JP2010144515A - Swash plate hydraulic rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧ポンプまたは油圧モータとして用いられる斜板式液圧回転機に関するものである。 The present invention relates to a swash plate type hydraulic rotating machine used as a hydraulic pump or a hydraulic motor.
油圧ポンプや油圧モータを構成する斜板式液圧回転機は、ケーシング内に複数のシリンダボアを形成したシリンダブロックを設け、このシリンダブロックに回転軸を一体回転する状態にして連結されており、各シリンダボアにはそれぞれピストンが摺動可能に装着されている。また、シリンダブロックには斜板が対面するように設けられており、ピストンにはこの斜板と摺接するシューが首振り自在に連結されている。 A swash plate type hydraulic rotating machine constituting a hydraulic pump or a hydraulic motor is provided with a cylinder block having a plurality of cylinder bores formed in a casing, and is connected to the cylinder block in a state in which a rotating shaft is integrally rotated. Each has a piston slidably mounted. Further, a swash plate is provided on the cylinder block so as to face each other, and a shoe that is in sliding contact with the swash plate is connected to the piston so as to swing freely.
ここで、斜板はシリンダブロック及び回転軸に対して傾斜した傾斜平面を有するものである。シリンダブロックの回転時にはシューが斜板に対して摺動することになり、シリンダブロックが1回転すると、シューに連結したピストンが、斜板の傾斜角に応じた分だけシリンダボアの内部を往復動することになる。その結果、油圧ポンプとして構成したときには、回転軸を回転駆動することによって、ピストンがシリンダボアから伸長する際に、シリンダボアの容積拡大に応じて作動油が吸い込まれ、ピストンがシリンダボア内に進入する動作時にシリンダボア内の作動油が加圧されて吐出することになる。また、液圧回転機を油圧モータとして構成したときには、シリンダボア内に圧油を導入することによって、ピストンを伸長させるようになし、この間にシューが斜板の傾斜に沿って移動することになる結果、シリンダブロックと、このシリンダブロックと一体回転する回転軸が回転駆動される。シリンダブロックにおいて、斜板と対面する側とは反対側の面は弁板と摺接しており、この弁板にはシリンダボアと連通する一対のポートが形成され、両ポート間にはシリンダボアがいずれのポートとも連通しない上死点及び下死点とが形成されている。 Here, the swash plate has an inclined plane inclined with respect to the cylinder block and the rotation axis. When the cylinder block rotates, the shoe slides with respect to the swash plate. When the cylinder block rotates once, the piston connected to the shoe reciprocates in the cylinder bore by an amount corresponding to the inclination angle of the swash plate. It will be. As a result, when configured as a hydraulic pump, when the piston is extended from the cylinder bore by rotating the rotary shaft, the hydraulic oil is sucked in as the cylinder bore expands, and the piston enters the cylinder bore during operation. The hydraulic oil in the cylinder bore is pressurized and discharged. In addition, when the hydraulic rotating machine is configured as a hydraulic motor, the piston is extended by introducing pressure oil into the cylinder bore, and during this time, the shoe moves along the inclination of the swash plate. The cylinder block and the rotating shaft that rotates integrally with the cylinder block are driven to rotate. In the cylinder block, the surface opposite to the side facing the swash plate is in sliding contact with the valve plate, and a pair of ports communicating with the cylinder bore is formed on the valve plate, and the cylinder bore is between the ports. A top dead center and a bottom dead center that do not communicate with the port are formed.
前述した構成を有する斜板式液圧回転機において、弁板に形成した一対のポートのうち、シリンダボアがいずれか一方のポートと連通している時には、ピストンに対してシリンダボアから押し出す方向、つまりシューを斜板に押し付ける力が作用して、シューと斜板との間で金属同士の接触による焼き付きが発生するおそれがある。これを防止するために、シリンダボア内の圧油をシューと斜板との間の摺接面に導いて、シューによる斜板への押し付け力を緩和して、その間に適度な潤滑膜を保持することによって、摩擦損失を低減することができ、また焼き付きの発生を防止すると共に、シューによる斜板への摺接動作を円滑に行わせることになる。このために、ピストン及びシューには導油路が形成されており、この導油路は一端がシリンダボア内に開口し、他端はシューと斜板との摺接面に開口するように構成している。 In the swash plate type hydraulic rotating machine having the above-described configuration, when the cylinder bore communicates with one of the pair of ports formed in the valve plate, the direction in which the piston is pushed from the cylinder bore, that is, the shoe is There is a possibility that seizing due to contact between metals occurs between the shoe and the swash plate due to the force that presses against the swash plate. In order to prevent this, the pressure oil in the cylinder bore is guided to the sliding contact surface between the shoe and the swash plate, the pressing force of the shoe against the swash plate is eased, and an appropriate lubricating film is held between them. As a result, friction loss can be reduced, the occurrence of seizure can be prevented, and the sliding operation of the shoe to the swash plate can be performed smoothly. For this purpose, an oil guide passage is formed in the piston and the shoe, and the oil guide passage is configured such that one end opens in the cylinder bore and the other end opens in the sliding contact surface between the shoe and the swash plate. ing.
ここで、シューの斜板に対する摺動を円滑に行わせ、その間に過度な押し付け力が作用しないようにするために、シューの斜板への摺接面に静圧ポケットを形成する構成としたものは、例えば特許文献1にあるように、従来から知られている。この静圧ポケットは、シリンダボアからの圧油が導入されて、シューの斜板への押圧力に対向する方向に液圧を作用させるようにしている。これによって、シューが斜板に沿って摺動する際における押圧力が緩和されて、液圧回転機の作動が円滑に行われることになる。そして、シューの斜板への摺接面において、静圧ポケットの外周側にシールのために、円環状のランド部を形成して、この静圧ポケットからの圧油の流出を最小限に抑制するシール部として機能させるようにしている。
前述したように、シューと斜板との間に静圧ポケットを形成して、シリンダボア内の圧油を導くことによって、シューの斜板への押し付け力が緩和されて、摺動面に潤滑膜が形成される。そして、静圧ポケットの内外に圧力差が生じるために、静圧ポケットからランド部と斜板の表面との間から圧油が漏れることになる。この漏れは液圧回転機における圧損となり、油圧ポンプとして構成したときには、ポンプ効率が低下し、また油圧モータとして構成したときには、トルクの損失となる。そこで、シューと斜板との摺接面におけるランド部と静圧ポケットとの面積比を適正な値に設定することによって、シューと斜板との間に作用する押し付け力を抑制して、その間に適正な油膜を保持させて、その間の摺動性を良好となし、かつ静圧ポケットからの圧油の漏れによる圧損を抑制している。 As described above, by forming a static pressure pocket between the shoe and the swash plate and guiding the pressure oil in the cylinder bore, the pressing force of the shoe against the swash plate is relieved, and the lubricating film is formed on the sliding surface. Is formed. And since a pressure difference arises inside and outside a static pressure pocket, pressure oil will leak from between a land part and the surface of a swash plate from a static pressure pocket. This leakage becomes a pressure loss in the hydraulic rotary machine, and when configured as a hydraulic pump, the pump efficiency is reduced, and when configured as a hydraulic motor, it results in a loss of torque. Therefore, the pressing force acting between the shoe and the swash plate is suppressed by setting the area ratio between the land portion and the static pressure pocket on the sliding contact surface between the shoe and the swash plate to an appropriate value. An appropriate oil film is held on the surface, and the slidability therebetween is good, and the pressure loss due to the leakage of the pressure oil from the static pressure pocket is suppressed.
ところで、静圧ポケットからは圧油が漏れることから、この漏れ量に見合った量の圧油を静圧ポケットに流入させて、静圧ポケット内の圧力を適正に設定することが、油膜の保持及び圧油漏れの抑制のために有益である。このためには、導油路における静圧ポケットへの開口部に絞り部を形成して、静圧ポケットへの流量を制御することが必要になる。 By the way, since the hydraulic oil leaks from the static pressure pocket, it is necessary to flow an amount of hydraulic oil commensurate with the amount of leakage into the static pressure pocket and set the pressure in the static pressure pocket appropriately. And it is beneficial for suppressing pressure oil leakage. For this purpose, it is necessary to control the flow rate to the static pressure pocket by forming a throttle at the opening to the static pressure pocket in the oil guide passage.
ただし、斜板式液圧回転機は、通常、建設機械に装着されるものであり、建設機械は野外で作業を行うことから、作動油タンクは外気温の影響を受ける。このために、液圧回転機に供給される作動油の油温が、地域や季節によって大きく変化する。作動油の温度が低いときには、作動油の粘度が高くなり、作動油の温度が高くなっていると、その粘度が低下する。前述にように、静圧ポケットへの導油路に絞り部を設けて、この静圧ポケットへの導油流量を所定の値に設定した場合に、作動油温が低いときには、静圧ポケットへの導油量が設定量より少なくなり、その結果油膜切れが生じるおそれがあり、また作動油温が高いときには、圧油の漏れ量が増大することになる。 However, since the swash plate type hydraulic rotating machine is usually mounted on a construction machine, and the construction machine works outdoors, the hydraulic oil tank is affected by the outside air temperature. For this reason, the temperature of the hydraulic oil supplied to the hydraulic rotating machine varies greatly depending on the region and season. When the temperature of the hydraulic oil is low, the viscosity of the hydraulic oil increases. When the temperature of the hydraulic oil is high, the viscosity decreases. As described above, when the oil guide passage to the static pressure pocket is provided with a throttle and the oil guide flow rate to the static pressure pocket is set to a predetermined value, when the hydraulic oil temperature is low, the static pressure pocket is As a result, there is a risk that the oil film will be cut, and when the hydraulic oil temperature is high, the amount of pressure oil leakage increases.
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、シューに形成した導油路に絞り部を設けて、シューと斜板との間の摺動面への圧油の供給量を調整するに当って、圧油の温度変化に応じて、絞り部からの流量を調整できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a throttle portion in an oil guide passage formed in a shoe so as to provide a sliding surface between the shoe and the swash plate. In adjusting the supply amount of the pressure oil, the flow rate from the throttle portion can be adjusted according to the temperature change of the pressure oil.
前述した目的を達成するために、本発明は、ケーシング内に、シリンダブロックとこのシリンダブロックと一体回転する回転軸とを設け、前記シリンダブロックに形成した複数のシリンダボア内にそれぞれピストンを摺動可能に装着し、このピストンには、前記シリンダブロックに対して角度調整可能に対向配置した斜板に摺接するシューを連結した斜板式液圧回転機であって、前記シューと前記斜板との摺接面を潤滑するために、前記ピストン及び前記シューに導油路を穿設して設け、前記シューには、前記導油路と連通し、前記摺接面に開口する絞り流路を形成した流路絞り部を設け、前記流路絞り部を前記シューの本体部より熱膨張率の大きい部材から構成して、前記絞り流路を流れる圧油の温度に応じてその流路断面積を変化させる構成としたことをその特徴とするものである。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a cylinder block and a rotating shaft that rotates integrally with the cylinder block in a casing, and allows pistons to slide in a plurality of cylinder bores formed in the cylinder block. The piston is a swash plate type hydraulic rotating machine in which a shoe slidably contacting a swash plate opposed to the cylinder block so as to be adjustable in angle is connected to the piston, wherein the swash plate slides between the shoe and the swash plate. In order to lubricate the contact surface, an oil guide passage is formed in the piston and the shoe, and a throttle channel that communicates with the oil guide passage and opens in the sliding contact surface is formed in the shoe. A flow restrictor is provided, and the flow restrictor is composed of a member having a coefficient of thermal expansion greater than that of the main body of the shoe, and the cross sectional area of the flow varies according to the temperature of the pressure oil flowing through the restrictive flow. Make It is an its characterized in that a formed.
シューの構成には、シリンダボア内の圧油を導くための導油路が穿設されるが、斜板への摺接面において、静圧ポケットを形成したものと、格別静圧ポケットを設けず、導油路を開口させただけのものとがある。本発明はいずれのものにも適用可能であるが、絞り流路を開口させる関係から、静圧ポケットを有する構成とするのが望ましい。即ち、シューの斜板への摺接面に円形の静圧ポケットを形成し、この静圧ポケットの外周側にシール用のランド部を形成して、絞り流路をこの静圧ポケットに開口させる構成とする。ここで、シューの斜板と摺接するのは、ランド部であることから、シュー全体を一体物で構成することができ、また、ランド部の部位は、斜板への摺動を円滑に行わせるために、シューの本体部分とは異なる材質からなり、摺動性に優れた部材からなるベース部を設ける構成としたものもある。 The shoe structure is provided with an oil guide passage for guiding the pressure oil in the cylinder bore. However, a static pressure pocket is not provided on the sliding surface of the swash plate, and no special static pressure pocket is provided. Some have just opened the oil guide passage. Although the present invention can be applied to any one of them, it is desirable to have a configuration having a static pressure pocket in view of opening the throttle channel. That is, a circular static pressure pocket is formed on the sliding surface of the shoe against the swash plate, a sealing land is formed on the outer peripheral side of the static pressure pocket, and the throttle channel is opened to the static pressure pocket. The configuration. Here, since it is the land portion that is in sliding contact with the swash plate of the shoe, the entire shoe can be constructed as a single piece, and the portion of the land portion smoothly slides on the swash plate. For this reason, there is a configuration in which a base portion made of a material different from the main body portion of the shoe and made of a member having excellent slidability is provided.
シューは、その全体若しくは本体部分が例えば炭素鋼等の高剛性部材から構成されるものであり、その素材は所定の熱膨張率を有する。従って、流路絞り部はシューの本体部分より熱膨張率の大きい部材、例えば亜鉛やアルミニウム等で構成する。流路絞り部には絞り流路が形成され、この流路絞り部の温度を上昇させると、熱変形することになる結果、絞り流路の流路断面積が変化する。流路絞り部としては、少なくとも絞り流路の全長に及ぶ筒状に形成する。そして、シューの本体部分に収容部を形成して、この収容部内に流路絞り部を装着するようになし、流路絞り部の外周面を収容部に密嵌状態にして挿入するようになし、この収容部を流路絞り部の外周面に対する規制壁として機能させる。これによって、絞り流路を流れる圧油の温度が上昇して流路絞り部が熱変形する際には、この絞り流路の流路断面積が縮小する方向に変形することになり、温度変化に対する流路断面積の変化の追従性がより向上する。 The shoe or the main body portion is composed of a highly rigid member such as carbon steel, and the material has a predetermined coefficient of thermal expansion. Therefore, the flow path restricting portion is made of a member having a larger coefficient of thermal expansion than that of the shoe main body, such as zinc or aluminum. A throttle channel is formed in the channel throttle unit, and when the temperature of the channel throttle unit is increased, the channel section of the throttle channel changes as a result of thermal deformation. The channel restricting portion is formed in a cylindrical shape that extends at least the entire length of the restricting channel. Then, a housing portion is formed in the main body portion of the shoe, and the flow passage restricting portion is mounted in the housing portion, and the outer peripheral surface of the flow passage restricting portion is inserted in a tightly fitted state in the housing portion. The housing portion functions as a restriction wall for the outer peripheral surface of the flow path restricting portion. As a result, when the temperature of the pressure oil flowing through the throttle channel rises and the channel throttle portion is thermally deformed, the channel cross-sectional area of the throttle channel is deformed in the direction of reduction, and the temperature change The followability of the change in the cross-sectional area of the flow path with respect to the is further improved.
前述したように、流路絞り部はシューの本体部分に形成した収容部に挿入して設けられるが、流路絞り部材としては、シューの本体部とは独立に形成し、この流路絞り部材を収容部に挿入して固着するように構成することができる。この固着は圧入や螺挿等、適宜の手段により行うことができる。また、ランド部の部位を摺動性に優れた部材からなるベース部として形成する場合には、ベース部と一体に流路絞り部を形成することができる。この場合もシューの本体部には凹状の収容部を形成して、流路絞り部をこの収容部に挿入する。ここで、ベース部をシューの本体部に装着するに当っては、鋳込みによるのが一般的であり、流路絞り部をベース部と一体化すると、ベース部を鋳込む際に、同時に流路絞り部も固着することができる。 As described above, the flow passage restricting portion is provided by being inserted into the housing portion formed in the main body portion of the shoe. However, the flow passage restricting member is formed independently of the main body portion of the shoe, and this flow restricting member. Can be configured to be inserted into and fixed to the accommodating portion. This fixing can be performed by appropriate means such as press-fitting or screwing. Further, when the land portion is formed as a base portion made of a member having excellent slidability, the flow path restricting portion can be formed integrally with the base portion. Also in this case, a concave housing portion is formed in the main body portion of the shoe, and the flow passage restricting portion is inserted into the housing portion. Here, when mounting the base portion to the main body portion of the shoe, it is common to use casting. When the flow passage restricting portion is integrated with the base portion, the flow passage is simultaneously introduced when casting the base portion. The throttle part can also be fixed.
導油路に絞り部を設けて、この絞り部を温度変化により流路断面積が変化する可変絞りとすることによって、シューと斜板との間の摺動面への作動油の供給量を調整するに当って、圧油の温度に応じて、絞り部からの流量を調整でき、圧油の粘度が高いときには、流量を大きくでき、また圧油の粘度が低いときには、流量を少なくすることができ、シューと斜板との間に適正な油膜を保持させると共に、摺動面からの圧油の漏れを最小限に抑制することができる。 The amount of hydraulic oil supplied to the sliding surface between the shoe and the swash plate is reduced by providing a throttle in the oil guide path and making this throttle variable a variable throttle whose flow path cross-sectional area changes with temperature changes. In adjusting, the flow rate from the throttle can be adjusted according to the temperature of the pressure oil, the flow rate can be increased when the viscosity of the pressure oil is high, and the flow rate is decreased when the viscosity of the pressure oil is low. Thus, an appropriate oil film can be held between the shoe and the swash plate, and leakage of pressurized oil from the sliding surface can be minimized.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図1に斜板式液圧回転機の全体構成を示す。図中において、1は液圧回転機のケーシングを示し、ケーシング1はフロントケーシング1aとリアケーシング1bとから構成されている。ケーシング1の内部には、弁板2,シリンダブロック3及び斜板4が装着されており、また回転軸5がリアケーシング1b側からケーシング1の内部に挿入されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows an overall configuration of a swash plate type hydraulic rotating machine. In the figure,
回転軸5は、リアケーシング1bに軸受6を介して回転自在に支承されており、斜板4を遊嵌状態に貫通して、シリンダブロック3にスプライン結合等によって、一体回転するように連結されている。さらに、回転軸5は弁板2を遊嵌状態に貫通して、フロントケーシング1aに軸受7を介して回転自在に支承されている。回転軸5は、油圧ポンプとして構成した場合には駆動軸となり、油圧モータとして構成した場合には出力軸となるものである。そこで、以下の説明においては、本発明の液圧回転機を油圧ポンプとして構成したものとするが、油圧モータとして構成することもできるのは言うまでもない。
The
シリンダブロック3は、円周方向に複数のシリンダボア10が穿設されている。ここで、シリンダボア10の数は5,7等、奇数箇所設けるのが望ましい。各シリンダボア10の内部にはピストン11が摺動可能に挿入されており、各ピストン11にはシュー12が連結されている。シュー12は斜板4に当接しており、回転軸5を回転駆動すると、シリンダブロック3が一体回転することになる。このために、回転軸5とシリンダブロック3との間はスプラインやキーを介して連結されている。シリンダブロック3が回転すると、シュー12が斜板4の傾斜平面4aに沿って摺動することになる。そして、図示は省略するが、斜板4には傾転機構が連結されており、この傾転機構によって斜板4の傾転角を変化させることができ、もってこの傾転角に応じたストロークでピストン11がシリンダボア10内を往復移動することになる。
The
弁板4には一対からなるポート13a,13bが穿設されており、一方のポート13aは吸い込みポートであり、他方のポート13bは吐出ポートである。これら両ポート13a,13bは眉形となっており、また各シリンダボア10には連通孔14が穿設されており、連通孔14がポート13a,13bと切り換え接続されるようになっている。従って、シリンダブロック3が回転すると、シリンダボア10の連通孔14がポート13aと連通している間は、ピストン11はシリンダボア10から伸長することになり、これによって作動油がシリンダボア10内に吸い込まれる(吸い込み行程)。また、連通孔14がポート13bと接続している間は、ピストン11がシリンダボア10内に進入するようになり、この間に吸い込んだ作動油が加圧されて、ポート13bから吐出される(吐出行程)。さらに、ポート13aからポート13bへの移行部と、ポート13bからポート13aへの移行部とは、シリンダボア10が両ポートとは連通しない下死点及び上死点となる。
The valve plate 4 is formed with a pair of
シュー12はピストン11に対して球面継手を介して首振り自在に連結されており、これらシュー12はシュー押え部材15により斜板4の傾斜平面4aに摺接する状態に保持されるようになっている。従って、吐出行程時はもとより、吸い込み行程時にもシュー12が斜板4の傾斜平面4aから離間することはない。そして、シュー12と斜板4の傾斜平面4aとの摺接部には、シリンダボア10内の圧油が導かれるようになっている。このために、ピストン11には、長さ方向に貫通する導油路20が穿設されており、またシュー12にも導油路21が穿設されており、両導油路20,21間は常時連通している。
The
図2にシュー12と斜板4の傾斜平面4aとの間の摺接部分の構成を示し、また図3にはシュー12の底面図を示す。これらの図から明らかなように、シュー12の端部には、円形の凹部が設けられており、この凹部は静圧ポケット22を形成するものであり、静圧ポケット22の外周部には円環状のランド部23が形成されている。静圧ポケット22内には導油路20,21からシリンダボア10内の圧油が導かれるようになっており、ランド部23は静圧ポケット22から圧油が流出するのを最小限に抑制するためのシール部を構成するものである。従って、シュー12は、そのランド部23だけが斜板4の傾斜平面4aと摺接するものであり、静圧ポケット22の内部は傾斜平面4aに対して非接触状態に保たれる。
FIG. 2 shows the configuration of the sliding contact portion between the
シュー12は本体部16とベース部17とから構成され、本体部16はピストン11に首振り自在に連結されている球形部16aと、この球形部16aと一体に設けた台座部16bとから構成されている。そして、台座部16bは斜板4の傾斜平面4aと摺接することになる。ただし、台座部16bが傾斜平面4aと直接当接するのではなく、台座部16bにベース部17が固着して設けられている。ここで、シュー12は高剛性を有することが望まれることから炭素鋼等から構成され、必ずしも摺動性が良好な部材ではない。そこで、台座部16bの底面には、摺動性の良好な部材、例えば亜鉛等の素材で構成したベース部17が鋳込み手段等により一体化するように装着されている。従って、材質の面からはシュー12は、球形部16aと台座部16bとからなる本体部とこの本体部とは異なる材質からなるベース部17で構成される。
The
前述した静圧ポケット22はベース部17に形成されており、この静圧ポケット22内にはシリンダボア10内の圧油が導かれるが、ピストン11及びシュー12に導油路20,21が形成されており、この導油路20,21を介して圧油が静圧ポケット22に流入する。ただし、導油路20,21の流路がそのまま静圧ポケット22と連通するのではなく、静圧ポケット22への連通部は絞り流路24となっている。しかも、絞り流路24は流路絞り部材25に穿設されており、この絞り流路24はシュー12に設けた収容部26に固定して設けられている。ここで、収容部26は、シュー12の本体部を構成する台座部16bに形成されており、この収容部26に装着される流路絞り部材25は、熱膨張率の大きい部材、例えば亜鉛やアルミニウム等の金属材から構成されている。
The above-described
絞り流路24は、流路絞り部材25の全長に及ぶ長さを有する流路であり、この流路絞り部材25は収容部26に螺挿されている。従って、この収容部26の内壁が流路絞り部材25の外周面と当接しており、しかも収容部26の内壁が流路絞り部材25の外周側への熱膨張を規制する規制壁として機能するものである。
The
回転軸5を回転駆動すると、この回転軸5と一体的にシリンダブロック3が回転することになる。ケーシング1の内部に斜板4が設けられており、シリンダブロック3を構成する各シリンダボア10内にはピストン11が装着されており、ピストン11には、斜板4の傾斜平面4aと摺接するシュー12が連結されている。従って、シリンダブロック3が回転すると、傾斜平面4aに沿って摺動するシュー12によりピストン11はシリンダボア10内を往復動することになる。シリンダボア10が弁板2の吸い込み側のポート13aに接続している間は、ピストン11はシリンダボア10から伸長することになり、この間に作動油がシリンダボア10内に吸い込まれる。シリンダボア10が吐出側のポート13bに接続されると、ピストン11がシリンダボア10内に進入して、シリンダボア10内の作動油は加圧されて、ポート13bから吐出されることになる。そして、斜板4に接続した図示しない傾転機構を駆動することによって、斜板4の傾斜角を変化させると、吐出圧及び吐出流量が変化する。
When the
回転軸5を回転駆動したときに、シリンダボア10内にピストン11が進入する行程では、シリンダボア10内の圧力が上昇する。この圧力はピストン11の端面に作用して、ピストン11に連結したシュー12を斜板4の傾斜平面4aに押し付けることになる。しかしながら、このシリンダボア10内の圧力はシュー12と傾斜平面4aとの間に形成される静圧ポケット22に導かれて、シュー12の斜板4への押し付け力に対向する油圧反力が作用することになる。
When the
静圧ポケット22の周囲にはランド部23が形成されて、ランド部23と傾斜平面4aとの間はシールされているが、ケーシング1の内部は低圧状態となっているので、高圧が作用する静圧ポケット22からランド部23と斜板4の傾斜平面4aとの間には油膜が形成され、かつその隙間から圧油が漏れ出すことになる。シリンダボア10から静圧ポケット22への流量は絞り流路24により制限されており、前述した漏れ量に対応する量の圧油が静圧ポケット22の内部に供給される。これによって、シュー12と傾斜平面4aとの間には適正な油膜が形成されて摩擦損失が低減し、シュー12は円滑に摺動して、焼き付き等の発生が防止される。しかも、絞り流路24により供給される圧油の量が制限されているので、その間からの圧油の漏れが最小限に抑制され、もって容積効率を高い水準に保つことができる。
A
ところで、絞り流路24を流れる圧油の流量は、その粘度により変化する。即ち、作動油が低温状態であるときには、その粘度が高くなり、絞り流路24の流量が少なくなる。一方、作動油の温度が上昇すると、粘度が低下することになる結果、絞り流路24流量が増大する。以上のことから、絞り流路24を流れる作動油の温度に応じて、絞り流路24の流量を変化させるようにしている。このために、流路絞り部材25は、シュー12の本体部16より熱膨張率が大きい部材から構成されている。
By the way, the flow rate of the pressure oil flowing through the
従って、静圧ポケット22に流入する圧油の温度が上昇すると、流路絞り部材25が熱膨張する。シュー12の本体部分は流路絞り部1材25よりも熱膨張率が小さいものであり、流路絞り部材25の外周側は収容部26の内壁が規制壁となって、外向きに膨張しないように規制される。このために、内周側に向けて膨張する。その結果、絞り流路24の流路断面積が縮小する。一方、周囲の温度が低下すると、絞り流路22を流れる圧油の粘度が高くなり、流量の低下を来すことになる。しかしながら、油温が低いときには、流路絞り部材25は熱膨張しないので、絞り流路24は大きい流路断面積を確保することができる。
Accordingly, when the temperature of the pressure oil flowing into the
以上のことから、絞り流路24は可変絞りの機能を発揮するようになり、油温が上昇すると、静圧ポケット22に供給される圧油の流量が少なくなり、ランド部23からの漏れ量が減少する。また、油温が低いときには、流路絞り部材25が熱膨張しないので、絞り流路24は大きい流路断面積を確保することができる。その結果、絞り流路24を介して静圧ポケット22に必要な圧油が供給されて、ランド部23と斜板4の傾斜平面4aとの間に適正な油膜が確保される。
From the above, the
このように、絞り流路24を流れる圧油の流量が油温に応じて変化することになり、この油温の変化に対する絞り流路24の絞り量の変化は絞り流路24の流路断面積及び流路の全長と、シュー12の本体部16と流路絞り部材25との熱膨張率の差に基づくものとなる。従って、これらの要素を適宜のものとして設定することによって、油温が変化して、その粘度が変化しても、シュー12と斜板4との間に適正な油膜を保持でき、シリンダブロック3の回転時におけるシュー12の摺動性が良好に保持される。また、シリンダボア10内の圧油の粘度が低くなっても、斜板4の傾斜平面4aとランド部23との間からの圧油漏れを最小限に抑制することができ、油圧ポンプにおける容積効率を良好に保つことができる。
As described above, the flow rate of the pressure oil flowing through the
前述した実施の形態では、流路絞り部材25を独立の部材として構成し、シュー12の本体部16に形成した収容部26に固定するように構成したが、図4及び図5に示したように、本体部116とベース部117とから構成されるシュー112において、ベース部117の中心位置に円環状の突出部を一体形成して、この突出部を流路絞り部125として、その中心部に絞り流路124を形成する構成とすることもできる。
In the above-described embodiment, the flow
この第2の実施の形態においては、ベース部117、特に静圧ポケット122を区画形成するためのランド部123は斜板4の傾斜平面4aに対する摺動性を良好にするために、亜鉛等の摺動性の高い部材を用いるが、このベース部117は炭素鋼等からなるシュー112の本体部116より熱膨張率の大きい部材である。そして、シュー112の本体部116は、球形部116aと台座部116bとから構成され、球形部116aの端部から穿設した導油路121は、台座部116bの部位で拡径するようになし、この拡径部を収容部126として機能させる。従って、収容部126にはベース部117を構成する流路絞り部125が挿入されている。そして、収容部126の内壁面は流路絞り部125の外周面を規制する規制壁としての機能を発揮する。
In this second embodiment, the
以上のように構成することによっても、前述した第1の実施の形態と同様に、静圧ポケット122内にシリンダボア内の圧油を導入する際に、この圧油の温度に応じて、絞り流路124の流路断面積を変化させることができ、もってシュー112と斜板4との間に適正な油膜が保持され、かつその間の摺動面からの圧油漏れが最小限に抑制される。しかも、流路絞り部125はベース部117と一体的に形成されることから、このベース部117を鋳込み手段で本体部116に連結するように構成したときに、これと一体に流路絞り部125シュー112に組み付けられる。勿論、鋳込みにより流路絞り部125が収容部126に組み付けられ、もって流路絞り部125の外周面が規制される。従って、シュー112の本体部116とベース部117との熱膨張率の差に基づいて、導油路121を流れる圧油の温度に応じて絞り流路124による絞り量が調整される。
Also with the above configuration, when the pressure oil in the cylinder bore is introduced into the
ところで、第1の実施の形態においては、流路絞り部材25はシュー12の本体部16及びベース部17とは独立した部材で構成され、格別の外力が作用することのないものであるので、所望の熱膨張率を有する部材で構成することができる。従って、油温が変化したときに、膨張率が大きく変化する部材で構成することによって、絞り流路24は短い長さのものとすることができる。一方、第2の実施の形態では、流路絞り部125はベース部117と一体の部材で構成されるので、油温の変化に対する膨張率の変化を極端に大きくすることはできない。この場合には、絞り流路124の長さを長くすることによって、油温変化が変化したときの絞り流路124の流量変化を大きくすることができる。
By the way, in 1st Embodiment, since the flow-
1 ケーシング 2 弁板
3 シリンダブロック 4 斜板
4a 傾斜平面 5 回転軸
10 シリンダボア 11 ピストン
12,112 シュー 15 シュー押え部材
16,116 本体部 16a,116a 球形部
16b,116b 台座部 17,117 ベース部
20,21,121 導油路 22,122 静圧ポケット
23,123 ランド部 24,124 絞り流路
125 流路絞り部 26,126 収容部
125a 流路絞り部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シューと前記斜板との摺接面を潤滑するために、前記ピストン及び前記シューに導油路を穿設して設け、
前記シューには、前記導油路と連通し、前記摺接面に開口する絞り流路を形成した流路絞り部を設け、
前記流路絞り部を前記シューの本体部より熱膨張率の大きい部材から構成して、前記絞り流路を流れる圧油の温度に応じてその流路断面積を変化させる
構成としたことを特徴とする斜板式液圧回転機。 A cylinder block and a rotating shaft that rotates integrally with the cylinder block are provided in the casing, and pistons are slidably mounted in a plurality of cylinder bores formed in the cylinder block, and the piston is attached to the cylinder block. In a swash plate type hydraulic rotating machine that connects a shoe that is in sliding contact with a swash plate that is oppositely arranged so that the angle can be adjusted,
In order to lubricate the sliding contact surface between the shoe and the swash plate, an oil guide passage is provided in the piston and the shoe,
The shoe is provided with a flow restrictor that communicates with the oil guide passage and forms a restrictive passage that opens in the sliding contact surface.
The flow passage restricting portion is formed of a member having a thermal expansion coefficient larger than that of the main body portion of the shoe, and the flow passage cross-sectional area is changed according to the temperature of the pressure oil flowing through the restrictive flow passage. A swash plate type hydraulic rotating machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008319102A JP2010144515A (en) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Swash plate hydraulic rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008319102A JP2010144515A (en) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Swash plate hydraulic rotary machine |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2010144515A true JP2010144515A (en) | 2010-07-01 |
Family
ID=42565210
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008319102A Withdrawn JP2010144515A (en) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Swash plate hydraulic rotary machine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010144515A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102110382A (en) * | 2011-01-17 | 2011-06-29 | 浙江大学 | Hydraulic simulator platform infinitely rotating around Z-axis |
CN102110383A (en) * | 2011-01-17 | 2011-06-29 | 浙江大学 | Hydraulic simulator platform free from washout algorithm in direction of rotation on axis |
JP2016223307A (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | 株式会社豊田自動織機 | Variable displacement type swash plate hydraulic rotating machine |
-
2008
- 2008-12-16 JP JP2008319102A patent/JP2010144515A/en not_active Withdrawn
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