JPH1162819A - 斜板式液圧回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な加工を施すことなく、既存のピストン
を用いて回転数を検出できる斜板式液圧回転機である。 【解決手段】 ケーシング本体２に回転センサ２６を取
付け、この回転センサ２６の検出部２６Ａを、シリンダ
ブロック１５Ａから突出し、下死点に位置するピストン
１８Ａの突出側に近接して配置する構成としている。こ
れにより、シリンダブロック１５Ａが回転すると、シリ
ンダブロック１５Ａと一緒に各ピストン１８Ａが周回す
るから、このピストン１８Ａを回転センサ２６によって
検出することにより、既存のピストン１８Ａを利用して
回転数を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に好適に用いられる斜板式液圧回転機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、斜板式液圧回転機としては、斜
板式液圧ポンプ、斜板式液圧モータ等があり、例えば、
斜板式液圧ポンプは、ケーシングと、該ケーシング内に
回転軸を介して回転可能に設けられたシリンダブロック
と、該シリンダブロックに前記回転軸を中心にして周方
向に等間隔で、かつ軸方向に穿設された複数のシリンダ
と、該各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、前記シリン
ダブロックから突出した突出側にシューを有する複数の
ピストンと、前記シリンダブロックと対向して前記ケー
シング内に設けられ、前記シリンダブロックが回転する
間に前記シューを摺動案内して前記各ピストンを上死点
と下死点との間で往復動させる斜板とから構成されてい
る。

【０００３】また、この種の斜板式液圧ポンプには、回
転数を検出するための回転センサを有したものがあり、
例えば実開昭５９−２９７６５号公報等によって知られ
ている。

【０００４】そして、この斜板式液圧ポンプでは、シュ
ーを斜板に押し付けるためのリテーナに径方向に突出し
た歯車を形成し、ケーシングには該歯車に対応する位置
に電磁式回転センサを設ける構成としている。

【０００５】これにより、前記リテーナに形成された歯
車の通過を電磁式回転センサによって検出することによ
り、回転軸、シリンダブロック等と一体回転するリテー
ナの回転数を検出している。

【０００６】一方、回転センサが設けられた他の斜板式
液圧ポンプとしては、例えば実開昭５９−２９７６６号
公報等に示すものがある。

【０００７】この斜板式液圧ポンプでは、シリンダブロ
ックの外周面に径方向に突出した歯車を形成し、ケーシ
ングに該歯車を検出する電磁式回転センサを設けること
により、シリンダブロックの回転数を検出している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した実
開昭５９−２９７６５号公報による斜板式液圧ポンプで
はリテーナに歯車を形成している。また、実開昭５９−
２９７６５号公報ではシリンダブロックに歯車を形成し
ている。そして、これらの歯車は回転数を検出するため
だけに特別に設けられるものであり、他の機能は有して
いない。

【０００９】このため、回転数を検出するためだけに、
リテーナ、シリンダブロック等に歯車を形成しているか
ら、歯車を形成するための特別な金型や加工等が必要に
なり、製造コストの上昇を招くという問題がある。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、特別な金型や加工等を
必要とすることなく回転数を検出できるようにして、製
造コストを削減できるようにした斜板式液圧回転機を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による斜板式液圧
回転機は、ケーシングと、該ケーシング内に回転軸を介
して回転可能に設けられたシリンダブロックと、該シリ
ンダブロックに前記回転軸を中心にして周方向に等間隔
で、かつ軸方向に穿設された複数のシリンダと、該各シ
リンダ内に摺動可能に挿嵌され、前記シリンダブロック
から突出した突出側にシューを有する複数のピストン
と、前記シリンダブロックと対向して前記ケーシング内
に設けられ、前記シリンダブロックが回転する間に前記
シューを摺動案内して前記各ピストンを上死点と下死点
との間で往復動させる斜板とからなる。

【００１２】そして、上述した課題を解決するために、
請求項１による発明が採用する構成の特徴は、前記ケー
シングには、前記ピストンの突出側の外周面に近接させ
て回転センサを設ける構成としたことにある。

【００１３】このように構成したことにより、回転軸と
一緒にシリンダブロックが回転すると、該シリンダブロ
ックから突出した各ピストンの突出側が回転センサに接
近、離間するから、既存のピストンを利用して回転数を
検出することができる。

【００１４】請求項２の発明は、回転センサはピストン
の下死点近傍に配置したことにあり、これにより、ピス
トンの突出側がシリンダブロックから軸方向に大きく突
出した位置で該ピストンを回転センサによって検出する
ことができ、該回転センサによるピストンの検出精度を
高めることができる。

【００１５】また、請求項３の発明のように、回転セン
サを各ピストンが接近、離間することによって生じる磁
界の変化を検出する電磁式センサとしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
斜板式液圧回転機としてタンデム型斜板式油圧ポンプを
例に挙げ、図１ないし図４に基づいて詳細に説明する。

【００１７】１はタンデム型斜板式油圧ポンプの外殻を
なすケーシングで、該ケーシング１は、段付筒状のケー
シング本体２と、該ケーシング本体２の前側を施蓋する
フロントケーシング３と、前記ケーシング本体２の後側
を施蓋するリヤケーシング４とから構成されている。こ
こで、ケーシング本体２は軸方向の両側で略対称に形成
され、ケーシング本体２の前側は筒部５Ａとなり、ケー
シング本体２の後側は筒部５Ｂとなり、該筒部５Ａ，５
Ｂ間はケーシング本体２内を隔てる隔壁部６となってい
る。

【００１８】また、前記隔壁部６には、吸込通路７と吐
出通路８Ａ，８Ｂが設けられ、該吸込通路７は後述する
第１、第２のポンプユニット１１Ａ，１１Ｂの作動時に
作動油タンク（図示せず）から作動油を吸込み、吐出通
路８Ａ，８Ｂは第１、第２のポンプユニット１１Ａ，１
１Ｂから吐出された圧油を別々の油圧機器（図示せず）
に供給するものである。

【００１９】９はケーシング１内の前側に位置し、該ケ
ーシング１の中心部を軸方向に伸長して設けられた第１
の回転軸で、該第１の回転軸９は、一端部がエンジン等
の駆動源（図示せず）側に接続されている。また、第１
の回転軸９は、一端側がフロントケーシング３に回転可
能に支持され、他端側がケーシング本体２の隔壁部６に
回転可能に支持され、軸方向中間部が後述するシリンダ
ブロック１５Ａにスプライン結合されている。

【００２０】また、１０はケーシング１内の後側に位置
し、第１の回転軸９と同軸に伸長して設けられた第２の
回転軸で、該第２の回転軸１０は、一端部が第１の回転
軸９の他端部にスプライン結合されている。また、第２
の回転軸１０は、一端側がケーシング本体２の隔壁部６
に回転可能に支持され、他端側がリヤケーシング４に回
転可能に支持され、軸方向中間部がシリンダブロック１
５Ｂにスプライン結合されている。

【００２１】このように、第１の回転軸９と第２の回転
軸１０とは一体的に連結され、これにより、第１の回転
軸９を駆動源によって回転駆動することにより、第２の
回転軸１０を回転させ、シリンダブロック１５Ａ，１５
Ｂを同期して回転させる。

【００２２】１１Ａ，１１Ｂは対をなしてケーシング１
内に設けられた第１のポンプユニット、第２のポンプユ
ニットを示している。ここで、第１、第２のポンプユニ
ット１１Ａ，１１Ｂは同一の構成を有しているため、以
下、第１のポンプユニット１１Ａの構成についてのみ説
明し、第２のポンプユニット１１Ｂの構成についてはポ
ンプユニット１１Ａに対応する構成要素に符号「Ｂ」を
付し、その説明を省略するものとする。

【００２３】１２Ａは筒部５Ａ内に位置して隔壁部６に
固定された円板状の弁板で、該弁板１２Ａには隔壁部６
に設けられた吸込通路７、吐出通路８Ａと連通するまゆ
形の切換ポート１３Ａ，１４Ａが形成されている。

【００２４】１５Ａはケーシング本体２の筒部５Ａ内に
配設されたシリンダブロックで、該シリンダブロック１
５Ａは第１の回転軸９とスプライン結合し、該第１の回
転軸９と一体的に回転する。また、シリンダブロック１
５Ａの他端面は弁板１２Ａに摺動可能に密着している。

【００２５】１６Ａ，１６Ａ，…はシリンダブロック１
５Ａに第１の回転軸９を中心にして周方向に等間隔で、
かつ軸方向に穿設された複数のシリンダで、該各シリン
ダ１６Ａは、シリンダブロック１５Ａの他端面に開口す
る連通ポート１７Ａを介して弁板１２Ａの切換ポート１
３Ａ，１４Ａに連通している。

【００２６】１８Ａ，１８Ａ，…は各シリンダ１６Ａ内
に往復動可能に挿嵌されたピストンで、該各ピストン１
８Ａは、図２に示す如く、シリンダ１６Ａ内を軸方向に
摺動する大径摺動部１８Ａ1 と、シリンダ１６Ａから突
出した小径かしめ部１８Ａ2とから段付円柱状に構成さ
れ、該小径かしめ部１８Ａ2 には、後述するシュー１９
Ａが揺動可能に嵌合している。また、図２に示す下死点
位置では、ピストン１８Ａの突出側となる小径かしめ部
１８Ａ2 と大径摺動部１８Ａ1 の一部とがシリンダブロ
ック１５Ａから突出している。

【００２７】１９Ａ，１９Ａ，…は該各ピストン１８Ａ
の小径かしめ部１８Ａ2 にそれぞれ揺動可能に連結され
たシューで、該各シュー１９Ａの球形部（図示せず）
は、小径かしめ部１８Ａ2 にかしめ状態で保持されてい
る。そして、前記各シュー１９Ａは、後述する斜板２２
Ａに沿って環状軌道を描くように摺動し、各ピストン１
８Ａを往復動させるものである。

【００２８】２０Ａは各シュー１９Ａを摺動可能に保持
する環状のリテーナ、２１Ａはシリンダブロック１５Ａ
と該リテーナ２０Ａとの間に付勢状態で設けられた球状
の外周面を有する押圧部材で、該押圧部材２１Ａは、そ
の外周面に嵌合したリテーナ２０Ａを揺動可能に支持
し、該リテーナ２０Ａを介して各シュー１９Ａを斜板３
１Ａに常時押圧している。

【００２９】２２Ａはシリンダブロック１５Ａに対向し
てケーシング本体２の筒部５Ａ内に傾転可能に設けられ
た斜板で、該斜板２２Ａは、フロントケーシング３に取
付けられた斜板支持部材２３Ａにより傾転可能に支持さ
れている。そして、斜板２２Ａは、シリンダブロック１
５Ａが回転する間に各シュー１９Ａを摺動案内すること
により、各ピストン１８Ａをシリンダ１６Ａ内に最も進
入した上死点と、シリンダ１６Ａから最も突出した下死
点との間で往復動させるものである。また、斜板２２Ａ
は、傾転ピストン２４Ａに押圧されることにより傾転角
を変化させ、各ピストン１８Ａのストローク量を適宜調
整して第１のポンプユニット１１Ａの容量を可変に制御
するものである。

【００３０】２５はケーシング本体２の筒部５Ａに形成
されたセンサ取付穴で、該センサ取付穴２５は、第１の
回転軸９の軸中心に向けて径方向に開口するねじ穴とし
て形成されている。また、センサ取付穴２５は、シリン
ダブロック１５Ａから突出したピストン１８Ａの突出側
に対応する軸方向位置で、各ピストン１８Ａの下死点位
置近傍に形成されている。

【００３１】２６はセンサ取付穴２５に螺着された回転
センサで、該回転センサ２６は、先端側の検出部２６Ａ
がシリンダブロック１５Ａから突出したピストン１８Ａ
の突出側となる大径摺動部１８Ａ1 外周面に近接する位
置、例えば０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは約１．０ｍ
ｍ程度の微小距離Ｓをもって配設され、これにより、ピ
ストン１８Ａの揺れ（０．１ｍｍ程度）による干渉を防
止している。

【００３２】ここで、回転センサ２６は、マグネット
と、該マグネットに取付けられ、基端側がピストン１８
Ａの大径摺動部１８Ａ1 外周面と微小距離Ｓをもって離
間した状態で直交方向に対向配設されたコア部材と、該
コア部材の外周に巻回されたコイル（いずれも図示せ
ず）とからなる電磁ピックアップとして構成されてい
る。これにより、回転センサ２６は、シリンダブロック
１５Ａが回転する間にピストン１８Ａがコア部材の先端
と接近、離間するとき、コア部材から発生する磁束を変
化させ、コイルからはこの磁束に対応した出力電圧（起
電力）を発生する。

【００３３】そして、回転センサ２６は、図３、図４に
示すように、シリンダブロック１５Ａの回転によって検
出部２６Ａ（コア部材の先端）に各ピストン１８Ａが接
近、離間することにより、このピストン１８Ａに対応し
た出力電圧を発生し、この出力電圧を検出信号としてリ
ード線２６Ｂからコントローラ（図示せず）に出力する
ものである。

【００３４】なお、２７はリヤケーシング４に取付けら
れたパイロットポンプで、該パイロットポンプ２７の入
力軸２７Ａは第２の回転軸１０に連結されている。

【００３５】本実施例によるタンデム型斜板式油圧ポン
プは、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作
について説明する。

【００３６】まず、エンジン等の駆動源によって第１、
第２の回転軸９，１０を回転駆動すると、第１、第２の
ポンプユニット１１Ａ，１１Ｂを構成するシリンダブロ
ック１５Ａ，１５Ｂが同期して回転する。

【００３７】これにより、斜板２２Ａ，２２Ｂに摺接す
る各シュー１９Ａ，１９Ｂを備えた各ピストン１８Ａ，
１８Ｂがシリンダブロック１５Ａ，１５Ｂのシリンダ１
６Ａ，１６Ｂ内で往復動し、このピストン１８Ａ，１８
Ｂの往復動により、吸込通路７から吸込んだ作動油を圧
油として吐出通路８Ａ，８Ｂに吐出し、この圧油を該吐
出通路８Ａ，８Ｂに接続された油圧機器に供給する。

【００３８】また、上述した運転時には、第１の回転軸
９、シリンダブロック１５Ａの回転によって周回する各
ピストン１８Ａを回転センサ２６によって検出している
から、該各ピストン１８Ａの接近、離間に伴って出力さ
れる検出信号に基づいて回転数を検出することができ
る。

【００３９】従って、本実施例によれば、回転数を検出
するのに各ピストン１８Ａを回転センサ２６によって検
出しているから、既存のピストン１８Ａを利用して回転
数を検出することができる。これにより、特別な金型を
用いたり、加工を施したりすることなく回転数検出機能
を有する斜板式油圧ポンプを製造することができ、当該
斜板式油圧ポンプの製造コストを削減することができ
る。

【００４０】しかも、ケーシング本体２にセンサ取付穴
２５を形成し、このセンサ取付穴２５に回転センサ２６
を取付けるだけで、回転数を検出することができる。こ
れにより、駆動源として用いられるエンジンが回転数検
出機能を有していない場合でも、簡単な作業で回転数を
検出可能とすることができ、様々なエンジンに対応する
ことができる。

【００４１】また、回転センサ２６を各ピストン１８Ａ
の下死点近傍に配置しているから、シリンダブロック１
５Ａから大きく突出したピストン１８Ａを回転センサ２
６によって確実に検出することができ、検出精度を高め
ることができる。さらに、回転センサ２６の取付精度を
緩和することもでき、設計時の自由度を高めることがで
きる。

【００４２】なお、実施例では、ケーシング本体２の筒
部５Ａに回転センサ２６を取付け、該回転センサ２６に
よって第１のポンプユニット１１Ａのピストン１８Ａを
検出した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに
限らず、例えば、ケーシング本体２の筒部５Ｂに回転セ
ンサ２６を取付け、該回転センサ２６によって第２のポ
ンプユニット１１Ｂのピストン１８Ｂを検出してもよ
い。

【００４３】また、実施例では、斜板２２Ａ，２２Ｂを
それぞれ１個の傾転ピストン２４Ａ，２４Ｂによって傾
転させるものとして図示したが、これに替えて、例えば
回転軸を挟んで径方向に対向する位置に２個の傾転ピス
トンを設け、該各傾転ピストンによって斜板を傾転させ
るようにしてもよい。この場合には、回転センサを傾転
ピストンを避ける位置に配置すればよい。

【００４４】また、実施例では、ピストン１８Ａ，１８
Ｂを大径摺動部１８Ａ1 、小径かしめ部１８Ａ2 から段
付円柱状に形成した場合を例示したが、本発明はこれに
限らず、例えば、ピストン１８Ａ，１８Ｂを軸方向で同
一外径寸法となる円柱状に形成してもよい。

【００４５】一方、実施例では、斜板式液圧回転機とし
てタンデム型斜板式油圧ポンプを例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限るものではなく、例えば、ケーシ
ング内に１個のポンプユニットが設けられたシングル型
の斜板式油圧ポンプ、油圧モータ等の他の斜板式液圧回
転機に適用してもよい。

【００４６】さらに、実施例では、回転センサ２６とし
て電磁ピックアップコイルを例示したが、例えば、磁気
抵抗素子、ホール素子等を用いた他の電磁式回転センサ
として構成してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、ケーシングにピストンの突出側の外周面に近接さ
せて回転センサを設け、回転軸と一緒にシリンダブロッ
クが回転したときには、該シリンダブロックから突出し
た各ピストンの突出側を回転センサに接近、離間させる
ことにより、既存のピストンを利用して回転数を検出す
ることができる。これにより、特別な金型を用いたり、
加工を施したりすることなく回転数検出機能を有する斜
板式液圧回転機を製造することができ、該斜板式液圧回
転機の製造コストを削減することができる。

【００４８】請求項２の発明によれば、回転センサをピ
ストンの下死点近傍に配置しているから、ピストンの突
出側がシリンダブロックから軸方向に大きく突出した位
置で該ピストンを回転センサによって検出することがで
き、回転センサによるピストンの検出精度を高めて信頼
性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるタンデム型斜板式油圧ポ
ンプを示す縦断面図である。

【図２】図１中の矢示ａ部を拡大して示す要部拡大縦断
面図である。

【図３】回転センサにピストンが接近した状態を示す図
２中の矢示 III−III 方向からみた横断面図である。

【図４】回転センサからピストンが離間した状態を示す
図３と同様位置からみた横断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ ケーシング本体 ９ 第１の回転軸 １０ 第２の回転軸 １１Ａ 第１のポンプユニット １１Ｂ 第２のポンプユニット １５Ａ，１５Ｂ シリンダブロック １６Ａ，１６Ｂ シリンダ １８Ａ，１８Ｂ ピストン １９Ａ，１９Ｂ シュー ２２Ａ，２２Ｂ 斜板 ２６ 回転センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシング内に回転軸
   を介して回転可能に設けられたシリンダブロックと、該
   シリンダブロックに前記回転軸を中心にして周方向に等
   間隔で、かつ軸方向に穿設された複数のシリンダと、該
   各シリンダ内に摺動可能に挿嵌され、前記シリンダブロ
   ックから突出した突出側にシューを有する複数のピスト
   ンと、前記シリンダブロックと対向して前記ケーシング
   内に設けられ、前記シリンダブロックが回転する間に前
   記シューを摺動案内して前記各ピストンを上死点と下死
   点との間で往復動させる斜板とからなる斜板式液圧回転
   機において、 前記ケーシングには、前記ピストンの突出側の外周面に
   近接させて回転センサを設ける構成としたことを特徴と
   する斜板式液圧回転機。
2. 【請求項２】 前記回転センサは、前記ピストンの下死
   点近傍に配置してなる請求項１に記載の斜板式液圧回転
   機。
3. 【請求項３】 前記回転センサは、前記各ピストンが接
   近、離間することによって生じる磁界の変化を検出する
   電磁式センサである請求項１または２に記載の斜板式液
   圧回転機。