JPH03156176A - 斜板型液圧回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、斜板ポンプ、モータ等の斜板型液圧回転機に
関する。

［従来の技術］ 一般に、斜板型液圧回転機は例えば実開昭６３−１３４
１７６号公報に示すように、シリンダ内でピストンを往
復動させるため、該ピストンの先端側にシューを揺動自
在に設け、シリンダブロックの軸線に対して傾斜した斜
板の上を該シリンダブロックの回転と共にシューが摺動
するように構成している。そこで、第４図ないし第６図
に従来技術によるこの種の斜板型液圧モータを示す。

図において、１はケーシングで、該ケーシング１は軸方
向−側が閉塞した筒体状の本体ケーシングＩＡと、該本
体ケーシングＩＡの軸方向他側に固着されたリアケーシ
ングＩＢとからなっており、該本体ケーシングＩＡの軸
方向−側内側には本体ケーシングＩＡの軸線に対して傾
斜した摺接面２Ａを有する斜板２が固着されている。３
は該斜板２と対向するようにリアケーシングＩＢの内面
に固着された弁板で、該弁板３には一対の層形ボート４
．５が形成されており、該眉形ボート４．５はリアケー
シングＩＢに形成した給排通路（図示せず）と連通して
いる。

６は前記斜板２と弁板３を貫通した状態でケーシング１
に軸受７，８を介して設けられた回転軸、９は該回転軸
６に嵌着されたシリンダブロックで、該シリンダブロッ
ク９は前記弁板３と摺接しつつ回転するようになってい
る。１０，１０゜・・・は前記斜板２に対向してシリン
ダブロック９の軸方向に穿設された複数のシリンダで、
該各シリンダ１０は連通路１１，１１．・・・を介して
弁板３の層形ボート４，５とそれぞれ連通ずるようにな
っている。

１２．１２．・・・は前記シリンダ１０．ｔｏ、・・・
内に摺動可能に設けられたピストンで、該各ピストン１
２は先端側に凹球面部１２Ａが形成されている。また、
各ピストン１２の軸方向には該凹球面部１２Ａの底部中
央に開口する油室１３、該油室１３に連通ずる小径油路
１４及び該小径油路１４に連通ずる大径油路１５がそれ
ぞれ形成されている。

１６．１６．・・・は前記ピストン１２の先端側に揺動
自在に連結されたシューで、該各シュー１６はピストン
１２の凹球面部１２Ａに嵌合する球面継手部１６Ａと、
後述するシールランド１８が斜板２の摺接面２Ａ上を摺
動するディスク部１６Ｂとから一体に形成されている。

そして、該シュー１６のディスク部１６Ｂ平坦面には中
央に位置して置皿状の静圧ポケット１７が凹設され、そ
の外周側は斜板２と摺接する円環状のシールランド１８
になっており、該静圧ポケット１７に連通してシュー１
６の軸方向にはシリンダ１０内の圧油を静圧ポケット１
７内に導（ための油通孔１９が穿設されている。そして
、上述の如（形成されるシュー１６は、シリンダブロッ
ク９の回転に伴なって斜板２の摺接面２Ａ上を摺動する
ように、シュー押え板２０によって斜板２に当接されて
いる。

従来技術は上述の如（構成されるが、次にその作動にっ
て説明する。

図示しない液圧ポンプから吐出された圧油はリアケーシ
ングＩＢに設けられた供給通路、弁板３の一方の層形ボ
ート４、シリンダブロック９の連通路１１を順次介して
シリンダ１０内に供給される。シリンダ１０内の圧油の
液圧はピストン１２をシリンダ１０内から伸長させる方
向に作用し、ピストン１２を軸方向に押動せしめる結果
、シュー１６は斜板２に押付けられる。斜板２はピスト
ン１２の軸線に対して傾斜しているから、シュー１６は
摺接面２Ａ上を摺動し、押付は力の反力によってピスト
ン１２はシリンダブロック９を回転させ、該シリンダブ
ロック９と共に回転軸６が回転する。

上述の如くシリンダブロック９が回転して各連通路１１
が一側の層形ボート４と連通し、各シリンダ１０内に圧
油が供給されてピストン１２がシリンダ１０内から伸長
する供給行程では、ピストン１２が回転軸６に回転力を
与える。一方、シリンダブロック９の回転に伴なって各
連通路１１が他側の層形ボート５と連通し、ピストン１
２がシリンダ１０内に進入する排出行程ではピストン１
２がシリンダ１０内の油液を連通路１１．層形ボート５
を順次介して排出通路側に排出するようになっている。

また、上述したモータ作用中、シュー１６に設けた静圧
ポケット１７内には、シリンダ１０内の圧油が大径油路
１５．小径油路１４．油室１３゜油通孔１９を順次介し
て導入されており、当該圧油の液圧によって斜板２の摺
接面２Ａとシュー１６との間には適正な油膜が形成され
、両者間の摩擦損失を低減するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題Ｊ ところで、従来技術によればシュー１６が斜板２上を円
滑に摺動するように、平坦なシールランド１８を高精度
に加工しであるが、高圧の圧油が作用するとピストン１
２の押付力によりシュー１６は、斜板２に第５図に示す
シールランド１８の内周部１．８　Ａが特に高い接触面
圧になるような状態で押し付けられる。

ところで、液圧モータの運転中は静圧ポケット１７には
圧油が供給されてピストン１２による押何カを打消す方
向の離反力をシュー１６に作用させると共に、シュー１
６は斜板２上を高速で摺動しているためシュー１６と斜
板２との間に適正な油膜が形成されるから、前述の如（
シールランド１８の内周部１８Ａの接触面圧が高くなっ
てもシュー１６は円滑に摺動することができ、液圧モー
タの機械効率が低下することはない。

これに対し、停止している液圧モータが始動する場合に
はシュー１６は斜板２上を摺動していないため、シール
ランド１８の内周部１８Ａの接触面圧が高いと、シュー
１６と斜板２との間に適正な油膜が形成されず、シュー
１６と斜板２との摩擦力が著しく増大する。そして、液
圧モータの始動時におけるシュー１６と斜板２との間の
摩擦損失はモータ全体の損失の約４０％を占めているた
め始動時には負荷及び制止摩擦に抗する大きな始動トル
クが必要であるのにも拘わらず、当該摩擦損失によって
出力トルクが著しく低下してしまうという問題がある。

ここで、第６図に液圧モータの始動時における入口圧力
と出力トルクとの関係を示す。図中のＯＡ線は液圧モー
タ理論出力トルク（機械効率１００％）を示し、このＯ
Ａ線に近い程始動トルク効率が高いことになる。図は液
圧モータの位相を変えながら複数回の測定を行なった結
果を示すもので、シュー１６と斜板２の摩擦力が大きい
ために出力トルクの値が小さく、かつそのバラツキも大
きくなっている。

ところで、液圧モータを用いた機械、装置にあっては、
一般に運転時の出力トルクよりも始動時の出力トルクの
方が大きいから、始動時の出力トルクが小さいと当該機
械、装置を始動できないことになる。このため、容量の
大きい液圧モータを使用したり或いは液圧モータの液圧
を高くする必要があり、装置全体の大型化、装置の強度
向上を図らなければならないという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、始動時における出力トルク効率の高い斜板型液圧回転
機を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した目的を達成するために、本発明が採用する構成
の特徴は、シューには斜板と摺接するシールランド側に
シリンダ内から圧油が供給される静圧ポケットを設け、
該静圧ポケットとシールランドとの間には、該静圧ポケ
ットの周縁を囲む浅底の補助静圧ポケットを設けたこと
にある。

〔作用〕

このように構成することにより、液圧モータを始動する
際に高圧の圧油が作用しても、シューと斜板との接触面
圧が特に高くなる部分を補助静圧ポケットにより、取り
除いであるため、シールランド内周側の接触面圧が高く
なるのを防止でき、シューと斜板との間に適正な油膜を
形成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づき詳
述する。なお、前述した従来技術の構成要素と同一の構
成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

然るに、第１図及び第２図は第１の実施例を示す。図に
おいて、２１はシューを示し、該シュー２１は球面継手
部２１Ａとディスク部２１Ｂとから一体に形成されてい
る。２２は前記シュー２１のディスク部２１Ｂ平坦面中
央に凹設された置皿状の静圧ポケットで、該静圧ポケッ
ト２２の外周側は斜板２の摺接面２Ａ上を摺動するシー
ルランド２３になっている。

２４は前記静圧ポケット２２とシールランド２３との間
に位置して該静圧ポケット２２の周縁を囲むようにディ
スク部２１Ｂに形成された浅底の補助静圧ポケットを示
す。ここで、該補助静圧ポケット２４は、例えば１００
０〜５０００ｍｍの大きな曲率半径を有する凹球面状に
形成されており、その大きさは径方向寸法ａがａ＝１〜
２ｍｍで、深さ方向寸法すがｂ　＝　０．００１〜０．
００３ｍｍ程度が望ましく、この程度の補助静圧ポケッ
ト２４であれば静圧ポケット２２とシールランド２３の
各面積比を実質上変化させることはない。

本実施例は上述の如（構成されており、実施例に示すシ
ュー２１を用いた液圧モータの作動自体は従来技術によ
るものと実質的に異なるところはない。然るに、本実施
例によれば、静圧ポケット２２の外周側に該静圧ポケッ
ト２２を囲むように補助静圧ポケット２４を設けたから
、当該液圧モータを始動する際に高圧の圧油が作用して
も、補助静圧ポケット２４によりシールランド２４内周
側の接触面圧の上昇を防止できると共に、シュー２１と
斜板２との間に適正な油膜を形成することができる。

か（して、シュー２１と斜板２との間の摩擦損失を減少
でき、液圧モータの始動時における出力トルクの増大を
実現できる。本実施例によるシューを用いだ液圧モータ
の始動時における入口圧力と出力トルクとの関係を第２
図に示すが、従来技術と比較して出力トルクの値が大き
くなっており、しかもそのバラツキは小さくなっている
。

次に、第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、そ
の特徴はシュー３１の静圧ポケット３２とシールランド
３３との間に位置して平板円環状の補助静圧ポケット３
４を、浅底に形成したことにあり、該補助静圧ポケット
３４の大きさは第１実施例の補助静圧ポケット２４とほ
ぼ同様に径方向寸法ａをａ＝１〜２ｍｍ、深さ方向寸法
すをｂ＝０．００１〜０．００３ｍｍ程度とするのが望
ましい。そして、第２実施例のように構成しても第１実
施例と同様にシールランド３３の突出部の接触面圧を低
減できる。

なお、第１及び第２実施例の補助静圧ポケット２４．３
４は前述した大きさの微小空間からなっており、これに
よって静圧ポケット２２　（３２）とシールランド２３
　（３３）の面積比が変ることはないからシュー２１（
３１）が斜板２から浮上がって圧油の湯量が増大すると
いう問題はない。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳述した如（であって、液圧モータを始動
する際に高圧の圧油が作用しても、シールランドと静圧
ポケットの間に位置する補助静圧ポケットに液圧を作用
させることにより、シールランド内周側の接触面圧を低
減すると共に、シューと斜板との間に適正な油膜が形成
できるようにしたから、シューと斜板との間の摩擦損失
を低減でき、斜板型液圧回転機の始動時における出力ト
ルクの効率を向上させることができる。従って、また出
力トルクの効率を向上できる分、斜板型液圧回転機の容
量を小さくすることができ、該液圧回転機を用いる装置
全体のコンパクト化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るシューの縦断面図
、第２図は第１実施例のシューを用いた液圧モータの始
動時における入口圧力と出力トルクとの関係を示す線図
、第３図は第２の実施例に係るシューの縦断面図、第４
図ないし第６図は従来技術に係り、第４図は斜板型液圧
モータ断面図、第５図は第４図に示すシューの拡大断面
図、第６図は従来技術によるシューを用いだ液圧モータ
の始動時における入口圧力と出力トルクとの関係を示す
線図である。 １・・・ケーシング、２・・・斜板、６・・・回転軸、
９・・・シリンダブロック、１０・・・シリンダ、１２
・・・ピストン、２１．３１・・・シュー　２２．３２
・・・静圧ポケット、２３．３３・・・シールランド、
２４．３４・・・補助静圧ポケット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 斜板が設けられたケーシングと、該ケーシングに回転軸
   を介して設けられ、前記斜板と対向して回転するシリン
   ダブロックと、該シリンダブロックに穿設した複数のシ
   リンダ内に摺動可能に設けられたピストンと、該ピスト
   ンの先端側に揺動自在に設けられ、前記シリンダブロッ
   クの回転に伴なって前記斜板上を摺動するシューとから
   なる斜板型液圧回転機において、前記シューには前記斜
   板と摺接するシールランド側に前記シリンダ内から圧油
   が供給される静圧ポケットを設け、該静圧ポケットとシ
   ールランドとの間には該静圧ポケットの周縁を囲む浅底
   の補助静圧ポケットを設けたことを特徴とする斜板型液
   圧回転機。