JPS593180A - 容量可変型ラジアルピストン式液圧回転機 - Google Patents

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】 本発明は容量可変型のラジアルピストン式油圧ポンプ・
モータ等の液圧回転機に関するものである。

一般にラジアルピストン式液圧回転機においては、ケー
シングに分配軸を設け、該分配軸にシリンダプロ、りを
回転可能に嵌合し、該シリンダブロックに半径方向に設
けたシリンダ内にピストンを摺動可能に挿嵌し、該ピス
トンに揺動可能に連結した摺動子を前記分配軸に対して
偏心させて設けたカムリングに摺動案内させながらシリ
ンダブロックを回転させることによって、ポンプまたは
モータとしての機能を発揮するものである。そして、当
該液圧回転機の容量を可変ならしめるためには、カムリ
ングの分配軸に対する偏心量を変化させる構成としなけ
ればならない。従来、ラジアルピストン式の液圧回転機
にあっては、カムリングを移動させることによシ最大容
量と最小容量との２段に容量変化させることができるも
のはあったが、かかる回転機にあっては例えば供給圧力
に応じてモータの回転数を無段階的に変化させる等であ
って、カムリングを最大容量位置と最小容量位置との中
間においても安定的に支持することができるようにし、
もって無段階的に容量変化を行なわせることができる液
圧回転機を提供することをその特徴とするものである。

以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図において、１はケーシングを示し、該ケーシング
１内にはカムリング２が設けられている。

該カムリング２の内側には分配軸３がケーシング１と一
体的またはケーシング１に固着して設けられている。該
分配軸３にはシリンダブロック４が回転可能に嵌合せし
められておシ、該シリンダブロック４にはその半径方向
に複数のシリンダ５゜５、・・・が穿設されている。該
各シリンダ５にはピストン６が摺動可能に挿嵌されてお
シ、該各ピストン６には摺動子、即ちシュー７が揺動可
能に連結されている。シュー７はカムリング２の内周面
に形成された摺動面８に沿って摺動案内せしめられるよ
うになっている。そして、カムリング２は分配軸３に°
対し偏心した状態に設けられておシ、このために、シリ
ンダブロック４が回転すると、ピストン６はシリンダ５
内に往復動せしめられる。

さらに、シリンダブロック４の回転中にはシリンダ５は
分配軸３に設けた給排ポート９．１０と間欠的に連通せ
しめられ、シリンダ５と給排ポート９．１０との間で油
液の給排が行なわれる。

カムリング２はケーシング１内を水平方向に移動できる
ように配設されてお軌これによって、カムリング２の分
配軸３に対する偏心量が変化゛し、液圧回転機の容量を
変更することができるようになっている。このために、
ケーシング１の内壁にはカムリング２の移動方向と平行
に案内壁部ＩＡ。

ＩＡが形成されておシ、またカムリング２の該案・内壁
部］Ａ、ＩＡに対面する部位には摺接面２Ａ。

２人が形成されて、カムリング２の摺接面２Ａ。

２Ａがケーシング案内壁部ＩＡ、ＩＡに沿って摺動案内
されることによシ液圧回転機の容量が可変となる。そし
て、第１図に示した如く、カムリング２がケーシング１
の図中左方の円弧状内周壁ＩＢと当接した状態にあると
きには容量が最大となり、この位置から図中右方の円弧
状内周ｗｉｃと当接した状態に変位すると、容量が最小
となる。

さらに、ケーシング１にはカムリング２の移動方向に相
対向させて、該カムリング２を容量増大方向に押圧する
主ピストン機構１１と、容量減少方向に押圧する副ピス
トン機構１２とが設けられている。

主ピストン機構１１は一端が円弧状内周壁１ｃに開口す
るシリンダ室１３と、該シリンダ室１３内に摺動自在に
挿嵌され、一端がカムリング２に当接するピストン１４
と、該ピストン１４をカムリング２に当接する方向に付
勢するばね１５とから構成されている。

一方、副ピストン機構１２は一端が円弧状内周壁ＩＢに
開口するシリンダ室１６と、該シリンダ室１６内に設け
たスリーブ１７と、該スリーブ１７内に摺動自在に設け
たピストン１８と、該ピストン１８とカムリング２との
間に張設したばね１９とから構成されている。そして、
スリーブ１７には油路２０，２］が設けられ、油路２０
は後述の油圧源と接続され、油路２１は鋪道２２を介し
て主ピストン機構１１のシリンダ室１３と連通している
。

さらに、ピストン１８にはスリーブ１７と密嵌状態で摺
動する大径部１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと小径部１８Ｄ、
１８Ｅとを有し、小径部１８Ｄとピストン１８の一側端
面との間には鋪道２３が設けられ、また小径部１８Ｆと
ピストン１８の他側端面との間には鋪道２４が設けられ
ている。鋪道２３はピストン１８の一側端面とスリーブ
１７の内壁とによシ形成される油圧室２５と油路２０と
を常時連通させるためのもので、一方、油路２１はピス
トン１８が図中右方に変位したときには油路２０と連通
せしめられ、ピストン１８が図中左方に変位したときに
は鋪道２４を介。

してシリンダ室１６に開口するドレン配管２６と連通せ
しめられる。２７は油圧室２５内においてピストン１８
の端面とスリーブ１７の内壁との間に張設されたばねで
ある。

次に、油圧室２５およびシリンダ室１３に圧油を供給す
る油圧源について説明する。当該液圧回転機を油圧モー
タとして使用する場合には、給排ポー）９．１０が油圧
ポンプまたはタンクに接続された配管２８．２９にカウ
ンタバランス弁３０Ａとリリーフ弁３０Ｂ、３０Ｃとか
らなるブレーキ弁３０を介してそれぞれ接続される。そ
こで、シャトル弁３１を配管２８．２９のブレーキ弁３
０の上流側に設け、該シャトル弁３１と油路２０とを配
管３２によシ接続する。これによシ、配管２８．２９の
うちいずれか高圧側の配管、即ち油圧ポンプと接続され
た配管が油路２０と連通せしめられ、この油圧ポンプか
ら供給される圧油は給排ポート９または１０に供給され
ると共に、油路２０を介して油圧室２５およびシリンダ
室】３にも供給することができるようになっている。

本発明に係るラジアルピストン式液圧回転機は前述の構
成を有するもので、配管２８の一端を油圧ポンプと接続
すると共にその他端をポート９に接続し、配管２９の一
端をタンクに接続すると共にその他端をポート１０に接
続した状態にして油圧モータとして使用した場合につき
その作動を説明する。

油圧ポンプを駆動すると、配管２８内に圧油が供給され
る。このためにブレーキ弁３０を構成するカウンタバラ
ンス弁３０Ａが図中下方の切換位置に変位し、ポート９
内には圧油が供給される。

この圧油はシリンダブロック４のシリンダ５内に供給さ
れるから、シリフタ９プロ、り４は回転駆動される。該
シリンダブロック４が半回転すると、シリンダ５はタン
クと連通する配管２９に接続されたポートｌＯと連通す
ることにより、該シリンダ５内の油液はポート１０．配
管２９を介してタンクに戻される。このようにしてシリ
ンダブロック４が回転すると、該シリンダブロック４に
カップリングを介して連結された回転軸（図示せず）が
回転駆動せしめられる。

これと同時に配管２８内の圧油は配管３２を介して油路
２０にも流入するから、この圧油は鋪道２３を介して油
圧室２５内に流入する。このため、ピストン１８は図中
右方に押圧されることになシ、該ピストン１８とカムリ
ング２との間に設けられたばね１９が圧縮される。この
結果、カムリング２はばね１９によシ図中右方、即ち容
量減少方向に押圧される。これと同時に、ピストン１８
の図中右方への変位に伴ない油路２０と油路２１とが連
通する状態になるから、配管２８内の圧油は油路２１、
鋪道２２を介してシリンダ室１３内にも流入する。この
ため、主ピストン機構１１のピストン１４にはカムリン
グ２を図中左方、即ち容量増大方向への押圧力が付与さ
れる。そして、主ピストン機構１１のピストン１４によ
るカムリング２の押圧力と副ピストン機構１２のはね１
９によるカムリング２への押圧力とがバランスした位置
にカムリング２が保持され、その位置における偏心量に
応じた容量で油圧モータが駆動される。

然るに、配管２８内の圧力が低下すると、油圧室２５内
の圧力も低下する。このためにピストン１８はばね１９
に押圧せしめられて図中左方に変位する。このピストン
１８の変位により、油路２１は油路２０との連通が遮断
されると共に鋪道２４を介してドレン配管２６と連通せ
しめられるから、鋪道２２と連通するシリンダ室１３内
の圧力が低下し、ピストン１４によるカムリング２への
押圧力も低下することになる。従って、カムリング２の
図中左方への押圧力、即ち容量増大方向への押圧力が低
下し、ばね１９によシカムリング２は図中右方、即ち容
量減少方向に移動する。

ところで、油圧モータの作動中には、ピストン７に作用
する油圧力によって、カムリング２には復元力Ｆｘが該
カムリング２の移動方向に作用する。

この復元力ＦＸは、例えばピストン６の数が７個である
場合には、第２図に示した如くシリンダブロック４の位
相に応じて１回転中にＦＸ　ｍＬＸからＦＸｍｌｎ’！
で変化する。　さらに、シリンダ６内の油圧力によシカ
ムリング２に対し、その移動方向に直交する方向の力Ｆ
、が作用する。そして、ケーシング１の案内壁ＩＡとカ
ムリング２の摺接面２人との間の摩擦係数をμとしたと
きにカムリング２が水平移動するときにはμＦＹという
力がカムリング２に作用することになる・ そこで、副ピストン機構１２のばね１９によるカムリン
グ２に対する押圧力をＦＡとしたときにＦＡ＞ＩＦｘｍ
ｔｎｌ＋μＦ、とじ、主ピストン機構１１のピストン１
４によるカムリング２に対する押圧力をＦｌとしたとき
に、”　＞　ＦＸ　ｍ１ｌＸ　＋　ＦＡ十μＦＹとなる
ようにピストン１４，１８の直径、ばね１９，１３゜２
７のばね力を設定しておく。

前述のように構成することによシ、シャトル弁３１を介
して配管２８または２９から副ピストン機構１２、主ピ
ストン機構１１に供給される圧油の圧力が所定値以上で
あるときには、この圧油が油路２０，２］、鋪道２２を
介してシリンダ室１３に供給されるから、カムリング２
はケーシング１の円弧状内周壁ＩＢに当接した最大容量
位置に配置せしめられる。一方、配管２８．２９から圧
油が供給されないときにはばね１９の作用によ勺、カム
リング２は円弧状内周壁ＩＣに当接した最小容量位置に
配置せしめられる。さらに、配管２８″！！、たは２９
からの供給圧力がその中間であるときには、ばね１９と
ピストン１４との押圧力がノ９ランスした位置に保持さ
れる。そして、ＦＡ　＞ｌ　Ｆｘ　ｍ１ｎｌ＋μＦｙ　
＋　Ｆｓ　＞Ｆｘ　ｍａｘ＋　ＦＡ十μＦＴとしている
から、１回転中におけるカムリング２の復元力Ｆｘの変
動とは無関係に、カムリング２は安定的にその位置が保
持される。そこで、配管２８または２９からの供給圧力
が変動した場合には、油路２１は油路２０と鋪道２４と
の間に切換えられるから、当該圧力変動に追従してカム
リング２−が移動し、その容量が変化する。

なお、前述の実施例においては本発明に係る液圧回転機
を油圧モータとして使用する場合につき説明したが、油
圧ポンプとしても使用することができるのは勿論である
。また、主ピストン機構１１、副ピストン機構１２への
油圧源としてシャトル弁３１を介して配管２８．２９と
／接続したものを示し次が、これは液圧回転機への供給
圧油の圧力に応じてその容量を変化させる制御を行なう
構成としたものであって、主ピストン機構１１、副ピス
ト／機構１２への油圧源を別途設ける構成としてもよい
。さらに、シャトル弁３１はブレーキ弁３０の上流側に
設ける構成としたが、ブレーキ弁３０のカウンタバラン
ス弁３０Ａに内装するようにしても、またブレーキ弁３
０と給排ポート９．１０との間に設ける構成としてもよ
い。さらにまた、鋪道２３．２４はピストン】８に設け
るものとして述べたが、スリーブ１７に設ける構成とし
てもよい。

以上詳細に述べた如く、本発明に係るラジアルピストン
式液圧回転機によれば、ケーシングにカムリングの移動
方向に相対向させて容量を変化させる方向に押圧する主
ピストン機構と副ピストン機構とを設け、該主、副ピス
トン機構のノ々ランスによシカムリングの偏心位置を位
置決めする構成としたから、カムリングに作用する復元
力の変動等亦生じても安定して液圧回転機の容量を変化
させることができる。そして、液圧回転機への供給油圧
力によフ主、副ピストン機構を駆動する構成とすること
によシ、本発明に係る液圧回転機を油圧モータとして使
用した場合に、供給油圧力が高圧時には高トルク、低速
駆動せしめられ、供給油圧力が低圧時には低トルク、高
速駆動せしめられる等の制御を自動的に行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る容量可変型ラジアルピストン式液
圧回転機を示す縦断面図、第２図は第１図の液圧回転機
のシリンダブロックの位相と復元力との関係を示す線図
である。 １・・・ケーシング、２・・・カムリング、４・・・シ
リンダブロック、５・・・シリンダ、６・・・ピストン
、７・・・シュー（摺動子）、８・・・摺動面、９．１
０・・・給排ｙｌ？−）、１１・・・主ピストン機構、
】２・・・副ピストン機構、１３・・・シリンダ室、１
４・・・ピストン、１８・・・ピストン、１９・・・ば
ね、２０．２１・・・油路、２２．２３．２４・・・鋪
道、２５・・・油圧室、２６・・・ドレン配管、２８．
２９・・・配管、３０・・・ブレーキ・弁、３１・・・
シャトル弁、３２・・・配管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ケーシング内には該ケーシング内壁に沿って
   水平移動可能にカムリングを設け、該カムリング内には
   シリンダブロックを設け、該シリンダブロックの半径方
   向には給排ポートに連通ずる複数のシリンダを穿設し、
   核各シリンダにはピストンを摺動可能に設け、該各ピス
   トンには前記カムリングに形成した摺動面と摺接する摺
   動子を揺動可能に取付け、前記カムリングを移動させる
   ことによシ前記シリンダブロックの１回転当シの吐出量
   を変化させることができる容量可変型ラジアルピストン
   式液圧回転機において、前記ケーシングには前記カムリ
   ングの移動方向に相対向させて該カムリングの容量が変
   化する方向に押圧するピストンを有する主ピストン機構
   と、ばねを介して前記カムリングを押圧する副ピストン
   機構とを設け、該副ぎストン機構のシリンダ室には前記
   はねの押圧力を可変ならしめるために油圧源と接続し、
   前記主ピストン機構のシリンダ室は前記副ピストン機構
   のシリンダ室を介して前記油圧源と前記ケーシング内に
   接続されたドレン配管とに切換可能に接続し、前記シリ
   ンダブロックの回転中に前記カムリングに作用する力の
   うち、容量減少方向への最大復元力と最小復元力とをそ
   れぞれＦＸｍｌＬＸ　ＩＦｘｍｉ。とし、該カムリング
   の移動方向と直交する方向への力をＦＹとし２、該カム
   リングが移動するときに生じる摩擦係数をμとし、甘た
   前記副ピストン機構による押圧力をＦＡとし、さらに前
   記主ピストン機構による押圧力をＦＢとしたときに、前
   記副ピストン機構による押圧力ＦＡをｌＦｘｍｉｎｌ十
   μＦＹよシ大きくなる力を発生させ、前記主ピストン機
   構による押圧力ＦＢをＦｘｒｒｌ、Ｘ十ＦＡ十μＦＹよ
   シ大きくなる力を発生させる構成とし六ことを特徴とす
   る容量可変型ラジアルピストン式液圧回転機。
2. （２）　　前記各給排ポートをシャトル弁を介して前記
   副ピストン機構のシリンダ室に接続することによ勺、該
   シリンダ室には高圧側の圧油が供給されるように構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の容量
   可変型ラジアルピストン式液圧回転機。