JP5366892B2

JP5366892B2 - 斜板式ピストンモータ

Info

Publication number: JP5366892B2
Application number: JP2010142260A
Authority: JP
Inventors: 公則長谷川; 志郎廣岡
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: JP2010203457A

Description

本発明は、たとえば建設機械の旋回体駆動用モータとして用いられる斜板式ピストンモータに関する。

従来、この種の斜板式ピストンモータは、図４に示されるように、後端を開口させて筒状に形成されたハウジング１０と、このハウジング１０の後端開口を閉塞するハウジングカバー１１とを備えており、ハウジング１０の内部には斜板１２、ピストン１４、シリンダブロック１６、バルブプレート１８、モータ軸２３等が設けられている。

斜板１２はその前面がボルト等によりハウジング１０の内面に固定されており、この斜板１２の背面にはシュー１３が摺動可能に当接されている。

ピストン１４は、ハウジング１０内に複数設けられている。また、各ピストン１４は球状頭部１５を有しており、この球状頭部１５を介してシュー１３と揺動可能に係合している。

シリンダブロック１６は円柱状に形成されており、このシリンダブロック１６内には、ピストン１４を摺動可能に保持する複数のシリンダ室１７が形成されている。

バルブプレート１８は環状に形成されている。また、バルブプレート１８はシリンダブロック１６とハウジングカバー１１との間に設けられ、このバルブプレート１８には、シリンダブロック１６のシリンダ室１７に対して圧油を給排する三日月形の圧油給排ポート１９，１９が設けられている。

モータ軸２３はリテーナ部２４を有しており、このリテーナ部２４には、リターンプレート２５を介してシュー１３を斜板１２に押圧するリング状の板ばね２６が取付けられている。また、モータ軸２３は斜板１２の中心孔を貫通し、ハウジング１０の前端部に形成されたボス部２７に軸受２８を介して回転可能に支持されている。さらに、モータ軸２３はシリンダブロック１６の前端面から延出するようにシリンダブロック１６と一体に形成されている。

ハウジングカバー１１はボルト等によりハウジング１０に固定されており、このハウジングカバー１１には、バルブプレート１８の圧油給排ポート１９，１９に対して圧油を給排する圧油供給ポート２０，２０と圧油排出ポート２１，２１が設けられていると共にハウジング１０内でリークした作動油（以下、リーク油と称す）を外部へ排出するリーク油排出ポート２２が設けられている。

このような構成において、ハウジングカバー１１の圧油供給ポート２０からシリンダブロック１６のシリンダ室１７に圧油がバルブプレート１８の圧油給排ポート１９を介して供給され、シリンダ室１７に供給された圧油によりピストン１４がシリンダ室１７から押し出される方向に移動し、これに伴ってシュー１３が斜板１２に押し付けられると、そのときの反力がピストン１４を介してシリンダブロック１６に回転方向の分力として作用するので、シリンダブロック１６およびモータ軸２３が回転を始める。

ところで、このような斜板式ピストンモータでは、前述したようにモータ軸２３がシリンダブロック１６の前端面から延出するようにシリンダブロック１６と一体に形成されているため、モータ軸２３の後端部を軸受で支持する代わりにシリンダブロック１６を軸受で支持する必要がある。そこで、従来ではシリンダブロック１６の後端面に穴部３６を凹設し、この穴部３６にハウジングカバー１１の前端面から突設された円柱状のボス部３８を軸受３７を介して係合させている。

しかしながら、上述した斜板式ピストンモータでは、軸受２８，３７の潤滑に供される運転中の内部油は始動前にハウジング１０内に注入された作動油と運転中の内部リーク油である。穴部３６とボス部３８との間隙部３９に注目すると、間隙部３９内の作動油は内部リークによる多少の流動はあるものの、その大部分は間隙部３９内で滞留する。従って、今後モータの更なる高速回転要求に対応しようとする際に、作動油温やハウジング温度が高温になった場合には、軸受３７の摺動面に形成される油膜を適正な厚さに保持することが難しくなるという難点があった。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、シリンダブロックの後端面に穴部を凹設し、この穴部にハウジングカバーの前端面から突設されたボス部を軸受を介して係合させた斜板式ピストンモータにおいて、穴部とボス部との間に介在する軸受の摺動面に形成される油膜を適正な厚さに保つことができ、軸受の耐久性等を向上させることのできる斜板式ピストンモータを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、後端を開口させて筒状に形成されたハウジングと、このハウジングの後端開口を閉塞するハウジングカバーと、前記ハウジング内に設けられた斜板と、この斜板にシューを介して揺動可能に係合する複数のピストンと、これらのピストンを摺動可能に保持する複数のシリンダ室を有するシリンダブロックと、このシリンダブロックと前記ハウジングカバーとの間に設けられた環状のバルブプレートと、このバルブプレートと反対側のシリンダブロックの前端面から延出するようにシリンダブロックと一体に形成されたモータ軸とを備えてなり、前記シリンダブロックの後端面に穴部を凹設し、この穴部にハウジングカバーの前端面から突設されたボス部を軸受を介して係合させた斜板式ピストンモータにおいて、前記穴部とボス部との間隙部に作動油を導入する作動油導入手段を、前記ハウジングカバー若しくは前記モータ軸に設け、前記モータ軸にブレーキ力を作用させるメカニカルブレーキ機構と、前記メカニカルブレーキ機構はブレーキピストン室を有しており、このブレーキピストン室に圧油を供給するブレーキ解除用油圧タイマを備え、前記ブレーキ解除用油圧タイマは、ブレーキピストンおよび可動ブレーキ板が圧縮コイルばねのばね力に抗してハウジングの後方へ後退移動すると、固定ブレーキ板と可動ブレーキ板との間に発生している摩擦ブレーキ力が解除されることを特徴とする。

この場合、間隙部に導入された作動油は軸受内を流れ、さらにバルブプレートとハウジングカバーとの間を通流した後にハウジング内から排出されるように構成してもよい。また、間隙部に導入された作動油をハウジングカバーとバルブプレートとの間を通流させるための溝部を、バルブプレートおよびハウジングカバーのいずれか一方若しくは両方に設けることが好適である。さらに、本発明に係る斜板式ピストンモータは、モータ軸にブレーキ力を作用させるメカニカルブレーキ機構と、このメカニカルブレーキ機構のブレーキ力を油圧力により解除するブレーキ解除用油圧タイマとをさらに備え、間隙部に導入される作動油がブレーキ解除用油圧タイマへの供給油であってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、シリンダブロックの後端面に穴部を凹設し、この穴部にハウジングカバーの前端面から突設されたボス部を軸受を介して係合させた斜板式ピストンモータにおいて、穴部とボス部との間に介在する軸受の摺動面に形成される油膜を適正な厚さに保つことができ、軸受の耐久性等を向上させることのできる斜板式ピストンモータを提供できる。

本発明の第１実施形態に係る斜板式ピストンモータの内部構造を示す断面図である。本発明の第２実施形態を説明するための図で、バルブプレートの背面図である。本発明の第３実施形態に係る斜板式ピストンモータの内部構造を示す断面図である。従来の斜板式ピストンモータの内部構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る斜板式ピストンモータの内部構造を示す断面図である。同図において、本実施形態に係る斜板式ピストンモータは後端を開口させて筒状に形成されたハウジング１０と、このハウジング１０の後端開口を閉塞するハウジングカバー１１とを備えており、ハウジング１０の内部には斜板１２、ピストン１４、シリンダブロック１６、バルブプレート１８、モータ軸２３、メカニカルブレーキ機構２９等が設けられている。

メカニカルブレーキ機構２９はシリンダブロック１６に固定された固定ブレーキ板３０と、この固定ブレーキ板３０に対向してシリンダブロック１６の外周に設けられた可動ブレーキ板３１と、この可動ブレーキ板３１をシリンダブロック１６の軸方向に進退駆動するブレーキピストン３２と、このブレーキピストン３２を介して可動ブレーキ板３１を固定ブレーキ板３０に押圧する複数の圧縮コイルばね３３とを備えている。また、メカニカルブレーキ機構２９はブレーキピストン室３４を有しており、このブレーキピストン室３４に圧油がブレーキ解除用油圧タイマ３５から供給され、これによりブレーキピストン３２および可動ブレーキ板３１が圧縮コイルばね３３のばね力に抗して図中右方へ後退移動すると、固定ブレーキ板３０と可動ブレーキ板３１との間に発生している摩擦ブレーキ力が解除されるようになっている。従って、メカニカルブレーキ機構２９のブレーキピストン室３４に圧油がブレーキ解除用油圧タイマ３５から供給され、これにより可動ブレーキ板３１およびブレーキピストン３２が圧縮コイルばね３３のばね力に抗して図中右方へ移動すると、モータ軸２３に対するブレーキ力が解除され、シリンダブロック１６およびモータ軸２３が回転可能な状態となる。

ハウジングカバー１１はボルト等によりハウジング１０に固定されており、このハウジングカバー１１には、バルブプレート１８の圧油給排ポート１９，１９に対して圧油を給排する圧油供給ポート２０，２０と圧油排出ポート２１，２１が設けられていると共にハウジング１０内でリークした作動油を外部へ排出するリーク油排出ポート２２が設けられている。そして、ハウジングカバー１１の前端面には、シリンダブロック１６の後端面に凹設された穴部３６に軸受３７を介して係合する円柱状のボス部３８が突設されている。

圧油供給ポート２０，２０および圧油排出ポート２１，２１はバルブプレート１８に向かって開口する大径孔部と、この大径孔部の後端に連設された小径孔部とから形成されており、各ポート２０，２１の大径孔部には、リング状のブッシュ４４が摺動可能に設けられていると共にブッシュ４４をバルブプレート１８の背面に当接させる弾性体、好ましくは皿ばね等のばね４５が設けられている。

各ブッシュ４４はその前端面をハウジングカバー１１の前端面から僅かに突出させて前記大径部に設けられており、従ってハウジングカバー１１とバルブプレート１８との間には油を通流させるための隙間が形成されている。

また、ハウジングカバー１１には前述した穴部３６とボス部３８との間隙部３９に作動油を導入する作動油導入手段としての作動油導入孔４０が設けられている。この作動油導入孔４０は作動油供給管路４１および絞り４３を介してブレーキ解除用油圧タイマ３５に連通しており、従って作動油導入孔４０にはブレーキ解除用油圧タイマ３５に供給された作動油が絞り４３および作動油供給管路４１を介して常時供給されるようになっている。

このように構成される斜板式ピストンモータでは、ブレーキ解除用油圧タイマ３５から分岐され、絞り４３により減圧された後、作動油供給管路４１に供給された作動油が作動油導入孔４０を介して間隙部３９に導入されると、間隙部３９内の油が間隙部３９に導入された作動油と共に軸受３７内を流れ、さらにハウジングカバー１１とバルブプレート１８との間を通流した後、ハウジングカバー１１のリーク油排出ポート２２から外部に排出される。

従って、本実施形態では軸受３７の潤滑に供される油が間隙部３９内で滞留して高速運転時に高温となることがないので、軸受３７の摺動面に形成される油膜の厚さを適正な厚さに保つことが可能となり、これにより軸受３７の摩耗を抑制することができる。また、軸受３７の潤滑に供される油が間隙部３９内で滞留せず、常にリーク油排出ポート２２より外部に排出されるため、コンタミ等の異物によって軸受３７の摺動面が損傷したりすることを抑制できる。このようにして本実施形態では、軸受３７の耐久性を向上させることができる。さらに、メカニカルブレーキ機構２９のブレーキ力を油圧力により解除する油圧タイマ３５への供給油の一部を作動油導入孔４０より間隙部３９に供給しているため、作動油導入孔４０に作動油を供給するための油圧ポンプ等を新たに設けることなく軸受３７の摺動面に形成される油膜の厚さを適正な厚さに保つことができる。

なお、上述した実施形態では作動油導入手段としての作動油導入孔４０をハウジングカバー１１に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば作動油導入孔４０をシリンダブロック１６と一体に形成されたモータ軸２３に設けてもよい。また、上述した実施形態では油圧タイマ３５をハウジング１０と別体に設けたが、油圧タイマ３５をハウジング１０と一体に設けても良く、その場合には油圧タイマ３５からの作動油を作動油導入孔４０に供給するための通路をハウジング１０およびハウジングカバー１１内に形成する必要があることは言うまでもない。さらに、上述した実施形態ではリーク油排出ポート２２をハウジングカバー１１に設けた斜板式ピストンモータに本発明を適用した場合について説明したが、リーク油排出ポート２２をハウジング１０に設けた斜板式ピストンモータについても本発明を適用することができる。

また、本発明は上述した実施形態に限られるものではない。たとえば図２に示す第２実施形態あるいは図３に示す第３実施形態のように、間隙部３９に導入された作動油をハウジングカバー１１とバルブプレート１８との間を通流させるための溝部４２をバルブプレート１８およびハウジングカバー１１のいずれか一方若しくは両方に設けても良い。

このように間隙部３９に導入された作動油をハウジングカバー１１とバルブプレート１８との間を通流させるための溝部４２をバルブプレート１８およびハウジングカバー１１のいずれか一方若しくは両方に設けることにより、間隙部３９に導入された作動油が軸受３７により流れ易くなるので、軸受３７の摺動面に形成される油膜の厚さをより確実に適正な厚さに保つことができる。

１０ハウジング
１１ハウジングカバー
１２斜板
１３シュー
１４ピストン
１６シリンダブロック
１７シリンダ室
１８バルブプレート
２３モータ軸
２９メカニカルブレーキ機構
３５ブレーキ解除用油圧タイマ
３６穴部
３７軸受
３８ボス部
３９間隙部
４０作動油導入孔
４２溝部

Claims

後端を開口させて筒状に形成されたハウジングと、このハウジングの後端開口を閉塞するハウジングカバーと、前記ハウジング内に設けられた斜板と、この斜板にシューを介して揺動可能に係合する複数のピストンと、これらのピストンを摺動可能に保持する複数のシリンダ室を有するシリンダブロックと、このシリンダブロックと前記ハウジングカバーとの間に設けられた環状のバルブプレートと、このバルブプレートと反対側のシリンダブロックの前端面から延出するようにシリンダブロックと一体に形成されたモータ軸とを備えてなり、前記シリンダブロックの後端面に穴部を凹設し、この穴部にハウジングカバーの前端面から突設されたボス部を軸受を介して係合させた斜板式ピストンモータにおいて、
前記穴部とボス部との間隙部に作動油を導入する作動油導入手段を、前記ハウジングカバー若しくは前記モータ軸に設け、
前記モータ軸にブレーキ力を作用させるメカニカルブレーキ機構を備えていて、
前記メカニカルブレーキ機構はブレーキピストン室およびブレーキ解除用油圧タイマを備えており、該ブレーキ解除用油圧タイマが、このブレーキピストン室に圧油を供給することにより、ブレーキピストンおよび可動ブレーキ板が圧縮コイルばねのばね力に抗してハウジングの後方へ後退移動すると、固定ブレーキ板と可動ブレーキ板との間に発生している摩擦ブレーキ力が解除されるよう構成されており、かつ、前記間隙部に供給される作動油は、前記ブレーキ解除用油圧タイマへの供給油である斜板式ピストンモータ。