JP4091363B2

JP4091363B2 - Axial piston type pump and motor

Info

Publication number: JP4091363B2
Application number: JP2002200406A
Authority: JP
Inventors: 芳一木村; 昌男信田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP2003161249A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸等を具備し、水などの低粘度流体を作動流体とするアキシャルピストン型ポンプ及びモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来のこの種のアキシャルピストン型ポンプ及びモータの概略断面を示す図である。同図において、１はケーシング、２はピストン、３はシリンダブロック、４は斜板、５はポートプレート、６は主軸である。なお、主軸６は、軸受７によりケーシング１に回転自在に支持され、該主軸６とシリンダブロック３はスプライン８により連結されている。また、シリンダブロック３にはその回転軸を中心に円周上にピストンボア３ａが設けられ、該複数のピストンボア３ａのそれぞれの内部にピストン２が摺動自在に挿入されている。さらに、該ピストン２の一端には球面部９が設けられ、該球面部９は、スリッパ１０に回動自在に結合している。
【０００３】
主軸６が回転すると、シリンダブロック３とピストン２が同時に回転し、該ピストン２の回転により、その球面部９と回動自在に結合されたスリッパ１０も斜板４の上面を摺動回転する。このスリッパ１０の摺動回転により、該スリッパ１０は斜板４の高さに従って変動するためピストン２はピストンボア３ａ内を左右に往復運動する。
【０００４】
アキシャルピストン型ポンプとして動作する場合は下記のようになる。主軸６を回転させると、シリンダブロック３とスリッパ１０が同時に回転し、スリッパ１０が斜板４の上面をその下端から上端まで摺動する間にピストン２は図面右向きに移動し、作動流体はケーシング１の吸込口１ａ及びポートプレート５の低圧ポート５ａを通り、ピストンボア３ａ内に吸込まれる。そして、スリッパ１０が斜板４の上面をその上端から下端まで摺動する間にピストン２は図面左向きに移動し、ピストンボア３ａ内の作動流体は昇圧し、該作動流体はポートプレート５の高圧ポート５ｂを通り、ケーシング１の吐出口１ｂから吐き出される。つまり、アキシャルピストン型ポンプは、ピストンの往復運動による容積変化を利用して流体の吸い込みと吐き出しを行う。なお、１１はシリンダブロックベアリング、１２は軸シールである。
【０００５】
また、アキシャルピストン型モータとして動作する場合は下記のようになる。ケーシング１の吸込口１ａから供給される高圧の作動流体がポートプレート５のポート５ａを通り、ピストンブロック３のピストンボア３ａ内に流入し、ピストン２をその圧力により図面右向きに移動させる。そしてスリッパ１０が斜板４の上面をその下端から上端まで摺動する。該スリッパ１０の摺動によりシリンダブロック３が回転し、該シリンダブロック３にスプライン８により連結された主軸６が回転することとなる。
【０００６】
上記ピストンボア３ａに吸い込まれた作動流体の一部はピストンの中心部に設けた孔２ａを通して、スリッパ１０と斜板４の摺動面に供給され静圧軸受を構成する。しかしながら、スリッパ１０と斜板４の摺動面に供給される作動流体の圧力は、ピストンボア３ａ内の高圧の作動流体より低く、また、スリッパ１０の斜板４に摺接する面積が小さいため、該スリッパ１０と斜板４の間に供給される作動流体による静圧軸受のみでは、十分に負荷を支えることができない。従って、スリッパ１０と斜板４の摺動面での摩耗、損傷を十分に防ぐことは現状では困難であった。特に、水のような低粘度の液体を作動流体に用いる場合は、スリッパ１０と斜板４の摺動面での摺動抵抗が大きくなり摩耗、損傷が顕著に発生するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、スリッパと斜板の摺動面の摩耗、損傷を十分に防ぐことができ、信頼性と寿命の向上が図れるアキシャルピストン型ポンプ及びモータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸が収容され、該主軸の回転によりケーシング内をシリンダブロックが回転するとともにピストンの端部に回動自在に支持されたスリッパが斜板の面上を摺動し、ピストンがシリンダブロック内を往復運動し、該ピストンの往復運動により作動流体の吸入吐出を行うアキシャルピストン型ポンプにおいて、スリッパと斜板との間に中間プレートを設け、該中間プレートは回転防止部材によりスリッパに固定されており、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことを特徴とする。
【０００９】
上記のようにピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型ポンプの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ケーシング内にシリンダブロック、ピストン、スリッパ、斜板、ポートプレート、主軸が収容され、該ピストンの往復運動によりピストンの端部に回動自在に支持されたスリッパが斜板の面上を摺動するとともにシリンダブロックが回転し、該シリンダブロックに連結された主軸が回転し、該主軸の回転により外部に回転運動を伝達するアキシャルピストン型モータにおいて、スリッパと斜板との間に中間プレートを設け、該中間プレートは回転防止部材によりスリッパに固定されており、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記のようにピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型モータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のアキシャルピストン型ポンプ又はモータにおいて、動圧軸受を構成する溝は、スパイラル状、又はレーレステップ状であることを特徴とする。
【００１５】
上記のように動圧軸受を構成する溝をスパイラル状、又はレーレステップ状とすることにより、中間プレートがいずれかの方向に回転することで、動圧を発生する動圧軸受を構成することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアキシャルピストン型ポンプ又はモータにおいて、作動流体は水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Ｐａ．Ｓ）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体であることを特徴とする。
【００１７】
上記のように作動流体に水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Ｐａ．Ｓ）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体の流体を用いても、中間プレートと斜板の摺動面に静圧軸受と動圧軸受が構成されるから、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、さらにアキシャルピストン型ポンプ又はモータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図２は本発明にかかるアキシャルピストン型ポンプ及びモータの要部断面を示す図である。本アキシャルピストン型ポンプ及びモータの基本的構成は、図１に示す従来のアキシャルピストン型ポンプ及びモータと略同様であるのでその説明は省略する。なお、本アキシャルピストン型ポンプ及びモータにおいては、作動流体として水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Pa.S）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体を使用する。
【００１９】
本発明にかかるアキシャルピストン型ポンプ及びモータが図１に示す従来のアキシャルピストン型ポンプ及びモータと異なる点は、スリッパ１０と斜板４の間に中間プレート１３を設けた点である。中間プレート１３は回転防止部材１４によりスリッパ１０に簡易に固定されている。
【００２０】
図３は、中間プレートの構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。同図に示すように、中間プレート１３は円板状であり、その中心部に主軸６を挿通する開口１３ａが設けられている。また、中間プレート１３には、回転防止部材１４を挿入する複数個（図では６個の）挿入孔（凹部）１３ｂ及び該挿入孔１３ｂの中心に、該回転防止部材１４の中心部を貫通して設けられた流入孔１４ａと連通する貫通孔１３ｃが設けられている。なお、回転防止部材１４のスリッパ１０側の一部は各スリッパ１０に設けられた圧力導入孔１０ａに挿入されており、ピストン２の孔２ａ、圧力導入孔１０ａ、流入孔１４ａ、貫通孔１３ｃは互いに連通している。なお、本実施形態は、シリンダブロック３内にピストン２が六本挿入されている場合である。
【００２１】
図４は、斜板の構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。同図に示すように、斜板４はその中心部に主軸６を挿通する開口４ａ及びその外周部に環状ポケット４ｂが設けられている。また、該環状ポケット４ｂの一部には、中間プレート１３の高圧状態にある貫通孔１３ｃの１箇所又は２箇所のみと連絡する連絡溝４ｃが設けられている。
【００２２】
主軸６が回転し、ピストン２で昇圧された高圧の作動流体は、ピストン２の孔２ａと連通する中間プレート１３の貫通孔１３ｃから斜板４の連絡溝４ｃに流入する。該流入した作動流体は、連絡溝４ｃから環状ポケット４ｂに充填され、中間プレート１３と斜板４の摺動面に供給される。このように、本アキシャルピストン型ポンプは、ピストンボア３ａ内の高圧の作動流体を中間プレート１３の貫通孔１３ｃ及び斜板４の連絡溝４ｃを通して環状ポケット４ｂに導入することにより、中間プレート１３と斜板４の摺動面に静圧軸受を構成している。
【００２３】
上記のように中間プレート１３を設けることにより、該中間プレート１３と斜板４の摺動面は、図１に示すスリッパ１０と斜板４の摺動面よりもその面積を大きくとることができるから、高圧流体によってより大きな負荷を支えることができる。従って、水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Pa.S）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の液体を作動流体に用いても、中間プレート１３と斜板４の摺動面に流体膜を形成し易くなり、該摺動面の摩耗、損傷を少なくでき、信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００２４】
図５は、斜板の他の構成例を示す図である。同図に示す斜板４は、図４に示す斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に多数のスパイラル状の溝４ｄを設けた構成である。
【００２５】
中間プレート１３の貫通孔１３ｃから供給された高圧の作動流体は、連絡溝４ｃ及び環状ポケット４ｂに充填され、該中間プレート１３と斜板４の摺動面に供給される。そして、シリンダブロック３が回転すると各スリッパ１０及び中間プレート１３も該シリンダブロック３の回転軸を中心に回転する。このとき、中間プレート１３が斜板４の溝４ｄの上面で摺動し、溝４ｄの外側にある作動流体は、溝４ｄに沿って巻き込まれ、そのポンピング作用で該作動流体の圧力が昇圧し、動圧軸受を構成する。なお、本実施形態例では、上記溝４ｄを斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、中間プレート１３の斜板４と対向する面の貫通孔１３ｃの外周部に設けても良い。
【００２６】
上記のように本アキシャルピストン型ポンプは斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に多数のスパイラル状の溝４ｄを設けたので、静圧軸受のみならず動圧軸受を有することになり、中間プレート１３と斜板４の摺動面にしっかりとした流体膜を形成することができ、該摺動面の摩耗、損傷をより十分に防ぐことができるため、さらに信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００２７】
なお、上記実施形態例では、スパイラル状の溝４ｄについて説明したが、本アキシャルピストン型ポンプの動圧軸受の構成はこれに限定されるものではなく、図６に示すような斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に多数のレーレステップ状の溝４ｅを設けた構成であっても良い。該溝４ｅは、ポケット状に形成されており、中間プレート１３が溝４ｅの上面で摺動すると、溝４ｅの外側にある作動流体が溝４ｅに入り込み、該作動流体が中間プレート１３の摺動方向に昇圧され、本アキシャルピストン型ポンプに動圧軸受を構成することもできる。
【００２８】
また、上記斜板４の溝４ｄ及び４ｅは、中間プレート１３の回転方向が一方向の場合にのみ動圧軸受として作用するが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７に示すような斜板４の環状ポケット４ｂの外周部に左右対称のレーレステップ状の溝４ｆを設けることで、中間プレート１３がいずれかの方向に回転しても、動圧軸受として作用するようにしても良い。さらに、図８に示すような凸状の溝４ｇを設けても良い。なお、斜板４に設けられた溝４ｄ〜４ｇの深さは数μｍ〜数十μｍ程度である。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型ポンプの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、ピストンの中心部に設けた孔より高圧の作動流体をスリッパに形成された圧力導入孔、回転防止部材に形成された流入孔、及び中間プレートに形成された貫通孔を通して斜板の中間プレートに対向する面に形成された環状溝に連通する連絡溝に供給し、該作動流体の圧力を該環状溝に導き、該圧力を利用した静圧軸受を構成すると共に、中間プレートと斜板が対向するどちらか一方の面に、動圧軸受を構成する溝を設けたことにより、静圧軸受と動圧軸受の併用となり、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、アキシャルピストン型モータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、動圧軸受を構成する溝をスパイラル状、又はレーレステップ状とすることにより、中間プレートがいずれかの方向に回転することで、動圧を発生する動圧軸受を構成することができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、作動流体に水又はその粘度が油（４０℃で０．５Ｐ（０．０５Ｐａ．Ｓ）の粘度を有する）の粘度より低い粘度の流体の流体を用いても、中間プレートと斜板の摺動面に静圧軸受と動圧軸受が構成されるから、中間プレートと斜板の摺動面の磨耗、損傷を十分に防ぐことができ、さらにアキシャルピストン型ポンプ又はモータの信頼性と寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアキシャルピストン型ポンプ及びモータの概略断面を示す図である。
【図２】本発明にかかるアキシャルピストン型ポンプ及びモータの要部断面を示す図である。
【図３】中間プレートの構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】斜板の構成例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】斜板の他の構成例を示す図である。
【図６】斜板の他の構成例を示す図である。
【図７】斜板の他の構成例を示す図である。
【図８】斜板の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ケーシング
２ピストン
３シリンダブロック
４斜板
４ａ開口
４ｂ環状ポケット
４ｃ連絡溝
４ｄ〜ｇ溝
５ポートプレート
６主軸
７軸受
８スプライン
９球面部
１０スリッパ
１１シリンダブロックベアリング
１２軸シール
１３中間プレート
１４回転防止部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an axial piston pump and a motor having a cylinder block, a piston, a slipper, a swash plate, a port plate, a main shaft and the like in a casing and using a low-viscosity fluid such as water as a working fluid.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional axial piston type pump and motor of this type. In the figure, 1 is a casing, 2 is a piston, 3 is a cylinder block, 4 is a swash plate, 5 is a port plate, and 6 is a main shaft. The main shaft 6 is rotatably supported on the casing 1 by a bearing 7, and the main shaft 6 and the cylinder block 3 are connected by a spline 8. The cylinder block 3 is provided with a piston bore 3a on the circumference around the rotation axis, and the piston 2 is slidably inserted into each of the plurality of piston bores 3a. Further, a spherical portion 9 is provided at one end of the piston 2, and the spherical portion 9 is rotatably coupled to a slipper 10.
[0003]
When the main shaft 6 rotates, the cylinder block 3 and the piston 2 rotate at the same time, and by the rotation of the piston 2, the slipper 10 that is rotatably coupled to the spherical surface portion 9 also slides and rotates on the upper surface of the swash plate 4. Due to the sliding rotation of the slipper 10, the slipper 10 fluctuates in accordance with the height of the swash plate 4, so that the piston 2 reciprocates left and right within the piston bore 3a.
[0004]
When operating as an axial piston type pump, it is as follows. When the main shaft 6 is rotated, the cylinder block 3 and the slipper 10 are simultaneously rotated. While the slipper 10 slides on the upper surface of the swash plate 4 from the lower end to the upper end, the piston 2 moves rightward in the drawing, and the working fluid is in the casing. 1 and the low-pressure port 5a of the port plate 5 are sucked into the piston bore 3a. Then, while the slipper 10 slides on the upper surface of the swash plate 4 from the upper end to the lower end, the piston 2 moves to the left in the drawing, and the working fluid in the piston bore 3a is pressurized. It passes through the port 5b and is discharged from the discharge port 1b of the casing 1. That is, the axial piston pump pumps fluid in and out using the volume change caused by the reciprocating motion of the piston. In addition, 11 is a cylinder block bearing, 12 is a shaft seal.
[0005]
When operating as an axial piston type motor, the operation is as follows. A high-pressure working fluid supplied from the suction port 1a of the casing 1 passes through the port 5a of the port plate 5 and flows into the piston bore 3a of the piston block 3, and the piston 2 is moved rightward in the drawing by the pressure. The slipper 10 slides on the upper surface of the swash plate 4 from the lower end to the upper end. As the slipper 10 slides, the cylinder block 3 rotates, and the main shaft 6 connected to the cylinder block 3 by the spline 8 rotates.
[0006]
Part of the working fluid sucked into the piston bore 3a is supplied to the sliding surfaces of the slipper 10 and the swash plate 4 through a hole 2a provided in the center of the piston to constitute a hydrostatic bearing. However, the pressure of the working fluid supplied to the sliding surfaces of the slipper 10 and the swash plate 4 is lower than the high-pressure working fluid in the piston bore 3a, and the area of the slipper 10 in sliding contact with the swash plate 4 is small. Only the hydrostatic bearing with the working fluid supplied between the slipper 10 and the swash plate 4 cannot sufficiently support the load. Accordingly, it has been difficult to prevent wear and damage on the sliding surfaces of the slipper 10 and the swash plate 4 sufficiently. In particular, when a low-viscosity liquid such as water is used as the working fluid, there has been a problem that the sliding resistance between the sliding surfaces of the slipper 10 and the swash plate 4 is increased and wear and damage are remarkably generated.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and provides an axial piston pump and a motor that can sufficiently prevent wear and damage of sliding surfaces of a slipper and a swash plate, and can improve reliability and life. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for solving the above problems, a cylinder block in a casing, a piston, slippers, swash plate, port plate, the main shaft is accommodated, in the casing cylinder block is rotated by the rotation of the main shaft An axial piston that slides on the surface of the swash plate, and the piston reciprocates in the cylinder block, and sucks and discharges the working fluid by the reciprocating motion of the piston. In the type pump, an intermediate plate is provided between the slipper and the swash plate, the intermediate plate is fixed to the slipper by a rotation preventing member, and a working fluid having a higher pressure is formed in the slipper than a hole provided in the central portion of the piston. The intermediate plate of the swash plate passes through the pressure introduction hole, the inflow hole formed in the anti-rotation member, and the through hole formed in the intermediate plate. Supplied to communicating groove which communicates with the annular groove formed in the surface facing the lead to the pressure of the working fluid in the annular groove, as well as constitute a hydrostatic bearing using the pressure, the intermediate plate and the swash plate A groove constituting a hydrodynamic bearing is provided on one of the opposing surfaces .
[0009]
As described above, the swash plate passes through the pressure introduction hole formed in the slipper, the inflow hole formed in the anti-rotation member, and the through hole formed in the intermediate plate. together supplied to communicating groove which communicates with the annular groove formed on a surface facing the intermediate plate, guide the pressure of the working fluid in the annular groove, constituting a hydrostatic bearing using the pressure, the intermediate plate and the swash By providing a groove that constitutes the hydrodynamic bearing on one of the faces facing the plate , the hydrostatic bearing and hydrodynamic bearing can be used together, and the sliding surfaces of the intermediate plate and swash plate are sufficiently worn and damaged. Therefore, the reliability and life of the axial piston pump can be improved.
[0010]
Invention according to claim 2, the cylinder block into the casing, the piston, slippers, swash plate, port plate, the main shaft is accommodated, slipper which is rotatably supported on the end of the piston by the reciprocating motion of the piston In an axial piston type motor that slides on the surface of the swash plate and the cylinder block rotates, the main shaft connected to the cylinder block rotates, and transmits rotational motion to the outside by the rotation of the main shaft, An intermediate plate is provided between the plate and the intermediate plate, which is fixed to the slipper by an anti-rotation member. A pressure introducing hole formed in the slipper with a working fluid having a higher pressure than the hole provided in the center of the piston , prevents rotation. An annular groove formed on the surface of the swash plate facing the intermediate plate through an inflow hole formed in the member and a through hole formed in the intermediate plate The pressure of the working fluid is supplied to the annular groove, and a hydrostatic bearing using the pressure is formed, and the intermediate plate and the swash plate face each other on the dynamic pressure. A groove constituting the bearing is provided .
[0011]
As described above, the swash plate passes through the pressure introduction hole formed in the slipper, the inflow hole formed in the anti-rotation member, and the through hole formed in the intermediate plate. Supplying to the communication groove communicating with the annular groove formed on the surface facing the intermediate plate, the pressure of the working fluid is guided to the annular groove to constitute a hydrostatic bearing utilizing the pressure, and By providing a groove that constitutes the hydrodynamic bearing on one of the faces facing the plate , the hydrostatic bearing and hydrodynamic bearing can be used together, and the sliding surfaces of the intermediate plate and swash plate are sufficiently worn and damaged. Therefore, the reliability and life of the axial piston motor can be improved.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the axial piston type pump or motor according to the first or second aspect , the groove constituting the dynamic pressure bearing has a spiral shape or a Rayleigh step shape.
[0015]
As described above, it is possible to configure a dynamic pressure bearing that generates dynamic pressure by rotating the intermediate plate in either direction by forming the groove constituting the dynamic pressure bearing in a spiral shape or a Rayleigh step shape. it can.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the axial piston type pump or motor according to any one of the first to third aspects, the working fluid is water or its viscosity is oil (0.5 P (0.05 Pa at 40 ° C.)). A fluid having a viscosity lower than that of S).
[0017]
Even if water or a fluid whose viscosity is lower than that of oil (having a viscosity of 0.5 P (0.05 Pa.S) at 40 ° C.) is used as the working fluid as described above, Since the hydrostatic bearing and the hydrodynamic bearing are constructed on the sliding surface of the plate, it is possible to sufficiently prevent wear and damage of the sliding surface of the intermediate plate and swash plate, and the reliability of the axial piston type pump or motor And the life can be improved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main parts of the axial piston pump and motor according to the present invention. The basic configuration of the present axial piston pump and motor is substantially the same as that of the conventional axial piston pump and motor shown in FIG. In this axial piston pump and motor, the working fluid is water or a fluid whose viscosity is lower than that of oil (having a viscosity of 0.5 P (0.05 Pa.S) at 40 ° C.). .
[0019]
The axial piston type pump and motor according to the present invention are different from the conventional axial piston type pump and motor shown in FIG. 1 in that an intermediate plate 13 is provided between the slipper 10 and the swash plate 4. The intermediate plate 13 is simply fixed to the slipper 10 by a rotation preventing member 14.
[0020]
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a configuration example of the intermediate plate, in which FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in the figure, the intermediate plate 13 has a disk shape, and an opening 13a through which the main shaft 6 is inserted is provided at the center thereof. The intermediate plate 13 has a plurality (six in the figure) of insertion holes (recesses) 13b into which the rotation prevention member 14 is inserted and the center of the insertion hole 13b, and the center of the rotation prevention member 14 passes therethrough. A through hole 13c communicating with the inflow hole 14a provided is provided. A part of the rotation preventing member 14 on the slipper 10 side is inserted into a pressure introduction hole 10a provided in each slipper 10, and the hole 2a, the pressure introduction hole 10a, the inflow hole 14a, and the through hole 13c of the piston 2 are Communicate with each other. In the present embodiment, six pistons 2 are inserted into the cylinder block 3.
[0021]
4A and 4B are diagrams showing a configuration example of the swash plate, in which FIG. 4A is a front view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. As shown in the figure, the swash plate 4 is provided with an opening 4a through which the main shaft 6 is inserted at the center and an annular pocket 4b at the outer periphery thereof. A part of the annular pocket 4b is provided with a communication groove 4c that communicates with only one or two through holes 13c in the high pressure state of the intermediate plate 13.
[0022]
The main shaft 6 rotates and the high-pressure working fluid pressurized by the piston 2 flows into the connecting groove 4c of the swash plate 4 from the through hole 13c of the intermediate plate 13 communicating with the hole 2a of the piston 2. The inflowing working fluid is filled into the annular pocket 4b from the communication groove 4c and supplied to the sliding surfaces of the intermediate plate 13 and the swash plate 4. Thus, this axial piston type pump introduces the high-pressure working fluid in the piston bore 3a into the annular pocket 4b through the through hole 13c of the intermediate plate 13 and the communication groove 4c of the swash plate 4, thereby A hydrostatic bearing is formed on the sliding surface of the swash plate 4.
[0023]
By providing the intermediate plate 13 as described above, the sliding surface of the intermediate plate 13 and the swash plate 4 can have a larger area than the sliding surface of the slipper 10 and the swash plate 4 shown in FIG. Therefore, a larger load can be supported by the high-pressure fluid. Therefore, even if water or a liquid whose viscosity is lower than that of oil (having a viscosity of 0.5 P (0.05 Pa.S) at 40 ° C.) is used as the working fluid, the intermediate plate 13 and the swash plate 4 A fluid film can be easily formed on the sliding surface, wear and damage of the sliding surface can be reduced, and reliability and life can be improved.
[0024]
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the swash plate. The swash plate 4 shown in the figure has a configuration in which a large number of spiral grooves 4d are provided on the outer peripheral portion of the annular pocket 4b of the swash plate 4 shown in FIG.
[0025]
The high-pressure working fluid supplied from the through hole 13 c of the intermediate plate 13 is filled in the communication groove 4 c and the annular pocket 4 b and supplied to the sliding surfaces of the intermediate plate 13 and the swash plate 4. When the cylinder block 3 rotates, the slippers 10 and the intermediate plate 13 also rotate around the rotation axis of the cylinder block 3. At this time, the intermediate plate 13 slides on the upper surface of the groove 4d of the swash plate 4, and the working fluid outside the groove 4d is wound along the groove 4d, and the pressure of the working fluid is increased by the pumping action. Constitutes a hydrodynamic bearing. In this embodiment, the groove 4d is provided in the outer peripheral portion of the annular pocket 4b of the swash plate 4. However, the present invention is not limited to this, and the surface of the intermediate plate 13 that faces the swash plate 4 is provided. You may provide in the outer peripheral part of this through-hole 13c.
[0026]
As described above, the present axial piston pump is provided with a large number of spiral grooves 4d on the outer peripheral portion of the annular pocket 4b of the swash plate 4, so that it has not only a static pressure bearing but also a dynamic pressure bearing. 13 and the sliding surface of the swash plate 4 can be formed with a firm fluid film, and wear and damage of the sliding surface can be more sufficiently prevented, thereby further improving the reliability and life. Can do.
[0027]
In the above embodiment, the spiral groove 4d has been described. However, the configuration of the dynamic pressure bearing of the axial piston pump is not limited to this, and the annular shape of the swash plate 4 as shown in FIG. A configuration in which a number of Rayleigh step-like grooves 4e are provided on the outer periphery of the pocket 4b may be employed. The groove 4e is formed in a pocket shape. When the intermediate plate 13 slides on the upper surface of the groove 4e, the working fluid outside the groove 4e enters the groove 4e, and the working fluid slides on the intermediate plate 13. The axial pressure is increased in the direction, and a dynamic pressure bearing can be configured in the axial piston pump.
[0028]
The grooves 4d and 4e of the swash plate 4 act as a dynamic pressure bearing only when the rotation direction of the intermediate plate 13 is one direction. However, the present invention is not limited to this, and is shown in FIG. By providing a symmetrical Laire step groove 4f on the outer periphery of the annular pocket 4b of the swash plate 4 as described above, even if the intermediate plate 13 rotates in either direction, it acts as a hydrodynamic bearing. Also good. Furthermore, you may provide the convex groove | channel 4g as shown in FIG. The depth of the grooves 4d to 4g provided in the swash plate 4 is about several μm to several tens of μm.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in each claim, the following excellent effects can be obtained.
[0030]
According to the first aspect of the present invention, the working fluid having a pressure higher than that of the hole provided in the central portion of the piston is formed in the pressure introducing hole formed in the slipper, the inflow hole formed in the rotation preventing member, and the intermediate plate. was fed through the through holes communicating groove which communicates with the annular groove formed in the surface facing the intermediate plate of the swash plate, guide the pressure of the working fluid in the annular groove, constituting a hydrostatic bearing using the pressure In addition, by providing a groove that constitutes the hydrodynamic bearing on either side of the intermediate plate and the swash plate facing each other , the hydrostatic bearing and the hydrodynamic bearing can be used together. Surface wear and damage can be sufficiently prevented, and the reliability and life of the axial piston pump can be improved.
[0031]
According to the second aspect of the present invention, the working fluid having a pressure higher than that of the hole provided in the central portion of the piston is formed in the pressure introducing hole formed in the slipper, the inflow hole formed in the rotation preventing member, and the intermediate plate. A hydrostatic bearing using the pressure is constructed by supplying the working fluid pressure to the annular groove through the through-hole and communicating with an annular groove formed on the surface of the swash plate facing the intermediate plate. In addition, by providing a groove that constitutes the hydrodynamic bearing on either side of the intermediate plate and the swash plate facing each other , the hydrostatic bearing and the hydrodynamic bearing can be used together. Surface wear and damage can be sufficiently prevented, and the reliability and life of the axial piston motor can be improved.
[0033]
According to the third aspect of the present invention, the groove constituting the hydrodynamic bearing is formed in a spiral shape or a Larele step shape so that the intermediate plate rotates in either direction, thereby generating a dynamic pressure. A pressure bearing can be constructed.
[0034]
According to the fourth aspect of the present invention, the fluid of water or a fluid whose viscosity is lower than that of oil (having a viscosity of 0.5 P (0.05 Pa.S) at 40 ° C.) is used as the working fluid. even, hydrostatic bearing and a hydrodynamic bearing is formed on the sliding surface of the intermediate plate and the swash plate, the wear of the sliding surface of the intermediate plate and the swash plate, you are possible to sufficiently prevent damage, further axial piston The reliability and life of the mold pump or motor can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional axial piston pump and motor.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main parts of an axial piston pump and a motor according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a configuration example of an intermediate plate, in which FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
4A and 4B are diagrams illustrating a configuration example of a swash plate, in which FIG. 4A is a front view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the swash plate.
FIG. 6 is a diagram showing another configuration example of the swash plate.
FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the swash plate.
FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the swash plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Piston 3 Cylinder block 4 Swash plate 4a Opening 4b Annular pocket 4c Connecting groove 4d-g Groove 5 Port plate 6 Main shaft 7 Bearing 8 Spline 9 Spherical surface part 10 Slipper 11 Cylinder block bearing 12 Shaft seal 13 Intermediate plate 14 Anti-rotation member

Claims

A cylinder block in a casing, a piston, slippers, swash plate, port plate, the main shaft is accommodated, said that in the casing cylinder block is rotatably supported on an end of the piston as well as rotated by the rotation of the main shaft In an axial piston type pump in which a slipper slides on the surface of the swash plate, the piston reciprocates in the cylinder block, and the working fluid is sucked and discharged by the reciprocating motion of the piston.
An intermediate plate is provided between the slipper and the swash plate, and the intermediate plate is fixed to the slipper by a rotation preventing member.
The swash plate passes through a pressure introducing hole formed in the slipper, an inflow hole formed in the rotation preventing member, and a through hole formed in the intermediate plate. the supply to the communicating groove which communicates with the intermediate plate an annular groove formed in the surface facing the the leads to pressure of the working fluid in the annular groove, as well as constitute a hydrostatic bearing using the pressure, the intermediate An axial piston type pump characterized in that a groove constituting a hydrodynamic bearing is provided on one surface of the plate and the swash plate facing each other .

A cylinder block in a casing, a piston, slippers, swash plate, port plate, the main shaft is accommodated, said slipper, which is rotatably supported on an end of the piston by the reciprocating motion of the piston the swash plate on the surface In the axial piston type motor in which the cylinder block rotates, the main shaft connected to the cylinder block rotates, and rotational motion is transmitted to the outside by the rotation of the main shaft.
An intermediate plate is provided between the slipper and the swash plate, and the intermediate plate is fixed to the slipper by a rotation preventing member.
The swash plate passes through a pressure introducing hole formed in the slipper, an inflow hole formed in the rotation preventing member, and a through hole formed in the intermediate plate. To the communication groove communicating with the annular groove formed on the surface facing the intermediate plate, and the pressure of the working fluid is guided to the annular groove to constitute a hydrostatic bearing utilizing the pressure, and the intermediate An axial piston type motor characterized in that a groove constituting a hydrodynamic bearing is provided on one surface of the plate and the swash plate facing each other .

In the axial piston type pump or motor according to claim 1 or 2 ,
An axial piston type pump or motor characterized in that the groove constituting the hydrodynamic bearing has a spiral shape or a Rayleigh step shape.

In the axial piston type pump or motor according to any one of claims 1 to 3 ,
An axial piston type pump or motor characterized in that the working fluid is water or a fluid whose viscosity is lower than that of oil.