JPS59105976A

JPS59105976A - 斜板式液圧回転機

Info

Publication number: JPS59105976A
Application number: JP57217328A
Authority: JP
Inventors: Morio Oshina; 大科　守雄; Takashi Kanai; 隆史金井; Masami Ochiai; 落合　正己
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1984-06-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は斜板式の油圧ポンプまたは油圧モータとして用
いられる液圧回転機に関するものである。

第１図に従来技術による液圧回転機として斜板式油圧ポ
ンプを示す。同図において、１は油圧ポンプの本体ケー
シングを示し、該ケーシング１内にはエンジン等の駆動
源によって回転する回転軸２が突出させて設けられてい
る。３はケーシング１内に設けられたシリンダブロック
を示し、該シリンダブロック３はスプライン結合部４に
より回転軸２と連結されて、該回転軸２に同期して回転
せしめられるようになっている。そして、シリンダブロ
ック３には回転軸２の軸線と平行に複数のシリンダ５，
５．・・・が穿設されて、該各シリンダ５はシリンダブ
ロック３の一側端面（図中右方側）に向けて開口してい
る。該各シリンダ５内にはピストン６が往復動可能に挿
嵌されており、該各ピストン６の先端には球形部６Ａが
形成されている。

該球形部６Ａにはシー−７が揺動自在に取付ゆられてい
る。また、８は斜板を示し、該斜板８はそのシリンダブ
ロック３と対向する表面がシー−７を摺動させるシュー
案内面８Ａとなっており、該シュー案内面８Ａは回転軸
２に対して傾斜した状態となっている。９はケーシング
１のヘッド部ＩＡの内面に固定されて、シリンダブロッ
ク３の他端面と摺接する弁板で、該弁板９には一対の周
形をした給排ボート（図示せず）が穿設されており、シ
リンダブロック３の回転に応じてシリンダ５は流体路１
０を介して該各給排ボートと間欠的に連通せしめられる
ように構成されている。

次に、１１，１２はケーシング１の内面とシリンダブロ
ック３の外周面との間にその軸方向位置が異なるように
して設けられた転がり軸受で、該各転がり軸受１１．１
２によってシリンダブロック３はケーシング１に支承さ
れている。なお、図中１３は転がり軸受１１．１２間に
設けたスペーサ、１４は転がり軸受１２を固定するため
のリテーナリングをそれぞれ示す。

従来技術による油圧ポンプ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。まず、回転軸２をエ
ンジン等の駆動源に接続し、該回転軸２を回転駆動する
と、シリンダプロ、り３がこれに同期して回転せしめら
れる。シリンダブロック３に穿設したシリンダ５内には
ピストン６が設けられ、該ピストン６の先端に取付けた
シュー７は斜板８のシュー案内面８Ａと当接しているか
ら、シリンダブロック３が回転すると、シュー７はシュ
ー案内面８Ａ上を摺動する。然るに、シュー案ることに
よってピストン６はシリンダ５内を往復動せしめられる
。そして、ピストン６がシリンダ５から伸長する半回転
の間に流体路１０は弁板９に穿設した給排ボートのうち
供給ボートと連通し、シリンダ５内に作動油が供給され
、ピストン６がシリンダ５内に進入する半回転の間に流
体路１０は吐出ボートと連通し、作動油を加圧して該吐
出ボートから吐出することによりポンプ作用が行なわれ
る。

ところで、ポンプの吐出行程時においてはシリンダ６内
の作動油は高圧となり、この高圧油によりピストン６に
は油圧反力が作用する。そして、このピストン６の油圧
反力はシュー７を介して斜板８により支承される二しか
し、斜板８はピストン６を傾斜した状態で支承している
から、シリンダブロック３にはラジアル方向の荷重を受
ける。そして、このラジアル方向の荷重はピストン６と
シ、−７との連結部における揺動中心を含む平面Ａ−Ａ
と、回転軸２の中心軸線Ｂ−Ｂとの交点Ｃ附近にその合
力が位置し、シリンダブロック３を斜板８と平行になる
ように、即ちピストン６０下死点位置向は回動させよう
とする方向に作用する。そして、この合力を均（！竹さ
せるために、軸受１１，１２がシリンダブロック３とケ
ーシング１との間に介装されている。該軸受１１，１２
ｈ第２図に示したように、作用点Ｃに作用する合力Ｆに
対し、軸受１１は当該合力Ｆと対向する方向の荷重モー
メントＸを受け、また軸受１２は合力Ｆと同方向の荷重
モーメントＹを受承している。これによりシリンダプロ
、ツク３はケーシング１に安定した状態で支承されるこ
とになる。

一力、他の従来技術として第３図に示したまうに、転が
り軸受２１をシリンダブロック３への力の作用点Ｃを通
り、回転軸２の中心軸線と直交する面Ｄ−Ｄの位置近傍
に設けたものも知られている。即ち、シリンダブロック
３の外周部を斜板８側に向は延出した延出部２２を形成
し、該延出部２２の外周面とケーシング１の内面との間
に転がり軸受２１が設けられている。

このように構成ずれば、１個の転がり軸受２１のみによ
ってシリンダブロック３を支承できるから、第１図のも
のと比較してその構造が簡単となる。

前述した従来技術による液圧回転機にあっては、いずれ
もシリンダブロックをケーシングに支承させるために転
がり軸受を使用している関係上、種々の欠点がある。ま
ず第１に、シリンダブロックとケーシングとの間に転が
り軸受を収納するスペースを必要とするから、ケーシン
グの外周が大きくなり、液圧回転機自体が大型化する欠
点がある。

第２に、シリンダプロ、りの外径に転がり軸受を組込む
関係上、該軸受として大径のものを使用しなければなら
ず、その価格も高く、しかも転がり軸受により発生する
騒音も大きくなる欠点もある。

さらに第３に、転がり軸受はその転勤面にピッチングを
発生させることになり、シリンダブロックの外周面を損
傷し、この結果液圧回転機自体の寿命を低下させる欠点
もある。

本発明は前述した従来技術の欠点を解消するためになさ
れたものであって、シリンダプロ、りに作用する力は液
圧回転機の高圧側圧力に比例すること、およびケーシン
グ内には潤滑性を有する作動油が充満していることに着
目してなされたものである。而して、その目的とすると
ころは、前述のような不都合を有する転がり軸受を使用
することなくシリンダプロ、りをケーシングに安定的に
支承させることができる斜板式液圧回転機を提供するこ
とをその目的とするものである。

かかる目的を達成するために本発明の採用する構成は、
ケーシング内面にシリンダブロックの外周面に向は開口
する静圧ポケットを設け、かつポンプの場合には吐出側
の作動油を、またモータの場合は吸入側の作動油を該静
圧ンドケ、）に導入することによって静圧軸受を形成し
、該静圧軸受によりシリンダブロックをケーシングに支
承させるようにしたことをそのｑ；ｐ徴とするものであ
る。

このように＋１′１１成することにより、シリンダブロ
ックは高圧側作動油の液圧によりケーシングに支承され
、しかも液圧回転機が高圧で作動することによりシリン
ダブロックに大きなカカ工作用すると、これに応じて静
圧軸受の液圧も上昇し、その支承力も大きくなる。

従って、本発明に係る斜板式液圧回転機によれば、前述
の如くシリンダブロックを静圧軸受によってケーシング
に支承させるようにしたから、次のような効果を奏する
。

■静圧軸受は転がり軸受に比較して小型化することがで
きるから、シリンダブロックとケーシングとの間の間隔
を小さくすることができ、液圧回転機全体の構造をコン
ノくクトに形成することｉｘできる。

■ケーシングの内面に静圧ポケットを形成し、該静圧ポ
ケットに高圧側作動油の液圧を導入する油路を形成する
だけで静圧軸受を形成すること力；できるから、その構
造が簡単となり、液圧回転機を安価に製造することがで
きる。

■騒音を発生させない静圧軸受が使用されているから、
液圧回転機の騒音の低減を図ること力；できる。

■シリンダブロックは液圧で支承されている力・らその
外周面にピッチング等による損傷−１）ｉ生じることが
なく、液圧回転機の寿命が長くなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

まず、第４図ないし第７図は本発明の第１の実施例を示
すもので、同図において第１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、本実施例の特徴とするところは、前述の第１図に
示した従来技術による液圧回転機に設けられた転がり軸
受１１．１２に代えて、静圧軸受を使用してシリンダブ
ロック３をケーシング１に支承させるようにしたことに
ある。即ち、ケーシング１の内面にはシリンダブロック
３の軸方向に異なる位置に円弧状の凹部を形成すること
により静圧ポケット３１．３２が部けられている。該各
静圧ボケッ）３１．３２はシリンダブロック３の外周面
に向は開口しており、一方の静圧ポケット３１は斜板８
に近接した位置において、ピストン６の下死点位置を中
心として円周方向の両側に延びるように配設されている
。

他力の静圧ポケット３２は弁板９に近接した位置におい
て、ピストン６の上死点位置を中心として円周方向の両
側に延びるように配設され、その開口面積は静圧ポケッ
ト３１より小さくなっている。

そして、該各静圧ボケッ）３１．３２には油路３３Ａ、
３３Ｂが開口しており、該各油路３３Ａ、３３Ｂは途中
で合流せしめられて油路３３となり、該油路３３は給排
ボートのうち高圧側ボートと連通している。ここで、液
圧回転機を油圧ポンプとして用いる場合には高圧側ボー
トは特定されるから、油路３３はこの高圧側ボートと連
通させればよい。しかし、正逆転可能な油圧モータとし
て用いる場合には正転時と逆転時とでは高圧側ボートが
異なるから、第７図に示したように、油路３３をチェッ
ク弁３４Ａ、３４Ｂを介して各ボー）３５Ａ、３５Ｂと
接続させればよい。

さらに、各静圧ボケッ）３１．３２の円周方向における
延長上の部位には複数に分割された動圧パッド３６　、
３６　、・・・および３７，３７．・・・が形成されて
いる。該各動圧パッド３６，３７はシリンダブロック３
と僅かな隙間をもって対面した状態にあり、該各動圧バ
、ド３６，３７とシリンダブロック３の外周面との間に
祉潤滑油膜が形成されるようになっている。この状態で
シリンダブロック３祉動圧バツド３６，３７との間の隙
間に作動油を巻き込みながら潤滑油膜面上を滑動しなが
ら回転するようになっている。

本実施例は前述のように構成されるが、その液圧回転機
自体としての作動は前述の従来技術によるものと格別差
異はない。然るに、ピストン６が回転軸２に対して傾斜
して設けた斜板８に支持されていることによりシリンダ
ブロック３に生じる力はシリンダブロック３を回促１さ
せようとする方向のラジアル荷重として作用する。しか
しながら、静圧ボケッ）３１．３２内には高圧側ボート
内の圧力がシリンダブロック３に作用しているから、該
各静圧ボケッ）３１．３２内の圧力により静圧軸受の機
能を果し、それぞれ第２図に示したＸ方向およびＹ方向
の支承力がシリンダブロック３に作用する。これにより
シリンダブロック３はケーシングｌに安定的に支承され
た状態で回転する。

そして、シリンダブロック３に作用する力は液圧回転機
の圧力に応じて変化するが、各静圧軸受による支承力も
その圧力に応じて変化するから、その力のバランスは極
めて良好である。なお、静圧ポケット３１．３２からは
高圧油がケーシング１内に漏出するが、該ケーシング１
内部はドレン配管（図示せず）によりタンクと連通せし
められているから、該ケーシング１内に圧力が蓄積され
ることはない。また、例えばエンジン等の動力源の振動
等により回転軸２に不規則な外力が作用した場合におい
て、静圧ボケッ）３１．３２による静圧軸受でそれを十
分に吸収することができないときでも〃Ｉ圧パッド３６
，３７によりそれを吸収することが可能であるから、液
圧回転機の作動が極めて安定する。

次に、第８図および第９図は本発明の第２の実施例を示
すもので、本実施例においては第３図に示した形式の従
来技術の液圧回転機に使用される転がり軸受２１に代え
て静圧軸受を形成したことをその特徴とするものである
。而して、同図において、第３図と同一構成要素につい
ては同一符号を伺してその説明を省略するものとする。

４１けケーシング１に形成した静圧ポケットを示し、該
静圧ポケット４１はシリンダブロック３の延出部２２に
対面する部位に向り開［１し、シリンダブロック３に対
するラジアル荷重の作用点Ｃ（第３図参照）の近傍位置
となっている。そして、静圧ポケット４１はピストン６
の下死点位置を中心として円周方向両側に延びる円弧状
となっている。

４２ａ静圧ポケツト４１と高圧側ボートとを連通する油
路で、該油路４２を介して靜圧ポケット４１内に高圧の
作動油が導入されることにより静圧軸受が形成される。

また、４３　、４３　、・・・は静圧ポケット４１０円
周方向における延長上に配設された複数の動圧パッドを
示し、また弁板９に近接した位置においてもケーシング
１にはシリンダブロック３と僅かな隙間をもって対面す
る状態に複数の動圧パッド４４　、４４　、・・・が設
けられている。

前述のように構成することにより、シリンダブロック３
の荷重方向と対向する方向に圧力を作用させることがで
きる静圧軸受が形成されることになるから、静圧ポケッ
ト４１を１箇所に設けるだけで、シリンダブロック３に
作用するラジアル荷重を有効に支承させることができ、
シリンダブロック３を安定的に作動させることができる
。

さらに、第１０図ないし第１２図は本発明の第３の実施
例を示すもので、本実施例においては可変容量型の両傾
転液圧回転機として用いた場合が示されている。而して
、５１は斜板金示し、該斜板５１はその表面が平面とな
ったシー−案内面５１Ａが形成されると共に、底面は円
筒状凸面５１Ｂが形成されている。一方、ケーシング１
には円筒状凹部５２が形成されており、斜板５１はその
円筒状凸面５１Ｂが該円筒状四部５２に嵌合せしめられ
ている。そして、図示しない傾転駆動部材により斜板５
１は円筒状四部５２と摺動させてシュー案内面５１Ａの
回転軸２に対する傾斜角を適宜変更し得るように構成さ
れている。ここで、第１０図には図中上方のビストーン
６が下死点位置にあり、図中下方のピストン６が下死点
位置にある状態が示されている。そして、斜板５１を矢
示方向に傾転駆動すればピストン６の死点位置が逆転し
、図中上方のピストン６が上死点位置となり、図中下方
のピストン６が下死点位置となる。このように、両傾転
、可能な液圧回転機にあっては一側傾転時と他側傾転時
とではシリンダブロック３に加わるラジアル荷重の方向
が変化する。そこで、本実施例においてはケーシング１
にはシリンダブロック３の延出部２２の外周面に向は開
口する静圧ポケットとして、ピストン６の一側死点位置
を中心として円周方向両側に延びる静圧ポケット５３と
、ピストン６の他側死点位置を中心として円周方向両側
に延びる静圧ポケット５４とが形成されている。そして
、第１０図に示したように、図中上方のピストン６が下
死点位置となるときには静圧ボケ、ト５３に液圧を作用
させることにより、シリンダブロック３を支承させ、こ
れとは逆に図中下方のピストン６が下死点位置となると
きには静圧ボケ、ト５４に液圧を作用させることによっ
てシリンダブロック３を支承させる必要がある。このた
めに、第１２図に示したように静圧′−】ミケッ）５３
．５４にはそれぞれ油路５５，５６が接続されており、
該各油路５５，５６の他端は切換弁５７に接続されてい
る。そして、該切換弁５７の他側はチェック弁５８Ａ、
５８Ｂと接続されており、該チェック弁５８Ａ、５８Ｂ
により給排ボー）５９Ａ、５９Ｂのうち高圧側ボートと
切換弁５７０人口が接続されるようになっている。

また、斜板５１を傾転駆動する操作レノ（−６０によっ
て切換わるように構成されている。前述以外の構成につ
いては第８図と同様の構成となっているから、各構成要
素については第８図と同一符号を付してその説明を省略
する。

このように構成することにより、静圧ポケット５３．５
４のうちシリンダブロック３の荷重方向と対向する方向
に常時液圧を作用させることができる。即ち、斜板５１
を操作レバー６０により傾転変化させたときにはこれと
同時に切換弁５７も切換わり、第１０図に示した傾転方
向にある場合には静圧ポケット５３に、これとは逆の場
合には静圧ポケット５４に高圧の作動油を供給すること
ができる。

なお、前述の各実施例においては本発明に係る斜板式液
圧回転機を油圧ポンプとして使用する場合について説明
したが、油圧モータとしても使用できるのは勿論である
。また、各静圧ポケットに高圧の作動油を供給する油路
はホース等の外部配管としてもよく、またケーシング内
に直接穿設するようにしてもよい。さらに、動圧パッド
は単に補助的な手段として用いられるもので、静圧軸受
のみによって十分荷重を受けることができれば、必ずし
もそれを設ける必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来技術を示すもので、第１図は
液圧回転機の縦断面図、第２図は第１図の軸受荷重の説
明図、第３図は他の型式を示す従来技術による液圧回転
機の縦断面図、第４図ないし第７図は本発明の第１の実
施例を示し、第４図は液圧回転機の縦断面図、第５図お
よび第６図はピストンと回転軸とを除いて示す第４図の
■−■、■−１４切断部端面図、第７図は油路と給排ボ
ートとの間の接続状態を示す回路図、第８図および第９
図は本発明の第２の実施例を示すもので、第８図は液圧
回転機の縦断面図、第９図はピストンと回転軸を除いて
示す第８図のＩＸ−ＩＸ切断部端面図、はピストンと回
転軸を除いて示す第１０図のＸＩ　−Ｘ切断部端面図、
第１２図は油路と給排ボートとの間の接続状態を示す回
路図である。１・・・ケーシング、２・・・回転軸、３・・・シリン
ダブロック、５・・・シリンダ、６・・・ピストン、７
・・・シュー、８，５１・・・斜板、９・・・弁板、２
２・・・延出部、３１．３２，４１，５３，５４・・・
静圧ポケット、３３．３３Ａ、３３Ｂ、４２，５５，５
６・・・油路。第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図第９図第１０図明

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケーシング内に突出させて設けた回転軸と、前記
ケーシング内に設けられ、該回転軸と一体に回転するシ
リンダブロックと、該シリンダブロックに前記回転軸と
平行に穿設した複数のシリンダと、前記シリンダブロッ
クの一側端面から前記各シリンダ内に往復動可能に挿嵌
されたピストンと、該ピストンの先端に揺動自在に連結
したシューと、前記回転軸に対して傾斜ｌまた状態に設
けられて、該各シー−を摺動させるシー−案内面を形成
してなる斜板と、前記シリンダブロックの他端面と摺接
し、前記シリンダ内に作動油の給排を行なわせる給排ボ
ートを穿設した弁板とを備えた斜板式液圧回転機におい
て、前記ケーシング内面には前記シリンダブロックの外
周面に向は開口する静圧ポケットを設け、かつ該静圧ポ
ケットに前記作動油のうち高圧側の作動油を導入するこ
とにより静圧軸受を形成し、該静圧軸受により前記シリ
ンダプロ、りを支承するように構成したことを特徴とす
る斜板式液圧回転機。
（２）前記静圧軸受を軸方向の異なる位置に一対設け、
該各静圧軸受を形成する静圧ポケットを対向させて設け
たことを特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の斜板
式液圧回転機。
（３）前記静圧軸受を前記各ピストンとシー−との間の
揺動中心を含む平面と前記回転軸の中心軸線との交点を
通り該中心軸線と直交する面の近傍位置に形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の斜板式液圧
回転機。
（４）前記静圧ポケットを相対向する方向に一対設け、
前記斜板の軸転方向に応じて該各静圧ポケットのうち前
記シリンダブロックの荷重方向と対向する側の静圧ポケ
ットと選択的に高圧側の作動油を導入させるようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲（３）項記載の斜板式
液圧回転機。