JP6959215B2 - 斜軸式液圧回転機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に搭載され、油圧ポンプ、油圧モータとして用いられる斜軸式液圧回転機に関する。

一般に、可変容量型の斜軸式液圧回転機は、軸方向の一側が軸受部となった中空のケーシング本体と、ケーシング本体の軸方向の他側の開口を閉塞して設けられ、円弧状に凹陥した凹円弧状摺接部を有するヘッドケーシングと、ケーシング本体の軸受部に回転可能に設けられ、ケーシング本体内への挿入側先端部がドライブディスクとなった回転軸（入出力軸）と、ケーシング本体内に設けられ、軸方向に延びるシリンダが周方向に間隔をもって複数配置されると共に軸方向の他端面に凹球面状の摺接端面が形成されたシリンダブロックと、一端側が回転軸のドライブディスクの回転中心位置に揺動可能に連結され、他端側がシリンダブロックの中心シリンダに挿入されたセンタシャフトと、シリンダブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌され、一端側がドライブディスクに揺動可能に連結された複数のピストンと、ヘッドケーシングとシリンダブロックとの間に設けられ、一端面にシリンダブロックの摺接端面と摺接する凸球面状の摺動球面部が形成されると共に他端面がヘッドケーシングの凹円弧状摺接部に傾転可能に摺接する凸円弧状摺接部となった弁板と、ヘッドケーシングに設けられ、シリンダブロックと共に弁板を傾転させるためのサーボピストンから弁板に向けて延びたサーボピンが弁板の嵌合孔（中心穴）に接続された傾転機構とにより構成されている（特許文献１）。

斜軸式液圧回転機を油圧ポンプとして用いる場合は、回転軸の一端側がエンジン、電動モータ等の原動機に接続される。斜軸式液圧回転機を油圧モータとして用いる場合は、回転軸の一端側が回転駆動される被駆動体に接続される。斜軸式液圧回転機の傾転機構は、サーボピストンが油圧力の作用により回転軸に対して一定の角度方向に往復移動する。このとき、サーボピストンの移動に合わせサーボピンも移動し、このサーボピンの移動に伴って弁板がヘッドケーシングの凹円弧状摺接部（矩形の長溝）に沿って移動する。この弁板の移動によって、シリンダブロックと回転軸の角度が変化し、液圧回転機（油圧ポンプ、油圧モータ）の吐出容積、吸入容積が変化する。

斜軸式液圧回転機は、油圧ポンプとして用いる場合、次のように作動する。即ち、入力軸となる回転軸は、この回転軸の一端側に接続されたエンジン、電動機等の原動機の動力により回転する。これにより、回転軸の他端側のドライブディスクも回転し、このドライブディスクの回転に基づいて複数のピストンが回転することにより、これら各ピストンが挿入されたシリンダブロックが回転する。シリンダブロックは、回転軸に対して傾いた状態で支持されており、シリンダブロックが回転するのに伴って、各ピストンがシリンダブロックのシリンダ室内をそれぞれ往復摺動する。このとき、即ち、ピストンが往復摺動するとき、シリンダ室容量が増加する側の位相のシリンダ室は、弁板の吸入ポート側と接続されており、この吸入ポートから作動流体を吸入する。一方、シリンダ室容量が減少する側の位相のシリンダ室は、弁板の吐出ポート側と接続され、吐出ポートへ作動流体を吐出する。これにより、斜軸式液圧回転機（油圧ポンプ）は、油圧アクチュエータに圧油を供給することができる。

上述のような斜軸式液圧回転機は、次に説明する手順を経て組み立てが行われる。即ち、回転軸と軸受とをケーシング本体に挿入し、回転軸のドライブディスクにピストンの端部およびセンタシャフトの端部を連結（挿入）する。その後、ピストンおよびセンタシャフトをシリンダブロックのシリンダおよび中心シリンダに挿入する。このとき、組立作業の都合により、通常は、回転軸が上，下方向に垂直となり、かつ、この回転軸に対してシリンダブロックが上側となるように、ケーシング本体を設置する。その後、シリンダブロックの他端面側に形成された凹球面状の摺接端面に、弁板の一端面に形成された凸球面状の摺動球面部を合わせて設置する。即ち、シリンダブロックの上側に弁板を載置する。

この状態で、予め組み立てられたヘッドケーシングおよび傾転機構（サーボピストン、サーボピン）の組立体を、ケーシング本体の上方からケーシング本体に向けて降ろす。このとき、ヘッドケーシングおよび傾転機構の組立体は、サーボピンを弁板の嵌合孔（中心穴）に挿入でき、かつ、ヘッドケーシングの凹円弧状摺接部（矩形の長溝）に弁板（の凸円弧状摺接部）を嵌合できる位置に保持しながら、ケーシング本体に向けて降ろす。そして、サーボピンが弁板の嵌合孔（中心穴）に挿入され、かつ、ヘッドケーシングの凹円弧状摺接部（矩形の長溝）に弁板（の凸円弧状摺接部）が嵌合された状態で、ヘッドケーシングをケーシング本体に固定する。

特開２０１４−１４５２６７号公報

ところで、特許文献１に記載された構成は、センタシャフトがシリンダブロックの凹球面状の摺接端面から弁板に向けて突出している。即ち、センタシャフトの先端は、シリンダブロックの摺接端面から弁板に向けて突出する突出端となっており、この突出端は、弁板に設けられた嵌合孔に嵌合している。ここで、センタシャフトがシリンダブロックの凹球面状の摺接端面から弁板に向けて突出していない構成を考える。この構成の場合、組立時に、弁板をシリンダブロックの上側に載置したときに、弁板は、シリンダブロックの凹球面状の摺接端面と弁板の凸球面状の摺動球面部との凹凸嵌合（球面状の凹凸嵌合、球面嵌合）のみでシリンダブロックに支持されることになる。このため、ヘッドケーシングおよび傾転機構の組立体をケーシング本体に向けて降ろしつつ、この組立体のサーボピンおよび凹円弧状摺接部（矩形の長溝）と弁板との組み付け（挿入、嵌合）を行う作業が面倒になる可能性がある。

即ち、この作業を行うときは、シリンダブロックと弁板との嵌合位置（凹凸位置）が過度にずれないように、組立体のサーボピンおよび凹円弧状摺接部（矩形の長溝）と弁板との組み付け（挿入、嵌合）を行う必要がある。しかし、シリンダブロックと弁板は位置ずれし易く、これらが適正位置からずれた状態でヘッドケーシングとケーシング本体とが固定される可能性がある。そして、この場合には、例えば、液圧回転機の起動時に圧油が漏れる可能性がある。また、シリンダブロックと弁板との摺動面が片当たりとなり、耐久性の低下、性能の低下に繋がる可能性がある。

本発明の目的は、組立時のシリンダブロックと弁板とのずれ（適正位置からのずれ）を抑制して相互の位置関係を適正な状態にできる斜軸式液圧回転機を提供することにある。

本発明は、ケーシング本体の開口を閉塞して設けられたヘッドケーシングと、前記ケーシング本体内に設けられ、凹球面状の摺接端面が形成されたシリンダブロックと、前記ヘッドケーシングと前記シリンダブロックとの間に設けられ、前記シリンダブロックと対面する一端面に前記シリンダブロックの前記摺接端面と摺接する凸球面状の摺動球面部が形成された弁板と、を備えた斜軸式液圧回転機において、前記弁板の前記一端面のうち前記摺動球面部から外れた位置には、前記一端面から前記シリンダブロックの外周面側に向けて突出し、かつ、前記シリンダブロックの前記摺接端面側の外周縁部と径方向の隙間を介して対面する突起部が設けられている。

本発明によれば、斜軸式液圧回転機の組立時のシリンダブロックと弁板とのずれ（適正位置からのずれ）を抑制して相互の接続関係を適正な位置状態にできる。

即ち、弁板の一端面のうち摺動球面部から外れた位置には、この一端面からシリンダブロック側に向けて突出する突起部が設けられている。この突起部は、シリンダブロックと弁板との位置ずれを規制する位置規制部（動き量規制部）となるものである。即ち、シリンダブロックの上側に弁板を載置したときに、この弁板がシリンダブロックに対して適正位置からずれる傾向となっても、シリンダブロックの外周縁部（外周縁またはその近傍）と突起部とが当接することにより、弁板がそれ以上適正位置からずれることを抑制できる。換言すれば、組立時に、シリンダブロックの外周縁部と弁板の突起部との当接に基づいて弁板の動き量を規制できる。これにより、弁板とシリンダブロックとが適正位置の状態で、斜軸式液圧回転機の組み立てを完了させることができる。この結果、斜軸式液圧回転機における、シリンダブロックと弁板との相互の構成は、予め設定している適正な位置の状態にできる。

一方、突起部は、シリンダブロックの外周縁部と径方向の隙間を介して対面する。即ち、斜軸式液圧回転機の作動時に、シリンダブロックと弁板は、シリンダブロックの凹球面状の摺接端面と弁板の凸球面状の摺動球面部との球面嵌合（凹凸嵌合）と油圧の作用とに基づいて調心される。これにより、突起部は、一定の隙間が保たれた状態で、シリンダブロックの外周縁部と対面する。このため、斜軸式液圧回転機の作動時に、突起部とシリンダブロックの外周縁部とは一定の隙間を保った状態になる。

第１の実施の形態による可変容量型斜軸式油圧ポンプを示す縦断面図である。 図１中のヘッドケーシングをケーシング本体に組付ける状態を示す縦断面図である。 ヘッドケーシングをシリンダブロック側からみた正面図である。 ヘッドケーシングおよび弁板をシリンダブロック側からみた正面図である。 弁板を示す正面図である。 弁板およびシリンダブロックを示す縦断面図である。 第２の実施の形態による弁板を示す正面図である。 弁板およびシリンダブロックを示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態による斜軸式液圧回転機として、可変容量型の斜軸式液圧回転機、より具体的には、可変容量型斜軸式油圧ポンプを例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１ないし図６は、第１の実施の形態を示している。図１において、斜軸式液圧回転機としての可変容量型斜軸式油圧ポンプ１（以下、油圧ポンプ１という）は、例えば油圧ショベルの原動機（駆動源となるエンジンや電動モータ）によって回転駆動され、作動油タンクからの油液を吸込んで、油圧管路の下流側に接続される各種油圧機器（いずれも図示せず）に圧油を供給する。油圧ポンプ１は、ケーシング本体２と、ヘッドケーシング３と、回転軸４と、シリンダブロック６と、センタシャフト７と、ピストン８と、弁板９と、傾転機構１０とを備えている。

ケーシング本体２は、油圧ポンプ１の外殻となる中空の筒状体として形成されている。ケーシング本体２は、軸方向の一側に位置して略円筒状に形成された軸受部２Ａと、軸受部２Ａの他端から傾斜して延びたシリンダブロック収容部２Ｂとにより構成されている。即ち、ケーシング本体２は、軸方向の一側が軸受部２Ａとなっている。シリンダブロック収容部２Ｂの他端には、ヘッドケーシング３が組付けられている。ケーシング本体２とヘッドケーシング３は、油圧ポンプ１全体のケーシングを構成している。

ヘッドケーシング３は、ケーシング本体２の軸方向の他側の開口、即ち、シリンダブロック収容部２Ｂの他端を閉塞して設けられている。即ち、ヘッドケーシング３は、ケーシング本体２のシリンダブロック収容部２Ｂ側に位置するヘッド側端面に取付けられている。ヘッドケーシング３は、ケーシング本体２側に位置する一端面３Ａに、矩形の長溝となる凹円弧状摺接部３Ｂを有している。一方、ヘッドケーシング３には、凹円弧状摺接部３Ｂの奥部に位置して後述する傾転機構１０のシリンダ孔１１が設けられている。さらに、図３に示すように、ヘッドケーシング３には、凹円弧状摺接部３Ｂ（の凹円弧面３Ｃ）に開口する吸入流路３Ｅと排出流路３Ｆとが設けられている。

ここで、凹円弧状摺接部３Ｂは、円弧状に凹陥している。即ち、凹円弧状摺接部３Ｂは、センタシャフト７を支点（回転中心）として弁板９が傾転（揺動）したときの傾転半径（揺動半径）に沿って形成された凹円弧面３Ｃと、凹円弧面３Ｃの両端に位置して凹円弧面３Ｃから円柱状のシリンダブロック６側に向けて延びる一対の側面３Ｄとを備えている。そして、凹円弧状摺接部３Ｂには、弁板９の凸円弧状摺接部９Ｃが傾転可能に嵌合している。即ち、凹円弧状摺接部３Ｂの凹円弧面３Ｃは、弁板９の凸円弧状摺接部９Ｃの凸円弧面９Ｄと摺接し、凹円弧状摺接部３Ｂの側面３Ｄは、弁板９（凸円弧状摺接部９Ｃ）の側面９Ｅと摺接する。

図３および図４に示すように、凹円弧状摺接部３Ｂの凹円弧面３Ｃには、一対の給排流路、即ち、低圧側の給排流路となる吸入流路３Ｅと高圧側の給排流路となる排出流路３Ｆとが開口している。吸入流路３Ｅは、作動油タンク（図示せず）からの作動油を弁板９の低圧ポートとなる吸入ポート９Ｇを介して各シリンダ６Ｂ内に供給する。排出流路３Ｆは、弁板９の高圧ポートとなる排出ポート９Ｈ側から下流の油圧機器（例えば、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ）に向けて圧油（吐出油）を排出（吐出）する。また、凹円弧状摺接部３Ｂの凹円弧面３Ｃには、凹円弧面３Ｃの幅方向の中央側に位置して長さ方向（傾転方向）に延びるピン用開口３Ｇが設けられている。ピン用開口３Ｇには、傾転機構１０のサーボピン１３が挿通される。サーボピン１３の先端側は、ピン用開口３Ｇから凹円弧面３Ｃよりも弁板９側に突出している。図３に示すように、実施の形態では、吸入流路３Ｅの開口内に、ピン用開口３Ｇが配置されている。

入力軸となる回転軸４は、ケーシング本体２の軸受部２Ａ内に位置して、軸受部２Ａ内を軸方向に延びて設けられている。回転軸４は、複数（例えば、３個）の転がり軸受５を介して、ケーシング本体２（の軸受部２Ａ）に回転可能に支持されている。回転軸４の一端側は、ケーシング本体２から軸方向に突出する突出端４Ａとなり、この突出端４Ａには、エンジン等の原動機が動力伝達機構等（いずれも図示せず）を介して連結される。一方、回転軸４には、ケーシング本体２内への挿入側先端部、即ち、軸方向の他端部に位置して円板状のドライブディスク４Ｂが形成されている。即ち、回転軸４は、突出端４Ａとは軸方向の反対側となる先端部がドライブディスク４Ｂとなっている。

ドライブディスク４Ｂには、シリンダブロック６と対向する他側端面の中心側に位置して中心側凹球面部４Ｂ１が設けられている。中心側凹球面部４Ｂ１には、センタシャフト７の球形部７Ａが摺動可能に連結される。ドライブディスク４Ｂの他側端面には、中心側凹球面部４Ｂ１の径方向外側に位置して回転伝達用の複数の外径側凹球面部４Ｂ２が互いに周方向に離間して設けられている。各外径側凹球面部４Ｂ２には、各ピストン８の球形部８Ａがそれぞれ揺動可能に連結される。

シリンダブロック６は、ケーシング本体２のシリンダブロック収容部２Ｂ内に設けられている。シリンダブロック６は、センタシャフト７、各ピストン８等を介してドライブディスク４Ｂに連結され、回転軸４と一体に回転する。シリンダブロック６は、円柱体（円筒体）として形成され、その中心軸線に沿って中心シリンダとしてのセンタシャフト挿入孔６Ａが設けられている。センタシャフト挿入孔６Ａには、センタシャフト７が挿入される。また、シリンダブロック６には、センタシャフト挿入孔６Ａの周囲に位置して軸方向に延びるシリンダ６Ｂが周方向に間隔をもって複数配置されている。

さらに、シリンダブロック６は、後述の弁板９側となる軸方向の他端面が摺接端面６Ｃとなっている。摺接端面６Ｃは、弁板９の摺動球面部９Ｂと摺接するもので、凹球面状に形成されている。即ち、シリンダブロック６は、軸方向の他端面に凹球面状の摺接端面６Ｃが形成されている。シリンダブロック６の摺接端面６Ｃと各シリンダ６Ｂとの間には、摺接端面６Ｃ側で弁板９の吸入ポート９Ｇ、排出ポート９Ｈと連通、遮断される複数のシリンダポート６Ｄ（１本のみ図示）が形成されている。

センタシャフト７は、シリンダブロック６のセンタリングを行うために、シリンダブロック６のセンタシャフト挿入孔６Ａに挿通されている。センタシャフト７は、一端側が回転軸４のドライブディスク４Ｂの回転中心位置に摺動可能に連結されている。即ち、センタシャフト７の一端側は、球形部７Ａとなっている。球形部７Ａは、ドライブディスク４Ｂの中心側凹球面部４Ｂ１内に揺動（摺動）可能に連結されている。センタシャフト７の他端側は、センタシャフト挿入孔６Ａに挿通されている。

この場合、センタシャフト７の他端側には、有底状のばね収容穴７Ｂが形成されている。ばね収容穴７Ｂ内には、ばね７Ｃが配設されている。ばね７Ｃは、シリンダブロック６を弁板９の摺動球面部９Ｂに向けて常時付勢している。これにより、シリンダブロック６は、その摺接端面６Ｃを弁板９の摺動球面部９Ｂに密着させた状態で弁板９に対して正方向または逆方向に相対回転する。

複数のピストン８は、それぞれシリンダブロック６の各シリンダ６Ｂ内に往復動可能に挿嵌されている。複数本のピストン８は、シリンダ６Ｂから突出した一端側が回転軸４のドライブディスク４Ｂに揺動可能に連結されている。即ち、各ピストン８は、一端側が球形部８Ａとなっている。球形部８Ａは、ドライブディスク４Ｂの外径側凹球面部４Ｂ２内に揺動（摺動）可能に連結されている。各ピストン８は、回転軸４に対して傾転したシリンダブロック６が回転することにより、シリンダ６Ｂ内で往復動し、油液の吸込（吸入）、吐出（排出）を行う。

弁板９は、ヘッドケーシング３とシリンダブロック６との間に設けられている。弁板９は、ヘッドケーシング３の凹円弧状摺接部３Ｂ内で凹円弧面３Ｃに沿って傾転する。弁板９は、凹円弧状摺接部３Ｂの幅寸法（傾転方向に対する横方向の寸法、側面３Ｄの離間寸法）内に収まる四角形状の外形を有している。弁板９の一端面９Ａ、即ち、シリンダブロック６と対面する側の端面（側面）となる一端面９Ａには、シリンダブロック６の摺接端面６Ｃと摺接する凸球面状の摺動球面部９Ｂが形成されている。弁板９の摺動球面部９Ｂは、シリンダブロック６の摺接端面６Ｃと凹凸嵌合（球面嵌合）する。弁板９の摺動球面部９Ｂは、シリンダブロック６の摺接端面６Ｃが回転しつつ摺動する切換面となっている。

一方、摺動球面部９Ｂとは反対側となる弁板９の他端面は、ヘッドケーシング３の凹円弧状摺接部３Ｂに対応した円弧をもって突出した凸円弧状摺接部９Ｃとなっている。弁板９の凸円弧状摺接部９Ｃは、傾転機構１０の作動時に、ヘッドケーシング３の凹円弧状摺接部３Ｂに傾転可能に摺接する。凸円弧状摺接部９Ｃは、凹円弧状摺接部３Ｂの凹円弧面３Ｃに対応して突出した凸円弧面９Ｄと、凸円弧面９Ｄの両端（弁板９の両端）に位置する一対の側面９Ｅとを備えている。そして、凸円弧状摺接部９Ｃは、凹円弧状摺接部３Ｂに傾転可能に嵌合している。

また、弁板９には、摺動球面部９Ｂの中央に位置して軸方向に貫通した嵌合孔９Ｆが設けられている。嵌合孔９Ｆは、サーボピン１３の先端側が挿入される。また、図４および図５に示すように、弁板９には、眉形状をなす一対の給排ポート、即ち、低圧ポートとなる吸入ポート９Ｇと高圧ポートとなる排出ポート９Ｈとが周方向に延びて形成されている。吸入ポート９Ｇは、ヘッドケーシング３に形成された吸入流路３Ｅに連通している。排出ポート９Ｈは、ヘッドケーシング３に形成された排出流路３Ｆに連通している。

吸入ポート９Ｇおよび排出ポート９Ｈは、シリンダブロック６の回転に伴って各シリンダ６Ｂのシリンダポート６Ｄと間欠的に連通する。即ち、シリンダブロック６は、その摺接端面６Ｃが弁板９の摺動球面部９Ｂに対して摺接しつつ回転することにより、各シリンダ６Ｂと吸入ポート９Ｇまたは排出ポート９Ｈとの間で圧油の供給または排出が行われる。この場合、吸入ポート９Ｇは、吸入流路３Ｅと接続されており、作動油タンクからの作動油を各シリンダ６Ｂ内に供給する。排出ポート９Ｈは、排出流路３Ｆと接続されており、各シリンダ６Ｂ内の高圧の作動油（圧油）を下流の油圧機器側に向けて排出する。

傾転機構１０は、ヘッドケーシング３に設けられている。傾転機構１０は、シリンダブロック６と共に弁板９を傾転させる。傾転機構１０は、凹円弧状摺接部３Ｂの最深部よりも奥部に位置して弁板９の傾転方向に直線状に延びて設けられたシリンダ孔１１と、シリンダ孔１１に摺動可能に挿嵌された動作部としてのサーボピストン１２と、サーボピストン１２の長さ方向の中間部位に設けられ、サーボピストン１２から径方向に突出して弁板９側に向けて延びたサーボピン１３とを備えている。

サーボピン１３は、基端側がサーボピストン１２に形成されたピン孔１２Ａ内に挿入され、先端側が凹円弧状摺接部３Ｂのピン用開口３Ｇが通じて弁板９の嵌合孔９Ｆに挿入（接続）されている。傾転機構１０は、油通孔（図示せず）からシリンダ孔１１（１１Ａ，１１Ｂ）内に油液を供給することにより、シリンダ孔１１（１１Ａ，１１Ｂ）に沿ってサーボピストン１２を移動することができる。このように、サーボピストン１２を移動させることにより、サーボピン１３を介して弁板９をシリンダブロック６と共に傾転させることができる。これにより、傾転機構１０は、回転軸４に対するシリンダブロック６と弁板９の傾転角度を、最小傾転位置と最大傾転位置との間で調整することができる。

ところで、油圧ポンプ１は、次の手順で組み立てられる。即ち、回転軸４と転がり軸受５とをケーシング本体２に挿入し、回転軸４のドライブディスク４Ｂ（の凹球面部４Ｂ１，４Ｂ２）にセンタシャフト７の端部（球形部７Ａ）およびピストン８の端部（球形部８Ａ）を連結（挿入）する。その後、センタシャフト７およびピストン８をシリンダブロック６のセンタシャフト挿入孔６Ａおよびシリンダ６Ｂに挿入する。このとき、組立作業の都合により、通常は、図２に示すように、回転軸４が上，下方向に垂直となり、かつ、この回転軸４に対してシリンダブロック６が上側となるように、ケーシング本体２を設置する。その後、シリンダブロック６の他端面側に形成された凹球面状の摺接端面６Ｃに、弁板９の一端面に形成された凸球面状の摺動球面部９Ｂを合わせて設置する。即ち、図２に示すように、シリンダブロック６の上側に弁板９を載置する。

この状態で、予め組み立てられたヘッドケーシング３および傾転機構１０の組立体を、ケーシング本体２の上方からケーシング本体２に向けて降ろす。このとき、ヘッドケーシング３および傾転機構１０の組立体は、サーボピン１３の先端側を弁板９の中心穴である嵌合孔９Ｆに挿入でき、かつ、ヘッドケーシング３の凹円弧状摺接部３Ｂに弁板９の凸円弧状摺接部９Ｃを嵌合できる位置に保持しながら、ケーシング本体２に向けて降ろす。そして、サーボピン１３の先端側が弁板９の嵌合孔９Ｆに挿入され、かつ、ヘッドケーシング３の凹円弧状摺接部３Ｂに弁板９の凸円弧状摺接部９Ｃが嵌合された状態で、ヘッドケーシング３をケーシング本体２に固定する。

ここで、実施の形態では、センタシャフト７は、シリンダブロック６の凹球面状の摺接端面６Ｃから弁板９に向けて突出していない。この構成の場合、センタシャフトを摺接端面から突出させる構成（例えば、特許文献１）と比較して、部品を小型化、部品構成の簡素化を図ることができ、コストを低減できる。しかし、この構成（突出していない構成）の場合、図２に示す組立工程で、弁板９をシリンダブロック６の上側に載置したときに、弁板９は、シリンダブロック６の凹球面状の摺接端面６Ｃと弁板９の凸球面状の摺動球面部９Ｂとの凹凸嵌合（球面状の凹凸嵌合、球面嵌合）のみでシリンダブロック６に支持されることになる。

このため、そのままでは、ヘッドケーシング３および傾転機構１０の組立体をケーシング本体２に向けて降ろしつつ、この組立体のサーボピン１３および凹円弧状摺接部３Ｂと弁板９との組み付け（挿入、嵌合）を行うときに、弁板９がシリンダブロック６に対して適正位置からずれる可能性がある。そして、仮に、これらがずれた状態で、ヘッドケーシング３とケーシング本体２とが固定された場合には、例えば、油圧ポンプ１の起動時に圧油が漏れたり、シリンダブロック６と弁板９との摺動面が片当たりとなり、耐久性の低下、性能の低下に繋がる可能性がある。

そこで、第１の実施の形態では、図５および図６に示すように、弁板９の一端面９Ａ、即ち、シリンダブロック６と対面する側（傾転機構１０とは反対側）の一端面９Ａ（摺動球面部９Ｂが形成された側の端面９Ａ）には、突起部としての突出面部２１が設けられている。即ち、弁板９の一端面９Ａのうち摺動球面部９Ｂから（径方向に）外れた位置には、一端面９Ａからシリンダブロック６の外周面側に向けて突出し、かつ、シリンダブロック６の摺接端面６Ｃ側の外周縁部６Ｅと径方向の隙間（一定の隙間）を介して対面する複数（４個）の突出面部２１が設けられている。図６に示すように、実施の形態では、シリンダブロック６は、横断面形状が円形の外周面６Ｆと、外周面６Ｆから摺接端面６Ｃ側の外周縁６Ｇに進むに従って外径寸法が小さくなる方向に傾斜した円錐面６Ｈとを有している。シリンダブロック６の外周縁部６Ｅは、外周縁６Ｇまたはその近傍となる円錐面６Ｈに相当する。

突出面部２１は、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅの周方向に離間した少なくとも２個所位置（第１の実施の形態では４個所位置）に設けられている。この場合、弁板９は、弁板９の傾転方向に互いに平行に延びる一対の案内面である一対の側面９Ｅを少なくとも有する形状（より具体的には、四角形状）である。即ち、弁板９は、それぞれが案内面となる一対の側面９Ｅと、この一対の側面９Ｅと直交して配置され、側面９Ｅの端部の間を接続する一対の接続面９Ｊとを有する四角形状となっている。また、弁板９の角隅部、即ち、弁板９の四隅となる４つの隅部（角隅部、角部）には、面取り部９Ｋが形成されている。そして、突出面部２１は、弁板９の四隅のうちの少なくとも２つの隅部（第１の実施の形態では４つの隅部）に設けられている。

突出面部２１は、弁板９と一体に形成され弁板９の一端面９Ａから突出する突起部（突起面部）として構成されている。即ち、突出面部２１は、摺動球面部９Ｂの外周縁９Ｂ１から径方向に離間した位置でシリンダブロック６の軸方向に立ち上がった立ち上がり面２１Ａと、立ち上がり面２１Ａの端縁からシリンダブロック６の径方向外側に向けて延びる平坦な上面２１Ｂとを有している。換言すれば、突出面部２１の上面２１Ｂと摺動球面部９Ｂとの間は、上面２１Ｂからヘッドケーシング３側に向けて凹む凹溝となっている。このため、油圧ポンプ１の組立時に、図６に示すように、シリンダブロック６の上側に弁板９を載置した状態で、弁板９とシリンダブロック６との位置関係がずれる傾向となると、突出面部２１の上面２１Ｂと立ち上がり面２１Ａとの接続部（接続縁）とシリンダブロック６の外周縁部６Ｅ（円錐面６Ｈ）とが当接する。これにより、組立時に弁板９とシリンダブロック６との位置関係を適正位置に維持できる。

このように、第１の実施の形態では、弁板９の一側面、具体的には、シリンダブロック６に対面する側の一端面９Ａに、四角形状の弁板９の四隅に位置してシリンダブロック６側に延出（突出する）４つの突出面部２１が設けられている。具体的には、四角形状の弁板９の一端面９Ａには、中央側に位置して凸球面状の摺動球面部９Ｂが形成されている。そして、弁板９の一端面９Ａの四隅、即ち、弁板９の４つの角部と摺動球面部９Ｂの外周縁９Ｂ１との間には、角部寄りに位置してシリンダブロック６の外周縁部６Ｅに向けてそれぞれ突出する４個の突出面部２１が設けられている。

突出面部２１は、円筒状（円柱状）のシリンダブロック６、即ち、外周面６Ｆの横断面形状が円形となったシリンダブロック６の外周縁部６Ｅ（円錐面６Ｈ）に対して、隙間を持って対向している。突出面部２１は、ケーシング本体２内で弁板９とシリンダブロック６とを内装する組立時に、弁板９とシリンダブロック６との相対位置がずれないように、これらの相対位置関係（動き量）を規制する位置規制部（動き量規制部）である。即ち、図２に示すようにシリンダブロック６の上側に弁板９を載置したときに、弁板９は、シリンダブロック６に対して突出面部２１で制限された範囲で位置関係（動き量）が調節される。

組立後は、弁板９の凸球面状の摺動球面部９Ｂとシリンダブロック６の凹球面状の摺接端面６Ｃとが球面嵌合（凹凸嵌合）し、かつ、シリンダブロック６と弁板９に作用する油圧力によって、これら弁板９とシリンダブロック６は調心される。即ち、油圧ポンプ１の組立後の稼働時には、球面嵌合と油圧力とに基づいて、弁板９の突出面部２１とシリンダブロック６の外周縁部６Ｅとの間に一定の隙間が形成される。このため、ポンプ稼働時に、突出面部２１がシリンダブロック６と接触（摺接）してポンプ性能に影響を与えることは阻止される。即ち、一定の隙間は、油圧ポンプ１の稼働時（シリンダブロック６の回転時）に弁板９の突出面部２１と円柱状のシリンダブロック６の外周縁部６Ｅとが接触しない寸法として設定されている。これに加えて、一定の隙間は、組立時に弁板９とシリンダブロック６との位置関係がずれる傾向となっても、弁板９の突出面部２１とシリンダブロック６の外周縁部６Ｅとが当接することでそれ以上適正位置からずれることを阻止できる寸法として設定されている。

実施の形態による油圧ポンプ１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

例えば、傾転機構１０によってシリンダブロック６と共に弁板９を、図１に示す最大傾転位置に移動させる。この場合には、図示しないパイロットポンプからの圧油をシリンダ孔１１（の小径孔１１Ｂ）内に供給し、サーボピストン１２を変位させる。これにより、サーボピン１３が接続された弁板９がシリンダブロック６と共に傾転し、弁板９およびシリンダブロック６は、最大傾転位置まで移動する。一方、圧油を油通孔からシリンダ孔１１（の大径孔１１Ａ）内に供給した場合には、弁板９をシリンダブロック６と共に、最小傾転位置や最大傾転位置と最小傾転位置との間の中間位置に移動することができる。

エンジン、モータ等の原動機（図示せず）によって回転軸４を回転駆動すると、回転軸４のドライブディスク４Ｂと共にシリンダブロック６が回転する。シリンダブロック６の回転中心軸は、回転軸４に対して傾斜しているので、シリンダブロック６の回転に伴って、ピストン８が各シリンダ６Ｂ内で往復動する。シリンダブロック６は、弁板９の切換面となる摺動球面部９Ｂ上を回転摺動し、シリンダブロック６に設けられた各シリンダ６Ｂのシリンダポート６Ｄは、弁板９に設けられた一対の給排ポート、即ち、低圧ポートとなる吸入ポート９Ｇと高圧ポートとなる排出ポート９Ｈに間欠的に連通する。

シリンダポート６Ｄが各給排ポートのうち低圧側（吸込側）のポートである吸入ポート９Ｇに連通する半回転の間は、ピストン８がシリンダ６Ｂから突出する吸込行程となり、シリンダ６Ｂ内に作動油が吸込まれる。即ち、ピストン８の吸込行程では、作動油タンクからヘッドケーシング３の吸入流路３Ｅ、弁板９の吸入ポート９Ｇを通じてシリンダ６Ｂ内に油液を吸込む。一方、シリンダポート６Ｄが各給排ポートのうち高圧側（吐出側）のポートである排出ポート９Ｈに連通する半回転の間は、ピストン８がシリンダ６Ｂ内に進入する吐出行程となり、吸込行程でシリンダ６Ｂ内に吸込まれた作動油を加圧して弁板９の排出ポート９Ｈに排出（吐出）する。即ち、ピストン８の吐出行程では、シリンダ６Ｂ内から圧油を吐出し、この圧油を弁板９の排出ポート９Ｈ、ヘッドケーシング３の排出流路３Ｆを通じて油圧管路の下流側に接続される各種油圧機器（図示せず）に圧油を供給する。

ここで、第１の実施の形態によれば、弁板９の一端面９Ａのうち摺動球面部９Ｂから外れた位置には、この一端面９Ａからシリンダブロック６側に向けて突出する突出面部２１が設けられている。突出面部２１は、シリンダブロック６と弁板９との位置ずれを規制する位置規制部となるものである。即ち、図２に示すように、油圧ポンプ１の組立工程で、シリンダブロック６の上側に弁板９を載置したときに、この弁板９がシリンダブロック６に対して適正位置からずれる傾向となる可能性がある。このとき、即ち、適正位置からずれる傾向となっても、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅと突出面部２１とが当接することにより、弁板９がそれ以上適正位置からずれることを抑制できる。換言すれば、組立時に、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅと弁板９の突出面部２１との当接に基づいて弁板９の動き量を規制できる。これにより、弁板９とシリンダブロック６とが適正位置の状態で、油圧ポンプ１の組み立てを完了させることができる。

一方、突出面部２１は、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅと径方向の隙間を介して対面する。即ち、油圧ポンプ１の作動時に、シリンダブロック６と弁板９は、シリンダブロック６の凹球面状の摺接端面６Ｃと弁板９の凸球面状の摺動球面部９Ｂとの球面嵌合（凹凸嵌合）と油圧の作用とに基づいて調心される。これにより、突出面部２１は、一定の隙間が保たれた状態で、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅと対面する。このため、油圧ポンプ１の作動時に、突出面部２１とシリンダブロック６の外周縁部６Ｅとの相互の位置は、適正な位置に維持される。

実施の形態によれば、突出面部２１は、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅの周方向に離間した４個所位置に設けられている。このため、４個所位置に設けられた突出面部２１により、シリンダブロック６と弁板９とのずれ（適正位置からのずれ）を抑制できる。

実施の形態によれば、弁板９は、互いに平行に延びる一対の側面９Ｅを有する四形状であり、突出面部２１は、弁板９の四隅に設けられている。このため、４隅に設けられた突出面部２１により、シリンダブロック６と弁板９とのずれ（適正位置からのずれ）を抑制できる。

実施の形態によれば、突出面部２１は、弁板９と一体に形成されている。このため、弁板９と一体に形成された突出面部２１により、シリンダブロック６と弁板９とのずれ（適正位置からのずれ）を安定して抑制できる。

次に、図７および図８は、第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、弁板のピン孔に挿入されたピンにより突起部を構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態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。

第２の実施の形態の弁板９も、第１の実施の形態の弁板９と同様に、弁板９の傾転方向に互いに平行に延びる一対の案内面（一対の側面９Ｅ）を有する形状（より具体的には、四角形状）に形成されている。即ち、弁板９は、それぞれが案内面となる一対の側面９Ｅと、この一対の側面９Ｅの端部の間を接続する一対の接続面９Ｊとを有する四角形状となっている。

四角形状の弁板９の一端面９Ａには、中央側に位置して凸球面状の摺動球面部９Ｂが形成されている。第２の実施の形態では、弁板９の一端面９Ａのうち摺動球面部９Ｂから（径方向に）外れた部分は、摺動球面部９Ｂの外周縁９Ｂ１よりもヘッドケーシング３側に向けて一段凹んだ平坦面３１となっている。そして、平坦面３１には、平坦面３１からヘッドケーシング３側に向けて延びる一対のピン孔３２が穿設されている。即ち、平坦面３１の四隅（弁板９の四隅）のうちの２つの隅部（角部）には、それぞれピン孔３２が設けられている。換言すれば、平坦面３１のうち摺動球面部９Ｂの外周縁９Ｂ１よりも径方向外側で周方向に１８０°離間した位置（弁板９の四隅のうち摺動球面部９Ｂの中心を挟んで対面する２つの隅部）には、それぞれピン孔３２が設けられている。そして、ピン孔３２には、それぞれ円柱状のピン３３が固定されている。

第２の実施の形態では、ピン３３が突起部に対応する。即ち、弁板９の一端面９Ａのうち摺動球面部９Ｂから（径方向に）外れた位置となる平坦面３１には、平坦面３１から円柱状のシリンダブロック６の外周面側に向けて突出し、かつ、シリンダブロック６の摺接端面６Ｃ側の外周縁部６Ｅと径方向の隙間を介して対面するピン３３が設けられている。この場合、弁板９の一端面９Ａには、ピン孔３２が穿設されている。そして、弁板９のピン孔３２に挿入された弁板９とは別体のピン３３により、弁板９の突起部を構成している。この場合、突起部としてのピン３３は、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅの周方向に離間した２個所位置に設けられている。このため、油圧ポンプ１の組立時に、図８に示すように、シリンダブロック６の上側に弁板９を載置した状態で、弁板９とシリンダブロック６との位置関係がずれる傾向となると、ピン３３の頂部とシリンダブロック６の外周縁部６Ｅ（円錐面６Ｈ）とが当接する。これにより、組立時に弁板９とシリンダブロック６との位置関係を適正位置に維持できる。

第２の実施の形態は、上述のような一対のピン３３により弁板９とシリンダブロック６とのずれ（適正位置からのずれ）を抑制するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

特に、第２の実施の形態によれば、弁板９の一端面９Ａから突出する突起部を、弁板９のピン孔３２に挿入されたピン３３により構成している。このため、弁板９のピン孔３２に挿入されたピン３３により、シリンダブロック６と弁板９とのずれ（適正位置からのずれ）を安定して抑制できる。しかも、突起部を弁板９と別体のピン３３により構成しているため、弁板９の製造工程に影響を与えずに突起部（ピン３３）を設けることができる。例えば、弁板９の製造するときの最終工程でピン３３をピン孔３２に挿通することにより、これよりも前の弁板９の摺動球面部９Ｂの研削仕上げ等の工程でピン３３（突起部）が邪魔になる等の影響を与えることを抑制できる。

第２の実施の形態によれば、突起部としてのピン３３は、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅの周方向に離間した２個所位置に設けられている。即ち、ピン３３は、弁板の四隅のうちの２つの隅部に設けられている。このため、２個所位置（２つの隅部）に設けられたピン３３により、シリンダブロック６と弁板９とのずれ（適正位置からのずれ）を抑制できる。

なお、第１の実施の形態では、突起部としての突出面部２１を、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅの周方向に離間した４個所位置に設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、突出面部は、例えば、シリンダブロックの外周縁部の周方向に１８０°離間した２個所位置に設けてもよい。また、突出面部は、周方向に隣り合う２個所位置に（偏らせて）設けてもよいし、３個所位置に設けてもよい。さらには、突出面部を、シリンダブロックの外周縁部の全周に亙って設けてもよい。また、突出面部を外周縁部の周方向の１個所位置に設けてもよい。

一方、第２の実施の形態では、突起部としてのピン３３を、シリンダブロック６の外周縁部６Ｅの周方向に離間した２個所位置に設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、周方向にそれぞれ１２０°離間した３個所位置に突起部を設けてもよい。また、３個所以上の複数個所に設けてもよい。この場合、突起部は、周方向に等間隔に離間して配置してもよいし、異ならせて配置してもよい。また、突起部を周方向の１個所位置に設けてもよい。しかし、突起部は、シリンダブロックの外周縁部の周方向に離間した少なくとも２個所位置、または、全周に亙って設けることがより好ましい。

第１の実施の形態では、四角形状の弁板の四隅に突起部としての突出面部２１を設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。また、第２の実施の形態によれば、四角形状の弁板の四隅のうち２つの隅部に突起部となるピン３３を設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、四角形状の弁板の四隅のうち３つの隅部に突起部を設ける構成としてもよい。また、四角形状の弁板の四隅のうち１つの隅部に突起部を設ける構成としてもよい。しかし、突起部は、弁板の四隅のうちの少なくとも２つの隅部に設けることがより好ましい。

第１の実施の形態では、四角形状の弁板９を例に挙げて説明した。より具体的には、弁板９は、それぞれが案内面となる一対の側面９Ｅと、この一対の側面９Ｅの間を接続する一対の接続面９Ｊとを有する四角形状に形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、弁板は、傾転方向に互いに平行に延びる一対の案内面（側面）を少なくとも有する形状であればよい。例えば、四角形状の弁板の角部に面取り部を設けてもよいし、弁板を小判状に形成してもよい。また、案内面の間を接続する接続面を複数の面（平面、曲面）により構成してもよい。即ち、四角形状の弁板は、例えば、面取り部を設けた弁板、小判状の弁板、接続面を複数の面（平面、曲面）により構成した弁板も含むものとする。このことは、第２の実施の形態についても同様である。

第１の実施の形態では、突起部として平坦な上面２１Ｂを有する突出面部２１を例に挙げて説明した。また、第２の実施の形態では、突起部として円柱状のピン３３を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、突起部は、弁板の一端面からシリンダブロック側に向けて突出し、かつ、シリンダブロックの外周縁部と所定の隙間を介して対面する突起部であれば、各種形状の突起部を採用することができる。この場合、所定の隙間（一定の隙間）は、組立時に弁板とシリンダブロックとの位置がずれる傾向となったときに、突起部とシリンダブロックの外周縁部（外周縁またはその近傍）とが当接することでそれ以上の位置ずれを阻止できる（適正位置に保持できる）隙間寸法として設定することができる。そして、適正位置は、組立後に斜軸式液圧回転機を稼働（回転軸を回転）させたときに、シリンダブロックと弁板との調心機能（調心作用）に基づいて突起部とシリンダブロックとが離間する（所定の隙間が形成される）位置に対応する。

第１の実施の形態では、シリンダブロック６に外周面６Ｆから縮径する円錐面６Ｈを設けた構成、即ち、この円錐面６Ｈをシリンダブロック６の外周縁部６Ｅとした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、円錐面を設けずに、シリンダブロックの外周面を外周縁部としてもよい。即ち、シリンダブロックの外周縁部は、シリンダブロックの摺接面側の外周縁またはその近傍で突起部と対面する部分に対応する。

第１の実施の形態では、斜軸式液圧回転機として可変容量型の油圧ポンプ１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、固定容量型の油圧ポンプを用いてもよい。このことは、第２の実施の形態についても同様である。

第１の実施の形態では、斜軸式液圧回転機として油圧ポンプ１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、油圧モータ等、他の斜軸式液圧回転機として用いてもよい。このことは、第２の実施の形態についても同様である。

各実施の形態では、油圧ポンプ１を油圧ショベルに適用する場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、油圧クレーン、ホイールローダ等の油圧ショベル以外の建設機械に適用してもよい。また、上述した各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

１ 油圧ポンプ（斜軸式液圧回転機）
２ ケーシング本体
３ ヘッドケーシング
６ シリンダブロック
６Ｃ 摺接端面
６Ｅ 外周縁部
９ 弁板
９Ａ 一端面
９Ｂ 摺動球面部
２１ 突出面部（突起部）
３２ ピン孔
３３ ピン（突起部）

Claims (5)

1. ケーシング本体の開口を閉塞して設けられたヘッドケーシングと、
   前記ケーシング本体内に設けられ、凹球面状の摺接端面が形成されたシリンダブロックと、
   前記ヘッドケーシングと前記シリンダブロックとの間に設けられ、前記シリンダブロックと対面する一端面に前記シリンダブロックの前記摺接端面と摺接する凸球面状の摺動球面部が形成された弁板と、
   を備えた斜軸式液圧回転機において、
   前記弁板の前記一端面のうち前記摺動球面部から外れた位置には、前記一端面から前記シリンダブロックの外周面側に向けて突出し、かつ、前記シリンダブロックの前記摺接端面側の外周縁部と径方向の隙間を介して対面する突起部が設けられていることを特徴とする斜軸式液圧回転機。
2. 請求項１に記載の斜軸式液圧回転機において、
   前記突起部は、前記シリンダブロックの前記外周縁部の周方向に離間した少なくとも２個所位置、または、全周に亙って設けられていることを特徴とする斜軸式液圧回転機。
3. 請求項１に記載の斜軸式液圧回転機において、
   前記弁板は、前記弁板が傾転機構によって前記シリンダブロックと共に移動する方向である傾転方向に互いに平行に延びる一対の案内面を少なくとも有する四角形状であり、
   前記突起部は、前記弁板の四隅のうちの少なくとも２つの隅部に設けられていることを特徴とする斜軸式液圧回転機。
4. 請求項１に記載の斜軸式液圧回転機において、
   前記突起部は、前記弁板と一体に形成され前記弁板の前記一端面から突出する突出面部により構成されていることを特徴とする斜軸式液圧回転機。
5. 請求項１に記載の斜軸式液圧回転機において、
   前記弁板の一端面にはピン孔が穿設されており、
   前記突起部は、前記弁板のピン孔に挿入されたピンにより構成されていることを特徴とする斜軸式液圧回転機。

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