CN102812243B - 阀板及具备该阀板的轴向活塞式油压泵或马达 - Google Patents

Abstract

提供一种能够有效冷却的油压马达用及油压泵用的阀板。所述阀板是用于在马达外壳（2）内具备马达轴（4）和缸体（3）的斜板式马达（1）的阀板（5）；具有：与缸体（3）的后端面（3r）接触并支持它的滑动支持面（5f）；作为与该滑动支持面（5f）相对应的相反侧的面的支持面（5s）；贯通所述马达轴（4）的中央贯通孔（5a）；和作为工作油的出入口贯通地形成在该中央贯通孔（5a）的周围的多个端口（10L）、（10R）；在所述支持面（5s）的除了所述端口（10L）、（10R）以外的区域上形成有能够使工作油流入的冷却用凹处（12）。

Description

阀板及具备该阀板的轴向活塞式油压泵或马达

技术领域

本发明涉及阀板及具备该阀板的轴向活塞式油压泵及轴向活塞式油压马达。

背景技术

作为油压泵及油压马达的各例已知的有轴向活塞式油压泵及轴向活塞式油压马达。作为轴向活塞式油压泵已知的有斜板式油压泵及斜轴式油压泵。又，作为轴向活塞式油压马达已知的有斜板式油压马达及斜轴式油压马达。例如已知的斜板式油压泵（以下，简称为斜板式泵）在专利文献1中公开。例如已知的斜板式油压马达（以下，简称为斜板式马达）在专利文献2中公开。例如已知的斜轴式油压泵·马达在专利文献3中公开。

这些泵及马达的任意一个都具备阀板。而且，泵及马达的区别点在于是否通过驱动轴的旋转使缸体旋转（泵），相反地是否通过缸体的旋转使马达轴旋转（马达），结构是基本上相同。关于所述阀板，以专利文献1的斜板式泵为例进行说明。

在图11中示出专利文献1的斜板式泵61。该斜板式泵61的泵壳62内具备固定于驱动轴63能够一体地旋转的缸体64。缸体64的后端面与阀板65接触并被支持。在缸体64上，在驱动轴63的周围相互平行地形成有多个缸66。在各缸66中插入有活塞67。各活塞67的顶端部与滑靴67a连接。滑靴67a可以与缸体64及活塞67一体地旋转，并相对于固定于斜板69上的滑靴板68可以滑动。 

驱动轴63通过未图示的驱动装置而旋转时，缸体64也一体地旋转，并通过来自斜板69的反作用活塞67在缸66内往返运动。通过缸66的内压的作用缸体64的后端面受阀板65按压。由于缸体64以该状态旋转，因此在阀板65和缸体64的滑动面上产生摩擦热。一般地是用该滑动面密封工作油的同时通过适量的排油（漏油）进行润滑及冷却以保持热平衡。但是，伴随着缸66的内压的高压化、缸体64的高速旋转化，有可能发生滑动面的发热胶着及阀板65的热裂。增加漏油量以提高冷却效果时会导致泵及马达的效率下降。

在使用阀板的斜轴式泵中也同样存在这样的问题。此外，对于具有与这些油压泵基本上相同的结构的斜板式马达及斜轴式马达也不可避免地存在同样的问题。

现有技术文献：

专利文献1：日本特开2003-003949号公报；

专利文献2：日本特开平11-022654号公报；

专利文献3：日本特开2002-349423号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

本发明是为了解决相关的问题而形成的，其目的在于提供一种阀板，其不依赖通过滑动面的油压平衡的漏油量的调节而能够大幅度抑制运行中的阀板的升温，以及提供使用该阀板的轴向活塞式油压泵及轴向活塞式油压马达。

解决问题的手段：

本发明的阀板是用于在外壳内具备旋转轴和旋转式缸体的轴向活塞式油压机器的阀板，其中，具有：与所述缸体的后端面接触并支持它的滑动支持面；

作为背面的与该滑动支持面相对应的相反侧的面；

贯通所述旋转轴的中心孔；和

作为工作油的出入口贯通地形成在该中心孔的周围的多个端口；

在所述背面的除所述端口以外的区域上形成有能够使工作油流入的冷却用凹处；

形成有从所述冷却用凹处连通至内方的所述中心孔和外方的外壳内空间中的至少一方的工作油流通用的第一槽；

形成有从所述冷却用凹处连通至所述端口中的作为工作油吸入侧的端口的工作油流通用的第二槽。

根据该阀板，流入至背面的冷却用凹处中的工作油成为制冷剂，并吸收因与缸体的滑动而产生的摩擦热。由此可以发挥阀板的冷却作用。由于滑动面温度局部性地高于外壳内排油温度，因此作为用于制冷剂的工作油使用外壳内排油或通过吸入端口的油中的任意一种也可以得到冷却效果。

而且通过在所述背面上形成从所述冷却用凹处连通至内方的所述中心孔和外方的外壳内空间中的至少一方的工作油流通用的槽，以此工作油在所述凹处与内方的所述中心孔和/或外方的外壳内空间之间流通，因此可以期待冷却效果的提高。

又，通过形成从所述冷却用凹处连通至所述端口中的作为工作油吸入侧的端口的工作油流通用的槽。这样，在所述凹处中流通大量的工作油，因此提高阀板的冷却效果。所述槽也可以是所述凹处本身。即，也可以将凹处形成为能够与工作油吸入侧的端口连通。

而且，本发明的阀板是用于在外壳内具备旋转轴和旋转式的汽缸体的轴向活塞式油压马达中的阀板，具有，

与所述缸体的后端面接触并支持它的滑动支持面；

作为背面的与该滑动支持面相对应的相反侧的面；

贯通所述旋转轴的中心孔；和

作为工作油的出入口贯通地形成在该中心孔的周围的多个端口；

在所述背面的除所述端口以外的区域上形成有能够使工作油流入的冷却用凹处；

形成有从所述冷却用凹处连通至内方的所述中心孔和外方的外壳内空间中的至少一方的工作油流通用的第一槽；

在所述冷却用凹处上连接与所述端口中的作为工作油排出侧的端口连通的工作油供给通路。根据该轴向活塞式油压马达用的阀板，通过在所述冷却用凹处上连接与所述端口中的作为工作油排出侧的端口连通的工作油供给通路。这样，从排油侧端口向所述凹处积极地送入冷却用的工作油，因此提高冷却效果。此外还可起到与根据本发明的轴向活塞式油压泵用的阀板相同的作用。

本发明的油压泵是具备阀板的轴向活塞式油压泵；

所述阀板为用于前述的油压泵中的阀板；

所述旋转轴为用于旋转所述缸体的驱动轴；

所述多个端口为工作油的吸入端口及排出端口。

本发明的油压马达是具备阀板的轴向活塞式油压马达；

所述阀板为用于前述的油压马达中的阀板；

所述旋转轴为通过所述缸体的旋转而旋转驱动的马达轴；

所述多个端口是通过马达的旋转方向的切换而相互切换的工作油的供给端口及排出端口。

发明的效果： 

根据本发明，不依赖漏油量的调节，流入至阀板的背面的冷却用凹处的工作油变成制冷剂，从而吸收与缸体的滑动而产生的摩擦热。由此有效地冷却阀板。因此，在其与缸体的滑动面上不会发生发热胶着等缺陷下使缸体的转速上升，又，可以提高油压。

附图说明

图1是示出根据用于说明本发明的一实施形态的参考技术例的具备阀板的斜板式的轴向活塞式油压马达的主要部分的纵向剖视图；

图2是示出组装在图1的轴向活塞式油压马达中的阀板的背面的图1的I-I线向视图；

图3是示出用于轴向活塞式油压马达的阀板的又一实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图4是示出用于轴向活塞式油压马达的阀板的又一实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图5是示出用于轴向活塞式油压马达的阀板的又一实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图6是示出用于轴向活塞式油压马达的阀板的又一实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图7是示出用于轴向活塞式油压马达的阀板的又一实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图8是示出用于轴向活塞式油压泵的阀板的实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图9是示出用于轴向活塞式油压泵的阀板的又一实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图10是示出用于轴向活塞式油压泵的阀板的又一实施形态的相当于图1的I-I线向视图的图；

图11是示出具备现有的阀板的斜板式的轴向活塞式油压泵的纵向剖视图。

具体实施方式

参照附图说明本发明的阀板及具备该阀板的轴向活塞式油压马达及轴向活塞式油压泵的实施形态。

图1示出作为用于说明本发明的一实施形态的参考技术例的轴向活塞式油压马达（以下，称为斜板式马达）的主要部分。该斜板式马达1的马达外壳2内具备缸体3。在该缸体3上沿着其中心轴CL固定有作为输出轴的马达轴4。缸体3绕中心轴CL旋转时，马达轴4也一体地旋转。缸体3的后端面3r在与阀板5的前表面5f接触的状态下被支持。因此，该前表面称为滑动支持面5f。在阀板5的中央部上形成有贯通马达轴4的中央贯通孔5a，因此整个阀板呈现圆环状（参照图2）。阀板5是在其后端部嵌合在形成于马达外壳2的内壁面上的圆形的嵌合凹处2a中的状态下被支持。阀板5的后端部的面（背面）的外周侧被浅浅地削去，从而在与马达外壳2的面之间生成间隙G。通过背面中与马达外壳2的面接触的面（称为支持面5s）的面积设定阀板5的背面上的油压平衡。又，在马达外壳2的内壁面上插入有用于防止阀板5的旋转的旋转阻止销11。

在缸体3上，在所述中央贯通孔5a的周围相互平行地形成有多个缸6。在各缸6中插入有活塞7。各活塞7的球状部与滑靴7a连接。滑靴7a通过压板8被压在固定于斜板9上的滑靴板9a上，可以与缸体3及活塞7一体地旋转，并相对于斜板9及滑靴板9a可以滑动。在缸体3的各缸6的底部形成有可用于向缸6内供给和从缸6内部排出工作油的端口6a。

一并参照图2时可明确知道贯通阀板5形成有与所述缸体3的各端口6a连通的多个端口10。如图2所示的阀板5上，在其上死点U和下死点L之间沿着周向左右分别形成有三个端口10L、10R。端口的个数并不限于每侧三个。将左侧端口10L作为供油端口、将右侧端口10R作为排油端口时，缸体3从其后侧（从阀板5侧）观察时是绕逆时针旋转。将左侧端口10L作为排油端口、将右侧端口10R作为供油端口时，缸体3是绕顺时针旋转。当然，工作油的压力是供油侧比排油侧高。在马达外壳2的内部充满向缸6供给且从缸6排出的工作油。

缸体3的后端面3r通过缸6内部的工作油的压力被按压在阀板5的滑动支持面5f上，缸体3以该状态旋转。滑动支持面5f是与前述的背面上的支持面5s相对的部分。如图1及图2所示，在阀板5的支持面5s上的上死点U及下死点L附近分别形成有槽状的凹处12。设置这些凹处12以利用流入至其中的工作油冷却阀板5。各凹处12由在阀板5的外周近旁沿着外周圆形成的圆弧状槽12a和用于将该圆弧状槽12a与所述中央贯通孔5a连通的半径方向槽12b构成。

又，如图1所示，该圆弧状槽12a的深度t1和阀板5的形成有该槽12a的部分的厚度T之间具有t1=0.3～0.95T的关系。

而且，该凹处12的底部的缸体3侧的面形成为被包含在滑动支持面5f中。

在斜板式马达1的运行中，从缸6中排出的低压端口的工作油通过工作油供给通路19流入至该凹处12中。而且，通过半径方向槽12b向中央贯通孔5a流出。尽管在阀板5上因缸体3的滑动而产生摩擦热，但是通过流入至凹处12的工作油被冷却。阀板5的形成有凹处12的部分的厚度比其他部分薄。因此，冷却效果是更有效。又，将圆弧状槽12a形成在远离中央贯通孔5a的外周近旁的理由是由于所述滑动支持面5f的外方部分与缸体3的相对旋转速度（圆周速度）大且摩擦热的发生量也大，从而可有效地冷却此摩擦热。

又，即使是无法构成工作油供给通路19的情况下，在凹处12中充满马达外壳2内的油。由于该外壳2内的油的温度低于滑动面温度，因此可以得到冷却效果。

在图1中，尽管圆弧状槽12a和半径方向槽12b的深度稍微不同，但是并不限于这样的结构。两个槽也可以是相同的深度，又，也可以使半径方向槽12b更深。

在图3～图8中分别示出形成于阀板13、14、15、16、17、18中的其他的不同形状的冷却用凹处23、24、25、26、27、28。在图2～图8中所示的阀板都可用于斜板式马达。包含图2的凹处12的这些冷却用的凹处12、23～28是形成在阀板13～18的上死点U及下死点L上。这是因为在上死点U及下死点L上没有形成端口10，因此摩擦热难以散发，与其他部分相比温度容易上升。此外，是因为在上死点U及下死点L上存在用于形成凹处的充分的空间。因此，即使仅在上死点U及下死点L中的任意一方上形成凹处，也具有冷却效果。又，如果可能，也可以在左右的各端口10L、10R之间上形成凹处，而不必局限于在上死点U及下死点L。因为在支持面的任意部位上形成凹处也可以发挥冷却作用。

图3的阀板13的凹处23也形成在支持面13s上的上死点U及下死点L上。由沿着外周圆形成的圆弧状槽23a和用于将该圆弧状槽23a与阀板13的外方的马达外壳2内连通的短的半径方向槽23b构成。圆弧状槽23a形成在阀板13的外周近旁上。从缸6排油的低压端口的工作油通过工作油供给通路19流入至该凹处23。而且，通过半径方向槽23b向外壳2内流出。

图4的阀板14的凹处24是对于图3的凹处23增加了朝向内方的一个第二半径方向槽24c而构成的。其他的形状、包括第一半径方向槽24b与图3的凹处23相同，因此在类似的部位上标以类似的符号并省略其详细的说明。所述第二半径方向槽24c是从圆弧状槽24a的中央起向内方的中央贯通孔14a延伸，但是不到达中央贯通孔14a。设置该第二的半径方向槽24c可有效地扩大冷却面积。

图5的阀板15的凹处25是对于图3的凹处23增加了多个与图4说明相同的第二半径方向槽25c而构成的。其他的形状、例如圆弧状槽25a及第一半径方向槽25b与图3及图4的凹处的半径方向槽相同，因此在类似部位上标以类似符号并省略其详细说明。整个的第二半径方向槽25c不到达中央贯通孔15a。设置该多个的第二半径方向槽25c也可有效地扩大冷却面积。

图6的阀板16的凹处26是将图3的凹处23的圆弧状槽23a形成具有扩大的宽度。其他的形状、例如半径方向槽26b与图3的凹处23的半径方向槽相同，因此类似的部位上标以类似的符号并省略其详细的说明。该圆弧状槽26a的宽度是图2～图5的圆弧状槽12a、23a、24a、25a的宽度的1.5～2倍左右。

图7的阀板17的凹处27是采用在阀板17的外周近旁沿着外周圆排列的多个圆状凹处27a代替图3的圆弧状槽23a。而且，形成有用于将两端的圆状凹处27a与阀板17的外方的马达外壳2连通的短的半径方向槽27b。

图8的阀板18的凹处28是由在上死点U及下死点L 上分别仅形成一个而不是多个的与图7中所示的圆状的凹处相同的凹处28a构成的。而且，与图2中所示的相同的短的半径方向槽28b形成为从各圆状凹处28a连通至阀板18的中央贯通孔18a内。

图2～图8中举例示出了斜板式马达用阀板5、13～18的凹处，但是并不限于这些结构。例如，并不是将凹处仅与外方的马达外壳2及中央贯通孔5a、13a～18a中的任意一方连通，也可以与两方连通。又，也可以不设置圆弧状槽，而是仅由直接连通外方的马达外壳2内和中央贯通孔5a、13a～18a的半径方向槽形成凹处。另一方面，也可以不设置将凹处（圆弧状槽及半径方向槽）积极地与外方的马达外壳2及中央贯通孔5a、13a～18a连通的槽。因为，即使如此也可以通过滞留在凹处的工作油发挥冷却作用。又，因为少量的工作油通过马达外壳2的内表面和阀板5、13～18的支持面5s、13s～18s之间的极其狭窄的间隙流过。即，无论是任何形状，只要在支持面5s上形成凹处即可产生冷却效果。

又，对于将阀板5、13～18的凹处与外方的马达外壳2及/或中央贯通孔5a、13a～18a连通，除此以外还可以在此基础上增设用于向凹处供给工作油的专用通路。该专用通路在图1中用虚线示出。即，该工作油供给通路19是以隧道状形成在马达外壳2的壁内。而且，该工作油供给通路19尽管未图示，但是与前述的低压侧端口10L、或者10R连接。而且，通过未图示的切换阀能够不断地与作为排油侧的端口之间进行工作油的供给和接收。这样，积极地向凹处输送冷却用的工作油，以此提高冷却效果。

又，在以上说明的斜板式马达用阀板5、13～18中，并不是如后述的斜板式泵那样为了提高冷却效果而将冷却用凹处与端口连通。这是因为在斜板式马达中有时通过旋转方向的变更而使左右的端口交替地成为高压侧的供油端口。如果将凹处与供油端口连通，则需向缸供给的高压的工作油的一部分流入至凹处，有可能使马达的输出效率降低。又，高压的工作油流入至阀板5、13～18的背面侧时存在将阀板5、13～18从马达外壳2中分离的作用。当然，如果允许输出效率的降低等，则也可以通过将冷却用凹处与端口连通来提高冷却效果。

在图9及图10中示出斜板式泵用的阀板20、21的支持面20s、21s。斜板式泵具有基本上与斜板式马达相同的结构。但是，斜板式泵与斜板式马达不同之处是固定于缸体的中心上的轴为驱动轴而不是马达轴。通过驱动装置旋转该驱动轴，以此使缸体旋转。结果球状顶端部与滑靴7a连接的各活塞在缸内往复运动。这样，斜板式泵的输入和输出与斜板式马达完全相反。但是，与斜板式马达相同的是缸体因缸的内压的作用被按压在阀板上的状态下旋转。其结果是，阀板和缸体之间的滑动面上产生摩擦热。以上引用本说明书的“背景技术”的栏中的说明。

在图9中示出根据本发明的一实施形态的斜板式泵用的阀板20的支持面20s。而且，在图10中示出作为参考技术例的斜板式泵用的阀板21的支持面21s。右侧的长的圆弧状的端口22R为吸入侧的端口，左侧的三个端口22L为排出侧的端口。吸入侧端口22R具有与斜板式马达的端口10R（图2～图8）不同的形状。这是因为吸入侧的工作油为低压，因此即使形成如图示的长的端口22R，也不会在阀板20、21上发生强度性的问题。又，吸入侧一直是吸入侧，不会由于驱动轴的旋转方向的改变而使吸入和排出互换。高压侧为了保持阀板20、21的强度而在端口上形成所谓的桥（两个端口22L之间的部分）。这些阀板20、21的支持面20s、21s上，在上死点U及下死点L上分别形成有冷却用的凹处。

在图9的阀板20上形成有与图2所示的马达用阀板5的凹处12相类似的凹处30。上死点U及下死点L的各凹处30由在阀板20的外周近旁沿着外周圆而形成的圆弧状槽30a和用于将该圆弧状槽30a与所述中央贯通孔20a连通的半径方向槽30b构成。但是，圆弧状槽30a的一端侧与所述吸入侧端口22R连通。因此，工作油经由圆弧状槽30a和半径方向槽30b在吸入侧端口22R和中央贯通孔20a之间流通。与将该凹处30仅与外方的马达外壳2内及中央贯通孔20a连通的情况相比，通过与工作油的流通量多的端口22R连通，以此提高阀板20的冷却效果。又，将圆弧状槽30a与吸入侧端口22R而不是排出侧端口22L连通的理由是在与排出侧端口22L连通的情况下泵效率会下降。

图10中所示的阀板21的凹处31仅由与吸入侧端口22R连通的圆弧状槽31a构成。

虽然斜板式泵用阀板20、21的凹处30、31仅在图9及图10中举例示出，但并不限于这样的结构。例如，也可以原封不动地采用图2～图8所示的斜板式马达用阀板5、13～18的凹处12、23～28。又，也可以采用将图3～图6中所示的圆弧状槽23a、24a、25a、26a与吸入侧端口22R连通的结构。又，也可以采用将图4及图5中所示的第二半径方向槽24c、25c与吸入侧端口22R连通的结构。又，也可以采用将图7及图8所示的圆状凹处27a、28a与吸入侧端口22R连通的结构。

在以上说明的实施形态中例举了斜板式马达及斜板式泵。但是并不限于此。例如可以将本发明应用于斜轴式油压马达及斜轴式油压泵中。

工业应用性： 

根据本发明，在不依赖漏油量的调节的情况下可以实现阀板的有效冷却。因此，对于要求转速进一步提高及工作油压力进一步提高的油压马达及油压泵尤其有用。

符号的说明： 

1          斜板式马达；

2          马达外壳；

3          缸体；

4          马达轴；

5          阀板；

6          缸；

7          活塞；

7a         滑靴；

8         压板；

9         斜板；

9a        滑靴板；

10        端口；

11        旋转阻止销；

12        凹处；

13～18    阀板；

19        工作油供给通路；

20、21    阀板；

22        端口；

23～28    凹处；

30、31    凹处；

CL       （缸体的）中心轴；

G        （阀板背面的间隙）。

Claims (4)

1.一种阀板，

所述阀板是用于在外壳内具备旋转轴和旋转式缸体的轴向活塞式油压机器的阀板；

具有：与所述缸体的后端面接触并支持它的滑动支持面；

作为背面的与该滑动支持面相对应的相反侧的面；

贯通所述旋转轴的中心孔；和

作为工作油的出入口贯通地形成在该中心孔的周围的多个端口；

在所述背面的除所述端口以外的区域上形成有能够使工作油流入的冷却用凹处；

在所述背面形成有从所述冷却用凹处连通至内方的所述中心孔和外方的外壳内空间中的至少一方的工作油流通用的第一槽；

在所述背面形成有从所述冷却用凹处连通至所述端口中的作为工作油吸入侧的端口的工作油流通用的第二槽。

2.一种阀板，其特征在于，所述阀板是用于在外壳内具备旋转轴和旋转式的汽缸体的轴向活塞式油压马达中的阀板，具有，

与所述缸体的后端面接触并支持它的滑动支持面；

作为背面的与该滑动支持面相对应的相反侧的面；

贯通所述旋转轴的中心孔；和

作为工作油的出入口贯通地形成在该中心孔的周围的多个端口；

在所述背面的除所述端口以外的区域上形成有能够使工作油流入的冷却用凹处；

在所述背面形成有从所述冷却用凹处连通至内方的所述中心孔和外方的外壳内空间中的至少一方的工作油流通用的第一槽；

在所述背面形成有从所述冷却用凹处连通至所述端口中的作为工作油排出侧的端口的工作油流通用的第二槽。

3.一种轴向活塞式油压泵，

所述油压泵是具备阀板的轴向活塞式油压泵；

所述阀板为权利要求1所述的阀板；

所述旋转轴为用于旋转所述缸体的驱动轴；

所述多个端口为工作油的吸入端口及排出端口。

4.一种轴向活塞式油压马达，

所述油压马达是具备阀板的轴向活塞式油压马达；

所述阀板为权利要求2所述的阀板；

所述旋转轴为通过所述缸体的旋转而旋转驱动的马达轴；

所述多个端口是通过马达的旋转方向的切换而相互切换的工作油的供给端口及排出端口。