(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（３）内に軸（４）とともにシリンダーブロック（５）を回転自在に設け、このシリンダーブロック（５）のシリンダー孔（１１）内にピストン（１２）を嵌挿してシリンダー室（１３）を形成し、このピストン（１２）に取付けたピストンシュー（１４）を斜板（１６）の摺動面（１７）に押しつけ、軸（４）とともにシリンダーブロック（５）が回転することでピストン（１２）が往復動するようにした斜板式油圧ポンプ・モータにおいて、
前記ピストンシュー（１４）を斜板（１６）の摺動面（１７）に押しつけるシリンダー部と、前記軸（４）の回転速度が速くなるのに応じて順次高圧の圧油をシリンダー部に供給する手段を設けたことを特徴とする斜板式油圧ポンプ・モータ。
【請求項２】
前記軸（４）とシリンダーブロック（５）とに亘って環状のリテーナガイド（１９）を摺動自在に設け、このリテーナガイド（１９）とシリンダーブロック（５）と軸（４）で環状室（２０）を形成して前記シリンダー部とした請求項１記載の斜板式油圧ポンプ・モータ。
【請求項３】
前記軸（４）に補助油圧ポンプ（３５）を内蔵し、その補助油圧ポンプ（３５）の吐出側を前記環状室（２０）に連通し、その環状室（２０）を絞り（３７Ａ）を通じてハウジング（３）内に連通して前記圧油供給手段とした請求項２記載の斜板式油圧ポンプ・モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式油圧ポンプ・モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式油圧ポンプ・モータは、ハウジング内に、軸、その軸とともに回転するシリンダーブロック、斜板、弁板等を設け、そのシリンダーブロックのシリンダー孔内にピストンを嵌挿してシリンダー室を形成し、そのピストンに揺動自在に取付けたピストンシューをばねにより斜板の摺動面に押しつけ、軸とともにシリンダーブロックが回転することでシリンダー室を弁板を形成した高圧ポートと低圧ポートに交互に連通するものである。
【０００３】
前記斜板式油圧ポンプ・モータを油圧ポンプとして用いる場合には、軸をエンジン等で回転駆動してシリンダー室に低圧ポートから油を吸い込み、そのシリンダー室内の油を加圧して高圧ポートから吐出する。
また、斜板式油圧ポンプ・モータを油圧モータとして用いる場合には、高圧ポートから高圧油をシリンダー室に供給し、その高圧油を低圧ポートから排出することでシリンダーブロックとともに軸を回転している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の斜板式油圧ポンプ・モータを油圧モータとして用いる場合には回転速度に限界があった。この限界は斜板の摺動面とピストンシューの摺動部の摺動特性（ＰＶ値）や、逆駆動時に次の原理によって生じるピストンシュー浮き上り限界等により決まり、通常は限界値を回転数（ｒｐｍ）で表す。前述の摺動特性とは主に材質の違いによる摩耗等を面圧Ｐと周速Ｖで表わしたものである。
【０００５】
前述の逆駆動時のピストンシュー浮き上りは次のようにして生じる。油圧モータの軸で油圧ショベルの旋回体等の被回転体を回転している状態から、油圧モータを停止した時に軸が被回転体の慣性力で回転駆動されてポンプ作用し、シリンダー室内が低圧に、極端な場合は負圧となる。つまり、正回転時にはシリンダー室の圧力のよる押付力は遠心力よりもはるかに大きいが、逆駆動時には前述の押圧力が遠心力と等しいか小さくなるので、シリンダー室内が低圧になったり、極端な場合は負圧となる。このために、ピストンシューを斜板の摺動面から離そうとする力、つまりかい離力が発生し、そのかい離力がピストンシューを斜板の摺動面に押しつける力よりも大きくなるとピストンシューが斜板の摺動面から離れて浮き上る。
【０００６】
斜板モータの回転速度が速くなれば押付力よりもかい離力が大きくなるので、斜板モータの回転速度限界は、かい離力がピストンシュー押しつけ力よりも大きくなる回転速度であり、逆駆動時のピストンシュー浮き上り限界によって決まる。
【０００７】
このことから斜板モータの回転速度限界を上げる一つの手段として前述の逆駆動時のピストンシュー浮き上り限界を上げれば良い。この逆駆動時のピストンシュー浮き上り限界を上げるための手段としてはピストンシューを斜板の摺動面に押しつけるばねの荷重を大きくすることが考えられる。
【０００８】
ばねの荷重を大きくすると斜板の摺動面とピストンシューの摺動部の摩擦力が大きくなる。このためにシリンダーブロックの回転抵抗が大きくなるから軸の出力トルクの変動が大きくなり、特に低速回転域でピストンシューが斜板の摺動面に沿ってスムーズに摺動しなくなってシリンダーブロック、軸が滑らかに回転しないため回転むらや振動が発生する。これはスティクスリップとも言われる現象で、引っ掛かりのあるような回転である。このため、例えば油圧ショベルの旋回体を駆動すると車体が振動してしまうことになる。また、特開平６−２５７１９０号公報に示すようにウエイト、爪部、ピン等を用いた押付け構造が提案されているが、この構造であると部材が多いし、浮き上りは防止できるが回転むら等を解決できない。
【０００９】
そこで、本発明は逆駆動時のピストンシュー浮き上り限界を上げることができるし、低速回転域で回転むらや振動が発生しないようにした斜板式油圧ポンプ・モータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
第１の発明は、ハウジング３内に軸４とともにシリンダーブロック５を回転自在に設け、このシリンダーブロック５のシリンダー孔１１内にピストン１２を嵌挿してシリンダー室１３を形成し、このピストン１２に取付けたピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつけ、軸４とともにシリンダーブロック５が回転することでピストン１２が往復動するようにした斜板式油圧ポンプ・モータにおいて、
前記ピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつけるシリンダー部と、前記軸４の回転速度が速くなるのに応じて順次高圧の圧油をシリンダー部に供給する手段を設けたことを特徴とする斜板式油圧ポンプ・モータである。
【００１１】
第１の発明によれば、ピストンシュー１４はシリンダー部の推力で斜板１６の摺動面１７に押しつけられるし、そのシリンダー部に供給される圧油の圧力は軸４が速く回転するのに応じて順次高くなる。
これによって、ピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつける力は軸４が速く回転するのに応じて順次大きくなり、軸４が低速回転域ではピストンシュー１４の押しつけ力が小さく、軸４の高速回転域ではピストンシュー１４の押しつけ力が大きい。
【００１２】
したがって、逆駆動時のピストンシュー浮き上り限界を上げることができるし、低速回転域で回転むらや振動が発生することがない。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記軸４とシリンダーブロック５とに亘って環状のリテーナガイド１９を摺動自在に設け、このリテーナガイド１９とシリンダーブロック５と軸４で環状室２０を形成して前記シリンダー部とした斜板式油圧ポンプモータである。
【００１４】
第２の発明によれば、斜板式油圧ポンプ・モータを形成するリテーナガイド１９、シリンダーブロック５、軸４でシリンダー部としたので、特別な部材を設ける必要がなく、構造簡単でコスト安となる。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、前記軸４に補助油圧ポンプ３５を内蔵し、その補助油圧ポンプ３５の吐出側を前記環状室２０に連通し、その環状室２０を絞り３７Ａを通じてハウジング３内に連通して前記圧油供給手段とした斜板式油圧ポンプ・モータである。
【００１６】
第３の発明によれば、補助油圧ポンプ３５の吐出流量は軸４の回転速度の上昇に応じて順次多くなるし、環状室２０内に供給される圧油は絞り３７Ａを通ってハウジング３内に流出するから、その環状室２０内の圧力は軸４の回転速度の上昇に応じて順次高くなる。
これによって、リテーナガイド１９でピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつける力は、軸４が低速回転域では小さく、高速回転域では大きくなる。
【００１７】
したがって、逆駆動時のピストンシュー浮き上り限界を上げることができるし、低速回転域で回転むらや振動が発生することがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、ケース１と端板２でハウジング３としてある。ハウジング３内には軸４とシリンダーブロック５が回転自在に設けてある。ケース１は筒状部６と端壁部７で有底の筒形状である。軸４はケース１の端壁部７と端板２に軸受８で回転自在に支承され、シリンダーブロック５は弁板９に沿って回転自在となっている。
【００１９】
前記シリンダーブロック５の中心には段付孔１０が形成され、外周寄りには複数のシリンダー孔１１が形成してある。このシリンダー孔１１にピストン１２が摺動自在に嵌挿されてシリンダー室１３を形成している。前記ピストン１２にピストンシュー１４が揺動自在に取付けてあり、このピストンシュー１４はシューリテーナ１５で斜板１６の摺動面１７に摺動自在に押しつけられる。
【００２０】
前記シリンダーブロック５の中心側には斜板１６側に突出した突部１８を備え、この突部１８の外周面と軸４の外周面とにリテーナガイド１９が嵌合され、突部１８の端面と軸４の外周面とリテーナガイド１９の内面で環状室２０を形成している。これによって、ピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつけるシリンダー部を形成している。
【００２１】
前記軸４は一端部が大径で他端部が小径の段付き形状で、その小径部４Ａがシリンダブロック５の段付孔１０の小径孔１０Ａにスプライン嵌合し、軸４とシリンダーブロック５が一体となって回転する。
【００２２】
以上の構成で斜板式油圧ポンプ・モータを形成し、弁板９に形成した図示しない第１のキドニポートに圧油を供給すると共に、第２のキドニポートをタンクに連通することでピストン１２が往復動してシリンダーブロック５とともに軸４が回転する。また、軸４を回転すれば第１のキドニポートから圧油を吸い込んで第２のキドニポートから圧油を高吐出する。
【００２３】
前記の環状室２０、つまりシリンダーには軸４の回転速度が速くなるにつれて高圧の圧油が供給手段で供給される。以下供給手段の一例を説明する。
前記軸４の大径部４Ｂにはシリンダー孔２１が形成してある。前記シリンダー孔２１は軸４の一端面４Ｃに形成した円形の凹部２２に開口し、かつピストン２３が摺動自在に嵌挿されてシリンダー室２４を形成している。このピストン２３に摺動自在に取付けたピストンシュー２５はスプリング２６で斜板２７の摺動面２８に押しつけてある。この斜板２７はケース１の端壁部７に取付けられて軸４の凹部２２内に突出している。斜板２７、ピストン２３を設けたことによってハウジング３の軸方向長さが、軸直結で別のポンプを設けるよりは必要以上に長くならない。これによって、コンパクトになるし、圧油を導き易い。
【００２４】
前記軸４の軸心には段付きの軸孔３０が形成してあり、この軸孔３０内には第１チェック弁３１と第２チェック弁３２が軸方向に間隔を置いて設けてあり、この第１・第２チェック弁３１，３２間に室３３を形成している。前記第１チェック弁３１は軸４の凹部２２内の圧油が室３３に流入することを許容し、その反対を阻止する。前記第２チェック弁３２は室３３から軸４に形成した第１油孔３４への圧油流れを許容し、その反対を阻止する。前記室３３はシリンダー室２４に連通している。
【００２５】
このようであるから、軸４が回転するとピストン２３が往復移動して第１チェック弁３１からハウジング３内の圧油を室３３に吸い込み、その吸い込んだ圧油を第２チェック弁３２から第１油孔３４に吐出する。これによって、軸４に内蔵された補助油圧ポンプ３５を形成している。
【００２６】
前記第１油孔３４は第２油孔３６で前記環状室２０に連通し、環状室２０に圧油を供給してリテーナガイド１９を斜板１６側に押し、それによってシューリテーナ１５を介してピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつけている。前記環状室２０はリテーナガイド１９に形成した絞り３７Ａを有する第３油孔３７でハウジング３内に連通している。
【００２７】
このようであるから、軸４が回転すると補助油圧ポンプ３５のピストン２３が往復動し、第１チェック弁３１を経て室３３内にハウジング３内の油を吸い込み、その室３３内の油を加圧して第２チェック弁３２から第１油孔３４に吐出し、第２油孔３４に吐出した圧油が第２油孔３６を通って環状室２０に流入するので、リテーナガイド１９でシューリテーナ１５を押し、シューリテーナ１５でピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつける。前記第２油孔３４に吐出される流量、つまり補助油圧ポンプ３５の吐出量は軸４が高速回転であれば多く、低速であれば少ない。
【００２８】
また、前記環状室２０は第３油孔３７の絞り３７Ａでハウジング３内に連通しているから、その環状室２０内の圧力は供給流量が多ければ高く、少なければ低くなる。この環状室２０内の供給流量は軸４が高速回転であれば多く、低速回転であれば少ない。これによって、環状室２０内の圧力は軸４が高速回転であれば高く、低速回転であれば低いから、ピストンシュー１４を斜板１６の摺動面１７に押しつける力は軸４が高速回転域の時には大きく、低速回転域の時には小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す斜板式油圧ポンプ・モータの断面図である。
【符号の説明】
１…ケース
２…端板
３…ハウジング
４…軸
５…シリンダーブロック
９…弁板
１１…シリンダー孔
１２…ピストン
１３…シリンダー室
１４…ピストンシュー
１５…シューリテーナ
１６…斜板
１７…摺動面
１９…リテーナガイド
２０…環状室
２１…シリンダー孔
２２…凹部
２３…ピストン
２４…シリンダー室
２７…斜板
３１…第１チェック弁
３２…第２チェック弁
３３…室
３４…第１油孔
３５…補助油圧ポンプ
３６…第２油孔
３７…第２油孔
３７Ａ…絞り
【図１】
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