CN104662292A - 液压旋转装置 - Google Patents

Abstract

缸体(4)的外周面(4a)与壳体(1)的内周面(1a)之间的间隙(e)是用于降低工作油的搅拌阻力的设定量。由此，能够通过简单的结构降低搅拌损失。因而，能够通过降低搅拌损失来提高转换效率。

Description

液压旋转装置

技术领域

本发明例如涉及用于建筑机械、产业机械等的液压泵、液压马达等液压旋转装置。

背景技术

以往，作为液压旋转装置的一例的液压泵，具有在日本特开平10－9119号公报(专利文献1)中记载的液压泵。该液压泵包括：壳体；驱动轴；缸体，其固定于该驱动轴；多个缸活塞(日文：シリンダピストン)，其嵌入该缸体；斜板，其用于支承该多个缸活塞。

在所述壳体的内周面，在缸体的沿轴向的大致整个长度范围内设有突起部，该突起部朝向缸体的入口端口延伸。并且，在缸体进行旋转时，壳体内的工作油被该突起部顺畅地引导至缸体的入口端口。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－9119号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，所述以往的液压泵所发生的损失存在因工作油泄漏而导致的容积损失以及力在传递上的损失、即机械损失。由于这些损失，而导致基于泵的液压能量与旋转能量之间的相互转换效率降低。

容积损失依赖于作用于泵的负荷(压力)，随着压力增大而损失增大。另一方面，对于机械损失，如图5所示，不依赖于负荷，显示出大致恒定的损失。像这样，机械损失是在怠速中特别成为问题的损失。在该机械损失中搅拌损失占大约一半并不为人所知。

以往，在用于改善转换效率的技术中，以降低容积损失、降低机械损失中的摩擦损失为主，而没有积极降低搅拌损失的技术。具体而言，在所述以往的液压泵中，在缸体进行旋转时，壳体内的工作油以沿着缸体的旋转方向流动的方式被搅拌，但该工作油与沿缸体的轴向延伸的突起部发生碰撞，而导致工作油的搅拌阻力变大。

像这样，无法降低搅拌损失，因此无法提高液压能量与旋转能量之间的相互转换效率。特别是，在挖掘机等建筑机械中使用频率较高的低压区域(怠速)，无法提高效率。

另外，在降低容积损失来提高效率的以往泵中，该效率达到95％左右，在以往技术的发展中，难以得到更进一步的改善。

因此，本发明的课题在于提供一种能够通过降低搅拌损失来提高转换效率的液压旋转装置。

用于解决问题的方案

为了解决所述问题，本发明的液压旋转装置的特征在于，

该液压旋转装置包括：

壳体；

驱动轴，其以旋转自如的方式安装于所述壳体；

缸体，其固定于所述驱动轴，并且具有沿周向排列的多个缸孔；

多个缸活塞，其以进退自如的方式嵌入所述多个缸孔；

斜板，其利用能够相对于所述驱动轴进行倾斜动作的面来支承所述多个缸活塞；

搅拌阻力降低单元，其用于降低因所述缸体的旋转而在所述壳体与所述缸体之间产生的液体的搅拌阻力。

采用本发明的液压旋转装置，所述搅拌阻力降低单元用于降低因所述缸体的旋转而在所述壳体与所述缸体之间产生的液体的搅拌阻力。由此，能够通过降低搅拌损失来提高液压能量与旋转能量之间的相互转换效率。特别是，在挖掘机等建筑机械中使用频率较高的低压区域(怠速)，能够有效地改善效率。

另外，在一实施方式的液压旋转装置中，

所述搅拌阻力降低单元包括：

所述缸体的外周面；

所述壳体的内周面，其与所述缸体的外周面之间的间隙为设定量，该设定量是为了降低液体的搅拌阻力而预先决定的。

采用该实施方式的液压旋转装置，所述缸体的外周面与所述壳体的内周面之间的间隙是用于降低液体的搅拌阻力的设定量，因此能够通过简单的结构降低搅拌损失。

另外，在一实施方式的液压旋转装置中，

所述搅拌阻力降低单元包括：

所述缸体的横截面为大致正圆形状的外周面；

所述壳体的横截面为大致正圆形状的内周面。

在此，大致正圆包括在正圆的半径为1时具有0.95～1.05的半径的圆。

采用该实施方式的液压旋转装置，所述缸体的外周面和所述壳体的内周面这两者的横截面为大致正圆形状，因此能够使由缸体的旋转引起的液体的流动顺畅，从而能够通过简单的结构降低搅拌损失。

另外，在一实施方式的液压旋转装置中，

所述搅拌阻力降低单元包括圆筒套筒，

该圆筒套筒配置在所述缸体的外周面与所述壳体的内周面之间。

采用该实施方式的液压旋转装置，在所述缸体的外周面与所述壳体的内周面之间配置有所述圆筒套筒，因此例如在壳体的内周面形成有与用于控制斜板的偏转角度的偏转控制机构连通的空间的情况下，圆筒套筒能够将该空间和缸体的外周面分隔开。由此，由缸体的旋转引起的液体的流动不易受该空间内的液体影响，从而能够降低搅拌损失。并且，能够在壳体的内周面的形状不受限制的情况下利用圆筒套筒降低搅拌损失。

另外，在一实施方式的液压旋转装置中，

所述搅拌阻力降低单元包括整流部，

该整流部设于所述缸体的外周面和所述壳体的内周面中的至少一者并且沿所述缸体的周向延伸。

采用该实施方式的液压旋转装置，在所述缸体的外周面和所述壳体的内周面中的至少一者设有沿所述缸体的周向延伸的整流部，因此能够强制地使由缸体的旋转引起的液体的流动成为沿着缸体的周向的流动，从而能够抑制液体的流动紊乱。

发明的效果

采用本发明的液压旋转装置，所述搅拌阻力降低单元用于降低因所述缸体的旋转而在所述壳体与所述缸体之间产生的液体的搅拌阻力，因此能够通过降低搅拌损失来提高转换效率。

附图说明

图1是表示作为本发明的第1实施方式的液压旋转装置的液压马达的剖视图。

图2是壳体和缸体的横剖视图。

图3是表示作为本发明的第2实施方式的液压旋转装置的液压马达的剖视图。

图4是表示作为本发明的第3实施方式的液压旋转装置的液压马达的剖视图。

图5是用于说明机械损失的图表。

具体实施方式

以下，通过图示的实施方式详细地说明本发明。

(第1实施方式)

图1是表示作为本发明的液压旋转装置的液压马达的剖视图。如图1所示，该液压马达包括：壳体1；驱动轴3，其借助轴承2以旋转自如的方式安装于该壳体1；缸体4，其固定于该驱动轴3。

所述缸体4具有沿周向排列的多个缸孔40。多个缸活塞5以进退自如的方式嵌入该多个缸孔40。

所述缸活塞5的顶端部形成为球状，与滑靴6连结。该滑靴6支承于斜板7，该斜板7相对地定位于壳体1。该斜板7具有能够相对于所述驱动轴3进行倾斜动作的面，利用该面支承所述多个缸活塞5。

所述斜板7利用偏转控制机构8进行倾斜动作并控制相对于所述驱动轴3的偏转角度。该偏转控制机构8具有第1偏转活塞81和第2偏转活塞82，第1偏转活塞81和第2偏转活塞82用于夹持斜板7。

在所述壳体1中设有第1主通路11和第2主通路12，该第1主通路11和第2主通路12与所述缸孔40连接，用于向所述缸孔40供给工作油或者自所述缸孔40排出工作油。

在所述壳体1的内表面以与缸体4的端面相对的方式安装有阀板9。该阀板9具有圆弧状的第1端口91和第2端口92，第1端口91和第2端口92以对称的方式形成。

在所述各缸孔40的底部形成有端口40a，该端口40a用于向缸孔40的内部供给工作油或者自缸孔40的内部排出工作油。所述缸体4的端面与所述阀板9相接触。

所述壳体1的所述第1主通路11、所述阀板9的所述第1端口91和规定的所述缸孔40的端口40a能够连通。所述壳体1的所述第2主通路12、所述阀板9的所述第2端口92和规定的所述缸孔40的端口40a能够连通。

并且，在自所述第1主通路11供给工作油时，该工作油经由所述第1端口91流入规定的所述缸孔40，而使所述缸活塞5往复运动，并且使所述缸体4和所述驱动轴3向一方向旋转。之后，缸孔40内的工作油经由所述第2端口92被自所述第2主通路12排出。供给侧的第1主通路11内的压力高于排出侧的第2主通路12内的压力。

另一方面，在自所述第2主通路12供给工作油时，所述缸体4和所述驱动轴3向另一方向旋转。之后，缸孔40内的工作油被自所述第1主通路11排出。

图2是壳体1和缸体4的、与缸体4的轴线L正交的简略横剖视图。如图2所示，缸体4的外周面4a与壳体1的内周面1a之间的间隙e是预先决定的设定量。

在所述壳体1内充满有工作油，在缸体4进行旋转时，壳体1内的工作油以沿着缸体4的旋转方向流动的方式被搅拌。所述设定量是为了降低该工作油的搅拌阻力而预先决定的。换而言之，缸体4的外周面4a以及与该外周面4a之间的间隙e为设定量的、壳体1的内周面1a是搅拌阻力降低单元的一例，该搅拌阻力降低单元用于降低因缸体4的旋转而在壳体1与缸体4之间产生的工作油的搅拌阻力。

所述设定量例如为缸体4的半径的5％～25％。该设定量能够在不会使壳体1大型化的前提下减小工作油的搅拌阻力。相对于此，若设定量小于5％，则间隙e变小，工作油的搅拌阻力变大。另一方面，若设定量大于25％，则壳体1的内周面1a的直径变大，导致壳体1大型化。

所述壳体1的内周面1a为沿着所述缸体4的外周面4a的形状。缸体4的外周面4a和壳体1的内周面1a这两者的横截面为大致正圆形状。在此，大致正圆包括在正圆的半径为1时具有0.95～1.05的半径的圆。该横截面为大致正圆形状的外周面4a和内周面1a是所述搅拌阻力降低单元的一例。

采用所述结构的液压马达，由于包括所述搅拌阻力降低单元，因此能够通过降低搅拌损失来提高液压能量与旋转能量之间的相互转换效率。特别是，在挖掘机等建筑机械中使用频率较高的低压区域(怠速)，能够有效地改善效率。

另外，所述缸体4的外周面4a与所述壳体1的内周面1a之间的间隙e是用于降低工作油的搅拌阻力的设定量，因此能够通过简单的结构降低搅拌损失。

另外，所述缸体4的外周面4a与所述壳体1的内周面1a这两者的横截面为大致正圆形状，因此能够使由缸体4的旋转引起的工作油的流动顺畅，从而能够通过简单的结构降低搅拌损失。

相对于此，以往，如图2中的假想线所示，壳体的内周面100a为凹凸形状。这是因为，为了确保壳体的强度，而在内周面100a设置肋，为了谋求壳体的轻量化，而将内周面100a的厚度局部减薄。像这样，在以往，无法想到使壳体的内周面与缸体的外周面之间的间隙为设定量，或者使壳体的内周面与缸体的外周面同样地横截面为大致正圆形状。

(第2实施方式)

图3是表示本发明的第2实施方式的液压马达的剖视图。该第2实施方式与所述第1实施方式的不同之处在于，搅拌阻力降低单元的结构。以下仅说明该不同的结构。其中，在该第2实施方式中，与所述第1实施方式相同的附图标记是与所述第1实施方式相同的结构，因此省略该部分的说明。

如图3所示，在缸体4的外周面4a与壳体1的内周面1a之间配置有圆筒套筒20。该圆筒套筒20是搅拌阻力降低单元的一例。

所述圆筒套筒20固定于壳体1。圆筒套筒20为沿着缸体4的外周面4a的形状。圆筒套筒20的横截面为大致正圆形状。在此，大致正圆包括在正圆的半径为1时具有0.95～1.05的半径的圆。

因而，在所述壳体1的内周面1a形成有与偏转控制机构8连通的空间1b，但圆筒套筒20能够将该空间1b与缸体4的外周面4a分隔开。由此，由缸体4的旋转而引起的工作油的流动不易受该空间1b内的工作油影响，从而能够降低搅拌损失。并且，壳体1的内周面1a的形状也可以是凹凸形状，从而能够在壳体1的内周面1a的形状不受任何限制的情况下利用圆筒套筒20降低搅拌损失。

(第3实施方式)

图4是表示本发明的第3实施方式的液压马达的剖视图。该第3实施方式与所述第1实施方式的不同之处在于，搅拌阻力降低单元的结构。以下仅说明该不同的结构。其中，在该第3实施方式中，与所述第1实施方式相同的附图标记是与所述第1实施方式相同的结构，因此省略该部分的说明。

如图4所示，在缸体4的外周面4a设有多个(在该实施方式中，为3个)整流部30。该整流部30是搅拌阻力降低单元的一例。

所述整流部30沿着缸体4的周向延伸，形成为环状。多个整流部30沿着缸体4的轴向隔有规定间隔地排列。

因而，能够利用所述整流部30强制地使由缸体4的旋转引起的工作油的流动成为沿着缸体4的周向的流动，从而能够抑制工作油的流动紊乱。

另外，本发明并不限定于所述实施方式。例如，也可以对所述第1实施方式～所述第3实施方式各自的特征点进行各种各样的组合。即，也可以组合两种以上的第1实施方式～第3实施方式各自的搅拌阻力降低单元。

在所述第1实施方式中，将缸体的外周面与壳体的内周面之间的间隙设为设定量，并且使缸体的外周面与壳体的内周面这两者的横截面为大致正圆形状，但也可以采用任一者的结构。此外，也可以在该任一者的结构上增设第2实施方式的圆筒套筒和第3实施方式的整流部中的至少一者的结构。

在所述第3实施方式中，将整流部设于缸体的外周面，但也可以将整流部设于缸体的外周面和壳体的内周面中的至少一者。

在所述第2实施方式中，也可以增设如下结构中的至少一个结构，即：将缸体的外周面与壳体的内周面之间的间隙设为设定量的结构(第1实施方式的结构)、使缸体的外周面和壳体的内周面这两者的横截面为大致正圆形状的结构(第1实施方式的结构)以及设有整流部的结构(第3实施方式的结构)。

在所述第3实施方式中，也可以增设如下结构中的至少一个结构，即：将缸体的外周面与壳体的内周面之间的间隙设为设定量的结构(第1实施方式的结构)、使缸体的外周面和壳体的内周面这两者的横截面为大致正圆形状的结构(第1实施方式的结构)以及设有圆筒套筒的结构(第2实施方式的结构)。

在所述第1实施方式～所述第3实施方式中，通过液压马达说明了本发明的液压旋转装置，但本发明的液压旋转装置也可以是液压泵。

附图标记说明

1、壳体；1a、内周面；1b、空间；3、驱动轴；4、缸体；4a、外周面；5、缸活塞；7、斜板；8、偏转控制机构；9、阀板；20、圆筒套筒；30、整流部；40、缸孔；e、间隙

Claims (5)

1.一种液压旋转装置，其特征在于，

该液压旋转装置包括：

壳体；

驱动轴，其以旋转自如的方式安装于所述壳体；

缸体，其固定于所述驱动轴，并且具有沿周向排列的多个缸孔；

多个缸活塞，其以进退自如的方式嵌入所述多个缸孔；

斜板，其利用能够相对于所述驱动轴进行倾斜动作的面来支承所述多个缸活塞；

搅拌阻力降低单元，其用于降低因所述缸体的旋转而在所述壳体与所述缸体之间产生的液体的搅拌阻力。

2.根据权利要求1所述的液压旋转装置，其特征在于，

所述搅拌阻力降低单元包括：

所述缸体的外周面；

所述壳体的内周面，其与所述缸体的外周面之间的间隙为设定量，该设定量是为了降低液体的搅拌阻力而预先决定的。

3.根据权利要求1或2所述的液压旋转装置，其特征在于，

所述搅拌阻力降低单元包括：

所述缸体的横截面为大致正圆形状的外周面；

所述壳体的横截面为大致正圆形状的内周面。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的液压旋转装置，其特征在于，

所述搅拌阻力降低单元包括圆筒套筒，

该圆筒套筒配置在所述缸体的外周面与所述壳体的内周面之间。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的液压旋转装置，其特征在于，

所述搅拌阻力降低单元包括整流部，

该整流部设于所述缸体的外周面和所述壳体的内周面中的至少一者并且沿着所述缸体的周向延伸。