JPH0219307B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は両方向に傾転可能な可変容量式の斜板
ポンプやモータとして用いて好適な斜板型可変容
量液圧回転機の改良に関するものである。

第１図および第２図に従来技術による液圧回転
機として斜板ポンプを示す。

同図において、１は斜板ポンプの本体をなすケ
ーシング、２は該ケーシング１内に突入させて設
けた回転軸、３は前記ケーシング１にピン等（図
示せず）により固着して設けた環状の弁板であ
る。該弁板３には吸排ポート４，５が穿設されて
おり、該吸排ポート４，５はケーシング１に設け
た吸排通路６，７と常時連通している。８はシリ
ンダブロツクで、該シリンダブロツク８の一端面
は弁板３に摺動可能に密着しており、その中央部
を回転軸２が貫通している。そして、シリンダブ
ロツク８はその内周部と回転軸２の外周部との間
に設けたスプライン、キー等の連結部材９により
回転軸２と連結されており、これによりシリンダ
ブロツク８は回転軸２によつて回転駆動せしめら
れる。シリンダブロツク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
設されており、該各シリンダ室１０内にはピスト
ン１１が往復動可能に設けられている。該ピスト
ン１１には先端球部１１Ａが形成され、該先端球
部１１Ａはシユー１２に嵌合しており、これによ
りピストン１１はシユー１２に揺動可能に支持さ
れている。

次に、１３は斜板であつて、該斜板１３は傾斜
した状態でシリンダブロツク８と対面しており、
その表面にはシユー１２が当接している。そし
て、シユー１２は斜板１３に設けたシユー押え部
材１４，１４に案内されて斜板１３の表面上を摺
動する。１５Ａ，１５Ｂは斜板１３に対向して設
けられた支持軸で、該各支持軸１５Ａ，１５Ｂは
回転軸２の軸線Ａ−Ａと直交し、各ピストン１１
の球形部１１Ａの全中心を含む面に沿つた軸線Ｂ
−Ｂ上に設けられ、しかも各支持軸１５Ａ，１５
Ｂの先端はケーシング１に形成した凹部１Ａ，１
Ｂ内に軸受１６Ａ，１６Ｂを介して嵌入支持せし
められている。これら軸線Ｂ−Ｂ上に設けた支持
軸１５Ａ，１５Ｂが斜板１３の回転軸２の軸線Ａ
−Ａに対する傾転中心軸を形成している。

図中、１７はシリンダブロツク８に穿設した吸
排路で、該吸排路１７はシリンダブロツク８が回
転することによりシリンダ室１０を弁板３に設け
た吸排ポート４，５と間欠的に連通させることが
できるよう構成されている。また、１８Ａ，１８
Ｂは斜板１３に取付けられた操作ピンで、該操作
ピン１８Ａ，１８Ｂを操作することにより斜板１
３を支持軸１５Ａ，１５Ｂを中心として傾転動作
させることができるように構成されている。

従来方式の斜板ポンプは前述の構成を有するも
ので、吸排ポート４，５、吸排通路６，７のう
ち、ポート４および通路６を吸入側とし、ポート
５および通路７を吐出側とした場合につき、その
作動を説明する。まず、第１図には斜板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、連結部材９を介してシリンダブロ
ツク８も同時に回転する。該シリンダブロツク８
の回転によりピストン１１の先端球部１１Ａに嵌
合したシユー１２はシユー押え部材１４に沿つて
案内されるので、該シユー１２は斜板１３上を摺
動する。斜板１３はシリンダブロツク８の軸線、
即ち回転軸２の軸線Ａ−Ａに対して傾斜して設け
られているから、ピストン１１はシリンダブロツ
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排路１７はポート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
程では吸排路１７はポート５と連通し、ピストン
１１により加圧された高圧流体が吐出される。

次に、ポンプの容量を変化させるには、適宜の
駆動手段によつて操作ピン１８を第１図中矢印方
向に回動させればよい。これにより斜板１３は支
持軸１５Ａ，１５Ｂの軸線Ｂ−Ｂを中心として回
動し、シリンダブロツク８の１回転中におけるピ
ストン１１のストロークが変化する。

ところで、第１図に示した最大傾転位置におい
て、図中上方のピストン１１は最大限伸長した下
死点位置にあり、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。そして、前述のピストン１１の上死点位置に
おいては、第１図中間隔ｌで示したシリンダ室１
０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ツ
ドボリユームとなつている。従つて、このデツド
ボリユーム分は見かけ上の漏れ量となり、ポンプ
の容積が低下することになる。このため、前述の
デツドボリユームを小さくすることが、ポンプの
容積効率の向上という観点から好ましい。

ところが、前述の従来方式による斜板ポンプに
あつては、その傾転動作は支持軸１５Ａ，１５Ｂ
の軸線Ｂ−Ｂを傾転中心軸線として斜板１３を回
動させることによつて行なわれる。従つて、最大
傾転位置から容量減少方向に傾転させたときにピ
ストン１１の下死点位置は第１図の状態からシリ
ンダ室１０内に進入した位置となり、上死点位置
はシリンダ室１０から伸長した位置となる。この
ために、最大傾転時におけるピストン１１のスト
ロークをＳとし、容量減少時のピストン１１のス
トロークをS′としたときに、約Ｓ−S′／２に相当す る間隔分だけデツドボリユームが増加することに
なる。この結果、斜板１３の傾転角を小さくすれ
ばするほど、デツドボリユームが増加し、ポンプ
の容積効率を低下させる欠点がある。また、前述
の如くデツドボリユームが大きくなると、高圧流
体が低圧側に流れ込むことになり、この流れ込み
時に脈動が生じ、騒音を増大させる等の欠点もあ
る。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、斜板の傾転角を両方向に変化させても、デ
ツドボリユームを小さく保持できるようにした斜
板型可変容量液圧回転機を提供することを目的と
する。

上記目的を達成するために、本発明は、ケーシ
ング内に突入させて設けた回転軸と、該回転軸に
嵌合して該回転軸と共に回転するシリンダブロツ
クと、該シリンダブロツクの軸方向に穿設した複
数のシリンダ室と、該各シリンダ室内に摺動可能
に挿嵌され、前記シリンダブロツク内に最大進入
した上死点位置と前記シリンダブロツク外に最大
伸長した下死点位置との間で往復動するピストン
と、前記シリンダブロツク外に位置して該各ピス
トンの先端に揺動可能に設けられたシユーと、傾
転可能に前記シリンダブロツクと対面し、該各シ
ユーを摺接させた状態で前記シリンダブロツクが
回転することによつて前記各ピストンを下死点と
上死点との間で往復動せしめる斜板とからなる斜
板型可変容量液圧回転機において、前記斜板には
前記各ピストンが上死点および下死点となる側に
傾転中心軸を２箇所設け、前記ケーシングには該
各傾転中心軸をそれぞれ案内する円弧状案内溝を
設け、かつ前記各傾転中心軸を該各円弧状案内溝
に沿つて案内させつつ前記斜板を傾転させる傾転
駆動機構を設けたことを特徴とする。

このように構成することにより、２箇所の傾転
中心軸のうち、一方の傾転中心軸を支点とし、他
方の傾転中心軸を円弧状案内溝に沿つて案内させ
るように傾転駆動機構を作動させれば、斜板は一
方の傾転中心軸を軸線として傾転する。この際、
一方の傾転中心軸側に位置するピストンは当初の
位置を保持したままで上死点位置となり、デツド
ボリユームが変化することはない。

以下、第３図ないし第６図に基づき本発明の実
施例を説明する。

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、本発明の特徴とすると
ころは、斜板２１には傾転中心軸として２組の支
持軸２２Ａ，２２Ｂおよび２３Ａ，２３Ｂを設け
たことにある。各組の支持軸２２Ａ，２２Ｂ，２
３Ａ，２３Ｂは各ピストンの球形部１１Ａの全中
心を含む面に沿い、かつピストン１１の上下の各
死点位置における軸線Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄと球形部１
１Ａの中心O₁，O₂において直交する傾転中心軸
線Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆ上にある。そして、傾転中心軸
線Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆと平行となるように、各組の支
持軸２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂが形成され
ている。また、ケーシング１には円弧状の案内溝
２４Ａ，２４Ｂおよび２５Ａ，２５Ｂが形成さ
れ、各支持軸２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂを
それぞれ案内溝２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ
に軸受２６，２６…を介して嵌入することによ
り、斜板２１はケーシング１に回転自在に支持さ
れている。各支持軸２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２
３Ｂは第３図に示したように零傾転位置において
はそれぞれ案内溝２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５
Ｂの端部に当接した位置にある。これに対して図
中上方のピストン１１が下死点となる方向に傾転
させる場合には支持軸２２Ａ，２２Ｂを案内溝２
４Ａ，２４Ｂに沿つて摺動案内させ、図中下方の
ピストン１１が下死点となる場合には、支持軸２
３Ａ，２３Ｂを案内溝２５Ａ，２５Ｂに沿つて摺
動案内させる構成となつている。

２７Ａ，２７Ｂはケーシング１に設けられた斜
板２１を傾転させるための傾転駆動機構としての
操作シリンダで、該各操作シリンダ２７Ａ，２７
Ｂはシリンダ穴２８Ａ，２８Ｂと、該シリンダ穴
２８Ａ，２８Ｂ内に摺動自在に設けたピストン２
９Ａ，２９Ｂと、該各ピストン２９Ａ，２９Ｂを
第３図中右方に押圧するばね３０Ａ，３０Ｂとか
ら大略構成される。そして、ピストン２９Ａ，２
９Ｂによりシリンダ穴２８Ａ，２８Ｂはそれぞれ
油室G₁，G₂，H₁，H₂に画成されている。油室
G₁，G₂，H₁，H₂はそれぞれ配管３１，３２，３
３，３４により油圧源またはタンク（共に図示せ
ず）との間に切換可能となつている。また、ピス
トン２９Ａ，２９Ｂにはその半径方向に切溝３５
Ａ，３５Ｂが形成され、操作ピン１８Ａ，１８Ｂ
に突設した作動杆３６Ａ，３６Ｂが出没自在に嵌
入せしめられている。

本発明に係る液圧回転機は前述の構成を有する
もので、次にその作動について説明する。第３図
は斜板２１が回転軸２の零傾転位置にあり、ピス
トン１１はすべてシリンダ室１０内に最大限進入
した上死点位置に配置せしめられている。このた
めに、各ピストン１１の端面とシリンダ室１０の
端壁との間の間隔Ｌは最小となり、シリンダ室１
０内の空間が最小となつている。この状態でシリ
ンダブロツク８を回転させてもピストン１１はシ
リンダ室１０内をストロークせず、油液の吸排は
行なわれない。そして、この零傾転状態において
は配管３２，３４はタンクに接続され、油室G₁，
H₁内の液圧とばね３０Ａ，３０Ｂのばね力とに
よりピストン２９Ａ，２９Ｂはそれぞれ図中右方
に押圧されて支持軸２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２
３Ｂはそれぞれ案内溝２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，
２５Ｂの端部に当接した状態に配置せしめられて
いる。

そこで、配管３２を油圧源に接続し、他の配管
３１をタンクに開放すると、油室G₂に圧油が供
給され、ピストン２９Ａはばね３０Ａに抗して図
中左方に変位せしめられる。この結果、作動杆３
６Ａはピストン２９Ａに追従して図中左方に変位
する。一方、ピストン２９Ｂはばね３０Ｂの押圧
力により図中右方に変位する。このために斜板２
１は支持軸２３Ａ，２３Ｂを支点として回動せし
められ、傾転増大方向に変位する。このとき、支
持軸２２Ａ，２２Ｂは案内溝２４Ａ，２４Ｂに沿
つて摺動案内される。即ち、斜板２１は図中下方
のピストン１１の球形部１１Ａの中心を通る傾転
中心軸線Ｆ−Ｆを中心として回動する。この斜板
２１の回転により、図中上方のピストン１１はシ
リンダ室１０から伸長し、その位置が下死点位置
となり、図中下方のピストン１１は当初の位置を
保持したままで上死点位置となる。そして、この
下死点位置のピストン１１の伸長量の増大に応じ
てそのストロークが増大し、ポンプとしての容量
が増加することになり、第６図に示した如く最大
傾転位置にまで変位する。従つて、配管３２を介
して油室G₂内に供給される液圧を制御すること
により、斜板２１を第４図に示した零傾転位置か
ら第６図に示した最大傾転位置までの間の任意の
位置に保持することができる。このように、斜板
２１の傾転は上死点位置となる図中下方のピスト
ン１１の球形部１１Ａの中心を通る傾転中心軸線
Ｆ−Ｆを中心として行なわれるから、上死点位置
のピストン１１は傾転位置のいかんに拘らず変化
しない。このため、デツドボリユームは間隔Ｌに
より決定される値となり、常に一定である。

前述の作動はポート４および通路６を吸入側、
ポート５および通路７を吐出側として説明した
が、次にポート５、通路７を吸入側とし、ポート
４、通路６を吐出側とし、シリンダブロツク８を
前述とは逆方向に回転させる場合について説明す
る。この場合においては配管３４を介して油室
H₂内に液圧を供給する。ピストン２９Ｂはこの
液圧によりばね３０Ｂに抗して図中左方に変位す
る。一方、ピストン２９Ａはばね３０Ａにより図
中左方に押圧されているから、ピストン２９Ｂの
図中右方への変位に応じてピストン２９Ａは図中
左方に変位する。この結果、斜板２１は支持軸２
２Ａを中心として回動せしめられ、第６図に一点
鎖線で示された方向に傾転変化せしめられる。従
つて、上死点位置となる図中上方のピストン１１
とシリンダ室１０の内壁との間の間隔Ｌは傾転時
に変化することがなく、デツドボリユームは常に
一定に保持される。

なお、前述の実施例においては本発明に係る液
圧回転機を油圧ポンプとして用いる場合について
説明したが、油圧モータとして用いることができ
るのは勿論である。そして、油圧モータとして用
いる場合には、操作シリンダ２７Ａ，２７Ｂへの
液圧供給源として該油圧モータに圧油を供給する
油圧ポンプとすれば、該油圧ポンプの吐出圧に応
じて油圧モータの容量を変化させることができ
る。また、傾転駆動機構として操作シリンダ２７
Ａ，２７Ｂを用いる場合について説明したが、こ
れに代えて操作ピン１８Ａ，１８Ｂをラツク・ピ
ニオン機構等を使用した機械操作によるものとし
ても、また手動操作により傾転駆動させる構成と
してもよい。さらに、斜板２１の傾転中心軸をピ
ストン１１上下の各死点位置に配置するものとし
て述べたが、該各死点位置近傍に設けるようにし
てもデツドスペースの低減を図ることができる。

以上詳細に述べたように、本発明に係る斜板型
可変容量液圧回転機によれば、ピストンが上死点
または下死点となる側に位置させて斜板の傾転中
心軸を２箇所設け、ケーシングには該各傾転中心
軸をそれぞれ案内する円弧状案内溝を設け、傾転
駆動機構によつて前記各傾転中心軸を各円弧状案
内溝に沿つて案内させつつ斜板を傾斜させる構成
としたから、いずれか一方の傾転中心軸を支点と
して両方向への傾転が可能な正逆式の液圧回転と
しうるばかりでなく、斜板の傾転時に支点となる
側のピストンは傾転動作の前後においてその位置
を保持したままの状態とすることができ、シリン
ダ案内のデツドボリユームを常に一定とすること
ができる。従つて、液圧回転機の容積効果の向上
を図ることができると共に、脈動の発生を防止し
得て騒音の低減を図ることができる。

【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あ
つて、第１図は斜板型可変容量液圧回転機の縦断
面図、第２図は第１図の−矢示方向断面図、
第３図ないし第６図は本発明の実施例を示すもの
で、第３図は斜板型可変容量液圧回転機の縦断面
図、第４図は第３図の−矢示方向断面図、第
５図は第４図の−矢示方向断面図、第６図は
異なる作動状態を示す第３図と同様の断面図であ
る。 １……ケーシング、２……回転軸、３……弁
板、８……シリンダブロツク、１０………シリン
ダ室、１１……ピストン、２１……斜板、２２
Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ……支持軸、２４
Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ……案内溝、２７
Ａ，２７Ｂ……操作シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシング内に突入させて設けた回転軸と、
   該回転軸に嵌合して該回転軸と共に回転するシリ
   ンダブロツクと、該シリンダブロツクの軸方向に
   穿設した複数のシリンダ室と、該各シリンダ室内
   に摺動可能に挿嵌され、前記シリンダブロツク内
   に最大進入した上死点位置と前記シリンダブロツ
   ク外に最大伸長した下死点位置との間で往復動す
   るピストンと、前記シリンダブロツク外に位置し
   て該各ピストンの先端に揺動可能に設けられたシ
   ユーと、傾転可能に前記シリンダブロツクと対面
   し、該各シユーを摺接させた状態で前記シリンダ
   ブロツクが回転することによつて前記各ピストン
   を下死点と上死点との間で往復動せしめる斜板と
   からなる斜板型可変容量液圧回転機において、前
   記斜板には前記各ピストンが上死点および下死点
   となる側に傾転中心軸を２箇所設け、前記ケーシ
   ングには該各傾転中心軸をそれぞれ案内する円弧
   状案内溝を設け、かつ前記各傾転中心軸を該各円
   弧状案内溝に沿つて案内させつつ前記斜板を傾転
   させる傾転駆動機構を設けたことを特徴とする斜
   板型可変容量液圧回転機。