JP5761747B2 - 油圧モータ、油圧モータ装置並びに油圧モータ装置を搭載した建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧モータ、油圧モータ装置並びに油圧モータ装置を搭載した建設機械に係り、特にモータ内部の総ての軸受部に適正な圧油を潤滑油として供給する油圧モータ、油圧モータ装置並びに油圧モータ装置を搭載した建設機械に関するものである。

斜板式ピストンモータなどの油圧モータでは回転軸は通常、２ヶ所の軸受部分を備えている。すなわち、弁板側に設けられる弁板側軸受と、出力側に設けられる出力側軸受である。ここで、外部からの配管を必要とせず、また、油圧モータ自体にブレーキ装置を装備するかしないかに関係せずにモータ内部の軸受部に適正な圧油を潤滑油として供給する斜板式ピストンモータを提供するために特許文献１が提案されている。

特許文献１では、「斜板式ピストンモータは、下方側ケーシングと、同下方側ケーシングの中心部において第１の軸受を介して一端側を支持されており、その他端側径太部内には円周方向に複数のピストンが配置され且つその中心部には上方側に開口した凹部が形成されてなる出力回転軸と、前記凹部内にはまり込む凸部が形成され前記ピストンへの供給圧油室および戻り室を形成すると共にキャビテーションを抑止する油圧回路に接続するメイクアップポートを有する上方側ケーシングと、前記凸部の外周面と前記凹部の内周面の間に配置された出力回転軸の上方側を支持する第２の軸受と、を備えた斜板式ピストンモータであって、前記凸部には一方の側を前記凹部内と連通すると共にその他方の側を前記メイクアップポートに通じる前記油圧回路のメイクアップポート通路に開口した貫通通路を形成したことを特徴とする」よう構成されている。

また、特許文献２では、油圧モータの弁板側を充分に潤滑することができる油圧モータの強制潤滑構造を提供するために、「油圧モータに備えられるシリンダブロックの弁板側の外方を覆うバルブケーシング内で、弁板を貫通する回転軸の軸受を潤滑するための軸受強制潤滑構造であって、弁板に設けられる貫通孔の内周部に臨む回転軸の外周部に設けられ、貫通孔付近に存在する作動油に対し、回転軸の回転を利用して、軸線方向に流動させる流動化手段を有し、バルブケーシングには、軸線方向の一端側で弁板に臨む軸受の他端側と、弁板の外周部付近とを連通する油路が設けられることを特徴とする油圧モータの軸受強制潤滑構造である。本発明に従えば、回転軸の外周部には流動化手段を有し、貫通孔付近に存在する作動油に対し回転軸の回転を利用して 軸線方向に流動させる。弁板を覆うバルブケーシングには、軸線方向の一端側で弁板に臨む軸受の他端側と弁板の外周部付近とを連通する油路が設けられる。弁板の内周部および外周部は、固定される弁板と回転摺動するシリンダブロックとの間から作動油が漏出し、流動化手段によって流動化され、バルブケーシングに設けられる油路を介して循環するので、軸受は強制的に潤滑される」よう構成されている。

さらに、特許文献３は、シリンダブロック１０と切換弁板５との間から漏れ出す油を利用し、この油を軸受８に供給することが考えられるが、軸穴３Ａは有底状に形成されているから回転軸７の一端面側に油溜り部１９を有しており、この油溜り部１９によって油が行き詰まって流動せず、漏れ出た油は回転軸７の雄スプライン７Ａとシリンダブロック１０の雌スプライン１０Ａとの間隙から流出してしまう。そこで、「斜軸型液圧回転機の構成は、軸方向両端が閉塞部によって閉塞され、内部に油液が滞留するケーシングと、該ケーシングの一側閉塞部に固着され、給排ポートが形成された切換弁板と、前記ケーシング内を軸方向に伸長し、軸方向両端の閉塞部に軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、前記ケーシング内に位置して該回転軸と一体的に回転するように設けられ、前記切換弁板の給排ポートと連通する複数のシリンダ穴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穴内にそれぞれ摺動可能に挿嵌された複数のピストンと、該各ピストンの突出端側にそれぞれ揺動自在に設けられた複数のシューと、前記ケーシングの他側に設けられ、前記シリンダブロックとの対向面が該各シューの摺動する傾斜面となった斜板とからなる」よう構成される。

特開２００７−１７７７６４号公報 特開平９−１８４４７２号公報 特開平８−２８４３５号公報

ところで、特許文献１、特許文献２、特許文献３はいずれも弁板側軸受の潤滑方法に関するものである。すなわち、弁板側軸受の冷却性向上による軸受寿命の向上を目指すものである。このため、出力軸側軸受の軸受寿命向上に対して影響は無い。

また、一般的に油圧モータの取り付けは、油圧モータの出力軸を弁板軸に対して鉛直下方となるように配置される。このため、油圧モータのハウジング下部に配置される軸受やオイルシールには前記ハウジング内部のコンタミネーションが沈着を招き、その結果、これら軸受やオイルシールの寿命の低下を招く。しかし、前記特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載の技術では、前記コンタミネーションによる出力軸側軸受及びオイルシールの寿命低下には効果がない。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、油圧モータの弁板側軸受と出力軸側軸受の両方の冷却効果を向上させ、なおかつ油圧モータにおけるドレン室のコンタミネーションを効果的に排出することで、軸受及びオイルシールの長寿命化を可能にすることを目的とする。

前記目的を達成するための本発明による油圧モータは、下方側ケーシングと、同下方側ケーシングの中心部において第１の軸受を介して一端側を支持されており、その他端側径太部内には円周方向に複数のピストンが配置され、前記ピストンの先端には斜板が設けられて、前記ピストンの上端近傍には弁板が設けられ、且つ前記ピストンの中心部には上方側に開口した凹部が形成されてなる出力回転軸と、前記凹部内にはまり込む凸部が形成され前記ピストンへの供給圧油室および戻り室を形成すると共にキャビテーションを抑止する油圧回路に接続するメイクアップポートを有する上方側ケーシングと、前記凸部の外周面と前記凹部の内周面の間に配置された出力回転軸の上方側を支持する第２の軸受と、を備えた油圧モータであって、前記凸部には一方の側を前記凹部内と連通すると共にその他方の側を油圧モータの外部に開口した貫通通路を形成し、前記第１の軸受よりも出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に一方を連通させ他方を油圧モータの外部に開口するドレンポートを形成するよう構成される。

また、前記貫通通路は、前記メイクアップポートに通じる前記油圧回路のメイクアップポート通路に開口することを特徴とする。さらに、前記ドレンポートは、その開口部の開口面が前記弁板位置より出力回転軸の軸方向上方ケーシング側に設けられてもよく、前記ドレンポートは、その開口部の開口面が前記弁板位置より出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に設けられてもよい。さらに、前記貫通通路は、その開口部の開口面が前記弁板位置より出力回転軸の軸方向上方ケーシング側に設けられてもよい。

さらに、本発明に係る油圧モータ装置は、下方側ケーシングと、同下方側ケーシングの中心部において第１の軸受を介して一端側を支持されており、その他端側径太部内には円周方向に複数のピストンが配置され、前記ピストンの先端には斜板が設けられて、前記ピストンの上端近傍には弁板が設けられ、且つ前記ピストンの中心部には上方側に開口した凹部が形成されてなる出力回転軸と、前記凹部内にはまり込む凸部が形成され前記ピストンへの供給圧油室および戻り室を形成すると共にキャビテーションを抑止する油圧回路に接続するメイクアップポートを有する上方側ケーシングと、前記凸部の外周面と前記凹部の内周面の間に配置された出力回転軸の上方側を支持する第２の軸受と、を備え、前記出力回転軸はその先端が減速機と連結されている油圧モータ装置であって、前記凸部には一方の側を前記凹部内と連通すると共にその他方の側を油圧モータの外部に開口した貫通通路を形成し、前記第１の軸受よりも出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に一方を連通させ他方を油圧モータの外部に開口するドレンポートを形成するよう構成される。

一方、本発明に係る建設機械は、下方側ケーシングと、同下方側ケーシングの中心部において第１の軸受を介して一端側を支持されており、その他端側径太部内には円周方向に複数のピストンが配置され、前記ピストンの先端には斜板が設けられて、前記ピストンの上端近傍には弁板が設けられ、且つ前記ピストンの中心部には上方側に開口した凹部が形成されてなる出力回転軸と、前記凹部内にはまり込む凸部が形成され前記ピストンへの供給圧油室および戻り室を形成すると共にキャビテーションを抑止する油圧回路に接続するメイクアップポートを有する上方側ケーシングと、前記凸部の外周面と前記凹部の内周面の間に配置された出力回転軸の上方側を支持する第２の軸受と、を備え、前記出力回転軸はその先端が減速機と連結されている油圧モータ装置を搭載する建設機械であって、前記凸部には一方の側を前記凹部内と連通すると共にその他方の側を油圧モータの外部に開口した貫通通路を形成し、前記第１の軸受よりも出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に一方を連通させ他方を油圧モータの外部に開口するドレンポートを形成する油圧モータ装置を搭載する。

本発明によれば、外部より供給された潤滑油が、油圧モータハウジング上部の軸受を経由してドレン室内全体を循環しているので、従来例の上面排出型の油圧モータに比べて、冷却性、コンタミネーション排出性に優れている。このため、油圧モータの弁板側軸受と出力軸側軸受の両方の冷却効果を向上させ、なおかつ油圧モータにおけるドレン室のコンタミネーションを効果的に排出することで、軸受及びオイルシールの長寿命化を可能にすることができる。

また、排出通路を中子で構成しており、通路の為の加工や配管を必要としないことから製造コストの削減も可能となる。

さらに、潤滑油をメイクアップポートから供給すれば、新規の油圧源を必要としない効果もある。

本発明に係る油圧モータの第１の実施例の構成図である。 本発明に係る油圧モータの第２の実施例の構成図である。 本発明に係る油圧モータの第３の実施例の構成図である。 本発明に係る油圧モータを用いた油圧モータ装置の実施例４の構成図である。 本発明に係る油圧モータを用いた油圧モータ装置を搭載した建設機械の実施例５の構成図である。 従来の油圧モータの構成図である。

図１乃至図５を用いて、本発明に係る油圧モータの構成について説明する。

図１において、参照符号１は、油圧モータであって、下端部中央には出力回転軸２が下方側ケーシング３に設けられ、同出力回転軸２は、その図面の下端側、すなわち出力側においてオイルシール４を介しテーパコロベアリング６により下方側ケーシング３内部に支持されている。前記出力回転軸２の上端側は径太に形成され、その円周方向に複数のピストン１０が配置されている。前記出力回転軸２の上端側径太の中央部には凹部１５が形成されており、同凹部１５に、上端側の上方側ケーシング１８の中心凸部１４にはまりこんでいる。この凸部１４の外周面と前記凹部１５の内周面の間に出力回転軸２の上方側軸受であるニードルベアリング１２が取付けられている。

参照符号１６は、前記上方側ケーシング１８の中央部に設けられた貫通通路である。同通路１６の下端側は絞り１９を介して凹部１５の内部に連通しており、また、その上端側は、メイクアップライン２０に通じるメイクアップポート通路２２に開口して通じている。

参照符号２４は、ドレンポートであり、オイルシール４とテーパコロベアリング６との間の軸周りの空隙に一方の端部が開口する。このドレンポート２４は、下方ケーシング３に沿ってハウジングに対して中子によって形成され、開口部２８の開口面が前記弁板１７位置より出力回転軸の軸方向上方ケーシング１８側に設けられる。

以上の通り構成されることで、メイクアップポート通路２２から供給された潤滑油は、メイクアップライン２０を経由して貫通通路１６を通過し、絞り１９を通り、凹部１５を経由してニードルベアリング１２に到達し、ニードルベアリング１２を冷却する。潤滑油はさらに前記上方側ケーシング１８と弁板１７の間を通り、出力回転軸２の周囲を通過し、斜板８付近からドレン室２３を経由してテーパコロベアリング６に到達し、テーパコロベアリング６をも冷却する。潤滑油は、ドレンポート２４を経て開口部２８に連通する。このため、弁板１７と出力回転軸２の摺動面およびピストン１０と出力回転軸２の摺動面より発生するコンタミネーションがオイルシール４に堆積せず、テーパコロベアリング６のコンタミネーションと合わせてドレンポート２４を経て開口部２８から排出される。このため、オイルシール４とテーパコロベアリング６とニードルベアリング１２の全者の長寿命化を達成することとなる。

本発明に係る実施例２の構成図を図２に示す。実施例２は、実施例１と比較してドレンポート２４が途中切断されて開口部３０を設けたものである。この開口部３０は、外部装置と連結されるものであって、ここで大気と接するのではなく、あくまでも外部装置によって開口面が前記弁板１７位置より出力回転軸の軸方向上方ケーシング側に設けられる必要がある。外部装置側の配管の自由度を向上させたものである。ドレンポート２４に到達するまでの潤滑油の動作は、実施例１と同様に作動し、テーパコロベアリング６とニードルベアリング１２を共に冷却し、両者のコンタミネーションを開口部３０を通して排出する。このため、オイルシール４とテーパコロベアリング６とニードルベアリング１２の全者の長寿命化を達成することとなる。

本発明に係る実施例３の構成図を図３に示す。実施例３は、潤滑油をメイクアップポート通路２２から導入するのではなく、別途設けた開口部３４から導入するものである。これは、油圧回路上外部装置から別途導入する場合に導入路を設けたものである。この回路は、外部装置の油路の自由度を向上させたものであり、貫通通路３２以降は実施例１同様に構成されるため動作も同様となる。すなわち、テーパコロベアリング６とニードルベアリング１２を共に冷却し、両者のコンタミネーションを開口部３０を通して排出する。このため、オイルシール４とテーパコロベアリング６とニードルベアリング１２の全者の長寿命化を達成することとなる。

本発明に係る実施例４の構成図を図４に示す。実施例４は、実施例１で示される油圧モータと減速機３６が連結した油圧モータ装置３８である。本構成とすることで、減速機３６と組み合わせた上で、テーパコロベアリング６とニードルベアリング１２の冷却が可能になり、コンタミネーションの堆積を防止することが可能なる。このため、油圧モータ装置３８のオイルシール４とテーパコロベアリング６とニードルベアリング１２の全者の長寿命化を達成することとなる。

本発明に係る実施例５の構成図を図５に示す。実施例５は、実施例４で示された油圧モータ装置３８を搭載した建設機械である油圧ショベル４２を示す。本発明を適用することでより寿命の長い建設機械を提供することが可能になる。特に、油圧モータ装置３８は、より負荷の大きい旋回体駆動部をして用いられた際にその効果を発揮する。このため、建設機械に搭載された油圧モータ装置３８のオイルシール４とテーパコロベアリング６とニードルベアリング１２の全者の長寿命化を達成することとなる。

以上本発明の好適な実施例について図面により説明したが、当業者であれば、上記の図面および説明に基づいて種々の変形をすることが可能であることはもちろんである。

１ 油圧モータ
２ 出力回転軸
３ 下方側ケーシング
４ オイルシール
６ テーパコロベアリング
８ 斜板
１０ ピストン
１５ 凹部
１８ 上方側ケーシング
１４ 凸部
１２ ニードルベアリング
１８ 上方側ケーシング
１６ 貫通通路
１７ 弁板
１９ 絞り
２０ メイクアップライン
２２ メイクアップポート通路
２３ ドレン室
２４ ドレンポート
２８ 開口部
３０ 開口部
３４ 開口部
３６ 減速機
３８ 油圧モータ装置
４２ 油圧ショベル

Claims (7)

1. 下方側ケーシングと、同下方側ケーシングの中心部において第１の軸受を介して一端側を支持されており、その他端側径太部内には円周方向に複数のピストンが配置され、前記ピストンの先端には斜板が設けられて、前記ピストンの上端近傍には弁板が設けられ、且つ前記ピストンの中心部には上方側に開口した凹部が形成されてなる出力回転軸と、前記凹部内にはまり込む凸部が形成され前記ピストンへの供給圧油室および戻り室を形成すると共にキャビテーションを抑止する油圧回路に接続するメイクアップポートを有する上方側ケーシングと、前記凸部の外周面と前記凹部の内周面の間に配置された出力回転軸の上方側を支持する第２の軸受と、を備えた油圧モータであって、
   前記出力回転軸が弁板軸に対して鉛直下方となるように配置されており、
   前記凸部には一方の側を前記凹部内と連通すると共にその他方の側を油圧モータの外部に開口した貫通通路を形成し、
   前記第１の軸受よりも出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に一方を連通させ他方を油圧モータの外部に開口するドレンポートを形成する油圧モータ。
2. 前記貫通通路は、前記メイクアップポートに通じる前記油圧回路のメイクアップポート通路に開口することを特徴とする請求項１記載の油圧モータ。
3. 前記ドレンポートは、その開口部の開口面が前記弁板位置より出力回転軸の軸方向上方ケーシング側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧モータ。
4. 前記ドレンポートは、その開口部の開口面が前記弁板位置より出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧モータ。
5. 前記貫通通路は、その開口部の開口面が前記弁板位置より出力回転軸の軸方向上方ケーシング側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧モータ。
6. 下方側ケーシングと、同下方側ケーシングの中心部において第１の軸受を介して一端側を支持されており、その他端側径太部内には円周方向に複数のピストンが配置され、前記ピストンの先端には斜板が設けられて、前記ピストンの上端近傍には弁板が設けられ、且つ前記ピストンの中心部には上方側に開口した凹部が形成されてなる出力回転軸と、前記凹部内にはまり込む凸部が形成され前記ピストンへの供給圧油室および戻り室を形成すると共にキャビテーションを抑止する油圧回路に接続するメイクアップポートを有する上方側ケーシングと、前記凸部の外周面と前記凹部の内周面の間に配置された出力回転軸の上方側を支持する第２の軸受と、を備え、前記出力回転軸はその先端が減速機と連結されている油圧モータ装置であって、
   前記出力回転軸が弁板軸に対して鉛直下方となるように配置されており、
   前記凸部には一方の側を前記凹部内と連通すると共にその他方の側を油圧モータの外部に開口した貫通通路を形成し、
   前記第１の軸受よりも出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に一方を連通させ他方を油圧モータの外部に開口するドレンポートを形成する油圧モータ装置。
7. 下方側ケーシングと、同下方側ケーシングの中心部において第１の軸受を介して一端側を支持されており、その他端側径太部内には円周方向に複数のピストンが配置され、前記ピストンの先端には斜板が設けられて、前記ピストンの上端近傍には弁板が設けられ、且つ前記ピストンの中心部には上方側に開口した凹部が形成されてなる出力回転軸と、前記凹部内にはまり込む凸部が形成され前記ピストンへの供給圧油室および戻り室を形成すると共にキャビテーションを抑止する油圧回路に接続するメイクアップポートを有する上方側ケーシングと、前記凸部の外周面と前記凹部の内周面の間に配置された出力回転軸の上方側を支持する第２の軸受と、を備え、前記出力回転軸はその先端が減速機と連結されている油圧モータ装置を搭載する建設機械であって、
   前記出力回転軸が弁板軸に対して鉛直下方となるように配置されており、
   前記凸部には一方の側を前記凹部内と連通すると共にその他方の側を油圧モータの外部に開口した貫通通路を形成し、
   前記第１の軸受よりも出力回転軸の軸方向下方ケーシング側に一方を連通させ他方を油圧モータの外部に開口するドレンポートを形成する油圧モータ装置を搭載した建設機械。
   

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