JP2021004593A

JP2021004593A - Swash plate type variable displacement piston pump

Info

Publication number: JP2021004593A
Application number: JP2019119955A
Authority: JP
Inventors: 皓平井上; Kohei Inoue; 鈴木　健吾; Kengo Suzuki; 健吾鈴木; 健治山田; Kenji Yamada
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-01-14

Abstract

To provide a piston pump capable of preventing abrasion of components without influenced by processing accuracy of the components.SOLUTION: A swash plate-type variable displacement piston pump includes a control piston 120 slidably fitted and inserted to a main body 102 and changing an inclination angle to a cylinder barrel 106 of a swash plate by pressing the swash plate 108, a retainer pin 140 assembled in the swash plate and including a projection 142 having a curved face kept in contact with the control piston, a planar portion 124 vertical to a sliding direction of the control piston, formed on the control piston and kept in contact with the projection, a seating face portion 160 formed on a face of the swash plate opposed to the control piston, a joint face portion 144 formed on the retainer pin and aligned with the seating face portion, and an energization member 154 disposed between the swash plate and the retainer pin, and energizing the joint face portion to the seating face portion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、主に建設機械や産業機械に用いられる斜板式可変容量型ピストンポンプまたはモータの斜板の傾転角制御部に関するものである。 The present invention relates mainly to a swash plate type variable displacement piston pump or a swash plate tilt angle control unit of a motor used in construction machinery and industrial machinery.

従来、建設機械や産業機械に用いられる斜板式可変容量型ピストンポンプまたはモータは、吐出容量を決定する斜板の傾転角を制御するためのコントロールピストンを有し、該コントロールピストン先端の曲面が、斜板の平面に形成された接触部に直接または間接的に点または線で接触していた。 Conventionally, a swash plate type variable displacement piston pump or motor used in construction machinery and industrial machinery has a control piston for controlling the tilt angle of the swash plate that determines the discharge capacity, and the curved surface at the tip of the control piston has a curved surface. , Directly or indirectly in contact with the contact portion formed on the flat surface of the swash plate by a point or line.

このようなピストンポンプまたはモータにおいて、コントロールピストンには、ピストンの移動方向以外の荷重、すなわち偏荷重が作用し、コントロールピストンのハウジングが摩耗したり、かじりを発生するおそれがあった。 In such a piston pump or motor, a load other than the movement direction of the piston, that is, an eccentric load acts on the control piston, and the housing of the control piston may be worn or galling may occur.

この問題について、特許文献１には、斜板に一体的に組み付けたリテーナピンの先端に断面半円形状の突起を形成し、この突起をコントロールピストンの先端の平面部に線接触させることにより、接触面圧を低減させるとともに、斜板の傾転角にかかわらずコントロールピストンの偏荷重を低減するピストンポンプが開示されている。 Regarding this problem, in Patent Document 1, a protrusion having a semicircular cross section is formed at the tip of a retainer pin integrally assembled with a swash plate, and the protrusion is brought into line contact with the flat surface portion of the tip of the control piston to make contact. A piston pump that reduces the surface pressure and reduces the eccentric load of the control piston regardless of the tilt angle of the swash plate is disclosed.

特開２０１９−４９２３７号公報JP-A-2019-49237

特許文献１のピストンポンプでは、リテーナピンが斜板を前後に貫通する円筒部を有し、この円筒部の径方向に円筒部および斜板を貫通するスプリングピンによって、リテーナピンが斜板に固定されていた。そのため、スプリングピンが貫通するピン孔の径や形成位置が不正確に形成されてしまった場合には、スプリングピンがピン孔の中で動いてしまい摩耗するおそれや、コントロールピストンから受ける荷重がスプリングピンに集中してしまうおそれがあった。 In the piston pump of Patent Document 1, the retainer pin has a cylindrical portion that penetrates the swash plate back and forth, and the retainer pin is fixed to the swash plate by a spring pin that penetrates the cylindrical portion and the swash plate in the radial direction of the cylindrical portion. It was. Therefore, if the diameter or formation position of the pin hole through which the spring pin penetrates is formed incorrectly, the spring pin may move in the pin hole and wear, or the load received from the control piston may be applied to the spring. There was a risk of concentrating on the pins.

本発明は前記の問題点を解決するためになされたものであり、部品の加工精度に左右されず、部品の摩耗や破損を防止することができる斜板式可変容量型ピストンポンプを提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and to provide a swash plate type variable displacement piston pump capable of preventing wear and tear of parts regardless of the processing accuracy of parts. Make it an issue.

本発明の斜板式可変容量型ピストンポンプは、本体内にシャフトとともに回転可能に支持されたシリンダバレルと、シリンダバレルに軸方向に摺動可能に挿入された複数個のピストンの頭部を摺動可能に保持する斜板と、を有する斜板式可変容量形ピストンポンプであって、
本体に摺動自在に嵌挿され、斜板を押圧して斜板のシリンダバレルに対する傾転角を変更するコントロールピストンと、
斜板に組み付けられるとともに、コントロールピストンに接触する湾曲面を有する突起を備えたリテーナピンと、
コントロールピストンに形成されて突起に接触する、コントロールピストンの摺動方向に垂直な平面部と、
斜板においてコントロールピストンに対向する面に形成された座面部と、
リテーナピンに形成され、座面部に合致する接合面部と、
斜板とリテーナピンとの間に介在し、接合面部を座面部に付勢する付勢部材と、
を有することを特徴とする。 The swash plate type variable displacement piston pump of the present invention slides a cylinder barrel rotatably supported together with a shaft in the main body and the heads of a plurality of pistons slidably inserted in the cylinder barrel in the axial direction. A swash plate type variable displacement piston pump having a swash plate that can be held.
A control piston that is slidably inserted into the main body and presses the swash plate to change the tilt angle of the swash plate with respect to the cylinder barrel.
A retainer pin that is assembled to the swash plate and has a protrusion with a curved surface that contacts the control piston.
A flat surface formed on the control piston and in contact with the protrusion, which is perpendicular to the sliding direction of the control piston,
A seating surface formed on the surface of the swash plate facing the control piston,
A joint surface part formed on the retainer pin that matches the seat surface part,
An urging member that is interposed between the swash plate and the retainer pin and urges the joint surface portion to the seat surface portion.
It is characterized by having.

本発明の斜板式可変容量型ピストンポンプによれば、部品の加工精度に左右されず、部品の摩耗や破損を防止することができる。 According to the swash plate type variable displacement piston pump of the present invention, it is possible to prevent the parts from being worn or damaged regardless of the processing accuracy of the parts.

本発明の実施形態に係るピストンポンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piston pump which concerns on embodiment of this invention. 同ピストンポンプのリテーナピンを単体で示す斜視図である。It is a perspective view which shows the retainer pin of the piston pump alone. 同ピストンポンプのリテーナピン付近を示す部分拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view which shows the vicinity of the retainer pin of the piston pump. 同ピストンポンプのリテーナピン付近を示す部分拡大正面図である。It is a partially enlarged front view which shows the vicinity of the retainer pin of the piston pump.

以下、本発明の実施形態に係る斜板式可変容量型ピストンポンプについて、図面を用いて説明する。図１に示すように、ピストンポンプ１００は、本体１０２と、本体の内部に回転自在に支持されたシャフト１０４と、シャフト１０４にスプライン結合されてシャフト１０４とともに回転するシリンダバレル１０６と、斜板１０８とを有する。 Hereinafter, the swash plate type variable displacement piston pump according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the piston pump 100 includes a main body 102, a shaft 104 rotatably supported inside the main body, a cylinder barrel 106 spline-coupled to the shaft 104 and rotating together with the shaft 104, and a swash plate 108. And have.

シリンダバレル１０６の回転軸を中心とする同一円周上には、複数個のボア１１０が形成され、ボア１１０の内部にはピストン１１２が摺動自在に挿入されている。ピストン１１２の先端部は、ボア１１０の開口から突出し、シュー１１４を介して斜板１０８の表面に摺動自在に当接している。 A plurality of bores 110 are formed on the same circumference centered on the rotation axis of the cylinder barrel 106, and the piston 112 is slidably inserted inside the bores 110. The tip of the piston 112 protrudes from the opening of the bore 110 and slidably abuts on the surface of the swash plate 108 via the shoe 114.

斜板１０８は、本体１０２に結合されたすべり軸受１１６に当接するとともに、スプリング１１８の弾発力によってすべり軸受１１６に付勢されている。そのため、斜板１０８は、すべり軸受１１６を摺動することにより傾転角を変化させることができる。なお、本明細書において、傾転角とは、シリンダバレル１０６の回転軸に垂直な平面を基準としたときの斜板１０８の角度をいう。また、斜板１０８においてシリンダバレル１０６およびコントロールピストン１２０に対向する面を前面といい、その反対側の面を背面という。さらに、斜板１０８の前面側を前方といい、背面側を後方という。 The swash plate 108 is in contact with the slide bearing 116 coupled to the main body 102, and is urged to the slide bearing 116 by the elastic force of the spring 118. Therefore, the swash plate 108 can change the tilt angle by sliding the slide bearing 116. In this specification, the tilt angle means the angle of the swash plate 108 with respect to the plane perpendicular to the rotation axis of the cylinder barrel 106. Further, the surface of the swash plate 108 facing the cylinder barrel 106 and the control piston 120 is referred to as a front surface, and the surface on the opposite side is referred to as a back surface. Further, the front side of the swash plate 108 is referred to as the front side, and the back side is referred to as the rear side.

ピストンポンプ１００では、回転するシリンダバレル１０６に内蔵されたピストン１１２が斜板１０８に係合して摺動することにより、シャフト１０４の軸方向に沿って往復動し、図示しないアクチュエータに圧力流体を吐出する。そして、斜板１０８の傾転角が大きくなるほど、ピストン１１２の往復距離も大きくなり、吐出容量が増加する。 In the piston pump 100, the piston 112 built in the rotating cylinder barrel 106 engages with the swash plate 108 and slides to reciprocate along the axial direction of the shaft 104, and a pressure fluid is applied to an actuator (not shown). Discharge. Then, as the tilt angle of the swash plate 108 increases, the reciprocating distance of the piston 112 also increases, and the discharge capacity increases.

斜板１０８は、傾動用のばね部材１３０の弾発力により傾転角を増大させる方向に付勢されている。ばね部材１３０の基端は本体１０２に当接し、ばね部材１３０の先端には、斜板１０８側に弾発力を伝えるためのスプリングホルダ１３２が装着されている。 The swash plate 108 is urged in a direction of increasing the tilt angle by the elastic force of the tilting spring member 130. The base end of the spring member 130 is in contact with the main body 102, and a spring holder 132 for transmitting the elastic force to the swash plate 108 side is attached to the tip of the spring member 130.

また、ピストンポンプ１００は、本体１０２に穿設された孔に摺動自在に挿嵌されたコントロールピストン１２０を有する。斜板１０８の前方に配置されたコントロールピストン１２０が、ばね部材１３０の付勢力に抗して斜板１０８の傾転角を減少させる方向に押圧し、斜板１０８に所要の傾転角を付与してピストンポンプ１００の吐出容量を制御する。コントロールピストン１２０の先端は、後述するリテーナピン１４０の突起１４２と同じ左右幅を有する凹溝１２２を有しており、突起１４２に接触する凹溝１２２の底面は、コントロールピストン１２０の摺動方向に対して垂直な平面である平面部１２０となっている。 Further, the piston pump 100 has a control piston 120 that is slidably inserted into a hole formed in the main body 102. The control piston 120 arranged in front of the swash plate 108 presses in a direction to reduce the tilt angle of the swash plate 108 against the urging force of the spring member 130, and imparts the required tilt angle to the swash plate 108. The discharge capacity of the piston pump 100 is controlled. The tip of the control piston 120 has a concave groove 122 having the same left-right width as the protrusion 142 of the retainer pin 140 described later, and the bottom surface of the concave groove 122 in contact with the protrusion 142 is relative to the sliding direction of the control piston 120. The flat surface portion 120 is a vertical plane.

図２および図３に示すように、本実施形態のピストンポンプ１００は、斜板１０８に一体的に組み付けられて、コントロールピストン１２０に接触するリテーナピン１４０を有する。リテーナピン１４０は断面半円形状の湾曲面を有する突起１４２を有しており、突起１４２はコントロールピストン１２０の凹溝１２２に嵌入し、平面部１２０に線接触する。突起１４２の湾曲面としては断面半円形状が好ましいが、斜板１０８の傾動範囲において平面部１２０に線接触できる他の形状でもよい。突起１４３の左右の側面部１４３ａ，１４３ｂは、平面状に形成されている。突起１４２の背面には、斜板１０８の前面に設けられた座面部１６０に合致する接合面部１４４が形成されている。座面部１６０および接合面部１４４は、いずれも平面として形成されているが、コントロールピストン１２０からの荷重を実質的に分散して受けることができれば曲面であってもよい。 As shown in FIGS. 2 and 3, the piston pump 100 of this embodiment has a retainer pin 140 that is integrally assembled to the swash plate 108 and comes into contact with the control piston 120. The retainer pin 140 has a protrusion 142 having a curved surface having a semicircular cross section, and the protrusion 142 fits into the concave groove 122 of the control piston 120 and makes line contact with the flat surface portion 120. The curved surface of the protrusion 142 is preferably a semicircular cross section, but may have another shape that allows line contact with the flat surface portion 120 within the tilt range of the swash plate 108. The left and right side surface portions 143a and 143b of the protrusion 143 are formed in a planar shape. On the back surface of the protrusion 142, a joint surface portion 144 corresponding to the seat surface portion 160 provided on the front surface of the swash plate 108 is formed. The seat surface portion 160 and the joint surface portion 144 are both formed as a flat surface, but may be a curved surface as long as the load from the control piston 120 can be substantially dispersed and received.

リテーナピン１４０は、接合面部１４４から延びて斜板１０８を前後に貫通する円筒部１４６を有するとともに、円筒部１４６の後端内周面には、スプリングホルダ１３２を保持する略円すい形状のくぼみ１４８が形成されている。円筒部１４６は、斜板１０８に形成された孔１０９に内接する外周面を有している。 The retainer pin 140 has a cylindrical portion 146 extending from the joint surface portion 144 and penetrating the swash plate 108 back and forth, and a substantially conical recess 148 for holding the spring holder 132 on the inner peripheral surface of the rear end of the cylindrical portion 146. It is formed. The cylindrical portion 146 has an outer peripheral surface inscribed in the hole 109 formed in the swash plate 108.

斜板１０８の背面から後方に突出する円筒部１４６の外周面には、環状溝１５０が刻設されている。この環状溝１５０にはスナップリング１５２が装着され、スナップリング１５２は円筒部１４６から径方向に突出する。このスナップリング１５２と斜板１０８の背面との間には、付勢部材である皿ばね１５４が挟持される。斜板１０８の背面では、皿ばね１５４がちょうど収容されるように形成された溝によって、皿ばね１５４が位置決めされる。皿ばね１５４の弾発力はスナップリング１５２を斜板１０８の背面から軸方向に遠ざけるように作用するため、接合面部１４４が座面部１６０に接合するように付勢されるとともに、リテーナピン１４０が斜板１０８に組み付けられる。リテーナピン１４０の前方への移動は皿ばね１５４の弾発力によって防止され、後方への移動は接合面部１４４と座面部１６０との接合によって防止され、上下左右方向への移動は円筒部１４６が斜板１０８の孔１０９に内接することによって防止される。 An annular groove 150 is engraved on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 146 projecting rearward from the back surface of the swash plate 108. A snap ring 152 is attached to the annular groove 150, and the snap ring 152 projects radially from the cylindrical portion 146. A disc spring 154, which is an urging member, is sandwiched between the snap ring 152 and the back surface of the swash plate 108. On the back surface of the swash plate 108, the disc spring 154 is positioned by a groove formed just to accommodate the disc spring 154. Since the elastic force of the disc spring 154 acts to move the snap ring 152 axially away from the back surface of the swash plate 108, the joint surface portion 144 is urged to join to the seat surface portion 160, and the retainer pin 140 is inclined. It is assembled to the plate 108. The forward movement of the retainer pin 140 is prevented by the elastic force of the disc spring 154, the backward movement is prevented by the joint between the joint surface portion 144 and the seat surface portion 160, and the cylindrical portion 146 is inclined in the vertical and horizontal directions. It is prevented by inscribed in the hole 109 of the plate 108.

また、図４に示すように、リテーナピン１４０の回転は、斜板１０８との嵌合によって防止されている。斜板１０８における座面部１６０の左右両側には、前方に突出する回転止め部１６２ａ，１６２ｂがそれぞれ設けられている。リテーナピン１４０を斜板１０８に組み付けると、突起１４２の側面部１４３ａ，１４３ｂが左右から回転止め部１６２ａ，１６２ｂに挟持されるため、接合面部１４４が座面部１６０に対して摺動しリテーナピン１４０が円筒部１４６の軸周りに回転することが防止される。 Further, as shown in FIG. 4, the rotation of the retainer pin 140 is prevented by fitting with the swash plate 108. On the left and right sides of the seat surface portion 160 of the swash plate 108, rotation stop portions 162a and 162b projecting forward are provided, respectively. When the retainer pin 140 is assembled to the swash plate 108, the side surface portions 143a and 143b of the protrusion 142 are sandwiched between the rotation stop portions 162a and 162b from the left and right, so that the joint surface portion 144 slides with respect to the seat surface portion 160 and the retainer pin 140 is cylindrical. Rotation around the axis of the portion 146 is prevented.

本実施形態のピストンポンプ１００によれば、接合面部１４４と座面部１６０とでコントロールピストン１２０からの荷重を受けることができるため、荷重が局所的に集中することによる摩耗や破損を防止することができる。また、接合面部１４４を座面部１６０に付勢する皿ばね１５４によって、円筒部１４６が前後方向に摺動することが防止され、摺動部分の摩耗を防止することができる。さらに、皿ばね１５４によってリテーナピン１４０を斜板１０８に組み付けたことにより、高度な加工精度を必要とせずに低コストで部品の摩耗を防止することができる。 According to the piston pump 100 of the present embodiment, since the joint surface portion 144 and the seat surface portion 160 can receive the load from the control piston 120, it is possible to prevent wear and breakage due to the local concentration of the load. it can. Further, the disc spring 154 that urges the joint surface portion 144 to the seat surface portion 160 prevents the cylindrical portion 146 from sliding in the front-rear direction, and can prevent the sliding portion from being worn. Further, by assembling the retainer pin 140 to the swash plate 108 by the disc spring 154, it is possible to prevent the wear of parts at low cost without requiring a high degree of machining accuracy.

また、回転止め部１６２ａ，１６２ｂによってリテーナピン１４０の回転が防止されることにより、突起１４２が正しい姿勢で保持されるため、斜板１０８の傾動範囲において突起１４２を常にコントロールピストン１２０の平面部１２４に線接触させることができる。 Further, since the rotation stop portions 162a and 162b prevent the retainer pin 140 from rotating, the protrusion 142 is held in the correct posture, so that the protrusion 142 is always placed on the flat surface portion 124 of the control piston 120 within the tilt range of the swash plate 108. Can be line-contacted.

さらに、リテーナピン１４０とコントロールピストン１２０との接触が線接触となることで、点接触に比べて接触面圧が低減される。また、コントロールピストン１２０がリテーナピン１４０に接触する際、断面半円形状すなわち円柱の外周面との接触となり、接戦の垂直方向に荷重が作用するため、コントロールピストン１２０には、その移動方向の荷重しか作用しない。これにより、コントロールピストン１２０に偏荷重が作用しないため、コントロールピストン１２０と摺動する本体１０２の摩耗を低減することができる。 Further, since the contact between the retainer pin 140 and the control piston 120 becomes a line contact, the contact surface pressure is reduced as compared with the point contact. Further, when the control piston 120 comes into contact with the retainer pin 140, it comes into contact with the semicircular cross section, that is, the outer peripheral surface of the cylinder, and the load acts in the vertical direction of the close battle. Therefore, the control piston 120 has only the load in the moving direction. Does not work. As a result, since an unbalanced load does not act on the control piston 120, wear of the main body 102 that slides on the control piston 120 can be reduced.

以上では、斜板式可変容量型ピストンポンプ１００の構造について説明したが、ピストンモータにも同様の構造を適用することができる。 Although the structure of the swash plate type variable displacement piston pump 100 has been described above, the same structure can be applied to the piston motor.

１００ピストンポンプ１０２本体
１０４シャフト１０６シリンダバレル
１０８斜板１０９孔
１１０ボア１１２ピストン
１１４シュー１１６すべり軸受
１１８スプリング１２０コントロールピストン
１２２凹溝１２４平面部
１３０ばね部材１３２スプリングホルダ
１４０リテーナピン１４２突起
１４３ａ，１４３ｂ側面部１４４接合面部
１４６円筒部１４８くぼみ
１５０環状溝１５２スナップリング
１５４皿ばね１６０座面部
１６２ａ，１６２ｂ回転止め部
100 Piston pump 102 Main body 104 Shaft 106 Cylinder barrel 108 Slanted plate 109 hole 110 Bore 112 Piston 114 Shoe 116 Sliding bearing 118 Spring 120 Control piston 122 Concave groove 124 Flat surface 130 Spring member 132 Spring holder 140 Retainer pin 142 Protrusion 143a, 143b 144 Joint surface part 146 Cylindrical part 148 Indentation 150 Circular groove 152 Snap ring 154 Belleville spring 160 Seat surface part 162a, 162b Rotation stop part

Claims

An oblique plate having a cylinder barrel rotatably supported together with a shaft in the main body and a swash plate slidably holding the heads of a plurality of pistons slidably inserted in the cylinder barrel in the axial direction. It is a plate type variable displacement piston pump.
A control piston that is slidably inserted into the main body and presses the swash plate to change the tilt angle of the swash plate with respect to the cylinder barrel.
A retainer pin that is assembled to the swash plate and has a protrusion having a curved surface that contacts the control piston.
A flat surface portion formed on the control piston and in contact with the protrusion and perpendicular to the sliding direction of the control piston.
A seat surface portion formed on the surface of the swash plate facing the control piston, and
A joint surface portion formed on the retainer pin and matching the seat surface portion,
An urging member that is interposed between the swash plate and the retainer pin and urges the joint surface portion to the seat surface portion.
A swash plate type variable displacement piston pump characterized by having.

The swash plate is provided with a rotation stopper portion that prevents the joint surface portion from sliding with respect to the seat surface portion and rotating the retainer pin by fitting the retainer pin. 1. The swash plate type variable displacement piston pump according to 1.