JPH0553944B2 - - Google Patents

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JPH0553944B2
JPH0553944B2 JP59064691A JP6469184A JPH0553944B2 JP H0553944 B2 JPH0553944 B2 JP H0553944B2 JP 59064691 A JP59064691 A JP 59064691A JP 6469184 A JP6469184 A JP 6469184A JP H0553944 B2 JPH0553944 B2 JP H0553944B2
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JP
Japan
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block
cylinder
port
torque plate
cylinder block
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Application number
JP59064691A
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Japanese (ja)
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JPS60206983A (en
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Masahiro Iwasaki
Kazunari Nakagawa
Makoto Yuki
Tadashi Ozeki
Yasushi Sera
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Priority to EP85102098A priority patent/EP0158084B1/en
Priority to DE8585102098T priority patent/DE3578004D1/en
Publication of JPS60206983A publication Critical patent/JPS60206983A/en
Priority to US07/149,896 priority patent/US4872394A/en
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  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、各種の油圧機器分野等において利用
可能なピストン形のポンプまたはモータに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial Application Field The present invention relates to a piston-type pump or motor that can be used in various hydraulic equipment fields.

(ロ) 従来技術 主として油圧機器分野で使用されるポンプまた
はモータ(回転動力を与えるとポンプとして機能
し高圧の作動油を入力するとモータとして機能す
る流体機械を意味する)には、大きく分けるとギ
ヤ形、ベーン形およびピストン形のものがある
が、最近ではギヤ形ポンプまたはモータあるいは
ベーン形ポンプまたはモータに代えてピストン形
ポンプまたはモータが好んで使用される傾向にあ
る。これはピストン形ポンプまたはモータが、高
効率である上にサイズを無段階に変化させること
ができ、しかも、高圧用に適しているという長所
を有しているためであるが、その中でも特に効率
の高い斜軸形ピストンポンプまたはモータが注目
を集めている。
(B) Prior art Pumps or motors (meaning fluid machines that function as pumps when rotary power is applied and function as motors when high-pressure hydraulic oil is input) mainly used in the field of hydraulic equipment can be roughly divided into gears. These days, piston-type pumps or motors are preferred to be used instead of gear-type pumps or motors or vane-type pumps or motors. This is because piston-type pumps or motors have the advantage of being highly efficient, allowing the size to be changed steplessly, and being suitable for high-pressure applications. Piston pumps or motors with high oblique axis are attracting attention.

ところで、可変容量式の斜軸形ピストンポンプ
またはモータは、ピストンを保持するシリンダブ
ロツクと、このシリンダブロツクの各シリンダ穴
内に作動油を分配供給するためのポートブロツク
とを、回転軸に対して傾動可能に設けている。そ
して、このポートブロツクを液圧式のアクチユエ
ータ等により傾動させることによつて、前記シリ
ンダブロツクの軸心と前記回転軸の回転中心との
なす角度を変化させ、これによつて1回当りのピ
ストンの押しのけ容積を調節することができるよ
うになつている。そして、従来のものは、前記ア
クチユエータをパイロツト圧により作動させるよ
うにしており、そのパイロツト圧をケーシング外
に配設した方向制御弁により切換供給することに
よつて、前記シリンダブロツクを容量増大方向ま
たは容量減少方向に移動させるようにしている。
ところが、外部に配置した方向制御弁でパイロツ
ト圧の供給を停止させ、あるいは供給方向を切換
えるだけでは、シリンダブロツクの作動位置を正
確に把握することができないため、精度の高い可
変容量制御を行なうことが困難である。
By the way, a variable displacement oblique axis type piston pump or motor has a cylinder block that holds a piston and a port block that distributes and supplies hydraulic oil to each cylinder hole of this cylinder block, which are tilted with respect to the rotation axis. It is possible. By tilting this port block using a hydraulic actuator or the like, the angle between the axial center of the cylinder block and the rotation center of the rotating shaft is changed, and thereby the piston is rotated per rotation. The displacement volume can be adjusted. In the conventional type, the actuator is actuated by pilot pressure, and the pilot pressure is selectively supplied by a directional control valve disposed outside the casing to move the cylinder block in the capacity increasing direction or I am trying to move it in the direction of decreasing capacity.
However, simply by stopping the pilot pressure supply or switching the supply direction using an externally placed directional control valve, it is not possible to accurately determine the operating position of the cylinder block, so it is necessary to perform highly accurate variable displacement control. is difficult.

なお、精密な可変容量制御を行なうには、前記
シリンダブロツクの作動位置を検出し、この検出
信号をサーボ弁にフイードバツクし、このサーボ
弁で前記アクチユエータを制御することが考えら
れるが、このような制御システムは構造が複雑で
ある。そのため、よほどの精密制御が要求される
場合以外は、実用的でない。
Note that in order to perform precise variable displacement control, it is possible to detect the operating position of the cylinder block, feed back this detection signal to a servo valve, and control the actuator with this servo valve. Control systems have complex structures. Therefore, it is not practical except in cases where extremely precise control is required.

(ハ) 目的 本発明は、このような事情に着目してなされた
もので、構造が簡単でしかもシリンダブロツクお
よびポートブロツクの傾斜角度を正確に調節する
ことができる可変容量式のピストンポンプまたは
モータを提供することを目的とする。
(c) Purpose The present invention was made in view of the above circumstances, and provides a variable displacement piston pump or motor that has a simple structure and can accurately adjust the inclination angles of the cylinder block and port block. The purpose is to provide

(ニ) 構成 本発明は、前記目的を実現するために、傾斜角
度調整機構を、ポートブロツクを互いに逆方向に
傾動させ得る位置に設けた径の異なる一対の液圧
式のアクチユエータと、切換方向を前記ポートブ
ロツクの移動方向に略一致させて該ポートブロツ
ク内に設けられその切換移動により前記両アクチ
ユエータに同時に駆動用圧液を供給する状態また
は径の小さい方のアクチユエータにのみ駆動用圧
液を供給し径の大きい方のアクチユエータをケー
スドレンに解放する状態を選択的に実現する弁体
と、この弁体を切換移動させるための操作部材と
を備えてなるものにし、外部から前記操作部材に
与えられる運動に前記ポートブロツクを追従させ
得るように構成したことを特徴とする。
(D) Structure In order to achieve the above object, the present invention includes a pair of hydraulic actuators with different diameters, which are provided in positions where the tilt angle adjustment mechanism can tilt the port block in opposite directions, and a pair of hydraulic actuators with different diameters, and a pair of hydraulic actuators with different diameters. It is provided in the port block so as to be substantially aligned with the moving direction of the port block, and its switching movement causes the drive pressure fluid to be supplied to both the actuators at the same time, or the drive pressure fluid is supplied only to the smaller diameter actuator. A valve body that selectively releases the actuator with a larger diameter to the case drain, and an operating member for switching and moving this valve body, and an external force is applied to the operating member. The present invention is characterized in that the port block is configured to be able to follow the movement caused by the movement.

(ホ) 実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
(e) Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明にかかるピストンポンプまた
はモータの概略縦断面図であり、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、さらに、このシリンダ
ブロツク9の後側にポートブロツク11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
傾動可能に、かつ可動軸心L(第1図はニユート
ラル位置を示しており、この場合は、該可動軸心
Lが前記回転中心Mと一致している)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9aを前記ポートブロツク11
の前端面12に摺接させた状態で前記ポートブロ
ツク11に植設した傾斜筒13の外周に回転可能
に嵌合させている。また、このシリンダブロツク
9には、前記可動軸心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14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14にピストン15をそれぞれ
スライド可能に嵌合させている。ピストン15
は、前記シリンダ穴14内に嵌合するとピストン
本体部16と、このピストン本体部16から外方
へ延出させたロツド部17とを一体に形成してな
るもので本体部16は、前記シリンダ穴14の内
周に適正な間隔(0.05mm程度)を介して嵌合する
嵌合部18と、この嵌合部18と押え板19との
間に介設したピストンリング21とを備えてい
る。そして、前記ロツド部17の先端、つまりピ
ストン15の外方端15aは球状に形成されてお
り、この外方端15a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15と同数の球面受
座22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22に前記各ピストン15
の外方端15aを回動可能に嵌合させている。そ
して、これら各ピストン15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23により
防止している。また、ポートブロツク11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に対して傾動可能に設けられた厚肉円筒体状
のもので、具体的には、前端面12を前記シリン
ダブロツク9の後端面9aに摺接させるととも
に、曲面状の後端面20を前記リヤカバー部3に
形成した摺接面24に摺接させ、また、前記傾斜
筒13を介し前記シリンダブロツク9と一体に傾
動可能となしている。しかして、この摺接面24
は、側面視円弧状に成形されており、その曲率中
心Qが前記回転中心Mと前記傾斜軸心Lとの交点
となる。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25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1
5の内方端15b側に形成されるポンプ室26の
容積を増減させるようにしている。この同期機構
25は、基端に環状取付部27を有するとともに
先端に内向歯28を有したリング部材29を具備
してなるもので、その環状取付部27を前記シリ
ンダブロツク9の内周に嵌着固定するとともに前
記内向歯28を前記スプライン溝6bの後端部に
噛合させている。具体的には、リング部材29
は、薄肉鋼板等により作られた段付円筒体状のも
ので、その大径部分をなす環状取付部27をピン
31を用いて前記シリンダブロツク9の内周に固
定している。そして、小径部分の先端開口端に前
記スプライン溝6bの本数に対応する数の内向歯
28を等ピツチで設け、これらの内向歯28を前
記スプライン溝6bに傾動可能に噛合させてい
る。また、前記ポンプ室26は前記ピストン15
のピストン本体16と前記シリンダ穴14とによ
つて形成した室であり、流体通路32を介してシ
リンダブロツク9の後端面9aに開口させてあ
る。そして、第4図に示すように、このシリンダ
ブロツク9の後端面9aと摺合するポートブロツ
ク11の前端面12に接続ポート33,34を開
口させるとともに、このポートブロツク11の後
端面20に前記各流出入ポート4,5に連通する
接続ポート35,36を開口させ、さらに前記接
続ポート33と接続ポート35とを連通孔37を
介して、前記接続ポート34と接続ポート36と
を連通孔38を介して、それぞれ連通させてい
る。このようにして、一方の流出入ポート4に連
通する接続ポート33は、前記トルクプレート8
の回転中心Mと前記可動軸心Lを含む仮想分割面
Nよりも第2図中右側の領域に存在するポンプ
室26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34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26
に連通するようにそれぞれ半円弧状に形成されて
いる。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a piston pump or motor according to the present invention, and numeral 1 in the figure is a casing. The casing 1 consists of a cylindrical front cover part 2 and a rear cover part 3 which is liquid-tightly attached to the rear end opening of the front cover part 2.The rear cover part 3 has a pair of outflow ports. Inlet ports 4 and 5 are open. A rotating shaft 6 is housed within this casing 1. The rotating shaft 6 is for input or output, and is supported by the casing 1 via a first bearing 7.
Its outer end 6a extends outside through an opening 2a provided in the front cover section 2. Further, a spline grooved portion 6b is provided at a portion of the rotating shaft 6 located inside the casing 1, and a torque plate 8 is fitted into this spline grooved portion 6b. The torque plate 8 is disc-shaped and rotates together with the rotating shaft 6. A cylinder block 9 is disposed behind the torque plate 8, and a port block 11 is disposed behind the cylinder block 9. The cylinder block 9 is tiltable with respect to the rotation center M of the torque plate 8 and the rotary shaft 6, and has a movable axis L (FIG. 1 shows a neutral position, in this case, the movable axis L). It is a thick-walled cylindrical body rotatably provided around the center of rotation (L coincides with the rotation center M), and specifically, the rear end surface 9a is connected to the port block 11.
It is rotatably fitted to the outer periphery of an inclined cylinder 13 implanted in the port block 11 while being in sliding contact with the front end surface 12 of the port block 11. Further, the cylinder block 9 is provided with a plurality of cylinder holes 14 that are parallel to the movable axis L and open toward the torque plate 8 at equal angular intervals in the circumferential direction. A piston 15 is slidably fitted into each of these cylinder holes 14. piston 15
When fitted into the cylinder hole 14, the piston main body 16 and the rod portion 17 extending outward from the piston main body 16 are integrally formed. It includes a fitting part 18 that fits into the inner periphery of the hole 14 with an appropriate interval (approximately 0.05 mm), and a piston ring 21 interposed between the fitting part 18 and the holding plate 19. . The tip of the rod portion 17, that is, the outer end 15a of the piston 15 is formed into a spherical shape, and the outer end 15a is pivotally supported on the torque plate 8. Specifically, the same number of spherical seats 22 as the pistons 15 are provided on one end surface of the torque plate 8 at equal angular intervals in the circumferential direction, and each of the pistons 15 is provided on each of these spherical seats 22.
The outer ends 15a of the two are rotatably fitted together. A piston retainer 23 prevents each piston 15 from coming off the torque plate 8. Further, the port block 11 is a thick-walled cylindrical body that is provided so as to be tiltable with respect to the rotation center M of the torque plate 8 and the rotation shaft 6. Specifically, the port block 11 has a front end surface 12 that is tiltable with respect to the rotation center M of the torque plate 8 and the rotation shaft 6. 9, the curved rear end surface 20 is brought into sliding contact with a sliding surface 24 formed on the rear cover part 3, and the cylinder block 9 is tilted integrally with the cylinder block 9 via the inclined cylinder 13. It is possible. However, this sliding surface 24
is formed into an arc shape when viewed from the side, and its center of curvature Q is the intersection of the rotation center M and the tilt axis L. Further, a synchronizing mechanism 25 is provided between the torque plate 8 and the cylinder block 9, and as the torque plate 8 and the cylinder block 9 rotate synchronously, each piston 1
The volume of the pump chamber 26 formed on the inner end 15b side of the pump 5 is increased or decreased. The synchronizing mechanism 25 includes a ring member 29 having an annular attachment portion 27 at its base end and inward teeth 28 at its tip.The annular attachment portion 27 is fitted onto the inner periphery of the cylinder block 9. At the same time, the inward teeth 28 are engaged with the rear end portions of the spline grooves 6b. Specifically, the ring member 29
is a stepped cylindrical body made of a thin steel plate or the like, and the annular attachment portion 27 forming the large diameter portion is fixed to the inner periphery of the cylinder block 9 using a pin 31. Then, a number of inward teeth 28 corresponding to the number of spline grooves 6b are provided at equal pitches at the open end of the small diameter portion, and these inward teeth 28 are tiltably engaged with the spline grooves 6b. Further, the pump chamber 26 is connected to the piston 15.
This chamber is formed by the piston body 16 and the cylinder hole 14, and is opened to the rear end surface 9a of the cylinder block 9 via the fluid passage 32. As shown in FIG. 4, connection ports 33 and 34 are opened in the front end surface 12 of the port block 11 that slides on the rear end surface 9a of the cylinder block 9, and the connection ports 33 and 34 are opened in the rear end surface 20 of the port block 11. The connection ports 35 and 36 communicating with the inflow and outflow ports 4 and 5 are opened, and the connection port 33 and the connection port 35 are connected through the communication hole 37, and the connection port 34 and the connection port 36 are connected through the communication hole 38. They communicate with each other through the In this way, the connection port 33 that communicates with one of the inflow and outflow ports 4 is connected to the torque plate 8.
A connection port that communicates with the pump chamber 26 located in a region on the right side of FIG. 34 is a pump chamber 26 existing in a region to the left of the virtual dividing plane N.
They are each formed in a semicircular arc shape so as to communicate with each other.

そして、このピストンポンプまたはモータは、
前記ピストン15の前記シリンダ穴14に対する
嵌合長さtを1mm程度の小さな値に定めるととも
に、前記可動軸心Lの前記回転中心Mに対する傾
斜角度θの最大値が15゜以下に、好ましくは10゜程
度になるように設定している。また、前記回転軸
6の内方端6b側は前記トルクプレート8および
シリンダブロツク9ならびにポートブロツク11
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39により支持している。
And this piston pump or motor is
The fitting length t of the piston 15 into the cylinder hole 14 is set to a small value of about 1 mm, and the maximum value of the inclination angle θ of the movable axis L with respect to the rotation center M is 15 degrees or less, preferably 10 degrees. It is set so that it is about . Further, the inner end 6b side of the rotating shaft 6 is connected to the torque plate 8, the cylinder block 9, and the port block 11.
extends to the rear cover portion 3 of the casing 1, and its extending end is supported by a second bearing 39 provided on the rear cover portion 3.

さらに、前記トルクプレート8の反シリンダブ
ロツク側の端面41を静圧ベアリング42を介し
て前記ケーシング1に設けた受圧面43に支持さ
せている。具体的には、前記トルクプレート8の
各球面受座22部に圧力ポケツト44を形成する
とともに、前記ピストン15の軸心部に圧液導入
路45を設け、この圧力ポケツト44内に前記ポ
ンプ室26内の作動流体の一部を導入するように
している。また、前記トルクプレート8の他端面
の前記各球面受座22に対応する部位を円形に突
出させ、その突出面41を前記フロントカバー部
2に設けた受圧面43に密接させている。また、
前記突出面41に圧力ポケツト46を設け、この
圧力ポケツト46に圧液導入路47を通して前記
ポンプ室26内の圧液の一部を導入することによ
り前記静圧ベアリング42を構成している。そし
て、前記圧力ポケツト46内の圧液の軸方向圧力
の合力と、前記圧力ポケツト44内の圧液の軸方
向圧力の合力とを略バランスさせるようにしてい
る。
Further, an end surface 41 of the torque plate 8 on the side opposite to the cylinder block is supported by a pressure receiving surface 43 provided on the casing 1 via a hydrostatic bearing 42. Specifically, a pressure pocket 44 is formed in each spherical seat 22 of the torque plate 8, a pressure fluid introduction path 45 is provided in the axial center of the piston 15, and the pump chamber is inserted into the pressure pocket 44. A portion of the working fluid in 26 is introduced. Further, a portion of the other end surface of the torque plate 8 corresponding to each of the spherical seats 22 is made to protrude in a circular shape, and the protruding surface 41 thereof is brought into close contact with a pressure receiving surface 43 provided on the front cover portion 2. Also,
The hydrostatic bearing 42 is constructed by providing a pressure pocket 46 on the protruding surface 41 and introducing a part of the pressure fluid in the pump chamber 26 into the pressure pocket 46 through a pressure fluid introduction path 47. The resultant force of the axial pressure of the pressure liquid in the pressure pocket 46 and the resultant force of the axial pressure of the pressure liquid in the pressure pocket 44 are made to be substantially balanced.

さらに、このようなものにおいて、前記同期機
構25のリング部材29の外周囲にコイルスプリ
ング48を巻装し、このコイルスプリング48の
付勢力で前記トルクプレート8および前記シリン
ダブロツク9をそれぞれ対応する受圧面43およ
び前端面12に常時転接させるようにしている。
すなわち、このコイルスプリング48は、圧縮形
のもので、その一端を前記リング部材29の段部
端面に当接させるとともに、他端を前記トルクプ
レート8の端面に当接させている。
Furthermore, in such a device, a coil spring 48 is wound around the outer periphery of the ring member 29 of the synchronization mechanism 25, and the biasing force of the coil spring 48 moves the torque plate 8 and the cylinder block 9 to receive the corresponding pressure. It is designed to be in rolling contact with the surface 43 and the front end surface 12 at all times.
That is, this coil spring 48 is of a compression type, and has one end in contact with the stepped end face of the ring member 29 and the other end in contact with the end face of the torque plate 8.

このようなものにおいて、さらに前記ポートブ
ロツク11に関連させて傾斜角度調整機構51を
設けている。傾斜角度調整機構51は、前記ポー
トブロツク11の回動方向一端側に設けた第1の
液圧式アクチユエータ52と、回動方向他端側に
設けた第2の液圧式アクチユエータ53と、前記
接続ポート33,34内に存在する作動液のうち
圧力の高い方を前記第1の液圧式アクチユエータ
52に導く作動液供給系路54と、前記第2の液
圧式アクチユエータ53を前記作動液供給系路5
4またはケースドレン55に選択的に接続する切
換弁56とを具備してなる。第1の液圧式アクチ
ユエータ52は、前記ポートブロツク11の上端
部に上方に開口するシリンダ57を形成し、この
シリンダ57にピストン58をスライド可能に嵌
合し、このピストン58に枢着したロツド59の
先端面59aを前記ケーシング1の天壁内面1a
に当接させている。そして、これら両面1a,5
9a間に圧力ポケツト61を形成し、この圧力ポ
ケツト61内に前記シリンダ57内の作動液の一
部をポート62を介して導入することによつて静
圧ベアリングを形成するようにしている。また、
第2の液圧式アクチユエータ53は、前記ポート
ブロツク11の下端部に下方に開口するシリンダ
63を形成し、このシリンダ63にピストン64
をスライド可能に嵌合し、このピストン64に枢
着したロツド65の先端面65aを前記ケーシン
グ1の底壁内面1bに当接させている。そして、
これら両面1b,65a間に圧力ポケツト66を
形成し、この圧力ポケツト66内に前記シリンダ
63内の作動液の一部をポート67を介して導入
することによつて静圧ベアリングを形成するよう
にしている。一方、作動液供給系路54は、前記
接続ポート33,34にそれぞれ連通する第1、
第2の流体通路68,69と、一端を高圧選択弁
71を介してこれら流体通路68,69に連通さ
せるとともに他端を前記第1の液圧式アクチユエ
ータ52のシリンダ57に接続した共通流体通路
72とを具備してなる。高圧選択弁71は、前記
両流体通路68,69内の圧力差によつて作動す
る弁体71aを有している。すなわち、この弁体
71aは、低圧側の流体通路69,68を閉止
し、高圧側の流体通路68,69を共通流体通路
72に接続し得るように構成されている。また、
前記切換弁56は、第3図に示すように、前記ポ
ートブロツク11内にケースドレン55に連通す
るスプール保持孔73を穿設し、このスプール保
持孔73内に弁体たるスプール74をスライド可
能に嵌合させている。なお、前記スプール保持孔
73は、その軸心を前記ポートブロツク11の移
動方向に略一致させて設けてあり、したがつて、
前記スプール38は、同移動方向にスライドし得
るようになつている。スプール74は、ランド7
5,76間に流体流通溝77を有したものであ
る。そして、前記スプール保持孔73の内周の前
記流体流通溝77に対応する部位に前記第1の液
圧式アクチユエータ52のシリンダ57に連通す
る流入ポート78を開口させるとともに、前記ラ
ンド75に対応する部位に前記第2の液圧アクチ
ユエータ53のシリンダ63に連通する流出入ポ
ート79の一端79aを開口させている。また、
前記スプール74の一端に操作ロツド81を突設
し、この操作ロツド81を透孔82を通してケー
シング1外にまで延出させている。
In such a device, an inclination angle adjustment mechanism 51 is further provided in association with the port block 11. The inclination angle adjustment mechanism 51 includes a first hydraulic actuator 52 provided at one end in the rotational direction of the port block 11, a second hydraulic actuator 53 provided at the other end in the rotational direction, and the connection port. A hydraulic fluid supply line 54 leads the higher pressure of the hydraulic fluids present in the hydraulic actuators 33 and 34 to the first hydraulic actuator 52, and a hydraulic fluid supply line 54 leads the second hydraulic actuator 53 to the hydraulic actuator 52.
4 or a switching valve 56 selectively connected to the case drain 55. The first hydraulic actuator 52 has a cylinder 57 that opens upwardly formed at the upper end of the port block 11, a piston 58 that is slidably fitted into the cylinder 57, and a rod 59 that is pivotally connected to the piston 58. The top surface 59a of the top wall inner surface 1a of the casing 1
It is in contact with the And these both sides 1a, 5
A pressure pocket 61 is formed between the cylinders 9a and 9a, and a portion of the hydraulic fluid in the cylinder 57 is introduced into the pressure pocket 61 through a port 62, thereby forming a hydrostatic bearing. Also,
The second hydraulic actuator 53 has a cylinder 63 that opens downward at the lower end of the port block 11, and a piston 64 that is connected to the cylinder 63.
The rod 65 is slidably fitted into the piston 64, and the distal end surface 65a of the rod 65 pivotally connected to the piston 64 is brought into contact with the inner surface 1b of the bottom wall of the casing 1. and,
A pressure pocket 66 is formed between these both surfaces 1b and 65a, and a portion of the hydraulic fluid in the cylinder 63 is introduced into this pressure pocket 66 through a port 67, thereby forming a hydrostatic bearing. ing. On the other hand, the hydraulic fluid supply line 54 has first and second ports communicating with the connection ports 33 and 34, respectively.
Second fluid passages 68 and 69 and a common fluid passage 72 which has one end communicating with these fluid passages 68 and 69 via a high pressure selection valve 71 and the other end connected to the cylinder 57 of the first hydraulic actuator 52. It is equipped with the following. The high pressure selection valve 71 has a valve body 71a that is operated by a pressure difference between the fluid passages 68 and 69. That is, the valve body 71a is configured to close the fluid passages 69, 68 on the low pressure side and connect the fluid passages 68, 69 on the high pressure side to the common fluid passage 72. Also,
As shown in FIG. 3, the switching valve 56 has a spool holding hole 73 formed in the port block 11 that communicates with the case drain 55, and a spool 74 serving as a valve body can be slid into the spool holding hole 73. It is mated to The spool holding hole 73 is provided with its axis substantially aligned with the moving direction of the port block 11, and therefore,
The spool 38 is slidable in the same direction of movement. Spool 74 is land 7
A fluid circulation groove 77 is provided between 5 and 76. Then, an inflow port 78 communicating with the cylinder 57 of the first hydraulic actuator 52 is opened at a portion of the inner periphery of the spool holding hole 73 corresponding to the fluid circulation groove 77, and a portion corresponding to the land 75 is opened. One end 79a of the inflow/outflow port 79 communicating with the cylinder 63 of the second hydraulic actuator 53 is opened. Also,
An operating rod 81 is protruded from one end of the spool 74, and extends to the outside of the casing 1 through a through hole 82.

次いで、この実施例の作動を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

モータとして使用する場合には、例えば、一方
の流出入ポート4を高圧液圧源(図示せず)に接
続するとともに、他方の流出入ポート5をタンク
(図示せず)に接続する。第1図に実線で示すニ
ユートラル位置においては、シリンダブロツク9
の軸心たる可動軸心Lと回転軸6の回転中心Mと
のなす角度θが零であるため、トルクプレート8
にはトルクが発生せず、回転軸6は停止してい
る。この時、切換弁56のスプール74は、第3
図に示す中立位置に保持されており、第1の液圧
式アクチユエータ52のシリンダ57に連通する
流入ポート78および第2の液圧式アクチユエー
タ53のシリンダ63に連通する流出入ポート7
9は共にブロツクされた状態にあるものとする。
したがつて、高圧側の接続ポート33の内の作動
液が作動液供給系路54を通して前記シリンダ5
7内に導かれているが、ポートブロツク11は停
止姿勢を維持する。
When used as a motor, for example, one of the inflow and outflow ports 4 is connected to a high pressure hydraulic pressure source (not shown), and the other inflow and outflow port 5 is connected to a tank (not shown). In the neutral position shown by the solid line in FIG.
Since the angle θ between the movable axis L, which is the axis of the rotary shaft 6, and the rotation center M of the rotating shaft 6 is zero, the torque plate 8
No torque is generated, and the rotating shaft 6 is stopped. At this time, the spool 74 of the switching valve 56
The inflow/outflow port 7 is held in the neutral position shown and communicates with the cylinder 57 of the first hydraulic actuator 52 and the cylinder 63 of the second hydraulic actuator 53.
9 are both in a blocked state.
Therefore, the hydraulic fluid in the high pressure side connection port 33 passes through the hydraulic fluid supply line 54 to the cylinder 5.
7, the port block 11 maintains its stopped position.

この状態から、操作ロツド81を、例えば、図
中上方へ所要量だけ引き上げ操作すると、切換弁
56のスプール74がスライドし、該スプール7
4のランド75が流出入ポート79の開口端79
aよりも上方へ変位することになる。その結果、
前記流入ポート78と前記流出入ポート79が連
通し、前記液圧アクチユエータ53のロツク状態
が解除されるとともに、該アクチユエータ53の
シリンダ63内にも高圧の作動液が導入される。
換言すれば、高圧側の接続ポート33内の作動液
の圧力が前記両アクチユエータ52,53のシリ
ンダ57,63内に作用することになる。そのた
め、ピストンおよびシリンダ径の大きい第2の液
圧式アクチユエータ53の作動力が、第1の液圧
式アクチユエータ52の作動力を上まわることに
なり、ポートブロツク11が図中上方へ曲面24
に沿つて傾動しながら移動させられる。これに伴
つて、シリンダブロツク9も上方へ移動しつつ傾
動し、可動軸心Lの回転中心Mに対する傾斜角度
θがしだいに増加していく。そのため、このシリ
ンダブロツク9に保持されたピストン15とトル
クプレート8との協働により周知な斜軸形モータ
としての作用が営まれ、前記回転軸6が回転す
る。そして、前記ポートブロツク11が前記操作
ロツド81の移動量に対応する分だけ上方へ移動
すると、該ポートブロツク11が前記スプール7
4に追いつくことになり、前記流出入ポート79
が再びスプール74のランド75により閉塞され
て前記第2の液圧アクチユエータ53がロツクさ
れることになり、前記ポートブロツク11および
シリンダブロツク9の傾動が停止する。この状態
から、逆に前記操作ロツド81を所要量だけ下方
に移動操作すると、今度は前記スプール74のラ
ンド75が、前記流出入ポート79の開口端79
aよりも下方に偏位する。その結果、第2の液圧
式アクチユエータ53のシリンダ63が前記流出
入ポート79を介してケースドレン55に解放さ
れることになり、第2の液圧式アクチユエータ5
3がフリーとなる。そのため、第1の流体アクチ
ユエータ52の作動力によつて前記ポートブロツ
ク9が図中下方へ移動させられ、前記傾斜角度θ
が減少していく。そして、前記ポートブロツク1
1が前記操作ロツド81の移動量に対応する分だ
け下方へ移動すると、該ポートブロツク11が前
記スプール74に追いつくことになり、前記流出
入ポート79が再びランド75により閉塞されて
前記ポートブロツク11およびシリンダブロツク
9の傾動が停止する。
From this state, when the operating rod 81 is pulled upward in the figure by a required amount, the spool 74 of the switching valve 56 slides, and the spool 74 of the switching valve 56 slides.
The land 75 of No. 4 is connected to the open end 79 of the inflow/outflow port 79.
It will be displaced upwards from point a. the result,
The inflow port 78 and the outflow/inflow port 79 communicate with each other, and the lock state of the hydraulic actuator 53 is released, and high-pressure hydraulic fluid is also introduced into the cylinder 63 of the actuator 53.
In other words, the pressure of the hydraulic fluid in the high-pressure side connection port 33 acts on the cylinders 57 and 63 of both the actuators 52 and 53. Therefore, the actuation force of the second hydraulic actuator 53, which has a large piston and cylinder diameter, exceeds the actuation force of the first hydraulic actuator 52, and the port block 11 moves upward on the curved surface 24 in the figure.
It is moved while tilting along the Along with this, the cylinder block 9 also moves upward and tilts, and the inclination angle θ of the movable axis L with respect to the rotation center M gradually increases. Therefore, the piston 15 held by the cylinder block 9 and the torque plate 8 work together to function as a well-known oblique shaft motor, and the rotary shaft 6 rotates. Then, when the port block 11 moves upward by an amount corresponding to the amount of movement of the operating rod 81, the port block 11 moves toward the spool 7.
4, and the inflow and outflow ports 79
is again closed by the land 75 of the spool 74, and the second hydraulic actuator 53 is locked, and the tilting of the port block 11 and cylinder block 9 is stopped. From this state, when the operation rod 81 is moved downward by the required amount, the land 75 of the spool 74 is moved to the open end 79 of the inflow/outflow port 79.
It deviates downward from a. As a result, the cylinder 63 of the second hydraulic actuator 53 is released into the case drain 55 through the inflow/outflow port 79, and the second hydraulic actuator 5
3 is free. Therefore, the port block 9 is moved downward in the figure by the actuation force of the first fluid actuator 52, and the inclination angle θ is
is decreasing. Then, the port block 1
1 moves downward by an amount corresponding to the amount of movement of the operating rod 81, the port block 11 catches up with the spool 74, the inflow/outflow port 79 is again blocked by the land 75, and the port block 11 Then, the cylinder block 9 stops tilting.

このようにして、可動軸心Lの回転中心Mに対
する傾斜角度θを零を含む所望の値に変更して、
容量を可変制御することができるわけであるが、
このものは、前述のようにスプール74に接続し
た操作ロツド81にポートブロツク11およびシ
リンダブロツク9を追従させ得るようになつてい
る。そのため、前記操作ロツド81に加える操作
量と、容量の変化量とを1対1で対応させること
が可能であり、サーボシステムを用いて容量制御
を行なう場合と同様な優れた操作性が得られる。
そのため、前記操作ロツド81をウオーム歯車機
構を用いて操作するようにする等の工夫をこらせ
ば、きわめて精度の高い容量可変制御を行なうこ
とも可能である。しかも、このものは、サーボ弁
や位置検出器等を一切必要としないため構造が簡
単であり、実施が容易である。
In this way, the inclination angle θ of the movable axis L with respect to the rotation center M is changed to a desired value including zero,
Although the capacity can be variably controlled,
This allows the port block 11 and cylinder block 9 to follow the operating rod 81 connected to the spool 74 as described above. Therefore, it is possible to make a one-to-one correspondence between the amount of operation applied to the operating rod 81 and the amount of change in capacity, and excellent operability similar to that achieved when controlling capacity using a servo system can be obtained. .
Therefore, if the operating rod 81 is operated using a worm gear mechanism, it is possible to perform variable capacity control with extremely high precision. Furthermore, this device does not require any servo valves or position detectors, so it has a simple structure and is easy to implement.

なお、前記実施例では、内部の圧液を利用して
ポートブロツク駆動用の液圧式アクチユエータを
作動させるようにした場合について説明したが、
本発明は、かならずしもこのようなものに限定さ
れるものではなく、例えば、外部から専用の作動
液を別途供給するようにしてもよい。しかしなが
ら、前記実施例のようにすれば、配管の煩雑化が
防止でき、構成を簡略なものにすることができ
る。
In the above embodiment, a case was explained in which the internal pressure fluid was used to operate the hydraulic actuator for driving the port block.
The present invention is not necessarily limited to this, and for example, a dedicated hydraulic fluid may be supplied separately from the outside. However, if the above embodiment is adopted, the piping can be prevented from becoming complicated and the configuration can be simplified.

また、液圧式のアクチユエータも、前記のもの
に限らず、例えば、1組のピストンおよびシリン
ダによりポートブロツクを作動させるようなもの
にしてもよいが、前記のようにすれば、切換弁の
構造をきわめて簡単なものにすることができる。
Further, the hydraulic actuator is not limited to the above-mentioned type; for example, a type that operates a port block using a pair of pistons and cylinders may be used. It can be made extremely simple.

また、前記実施例では、モータとして使用する
場合について説明したが、ポンプとして使用する
こともできるのは勿論である。
Furthermore, in the above embodiments, the case where the motor is used as a motor has been described, but it goes without saying that it can also be used as a pump.

(ヘ) 効果 本発明は以上のような構成であるから構造が簡
単でしかもシリンダブロツクおよびポートブロツ
クの傾斜角度を正確に調節することができる可変
容量式のピストンポンプまたはモータを提供でき
るものである。特に、傾斜角度調整機構を、径の
異なる一対の液圧式アクチユエータで構成したた
め、その制御を簡易に行い得る効果も付随する。
(F) Effects The present invention has the above-mentioned configuration, so it is possible to provide a variable displacement piston pump or motor that has a simple structure and can accurately adjust the inclination angles of the cylinder block and port block. . In particular, since the inclination angle adjustment mechanism is configured with a pair of hydraulic actuators having different diameters, there is an accompanying effect that it can be easily controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の一実施例を示し、第1図は縦断
面図、第2図は第1図における−線断面図、
第3図は第1図における−線断面図、第4図
は第1図における−線断面図である。 1…ケーシング、6…回転軸、8…トルクプレ
ート、9…シリンダブロツク、9a…後端面、1
1…ポートブロツク、14…シリンダ穴、15…
ピストン、51…傾斜角度調整機構、52,53
…液圧式のアクチユエータ、74…弁体(スプー
ル)、81…操作部材(操作ロツド)。
The drawings show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a longitudinal sectional view, FIG. 2 is a sectional view taken along the line - in FIG. 1,
3 is a cross-sectional view taken along the line -- in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line -- in FIG. 1... Casing, 6... Rotating shaft, 8... Torque plate, 9... Cylinder block, 9a... Rear end surface, 1
1...Port block, 14...Cylinder hole, 15...
Piston, 51...Inclination angle adjustment mechanism, 52, 53
... Hydraulic actuator, 74 ... Valve body (spool), 81 ... Operation member (operation rod).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 流出入ポートを有したケーシングと、このケ
ーシングに支持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可動軸心回
りに回転可能に設けられ前記可動軸心と平行な複
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着され前
記トルクプレートに連結された複数のピストン
と、前記シリンダブロツクの反トルクプレート側
の端面を摺動支持しつつ該シリンダブロツクとと
もに前記回転中心に対して傾動できるように設け
られ前記ケーシングの流出入ポートと前記シリン
ダ穴とを連通させるポートブロツクと、前記シリ
ンダブロツクおよびポートブロツクを傾動させて
前記可動軸心の前記回転中心に対する傾斜角度を
変化させる傾斜角度調整機構とを具備してなるピ
ストンポンプまたはモータにおいて、前記傾斜角
度調整機構を、前記ポートブロツクを互いに逆方
向に傾動させ得る位置に設けた径の異なる一対の
液圧式のアクチユエータと、切換方向を前記ポー
トブロツクの移動方向に略一致させて該ポートブ
ロツク内に設けられその切換移動により前記両ア
クチユエータに同時に駆動用圧液を供給する状態
または径の小さい方のアクチユエータにのみ駆動
用圧液を供給し径の大きい方のアクチユエータを
ケースドレンに解放する状態を選択的に実現する
弁体と、この弁体を切換移動させるための操作部
材とを備えてなるものにし、外部から前記操作部
材に与えられる運動に前記ポートブロツクを追従
させ得るように構成したことを特徴とする可変容
量形ピストンポンプまたはモータ。
1. A casing with an inlet/outlet port, an input/output rotating shaft supported by this casing, a torque plate that can rotate integrally with this rotating shaft, and a movable shaft that intersects with the rotation center of this torque plate. A cylinder block that is rotatably provided and has a plurality of cylinder holes opened toward the torque plate parallel to the movable axis; and a cylinder block that is slidably fitted into each cylinder hole of the cylinder block and connected to the torque plate. and a plurality of pistons, which are provided so as to be able to tilt with respect to the center of rotation together with the cylinder block while slidingly supporting the end surface of the cylinder block on the anti-torque plate side, and connecting the inflow and outflow ports of the casing and the cylinder hole. A piston pump or a motor comprising a port block that communicates with each other, and an inclination angle adjustment mechanism that tilts the cylinder block and port block to change the inclination angle of the movable shaft center with respect to the rotation center. The mechanism includes a pair of hydraulic actuators of different diameters provided at positions where the port block can be tilted in opposite directions, and a mechanism provided within the port block with a switching direction substantially aligned with the moving direction of the port block. The switching movement selectively selects a state in which drive pressure fluid is supplied to both actuators at the same time, or a state in which drive pressure fluid is supplied only to the smaller diameter actuator and the larger diameter actuator is released to the case drain. The port block is characterized by comprising a valve body for realizing the valve body and an operation member for switching and moving the valve body, and configured so that the port block can follow a movement applied to the operation member from the outside. variable displacement piston pump or motor.
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EP85102098A EP0158084B1 (en) 1984-02-29 1985-02-26 Bent axis type axial piston pump or motor
DE8585102098T DE3578004D1 (en) 1984-02-29 1985-02-26 AXIAL PISTON PUMP OR MOTOR WITH INCLINED AXLE.
US07/149,896 US4872394A (en) 1984-02-29 1988-01-28 Bent axis type axial piston pump or motor

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3162142A (en) * 1957-05-23 1964-12-22 Reiners Walter Hydraulic axial-piston machine

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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