(57)【要約】【課題】パッド面の潤滑性を高められる油圧ピストンポンプ・モータを提供する。【解決手段】回転するシリンダブロックに対して往復動する複数のピストンと、このピストンによって拡縮されるシリンダブロック内の容積室と、この容積室に対する作動油の給排を切換えるバルブプレートとを備える油圧ピストンポンプ・モータであって、シリンダブロックとバルブプレート１５とが互いに摺接する摺接面２０、３０は、その一方に作動油の流れを封止するシールランド面２１と、このシールランド面２１の外側で他方に摺接するパッド面２２とをそれぞれ有し、このパッド面２２に摺接する摺接面３０に凹状に窪む油溜め部４５を形成した。【選択図】図３
2010116813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するシリンダブロックと、
このシリンダブロックに対して往復動する複数のピストンと、
このピストンによって拡縮される前記シリンダブロック内の容積室と、
この容積室に対する作動油の給排を切換えるバルブプレートとを備える油圧ピストンポンプ・モータであって、
前記シリンダブロックと前記バルブプレートとが互いに摺接する摺接面は、
その一方に作動油の流れを封止するシールランド面と、
このシールランド面の外側でその他方に摺接するパッド面とをそれぞれ有し、
このパッド面とこれに摺接する前記摺接面の少なくとも一方に凹状に窪む油溜め部を形成したことを特徴とする油圧ピストンポンプ・モータ。
【請求項２】
前記油溜め部を前記バルブプレートの前記摺接面にて前記シリンダブロックの回転に伴って前記ピストンが前記容積室を収縮する吐出領域のみに形成し、
動力源によって前記シリンダブロックが回転駆動される油圧ピストンポンプとして用いられることを特徴とする請求項１に記載の油圧ピストンポンプ・モータ。
【請求項３】
前記油溜め部を前記バルブプレートの前記摺接面にて前記シリンダブロックの回転に伴って前記ピストンが前記容積室を拡張する拡張領域のみに形成し、
油圧源から供給される加圧作動油によって前記シリンダブロックが回転駆動される油圧ピストンモータとして用いられることを特徴とする請求項１に記載の油圧ピストンポンプ・モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動油の給排によって回転作動する油圧ピストンポンプ・モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば作業機械や建設機械等には、油圧源または油圧アクチュエータとしてピストンポンプ・モータが搭載されている。
【０００３】
従来、この種の油圧ピストンモータとして、例えば特許文献１に開示されたものは、シリンダブロックとバルブプレートの摺接面の一方にシールランド面とパッド面がそれぞれ形成されている。
【０００４】
このシールランド面が摺接することによって、シリンダブロック内に給排される作動油の流れが封止される。
【０００５】
シールランド面の外側でパッド面が摺接することによって、シリンダブロックとバルブプレート間の面圧が適正に保たれる。
【特許文献１】特開２００５−３３７１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の油圧ピストンモータにあっては、シールランド面の摺接部にはシリンダブロック内に給排される加圧作動油の一部が洩れ出し、油膜が形成されるが、シールランド面から流出する作動油が油逃がし路によってケーシング内へと逃がされるため、シールランド面の外側に設けられるパッド面の摺接部は、油膜を維持することが難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、パッド面の潤滑性を高められる油圧ピストンポンプ・モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、 回転するシリンダブロックと、このシリンダブロックに対して往復動する複数のピストンと、このピストンによって拡縮されるシリンダブロック内の容積室と、この容積室に対する作動油の給排を切換えるバルブプレートとを備える油圧ピストンポンプ・モータであって、シリンダブロックとバルブプレートとが互いに摺接する摺接面は、その一方に作動油の流れを封止するシールランド面と、このシールランド面の外側でその他方に摺接するパッド面とをそれぞれ有し、このパッド面とこれに摺接する摺接面の少なくとも一方に凹状に窪む油溜め部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、パッド面の摺接部は、油溜め部に一旦溜められた作動油がひろがることにより油膜が維持され、摩耗や焼き付き等が生じることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示すように、回転斜板式の油圧ピストンポンプ１０は、ケーシング１とケーシング２とにより形成される内部空間にシリンダブロック３および斜板４が収装される。
【００１２】
シリンダブロック３はシャフト５を介して回転駆動される。シャフト５は、その一端がケーシング１にベアリング１１を介して支持され、その途中がケーシング２にベアリング１２を介して支持される。シャフト５はケーシング２から外部へ突出されるその一端に図示しない動力源から回転が伝達される。
【００１３】
シリンダブロック３には複数のシリンダ６が形成され、各シリンダ６にはピストン８がそれぞれ挿入され、両者の間に容積室７が画成される。
【００１４】
各シリンダ６は、シリンダブロック３の回転軸Ｏと平行に延び、かつ回転軸Ｏを中心とする同一円周上に一定の間隔を持って配置される。
【００１５】
各ピストン８の一端側はシリンダブロック３から突出され、斜板４に接するシュー９が連結される。シリンダブロック３が回転すると、各ピストン８は斜板４との間で往復動し、シリンダ６の容積室７を拡縮させる。すなわち、シリンダブロック３が一方向に回転するのに伴って、ピストン８によって容積室７を拡張する吸込行程と容積室７を収縮する吐出行程が繰り返される。
【００１６】
図２に示すように、シリンダブロック３の端面には各容積室７に連通するシリンダポート１３が回転軸Ｏを中心とする円周上に並んで開口する。各シリンダポート１３は、長円形の開口断面を有する。
【００１７】
ケーシング１にはシリンダブロック３の端面を摺接させるバルブプレート１５が介装される。なお、これに限らず、ケーシング１にシリンダブロック３の端面を摺接させるバルブプレート１５を一体形成してもよい。
【００１８】
図３に示すように、バルブプレート１５には円弧状の吸込ポート２５と吐出ポート２４がそれぞれ開口し、この吸込ポート２５と吐出ポート２４に対してシリンダブロック３の回転に伴って各シリンダポート１３が連通することによって各容積室７に対する作動油の給排（吸い込みと吐出）が制御される。
【００１９】
シリンダブロック３は、図３において矢印で示す方向に回転し、各ピストン８は、バルブプレート１５の中心線Ｃに対峙する位置で摺動方向が切換わる上死点と下死点を迎える。バルブプレート１５のシリンダブロック３に対する摺接面３０は、中心線Ｃによって吸込領域３０Ａと吐出領域３０Ｂに分けられる。
【００２０】
バルブプレート１５の吸込領域３０Ａに吸込ポート２５が開口する。吸込領域３０Ａに対峙する領域にて、各ピストン８は容積室７を拡張し、図示しないタンクからの作動油が図示しない配管と吸込通路１８および吸込ポート２５を通ってシリンダポート１３から各容積室７に吸い込まれる。
【００２１】
吸込ポート２５の吸い込み開始側端部にはノッチ２６が形成される。このノッチ２６は中心線Ｃの近傍に位置する摺接面３０の圧力遷移区間３０Ｄに開口し、この圧力遷移区間３０Ｄに面して拡張し始める容積室７の圧力降下を円滑にする。
【００２２】
バルブプレート１５の吐出領域３０Ｂに吐出ポート２４が開口する。吐出領域３０Ｂにてシリンダブロック３の回転に伴ってピストン８が容積室７を収縮し、容積室７から吐出する加圧作動油が吐出ポート２４と吐出通路１９および図示しない配管を通って油圧機器へと導かれる。
【００２３】
吐出ポート２４の吐出開始側端部にはノッチ２７が形成される。このノッチ２７は中心線Ｃの近傍に位置する摺接面３０の圧力遷移区間３０Ｅに開口し、この圧力遷移区間３０Ｅにて収縮し始める容積室７の圧力上昇を円滑にする。
【００２４】
バルブプレート１５のシリンダブロック３に対する摺接面３０は、吸込ポート２５と吐出ポート２４とが開口する環状のシールランド摺接面３１と、このシールランド摺接面３１の外側に拡がる環状のパッド摺接面３２とを有する。このシールランド摺接面３１とパッド摺接面３２とは、互いに同一平面状に延び、段差無く連続している。
【００２５】
図２に示すように、シリンダブロック３のバルブプレート１５に対する摺接面２０は、各シリンダポート１３が開口する環状のシールランド面２１と、このシールランド面２１の外側に拡がる環状のパッド面２２とを有する。
【００２６】
シリンダブロック３のシールランド面２１とパッド面２２とは、互いに同一平面状に延び、両者の間に環状の外周油逃がし路４２が形成される。
【００２７】
シリンダブロック３のシールランド面２１とバルブプレート１５のシールランド摺接面３１とは互いに摺接し、各シリンダポート１３と吸込ポート２５と吐出ポート２４の間を封止する。
【００２８】
シリンダブロック３のシールランド面２１とバルブプレート１５のシールランド摺接面３１との間には、各シリンダポート１３から吐出ポート２４へと流れる加圧作動油の一部が洩れ出し、油膜が形成される。シールランド面２１は、シリンダブロック３がバルブプレート１５に与える荷重が適正になるように、その面積が任意に設定される。
【００２９】
シリンダブロック３のシールランド面２１のまわりには内周油逃がし路４１と外周油逃がし路４２がそれぞれ形成される。
【００３０】
シリンダブロック３には、シールランド面２１の内周端部に沿って延びる環状段部４０が形成される。内周油逃がし路４１は、この環状段部４０とバルブプレート１５との間に画成される。シールランド面２１を潤滑した作動油は内周油逃がし路４１を通ってシリンダブロック３の内側に流出し、ケーシング１内から図示しない通路を通してタンクへと戻される。
【００３１】
シリンダブロック３には、シールランド面２１の外周端部に沿って延びる環状溝４３と、この環状溝４３から放射状に延びる複数の放射状溝４４とが形成される。外周油逃がし路４２は、この環状溝４３、の放射状溝４４とバルブプレート１５との間に画成される。シールランド面２１とシールランド摺接面３１を潤滑した作動油は外周油逃がし路４２を通ってシリンダブロック３の外側に流出し、ケーシング１内から図示しない通路を通してタンクへと戻される。
【００３２】
パッド面２２は、外周油逃がし路４２の環状溝４３のまわりに形成される。外周油逃がし路４２の放射状溝４４は、パッド面２２を横切るようにして形成される。
【００３３】
図３に示すように、バルブプレート１５のシリンダブロック３に対する摺接面３０は、外周油逃がし路４２の外側にパッド面２２に摺接するパッド摺接面３２を有する。
【００３４】
シリンダブロック３は、その外周部でパッド面２２がバルブプレート１５のパッド摺接面３２に摺接することによって、シリンダブロック３とバルブプレート１５間の面圧が適正に保たれる。
【００３５】
ところで、吐出ポート２４から供給される加圧作動油が外周油逃がし路４２によってケーシング１内へと逃がされるため、外周油逃がし路４２の外側に設けられるパッド面２２とパッド摺接面３２とが互いに摺接する部位は、油膜を維持することが難しい。
【００３６】
特に、バルブプレート１５の吐出領域３０Ｂは、吸込領域３０Ａに比べてパッド面２２とパッド摺接面３２が互いに摺接する面圧が高いため、潤滑不良によって摩耗や焼き付き等が発生しやすい。
【００３７】
これに対処して、本発明は、パッド面２２とパッド摺接面３２の少なくとも一方に凹状に窪む油溜め部４５を形成し、この油溜め部４５に一旦溜められる作動油がパッド面２２とパッド摺接面３２との摺接部にひろがり、油膜を維持する構成とした。
【００３８】
本実施の形態では、図３に示すように、バルブプレート１５のパッド摺接面３２に凹状に窪む油溜め部４５としてドリル加工によって油溜め穴を形成する。油溜め部４５は、所定の深さを有し、バルブプレート１５を貫通していない。
【００３９】
各油溜め部４５は、パッド摺接面３２のパッド面２２に対する面圧が高いバルブプレート１５の吐出領域３０Ｂに形成され、バルブプレート１５の吸込領域３０Ａには形成されない。
【００４０】
本実施の形態では、５個の油溜め部４５が吐出ポート２４の外径方向に配置され、バルブプレート１５の回転軸Ｏを中心とする同一円周上に一定の間隔を持って並ぶ。
【００４１】
５個の油溜め部４５のうち、その一端に位置する油溜め部４５は、ノッチ２７が形成される圧力遷移区間３０Ｅから離して形成される。
【００４２】
５個の油溜め部４５のうち、その他端に位置する油溜め部４５は、吐出ポート２４の端部から延びる圧力遷移区間３０Ｄに形成される。
【００４３】
なお、油溜め部４５の数及び配置は、これに限らず、要求される潤滑性能に応じて任意に設定される。
【００４４】
また、油溜め部をシリンダブロック３のパッド面２２に形成してもよい。
【００４５】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００４６】
シリンダブロック３の回転に伴って、各ピストン８がシリンダ６を往復動する。ピストン８によって拡張する容積室７には、図示しないタンクからの作動油が図示しない配管と吸込通路１８、吸込ポート２５、シリンダポート１３を通って吸い込まれる。一方、ピストン８によって収縮する容積室７にて加圧される作動油がシリンダポート１３、吐出ポート２４から吐出通路１９および図示しない配管を通って油圧機器へと導かれる。
【００４７】
シリンダブロック３のシールランド面２１とバルブプレート１５のシールランド摺接面３１とは互いに摺接し、各シリンダポート１３と吸込ポート２５、吐出ポート２４の間を封止する。
【００４８】
シールランド面２１とシールランド摺接面３１の摺接部は、各シリンダポート１３と吐出ポート２４を流れる加圧作動油の一部が洩れ出し、油膜が形成される。シリンダブロック３はバルブプレート１５に対してこの油膜を介して円滑に回転する。
【００４９】
シリンダブロック３は、その外周部でパッド面２２がバルブプレート１５のパッド摺接面３２に摺接することによって、バルブプレート１５に対して傾かないにように支持される。
【００５０】
パッド面２２とパッド摺接面３２との摺接部は、シールランド面２１とシールランド摺接面３１との摺接部から流出する作動油の一部が外周油逃がし路４２を介して供給され、油溜め部４５に一旦溜められた作動油が両者の間にひろがることにより油膜が維持され、摩耗や焼き付き等が生じることを防止できる。
【００５１】
以上のように本実施の形態では、回転するシリンダブロック３と、このシリンダブロック３に対して往復動する複数のピストン８と、このピストン８によって拡縮されるシリンダブロック３内の容積室７と、この容積室７に対する作動油の給排を切換えるバルブプレート１５とを備える油圧ピストンポンプ・モータであって、シリンダブロック３とバルブプレート１５とが互いに摺接する摺接面２０、３０は、その一方に作動油の流れを封止するシールランド面２１と、このシールランド面２１の外側で他方に摺接するパッド面２２とをそれぞれ有し、このパッド面２２とこれに摺接する摺接面３０（パッド摺接面３２）の少なくとも一方に凹状に窪む油溜め部４５を形成した。
【００５２】
上記構成に基づき、パッド面２２の摺接部は、油溜め部４５に一旦溜められた作動油がひろがることにより油膜が維持され、摩耗や焼き付き等が生じることを防止できる。
【００５３】
本実施の形態では、油溜め部４５をバルブプレート１５の摺接面３０にてシリンダブロック３の回転に伴ってピストン８が容積室７を収縮する吐出領域のみに形成し、動力源によってシリンダブロック３が回転駆動される油圧ピストンポンプとして用いられる構成とした。
【００５４】
上記構成に基づき、パッド面２２の摺接部は、吐出領域３０Ｂにて油溜め部４５に一旦溜められた作動油がひろがることにより油膜が維持され、面圧が高い吐出領域３０Ｂにて摩耗や焼き付き等が生じることを防止できる。
【００５５】
また、バルブプレート１５において、油溜め部４５を吸込領域３０Ａに形成しないため、油溜め部４５を形成する加工工数を削減し、生産性を高められる。
【００５６】
また、油溜め部をシリンダブロック３のパッド面２２に形成する場合、油溜め部はバルブプレート１５の吸込領域３０Ａと吐出領域３０Ｂとに面して回転するため、油溜め部をパッド面２２の全周に渡って形成する必要があり、加工工数が増える。
【００５７】
本発明は、ピストンポンプに限らず、ピストンモータにも適用できる。
【００５８】
図１、２に示す油圧ピストンポンプ・モータが油圧源から供給される加圧作動油によってシリンダブロック３が回転駆動される油圧ピストンモータとして用いられる場合、図４に示すように、バルブプレート１５のシリンダブロック３に対する摺接面３０は、中心線Ｃによって拡張領域３０Ｇと収縮領域３０Ｈに分けられる。
【００５９】
シリンダブロック３が図４にて矢印方向に回転するのに伴って、拡張領域３０Ｇに対峙する領域にて、各ピストン８が容積室７を拡張させ、図示しない油圧源から供給される加圧作動油が供給ポート２５を通って各容積室７に吸い込まれる。一方、収縮領域３０Ｈに対峙する領域にて、各ピストン８は容積室７を収縮させ、各容積室７から流出する作動油が排出ポート２４を通って図示しないタンク側へと導かれる。加圧作動油が導かれる拡張領域３０Ｇにて収縮領域３０Ｈより面圧が高くなる。
【００６０】
なお、図４において、前記図３と同一構成部には同一符号を付す。
【００６１】
この場合、バルブプレート１５の拡張領域３０Ｇは、収縮領域３０Ｈに比べてパッド面２２とパッド摺接面３２とが互いに摺接する面圧が高いため、潤滑不良によって摩耗や焼き付き等が発生しやすい。
【００６２】
これに対処して、本実施の形態では、油溜め部４５をバルブプレート１５の摺接面３０にてシリンダブロック３の回転に伴ってピストン８が容積室７を拡張する拡張領域３０Ｇのみに形成し、油圧源から供給される加圧作動油によってシリンダブロック３が回転駆動される油圧ピストンモータとして用いられる構成とした。
【００６３】
上記構成に基づき、シリンダブロック３のパッド面２２の摺接部は、拡張領域３０Ｇにて油溜め部４５に一旦溜められた作動油がひろがることにより油膜が維持され、面圧が高い拡張領域３０Ｇにて摩耗や焼き付き等が生じることを防止できる。
【００６４】
また、油溜め部４５をバルブプレート１５の収縮領域３０Ｈには形成しないため、油溜め部４５を形成する加工工数を削減し、生産性を高められる。
【００６５】
また、油溜め部をシリンダブロック３のパッド面２２に形成する場合、油溜め部はバルブプレートの拡張領域３０Ｇと収縮領域３０Ｈとに面して回転するため、油溜め部をパッド面２２の全周に渡って形成する必要があり、加工工数が増える。
【００６６】
本発明は、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態を示すピストンポンプの断面図。
【図２】同じくシリンダブロックの正面図。
【図３】同じくバルブプレートの正面図。
【図４】他の実施の形態を示すバルブプレートの正面図。
【符号の説明】
【００６８】
３    シリンダブロック
４    斜板
６    シリンダ
７    容積室
８    ピストン
１０    油圧ピストンポンプ
１３    シリンダポート
１５    バルブプレート
１８    吸込通路
１９    吐出通路
２１    シールランド面
２２    パッド面
２４    吐出ポート
２５    吸込ポート
３０    摺接面
３０Ａ    吸込領域
３０Ｂ    吐出領域
３０Ｄ    圧力遷移区間
３０Ｅ    圧力遷移区間
３０Ｇ    拡張領域
３０Ｈ    収縮領域
３１    シールランド摺接面
３２    パッド摺接面
４１    内周油逃がし路
４２    外周油逃がし路
４５    油溜め部
【図１】
2010116813.tif 000003
【図２】
2010116813.tif 000004
【図３】
2010116813.tif 000005
【図４】
2010116813.tif 000006