JP2844201B2

JP2844201B2 - 斜板型液圧回転機

Info

Publication number: JP2844201B2
Application number: JP1013520A
Authority: JP
Inventors: 隆之久保田; 隆史金井
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH02196172A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば油圧ポンプ、油圧モータ等として好
適に用いられる斜板型液圧回転機に関し、特に、容量を
可変に設定できるようにした容量可変式の斜板型液圧回
転機に関する。

〔従来の技術〕

第６図ないし第10図に従来技術による斜板型液圧回転
機として容量可変式の斜板型油圧ポンプを示す。

図において、１は油圧ポンプの本体を構成するケーシ
ングを示し、該ケーシング１は、筒状のセンタケーシン
グ（図示せず）と、このセンタケーシングの両端側を閉
塞するフロントケーシング1A、リヤケーシング1Bとから
なり、フロントケーシング1Aの内面には後述する斜板９
の凸湾曲面9D,9E等が摺動可能に嵌合する円弧状の凹湾
曲面1Cが形成されている。２はケーシング１に軸受３等
を解して回転自在に支持された回転軸を示し、該回転軸
２は先端側がケーシング１外に突出し、エンジン等の原
動機（図示せず）によって回転駆動されるようになって
いる。

４はフロントケーシング1A、リヤケーシング1B間に位
置してケーシング１内に回転可能に設けられたシリンダ
ブロックを示し、該シリンダブロック４は回転軸２の外
周側にスプライン（図示せず）等を介して嵌合し、該回
転軸２と一体的に回転するようになっている。そして該
シリンダブロック４には回転軸２と同軸をなす仮想円
（図示せず）上に位置して周方向に所定間隔をもった、
例えば５個のシリンダ5,5,…が軸方向に穿設され、該各
シリンダ５の底部側には後述する弁板11の給排ポート1
4,15と連通するポート5A,5A,…がそれぞれ形成されてい
る。6,6,…はシリンダブロック４の各シリンダ５内に往
復動可能に挿嵌されたピストンを示し、該各ピストン６
にはシリンダブロック４から突出した先端部に球形部6A
が形成されると共に、該球形部6Aを貫通してシリンダ５
内と連通する油路6Bが軸方向に穿設されている。7,7,…
は各ピストン６の球形部6Aに揺動可能に取付けられた摺
動部材としてのシューを示し、該各シューは斜板９に設
けられたシュー押え（図示せず）に案内されつつ、斜板
９の表面側を摺動し、該斜板９との間に各油路6Bと連通
するシュー圧力室8,8,…をそれぞれ形成するようになっ
ている。

９はケーシング１内に位置してフロントケーシング1A
の凹湾曲面1Cに傾転可能に設けられた斜板を示し、該斜
板９は、円板状に形成され、その表面に各シュー７が摺
動する平滑面としての摺動面9Aが形成された円板部9B
と、該円板部9Bの裏面側に設けられ、第８図に例示する
如く略半円形状に湾曲して突出し、その平面形状は第７
図、第９図に示す如く略正方形状となった湾曲凸部9C
と、該湾曲凸部9Cは左，右に離間して僅かに突出するよ
うに形成され、該湾曲凸部9Cと共にケーシング１の凹湾
曲面1C内に摺動可能に嵌合する一対の凸湾曲面9D,9Eと
から大略構成されている。

ここで、該斜板９は第６図では第７図中のVI−VI矢示
方向断面として示され、後述する理由により高圧側とな
る凸湾曲面9Eの中央部分には略長方形状の圧力室10がケ
ーシング１の凹湾曲面1Cとの間に位置して形成されてい
る。また、該斜板９には圧力室10と対応する位置に小径
の導入孔9Fが軸方向に穿設され、該導入孔9Fは第７図中
の矢示Ａ方向にシリンダブロック４、各ピストン６と共
に回転してくる各シュー７が該導入孔9Fの位置にくる度
毎に、各シュー圧力室８を圧力室10と間歇的に連通させ
るようになっている。

そして、該圧力室10内には各シリンダ５内に吸込ま
れ、各ピストン６の吐出行程において高圧となった圧油
が各ピストン６の油路6B、各シュー圧力室８および導入
孔9Fを介して導入され、該圧力室10内の高圧油は斜板９
をフロントケーシング１の凹湾曲面1Cから開離させる矢
印Ｂ方向の力を発生させるようになっている。なお、ケ
ーシング１の凹湾曲面1Cは斜板９の湾曲凸部9Cおよび凸
湾曲面9D,9Eに対応する形状をもって形成され、これら
を摺動可能に受承するようになっている。また、斜板９
の中央部には円板部9B、湾曲凸部9Cを貫通して回転軸２
用の挿通穴9Gが略長円形状に穿設され、該挿通穴9Gは斜
板９の表面側から裏面側に向けて拡径され、斜板９を第
６図中の矢示Ｄ方向に傾転させたときに回転軸２との干
渉を防止できるようにしている。

さらに、11はリヤケーシング1Bとシリンダブロック４
との間に位置してケーシング１内に設けられた円板状の
弁板を示し、該弁板11はリヤケーシング1Bに固着され、
シリンダブロック４の基端側端面を摺動（回転）可能に
支持している。そして、該弁板11にはリヤケーシング1B
に設けた給排通路12,13と連通する一対の給排ポート14,
15が眉形状に形成され、該給排ポート14,15は各シリン
ダ５のポート5Aを給排通路12,13と連通、遮断させるよ
うになっている。

従来技術による斜板型油圧ポンプは上述の如き構成を
有するもので、次にその作動について、給排通路12側を
吸込側とし、給排通路13側を吐出側とした場合を例に挙
げて説明する。

まず、回転軸２を原動機によって回転駆動すると、シ
リンダブロック４は回転軸２と一体的に回転し、弁板11
に対して摺動する。そして各シュー７は斜板９の摺動面
9Aに設けたリング状のシュー押えによって案内されつ
つ、第７図に例示する矢示Ａ方向にシリンダブロック
４、各ピストン６と共に回転し、摺動面9A上を摺動し続
ける。これによって、各ピストン６は各シリンダ５内を
往復動し、上死点から下死点まで往動する吸込行程では
給排通路12から給排ポート14を介して各シリンダ５内に
圧油を吸込み、下死点から上死点に復動する吐出行程で
は各シリンダ５内に吸込んだ圧油を高圧油として給排ポ
ート15から給排通路13内へと吐出させる。

即ち、各ピストン６はシリンダブロック４が１回転す
る間に吸込行程と吐出行程とを繰り返し、矢示Ａ方向に
回転して摺動する各シュー７が第７図に示す摺動面9A上
で左側を半回転する間、各ピストン６は吸込行程とな
り、右側を半回転する間、各ピストン６は吐出行程とな
る。そして吐出行程にある各ピストン６には各シリンダ
５内の高圧油により第６図に示す矢示Ｃ方向に油圧反力
としての押付力が作用するから、この矢示Ｃ方向の押付
力によって斜板９の凸湾曲面9Eは凸湾曲面9D側よりも大
きな力でケーシング１の凹湾曲面1Cに押付けられるよう
になり、凸湾曲面9E側は高圧側となる。

そこで、従来技術では、高圧となる凸湾曲面9Eの中央
部に位置してケーシング１の凹湾曲面1Cとの間に単一の
圧力室10を形成し、該圧力室10と連通する導入孔9Fによ
り、吐出行程にある各シリンダ５内の高圧油を各ピスト
ン６の油路6B、各シュー圧力室８を介して圧力室10内に
導入し、該圧力室10内に導入した高圧油によって斜板９
に矢示Ｂ方向の開離力を発生させ、該斜板９の傾転操作
力を小さくできるようにしている。

即ち、油圧ポンプの吐出容量を変化させるときには、
斜板９を容量制御装置としての傾転機構（図示せず）に
より第６図中の矢示Ｄ方向に傾転させるが、圧力室10内
には高圧油を導入することによって矢示Ｂ方向の開離力
を発生させ、矢示Ｃ方向の押付力に対向させるようにし
ているから、斜板９の凸湾曲面9Eをケーシング１の凹湾
曲面1C内で矢示Ｄ方向に摺動させるときの摺動抵抗を小
さくでき、斜板９の傾転動作を円滑にすることができ
る。なお、各シュー圧力室８内にも各シリンダ５内の圧
油を油路6Bを介して導入しているから、各シュー７にも
矢示Ｃ方向の押付力に対向する矢示Ｂ方向の開離力を発
生でき、該各シュー７を斜板９の摺動面9Aに対して円滑
に摺動させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、斜板９の凸湾曲面
9Eにケーシング１の凹湾曲面1Cとの間に位置して単一の
圧力室10を形成しているに過ぎないから、斜板９を第６
図中の矢示Ｄ方向に傾転させたときに、圧力室10が凹湾
曲面1Cから僅かでもはみ出すと、圧力室10内の高圧油が
ケーシング１内に漏出して圧力室10内の圧力が低下し、
斜板９に矢示Ｂ方向の開離力を発生させることが困難と
なる。

このため、従来技術では、第10図に示す如くケーシン
グ１の凹湾曲面1Cの長さ寸法ｌに対して、凸湾曲面9Eの
中央部に形成する圧力室10の長さ寸法l₁が大幅に制限さ
れてしまい、該圧力室10の受圧面積が小さくなって、前
記矢示Ｂ方向の開離力を矢示Ｃ方向の押付力に対して十
分に大きくできず、この矢示Ｃ方向の押付力によって斜
板９の傾転操作力が大きくなり、場合によっては凹湾曲
面1Cと凸湾曲面9Eとの間でかじり等が発生するという問
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、本発明は斜板に大きな開離力を発生させることによ
って該斜板の傾転操作力を確実に小さくでき、傾転時の
操作性を向上できるようにした斜板型液圧回転機を提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために、本発明は、ケーシン
グと、該ケーシングに回転自在に支持された回転軸と、
前記ケーシング内で該回転軸に取付けられ、軸方向に複
数のシリンダが穿設されたシリンダブロックと、該シリ
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、該各ピストンのシリンダブロックか
らの突出側端部に揺動可能に取付けられた複数の摺動部
材と、一側面が該各摺動部材が摺動する平滑面となり、
他側面が前記ケーシングの内面に形成した凹湾曲面に摺
接する凸湾曲面となった斜板と、該斜板の凸湾曲面を前
記ケーシングの凹湾曲面に摺接させた状態で該斜板を傾
転機構とからなる斜板型液圧回転機に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前
記斜板に設けられ、前記シリンダブロックの各シリンダ
内の高圧液体を前記摺動部材を解して前記ケーシングの
凹湾曲面側に導く導入孔と、前記斜板の凸湾曲面側に形
成され、前記斜板の傾転方向で互いに離間した複数の圧
力室と、前記導入孔から供給される高圧液体を該各圧力
室に導くため前記ケーシングの凹湾曲面側に形成され、
前記斜板の傾転方向に延びて該各圧力室と連通する液溝
とを備えたことにある。

また、請求項２の発明では、液溝は、複数の圧力室の
うち一部の圧力室と連通させる構成としている。

〔作用〕

上記構成により、請求項１の発明では、シリンダ内の
高圧液体を摺動部材側から導入孔を介してケーシングの
液溝内へと供給できると共に、液溝内の高圧液体を斜板
の複数の圧力室にも供給でき、該各圧力室と液溝との間
に収容される高圧液体の液量を増やすことができる。そ
して、ケーシングの凹湾曲面と斜板の凸湾曲面との間に
開離力を発生できる。また、斜板の傾転方向で互いに離
間した複数の圧力室を、斜板の凸湾曲面側に広い面積に
亘って形成することにより、この開離力を大きくするこ
とができる。

また、請求項２の発明では、斜板の傾転方向で互いに
離間した複数の圧力室のうち、例えば傾転方向の一側に
位置する圧力室が、斜板を大きく傾転させたときにケー
シングの凹湾曲面からはみ出しても、残りの圧力室内に
高圧液体を封じ込めておくことができ、これによってケ
ーシングの凹湾曲面と斜板の凸湾曲面との間に開離力を
発生できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。なお、実施例では前述した第６図ないし第
９図に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

図中21はケーシング１内に位置してフロントケーシン
グ1Aの凹湾曲面1Cに傾転可能に設けられた斜板を示し、
該斜板21は従来技術で述べた斜板９とほぼ同様に形成さ
れ、摺動面21Aを有する円板部21Bと、湾曲凸部21Cと、
該湾曲凸部21Cに左，右に離間して僅かに突出するよう
に形成された円弧状の凸湾曲面21D,21Eとからなり、該
斜板21の軸方向には後述の圧力室22と連通する導入孔21
Fと、回転軸２用の挿通穴21Gとが穿設されている。な
お、第１図中に示す斜板21は第２図中のＩ−Ｉ矢示方向
断面として示している。

22,22…は斜板21の高圧側に位置する凸湾曲面21Eに形
成された圧力室を示し、該各圧力室22は凸湾曲面21Eの
周面に広い面積に亘って互いに所定寸法離間して、例え
ば合計７個列設され、それぞれが略長方形状に形成され
ている。そして、該各圧力室22のうち中央に位置する圧
力室22Aは導入孔21Fと常時連通し、他の圧力室22は後述
の油溝23を介して中央の圧力室22Aと連通するようにな
っている。

さらに、23は斜板21の凸湾曲面21Eに対向してケーシ
ング１の凹湾曲面1Cに形成した液溝としての油溝を示
し、該油溝23は凹湾曲面1Cの周面に沿って細長く伸び、
その長さ寸法l₂は第５図に示す如く凹湾曲面1Cの長さ寸
法ｌに比較して所定寸法だけ短くなっている（ｌ＞
l₂）。そして該油溝23は斜板21の凸湾曲面21Eに形成し
た各圧力室22のうち中央の圧力室22Aと常時連通し、該
圧力室22Aに導入孔21Fを介して導入される高圧油を他の
各圧力室22内に凹湾曲面1Cとの間で導くようになってい
る。

本実施例による容量可変式の斜板型油圧ポンプは上述
の如き構成を有するもので、その基本的作動については
従来技術によるものと格別差異はない。

然るに本実施例では、斜板21の高圧側に位置する凸湾
曲面21Eに広い面積に亘って、例えば７個の圧力室22,2
2,…を形成し、該各圧力室22を凸湾曲面21Eの周面に沿
って斜板21の傾転方向（第１図中の矢示Ｄ方向）に互い
に所定寸法だけ離間させると共に、ケーシング１の凹湾
曲面1Cには細長い油溝23を形成し、各圧力室22のうち中
央の圧力室22Aから導入孔21Fを介して油溝23内に導入さ
れた高圧油を他の各圧力室22内に導く構成としたから、
斜板21を傾転させたときに、各圧力室22のうち、第１図
中に例示した圧力室22B等がケーシング１の凹湾曲面1C
からはみ出したとしても、他の各圧力室22（圧力室22A
を含む）内に凹湾曲面1Cと凸湾曲面21Eとの間で高圧油
を封じ込めておくことができ、第１図中に例示する如く
各圧力室22のうち、５個の圧力室22,22,…によって高圧
油に対する大きな受圧面積を提供することができる。

従って本実施例では、各圧力室22のうち、例えば５個
の圧力室22,22,…内に封じ込めた高圧油により斜板21と
ケーシング１との間に矢示Ｂ方向の比較的大きな開離力
を発生させることができ、この矢示Ｂ方向の開離力を矢
示Ｃ方向の押付力に対して十分に大きくすることができ
る。また、このときの高圧油を複数の圧力室22,22,…と
油溝23とに収容することにより、高圧油の収容量を増大
させることができ、各圧力室22内の圧力が僅かな油洩れ
等によって大きく変動するのを抑制でき、開離力を確保
し続けることができる。

この結果、斜板21をケーシング１の凹湾曲面1Cに対し
て円滑に摺動させることが可能となり、該斜板21の傾転
操作力を確実に小さくすることができる。そして、ケー
シング１の凹湾曲面1Cと斜板21の凸湾曲面21Eとの間で
かじり等が発生するのを効果的に防止できる上に、当該
油圧ポンプを高圧で作動させているときでも、斜板21の
傾転操作性を向上でき、小さな操作力で斜板21を迅速に
傾転させることができる等、種々の効果を奏する。

なお、前記実施例では、斜板21の凸湾曲面21Eに合計
７個の圧力室22,22,…を形成するものとして述べたが、
該各圧力室22は凸湾曲面21Eの広い面積に亘って、例え
ば３〜６個または８個以上形成するようにしてもよい。

また、前記実施例では、斜板型油圧ポンプを例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限らず、例えば容量可変
式の斜板型油圧モータ等、種々の斜板型液圧回転機にも
適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、請求項１に記載の発明によれば、
斜板の凸湾曲面側には、該斜板の傾転方向で互いに離間
した複数の圧力室を形成すると共に、ケーシングの凹湾
曲面側には、斜板の傾転方向に延びて各圧力室と連通す
る液溝を形成し、該液溝により各圧力室に高圧液体を導
く構成としたから、斜板の圧力室に高圧液体を封じ込め
ておくことができ、斜板に効果的に開離力を発生させて
傾転操作力を小さくすることができる。また、各圧力室
と液溝とに高圧液体を収容することにより、高圧液体の
収容量を増やすことができるため、各圧力室内の圧力が
僅かな液洩れ等によって大きく変動するのを抑制でき、
これによって、開離力を確保することができ、斜板とケ
ーシングとの間でかじり等が発生するのを防止できる。

また、請求項２に記載の発明によれば、ケーシングの
凹湾曲面側に形成した液溝は、複数の圧力室のうち一部
の圧力室と連通させる構成としているから、斜板を傾転
させたときに複数の圧力室のうち、例えば一の圧力室が
ケーシングの凹湾曲面からはみ出したとしても、他の圧
力室に高圧液体を封じ込めておくことができ、斜板に効
果的に開離力を発生させて傾転操作力を小さくすること
ができる。そして、開離力を確保することによって、斜
板とケーシングとの間でかじり等が発生するのを防止で
きる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第１図は
油圧ポンプの要部縦断面図、第２図は斜板の正面図、第
３図は第２図の右側図面、第４図は第２図の裏面拡大
図、第５図は凹湾曲面と凸湾曲面との関係を示す説明
図、第６図ないし第10図は従来技術を示し、第６図は油
圧ポンプの要部縦断面図、第７図は斜板の正面図、第８
図は第７図の右側面図、第９図は第７図の裏面拡大図、
第10図は凹湾曲面と凸湾曲面との関係を示す説明図であ
る。１……ケーシング、1A……フロントケーシング、1B……
リヤケーシング、1C……凹湾曲面、２……回転軸、４…
…シリンダブロック、５……シリンダ、６……ピスト
ン、７……シュー（摺動部材）、11……弁板、21……斜
板、21A……摺動面、21D,21E……凸湾曲面、21F……導
入孔、22……圧力室、23……油溝（液溝）。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04B 1/00 - 7/06 F03C 1/00 - 5/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、該ケーシングに回転自在に
支持された回転軸と、前記ケーシング内で該回転軸に取
付けられ、軸方向に複数のシリンダが穿設されたシリン
ダブロックと、該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、該各ピストン
のシリンダブロックからの突出側端部に揺動可能に取付
けられた複数の摺動部材と、一側面が該各摺動部材が摺
動する平滑面となり、他側面が前記ケーシングの内面に
形成した凹湾曲面に摺接する凸湾曲面となった斜板と、
該斜板の凸湾曲面を前記ケーシングの凹湾曲面に摺接さ
せた状態で該斜板を傾転する傾転機構とからなる斜板型
液圧回転機において、前記斜板に設けられ、前記シリンダブロックの各シリン
ダ内の高圧液体を前記摺動部材を介して前記ケーシング
の凹湾曲面側に導く導入孔と、前記斜板の凸湾曲面側に形成され、前記斜板の傾転方向
で互いに離間した複数の圧力室と、前記導入孔から供給される高圧液体を該各圧力室に導く
ため前記ケーシングの凹湾曲面側に形成され、前記斜板
の傾転方向に延びて該各圧力室と連通する液溝とを備え
る構成としたことを特徴とする斜板型液圧回転機。
【請求項２】前記液溝は、前記複数の圧力室のうち一部
の圧力室と連通する構成としてなる請求項１に記載の斜
板型液圧回転機。