JPH0313589Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、各種の油圧機器分野等において利用
可能な斜軸形のピストンポンプまたはモータに関
するものである。

［従来の技術］ 従来の斜軸形ピストンポンプまたはモータは、
軸受を介してケーシングに支持された回転軸と、
この回転軸の内方端に一体に形成したトルクプレ
ートと、前記回転軸の回転中心と交わる傾斜軸心
回りに回転可能に設けられ前記傾斜軸心と平行な
複数のシリンダ穴を前記トルクプレート部に向け
て開口させたシリンダブロツクと、このシリンダ
ブロツクの各シリンダ穴にスライド可能に嵌合さ
せた複数のピストンと、これらのピストンを前記
トルクプレートに連結するコネクテイングロツド
と、前記シリンダブロツクを前記トルクプレート
に同期回転させるためのユニバーサルリンクとを
具備してなるものが一般的である。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、かかる構成のものは、前記トルクプ
レートに作用する大きなスラスト荷重が前記回転
軸に作用し、該回転軸の支持に無理が生じがちで
ある。そのため、従来のものは、スラスト軸受あ
るいはスラスト・ラジアル兼用軸受を設けて前記
スラスト荷重を受けるようにしている。その結
果、軸受として大形のものが必要となり、ポンプ
またはモータの大形化、大重量化、高価格化およ
び短寿命化という不都合を招く。

このような不都合を解消する方策として、前記
トルクプレートの反シリンダブロツク側の面を前
記ケーシングの内部に設けた平滑面に摺接させ
て、これら両面間にポンプ室の作動流体が導入さ
れる圧力ポケツトを形成し、この圧力ポケツト内
の作動流体の静圧によつて前記スラスト荷重を打
ち消すようにすることが考えられている。

しかしながら、このような構成のものでは、前
記回転軸と前記トルクプレートの摺動面との直角
度を確保するのに高い加工精度が要求される。ま
た、精度良く製作した場合でも、前記回転軸のた
わみによつて前記トルクプレートが傾斜すること
があり、前記摺動面とケーシングの平滑面との間
に隙間が生じて流体の外部漏れが過大となる欠点
がある。なお、このような作動流体の漏れは、ト
ルクプレートに作用するスラスト方向の圧力バラ
ンスを崩してトルクプレートのケーシングに対す
る押付力を大きくすることによつて抑制すること
ができるが、このような対策を講じると摺動部に
おける摩擦抵抗が増大し、トルク損失が大きくな
るという問題が発生する。

本考案は、このような問題点を一挙に解消する
ことを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、かかる目的を達成するために、回転
軸に一体回転可能に支持させたトルクプレート
と、このトルクプレートに接続された複数のピス
トンを保持して傾斜軸心回りに回転可能なシリン
ダブロツクとを同期回転させ得るように構成した
ピストンポンプまたはモータにおいて、前記トル
クプレートの反シリンダブロツク側の面における
各ピストン連結位置に対応する部位にピストンシ
ユーをそれぞれＯリングを介して浮動支持させ、
これら各ピストンシユーの先端面を静圧ベアリン
グを介してケーシングに設けた平滑面に摺接させ
たことを特徴とする。

［作用］ このような構成のものであれば、従来の斜軸形
ピストンポンプまたはモータに準じた基本的作動
を得られるわけであるが、さらに、トルクプレー
トに作用するスラスト力を実質的にケーシングの
平滑面により受けることができるので、回転軸に
大きなスラスト力を作用することがない。しか
も、静圧ベアリングを介してケーシングの平滑面
に摺接するピストンシユーを前記トルクプレート
にＯリングを介して浮動支持させているので、ト
ルクプレートと回転軸との直角精度が劣悪であつ
たり、回転軸のたわみによりトルクプレートが傾
斜することより、前記トルクプレートの端面とケ
ーシングの平滑面との平行度が損なわれても、前
記静圧ベアリングの摺動シール部に隙間を生じる
ことがない。すなわち、ピストンシユーをＯリン
グを介して浮動支持するようにしておけば、該ピ
ストンシユーとトルクプレートとの間の隙間を大
きく設定することができ、該ピストンシユーの動
きの自由度を高くすることが可能となる。そのた
め、各ピストンシユーの平滑面に対する追従性が
良好なものとなる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は、本考案にかかるピストンポンプまた
はモータの縦断面図であり、図中１はケーシング
である。ケーシング１は、円筒体状のフロントカ
バー部２と、このフロントカバー部２の後端開口
部に液密に蓋着したリヤカバー部３とからなるも
ので、前記リヤカバー部３には対をなす流出入ポ
ート４，５が開口させてある。そして、このケー
シング１内に回転軸６を収容している。回転軸６
は、入力または出力用のもので、第１の軸受７を
介して前記ケーシング１に支持されており、その
外方端部６ａを前記フロントカバー部２に設けた
開口部２ａを通して外部に延出させている。ま
た、この回転軸６の前記ケーシング１内に位置す
る部位にスプライン溝刻設部６ｂを設け、このス
プライン溝刻設部６ｂにトルクプレート８を嵌着
している。トルクプレート８は、円板状のもので
前記回転軸６と一体に回転するようになつてい
る。そして、このトルクプレート８の後方にシリ
ンダブロツク９を配設している。シリンダブロツ
ク９は、前記トルクプレート８および前記回転軸
６の回転中心Ｍに対して一定角度θだけ傾斜した
傾斜軸心Ｌ回りに回転可能に設けられた厚肉円筒
体状のもので、具体的には、その後端面を前記リ
ヤカバー部３に形成したバルブ面１１に摺接させ
た状態で前記リヤカバー部３に植設した傾斜筒１
２の外周に回転可能に嵌合させてある。また、こ
のシリンダブロツク９には、前記傾斜軸心Ｌに平
行で前記トルクプレート８方向に開口する複数の
シリンダ穴１３が円周方向に等角間隔をあけて設
けてある。そして、これら各シリンダ穴１３にピ
ストン１４をそれぞれスライド可能に嵌合させて
いる。ピストン１４は、前記シリンダ穴１３内に
嵌合するピストン本体部１５と、このピストン本
体部１５から外方へ延出させたロツド部１６とを
一体に形成してなるもので本体部１５は、前記シ
リンダ穴１３の内周に適正な隙間（0.05mm程度）
を介して嵌合する嵌合部１７と、この嵌合部１７
と押え板１８との間に介設したピストンリング１
９とを備えている。そして、前記ロツド部１６の
先端、つまり、ピストン１４の外方端１４ａは球
状に成形されており、この外方端１４ａを前記ト
ルクプレート８に枢支させている。具体的には、
前記トルクプレート８の一端面に前記ピストン１
４と同数の球面受座２１を円周方向に等角間隔を
あけて設けておき、これら各球面受座２１に前記
各ピストン１４の外方端１４ａを回動可能に嵌合
させている。そして、これら各ピストン１４が前
記トルクプレート８から外れるのをピストンリテ
ーナ２２により防止している。また、前記トルク
プレート８と前記シリンダブロツク９との間には
同期機構２３が設けてあり、このトルクプレート
８と前記シリンダブロツク９との同期回転に伴わ
せて前記各ピストン１４の内方端１４ｂ側に形成
されるポンプ室２４の容積を増減させるようにし
ている。同期機構２３は、前記シリンダブロツク
９の外周縁部と前記ピストンリテーナ２２の外周
縁部にそれぞれハスバ歯車２５，２６を形成し、
これら両ハスバ歯車２５，２６を前記シリンダブ
ロツク９が前記トルクプレート８に最も接近する
位置において噛合させたものである。また、前記
ポンプ室２４は前記ピストン１４のピストン本体
１５と前記シリンダ穴１３とによつて形成された
室であり、流体通路２７を介してシリンダブロツ
ク９の後端面に開口させてある。そして、このシ
リンダブロツク９の後端面と摺合するケーシング
１のバルブ面１１に前記各流出入ポート４，５に
連通する接続ポート２８，２９を開口させてい
る。一方の流出入ポート４に連通する接続ポート
２８は、前記トルクプレート８の回転中心Ｍと前
記傾斜軸心Ｌを含む仮想分割面Ｎよりも第３図中
右側の領域に存在するポンプ室２４に連通する
ように、また、他方の流出入ポート５に連通する
接続ポート２９は前記仮想分割面Ｎよりも左側の
領域に存在するポンプ室２４に連通するように
それぞれ半円弧状に形成されている。

そして、前記回転軸６の内方端６ｃ側は前記ト
ルクプレート８およびシリンダブロツク９を貫通
させてケーシング１のリヤカバー部３まで延出さ
せてあり、その延出端を前記リヤカバー部３に設
けた第２の軸受３１により支持している。

また、このピストンポンプまたはモータでは、
先に出願した特願昭59−061708号と同様に、前記
接続ポート２８内の作動油が前記シリンダブロツ
ク９をトルクプレート８方向に押圧する力と、前
記ポンプ室２４内の作動油が前記シリンダブロツ
ク９をバルブ面１１方向に押圧する力とを略バラ
ンスさせるとともに、前記トルクプレート８の球
面受座２１に設けた圧力ポケツト３２内の作動油
が前記ピストン１４をシリンダブロツク９側へ押
圧する力と、前記ポンプ室２４内の作動油が前記
ピストン１４をトルクプレート８方向に押圧する
力とを略バランスさせている。

さらに、前記トルクプレート８の反シリンダブ
ロツク側の面８ａにおける前記各ピストン１４に
対応する部位に、ピストンシユー３５をそれぞれ
浮動支持させ、これら各ピストンシユー３５の先
端面３５ａを前記ケーシング１の内部に設けた平
滑面３６に静圧ベアリング３７を介して摺接させ
ている。詳述すれば、ピストンシユー３５は、背
面に円筒状の脚部３５ｂを有した円板状のもの
で、その脚部３５ｂを前記トルクプレート８の端
面８ａに設けた環状溝３８に遊嵌させている。そ
して、この脚部３５ｂの挿入端と前記環状溝３８
の底面との間に、バツクアツプリング４１とシー
ル用のＯリング４２とを介挿して該ピストンシユ
ー３５と前記トルクプレート８との間に圧力ポケ
ツト４３を形成し、この圧力ポケツト４３をポー
トを４４介して前記圧力ポケツト３２に連通させ
ている。一方、前記静圧ベアリング３７は、前記
ピストンシユー３５の先端面３５ａに、例えば、
第４図および第５図に示すような形状の圧力ポケ
ツト４５を形成し、この圧力ポケツト４５をポー
ト４６を介して前記圧力ポケツト４３に連通させ
たものである。そして、第６図に示すように、前
記ポンプ室２４から流体通路３３を通して前記圧
力ポケツト４３内に導入された作動油が前記ピス
トンシユー３５を平滑面３６方向に押圧する力
F_aと、前記静圧ベアリング３７の圧力ポケツト
４５に導入された作動油が前記ピストンシユー３
５を前記トルクプレート８方向に押圧する力F_b
とが、前記Ｏリング４２を所要量圧密した状態で
バランスするように設定してある。また、全体的
には、第７図に示すように、前記静圧ベアリング
３７の圧力ポケツト４５に導入された作動油が前
記ピストンシユー３５および前記トルクプレート
８を後方へ押圧する力F_bと、対応するポンプ室
２４内の作動油がピストン１４およびトルクプレ
ート８を前方へ押圧する力F_cのスラスト方向成分
F_ccosθとがわずかな押付力F_ccosθ−F_bを残して
（F_ccosθ＞F_b）略バランスするように設定してあ
る。なお、４７は前記トルクプレート８を常時前
記平滑面３６に添接させるとともに、前記シリン
ダブロツク９を前記バルブ面１１に弱い力で押し
付けておくためのスプリングである。

次いで、この実施例の作動を説明する。

例えば、図外のモータ等により回転軸６を矢印
Ｘ方向に回転駆動しトルクプレート８およびシリ
ンダブロツク９を同方向に同期回転させると、傾
斜軸心Ｌの傾きにより第１領域に存在するピス
トン１４は回転に伴なつて逐次シリンダ穴１３内
に没入するとともに、第２領域に存在するピス
トン１４は逐次シリンダ穴１３内から突出するこ
とになる。そのため、一方の接続ポート４に連通
する前記第１領域を通過中のポンプ室２４の容
積が減少するとともに、他方の接続ポート５に連
通する第２領域を通過中のポンプ室２４の容積
が漸増することになり、前記流出入ポート５から
吸込まれた作動油が前記第２領域のポンプ室２
４に導入されるとともに前記第１領域のポンプ
室２４から押出される作動油が前記流出入ポート
４から吐出される。

以上のようにしてポンプ機能を営むが、このも
のは、ポンプ室２４内の作動油がピストン１４を
介して前記トルクプレート８を押圧する力のスラ
スト方向成分F_ccosθと、前記静圧ベアリング３７
部の作動油がピストンシユー３５を介してトルク
プレート８を押圧する力F_bとを略バランスさせ
ているので、回転軸６に大きなスラスト力が作用
することがない。そのため、機械的なスラスト軸
受を付設しり、スラスト・ラジアル兼用の軸受を
使用する必要がなく、小型軽量化並びに長寿命化
を図ることができる。しかも、前記ピストンシユ
ー３５は、前記トルクプレート８にＯリング４２
を介して浮動支持されているため、トルクプレー
ト８と回転軸６との直角精度が劣悪であつたり、
回転軸６のたわみによりトルクプレート８が傾斜
することより、前記トルクプレート８の端面８ａ
と前記ケーシング１の平滑面３６との平行度が損
なわれても、前記ピストンシユー３５が適宜傾動
して前記ケーシング１の平滑面３６に常時追従す
ることになり、前記静圧ベアリング３７の摺動シ
ール部に隙間が生じることがない。そのため、静
圧ベアリング３７部における油漏れを増大させる
ことなしに、前記平滑面３６に対するトルクプレ
ート８の押し付け力を小さな値に設定することが
可能となる。したがつて、トルク損失の少ない効
率の良い運転を行なうことができる。また、この
実施例のように、前記ピストンシユー３５の前後
に作用する作動油の圧力を略バランスさせておけ
ば、このピストンシユー３５が小さな外力により
自在に遊動することになる。そのため、該ピスト
ンシユー３５の前記平滑面３６に対する追従性が
良好なものとなり、高速運転にも好適なものとな
る。

なお、この考案には、回転軸をトルクプレート
およびシリンダブロツクに貫通させずケーシング
のフロントカバー部に片持的に支持させるように
した実施例も包含される。

また、前記実施例では、ポンプとして使用する
場合について説明したが、例えば、前記一方の流
出入ポート４に高圧の作動流体を供給すればモー
タとして機能させることもできる。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案はトルクプレート
を静圧ベアリングを介してケーシングの平滑面に
支持させるようにしたので、回転軸部における機
械的なスラストベアリング要素をなくして小型軽
量化並びに長寿命化を図ることが可能である。

しかも、前記静圧ベアリングを前記トルクプレ
ートにＯリングを介して浮動支持させたピストン
シユーと前記平滑面との間に形成しているので、
トルクプレートの加工に高い精度が要求されたり
回転軸のたわみを抑制するための対策等を講じる
ことなしに、前記静圧ベアリング部における作動
流体の漏れやトルク損失の増大を有効に防止する
ことが可能となり、効率の高い運転を行なうこと
が出来るという効果が得られる。すなわち、ピス
トンシユーをＯリングを介してトルクプレートに
浮動支持するようにしておけば、ピストンシユー
をボア内に精密にスライド嵌合させて保持する場
合よりも、該ピストンシユーとトルクプレートと
の間の隙間を大きく設定することが可能となり、
各ピストンシユーの動きの自由度を高めることが
できる。そのため、各ピストンシユーの平滑面に
対する追従性が良好なものとなり、前記静圧ベア
リングの性能を無理なく有効に高めることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第
２図は第１図における矢視図、第３図は第１図
における一部省略の−線断面図、第４図は第
１図における−線に沿う部分断面図、第５図
はピストンシユーを示す斜視図、第６図、第７図
は第領域における圧力バランス状態を示す作用
説明図である。 １……ケーシング、４，５……流出入ポート、
６……回転軸、８……トルクプレート、９……シ
リンダブロツク、１１……バルブ面、１３……シ
リンダ穴、１４……ピストン、２４……ポンプ
室、３５……ピストンシユー、３６……平滑面、
３７……静圧ベアリング、４２……Ｏリング、Ｌ
……傾斜軸心、Ｍ……回転中心。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシングに支承された入出力用の回転軸と、
   この回転軸と一体に回転可能なトルクプレート
   と、このトルクプレートの回転中心と交わる傾斜
   軸心回りに回転可能に設けられ前記傾斜軸心と平
   行な複数のシリンダ穴を前記トルクプレートに向
   けて開口させたシリンダブロツクと、このシリン
   ダブロツクの各シリンダ穴にスライド可能に嵌合
   され前記トルクプレートに連結された複数のピス
   トンとを具備し、前記トルクプレートと前記シリ
   ンダブロツクとの同期回転に伴わせて前記各シリ
   ンダ穴内に形成したポンプ室の容積を増減させ得
   るように構成したピストンポンプまたはモータで
   あつて、前記トルクプレートの反シリンダブロツ
   ク側の面における各ピストン連結位置に対応する
   部位にピストンシユーをそれぞれＯリングを介し
   て浮動支持させ、これら各ピストンシユーの先端
   面を静圧ベアリングを介して前記ケーシングに設
   けた平滑面に摺接させていることを特徴とするピ
   ストンポンプまたはモータ。