JPH0346230Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば土木・建設機械、その他の一
般機械に用いられる油圧ポンプ、油圧モータとし
ての容量可変型斜軸式液圧回転機に関する。

〔従来技術〕

一般に、斜軸式液圧回転機に用いられる弁板
は、その前面側がシリンダブロツクの摺動面に相
対回転可能な切換面となり、背面がヘツドケーシ
ングの凹円弧状傾転摺動面に摺接する凸円弧状傾
転摺動面となるように形成されている。

しかし、シリンダブロツクには該シリンダブロ
ツクを弁板の前面（切換面）に向けて押圧する押
圧力がピストンの油圧反力として作用している。
このため、シリンダブロツクの摺動面と弁板の前
面とをいずれも平面形状とした場合には、ピスト
ン油圧反力の着力点の偏心に伴なう局部的な力が
弁体に作用し、該弁板が傾転案内壁内で不安定と
なつて、例えばスキユー現象を生じ、傾転摺動面
からの洩れの増加、あるいは異常摩耗、カジリ現
象等を発生しやすいという問題点がある。

そこで、弁板の前面を平面形状とした場合の問
題点を改良すべく、特公昭59−4553号公報に示す
ように構成したものも知られている。

この従来技術によるものは、弁板の前、後面の
うちのいずれか一方を球面形状に形成することに
より、弁板の前面に作用する押圧力と該押圧力に
抗するために弁板の背面に作用する押圧反力との
合成側方推力（球面分力）を用いて、当該弁板を
ケーシングのヘツド部側面に形成した低圧側の傾
転案内壁に押付け、安定的に傾転動作させるよう
になつている。

ところが、このように構成するには、シリンダ
ブロツクの摺動面と弁板の前面が平面のときに
は、弁板の背面とヘツドケーシングの傾転摺動面
を球面状に形成し、一方シリンダブロツクの摺動
面と弁板の前面が球面状のときには、弁板の背面
と傾転摺動面を凸円弧状円筒面または球面に形成
する必要がある。

この結果、上記従来技術によるものにあつて
は、第１に、弁板の前面または背面のうち少なく
とも一方側とその相手方となるシリンダブロツク
の摺動面とヘツドケーシングの傾転摺動面を球面
形状に加工しなくてはならず、設計上、製造上大
きな制限となるという問題点がある。第２に、弁
板を安定的に低圧側に押付けるには、球面形状を
極端な凸球面状にして大きな合成側方推力を発生
させるか、モーメントを大きくするために弁板の
高さ寸法を大きくする必要がある。しかし、弁板
を極端な凸球面状に形成したり、弁板の高さ寸法
を大きくすることは、弁板の形状が大形化し、コ
ンパクトな液圧回転機を製造することができない
という問題点がある。

本考案は、このような従来技術の問題点に鑑み
なされたもので、弁板の前面側が平面形状である
か、球面形状であるかを問わず、その背面側を円
推面で形成することにより、十分な円推分力を発
生させることができ、簡単な形状で安定して弁板
を保持可能とした容量可変型斜軸式液圧回転機を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案は、ケー
シングと、該ケーシングの一側に回転自在に軸支
された回転軸と、該回転軸と共に回転するように
ケーシング内に設けられ、軸方向に複数本のシリ
ンダが穿設されると共に他側端面が摺動面となつ
たシリンダブロツクと、一端側が前記回転軸の軸
中心に摺動自在に連結され、他端側が該シリンダ
ブロツクの傾転中心に沿つて軸方向に挿通された
センタシヤフトと、前記シリンダブロツクの各シ
リンダに往復動可能に挿嵌され、一端側が回転軸
に揺動自在に連結されたピストンと、前面が前記
シリンダブロツクの他側端面に摺接する切換面と
なると共に背面側が凸円錐状摺動面となり、一側
の側面が広幅摺動側面となると共に他側の側面が
狭幅摺動側面となつた弁板と、該弁板に形成され
前記各シリンダと間欠的に連通する一対の給排ポ
ートと、前記弁板の凸円錐状摺動面を案内すべく
ケーシングのヘツド側に形成され、両側に該弁板
の各摺動側面と摺接可能な傾転案内壁を有する凹
円錐状傾転摺動面と、前記ケーシングのヘツド側
に設けられ、前記シリンダブロツクと共に弁板を
該凹円錐状傾転摺動面に沿つて傾転させる傾転機
構とから構成したことにある。

〔作用〕

弁板の背面側とケーシングの傾転摺動面とを円
錐形状に形成することにより、ピストン油圧反力
としてシリンダブロツクに作用する押圧力と傾転
摺動面の円錐勾配に垂直な垂直反力との合成分力
として円錐分力が発生する。そして、この円錐分
力は弁板の広幅摺動側面側に向けて発生するもの
であるから、該弁板をケーシングの一方の傾転案
内壁に安定的に押付けることができ、しかも円錐
分力は円錐勾配に応じて適宜の大きさに設定する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を添付図面を参照しつつ
詳細に述べる。

第１図ないし第３図は本考案の第１の実施例を
示す。

同図において、１はケーシングで、該ケーシン
グ１は筒状のケーシング本体１Ａと、該ケーシン
グ本体１Ａのヘツド側端面に固着されたヘツドケ
ーシング１Ｂとからなつている。２はケーシング
本体１Ａの一側に軸受３，３を介して回転自在に
軸支された回転軸線Ａ−Ａを有する回転軸で、該
回転軸２のケーシング本体１Ａ内先端にはドライ
ブデイスク２Ａが一体的に設けられている。

４は回転軸２と共に回転するシリンダブロツク
で、該シリンダブロツク４には中心軸となる傾転
軸線Ｂ−Ｂに沿つてセンタシヤフト挿通穴５が穿
設されると共に、該挿通穴５を中心に軸方向に複
数本（通常５本、７本などの奇数本）のシリンダ
６，６，…が穿設され、また他側の端面は平坦面
状の摺動面７となつている。

８はシリンダブロツク４のセンタリングを行う
ためにセンタシヤフト挿通穴５に挿通されたセン
タシヤフトで、該センタシヤフト８の一端側は球
形状継手部８Ａを介してドライブデイスク２Ａに
対し回転軸線Ａ−Ａ上に揺動自在に連結され、そ
の他端は後述の弁板１１に挿入されている。そし
て、シリンダブロツク４内に位置して該シリンダ
ブロツク４とをセンタシヤフト８との間にばね９
が張設され、該ばね９はシリンダブロツク４に弁
板１１側への初期荷重を与えている。

１０，１０，…はシリンダブロツク４の各シリ
ンダ６内に往復動可能に挿嵌されたピストンで、
該各ピストン１０の一端側は球形状継手部１０Ａ
が設けられ、該継手部１０Ａはドライブデイスク
２Ａに揺動自在に連結されている。

また、１１は本実施例に用いる弁板で、該弁板
１１は第３図に示すようにほぼ正方形状の弁板か
らなつている。そして、該弁板１１の前面側はシ
リンダブロツク４の平坦状摺動面７と回転可能に
摺接する平坦状切換面１２となり、背面側は後述
する凸円錐状摺動面１３となり、かつ左、右の側
面は後述の傾転案内壁２１，２２にそれぞれ摺接
する広幅摺動側面１４、狭幅摺動側面１５となつ
ている。

１６，１７は前記弁板１１に形成された一対の
給排ポートで、該各給排ポート１６，１７の一側
（弁板１１の前面側）はシリンダブロツク４の回
転によつて各シリンダ６と間欠的に連通する半円
弧状開口部となり、その他側（弁板１１の背面
側）はヘツドケーシング１Ｂに形成した給排通路
１８，１９と傾転位置のいかんに拘わらず常時連
通する長方形状開口部となつている。

一方、２０はヘツドケーシング１Ｂの内側面に
凹円錐状に形成された凹円錐状傾転摺動面で、該
傾転摺動面２０の両側には弁板１１の摺動側面１
４，１５が摺接する傾転案内壁２１，２２が形成
されている。そして、弁板１１の凸円錐状摺動面
１３が該傾転摺動面２０上を摺動し、弁板１１と
共にシリンダブロツク４が傾転することにより、
液圧回転機の容量を可変としている。

さらに、２３は液圧回転機の容量を可変ならし
めるためにヘツドケーシング１Ｂに設けられた傾
転機構で、該傾転機構２３はヘツドケーシング１
Ｂに形成されたサーボシリンダ２４と、該サーボ
シリンダ２４内に摺動可能に設けられたサーボピ
ストン２５と、該サーボピストン２５に固着され
ると共に、球形状部が弁板１１に摺動可能に挿嵌
された揺動ピン２６とからなり、サーボピストン
２５は油路２７Ａ，２７Ｂを介してサーボシリン
ダ２４に供給される圧油によつて揺動変位し、揺
動ピン２６を介して弁板１１、シリンダブロツク
４を傾転するようになつている。

本実施例はこのように構成されるが、これを油
圧ポンプとして使用した場合を例に挙げ、その作
動について述べる。

まず、傾転機構２３によりシリンダブロツク４
と共に弁板１１を傾転せしめる。このため、油路
２７Ａから制御用の圧油をサーボシリンダ２４に
供給し、サーボピストン２５を変位させる。これ
により、サーボピストン２５と共に揺動ピン２６
も変位し、弁板１１は凹円錐状傾転摺動面２０上
を摺動する結果、シリンダブロツク４もセンタシ
ヤフト８の球形状継手部８Ａを中心として傾転
し、図示の状態となる。

次に、エンジン等の駆動源（図示せず）を回転
し、回転軸２を例えば図中矢示方向に回転駆動す
る。この際、回転軸２のドライブデイスク２Ａと
ピストン１０とは球形状継手部１０Ａを介して連
結されているから、回転軸２の回転に追従してシ
リンダブロツク４が回転せしめられる。このシリ
ンダブロツク４の傾転軸線Ｂ−Ｂは回転軸線Ａ−
Ａに対して所定角度だけ傾斜した状態となつてい
るから、該シリンダブロツク４の回転により、ピ
ストン１０がシリンダ６内で往復動する。そし
て、シリンダ６が給排ポート１６，１７のうちの
一方のポート、例えばポート１７と連通する間は
ピストン１０が伸長する吸入行程となり、一方シ
リンダ６がポート１６と連通する間はピストン１
０が縮小する吐出行程となり、この吸込行程と吐
出行程の繰返しにより、ポンプ作用が行われる。

而して、前述のポンプ作用の途中で、シリンダ
ブロツク４の高圧側（給排ポート１６，給排通路
１８側）には、ピストン１０の油圧反力が押圧力
Ｒとして作用し、該押圧力Ｒは弁板１１の切換面
１２に対し直交方向に作用する。一方、弁板１１
の凸円錐状摺動面１３には凹円錐状傾転摺動面２
０の押圧反力Ｚが対向して発生し、この押圧反力
Ｚは凸円錐状摺動面１３に垂直方向に作用する。
この際、押圧反力Ｚは凹円錐状傾転摺動面２０の
円錐勾配α（第３図参照）に応じて該摺動面２０
と直交方向に作用するから、押圧力Ｒと押圧反力
Ｚとの合成による円錐分力Ｓとして弁板１１の広
幅摺動側面１４側に向けて発生する。

かくして、弁板１１は、円錐分力Ｓによつて、
その広幅摺動側面１４が傾転案内壁２１に押付け
られ、該弁板１１を傾転動作するときの安定性を
高める。しかも、円錐分力Ｓは凸円錐状摺動面１
３を円錐形状に形成するときの円錐勾配αの大き
さに応じて発生するものであるから、この円錐分
力Ｓの大きさは適宜に設定しうる。さらに、本実
施例にあつては、弁板１１の切換面１２、シリン
ダブロツク４の摺動面７等は平面形状をしうるか
ら、これらの構成を簡略化することができる。

次に、第４図、第５図は本考案の第２の実施例
を示し、前記第１の実施例と同一構成要素には同
一符号を付しその説明を省略する。

然るに、本実施例の特徴は、シリンダブロツク
４′の摺動面を凹球面状摺動面７′とすると共に、
弁板１１′の切換面を凸球面状切換面１２′として
形成したことにある。

本実施例はこのように構成されるが、弁板１
１′の切換面１２′を凸球面状とすることにより、
先に述べた従来技術のものと同様に、該弁板１
１′には高圧側から低圧側に向けて作用する球面
分力△Ｓが発生する。この際本実施例にあつては
給排ポート１６、給排通路１８側が高圧側（ポン
プ作用時の吐出側）となり、給排ポート１７、給
排通路１９側が低圧側（ポンプ作用時の吸入側）
となつているから、弁板１１′に対して球面分力
△Ｓと円錐分力Ｓとは逆方向に作用することにな
る。従つて、本実施例によつて弁板１１′に作用
する合成横押付け力S′は、下記(1)式によつて与え
られることになる。

S′＝Ｓ−△Ｓ …(1) 一方、給排ポート１７、給排通路１９側を高圧
側、給排ポート１６、給排通路１８側を低圧側と
した場合には、円錐分力Ｓと球面分力△Ｓの方向
は弁板１１′に対して同方向に作用することにな
り、合成横押付力S′は下記(2)式で与えられること
になる。

S′＝Ｓ＋△Ｓ …(2) かくして、本実施例にあつては、高圧側と低圧
側を適宜の方向とすることにより、合成横押付け
力S′に強弱を与えることが可能となり、第１の実
施例に比較して応用範囲を一層広くすることがで
きる。

なお、実施例では油圧ポンプとして用いる場合
を例示したが、油圧モータとして用いる場合も全
く同様である。

〔考案の効果〕

本考案に係る容量可変型斜軸式液圧回転機は以
上詳細に述べた如くであつて、弁板の摺動面を凸
円錐状に形成すると共に、傾転摺動面を凹円錐状
に形成することにより、弁板に対して広幅摺動側
面に向けて作用する円錐分力を発生させる構成と
したから、弁板の切換面側の形状のいかんに拘わ
らず、弁板の広幅摺動側面を一方の傾転案内壁に
安定的に摺接させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の第１の実施例に
係り、第１図は本実施例による液圧回転機の縦断
面図、第２図は第１図中の−矢示方向断面
図、第３図は本実施例に用いる弁板の外観斜視
図、第４図、第５図は本考案の第２の実施例に係
り、第４図は第２図と同様位置の断面図、第５図
は本実施例に用いる弁板の外観斜視図である。 １……ケーシング、２……回転軸、４，４′…
…シリンダブロツク、６……シリンダ、７，７′
……摺動面、８……センタシヤフト、１０……ピ
ストン、１１，１１′……弁板、１２，１２′……
切換面、１３……凸円錐状摺動面、１４……広幅
摺動側面、１５……狭幅摺動側面、１６，１７…
…給排ポート、１８，１９……給排通路、２０…
…凹円錐状傾転摺動面、２１，２２……傾転案内
壁、２３……傾転機構、Ｒ……押圧力、Ｚ……押
圧反力、Ｓ……円錐分力。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシングと、該ケーシングの一側に回転自在
   に軸支された回転軸と、該回転軸と共に回転する
   ようにケーシング内に設けられ、軸方向に複数本
   のシリンダが穿設されると共に他側端面が摺動面
   となつたシリンダブロツクと、一端側が前記回転
   軸の軸中心に揺動自在に連結され、他端側が該シ
   リンダブロツクの傾転中心に沿つて軸方向に挿通
   されたセンタシヤフトと、前記シリンダブロツク
   の各シリンダに往復動可能に挿嵌され、一端側が
   回転軸に揺動自在に連結されたピストンと、前面
   が前記シリンダブロツクの他側端面に摺接する切
   換面となると共に背面側が凸円錐状摺動面とな
   り、一側の側面が広幅摺動側面となると共に他側
   の側面が狭幅摺動側面となつた弁板と、該弁板に
   形成され前記各シリンダと間欠的に連通する一対
   の給排ポートと、前記弁板の凸円錐状摺動面を案
   内すべくケーシングのヘツド側に形成され、両側
   に該弁板の各摺動側面と摺接可能な傾転案内壁を
   有する凹円錐状傾転摺動面と、前記ケーシングの
   ヘツド側に設けられ、前記シリンダブロツクと共
   に弁板を該凹円錐状傾転摺動面に沿つて傾転させ
   る傾転機構とから構成してなる容量可変型斜軸式
   液圧回転機。