JPH0720384Y2 - 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・建設機構、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。

〔従来技術〕

第６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の開口部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
転可能に支持された回転軸、３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３にはその軸方向に複数のシ
リンダ４が穿設されている。該各シリンダ４内にはピス
トン５が摺動可能に設けられており、該各ピストン５に
はコネクティングロッド６が取付けられている。そし
て、該各コネクティングロッド６の先端には球形部6Aが
形成され、該球形部6Aは回転軸２の先端に形成されたド
ライブディスク７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３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３の回転により各シリンダ４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７と弁板８との間でシリンダブロ
ック３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７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３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
３と弁板８との間に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３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３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３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７とシ
リンダブロック３のシリンダ４に挿入した各ピストン５
との間はコネクティングロッド６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３が回転せしめら
れる。すると、シリンダブロック３の回転中に各ピスト
ン５はシリンダ４内を往復動する。そして、各ピストン
５がシリンダ４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４内に作動油を吸入する吸入行程
となり、ピストン５がシリンダ４内に進入する時は該シ
リンダ４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問題点〕

然るに、このように構成される従来技術によるものにお
いては、傾転機構11を構成するサーボピストン14は、ヘ
ッドケーシング1Bのシリンダ室12に設けられている。即
ち、サーボピストン14は弁板８の摺動半径の外側に配置
され、揺動ピン15を介して弁板８を傾転制御するように
なっている。

このため、サーボピストン14と弁板８の作動点とは、第
６図に示す距離ｌだけ離間することになり、当該距離ｌ
と傾転作動力との積の大きさをもった作動モーメント
が、モーメント荷重としてサーボピストン14とシリンダ
室12との摺動面に作用することになる。この結果、前記
サーボピストン14やシリンダ室12等の摩耗による性能低
下ばかりでなく、カジリ現象、焼付き現象等によって傾
転機能が不能となってしまうという問題点がある。

一方、傾転機構11はヘッドケーシング1B内に設けられる
ため、ケーシング１全体としての軸方向寸法が長くな
り、液圧回転機を建設機械の走行用油圧モータとして使
用するときには、履帯のシュー幅から外方に突出してし
まい、いわゆる「インシュー」タイプを実現できなくな
ってしまうという問題点がある。

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、サーボピストンをケーシングの周壁部に配置す
ることにより、作動モーメントを可及的に小さくし、か
つケーシングの軸方向寸法を小さくしうるようにした容
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。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案による容量可変型
斜軸式液圧回転機は、筒状のケーシング本体および該ケ
ーシング本体の開口側を閉塞するヘッドケーシングから
なるケーシングと、該ケーシングのケーシング本体内に
回転可能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、
一側端面が該シリンダブロックに摺接し、他側端面が前
記ケーシングのヘッドケーシングの内周側に形成された
傾転摺動面に摺動可能に摺接する弁板と、前記シリンダ
ブロックと共に該弁板を傾転させるため、前記ヘッドケ
ーシングに設けられた傾転機構とを備えている。

そして、本考案が採用する構成の特徴は、前記傾転機構
を、前記弁板の傾転最小側に位置して前記ケーシングの
ヘッドケーシングの周壁部に前記弁板とほぼ同一平面上
に配設されたシリンダ部と、ピストン部が該シリンダ部
のシリンダ室に摺動可能に挿嵌され、ピストンロッド部
の先端が前記ケーシング内に延びたサーボピストンと、
該サーボピストンと弁板とを連結するために該弁板の傾
転最小側に位置して前記ケーシング内の空間に配置さ
れ、一端側が前記サーボピストンのピストンロッド部先
端に回動可能に連結され、他端側が前記弁板に回動可能
に連結されたリンク機構とから構成し、前記傾転機構の
シリンダ部、サーボピストンおよびリンク機構と前記弁
板とをほぼ同一平面上に位置させたことにある。

〔作用〕

シリンダ部内でサーボピストンを回転軸と直交する方向
に直線運動させるとき、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伝えられ、該弁板の円弧運動
を円滑に行わせることができる。この際、シリンダ部は
弁板の傾転最小側に位置してケーシングのヘッドケーシ
ングの周壁部に弁板とほぼ同一平面上に配設させると共
に、該シリンダ部に摺動可能に挿嵌されたサーボピスト
ン，リンク機構も弁板とほぼ同一平面上に位置している
から、サーボピストンが直線運動するときの作動モーメ
ントを実質的に零とすることにより、安定した傾転機構
とすることができ、かつケーシングの軸方向寸法を短く
することができ、小型、計量化を図り、またケーシング
内のデッドスペースの有効利用を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第５図を参照しつ
つ詳細に述べる。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。

第１図、第２図は本考案の第１の実施例を示す。

図面において、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円筒状のケーシン
グ本体21Aと、該ケーシング本体21Aのヘッド側を閉塞す
るヘッドケーシング21Bとから形成されているが、後述
する傾転機構24が該ヘッドケーシング21B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
のケーシング１に比較して短く形成されている。

22は本実施例に用いる弁板で、該弁板22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３に摺接す
ると共に他側端面がヘッドケーシング21Bの傾転摺動面
９に摺接し、該弁板22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状挿入孔22Aが形成され、かつ各
シリンダ４と間歇的に連通する給排ポート22B,22Cが形
成されている。しかし、本実施例の弁板22はその両側端
面で厚さ方向、高さ方向の中心に後述の連結ピン31を挿
入する軸受孔23,23（ただし、一方は図示せず）が形成
されている点で異なる（第２図参照）。

24は本実施例の傾転機構で、該傾転機構24は弁板22の傾
転最小側（第１図中の上側）であって該弁板22とほぼ同
一の平面Ｈ−Ｈ上に位置し、かつ回転軸２の軸線Ａ−Ａ
とほぼ直交する方向に突出するようにヘッドケーシング
21Bの周壁部に突設されたシリンダ部25と、該シリンダ
部25内に形成され、通油孔26A,26Bを介して圧油が給排
されるシリンダ室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とヘッドケーシング21Bのピス
トン挿通孔28を介してケーシング21内に延びるピストン
ロッド部27Bとからなるサーボピストン27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先端と回動自在に連結され、他端側が弁板22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の二叉部先端に設けられ、弁板22の軸受孔23,23に
回動可能に挿入された連結ピン31,31とから構成され、
前記ピン29、リンク30、連結ピン31等が本実施例のリン
ク機構を構成している。

かくして、傾転機構24を構成するシリンダ部25,サーボ
ピストン27,リンク30は、弁板22の傾転最小側に位置し
て該弁板22とほぼ同一の平面Ｈ−Ｈをなすようにヘッド
ケーシング21Bの周壁部に配置され、通油孔26A,26B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２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22、シリンダブロック３を
一体的に傾転制御するようになっている。

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24によってシリンダブロック３と共に弁
板22を傾転するには、圧油を通油孔26A（26B）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
して弁板22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３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22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22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。

なお、前述のように弁板22と共にシリンダブロック３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３を
回転し、ピストン５をシリンダ４内で往復動せしめ、吸
入行程では弁板22の給排ポート22B（22C）から作動油を
吸込み、吐出行程では給排ポート22C（22B）から圧油を
吐出するものである。

而して、本実施例では傾転機構24を構成するシリンダ部
25をヘッドケーシング21Bの周壁部であって、傾転最小
側に形成し、該シリンダ部25にサーボピストン27を摺動
可能に設けたから、該サーボピストン27の直線運動はリ
ンク30を介して直ちに弁板22の円弧運動として伝達する
ことができる。この結果、サーボピストン27に作用する
モーメント荷重は殆んど零とできるから、該サーボピス
トン27はシリンダ室26内を円滑に摺動することができ、
傾転機構24として安定した作動を行わせることができ
る。特に、シリンダ部25、サーボピストン27およびリン
ク30と弁板22を図示のようにほぼ同一平面Ｈ−Ｈ上に位
置させることにより、上記効果は一層大となる。

また、傾転機構24をヘッドケーシング21B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。

次に、第３図、第４図は本考案の第２の実施例を示し、
本実施例の弁板41には有底状の挿入孔41A、給排ポート4
1B,41Cが形成されると共に、その上面側には連結部41D
が突設されている。そして、サーボピストン27のピスト
ンロッド部27B先端と該連結部41Dとを、一対の連結板4
2,42と、該連結板42の上端をピストンロッド部27Bに回
転自在に取付けるピン43と、該連結板42の下端を連結部
41Dに回転自在に取付ける他のピン44とによって連結す
る構成としたことにある。従って、本実施例のリンク機
構は連結板42、ピン43,44等によって構成される。

本実施例はこのように構成されるが、リンク機構の構成
が異なる点を除いて、第１の実施例と変わるところがな
いので、その作動については説明を省略する。

さらに、第５図は本考案の第３の実施例を示す。

図面において、51は本実施例によるケーシングで、該ケ
ーシング51は第１の実施例のものと同様に円筒状のケー
シング本体51Aと、該ケーシング本体51Aのヘッド側を閉
塞するヘッドケーシング51Bとから形成され、該ヘッド
ケーシング51Bの傾転摺動面９には第１の実施例と同一
の形状を有する弁板52が設けられ、該弁板52の両側端面
には後述の連結ピン62を挿入する軸受孔53,53（第２図
に符号（53）として示す）が形成されている。

54は本実施例に用いる傾転機構で、該傾転機構54は、第
１の実施例と同様に、前記弁板52の傾転最小側（第５図
中の上側）であってヘッドケーシング51Bの周壁部に後
述するように突設されたシリンダ部55と、該シリンダ部
55内に形成され、通油孔56A,56Bを介して圧油が給排さ
れるシリンダ室56と、該シリンダ室56内に摺動可能に挿
嵌されたピストン部57Aとヘッドケーシング51Bのピスト
ン挿通孔58を介してケーシング51内に延びるピストンロ
ッド部57Bとからなるサーボピストン57と、一端側がピ
ン59を介して該サーボピストン57のピストンロッド部57
B先端と回動自在に連結され、他端側が弁板52を跨ぐよ
うに半円形状の二叉部に分岐したリンク60と、該リンク
60の二叉部先端に設けられ、弁板52の軸受孔53,53に回
動可能に挿入された連結ピン61,61とから構成され、前
記ピン59、リンク60、連結ピン61等が本実施例のリンク
機構を構成している。

ここで、本実施例の傾転機構54において、前記シリンダ
部55は第１の実施例と同様に弁板52の傾転最小側で、ヘ
ッドケーシング51Bの周壁部に形成され、また弁板52と
ほぼ同一平面Ｈ′−Ｈ′上に位置しているものの、該弁
板52が最大傾転位置O₁−Ｂと最小傾転位置O₁−Ｃとの中
間位置O₁−Ｄにあるとき（第５図はこの状態として示
す）、前述した連結ピン61の中心位置O₂を接点とし、シ
リンダブロック３の傾転中心O₁を中心とし、 を半径ｒとする円弧 の接線Ｆ−Ｆ方向（本実施例の場合、前述の平面Ｈ−Ｈ
と接線Ｆ−Ｆは実質的に同一方向となる）に突出するよ
うに形成されている点で異なる。

かくして、シリンダ部55に摺動可能に設けられたサーボ
ピストン57も、該シリンダ部55と同様に接線Ｆ−Ｆ方向
に作動するように、ヘッドケーシング51Bの周壁部に配
設され、当該接線Ｆ−Ｆ方向に摺動変位し、リンク60を
介して弁板52、シリンダブロック３を傾転制御する。

本実施例はこのように構成されるが、液圧回転機として
の作動、傾転機構54の作動等については、第１の実施例
と変わるところがないので、これらについての説明を省
略する。

然るに、第１の実施例ではサーボピストン27は回転軸２
の軸線Ａ−Ａとほぼ直交方向に摺動するように配設さ
れ、一方、弁板22とシリンダブロック３は前記軸線Ａ−
Ａに対して所定角度傾斜した状態で配置されている。こ
の結果、サーボピストン27によって弁板22、シリンダブ
ロック３を傾転させるべく、第１図中にf₀として示す傾
転作動力を発生させた場合、当該傾転作動力f₀は弁板22
に対して分力f₁，f₂として作用する。ここで、分力f₁は
弁板22の引張力として作用するが、分力f₂は該弁板22の
開離力として作用する。そこで、この開離力f₂に対向す
るため、センタシャフト10内に設けられるばね等による
押付力を強くする必要があり、強いばね力をもったもの
を使用しなくてはならない。

しかし、本実施例ではサーボピストン57は、弁板52が傾
転範囲の中間位置O₁−Ｄにあるとき、連結ピン61の中心
位置O₂を接点とし、円弧 の接線Ｆ−Ｆ方向に摺動変位するように配設されている
から、該サーボピストン57に傾転作動力f₀を発生させた
場合、その殆どが弁板52の引張力として作用する。この
ため、傾転時に該弁板52に開離力を発生させる恐れがな
く、第１実施例にように大きな押付力をもったばね手段
等が不要となる。

なお、リンク機構としては第1,第２の実施例に限ること
なく、サーボピストン27（57）の直線運動を弁板22（5
2）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。

また、サーボピストン27（57）はケーシング21（51）の
傾転最小側周壁部に設けられればよく、実施例の如く弁
板22（52）とほぼ同一平面Ｈ−Ｈ上に位置させる必要は
ない。

さらに、シリンダ部25（55）はヘッドケーシング21B（5
1B）と一体的に形成するものに限らず、別体のシリンダ
部を該ヘッドケーシング21B（51B）に取付ける構成とし
てもよい。

〔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、傾転機構を構成するシリンダ部と
サーボピストンをケーシングのヘッドケーシング周壁部
であって弁板の傾転最小側に配設し、また該サーボピス
トンと弁板とを連結するためのリンク機構を弁板の傾転
最小側のケーシング内空間に配設し、前記シリンダ部，
サーボピストンおよびリンク機構と前記弁板とをほぼ同
一平面上に位置させる構成としたから、モーメント荷重
の作用が少ない安定した作動の傾転機構を得ることがで
き、またケーシングの軸方向寸法を短くすることができ
ると共に、リンク機構はシリンダブリック傾転空間内の
デッドスペースを有効利用して配置することができるか
ら、液圧回転機全体の重量軽減、コンパクト化を図るこ
とができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案の第１の実施例に係り、第１図
は本実施例による斜軸式液圧回転機の縦断面図、第２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３図、第４図は本考案の第２の実
施例に係り、第３図はリンク機構と弁板を示す第２図と
同様の一部破断の要部拡大図、第４図は第３図の右側面
図、第５図は本考案の第３の実施例に係る斜軸式液圧回
転機を示す縦断面図、第６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…シリンダブロック、９…傾転摺動面、
21,51…ケーシング、22,41,52…弁板、24,54…傾転機
構、25,55…シリンダ部、26,56…シリンダ室、27,57…
サーボピストン、29,43,44,59…ピン、30,60…リンク、
31,61…連結ピン、42…連結板。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状のケーシング本体および該ケーシング
   本体の開口側を閉塞するヘッドケーシングからなるケー
   シングと、該ケーシングのケーシング本体内に回転可能
   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、一側端面
   が該シリンダブロックに摺接し、他側端面が前記ケーシ
   ングのヘッドケーシングの内周側に形成された傾転摺動
   面に摺動可能に摺接する弁板と、前記シリンダブロック
   と共に該弁板を傾転させるため、前記ヘッドケーシング
   に設けられた傾転機構とから構成してなる容量可変型斜
   軸式液圧回転機において、前記傾転機構を、前記弁板の
   傾転最小側に位置して前記ケーシングのヘッドケーシン
   グの周壁部に前記弁板とほぼ同一平面上に配設されたシ
   リンダ部と、ピストン部が該シリンダ部のシリンダ室に
   摺動可能に挿嵌され、ピストンロッド部の先端が前記ケ
   ーシング内に延びたサーボピストンと、該サーボピスト
   ンと弁板とを連結するために該弁板の傾転最小側に位置
   して前記ケーシング内の空間に配置され、一端側が前記
   サーボピストンのピストンロッド部先端に回動可能に連
   結され、他端側が前記弁板に回動可能に連結されたリン
   ク機構とから構成し、前記傾転機構のシリンダ部、サー
   ボピストンおよびリンク機構と前記弁板とをほぼ同一平
   面上に位置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
   とほぼ直交方向に作動するように配設してなる実用新案
   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。
3. 【請求項３】前記サーボピストンは、前記弁板が傾転範
   囲のほぼ中間位置にあるとき、該弁板の端面に設けられ
   たリンク機構の連結ピン位置を接点とし、前記シリンダ
   ブロックの傾転中心を中心とした円弧の接線方向に作動
   するように配設し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。