JPS5990781A - アキシヤルピストン式液圧回転機 - 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】 本発明は可変容最型の斜板式、ＩＦｊ軸式油圧？ング・
モータ等として用いられるアキシャルピストン式液圧回
転機に関するものである。

第１図および第２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。

同図において、１は斜板ポンプのケーシング、２は該ケ
ーシング１内に突出して設けた回転軸、３は前記ケーシ
ング１に固定して設けた弁板を示す。該弁板３には第２
図に示したように吸入ポート４および吐出ポート５が穿
設されており、該吸入ポート４および吐出ポート５はケ
ーシング１にそれぞれ設けた吸入通路６および吐出通路
７と常時連通している。８はシリンダプロ、りを示し、
該シリンダブロック８の一側端面は弁板３と摺動可能に
密着しておシ、その中央部には回転軸２が貫通せしめら
れている。そして、シリンダプロ。

り８はその内周部と回転軸２の外周部との間に設けたス
フ６ライン、キー等の連結部材９にょ力量転軸２と連結
されており、これにょシシリンダプロツク８は回転軸２
によって回転駆動せしめられるようになっている。また
、シリンダブロック８にはその；軸方向において等間隔
に複数のシリンダ室１０　、１０　、・・・が穿設され
ておシ、該各７リング室１０内にはピストン１１が往復
動可能に設けられて込る。該各ピストン１１には先端球
部１１Ａが形成され、該各先端球部１１Ａにはシュー１
２が嵌合しておシ、これによりピストン１１はシュー１
２に揺動可能に支持されている。また、１３はシリンダ
ブロック８と対面させて設けた斜板で、該斜板１３の表
面にはシュー押え部材１４．１４が設けられて、シュー
１２は該各シュー押え部材１４．１４に案内されて斜板
１３上を摺ビｂせしめられるように構成されている。

而して、当該油圧ポンプはその押しのけ容積が可変とな
った可変容量ポンプである。そとで、次にこの押しのけ
容積可変機構について説明する。

当該ポンプの押しのけ容積はピストン１１のストローク
量に依存するものであるから、該ピストン１１のストロ
ークを可変ならしめるためにはシリンダブロック８の中
心軸線Ａ−Ａに対する斜板１３の傾斜角を変更すればよ
いこと−になる。このために、斜板１３の両側部にはブ
ラケット１５゜１５（図面では一方のブラケットのみを
示す）が設けられ、該各ブラケット１５に取付けた軸１
６により斜板１３はケーシング１に回動可能に軸支され
ている。そして、斜板１３はシリンダブロック８の中心
軸線Ａ−Ａと各ピストン１１の先端球部１１Ａの中心を
含む平面Ｂ−Ｂとの交点０１を中心として回動すること
ができるようになっており、当該交点０１が傾転中心と
なり、そして斜板１３が傾転部となっている。そして、
該斜板１３を傾転駆動するための傾転駆動用のアクチュ
エータとしてのシリンダ装置１７がケーシング１に設け
られている。該シリンダ装置１７はケーシング１に相対
向する状態に穿設した一対のシリンダ１８．１９と１が
端部がそれぞれ該各シリンダ１８゜１９内に挿嵌された
ピストン２ｏとからなり、該ピストン２０の中間部には
球面継手部２１を介して斜板１３と一体的に設けた操作
杆２２が揺動可能に支持されている。そして、各シリン
ダ１８゜１９に圧油を給排することによシピストン２０
をその軸方向に変位させ、操作杆２２を介して斜板１３
が傾転中心０１を中心として傾転せしめられるようにな
っている。このために、各シリンダ１８．１９には油通
路２３．２４が開口し、該各油通路２３．２４の他側は
レギュレータ２５、に接続されており、該レギュレータ
２５はポンプ等の油圧源２６と接続されている。

従来方式の斜板ポンプは前述の構成を有するもので、第
１図は斜板１３が最大傾転位置にある状態を示す。そこ
で、エンジン等の駆動機構（図示せず）を使用して回転
軸２を回転させると、連結部制９を介してシリンダブロ
ック８も同時に回転する。該シリンダブ四ツ２８０回転
によりぎストン１１の先端球部１１Ａに嵌合したンユー
１２はシュー押え部拐１４に沿って案内されるので、該
シュー１２は斜板１３上を摺動する。斜板１３は傾斜し
て設けられているので、ピストン１１はシリンダブロッ
ク８の回転中にシリンダ室１０内を往復動する。そして
、ピストン１１がシリンダ室１０から伸長する吸込み行
程では吸入ポート４と連通してシリンダ室１０内に低圧
流体が供給され、ピストン１１がシリンダ室１０内に進
入する吐出行程では吐出デート５と連通し、ピストン１
１によジ加圧された高圧流体が吐出される。

このように、ピストン１１の往復動によりポンプ作用が
行われるのであるが第１図には回申上方のピストン１１
は最大限伸長した下死点位置にらシ、図中下方のピスト
ン１１は最大限進入した上死点位置にある状態が示され
ている。

然るに、この種の斜板ポンプにおいては、斜板１３が最
大傾転状態にある時のピストン１１の上死点位置におい
ては、第１図中間隔ｔで示したシリンダ室１０内の容積
は吐出行程時においてもその中の高圧流体が吐出されず
に残り、低圧側に戻されるデッドボリュームとなってい
る。従って、とのデッドボリュームに残された高圧流体
が低圧側に戻ったときに膨張する体積は見かけ上の漏れ
量となυ、ポンプの容積効率が低下することになる。乙
のため、前述のデッド？リュームを小さくすることが、
ポンプの容積効率の向上の点から好ましいのは当然であ
る。

ところで、Ｍ述の最大順転状態から押しのけ容積が減少
する方向に斜板１３を傾転変化させるには油圧源２６か
ら供給される圧油をレギュレータ２５を介して油通路２
４に導き、シリンダ１９にとの圧油を作用させてピスト
ン２０を図中左方に変位させる。これによって、斜板１
３は傾転中心０１を中心として図中矢示方向に傾転し、
シリンダブロック８の中心軸線Ａ−Ａに対する傾剰角が
小さくなって、押しのけ容積が減少する。ところが、余
（板１３の傾転中心０１はピストン１１の下死点位ｉｎ
と上死点位置との中間の部位に位置しているから、斜板
１３を傾転駆動すると、ピストン１１の下死点位置が第
１図に示した状態よシリンダ３４内に進入した位置とな
ると共に、上死点位置は第１図に示した位置よ、リシリ
ンダ室１゜から伸長した位置となる。このために、上死
点位置におけるピストン１１のシリンダ室１０からの伸
長分だけデッド、ｐ　＋７ユームが増加し、特に高圧作
動時においてはポンプの容積効率を著しく低下させるこ
とになる。また、デッド？リュームが大きくなると、高
圧流９体の低圧側への流れ込み時に脈動が生じ、騒音を
増大させる等の欠点がある。

本発明は斜上の点に鑑みなされたものであって、斜板の
傾転中心をシリンダブロックの中心軸線からピストンの
上死点位置側に変位した位置に設けることによりデッド
デリュームを少なくすると共に、傾転中心をシリンダブ
ロックの中心軸線から離したことによ、り発生する不平
衡力をバランスさぜるようにしたアキシャルピストン式
゛液圧回転機を枡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、本発明に係るアキシャル
ピストン式液圧回転機は、傾転部の傾転中心をシリンダ
ブロックの中心軸線から上死点位置側に変位した位置に
設けると共に、このようにしてｒ＜ｆｊ転中心を変位さ
せたことによ、り傾転部に作用する不平衡力をバランス
させるバランス用アクチュエータと、該バランス用アク
チュエータと給このような構成を採用することにより液
圧回転機を最大傾転状態以下で作動させてもデッド＆　
＋７ユームは増加せず、高圧作動時においても良好な容
積効率を得ることができ、しかも傾転中心を変位させた
ことにより傾転部に作用する不平衡力をバランスさせる
ようにしたから、傾転凧動用のアクチュエータを小型化
することができると共に、その作動を安定して行なわせ
ることができる等の効果を奏する。

以下、第３図および第４図に基づき本発明の実施例につ
いて説、明する。

寸ず、°ｉ′３２図は本発明の第１の実が１１例を示し
、同図において第１図と同一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、本
実雄側では斜板３１の傾転中心はシリンダブロック８の
中心軸線Ａと一致する位置には設けられておらず、ピス
トン１１の上死点位置と一致する位ＩＵ　Ｏ２に設けら
れている。そして、この位置における斜板３１の支持は
ブラケット３２に設けた軸（図示せず）によりケーシン
グ１に軸支させるととによシ行なわれる。

次に、３３はバランス用アクチュエータとしてのシリン
ダ装置を示し、該シリンダ装置３３はケーシング１に穿
設したシリンダ３４と該シリンダ３４内に摺動可能に設
けたピストン３５とからなり、該ピストン３５の先端部
には先端球部３５Ａが形成されて　該先端球部３５Ａは
斜板３１と当接するシー−３６に揺動自在に嵌合せしめ
られている。そして、ピストン３５１１−ｊニジリンダ
ブロック８内に配設したピストン１１とは対向する方向
に設けられている。咳ピストン３５の斜板３１への作用
点は傾転中心０２となるピストン１１の上死点位置から
下死点位置方向に変位した部位に位置せしめられており
、特に弁板３の吸排＋ｊ？−）４゜５のうちへ圧制ポー
トの投影部に沿った位置に作用点を設けるのが好ましい
。そして、本実施例におけるピストン３５０剃板３１へ
の作用点は、その押圧力を小さくしピストン３５を小型
化するために、ピストン１１の下死点位置近傍に配ｆｅ
されている。また、３７はシリンダ３４内に圧油を供給
するための油通路を示し、該油通路３７の他側はケーシ
ング１に設けた給排通路６．７のうち高圧側の通路即ち
吐出通路と接続されている。

本発明に係る液圧回転機は前述の構成を有するものであ
るが、七のポンダとして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。

然るに、斜板３１の傾転中心０２はピストン１１の上死
点位置にあるから、斜板３１を傾転変化させてもピスト
ン１１の上死点位置でのシリンダ室１０内における相対
位置は変化することがない。従って、ピストン１１の上
死点位置における間隔りは斜板３１の傾転位置のいかん
に拘らず常に一定で、シリンダ室１０内のデッドビリュ
ームは変化しない。

ところで、前述の従来技術の液圧回転機では傾転中心Ｏ
１がシリンダブロック８の中心軸線入−へ上に位置して
いるから、シリンダ室１０内の圧油によりヒ′ストン１
１に作用する油圧反力は、前記傾転中心０．０図中上方
部位においては斜板１３を該傾転中心０１を中心にして
時計方向に回動させる方向に作用し、一方傾転中心０１
の図中下方部位においては斜板１３を傾転中心０１を中
心として反時計方向に回動さぜる方向に作用することに
なる。この結果、斜板１３にピストン１１を介して作用
する油圧反力は相殺されて傾転駆動用アクチュエータで
あるシリンダ装置１７のピストン２０には負荷が作用し
ないようになっている。

しかしながら、本発明に係る液圧回転機にあっては傾転
中心０２はシリンダブロック８の中心軸線Ａ−Ａ上には
なく、ピストン１１の上死点位置に設けられているから
、ピストン１１に作用する油圧反力はすべて斜板３１の
傾転中心０２よυ図中上方の部位で受承されることにな
る。このため、斜板３１には傾転中心０□を中心として
図中時計方向に回転せしめるモーメントが生じる。そし
て、これが不平衡力となって操作杆２２を介してピスト
ン２０に直接作用することになると、ピストン２０が大
きな負荷を受けることになる。しかも、液圧回転機を高
圧作動させると、増々不平衡力が大きくなってしまう。

ところが、斜板３１にはバランス用アクチュエータとし
てのシリンダ装置３３のピストン３５が作用している。

そして、このピストン３５はシ、−３６を介して斜板３
１を反時計方向に押圧することができるように構成され
ておシ、シかもシリン／３４には油通路３７を介して給
排通路６．７のうち高圧側の通路と接続されているから
、前述の押圧力は高圧側通路の液圧とピストン３５の受
圧面積とによシ決定される。

そこで、ピストン３５の受圧面積を前述の不平衡力とほ
ぼ完全にバランスさせるようなものとすれば、ピストン
２０には不平衡力が作用しないことになる。そして、シ
リンダ３４は油通路３７を介して高島路と接続されてお
シ、該高圧側通路は給排ｉ？・−）４．５のうち高圧側
、１？−トと連通ずるシリンダ室１０とほぼ等圧である
。従って、ピストン１１に作用する油圧反力の変化に対
応してピストン３５による押圧力も変化するから、斜板
３１の力のバランスは極めて良好となる。このようにし
てピストン２０には前述の不平衡力を伝達させない構造
となっているから、シリンダ装置１７を格別大型化した
り、大動力をもって駆動するようにしなくとも円滑かつ
確実に斜板３１を傾転操作させることができる。

次に、第４図は本発明の第２の実施例を示し、同図にお
いては斜軸型の油圧ポンプが示されている。図中、１０
１はケーシング、１０２は該ケーシング１０１内に突出
させて設けた回転’ｔｉｌｌ、１０３はシリンダブロッ
クをそれぞれ示す。そして、シリンダブロック１０３に
はその軸方向に複数のシリンダ室１０４　、１０４　、
・・・が穿設され、該各シリンダ室１０４内にはピスト
ン１０５が摺動可能に設けられ、該各ピストン１０５は
コネクティングロッド１０６により回転軸１０２に揺動
自在に支持されている。次に、１０７は弁板を示し、該
弁板１０７はシリンダブロック１０３と摺接し、該シリ
ンダブロック１０３が弁板１０７上を摺動しながら回転
する間に各シリンダ室１０４は弁板１０７に形成した給
排、ｆ？−）（図示せず）と間欠的に車通せしめられる
ようになっている。

次に、この油圧ポンプの押しのけ容積可変機構について
説明する。弁板１０７にはその両側部に支持部１’１０
８．１０８（図面では１側の支持部利のみを示す）が固
着して設けられ、該各支持部利１０８はシリンダブロッ
ク１０３に沿って回転軸１０２側に延出され、ピストン
１０５の上死点位（樅におけるコネクティングロッド１
０６の揺動中心０３に配設された軸（図示せず）により
支持部材１０８はケーシング１０１に軸支されている。

従って、斜転中心は０３となり、弁板１０７および支持
部材１０８は傾転部となる。そして、当該傾転部な傾転
中心０３を中心として傾転さぜるために、弁板１０７に
は操作杆１０９が設けられ、該操作杆１０９は傾転駆動
用アクチュエータとしてのシリンダ装置１１０に連結さ
れている。該シリンダ装ｆｔｊｌ　１１０は前述の第１
の実施例と同様ケーシング１０１に相対内する状態に設
けたシリンダ１１１．１１２と、該各７リング１１１　
、１１２内に両端部が摺動可能に挿嵌されたピストン１
１３とからなり、陛作杆１０９は該ピストン１１３に球
面継手１１４を介して連結されている。また、各シリン
ダ１１１，１１２には油通路１１５゜１１６が接続され
、該各油通路１１５．１１６はレギュレータ１１７を介
して油圧源１１８に接続されている。

然るに、本実施例においても傾転中心０３をシリンダブ
ロック１０３の中心軸線Ａ−Ａから変位させたことによ
り生じる不平衡力が操作杆１０９を介してピストン１１
３に伝達されるのを防止するためのバランス用アクチュ
エータとしてシリンダ装置１１９が設けられている。該
シリンダ装置１１９は、ケーシング１０１に形成したシ
リンダ１２０と、該／リンダ１２０内に摺動可能に設け
たピストン１２１と、一端が該ピストン１２１に揺動自
在に取付けられ、他端が弁板１０７に揺動自在に連結さ
れたコネクティングロッド１２２とからなるもので、該
コネクティングロッＰ１２２の弁板１０７への連結部は
弁板１０７の側壁において、上死点位置にあるピストン
１０５が対面する部位の半径方向外側となる位置にある
。そして、シリンダ１２０には給排通路のうち高圧側通
路からの圧油を導く油通路１２３が開口している。

本実施例は前述のように構成されるが、順転中心０３を
ピストン１０５の上死点位置におけるコネクティングロ
ッド１（）６の揺動中心に設けているから、シリンダブ
ロック１０３の傾転位置のいかんに拘らずブラーがリュ
ームが一定となる。そして、傾転中心０３をシリンダブ
ロック１０３の中心軸ｍＡ−Ａから半径方向に離隔した
位置に設けたことにより弁板１０７にはシリンダ室１０
４内の油圧反力が該弁板１０７を時計方向に回動させる
ように作用し、不平衡力を発生させるが、当該不平衡力
はバランス用アクチュエータとしてのシリンダ装（ｅＺ
、１１９の押付力により相殺され、駆動用アクチュエー
タとしてのシリンダ装置１１０には伝達されない。従っ
て、小型のシリンダ装置１１０およびレギュレータ１１
７を使用し、しかも油圧源１１８からの動力を小さくし
ても円滑かつシイ６実に傾転操作させることができる。

なお、前述の各実施例では本発明に係るアキシャルピス
トン式液圧回転機を油圧号？ングとして使用する場合に
つき説明したが、油圧モータとして用いてもよいことは
勿論でアシ、この場合にはバランス用アクチュエータと
してのシリンダ装置３３．１１９のシリンダ３４．１２
０には吸排通路のうち高圧側の通路と接続させればよい
。また、傾転駆動用アクチュエータとしてはシリンダ装
置１７．１１０からなるものを示したが、該シリン／１
Ｒ１７，１１０に代えてラック−ビニオン機構等のよう
に機械的な構成を有するものとしてもよい。さらに、シ
リンダ装置１７，１１０はバランス用アクチュエータと
し、てのシリンダ装置３３゜１１９とは別体に形成する
ものとして説明したが、該シリンダ装置３３．１１９を
シリンダ装置１７゜１１０と一体的に形成し、このよう
に一体的に形成したシリンダ装置のピストンを段付状に
形成するとともできる。また、第２の実施例において、
弁板１０７に操作杆・１０９を設け、コネクティングロ
ッド１２２を連結するように構成したが、ぞれらのうち
の一方または双方を支持部材１０８に設けるように構成
することもできる。さらにまた、ケーシング１０１のへ
、Ｐ部に傾転中心０３を中心とする円弧状湾曲面を形成
し、弁板１０７を該円弧状湾曲面に沿って摺動させるよ
うに構成すれば、支持部材１０８を弁板１０７に設ける
必要はない。さらにまた、前述の各実施例において、傾
転中心０２＋０３は必ずしもピストン１１　、１０５の
上死点位置に設ける必要はなく、その近傍位置に設ける
構成としてもよい。

以上詳細に説明［７たように、本発明に係るアキシャル
−ストン式液圧回転機によれば、傾転中心をシリンダブ
ロックの中心軸線からピストンの上死点位置側に変位さ
せて設ける構成としたから、シリンダ室のデッドデリュ
ームを減少させることができ、液圧回転機の容積効率を
向上させることができるだけでなく、傾転中心を変位さ
せたことにより生じる不平衡力をバランスさせるバラン
ス用アクチュエータを設ける構成としたから、傾転駆動
用アクチュエータの負荷が増大するのが防止され、傾転
駆動用アクチュエータを小型化でき、また小さな駆動力
で円滑かつ確実に傾転駆動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術を示す液圧回転機の縦断面図、第２図
は第１図の１ｌ−ＩＩ矢示方向断面図、第３図は本発明
の第１の実施例を示す縦断面図、第４図は本発明の第２
の実施例を示す縦断面図である。 １．１０１・・・ケーシング、３・・・弁板、６，７・
・・給排通路、８，１０３・・・シリンダブロック、１
ｏ。 １０４・・・シリンダ室、１ｉ１０５・・・ピストン、
１７．１１０・・・シリンダ装置（傾転駆動用゛ｒクチ
ュエータ）、１８，１９，１１１，１１２・・・シリン
ダ装置、２０，１１３・・・ピストン、３１・・・斜板
（傾転部）、３３．１１９・・・シリンダ装置（バラン
ス用アクチュエータ）、３４，１２０・・・シリンダ、
３４，１２１・・・ピストン、３７，１２３・・・油通
路、１０７・・・弁板（傾転部）。 第１回 □□□□□□□−一 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ケーシンダ内に設けたシリンダプロ、りと、該シリンダ
   ブロックに穿設した複数のシリンダと、該各シリンダ内
   に摺動可能に挿嵌したピストンと、前記シリンダ内に液
   体を給排する給排通路と、傾転駆動用アクチュエータお
   よび該アクチュエータによυ傾転せしめられる傾転部と
   からなり、前記ピストンのストロークを可変にすること
   により押しのけ容積を変化させる押しのけ容積可変機構
   とを備えたアキシャルピストン式液圧回転機において、
   前記傾転部の傾転中心を前記シリンダプロ。 りの中心軸線から上死点位置側に変位した位置に配設し
   、該傾転部に作用する不平衡力をバランスさせる７４ラ
   ンス用アクチユエータと、該７４ランス用アクチユエー
   タと前記給排通路のうち高、圧側通路とを連通させる油
   通路とを設けたことを特徴とするアキシャルピストン式
   液圧回転機。