JP2023131814A

JP2023131814A - Hydraulic pressure rotating machine

Info

Publication number: JP2023131814A
Application number: JP2022036779A
Authority: JP
Inventors: 裕也馬場; Yuya Baba
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-09-22

Abstract

To reduce friction between a tilt control cylinder and a servo piston.SOLUTION: A servo piston 20 constituting a tilt actuator 16 is constituted by an intermediate piston 21 in which a connecting groove 21A is formed, a first piston piece 22, one end of which in an axial direction becomes a pressure receiving face 22A and the other end of which in the axial direction abuts on one end of the intermediate piston 21, and a second piston piece 23, one end of which in the axial direction becomes a pressure receiving face 23A and the other end of which in the axial direction abuts on the other end of the intermediate piston 21. One end and the other end of the intermediate piston 21 are formed as a first protrusive spherical face 21B and a second protrusive spherical face 21C having the same-radius spherical shapes, and the other end of the first piston piece 22 and the other end of the second piston piece 23 are formed as a first recessive spherical face 22B and a second recessive spherical face 23B having spherical shapes which are the same in radii as the first protrusive spherical face 21B and the second protrusive spherical face 21C.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、例えば油圧ショベル等の建設機械に油圧ポンプ、または油圧モータとして搭載される液圧回転機に関する。 The present disclosure relates to a hydraulic rotary machine that is installed as a hydraulic pump or a hydraulic motor in a construction machine such as a hydraulic excavator.

油圧ショベル等の建設機械には、油圧ポンプ、油圧モータ等の可変容量型液圧回転機が搭載されている。可変容量型液圧回転機は、例えば斜板等の容量可変機構を有し、この容量可変機構が傾転アクチュエータによって傾転駆動されることにより、容量が可変に制御される。傾転アクチュエータは、傾転制御シリンダと、傾転制御シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたサーボピストンとを含んで構成されている。サーボピストンは、容量可変機構に連結される可変機構連結部を有し、傾転制御シリンダに供給される傾転制御圧によって摺動変位することにより、可変容量型液圧回転機の容量可変機構を傾転駆動する（特許文献１参照）。 Construction machines such as hydraulic excavators are equipped with variable displacement hydraulic rotary machines such as hydraulic pumps and hydraulic motors. A variable displacement hydraulic rotating machine has a variable capacity mechanism such as a swash plate, and the variable capacity mechanism is tilted and driven by a tilting actuator, thereby variably controlling the capacity. The tilting actuator includes a tilting control cylinder and a servo piston slidably inserted into the tilting control cylinder. The servo piston has a variable mechanism connection part that is connected to the variable capacity mechanism, and is slidably displaced by the tilt control pressure supplied to the tilt control cylinder, thereby controlling the variable capacity mechanism of the variable displacement hydraulic rotating machine. (see Patent Document 1).

特許第６１７０２５２号公報Patent No. 6170252

ところで、サーボピストンが傾転制御シリンダ内を摺動変位し、容量可変機構が傾転駆動されるときには、サーボピストンに傾転モーメントが作用する。即ち、サーボピストンの可変機構連結部に作用するサーボピストンの移動方向とは逆方向の力と、サーボピストンの軸中心と可変機構連結部との間の距離に応じて、サーボピストンを傾転制御シリンダ内で傾けようとするモーメント（傾転モーメント）が発生する。この傾転モーメントにより、サーボピストンの軸方向の一端および他端と傾転制御シリンダの内周面との間の摩擦力が増大する。 By the way, when the servo piston slides within the tilt control cylinder and the variable displacement mechanism is driven to tilt, a tilt moment acts on the servo piston. That is, the servo piston is controlled to tilt according to the force acting on the variable mechanism coupling part of the servo piston in the opposite direction to the moving direction of the servo piston and the distance between the axial center of the servo piston and the variable mechanism coupling part. A tilting moment (tilting moment) is generated within the cylinder. This tilting moment increases the frictional force between one end and the other end of the servo piston in the axial direction and the inner peripheral surface of the tilting control cylinder.

これにより、サーボピストンの一端及び他端、あるいは傾転制御シリンダの内周面が摩耗してコンタミネーションが生成されるだけでなく、この摩耗が進むと傾転制御シリンダ内に供給される傾転制御圧のリーク量が増大してしまう可能性がある。また、摩擦力の増大によってサーボピストンの円滑な移動が妨げられることにより、傾転制御圧に対応する位置までサーボピストンが適正に移動できなくなる可能性がある。なお、上述した従来技術では、ガイドロッドに沿って移動するサーボピストンとガイドロッドとの間に、両者間の摩擦を低減する低摩耗ブッシュが設けられているが、サーボピストンに作用する傾転モーメントへの対策は講じられていない。 As a result, not only one end and the other end of the servo piston or the inner peripheral surface of the tilting control cylinder are worn out and contamination is generated, but as this wear progresses, the tilting control cylinder is supplied with There is a possibility that the amount of control pressure leakage increases. Further, since smooth movement of the servo piston is hindered by the increase in frictional force, the servo piston may not be able to properly move to a position corresponding to the tilting control pressure. In addition, in the above-mentioned conventional technology, a low-wear bush is provided between the servo piston that moves along the guide rod and the guide rod to reduce friction between the two, but the tilting moment acting on the servo piston No countermeasures have been taken.

本発明の目的は、傾転制御シリンダとサーボピストンとの間の摩擦を低減することができるようにした液圧回転機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hydraulic rotating machine that can reduce friction between a tilt control cylinder and a servo piston.

本発明は、傾転制御圧が給排される傾転制御シリンダと、前記傾転制御シリンダ内に軸方向に摺動可能に挿嵌され前記傾転制御シリンダ内に第１液圧室と第２液圧室を画成するサーボピストンとを備え、前記サーボピストンは、前記第１液圧室および第２液圧室内に給排される傾転制御圧によって軸方向に変位することにより、容量可変機構を傾転駆動する液圧回転機において、前記サーボピストンは、前記容量可変機構に連結される可変機構連結部が設けられた中間ピストンと、軸方向の一端が前記第１液圧室に供給された傾転制御圧を受ける受圧面となり軸方向の他端が前記中間ピストンの軸方向の一端に当接する第１ピストン片と、軸方向の一端が前記第２液圧室に供給された傾転制御圧を受ける受圧面となり軸方向の他端が前記中間ピストンの軸方向の他端に当接する第２ピストン片とにより構成され、前記中間ピストンの軸方向の一端および他端は、前記サーボピストンの軸中心上の点を中心とした同一半径の球面形状を有する凸状球面として形成され、前記第１ピストン片の軸方向の他端および前記第２ピストン片の軸方向の他端は、それぞれ前記サーボピストンの軸中心上の点を中心とした前記凸状球面と同一半径の球面形状を有し、前記凸状球面に摺動可能に嵌合する凹状球面として形成されていることを特徴とする。 The present invention includes a tilt control cylinder to which tilt control pressure is supplied and discharged, and a first hydraulic pressure chamber and a first hydraulic pressure chamber that are slidably inserted in the tilt control cylinder in the axial direction. and a servo piston that defines two hydraulic pressure chambers, and the servo piston is axially displaced by tilting control pressure supplied and discharged into the first hydraulic pressure chamber and the second hydraulic pressure chamber, thereby increasing the capacity. In a hydraulic rotary machine that tilts and drives a variable mechanism, the servo piston includes an intermediate piston provided with a variable mechanism connecting portion connected to the variable capacity mechanism, and one end in the axial direction connected to the first hydraulic chamber. a first piston piece whose other axial end serves as a pressure receiving surface that receives the supplied tilting control pressure and comes into contact with one axial end of the intermediate piston; and a first piston piece whose axial one end is supplied to the second hydraulic pressure chamber. a second piston piece that becomes a pressure receiving surface that receives tilting control pressure and whose other end in the axial direction abuts the other end in the axial direction of the intermediate piston; The other end of the first piston piece in the axial direction and the other end of the second piston piece in the axial direction are formed as a convex spherical surface having a spherical shape with the same radius centered on a point on the axial center of the servo piston. , each having a spherical shape having the same radius as the convex spherical surface centered on a point on the axial center of the servo piston, and formed as a concave spherical surface that slidably fits into the convex spherical surface. Features.

本発明によれば、可変機構連結部を有する中間ピストンが傾転モーメントを発生したとしても、中間ピストンは、凸状球面に嵌合する第１ピストン片および第２ピストン片の凹状球面に沿って傾転する。この結果、中間ピストンに作用した傾転モーメントが、第１ピストン片および第２ピストン片に伝わるのを抑えることができ、サーボピストンの一端および他端と、傾転制御シリンダの内周面との間の摩擦を低減することができる。 According to the present invention, even if the intermediate piston having the variable mechanism coupling portion generates a tilting moment, the intermediate piston moves along the concave spherical surfaces of the first piston piece and the second piston piece that fit into the convex spherical surface. tilt. As a result, it is possible to suppress the tilting moment acting on the intermediate piston from being transmitted to the first piston piece and the second piston piece, and the connection between one end and the other end of the servo piston and the inner circumferential surface of the tilting control cylinder is suppressed. Friction between the two can be reduced.

本発明の第１の実施形態による傾転アクチュエータを備えた斜板式油圧ポンプを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a swash plate type hydraulic pump equipped with a tilting actuator according to a first embodiment of the present invention. 斜板式油圧ポンプを図１中の矢示II－II方向から見た断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the swash plate hydraulic pump viewed from the direction of arrow II-II in FIG. 1. サーボピストンの中間ピストン、第１ピストン片、第２ピストン片を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing an intermediate piston, a first piston piece, and a second piston piece of the servo piston. 中間ピストン、第１ピストン片、第２ピストン片を示す正面図である。It is a front view which shows an intermediate piston, a 1st piston piece, and a 2nd piston piece. 中間ピストン、第１ピストン片、第２ピストン片を図４中の矢示Ｖ－Ｖ方向から見た断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the intermediate piston, the first piston piece, and the second piston piece as seen from the direction of arrow VV in FIG. 4. 斜板式油圧ポンプの傾転アクチュエータが作動した状態を示す図２と同様の断面図である。FIG. 3 is a sectional view similar to FIG. 2 showing a state in which the tilting actuator of the swash plate hydraulic pump is in operation. 第２の実施形態による傾転アクチュエータを備えた斜板式油圧ポンプを示す図２と同様の断面図である。FIG. 3 is a sectional view similar to FIG. 2 showing a swash plate hydraulic pump including a tilting actuator according to a second embodiment.

以下、本発明の実施形態による液圧回転機を、可変容量型の斜板式油圧ポンプに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a case in which a hydraulic rotary machine according to an embodiment of the present invention is applied to a variable displacement swash plate hydraulic pump will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１ないし図６は本発明の第１の実施形態を示している。可変容量型液圧回転機としての斜板式油圧ポンプ１は、例えば油圧ショベル等の建設機械に油圧源として搭載され、エンジン等によって駆動されることにより、油圧アクチュエータに作動用の圧油を供給する。斜板式油圧ポンプ１は、外殻を構成するケーシング２を有している。ケーシング２は、一端側が底部３Ａとなった段付筒状のケーシング本体３と、ケーシング本体３の他端側を閉塞する蓋体４とにより構成されている。ケーシング２の蓋体４には、後述の給排通路１５Ａ，１５Ｂ等が形成されている。 1 to 6 show a first embodiment of the invention. A swash plate type hydraulic pump 1 as a variable displacement hydraulic rotary machine is mounted as a hydraulic power source on a construction machine such as a hydraulic excavator, and is driven by an engine or the like to supply operating pressure oil to a hydraulic actuator. . The swash plate hydraulic pump 1 has a casing 2 that constitutes an outer shell. The casing 2 includes a stepped cylindrical casing body 3 with a bottom 3A at one end, and a lid 4 that closes the other end of the casing body 3. In the lid 4 of the casing 2, supply and discharge passages 15A, 15B, etc., which will be described later, are formed.

ケーシング本体３には、底部３Ａと蓋体４との間に位置して径方向外側に突出するアクチュエータ取付部３Ｂが設けられている。アクチュエータ取付部３Ｂには、後述の傾転アクチュエータ１６が設けられている。 The casing body 3 is provided with an actuator mounting portion 3B located between the bottom portion 3A and the lid 4 and projecting radially outward. The actuator mounting portion 3B is provided with a tilting actuator 16, which will be described later.

ケーシング２内には回転軸５が回転可能に設けられている。回転軸５の軸方向の一側は、ケーシング本体３の底部３Ａに軸受を介して回転可能に支持されている。回転軸５の軸方向の他側は、蓋体４に軸受を介して回転可能に支持されている。回転軸５の軸方向の一端は、ケーシング本体３の底部３Ａから外部に突出している。この回転軸５の一端（突出端）は、例えばエンジン等の原動機（図示せず）に連結され、この原動機によって回転駆動される。 A rotating shaft 5 is rotatably provided within the casing 2. One axial side of the rotating shaft 5 is rotatably supported by the bottom portion 3A of the casing body 3 via a bearing. The other axial side of the rotating shaft 5 is rotatably supported by the lid 4 via a bearing. One axial end of the rotating shaft 5 projects outward from the bottom 3A of the casing body 3. One end (projecting end) of the rotating shaft 5 is connected to a prime mover (not shown) such as an engine, and is rotationally driven by the prime mover.

シリンダブロック６は、ケーシング２内に配置され、回転軸５の外周側に設けられている。シリンダブロック６は、回転軸５の外周側にスプライン結合され、回転軸５と一体に回転する。シリンダブロック６には、周方向に離間して軸線方向に延びる複数のシリンダ７が穿設されている。これら複数のシリンダ７内には、それぞれピストン８が摺動可能に挿嵌されている。ピストン８は、シリンダブロック６の回転によってそれぞれのシリンダ７内を往復動する。 The cylinder block 6 is arranged inside the casing 2 and provided on the outer peripheral side of the rotating shaft 5. The cylinder block 6 is spline-coupled to the outer peripheral side of the rotating shaft 5 and rotates together with the rotating shaft 5. A plurality of cylinders 7 are bored in the cylinder block 6 and extend in the axial direction and are spaced apart in the circumferential direction. A piston 8 is slidably inserted into each of the plurality of cylinders 7 . The pistons 8 reciprocate within each cylinder 7 as the cylinder block 6 rotates.

これら複数のピストン８は、シリンダ７から軸方向に突出（伸長）した下死点位置と、シリンダ７内へと縮小した上死点位置との間を往復動する。複数のピストン８は、シリンダブロック６が１回転する間に、シリンダ７内を上死点から下死点に向けて摺動変位しつつ作動油を吸込む吸入行程と、下死点から上死点に向けて摺動変位しつつ吸込んだ作動油を加圧して吐出する吐出行程とを繰返す。 These plurality of pistons 8 reciprocate between a bottom dead center position where they protrude (extend) from the cylinder 7 in the axial direction and a top dead center position where they contract into the cylinder 7. During one rotation of the cylinder block 6, the plurality of pistons 8 perform a suction stroke in which hydraulic oil is sucked while slidingly displacing the inside of the cylinder 7 from the top dead center to the bottom dead center, and a suction stroke in which the pistons 8 move from the bottom dead center to the top dead center. The discharge stroke of pressurizing and discharging the sucked hydraulic oil while slidingly displacing it toward the pump is repeated.

複数のピストン８の突出側端部には、それぞれシュー９が揺動可能に設けられている。シュー９は、それぞれピストン８からの押付力（油圧力）によって斜板１１の平滑面１１Ａに押圧される。シュー９は、回転軸５、シリンダブロック６およびピストン８と一緒に回転することにより、リング状の軌跡を描くように斜板１１（平滑面１１Ａ）上を摺動する。 Shoes 9 are swingably provided at the protruding end portions of the plurality of pistons 8, respectively. The shoes 9 are each pressed against the smooth surface 11A of the swash plate 11 by a pressing force (hydraulic force) from the piston 8. The shoe 9 rotates together with the rotating shaft 5, the cylinder block 6, and the piston 8, thereby sliding on the swash plate 11 (smooth surface 11A) in a ring-shaped trajectory.

ケーシング本体３の底部３Ａには、斜板支持部材１０が固定されている。斜板支持部材１０は、斜板１１の裏面側に配置され、斜板１１を傾転可能に支持する凹湾曲状の傾転摺動面１０Ａを有している。斜板支持部材１０の傾転摺動面１０Ａは回転軸５を挟んで対をなし、斜板１１の裏面に摺動可能に当接している。 A swash plate support member 10 is fixed to the bottom portion 3A of the casing body 3. The swash plate support member 10 is disposed on the back side of the swash plate 11 and has a concavely curved tilting sliding surface 10A that supports the swash plate 11 in a tiltable manner. The tilting and sliding surfaces 10A of the swash plate support member 10 form a pair with the rotating shaft 5 in between, and are slidably in contact with the back surface of the swash plate 11.

容量可変機構としての斜板１１は、ケーシング２内に設けられている。斜板１１は、ケーシング本体３の底部３Ａ側に斜板支持部材１０を介して取付けられている。斜板１１の裏面側（底部３Ａ側）は、斜板支持部材１０の傾転摺動面１０Ａに当接している。斜板１１の表面側（シリンダブロック６側）は平滑面１１Ａとなり、この平滑面１１Ａ上をシュー９が摺動する。斜板１１の中央部には軸挿通孔１１Ｂが設けられ、この軸挿通孔１１Ｂには、回転軸５が回転可能に挿通されている。 A swash plate 11 serving as a variable capacity mechanism is provided inside the casing 2. The swash plate 11 is attached to the bottom 3A side of the casing body 3 via a swash plate support member 10. The back side (bottom 3A side) of the swash plate 11 is in contact with the tilting sliding surface 10A of the swash plate support member 10. The front surface side (cylinder block 6 side) of the swash plate 11 is a smooth surface 11A, and the shoe 9 slides on this smooth surface 11A. A shaft insertion hole 11B is provided in the center of the swash plate 11, and the rotating shaft 5 is rotatably inserted through the shaft insertion hole 11B.

斜板１１は、斜板支持部材１０により傾転可能に支持された状態で、後述の傾転アクチュエータ１６により傾転駆動される。ここで、斜板式油圧ポンプ１は、斜板１１が、傾転角度が零となる中立位置を挟んで一方向（図２中の矢示Ａ方向）と他方向（図２中の矢示Ｂ方向）とに傾転可能となった両傾転タイプの油圧ポンプにより構成され、傾転角度に応じて圧油の吐出方向と吐出容量を切換える。このような両傾転タイプの斜板式油圧ポンプ１は、例えば油圧閉回路によって油圧モータ（図示せず）に接続することにより、斜板１１の傾転角度に応じて、油圧モータの回転速度と回転方向とを適宜に切換えることができる。 The swash plate 11 is tiltably supported by the swash plate support member 10 and driven to tilt by a tilt actuator 16, which will be described later. Here, in the swash plate type hydraulic pump 1, the swash plate 11 moves in one direction (direction of arrow A in FIG. 2) and in the other direction (direction of arrow B in FIG. 2) across a neutral position where the tilt angle is zero. It is comprised of a double-tilt type hydraulic pump that can be tilted in both directions, and the discharge direction and discharge volume of pressure oil are switched according to the tilt angle. Such a double tilting type swash plate hydraulic pump 1 is connected to a hydraulic motor (not shown) through a hydraulic closed circuit, for example, so that the rotation speed of the hydraulic motor and the rotation speed of the hydraulic motor can be adjusted according to the tilt angle of the swash plate 11. The rotation direction can be changed as appropriate.

傾転レバー１２は、斜板１１と後述するサーボピストン２０との間に設けられている。傾転レバー１２は、基端側が斜板１１の側部に一体的に固定され、先端側が斜板１１からサーボピストン２０に向けて延びている。傾転レバー１２の先端にはピン１２Ａが突設され、ピン１２Ａは、スライダ１３を介して後述する中間ピストン２１に連結されている。 The tilting lever 12 is provided between the swash plate 11 and a servo piston 20, which will be described later. The tilting lever 12 has a proximal end fixed integrally to the side of the swash plate 11 and a distal end extending from the swash plate 11 toward the servo piston 20 . A pin 12A is provided protruding from the tip of the tilting lever 12, and the pin 12A is connected to an intermediate piston 21, which will be described later, via a slider 13.

スライダ１３は、中間ピストン２１に設けられた後述の連結溝２１Ａ内に摺動可能に嵌合している。スライダ１３は、中心部に貫通孔１３Ａが形成された円筒体として形成され、スライダ１３の外周面１３Ｂは、連結溝２１Ａの内面に摺動可能に当接する球面形状をなしている。スライダ１３の貫通孔１３Ａには、傾転レバー１２の先端に突設されたピン１２Ａが回動可能に挿嵌されている。 The slider 13 is slidably fitted into a connecting groove 21A, which will be described later, provided in the intermediate piston 21. The slider 13 is formed as a cylindrical body with a through hole 13A formed in the center, and the outer peripheral surface 13B of the slider 13 has a spherical shape that slidably abuts on the inner surface of the connecting groove 21A. A pin 12A protruding from the tip of the tilting lever 12 is rotatably inserted into the through hole 13A of the slider 13.

スライダ１３は、貫通孔１３Ａ内に傾転レバー１２のピン１２Ａを挿嵌した状態で、中間ピストン２１の連結溝２１Ａに嵌合している。スライダ１３は、連結溝２１Ａ内でサーボピストン２０の軸中心Ａ－Ａを横切る方向にスライド（摺動変位）し、サーボピストン２０の軸方向変位を傾転レバー１２を介して斜板１１へと伝達する。これにより、斜板１１は、サーボピストン２０の軸方向変位に追従して矢示Ａ方向、または矢示Ｂ方向に傾転駆動される。 The slider 13 is fitted into the connecting groove 21A of the intermediate piston 21, with the pin 12A of the tilting lever 12 inserted into the through hole 13A. The slider 13 slides (sliding displacement) in a direction crossing the axial center AA of the servo piston 20 within the connecting groove 21A, and transfers the axial displacement of the servo piston 20 to the swash plate 11 via the tilting lever 12. introduce. Thereby, the swash plate 11 is tilted and driven in the direction of arrow A or the direction of arrow B, following the axial displacement of the servo piston 20.

弁板１４は、ケーシング２の蓋体４に取付けられている。弁板１４は、シリンダブロック６の端面に摺接する切換弁板を構成している。弁板１４には、眉形状をなす一対の給排ポート１４Ａ，１４Ｂが設けられている。これら給排ポート１４Ａ，１４Ｂは、回転軸５の軸中心を中心とした円弧状の長孔として形成され、回転軸５の周囲を取囲むように配置されている。給排ポート１４Ａ，１４Ｂは、斜板１１の傾転方向に応じて吸込ポートまたは吐出ポートに切換えられる。例えば、給排ポート１４Ａが低圧側の吸込ポートとなったときには、給排ポート１４Ｂが高圧側の吐出ポートとなる。一方、斜板１１の傾転方向が反転したときには、給排ポート１４Ａが高圧側の吐出ポートとなり、給排ポート１４Ｂが低圧側の吸込ポートとなる。 The valve plate 14 is attached to the lid 4 of the casing 2. The valve plate 14 constitutes a switching valve plate that comes into sliding contact with the end surface of the cylinder block 6. The valve plate 14 is provided with a pair of eyebrow-shaped supply and discharge ports 14A and 14B. These supply/discharge ports 14</b>A, 14</b>B are formed as circular arc-shaped elongated holes centered on the axial center of the rotating shaft 5 , and are arranged so as to surround the rotating shaft 5 . The supply/discharge ports 14A and 14B are switched to suction ports or discharge ports depending on the direction in which the swash plate 11 is tilted. For example, when the supply/discharge port 14A becomes a low-pressure suction port, the supply/discharge port 14B becomes a high-pressure discharge port. On the other hand, when the tilting direction of the swash plate 11 is reversed, the supply/discharge port 14A becomes a high-pressure discharge port, and the supply/discharge port 14B becomes a low-pressure suction port.

ケーシング２の蓋体４には、一対の給排通路１５Ａ，１５Ｂが形成されている。これら給排通路１５Ａ，１５Ｂは、弁板１４の給排ポート１４Ａ，１４Ｂを介して、シリンダ７に対して作動油（圧油）を給排させる。即ち、ケーシング２内で回転軸５が回転すると、シリンダブロック６の回転に伴って各シリンダ７内をピストン８が往復動することにより、給排通路１５Ａ，１５Ｂの一方からシリンダ７内に作動油が吸込まれ、給排通路１５Ａ，１５Ｂの他方に加圧された作動油（圧油）が吐出する。 A pair of supply and discharge passages 15A and 15B are formed in the lid body 4 of the casing 2. These supply and discharge passages 15A and 15B supply and discharge hydraulic oil (pressure oil) to and from the cylinder 7 via supply and discharge ports 14A and 14B of the valve plate 14. That is, when the rotating shaft 5 rotates within the casing 2, the pistons 8 reciprocate within each cylinder 7 as the cylinder block 6 rotates, causing hydraulic oil to flow into the cylinders 7 from one of the supply and discharge passages 15A and 15B. is sucked in, and pressurized hydraulic oil (pressure oil) is discharged to the other of the supply/discharge passages 15A and 15B.

傾転アクチュエータ１６は、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂ内に設けられている。傾転アクチュエータ１６は、図１および図２に示すように、一対のシリンダ穴１７Ａ，１７Ｂからなる傾転制御シリンダ１７と、傾転制御シリンダ１７内に摺動可能に挿嵌されたサーボピストン２０とを含んで構成されている。 The tilting actuator 16 is provided within the actuator mounting portion 3B of the casing body 3. As shown in FIGS. 1 and 2, the tilt actuator 16 includes a tilt control cylinder 17 consisting of a pair of cylinder holes 17A and 17B, and a servo piston 20 slidably inserted into the tilt control cylinder 17. It is composed of:

傾転制御シリンダ１７は、ケーシング本体３のアクチュエータ取付部３Ｂに形成された一対のシリンダ穴１７Ａ，１７Ｂにより構成されている。一対のシリンダ穴１７Ａ，１７Ｂは、同一の穴径をもって同心上に配置され、回転軸５の軸中心と直交する方向に延びている。シリンダ穴１７Ａは、蓋板１８Ａにより外側から閉塞され、シリンダ穴１７Ｂは、蓋板１８Ｂにより外側から閉塞されている。シリンダ穴１７Ａ内には、蓋板１８Ａとサーボピストン２０との間に第１液圧室１９Ａが形成されている。シリンダ穴１７Ｂ内には、蓋板１８Ｂとサーボピストン２０との間に第２液圧室１９Ｂが形成されている。 The tilt control cylinder 17 includes a pair of cylinder holes 17A and 17B formed in the actuator mounting portion 3B of the casing body 3. The pair of cylinder holes 17A, 17B have the same hole diameter, are arranged concentrically, and extend in a direction perpendicular to the axial center of the rotating shaft 5. The cylinder hole 17A is closed from the outside by a cover plate 18A, and the cylinder hole 17B is closed from the outside by a cover plate 18B. A first hydraulic chamber 19A is formed in the cylinder hole 17A between the cover plate 18A and the servo piston 20. A second hydraulic chamber 19B is formed in the cylinder hole 17B between the cover plate 18B and the servo piston 20.

次に、本実施形態に用いられるサーボピストン２０について説明する。 Next, the servo piston 20 used in this embodiment will be explained.

サーボピストン２０は、傾転制御シリンダ１７内に軸方向に摺動可能に挿嵌され、傾転制御シリンダ１７内に第１液圧室１９Ａと第２液圧室１９Ｂとを画成している。サーボピストン２０は、傾転制御シリンダ１７内を軸方向に変位することにより、斜板１１を、傾転角度が零となる中立位置を挟んで一方向（図２中の矢示Ａ方向）と他方向（図２中の矢示Ｂ方向）とに傾転させる。図３ないし図５に示すように、サーボピストン２０は、中間ピストン２１と、第１ピストン片２２と、第２ピストン片２３との３部材により構成されている。 The servo piston 20 is fitted into the tilt control cylinder 17 so as to be slidable in the axial direction, and defines a first hydraulic pressure chamber 19A and a second hydraulic pressure chamber 19B within the tilt control cylinder 17. . The servo piston 20 moves the swash plate 11 in one direction (direction of arrow A in FIG. 2) across the neutral position where the tilt angle is zero by displacing the tilt control cylinder 17 in the axial direction. and the other direction (direction of arrow B in FIG. 2). As shown in FIGS. 3 to 5, the servo piston 20 is composed of three members: an intermediate piston 21, a first piston piece 22, and a second piston piece 23.

中間ピストン２１は、サーボピストン２０の軸方向（長さ方向）の中間部を構成している。中間ピストン２１は全体として円柱状に形成され、シリンダ穴１７Ａ，１７Ｂに摺動可能に挿嵌されている。中間ピストン２１の軸方向の中央部の外周面には、可変機構連結部としての連結溝２１Ａが形成されている。連結溝２１Ａは、中間ピストン２１の外周面を軸方向と直交する方向に切欠くことにより、Ｕ字型の断面形状をなす平行溝として形成されている。連結溝２１Ａ内には、傾転レバー１２のピン１２Ａに取付けられたスライダ１３が摺動可能に嵌合している。これにより、サーボピストン２０（中間ピストン２１）の軸方向への変位は、スライダ１３、傾転レバー１２を介して斜板１１に伝わる。 The intermediate piston 21 constitutes an intermediate portion of the servo piston 20 in the axial direction (lengthwise direction). The intermediate piston 21 is formed into a cylindrical shape as a whole, and is slidably fitted into the cylinder holes 17A and 17B. A connecting groove 21A serving as a variable mechanism connecting portion is formed on the outer peripheral surface of the axially central portion of the intermediate piston 21. The connecting groove 21A is formed as a parallel groove having a U-shaped cross section by cutting the outer peripheral surface of the intermediate piston 21 in a direction perpendicular to the axial direction. A slider 13 attached to a pin 12A of the tilting lever 12 is slidably fitted into the connecting groove 21A. As a result, displacement of the servo piston 20 (intermediate piston 21) in the axial direction is transmitted to the swash plate 11 via the slider 13 and the tilting lever 12.

中間ピストン２１の軸方向の一端および他端は、それぞれ凸状球面として形成されている。即ち、中間ピストン２１の軸方向の一端は、第１凸状球面２１Ｂとして形成され、中間ピストン２１の軸方向の他端は、第２凸状球面２１Ｃとして形成されている。図５に示すように、第１凸状球面２１Ｂおよび第２凸状球面２１Ｃは、サーボピストン２０の軸中心Ａ－Ａ上で、かつ中間ピストン２１の軸方向の中央に位置する点Ｐを中心とした半径Ｒの球面として形成されている。即ち、第１凸状球面２１Ｂと第２凸状球面２１Ｃとは、中間ピストン２１の軸中心Ａ－Ａ上の点Ｐを中心とした同一半径の凸球面状に形成されている。 One end and the other end of the intermediate piston 21 in the axial direction are each formed as a convex spherical surface. That is, one axial end of the intermediate piston 21 is formed as a first convex spherical surface 21B, and the other axial end of the intermediate piston 21 is formed as a second convex spherical surface 21C. As shown in FIG. 5, the first convex spherical surface 21B and the second convex spherical surface 21C are centered at a point P located on the axial center AA of the servo piston 20 and in the axial center of the intermediate piston 21. It is formed as a spherical surface with a radius R. That is, the first convex spherical surface 21B and the second convex spherical surface 21C are formed into convex spherical surfaces having the same radius centered on a point P on the axial center AA of the intermediate piston 21.

第１凸状球面２１Ｂおよび第２凸状球面２１Ｃの表面には、それぞれ複数の油溝２１Ｄが設けられている。第１凸状球面２１Ｂに設けられた複数の油溝２１Ｄは、第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂと第１凸状球面２１Ｂとの間を潤滑する潤滑油を保持する。第２凸状球面２１Ｃに設けられた複数の油溝２１Ｄは、第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂと第２凸状球面２１Ｃとの間を潤滑する潤滑油を保持する。 A plurality of oil grooves 21D are provided on the surfaces of the first convex spherical surface 21B and the second convex spherical surface 21C, respectively. The plurality of oil grooves 21D provided in the first convex spherical surface 21B hold lubricating oil that lubricates between the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22 and the first convex spherical surface 21B. A plurality of oil grooves 21D provided in the second convex spherical surface 21C hold lubricating oil that lubricates between the second concave spherical surface 23B of the second piston piece 23 and the second convex spherical surface 21C.

第１ピストン片２２は、中間ピストン２１の軸方向の一端側（第１凸状球面２１Ｂ側）に配置されている。第１ピストン片２２は、全体として円柱状に形成され、シリンダ穴１７Ａに摺動可能に挿嵌されている。第１ピストン片２２の軸方向の一端は、蓋板１８Ａと対面する平坦な受圧面２２Ａとなり、この受圧面２２Ａは、第１液圧室１９Ａに供給された傾転制御圧を受承する。第１ピストン片２２の軸方向の他端は、第１凹状球面２２Ｂとして形成されている。 The first piston piece 22 is disposed at one end of the intermediate piston 21 in the axial direction (on the first convex spherical surface 21B side). The first piston piece 22 is formed into a cylindrical shape as a whole, and is slidably fitted into the cylinder hole 17A. One end of the first piston piece 22 in the axial direction becomes a flat pressure receiving surface 22A facing the cover plate 18A, and this pressure receiving surface 22A receives the tilting control pressure supplied to the first hydraulic pressure chamber 19A. The other end of the first piston piece 22 in the axial direction is formed as a first concave spherical surface 22B.

第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂは、サーボピストン２０の軸中心Ａ－Ａ上の点を中心とした、中間ピストン２１の第１凸状球面２１Ｂと同一の半径Ｒの凹球面状に形成されている（図５参照）。従って、第１凹状球面２２Ｂは第１凸状球面２１Ｂに隙間なく嵌合し、第１凸状球面２１Ｂは、第１凹状球面２２Ｂに沿って摺動変位可能となっている。第１ピストン片２２の外周面には、複数の環状溝２２Ｃが軸方向に間隔をもって形成されている。これら複数の環状溝２２Ｃは、シリンダ穴１７Ａの内周面と第１ピストン片２２との間を潤滑する潤滑油を保持する。 The first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22 is a concave spherical surface having the same radius R as the first convex spherical surface 21B of the intermediate piston 21, centered on a point on the axial center AA of the servo piston 20. (See Figure 5). Therefore, the first concave spherical surface 22B fits into the first convex spherical surface 21B without a gap, and the first convex spherical surface 21B can be slid along the first concave spherical surface 22B. A plurality of annular grooves 22C are formed on the outer peripheral surface of the first piston piece 22 at intervals in the axial direction. These plural annular grooves 22C hold lubricating oil that lubricates between the inner peripheral surface of the cylinder hole 17A and the first piston piece 22.

第２ピストン片２３は、中間ピストン２１の軸方向の他端側（第２凸状球面２１Ｃ側）に配置されている。第２ピストン片２３は、第１ピストン片２２と等しい軸方向寸法を有する円柱状に形成され、シリンダ穴１７Ｂに摺動可能に挿嵌されている。第２ピストン片２３の軸方向の一端は、蓋板１８Ｂと対面する平坦な受圧面２３Ａとなり、この受圧面２３Ａは、第２液圧室１９Ｂに供給された傾転制御圧を受承する。第２ピストン片２３の軸方向の他端は、第２凹状球面２３Ｂとして形成されている。 The second piston piece 23 is arranged on the other axial end side of the intermediate piston 21 (on the second convex spherical surface 21C side). The second piston piece 23 is formed into a columnar shape having the same axial dimension as the first piston piece 22, and is slidably fitted into the cylinder hole 17B. One end of the second piston piece 23 in the axial direction becomes a flat pressure receiving surface 23A facing the cover plate 18B, and this pressure receiving surface 23A receives the tilting control pressure supplied to the second hydraulic pressure chamber 19B. The other end of the second piston piece 23 in the axial direction is formed as a second concave spherical surface 23B.

第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂは、サーボピストン２０の軸中心Ａ－Ａ上の点を中心とした、中間ピストン２１の第２凸状球面２１Ｃと同一の半径Ｒの凹球面状に形成されている。即ち、第２ピストン片２３は、第１ピストン片２２と同一形状を有している。第２凹状球面２３Ｂは第２凸状球面２１Ｃに隙間なく嵌合し、第２凸状球面２１Ｃは、第２凹状球面２３Ｂに沿って摺動変位可能となっている。第２ピストン片２３の外周面には、複数の環状溝２３Ｃが軸方向に間隔をもって形成されている。これら複数の環状溝２３Ｃは、シリンダ穴１７Ｂの内周面と第２ピストン片２３との間を潤滑する潤滑油を保持する。 The second concave spherical surface 23B of the second piston piece 23 is a concave spherical surface having the same radius R as the second convex spherical surface 21C of the intermediate piston 21, centered on a point on the axial center AA of the servo piston 20. It is formed. That is, the second piston piece 23 has the same shape as the first piston piece 22. The second concave spherical surface 23B fits into the second convex spherical surface 21C without a gap, and the second convex spherical surface 21C is capable of sliding displacement along the second concave spherical surface 23B. A plurality of annular grooves 23C are formed on the outer peripheral surface of the second piston piece 23 at intervals in the axial direction. These plurality of annular grooves 23C hold lubricating oil that lubricates between the inner peripheral surface of the cylinder hole 17B and the second piston piece 23.

本実施形態による斜板式油圧ポンプ１の傾転アクチュエータ１６は、上述の如き構成を有するもので、以下、その作動について説明する。 The tilting actuator 16 of the swash plate hydraulic pump 1 according to this embodiment has the above-mentioned configuration, and its operation will be described below.

斜板式油圧ポンプ１の斜板１１を、傾転角度が零となる中立位置から図２中の矢示Ａ方向に傾転駆動する場合には、油圧ポンプ（図示せず）からの傾転制御圧が、シリンダ穴１７Ａの第１液圧室１９Ａに供給される。これにより、サーボピストン２０を構成する第１ピストン片２２の受圧面２２Ａに傾転制御圧が作用し、第１ピストン片２２は、中間ピストン２１および第２ピストン片２３を第２液圧室１９Ｂ側（図６中の矢示Ｆ１方向）に押圧して移動させる。 When tilting the swash plate 11 of the swash plate type hydraulic pump 1 from the neutral position where the tilt angle is zero in the direction of arrow A in FIG. Pressure is supplied to the first hydraulic chamber 19A of the cylinder hole 17A. As a result, the tilting control pressure acts on the pressure receiving surface 22A of the first piston piece 22 constituting the servo piston 20, and the first piston piece 22 moves the intermediate piston 21 and the second piston piece 23 into the second hydraulic pressure chamber 19B. side (in the direction of arrow F1 in FIG. 6) to move it.

このとき、傾転レバー１２等を介して斜板１１に連結された中間ピストン２１の連結溝２１Ａには、中間ピストン２１の移動方向（矢示Ｆ１方向）とは逆方向の力Ｆ２が作用し、この力Ｆ２によって中間ピストン２１に傾転モーメントＭが発生する。しかし、中間ピストン２１の軸方向の一端に形成された第１凸状球面２１Ｂは、第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂに等しい球面半径をもって摺動可能に嵌合し、中間ピストン２１の軸方向の他端に形成された第２凸状球面２１Ｃは、第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂに等しい球面半径をもって摺動可能に嵌合している。 At this time, a force F2 in a direction opposite to the direction of movement of the intermediate piston 21 (direction of arrow F1) acts on the connecting groove 21A of the intermediate piston 21 connected to the swash plate 11 via the tilting lever 12 and the like. , a tilting moment M is generated in the intermediate piston 21 by this force F2. However, the first convex spherical surface 21B formed at one end of the intermediate piston 21 in the axial direction is slidably fitted into the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22 with an equal spherical radius. The second convex spherical surface 21C formed at the other end in the axial direction is slidably fitted into the second concave spherical surface 23B of the second piston piece 23 with an equal spherical radius.

このため、中間ピストン２１は、第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂおよび第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂにガイドされ、軸中心Ａ－Ａ上の点Ｐを中心として傾転する。これにより、傾転モーメントＭは中間ピストン２１のみに作用するので、傾転モーメントＭが、中間ピストン２１から第１ピストン片２２および第２ピストン片２３に伝わるのを抑えることができる。なお、中間ピストン２１の連結溝２１Ａには、スライダ１３の球面状の外周面１３Ｂが摺動可能に嵌合しているため、スライダ１３が中間ピストン２１に作用する傾転モーメントに影響を及ぼすことはない。 Therefore, the intermediate piston 21 is guided by the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22 and the second concave spherical surface 23B of the second piston piece 23, and tilts around the point P on the axial center AA. . Thereby, since the tilting moment M acts only on the intermediate piston 21, transmission of the tilting moment M from the intermediate piston 21 to the first piston piece 22 and the second piston piece 23 can be suppressed. Note that since the spherical outer circumferential surface 13B of the slider 13 is slidably fitted into the connecting groove 21A of the intermediate piston 21, the slider 13 does not affect the tilting moment acting on the intermediate piston 21. There isn't.

従って、中間ピストン２１を押圧する第１ピストン片２２には、第１液圧室１９Ａに供給された傾転制御圧によって軸方向への力のみが作用し、第２ピストン片２３には、中間ピストン２１から軸方向への力のみが作用する。この結果、サーボピストン２０の軸方向の一端および他端と傾転制御シリンダ１７との間の摩擦、即ち、第１ピストン片２２の受圧面２２Ａの周縁部とシリンダ穴１７Ａの内周面との間の摩擦、および第２ピストン片２３の受圧面２３Ａの周縁部とシリンダ穴１７Ｂの内周面との間の摩擦を低減することができる。 Therefore, only the force in the axial direction acts on the first piston piece 22 that presses the intermediate piston 21 due to the tilting control pressure supplied to the first hydraulic chamber 19A, and the second piston piece 23 acts on the intermediate piston piece 23. Only the force in the axial direction from the piston 21 acts. As a result, the friction between one end and the other end of the servo piston 20 in the axial direction and the tilting control cylinder 17, that is, the friction between the peripheral edge of the pressure receiving surface 22A of the first piston piece 22 and the inner peripheral surface of the cylinder hole 17A. It is possible to reduce the friction between the inner peripheral surface of the cylinder hole 17B and the peripheral edge of the pressure receiving surface 23A of the second piston piece 23 and the inner peripheral surface of the cylinder hole 17B.

一方、斜板式油圧ポンプ１の斜板１１を、傾転角度が零となる中立位置から図２中の矢示Ｂ方向に傾転駆動する場合には、油圧ポンプ（図示せず）からの傾転制御圧が、シリンダ穴１７Ｂの第２液圧室１９Ｂに供給される。これにより、第２ピストン片２３の受圧面２３Ａに傾転制御圧が作用し、第２ピストン片２３は、中間ピストン２１および第１ピストン片２２を第１液圧室１９Ａ側に押圧して移動させる。 On the other hand, when tilting the swash plate 11 of the swash plate type hydraulic pump 1 from the neutral position where the tilt angle is zero in the direction of arrow B in FIG. The rotation control pressure is supplied to the second hydraulic pressure chamber 19B of the cylinder hole 17B. As a result, a tilting control pressure acts on the pressure receiving surface 23A of the second piston piece 23, and the second piston piece 23 moves by pressing the intermediate piston 21 and the first piston piece 22 toward the first hydraulic chamber 19A. let

このとき、中間ピストン２１の連結溝２１Ａには、中間ピストン２１の移動方向とは逆方向の力が作用し、この逆方向の力によって中間ピストン２１に傾転モーメントが発生する。しかし、中間ピストン２１は、上述したと同様に、第１凹状球面２２Ｂと第２凹状球面２３Ｂとにガイドされ、軸中心Ａ－Ａ上の点Ｐを中心として傾転する。この結果、傾転モーメントが、中間ピストン２１から第１ピストン片２２および第２ピストン片２３に伝わるのを抑えることができる。 At this time, a force in a direction opposite to the moving direction of the intermediate piston 21 acts on the connecting groove 21A of the intermediate piston 21, and a tilting moment is generated in the intermediate piston 21 due to the force in the opposite direction. However, as described above, the intermediate piston 21 is guided by the first concave spherical surface 22B and the second concave spherical surface 23B, and tilts around the point P on the axial center AA. As a result, transmission of the tilting moment from the intermediate piston 21 to the first piston piece 22 and the second piston piece 23 can be suppressed.

この結果、第２ピストン片２３には、第２液圧室１９Ｂに供給された傾転制御圧によって軸方向への力のみが作用し、第１ピストン片２２には、中間ピストン２１から軸方向への力のみが作用する。この結果、サーボピストン２０の軸方向の一端および他端と傾転制御シリンダ１７との間の摩擦、即ち、第１ピストン片２２の受圧面２２Ａの周縁部とシリンダ穴１７Ａの内周面との間の摩擦、および第２ピストン片２３の受圧面２３Ａの周縁部とシリンダ穴１７Ｂの内周面との間の摩擦を低減することができる。 As a result, only the force in the axial direction acts on the second piston piece 23 due to the tilting control pressure supplied to the second hydraulic pressure chamber 19B, and the force in the axial direction acts on the first piston piece 22 from the intermediate piston 21. Only the force acting on it acts. As a result, the friction between one end and the other end of the servo piston 20 in the axial direction and the tilting control cylinder 17, that is, the friction between the peripheral edge of the pressure receiving surface 22A of the first piston piece 22 and the inner peripheral surface of the cylinder hole 17A. It is possible to reduce the friction between the inner peripheral surface of the cylinder hole 17B and the peripheral edge of the pressure receiving surface 23A of the second piston piece 23 and the inner peripheral surface of the cylinder hole 17B.

しかも、中間ピストン２１の第１凸状球面２１Ｂおよび第２凸状球面２１Ｃの表面には、それぞれ複数の油溝２１Ｄが形成されている。これにより、ケーシング２内に収容された作動油の一部が油溝２１Ｄに潤滑油として保持される。この結果、第１凸状球面２１Ｂと第１凹状球面２２Ｂとの摺動面、および第２凸状球面２１Ｃと第２凹状球面２３Ｂとの摺動面を潤滑油によって適正に潤滑することができ、中間ピストン２１を一層円滑に傾転させることができる。 Furthermore, a plurality of oil grooves 21D are formed on the surfaces of the first convex spherical surface 21B and the second convex spherical surface 21C of the intermediate piston 21, respectively. Thereby, a part of the hydraulic oil accommodated in the casing 2 is held in the oil groove 21D as lubricating oil. As a result, the sliding surfaces between the first convex spherical surface 21B and the first concave spherical surface 22B, and the sliding surfaces between the second convex spherical surface 21C and the second concave spherical surface 23B can be appropriately lubricated with the lubricating oil. , the intermediate piston 21 can be tilted more smoothly.

このように、中間ピストン２１と第１ピストン片２２との間は、第１凸状球面２１Ｂと第１凹状球面２２Ｂとが球面接触した状態で摺動可能に嵌合し、中間ピストン２１と第２ピストン片２３との間は、第２凸状球面２１Ｃと第２凹状球面２３Ｂとが球面接触した状態で摺動可能に嵌合している。これにより、第１液圧室１９Ａまたは第２液圧室１９Ｂに傾転制御圧が供給され、サーボピストン２０がシリンダ穴１７Ａ，１７Ｂ内を移動するときに中間ピストン２１に傾転モーメントが発生したとしても、この傾転モーメントが、第１ピストン片２２および第２ピストン片２３に伝わるのを抑えることができる。この結果、第１ピストン片２２および第２ピストン片２３には、軸方向に作用する力のみが伝わるので、サーボピストン２０の一端および他端と、シリンダ穴１７Ａ，１７Ｂの内周面との間の摩擦を低減することができる。 In this way, the intermediate piston 21 and the first piston piece 22 are slidably fitted with the first convex spherical surface 21B and the first concave spherical surface 22B in spherical contact. Between the two piston pieces 23, the second convex spherical surface 21C and the second concave spherical surface 23B are slidably fitted in a state in which they are in spherical contact. As a result, tilting control pressure is supplied to the first hydraulic pressure chamber 19A or the second hydraulic pressure chamber 19B, and a tilting moment is generated in the intermediate piston 21 when the servo piston 20 moves within the cylinder holes 17A and 17B. However, this tilting moment can be prevented from being transmitted to the first piston piece 22 and the second piston piece 23. As a result, only the force acting in the axial direction is transmitted to the first piston piece 22 and the second piston piece 23, so that there is a gap between one end and the other end of the servo piston 20 and the inner peripheral surfaces of the cylinder holes 17A and 17B. friction can be reduced.

この結果、コンタミネーションの発生を抑えることができ、かつ、第１液圧室１９Ａおよび第２液圧室１９Ｂに供給された傾転制御圧のリーク量を減少させることができる。また、傾転制御シリンダ１７を構成するシリンダ穴１７Ａ，１７Ｂとサーボピストン２０との摩擦が低減され、サーボピストン２０が円滑に移動できるので、第１液圧室１９Ａおよび第２液圧室１９Ｂに供給された傾転制御圧に応じて、斜板１１を適正に傾転させることができる。従って、斜板式油圧ポンプ１を、例えばＨＳＴ等の油圧閉回路に用いた場合には、傾転アクチュエータ１６によって斜板１１を中立位置から一方向または他方向に傾転させるときに、サーボピストン２０が摩擦の影響を受けずに移動することにより、傾転制御圧に応じて圧油の吐出方向を適正に切換えることができる。 As a result, the occurrence of contamination can be suppressed, and the amount of leakage of the tilting control pressure supplied to the first hydraulic pressure chamber 19A and the second hydraulic pressure chamber 19B can be reduced. Furthermore, the friction between the cylinder holes 17A, 17B constituting the tilt control cylinder 17 and the servo piston 20 is reduced, and the servo piston 20 can move smoothly, so that the first hydraulic pressure chamber 19A and the second hydraulic pressure chamber 19B are The swash plate 11 can be appropriately tilted according to the supplied tilt control pressure. Therefore, when the swash plate type hydraulic pump 1 is used in a hydraulic closed circuit such as an HST, when the swash plate 11 is tilted from the neutral position in one direction or the other direction by the tilt actuator 16, the servo piston 2 By moving without being affected by friction, the discharge direction of the pressure oil can be appropriately switched in accordance with the tilting control pressure.

かくして、本実施形態による斜板式油圧ポンプ１は、傾転アクチュエータ１６を構成するサーボピストン２０が、斜板１１に連結される連結溝２１Ａが設けられた中間ピストン２１と、軸方向の一端が第１液圧室１９Ａに供給された傾転制御圧を受ける受圧面２２Ａとなり軸方向の他端が中間ピストン２１の軸方向の一端に当接する第１ピストン片２２と、軸方向の一端が第２液圧室１９Ｂに供給された傾転制御圧を受ける受圧面２３Ａとなり軸方向の他端が中間ピストン２１の軸方向の他端に当接する第２ピストン片２３とにより構成されている。中間ピストン２１の軸方向の一端および他端は、サーボピストン２０の軸中心Ａ－Ａ上の点Ｐを中心とした同一半径Ｒの球面形状を有する第１凸状球面２１Ｂおよび第２凸状球面２１Ｃとして形成され、第１ピストン片２２の軸方向の他端および第２ピストン片２３の軸方向の他端は、それぞれサーボピストン２０の軸中心Ａ－Ａ上の点Ｐを中心とした第１凸状球面２１Ｂおよび第２凸状球面２１Ｃと同一半径Ｒの球面形状を有し、第１凸状球面２１Ｂに摺動可能に嵌合する第１凹状球面２２Ｂおよび第２凸状球面２１Ｃに摺動可能に嵌合する第２凹状球面２３Ｂとして形成されている。 Thus, in the swash plate type hydraulic pump 1 according to the present embodiment, the servo piston 20 constituting the tilting actuator 16 is connected to the intermediate piston 21 connected to the swash plate 11 and provided with the connecting groove 21A, and one end in the axial direction is connected to the intermediate piston 21 provided with the connecting groove 21A. The first piston piece 22 serves as a pressure receiving surface 22A that receives the tilting control pressure supplied to the first hydraulic pressure chamber 19A, and the other end in the axial direction contacts one end in the axial direction of the intermediate piston 21, and the one end in the axial direction contacts the second end in the axial direction. The second piston piece 23 serves as a pressure receiving surface 23A that receives the tilting control pressure supplied to the hydraulic pressure chamber 19B, and the other end in the axial direction abuts the other end in the axial direction of the intermediate piston 21. One end and the other end in the axial direction of the intermediate piston 21 are a first convex spherical surface 21B and a second convex spherical surface each having a spherical shape with the same radius R centered on a point P on the axial center AA of the servo piston 20. 21C, and the other end of the first piston piece 22 in the axial direction and the other end of the second piston piece 23 in the axial direction are respectively located at a first point P centered on the axial center AA of the servo piston 20. It has a spherical shape with the same radius R as the convex spherical surface 21B and the second convex spherical surface 21C, and slides on the first concave spherical surface 22B and the second convex spherical surface 21C that are slidably fitted to the first convex spherical surface 21B. It is formed as a second concave spherical surface 23B that is movably fitted.

この構成によれば、中間ピストン２１が傾転モーメントを発生したとしても、中間ピストン２１は、第１凸状球面２１Ｂに嵌合する第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂ、および第２凸状球面２１Ｃに嵌合する第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂに沿って傾転する。この結果、傾転モーメントが、中間ピストン２１から第１ピストン片２２および第２ピストン片２３に伝わるのを抑えることができ、サーボピストン２０の一端および他端と、傾転制御シリンダ１７を構成するシリンダ穴１７Ａ，１７Ｂの内周面との間の摩擦を低減することができる。 According to this configuration, even if the intermediate piston 21 generates a tilting moment, the intermediate piston 21 will be able to move the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22 that fits into the first convex spherical surface 21B, and the second convex spherical surface 21B. The second piston piece 23 is tilted along the second concave spherical surface 23B that fits into the spherical surface 21C. As a result, the transmission of the tilting moment from the intermediate piston 21 to the first piston piece 22 and the second piston piece 23 can be suppressed, and one end and the other end of the servo piston 20 constitute the tilting control cylinder 17. Friction between the inner peripheral surfaces of the cylinder holes 17A and 17B can be reduced.

実施形態では、中間ピストン２１の軸方向の一端に形成された第１凸状球面２１Ｂおよび軸方向の他端に形成された第２凸状球面２１Ｃ、第１ピストン片２２の軸方向の他端に形成された第１凹状球面２２Ｂおよび第２ピストン片２３の軸方向の他端に形成された第２凹状球面２３Ｂは、それぞれサーボピストン２０の軸中心Ａ－Ａ上でかつ中間ピストン２１の軸方向の中央に位置する点Ｐを中心とした球面形状に形成されている。 In the embodiment, a first convex spherical surface 21B formed at one end in the axial direction of the intermediate piston 21, a second convex spherical surface 21C formed at the other end in the axial direction, and the other end in the axial direction of the first piston piece 22. The first concave spherical surface 22B formed at the axial end of the second piston piece 23 and the second concave spherical surface 23B formed at the other axial end of the second piston piece 23 are located on the axial center AA of the servo piston 20 and on the axis of the intermediate piston 21, respectively. It is formed into a spherical shape centered on a point P located at the center of the direction.

この構成によれば、中間ピストン２１は、第１凸状球面２１Ｂを第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂに嵌合させ、第２凸状球面２１Ｃを第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂに嵌合させた状態で、軸中心Ａ－Ａ上の点Ｐを中心として円滑に傾転することができる。これにより、中間ピストン２１に作用した傾転モーメントが、第１ピストン片２２および第２ピストン片２３に伝わるのを抑え、第１ピストン片２２および第２ピストン片２３に対し、軸方向の力のみを伝えることができる。 According to this configuration, the intermediate piston 21 has the first convex spherical surface 21B fitted into the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22, and the second convex spherical surface 21C fitted into the second concave spherical surface 22B of the second piston piece 23. When fitted onto the spherical surface 23B, it can be smoothly tilted around a point P on the axial center AA. As a result, the tilting moment acting on the intermediate piston 21 is suppressed from being transmitted to the first piston piece 22 and the second piston piece 23, and only the force in the axial direction is applied to the first piston piece 22 and the second piston piece 23. can convey.

実施形態では、中間ピストン２１の第１凸状球面２１Ｂと第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂとの少なくとも一方、中間ピストン２１の第２凸状球面２１Ｃと第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂとの少なくとも一方には、潤滑油を保持する油溝２１Ｄが設けられている。この構成によれば、油溝２１Ｄに保持された潤滑油により、第１凸状球面２１Ｂと第１凹状球面２２Ｂとの摺動面、および第２凸状球面２１Ｃと第２凹状球面２３Ｂとの摺動面を適正に潤滑することができる。この結果、中間ピストン２１は、第１凹状球面２２Ｂおよび第２凹状球面２３Ｂに沿って円滑に傾転することができる。 In the embodiment, at least one of the first convex spherical surface 21B of the intermediate piston 21 and the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22, the second convex spherical surface 21C of the intermediate piston 21, and the second convex spherical surface 21C of the second piston piece 23 At least one side of the concave spherical surface 23B is provided with an oil groove 21D for holding lubricating oil. According to this configuration, the lubricating oil held in the oil groove 21D causes the sliding surface between the first convex spherical surface 21B and the first concave spherical surface 22B, and the sliding surface between the second convex spherical surface 21C and the second concave spherical surface 23B to Sliding surfaces can be properly lubricated. As a result, the intermediate piston 21 can smoothly tilt along the first concave spherical surface 22B and the second concave spherical surface 23B.

次に、図７は本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態の特徴は、第１液圧室内の油液を第１ピストン片の凹状球面に導く第１油路が、第１ピストン片に設けられると共に、第２液圧室内の油液を第２ピストン片の凹状球面に導く第２油路が、第２ピストン片に設けることにある。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。 Next, FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that a first oil passage is provided in the first piston piece to guide the oil liquid in the first hydraulic pressure chamber to the concave spherical surface of the first piston piece, and a first oil passage that guides the oil liquid in the second hydraulic pressure chamber to the concave spherical surface of the first piston piece is provided. A second oil passage leading to the concave spherical surface of the two piston pieces is provided in the second piston piece. Note that, in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図７において、第２の実施形態による傾転アクチュエータ３１は、第１の実施形態による傾転アクチュエータ１６と同様に、一対のシリンダ穴１７Ａおよびシリンダ穴１７Ｂからなる傾転制御シリンダ１７と、サーボピストン３２とを含んで構成され、サーボピストン３２は、中間ピストン３３と、第１ピストン片２２と、第２ピストン片２３とにより構成されている。しかし、第１ピストン片２２に第１油路３４が設けられ、第２ピストン片２３に第２油路３５が設けられている点で、第１の実施形態とは相違している。 In FIG. 7, the tilting actuator 31 according to the second embodiment, like the tilting actuator 16 according to the first embodiment, includes a tilting control cylinder 17 consisting of a pair of cylinder holes 17A and 17B, and a servo piston. The servo piston 32 includes an intermediate piston 33, a first piston piece 22, and a second piston piece 23. However, this embodiment is different from the first embodiment in that the first piston piece 22 is provided with a first oil passage 34 and the second piston piece 23 is provided with a second oil passage 35.

中間ピストン３３は、サーボピストン３２の軸方向の中間部を構成し、シリンダ穴１７Ａ，１７Ｂに摺動可能に挿嵌されている。中間ピストン３３は、第１の実施形態による中間ピストン２１と同様に、軸方向の中央部の外周面に連結溝３３Ａが形成され、軸方向の一端に第１凸状球面３３Ｂが形成され、軸方向の他端に第２凸状球面３３Ｃが形成されている。第１凸状球面３３Ｂおよび第２凸状球面３３Ｃは、中間ピストン３３の軸中心Ａ－Ａ上の点Ｐを中心とした等しい半径Ｒの凸球面状に形成され、第１凸状球面３３Ｂは、第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂに摺動可能に嵌合し、第２凸状球面３３Ｃは、第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂに摺動可能に嵌合している。しかし、中間ピストン３３は、第１凸状球面３３Ｂおよび第２凸状球面３３Ｃの表面に油溝が形成されていない点で、第１の実施形態による中間ピストン２１とは異なっている。 The intermediate piston 33 constitutes an axially intermediate portion of the servo piston 32, and is slidably inserted into the cylinder holes 17A, 17B. Similar to the intermediate piston 21 according to the first embodiment, the intermediate piston 33 has a connecting groove 33A formed on the outer circumferential surface of the central portion in the axial direction, and a first convex spherical surface 33B formed at one end in the axial direction. A second convex spherical surface 33C is formed at the other end in the direction. The first convex spherical surface 33B and the second convex spherical surface 33C are formed in a convex spherical shape with an equal radius R centered on a point P on the axial center AA of the intermediate piston 33, and the first convex spherical surface 33B is , is slidably fitted into the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22, and the second convex spherical surface 33C is slidably fitted into the second concave spherical surface 23B of the second piston piece 23. . However, the intermediate piston 33 differs from the intermediate piston 21 according to the first embodiment in that oil grooves are not formed on the surfaces of the first convex spherical surface 33B and the second convex spherical surface 33C.

第１油路３４は、第１ピストン片２２に設けられている。第１油路３４は、例えばサーボピストン３２の軸中心Ａ－Ａ上に配置され、第１ピストン片２２を軸方向に貫通している。即ち、第１油路３４の一端は、第１液圧室１９Ａに開口し、第１油路３４の他端は、第１凹状球面２２Ｂに開口している。また、第１油路３４の中間部には、絞り３４Ａが設けられている。これにより、第１液圧室１９Ａに圧油（傾転制御圧）が供給されると、この圧油の一部が、第１油路３４および絞り３４Ａを通じて第１凹状球面２２Ｂに潤滑油として導かれる。これにより、第１凹状球面２２Ｂと中間ピストン３３の第１凸状球面３３Ｂとの摺動部が、潤滑油によって適宜に潤滑される。 The first oil passage 34 is provided in the first piston piece 22 . The first oil passage 34 is arranged, for example, on the axial center AA of the servo piston 32, and passes through the first piston piece 22 in the axial direction. That is, one end of the first oil passage 34 opens to the first hydraulic pressure chamber 19A, and the other end of the first oil passage 34 opens to the first concave spherical surface 22B. Further, a throttle 34A is provided in the intermediate portion of the first oil passage 34. As a result, when pressure oil (tilting control pressure) is supplied to the first hydraulic pressure chamber 19A, a part of this pressure oil is delivered to the first concave spherical surface 22B as lubricating oil through the first oil passage 34 and the throttle 34A. be guided. As a result, the sliding portion between the first concave spherical surface 22B and the first convex spherical surface 33B of the intermediate piston 33 is appropriately lubricated with the lubricating oil.

第２油路３５は、第２ピストン片２３に設けられている。第２油路３５は、例えばサーボピストン３２の軸中心Ａ－Ａ上に配置され、第２ピストン片２３を軸方向に貫通している。即ち、第２油路３５の一端は、第２液圧室１９Ｂに開口し、第２油路３５の他端は、第２凹状球面２３Ｂに開口している。また、第２油路３５の中間部には、絞り３５Ａが設けられている。これにより、第２液圧室１９Ｂに圧油（傾転制御圧）が供給されると、この圧油の一部が、第２油路３５および絞り３５Ａを通じて第２凹状球面２３Ｂに潤滑油として導かれる。これにより、第２凹状球面２３Ｂと中間ピストン３３の第２凸状球面３３Ｃとの摺動部が、潤滑油によって適宜に潤滑される。 The second oil passage 35 is provided in the second piston piece 23. The second oil passage 35 is arranged, for example, on the axial center AA of the servo piston 32, and passes through the second piston piece 23 in the axial direction. That is, one end of the second oil passage 35 opens to the second hydraulic pressure chamber 19B, and the other end of the second oil passage 35 opens to the second concave spherical surface 23B. Further, a throttle 35A is provided in the middle portion of the second oil passage 35. As a result, when pressure oil (tilting control pressure) is supplied to the second hydraulic pressure chamber 19B, a part of this pressure oil is delivered to the second concave spherical surface 23B as lubricating oil through the second oil passage 35 and the throttle 35A. be guided. As a result, the sliding portion between the second concave spherical surface 23B and the second convex spherical surface 33C of the intermediate piston 33 is appropriately lubricated with the lubricating oil.

第２の実施形態による傾転アクチュエータ３１は、上述の如きサーボピストン３２を有するもので、この傾転アクチュエータ３１においても、第１の実施形態による傾転アクチュエータ１６と同様な作用効果を得ることができる。 The tilting actuator 31 according to the second embodiment has the servo piston 32 as described above, and the same effects as the tilting actuator 16 according to the first embodiment can be obtained in this tilting actuator 31 as well. can.

然るに、本実施形態によれば、第１ピストン片２２に第１油路３４を設けることにより、第１液圧室１９Ａに供給された圧油を利用して、第１凹状球面２２Ｂと中間ピストン３３の第１凸状球面３３Ｂとの摺動部を潤滑することができる。同様に、第２ピストン片２３に第２油路３５を設けることにより、第２液圧室１９Ｂに供給された圧油を利用して、第２凹状球面２３Ｂと中間ピストン３３の第２凸状球面３３Ｃとの摺動部を潤滑することができる。この結果、中間ピストン３３の第１凸状球面３３Ｂおよび第２凸状球面３３Ｃの表面に、潤滑油を保持するための油溝を形成する必要がなく、この分、中間ピストン３３の構造を簡素化することができ、傾転アクチュエータ３１全体の製造コストの低減にも寄与することができる。 However, according to the present embodiment, by providing the first oil passage 34 in the first piston piece 22, the pressure oil supplied to the first hydraulic pressure chamber 19A is used to connect the first concave spherical surface 22B and the intermediate piston. It is possible to lubricate the sliding portion between the first convex spherical surface 33B and the first convex spherical surface 33B. Similarly, by providing the second oil passage 35 in the second piston piece 23, the second concave spherical surface 23B and the second convex surface of the intermediate piston 33 are The sliding part with the spherical surface 33C can be lubricated. As a result, there is no need to form oil grooves for retaining lubricating oil on the surfaces of the first convex spherical surface 33B and the second convex spherical surface 33C of the intermediate piston 33, which simplifies the structure of the intermediate piston 33. This can also contribute to reducing the manufacturing cost of the entire tilting actuator 31.

なお、第１の実施形態では、中間ピストン２１の第１凸状球面２１Ｂおよび第２凸状球面２１Ｃの表面にのみ、油溝２１Ｄを設ける構成を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１ピストン片２２の第１凹状球面２２Ｂおよび第２ピストン片２３の第２凹状球面２３Ｂの表面にのみ、油溝を設ける構成としてもよい。また、互いに摺動する第１凸状球面２１Ｂと第１凹状球面２２Ｂの両方、および第２凸状球面２１Ｃと第２凹状球面２３Ｂの両方に、それぞれ油溝を設ける構成としてもよい。 Note that in the first embodiment, a configuration is illustrated in which the oil groove 21D is provided only on the surfaces of the first convex spherical surface 21B and the second convex spherical surface 21C of the intermediate piston 21. However, the present invention is not limited to this. For example, oil grooves may be provided only on the surfaces of the first concave spherical surface 22B of the first piston piece 22 and the second concave spherical surface 23B of the second piston piece 23. Further, oil grooves may be provided in both the first convex spherical surface 21B and the first concave spherical surface 22B, and in both the second convex spherical surface 21C and the second concave spherical surface 23B, which slide against each other.

また、実施形態では、傾転アクチュエータ１６を備えた可変容量型液圧回転機として可変容量型の斜板式油圧ポンプ１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば可変容量型の斜板式油圧モータにも適用することができ、可変容量型の斜軸式油圧ポンプおよび斜軸式油圧モータにも適用することができる。 Further, in the embodiment, a variable displacement swash plate hydraulic pump 1 is illustrated as a variable displacement hydraulic rotating machine including a tilting actuator 16. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to, for example, a variable displacement swash plate type hydraulic motor, and can also be applied to a variable displacement type slant axis hydraulic pump and an oblique axis hydraulic motor.

１斜板式油圧ポンプ（可変容量型液圧回転機）
１１斜板（容量可変機構）
１６，３１傾転アクチュエータ
１７傾転制御シリンダ
１９Ａ第１液圧室
１９Ｂ第２液圧室
２０，３２サーボピストン
２１，３３中間ピストン
２１Ａ，３３Ａ連結溝（可変機構連結部）
２１Ｂ，３３Ｂ第１凸状球面
２１Ｃ，３３Ｃ第２凸状球面
２２第１ピストン片
２２Ａ，２３Ａ受圧面
２２Ｂ第１凹状球面
２３第２ピストン片
２３Ｂ第２凹状球面
３４第１油路
３５第２油路 1 Swash plate hydraulic pump (variable displacement hydraulic rotating machine)
11 Swash plate (variable capacity mechanism)
16, 31 Tilt actuator 17 Tilt control cylinder 19A First hydraulic pressure chamber 19B Second hydraulic pressure chamber 20, 32 Servo piston 21, 33 Intermediate piston 21A, 33A Connection groove (variable mechanism connection part)
21B, 33B First convex spherical surface 21C, 33C Second convex spherical surface 22 First piston piece 22A, 23A Pressure receiving surface 22B First concave spherical surface 23 Second piston piece 23B Second concave spherical surface 34 First oil path 35 Second oil road

Claims

a tilting control cylinder to which tilting control pressure is supplied and discharged; and a first hydraulic pressure chamber and a second hydraulic pressure chamber that are slidably fitted in the tilting control cylinder in the axial direction. A servo piston defining a
In the hydraulic rotating machine, the servo piston drives the variable displacement mechanism in a tilting manner by being displaced in the axial direction by a tilting control pressure supplied and discharged into the first hydraulic pressure chamber and the second hydraulic pressure chamber,
The servo piston is
an intermediate piston provided with a variable mechanism connecting portion connected to the variable capacity mechanism;
a first piston piece whose one axial end serves as a pressure receiving surface that receives the tilting control pressure supplied to the first hydraulic pressure chamber, and whose other axial end abuts one axial end of the intermediate piston;
a second piston piece whose one axial end is a pressure receiving surface that receives the tilting control pressure supplied to the second hydraulic pressure chamber, and whose other axial end is in contact with the other axial end of the intermediate piston; ,
One end and the other end in the axial direction of the intermediate piston are formed as convex spherical surfaces having a spherical shape having the same radius centered on a point on the axial center of the servo piston,
The other axial end of the first piston piece and the other axial end of the second piston piece each have a spherical shape with the same radius as the convex spherical surface centered on a point on the axial center of the servo piston. A hydraulic rotary machine having a concave spherical surface that is slidably fitted into the convex spherical surface.

The convex spherical surfaces formed at one end and the other end in the axial direction of the intermediate piston, and the concave spherical surfaces formed at the other ends in the axial direction of the first piston piece and the second piston piece, respectively, 2. The hydraulic rotary machine according to claim 1, wherein the hydraulic rotating machine is formed into a spherical shape centered on a point located on the axial center of the intermediate piston and at the axial center of the intermediate piston.

An oil groove for retaining lubricating oil is provided in at least one of the convex spherical surface of the intermediate piston and the concave spherical surfaces of the first piston piece and the second piston piece. The hydraulic rotating machine according to item 1 or 2.

The first piston piece is provided with a first oil passage that guides the oil in the first hydraulic pressure chamber to the concave spherical surface of the first piston piece,
3. The second piston piece is provided with a second oil passage that guides the oil in the second hydraulic pressure chamber to the concave spherical surface of the second piston piece. hydraulic rotating machine.