JP4124716B2 - Swash plate type hydraulic pump / motor - Google Patents
Swash plate type hydraulic pump / motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP4124716B2 JP4124716B2 JP2003338588A JP2003338588A JP4124716B2 JP 4124716 B2 JP4124716 B2 JP 4124716B2 JP 2003338588 A JP2003338588 A JP 2003338588A JP 2003338588 A JP2003338588 A JP 2003338588A JP 4124716 B2 JP4124716 B2 JP 4124716B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- swash plate
- cylinder block
- valve body
- port
- ports
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F04B1/2014—Details or component parts
- F04B1/2042—Valves
- F04B1/205—Cylindrical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/0032—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F01B3/0035—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F04B1/22—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Description
本発明は、例えば、農業機械、産業車両、建設機械の走行装置の無段変速機として、ハイドロスタティックトランスミッション(以下HST)に適用可能な斜板型液圧ポンプ・モータの改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a swash plate type hydraulic pump / motor applicable to a hydrostatic transmission (hereinafter referred to as HST) as a continuously variable transmission for a traveling device of an agricultural machine, an industrial vehicle, or a construction machine, for example.
HSTの基本形は可変油圧ポンプと固定油圧モータを組合せたもので、ピストン式の場合、油圧ポンプの傾転角を変化させて吐出量を0〜±最大吐出量にすることで、油圧モータの出力回転速度を変え、車両の場合は停止から前後進の最高速度まで無段変速することができる。 The basic form of HST is a combination of a variable hydraulic pump and a fixed hydraulic motor. In the case of a piston type, the output of the hydraulic motor is changed by changing the tilt angle of the hydraulic pump to make the discharge amount 0 to ± maximum discharge amount. By changing the rotation speed, in the case of a vehicle, it is possible to continuously change the speed from the stop to the maximum forward / reverse speed.
HSTの油圧ポンプまたは油圧モータとして、一般的にはシリンダブロックの片側のみにピストンを収める従来の非対向式ピストンモータが用いられている。 As a HST hydraulic pump or hydraulic motor, a conventional non-opposing piston motor that accommodates a piston only on one side of a cylinder block is generally used.
しかし、車両の要求する速度が高速になったり、あるいは駆動力が大きくなった場合、HSTの油圧ポンプと油圧モータの容量増加が必要となるが、そうすると油圧機器が大型化し、効率やコスト上も不利となる。 However, if the speed required by the vehicle becomes high or the driving force becomes large, it is necessary to increase the capacity of the HST hydraulic pump and hydraulic motor. Disadvantageous.
そこで、HSTの油圧ポンプまたは油圧モータとして、例えば特許文献1に開示された対向式斜板型液圧ポンプ・モータを用いることが考えられる。
Therefore, it is conceivable to use, for example, an opposed swash plate type hydraulic pump / motor disclosed in
図6に示すように、この対向式斜板型液圧ポンプ・モータ100は、複数組の第一、第二ピストン101,102をシリンダブロック103に収装し、このシリンダブロック103の回転に伴って第一、第二ピストン101,102が第一、第二斜板105,106に追従して互いに対向するように往復動し、容積室104を拡縮するようになっている。
As shown in FIG. 6, the opposed swash plate type hydraulic pump /
作動油は第一斜板105の通孔110、バルブプレート108に開口した制御ポート111,112、シュー109の通孔113、第一ピストン101の通孔114等を通って給排される。
The hydraulic oil is supplied and discharged through the through
対向式斜板型液圧ポンプ・モータ100は、シリンダブロックの片側にピストンを収装する従来の非対向式ピストンポンプ・モータに比べて、損失を増やさず容量を増やすことができる。
しかしながら、対向式斜板型液圧ポンプ・モータ100は、作動油が第一斜板105、バルブプレート108、シュー109内を通して作動油を給排する構造のため、第一斜板105の傾転角度を変えて容量を可変とする構造に変更することが難しいという問題点があった。
However, the opposed swash plate type hydraulic pump /
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型のまま実用的な容積比を大きく取れる斜板型液圧ポンプ・モータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a swash plate type hydraulic pump / motor that can take a large practical volume ratio while being small.
第1の発明は、複数組の第一、第二ピストンを収装し容積室を画成するシリンダブロックと、このシリンダブロックの回転に伴って容積室を拡縮するように第一、第二ピストンを互いに対向して往復動させる第一、第二斜板と、この第一、第二斜板を傾転可能に支持する第一、第二斜板軸受と、第一、第二斜板をそれぞれ傾転させる斜板駆動手段と、シリンダブロックに回転可能に挿入される弁体と、この弁体の外周面に開口する給排ポートと、シリンダブロックの内周面に開口しその回転に伴ってこの給排ポートに各容積室を連通するシリンダポートとを備え、弁体が挿入される支持穴と、弁体及びこの支持穴の間に介装されるシールリングとを備え、この支持穴は弁体の外周面に対して間隙を持ち、支持穴にシールリングを介して弁体を支持し、弁体の外周面に各給排ポートと軸方向に並んで開口する複数の軸受ポートを形成し、シリンダブロックの回転中心軸を挟んで互いに対向する給排ポートと軸受ポートとを連通させ、シリンダブロックの内周面に開口しその回転に伴って各軸受ポートに連通する複数のダミーポートを備え、このダミーポートとシリンダポートをシリンダブロックの回転中心軸を挟んで互いに対向させたことを特徴とするものとした。 A first invention includes a cylinder block that houses a plurality of sets of first and second pistons to define a volume chamber, and the first and second pistons that expand and contract the volume chamber as the cylinder block rotates. First and second swash plates that reciprocate opposite to each other, first and second swash plate bearings that support the first and second swash plates in a tiltable manner, and first and second swash plates. A swash plate driving means for tilting, a valve body rotatably inserted into the cylinder block, a supply / discharge port that opens on the outer peripheral surface of the valve body, and an opening on the inner peripheral surface of the cylinder block that accompanies the rotation A cylinder port that communicates each volume chamber with the lever supply / discharge port, and includes a support hole into which the valve body is inserted, and a seal ring interposed between the valve body and the support hole. Has a gap with respect to the outer peripheral surface of the valve body, and the valve body is inserted into the support hole through a seal ring. A plurality of bearing ports that open in the axial direction with each supply / exhaust port on the outer peripheral surface of the valve body, and the supply / exhaust port and the bearing port that face each other across the rotation center axis of the cylinder block communicate with each other A plurality of dummy ports that open to the inner peripheral surface of the cylinder block and communicate with the bearing ports as the cylinder block rotates. The dummy port and the cylinder port face each other across the rotation center axis of the cylinder block. Was characterized.
第2の発明は、第1の発明において、斜板駆動手段として、第一、第二斜板をそれぞれ背後から押す対の背面駆動ピストンを備えたことを特徴とするものとした。 The second invention is characterized in that, in the first invention, as the swash plate driving means, a pair of back surface drive pistons for pushing the first and second swash plates from the back are provided.
第1の発明によると、作動流体は、弁体の各給排ポート、シリンダブロックの各シリンダポートを通って各容積室に給排される。 According to the first invention, the working fluid is supplied to and discharged from each volume chamber through each supply / discharge port of the valve body and each cylinder port of the cylinder block.
第一、第二斜板の傾転角度を変えることにより可変容量比率を従来のピストンモータ等に比べて略2倍にすることが可能となる。最大容量が同一な従来のピストンモータ等に比べるとシリンダブロックのピッチ円直径P.C.Dを半減でき、装置の小型化がはかれる。 By changing the tilt angle of the first and second swash plates, the variable capacity ratio can be substantially doubled compared to a conventional piston motor or the like. Compared to conventional piston motors with the same maximum capacity, the cylinder block pitch circle diameter P.I. C. D can be halved and the size of the apparatus can be reduced.
本発明の装置をシリンダブロックの片側のみにピストンを収装する従来の非対向式ピストンモータに比較してみると、摺動部の大きな違いはシューが第一斜板側に摺接している部分である。 When comparing the device of the present invention with a conventional non-opposing piston motor that houses the piston only on one side of the cylinder block, the difference in the sliding part is that the shoe is in sliding contact with the first swash plate side. It is.
しかるに、最小容量時の作動状態では第一斜板は傾転角が0(中立)の状態にあり、ピストンは第一斜板に対してストロークせず、また、シューも静的に押付けられている第一斜板側との相対運動は生じない。 However, in the operating state at the minimum capacity, the tilt angle of the first swash plate is 0 (neutral), the piston does not stroke against the first swash plate, and the shoe is also pressed statically. There is no relative movement with the first swash plate side.
従って、第一斜板が中立で第二斜板が最大傾転角における容量の略1/2.5までは効率的に実用可能となる。 Therefore, the first swash plate is neutral and the second swash plate can be practically used efficiently up to about 1 / 2.5 of the capacity at the maximum tilt angle.
一方、本発明の装置において、最大容量時の状態は第一斜板の傾転角も最大となり、ピストンは摺動し、シューも第一斜板側に対して微小に摺動する。 On the other hand, in the apparatus of the present invention, at the maximum capacity, the tilt angle of the first swash plate becomes maximum, the piston slides, and the shoe slides slightly with respect to the first swash plate side.
しかし、本発明の装置は、最大容量が同一な従来の非対向式ピストンモータに較べてシリンダブロックのピッチ円直径P.C.Dを半減でき、摺動部の大きさが略1/2であるため、摺動個所が増えたことによる効率への影響は極めて少ない。 However, the device of the present invention has a cylinder block pitch circle diameter P.D. as compared with a conventional non-opposing piston motor having the same maximum capacity. C. Since D can be halved and the size of the sliding portion is approximately ½, the effect on efficiency due to the increase in the number of sliding portions is extremely small.
本発明の装置は、最小容量時と最大容量時の効率が共に実用域にあるため、従来の非対向式ピストンモータに比べて略2倍の実用的な容量比を確保できる。 The device according to the present invention has a practical capacity ratio that is approximately twice that of a conventional non-opposing piston motor, since the efficiency at both the minimum capacity and the maximum capacity is in the practical range.
そして、弁体は支持穴に対してシールリングを介して弾性支持されるとともに、給排ポートに導かれる作動流体が弁体とシリンダブロックの間に流体膜を形成し、弁体に対してシリンダブロックを浮遊支持することにより、シリンダブロックが円滑に回転作動する。 The valve body is elastically supported via a seal ring with respect to the support hole, and the working fluid guided to the supply / discharge port forms a fluid film between the valve body and the cylinder block. By floatingly supporting the block, the cylinder block smoothly rotates.
そして、各軸受ポートに導かれる圧力差を各給排ポートに導かれる圧力差に対抗させることよって弁体が一方に押し付けられることが抑えられ、シリンダブロックを弁体に対して円滑に摺動させることができる。 Then , the pressure difference guided to each bearing port is opposed to the pressure difference guided to each supply / exhaust port, so that the valve body is suppressed from being pressed against one side, and the cylinder block is slid smoothly with respect to the valve body. be able to.
そして、各シリンダポート及び各ダミーポートに導かれる圧力によって弁体をシリンダブロックに押し付ける力をシリンダブロックの回転中心軸について対称的に分布させることが可能となり、弁体とシリンダブロックの間に形成される流体膜を均一にし、シリンダブロックを弁体に対して円滑に摺動させることができる。 The force that presses the valve body against the cylinder block by the pressure guided to each cylinder port and each dummy port can be distributed symmetrically about the rotation center axis of the cylinder block, and is formed between the valve body and the cylinder block. The fluid film can be made uniform, and the cylinder block can be slid smoothly with respect to the valve body.
そして4、各背面駆動ピストンに導かれる駆動圧を選択的に高めることによって第一、第二斜板を傾転角が切換えられる。 4. The tilt angle of the first and second swash plates can be switched by selectively increasing the drive pressure guided to each back drive piston.
以下、本発明を作業車両等に搭載されるHSTのモータに適用した実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments in which the present invention is applied to an HST motor mounted on a work vehicle or the like will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、斜板型液圧ポンプ・モータとして設けられるピストンモータ1は、ケース25とポートブロック50とによりハウジング室24が形成され、このハウジング室24にシリンダブロック4および第一、第二斜板30,40等が収装される。
As shown in FIG. 1, a
シリンダブロック4はシャフト5が同軸上に結合される。このシャフト5の基端部はスプライン29を介してシリンダブロック4に連結される。シャフト5は、他端がケース25にベアリング28を介して支持される。シャフト5はその先端部がケース25の底部から外側へ突出され、その回転が図示しない減速機を経て、ディファレンシャルギアを介して左右の車輪に伝達される。
The
シリンダブロック4はケース25に2つのベアリング26,27を回転可能に支持される。つまり、シリンダブロック4及びシャフト5の回転体はケース25に対して3つのベアリング26,27,28を介して支持されている。なお、ベアリング26,28の間に挟まれるベアリング27を廃止することも可能である。
The
シリンダブロック4には複数本の第一、第二シリンダ6,7がその回転軸と略平行にかつ互いに対向するように同軸上に配置され、シリンダブロック4の両端面に開口している。また、第一、第二シリンダ6,7は回転軸を中心とするピッチ円P.C.上に一定の間隔を持って並んで配置される。
A plurality of first and
第一、第二シリンダ6,7には第一、第二ピストン8,9がそれぞれ挿入され、これらの間に容積室10が画成される。第一、第二ピストン8,9の一端側はシリンダブロック4の両端面からそれぞれ突出され、第一、第二斜板30,40に接するシュー21,22を介して支持される。シリンダブロック4が回転すると、第一、第二ピストン8,9は第一、第二斜板30,40との間で対向して往復動し、第一、第二シリンダ6,7の容積室10を拡縮する。
First and
各シュー21,22を第一、第二斜板30,40に押し付ける付勢手段として、各シュー21,22を挿通させるリテーナプレート75と、リテーナプレート75の内周部に摺動可能に着座するリテーナホルダ73と、このリテーナホルダ73とシリンダブロック4の間に圧縮して介装される複数のセンタスプリング74とを備える。
As urging means for pressing each
ピストンモータ1の押しのけ容積を可変とするため、第一、第二斜板30,40の背面31,41は円柱面状に形成され、第一、第二斜板軸受32,42を介して傾転可能に支持される。
In order to make the displacement volume of the
各容積室10に作動油を給排する機構として、シリンダブロック4に回転可能に挿入される円柱状の弁体60と、この弁体60の外周面に開口する一対の給排ポート61と、シリンダブロック4の内周面に開口しシリンダブロック4の回転に伴ってこの給排ポート61と容積室10を断続して連通するシリンダポート11とを備える。
As a mechanism for supplying and discharging hydraulic oil to and from each
図2の(a),(b),(c)に示すように、ポートブロック50には弁体60が挿入される支持穴55が形成される。この支持穴55は弁体60の外周面に対して間隙を持ち、弁体60との間に3つのシールリング56が介装される(図1参照)。支持穴55の内周面には3つの環状溝57が形成され、各環状溝57にシールリング56がそれぞれ収められる。
As shown in FIGS. 2A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C, the
図1に示すように、ポートブロック50と弁体60の間には2本のピン58が介装され、このピン58によって両者の回転が係止される。ピン58は間隙をもってポートブロック50と弁体60の間に挿入される。
As shown in FIG. 1, two
こうして弁体60は支持穴55に対して各シールリング56を介して弾性的に支持されており、その途中がブッシュ70を介してシリンダブロック4の内周面に嵌合することにより(図3、図4参照)、シリンダブロック4に対する同心精度が確保される。これにより、シリンダブロック4は弁体60に対して円滑に摺動することができる。
In this way, the
また、制作誤差等に起因して弁体60とブッシュ70の隙間が小さくなる場合、弁体60がシールリング56を介してシリンダブロック4に支持されているため、シールリング56が弾性変形することによってこの寸法誤差が吸収され、弁体60がブッシュ70に強く押し付けられることなく、効率低下や摩耗増大を招かないで済む。
Further, when the gap between the
図2の(c)に示すように、ポートブロック50には一対の出入口51が形成される。各出入口51は図示しない配管を介して油圧源の高圧側と低圧側にそれぞれ連通する。
As shown in FIG. 2C, the
図5の(a),(b),(c),(d)に示すように、ポートブロック50に対峙する弁体60の外周面に2つの環状溝62,63が開口し、この環状溝62,63は各シールリング56(図1参照)の間に開口し、ポートブロック50の各出入口51(図2参照)にそれぞれ連通する。
As shown in FIGS. 5A, 5B, 5C, and 5D, two
シリンダブロック4の内周面に対峙する弁体60の外周面に一対の給排ポート61が円弧状に開口し、弁体60の内部にこの各給排ポート61と環状溝62,63を連通して軸方向に延びる通孔64,65が形成される。
A pair of supply /
油圧源から導かれる作動油は、例えばポートブロック50の一方の出入口51(図2参照)、弁体60の環状溝62、通孔64、一方の給排ポート61、シリンダブロック4の各シリンダポート11(図1参照)を通って各容積室10に供給される。このとき、シリンダブロック4が回動するのに伴って各容積室10から流出する作動油は、シリンダブロック4の各シリンダポート11、他方の給排ポート61、弁体60の通孔65、環状溝63、ポートブロック50の他方の出入口51を通ってタンクへと排出される。これにより、第一、第二ピストン8,9が第一、第二シリンダ6,7を往復動し、シリンダブロック4を回転させる。
The hydraulic fluid guided from the hydraulic pressure source is, for example, one inlet / outlet port 51 (see FIG. 2) of the
図5の(a),(b),(e)に示すように、弁体60の外周面に各給排ポート61と軸方向に並んで開口する二対の軸受ポート66が形成される。各軸受ポート66は各給排ポート61を挟むように円弧状に延びる。
As shown in FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> E, two pairs of bearing
各給排ポート61及び軸受ポート66に導かれる作動油が弁体60とブッシュ70の間に油膜を形成し、シリンダブロック4に対して弁体60を浮遊支持することにより、弁体60に対してシリンダブロック4が円滑に回転作動する。
By the supply and
弁体60の外周面を周方向について2つの領域に分けると、同一の領域に開口する給排ポート61と軸受ポート66を互いに異なる通孔65に連通させる。すなわち、シリンダブロック4の回転中心軸Oを挟んで互いに対向する給排ポート61と軸受ポート66とが通孔65を介して連通する。これによって、各領域にて軸受ポート66と給排ポート61に導かれる圧力によって弁体60をシリンダブロック4に押し付ける力が周方向について略等しく分布する構成とする。
When the outer peripheral surface of the
すなわち、給排ポート61と対称位置にある軸受ポート66は、その開口部近傍の圧力分布も考慮して弁体60とシリンダブロック4間のラジアル方向の圧力バランスが釣り合うように形成される。
That is, the bearing
図3の(a),(b)に示すように、シリンダブロック4は弁体60が挿入されるバルブ穴12を有し、このバルブ穴12に対して各容積室10に連通するシリンダポート11が放射状に開口している。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
シリンダブロック4のバルブ穴12に円筒状のブッシュ70が介装される。このブッシュ70はシリンダブロック4に固定され、弁体60に摺接する内壁面を構成する。
A
図4の(a),(b),(c)に示すように、ブッシュ70には各シリンダポート11を構成する穴が形成されるとともに、シリンダブロック4の回転中心軸Oを挟んで各シリンダポート11に対向するダミーポート72が形成される。各シリンダポート11及び各ダミーポート72はブッシュ70の周方向について一定の間隔を持って開口する。各ダミーポート72の数は各シリンダポート11の2倍に設定され、各ダミーポート72は各シリンダポート11を挟むようにして2列に軸方向に並んで開口する。これによって、各シリンダポート11及び各ダミーポート72に導かれる圧力によって弁体60をシリンダブロック4に押し付ける力がシリンダブロック4の回転中心軸Oについて対称的に分布する構成とする。
As shown in FIGS. 4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C, the
これにより、各給排ポート61に導かれる圧力差によって弁体60が一方に押し付けられることが抑えられ、弁体60とブッシュ70の間に形成される作動油膜を均一にし、シリンダブロック4を弁体60に対して円滑に摺動させることができる。
As a result, the
すなわち、弁体60の給排ポート61に生じる高圧域は、シリンダブロック4の回転に伴ってブッシュ70には各シリンダポート11を構成する穴が断続的に対峙し、この高圧域が拡縮する。これに対して、軸受ポート66を設けダミーポート72を設けない場合、大きなアンバランス力が発生し、シリンダブロック4が弁体60に強く押し付けられる。そこで、ブッシュ70に各シリンダポート11と180度の角度を持ってダミーポート72を設けることにより、弁体60の給排ポート61にシリンダポート11が接続するとき、軸受ポート66にダミーポート72が接続することになって両方の高圧域が釣り合い、シリンダブロック4が弁体60に強く押し付けられること回避できる。
That is, in the high pressure region generated in the supply /
なお、ブッシュ70を廃止してダミーポート72をシリンダブロック4に一体的に形成しても良い。
Note that the
第一斜板30を傾転させる斜板駆動手段として、ポートブロック50には第一斜板30を背後から押す一対の背面駆動ピストン33,34が介装される。傾転角制御バルブ(図示せず)が各背面駆動ピストン33,34に導かれる駆動圧を選択的に高めることにより、第一斜板30を傾転角が2段階に切換えられる。第一斜板30には背面駆動ピストン33,34からの駆動力を受ける受け部39a,39bが形成される。
As a swash plate driving means for tilting the first
第二斜板40を傾転させる斜板駆動手段として、ケース25には第二斜板40を背後から押す一対の背面駆動ピストン43,44が介装される。傾転角制御バルブが各背面駆動ピストン43,44に導かれる駆動圧を選択的に高めることにより、第二斜板40を傾転角が2段階に切換えられる。第二斜板40には背面駆動ピストン43,44からの駆動力を受ける受け部49a,49bが形成される。
As a swash plate driving means for tilting the
背面駆動ピストン33,34、背面駆動ピストン43,44に導かれる駆動圧が傾転角制御バルブを介して切換えられることにより、ピストンモータ1の押しのけ容積が3段階に変わる。図1は、ピストンモータ1の押しのけ容積が中間値になるポジションを示している。このとき、各背面駆動ピストン33,44に高圧が導かれ、各背面駆動ピストン34,43に低圧が導かれることにより、第一斜板30の傾斜が最小になり、受け部39bがポートブロック50の端面50aに当接する一方、第二斜板40の傾斜が最大になり、受け部49aがケース25の底面25aに当接している。
The displacement of the
ここで、本発明のピストンモータ1をシリンダブロックの片側のみピストンを収める従来の非対向式ピストンモータと比較してみる。
Here, the
比較するモータは斜板式可変モータで本発明のピストンモータ1と同じサイズのピッチ円直径と外径を持つシリンダブロック、同じ直径のピストン、同じ最大傾角を持つ斜板で構成されるものとする。
The motor to be compared is a swash plate type variable motor and is composed of a cylinder block having the same pitch circle diameter and outer diameter as the
本発明のピストンモータ1の第一斜板30側が中立状態になり、第二斜板40側が最大傾角にあるとき(図1の状態)押しのけ容積は最大押しのけ容積の1/2であり、比較するモータが最大傾角にある場合は等しい容積である。
When the first
この状態で比較すると、従来の非対向式ピストンモータは一端がシューと斜板の摺動になっており、他端はシリンダブロックとバルブプレート間の摺動となっている。また、ピストンとシリンダブロック間も摺動している。 When compared in this state, the conventional non-opposing piston motor has one end sliding between the shoe and the swash plate, and the other end sliding between the cylinder block and the valve plate. Further, the piston also slides between the cylinder block.
一方、本発明のピストンモータ1は両端ともシュー21,22と第一、第二斜板30,40との摺動である。その他に第二斜板40側の第二ピストン9とシリンダブロック4の摺動、第一斜根30側の第一ピストン8とシリンダブロック4の摺動及びシリンダブロック4と挿入された弁体60間の摺動がある。
On the other hand, the
この2つのモータを比較すると、本発明のピストンモータ1の第二斜板40側のシュー22と第二斜板40の摺動は従来の非対向式ピストンモータと同じで、両者の揺動による動力損失は等しい。次に本発明のピストンモータ1の第一斜板30側のシュー21と第一斜板30の摺動と従来の非対向式ピストンモータのシリンダブロックとバルブプレート間の摺動を比較してみる。第一斜板30は中立状態のため、また、第一斜板側のシュー21のピッチ円径と従来の非対向式ピストンモータのシリンダブロックとバルブプレートのピッチ円径は等しいため、シュー21の静圧軸受けとしてのバランスを適切に取れば、両者の動力損失はほぼ等しくできる。同様にして第二斜板40側の第二ピストン9とシリンダブロック4間の摺動と従来の非対向式ピストンモータの同部位の摺動による動力損失もほぼ等しいと言える。
Comparing the two motors, the sliding of the shoe 22 and the
従って、残るはシリンダブロック4と挿入された弁体60間の摺動であり、この部分は本発明のピストンモータ1の方が余分に損失を生じる余地がある。しかしながら、シリンダブロック4と弁体60間は隙間の状態で保持されており、圧力のバランスが取られ、大きなラジアル力も働かないようになっている。更に、弁体60の直径もシリンダブロック4の内径部に設置される構造から小さい。従って、この部分で生ずる動力損失は上記従来の非対向式ピストンモータのシューやバルブプレートで生じる値に対して、極めて小さくできる。
Therefore, what remains is sliding between the
このことから、本発明のピストンモータ1の第一斜板30側が中立状態にある場合は、最大押しのけ容積の1/2で摺動部のサイズが等しい従来の非対向式ピストンモータと、ほぼ同等の効率が得られることになる。これは、従来の非対向式ピストンモータが容量比(最大容量/最小容量)で2.5程度まで実用的に使えることから、本発明のピストンモータ1も最大押しのけ容積の1/2に対して容積比で2.5程度まで使えることを意味している。これは本発明のピストンモータ1の最大容積に対して容量比で5となる。
From this, when the first
それでは、本発明のピストンモータ1の最大容積位置での効率はどうであろうか。本発明のピストンモータ1の最大容積と同容量の従来の斜板式モータと比較してみる。従来の非対向式ピストンモータは本発明のピストンモータ1のものに較べて、ピストン本数が1/2であるため、シリンダブロック4のピッチ円直径と外径は共に大きい(ピストン径と最大斜板傾角が等しい場合はピッチ円径は2倍になる)。
What about the efficiency at the maximum volume position of the
前述と同じように各摺動部材による動力損失を比較すると、シューと斜板間及びシリンダブロックとバルブプレート間(本発明のピストンモータ1ではシュー21と第一斜板30問)は本発明のピストンモータ1の方がずっと少ない。
When the power loss by each sliding member is compared in the same manner as described above, the distance between the shoe and the swash plate and between the cylinder block and the valve plate (in the
一方、本発明のピストンモータ1の第一斜板30側の第一ピストン8とシリンダブロック4との摺動では、第一ピストン8はストロークし、シリンダブロック4と相対運動する。また、小さいとはいえシリンダブロック4と挿入された弁体60間の損失もあり、これらの部分では従来の非対向式ピストンモータより動力損失は増加する。
On the other hand, when the first piston 8 on the first
上記の動力損失の得失を合計すると、本発明のピストンモータ1の最大容積位置での効率は従来の非対向式ピストンモータとほぼ同レベルの値を確保できる。
When the advantages and disadvantages of the above power loss are summed, the efficiency at the maximum volume position of the
このように、本発明のピストンモータ1は最大容量から、容量比5の最小容量まで従来の非対向式ピストンモータ並みの効率が得られることで実用域を従来の略2倍に拡大することができる。
As described above, the
本発明のピストンモータ1を用いたHSTの場合、速度ペダルの操作量に応じて全速度域に渡って車速をコントロールすることが可能となる。すなわち、速度レバーの操作によって速度レバーの信号が比例電磁バルブ(SPPCバルブ)の電流を変え、この電流に比例して比例電磁バルブから出力されるパイロット圧力が変わり、傾転角制御バルブの切換えでHSTを構成するピストンモータ1の斜板角度が3段階に切換えられる。そして、HSTを構成する油圧ポンプの吐出量を0〜±maxまで変化させることで、車両を0〜各レンジの最高速度まで変える。油圧ポンプの吐出量はポンプ斜板に連結した車両の足踏みペダルで通常は操作される。このように、速度レバーによる切換えとペダル操作を組合せることで、全速度域の車両の制御をHSTだけで行える。
In the case of HST using the
なお、背面駆動ピストン33,34及び43,44は単一の比例電磁バルブを用いてシーケンス制御することに限らず、背面駆動ピストン33,34の制御のために1つの比例電磁バルブを用い、背面駆動ピストン43,44の制御のためにもう1つの比例電磁バルブを用いても良い。
The
また、各斜板の傾転角を検出するポテンショメータを設け、その信号に応じて各斜板の傾転角を目標値に近づけるフィードバック制御を行うことも可能である。 It is also possible to provide a potentiometer for detecting the tilt angle of each swash plate, and to perform feedback control to bring the tilt angle of each swash plate closer to the target value according to the signal.
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、斜板型液圧ポンプ・モータとしてピストンポンプにも適用でき、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be applied to a piston pump as a swash plate type hydraulic pump / motor, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea. .
本発明は、HSTを構成する油圧モータまたは油圧ポンプをはじめ、種々の斜板型液圧ポンプ・モータに適用できる。 The present invention can be applied to various swash plate type hydraulic pumps and motors including a hydraulic motor or a hydraulic pump constituting the HST.
1 ピストンモータ
4 シリンダブロック
5 シャフト
6 第一シリンダ
7 第二シリンダ
8 第一ピストン
9 第二ピストン
21,22 シュー
30 第一斜板
40 第二斜板
56 シールリング
60 弁体
61 給排ポート
66 軸受ポート
72 ダミーポート
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003338588A JP4124716B2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Swash plate type hydraulic pump / motor |
DE602004003761T DE602004003761T2 (en) | 2003-09-29 | 2004-09-28 | Swash plate pump or motor |
US10/950,686 US20050095144A1 (en) | 2003-09-29 | 2004-09-28 | Swash plate type hydraulic pump or motor |
EP04023085A EP1519006B1 (en) | 2003-09-29 | 2004-09-28 | Swash plate type hydraulic pump or motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003338588A JP4124716B2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Swash plate type hydraulic pump / motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005105900A JP2005105900A (en) | 2005-04-21 |
JP4124716B2 true JP4124716B2 (en) | 2008-07-23 |
Family
ID=34191597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003338588A Expired - Fee Related JP4124716B2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Swash plate type hydraulic pump / motor |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20050095144A1 (en) |
EP (1) | EP1519006B1 (en) |
JP (1) | JP4124716B2 (en) |
DE (1) | DE602004003761T2 (en) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2012010A1 (en) * | 2006-03-14 | 2009-01-07 | Ronghui Zhu | An axial plunger pump or motor |
DE102007058859A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | Hydac Electronic Gmbh | axial piston |
EP2516792A4 (en) | 2009-12-23 | 2015-05-06 | Bp Corp North America Inc | Rigless low volume pump system |
US8834133B2 (en) | 2010-08-05 | 2014-09-16 | Bp Corporation North America Inc. | Pumping device for fluids located at the bottom of a drilled well |
FR2977644B1 (en) * | 2011-07-04 | 2013-12-20 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | HYDRAULIC MOTOR WITH AXIAL PISTONS WITH VARIABLE CYLINDER AND LOW SIZE |
RU2487268C1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-10 | Дмитрий Павлович Богданович | Axial piston machine |
CN103882905A (en) * | 2012-10-20 | 2014-06-25 | 博世力士乐(北京)液压有限公司 | Hydraulic pump for excavator, and excavator with same |
US9739272B2 (en) | 2012-11-29 | 2017-08-22 | Fair Oaks Farms Brands, Llc | Liquid product dispensing system and method |
US9856851B2 (en) | 2013-03-29 | 2018-01-02 | Kyb Corporation | Opposed swash plate type fluid pressure rotating machine |
JP6114089B2 (en) * | 2013-03-29 | 2017-04-12 | Kyb株式会社 | Opposite swash plate type piston pump / motor |
DE112014000199T5 (en) * | 2013-03-29 | 2015-06-25 | Kayaba Industry Co., Ltd. | Fluid pressure lathe |
US20140308139A1 (en) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Medhat Kamel Bahr Khalil | Double swash plate pump with adjustable valve ring concept |
CA2888027A1 (en) | 2014-04-16 | 2015-10-16 | Bp Corporation North America, Inc. | Reciprocating pumps for downhole deliquification systems and fluid distribution systems for actuating reciprocating pumps |
EP3020967B1 (en) * | 2014-11-11 | 2017-09-27 | Danfoss A/S | Pump device |
EP3020969B1 (en) * | 2014-11-11 | 2017-09-27 | Danfoss A/S | Pump arrangement |
GB2545878B (en) * | 2015-09-15 | 2020-10-21 | Eaton Intelligent Power Ltd | A hydraulic axial piston machine |
JP7390151B2 (en) * | 2019-10-03 | 2023-12-01 | 株式会社小松製作所 | hydraulic pump motor |
CN112664386A (en) * | 2020-12-19 | 2021-04-16 | 王建设 | Pressure inclined type hydraulic power machine |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1880064A (en) * | 1926-12-09 | 1932-09-27 | Automotive Res Corp | Transmission gearing |
GB504554A (en) * | 1937-09-22 | 1939-04-24 | Hans Joseph Zimmermann | Improvements in and connected with reciprocating pumps, applicable also for motors |
DE823828C (en) * | 1949-06-12 | 1951-12-06 | Walter Theobald | Fluid transmission |
GB709183A (en) * | 1950-04-25 | 1954-05-19 | Fielding & Platt Ltd | Improvements in or relating to hydraulic swash plate pumps |
CH281546A (en) * | 1950-05-01 | 1952-03-15 | Spierig Fritz | Fluid machine. |
DE952150C (en) * | 1952-11-23 | 1956-11-08 | Fritz Spierig | Axial piston machine, especially for continuously adjustable fluid gears |
US3135166A (en) * | 1961-06-22 | 1964-06-02 | Alexander R Born | Swash plate motor |
DE2609185A1 (en) * | 1976-03-05 | 1977-09-08 | Guehring Gottlieb Fa | Opposed piston swashplate engine - with central axial working fluid supply and return, and pistons continuously under pressure |
NL8600353A (en) * | 1986-02-13 | 1987-09-01 | Volvo Car Bv | HYDROMOTOR. |
JP2696520B2 (en) * | 1988-02-18 | 1998-01-14 | 本田技研工業株式会社 | Power transmission device |
US5870996A (en) * | 1998-04-10 | 1999-02-16 | Alfred J. Buescher | High-pressure dual-feed-rate injector pump with auxiliary spill port |
-
2003
- 2003-09-29 JP JP2003338588A patent/JP4124716B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-09-28 EP EP04023085A patent/EP1519006B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-09-28 DE DE602004003761T patent/DE602004003761T2/en active Active
- 2004-09-28 US US10/950,686 patent/US20050095144A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20050095144A1 (en) | 2005-05-05 |
EP1519006A1 (en) | 2005-03-30 |
JP2005105900A (en) | 2005-04-21 |
DE602004003761T2 (en) | 2007-04-05 |
EP1519006B1 (en) | 2006-12-20 |
DE602004003761D1 (en) | 2007-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4124716B2 (en) | Swash plate type hydraulic pump / motor | |
US7021904B2 (en) | Swash plate type hydraulic pump or motor | |
US20010036411A1 (en) | Reversible variable displacement hydraulic pump and motor | |
JP5225597B2 (en) | Opposite swash plate type piston pump / motor | |
US20150260153A1 (en) | Opposed swash plate type fluid pressure rotating machine | |
WO2014156539A1 (en) | Opposed swashplate-type hydraulic rotary machine | |
JP6326409B2 (en) | Hydraulic rotating machine | |
JP4124715B2 (en) | Swash plate type hydraulic pump / motor | |
JP4324165B2 (en) | Hydrostatic continuously variable transmission | |
US4747266A (en) | Hydromotor | |
JPS63303255A (en) | Static hydraulic pressure type continuously variable transmission | |
JPH03163252A (en) | Static hydraulic type continuously variable transmission | |
JPH1089440A (en) | Differential hydraulic motor | |
JP4076935B2 (en) | Swash plate type hydraulic pump / motor | |
JP2009203927A (en) | Opposed swash plate type piston pump motor | |
JP2000009024A (en) | Variable displacement piston pump | |
JP6509658B2 (en) | Variable displacement hydraulic rotating machine | |
JPH10184532A (en) | Variable displacement piston pump | |
JPH09280161A (en) | Variable displacement type piston pump | |
US5136931A (en) | Rotary type fluid energy convertor | |
JPS61153053A (en) | Speed-change controller for static hydraulic type continuously variable transmission | |
JPH10141212A (en) | Variable displacement piston pump | |
JPS63203959A (en) | Working oil distributing device for swash type hydraulic device | |
JP2001050153A (en) | Hydraulic pump | |
JP2023079525A (en) | Fluid machine and construction machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050929 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080212 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080430 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080502 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4124716 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 6 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |