(57)【要約】【課題】回り始めの回転の不安定、微速回転時の回転の不安定を防止したラジアルピストンポンプまたはモータを提供する。【解決手段】ピントル１２は本体１１の固定穴１３に円柱状である一側１４ａが圧入固定され、円錐状である他側１４ｂが形成されて本体１１に穿設された偏芯穴１５に突出している。ピントル１２の他側１４ｂはテーパーになってシリンダ２０に嵌合している。シリンダ２０の側壁面と該側壁面に係合するオルダム継手３１との間には、圧縮ばね４０が配設され、ピントル１２とシリンダ２０とのテーパーの嵌合部は、回転時は圧油の反力で押され、適度な隙間が生成され円滑に回転する。【選択図】図１
2009074503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に嵌挿された回転支持軸部材と、
前記回転支持軸部材に対して回転可能に支持され放射状に穿設した複数のピストン穴が形成されたシリンダ部材と、
前記ピストン穴、該ピストン穴に連通して前記回転支持軸部材に設けられた高圧または低圧ポートと選択的に連通する開口穴及び前記ピストン穴に放射軸方向に移動可能に設けられたピストンにより形成されたピストン室と、
前記シリンダ部材の回転に伴い、前記ピストンの反前記ピストン室側に揺動可能に連結されたシューの先端に設けられた部分円筒面をカムリングの内周面に摺動させることにより、前記ピストン室が拡縮してポンプまたはモータ作用をするラジアルピストンポンプまたはモータにおいて、
前記回転支持軸部材と前記シリンダ部材との嵌合部がテーパー状を形成し、該シリンダ部材を軸方向よりばね部材で押し圧することを特徴とするラジアルピストンポンプまたはモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車または建設機械等に使用されるラジアルピストンポンプまたはモータに関し、さらに詳細には回転始めや微少回転時の油の漏れを小さくして急激の回転変動、回転ムラを小さくすることができるラジアルピストンまたはモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のラジラルピストンポンプまたはモータ６０の概略構造を図５に示すように、回転支持軸の機能を有する円柱状のピントル６２は本体６１の固定穴６３に一側６４ａが圧入固定され、他側６４ｂが本体６１に穿設された偏芯穴６５に突出している。
シリンダ６６はピントル６２の他側６４ｂ側に指向し、オルダム結合６７により、回転支持軸６８に係合されている。前記回転支持軸６８はピントル６２及びシリンダ６５を内包固定しながら本体６１内の偏芯穴６５を塞ぐカバー６９にボールベアリング７０を介して回転自在に支持されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特願２００６−２２３０９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示されたラジアルピストンポンプまたはモータは回転支持軸が止まっているときピントルとシリンダがクリアランス分だけ偏芯し、隙間が大きくなっている。この状態（起動時回転が零のとき）で高圧ポートに少しずつ圧油が供給されると、ピントルとシリンダとの間の隙間から圧油が漏れる。圧油が漏れるとシリンダが回転しないため出力が零回転のままである。圧油の供給量が漏れ以上に増加するとシリンダが回りだし、シリンダが回ると圧力バランスが安定し、ピントルとシリンダが同心に確保され隙間が小さくなり漏れが小さくなるため、今まで回転に寄与していなかった流量が回転に寄与するため、回転数が急激に増加することになる。
【０００４】
また、シリンダの位置（ピントルの位相）によって発生するトルクが変動する。ここで、負荷トルクが一定の場合、この負荷トルクを発生するために必要な圧力はシリンダの位置によって変化する。このため、微小に回転させる場合、シリンダの位置が動く（ピントルとの位相がずれる）度に圧力の変動が発生し、漏れ量も変化する。よって、回転に寄与する圧油の量も変化し、回転が不安定になる。
さらに、建設機械用のモータのように外力でモータが回されとき、例えば傾斜地で止まっているとき、モータが回らないようにシリンダ内に保持圧を発生させるが、クリアランスがあると隙間から圧油が漏れるためシリンダが微小に回り、傾斜地に止めてあった車両がずれ落ちることがある。
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、回り始めの回転の不安定、微速回転時の回転の不安定を防止したラジアルピストンポンプまたはモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するために請求項１記載の発明は、本体に嵌挿された回転支持軸部材と、
前記回転支持軸部材に対して回転可能に支持され放射状に穿設した複数のピストン穴が形成されたシリンダ部材と、
前記ピストン穴、該ピストン穴に連通して前記回転支持軸部材に設けられた高圧または低圧ポートと選択的に連通する開口穴及び前記ピストン穴に放射軸方向に移動可能に設けられたピストンにより形成されたピストン室と、
前記シリンダ部材の回転に伴い、前記ピストンの反前記ピストン室側に揺動可能に連結されたシューの先端に設けられた部分円筒面をカムリングの内周面に摺動させることにより、前記ピストン室が拡縮してポンプまたはモータ作用をするラジアルピストンポンプまたはモータにおいて、
前記回転支持軸部材と前記シリンダ部材との嵌合部がテーパー状を形成し、該シリンダ部材を軸方向よりばね部材で押し圧することを特徴とする。
本発明によれば、回転支持軸部材とシリンダ部材との嵌合部をテーパー状にすることにより、該回転支持軸部材と該シリンダ部材との間のクリアランスの管理が容易になり回転始めや微小回転時の圧油の漏れを小さくすることができ、急激な回転変動や回転ムラを小さくできる。また、外力で回されようとした場合も保持圧が漏れることなく回らなくすることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、回転支持軸部材とシリンダ部材との間のクリアランスの管理が容易になり回転始めや微小回転時の圧油の漏れを小さくすることができ、急激な回転変動や回転ムラを小さくできる。また、外力で回されようとした場合も保持圧が漏れることなく回らなくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のラジアルピストンポンプまたはモータにつき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施に形態に係るラジアルピストンポンプまたはモータ１０の概略構造を示す略縦断面である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
図１及び図２において、回転支持軸の機能を有するピントル（回転支持軸部材）１２は本体１１の固定穴１３に円柱状である一側１４ａが圧入固定され、円錐状である他側１４ｂが形成されて本体１１に穿設された偏芯穴１５に突出している。
回転支持軸であるピントル１２の他側１４ｂは軸部がテーパー状になってシリンダ２０のテーパー貫通穴２０ａに嵌合しており、該他側１４ｂには軸方向に対して径方向の上半分側に開口する高圧ポート１６と下半分側に開口する低圧ポート１７が設けられている。
前記低圧ポート１６及び高圧ポート１７はピントル１２内を軸方向に穿設されたそれぞれ２本の高圧、低圧連通路１６ａ、１７ａを連通して、一側１４ａの径方向に穿設された図１で見て上方に開口する吐出穴１６ｂと下側に開口する吸入穴１７ｂとを介して、本体１１に設けられた吐出ポート１９、吸入ポート１８に接続されている。
【０００８】
ピントル１２の他側１４ｂのテーパー外周面１２ａには、隙間をもって該他側１４ｂと同幅の摺動面を有するシリンダ（シリンダ部材）２０のテーパー貫通孔２０ａが回転可能に嵌め込まれている。シリンダ２０のテーパー貫通孔２０ａ内には径方向に放射状に延びる複数のピストン穴２１が形成されピントル１２側に指向して開口穴２２を形成し、該開口穴２２は高圧または低圧ポート１６，１７と選択的に連通可能にされている。前記ピストン穴２１にはピストン２３が径方向に往復運動可能に挿入され、開口穴２２、ピストン穴２１、ピストン２３により、ピストン室２４が形成されている。
【０００９】
図３に示すように、ピストン２３の内部に半球状の受け部２３ａが形成され、シュー２５の一端に設けられた球状の係合部２６がこの受け部２３ａに嵌合し、シュー２５が揺動可能にリンク結合されている。シュー２５の他端である先端に部分円筒面２７が形成され、この部分円筒面２７がシュー２５の外側に配置されたカムリング内面２８を滑りながら、シリンダ２０と共にピントル１２のテーパー外周面１２ａを偏芯して回転するようにされている。この回転により、前記ピストン室２４を拡縮して、流体が給排可能にされている。
【００１０】
また、部分円筒面２７には表面中央に円形状の凹部２７ａが設けられ圧力ポケットを形成している。さらに、外側に凹部２７ａと同心にドレーン溝２７ｂが形成されている。ドレーン溝２７ｂは本体１１の軸方向で切り欠き部２７ｃ（図４参照）を有し、偏芯穴１５に連通しドレーン圧（低圧）とされる。シュー２５の係合部２６の先端と凹部２７ａとの間を圧力導入穴３８が貫通している。さらに、ピストン２３には受け部２３ａとピストン室２４とを連通する貫通穴３０が設けられている。シュー２５はリング内面２８を滑るが、ピストン室２４の圧力が部分円筒面２７の凹部２７ａに導かれ、高圧時に部分円筒面２７とリング内面２８との接触面圧が大きくならないようにされる。また、凹部２７ａに導かれた流体により摺動面の潤滑が行われる。
【００１１】
図１に示すように、シリンダ２０はピントル１２の他側１４ｂに延伸し、オルダム継手３１により、回転支持軸３２に係合されている。回転支持軸３２はピントル１２及びシリンダ２０を内包固定しながら本体１１内の偏芯穴１５を塞ぐカバー３３に穿設された軸穴３３ａにボールベアリング３４を介して回転自在に支持されている。これにより、回転支持軸３２によりシリンダ２０を外部から回転させ、またはシリンダ２０の回転を回転支持軸３２に出力させることができる。
シュー２５の部分円筒面２７が内面を摺接するカムリング３５は本体１１の偏芯穴１５ｂに挿入固定され、固定容量ポンプまたはモータと機能する。なお、可変容量の場合は、例えば、図示されていない容量調整用アクチュエータによりカムリング３５をピントル１２の中心に対して偏芯移動自在にできるようにカムリング３５を支持し、ピントル１２とカムリング３５との中心距離を調整できるようにされる。また、支持リング３６がシュー２５の両側背面に係合され、シュー２５の部分円筒面２７がカムリング３５のカムリング内周面２８から離隔しないようにされている。また、ピントル１２、シリンダ２０、カムリング３５等の軸方向相対位置がずれないように、カバー３３によりカムリング３５、支持リング３６を支えている。偏芯穴１５はカバー３３に設けられたドレーンポート３７と連通し、該ドレーンポート３７は図示しない低圧のドレーンに開放されている。
【００１２】
シュー２５の圧力導入穴３８には絞り３９が設けられている。前記絞り３９は部分円筒面２７とリング内面２８との隙間からの漏れが多くなると、漏れに対して供給される流体が絞り３９により絞られ、ピストン室２４と凹部２７ａとに圧力差が発生し、該凹部２７ａからの反力が小さくなりピストン２３及びシュー２５がカムリッグ３５に押し付けられるため、部分円筒面２７とカムリング内面２８との隙間を減じ、漏れを減らすことができる。
参照符号４０はオルダム継手３１に内蔵された圧縮ばね（ばね部材）で、一端がシリンダ２０の側壁面に係合し、他側がオルダム継手３１の内側壁面に当接しており、ばね部材４０の弾発力によりシリンダ２０が図１で左方向に押圧されピントル１２のテーパー外周面１２ａとシリンダ２０のテーパー貫通孔２０ａとのクリアランスが零になるよう保持される。
図１に示すピントル１２とシリンダ２０と嵌合部のテーパーは右方向に先細りになるように形成され、先細り側に圧縮ばね４０を配設しているが、図１で前記テーパーを左方向の先細りになるように形成し、前記圧縮ばね４０を図１に対して対向した反対側の本体１１の内側壁面とシリンダ２０の側壁面との間に設けてもよい。
なお、圧縮ばね４０に代わって皿ばね（図示しない）を複数個積重して一端をシリンダ２０の側壁面に接触し、他端をオルダム継手３１の内側壁面に接触させてもよい。
【００１３】
本発明の実施の形態に係るラジアルピストンポンプまたはモータ１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
回転支持軸３２を回転させることによりシリンダ２０が回転する（図２では時計回りとする）と、カムリング３５は該シリンダ２０の回転中心（ピントル１２の中心）に対して、偏芯して設けられているため、シリンダ２０内のピストン２３とリンク結合されたシュー２５がカムリング内面２８を滑りシリンダ２０内を往復運動する。図２の下側ではピストン２３とシュー２５はピストン室２４を大きくする方向に変位し、そのとき圧油（図示しない）は本体１１の吸入ポート１８、吸入穴１７ｂ、低圧連通路１７ａ、ピントル１２の低圧ポート１７、開口穴２２を通り、シリンダ室２４に吸い込まれる。さらに回転するとシリンダ室２４と開口穴２２は高圧ポート１６に接続され、回転と共に圧油はピントル１２の高圧ポート１６を通り、高圧連通路１６ａ、吐出穴１６ｂ、吐出ポート１９に吐出され各アクチュエータ（図示しない）に供給される。
【００１４】
この場合、ラジアルピストンポンプまたはモータ１０の回転時にテーパー状に形成されているピントル１２とシリンダ２０との嵌合部は、圧油の反力で押圧されると共にラジアル方向の成分はピストン２３（又はピストン室２４の圧油）からの反力と打ち消し合い、スラスト方向の成分はばね部材４０の弾発力に釣り合う位置まで図１で右方向に変位するので、適度な隙間が確保できピントル１２及びシリンダ２０が円滑に回転する。
一方、ラジアルピストンポンプまたはモータ１０の停止時におけるピントル１２とシリンダ２０との嵌合部は、圧縮ばね４０弾発力により押し圧され図１で左方向に押し付けられるので、ピントル１２とシリンダ２０とのクリアランスは零に確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るラジアピストンポンプまたはモータの略縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示すピストン、シュー、カムリング拡大断面図である。
【図４】図３に示すシューの平面図である。
【図５】従来のラジアルピストンポンプまたはモータの略縦断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０、６０  ラジアルピストンポンプまたはモータ
１１  本体                        １２  ピントル
１６  高圧ポート                  １７  低圧ポート
２０  シリンダ                    ２２  開口穴
２３  ピストン                    ２５  シュー
２６  係合部                      ２６ａ  係合室
３８  圧力導入孔                  ４０  圧縮ばね
【図１】
2009074503.tif 000003
【図２】
2009074503.tif 000004
【図３】
2009074503.tif 000005
【図４】
2009074503.tif 000006
【図５】
2009074503.tif 000007