JPWO2007060822A1

JPWO2007060822A1 - 斜軸式可変容量型ポンプ・モータ

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Publication number: JPWO2007060822A1
Application number: JP2007546390A
Authority: JP
Inventors: 石崎　直樹; 直樹石崎
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2026-11-01
Also published as: CN101313148B; GB2446348A; WO2007060822A1; DE112006003645T5; JP4653176B2; GB2446348B; SE0801192L; GB2446348B8; KR20080072052A; CN101313148A; KR100918603B1; US20090290996A1; GB2446348A8; SE533152C2; GB0810424D0

Abstract

本発明は、ピストンがシリンダの内部を往復移動する斜軸式可変容量型ポンプ・モータの改良に関するもので、第１弁板部と第２弁板部とを備えた複数の弁板部によって弁板部材を構成し、かつこれら複数の弁板部を互いに摺接面を介して摺動可能に密接させた状態でシリンダブロックのブロック側摺動面及びケースの案内凹面の間に介在させることにより、常にシリンダブロック、弁板部材、ケースの三者間が互いに密着した状態を確保するようにしている。

Description

本発明は、斜軸式可変容量型ポンプ・モータに関するもので、特に、ピストンがシリンダの内部を往復移動する斜軸式可変容量型ポンプ・モータの改良に関するものである。

圧油等の作動流体を動力伝達の媒体として使用している油圧システムでは、より一層の高効率化が要望されている。ピストンがシリンダの内部を往復移動する可変容量型の油圧ポンプや油圧モータにおいては、デッドボリュームと称される容量部分を如何に小さく構成するかが容量効率を向上させる上で重要な課題となる。すなわち、デッドボリュームは、シリンダに対してピストンが最大進入位置（以下、適宜「ピストンの上死点位置」という）に配置された場合にシリンダの内部においてピストンとの間に確保される容量部分であり、ピストンの往復移動による容量変化とは無関係となる部分であるため、容量効率の低下を招来する要因となる。特に、デッドボリュームが大きく構成された場合、高圧力の状況下においては本来非圧縮性流体である圧油が圧縮性流体と同等の現象を呈することになり、上述した容量効率の低下が一層顕著となる。しかも、このデッドボリュームは、例えばピストンの往復移動量が最大となる傾転角の状態で最小となるように設定した場合であっても、容量変更に伴って傾転角が減少すると、この傾転角の減少に従ってピストンの最大進入量が小さくなるため、ピストンの往復移動量が最小となる傾転角の状態では大きな容量が確保されることになる。

このため従来では、例えば特許文献１に示されるものが提供されている。この特許文献１は、上死点位置に占位したピストンロッドの傾動中心と斜板の傾転中心とを一致させるように構成したものである。この特許文献１に記載のものによれば、斜板の傾転角に関わらず、常にシリンダに対するピストンの上死点位置が同一となる。従って、ピストンの往復移動量が最大となる傾転角の状態でデッドボリュームが最小となるように構成すれば、ピストンの往復移動量を変更すべく傾転角を変化させた場合であっても、常にデッドボリュームを最小に維持することができるようになる。

しかしながら、特許文献１に記載のものは、いわゆる斜板式の可変容量型ポンプ・モータであり、上述したデッドボリュームを一定に維持する構成をそのまま斜軸式の可変容量型ポンプ・モータに適用することは困難である。

一方、斜軸式の従来技術としては、例えば特許文献２に示されるものが提供されている。この特許文献２では、シリンダブロックとケースとの間に介在される弁板部材においてシリンダブロックとは反対側に突出した凸円弧面が、回転軸部材の軸心とシリンダブロックの軸心とを含む平面に対して垂直となる軸線を軸心とした円筒面で、かつこの円筒面の軸心が回転軸部材の軸心からシリンダブロックの傾転方向にずれた位置、具体的には上死点位置に配置されたピストンロッドの傾動中心近傍を通過するように構成されている。弁板部材が摺接するケースの案内凹面は、凸円弧面に合致した凹円弧面となるように構成されている。

この特許文献２に記載のものによれば、傾転角の大小に関わらず、常にシリンダに対するピストンの上死点位置がほぼ同一となる。従って、ピストンの往復移動量が最大となる傾転角の状態でデッドボリュームが最小となるように構成すれば、ピストンの往復移動量を変更すべく傾転角を変化させた場合であっても、常にデッドボリュームを小さい値に維持することができるようになる。

特開昭５８−７７１８０号公報特開平８−３０３３４２号公報

ところで、上述した特許文献２に記載のものにあっては、回転部材とシリンダブロックとの間がセンタロッドによって連係してあり、シリンダブロックが傾動する場合、センタロッドとの連係による影響と、ケースの案内凹面に沿って摺動する弁板部材の影響とを受けることになる。これに対してケースの案内凹面に沿って摺動する弁板部材は、当該案内凹面の影響のみを受けて移動することになる。これらの結果、ピストンの往復移動量を変更した場合には、シリンダブロックと弁板部材との相対的な向きや移動量が変化することになり、シリンダブロックと弁板部材との間や弁板部材とケースの案内凹面との間に隙間が生じる虞れがある。

シリンダブロックとケースとの間に介在された弁板部材は、シリンダブロックのシリンダとケースに設けた油路との間に圧油を流通させる連通油路を有したものである。従って、上述のように、シリンダブロックと弁板部材との間や弁板部材とケースの案内凹面との間に隙間が生じた状態にあっては、圧油を流通させることが困難となる結果、容量効率が著しく低下する事態を招来する虞れがある。

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、容量効率の向上を図ることのできる斜軸式可変容量型ポンプ・モータを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータは、自身の軸心回りに回転する態様でケースに支持させた回転軸部材と、基端に支持部を有する一方、先端にピストンを有し、前記回転軸部材の一端部において該回転軸部材の軸心を中心とした同一の円周上に個々の支持部を介して傾動可能に支持させた複数のピストンロッドと、一端面に前記複数のピストンをそれぞれ往復移動可能に収容した複数のシリンダが開口する一方、他端部に球状を成すブロック側摺動面を有したシリンダブロックと、前記シリンダブロックの軸心が前記回転軸部材の軸心上に設定した傾動点を中心に傾動可能、かつ前記回転軸部材に対して前記シリンダブロックを近接離反移動可能となる態様で両者の間を連係するとともに、前記回転軸部材に対して前記シリンダブロックを離反する方向に付勢する連係手段と、前記回転軸部材の軸心に直交する平面上に位置し、かつ該回転軸部材の軸心に対して捩れの位置の関係となる軸線を軸心とした円筒凹状を成しており、前記ケースにおいて前記回転軸部材の一端部延長上となる部位に形成した案内凹面と、前記シリンダブロックのブロック側摺動面及び前記ケースの案内凹面の間に介在し、前記シリンダブロックのシリンダと前記ケースに設けた油路との間に圧油を流通させる連通油路を有した弁板部材と、前記回転軸部材に対して前記シリンダブロックを傾動させることによってこれら回転軸部材及びシリンダブロックが回転した場合のピストンの往復移動量を変更する傾転角変更手段とを備え、前記弁板部材は、少なくとも、前記ブロック側摺動面に密接した状態で摺動可能となる弁板側摺動面を有した第１弁板部と、前記案内凹面に密接した状態で摺動可能となる案内凸面を有した第２弁板部とを備えた複数の弁板部によって構成し、かつこれら複数の弁板部を互いに摺接面を介して摺動可能に密接させた状態で前記シリンダブロックのブロック側摺動面及び前記ケースの案内凹面の間に介在させたものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータは、上述した請求項１において、前記案内凹面は、複数のピストンロッドの傾動中心を通過する円周の接線を軸心とした円筒面であることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータは、上述した請求項１において、前記第１弁板部及び前記第２弁板部は、前記案内凹面の軸心に平行となる軸線を軸心とした円筒状の摺接面を介して互いに密接することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータは、上述した請求項３において、前記摺接面は、その軸心が前記シリンダブロックの軸心に直交することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータは、上述した請求項３において、第１弁板部に凸状の摺接面を形成する一方、第２弁板部に凹状の摺接面を形成したことを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータは、上述した請求項３において、第１弁板部に凹状の摺接面を形成する一方、第２弁板部に凸状の摺接面を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも第１弁板部と第２弁板部とを備えた複数の弁板部によって弁板部材を構成し、かつこれら複数の弁板部を互いに摺接面を介して摺動可能に密接させた状態でシリンダブロックのブロック側摺動面及びケースの案内凹面の間に介在させているため、傾転角を変更した場合、複数の弁板部が適宜摺動することにより、常にシリンダブロック、弁板部材、ケースの三者間が互いに密着した状態を確保することができる。これにより、シリンダブロック、弁板部材、ケース三者相互間からの圧油の漏出を招来する虞れがなくなる。しかも、傾転角の大小に関わらず、常にシリンダに対するピストンの上死点位置がほぼ同一となるように設定することができるため、ピストンの往復移動量が最大となる傾転角の状態でデッドボリュームが最小となるように構成すれば、ピストンの往復移動量を変更すべく傾転角を変化させた場合であっても、常にデッドボリュームを小さい値に維持することができ、容量効率の向上を図ることが可能になる。

図１は、本発明の実施の形態１である斜軸式可変容量型ポンプ・モータが最大傾転角にある状態の構造を概念的に示す断面図である。図２は、図１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータが最大傾転角にある状態の圧油の流通系を示す断面図である。図３は、図１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータが最小傾転角にある状態の構造を概念的に示す断面図である。図４は、図１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータが最小傾転角にある状態の圧油の流通系を示す断面図である。図５は、図１における５−５線断面図である。図６は、図１における６−６線断面図である。図７は、図１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータに適用する第１弁板部の一方の端面を示す図である。図８は、図１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータに適用する第１弁板部の他方の端面を示す図である。図９は、図１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータに適用する第２弁板部の一方の端面を示す図である。図１０は、図１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータに適用する第２弁板部の他方の端面を示す図である。図１１は、本発明の実施の形態２である斜軸式可変容量型ポンプ・モータが最大傾転角にある状態の構造を概念的に示す断面図である。図１２は、図１１に示した斜軸式可変容量型ポンプ・モータが最小傾転角にある状態の構造を概念的に示す断面図である。

符号の説明

１・・・斜軸式可変容量型ポンプ・モータ、１０・・・ケース、１０Ａ・・・収容空間、１１・・・ケース本体部、１２・・・プレート部、１３・・・案内凹面、１３Ａ・・・軸心、１４・・・油路、２０・・・回転軸部材、２１・・・軸受、２２・・・軸心、２３・・・ドライブディスク、３０・・・シリンダブロック、３１・・・支持孔、３２・・・シリンダ、３３・・・ブロック側摺動面、３４・・・軸心、３５・・・押圧バネ、３６・・・連絡通路、４０・・・ピストンロッド、４１・・・球頭部、４２・・・ピストン、４３・・・シール部材、５０・・・センタロッド、５１・・・球頭部、５１Ａ・・・中心、５２・・・摺動部、６０・・・弁板部材、６１・・・第１弁板部、６２・・・第２弁板部、６３・・・弁板側摺動面、６４・・・案内凸面、６５・・・摺接凸面、６６・・・摺接凹面、６７・・・ストッパ面、７０・・・第１連通油路、７１・・・弁板側ポート、７２・・・第１連絡ポート、８０・・・第２連通油路、８１・・・第２連絡ポート、８２・・・ケース側ポート、９０・・・揺動ピン、９１・・・揺動角制御ピストン、９２・・・リターンスプリング、９３・・・圧力室、９４・・・バルブ、１６０・・・弁板部材、１６１・・・第１弁板部、１６２・・・第２弁板部、１６５・・・摺接凸面、１６６・・・摺接凹面、Ｃ１・・・円周、Ｃ２・・・円周、Ｘ・・・傾転基準平面

以下に添付図面を参照して、本発明に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータの好適な実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の実施の形態１である斜軸式可変容量型ポンプ・モータを示したもので、油圧ショベルやホイールローダ等の建設機械に油圧回転機械として装備される斜軸式可変容量型ポンプ・モータ１を例示している。

このポンプ・モータ１のケース１０は、一端が開口した収容空間１０Ａを有するケース本体部１１と、収容空間１０Ａの開口を閉塞する態様でケース本体部１１の一端部に取り付けたプレート部１２とを備えて構成したもので、収容空間１０Ａに回転軸部材２０及びシリンダブロック３０を備えている。

回転軸部材２０は、ポンプとして用いる場合の入力シャフトとして機能し、モータとして用いる場合の出力シャフトとして機能するもので、ラジアル荷重及びスラスト荷重に対応した軸受２１を介してケース本体部１１に支持してあり、自身の軸心２２回りに回転することが可能である。図からも明らかなように、回転軸部材２０の基端部は、ケース１０の外部に突出しており、ポンプ・モータ１の入出力端部として機能する。

この回転軸部材２０において収容空間１０Ａの内部に位置する端部には、ドライブディスク２３が設けてある。ドライブディスク２３は、回転軸部材２０の軸心２２を中心とした円板状を成すプレート状部であり、その端面に複数のピストンロッド４０及び唯一のセンタロッド（連係手段）５０を備えている。

ピストンロッド４０は、基端から先端に向けて外径が漸次増加するテーパ状を成し、基端部に支持部である球状の球頭部４１を有する一方、先端部にピストン４２を構成したもので、図５に示すように、ドライブディスク２３において回転軸部材２０の軸心２２を中心とした同一の円周Ｃ１上となる部位に互いに等間隔となる態様で個々の球頭部４１を介して支持させてあり、各球頭部４１の中心を傾動中心として任意の方向に傾動することが可能である。図１〜図４に示すように、それぞれのピストン４２には、外周部にシール部材４３が装着してある。

センタロッド５０は、基端から先端に向けて外径が漸次増加するテーパ状を成し、基端部に球状の球頭部５１を有する一方、先端部に円柱状の摺動部５２を構成したもので、ドライブディスク２３において回転軸部材２０の軸心２２上となる部位に球頭部５１を介して支持させてあり、回転軸部材２０の軸心２２上に位置する球頭部５１の中心を傾動中心として任意の方向に傾動することが可能である。

シリンダブロック３０は、外形が円形の柱状部材であり、平坦に形成した一端面に唯一の支持孔３１及び複数のシリンダ３２が開口する一方、他端部にブロック側摺動面３３を有している。

支持孔３１は、センタロッド５０の摺動部５２を嵌合する内径を有した円柱状の孔であり、自身の軸心をシリンダブロック３０の軸心３４に合致させる態様で形成してある。この支持孔３１には、押圧バネ（連係手段）３５を介在させた状態でセンタロッド５０の摺動部５２が軸方向に進退する態様で摺動可能に嵌合してある。

シリンダ３２は、ピストンロッド４０のピストン４２を嵌合する内径を有した円柱状の孔であり、個々の軸心がシリンダブロック３０の軸心３４に平行となるように形成してある。これらシリンダ３２は、ピストンロッド４０と同数だけ用意してあり、図６に示すように、個々の軸心がシリンダブロック３０の軸心３４を中心とした同一の円周Ｃ２上となる部位に互いに等間隔となる態様で形成してある。シリンダブロック３０の軸心３４からシリンダ３２の軸心までの距離は、回転軸部材２０の軸心２２からピストンロッド４０における球頭部４１の中心までの距離と同一であり、個々のシリンダ３２にピストンロッド４０のピストン４２が往復移動可能に収容してある。図１〜図４からも明らかなように、テーパ状に構成したピストンロッド４０は、ピストン４２のシール部材４３とシリンダ３２の内壁面との密接状態を維持しながら、シリンダ３２の軸心に対して傾動することが可能である。

ブロック側摺動面３３は、シリンダブロック３０の軸心３４延長上に位置する点を中心とした球状の凹面である。このブロック側摺動面３３には、個々の一端がシリンダ３２に連通する連絡通路３６の他端が開口している。連絡通路３６の他端開口は、シリンダブロック３０の軸心３４を中心とした円周上に互いに等間隔となる態様で設けてある（図７参照）。

一方、上記ポンプ・モータ１には、ケース１０のプレート部１２において収容空間１０Ａに臨む部位に案内凹面１３が形成してあるとともに、ケース１０とシリンダブロック３０との間に弁板部材６０が設けてある。

案内凹面１３は、各ピストンロッド４０の傾動中心を通過する円周Ｃ１の接線を軸心１３Ａとした円筒凹状を成すもので、回転軸部材２０の一端部延長上となる領域を含む部位に形成してある。この案内凹面１３の軸心１３Ａとなる円周Ｃ１の接線は、回転軸部材２０の軸心２２に直交する平面上に位置し、かつ回転軸部材２０の軸心２２に対して捩れの位置の関係となるものである。

弁板部材６０は、シリンダブロック３０のブロック側摺動面３３とケース１０の案内凹面１３との間に介在するもので、図７〜図１０に示すように、シリンダブロック３０側に位置する第１弁板部６１と、ケース１０側に位置する第２弁板部６２とを備えて構成してある。

第１弁板部６１は、シリンダブロック３０に対向する部位に弁板側摺動面６３を有し、この弁板側摺動面６３を介してブロック側摺動面３３に当接させてある。弁板側摺動面６３は、ブロック側摺動面３３と同一の曲率半径を有した球状の凸面であり、ブロック側摺動面３３に密接した状態でシリンダブロック３０の軸心３４回りに相対的に回転する態様で摺動することが可能である。

第２弁板部６２は、ケース１０に対向する部位に案内凸面６４を有し、この案内凸面６４を介して案内凹面１３に当接させてある。案内凸面６４は、案内凹面１３と同一の曲率半径を有した円筒状の凸面であり、案内凹面１３に密接した状態で案内凹面１３の湾曲方向に沿って摺動することが可能である。

これら第１弁板部６１及び第２弁板部６２は、互いに摺接面６５，６６を介して摺動可能に当接させてある。摺接面６５，６６は、案内凹面１３の軸心１３Ａと平行、かつシリンダブロック３０の軸心３４に直交する軸線を軸心とした円筒面であり、互いに密接した状態でその湾曲方向に沿って摺動することが可能である。本実施の形態１では、第１弁板部６１に凸状の摺接面（以下、「摺接凸面６５」という）を形成する一方、第２弁板部６２に凹状の摺接面（以下、「摺接凹面６６」という）を形成している。

図８及び図９に示すように、第１弁板部６１において摺接凸面６５の形成域外となる部位及び第２弁板部６２において摺接凹面６６の形成域外となる部位には、それぞれストッパ面６７が形成してある。これらのストッパ面６７は、互いに対向するものが択一的に当接することにより、摺接凸面６５と摺接凹面６６との湾曲方向に沿った摺動範囲を規制するものである。

また、第１弁板部６１及び第２弁板部６２のそれぞれには、図２及び図４に示すように、シリンダブロック３０のシリンダ３２とケース１０に設けた油路１４との間に圧油を流通させるための連通油路７０，８０が形成してある。

第１弁板部６１に形成した連通油路（以下、「第１連通油路７０」という）は、弁板側摺動面６３と摺接凸面６５との間に圧油を流通させるもので、一端が一対の弁板側ポート７１を介して弁板側摺動面６３に開口する一方、他端が一対の第１連絡ポート７２を介して摺接凸面６５に開口している。

一対の弁板側ポート７１は、図７に示すように、案内凹面１３の円筒軸心１３Ａに直交し、かつシリンダブロック３０の軸心３４を含む平面（図２において紙面と同じ平面であり、以下「傾転基準平面Ｘ」という）に対して互いに対称となるように構成した半円弧状の凹所であり、弁板側摺動面６３においてシリンダブロック３０の連絡通路３６に対応する部位に開口する態様で形成してある。

一対の第１連絡ポート７２は、図８に示すように、それぞれが傾転基準平面Ｘの延在方向に沿い、かつ傾転基準平面Ｘに対して互いに対称となるように構成した凹所である。

第２弁板部６２に形成した連通油路（以下、「第２連通油路８０」という）は、摺接凹面６６と案内凸面６４との間に圧油を流通させるもので、一端が一対の第２連絡ポート８１を介して摺接凹面６６に開口する一方、他端が一対のケース側ポート８２を介して案内凸面６４に開口している。

一対の第２連絡ポート８１は、図９に示すように、それぞれが傾転基準平面Ｘの延在方向に沿い、かつ傾転基準平面Ｘに対して互いに対称となるように構成した凹所である。これら第２連絡ポート８１は、第２弁板部６２の摺接凹面６６に対して第１弁板部６１の摺接凸面６５を密接させた場合に第２連絡ポート８１にそれぞれ対向し、かつ摺接凹面６６と摺接凸面６５とを摺動させた場合に外部に露出することなく互いに常時連通するように構成してある。

一対のケース側ポート８２は、図１０に示すように、それぞれが傾転基準平面Ｘの延在方向に沿って延在し、かつ傾転基準平面Ｘに対して互いに対称となるように構成した凹所である。これらケース側ポート８２は、図２及び図４に示すように、ケース１０の案内凹面１３に対して第２弁板部６２の案内凸面６４を密接させた場合にケース１０に形成した一対の油路１４にそれぞれ対向し、かつ案内凹面１３と案内凸面６４とを摺動させた場合に外部に露出することなく互いに常時連通するように構成してある。

さらに、第２弁板部６２には、揺動ピン９０を介して揺動角制御ピストン（傾転角変更手段）９１が傾動可能に連結してある。揺動角制御ピストン９１は、通常状態においてリターンスプリング９２のバネ力により初期位置に占位し、第２弁板部６２を図１に示す状態に維持する一方、ケース１０に形成した圧力室９３にバルブ９４を介して圧油を供給した場合にはリターンスプリング９２のバネ力に抗して上述の傾転基準平面Ｘに沿って移動し、第２弁板部６２を図３に示す状態に移動させるものである。尚、図１中の符号１００は、ケース１０の案内凹面１３に対する第２弁板部６２の摺動範囲を規定する規定部材である。

上記のように構成したポンプ・モータ１では、図１に示すように、揺動角制御ピストン９１を初期位置に占位させた場合、回転軸部材２０の軸心２２に対してシリンダブロック３０がセンタロッド５０の球頭部５１を中心５１Ａとして最も傾動した状態となるため、回転軸部材２０及びシリンダブロック３０をそれぞれの軸心２２，３４回りに回転させると、ピストン４２の往復移動量が最大となり、容量が最大となった状態で運転することができるようになる。

上述した状態からケース１０の圧力室９３に圧油を供給し、リターンスプリング９２のバネ力に抗して揺動角制御ピストン９１を移動させると、揺動ピン９０を介して第２弁板部６２がケース１０の案内凹面１３に沿って摺動する。この第２弁板部６２の移動は、互いに当接した摺接凹面６６及び摺接凸面６５を介して第１弁板部６１を移動させ、さらに互いに当接した弁板側摺動面６３及びブロック側摺動面３３を介してシリンダブロック３０を移動させることになり、シリンダブロック３０がセンタロッド５０の球頭部５１を中心５１Ａに順次傾動して回転軸部材２０の軸心２２に対するシリンダブロック３０の軸心３４の傾転角が減少する。この状態においては、回転軸部材２０及びシリンダブロック３０をそれぞれの軸心２２，３４回りに回転させた場合、図１に示す状態に比べてピストン４２の往復移動量が減少することになり、容量を減少させた状態で運転することができるようになる。

さらに、リターンスプリング９２のバネ力に抗して揺動角制御ピストン９１を移動させると、最終的にシリンダブロック３０の軸心３４が回転軸部材２０の軸心２２に合致して図３に示す状態となる。この状態においては、回転軸部材２０及びシリンダブロック３０をそれぞれの軸心２２，３４回りに回転させた場合にも、ピストン４２の往復移動量がゼロとなる。

一方、ケース１０の圧力室９３から圧油を排出すると、リターンスプリング９２のバネ力により、揺動角制御ピストン９１が初期位置に向けて移動し、これに伴って第２弁板部６２、第１弁板部６１、シリンダブロック３０が連動することになり、回転軸部材２０に対するシリンダブロック３０の傾転角を漸次増大させること、つまりピストン４２の往復移動量を増大してポンプ・モータ１の容量を増大させることが可能となる。

以降、上述した動作を適宜実行することにより、斜軸式の可変容量型ポンプ・モータ１として運転することができるようになる。

これらの動作の間、図１及び図３に示すように、第２弁板部６２がピストンロッド４０の傾動中心を通過する円周Ｃ１の接線を軸心１３Ａとした案内凹面１３を摺動するため、つまり、傾転基準平面Ｘに対して直交し、かつシリンダ３２に対してピストン４２が最大進入位置（以下、適宜「ピストンの上死点位置」という）に配置されたピストンロッド４０における球頭部４１の中心を通過する軸線を軸心１３Ａとした円筒面に沿って移動するため、傾転角の大小に関わらず、常にシリンダ３２に対するピストン４２の上死点位置が同一となる。従って、例えば図１に示すように、ピストン４２の往復移動量が最大となる傾転角の状態でデッドボリュームが最小となるように構成すれば、ピストン４２の往復移動量を変更すべく傾転角を変化させた場合であっても、常にデッドボリュームを小さい値に維持することができ、容量効率の向上を図ることが可能になる。

しかも、上記ポンプ・モータ１によれば、シリンダブロック３０とケース１０との間に互いに密接した状態で摺動可能となる第１弁板部６１及び第２弁板部６２から成る弁板部材６０を介在させるようにしている。さらにシリンダブロック３０、弁板部材６０、ケース１０の間にはセンタロッド５０とシリンダブロック３０との間に介在させた押圧バネ３５のバネ力が作用している。従って、ピストン４２の往復移動量を変更した場合に発生するシリンダブロック３０と弁板部材６０との相対的な向きや移動量の変化が第１弁板部６１と第２弁板部６２との相対的な摺動移動によって吸収することができるようになり、シリンダブロック３０と弁板部材６０との間や弁板部材６０とケース１０の案内凹面１３との間に隙間が生じる事態を防止することが可能となる。

これらの結果、図２及び図４に示すように、傾転角の大小に関わらず、常にシリンダブロック３０のシリンダ３２とケース１０の油路１４との間に圧油を漏れなく流通させることが可能となり、圧油の漏出に起因した容量効率の低下が招来される虞れがない。

このように上記ポンプ・モータ１によれば、第１弁板部６１と第２弁板部６２とを備えて弁板部材６０を構成し、かつこれらの弁板部６１，６２を互いに摺接面６５，６６を介して摺動可能に密接させた状態でシリンダブロック３０のブロック側摺動面３３及びケース１０の案内凹面１３の間に介在させている。このため、傾転角を変更した場合、これらの弁板部６１，６２が適宜摺動することにより、シリンダブロック３０、弁板部材６０、ケース１０の三者間が常に互いに密着した状態を確保することができる。これにより、シリンダブロック３０、弁板部材６０、ケース１０三者相互間からの圧油の漏出を招来する虞れがなくなる。しかも、傾転角の大小に関わらず、常にシリンダ３２に対するピストン４２の上死点位置が同一となる。従って、ピストン４２の往復移動量が最大となる傾転角の状態でデッドボリュームが最小となるように構成すれば、ピストン４２の往復移動量を変更すべく傾転角を変化させた場合であっても、常にデッドボリュームを小さい値に維持することができ、容量効率の向上を図ることが可能になる。

尚、上述した実施の形態１では、複数のピストンロッド４０の傾動中心を通過する円周Ｃ１の接線を軸心１３Ａとした円筒面を案内凹面１３としている。換言すれば、傾転基準平面Ｘに直交し、かつ上死点位置に配置されたピストンロッド４０の傾動中心を通過する軸線を軸心１３Ａとした案内凹面１３を構成するようにしている。従って、傾転角の大小に関わらず、シリンダ３２に対するピストン４２の上死点位置を同一とすることができる。しかしながら本発明は、必ずしもこれに限定されない。例えば、案内凹面１３の軸心１３Ａは、回転軸部材２０の軸心２２に直交する平面上に位置し、かつ回転軸部材２０の軸心２２に対して捩れの位置の関係となる軸線を軸心とした円筒凹状であれば、その他の部位にあっても構わない。

また、上述した実施の形態１では、第１弁板部６１及び第２弁板部６２のみを備えて弁板部材６０を構成しているが、３以上の弁板部を備えて弁板部材を構成しても同様の作用効果を奏することが可能である。

（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、第１弁板部６１に凸状の摺接面６５を形成する一方、第２弁板部６２に凹状の摺接面６６を形成するようにしている。しかしながら、図１１及び図１２に示す実施の形態２のように、弁板部材１６０の第１弁板部１６１に摺接凹面１６６を形成する一方、弁板部材１６０の第２弁板部１６２に摺接凸面１６５を形成するようにしても構わない。これら摺接凹面１６６及び摺接凸面１６５は、案内凹面１３の軸心１３Ａと平行、かつシリンダブロック３０の軸心３４に直交する軸線を軸心とした円筒面であり、互いに密接した状態でその湾曲方向に沿って摺動可能なものである。尚、図１１及び図１２において、実施の形態１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。

上記のように構成したポンプ・モータ１では、図１１に示す状態にある場合、回転軸部材２０の軸心２２に対してシリンダブロック３０がセンタロッド５０の球頭部５１を中心５１Ａとして最も傾動した状態となるため、回転軸部材２０及びシリンダブロック３０をそれぞれの軸心２２，３４回りに回転させると、ピストン４２の往復移動量が最大となり、容量が最大となった状態で運転することができるようになる。

上述した状態から図示せぬ傾転角変更手段を駆動し、第２弁板部１６２をケース１０の案内凹面１３に沿って摺動させると、この第２弁板部１６２の移動が、互いに当接した摺接凸面１６５及び摺接凹面１６６を介して第１弁板部１６１を移動させる。さらに第１弁板部１６１の移動は、互いに当接した弁板側摺動面６３及びブロック側摺動面３３を介してシリンダブロック３０を移動させることになり、シリンダブロック３０がセンタロッド５０の球頭部５１を中心５１Ａに順次傾動して回転軸部材２０の軸心２２に対するシリンダブロック３０の軸心３４の傾転角が減少する。この状態においては、回転軸部材２０及びシリンダブロック３０をそれぞれの軸心２２，３４回りに回転させた場合、図１１に示す状態に比べてピストン４２の往復移動量が減少することになり、容量を減少させた状態で運転することができるようになる。

さらに、第２弁板部１６２を移動させると、最終的にシリンダブロック３０の軸心３４が回転軸部材２０の軸心２２に合致して図１２に示す状態となる。この状態においては、回転軸部材２０及びシリンダブロック３０をそれぞれの軸心２２，３４回りに回転させた場合にも、ピストン４２の往復移動量がゼロとなる。

一方、図示せぬ傾転角駆動手段の駆動により第２弁板部１６２を逆方向に移動させると、第１弁板部１６１、及びシリンダブロック３０が連動することになり、回転軸部材２０に対するシリンダブロック３０の傾転角を漸次増大させること、つまりピストン４２の往復移動量を増大してポンプ・モータ１の容量を増大させることが可能となる。

これらの動作の間、図１１及び図１２に示すように、第２弁板部１６２がピストンロッド４０の傾動中心を通過する円周の接線を軸心１３Ａとした案内凹面１３を摺動するため、つまり、傾転基準平面Ｘに対して直交し、かつ上死点位置に配置されたピストンロッド４０における球頭部４１の中心を通過する軸線を軸心１３Ａとした円筒面に沿って移動するため、傾転角の大小に関わらず、常にシリンダ３２に対するピストン４２の上死点位置が同一となる。従って、例えば図１１に示すように、ピストン４２の往復移動量が最大となる傾転角の状態でデッドボリュームが最小となるように構成すれば、ピストン４２の往復移動量を変更すべく傾転角を変化させた場合であっても、常にデッドボリュームを小さい値に維持することができ、容量効率の向上を図ることが可能になる。

しかも、上記ポンプ・モータ１によれば、シリンダブロック３０とケース１０との間に互いに密接した状態で摺動可能となる第１弁板部１６１及び第２弁板部１６２から成る弁板部材１６０を介在させるようにしている。さらにシリンダブロック３０、弁板部材１６０、ケース１０の間にはセンタロッド５０とシリンダブロック３０との間に介在させた押圧バネ３５のバネ力が作用している。従って、ピストン４２の往復移動量を変更した場合に発生するシリンダブロック３０と弁板部材１６０との相対的な向きや移動量の変化が第１弁板部１６１と第２弁板部１６２との相対的な摺動移動によって吸収することができるようになり、シリンダブロック３０と弁板部材１６０との間や弁板部材１６０とケース１０の案内凹面１３との間に隙間が生じる事態を防止することが可能となる。

これらの結果、傾転角の大小に関わらず、常にシリンダブロック３０のシリンダ３２とケース１０の油路１４との間に圧油を漏れなく流通させることが可能となり、圧油の漏出に起因した容量効率の低下が招来される虞れがない。

以上のように、本発明に係る斜軸式可変容量型ポンプ・モータは、容量効率を向上させる場合に有用であり、特に、高効率が要求される液圧システムの液圧機械として用いるのに好適である。

Claims

自身の軸心回りに回転する態様でケースに支持させた回転軸部材と、
基端に支持部を有する一方、先端にピストンを有し、前記回転軸部材の一端部において該回転軸部材の軸心を中心とした同一の円周上に個々の支持部を介して傾動可能に支持させた複数のピストンロッドと、
一端面に前記複数のピストンをそれぞれ往復移動可能に収容した複数のシリンダが開口する一方、他端部に球状を成すブロック側摺動面を有したシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの軸心が前記回転軸部材の軸心上に設定した傾動点を中心に傾動可能、かつ前記回転軸部材に対して前記シリンダブロックを近接離反移動可能となる態様で両者の間を連係するとともに、前記回転軸部材に対して前記シリンダブロックを離反する方向に付勢する連係手段と、
前記回転軸部材の軸心に直交する平面上に位置し、かつ該回転軸部材の軸心に対して捩れの位置の関係となる軸線を軸心とした円筒凹状を成しており、前記ケースにおいて前記回転軸部材の一端部延長上となる部位に形成した案内凹面と、
前記シリンダブロックのブロック側摺動面及び前記ケースの案内凹面の間に介在し、前記シリンダブロックのシリンダと前記ケースに設けた油路との間に圧油を流通させる連通油路を有した弁板部材と、
前記回転軸部材に対して前記シリンダブロックを傾動させることによってこれら回転軸部材及びシリンダブロックが回転した場合のピストンの往復移動量を変更する傾転角変更手段と
を備え、前記弁板部材は、少なくとも、前記ブロック側摺動面に密接した状態で摺動可能となる弁板側摺動面を有した第１弁板部と、前記案内凹面に密接した状態で摺動可能となる案内凸面を有した第２弁板部とを備えた複数の弁板部によって構成し、かつこれら複数の弁板部を互いに摺接面を介して摺動可能に密接させた状態で前記シリンダブロックのブロック側摺動面及び前記ケースの案内凹面の間に介在させたものである
ことを特徴とする斜軸式可変容量型ポンプ・モータ。
前記案内凹面は、複数のピストンロッドの傾動中心を通過する円周の接線を軸心とした円筒面であることを特徴とする請求項１に記載の斜軸式可変容量型ポンプ・モータ。
前記第１弁板部及び前記第２弁板部は、前記案内凹面の軸心に平行となる軸線を軸心とした円筒状の摺接面を介して互いに密接することを特徴とする請求項１に記載の斜軸式可変容量型ポンプ・モータ。
前記摺接面は、その軸心が前記シリンダブロックの軸心に直交することを特徴とする請求項３に記載の斜軸式可変容量型ポンプ・モータ。
第１弁板部に凸状の摺接面を形成する一方、第２弁板部に凹状の摺接面を形成したことを特徴とする請求項３に記載の斜軸式可変容量型ポンプ・モータ。
第１弁板部に凹状の摺接面を形成する一方、第２弁板部に凸状の摺接面を形成したことを特徴とする請求項３に記載の斜軸式可変容量型ポンプ・モータ。