JP3569759B2

JP3569759B2 - 可変容量型斜板式液圧機械

Info

Publication number: JP3569759B2
Application number: JP26456196A
Authority: JP
Inventors: 吉道赤坂; 佳彦佐伯; 剛横森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: JPH10110671A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変容量型斜板式液圧機械に係り、特に、高圧、高回転条件下で運転可能な可変容量型斜板式液圧機械におけるスリッパの斜板に対する押圧構造及びシリンダブロックの弁板に対する押圧構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作動流体を動力伝達の媒体とする液圧システムではより一層の高性能化、省エネ化、高機能化及び高信頼性化のために、システムの高動力密度化（重量あたりの出力の増加）及び電子化が図られつつある。特に、システム構成機器の心臓部となる油圧ポンプ・モ−タの高動力密度化のためには、高圧化及び高速化が必要不可欠となる。
【０００３】
例えば作動流体として油を用いるシステムで、油圧ポンプ・モ−タの高圧、高回転化により高動力密度化を実現するためには、各摺動部における漏れと摩擦に基づく損失動力の低減が必須となる。
【０００４】
一方、本願で発明の対象としている、スリッパの斜板に対する押圧構造及びシリンダブロックの弁板に対する押圧構造を備えた可変容量型斜板式液圧機械の従来技術としては、図８に示すような特開平３−１５６７３号公報に開示されたものがある。特開平３−１５６７３号公報に開示されたポンプでは、シリンダブロック５及びリテーナガイド１１を、リテーナガイド１１がシリンダブロック５より斜板１２側に位置する状態で回転軸２に対してその軸方向に沿って摺動可能かつ一体回転可能に支持し、前記リテーナガイド１１の斜板１２側に形成された球面座１１ｂにスリッパリテ−ナ１０を支承してある。そして、シリンダブロック５の中心部に収納室１４を設け、シリンダブロック５のボス部を貫通するとともに一端が前記収納室１４内に収容された環状の係止部材２５に当接し他端が前記リテーナガイド１１の前記球面座１１ｂと反対側の面に当接する状態で複数本の押しピン１３を設け、前記収納室１４内に、一端を前記係止部材２５に当接させ、他端を前記収納室１４の斜板１２と反対側の端部に配置された止め輪１８に当接させたコイルばね２６が配設されている。係止部材２５は収納室１４内を前記駆動軸３方向に移動可能としてあり、止め輪１８はシリンダブロック５に固定されているから、コイルばね２６は、係止部材２５を斜板１２側に付勢する。
【０００５】
すなわち、止め輪１８に係止され係止部材２５との間に介装されたコイルばね２６の作用により押しピン１３は係止部材２５を介して常に斜板１２側に押圧付勢されている。この結果、コイルばね２６の押圧力がピン１３を介して前記リテーナガイド１１に伝達され、リテーナガイド１１の球面座１１ｂに支承されたスリッパリテ−ナ１０を介してピストンスリッパ８が斜板１２の摺動部１２ａに押圧される（押圧力をＦｐとする）。
【０００６】
又、コイルばね２６の反力によりシリンダブロック５が弁板１９側へ押圧付勢される。ピストンスリッパ８の斜板１２に接する面には油溝が形成され、この油溝はシリンダボア６の内部と連通していてシリンダボア６から作動油の一部が摺動面潤滑用に供給されるようになっている。
【０００７】
このような構成とすることにより、スリッパリテーナ１０はピストンスリッパ８がピストン７の吸入行程において、作動油の吸入側での管路抵抗により摺動部１２ａから引き離される方向への力（Ｆｓ）を受けた時、ピストンスリッパ８が摺動部１２ａから引き離されるのを抑える機能を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
斜板式液圧機械を代表する斜板式アキシァルピストンポンプの高動力密度化に当り、前記ポンプを高速回転した場合でも、ピストンスリッパ（以下、単にスリッパという）８の斜板からの浮き上がりを防止し、スリッパ・斜板間に特定の押し付け比（Ｆｐ／Ｆｓ）を保持した状態でスリッパが斜板上を回転摺動するには、前記コイルばね２６のばね力を駆動軸３の回転速度の２乗に比例して大きくする必要がある。
【０００９】
さらに、前記ポンプの高圧・高回転時のピストン切り替え本数（吸入行程にあるピストンの本数と吐出行程にあるピストンの本数）の変化に伴い、ピストン油圧反力が変動する。しかも、前記ピストン油圧反力の合力のスリッパリテ−ナ１０への着力点は駆動軸心から偏心した位置で、かつ数字の８の字を描くような軌跡を辿りながら変化することが知られている。これにより、スリッパを押圧しているスリッパリテ−ナには、前記ピストン油圧反力の変動成分が軸方向に作用するとともに、本変動成分が駆動軸に対して偏心して作用することによるモ−メント成分も同様に作用する。
【００１０】
この結果、前記スリッパリテ−ナにはこのような外乱が振動成分として常時作用するため、斜板に対するスリッパの保持精度が低下すること、言い替えると押し付け比の変動幅が大きくなることが懸念される。特に、スリッパの保持精度に及ぼす前記変動成分の影響度が顕著となる。すなわち、高圧、高速条件下では前記外乱振動成分が前記コイルばねを介してスリッパリテ−ナに伝播する。これにより、斜板・スリッパ間摺動面に形成される油膜厚さが変動する。
【００１１】
この結果、斜板に対するスリッパの保持精度が低下し、シリンダボア７から潤滑用に供給される油の斜板・スリッパ間からの漏れ流量が増大し、容積効率が低下することがある。さらに、スリッパには軸方向の変動荷重成分のみならず、前記モ−メント荷重も重畳して加わるため、斜板に対してスリッパが傾斜し、スリッパの外周部で片当りが生じる。これによりスリッパの外周部が偏摩耗するとともに、焼け付き等の致命的なトラブルを誘発することが懸念される。
【００１２】
これに対して、従来技術ではスリッパの斜板に対する押し付け力はコイルばね２６のばね力によって一義的に決定される。さらにシリンダブロック・回転軸間に形成される限られたスペ−ス的な理由によってコイルばねによる押し付け力にはおのずから限界がある。特に、前記ポンプを高動力密度化し、ポンプ摺動部の代表寸法であるシリンダブロックのピッチ円直径を小径化した場合には、この傾向が顕著となる。これにより高速回転時にはスリッパの浮き上がりを防止できないこともありうる。
【００１３】
さらに、スリッパリテ−ナに外乱振動が作用した場合にスリッパの斜板に対する押圧の保持精度を確保することに対する配慮がなされていなかった。
【００１４】
本発明の課題は、可変容量型斜板式液圧機械において、スリッパの斜板に対する保持精度を向上させることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の可変容量型斜板式液圧機械は、ピストンが摺動可能に挿入された複数のシリンダボアが円周上に配置されたシリンダブロックと、ピストンの一端にすう着されたピストンスリッパと、シリンダブロックを回転させる回転軸と、回転軸に対して傾斜させて固定されピストンのストローク量を決める斜板と、ピストンスリッパを斜板に押圧する押圧付与機構を備えてなる可変容量型斜板式液圧機械において、押圧付与機構は、中間部材を介してピストンスリッパを押圧する皿ばねを備え、この中間部材の押圧力伝達方向の中間に制振材を有してなることを特徴とする。
【００１６】
また、押圧付与機構は、シリンダブロックに形成された収納室内に収納され、皿ばねのピストンスリッパの反対側に位置させて後部係止部材を設けて構成することができる。
【００１７】
さらに、前記後部係止部材と前記止め輪を一体にした調節部材とし、且つ前記調節部材の外周部にねじ部を形成し、シリンダブロックの収納室内周面の前記ボス部と遠い側にねじ部を形成し、前記調節部材の外径部の前記ねじ部とシリンダブロックの収納室内周面の前記ねじ部とをねじ結合し、前記調節部材の回転軸方向位置を調節可能に構成できる。
【００１８】
また、前記中間部材、複数個の皿ばね及び後部係止部材とからなるスリッパの押圧付与構造を一体型に形成した複合部材で構成することができる。
【００１９】
さらに、前記ピストンスリッパをスリッパリテーナを介して前記斜板に押しつけ保持する球面座を備えたリテーナガイドを設け、前記シリンダブロックの前記回転軸が挿通されているボス部を貫通し、一端が前記収納室に軸方向に移動可能に配設された中間部材に当接し、他端が前記リテーナガイドの反球面座端面と当接するように複数本の押しピンを設けるとともに、前記後部係止部材の前記皿ばねに接する面と反対側の面に接して後部係止部材の収納室からの抜け出しを防止する止め輪を収納室内壁面に回転軸方向に移動しないように装着し、前記複合部材を、前記押しピン側の非開口部、ばね部及び該止め輪側の非開口部とからなる３つの部分で構成し、且つ前記押しピン側の非開口部を拘束材と制振材をサンドウィッチ構造に形成するとともに、しかも前記非開口部を延在してなる筒状金属体に連続的な螺旋状の開口溝を形成して該ばね部を形成し、さらに前記止め輪側の非開口部を前記ばね部に連続して一体的に形成し、さらに前記止め輪側の非開口部端面を前記止め輪と当接するように構成できる。この場合においてさらに、前記複合部材の前記止め輪側の非開口部の外径部にねじ部を形成し、シリンダブロックの収納室内周面の前記ボス部と遠い側にねじ部を形成し、前記止め輪側の非開口部の外径部の前記ねじ部とシリンダブロックの収納室内周面の前記ねじ部とをねじ結合し、前記止め輪側の非開口部の回転軸方向位置を調節可能に構成することができる。
【００２０】
また、上述した可変容量型斜板式液圧機械を用いてポンプ及びモータのうちの少なくとも一方を構成し、ポンプとモータで閉回路が構成されている静油圧伝導装置を構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１の実施例を図１に従って説明する。図１は本発明の第１の実施例の可変容量型斜板式アキシャルピストンポンプの回転部縦断面図を示す。図示の実施例の可変容量型斜板式アキシャルピストンポンプは、一端が開放された円筒状のケーシング１Ａとケーシング１Ａの開放端に結合されてポンプ後端部を形成するケーシング１Ｂとから構成される中空のケーシング本体１と、前記ケーシング１Ａ内に突出して設けられ途中にスプライン部３が形成された回転軸２と、ケーシング１Ａ内に配置され中央部の穴を前記回転軸２に挿通させた斜板１２と、ケーシング１Ａとケーシング１Ｂとにそれぞれ配設され回転軸２を回転自在に支持する転がり軸受４ａ，４ｂと、ケーシング１内に設けられ前記回転軸２のスプライン部３で支持され、且つ該回転軸２と一体回転するシリンダブロック５と、ケーシング１Ｂの前面、図上左側の面に接して該ケーシング１Ｂに固定して配置され、シリンダブロック５の後端面に接して摺動する弁板１９と、シリンダブロック５の前側、図上左側に前記斜板１２との間に配置され前記スプライン部３に嵌装支持されたリテーナガイド１１と、シリンダブロック５の中央部に回転軸２と同心に形成された円筒状の収納室１４と、収納室１４の後部内周面に固定された止め輪１８と、収納室１４の前方側内部に軸方向に移動可能に配置された前部系止部材としての円筒状の中間部材１５と、後部内周面に且つ前記シリンダブロック５のボス部５ａを貫通し、一端が前記収納室１４に配設された中間部材１５の前端面に当接し、他端が前記リテーナガイド１１の反球面座端面１１ａと当接するように軸線を回転軸２の中心線に平行させて配置された複数本の押しピン１３と、前記止め輪１８の前方側に接してかつ外周面を収納室１４の内周面に接して配置された環状の後部係止部材１７と、中間部材１５の後端と後部係止部材１７の間に配置された複数の皿ばね１６と、シリンダブロック５に軸方向に穿設した複数のシリンダボア６と、複数のシリンダボア６にそれぞれ往復動可能に設けられ前方側先端部に球形部を備えたピストン７と、各ピストン７それぞれの先端球形部に回転自在に嵌合されその底面（前側の面）を前記斜板１２に当接させて配置されたピストンスリッパ８と、中央部の穴を前記リテーナガイド１１の球面座に係合させ円周上に配置された穴に前記ピストンスリッパ８を係合させたスリッパリテーナ１０と、を含んで構成されている。
【００２２】
後部係止部材１７は止め輪１８に曲げが作用したときの止め輪の抜け出し防止の役目をしており、前記複数個の皿ばね１６は前記中間部材１５をボス部５ａ側に押圧付勢する。後部係止部材１７、前記複数個の皿ばね１６、及び前記中間部材１５は前記収納室１４内で前記回転軸２の軸方向に前後方向に移動自在に、且つタンデムに配置するとともに、これらの構成部品が互いに当接するように構成されている。
【００２３】
さらに、スリッパ８の底面９は、皿ばね１６に付勢された中間部材１５により押しピン１３、リテーナガイド１１及びスリッパリテーナ１０を介して斜板１２に押し付けられる。斜板１２は図示されていない周知の方法（例えばクレードル方式）で支持され、スリッパ８の底面９により押し付け力が加えられてもその回転軸２に対する傾き角や軸方向の位置が変化することはない。
【００２４】
一方、シリンダブロック５は、前記皿ばね１６による中間部材１５付勢の反力により、後部係止部材１７及び止め輪１８を介して弁板１９側に押圧付勢され、シリンダブロック５は、弁板１９と摺動しつつ回転する。
【００２５】
前記弁板１９には、シリンダブロック５の回転によって各シリンダボア６と間歇的に連通する一対の吸排ポート２０Ａ、２０Ｂが穿設されており、該吸排ポート２０Ａ、２０Ｂはケーシング１Ｂに設けた一対の吸排通路２１Ａ、２１Ｂと連通するようになっている。ポンプからの吐出量を可変に制御するためのレギュレータ２２は、結合部２３で斜板１２と結合され、斜板１２が回転軸２となす角を制御している。
【００２６】
本実施例はこのように構成されるが、次に油圧ポンプとして用いた場合の作動について説明する。
【００２７】
エンジン、電動機等の駆動源（図示せず）によって回転軸２を回転すると、該回転軸２とシリンダブロック５とはスプライン部３によって周方向の相対運動を拘束するように一体的に連結されているので、回転軸２とシリンダブロック５が一体になって回転する。各ピストンの先端球形部はスリッパ８に嵌合され、スリッパ８は斜板１２に押し付けられているから、各ピストンは前記シリンダブロック５の回転に伴い、シリンダボア６内を往復動する。
【００２８】
このとき、斜板１２は予め、レギュレータ２２によって回転軸２に対して垂直な面から任意の傾き角を持つように傾けられているため、シリンダブロック５が一回転する間に、前述の各ピストン７のストロークに差が生じ、各ピストン７がシリンダボア６から退行する間（図上左側に向かって動く間）は、ケーシング１Ｂの吸排通路２１Ｂから弁板１９の吸排ポート２０Ｂを介してシリンダボア６内に作動油を吸い込む吸い込み行程となり、各ピストン７がシリンダボア６内に進入する間（図上右側に向かって動く間）は、該各シリンダボア６内の作動油を加圧し、弁板１９の吸排ポート２０Ａ、ケーシング１Ｂの吸排通路２１Ａを介して吐出させる吐出行程となる。
【００２９】
シリンダブロック５は、前述のように、皿ばね１６により弁板１９側に押し付けられているから、吐出行程でシリンダボア６内の作動油が弁板１９の吸排ポート２０Ａを通して排出される際に、作動油が弁板１９とシリンダブロック５の後端面の間から漏れ出るのが抑制される。
【００３０】
吸い込み行程中は、作動油の吸入側管路での抵抗により当該ピストン７に装着されたスリッパ８は斜板摺動面１２ａから引き離される方向への力を受ける。スリッパリテーナ１０はこの力に抗してスリッパ８を斜板摺動面１２ａ側に付勢する働きをする。この付勢力は前述のように押しピン１３を介してリテーナガイド１１に加わる皿ばね１６のばね力に基づいている。
【００３１】
一方、スリッパに作用する慣性力は次式で与えられる。
【００３２】
Ｆｉ＝Ｍｓ・Ｘｓ・ω^２．．．．．．．（１）
ここに、
Ｍｓ：ピストンスリッパの質量
Ｘｓ：ピストンスリッパの変位
ω ：ピストンスリッパの角速度
前記の慣性力算出式からも分かるように、回転軸が高速回転になる程回転速度の２乗に比例して、スリッパに作用する慣性力が増大する。従って、高速回転時にスリッパの斜板摺動面からの浮き上がりを防止するためには、スリッパを押圧しているばねのばね力を前記の慣性力よりも大きくすることが不可欠となる。
【００３３】
これに対して、該ポンプを高動力密度化し、小型、軽量化することにより、該ポンプサイズの代表寸法となるシリンダブロックのシリンダポートのピッチ円直径寸法を小径化できる。
【００３４】
反面、該ポンプを高動力密度化のために高速回転駆動すると、前述のようにスリッパを押圧するために必要なばね力、したがってバネの大きさすなわちバネを収容するために必要なスペースも増大する。
【００３５】
したがって、該ポンプの高動力密度化による小型化と、高圧、高速回転時にスリッパを斜板に押圧するために必要なばね力を有するばねを収容する構造のサイズとは互いに相反関係にある。
【００３６】
一方、高動力密度化による該ポンプの小型化で、シリンダポートのピッチ円直径寸法を小径化すると、スリッパの押圧構造、すなわちばねを収納するための収納スペースも制約を受けることになる。
【００３７】
これにより、限られたスペース内でスリッパに適正な押圧を付与するためのばねのばね力の大きさも当然のことながら、制限を受けることになる。
【００３８】
例えば、ばね力がスリッパリテーナ１０に効果的に伝達されないと、スリッパ８の斜板１２への押圧力が不足して、スリッパ８が斜板１２の摺動面１２ａから離れ、作動油の漏れ流量を増大させる。この結果、ポンプの容積効率が低下する。したがって、ポンプの高動力密度化の実現には前述の相反する課題を同時に解決できるスリッパ押圧構造の適正化が、必要不可欠となる。
【００３９】
本発明はこのような課題を解決するために案出されたものであり、図１に示すように、シリンダブロック５内の中心部の限られたスペースの収納室１４内に中間部材１５、複数個の皿ばね１６、後部係止部材１７及び止め輪１８とからなるスリッパ８の押圧構造を配設する構成としている。
【００４０】
同一内径の中空部にコイルばねを内装した場合と皿ばねを内装した場合を比較すると、皿ばねを内装した場合の方がばね軸の方向に発生するばね力を大きくとることができる。さらに、皿ばねはコイルばねに比べ、利用範囲の広い非線形特性が容易に得られる。これにより、高速回転時にスリッパの斜板に対する押圧構造、さらにシリンダブロックの弁板に対する押圧構造の小型化を実現している。この結果、限られたスペース内で、スリッパリテーナ１０に対してスリッパを斜板に付勢するためのばね力を効果的に伝達でき、スリッパの斜板に対する保持精度が向上する。
【００４１】
したがって、斜板・スリッパ間摺動面からの漏れ流量を低減できることにより、ポンプの容積効率の低下を抑制でき、これらによる損失動力の低減を図れる。
【００４２】
これにより小型、軽量且つ高性能な斜板式アキシァルピストンポンプを実現できる。
【００４３】
一方、本発明による構成によれば、複数個の皿ばね１６でスリッパリテーナ１０の押圧作用を効果的に行うことが出来るため、スリッパの斜板に対する保持精度が向上するとともに、シリンダブロック５の弁板１９側への押圧も斜板・スリッパ間の場合と同様に、弁板・シリンダブロック間摺動面からの漏れ流量を低減し、損失動力の低減を効果的に行うことが出来る。
【００４４】
なお、本発明の前記実施例ではピストン７の数は、一般に採用されている７本又は９本以外でもよく、さらに押しピン１３の数は３本以上が望ましいが、最大でもピストン７の本数分程度あればよい。さらに、皿ばね１６の数は、皿ばね１６単体における個体差が荷重−変位特性に及ぼす影響を緩和するため、少なくとも２個とするのが望ましい。
【００４５】
図２は本発明の第２の実施例を示す斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転要部縦断面図である。本実施例が前記第１の実施例と異なるのは、図において、前記第１の実施例における中間部材１５を、拘束材３０ａ、３０ｃと制振材３０ｂとで形成するサンドウィッチ構造の中間部材３０とした点である。他の構成は前記第１の実施例と同一であるので、同一の符号を付して説明を省略してある。
【００４６】
スリッパの押圧構造を前述のように構成することにより、高圧・高速回転時に限られたスペースの収納室１４に収納されたスリッパの押圧構造で、スリッパ８及びシリンダブロック５に対するばね力を適正化できる。さらに、ピストン切り替え本数の変化に起因するピストン油圧反力の変動成分がスリッパリテーナ１０に外乱振動として作用した場合でも、中間部材３０における制振材３０ｂの粘弾性特性により振動減衰効果があるため、これらの外乱振動が皿ばね１６に伝達するのを抑制出来る。
【００４７】
前記制振材３０ｂを粘弾性体高分子材料（例えば、エンジニアリングプラスチック等）、高減衰能鋳鉄、又は制振合金等で形成することにより効果的に振動減衰効果を得ることができる。
【００４８】
この結果、本実施例によれば、前記第１の実施例による効果に加え、スリッパリテーナ１０に外乱振動が付加された場合でも、皿ばね１６によるスリッパに対する押圧を効果的に行うことが出来る。
【００４９】
図３は、図２に示した本発明の第２の実施例に対してスリッパ押圧力調節機能を付与した、本発明の第３の実施例である斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転要部縦断面図である。
【００５０】
本実施例と前記第２の実施例の相違点は、図２に示した後部係止部材１７と止め輪１８を一体型の調節部材４０とし、且つ該調節部材４０の外径部にネジ部４０ａを形成し、シリンダブロック５の収納室１４後端部内周にねじ部を形成し、ネジ部４０ａをシリンダブロック５の前記ねじ部に螺合させる構成とした点である。他の構成は前記第２の実施例と同一であるので、同一の符号を付して説明を省略してある。
【００５１】
このような構成とすることにより、前記第１の実施例と同様、限られたスペース内に形成した押圧機能でスリッパ及びシリンダブロックに対する押圧を効果的に付与できるとともに、前記調節部材４０の軸方向位置を、調節部材４０を回転させて微調整することにより、スリッパ８の斜板１２の摺動面１２ａに対する初期押し付け力を適正値に調節出来る。
【００５２】
これにより、斜板・スリッパ間からの漏れ流量の適正化を図れるとともに、前記両者隙間での摩擦トルクの最小化を図れる。この結果、漏れ流量と摩擦トルクによる損失動力の最小化を図れる。さらに、複数個の皿ばね１６相互間の特性のバラツキを調節することも可能となる。したがって、高圧、高回転条件下においても該ポンプの高性能化を実現出来る。
【００５３】
図４と図５は本発明の第４の実施例を示すもので、図４は第４の実施例を示す斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転要部縦断面図、図５は図４の複合部材５０を示す正面図である。
【００５４】
本実施例と前記第２の実施例の相違点は、前記第２の実施例における振動減衰効果を有する中間部材３０、複数個の皿ばね１６及び後部係止部材１７とからなるスリッパ８の押圧付与機構を、一体型に形成した円筒状の複合部材５０で構成し、シリンダブロック５の収納室１４の軸方向に前後動自在に嵌挿配設した点である。他の構成は前記第２の実施例と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略してある。
【００５５】
前記一体円筒状の複合部材５０は、押しピン１３側の非開口部と、螺旋状の開口部を備えたばね部と、止め輪１８側の非開口部５０ｄと、の３つの部分で構成されている。前記押しピン１３側の非開口部は、拘束材５０ａ、５０ｃと制振材５０ｂを軸方向に重ねてサンドウィッチ構造に形成してなり、制振機能を有するとともにばね力を押しピンに伝達する。螺旋状の開口部を備えたばね部は、前記押しピン側の非開口部に一体に延長された筒状金属体に連続的な螺旋状の開口溝を形成してばね部を形成してばね力を発生する。止め輪１８側の非開口部５０ｄは、前記ばね部に連続して一体型に環状に構成され、ばね力を止め輪１８を介してシリンダブロック５に伝達する。
【００５６】
スリッパ８の押圧構造を前述の一体型構成とすることにより、限られたスペースにおいてもスリッパ８に対する押圧力を適正に付与できるとともに、外乱振動に対しても減衰効果を発揮できる。さらに、前記押しピン側の非開口部が前記ばね部の座巻部分を兼ねる構造としているため、荷重−変位特性が良好な線形性を示す。
【００５７】
これにより、前述の第２実施例の場合と同様な効果、すなわち、斜板・スリッパ間における損失動力の低減を図ることができ、結果としてポンプの小型、軽量かつ高性能化を図れる。さらに、本実施例によれば、前述の各実施例特有の効果とは別に、スリッパの押圧構造自体を簡単化できるとともに、組付けを容易に出来る等の付帯的な効果がある。
【００５８】
図６に示す第５の実施例は、図４に示した第４の実施例の一変形例であり、図６は第５の実施例である斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転要部縦断面図である。本実施例と図４に示す第４の実施例の相違点は、スリッパの押圧調整機能を付加した点である。すなわち、複合部材６０の止め輪１８側の非開口部の外周部にネジ部６０ｄを形成し、シリンダブロック５の収納室１４後端部内周にねじ部を形成し、ネジ部６０ｄをシリンダブロック５の前記ねじ部に螺合させる構成とした点である。他の構成は前記第４の実施例と同一であるので、同一の符号を付して説明を省略してある。
【００５９】
スリッパの押圧機構をこのような構成にすることにより、構造の簡単化と組み付けの容易性の向上を図れ、しかも図３に示した実施例の場合と同様な効果が得られる。
【００６０】
図７は本発明の第６の実施例を示し、本発明を静油圧伝動装置に応用した場合の例である。本静油圧伝動装置の基本構成には種々の実施形態が考えられるが、図示の例は最も一般的な場合、すなわち、可変容量ポンプと定容量モータとからなる閉回路システムを構成したものである。図示の静油圧伝動装置は、可変容量ポンプ７２と、該可変容量ポンプ７２を駆動する駆動源の電動機又はエンジン７０と、定容量モータ７４と、前記変容量ポンプ７２と前記定容量モータ７４とを流体動力的に結合する主回路７６と、を含んで構成されている。
【００６１】
変容量ポンプ７２、定容量モータ７４に、本発明になるスリッパの押圧構造を採用したポンプ／モータを用いてある。
【００６２】
このような構成とすることにより、静油圧伝動装置が高圧、高回転で運転されても該ポンプ、モータにおける摺動部、特に斜板・スリッパ間及びシリンダブロック・弁板間からの漏れ流量及び摩擦トルクを低減できるため、これらの摺動部における潤滑状態を良好に維持出来る。
【００６３】
この結果、小型、軽量で高効率の静油圧伝動装置を提供出来る。本発明は斜板式アキシァルピストンポンプ・モータのみならず、斜軸式のアキシァルピストンポンプ・モータの押圧構造としても適用出来る。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、可変容量型斜板式アキシァルピストンポンプ・モータが高圧、高回転条件下で運転されても、スリッパの斜板に対する押圧機構を前述のように構成し、さらに、これらの構成要素をシリンダブロック中央部内の限られた収納室にタンデムに配設しているため、小さいスペースで効果的にバネ力を発生できるとともに、スリッパ及びシリンダブロックに対するばね力を効果的に伝達することが出来る。
【００６５】
さらに、前記中間部材に粘弾性特性による減衰機能を付与しているので、スリッパリテーナに外乱振動が作用してもスリッパに対する押圧を適正に維持でき、斜板・スリッパ間及びシリンダブロック・弁板間からの漏れ流量と摩擦トルクに基づく損失動力を最小に出来る。
【００６６】
これにより、小型、軽量で高効率の可変量型斜板式アキシァルピストンポンプ・モータを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す可変容量型斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転部縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す可変容量型斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転部縦断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す可変容量型斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転部縦断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す可変容量型斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転部縦断面図である。
【図５】図４の複合部材を示す正面図である。
【図６】本発明の第５の実施例を示す可変容量型斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転部縦断面図である。
【図７】本発明の第６の実施例である静油圧伝動装置を示す系統図である。
【図８】従来技術の例を示す斜板式アキシァルピストンポンプ・モータの回転要部縦断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング本体１Ａ，１Ｂケーシング
２回転軸３スプライン部
４ａ，４ｂ転がり軸受５シリンダブロック
５ａボス部６シリンダボア
７ピストン８ピストンスリッパ
９スリッパの底面１０スリッパリテーナ
１１リテーナガイド１１ａリテーナガイドの反球面座端面
１１ｂ球面座１２斜板
１２ａ斜板の摺動面１３押しピン
１４収納室１５中間部材
１６皿ばね１７後部係止部材
１８止め輪１９弁板
２０ａ，２０ｂ吸排ポート２１ａ，２１ｂ吸排通路
２２レギュレータ２３結合部
２５係止部材２６コイルばね
３０中間部材３０ａ，３０ｃ拘束材
３０ｂ制振材４０一体型の調節部材
４０ａネジ部５０一体型に形成した複合部材
５０ａ，５０ｃ拘束材５０ｂ制振材
５０ｄ止め輪１８側の非開口部６０一体型に形成した複合部材
６０ａ，６０ｃ拘束材６０ｂ制振材
６０ｄねじ部７０電動機又はエンジン
７２可変容量ポンプ７４定容量モータ
７６主回路

Claims

ピストンが摺動可能に挿入された複数のシリンダボアが円周上に配置されたシリンダブロックと、前記ピストンの一端にすう着されたピストンスリッパと、前記シリンダブロックを回転させる回転軸と、該回転軸に対して傾斜させて固定され前記ピストンのストローク量を決める斜板と、前記ピストンスリッパを前記斜板に押圧する押圧付与機構を備えてなる可変容量型斜板式液圧機械において、
前記押圧付与機構は、中間部材を介して前記ピストンスリッパを押圧する皿ばねを備え、前記中間部材の押圧力伝達方向の中間に制振材を有してなることを特徴とする可変容量型斜板式液圧機械。
請求項１に記載の可変容量型斜板式液圧機械において、前記押圧付与機構は、前記シリンダブロックに形成された収納室内に収納され、前記皿ばねの前記ピストンスリッパの反対側に位置させて後部係止部材を設けて構成され、該後部係止部材の前記皿ばねに接する面と反対側の面に接して後部係止部材の収納室からの抜け出しを防止する止め輪を前記後部係止部材と一体に形成して調節部材とし、且つ前記調節部材の外径部にねじ部を形成し、シリンダブロックの収納室内周面の前記ボス部と遠い側にねじ部を形成し、前記調節部材の外径部の前記ねじ部とシリンダブロックの収納室内周面の前記ねじ部とをねじ結合し、前記調節部材の回転軸方向位置を調節可能に構成したことを特徴とする可変容量型斜板式液圧機械。
請求項２に記載の可変容量型斜板式液圧機械において、前記中間部材と前記皿ばねと前記後部係止部材を一体型に形成した複合部材で構成したことを特徴とする可変容量型斜板式液圧機械。
請求項３に記載の可変容量型斜板式液圧機械において、前記ピストンスリッパをスリッパリテーナを介して前記斜板に押しつけ保持する球面座を備えたリテーナガイドを設け、前記シリンダブロックの前記回転軸が挿通されているボス部を貫通し、一端が前記収納室に軸方向に移動可能に配設された中間部材に当接し、他端が前記リテーナガイドの反球面座端面と当接するように複数本の押しピンを設けるとともに、前記後部係止部材の前記皿ばねに接する面と反対側の面に接して後部係止部材の収納室からの抜け出しを防止する止め輪を収納室内壁面に回転軸方向に移動しないように装着し、前記複合部材を、前記押しピン側の非開口部と、この押しピン側の非開口部に接続して形成されたばね部と、このバネ部に接続して形成された止め輪側の非開口部とからなる３つの部分で構成し、且つ前記押しピン側の非開口部を拘束材と制振材を回転軸方向に重ねてサンドウィッチ構造に形成するとともに、前記非開口部を延在してなる筒状金属体の外周面に連続的な螺旋状の開口溝を形成して前記ばね部を形成し、さらに前記止め輪側の非開口部を前記ばね部に連続して一体的に環状に形成し、さらに前記止め輪側の非開口部端面を前記止め輪と当接するように構成したことを特徴とする可変容量型斜板式液圧機械。
請求項４に記載の可変容量型斜板式液圧機械において、前記複合部材の前記止め輪側の非開口部の外径部にねじ部を形成し、シリンダブロックの収納室内周面の前記ボス部と遠い側にねじ部を形成し、前記止め輪側の非開口部の外径部の前記ねじ部とシリンダブロックの収納室内周面の前記ねじ部とをねじ結合し、前記止め輪側の非開口部の回転軸方向位置を調節可能に構成したことを特徴とする可変容量型斜板式液圧機械。
エンジンもしくはモータで駆動されて作動流体を加圧するポンプと、該ポンプで加圧された作動流体を動力源として駆動される液圧モータと、前記ポンプと前記液圧モータを接続して閉回路を構成する管路と、を含んでなる静油圧伝動装置において、前記ポンプと前記液圧モータのうち少なくとも一方を請求項１乃至５のいずれかに記載の可変容量型斜板式液圧機械で構成したことを特徴とする静油圧伝動装置。