JPS60230573A - ピストンポンプまたはモ−タ - 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】 （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部し高圧の作動油
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ック内に作動流体を給埜出させるの
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ィンチ
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って、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ッ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
することができる側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リンダブ
ロックと、このシリンダブロッ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ッ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ッ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って容積が増
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
れ連通ず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ｌ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っている。

そして、このトルクプレート２の後方にシリンダブロッ
ク３を配設している。シリンダブロック３は、前記ケー
シングｌ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り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
ダブロック３には、前記傾斜軸心り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である。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
方へ延出させたロッド部７とを一体に形成してなるもの
で１本体部６は、前記シリンダ穴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、前記ロッド部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ｌ、
Ｘ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１トしてい
る。また、前記トルクプレート２と前記シリンダブロッ
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ッ
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
とによって形成された室であり、流体通路１６を介して
シリンダブロック３の後端面に開口させである。そして
、このようなトルクプレート２とシリンダブロック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とシリンダブロック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２２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りに直交する
バルブ面２４を形成し、前記シリンダブロック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ボート２５．２６を設けている
。そして、流出入ボート２５はその他端を接続ポート２
７に、流出入ボート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と前記傾斜軸心りを含む仮想分
割面Ｎよりも第３図中右側の領域工に存在するポンプ室
１５に連通ずるように、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ＩＩ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
傾斜軸心りの傾斜角度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１０６程度
に設定している。

また、前記トルクプレート２の反シリンダブロック側の
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ット
３４を形成し、この圧力ポケット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部に圧力ポケット
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、この圧力ポケット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
３２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
状の圧力ポケット３４を設け、この圧力ポケット３４に
作動液導入路３７を通して前記ポンプ室工５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
ケット３４内の作動流体の軸方向圧力Ｐ１の合力と、前
記圧力ポケット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ック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、
シリンダ穴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である。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。こうして原人した作動
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Ｉ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ってピストン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とシリンダブロック３とは同期
機構１４により同期して回転するので、傾斜軸心りの傾
きにより、第１領域工に存在するピストン５は、回転に
伴って逐次シリンダ穴４から突出するとともに、第２領
域ＩＩ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に連通ずる前記第１
領域Ｉ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に連通ずる第２領域ＩＩ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
流出入ボート２５から流入した作動液が第１領域工のポ
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ボート２
６から排出される。なお、前記流出入ボート２６から作
動液を流入させると作動が以」二の説明とは逆になり、
前記ケーシングｌ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ック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ｌ
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ｌ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にシリンダブロック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
ック３内のポンプ室１５と前記固定軸１７内の流出入ボ
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ック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
。したがって、このようなものであれば、前記ケーシン
グｌ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ｌをドラムにすることにより、ウィンチとして用い
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
リンダブロック穴４に対する嵌合長さ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と固足円板２３の反力によって受けとめ
ており、回転部品であるシリンダブロック３およびトル
クプレート２に作用する軸方向力は油圧バランスがとれ
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使道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って
もよいし、また固定円板までとし＝−あの軸受を省略す
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。

（へ）効果 以上説明したように１本発明は軸側からシリンダブロッ
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ＩＶ−ＩＶ
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・・拳ケーシング　２・・・トルクプレート３φ・・
シリンダブロック ４Φ・・シリンダ穴　５−・・ピストン５ａ・・・外方
端　５ｂ・・・内方端 １５−・・ポンプ室　１７−−−固定軸２１−φφ第１
の軸受　２２・・・第２の軸受２３・・・固定円板　２
４・・・傾斜軸２５．２６Φ−・流出入ポート ２７．２８１１令１接続ポート Ｌ・・・傾斜軸受 Ｍ・会ψ軸心 代理人　弁理士　赤澤−博 第１図 第２図 ２に 第３図 、＜１ 第４図　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   せたシリンダブロックと、このシリンダブロックの各シ
   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ックを
   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ックの反
   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
   伴っ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ボートと、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
   各接続ボートにそれぞれ連通させた作動液案内用の対を
   なす流出入ボ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や