JP2763114B2 - 回転ピストンポンプ並びにモータ - Google Patents

回転ピストンポンプ並びにモータ

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JP2763114B2
JP2763114B2 JP63262032A JP26203288A JP2763114B2 JP 2763114 B2 JP2763114 B2 JP 2763114B2 JP 63262032 A JP63262032 A JP 63262032A JP 26203288 A JP26203288 A JP 26203288A JP 2763114 B2 JP2763114 B2 JP 2763114B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、斜板式や斜軸式の回転ピストンポンプ並び
にモータの改良に関する。
(従来の技術) 回転ピストンポンプやモータにおいて、吸込や吐出用
の分配弁としてロータリバルブを使用する場合には、ロ
ータリバルブ自身の圧力バランスを取り、バルブ内の漏
れの防止、耐久性の向上、焼き付きの防止などを図る必
要がある。このためロータリバルブには分配用の溝の外
に圧力平衡溝が設けられ、さらに分配用溝と圧力平滑溝
を結ぶ通路が設けられている。
(発明の課題) しかしながら、そのために従来のロータリバルブは複
雑な加工を必要とし、形状も大きくなるという欠点があ
った。
また、分配弁は圧力平衡を常に保持する必要から、メ
インシャフトと分離構造として外力による変位を受けな
いようにする必要があり、構造も複雑であった。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、圧
力平衡溝を必要とせず、シリンダブロックと一体化され
た分配機構を備えた回転ピストンポンプ並びにモータを
提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) このために本発明は、回転するシリンダブロックに形
成した複数のシリンダと、各シリンダに摺動自由に収装
されたピストンと、シリンダの回転位置に応じてこのシ
リンダと連通する流入通路並びに流出通路を形成したポ
ートブロックとを備えた回転ピストンポンプ並びにモー
タにおいて、シリンダブロックの外周に各シリンダと連
通する開口部を形成し、これらの開口部の外側を囲むポ
ートブロックに前記流入通路および流出通路に連通する
流入ポート及び流出ポートを形成し、開口部の外側でシ
リンダブロックに緩く嵌合するバルブリングを若干のラ
ジアル方向変位可能にポートブロックに係止し、前記流
入ポートと流出ポートに面してこのバルブリングに貫通
穴をそれぞれ形成し、バルブリング外周部のこれらの貫
通穴の周囲にポートブロックに密着するOリングを設け
るとともに、流出ポート側のOリングに囲まれるバルブ
リング外周部の流体圧力の受圧面積とシリンダブロック
の前記開口部側からバルブリング内周部に及ぼす流体圧
力の受圧面積を調整して、流出ポート側のOリングに囲
まれるバルブリング外周部の全流体圧力をシリンダブロ
ックの前記開口部側からバルブリング内周部に及ぼす全
流体圧力より大きくした。
(作用) バルブリングの貫通孔の周囲には内側と外側から流体
圧力が等しく作用するが、流出ポート側のOリングに囲
まれるバルブリング外周部の流体圧力の受圧面積とシリ
ンダブロックの前記開口部側からバルブリング内周部に
及ぼす流体圧力の受圧面積を調整して、流出ポート側の
Oリングに囲まれるバルブリング外周部の全流体圧力を
シリンダブロックの前記開口部側からバルブリング内周
部に及ぼす全流体圧力より大きくしたため、全流体圧力
の差によりバルブリングは内向きに付勢される。このた
めバルブリングは横断方向に変位して、流出ポートと流
入ポートのうち高圧側のポートの付近の内周部をシリン
ダブロックに圧着する。これに伴い、このポートの近く
ではバルブリング外周部とポートブロックとのクリアラ
ンスが増加するが、Oリングはなおポートブロックに密
着しているため、結果としてバルブリングはポートブロ
ックと回転するシリンダブロックの両方に密着し、流体
を漏出させることなく流通させる。
(実施例) 第1図〜第5図に本発明の実施例を示す。
第1図に示されるのは、回転軸2を一体形成したシリ
ンダブロック3と、回転軸5を一体形成したシリンダブ
ロック6とをそれぞれ回転自由に並列にボディ1に収装
した二軸型のHST(ハイドロスタティックトランスミッ
ション)である。
ボディ1はシリンダブロック3と6の後方において開
口し、この開口部をポートブロック9が密閉する。回転
軸2の一端はラジアル軸受8を介してボディ1の外側へ
回転自由に突出し、もう一端はポートブロック9の内側
に備えたテーパころ軸受10によりスラスト、ラジアル両
方向に支持される。また、回転軸5は一端をボディ1の
内側に備えたラジアル軸受11に回転自由に支持され、も
う一端をポートブロック9に設けたテーパころ軸受12を
介してスラスト、ラジアル両方向に支持されつつ、ポー
トブロック9から外側へ回転自由に突出する。
シリンダブロック3と6には所定の角度で開口部を外
側に向けた複数のシリンダ4が形成され、各シリンダ4
には基端を曲面状に形成したピストン13が挿入され、シ
リンダ4の底部との間に介装したスプリング29により伸
張方向へ付勢される。
また、シリンダブロック3の前方には、転動輪14がベ
アリング176と斜板15とを介してボディ1に支持され、
シリンダ4から突出するピストン13の曲面状に形成され
た基端に当接する。なお、転動輪14のこの当接面は凹面
に形成される。
斜板15は半円筒状に形成された背面を備え、この背面
がボディ1に形成した同形のプレーンベアリング17に支
持される。斜板15はプレーンベアリング17に沿って水平
方向に滑動しながら回転することで、転動輪14の回転軸
3に対する傾斜角度を変化させる。この斜板15をプレー
ンベアリング17に沿って変位させるため、斜板15には第
2図に示すようにボディ1の外側から回動操作されるロ
ッド19と結合したレバー18が係合する。なお、第1図及
び第2図は転動輪14の傾斜角度がゼロの状態を示す。回
転軸2は以上の転動輪14、斜板15及びプレーンベアリン
グ17をそれぞれ回転自由に貫通する。
シリンダブロック6の前方には転動輪27がベアリング
28を介してボディ1に一定の傾斜角度で支持され、シリ
ンダブロック6のシリンダ4から突出するピストン13の
基端が、転動輪14と同様の凹面を備えたこの転動輪27に
当接する。
シリンダブロック3と6の外周部には各シリンダ4に
連通する開口部7がシリンダ4の後方においてラジアル
方向に等間隔で形成される。ポートブロック9はこれら
の開口部7を取り囲むように形成され、開口部7の外側
でシリンダブロック3と6にそれぞれ緩く嵌合するバル
ブリング20が若干のラジアル方向変位可能にポートブロ
ック9にピン21により係止される。
ポートブロック9の内部には流入通路としての吸込通
路32と流出通路としての吐出通路33が形成され、吸込通
路32に連続する流入ポートとしての吸込ポート30と、吐
出通路33に連続する流出ポートとしての吐出ポート31が
バルブリング20の外周部に臨んで開口する。これらのポ
ート30と31はまゆ形に形成され、対称的に配置される。
また、バルブリング20には吸込ポート30並びに吐出ポ
ート31に面して第4図に示すような同じくまゆ形をした
貫通孔34と35が形成される。バルブリング20の外周部に
はこの貫通孔34と35と囲むようにOリング36が設けら
れ、バルブリング20はこのOリング36を介してポートブ
ロック9に密着する。
バルブリング20とポートブロック9との最大のクリア
ランスはこのOリング36の弾性変形範囲内とする。ま
た、Oリング36に囲まれるバルプリング20の外周部の受
圧面積a1が、開口部7側からバルブリング20の内周部に
作用する流体圧力の受圧面積a2より大きくなるように、
Oリング36の寸法が決定される。特に、受圧面積a2につ
いては、バルブリング20の内周部とシリンダブロック3
(6)の外周部との間の隙間から流体圧力が逃げて行く
ので、バルブリング20の軸方向の幅全体までは流体圧力
が及ばないことを考慮して決定する。第5図においては
開口部7より僅かに広い幅となっている。
なお、ボディ1の内側のシリンダブロック3と6の作
動空間は吸込通路32に連通し、流体に満たされる。
次に作用を説明する。
回転軸2の駆動によりシリンダブロック3が回転する
と、シリンダブロック3の各シリンダ4に挿入されたピ
ストン13は傾斜状態に支持された転動輪14により伸縮方
向に駆動される。
そして、伸張行程ではポートブロック9の吸込通路32
から吸込ポート30、バルブリング20の貫通孔34及びシリ
ンダブロック3の開口部7を介して流体をシリンダ4に
吸い込み、収縮行程ではこの流体を加圧しつつ開口部7
からバルブリング20の貫通孔35、吐出ポート31を経てポ
ートブロック9の吐出通路33に吐出する。
この高圧吐出流体は第5図に示すようにバルブリング
20の内周部と外周部に等しい圧力を及ぼすが、外周部の
受圧面積a1が内周部の受圧面積a2より大きいため、バル
ブリング20は内向きに付勢され、、バルブリング20は第
5図に示すように僅かに横断方向へ変位して内周部をシ
リンダブロック3(6)の外周部に圧着する。なお、こ
の変位の結果、バルブリング20とポートブロック9との
クリアランスが拡大するが、クリアランスはなおOリン
グ36の弾性変形の範囲に留どまるので、開口部7から貫
通孔35を介して吐出ポート31に至る流路の内外は完全に
遮断され、シリンダ4から吐出された高圧流体はシリン
ダブロック3(6)の周囲へ漏出することなく、全量が
流出通路33へ流入する。
以上のバルブリング20の横断方向変位の結果、反対側
の吸込ポート30に至る貫通孔34の周囲ではバルブリング
20の内周部とシリンダブロック3(6)の外周部との間
に隙間が生じるが、シリンダブロック3(6)の周囲は
吸込通路32と連通し、流体に満たされているため、吸込
動作は全く影響を受けない。
このように、貫通孔35の近傍ではバルブリング20が常
にシリンダブロック3(6)に向けて付勢されているの
で、運転中に加わる負荷などのために回転軸2(5)が
撓んでシリンダブロック3(6)がラジアル方向に若干
変位した場合でも、バルブリング20はこの変位に追随し
て変位し、内周部とシリンダブロック3(6)の外周部
との密着を維持するので、高圧流体の漏出を阻止するこ
とができる。また、同様の作用によりシリンダブロック
3(6)のラジアル方向の組み立て誤差も吸収される。
なお、開口部7はシリンダ4ごとに形成され、また貫
通孔34と35は吸込ポート30及び吐出ポート31と同様にま
ゆ形の大きな流路断面を備えるため、これらの通過に伴
う圧力損失も小さく抑えられる。
(発明の効果) 以上のように本発明は、回転するシリンダブロックに
形成した複数のシリンダと、各シリンダに摺動自由に収
装されたピストンと、シリンダの回転位置に応じてこの
シリンダと連通する流入通路並びに流出通路を形成した
ポートブロックとを備えた回転ピストンポンプ並びにモ
ータにおいて、シリンダブロックの外周に各シリンダと
連通する開口部を形成し、これらの開口部の外側を囲む
ポートブロックに前記流入通路および流出通路に連通す
る流入ポート及び流出ポートを形成し、開口部の外側で
シリンダブロックに緩く嵌合するバルブリングを若干の
ラジアル方向変位可能にポートブロックに係止し、前記
流入ポートと流出ポートに面してこのバルブリングに貫
通穴をそれぞれ形成し、バルブリング外周部のこれらの
貫通穴の周囲にポートブロックに密着するOリングを設
けるとともに、流出ポート側のOリングに囲まれるバル
ブリング外周部の流体圧力の受圧面積とシリンダブロッ
クの前記開口部側からバルブリング内周部に及ぼす流体
圧力の受圧面積を調整して、流出ポート側のOリングに
囲まれるバルブリング外周部の全流体圧力をシリンダブ
ロックの前記開口部側からバルブリング内周部に及ぼす
全流体圧力より大きくしたので、バルブリングは全流体
圧力の差により内向きに付勢され、流体漏洩を防ぐこと
が出来る。特に、高圧側の吐出ポートの付近の内周部が
シリンダブロックに圧着され、このとき、ポートの近く
ではバルブリング外周部とポートブロックとのクリアラ
ンスが増加するが、Oリングはなおポートブロックに密
着しているため、バルブリングがポートブロックとシリ
ンダブロックの両方に密着し、高圧流体を漏出させない
という効果がある。つまり、流体圧力の圧力バランスを
保って、漏洩を防止する効果がある。尚、流入ポート側
は低圧であり流体を吸い込むので漏出は発生し難い。さ
らに、Oリングは負荷の偏りや組み立て誤差によるシリ
ンダブロックのラジアル方向の変位を吸収する効果もあ
る。また、バルブリングの貫通孔を流入及び流出ポート
と同等の大きさとすることで、流体の圧力損失も小さく
抑えられる。したがって、回転ピストン型のポンプやモ
ータの性能の向上と安定に大きな効果が期待できる。
さらに、本発明はシリンダブロックとポートブロック
との間にバルブリングを配設するという簡単な構造のた
めに、部品数が少なく、低コストで容易に実施できると
ともに、ポンプやモータの小型化を図る上でも有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明の実施例を示すもので、第1図
は二軸型HSTの水平断面図、第2図は第1図中のA−A
矢視図、第3図はシリンダブロック要部の拡大した横断
面図、第4図は貫通孔並びにOリングの平面図、第5図
は第3図中のB−B矢視図である。 3,6……シリンダブロック、4……シリンダ、7……開
口部、9……ポートブロック、13……ピストン、14,27
……転動輪、20……バルブリング、21……ピン、30……
吸込ポート、31……吐出ポート、32……吸込通路、33…
…吐出通路、34,35……貫通孔、36……Oリング。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転するシリンダブロックに形成した複数
    のシリンダと、各シリンダに摺動自由に収装されたピス
    トンと、シリンダの回転位置に応じてこのシリンダと連
    通する流入通路並びに流出通路を形成したポートブロッ
    クとを備えた回転ピストンポンプ並びにモータにおい
    て、シリンダブロックの外周に各シリンダと連通する開
    口部を形成し、これらの開口部の外側を囲むポートブロ
    ックに前記流入通路および流出通路に連通する流入ポー
    ト及び流出ポートを形成し、開口部の外側でシリンダブ
    ロックに緩く嵌合するバルブリングを若干のラジアル方
    向変位可能にポートブロックに係止し、前記流入ポート
    と流出ポートに面してこのバルブリングに貫通穴をそれ
    ぞれ形成し、バルブリング外周部のこれらの貫通穴の周
    囲にポートブロックに密着するOリングを設けるととも
    に、流出ポート側のOリングに囲まれるバルブリング外
    周部の流体圧力の受圧面積とシリンダブロックの前記開
    口部側からバルブリング内周部に及ぼす流体圧力の受圧
    面積を調整して、流出ポート側のOリングに囲まれるバ
    ルブリング外周部の全流体圧力をシリンダブロックの前
    記開口部側からバルブリング内周部に及ぼす全流体圧力
    より大きくしたことを特徴とする回転ピストンポンプ並
    びにモータ。
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