JPH0640941Y2 - 容量可変型斜軸式液圧回転機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、土木・建設機械、その他一般機械に用いられ
る油圧ポンプ、油圧モータとしての容量可変型斜軸式液
圧回転機の改良に関する。

〔従来の技術〕

第４図に従来技術による斜軸式液圧回転機としての油圧
ポンプを示す。

図において、１は略円筒状のケーシング本体1Aと、該ケ
ーシング本体1Aの一端を閉塞するヘッドケーシング1Bと
からなるケーシング、２は該ケーシング本体1A内に回転
可能に突設され、軸受3,3を介して回転自在に支持され
た回転軸、４は前記ケーシング本体1A内に位置して該回
転軸２と共に回転するシリンダブロックで、該シリンダ
ブロック４にはその軸方向に複数のシリンダ５が穿設さ
れている。該各シリンダ５内にはピストン６が往復動可
能に設けられており、該各ピストン６にはコネクティン
グロッド７が取付けられている。そして、該各コネクテ
ィングロッド７の先端には球形部7Aが形成され、該球形
部7Aは回転軸２の先端に形成されたドライブディスク2A
に揺動自在に支持されている。

８は弁板を示し、該弁板８はその一側端面がシリンダブ
ロック４に摺接すると共に、他側端面はヘッドケーシン
グ1Bに形成された後述の傾転中心O₁を中心とした凹円弧
状の傾転摺動面９に摺動可能に摺接せしめられており、
該弁板８の中心には後述するセンタシャフト10と揺動ピ
ン15の各先端部が両側からそれぞれ挿入される貫通孔8A
が穿設されている。そして、該弁板８にはシリンダブロ
ック４の回転により各シリンダ５と間歇的に連通する給
排ポート（図示せず）が穿設されており、該給排ポート
は弁板８の傾転位置の如何に拘わらずヘッドケーシング
1Bの傾転摺動面９に開口する給排通路（図示せず）と連
通するようになっている。

10はドライブディスク2Aと弁板８との間でシリンダブロ
ック４を支持するためのセンタシャフトで、該センタシ
ャフト10はその一端側に球形部10Aが形成され、該球形
部10Aはドライブディスク2AにO₁を傾転中心として揺動
自在に支持されている。一方、シリンダブロック４の中
心を貫通して突出したセンタシャフト10の他端側は弁板
８の貫通孔8Aに摺動可能に挿入され、シリンダブロック
４と弁板８との間のセンタリングが行なわれている。

11は傾転摺動面９に沿って弁板８を傾転させる傾転機構
で、該傾転機構11はヘッドケーシング1Bに穿設され、軸
方向両端に油通孔12A,12Bを有するシリンダ室12と、該
シリンダ室12内に摺動可能に挿入され、該シリンダ室12
の軸方向両側を液圧室13A,13Bに画成するサーボピスト
ン14と、該サーボピストン14の周胴部にその軸線と直交
方向に挿嵌され、球形状先端部15Aを弁板８の貫通孔8A
に揺動可能に挿入した揺動ピン15とから構成され、各液
圧室13A,13Bに圧油を給排することにより、弁板８、シ
リンダブロック４を一体的に傾転制御するようになって
いる。

従来技術による液圧回転機は上述の構成を有するもの
で、次に液圧回転機を油圧ポンプとして用いた場合につ
いて、その作動を説明する。

まず、傾転機構11によりシリンダブロック４と共に弁板
８を図示の傾転位置に傾転せしめる。このため、例えば
傾転制御用補助ポンプからの圧油をシリンダ室12の一側
の液圧室13A（13B）に供給し、サーボピストン14を変位
させる。そして、該サーボピストン14と共に揺動ピン15
も変位し、弁板８は傾転摺動面９上を摺動しつつ傾転す
る結果、シリンダブロック４も共に傾転し、その回転中
心軸は回転軸２の回転中心軸に対して傾転最大側（傾転
最小側）に傾転し、図示の状態となる。

次に、エンジン、電動機等の駆動源を回転し、回転軸２
を回転駆動すると、回転軸２のドライブディスク2Aとシ
リンダブロック４のシリンダ５に挿入した各ピストン６
との間はコネクティングロッド７で連結されているか
ら、回転軸２と共にシリンダブロック４が回転せしめら
れる。すると、シリンダブロック４の回転中に各ピスト
ン６はシリンダ４内を往復動する。そして、各ピストン
６がシリンダ５内から退行する時は給排通路から給排ポ
ートを介してシリンダ５内に作動油を吸入する吸入行程
となり、ピストン６がシリンダ５内に進入する時は該シ
リンダ５内の作動油を加圧し、給排ポートを介して給排
通路から吐出させる吐出行程となる。

〔考案が解決しようとする課題〕

然るに、このように構成される従来技術のものにおいて
は、ヘッドケーシング1Bにその上、下方向に長尺なシリ
ンダ室12を形成し、該シリンダ室12内には傾転機構11を
構成するサーボピストン14が摺動可能に設けられてい
る。しかも、ヘッドケーシング1B内にはポンプの負荷を
検出してシリンダ室12内の制御圧を給排し、ポンプ過負
荷を防止する圧力レギュレータ（図示せず）が設けら
れ、一方油圧モータとして使用する場合にはオーバロー
ドリリーフ弁やカウンタバランス弁等（いずれも図示せ
ず）が設けられる。

このように、従来技術によるセクタ型の斜軸式液圧回転
機では、弁板８の摺動半径の外側に位置して、ヘッドケ
ーシング1B内にサーボピストン14を配設すると共に、圧
力レギュレータ、オーバロードリリーフ弁、カウンタバ
ランス弁等の制御装置を設ける構造となっている。従っ
て、ヘッドケーシング1Bはサーボピストン14の作動方向
に長くなり、ケーシング本体1Aから飛び出すようにな
る。

このため、液圧回転機を建設機械用の油圧ポンプまたは
油圧モータとして適用し、冬期あるいは寒冷地で使用す
る場合には、金属材料からなるケーシング１、特にヘッ
ドケーシング1Bは冷気に晒されて冷えやすい状態にあ
る。この結果、サーボピストン、圧力レギュレータその
他の制御装置を作動する制御用圧油は冷えて低温となり
易く、粘度も高くなってしまう。かくして、これら傾転
機構や制御装置の応答遅れ等によって、建設機械として
の作動が緩慢となってしまうという問題点がある。ま
た、暖機運転時や負荷運転開始時にも温度上昇が遅く、
制御装置の応答遅れが問題となる。

本考案はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、給排通路、弁板を介してシリンダブロック内に給
排される圧油を利用し、サーボピストン近傍を暖めるこ
とにより、傾転機構や制御装置等を安定的に作動するこ
とができるようにした容量可変型斜軸式液圧回転機を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案は、ヘッドケーシ
ングを有する筒状のケーシングと、該ケーシング内に回
転自在に支持された回転軸と、前記ケーシング内に設け
られ、該回転軸と共に回転するシリンダブロックと、該
シリンダブロックに往復動可能に設けられ、一端側が前
記回転軸に揺動可能に支持されたピストンと、一側端面
が前記シリンダブロックに摺接し、他側端面が前記ヘッ
ドケーシングの傾転摺動面に摺動可能に当接する弁板
と、前記シリンダブロックと共に該弁板を傾転させる傾
転機構とからなる容量可変型斜軸式液圧回転機におい
て、前記傾転機構は前記弁板の傾転最小側に位置して前
記ヘッドケーシングの周壁部に配置されたサーボピスト
ンと、該サーボピストンと前記弁板を連結するリンク機
構とから構成し、かつ前記ヘッドケーシングには前記サ
ーボピストンを挟むように該サーボピストンの両側に位
置して該サーボピストンと同一方向に伸長する一対の給
排通路を配設し、該各給排通路の流出入口を前記弁板の
傾転最小側に開口させたことを特徴とする。

〔作用〕

このように、サーボピストンを回転軸と直交方向に配設
する構成とすることにより、該サーボピストンの直線運
動はリンク機構を介して弁板に直接伝えられ、該弁板の
円弧運動を円滑に行なわせることができる。この際、ヘ
ッドケーシングにはサーボピストンを挟むように該サー
ボピストンの両側に位置して一対の同一方向に延びる給
排通路を配設しているから、冬期寒冷地で使用する場合
にも、該給排通路を流れる圧油によってヘッドケーシン
グのサーボピストン近傍が暖められ、傾転機構の応答遅
れ等による機械の作動遅れを防止しうる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第３図を参照しつ
つ、詳細に説明する。なお、前述した従来技術と同一構
成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

同図において、21は本実施例によるケーシングで、該ケ
ーシング21は従来技術のものと同様に筒状のケーシング
本体22と、該ケーシング本体22のヘッド側を閉塞する有
蓋筒状のヘッドケーシング23とから構成されているが、
後述する傾転機構25が該ヘッドケーシング23の周壁部に
設けられる関係上、ケーシング21の軸方向寸法は従来技
術のヘッドケーシング１に比較し、短かく形成されてい
る。ここで、前記ケーシング本体22は軸受３を介して回
転軸２を支持する筒部22Aと、ヘッドケーシング23と衝
合するフランジ部22Bとから形成されている。また、前
記ヘッドケーシング23はほぼ矩形状の筒部23Aと、ケー
シング本体22のフランジ部22Bと衝合するフランジ部23B
と、筒部23Aを施蓋する蓋部23Cと、該蓋部23C寄りに位
置し、筒部23Aの上側周壁部に上方に延びるように突設
されたシリンダ形成部23Dと、該シリンダ形成部23Dを
左、右から挟むように、蓋部23Cに膨出形成された給排
通路形成部23Eとから一体形成され、蓋部23Cの内面側は
傾転摺動面９となり、かつ給排通路形成部23E,23Fの上
端は外部配管取付用フランジ23E₁,23F₁となっている。

24は本実施例に用いる弁板で、該弁板24は従来技術の弁
板８と同様に、一側端面がシリンダブロック４に摺接す
ると共に、他側端面がヘッドケーシング23の傾転摺動面
９に摺接し、該弁板24の中心にはセンタシャフト10の先
端部が挿入される有底挿入孔24Aが形成され、かつ各シ
リンダ５と間歇的に連通する給排ポート24B,24Cが形成
されている。しかし、本実施例の弁板24はその両側端面
で厚さ方向、高さ方向の中心に後述の連絡ピン31を挿入
する軸受孔24D,24D（ただし、一方は図示せず）が形成
されている点で異なる（第３図参照）。

25はヘッドケーシング23に設けられた本実施例の傾転機
構で、該傾転機構25は弁板24の最小傾転側（第１図の上
側）であって該弁板24とほぼ同一の平面Ｈ−Ｈ上に位置
し、回転軸２の軸線Ａ−Ａと直交する方向に向けシリン
ダ形成部23Dに形成された有蓋のシリンダ室26と、該シ
リンダ室26内に摺動可能に挿嵌されたピストン部27Aお
よび筒部23Aを貫通してヘッドケーシング23内に延びた
ピストンロッド部27Bからなるサーボピストン27と、該
サーボピストン27を作動すべく、該サーボピストン27に
よって画成されたシリンダ室26の上、下の室を油圧源と
タンクとに連通する通油孔28A,28Bと、一端側がピン29
を介して該サーボピストン27のピストンロッド部27Bの
先端と回動自在に連結され、他端側が弁板24を跨ぐよう
に半円形状の二叉部に分岐したリンク30と、該リンク30
の二叉部先端にそれぞれ設けられ、弁板24の軸受孔24D
に回動可能に挿嵌された連結ピン31,31とから構成さ
れ、前記ピン29、リンク30連結ピン31等は本実施例のリ
ンク機構を構成している。なお、前記通油孔28A,28Bの
油圧源としては、後述する給排通路33,34間に設けられ
たシャトル弁32が用いられ、該シャトル弁32から導出し
た高圧油を方向切換弁（図示せず）を介して通油孔28A,
28Bに選択的に供給することにより、サーボピストン27
を作動するようになっている。

かくして、サーボピストン27は弁板24の傾転最小側に位
置して該弁板24とほぼ同一の平面Ｈ−Ｈをなすようにヘ
ッドケーシング23の周壁部に配置され、通油孔28A,28B
から傾転制御用の圧油を給排することにより、該サーボ
ピストン27は回転軸３の軸線Ａ−Ａとほぼ直交方向に摺
動変位し、リンク30を介して弁板24、シリンダブロック
４を一体的に傾転制御するようになっている。

さらに、33,34は液圧回転機としての圧油の給排を行な
うべく、前記サーボピストン27と同一方向に伸長するよ
うに配設された一対の給排通路を示し、該給排通路33,3
4はヘッドケーシング23の給排通路形成部23E,23Fにそれ
ぞれ形成され、その流入口33A,34Aは外部配管取付用フ
ランジ23E₁,23F₁に開口し、給排口33B,34Bは「Ｌ」字状
に折曲って弁板24の給排ポート24B,24Cにそれぞれ開口
している。

図中、35,36はヘッドケーシング23に設けられたオーバ
ロードリリーフ弁を示す。

本実施例はこのように構成されるが、次にその作動につ
いて述べる。

まず、傾転機構25によってシリンダブロック４と共に弁
板24を傾転するには、圧油を通油孔28A（28B）からシリ
ンダ室26に供給し、サーボピストン27を直線運動として
変位させる。これにより、該サーボピストン27のピスト
ンロッド部27Bに連結されたリンク30、連結ピン31を介
して弁体24が傾転摺動面９上を摺動しつつ傾転する結
果、シリンダブロック４も傾転し、その回転中心軸は回
転軸２の軸線Ａ−Ａに対して傾転最大側（傾転最小側）
に傾転し、第１図の状態となる。

この際、サーボピストン27が直線運動するのに対して、
弁板24は傾転摺動面９に案内されて円弧運動するが、該
サーボピストン27とリンク30はピン29を介して回動可能
に連結され、該リンク30と弁板24は連結ピン31を介して
回動可能に連結されているから、直線運動と円弧運動の
変換を円滑に行うことができる。

次に、前述のように弁板24と共にシリンダブロック４を
傾転させた状態で、油圧ポンプとして作動させるには、
従来技術と同様に回転軸２と共にシリンダブロック４を
回転し、ピストン６をシリンダ５内で往復動せしめる。
この結果、吸入行程では吸排通路33（34）を介して弁板
24の給排ポート24B（24C）から作動油を吸込み、吐出行
程では給排ポート24C（24B）から給排通路34（33）を介
して圧油を外部に吐出するものである。

而して、本実施例によれば、傾転機構25を構成するシリ
ンダ室26をヘッドケーシング23の筒部23A周壁部であっ
て蓋部23Cに近接し、かつ傾転最小側に形成したシリン
ダ形成部23Dに設け、該シリンダ室26にサーボピストン2
7を摺動可能に設け、一方ヘッドケーシング23の蓋部23C
にはサーボピストン27を左、右から挟むように給排通路
形成部23E,23Fを設け、該給排通路形成部23E,23Fにはサ
ーボピストン27の摺動方向と同一方向に給排通路33,34
を設ける構成となっている。

この結果、給排通路33,34には液圧回転機のポンプ作用
によって加圧され、高温となった圧油が流通するから、
ヘッドケーシング23の給排通路形成部23E,23Fからシリ
ンダ形成部23D近傍にかけては、当該圧油によって暖め
られる。なお、液圧回転機がモータ作用を行なう場合
も、給排通路33,34には高温となった圧油が流通するか
ら、シリンダ形成部23D近傍は素早く暖められることに
より、液圧回転機の暖機時間を短くすることができる。

かくして、液圧回転機を建設機械用ポンプまたはモータ
として、冬期あるいは寒冷地で使用する場合にも、傾転
機構25のサーボピストン27が突出しているために冷え易
いという問題点を解決することができ、該傾転機構25を
作動する制御用圧油の冷却と粘度上昇によるサーボピス
トン27の応答遅れ等による、建設機械全体の作動遅れを
なくすことができる。また、暖機運転中や始動直後にあ
っても、傾転機構25の近傍の温度上昇は早められ、また
は加温状態に維持されているから、作動遅れをなくすこ
とができる。さらに、傾転機構25以外に、オーバロード
リリーフ弁35,36、カウンタバランス弁、圧力レギュレ
ータ等についても同様に、作動遅れをなくすことができ
る。

一方、サーボピストン27の直線運動はリンク30を介して
直ちに弁板24の円弧運動として伝達することができ、サ
ーボピストンに作用する荷重は殆んど零とすることがで
きるから、該サーボピストン27をシリンダ室26内で円滑
に摺動させることができる。

また、傾転機構25をヘッドケーシング23の周壁部に設け
られるから、従来技術による傾転機構11の如くヘッドケ
ーシング1Bの軸方向端面に設けられるものに比較して、
ケーシング21全体の軸方向寸法を短くすることができ
る。

さらに、リンク機構を構成するピン29、リンク30、連結
ピン31等は、本来デッドスペースであるケーシング21内
のシリンダブロック傾転空間内に設けることができるか
ら、デッドスペースの有効利用を図り、ケーシング21の
重量軽減、コンパクト化を図ることができる。

なお、本考案はサーボピストン27をヘッドケーシング23
の傾転最小側に位置して周壁部に設け、該サーボピスト
ン27を挟むように一対の給排通路33,34を設ければよ
く、実施例の如く弁板24とほぼ同一平面Ｈ−Ｈ上に位置
させる必要なく、シリンダブロック４、弁板24を最小傾
転側に傾けた状態で、当該シリンダブロック４の軸線と
直交するようにサーボピストン27を若干傾けた状態で配
設してもよい。

また、リンク機構は実施例の構成に限ることなく、サー
ボピストン27の直線運動を弁板24の円弧運動に変換する
ことができるものであれば、他の構成を用いてもよい。

さらに、サーボピストン27は傾転用の制御圧によって作
動すればよいものであるから、シャトル弁32からの圧油
を自己圧として用いるものに限らず、外部パイロット圧
によって作動するものでもよい。

〔考案の効果〕

本考案に係る容量可変型斜軸式液圧回転機は以上詳細に
述べた如くであって、傾転機構を弁板の傾転最小側に位
置してヘッドケーシングの周壁部に配置されたサーボピ
ストンと、該サーボピストンと前記弁板を連結するリン
ク機構とから構成し、かつ前記ヘッドケーシングには前
記サーボピストンを挟むように該サーボピストンの両側
に位置して同一方向に伸長する一対の給排通路を配設す
る構成としたから、下記各項の効果を奏する。

サーボピストン近傍はその両側に設けられた給排通路
を流れる圧油によって暖められているから、冬期あるい
は寒冷地で使用する場合にも、傾転機構が作動遅れを生
じる事態を防止しうる。

サーボピストンはヘッドケーシングの周壁部であって
弁板の傾転最小側に設けられるから、該サーボピストン
にはモーメント荷重が作用せず、安定した傾転動作を行
なわせることができる。

サーボピストンをヘッドケーシングの周壁部に配置し
うるから、ケーシング全体の軸方向寸法を短かくするこ
とができる。

サーボピストンと給排通路とは同一方向に設けられる
から、サーボピストン用のシリンダ部の穴加工と給排通
路の外部配管取付用フランジの加工とを同一方向に集約
することができ、加工性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例に係り、第１図は
第２図中の矢示Ｉ−Ｉ方向に示す本実施例による斜軸式
液圧回転機の縦断面図、第２図は第１図の左側面図、第
３図はリンク機構と弁板を示す第１図の左側面からみた
一部破断の要部拡大図、第４図は従来技術による斜軸式
液圧回転機を示す縦断面図である。 ２……回転軸、３……軸受、４……シリンダブロック、
５……シリンダ、６……ピストン、７……コネクティン
グロッド、10……センタシャフト、21……ケーシング、
22……ケーシング本体、23……ヘッドケーシング、24…
…弁板、25……傾転機構、26……シリンダ室、27……サ
ーボピストン、28A,28B……通油孔、29……ピン、30…
…リンク、31……連結ピン、33,34……給排通路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドケーシングを有する筒状のケーシン
   グと、該ケーシング内に回転自在に支持された回転軸
   と、前記ケーシング内に設けられ、該回転軸と共に回転
   するシリンダブロックと、該シリンダブロックに往復動
   可能に設けられ、一端側が前記回転軸に揺動可能に支持
   されたピストンと、一側端面が前記シリンダブロックに
   摺接し、他側端面が前記ヘッドケーシングの傾転摺動面
   に摺動可能に当接する弁板と、前記シリンダブロックと
   共に該弁板を傾転させる傾転機構とからなる容量可変型
   斜軸式液圧回転機において、前記傾転機構は前記弁板の
   傾転最小側に位置して前記ヘッドケーシングの周壁部に
   配置されたサーボピストンと、該サーボピストンと前記
   弁板を連結するリンク機構とから構成し、かつ前記ヘッ
   ドケーシングには前記サーボピストンを挟むように該サ
   ーボピストンの両側に位置して該サーボピストンと同一
   方向に伸長する一対の給排通路を配設し、該各給排通路
   の流出入口を前記弁板の傾転最小側に開口させたことを
   特徴とする容量可変型斜軸式液圧回転機。
2. 【請求項２】前記サーボピストンは前記回転軸の軸線と
   直交方向に作動するように配設し、前記一対の給排通路
   は前記ヘッドケーシングの蓋壁部に前記サーボピストン
   を挟むように前記回転軸の軸線と直交方向に設けてなる
   実用新案登録請求の範囲（１）項記載の容量可変型斜軸
   式液圧回転機。