JPH0562237B2 - - Google Patents

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
可能な斜軸方式によるピストン形のポンプまたは
モータに関するものである。

(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
はベーン形の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。これはピストン形の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
が注目をあつめている。

ところが、従来の斜軸形ポンプまたはモータ
は、周知のように、軸をケーシングに片持的に枢
支させており、軸側からシリンダブロツク内に作
動流体を給排出させるのが困難である等の事情が
ある。そのため、ケーシングを固定し、軸を回転
させるようにした形式のものしか存在しない。

しかるに、かかる液圧機械を車両の走行車輪や
ウインチドラムを駆動するためのモータとして使
用したり、ベルト駆動形のポンプまたはモータと
して用いる場合には、軸を固定しケーシングを回
転させるようにした方がコンパクトな設計が可能
である。そのため、効率の高い斜軸形ポンプまた
はモータであつて、ケーシング回転方式のものの
出現が望まれている。

(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、軸側からシリンダブロツク内への作動流
体の給排出を無理なく確実に行なうことができる
とともに、ケーシングに大きな荷重が作用する場
合でも軸受部分の大形化を招くことがなく、軸を
固定してケーシングが回転するようにしたケーシ
ング回転方式として種々の用途に広く使用するこ
とができる斜軸形のポンプまたはモータを提供す
ることを目的とする。

(ニ) 構成 本発明は、前記目的を実現するために、軸心回
りに回転可能なケーシングと、このケーシング内
に軸心を一致させて配設したトルクプレートと、
このトルクプレートの軸心と交わる傾斜軸心回り
に設けられ、この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
ンリダブロツクと、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その外方端を
前記トルクプレートに枢支させた複数のピストン
と、このピストンの内方端と前記シリンダ穴とに
より形成されるポンプ室と、前記トルクプレート
およびシリンダブロツクを貫通させて設けられ前
記トルクプレートを回転不能に支持するとともに
その貫通部両側において前記ケーシングを回転可
能に軸受支持する固定軸と、この固定軸内に設け
た作動液案内用の対をなす流出入ポートと、前記
ケーシングに設けられ該ケーシングの回転に伴つ
て容積が増大するポンプ室および容積が減少する
ポンプ室にそれぞれ連通する対をなす接続ポート
と、前記ケーシングと前記固定軸との間に設けら
れ前記各接続ポートを対応する前記各流出入ポー
トにそれぞれ常時接続するデイストリビユータと
を具備してなるものにしたことを特徴とする。

(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。

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
るものある。そして、このケーシング１を貫通さ
せて固定軸４を設けている。固定軸４は、前記ケ
ーシング１を軸心Ｍ回りに回転可能に支持するた
めのもので、両端近傍部に設けた第１の軸受５お
よび第２の軸受６を介して前記ケーシング１の両
端部分を回転可能に支持している。そして、その
一端部４ａ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るとともに、そ
の他端部４ｂを前記リヤカバー部３に設けた開口
部３ａを通して外部に延出させている。また、こ
の固定軸４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４ｃを設け、このスプライ
ン溝刻設部４ｃに円板状のトルクプレート７を嵌
着固定している。

そして、このトルクプレート７の後方にシリン
ダブロツク８を配設している。シリンダブロツク
８は、前記トルクプレート７および前記固定軸４
の軸心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９に摺接させた状態で配設させて
ある。また、このシリンダブロツク８には、前記
傾斜軸心Ｌに平行で前記トルクプレート７方向に
開口する複数のシリンダン穴１１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１１にピストン１２をそれぞれスライド
可能に嵌合させている。ピストン１２は、前記シ
リンダ穴１１内に嵌合するピストン本体部１３
と、このピストン本体部１３から外方へ延出させ
たロツド部１４とを一体に形成してなるもので、
本体部１３は、前記シンリダ穴１１の内周に適正
な隙間（0.05mm程度）を介して嵌合する嵌合部１
０と押え板２０との間に介設したピストンリング
３０とを備えている。そして、前記ロツド部１４
の先端、つまり、ピストン１２の外方端１２ａは
球状に成形されており、この外方端１２ａを前記
トルクプレート７に枢支させている。具体的に
は、前記トルクプレート７の一端面に前記ピスト
ン１２と同数の球面受座１５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１５に
前記各ピストン１２の外方端１２ａを回動可能に
嵌合させている。そして、これら各ピストン１２
が前記トルクプレート７から外れるのをピストン
リテーナ１６により防止している。また、前記ト
ルクプレート７と前記シリンダブロツク９との間
にはハスバ歯車式の回転防止機構１７が設けてあ
り、ケーシング１の回転によつてもシリンダブロ
ツク８が回転しないようになつている。また、前
記各ピストン１２の内方端１２ｂと前記各シリン
ダ穴１１とによりポンプ室１８を形成している。
このポンプ室１８は、流体通路１９を介してシリ
ンダブロツク８の後端面に開口させてある。ま
た、前記固定軸４内に対をなす流出入ポート２
１，２２を設けるとともに、前記シンリダブロツ
ク８のバルブ面９に接続ポート２３，２４を開口
させている。接続ポート２３は、前記軸心Ｍおよ
び傾斜軸心Ｌを含む仮想分割面Ｎよりも第３図右
側の領域に存在するポンプ室１８に連通するよ
うに、また、他方の接続ポート２４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１
８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、前記流出入ポート２１を接続ポ
ート２３に、流出入ポート２２を接続ポート２４
に、デイストリビユータ２５を介してそれぞれ常
時接続させている。すなわち、このデイストリビ
ユータ２５は、前記固定軸４の外周に前記各流出
入ポート２１，２２にそれぞれ連通する１対の環
状溝２６，２７を設けるとともに、前記ケーシン
グ１のリヤカバー３の内周に前記各環状溝２６，
２７にそれぞれ常時連通する連通路２８，２９を
開口させたもので、これら各連通路２８，２９
は、対応する各接続ポート２３，２４にそれぞれ
接続されている。

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１２の前記シリンダ穴１１に対する
嵌合長さｔと、前記傾斜軸心Ｌの傾斜角度θとを
共に小さな値、具体的には、前記嵌合長さを1.0
mm程度の値に定めるとともに、前記傾斜角度θを
15°以下に、好ましくは10°程度に設定している。

また、前記トルクプレート７の反シリンダブロ
ツク側の面３２を前記ケーシング１に設けた受圧
面３３に密接させてこれら両面３２，３３間に前
記ポンプ室１８内の作動流体が導入される圧力ポ
ケツト３４を形成し、この圧力ポケツト３４内の
作動流体が前記トルクプレート７を押圧する軸方
向力と前記ピストン１２側から前記トルクプレー
ト７に作用する軸方向力とが略バランスし得るよ
うに構成している。具体的には、前記トルクプレ
ート７の各球面受座１５部に圧力ポケツト３５を
形成するとともに、前記ピストン１２の軸心部に
圧液導入路３６を設け、この圧力ポケツト３５内
に前記ポンプ室１８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７
の他端面の前記各球面受座１５に対応する部位を
円形に突出させ、その突出面３２を前記フロント
カバー部２に設けた受圧面３３に密接させてい
る。また、前記突出面３２に第４図に示すような
形状の圧力ポケツト３４を設け、この圧力ポケツ
ト３４に作動液導入路３７を通して前記ポンプ室
１８内の作動液の一部を導入するようにしてい
る。そして、前記圧力ポケツト３４内の作動流体
の軸方向圧力Ｐ１の合力と、前記圧力ポケツト３
５内の作動流体の軸方向圧力Ｐ２の合力とを略バ
ランスさせるようにしている。なお、３８は前記
トルクプレート７を常時前記受圧面３３に添接さ
せると共に前記シリンダブロツク８をケーシング
１のバルブ面９に押し付けておくためのスプリン
グである。

なお、第１図では説明の便宜上、シリダン穴１
１や接続ポート２３，２４等の配設位相を実際の
ものとは若干異ならせてある。これらの正しい配
設位置は、第３図および第４図を参照されたい。
また第２図で３９はドレーンポートを示してい
る。

次いで、この実施例の作動を説明する。

固定軸４内に設けた流出入ポート２１を介して
ケーシング１内に高圧の作動液を流入させる。し
かして、この作動液は、デイストリビユータ２５
の環状溝２６へ流入し、さらに連通路２８を介し
て接続ポート２３へ導入され、この接続ポート２
３から第１領域に存在するポンプ室１８内へ導
かれる。こうして作動液が導入されたポンプ室１
８内は高圧となり、その圧力によつて対応するピ
ストン１２を押圧し前記トルクプレート７を第３
図中時計回りに回転させようとする。しかし、前
記トルクプレート７は、前記固定軸４により回転
不能に支持されているため、逆にバルブ面９が押
し返されることになり、リヤーケース３が第３図
中反時計方向（矢印Ｘ方向）に回転する。このよ
うにして、ケーシング１が回転していくと、前記
接続ポート２３も時計回りに回転し、前記第１領
域もそれに伴つて回転移動する。したがつて、
前記流出ポート２１を介して作動液をケーシング
１内に供給し続けると、前記第１領域に存在す
るポンプ室１８に順次作動液が流入して該ポンプ
室１８の容積を増大させる。一方、前記第２領域
に存在するポンプ室１８はケーシング１の回転
に伴い容積が減少していく。そして、かかる容積
の減少により、該ポンプ室１８内から接続ポート
２４へ作動液が吐出される。こうして吐出された
作動液は、前記接続ポート２４から連通路２９を
介してデイストリビユータ２５の環状溝２７へ流
入し、さらに流出入ポート２２を介してケーシン
グ１の外部へ排出される。

なお、前記流出入ポート２２から作動液を流入
させると作動が以上の説明とは逆になり、前記ケ
ーシング１は逆方向に回転する。

このようにして、ケーシング１が回転しモータ
としての機能を営むわけであるが、このものは、
固定軸４をトルクプレート７およびシリンダブロ
ツク８に貫通させて設け、該固定軸４の貫通部の
両側でケーシング１を軸受５，６により支持する
ようにしているので、軸をケーシングにより片持
的に支持する場合のように軸受に大きな荷重が加
わることがない。そのため、軸４を固定し、ケー
シング１を回転させる方式を採用しても、軸受の
大型化を招くことなしに無理なくケーシング１を
支持し回転させることができるものである。しか
も、前記固定軸４をトルクプレート７およびシン
リダブロツク８に貫通させて設けるとともに、こ
の固定軸４と前記ケーシング１との間にデイスト
リビユータ２５を設け、前記ケーシング１に設け
た接続ポート２３，２４と前記固定軸４内に穿設
した流出入ポート２１，２２とを常時連通させる
ようにしているので、前記固定軸４側から前記シ
リンダブロツク８内への作動液の給排出を簡単か
つ確実に行なうことができる。したがつて、この
ようなものであれば、前記ケーシング１の外周部
にタイヤを装着できるようにすれば走行用油圧モ
ータとして適したものになる。また、前記ケーシ
ング１をドラムにすることにより、ウインチとし
て用いることができる。さらに、前記ケーシング
１の外周にベルトを掛けることができるプーリ部
を形成すれば、ベルト駆動形のポンプまたはモー
タとして使用することができる。

さらに、ピストン１２の傾斜確度θおよびピス
トン１２のシリンダブロツク穴１１に対する嵌合
長さｔを共に小さな値に設定しているので、ピス
トンとシリンダ穴とのかみ込みのより円滑な作動
が阻害されるという不都合を生じることなしに構
造の簡略化ならびに小形軽量化を図ることができ
る。

しかも、作動時に発生する液圧の軸方向力は前
記ケーシング１のバルブ面９および受圧面３３の
反力によつて受けとめるようになつており、前記
シリンダブロツク８およびトルクプレート７に作
用する軸方向力は液圧バランスがとれている。そ
のため、スラスト軸受あるいはスラスト・ラジア
ル兼用の大きな軸受を使用する必要がなく、この
点からも小形軽量化を促進することができるとと
もに、低価格化ならびに長寿命化を図ることがで
きるものである。

なお、本発明は前記実施例に限られないのは勿
論であり、固定軸はケーシングを貫通しないもの
であつてもよい。

また、デイストリビユータは、前記実施例のも
のに限られず、各接続ポートを対応する各流出入
ポートにそれぞれ常時接続するものであればよ
い。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。

(ヘ) 効果 本発明は、以上のような構成であるから、軸側
からシリンダブロツク内への作動流体の給排出を
無理なく確実に行なうことができるとともに、ケ
ーシングに大きな荷重が作用する場合でも軸受部
分の大形化を招くことがなく、軸を固定してケー
シングが回転するようにしたケーシング回転方式
として種々の用途に広く使用することができる斜
軸形のポンプまたはモータを提供することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

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図における拡大矢視図、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−線部分断面図、第５図はト
ルクプレートの部分拡大断面図である。 １……ケーシング、４……固定軸、５……第１
の軸受、６……第２の軸受、７……トルクプレー
ト、８……シリンダブロツク、９……バルブ面、
１１……シリンダ穴、１２……ピストン、１７…
…回転防止機構、１８……ポンプ室、２１，２２
……流出入ポート、２３，２４……接続ポート、
３１……軸受、２５……デイストリビユータ、２
６，２７……環状溝、Ｌ……傾斜軸心、Ｍ……軸
心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸心回りに回転可能なケーシングと、このケ
   ーシング内に軸心を一致させて配設したトルクプ
   レートと、このトルクプレートの軸心と交わる傾
   斜軸心回りに設けられ、且つ回転防止機構を介し
   てこのトルクプレートに一体回転可能に結合さ
   れ、この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着されその外方端を前記トル
   クプレートに枢支させた複数のピストンと、この
   ピストンの内方端と前記シリンダ穴とにより形成
   されるポンプ室と、前記トルクプレートおよびシ
   リンダブロツクを貫通させて設けられ前記トルク
   プレートを回転不能に支持するとともにその貫通
   部両側において前記ケーシングを回転可能に軸受
   支持する固定軸と、この固定軸内に設けた作動液
   案内用の対をなす流出入ポートと、前記ケーシン
   グに設けられ該ケーシングの回転に伴つて容積が
   増大するポンプ室および容積が減少するポンプ室
   にそれぞれケーシング側に設けたバルブ面を介し
   て連通する対をなす接続ポートと、前記ケーシン
   グと前記固定軸との間に設けられ前記各接続ポー
   トを対応する前記各流出入ポートにそれぞれ常時
   接続するデイストリビユータとを具備してなり、
   シリンダブロツクがバルブ面に対して相対的に摺
   動することにより、ポンプ室内の流体の流出入が
   惹起され、又はケーシングにトルクが与えられる
   ことを特徴とするピストンポンプまたはモータ。