JP2007291911A

JP2007291911A - 斜板式可変容量型液圧回転機

Info

Publication number: JP2007291911A
Application number: JP2006119293A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Tsubo; 高弘坪; Takashi Niitome; 隆志新留; Kazuhiro Numaguchi; 和弘沼口; Aichi Yabuuchi; 愛智藪内
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】斜板の傾転方向の振動を効果的に低減することができる斜板式可変容量型液圧回転機の提供。
【解決手段】サーボピストン１６と斜板９が、サーボピストン１６に形成された凹部１６ａと、この凹部１６ａ摺動可能に挿入されたスライダ１８と、一端に形成されたピン部２０がスライダ１８の丸孔１８ａに摺動可能に挿入されていて他端が斜板９に固定されている運動方向変換部１９とを介して結合していることで、サーボピストン１６の動作方向を斜板９が傾転する方向に変換して斜板９に伝達するようになっている。運動方向変換部１９のピン部２０とスライダ１８との間には、ピン部２０を包囲するように制振部材２２が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベル、ホイルローダ等の建設機械に搭載される油圧ポンプまたは油圧モータとして適し、サーボピストンの動作を斜板に伝達することで斜板を傾転させるように構成されている斜板式可変容量型液圧回転機に関する。

従来の斜板式可変容量型液圧回転機としては、例えば特許文献１，２に示されるものがある。特許文献１に示される斜板式可変容量型液圧回転機を第１従来技術といい、特許文献２に示される斜板式可変容量型液圧回転機を第２従来技術という。これら第１，第２従来技術はいずれも、ポンプピストンから斜板に与えられる衝撃に起因する振動や騒音を低減するための制振部材を備えている。

第１従来技術では、斜板とハウジングとの間に、制振部材としてのクッションプレートが設けられている。第２従来技術では、ポンプピストンと斜板の間に、制振部材としての制振板が設けられている。
特開平６−２６４４４号公報特開２０００−２０５１１７公報

前述した第１，第２従来技術では、斜板式可変容量型液圧回転機の回転軸の軸線方向の振動を効果的に低減することができるが、斜板の傾転方向の振動を効果的に低減することはできないという問題がある。

本発明は、前述した実状を考慮してなされたものであり、その目的は、斜板の傾転方向の振動を効果的に低減することができる斜板式可変容量型液圧回転機を提供することにある。

〔１〕本発明は、前述した目的を達成するために、サーボピストンの動作を斜板に伝達することで斜板を傾転させるように構成されている斜板式可変容量型液圧回転機において、前記斜板と前記サーボピストンとの間に制振部材が設けられていることを特徴とする。

このように構成された本発明では、斜板とサーボピストンとの間で制振部材による制振が行われるので、斜板の傾転方向の振動を効果的に低減することができる。

〔２〕本発明は、「〔１〕」記載の発明において、前記サーボピストンとともに往復運動するスライダと、このスライダに一端が摺動可能に挿入されていて他端が前記斜板に固定されていて前記サーボピストンの動作方向を前記斜板が傾転する方向に変換して前記斜板に伝達する運動方向変換部とを備え、前記スライダと前記運動方向変換部の一端との間に、前記制振部材が設けられていることを特徴とする。

〔３〕本発明は、「〔１〕記載の発明において、前記サーボピストンが、斜板式可変容量型液圧回転機の回転軸の軸線と平行な方向に前記斜板を押圧することによって、前記斜板が傾転するようになっていて、前記サーボピストンと前記斜板との間に、前記制振部材が設けられていることを特徴とする。

〔４〕本発明は、「〔２〕」または「〔３〕」記載の発明において、前記制振部材が、制振合金または樹脂からなっていることを特徴とする。

このように構成された本発明では、制振部材が制振合金からなっている場合に、広い周波数帯の振動を低減することができる。また、制振部材が樹脂からなっている場合に、ポンプピストンから斜板に与えられる衝撃力の急激な上昇を、効果的に低減することができる。

〔５〕本発明は、「〔３〕」記載の発明において、前記サーボピストンと前記斜板との間に静圧軸受を含むシューが設けられていることを特徴とする。

このように構成された本発明では、斜板とシューとの間に静圧軸受によって油膜が形成され、この油膜によりサーボピストンから斜板に与えられる衝撃力が吸収される。この結果、斜板式可変容量型液圧回転機が発する振動や騒音を、さらに効果的に低減することができる。

本発明によれば、前述したように斜板の傾転方向の振動を効果的に低減できるので、
斜板式可変容量型液圧回転機が発する振動及び騒音を低減でき、また、斜板式可変容量型液圧回転機の疲労破壊や取付ボルトの緩みを抑制できる。これにより、斜板式可変容量型液圧回転機の信頼性を向上させることができる。

本発明の斜板式可変容量型液圧回転機の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について図１を用いて説明する。図１は本発明の斜板式可変容量型液圧回転機の第１実施形態を示す断面図である。

第１実施形態は図１に示す斜板式可変容量型ピストンポンプ１である。この斜板式可変容量型ピストンポンプ１は、ハウジング２と、このハウジング２に軸受３，４により回転可能に支持される回転軸すなわちドライブシャフト５と、このドライブシャフト５にスプライン結合するシリンダブロック６と、このシリンダブロック６に形成される複数のシリンダボア７のそれぞれに摺動可能に挿入される複数のポンプピストン８と、これらのポンプピストン８のストロークを可変にする斜板９とを備えている。

ハウジング２の一端部に対向する斜板９の面には、断面形状が円弧状に湾曲して突出する凸湾曲面１０，１１が形成されている。これらの凸湾曲面１０，１１とハウジング２の一端部との間には、軸受１２，１３が設けられている。これらの軸受１２，１３によって、斜板９はハウジング２に傾転可能に支持されている。

斜板９とポンプピストン８との間には静圧軸受を含むシュー１４が設けられている。このシュー１４は、シリンダブロック６から突出したポンプピストン８の端部に揺動可能に結合している。

また、斜板式可変容量型ピストンポンプ１は、斜板９の傾転角を制御するサーボシリンダ１５を備えている。このサーボシリンダ１５は、サーボピストン１６と、このサーボピストン１６が摺動可能に配置されるシリンダボア１７とを備えている。シリンダボア１７は、ドライブシャフト５の軸線に直交する方向と平行な方向に延びている。つまり、サーボシリンダ１５では、ドライブシャフト５の軸線に直交する方向と平行な方向に、サーボピストン１６が往復運動するようになっている。

サーボピストン１６と斜板９とは、サーボピストン１６とともに往復運動するスライダ１８と、サーボピストン１６の動作方向を斜板９が傾転する方向に変換して斜板９に伝達する運動方向変換部１９とを介して結合している。

スライダ１８は、サーボピストン１６に形成された凹部１６ａに挿入されていて、この凹部１６ａ内においてドライブシャフト５の軸線と平行な方向への移動が許容されている。スライダ１８と運動方向変換部１９は、運動方向変換部１９の一端に形成された円柱状のピン部２０が、スライダ１８に形成された丸孔１８ａに摺動可能に挿入されることによって、結合している。ピン部２０の始端側からはアーム２１が、ドライブシャフト５の軸線に平行な方向に延びている。このアーム２１の終端、すなわち運動方向変換部１９の他端は斜板９に固定されている。

特に、第１実施形態では、運動方向変換部１９のピン部２０とスライダ１８との間に、制振部材２２が設けられている。この制振部材２２は、例えば樹脂が成形されてなる円筒状の部材であり、ピン部２０に圧入されている。

第１実施形態によれば次の効果を得られる。

第１実施形態では、斜板９とサーボピストン１６との間で制振部材２２による制振が行われるので、斜板９の傾転方向の振動を効果的に低減することができる。これにより、斜板式可変容量型ピストンポンプ１が発する振動及び騒音を低減でき、また、斜板式可変容量型ピストンポンプ１の疲労破壊や取付ボルトの緩みを抑制できる。この結果、斜板式可変容量型ピストンポンプ１の信頼性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、運動方向変換部１９のピン部２０を包囲するように制振部材２２が設けられているので、制振部材を設けることに伴う斜板式可変容量型ピストンポンプの大型化を抑えることができる。

また、第１実施形態では、制振部材２２が樹脂製の部材からなるので、ポンプピストン８から斜板９に与えられる衝撃力の急激な上昇に起因する斜板９の振動を、効果的に低減することができる。

なお、第１実施形態では、運動方向変換部１９のピン部２０に制振部材２２が設けられているが、本発明はこれに限るものではなく、スライダと運転方向変換部との間に制振部材が介在していればよい。したがって、制振部材はスライダ及び運転方向変換部のどちらに設けられていてもよい。

また、第１実施形態では、ポンプピストン８から斜板９に与えられる衝撃力の急激な上昇に伴う斜板９の振動を効果的に低減することを目的としているために、制振部材２２が樹脂製の部材になっているが、本発明の制振部材は樹脂製の部材に限るものではなく、制振可能な部材であればよい。つまり、制振部材は金属製の部材でもよいし、金属製の部材と樹脂の部材とを組み合わせた部材であってもよい。

また、第１実施形態は、ドライブシャフト５の軸線に直交する方向と平行な方向に往復運動するサーボピストン１６と、このサーボピストン１６の動作方向を斜板９が傾転する方向に変換する運動方向変換部１９とを備えているものであるが、本発明はこれに限るものではなく、ドライブシャフトの軸線と平行な方向に往復運動するサーボピストンと、このサーボピストンの動作方向を斜板が傾転する方向に変換する運動方向変換部とを備えているものに適用してもよい。

また、第１実施形態は斜板式可変容量型ピストンポンプ１であったが、本発明は斜板式可変容量型ピストンポンプだけでなく、斜板式可変容量型ピストンポンプ１と同様の構成の斜板式可変容量型ピストンモータに適用してもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について図２，３を用いて説明する。図２は第２実施形態を示す断面図、図３は図２に示した斜板及び制振部材をシリンダブロック側から見た状態を示す図である。図２，３に示したもののうち、図１に示したものと同等のものに対しては、図１に付した符号と同じ符号を付してある。

第２実施形態は図２に示す斜板式可変容量型ピストンポンプ３０である。この斜板式可変容量型ピストンポンプ３０では、シリンダブロック６を挟む位置に、ドライブシャフト５の軸線と平行な方向に往復運動する１対のサーボピストン３１，３２が設けられていて、１対のサーボピストン３１，３２がドライブシャフト５の軸線と平行な方向に斜板９を押圧することによって、斜板９が傾転するようになっている。

図３に示すように、第２実施形態では、斜板９が、サーボピストン３１，３２のそれぞれにより押圧される押圧部３５，３６を備えている。なお、図３において、９ａはドライブシャフト５（２点鎖線）が挿通される孔９ａ、９ｂ（斜線部）はポンプピストン８に設けられたシュー１４が摺動する円環状の平滑面である。

特に、第２実施形態では、図２に示すように、サーボピストン３１と斜板９の押圧部３５との間、及び、サーボピストン３２と斜板９の押圧部３６との間のそれぞれに、制振部材３７，３８のそれぞれが設けられている。制振部材３７，３８は例えば制振合金製の板からなっている。これら図３に示すように制振部材３７，３８のそれぞれは、押圧部３５，３６のそれぞれに固着されていて、サーボピストン３１，３２のそれぞれが摺動する平滑面を兼ねている。

第２実施形態によれば次の効果を得られる。

第２実施形態では、サーボピストン３１と斜板９の押圧部３５との間、及び、サーボピストン３２と斜板９の押圧部３６との間のそれぞれで制振を行うので、斜板９の傾転方向の振動を効果的に低減することができる。これにより、斜板式可変容量型ピストンポンプ３０が発する振動及び騒音を低減でき、また、斜板式可変容量型ピストンポンプ３０の疲労破壊や取付ボルトの緩みを抑制できる。この結果、斜板式可変容量型ピストンポンプ３０の信頼性を向上させることができる。

また、第２実施形態では、斜板９に対するサーボピストン３１の摺動範囲、及び、斜板９に対するサーボピストン３２の摺動範囲のそれぞれに、板状の制振部材３７，３８のそれぞれが設けられているので、制振部材を設けることに伴う斜板式可変容量型ピストンポンプの大型化を抑えることができる。

また、第２実施形態では、制振部材３７，３８が制振合金製の部材なので、広い周波数帯の振動を低減することができる。

なお、第２実施形態では、斜板９の押圧部３５，３６のそれぞれに制振部材３７，３８それぞれが設けられているが、本発明はこれに限るものではなく、斜板９の押圧部３５，３６のそれぞれとサーボピストン３１，３２のそれぞれとの間に制振部材３７，３８に介在していればよい。つまり、制振部材３７，３８は斜板９の押圧部３５，３６及びサーボピストン３１，３２のどちらに設けられていてもよい。

また、第２実施形態では、低減できる振動の周波数帯を広くすることを目的としているために、制振部材３７，３８が制振合金製の部材になっているが、本発明の制振部材は制振合金に限るものではなく、制振可能な部材あればよい。つまり、制振部材は樹脂性の部材でもよいし、金属製の部材と樹脂の部材とを組み合わせた部材でもよい。

また、第２実施形態は斜板式可変容量型ピストンポンプ３０であったが、本発明は斜板式可変容量型ピストンポンプだけでなく、斜板式可変容量型ピストンポンプ３０と同様の構成の斜板式可変容量型ピストンモータに適用してもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について図４を用いて説明する。図４は第３実施形態を示す断面図である。図４に示したもののうち、図２に示したものと同等のものには、図２に付した符号と同じ符号を付してある。

第３実施形態は、図４に示す斜板式可変容量型ピストンポンプ４０である。このポンプ４０では、サーボピストン３１と斜板９の押圧部３５との間、及び、サーボピストン３２と斜板９の押圧部３６との間のそれぞれに、静圧軸受を含むシュー４１，４２のそれぞれが設けられている。これ以外の点は、第２実施形態と同様に構成されている。

シュー４２には、サーボピストン３２が挿入されているシリンダボア３４内の作動油を、シュート４２と押圧部３６との間に導く油道４２ａが形成されている。この油道４２ａにより、シュー４２と押圧部３６との間に油膜が形成されているようになっている。シュー４１にも、シリンダボア３３内の作動油をシュー４１と押圧部３５との間に導く油道（図示しない）が形成されている。

第３実施形態によれば次の効果を得られる。

第３実施形態では、斜板９とシュー４１，４２のそれぞれとの間に静圧軸受によって油膜が形成され、これらの油膜のそれぞれによりサーボピストン３１，３２のそれぞれから斜板９に与えられる衝撃力が吸収される。これにより、斜板９の振動を第２実施形態よりも低減することができる。

本発明の斜板式可変容量型液圧回転機の第１実施形態を示す断面図である。第２実施形態を示す断面図である。図２に示す斜板及び制振部材をシリンダブロック側から見た状態を示す図である。第３実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１斜板式可変容量型ピストンポンプ
２ハウジング
３，４軸受
５ドライブシャフト
６シリンダブロック
７シリンダボア
８ポンプピストン
９斜板
９ａ孔
９ｂ平滑面
１０，１１凸湾曲面
１２，１３軸受
１４シュー
１５サーボシリンダ
１６サーボピストン
１６ａ凹部
１７シリンダボア
１８スライダ
１８ａ丸孔
１９運動方向変換部
２０ピン部
２１アーム
２２制振部材
３０斜板式可変容量型ピストンポンプ
３１，３２サーボピストン
３３，３４シリンダボア
３５，３６押圧部
３７，３８制振部材
４０斜板式可変容量型ピストンポンプ
４１，４２シュー
４２ａ油道

Claims

サーボピストンの動作を斜板に伝達することで斜板を傾転させるように構成されている斜板式可変容量型液圧回転機において、前記斜板と前記サーボピストンとの間に制振部材が設けられていることを特徴とする斜板式可変容量型液圧回転機。
請求項１記載の発明において、
前記サーボピストンとともに往復運動するスライダと、このスライダに一端が摺動可能に挿入されていて他端が前記斜板に固定されていて前記サーボピストンの動作方向を前記斜板が傾転する方向に変換して前記斜板に伝達する運動方向変換部とを備え、
前記スライダと前記運動方向変換部の一端との間に、前記制振部材が設けられていることを特徴とする斜板式可変容量型液圧回転機。
請求項１記載の発明において、
前記サーボピストンが、斜板式可変容量型液圧回転機の回転軸の軸線と平行な方向に前記斜板を押圧することによって、前記斜板が傾転するようになっていて、
前記サーボピストンと前記斜板との間に、前記制振部材が設けられていることを特徴とする斜板式可変容量型液圧回転機。
請求項２または３記載の発明において、
前記制振部材が、制振合金または樹脂からなっていることを特徴とする斜板式可変容量型液圧回転機。
請求項３記載の発明において、
前記サーボピストンと前記斜板との間に静圧軸受を含むシューが設けられていることを特徴とする斜板式可変容量型液圧回転機。