JPH0742437U - 可変容量型斜板式油圧モータ・ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変容量型斜板式油圧モータ・ポンプにおい
て、最終傾転位置の斜板を受け止める部分、すなわち、
傾転ストッパー面の耐久性の向上と、傾転用支点部にお
ける耐久性向上を目的としている。 【構成】 傾転可能な斜板(8)に対し、斜板支持面(13)
に傾転用ピストン室(23)を形成し、該ピストン室(23)
に、斜板側へと突出する傾転用ピストン(24)を摺動自在
に嵌合し、傾転用ピストン(24)により斜板角を変更する
可変容量型斜板式油圧モータ・ポンプである。傾転用ピ
ストン(24)内に、ピストン室(23)からピストン外周面に
至るバイパス油路(34)を形成し、該バイパス油路(34)の
ピストン外周面の出口を、斜板(8)の最終傾転位置に対
応するピストン突出位置で支持面(13)から外部に開き始
める位置に形成している。これにより、最終傾転位置で
傾転用ピストン力を軽減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本願考案は、可変容量型斜板式油圧モータあるいはポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図１は、本願考案を適用した可変容量型斜板式油圧モータを示しているが、こ の図１を利用して、まずこの種モータの基本的構造の一例を簡単に説明する。な お、説明を容易にするために、回転軸３の出力部分３ａ側（図面の右側）を、軸 方向の前側と仮定する。

【０００３】 ハウジングは、本体ハウジング１と、これの後面に固着された蓋ハウジング２ とからなり、ハウジング１，２内には、回転軸３が軸受を介して回転可能に支持 され、該回転軸３の出力部分３ａは前方に突出している。ハウジング内部分の回 転軸３の外周にはシリンダバレル５がスプライン嵌合し、回転軸３と一体的に回 転するようになっている。

【０００４】 シリンダバレル５の前側には斜板８が配置され、該斜板８は、左右１対の球形 又は半円筒形支点ピン１２によって、該ピン１２の外周に沿って回動するように 嵌合支持されている。斜板８は、前記回転軸３を余裕をもって通過させる孔７を 有しており、各支点ピン１２は、本体ハウジング１の内面の前端斜板支持面１３ に形成されている。

【０００５】 シリンダバレル５には、回転軸心Ｏ1 を中心とする同一円周上に複数のプラン ジャ嵌合穴６が形成され、各プランジャ嵌合穴６内には、油室１５を有する有底 筒状のプランジャ１０が軸方向移動可能に嵌合している。各プランジャ１０の球 状の前端頭部１０ａは、プランジャ嵌合穴６から前方に突出しており、全プラン ジャ１０の頭部１０ａにより１個の回転シュー９を保持し、該回転シュー９の前 面は斜板８のカム面（後面）８ａに摺動可能に当接している。

【０００６】 シリンダバレル５は付勢ばね１１により後方に付勢され、後側のバルブプレー ト４に摺動可能に当接し、バルブプレート４は後側の蓋ハウジング２に固着され ている。バルブプレート４には、図示しないが前記プランジャ配置位置と略同一 の円周上で、左右に分けられた円弧状の吸入孔と排出孔が形成されており、各孔 はそれぞれ蓋ハウジング２の吸入ポート１６と排出ポート１７に接続している。 吸入ポート１６は、油圧制御弁などを介して油圧ポンプ等の作動油供給源に接続 している。

【０００７】 吸入ポート１６からバルブプレート４の吸入孔を通って油室１５に入る高圧作 動油によって、吸入孔側に位置するプランジャ１０は伸長し、その頭部１０ａは 、回転シュー９を介して斜板８に押し付けられ、その反力によっ回転力を得て、 シリンダバレル５及び回転軸３は回転する。

【０００８】 このような基本構造をもつ可変容量型斜板式油圧モータにおいて、従来、斜板 ８の支持及び傾転制御のための構造としては、たとえば図６に示すような構造（ 実開昭６３−１６４５７５号）が採用されている。

【０００９】 図６において、斜板８は、断面形状がくさび形に形成されており、厚肉側の端 部８ｂにおいて、プランジャ１０は最大収縮状態、すなわち下死点位置となり、 薄肉側の端部８ｃにおいて、プランジャ１０は最大伸長状態となる。

【００１０】 支点ピン１２は、その中心線Ｃ１が回転軸中心Ｏ1 と直交する位置に配置され ている。斜板８の裏面１８のうち、中心線Ｃ1 よりも厚肉側部分には逃げ面１８ aが形成されている。

【００１１】 斜板裏面１８の厚肉側端部８ｂは、ストッパー２１及びばね２２により後方か ら支持され、薄肉側端部８ｃは、本体ケーシング１のピストン室２３内に嵌合し た傾転用ピストン２４により支持されている。

【００１２】 ピストン室２３内がタンクに連通しているときは、ピストン２４はピストン室 ２３内へと退いて、斜板８の斜板角θは最大傾転角となり、ピストン室２３に高 圧作動油が入ると、ピストン２４は斜板側へ突出して斜板８の薄肉側端部８ｃを 押し、それにより支点ピン１２を支点に斜板８はＲ2 方向に傾転し、回転速度が 増加（モータ容量が減少）する。

【００１３】 また、別の従来技術として、図７のように、支点ピン１２を回転軸心Ｏ1 から 偏心量Ｅだけ厚肉側に変位させることにより、プランジャ１０の合力Ｆ1 で中心 線Ｃ1 回りの矢印Ｒ1 方向へのモーメントを発生させ、図６のようなストッパー 及びばねを省いた構造も開発されている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

図６あるいは図７のいずれの構造も、傾転用ピストン２４が伸長して、たとえ ば図７の状態のように最終傾転位置（斜板角θが最小）になったとき、斜板８に 対して傾転用ピストン力Ｆ2 と全プランジャ合力Ｆ1 との応答差により、斜板８ の傾転支点が、支点ピン中心Ｃ1 と、厚肉側の裏面端縁Ａあるいはその近傍との 間で微小に変化することがある。

【００１５】 上記のような支点変化により、支持面１３のストッパー面１３ａ、特に、斜板 裏面の端縁Ａが当接する部分には大きな荷重及び衝撃がかかり、耐久性が低下す る。

【００１６】 しかも、支点変化により斜板８の起き上がり現象が生じると、支点ピン１２の 外周面に対して、これに嵌合する斜板凹部２０が離反と衝突を繰り返し、斜板凹 部２０の耐久性が低下する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、ハウジング内に回転可能に支持されると共に複数 のプランジャを軸方向摺動可能に有するシリンダバレルと、プランジャの頭部に 当接しシリンダバレルに対して相対回転可能にハウジングに支持される斜板とを 備え、斜板は、ハウジングの斜板支持面に設けられた球形又は半円筒形の傾転支 点部に傾転可能に支持し、斜板支持面に傾転用ピストン室を形成し、該ピストン 室には、斜板側へと突出して斜板裏面に当接する傾転用ピストンを摺動自在に嵌 合し、傾転用ピストンにより斜板角を変更する可変容量型斜板式油圧モータ・ポ ンプにおいて、傾転用ピストン内に、ピストン室からピストン外周面に至るバイ パス油路を形成し、該バイパス油路のピストン外周面の出口を、斜板の最終傾転 位置に対応するピストン突出位置で支持面から開き始める位置に形成している。

【００１８】

【作用】

モータ回転中、傾転用ピストン室の作動油の圧力が増加することにより、傾転 用ピストンは突出し、斜板を傾転させて、モータ容量を減少させる。すなわち斜 板角を減少させて、モータ容量を減少し、高速化する。

【００１９】 斜板が最終傾転位置までくると同時に、傾転用ピストン内のバイパス油路が、 ピストン室内の作動油をバイパスし始め、ピストン室内の圧力の増加を抑え、又 は減少させ、傾転用ピストンによるピストン力を抑制する。 これにより、最終傾転位置において斜板を受け止めるストッパー面における荷 重を軽減する。

【００２０】 しかも、最終傾転位置において、傾転用ピストンによるピストン力を軽減する ことにより、斜板の起き上がり現象を抑制し、斜板の支点部等の耐久性を向上さ せる。

【００２１】

【実施例】

本願考案を適用した可変容量型斜板式油圧モータを示す図１において、基本的 な構造は、前述の従来の技術の欄で説明しているので、省略し、本願考案の要部 である斜板支持構造及び傾転構造を説明する。

【００２２】 斜板８を支持するために、左右１対の球形又は半円筒形支点ピン１２を斜板支 持面１３上に備えており、一方、斜板８を傾転させるために、斜板８の薄肉側の 端部８ｃを後方へと押す傾転用ピストン２４を備えると共に、支点ピン１２の中 心線Ｃ1 を、回転軸中心Ｏ1 から、一定距離（偏奇量Ｅ）だけ厚肉側へ偏心させ ており、そして、上記ピストン２４の内部にバイパス油路３４を形成している。

【００２３】 図３において、傾転用ピストン２４は、本体ケーシング１の前壁に形成された ピストン室２３に前後方向移動自在に嵌合し、後端球面部が斜板８の薄肉側端部 ８ｃの裏面１８に当接している。ピストン室２４は、前端の油路２７及び絞り３ ３を介して圧油供給源に接続している。

【００２４】 ピストン２４内に形成されるバイパス油路３４は、軸方向と平行な縦油路３４ ａと、該縦油路３４ａの先端から半径方向に延びる出口油路３４ｂとから構成さ れており、縦油路３４ａの前端部はピストン室２３に連通し、出口油路３４ｂは ピストン２３の外周面で開口している。

【００２５】 出口油路３４ｂの軸方向の形成位置は、ピストン２４が後方へと移動して出口 油路３４ｂがハウジング内部分と連通し始める位置、すなわち出口油路３４ｂの 後端縁が支持面１３から後方へとはみ出し始める位置が、斜板８の最終傾転位置 （図５の状態）と対応するように設定されている。 また、出口油路３４ｂの流通断面積は、絞り３３の流通断面積よりも大きく設 定されている。

【００２６】 作動を説明する。 図１において、シリンダバレル５の油室１５に、吸入ポート１６からバルブプ レート４を介して高圧作動油が供給されると、吸入側のプランジャ１０の頭部１ ０ａは回転シュー９を介して斜板８に押し付けられ、収縮状態から前方へ伸長す るため、斜板８からの反力によりシリンダバレル５は回転力を得て、回転軸３を 回転させる。

【００２７】 排出側では、斜板８によりプランジャ１０は後方へと押し込められ、排出ポー ト１７から戻り油を排出する。 このようにプランジャ１０が往復運動をして吸入と排出作用を繰り返すことに より、シリンダバレル５の回転は保たれる。

【００２８】 図４において、回転軸心Ｏ1 と直角な面に対する斜板８のカム面８ａの角度、 すなわち、斜板角θは、前記プランジャ１０のストロークを所定の大きさに設定 できるものであり、斜板角θが大きい程、プランジャストロークは増加し、モー タ容量は大きくなる。

【００２９】 シリンダバレル５の全プランジャ１０の合力をＦ1 、傾転用ピストン２４の作 用力をＦ2 、回転軸心Ｏ1 から合力中心までの距離をＥ、回転軸心Ｏ1 から斜板 ８の厚肉側端縁までの距離をＥ2 、厚肉側端縁から傾転用ピストン作用点までの 距離をＥ１、支点ピン中心Ｃ1 から傾転用ピストン作用点までの距離をＥ0 とす ると、通常、Ｆ2×Ｅ0 ＜Ｆ1×Ｅ，Ｆ2×Ｅ1＜Ｆ1×Ｅ2の構成となっている。な お、前記プランジャ合力Ｆ1 は、仮想作用点が回転軸心Ｏ1 である。

【００３０】 図４は通常の状態を示しており、プランジャ合力Ｆ1 により、矢印Ｒ1 方向の モーメントを与え、斜板薄肉側端部８ｃを本体ケーシング前壁の支持面１３に当 接している。すなわち、斜板角θは最大となっており、容量は最大に固定されて いる。また、ピストン室２３には高圧作動油が供給されておらず、傾転用ピスト ン２４はピストン室２３内に押し込めれている。

【００３１】 次に油圧供給源から絞り３３及び油路２７を介してピストン室２３に高圧作動 油が供給されると、傾転用ピストン２４は斜板８の薄肉側端部８ｃを後方へと押 し、斜板全体を支点ピン中心Ｃ1 回りに矢印Ｒ2 方向へと傾転させる。

【００３２】 斜板８が図５に示すように最終傾転位置までくると、ピストン２４の出口油路 ３４ｂは、開き始めた状態になっており、これにより、ピストン室２３内の圧力 Ｐ2 は、供給源側の圧力Ｐ１以下に下がり、すなわちＰ2 ＜Ｐ１となり、その減 少分だけ、ピストン力Ｆ2 は減少する。

【００３３】 上記最終傾転位置での傾転用ピストン力Ｆ2 の減少により、端縁Ａが当接する ストッパー面１３ａの荷重が軽減すると共に、斜板８の起き上がりを防止し、支 点ピン１２の外周面の耐久性も向上する。

【００３４】 また、たとえピストン室２３内の圧力が高くなって、ピストン２４が図３の状 態よりもさらに後方へ移動しようとしても、それに伴って出口油路３４ｂの開口 面積が増加して排出油量を増加させることになり、ピストン位置は略保たれる。

【００３５】

【別の実施例】

前記実施例では、可変容量型斜板式油圧モータのみの説明をしたが、勿論、可 変容量型斜板式油圧ポンプにも適用できる。

【００３６】

【考案の効果】

以上説明したように本願考案によると、 （１）斜板を傾転するための傾転用ピストン内に、斜板の最終傾転位置に対応す るピストン位置において、ピストン室内の作動油を外部へと逃がし始めるバイパ ス油路を形成しているので、最終傾転位置で自動的にピストン圧力は低減するこ とになり、傾転ストッパー面の荷重が低減し、該面の耐久性が向上する。またそ れにより、傾転ストッパー部分のコンパクト化も達成できる。

【００３７】 （２）最終傾転位置での斜板の起き上がりを自動的に防止できることにより、支 点部（支点ピン）及びそれに嵌合する斜板凹部等の耐久性を維持することができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願考案を適用した可変容量型斜板式油圧モ
ータの全体縦断面図である。

【図２】 斜板の図１のII矢視図である。

【図３】 傾転用ピストンの縦断面拡大図である。

【図４】 傾転用ピストンの非作動時における斜板、ピ
ストン及びプランジャなどの関係を示す作動説明図であ
る。

【図５】 傾転用ピストンの作動時であって、斜板の最
終傾転位置における斜板、ピストン及びプランジャなど
の関係を示す作動説明図である。

【図６】 従来例の縦断面図である。

【図７】 別の従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 本体ハウジング ２ 蓋ハウジング ５ シリンダバレル ６ プラジャ嵌合穴 ８ 斜板 １０ プランジャ １２ 半円筒形支点ピン（支点部） １３ 斜板支持面 １３ａ ストッパー面 ２３ 傾転用ピストン室 ２４ 傾転用ピストン ３４ バイパス油路 ３４ｂ 出口油路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 安田 好伸 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)考案者 奥井 清重 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)考案者 高野 浩一 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に回転可能に支持されると
   共に複数のプランジャを軸方向摺動可能に有するシリン
   ダバレルと、プランジャの頭部に当接しシリンダバレル
   に対して相対回転可能にハウジングに支持される斜板と
   を備え、斜板は、ハウジングの斜板支持面に設けられた
   球形又は半円筒形の傾転支点部に傾転可能に支持し、斜
   板支持面に傾転用ピストン室を形成し、該ピストン室に
   は、斜板側へと突出して斜板裏面に当接する傾転用ピス
   トンを摺動自在に嵌合し、傾転用ピストンにより斜板角
   を変更する可変容量型斜板式油圧モータ・ポンプにおい
   て、傾転用ピストン内に、ピストン室からピストン外周
   面に至るバイパス油路を形成し、該バイパス油路のピス
   トン外周面の出口を、斜板の最終傾転位置に対応するピ
   ストン突出位置で支持面から開き始める位置に形成して
   いることを特徴とする可変容量型斜板式油圧モータ・ポ
   ンプ。