(57)【要約】【課題】  スワッシュプレートのモーメントの変動を最小又は低減するアキシャルピストン油圧マシンを提供する。【解決手段】  アキシャルピストン油圧マシン１０は、往復ピストン１８を収容するシリンダブロック１６を内蔵するハウジング１２を備え、ピストン１８は、スワッシュプレート３０の第１端３２に回転可能に連結されている。スワッシュプレート３０の第２端３４に、支持ボール３６、３８が受容され、ハウジング１２と係合する。支持ボール３６、３８は、複数のピストン１８とラジアル配置され、シャフト４８の回転軸５０とピストン１８の軸間のラジアル距離を、シャフト４８の回転軸５０と支持ボール３６、３８の中心点４０、４２間のラジアル距離より十分に小さくする。【選択図】図１
2009068490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、このハウジング内に配置され、複数の往復ピストンを内蔵するシリンダブロックと、前記往復ピストンに回転可能に連結された第１端を有するスワッシュプレートと、このスワッシュプレート、及び前記シリンダブロックを通して、前記ハウジング内に配置され、前記シリンダブロックを回転させるシャフトと、第１中間点を有し、前記スワッシュプレートの第２端に保持されている第１支持ボールと、第２中間点を有し、前記スワッシュプレートの前記第２端に受容されている第２支持ボールと、前記第１中間点から前記第２中間点へ延びる支持旋回軸とを備え、この支持旋回軸は、前記複数の往復ピストンの少なくとも１個と交差することを特徴とするアキシャルピストン油圧マシン。
【請求項２】
ハウジングと、このハウジング内に配置され、複数の往復ピストンを内蔵するシリンダブロックと、前記複数の往復ピストンに連結された第１端を有するスワッシュプレートと、このスワッシュプレート及び前記シリンダブロックを通して、前記ハウジング内に配置され前記シリンダブロックを回転させるシャフトと、第１中間点を有し、かつ前記スワッシュプレートの第２端に受容される第１支持ボールと、第２中間点を有し、前記スワッシュプレートの前記第２端に受容されている第２支持ボールと、前記第１中間点から前記第２中間点へ延びる支持旋回軸とを備え、この支持旋回軸は、前記スワッシュプレートの少なくとも一部と交差していることを特徴とするアキシャルピストン油圧マシン。
【請求項３】
ハウジングと、ハウジング内に配置され、複数のスリッパを有する複数の往復ピストンを内蔵するシリンダブロックと、前記複数のスリッパに係合する第１端及び第１及び第２支持ボールを受容する第２端を有するスワッシュプレートと、このスワッシュプレート及び前記シリンダブロックを通して、前記ハウジング内に配置され、前記シリンダブロックを軸の周りに回転させるシャフトとを備え、前記複数のピストンは、前記シャフトの回転軸に対して平行であり、かつ前記シャフトの回転軸から、第１ラジアル距離のピストン軸を有し、前記第１支持ボールは、第１中間点を有し、前記シャフトの軸から前記第１中間点で、第２ラジアル距離を規定し、この第２ラジアル距離は、前記第１ラジアル距離より大きいことを特徴とするアキシャルピストン油圧マシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルピストン油圧マシンに関し、特に、ボール支持されたスワッシュプレートを有するアキシャルピストン油圧マシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機器のトラック駆動用の多くの既存のモータ／ギアボックス組み合わせは、スワッシュプレートを有するアキシャルピストン油圧マシンを利用している。スワッシュプレートは、支持ハウジング内のその背面のボールソケットに配置された２個のボール上で旋回する。このデザインでは、支持ボールを、スワッシュプレートのピストン走行面の背後に直接配置している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、スワッシュプレートの旋回軸は、ピストン／スリッパボールジョイントの中心を通る面から、大幅に離れた後方にある。スワッシュプレートの旋回軸が、ピストン／スリッパボールジョイントの中心を通る面の近傍にないため、スワッシュプレートのモーメントは、大幅に変化することとなり、スワッシュプレートの位置制御は困難になる。特に、圧力及び速度の変化により、中間位置において、スワッシュプレートのモーメントに大幅な変化が生じる。同様に、ポンピングとモータモード間の変化は、スワッシュプレートに顕著なモーメントを生じさせる。
【０００４】
本発明は、従来技術の有する上記の課題に鑑みなされたもので、その主たる目的は、スワッシュプレートの制御を強化しうるアキシャルピストンポンプを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、スワッシュプレートのモーメントの変化を最小にするアキシャルピストン油圧マシンを提供することである。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、モータ又はギアボックスパッケージの軸長を短縮したアキシャルピストン油圧マシンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した従来技術の課題を解消又は軽減し、かつ上述した目的を達成するために、本発明のアキシャルピストン油圧マシンは、次の如き特徴的な構成を採用している。
【０００８】
本発明によるアキシャルピストン油圧マシン（以下、単に油圧マシンという場合もある）は、複数の往復ピストンを内蔵するシリンダブロックを包囲するハウジングを有する。この油圧マシンは、複数の往復ピストンに回転可能に連結されたスワッシュプレートを有し、このスワッシュプレート及びシリンダブロックを通して、ハウジング内に配置されたシャフトを有し、このシャフトの周りで、シリンダブロックを回転させる。第１及び第２支持ボールが、複数の往復ピストンからラジアル的に配置され、スワッシュプレート及びハウジングにより受容されている。
【０００９】
特に、各支持ボールは中心点を有し、第１及び第２支持ボールの中心点を通る旋回軸は、ピストン／スリッパボールジョイントの面内に位置されている。
【発明の効果】
【００１０】
上述の如き構成を有する本発明のアキシャルピストン油圧マシンは、次のような特有の効果を奏する。第１及び第２支持ボールが隣接ラジアル位置又はピストン／スリッパボールジョイント近傍に配置されているので、ボール旋回軸が、ボール連結面にあるか、又は接近し、スワッシュプレートのモーメント変動を、最小又は大幅に軽減することが可能である。更に、アキシャルピストン油圧マシンの軸長を短縮することができ、スワッシュプレートの制御を、良好に行いうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるアキシャルピストン油圧マシンの好適な実施の形態の構成及び動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図３は、本発明によるアキシャルピストン油圧マシンの好適な実施の形態の構成を示す断面図である。図１及び図２は、この油圧マシン１０の側断面図である。図３は、油圧マシン１０の横断面図である。この油圧マシン１０は、エンドキャップ１４に固定されたハウジング１４を有する。この油圧マシン１０は、ハウジング１２及びエンドキャップ１４よりなる２体構造として示してあるが、他の実施の形態として、一体構造とすることもある。
【００１３】
ハウジング１２は、シリンダブロック１６を内蔵している。このシリンダブロック１６は、複数の往復ピストン１８を内蔵している。これら複数の往復ピストン１８は、空洞を備えるボディ２０を有する。
【００１４】
図示の実施の形態のピストンボディ２０は、雌スリッパ２４と回転的に連結された雄ボールジョイント２２を有する。ここでは、雄ボールジョイント及び雌スリッパ２４として示してあるが、この連結は、ピストンボディ２０側に雌エンドを設け、スリッパ２４の雄エンドを受容するようにしてもよい。いずれにしろ、各スリッパ／ボールジョイント連結は、ピストン接続中心点２６を有し、これらの中心点を通る面が、ジョイント面２７である。更に、複数のピストン１８は、各ピストンの中心に沿って、アキシャルであるピストン軸２８を有する。
【００１５】
スワッシュプレート３０が、複数のスリッパ２４の第１端３２と係合し、第２端３４へ延びている。第２端３４は、第１及び第２支持ボール３６、３８を受容している。これらの支持ボール３６、３８の両方は、ハウジング１２と係合している。各支持ボール３６、３８は、中心点４０、４２を有し、支持ボールの旋回軸４４が、これら第１及び第２中心点４０、４２を通過している（図３参照）。また、スワッシュプレート３０は、エンドキャップ１４内で往復する補助ピストン４６にも連結されている（図１及び図２参照）。
【００１６】
シャフト４８が、スワッシュプレート３０及びシリンダブロック１６を通って、エンドキャップ１４内に配置されている。このシャフト４８は、回転軸５０の軸に沿って回転して、シリンダブロック１６を回転させる。当業者には容易に理解される如く、シャフト４８の回転軸５０と交差する連結面２７は、アキシャルピストン回転群のスイートスポットであると考えられる。このアキシャルピストン回転群のスイートスポット、及びスワッシュプレート３０の旋回軸が同じ面にない場合には、スワッシュプレート３０に作用するモーメントは、スワッシュプレート３０の傾斜位置が変化するので、好ましくない振動を生じることになる。
【００１７】
図１〜図３に示す本発明の好適な実施の形態によるアキシャルピストン油圧マシン１０において、第１及び第２支持ボール３６及び３８は、シリンダブロック１６に対して、連結面２７及びボール旋回軸４４が同じ面となるように配置され、スワッシュプレート３０のモーメントの変動を最小にするようになっている。
【００１８】
これに代わって、本発明のアキシャルピストン油圧マシンは、連結面２７及びボール旋回軸４４が相互に隣接し、スワッシュプレート３０のモーメントの変動を低減させるようにしてもよい。例えば、ボール旋回軸４４は、スリッパ２４を含んでいる複数のピストンと交差させる。変形例として、ボール旋回軸４４は、スワッシュプレート３０と交差させてもよい。これらの変形実施の形態において、連結面２７及びボール旋回軸４４は、同一面ではないが、相互に隣接しているので、スワッシュプレート３０のモーメントの変動を低減することができる。
【００１９】
更に、第１及び第２支持ボール３６及び３８の広いポジショニングの結果、シャフト４８の回転軸５０及び支持ボール３６、３８間のラジアル距離は、シャフト４８の回転軸５０及びピストン軸２８間のラジアル距離より相当に大きくなる。図３に示す如く、シャフト４８の回転軸５０及びピストン軸２８間のラジアル距離は、第１ラジアル距離Ｘである。
【００２０】
同様に、支持ボール３６、３８の各中心点４０、４２から、シャフト４８の回転軸５０までのラジアル距離は、第２ラジアル距離Ｙである。この第２ラジアル距離Ｙは、上述した第１ラジアル距離Ｘより大幅に大きい。
【００２１】
従って、本発明によるアキシャルピストン油圧マシン１０は、第１及び第２支持ボール３６、３８が、隣接ラジアル位置、又はスワッシュプレート３０の背後ではなく、ピストン／スリッパボールジョイント２２に近い。その結果、ボール旋回軸４４は、ボール連結面２７と同じ面か、又はそれに近い面にある。ボール旋回軸４４及びボール連結面２７を、同一面又はそれに近い面にすることにより、スワッシュプレート３０のモーメントの変動を最小とすることができる。これは、アキシャルピストン油圧マシン１０の軸長を短縮するのみならず、スワッシュプレート３０の制御を良好にするという付加的な効果を有する。その結果、上述した本発明の全ての目的を達成することができる。
【００２２】
以上、本発明によるアキシャルピストン油圧マシンの好適な実施の形態について詳述した。しかし、本発明の要旨や精神を逸脱することなく、特定用途に応じて、種々の変形変更が可能であることは、当業者には容易に理解できると思う。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるアキシャルピストン油圧マシンの好適な実施の形態の側断面図であり、スワッシュプレートが最大角度位置の状態を示す。
【図２】図１と同様のアキシャルピストン油圧マシンの側断面図であるが、スァッシュプレートが最小角度の状態を示す。
【図３】図１及び図２に示すアキシャルピストン油圧マシンの上から見た断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  アキシャルピストン油圧マシン
１２  ハウジング
１４  エンドキャップ
１６  シリンダブロック
１８  ピストン
２０  ピストンボディ
２２  雄ボールジョイント
２４  雌スリッパ
２６  ピストン連結中心点
２７  連結面
２８  ピストン軸
３０  スワッシュプレート
３２  スワッシュプレートの第１端
３４  スワッシュプレートの第２端
３６、３８  支持ボール
４０、４２  支持ボールの中心点
４４  支持ボール旋回軸
４８  シャフト
５０  回転軸
【図１】
2009068490.tif 000003
【図２】
2009068490.tif 000004
【図３】
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【外国語明細書】
2009068490000001.pdf