JP2016138525A - 油圧ポンプまたは油圧モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ケースに斜板を位置決めするための加工コストを抑制する。【解決手段】油圧ポンプまたは油圧モータ１は、ケース１０に固定された第２軸受１５と、第２軸受１５に回転自在に保持された回転軸２０と、回転軸２０とともに回転するよう回転軸２０に保持され、回転軸２０の軸方向に沿って延びる複数のシリンダ孔３１が形成されたシリンダブロック３０と、複数のシリンダ孔３１の各々に摺動自在に保持されたピストン４０と、シリンダブロック３０と第２軸受１５との間に配置され、シリンダブロック３０側に斜面５１を有する斜板５０と、を備える。斜板５０の径方向における位置は、第２軸受１５によって位置決めされている。【選択図】図１

Description

本発明は、建設車両等に用いられる油圧ポンプまたは油圧モータに関する。

油圧ポンプまたは油圧モータは、建設車両等において多用されている。一般的な油圧ポンプまたは油圧モータは、ケースに固定された軸受と、軸受に回転自在に保持された回転軸と、回転軸とともに回転するよう当該回転軸に保持され、回転軸の軸方向に沿って延びる複数のシリンダ孔が形成されたシリンダブロックと、複数のシリンダ孔の各々に摺動自在に保持されたピストンと、斜面を有する斜板と、を有している。

このような油圧ポンプまたは油圧モータにおいて、斜板は、その斜面が回転軸の軸方向に直交する面に対して傾斜するように設けられている。例えば、特許文献１には、ケースに、回転軸の軸方向に直交する面に対して傾斜する壁部が形成され、この壁部に斜板が固定される構成が開示されている。この構成においては、斜板の斜面は壁部に沿って延びており、これにより、斜面が傾斜している。

上述のようにケースの壁部に斜板が固定される場合、斜板は、通常、壁部に位置決めされた後に壁部に固定される。ここで、壁部には、斜板を位置決めするための構造が形成される場合がある。このような位置決め構造としては、例えば斜板を嵌入させてその位置を位置決めする凹部等が採用され得る。このような位置決め構造は、一般的に、斜板の芯出しを適切に行うために形成されるため、通常、精密に加工されている。

特開２０１４−２０８９８２号公報

ところで、上述の特許文献１のようにケースに傾斜した壁部が形成される構成では、ケースの構造が煩雑化するため、ケースの加工コストが嵩む。これに加えて、壁部に斜板の位置決め構造をさらに形成する場合には、壁部が傾斜しているため、加工に非常に手間がかかってしまう。そのため、ケースの加工コストが大きく嵩んでしまう問題がある。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであって、ケースに斜板を位置決めするための加工コストを抑制できる油圧ポンプまたは油圧モータを提供することを目的とする。

本発明は、ケースに固定された軸受と、前記軸受に回転自在に保持された回転軸と、前記回転軸とともに回転するよう当該回転軸に保持され、前記回転軸の軸方向に沿って延びる複数のシリンダ孔が形成されたシリンダブロックと、前記複数のシリンダ孔の各々に摺動自在に保持されたピストンと、前記シリンダブロックと前記軸受との間に配置され、前記シリンダブロック側に斜面を有する斜板と、を備えた油圧ポンプまたは油圧モータにおいて、前記斜板の径方向における位置が、前記軸受によって位置決めされていることを特徴とする油圧ポンプまたは油圧モータ、を提供する。

本発明によれば、軸受を斜板の位置決めに利用することで、ケースにおける斜板の位置決め構造を簡易且つ容易に形成できる。これにより、ケースに斜板を位置決めするための加工コストを抑制できる。

また、前記油圧ポンプまたは油圧モータは、前記ケースと前記斜板との間に跨がって延びるピンをさらに備え、前記斜板は、前記ピンによって周り止めされていてもよい。
この構成によれば、斜板のケースに対する回転をピンによって確実に防止できる。

また、前記油圧ポンプまたは油圧モータにおいては、前記軸受の一部が、前記斜板側に突出しており、前記斜板は、突出した前記軸受の一部に係合することにより、前記斜板の径方向における位置が位置決めされていてもよい。
この構成によれば、軸受の一部に斜板を係合することにより、斜板を、所望の位置に、軸受の寸法精度に応じて高精度に容易に位置決めできる。すなわち、通常、軸受は、その寸法精度が高精度に管理されているため、この構成によれば、軸受の一部に斜板を係合することにより、斜板を所望の位置に高精度に容易に位置決めできる。

本発明によれば、軸受を斜板の位置決めに利用することで、ケースにおける斜板の位置決め構造を簡易且つ容易に形成できる。これにより、ケースに斜板を位置決めするための加工コストを抑制できる。

本発明の一実施の形態にかかる油圧ポンプまたは油圧モータの断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示す油圧ポンプまたは油圧モータの変形例を説明する図である。 図１に示す油圧ポンプまたは油圧モータの他の変形例を説明する図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。以下に説明する油圧ポンプまたは油圧モータ１は、例えば、油圧ショベル等の建設車両に適用され得るものであるが、建設車両に限らず、種々の分野の装置に適用可能である。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる油圧ポンプまたは油圧モータ１の断面図である。図１に示すように、この油圧ポンプまたは油圧モータ１は、ケース１０と、回転軸２０と、シリンダブロック３０と、ピストン４０と、斜板５０と、を備えている。

ケース１０は、筒状に形成されたメインケース１１と、メインケース１１の一端側の開放部分を覆うようにメインケース１１に取り付けられたサブケース１２と、を有している。メインケース１１には、当該ケースの中空領域を軸方向に仕切る仕切り壁部１３が形成されている。この仕切り壁部１３とサブケース１２との間に、シリンダブロック３０や斜板５０が収容される内部空間Ｓが形成されている。

サブケース１２の内部空間Ｓ側の面に形成された嵌合穴に、第１軸受１４が挿入されて固定されており、仕切り壁部１３の内部空間Ｓ側の面に形成された嵌合穴に、第２軸受１５が挿入されて固定されている。図示の例において、第１軸受１４はラジアル玉軸受であり、インナレース１４Ａと、アウタレース１４Ｂと、インナレース１４Ａ及びアウタレース１４Ｂの間に保持された転動体１４Ｃと、を有している。同様に、第２軸受１５はラジアル玉軸受であり、インナレース１５Ａと、アウタレース１５Ｂと、インナレース１５Ａ及びアウタレース１５Ａの間に保持された転動体１５Ｃと、を有している。

回転軸２０は、一端部が第１軸受１４に回転自在に支持されるとともに、この一端部と他端部との間の中間部が第２軸受１５に支持されている。回転軸２０の他端部は、仕切り壁部１３から外側（内部空間Ｓ側とは反対側）に突出するように延びている。図１において、符号Ｌ１は、回転軸２０の中心軸線を示している。以下、本実施の形態の説明において、この中心軸線Ｌ１の延在方向及び中心軸線Ｌ１に沿う（平行に延びる）方向を、回転軸２０の軸方向または単に軸方向と呼ぶ。また、中心軸線Ｌ１に直交する方向を径方向と呼び、中心軸線Ｌ１周りの方向を周方向と呼ぶ。

シリンダブロック３０は、回転軸２０の径方向外側に配置されており、回転軸２０とともに回転するように回転軸２０に保持されている。図示の例では、シリンダブロック３０が、スプライン嵌合により回転軸２０に保持されている。シリンダブロック３０は、軸方向に沿って見た場合に、回転軸２０の径方向外側において周方向の全周に延びる形状に形成されている。このシリンダブロック３０には、軸方向に沿って延びる複数のシリンダ孔３１が形成されている。複数のシリンダ孔３１は、同一円周上において周方向に間隔を空けて配置されている。

ピストン４０は、複数のシリンダ孔３１の各々に摺動自在に保持され、軸方向に沿って進退可能となっている。ピストン４０の各々は、図示省略する油圧ポンプからの作動油がサブケース１２側からシリンダ孔３１に供給されることにより、斜板５０側に進出するようになっている。また、ピストン４０の各々は、斜板５０の後述する斜面５１に押されてシリンダ孔３１に供給された作動油が排出されることにより、サブケース１２側に後退するようになっている。各ピストン４０の斜板５０側の端部の各々には、シュー４１が揺動自在に取り付けられている。これらシュー４１は、斜板５０の斜面５１上を摺動するようになっている。

斜板５０は、シリンダブロック３０と第２軸受１５との間に配置されている。斜板５０は、シリンダブロック３０側にピストン４０を回転軸２０の周方向に回転移動させるための斜面５１を有している。また、斜板５０は、第２軸受１５側に軸方向に直交する面に平行に形成された支持側面５２を有している。斜面５１は、軸方向に直交する面に対して傾斜している。この斜面５１に、ピストン４０がシュー４１を介して当接している。一方、図示された例において、支持側面５２は、仕切り壁部１３に当接している。また、斜板５０には、回転軸２０が通される挿通孔５３が形成されている。

斜板５０は、ピストン４０が斜面５１側に進出した場合に、ピストン４０に対して周方向に沿った反力を付与するようになっている。これにより、作動油がシリンダ孔３１に供給されてピストン４０が進出した際には、ピストン４０が周方向に回転移動し、これに伴い、シリンダブロック３０及び回転軸２０が一体に回転するようになっている。

本実施の形態においては、上述の斜板５０の径方向における位置が、第２軸受１５によって位置決めされている。図示された例において、斜板５０は、第２軸受１５に対して径方向から接触している。とりわけ図示された例において、斜板５０は、第２軸受１５に対して直接接触している。詳しくは、図１に示された例において、第２軸受１５の斜板５０側の端部が、仕切り壁部１３から斜板５０側に突出している。斜板５０は、第２軸受１５の斜板５０側の端部に直接接触するように係合することにより径方向における位置が位置決めされている。このように斜板５０は、第２軸受１５に対して径方向へ位置決めされることにより、ケース１０に対しても径方向に位置決めされることになる。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２においては、説明の便宜のために、斜板５０にドットが付されており、第２軸受１５は断面で示していない。より詳しくは、図１及び図２に示すように、斜板５０の支持側面５２における挿通孔５３の周縁部分に、挿通孔５３から径方向外側に拡がって軸方向視で環状を呈する嵌合凹部５４が形成されている。この嵌合凹部５４に、第２軸受１５の斜板５０側の端部が挿入されている。

この状態では、嵌合凹部５４の内周面に、第２軸受１５のアウタレース１５Ｂの外周面が当接している。この構成により、第２軸受１５によって、斜板５０の径方向における位置が位置決めされる。さらに、嵌合凹部５４に第２軸受１５が挿入されることにより、斜板５０の第２軸受１５に対する径方向への相対移動が規制される。すなわち、斜板５０は、第２軸受１５によって当該第２軸受１５に対して位置決めされ、且つ、当該第２軸受１５に対して位置決めされた状態に維持される。また、本実施の形態では、第２軸受１５の斜板５０側の端部が嵌合凹部５４に挿入されるため、斜板５０は、第２軸受１５からの脱落が防止される。したがって、斜板５０は、第２軸受１５に固定された状態となっている。これにより、斜板５０を固定するためのボルト等の締結部材を不要とすることができ、部品点数を抑制できる。

また、図１に示すように、嵌合凹部５４に第２軸受１５の斜板５０側の端部が挿入された状態においては、斜板５０の支持側面５２が仕切り壁部１３に当接している。これにより、斜板５０の軸方向における位置が位置決めされている。

また、仕切り壁部１３と斜板５０との間には、これらに跨がって延びる１つまたは複数のピン５５が設けられている。このピン５５は、軸方向に沿って延びている。斜板５０は、ピン５５によって周り止めされている。すなわち、ピン５５によって、斜板５０が、ケース１０及び第２軸受１５に対して周方向に相対移動することが規制される。これにより、斜板５０の周方向の位置が位置決めされ、位置決めされた位置に斜板５０が維持される。なお、仕切り壁部１３と斜板５０との各々には、ピン５５が挿入される孔が形成されている。

以上に説明した本実施の形態では、斜板５０の径方向における位置が、第２軸受１５によって位置決めされている。このように第２軸受１５を斜板５０の位置決めに利用することで、ケース１０における斜板５０の位置決め構造を簡易且つ容易に形成できる。これにより、ケース１０に斜板５０を位置決めするための加工コストを抑制できる。

また、本実施の形態によれば、斜板５０を小型化できる。すなわち、この種の油圧ポンプまたは油圧モータでは、シリンダブロックの径方向外側にブレーキが設けられることがあり、この場合、ケースが比較的大径に形成され、ケースに伴い斜板を固定するための壁部も大径となる。このような場合、壁部に凹部等の位置決め構造が形成される構成では、一般的に壁部の広範囲にわたって位置決め構造が形成されるため、斜板が壁部の大きさ及び位置決め構造の大きさに応じて比較的大型に形成される。とりわけ、上述した特許文献１のように壁部が傾斜する場合には、斜板の大きさは、一層大型になってしまう。これに対して、本実施の形態では、壁部の大きさ等を考慮せずに斜板５０を位置決めできるため、斜板５０を小型化できる。

また、本実施の形態では、斜板５０が、ケース１０における仕切り壁部１３と斜板５０との間に跨がって延びるピン５５によって周り止めされている。したがって、斜板５０のケース１０に対する回転をピン５５によって確実に防止できる。

さらに、本実施の形態では、第２軸受１５の一部である斜板５０側の端部が、斜板５０側に突出しており、斜板５０は、当該端部に係合することにより、径方向における位置が位置決めされている。これにより、斜板５０を、所望の位置に第２軸受５０の寸法精度に応じて高精度に容易に位置決めできる。すなわち、通常、軸受は、その寸法精度が高精度に管理されているため、この構成によれば、第２軸受１５の一部に斜板５０を係合することにより、斜板５０を所望の位置に高精度に容易に位置決めできる。

具体的には、斜板５０が回転軸２０に対して芯出しされる所望の位置に、斜板５０を高精度に容易に位置決めできる。ここで、「斜板５０が回転軸２０に対して芯出しされる」とは、回転軸２０の中心軸線Ｌ１等と、斜板５０の斜面５１のうちのピストン４０がシュー４１を介して摺動する円環状の摺動領域と、が、同軸上に配置されることを意味する。

詳しく説明すると、ケース１０は、一般的に鋳造により形成される。この場合、従来のように、壁部に凹部等でなる斜板の位置決め構造を形成する際には、凹部等を鋳肌を削る等して形成する必要があり、斜板の芯出しが可能な程度の精密さで位置決め構造を加工するのに非常に手間がかかってしまう。

これに対して、本実施の形態のように斜板５０が第２軸受１５への係合によって位置決めされる構成によれば、第２軸受１５の寸法精度に応じて斜板５０が位置決めされる。且つ、第２軸受１５を利用することにより、鋳肌から位置決め構造を形成するのに比較にして位置決めのための加工の手間を大幅に抑制することができる。そのため、斜板５０を、芯出しされる所望の位置に高精度に容易に位置決めすることが可能となる。

すなわち、回転軸２０を支持する軸受１４，１５は、切削加工及びその後の研磨加工等によりケース１０内に高精度に形成された面上に配置される。これにより、軸受１４，１５は、ケース１０に対して高精度に位置決めされている。しかも、軸受１４，１５のインナレースの内周面及びアウタレースの外周面も、高精度に形成された面に精密に加工されている。加えて、第２軸受１５は、回転軸２０を支持するため、回転軸２０との所定の位置関係、すなわち、回転軸２０と同軸の状態を維持する。したがって、第２軸受１５によって、特にアウタレース１５Ｂへの当接によって、斜板５０の径方向の位置が位置決めされることにより、斜板５０を、回転軸２０及び回転軸２０に保持されたシリンダブロック３０に対して芯出しされる所望の位置に、高精度に容易に位置決めすることが可能となる。そして、これにより、斜板５０の斜面５１とシリンダブロック３０のピストン４０との期待した係合を安定して確保することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、斜板５０に第２軸受１５の斜板５０側の端部を挿入するための嵌合凹部５４が形成されている。この嵌合凹部５４に関しては、斜板５０の芯出しを適切に行えるように精密に加工されることが求められる。ここで、この嵌合凹部５４は、斜板５０がケース１０から分離された状態において加工可能であるため、容易に高精度に形成できる。したがって、本実施の形態のように嵌合凹部５４に第２軸受１５の斜板５０側の端部を挿入して位置決めする構成によれば、斜板５０の芯出し精度を一層向上させることも可能となる。

以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。以下、上述の一実施の形態の変形例について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４はそれぞれ、図１に示した油圧ポンプまたは油圧モータ１の変形例を説明する図である。

図３に示す変形例では、斜板５０の支持側面５２における嵌合凹部５４の径方向外側の位置に、仕切り壁部１３側に突出する突部５６が斜板５０に一体に形成されている。一方、仕切り壁部１３には、突部５６が挿入される凹部１３Ａが形成されている。そして、凹部１３Ａは、第２軸受１５が圧入される仕切り壁部１３に形成された嵌合穴に径方向で連通している。そして、斜板５０の支持側面５２から突出する突部５６は、凹部１３Ａに挿入された際に、第２軸受１５のアウタレース１５Ｂに径方向外側から当接するとともに、凹部１３Ａの周方向の両側の壁面に当接するようになっている。

この変形例においては、斜板５０の嵌合凹部５４に第２軸受１５を挿入することにより、斜板５０の径方向の位置決めをするのと同時に、斜板５０に一体の突部５６を凹部１３Ａに挿入することにより、斜板５０の周方向の位置決めをすることができる。

また、図４に示す変形例では、斜板５０の支持側面５２に実施の形態で説明した嵌合凹部５４は形成されていない。一方で、斜板５０の支持側面５２には、図３に示す変形例と同様の突部５６が形成されている。また、仕切り壁部１３に挿入保持された第２軸受１５は、斜板５０側に突出せず、仕切り壁部１３の斜板５０側の面と面一の状態となっている。

そして、仕切り壁部１３には、図３に示す変形例と同様の突部５６が挿入される凹部１３Ａが形成されている。この凹部１３Ａは、上述と同様に、第２軸受１５が圧入される仕切り壁部１３に形成された嵌合穴に径方向で連通している。そして、斜板５０の支持側面５２から突出する突部５６は、凹部１３Ａに挿入された際に、第２軸受１５のアウタレース１５Ｂに径方向外側から当接するとともに、凹部１３Ａの周方向の両側の壁面に当接するようになっている。

この変形例においては、斜板５０に一体の突部５６を凹部１３Ａに挿入することにより、斜板５０の径方向及び周方向の位置決めをすることができる。

なお、以上に説明した変形例だけでなく、上述の実施の形態には、種々の変形を加えることができる。例えば、上述の実施の形態では、第２軸受１５がラジアル玉軸受である例を説明したが、第２軸受１５は、滑り軸受等であってもよいし、転動体がローラである軸受等であってもよい。

また、図４に示した変形例のように、第２軸受１５が仕切り壁部１３の斜板５０側の面と面一の状態となる構成においては、第２軸受１５のアウタレース１５Ｂに、斜板５０側に突出する突部が形成されてもよい。そして、このアウタレース１５Ｂから突出する突部に斜板５０の例えば挿通孔５３の内周面を係合することにより、斜板５０の径方向における位置が位置決めされてもよい。

１ 油圧ポンプまたは油圧モータ
１０ ケース
１１ メインケース
１２ サブケース
１３ 仕切り壁部
１３Ａ 凹部
１４ 第１軸受
１４Ａ インナレース
１４Ｂ アウタレース
１４Ｃ 転動体
１５ 第２軸受
１５Ａ インナレース
１５Ｂ アウタレース
１５Ｃ 転動体
２０ 回転軸
３０ シリンダブロック
３１ シリンダ孔
４０ ピストン
４１ シュー
５０ 斜板
５１ 斜面
５２ 支持側面
５３ 挿通孔
５４ 嵌合凹部
５５ ピン
５６ 突部
Ｌ１ 中心軸線
Ｓ 内部空間

Claims (3)

1. ケースに固定された軸受と、
   前記軸受に回転自在に保持された回転軸と、
   前記回転軸とともに回転するよう当該回転軸に保持され、前記回転軸の軸方向に沿って延びる複数のシリンダ孔が形成されたシリンダブロックと、
   前記複数のシリンダ孔の各々に摺動自在に保持されたピストンと、
   前記シリンダブロックと前記軸受との間に配置され、前記シリンダブロック側に斜面を有する斜板と、を備えた油圧ポンプまたは油圧モータにおいて、
   前記斜板の径方向における位置が、前記軸受によって位置決めされている、ことを特徴とする油圧ポンプまたは油圧モータ。
2. 前記ケースと前記斜板との間に跨がって延びるピンをさらに備え、
   前記斜板は、前記ピンによって周り止めされている、請求項１に記載の油圧ポンプまたは油圧モータ。
3. 前記軸受の一部が、前記斜板側に突出しており、
   前記斜板は、突出した前記軸受の一部に係合することにより、前記斜板の径方向における位置が位置決めされている、請求項１または２に記載の油圧ポンプまたは油圧モータ。

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