JP2019094883A - 液圧回転機 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダブロックの摺動性を確保し、作動液の漏れを防止する液圧回転機を提供する。【解決手段】ピストンポンプ100は、シリンダ2b内に摺動可能に挿入されシリンダ2bの内部に容積室8を区画するピストン7と、ケース3とシリンダブロック2の他端面2dとの間に介在するスラストプレート30と、を備え、スラストプレート30は、シリンダブロック2をバルブプレート20に向けて付勢する作動油圧が容積室8から導かれる複数のポケットポート40を有し、複数のポケットポート40は、容積室8と常時連通する標準ポート41と、シリンダブロック2の回転に伴い、容積室8が吐出ポート22に連通すると容積室8に連通され、容積室8が吐出ポート22に連通しなくなると容積室8との連通が遮断される切換ポートと、を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、ラジアルピストン式の液圧回転機に関するものである。
特許文献1には、軸にスプライン結合されたシリンダブロックと、シリンダブロックに放射状に形成されるシリンダと、シリンダに摺動可能に勘挿されるメインピストンと、シリンダブロックの側面に開口しシリンダに連通する連通孔と、を備えるラジアルピストンモータが開示されている。
液圧回転機では、シリンダ内の作動液の圧力が、シリンダブロックとハウジングとの間に設けられるバルブプレートの端面に作用する。このため、主にシリンダに給排される高圧の作動液により、バルブプレートとシリンダブロックとの間には互いに離れる方向の力が発生する。よって、液圧回転機では、バルブプレートとシリンダブロックとが離間して作動液が漏れることを防止するために、シリンダブロックをバルブプレートに対して押し付けることが望まれる。一方、バルブプレートに対するシリンダブロックの押し付け力が大きい場合、作動油の漏れ量は低減できる反面、バルブプレートに対するシリンダブロックの摺動性が低下する。このため、液圧回転機では、バルブプレートに向けたシリンダブロックの押し付け力を適切な範囲内で維持して静圧軸受を構成し、シリンダブロックの摺動性を確保しつつ作動液の漏れを防止することが望まれる。
特許文献1のラジアルピストンモータは、ケースとシリンダブロックとの間に設けられ入口ポート及び出口ポートが開口するプレートと、シリンダブロックに対してプレートとは反対側に設けられ複数のシリンダが形成されるベアリングプレートと、ベアリングプレートのシリンダに挿入されるバランスピストンと、を備える。また、ベアリングプレートのシリンダブロックとの対向面には、連通孔に一致しうる孔状部と、孔状部に連通する静圧軸受溝と、ベアリングプレートのシリンダと静圧軸受溝とを連通する導孔と、が形成される。
このラジアルピストンモータでは、シリンダブロックの連通孔とベアリングプレートの孔状部が一致した際、孔状部、静圧軸受溝、及び導孔を通じてベアリングプレートのシリンダに油が導かれ、バランスピストンが突出する。これにより、突出するバランスピストンの反力によってシリンダブロックがプレートに押し付けられ、シリンダブロックとプレートとの間からの作動油の漏れが防止される。
ここで、特許文献1のラジアルピストンモータでは、奇数(7つ)のシリンダがシリンダブロックに形成される。よって、このラジアルピストンモータでは、高圧の作動油が給排されるシリンダの数が、シリンダブロックの回転に伴い、3つの場合と4つの場合とで切り換わる。このため、シリンダブロックの回転に伴って、高圧の作動油の圧力を受けるバルブプレートの面積が変化し、バルブプレートとシリンダブロックとが離れる力は変化する。
一方、シリンダブロックをプレート(バルブプレート)に押し付けるためのバランスピストンは、シリンダブロックのように回転するものではない。このため、ベアリングプレートのシリンダにはシリンダブロックの回転にかかわらず一様に高圧の作動油が導かれる。よって、特許文献1のラジアルピストンモータでは、バランスピストンにより発生するシリンダブロックとバルブプレートとが近づく方向の力は、シリンダブロックの回転にかかわらずほぼ一定である。
以上のように、特許文献1のラジアルピストンモータでは、バルブプレートから離れる方向の力はシリンダブロックの回転に伴って変化する一方、バルブプレートに近づく力は、ほぼ一定である。特許文献1のラジアルピストンモータでは、シリンダブロックの回転に伴いシリンダブロックに作用する力が変化するため、静圧軸受によってシリンダブロックを適切に支持できないおそれがある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、シリンダブロックの摺動性を確保しつつ作動液の漏れを防止する液圧回転機を提供することを目的とする。
第1の発明は、液圧回転機であって、シャフトが連結されてシャフトと共に回転するシリンダブロックと、シャフトに対して放射状にシリンダブロックに形成され、シャフトの周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダと、シリンダ内に摺動可能に挿入されシリンダの内部に容積室を区画するピストンと、シリンダブロックの外周に設けられピストンの先端が摺動するカム面を内周に有するカムリングと、シリンダブロックを収容すると共に、高圧の作動液を導く高圧通路と低圧の作動液を導く低圧通路とが設けられるケースと、ケースとシリンダブロックの一端面との間に介在するバルブプレートと、ケースとシリンダブロックの他端面との間に介在するスラストプレートと、を備え、バルブプレートは、高圧通路と容積室とを連通する高圧ポートと、低圧通路と容積室とを連通する低圧ポートと、を有し、スラストプレートは、ケース側の端面に形成され、シリンダブロックをバルブプレートに向けて付勢する作動液圧が容積室から導かれる複数のポケットポートを有し、複数のポケットポートは、容積室と常時連通する標準ポートと、シリンダブロックの回転に伴い、容積室が高圧ポートに連通すると容積室に連通され、容積室が高圧ポートに連通しなくなると容積室との連通が遮断される切換ポートと、を有することを特徴とする。
第2の発明は、スラストプレートが、複数のポケットポートへの作動液圧の供給と遮断とを制御する導入ポートをさらに有し、導入ポートは、シリンダブロックの回転に関わらず、標準ポートに容積室からの作動液圧を導くメインポートと、シリンダブロックの回転に伴い、容積室のいずれかに連通して切換ポートに容積室からの作動液圧を導く状態と、容積室のいずれにも連通せず切換ポートへの容積室からの作動液圧の供給が遮断される状態と、の間で切り換わるサブポートと、を有することを特徴とする。
第1及び第2の発明では、シリンダブロックの回転に伴い、容積室と高圧ポートとの連通状態の切り換えに対応して、切換ポートと容積室との連通状態が切り換わるため、シリンダブロックがバルブプレートに対して離れる方向の力と近づく方向の力とがシリンダブロックの回転に伴い同じ周期で変化する。よって、シリンダブロックに作用する力は、シリンダブロックの回転にかかわらず一定となり、シリンダブロックとバルブプレートとの間において、静圧軸受構造が維持される。
第3の発明は、シリンダブロックが、回転に伴い高圧ポートと容積室とを連通するシリンダポートを有し、複数のポケットポートは、シリンダブロックが回転する過程において、標準ポートと作動液圧が供給されている切換ポートとの開口面積の和が、高圧ポートの開口面積と、高圧ポートに連通しバルブプレートの端面に対向するシリンダポートの面積と、の和よりも、常に大きくなるように構成されることを特徴とする。
第3の発明では、シリンダブロックの回転に関わらず、常にシリンダブロックがバルブプレートへ向けて押し付けられるため、シリンダブロックとバルブプレート20との間において、静圧軸受構造を安定して維持することができる。
第4の発明は、シリンダブロックの回転に伴い、高圧ポートに連通する容積室の数が変化し、複数のポケットポートが、切換ポートとして第1切換ポート及び第2切換ポートを有し、第1切換ポート及び第2切換ポートは、高圧ポートに連通する容積室の数が相対的に少ない第1状態では、いずれか一方に容積室から圧力が供給され、他方には圧力の供給が遮断され、高圧ポートに連通する容積室の数が相対的に多い第2状態では、それぞれ容積室から圧力が供給されることを特徴とする。
第4の発明では、高圧ポートに連通する容積室の数の変化に対応して、第1切換ポート及び第2切換ポートのいずれかに圧力に供給される状態と両方に供給される状態とが切り換わる。このため、シリンダブロックがバルブプレートに対して離れる方向の力と近づく方向の力とがシリンダブロックの回転に伴い同じ周期で変化する。よって、シリンダブロックに作用する力は、シリンダブロックの回転にかかわらず一定となり、シリンダブロックとバルブプレートとの間において、静圧軸受構造が維持される。
第5の発明は、カムリングは、容積室の容積が拡張する吸込領域と、容積室の容積が収縮する吐出領域と、を有し、第1切換ポートと第2切換ポートは、標準ポートとシャフトの径方向に並んで配置されると共に、吸込領域と吐出領域との境界となる境界線に垂直かつシャフトの中心軸を通る基準線に対して、対称な形状にそれぞれ形成されることを特徴とする。
第5の発明では、第1切換ポート及び第2切換ポートへの作動液圧の供給と遮断とが切り換わっても、基準線によって分けられる2つの領域での圧力バランスが保たれる。よって、シリンダブロックの回転に伴うスラストプレートの振動が抑制される。
第6の発明は、切換ポートが、標準ポートと周方向に離間して配置されることを特徴とする。
第6の発明では、スラストプレートが径方向に大型化することを防止できる。
第7の発明は、ケースには、ケース内部の作動液を排出するドレン通路が形成され、高圧通路、低圧通路、及びドレン通路は、シャフトの軸方向においてケースの一側面側に設けられることを特徴とする。
第7の発明では、高圧通路、低圧通路、及びドレン通路が一方側に並んで設けられるため、配管の取り付けが容易となる。
第8の発明は、ケースとスラストプレートとの間に設けられ、複数のポケットポートのそれぞれに導かれる作動液圧がケースとスラストプレートとの間の隙間から漏れることを防止する複数のシール部材をさらに備えることを特徴とする。
第8の発明では、シール部材によって、作動液圧の漏れを防止するため、より安定してシリンダブロックをバルブプレートに向けて押し付けることができる。よって、シリンダブロックとバルブプレートとの間において、静圧軸受構造を安定して維持することができる。
本発明によれば、液圧回転機において、シリンダブロックの摺動性を確保しつつ作動液の漏れが防止される。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係る液圧回転機100について説明する。
液圧回転機100は、ピストン7がシャフト1に対して放射状に設けられるラジアルピストン式である。本実施形態では、液圧回転機100が、作動油を作動流体とする油圧ピストンポンプ(以下、単に「ピストンポンプ100」と称する。)である場合について説明する。ピストンポンプ100は、外部からの動力によりシャフト1が回転してピストン7が往復動することで、高圧の作動油を外部に吐出する。なお、液圧回転機100は、外部から供給される作動油の流体圧によりピストン7が往復動してシャフト1が回転することで、回転駆動力を出力可能なピストンモータとして機能するものでもよい。また、液圧回転機100は、ピストンポンプ及びピストンモータの両方として機能するものであってもよい。また、液圧回転機100は、一方向にのみ回転するものであってもよいし、双方向に回転するものであってもよい。
ピストンポンプ100は、図1に示すように、動力源によって回転するシャフト1と、シャフト1に連結されシャフト1と共に回転するシリンダブロック2と、シリンダブロック2を収容するケース3と、シリンダブロック2の外周に設けられるカムリング6と、を備える。
ケース3は、一端が開口しシャフト1が挿通するケース本体4と、ケース本体4の開口端を封止しシャフト1の端部を収容するカバー5と、を備える。
ケース本体4の挿通孔4aを通じて外部に突出するシャフト1の一方の端部1aには、動力源が連結される。シャフト1の端部1aは、ブッシュ50を介してケース本体4の挿通孔4aに回転自在に支持される。シャフト1の他方の端部1bは、カバー5に設けられる収容凹部5aに収容され、ブッシュ51を介して回転自在に支持される。
シリンダブロック2は、シャフト1が貫通する貫通孔2aを有し、貫通孔2aを介してシャフト1とスプライン結合される。これにより、シリンダブロック2はシャフト1の回転に伴って回転する。
シリンダブロック2には、外周面に開口部を有する複数のシリンダ2bがシャフト1に対して放射状に(径方向に延びて)形成される。複数のシリンダ2bは、シリンダブロック2の周方向に所定の間隔を持って形成される。本実施形態では、7つのシリンダ2bがシリンダブロック2に形成される。なお、図1では、説明の便宜上、同一断面上に2つのシリンダ2bを図示している。また、これに対応して、図1では、2つのシリンダ2b内に連通する後述のシリンダポート9及び導入路25も同一断面上に図示している。
シリンダ2bには、容積室8を区画する円柱状のピストン7が往復動自在に挿入される。ピストン7の先端側はシリンダ2bの開口部から突出し、その先端部はカムリング6の内周のカム面6aに摺接する。また、シリンダブロック2には、一端面2cに開口し、それぞれ対応する容積室8に連通する複数のシリンダポート9が形成される。なお、ピストン7は、先端がカム面6aに直接摺接するものでもよいし、カム面6aに摺接するシュー(図示省略)がピストン7の先端に設けられ、ピストン7の先端がシューを介してカム面6aに摺接するものでもよい。
カムリング6は、ケース本体4の内周面に設けられ、シリンダブロック2を収容する。カムリング6の内周のカム面6aは、シャフト1に対して偏心した円筒面である。カムリング6は、カム面6aを摺動することで往復動するピストン7によって容積室8の容積が拡張する吸込領域と、容積室8の容積が収縮する吐出領域と、を有する。カムリング6は、ケース本体4の内周面に形成される段差4bとカバー5との間でスペーサ52を介してシャフト1の軸方向に位置決めされる。
カムリング6は、転がり軸受であってもよいし、リング状の滑り軸受(ブッシュ)であってもよい。また、ケース本体4の内周面にカム面6aを直接形成し、ケース本体4をカムリング6として機能させてもよい。言い換えれば、カムリング6がケース本体4と一体として形成されてもよい。
容積室8には、カバー5に形成される供給通路10を通じて作動油が導かれる。容積室8の作動油は、カバー5に形成される排出通路11を通じて排出される。また、カバー5には、ケース3の内部の作動油を外部に排出するドレン通路12が形成される。図1に示すように、供給通路10、排出通路11、及びドレン通路12は、それぞれケース3の一側面側に並んで設けられる。より具体的には、供給通路10、排出通路11、及びドレン通路12は、それぞれカバー5の軸方向の一端面5b(ケース本体4に接触する端面とは反対側の軸方向端面)に開口する。これにより、供給通路10、排出通路11、及びドレン通路12に対して、作動油を導く配管の接続を容易に行うことができる。
ピストンポンプ100では、ピストンポンプ100に給排される作動油のうちの高圧側の作動油である容積室8から吐出される作動油を導く排出通路11が高圧通路に相当し、低圧側の作動油である容積室8に供給される作動油を導く供給通路10が低圧通路に相当する。なお、シリンダブロック2が双方向に回転する両回転用のピストンポンプ100である場合には、シリンダブロック2の回転方向に応じて、通路11が排出通路(高圧通路)、通路10が供給通路(低圧通路)として機能する場合と、通路10が排出通路(高圧通路)、通路11が供給通路(低圧通路)として機能する場合と、で切り換わる。
ピストンポンプ100は、シリンダブロック2の一端面2cとカバー5との間に介在するバルブプレート20と、シリンダブロック2の他端面2dとケース本体4の底部との間に介在するスラストプレート30と、シリンダブロック2の他端面2dに開口し、対応する容積室8に連通する複数の導入路25と、をさらに備える。バルブプレート20及びスラストプレート30には、シャフト1が挿通する。
バルブプレート20は、シリンダブロック2の一端面2cが摺接する円板部材であり、カバー5に固定される。バルブプレート20には、カバー5に形成された供給通路10と容積室8とを接続する円弧状の吸込ポート21と、カバー5に形成された排出通路11と容積室8を接続する円弧状の吐出ポート22と、が形成される(図2から図4参照)。ピストンポンプ100では、排出通路11と容積室8とを連通する吐出ポート22が高圧ポートに相当し、供給通路10と容積室8とを連通する吸込ポート21が低圧ポートに相当する。
スラストプレート30は、シリンダブロック2の他端面2dが摺接する円板部材である。スラストプレート30は、ケース本体4の底部に設けられるプレート収容穴4cにシャフト1の軸方向へ摺動自在に挿入される。また、スラストプレート30は、プレート収容穴4c内において、シリンダブロック2と共に回転しないようにシャフト1の周方向の回り止めがされている。
スラストプレート30は、図1及び図2に示すように、シリンダブロック2側の端面30aに形成され、シリンダブロック2の導入路25に開口する複数の導入ポート31と、ケース側の端面30bに形成され、シリンダブロック2をバルブプレート20に向けて付勢するための作動油圧が吐出領域にある容積室8から導かれる円弧状の複数のポケットポート40と、吸込領域にある容積室8に連通する円弧状の複数のポケットポート45と、ポケットポート40及びポケットポート45とこれらに対応する導入ポート31とを連通する接続通路35と、を有する。
導入ポート31は、ポケットポート40及びポケットポート45に対応した数(本実施形態では6個)だけ、スラストプレート30に形成される。導入ポート31によって、容積室8から複数のポケットポート40への作動油圧の供給と遮断が制御される。導入ポート31は、シリンダブロック2の回転に関わらず、容積室8のいずれかが常時連通する2つのメインポート32と、シリンダブロック2の回転に伴い、容積室8のいずれかが連通する状態と容積室8のいずれとも連通しない状態とが切り換わる2つの第1サブポート33及び2つの第2サブポート34と、を有する。吸込領域と吐出領域のそれぞれにおいて、1つのメインポート32とメインポート32を周方向に挟む2つのサブポート33,34とが設けられる。つまり、導入ポート31は、シャフト1(スラストプレート30)の中心軸Oを通り吸込領域と吐出領域の境界となる境界線Cに対して、対称の構造を有している(図2(b)参照)。
ポケットポート40及びポケットポート45は、図1及び図5に示すように、それぞれケース本体4と共に、容積室8からの作動油圧が導かれる圧力室(符示省略)を形成する。よって、スラストプレート30には、導入ポート31及び接続通路35を通じて容積室8から圧力室内に導かれる作動油圧が作用する。
また、スラストプレート30には、端面30bに形成される収容溝(図示省略)に収容されてポケットポート40及びポケットポート45のそれぞれを囲い、スラストプレート30とケース本体4との間の隙間を封止するシール部材としてのOリング36が設けられる(図6参照)。これにより、ポケットポート40及びポケットポート45によって形成される圧力室に導かれる作動油圧が、スラストプレート30とケース本体4との間の隙間から漏れることが防止される。なお、図1及び図5では、Oリング36の図示を省略する。
ポケットポート40とポケットポート45とは、シリンダブロック2の回転に伴い、吐出領域にある容積室8に連通するか、吸込領域にある容積室8に連通するか、を除き、同様の構成を有する。ポケットポート40とポケットポート45とは、境界線Cに対して、対称構造を有する。よって、以下では、ポケットポート40の構成について主に説明し、ポケットポート45については、説明を適宜省略する。
複数のポケットポート40は、それぞれスラストプレート30の導入ポート31、接続通路35、及びシリンダブロック2の導入路25を通じてカムリング6の吐出領域にある容積室8に連通するように設けられる。複数のポケットポート40は、図5に示すように、シリンダブロック2の回転にかかわらず、容積室8から作動油圧が常時導かれる標準ポート41と、シリンダブロック2の回転に伴い、容積室8が吐出ポート22に連通すると容積室8に連通され、容積室8が吐出ポート22に連通しなくなると容積室8との連通が遮断される切換ポートとして第1切換ポート42及び第2切換ポート43と、を有する。標準ポート41、第1切換ポート42、第2切換ポート43のそれぞれは、スラストプレート30の中心軸Oを通り境界線Cに垂直な基準線Lに対して、対称な円弧形状に形成されている。
標準ポート41は、接続通路35を通じて導入ポート31のメインポート32に連通する。これにより、標準ポート41は、常に吐出領域にあるいずれかの容積室8に連通し、作動油圧が常に導かれる。
第1及び第2切換ポート42,43は、それぞれ接続通路35を通じて導入ポート31の第1及び第2サブポート33,34に連通する。これにより、シリンダブロック2の回転に伴い、第1及び第2サブポート33,34と容積室8との連通及び遮断の切り換わりに対応して、第1及び第2切換ポート42,43は、容積室8との連通及び遮断、言い換えれば、容積室8から作動油圧が供給される状態と容積室8からの作動油圧の供給が遮断される状態とが切り換わる。
第1及び第2切換ポート42,43は、図5に示すように、標準ポート41に対してスラストプレート30の径方向に隔てられて離間しており、標準ポート41を径方向に挟むように設けられる。標準ポート41、第1切換ポート42、第2切換ポート43は、それぞれシャフト1の中心軸Oに対する中心角が互いに略同一の角度αで形成される。さらに、標準ポート41、第1切換ポート42、第2切換ポート43が形成される角度αは、バルブプレート20における吐出ポート22(及び吸込ポート21)が形成される角度(図示省略)と略同一である。第1切換ポート42及び第2切換ポート43の開口面積(シャフト1の軸方向に垂直な断面積)は、互いに等しく形成される。標準ポート41の開口面積は、第1切換ポート42及び第2切換ポート43の開口面積よりも、大きく形成される。ポケットポート40の詳細な構成については、後に説明する。
シリンダブロック2には、容積室8と同数(本実施形態では7つ)の導入路25が形成される。導入路25は、図1に示すように、それぞれシリンダブロック2の他端面2dに開口部を有し、シャフト1と平行に形成される。複数の導入路25は、シリンダブロック2の周方向に所定の間隔をもって形成される。また、複数の導入路25は、シャフト1の周方向における位置が、シリンダ2bが設けられる位置とほぼ一致する。複数の容積室8と複数の導入路25とは、1対1で対応しており、導入路25には、対応する容積室8内の作動油圧が導かれる。導入路25は、対応する容積室8から導かれる作動油圧をスラストプレート30のポケットポート40に導く。
次に、ピストンポンプ100の作動について説明する。
外部からの動力によりシャフト1が回転駆動され、シリンダブロック2が回転すると、遠心力によりシリンダ2bの開口部からピストン7が突出し、先端がカムリング6のカム面6aに対して摺動する。カムリング6のカム面6aは、シャフト1に対して偏心して形成されるため、カム面6aに対して摺動する各ピストン7は、シリンダブロック2の回転に伴ってシリンダ2b内を往復動する。このように、シリンダブロック2の回転に伴う各ピストン7の往復動により、各容積室8の容積が増減する。
シリンダブロック2の回転により拡大する容積室8には、カバー5の供給通路10及びバルブプレート20の吸込ポート21を通じて作動油が導かれる。容積室8内に吸い込まれた作動油は、シリンダブロック2の回転による容積室8の縮小によって増圧され、バルブプレート20の吐出ポート22及びカバー5の排出通路11を通じて吐出される。このように、ピストンポンプ100では、シリンダブロック2の回転に伴って、作動油の吸込と吐出とが連続的に行われる。
次に、導入ポート31及びポケットポート40の詳細な構造とシリンダブロック2の支持構造について詳細に説明する。
シリンダブロック2のシリンダ2b内に形成される容積室8には、上述のようにバルブプレート20に設けられる吸込ポート21を通じて作動油が導かれ、バルブプレート20に設けられる吐出ポート22を通じて作動油が吐出される。このため、シリンダポート9を通じて吐出される高圧の作動油圧がシリンダポート9に対向するバルブプレート20の端面に作用する。また、吐出ポート22内の高圧の作動油圧は、吐出ポート22に対向するシリンダブロック2の一端面2cに作用する。これにより、シリンダブロック2とバルブプレート20との間には、互いが離間するような力(以下、「浮き上げ力」と称する。)が発生する。なお、以下では、高圧の作動油圧を受圧して、浮き上げ力を発生させるシリンダブロック2及びバルブプレート20の受圧面積を「浮上受圧面積」と称する。
スラストプレート30のポケットポート40には、吐出領域にある容積室8の作動油が導入路25及び接続通路35を通じて導かれる。このため、ポケットポート40に導かれる高圧の作動油圧によって、スラストプレート30は、シリンダブロック2に向けて押圧される。これにより、シリンダブロック2は、高圧の作動油圧を受けるスラストプレート30によって、バルブプレート20に向けて図1中右側に押し付けられる。以下、スラストプレート30によってシリンダブロック2をバルブプレート20に押し付ける力を「押し付け力」と称する。また、スラストプレート30がシリンダブロック2を押し付ける押し付け力は、高圧の作動油圧が導かれるポケットポート40全体としての開口面積(受圧面積)に依存する。以下では、高圧の作動油圧を受圧し、押し付け力を発生させる受圧面積を「押付受圧面積」と称する。
以上のように、シリンダブロック2には、互いに反対方向に作用する浮き上げ力及び押し付け力が作用する。ピストンポンプ100では、シリンダブロック2が回転する過程において、押し付け力が浮き上げ力よりも常に大きくなるようにポケットポート40の形状などが設定され、シリンダブロック2がバルブプレート20に向けて押し付けられる。つまり、ポケットポート40は、シリンダブロック2が回転する過程において、押付受圧面積が浮上受圧面積よりも常に大きくなるように構成される。これにより、シリンダブロック2とバルブプレート20との間に静圧軸受が形成され、シリンダブロック2は、静圧軸受によってバルブプレート20に対して支持される。したがって、シリンダブロック2とバルブプレート20との間の摺動性が確保されるとともに、両者の間の隙間を通じた作動油の漏れが低減される。
ここで、ピストンポンプ100では、7つのシリンダ2bがシリンダブロック2に形成される。このため、バルブプレート20の吐出ポート22に連通するシリンダポート9の数は、シリンダブロック2の回転に伴い変化する。シリンダブロック2の回転に伴って吐出ポート22に連通するシリンダポート9の数の変化に応じて、浮き上げ力は周期的に変化する。そこで、ピストンポンプ100では、複数のポケットポート40は、第1及び第2切換ポート42,43への高圧の作動油の供給と遮断とを切り換え、押し付け力が浮き上げ力の変化に対応して周期的に変化するように構成される。以下、図2から図6を参照して、導入ポート31及びポケットポート40の具体的構成について説明する。
図2(a)、図3(a)、及び図4(a)では、シリンダブロック2のシリンダポート9を破線で模式的に示す。また、図2から図5の矢印は、シリンダブロック2の回転方向を示す。図2は、吐出ポート22に3つのシリンダポート9が連通した際の図であり、(a)はシリンダポート9と吐出ポート22の位置関係を示し、(b)は導入ポート31と導入路25との位置関係を示す。図3は、吐出ポート22に4つのシリンダポート9が連通した際の図であり、(a)はシリンダポート9と吐出ポート22の位置関係を示し、(b)は導入ポート31と導入路25との位置関係を示す。図4は、図3の状態からシリンダブロック2がさらに回転して吐出ポート22に再び3つのシリンダポート9が連通した際の図であり、(a)はシリンダポート9と吐出ポート22の位置関係を示し、(b)は導入ポート31と導入路25との位置関係を示す。図2(a)、図3(a)、図4(a)では、シリンダポート9を破線で模式的に示し、図2(b)、図3(b)、図4(b)では、導入路25を破線で模式的に示す。なお、図2から図5では、シリンダポート9,吐出ポート22,導入ポート31、接続通路35の符号を一部省略している。
図2(a)、図3(a)、図4(a)に示すように、ピストンポンプで100は、吐出ポート22に連通するシリンダポート9の数が相対的に少ない(本実施形態では3つ)である状態(第1状態、図2(a)及び図4(a)参照)と、吐出ポート22に連通するシリンダポート9の数が相対的に多い(本実施形態では4つ)状態(第2状態、図3(a)参照)とが、シリンダブロック2の回転に伴って切り換わる。
図2(a)に示す状態では、3つのシリンダポート9が吐出ポート22に連通し、シャフト1の軸方向(図面紙面垂直方向)からみて3つのシリンダポート9の全体が吐出ポート22と重なる。この状態では、浮上受圧面積は、吐出ポート22の開口面積分に相当し、シリンダブロック2には、吐出ポート22の開口面積に応じた浮き上げ力が作用する。
この状態では、図2(b)に示すように、導入ポート31におけるメインポート32及び第1サブポート33が導入路25を通じて容積室8に連通する一方、第2サブポート34は導入路25に連通しない。これにより、ポケットポート40における標準ポート41と第1切換ポート42に高圧の作動油圧が導かれ、第2切換ポート43には作動油圧が供給されない。よって、押付受圧面積は、標準ポート41の開口面積と切換ポートの1つ分(第1切換ポート42)の開口面積との和となる。これにより、シリンダブロック2は、この押付受圧面積に応じた押し付け力をスラストプレート30から受ける。
このような状態において押し付け力を浮き上げ力よりも大きくするために、標準ポート41の開口面積と切換ポートの1つ分(第1切換ポート42)の開口面積との和(押付受圧面積)は、吐出ポート22の開口面積(浮上受圧面積)よりも大きくなるように形成される。
図3(a)に示すように、シリンダブロック2の回転に伴い、4つのシリンダポート9が吐出ポート22に連通する状態に切り替わると、新たに連通したシリンダポート9にも吐出ポート22内の高圧の作動油圧が導かれる。また、回転方向の前方にあって吐出ポート22と重なっていたシリンダポート9の一部は、バルブプレート20の端面に対向するようになる。このため、4つのシリンダポート9が吐出ポート22に連通した状態では、吐出ポート22の開口面積に加え、新たに連通したシリンダポート9におけるバルブプレート20の端面に対向する面積分(図3(a)にハッチングで示す部分)だけ、バルブプレート20において高圧の作動油圧が作用する面積が増加する。つまり、浮上受圧面積は、吐出ポート22の面積と、吐出ポート22に連通するシリンダポート9においてバルブプレート20に対向する部分(図3(a)中ハッチング部分)の面積と、の和となる。よって、図2(a)に示す状態と比較して、高圧の作動油圧を受けるバルブプレート20の受圧面積分だけ、浮き上げ力が急激に大きくなる。
この状態では、図3(b)に示すように、導入ポート31におけるメインポート32及び第1サブポート33に加え、第2サブポート34も導入路25と連通する。これにより、ポケットポート40における標準ポート41、第1切換ポート42、及び第2切換ポート43に高圧の作動油圧が供給される。よって、シリンダブロック2は、標準ポート41の開口面積と切換ポート2つ分の開口面積とに応じた押し付け力をスラストプレート30から受ける。したがって、シリンダブロック2は、図2(b)に示す状態よりも大きな押し付け力をスラストプレート30から受ける。
このような状態において押し付け力を浮き上げ力よりも大きくするために、標準ポート41の開口面積と切換ポートの2つ分(第1及び第2切換ポート42,43)の開口面積との和(押付受圧面積)は、吐出ポート22の開口面積と吐出ポート22に連通するシリンダポート9においてバルブプレート20に対向する部分(図3(a)中ハッチング部分)の面積との和(浮上受圧面積)よりも大きくなるように形成される。
さらにシリンダブロック2が回転すると、図4(a)に示すように、吐出ポート22には、再び3つのシリンダポート9が連通する状態となる。この状態では、図4(b)に示すように、導入ポート31におけるメインポート32と第2サブポート34が導入路25に連通する一方、第1サブポート33は導入路25と連通しなくなる。これにより、ポケットポート40における標準ポート41と第2切換ポート43に高圧の作動油圧が導かれ、第1切換ポート42には作動油圧が供給されない。よって、シリンダブロック2は、標準ポート41の開口面積と切換ポート1つ分(第2切換ポート43)の開口面積とに応じた押し付け力をスラストプレート30から受ける。図4(a)、(b)に示す状態からさらにシリンダブロック2が回転すると、図2(a)、(b)に示す状態に戻る。
なお、図示及び詳細な説明は省略するが、図4(a)、(b)の状態から図2(a)、(b)の状態となる過程においては、吐出ポート22に3つのシリンダポート9が連通する状態のまま、第2サブポート34と容積室8との連通が遮断される、これと同時に、第1サブポート33が容積室8と連通して、再び図2(b)に示す状態となる。このように、第2サブポート34と容積室8との連通が遮断されるのとほぼ同じタイミングで第1サブポート33と容積室8とが連通するため、図4(b)に示す状態から図2(b)に示す状態へ変化する過程において押し付け力が大きく変動することがない。
以上のように、シリンダブロック2の回転に伴い、新たに容積室8が吐出ポート22に連通し始めると、容積室8と連通していなかった第1,第2切換ポート42,43のいずれかが容積室8と新たに連通する。シリンダブロック2の回転に伴い、吐出ポート22に連通していた容積室8が吐出ポート22と連通しなくなると、容積室8に連通していた第1,第2切換ポート42,43のいずれかが容積室8と連通しなくなる。つまり、吐出ポート22に連通するシリンダポート9(容積室8)の数が3つから4つに切り替わることに対応して、第1切換ポート42及び第2切換ポート43の両方が導入路25(容積室8)に連通する。吐出ポート22に連通するシリンダポート9(容積室8)の数が4つから3つに切り替わることに対応して、第1切換ポート42及び第2切換ポート43の一方が導入路25(容積室8)に連通し、他方が導入路25との連通が遮断された状態へと切り換わる。これにより、スラストプレート30からシリンダブロック2に作用する押し付け力は、吐出ポート22に連通するシリンダポート9の数に応じて、浮き上げ力と同じ周期(位相)で変化する。
浮き上げ力と押し付け力とが同じ周期(位相)で変化するため、シリンダブロック2に作用する全体としての力である浮き上げ力と押し付け力の合力(言い換えれば、浮き上げ力と押し付け力の比)は、シリンダブロック2が回転してもほぼ一定に保たれる。これにより、シリンダブロック2に作用する力を適切な範囲で維持することができ、シリンダブロック2を支持する静圧軸受構造を維持することができる。したがって、バルブプレート20に対するシリンダブロック2の摺動性を確保しつつ、シリンダブロック2とバルブプレート20との間の漏れ量を低減させることができる。
また、標準ポート41、第1切換ポート42、第2切換ポート43は、互いに径方向に並んで設けられ、それぞれ基準線Lに対して対称な円弧状に形成される。このため、第1切換ポート42及び第2切換ポート43への作動油圧の供給と遮断とが切り換わっても、基準線Lで分けられる2つの領域(図中基準線Lの上部と下部)との間の圧力バランスが変化しない。このため、第1及び第2切換ポート42,43への圧力供給の切換に伴うスラストプレート30の振動(基準線周りの傾転)を抑制することができる。
また、ピストンポンプ100では、ポケットポート40を外周から囲うように、Oリング36が設けられる。これにより、ポケットポート40内の作動油が、スラストプレート30とケース本体4との間の隙間から漏れるのが防止され、押し付け力を安定させることができる。別の観点からいえば、Oリング36によってスラストプレート30とケース本体4との間からの漏れがないように圧力室が区画されるため、押付受圧面積を安定させることができ、押し付け力のばらつきを抑制することができる。
上記実施形態では、シリンダブロック2が一方向(図2中反時計回り)に回転し、ポケットポート40が吐出領域にある容積室8に連通する場合のみを説明した。これに対し、シリンダブロック2が上記実施形態とは逆方向(図2中時計回り)に回転する場合には、ポケットポート45が吐出領域にある容積室8に連通する。本実施形態では、ポケットポート45がポケットポート40と同様の構成を有しているため、上記実施形態とは逆方向(図2中時計回り)にシリンダブロック2が回転したとしても、ポケットポート45が、上記実施形態におけるポケットポート40と同様の機能を発揮して、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。したがって、回転方向に応じて吸込領域と吐出領域とが逆転する両回転型のピストンポンプ100において、ピストンポンプ100がいずれの方向に回転しても、押し付け力と浮き上げ力の比をほぼ一定に保って、静圧軸受構造を維持することができる。
ピストンポンプ100が一方向にのみ回転する場合には、ポケットポート45をポケットポート40と同様の構成とせず、単一の円弧状のポートとして形成してもよい。しかしながら、一方向のみに回転する場合であっても、液圧回転機100が、例えば静油圧伝達装置(Hydro Static Transmission:HST)のような閉回路中に用いられるピストンモータである場合には、上記実施形態のように、ポケットポート45をポケットポート40と同様の構成とすることが望ましい。HSTでは、駆動軸を停止させる際、慣性によってわずかにピストンモータが回転することがある。このような場合には、ピストンモータの通常の駆動時には高圧の作動油が供給される高圧通路から、慣性による回転時には作動油が吸い込まれる。また、通常の駆動時には、低圧の作動油を吐出する低圧通路から、慣性による回転時には吸い込んだ作動油を吐出することになる。つまり、慣性による回転時では、通常の駆動時とは、通路の高圧と低圧とが入れ替わる。このような場合においては、ポケットポート45に高圧の作動液圧が導かれるため、ポケットポート45をポケットポート40と同様の構成とすることにより、慣性による回転時であっても、静圧軸受構造を維持することができる。
次に、本実施形態の変形例について、説明する。
上記実施形態では、第1サブポート33及び第2サブポート34の2つによって第1切換ポート42及び第2切換ポート43への作動油圧の供給と遮断とを切り換えることで、浮き上げ力の変化に対応して押し付け力が変化するように構成される。これに対し、ピストンポンプ100は、浮き上げ力の変化に応じて押し付け力が変化するように構成される限り、1つのサブポートを有していてもよいし、3つ以上のサブポートを有していてもよい。例えば、それぞれ周方向に離間する2つ以上のサブポートとメインポート32を設け、これらの周方向の間隔を異ならせるように配置してもよい。また、図7に示すように、サブポート133をメインポート32の径方向内側又は外側に設けてもよい。言い換えれば、サブポート133は、PCD(Pitch Circular Diameter:ピッチ基円直径)がメインポート32と異なっていてもよい。この場合、切換ポート133は、4つのシリンダポート9が吐出ポート22に連通している状態では導入路25と連通し、3つのシリンダポート9が吐出ポート22に連通する状態では導入路25と連通しないような、位置及び形状に形成すればよい。
また、標準ポート41及び切換ポート42,43の配置、形状、及び開口面積は、上記実施形態に限らず、所望の静圧軸受構造を構成する限り、任意の構成とすることができる。例えば、図8に示すように、2つの切換ポート42,43は、標準ポート41を周方向に挟むように標準ポート41とは周方向に離間して配置されるものでもよい。つまり、標準ポート41と切換ポート42,43についても、同じPCDで形成されてもよい。この場合、切換ポート42,43が標準ポート41と径方向に離間する上記実施形態と比較して、径方向へスラストプレート30を小型化することができる。また、切換ポートの数も、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
また、上記実施形態では、ポケットポート40及びポケットポート45を外周から囲うように、Oリング36が設けられる。これに対し、Oリング36は、ポケットポート40及びポケットポート45の内部に設けられ、ポケットポート40及びポケットポート45の底部とケース本体4との間で圧縮されるように構成されてもよい。この場合であっても、ポケットポート40及びポケットポート45内の作動油が、スラストプレート30とケース本体4との間の隙間から漏れるのが防止され、押し付け力を安定させることができる。なお、Oリング36の外側(Oリング36からみてポケットポート40とは反対側)にバックアップリングを設けてもよい。また、所望の静圧軸受構造を維持できる場合には、Oリング36を設けなくてもよい。
また、上記実施形態では、作動油を作動液とするピストンポンプ100について説明した。これに代えて、作動液は、水などその他のものでもよい。
また、上記実施形態では、7つのピストン7がシリンダブロック2に挿入される場合について説明した。これに代えて、ピストン7の数は、奇数及び偶数にかかわらず、任意の数とすることができる。
また、上記実施形態では、カムリング6のカム面6aは、円筒面として形成され、ピストン7は、シリンダブロック2の1回転あたり1回だけ往復運動する。これに対し、カムリング6のカム面6aは、ピストン7がシリンダブロック2の1回転当たり複数回の往復運動をするような形状(例えば花弁状)に形成されてもよい。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
ピストンポンプで100は、シリンダブロック2の回転に伴い、吐出ポート22に連通するシリンダポート9の数が切り換わることに対応して、第1切換ポート42及び第2切換ポート43への作動油圧の供給と遮断とが切り換わる。これにより、シリンダブロック2に作用する浮き上げ力と押し付け力とをシリンダブロック2の回転に伴い同じ周期で変化させることができる。よって、シリンダブロック2に作用する力は、シリンダブロック2の回転にかかわらず一定となり、シリンダブロック2とバルブプレート20との間において、静圧軸受構造が維持される。したがって、バルブプレート20に対するシリンダブロック2の摺動性を確保しつつ、シリンダブロック2とバルブプレート20との間の漏れ量を低減させることができる。
また、ピストンポンプ100では、ポケットポート40は、基準線Lに対して対称な形状に形成される。これにより、第1切換ポート42及び第2切換ポート43への作動油圧の供給と遮断とが切り換わっても、基準線Lによって分けられる2つの領域での圧力バランスが保たれる。よって、シリンダブロック2の回転に伴うスラストプレート30の振動が抑制される。
また、ピストンポンプ100では、ポケットポート40を外周から囲うように、Oリングが36設けられる。これにより、ポケットポート40内の作動油が、スラストプレート30とケース本体4との間の隙間から漏れるのが防止され、押し付け力を安定させることができる。
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
ピストンポンプ100は、シャフト1が連結されてシャフト1と共に回転するシリンダブロック2と、シャフト1に対して放射状にシリンダブロック2に形成され、シャフト1の周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダ2bと、シリンダ2b内に摺動可能に挿入されシリンダ2bの内部に容積室8を区画するピストン7と、シリンダブロック2の外周に設けられピストン7の先端が摺動するカム面6aを内周に有するカムリング6と、シリンダブロック2を収容すると共に、高圧の作動油を導く排出通路11と低圧の作動油を導く供給通路10とが設けられるケース3と、ケース3とシリンダブロック2の一端面2cとの間に介在するバルブプレート20と、ケース3とシリンダブロック2の他端面2dとの間に介在するスラストプレート30と、を備え、バルブプレート20は、排出通路11と容積室8とを連通する吐出ポート22と、供給通路10と容積室8とを連通する吸込ポート21と、を有し、スラストプレート30は、ケース3側の端面30bに形成され、シリンダブロック2をバルブプレート20に向けて付勢する作動油圧が容積室8から導かれる複数のポケットポート40を有し、複数のポケットポート40は、容積室8と常時連通する標準ポート41と、シリンダブロック2の回転に伴い、容積室8が吐出ポート22に連通すると容積室8に連通され、容積室8が吐出ポート22に連通しなくなると容積室8との連通が遮断される切換ポート(第1切換ポート42、第2切換ポート43)と、を有する。
また、ピストンポンプ100では、スラストプレート30は、複数のポケットポート40への作動油圧の供給と遮断とを制御する導入ポート31をさらに有し、導入ポート31は、シリンダブロック2の回転に関わらず、標準ポート41に容積室8からの作動油圧を導くメインポート32と、シリンダブロック2の回転に伴い、容積室8のいずれかに連通して切換ポート(第1切換ポート42、第2切換ポート43)に容積室8からの作動油圧を導く状態と、容積室8のいずれにも連通せず切換ポート(第1切換ポート42、第2切換ポート43)への容積室8からの作動油圧の供給が遮断される状態と、の間で切り換わるサブポート(第1サブポート33,第2サブポート34)と、を有する。
これらの構成では、シリンダブロック2の回転に伴い、容積室8と吐出ポート22との連通状態の切り換えに対応して、切換ポート(第1切換ポート42、第2切換ポート43)と容積室8との連通状態が切り換わるため、シリンダブロック2がバルブプレート20に対して離れる方向の力と近づく方向の力とがシリンダブロック2の回転に伴い同じ周期で変化する。よって、シリンダブロック2に作用する力は、シリンダブロック2の回転にかかわらず一定となり、シリンダブロック2とバルブプレート20との間において、静圧軸受構造が維持される。したがって、シリンダブロック2の摺動性を確保しつつ作動液の漏れが防止される。
また、ピストンポンプ100では、シリンダブロック2は、回転に伴い吐出ポート22と容積室8とを連通するシリンダポート9を有し、複数のポケットポート40は、シリンダブロック2が回転する過程において、標準ポート41と作動油圧が供給されている切換ポート(第1切換ポート42,第2切換ポート43)との開口面積の和が、吐出ポート22の開口面積と、吐出ポート22に連通しバルブプレート20の端面に対向するシリンダポート9の面積と、の和よりも、常に大きくなるように構成される。
この構成では、シリンダブロック2の回転に関わらず、常にシリンダブロック2がバルブプレート20へ向けて押し付けられるため、シリンダブロック2とバルブプレート20との間において、静圧軸受構造を安定して維持することができる。
また、ピストンポンプ100では、シリンダブロック2の回転に伴い、吐出ポート22に連通する容積室8の数が変化し、複数のポケットポート40は、切換ポートとして第1切換ポート42及び第2切換ポート43を有し、第1切換ポート42及び第2切換ポート43は、吐出ポート22に連通する容積室8の数が相対的に少ない第1状態では、いずれか一方に容積室8から圧力が供給され、他方には圧力の供給が遮断され、吐出ポート22に連通する容積室8の数が相対的に少ない第2状態では、それぞれ容積室8から圧力が供給される。
この構成では、吐出ポート22に連通する容積室8の数の変化に対応して、第1切換ポート42及び第2切換ポート43のいずれかに圧力に供給される状態と両方に供給される状態とが切り換わる。このため、シリンダブロック2がバルブプレート20に対して離れる方向の力と近づく方向の力とがシリンダブロック2の回転に伴い同じ周期で変化する。よって、シリンダブロック2に作用する力は、シリンダブロック2の回転にかかわらず一定となり、シリンダブロック2とバルブプレート20との間において、静圧軸受構造が維持される。
また、ピストンポンプ100では、カムリング6は、容積室8の容積が拡張する吸込領域と、容積室8の容積が収縮する吐出領域と、を有し、第1切換ポート42と第2切換ポート43は、標準ポート41とシャフト1の径方向に並んで配置されると共に、吸込領域と吐出領域との境界となる境界線Cに垂直かつシャフト1の中心軸Oを通る基準線Lに対して、対称な形状にそれぞれ形成される。
この構成では、第1切換ポート42及び第2切換ポート43への作動油圧の供給と遮断とが切り換わっても、基準線Lによって分けられる2つの領域での圧力バランスが保たれる。よって、シリンダブロック2の回転に伴うスラストプレート30の振動が抑制される。
また、ピストンポンプ100の変形例では、切換ポート42,43は、標準ポート41と周方向に離間して並んで配置される。
この構成では、スラストプレート30の径方向への大型化を防止できる。
また、ピストンポンプ100では、ケース3には、ケース3内部の作動液を排出するドレン通路12が形成され、供給通路10、排出通路11、及びドレン通路12は、シャフト1の軸方向においてケース3の一側面5b側に設けられる。
この構成では、吐出通路11、吸込通路10、及びドレン通路12が一方側に並んで設けられるため、配管の取り付けが容易となる。
また、ピストンポンプ100では、ケース3とスラストプレート30との間に設けられ、複数のポケットポート40のそれぞれに導かれる作動油圧が3ケースとスラストプレート30との間の隙間から漏れることを防止する複数のOリング36をさらに備える。
この構成では、Oリング36によって、作動油圧の漏れを防止するため、より安定してシリンダブロック2をバルブプレート20に向けて押し付けることができる。よって、シリンダブロック2とバルブプレート20との間において、静圧軸受構造を安定して維持することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
1…シャフト、2…シリンダブロック、2b…シリンダ、2c…一端面、2d…他端面、3…ケース、6…カムリング、6a…カム面、7…ピストン、8…容積室、10…供給通路(低圧通路)、11…排出通路(高圧通路)、20…バルブプレート、21…吸込ポート(低圧ポート)、22…吐出ポート(高圧ポート)30…スラストプレート、30b…端面(ケース側の端面)、31…導入ポート、32…第1サブポート(サブポート)、33…第2サブポート(サブポート)、36…Oリング(シール部材)、40,45…ポケットポート、41…標準ポート、42…第1切換ポート(切換ポート)、43…第2切換ポート(切換ポート)、100…ピストンポンプ(液圧回転機)
Claims (8)
- シャフトが連結されて前記シャフトと共に回転するシリンダブロックと、
前記シャフトに対して放射状に前記シリンダブロックに形成され、前記シャフトの周方向に所定の間隔をもって配置される複数のシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に挿入され前記シリンダの内部に容積室を区画するピストンと、
前記シリンダブロックの外周に設けられ前記ピストンの先端が摺動するカム面を内周に有するカムリングと、
前記シリンダブロックを収容すると共に、高圧の作動液を導く高圧通路と低圧の作動液を導く低圧通路とが設けられるケースと、
前記ケースと前記シリンダブロックの一端面との間に介在するバルブプレートと、
前記ケースと前記シリンダブロックの他端面との間に介在するスラストプレートと、を備え、
前記バルブプレートは、
前記高圧通路と前記容積室とを連通する高圧ポートと、
前記低圧通路と前記容積室とを連通する低圧ポートと、を有し、
前記スラストプレートは、前記ケース側の端面に形成され、前記シリンダブロックを前記バルブプレートに向けて付勢する作動液圧が前記容積室から導かれる複数のポケットポートを有し、
前記複数のポケットポートは、
前記容積室と常時連通する標準ポートと、
前記シリンダブロックの回転に伴い、前記容積室が前記高圧ポートに連通すると前記容積室に連通され、前記容積室が前記高圧ポートに連通しなくなると前記容積室との連通が遮断される切換ポートと、を有することを特徴とする液圧回転機。 - 前記スラストプレートは、前記複数のポケットポートへの作動液圧の供給と遮断とを制御する導入ポートをさらに有し、
前記導入ポートは、
前記シリンダブロックの回転に関わらず、前記標準ポートに前記容積室からの作動液圧を導くメインポートと、
前記シリンダブロックの回転に伴い、前記容積室のいずれかに連通して前記切換ポートに前記容積室からの作動液圧を導く状態と、前記容積室のいずれにも連通せず前記切換ポートへの前記容積室からの作動液圧の供給が遮断される状態と、の間で切り換わるサブポートと、を有することを特徴とする請求項1に記載の液圧回転機。 - 前記シリンダブロックは、回転に伴い前記高圧ポートと前記容積室とを連通するシリンダポートを有し、
前記複数のポケットポートは、前記シリンダブロックが回転する過程において、前記標準ポートと作動液圧が供給されている前記切換ポートとの開口面積の和が、前記高圧ポートの開口面積と、前記高圧ポートに連通し前記バルブプレートの端面に対向する前記シリンダポートの面積と、の和よりも、常に大きくなるように構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の液圧回転機。 - 前記シリンダブロックの回転に伴い、前記高圧ポートに連通する前記容積室の数が変化し、
前記複数のポケットポートは、前記切換ポートとして第1切換ポート及び第2切換ポートを有し、
前記第1切換ポート及び前記第2切換ポートは、前記高圧ポートに連通する前記容積室の数が相対的に少ない第1状態では、いずれか一方に前記容積室から圧力が供給され、他方には圧力の供給が遮断され、前記高圧ポートに連通する前記容積室の数が相対的に多い第2状態では、それぞれ前記容積室から圧力が供給されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の液圧回転機。 - 前記カムリングは、前記容積室の容積が拡張する吸込領域と、前記容積室の容積が収縮する吐出領域と、を有し、
前記第1切換ポートと前記第2切換ポートは、前記標準ポートと前記シャフトの径方向に並んで配置されると共に、前記吸込領域と前記吐出領域との境界となる境界線に垂直かつ前記シャフトの中心軸を通る基準線に対して、対称な形状にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項4に記載の液圧回転機。 - 前記切換ポートは、前記標準ポートと周方向に離間して並んで配置されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の液圧回転機。
- 前記ケースには、前記ケース内部の作動液を排出するドレン通路が形成され、
前記高圧通路、前記低圧通路、及び前記ドレン通路は、前記シャフトの軸方向において前記ケースの一側面側に設けられることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の液圧回転機。 - 前記ケースと前記スラストプレートとの間に設けられ、前記複数のポケットポートのそれぞれに導かれる作動液圧が前記ケースと前記スラストプレートとの間の隙間から漏れることを防止する複数のシール部材をさらに備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の液圧回転機。
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JP2017227220A JP2019094883A (ja) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 液圧回転機 |
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2017
- 2017-11-27 JP JP2017227220A patent/JP2019094883A/ja active Pending
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