JPH1037848A - Axial piston type hydraulic device - Google Patents
Axial piston type hydraulic deviceInfo
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- JPH1037848A JPH1037848A JP8196205A JP19620596A JPH1037848A JP H1037848 A JPH1037848 A JP H1037848A JP 8196205 A JP8196205 A JP 8196205A JP 19620596 A JP19620596 A JP 19620596A JP H1037848 A JPH1037848 A JP H1037848A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、斜板の傾斜角を
変化させることにより容量を変化させる可変容量型のア
キシャルピストン型液圧装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable displacement axial piston type hydraulic device in which the displacement is changed by changing the inclination angle of a swash plate.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、ピストンの往復運動の方向をシ
リンダブロックの中心軸にほぼ平行としたピストンポン
プあるいはピストンモータ等のアキシャルピストン型液
圧装置は、駆動軸とシリンダブロックの中心軸とが同一
直線上にない斜軸式と、両軸が同一直線上にある斜板式
とに分類される。2. Description of the Related Art Generally, in an axial piston type hydraulic device such as a piston pump or a piston motor in which the direction of reciprocation of a piston is substantially parallel to the center axis of a cylinder block, the drive shaft and the center axis of the cylinder block are the same. The swash plate type, which is not on a straight line, and the swash plate type, in which both axes are on the same straight line, are classified.
【0003】斜軸式のアキシャルピストン型液圧装置
は、シリンダブロックとピストンとの間にラジアル荷重
が作用せず、高圧に適し高効率で高速回転が可能であっ
て固定容量型では小型大容量のものが得られるが、可変
容量型にすると大形のシリンダブロックを傾転させなけ
ればならないので、著しく大形化し可変容量機構が複雑
化して高価になるとともに、油路の圧力損失が増大し効
率面でも不利になる。[0003] The oblique axis type axial piston type hydraulic device does not apply a radial load between the cylinder block and the piston, is suitable for high pressure and can rotate at high speed with high efficiency. However, the variable capacity type requires a large cylinder block to be tilted, so the size is significantly increased, the variable capacity mechanism becomes complicated and expensive, and the pressure loss in the oil passage increases. It is also disadvantageous in terms of efficiency.
【0004】一方、斜板式のアキシャルピストン型液圧
装置は、固定容量型では比較的大形になりがちであり、
且つ、シリンダブロックとピストン間にラジアル荷重が
作用し、斜軸式に比して高圧,高速回転に不適であって
圧力損失も大きいが、可変容量型にしてもそれほど大形
化せず、可変容量機構が簡単で安価に生産することが可
能である。On the other hand, a swash plate type axial piston type hydraulic device tends to be relatively large in a fixed displacement type.
In addition, a radial load acts between the cylinder block and the piston, making it unsuitable for high pressure and high speed rotation and having a large pressure loss as compared with the oblique shaft type. The capacity mechanism is simple and can be produced at low cost.
【0005】従来、上記のような問題点をある程度解決
した斜板式アキシャルピストン型液圧装置としては、例
えば図9に示すようなジャネ形と称されるものが広く知
られている。これは、中間板101を境にして左半分に
可変容量型ポンプ,右半分に固定容量型モータを形成し
たものであるが、ポンプあるいはモータ単体としての構
成も可能である。ポンプ側の斜板102Aの傾斜角は図
示しない制御手段によって調整され、入力軸103の一
定回転に対して吐出方向と吐出流量が変化し、モータ出
力軸104の回転方向と回転速度を制御する。中間板1
01の両面105A,105Bは弁面を構成し、各弁面
105A,105Bに2個のキドニポートをもち、この
ポートに補給弁,リリーフ弁,空気抜き弁等が組み込ま
れている。Conventionally, as a swash plate type axial piston type hydraulic apparatus which has solved the above-mentioned problems to some extent, for example, a so-called jaw type hydraulic apparatus as shown in FIG. 9 is widely known. In this embodiment, a variable displacement pump is formed in the left half and a fixed displacement motor is formed in the right half with the intermediate plate 101 as a boundary. However, the pump or the motor alone may be used. The inclination angle of the swash plate 102A on the pump side is adjusted by control means (not shown), and the discharge direction and the discharge flow rate change with a constant rotation of the input shaft 103, thereby controlling the rotation direction and the rotation speed of the motor output shaft 104. Intermediate plate 1
Both sides 105A and 105B of 01 constitute a valve surface, each valve surface 105A and 105B has two kidney ports, and a supply valve, a relief valve, an air release valve and the like are incorporated in these ports.
【0006】主動力は入力軸103から自在継手106
A,中間リング107Aを介してシューブロック108
Aへ伝えられ、ロッド109Aを介してピストン110
Aがピン112Aによって入力軸103から回転駆動さ
れるシリンダブロック111A内を往復運動する。自在
継手106Aには単式自在継手を使用しているので、入
力軸103の回転速度に対してシューブロック108A
の瞬間角速度は1回転に2回変動することとなる。シリ
ンダブロック111Aから吐出される圧液は中間板10
1を通りモータ側シリンダブロック111B内へ導入さ
れてピストン110Bを押し出し、斜板102Bに支持
されたシューブロック108B,中間リング107B,
自在継手106Bを介してモータ出力軸104を回転さ
せる。そして、このような構成により、シリンダブロッ
クのボアとピストンとの間にラジアル荷重が作用せず、
その結果斜板傾斜角を大きくとることが可能となり、小
型で大容量の斜板式のアキシャルピストン型液圧装置を
得ることが可能となった。[0006] The main power is supplied from the input shaft 103 to the universal joint 106.
A, shoe block 108 via intermediate ring 107A
A to the piston 110 via the rod 109A.
A reciprocates in a cylinder block 111A that is rotationally driven from the input shaft 103 by a pin 112A. Since a single universal joint is used for the universal joint 106A, the shoe block 108A
Instantaneously changes twice per rotation. The pressure fluid discharged from the cylinder block 111A is
1, is introduced into the motor side cylinder block 111B and pushes out the piston 110B, and the shoe block 108B supported by the swash plate 102B, the intermediate ring 107B,
The motor output shaft 104 is rotated via the universal joint 106B. And with such a configuration, no radial load acts between the bore of the cylinder block and the piston,
As a result, the inclination angle of the swash plate can be increased, and a small-sized, large-capacity swash plate type axial piston hydraulic device can be obtained.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアキシャルピストン型液圧装置のうち、ジャ
ネ型と称されるものにあっては、そのポンプ側について
説明すれば、軸トルクは、入力軸103に固設されたシ
アーピン113Aから、中間リング107Aに伝達さ
れ、さらに、シューブロック108Aに固設され前記シ
アーピン113Aに直交する図示しないシアーピンによ
って、中間リング107Aとシューブロック108Aの
間のトルクが伝達される。このように、自在継手の機能
上、二対のシアーピンを介して軸トルクが伝達されるこ
ととなり、軸トルクは高々2本のシアーピンのせん断力
によって伝達され、かつ、このシアーピンはトルクを受
けることによって高い面圧を受けながら回転摺動するも
のとなる。したがって、斜板の傾転角度を大きくして押
しのけ容積(容量)の大きなものを構成したり、出力
(モータの場合は入力)の圧液を高圧にしたりする等し
て大出力を得ることは困難であった。この発明は上記の
点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で高出力
(大容量/高圧)を得ることができる高効率のアキシャ
ルピストン型液圧装置を安価に提供することを目的とす
る。However, in such a conventional axial piston type hydraulic apparatus, the one on the pump side is described in terms of the pump side. The torque between the intermediate ring 107A and the shoe block 108A is transmitted from the shear pin 113A fixed to the shaft 103 to the intermediate ring 107A, and further by the shear pin (not shown) fixed to the shoe block 108A and orthogonal to the shear pin 113A. Is transmitted. As described above, due to the function of the universal joint, the shaft torque is transmitted through the two pairs of shear pins. The shaft torque is transmitted by the shear force of at most two shear pins, and the shear pins receive the torque. Accordingly, the roller slides while receiving a high surface pressure. Therefore, it is not possible to obtain a large output by increasing the tilt angle of the swash plate to form a large displacement volume (capacity), or by increasing the pressure of the output (input in the case of a motor) hydraulic fluid. It was difficult. The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a high-efficiency axial-piston hydraulic device capable of obtaining high output (large capacity / high pressure) with a simple configuration at a low cost. I do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、主軸に同動して回転し同一円周上に主軸
とほぼ平行な複数のシリンダボアを設けたシリンダブロ
ックと、このシリンダブロックの上記シリンダボア内に
摺動自在にそれぞれ嵌挿されたピストンと、各ピストン
の他端側を摺動可能に保持するシューブロックと、この
シューブロックの上記主軸との角度を変化させることに
より、上記シリンダブロックの回転に伴う上記ピストン
のストロークを変化させる斜板とを有する可変容量型の
アキシャルピストン型液圧装置であって、上記主軸の外
周面に形成した軸方向に伸長する断面円弧状の複数の外
周溝と、上記シューブロックの内周面に形成され上記外
周溝にそれぞれ対向してこのシューブロックの軸方向に
伸長する断面円弧状の同数の内周溝と、各外周溝及び内
周溝にそれぞれ転動自在に挾持された鋼球と、各鋼球の
軸方向位置を保持するケージ部材とからなる等速ジョイ
ント機構を設けたアキシャルピストン型液圧装置を提供
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder block having a plurality of cylinder bores which rotate together with a main shaft and are substantially parallel to the main shaft on the same circumference; Pistons slidably fitted into the cylinder bores of the block, a shoe block slidably holding the other end of each piston, and changing the angle of the shoe block with the main shaft, A swash plate for changing the stroke of the piston with the rotation of the cylinder block, a variable displacement axial piston type hydraulic device having an arc-shaped cross-section extending in the axial direction formed on the outer peripheral surface of the main shaft. A plurality of outer peripheral grooves, and a cross-sectional arc formed on the inner peripheral surface of the shoe block and extending in the axial direction of the shoe block so as to face the outer peripheral groove, respectively. A constant velocity joint mechanism comprising the same number of inner circumferential grooves, steel balls rotatably held in the respective outer circumferential grooves and inner circumferential grooves, and a cage member for holding the axial position of each steel ball is provided. An axial piston type hydraulic device is provided.
【0009】そして、上記のアキシャルピストン型液圧
装置において、外周溝及び内周溝と鋼球との接触点の軸
方向軌道がそれぞれ直線状であるようにしてもよく、そ
れぞれ円弧状であるようにしても差支えない。In the above axial piston type hydraulic device, the axial trajectories of the contact points between the outer circumferential groove and the inner circumferential groove and the steel balls may be linear or arcuate, respectively. It doesn't matter.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図1は、この発明の一実
施形態を斜板の最大傾斜状態で示す縦断面図、図2は、
その斜板傾斜角が0の状態で示す横断面図である。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention in a state where a swash plate is in a maximum inclination state, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the swash plate inclination angle is zero.
【0011】主軸1を主軸ベアリング2及びシール部材
3を介して図1で左右2部材からなるボディ4に軸心X
の周りに回転自在に装着する。ボディ4の内面左端部に
断面平凸レンズ状の弁板5を固設し、弁板5には軸心X
から同一ピッチ円上に流体供給用と流体排出用の図示し
ない一対のキドニポートを設ける。In FIG. 1, a main shaft 1 is attached to a body 4 made up of two members, left and right, via a main shaft bearing 2 and a seal member 3.
Attach freely around. A valve plate 5 having a plano-convex lens shape in cross section is fixed to the left end of the inner surface of the body 4.
A pair of non-illustrated kidney ports for fluid supply and fluid discharge are provided on the same pitch circle.
【0012】ボディ4の図1で左端部に、主軸1と同心
に弁板5を挿通して固定軸6を植設し、この固定軸6に
シリンダブロック7を回転自在に装着する。シリンダブ
ロック7の軸心Xから同一ピッチ円上に円周を7等分し
て上記弁板5のキドニポートに連通可能な7個のシリン
ダボア7aを軸心Xとほぼ平行に形成し、シリンダブロ
ック7を主軸1の一端にスプライン結合させることによ
り、シリンダブロック7を主軸1に同動して回転させ
る。A fixed shaft 6 is implanted at the left end of the body 4 in FIG. 1 through a valve plate 5 concentrically with the main shaft 1, and a cylinder block 7 is rotatably mounted on the fixed shaft 6. The circumference is divided into seven equal parts on the same pitch circle from the axis X of the cylinder block 7, and seven cylinder bores 7a that can communicate with the kidney port of the valve plate 5 are formed substantially parallel to the axis X. Is spline-coupled to one end of the main shaft 1 to rotate the cylinder block 7 in synchronism with the main shaft 1.
【0013】そして、主軸1の図1でほぼ中央部に外形
が球状の膨出部1aを形成し、膨出部1aの外周面の軸
心Xから同一ピッチ円上に円周を7等分して軸方向に伸
長する断面円弧状の外周溝1bを形成する。膨出部1a
の外周面に内面が同一球面を有するケージ部材8を転動
自在に摺接させ、このケージ部材8の円周方向を7等分
して透孔8aを形成し、各透孔8aにより鋼球9を転動
自在に保持する。A bulged portion 1a having a spherical outer shape is formed substantially at the center of the main shaft 1 in FIG. 1, and the circumference is divided into seven equal parts on the same pitch circle from the axis X of the outer peripheral surface of the bulged portion 1a. Thus, an outer circumferential groove 1b extending in the axial direction and having an arc-shaped cross section is formed. Bulge 1a
A cage member 8 whose inner surface has the same spherical surface is slidably and slidably contacted with the outer peripheral surface of the cage member, and the circumferential direction of the cage member 8 is divided into seven equal parts to form through holes 8a. 9 is rollably held.
【0014】ケージ部材8の外周面も球面状に形成して
あり、この外周面を、ボディ4内に傾転可能に設けた斜
板10にニードルベアリング11を介して回転自在に装
着したシューブロック12の円筒形の内周面12aに摺
動自在とする。シューブロック12の内周面12aに
は、主軸1の膨出部1aの外周溝1bに対向する円周7
等分位置に、シューブロック12の軸方向に伸長する断
面円弧状の7本の内周溝12bを有する。An outer peripheral surface of the cage member 8 is also formed in a spherical shape, and this outer peripheral surface is rotatably mounted via a needle bearing 11 on a swash plate 10 provided to be tiltable in the body 4. 12 and is slidable on the cylindrical inner peripheral surface 12a. The inner circumferential surface 12a of the shoe block 12 has a circumferential surface 7a facing the outer circumferential groove 1b of the bulging portion 1a of the main shaft 1.
At the equally divided positions, there are seven inner circumferential grooves 12b extending in the axial direction of the shoe block 12 and having a circular arc cross section.
【0015】シューブロック12のシリンダブロック7
に対向する面には、図2に示すように、内周溝12bの
ピッチ円より外方の同一ピッチ円上で相隣る内周溝12
b,12bの中間部に球状穴12cを形成する。シリン
ダブロック7のシリンダボア7aに外周部をシール状態
で摺動自在に装着したピストン13は、一体に形成した
コネクティングロッド部13aを介してその他端側に球
状部13bを形成し、この球状部13bがシューブロッ
ク12の球状穴12cに摺動自在に装着保持される。こ
のピストン13,コネクティングロッド部13a,球状
部13bは中心軸部に長手方向に貫通する連通孔(図示
しない)を有している。The cylinder block 7 of the shoe block 12
As shown in FIG. 2, the surface facing the inner peripheral groove 12b is adjacent to the inner peripheral groove 12b on the same pitch circle outside the pitch circle of the inner peripheral groove 12b.
A spherical hole 12c is formed in an intermediate portion between b and 12b. The piston 13 having the outer peripheral portion slidably mounted on the cylinder bore 7a of the cylinder block 7 in a sealed state in a sealed state forms a spherical portion 13b on the other end side via an integrally formed connecting rod portion 13a, and the spherical portion 13b is formed. It is slidably mounted and held in the spherical hole 12c of the shoe block 12. The piston 13, the connecting rod portion 13a, and the spherical portion 13b have a communication hole (not shown) penetrating in the longitudinal direction in the central shaft portion.
【0016】そして、主軸1の膨出部1a,外周溝1
b,ケージ部材8,鋼球9及びシューブロック12の内
周面12a,内周溝12bによりバーフィールド型の摺
動式等速ジョイント機構を構成する。このとき、主軸1
の膨出部1a及びシューブロック12がそれぞれ等速ジ
ョイントの内輪及び外輪を構成し、斜板10の傾斜角変
更に伴う主軸1とシューブロック12との相対角度変化
に伴い、鋼球9,主軸1及びケージ部材8は一体でシュ
ーブロック12の内周面12aを軸方向に自由に移動す
ることができる。なお、図1及び図2には、液圧シリン
ダ等からなる斜板角操作手段は示していないが、これら
はすべて公知のものであり、電動機によるものも含めて
どのような操作手段でも差支えない。The bulging portion 1a of the main shaft 1 and the outer circumferential groove 1
b, the cage member 8, the steel ball 9, the inner peripheral surface 12a of the shoe block 12, and the inner peripheral groove 12b constitute a bar-field type sliding constant velocity joint mechanism. At this time, spindle 1
The bulging portion 1a and the shoe block 12 constitute the inner ring and the outer ring of the constant velocity joint, respectively. The steel ball 9 and the spindle 1 and the cage member 8 can move freely in the axial direction on the inner peripheral surface 12a of the shoe block 12 integrally. Although FIGS. 1 and 2 do not show the swash plate angle operating means including a hydraulic cylinder or the like, they are all publicly known, and any operating means including an electric motor may be used. .
【0017】上記のような構成からなるアキシャルピス
トン型液圧装置はポンプあるいはモータのいずれにも用
いることができるが、以下、ピストンモータとして用い
た場合の作用を説明する。液圧装置の一対のポートの一
方に圧液が作用し、そのポートに連通するシリンダブロ
ック7のシリンダボア7aに圧液が導入されると、ピス
トン13はシリンダブロック7から押し出される方向へ
押圧される。The axial piston type hydraulic device having the above-described configuration can be used for either a pump or a motor. The operation when the device is used as a piston motor will be described below. When the hydraulic fluid acts on one of the pair of ports of the hydraulic device and the hydraulic fluid is introduced into the cylinder bore 7a of the cylinder block 7 communicating with the port, the piston 13 is pressed in the direction of being pushed out of the cylinder block 7. .
【0018】この押圧力はコネクティングロッド部13
a,球状部13bを介してシューブロック12に伝達さ
れ、斜板10に沿って主軸1の軸心Xに直交する方向の
分力であるラジアル荷重を発生し、ニードルベアリング
11によって軸心Xを支点とするトルクとなり、シュー
ブロック12のトルクは鋼球9を介して主軸1に伝えら
れ、主軸1の出力トルクとなる。このとき、斜板10
は、主軸1の軸心Xに直交する面Y(図1)に対してな
す角を変化させることによって出力軸トルクを可変にす
ることができる。This pressing force is applied to the connecting rod portion 13.
a, a radial load is transmitted along the swash plate 10 to the shoe block 12 via the spherical portion 13b, and generates a radial load as a component force in a direction orthogonal to the axis X of the main shaft 1. The torque becomes the fulcrum, and the torque of the shoe block 12 is transmitted to the main shaft 1 via the steel ball 9 and becomes the output torque of the main shaft 1. At this time, the swash plate 10
The output shaft torque can be varied by changing the angle formed with respect to a plane Y (FIG. 1) orthogonal to the axis X of the main shaft 1.
【0019】ここで、 出力軸トルク T(N・m) ポート圧力 P(Pa) モータ容量(押しのけ容積) V(m3 /rad) ピストン断面積 a(m2 ) ピストン本数 n シリンダブロックピッチ円 D(m) 斜板角度 β(rad)Here, output shaft torque T (N · m) Port pressure P (Pa) Motor capacity (displacement capacity) V (m 3 / rad) Piston cross-sectional area a (m 2 ) Number of pistons n Cylinder block pitch circle D (M) Swash plate angle β (rad)
【0020】とすると、 T=P・V(N・m) (1) V=a・n・D・tanβ/2π (2) となる。Then, T = PV (N · m) (1) V = a · D · tan β / 2π (2)
【0021】上記の式(1)及び(2)から、出力軸ト
ルクTは、ポート圧力P及びモータ容量Vに比例して増
減し、モータ容量Vはピストン13の断面積a及び本数
n,シリンダブロック7におけるシリンダボア7aのピ
ッチ円D,斜板10の傾斜角度βに比例して増減するこ
とが分かる。From the above equations (1) and (2), the output shaft torque T increases and decreases in proportion to the port pressure P and the motor capacity V, and the motor capacity V is the cross-sectional area a and the number n of the piston 13 and the cylinder. It can be seen that it increases or decreases in proportion to the pitch circle D of the cylinder bore 7a in the block 7 and the inclination angle β of the swash plate 10.
【0022】次に、上記実施形態に示したアキシャルピ
ストン型液圧装置の仕様の一例を示すと次のようにな
る。 斜板最大傾斜角 ±30° ピストン本数 7本 ピストン直径 20mm 最大ピストンストローク 42mm(β=30°にて) 最大押しのけ容積 92.4cm3 /rev. 最大理論トルク 51.5Kgf・m(350Kgf/cm2にて) 最大出力 216PS(350Kgf/cm2,3000rpmにて)Next, an example of the specifications of the axial piston type hydraulic device shown in the above embodiment is as follows. Swash plate maximum inclination angle ± 30 ° Number of pistons 7 Piston diameter 20mm Maximum piston stroke 42mm (at β = 30 °) Maximum displacement 92.4cm 3 / rev. Maximum theoretical torque 51.5 kgf · m (at 350 kgf / cm 2 ) Maximum output 216 PS (at 350 kgf / cm 2 , 3000 rpm)
【0023】ここで、主軸1の膨出部1a,外周溝1
b,ケージ部材8,鋼球9及びシューブロック12の内
周面12a,内周溝12bにより構成される等速ジョイ
ント機構の構成及び作用を、図3乃至図7を参照して説
明する。図3の(a),(b)は、公知の固定式等速ジ
ョイント20の構成を示す縦断面図及び横断面図であ
り、内輪21と外輪22のそれぞれの同一ピッチ円上に
軸方向に伸長する複数(図3では6個)の外周溝21a
及び内周溝22aが設けてあり、これらの内外周溝21
a,22aにより、ケージ23で保持された鋼球24を
挾持している。内輪21の外周面及び外輪22の内周面
は、鋼球24のピッチ円と同一の中心をもつ球面とし、
内,外輪21,22の間隙に同一球面をもつケージ23
が摺動自在に嵌装される。Here, the bulging portion 1a of the main shaft 1 and the outer circumferential groove 1
b, the cage member 8, the steel ball 9, the inner peripheral surface 12a of the shoe block 12, and the inner peripheral groove 12b will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing the configuration of a known fixed type constant velocity joint 20, and are shown on the same pitch circle of the inner ring 21 and the outer ring 22 in the axial direction. A plurality of (six in FIG. 3) outer peripheral grooves 21a extending
And an inner peripheral groove 22a.
The steel balls 24 held by the cage 23 are clamped by a and 22a. The outer peripheral surface of the inner ring 21 and the inner peripheral surface of the outer ring 22 are spherical surfaces having the same center as the pitch circle of the steel balls 24,
Cage 23 having the same spherical surface in the gap between inner and outer rings 21 and 22
Are slidably fitted.
【0024】内外周溝21a,22aは、軸方向に円弧
状でそれぞれの円弧の中心A,Bは鋼球24のピッチ円
の中心O(ジョイント角度中心)より左右にそれぞれ等
しい距離だけずれた位置A,Bにあり、内輪21と外輪
22との間で一方向(図3では右方向)に拡開された形
状となっている。この拡開形状は、図4に示すように、
両軸のあらゆる交差角θにおいて、鋼球24を交差角θ
の2等分面上に保持して両軸の角速度を同一にするとと
もに、両軸の交差角θが変化する際の鋼球24の動きを
容易にする役割を果たすものである。The inner and outer circumferential grooves 21a and 22a are arcuate in the axial direction, and the centers A and B of the respective arcs are shifted from the center O (center of the joint angle) of the pitch circle of the steel balls 24 by the same distance to the left and right. A and B, the shape is expanded in one direction (right direction in FIG. 3) between the inner race 21 and the outer race 22. This expanded shape, as shown in FIG.
At every intersection angle θ between both axes, the steel ball 24 is
And the two halves make the angular velocity of both axes the same, and facilitate the movement of the steel ball 24 when the intersection angle θ between the two axes changes.
【0025】図5は、図3の(b)に示した内外周溝2
1a,22aと鋼球24との挾持部を拡大して示す説明
図であり、各溝21a,22aの横断面形状はいずれも
楕円形であり、鋼球24と各溝21a,22aとの接触
点21b,21b,22b,22bはそれぞれ2点ずつ
となっている。トルクは、矢示Tで示すように内輪21
から外輪22へ、あるいは外輪22から内輪21へ接触
点21b,22bを経て伝えられる。FIG. 5 shows the inner and outer peripheral grooves 2 shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged explanatory view showing a holding portion between the steel balls 1a and 22a and the steel balls 24. Each of the grooves 21a and 22a has an elliptical cross section, and the contact between the steel balls 24 and the grooves 21a and 22a. Each of the points 21b, 21b, 22b, and 22b has two points. The torque is applied to the inner ring 21 as indicated by the arrow T.
From the outer ring 22 or from the outer ring 22 to the inner ring 21 via the contact points 21b and 22b.
【0026】トルクが0のときは鋼球24と内外周溝2
1a,22aはそれぞれ接触点21b,22bで点接触
するが、トルクが加わると接触点21b,22bは楕円
状となり、トルクの増大につれて接触楕円は大きくな
る。もし、内外周溝21a,22aが鋼球24と同一の
曲率半径を持つ円であるとすると、トルクが小さい場合
でも鋼球24と内外周溝21a,22aの溝底との接触
点にきわめて大きなエッジロードが生じて接触する両者
が早期に損傷し著しく寿命が低下する結果となる。When the torque is 0, the steel ball 24 and the inner and outer circumferential grooves 2
1a and 22a make point contact at contact points 21b and 22b, respectively, but when torque is applied, the contact points 21b and 22b become elliptical, and the contact ellipse increases as the torque increases. If the inner and outer grooves 21a and 22a are circles having the same radius of curvature as the steel ball 24, even if the torque is small, the contact point between the steel ball 24 and the groove bottom of the inner and outer grooves 21a and 22a is extremely large. An edge load occurs and both contacts are damaged early, resulting in a significant reduction in life.
【0027】このように、内外周溝21a,22aの断
面形状を楕円形とし、接触点21b,22bを有効な位
置にあるようにすると、きわめて大きなトルクの伝達が
可能になるとともに、溝底と鋼球24との間に隙間が形
成されて潤滑性を向上させることが可能になる。As described above, when the cross-sectional shapes of the inner and outer peripheral grooves 21a and 22a are made elliptical and the contact points 21b and 22b are located at an effective position, an extremely large torque can be transmitted, and the groove bottom and the groove bottom can be connected. A gap is formed between the steel ball 24 and the lubrication property can be improved.
【0028】次に、図6及び図7は摺動式等速ジョイン
ト30の構成を示す縦断面図である。内輪31と外輪3
2の同一ピッチ円上に各軸に平行な6個ずつの内外周溝
31a,32aが設けてあり、これらの内外周溝31
a,32aにより、ケージ33に保持された鋼球34を
挾持してトルクを伝達する。外輪32の内周面は円筒状
で、内輪31の外周面は球面である。FIGS. 6 and 7 are longitudinal sectional views showing the structure of the sliding type constant velocity joint 30. FIG. Inner ring 31 and outer ring 3
6, six inner and outer grooves 31a and 32a are provided on the same pitch circle in parallel with each axis.
The torque is transmitted by sandwiching the steel ball 34 held by the cage 33 by a and 32a. The inner peripheral surface of the outer ring 32 is cylindrical, and the outer peripheral surface of the inner ring 31 is spherical.
【0029】この摺動式等速ジョイントは、外輪32の
内周面が円筒状で外輪32の内周面に設けた内周溝32
aと平行であるので、鋼球34と内輪31及びケージ3
3は一体となって外輪32の内周面を軸方向に自由に移
動することができ、角度の付与と軸方向の摺動とが可能
となり、図7に示すように、常に鋼球34を両軸のなす
交差角θの二等分面上に位置させることが可能になって
きわめて高い等速性を有している。In this sliding type constant velocity joint, the inner peripheral surface of the outer race 32 is cylindrical and the inner peripheral groove 32 formed in the inner peripheral surface of the outer race 32 is provided.
a, the steel ball 34, the inner race 31 and the cage 3
3 can integrally move the inner peripheral surface of the outer race 32 freely in the axial direction, and can provide an angle and slide in the axial direction. As shown in FIG. It can be positioned on the bisecting plane of the intersection angle θ between both axes, and has extremely high uniformity.
【0030】図1及び図2に示したこの発明の実施形態
は、後者の摺動式等速ジョイントの原理を用いたもので
あり、任意の斜板傾斜角をとりながら大きなトルクを伝
達することができ、等速性にも優れている。The embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is based on the principle of the latter sliding type constant velocity joint, and transmits a large torque while taking an arbitrary swash plate inclination angle. And excellent in uniformity.
【0031】なお、上記の実施形態では斜板10とシュ
ーブロック12との間に介装したニードルベアリング1
1を用いてシューブロック12のラジアル力をトルクに
変換するようにしたが、主軸1を回転自在に軸支する主
軸ベアリング2で上記の機能を得ることも可能である。
ただし、この場合はきわめて高いモーメントが発生する
ようになるので、それに耐えることができる主軸ベアリ
ングが必要になる。また、等速ジョイントのケージ部材
8にスラスト荷重が作用するので、等速ジョイントは摺
動式より固定式とするのが好ましい。In the above embodiment, the needle bearing 1 interposed between the swash plate 10 and the shoe block 12 is used.
1 is used to convert the radial force of the shoe block 12 into torque, but it is also possible to obtain the above function with a main shaft bearing 2 that rotatably supports the main shaft 1.
However, in this case, since a very high moment is generated, a spindle bearing that can withstand the moment is required. Since a thrust load acts on the cage member 8 of the constant velocity joint, the constant velocity joint is preferably a fixed type rather than a sliding type.
【0032】図8は、摺動式等速ジョイントを固定式等
速ジョイントに変更したこの発明の他の実施形態を示す
ものであり、図1に対応する部分には同一の符号を付し
て示してある。この実施形態では、図1におけるシュー
ブロック12のニードルベアリング11を廃して主軸1
の主軸ベアリング2を一対の円錐ころ軸受2A,2Bと
してある。FIG. 8 shows another embodiment of the present invention in which the sliding type constant velocity joint is changed to a fixed type constant velocity joint. Parts corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Is shown. In this embodiment, the needle bearing 11 of the shoe block 12 in FIG.
Is a pair of tapered roller bearings 2A and 2B.
【0033】上記の各実施形態では主軸1に一体形成し
た膨出部1a及びシューブロック12自体をそれぞれ等
速ジョイントの内輪及び外輪に充当させたが、これらを
別部材として主軸1及びシューブロック12に一体的に
固着してもよい。さらに、上記のアキシャルピストン型
液圧装置はピストンポンプとして用いることも可能であ
る。In each of the above embodiments, the bulging portion 1a and the shoe block 12 formed integrally with the main shaft 1 are applied to the inner ring and the outer ring of the constant velocity joint, respectively. It may be integrally fixed to the device. Further, the above-mentioned axial piston type hydraulic device can be used as a piston pump.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によるアキ
シャルピストン型液圧装置は、等速ジョイントを用いた
ことによって等速性に優れるとともに、多数の鋼球によ
ってトルク伝達が行われるため、一定の接触面圧下での
伝達トルクを高くとることができ、小形で高効率,大出
力の液圧装置を得ることができる。また、上記液圧装置
に用いる等速ジョイントは、従来から前輪駆動自動車の
車軸駆動等に用いられているので、安価に供給すること
が可能である。As described above, the axial piston type hydraulic device according to the present invention is excellent in constant velocity by using a constant velocity joint and is capable of transmitting torque by a large number of steel balls. The transmission torque under the contact surface pressure can be increased, and a small, high-efficiency, high-output hydraulic device can be obtained. Further, since the constant velocity joint used for the hydraulic device has been conventionally used for driving an axle of a front wheel drive automobile, it can be supplied at a low cost.
【0035】そして、上記の液圧装置において、外周溝
及び内周溝と鋼球との接点の軸方向軌道がそれぞれ直線
状であるようにすると、主軸とシューブロックとの間で
任意の交差角を付与し得るとともに両者の軸方向の相対
移動も可能となり、軸方向軌道がそれぞれ円弧状である
ようにすると、等速ジョイントのケージに発生するスラ
スト荷重を有効に受け止めることができる。In the above hydraulic apparatus, if the axial trajectories of the contact points between the outer circumferential groove and the inner circumferential groove and the steel ball are respectively linear, an arbitrary intersection angle between the main shaft and the shoe block is provided. And the relative movement of the two in the axial direction is also possible. If the axial trajectories are each formed in an arc shape, the thrust load generated in the cage of the constant velocity joint can be effectively received.
【図1】この発明の一実施形態を斜板の最大傾斜状態で
示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention in a state where a swash plate is in a maximum inclination state.
【図2】同じくその斜板傾斜角0の状態で示す横断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the swash plate at a tilt angle of 0;
【図3】この発明に適用する固定式等速ジョイントの構
成を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a fixed type constant velocity joint applied to the present invention.
【図4】同じくその軸交差状態を示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the state of crossing the axis.
【図5】同じくその外周溝と内周溝とに挾持される鋼球
と各溝との関係を示す要部拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part showing the relationship between the steel balls sandwiched between the outer circumferential groove and the inner circumferential groove and the respective grooves.
【図6】この発明に適用する摺動式等速ジョイントの構
成を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a sliding type constant velocity joint applied to the present invention.
【図7】同じくその軸交差状態を示す縦断面図である。FIG. 7 is a vertical sectional view showing the state of crossing the axis.
【図8】この発明の他の実施形態を示す縦断面図であ
る。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図9】従来のアキシャルピストン型液圧装置の一例を
示す縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional axial piston type hydraulic device.
1:主軸 1a:膨出部 1b:外周溝 4:ボディ 5:弁板 7:シリンダブロック 7a:シリンダボア 8:ケージ部材 9,24,34:鋼球 10:斜板 11:ニードルベアリング 12:シューブロック 12b:内周溝 13:ピストン 23,33:ケージ 20:固定式等速ジョイント 30:摺動式等速ジョイント 1: Main shaft 1a: Swelling portion 1b: Outer peripheral groove 4: Body 5: Valve plate 7: Cylinder block 7a: Cylinder bore 8: Cage member 9, 24, 34: Steel ball 10: Swash plate 11: Needle bearing 12: Shoe block 12b: inner circumferential groove 13: piston 23, 33: cage 20: fixed type constant velocity joint 30: sliding type constant velocity joint
Claims (3)
とほぼ平行な複数のシリンダボアを設けたシリンダブロ
ックと、該シリンダブロックの前記シリンダボア内に摺
動自在にそれぞれ嵌挿されたピストンと、各ピストンの
他端側を摺動可能に保持するシューブロックと、該シュ
ーブロックの前記主軸との角度を変化させることによ
り、前記シリンダブロックの回転に伴う前記ピストンの
ストロークを変化させる斜板とを有する可変容量型のア
キシャルピストン型液圧装置であって、 前記主軸の外周面に形成した軸方向に伸長する断面円弧
状の複数の外周溝と、前記シューブロックの内周面に形
成され前記外周溝にそれぞれ対向して該シューブロック
の軸方向に伸長する断面円弧状の同数の内周溝と、各外
周溝及び内周溝にそれぞれ転動自在に挾持された鋼球
と、各鋼球の軸方向位置を保持するケージ部材とからな
る等速ジョイント機構を設けたことを特徴とするアキシ
ャルピストン型液圧装置。A cylinder block provided with a plurality of cylinder bores which rotate together with the main shaft and are substantially parallel to the main shaft on the same circumference, and slidably fitted into the cylinder bores of the cylinder block, respectively. A piston, a shoe block that slidably holds the other end of each piston, and a tilt that changes a stroke of the piston accompanying rotation of the cylinder block by changing an angle between the shoe block and the main shaft. A variable displacement axial piston type hydraulic device having a plate and a plurality of axially extending outer circumferential grooves formed in an outer circumferential surface of the main shaft and having an arc-shaped cross section, and formed in an inner circumferential surface of the shoe block. And the same number of inner circumferential grooves having an arc-shaped cross section extending in the axial direction of the shoe block opposite to the outer circumferential grooves, and freely rolling into each of the outer circumferential grooves and the inner circumferential grooves. And clamping steel balls, axial piston type hydraulic apparatus characterized in that a constant velocity joint mechanism comprising a cage member for holding the axial position of the steel ball.
方向軌道がそれぞれ直線状であることを特徴とする請求
項1記載のアキシャルピストン型液圧装置。2. The axial piston type hydraulic device according to claim 1, wherein the axial trajectories of the contact points between the outer circumferential groove and the inner circumferential groove and the steel ball are respectively linear.
方向軌道がそれぞれ円弧状であることを特徴とする請求
項1記載のアキシャルピストン型液圧装置。3. The axial piston type hydraulic device according to claim 1, wherein the axial trajectories of the contact points between the outer circumferential groove and the inner circumferential groove and the steel ball are each arc-shaped.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8196205A JPH1037848A (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Axial piston type hydraulic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8196205A JPH1037848A (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Axial piston type hydraulic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1037848A true JPH1037848A (en) | 1998-02-13 |
Family
ID=16353953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8196205A Pending JPH1037848A (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Axial piston type hydraulic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1037848A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002077479A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Glenn Alexander Thompson | Constant velocity coupling and control system therefor |
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CN113565731A (en) * | 2021-08-08 | 2021-10-29 | 西南石油大学 | Carry on hydrogen compressor of plunger type pressurized cylinder |
CN114673643A (en) * | 2022-04-20 | 2022-06-28 | 厦门大学 | Spherical surface supporting swash plate inclination angle dual-variable axial plunger pump and motor |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP8196205A patent/JPH1037848A/en active Pending
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KR100930093B1 (en) | 2001-03-26 | 2009-12-07 | 톰프손 커플링즈 리미티드 | Constant speed coupling and its control system |
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