JPH0742436U - 油圧ポンプモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 斜板に大きな荷重が長時間作用しても、斜板
支持部材の摺動面に異常磨耗が起こらない油圧ポンプモ
ータを提供する。 【構成】 図２（ａ）の斜板１０は左右一対の凸状円筒
面１１ａ、１１ｂを有し、各凸状円筒面１１ａ、１１ｂ
に略三角形状の２つの静圧ポケット１２ａ、１２ｃ；１
２ｂ、１２ｄが凸状円筒面１１ａ、１１ｂの中心線に対
して対称的に区分してそれぞれ形成され、各静圧ポケッ
トの静圧油を通過させる連通溝１４ａ、１４ｂが設けら
れる。一方、図２（ｂ）の斜板支持部材２０は、支持板
２４に左右一対の台座２５ａ、２５ｂが形成され、各台
座２５ａ、２５ｂにそれぞれ凹状円筒面２１ａ、２１ｂ
が形成され、下から約１／４の位置に油供給孔２２ａ、
２２ｂが設けられる。油供給孔２２ａ、２２ｂのうち、
一方はリアカバー３６内に形成された高圧側通路３２
に、他方は低圧側通路３３に接続されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は斜板の傾斜角が制御可能な可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータ として動作可能な油圧ポンプモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の油圧ポンプモータにおいて、ピストン荷重が印加される斜板を揺動自在 に支承するための支持構造として、斜板の凸状円筒面または斜板支持部材の凹状 円筒面のいずれかに単一の油ポケットを形成して、該油ポケットに圧油を導入す る静圧軸受構造が採用されている（特開昭５８−５３６８５号、特開昭５９−１ ４５３７５号、特開昭６４−３６９８６号、実開昭６２−１４１７１号、実開平 ４−３２２７２号、特公平２−３６７９２号等）。

【０００３】 図５（ａ）、（ｂ）は、従来の斜板および斜板支持部材の摺動面をそれぞれ示 す正面図である。図５（ａ）に示す斜板５０は、左右一対の凸状円筒面５１ａ、 ５１ｂ（紙面手前に凸）を有し、各凸状円筒面５１ａ、５１ｂの面内に略円弧状 の静圧ポケット５２ａ、５２ｂが僅かに窪むように形成されている。斜板５０の 中央には、油圧ポンプモータの駆動軸が貫通する貫通孔５３が形設される。

【０００４】 一方、図５（ｂ）に示す斜板支持部材６０は、多数のボルト用孔が穿設された 支持板６４に左右一対の台座６５ａ、６５ｂが形成され、各台座６５ａ、６５ｂ にそれぞれ凹状円筒面６１ａ、６１ｂ（紙面裏側に凸）が形成され、さらに斜板 ５０と斜板支持部材６０の傾斜角が零の状態で、斜板５０に設けられた静圧ポケ ット５２ａ，５２ｂが斜板支持部材６０の凹状円筒面６１ａ，６１ｂ上の２点鎖 線で示す転写面内に入る位置、すなわち凹状円筒面６１ａ、６１ｂの下から約１ ／４の位置に油供給孔６２ａ、６２ｂが設けられる。斜板支持部材６０の中央に は、駆動軸が貫通する貫通孔６３が形設される。

【０００５】 斜板５０が斜板支持部材６０に対して傾動する場合、斜板５０の凸状円筒面５ １ａ、５１ｂと斜板支持部材６０の凹状円筒面６１ａ、６１ｂとが互いに摺動し て、油供給孔６２ａ、６２ｂを介して静圧ポケット５２ａ、５２ｂに供給される 圧油によって静圧支持される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来の油圧ポンプモータでは、１つの斜板摺動面に単一の静圧ポケットが形成 されており、斜板に強大な荷重が作用すると斜板および斜板支持部材が変形して 、斜板の凸状円筒面の周方向両周端部が斜板支持部材の摺動面に接触し、この状 態で斜板が傾転運動を繰返すと長時間使用後に異常磨耗が発生することがある。

【０００７】 図５（ｂ）の例で示すように、斜板支持部材６０の凹状円筒面６１ａ、６１ｂ の両周端付近に異常磨耗Ｚが発生しており、これは斜板５０が揺動することによ って異常磨耗Ｚの部分が接触し異常摩耗したことに起因する。

【０００８】 図６（ａ）は図５に示す斜板５０および斜板支持部材６０の荷重変形を示す概 念図であり、図６（ｂ）は静圧ポケット５２ｂの形状図である。斜板５０にピス トンからの荷重が作用すると、それぞれの円筒面５１ｂ，６１ｂで支持されるの で、その周方向に力分布を見た場合、斜板５０を軸方向断面矢視の分布でみると 外周面相当で極大となり中央で極小となる分布荷重が印加される。さらに、凸状 円筒面５１ｂの中央に形成された静圧ポケット５２ｂに、均一な静圧荷重が作用 する。そのため、斜板５０の上平面が外側に湾曲し、凸状円筒面５１ｂの曲率半 径が大きくなる変形が生ずる。

【０００９】 一方、斜板支持部材６０は周囲の支持板６４で反荷重を受けるため、内側に湾 曲し、凹状円筒面６１ｂの曲率半径が小さくなる変形が生ずる。したがって、斜 板５０の凸状円筒面５１ｂの両側付近で、凹状円筒面６１ｂと接触するようにな り、異常磨耗が生ずると考えられる。

【００１０】 本考案の目的は、前述した課題を解決するため、斜板に大きな荷重が長時間作 用しても、斜板支持部材の摺動面に異常磨耗が起こらない油圧ポンプモータを提 供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、駆動軸と一体に回転するシリンダブロックと、 前記シリンダブロックに形成された複数のシリンダボアと、 各シリンダボア内を往復動する複数のピストンと、 各ピストンを支持するシュー部材と、 前記シュー部材を摺動可能に支持し、背面に凸状円筒面が形成された斜板と、 駆動軸に対する斜板の傾斜角を制御するための傾斜角制御手段と、 斜板の凸状円筒面を支承する凹状円筒面が形成され、斜板を揺動自在に支持す るための斜板支持部材とを備える油圧ポンプモータにおいて、 斜板の凸状円筒面に、複数の静圧ポケットが前記凸状円筒面の中心線に対して 対称的に区分して形成されていることを特徴とする油圧ポンプモータである。

【００１２】

【作用】

本考案に従えば、斜板の凸状円筒面に、複数の静圧ポケットが凸状円筒面の中 心線に対して対称的に区分して形成されることによって、斜板を支える静圧支持 部が複数箇所に分散されるため、斜板や斜板支持部材の変形量が少なくなり、斜 板と斜板支持部材との摺動が円滑に行なわれる。

【００１３】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例を示す断面図である。油圧ポンプモータのケーシン グ３４の前面にはフロントカバー３５が固定され、後面にリアカバー３６が固定 されており、駆動軸１が軸受２、３によって回転自在に支持されている。ケーシ ング３４内には、駆動軸と一体に回転するシリンダブロック４が配置される。シ リンダブロック４には、複数のシリンダボア６が駆動軸１の回りを等角度間隔で 形成されており、各シリンダボア６の内面を摺動して往復運動する複数のピスト ン５が挿着されている。

【００１４】 シリンダブロック４とリアカバー３６との間には、２つの円弧状のポートが対 称的に穿設された弁板９が装着されており、シリンダブロック４の回転によって 、リアカバー３６内に形成された高圧側通路３２および低圧側通路３３と各シリ ンダボア６との接続が切替わる。

【００１５】 各ピストン５の一端に形成された球状の連結部７はシュー部材８によって支持 され、各ピストン５とシュー部材８との自在継手を構成している。シュー部材８ を摺動可能に支持するための斜板１０が装着され、さらに斜板１０を揺動自在に 支承するための斜板支持部材２０がフロントカバー３５に固定される。斜板１０ の舌部１５は、レギュレータ３０の一対のサーボピストン３１によって挟持され ており、レギュレータ３０の油圧操作によってサーボピストン３１が前後に変位 することによって、斜板１０およびシュー部材８が旋回軸Ｃ（紙面垂直）の回り に傾転して、駆動軸１に対する傾斜角θが制御され、各ピストン５のストローク 量が決定され、最終的に駆動軸１の１回転当りの油排出量が制御される。

【００１６】 図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示す斜板１０および斜板支持部材２０をそれぞ れ示す正面図である。図２（ａ）に示す斜板１０は、左右一対の凸状円筒面１１ ａ、１１ｂ（紙面手前に凸）を有する。凸状円筒面１１ａの面内には、略三角形 状の２つの静圧ポケット１２ａ、１２ｃが僅かに窪むように凸状円筒面１１ａの 中心線に対して対称的に区分して形成され、各静圧ポケット１２ａ、１２ｃでの 静圧油を相互に通過させる連通溝１４ａが設けられる。同様に、凸状円筒面１１ ｂの面内には、略三角形状の２つの静圧ポケット１２ｂ、１２ｄが僅かに窪むよ うに凸状円筒面１１ｂの中心線に対して対称的に区分して形成され、各静圧ポケ ット１２ｂ、１２ｄでの静圧油を相互に通過させる連通溝１４ｂが設けられる。 斜板１０の中央には、油圧ポンプモータの駆動軸１が貫通する貫通孔１３が形設 される。

【００１７】 一方、図２（ｂ）に示す斜板支持部材２０は、多数のボルト用孔が穿設された 支持板２４に左右一対の台座２５ａ、２５ｂが形成され、各台座２５ａ、２５ｂ にそれぞれ凹状円筒面２１ａ、２１ｂ（紙面裏側に凸）が形成され、さらに凹状 円筒面２１ａ、２１ｂの下から約１／４の位置に油供給孔２２ａ、２２ｂが設け られる。油供給孔２２ａ、２２ｂのうち、一方はリアカバー３６内に形成された 高圧側通路３２に、他方は低圧側通路３３に接続されている。斜板支持部材２０ の中央には、駆動軸が貫通する貫通孔２３が形設される。

【００１８】 斜板１０を斜板支持部材２０に収納すると、斜板１０の凸状円筒面１１ａ、１ １ｂと斜板支持部材２０の凹状円筒面２１ａ、２１ｂとが互いに接触するが、油 供給孔２２ａ、２２ｂおよび連通溝１４ａ、１４ｂを介して各静圧ポケット１２ ａ〜１２ｄに油圧が供給されると、斜板１０と斜板支持部材２０の間隙に圧油が 充満して低摩擦で摺動可能になり、さらに静圧ポケット１２ａ〜１２ｄによって 静圧支持されることになる。

【００１９】 図３（ａ）は図２に示す斜板１０および斜板支持部材２０の荷重分布を示す概 念図であり、図３（ｂ）は静圧ポケット１２ｂ、１２ｄの形状図である。斜板１ ０にピストンからの荷重が作用すると、斜板１０の軸方向断面矢視の外周面相当 で極大となり中央で極小となる分布荷重が印加される。さらに、凸状円筒面１１ ｂの中心線に対して対称的に区分して形成された２つの静圧ポケット１２ｂ、１ ２ｄにそれぞれ均一な静圧荷重が作用するようになる。

【００２０】 図４は、従来および本考案に係る斜板支持部材の変形量を算出するためのモデ ル図である。まず従来のものを検討すると、図４（ａ）に示すように、斜板５０ の摺動面の中心に単一の静圧ポケット５２ｂが形成されて、斜板支持部材６０に 収納される場合、図４（ｂ）に示す斜板支持部材６０の剛性モデルが成立する。 ここで斜板支持部材６０の肉厚部分の長さをＬ、貫通孔６３が位置する低剛性部 分の長さをＬと仮定し、静圧ポケット５２ｂに作用する分布荷重を簡略化のため に集中荷重Ｗに置き換えると、図４（ｃ）に示すように、斜板支持部材６０の中 央に下方への荷重Ｗが作用し、両端部に上方への荷重Ｗ／２がそれぞれ作用する と、図４（ｄ）に示すようなモーメント図が得られる。

【００２１】 そこで、図４（ｅ）に示すように、真中の低剛性部分だけに注目して、低剛性 部分の中央撓みδａおよび端部の撓み角ｉａを計算すると、Ｅをヤング率、Ｉを 断面２次モーメントとおいて、

【００２２】

【数１】

【００２３】 と求まる。次に、斜板支持部材６０の中央撓みＤａは、肉厚部分の傾斜を考慮し て、下記の式（３）となる。

【００２４】

【数２】

【００２５】 次に、本考案のものを検討すると、図４（ｆ）に示すように、斜板１０の摺動 面の中心に対して対称的に区分して２つの静圧ポケット１２ｂ、１２ｄが形成さ れて、斜板支持部材２０に収納される場合、図４（ｇ）に示す斜板支持部材２０ の剛性モデルが成立する。ここで斜板支持部材２０の肉厚部分の長さをＬ、貫通 孔２３が位置する低剛性部分の長さをＬと仮定し、静圧ポケット１２ｂ、１２ｄ に作用する分布荷重を簡略化のために集中荷重Ｗ／２にそれぞれ置き換えると、 図４（ｈ）に示すように、斜板支持部材２０の中央から左右Ｌ／２離れた位置に 下方への荷重Ｗ／２が作用し、両端部に上方への荷重Ｗ／２がそれぞれ作用する と、図４（ｄ）に示すようなモーメント図が得られる。

【００２６】 そこで、図４（ｊ）に示すように、真中の低剛性部分だけに注目して、低剛性 部分の中央撓みδｂおよび端部の撓み角ｉｂを計算すると、Ｅをヤング率、Ｉを 断面２次モーメントとおいて、

【００２７】

【数３】

【００２８】 と求まる。次に、斜板支持部材２０の中央撓みＤｂは、肉厚部分の傾斜を考慮し て、下記の式（６）となる。

【００２９】

【数４】

【００３０】 そこで、従来と本考案とを比較すると、低剛性部分の中央撓みの比はδｂ／δ ａ＝３／１９となって約６分の１減少し、低剛性部分の端部の撓み角の比はｉｂ ／ｉａ＝４／５となって僅かに減少し、さらに斜板支持部材の中央撓みの比はＤ ｂ／Ｄａ＝１５／３４となって約半分以下に減少することが理解される。

【００３１】 このように、斜板を静圧支持する静圧ポケットを複数分散して配置することに よって、静圧荷重が分散されて、斜板および斜板支持部材の変形が少なくなるた め、焼付きやカジリなどに起因する摺動面の異常磨耗を防止できる。

【００３２】 なお以上の実施例において、１つの摺動面について２つの静圧ポケットが中心 の両側に形成される例を説明したが、斜板および斜板支持部材の変形が少なくな る構成であれば静圧ポケットの数、形状および位置等は実施例のものに限定され ない。

【００３３】 また以上の実施例において、複数の静圧ポケットに静圧油を供給するために連 通溝を形設する例を示したが、各静圧ポケット毎に対応して別個の油供給孔を形 成しても構わない。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳説したように本考案によれば、斜板の凸状円筒面に、複数の静圧ポケッ トが凸状円筒面の中心線に対して対称的に区分して形成されることによって、斜 板を支える静圧支持部が複数箇所に分散されるため、斜板や斜板支持部材の変形 量が少なくなり、斜板支持部材の摺動面に異常磨耗が生ずるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１に示す斜板１０および斜板支持部材２０を
示す正面図である。

【図３】図３（ａ）は図２に示す斜板１０および斜板支
持部材２０の荷重分布を示す概念図であり、図３（ｂ）
は静圧ポケット１２ｂ、１２ｄの形状図である。

【図４】従来および本考案に係る斜板支持部材の変形量
を算出するためのモデル図である。

【図５】従来の斜板５０および斜板支持部材６０の摺動
面を示す正面図である。

【図６】図６（ａ）は図５に示す斜板５０および斜板支
持部材６０の荷重変形を示す概念図であり、図６（ｂ）
は静圧ポケット５２ｂの形状図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ２、３ 軸受 ４ シリンダブロック ５ ピストン ６ シリンダボア ７ 連結部 ８ シュー部材 ９ 弁板 １０ 斜板 １１ａ、１１ｂ 凸状円筒面 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 静圧ポケット １３ 貫通孔 １４ａ、１４ｂ 連通溝 １５ 舌部 １９ サーボピストン ２０ 斜板支持部材 ２１ａ、２１ｂ 凹状円筒面 ２２ａ、２２ｂ 油供給孔 ２３ 貫通孔 ２４ 支持板 ２５ａ、２５ｂ 台座 ３０ レギュレータ ３２ 高圧側通路 ３３ 低圧側通路 ３４ ケーシング ３５ フロントカバー ３６ リアカバー

フロントページの続き (72)考案者 大見 康生 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)考案者 岡本 憲明 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸と一体に回転するシリンダブロッ
   クと、 前記シリンダブロックに形成された複数のシリンダボア
   と、 各シリンダボア内を往復動する複数のピストンと、 各ピストンを支持するシュー部材と、 前記シュー部材を摺動可能に支持し、背面に凸状円筒面
   が形成された斜板と、 駆動軸に対する斜板の傾斜角を制御するための傾斜角制
   御手段と、 斜板の凸状円筒面を支承する凹状円筒面が形成され、斜
   板を揺動自在に支持するための斜板支持部材とを備える
   油圧ポンプモータにおいて、 斜板の凸状円筒面に、複数の静圧ポケットが前記凸状円
   筒面の中心線に対して対称的に区分して形成されている
   ことを特徴とする油圧ポンプモータ。