストン８が各シリンダ７内の油液を高圧の圧油として後述の給排通路１６側から吐出配管（図示せず）に吐出させるものである。

９，９，…は各ピストン８の突出端側に揺動可能に設けられたシューで、該各シュー９は、図３に示す如く後述するリテーナ１２の挿通穴１８よりも大径な円板状に形成され、斜板１１の平滑板１１Ｂ上を摺接する摺接部としての円板部９Ａと、該円板部９Ａよりも小径となって該円板部９Ａに一体形成され、リテーナ１２の挿通穴１８内に挿入される段部９Ｂと、該段部９Ｂと共に挿通穴１８内に挿通され、ピストン８の突出端側に揺動可能に取付けられる継手部としての球形部９Ｃとにより構成されている。

そして、シュー９の段部９Ｂは、球形部９Ｃを円板部９Ａに一体化するための取付台座を構成するものである。また、シュー９の円板部９Ａは、図３に示す如くピストン８の外径ｄp よりも大きい外径ｄa （ｄa ＞ｄp ）に形成され、段部９Ｂの外径となる直径は寸法ｄs となり、この直径ｄs は、ピストン８の外径ｄp よりも小さい寸法（ｄs ＜ｄp ＜ｄa ）に形成されている。

ここで、シュー９の円板部９Ａは、ピストン８からの押付力（油圧力）で後述のリテーナ１２等を介して斜板１１の平滑板１１Ｂに押付けられた状態に保持される。そして、各シュー９は、この状態で回転軸５、シリンダブロック６およびピストン８と一緒に回転することにより、リング状軌跡を描くように後述の平滑板１１Ｂ上を摺動するものである。

１０はケーシング本体３のフロント底部３Ａに設けられた斜板支持体で、該斜板支持体１０は、図１に示す如く回転軸５の周囲に位置して斜板１１の裏面側に配置され、ケーシング本体３のフロント底部３Ａに固定されている。そして、斜板支持体１０には、回転軸５を挟んで左，右（または、上，下）に離間した一対の傾転摺動面１０Ａが設けられ、該傾転摺動面１０Ａは、斜板１１を傾転可能に支持するために凹湾曲面として形成されている。

１１はケーシング２内に傾転可能に設けられた斜板で、該斜板１１は、図１に示すように斜板本体１１Ａと、該斜板本体１１Ａの表面側に固定して設けられた平滑板１１Ｂとにより構成されている。また、斜板１１の中央部には、回転軸５が隙間をもって挿通される軸挿通穴１１Ｃが穿設されている。そして、斜板本体１１Ａは、その裏面（背面）側がケーシング本体３のフロント底部３Ａ側に斜板支持体１０を介して傾転可能に取付けられている。

ここで、斜板１１は、当該油圧ポンプ１の容量可変部を構成し、斜板本体１１Ａの裏面側は、斜板支持体１０の各傾転摺動面１０Ａに対して傾転可能に当接した状態に保持されるものである。そして、斜板１１の斜板本体１１Ａは、ケーシング２に設けられた傾転アクチュエータ(図示せず)によって、平滑板１１Ｂと一緒に図１中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動されるものである。

１２は各シュー９を斜板１１の平滑板１１Ｂ上で摺動可能に保持するリテーナで、該リテーナ１２は、図４に示す如く環状板として形成され、その内周側は、後述の球状ガイド１３（図２参照）が摺動可能に嵌合される断面円弧状の嵌合穴１２Ａとなっている。また、リテーナ１２には、その周方向に間隔をもって後述の挿通穴１８が形成され、これらの挿通穴１８には、それぞれシュー９が挿通されるものである。

ここで、リテーナ１２は、後述のスプリング１４により球状ガイド１３を介して斜板１１（平滑板１１Ｂ）に向けて付勢される。そして、リテーナ１２は、挿通穴１８内に挿通された夫々のシュー９を平滑板１１Ｂの表面に押付けた状態に保持し、これによって、各シュー９が斜板１１の平滑板１１Ｂ上でリング状軌跡を描くように摺動変位するのを補償するものである。

１３はシリンダブロック６の筒状突部６Ａとリテーナ１２の嵌合穴１２Ａとの間に設けられた球状ガイドで、該球状ガイド１３は、図２に示すように内周側が筒状突部６Ａの外周側に摺動可能に挿嵌され、その外周面（球形面）側にはリテーナ１２の嵌合穴１２Ａが揺動（摺動）可能に嵌合されている。また、球状ガイド１３は、図１に示す如く内周側が回転軸５にスプライン結合され、回転軸５と一体に回転するものである。

１４はシリンダブロック６の筒状突部６Ａと球状ガイド１３との間に配設されたスプリングで、該スプリング１４は、例えば複数枚の皿ばねを重合わせることにより構成され、回転軸５の外周側でシリンダブロック６と球状ガイド１３とを互いに逆向きに付勢している。そして、スプリング１４は、シリンダブロック６の摺動面６Ｃを後述の弁板１５に押圧すると共に、球状ガイド１３によりリテーナ１２を介して各シュー９を斜板１１の平滑板１１Ｂに押圧するものである。

１５はリヤケーシング４に固定して設けられた弁板で、該弁板１５は、シリンダブロック６の端面に摺接する切換弁板を構成している。このため、弁板１５には、回転軸５の周囲を眉形状をなして延びる一対の給排ポート１５Ａ，１５Ｂが形成されている。そして、これらの給排ポート１５Ａ，１５Ｂのうち、例えば給排ポート１５Ａは高圧側の吐出ポートとなり、給排ポート１５Ｂは低圧側の吸込ポートを構成するものである。

１６，１７はリヤケーシング４に形成された一対の給排通路で、該給排通路１６，１７のうち高圧側の給排通路１６は、例えば高圧の吐出配管等に接続され、低圧側の給排通路１７は、作動油タンク(図示せず)側に接続されるものである。また、高圧側の給排通路１６は、弁板１５の給排ポート１５Ａに連通し、低圧側の給排通路１７は給排ポート１５Ｂに連通している。

そして、ケーシング２内で回転軸５を回転駆動すると、シリンダブロック６の回転に伴って各シリンダ７内をピストン８が往復動し、これらのピストン８が給排通路１７側からシリンダ７内に作動油を吸込みつつ、給排通路１６側に圧油を吐出するものである。

１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｂ，…はリテーナ１２に形成した複数の挿通穴（全体として挿通穴１８という）で、これらの挿通穴１８のうち一の挿通穴１８Ａは、図５に示すようにシュー９の段部９Ｂ（直径ｄs ）に対応する切欠き幅Ｗs 、即ち下記の数１式を満たす切欠き幅Ｗs をもってリテーナ１２の径方向に延び、リテーナ１２の外周に開口するＵ字状の切欠き穴として形成されている。

そして、Ｕ字状の切欠き穴からなる挿通穴１８Ａは、シュー９の段部９Ｂが摺動可能に接触する穴形状を有し、図６に示す如くピストン８をシュー９の球形部９Ｃに取付けた状態で、段部９Ｂがリテーナ１２の外周側から挿通穴１８Ａ内へと径方向内向きに挿入されるものである。

また、他の挿通穴１８Ｂ，１８Ｂ，…は、シュー９の円板部９Ａ（外径ｄa ）よりも小径で、ピストン８の外径ｄp よりも大径な真円形の貫通穴（穴径ｄr ）として形成されている。そして、挿通穴１８Ｂの穴径ｄr は、下記の数５式を満たす関係に設定され、シュー９の段部９Ｂは、挿通穴１８Ｂの周壁部に接触することのない状態（非干渉状態）となるように、挿通穴１８Ｂ内に隙間をもって挿入されるものである。

ここで、シリンダブロック６の各シリンダ７が、図２に示す如く直径Ｄ1 の円上に配置され、斜板１１が傾転角θ（０≦θ≦θmax ）となる場合を例に挙げると、シュー９は、斜板１１に対して下記の数２式による寸法Ｄ2 を長径とし、直径Ｄ1 を短径とする楕円形のリング状軌道を描くように、平滑板１１Ｂ上を摺動変位するものである。

そして、斜板１１の傾転角θが最大傾転角θmax となった場合には、数２式による寸法Ｄ2 は、下記の寸法Ｄ2mとして導かれる。

このため、リテーナ１２に形成する各挿通穴１８Ｂは、図４、図５中に示すように直径Ｄ1 の仮想円１９と寸法Ｄ2m を直径とする仮想円２０とに対し、下記の数４式で示される直径Ｄr の仮想円２１を基準とした穴径ｄr の貫通穴として設定される。即ち、これらの挿通穴１８Ｂは、直径Ｄr の仮想円２１上に位置する点Ｐb を中心とした直径（穴径ｄr ）の真円穴として形成される。なお、仮想円１９，２０，２１は、回転軸５の中心Ｏに対して同心円をなすものである。

そして、挿通穴１８Ｂの穴径ｄr は、下記の数６式の関係を満たすように、シュー９の円板部９Ａ（外径ｄa ）よりも小さい寸法で、ピストン８の外径ｄp 、段部９Ｂの直径ｄs よりも大きい寸法に設定されるものである。

一方、リテーナ１２の挿通穴１８Ａについては、図５中に示すように後述の点Ｐa を中心とした半径ｒs の円弧からなるＵ字状の切欠き穴として形成されている。そして、この場合の点Ｐa とは、回転軸５の中心Ｏを通る半径方向線Ｒ−Ｒと直径Ｄ1 の仮想円１９とが交差する点であり、半径ｒs は下記の数７式で示されるものである。

このため、リテーナ１２の挿通穴１８Ａは、前記数１式と数７式により回転軸５の中心Ｏに対する離間寸法が、下記の数８，９式による寸法Ｌとなる位置からリテーナ１２の外周に向けて径方向に（半径方向線Ｒ−Ｒに沿って）延びるＵ字状の切欠き穴として形成されるものである。

本実施の形態による可変容量型の斜板式油圧ポンプ１は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、エンジン等の原動機によって回転軸５を回転駆動すると、ケーシング２内でシリンダブロック６が回転軸５と一体に回転される。これにより、斜板１１の表面（平滑板１１Ｂ）に沿って複数のシュー９がリング状軌跡を描くように摺動変位し、これに伴って夫々のピストン８がシリンダブロック６の各シリンダ７内で往復動を繰返すようになる。

このため、シリンダブロック６が１回転する間に、各ピストン８はシリンダ７内を上死点から下死点に向けて摺動変位する吸入行程と、下死点から上死点に向けて摺動変位する吐出行程とを繰返す。そして、ピストン８の吸入行程では、例えば給排通路１７側からシリンダ７内に作動油を吸込み、ピストン８の吐出行程では、ピストン８が各シリンダ７内の油液を高圧の圧油として給排通路１６側から吐出させる。

この場合、リテーナ１２は、スプリング１４により球状ガイド１３を介して斜板１１（平滑板１１Ｂ）に向けて付勢され、挿通穴１８内に挿通された夫々のシュー９を平滑板１１Ｂの表面に押付けた状態に保持すると共に、回転軸５の周囲でシュー９に追従して連れ回わされるように回転する。これによりリテーナ１２は、各シュー９が斜板１１の平滑板１１Ｂ上でリング状軌跡を描くように円滑に摺動変位するのを補償するものである。

そして、斜板１１の傾転角θ（０≦θ≦θmax ）を最大傾転角θmax とした場合に、夫々のシュー９は、斜板１１に対して上記の数３式による寸法Ｄ2mを長径とし、直径Ｄ1 を短径とする楕円形のリング状軌道を描くように、平滑板１１Ｂ上を摺動変位する。このために、シュー９の段部９Ｂは、最大傾転角θmax のときに図５中の直径（寸法Ｄ2m）の仮想円２０上に位置する点Ｐ2 を中心とした位置に配置される。また、斜板１１の傾転角θが最小の零（θ＝０）となったときに、シュー９の段部９Ｂは、図５中示す如く直径Ｄ1 の仮想円１９上に位置する点Ｐ1 を中心とした位置に配置される。

ところで、複数のシュー９は、夫々のピストン８に予め取付けた状態とし、その後にリテーナ１２に対して組付ける必要がある。このため、従来技術の場合には、リテーナの挿通穴を全てピストンの外径よりも大きい穴径に形成している。しかし、従来技術の場合は、これが原因となってシューがリテーナ（挿通穴の周壁部）に干渉、衝突し、騒音が発生したり、摩耗、損傷が発生したりする等の不具合が生じることがある。

そこで、本実施の形態では、リテーナ１２に設けた複数の挿通穴１８のうち一の挿通穴１８Ａは、シュー９の段部９Ｂにほぼ等しい切欠き幅Ｗs をもってリテーナ１２の径方向に延び、該リテーナ１２の外周に開口するＵ字状の切欠き穴として形成している。そして、他の挿通穴１８Ｂ，１８Ｂ，…は、シュー９の円板部９Ａ（外径ｄa ）よりも小径で、ピストン８の外径ｄp よりも大径となるように、穴径ｄr の貫通穴として形成している。

即ち、他の挿通穴１８Ｂは、前述した数１〜数５式の関係を満たすように穴径ｄr の貫通穴により構成している。このため、シュー９の段部９Ｂを他の挿通穴１８Ｂ内に十分な隙間をもって挿入することができ、斜板１１の傾転角θを最大傾転角θmax まで大きくした場合でも、リテーナ１２が斜板１１に対して相対回転する間にシュー９の段部９Ｂを挿通穴１８Ｂの周壁部に対して非接触な状態に保つことができる。

これにより、複数のシュー９をそれぞれピストン８に取付けた状態で、これらのシュー９をリテーナ１２の各挿通穴１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｂ，…内に組付けるときに、ピストン８の外径ｄp よりも大径な貫通穴からなる他の挿通穴１８Ｂに対しては、夫々のシュー９と共にピストン８を図６、図７中に示す矢示Ｆ，Ｆ方向（リテーナ１２の平面と垂直な方向）で挿入して組付けることができる。

また、Ｕ字状の切欠き穴からなる一の挿通穴１８Ａに対しては、シュー９の段部９Ｂをピストン８と共にリテーナ１２の径方向外側から内側へと、図６中の矢示Ｈ方向に押込むようにスライドさせて組付けることができる。そして、この状態で夫々のピストン８をリテーナ１２の挿通穴１８Ａ，１８Ｂから下向きに垂下させるように配置しつつ、各ピストン８を図７に示す如くシリンダブロック６のシリンダ７内にそれぞれ挿嵌する。

これにより、複数のピストン８、シュー９およびリテーナ１２をシリンダブロック６に対して図７、図２に例示するように予備組立てすることができる。そして、このように予備組立てされたシリンダブロック６（ピストン８、シュー９およびリテーナ１２を含む）は、図１に示すように回転軸５と共にケーシング２内に装入され、油圧ポンプ１として組立てられるものである。

また、リテーナ１２に設けた複数の挿通穴１８のうち一の挿通穴１８Ａを、シュー９の段部９Ｂが摺動可能に接触する切欠き幅Ｗs のＵ字状穴として形成しているので、当該油圧ポンプ１を作動させるときには、シュー９の段部９Ｂを一の挿通穴１８Ａに摺動可能に接触させつつ、環状板からなるリテーナ１２全体をシリンダブロック６の回転に伴ってシュー９により連れ回すように回転させることができる。

このとき、上記以外の残りのシュー９は、それぞれの段部９Ｂが他の挿通穴１８Ｂ（大径な貫通穴）に対し非干渉状態で隙間をもって挿入されているので、リテーナ１２が斜板１１に対して相対回転する間にも、残りのシュー９を他の挿通穴１８Ｂに対して非接触な状態に保つことができる。

このため、例えばエンジン（回転軸５）側に回転変動等が発生しても、夫々のシュー９がリテーナ１２の挿通穴１８に干渉したり、衝突したりするのを防ぐことができ、衝突に伴う異音、騒音等の発生を抑えることができる。そして、シュー９やリテーナ１２の損傷、破損等を防止でき、その耐久性、寿命を向上することができる。しかも、複数のシュー９をリテーナ１２の挿通穴１８内に円滑に組付けることができ、組立て時の作業性を向上することができる。

次に、図８は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施の形態の特徴は、リテーナ３１の外周側に円弧状の肉削ぎ部３２を設ける構成としたことにある。

ここで、リテーナ３１は、第１の実施の形態で述べたリテーナ１２と同様に構成され、その内周側には球状ガイド１３（図２参照）を摺動可能に嵌合させるための嵌合穴３１Ａが設けられている。そして、リテーナ３１にも、Ｕ字状の切欠き穴からなる一の挿通穴１８Ａと、大径の貫通穴からなる他の挿通穴１８Ｂ，１８Ｂ，…とが形成されている。

しかし、この場合のリテーナ３１は、回転軸５の中心Ｏを挟んで一の挿通穴１８Ａとは径方向で反対側となる位置に円弧状の肉削ぎ部３２を設け、該肉削ぎ部３２により一の挿通穴１８Ａ（Ｕ字状の切欠き穴）に対するリテーナ３１全体の回転バランスを取る構成としている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができ、組立て時の作業性を向上できると共に、リテーナ３１等の耐久性、寿命を高めることができる。

そして、本実施の形態では、リテーナ３１の外周側に肉削ぎ部３２を設けているので、Ｕ字状の切欠き穴からなる一の挿通穴１８Ａに対するリテーナ３１全体の回転バランスを、肉削ぎ部３２により確保することができ、斜板１１に対するリテーナ３１の相対回転を円滑化し、回転の安定化を図ることができる。

次に、図９は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ピストンの突出端側に球形部を一体に形成し、シューの継手部を該球形部が装着される凹球面部として形成する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、４１は本実施の形態で採用したピストンで、該ピストン４１は、第１の実施の形態で述べたピストン８とほぼ同様に構成され、外径ｄp をもって形成されている。しかし、この場合のピストン４１は、その先端（突出端）側に球形部４１Ａが一体に形成されている点で第１の実施の形態とは異なるものである。そして、ピストン４１の球形部４１Ａは、後述するシュー４２とピストン４１とを揺動可能に連結する継手部を後述の凹球面部４２Ｃと共に構成するものである。

４２はピストン４１の突出端側に設けられたシューで、該シュー４２は、第１の実施の形態で述べたシュー９とほぼ同様に構成され、斜板１１の平滑板１１Ｂ上を摺接する摺接部としての円板部４２Ａと、該円板部４２Ａに一体形成され円板部４２Ａよりも小径になった段部４２Ｂ等とを有している。

そして、シュー４２の円板部４２Ａは、ピストン４１の外径ｄp よりも大きい外径ｄa （ｄa ＞ｄp ）に形成され、段部４２Ｂの直径ｄs は、ピストン４１の外径ｄp よりも小さい寸法（ｄs ＜ｄp ＜ｄa ）に形成されている。

しかし、この場合のシュー４２は、凹球面部４２Ｃが段部４２Ｂに形成されている点で第１の実施の形態とは異なっている。そして、シュー４２の凹球面部４２Ｃは、ピストン４１の球形部４１Ａが揺動可能に取付けられる継手部を、球形部４１Ａと共に構成するものである。

４３は各シュー４２を斜板１１の平滑板１１Ｂ上で摺動可能に保持するリテーナで、該リテーナ４３は、第１の実施の形態で述べたリテーナ１２と同様に構成され、その内周側は、球状ガイド１３（図２参照）が摺動可能に嵌合される断面円弧状の嵌合穴４３Ａとなっている。また、リテーナ４３には、その周方向に間隔をもって複数の挿通穴４４が形成されている。

そして、これらの挿通穴４４は、第１の実施の形態で述べた挿通穴１８と同様に形成され、それぞれシュー４２の段部４２Ｂが挿通されるものである。即ち、複数の挿通穴４４のうち一の挿通穴は、Ｕ字状の切欠き穴として形成され、他の挿通穴は、シュー４２の段部４２Ｂが非干渉状態で隙間をもって挿入される大径な貫通穴として形成されるものである。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができ、組立て時の作業性を向上できると共に、シュー４２、リテーナ４３等の耐久性、寿命を高めることができる。

なお、前記各実施の形態では、斜板式液圧回転機を可変容量型の斜板式油圧ポンプ１に適用する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば可変容量型の斜板式油圧モータに適用してもよい。また、固定容量型の斜板式液圧回転機（例えば、斜板式油圧ポンプまたは油圧モータ）に適用してもよいものである。

本発明の第１の実施の形態による可変容量型の斜板式油圧ポンプを示す縦断面図である。 図１中のシリンダブロック、シリンダ、ピストン、シュー、斜板およびリテーナ等を拡大して示す縦断面図である。 図２中のピストン、シュー、斜板およびリテーナを組立てた状態での位置関係等を示す縦断面図である。 リテーナを単体として図３中の矢示IV−IV方向からみた側面図である。 図４に示すリテーナの部分拡大図である。 ピストンに予め取付けた複数のシューをリテーナの挿通穴に組付ける状態を示す組付け工程の説明図である。 図６の組付け工程に続いて各ピストンをシリンダブロックの各シリンダ内に挿嵌する状態を示す分解斜視図である。 第２の実施の形態によるリテーナを示す正面図である。 第３の実施の形態によるピストン、シュー、斜板およびリテーナを示す縦断面図である。

符号の説明

１ 可変容量型の斜板式油圧ポンプ（斜板式液圧回転機）
２ ケーシング
３ ケーシング本体
３Ａ フロント底部
４ リヤケーシング
５ 回転軸
６ シリンダブロック
７ シリンダ
８，４１ ピストン
９，４２ シュー
９Ａ，４２Ａ 円板部（摺接部）
９Ｂ，４２Ｂ 段部
９Ｃ 球形部（継手部）
１０ 斜板支持体
１１ 斜板
１１Ａ 斜板本体
１１Ｂ 平滑板（表面）
１２，３１，４３ リテーナ
１３ 球状ガイド
１４ スプリング
１５ 弁板
１６，１７ 給排通路
１８，４４ 挿通穴
１８Ａ 一の挿通穴（Ｕ字状の切欠き穴）
１８Ｂ 他の挿通穴（貫通穴）
３２ 肉削ぎ部
４１Ａ 球形部（継手部）
４２Ｃ 凹球面部（継手部）

Claims (4)

1. 筒状のケーシングと、該ケーシング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延びる複数のシリンダを有し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、前記各シリンダから突出する該各ピストンの突出端側に装着された複数のシューと、前記ケーシング内に設けられ表面側で該各シューを摺動可能に案内する斜板と、該斜板の表面に各シューを押付けた状態に保持するため環状板として形成され前記各シューが挿通される複数の挿通穴を有したリテーナとを備え、
   前記各シューは、前記リテーナの挿通穴よりも大径に形成され前記斜板の表面に摺接する摺接部と、該摺接部よりも小径となって該摺接部に一体形成され前記リテーナの挿通穴内に挿入される段部とを有し、
   該シューの段部と前記ピストンの突出端との間には両者を揺動可能に連結する継手部を設けてなる斜板式液圧回転機において、
   前記リテーナに設けた複数の挿通穴のうち、一の挿通穴は、前記シューの段部に対応する切欠き幅をもって前記リテーナの径方向に延び該リテーナの外周に開口するＵ字状の切欠き穴として形成し、他の挿通穴は、前記シューの摺接部よりも小径で前記ピストンの外径よりも大径に形成され前記シューの段部が隙間をもって挿入される貫通穴によって構成したことを特徴とする斜板式液圧回転機。
2. 前記Ｕ字状の切欠き穴は、前記シューの段部が摺動可能に接触する穴形状を有し、前記ピストンをシューに取付けた状態で該シューの段部を前記リテーナの外周側から径方向内向きに挿入する構成としてなる請求項１に記載の斜板式液圧回転機。
3. 前記リテーナには、前記Ｕ字状の切欠き穴に対する当該リテーナの回転バランスを取るため前記回転軸を中心として前記Ｕ字状の切欠き穴とは径方向で反対側となる位置に肉削ぎ部を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の斜板式液圧回転機。
4. 前記斜板は、前記ケーシング内で傾転角零の中立位置から最大傾転位置まで傾転アクチュエータを用いて傾転駆動する構成とし、前記シリンダブロックの各シリンダが直径（Ｄ1 )の円上に配置され、前記シューの段部の直径を寸法（ｄs ）とした場合に、前記Ｕ字状の切欠き穴は、前記回転軸の中心に対する離間寸法Ｌが、寸法{（Ｄ1 ／２)−（ｄs ／２）}以下となる位置から前記リテーナの外周に向け径方向に延びて外周側に開口する構成としてなる請求項１，２または３に記載の斜板式液圧回転機。

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