JP2013124611A - Variable displacement swash plate type hydraulic rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばホイールローダ、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に設けられ、油圧ポンプまたは油圧モータとして好適に用いられる可変容量型斜板式液圧回転機に関する。 The present invention relates to a variable displacement swash plate type hydraulic rotary machine that is provided in a construction machine such as a wheel loader, a hydraulic excavator, a hydraulic crane, and the like and is suitably used as a hydraulic pump or a hydraulic motor.
一般に、可変容量型斜板式液圧回転機は、例えばホイールローダ等の建設機械において、その油圧源を構成する油圧ポンプとして用いられる。また、走行用等の油圧モータ(油圧アクチュエータ)として用いられる。このような可変容量型斜板式液圧回転機には、ケーシングに設けた斜板支持部と斜板との間に円弧状に湾曲して形成された外輪、保持器および複数の転動ローラからなるベアリングを設ける構成としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In general, a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine is used as a hydraulic pump constituting a hydraulic power source in a construction machine such as a wheel loader. Further, it is used as a traveling hydraulic motor (hydraulic actuator). Such a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine includes an outer ring, a cage, and a plurality of rolling rollers formed in a circular arc shape between a swash plate support provided on the casing and the swash plate. There is known a configuration in which a bearing is provided (see, for example, Patent Document 1).
この種の従来技術による可変容量型斜板式液圧回転機は、前記ベアリングの保持器を前記斜板の傾転動作に追従させるため、長さ方向の両端側が前記斜板支持部と斜板とに係合し長さ方向中間部が前記保持器に揺動可能に取付けられたリンク部材からなるベアリング保持装置を備えている。ケーシング側の前記斜板支持部には、前記斜板用の傾転支持面に対して垂直に形成され前記ベアリングの外輪の鍔部が当接する外輪当接部と、該外輪当接部のうち前記外輪の長さ方向中間となる位置に形成され前記リンク部材を格納する切欠き部とが設けられている。 In this type of prior art variable capacity type swash plate type hydraulic rotating machine, in order to make the cage of the bearing follow the tilting operation of the swash plate, both ends in the length direction are the swash plate support and the swash plate. And a bearing holding device comprising a link member that is pivotably attached to the retainer at an intermediate portion in the longitudinal direction. The swash plate support portion on the casing side is formed perpendicularly to the tilt support surface for the swash plate, the outer ring contact portion with which the flange portion of the outer ring of the bearing contacts, and the outer ring contact portion A notch for storing the link member is provided at a position intermediate in the length direction of the outer ring.
ところで、従来技術による可変容量型斜板式液圧回転機では、傾転アクチュエータからの傾転推力による斜板のこじれ、ピストンからの油圧力による斜板の撓み等に伴って、当該斜板を径方向外側に向け押動するようなスラスト荷重が発生することがある。このスラスト荷重は、斜板からベアリングへと伝わり、該ベアリングの外輪の鍔部が外輪当接部に突当たることにより、ケーシングの斜板支持部に設けた前記外輪当接部で受承される。 By the way, in the variable capacity type swash plate type hydraulic rotating machine according to the prior art, the diameter of the swash plate is reduced due to the swash plate being twisted by the tilting thrust force from the tilting actuator, the bending of the swash plate by the hydraulic pressure from the piston, etc. A thrust load that pushes outward in the direction may occur. This thrust load is transmitted from the swash plate to the bearing, and is received by the outer ring contact portion provided on the swash plate support portion of the casing when the flange portion of the outer ring of the bearing hits the outer ring contact portion. .
しかし、ケーシングの斜板支持部には、前記外輪当接部のうち外輪の長さ方向中間となる位置に前記リンク部材を格納するための切欠き部を設けている。このため、斜板支持部は、ベアリングが斜板から受けるスラスト荷重を前記切欠き部の位置では受承することができず、外輪等の耐久性、寿命を低下させる原因となり、信頼性が低下するという問題がある。 However, the swash plate support portion of the casing is provided with a notch for storing the link member at a position that is intermediate in the length direction of the outer ring in the outer ring contact portion. For this reason, the swash plate support part cannot receive the thrust load that the bearing receives from the swash plate at the position of the notch part, causing the durability and life of the outer ring and the like to be reduced, and the reliability is reduced. There is a problem of doing.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ケーシング側の斜板支持部に設けた切欠き部の周囲に斜板からのスラスト荷重が働くのを抑えることができ、信頼性を高めて、耐久性、寿命を向上することができるようにした可変容量型斜板式液圧回転機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to suppress the thrust load from the swash plate from acting around the notch provided in the swash plate support portion on the casing side. It is an object of the present invention to provide a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine capable of improving reliability and improving durability and life.
上述した課題を解決するために、本発明は、斜板支持部を有する筒状のケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有したシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌された複数のピストンと、前記各シリンダから突出する該各ピストンの突出端側に装着された複数のシューと、表面側が該各シューを摺動可能に案内する平滑面となり裏面側が前記斜板支持部に傾転可能に支持される斜板と、前記ケーシングに設けられ該斜板を傾転駆動する傾転アクチュエータとを備え、前記斜板の裏面側には、前記回転軸を挟んで径方向の両側に離間し前記斜板支持部に向けて凸湾曲状に突出する一対の脚部を設け、前記斜板支持部には、該一対の脚部に対応して凹湾曲状に形成され該各脚部を介して前記斜板を傾転可能に支持する一対の傾転支持面を設け、該各傾転支持面と前記各脚部との間には、前記斜板支持部に固定して設けられ前記傾転支持面に沿って湾曲して延びる外輪と、該外輪と前記脚部との間に配置され該外輪の長さ方向で互いに離間した複数の転動ローラと、該各転動ローラを前記外輪と脚部との間に転動可能に保持する保持器とからなる一対のベアリングをそれぞれ設け、前記ベアリングの外輪には、前記傾転支持面に沿って前記外輪の長さ方向に湾曲して延び前記各転動ローラの抜出しを規制する鍔部を設け、前記斜板支持部と前記各脚部との間には、前記各ベアリングの保持器を前記斜板の傾転動作に追従させるためのリンク部材をそれぞれ設け、前記斜板支持部には、前記傾転支持面に対して垂直に形成され前記ベアリングの外輪が当接する外輪当接部と、該外輪当接部のうち前記外輪の長さ方向中間となる位置に形成され前記各リンク部材を格納する切欠き部とを設けてなる可変容量型斜板式液圧回転機に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylindrical casing having a swash plate support, a rotating shaft rotatably provided on the casing, and the casing so as to rotate integrally with the rotating shaft. A cylinder block having a plurality of cylinders extending in the axial direction and spaced apart in the circumferential direction, a plurality of pistons fitted in the cylinders of the cylinder block so as to be reciprocally movable, and protruding from the cylinders A plurality of shoes mounted on the projecting end side of each piston, and a swash plate whose front side is a smooth surface that guides each shoe in a slidable manner and whose back side is tiltably supported by the swash plate support; A tilting actuator provided on the casing for driving the tilting of the swash plate. The rear surface of the swash plate is spaced apart on both sides in the radial direction across the rotation shaft and is directed toward the swash plate support. Projected into a convex curve A pair of leg portions is provided, and the swash plate support portion is formed in a concave curved shape corresponding to the pair of leg portions and supports the swash plate so as to be tiltable via the leg portions. An inclined support surface is provided, and between each of the inclined support surfaces and each of the legs, an outer ring that is fixedly provided on the swash plate support and extends curvedly along the inclined support surface; A plurality of rolling rollers disposed between the outer ring and the leg portion and spaced apart from each other in the length direction of the outer ring, and each of the rolling rollers is rotatably held between the outer ring and the leg portion. A pair of bearings each including a cage are provided, and the outer ring of the bearing extends in a curved direction in the length direction of the outer ring along the tilt support surface and restricts the extraction of each rolling roller. The cage of each bearing is added to the tilting operation of the swash plate between the swash plate support portion and each leg portion. Each of which is provided with an outer ring contact portion that is formed perpendicular to the tilting support surface and contacts the outer ring of the bearing, and the outer ring contact portion of the outer ring contact portion. The present invention is applied to a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine which is formed at a position in the middle of the outer ring in the longitudinal direction and is provided with a notch for storing each link member.
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記ベアリングは、前記複数の転動ローラのうち前記切欠き部と対応した前記外輪の長さ方向中間となる位置に配置される転動ローラを他の転動ローラよりもローラ長の短いローラにより形成する構成としたことにある。
A feature of the configuration adopted by the invention of
また、請求項2の発明によると、前記傾転アクチュエータにより前記斜板をいずれの傾転位置に駆動するときにも、前記複数の転動ローラのうち前記ローラ長の短い転動ローラは、前記切欠き部の位置に配置され、前記ローラ長の長い転動ローラは、前記外輪当接部の位置に配置される構成としている。
According to the invention of
さらに、請求項3の発明によると、前記斜板支持部の外輪当接部は、前記外輪の鍔部以上の高さをもって形成する構成としている。 Furthermore, according to the invention of claim 3, the outer ring contact portion of the swash plate support portion is formed to have a height equal to or higher than the flange portion of the outer ring.
上述の如く、請求項1の発明によれば、ベアリングを構成する複数の転動ローラのうち切欠き部と対応した外輪の長さ方向中間となる位置に配置される1個または複数個の転動ローラは、他の転動ローラよりもローラ長の短いローラにより形成しているので、ローラ長の短い転動ローラが外輪の鍔部に当接することはなくなり、ケーシング側の斜板支持部は、ベアリングが斜板から受けるスラスト荷重を外輪の長さ方向中間となる位置、即ち切欠き部の周囲で受承する必要がなくなる。即ち、ベアリングの外輪に設けた鍔部は、斜板支持部の外輪当接部に当接し、複数の転動ローラのうちローラ長の長い転動ローラは、前記外輪の鍔部に当接することにより外輪に対する抜出しが規制される。しかし、前記複数の転動ローラのうちローラ長の短い転動ローラが外輪の鍔部に当接することはなくなり、ケーシング側の斜板支持部は、ベアリングが斜板から受けるスラスト荷重を外輪の長さ方向中間となる位置、即ち切欠き部の周囲で受承する必要がなくなる。これにより、斜板支持部に設けた切欠き部の周囲に斜板からのスラスト荷重が働くのを抑えることができ、信頼性を高めて、耐久性、寿命を向上することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, one or a plurality of rolling rollers arranged at the middle in the longitudinal direction of the outer ring corresponding to the notch portion among the plurality of rolling rollers constituting the bearing. Since the moving roller is formed by a roller having a shorter roller length than the other rolling rollers, the rolling roller having a shorter roller length does not come into contact with the flange portion of the outer ring, and the swash plate support portion on the casing side Therefore, it is not necessary to receive the thrust load received by the bearing from the swash plate in the middle of the outer ring in the longitudinal direction, that is, around the notch. That is, the flange provided on the outer ring of the bearing contacts the outer ring contact portion of the swash plate support portion, and the rolling roller having a long roller length among the plurality of rolling rollers contacts the flange portion of the outer ring. Thus, the extraction from the outer ring is restricted. However, among the plurality of rolling rollers, the rolling roller having a short roller length does not come into contact with the flange portion of the outer ring, and the swash plate support portion on the casing side receives the thrust load that the bearing receives from the swash plate. There is no need to receive it at an intermediate position in the vertical direction, that is, around the notch. Thereby, it can suppress that the thrust load from a swash plate acts around the notch part provided in the swash plate support part, can improve reliability, and can improve durability and lifetime.
また、請求項2の発明は、傾転アクチュエータにより斜板を任意の傾転位置に傾転させたときにも、複数の転動ローラのうちローラ長の短い転動ローラを、斜板支持部の切欠き部の位置に配置することができ、ローラ長の長い転動ローラを外輪当接部の位置に配置することができる。
Further, the invention according to
さらに、請求項3の発明によれば、斜板支持部の外輪当接部は、外輪の鍔部以上の高さをもって形成しているので、ベアリングの外輪に設けた鍔部を斜板支持部の外輪当接部に全面で当接させることができ、ベアリングが斜板から受けるスラスト荷重により外輪の鍔部に曲げ変形が生じるのを抑えることができる。即ち、複数の転動ローラのうちローラ長の長い転動ローラは、ベアリングが斜板から受けるスラスト荷重により前記外輪の鍔部に当接する。このとき、斜板の振動等により転動ローラが外輪から浮き上がった状態で外輪の鍔部に当接することもある。このような場合でも、外輪の鍔部は斜板支持部の外輪当接部に全面で当接しているので、前記スラスト荷重により外輪の鍔部に曲げ変形が生じるのを抑えることができ、信頼性を向上することができる。 Furthermore, according to the invention of claim 3, since the outer ring contact portion of the swash plate support portion is formed with a height equal to or higher than the flange portion of the outer ring, the flange portion provided on the outer ring of the bearing is provided with the swash plate support portion. The outer ring contact portion of the outer ring can be brought into contact with the entire surface, and bending deformation of the flange portion of the outer ring due to the thrust load that the bearing receives from the swash plate can be suppressed. That is, of the plurality of rolling rollers, the rolling roller having a long roller length comes into contact with the flange portion of the outer ring due to the thrust load that the bearing receives from the swash plate. At this time, the rolling roller may come into contact with the flange portion of the outer ring in a state where it is lifted from the outer ring due to vibration of the swash plate or the like. Even in such a case, since the collar portion of the outer ring is in full contact with the outer ring contact portion of the swash plate support portion, it is possible to suppress bending deformation from occurring in the collar portion of the outer ring due to the thrust load. Can be improved.
以下、本発明の実施の形態による可変容量型斜板式液圧回転機を、例えば油圧ポンプとして用いる場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a variable displacement swash plate type hydraulic rotating machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking as an example a case of using it as a hydraulic pump, for example.
ここで、図1ないし図11は本発明の実施の形態を示している。図中、1は可変容量型斜板式液圧回転機としての斜板式油圧ポンプで、この油圧ポンプ1は、後述のケーシング2、回転軸4、シリンダブロック5、複数のシリンダ6、ピストン7、シュー8、弁板10、斜板支持体11および斜板12等によって構成されるものである。特に、この場合の油圧ポンプ1は、後述の斜板支持体11と斜板12との間にベアリング17を設けてなる双方向ポンプとして構成されている。
Here, FIG. 1 to FIG. 11 show an embodiment of the present invention. In the figure,
2は油圧ポンプ1の外殻となる筒状のケーシングで、該ケーシング2は、図1に示すように、筒状のケーシング本体2Aと、該ケーシング本体2Aの両端側を閉塞したフロントケーシング2B、リヤケーシング2Cとから構成されている。なお、図1中に示すケーシング本体2Aは、フロントケーシング2Bと一体物として形成されている。しかし、本発明で採用するケーシング2は、これに限るものではなく、例えばケーシング本体2Aをリヤケーシング2Cと一体に形成してもよく、ケーシング本体2Aをフロントケーシング2B、リヤケーシング2Cとは別体に形成する構成としてもよい。
2 is a cylindrical casing that serves as an outer shell of the
ケーシング2のケーシング本体2Aには、フロントケーシング2Bとリヤケーシング2Cとの間となる位置にアクチュエータ取付部2Dが設けられている。該アクチュエータ取付部2Dは、ケーシング本体2Aの径方向外側へと突出している。アクチュエータ取付部2D内には、後述の傾転アクチュエータ24が設けられている。ケーシング本体2Aの一側に位置するフロントケーシング2Bには、後述の斜板支持体11が斜板12の裏面側に対向して設けられている。
In the
また、ケーシング本体2Aの他側に位置するリヤケーシング2Cには、図1に示すように一対の給排通路3A,3Bが設けられている。該給排通路3A,3Bは、後述の斜板12を図3中の矢示A方向に傾転したときに、例えば一方の給排通路3Aが低圧側の吸込通路となり、他方の給排通路3Bは高圧側の吐出通路となる。斜板12を図3中の矢示B方向に傾転したときには、例えば一方の給排通路3Aが高圧側の吐出通路となり、他方の給排通路3Bは低圧側の吸込通路となるものである。
Further, as shown in FIG. 1, a pair of supply /
4はケーシング2内に回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸4は、フロントケーシング2Bとリヤケーシング2Cとにそれぞれ軸受を介して回転可能に支持されている。回転軸4の一端側は、フロントケーシング2Bから軸方向に突出する突出端4Aとなり、この突出端4Aにはエンジン等の原動機が動力伝達機構(いずれも図示せず)等を介して連結されるものである。
5はケーシング2内に設けられたシリンダブロックで、該シリンダブロック5は、回転軸4の外周側にスプライン結合され、回転軸4と一体的に回転する。シリンダブロック5には、その周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダ6が設けられている。シリンダブロック5に設けるシリンダ6の個数は、例えば7個または9個となるように通常は奇数個である。
7はシリンダブロック5の各シリンダ6内にそれぞれ摺動可能に挿嵌された複数のピストンで、該各ピストン7は、シリンダブロック5の回転に伴ってシリンダ6内を往復動し、吸入行程と吐出行程とを繰返すものである。各ピストン7にはそれぞれシュー8が設けられている。即ち、これらのシュー8は、シリンダブロック5の各シリンダ6から回転軸4の軸方向に突出する各ピストン7の一端側(突出端側)にそれぞれ揺動可能に取付けられている。
A plurality of
9は各シュー8を斜板12に対して保持する環状のシュー押えで、該シュー押え9は、図1に示す如く後述する斜板12の平滑面12Aに向けてシュー8をそれぞれ押圧し、斜板12の平滑面12A上で各シュー8が環状軌跡を描くように摺動変位するのを補償するものである。
9 is an annular shoe presser that holds each
10はケーシング2内に位置してリヤケーシング2Cとシリンダブロック5との間に固定して設けられた弁板である。この弁板10は、回転軸4と一体に回転するシリンダブロック5をリヤケーシング2Cと一緒に回転可能に支持し、この状態でシリンダブロック5の端面に摺接している。また、弁板10には、眉形状をなす一対の給排ポート10A,10Bが形成され、これらの給排ポート10A,10Bは、リヤケーシング2Cの給排通路3A,3Bと連通している。
A
弁板10の給排ポート10A,10Bは、シリンダブロック5の回転時に各シリンダ6と間欠的に連通する。このとき、各シリンダ6内を往復するピストン7は、その吸入行程で一方の給排通路3Aまたは3B側から各シリンダ6内に作動油を吸込みつつ、吐出行程では各シリンダ6内で高圧状態となった圧油を他方の給排通路3Bまたは3Aから吐出させる。
The supply /
11は回転軸4の周囲に位置してフロントケーシング2Bに設けられた斜板支持部としての斜板支持体である。この斜板支持体11は、図9に示す如く四角形の枠状体として形成されている。そして、斜板支持体11は、図1、図2に示すように、後述の斜板12と軸方向で対向するフロントケーシング2Bの内側面中央部に、例えば嵌合、ねじ止めまたは溶接等の手段を用いて固定されている。
斜板支持体11には、回転軸4を挟んで径方向両側(例えば、左,右両側)となる位置に一対の傾転支持面11Aが一体に形成されている。斜板支持体11の各傾転支持面11Aは、後述のベアリング17を介して斜板12を傾転可能に支持するものである。即ち、各傾転支持面11Aは、後述する斜板12の各脚部12Cに対応して凹湾曲状に形成され、斜板12を図3中の矢示A,B方向に傾転(摺動)可能に案内する。また、斜板支持体11には、左,右の傾転支持面11A間に位置して軸挿通穴11Bが穿設され、この軸挿通穴11B内には回転軸4が隙間をもって挿通される。
The
ここで、斜板支持体11には、図9に示すように傾転支持面11Aを挟んで軸挿通穴11Bとは反対側となる位置(即ち、斜板12の径方向で、左,右方向の外側となる位置)に左,右の側壁部11C、外輪当接部11Dおよび切欠き部11Eが設けられている。左,右の側壁部11Cは、傾転支持面11Aに対して垂直に立ち上げて形成された前,後の外輪当接部11D,11Dを含んで構成されている。即ち、前,後の外輪当接部11Dは、切欠き部11Eにより側壁部11Cの前,後方向で2分割されている。図10に示すように、外輪当接部11Dは、傾転支持面11Aに対する突出高さが寸法H1 に形成されている。各外輪当接部11Dには、後述するベアリング17のうち外輪18の鍔部18Aが斜板12の径方向(即ち、左,右方向)で当接する。これにより、外輪当接部11Dは、後述のベアリング17を斜板支持体11内に抜止め状態で保持するものである。
Here, as shown in FIG. 9, the
また、切欠き部11Eは、斜板支持体11の側壁部11C(外輪当接部11D)のうち斜板12の傾転方向中央部、即ち後述する外輪18の長さ方向中間となる位置に形成され、図9に示す如く側壁部11Cを、斜板12の傾転方向で前,後の外輪当接部11Dに分割している。切欠き部11Eは、その内側に後述のリンク部材22を格納し、斜板12の傾転動作に追従してリンク部材22が図3、図4に示す如く揺動するのを許す空間を形成するものである。
Further, the
12はケーシング2内に斜板支持体11を介して傾転可能に設けられた斜板である。この斜板12の表面側は、図1に示すように各シュー8を摺動可能に案内する平滑面12Aとなっている。また、斜板12の裏面側には、図5、図9に示すように凸湾曲状に形成された中央板部12Bと、該中央板部12Bの左,右両側に位置し斜板支持体11の傾転支持面11Aに向けて中央板部12Bよりも小さい円弧で凸湾曲状に突出した左,右一対の脚部12Cとが設けられている。斜板12の各脚部12Cは、回転軸4を挟んで例えば左,右方向に離間し、凹湾曲状をなす斜板支持体11の各傾転支持面11Aに後述の各ベアリング17を介して摺動可能に支持されるものである。
A
また、斜板12の裏面側には、中央板部12Bと各脚部12Cとの間に位置して左,右一対の段差部12Dが形成され、該各段差部12Dには、後述するベアリング17の転動ローラ19が当接される。一方、斜板12の中央板部12Bには、その板厚方向に貫通して延びる貫通穴12Eが設けられ、該貫通穴12Eは、各脚部12C間に位置して回転軸4が隙間をもって挿通される。
Further, on the back side of the
斜板12の各脚部12Cには、その径方向(左,右方向)外側となる側壁部位に浅い凹溝部12Fが設けられ、該凹溝部12Fは、図9中に示すように略三角形状をなして形成されている。凹溝部12F内には、後述のリンク部材22が揺動可能に配置されると共に、リンク部材22に係合する係合突起16(具体的にはピン)が打込み、圧入等の手段で固定されている。
Each
13は斜板12の側部に一体形成された傾転レバーで、該傾転レバー13は、図1に示す如く斜板12の側部から後述のサーボピストン26に向けて延設されている。そして、傾転レバー13の先端側には、突出ピン13Aが一体に設けられ、この突出ピン13Aには、後述のサーボピストン26がスライド板27を介して連結されるものである。
傾転レバー13は、後述の傾転アクチュエータ24を作動させることにより、図3、図4中に示す傾転中心Oの周囲で斜板12と一緒に矢示A,B方向に傾転駆動される。そして、油圧ポンプ1の吐出容量(圧油の吐出流量)は、斜板12の傾転角に応じて可変に制御されるものである。
The
14は斜板支持体11の各傾転支持面11Aに設けられた位置決め突起で、該各位置決め突起14は、図9に示すように左,右の傾転支持面11Aにそれぞれピンを植設することにより構成されている。各位置決め突起14は、後述する各ベアリング17の外輪18に係合し、各外輪18を左,右の傾転支持面11A上に位置決めするものである。
15は斜板支持体11の左,右両側に設けられた定点側の係合突起で、該各係合突起15は、斜板支持体11の切欠き部11E内に位置して、斜板支持体11の左,右両側にピンを植設することにより構成されている。係合突起15には、後述のリンク部材22が係合され、このリンク部材22は、係合突起15の位置を定点として図3、図4に示す如く揺動するものである。
16は斜板12の左,右両側に設けられた可動側の係合突起で、該各係合突起16は、斜板12の凹溝部12F内に位置して、該凹溝部12Fの底面(斜板12の側面)側にピンを植設するにより構成されている。後述のリンク部材22は、可動側の係合突起16に係合することにより、斜板12の傾転動作に追従して揺動するものである。
17は斜板12の傾転動作を円滑にするためのベアリングで、該ベアリング17は、斜板支持体11の各傾転支持面11Aと斜板12の各脚部12Cとの間にそれぞれ設けられている。各ベアリング17(具体的には、後述の外輪18および保持器20)は、斜板12の各脚部12Cおよび各傾転支持面11Aに沿って凹状に湾曲して延びる構成となっている。
即ち、各ベアリング17は、斜板支持体11の各傾転支持面11Aに固定して設けられ斜板12の左,右方向外側となる位置に鍔部18Aを有した外輪18と、該外輪18と脚部12Cとの間に転動可能に配置された複数の転動ローラ19と、該各転動ローラ19を外輪18と脚部12Cとの間で転動可能に保持する保持器20とにより構成されている。図10に示すように、外輪18の鍔部18Aは、寸法H2 の突出高さを有し、外輪当接部11Dの高さ寸法H1 は、鍔部18Aの高さ寸法H2 以上の大きさ(H1 ≧H2 )に形成されている。これにより、外輪18の鍔部18Aは、斜板支持体11の外輪当接部11Dに広い接触面積をもって全面で当接する。
That is, each bearing 17 is fixed to each
保持器20は、外輪18と脚部12Cとの間で各転動ローラ19を斜板12の傾転方向に互いに離間した状態に保持している。また、保持器20の幅方向である左,右方向両側には、径方向(保持器20の湾曲方向)内側部位をL字状に切欠いた一側切欠き20Aと、径方向(保持器20の湾曲方向)外側部位をL字状に切欠いた他側切欠き20Bとが設けられ、これらの切欠き20A,20Bは、保持器20の全長(即ち、斜板12の傾転方向)にわたり円弧状に湾曲して延びている。
The
このうち、一側切欠き20Aは、外輪18の鍔部18Aとは反対側となる位置で保持器20の径方向(湾曲方向)内側部位に形成されている。他側切欠き20Bは、外輪18の鍔部18Aと互いに対向する位置で、鍔部18Aに対して重ね合わせることができるように保持器20の径方向(湾曲方向)外側部位に形成されている。各転動ローラ19は、その長さ方向(軸方向)両側の端面が各切欠き20A,20Bにより保持器20の外部に露出される。
Of these, the one-
図9に示すように、ベアリング17を斜板支持体11の傾転支持面11Aと斜板12の脚部12Cとの間に配置するときには、斜板12の段差部12Dが保持器20の一側切欠き20A内に嵌合するようになり、これによって、ベアリング17の各転動ローラ19は、その一側端面が斜板12の段差部12Dに直に当接される。このため、斜板12に発生する後述のスラスト荷重(図2、図8中に示す矢示F方向のスラスト荷重)等は、保持器20を介することなく、各転動ローラ19に直接的に荷重が伝達される。
As shown in FIG. 9, when the
また、保持器20の他側切欠き20Bは、外輪18の鍔部18Aに重ね合わせるように配置され、各転動ローラ19(後述の短尺ローラ19Bを除く)の他側端面は、外輪18の鍔部18Aに直に当接される。このとき、外輪18の鍔部18Aは、各転動ローラ19が外輪18に対して抜出す方向に動くのを規制している。また、外輪18の裏面側には、傾転支持面11A側の位置決め突起14に嵌合する嵌合穴(図示せず)が形成されている。このため、外輪18は、傾転支持面11Aに対して前,後方向および左,右方向等に移動するのを、位置決め突起14により規制されている。
Further, the
ここで、ベアリング17の転動ローラ19は、図6、図8中に示すように、例えば6本の長尺ローラ19Aと、例えば4本の短尺ローラ19Bとにより構成されている。即ち、複数の転動ローラ19のうち、斜板12の傾転方向(図3中の矢示A,B方向)中央部に位置する転動ローラ19は、短尺ローラ19Bにより構成されている。これらの短尺ローラ19Bは、他の転動ローラ19(長尺ローラ19A)よりもローラ長の短いローラを用いて形成されている。
Here, the rolling
このため、図6、図8に示すように、各転動ローラ19のうち各長尺ローラ19Aは、その他側端面が外輪18の鍔部18Aに直に当接される。しかし、各短尺ローラ19Bは、外輪18の鍔部18Aから離間した位置に配置され、その他側端面が鍔部18Aに当接することはない。この場合、各短尺ローラ19Bは、斜板支持体11の切欠き部11Eと左,右方向で対向する位置に配置される。各長尺ローラ19Aは、斜板支持体11の各外輪当接部11Dと左,右方向で対向する位置に配置され、図4に示すように、斜板12を矢示A,B方向に最大傾転位置まで傾転したときにも、切欠き部11Eと対向する位置に長尺ローラ19Aが配置されることはない。
Therefore, as shown in FIGS. 6 and 8, the
21はベアリング保持装置で、該ベアリング保持装置21は、前述した係合突起15,16と、後述のリンク部材22、枢軸ピン23等とにより構成されている。ベアリング保持装置21は、斜板支持体11の傾転支持面11Aと斜板12の脚部12Cとの間にベアリング17を安定した状態で保持する機能を果たすものである。
22は斜板12の傾転動作をベアリング17の保持器20に伝えるリンク部材で、該リンク部材22は、長さ方向の中間部が枢軸ピン23等を用いて保持器20の外側面に揺動可能に取付けられている。枢軸ピン23は、保持器20の側面に一体に形成してもよく、あるいは、別体のピンを保持器20の側面に植設してもよい。リンク部材22の長さ方向両側には長溝状のスリット部22A,22Bが設けられ、一方のスリット部22Aには、斜板支持体11側の係合突起15がスライド可能に係合される。他方のスリット部22Bには、斜板12側の係合突起16がスライド可能に係合される。
これにより、リンク部材22は、図3、図4に示す如く斜板12の傾転動作に追従して斜板支持体11の切欠き部11E内で揺動し、ベアリング17の各転動ローラ19を保持器20と一緒に斜板12に追従して矢示A,B方向へと移動させる。即ち、ベアリング17の各転動ローラ19および保持器20は、リンク部材22を用いることにより斜板12に対する相対位置が自動的に補正され、斜板12の傾転角を図3に示す如く零としたときには、ベアリング17およびリンク部材22が予め決められた待機位置に戻されるものである。
As a result, the
24はケーシング2のアクチュエータ取付部2D内に設けられた傾転アクチュエータである。図1に示すように、この傾転アクチュエータ24は、シリンダブロック5の径方向外側に位置してケーシング2のアクチュエータ取付部2Dに形成された傾転制御シリンダとしてのシリンダ穴25と、該シリンダ穴25内に摺動可能に挿嵌されたサーボピストン26とから大略構成されている。
サーボピストン26には、傾転レバー13の突出ピン13Aがスライド板27を介して取付けられている。傾転アクチュエータ24のサーボピストン26は、外部から供給される傾転制御圧によりシリンダ穴25に沿って摺動変位する。このとき、サーボピストン26の変位は、スライド板27を介して傾転レバー13に伝えられる。これにより、傾転レバー13は、傾転アクチュエータ24の作動に従って、図3、図4中に示す傾転中心Oの周囲で斜板12と一緒に矢示A,B方向に傾転駆動される。油圧ポンプ1の吐出容量(圧油の吐出流量)は、斜板12の傾転角に応じて可変に制御されるものである。
A protruding
本実施の形態による可変容量型の斜板式油圧ポンプ1は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
The variable displacement swash plate
まず、油圧ポンプ1は、図1に示すリヤケーシング2Cの給排通路3A,3Bが油圧モータ(図示せず)との間で油圧閉回路を構成するように接続される。斜板12が図3に示すように傾転角が零となる中立位置に配置される間は、給排通路3A,3Bから前記油圧モータに向けた圧油の給排は停止される。しかし、図4に示すように斜板12を矢示A方向に傾転したときには、例えば一方の給排通路3Aが低圧側の吸込通路となり、他方の給排通路3Bは高圧側の吐出通路となる。
First, the
即ち、ディーゼルエンジン等の原動機により回転軸4を回転駆動すると、これによってシリンダブロック5が同方向に回転されるため、各ピストン7が各シリンダ6内を往復動して、例えば給排通路3A側から油液を各シリンダ6内に吸込みつつ、他方の給排通路3B側から高圧の圧油を吐出する。このとき、圧油の吐出量は、斜板12の矢示A方向に向けた傾転角に応じて可変に制御される。
That is, when the
一方、斜板12を図3中の矢示B方向に傾転したときには、他方の給排通路3B側が吸込通路となり、一方の給排通路3Aが吐出通路となって、給排通路3A側から圧油が吐出される。このため、斜板12を矢示A方向に傾転した場合と矢示B方向に傾転した場合とでは、油圧ポンプ1から前記油圧モータに向けた圧油の給排方向は逆転される。
On the other hand, when the
ここで、ケーシング2に設けた斜板支持体11の各傾転支持面11Aと斜板12の各脚部12Cとの間には、円弧状に湾曲して形成された外輪18、複数の転動ローラ19および保持器20からなるベアリング17がそれぞれ設けられている。該ベアリング17は、斜板支持体11の各傾転支持面11Aに対して斜板12の各脚部12Cが双方向(即ち、図3、図4中の矢示A,B方向)に傾転されるときに、その傾転動作を円滑にすることができる。
Here, between each
また、ケーシング2に設けた斜板支持体11には、左,右の側壁部11Cに傾転支持面11Aに対して垂直に立設されベアリング17の外輪18が当接する外輪当接部11Dと、該外輪当接部11Dのうち外輪18の長さ方向中間となる位置に形成され、ベアリング17の保持器20を斜板12の傾転動作に追従させるためのリンク部材22を格納する切欠き部11Eとが設けられている。
Further, the
切欠き部11E内に格納されたリンク部材22は、図3、図4に示す如く斜板12の傾転動作に追従して斜板支持体11の切欠き部11E内で揺動し、斜板12に対するベアリング17の各転動ローラ19および保持器20の相対位置を自動的に補正することができる。これにより、斜板12を傾転角が零となる中立位置(図3参照)に戻したときには、ベアリング17全体をリンク部材22を介して予め決められた待機位置に復帰させることができる。
The
ところで、可変容量型の斜板式油圧ポンプ1にあっては、傾転アクチュエータ24からの傾転推力による斜板12のこじれ、各ピストン7からの油圧力による斜板12の撓み等に伴って、斜板12を径方向外側に向け押動するようなスラスト荷重(図2、図8中の矢示F方向)が発生することがある。このスラスト荷重は、斜板12の段差部12Dからベアリング17の各転動ローラ19に伝わると共に、各転動ローラ19から外輪18の鍔部18Aに伝わり、ベアリング17の外輪18が外輪当接部11Dに突当たることにより、ケーシング2側の斜板支持体11に設けた前記外輪当接部11Dで受承される。
By the way, in the variable capacity swash plate type
しかし、ケーシング2側の斜板支持体11には、外輪当接部11Dのうち外輪18の長さ方向中間となる位置(即ち、図8、図9中に示す前,後の外輪当接部11Dの間となる位置)にリンク部材22を格納するための切欠き部11Eを設けている。このため、斜板支持体11は、ベアリング17が斜板12から受けるスラスト荷重(矢示F方向の荷重)を切欠き部11Eの位置では受承することができず、耐久性、寿命を低下させる原因となる。
However, the
そこで、本実施の形態では、ベアリング17の各転動ローラ19を、図6、図8中に示すように、例えば6本の長尺ローラ19Aと、例えば4本の短尺ローラ19Bとにより構成し、該各短尺ローラ19Bを外輪18の長さ方向中間となる位置(即ち、斜板12の傾転方向中央部)に配置すると共に、これ以外の長尺ローラ19Aは、各短尺ローラ19Bよりも斜板12の傾転方向(図3中の矢示A,B方向)外側に配置する構成としている。
Therefore, in the present embodiment, each rolling
この場合、各転動ローラ19(長尺ローラ19Aと短尺ローラ19B)は、その一側端面が斜板12の段差部12Dに直に当接される。このため、斜板12に発生するスラスト荷重(図2、図8中に示す矢示F方向のスラスト荷重)は、保持器20を介することなく、各転動ローラ19に直接的に荷重伝達される。また、複数の転動ローラ19のうち各長尺ローラ19Aは、その他側端面が外輪18の鍔部18Aに直に当接される。しかし、各短尺ローラ19Bは、外輪18の鍔部18Aから離間した位置に配置され、その他側端面が鍔部18Aに当接することはない。
In this case, each rolling roller 19 (
このように、ベアリング17を構成する複数の転動ローラ19のうち斜板12の長さ方向中間となる位置に配置される複数個の転動ローラ19は、他の転動ローラ(長尺ローラ19A)よりもローラ長の短い短尺ローラ19Bにより形成している。このため、短尺ローラ19Bの端部が外輪18の鍔部18Aに当接することはなくなり、ケーシング2側の斜板支持体11は、ベアリング17が斜板12から受けるスラスト荷重を長さ方向中間となる位置の位置、即ち切欠き部11Eの周囲で受承する必要がなくなる。
As described above, among the plurality of rolling
しかも、傾転アクチュエータ24により斜板12を図3、図4中の矢示A,B方向に大きく傾転駆動したときにも、複数の転動ローラ19のうちローラ長の短い短尺ローラ19Bを、斜板支持体11の切欠き部11Eの位置に配置することができ、ローラ長の長い長尺ローラ19Aを外輪当接部11Dの位置に配置することができる。
Moreover, even when the
従って、本実施の形態によれば、斜板支持体11に設けた切欠き部11Eの周囲に斜板12からのスラスト荷重が働くのを抑えることができ、例えば外輪18の鍔部18Aが前記スラスト荷重により損傷、破損される等の不具合をなくすことができる。そして、外輪当接部11Dの耐久性、寿命を向上できると共に、信頼性を高めることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the thrust load from the
しかも、斜板12の各脚部12Cを斜板支持体11の傾転支持面11Aに対しベアリング17を介して円滑に摺動させることができ、斜板12の傾転動作を安定させることができる。この結果、可変容量型の斜板式油圧ポンプ1としての信頼性を向上することができ、その耐久性、寿命を高めることができる。
In addition, each
また、外輪当接部11Dの高さ寸法H1 は、鍔部18Aの高さ寸法H2 以上の大きさ(H1 ≧H2 )に形成されている。これにより、外輪18の鍔部18Aは、斜板支持体11の外輪当接部11Dに広い接触面積をもって全面で当接するため、スラスト荷重により外輪18の鍔部18Aに曲げ変形が生じるのを抑えることができる。即ち、複数の転動ローラ19のうち長尺ローラ19Aは、ベアリング17が斜板12から受けるスラスト荷重により外輪18の鍔部18Aに当接する。このとき、斜板12の振動等により転動ローラ19が外輪18から斜めに傾くように浮き上がった状態で外輪18の鍔部18Aに当接することもある(図11参照)。このような場合でも、外輪18の鍔部18Aは斜板支持体11の外輪当接部11Dに全面で当接しているので、前記スラスト荷重により外輪18の鍔部18Aに曲げ変形が生じるのを抑えることができ、信頼性を向上することができる。
Further, the height dimension H1 of the outer
なお、前記実施の形態では、合計4本の転動ローラ19を短尺ローラ19Bとして形成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば1〜3本の転動ローラを短尺ローラとして形成し、残りの転動ローラを長尺ローラとしてもよい。また、強度的に許される条件下では5本以上の転動ローラをローラ長の短い短尺ローラとしてもよいものである。
In the above embodiment, the case where a total of four rolling
また、前記実施の形態では、リンク部材22の長さ方向中間部を枢軸ピン23により保持器20の側面に取付ける構成としたベアリング保持装置21を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばリンク部材の形状、構造を適宜に変更してもよく、要は、斜板に対するベアリング(保持器および各転動ローラ)の相対位置を補正することができる構成であれば、種々のベアリング保持装置を採用することが可能である。
Moreover, in the said embodiment, the
また、前記実施の形態では、斜板支持部としての斜板支持体11をフロントケーシング2Bとは別体に形成し、例えば嵌合、ねじ止めまたは溶接等の手段を用いてフロントケーシング2B内に固定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばフロントケーシング2B内に斜板支持部を一体に形成する構成としてもよい。
In the embodiment, the
さらに、前記実施の形態では、可変容量型斜板式液圧回転機を斜板式油圧ポンプ1に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の適用対象は可変容量型の斜板式油圧ポンプに限らず、例えば可変容量型の斜板式油圧モータ等に適用してもよいものである。
Further, in the above-described embodiment, the case where the variable displacement swash plate type hydraulic rotating machine is applied to the swash plate type
1 油圧ポンプ(可変容量型斜板式液圧回転機)
2 ケーシング
3A,3B 給排通路
4 回転軸
5 シリンダブロック
6 シリンダ
7 ピストン
8 シュー
10 弁板
11 斜板支持体(斜板支持部)
11A 傾転支持面
11D 外輪当接部
11E 切欠き部
12 斜板
12A 平滑面
12C 脚部
12D 段差部
12E 貫通穴
15,16 係合突起
17 ベアリング
18 外輪
18A 鍔部
19 転動ローラ
19A 長尺ローラ(長い転動ローラ)
19B 短尺ローラ(短い転動ローラ)
20 保持器
20A 一側切欠き
20B 他側切欠き
21 ベアリング保持装置
22 リンク部材
24 傾転アクチュエータ
1 Hydraulic pump (variable displacement swash plate type hydraulic rotating machine)
2
11A
19B Short roller (short rolling roller)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記斜板の裏面側には、前記回転軸を挟んで径方向の両側に離間し前記斜板支持部に向けて凸湾曲状に突出する一対の脚部を設け、前記斜板支持部には、該一対の脚部に対応して凹湾曲状に形成され該各脚部を介して前記斜板を傾転可能に支持する一対の傾転支持面を設け、
該各傾転支持面と前記各脚部との間には、前記斜板支持部に固定して設けられ前記傾転支持面に沿って湾曲して延びる外輪と、該外輪と前記脚部との間に配置され該外輪の長さ方向で互いに離間した複数の転動ローラと、該各転動ローラを前記外輪と脚部との間に転動可能に保持する保持器とからなる一対のベアリングをそれぞれ設け、
前記ベアリングの外輪には、前記傾転支持面に沿って前記外輪の長さ方向に湾曲して延び前記各転動ローラの抜出しを規制する鍔部を設け、
前記斜板支持部と前記各脚部との間には、前記各ベアリングの保持器を前記斜板の傾転動作に追従させるためのリンク部材をそれぞれ設け、
前記斜板支持部には、前記傾転支持面に対して垂直に形成され前記外輪の鍔部が当接する外輪当接部と、該外輪当接部のうち前記外輪の長さ方向中間となる位置に形成され前記各リンク部材を格納する切欠き部とを設けてなる可変容量型斜板式液圧回転機において、
前記ベアリングは、前記複数の転動ローラのうち前記切欠き部と対応した前記外輪の長さ方向中間となる位置に配置される転動ローラを他の転動ローラよりもローラ長の短いローラにより形成する構成としたことを特徴とする可変容量型斜板式液圧回転機。 A cylindrical casing having a swash plate support portion, a rotating shaft rotatably provided on the casing, and a circumferentially spaced apart axially provided in the casing so as to rotate integrally with the rotating shaft. A cylinder block having a plurality of cylinders extending; a plurality of pistons inserted into the cylinders of the cylinder block so as to be reciprocally movable; and a plurality of pistons mounted on projecting end sides of the pistons protruding from the cylinders A shoe, a swash plate whose front side is a smooth surface that slidably guides each shoe and whose back side is tiltably supported by the swash plate support; and a tilting drive provided on the casing for tilting the swash plate A tilt actuator,
On the back side of the swash plate, a pair of legs are provided spaced apart on both sides in the radial direction across the rotation shaft and projecting in a convex curve toward the swash plate support, and the swash plate support A pair of tilting support surfaces which are formed in a concave curve corresponding to the pair of legs and support the swash plate so as to be tiltable through the legs.
An outer ring that is fixedly provided on the swash plate support and extends curvedly along the tilt support surface, and the outer ring and the leg between the tilt support surface and the legs. A pair of rolling rollers disposed between the outer rings and spaced apart from each other in the length direction of the outer ring, and a pair of cages that hold the rolling rollers between the outer ring and the leg portion so as to allow rolling. Each bearing is provided,
The outer ring of the bearing is provided with a flange that extends in the length direction of the outer ring along the tilt support surface and regulates the extraction of each rolling roller,
Between the swash plate support and each leg, a link member is provided for causing the cage of each bearing to follow the tilting operation of the swash plate, respectively.
The swash plate support portion is formed perpendicular to the tilt support surface, and is an intermediate portion in the longitudinal direction of the outer ring among the outer ring contact portion and an outer ring contact portion that contacts the flange portion of the outer ring. In a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine formed at a position and provided with a notch for storing each link member,
The bearing is a roller having a shorter roller length than the other rolling rollers, the rolling roller disposed at a position in the middle of the outer ring corresponding to the notch among the plurality of rolling rollers. A variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine characterized in that it is formed.
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Cited By (1)
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US9771929B2 (en) | 2014-05-02 | 2017-09-26 | Caterpillar Inc. | Stress reduction in hydrostatic cradle bearing |
-
2011
- 2011-12-15 JP JP2011274311A patent/JP2013124611A/en active Pending
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