(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、同ケーシング内に回転可能に支持された駆動軸と、同駆動軸と一体的に回転する回転部材の円周方向に複数形成されたシリンダ内に摺動可能に配置されその先端部に球状頭部を有する第１のピストンと、斜板と、同斜板側面に当接しかつ斜板側面上で摺動可能に配置され前記各第１のピストンの球状頭部に係合する係合部材と、前記ケーシングに取付けられ前記回転部材内のシリンダと連通し圧油の給排路を形成した圧油供給プレートと、前記斜板に対し傾動を与える斜板駆動部と、一端側頭部が前記斜板の一端部側に係合されており他端側頭部は前記斜板駆動部に設けられ前記駆動軸の軸方向に移動可能な移動部材に当接されてなる斜板駆動側のロッド、および、一端側頭部が前記斜板の他端部側に係合され他端側頭部は前記駆動軸の軸方向に移動可能に配置形成された第２のピストンに当接する斜板追従側ロッドを備えた油圧駆動装置であって、
前記斜板駆動側ロッド先端に設けられる駆動側球状頭部と、前記駆動側球状頭部と係合するよう前記斜板の端部に半球状に刻設される球面孔と、前記球面の最底部に前記中央部が最も深くなるように形成して中央部から両端に向けてテーパ状に刻設されるポケット部とを備える油圧駆動装置。
【請求項２】
前記駆動側球状頭部は、その最端部が軸方向に垂直に切断されており切断面の円形の外周にエッジ部が設けられ、前記エッジ部から中心軸向けにテーパ状の穴部が開口される請求項１記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記エッジ部の直径は、前記斜板駆動側ロッド内の内孔の口径にほぼ等しい請求項２記載の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等に使用される可変容量型の油圧ポンプに係るもので、特に油圧ポンプの耐久性の向上を図るものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変容量型の油圧ポンプについて図１を用いて説明する。図１に示すように参照符号２は可変容量ポンプ全体を示す。同ポンプ２において、ケーシング４の中央部には左端側をテーパころ軸受８で回転可能に支持され図示しない原動機からの回転動力により駆動される駆動軸６が配置されており、同駆動軸６の右端側は、ケーシング４の右端部に取付けたカバー１２の内周に配置されたニードル軸受１０によって支持されている。
【０００３】
前記カバー１２内には、ピストン１４を収納保持するシリンダ穴１６を円周状に複数配置してなるシリンダ１８が配置され、同シリンダ１８の内周面にはスプライン２０が形成され、前記駆動軸６の外周とスプライン結合されている。カバー１２とケーシング４との間には斜板２２に一端部を係合したロッド２４を左右に移動させる移動部材２６が配置されている。
【０００４】
この移動部材２６は、前記ロッド２４の球状右端部を記載されないバネによる付勢力で押圧されており、同部材２６はさらにピン２７を下部で挟むレバー２８と連結されている。このレバー２８は、カバー１２を通って、カバー１２に搭載されたサーボユニット３２の上部まで伸びておりその上端部でプラグ３４によってサーボユニットに回動可能に支持されている。参照符号３６はサーボユニット３２内に配置されたピストンロッドであって、同ロッド中間部にピン３８が設けられ、同ピン３８はスリーブ３７と前記レバー２８とを係合している。ピストンロッド３６は、サーボユニット３２内に設置されており、前記ピストンロッド３６はスリーブ３７に挿入されており、図面１のスリーブ３７の右端部の設けられた楕円状の穴に、前記レバー３７に係合されたピン３８が挿入される。
【０００５】
なお、前記ロッド２４、移動部材２６、レバー２８、サーボユニット３２および図示されない制御部等は斜板２２の駆動部を構成している。
【０００６】
一方、カバー１２の下部にはピストンＲＥ室４０が形成されており、同シリンダ室４０にはバネ４２により左方に付勢されたピストン４４が収納されている。前記ピストン４４の左端側凹部には球状端部を有するロッド４６が当接し、その他端部の球状頭部は斜板２２の下部に取付けられている係合部材４８と係合している。
【０００７】
前記回転部材１８内の各シリンダ１６に摺動可能に保持されているピストン１４左端部の球状頭部は、リタンプレート５０により半径方向の移動を規制された係合部材５２と係合しており、同係合部材５２は斜板２２と当接しかつ斜板２２面上で摺動可能に配置されている。
【０００８】
前述した可変容量ポンプ２は、サーボユニット３２によってピストンロッド３６が左右方向に移動すると、ピン３８を介してレバー２８の下部の移動を拡大させピン２７を介して部材２６に駆動伝達し、それによりロッド２４が移動して斜板２２の傾斜角度を調整するようになっている。この駆動側のロッド２４に対し、斜板２２の下部に結合したロッド４６は追従側のロッドを構成している。なお、参照符号５４は、斜板２２を支持している球状支持部の球中心を示す。
【０００９】
移動部材２６に対してロッド２４と反対側に自己吐出圧力伝達室５５が設けられる。自己吐出圧力伝達室５５は、カバー１２内の通路を介してサーボユニット３２のピストンロッド３６に油路が連通する。
【００１０】
斜板２２において、前記駆動軸６に対する傾斜角αは、自己吐出圧力伝達室５５から連通する自己吐出圧力とピストンロッド３６と連結するバネ５８，５９によって制御される。自己吐出圧力伝達室５５に自己吐出圧力が導かれない場合は、傾斜角αは、最大斜板傾転の位置となる。ピストンロッド３６は図１上右方に移動することで、ピストンロッド３６上のピン３８にレバー２８が摺動可能に取り付けられ、レバー２８はプラグ３４を中心に回動するため、レバー２８はその先端でピン２７に摺動可能に取り付けられ、ピン２７は移動部材２６上に設けられるため、ピストンロッド３６が図面に対して右方に移動すると、移動部材２６もまた図面に対して右方に移動する。このため、斜板２２は傾斜角が最大斜板傾転の位置となる。
【００１１】
他方、自己吐出圧力伝達室５５に自己吐出圧力が導かれた場合、ピストンロッド３６は図１上左方に移動することで、移動部材２６もまた図面に対して左方に移動する。このため、斜板２２は傾斜角が最小斜板傾転の位置となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２９８０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、特許文献１のように構成した場合の従来の可変容量型の油圧ポンプにおける斜板２２とロッド２４の結合部を図２に示す。ここで、斜板２２には、半球状に窪んだ球面孔６８が刻設される。一方、ロッド２４の先端には球状に加工された球状頭部６４が設けられる。この球状頭部６４は、その最端部が軸方向に垂直に切断されている。切断面の円形の外周がエッジ部６２である。エッジ部６２の中央に切断面の直径ｍより短い直径のテーパ状開口部６６が刻設される。この為、エッジ部６２からテーパ状開口部６６までは平坦な面６３が形成される。このテーパ状開口部６６は、さらに短い直径の内孔６７に連結される。ここで、斜板２２の球面孔６８が、球面状であるのに対して、球状頭部６４は、最端部が軸方向に垂直に切断されているため、切断面の外形であるエッジ部６２から軸側の球状頭部６４は、球面孔６８に接する。しかし、エッジ部６２より斜板２２側は、角度βに渡って、球状頭部６４と球面孔６８とは乖離している。
【００１４】
このため、前記の通り、自己吐出圧力伝達室５５に自己吐出圧力の導入と非導入を繰り返すことで、斜板２２が最大斜板傾転の位置と最小斜板傾転の位置を繰り返すと、球面孔６８とロッド２４のエッジ部６２の接触を繰り返すこととなり、球面孔６８とロッド２４のエッジ部６２の接触面が摩耗し、球面孔６８の面上であって、エッジ部６２と接触しない部分に凸形状が形成されるという事象が発生する。
【００１５】
一度この凸形状が形成されると、ロッド２４が球面孔６８に沿って回動する際に球状頭部６４が凸形状に乗り上げることとなる。この球状頭部６４の凸形状への乗り上げにより、先ず球面孔６８上のリーク量が増加するという課題が生じる。さらに、この球状頭部６４の凸形状への乗り上げにより、斜板２２が最大斜板傾転時から最小斜板傾転時へ制御される際に、摺動抵抗が増大するという課題もまた生じる。これらの事象により、油圧ポンプの効率が低下しオーバートルクによって油圧ポンプを駆動する図示しないエンジンの強制停止を誘発する可能性がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、前記課題を解決するためになされたものであり、油圧ポンプにおける斜板に設けられたカム球面上に、凸形状が形成されることを防ぐことにより、球面と球頭部との間のリーク量を低減し、最大斜板傾転時に斜板始動する際に摺動抵抗が増大することを予め防ぐことのできる油圧ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するための本発明による油圧駆動装置は、ケーシングと、同ケーシング内に回転可能に支持された駆動軸と、同駆動軸と一体的に回転する回転部材の円周方向に複数形成されたシリンダ内に摺動可能に配置されその先端部に球状頭部を有する第１のピストンと、斜板と、同斜板側面に当接しかつ斜板側面上で摺動可能に配置され前記各第１のピストンの球状頭部に係合する係合部材と、前記ケーシングに取付けられ前記回転部材内のシリンダと連通し圧油の給排路を形成した圧油供給プレートと、前記斜板に対し傾動を与える斜板駆動部と、一端側頭部が前記斜板の一端部側に係合されており他端側頭部は前記斜板駆動部に設けられ前記駆動軸の軸方向に移動可能な移動部材に当接されてなる斜板駆動側のロッド、および、一端側頭部が前記斜板の他端部側に係合され他端側頭部は前記駆動軸の軸方向に移動可能に配置形成された第２のピストンに当接する斜板追従側ロッドを備えた油圧駆動装置であって、前記斜板追従側ロッド先端に設けられる駆動側球状頭部と、前記駆動側球状頭部と係合するよう前記斜板の端部に半球状に刻設される球面孔と、前記球面の最底部に前記中央部が最も深くなるように形成して中央部から両端に向けてテーパ状に刻設されるポケット部とを備える。
【００１８】
前記駆動側球状頭部は、その最端部が軸方向に垂直に切断されており切断面の円形の外周にエッジ部が設けられ、前記エッジ部から中心軸向けにテーパ状の穴部が開口される。
【００１９】
前記エッジ部の直径は、前記斜板駆動側ロッド内の内孔の口径にほぼ等しい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、油圧ポンプにおける斜板に設けられたカム球面上に、凸形状が形成されることを防ぐことにより、球面と球頭部との間のリーク量を低減し、最大斜板傾転時に斜板始動する際に摺動抵抗が増大することを予め防ぐことができるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の可変容量型の油圧ポンプの構成図である。
【図２】従来の可変容量型の油圧ポンプにおける斜板とロッドの結合部の構成図である。
【図３】本発明に係る可変容量型の油圧ポンプの構成図である。
【図４】本発明に係る可変容量型の油圧ポンプにおける斜板とロッドの結合部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図３を用いて、本発明に係る可変容量型の油圧ポンプの構成について説明する。
【実施例】
【００２３】
本発明は、可変容量型の油圧ポンプに適用される発明であり、図１と同様の構成については特に言及せず、図１と異なる構成について、図３，４を用いて以下に説明する。
【００２４】
図３は、本発明に係る可変容量型の油圧ポンプの構成図である。従来例と異なる部分については、図４を用いて詳細に説明する。
【００２５】
図４は、本発明に係る可変容量型の油圧ポンプにおける斜板２２とロッド２４の結合部を示す。
【００２６】
先ず、斜板２２に半球状に窪んで刻設された球面孔７４の最奥部に中央部が最も深く、両端が中央にかけてテーパ状に刻設されるポケット部７２が設けられる。ポケット部７２の幅は、ロッド２４のテーパ状開口部７６の移動距離とテーパ状開口部７６の直径を加えたものと略同程度に構成される。テーパ状開口部７６の端部であるエッジ部７０が球面孔７４と接触及び摩耗させないためである。
【００２７】
一方、ロッド２４の先端である球状頭部７８は、従来の球状頭部６４よりもより先端で最端部が軸方向に垂直に切断する。このため、切断面の直径は、従来の球状頭部６４より短くｎとなる。このｎは内孔６７の径にほぼ等しく、例えば従来のｍを７．２ｍｍとした場合、ｎを４．７ｍｍとすることもできる。このため、円形のエッジ部７０の直径も短くなり、平坦な面は形成されない。このため、このポケット部７２を有する球面孔７４とテーパ状開口部７６による凸形状の形成を防ぐことができる。さらに、ロッド２４が凸形状に乗り上げることも防ぐことができ、そのため、球面孔７４と球状頭部７８の間のリーク量が増加するのを防ぐことができる。さらに、ロッド２４における球状頭部７８の切断面積を小さくし、エッジ部７０をロッド２４先端寄りに移動させると、球面孔７４と球状頭部７８の接触面積を増加させ、耐摩耗性を向上させることができる。従って、本発明に係る油圧ポンプの耐久性の向上を図ることもできる。
【００２８】
球頭頂部の切断面と、エッジ部７０とのなす角δは、従来では例えば、３１度であったのに対して１９度と小さな値となるよう構成される。このように構成することで、凸形状の形成を防ぐこととなる。
【００２９】
本発明では、斜板２２の球面孔７４に対してポケット部を設けることで、ロッド２４のエッジ部７０をロッド２４先端寄りに移行させると接触面が増加し、耐摩耗性が向上し、複雑な構造変更・工程変更の必要はなく、耐久性向上によるメリットと量産を含めて実用性が高い。
【００３０】
以上本発明の好適な実施例について図面により説明したが、当業者であれば、上記の図面および説明に基づいて種々の変形をすることが可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３１】
２  可変容量ポンプ
４  ケーシング
６  駆動軸
８  テーパころ軸受
１０  ニードル軸受
１２  カバー
１４  ピストン
１６  シリンダ穴
１８  シリンダ
２０  スプライン
２２  斜板
２４  ロッド
２６  移動部材
２７  ピン
２８  レバー
３２  サーボユニット
３４  プラグ
３６  ピストンロッド
３８  ピン
４０  シリンダ室
４２  バネ
４４  ピストン
４６  ロッド
４８  係合部材
５０  リタンプレート
５２  係合部材
５４  球中心
５５  自己吐出圧力伝達室
５８，５９  バネ
６２  エッジ部
６４  球状頭部
６６  テーパ状開口部
６７  内孔
６８  球面孔
７０  エッジ部
７２  ポケット部
７４  球面孔
７６  テーパ状開口部
７８  球状頭部
【図１】
0005788707.tif 000002
【図２】
0005788707.tif 000003
【図３】
0005788707.tif 000004
【図４】
0005788707.tif 000005