JP2019120155A - 液圧回転機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の回転中心軸線に対するシリンダブロックの傾きを矯正する。【解決手段】油圧ポンプ１は、ケーシング２と、ケーシング２内に回転可能に設けられた回転軸５と、回転軸５と一体に回転できるように回転軸５が挿通される挿通孔８Ｃを有すると共に複数のシリンダ９を有するシリンダブロック８と、シリンダブロック８の各シリンダ９内に往復動可能に挿嵌された複数のピストン１０と、シリンダブロック８の各シリンダ９を外部と連通させる給排ポート１７Ａ，１７Ｂを有する弁板１７とを備える。回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面と、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面との間には、姿勢保持用筒部材２８を設ける。姿勢保持用筒部材２８は、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きを矯正し、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏとシリンダブロック８の回転中心軸線とを一致させる。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械に搭載され、油圧ポンプまたは油圧モータとして好適に用いられる液圧回転機に関する。

一般に、油圧ポンプまたは油圧モータとして用いられる液圧回転機は、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸が挿通される挿通孔を有すると共に周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロック（ロータ）と、前記シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、前記各シリンダと前記各ピストンとの間に位置して前記シリンダブロック内に画成された油室を外面と連通させる給排ポートとを備えている。

液圧回転機が油圧ポンプとして用いられる場合には、原動機によって回転軸が駆動されることにより、回転軸と一体にシリンダブロックが回転する。シリンダブロックが回転すると、シリンダブロックの各シリンダ内で各ピストンが往復動し、弁板の供給ポート（吸込ポート）から前記各シリンダ内に供給された作動油が各ピストンによって加圧され、弁板の排出ポート（吐出ポート）を通じて高圧の圧油が吐出される。

ここで、回転軸とシリンダブロックとの間は、通常、スプライン結合によって結合され、シリンダブロックは、回転軸に対して軸方向に移動可能な状態で回転軸と一体に回転する。このため、回転軸側の雄スプラインとシリンダブロック側の雌スプラインには、両者を組付けるために必要な寸法公差があり、この寸法公差に伴って両者間に僅かな隙間が形成されることにより、シリンダブロックは、回転軸の回転中心軸線に対して僅かに傾いた状態で回転する。

弁板に摺接するシリンダブロックの摺接面には、弁板の給排ポートに間欠的に連通する各シリンダポート（吐出ポート）が開口している。これら各シリンダポートは、シリンダブロックの摺接面が弁板に面接触することによりシールされているため、シリンダブロックが回転軸の回転中心軸線に対して傾いた状態で回転すると、各シリンダポートと弁板との間に微小な隙間が生じる。このため、作動油が高温となって粘性が低くなる場合や、作動油の吐出圧が高圧となる場合には、各シリンダポートと弁板との間に生じた隙間を通じて圧油が漏れてしまい、油圧ポンプの容積効率が低下するという問題がある。

これに対し、従来技術による液圧回転機として、ケーシングを施蓋すると共に弁板が固定されたエンドカバーに、シリンダブロックの外周面が嵌合する円筒状の支持部を設け、この支持部の内周面とシリンダブロックの外周面との間に被覆層（摺動材）を設けることにより、回転軸の回転中心軸線に対するシリンダブロックの傾きを抑えるようにした液圧回転機が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１７−４８６８９号公報

しかし、上述した従来技術による液圧回転機では、支持部を有するエンドカバーはケーシングに固定され、シリンダブロックは回転軸と一体に回転するため、エンドカバーの支持部とシリンダブロックとの間で被覆層が摩耗する。このため、回転するシリンダブロックに対して被覆層がブレーキ作用（引き摺りトルク）を付与することとなり、シリンダブロックの円滑な回転が損なわれるという問題がある。また、被覆層から離脱した摩耗粉によってコンタミネーションが増加する上に、被覆層が徐々に摩耗することにより、シリンダブロックの傾きを抑える機能が経時的に低下してしまうという問題がある。

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、回転軸の回転中心軸線に対するシリンダブロックの傾きを矯正することができる液圧回転機を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸と一体に回転できるように前記回転軸が挿通される挿通孔を有すると共に、周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、前記各シリンダと前記各ピストンとの間に位置して前記シリンダブロック内に画成された油室を外部と連通させる給排ポートとを備えてなる液圧回転機に適用される。

本発明の特徴は、前記回転軸の外周面と前記給排ポート側に位置する前記シリンダブロックの前記挿通孔の内周面との間には、前記回転軸の回転中心軸線と前記シリンダブロックの回転中心軸線とが一致するように前記シリンダブロックの姿勢を保持する姿勢保持部材が設けられていることにある。

本発明によれば、シリンダブロックの挿通孔の内周面と回転軸の外周面との間に設けられた姿勢保持部材により、回転軸の回転中心軸線とシリンダブロックの回転中心軸線とを一致させることができる。この場合、回転軸とシリンダブロックとは一体に回転するので、回転軸とシリンダブロックとの間で姿勢保持部材が摩耗することがなく、姿勢保持部材がシリンダブロックに対してブレーキ作用を付与することがない。従って、シリンダブロックの円滑な回転を保ちつつ、長期に亘って回転軸の回転中心軸線に対するシリンダブロックの傾きを抑えることができる。

本発明の第１の実施の形態による斜板式油圧ポンプを示す断面図である。 油圧ポンプを図１中の矢示II−II方向からみた断面図である。 回転軸の外周面とシリンダブロックの挿通孔との間に姿勢保持用筒部材を取付ける状態を示す分解断面図である。 シリンダブロックの挿通孔、姿勢保持用筒部材、止め輪を示す分解斜視図である。 第２の実施の形態による斜板式油圧ポンプを示す図２と同様位置の断面図である。 回転軸の外周面とシリンダブロックの挿通孔との間に、インサートワッシャ、インサートカラー、スプリングディスクを取付ける状態を示す分解断面図である。 シリンダブロックの挿通孔、インサートワッシャ、インサートカラー、スプリングディスク、止め輪を示す分解斜視図である。 変形例による油圧ポンプの要部を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る液圧回転機を、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。

図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、液圧回転機としての可変容量型の斜板式油圧ポンプ１（以下、油圧ポンプ１という）は、外殻を構成するケーシング２を有している。ケーシング２は、一端側がフロント底部３Ａとなった段付筒状のケーシング本体３と、ケーシング本体３の他端側を閉塞するようにケーシング本体３に設けられたリヤケーシング４とにより構成されている。

ケーシング２のケーシング本体３には、フロント底部３Ａから軸方向に離間した位置にアクチュエータ取付部３Ｂが設けられている。アクチュエータ取付部３Ｂは、ケーシング本体３の径方向外側へと突出している。そして、アクチュエータ取付部３Ｂ内には、後述の傾転アクチュエータ１９等が設けられている。

また、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂには、後述するレギュレータ２２との間に開口部３Ｃが形成され、この開口部３Ｃ内には、後述するフィードバックリンク２６が、枢軸ピン２７を介して回動可能に取付けられている。

ケーシング２のリヤケーシング４には給排通路４Ａ，４Ｂが形成されている。これらの給排通路４Ａ，４Ｂは、後述の各シリンダ９に対して作動油（圧油）を給排させるものである。

回転軸５は、ケーシング２内に回転可能に設けられている。回転軸５の軸方向の一側は、ケーシング本体３のフロント底部３Ａに軸受６を介して回転可能に支持され、回転軸５の軸方向の一端５Ａは、ケーシング本体３のフロント底部３Ａから外部に突出している。回転軸５の軸方向の他端５Ｂは、リヤケーシング４に軸受７を介して回転可能に支持されている。これにより、回転軸５はケーシング２に対し、回転中心軸線Ｏ−Ｏを中心として回転する。回転軸５の一端５Ａには、例えば油圧ショベルの原動機が動力伝達機構（図示せず）等を介して連結され、この原動機により回転軸５が回転駆動される。

ここで、回転軸５の軸方向の中間部には雄スプライン部５Ｃが設けられ、この雄スプライン部５Ｃは、後述するシリンダブロック８の雌スプライン部８Ｄにスプライン結合されている。回転軸５のうち軸方向の他端５Ｂと雄スプライン部５Ｃとの間は、他端５Ｂよりも大径で雄スプライン部５Ｃの歯先円径よりも小径な円柱状の中間軸部５Ｄとなり、中間軸部５Ｄの外周側には、後述する姿勢保持用筒部材２８が挿嵌されている。

シリンダブロック８は、回転軸５の外周側に位置してケーシング２内に回転可能に設けられている。シリンダブロック８には、後述する複数のシリンダ９が穿設されている。シリンダブロック８の軸方向の一側（フロント底部３Ａ側）には、後述の斜板１３側に向けて軸方向に突出する筒状突部８Ａが一体形成されている。この筒状突部８Ａの外周側には、後述する球状ガイド１５が軸方向に相対変位可能に挿嵌されている。シリンダブロック８の軸方向の他側（リヤケーシング４側）は、平坦面状の摺動面８Ｂとなり、この摺動面８Ｂは後述する弁板１７に摺動可能に当接している。

挿通孔８Ｃは、シリンダブロック８の中心部を軸方向に貫通して設けられ、回転軸５が挿通されている。挿通孔８Ｃは、筒状突部８Ａ側に対して摺動面８Ｂ側が大径な段付孔として形成されている。ここで、挿通孔８Ｃのうち筒状突部８Ａ側の内周面には、雌スプライン部８Ｄが形成され、この雌スプライン部８Ｄは、回転軸５の雄スプライン部５Ｃにスプライン結合されている。これにより、シリンダブロック８は、回転軸５と一体に回転する構成となっている。

挿通孔８Ｃのうち摺動面８Ｂ側の内周面は、雌スプライン部８Ｄの歯底円径よりも大きな孔径を有する大径孔部８Ｅとなっている。この大径孔部８Ｅは、雌スプライン部８Ｄを形成するときの切削工具の逃げ部となるもので、雌スプライン部８Ｄと大径孔部８Ｅとの境界部は段部８Ｆとなっている。大径孔部８Ｅには、回転軸５の中間軸部５Ｄが隙間をもって挿通され、大径孔部８Ｅの内周面と回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面との間の円筒状の空間内には、後述する姿勢保持用筒部材２８が挿嵌されている。さらに、大径孔部８Ｅの軸方向の他側（摺動面８Ｂ側）には、大径な環状溝８Ｇが全周に亘って形成され、この環状溝８Ｇには後述する止め輪２９が装着されている。

複数のシリンダ９は、シリンダブロック８に形成されている。各シリンダ９は、回転軸５を中心にしてシリンダブロック８の周方向に一定の間隔をもって離間し、シリンダブロック８の軸方向に延びている。これら各シリンダ９のうち弁板１７と対向する一端側は、シリンダブロック８の軸方向一側（筒状突部８Ａ側）の端面に開口している。一方、各シリンダ９の他端側には、シリンダポート９Ａがそれぞれ形成され、これらのシリンダポート９Ａは、弁板１７の給排ポート１７Ａ，１７Ｂを介してリヤケーシング４の給排通路４Ａ，４Ｂに対して間欠的に連通，遮断されるものである。

複数のピストン１０は、シリンダブロック８の各シリンダ９内に摺動可能に挿嵌されている。これら各ピストン１０は、シリンダブロック８の回転によってそれぞれのシリンダ９内を往復動し、各シリンダ９内に吸込んだ作動油を加圧した後に高圧の圧油として吐出させるものである。各ピストン１０は、シリンダ９から大きく突出（伸長）した下死点と、シリンダ９内へと縮小した上死点との間で往復動する。そして、各ピストン１０は、シリンダブロック８が１回転する間に、シリンダ９内を上死点から下死点へと摺動変位してシリンダ９内に作動油を吸込む吸入行程と、下死点から上死点へと摺動変位してシリンダ９内の作動油を高圧の圧油として吐出する吐出行程とを繰返す。

複数のシュー１１は、シリンダ９から突出した各ピストン１０の突出端部に揺動可能に設けられている。各シュー１１は、ピストン１０からの押付力（油圧力）で斜板１３の平滑面１３Ａに押付けられ、この状態で回転軸５、シリンダブロック８及びピストン１０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平滑面１３Ａ上を摺動するものである。

クレイドル１２は、ケーシング本体３のフロント底部３Ａに設けられ、斜板１３を支持している。クレイドル１２は、回転軸５の周囲に位置して斜板１３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。クレイドル１２には、斜板１３を傾転可能に支持する一対の傾転摺動面１２Ａが凹湾曲面として形成され、各傾転摺動面１２Ａは、回転軸５を挟んで対向配置されている。

斜板１３は、ケーシング２内に傾転可能に設けられている。斜板１３は、ケーシング本体３のフロント底部３Ａ側にクレイドル１２を介して取付けられ、斜板１３の表面側（シリンダブロック８側）は、各シュー１１を摺動可能に案内する平滑面１３Ａとなっている。斜板１３の中央部には、回転軸５が挿通される軸挿通孔１３Ｂが穿設されている。ここで、斜板１３は、油圧ポンプ１の容量可変部を構成し、斜板１３の背面側（フロント底部３Ａ側）は、クレイドル１２の各傾転摺動面１２Ａに傾転可能に当接している。そして、斜板１３は、後述の傾転アクチュエータ１９により図２中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動される。

リテーナ１４は、シリンダブロック８と斜板１３の平滑面１３Ａとの間に設けられ、各シュー１１を、斜板１３の平滑面１３Ａ上で摺動可能に保持している。リテーナ１４は環状の板体として形成され、リテーナ１４の内周側には、後述の球状ガイド１５が摺動可能に嵌合している。リテーナ１４には、周方向に間隔をもって複数のシュー保持孔１４Ａが形成され、各シュー保持孔１４Ａ内には、それぞれシュー１１が保持されている。リテーナ１４は、後述するスプリング１６のばね力により、球状ガイド１５を介して斜板１３の平滑面１３Ａに向けて付勢される。これにより、リテーナ１４は、シュー保持孔１４Ａ内に保持されたシュー１１を平滑面１３Ａに押付け、各シュー１１を平滑面１３Ａ上でリング状軌跡を描くように案内する。

球状ガイド１５は、シリンダブロック８の筒状突部８Ａとリテーナ１４の内周との間に設けられている。球状ガイド１５の内周側は、筒状突部８Ａの外周側に摺動可能に挿嵌され、球状ガイド１５の球面状の外周面には、リテーナ１４の内周側が揺動（摺動）可能に嵌合している。ここで、球状ガイド１５は、その内周側が回転軸５の雄スプライン部５Ｃ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。

スプリング１６は、シリンダブロック８の筒状突部８Ａと球状ガイド１５との間に設けられている。スプリング１６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の外周側に挿通された状態でシリンダブロック８と球状ガイド１５とを互いに逆向きに付勢している。これにより、シリンダブロック８の摺動面８Ｂが弁板１７に押圧されると共に、各シュー１１が、球状ガイド１５及びリテーナ１４を介して斜板１３の平滑面１３Ａに押圧される構成となっている。

弁板１７は、リヤケーシング４に固定して設けられている。弁板１７は、シリンダブロック８の摺動面８Ｂに摺接する切換弁板を構成している。弁板１７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１７Ａ，１７Ｂが形成され、各給排ポート１７Ａ，１７Ｂのうち一方のポートは高圧側の吐出ポートを構成し、他方のポートは低圧側の吸込ポートを構成している。これら給排ポート１７Ａ，１７Ｂは、シリンダブロック８の回転によって各シリンダ９のシリンダポート９Ａと間欠的に連通し、各シリンダ９と各ピストン１０との間に位置してシリンダブロック８内に画成された油室を、リヤケーシング４の給排通路４Ａ，４Ｂを介して外部と連通させるものである。

傾転レバー１８は、斜板１３の側部に一体に設けられている。傾転レバー１８は、斜板１３の側部から後述のサーボピストン２１に向けて延設されている。傾転レバー１８の先端側には突出ピン１８Ａが設けられ、この突出ピン１８Ａは、後述するサーボピストン２１の係合溝２１Ａに係合している。

傾転アクチュエータ１９は、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂ内に設けられている。傾転アクチュエータ１９は、アクチュエータ取付部３Ｂに形成された傾転制御シリンダ２０と、この傾転制御シリンダ２０内に摺動可能に挿嵌され、傾転制御シリンダ２０内に液圧室（図示せず）を画成するサーボピストン２１とにより構成されている。

サーボピストン２１には、係合溝２１Ａと凹溝２１Ｂとが設けられ、係合溝２１Ａには傾転レバー１８の突出ピン１８Ａが係合し、凹溝２１Ｂには後述のフィードバックリンク２６が係合している。サーボピストン２１は、液圧室内に傾転制御圧が給排されることにより、傾転制御シリンダ２０内を軸方向に摺動変位する。このサーボピストン２１の変位が傾転レバー１８を介して斜板１３に伝達されることにより、斜板１３は、サーボピストン２１に追従して矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動される。

レギュレータ２２は、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂに設けられ、傾転アクチュエータ１９に傾転制御圧を給排するものである。レギュレータ２２は、アクチュエータ取付部３Ｂの側部に着脱可能に設けられた弁ケース２３と、弁ケース２３に形成されたスリーブ摺動穴（図示せず）に摺動可能に挿嵌された制御スリーブ２４と、制御スリーブ２４内に摺動可能に挿嵌されたスプール２５とを有している。制御スリーブ２４は、後述するフィードバックリンク２６を介してサーボピストン２１に連結されている。

フィードバックリンク２６は、レギュレータ２２の制御スリーブ２４とサーボピストン２１との間に設けられている。図１に示すように、フィードバックリンク２６は、アクチュエータ取付部３Ｂの開口部３Ｃ内に枢軸ピン２７を介して回動可能に取付けられ、フィードバックリンク２６の一端はサーボピストン２１の凹溝２１Ｂに係合し、フィードバックリンク２６の他端は制御スリーブ２４に係合している。フィードバックリンク２６は、サーボピストン２１の動きをレギュレータ２２の制御スリーブ２４に伝え、制御スリーブ２４をスプール２５に対して摺動変位させる。これにより、斜板１３の傾転動作に応じてレギュレータ２２がフィードバック制御され、傾転アクチュエータ１９に対する傾転制御圧の給排が制御されるようになっている。

ここで、油圧ポンプ１を構成する回転軸５の雄スプライン部５Ｃと、シリンダブロック８の雌スプライン部８Ｄとの間には、両者をスプライン結合させるために僅かな隙間が形成されている。このため、シリンダブロック８は、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対して僅かに傾いた状態で回転する。これに対し、第１の実施の形態では、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きを矯正し、シリンダブロック８の回転中心軸線を、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに一致させる姿勢保持用筒部材２８を備えており、以下、姿勢保持用筒部材２８について説明する。

姿勢保持部材としての姿勢保持用筒部材２８は、回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面と、シリンダブロック８の挿通孔８Ｃのうち給排ポート１７Ａ，１７Ｂを有する弁板１７側に位置する大径孔部８Ｅの内周面との間に設けられている。姿勢保持用筒部材２８は、回転軸５の中間軸部５Ｄとシリンダブロック８の大径孔部８Ｅとの間に挿嵌されることにより、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏとシリンダブロック８の回転中心軸線とが一致するように、シリンダブロック８の姿勢を保持（矯正）するものである。

図２ないし図４に示すように、姿勢保持用筒部材２８は、回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面に当接する内周面２８Ａと、シリンダブロック８の挿通孔８Ｃを構成する大径孔部８Ｅの内周面に当接する外周面２８Ｂとを有し、例えば金属材料を用いて形成された円筒体からなっている。姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂは、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅに取付けられた状態で、給排ポート１７Ａ，１７Ｂを有する弁板１７側に位置し一様な外径寸法を有する円筒面２８Ｃと、弁板１７の給排ポート１７Ａ，１７Ｂから離れるに従って外径寸法が徐々に小さくなるように傾斜したテーパー面２８Ｄとを有している。

姿勢保持用筒部材２８は、内周面２８Ａが回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面に挿嵌されると共に、外周面２８Ｂがシリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面に挿嵌される。そして、姿勢保持用筒部材２８の軸方向の一端部２８Ｅが、シリンダブロック８の段部８Ｆに当接した状態で、姿勢保持用筒部材２８の軸方向の他端部２８Ｆが、シリンダブロック８の環状溝８Ｇに装着された止め輪（穴用止め輪）２９に当接する。これにより、姿勢保持用筒部材２８は、弁板１７に接近した位置で中間軸部５Ｄと大径孔部８Ｅとの間に保持される。

ここで、姿勢保持用筒部材２８の内周面２８Ａは、回転軸５の中間軸部５Ｄの外径寸法Ｃ１と同等の内径寸法Ｄ１を有し、回転軸５の中間軸部５Ｄに圧入されることにより、例えば中間ばめ、またはしまりばめの状態で中間軸部５Ｄの外周面に挿嵌される。これにより、姿勢保持用筒部材２８の内周面２８Ａは、回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面に隙間なく金属接触している。一方、姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂを構成する円筒面２８Ｃは、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内径寸法Ｃ２と同等の外径寸法Ｄ２を有し、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅに圧入されることにより、例えば中間ばめ、またはしまりばめの状態で大径孔部８Ｅの内周面に挿嵌される。これにより、姿勢保持用筒部材２８の円筒面２８Ｃは、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面に隙間なく金属接触している。

なお、姿勢保持用筒部材２８のテーパー面２８Ｄと、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅとの間には適度な隙間が形成される。従って、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅに対し、姿勢保持用筒部材２８のテーパー面２８Ｄを先に挿入することにより、大径孔部８Ｅに対する円筒面２８Ｃの芯合わせを行うことができ、円筒面２８Ｃを大径孔部８Ｅに対して圧入するときの作業性を高めることができる構成となっている。

第１の実施の形態による油圧ポンプ１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

原動機によって回転軸５を回転駆動すると、シリンダブロック８が回転軸５と一体に回転する。シリンダブロック８の各シリンダ９に挿嵌されたピストン１０には、シュー１１がそれぞれ設けられており、各シュー１１は、リテーナ１４に保持された状態で斜板１３の平滑面１３Ａ上を摺動する。これにより、各ピストン１０は、シリンダ９内を上死点から下死点へと摺動変位する間にシリンダ９内に作動油を吸込む吸入行程と、下死点から上死点へと摺動変位する間にシリンダ９内の作動油を高圧の圧油として吐出する吐出行程とを繰返す。

この結果、油圧ポンプ１は、作動油タンク（図示せず）に貯留された作動油を、例えばリヤケーシング４の給排通路４Ａ、弁板１７の給排ポート１７Ａ、シリンダポート９Ａを通じて各シリンダ９内に吸入し、この吸入した作動油を加圧した圧油を、各シリンダ９からシリンダポート９Ａ、弁板１７の給排ポート１７Ｂ、リヤケーシング４の給排通路４Ｂを通じて外部に吐出する。

油圧ポンプ１のポンプ容量（圧油の吐出量）を調整する場合には、傾転アクチュエータ１９によって斜板１３の傾転角度を変更する。これにより、各ピストン１０のストローク量が増，減し、油圧ポンプ１のポンプ容量を可変に制御することができる。

ところで、回転軸５の雄スプライン部５Ｃと、シリンダブロック８の雌スプライン部８Ｄとの間には、両者をスプライン結合させるために僅かな隙間が形成されているため、シリンダブロック８は、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対して僅かに傾いた状態で回転する。

これに対し、第１の実施の形態では、回転軸５の中間軸部５Ｄとシリンダブロック８の大径孔部８Ｅとの間に姿勢保持用筒部材２８を設けることにより、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きを矯正しており、以下、姿勢保持用筒部材２８の作用について説明する。

まず、回転軸５の中間軸部５Ｄとシリンダブロック８の大径孔部８Ｅとの間に姿勢保持用筒部材２８を取付ける場合には、図３に示すように、リヤケーシング４を取外したケーシング本体３内に、回転軸５、軸受６、シリンダブロック８、各ピストン１０、各シュー１１、クレイドル１２、斜板１３、リテーナ１４、球状ガイド１５等を配置する。

この状態で、姿勢保持用筒部材２８の内周面２８Ａを、回転軸５の他端５Ｂ側から中間軸部５Ｄに挿嵌すると共に、姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂを、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅに挿嵌する。このとき、姿勢保持用筒部材２８の一端部２８Ｅ側の外周面２８Ｂは、円筒面２８Ｃから一端部２８Ｅに向けて（弁板１７の給排ポート１７Ａ，１７Ｂから離れるに従って）外径寸法が徐々に小径となるテーパー面２８Ｄとして形成されている。これにより、姿勢保持用筒部材２８の円筒面２８Ｃをシリンダブロック８の大径孔部８Ｅに挿嵌する前段階で、大径孔部８Ｅに対する姿勢保持用筒部材２８の芯合わせを行うことができる。

このようにして、大径孔部８Ｅに対する姿勢保持用筒部材２８の芯合わせが行われた状態で、治具等（図示せず）を用いて姿勢保持用筒部材２８の内周面２８Ａを中間軸部５Ｄに挿嵌すると共に、姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂを大径孔部８Ｅに挿嵌する。そして、姿勢保持用筒部材２８の一端部２８Ｅが、シリンダブロック８の段部８Ｆに当接した状態で、環状溝８Ｇに止め輪２９を装着する。これにより、回転軸５の中間軸部５Ｄとシリンダブロック８の大径孔部８Ｅとの間に、姿勢保持用筒部材２８を圧入状態で取付けることができる。

この状態で、姿勢保持用筒部材２８の内周面２８Ａは、回転軸５の中間軸部５Ｄに圧入（挿嵌）され、中間軸部５Ｄの外周面に隙間なく金属接触している。一方、姿勢保持用筒部材２８の円筒面２８Ｃは、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面に圧入（挿嵌）され、大径孔部８Ｅの内周面に隙間なく金属接触している。

このため、回転軸５の雄スプライン部５Ｃとシリンダブロック８の雌スプライン部８Ｄとの間に隙間が形成されていたとしても、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きを姿勢保持用筒部材２８によって矯正し、シリンダブロック８の回転中心軸線を、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに一致させることができる。この結果、シリンダブロック８に形成された各シリンダポート９Ａと弁板１７との間に隙間が生じるのを抑え、この隙間からの圧油の漏れを抑えることができるので、油圧ポンプ１の容積効率を適正に維持することができる。

この場合、姿勢保持用筒部材２８は、給排ポート１７Ａ，１７Ｂを有する弁板１７に接近した位置に設けられている。これにより、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きを、弁板１７に近い位置で矯正することができ、シリンダブロック８の各シリンダポート９Ａと弁板１７との間に隙間が生じるのを効率良く抑えることができる。

しかも、回転軸５とシリンダブロック８とは一体に回転するため、回転軸５の中間軸部５Ｄとシリンダブロック８の大径孔部８Ｅとの間に取付けられた姿勢保持用筒部材２８が、シリンダブロック８の回転によって摩耗（摩擦）を生じることはない。このため、回転するシリンダブロック８に対し、姿勢保持用筒部材２８がブレーキ作用（引き摺りトルク）を付与することがなく、シリンダブロック８を円滑に回転させることができる。

また、姿勢保持用筒部材２８が摩耗を生じることがないので、姿勢保持用筒部材２８の機能、即ち、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きを矯正する機能を長期に亘って維持することができる。さらに、姿勢保持用筒部材２８の摩耗によるコンタミネーションが発生しないので、作動油が早期に劣化するのを抑えることができる。この結果、油圧ポンプ１の信頼性を高めることができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、ケーシング２と、ケーシング２内に回転可能に設けられた回転軸５と、回転軸５と一体に回転できるように回転軸５が挿通される挿通孔８Ｃを有すると共に、周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダ９を有するシリンダブロック８と、シリンダブロック８の各シリンダ９内に往復動可能に挿嵌された複数のピストン１０と、各シリンダ９と各ピストン１０との間に位置してシリンダブロック８内に画成された油室を外部と連通させる弁板１７の給排ポート１７Ａ，１７Ｂとを備えてなる油圧ポンプ１において、回転軸５（中間軸部５Ｄ）の外周面と、給排ポート１７Ａ，１７Ｂ側（弁板１７側）に位置するシリンダブロック８の挿通孔８Ｃ（大径孔部８Ｅ）の内周面との間には、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏとシリンダブロック８の回転中心軸線とが一致するようにシリンダブロック８の姿勢を保持する姿勢保持用筒部材２８が設けられている。

これにより、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きが姿勢保持用筒部材２８によって矯正され、シリンダブロック８の回転中心軸線を、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに一致させることができる。この結果、シリンダブロック８に形成された各シリンダポート９Ａと弁板１７との間に隙間が生じるのを抑え、この隙間からの圧油の漏れを抑えることができるので、油圧ポンプ１の容積効率を適正に維持することができる。

また、第１の実施の形態によれば、姿勢保持用筒部材２８は、回転軸５（中間軸部５Ｄ）の外周面に当接する内周面２８Ａと、シリンダブロック８の挿通孔８Ｃ（大径孔部８Ｅ）の内周面に当接する外周面２８Ｂとを有する円筒状の筒部材により構成されており、姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂには、弁板１７の給排ポート１７Ａ，１７Ｂから離れるに従って外径寸法が小さくなるように傾斜したテーパー面２８Ｄが設けられている。

これにより、姿勢保持用筒部材２８の内周面２８Ａが、中間軸部５Ｄの外周面に隙間なく当接し、姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂ（円筒面２８Ｃ）が、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面に隙間なく当接するので、シリンダブロック８の回転中心軸線を、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに一致させることができる。一方、姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂに設けられたテーパー面２８Ｄを、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅに挿入することにより、姿勢保持用筒部材２８の円筒面２８Ｃをシリンダブロック８の大径孔部８Ｅに挿嵌するときに、大径孔部８Ｅに対する姿勢保持用筒部材２８の芯合わせを容易に行うことができる。これにより、回転軸５の中間軸部５Ｄとシリンダブロック８の大径孔部８Ｅとの間に、姿勢保持用筒部材２８を圧入状態で取付けるときの作業性を高めることができる。

次に、図５ないし図７は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、姿勢保持部材が、円筒状の第１，第２の筒部材と、スプリングディスクとにより構成されていることにある。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、姿勢保持部材３０は、回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面と、シリンダブロック８の挿通孔８Ｃのうち大径孔部８Ｅの内周面との間に設けられている。姿勢保持部材３０は、第１の実施の形態による姿勢保持用筒部材２８と同様に、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏとシリンダブロック８の回転中心軸線とが一致するように、シリンダブロック８の姿勢を保持するものである。ここで、姿勢保持部材３０は、後述するインサートワッシャ３１と、インサートカラー３２と、２枚のスプリングディスク３３，３４とにより構成されている。

第１の筒部材としてのインサートワッシャ３１は、例えば金属材料を用いて短尺な円筒状に形成されている。インサートワッシャ３１の内径寸法Ｅ１は、回転軸５の中間軸部５Ｄの外径寸法Ｃ１よりも大きく、インサートワッシャ３１の外径寸法Ｅ２は、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内径寸法Ｃ２よりも小さく設定されている。従って、インサートワッシャ３１の内周側は、中間軸部５Ｄの外周側に隙間をもって挿通され、インサートワッシャ３１の外周側は、大径孔部８Ｅの内周側に隙間をもって挿通される。インサートワッシャ３１の軸方向の一端部３１Ａは、スプリングディスク３３に当接し、インサートワッシャ３１の軸方向の他端部３１Ｂは、止め輪２９に当接する。

第２の筒部材としてのインサートカラー３２は、例えば金属材料を用いてインサートワッシャ３１よりも長尺な円筒状に形成されている。インサートカラー３２の内径寸法Ｆ１は、回転軸５の中間軸部５Ｄの外径寸法Ｃ１よりも大きく、インサートカラー３２の外径寸法Ｆ２は、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内径寸法Ｃ２よりも小さく設定されている。従って、インサートカラー３２の内周側は、中間軸部５Ｄの外周側に隙間をもって挿通され、インサートカラー３２の外周側は、大径孔部８Ｅの内周側に隙間をもって挿通される。インサートカラー３２は、軸方向の一端部３２Ａがシリンダブロック８の段部８Ｆに当接し、軸方向の他端部３２Ｂがスプリングディスク３４に当接する。

２枚のスプリングディスク３３，３４は、互いに同一形状を有し、インサートワッシャ３１とインサートカラー３２との間に設けられている。スプリングディスク３３は、内周縁部３３Ａ側が円錐状に隆起した円板状の板体からなり、軸方向に荷重が作用することにより外周縁部３３Ｂの外径寸法が増大するように弾性変形するものである。スプリングディスク３４も同様に、内周縁部３４Ａ側が円錐状に隆起した円板状の板体からなり、軸方向に荷重が作用することにより外周縁部３４Ｂの外径寸法が増大するように弾性変形するものである。

各スプリングディスク３３，３４の内径寸法Ｇ１は、軸方向に荷重が作用していない状態では回転軸５の中間軸部５Ｄの外径寸法Ｃ１よりも大きく、軸方向に荷重が作用した状態では中間軸部５Ｄの外径寸法Ｃ１よりも小さくなるように設定されている。一方、各スプリングディスク３３，３４の外径寸法Ｇ２は、軸方向に荷重が作用していない状態ではシリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内径寸法Ｃ２よりも小さく、軸方向に荷重が作用した状態では大径孔部８Ｅの内径寸法Ｃ２よりも大きくなるように設定されている。

各スプリングディスク３３，３４は、互いの外周縁部３３Ｂ，３４Ｂが当接するように組合わせた状態（直列組合わせ）で、インサートワッシャ３１とインサートカラー３２との間に配置される。従って、スプリングディスク３３の内周縁部３３Ａは、インサートワッシャ３１の一端部３１Ａに当接し、スプリングディスク３４の内周縁部３４Ａは、インサートカラー３２の他端部３２Ｂに当接する。この状態で、インサートワッシャ３１の他端部３１Ｂを止め輪２９によって軸方向に押圧し、この止め輪２９を、シリンダブロック８の環状溝８Ｇに取付ける。これにより、インサートワッシャ３１の弁板１７に向かう軸方向の変位が止め輪２９によって阻止され、インサートワッシャ３１とインサートカラー３２との間で各スプリングディスク３３，３４が挟持されるので、各スプリングディスク３３，３４に対して軸方向の荷重が作用する。

これにより、各スプリングディスク３３，３４は弾性変形を生じ、内径寸法Ｇ１が小さくなると共に外径寸法Ｇ２が大きくなる。従って、各スプリングディスク３３，３４の内周縁部３３Ａ，３４Ａが、回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面に金属接触し、各スプリングディスク３３，３４の外周縁部３３Ｂ，３４Ｂが、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面に金属接触する。

このため、回転軸５の雄スプライン部５Ｃとシリンダブロック８の雌スプライン部８Ｄとの間に隙間が形成されていたとしても、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きを姿勢保持部材３０によって矯正し、シリンダブロック８の回転中心軸線を、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに一致させることができる。この結果、シリンダブロック８に形成された各シリンダポート９Ａと弁板１７との間に隙間が生じるのを抑え、この隙間からの圧油の漏れを抑えることができるので、油圧ポンプ１の容積効率を適正に維持することができる。

かくして、第２の実施の形態によれば、姿勢保持部材３０は、シリンダブロック８の挿通孔８Ｃの大径孔部８Ｅ内に挿通されたインサートワッシャ３１及びインサートカラー３２と、これらインサートワッシャ３１とインサートカラー３２との間で軸方向に挟持されることにより、内周縁部３３Ａ，３４Ａが回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面に当接すると共に、外周縁部３３Ｂ，３４Ｂがシリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面に当接するように弾性変形するスプリングディスク３３，３４とにより構成されている。

これにより、インサートワッシャ３１とインサートカラー３２との間で各スプリングディスク３３，３４が挟持され、各スプリングディスク３３，３４に対して軸方向の荷重が作用すると、各スプリングディスク３３，３４が弾性変形を生じ、内周縁部３３Ａ，３４Ａが、回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面に金属接触し、外周縁部３３Ｂ，３４Ｂが、シリンダブロック８の大径孔部８Ｅの内周面に金属接触する。この結果、第２の実施の形態においても、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに対するシリンダブロック８の傾きが姿勢保持用筒部材２８によって矯正され、シリンダブロック８の回転中心軸線を、回転軸５の回転中心軸線Ｏ−Ｏに一致させることができる。

なお、第２の実施の形態では、第１の筒部材として、内周側が回転軸５の中間軸部５Ｄの外周側に挿通される円筒状のインサートワッシャ３１を用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図８に示す変形例のように構成してもよい。

即ち、第１の筒部材として、インサートワッシャ３１に代えて、内周面に雌ねじ部３５Ａが螺設された円筒状のねじ付きインサートワッシャ３５を用いる構成としてもよい。この場合には、回転軸５の中間軸部５Ｄの外周面に雄ねじ部５Ｅを螺設し、この中間軸部５Ｄの雄ねじ部５Ｅに、ねじ付きインサートワッシャ３５の雌ねじ部３５Ａを螺合させる。このため、インサートカラー３２とねじ付きインサートワッシャ３５との間に配置された各スプリングディスク３３，３４に対し、ねじ付きインサートワッシャ３５の締込み作業によって軸方向の荷重を加えることができ、各スプリングディスク３３，３４を容易に弾性変形させることができる。

第１の実施の形態では、姿勢保持用筒部材２８の外周面２８Ｂに、円筒面２８Ｃとテーパー面２８Ｄとを設ける構成を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、テーパー面がない一様な外径寸法を有する円筒体によって姿勢保持部材を構成してもよい。

第２の実施の形態では、インサートワッシャ３１とインサートカラー３２との間に、２枚のスプリングディスク３３，３４を設ける構成を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば１枚または３枚以上のスプリングディスクを設ける構成としてもよい。

実施の形態では、液圧回転機として可変容量型の斜板式油圧ポンプを例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば定容量型の斜板式油圧ポンプに適用してもよく、さらに、可変容量型あるいは定容量型の斜板式油圧モータに適用してもよい。

１ 油圧ポンプ（液圧回転機）
２ ケーシング
５ 回転軸
５Ｄ 中間軸部
５Ｅ 雄ねじ部
８ シリンダブロック
８Ｃ 挿通孔
８Ｄ 大径孔部
９ シリンダ
１７ 弁板
１７Ａ，１７Ｂ 給排ポート
２８ 姿勢保持用筒部材（姿勢保持部材）
２８Ｂ 外周面
２８Ｄ テーパー面
２９ 止め輪
３０ 姿勢保持部材
３１ インサートワッシャ（第１の筒部材）
３２ インサートカラー（第２の筒部材）
３３，３４ スプリングディスク
３５ ねじ付きインサートワッシャ（第１の筒部材）
３５Ａ 雌ねじ部

Claims (5)

1. ケーシングと、
   前記ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、
   前記回転軸と一体に回転できるように前記回転軸が挿通される挿通孔を有すると共に、周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、
   前記各シリンダと前記各ピストンとの間に位置して前記シリンダブロック内に画成された油室を外部と連通させる給排ポートとを備えてなる液圧回転機において、
   前記回転軸の外周面と前記給排ポート側に位置する前記シリンダブロックの前記挿通孔の内周面との間には、前記回転軸の回転中心軸線と前記シリンダブロックの回転中心軸線とが一致するように前記シリンダブロックの姿勢を保持する姿勢保持部材が設けられていることを特徴とする液圧回転機。
2. 前記姿勢保持部材は、前記回転軸の外周面に当接する内周面と前記シリンダブロックの前記挿通孔の内周面に当接する外周面とを有する円筒状の筒部材により構成されており、
   前記筒部材の外周面には、前記給排ポートから離れるに従って外径寸法が小さくなるように傾斜したテーパー面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液圧回転機。
3. 前記姿勢保持部材は、前記シリンダブロックの前記挿通孔内に挿通された円筒状の第１の筒部材および第２の筒部材と、これら第１の筒部材と第２の筒部材との間でこれら第１の筒部材と第２の筒部材とにより軸方向に挟持されることにより、内径側が前記回転軸の外周面に当接すると共に外径側が前記シリンダブロックの前記挿通孔の内周面に当接するように弾性変形するスプリングディスクとにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液圧回転機。
4. 前記第１の筒部材と前記第２の筒部材とのうちの少なくとも一方の筒部材が、前記回転軸に螺合していることを特徴とする請求項３に記載の液圧回転機。
5. 前記シリンダブロックの前記挿通孔内には、前記給排ポートから近い順に前記第１の筒部材、前記スプリングディスク、前記第２の筒部材が挿通されており、
   前記第１の筒部材は、前記シリンダブロックの前記挿通孔内に装着された止め輪により軸方向の変位が阻止されていることを特徴とする請求項３に記載の液圧回転機。

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