(57)【要約】【課題】ピストンの傾斜角度の変化領域を大きくすることができる斜軸式液圧回転機の提供。【解決手段】ドライブディスク４の凹球面継手３部分に、ピストン７を傾けた状態におけるピストン７の球形部７ａの凹球面継手３に対する係合、離脱を許容させる逃げ部２０を有し、ピストン７の内部に形成された油路３０を介してドライブディスク４の凹球面継手３とピストン７の球形部７ａとの接触部に、潤滑油を供給する第１環状溝３３を含む潤滑油供給手段を備えると共に、ピストン７の球形部７ａにケーシング１の内部に連通する第２環状溝３４を形成し、ピストン７の球形部７ａに、第２環状溝３４とケーシング１の内部とを常時連通させる連通路、例えば凹溝３５を形成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、上記回転軸の端部に設けられ、端面の外周に複数の凹球面継手を有するドライブディスクと、
上記凹球面継手に揺動自在に連結され上記シリンダブロック側が切欠き端面を形成する球形部を有し、上記シリンダブロックのシリンダ内に摺動可能に挿入されるピストンを備え、
上記凹球面継手部分に、上記ピストンを傾けた状態における上記ピストンの上記球形部の上記凹球面継手に対する係合、離脱を許容させる逃げ部を有し、この逃げ部が、上記ピストンのピストン棒部の一部が侵入する軸溝部を有すると共に、
上記ピストンの内部に形成された油路を介して上記ドライブディスクの凹球面継手と上記ピストンの上記球形部との接触部に、潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備え、
この潤滑油供給手段が、上記ピストンの上記球形部に形成される第１環状溝を含み、
上記ピストンの上記球形部の上記第１環状溝と上記ピストンの首部との間の上記球形部部分に形成され、上記ピストンの上記球形部と上記ドライブディスクの上記凹球面継手との間の隙間を介して上記第１環状溝に連通するとともに、上記ケーシングの内部に連通可能であって、上記第１環状溝よりも大径に形成された第２環状溝を備えた斜軸式液圧回転機において、
上記ピストンの上記球形部に、上記第２環状溝と上記ケーシングの内部とを常時連通させる連通路を形成したことを特徴とする斜軸式液圧回転機。
【請求項２】
上記請求項１記載の発明において、
上記第２環状溝が、上記ピストンの上記球形部の表面側に開口する凹溝から成ることを特徴とする斜軸式液圧回転機。
【請求項３】
上記請求項２記載の発明において、
上記凹溝を螺旋形状に形成したことを特徴とする斜軸式液圧回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械や一般機械に備えられる定容量型あるいは可変容量型の斜軸式アキシャルポンプ・モータである斜軸式液圧回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この特許文献１に示される従来技術には２つの問題点があるが、そのうちの１つの問題点であるピストンの球形部をドライブディスクの凹球面継手内に保持する押え板に伴う結合作業の煩雑さについては、これを解消しようとして特許文献２に別の従来技術が提案されている。
【０００３】
他のもう１つの問題点、すなわち、ドライブディスクの凹球面継手と、ピストンの球形部との接触部に供給される高圧の潤滑油による球形部の浮き上がりを抑える手段が、複雑な構造になりやすいという問題点については、これを解消しようとして特許文献３に、さらに別の従来技術が提案されている。
【０００４】
この特許文献３には、ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、回転軸の端部に設けられ、端面の外周に複数の凹球面継手を有するドライブディスクと、凹球面継手に揺動自在に連結されシリンダブロック側が切欠き端面を形成する球形部を有し、シリンダブロックのシリンダ内に摺動可能に挿入されるピストンを備え、凹球面継手部分に、ピストンを傾けた状態におけるピストンの球形部の凹球面継手に対する係合、離脱を許容させる逃げ部を有し、この逃げ部が、ピストンのピストン棒部の一部が侵入する軸溝部を有すると共に、ピストンの内部に形成された油路を介してドライブディスクの凹球面継手とピストンの球形部との接触部に、潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備えた構成が示されている。この潤滑油供給手段は、ピストンの球形部に形成される第１環状溝を含んでいる。
【０００５】
さらに、この特許文献３に示される従来技術は、ピストンの球形部の第１環状溝とピストンの首部との間の球形部部分に形成され、ピストンの球形部とドライブディスクの凹球面継手との間の隙間を介して第１環状溝に連通するとともに、ケーシングの内部に連通可能であって、第１環状溝よりも大径に形成された第２環状溝を備えている。
【０００６】
このように構成される特許文献３に示される従来技術は、ピストンの球形部がドライブディスクの凹球面軸受に連結された状態において、ピストンが或る傾斜角度に傾けられると、このピストンの第２環状溝が凹球面継手の逃げ部に連通し、すなわちケーシングの内部に連通し、ピストンの球形部に形成した第１環状溝に導かれた高圧の潤滑油は、第２環状溝を介してケーシングの内部に流出する。したがって、ピストンの球形部において高圧を受ける第１環状溝を含む球形部の先端部分の受圧面積は、球形部の第２環状溝の内側に形成される比較的小さな面積となる。これにより、高圧の潤滑油によってピストンの球形部に与えられる力を小さくすることができ、この球形部の凹球面継手からの浮き上がりを抑制できる。
【特許文献１】実公昭６３−３９４２７号公報
【特許文献２】実公平５−３１２７１号公報
【特許文献３】特開２００５−２０１２２１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献３に示される従来技術は、第２環状溝をピストンの球形部に形成するだけの簡単な構造で、ドライブディスクの凹球面継手からのピストンの球形部の浮き上がりを抑制できるものの、ピストンの球形部の第２環状溝の形成位置と、ドライブディスクに備えられる凹球面継手の逃げ部の形成位置との位置関係、あるいはこれらの第２環状溝や凹球面継手の逃げ部の製作誤差によっては、ピストンの傾斜角度の変化領域が小さくなってしまう懸念がある。
【０００８】
すなわち、ピストンの傾斜角度が比較的小さい角度であって小容量となり得るときに、ピストンの球形部の第２環状溝がドライブディスクの凹球面継手の逃げ部に連通せず、このために、ピストンの球形部のドライブディスクの凹球面継手からの浮き上がりを生じてしまう虞がある。また逆に、ピストンの傾斜角度が比較的大きい角度であって、大容量となり得るときに、ピストンの球形部の第２環状溝に加えて第１環状溝も凹球面継手の逃げ部に連通してしまい、これによってピストンの球形部の凹球面継手に対する予め定められる設定押し付け力を越える大きな押し付け力によって、ピストンの球形部が凹球面継手に強く押し付けられてしまう虞がある。これらの虞を除くためには、特許文献３に示される従来技術は、ピストンの傾斜角度の変化領域が小さくなりがちであり、より小さい最小容量及び、より大きい最大容量の確保が難しくなり、容量の変化を大きくすることが難しくなりやすい懸念がある。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、ピストンの傾斜角度の変化領域を大きくすることができる斜軸式液圧回転機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、上記回転軸の端部に設けられ、端面の外周に複数の凹球面継手を有するドライブディスクと、上記凹球面継手に揺動自在に連結され上記シリンダブロック側が切欠き端面を形成する球形部を有し、上記シリンダブロックのシリンダ内に摺動可能に挿入されるピストンを備え、上記凹球面継手部分に、上記ピストンを傾けた状態における上記ピストンの上記球形部の上記凹球面継手に対する係合、離脱を許容させる逃げ部を有し、この逃げ部が、上記ピストンのピストン棒部の一部が侵入する軸溝部を有すると共に、上記ピストンの内部に形成された油路を介して上記ドライブディスクの凹球面継手と上記ピストンの上記球形部との接触部に、潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備え、この潤滑油供給手段が、上記ピストンの上記球形部に形成される第１環状溝を含み、上記ピストンの上記球形部の上記第１環状溝と上記ピストンの首部との間の上記球形部部分に形成され、上記ピストンの上記球形部と上記ドライブディスクの上記凹球面継手との間の隙間を介して上記第１環状溝に連通するとともに、上記ケーシングの内部に連通可能であって、上記第１環状溝よりも大径に形成された第２環状溝を備えた斜軸式液圧回転機において、上記ピストンの上記球形部に、上記第２環状溝と上記ケーシングの内部とを常時連通させる連通路を形成したことを特徴としている。
【００１１】
このように構成した本発明は、ピストンの傾斜角度を、例えば０°としたときでも、ピストンの球形部に形成した連通路を介して第２環状溝とケーシングの内部とを連通させることができ、ピストンの球形部において高圧を受ける第１環状溝を含む球形部の先端部分の受圧面積を、比較的小さな面積とすることができる。これにより、高圧の潤滑油によってピストンの球形部に与えられる力を小さくすることができ、ドライブディスクの凹球面継手からのピストンの球形部の浮き上がりを抑制できる。
【００１２】
また、ピストンの傾斜角度を構造上実現可能な最大傾斜角度としたときに、第１環状溝がケーシングの内部に連通しないように、この第１環状溝の位置を予め設定しておけば、このような最大傾斜角度にピストンが保持されたときに、第２環状溝はケーシングの内部に連通するものの、第１環状溝をケーシングの内部に連通させない状態に保つことができる。これにより、ピストンの先端部分が、必要以上に大き過ぎる押し付け力でドライブディスクの凹球面継手に押し付けられることがなく、所望の設定押し付け力を確保できる。
【００１３】
したがって、ピストンの傾斜角度を、最小角度である０°に保つことができ、また、構造上実現可能な最大傾斜角度に保つことができるとともに、このピストンの傾斜角度を０°以上から、構造上可能な最大傾斜角度以下まで変化させることができ、ピストンの傾斜角度の変化領域を大きく確保することができる。
【００１４】
また、本発明は上記発明において、上記凹溝が、上記ピストンの上記球形部の表面側に開口する凹溝から成ることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は上記発明において、上記連通路を螺旋形状に形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ピストンの球形部に、第２環状溝とケーシングの内部とを常時連通させる連通路を形成したことから、ピストンの傾斜角度の変化領域を従来よりも大きくすることができ、また、このようにピストンの傾斜角度の変化領域を大きくしても、ドライブディスクの凹球面継手からのピストンの球形部の浮き上がりの抑制と、所望の設定押し付け力の確保とを実現できる。したがって、ピストンの傾斜角度が０°に相応する最小容量と、構造上実現可能な最大傾斜角度に相応する最大容量を確保できるとともに、このような最小容量と最大容量との間で自在に容量を従来よりも大きく変化させることができ、高い信頼性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下，本発明に係る斜軸式液圧回転機を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る斜軸式液圧回転機の一実施形態の基本構成を示す断面図である。図２は図１に示す一実施形態に備えられるドライブディスクを示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に対応する断面図、図４は図３の要部平面図である。図５は本実施形態に備えられるピストンを示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。図６は本実施形態においてピストンの傾斜角度が０°のときの状態を示す要部説明図、図７は本実施形態においてピストンの傾斜角度が構造上実現可能とされる最大傾斜角度のときの状態を示す要部説明図である。
【００１９】
本実施形態は例えば油圧ショベルに備えられるもので、その基本構成は図１に示すように、外殻を形成するケーシング１と、このケーシング１に回転自在に支持される回転軸２とを備えている。この回転軸２の端部に例えば一体に設けられ、端面の周方向に複数の凹球面継手３が形成されたドライブディスク４と、回転軸２と共に同期回転するシリンダブロック５とを備えている。このシリンダブロック５は周方向に沿って複数のシリンダ６が形成され、このシリンダ６内には、ピストン７を摺動可能に挿入させてある。上述したシリンダブロック５は、ドライブディスク４に接続されるセンタシャフト１０を回転軸心として回転する。センタシャフト１０は、スプリング１１によってドライブディスク４に押圧されている。
【００２０】
上述したピストン７は、図５の（ａ）（ｂ）図にも示すように、その端部にドライブディスク４の凹球面継手３に揺動自在に連結される球形部７ａを有している。また、テーパ形状に形成されるピストン棒部７ｂと、このピストン棒部７ｂよりもシリンダブロック５の奥側に位置し、シリンダ６の内面に接触するシリンダ内面接触部７ｃとが一体に形成されている。シリンダ内面接触部７ｃの近傍には、例えば２つのピストンリング８，９が嵌着されている。
【００２１】
また、図５の（ａ）（ｂ）図に示すように、ピストン７の内部には、その軸心方向に沿って形成され、潤滑油を導く油路３０と、球形部７ａの先端部分に形成され、油路３０によって導かれた高圧の潤滑油を吐出させる細孔を含む吐出部３１と、この吐出部３１から流出した潤滑油を導く油溝３２と、この油溝３２に連通し、潤滑油が収容される第１環状溝３３とを備えている。これらの油路３０、吐出部３１、油溝３２、及び第１環状溝３３は、図３に示すドライブディスク４の凹球面継手３とピストン７の球形部７ａとの接触部に潤滑油を供給する潤滑油供給手段を構成している。
【００２２】
上述したドライブディスク４の凹球面継手３部分には、図２〜４に示すように、ピストン７を傾けた状態におけるピストン７の球形部７ａの凹球面継手３に対する係合、離脱を許容させる逃げ部２０を有している。この逃げ部２０は、ピストン７のピストン棒部７ｂの一部が入り込む空隙部を有する軸溝部２０ｃと共に、この軸溝部２０ｃの延設方向に沿って両側に位置する凹状溝部２０ａ，２０ｂを有している。図２に示す一方の側に配置される凹状溝部２０ａと他方の側に配置される凹状溝部２０ｂの間隔Ｂは、ピストン７の球形部７ａの直径よりもわずかに大きく設定してある。
【００２３】
また、図２に示すように、ドライブディスク４の中央部分に、逃げ部２０の軸溝部２０ｂに連通する例えばほぼ円形状の凹部２１を形成してある。図３に示すように、軸溝部２０ｂの底部と凹部２１の底部とを例えば同じ深さ位置に設定してある。
【００２４】
また、図５の（ａ）（ｂ）図、及び図３に示すように、ピストン７の球形部７ａとピストン７の首部との間の球形部７ａ部分に形成され、ピストン７の球形部７ａとドライブディスク４の凹球面継手３との間の隙間を介して第１環状溝３３に連通するとともに、ケーシング１の内部に連通可能であって、第１環状溝３３よりも大径に形成された第２環状溝３４を備えている。
【００２５】
そして、本実施形態は特に、同図５の（ａ）（ｂ）図、及び図３に示すように、ピストン７の球形部７ａに、第２環状溝３４とケーシング１の内部とを常時連通させる連通路、例えばピストン７の球形部７ａの表面側に開口する凹溝３５を備えた構成にしてある。
【００２６】
このように構成した本実施形態は、ピストン７の球形部７ａをドライブディスク４の凹球面継手３に係合させる際、図３に示すようにピストン７を所定角度傾斜させてその球形部７ａを逃げ部２０の凹状溝部２０ａ，２０ｂから凹球面継手３に向って侵入させ、同時にピストン棒部７ｂの首部を軸溝部２０ｃに侵入させ、ピストン棒部７ｂの胴部を凹部２１に侵入させ、その後にピストン７をその傾斜角度が小さくなる方向へ、すなわち図３の上に向かう方向である反時計方向へわずかに動かすことにより、ピストン７の球形部７ａの切欠き端面７ｄが凹球面継手３に係合する。これにより、ピストン７は摺動動作に際して抜け出ることなくドライブディスク４に揺動自在に連結される。
【００２７】
また、ピストン７内に形成した油溝３０、球形部７ａに形成した吐出部３１、油溝３２を介して第１環状溝３３に供給された高圧の潤滑油によって、ピストン７の球形部７ａとドライブディスク４の凹球面継手３との接触部が潤滑され、球形部７ａの円滑な揺動動作が可能となる。
【００２８】
また特に、本実施形態では、ピストン７の傾斜角度を図６に示すように例えば０°としたときでも、ピストン７の球形部７ａに形成した凹溝３５を介して第２環状溝３４とケーシング１の内部とを連通させることができ、したがって、ピストン７の球形部７ａにおいて高圧を受ける第１環状溝３３をピストン７の先端に比較的近い位置に、すなわち後述の図７に示すようにピストン７を構造上実現可能な最大傾斜角度まで傾けた際でも、第１環状溝３３がケーシング１の内部に連通しない位置に予め設定することができる。したがって、第１環状溝３３を含むピストン７の球形部７ａの先端部分の受圧面積を、比較的小さな面積とすることができる。これにより、高圧の潤滑油によってピストン７の球形部７ａに与えられる力を小さくすることができ、ドライブディスク４の凹球面継手３からのピストン７の球形部７ａの浮き上がりを抑制できる。
【００２９】
また、図７に示すように、ピストン７の傾斜角度を構造上実現可能な最大傾斜角度としたときに、上述のように第１環状溝３３がケーシング１の内部に連通しないようにこの第１環状溝３３が設定されることから、このように最大傾斜角度にピストン７が保持されたときに、第２環状溝３４はケーシング１の内部に連通するものの、第１環状溝３３をケーシング１の内部に連通させない状態に保つことができる。これにより、ピストン７の先端部分が、必要以上に大きな押し付け力でドライブディスク４の凹球面継手３に押し付けられることがなく、所望の設定押し付け力を確保できる。
【００３０】
なお、ピストン７が０°よりも大きい所定角度傾けられると、第２環状溝３４がケーシング１の内部に連通し、さらに図７に示すようにピストン７が最大傾斜角度まで傾けられる間、第２環状溝３４がケーシング１の内部に連通する状態が維持される。したがって、上述した所定角度から最大傾斜角度までピストン７が傾けられる間、凹溝３５と共に第２環状溝３４がケーシング１の内部に直接に連通し、上述したように球形部７ａの先端部分の受圧面積を比較的小さな面積とすることができる。これにより、上述したように高圧の潤滑油によってピストン７の球形部７ａに与えられる力を小さくすることができ、ドライブディスク４の凹球面継手３からのピストン７の球形部７ａの浮き上がりを抑制できる。
【００３１】
このように構成した本実施形態によれば、ピストン７の球形部７ａに、第２環状溝３４とケーシング１の内部とを常時連通させる凹溝３５を形成したことから、ピストン７の傾斜角度の変化領域を、図６に示す傾斜角度０°以上、図７に示す構造上実現可能な最大傾斜角度以下の大きな変化領域とすることができる。また、このようにピストン７の傾斜角度の変化領域を大きくしても、ドライブディスク４の凹球面継手３からのピストン７の球形部７ａの浮き上がりの抑制と、所望の設定押し付け力の確保とを実現できる。したがって、ピストン７の傾斜角度が０°に相応する最小容量と、構造上実現可能な最大傾斜角度に相応する最大容量を確保できるとともに、このような最小流量と最大流量との間で自在に容量を大きく変化させることができ、高い信頼性を確保できる。
【００３２】
また、本実施形態は、ピストン７の球形部７ａに凹溝３５を形成するだけの簡単な構造であるので、製作費を安くすることができる。
【００３３】
図８は本発明の別の実施形態の要部を構成するピストンを示す側面図である。この別の実施形態は、ピストン７の球形部７ａに形成され、第２環状溝３４とケーシング１の内部とを常時連通させる凹部溝５を、螺旋形状に形成してある。例えば、ピストン７の球形部７ａの表面に１周以上にわたって形成される螺旋形状に形成してある。その他の構成は、上述した実施形態と同等である。
【００３４】
このように構成した別の実施形態は、上述の実施形態と同等の効果が得られる他、螺旋形状の凹溝３５を介してピストン７の球形部７ａの全面と、凹球面継手３との間に十分な潤滑油を供給でき、さらに円滑なピストン７の揺動動作を実現させることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、ピストン７の球形部７ａの第２環状溝３４と、ケーシング１の内部とを常時連通させる連通路が、ピストン７の球形部７ａの表面側に開口する凹溝３５から成る構成にしてあるが、本発明は、このように構成することに限られず、この連通路を例えばピストン７の球形部７ａに形成され、第２環状溝３４とケーシング１の内部とを常時連通させるキリ穴によって構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る斜軸式液圧回転機の一実施形態の基本構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す一実施形態に備えられるドライブディスクを示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に対応する断面図である。
【図４】図３の要部平面図である。
【図５】本実施形態に備えられるピストンを示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。
【図６】本実施形態においてピストンの傾斜角度が０°のときの状態を示す要部説明図である。
【図７】本実施形態においてピストンの傾斜角度が構造上実現可能とされる最大傾斜角度のときの状態を示す要部説明図である。
【図８】本発明の別の実施形態の要部を構成するピストンを示す側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    ケーシング
２    回転軸
３    凹球面継手
４    ドライブディスク
５    シリンダブロック
６    シリンダ
７    ピストン
７ａ  球形部
７ｂ  ピストン棒部
１１  スプリング
２０  逃げ部
２１  凹部
３０  油路（潤滑油供給手段）
３１  吐出部（潤滑油供給手段）
３２  油溝（潤滑油供給手段）
３３  第１環状溝（潤滑油供給手段）
３４  第２環状溝
３５  凹溝（連通路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008101581.tif 000007
【図６】
2008101581.tif 000008
【図７】
2008101581.tif 000009
【図８】
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