JPH0744759Y2

JPH0744759Y2 - 斜板式油圧モ−タの斜板傾転シリンダ装置

Info

Publication number: JPH0744759Y2
Application number: JP1987035543U
Authority: JP
Inventors: 祐太郎泉
Original assignee: 株式会社ナブコ
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1987-03-11
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2002-03-11
Also published as: JPS63143769U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、斜板式油圧モータの斜板を変速のために傾転
させるシリンダに関する。

〈従来の技術〉斜板式油圧モータは、高減速比を有する減速機と組み合
わせてブルドーザ、ショベル等のクローラ駆動に用いら
れる。このような用途において、連続可変速の油圧モー
タとすると、可変速の機構が大型になるため、連続可変
速機構を省いて小型化した定回転数のものが用いられて
いた。しかし、ブルトーザ、ショベル等の登板走行と平
地走行との場合は想定すると、登板走行の速度とトルク
に設定せざるを得なかった。これは、登板走行性能を有
していれば、平地走行が可能なためである。そこで、連
続可変と定回転数のものとの中間的なメカニズムが用い
られるようになった。その技術として特開昭59−79078
号等があり、これは斜板式油圧モータの一端に傾転用の
シリンダ装置を設け、斜板の角度を２段に変化するよう
に制御して、２速（登板走行用と平地走行用）に変化さ
せる機構である。上記従来の技術に用いられる斜板の傾
転用の油圧シリンダは、斜板がピボット点を中心に回転
させられるため、油圧シリンダの直線運動が出力端で円
弧運動となる。従ってその間に回転手段が必要となる、
上記の従来技術は、油圧シリンダのピストンと出力端と
の間に回転手段を設けたものであるから、シリンダ装置
の軸方向への寸法が大きくなる。

そこで出願人は、実願昭61−90189号として、第２図
（ａ）、（ｂ）にその要部を示すように、軸方向寸法を
小さくしたシリンダ装置を提案した。以下第２図
（ａ）、（ｂ）について説明する。第２図において、１
は油圧モータの本体で、２は斜板である。この斜板２
は、その下方が本体１にボール３で回転自在に支持され
ており、その上方に傾転用のシリンダ装置４が設けてあ
る。また斜板２の本体１に対向する側には、ボール３の
中心に交点を有する２つの面5a、5bを設けてある。シリ
ンダ装置４は、本体１に設けた内孔６にピストン７を摺
動自在に設け、このピストン７と斜板２との間にボール
８を設ける構成である。

上記シリンダ装置４は、その油圧室4aに圧油が供給され
ると、斜板２をその面5cに作用するシリンダブロックか
らの押圧力に抗して押圧し、本体１の面1aに斜板２の面
5bが当接するまで（２点鎖線で示す位置まで）移動させ
る。この作用において、ピストン７とボール８の中心K₁
とK₂を結ぶ線l₃は斜板２が２点鎖線の位置まで移動する
とき、ボール８の中心K₂がボール３の中心3aからボール
８の中心K₂までを半径とする円弧に沿って下がるので、
中心線l₃と移動時における中心線l₃′（K₁′、K₂′を結
ぶ線）との間には角度θが生じる。斜板２が２点鎖線の
位置に達したときの角θは、ピストン７がシール９を中
心に転動する角度であり、斜板２の面5aと本体１の面1a
との角度αから角度θを引いた角度はボール８と斜板２
又はボール８とピストン７との間で摺動する角度であ
る。なお、第２図（ｂ）の9a、9bはテーパ周面であり、
ピストン７のシール９を中心とする転動を可能とするた
めのものである。

〈考案が解決しようとする問題点〉従来の技術は、シリンダ装置４のピストン７と斜板２と
の間にボール８を挿入する構成であるから、ピストン７
の厚みをボール８の半径以上とする必要があり、ピスト
ン７の背面からボール８の先端までの寸法L₁が大きくな
る。また、ピストン７の背面から斜板２の斜面5cまでの
寸法L₂を小さくするためには斜板２に大きい凹部を作る
必要があり、斜板の強度が弱くなる。これらのことは斜
板を傾転させるシリンダ装置の軸方向寸法の縮小に制限
を与えるもので、この種の油圧モータについてきわめて
要求の大きい軸方向寸法の小型化の妨げとなる問題があ
る。

〈問題点を解決するための手段〉この考案の手段は、斜板式油圧モータの斜板を押圧する
ピストンと、前記ピストンが挿入される内孔と、前記ピ
ストンにより区画され前記内孔のピストン背面側に形成
された圧力室とにより形成され、斜板式油圧モータの斜
板を傾転させる斜板式油圧モータの斜板傾転シリンダ装
置において、前記ピストンの少なくとも前端部外周を前
方へ小径となる周面に形成して前記内孔の内周とピスト
ンの外周との間にピストンの傾転を許容する間隙を設
け、前記ピストンの最大径部付近にシールを設け、前記
ピストンに前記斜板に当接する当接面を設けたことを特
徴とする。

〈作用〉前記手段によれば、シリンダ装置の内孔の内周とピスト
ンの外周との間にピストンの傾転を許容する間隙を設け
てあるから、ピストンが内孔内で傾転でき、これによっ
てピストンが前進して斜板を傾転させたとき、斜板とピ
ストン側との直接当接する当接面の相対的な変位が支障
なく許容され、シリンダ装置の出力が適切に斜板に伝達
される。

〈実施例〉以下、考案の実施例について述べるが、図において各実
施例の従来の技術と同一の部品には同一の符号を用い必
要に応じて説明する。

第１実施例を示す第１図（ａ）において、シリンダ装置
10は、本体１に設けた内孔６に、ピストン11を摺動自在
に嵌入した構成である。このピストン11は、その外周
に、第２図（ｂ）に示す従来の技術と同様のテーパ部12
a、12bを有し、このテーパ部12a、12bの形成によって内
孔６の内周とピストン11の外周との間の間隙の分だけシ
ール13を中心に転動できるものである。またピストン11
の先端は、斜板２に直接当接する球面部14を一端的に備
えている。この球面部14の中心K₂は、シール13の中心K₁
と斜板２との間に位置し、その半径Ｒを、従来の技術の
ボール８の半径Ｒと同一にしてある。

以上の構成を有するこの実施例において、圧力室10aに
圧油を供給すると、斜板２は、従来の技術と同様に、そ
の面5cに作用するシリンダブロックからの押圧力に抗し
て、２点鎖線に示す位置まで移動させられる。

上記の作用において、球面部14とピストン11を結ぶ中心
線l₃は、斜板２が２点鎖線の位置まで移動させられたと
きの中心線l₃′とし、この中心線l₃とl₃′との角度をθ
とすれば、この角度θと、斜板２の面5aと本体１の面1a
との間に形成される角度αとすると、ピストン11は角度
θだけ傾転し、球面部14は、斜板２に形成してある凹部
15との間で、α−θの角度だけ摺動する。

以上の構成、作用を有する上記の実施例では、ピストン
11と球面部14を一体的に構成するものであるから、球面
部14の中心K₂をピストン11の中心K₁と斜板２との間のど
の位置にでも設定でき、中心K₁とK₂とを、接近させる程
ピストン11の厚みを薄くすることができる。また、ピス
トン11の厚みを薄くした分だけ斜板２の凹部15の深さを
浅くすることができるので、斜板の強度を高めることが
できる。

次に、第１図（ｂ）に示す第２の実施例について述べ
る。第１図（ｂ）において、シリンダ装置20は、本体１
に設けた内孔６にピストン21を摺動自在に嵌入した構成
である。ピストン21は、その外周に第２図（ｂ）とほぼ
同様のテーパ部、22a、22bを有し、シール23を中心に転
動できる構成である。ピストン21の先端には、斜板２を
押圧する球面部24を有し、この球面部14が斜板２の凹部
25に、摺動自在に嵌入する。この球面部24は、その中心
K₂がピストン21のシール23の中心K₁より本体１側に（ピ
ストンの後側）に位置し、ピストン21の半径Ｒ′より大
きい半径Ｒである。

上記の構成のシリンダ装置20においてその圧力室20aに
圧油が供給されると、斜板２を押圧し、２点鎖線の位置
へ移動させる。このとき、ピストン21の中心K₁は、中心
線l₃に沿って移動するが、球面部24の中心K₂はボール３
の中心3aを半径とする円弧R₁に沿って移動させられるの
で、第１図（ａ）に示した場合と同様ピストン21も傾転
する。

以上の構成の第２実施例は、第１の実施例にくらべて、
球面部24の半径Ｒを大きくしてあるので斜板２の受圧面
積を大きく取ることができる。また半径Ｒを大きくする
ことで、ピストン21の傾転角を小さくできる。第１実施
例の場合と同様に作動効率を高めることができる。

第１図（ｃ）に示す第３実施例について述べる。第１図
（ｃ）において、シリンダ装置30は、第１、第２実施例
と同様に本体１に設けた内孔６にピストン31を摺動自在
に設けた構成である。ピストン31はその外周に球面部32
aを設けてある。また、その斜板２の面5aに当接する面
を平面32bとしてある。前記ピストン31の球面部32aは、
シール33の中心と中心線l₃との交点K₁を中心にして、半
径R₃の球面としてある。

このシリンダ装置30は、その圧力室30aに圧油が供給さ
れると、斜板２を２点鎖線の位置まで移動させる。上記
の作動において、斜板２の面5aとピストン31の中心線l₃
との交点をK₂′とすれば、この点K₂′がボール３の中心
3aから点K₂′までを半径とする円弧を描く。従って、斜
板２が２点鎖線で示す位置まで移動させられると、交点
K₂′は、中心線l₃より下方となる。（この距離をΔｌと
する。）この点をK₂″とすれば、K₁がK₁′まで移動する
ので、K₂″とK₁′とを結ぶ線l₃′は最初の中心線l₃との
間に角度θを形成する。このθは斜板２が２点鎖線の位
置へ移動させられたときに形成される中心線l₃′が斜板
２の面5aに直角であるから本体１の面1aと面5aとの間で
形成される角度αに等しくなる。

第１図（ｅ）は、第１図（ａ）〜（ｃ）に示した第１〜
第３実施例のシール部の構成を示すものである。

第１〜第３実施例に示した各ピストンのシールは、斜板
２の傾転によってピストンが傾転する前に、ピストンを
シールで支える位置に設けてある。すなわち、ピストン
の最大径の位置に設けてある。この構成では、第１図
（ｄ）に示すように、シリンダ装置10を形成する内孔46
とピストン41の最大径部41M（最大径41m）との間に充分
な隙間δ₄₀を形成し、斜板２が傾転させられるとき、最
大径部41Mが内孔46に当接しない場合は問題ない。しか
し、隙間δ₄₀を小さくし、高圧をシールする場合は、斜
板２が傾転させられるとき、ピストン41の中心がδ₄₁だ
け、上に押され、シール42の中心l₄₁も、内孔46に対し
て角度αだけ傾くものである。従って、δ₄₀が充分でな
ければ、第１図（ｄ）の２点鎖線で示すように、内孔46
に、最大径部41Mが当接し、内孔46を削るものである。
また、シール42のシール中心位置は、K₄₀′からK₄₁の位
置にずれるので、シール力も弱くなる欠点を有する。

そこで、高圧の場合に用いるピストンのシール部の構成
を第１図（ｅ）に示す。

第１図（ｅ）において、シール52は、ピストン51の最大
径部51M（最大径51m）を通る中心線l₅₁よりΔｌだけ、
後方へずらせて設けてある。この寸法Δｌは、斜板２が
αだけ傾転させられたとき、シール52のシール点K
₅₀が、第１図（ｄ）に示す最適のシール位置K₄₀′に相
当する位置に達するように決める。斜板２が角度αだけ
傾転させられると、シール52は、中心l₅₁に対して角度
αだけ傾くものである。このとき、シール点K₅₀が最適
の位置にあるから、他の部分シール点は、シール点K₅₀
より後方になるから、一見シール力が減少する様に考え
られる。しかし、ピストン51の移動時に、第１図（ｄ）
に示して説明したように、その最大径部51Mが内孔56に
当り、ピストン51が下方へ押し下げられるので、この力
によってシール力が確保される。また斜板２の傾転時
に、内孔56に当るピストン51の最大径部51Mは、曲面で
あるから内孔56に削らないものである。

以上説明したように、この実施例によれば、斜板２とピ
ストン31との当接面を平面としているので、斜板２のピ
ストン31の当接部の厚みを厚くすることができ、かつピ
ストン31の厚みを薄くすることができる。

〈考案の効果〉本考案によれば、シリンダ装置のピストンの先端を直接
斜板に当接させるものであるから、ピストンの背面から
斜板への当接部分までの寸法を小さくすることができ
る。従って、油圧モータの軸方向への小型化を図ること
ができ、またピストンの寸法の縮小化においてピストン
と斜板との当接面を大きい曲率半径とすることができる
ので、ピストンと斜板との当接面部分の斜板の厚みを厚
くしてその強度を上げることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの考案の第１実施例の主要部縦断側面
図、第１図（ｂ）は第２実施例の主要部縦断側面図、第
１図（ｃ）は第３実施例の縦断側面図、第１図（ｄ）は
第１〜第３実施例のシール部の詳細図、第１図（ｅ）は
第１〜第３実施例に用いることができるシール部の他の
実施例の詳細図、第２図は従来の斜板傾転用のシリンダ
装置を示し（ａ）は主要部縦断側面図、（ｂ）は（ａ）
の部分拡大図である。１……油圧モータ本体、２……斜板、３……ボール、６
……内孔、10、20、30……シリンダ装置、14、24、32b
……斜板当接面、12a、22a……テーパ周面、32a……球
面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】斜板式油圧モータの斜板を押圧するピスト
ンと、前記ピストンが挿入される内孔と、前記ピストン
により区画され前記内孔のピストン背面側に形成された
圧力室とにより形成され、斜板式油圧モータの斜板を傾
転させる斜板式油圧モータの斜板傾転シリンダ装置にお
いて、前記ピストンの少なくとも前端部外周を前方へ小
径となる周面に形成して前記内孔の内周とピストンの外
周との間にピストンの傾転を許容する間隙を設け、前記
ピストンの最大径部付近にシールを設け、前記ピストン
に前記斜板に当接する当接面を設けたことを特徴とする
斜板式油圧モータの斜板傾転シリンダ装置。
【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置
において、前記ピストンの前記斜板に直接当接する当接
面が、前記ピストンのシール位置よりも前側に中心を有
する球面に形成されていることを特徴とする斜板式油圧
モータの斜板傾転シリンダ装置。
【請求項３】実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置
において、前記ピストンの前記斜板に直接当接する当接
面が、前記ピストンのシール位置よりも後側に中心を有
する球面に形成されていることを特徴とする斜板式油圧
モータの斜板傾転シリンダ装置。
【請求項４】実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置
において、前記ピストンの前記斜板に直接当接する当接
面が、平面に形成されていることを特徴とする斜板式油
圧モータの斜板傾転シリンダ装置。