JPH0218434B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラジアルピストン式の油圧ポンプまた
は油圧モータとして使用される液圧回転機に関す
る。

第１図および第２図に従来技術によるラジアル
ピストン式液圧回転機としての油圧ポンプを示
す。

同図において、１は油圧ポンプの本体ケーシン
グで、該ケーシング１の内周部には内面が摺動面
２Ａとなつたリング状摺動部材２が固定して設け
られている。また、ケーシング１内にはピントル
バルブ３が突出して設けられ、該ピントルバルブ
３は前記摺動面Ａに対して偏心した位置に設けら
れている。そして、該ピストルバルブ３にはロー
タ４が回転可能に嵌合せしめられており、該ロー
タ４にはピストルバルブ３と対向する状態にケー
シング１内に突出させて設けた回転軸５がボルト
６，６、…により連結されている。ロータ４には
その半径方向にその外周面側から中心に向つて大
径シリンダ７Ａと小径シリンダ７Ｂとからなる段
付シリンダ７が複数個穿設されている。８は該大
径シリンダ７Ａに挿嵌された球面受部８で、該球
面受部８は大径シリンダ７Ａ内壁に設けたリテー
ナリング９により該リテーナリング９と大径シリ
ンダ７Ａの段部との間に固定的に保持されてい
る。１０は前記球面受部８に揺動自在に挿嵌した
球状体で、該球面受部８と球状体１０とで球面軸
受が構成される。

また、１１は球状体１０に穿設され、貫通孔１
０Ａに摺動自在に嵌合したピストンを示し、該ピ
ストン１１はその先端がシユー１１Ａと揺動自在
に連結されており、該シユー１１Ａはロータ４の
回転に追従して摺動面２Ａ上を摺動せしめられる
ようになつている。

さらに、１２，１３はピントルバルブ３に穿設
した吸排通路で、該各吸排通路１２，１３はピス
トンバルブ３の周面に円弧状に形成した吸排ポー
ト１４，１５にそれぞれ開口している。一方、ロ
ータ４には小径シリンダ７Ｂを間欠的に前記吸排
ポート１４，１５と連通させる流体路１６が穿設
されている。そして、ロータ４に形成した小径シ
リンダ７Ｂは球面受部８、球状体１０およびピス
トン１１によりその大径シリンダ７Ａ側が閉塞さ
れており、このために該小径シリンダ７Ｂは吸排
ポート１４，１５の一方から吸込んだ作動油を加
圧して他方のポートに吐出するシリンダ室を形成
している。

従来技術による油圧ポンプは前述の構成を有す
るもので、吸排ポート１５を吸込ポートとし、吸
排ポート１４を吐出ポートとしてその作動につい
て説明する。

而して、回転軸５が回転駆動せしめられると、
ロータ４はそれに追従して回転せしめられる。該
ロータ４は摺動面２Ａに対して偏心した状態に設
けられているから、ロータ４の回転中にピストン
１１はシリンダ７内を往復動せしめられる。そし
て、シリンダ室を形成する小径シリンダ７Ｂが流
体路１６を介して吸込ポート１５と連通する間は
ピストン１１は小径シリンダ７Ｂから半径方向外
方に伸長して通路１３から作動油を吸込む吸込行
程となる。一方、小径シリンダ７Ｂが吐出ポート
１４と連通する間にはピストン１１が小径シリン
ダ７Ｂ内に進入し、該小径シリンダ７Ｂ内の作動
油を加圧して吐出ポート１４を介して通路１２に
吐出する吐出行程となる。この吸込行程と吐出行
程とを繰り返すことによりポンプ作用が行なわれ
る。

ところで、ラジアルピストンポンプはロータ４
を摺動面２Ａに対して偏心回転させる関係上、ピ
ストン１１はシリンダ７内を往復動すると共に回
転方向前後に揺動せしめられることになる。従来
技術のものにあつては、ピストン１１を大径シリ
ンダ７Ａに揺動自在に支持させるために、該大径
シリンダ７Ａとピストン１１との間に球面受部８
と球状体１０とからなる球面軸受を介装し、球状
体１０を球面受部８と摺動させることによりピス
トン１１の揺動を可能ならしめる構成としてい
る。また、ピストン１１が揺動しても小径シリン
ダ７Ｂの内壁に衝突することがないようにするた
めに、該小径シリンダ７Ｂの内径をピストン１１
の直径より大きく形成している。

従つて、前述の如き構成を有する従来技術の液
圧回転機には次のような欠点がある。まず第１
に、ピストン１１を大径シリンダ７Ａに支持させ
るために該シリンダ７に嵌合した球状体１０と大
径シリンダ７Ａとの間に球面受部８を介装し、該
球面受部８をリテーナリング９で支持する構成と
しなければならず、このために部品点数が増加
し、液圧回転機自体の構造が複雑となり、かつそ
の組付けも面倒となると共に、ロータ４をその軸
方向に厚手のものとしなければならず、液圧回転
機を大型化させる欠点がある。

第２に、シリンダ室を形成する小径シリンダ７
Ｂをピストン１１の直径より大径にしなければな
らないから、ピストン１１が小径シリンダ７Ｂ内
に最も進入した上死点位置においても相当量の作
動油が吐出ポート１４から吐出されずに該小径シ
リンダ７Ｂ内に残り、この状態で小径シリンダ７
Ｂが低圧側の吸込ポート１５と連通せしめられ
る。従つて、前述のピストン１１の上死点位置に
おける作動油の非吐出容積は当該液圧回転機のデ
ツドボリユームとなり、このデツドボリユームに
残された高圧作動油が低圧側に戻つたときに膨張
する体積は見かけ上の漏れ量になつて、液圧回転
機の容積効率を低下させる欠点がある。また、デ
ツドボリユームが大きくなると、高圧の作動油が
低圧側に流れ込み、このために脈動が生じて騒音
を増大させる欠点もある。

第３に、小径シリンダ７Ｂ内の液圧をピストン
１１の端面だけでなく、球状体１０の端面によつ
ても受承する構成となつているから、当該液圧回
転機を高圧作動させると、該球状体１０はロータ
４の半径方向外方に押圧されて球面受部８に圧接
せしめられる。このため、球状体１０と球面受部
８との間の摺動部に潤滑油の油膜切れが生じてメ
タル接触し、焼付きやかじり等を発生させる欠点
もある。

本発明は前述した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、簡単な構成で、しかもデツドボリユー
ムの少ないシリンダ室を有するラジアルピストン
式液圧回転機を提供するものである。

前述の目的を達成するために本発明に係るラジ
アルピストン式液圧機械は、内面が軸線を中心と
した摺動面となつたリング状のケーシングと、該
ケーシングの軸線に対して偏心した位置に軸線を
有して、該ケーシング内に前記摺動面に対して偏
心回転自在に設けられたロータと、該ロータに該
ロータを軸方向に貫通するように複数個穿設され
た円筒状孔と、該各円筒状孔にそれぞれ回動可能
に嵌合された円柱状のシリンダ形成部材と、該各
シリンダ形成部材にその軸線と直交方向にそれぞ
れ形成されたシリンダ室と、該各シリンダ室と対
応する位置において前記ロータの半径方向にそれ
ぞれ形成された挿通孔と、該各挿通孔を介して前
記各シリンダ室内にそれぞれ摺動可能に挿嵌され
たピストンと、前記ロータ外に位置して該各ピス
トンの先端部に前記ケーシングの摺動面と摺接す
るようにそれぞれ設けられたシユーとから構成し
たことにある。

このように構成することにより、シリンダ形成
部材に形成したシリンダ室の内壁に沿つて半径方
向に摺動させながら往復動させることができると
共に、該ピストンのロータ回転方向前後への揺動
は、シリンダ形成部材を円筒状孔に沿つて回動さ
せることにより行なわせることができる。

以下、第３図ないし第５図に基づき本発明の実
施例について説明する。

同図において、第１図および第２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、２１はロータを示し、
該ロータ２１はその軸方向、即ち板厚方向に貫通
する円筒状の孔２２，２２、…が穿設されてい
る。２３は円柱状に形成したシリンダ形成部材
で、該シリンダ形成部材２３にはその軸線と直交
する方向、即ち半径方向に貫通孔を穿設すること
によりシリンダ室２４が形成されている。そし
て、該シリンダ形成部材２３はロータ２１の孔２
２内に回動可能に嵌合されており、しかも回転軸
５のフランジ部５Ａとピストルバルブ３の段部３
Ａとの間で挾持することにより位置決めされてい
る。そして、ピストン１１はロータ２１に穿設し
た挿通孔２１Ａを介してシリンダ室２４内に挿入
されており、該ピストン１１はシリンダ室２４の
内壁に沿つて摺動することにより往復動可能とな
つている。

本発明に係る液圧回転機は前述の構成を有する
もので、ポート１５を吸込ポートとし、ポート１
４を吐出ポートとして油圧ポンプとして用いる場
合において、ポンプとしての作動自体については
前述の従来技術によるものと格別差異はない。即
ち、ロータ４の回転に伴ない、摺動面２Ａと摺接
するシユー１１Ａによりピストン１１はシリンダ
室２４内を往復動せしめられ、吸込行程で吸込ポ
ート１５からシリンダ室２４内に作動油を吸込
み、吐出行程ではこの作動油を加圧しながら吐出
ポート１４に吐出する。ところで、油圧ポンプの
作動中にはピストン１１が揺動するが、その揺動
方向はロータ２１の回転方向における前後方向に
行なわれ、回転方向に直交する方向に揺動せしめ
られることはない。ここで、ピストン１１はシリ
ンダ形成部材２３に嵌合せしめられており、該シ
リンダ形成部材２３はロータ２１の軸方向に穿設
した孔２２に回動可能に嵌合されているから、シ
リンダ形成部材２３を孔２２の内壁に沿つて回動
させることにより、ピストン１１のロータ２１の
回転方向への揺動を可能ならしめることができ
る。

前述のように、ピストン１１の揺動に追従して
シリンダ形成部材２３を孔２２内で回動させてい
るから、シリンダ室２４もピストン１１の揺動に
追従して揺動せしめられることになる。このた
め、シリンダ室２４の内径をピストン１１の直径
とほぼ同一にし、該ピストン１１をシリンダ室２
４の内壁に沿つて摺動させながら往復動させるよ
うにすることができることになる。従つて、ピス
トン１１の上死点位置におけるシリンダ室２４の
容積を極めて小さくすることができ、デツドボリ
ユームを減少させることが可能となる。この結
果、当該液圧回転機の見かけ上の漏れ量が著しく
減少し、容積効率の向上が図られると共に、低圧
側への高圧作動油の流れ込みが少なくなるから、
脈動が減少して騒音が低減する。

また、油圧ポンプの吐出行程時にはシリンダ室
２４内は高圧となる。そして、シリンダ室２４は
流体路１６より大径となつているから、シリンダ
室２４内の圧力はピストン１１のみにより受承さ
れ、シリンダ形成部材２３にはそれを半径方向外
方に押圧する力は作用することがない。従つて、
シリンダ形成部材２３と孔２２の内壁との間の潤
滑油の油膜切れが生じることはなく、該シリンダ
形成部材２３は円滑に孔２２の内壁と摺動せしめ
られる。

さらに、シリンダ形成部材２３をロータ２１の
孔２２に嵌合し、該シリンダ形成部材２３をピン
トルバルブ３の段部３Ａと回転軸５のフランジ部
５Ａとの間に挾持させ、ピストン１１をシリンダ
室２４内に挿通させるように構成しているから、
その構造が簡単になると共に、組付けも容易であ
る。しかも、従来技術のようにロータに大径シリ
ンダを形成させる必要がないから、ロータ２１の
軸方向の寸法を短かくすることができ、液圧回転
機をコンパクトに形成することが可能となる。

なお、前述の実施例では、本発明に係るラジア
ルピストン式液圧回転機を油圧ポンプとして用い
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ある。また、ロータ２１に
穿設される孔２２は貫通孔でなく、該ロータ２１
の一側が閉塞された有底孔としてもよい。さら
に、ピストンバルブ３に代えてプレートバルブに
よりシリンダ室２４内に作動油の吸排を行なわせ
るよう構成としてもよい。

本発明に係るラジアルピストン式液圧回転機は
以上詳細に述べた如くであるから、下記各項の効
果を奏する。

シリンダ形成部材をロータの軸方向に穿設し
た円筒状孔に嵌合し、該シリンダ形成部材に半
径方向に設けたシリンダ室内にピストンを挿嵌
すると共に、該ピストンを前記ロータの半径方
向に穿設した挿通孔を介して外部に突出させ、
前記ピストンの先端にシユーを設けるだけの構
成でよいから、その構造が極めて簡単となり、
組付けも容易になると共に、従来技術のように
ロータに大径なシリンダを形成する必要がない
から、ロータの軸方向寸法厚さを短くでき、液
圧回転機を小型化することができる。

ピストンをシリンダ室内壁と直接摺動させる
構成となつているから、デツドボリユームが最
小になつて、容積効率の向上を図ると共に脈動
を低減し、低騒音化を図ることができる。

シリンダ室内の液圧はピストンのみによつて
受承されるから、シリンダ形成部材には円筒状
孔内で半径方向への押圧力は作用せず、該シリ
ンダ形成部材とロータの円筒状孔内壁面との間
に潤滑油の油膜切れが生じるおそれがなく、ピ
ストンの摺動を円滑に行なわせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来技術を示すもので、
第１図は液圧回転機の縦断面図、第２図は第１図
の―矢示方向断面図、第３図ないし第５図は
本発明の一実施例を示すもので、第３図は液圧回
転機の縦断面図、第４図および第５図は第３図の
―，―矢示方向断面図である。 １…ケーシング、２Ａ…摺動面、３…ピントル
バルブ、１１…ピストン、１１Ａ…シユー、２１
…ロータ、２２…孔、２３…シリンダ形成部材、
２４…シリンダ室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内面が軸線を中心とした摺動面となつたリン
   グ状のケーシングと、該ケーシングの軸線に対し
   て偏心した位置に軸線を有して、該ケーシング内
   に前記摺動面に対して偏心回転自在に設けられた
   ロータと、該ロータに該ロータを軸方向に貫通す
   るように複数個穿設された円筒状孔と、該各円筒
   状孔にそれぞれ回動可能に嵌合された円柱状のシ
   リンダ形成部材と、該各シリンダ形成部材にその
   軸線と直交方向にそれぞれ形成されたシリンダ室
   と、該各シリンダ室と対応する位置において前記
   ロータの半径方向にそれぞれ形成された挿通孔
   と、該各挿通孔を介して前記各シリンダ室内にそ
   れぞれ摺動可能に挿嵌されたピストンと、前記ロ
   ータ外に位置して該各ピストン先端部に前記ケー
   シングの摺動面と摺接するようにそれぞれ設けら
   れたシユーとから構成してなるラジアルピストン
   式液圧回転機。