(57)【要約】【課題】滑り軸受の潤滑性能を向上させた油圧モータを提供する。【解決手段】クランクシャフト１１を中心にして放射状に配置されている複数の油圧ピストン１２で駆動される油圧モータ１０において、クランクシャフト１１の両端部及びバンク部を支持する滑り軸受１３Ａ，１３Ｂと、滑り軸受１３Ａ，１３Ｂに穿設したクランクシャフト外周面方向へ向かう貫通孔１４と、ポンプを用いて貫通孔１４に潤滑油を強制給油する潤滑油供給ライン１５と、貫通孔１４を通ってクランクシャフト外周面に給油された潤滑油を回収する潤滑油戻りライン１６と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを中心にして放射状に配置されている複数の油圧ピストンで駆動される油圧モータにおいて、
前記クランクシャフトの両端部及びバンク部を支持する滑り軸受と、
前記滑り軸受に穿設したクランクシャフト外周面方向へ向かう貫通孔と、
ポンプを用いて前記貫通孔に潤滑油を強制給油する潤滑油供給ラインと、
前記貫通孔を通って前記クランクシャフト外周面に給油された潤滑油を回収する潤滑油戻りラインと、
を備えていることを特徴とする油圧モータ。
【請求項２】
前記潤滑油給油ラインは、前記貫通孔に給油する常時給油ラインと、該常時給油ラインから分岐して前記バンク端部付近に給油する開閉弁を備えた高温時給油ラインとを備え、
前記開閉弁は、前記潤滑油戻りラインを流れる潤滑油温の検出値が所定値以上の高温時に開とされることを特徴とする請求１に記載の油圧モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトを中心にして放射状に配置されている複数の油圧ピストンで駆動される油圧モータに係り、特に、クランクシャフトの軸受冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランクシャフトを中心にして複数の油圧ピストンを放射状に配置し、油圧ポンプから供給される高圧油により油圧ピストンを押すことでクランクシャフトを回転させる構造の油圧モータが知られている。（たとえば、下記の特許文献１及び２を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１−１０４５４３号
【特許文献２】米国特許出願公開２００９／０２４１５３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した油圧モータのクランクシャフトは、両端部に設けた滑り軸受により回転可能に支持されている。この場合、滑り軸受の潤滑には、油圧ピストンから漏出してタンクへ戻される作動油が使用されている。
しかし、油圧モータの大型化や高出力化等が進むと、クランクシャフトの負荷も増すことになる。このため、油圧モータの安定した運転を継続するためには、クランクシャフトの変形量低減や振動安定性向上に加えて、滑り軸受の潤滑性能向上も必要となる。この場合の潤滑性向上は、特に潤滑油の油温上昇や油温の不均一性を抑制することである。
【０００５】
このような背景から、大型化や高出力化に伴うクランクシャフトの負荷増大にも耐えうるように、滑り軸受の潤滑性能を向上させた油圧モータの開発が望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、滑り軸受の潤滑性能を向上させた油圧モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の油圧モータは、クランクシャフトを中心にして放射状に配置されている複数の油圧ピストンで駆動される油圧モータにおいて、前記クランクシャフトの両端部及びバンク部を支持する滑り軸受と、前記滑り軸受に穿設したクランクシャフト外周面方向へ向かう貫通孔と、ポンプを用いて前記貫通孔に潤滑油を強制給油する潤滑油供給ラインと、前記貫通孔を通って前記クランクシャフト外周面に給油された潤滑油を回収する潤滑油戻りラインと、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
このような本発明の油圧モータによれば、クランクシャフトの両端部及びバンク部を滑り軸受により支持する構造としたので、クランクシャフトの変形量を低減して動安定性を向上させることができる。そして、滑り軸受に穿設した貫通孔から潤滑油を強制給油するようにしたので、バンク部に設置した滑り軸受により潤滑油の循環が阻害される結果、潤滑油の油温が上昇することを防止できる。
【０００８】
上記の発明において、前記潤滑油給油ラインは、前記貫通孔に給油する常時給油ラインと、該常時給油ラインから分岐して前記バンク端部付近に給油する開閉弁を備えた高温時給油ラインとを備え、前記開閉弁は、前記潤滑油戻りラインを流れる潤滑油温の検出値が所定値以上の高温時に開とされることが好ましく、これにより、潤滑油が所定値以上の高温になった場合は潤滑油の供給位置や供給量を増すことで、油温の上昇や不均一性をより確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
上述した本発明の油圧モータによれば、クランクシャフトの両端部及びバンク部を滑り軸受により支持する構造にして、クランクシャフトの変形量を低減して動安定性を向上させるとともに、滑り軸受の潤滑性能を向上させることにより、大型化や高出力化に伴うクランクシャフトの負荷増大にも耐えうる信頼性の高い油圧モータの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る油圧モータの一実施形態を示す断面図であり、クランクシャフトの軸受に対する潤滑系統が示されている。
【図２】図１に示した油圧モータにおいて、クランクシャフトの軸受間における潤滑油の流れを詳細に示す説明図である。
【図３】本発明に係る油圧モータの変形例として、油圧ピストンの配置が異なる構成例を示している。
【図４】潤滑油給油ラインが常時給油ライン及び高温時給油ラインを備えている場合の潤滑油系統例を示す図である。
【図５】本実施形態における滑り軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る油圧モータの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す実施形態の油圧モータ１０は、クランクシャフト１１を中心にして放射状に配置されている複数の油圧ピストン１２により駆動される。図示の構成例では、周方向に６個の油圧ピストン１２が１２０度ピッチで放射状に配置され、さらに、このような放射状配置の油圧ピストン１２が軸方向に４列配置されている。
【００１２】
従って、図示の油圧モータ１０は、合計２４個の油圧ピストン１２によって駆動されるものとなるが、油圧ピストン１２の周方向や軸方向の配置数等については、特に限定されることはない。また、図示の構成例において、油圧ピストン１２は、軸方向の２列を１ユニットにして合計２ユニットの４列配置とされるが、これに限定されることはない。
なお、各油圧ピストン１２には、油圧供給ポンプ（不図示）からピストン作動用の高圧（油圧）を供給する油圧供給ライン（不図示）が接続されている。
【００１３】
そして、油圧モータ１０のクランクシャフト１１は、滑り軸受１３により支持されている。図示の構成例では、クランクシャフト１１の両端部を滑り軸受（端部軸受）１３Ａが支持し、さらに、油圧ピストン１２のユニット間（バンク部）に設けた滑り軸受（バンク部軸受）１３Ｂが中央部を支持している。なお、以下の説明において、滑り軸受１３Ａ，１３Ｂの区別が不要となる場合には、単に滑り軸受１３と呼ぶことにする。
【００１４】
滑り軸受１３には、クランクシャフト１１の外周面方向へ向かう貫通孔１４が穿設されている。この貫通孔１４は、リング状となる滑り軸受１３の軸受鋼を軸中心方向へ向けて貫通し、摺動面への給油を可能にするものであり、各滑り軸受１３に対して１または複数設けられている。なお、複数の貫通孔１４を設ける場合には、周方向へ等ピッチに配置することが望ましい。
【００１５】
滑り軸受１３には、ポンプ（不図示）を用いて貫通孔１４に潤滑油を強制給油する潤滑油供給ライン１５と、貫通孔１４を通ってクランクシャフト１１の外周面に給油された潤滑油を回収する潤滑油戻りライン１６とを備えている。なお、潤滑油供給ライン１５に接続されるポンプについては、潤滑油戻りライン１６と接続された潤滑油タンク（不図示）を備えた専用ポンプとすることが好ましい。
【００１６】
また、図５に示すように、滑り軸受１３Ａ，１３Ｂには、軸方向に貫通する横通し穴２２が設けられている。図示の構成例では、４本の横通し穴２２を周方向に９０度ピッチで設けてあるが、これに限定されることはない。
この横通し穴２２は、潤滑油供給ライン１５及び潤滑油戻りライン１６を備えた複数の潤滑油供給系統間を連通させるものであり、潤滑油の流通によって異常時における系統間の油温を平準化するものである。なお、油圧モータ１０の組立時においては、滑り軸受１３をケーシングに冷やしばめして組み付ける際、保冷剤を入れる空間として横通し穴２２の使用が可能である。
【００１７】
このような潤滑系統と接続された滑り軸受１３を備えている油圧モータ１０は、クランクシャフト１１の両端部及びバンク部を滑り軸受１３により支持されているので、クランクシャフト１１の変形量を低減して振動安定性を向上させることができる。
すなわち、クランクシャフト１１の軸方向は、油圧ピストン１２と連結されているクランクシャフト部を除いた略全域が端部軸受１３Ａ及びバンク部軸受１３Ｂにより支持されているので、撓みを生じる不支持の領域が存在しても短いスパンとなる。このため、油圧モータ１０の運転時においては、クランクシャフト１１に生じる変形量が小さなものとなり、さらに、振動の発生も防止または抑制されて安定した回転を維持できる。
【００１８】
ところで、上述したバンク部軸受１３Ｂを設置することは、摺動部の潤滑を行う潤滑油（作動油）の循環、特に軸方向の移動を阻害する原因となる。
しかし、上述した油圧モータ１０は、各滑り軸受１３に穿設した貫通孔１４から潤滑油を強制給油するようにしたので、バンク部軸受１３Ｂにより潤滑油の循環が阻害されることになっても、クランクシャフト１１の摺動部全域に対する潤滑油の確実な循環・供給を可能にするので、不均一な潤滑油の供給に起因する局所的な潤滑油の油温上昇等を防止できる。
【００１９】
以下では、潤滑油の循環経路を図２に基づいて具体的に説明する。
ポンプから圧送された潤滑油は、潤滑油供給ライン１５を通って油圧モータ１０のケーシング１７内へ強制的に供給される。この潤滑油は、図中に矢印Ｌｏで示すように、ケーシング１７と滑り軸受１３との間を通って貫通孔１４に導かれる。
【００２０】
貫通孔１４に流入した潤滑油は、滑り軸受１３とクランクシャフト１１との間に存在する摺動面に流入する。この潤滑油は、さらに摺動面に沿ってクランクシャフト１１の軸方向へ向けて流れていくので、摺動面の全面を略均等に潤滑して冷却することができる。こうして摺動面を潤滑した潤滑油は、滑り軸受１３の両端部から油圧ピストン１２と連結されたクランク部が回転するケーシング内空間１８等に流出した後、潤滑油戻りライン１６を通ってケーシング１７の外部へ流出する。
なお、潤滑油戻りライン１６は、ケーシング１７の外部に設置された潤滑油タンクに接続されているので、潤滑油タンクに回収された潤滑油は放熱により温度低下した後、ポンプにより再度圧送されて閉回路内で循環使用される。
【００２１】
図３に示す油圧モータ１０Ａは、上述した油圧モータ１０の変形例を示している。この油圧モータ１０Ａは、油圧ピストン１２の配置が異なっている。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
具体的に説明すると、図示の油圧モータ１０Ａは、周方向に６個の油圧ピストン１２が１２０度ピッチで放射状に配置され、さらに、このような放射状配置の油圧ピストン１２が軸方向に３列配置されている。この場合、油圧ピストン１２は、軸方向の１列を１ユニットにして３列（３ユニット）が配置されている。
【００２２】
このような油圧モータ１０Ａは、クランクシャフト１１の両端が端部軸受１３Ａに支持されるとともに、端部軸受１３Ａの間には、油圧ピストン１２及びバンク部軸受１３Ｂが軸方向へ交互に配置されている。
このような構成の油圧モータ１０Ａとしても、クランクシャフト１１の両端部及びバンク部を滑り軸受１３により支持する構造としたので、クランクシャフト１１の変形量を低減して動安定性を向上させることができる。また、滑り軸受１３に穿設した貫通孔１４から潤滑油が強制給油されるので、バンク部軸受１３Ｂを設置しても潤滑油の略均等な供給が可能になるので、油温の上昇を防止することができる。
【００２３】
また、上述した潤滑油給油ライン１５は、たとえば図４に示すように、貫通孔１４に給油する常時給油ライン１５Ａと、この常時給油ライン１５Ａから分岐してバンク端部付近に給油する開閉弁２０を備えた高温時給油ライン１５Ｂとを備えている。この場合、バンク端部付近は、クランクシャフト１１において滑り軸受１３が設けられていない領域となり、隣接する滑り軸受１３間毎に独立した高温時給油ライン１５Ｂが設けられている。
なお、図中の符号３０は、油圧ポンプから油圧シリンダ１２へ油圧を供給するラインである。
【００２４】
さらに、潤滑油戻りライン１６には、潤滑後に回収された潤滑油温を検出する温度センサ２１が設けられている。この場合、３箇所のケーシング内空間１８から回収した潤滑油を１本の潤滑油戻りライン１６にまとめて潤滑油タンクへ導くので、温度センサ２１は合流前の段階で各ケーシング空間１８から回収される潤滑油温を検出するように設置されている。
上述した開閉弁２０は、潤滑油温度が所定値より低い通常運転時において、全てが閉じた状態となっている。
【００２５】
しかし、温度センサ２１が所定値以上の高温を検出した場合には、すなわち、潤滑油戻りライン１６を流れる潤滑油温の検出値が所定値以上の高温となった場合には、これを検出した温度センサ２１が設置されているラインの開閉弁２０を開とし、常時給油ライン１５Ａに加えて高温時給油ライン１５Ｂからも潤滑油を供給する。この結果、潤滑後の潤滑油が所定値以上の高温になった場合には、対応する高温時給油ライン１５Ｂの開閉弁２０を開くことで、潤滑油の供給位置や供給量を増すことができ、潤滑油の油温上昇や油温の不均一性をきめ細かく制御して確実に抑制することができる。
なお、上述した開閉弁２０及び温度センサ２１については、高温時給油ライン１５Ｂの分岐後に設けることで一括制御してもよい。
【００２６】
このように、上述した本実施形態の油圧モータ１０，１０Ａは、クランクシャフト１１の両端部及びバンク部を滑り軸受１３で支持する構造とし、クランクシャフト１１の変形量を低減して動安定性を向上させることが可能になる。さらに、上述した本実施形態の油圧モータ１０，１０Ａは、滑り軸受１３の潤滑性能向上により、大型化や高出力化に伴うクランクシャフト１１の負荷増大にも耐えうるものとなる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０    油圧モータ
１１    クランクシャフト
１２    油圧ピストン
１３    滑り軸受
１３Ａ    滑り軸受（端部軸受）
１３Ｂ    滑り軸受（バンク部軸受）
１４    貫通孔
１５    潤滑油供給ライン
１６    潤滑油戻りライン
１７    ケーシング
１８    ケーシング内空間
２０    開閉弁
２１    温度センサ
２２    横通し穴
【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】
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