CN104712511B - 液压旋转机械及具备该液压旋转机械的工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够减少伴随液压缸体的旋转的转矩损失的液压旋转机械及工程机械。液压旋转机械具备:与旋转轴连动地旋转的液压缸体;分别容纳在该液压缸体的多个液压缸内的多个活塞;以及与液压缸体的一端面滑动接触的阀片(16),该阀片包括:在与多个液压缸之间连通并对低压侧的工作油进行供给或排出的低压端口;沿着旋转轴的周向形成为规定角度(26A)的范围内的圆弧状,并在与多个液压缸之间连通而对高压侧的工作油进行供给和排出的高压端口;与液压缸体滑动接触,并对来自低压端口及高压端口的工作油进行密封的密封挡圈部;以及设置在该密封挡圈部的周围之中沿着旋转轴的周向的规定角度的范围(26B)内,并与液压缸体滑动接触的衬垫(30)。
Description
技术领域
本发明涉及适合用作液压泵或液压马达等的液压旋转机械以及具备该液压旋转机械的工程机械。
背景技术
一般而言,广泛用作液压泵或液压马达等的液压旋转机械具备:例如形成外壳的筒状的壳体;与原动机的输出轴连接,并可旋转地设置在壳体内的旋转轴;在该旋转轴的周向上形成有多个液压缸,并与旋转轴连动地进行旋转的液压缸体;以及分别容纳在该液压缸体的多个液压缸内,并伴随着液压缸体的旋转而进行往复移动的多个活塞。
另外,液压旋转机械具备:可滑动地保持在这些多个活塞的端部,并与液压缸体一起旋转的滑履;与该滑履滑动接触的斜盘;以及与该斜盘的相反侧的液压缸体的端面(后端面)滑动接触,并形成有与旋转中的液压缸体间歇地连通的低压端口及高压端口的阀片。在该阀片之中与液压缸体滑动接触的面上形成有对来自低压端口及高压端口的工作油进行密封的密封挡圈部,利用该密封挡圈部能够抑制来自低压端口及高压端口的工作油的泄漏。
在如此构成的液压旋转机械作为液压泵而使用的情况下,旋转轴通过原动机的输出而进行旋转,由此液压缸体与旋转轴一起旋转,各活塞进行往复移动。此时,工作油从阀片的低压端口流入液压缸体的液压缸内,并被活塞加压后从阀片的高压端口排出。
另一方面,在液压旋转机械作为液压马达而使用的情况下,通过使高压的工作油从高压端口向液压缸体的液压缸内流动,所流入的工作油作用于活塞。此时,活塞通过工作油的油压而向斜盘侧被推压,从而使旋转轴与液压缸体一起旋转之后,工作油从阀片的低压端口返回到工作油箱。
通常,在液压旋转机械作为液压泵而使用的情况下,液压缸体的旋转方向为一个方向,而在液压旋转机械作为液压马达而使用的情况下,液压缸体的旋转方向为两个方向、即设计成能够进行反转,因此通过液压缸体反转,阀片的高压端口和低压端口分别被替换。
为了抑制高压的工作油泄漏而使容积效率降低,作为静止体的阀片与作为旋转体的液压缸体的滑动接触面被设计成,用油压向阀片推压液压缸体的力、与因工作油向阀片和液压缸体的滑动接触面泄漏所引起的静压取得平衡。尤其是,来自高压端口的工作油的泄漏量增多,因此阀片与液压缸体的滑动接触面大多被设计成,阀片的高压端口侧的密封挡圈部与液压缸体的间隙较小,从而导致在高压端口附近的密封挡圈部容易产生烧熔。
于是,作为能够防止阀片与液压缸体的滑动接触面的烧熔的一种现有技术,提出了轴向柱塞式液压泵及马达,其在阀片的高压端口的泵工作时位于从低压端口向高压端口转移的一侧的实质上一半的部分、且位于设置在阀片外周的衬垫的内侧的密封挡圈部的外侧部分的针对液压缸体的端面的密封面上设置有底凹部,使从高压端口泄漏的工作油填充在有底凹部中,能够获得较大的由密封挡圈部的外侧部分的密封面与液压缸体的端面之间的工作油所引起的上推力的有效成分(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭51-14282号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述现有技术的周向柱塞式泵及马达,通过增大设置在阀片的密封挡圈部的外侧部分上的有底凹部的工作油所引起的上推力的有效成分,扩大阀片的高压端口侧的密封挡圈部与液压缸体的间隙,但由于在阀片中的密封挡圈部的外侧的全周范围内设有衬垫,因此阀片与液压缸体的滑动接触面积变大对应衬垫的量。因此,液压缸体在旋转的过程中从阀片的滑动接触面受到的摩擦力增加,因此伴随液压缸体的旋转而产生的转矩损失有可能增大。
本发明是鉴于这种现有技术的实际情况而做出的,其目的是提供一种能够减少伴随液压缸体的旋转而产生的转矩损失的液压旋转机械、以及具备该液压旋转机械的工程机械。
为解决问题的方法
为了达到上述目的,本发明的液压旋转机械的特征在于,具备:旋转轴;液压缸体,在该旋转轴的周向上形成有多个液压缸,并与上述旋转轴连动地旋转;多个活塞,分别容纳在该液压缸体的上述多个液压缸内,并伴随上述液压缸体的旋转而进行往复移动;以及阀片,滑动接触于上述液压缸体的两端面之中与上述多个液压缸的开口端相反的一侧的端面即后端面,上述阀片包括:低压端口,在与上述多个液压缸之间连通并对低压侧的工作油进行供给或排出;高压端口,沿着上述旋转轴的周向形成为规定角度的范围内的圆弧状,并在与上述多个液压缸之间连通而对高压侧的工作油进行供给或排出;密封挡圈部,与上述后端面滑动接触,并对来自上述低压端口及上述高压端口的工作油进行密封;以及滑动接触部件,设置在该密封挡圈部的周围之中沿着上述旋转轴的周向的上述规定角度的范围内,并与上述后端面滑动接触。
根据如此构成的本发明,考虑到在液压缸体旋转的过程中形成于阀片与液压缸体之间的油膜的厚度分布的偏差,将与液压缸体滑动接触的滑动接触部件设置在阀片中的密封挡圈部的周围之中滑动面压力容易变高的规定角度的范围内。由此,能够减少阀片与液压缸体的滑动接触面积,并且利用滑动接触部件恰当地保护阀片与液压缸体的滑动接触面,因此能够充分抑制阀片与液压缸体的滑动接触面上产生的烧熔。如此,本发明无需在与液压缸体滑动接触的阀片的端面的整个外周上设置滑动接触部件,因此能够减少伴随液压缸体的旋转而产生的转矩损失。
另外,本发明的液压旋转机械的特征在于,在上述发明中,上述滑动接触部件由衬垫构成,该衬垫在沿着上述旋转轴的周向的上述规定角度的范围之中相对于上述旋转轴的旋转方向偏向下游侧而配置。
根据如此构成的本发明,伴随着液压缸体的转速变大,而阀片与液压缸体之间的油膜的动压上升,从而容易形成由该动压引起的楔形膜,在阀片的高压端口侧的密封挡圈部的周围之中偏向伴随着楔形膜的形成而滑动面压力变高的部分配置衬垫,因此即使减少衬垫的使用量也能应对伴随液压缸体的转速的上升而产生的阀片与液压缸体的滑动面压力的变化。
另外,本发明的液压旋转机械的特征在于,在上述发明中,上述滑动接触部件由衬垫构成,该衬垫相对于上述高压端口配置在上述旋转轴的径向外侧。若如此构成,液压缸体相对于阀片的周速度越朝向旋转轴的径向外侧越快,因此阀片中的高压端口侧的密封挡圈部的外周部分与液压缸体之间的油膜所产生的反作用力变大。因此,通过将阀片的衬垫相对于高压端口配置在旋转轴的径向外侧,从而能够利用衬垫有效地保护阀片与液压缸体的滑动接触面之中滑动面压力比其他部分高的部分。
另外,本发明的液压旋转机械的特征在于,在上述发明中,上述滑动接触部件由衬垫构成,该衬垫相对于上述高压端口配置在上述旋转轴的径向内侧。若如此构成,在阀片与液压缸体的滑动接触面的曲率分别不同的情况下,阀片的旋转轴侧的密封挡圈部与液压缸体的滑动接触面的旋转轴侧的部分之间的油膜所产生的反作用力变大。因此,通过将阀片的衬垫相对于高压端口配置在旋转轴的径向内侧,能够利用衬垫充分保护阀片与液压缸体的滑动接触面之中因曲率的不同而使滑动面压力变高的部分。
另外,本发明的液压旋转机械的特征在于,在上述发明中,上述滑动接触部件由多个衬垫构成,该多个衬垫相对于上述高压端口分别配置在上述旋转轴的径向内侧及径向外侧。若如此构成,考虑到作用于阀片与液压缸体的滑动接触面上的滑动面压力而将各衬垫在旋转轴的径向上均衡地进行配置,因此能够有效地抑制阀片的密封挡圈部与液压缸体之间的油膜所产生的反作用力的影响。
另外,本发明的液压旋转机械的特征在于,在上述发明中,上述滑动接触部件由多个衬垫构成,该多个衬垫沿着上述旋转轴的周向分离而配置,在上述各衬垫之间形成有作为工作油的流道的槽部。若如此构成,能够使从阀片的低压端口及高压端口漏出的工作油从各衬垫之间的槽部向阀片的外侧流动,因此能够抑制因阀片与液压缸体的摩擦而变热的工作油停留在阀片的密封挡圈部与各衬垫之间。由此,能够保持阀片与液压缸体之间的工作油的润滑性能。
另外,本发明的液压旋转机械的特征在于,在上述发明中,上述高压端口包括形成于沿着上述旋转轴的周向的两端上的凹口。若如此构成,当旋转中的液压缸体的液压缸的连接点从阀片的低压端口向高压端口或者从高压端口向低压端口切换时,能够利用凹口来缓解在阀片的高压端口与液压缸体的液压缸之间流动的工作油的急剧的压力变化,因此能够抑制在工作油的流道内产生气蚀。
另外,本发明的工程机械的特征在于,具备上述发明的液压旋转机械。若如此构成,一般而言,能够充分应对利用工程机械进行的挖掘等高负载作业所需的液压旋转机械的输出特性,因此能够提高工程机械中的液压旋转机械的耐久性,并且能够得到优良的能量转换效率。
发明的效果
根据本发明的液压旋转机械以及具备该液压旋转机械的工程机械,能够减少伴随液压缸体的旋转而产生的转矩损失。通过以下实施方式的说明,上述以外的问题、结构及效果将变得更加明确。
附图说明
图1是表示作为具备本发明的液压旋转机械的第一实施方式的工程机械的一例而举出的液压挖掘机的结构的图。
图2是表示作为本发明的液压旋转机械的第一实施方式而应用的斜盘式液压旋转机械的结构的图。
图3是从液压缸体观察图2所示的阀片的主视图。
图4是从液压缸体观察现有技术的液压旋转机械的阀片的主视图。
图5是说明现有技术的液压旋转机械的阀片与液压缸体的滑动接触状态的图。
图6是表示现有技术的液压旋转机械的液压缸体的转速为低速时的图5的A附近的滑动接触状态的放大图。
图7是表示现有技术的液压旋转机械的液压缸体的转速从低速上升时的图5的B附近的滑动接触状态的放大图。
图8是说明本发明的第二实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
图9是说明本发明的第三实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
图10是说明本发明的第四实施方式的主要部分的结构的图,并且是放大表示阀片与液压缸体的旋转轴侧的滑动接触面的概略剖视图。
图11是说明本发明的第四实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
图12是说明本发明第五实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
图13是说明本发明第六实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
图14是说明本发明第七实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
图15是表示作为本实施方式的其他例子而应用的斜轴式液压旋转机械的结构的图。
图中:1-液压挖掘机(工程机械),11-斜盘式液压旋转机械(液压旋转机械),13-旋转轴,14-液压缸体,14A-液压缸,15-活塞,16-阀片,16A-低压端口,16A1、16B1-凹口,16B-高压端口,16C-密封挡圈部,30、30A~30C、30a~30e、32、50-衬垫(滑动接触部件),31-槽部,41-斜轴式液压旋转机械(液压旋转机械)。
具体实施方式
以下,基于附图对用于实施本发明的液压旋转机械的方式进行说明。
第一实施方式
图1是表示作为具备本发明的液压旋转机械的第一实施方式的工程机械的一例而举出的液压挖掘机的结构的图。
本发明的液压旋转机械的第一实施方式设置在工程机械上,即设置在进行例如图1所示的挖掘等作业的履带式的液压挖掘机1上。该液压挖掘机1包括:行驶体2、配置在该行驶体2的上侧并具有回转框架3a的回转体3、介于这些行驶体2与回转体3之间并使回转体3回转的回转装置3A、以及安装在回转体3的前方并沿上下方向转动的前端工作机4。
该前端工作机包括:基端可转动地安装在回转框架3a上并沿上下方向转动的动臂4A;连接回转体3与动臂4A,并通过伸缩而使动臂4A转动的动臂液压缸4a;可转动地安装在动臂4A的前端的斗杆4B;配置在动臂4A的上侧并连接动臂4A与斗杆4B,并且通过伸缩而使斗杆4B转动的斗杆液压缸4b;可转动地安装在斗杆4B的前端的铲斗4C;以及连接斗杆4B与铲斗4C,并通过伸缩而使铲斗4C转动的铲斗液压缸4c。
上述回转体3具备:例如配置在车身的后方,并保持车身的平衡的配重5;配置在车身的前方左侧,并且供对前端工作机4进行操作的操作者乘坐的驾驶室6;配置在这些配重5与驾驶室6之间的发动机室7;以及设置在发动机室7的上部,并形成车身的上部的外观的车身罩8。此外,虽然未图示,但在发动机室7内设有作为车身的动作的驱动源的发动机、对向各液压缸4a~4c供给的工作油的流量及方向进行控制的控制阀、以及储存工作油的工作油箱等。
图2是表示作为本发明的液压旋转机械的第一实施方式而应用的斜盘式液压旋转机械的结构的图。
例如图2所示,本发明的第一实施方式由作为液压泵及液压马达而发挥功能的斜盘式液压旋转机械11构成。该斜盘式液压旋转机械11具备:形成外壳的壳体12;在该壳体12的中央部绕轴线可旋转地设置的旋转轴13;在该旋转轴13的周向上形成有多个液压缸14A,并与旋转轴13连动地旋转的液压缸体14;以及分别容纳在该液压缸体14的多个液压缸14A内,并伴随液压缸体14的旋转而往复移动的多个活塞15。
另外,斜盘式液压旋转机械11具备:与液压缸体14的两端面之中与多个液压缸14A的开口端相反的一侧的端面即后端面14R滑动接触的阀片16;可摆动地分别保持在液压缸体14的两端面之中多个液压缸14A的开口端侧的各活塞15的端部,并与液压缸体14一起旋转的多个滑履17;可偏转地设置在壳体12之中后述的前壳体12A侧,并与各滑履17滑动接触的斜盘18;以及经由保持器导向件19A并通过液压缸体14的推压力而将各滑履17向斜盘18侧推压的状态下保持各滑履17,并稳定各滑履17相对于斜盘18的滑动接触状态的保持器19。
壳体12包括:形成为筒状,并容纳旋转轴13及液压缸体14等各部件的有底的上述前壳体12A;以及堵塞该前壳体12A的开口的后壳体12B。旋转轴13经由轴承21、22等绕轴线可旋转地被支撑在前壳体12A与后壳体12B之间。并且,旋转轴13的两端之中前壳体12A侧的一端与发动机室7内的发动机的输出轴连接,旋转轴13通过发动机的驱动力而旋转。
液压缸体14的两端面之中多个液压缸14A的开口端侧的端面与斜盘18对置配置,并且液压缸体14通过花键而结合在旋转轴13的外周侧,与旋转轴13成为一体而旋转,从而使各滑履17与斜盘18滑动接触的同时在阀片16上滑动。液压缸体14的各液压缸14A以旋转轴13作为中心并绕液压缸体14的轴线隔开一定的间隔分离,并且相对于液压缸体14的轴线方向、即旋转轴13的轴线方向平行地配置。而且,液压缸体14的后壳体12B侧的一端,形成有作为工作油的流道的液压缸端口14B,该液压缸端口14B从表面向各液压缸14A的内侧的一端穿设而成。
图3是从液压缸体观察图2所示的阀片的主视图。
如图3所示,阀片16包括:沿着旋转轴13的周向形成为规定角度24A(参照图13)的范围内的圆弧状,并在与多个液压缸14A之间经由液压缸端口14B连通,对低压侧的工作油进行供给或排出的低压端口16A;沿着旋转轴13的周向形成为规定角度26A的范围内的圆弧状,并在与多个液压缸14A之间经由液压缸端口14B连通,对高压侧的工作油进行供给或排出的高压端口16B;以及与液压缸体14的后端面14R滑动接触,并对来自低压端口16A及高压端口16B的工作油进行密封的密封挡圈部16C。
为了防止在阀片16与液压缸体14之间流通的工作油向外部泄漏,该密封挡圈部16C形成为从阀片16的表面向液压缸体14突出的圆环状,在阀片16与液压缸体14之间形成工作油的油膜。另外,阀片16的低压端口16A包括形成于沿着旋转轴13的周向的两端上的凹口16A1,高压端口16B包括形成于沿着旋转轴13的周向的两端上的凹口16B1。
从而,在斜盘式液压旋转机械11作为液压泵发挥功能的情况下,通过液压缸体14与旋转轴13一起向正向(图3所示的顺时针方向)25A旋转而使各活塞15往复移动,从工作油箱向阀片16供给的工作油从低压端口16A流过液压缸端口14B并流入液压缸14A内,被活塞15加压并从阀片16的高压端口16B排出之后,经由控制阀向前端工作机4的各液压缸4a~4c供给。由此,各液压缸4a~4c通过所供给的工作油的油压而伸缩,能够使前端工作机4进行动作而进行挖掘等作业。
另一方面,在斜盘式液压旋转机械11作为液压马达发挥功能的情况下,通过使高压的工作油从阀片16的高压端口16B经由液压缸端口14B流向液压缸14,活塞15通过工作油的油压而向斜盘18侧被推压,因此旋转轴13与液压缸体14一起向与正向25A相反的反向25B(参照图13)旋转。由此,能够从工作油的油压输出旋转轴13的旋转运动。
在此,为了更清楚地说明本发明的第一实施方式的阀片16的结构,基于图4~图6与现有技术的阀片进行比较而进行详细说明。此外,在以下说明中,关于现有技术的阀片,对与本发明的第一实施方式相同或对应的部分标注相同的附图标记。
图4是从液压缸体观察现有技术的液压旋转机械的阀片的主视图,图5是说明现有技术的液压旋转机械的阀片与液压缸体的滑动接触状态的图,图6是表示现有技术的液压旋转机械的液压缸体的转速为低速时的图5的A附近的滑动接触状态的放大图。
如图4、图5所示,现有技术的阀片16具备低压端口16A、高压端口16B以及密封挡圈部16C,这一点与本发明的第一实施方式的阀片16共同,但是还具备在密封挡圈部16C的外侧的表面全周范围内设置的衬垫50。
一般而言,随着液压缸体14的转速变大而阀片16与液压缸体14之间的油膜的动压上升,因此容易形成由该动压引起的楔形膜。从而,如图6所示,在液压缸体14的转速为低速时,在阀片16与液压缸体14之间很难形成楔形膜,因此在阀片16的密封挡圈部16C与液压缸体14之间形成的油膜之中高压端口16B的中央附近A的油膜最薄。因此,该中央附近A处的阀片16与液压缸体14的滑动面压力与其他部分相比容易变高。
于是,在本发明的第一实施方式中,如图3所示,阀片16包括滑动接触部件,该滑动接触部件设置在密封挡圈部16C的周围之中沿着旋转轴13的周向的规定角度26A的范围26B内,并且与液压缸体14的后端面14R滑动接触,该滑动接触部件由例如相对于高压端口16B配置在旋转轴13的径向外侧的衬垫30构成。此外,上述的规定角度26A的范围26B设定在例如从阀片16的高压端口16B的凹口16B1的一端至另一端的旋转轴13的旋转角的区域,衬垫30设置在该区域中的密封挡圈部16C的外侧的整个表面上。
根据如此构成的本发明的第一实施方式,即使不像现有技术那样在与液压缸体14滑动接触的阀片16的端面的整个外周上设置衬垫50,通过仅在阀片16与液压缸体14的滑动面压力容易变高的范围26B内配置衬垫30,能够减少阀片16与液压缸体14的滑动接触面积并利用衬垫30恰当地保护阀片16与液压缸体14的滑动接触面,因此能够充分抑制在阀片16与液压缸体14的滑动接触面上产生的烧熔。由此,能够减少伴随液压缸体14的旋转而产生的转矩损失,能够提供可靠性高的斜盘式液压旋转机械11。尤其是,该斜盘式液压旋转机械11适合用于在挖掘等高负载作业中所使用的液压挖掘机1,能够提高液压挖掘机1的作业性能。
另外,在本发明的第一实施方式中,液压缸体14相对于阀片16的周速度越朝向旋转轴13的径向外侧越快,因此由阀片16中的高压端口16B侧的密封挡圈部16C的外周部分16C1与液压缸体14之间的油膜所产生的反作用力,大于由高压端口16B侧的密封挡圈部16C的内周部分16C2与液压缸体14之间的油膜所产生的反作用力。
另一方面,阀片16的衬垫30相对于高压端口16B向旋转轴13的径向外侧进行配置,因此能够利用衬垫30来抑制由高压端口16B侧的密封挡圈部16C的外周部分16C1与液压缸体14之间的油膜所产生的反作用力的影响。由此,能够利用衬垫30有效地保护阀片16与液压缸体14的滑动接触面,因此能够实现阀片16及液压缸体14的高寿命化。
另外,在本发明的第一实施方式中,在阀片16的高压端口16B的沿着旋转轴13的周向的两端形成有凹口16B1,因此通过液压缸体14与旋转轴13连动地向正向25A旋转,当液压缸14A的液压缸端口14B的连接点从阀片16的低压端口16A向高压端口16B或者从高压端口16B向低压端口16A切换时,能够利用凹口16B1来缓解在高压端口16B与液压缸14A之间流动的工作油的急剧的压力变化。由此,能够抑制在工作油的流道内产生气蚀,因此能够防止阀片16及液压缸体14受到损伤或者在液压缸体14的旋转过程中产生振动及噪音。
第二实施方式
图7是表示现有技术的液压旋转机械的液压缸体的转速从低速上升时的图5的B附近的滑动接触状态的放大图,图8是说明本发明的第二实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
如图7所示,在液压缸体14的转速从低速上升时,阀片16与液压缸体14之间的油膜的动压上升,因此阀片16与液压缸体14之间容易形成楔形膜。因此,在阀片16的高压端口16B侧的密封挡圈部16C与液压缸体14之间形成的油膜之中相对于液压缸体14的旋转方向(正向)25A处于下游附近B的油膜变得最薄。因此,该下游附近B处的阀片16与液压缸体14的滑动面压力与其他部分相比容易变高。
于是,本发明的第一实施方式的衬垫30在上述规定角度26A的范围26B内设置在阀片1的密封挡圈部16C的外侧的整个表面上,对此,在本发明的第二实施方式的衬垫30配置在例如图8所示沿着旋转轴13的周向的上述规定角度26A的范围26B之中相对于旋转轴13的旋转方向(正向)25A偏向下游侧的位置。其他结构与上述第一实施方式相同,对与第一实施方式相同或对应的部分标注相同的附图标记。
根据如此构成的本发明的第二实施方式,除了能够得到与上述第一实施方式相同的作用效果以外,由于衬垫30配置在阀片16的高压端口16B侧的密封挡圈部16C与液压缸体14的滑动接触面之中偏向阀片16与液压缸体14的滑动面压力比较容易变高的部分,因此即使比第一实施方式的衬垫30的使用量少,也能应对伴随液压缸体14的转速的上升而产生的阀片16与液压缸体14的滑动面压力的变化。由此,即使液压挖掘机1的作业在高负载等的使用条件下进行,也能确保高容积效率。
第三实施方式
图9是说明本发明的第三实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
本发明的第三实施方式与上述第二实施方式的不同点在于,如图8所示第二实施方式的滑动接触部件由衬垫30构成,并且该衬垫30配置在沿着旋转轴13的周向的上述规定角度26A的范围26B之中相对于旋转轴13的旋转方向(正向)25A偏向下游侧的位置,对此,第三实施方式的滑动接触部件由例如图9所示沿着旋转轴13的周向而分离配置的三个衬垫30A~30C构成,并且在这些各衬垫30A~30C之间形成有作为工作油的流道的槽部31。此外,衬垫30A~30C的个数不限于三个的情况,也可以是两个或四个以上。其他结构与上述第二实施方式相同,对与第二实施方式相同或对应的部分标注相同的附图标记。
根据如此构成的本发明的第三实施方式,除了能够得到与上述第二实施方式相同的作用效果以外,由于能够使从阀片16的低压端口16A及高压端口16B漏出的工作油从各衬垫30A~30C之间的槽部31向阀片16的外侧流动,因此能够抑制通过液压缸体14与旋转轴13一起旋转并在阀片16上滑动而变热的工作油停留在阀片16的密封挡圈部16C与各衬垫30A~30C之间的部分16C1。由此,能够保持阀片16与液压缸体14之间的工作油的润滑性能,因此能够良好地进行液压缸体14相对于阀片16的滑动动作。
第四实施方式
图10是说明本发明的第四实施方式的主要部分的结构的图,并且是放大表示阀片与液压缸体的旋转轴侧的滑动接触面的概略剖视图,图11是说明本发明的第四实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
如图10所示,在阀片16的滑动接触面的曲率比液压缸体14的滑动接触面的曲率大的情况下,阀片16的旋转轴13侧的密封挡圈部16C与液压缸体14的旋转轴13侧的滑动接触面接近,因此由在阀片16的旋转轴13侧的密封挡圈部16C与液压缸体14的旋转轴13侧的滑动接触面之间的部分C形成的油膜产生的反作用力变大。
于是,如图9所示,本发明的第三实施方式的各衬垫30A~30C相对于高压端口16B配置在旋转轴13的径向外侧,对此,例如图11所示,第四实施方式的衬垫30a、30b相对于高压端口16B配置在旋转轴13的径向内侧。另外,本发明的第四实施方式的各衬垫30a、30b的大小被设定为,小于上述第三实施方式的各衬垫30A~30C的大小。此外,衬垫30a、30b的个数不限于两个的情况,也可以是未形成槽部31的一个,或者如本发明的第三实施方式那样为三个以上。其他结构与上述第三实施方式相同,对与第三实施方式相同或对应的部分标注相同的附图标记。
根据如此构成的本发明的第四实施方式,不同于上述第三实施方式,阀片16的各衬垫30a、30b相对于高压端口16B配置在旋转轴13的径向内侧,从而能够利用衬垫30a、30b充分保护阀片16与液压缸体14的滑动接触面之中由于曲率的不同而导致滑动面压力变高的部分。如此,各衬垫30a、30b还能够应用于具有与液压缸体14的滑动接触面不同的曲率的阀片16中,因此通用性优越。另外,这些衬垫30a、30b接近旋转轴13,并且其大小小于第三实施方式的各衬垫30A~30C的大小即可,因此能够减少阀片16与液压缸体14的滑动接触面积,能够进一步提高容积效率。
第五实施方式
图12是说明本发明的第五实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
例如图12所示,本发明的第五实施方式的滑动接触部件由相对于高压端口16B分别配置在旋转轴13的径向的内侧及外侧的衬垫30A~30C、30c~30e构成,这些衬垫30A~30C、30c~30e之中衬垫30A~30C与上述第三实施方式的衬垫30A~30C相同,衬垫30c~30e与上述第四实施方式的衬垫30a、30b对应。其他结构与第三、第四实施方式相同,对与第三、第四实施方式相同或对应的部分标注相同的附图标记。
根据如此构成的本发明的第五实施方式,除了能够得到与上述第三、第四实施方式相同的作用效果以外,由于各衬垫30A~30C、30c~30e在旋转轴13的径向上均衡地进行配置,因此能够有效地抑制由阀片16的密封挡圈部16C与液压缸体14之间的油膜产生的反作用力的影响,能够实现液压缸体14的稳定的滑动性能。由此,能够提高阀片16及液压缸体14的耐久性。
第六实施方式
图13是说明本发明的第六实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
在斜盘式液压旋转机械11作为液压马达而发挥功能的情况下,液压缸体14向与正向25A相反的反向25B旋转,因此阀片16的低压端口16A和高压端口16B被替换。从而,如图13所示,本发明的第六实施方式的滑动接触部件除了包括第二实施方式的衬垫30以外,还包括衬垫32,该衬垫32设置在密封挡圈部16C的周围之中沿着旋转轴13的周向的规定角度24A的范围24B内,并且与液压缸体14的后端面14R滑动接触。
该衬垫32相对于阀片16的低压端口(向反向25B旋转时的高压端口)16A配置在旋转轴13的径向外侧,而且配置在沿着旋转轴13的周向的规定角度24A的范围24B之中相对于旋转轴13的旋转方向(反向25B)偏向下游侧的位置。另外,衬垫32的形状及大小被设定为与上述第二实施方式的衬垫30相同的形状及大小。此外,衬垫32也可以相对于阀片16的低压端口(向反向25B旋转时的高压端口)16A配置在旋转轴13的径向内侧。其他结构与第二实施方式相同,对与第二实施方式相同或对应的部分标注相同的附图标记。
根据如此构成的本发明的第六实施方式,即使在斜盘式液压旋转机械11作为液压马达而发挥功能的情况下,也能得到与上述的作为液压泵发挥功能的情况相同的作用效果,因此不仅能够确保液压泵的可靠性,而且还能确保针对液压马达的高可靠性。
第七实施方式
图14是说明本发明的第七实施方式的主要部分的结构的图,并且是从液压缸体观察阀片的主视图。
本发明的第七实施方式与上述第六实施方式的不同点在于,如图13所示,第六实施方式的衬垫32的形状及大小被设定为与第二实施方式的衬垫30相同的形状及大小,对此,例如图14所示,第七实施方式的衬垫32的形状及大小根据向反向25B旋转的旋转轴13的最高转速而预先设定。即,本发明的第七实施方式的衬垫30、32的形状及大小也可以互不相同。其他结构与第六实施方式相同,对与第六实施方式相同或对应的部分标注相同的附图标记。
根据如此构成的本发明的第七实施方式,除了能够得到与上述第六实施方式相同的作用效果以外,由于即使在最高转速根据旋转轴13的旋转方向而不同的情况下,也能够按照旋转轴13的旋转特性来使用斜盘式液压旋转机械,因此能够得到高便利性。
此外,上述的本实施方式是为了清楚地说明本发明而进行的详细说明,并不限于必须具备已经说明的全部结构。另外,能够将某一实施方式的一部分结构替换成其他实施方式的结构,并且也能够在某一实施方式的结构中追加其他实施方式的结构。
另外,本实施方式的斜盘式液压旋转机械11对设置在液压挖掘机11上的情况进行了说明,但不限于该情况,也可以搭载在轮式装载机等工程机械上。
而且,本实施方式作为液压旋转机械的例子说明了作为液压泵及液压马达发挥功能的斜盘式液压旋转机械,但液压旋转机械不限于该情况,例如图15所示,液压旋转机械也可以由斜轴式液压旋转机械41构成,该斜轴式液压旋转机械41具备:设置在液压缸体14的中心的中心液压缸14a;***到该中心液压缸14a中的中心活塞15A;在旋转轴13的活塞15侧的一端形成在旋转轴13的周向上,并供各活塞15的突出端落座的多个球面座13a;以及在旋转轴13的活塞15侧的一端形成在旋转轴13的中央部分,并供中心活塞15A落座而进行液压缸体14的定位的中心球面座13b。
Claims (7)
1.一种液压旋转机械,具备:
旋转轴;
液压缸体,在该旋转轴的周向上形成有多个液压缸,并与上述旋转轴连动地旋转;
多个活塞,分别容纳在该液压缸体的上述多个液压缸内,并伴随上述液压缸体的旋转而进行往复移动;以及
阀片,滑动接触于上述液压缸体的两端面之中与上述多个液压缸的开口端相反的一侧的端面即后端面,
上述液压旋转机械的特征在于,
上述阀片包括:
低压端口,在上述液压旋转机械作为液压泵而使用的情况下,在与上述多个液压缸之间连通并使工作油流入上述液压缸;
高压端口,沿着上述旋转轴的周向形成为圆弧状,并在上述液压旋转机械作为液压泵而使用的情况下,在与上述多个液压缸之间连通而将工作油排出;
密封挡圈部,与上述后端面滑动接触,并对来自上述低压端口及上述高压端口的工作油进行密封;
凹口,形成于沿着上述旋转轴的周向的上述高压端口的两端;以及
滑动接触部件,设置在该密封挡圈部的周围之中沿着上述旋转轴的周向的从上述高压端口的上述凹口的一端至另一端的旋转轴的旋转角的范围内,并与上述后端面滑动接触。
2.根据权利要求1所述的液压旋转机械,其特征在于,
上述滑动接触部件由衬垫构成,该衬垫在沿着上述旋转轴的周向的从上述高压端口的上述凹口的一端至另一端的旋转轴的旋转角的范围之中相对于上述旋转轴的旋转方向偏向下游侧而配置。
3.根据权利要求1所述的液压旋转机械,其特征在于,
上述滑动接触部件由衬垫构成,该衬垫相对于上述高压端口配置在上述旋转轴的径向外侧。
4.根据权利要求1所述的液压旋转机械,其特征在于,
上述滑动接触部件由衬垫构成,该衬垫相对于上述高压端口配置在上述旋转轴的径向内侧。
5.根据权利要求1所述的液压旋转机械,其特征在于,
上述滑动接触部件由多个衬垫构成,该多个衬垫相对于上述高压端口分别配置在上述旋转轴的径向内侧及径向外侧。
6.根据权利要求1所述的液压旋转机械,其特征在于,
上述滑动接触部件由多个衬垫构成,该多个衬垫沿着上述旋转轴的周向分离而配置,
在上述各衬垫之间形成有作为工作油的流道的槽部。
7.一种工程机械,其特征在于,
具备权利要求1至6中任一项所述的液压旋转机械。
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