JP2023147426A - Hydraulic pressure rotating machine - Google Patents

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JP2023147426A JP2022054910A JP2022054910A JP2023147426A JP 2023147426 A JP2023147426 A JP 2023147426A JP 2022054910 A JP2022054910 A JP 2022054910A JP 2022054910 A JP2022054910 A JP 2022054910A JP 2023147426 A JP2023147426 A JP 2023147426A
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和裕 伊藤
Kazuhiro Ito
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Abstract

To secure the favorable slide performance of a rotor and a slide face, and to reduce manufacturing costs of the rotor and a valve plate.SOLUTION: A rotor 7 has a recessed curved face part 7c abutting on a valve plate 15 so as to be slidable, the valve plate 15 has a protruded curved face part 15A on which the recessed curved face part 7C of the rotor 7 abuts so as to be slidable, a cross section of the recessed curve face part 7C of the rotor 7 is formed of a homogeneous circular arc radius SRr, and a cross section of the protruded curved face part 15A of the valve plate 15 is formed of a homogeneous circular arc radius SRp. Also, a circular arc center of at least either of a circular arc center of the cross section of the recessed curved face part 7C and a circular arc center of the cross section of the protruded curve face part 15A is moved in a radial direction of a rotating shaft 4, and at least either of the recessed curve face part 7C of the rotor 7 and the protruded curved face part 15A of the valve plate 15 is formed of a curved face which is obtained by rotating a circular arc which is moved with the rotating shaft 4 as a center.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、例えば油圧ショベル等の建設機械に油圧モータまたは油圧ポンプとして搭載される液圧回転機に関する。 The present disclosure relates to a hydraulic rotary machine that is installed as a hydraulic motor or a hydraulic pump in a construction machine such as a hydraulic excavator.

建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体とを備え、下部走行体を走行させる走行装置や、上部旋回体を旋回させる旋回装置には、通常、油圧モータが用いられている。油圧モータは、ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、複数のシリンダおよびシリンダポートが形成され回転軸と一体に回転するロータと、ロータの複数のシリンダに往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、ロータの回転により複数のシリンダポートが間欠的に連通する給排ポートが形成された弁板とを備えている。 Hydraulic excavators, which are a typical example of construction machinery, are equipped with a self-propelled lower traveling body and an upper rotating body mounted on the lower traveling body so as to be able to rotate. A hydraulic motor is usually used for a turning device that turns the body. A hydraulic motor consists of a rotary shaft that is rotatably provided in a casing, a rotor that is formed with multiple cylinders and cylinder ports and rotates together with the rotary shaft, and a rotor that is inserted into the multiple cylinders of the rotor so that it can reciprocate. It includes a plurality of pistons and a valve plate in which a supply/discharge port is formed that communicates intermittently with a plurality of cylinder ports as the rotor rotates.

油圧ポンプから吐出した圧油が油圧モータに供給されると、弁板の給排ポートおよびロータのシリンダポートを通じてロータの複数のシリンダ内に圧油が吸込まれ、これら複数のシリンダ内に挿嵌された複数のピストンが斜板側に伸長する。そして、ピストンの先端に取付けられたシューが、斜板の摺動面を環状の軌跡を描くように摺動することにより、ロータが回転し、ロータにスプライン結合された回転軸が回転する。 When the pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied to the hydraulic motor, the pressure oil is sucked into multiple cylinders of the rotor through the supply/discharge port of the valve plate and the cylinder port of the rotor, and is inserted into these multiple cylinders. A plurality of pistons extend toward the swash plate. A shoe attached to the tip of the piston slides on the sliding surface of the swash plate in an annular trajectory, thereby rotating the rotor and rotating a rotating shaft spline-coupled to the rotor.

ロータと弁板とは回転軸の回転時に互いに摺動するため、ロータには、凹型の断面円弧形状(凹円弧面形状)を有する凹型曲面部が形成され、弁板には、凸型の断面円弧形状(凸円弧面形状)を有する凸型曲面部が形成されている。このように、球面状をなすロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とが摺動することにより、回転軸の撓みによってロータが傾いたときに、ロータの回転中心が曲面に沿って回転軸の軸中心に向かう自動調心性が発揮される。これにより、高圧が作用するロータのシリンダポートと弁板の給排ポートとの間のシール性が確保される。 Since the rotor and the valve plate slide against each other when the rotating shaft rotates, the rotor is formed with a concave curved surface portion having a concave arc cross section (concave arc surface shape), and the valve plate is formed with a concave curved surface portion having a concave cross section. A convex curved surface portion having an arc shape (convex arc surface shape) is formed. In this way, the concave curved surface of the spherical rotor and the convex curved surface of the valve plate slide, so that when the rotor is tilted due to deflection of the rotating shaft, the center of rotation of the rotor is aligned along the curved surface. Self-aligning ability towards the center of the rotating shaft is exhibited. This ensures sealing between the cylinder port of the rotor on which high pressure is applied and the supply/discharge port of the valve plate.

ところで、ロータの凹型曲面部が弁板の凸型曲面部に対して摺動するときには、ロータの内周側に比較して外周側の周速度が大きくなる。このため、ロータが高速で回転した場合には、ロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とが外周側で接触することにより、両者の摺動面が焼き付きを生じる不具合がある。 By the way, when the concave curved surface of the rotor slides against the convex curved surface of the valve plate, the circumferential speed on the outer circumferential side of the rotor is higher than on the inner circumferential side. Therefore, when the rotor rotates at high speed, the concave curved surface of the rotor and the convex curved surface of the valve plate come into contact with each other on the outer circumferential side, causing a problem that the sliding surfaces of both may seize.

これに対し、ロータの凹型曲面部の円弧の半径(円弧半径)を、弁板の凸型曲面部の円弧半径よりも大きく設定する構造や、ロータの凹型曲面部の外周側をテーパ面として形成する構造となった液圧回転機が提案されている(特許文献1)。特許文献1の液圧回転機によれば、ロータの凹型曲面部の外周部と弁板の凸型曲面部の外周部との間に隙間が確保されるので、両者の外周側での焼き付きを抑えることができる。 On the other hand, there are structures in which the radius of the arc of the concave curved surface of the rotor (arc radius) is set larger than the arc radius of the convex curved surface of the valve plate, or the outer circumferential side of the concave curved surface of the rotor is formed as a tapered surface. A hydraulic rotating machine has been proposed (Patent Document 1). According to the hydraulic rotary machine disclosed in Patent Document 1, a gap is secured between the outer circumference of the concave curved surface of the rotor and the outer circumference of the convex curved surface of the valve plate, thereby preventing seizure on the outer circumferential sides of the two. It can be suppressed.

特許第6276911号公報Patent No. 6276911

しかし、特許文献1のように、ロータの凹型曲面部の外周側をテーパ面として形成した場合には、凹型曲面部の構造が複雑化してしまい、凹型曲面部に対するラッピング加工に多くの時間が必要となり、ロータの製造コストが嵩むという問題がある。しかも、特許文献1による液圧回転機は、ロータの凹型曲面部の円弧半径が弁板の凸型曲面部の円弧半径よりも大きく設定されているため、ロータの凹型曲面部は、弁板の凸型曲面部の最内周部で接触する。このため、ロータのシリンダポートと弁板の給排ポートとの間に隙間が生じ、両者間のシール性が低下してしまうという問題がある。 However, when the outer peripheral side of the concave curved surface of the rotor is formed as a tapered surface as in Patent Document 1, the structure of the concave curved surface becomes complicated, and a lot of time is required for lapping the concave curved surface. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost of the rotor increases. Moreover, in the hydraulic rotating machine according to Patent Document 1, the arc radius of the concave curved surface portion of the rotor is set larger than the arc radius of the convex curved surface portion of the valve plate. Contact occurs at the innermost periphery of the convex curved surface. For this reason, there is a problem in that a gap is created between the cylinder port of the rotor and the supply/discharge port of the valve plate, and the sealing performance between the two is deteriorated.

さらに、特許文献1による液圧回転機は、ロータの凹型曲面部の円弧半径と弁板の凸型曲面部の円弧半径とが異なっている。このため、ロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とを、研磨剤を介して直接的に接触させた状態でラッピング加工(共ラップ)を行うことができない。この結果、ロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部との良好な摺動性を確保するための慣らし運転に多大な時間が必要となり、ロータおよび弁板の製造コストが嵩むという問題がある。 Further, in the hydraulic rotating machine according to Patent Document 1, the arc radius of the concave curved surface portion of the rotor is different from the arc radius of the convex curved surface portion of the valve plate. For this reason, lapping (co-lapping) cannot be performed with the concave curved surface of the rotor and the convex curved surface of the valve plate in direct contact with each other via an abrasive. As a result, a large amount of time is required for break-in operation to ensure good sliding properties between the concave curved surface of the rotor and the convex curved surface of the valve plate, leading to the problem of increased manufacturing costs for the rotor and valve plate. be.

本発明の目的は、ロータおよび弁板の摺動面の良好な摺動性を確保することができ、かつロータおよび弁板の製造コストを低減することができるようにした液圧回転機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hydraulic rotating machine that can ensure good sliding properties on the sliding surfaces of the rotor and valve plates, and can reduce the manufacturing cost of the rotor and valve plates. It's about doing.

本発明は、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するように前記ケーシング内に設けられ複数のシリンダおよびシリンダポートが形成されたロータと、前記ロータの前記複数のシリンダに往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、前記ロータが摺動可能に当接し前記ロータの回転により前記複数のシリンダポートが間欠的に連通する給排ポートが形成された弁板とを備え、前記ロータは前記弁板に摺動可能に当接する凹型曲面部を有し、前記弁板は前記ロータの前記凹型曲面部が摺動可能に当接する凸型曲面部を有してなる液圧回転機において、前記ロータの前記凹型曲面部、および前記弁板の前記凸型曲面部の少なくとも一方は、前記回転軸の半径方向にずれた円弧中心をもつ円弧が前記回転軸を中心に回転することで得られる曲面を有することを特徴とする。 The present invention provides a rotating shaft rotatably provided in a casing, a rotor provided in the casing so as to rotate together with the rotating shaft and having a plurality of cylinders and cylinder ports formed therein, and A valve in which a plurality of pistons reciprocatably inserted into a plurality of cylinders and a supply/discharge port are formed in which the rotor is slidably abutted and the plurality of cylinder ports are intermittently communicated with each other by rotation of the rotor. a plate, the rotor has a concave curved surface portion that slidably abuts the valve plate, and the valve plate has a convex curved surface portion that the concave curved surface portion of the rotor slidably abuts. In a hydraulic rotating machine, at least one of the concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate has an arc having an arc center shifted in a radial direction of the rotation shaft. It is characterized by having a curved surface obtained by rotating around the center.

本発明によれば、ロータと弁板との各ポート位置に合わせたシール性の高い摺動面を形成することができ、長期に亘って両者の良好な摺動性を確保することができる。また、ロータおよび弁板の構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to form sliding surfaces with high sealing properties that match the respective port positions of the rotor and the valve plate, and it is possible to ensure good sliding properties between the two over a long period of time. Furthermore, the structures of the rotor and valve plate can be simplified, and manufacturing costs can be reduced.

本発明の第1の実施形態による液圧回転機としての斜板式油圧モータを示す断面図である。1 is a sectional view showing a swash plate type hydraulic motor as a hydraulic rotary machine according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施形態によるロータおよび弁板を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a rotor and a valve plate according to the first embodiment. 第1の実施形態によるロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とを概念的に示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram conceptually showing a concave curved surface portion of a rotor and a convex curved surface portion of a valve plate according to the first embodiment. 図3中のIV部を拡大して示す要部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing an enlarged view of section IV in FIG. 3; ロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とが接触した状態を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state in which the concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate are in contact with each other. 比較例によるロータおよび弁板を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a rotor and a valve plate according to a comparative example. 比較例によるロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とを概念的に示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram conceptually showing a concave curved surface portion of a rotor and a convex curved surface portion of a valve plate according to a comparative example. 比較例によるロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とが接触した状態を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a state in which a concave curved surface portion of a rotor and a convex curved surface portion of a valve plate are in contact with each other according to a comparative example. 第2の実施形態によるロータおよび弁板を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a rotor and a valve plate according to a second embodiment. 第2の実施形態によるロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とを概念的に示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram conceptually showing a concave curved surface portion of a rotor and a convex curved surface portion of a valve plate according to a second embodiment. 図10中のXI部を拡大して示す要部拡大図である。FIG. 11 is an enlarged view of main parts showing an enlarged view of section XI in FIG. 10; ロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とが接触した状態を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state in which the concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate are in contact with each other. 第3の実施形態によるロータおよび弁板を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a rotor and a valve plate according to a third embodiment. 第3の実施形態によるロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とを概念的に示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram conceptually showing a concave curved surface portion of a rotor and a convex curved surface portion of a valve plate according to a third embodiment. ロータの凹型曲面部と弁板の凸型曲面部とが接触した状態を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state in which the concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate are in contact with each other.

以下、本発明に係る液圧回転機の実施形態を、可変容量型の斜板式油圧モータに適用した場合を例に挙げ、図1ないし図15を参照しつつ詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a hydraulic rotary machine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 15, taking as an example a case in which it is applied to a variable displacement swash plate type hydraulic motor.

図1ないし図5は、本発明の第1の実施形態を示している。図1において、可変容量型の斜板式油圧モータ1(以下、油圧モータ1)は、油圧管路を介して油圧ポンプ(いずれも図示せず)に接続され、油圧ポンプから供給される作動油(圧油)によって回転軸4を回転させる。油圧モータ1は、後述のケーシング2、回転軸4、ロータ7、斜板12、弁板15等によって構成されている。 1 to 5 show a first embodiment of the invention. In FIG. 1, a variable displacement swash plate type hydraulic motor 1 (hereinafter referred to as hydraulic motor 1) is connected to a hydraulic pump (none of which is shown) via a hydraulic conduit, and is supplied with hydraulic oil (not shown) from the hydraulic pump. The rotating shaft 4 is rotated by pressure oil). The hydraulic motor 1 includes a casing 2, a rotating shaft 4, a rotor 7, a swash plate 12, a valve plate 15, etc., which will be described later.

ケーシング2は、油圧モータ1の外殻を構成している。ケーシング2は、筒部2Aと底部2Bとによって有底筒状に形成され、筒部2Aの開口端側は、蓋体3によって閉塞されている。底部2Bには、軸挿通孔2Cが形成されている。ケーシング2の内部には、回転軸4、ロータ7、斜板12、弁板15等が収容されている。 The casing 2 constitutes the outer shell of the hydraulic motor 1. The casing 2 is formed into a bottomed cylindrical shape by a cylindrical portion 2A and a bottom portion 2B, and the open end side of the cylindrical portion 2A is closed by a lid 3. A shaft insertion hole 2C is formed in the bottom portion 2B. Inside the casing 2, a rotating shaft 4, a rotor 7, a swash plate 12, a valve plate 15, etc. are housed.

回転軸4は、ケーシング2の筒部2A内に設けられ、ケーシング2に対し軸中心A-Aを中心として回転可能となっている。回転軸4の軸方向の一端側は、軸挿通孔2Cに取付けられた軸受5を介してケーシング2の底部2Bに支持され、回転軸4の軸方向の他端側は、軸受6を介して蓋体3に支持されている。 The rotating shaft 4 is provided within the cylindrical portion 2A of the casing 2, and is rotatable about the shaft center AA with respect to the casing 2. One axial end of the rotating shaft 4 is supported by the bottom 2B of the casing 2 via a bearing 5 installed in the shaft insertion hole 2C, and the other axial end of the rotating shaft 4 is supported via a bearing 6. It is supported by the lid body 3.

ロータ7は、ケーシング2の筒部2A内に回転可能に設けられている。ロータ7は円筒状をなし、ロータ7の中心部には、軸方向に貫通する中心孔7Aと孔スプライン7Bとが同心上に形成されている。ロータ7の中心孔7Aには回転軸4が挿通され、回転軸4の中間部位はロータ7の孔スプライン7Bにスプライン結合されている。これにより、ロータ7は、回転軸4と一体に回転する。ロータ7には、周方向に離間して軸方向に伸長する複数のシリンダ8と、これら複数のシリンダ8にそれぞれ連通し、後述する凹型曲面部7Cに開口する複数のシリンダポート9とが形成されている。 The rotor 7 is rotatably provided within the cylindrical portion 2A of the casing 2. The rotor 7 has a cylindrical shape, and a center hole 7A passing through the rotor 7 in the axial direction and a hole spline 7B are formed concentrically in the center of the rotor 7. A rotating shaft 4 is inserted through the center hole 7A of the rotor 7, and an intermediate portion of the rotating shaft 4 is splined to a hole spline 7B of the rotor 7. Thereby, the rotor 7 rotates together with the rotating shaft 4. The rotor 7 is formed with a plurality of cylinders 8 that are spaced apart in the circumferential direction and extend in the axial direction, and a plurality of cylinder ports 9 that communicate with each of the cylinders 8 and open into a concave curved surface portion 7C, which will be described later. ing.

複数のピストン10(2本のみ図示)は、ロータ7に形成された複数のシリンダ8内に、それぞれ往復動可能に挿嵌されている。シリンダ8から突出したピストン10の先端(突出端)には、円板状のシュー11が揺動可能に取付けられている。シュー11は、ピストン10によって斜板12の摺動面12Aに押圧されることにより、ロータ7の回転に伴って摺動面12A上を環状の軌跡を描くように摺動する。 A plurality of pistons 10 (only two are shown) are fitted into a plurality of cylinders 8 formed in the rotor 7 so as to be able to reciprocate, respectively. A disc-shaped shoe 11 is swingably attached to the tip (projecting end) of the piston 10 that projects from the cylinder 8 . The shoe 11 is pressed against the sliding surface 12A of the swash plate 12 by the piston 10, and thus slides on the sliding surface 12A in an annular trajectory as the rotor 7 rotates.

斜板12は、ケーシング2の底部2Bとロータ7との間に位置してケーシング2内に設けられている。斜板12は、回転軸4を取囲む円板状に形成されている。斜板12のうち底部2Bに対面する裏面側は、ケーシング2の底部2Bに突設された凸円弧面状の斜板支持部材13により傾転可能に支持されている。一方、斜板12のうちロータ7に対向する面は平坦な摺動面12Aとなり、この摺動面12Aは、ロータ7の回転時に、ピストン10の先端に取付けられたシュー11が環状の軌跡を描くように摺動する。 The swash plate 12 is located within the casing 2 between the bottom 2B of the casing 2 and the rotor 7. The swash plate 12 is formed into a disc shape surrounding the rotating shaft 4. The back side of the swash plate 12 facing the bottom 2B is rotatably supported by a swash plate support member 13 having a convex arc surface and projecting from the bottom 2B of the casing 2. On the other hand, the surface of the swash plate 12 that faces the rotor 7 becomes a flat sliding surface 12A, on which the shoe 11 attached to the tip of the piston 10 moves in an annular trajectory when the rotor 7 rotates. It slides as if drawing.

傾転アクチュエータ14は、ケーシング2の底部2Bと斜板12との間に設けられている。傾転アクチュエータ14は、底部2Bに形成された傾転シリンダ14Aと、傾転シリンダ14A内に挿嵌された傾転ピストン14Bとにより構成されている。傾転アクチュエータ14は、傾転シリンダ14Aに圧油(傾転制御圧)が供給されることにより、傾転ピストン14Bによって斜板12を押圧する。これにより、斜板12は、斜板支持部材13を支点として底部2Bに対して傾転し、その傾斜角度に応じてピストン10のストローク量を変化させることにより、油圧モータ1の回転数を可変に制御する。 The tilt actuator 14 is provided between the bottom 2B of the casing 2 and the swash plate 12. The tilting actuator 14 includes a tilting cylinder 14A formed on the bottom portion 2B and a tilting piston 14B inserted into the tilting cylinder 14A. The tilting actuator 14 presses the swash plate 12 with the tilting piston 14B by supplying pressure oil (tilting control pressure) to the tilting cylinder 14A. Thereby, the swash plate 12 tilts with respect to the bottom part 2B using the swash plate support member 13 as a fulcrum, and changes the stroke amount of the piston 10 according to the tilt angle, thereby varying the rotation speed of the hydraulic motor 1. to control.

弁板15は、蓋体3とロータ7との間に位置してケーシング2内に設けられている。弁板15は、ノックピン(図示せず)等を用いて蓋体3に取付けられている。弁板15は、ロータ7に形成された複数のシリンダ8と間欠的に連通する一対の給排ポート16を有し、これら一対の給排ポート16は、蓋体3に形成された一対の給排通路(図示せず)にそれぞれ連通している。弁板15のうちロータ7と対向する端面には、凸型曲面部15Aが形成されている。 The valve plate 15 is located within the casing 2 between the lid body 3 and the rotor 7. The valve plate 15 is attached to the lid body 3 using a knock pin (not shown) or the like. The valve plate 15 has a pair of supply/discharge ports 16 that intermittently communicate with a plurality of cylinders 8 formed on the rotor 7 , and these pair of supply/discharge ports 16 communicate with a pair of supply/discharge ports 16 formed on the lid 3 . They each communicate with a drainage path (not shown). A convex curved surface portion 15A is formed on the end surface of the valve plate 15 facing the rotor 7.

次に、第1の実施形態によるロータ7の凹型曲面部7Cの形状、および弁板15の凸型曲面部15Aの形状について、図2ないし図5を参照して説明する。 Next, the shape of the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the shape of the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

凹型曲面部7Cは、ロータ7のうち弁板15と対面する端面に設けられている。この凹型曲面部7Cには、ロータ7に形成された複数のシリンダポート9が開口している。ロータ7の凹型曲面部7Cは、ロータ7の回転中心となる回転軸4の軸中心A-A上の点Bを中心(円弧中心)とした一様な円弧半径SRrを有する円弧状の断面形状を有している。即ち、ロータ7の凹型曲面部7Cは、軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRrの凹円弧面として形成されている。 The concave curved surface portion 7C is provided on the end surface of the rotor 7 that faces the valve plate 15. A plurality of cylinder ports 9 formed in the rotor 7 are opened in this concave curved surface portion 7C. The concave curved surface portion 7C of the rotor 7 has an arc-shaped cross-sectional shape with a uniform arc radius SRr centered on a point B on the axial center AA of the rotating shaft 4, which is the rotation center of the rotor 7 (arc center). have. That is, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 is formed as a concave arc surface having an arc radius SRr with a point B on the shaft center AA as the arc center.

凸型曲面部15Aは、弁板15のうちロータ7と対面する端面に設けられている。凸型曲面部15Aは、例えば弁板15の表面に銅合金を溶着して形成され、ロータ7の凹型曲面部7Cが摺動可能に当接する。弁板15の凸型曲面部15Aは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bに対し、回転軸4の半径方向(軸中心A-Aと直交する方向)に長さσだけ移動させた点Cを円弧中心とした一様な円弧半径SRpを有する円弧状の断面形状を有している。即ち、ロータ7の凹型曲面部7C、および弁板15の凸型曲面部15Aのうち一方である凸型曲面部15Aは、回転軸4の半径方向に長さσだけずれた円弧中心をもつ円弧が回転軸4を中心に回転することで得られる曲面を有している。具体的には、凸型曲面部15Aは、軸中心A-A上の点Bから長さσだけ回転軸4の半径方向に移動させた点Cを中心とした円弧が、回転軸4を中心に回転することで得られた曲面を有する円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。この場合、凹型曲面部7Cの円弧半径SRrと凸型曲面部15Aの円弧半径SRpとは、下記数1の関係となっている。 The convex curved surface portion 15A is provided on the end surface of the valve plate 15 that faces the rotor 7. The convex curved surface portion 15A is formed by, for example, welding a copper alloy to the surface of the valve plate 15, and the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 slidably abuts on the convex curved surface portion 15A. The convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 moves by a length σ in the radial direction of the rotary shaft 4 (direction perpendicular to the shaft center A-A) with respect to point B on the shaft center A-A of the rotary shaft 4. It has an arcuate cross-sectional shape having a uniform arc radius SRp with the arc center at point C. That is, one of the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15, the convex curved surface portion 15A, is an arc having an arc center shifted by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4. It has a curved surface obtained by rotating around the rotation axis 4. Specifically, the convex curved surface portion 15A has a circular arc centered on a point C, which is moved by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4 from a point B on the axis center AA. It is formed as a convex circular arc surface with a circular arc radius SRp having a curved surface obtained by rotating the surface. In this case, the circular arc radius SRr of the concave curved surface portion 7C and the circular arc radius SRp of the convex curved surface portion 15A have the relationship expressed by the following equation 1.

Figure 2023147426000002
Figure 2023147426000002

このように、ロータ7の凹型曲面部7Cは、軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRrの凹円弧面として形成され、弁板15の凸型曲面部15Aは、点Bから回転軸4の半径方向に長さσだけずれた点Cを円弧中心とした円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。 In this way, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 is formed as a concave arc surface with the arc center at the point B on the axis AA and the radius SRr, and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 is formed as a concave arc surface with the arc center at the point B on the axis It is formed as a convex circular arc surface with a circular arc radius SRp whose center is a point C which is shifted from B by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4.

ここで、凸型曲面部15Aの円弧中心Cの、回転軸4の軸中心A-Aからの移動量σの算出方法について説明する。 Here, a method of calculating the amount of movement σ of the arc center C of the convex curved surface portion 15A from the axis center AA of the rotating shaft 4 will be explained.

図3は、ロータ7の凹型曲面部7Cと弁板15の凸型曲面部15Aの形状を概念的に示したもので、凹型曲面部7Cと凸型曲面部15Aとが、回転軸4の軸中心A-A上に間隔をもって配置された状態を示している。図3において、ロータ7の凹型曲面部7Cは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRrの凹円弧面として形成されている。また、図3中に二点鎖線で示す仮想の弁板の凸型曲面部15A′は、点Bを円弧中心とした円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。凹型曲面部7Cの円弧半径SRrは、凸型曲面部15A′の円弧半径SRpよりも大きく設定されている(SRr>SRp)。 FIG. 3 conceptually shows the shapes of the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15. A state in which they are arranged at intervals on the center AA is shown. In FIG. 3, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 is formed as a concave arc surface having an arc radius SRr with a point B on the shaft center AA of the rotating shaft 4 as the arc center. Further, the convex curved surface portion 15A' of the virtual valve plate shown by the two-dot chain line in FIG. 3 is formed as a convex circular arc surface with the circular arc center at the point B and the circular arc radius SRp. The arc radius SRr of the concave curved surface portion 7C is set larger than the arc radius SRp of the convex curved surface portion 15A' (SRr>SRp).

ここで、凹型曲面部7Cに開口したシリンダポート9の中心をDとし、点Bと点Dとを結ぶ直線をEとし、直線Eと凸型曲面部15A′との交点をFとする。図4に拡大して示すように、点Dと交点Fとの間には、半径方向においてSRr-SRpの間隔が形成されると共に、回転軸4の半径方向に長さσの間隔が形成されている。従って、直線Eと凸型曲面部15A′との交点Fを、回転軸4の半径方向に長さσだけ移動させることにより、凸型曲面部15A′を、シリンダポート9の中心Dの位置で凹型曲面部7Cに当接させることができる。この場合、直線Eと軸中心A-Aとがなす角度をθとすると、移動量σは、下記数2によって算出される。 Here, the center of the cylinder port 9 opened in the concave curved surface portion 7C is designated as D, the straight line connecting points B and D is designated as E, and the intersection of the straight line E and the convex curved surface portion 15A' is designated as F. As shown in an enlarged view in FIG. 4, an interval of SRr-SRp is formed in the radial direction between the point D and the intersection F, and an interval of length σ is formed in the radial direction of the rotating shaft 4. ing. Therefore, by moving the intersection point F between the straight line E and the convex curved surface portion 15A' by the length σ in the radial direction of the rotating shaft 4, the convex curved surface portion 15A' can be moved to the position of the center D of the cylinder port 9. It can be brought into contact with the concave curved surface portion 7C. In this case, assuming that the angle between the straight line E and the axis center AA is θ, the movement amount σ is calculated by the following equation 2.

Figure 2023147426000003
Figure 2023147426000003

このようにして、凸型曲面部15Aは、仮想の凸型曲面部15A′の円弧中心となる点Bを、回転軸4の半径方向に長さσだけずれた点Cを円弧中心とした円弧半径SRpの凸円弧面として形成され、凸型曲面部15Aと直線Eとの交点Fは、シリンダポート9の中心Dの位置で凹型曲面部7Cに当接する。このため、弁板15に形成される給排ポート16を、交点Fの位置に開口させることにより、凹型曲面部7Cが凸型曲面部15Aに当接した状態で、凹型曲面部7Cのうちシリンダポート9が開口する部位と、凸型曲面部15Aのうち給排ポート16が開口する部位とを接触させることができる。これにより、図5に示すように、ロータ7の凹型曲面部7C、および弁板15の凸型曲面部15Aは、凹型曲面部7Cのうち複数のシリンダポート9が開口する部位と凸型曲面部15Aのうち給排ポート16が開口する部位とにおいて、互いに接触した状態で相対回転する環状の摺動領域19を有している。これにより、ロータ7のシリンダポート9と弁板15の給排ポート16とを位置合わせすることができ、シリンダポート9と給排ポート16との間のシール性を確保することができる構成となっている。 In this way, the convex curved surface portion 15A is formed into an arc whose center is at a point C that is shifted by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4 from point B, which is the arc center of the virtual convex curved surface portion 15A'. It is formed as a convex arc surface with a radius SRp, and the intersection F between the convex curved surface portion 15A and the straight line E abuts the concave curved surface portion 7C at the center D of the cylinder port 9. Therefore, by opening the supply/discharge port 16 formed in the valve plate 15 at the position of the intersection F, the cylinder of the concave curved surface 7C is in contact with the concave curved surface 7C and the convex curved surface 15A. The portion where the port 9 opens can be brought into contact with the portion of the convex curved surface portion 15A where the supply/discharge port 16 opens. As a result, as shown in FIG. 5, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 are connected to a portion of the concave curved surface portion 7C where a plurality of cylinder ports 9 open and a convex curved surface portion. 15A, it has an annular sliding region 19 that relatively rotates while in contact with the portion where the supply/discharge port 16 opens. As a result, the cylinder port 9 of the rotor 7 and the supply/discharge port 16 of the valve plate 15 can be aligned, and the configuration can ensure sealing between the cylinder port 9 and the supply/discharge port 16. ing.

第1の実施形態による油圧モータ1は、上述の如き構成を有するもので、油圧ポンプから吐出した圧油は、油圧管路から弁板15の給排ポート16、ロータ7のシリンダポート9を通じてシリンダ8内に供給される。これにより、シリンダ8内に挿嵌されたピストン10がロータ7から斜板12側に伸長し、ピストン10の先端に設けられたシュー11が、斜板12を押圧しつつ斜板12の摺動面12Aを環状の軌跡を描くように摺動する。これにより、ロータ7が回転し、ロータ7にスプライン結合された回転軸4が回転し、この回転軸4のトルクを減速機等によって増大させることにより、油圧ショベルの走行装置や旋回装置を駆動することができる。 The hydraulic motor 1 according to the first embodiment has the above-described configuration, and the pressure oil discharged from the hydraulic pump is transferred from the hydraulic conduit through the supply/discharge port 16 of the valve plate 15 and the cylinder port 9 of the rotor 7 to the cylinder. 8. As a result, the piston 10 inserted into the cylinder 8 extends from the rotor 7 toward the swash plate 12, and the shoe 11 provided at the tip of the piston 10 presses the swash plate 12 while sliding the swash plate 12. The surface 12A is slid in a circular trajectory. As a result, the rotor 7 rotates, the rotating shaft 4 spline-coupled to the rotor 7 rotates, and the torque of the rotating shaft 4 is increased by a reduction gear or the like, thereby driving the traveling device and swing device of the hydraulic excavator. be able to.

ここで、本実施形態では、ロータ7に形成された凹型曲面部7Cの凹円弧面の円弧半径SRrが、弁板15に形成された凸型曲面部15Aの凸円弧面の円弧半径SRpよりも大きく設定されている(SRr>SRp)。さらに、図2に示すように、凸型曲面部15Aは、回転軸4の半径方向に長さσだけずれた円弧中心をもつ円弧が回転軸4を中心に回転することで得られる曲面、即ち、軸中心A-A上の点Bから長さσだけ回転軸4の半径方向にずれた点Cを中心とした円弧が、回転軸4を中心に回転することで得られた曲面(球面)を有する円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。これにより、図5に示すように、ロータ7の凹型曲面部7Cが、弁板15の凸型曲面部15Aに当接した状態で、弁板15の給排ポート16とロータ7のシリンダポート9とを正確に位置合わせすることができ、給排ポート16とシリンダポート9との間のシール性を確保することができる。この結果、ポンプから吐出した高圧な圧油が、給排ポート16、シリンダポート9を通じてロータ7のシリンダ8に供給されるときに、給排ポート16とシリンダポート9との間から圧油が漏れるのを抑えることができる。 Here, in this embodiment, the arc radius SRr of the concave arc surface of the concave curved surface section 7C formed on the rotor 7 is larger than the arc radius SRp of the convex arc surface of the convex curve section 15A formed on the valve plate 15. It is set large (SRr>SRp). Furthermore, as shown in FIG. 2, the convex curved surface portion 15A is a curved surface obtained by rotating an arc having an arc center shifted by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4, i.e. , a curved surface (spherical surface) obtained by rotating an arc around the rotation axis 4, with a circular arc centered at a point C shifted in the radial direction of the rotation axis 4 by a length σ from the point B on the axis center A-A. It is formed as a convex circular arc surface with a circular arc radius SRp. As a result, as shown in FIG. 5, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 is in contact with the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15, and the supply/discharge port 16 of the valve plate 15 and the cylinder port 9 of the rotor 7 are connected to each other. can be accurately aligned, and sealing performance between the supply/discharge port 16 and the cylinder port 9 can be ensured. As a result, when high-pressure oil discharged from the pump is supplied to the cylinder 8 of the rotor 7 through the supply and discharge port 16 and the cylinder port 9, the pressure oil leaks from between the supply and discharge port 16 and the cylinder port 9. can be suppressed.

一方、ロータ7の凹型曲面部7Cの円弧半径SRrは、弁板15の凸型曲面部15Aの円弧半径SRpよりも大きく設定されているので、ロータ7の凹型曲面部7Cの外周部と弁板15の凸型曲面部15Aの外周部との間に外側隙間17を確保することができる。また、ロータ7の凹型曲面部7Cの内周部と弁板15の凸型曲面部15Aの内周部との間には、内側隙間18を確保することができる(図5参照)。 On the other hand, since the arc radius SRr of the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 is set larger than the arc radius SRp of the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15, the outer circumference of the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the valve plate An outer gap 17 can be secured between the outer peripheral part of the convex curved surface part 15A of 15. Moreover, an inner gap 18 can be secured between the inner circumferential portion of the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the inner circumferential portion of the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 (see FIG. 5).

即ち、ロータ7の凹型曲面部7C、および弁板15の凸型曲面部15Aは、凹型曲面部7Cのうち複数のシリンダポート9が開口する部位と、凸型曲面部15Aのうち給排ポート16が開口する部位とにおいて互いに接触し、その内側(内周側)において内側隙間18をおいた状態で互いに相対回転するような環状の摺動領域19を有している(図5参照)。従って、ロータ7が高速で回転する場合でも、ロータ7の凹型曲面部7Cと弁板15の凸型曲面部15Aとが外周側および内周側で接触するのを抑え、凹型曲面部7Cと凸型曲面部15Aとの焼き付きを防止することができる。 That is, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 are connected to a portion of the concave curved surface portion 7C where a plurality of cylinder ports 9 open, and a portion of the convex curved surface portion 15A to which the supply/discharge port 16 is opened. It has an annular sliding region 19 that contacts each other at the opening portion and rotates relative to each other with an inner gap 18 provided inside (inner circumferential side) (see FIG. 5). Therefore, even when the rotor 7 rotates at high speed, the concave curved surface 7C of the rotor 7 and the convex curved surface 15A of the valve plate 15 are prevented from coming into contact with each other on the outer and inner circumferential sides, and the concave curved surface 7C and the convex Burn-in with the mold curved surface portion 15A can be prevented.

しかも、ロータ7の凹型曲面部7Cは、一様な円弧半径SRrの凹円弧面として形成され、弁板15の凸型曲面部15Aも、一様な円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。このため、例えばロータの外周側の円弧半径を大きく形成したり、ロータの外周側をテーパ面とする構造に比較して、凹型曲面部7Cを有するロータ7、および凸型曲面部15Aを有する弁板15の構造を簡素化することができる。この結果、ロータ7および弁板15の製造コストを低減することができる。 Moreover, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 is formed as a concave arc surface with a uniform arc radius SRr, and the convex curve surface portion 15A of the valve plate 15 is also formed as a convex arc surface with a uniform arc radius SRp. There is. For this reason, compared to, for example, a structure in which the outer circumferential side of the rotor has a large circular arc radius or the outer circumferential side of the rotor has a tapered surface, the rotor 7 has a concave curved surface part 7C, and the valve has a convex curved surface part 15A. The structure of the plate 15 can be simplified. As a result, manufacturing costs for the rotor 7 and the valve plate 15 can be reduced.

さらに、凹型曲面部7Cの円弧半径SRrと凸型曲面部15Aの円弧半径SRpとの寸法差と、回転軸4の軸中心A-A上の点Bに対する凸型曲面部15Aの円弧中心Cの移動量σとを調整することにより、凹型曲面部7Cと凸型曲面部15Aとの当接面や、凹型曲面部7Cと凸型曲面部15Aとの外周部に形成される外側隙間17、および凹型曲面部7Cと凸型曲面部15Aとの内周部に形成される内側隙間18を適宜に設定することができる。この結果、ロータ7の凹型曲面部7Cおよび弁板15の凸型曲面部15Aを設計するときの自由度を広げることができる。 Furthermore, the dimensional difference between the circular arc radius SRr of the concave curved surface portion 7C and the circular arc radius SRp of the convex curved surface portion 15A, and the circular arc center C of the convex curved surface portion 15A with respect to the point B on the axial center AA of the rotating shaft 4. By adjusting the movement amount σ, the outer gap 17 formed on the contact surface between the concave curved surface portion 7C and the convex curved surface portion 15A, and the outer periphery between the concave curved surface portion 7C and the convex curved surface portion 15A, and The inner gap 18 formed at the inner periphery of the concave curved surface portion 7C and the convex curved surface portion 15A can be set as appropriate. As a result, the degree of freedom when designing the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 can be increased.

次に、弁板15の凸型曲面部15Aの凸円弧面の円弧中心Cを、回転軸4の半径方向に長さσだけ移動させた理由について、図6ないし図8に示す比較例との比較に基づいて説明する。 Next, the reason why the arc center C of the convex arc surface of the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 was moved by the length σ in the radial direction of the rotating shaft 4 will be explained in comparison with the comparative example shown in FIGS. 6 to 8. Explain based on comparison.

図6は、第1の実施形態によるロータ7および弁板15の比較例であるロータ101および弁板102を示している。ロータ101の凹型曲面部101Aには、複数のシリンダポート101Bが開口し、弁板102の凸型曲面部102Aには、一対の給排ポート102Bが開口している。 FIG. 6 shows a rotor 101 and a valve plate 102 that are a comparative example of the rotor 7 and valve plate 15 according to the first embodiment. A plurality of cylinder ports 101B are opened in the concave curved surface 101A of the rotor 101, and a pair of supply/discharge ports 102B are opened in the convex curved surface 102A of the valve plate 102.

図6において、ロータ101の凹型曲面部101Aは、軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRrの凹円弧面として形成されている。一方、弁板102の凸型曲面部102Aは、軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。即ち、弁板102の凸型曲面部102Aは、図3および図4中に二点鎖線で示した凸型曲面部15A′に対応している。凹型曲面部101Aの円弧半径SRrは、凸型曲面部102Aの円弧半径SRpよりも大きく設定されている(SRr>SRp)。 In FIG. 6, the concave curved surface portion 101A of the rotor 101 is formed as a concave arc surface having an arc radius SRr with the arc center at a point B on the axis AA. On the other hand, the convex curved surface portion 102A of the valve plate 102 is formed as a convex arc surface having an arc radius SRp with the arc center at point B on the axis AA. That is, the convex curved surface portion 102A of the valve plate 102 corresponds to the convex curved surface portion 15A' shown by the two-dot chain line in FIGS. 3 and 4. The arc radius SRr of the concave curved surface portion 101A is set larger than the arc radius SRp of the convex curved surface portion 102A (SRr>SRp).

図7は、凹型曲面部101Aと凸型曲面部102Aとを間隔をもって対面させた状態を示し、図8は、ロータ101の回転時に凹型曲面部101Aと凸型曲面部102Aとが当接した状態を示している。比較例では、凹型曲面部101Aの円弧半径SRrが、凸型曲面部102Aの円弧半径SRpよりも大きく設定され(SRr>SRp)、かつ、凹型曲面部101Aの円弧中心と凸型曲面部102Aの円弧中心とが、いずれも軸中心A-A上の点Bとなっている。 FIG. 7 shows a state in which the concave curved surface portion 101A and the convex curved surface portion 102A face each other with a gap between them, and FIG. It shows. In the comparative example, the arc radius SRr of the concave curved surface portion 101A is set larger than the arc radius SRp of the convex curved surface portion 102A (SRr>SRp), and the arc center of the concave curved surface portion 101A and the convex curved surface portion 102A are The center of the arc is point B on the axis center AA.

このため、図8に示すように、ロータ101の回転時には、凹型曲面部101Aと凸型曲面部102Aとが最内周部分で接触するようになり、外周側では非接触となって外側隙間103が形成される。このため、ロータ101の回転時に、周速が大きくなる外周部分で焼き付きが生じるのを抑えることができる。しかし、凹型曲面部101Aと凸型曲面部102Aとが最内周部分で接触した状態では、ロータ101のシリンダポート101Bと弁板102の給排ポート102Bとの間にも微小な隙間104が形成される。このため、給排ポート102Bとシリンダポート101Bとの間に高圧が作用した場合には、この圧油が漏れてしまう不具合がある。 Therefore, as shown in FIG. 8, when the rotor 101 rotates, the concave curved surface portion 101A and the convex curved surface portion 102A come into contact at the innermost circumferential portion, and are not in contact on the outer circumferential side, so that the outer gap 103 is formed. Therefore, when the rotor 101 rotates, it is possible to prevent seizure from occurring in the outer peripheral portion where the circumferential speed is high. However, when the concave curved surface portion 101A and the convex curved surface portion 102A are in contact with each other at the innermost circumferential portion, a minute gap 104 is also formed between the cylinder port 101B of the rotor 101 and the supply/discharge port 102B of the valve plate 102. be done. Therefore, when high pressure acts between the supply/discharge port 102B and the cylinder port 101B, there is a problem in that this pressure oil leaks.

これに対し、本実施形態では、弁板15の凸型曲面部15Aは、回転軸4の半径方向に長さσだけずれた円弧中心をもつ円弧が、回転軸4を中心に回転することで得られる曲面を有している。そして、ロータ7の凹型曲面部7C、および弁板15の凸型曲面部15Aは、凹型曲面部7Cのうち複数のシリンダポート9が開口する部位と凸型曲面部15Aのうち給排ポート16が開口する部位とにおいて、互いに接触した状態で相対回転する環状の摺動領域19を有している。これにより、ロータ7の凹型曲面部7Cが、弁板15の凸型曲面部15Aに当接した状態で、弁板15の給排ポート16とロータ7のシリンダポート9とを正確に位置合わせし、両者間に隙間が生じるのを抑えることができる。この結果、給排ポート16とシリンダポート9との間のシール性を確保することができ、油圧モータ1の作動時に給排ポート16とシリンダポート9との間から高圧の圧油が漏れるのを防止することができる。 In contrast, in the present embodiment, the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 is formed by rotating an arc having an arc center shifted by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4. It has a curved surface. The concave curved surface 7C of the rotor 7 and the convex curved surface 15A of the valve plate 15 are arranged such that the concave curved surface 7C has a plurality of cylinder ports 9 open, and the convex curved surface 15A has the supply/discharge port 16. It has an annular sliding region 19 that rotates relative to the opening portion while being in contact with each other. As a result, the supply/discharge port 16 of the valve plate 15 and the cylinder port 9 of the rotor 7 are accurately aligned with the concave curved surface 7C of the rotor 7 in contact with the convex curved surface 15A of the valve plate 15. , it is possible to suppress the formation of a gap between the two. As a result, it is possible to ensure sealing between the supply/discharge port 16 and the cylinder port 9, and to prevent high-pressure oil from leaking between the supply/discharge port 16 and the cylinder port 9 when the hydraulic motor 1 is operated. It can be prevented.

かくして、第1の実施形態による油圧モータ1は、ケーシング2内に回転可能に設けられた回転軸4と、回転軸4と一体に回転するようにケーシング2内に設けられ複数のシリンダ8およびシリンダポート9が形成されたロータ7と、ロータ7の複数のシリンダ8に往復動可能に挿嵌された複数のピストン10と、ロータ7が摺動可能に当接しロータ7の回転により複数のシリンダポート9が間欠的に連通する給排ポート16が形成された弁板15とを備え、ロータ7は弁板15に摺動可能に当接する凹型曲面部7Cを有し、弁板15はロータ7の凹型曲面部7Cが摺動可能に当接する凸型曲面部15Aを有し、ロータ7の凹型曲面部7C、および弁板15の凸型曲面部15Aの少なくとも一方は、回転軸4の半径方向にずれた円弧中心Cをもつ円弧が回転軸4を中心に回転することで得られる曲面を有している。 Thus, the hydraulic motor 1 according to the first embodiment includes a rotating shaft 4 rotatably provided in the casing 2, and a plurality of cylinders 8 and cylinders provided in the casing 2 so as to rotate together with the rotating shaft 4. A rotor 7 in which a port 9 is formed, a plurality of pistons 10 that are reciprocatably inserted into a plurality of cylinders 8 of the rotor 7, and the rotor 7 slidably abut, and the plurality of cylinder ports are opened by the rotation of the rotor 7. The rotor 7 has a concave curved surface portion 7C that slidably abuts on the valve plate 15, and the valve plate 15 The concave curved surface 7C has a convex curved surface 15A in slidable contact, and at least one of the concave curved surface 7C of the rotor 7 and the convex curved surface 15A of the valve plate 15 extends in the radial direction of the rotating shaft 4. It has a curved surface obtained by rotating an arc with a shifted arc center C around the rotation axis 4.

この構成によれば、ロータ7の凹型曲面部7Cと弁板15の凸型曲面部15Aとの摺動面の良好な摺動性を確保することができる。しかも、例えばロータの外周側の円弧半径を大きく形成したり、ロータの外周側をテーパ面とする構造に比較して、凹型曲面部7Cを有するロータ7、および凸型曲面部15Aを有する弁板15の構造を簡素化することができる。この結果、ロータ7および弁板15の製造コストを低減することができる。 According to this configuration, good sliding properties of the sliding surface between the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 can be ensured. Moreover, compared to a structure in which, for example, the outer circumferential side of the rotor has a large circular arc radius or the outer circumferential side of the rotor has a tapered surface, the rotor 7 has a concave curved surface part 7C, and the valve plate has a convex curved surface part 15A. 15 structures can be simplified. As a result, manufacturing costs for the rotor 7 and the valve plate 15 can be reduced.

実施形態では、ロータ7の凹型曲面部7C、および弁板15の凸型曲面部15Aは、凹型曲面部7Cのうち複数のシリンダポート9が開口する部位と、凸型曲面部15Aのうち給排ポート16が開口する部位とにおいて互いに接触し、その内側において内側隙間18をおいた状態で互いに相対回転するような環状の摺動領域19を有している。この構成によれば、ロータ7の凹型曲面部7Cが、弁板15の凸型曲面部15Aに当接した状態で、弁板15の給排ポート16とロータ7のシリンダポート9とを正確に位置合わせすることができ、給排ポート16とシリンダポート9との間のシール性を確保することができる。 In the embodiment, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 are arranged at a portion of the concave curved surface portion 7C where a plurality of cylinder ports 9 open, and a portion of the convex curved surface portion 15A where the cylinder ports 9 are opened. It has an annular sliding region 19 that contacts each other at the opening portion of the port 16 and rotates relative to the other with an inner gap 18 provided inside the annular sliding region 19 . According to this configuration, with the concave curved surface 7C of the rotor 7 in contact with the convex curved surface 15A of the valve plate 15, the supply/discharge port 16 of the valve plate 15 and the cylinder port 9 of the rotor 7 are accurately connected. The positions can be aligned, and the sealing performance between the supply/discharge port 16 and the cylinder port 9 can be ensured.

実施形態では、ロータ7の凹型曲面部7Cは、その断面において所定の円弧半径SRrをもつ凹円弧面を有し、弁板15の凸型曲面部15Aは、その断面において凹型曲面部7Cの凹円弧面の円弧半径SRpよりも小さな円弧半径SRpをもつ凸円弧面を有している。この構成によれば、弁板15の凸型曲面部15Aの円弧半径SRpを、ロータ7の凹型曲面部7Cの円弧半径SRrよりも小さくすることにより、凹型曲面部7Cの外周部と凸型曲面部15Aの外周部との間に外側隙間17を確保し、凹型曲面部7Cの内周部と凸型曲面部15Aの内周部との間に内側隙間18を確保することができる。この結果、ロータ7の回転時における凹型曲面部7Cと凸型曲面部15Aとの焼き付きを防止することができる。 In the embodiment, the concave curved surface portion 7C of the rotor 7 has a concave arc surface with a predetermined arc radius SRr in its cross section, and the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 has a concave surface of the concave curved surface portion 7C in its cross section. It has a convex circular arc surface with a circular arc radius SRp smaller than the circular arc radius SRp of the circular arc surface. According to this configuration, by making the arc radius SRp of the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 smaller than the arc radius SRr of the concave curved surface portion 7C of the rotor 7, the outer peripheral portion of the concave curved surface portion 7C and the convex curved surface An outer gap 17 can be secured between the outer peripheral part of the portion 15A, and an inner clearance 18 can be secured between the inner peripheral part of the concave curved part 7C and the inner peripheral part of the convex curved part 15A. As a result, it is possible to prevent seizure between the concave curved surface portion 7C and the convex curved surface portion 15A when the rotor 7 rotates.

次に、図9ないし図12は本発明の第2の実施形態を示している。本実施形態の特徴は、ロータに形成された凹型曲面部の円弧中心を、回転軸4の半径方向に長さσだけ移動させたことにある。なお、本実施形態では、第1の実施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。 Next, FIGS. 9 to 12 show a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the arc center of the concave curved surface portion formed on the rotor is moved by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4. Note that in this embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

図9は、第2の実施形態によるロータ21と弁板22とを示している。弁板22の凸型曲面部22Aは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした一様な円弧半径SRpの円弧状の断面形状を有している。即ち、弁板22の凸型曲面部22Aは、軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。 FIG. 9 shows a rotor 21 and a valve plate 22 according to a second embodiment. The convex curved surface portion 22A of the valve plate 22 has an arcuate cross-sectional shape with a uniform arc radius SRp centered on a point B on the axial center AA of the rotating shaft 4. That is, the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22 is formed as a convex arc surface having an arc radius SRp with the arc center at point B on the axial center AA.

一方、ロータ21の凹型曲面部21Aは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bに対し、回転軸4の半径方向(軸中心A-Aと直交する方向)に長さσだけずらした点Cを円弧中心とした一様な円弧半径SRrの円弧状の断面形状を有している。即ち、ロータ21の凹型曲面部21Aは、軸中心A-A上の点Bから長さσだけ回転軸4の半径方向にずれた点Cを中心とした円弧が、軸中心A-Aを中心に回転することで得られた曲面を有する円弧半径SRrの凹円弧面として形成されている。また、ロータ21の凹型曲面部21Aの円弧半径SRrは、弁板22の凸型曲面部22Aの円弧半径SRpよりも大きく設定されている(SRr>SRp)。 On the other hand, the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 is shifted by a length σ in the radial direction of the rotary shaft 4 (direction perpendicular to the shaft center A-A) with respect to point B on the shaft center A-A of the rotary shaft 4. It has an arc-shaped cross-sectional shape with a uniform arc radius SRr with the arc center at point C. That is, the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 has a circular arc centered on a point C that is shifted in the radial direction of the rotating shaft 4 by a length σ from a point B on the shaft center A-A. It is formed as a concave circular arc surface with a circular arc radius SRr and has a curved surface obtained by rotating. Further, the arc radius SRr of the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 is set larger than the arc radius SRp of the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22 (SRr>SRp).

ここで、凹型曲面部21Aの円弧中心Cの、回転軸4の軸中心A-Aからの移動量σの算出方法について説明する。 Here, a method of calculating the amount of movement σ of the arc center C of the concave curved surface portion 21A from the axis center AA of the rotating shaft 4 will be explained.

図10は、ロータ21の凹型曲面部21Aと弁板22の凸型曲面部22Aの形状を概念的に示したもので、凹型曲面部21Aと凸型曲面部22Aとが、回転軸4の軸中心A-A上に間隔をもって配置された状態を示している。図10において、弁板22の凸型曲面部22Aは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。また、図10中に二点鎖線で示す仮想のロータの凹型曲面部21A′は、点Bを円弧中心とした円弧半径SRrの凹円弧面として形成されている。 FIG. 10 conceptually shows the shapes of the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 and the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22. A state in which they are arranged at intervals on the center AA is shown. In FIG. 10, the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22 is formed as a convex arc surface having an arc radius SRp with the arc center at a point B on the shaft center AA of the rotating shaft 4. Further, the concave curved surface portion 21A' of the virtual rotor shown by the two-dot chain line in FIG. 10 is formed as a concave circular arc surface with the circular arc center at the point B and the circular arc radius SRr.

凸型曲面部22Aに開口した給排ポート16の中心をDとし、点Bと点Dとを結ぶ直線をEとし、直線Eと凹型曲面部21A′との交点をFとする。図11に拡大して示すように、点Dと交点Fとの間には、半径方向においてSRr-SRpの間隔が形成されると共に、回転軸4の半径方向に長さσの間隔が形成されている。従って、直線Eと凹型曲面部21A′との交点Fを、回転軸4の半径方向に長さσだけずらすことにより、凹型曲面部21A′を、給排ポート16の中心Dの位置で凸型曲面部22Aに当接させることができる。この場合、直線Eと軸中心A-Aとがなす角度をθとすると、長さσは、上記数2によって算出される。 Let D be the center of the supply/discharge port 16 opened in the convex curved surface portion 22A, E be the straight line connecting points B and D, and F be the intersection of the straight line E and the concave curved surface portion 21A'. As shown in an enlarged view in FIG. 11, an interval of SRr-SRp is formed in the radial direction between the point D and the intersection F, and an interval of length σ is formed in the radial direction of the rotating shaft 4. ing. Therefore, by shifting the intersection point F between the straight line E and the concave curved surface portion 21A' by the length σ in the radial direction of the rotating shaft 4, the concave curved surface portion 21A' can be shaped into a convex shape at the center D of the supply/discharge port 16. It can be brought into contact with the curved surface portion 22A. In this case, assuming that the angle between the straight line E and the axis center AA is θ, the length σ is calculated by the above equation 2.

このようにして、凹型曲面部21Aは、仮想の凹型曲面部21A′の円弧中心Bを、回転軸4の半径方向に長さσだけずらした点Cを円弧中心とした円弧半径SRrの凹円弧面として形成され、凹型曲面部21Aは、給排ポート16の中心Dの位置で凸型曲面部22Aに当接する。このため、ロータ21に形成されるシリンダポート9を、交点Fの位置に開口させることにより、凹型曲面部21Aが凸型曲面部22Aに当接した状態で、凹型曲面部21Aのうちシリンダポート9が開口する部位と、凸型曲面部22Aのうち給排ポート16が開口する部位とを接触させることができる。これにより、図12に示すように、弁板22の給排ポート16とロータ21のシリンダポート9とを位置合わせすることができる構成となっている。 In this way, the concave curved surface portion 21A is formed into a concave arc with a radius SRr centered at a point C that is obtained by shifting the arc center B of the virtual concave curved surface portion 21A' by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4. The concave curved surface portion 21A contacts the convex curved surface portion 22A at the center D of the supply/discharge port 16. Therefore, by opening the cylinder port 9 formed in the rotor 21 at the position of the intersection F, the cylinder port 9 of the concave curved surface 21A is in contact with the concave curved surface 21A and the convex curved surface 22A. It is possible to bring the portion of the convex curved surface portion 22A into contact with the portion of the convex curved surface portion 22A where the supply/discharge port 16 opens. Thereby, as shown in FIG. 12, the configuration is such that the supply/discharge port 16 of the valve plate 22 and the cylinder port 9 of the rotor 21 can be aligned.

第2の実施形態による油圧モータは、上述の如きロータ21と弁板22とを有するもので、第2の実施形態においても第1の実施形態と同様に、ロータ21の凹型曲面部21Aが一様な円弧半径SRrの凹円弧面として形成され、弁板22の凸型曲面部22Aも一様な円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。このため、例えばロータの外周側の円弧半径を大きく形成したり、ロータの外周側をテーパ面とする構造に比較して、凹型曲面部21Aを有するロータ21、および凸型曲面部22Aを有する弁板22の構造を簡素化し、ロータ21および弁板22の加工コストを低減することができる。また、弁板22の凸型曲面部22Aの凸円弧面の円弧半径SRpは、ロータ21の凹型曲面部21Aの凹円弧面の円弧半径SRrよりも小さく設定されている。これにより、図12に示すように、ロータ21の凹型曲面部21Aの外周部と弁板22の凸型曲面部22Aの外周部との間に外側隙間23を確保し、ロータ21の凹型曲面部21Aの内周部と弁板22の凸型曲面部22Aの内周部との間には、内側隙間24を確保することができる。 The hydraulic motor according to the second embodiment has the rotor 21 and the valve plate 22 as described above, and in the second embodiment as well, the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 is The convex curved surface portion 22A of the valve plate 22 is also formed as a convex arc surface with a uniform arc radius SRp. For this reason, compared to, for example, a structure in which the outer circumferential side of the rotor has a large circular arc radius or the outer circumferential side of the rotor has a tapered surface, the rotor 21 has a concave curved surface portion 21A, and the valve has a convex curved surface portion 22A. The structure of the plate 22 can be simplified and the processing costs of the rotor 21 and the valve plate 22 can be reduced. Further, the arc radius SRp of the convex arc surface of the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22 is set smaller than the arc radius SRr of the concave arc surface of the concave curved surface portion 21A of the rotor 21. As a result, as shown in FIG. 12, an outer gap 23 is secured between the outer periphery of the concave curved surface 21A of the rotor 21 and the outer periphery of the convex curved surface 22A of the valve plate 22, and the concave curved surface of the rotor 21 is An inner gap 24 can be secured between the inner circumferential portion of the valve plate 21A and the inner circumferential portion of the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22.

このように、ロータ21の凹型曲面部21A、および弁板22の凸型曲面部22Aは、凹型曲面部21Aのうち複数のシリンダポート9が開口する部位と、凸型曲面部22Aのうち給排ポート16が開口する部位とにおいて互いに接触し、その内側(内周側)において内側隙間24をおいた状態で互いに相対回転するような環状の摺動領域25を有している(図12参照)。従って、ロータ21が高速で回転する場合でも、ロータ21の凹型曲面部21Aと弁板22の凸型曲面部22Aとが外周側および内周側で接触するのを抑えることができ、凹型曲面部21Aと凸型曲面部22Aとの焼き付きを防止することができる。 In this way, the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 and the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22 are connected to a portion of the concave curved surface portion 21A where a plurality of cylinder ports 9 open, and a portion of the convex curved surface portion 22A for supply/discharge. It has an annular sliding region 25 that contacts with the portion where the port 16 opens and rotates relative to each other with an inner gap 24 on the inside (inner circumferential side) (see FIG. 12). . Therefore, even when the rotor 21 rotates at high speed, contact between the concave curved surface 21A of the rotor 21 and the convex curved surface 22A of the valve plate 22 on the outer and inner circumferential sides can be suppressed, and the concave curved surface It is possible to prevent burning between the convex curved surface portion 21A and the convex curved surface portion 22A.

さらに、第2の実施形態では、凸型曲面部22Aの凸円弧面の円弧中心Cを、回転軸4の半径方向に長さσだけずらしている。これにより、第1の実施形態と同様に、ロータ21の凹型曲面部21Aが、弁板22の凸型曲面部22Aに当接した状態で、弁板22の給排ポート16とロータ7のシリンダポート9とを正確に位置合わせすることができ、給排ポート16とシリンダポート9との間のシール性を確保することができる。 Furthermore, in the second embodiment, the arc center C of the convex arc surface of the convex curved surface portion 22A is shifted by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4. As a result, similarly to the first embodiment, the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 is in contact with the convex curved surface portion 22A of the valve plate 22, and the supply/discharge port 16 of the valve plate 22 and the cylinder of the rotor 7 are connected. The port 9 can be accurately positioned, and the sealing performance between the supply/discharge port 16 and the cylinder port 9 can be ensured.

次に、図13ないし図15は本発明の第3の実施形態を示している。本実施形態の特徴は、ロータの凹型曲面部の円弧半径と弁板の凸型曲面部の円弧半径とを等しく設定し、かつ、ロータの凹型曲面部および弁板の凸型曲面部は、回転軸の中心領域において互いに接触し、外周領域において隙間をおいた状態で互いに相対回転するように構成したことにある。なお、本実施形態では、第1の実施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。 Next, FIGS. 13 to 15 show a third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the arc radius of the concave curved surface portion of the rotor and the arc radius of the convex curved surface portion of the valve plate are set equal, and the concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate are rotated. The shafts are configured so that they contact each other in the central region of the shaft and rotate relative to each other with a gap left in the outer peripheral region. Note that in this embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

図13は、第3の実施形態によるロータ31と弁板32とを示している。ロータ31の凹型曲面部31Aは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした一様な円弧半径SRrの円弧状の断面形状を有している。即ち、ロータ31の凹型曲面部31Aは、軸中心A-A上の点Bを円弧中心とした円弧半径SRrの凹円弧面として形成されている。 FIG. 13 shows a rotor 31 and a valve plate 32 according to a third embodiment. The concave curved surface portion 31A of the rotor 31 has an arc-shaped cross-sectional shape with a uniform arc radius SRr centered on a point B on the axial center AA of the rotating shaft 4. That is, the concave curved surface portion 31A of the rotor 31 is formed as a concave arc surface having an arc radius SRr with the arc center at point B on the axis AA.

一方、弁板32の凸型曲面部32Aは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bに対し、回転軸4の半径方向に長さσだけずれた点Cを円弧中心とした一様な円弧半径SRpの円弧状の断面形状を有している。即ち、弁板32の凸型曲面部32Aは、軸中心A-A上の点Bから回転軸4の半径方向に長さσだけずれた点Cを中心とした円弧が、回転軸4を中心に回転することで得られた曲面を有する円弧半径SRpの凸円弧面として形成されている。ここで、本実施形態では、ロータ31の凹型曲面部31Aの円弧半径SRrと、弁板32の凸型曲面部32Aの円弧半径SRpとは、下記数3の関係となっている。 On the other hand, the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 has a circular arc centered at a point C which is shifted by a length σ in the radial direction of the rotary shaft 4 with respect to a point B on the shaft center AA of the rotary shaft 4. It has an arcuate cross-sectional shape with a circular arc radius SRp. That is, the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 has a circular arc centered on a point C that is shifted by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4 from a point B on the shaft center AA. It is formed as a convex circular arc surface with a circular arc radius SRp having a curved surface obtained by rotating the surface. Here, in this embodiment, the circular arc radius SRr of the concave curved surface portion 31A of the rotor 31 and the circular arc radius SRp of the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 have a relationship expressed by the following equation 3.

Figure 2023147426000004
Figure 2023147426000004

ここで、弁板32の凸型曲面部32Aの円弧中心Cは、回転軸4の軸中心A-A上の点Bに対し回転軸4の半径方向に長さσだけずれている。この円弧中心Cの移動量σは、例えばロータ31の凹型曲面部31Aを弁板32の凸型曲面部32Aに当接させた状態で、凹型曲面部31Aの最外周部と凸型曲面部32Aの最外周部との間に生じる外側隙間33がどれくらい必要か(必要隙間量)に応じて、幾何学的に設定される。これにより、ロータ31の凹型曲面部31Aおよび弁板32の凸型曲面部32Aは、回転軸4の中心領域において互いに接触し、外周領域において外側隙間33をおいた状態で互いに相対回転するように構成されている。 Here, the arc center C of the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 is shifted by a length σ in the radial direction of the rotary shaft 4 from a point B on the axis center AA of the rotary shaft 4. The movement amount σ of the arc center C is, for example, when the concave curved surface portion 31A of the rotor 31 is brought into contact with the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32, and the outermost peripheral portion of the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A are It is set geometrically depending on how much outer gap 33 is required (necessary gap amount) between the outermost peripheral part of As a result, the concave curved surface portion 31A of the rotor 31 and the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 come into contact with each other in the central region of the rotating shaft 4, and rotate relative to each other with an outer gap 33 in the outer peripheral region. It is configured.

第3の実施形態による油圧モータは、上述の如きロータ31と弁板32とを有するもので、ロータ31に形成された凹型曲面部31Aの凹円弧面の円弧半径SRrと、弁板32に形成された凸型曲面部32Aの凸円弧面の円弧半径SRpとが等しく設定されている(SRr=SRp)。さらに、凸型曲面部32Aの凸円弧面の円弧中心Cを、回転軸4の軸中心A-A上の点Bから回転軸4の半径方向に長さσだけずらす構成としている。これにより、図15に示すように、ロータ31の凹型曲面部31Aと弁板32の凸型曲面部32Aとは、回転軸4の中心領域となる最内周部で互いに接触した状態で、外周領域となる凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aの最外周部には、外側隙間33が形成される。 The hydraulic motor according to the third embodiment has the rotor 31 and the valve plate 32 as described above. The arc radius SRp of the convex arc surface of the convex curved surface portion 32A is set to be equal to the arc radius SRp (SRr=SRp). Further, the arc center C of the convex arc surface of the convex curved surface portion 32A is shifted by a length σ in the radial direction of the rotary shaft 4 from a point B on the axis center AA of the rotary shaft 4. As a result, as shown in FIG. 15, the concave curved surface portion 31A of the rotor 31 and the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 are in contact with each other at the innermost periphery, which is the central region of the rotating shaft 4, and the outer periphery An outer gap 33 is formed at the outermost periphery of the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A.

このように、第3の実施形態では、凹型曲面部31Aの円弧半径SRrと凸型曲面部32Aの円弧半径SRpとを等しく設定(SRr=SRp)した場合でも、凹型曲面部31Aの円弧半径SRrを凸型曲面部32Aの円弧半径SRpよりも大きく設定(SRr>SRp)した場合と同様に、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとの最外周部に外側隙間33を確保することができる。これにより、本実施形態においても、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとの焼き付きを防止することができる。 As described above, in the third embodiment, even when the arc radius SRr of the concave curved surface section 31A and the arc radius SRp of the convex curved surface section 32A are set equal (SRr=SRp), the arc radius SRr of the concave curved surface section 31A Similarly to the case where the arc radius SRp of the convex curved surface section 32A is set larger (SRr>SRp), the outer gap 33 can be secured at the outermost periphery between the concave curved surface section 31A and the convex curved surface section 32A. . Thereby, in this embodiment as well, it is possible to prevent the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A from sticking together.

しかも、第3の実施形態では、ロータ31の凹型曲面部31Aの円弧半径SRrと弁板32の凸型曲面部32Aの円弧半径SRpとが等しいため、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとを研磨剤を介して直接的に接触させた状態でラッピング加工(共ラップ)を行うことができる。このため、ロータの凹型曲面部の円弧半径と弁板の凸型曲面部の円弧半径とが異なる場合に、凹型曲面部と凸型曲面部とに対して個別にラッピング加工を行う場合に比較して、加工に要する時間およびコストを低減することができる。さらに、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとに対するラッピング加工を行った後には、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとを接触させての長時間の慣らし運転を不要にすることができる。この結果、凹型曲面部31Aを含むロータ31、および凸型曲面部32Aを含む弁板32の製造コストを低減することができる。 Moreover, in the third embodiment, since the arc radius SRr of the concave curved surface portion 31A of the rotor 31 and the arc radius SRp of the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 are equal, the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A are Lapping processing (co-lapping) can be performed in a state in which the two are brought into direct contact via an abrasive. For this reason, when the arc radius of the concave curved surface of the rotor is different from the arc radius of the convex curved surface of the valve plate, it is difficult to compare the lapping process to the concave curved surface and the convex curved surface separately. Therefore, the time and cost required for processing can be reduced. Furthermore, after the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A are subjected to the lapping process, it is possible to eliminate the need for a long break-in operation in which the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A are brought into contact with each other. . As a result, manufacturing costs of the rotor 31 including the concave curved surface portion 31A and the valve plate 32 including the convex curved surface portion 32A can be reduced.

かくして、第3の実施形態では、ロータ31の凹型曲面部31Aの断面の円弧半径SRrと、弁板32の凸型曲面部32Aの断面の円弧半径SRpとを互いに等しく設定し、凹型曲面部31Aおよび凸型曲面部32Aは、回転軸4の中心領域となる内周側において互いに接触し、外周領域において外側隙間33をおいた状態で互いに相対回転する。この構成によれば、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとの最外周部に外側隙間33が確保されるので、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとの焼き付きを防止することができる。しかも、凹型曲面部31Aと凸型曲面部32Aとを研磨剤を介して直接的に接触させた状態でラッピング加工(共ラップ)を行うことができ、凹型曲面部31Aおよび凸型曲面部32Aの加工に要する時間およびコストを低減することができる。 Thus, in the third embodiment, the arc radius SRr of the cross section of the concave curved surface portion 31A of the rotor 31 and the arc radius SRp of the cross section of the convex curved surface portion 32A of the valve plate 32 are set equal to each other, and the concave curved surface portion 31A The convex curved surface portions 32A are in contact with each other on the inner peripheral side, which is the central region of the rotating shaft 4, and rotate relative to each other with an outer gap 33 in the outer peripheral region. According to this configuration, since the outer gap 33 is secured at the outermost periphery between the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A, it is possible to prevent seizure between the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A. . Furthermore, lapping (co-lapping) can be performed with the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A in direct contact with each other via an abrasive, so that the concave curved surface portion 31A and the convex curved surface portion 32A can be The time and cost required for processing can be reduced.

なお、第1の実施形態では、弁板15の凸型曲面部15Aの円弧中心Cを、回転軸4の半径方向に長さσだけ移動させた場合を例示し、第2の実施形態では、ロータ21の凹型曲面部21Aの円弧中心Cを、回転軸4の半径方向に長さσだけ移動させた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば弁板の凸型曲面部の円弧中心を、回転軸4の半径方向に長さσpだけ移動させると共に、ロータの凹型曲面部の円弧中心を、回転軸4の半径方向に長さσrだけ移動させ、これら凸型曲面部の円弧中心の移動量σpと凹型曲面部の円弧中心の移動量σrとの合計が移動量σ(σ=σp+σr)となるように構成してもよい。 Note that in the first embodiment, a case is illustrated in which the arc center C of the convex curved surface portion 15A of the valve plate 15 is moved by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4, and in the second embodiment, A case is illustrated in which the arc center C of the concave curved surface portion 21A of the rotor 21 is moved by a length σ in the radial direction of the rotating shaft 4. However, the present invention is not limited to this. For example, the center of the arc of the convex curved surface of the valve plate is moved by the length σp in the radial direction of the rotating shaft 4, and the center of the arc of the concave curved surface of the rotor is moved along the rotation axis. 4 by a length σr in the radial direction, so that the sum of the movement amount σp of the arc center of these convex curved surface portions and the movement amount σr of the arc center of the concave curved surface portion becomes the movement amount σ (σ = σp + σr). It may be configured as follows.

また、実施形態では、液圧回転機として可変容量型の斜板式油圧モータ1を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば可変容量型の斜板式油圧ポンプ、斜軸式油圧モータ、斜軸式油圧ポンプ等のロータと弁板を備えた各種の液圧回転機に広く適用することができる。 Further, in the embodiment, a variable displacement swash plate type hydraulic motor 1 is illustrated as the hydraulic rotating machine. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to various hydraulic rotating machines equipped with a rotor and a valve plate, such as a variable displacement swash plate hydraulic pump, a tilt shaft hydraulic motor, and a tilt shaft hydraulic pump. be able to.

2 ケーシング
4 回転軸
7,21,31 ロータ
7C,21A,31A 凹型曲面部
8 シリンダ
9 シリンダポート
10 ピストン
15,22,32 弁板
15A,22A,32A 凸型曲面部
16 給排ポート
17,23,33 外側隙間(隙間)
18,24 内側隙間(隙間)
19,25 摺動領域
2 Casing 4 Rotating shaft 7, 21, 31 Rotor 7C, 21A, 31A Concave curved part 8 Cylinder 9 Cylinder port 10 Piston 15, 22, 32 Valve plate 15A, 22A, 32A Convex curved part 16 Supply/discharge port 17, 23, 33 Outside gap (gap)
18, 24 Inner gap (gap)
19,25 Sliding area

Claims (4)

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するように前記ケーシング内に設けられ複数のシリンダおよびシリンダポートが形成されたロータと、前記ロータの前記複数のシリンダに往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、前記ロータが摺動可能に当接し前記ロータの回転により前記複数のシリンダポートが間欠的に連通する給排ポートが形成された弁板とを備え、
前記ロータは前記弁板に摺動可能に当接する凹型曲面部を有し、前記弁板は前記ロータの前記凹型曲面部が摺動可能に当接する凸型曲面部を有してなる液圧回転機において、
前記ロータの前記凹型曲面部、および前記弁板の前記凸型曲面部の少なくとも一方は、前記回転軸の半径方向にずれた円弧中心をもつ円弧が前記回転軸を中心に回転することで得られる曲面を有することを特徴とする液圧回転機。
A rotating shaft rotatably provided in a casing, a rotor provided in the casing and having a plurality of cylinders and cylinder ports formed therein so as to rotate together with the rotating shaft, and the plurality of cylinders of the rotor. The valve plate includes a plurality of pistons inserted and fitted in a reciprocating manner, and a valve plate formed with an supply/discharge port in which the rotor is slidably abutted and the plurality of cylinder ports are intermittently communicated with each other as the rotor rotates. ,
The rotor has a concave curved surface that slidably abuts on the valve plate, and the valve plate has a convex curved surface that the concave curved surface of the rotor slidably abuts. On the machine,
At least one of the concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate is obtained by rotating an arc having an arc center shifted in a radial direction of the rotation shaft around the rotation shaft. A hydraulic rotating machine characterized by having a curved surface.
前記ロータの前記凹型曲面部、および前記弁板の前記凸型曲面部は、前記凹型曲面部のうち前記複数のシリンダポートが開口する部位と、前記凸型曲面部のうち前記給排ポートが開口する部位とにおいて互いに接触し、その内側において隙間をおいた状態で互いに相対回転するような環状の摺動領域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。 The concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate include a portion of the concave curved portion where the plurality of cylinder ports are open, and a portion of the convex curved portion where the supply/discharge port is open. 2. The hydraulic rotary machine according to claim 1, further comprising an annular sliding area that contacts each other at a portion where the sliding portion is rotated and rotates relative to each other with a gap between the annular sliding areas. 前記ロータの前記凹型曲面部は、その断面において所定の円弧半径をもつ凹円弧面を有し、前記弁板の前記凸型曲面部は、その断面において前記凹円弧面の円弧半径よりも小さな円弧半径をもつ凸円弧面を有することを特徴とする請求項2に記載の液圧回転機。 The concave curved surface portion of the rotor has a concave arc surface with a predetermined arc radius in its cross section, and the convex curved surface portion of the valve plate has a concave arc surface with a predetermined arc radius in its cross section. The hydraulic rotating machine according to claim 2, characterized in that it has a convex arcuate surface with a radius. 前記ロータの前記凹型曲面部の断面の円弧半径と、前記弁板の前記凸型曲面部の断面の円弧半径とを互いに等しく設定し、
前記ロータの前記凹型曲面部および前記弁板の前記凸型曲面部は、前記回転軸の中心領域において互いに接触し、外周領域において隙間をおいた状態で互いに相対回転するように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。
The circular arc radius of the cross section of the concave curved surface portion of the rotor and the circular arc radius of the cross section of the convex curved surface portion of the valve plate are set to be equal to each other,
The concave curved surface portion of the rotor and the convex curved surface portion of the valve plate are configured to contact each other in a central region of the rotating shaft and rotate relative to each other with a gap in an outer peripheral region. The hydraulic rotating machine according to claim 1, characterized in that:
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