JPH053748Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、容量可変型の斜軸式アキシヤルポン
プまたはモータとして、建設機械や一般機械に用
いられる容量可変型斜軸式液圧回転機に関する。

〔従来の技術〕

第７図ないし第９図に従来技術による容量可変
型斜軸式液圧回転機として油圧ポンプを示す。

図中、１は筒状のケーシングで、該ケーシング
１のヘツドカバーには凹円弧状傾転摺動面１Ａが
形成されている。２は該ケーシング１に回転自在
に軸支された回転軸、３はケーシング１内に設け
られ、回転軸２と共に回転するシリンダブロツク
を示し、該シリンダブロツク３にはその軸方向に
奇数のシリンダ４，４，…が穿設されている。該
各シリンダ４内にはピストン５が摺動可能に設け
られており、該各ピストン５にはコネクテイング
ロツド６が取付けられている。該各コネクテイン
グロツド６の先端には球形部６Ａが形成され、該
球形部６Ａは回転軸２の先端に形成したドライブ
デイスク２Ａに摺動自在に支持されている。

７は弁板を示し、該弁板７はその一側端面がシ
リンダブロツク３の端面３Ａと回転可能に摺接す
る切換面７Ａとなり、他側端面がケーシング１の
円弧状傾転摺動面１Ａに摺動可能に摺接する摺動
面７Ｂとなつている。また、弁板７には一対の吸
排ポート８，９が形成されており、該各吸排ポー
ト８，９の一側は眉形ポート部８Ａ，９Ａとなつ
て切換面７Ａに開口し、その他側は長溝ポート部
８Ｂ，９Ｂとなつて摺動面７Ｂに開口している。
そして、シリンダブロツク３の回転によりシリン
ダ４を吸排ポート８，９に間欠的に連通させて該
シリンダ４と吸排ポート８，９との間で油液の吸
排を行なわせることができるようになつており、
このためシリンダブロツク３には一端がシリンダ
４に開口し、他端が端面３Ａに開口する吸排路１
０が穿設されている。一方ケーシング１には一対
の吸排通路１１，１２が穿設されており、該各吸
排通路１１，１２は傾転摺動面１Ａに開口し、弁
板７の傾転位置のいかんに拘わらず常に吸排ポー
ト８，９の長溝ポート部８Ｂ，９Ｂと連通するよ
うになつている。ここで、油圧ポンプの容量を可
変ならしめるためには、傾転駆動機構（図示せ
ず）により、シリンダブロツク３と共に弁板７を
傾転摺動面１Ａに沿つて傾転させることにより行
なわれる。

さらに、１３はセンタシヤフトを示し、該セン
タシヤフト１３はその一端側に球形部１３Ａが形
成され、該球形部１３Ａはドライブデイスク２Ａ
に摺動自在に支持されている。そして、センタシ
ヤフト１３はシリンダブロツク３の中央部を貫通
して延び、その先端部は弁板７に嵌入せしめられ
ている。これにより、シリンダブロツク３と弁板
７との間のセンタリングが行なわれると共に、該
シリンダブロツク３を軸方向に可動に支持してい
る。図中、１４はシリンダブロツク３と弁板７と
の間の密着性を保持するため、該シリンダブロツ
ク３に初期荷重を与えるばね、１５はセンタシヤ
フト１３とシリンダブロツク３との間に介装され
た軸受を示す。

従来技術による容量可変型油圧ポンプは前述の
構成を有するもので、ポート８を吸入ポートと
し、ポート９を吐出ポートとしてその作動を説明
する。第７図はシリンダブロツク３が零傾転位置
にある状態を示し、この位置から傾転駆動機構に
よりシリンダブロツク３と弁体７とを図中矢示方
向に傾転駆動し、シリンダブロツク３の中心軸を
第７図中の一点鎖線で示す如く回転軸２の中心軸
に対して傾転角αだけ傾斜した状態に配設する。
この状態で電動機、エンジン等の駆動手段（図示
せず）により回転軸２を回転させる。そして、回
転軸２のドライブデイスク２Ａとシリンダブロツ
ク３のシリンダ４内に設けたピストン５との間は
コネクテイングロツド６で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３が
回転せしめされる。このシリンダブロツク３の回
転中心軸は回転軸２の回転中心軸に対して傾斜し
て状態になつているから、シリンダブロツク３の
回転中にピストン５がシリンダ４内を往復動す
る。そして、シリンダ４の吸排路１０が吸入ポー
ト８と連通する間はピストン５が伸長してシリン
ダ４内に油液が供給される吸入行程となり、吸排
路１０が吐出ポート９と連通する間はピストン５
がシリンダ４内に浸入して該シリンダ４内の油液
を加圧し、吐出ポート９から吐出させる吐出工程
となる。この吸入行程と吐出行程とを繰返すこと
によりポンプ作用が行なわれる。

ところで、シリンダ４とケーシング１に設けた
吸排通路１１，１２とは弁板７に形成した吸排ポ
ート８，９を介して間欠的に連通するようになつ
ているから、ポンプ作動中は端面３Ａと切換面７
Ａとの摺接部や傾転摺動面１Ａと摺動面７Ｂとの
傾転摺動部から油液が漏洩しないようにするため
に、油圧力のバランスによつてシリンダブロツク
３を弁板７と共にケーシング１に密着させるよう
にしている。

このため、この種の液圧回転機は弁板７の吸排
ポート８，９の摺動面７Ｂ側は、第８図に示す如
く長溝ポート部８Ｂ，９Ｂとして形成し、シリン
ダブロツク３の傾転位置に拘わらず吸排通路１
１，１２と連通しうるようにする必要がある。し
かも、吸排ポート８，９は可能な限りポート通路
面積を大きくし、圧力損失を小さくすることが望
ましい。

一方、油圧力のバランスについてみると、シリ
ンダブロツク３にはピストン５の油圧反力により
該シリンダブロツク３を弁板７と共にケーシング
１の傾転摺動面１Ａ側に押圧する方向へ押付力Ａ
が作用する。また、弁板７には高圧側となる吐出
ポート９にら作用する油圧力により該弁板７の摺
動面７Ｂをケーシング１の傾転摺動面１Ａから離
反させようとする開離力Ｂが生じる。この開離力
Ｂは吐出ポート９の長溝ポート部９Ｂとその周囲
近傍の受圧面積に作用する油圧力で、吐出油の漏
洩防止のために、開離力Ｂは押付力Ａよりも必ず
小さくしなくてはならないという制限がある。

［考案が解決しようとする問題点］ このため、従来技術によるものは、次のような
欠点があつた。

第１に、開離力Ｂとの関係から吸排ポート８，
９の通路面積、形状を任意に選択することができ
ず、ポンプ性能またはモータ性能、特に圧力損失
による機械効率あるいは自吸力の低下を招くとい
う欠点がある。

第２に、開離力Ｂは吐出ポート９の長溝ポート
部９Ｂの形状により決定され、第９図に示す如く
一定値である。これに対し、押付力Ａは全ピスト
ン数Ｎ（ただし、Ｎは奇数）のうち、吐出工程に
あるピストン数Ｎ−１・／２またはＮ＋１／２の総受圧 面積が押付力作用面積となり、この押付力作用面
積に作用する油圧反力によりシリンダブロツク３
が弁板７と共にケーシング１に押圧される。この
結果、押付力Ａは第９図に示す如く、パルス状な
いしは凹凸状に変動し、いかなる条件下において
も押付力Ａ＞開離力Ｂを満足させるには、開離力
Ｂをピストン数Ｎ−１／２本のときの押付力Ａ以下 に設定しなくてはならない。このため、吐出工程
側のピストン数がＮ＋１／２本のときには、必要以 上の押付力Ａとなる欠点がある。

第３に、前述した第２の欠点のため、弁板７の
摺動面７Ｂ、ケーシング１の傾転摺動面１Ａの面
圧が上昇し、傾転駆動機構のアクチユエータ操作
力を大きくしなくてはならないという欠点があ
り、また前記摺動面７Ｂ、傾転摺動面１Ａの摩耗
量を増大し、場合によつてはカジリ現象や焼付き
現像の原因となる欠点がある。

本考案は前述した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、高圧側に位置するピストン数がＮ＋／２、 Ｎ−／２で交互に変化しているとき、高圧側にある ピストン数がＮ＋１／２のときのみ、弁板の摺接面 とケーシングの傾転摺動面との間に、該弁板をシ
リンダブロツクの方向に向けて開離させる方向の
圧油を作用させることにより、押付力に追従して
開離力を増減させ、もつて押付力と開離力との油
圧バランスを良好に保持することができる斜軸式
液圧回転機を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案は、ケーシ
ングに回転自在に支持された回転軸と、前記ケー
シング内に設けられ、該回転軸と共に回転するシ
リンダブロツクと、該シリンダブロツクの軸方向
に穿設した奇数のシリンダと、該各シリンダ内に
摺動可能に設けられたピストンと、一端が前記回
転軸に揺動可能に支持され、他端に該各ピストン
に連結されたコネクテイングロツドと、一側面が
前記シリンダブロツクの端面に摺接する切換面と
なり、他側面が前記ケーシングに形成した傾転摺
動面に摺接する摺動面となつた弁板と、該弁板に
形成され、前記シリンダブロツクが回転する間に
前記シリンダと間欠的に連通する一対の吸排ポー
トと、該各吸排ポートと常時連通するように前記
ケーシングに形成された吸排通路と、前記シリン
ダブロツクと共に前記弁板の摺動面を前記ケーシ
ングの傾転摺動面に沿つて傾転せしめる傾転駆動
機構とを備えてなる容量可変型斜軸式液圧回転機
において、前記弁板には摺動面側に位置して油圧
ポケツトを形成し、かつ前記弁板には一端側が該
弁板の切換面上の高圧・低圧切換部に開口し他端
側が前記油圧ポケツトに連通する導油孔を穿設
し、該導油孔を介して前記油圧ポケツトに間欠的
に導く高圧油により、前記弁板の摺動面とケーシ
ングの傾転摺動面との間に作用する押付力と開離
力を油圧バランスさせる構成としたことを特徴と
する。

〔作用〕 このように構成することにより、ピストンによ
る油圧反力により弁板と一緒にシリンダブロツク
をケーシングの傾転摺動面側に押圧し、この押圧
力は高圧側に位置するピストン本数によつて異な
る。

しかし、弁板の切換面上の高圧・低圧切換部に
は油圧ポケツトに連通する導油孔を開口させ、高
圧側のピストン本数がＮ＋１／２本のときのみ該導 油孔を介して油圧ポケツトに高圧油を導いている
から、押付力の変動に応じて開離力を変動させる
ことができる。

かくして、弁板の摺動面とケーシングの傾転摺
動面との間に作用する押付力と開離力とを油圧的
にバランスさせることができ、弁板の傾転動作を
円滑に行なわせることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第６図に
基づいて説明する。なお、前述した従来技術と同
一の構成要素には同一の符号を付して、その説明
を省略する。

同図において、２１，２２は弁板７の摺動面７
Ｂ側に形成された凹溝状の油圧ポケツトで、該各
油圧ポケツト２１，２２の長溝ポート部８Ｂ，９
Ｂ間に位置して上、下方向に間隔をおいて形成さ
れている。（第２図参照）。

２３，２４は弁板７に形成した導油孔で、一方
の導油孔２３の一端は弁板７の切換面７Ｂの下死
点側の高圧・低圧切換部７Ｃに開口部２３Ａとし
て開口し、該導油孔２３の他端は油圧ポケツト２
１に開口部２３Ｂとして開口している。また、他
方の導油孔２４の一端は切換面７Ａの上死点側の
高圧・低圧切換部７Ｄに開口部２４Ａとして開口
し、該導油孔２４の他端は油圧ポケツト２２に開
口部２４Ｂとして開口している。

本実施例は前述のよれうに構成されるが、油圧
ポンプとしての作動自体については従来技術とし
て説明したものと格別変るところがない。

然るに、押付力と開離力とのバランス作用につ
いてみると、第４図に示す如く油圧ピストン５の
油圧反力による押付力A′は従来技術による押付
力Ａと何ら変るところがなく、吐出行程にあるピ
ストン数Ｎ−１／２またはＮ＋１／２に応じて凹凸状に 変動する。

一方、開離力B′についてみると、実施例にお
いては、第４図に示すように吐出行程にあるピス
トン数Ｎ−１／２またはＮ＋１／２に応じ、押付力 A′と同様に凹凸状に変動させることができる。

即ち、従来技術による開離力Ｂは吐出ポート９
の長溝ポート部９Ｂとその近傍の受圧面積に作用
する開離方向の油圧力であるため、吐出行程にあ
るピストン数が変動しても、当該開離力Ｂは一定
であつた（第９図参照）。

これに対し、本実施例では、油圧ポケツト２
１，２２は導油孔２３，２４を介して弁板７の切
換面７Ａの各高圧・低圧切換部７Ｃ，７Ｄに開口
する構成となつている。このため、導油孔２３，
２４は高圧側にあるピストン数がＮ＋１／２本のと きのみシリンダ４の吸排路１０を介して吐出ポー
ト９と連通し（第６図参照）、逆に高圧側にある
ピストン数がＮ−１／２本のときには吸排路１０に 介して吸入ポート８と連通している。この結果、
高圧側にあるピストン数がＮ＋１／２本のときには、 吐出ポート９からの高圧油は導油孔２３，２４を
介して油圧ポケツト２１，２２に導入され、該油
圧ポツト２１，２２はこの受圧面積に対応した開
離方向の油圧力Ｐを発生させる（第３図参照）。

かくして、本実施例の開離力B′は吐出ポート
の長溝ポート部９Ｂとの近傍の受圧面積に作用す
る開離方向の油圧反力と、油圧ポケツト２１，２
２の受圧面積に作用する開離方向の油圧力とを加
えたものとなる。この際、油圧ポケツト２１，２
２に作用する油圧力は高圧側にあるピストン数が
Ｎ＋１／２本のときのみ間欠的に発生するものであ るから、開離力B′は第４図に示す如く押付力
A′に対応した凹凸状とすることができる。

以上の結果、開離力B′を高圧側ピストン数に
よつて変化する押付力A′とほぼ等しい値まで高
めることができるから、吸排ポート８，９の形状
を大きくすることができる。このため、容量可変
型油圧ポンプの傾転角度を大きくすることができ
ると共に、ケーシング１に穿設した吸排通路１
１，１２も大きくすることができ、液圧回転機の
圧力損失を減少させることができる。さらに、弁
板７の摺動面７Ｂとケーシング１の傾転摺動面１
Ａとの間での焼付き現象やカジリ現象も確実に防
止することができ、しかも前記摺動面７Ｂと傾転
摺動面１Ａとの間には間欠的に給油されるから、
傾転時の潤滑性、摺動性も良好にできる。

なお、実施例においては、本考案の液圧回転機
を油圧ポンプとして用いる場合について説明した
が、油圧モータとして適用した場合にも全く同様
の作用効果を発揮することは勿論である。

また、実施例では、油圧ポケツトは弁板７の摺
動面７Ｂ側に油圧ポケツト２１，２２として２個
所形成するものとして述べたが、１個所のみとし
てもよく、またその形状、受圧面積等は押付力に
関連して適宜定められるものである。

さらに、実施例では、導油孔は下死点側と上死
点側の各高圧・低圧切換部７Ｃ，７Ｄに開口させ
た２本の導油孔２３，２４として述べたが、該各
切換部７Ｃまたは７Ｄに開口する１本の導油孔と
してもよい。

〔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あるから、下記各項の効果を
奏する。

弁板の摺動面とケーシングの傾転摺動面との
間に作用するピストン油圧反力による押付力が
変動しても、当該押付力の変動に対応して前記
摺動面と傾転摺動面との間の開離力を変化さ
せ、かつ該開離力を押付力とほぼ等しい値に設
定することができるから、吸排ポートの形状を
大きくして押付力を増大させても、弁板の摺動
面とケーシングの傾転摺動面との間の液圧バラ
ンスを安定的に保ち、油液の漏洩を防止するこ
とができる。

前記項の結果、吸排ポートの開口面積を大
きくすることができるから、圧損の少ない吸排
ポートを設計することができ、機械効率、自吸
性等の性能向上を図り、しかも容量を可変する
ときにシリンダブロツクの傾転角を大きくする
ことができる。

開離力を押付力に追従して高めることができ
るから、必要以上の押付力で弁板を押圧するこ
とがなく、傾転駆動機構によつて弁板を大きく
傾転させるときにも、摺動面や傾転摺動面の摩
耗を軽減し、焼付け現象、カジリ現象等の発生
を防止しうると共に、前記摺動面と傾転摺動面
との間には間欠的に給油されるから、傾転時の
潤滑性、摺動性も良好となる。

前記項による効果により、弁板の摺動面と
ケーシングの傾転摺動面との間の摩擦抵抗を減
少しうるから、傾転駆動機構のアクチユエータ
を小型化でき、装置全体の小型化、軽量化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本考案の実施例による容
量可変型斜軸式液圧回転機に係り、第１図は弁板
の切換面側平面図、第２図は弁板の摺動面側平面
図、第３図は第１図の−矢示方向断面図、第
４図は押付力と開離力の関係を示す説明図、第５
図は導油孔と吸入ポートが連通した状態を示す説
明図、第６図は導油孔と吐出ポートとが連通した
状態を示す説明図、第７図ないし第９図は従来技
術に係り、第７図は従来技術による容量可変型斜
軸式液圧回転機の全体構成を示す縦断面図、第８
図は弁板の摺動面平面図、第９図は押付力と開離
力の関係を示す説明図である。 １……ケーシング、２……回転軸、３……シリ
ンダブロツク、４……シリンダ、５……ピスト
ン、６……コネクテイングロツド、７……弁板、
７Ａ……切換面、７Ｂ……摺動面、８，９……吸
排ポート、１０……吸排路、１１，１２……吸排
通路、１３……センタシヤフト、２１，２２……
油圧ポケツト、２３，２４……導油孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシングに回転自在に支持された回転軸と、
   前記ケーシング内に設けられ、該回転軸と共に回
   転するシリンダブロツクと、該シリンダブロツク
   の軸方向に穿設した奇数のシリンダと、該各シリ
   ンダ内に摺動可能に設けられたピストンと、一端
   が前記回転軸に揺動可能に支持され、他端が該各
   ピストンに連結されたコネクテイングロツドと、
   一側面が前記シリンダブロツクの端面に摺接する
   切換面となり、他側面が前記ケーシングに形成し
   た傾転摺動面に摺接する摺動面となつた弁板と、
   該弁板に形成され、前記シリンダブロツクが回転
   する間に前記シリンダと間欠的に連通する一対の
   吸排ポートと、該各吸排ポートと常時連通するよ
   うに前記ケーシングに形成された吸排通路と、前
   記シリンダブロツクと共に前記弁板の摺動面を前
   記ケーシングの傾転摺動面に沿つて傾転せしめる
   傾転駆動機構とを備えてなる容量可変型斜軸式液
   圧回転機において、前記弁板には摺動面側に位置
   して油圧ポケツトを形成し、かつ前記弁板には一
   端側が該弁板の切換面上の高圧・低圧切換部に開
   口し他端側が前記油圧ポケツトに連通する導油孔
   を穿設し、該導油孔を介して前記油圧ポケツトに
   間欠的に導く高圧油により、前記弁板の摺動面と
   ケーシングの傾転摺動面との間に作用する押付力
   と開離力を油圧バランスさせる構成としたことを
   特徴とする容量可変型斜軸式液圧回転機。