(57)【要約】  ピストンモータは、傾転する斜板の背面に摺接する湾曲板状のブッシュと、ケーシングに形成され、斜板に形成されて斜板の背面に開口する斜板ポートとブッシュを貫通するブッシュポートとを有するとともにピストンから斜板にわたって設けられる給排通路と、ケーシングとブッシュの間に介装され、ブッシュポートの開口端を囲む弾性リングと、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するシリンダブロックのシリンダから突出するピストンがケーシングに収容される斜板に追従して往復動する液圧回転機であって、
傾転する前記斜板の背面に摺接する湾曲板状のブッシュと、
前記斜板に形成されて前記斜板の背面に開口する斜板ポートと、前記ブッシュを貫通するブッシュポートと、を有するとともに、前記ピストンから前記斜板にわたって設けられる給排通路と、
前記ケーシングと前記ブッシュの間に介装され、前記ブッシュポートの開口端を囲む弾性リングと、を備える液圧回転機。
【請求項２】
請求項１に記載の液圧回転機であって、
前記ケーシングに形成され、前記ブッシュを支持する支持面をさらに備え、
前記給排通路は前記ケーシングに形成され前記支持面に開口するケーシングポートを有し、
前記弾性リングは前記ブッシュポートと前記ケーシングポートの接続部を囲む液圧回転機。
【請求項３】
請求項２に記載の液圧回転機であって、
前記ケーシングポートを囲むようにして前記ケーシングに形成され、前記支持面に開口する収容溝をさらに備え、
前記収容溝に前記弾性リングが収容される液圧回転機。
【請求項４】
請求項３に記載の液圧回転機であって、
前記収容溝の溝内面は円弧状に延びる前記支持面の法線方向に延びる液圧回転機。
【請求項５】
請求項１に記載の液圧回転機であって、
前記ケーシングに形成され、前記ブッシュを支持する支持面をさらに備え、
前記弾性リングによって囲まれて前記給排通路に面する前記ブッシュの受圧面積は、前記斜板の前記背面が前記ブッシュを前記支持面に押し付ける荷重より前記給排通路の作動流体圧によって前記ブッシュが前記斜板の前記背面に押し付けられる荷重が小さくなるように設定される液圧回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンがシリンダ内を往復動し、作動流体がシリンダ内に給排されるピストンポンプやピストンモータなどの液圧回転機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２００８−２３１９２３Ａには、複数のシリンダを有するシリンダブロックと、シリンダの両端から突出する第一ピストン及び第二ピストンと、第一ピストン及び第二ピストンの突出端がそれぞれ摺接する第一斜板及び第二斜板と、を備える対向式斜板型液圧回転機が開示されている。【０００３】
液圧回転機では、シリンダブロックの回転に伴って第一ピストンが第一斜板に追従してシリンダ内を往復動するとともに、第二ピストンが第二斜板に追従してシリンダ内を往復動して、シリンダ内の容積室に作動流体が給排される。【０００４】
シリンダブロックの１回転当たりの押しのけ容積を可変とするために、第一斜板及び第二斜板には半円柱状の傾転軸部（ジャーナル部）がそれぞれ設けられ、ケーシングには各傾転軸部を摺動自在に支持する傾転軸受がそれぞれ設けられる。傾転軸受には湾曲板状のブッシュ（ハーフベアリング）が介装される。斜板の傾転軸部はブッシュに摺接する。【０００５】
各シリンダ内の容積室に作動流体を給排する給排通路は、第一斜板の傾転軸部からケーシングの傾転軸受にわたって設けられる。
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、対向式斜板型液圧回転機の給排通路は傾転軸受のブッシュを貫通して設けられているため、第一斜板の傾転軸部がケーシングの傾転軸受から離れる方向に移動する場合に、給排通路を流れる作動流体の一部がブッシュを介してケーシング内に流出するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、液圧回転機において、傾転軸受に設けられる給排通路の密封性を確保することを目的とする。
【０００８】
本発明のある態様によれば、回転するシリンダブロックのシリンダから突出するピストンがケーシングに収容される斜板に追従して往復動する液圧回転機であって、傾転する斜板の背面に摺接する湾曲板状のブッシュと、斜板に形成されて斜板の背面に開口する斜板ポートとブッシュを貫通するブッシュポートとを有するとともにピストンから斜板にわたって設けられる給排通路と、ケーシングとブッシュの間に介装され、ブッシュポートとケーシングポートの接続部を囲む弾性リングと、を備える液圧回転機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る対向式斜板型液圧回転機の断面図である。
【図２】図２は、ケーシングの底面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は、図３の一部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、本発明の実施形態に係る対向式斜板型液圧回転機を作業車両等に無段変速機として搭載されるハイドロスタティックトランスミッション（ＨＳＴ）に適用した場合について説明する。
【００１１】
図１に示すように、対向式斜板型ピストンモータ１は、回転軸Ｏ４を中心として回転するシャフト２と、シャフト２に支持されるシリンダブロック４と、シリンダブロック４の両端に対向して傾転する第一斜板３０及び第二斜板４０と、を備える。
【００１２】
シリンダブロック４は中空部を有する円筒状に形成される。シリンダブロック４の内側にシャフト２が嵌合する。シリンダブロック４には、複数のシリンダ６が周方向に並んで形成される。シリンダ６は、軸方向に延びるように形成され、シリンダブロック４の両端面４Ｃ，４Ｄに開口する。
【００１３】
なお、「周方向」は、シリンダブロック４の回転軸Ｏ４を中心とする円周方向を意味する。「軸方向」は、回転軸Ｏ４が延在する方向を意味する。
【００１４】
シリンダ６には、両開口端から第一ピストン８と第二ピストン９とがそれぞれ挿入される。第一ピストン８と第二ピストン９とはシリンダ６の開口端から突出する先端部を有し、それぞれの先端部には第一シュー２１と第二シュー２２とが揺動自在に連結される。
【００１５】
シリンダブロック４が回転すると、第一ピストン８が第一シュー２１及びポートプレート１６を介して第一斜板３０に追従して往復動するとともに、第二ピストン９が第二シュー２２を介して第二斜板４０に追従して往復動する。
【００１６】
シリンダ６には、第一ピストン８と第二ピストン９の間に容積室７が画成される。第一ピストン８及び第二ピストン９がシリンダ６内を往復動することによって容積室７が拡縮され、作動油が後述の給排通路５を通じて容積室７に給排される。
【００１７】
ピストンモータ１は、作動流体として、作動油（オイル）を用いるが、作動油の代わりに例えば水溶性代替液等の作動流体を用いてもよい。
【００１８】
円柱状のシャフト２は、両端部がケーシング１０（図２参照）にベアリング（図示省略）を介して回転自在に支持される。ケーシング１０は、筒状のケースと、ケースの両開口端を塞ぐ対のカバーとを備える。ケース内にシリンダブロック４等が収容され、各カバー内に第一斜板３０と第二斜板４０とがそれぞれ収容される。図２に示すケーシング１０は、第一斜板３０を収容するカバーを示している。
【００１９】
シャフト２の外周には、スプライン２Ａが形成される。シリンダブロック４の内周にはスプライン４Ｈが形成される。シリンダブロック４のスプライン４Ｈがシャフト２のスプライン２Ａに摺動自在に嵌合することにより、シリンダブロック４は、シャフト２に対する回転が規制され、シャフト２に対する軸方向の移動が可能となる。
【００２０】
第一斜板３０とシリンダブロック４の間には、第一リテーナプレート２３と第一リテーナホルダ２５が軸方向に並んで介装される。
【００２１】
第一シュー２１と第一斜板３０の間には、シリンダブロック４と共に回転する円盤状のポートプレート１６が設けられる。ポートプレート１６は複数のピン１８を介して第一リテーナプレート２３に連結される。
【００２２】
第一リテーナホルダ２５とシリンダブロック４の間には複数のセンタスプリング１９が周方向に並んで介装される。シリンダブロック４は、センタスプリング１９によって図１において右方向に付勢され、第二リテーナホルダ２６，第二リテーナプレート２４，及び第二シュー２２を介して第二斜板４０に押し付けられる。この結果、シリンダブロック４の第二斜板４０に対する軸方向の位置が決まる。
【００２３】
第一斜板３０は、ケーシング１０（図２参照）に対して後述する傾転支持機構を介して傾転自在に支持される。第一斜板３０は、傾転軸Ｏ１を中心として回動する。第二斜板４０は、傾転軸Ｏ２を中心として回動する。傾転軸Ｏ１，Ｏ２は、シリンダブロック４の回転軸Ｏ４と直交する。
【００２４】
ピストンモータ１は、第一斜板３０と第二斜板４０とをそれぞれ傾転させる駆動機構（図示省略）を備える。第一斜板３０と第二斜板４０とがそれぞれ傾転することにより、第一ピストン８と第二ピストン９とがシリンダ６内を往復動するストローク長さが変わり、シリンダブロック４の１回転当たりの押しのけ容積が変わる。押しのけ容積を変えることによって、シリンダブロック４の回転速度が調整され、ハイドロスタティックトランスミッションの変速比が変わる。
【００２５】
図２は、第一斜板３０を収容するケーシング（カバー）１０の底面図であり、図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。
【００２６】
図２に示すように、ケーシング１０にはシャフト２を貫通させる貫通孔１４が形成され、貫通孔１４を挟むようにして対の軸受凹部１２が形成される。
【００２７】
図３に示すように、第一斜板３０の傾転支持機構は、第一斜板３０の背面側に設けられる対の傾転軸部（ジャーナル部）３１と、ケーシング１０に設けられる対の傾転軸受１１と、を備える。
【００２８】
傾転軸部３１は、第一斜板３０の背面側から半円柱状に突出し、円柱面状の斜板背面３１Ａと、第一斜板３０を貫通して斜板背面３１Ａに開口する斜板ポート３２と、を有する。
【００２９】
傾転軸受１１は、ケーシング１０に形成される軸受凹部１２と、軸受凹部１２に介装されるブッシュ（ハーフベアリング）６０と、を備える。軸受凹部１２の底面は、ブッシュ６０を支持する支持面１３を構成する。
【００３０】
ブッシュ６０は、半円弧状に湾曲した板状に形成され、斜板背面３１Ａに摺接する軸受面６０Ａと、ケーシング１０の支持面１３に当接する背面６０Ｂと、を有する。
【００３１】
第一斜板３０は、対の斜板背面３１Ａが各ブッシュ６０の軸受面６０Ａに摺接することにより、軸Ｏ１を中心として傾転自在に支持される。
【００３２】
ブッシュ６０には、その中央部を貫通する長穴状のブッシュポート６１が形成される。ブッシュポート６１はケーシング１０に形成されたケーシングポート５２に接続し、作動油圧源（図示省略）に連通される。
【００３３】
ケーシングポート５２は、作動油圧源に連通する通孔５１と、通孔５１に直交して接続する奥側ポート部５３と、奥側ポート部５３と同軸上に延びて支持面１３に開口する開口端側ポート部５４と、を有する。
【００３４】
開口端側ポート部５４の流路断面積は、奥側ポート部５３の流路断面積より大きく形成される。開口端側ポート部５４の流路断面積が拡大されることにより、第一斜板３０の傾転角によらず斜板ポート３２は常に開口端側ポート部５４に対して開口している状態となる。
【００３５】
対の給排通路５は、第一ピストン８に形成されるピストンポート８Ａ，第一シュー２１に形成されるシューポート２１Ａ，ポートプレート１６に形成されるポート１６Ａ，第一斜板３０に形成される対の斜板ポート３２，ブッシュポート６１，及びケーシングポート５２によって構成される。
【００３６】
一方の給排通路５を通じて容積室７に供給される作動油は、一方のケーシングポート５２からブッシュポート６１，一方の斜板ポート３２，ポート１６Ａ，シューポート２１Ａ，及びピストンポート８Ａを通じて容積室７に至る。
【００３７】
他方の給排通路５を通じて容積室７から排出される作動油は、容積室７からピストンポート８Ａ，シューポート２１Ａ，ポート１６Ａ，他方の斜板ポート３２，及びブッシュポート６１を通じて他方のケーシングポート５２に至る。
【００３８】
各容積室７に供給される作動油の圧力によって第一ピストン８と第二ピストン９とが第一斜板３０と第二斜板４０とをそれぞれ押す。このときに、第一ピストン８と第二ピストン９とが第一斜板３０と第二斜板４０とから受ける反力の周方向の成分によってシリンダブロック４及びシャフト２が回転駆動される。
【００３９】
次に、傾転軸受１１において給排通路５を密封する構造について説明する。
【００４０】
ケーシング１０には係止部材（プレート）８０が各軸受凹部１２を挟んで設けられる。対の係止部材８０は、ブッシュ６０の両先端６０Ｃに係合しており、ブッシュ６０の両先端６０Ｃが軸受凹部１２から突出することを防止する。
【００４１】
ブッシュ６０は、ボルト８１を介してケーシング１０に締結される。係止部材８０にはボルト孔８０Ａが貫通して形成される。ケーシング１０には４つのネジ穴１５が形成される。ボルト７２がボルト穴８０Ａに挿入されネジ穴１５に螺合することにより、係止部材８０が軸受凹部１２の開口端に面して固定される。
【００４２】
ブッシュ６０は、第一斜板３０の傾転軸部３１に押されることにより撓み、ブッシュ６０の背面６０Ｂがケーシング１０の支持面１３に当接する。第一斜板３０の傾転軸部３１が支持面１３から離れる方向（図１、図３において右方向）に移動した場合には、ブッシュ６０の両先端６０Ｃが係止部材８０に当接することによってブッシュ６０の背面６０Ｂがケーシング１０の支持面１３から大きく離れることが防止される。
【００４３】
図３に示すように、ケーシング１０の軸受凹部１２とブッシュ６０の間に環状の弾性リング（Ｏリング）７０が介装される。弾性リング７０は給排通路５を囲むように配置され、作動油が給排通路５からケーシング１０内に洩れ出すことを防止する。
【００４４】
支持面１３にはケーシングポート５２を囲むように開口する環状の収容溝５５が開口し、収容溝５５に弾性リング７０が収容される。弾性リング７０は、ケーシングポート５２とブッシュポート６１の接続部を囲むようにしてケーシング１０とブッシュ６０の間に配置される。
【００４５】
図４は、図３において収容溝５５の周辺部を拡大した断面図である。図４に示すように、ケーシング１０には収容溝５５と給排通路５を仕切る環状の隔壁部１７とが形成される。隔壁部１７は給排通路５を囲むようにリブ状に突出し、その内周面によって開口端側ポート部５４が画成され、その外周面によって収容溝５５が画成される。
【００４６】
収容溝５５は、弾性リング７０の外周に対向する溝内面５５Ａと、弾性リング７０の内周に対向する溝内面５５Ｂと、弾性リング７０の一方の端面に対向する溝底面５５Ｃと、を有する。
【００４７】
収容溝５５の内外周に延びる溝内面５５Ａ及び溝内面５５Ｂは、円弧状の支持面１３の法線Ｎ１，Ｎ２に沿って延びるように形成される。つまり、溝内面５５Ａ及び溝内面５５Ｂは、円弧状の支持面１３に対して法線方向に延びる。
【００４８】
収容溝５５の底部に延びる溝底面５５Ｃは、支持面１３に対して接線方向に延びるように形成される。
【００４９】
弾性リング７０は、ゴム材等の弾性樹脂材によって形成され、自由状態における断面形状が円形または長円形に形成される。
【００５０】
なお、上述した構成に限らず、弾性リング７０を収容する収容溝をブッシュ６０の背面６０Ｂに開口するようにブッシュ６０に形成してもよい。
【００５１】
次に、傾転軸受１１において給排通路５を密封する作用について説明する。
【００５２】
弾性リング７０は、収容溝５５とブッシュ６０の間で圧縮されることにより断面形状が扁平になるように弾性変形する。弾性リング７０の外周面は、収容溝５５の溝内面５５Ａ，溝内面５５Ｂ，溝底面５５Ｃ，及びブッシュ６０の背面６０Ｂに押し付けられる。
【００５３】
ブッシュ６０によって圧縮される弾性リング７０が溝内面５５Ａ，５５Ｂに沿って弾性変形することにより、弾性リング７０の弾性復元力が円弧状の斜板背面３１Ａに対して法線方向に作用する。弾性リング７０の弾性復元力によって、ブッシュ６０は、斜板背面３１Ａに追従する。
【００５４】
弾性リング７０が弾性変形して収容溝５５の溝底面５５Ｃとブッシュ６０の背面６０Ｂに押し付けられることにより、ケーシングポート５２とブッシュポート６１の接続部が密封され、作動油がケーシング１０内に洩れ出すことが防止される。
【００５５】
また、容積室７に導かれる作動油圧によって第一ピストン８が第一シュー２１，ポートプレート１６，及び第一斜板３０を介してブッシュ６０を支持面１３に押し付けるとともに、センタスプリング１９によって第一リテーナホルダ２５が第一シュー２１及びポートプレート１６を介してブッシュ６０を支持面１３に押し付ける。一方、ブッシュ６０は、弾性リング７０によって囲まれる給排通路５に面するブッシュ６０の背面６０Ｂに働く作動油圧によって斜板背面３１Ａに押し付けられる。
【００５６】
斜板背面３１Ａがブッシュ６０を支持面１３に押し付ける荷重よりも給排通路５の作動油圧がブッシュ６０を斜板背面３１Ａに押し付ける荷重の方が小さくなるように、弾性リング７０によって囲まれた給排通路５に面するブッシュ６０の受圧面積が設定される。
【００５７】
第一ピストン８等により斜板背面３１Ａがブッシュ６０を支持面１３に押し付ける荷重よりも給排通路５の作動油圧がブッシュ６０を斜板背面３１Ａに押し付ける荷重の方が小さいため、ブッシュ６０の背面６０Ｂが支持面１３から離れることが抑えられ、作動油がケーシング１０内に洩れ出すことが防止される。
【００５８】
以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００５９】
弾性リング７０の弾性復元力によって弾性リング７０がブッシュ６０の背面６０Ｂに追従して押し付けられる。この結果、傾転軸受１１に設けられる給排通路５の密封性が確保され、作動油が傾転軸受１１からケーシング１０内に洩れ出すことが防止される。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６１】
例えば、本実施形態は、作動油が給排されることによってシリンダブロックが回転するピストンモータであったが、シリンダブロックが回転駆動されることによって作動油が給排されるピストンポンプであってもよい。
【００６２】
さらに、本実施形態は、ピストンモータがハイドロスタティックトランスミッション（ＨＳＴ）を構成するものであったが、他の機械、設備を構成するものであってもよい。
【００６３】
さらに、本実施形態は、第一斜板及び第二斜板がシリンダブロックの両端に対向して設けられる対向式のものであったが、１つの斜板がシリンダブロックの一端に対向して設けられる液圧回転機であってもよい。
【００６４】
本願は２０１３年３月２９日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−７３４６１に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2014156548.tif 000003
【図２】
2014156548.tif 000004
【図３】
2014156548.tif 000005
【図４】
2014156548.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月19日(2014.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するシリンダブロックのシリンダから突出するピストンがケーシングに収容される斜板に追従して往復動する液圧回転機であって、
傾転する前記斜板の背面に摺接する湾曲板状のブッシュと、
前記斜板に形成されて前記斜板の背面に開口する斜板ポートと、前記ブッシュを貫通するブッシュポートと、を有するとともに、前記ピストンから前記斜板にわたって設けられる給排通路と、
前記ケーシングと前記ブッシュの間に介装され、前記ブッシュポートの開口端を囲む弾性リングと、を備える液圧回転機。
【請求項２】
請求項１に記載の液圧回転機であって、
前記ケーシングに形成され、前記ブッシュを支持する支持面をさらに備え、
前記給排通路は前記ケーシングに形成され前記支持面に開口するケーシングポートを有し、
前記弾性リングは前記ブッシュポートと前記ケーシングポートの接続部を囲む液圧回転機。
【請求項３】
請求項２に記載の液圧回転機であって、
前記ケーシングポートを囲むようにして前記ケーシングに形成され、前記支持面に開口する収容溝をさらに備え、
前記収容溝に前記弾性リングが収容される液圧回転機。
【請求項４】
請求項３に記載の液圧回転機であって、
前記収容溝の溝内面は円弧状に延びる前記支持面の法線方向に延びる液圧回転機。
【請求項５】
請求項１に記載の液圧回転機であって、
前記ケーシングに形成され、前記ブッシュを支持する支持面をさらに備え、
前記弾性リングによって囲まれて前記給排通路に面する前記ブッシュの受圧面積は、前記斜板の前記背面が前記ブッシュを前記支持面に押し付ける荷重より前記給排通路の作動流体圧によって前記ブッシュが前記斜板の前記背面に押し付けられる荷重が小さくなるように設定される液圧回転機。
【請求項６】
請求項１に記載の液圧回転機であって、
前記ブッシュは、先端に係合する係止部材を介して前記ケーシングに固定される液圧回転機。
【国際調査報告】
2014156548.tif 000007
2014156548.tif 000008