JP2008128222A - 斜板型液圧回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】斜板を傾転させるピストンの嵌挿穴が、ケーシングの回転軸ベアリングの取り付けによって変形することがない斜板型液圧回転装置を提供する。
【解決手段】斜板型液圧回転装置（２）が、ケーシング（４）と、回転軸（６）に一体に設けられ複数のシリンダ（８ａ）を有したシリンダブロック（８）と、シリンダそれぞれに嵌挿したプランジャ（１０）と、ケーシングに傾転支持部材（１４ａ、１４ｂ）を介し取り付けられプランジャの進退を案内する傾斜平面（１２ｂ）を有した斜板（１２）と、斜板に進退可能に嵌挿され斜板を傾動させ傾斜平面の傾きを変えるピストン（１６ａ、１６ｂ）とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば油圧ショベルのような建設機械などに、油圧モータ、油圧ポンプなどとして好適に用いることができる斜板型液圧回転装置に関する。

油圧ショベルは、例えば走行駆動手段として斜板型液圧回転装置である油圧モータを備えている。周知のこの油圧モータは、斜板の傾転角度を変えることにより容量が切り換わり出力回転速度が切り換えられ、走行速度が例えば高速・低速に切り換えられる。

油圧モータは、ケーシング内に回転軸と一体に回転可能に設けられ複数のシリンダを有したシリンダブロックと、各シリンダそれぞれに進退可能に嵌挿され端部が各シリンダから突出した複数のプランジャと、一面がケーシングに傾転支持部材を介して傾動可能に取り付けられ他面が各プランジャの進退を案内する傾斜平面を有した斜板と、ケーシングに進退可能に嵌挿され突出した端部が斜板に当接され制御流体によって作動され斜板を傾動させるピストンを備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−３１７２４５号公報（第２図）

上述したとおりの形態の従来の斜板型液圧回転装置には、次のとおりの解決すべき課題がある。

すなわち、ケーシングに設けられる、回転軸を回転可能に支持するベアリングの取付穴と斜板を傾動させるピストンの嵌挿穴とは接近し間隔が少ないので、ベアリングを取付穴に圧入する際にピストンの嵌挿穴が変形されやすい。

したがって、ピストンと嵌挿穴との摺動状態が悪くなり、またケーシングにおいて嵌挿穴の硬度を高くするのは難しいので、ピストンあるいは嵌挿穴が異常摩耗し、油漏れが発生する問題がある。

油漏れの発生は、油圧モータを回転させるための油量を減らし回転速度を減少させる、また斜板の傾転を適切に行うことができなくなる。例えば、油圧ショベルにおいて左右の油圧モータの回転速度が同じであれば車体は直進できるが、左右の油圧モータの回転速度が異なると走行に曲がりが発生する問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、斜板型液圧回転装置の斜板を傾転させるピストンの嵌挿穴が、ケーシングの回転軸ベアリングの取り付けによって変形することがない、そして所定の出力回転速度を得ることができる斜板型液圧回転装置を提供することである。

本発明によれば上記技術的課題を解決する斜板型液圧回転装置として、ケーシングと、ケーシング内に回転軸と一体に回転可能に設けられ軸方向に延びるシリンダを周方向に複数有したシリンダブロックと、各シリンダそれぞれに一端部が進退可能に嵌挿され他端部が各シリンダから突出した複数のプランジャと、一面がケーシングに傾転支持部材を介し傾動可能に取り付けられ他面が各プランジャの進退を案内する傾斜平面を有した斜板と、斜板に進退可能に嵌挿され制御流体によって一端をケーシングに当接させることにより斜板を傾動させ傾斜平面の傾きを変える１個またはそれ以上のピストンとを備えていることを特徴とする斜板型液圧回転装置が提供される。

好適には、上記傾転支持部材は、ケーシングとピストンとを結ぶ制御流体の流路を備えている。上記ピストンは２個備えられ、斜板は、制御流体がピストンのいずれか一方に供給されると一側に傾動し、いずれか他方に供給されると他側に傾動する。

上記制御流体の流路は、傾転支持部材と斜板との摺動面への潤滑流体用に分岐してもよい。

本発明に従って構成された斜板型液圧回転装置は、斜板を傾転させるピストンが、ケーシングでなく斜板に嵌挿され備えられている。したがって、ピストンの嵌挿穴がケーシングの回転軸ベアリングの取り付けによって変形することがなく、所定の出力回転速度を得ることができる。

以下、本発明に従って構成された斜板型液圧回転装置について、二速切換斜板型油圧モータにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照してさらに詳細に説明する。

図１を参照して説明する。全体を番号２で示す二速切換斜板型油圧モータ（以下単に油圧モータと呼ぶことがある）は、ケーシング４と、ケーシング４内に回転軸６と一体に回転可能に設けられ軸方向に延びるシリンダ８ａを周方向に複数有したシリンダブロック８と、各シリンダ８ａそれぞれに一端部が進退可能に嵌挿され他端部が各シリンダ８ａから突出した複数のプランジャ１０と、一面１２ａがケーシング４に一対の傾転支持部材１４ａ、１４ｂを介し傾動可能に取り付けられ他面が各プランジャ１０の進退を案内する傾斜平面１２ｂを有した斜板１２と、斜板１２に進退可能に嵌挿され制御流体によって一端をケーシング４に当接させることにより斜板１２を傾動させ傾斜平面１２ｂの傾きを変える２個のピストン１６ａ、１６ｂを備えている。

ケーシング４は、円筒状に形成され、軸方向の一端部（図１の左端）４ａには回転軸６の出力端側が貫通しベアリング１８によって支持され、閉じた他端部（図１の右端）４ｂには回転軸６の他端部がベアリング２０によって支持されている。

ケーシング４の一端部４ａの内部側には回転軸６の軸方向に直交し半径方向に延びる当接面４ｃが形成されている。当接面４ｃには、一対のピストン１６ａ，１６ｂの突出端および斜板１２の一面１２ａが傾転状態において当接する。

シリンダブロック８は、バレル状に形成され、ケーシング４の他端部４ｂ側に位置し他端部４ｂ方向への移動を止めて、回転軸６にスプラインによって一体に連結されている。複数のシリンダ８ａは、ケーシング４の当接面４ｃ側に開口している。

プランジャ１０の先端には球軸受部を介し斜板１２の傾斜平面１２ｂに摺接するスリッパ１０ａが取り付けられ、複数のプランジャ１０のスリッパ１０ａはリング状のリテーナ１１によって保持され傾斜平面１２ｂに向けて付勢されている。

図１とともに図２を参照して説明する。傾転支持部材１４ａ、１４ｂは、斜板１２の中心の貫通穴１２ｃの両側に対称に位置している。傾転支持部材１４ａ、１４ｂは、説明上区別しているが同一のものでよく、ウッドラフキー部１４ｃと、ウッドラフキー部１４ｃの平面部に立設されケーシング４の一端部４ａの当接面４ｃに嵌入され取り付けられるピン部１４ｄを備えている。傾転支持部材１４ａ，１４ｂは、それぞれのウッドラフキー部１４ｃの円弧中心を結ぶ中心線１３を貫通穴１２ｃの中心からオフセットして（図１および図２の上方にして）備えている。

傾転支持部材１４ａ、１４ｂは、ケーシング４とピストン１６を結ぶ制御流体の流路２２を、ピン部１４ｄおよびウッドラフキー部１４ｃを貫通させて備えている。ウッドラフキー部１４ｃの円弧状の摺動面Ｓの流路２２が開口する部分には、斜板１２に形成された流路２２と連通するためのポケット１４ｅが形成されている。

斜板１２は、中心に回転軸６の貫通穴１２ｃを有した厚円板状に形成されている。ケーシング４の当接面４ｃ側に位置する一面１２ａには、貫通穴１２ｃの両側に上記の一対の傾転支持部材１４ａ，１４ｂそれぞれのウッドラフキー部１４ｃの摺動面Ｓと摺動自在に嵌合する摺動面Ｓを有した半月凹部１２ｄが形成されている。この一面１２ａには、上記中心線１３の直交線１５上の、貫通穴１２ｃの両側に一対のピストン１６ａ、１６ｂの嵌挿穴であるシリンダ１２ｅが形成されている。

斜板１２の傾斜平面１２ｂは、直交線１５の方向に、ピストン１６ｂ側（図１の下側）の薄肉部からピストン１６ａ側（図１の上側）の厚肉部に向けて形成されている。

ピストン１６ａ、１６ｂは、説明上区別しているが同一のものでよく、円筒状に形成され、突出先端部は当接面４ｃに接する半球状に形成されている。

流路２２によって、傾転支持部材１４ａが摺動自在に嵌合する半月凹部１２ｄはピストン１６ａが嵌挿されるシリンダ１２ｅに連結されている。傾転支持部材１４ｂが摺動自在に嵌合する半月凹部１２ｄはピストン１６ｂが嵌挿されるシリンダ１２ｅに流路２２によって連結されている。

ケーシング４の一端部４ａに取り付けられた傾転支持部材１４ａ、１４ｂそれぞれの流路２２には、ケーシング４の外部の弁装置（図示していない）の制御流体としての制御圧油が、ケーシング４の一端部４ａに形成された流路２２を通して給排される。

斜板１２は、傾転支持部材１４ａ、１４ｂによって傾転自在に支持されるとともに、ケーシング４の当接面４ｃの方向にプランジャ１０のスリッパ１０ａによる付勢力によって付勢されている。

制御流体としての制御圧油を一方のピストン１６ａ（図１、図２の上側）のシリンダ１２ｅに供給するとピストン１６ａは当接面４ｃを押し、斜板１２は傾転支持部材１４ａ、１４ｂを中心に矢印Ｒで示す傾斜平面１２ｂを倒す側に傾動する。制御圧油を他方のピストン１６ｂ（図１、図２の下側）のシリンダ１２ｅに供給するとピストン１６ｂは当接面４ｃを押し、斜板１２は傾転支持部材１４ａ、１４ｂを中心に矢印Ｌで示す傾斜平面１２ｂを起こす側に傾動する。この作動については後に詳述する。

図１、図２とともに図３を参照して、斜板型液圧回転装置としての二速切換斜板型油圧モータ２の作動について説明する。

油圧モータ２は、周知のように、外部からの作動油を複数のプランジャ１０のシリンダ８ａに順次に供給することにより、回転軸６は供給作動油量および斜板１２の傾転角度である傾斜平面１２ｂの傾きに応じた速度で回転し、同じ作動油量の場合には、傾斜平面１２ｂの傾きが大きいほどプランジャ１０の進退ストロークが大きいので、回転速度は小さく「低速」になり、傾斜平面１２ｂの傾きが小さいほど「高速」になる。

主として図３を参照して、斜板１２の傾転作動について説明する。制御流体としての制御圧油を外部の弁装置（図示していない）を操作し、矢印Ｐ１で示すように一方の傾転支持部材１４ａの流路２２に供給すると、制御圧油は一方のピストン１６ａを押し出す。他方のピストン１６ｂにつながる流路２２は矢印Ｔ１で示すように、弁装置につながり排出され他方のピストン１６ｂは当接面４ｃに押されて引き込む。この状態においては、斜板１２の傾斜平面１２ｂの傾きは大きくなり油圧モータ２は「低速」になる。

逆に、矢印Ｐ２で示すように他方の傾転支持部材１４ｂの流路２２に制御圧油を供給すると、制御圧油は他方のピストン１６ｂを押し出す。一方のピストン１６ａにつながる流路２２は矢印Ｔ２で示すように、弁装置につながり排出され一方のピストン１６ａは当接面４ｃに押されて引き込む。この状態においては、斜板１２の傾斜平面１２ｂの傾きは小さくなり油圧モータ２は「高速」になる。

かくして、「低速」と「高速」の二速切換斜板型油圧モータ２が提供される。

図４を参照して、斜板１２を傾転させる制御流体の流路２２の他の形態について説明する。この形態における傾転支持部材１４ａ、１４ｂから斜板１２につながる流路２２は、斜板１２のピストン１６ａ、１６ｂの切換用と、傾転支持部材１４ａ、１４ｂそれぞれの摺動面Ｓの潤滑流体用の流路２３に分岐されている。すなわち、ピストン１６ａ、１６ｂのシリンダ１２ｅにつながる流路２２は、シリンダ１２ｅから傾転支持部材１４ａ、１４ｂそれぞれの摺動面Ｓにつながる流路２３に分岐されている。ウッドラフキー部１４ｃの円弧状の摺動面Ｓの部分には、流路２２と連通する斜板切換用ポケット１４ｆと流路２３と連通する摺動面潤滑用ポケット１４ｇが形成されている。斜板１２の傾転作動は、図３において説明のとおりである。

上述したとおりの斜板型液圧回転装置２の作用効果について説明する。

本発明に従って構成された斜板型液圧回転装置２は、斜板１２を傾動させ傾斜平面１２ｂの傾きを変えるピストン１６ａ、１６ｂが、ケーシング４でなく斜板１２に嵌挿され備えられている。したがって、斜板１２を傾転させるピストン１６ａ、１６ｂの嵌挿穴であるシリンダ１２ｅは、ケーシング４にないのでケーシング４の回転軸ベアリング１８の取り付けによって変形されることがない。そして所定の出力回転速度を得ることができる。

また、斜板１２はケーシング４と異なり熱処理が容易であるので、ピストン１６ａ、１６ｂの嵌挿穴であるシリンダ１２ｅの硬度を高くすることができ、摩耗を防止することができる。

例えば、油圧ショベルにおいて左右の走行用の油圧モータの回転速度が異なり走行に曲がりが発生する問題は除かれる。したがって、油圧ショベルのような建設機械などの油圧モータ、油圧ポンプなどとして、好適に用いることができる。

斜板型液圧回転装置２は、ケーシング４とピストン１６ａ、１６ｂとを結ぶ制御流体の流路２２を、傾転支持部材１４ａ、１４ｂに備えているので、斜板１２を傾転させる制御流体の給排流路をコンパクトに配設することができる。

また、制御流体の流路２２は、図４に示すように、傾転支持部材１４ａ、１４ｂと斜板１２との摺動面Ｓへの潤滑流体用の流路２３に分岐してもよい。したがって、傾転支持部材への潤滑流体用の流路２３を備えた斜板型液圧回転装置においては、この潤滑流体用の流路２３を分岐することにより、容易に斜板１２切換用の流路２２を用意することができる。

さらに、斜板１２を傾転させるピストン（１６ａ、１６ｂ）は２個備えられ、斜板１２は、制御流体がピストン１６ａ、１６ｂのいずれか一方に供給されると一側に傾動し、いずれか他方に供給されると他側に傾動する。したがって、確実に斜板の傾転させることができる。

以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。

本発明の実施の形態における斜板型液圧回転装置は油圧モータであるが、本発明に係る斜板型液圧回転装置は油圧ポンプ、すなわち回転軸６を駆動しシリンダブロック８のプランジャ１０によって加圧流体を出力する、にも適用することができる。

本発明の実施の形態においては、斜板型液圧回転装置２の斜板１２を傾動させるピストンは２個（１６ａ、１６ｂ）備えられているが、１個（例えば特許文献１参照）とすることもできる。

本発明に従って構成された斜板型液圧回転装置の構成の要部を示す断面図。 図１のＡ矢印方向に見て斜板の部分の構成の要部を示した図。 斜板傾転作動の説明図で（ａ）側面図（ｂ）その正面図。 流路の他の形態を含む斜板傾転作動の説明図で（ａ）側面図（ｂ）その正面図（ｃ）流路分岐部の拡大図。およびその作動説明の図。

符号の説明

２：二速切換斜板型油圧モータ（斜板型液圧回転装置）
４：ケーシング
６：回転軸
８：シリンダブロック
８ａ：シリンダ
１０：プランジャ
１２：斜板
１２ａ：一面
１２ｂ：傾斜平面
１４ａ、１４ｂ：傾転支持部材
１６ａ、１６ｂ：ピストン
２２：流路
２３：流路
Ｓ：摺動面

Claims (4)

1. ケーシングと、
   ケーシング内に回転軸と一体に回転可能に設けられ軸方向に延びるシリンダを周方向に複数有したシリンダブロックと、
   各シリンダそれぞれに一端部が進退可能に嵌挿され他端部が各シリンダから突出した複数のプランジャと、
   一面がケーシングに傾転支持部材を介し傾動可能に取り付けられ他面が各プランジャの進退を案内する傾斜平面を有した斜板と、
   斜板に進退可能に嵌挿され制御流体によって一端をケーシングに当接させることにより斜板を傾動させ傾斜平面の傾きを変える１個またはそれ以上のピストンとを備えている
   ことを特徴とする斜板型液圧回転装置。
2. 上記傾転支持部材が、
   ケーシングとピストンとを結ぶ制御流体の流路を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の斜板型液圧回転装置。
3. 上記制御流体の流路が、
   傾転支持部材と斜板との摺動面への潤滑流体用に分岐されている、
   ことを特徴とする請求項２記載の斜板型液圧回転装置。
4. 上記ピストンが２個備えられ、
   斜板は、
   制御流体がピストンのいずれか一方に供給されると一側に傾動し、いずれか他方に供給されると他側に傾動する
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の斜板型液圧回転装置。

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