特許 5876663 対向式斜板型ピストンポンプ・モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5876663

(24)【登録日】2016年1月29日

(45)【発行日】2016年3月2日

(54)【発明の名称】対向式斜板型ピストンポンプ・モータ

(51)【国際特許分類】

   F04B 1/22 20060101AFI20160218BHJP

   F03C 1/253 20060101ALI20160218BHJP

【ＦＩ】

   F04B1/22

   F03C1/253

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2011-72062(P2011-72062)

(22)【出願日】2011年3月29日

(65)【公開番号】特開2012-207556(P2012-207556A)

(43)【公開日】2012年10月25日

【審査請求日】2013年11月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100114236

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】加藤 弘毅

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 淳

(72)【発明者】

【氏名】成田 晋

【審査官】 尾崎 和寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０３９２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ １／２２

Ｆ０３Ｃ １／２５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のシリンダが形成されたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックを収容するハウジングと、
前記シリンダブロックの両側に設けられ、円弧状の第一軸受部及び第二軸受部によってそれぞれ前記ハウジングに支持される第一斜板及び第二斜板と、
前記シリンダブロックの回転に伴って前記第一斜板及び第二斜板にそれぞれ追従して各シリンダを往復動する第一ピストン及び第二ピストンと、
前記第一斜板を傾転させるサーボ機構と、を有する対向式斜板型ピストンポンプ・モータであって、
前記ハウジングに対して揺動可能に支持され、前記第一斜板の傾転中に、前記第一斜板側で前記第一斜板から付勢されて揺動する揺動リンクと、
前記ハウジングに対して揺動可能に支持され、前記揺動リンクに従動する従動リンクと、を備え、
前記第二斜板には、前記円弧状の第二軸受部に対向して収容されるジャーナル部が設けられ、
前記従動リンクは、前記ジャーナル部に接続され前記第二斜板を揺動させることを特徴とする対向式斜板型ピストンポンプ・モータ。

【請求項2】

対向式斜板型ピストンポンプ・モータは、前記従動リンクの前記第二斜板側の凹部に摺動可能に嵌合するスライドメタルを備え、
前記第二斜板のジャーナル部がピンを介して前記スライドメタルに接続することを特徴とする請求項１に記載の対向式斜板型ピストンポンプ・モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリンダブロックの両側に、傾転可能な第一斜板と第二斜板を備える対向式斜板型ピストンポンプ・モータに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示された対向式斜板型ピストンポンプ・モータは、複数のシリンダが開口するシリンダブロックと、シリンダブロックの両側に設けられる第一斜板と第二斜板とを備える。ピストンポンプ・モータの第一ピストンと第二ピストンは、シリンダブロックの回転に伴って第一と第二斜板に追従してシリンダを往復動する。

【0003】

この従来のピストンポンプ・モータは、第一と第二斜板を互いに連動させる傾転連動機構と、第一斜板を傾転させるサーボ機構とを備える。このため、単一のサーボ機構を用いて第一と第二斜板の傾転角度を変えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２０３９２７号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、第二斜板の傾転中に、モータシャフトを中心として第二斜板を回転させようとする力（第二斜板をこじる（ねじる）力）が発生する。これは、第二斜板を駆動する力の作用点が、第二斜板を支持する二つの軸受部の間でなく外側にあるためである。この結果、バネの力によって軸受部に付勢されている第二斜板が、第二斜板を保持するための軸受部の軸受メタルから離れて浮いてしまうという問題が生じる。

【0006】

本発明は、上記の問題に鑑みて、対向式斜板型ピストンポンプ・モータにおいて、第二斜板が、軸受部の軸受メタルから浮かないようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る対向式斜板型ピストンポンプ・モータは、複数のシリンダが形成されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックを収容するハウジングと、前記シリンダブロックの両側に設けられ、円弧状の第一軸受部及び第二軸受部によってそれぞれ前記ハウジングに支持される第一斜板及び第二斜板と、前記シリンダブロックの回転に伴って前記第一斜板及び第二斜板にそれぞれ追従して各シリンダを往復動する第一ピストン及び第二ピストンと、前記第一斜板を傾転させるサーボ機構と、を有する。対向式斜板型ピストンポンプ・モータは、前記ハウジングに対して揺動可能に支持され、前記第一斜板の傾転中に、前記第一斜板側で前記第一斜板から付勢されて揺動する揺動リンクと、前記ハウジングに対して揺動可能に支持され、前記揺動リンクに従動する従動リンクと、を備える。前記第二斜板には、前記円弧状の第二軸受部に対向して収容されるジャーナル部が設けられ、前記従動リンクは、前記ジャーナル部に接続され前記第二斜板を揺動させる。

【0008】

本発明のある態様において、対向式斜板型ピストンポンプ・モータは、前記従動リンクの前記第二斜板側の凹部に摺動可能に嵌合するスライドメタルを備え、前記第二斜板のジャーナル部がピンを介して前記スライドメタルに接続する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によると、第二斜板を揺動する力の作用点が第二軸受部に近くなり、第二斜板の傾転中に第二斜板をモータシャフトのまわりで回転させようとする力は抑制される。この結果、第二斜板が、第二軸受部の軸受メタルから浮くことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第一実施形態に係るピストンモータの横断面図である。

【図2】第一実施形態に係るピストンモータの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１と図２は、第一実施形態に係るピストンモータ１を示す。ピストンモータ１は、作業車両等に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）に用いられる。

【0012】

図１のように、ピストンモータ１は、対向式斜板型ピストンポンプ・モータであり、ピストンモータ１は、ポンプとしても使用できる。ピストンモータ１は、シリンダブロック４の両側に第一斜板３０と第二斜板４０を備える。なお、ピストンモータ１の基本構造は、特開２００９−２０３９２７号公報に開示された従来のピストンモータと同様である。

【0013】

ピストンモータ１は、ケース２５とポートブロック５０とによりハウジング室２４が形成され、このハウジング室２４にシリンダブロック４および第一、第二斜板３０、４０等が収容される。なお、ケース２５とポートブロック５０をまとめて、ハウジング（収容部材）と呼ぶ場合がある。

【0014】

モータシャフト５は、シリンダブロック４を貫通してこれに取付けられる。モータシャフト５は、軸受９１を介してポートブロック５０に回転可能に支持され、軸受９２を介してケース２５に回転可能に支持される。

【0015】

シリンダブロック４にはその軸心回りの同一円周上に複数のシリンダ６が一定の間隔を持って形成される。シリンダ６には両側から第一ピストン８と第二ピストン９がそれぞれ挿入され、これらの間に容積室１０が形成される。

【0016】

第一、第二ピストン８、９の一端は、シリンダブロック４の両端面からそれぞれ突出し、第一、第二斜板３０、４０にシュー２１、２２を介して支持される。シリンダブロック４が回転すると、第一、第二ピストン８、９は第一、第二斜板３０、４０との間で互いに反対方向に往復動する。

【0017】

図１のように、各容積室１０に作動油を給排する油通路は、ポートブロック５０の第一軸受部３２（第一すべり軸受部）に開口する対の軸受ポート３９と、第一斜板３０に開口する対の斜板ポート１６と、斜板プレート６０に開口するシリンダ６と同数のバルブポート６１と、各シュー２１を貫通するシューポート１９とによって形成される。

【0018】

ピストンモータ１における作動油の流れは、一方の軸受ポート３９→一方の斜板ポート１６→バルブポート６１→シューポート１９→容積室１０→シューポート１９→バルブポート６１→他方の斜板ポート１６→他方の軸受ポート３９となる。各容積室１０に導かれる作動油圧によって第一、第二ピストン８、９がシリンダ６を互いに反対方向に往復動し、シリンダブロック４とモータシャフト５が回転する。

【0019】

シュー２１、２２を付勢する手段として、複数のスプリング９５、９６が設けられる。シリンダブロック４の穴９３、９４のそれぞれにスプリング９５、９６が入れられる。一方の各スプリング９５の付勢力は、リテーナホルダ９７、リテーナプレート９８を介して各シュー２１に伝えられ、この付勢力により各シュー２１が斜板プレート６０に押し付けられる。他方の各スプリング９６の付勢力はリテーナホルダ８７、リテーナプレート８８を介して各シュー２２に伝えられ、この付勢力により各シュー２２が第二斜板４０に押し付けられる。この結果、二斜板４０は、スプリング９６のバネの力（弾性力）によって、後述の第二軸受部４２に付勢されている。

【0020】

第一、第二斜板３０、４０は、それぞれ第一軸受部３２と第二軸受部４２によって、斜板背面ジャーナル部３１、４１を介して傾転可能に支持され、ピストンモータ１の１回転当たりの押しのけ容積を変えられるようになっている。入力側のポンプシャフトと出力側のモータシャフト５の回転数の比率は、ピストンポンプとピストンモータ１の押しのけ容積の比に応じて変化する。なお、斜板背面ジャーナル部３１、４１は、それぞれ第一軸受部３２と第二軸受部４２に対向して収容される部分である。

【0021】

サーボ機構３３は、ピストンモータ１のポートブロック５０に設けられ、第一斜板３０を傾転させる。サーボ機構３３は、ポートブロック５０に摺動可能に収装されるサーボレギュレータピストン３４を備える。サーボレギュレータピストン３４が油圧等によって移動することにより、駆動用係合ピン６５、スライドメタル６６を介して第一斜板３０が傾転する。サーボレギュレータピストン３４には、スライドメタル６６を摺動可能に係合させる環状の凹部６７が形成され、駆動用係合ピン６５はスライドメタル６６を介して凹部６７に係合する。サーボレギュレータピストン３４の動きはスライドメタル６６、駆動用係合ピン６５を介して第一斜板３０に伝えられる。

【0022】

ピストンモータ１には第一、第二斜板３０、４０を互いに連動させる傾転連動機構４５が設けられる。傾転連動機構４５は、ケース２５に支持ピン４９を介して揺動可能に連結される揺動リンク４８と、ケース２５に支持ピン５２を介して揺動可能に連結される従動リンク５１を備える。さらに、傾転連動機構４５は、第一斜板３０を揺動リンク４８の一端に係合させる第一係合ピン５３と、従動リンク５１の一端を揺動リンク４８の他端に係合させる第二係合ピン５４と、第二斜板４０を従動リンク５１の他端に係合させる第三係合ピン５６とを備える。後述するように第一、第二斜板３０、４０の傾転角度が所定の関係をもって変化するように各部の寸法が設定される。

【0023】

第一係合ピン５３は、第一斜板３０の側部から突出しており、スライドメタル７５を介して揺動リンク４８の凹部５８に摺動可能に係合する。第二係合ピン５４は、従動リンク５１の側部から突出しており、スライドメタル６２を介して揺動リンク４８の凹部５５に摺動可能に係合する。第三係合ピン５６は、第二斜板４０の側部から突出しており、スライドメタル６４を介して従動リンク５１の凹部５７に摺動可能に係合する。

【0024】

支持ピン４９、支持ピン５２、第一係合ピン５３、第二係合ピン５４、第三係合ピン５６、駆動用係合ピン６５は、それぞれの中心軸がモータシャフト５の中心軸Ｏ５と直交し、第一、第二斜板３０、４０の傾転中心軸Ｏ３０、Ｏ４０と平行に延びるように配置される。

【0025】

図１に示すように、サーボ機構３３と傾転連動機構４５とを両者の間に第一斜板３０が挟まれるように配置される。駆動用係合ピン６５と第一係合ピン５３は第一斜板３０の両側部からそれぞれ反対方向に突出する。

【0026】

従動リンク５１の先端部から第二係合ピン５４が突出して設けられる。第二係合ピン５４は、第二斜板４０の傾転中心軸Ｏ４０よりも第一斜板３０側に配置される。

【0027】

揺動リンク４８は、支持ピン４９に軸受６３を介して揺動可能に支持される。支持ピン４９はブラケット８２にナット８３を介して締結される。ブラケット８２は複数のビス８４を介してケース２５に締結される。

【0028】

揺動リンク４８は、支持ピン４９から第一斜板３０に向けて延びる第一リンク部４８ａと、支持ピン４９から従動リンク５１に向けて延びる第二リンク部４８ｂとを有する。第一リンク部４８ａにスライドメタル７５に係合する凹部５８が形成され、第二リンク部４８ｂにスライドメタル６２に係合する凹部５５が形成される。スライドメタル６２は、揺動リンク４８の凹部５５に摺動可能であるとともに、第二係合ピン５４に対して揺動可能（回転可能）である。スライドメタル７５は、揺動リンク４８の凹部５８に摺動可能であるとともに、第一係合ピン５３に対して揺動可能（回転可能）である。

【0029】

従動リンク５１は、支持ピン５２から揺動リンク４８に向けて延びる第三リンク部５１ａと、支持ピン５２から第二斜板４０の斜板背面ジャーナル部４１に向けて延びる第四リンク部５１ｂとを有する。第三リンク部５１ａにスライドメタル６２に係合する第二係合ピン５４が形成され、第四リンク部５１ｂにスライドメタル６４に係合する凹部５７が形成される。スライドメタル６２は、揺動リンク４８の凹部５５に摺動可能であるとともに、第二係合ピン５４に対して揺動可能（回転可能）である。スライドメタル６４は、従動リンク５１の凹部５７に摺動可能であるとともに、第三係合ピン５６に対して揺動可能（回転可能）である。

【0030】

サーボ機構３３のサーボレギュレータピストン３４が移動することにより、第一斜板３０が傾転するとともに、第二斜板４０が傾転連動機構４５を介して第一斜板３０に連動して傾転する。ピストンモータ１の容量は、サーボレギュレータピストン３４のストロークに応じて連続的に変えられる。

【0031】

第一斜板３０は、斜板背面ジャーナル部３１を介して傾転中心軸Ｏ３０を中心として回動する。一対の斜板背面ジャーナル部３１は、第一斜板３０の背後からハーフログ形に突出し、その円弧面状の摺動面がポートブロック５０の第一軸受部３２の軸受メタル３８を介して摺動可能に支持される。円弧状断面を有する第一軸受部３２及び軸受メタル３８は、円筒の一部の形状を有し、この円筒の軸が傾転中心軸Ｏ３０に一致する。斜板背面ジャーナル部３１は、第一斜板３０と一体で形成されるが、これに限らず第一斜板３０と別体で形成しても良い。

【0032】

駆動用係合ピン６５と第一係合ピン５３は、斜板背面ジャーナル部３１に形成された各穴に圧入して固定される。これにより、駆動用係合ピン６５と第一係合ピン５３は、斜板背面ジャーナル部３１の側面からそれぞれ突出して設けられる。

【0033】

第二斜板４０は、傾転中心軸Ｏ４０を中心として回動する。一対の斜板背面ジャーナル部４１は、第二斜板４０の背後からハーフログ形に突出し、その円弧面状の摺動面がケース２５の第二軸受部４２（第二すべり軸受部）の軸受メタル４４を介して摺動可能に支持される。円弧状断面を有する第二軸受部４２及び軸受メタル４４は、円筒の一部の形状を有し、この円筒の軸が傾転中心軸Ｏ４０に一致する。斜板背面ジャーナル４１は、第二斜板４０と別体で形成され、２本のノックピンを介して第二斜板４０に固定される。なお、これに限らず、斜板背面ジャーナル４１を第二斜板４０と一体で形成しても良い。

【0034】

以下、ピストンモータ１が従来のピストンモータから改良された点について述べる。

【0035】

従動リンク５１は、前述のように、支持ピン５２を介してケース２５に対して回転可能に支持され、揺動リンク４８の揺動によって第二係合ピン５４とスライドメタル６２を介して揺動リンク４８の揺動方向と逆方向に揺動する。第二斜板４０の斜板背面ジャーナル４１と従動リンク５１とを接続する第三係合ピン５６は、第二斜板４０の斜板背面ジャーナル部４１に接続する。このため、傾転連動機構４５の従動リンク５１から第二斜板４０への力が作用する作用点である第三係合ピン５６の位置は、第二軸受部４２に近くなる。

【0036】

即ち、本実施形態の傾転連動機構４５は、揺動リンク４８に従動する従動リンク５１を介して、第二斜板４０の傾転する角度範囲を適切に維持しつつ、従動リンク５１から第二斜板４０へ作用する力（揺動させる力）の作用点を第二軸受部４２に近づける。これにより、第二斜板４０へ作用する力が第二軸受部４２で受け止められ、第二斜板の傾転中にモータシャフト５を中心として第二斜板４０を回転させようとする力（即ち第二斜板をこじる（ねじる）力）は、小さくなる。

【0037】

次に、本実施形態の作用効果について述べる。本実施形態によると、揺動リンク４８は、ハウジング２５に対して揺動可能に支持され、第一斜板３０の傾転中に、第一斜板側で第一斜板３０から付勢されて揺動する。従動リンク５１は、ハウジング２５に対して揺動可能に支持され、揺動リンク４８に従動する。第二斜板４０には、円弧状の第二軸受部４２に対向して収容されるジャーナル部４１が設けられる。従動リンク５１からジャーナル部４１に第二斜板４０を揺動する力が作用する。

【0038】

これにより、従動リンク５１から第二斜板４０への力が作用する作用点は第二軸受部４２に近づき、モータシャフト５を中心として第二斜板４０を回転させようとする力は抑制される。この結果、第二斜板４０の斜板背面ジャーナル４１が第二軸受部４２の軸受メタル４４に対して浮くことを防止できる。

【0039】

一例として、スライドメタル６４は、従動リンク５１の第二斜板側の凹部５７に摺動可能に嵌合し、第二斜板４０のジャーナル部４１がピン５６を介してスライドメタル６４に接続する。この結果、第二斜板４０の斜板背面ジャーナル４１が第二軸受部４２の軸受メタル４４に対して浮くことをさらに確実に防止できる。

【0040】

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。例えば、第一係合ピン５３、第二係合ピン５４、第三係合ピン５６は、それぞれ斜板背面ジャーナル部３１、従動リンク５１、斜板背面ジャーナル部４１に設けられたが、それぞれスライドメタル７５、スライドメタル６２、スライドメタル６４に設けることもできる。この場合に、第一係合ピン５３、第二係合ピン５４、第三係合ピン５６に嵌合する穴が、それぞれ斜板背面ジャーナル部３１、従動リンク５１、斜板背面ジャーナル部４１に設けられる。また、例えば、ピストンモータ１は、斜板型油圧ピストンポンプ・モータとして油圧ポンプとしても使用できる。

【符号の説明】

【0041】

１ ピストンモータ（ピストンポンプ・モータ）
４ シリンダブロック
５ モータシャフト
６ シリンダ
８ 第一ピストン
９ 第二ピストン
１０ 容積室
２５ ケース（ハウジング）
３０ 第一斜板
３２ 第一軸受部
４０ 第二斜板
４２ 第二軸受部
４８ 揺動リンク
４９ 支持ピン
５０ ポートブロック（ハウジング）
５１ 従動リンク
５２ 支持ピン
５３ 第一係合ピン
５４ 第二係合ピン
５５ 凹部
５６ 第三係合ピン
６２ スライドメタル
６４ スライドメタル
Ｏ５ 中心軸
Ｏ３０ 傾転中心軸
Ｏ４０ 傾転中心軸

【図1】

【図2】