JPH05164038A - 斜板型液圧回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダブロックの高速回転によるピストン
慣性力によって、押え板が変形するのを防止する。 【構成】 押え板２１には、シリンダブロック９側に位
置する一端面側に位置して、中心側から外周側に向けて
傾斜するテーパ面部２２を一体形成し、該テーパ面部２
２のテーパ角βを、斜板１５の最大傾転角αとほぼ等し
くなるように形成する構成とした。これにより、斜板１
５が最大傾転角αまで傾転した場合でも、押え板２１が
シリンダブロック９の他端面９Ｂに接触することがない
から、斜板１５の最大傾転角αを小さくすることなく、
該テーパ面部２２によって、押え板２１の機械的強度が
高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば容量可変型の斜
板型油圧ポンプ、油圧モータ等として用いて好適な斜板
型液圧回転機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３および図４に従来技術による斜板型
液圧回転機として、容量可変型の斜板型油圧ポンプを例
に挙げて説明する。

【０００３】図において、１はヘッドケーシング、２は
ボトムケーシングをそれぞれ示し、該各ケーシング１，
２間は円筒状のケーシング本体（図示せず）によって連
結され、斜板型油圧ポンプのケーシングを構成してい
る。３は該各ケーシング１，２間に軸受（図示せず）を
介して回転自在に設けられた回転軸を示し、該回転軸３
は、その一端側が後述のシリンダブロック９に接続さ
れ、他端側がエンジン等の駆動源（図示せず）に接続さ
れている。

【０００４】４はヘッドケーシング１にピン（図示せ
ず）を介して固着された円板状または角形状の弁板を示
し、該弁板４には半円弧状の一対の吸排ポート５，６が
左，右対称に形成され、該各吸排ポート５，６は、ヘッ
ドケーシング１に形成された吸排通路７，８に常時連通
している。

【０００５】９はヘッドケーシング１とボトムケーシン
グ２との間に位置して、回転軸３の外周側にスプライン
１０を介して設けられた円筒状のシリンダブロックを示
し、該シリンダブロック９は、その一端面が弁板４に摺
接する弁板摺接面９Ａとなり、他端面９Ｂは後述の押え
板１７に対向している。また、該シリンダブロック９に
は、回転軸３を取囲むように周方向に所定角度離間して
複数のシリンダ１１，１１，…（２個のみ図示）が軸方
向に穿設され、該各シリンダ１１には、シリンダブロッ
ク９の弁板摺接面９Ａに開口するシリンダポート１１Ａ
がそれぞれ形成されている。そして、前記シリンダブロ
ック９は、後述する与圧ばね２０のばね力と各シリンダ
１１内の油圧とにより、弁板摺接面９Ａが弁板４に摺動
回転可能に押付けられて密着し、回転軸３と共に一体的
に回転するものである。

【０００６】１２，１２はシリンダブロック９の弁板摺
接面９Ａに形成された二重の油溝を示し、該各油溝１２
は、環状溝と該環状溝から半径方向に延設された多数の
放射状溝（いずれも図示せず）とから構成されている。
そして、該各油溝１２は、その内部に油液を収容し、こ
の油液によりシリンダブロック９の弁板摺接面９Ａと弁
板４との間に潤滑作用を与えるようになっている。

【０００７】１３，１３，…は各シリンダ１１内に往復
動可能に設けられた複数のピストン（２個のみ図示）を
示し、該各ピストン１３の先端はシリンダブロック９の
他端面９Ｂから外部に突出する球形部１３Ａとなってい
る。１４，１４，…は一端側が該各ピストン１３の球形
部１３Ａにそれぞれ揺動自在に連結された摺動部材とし
ての複数のシューを示し、該各シュー１４の他端側は後
述する斜板１５の摺接面１５Ｃに摺接している。そし
て、該各シュー１４は、回転軸３の回転により、摺接面
１５Ｃに摺接しつつ回転するものである。

【０００８】１５はシリンダブロック９の他端面９Ｂに
対向して位置し、ボトムケーシング２に例えば１３〜１
５°程度の所定の最大傾転角αだけ傾転可能に設けられ
た斜板を示し、該斜板１５は、シリンダブロック９に対
して最大傾転角αだけ傾いた円筒状の平板部１５Ａと、
該平板部１５Ａの他面側に回転軸３を両側から挟むよう
にして突設された一対の歯部１５Ｂ，１５Ｂ（片側のみ
図示）とから大略構成され、該平板部１５Ａの一面側に
は各シュー１４に摺接して案内する環状の摺接面１５Ｃ
が形成されている。また、前記各歯部１５Ｂの他端面は
凸湾曲状の摺動面１５Ｄとなり、該摺動面１５Ｄはボト
ムケーシング２に形成された凹湾曲状摺接面１６に回動
可能に嵌合されている。そして、前記斜板１５は、傾転
用アクチュエータ（図示せず）によって凹湾曲状摺接面
１６上を摺動しつつ傾転され、これにより、最大傾転角
αが調節されて各ピストン１３のストロークを調整する
ようになっている。

【０００９】１７は斜板１５とシリンダブロック９との
間に設けられた環状の押え板を示し、該押え板１７の外
周側には、各シリンダ１１と対応する複数の嵌合穴１７
Ａ，１７Ａ，…が穿設され、該各嵌合穴１７Ａには各シ
ュー１４の一端側が嵌合して取付けられている。また、
該押え板１７の内周側には、後述する押付け部材１８の
他端側が取付けられる凹湾曲状の取付穴１７Ｂが形成さ
れている。そして、該押え板１７は、与圧ばね２０のば
ね力と各シリンダ１１内の油圧とによって斜板１５側に
押付けられており、回転軸３によって各シュー１４が斜
板１５の摺接面１５Ｃ上を摺接しつつ回転すると、該各
シュー１４を支持してガイドするものである。

【００１０】１８はシリンダブロック９と押え板１７と
の間に位置し、回転軸３にスプライン１９を介して連結
された略半球状の押付け部材を示し、該押付け部材１８
の他端側は押え板１７の取付穴１７Ｂに取付けられてい
る。２０はシリンダブロック９と該押付部材１８との間
に設けられた与圧ばねを示し、該与圧ばね２０は、その
ばね力により、押付け部材１８，押え板１７を介して各
シュー１４を斜板１５の摺接面１５Ｃに押付けると共
に、シリンダブロック９を弁板４に押付けるものであ
る。

【００１１】従来技術による斜板型油圧ポンプは上述の
如き構成を有するもので、次に、各吸排ポート５，６の
うち、一方の吸排ポート５を吸入側ポート、他方の吸排
ポート６を吐出ポートとして使用した場合の作動につい
て説明する。

【００１２】まず、エンジン等の駆動装置によって回転
軸３を回転駆動すると、シリンダブロック９は該回転軸
３と一体的に回転し、該シリンダブロック９の弁板摺接
面９Ａは弁板４に対して摺接しつつ回転する。また、各
シュー１４は、押え板１７に支持されて、斜板１５の摺
接面１５Ｃに摺接しつつ、シリンダブロック９，ピスト
ン１３と共に回転する。

【００１３】これにより、各ピストン１３は、斜板１５
の最大傾転角αに応じたストロークでシリンダ１１内を
往復動し、各ピストン１３が上死点から下死点まで押動
する吸入行程では吸排通路７から吸入ポート５を介して
各シリンダ１１内に圧油を吸込み、下死点から上死点に
復動する吐出行程では各シリンダ１１内に吸込んだ圧油
を高圧油として吐出ポート６から吸排通路８へと吐出す
る。そして、傾転用アクチュエータによって斜板１５の
最大傾転角αを調節すると、各ピストン１３のストロー
クが変更され、これにより、各シリンダ１１から吐出す
る吐出容量を可変に制御することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による斜板型油圧ポンプでは、与圧ばね２０のば
ね力と各シリンダ１１内の油圧とによって、押え板１７
を斜板１５側に押付けているから、該押え板１７によっ
て各シュー１４を斜板１５の摺接面１５Ｃに密着させ、
該各シュー１４が浮き上がるのを防止している。しか
し、回転軸３によってシリンダブロック９を高速回転さ
せた場合には、図３中に示す如く、各ピストン１３が各
シリンダ１１内を往復動する速度が増大するから、該各
ピストン１３がシュー１４を弁板４側に向けて引っ張る
ピストン慣性力Ｒも大きくなる。

【００１５】そして、この高速回転状態で、低圧運転等
により各シリンダ１１内の油圧が低下すると、各シュー
１４を斜板１５に押付ける力Ｆは、その大部分が与圧ば
ね２０のばね力のみとなって小さくなるから、ピストン
慣性力Ｒがこの押付け力Ｆを大きく上回って、押え板１
７の弾性限界を超えた場合には、図４に示す如く、該押
え板１７が各シュー１４と共に弁板４側に引っ張られて
変形してしまうことがある。

【００１６】特に、例えば油圧ショベル等の建設機械に
あっては、斜板型油圧ポンプを高圧運転状態で使用する
ことが多いため、各ピストン１３は、高圧運転時の耐圧
性向上と押除け容積のロス（デッドボリュウム）の低減
のために、円柱状に形成されている。従って、該各ピス
トン１３は、有底筒状ないし中空状のピストンに比して
重量が重いから、ピストン慣性力Ｒが大きく、押え板１
７が変形し易い。

【００１７】このため、上述した従来技術によるもので
は、押え板１７の変形によって各シュー１４が斜板１５
の摺接面１５Ｃに片当たりするばかりか、この片当たり
状態で各シュー１４が摺動回転すると、トルクロスを生
じてポンプ効率が大幅に低下するという問題がある。ま
た、この片当たりによって、斜板１５や各シュー１４等
が偏摩耗したり、カジリ現象や焼き付き等が生じたりし
て、信頼性や寿命が大幅に低下するという問題がある。

【００１８】一方、上述した問題を解決すべく、押え板
１７の厚さ寸法を大きくして機械的強度を高めることも
考えられる。しかし、この場合には、該押え板１７がシ
リンダブロック９の他端面９Ｂに接触するのを防止する
ため、シリンダブロック９と斜板１５との間のスラスト
方向クリアランスを広げるか、あるいは、斜板１５の最
大傾転角αを小さくする必要がある。そして、スラスト
方向クリアランスを広げた場合には、油圧ポンプが大型
化して使い勝手が大幅に低下するばかりか、各ピストン
１３が各シリンダ１１内から斜板１５側に向けて引き出
される長さ寸法が大きくなって、デッドボリュウムが増
大し、ポンプ効率が大幅に低下するという問題が生じ
る。また、最大傾転角αを小さくした場合も、各ピスト
ン１３のストロークが短くなって、ポンプ効率が大幅に
低下するという問題が生じる。

【００１９】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、シリンダブロックの高速回転によるピス
トン慣性力によって、押え板が変形するのを効果的に防
止できるようにした斜板型液圧回転機を提供することを
目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、押え板に、シリ
ンダブロック側に位置して、中心側から外側に向けて傾
斜するテーパ面部を形成したことにある。

【００２１】また、前記テーパ面部のテーパ角を斜板の
最大傾転角とほぼ等しくするのが好ましい。

【００２２】

【作用】テーパ面部によって、押え板の機械的強度を増
大することができる。

【００２３】また、前記テーパ面部のテーパ角を斜板の
最大傾転角とほぼ等しくすれば、押え板がシリンダブロ
ックに接触するのを防止することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２に基
づいて説明する。なお、実施例では前述した図３および
図４に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００２５】図中、２１は本実施例による押え板を示
し、該押え板２１は従来技術で述べた押え板１７とほぼ
同様に、斜板１５とシリンダブロック９との間に設けら
れ、各シリンダ１１と対応する複数の嵌合穴２１Ａ，２
１Ａ，…と、押付け部材１８の他端側が取付けられる凹
湾曲状の取付穴２１Ｂとが形成され、該各嵌合穴２１Ａ
には各シュー１４の一端側が嵌合して取付けられてい
る。しかし、該押え板２１には、図２にも示す如く、シ
リンダブロック９側に位置する一端面側に位置して、中
心側から外周側に向けて傾斜するテーパ面部２２が一体
形成され、該テーパ面部２２のテーパ角βは、斜板１５
の最大傾転角αとほぼ等しくなるように、例えば１３〜
１５°程度の角度をもって形成されている。そして、該
押え板２１は、与圧ばね２０のばね力と各シリンダ１１
内の油圧とによって斜板１５側に押付けられており、回
転軸３によって各シュー１４が斜板１５の摺接面１５Ｃ
上を摺接しつつ回転すると、該各シュー１４を支持して
ガイドするものである。

【００２６】本実施例による斜板型油圧ポンプは上述の
如き構成を有するもので、その基本的動作については従
来技術によるものと格別差異はない。

【００２７】然るに本実施例による斜板型油圧ポンプで
は、押え板２１の一端面側に、中心側から外周側に向け
て斜板１５の最大傾転角αとほぼ等しいテーパ角βで傾
斜するテーパ面部２２を一体形成する構成としたから、
該テーパ面部２２によって押え板２１の機械的強度を確
実に増大することができ、従来技術で述べた如く、高速
運転時に各ピストン１３のピストン慣性力Ｒが押付け力
Ｆを上回った場合でも、このピストン慣性力Ｒによって
押え板２１が変形するのを効果的に防止することができ
る。この結果、各シュー１４が斜板１５の摺接面１５Ｃ
に片当たりしたまま摺動回転するのを防止し、ポンプ効
率を大幅に向上することができる上に、各シュー１４等
に偏摩耗、カジリ、焼き付き等の不具合が生じるのを防
止でき、信頼性、寿命等を大幅に向上することができ
る。

【００２８】また、該テーパ面部２２のテーパ角βは、
斜板１５の最大傾転角αとほぼ等しいから、図１に示す
如く、該斜板１５が最大傾転角αまで傾転操作された場
合でも、テーパ面部２２がシリンダブロック９の他端面
９Ｂに当接するのを確実に防止できる。この結果、斜板
１５の最大傾転角αや、該斜板１５とシリンダブロック
９との間のスラスト方向クリアランスの変更を伴うこと
なく、押え板２１の強度を低コストで効果的に向上する
ことができる。

【００２９】なお、前記実施例では、斜板１５の最大傾
転角αは、例えば１３〜１５°程度であるものとして述
べたが、本発明はこれに限らず、例えば斜板１５の最大
傾転角αを１３°以下、１５°以上に設定してもよく、
この場合には、テーパ面部２２のテーパ角βをこの最大
傾転角αとほぼ等しく形成すればよい。

【００３０】また、前記実施例では、斜板型液圧回転機
として容量可変型の斜板型油圧ポンプを例に挙げて説明
したが、本発明はこれに限らず、斜板型油圧モータとし
ても用いることができ、斜板１５の最大傾転角αを一定
にした容量固定型の斜板型液圧回転機にも適用すること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、押
え板に、シリンダブロック側に位置して、中心側から外
側に向けて傾斜するテーパ面部を形成する構成としたか
ら、該テーパ面部によって押え板の機械的強度を低コス
トで効果的に増大することができる。この結果、高速運
転時に生じるピストンの慣性力によって、押え板が変形
するのを効果的に防止でき、各摺動部材が斜板の摺接面
に片当たりしたまま摺動回転するのを防止して、回転機
の機械的効率を向上することができる上に、各摺動部材
等に偏摩耗、カジリ、焼き付きが生じるのを防止して、
信頼性、寿命等を向上することができる。

【００３２】また、前記テーパ面部のテーパ角を斜板の
最大傾転角とほぼ等しくする構成としたから、斜板とシ
リンダブロックとの間のスラスト方向クリアランスを広
げたり、斜板の最大傾転角を小さくしたりすることな
く、テーパ面部がシリンダブロックに接触するのを確実
に防止でき、効果的に支持板の機械的強度を増大するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による斜板型油圧ポンプを示す
縦断面図である。

【図２】図１中の押え板を拡大して示す縦断面図であ
る。

【図３】従来技術による斜板型油圧ポンプを示す縦断面
図である。

【図４】図３中の押え板が変形した状態を示す縦断面図
である。

【符号の説明】 １ ヘッドケーシング ２ ボトムケーシング ３ 回転軸 ９ シリンダブロック １１ シリンダ １３ ピストン １３Ａ 球形部（ピストンの先端側） １４ シュー（摺動部材） １５ 斜板 １５Ｃ 摺接面 ２１ 押え板 ２２ テーパ面部 α 最大傾転角 β テーパ角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシングに回転可能
   に支持された回転軸と、前記ケーシング内の軸方向一側
   に設けられ、一対の吸排ポートが穿設された弁板と、前
   記ケーシング内に位置して該弁板と摺接するように前記
   回転軸に設けられ、軸方向に複数のシリンダが穿設され
   たシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリン
   ダ内に往復動可能に設けられ、先端側が該シリンダブロ
   ックから突出した複数のピストンと、該各ピストンの先
   端側にそれぞれ揺動自在に取付けられた複数の摺動部材
   と、前記シリンダブロックと対向して前記ケーシング内
   の軸方向他側に傾斜した状態で又は傾転可能に設けら
   れ、該各摺動部材に摺接して案内する摺接面が形成され
   た斜板と、該斜板と前記シリンダブロックとの間に設け
   られ、嵌合穴内で前記各摺動部材を支持する押え板とか
   ら構成してなる斜板型液圧回転機において、前記押え板
   には、前記シリンダブロック側に位置して、中心側から
   外側に向けて傾斜するテーパ面部を形成したことを特徴
   とする斜板型液圧回転機。
2. 【請求項２】 前記テーパ面部のテーパ角を前記斜板の
   最大傾転角とほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１
   に記載の斜板型液圧回転機。