CN109416031A - 斜盘式柱塞泵 - Google Patents

Abstract

斜盘式柱塞泵(1、90)包括：缸体(3)，其随着驱动轴(5)的旋转而进行旋转；多个柱塞(8)，它们收纳于在缸体(3)设置的多个缸(6)；斜盘(4)，其随着缸体(3)的旋转而使柱塞(8)往复移动，以使缸(6)的容积室(7)扩张、收缩；施力机构(21、22)，其用于对斜盘(4)向偏转角变大的方向施力；控制销(30)，其用于与压力室(42)的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动斜盘(4)；以及排出流路(53、54)，其用于排出压力室(42)的负载压力。

Description

斜盘式柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种斜盘式柱塞泵。

背景技术

挖掘机等作业机械具有斜盘式柱塞泵，该斜盘式柱塞泵利用发动机进行驱动，排出用于驱动各种液压驱动器的工作油。

日本JP2013－113132A所公开的斜盘式柱塞泵具有控制销，该控制销用于与向压力室供给的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动斜盘。

上述的斜盘式柱塞泵通过使斜盘向偏转角变小的方向偏转而减少排出容量，从而能够减小驱动负载。因而，在空调装置的压缩机被发动机驱动的情况下，通过使斜盘偏转而减小斜盘式柱塞泵的驱动负载，从而能够将发动机的动力消耗保持为大致恒定。

发明内容

在上述的斜盘式柱塞泵中存在这样的情况：即便使空调装置停止而停止向压力室供给负载压力，压力室内的压力也不会迅速地下降。在该情况下，在残余压力的影响下斜盘难以向偏转角变大的方向返回。

如此，在具有与向压力室供给的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动斜盘的控制销的斜盘式柱塞泵中存在这样的问题：若在停止供给负载压力后压力室内的压力不迅速地下降，则在残余压力的影响下斜盘难以向偏转角变大的方向返回，无法确保控制性。

本发明的目的在于，在停止向压力室供给负载压力后能够使压力室内的压力迅速地下降。

根据本发明的一个技术方案，提供一种斜盘式柱塞泵，其中，该斜盘式柱塞泵包括：缸体，其随着驱动轴的旋转而进行旋转；多个柱塞，该多个柱塞收纳于在缸体设置的多个缸；斜盘，其随着缸体的旋转而使柱塞往复移动，以使缸的容积室扩张、收缩；施力机构，其用于对斜盘向偏转角变大的方向施力；控制销，其用于与压力室的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动斜盘；以及排出流路，其用于排出压力室的负载压力。

附图说明

图1是具有本发明的第1实施方式的斜盘式柱塞泵的泵单元的剖视图。

图2是表示本发明的第1实施方式的斜盘式柱塞泵的主要部分的图。

图3A是表示斜盘的偏转角最大的状态的图。

图3B是表示斜盘的偏转角最小的状态的图。

图4是表示变形例的斜盘式柱塞泵的控制销的图。

图5是表示本发明的第2实施方式的斜盘式柱塞泵的主要部分的图。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

以下，参照图1、图2说明本发明的第1实施方式。

图1所示的泵单元100例如搭载于挖掘机等作业机械，利用发动机(未图示)进行驱动。在作业机械搭载有空调装置(空调)(未图示)，空调装置的压缩机同样利用发动机进行驱动。

泵单元100包括主要的斜盘式柱塞泵1(以下称作泵1。)和辅助的齿轮泵80(以下称作泵80。)。泵1和泵80在旋转轴线O上排列设置。

在上述的作业机械中，消耗发动机的动力的要素有泵1、泵80以及空调装置的压缩机。泵1的排出容量(排量)与各要素的消耗动力的变化相应地进行变化。由此，将动力消耗的合计值保持为大致恒定。

泵80包括彼此啮合的一对齿轮(未图示)和用于收纳这些齿轮的壳体81。

借助驱动轴82和驱动轴5从发动机向一个齿轮传递旋转。由此，将彼此啮合的一对齿轮之间作为容积室，从工作流体箱(未图示)经由配管(未图示)向在齿轮的旋转的作用下移动的容积室吸入工作流体(工作油)。此外，从容积室向排出口排出的工作流体经由配管(未图示)被引导向流体压驱动器(未图示)。

泵1包括缸体3、相对于缸体3往复移动的多个柱塞8、柱塞8所追随的斜盘4、以及用于收纳这些部件的壳体2。

从发动机借助驱动轴5向缸体3传递旋转。在缸体3旋转时，柱塞8相对于缸体3往复移动。

由此，从工作流体箱经由配管(未图示)向由柱塞8划分形成的容积室7吸入工作流体。此外，从容积室7向排出口排出的工作流体经由配管(未图示)被引导向流体压驱动器。

以下，详细地说明泵1。

壳体2包括有底筒状的泵壳50和用于封闭泵壳50的开口部的盖状的泵盖70。在泵壳50的内侧收纳有缸体3、斜盘4等。泵盖70被多个螺栓紧固于泵壳50。

缸体3随着驱动轴5的旋转而旋转。驱动轴5自泵盖70向外部突出，从作为动力源的发动机传递旋转。借助轴承12将驱动轴5支承于泵壳50，并且借助轴承11将驱动轴5支承于泵盖70。

多个缸6与旋转轴线O大致平行地且在以旋转轴线O为中心的大致同一个圆周上带有恒定的间隔地排列形成于缸体3。

柱塞8分别滑动自如地插入到缸6，在缸6和柱塞8之间划分形成有容积室7。柱塞8自缸体3突出，该柱塞8的一端借助与斜盘4接触的滑靴9被支承于斜盘4。在缸体3旋转时，柱塞8追随斜盘4而往复移动，从而使容积室7扩张、收缩。

泵壳50具有：底部50a，其形成有用于相对于容积室7供给、排出工作流体的流路(未图示)；以及筒状的侧壁部50b，其包围缸体3等。

在泵壳50的底部50a设有供缸体3滑动接触的配流盘15。在配流盘15形成有与各容积室7相连通的吸入口(未图示)和排出口(未图示)。在泵壳50的底部50a形成有与吸入口及排出口相连通的供排通路(未图示)。

在泵1中，在缸体3旋转1周时，各柱塞8在缸6中往复移动1次。在缸6的容积室7扩张的吸入行程中，来自工作流体箱的工作流体经由配管(未图示)和泵壳50内的流路(未图示)从吸入口被吸入到各容积室7。此外，在缸6的容积室7收缩的排出行程中，从各容积室7向排出口排出的工作流体经由泵壳50内的流路(未图示)和配管(未图示)被引导向流体压驱动器。

为了使泵1的排出容量可变，斜盘4借助轴承13能够偏转地被支承于泵盖70。轴承13设于泵盖70。

在泵壳50和斜盘4之间安装有偏转弹簧21、22，该偏转弹簧21、22作为施力机构，用于对斜盘4向偏转角变大的方向施力。

偏转弹簧21、22为螺旋状，其在安装于泵壳50的保持件23和安装于斜盘4的保持件24之间进行安装。保持件23设置为能够在工作流体压的作用下进行位移，借助调节器25来调整该保持件23的初始位置。

偏转弹簧21、22的线材的卷径不同，在卷径较大的偏转弹簧21的内侧配置有卷径较小的偏转弹簧22。

如图1所示，在斜盘4的偏转角最大的状态下，卷径较大的偏转弹簧21以压缩状态安装在保持件23、24之间。另一方面，卷径较小的偏转弹簧22成为一端自保持件24分离的状态。而且，在斜盘4偏转到超过规定角度时，偏转弹簧22抵接于保持件23、24而被压缩，对斜盘4施加的偏转弹簧21、22的弹簧力阶段性地升高。

此外，泵1包括主控制销(未图示)和副控制销30。副控制销30包括第1控制销31和第2控制销32。

将泵1的排出压力作为负载压力向主控制销供给。将泵80的排出压力作为负载压力向第1控制销31供给。在空调装置工作时，将先导压力作为负载压力向第2控制销32供给。

泵1通过利用主控制销和副控制销30改变斜盘4的偏转角，从而能够改变排出容量。

主控制销与副控制销30并列地设于副控制销30的附近。

主控制销滑动自如地插入到在泵壳50形成的主销缸(未图示)，该主控制销的一端抵接于斜盘4。在主销缸和主控制销之间划分形成有主压力室(未图示)。

将泵1的排出压力向主压力室供给。主控制销在其端面承受泵1的排出压力而推压斜盘4，克服偏转弹簧21、22的弹簧力而向偏转角变小的方向驱动斜盘4。

如图1、图2所示，第1控制销31的外径形成得小于第2控制销32的外径。第1控制销31和第2控制销32在同一轴线上直列地排列，并彼此结合。

在本实施方式中，副控制销30通过一体地形成第1控制销31和第2控制销32而形成。相对于此，也可以将第1控制销31和第2控制销32设为独立体，借助结合手段将两者结合而形成副控制销30。

通过机械加工，在泵壳50的侧壁部50b形成有供第1控制销31滑动自如地插入的第1销缸51和供第2控制销32滑动自如地插入的第2销缸52。

在组装泵盖70之前的状态下，泵壳50的与斜盘4相对的部位开放。因此，能够通过机械加工形成第1销缸51和第2销缸52。

在第1销缸51和第1控制销31之间划分形成有第1压力室41。因而，第1控制销31的端面成为与第1压力室41相面对的承压面31a。

作为向第1压力室41供给泵80的排出压力的流路，在泵壳50的侧壁部50b形成有通孔57。由此，经由通孔87、57向第1压力室41供给作为负载压力的泵80的排出压力。通过使在第1控制销31的承压面31a承受的泵80的排出压力上升，使得副控制销30向斜盘4侧移动。

在第2销缸52和第2控制销32之间划分形成有第2压力室42。因而，第2控制销32的端面(环状台阶部)成为与第2压力室42相面对的承压面32a。

作为向第2压力室42供给先导压力的流路，在泵壳50的侧壁部50b形成有通孔58。由此，经由通孔58向第2压力室42供给先导压力。通过使在第2控制销32的承压面32a承受的先导压力上升，使得副控制销30向斜盘4侧移动。

此外，在泵壳50的侧壁部50b形成有流路53，该流路53的一端开口于第1销缸51的内周面，另一端与壳体2的内部相连。流路53见后述。

另外，如图2所示，在第2控制销32的端部形成有小径部32b。由此，第2控制销32没有堵塞通孔58的开口部。

第2压力室42借助通孔58和安装有切换阀(未图示)的配管(未图示)连接于先导泵(未图示)。在空调装置工作时，切换阀将先导泵的排出压力作为先导压力向第2压力室42引导。

随着向第1压力室41、第2压力室42供给的负载压力分别上升，副控制销30向斜盘4侧移动。而且，第2控制销32的顶端部自第2销缸52阶段性地突出，借助安装于斜盘4的从动件16将斜盘4向偏转角变小的方向驱动。

斜盘4被保持在副控制销30的推力与偏转弹簧21、22的弹簧力相平衡的偏转角度。副控制销30的推力是第1控制销31的推力和第2控制销32的推力的合力。像这样地，由于泵1包括第1控制销31和第2控制销32，从而能够与多个负载压力相应地控制驱动负载。

图3A表示斜盘4的偏转角是最大值θmax的状态。此时，副控制销30成为进入到第1销缸51和第2销缸52的状态。在该状态下，泵1的排出容量成为最大，泵1的驱动负载也变大。

随着向第1压力室41、第2压力室42供给的负载压力分别上升，副控制销30向图中的右方阶段性地移动，借助安装于斜盘4的从动件16将斜盘4向偏转角变小的方向驱动。

图3B表示斜盘4的偏转角是最小值θmin的状态。此时，副控制销30成为自第2销缸52突出的状态。在该状态下，泵1的排出容量变为最小，泵1的驱动负载也变小。

接着，说明如上所述地形成的泵1的作用效果。

如上所述，在空调装置工作时，泵1通过向第2压力室42供给先导压力而使斜盘4偏转，从而能够减小驱动负载。由此，即便使空调装置进行工作，也能够将发动机的动力消耗保持为大致恒定。

但是，在泵1中存在这样的情况：即便使空调装置停止而停止向第2压力室42供给先导压力，第2压力室42内的压力也不会迅速地下降。在该情况下，在残余压力的影响下，斜盘4难以向偏转角变大的方向返回，泵1的控制性会下降。

相对于此，在本实施方式中，通过设置流路53，从而在使空调装置停止而停止向第2压力室42供给先导压力后，能够使第2压力室42内的压力迅速地下降。

以下，详细地进行说明。

如上所述，流路53形成于泵壳50的侧壁部50b，该流路53的一端开口于第1销缸51的内周面，另一端与壳体2的内部相连。

也就是说，流路53的一端开口于第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙。此外，第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙与相邻的第2压力室42相连通。因此，流路53和第2压力室42借助第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙而连通起来。

由此，向第2压力室42供给的先导压力会经由第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙及流路53被排到壳体2内。这样，流路53作为排出第2压力室42的先导压力的流路发挥功能。

在使空调装置停止而停止向第2压力室42供给先导压力时，第2压力室42内的压力经由第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙及流路53被迅速地排出到具有工作流体箱压力的壳体2内。而且，利用偏转弹簧21、22的弹簧力使斜盘4迅速地向偏转角变大的方向偏转。

向第2压力室42供给的先导压力始终经由第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙及流路53被排出到壳体2内。但是，由于从第2压力室42排出的工作流体的量小于从先导泵向第2压力室42供给的工作流体的量，因此在空调装置工作时，能够使向第2压力室42供给的先导压力没有延迟地上升到期望的压力。

根据先导泵侧的设备的结构的不同，也考虑在使空调装置停止后，从通孔58排出第2压力室42的压力。但是，通过相对于通孔58独立地设置流路53，从而能够使第2压力室42的压力迅速且稳定地下降而不利用与泵1连接的外部设备的结构。

像以上说明的那样，采用本实施方式，由于从作为排出流路的流路53排出第2压力室42的先导压力，因此在停止向第2压力室42供给先导压力后，能够迅速地使第2压力室42内的压力下降。

另外，第1销缸51的内周面上的流路53开口的位置越接近第2压力室42，则在停止向第2压力室42供给先导压力后，能够使第2压力室42内的压力越快地下降。

此外，在本实施方式中，流路53的一端开口于第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙，但也可以使流路53的一端开口于第2控制销32和第2销缸52之间的滑动间隙。

在停止向第2压力室42供给先导压力后，副控制销30在借助斜盘4而传递的偏转弹簧21、22的弹簧力的作用下向第1压力室41侧移动。

因此，在流路53开口于第1控制销31和第1销缸51之间的滑动间隙的情况下，附着于副控制销30的外周的工作流体易于随着副控制销30的移动而向流路53流入。因而，在该情况下，与流路53开口于第2控制销32和第2销缸52之间的滑动间隙的情况相比，能够使第2压力室42内的压力迅速地下降。

此外，作为副控制销30的结构，也可以如图4的变形例所示地设为将第1控制销31和第2控制销32并列设置的结构。

在将第1控制销31和第2控制销32直列地结合起来的情况下，与将第1控制销31和第2控制销32并列设置的情况相比较，能够减小用于收纳第1控制销31和第2控制销32的圆周上的空间，能够使泵壳50小型化。因而，能够谋求泵1和泵单元100的小型化。

另外，在将第1控制销31和第2控制销32并列设置的情况下，排出第2压力室42的负载压力的流路53被设为其一端开口于第2控制销32和第2销缸52之间的滑动间隙。

＜第2实施方式＞

接着，参照图5说明本发明的第2实施方式。

第2实施方式的主要的斜盘式柱塞泵90(以下称作泵90。)的用于排出第2压力室42的先导压力的流路的结构与第1实施方式的泵1有所不同。以下，以与泵1的不同点为中心进行说明，对与泵1相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

在泵90中，在副控制销30形成有用于排出第2压力室42的先导压力的流路54。流路54的一端开口于第1控制销31的外周面，另一端开口于第2控制销32的端面32c。

另外，为了使流路54和第2压力室42不直接连通，第1控制销31的外周面上的流路54开口的位置被设定为在斜盘4的偏转角是最小值θmin的状态下与第1销缸51的内周面相对。

采用本实施方式的泵90，能够获得与第1实施方式的泵1相同的作用效果。此外，在本实施方式中，由于不必在壳体2设置用于形成排出第2压力室42的先导压力的流路的空间，因此能够使壳体2小型化。因而，能够谋求泵90的小型化。

另一方面，在像第1实施方式的泵1那样在壳体2设有用于排出第2压力室42的先导压力的流路53的情况下，由于在对壳体2进行机械加工时能够同时加工流路53，因此能够抑制成本。

以下，归纳说明本发明的实施方式的结构、作用及效果。

斜盘式柱塞泵1、90的特征在于，包括：缸体3，其随着驱动轴5的旋转而进行旋转；多个柱塞8，其收纳于在缸体3设置的多个缸6；斜盘4，其随着缸体3的旋转而使柱塞8往复移动，以使缸6的容积室7扩张、收缩；施力机构(偏转弹簧21、22)，其用于对斜盘4向偏转角变大的方向施力；副控制销30，其用于与第2压力室42的负载压力(先导压力)的上升相应地向偏转角变小的方向驱动斜盘4；以及流路53、54，其用于排出第2压力室42的负载压力。

其特征还在于，斜盘式柱塞泵1、90具备用于收纳缸体3、柱塞8、斜盘4、施力机构(偏转弹簧21、22)以及副控制销30的壳体2，副控制销30滑动自如地插入到在壳体2设置的销缸(第1销缸51、第2销缸52)，流路53、54的一端开口于副控制销30和销缸(第1销缸51、第2销缸52)之间的滑动间隙。

采用这些结构，能够从流路53排出第2压力室42的负载压力，因此在停止向第2压力室42供给负载压力后，能够使第2压力室42内的压力迅速地下降。

其特征还在于，流路53设于壳体2。

在该结构中，将流路53设于壳体2，因此在对壳体2进行机械加工时能够同时加工流路53，能够抑制成本。

其特征还在于，流路54设于副控制销30。

在该结构中，将流路54设于副控制销30，因此能够谋求斜盘式柱塞泵90的小型化。

其特征还在于，副控制销30包括：第1控制销31，其用于与第1压力室41的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动斜盘4；以及第2控制销32，其用于与第2压力室的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动斜盘4，壳体2包括：泵壳50，其用于收纳缸体3；以及泵盖70，其用于封闭泵壳50的开口部，在泵盖70设有用于将斜盘4支承为能够偏转的轴承13，在泵壳50形成有供第1控制销31滑动自如地插入的第1销缸51和供第2控制销32滑动自如地插入的第2销缸52，在第1控制销31和第1销缸51之间划分形成有第1压力室41，在第2控制销32和第2销缸52之间划分形成有第2压力室42。

其特征还在于，第1控制销31和第2控制销32并列设置。

采用这些结构，包括第1控制销31和第2控制销32，因此能够与多个负载压力相应地控制斜盘式柱塞泵1、90的驱动负载。

其特征还在于，第1控制销31和第2控制销32设置为直列地结合在一起。

在该结构中，第1控制销31和第2控制销32设置为直列地结合在一起，因此能够减小收纳第1控制销31和第2控制销32的圆周上的空间，能够谋求斜盘式柱塞泵1、90的小型化。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只是表示了本发明的应用例的一部分，并不是将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体例子的意思。

例如，在上述实施方式中，泵1、90成为在各容积室7中被加压了的工作流体从1个排出口排出的单联式(单流式)的泵。相对于此，也可以设为在各容积室中被加压了的工作流体从两个以上排出口排出的多联式的泵。

此外，在上述实施方式中，副控制销30包括第1控制销31和第2控制销32，但也可以仅具备任一个控制销。例如在副控制销30具备第2控制销32而不具备第1控制销31的情况下，将流路53、54设为其一端开口于第2控制销32和第2销缸52之间的滑动间隙即可。

此外，在上述实施方式中，流路53、54的一端开口于副控制销30和第1销缸51之间的滑动间隙或者副控制销30和第2销缸52之间的滑动间隙，但也可以直接开口于第2压力室42。在该情况下，通过在流路53、54的中途设置薄壁孔等节流孔，从而在空调装置工作时能够使向第2压力室42供给的先导压力没有延迟地上升到期望的压力。

此外，在上述实施方式中，为了排出第2压力室42的压力而应用排出流路，但还可以为了排出第1压力室41的压力而应用排出流路。

此外，在上述实施方式中，将辅助的泵设为齿轮泵80进行说明，但辅助的泵既可以是斜盘式柱塞泵，也可以是余摆线泵。

在设为斜盘式柱塞泵的情况下，辅助的泵包括缸体、相对于缸体往复移动的多个柱塞、柱塞所追随的斜盘、以及用于收纳这些部件的壳体。

从发动机借助驱动轴82和驱动轴5向缸体传递旋转。在缸体旋转时，柱塞相对于缸体往复移动。

由此，从工作流体箱经由配管向由柱塞划分形成的容积室吸入工作流体。此外，从容积室向排出口排出的工作流体经由配管被引导向流体压驱动器。

本申请基于2016年7月8日向日本国特许厅提出申请的日本特愿2016－135945主张优先权，将该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims (7)

1.一种斜盘式柱塞泵，其中，

该斜盘式柱塞泵包括：

缸体，其随着驱动轴的旋转而进行旋转；

多个柱塞，该多个柱塞收纳于在所述缸体设置的多个缸；

斜盘，其随着所述缸体的旋转而使所述柱塞往复移动，以使所述缸的容积室扩张、收缩；

施力机构，其用于对所述斜盘向偏转角变大的方向施力；

控制销，其用于与压力室的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动所述斜盘；以及

排出流路，其用于排出所述压力室的所述负载压力。

2.根据权利要求1所述的斜盘式柱塞泵，其中，

该斜盘式柱塞泵具备用于收纳所述缸体、所述柱塞、所述斜盘、所述施力机构以及所述控制销的壳体，

所述控制销滑动自如地插入到在所述壳体设置的销缸，

所述排出流路的一端开口于所述控制销和所述销缸之间的滑动间隙。

3.根据权利要求2所述的斜盘式柱塞泵，其中，

所述排出流路设于所述壳体。

4.根据权利要求2所述的斜盘式柱塞泵，其中，

所述排出流路设于所述控制销。

5.根据权利要求2所述的斜盘式柱塞泵，其中，

所述控制销包括：

第1控制销，其用于与第1压力室的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动所述斜盘；以及

第2控制销，其用于与第2压力室的负载压力的上升相应地向偏转角变小的方向驱动所述斜盘，

所述壳体包括：

泵壳，其用于收纳所述缸体；以及

泵盖，其用于封闭所述泵壳的开口部，

在所述泵壳形成有供所述第1控制销滑动自如地插入的第1销缸和供所述第2控制销滑动自如地插入的第2销缸，

在所述第1控制销和所述第1销缸之间划分形成有所述第1压力室，

在所述第2控制销和所述第2销缸之间划分形成有所述第2压力室。

6.根据权利要求5所述的斜盘式柱塞泵，其中，

所述第1控制销和所述第2控制销并列设置。

7.根据权利要求5所述的斜盘式柱塞泵，其中，

所述第1控制销和所述第2控制销设置为直列地结合在一起。