(57)【要約】【課題】フロント側軸受の後側に止め輪を設けることなく、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力を、リヤ側軸受ではなくフロント側軸受で受ける構造の斜板式油圧回転機を提供すること。【解決手段】斜板式油圧モータ１００（斜板式油圧回転機）は、斜板５をフロント側軸受７の方向に付勢するコイルバネ１１（バネ）を備え、回転軸２の軸方向Ｘから見たときに、フロント側軸受７の外縁部にピボット６（支点部材）の半球状部１５（支点本体部）の外縁部が重なる位置関係で、フロント側軸受７の後面と当該半球状部１５の外縁部とが当接させられている。【選択図】図２
2018193885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに形成された前側穴に嵌め込まれたフロント側軸受、および前記ハウジングに形成された後側穴に嵌め込まれたリヤ側軸受に支持されて、前記ハウジングの中に配置された回転軸と、
前記回転軸に取り付けられた、複数のピストン室を有するシリンダブロックと、
前記ピストン室に嵌まり込み、前記回転軸の軸方向に往復動するピストンと、
前記ピストンの前記ピストン室から突出する端部を支持する支持面を有し、前記軸方向に対して垂直な平面に対する前記支持面のなす角度が小さい小傾転位置と、前記軸方向に対して垂直な平面に対する前記支持面のなす角度が大きい大傾転位置との間で傾転する、前記ハウジングの中に配置された斜板と、
前記ハウジングの前記軸方向の前側内壁面に取り付けられ、前記斜板を傾転可能に支持する支点部材と、
前記ハウジングの中に配置され、前記斜板を前記フロント側軸受の方向に付勢するバネと、
を備える、斜板式油圧回転機において、
前記支点部材は、
前記斜板の前記支持面とは反対側の面に形成された凹部に嵌り込む支点本体部と、
前記支点本体部から延在し、前記前側内壁面に形成された支点穴に前記斜板側から挿入される支点本体支持部と、
を有しており、
前記軸方向から見たときに、前記フロント側軸受の外縁部に前記支点本体部の外縁部が重なる位置関係で、前記フロント側軸受の後面と前記支点本体部の外縁部とが当接している、
ことを特徴とする、斜板式油圧回転機。
【請求項２】
請求項１に記載の斜板式油圧回転機において、
前記支点本体支持部の外周面には、雄ネジが形成されており、
前記支点穴の内周面には、前記雄ネジに螺合する雌ネジが形成されている、
ことを特徴とする、斜板式油圧回転機。
【請求項３】
請求項２に記載の斜板式油圧回転機において、
前記支点本体部は、半球状であって、
前記支点本体部の軸方向に直交する方向の両側面が、当該軸方向に沿う互いに平行な平面とされている、
ことを特徴とする、斜板式油圧回転機。
【請求項４】
請求項２に記載の斜板式油圧回転機において、
前記支点本体部は、半球状であって、
前記支点本体部の軸方向に直交する方向に延びる締付用貫通孔が、前記支点本体部に形成されている、
ことを特徴とする、斜板式油圧回転機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の斜板式油圧回転機において、
前記支点本体部および前記支点本体支持部のそれぞれに、互いに連通する油抜き用貫通孔が形成されている、
ことを特徴とする、斜板式油圧回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に搭載される斜板式油圧回転機（斜板式油圧モータまたは斜板式油圧ポンプ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術に関し、例えば特許文献１、２に開示のものがある。特許文献１に開示された技術は、斜板を備える液圧モータに関するものである。この液圧モータは、回転軸を支持するフロント側軸受を、ハウジングの内側から挿入する構造となっており、後側から前側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力は、ハウジングとフロント側軸受との嵌合段差部で受ける構造となっている。一方、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力は、フロント側軸受の後側に設けられた止め輪で受ける構造となっている。
【０００３】
また、特許文献２に開示された斜板式油圧モータは、特許文献１に開示の液圧モータと同じく、回転軸を支持するフロント側軸受を、ハウジングの内側から挿入する構造となっており、後側から前側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力は、ハウジングとフロント側軸受との嵌合段差部で受ける構造となっている。一方、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力は、特許文献１に開示の止め輪ではなく、リヤ側軸受で受ける構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８８５５６号公報
【特許文献２】特許第５７５６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に開示されているような、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力を、フロント側軸受の後側に設けられた止め輪で受ける構造であると、当該止め輪をハウジングに収納するための溝の寸法分、ハウジングの軸方向の長さが長くなり、材料等のコストが多くかかってしまう。また、回転軸の支持間隔が広くなる分、その撓み量が増えてしまうため、バルブプレート部からの油漏れ量が増大してしまう懸念がある。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されているような、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力を、リヤ側軸受で受ける構造であると、次のような問題がある。回転軸のフロント側には、リヤ側よりも大きなラジアル荷重が作用するため、一般的に、フロント側軸受には、リヤ側軸受よりも、許容負荷容量の大きな軸受を採用することになる。逆に言えば、リヤ側軸受は、フロント側軸受よりも、許容負荷容量の小さな軸受を採用することになる。しかしながら、特許文献２に開示されているような上記構造であると、上記スラスト力にも耐えられる許容負荷容量の大きなリヤ側軸受を選択する必要が生じ、リヤ側軸受のコストアップをまねき、且つ設計の自由度も低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フロント側軸受の後側に止め輪を設けることなく、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力を、リヤ側軸受ではなくフロント側軸受で受ける構造の斜板式油圧回転機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の斜板式油圧回転機は、ハウジングと、前記ハウジングに形成された前側穴に嵌め込まれたフロント側軸受、および前記ハウジングに形成された後側穴に嵌め込まれたリヤ側軸受に支持されて、前記ハウジングの中に配置された回転軸と、前記回転軸に取り付けられた、複数のピストン室を有するシリンダブロックと、前記ピストン室に嵌まり込み、前記回転軸の軸方向に往復動するピストンと、前記ピストンの前記ピストン室から突出する端部を支持する支持面を有し、前記軸方向に対して垂直な平面に対する前記支持面のなす角度が小さい小傾転位置と、前記軸方向に対して垂直な平面に対する前記支持面のなす角度が大きい大傾転位置との間で傾転する、前記ハウジングの中に配置された斜板と、前記ハウジングの前記軸方向の前側内壁面に取り付けられ、前記斜板を傾転可能に支持する支点部材と、前記ハウジングの中に配置され、前記斜板を前記フロント側軸受の方向に付勢するバネと、を備える。前記支点部材は、前記斜板の前記支持面とは反対側の面に形成された凹部に嵌り込む支点本体部と、前記支点本体部から延在し、前記前側内壁面に形成された支点穴に前記斜板側から挿入される支点本体支持部と、を有しており、前記軸方向から見たときに、前記フロント側軸受の外縁部に前記支点本体部の外縁部が重なる位置関係で、前記フロント側軸受の後面と前記支点本体部の外縁部とが当接している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、本発明の構成要件、特に、回転軸の軸方向から見たときに、フロント側軸受の外縁部に支点部材の支点本体部の外縁部が重なる位置関係で、当該フロント側軸受の後面と当該支点本体部の外縁部とが当接していることで、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力は、フロント側軸受を介して当該支点本体部で受けとめられる。
すなわち、本発明によれば、フロント側軸受の後側に止め輪を設けることなく、前側から後側へ向かう方向に回転軸に作用するスラスト力を、リヤ側軸受ではなくフロント側軸受で受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る斜板式油圧回転機（斜板式油圧モータ）の側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４Ａ】支点部材（ピボット）の第２実施形態を示す、図３に相当する図である。
【図４Ｂ】支点部材（ピボット）の第３実施形態を示す、図３に相当する図である。
【図５Ａ】支点部材（ピボット）の変形例を示す側面図である。
【図５Ｂ】支点部材（ピボット）の変形例を示す側面図である。
【図５Ｃ】支点部材（ピボット）の変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のいくつかの実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、本発明に係る斜板式油圧回転機を斜板式油圧モータに適用した例で、実施形態を説明している。なお、本発明は、斜板式油圧モータだけでなく、斜板式油圧ポンプにも適用することができる。すなわち、本発明でいう斜板式油圧回転機とは、斜板式油圧モータまたは斜板式油圧ポンプのことである。
【００１２】
図１〜図３に基づいて、本発明の一実施形態に係る斜板式油圧モータ１００について説明する。斜板式油圧モータ１００は、例えば、油圧ショベル、走行式油圧クレーンなどの建設機械の走行駆動装置に用いられるものである。この斜板式油圧モータ１００は、作動油の力を回転力に変換して出力するモータであって、回転軸２、シリンダブロック３、複数のピストン４、および斜板５などを備え、これらの部品は、ハウジング１の中に収納される。
【００１３】
ここで、ハウジング１の前側（出力側）および後側には、それぞれ、回転軸２が挿入される前側穴１ａおよび後側穴１ｂが設けられており、前側穴１ａには、２つのフロント側軸受７，８が嵌め込まれ、後側穴１ｂには、リヤ側軸受９が嵌め込まれている。これら軸受７〜９により、回転軸２は、回転自在に支持される。なお、フロント側軸受は１つであってもよく、本実施形態のように２つでなくてもよい。
【００１４】
上記した前側穴１ａには、２つの段差部２７，２８が設けられており、フロント側軸受７，８のうちの第１フロント側軸受７は、ハウジング１の内方からその前方へ向けて前側穴１ａの段差部２７に嵌め込まれる。また、第２フロント側軸受８は、ハウジング１の内方からその前方へ向けて前側穴１ａの段差部２８に嵌め込まれる。同様に、上記した後側穴１ｂには、段差部２９が設けられており、リヤ側軸受９は、ハウジング１の内方からその後方へ向けて後側穴１ｂの段差部２９に嵌め込まれる。
【００１５】
回転軸２には、シリンダブロック３が取り付けられている。回転軸２とシリンダブロック３とは、例えばスプライン結合され、相互の回転は阻止されて、一体的に回転するようにされる。このシリンダブロック３には、複数のピストン室３ａが周方向に等しい間隔をあけて形成されている。複数のピストン室３ａには、それぞれ、ピストン４が、回転軸２の軸方向Ｘに往復動自在に嵌め込まれる。
【００１６】
斜板式油圧モータ１００は、ハウジング１内でハウジング１に固定される弁板１８を備えている。弁板１８には、作動油の供給ポート１８ａが形成されており、この供給ポート１８ａは、ハウジング１に形成された作動油の供給通路１９を介して、作動油の供給源に接続される。シリンダブロック３は、その回転角度位置に応じて、その各シリンダポート１７が、上記した供給ポート１８ａおよび排出ポート（不図示）のいずれか一方に接続される。
【００１７】
上記したピストン４の、ピストン室３ａから突出する端部４ａは、球状とされ、この端部４ａは、シュー１０に嵌め込まれる。ここで、斜板５は、ピストン４の端部４ａをシュー１０を介して間接的に支持する支持面５ａを有し、ハウジング１の軸方向Ｘの前側内壁面１ｃに取り付けられた支点部材としてのピボット６により、傾転可能に支持される。このピボット６は、斜板５の前記支持面５ａとは反対側の面に形成された凹部５ｂに嵌り込む半球状部１５（支点本体部）と、半球状部１５から延在し、ハウジング１の前側内壁面１ｃに形成された支点穴１ｃｈに斜板５側から挿入される柱状部１６（支点本体支持部）と、を有する。なお、半球状部１５と柱状部１６とは一体であってもよいし、別部品でもよい。別部品の場合、例えば、図４Ｂに示すように、半球状部の裏面中央に凹部が設けられ、柱状部は、この凹部に挿入される。
【００１８】
ここで、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。なお、図２においては、斜板５を想像線（二点鎖線）で示している。図２に示したように、ピボット６は、軸方向Ｘから見て、回転軸２の両側であって、且つその回転中心よりも少し上方に１つずつ設けられている。そのため、ピボット６で支持された斜板５は、２つのピボット６の中心同士を結ぶ仮想軸まわりに回動する（傾転する）。詳細には、斜板５は、軸方向Ｘに対して垂直な平面に対する支持面５ａのなす角度が小さい小傾転位置と、軸方向Ｘに対して垂直な平面に対する支持面５ａのなす角度が大きい大傾転位置との間で回動する（傾転する）。小傾転位置にある斜板５を実線で、大傾転位置にある斜板５を想像線（二点鎖線）で図１に示している。なお、本実施形態では、図１に示すように、特許文献１と同じく、ハウジング１の中に位置決め部材２０が配置されており、斜板５の小傾転位置は、この位置決め部材２０で決定される。
【００１９】
斜板５は、駆動機構１４によって傾転駆動される。駆動機構１４は、図１に示すように、例えば、油圧駆動のシリンダ機構であり、ハウジング１の前側内壁面１ｃには、駆動機構１４が嵌まり込むシリンダ穴１４ａが形成されている。
【００２０】
また、斜板式油圧モータ１００は、そのハウジング１の中に、コイルバネ１１（バネ）、球面ブッシュ１２、およびリテーナープレート１３を収納している。コイルバネ１１は、シリンダブロック３に形成された穴に嵌め込まれており、斜板５を、球面ブッシュ１２、リテーナープレート１３、およびシュー１０を介して、第１フロント側軸受７の方向に付勢する。ここで、斜板５を第１フロント側軸受７の方向に付勢するコイルバネ１１の付勢力は、前側（出力側）から後側（リヤ側軸受９側）へ向かう方向に回転軸２に作用すると想定されるスラスト力よりも大きいことが好ましい。
【００２１】
球面ブッシュ１２は、回転軸２に、例えばスプライン結合により取り付けられており、球面ブッシュ１２と回転軸２とは、相互の回転は阻止されて、一体的に回転するようにされる。また、リテーナープレート１３には、その中心部に球面ブッシュ１２が嵌め込まれ、外周部に、複数のシュー１０が嵌め込まれる。このリテーナープレート１３は、シリンダブロック３の回転により、複数のシュー１０と一体的に回転する。
【００２２】
このような斜板式油圧モータ１００に、作動油の供給源から作動油が供給されると、シリンダポート１７からピストン室３ａに作動油が供給され、このピストン室３ａに嵌まり込んでいるピストン４が斜板５側に動いて、シリンダブロック３が回転し、これに伴って回転軸２が回転する。回転軸２の先端部２ａ（出力部）は、例えばスプロケットなど回転させる対象に接続されており、回転対象は、斜板式油圧モータ１００によって回転駆動される。
【００２３】
なお、斜板式油圧モータ１００は、２段階可変容量形のモータであり、斜板５を傾転させることによって、モータの容量を変更することができる。斜板式油圧モータ１００の回転軸２は、斜板５が小傾転位置にあるとき、高速低トルクで回転し、大傾転位置にあるとき、低速高トルクで回転する。
【００２４】
ここで、図２および図３に示すように、斜板式油圧モータ１００では、軸方向Ｘから見たときに、第１フロント側軸受７の外縁部に、ピボット６の半球状部１５の外縁部が重なる位置関係で、第１フロント側軸受７の後面と前記半球状部１５の外縁部とが当接させられている。そのため、前側（出力側）から後側へ向かう方向に回転軸２に作用するスラスト力は、第１フロント側軸受７を介してピボット６の半球状部１５で受けとめられる。これにより、斜板式油圧モータ１００では、第１フロント側軸受７の後側に止め輪を設けることなく、前側から後側へ向かう方向に回転軸２に作用するスラスト力を、リヤ側軸受９ではなく第１フロント側軸受７で受けることができる。その結果、ハウジング１の軸方向の長さを、短くすることができ、材料等のコストを抑えることができるとともに、重量を小さくすることができる。また、回転軸２の軸受支持間隔を短くすることができるので、回転軸２の撓み量を減少させることができ、シリンダブロック３と弁板１８との間の隙間が広がって油漏れすることを抑制することができる。
【００２５】
また、斜板５を第１フロント側軸受７の方向に付勢するコイルバネ１１の付勢力が、前側（出力側）から後側（リヤ側軸受９側）へ向かう方向に回転軸２に作用すると想定されるスラスト力よりも大きくされていると、ピボット６は、斜板５を介してコイルバネ１１によりハウジング１の前側内壁面１ｃへ強く押し付けられるので、スラスト力が作用しても前側内壁面１ｃから浮くことはない。
【００２６】
なお、図３に示すように、回転軸２の外周に段差部３０が形成されて、この回転軸２の段差部３０が第１フロント側軸受７に軸方向Ｘで当接することが好ましい。これによると、前側（出力側）から後側へ向かう方向に回転軸２に作用するスラスト力は、第１フロント側軸受７に、より確実に伝達される。
【００２７】
（第２実施形態）
図４Ａに示すピボット２６の柱状部２１（支点本体支持部）の外周面には、雄ネジが形成されている。これに対応して、ハウジング１の前側内壁面１ｃに形成された支点穴１ｃｈの内周面には、柱状部２１の外周面に形成された雄ネジに螺合する雌ネジが形成されている。すなわち、ピボット２６は、ハウジング１の前側内壁面１ｃにネジ止めされている。ハウジング１の前側内壁面１ｃにピボット２６がネジ止めにより固定されていると、スラスト力の作用によるピボット２６の浮き上がりが完全になくなり、その結果、当該スラスト力を、第１フロント側軸受７でより強固に受けることができる。
【００２８】
（第３実施形態）
図４Ｂに示すピボット３６は、半球状部２２（支点本体部）と、柱状部２３（支点本体支持部）とが別部品で形成されている。そして、柱状部２３の中心には、その軸方向に延びる油抜き用貫通孔２３ａがあけられており、半球状部２２の中心にも、その軸方向に延びる油抜き用貫通孔２２ａがあけられている。油抜き用貫通孔２３ａと油抜き用貫通孔２２ａとは互いに連通させられている。この構成によると、支点穴１ｃｈに溜まった油を、油抜き用貫通孔２２ａ、２２ｂから抜くことができる。
【００２９】
（変形例）
図５Ａ〜図５Ｃは、ピボット（支点部材）の変形例を示す図である。なお、図５Ａ〜図５Ｃに示すピボット４６、５６、６６は、いずれも、図４Ａに示すピボット２６と同じく、ハウジング１の前側内壁面１ｃにネジ止めされるピボットであり、その柱状部２１の外周面には、雄ネジが形成されている。
【００３０】
図５Ａに示すピボット４６は、その半球状部２４の軸方向に直交する方向の両側面２４ａが、当該軸方向に沿う互いに平行な平面とされている。この構成によると、ハウジング１の前側内壁面１ｃにピボット４６をネジ止めするに際し、半球状部２４をその両側から適宜の工具で挟み込んで、ピボット４６のネジ止め作業を行うことができるので、前側内壁面１ｃにピボット４６を容易にネジ止めすることができる。
【００３１】
図５Ｂに示すピボット５６は、その半球状部２５の軸方向に直交する方向に延びる締付用貫通孔２５ａが、当該半球状部２５に形成されている。この構成によると、ハウジング１の前側内壁面１ｃにピボット５６をネジ止めするに際し、締付用貫通孔２５ａに棒状部材を挿入して、当該棒状部材に回旋力を付与することで、ピボット５６のネジ止め作業を行うことができるので、前側内壁面１ｃにピボット５６を容易にネジ止めすることができる。
【００３２】
図５Ｃに示すピボット６６は、その半球状部２６の頂部に六角穴２６ａが形成されている。この構成によると、ハウジング１の前側内壁面１ｃにピボット６６をネジ止めするに際し、六角穴２６ａに六角レンチを挿入して、当該六角レンチに回旋力を付与することで、ピボット６６のネジ止め作業を行うことができるので、前側内壁面１ｃにピボット６６を容易にネジ止めすることができる。なお、半球状部２６の頂部に形成する穴は、六角穴に限定されることはない。
【００３３】
以上、本発明の実施形態およびその変形例について説明した。なお、その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行うことは可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１：ハウジング
１ａ：前側穴
１ｂ：後側穴
１ｃ：前側内壁面
１ｃｈ：支点穴
２：回転軸
３：シリンダブロック
３ａ：ピストン室
４：ピストン
４ａ：端部
５：斜板
５ａ：支持面
５ｂ：凹部
６：ピボット（支点部材）
７：第１フロント側軸受
９：リヤ側軸受
１１：コイルバネ（バネ）
１５：半球状部（支点本体部）
１６：柱状部（支点本体支持部）
１００：斜板式油圧モータ（斜板式油圧回転機）
Ｘ：軸方向
【図１】
2018193885.tif 000003
【図２】
2018193885.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
2018193885.tif 000006
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2018193885.tif 000008
【図５Ｂ】
2018193885.tif 000009
【図５Ｃ】
2018193885.tif 000010