CN103998780A - 液压旋转机 - Google Patents

Abstract

液压旋转机包括：缸体，其固定于旋转轴，并且具有多个缸孔；活塞，其以滑动自如的方式配设在缸孔内，以划分形成容积室；斜板，其使活塞往复移动，以使容积室扩大/缩小；以及阀板，其与缸体滑动接触，并且具有连通于容积室的吸入端口以及排出端口。阀板具有相对于缸体突出形成为球面状的滑动接触面，缸体具有对应于阀板的滑动接触面的形状而凹陷形成的滑动接触面。在外缘位置处的阀板的滑动接触面与缸体的滑动接触面之间形成微小间隙。

Description

液压旋转机

技术领域

本发明涉及斜板式的活塞泵·马达等液压旋转机。

背景技术

在日本特开2012－82747号公报中公开了一种活塞泵·马达，其包括：缸体，其固定于旋转轴，并且具有多个缸孔；活塞，其以滑动自如的方式配设于缸孔内，以形成容积室；斜板，其伴随着缸体的旋转使活塞往复移动，以使容积室扩大/缩小；以及阀板，其与缸体滑动接触，并且具有连通于容积室的吸入端口以及排出端口。

在上述活塞泵·马达中，阀板具有相对于缸体突出形成为球面状的滑动接触面，缸体具有对应于阀板的滑动接触面的形状而凹陷设为球面状的滑动接触面。缸体的滑动接触面的曲率半径设定为与阀板的滑动接触面的曲率半径相同，缸体与阀板无间隙地滑动接触。

在活塞泵·马达工作时，设于活塞的顶端的滑履相对于斜板滑动，对应于容积室内的工作油压的反作用力自斜板侧作用于该活塞。由于位于排出区域的容积室内的工作油压成为高压，因此在排出区域中，作用于活塞的反作用力也变大。若这样较大的反作用力经由缸体而作用于旋转轴，则旋转轴发生挠曲，由于该旋转轴的挠曲而导致缸体倾斜。若缸体倾斜，则阀板的滑动接触面的外缘部分处与缸体之间的接触压力变得过高，在阀板、缸体产生不均匀摩耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制阀板与缸体之间的接触压力变得过高的液压旋转机。

根据本发明的一实施方式，提供一种液压旋转机，包括：缸体，其固定于旋转轴，并且具有多个缸孔；活塞，其以滑动自如的方式配设在上述缸孔内，以划分形成容积室；斜板，其伴随着上述缸体的旋转而使上述活塞往复移动，以使上述容积室扩大/缩小；以及阀板，其与上述缸体滑动接触，并且具有连通于上述容积室的吸入端口以及排出端口。上述阀板具有相对于上述缸体突出形成为球面状的滑动接触面，上述缸体具有对应于上述阀板的滑动接触面的形状而凹陷形成的滑动接触面。在外缘位置处的上述阀板的滑动接触面与上述缸体的滑动接触面之间形成微小间隙。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的油压旋转机的剖视图。

图2是油压旋转机处于不同于图1的位置处的局部剖视图。

图3是构成油压旋转机的缸体以及阀板的放大剖视图。

图4是表示缸体的滑动接触面及阀板的滑动接触面的半径比与泄漏损失之间的关系的图。

图5是本发明的第2实施方式的油压旋转机的剖视图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参照图1～图4对本发明的第1实施方式的油压旋转机100(液压旋转机)进行说明。

图1～图3中示出的油压旋转机100是例示了装载于建筑机械、农业机械等车辆，并用作将工作油供给到驱动器的活塞泵的情况的油压旋转机。在该情况下，驱动轴30在装载于车辆的发动机的动力的作用下旋转驱动，从而油压旋转机100将工作油供给到驱动器。

如图1所示，油压旋转机100包括：有底筒状的壳体10；端块20，其以闭塞壳体10的开口端的方式设置；驱动轴30(旋转轴)，其以旋转自如的方式支承于壳体10以及端块20；以及缸体40，其容纳在由壳体10以及端块20划分形成的容纳室11内。

如图1以及图2所示，驱动轴30为棒状构件，其基于设于车辆的发动机的动力被旋转驱动。驱动轴30的顶端部经由端块20的贯穿孔21而向外侧突出，发动机的动力传递至该顶端部。驱动轴30的后端部与用于提供先导压力的齿轮泵1的驱动轴1A相连结。

驱动轴30以旋转自如的方式被轴承31和轴承32支承，该轴承31设于端块20的贯穿孔21，该轴承32设于壳体10的底部。这些轴承即轴承31、轴承32为滚珠轴承。

另外，在驱动轴30的轴线方向中央位置固定有伴随着该驱动轴30的旋转而旋转的缸体40。

缸体40为有底筒状构件。缸体40容纳于壳体10的容纳室11内。在缸体40形成有多个与驱动轴30平行地延伸设置的缸孔41。这些缸孔41隔开恒定的间隔配置在以驱动轴30的轴心为中心的同一圆周上。活塞50以往复移动自如的方式***缸孔41内，以划分形成容积室42。

在活塞50的顶端的球部51以转动自如的方式连结有滑履60。滑履60借助形成为球状凹部的球面座60A而安装于活塞50的球部51。设于每一个活塞50的滑履60安装于圆板状的保持板61的通孔。滑履60借助于保持板61而与容纳在容纳室11内的斜板70面接触。保持板61设为相对于设置于驱动轴30的外周的保持座62旋转自如。

此外，在油压旋转机100中以在容纳室11内转动自如的方式配置有斜板70，以便能够调整偏转角度，但是也可以将斜板70固定于端块20以使偏转角度恒定。

在活塞50以及滑履60形成有用于将容积室42内的工作油的一部分供给至滑履60与斜板70之间的滑动面的通孔52、通孔60B。通过经由通孔52、通孔60B供给工作油，能够使滑履60相对于斜板70顺利地滑动。

在壳体10的底部固定有与缸体40的端面滑动接触的阀板80。在阀板80形成有用于吸入工作油的吸入端口81以及用于排出工作油的排出端口82。另外，在缸体40的底部，对应于每一个容积室42形成有通孔43。

壳体10的吸入口12经由阀板80的吸入端口81以及缸体40的通孔43而连通于容积室42。另一方面，壳体10的排出口13经由阀板80的排出端口82以及缸体40的通孔43而连通于容积室42。

在作为活塞泵的油压旋转机100中，若驱动轴30在发动机的动力的作用下旋转驱动从而缸体40旋转，则各滑履60相对于斜板70滑动，各活塞50以对应于斜板70的倾斜角度的行程量沿缸孔41往复移动。由于各活塞50往复移动，各容积室42的容积增大/减小(扩大/缩小)。

工作油经由壳体10的吸入口12、阀板80的吸入端口81、以及缸体40的通孔43而被吸入到因缸体40的旋转而扩大的容积室42中。另一方面，自因缸体40的旋转而缩小的容积室42经由缸体40的通孔43、阀板80的排出端口82、以及壳体10的排出口13而排出工作油。

如此，在作为活塞泵的油压旋转机100中，伴随着缸体40的旋转而连续地进行工作油的吸入与排出。

如图2以及图3所示，油压旋转机100的阀板80以与缸体40的端面滑动接触的方式配置。

阀板80在缸体40侧具有突出形成为球面状的滑动接触面83。另一方面，缸体40具有对应于阀板80的滑动接触面83的形状而凹陷形成为球面状的滑动接触面44。而且，缸体40的滑动接触面44的曲率半径R2设定为大于阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1。

通过如此设定，如图3所示，中央部分处的阀板80的滑动接触面83与缸体40的滑动接触面44无间隙地接触，但是在位于中央部分的径向外侧的外缘部分处的阀板80的滑动接触面与缸体40的滑动接触面44之间形成微小间隙。微小间隙向阀板80以及缸体40的径向外侧去而变大。

因此，即使在油压旋转机100工作时驱动轴30在自斜板70侧经由滑履60而作用于活塞50的反作用力下发生挠曲，并由此导致缸体40倾斜的情况下，由于在外缘部分处的阀板80的滑动接触面83以及缸体40的滑动接触面44之间存在微小间隙，因此在阀板80的滑动接触面83的外缘部分处与缸体40之间的接触压力不会变得过高。

然而，若以形成微小间隙的方式构成阀板80以及缸体40，则容积室42的工作油的一部分将会经由该微小间隙而向容纳室11侧漏出。

图4是表示缸体40的滑动接触面44的曲率半径R2除以阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1而得的半径比与工作油经由微小间隙而漏出的程度的泄漏损失之间的关系的图。此外，在本实施方式的油压旋转机100中，由于缸体40的滑动接触面44的曲率半径R2设定为大于阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1，因此半径比成为大于1的值。

如图4所示，半径比越大、换句话说缸体40的滑动接触面44的曲率半径R2越是大于阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1，工作油越容易自微小间隙泄漏，泄漏损失越大。

图4是根据用于确认泄漏损失而进行的实验所获得的，在以半径比小于1.004的方式构成缸体40的滑动接触面44以及阀板80的滑动接触面83的情况下，在缸体40的滑动接触面44以及阀板80的滑动接触面83的外缘部分，虽然程度较小但确认出由作用于活塞50的反作用力所引起的粘着、不均匀摩耗等。

因此，为了更可靠地防止不均匀摩耗等，优选的是缸体40的滑动接触面44以及阀板80的滑动接触面83半径比为1.004以上。

另外，虽然在图4中未表示半径比为1.009以上的泄漏损失，但是半径比越大，泄漏损失越大。特别是，在半径比为1.004以上时，虽然能够防止不均匀摩耗等，但存在泄漏损失容易变大的趋势。出于泄漏损失所引起的泵性能变化的观点考虑，优选的是缸体40的滑动接触面44以及阀板80的滑动接触面83半径比为1.012以下。

根据上述本实施方式的油压旋转机100，能够获得以下的效果。

在作为活塞泵的油压旋转机100中，通过将缸体40的滑动接触面44的曲率半径R2设定为大于阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1，从而在外缘部分处的阀板80的滑动接触面83与缸体40的滑动接触面44之间形成微小间隙。因此，即使在油压旋转机100工作时驱动轴30在自斜板70侧经由滑履60而作用于活塞50的反作用力下发生挠曲，并由此导致缸体40倾斜的情况下，在阀板80的滑动接触面83的外缘部分处与缸体40之间的接触压力也不会变得过高。由此，能够抑制缸体40以及阀板80处的不均匀摩耗。

另外，即使在由于加工时的制造误差等导致缸体40与阀板80之间的中心错开的情况下，也能够抑制由该位置偏移所引起的缸体40以及阀板80的不均匀摩耗等。因此，能够提高缸体40、阀板80等构成油压旋转机100的构件在加工、设计方面的自由度。

另外，通过以缸体40的滑动接触面44的曲率半径R2除以阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1而得的半径比为1.004以上的方式构成缸体40的滑动接触面44以及阀板80的滑动接触面83，能够更可靠地防止缸体40以及阀板80处的不均匀摩耗。

并且，通过以半径比为1.012以下的方式构成缸体40的滑动接触面44以及阀板80的滑动接触面83，能够防止泄漏损失变得过大，从而能够避免油压旋转机100的性能降低。

(第2实施方式)

参照图5对本发明的第2实施方式的油压旋转机200(液压旋转机)进行说明。第2实施方式的油压旋转机200与第1实施方式的油压旋转机100大致相同，但是在缸体40的滑动接触面44的结构方面不同。以下，对不同于第1实施方式的结构进行说明，对与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略其说明。

在第1实施方式的油压旋转机100中将缸体40的滑动接触面44凹陷设为球面状，但是在第2实施方式的油压旋转机200中，将缸体40的滑动接触面44的中央部44A凹陷设为球面状，将位于中央部44A的径向外侧的滑动接触面44的外侧部44B形成为锥面状。

如图5所示，缸体40的滑动接触面44的中央部44A的曲率半径形成为与阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1相同。另外，滑动接触面44的外侧部44B形成为自中央部44A的外侧沿切线方向(与中央部44的最外侧位置相切的切线的延伸设置方向)延伸设置的锥面(倾斜面)。

通过如上述那样构成缸体40的滑动接触面44的中央部44A以及外侧部44B，能够在外缘部分处的阀板80的滑动接触面83与缸体40的滑动接触面44之间形成微小间隙。由此，在阀板80的滑动接触面83的外缘部分处与缸体40之间的接触压力不会变得过高，能够抑制缸体40以及阀板80处的不均匀摩耗。

此外，在第2实施方式的油压旋转机200中，将缸体40的滑动接触面44的外侧部44B形成为锥面状，但也可以形成为凹陷成球面状的凹设面。在该情况下，通过将外侧部44B的曲率半径设定为大于阀板80的滑动接触面83的曲率半径R1，能够在外缘部分处的阀板80的滑动接触面83与缸体40的滑动接触面44之间形成微小间隙。

以上说明了本发明的实施方式，上述实施方式只不过示出本发明的应用例的一部分，并非旨在将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。

在第1实施方式以及第2实施方式中，将油压旋转机100、油压旋转机200用作活塞泵，但是也可以将油压旋转机100、油压旋转机200用作活塞马达。在该情况下，自外部向油压旋转机100、油压旋转机200供给工作油，并利用供给的工作油旋转驱动驱动轴30。因此，本发明的技术构思能够应用于作为油压旋转机的活塞泵·马达。

另外，在第1实施方式的油压旋转机100以及第2实施方式的油压旋转机200中，使用了工作油作为工作流体，但是也可以代替工作油而使用水、水溶性代替液等工作液。

本申请是基于2012年8月13日向日本专利局提出申请的日本特愿2012－179305要求优先权，通过参照将这些申请的全部的内容引入本说明书中。

Claims (6)

1.一种液压旋转机，包括：

缸体，其固定于旋转轴，并且具有多个缸孔；

活塞，其以滑动自如的方式配设在上述缸孔内，以划分形成容积室；

斜板，其伴随着上述缸体的旋转而使上述活塞往复移动，以使上述容积室扩大/缩小；以及

阀板，其与上述缸体滑动接触，并且具有连通于上述容积室的吸入端口以及排出端口；

上述阀板具有相对于上述缸体突出形成为球面状的滑动接触面，

上述缸体具有对应于上述阀板的滑动接触面的形状而凹陷形成的滑动接触面，

在外缘位置处的上述阀板的上述滑动接触面与上述缸体的上述滑动接触面之间形成微小间隙。

2.根据权利要求1所述的液压旋转机，其特征在于，

上述缸体的上述滑动接触面形成为球面状，

上述缸体的上述滑动接触面的曲率半径设定为大于上述阀板的上述滑动接触面的曲率半径。

3.根据权利要求2所述的液压旋转机，其特征在于，

上述缸体的上述滑动接触面以及上述阀板的上述滑动接触面构成为，上述缸体的上述滑动接触面的曲率半径除以上述阀板的上述滑动接触面的曲率半径而得的半径比为1.004以上。

4.根据权利要求2所述的液压旋转机，其特征在于，

上述缸体的上述滑动接触面以及上述阀板的上述滑动接触面构成为，上述缸体的上述滑动接触面的曲率半径除以上述阀板的上述滑动接触面的曲率半径而得的半径比为1.012以下。

5.根据权利要求1所述的液压旋转机，其特征在于，

上述缸体的上述滑动接触面包括中央部和位于该中央部的外侧的外侧部，

上述中央部呈球面状，该中央部的曲率半径形成为与上述阀板的上述滑动接触面的曲率半径相同，

上述外侧部形成为自上述中央部的外侧沿切线方向延伸设置的锥面。

6.根据权利要求1所述的液压旋转机，其特征在于，

上述缸体的上述滑动接触面包括中央部和位于该中央部的外侧的外侧部，

上述中央部呈球面状，该中央部的曲率半径形成为与上述阀板的上述滑动接触面的曲率半径相同，

上述外侧部呈球面状，该外侧部的曲率半径形成为大于上述阀板的上述滑动接触面的曲率半径。