JPS59168283A - 液圧回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式の油
圧ポンプ、モータとして用いられる液圧回転機に関する
ものである。

第１図ないし第４図に従来技術にょる液圧回転機として
斜板式の油圧ポンプを示す。まず第１図において、１は
ケーシングを示し、該ケーシング１には軸受２を介して
回転軸３が回転自在に支持されている。４はシリンダブ
ロックを示し、該シリンダブロック４は回転軸３とスプ
ライン３Ａを介してスプライン結合することにより該回
転軸３ンダ５，５．・・・が穿設されており、該各シリ
ンダ５内にはピストン６が往復動可能に設けられている
。そして、該各ピストン６の先端はシリンダブロック４
の回転中心軸線に対し所定角度傾斜した斜板（図示せず
）に支持されており、これによりシリンダブロック４が
回転すると、ピストン６はシリンダ５内を往り動せしめ
られるよう″になって（２） いる。

７はケーシング１とシリンダブロック４との間に介装さ
れた分配弁を示し、該分配弁７はその一側側面がケーシ
ング１に密着し、その間に介装したピン８により分配弁
７はケーシング１に固定されている。そして、該分配弁
７には一対の吸排ポー）９．１０が穿設されており、該
各吸排ボート９．１０の一端はケーシング１に穿設した
吸排通路１１．１２と常時連通せしめられている。一方
、分配弁７の他側側面には、第２図に示したように円環
状のシールランド１３が形成されており、該シールラン
ｒ１３はシリンダブロック４の端面と摺接せしめられて
いる。そして、吸排ポート９゜１０はそれぞれ層形形状
となって該シールランド１３に開口しており、シリンダ
ブロック４０回転時には吸排ポー）９．１０は該シリン
ダブロック４に各シリンダ５と連通ずる状態に設けた連
通路５Ａと間欠的に連通せしめられるようになっている
。ここで、第３図に示したように連通路５Ａは長円状に
なってシールランド１３との摺接面に開口しているが、
核各連通路５Ａの中心を結ぶ円はシリンダブロック４の
回転中心０１を中心とし、半径ｒ１を有する円となって
いる。このために、第２図に示したように吸排ポート９
．１０の溝幅の中央を通る円、即ちピッチ円もシリンダ
ブロック４の回転中心Ｏ１を中心とし、半径ｒｌ　を有
する円と々っている。さらに、円環状に形成したシール
ラント９１３の内周縁１３Ａおよび外周縁１３Ｂも共に
ピッチ円と同心円で、それぞれ半径ｒ２　　。

ｒ３を有する円となっており、これによってシールラン
ｒ１３の半径方向幅はその全周に亘って均一とガってい
る。

従来技術による液圧回転機は前述の構成を有するもので
、次に油圧ポンプとしての作動について説明する。まず
、回転軸３を回転駆動すると、これとスプライン結合し
たシリンダブロック４が一体的に回転せしめられる。そ
して、シリン１５内に設けたピストン６はその一端が斜
板に支持されているから、このシリンダブロック４の回
転時にピストン６がシリンダ５内を往復動せしめられる
。

ここで、吸排ポート９，１０のうち、ポート９を吸込み
ポートとし、ポート１０を吐出ポートとしたときに、シ
リンダブロック４の回転によりシリンダ５が連通路５Ａ
を介して吸込みポート９と連通ずる間はピストン６はシ
リンダ５から伸長し、吸込みポート９からシリン１５内
に作動油を吸込む吸込み行程となる。そして、ピストン
６がその下死点を通適してシリンダ５内に挿入を開始す
ると、シリンダ５は吸込み醪−ト９から吐出ポート１０
と連通ずる状態に切換わり、該ピストン６によクシリン
ダ５内の作動油が加圧されて、吐出？−ト１０から吐出
せしめられる吐出行程となる。

さらに、ピストン６が上死点に至り、伸長を開始すると
シリンダ５は再び吸込みポート９と連通し。

吸込み行程となり、このようにして吸込み行程と吐出行
程とを繰り返すことによ！ｌｌポンプ作用が行なわれる
。

前述の如く、分配弁７はシリンダ５に対し作動油の給排
作用を行なうものであるから、そのシールランド１３と
シリンダブロック４とは密着した（５） 状態で、しかもシリンダブロック４の円滑な回転を可能
とするように構成されていなければならない。ところで
、高圧側ポートである吐出、ｐ−ト１０にはその液圧に
より、またシールランド１３のうち該吐出、ｊ？−）Ｉ
ｎの周囲の部位には吐出ポート１０からの漏洩油により
、シリンダブロック４をシールランド１３から離間させ
ようとする開離力が生じる。一方、シリンダ５内の液圧
によりシリンダブロック４には分配弁７のシールランド
１３に密着する方向へ押圧する押付力が作用する。

そこで、吸排、ｆ？−）９．１０の形状やシールランド
】３の内周＃１３Ａおよび外周＊１３Ｂの半径ｒ２．ｒ
３およびシリン１５の数や径を適宜のものとすることに
より、押付力を開離力より僅かに大きくシ、これにより
シールラント９】３とシリンダブロック４との密着性が
良好となるように形成している。このようにシールラン
ド１３とシリンダブロック４との間の密着性を良好なら
しめるべく押付力と開離力とをバランスさせているにも
拘らず、実際に液圧回転機を作動させると、シリン（６
） ダブロック４は上死点側または下死点側のいずれか一方
に傾斜した状態でシールランド１３と摺接回転せしめら
れる場合が生じる。その原因は、例えば第４図に示した
ように、シリンダブロック４が上死点側に傾斜して回転
する場合には、シールランド１３上における圧力分布の
不・均衡や、♂ストン６のシリン１５に対する摺動抵抗
等により、開離力（ＦＡ）の合力作用点Ｌｌが押付力＋
外力（ＦＢ　）の合力作用点Ｌ２よりシリンダブロック
４の回転中心０．側に距離ｌだけ片寄った位置にあるた
め、シリンダブロック４にモーメントが発生しているか
らである。その結果、シリンダブロック４の傾斜角に応
じてシールランド】３とシリンダブロック４との間の隙
間量が増大して作動油の過度な漏洩を生じさせたり、シ
リンダブロック４と分配弁７との間に部分的な金属接触
を生じさせたりすることになる。

従って、前述した従来技術の液圧回転機にあっては、開
離力の合力作用点と押付力および外力の合力作用点の不
一致に起因して、その容積効率および機械効率の低下を
生じさせる欠点があると共に、高圧作動時にはシリンダ
ブロック４または分配弁７を損傷させる等の欠点もある
。

本発明は叙上の点に鑑みなされたもので、液圧回転機の
特性に応じて開離力の合力作用点を押付力＋外力の合力
作用点に近接するように変位させることにより、シリン
ダブロックと分配弁との間の密着摺動性を良好ならしめ
るようにした液圧回転機を提供することをその目的とす
るものである。

前述の目的を達成するために本発明に係る液圧回転機は
、シールランドの半径方向幅を不均一ならしめることに
より、該シールランｒとシリンダブロックとの間に働く
力の作用点を近接または一致させるように該シールラン
ドの受圧面積の調整を可能とする構成としたことをその
特徴とするものである。

以下、第５図ないし第８図に基づき本発明の実施例につ
いて説明する。本実施例においては、第４図に示したよ
うに、押付力＋外力（Ｆ＋）の合力作用点がＲ２にある
場合に、開離力（ＦＡ　）の合力作用点を当該合力作用
点Ｌ２に近接させるように構成したものが示されている
。

図面において、前述の従来技術で説明したと同一の構成
要素については同一符号を付してその説明を省略するも
のとする。然るに、２１はケーシング１とシリンダブロ
ック４との間に介装された分配弁を示し、該分配弁２１
にはその一側側面にシリンダブロック４との摺接面を形
成するシールランド２２が形成されており、該シールラ
ンド２２内には吸込みポート２３、吐出デート２４がそ
れぞれ周形となって開口している点については前述の従
来技術のものと格別差異はない。しかしながら、シール
ランド２２はその内周縁２２Ａおよび外周縁２２Ｂは円
形となり、全体として円環状に形成されているが、これ
らの円の中心は前記各ポート２３．２４のピッチ円の中
心０１からそれぞれ相異なる方向に佃心し、その半径方
向における幅が不均一となるように形成されている。即
ち、内周縁２２Ａの中心０２はシリンダブロック４の回
転中心Ｏ１から下死点側で、しかも高圧側（９） となる吐出、ｊｅ　−）　２４側に偏心した位置にあり
、また外周縁２２Ｂの中心０３は上死点側で、かつ低圧
側となる吸込み、Ｊ？−ト２３側に偏心した位置に設け
られている。このために、シールランＹ２２の半径方向
における幅は、全体として上死点側が広く、下死点側が
狭くなるように構成されている。そして、ピッチ円の半
径はＲ１、シールランド２２の内周縁２２Ａの半径はＲ
２、外周縁２２Ｂの半径はＲ３と々っている。

本発明に係る液圧回転機は前述の構成を有するもので、
油圧ポンプとして使用した場合の作動については前述の
従来技術によるものと格別差異はない。

ところで、押付力＋外力（Ｆｎ）の合力作用点Ｌ２は上
死点側に変位した位置にあるから、開離力（ＦＡ）の合
力作用点を当該合力作用点Ｌ２に可及的に近接した位置
となるようにする必要ガある。そこで、シールランＰ２
２の半径方向における幅は高圧側となる吐出、ｊｅ　−
）　２４の下死点位置近傍で最小となり、上死点側に向
けて増大するようにな（１０） っている。従って、第６図のＡ−Ａ線に沿う位置および
Ｂ−Ｂ線に沿う位置におけるシリンダブロック４と分配
弁２１との間に作用する液圧はそれぞれ第７図（イ）、
（ロ）に示したようになる。即ち、吐出ポート２４内の
液圧をＰ　とした場合に、シリンダブロック４からの押
付力は液圧Ｐａとシリンダ５の直径との積となる。一方
、第６図のＡ−Ａ線に沿う位置での開離力は第７図（イ
）に示したような圧力分布となる。即ち、吐出ポート２
４の形成部においては液圧Ｐａが直接開離力として作用
する。そして、当該吐出ポート２４の形成部とシールラ
ンド２２の内周縁２２Ａとの間の部位には吐出ポート２
４からの漏洩油により圧力Ｐ１から力る開離力が生じ、
また吐出ポート２４の形成部とシールランド２２の外周
縁２２Ｂとの間にも漏洩油により圧力Ｐ２からなる開離
力を生じる。また、第６図のＢ−Ｂ線に沿う位置での開
離力は第７図（ロ）に示したようになる。即ち、吐出ポ
ート２４の形成部においては液圧Ｐａが直接開離力とし
て作用する。

そして、該吐出−−ト２４の幅はＡ−Ａ線に沿う位置で
もＢ−Ｂ線に沿う位置でも同じであるから、この部位に
おける開離力は第７図（イ）、（ロ）共に同じである。

そして、吐出Ｉ−ト２４形成部と、シールランド２２の
内周縁２２Ａとの間の部位および外周縁２２Ｂとの間の
部位にはそれぞれ漏洩油により圧力Ｐ３＋Ｐ４で示す開
離力が生じる。ここで、シールランＰ２２の半径方向に
おける幅は前述した如く下死点位置から上死点位置に向
は増大するようになっているから、受圧面積はＡ−Ａ線
の位置よりＢ−Ｂ線の位置の方が大きく、従ってＰ　１
　＜　Ｐ　３１　Ｐ　２　＜　Ｐ　４　　となる。この
ために、開離力は下死点位置から上死点位置に向けて増
大するような分布を示し、このために開離力（ＦＡ）の
合力作用点は第８図に示した如く、上死点側に変位し、
押付力＋外力（ＦＢ　３の合力作用点Ｌ２に近接した位
置となり、シリンダブロック４に作用するモーメントは
極めて僅かなものとなり、シリンダブロック４と分配弁
２１とはほぼ平行な状態で摺接することになる。この結
果、シリンダブロック４と分配弁２１との間の密着摺接
作用が良好となり、作動油の漏洩を最小限ならしめ容積
効率の向上が図られると共に、シリンダプロ、り４と分
配弁２１との間の摺動抵抗を増大させないから、機械効
率も良好となり、高圧作動させてもシリンダブロック４
と分配弁２１との間に焼付き、かじり等による損傷事故
を発生させるおそれはない。

なお、前述の実施例では押付力＋外力（ＦＢ　’）の合
力作用点が上死点位置側に変位した状態にある液圧回転
機について説明したが、液圧回転機の特性によっては例
えば押付力＋外力（Ｆ’Ｂ）の合力作用点が前述のＬ２
の位置よシ下死点位置側に変位している場合本ある。こ
のような場合には、第６図において、シールランｒの内
周縁の中心を０３におき、外周縁の中心を０２に配設す
れば、下死点位置側のシールランド受圧面積が増大し、
開離力（ＦＡ　’）の合力作用点を下死点側に変位させ
ることができる。また、シーラントの内周縁または外周
縁のいずれか一方または双方を楕円等の非円形状にする
ことによっても、その半径方向における幅を不均一にす
ることができる。さらに、前述の実施（１３） 例では本発明に係る液圧回転機を斜板式の油圧デンゾと
して用いる場合につき説明したが、油圧モータとしても
、また斜軸式、う・シアルピストン式の液圧回転機とし
ても使用することができる。

以上説明したように、本発明に係る液圧回転機はその特
性に応じて開離力の合力作用点を所望の位置に変位させ
ることができるようにしたから、シールランドとシリン
ダブロックとの間に働く力の作用点を近接させることが
でき、その間の密着摺接作用が良好に行なわれる。従っ
て、シールランドとシリンダブロックとの間からの作動
油の漏洩を最小限度のものとすることができるから、容
積効率が向上し、またその間における部分的金属接触が
防止されるから、摺動抵抗が低下して機械効率の向上を
図ることができると共に、高圧作動時においてもシリン
ダブロック、分配弁等の部品を損傷させるおそれはない
。

【図面の簡単な説明】

第１図がいし第４図は従来技術を示すもので、第１図は
液圧回転機の部分縦断面図、第２図は分（１４） 配弁の右側面図、第３図はシリンダブロックの左側面図
、第４図は作動説明図、第５図ないし第８図は本発明の
一実施例を示し、第５図は液圧回転機の部分縦断面図、
第６図は分配弁の右側面図、第７図（イ）、（ロ）はそ
れぞれ第６図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ、１ｉｌｉ！に沿う位
置における液圧分布説明図、第８図は作動説明図である
。 １・・・ケーシング、３・・・回転軸、４・・・シリン
ダブロック、５・・・シリンダ、６・・・ピストン、２
１・・・分配弁、２２・・・シールランド、２３・・・
吸込みホード、２４・・・吐出ポート。 特許出願人　日立建機株式会社 （１５） −６３３・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ケーシング内に設けられ、回転軸と共に回転するシリン
   ダブロックと、該シリンダブロックの軸方向に穿設した
   複数のシリンダと、該各シリンダ内に往復動可能に設け
   たピストンと、前記シリンダブロックと摺接するシール
   ランドを有し、該シールランド内に開口する一対の吸排
   ポートを穿設してなる分配弁とを備え、前記シリンダブ
   ロックを該分配弁のシールランドに摺接させながら回転
   させることによって前記各シリンダと前記各吸排ポート
   とを間欠的に連通させるようにしだ液圧回転機において
   、前記シーラントの半径方向幅を不均一ならしめること
   により、該シールランドと前記シリン１９ブロツクとの
   間に働く力の作用点を近接または一致させる構成とした
   ことを特徴とする液圧回転機。 （１）