JPH0562238B2 - - 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、効率の高い斜軸形ピストンポ
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。

(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され該ケーシングととも
に回転可能トルクプレートと、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ケーシングを
軸受支持する固定軸と、前記固定軸に形成され前
記シリンダブロツクの反トルクプレート側の面を
摺接支持するバルブ面と、前記バルブ面に開口さ
せて設けられ前記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、一
端を外部に開口させて前記固定軸内に設けられ他
端を前記各接続ポートにそれぞれ連通させた作動
液案内用の対をなす流出入ポートとを具備してな
ることを特徴とする。

(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は円筒体状のものであ
る。また、このケーシング１の内周壁にスプライ
ン溝刻設部１ａを設け、このスプライン溝刻設部
１ａにトルクプレート２の外周を嵌着している。
すなわち、トルクプレート２は、円板状のもので
前記ケーシング１内に軸心を一致させて配置され
該ケーシング１と一体に回転可能となつている。
そして、このトルクプレート２の後方にシリンダ
ブロツク３を配設している。シリンダブロツク３
は、前記ケーシング１およびトルクプレート２の
回転中心Ｍに対して一定角度θだけ傾斜した傾斜
軸心Ｌ回りに回転可能に設けられた厚肉円筒体状
のものである。また、このシリンダブロツク３に
は、前記傾斜軸心Ｌに平行で前記トルクプレート
２方向に開口する複数のシリンダ穴４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４にピストン５をそれぞれスライド
可能に嵌合させている。ピストン５は、前記シリ
ンダ穴４内に嵌合するピストン本体部６と、この
ピストン本体部６から外方へ延出させたロツド部
７とを一体に形成してなるもので、本体部６は、
前記シンリダ穴４の内周に適正な隙間（0.05mm程
度）を介して嵌合する嵌合部８と、この嵌合部８
と押え板９との間に介設したピストンリング１１
とを備えている。そして、前記ロツド部７の先
端、つまり、ピストン５の外方端５ａは球状に成
形されており、この外方端５ａを前記トルクプレ
ート２に枢支させている。具体的には、前記トル
クプレート２の一端面に前記ピストン５と同数の
球面受座１２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１２に前記各ピストン
５の外方端５ａを回動可能に嵌合させている。そ
して、これら各ピストン５が前記トルクプレート
２から外れるのをピストンリテーナ１３により防
止している。また、前記トルクプレート２と前記
シリンダブロツク３との間にははすば歯車方式に
よる同期機構１４が設けてあり、このトルクプレ
ート２と前記シリンダブロツク３との同期回転に
伴わせて前記各ピストン５の内方端５ｂとシリン
ダ穴４との間に形成されるポンプ室１５の容積を
増減させるようにしている。このポンプ室１５
は、前記ピストン５のピストン本体６と前記シリ
ンダ穴４とによつて形成された室であり、液体通
路１６を介してシリンダブロツク３の後端面に開
口させてある。そして、このようなトルクプレー
ト２とシリンダブロツク３とを貫通させて固定軸
１７を設けている。固定軸１７は、外方端側の大
径部１８と内方端側の小径部１９とを有し、前記
トルクプレート２とシリンダブロツク３の貫通部
両側に設けた第１の軸受２１および第２の軸受２
２を介して前記ケーシング１を回転可能に支持し
ている。そして、その外方端部１７ａを前記ケー
シング１に設けた開口部１ｂを通して外部へ延出
させている。また、この固定軸１７の前記小径部
１９に固定円板２３を嵌着し、キー１７ｂを用い
て固定している。また、前記固定軸１７の大径部
１８の内方側端部に前記傾斜軸心Ｌに直交するバ
ルブ面２４を形成し、前記シリンダブロツク３の
反トルクプレート側の面を摺接させている。ま
た、前記固定軸１７内に、一端をそれぞれ該固定
軸１７の外方端に開口させて対をなす流出入ポー
ト２５，２６を設けている。そして、流出入ポー
ト２５はその他端を接続ポート２７に、流出入ポ
ート２６はその他端を接続ポート２８に、それぞ
れ連通させている。接続ポート２７，２８は、そ
れぞれ前記バルブ面２４に開口させた対をなすも
のであり、接続ポート２７は前記ケーシング１お
よびトルクプレート２の回転中心Ｍと前記傾斜軸
心Ｌを含む仮想分割面Ｎよりも第３図中右側の領
域に存在するポンプ室１５に連通するように、
また、他方の接続ポート２８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１５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、このピストンポンプまたはモータは、
前記ピストン５の前記シリンダ穴４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1.0mm程
度の値に定めるとともに、前記傾斜角度を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２の反シリンダブロ
ツク側の面３２を前記固定軸１７に固定した固定
円板２３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１５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２を押圧する軸方向力と前記ピストン５側か
ら前記トルクプレート２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２の各球面受座１２部に
圧力ポケツト３５を形成するとともに、前記ピス
トン５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１５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２の他端面の前記各球面受座１２
に対応する部位を円形に突出させ、その突出面３
２を前記固定円板２３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１５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３５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２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３を固定
軸１７のバルブ面２４に押し付けておくためのス
プリングである。３９はドレンポートである なお、第１図では説明の便宜上、シリダン穴４
や接続ポート２７，２８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。

次いで、この実施例の作動を説明する。

固定軸１７内に設けた流出入ポート２５を介し
てケーシング１内に作動液を流入させる。こうし
て流入した作動液は、接続ポート２７へ流入す
る。そして、この接続ポート２７から前記第１領
域のポンプ室１５内へ流入する。この流入した
作動液の液圧によつてピストン５が押圧され、ト
ルクプレート２が矢印Ｘ方向へ回転付勢される。
そして、このトルクプレート２に与えられる回転
力により、該トルクプレート２をスプラインを介
し支持しているケーシング１も一体に矢印Ｘ方向
へ回転駆動される。また、トルクプレート２とシ
リンダブロツク３とは同期機構１４により同期し
て回転するので、傾斜軸心Ｌの傾きにより、第１
領域に存在するピストン５は、回転に伴つて逐
次シリンダ穴４から突出するとともに、第２領域
に存在するピストン５は逐次シリンダ穴４に没
入する。そのため前記接続ポート２７に連通する
前記第１領域を通過中のポンプ室１５の容積が
漸増するとともに、他方の接続ポート２８に連通
する第２領域を通過中のポンプ室１５の容積が
漸減することになり、前記流出入ポート２５から
流入した作動液が第１領域のポンプ室１５に流
入するとともに前記第２領域のポンプ室１５内
からは作動液が押し出され、この押し出される作
動液が接続ポート２８を介して他方の流出入ポー
ト２６から排出される。なお、前記流出入ポート
２６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
駆動する。

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、この実施例で
は、固定軸１７をトルクプレート２およびシリン
ダブロツク３に貫通させて設け、該固定軸１７の
貫通部の両側でケーシング１を軸受２１，２２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１７
を固定し、ケーシング１を回転させる方式を採用
しても、軸受の大形化等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１７にシリンダ
ブロツク３と摺接するバルブ面２４を設け、この
バルブ面２４に前記シリンダブロツク３内のポン
プ室１５と前記固定軸１７内の流出入ポート２６
とを連通させる接続ポート２７を開口させている
ので、固定軸１７側から前記シリンダブロツク３
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５の傾斜確度θおよびピスト
ン５のシリンダブロツク穴４に対する嵌合長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固
定軸１７のバルブ面２４と固定円板２３の反力に
よつて受けとめており、回転部品であるシリンダ
ブロツク３およびトルクプレート２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させて設け
たものであつてもよいし、また固定円板までとし
一方の軸受を省略するようにしてもよい。

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 以上説明したように、本発明は軸側からシリン
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ピストンポン
プまたはモータを提供できるものである。

【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、１ａ……トルク伝達手段
（スプライン溝刻設部）、２……トルクプレート、
３……シリンダブロツク、４……シリンダ穴、５
……ピストン、５ａ……外方端、５ｂ……内方
端、１４……同期機構、１５……ポンプ室、１７
……固定軸、２１……第１の軸受、２２……第２
の軸受、２３……固定円板、２４……傾斜軸、２
５，２６……流出入ポート、２７，２８……接続
ポート、Ｌ……傾斜軸受、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され該ケーシ
   ングにトルク伝達手段を介して一体回転可能に連
   結されたトルクプレートと、このトルクプレート
   の回転中心と交わる傾斜軸心回りに設けられ、且
   つ同期機構を介してこのトルクプレートに連結さ
   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ケーシ
   ングを軸受支持する固定軸と、前記固定軸には前
   記シリンダブロツクの反トルクプレート側の面を
   摺動支持するバルブ面が形成され、前記バルブ面
   に開口させて設けられ前記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、一端を外部に開口させて前記固定軸内に設
   けられ他端を前記各接続ポートにそれぞれ連通さ
   せた作動液案内用の対をなす流出入ポートとを具
   備してなることを特徴とするピストンポンプまた
   はモータ。