JPH04175473A

JPH04175473A - 液圧回転機械

Info

Publication number: JPH04175473A
Application number: JP2302905A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kuroki; 黒木　正毅
Original assignee: Sanwa Seiki Ltd
Current assignee: Sanwa Seiki Ltd
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2918674B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、液圧回転機械に関し、特に、アキシャル・プ
ランジャ型の油圧ポンプ・モータに係り、例えば、土木
建設機械等のような作業機械に搭載される油圧機器の駆
動源に利用して有効なものに関する。

〔従来の技°術〕

一般的なアキシャル・プランジャ型の油圧ポンプ・モー
タとして、回転するシリンダブロックと、シリンダブロ
ックに軸心と平行方向にそれぞれ形成されており、各端
面に連通孔をそれぞれ開設されている複数のシリンダ室
と、各シリンダ室に往復動するようにそれぞれ嵌装され
ているピストンと、一対の吸排ポートを開設されている
バルブプレートと、シリンダブロックとバルブプレート
との間においてシリンダブロックと一体回転してバルブ
プレートの端面に摺接するように配設されているサブプ
レートと、サブプレートに吸排ポートと前記連通孔とを
連絡するように開設されている複数の連絡路とを備えて
おり、前記シリンダブロックをバルブプレートにサブプ
レートを摺接させながら回転させることにより、前記各
シリンダと前記吸排ポートとを間欠的に連通させて、ピ
ストンの往復動によりポンプ・モータ作用を行うように
構成してなるものがある（例えば、実公昭５５−５６２
１２号公報参照）。

しかし、このようなアキシャル・プランジ中型の油圧ポ
ンプ・モータにおいては、加工精度上の問題から、起動
時から極低速回転域において、サブプレート、シリンダ
ブロック端面相互間で隙間が発生するため、圧力油の漏
洩が発生し、クレーンウィンチ等の起動能力および回転
の滑らかさが低下する傾向がある。

この問題を解決するために、本出願人は先に圧力油の漏
洩を防止することができる液圧回転機械を提案した（実
開昭６３−１８２２８１号公軸参照）。

すなわち、この液圧回転機械は、各シリンダ室に可動部
材をシール状態を維持しつつ若干の動きが許容されるよ
うに位置規制させてそれぞれ嵌入するとともに、各可動
部材にシリンダ室とサブプレートの連絡路とをそれぞれ
連通させる連通孔を開設したことを特徴とする。

前記した手段によれば、サブプレートとシリンダブロッ
クの合わせ面間に隙間が発生したとしても、液圧回転機
械の液圧により可動部材が微動してサブプレートに押接
することにより、シリンダ室に対するシール状態を維持
しつつ、シリンダブロック、サブプレートの合わせ面間
におけるシール状態を確保する。これにより、シリンダ
室と吸排ポート間からの圧力油の漏洩は防止されること
になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記液圧回転機械においては、シリンダブロッ
クと回転軸との間に設けられた圧縮スプリングによって
、シリンダブロックがバルブプレート側に付勢されるこ
とにより、シリンダブロックと一体回転のサブプレート
をバルブプレートに押接されている。

したがって、シリンダブロックは無負荷状態ではバルブ
プレート全面を平均的に押すが、油圧がかかりトルクを
発生する状態では、ピストンのこじり力、スプラインの
噛合い力、油圧押付力等によって、シリンダブロックは
軸心に対して傾き、傾いた状態でサブプレートを押圧す
る結果、サブプレートがバルブプレートに片当たりし、
機械損失を招くことがある。

本発明の目的は、シリンダブロックが軸心に対して傾い
ても、サブプレートがバルブプレートに片当たりするの
を防止することができる液圧回転機械を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段〕本発明に係る液圧回転機械は、シリンダブロックが軸心
方向に浮遊自在に構成されているとともに、前記サブプ
レートとシリンダブロックとの間に間隙が介設されてお
り、サブプレートが付勢部材により直接的に付勢され、
バルブプレートに押接されていることを特徴とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、サブプレートは付勢部材によっ
て、シリンダブロックを介することなく直接的に付勢さ
れてバルブプレートに押接されているため、シリンダブ
ロックが軸心に対して傾いたとしても、サブプレートが
バルブプレートに対して傾いて片当たりすることはない
、そして、サブプレートとシリンダブロックとの間のシ
ールは可動部材によって確保されている。

〔実施例〕第１図は本発明の一実施例である液圧回転機械を示す縦
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿うシリンダブロ
ックの一部省略端面図、第３図は第１図の■−ｍ線に沿
うサブプレートの一部省略端面図、第４図は第１図のＴ
Ｖ−ＴＶ線に沿うバルブプレートの一部省略端面図、第
５図および第６図は作用を説明するための各拡大部分断
面図である。

本実施例において、この液圧回転機械は油圧ポンプ・モ
ータとして構成されており、略円筒形状に形成されてい
るケーシング１を備えている。ケーシング１の軸心上に
は回転軸２が軸受を介して回転自在に支承されて架設さ
れている。ケーシング１内には略円柱形状に形成されて
いるシリンダブロック３が同心的に配されて収容されて
おり、シリンダブロック３は回転軸２にスプライン４を
介して一体回転するように結合されている。

シリンダブロック３の回転軸周りには複数のシリンダ室
５が、同一半径上において周方向に等間隔に配されて軸
心と平行方向に穿設されており、各シリンダ室５は両端
面が開口した円柱中空形状にそれぞれ形成されている。

各シリンダ室５内にはピストン７が往復摺動自在に一方
の開口端からそれぞれ嵌入されている。

ケーシング１内におけるシリンダ室５のピストン嵌入間
口端後方位置には斜板８が、回転軸２に対して所定の角
度傾斜するように配されて固定されている。一方、シリ
ンダブロック３の一端側の突出軸部にはスフエリカルリ
ング１７が嵌入されており、このリング１７には保持部
材１０が支承されている。この保持部材１０には複数の
シュー９がそれぞれ保持されて、斜板８の斜面に摺動自
在に当接されている。各シュー９にはピストン７が球面
継手部１１を介してそれぞれ結合されており、これによ
り、各ピストン７はシリンダブロック３が回転すると、
シリンダ室５においてそれぞれ往復動されるようになっ
ている。

ケーシングｌの斜板８と反対側にはエンドプレート１２
が端面開口を閉塞するように当接されており、エンドプ
レート１２には第１吸排路１３および第２吸排路１４が
それぞれ開設されている。

エンドプレート１２の内側端面には、略円板形状に形成
されているバルブプレート１５がその一端面を密着され
るとともに、ビン１６により位置決めされた状態で配設
されており、バルブプレート！５には第１吸排ポート１
８および第２吸排ポート１９が、後記するサブプレート
に開設された連絡路群と対向する同一半径上において互
いに対称形に配されて略半円の円弧形状にそれぞれ開設
されており、第１吸排ポート１８には第１吸排路１３が
、第２吸排ポート１９には第２吸排路１４がそれぞれ接
続されている。

前記各シリンダ室５にはこのシリンダ室の内径よりも若
干小さめの略円盤形状に形成された可動部材２０が、パ
ルププレート１５例の開口部にそれぞれ嵌入されており
、可動部材２ｏはシリンダ室５の内周面に係止されたス
トッパリング２２によりシリンダ室５に対して若干の遊
動を許容されるように位置規制されている。そして、可
動部材２０の端面はシリンダブロック３の端面よりも突
出しており、後記するサブプレート２４とシリンダブロ
ック３との間には隙間が形成されるようになっている。

また、可動部材２ｏには連絡路の一部としての連通孔２
１が軸心線上に配されてシリンダ室５の内外を連通させ
るように開設されており、可動部材２０の外周とシリン
ダ室５の内周との間には、弾性材料を用いて形成された
シールリング２３がシリンダ室５の内外の連通をシール
するように挟設されている。バルブプレート１５とシリ
ンダブロック３との間にはサブプレート２４が挟設され
、サブプレート２４はビン２６によってシリンダブロッ
ク３と一体回転するように結合されることにより、バル
ブプレート１５に対して摺動するようになっている。サ
ブプレート２４にはシリンダ室５と同数の連絡路２５が
シリンダ室５の軸心延長線上にそれぞれ配されるととも
に、シリンダブロック３と同心の円弧形状の長孔に形成
されて開設されており、連絡路２５は各可動部材２０の
連通孔２１と前記バルブプレート１５の両吸排ポート１
８．１９とを連絡し得るように構成されている。

そして、各可動部材２０にはサブプレート２４例の端面
に開口する収納凹所２７が連通孔２１の周りに設けられ
ており、この収納凹所２７内にはシール部材２８が収納
されている。このシール部材２８は収納凹所２７の内周
面に摺動自在な外周面を備える円筒形状に形成されてお
り、そのサブプレート２４側の端部には径方向内向きに
突設されているシール部材２８のフランジ２９と、可動
部材２０の収納凹所２７の底面との間には、シール部材
２８の端面をサブプレート２４の面に押接付勢する圧縮
スプリング３０が蓄力状態で介設されている。

シリンダブロック３の回転軸２の周りには、サブプレー
ト２４例の端面に開口する収納部３１が設けられており
、この収納部３１の開口端部にはガイドリング３２が嵌
装されている。ガイドリング３２は回転軸２に嵌挿され
た円筒形状部と、この円筒形状部の端部の外周にリング
形状に突設されたガイド部とを備えている。ガイドリン
グ３２のガイド部の外径は収納部３１の内径と略等しく
設定されており、シリンダブロック３が軸心に対して１
頃くのを防ぐようになっている。そして、シリンダブロ
ック３にはピン孔３３が複数本、収納部３１の底面の複
数箇所からスフエリカルリング１７側に貫通するよう乙
こそれぞれ開設されており、これらのピン孔３３にはピ
ン孔３３よりも長い長さのピン３４がそれぞれ挿入され
ている。そして、収納部３１の底部にはスプリングシー
トリング３５が嵌装され、このスプリングシートリング
３５とガイドリング３２との間に圧縮スプリング３６が
蓄力状態で介設されており、この圧縮スプリング３６に
よってガイドリング３２の端面がサブプレート２４を押
圧付勢して、サブプレート２４をバルブプレー）１５に
押接せしめている。他方、圧縮スプリング３６により、
スプリングシートリング３５およびピン３４を介してス
フエリカルリング１７が斜板８側に押圧付勢され、保持
部材１０を介してシュー９が斜板８に押接されている。

ガイドリング３２の圧縮スプリング３６側には、収納部
３１の内周にガイドリング３２の端面が当接するストッ
パ段部３７が設けられており、また、ガイドリング３２
のサブプレート２４側には、収納部３１の内周に設けら
れたリング溝に嵌入されているストッパリング３日が設
けられている。したがって、サブプレート２４とシリン
ダブロック３との間にはガイドリング３２により間隙が
介設されることになる。

次に、前記構成にかかる油圧ポンプ・モータにおける油
圧モータとしての作用を説明する。

回転軸２を所望の方向に回転駆動しようとする場合にお
いて、ピストン７が上死点から下死点に移行する間に、
シリンダ室５が可動部材２０の連通孔２１およびサブプ
レート２４の連絡路２５を介して第１吸排ポート１８と
連通するように、斜板８、シリンダブロック３、パルプ
プレート１５等の相関関係が設定されていると、高圧油
はシリンダ室５に第１吸排路１３、第１吸排ポート１８
、連絡路２５および連通孔２１を通じて流入することに
なる。

この高圧油のシリンダ室５への流入により、ピストン７
は押圧されるため、ピストン７の球面継手部１１はシュ
ー９を介して斜板８に押圧されることになる。この押圧
力の周方向についての分力により、ピストン７、すなわ
ち、これを支持しているシリンダブロック３を回転させ
るトルクが発生される。このシリンダブロック３を回転
させるトルクはスプライン４を介して回転軸２に伝達さ
れるため、回転軸２は所望の方向に回転駆動されること
になる。

そして、シリンダブロック３の回転に伴って、ピストン
７が下死点から上死点に移行する間に、シリンダ室５が
第２吸排ポート１９と連通することになる。このとき、
ピストン７は斜板８により　′押し戻されるため、シリ
ンダ室５の油をシリンダ室５から第２′＠排路１４に連
通孔２１、連絡路２５および第２峨排ポート１９を通じ
て排出させることになる。

このようにして、高圧油のシリンダ室５への流入、また
、シリンダ室５からの排出が繰り返されることにより、
モータ作用が行われる。

前記作用中、サブプレート２４とシリンダブロック３と
の合わせ面の隙間のシールは次のようにして確保される
。すなわち、第５図に示されているように、シール部材
２８は圧縮スプリング３０によりサブプレート２４の面
に押接されている。

したがって、シール部材２８は各シリンダ室５からの圧
縮油を受けることにより、サブプレート２４の面に対し
て密接状態を維持し、シリンダブロック３とサブプレー
ト２４との間の隙間を吸収して、各シリンダ室５におけ
るサブプレート２４との合わせ面についてのシール状態
を確保する。

そして、シール部材２８を収納した可動部材２０はシリ
ンダ室５に前後方向について微動し得るようにストッパ
リング２２によって位置規制されているとともに、シー
ルリング２３の弾性方下で径方向を保持されているため
、可動部材２０は第６図に示されているように、各シリ
ンダ室５からの圧力油を受けることにより、サブプレー
ト２４の面に対して密接するように微動することになる
。

可動部材２０がこのように微動してもシールリング２３
はその弾性力によってシールを維持する。

つまり、可動部材２０はシリンダブロック３とサブプレ
ート２４との間の隙間を吸収して、各シリンダ室５にお
けるサブプレート２４との合わせ面についての密接状態
を確保するとともに、シリンダ室５の内周面に対するシ
ール状態を確保することになる。

以上の結果、シリンダブロック３とサブプレート２４と
の間の各シリンダ室５における圧力油の漏洩は確実に防
止される。そして、各シリンダ室５における圧力油の漏
洩が防止されるため、モータ作用はきわめて高い効率の
下で実行されることになる。

なお、妊ブプレート２４はシリンダ室５の内圧を受ける
各可動部材２０および各シール部材２８によりバルブプ
レート１５の方向に付勢されているため、パルププレー
ト１５に密着され、その間の隙間の発生は防止されるこ
とになる。

他方、可動部材は加工精度の誤差をその微動によって吸
収することになるため、各構成部品の加工精度を緩和さ
せることができ、その結果、生産性を高めることができ
る。

ところで、シリンダブロック３はピストン７のこじり力
、スプライン４の噛合い力、油圧押付力等によって、軸
心に対して傾く場合がある。しかし、本実施例において
は、ガイドリング３２によってシリンダブロック３の傾
きは防止することができる。また、万一、シリンダブロ
ック３が傾くことがあったとしても、本実施例において
は、す゛　ブプレート２４とシリンダブロック３との間
に間隙が介設されており、サブプレート２４は圧縮スプ
リング３６によって、シリンダブロック３を介すること
なく、直接的に付勢されてバルブプレー）１５に押接さ
れているので、シリンダブロック３の傾きによってサブ
プレート２４が傾くことはなく、サブプレート２４がバ
ルブプレー）１５に片当たりすることは防止される。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種　　。

々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、可動部材を微動し得るように保持する構造は、
ストッパリングとシールリングとを使用して構成される
構造を使用するに限らず、シリンダ室の開口部に可動部
材を弾性材料を用いて焼き付けて保持するようにして成
る構造等を使用してもよい。

前記実施例では、モータ作用について説明したが、前記
実施例にかかる液圧回転機械により斜板式のアキシャル
・プランジ中型モータに限らず、ポンプ作用を実行させ
ることができる。また、斜軸式にも適用することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、シリンダブロッ
クがピストンのこじり力、スプラインの噛合い力、油圧
押付力等によって、軸心に対して傾いたとして、も、そ
れによりサブプレートがパルププレートに片当たりする
ことは防止され、機械効率の低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である液圧回転機械を示す縦
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿うシリンダブロ
ックの一部省略端面図、第３図は第１図の■−■線に沿
うサブプレートの一部省略端面図、第４図は第１図のＩ
Ｖ−ＩＶ線に沿うパルププレートの一部省略端面図、第
５図および第６図は作用を説明するための各拡大部分断
面図である。ｌ・・・ケーシング、２・・・回転軸、３・・・シリン
ダブロック、４・・・スプライン、５・・・シリンダ室
、７・・・ピストン、８・・・斜板、９・・・シェー、
１０・・・保持部材、１１・・・球面継手部、１２・・
・エンドプレート、１３・・・第１吸排路、１４・・・
第２吸排路、１５・・・バルブプレート、１６・・・ビ
ン、１７・・・スフエリカルリング、１８・・・第１吸
排ポート、１９・・・第２吸排・ポート、２０・・・可
動部材、２１・・・連通孔、２２・・・ストッパリング
、２３・・・シールリング、２４・・・サブプレート、
２５・・・連絡路、２６・・・ビン、２７・・・収納凹
所、２８・・・シール部材、２９・・・フランジ、３０
・・・圧縮スプリング、３１・・・収納部、３２・・・
ガイドリング、３３・・・ビン孔、３４・・・ビン、３
５・・・スプリングシートリング、３６・・・圧縮スプ
リング、３７・・・ストッパ段部、３８・・・ストッパ
リング。代理人　弁理士　　　梶　　原　　辰　　也第３図　　
あ第４図　　や

Claims

【特許請求の範囲】１、回転するシリンダブロックと、シリンダブロックに
その軸心と平行方向にそれぞれ形成されている複数のシ
リンダ室と、各シリンダ室に往復動するようにそれぞれ
嵌装されているピストンと、シリンダブロックの端面に
配設されているバルブプレートと、バルブプレートにそ
れぞれ開設されている一対の吸排ポートと、バルブプレ
ートとシリンダブロックとの間にシリンダブロックと一
体回転するように介設されているサブプレートと、サブ
プレートおよびシリンダブロックに両吸排ポートと各シ
リンダ室とを連通させるようにそれぞれ開設されている
連絡路とを備えており、前記各シリンダ室に可動部材がシール状態を維持しつつ
若干の動きを許容されるように位置規制されてそれぞれ
嵌入されており、各可動部材に連通孔が前記連絡路に連
通するようにそれぞれ開設されている液圧回転機械にお
いて、前記シリンダブロックが軸心方向に浮遊自在に構
成されているとともに、前記サブプレートとシリンダブ
ロックとの間に間隙が介設されており、前記サブプレートが付勢部材により直接的に付勢され、
前記バルブプレートに押接されていることを特徴とする
液圧回転機械。