CN102713285A - 轴向活塞型液压旋转机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供活塞瓦稳定性高的轴向活塞型液压旋转机械。在活塞瓦(9)的斜板(10)与的滑动面上形成有：与供油口(9A)相连通的圆形的内侧静压袋(23)；形成于内侧静压袋(23)外周侧的内周槽脊部(22)；形成于内周槽脊部(22)外周侧的外侧静压袋24；以及形成于外侧静压袋(24)外周侧的外周槽脊部(25)。内周槽脊部(22)在供油口(9A)的周围形成为环状，在其一部分，在通过供油口(9A)的中心的直线上形成有连通内侧静压袋(23)与外侧静压袋(24)的通油槽(27)。通油槽(27)相对于通过供油口(9A)的中心的直线(A-B)而倾斜，在连结供油口(9A)的中心与通油槽(27)的中心的直线上配置内周槽脊部(22)的内壁面和外壁面。

Description

轴向活塞型液压旋转机械
技术领域
本发明涉及一种在工程机械等中用作液压泵或液压马达的轴向活塞型液压旋转机械，特别涉及安装于活塞端部且推压到斜板上的活塞瓦的结构。
背景技术
轴向活塞型液压旋转机械的安装于活塞端部的活塞瓦与斜板之间的滑动面构成为，在其中央部设置有静压袋以及与该静压袋相连通的供油口的静压轴承。根据该结构，从供油口供给至活塞瓦的润滑油的液压与来自活塞的推压力达到平衡，适当厚度的油膜形成在活塞瓦与斜板之间，活塞瓦与斜板不接触也能够圆滑地滑动。但是，特别是在可变容量型斜板式的液压旋转机械中会出现如下的问题，即，当斜板的偏转角变化时，来自活塞的推压力的水平和垂直成分发生变化，会出现活塞瓦与斜板接触的情况，活塞瓦容易受磨损。
为了解决该问题，以往提出了一种如下的结构，如图5所示，在活塞瓦9的静压袋形成区域内设置环状的内周槽脊(land)部22，而将圆形的静压袋形成区域分为比内周槽脊部22更靠内侧的内侧静压袋23和比内周槽脊部22更靠外侧的外侧静压袋24，并且将比外侧静压袋24更靠外周的部分作为外周槽脊部25(参照专利文献1)。根据这样的结构，与不具有内周槽脊部22的结构相比，能够增大活塞瓦9的受压面积，因此，能够改善活塞瓦9的耐磨损性。此外，内周槽脊部22在供油口9A的周围形成为环状，在其一部分形成有用于使内侧静压袋23与外侧静压袋24相连通的通油槽27，使得该内侧静压袋23侧的端部和外侧静压袋24侧的端部配置在通过供油口9A中心的直线上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-50950号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，就专利文献1中公开的活塞瓦9而言，通油槽27形成为，使内侧静压袋23侧的端部和外侧静压袋24侧的端部配置在通过供油口9A中心的直线A-B上，因此，在该通油槽27的方向与活塞瓦9相对于斜板的滑动方向一致的状态下，当活塞瓦9相对于斜板10滑动时，润滑油向箭头的方向流动，如图6所示，在附着于斜板10上的润滑油的流入侧A中，润滑油流过斜板10与活塞瓦9之间的微小的间隙后流入宽大的静压袋23、24内，因此，外周槽脊部25的内周部分X上的压力不那么高，与此相比，在形成由活塞瓦9与斜板10夹着的油膜的润滑油的流出侧B中，润滑油从宽大的静压袋23、24内通过斜板10与活塞瓦9之间的微小的间隙向外部流出，因此，外周槽脊部25的内周部分Y上的压力变得非常高。
因此，就专利文献1中所记载的轴向活塞型液压旋转机械而言，静压袋23、24内的压力分布不平衡，在活塞瓦9的单侧活塞瓦9与斜板10之间的油膜明显变薄，还出现了活塞瓦9与斜板10接触的情况，因而有发生偏磨损的担心。
本发明鉴于这样的现有技术的现状而提出，其目的在于提供能够使静压袋内的压力分布保持均匀，且能够防止活塞瓦发生偏磨损的可靠性高的液压旋转机械。
用于解决课题的方法
为了达到上述目的，本发明为一种轴向活塞型液压旋转机械，具有：旋转轴；安装于所述旋转轴上的转子；可滑动地安装在设置于所述转子上的工作缸孔内的活塞；可摆动地安装于所述活塞上的活塞瓦；以及可供所述活塞瓦滑动接触的斜板，其构成为在所述活塞瓦的与所述斜板的滑动面上，以经由形成在所述活塞上的通油孔与所述工作缸孔相连通的供油口以及与该供油口相连通的内侧静压袋为中心，在其外周依次以同心状设置有内周槽脊部、外侧静压袋以及外周槽脊部，并且在所述内周槽脊部的一部分，在通过所述供油口的中心的直线上设置有连通所述内侧静压袋与所述外侧静压袋的通油槽，在连结所述供油口的中心与所述通油槽的中心的直线上，配置有所述外周槽脊部的内壁面及外壁面、和除了所述外周槽脊部以外的其他槽脊部的内壁面及外壁面。
根据这样的结构，在连结供油口的中心与通油槽的中心而成的直线上，配置有外周槽脊部的内壁面及外壁面、和除了外周槽脊部以外的其他槽脊部的内壁面及外壁面，因此，在连结供油口的中心与通油槽的中心的直线的朝向与活塞瓦相对于斜板的滑动方向一致的状态下，即使在活塞瓦相对于斜板滑动时，也能够使形成由活塞瓦与斜板所夹着的油膜的润滑油的流入侧和流出侧的压力分布变得均匀。因此，活塞瓦不容易发生偏磨损，从而能够提高轴向活塞型液压旋转机械的耐久性。
另外，在所述结构中，本发明构成为，使所述通油槽的形成方向相对于连结所述供油口的中心与所述通油槽的中心的直线倾斜，在连结所述供油口的中心与所述通油槽的中心的直线上配置有所述内周槽脊部的内壁面及外壁面。
根据这样的结构，连结供油口的中心与通油槽的中心而成的直线上配置有内周槽脊部的内壁面及外壁面，因此，在活塞瓦相对于斜板滑动时，使形成由活塞瓦斜板所夹着的油膜的润滑油的流入侧和流出侧的压力分布变得均匀。
另外，在所述结构中，本发明构成为，在所述内侧静压袋和所述外侧静压袋中至少一个静压袋内，与所述通油槽的开口端对置地形成有比所述通油槽端部宽度更长的遮蔽槽脊部。
根据这样的结构，在内侧静压袋和外侧静压袋中至少一个静压袋内，与通油槽的开口端对置地形成有通油槽端部宽度比更长的遮蔽槽脊部，因此，在活塞瓦相对于斜板滑动时，使形成由活塞瓦和斜板所夹着的油膜的润滑油的流入侧以及流出侧的压力分布变得均匀。
发明的效果
根据本发明，在连结供油口的中心与通油槽的中心而成的直线上，配置有外周槽脊部的内壁面及外壁面、和除了外周槽脊部以外的其他槽脊部的内壁面及外壁面，因此，在连结供油口中心与通油槽中心而成的直线的朝向与活塞瓦相对于斜板的滑动方向一致的状态下，即使活塞瓦相对于斜板滑动时，也能够使形成由活塞瓦斜板所夹着的油膜的润滑油的流入侧和流出侧的压力分布变得均匀，从而能够防止活塞瓦发生偏磨损，提高轴向活塞型液压旋转机械的耐久性。
附图说明
图1是第一实施方式的活塞瓦的滑动面的结构图。
图2是表示第一实施方式的活塞瓦的图1的A-B截面中的活塞瓦与斜板的配置以及活塞瓦与斜板之间的压力变化的曲线图。
图3是实施方式的轴向活塞型液压旋转机械的剖视图。
图4是第二实施方式的活塞瓦的滑动面的结构图。
图5是现有例的活塞瓦的滑动面的结构图。
图6是表示现有例的活塞瓦的图5的A-B截面中的活塞瓦与斜板的配置以及活塞瓦与斜板之间的压力变化的曲线图。
图7是与现有产品比较而表示从实施方式的轴向活塞型液压旋转机械起动开始相对于时间的转速的变化的曲线图。
具体实施方式
首先，基于图3来说明实施方式的轴向活塞型液压旋转机械的结构。如图3所示，本例子的轴向活塞型液压旋转机械1在由前壳体2和后壳体3构成的壳体内旋转自如地收纳有旋转轴4，在该旋转轴4上一体地连结有转子5。在转子5的周向上形成有多个工作缸孔6，在各工作缸孔6内配置有活塞8。在这些各活塞8的端部通过球面轴承可摆动地连接设置有活塞瓦9，该活塞瓦9的一个面与可偏转地保持在前壳体2上的斜板10的表面滑动接触。斜板10构成为通过未图示的伺服活塞能够变更偏转角，通过变更斜板10的偏转角来变更活塞8的行程。在后壳体3上固定有供转子5滑动接触的阀板7，在该阀板7上形成有未图示的吸入接口和排出接口。另外，在活塞8上开设有经由工作缸孔6与形成在阀板7上的吸入接口或排出接口相连通的通油孔8A，在活塞瓦9的中心部开设有与活塞8上所开设的通油孔8A相连通的供油口9A。
因此，就本例子的轴向活塞型液压旋转机械而言，在由未图示的原动机驱动旋转旋转轴4的情况下，自吸入接口供给的工作油被活塞8压缩而从排出口喷出，作为液压泵来发挥功能。另外，在从吸入接口将压力油供给到工作缸孔6内的情况下，利用压力油的压力活塞8被驱动，随之使旋转轴4和转子5驱动旋转，由此，作为液压马达发挥功能。
如图1所示，活塞瓦9在与斜板10滑接的滑动面上分别形成有：与供油口9A相连通的圆形的内侧静压袋23；形成于内侧静压袋23外周侧的内周槽脊部22；形成于内周槽脊部22外周侧的外侧静压袋24；以及形成于外侧静压袋24外周侧的外周槽脊部25。
内周槽脊部22在供油口9A的周围形成为环状，在其一部分，使内侧静压袋23与外侧静压袋24相连通的两个通油槽27形成于通过供油口9A的中心的直线上。通油槽27相对于通过供油口9A的中心的直线A-B而倾斜，在连结供油口9A的中心与通油槽27的中心而成的直线上配置有内周槽脊部22的内壁面和外壁面。
在本例子的轴向活塞型液压旋转机械中，通油槽27沿着相对于通过供油口9A的中心的直线A-B而倾斜的方向形成，并且在连结供油口9A的中心与通油槽27中心而成的直线上配置内周槽脊部22的内壁面和外壁面，因此，即使在通过供油口9A的中心的直线A-B与活塞瓦9相对于斜板10的滑动方向一致时，也能够使形成由活塞瓦9和斜板10所夹着的油膜的润滑油的流入侧A和流出侧B上的压力分布变得均匀。
即，如图2所示，在活塞瓦9的滑动面中央开设有与工作缸孔6相连通的供油口9A，因而，使供油口9A以及与其相连通的内侧静压袋23、外侧静压袋24以及连通槽27的压力与工作缸孔6内的压力大致相等。外周槽脊部25的内周侧的压力与工作缸孔6内的压力大致相同，但压力随着朝向外周侧而逐步变小，在外周部形成与积存于壳体1内部的工作油相同的压力。在图2上，以虚线示出在活塞瓦9与斜板10未进行相对运动的情况下的图1中的A-B上的压力分布。相对于活塞瓦9，斜板10沿着图1中以箭头示出的方向进行相对运动那样的情况下的同一位置上的压力分布如图2中的实线所示。通过相对运动，在比工作油流动的底座(pad)中央更靠上游侧的外侧静压袋24的入口(X)以及内侧静压袋23的入口(X″)处压力降低，在下游侧的外侧静压袋24的出口(Y)以及内侧静压袋23的出口(Y″)处压力上升。在前者流道急剧扩大，在后者流道急剧收缩。如本实施方式那样，构成为将内周槽脊部22的内壁面以及外壁面设置在通过供油口9A的中心的任一方向上的情况下，在流入外侧静压袋24的时刻(X)流道急剧扩大，但很快存在因内周槽脊部22而引起的流道的收缩(X′)，因而能够较小地抑制其压力的下降。同样，在下游侧，在外侧静压袋24的出口(Y)处流道也收缩且压力上升，但在其跟前存在外侧静压袋24的入口(Y′)中的流道的扩大，因此能够抑制其压力上升。图2中的压力分布示出了斜板10的相对运动沿着箭头方向的情况，但在本实施例中将内周槽脊部22设置在通过供油口9A的中心的任一方向上，因此相对运动的方向为任一方向也能获得同样的效果。这样，滑动面的压力分布在滑动面的整个面上变得大致均匀，因此，活塞瓦9的姿势稳定，能够防止偏磨损，从而降低损伤的危险性。因此，能够实现效率高且可靠性高的液压旋转机械。
在图4(a)、图4(b)和图4(c)中示出本发明的其他实施方式。图4(a)所示的特征在于，在与外侧静压袋24的通油槽27对置的部分形成有比通油槽27的槽宽更长的遮蔽槽脊部28。图4(b)所示的特征在于，在与内侧静压袋23的通油槽27对置的部分形成有比通油槽27槽宽更长的遮蔽槽脊部28。图4(c)所示的特征在于，在与外侧静压袋24的通油槽27对置的部分以及与内侧静压袋23的通油槽27对置的部分分别形成有比通油槽27槽宽更长的遮蔽槽脊部28。根据这些各实施方式，也能够获得与图1所示的实施方式同样的效果。
此外，遮蔽槽脊部28也能够仅仅形成于内侧静压袋23内，也能够分别形成在内侧静压袋23和外侧静压袋24内。
在将本发明的轴向活塞型液压旋转机械应用到工程机械的马达或泵中时，减小了液压旋转机械内部的摩擦，因此能够提供能够响应快地动作的工程机械。如图7所示，例如，将本发明应用到行驶用马达中的情况下，相对于从起动开始的时间的转速的变化关系，在现有产品中如曲线31表示，与此相比，在本发明产品中如曲线32表示。从该图中明确可知，从起动开始经过相同时间T的时刻的轴向活塞型液压旋转机械的转速在现有产品中为N1、在本发明产品中为N2，本发明产品更能够发挥高响应性。
附图标记的说明
1-轴向活塞型液压旋转机械，2-前壳体，3-后壳体，4-旋转轴，5-转子，6-工作缸孔，8-活塞，8A-通油孔，9-活塞瓦，9A-供油口，10-斜板，22-内周槽脊部，23-内侧静压袋，24-外侧静压袋，25-外周槽脊部，27-通油槽，28-遮蔽槽脊部。

Claims (3)

1.一种轴向活塞型液压旋转机械，具有：旋转轴；安装于所述旋转轴上的转子；可滑动地安装在设置于所述转子上的工作缸孔内的活塞；摆动自如地安装于所述活塞上的活塞瓦；以及供所述活塞瓦滑动接触的斜板，其特征在于，
在所述活塞瓦的与所述斜板的滑动面上，以经由形成在所述活塞上的通油孔与所述工作缸孔相连通的供油口以及与该供油口相连通的内侧静压袋为中心，在其外周依次以同心状设置有内周槽脊部、外侧静压袋以及外周槽脊部，在所述内周槽脊部的一部分，在通过所述供油口的中心的直线上设置有连通所述内侧静压袋与所述外侧静压袋的通油槽，
在连结所述供油口的中心与所述通油槽的中心的直线上，配置有所述外周槽脊部的内壁面及外壁面、和除了所述外周槽脊部以外的其他槽脊部的内壁面及外壁面。
2.根据权利要求1所述的轴向活塞型液压旋转机械，其特征在于，
使所述通油槽的形成方向相对于连结所述供油口的中心与所述通油槽的中心的直线而倾斜，在连结所述供油口的中心与所述通油槽的中心的直线上配置有所述内周槽脊部的内壁面及外壁面。
3.根据权利要求1所述的轴向活塞型液压旋转机械，其特征在于，
在所述内侧静压袋和所述外侧静压袋中的至少一个静压袋内，与所述通油槽的开口端对置地形成有比所述通油槽端部宽度更长的遮蔽槽脊部。
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