WO2013153684A1 - 斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータ - Google Patents

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拓也 宮田
林　盛太
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株式会社小松製作所
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    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible

Definitions

  • the present invention relates to an oblique axis type axial piston pump / motor.
  • the cylinder block is disposed in a state where the axis of the cylinder block is inclined with respect to the drive shaft rotatably supported by the casing. ing.
  • a center shaft and a plurality of piston rods are provided on one end surface facing the drive shaft in the cylinder block.
  • the center shaft is disposed at a position on the axis of the cylinder block, and the plurality of piston rods are disposed at equal intervals on a circumference centered on the center shaft.
  • the support end projecting from one end surface of the cylinder block in the center shaft and the support end projecting from one end surface of the cylinder block in the piston rod are each configured in a spherical shape, and tilt to one end surface of the drive shaft. Supported as possible.
  • a valve plate that rotatably supports the cylinder block is in contact with the other end face of the cylinder block.
  • the valve plate is provided with a high pressure port and a low pressure port that are selectively connected to the cylinder bore in accordance with the rotational position of the cylinder block.
  • a pressure spring is generally interposed between the center shaft and the cylinder block.
  • This pressing spring is for preventing leakage when oil passes between the high pressure port of the valve plate and the cylinder bore by pressing the other end face of the cylinder block against the valve plate. Therefore, if a pressure spring having a large mounting load is used as this pressing spring, oil leakage is surely prevented.
  • a pressure spring having a large mounting load is used as this pressing spring, oil leakage is surely prevented.
  • the shaft portion of the center shaft is configured to have a large diameter, a pressing spring having a large mounting load can be applied, and oil between the valve plate and the cylinder block can be applied. It is possible to improve the volumetric efficiency of the motor by reliably preventing leakage.
  • the support end portion of the center shaft and the support end portion of the piston rod are supported on the end surface of the drive shaft by the retainer plate. That is, if the support end of the center shaft and the support end of the piston rod are supported on the end surface of the drive shaft by the retainer plate, the support end of the center shaft and the support end of the piston rod are separated from the end surface of the drive shaft.
  • the movement can be prevented, for example, there is no possibility of causing a situation in which the axis of the cylinder block is shifted, and the piston rod can be reliably moved in a stroke.
  • the outer dimension of the support end must be larger than the shaft. Therefore, when the shaft portion of the center shaft is configured to have a large diameter so as to apply a pressing spring having a large mounting load, the outer dimensions of the support end portion of the center shaft must be configured to be large. As a result, it is necessary to enlarge the inner diameter of the shaft insertion hole formed in the retainer plate, and the strength of the retainer plate is reduced, so that the support end of the center shaft and the support end of the piston rod are the end surfaces of the drive shaft. A situation may occur that separates from.
  • the present invention prevents oil leakage between the valve plate and the cylinder block without causing a situation in which the support end of the center shaft and the support end of the piston rod are separated from the end surface of the drive shaft.
  • An object of the present invention is to provide an oblique axis type axial piston pump motor that can be reliably prevented.
  • an oblique axis type axial piston pump / motor is disposed inside a casing, has a shaft mounting hole on an axial center of one end surface, and a circle centered on the axial center.
  • a cylinder block having a plurality of cylinder bores on the periphery, a plurality of piston rods respectively disposed on the cylinder bores of the cylinder block in a state where a support end projects from the cylinder block, and a base portion of which is a shaft mounting hole of the cylinder block
  • a center shaft having a support end projecting from the shaft mounting hole, a drive shaft rotatably supported by the casing in a state in which one end is disposed inside the casing, The support end of the center shaft is placed at a position on one of the end faces of the drive shaft arranged inside.
  • a retainer plate that is movably supported, and that supports a support end of the piston rod in a tiltable manner on a circumference centered on the axis of one end surface of the drive shaft; and the other end surface of the cylinder block;
  • a valve plate interposed between the casing and rotatably supporting the cylinder block inside the casing, and performing switching control of pressure to the plurality of cylinder bores in accordance with a rotational position of the cylinder block;
  • a pressure spring that is disposed in the shaft mounting hole of the cylinder block and acts to press the cylinder block against the valve plate, and when the drive shaft and the cylinder block rotate around their respective axes, According to the tilt angle of the drive shaft and cylinder block, the piston rod In the oblique axis type axial piston pump motor that moves the bore, the center shaft is mounted in the shaft mounting hole of the cylinder block, and has a shaft receiving hole at one end and a spring at the other end.
  • An outer race having a housing hole, and an inner shaft having a support portion having an outer dimension larger than that of the base portion at a distal end of a shaft-shaped base portion, and being attached to the shaft portion housing hole of the outer race via the base portion.
  • An end surface of the drive shaft is attached to a shaft mounting hole of the cylinder block with one end of the outer race in a state in which the pressing spring is received in the spring receiving hole It is characterized by being supported so as to be tiltable.
  • the center shaft is constituted by the outer race and the inner shaft, a pressing spring having a large mounting load can be applied without affecting the outer dimension of the support portion. Therefore, after securing the strength of the retainer plate and preventing the support end of the center shaft and the support end of the piston rod from separating from the end surface of the drive shaft, the mounting load of the pressing spring can be increased. It becomes possible to more reliably prevent oil leakage between the valve plate and the cylinder block.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an oblique axis type axial piston pump / motor according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded cross-sectional view of a center shaft applied to the oblique axis type axial piston pump / motor shown in FIG.
  • FIG. 1 shows an oblique axis type axial piston motor according to an embodiment of the present invention.
  • the oblique axis type axial piston motor exemplified here is used as a traveling hydraulic motor for a vehicle used as a construction machine such as a wheel loader, and includes a casing 10.
  • the casing 10 includes a hollow casing main body 11 having one end opened, and a guide plate 12 attached to one end of the casing main body 11 so as to close the opening of the casing main body 11.
  • the drive shaft 30 and the cylinder block 40 are accommodated in the hollow interior 11a.
  • the drive shaft 30 has a large-diameter second bearing support portion 32 at one end portion of the first bearing support portion 31 having a cylindrical shape, and has a large-diameter disk shape at one end portion of the second bearing support portion 32.
  • a disk unit 33 is provided.
  • the drive shaft 30 is supported by the casing body 11 via the first bearing support portion 31 and the second bearing support portion 32 with the disk portion 33 positioned in the hollow interior 11 a of the casing body 11. More specifically, a first taper roller bearing 51 is provided between the first bearing support portion 31 of the drive shaft 30 and the casing body 11, and the second bearing support portion 32 of the drive shaft 30 and the casing body are provided.
  • a second taper roller bearing 52 is provided, and the drive shaft 30 can be rotated about its own axis 30C relative to the casing body 11.
  • the second taper roller bearing 52 is configured to be larger than the first taper roller bearing 51, and the drive shaft 30, the casing body 11, and the taper roller 52 a with the large diameter portion facing the hollow interior 11 a of the casing body 11. It is interposed between.
  • the disk portion 33 of the drive shaft 30 is provided with a shaft support portion 33a and a plurality of rod support portions 33b on its end surface.
  • the shaft support portion 33a and the rod support portion 33b are substantially hemispherical recesses that open to the end surface of the disk portion 33, respectively.
  • the shaft support portion 33 a is formed only at a position on the axis 30 ⁇ / b> C of the drive shaft 30 in the disk portion 33.
  • the rod support portions 33b are arranged on a common circumference around the axis 30C of the drive shaft 30, and are provided at seven positions that are equally spaced from each other.
  • An escape passage 33c is opened in the shaft support portion 33a.
  • the escape passage 33c extends from the shaft support portion 33a along the axis 30C of the drive shaft 30, and then extends so as to be gradually inclined in the outer peripheral direction toward the other end side. It is open to the outer peripheral surface of the drive shaft 30 between the second bearing support portion 32.
  • the cylinder block 40 is a columnar member having a circular cross section along the radial direction, and includes a shaft mounting hole 41 and a plurality of cylinder bores 42.
  • the shaft mounting hole 41 and the cylinder bore 42 are voids formed along the axis 40 ⁇ / b> C of the cylinder block 40.
  • the shaft mounting hole 41 and the cylinder bore 42 have a circular shape with a uniform cross section along the radial direction, and open to one end face 40 a of the cylinder block 40.
  • the shaft mounting hole 41 is uniquely formed at a position on the axis 40 ⁇ / b> C of the cylinder block 40.
  • the cylinder bores 42 are arranged on a common circumference centered on the axis 40C of the cylinder block 40, and are provided at seven positions that are equally spaced from each other.
  • the circumference where the cylinder bore 42 is provided is set to the same dimension as the circumference where the rod support portion 33 b is provided in the disk portion 33 of the drive shaft 30.
  • one end surface 40a where the shaft mounting hole 41 and the cylinder bore 42 open is configured as a plane orthogonal to the axis 40C, while the other end surface is formed as a concave surface 40b.
  • the concave surface 40b of the cylinder block 40 is formed in a spherical shape having a center on the extension of the axis 40C of the cylinder block 40.
  • a communication hole 43 and a plurality of communication passages 44 are opened in the concave surface 40 b of the cylinder block 40.
  • the communication hole 43 is an opening provided only at a position on the axis 40 ⁇ / b> C of the cylinder block 40 and communicates with the shaft mounting hole 41.
  • the inner diameter of the communication hole 43 is smaller than the inner diameter of the shaft mounting hole 41.
  • the communication passage 44 is an opening provided on a circumference centered on the axis 40C of the cylinder block 40, and is arranged at seven positions that are equally spaced from each other.
  • the circumference where the communication passage 44 is provided is set to a radius smaller than the circumference where the cylinder bore 42 is provided.
  • Each communication passage 44 has an inner diameter smaller than that of the cylinder bore 42 and communicates with the individual cylinder bore 42.
  • a valve plate 60 is disposed between the concave surface 40 b of the cylinder block 40 and the guide plate 12 of the casing 10.
  • the valve plate 60 has a sliding projecting spherical surface 61 and a sliding projecting cylindrical surface 62, and slidably contacts the concave surface 40 b of the cylinder block 40 via the sliding projecting spherical surface 61.
  • the surface 62 is slidably contacted with the guide surface 12a of the guide plate 12 via the surface 62.
  • the sliding projection spherical surface 61 is a spherical protruding portion having the same radius of curvature as the concave surface 40b of the cylinder block 40, and can slide in close contact with the concave surface 40b of the cylinder block 40. It is.
  • the sliding projecting cylindrical surface 62 is a convex cylindrical surface projecting toward the opposite side of the sliding projecting spherical surface 61.
  • the guide surface 12 a of the guide plate 12 with which the sliding projecting cylinder surface 62 abuts has the same radius of curvature as the sliding projecting cylinder surface 62, and has a concave shape with a larger arc length than the sliding projecting cylinder surface 62. It is a cylindrical surface and is formed at a portion facing the disk portion 33 of the drive shaft 30.
  • the guide surface 12a of the guide plate 12 includes the center point X of the shaft support portion 33a provided on the disk portion 33 of the drive shaft 30, and a line orthogonal to the axis 30C of the drive shaft 30 is the central axis of the cylinder. The position is set as follows.
  • symbol 70 in a figure is an actuator for moving the valve plate 60 along the guide surface 12a of the guide plate 12.
  • FIG. 1 an actuator piston 71 as an output element is engaged with the valve plate 60 via a linkage pin 72 so as to be tiltable.
  • a high-pressure port and a low-pressure port are opened in a portion corresponding to the communication passage 44 of the cylinder block 40 on the sliding projecting spherical surface 61 of the valve plate 60.
  • the high-pressure port and the low-pressure port are connected to a plurality of cylinder bores 42 located on one side when the cylinder block 40 is divided into two on a virtual plane including the axis 40C of the cylinder block 40 and the axis 30C of the drive shaft 30, for example.
  • a low pressure port is provided to communicate with a plurality of cylinder bores 42 located on the other side.
  • reference numeral 63 in the drawing is a communication passage that penetrates a portion of the valve plate 60 that extends from the sliding projection spherical surface 61 to the sliding projection cylindrical surface 62.
  • the communication path 63 is open to the sliding projection spherical surface 61 at a portion facing the axis 40 ⁇ / b> C of the cylinder block 40.
  • a piston rod 80 is disposed in the cylinder bore 42, and a center shaft 90 is disposed in the shaft mounting hole 41.
  • the piston rod 80 has a taper shape in which the outer diameter gradually increases from the base end toward the tip, and has a support ball head (support end) 81 at the base end, and a piston portion 82 at the tip end. Therefore, it is slidably inserted into the cylinder bore 42 via the piston portion 82.
  • the support ball head portion 81 of the piston rod 80 has a spherical shape with an outer diameter that can be slidably inserted into the rod support portion 33 b formed on the disk portion 33 of the drive shaft 30.
  • the support ball head 81 of the piston rod 80 is configured to have an outer diameter larger than the outer diameter of the piston portion 82.
  • the center shaft 90 is mounted in the shaft mounting hole 41 of the cylinder block 40 and includes an inner shaft 910 and an outer race 920 as shown in FIG.
  • the inner shaft 910 has a cylindrical shaft base (base) 911 and a shaft support ball head (support) 912 provided at the base end of the shaft base 911.
  • the shaft support sphere head 912 of the inner shaft 910 has a spherical shape with an outer diameter d1 that can be slidably inserted into the shaft support 33a formed on the disk portion 33 of the drive shaft 30.
  • the shaft base portion 911 has an outer diameter d2 smaller than the outer diameter d1 of the shaft support ball head 912. As shown in FIG.
  • an oil passage 913 is provided in the inner shaft 910 between the end surface of the shaft base 911 and the top of the shaft support ball head 912.
  • the oil passage 913 guides this oil to the escape passage 33c formed in the drive shaft 30. Is for.
  • the outer race 920 has a cylindrical shape with an outer diameter that can be attached to the shaft attachment hole 41 of the cylinder block 40 without rattling. As shown in FIG. 1, the length of the outer race 920 along the axial direction is longer than that of the shaft mounting hole 41 so that a part of the outer race 920 protrudes to the outside when mounted in the shaft mounting hole 41. As shown in FIG. 2, the outer race 920 is provided with a shaft housing hole 921 and a spring housing hole 922 at a portion on the axial center.
  • the shaft accommodating hole 921 is a space that opens at one end surface of the outer race 920, and the cross section along the radial direction has a circular shape.
  • the inner diameter of the shaft accommodating hole 921 is formed to a dimension that allows the shaft base 911 of the inner shaft 910 to be mounted without rattling.
  • the spring accommodating hole 922 is a space that opens on the other end surface of the outer race 920.
  • the spring accommodating hole 922 has a circular cross section along the radial direction, and accommodates the pressing spring 930 therein.
  • the pressing spring 930 is a coil spring that is configured so that the outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the spring accommodation hole 922 and the total length in the unloaded state is longer than that of the spring accommodation hole 922.
  • a partition wall portion 923 is interposed between the shaft portion accommodation hole 921 and the spring accommodation hole 922.
  • the partition wall portion 923 is a disk-shaped portion having a small-diameter through-hole 923 a at the center, and partitions the shaft portion accommodation hole 921 and the spring accommodation hole 922, and receives a spring receiver with respect to the pressing spring 930. It has a function.
  • the plurality of piston rods 80 and the center shaft 90 are mounted on a rod support part 33b or a shaft support part 33a formed on the disk part 33 of the drive shaft 30 with their respective spherical heads 81 and 912.
  • the retainer plate 100 is fixed to the end surface of the disk portion 33 so that it can be tilted with respect to the end surface of the disk portion 33 in a state in which the movement of the ball heads 81 and 912 from the end surface of the disk portion 33 is restricted. Is supported.
  • the retainer plate 100 is a plate-like member having a rod insertion hole 101 at a portion facing the rod support portion 33b of the disk portion 33 and a shaft insertion hole 102 at a portion facing the shaft support portion 33a.
  • the rod insertion hole 101 is formed with an inner diameter smaller than the support ball head 81 of the piston rod 80
  • the shaft insertion hole 102 is formed with an inner diameter smaller than the shaft support ball head 912 of the center shaft 90. It is.
  • the piston rod 80 may be inserted into the rod insertion hole 101 and the center shaft 90 may be inserted into the shaft insertion hole 102 in advance.
  • the drive shaft 30 and the cylinder block 40 are separated by a center shaft 90 and a plurality of piston rods 80 interposed between the disk portion 33 of the drive shaft 30 and the cylinder block 40. Is in a state of being linked to each other with the axis centers 30C and 40C intersecting each other.
  • the piston rod 80 is sequentially directed toward the drive shaft 30 in the cylinder bore 42 connected to the high pressure port.
  • the piston rod 80 is sequentially retracted and the cylinder block 40 is rotated, so that it functions as an oblique axis type axial piston motor having the drive shaft 30 as an output shaft. .
  • the shaft support ball head 912 of the center shaft 90 and the support ball head 81 of the piston rod 80 are supported by the disk portion 33 of the drive shaft 30 by the retainer plate 100. ing. Accordingly, the shaft support ball head 912 of the center shaft 90 and the support ball head 81 of the piston rod 80 can be prevented from moving away from the end surface of the disk portion 33. For example, the axial center 40C of the cylinder block 40 is displaced. Therefore, smooth rotation of the cylinder block 40 and the drive shaft 30 can be ensured, and the piston rod 80 can be reliably moved in a stroke.
  • the outer diameter of the shaft support ball head 912 is affected even when a pressing spring 930 having a large mounting load is applied. There is nothing. That is, when applying a pressing spring 930 having a large outer dimension in order to prevent oil leakage between the cylinder block 40 and the valve plate 60 more reliably, the outer diameter dimension of the outer race 920 is enlarged and the spring accommodating hole 922 is formed. What is necessary is just to form large, and it is not necessary to comprise the shaft base part 911 of the inner shaft 910 in large diameter.
  • the outer diameter of the shaft support ball head 912 it is not necessary to configure the outer diameter of the shaft support ball head 912 to be large, and it is not necessary to increase the inner diameter of the shaft insertion hole 102 of the retainer plate 100, so that sufficient strength can be ensured for the retainer plate 100. It becomes possible. As a result, it is possible to reliably prevent the shaft support sphere head 912 of the center shaft 90 and the support sphere head 81 of the piston rod 80 from being separated from the disk portion 33 of the drive shaft 30.
  • the oblique axis type axial piston motor is exemplified, but the present invention can also be applied to an oblique axis type axial piston pump.
  • this invention is not necessarily limited to that which can change the tilt angle, and the tilt angle does not change. It can also be applied to a fixed capacity type.
  • the shaft housing hole 921 and the spring housing hole 922 of the outer race 920 are formed to have substantially the same inner diameter, but the spring housing is accommodated regardless of the inner diameter of the shaft housing hole 921.
  • the inner diameter of the hole 922 may be enlarged. In this case, if a larger outer diameter is applied as the outer race 920, a pressing spring having a larger mounting load can be applied.

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Abstract

　センタシャフトの支持端部やピストンロッドの支持端部が駆動軸の端面から離隔する事態を招来することなく、弁板とシリンダブロックとの間の油漏れをより確実に防止するため、センタシャフト９０は、シリンダブロック４０のシャフト装着孔４１に装着され、一方の端部に軸部収容孔９２１を有するとともに、他方の端部にバネ収容孔９２２を有したアウタレース９２０と、シャフト基部９１１の先端に大きな外形寸法のシャフト支持球頭部９１２を有し、シャフト基部９１１を介してアウタレース９２０の軸部収容孔９２１に装着されるインナシャフト９１０とを備え、バネ収容孔９２２に押圧バネ９３０を収容させた状態でアウタレース９２０の一方の端部をシリンダブロック４０のシャフト装着孔４１に装着し、かつインナシャフト９１０のシャフト支持球頭部９１２を介してリテーナプレート１００により駆動軸３０の端面に傾動可能に支持させた。

Description

斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータ
　本発明は、斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータに関するものである。
　斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータでは、例えば、特許文献１に記載されているように、ケーシングに回転可能に支持された駆動軸に対して、シリンダブロックの軸心が傾斜した状態で配設されている。シリンダブロックにおいて駆動軸に臨む一方の端面には、センタシャフト及び複数のピストンロッドが設けられている。センタシャフトは、シリンダブロックの軸心上となる位置に配設され、複数のピストンロッドは、センタシャフトを中心とした円周上に等間隔に配設されている。センタシャフトにおいてシリンダブロックの一方の端面から突出する支持端部及びピストンロッドにおいてシリンダブロックの一方の端面から突出する支持端部は、それぞれが球状に構成されており、駆動軸の一方の端面に傾動可能に支持されている。
　シリンダブロックの他方の端面には、シリンダブロックを回転可能に支持する弁板が当接されている。この弁板には、シリンダブロックの回転位置に応じてシリンダボアに選択的に接続される高圧ポート及び低圧ポートが設けられている。
　上記のように構成された斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータでは、駆動軸及びシリンダブロックがそれぞれの軸心を中心として回転した場合にこれら駆動軸及びシリンダブロックの傾転角に応じてピストンロッドがシリンダボアを行程移動することになる。従って、例えば、高圧ポートに対して油を供給する一方、低圧ポートを油タンクに接続すれば、高圧ポートに接続されたシリンダボアにおいてはピストンロッドが順次進出移動し、低圧ポートに接続されたシリンダボアにおいてはピストンロッドが順次縮退移動するため、シリンダブロックが回転することになり、駆動軸を介して所望の回転力を得ることが可能となる。
　この種の斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータでは、センタシャフトとシリンダブロックとの間に押圧バネを介在させるようにしているのが一般的である。この押圧バネは、シリンダブロックの他方の端面を弁板に押し付けることにより、弁板の高圧ポートとシリンダボアとの間を油が通過する際の漏れを防止するためのものである。従って、この押圧バネとしては、取付荷重が大きなものを適用すれば、油の漏れが確実に防止されることになる。例えば、特許文献１に記載されたものにおいては、センタシャフトの軸部を太径に構成すれば、取付荷重の大きな押圧バネを適用することができ、弁板とシリンダブロックとの間での油漏れを確実に防止することでモータの容積効率向上を図ることが可能となる。
特開２０１１－１６３２６０号公報
　ところで、シリンダブロック及び駆動軸の円滑な回転を確保するには、センタシャフトの支持端部及びピストンロッドの支持端部をリテーナプレートによって駆動軸の端面に支持させることが好ましい。すなわち、センタシャフトの支持端部及びピストンロッドの支持端部をリテーナプレートによって駆動軸の端面に支持させれば、センタシャフトの支持端部やピストンロッドの支持端部が駆動軸の端面から離隔する移動を阻止することができ、例えばシリンダブロックの軸心がずれる事態を招来する恐れがなくなるとともに、ピストンロッドを確実に行程移動させることができる。
　しかしながら、リテーナプレートによって支持端部が支持されるセンタシャフトにあっては、軸部よりも支持端部の外形寸法が大きくなければならない。従って、取付荷重の大きな押圧バネを適用すべくセンタシャフトの軸部を太径に構成した場合には、センタシャフトの支持端部についても外形寸法を大きく構成せざるを得ない。この結果、リテーナプレートに形成するシャフト挿通孔の内径についても拡大する必要があり、リテーナプレートの強度低下が招来されるため、センタシャフトの支持端部やピストンロッドの支持端部が駆動軸の端面から離隔する事態が発生し得る。
　本発明は、上記実情に鑑みて、センタシャフトの支持端部やピストンロッドの支持端部が駆動軸の端面から離隔する事態を招来することなく、弁板とシリンダブロックとの間の油漏れをより確実に防止することのできる斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータは、ケーシングの内部に配設し、一端面の軸心上にシャフト装着孔を備えるとともに、軸心を中心とした円周上に複数のシリンダボアを有したシリンダブロックと、支持端部が前記シリンダブロックから突出する状態で前記シリンダブロックのシリンダボアにそれぞれ配設した複数のピストンロッドと、基部が前記シリンダブロックのシャフト装着孔に装着され、かつ支持端部が前記シャフト装着孔から突出したセンタシャフトと、一方の端部を前記ケーシングの内部に配置した状態で前記ケーシングに回転可能に支持させた駆動軸と、前記ケーシングの内部に配置した駆動軸の一方の端面においてその軸心上となる位置に前記センタシャフトの支持端部を傾動可能に支持させるとともに、前記駆動軸の一方の端面においてその軸心を中心とした円周上に前記ピストンロッドの支持端部を傾動可能に支持させるリテーナプレートと、前記シリンダブロックの他端面と前記ケーシングとの間に介在し、前記ケーシングの内部において前記シリンダブロックを回転可能に支持するとともに、前記シリンダブロックの回転位置に応じて前記複数のシリンダボアに対する圧力の切換制御を行う弁板と、前記シリンダブロックのシャフト装着孔に配設し、前記シリンダブロックを前記弁板に押し付けるように作用する押圧バネとを備え、前記駆動軸及び前記シリンダブロックがそれぞれの軸心を中心として回転した場合にこれら駆動軸及びシリンダブロックの傾転角に応じて前記ピストンロッドが前記シリンダボアを行程移動する斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータにおいて、前記センタシャフトは、前記シリンダブロックのシャフト装着孔に装着され、一方の端部に軸部収容孔を有するとともに、他方の端部にバネ収容孔を有したアウタレースと、軸状を成す基部の先端に前記基部よりも大きな外形寸法の支持部を有し、前記基部を介して前記アウタレースの軸部収容孔に装着されるインナシャフトとを備え、前記バネ収容孔に前記押圧バネを収容させた状態で前記アウタレースの一方の端部を前記シリンダブロックのシャフト装着孔に装着し、かつ前記インナシャフトの支持部を介して前記駆動軸の端面に傾動可能に支持させることを特徴とする。
　本発明によれば、センタシャフトをアウタレースとインナシャフトとによって構成しているため、支持部の外形寸法に影響を与えることなく取付荷重の大きな押圧バネを適用することができる。従って、リテーナプレートの強度を確保してセンタシャフトの支持端部やピストンロッドの支持端部が駆動軸の端面から離隔する事態を防止した上で、押圧バネの取付荷重を大きくすることができ、弁板とシリンダブロックとの間の油漏れをより確実に防止することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態である斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータの断面図である。 図２は、図１に示した斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータに適用したセンタシャフトを分解して示す断面図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータの好適な実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施の形態である斜軸式アキシャルピストンモータを示したものである。ここで例示する斜軸式アキシャルピストンモータは、ホイールローダ等の建設機械として使用される車両の走行用油圧モータとして用いられるもので、ケーシング１０を備えている。ケーシング１０は、一端が開口した中空状を成すケーシング本体１１と、ケーシング本体１１の開口を閉塞する態様でケーシング本体１１の一端部に取り付けたガイドプレート１２とを備えたもので、ケーシング本体１１の中空内部１１ａに駆動軸３０及びシリンダブロック４０を収容している。
　駆動軸３０は、円柱状を成す第１軸受支持部３１の一端部に太径の第２軸受支持部３２を有するとともに、第２軸受支持部３２の一端部に大径の円板状を成すディスク部３３を有したものである。この駆動軸３０は、ディスク部３３をケーシング本体１１の中空内部１１ａに位置させた状態で、第１軸受支持部３１及び第２軸受支持部３２を介してケーシング本体１１に支持させてある。より具体的に説明すると、駆動軸３０の第１軸受支持部３１とケーシング本体１１との間には第１テーパローラベアリング５１が設けてあり、駆動軸３０の第２軸受支持部３２とケーシング本体１１との間には第２テーパローラベアリング５２が設けてあり、ケーシング本体１１に対して駆動軸３０を自身の軸心３０Ｃ回りに回転することが可能である。第２テーパローラベアリング５２は、第１テーパローラベアリング５１よりも大型に構成したもので、テーパローラ５２ａの太径部がケーシング本体１１の中空内部１１ａに向いた状態で駆動軸３０とケーシング本体１１との間に介在させてある。
　駆動軸３０のディスク部３３には、その端面にシャフト支持部３３ａ及び複数のロッド支持部３３ｂが設けてある。シャフト支持部３３ａ及びロッド支持部３３ｂは、それぞれディスク部３３の端面に開口する略半球状の凹部である。シャフト支持部３３ａは、ディスク部３３において駆動軸３０の軸心３０Ｃ上となる位置に唯一形成してある。ロッド支持部３３ｂは、図には明示していないが、駆動軸３０の軸心３０Ｃを中心とした共通の円周上に配置したもので、互いに等間隔となる７位置に設けてある。シャフト支持部３３ａの内部には、逃がし通路３３ｃが開口している。逃がし通路３３ｃは、シャフト支持部３３ａから駆動軸３０の軸心３０Ｃに沿って延在した後、他端側に向かうに従って漸次外周方向に傾斜するように延在し、第１軸受支持部３１と第２軸受支持部３２との間において駆動軸３０の外周面に開口したものである。
　シリンダブロック４０は、径方向に沿った断面が円形の柱状部材であり、シャフト装着孔４１及び複数のシリンダボア４２を有している。シャフト装着孔４１及びシリンダボア４２は、それぞれシリンダブロック４０の軸心４０Ｃに沿って形成した空所である。これらシャフト装着孔４１及びシリンダボア４２は、径方向に沿った断面が一様の円形状を成しており、シリンダブロック４０の一端面４０ａに開口している。シャフト装着孔４１は、シリンダブロック４０の軸心４０Ｃ上となる位置に唯一形成してある。シリンダボア４２は、図には明示していないが、シリンダブロック４０の軸心４０Ｃを中心とした共通の円周上に配置したもので、互いに等間隔となる７位置に設けてある。シリンダボア４２を設ける円周は、駆動軸３０のディスク部３３においてロッド支持部３３ｂを設けた円周と同一の寸法に設定してある。
　このシリンダブロック４０では、シャフト装着孔４１及びシリンダボア４２が開口する一端面４０ａが軸心４０Ｃに直交する平面として構成してある一方、他端面が凹面４０ｂとして形成してある。シリンダブロック４０の凹面４０ｂは、図には明示していないが、シリンダブロック４０の軸心４０Ｃ延長上に中心を有した球状を成すように形成したものである。シリンダブロック４０の凹面４０ｂには、連通孔４３及び複数の連絡通路４４が開口している。連通孔４３は、シリンダブロック４０の軸心４０Ｃ上となる位置に唯一設けた開口であり、シャフト装着孔４１に連通している。連通孔４３の内径は、シャフト装着孔４１の内径よりも小さく形成してある。連絡通路４４は、図には明示していないが、シリンダブロック４０の軸心４０Ｃを中心とした円周上に設けた開口であり、互いに等間隔となる７位置に配置してある。連絡通路４４を設ける円周は、シリンダボア４２を設けた円周よりも小さい半径に設定してある。それぞれの連絡通路４４は、シリンダボア４２よりも小さい内径に形成してあり、個別のシリンダボア４２に連通している。
　シリンダブロック４０の凹面４０ｂとケーシング１０のガイドプレート１２との間には弁板６０が配設してある。弁板６０は、摺動突球面６１及び摺動突筒面６２を有したもので、摺動突球面６１を介してシリンダブロック４０の凹面４０ｂに摺動可能に当接するとともに、摺動突筒面６２を介してガイドプレート１２のガイド面１２ａに摺動可能に当接している。摺動突球面６１は、シリンダブロック４０の凹面４０ｂと同一の曲率半径を有した球状に突出する部分であり、シリンダブロック４０の凹面４０ｂに対して全面に密接した状態で摺動することが可能である。摺動突筒面６２は、摺動突球面６１とは反対側に向けて突出した凸状の円筒面である。
　この摺動突筒面６２が当接するガイドプレート１２のガイド面１２ａは、摺動突筒面６２と同一の曲率半径を有し、摺動突筒面６２よりも弧の長さが大きな凹状の円筒面であり、駆動軸３０のディスク部３３に対向する部位に形成してある。このガイドプレート１２のガイド面１２ａは、駆動軸３０のディスク部３３に設けたシャフト支持部３３ａの中心点Ｘを含み、かつ駆動軸３０の軸心３０Ｃに直交する線が円筒の中心軸となるようにその位置が設定してある。
　尚、図中の符号７０は、弁板６０をガイドプレート１２のガイド面１２ａに沿って移動させるためのアクチュエータである。このアクチュエータ７０では、出力子であるアクチュエータピストン７１が連係ピン７２を介して弁板６０に傾動可能に係合している。
　図には明示していないが、弁板６０の摺動突球面６１には、シリンダブロック４０の連絡通路４４に対応する部位に、高圧ポート及び低圧ポートが開口している。高圧ポート及び低圧ポートは、例えばシリンダブロック４０の軸心４０Ｃ及び駆動軸３０の軸心３０Ｃを含む仮想の平面でシリンダブロック４０を２分割した場合の一方側に位置する複数のシリンダボア４２に高圧ポートが連通し、他方側に位置する複数のシリンダボア４２に低圧ポートが連通するように設けてある。尚、図中の符号６３は、弁板６０の摺動突球面６１から摺動突筒面６２に渡る部位に貫設した連通路である。この連通路６３は、シリンダブロック４０の軸心４０Ｃに対向する部位において摺動突球面６１に開口している。
　一方、シリンダブロック４０には、シリンダボア４２にそれぞれピストンロッド８０が配設してあるとともに、シャフト装着孔４１にセンタシャフト９０が配設してある。ピストンロッド８０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、基端に支持球頭部（支持端部）８１を有する一方、先端部にピストン部８２を構成したもので、ピストン部８２を介してシリンダボア４２に摺動可能に挿入してある。ピストンロッド８０の支持球頭部８１は、駆動軸３０のディスク部３３に形成したロッド支持部３３ｂに摺動可能に挿入することのできる外径の球状を成すものである。このピストンロッド８０の支持球頭部８１は、ピストン部８２の外径よりも大きな外径を有するように構成してある。
　センタシャフト９０は、シリンダブロック４０のシャフト装着孔４１に装着されるもので、図２に示すように、インナシャフト９１０及びアウタレース９２０を備えている。インナシャフト９１０は、円柱状を成すシャフト基部（基部）９１１と、シャフト基部９１１の基端部に設けたシャフト支持球頭部（支持部）９１２とを有したものである。インナシャフト９１０のシャフト支持球頭部９１２は、駆動軸３０のディスク部３３に形成したシャフト支持部３３ａに摺動可能に挿入することのできる外径ｄ１の球状を成すものである。シャフト基部９１１は、その外径ｄ２がシャフト支持球頭部９１２の外径ｄ１よりも小さく構成してある。図１に示すように、インナシャフト９１０の内部には、シャフト基部９１１の端面からシャフト支持球頭部９１２の頂部に至る間にオイル通路９１３が設けてある。このオイル通路９１３は、弁板６０の連通路６３及びシリンダブロック４０の連通孔４３を介してシャフト装着孔４１に油が浸入した場合、この油を駆動軸３０に形成した逃がし通路３３ｃに導出させるためのものである。
　アウタレース９２０は、シリンダブロック４０のシャフト装着孔４１にガタ付くことなく装着することのできる外径の円柱状を成すものである。アウタレース９２０の軸方向に沿った長さは、図１に示すように、シャフト装着孔４１に装着した場合に一部が外部に突出するようにシャフト装着孔４１よりも長く構成してある。このアウタレース９２０には、図２に示すように、その軸心上となる部位に軸部収容孔９２１及びバネ収容孔９２２が設けてある。軸部収容孔９２１は、アウタレース９２０の一端面に開口する空所であり、径方向に沿った断面が円形状を成している。軸部収容孔９２１の内径は、インナシャフト９１０のシャフト基部９１１をガタ付くことなく装着することのできる寸法に形成してある。バネ収容孔９２２は、アウタレース９２０の他端面に開口する空所である。このバネ収容孔９２２は、径方向に沿った断面が円形状を成しており、その内部に押圧バネ９３０を収容している。押圧バネ９３０は、バネ収容孔９２２の内径よりもわずかに外径の小さく、かつ無負荷状態の全長がバネ収容孔９２２よりも長くなるように構成したコイルバネである。軸部収容孔９２１とバネ収容孔９２２との間には、仕切壁部９２３が介在している。この仕切壁部９２３は、中心部に細径の貫通孔９２３ａを有した円板状部分であり、軸部収容孔９２１とバネ収容孔９２２とを仕切るとともに、押圧バネ９３０に対してバネ受となる機能を有している。
　これら複数のピストンロッド８０及びセンタシャフト９０は、図１に示すように、それぞれの球頭部８１，９１２を駆動軸３０のディスク部３３に形成したロッド支持部３３ｂもしくはシャフト支持部３３ａに装着した後、ディスク部３３の端面にリテーナプレート１００を固定することにより、ディスク部３３の端面からの各球頭部８１，９１２の離隔移動が規制された状態でディスク部３３の端面に対して傾動可能に支持させてある。リテーナプレート１００は、ディスク部３３のロッド支持部３３ｂに対向する部位にロッド挿通孔１０１を有するとともに、シャフト支持部３３ａに対向する部位にシャフト挿通孔１０２を有した板状部材である。ロッド挿通孔１０１は、ピストンロッド８０の支持球頭部８１よりも小さい内径に形成したものであり、シャフト挿通孔１０２は、センタシャフト９０のシャフト支持球頭部９１２よりも小さい内径に形成したものである。このリテーナプレート１００をディスク部３３の端面に取り付けるには、予めロッド挿通孔１０１にそれぞれピストンロッド８０を挿通させ、かつシャフト挿通孔１０２にセンタシャフト９０を挿通させた状態で行えば良い。
　上記のように構成した斜軸式アキシャルピストンモータでは、駆動軸３０のディスク部３３とシリンダブロック４０との間に介在するセンタシャフト９０及び複数のピストンロッド８０によってこれら駆動軸３０とシリンダブロック４０との間が互いの軸心３０Ｃ，４０Ｃを交差させた状態で相互に連係された状態となる。
　この状態から高圧ポートに対して油を供給する一方、低圧ポートを油タンク（図示せず）に接続すれば、高圧ポートに接続されたシリンダボア４２においてはピストンロッド８０が駆動軸３０に向けて順次進出移動し、低圧ポートに接続されたシリンダボア４２においてはピストンロッド８０が順次縮退移動するためシリンダブロック４０が回転することになり、駆動軸３０を出力軸とした斜軸式アキシャルピストンモータとして機能する。アクチュエータ７０を駆動してガイドプレート１２のガイド面１２ａに対する弁板６０の位置を変更すると、駆動軸３０に対するシリンダブロック４０の傾転角が変化し、シリンダボア４２に対するピストンロッド８０の行程移動量、つまり容量が変更された状態で動作することになる。
　高圧ポートに圧力が保持された状態で回転が停止している場合には、常にシリンダブロック４０の凹面４０ｂと弁板６０の摺動突球面６１との間がセンタシャフト９０のアウタレース９２０とシリンダブロック４０との間に介在する押圧バネ９３０によって押圧された状態にある。従って、シリンダブロック４０と弁板６０との隙間が密着することによってこれらの間から油が漏れる量を極端に少なくできる。また、回転動作をしている場合には、常にシリンダブロック４０の凹面４０ｂと弁板６０の摺動突球面６１との間がセンタシャフト９０のアウタレース９２０とシリンダブロック４０との間に介在する押圧バネ９３０によって押圧された状態にある。従って、高圧ポートを通過する油がこれらシリンダブロック４０と弁板６０との摺動部の油膜厚さを薄くできるので隙間からの油の漏れを防止でき、容積効率の向上を図ることができる。
　また、この斜軸式アキシャルピストンモータによれば、センタシャフト９０のシャフト支持球頭部９１２及びピストンロッド８０の支持球頭部８１をリテーナプレート１００によって駆動軸３０のディスク部３３に支持させるようにしている。従って、センタシャフト９０のシャフト支持球頭部９１２やピストンロッド８０の支持球頭部８１がディスク部３３の端面から離隔する移動を阻止することができ、例えばシリンダブロック４０の軸心４０Ｃがずれる事態を招来する恐れがないため、シリンダブロック４０及び駆動軸３０の円滑な回転を確保することができるとともに、ピストンロッド８０を確実に行程移動させることができるようになる。
　しかも、センタシャフト９０をアウタレース９２０とインナシャフト９１０とを別個に構成しているため、取付荷重の大きな押圧バネ９３０を適用した場合にも、シャフト支持球頭部９１２の外径寸法に影響を与えることがない。すなわち、シリンダブロック４０と弁板６０と間の油漏れをより確実に防止すべく外形寸法の大きい押圧バネ９３０を適用する場合には、アウタレース９２０の外径寸法を拡大してバネ収容孔９２２を大きく形成すれば良く、インナシャフト９１０のシャフト基部９１１を太径に構成する必要がない。従って、シャフト支持球頭部９１２の外径寸法も大きく構成する必要がなく、リテーナプレート１００のシャフト挿通孔１０２の内径も拡大する必要がなくなるため、リテーナプレート１００に十分な強度を確保することが可能となる。これにより、センタシャフト９０のシャフト支持球頭部９１２やピストンロッド８０の支持球頭部８１が駆動軸３０のディスク部３３から離隔する事態を確実に防止することができるようになる。
　尚、上述した実施の形態では、斜軸式アキシャルピストンモータを例示しているが、斜軸式アキシャルピストンポンプにも適用することが可能である。また、駆動軸３０に対してシリンダブロック４０の傾転角を変更することができるものを例示しているが、本発明は必ずしも傾転角を変更できるものに限らず、傾転角が変化しない固定容量型のものにも適用することが可能である。
　さらに、上述した実施の形態では、アウタレース９２０の軸部収容孔９２１とバネ収容孔９２２とをほぼ同じ内径を有するように形成しているが、軸部収容孔９２１の内径に関わりなく、バネ収容孔９２２の内径を拡大してももちろん良い。この場合、アウタレース９２０としてさらに外径の大きなものを適用すれば、取付荷重のより大きな押圧バネを適用することが可能となる。
　１０　　ケーシング
　３０　　駆動軸
　４０　　シリンダブロック
　４０ａ　　一端面
　４１　　シャフト装着孔
　４２　　シリンダボア
　６０　　弁板
　８０　　ピストンロッド
　８１　　支持球頭部
　９０　　センタシャフト
１００　　リテーナプレート
９１０　　インナシャフト
９１１　　シャフト基部
９１２　　シャフト支持球頭部
９２０　　アウタレース
９２１　　軸部収容孔
９２２　　バネ収容孔
９３０　　押圧バネ

Claims (1)

  1. 　ケーシングの内部に配設し、一端面の軸心上にシャフト装着孔を備えるとともに、軸心を中心とした円周上に複数のシリンダボアを有したシリンダブロックと、
    　支持端部が前記シリンダブロックから突出する状態で前記シリンダブロックのシリンダボアにそれぞれ配設した複数のピストンロッドと、
    　基部が前記シリンダブロックのシャフト装着孔に装着され、かつ支持端部が前記シャフト装着孔から突出したセンタシャフトと、
    　一方の端部を前記ケーシングの内部に配置した状態で前記ケーシングに回転可能に支持させた駆動軸と、
    　前記ケーシングの内部に配置した駆動軸の一方の端面においてその軸心上となる位置に前記センタシャフトの支持端部を傾動可能に支持させるとともに、前記駆動軸の一方の端面においてその軸心を中心とした円周上に前記ピストンロッドの支持端部を傾動可能に支持させるリテーナプレートと、
    　前記シリンダブロックの他端面と前記ケーシングとの間に介在し、前記ケーシングの内部において前記シリンダブロックを回転可能に支持するとともに、前記シリンダブロックの回転位置に応じて前記複数のシリンダボアに対する圧力の切換制御を行う弁板と、
    　前記シリンダブロックのシャフト装着孔に配設し、前記シリンダブロックを前記弁板に押し付けるように作用する押圧バネと
    　を備え、前記駆動軸及び前記シリンダブロックがそれぞれの軸心を中心として回転した場合にこれら駆動軸及びシリンダブロックの傾転角に応じて前記ピストンロッドが前記シリンダボアを行程移動する斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータにおいて、
    　前記センタシャフトは、
    　前記シリンダブロックのシャフト装着孔に装着され、一方の端部に軸部収容孔を有するとともに、他方の端部にバネ収容孔を有したアウタレースと、
    　軸状を成す基部の先端に前記基部よりも大きな外形寸法の支持部を有し、前記基部を介して前記アウタレースの軸部収容孔に装着されるインナシャフトと
    　を備え、前記バネ収容孔に前記押圧バネを収容させた状態で前記アウタレースの一方の端部を前記シリンダブロックのシャフト装着孔に装着し、かつ前記インナシャフトの支持部を介して前記駆動軸の端面に傾動可能に支持させることを特徴とする斜軸式アキシャルピストンポンプ・モータ。
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