JP3913920B2

JP3913920B2 - Variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine

Info

Publication number: JP3913920B2
Application number: JP02241899A
Authority: JP
Inventors: 哲也坂入; 晴雄国分; 重孝中村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP2000220569A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械において可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータ等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。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、傾転アクチュエータで斜板を傾転駆動することにより、油圧ポンプの場合には吐出容量を可変とし、油圧モータの場合には回転速度やトルクを可変に制御する構成とした可変容量型斜板式液圧回転機は知られている。
【０００３】
そこで、この種の従来技術による可変容量型斜板式液圧回転機を、可変容量型斜板式油圧ポンプとして用いた場合を例に挙げ、図５及び図６を参照して説明する。
【０００４】
図において、１は油圧ポンプのケーシングで、該ケーシング１は、一端側が閉塞端２Ａとなり、他端側が開口端２Ｂとなった段付筒状のケーシング本体２と、該ケーシング本体２の開口端２Ｂ側を閉塞したフロントケーシングとしての蓋体３とから構成されている。また、ケーシング本体２の長さ方向中間部にはシリンダブロック収容穴２Ｃの径方向外側に位置して、後述する傾転アクチュエータ１４，１５のシリンダ穴１４Ａ，１５Ａが形成されている。
【０００５】
４はケーシング１内に軸受等を介して回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸４は一端側がケーシング本体２の閉塞端２Ａ側に回転可能に取付けられ、他端側は蓋体３から外部に突出している。そして、回転軸４の突出端４Ａ側にはディーゼルエンジン等の原動機が動力伝達機構（いずれも図示せず）を介して連結され、これによって回転軸４は外部から回転駆動されるものである。
【０００６】
５はケーシング本体２のシリンダブロック収容穴２Ｃ内に回転軸４を介して設けられたシリンダブロックで、該シリンダブロック５はケーシング１内で回転軸４の外周側にスプライン結合され、回転軸４と一体に回転駆動される。そして、シリンダブロック５には軸方向に延びる複数のシリンダ６（１本のみ図示）が回転軸４の周囲に穿設され、該各シリンダ６の一端側は後述の切換弁板７に摺接するものである。
【０００７】
７はシリンダブロック５と摺接するようにケーシング本体２の閉塞端２Ａ側に固着された切換弁板で、該切換弁板７には眉形状をなす一対の給排ポート７Ａ，７Ｂが形成され、該給排ポート７Ａ，７Ｂ間には切換弁板７の中心側に位置して回転軸４用の軸挿通穴７Ｃが穿設されている。
【０００８】
８Ａ，８Ｂはケーシング本体２の閉塞端２Ａ側に形成された一対の給排通路を示し、該給排通路８Ａ，８Ｂは切換弁板７の給排ポート７Ａ，７Ｂに連通し、シリンダブロック５の回転に伴って後述するタンク１７（図６参照）内の作動油を各シリンダ６内に吸入させると共に、各シリンダ６内で加圧された圧油を外部に吐出させるものである。
【０００９】
９，９，…はシリンダブロック５の各シリンダ６内に摺動可能に挿嵌されたピストンで、該各ピストン９はシリンダブロック５の回転に伴って各シリンダ６内を往復動し、切換弁板７側から各シリンダ６内に作動油を吸込ませつつ、これを各シリンダ６内で高圧の圧油に加圧するものである。また、各シリンダ６から突出する各ピストン９の端部にはシュー１０がそれぞれ揺動可能に装着され、該各シュー１０は環状のシュー押え１１等により後述の斜板１２側に向けて押圧されている。
【００１０】
ここで、各シリンダ６内を往復動する各ピストン９は、図５に示す如く回転軸４の上側となる位置で下死点位置となり、下側に位置したときには上死点位置となる。そして、シリンダブロック５が１回転する間に、各ピストン９は各シリンダ６内を上死点から下死点に向けて摺動変位する吸込行程と、下死点から上死点に向けて摺動変位する吐出行程とを繰返すことになる。
【００１１】
即ち、シリンダブロック５の半回転分に相当するピストン９の吸込行程では、給排通路８Ａ，８Ｂのうち、例えば吸込側となる給排通路８Ａ側から切換弁板７の給排ポート７Ａを通じて各シリンダ６内に作動油を吸入させる。また、シリンダブロック５の残りの半回転分に相当するピストン９の吐出行程では、各ピストン９が各シリンダ６内に押込まれるようになり、前記吸込行程で各シリンダ６内に吸入した作動油を加圧する。そして、各シリンダ６内で加圧された作動油は高圧の圧油となって、例えば切換弁板７の給排ポート７Ｂ側から給排通路８Ｂを通じて外部へと吐出されるものである。
【００１２】
１２はケーシング１の蓋体３側に傾転可能に設けられた斜板で、該斜板１２は一側（表面側）が、各シュー１０を摺動可能に案内する平滑面１２Ａとなり、その中央部には回転軸４用の軸挿通穴１２Ｂが穿設されている。そして、斜板１２には、軸挿通穴１２Ｂの左，右両側に一対の脚部１２Ｃ（一方のみ図示）が形成され、該各脚部１２Ｃの表面側は平滑面１２Ａの一部を構成している。また、各脚部１２Ｃの裏面側は後述の傾転支持部材１３側に向けて突出する凸湾曲面１２Ｄとなり、該各凸湾曲面１２Ｄは一定の曲率半径をもって形成されている。
【００１３】
１３は斜板１２の裏面側に位置してケーシング１の蓋体３に設けられた傾転支持部材で、該傾転支持部材１３は耐摩耗性の高い材料により形成され、その中心側には回転軸４が挿通される軸挿通穴１３Ａを有している。また、傾転支持部材１３には、軸挿通穴１３Ａの左，右両側に一対の凹湾曲面部１３Ｂ（一方のみ図示）が設けられ、該各凹湾曲面部１３Ｂは斜板１２の凸湾曲面１２Ｄに対応して一定の曲率半径をもった円弧面として形成されている。
【００１４】
ここで、傾転支持部材１３の各凹湾曲面部１３Ｂ内には斜板１２の各脚部１２Ｃが凸湾曲面１２Ｄを介して摺動可能に嵌合され、これにより斜板１２は図５中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転される。そして、斜板１２は矢示Ａ方向に傾転駆動されるときに傾転角が大きくなり、これによって各シリンダ６に対する各ピストン９のストローク量を長くし、ポンプ容量（圧油の吐出量）を増大させる。また、斜板１２の傾転角を小さくするために矢示Ｂ方向に傾転駆動したときには、各シリンダ６に対する各ピストン９のストローク量が短くなることによって、ポンプ容量は減少される。
【００１５】
１４，１５は斜板１２を傾転駆動する傾転アクチュエータで、該傾転アクチュエータ１４，１５は、斜板１２の傾転方向でシリンダブロック５を径方向外側から挟むように位置してケーシング本体２に形成された第１，第２のシリンダ穴１４Ａ，１５Ａと、該シリンダ穴１４Ａ，１５Ａ内に摺動可能に挿嵌され、シリンダ穴１４Ａ，１５Ａから突出する端部が球形状をなした第１，第２の傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂとから大略構成されている。
【００１６】
また、傾転アクチュエータ１４，１５には、図５に示すようにシリンダ穴１４Ａ，１５Ａと傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂと間に第１，第２の制御圧室１４Ｃ，１５Ｃが形成されている。そして、該制御圧室１４Ｃ，１５Ｃは後述の容量制御弁２１を通じて傾転制御圧が給排されることにより、傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂをシリンダ穴１４Ａ，１５Ａから斜板１２側に向けて進退させるものである。
【００１７】
この場合、傾転制御ピストン１５Ｂ（シリンダ穴１５Ａ）は、傾転制御ピストン１４Ｂ（シリンダ穴１４Ａ）よりも大径に形成され、その受圧面積差分だけ傾転制御ピストン１５Ｂは、傾転制御ピストン１４Ｂよりも大なる傾転駆動力を発生させる構成となっている。また、制御圧室１４Ｃ，１５Ｃ内には、シリンダ穴１４Ａ，１５Ａの底部と傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂとの間に第１，第２のスプリング１４Ｄ，１５Ｄが配設され、該スプリング１４Ｄ，１５Ｄは傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂをシリンダ穴１４Ａ，１５Ａから突出させる方向に常時付勢している。
【００１８】
さらに、傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂはシリンダブロック５を径方向外側から挟むように斜板１２の表面側に配設され、その球形状をなす端部は斜板１２に常時当接している。そして、傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂは、制御圧室１４Ｃ，１５Ｃ内に給排される傾転制御圧に応じて斜板１２を図５中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動するものである。
【００１９】
次に、１６は傾転制御圧の発生源となるパイロットポンプで、該パイロットポンプ１６は、図６に示す如くタンク１７内の作動油を吸込んで制御管路１８内に傾転制御圧を供給するものである。また、制御管路１８の途中部位には分岐管路１９が設けられ、該分岐管路１９は傾転アクチュエータ１４の制御圧室１４Ｃを制御管路１８を通じてパイロットポンプ１６に接続させるものである。
【００２０】
２０は傾転アクチュエータ１５の制御圧室１５Ｃに接続された他の制御管路、２１は制御管路１８，２０間に設けた容量制御弁で、該容量制御弁２１は、例えば３ポート３位置の油圧パイロット式サーボ弁等により構成され、油圧パイロット部２１Ａに供給される傾転制御用のパイロット圧に応じて中立位置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換制御される。
【００２１】
ここで、容量制御弁２１は、ばね２１Ｂに抗して中立位置（イ）から切換位置（ロ）に切換えられたときに、制御管路１８，２０及び分岐管路１９を共にパイロットポンプ１６と接続させ、制御圧室１４Ｃ，１５Ｃ内にパイロットポンプ１６からの傾転制御圧を供給させる。このとき、制御圧室１４Ｃ，１５Ｃ内は同一の圧力状態となるが、傾転制御ピストン１４Ｂよりも傾転制御ピストン１５Ｂの方が大なる受圧面積を有しているため、より大きな傾転駆動力を発生でき、斜板１２は傾転制御ピストン１５Ｂにより矢示Ａ方向へと大傾転側に駆動される。
【００２２】
また、容量制御弁２１を中立位置（イ）から切換位置（ハ）に切換えたときには、制御圧室１５Ｃが制御管路２０を介してタンク１７に接続され、制御圧室１４Ｃは制御管路１８及び分岐管路１９を介してパイロットポンプ１６に接続される。このため、制御圧室１４Ｃ内にのみパイロットポンプ１６からの傾転制御圧を供給され、斜板１２は傾転制御ピストン１４Ｂにより矢示Ｂ方向へと小傾転側に駆動される。そして、容量制御弁２１が中立位置（イ）に復帰したときには、制御管路１８，２０及び分岐管路１９が共にタンク１７に接続され、制御圧室１４Ｃ，１５Ｃ内の圧力はタンク圧レベルまで低下することになる。
【００２３】
さらに、２２は容量制御弁２１の制御スリーブ２１Ｃと斜板１２との間に設けられたフィードバックリンクで、該フィードバックリンク２２は斜板１２の傾転動作に追従して制御スリーブ２１Ｃを摺動変位させ、容量制御弁２１のフィードバック制御を行うものである。
【００２４】
従来技術による可変容量型斜板式油圧ポンプは、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。
【００２５】
まず、原動機により回転軸４を回転駆動すると、シリンダブロック５が回転軸４と一体に回転することより、各ピストン９がそれぞれのシリンダ６内を往復動し、各ピストン９は吸込行程と吐出行程とを順次繰返すことになる。そして、この間に各シュー１０は斜板１２の平滑面１２Ａ上を、リング状軌跡を描くように滑動し、各シリンダ６内でのピストン９の往復動を補償する。
【００２６】
また、可変容量型油圧ポンプとしてのポンプ容量を変化させる場合には、傾転アクチュエータ１４，１５の傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂによって斜板１２を図５中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転駆動し、斜板１２の傾転角を変化させる。そして、各シリンダ６内の各ピストン９は、斜板１２の傾転角に応じてストローク量が増，減し、これによってポンプ容量が可変に制御される。
【００２７】
この場合、傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂは互いに異なるピストン部材により構成され、傾転制御ピストン１５Ｂの方が傾転制御ピストン１４Ｂよりも大径に形成されているから、図６に示す容量制御弁２１を切換位置（ロ）に切換えたときには、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧が傾転アクチュエータ１４，１５の制御圧室１４Ｃ，１５Ｃに共に供給されるにも拘らず、斜板１２は大径の傾転制御ピストン１５Ｂにより矢示Ａ方向へと大傾転側に駆動される。
【００２８】
また、容量制御弁２１を切換位置（ハ）に切換えたときには、制御圧室１５Ｃが制御管路２０を介してタンク１７に接続され、制御圧室１４Ｃのみが制御管路１８及び分岐管路１９を介してパイロットポンプ１６に接続されるため、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧は制御圧室１４Ｃ内にのみ供給され、斜板１２は傾転制御ピストン１４Ｂにより矢示Ｂ方向へと小傾転側に駆動される。
【００２９】
そして、斜板１２の傾転角を連続的に変化させて調整するときには、容量制御弁２１を中立位置（イ）と切換位置（ロ），（ハ）との間で繰返し切換制御することにより、傾転制御ピストン１４Ｂ，１５Ｂが選択的に進退動作されるようになり、斜板１２の傾転角は最大傾転角と最小傾転角との間で任意の傾転位置に自動制御されるものである。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、傾転アクチュエータ１４，１５を互いに異なる径寸法をもって構成し、第２の傾転制御ピストン１５Ｂを第１の傾転制御ピストン１４Ｂよりも大径に形成しているため、傾転アクチュエータ１４，１５の構成部品を共通化することができず、部品点数が増加するばかりでなく、部品管理が煩雑化し、組立時の作業性も低下するという問題がある。
【００３１】
また、図５に示す如く傾転アクチュエータ１５の傾転制御ピストン１５Ｂ等を単一のピストン部材により大径に形成しているため、油圧ポンプのケーシング１を小型化するのが難しくなり、装置全体を小型化する場合の障害になるという問題がある。
【００３２】
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、傾転アクチュエータの構成部品を共通化することにより、部品点数を削減して組立時の作業性を向上できる上に、装置全体をコンパクトに形成して小型化を図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。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１による発明は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、軸方向に複数のシリンダが穿設され前記ケーシング内で該回転軸と一体的に回転する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、該各ピストンの突出側の端部に装着されたシューと、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ケーシングに対して傾転可能に支持された斜板と、該斜板を傾転駆動する傾転アクチュエータとからなる可変容量型斜板式液圧回転機に適用される。
【００３４】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記傾転アクチュエータを、前記斜板の傾転方向のうち前記回転軸を挟んだ径方向の一側位置で前記ケーシングに変位可能に設けられ先端側が前記斜板に当接した１個のピストン部材からなる第１の傾転制御ピストンと、前記斜板の傾転方向のうち前記回転軸を挟んだ径方向の他側位置で前記ケーシングに変位可能に設けられ先端側が前記斜板に当接した複数個のピストン部材からなる第２の傾転制御ピストンとを備える構成としたことにある。
【００３５】
このように構成することにより、例えば２個のピストン部材からなる第２の傾転制御ピストンは、単一のピストン部材からなる第１の傾転制御ピストンよりも大きな傾転駆動力を発生でき、傾転制御圧を両方の傾転制御ピストン側に供給した場合には、第２の傾転制御ピストンにより斜板を例えば大傾転側へと傾転駆動することができる。そして、第１の傾転制御ピストン側にのみ傾転制御圧を供給した場合には、第１の傾転制御ピストンにより斜板を小傾転側へと傾転駆動することができる。
【００３６】
また、請求項２の発明では、第１，第２の傾転制御ピストンは互いに同一のピストン部材により構成している。これにより、第１，第２の傾転制御ピストンを共通のピストン部材で形成でき、部品の共通化を図ることができる。
【００３７】
一方、請求項３の発明が採用する構成の特徴は、傾転アクチュエータを、回転軸を挟んで斜板の傾転方向の一側位置，他側位置にそれぞれ設けられた第１，第２のシリンダ穴と、該第１，第２のシリンダ穴内に摺動可能に挿嵌され該第１，第２のシリンダ穴から突出する端部が斜板に当接した第１，第２の傾転制御ピストンと、該第１，第２の傾転制御ピストンと第１，第２のシリンダ穴との間に形成され、外部から傾転制御圧が給排されることにより前記第１，第２の傾転制御ピストンを第１，第２のシリンダ穴から進退させる第１，第２の制御圧室と、該第１，第２の制御圧室内に配設され前記第１，第２の傾転制御ピストンを前記斜板に向けて常時付勢する第１，第２の付勢部材とから構成し、かつ前記第２のシリンダ穴の個数は第１のシリンダ穴の個数よりも多くし、該各シリンダ穴内に設ける前記第１，第２の傾転制御ピストン及び第１，第２の付勢部材はそれぞれ共通部材により構成したことにある。
【００３８】
このように構成することにより、互いに個数が異なる第１，第２のシリンダ穴を同一の穴径に形成でき、各シリンダ穴内にはそれぞれ異なる個数の第１，第２の傾転制御ピストン及び第１，第２の付勢部材を装着して、部品の共通化を図ることができる。
【００３９】
また、請求項４の発明では、第１の傾転制御ピストンは斜板を小傾転側に駆動する位置に設け、第２の傾転制御ピストンは前記斜板を大傾転側に駆動する位置に設ける構成としている。これにより、第１の傾転制御ピストンで斜板を小傾転側に駆動でき、第２の傾転制御ピストンによって斜板を大傾転側に駆動することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
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、図１ないし図４に従って可変容量型斜板式の油圧ポンプとして用いた場合を例に挙げて詳細に説明する。なお、実施の形態では前述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４１】
図中、３１は本実施の形態で採用した斜板で、該斜板３１は従来技術で述べた斜板１２と同様に平滑面３１Ａ、軸挿通穴３１Ｂ、一対の脚部３１Ｃ，３１Ｃ及び凸湾曲面３１Ｄを有している。また、斜板３１には、図２に示す如く平滑面３１Ａから径方向外向き突出したピストン当接部３１Ｅ，３１Ｆが一体に形成されているものである。
【００４２】
ここで、斜板３１はピストン当接部３１Ｅ，３１Ｆを含めた全体形状が、図２に示す如く回転軸４の中心Ｏを通るＸ−Ｘ線とＹ−Ｙ線に沿って略十字形状をなすように形成され、Ｙ−Ｙ線は各ピストン９の上死点位置と下死点位置とを結ぶ仮想線を構成するものである。そして、斜板３１はＸ−Ｘ線と直交しＹ−Ｙ線を通る平面に沿って傾転動作し、この平面がなす方向は斜板３１の傾転方向（矢示Ａ，Ｂ方向）と一致するものである。
【００４３】
また、斜板３１の平滑面３１Ａは回転軸４の中心Ｏに対して同心円状なす環状平面として形成され、この平滑面３１Ａ上を各シュー１０がリング状軌跡を描くように摺動変位する。そして、斜板３１の脚部３１Ｃ，３１ＣはＹ−Ｙ線に対して左，右両側の対称位置に配設され、Ｘ−Ｘ線を横切るようにＹ−Ｙ線と平行に延びている。
【００４４】
さらに、斜板３１のピストン当接部３１Ｅ，３１Ｆは、斜板３１の平滑面３１Ａに対し径方向外側へとＹ−Ｙ線に沿って突出し、その表面側は平滑面３１Ａと略平行な平面からなるピストン当接面となっている。そして、ピストン当接部３１Ｅ，３１Ｆには後述の傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂが常時当接し、斜板３１は傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂからの駆動力によって図１中の矢示Ａ，Ｂ方向に傾転動作するものである。
【００４５】
３２，３３は斜板３１を傾転駆動する傾転アクチュエータで、該傾転アクチュエータ３２，３３は、シリンダブロック５を径方向外側から挟むように前記Ｙ−Ｙ線に対応する位置でケーシング本体２に有底穴としての形成された第１，第２のシリンダ穴３２Ａ，３３Ａと、該シリンダ穴３２Ａ，３３Ａ内に摺動可能に挿嵌され、シリンダ穴３２Ａ，３３Ａから突出する端部が球形状をなした第１，第２の傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂとから大略構成されている。
【００４６】
ここで、傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂは回転軸４（シリンダブロック５）を径方向外側から挟むように斜板３１の表面側に配設され、その球形状をなす端部はピストン当接部３１Ｅ，３１Ｆの表面側に常時当接している。そして、これらの傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂは互いに同一のピストン部材により構成され、第１の傾転制御ピストン３２Ｂが単一のピストン部材からなるのに対し、第２の傾転制御ピストン３３Ｂは、図２に示す如くＹ−Ｙ線を左，右両側から挟むように配置された一対（２個）のピストン部材により構成されている。
【００４７】
このため、傾転アクチュエータ３３側では、図３に示す如く互いに同一の穴径を有した一対のシリンダ穴３３Ａ，３３Ａが形成され、該各シリンダ穴３３Ａ内に各傾転制御ピストン３３Ｂが摺動可能に設けられている。また、図１、図３に示すようにシリンダ穴３２Ａ，３３Ａと傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂと間には、それぞれ第１，第２の制御圧室３２Ｃ，３３Ｃが形成され、該制御圧室３２Ｃ，３３Ｃは後述の傾転制御圧が給排されることにより、傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂをシリンダ穴３２Ａ，３３Ａから斜板３１のピストン当接部３１Ｅ，３１Ｆ側に向けて進退させるものである。
【００４８】
さらに、制御圧室３２Ｃ，３３Ｃ内には、シリンダ穴３２Ａ，３３Ａの底部と傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂとの間にそれぞれ同一部材からなる第１，第２の付勢部材としてのスプリング３２Ｄ，３３Ｄが配設され、該スプリング３２Ｄ，３３Ｄは傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂをシリンダ穴３２Ａ，３３Ａから突出させる方向に常時付勢している。
【００４９】
そして、単一のピストン部材からなる第１の傾転制御ピストン３２Ｂは、図１に示す如く斜板３１のピストン当接部３１Ｅに常時当接し、従来技術で述べた第１の傾転制御ピストン１４Ｂと同様に図４に示す分岐管路１９を通じて制御圧室３２Ｃ内に傾転制御圧が供給されることにより、斜板３１を小傾転側へと矢示Ｂ方向に傾転駆動するものである。
【００５０】
一方、２個のピストン部材からなる第２の傾転制御ピストン３３Ｂ，３３Ｂは、図１及び図３に示すように斜板３１のピストン当接部３１Ｆに常時当接し、各制御圧室３３Ｃに対する合計の受圧面積は第１の傾転制御ピストン３２Ｂに対し２倍の大きさとなっている。このため、第２の各傾転制御ピストン３３Ｂは第１の傾転制御ピストン３２Ｂよりも大なる傾転駆動力を発生し、後述の制御管路３４を通じて各制御圧室３３Ｃ内に給排される傾転制御圧に応じて斜板３１を大傾転側へと矢示Ａ方向に傾転駆動するものである。
【００５１】
さらに、３４は本実施の形態で採用した制御管路で、該制御管路３４は従来技術で述べた制御管路２０とほぼ同様に構成されているものの、該制御管路３４は図１、図４に示す如く先端側が二又状に分岐し、傾転アクチュエータ３３の第２の制御圧室３３Ｃ，３３Ｃに接続されている。
【００５２】
そして、制御管路３４の基端側は容量制御弁２１を介して制御管路１８とタンク１７とに選択的に接続され、容量制御弁２１が切換位置（ロ）に切換えられたときには、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧を制御管路１８，３４を通じて各制御圧室３３Ｃに供給させる。また、容量制御弁２１が中立位置（イ）または切換位置（ハ）に切換えられている間は、制御管路３４がタンク１７に接続され、各制御圧室３３Ｃは共にタンク圧レベルまで圧力が減少するものである。
【００５３】
本実施の形態による可変容量型斜板式油圧ポンプは上述の如き構成を有するもので、その基本的作動については従来技術によるものと格別差異はない。
【００５４】
然るに、本実施の形態によれば、斜板３１の傾転方向のうちシリンダブロック５の径方向一側に設ける傾転アクチュエータ３２を、それぞれ単一のシリンダ穴３２Ａ、傾転制御ピストン３２Ｂ、制御圧室３２Ｃ及びスプリング３２Ｄによって構成し、シリンダブロック５の径方向他側に設ける傾転アクチュエータ３３については、それぞれ２個のシリンダ穴３３Ａ，３３Ａ、傾転制御ピストン３３Ｂ，３３Ｂ、制御圧室３３Ｃ，３３Ｃ及びスプリング３３Ｄ，３３Ｄで構成することによって、例えば傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂ，３３Ｂ及びスプリング３２Ｄ，３３Ｄ，３３Ｄをそれぞれ同一部材で形成するようにしている。
【００５５】
このため、傾転アクチュエータ３２，３３の構成部品である傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂを共通部品にできると共に、スプリング３２Ｄ，３３Ｄについても部品を共通化することができ、部品点数を確実に削減できる。また、部品点数を削減することにより、部品管理等を簡略化でき、組立時の作業性も向上させることができる。
【００５６】
そして、図４に示す容量制御弁２１を中立位置（イ）から切換位置（ロ）に切換えたときには、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧を制御管路１８，３４を通じて傾転アクチュエータ３２の各制御圧室３３Ｃに供給できる。この場合、傾転アクチュエータ３３の制御圧室３２Ｃも分岐管路１９を通じてパイロットポンプ１６に接続され、この制御圧室３２Ｃにも同じ傾転制御圧が供給されることになる。
【００５７】
しかし、傾転アクチュエータ３３の傾転制御ピストン３３Ｂ，３３Ｂは、各制御圧室３３Ｃに対する合計の受圧面積が傾転アクチュエータ３２の傾転制御ピストン３２Ｂに対して２倍の大きさとなっているため、傾転制御ピストン３３Ｂ，３３Ｂは傾転制御ピストン３２Ｂのほぼ２倍の傾転駆動力を発生でき、容量制御弁２１が切換位置（ロ）に切換えられる間は、各制御圧室３３Ｃ内に給排される傾転制御圧に応じて斜板３１を大傾転側へと矢示Ａ方向に傾転駆動することができる。
【００５８】
また、容量制御弁２１が切換位置（ハ）側に切換えられるときには、制御管路３４がタンク１７に接続され、各制御圧室３３Ｃは共にタンク圧レベルまで圧力が減少するため、傾転アクチュエータ３３の各傾転制御ピストン３３Ｂによる傾転駆動力はスプリング３３Ｄの付勢力に依存した最小の力まで低下する。これに対し、傾転アクチュエータ３２の傾転制御ピストン３２Ｂは、パイロットポンプ１６からの傾転制御圧が分岐管路１９を通じて制御圧室３２Ｃ内に供給されるため、この傾転制御圧により斜板３１を小傾転側へと矢示Ｂ方向に傾転駆動することができる。
【００５９】
従って、本実施の形態によれば、傾転アクチュエータ３２，３３の構成部品である傾転制御ピストン３２Ｂ，３３Ｂを共通のピストン部材により形成できると共に、スプリング３２Ｄ，３３Ｄについても部品を共通化でき、部品点数を確実に削減することができる。そして、部品点数を削減することにより、部品管理等を簡略化でき、組立時の作業性も向上させることができる。
【００６０】
また、傾転アクチュエータ３３の傾転制御ピストン３３Ｂを２個のピストン部材で構成することにより、油圧ポンプのケーシング１に対して各傾転制御ピストン３３Ｂをレイアウト設計する上での自由度が増大し、これによってケーシング１の径方向寸法を小さくでき、装置全体の小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、前記実施の形態では、第１の傾転制御ピストン３２Ｂを１個のピストン部材により構成し、第２の傾転制御ピストン３３Ｂを２個のピストン部材で構成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば第１の傾転制御ピストンを２個のピストン部材で構成し、第２の傾転制御ピストンを３個以上ピストン部材により構成してもよいものである。
【００６２】
また、前記実施の形態では、シリンダブロック５を径方向外側から挟むように２組の傾転アクチュエータ３２，３３を用いて斜板３１を傾転駆動するものとして述べたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば特開平８−２００２０９号公報に開示されているように、斜板の裏面側に位置してケーシングに傾転アクチュエータを設ける形式のものに適用してもよい。
【００６３】
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油圧ポンプとして用いる場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば可変容量斜板式の油圧モータ等にも広く適用できるものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１に記載の発明によれば、斜板の傾転方向のうち回転軸を挟んだ径方向の一側位置に１個のピストン部材からなる第１の傾転制御ピストンを設け、径方向の他側位置には複数個のピストン部材からなる第２の傾転制御ピストンを設ける構成としたから、例えば複数個のピストン部材からなる第２の傾転制御ピストンによって、１個のピストン部材からなる第１の傾転制御ピストンよりも大きな傾転駆動力を発生でき、斜板を安定して傾転駆動することができる。これにより、傾転アクチュエータの各構成部品を共通化することが可能となり、部品点数を削減して組立時の作業性を向上できると共に、装置全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００６５】
また、請求項２に記載の発明では、第１，第２の傾転制御ピストンを互いに同一のピストン部材で構成しているため、第１，第２の傾転制御ピストンに共通部品を用いることができ、組立時の作業性を向上できると共に、部品管理等を簡略化することができる。
【００６６】
一方、請求項３に記載の発明では、傾転アクチュエータを構成する第１，第２のシリンダ穴を、第２のシリンダ穴の個数が第１のシリンダ穴の個数よりも多くなるように互いに異なる個数をもって形成し、該各シリンダ穴内に設ける第１，第２の傾転制御ピストン及び第１，第２の付勢部材をそれぞれ共通部材により構成しているから、互いに個数が異なる第１，第２のシリンダ穴を同一の穴径に形成できると共に、各シリンダ穴内にはそれぞれ異なる個数の第１，第２の傾転制御ピストン及び第１，第２の付勢部材を装着して、部品の共通化を図ることができる。従って、傾転アクチュエータの各構成部品を共通化することにより、部品点数を確実に削減することができ、組立時の作業性を向上できると共に、装置全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００６７】
また、請求項４に記載の発明では、第１の傾転制御ピストンは斜板を小傾転側に駆動する位置に設け、第２の傾転制御ピストンは前記斜板を大傾転側に駆動する位置に設ける構成としているから、第１の傾転制御ピストンで斜板を小傾転側に駆動でき、第２の傾転制御ピストンによって斜板を大傾転側へと安定させて駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による可変容量型斜板式の油圧ポンプを示す縦断面図である。
【図２】図１中の斜板を拡大して示す正面図である。
【図３】第２の傾転制御ピストン及び斜板のピストン当接部等を拡大して示す図１中の矢示 III−III 方向からみた断面図である。
【図４】斜板を傾転駆動する傾転アクチュエータ及び容量制御弁等を示す油圧回路図である。
【図５】従来技術による可変容量型斜板式の油圧ポンプを示す縦断面図である。
【図６】従来技術の傾転アクチュエータ及び容量制御弁等を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１ケーシング
４回転軸
５シリンダブロック
６シリンダ
９ピストン
１０シュー
３１斜板
３１Ａ平滑面
３１Ｅ，３１Ｆピストン当接部
３２，３３傾転アクチュエータ
３２Ａ第１のシリンダ穴
３２Ｂ第１の傾転制御ピストン
３２Ｃ第１の制御圧室
３２Ｄスプリング（第１の付勢部材）
３３Ａ第２のシリンダ穴
３３Ｂ第２の傾転制御ピストン
３３Ｃ第２の制御圧室
３３Ｄスプリング（第２の付勢部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable displacement swash plate type hydraulic rotating machine suitably used as a variable displacement hydraulic pump or hydraulic motor in a construction machine such as a hydraulic excavator.
[0002]
[Prior art]
In general, the displacement displacement of a swash plate is tilted by a tilt actuator so that the discharge capacity is variable in the case of a hydraulic pump, and the rotational speed and torque are variably controlled in the case of a hydraulic motor. Plate type hydraulic rotating machines are known.
[0003]
In view of this, a variable displacement swash plate type hydraulic rotating machine according to this type of prior art is used as a variable displacement swash plate hydraulic pump as an example and will be described with reference to FIGS.
[0004]
In the figure, reference numeral 1 denotes a casing of a hydraulic pump. The casing 1 has a stepped cylindrical casing body 2 with one end side being a closed end 2A and the other end side being an opening end 2B, and an opening end 2B of the casing body 2. It is comprised from the cover body 3 as a front casing which obstruct | occluded the side. Further, cylinder holes 14A and 15A of tilt actuators 14 and 15, which will be described later, are formed at an intermediate portion in the longitudinal direction of the casing body 2 and positioned on the radially outer side of the cylinder block accommodation hole 2C.
[0005]
Reference numeral 4 denotes a rotary shaft that is rotatably provided in the casing 1 via a bearing or the like. The rotary shaft 4 is rotatably attached at one end side to the closed end 2A side of the casing body 2 and at the other end side is a lid 3. Protrudes from the outside. A prime mover such as a diesel engine is connected to the projecting end 4A side of the rotary shaft 4 via a power transmission mechanism (both not shown), whereby the rotary shaft 4 is rotationally driven from the outside.
[0006]
Reference numeral 5 denotes a cylinder block provided in the cylinder block accommodation hole 2C of the casing body 2 via the rotating shaft 4. The cylinder block 5 is splined to the outer peripheral side of the rotating shaft 4 in the casing 1, Driven integrally. A plurality of cylinders 6 (only one is shown) extending in the axial direction are formed in the cylinder block 5 around the rotating shaft 4, and one end side of each cylinder 6 is in sliding contact with a switching valve plate 7 described later. It is.
[0007]
7 is a switching valve plate fixed to the closed end 2A side of the casing body 2 so as to be in sliding contact with the cylinder block 5, and the switching valve plate 7 is formed with a pair of supply / discharge ports 7A and 7B having an eyebrow shape, A shaft insertion hole 7 C for the rotating shaft 4 is formed between the supply / discharge ports 7 A and 7 B so as to be located on the center side of the switching valve plate 7.
[0008]
Reference numerals 8A and 8B denote a pair of supply / discharge passages formed on the closed end 2A side of the casing body 2, and the supply / discharge passages 8A and 8B communicate with the supply / discharge ports 7A and 7B of the switching valve plate 7, The hydraulic oil in a tank 17 (see FIG. 6), which will be described later, is sucked into each cylinder 6 along with the rotation of the cylinder, and the pressurized oil pressurized in each cylinder 6 is discharged to the outside.
[0009]
9, 9,... Are pistons slidably fitted into the cylinders 6 of the cylinder block 5. The pistons 9 reciprocate in the cylinders 6 as the cylinder block 5 rotates, and the switching valves. The hydraulic oil is sucked into each cylinder 6 from the plate 7 side, and is pressurized to high pressure oil in each cylinder 6. In addition, shoes 10 are swingably attached to the end portions of the pistons 9 protruding from the cylinders 6, and the shoes 10 are pressed toward the swash plate 12 (to be described later) by an annular shoe presser 11 or the like. ing.
[0010]
Here, each piston 9 that reciprocates in each cylinder 6 is at the bottom dead center position at a position above the rotating shaft 4 as shown in FIG. 5, and is at the top dead center position when positioned at the bottom. During each rotation of the cylinder block 5, each piston 9 slides in each cylinder 6 from the top dead center to the bottom dead center and slides from the bottom dead center to the top dead center. The discharge stroke that is dynamically displaced is repeated.
[0011]
That is, in the suction stroke of the piston 9 corresponding to half of the rotation of the cylinder block 5, each of the supply / discharge passages 8A and 8B, for example, from the supply / discharge passage 8A on the suction side through the supply / discharge port 7A of the switching valve plate 7 Hydraulic oil is sucked into the cylinder 6. Further, in the discharge stroke of the piston 9 corresponding to the remaining half rotation of the cylinder block 5, each piston 9 is pushed into each cylinder 6, and the hydraulic oil sucked into each cylinder 6 in the suction stroke. Pressurize. The hydraulic fluid pressurized in each cylinder 6 becomes high pressure hydraulic fluid, and is discharged to the outside through the supply / discharge passage 8B from the supply / discharge port 7B side of the switching valve plate 7, for example.
[0012]
Reference numeral 12 denotes a swash plate provided on the lid 3 side of the casing 1 so as to be tiltable, and one side (surface side) of the swash plate 12 serves as a smooth surface 12A for slidably guiding each shoe 10, A shaft insertion hole 12B for the rotating shaft 4 is formed in the central portion. The swash plate 12 is formed with a pair of leg portions 12C (only one is shown) on both the left and right sides of the shaft insertion hole 12B, and the surface side of each leg portion 12C constitutes a part of the smooth surface 12A. ing. Moreover, the back surface side of each leg part 12C becomes the convex curve surface 12D which protrudes toward the below-mentioned inclination support member 13 side, and each said convex curve surface 12D is formed with a fixed curvature radius.
[0013]
A tilt support member 13 is provided on the lid 3 of the casing 1 and is located on the back surface side of the swash plate 12, and the tilt support member 13 is formed of a highly wear-resistant material, It has a shaft insertion hole 13A through which the rotation shaft 4 is inserted. The tilt support member 13 is provided with a pair of concave curved surface portions 13B (only one is shown) on both the left and right sides of the shaft insertion hole 13A, and each concave curved surface portion 13B is a convex curved surface 12D of the swash plate 12. Are formed as circular arc surfaces having a constant radius of curvature.
[0014]
Here, each leg portion 12C of the swash plate 12 is slidably fitted into each concave curved surface portion 13B of the tilting support member 13 via the convex curved surface 12D. It is tilted in the direction of arrows A and B. When the swash plate 12 is tilted in the direction indicated by the arrow A, the tilt angle increases, thereby increasing the stroke amount of each piston 9 with respect to each cylinder 6, and pump capacity (pressure oil discharge amount). Increase. Further, when the swash plate 12 is tilted in the direction indicated by the arrow B in order to reduce the tilt angle, the stroke amount of each piston 9 with respect to each cylinder 6 is shortened, whereby the pump capacity is reduced.
[0015]
Reference numerals 14 and 15 denote tilting actuators for tilting and driving the swash plate 12. The tilting actuators 14 and 15 are positioned so as to sandwich the cylinder block 5 from the radially outer side in the tilting direction of the swash plate 12. The first and second cylinder holes 14A and 15A formed in 2 and slidably inserted into the cylinder holes 14A and 15A, and the ends protruding from the cylinder holes 14A and 15A have a spherical shape. The first and second tilt control pistons 14B and 15B are generally configured.
[0016]
Further, as shown in FIG. 5, the tilt actuators 14 and 15 are formed with first and second control pressure chambers 14C and 15C between the cylinder holes 14A and 15A and the tilt control pistons 14B and 15B, respectively. . The control pressure chambers 14C and 15C are supplied and discharged with a tilt control pressure through a capacity control valve 21 described later, so that the tilt control pistons 14B and 15B are directed from the cylinder holes 14A and 15A toward the swash plate 12 side. It is something that advances and retreats.
[0017]
In this case, the tilt control piston 15B (cylinder hole 15A) is formed to have a larger diameter than the tilt control piston 14B (cylinder hole 14A), and the tilt control piston 15B is tilted by the tilt control piston 14B by the pressure receiving area difference. It is the structure which generate | occur | produces the tilting driving force larger than this. Further, in the control pressure chambers 14C and 15C, first and second springs 14D and 15D are disposed between the bottoms of the cylinder holes 14A and 15A and the tilt control pistons 14B and 15B, respectively. 15D always urges the tilt control pistons 14B and 15B in a direction to protrude from the cylinder holes 14A and 15A.
[0018]
Further, the tilt control pistons 14B and 15B are arranged on the surface side of the swash plate 12 so as to sandwich the cylinder block 5 from the outside in the radial direction, and the spherical end portions are always in contact with the swash plate 12. The tilt control pistons 14B and 15B drive the swash plate 12 in the directions indicated by arrows A and B in FIG. 5 in accordance with the tilt control pressure supplied to and discharged from the control pressure chambers 14C and 15C. It is.
[0019]
Next, reference numeral 16 denotes a pilot pump which is a source of tilt control pressure. The pilot pump 16 sucks hydraulic oil in the tank 17 and supplies tilt control pressure into the control line 18 as shown in FIG. To do. A branch pipe 19 is provided in the middle of the control pipe 18, and the branch pipe 19 connects the control pressure chamber 14 C of the tilt actuator 14 to the pilot pump 16 through the control pipe 18.
[0020]
20 is another control line connected to the control pressure chamber 15C of the tilting actuator 15, 21 is a capacity control valve provided between the control lines 18 and 20, and the capacity control valve 21 is, for example, 3 port 3 position The hydraulic pilot type servo valve or the like is used, and is switched from the neutral position (A) to the switching positions (B) and (C) according to the pilot pressure for tilt control supplied to the hydraulic pilot unit 21A.
[0021]
Here, when the displacement control valve 21 is switched from the neutral position (A) to the switching position (B) against the spring 21B, both the control pipes 18 and 20 and the branch pipe 19 are connected to the pilot pump 16. The tilt control pressure from the pilot pump 16 is supplied into the control pressure chambers 14C and 15C. At this time, the insides of the control pressure chambers 14C and 15C are in the same pressure state, but since the tilt control piston 15B has a larger pressure receiving area than the tilt control piston 14B, the tilt drive is larger. Force can be generated, and the swash plate 12 is driven to the large tilt side in the direction of arrow A by the tilt control piston 15B.
[0022]
When the capacity control valve 21 is switched from the neutral position (A) to the switching position (C), the control pressure chamber 15C is connected to the tank 17 via the control line 20, and the control pressure chamber 14C is connected to the control line 18; And is connected to the pilot pump 16 via a branch line 19. Therefore, the tilt control pressure from the pilot pump 16 is supplied only into the control pressure chamber 14C, and the swash plate 12 is driven to the small tilt side in the direction of arrow B by the tilt control piston 14B. When the capacity control valve 21 returns to the neutral position (A), the control lines 18 and 20 and the branch line 19 are both connected to the tank 17, and the pressure in the control pressure chambers 14C and 15C reaches the tank pressure level. Will be reduced.
[0023]
Further, reference numeral 22 denotes a feedback link provided between the control sleeve 21C of the capacity control valve 21 and the swash plate 12. The feedback link 22 slides and displaces the control sleeve 21C following the tilting operation of the swash plate 12. Thus, feedback control of the capacity control valve 21 is performed.
[0024]
The variable displacement swash plate hydraulic pump according to the prior art has the above-described configuration, and its operation will be described next.
[0025]
First, when the rotary shaft 4 is rotationally driven by the prime mover, the cylinder block 5 rotates integrally with the rotary shaft 4, whereby each piston 9 reciprocates in the respective cylinder 6, and each piston 9 performs a suction stroke and a discharge stroke. Are sequentially repeated. During this time, each shoe 10 slides on the smooth surface 12A of the swash plate 12 so as to draw a ring-shaped locus, and compensates for the reciprocating motion of the piston 9 in each cylinder 6.
[0026]
When the pump capacity of the variable displacement hydraulic pump is changed, the swash plate 12 is tilted in the directions indicated by arrows A and B in FIG. 5 by the tilt control pistons 14B and 15B of the tilt actuators 14 and 15. Driven to change the tilt angle of the swash plate 12. The stroke amount of each piston 9 in each cylinder 6 increases or decreases in accordance with the tilt angle of the swash plate 12, and the pump displacement is variably controlled.
[0027]
In this case, the tilt control pistons 14B and 15B are composed of different piston members, and the tilt control piston 15B has a larger diameter than the tilt control piston 14B. Therefore, the displacement control valve shown in FIG. When the switch 21 is switched to the switching position (b), the swash plate 12 is large although the tilt control pressure from the pilot pump 16 is supplied to the control pressure chambers 14C and 15C of the tilt actuators 14 and 15 together. It is driven to the large tilt side in the direction of arrow A by the diameter tilt control piston 15B.
[0028]
When the capacity control valve 21 is switched to the switching position (c), the control pressure chamber 15C is connected to the tank 17 via the control line 20, and only the control pressure chamber 14C is connected to the control line 18 and the branch line 19. Therefore, the tilt control pressure from the pilot pump 16 is supplied only into the control pressure chamber 14C, and the swash plate 12 is slightly tilted in the direction of arrow B by the tilt control piston 14B. Driven to the rolling side.
[0029]
When adjusting the tilt angle of the swash plate 12 by continuously changing, the capacity control valve 21 is repeatedly switched between the neutral position (A) and the switching positions (B) and (C). The tilt control pistons 14B and 15B are selectively moved back and forth, and the tilt angle of the swash plate 12 is automatically controlled to an arbitrary tilt position between the maximum tilt angle and the minimum tilt angle. Is.
[0030]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art described above, the tilt actuators 14 and 15 are configured with different diameters, and the second tilt control piston 15B is formed with a larger diameter than the first tilt control piston 14B. However, the components of the tilting actuators 14 and 15 cannot be made common, so that not only the number of parts increases, but also the parts management becomes complicated, and the workability at the time of assembly also decreases.
[0031]
Further, as shown in FIG. 5, since the tilt control piston 15B and the like of the tilt actuator 15 are formed with a large diameter by a single piston member, it is difficult to reduce the size of the casing 1 of the hydraulic pump, and the entire apparatus. There is a problem that it becomes an obstacle to downsizing.
[0032]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to increase the workability at the time of assembly by reducing the number of parts by sharing the components of the tilt actuator. Another object of the present invention is to provide a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine that can be made compact by forming the entire apparatus compactly.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an invention according to claim 1 is directed to a casing, a rotary shaft rotatably provided in the casing, and a plurality of cylinders formed in the axial direction. A cylinder block that rotates integrally with the cylinder block, a plurality of pistons that are reciprocally fitted to the cylinders of the cylinder block, a shoe that is attached to the protruding end of each piston, A variable capacity swash plate type hydraulic pressure comprising a swash plate which is a smooth surface for slidably guiding a shoe and whose back side is supported to be tiltable with respect to the casing, and a tilt actuator for tilting the swash plate. Applies to rotating machines.
[0034]
A feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the tilting actuator is provided in the casing so as to be displaceable at a position on one side in the radial direction across the rotation shaft in the tilting direction of the swash plate. The tip side is in contact with the swash plate Consists of one piston member A plurality of first tilt control pistons and a plurality of the tilting directions of the swash plate that are provided on the casing so as to be displaceable at other positions in the radial direction across the rotation shaft and whose tip side is in contact with the swash plate of Consisting of a piston member The second tilt control piston is provided.
[0035]
By configuring in this way, for example, the second tilt control piston composed of two piston members can generate a greater tilt driving force than the first tilt control piston composed of a single piston member, When the tilt control pressure is supplied to both tilt control pistons, the swash plate can be tilted to the large tilt side, for example, by the second tilt control piston. When the tilt control pressure is supplied only to the first tilt control piston, the swash plate can be tilted to the small tilt side by the first tilt control piston.
[0036]
In the invention of claim 2, the first and second tilt control pistons are mutually connected. Same as A single piston member is used. Thereby, the 1st, 2nd tilt control piston can be formed with a common piston member, and common parts can be achieved.
[0037]
On the other hand, the feature of the configuration adopted by the invention of claim 3 is that the tilt actuators are provided in the first and second positions respectively provided at the one side position and the other side position of the swash plate with respect to the rotation axis. Cylinder hole and first and second tilts in which end portions protruding from the first and second cylinder holes are slidably fitted in the first and second cylinder holes and contact the swash plate It is formed between the control piston, the first and second tilt control pistons, and the first and second cylinder holes, and the first and second tilt control pressures are supplied and discharged from the outside. First and second control pressure chambers for moving the tilt control piston forward and backward from the first and second cylinder holes, and the first and second tilt control valves disposed in the first and second control pressure chambers. A first and second biasing member that constantly biases the rolling control piston toward the swash plate; No. 2 cylinder holes Number of Is Of the first cylinder hole Number More than In addition, the first and second tilt control pistons and the first and second urging members provided in the cylinder holes are configured by common members, respectively.
[0038]
With this configuration, different numbers of first and second cylinder holes can be formed with the same hole diameter, and each cylinder hole has a different number of first and second tilt control pistons and second cylinders. By mounting the first and second urging members, the parts can be shared.
[0039]
In the invention of claim 4, the first tilt control piston is provided at a position for driving the swash plate to the small tilt side, and the second tilt control piston drives the swash plate to the large tilt side. It is set as the structure provided in a position. Thus, the swash plate can be driven to the small tilt side by the first tilt control piston, and the swash plate can be driven to the large tilt side by the second tilt control piston.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
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 FIGS. 1 to 4 as an example of a variable displacement swash plate hydraulic pump. In the embodiment, the same components as those of the above-described conventional technology are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0041]
In the figure, reference numeral 31 denotes a swash plate employed in the present embodiment. The swash plate 31 is a smooth surface 31A, a shaft insertion hole 31B, a pair of leg portions 31C and 31C, and a convex portion, similar to the swash plate 12 described in the prior art. It has a curved surface 31D. The swash plate 31 is integrally formed with piston abutting portions 31E and 31F protruding radially outward from the smooth surface 31A as shown in FIG.
[0042]
Here, the overall shape of the swash plate 31 including the piston contact portions 31E and 31F has a substantially cross shape along the XX line and the YY line passing through the center O of the rotating shaft 4 as shown in FIG. The Y-Y line forms a virtual line connecting the top dead center position and the bottom dead center position of each piston 9. The swash plate 31 is tilted along a plane orthogonal to the XX line and passing through the YY line, and the direction formed by this plane is the tilt direction of the swash plate 31 (indicated by arrows A and B). It matches.
[0043]
Further, the smooth surface 31A of the swash plate 31 is formed as an annular plane concentric with the center O of the rotating shaft 4, and each shoe 10 slides and displaces on the smooth surface 31A so as to draw a ring-shaped locus. The leg portions 31C and 31C of the swash plate 31 are arranged at symmetrical positions on both the left and right sides with respect to the YY line, and extend parallel to the YY line so as to cross the XX line.
[0044]
Further, the piston abutting portions 31E and 31F of the swash plate 31 protrude along the YY line outward in the radial direction with respect to the smooth surface 31A of the swash plate 31, and the surface side thereof is a plane substantially parallel to the smooth surface 31A. It is the piston contact surface which consists of. Further, later-described tilt control pistons 32B and 33B are always in contact with the piston contact portions 31E and 31F, and the swash plate 31 is indicated by arrows A and B in FIG. 1 by the driving force from the tilt control pistons 32B and 33B. It tilts in the direction.
[0045]
Reference numerals 32 and 33 denote tilting actuators for tilting and driving the swash plate 31, and the tilting actuators 32 and 33 are disposed at positions corresponding to the YY line so as to sandwich the cylinder block 5 from the radially outer side. The first and second cylinder holes 32A and 33A formed as bottomed holes are slidably inserted into the cylinder holes 32A and 33A, and the ends protruding from the cylinder holes 32A and 33A are spherical. The first and second tilt control pistons 32B and 33B having a shape are roughly configured.
[0046]
Here, the tilt control pistons 32B and 33B are arranged on the surface side of the swash plate 31 so as to sandwich the rotating shaft 4 (cylinder block 5) from the outside in the radial direction, and the spherical end portion is a piston contact portion. It is always in contact with the surface side of 31E and 31F. The tilt control pistons 32B and 33B are composed of the same piston member. The first tilt control piston 32B is a single piston member, whereas the second tilt control piston 33B is a single piston member. As shown in FIG. 2, it is composed of a pair of (two) piston members arranged so as to sandwich the YY line from both the left and right sides.
[0047]
For this reason, as shown in FIG. 3, a pair of cylinder holes 33A and 33A having the same hole diameter are formed on the tilt actuator 33 side, and each tilt control piston 33B slides in each cylinder hole 33A. It is provided as possible. As shown in FIGS. 1 and 3, first and second control pressure chambers 32C and 33C are formed between the cylinder holes 32A and 33A and the tilt control pistons 32B and 33B, respectively. 32C and 33C are configured to advance and retract the tilt control pistons 32B and 33B from the cylinder holes 32A and 33A toward the piston contact portions 31E and 31F of the swash plate 31 by supplying and discharging a tilt control pressure described later. It is.
[0048]
Further, in the control pressure chambers 32C and 33C, springs 32D as first and second urging members made of the same member are provided between the bottoms of the cylinder holes 32A and 33A and the tilt control pistons 32B and 33B, respectively. 33D is disposed, and the springs 32D and 33D always urge the tilt control pistons 32B and 33B in a direction in which the pistons 32B and 33B protrude from the cylinder holes 32A and 33A.
[0049]
The first tilt control piston 32B made of a single piston member is always in contact with the piston contact portion 31E of the swash plate 31 as shown in FIG. 1, and the first tilt control piston described in the prior art. As in 14B, the tilt control pressure is supplied into the control pressure chamber 32C through the branch pipe 19 shown in FIG. 4 to drive the swash plate 31 to tilt toward the small tilt side in the arrow B direction. It is.
[0050]
On the other hand, the second tilt control pistons 33B and 33B composed of two piston members are always in contact with the piston contact portion 31F of the swash plate 31, as shown in FIGS. The total pressure receiving area is twice as large as the first tilt control piston 32B. For this reason, each second tilt control piston 33B generates a tilt driving force larger than that of the first tilt control piston 32B, and is supplied and discharged into each control pressure chamber 33C through a control line 34 described later. The swash plate 31 is driven to tilt in the direction of arrow A toward the large tilt side according to the tilt control pressure.
[0051]
Further, reference numeral 34 denotes a control line employed in the present embodiment, and the control line 34 is configured in substantially the same manner as the control line 20 described in the prior art. As shown in FIG. 4, the tip side branches into a bifurcated shape and is connected to the second control pressure chambers 33 C and 33 C of the tilt actuator 33.
[0052]
The base end side of the control line 34 is selectively connected to the control line 18 and the tank 17 via the capacity control valve 21. When the capacity control valve 21 is switched to the switching position (b), the pilot line is piloted. The tilt control pressure from the pump 16 is supplied to the control pressure chambers 33 C through the control lines 18 and 34. Further, while the displacement control valve 21 is switched to the neutral position (A) or the switching position (C), the control line 34 is connected to the tank 17, and the pressure in each control pressure chamber 33C is increased to the tank pressure level. It will decrease.
[0053]
The variable displacement swash plate hydraulic pump according to the present embodiment has the above-described configuration, and the basic operation is not different from that according to the prior art.
[0054]
However, according to the present embodiment, the tilt actuator 32 provided on one side in the radial direction of the cylinder block 5 among the tilt directions of the swash plate 31 is provided with a single cylinder hole 32A, a tilt control piston 32B, and a control. The tilting actuator 33 configured by the pressure chamber 32C and the spring 32D and provided on the other radial side of the cylinder block 5 has two cylinder holes 33A and 33A, tilt control pistons 33B and 33B, and a control pressure chamber 33C. By comprising 33C and springs 33D and 33D, for example, the tilt control pistons 32B, 33B and 33B and the springs 32D, 33D and 33D are formed of the same member.
[0055]
Therefore, the tilt control pistons 32B and 33B, which are components of the tilt actuators 32 and 33, can be used as common parts, and the springs 32D and 33D can also be used as parts, so that the number of parts can be reliably reduced. . Further, by reducing the number of parts, parts management and the like can be simplified, and workability during assembly can be improved.
[0056]
When the displacement control valve 21 shown in FIG. 4 is switched from the neutral position (A) to the switching position (B), the tilt control pressure from the pilot pump 16 is supplied to each of the tilt actuators 32 through the control lines 18 and 34. It can be supplied to the control pressure chamber 33C. In this case, the control pressure chamber 32C of the tilt actuator 33 is also connected to the pilot pump 16 through the branch pipe 19, and the same tilt control pressure is supplied to the control pressure chamber 32C.
[0057]
However, the tilt control pistons 33B and 33B of the tilt actuator 33 have a total pressure receiving area for each control pressure chamber 33C that is twice that of the tilt control piston 32B of the tilt actuator 32. The tilt control pistons 33B and 33B can generate a tilt driving force almost twice that of the tilt control piston 32B, and are supplied into each control pressure chamber 33C while the capacity control valve 21 is switched to the switching position (b). The swash plate 31 can be driven to tilt in the direction of arrow A toward the large tilt side in accordance with the tilt control pressure to be discharged.
[0058]
Further, when the capacity control valve 21 is switched to the switching position (c) side, the control pipe 34 is connected to the tank 17, and the pressure in each control pressure chamber 33C decreases to the tank pressure level. The tilt driving force by each tilt control piston 33B is reduced to the minimum force depending on the biasing force of the spring 33D. In contrast, the tilt control piston 32B of the tilt actuator 32 is supplied with the tilt control pressure from the pilot pump 16 through the branch pipe 19 into the control pressure chamber 32C. 31 can be driven to tilt in the direction of arrow B toward the small tilt side.
[0059]
Therefore, according to the present embodiment, the tilt control pistons 32B and 33B, which are components of the tilt actuators 32 and 33, can be formed by a common piston member, and the springs 32D and 33D can also be made common. The number of parts can be surely reduced. And by reducing the number of parts, parts management etc. can be simplified and the workability | operativity at the time of an assembly can also be improved.
[0060]
In addition, by configuring the tilt control piston 33B of the tilt actuator 33 with two piston members, the degree of freedom in designing the layout of each tilt control piston 33B with respect to the casing 1 of the hydraulic pump increases. As a result, the radial dimension of the casing 1 can be reduced, and the overall size of the apparatus can be reduced.
[0061]
In the embodiment described above, the first tilt control piston 32B is configured by one piston member, and the second tilt control piston 33B is configured by two piston members as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the first tilt control piston may be composed of two piston members, and the second tilt control piston may be composed of three or more piston members. is there.
[0062]
In the above embodiment, the swash plate 31 is driven to tilt using the two sets of tilting actuators 32 and 33 so as to sandwich the cylinder block 5 from the outside in the radial direction. For example, as disclosed in JP-A-8-200909, the present invention may be applied to a type in which a tilting actuator is provided on a casing and is located on the back side of the swash plate.
[0063]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the variable displacement swash plate type hydraulic rotary machine is used as a hydraulic pump has been described as an example. Is also widely applicable.
[0064]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, in the tilting direction of the swash plate, at one side position in the radial direction across the rotation axis. Consists of one piston member A first tilt control piston is provided, and a plurality of radial tilt positions are provided at the other radial position. Consisting of a piston member Since the second tilt control piston is provided, for example, by the second tilt control piston including a plurality of piston members. It consists of one piston member A tilt driving force larger than that of the first tilt control piston can be generated, and the swash plate can be tilted and driven stably. This makes it possible to share the components of the tilt actuator, reduce the number of parts, improve the workability during assembly, and reduce the size by forming the entire apparatus compactly. .
[0065]
In the invention described in claim 2, since the first and second tilt control pistons are composed of the same piston member, common parts are used for the first and second tilt control pistons. Thus, workability during assembly can be improved, and parts management and the like can be simplified.
[0066]
On the other hand, in the invention according to claim 3, the first and second cylinder holes constituting the tilting actuator are provided. The number of the second cylinder holes is larger than the number of the first cylinder holes. Since the first and second tilt control pistons and the first and second urging members provided in the cylinder holes are formed by a common member, the first and second numbers are different from each other. The second cylinder hole can be formed to have the same diameter, and different numbers of first and second tilt control pistons and first and second biasing members are mounted in each cylinder hole, Parts can be shared. Therefore, by making each component of the tilt actuator common, the number of parts can be surely reduced, the workability during assembly can be improved, and the entire apparatus can be made compact and downsized. Can do.
[0067]
According to a fourth aspect of the present invention, the first tilt control piston is provided at a position for driving the swash plate to the small tilt side, and the second tilt control piston is configured to move the swash plate to the large tilt side. Since the driving position is provided, the swash plate can be driven to the small tilt side by the first tilt control piston, and the swash plate can be stably driven to the large tilt side by the second tilt control piston. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged front view showing a swash plate in FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view taken from the direction of arrows III-III in FIG. 1 showing the second tilt control piston and the piston contact portion of the swash plate in an enlarged manner.
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram showing a tilt actuator, a capacity control valve and the like for tilting driving a swash plate.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type hydraulic pump according to the prior art.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing a tilt actuator and a capacity control valve of the prior art.
[Explanation of symbols]
1 casing
4 Rotating shaft
5 Cylinder block
6 cylinders
9 Piston
10 shoe
31 Swash plate
31A smooth surface
31E, 31F Piston contact part
32, 33 Tilt actuator
32A 1st cylinder hole
32B first tilt control piston
32C first control pressure chamber
32D spring (first biasing member)
33A Second cylinder hole
33B Second tilt control piston
33C Second control pressure chamber
33D Spring (second biasing member)

Claims

A casing, a rotating shaft provided rotatably in the casing, a cylinder block in which a plurality of cylinders are drilled in the axial direction and rotate integrally with the rotating shaft in the casing, and each cylinder of the cylinder block A plurality of pistons inserted in a reciprocable manner, shoes attached to the end portions of the pistons on the projecting side, and a front surface side that is a smooth surface that slidably guides the shoes, and a rear surface side that faces the casing. In a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine comprising a swash plate that is tiltably supported and a tilt actuator that tilts and drives the swash plate,
The tilting actuator,
First consisting of one of the piston member displaceably provided distal end to said casing at one side position of the sandwiched radially the rotating shaft is in contact with the swash plate of the tilting direction before Symbol swash plate A tilt control piston ;
Before SL swash plate the displaceably provided distal end to said casing at the other side position of sandwiching the rotation axis radial direction the swash plate to contact the plurality of piston members comprising second was of tilting direction A variable displacement swash plate type hydraulic rotating machine characterized by comprising a tilt control piston.

It said first, second tilting control piston swash plate type variable displacement hydraulic rotary machine according to claim 1 comprising constituted by the same piston member to each other.

A casing, a rotating shaft provided rotatably in the casing, a cylinder block in which a plurality of cylinders are drilled in the axial direction and rotate integrally with the rotating shaft in the casing, and each cylinder of the cylinder block A plurality of pistons inserted in a reciprocable manner, shoes attached to the end portions of the pistons on the projecting side, and a front surface side that is a smooth surface that slidably guides the shoes, and a rear surface side that faces the casing. In a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine comprising a swash plate that is tiltably supported and a tilt actuator that tilts and drives the swash plate,
The tilt actuator includes first and second cylinder holes respectively provided at one side position and the other side position of the swash plate with respect to the rotation shaft, and the first and second cylinders. First and second tilt control pistons, which are slidably inserted into the holes and project from the first and second cylinder holes, are in contact with the swash plate, and the first and second The tilt control piston is formed between the tilt control piston and the first and second cylinder holes, and the tilt control pressure is supplied and discharged from the outside, whereby the first and second tilt control pistons are connected to the first and second tilt control pistons. First and second control pressure chambers that are advanced and retracted from the cylinder holes, and the first and second tilt control pistons that are disposed in the first and second control pressure chambers are always directed toward the swash plate. The first and second biasing members for biasing,
And before Symbol number of the second cylinder bore is larger than the number of the first cylinder bore, the first providing the respective cylinder bore, the second tilting control piston and the first and second biasing members Is a variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine characterized by comprising common members.

The first tilt control piston is provided at a position for driving the swash plate to the small tilt side, and the second tilt control piston is provided at a position for driving the swash plate to the large tilt side. The variable capacity swash plate type hydraulic rotating machine according to claim 1, 2, or 3.