JP7220608B2 - Swash plate, swash plate pump and construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、斜板、斜板式ポンプ及び建設機械に関する。 The present invention relates to a swash plate, a swash plate pump, and construction machinery.
例えば特許文献1に開示されているように、斜板式ポンプが種々の技術分野で使用されている。斜板式ポンプは実際に使用される前、ケース内に作動油が充填される。このとき、ケースに設けられた空気抜きポートを利用して、ケース内の空気抜きを実施がされる。この空気抜き作業は、点検等で作動油を交換する度に実施される。したがって、斜板式ポンプにおいて空気抜きの作業負担を軽減することが要望されている。 Swash plate pumps are used in various technical fields, for example, as disclosed in Patent Document 1. Before the swash plate pump is actually used, the case is filled with hydraulic oil. At this time, the air in the case is vented using an air vent port provided in the case. This air bleeding operation is carried out every time the hydraulic oil is replaced for inspection or the like. Therefore, it is demanded to reduce the work load of removing the air from the swash plate type pump.
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、斜板式ポンプにおいて空気抜きの負担を軽減することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to reduce the burden of removing air from a swash plate pump.
本発明による斜板式ポンプは、
軸部材と、
前記軸部材に保持されたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックのシリンダ室に移動可能に配置されたピストンと、
前記ピストンに接続したシューと、
前記軸部材が通過する中央孔を形成する内壁面部と、前記軸部材の回転にともなって回転するシューと接触する接触面部と、を有し、一端が前記内壁面部に開口し他端が前記接触面部に開口し且つ前記ピストンに設けられた通路を介してシリンダ室に通じる孔を設けられた、斜板と、
前記軸部材を回転可能に支持し前記斜板を収容するケースと、を備える。
A swash plate pump according to the present invention comprises:
a shaft member;
a cylinder block held by the shaft member;
a piston movably arranged in a cylinder chamber of the cylinder block;
a shoe connected to the piston;
It has an inner wall surface portion forming a central hole through which the shaft member passes, and a contact surface portion that comes into contact with the shoe that rotates as the shaft member rotates, one end of which is open to the inner wall surface portion and the other end of which is the contact surface portion. a swash plate provided with a hole that opens to the face portion and communicates with the cylinder chamber via a passage provided in the piston;
a case that rotatably supports the shaft member and houses the swash plate.
本発明による斜板式ポンプにおいて、前記シューは、前記斜板の前記孔の前記他端側の開口の全体を覆う外輪郭を有していてもよい。 In the swash plate type pump according to the present invention, the shoe may have an outer contour that covers the entire opening of the hole of the swash plate on the other end side.
本発明による斜板式ポンプにおいて、前記斜板の前記孔に通じる排出ポートが前記ケースに設けられていてもよい。 In the swash plate type pump according to the present invention, the case may be provided with a discharge port communicating with the hole of the swash plate.
本発明による斜板式ポンプにおいて、
前記ケースが、前記斜板を支持する斜板支持部を有し、
前記孔は、前記接触面部のうちの低圧側のシリンダ室に対面する位置に開口し、
一端が前記接触面部のうちの高圧側のシリンダ室に対面する位置に開口し、他端が前記斜板のうちの低圧側のシリンダ室に対面する部分と前記斜板支持部との間に位置するチャンバーに開口した流路が、前記斜板に設けられていてもよい。
In the swash plate pump according to the invention,
the case has a swash plate supporting portion that supports the swash plate;
the hole opens at a position facing the cylinder chamber on the low pressure side of the contact surface portion,
One end opens at a position of the contact surface portion facing the cylinder chamber on the high pressure side, and the other end is positioned between the portion of the swash plate facing the cylinder chamber on the low pressure side and the swash plate support portion. The swash plate may be provided with a flow path opening into the chamber.
本発明による斜板式ポンプにおいて、
前記流路は、
前記接触面部の高圧側のシリンダ室に対面する位置と、前記斜板の高圧側のシリンダ室に対面する部分と前記斜板支持部との間に設けられた高圧側チャンバーと、の間を直線状に延びる高圧側流路と、
前記斜板の低圧側のシリンダ室に対面する部分と前記斜板支持部との間に設けられた低圧側チャンバーに通じる直線状の低圧側流路と、
前記高圧側流路に接続した直線状の第1中継流路と、
前記低圧側流路及び前記第1中継流路に接続した直線状の第2中継流路と、を含むようにしてもよい。
In the swash plate pump according to the invention,
The flow path is
A straight line between a position of the contact surface portion facing the high pressure side cylinder chamber and a high pressure side chamber provided between the portion of the swash plate facing the high pressure side cylinder chamber and the swash plate support portion. a high-pressure side flow path extending in a shape;
a linear low pressure side flow path leading to a low pressure side chamber provided between a portion of the swash plate facing the cylinder chamber on the low pressure side and the swash plate support;
a linear first relay channel connected to the high-pressure side channel;
A linear second relay flow path connected to the low-pressure side flow path and the first relay flow path may be included.
本発明による斜板式ポンプにおいて、前記貫通孔は両端のみにおいて開口していてもよい。 In the swash plate pump according to the present invention, the through holes may be open only at both ends.
本発明による建設機械は、上述した本発明による斜板式ポンプのいずれかを備える。 A construction machine according to the invention comprises any of the swash plate pumps according to the invention described above.
本発明による斜板は、
軸部材が通過する中央孔を形成する内壁面部と、
前記中央孔の周囲に位置してピストンを保持したシューと接触し、一端側が前記内壁面部に開口した孔の他端側となる開口が設けられた環状の接触面部と、を備える。
The swashplate according to the invention comprises:
an inner wall portion forming a central hole through which the shaft member passes;
an annular contact surface portion provided around the central hole and in contact with the shoe holding the piston, the one end side of which is provided with an opening serving as the other end side of the hole that is open to the inner wall surface portion.
本発明によれば、斜板式ポンプにおける空気抜きの負担を大幅に軽減することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to greatly reduce the burden of removing air from a swash plate pump.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面に示される要素には、理解を容易にするために、サイズ及び縮尺等が実際のそれらと異なって示されている要素が含まれ得る。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the elements shown in each drawing may include elements whose sizes, scales, etc. are shown different from the actual ones, in order to facilitate understanding.
以下で説明する斜板式ポンプ10は、いわゆる可変容量型の斜板式ピストンポンプである。斜板式ポンプ10は、後述のシリンダ室21へ作動油を吸引し、シリンダ室21から作動油を吐出する。より具体的には、エンジン等の動力源からの動力によって軸部材18を回転させることにより、軸部材18とスプライン結合等によって結合されたシリンダブロック20を回転させて、当該シリンダブロック20の回転によりピストン25を往復動作させる。このピストン25の往復動作に応じて、一部のシリンダ室21には作動油が吸い込まれるとともに他のシリンダ室21からは作動油が吐き出される。
The swash
本実施の形態の斜板式ポンプ10は、典型的には建設機械が備える油圧回路や駆動装置として使用可能であるが、他の用途に適用されてもよく、その用途は特に限定されない。図1は、本実施の形態による斜板式ポンプ10が適用され得る建設機械CMの一例として、油圧ショベル90を示している。
The
油圧ショベル90は、一般に、クローラを具備する下部フレーム91と、下部フレーム91に対して旋回可能に設けられる上部フレーム92と、上部フレーム92に取り付けられるブーム93と、ブーム93に取り付けられるアーム94と、アーム94に取り付けられるバケット95とを備える。油圧シリンダ96A,96B,96Cは、ブーム用、アーム用及びバケット用のアクチュエータであり、それぞれブーム93、アーム94及びバケット95を駆動する。また、上部フレーム92を旋回させる場合、旋回装置97からの回転駆動力が上部フレーム92に伝達される。そして、油圧ショベル90を走行させる場合、走行装置98からの回転駆動力が下部フレーム91のクローラに伝達される。旋回装置97及び走行装置98は、油圧を入力されることで回転を出力する油圧モータにより構成される。斜板式ポンプ10は、油圧シリンダ96A,96B,96C、旋回装置97及び走行装置98等の油圧アクチュエータへの圧油の供給を担っている。
次に、斜板式ポンプ10について説明する。
Next, the swash
斜板式ポンプ10は、主たる構成要素として、ケース15、軸部材18、シリンダブロック20、ピストン25、弁板30、傾転調節機構35及び斜板50を有している。以下、各構成要素について説明していく。
The
図2に示すように、ケース15は、第1ケースブロック15aと、第1ケースブロック15aと固定された第2ケースブロック15bと、を有している。第1ケースブロック15a及び第2ケースブロック15bは、ボルト等の締結具を用いて互いに固定されている。ケース15は、その内部に収容空間Sを形成している。収容空間S内に、シリンダブロック20、ピストン25、弁板30、傾転調節機構35及び斜板50が配置されている。
As shown in FIG. 2, the case 15 has a first case block 15a and a second case block 15b fixed to the first case block 15a. The first case block 15a and the second case block 15b are fixed to each other using fasteners such as bolts. The case 15 forms an accommodation space S inside thereof. A cylinder block 20, a
図示された例では、第1ケースブロック15aの内側に、弁板30が配置されている。第1ケースブロック15aには、弁板30を介してシリンダブロック20のシリンダ室21に連通するようになる第1油路11及び第2油路12が形成されている。図面では、説明の便宜上、第1油路11及び第2油路12はラインによって表されているが、実際には、シリンダブロック20のシリンダ室21への作動油の供給及び排出に応じた適切な内寸法(内径)を有している。第1油路11及び第2油路12は、ケース15内からケース15外へとケース15を貫通して設けられている。第1油路11及び第2油路12は、斜板式ポンプ10の外部に設けられたアクチュエータや油圧源等に通じている。
In the illustrated example, a
軸部材18は、軸受19a、19bを介して、ケース15に回転可能に支持されている。軸部材18は、その中心軸線を回転軸線RAとして回転することができる。軸部材18の一端は、軸受19bを介して第1ケースブロック15aによって回転可能に支持されている。軸部材18の他端は、軸受19aを介して第2ケースブロック15bによって回転可能に支持され、第2ケースブロック15bに設けられた貫通孔を通過してケース15外へ延び出している。軸部材18がケース15を貫通する部分において、ケース15と軸部材18との間にはシール部材が設けられ、作動油のケース15外への流出を防止している。軸部材18のケース15から延び出した部分は、例えばモータやエンジン等の入力手段に接続される。
The
シリンダブロック20は、回転軸線RAを中心として配置された円柱状または円筒状の形状を有している。シリンダブロック20は、軸部材18によって貫通されている。シリンダブロック20は、例えばスプライン結合により、軸部材18に対して連結されている。シリンダブロック20は、軸部材18と同期して、回転軸線RAを中心として回転することができる。
The cylinder block 20 has a columnar or cylindrical shape arranged around the rotation axis RA. The cylinder block 20 is penetrated by the
なお、軸部材18とシリンダブロック20とがスプライン結合する場合、軸部材18は、その表面に、回転軸線RAと平行な軸方向DAに延びるスプライン歯を有することになる。そして、スプライン歯の一部が、シリンダブロック20に覆われることなく、ケース15内の収容空間Sに露出していてもよい。ケース15内に露出したスプライン歯は、後述するようにケース15内に残留した空気(気泡)の排出を促進することができる。とりわけ、ケース15内に露出したスプライン歯が、後述する斜板50の中央孔51内まで延びていることが好ましい。
When the
シリンダブロック20には、複数のシリンダ室21が形成されている。複数のシリンダ室21は、回転軸線RAを中心とした周方向に沿って等間隔で配列されている。各シリンダ室21は、回転軸線RAと平行な軸方向DAにおける斜板50の側に開口している。図示された例において、各シリンダ室21は、軸方向DAと平行に延びている。また、各シリンダ室21に対応して接続ポート22が形成されている。接続ポート22は、シリンダ室21を軸方向DAにおける弁板30の側に開放している。
A plurality of
各シリンダ室21に対応して、ピストン25が設けられている。各ピストン25の一部分が、シリンダ室21内に配置されている。各ピストン25は、対応するシリンダ室21から斜板50に向けて軸方向DAに延び出している。ピストン25は、シリンダブロック20に対して軸方向DAに移動することができる。すなわち、ピストン25は、軸方向DAにおける斜板50の側に前進して、シリンダ室21の容積を拡大することができる。また、ピストン25は、軸方向DAにおける弁板30の側に後退して、シリンダ室21の容積を縮小することができる。
A
斜板50は、ケース15内に支持されている。斜板50は、軸方向DAに、シリンダブロック20及びピストン25と対向して配置されている。図2に示すように、軸部材18は、斜板50の中央孔51を貫通している。斜板50は、軸部材18が通過する中央孔51を形成(区画、画成)する内壁面部ISと、軸部材18の回転にともなって回転するシュー26と接触する接触面部CSと、を有している。接触面部CSは、シリンダブロック20及びピストン25に対向して位置する。接触面部CSが回転軸線RAに垂直な面に対して傾斜可能となるようにして、斜板50はケース15内に支持されている。斜板50を保持するための構成については後述する。
The
図2に示すように、斜板50の接触面部CS上に、シュー26が設けられている。シュー26は、ピストン25の頭部(端部)を保持している。具体的な構成として、ピストン25の一側端となる頭部は球状に形成されている。シュー26は、球状の頭部の略半分を収容可能な穴を有している。ピストン25の頭部を保持したシュー26は、斜板50の接触面部CSに接触しながら接触面部CS上を移動可能となっている。
As shown in FIG. 2 , a
斜板式ポンプ10は、ケース15内に配置されたリテーナプレート27をさらに有している。リテーナプレート27は、リング状かつプレート状の部材である。リテーナプレート27は、軸部材18によって貫通され、軸部材18上に支持されている。軸部材18のリテーナプレート27を支持する支持部分18aは、曲面状に形成されている。このため、リテーナプレート27は、軸部材18上に支持された状態で、向きを変えることができる。図2に示すように、プレート状のリテーナプレート27は、斜板50の接触面部CSに沿うように傾斜して、シュー26に接触している。
The
また、軸部材18とリテーナプレート27との間には、スプリング等を含んだピストン押付部材28が設けられている。ピストン押付部材28によって、リテーナプレート27は、軸方向DAにおける斜板50の側に押付けられる。この結果、リテーナプレート27は、シュー26及びピストン25を斜板50の接触面部CSに向けて押し付けることができる。図示された例において、ピストン押付部材28は、シリンダブロック20に支持されたばね部材28aと、ばね部材28a及び支持部材18aの間に位置するピン28bと、を有している。ばね部材28aが、ピン28bを介し、支持部材18aをリテーナプレート27に押付け、結果として、シュー26を斜板50に向けて押付けている。
A piston pressing member 28 including a spring or the like is provided between the
弁板30は、第1ケースブロック15aに固定されている。すなわち、弁板30は、シリンダブロック20が軸部材18とともに回転している間、静止している。弁板30には、図示しない二以上のポートが形成されている。各ポートは、第1油路11又は第2油路12と通じている。ポートは、例えば、回転軸線RAを中心とする円弧に沿って形成され、シリンダブロック20の回転にともなって、各シリンダ室21に対応した接続ポート22と順に対面するようになる。この結果、シリンダブロック20の回転状態に応じて、各シリンダ室21が、第1油路11及び第2油路12との接続を切り換えられるようになる。
The
ここで、斜板式ポンプ10の動作について説明する。図示しないモータやエンジン等の入力手段からの回転駆動力により、軸部材18が回転軸線RAを中心として回転する。このとき、シリンダブロック20の回転にともなって、ピストン25が、シリンダブロック20から突出するように前進し、また、シリンダブロック20内に後退する。ピストン25の進出動作及び後退動作により、シリンダ室21の容積が変化する。
The operation of the
ピストン25が、シリンダ室21から最も延び出した位置(上死点)から、シリンダ室21内に最も入り込んだ位置(下死点)まで、後退する間、このピストン25を収容したシリンダ室21の容量は減少する。この間の少なくとも一部の期間、後退中のピストン25を収容したシリンダ室21は、弁板30の図示しないポートを介して例えば第1油路11に接続し、シリンダ室21から作動油を吐出する。第1油路11は、高圧側の流路として、外部のアクチュエータ等に接続している。
While the
一方、ピストン25が、下死点から上死点まで前進する間、このピストン25を収容したシリンダ室21の容量は増大する。この間の少なくとも一部の期間、前進中のピストン25を収容したシリンダ室21は、弁板30の図示しないポートを介して例えば第2油路12に接続し、シリンダ室21内に作動油を吸引する。第2油路12は、低圧側の流路として、作動油を貯蔵するタンク等に接続している。
On the other hand, while the
以上の斜板式ポンプ10において、斜板50の接触面部CSは、ピストン25のシリンダブロック20からの突出量を制限する。したがって、斜板50の傾き、より厳密に表現すると、軸方向DAに垂直な面に対してなす斜板50の接触面部CSの傾斜角度θi(図2参照)の大きさに依存して、軸方向DAに沿ったピストン25の往復動のストロークが定まる。そして、斜板50の傾きを変更することで、すなわち、斜板50を傾転させることで、斜板式ポンプ10の出力を変化させることができる。具体的には、斜板50の傾きが大きくなると、言い換えると傾斜角度θiが大きくなると、斜板式ポンプ10の出力が増大する。斜板50の傾きが小さくなると、言い換えると傾斜角度θiが小さくなると、斜板式ポンプ10の出力が減少する。斜板50の接触面部CSが軸方向DAに垂直になると、つまり傾斜角度θiが0°となると、理論的には、斜板式ポンプ10から出力が得られなくなる。
In the
このため、図示された斜板式ポンプ10において、斜板50は傾転可能に保持、すなわち接触面部CSが軸方向DAに対してなす傾斜角度θiを変更可能に保持されている。以下、斜板50をケース15内に傾転可能に保持するための構成について説明する。
Therefore, in the illustrated swash
図2に示すように、斜板式ポンプ10は、斜板50の傾きを変更可能となるように斜板50を支持する支持部材70、すなわち、斜板50を傾転可能に支持する支持部材70を有している。図4に示すように、支持部材70は、ケース15に固定される基部72と、基部72上に設けられた斜板支持部73と、を有している。基部72には、軸部材18が貫通する中央貫通孔71が形成されている。基部72上には、中央貫通孔71を間に挟んで第1斜板支持部73A及び第2斜板支持部73Bが、設けられている。軸部材18は、二つの斜板支持部73A、73Bの間を通過して中央貫通孔71を貫通する。各斜板支持部73には、斜板50の後述する膨出部54を受け入れる受容凹部74が、形成されている。受容凹部74は、円柱の側面の一部分(例えば、半円柱の側面)に対応する形状を有している。図示された例において、支持部材70は、ケース15と別体として形成され、固定具等を介してケース15に固定される。ただし、この例に限られず、支持部材70は、ケース15の一部分として、例えば第2ケースブロック15bの一部分として第2ケースブロック15bと一体的に形成されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
一方、図2に示すように、斜板50は、支持部材70の斜板支持部73上に配置される被支持部53を有している。被支持部53は、受容凹部74と相補的な形状を有した膨出部54を含んでいる。膨出部54は、円柱の一部分(例えば、半円柱)に相当する形状を有している。斜板50は、図2の紙面の奥行き方向に離間して配置された第1被支持部53A及び第2被支持部53Bを有している。軸部材18は、二つの被支持部53A、53Bの間を通過して中央孔51を貫通する。第1被支持部53Aは、第1斜板支持部73Aによって支持され、第2被支持部53Bは、第2斜板支持部73Bによって支持される。
On the other hand, as shown in FIG. 2 , the
この例において、支持部材70の斜板支持部73は、円弧に沿った支持面75を受容凹部74に有している。一方、斜板50の被支持部53は、円弧に沿った被支持面55を有している。被支持部53が斜板支持部73の受容凹部74内に配置された場合、被支持部53の被支持面55は、斜板支持部73の支持面75に接触、とりわけ曲面上で面接触し得る。被支持部53が受容凹部74内で斜板支持部73に対して摺動、すなわち接触しながら移動する(又は滑るように移動する)ことで、被支持部53を含む斜板50は、被支持面55及び支持面75が規定する円弧の中心を軸線として、支持部材70に対して回転する。特に限定される訳ではないが、この傾転動作の軸線は、斜板50の接触面部CS上に位置するようにしてもよい。このような構成により、接触面部CSの傾きが変更可能となるように、斜板50が支持部材70によって支持されている。
In this example, the swashplate support portion 73 of the
また、斜板式ポンプ10は、図2に示すように、斜板50の接触面部CSの傾きを制御するための傾転調節機構35を更に有している。図示された例において、傾転調節機構35は、斜板押付部材36及び斜板制御装置37を含んでいる。以下、傾転調節機構35について説明する。
The
図3に示された斜板50は、中央部50a、第1受力部50b及び第2受力部50cを有している。中央部50aは、第1受力部50b及び第2受力部50cの間に配置されている。中央部50aには、上述した中央孔51、接触面部CS及び膨出部54が設けられている。第1受力部50b及び第2受力部50cは、中央部50aからそれぞれ逆側に延び出した部位である。
The
傾転調節機構35の斜板押付部材36及び斜板制御装置37は、斜板50を互いに逆向きに傾転させるように押している。斜板50は、斜板押付部材36によって押される力と斜板制御装置37から押される力をバランスさせることで、一定の傾転位置に保持される。図示された例において、斜板押付部材36は、斜板50の第1受力部50bに接触して、図2における反時計回り方向に傾転させるよう斜板50を押す。斜板制御装置37は、斜板50の第2受力部50cに接触して、図2における時計回り方向に傾転させるよう斜板50を押す。
The swash
斜板押付部材36は、ケース15の第1ケースブロック15aに支持されている。斜板押付部材36は、例えば圧縮ばね等によって構成されている。したがって、斜板押付部材36は、その変形力に応じた復元力にて斜板50を押圧する。
The swash
一方、斜板制御装置37は、調節アクチュエータ38として構成されており、制御ピストン39を有している。制御ピストン39は、軸方向DAに沿って、斜板50に接近すること(前進)及び斜板50から離間すること(後退)が可能となっている。制御ピストン39は、斜板50の第2受力部50cを押す。制御ピストン39は、例えば油圧によって駆動される。そして、制御ピストン39が第2受力部50cを押す力は、調節可能となっている。すなわち、斜板制御装置37が出力する力を調節することで、斜板50の傾斜角度θiを制御することができる。ここで傾斜角度θiとは、ピストン25の動作方向である軸方向DAに垂直な面に対する斜板50の傾き角度、すなわち軸方向DAへの垂直面に対して斜板50の接触面部CSがなす角度のことである(図2参照)。
The swashplate control 37 , on the other hand, is designed as an adjusting actuator 38 and has a
図示された例において、斜板制御装置37の出力が無い場合に、傾斜角度θiが最も大きくなり、図1に示された斜板50は最大傾斜状態となる。斜板制御装置37の制御ピストン39が、斜板50の第2受力部50cを押すことで、最大傾斜状態から斜板50を起立させて、傾斜角度θiを小さくすることができる。また、斜板制御装置37によって斜板50をより大きな力で押すことで、斜板50が起立して傾斜角度θiが0°または0°に近い最小の角度となる。
In the illustrated example, when there is no output from the swash plate control device 37, the inclination angle θi is maximized and the
なお、図示された典型例において、斜板50は、図2に示された最大傾斜状態から起立した状態まで傾転可能となっており、起立した状態を越えて図1に示された状態とは逆側に傾斜することは意図されていない。したがって、図示された典型例において、傾斜角度が0°となる起立した状態が、最小傾斜状態となる。そして、このような例では、斜板50の接触面部CS上における一方の被支持部53(図示された例では、第1被支持部53A)と軸方向DAに重なる領域上を通過する際に、シリンダ室21内の圧力が高圧となり、斜板50の接触面部CS上における他方の被支持部53(図示された例では、第2被支持部53B)と軸方向DAに重なる領域上を通過する際に、シリンダ室21内の圧力が低圧となる。言い換えると、一方の被支持部53(図示された例では、第1被支持部53A)は、軸方向DAに高圧側のシリンダ室21に対面し、他方の被支持部53(図示された例では、第2被支持部53B)は、軸方向DAに低圧側のシリンダ室21に対面する。高圧側のシリンダ室21内のピストン25は、上死点から下死点に向かって移動し、低圧側のシリンダ室21内のピストン25は、下死点から上死点に向かって移動する。
In the illustrated typical example, the
ここで、斜板式ポンプ10の動作中、斜板50は、ピストン25を収容したシリンダ室21内の作動油の圧力により、支持部材70に向けて押される。図示された例では、高圧側となる第1被支持部53Aがより強い力で第1斜板支持部73Aに向けて押され、低圧側となる第2被支持部53Bがより弱い力で第2斜板支持部73Bに向けて押される。そして、斜板50が支持部材70に向けて高圧で押されると、斜板50の傾転動作に必要となる力も大きくなり、斜板50を円滑に傾転させることができない。
Here, during operation of the
一方、図3及び図4から理解され得るように、斜板50と支持部材70との間には、チャンバーCAが形成される。チャンバーCAは、斜板50に形成された流路Pに通じている。ここで、流路Pは、加圧された作動油の流路である。したがって、チャンバーCAは、圧油、すなわち、加圧された作動油で満たされる。そして、チャンバーC内の圧油は、軸方向DAにおける斜板支持部73から離間する向きに、言い換えると軸方向DAにおけるシリンダブロック20及びピストン25に接近する向きに、斜板50を押す。さらには、被支持面55及び支持面75の間に油膜を形成し、斜板支持部73及び被支持部53の直接の摩擦接触を回避することも可能となる。このようにチャンバーCA内に圧油を供給することによって、斜板50と斜板支持部73との間の摩擦を軽減することができる。これにより、傾転調節機構35による斜板50の傾転を円滑化することができる。
On the other hand, as can be understood from FIGS. 3 and 4, a chamber CA is formed between the
図示された例において、流路Pは、高圧側のシリンダ室21に通じるようになっている。したがって、チャンバーCAには、高圧側のシリンダ室21内の作動油が供給されるようになる。図3に示すように、流路Pの一端は、接触面部CSの高圧側のシリンダ室に対面する位置に開口している。流路Pの他端は、斜板50の高圧側のシリンダ室21に対面する第1被支持部53Aと第1斜板支持部73Aとの間に設けられたチャンバーCAに通じている。流路Pは直線状の通路であり、ドリル加工等の機械加工によって作製され得る。また、各ピストンには、ピストン貫通孔25Pが形成されている。シュー26は、ピストン貫通孔25Pを接触面部CSに露出させるよう、ピストン25の頭部の周囲を保持している。そして、シュー26が接触面部CS上を移動することで、ピストン貫通孔25Pは、接触面部CS上に位置する流路Pの開口に対面し且つ流路Pに通じるようになる。このとき、ピストン25の頭部を保持するシュー26のリング状部分の貫通孔も圧油用通路の一部として機能する。なお、図示された例において、チャンバーCAは、第1斜板支持部73Aの支持面75に形成された凹部(図4参照)として構成されているが、この例によらず、第1被支持部53Aの被支持面55に形成された凹部によって構成されていてもよい。
In the illustrated example, the flow path P communicates with the
ところで、以上のような構成からなる斜板式ポンプ10において、ケース15内の収容空間Sには作動油が充填される。収容空間S内に空気が残留したまま斜板式ポンプ10を使用すると、異音の発生、動作不良、さらには破損といった不具合が生じ得る。そこで、斜板式ポンプ10の製造後の使用に先立ち、斜板式ポンプ10の分解整備後の使用に先立ち、或いは、作動油の交換後の使用に先立ち、ケース15内から空気の除去が行われる。この空気抜きは、従来、ケース15に形成された排出ポート13(図1参照)を介して実施される。
By the way, in the swash
一方、本実施の形態においては、ケース15内からの空気抜きの作業負担を軽減するための工夫がなされている。具体的には、図3に示すように、斜板50に孔60が設けられている。孔60の一端は内壁面部ISに開口し、孔60の他端は接触面部CSに開口している。すなわち、孔60は、内壁面部IS上に第1開口61を有し、接触面部CS上に第2開口62を有している。そして、第2開口62は、シュー26とともに接触面部CS上を移動するピストン25のピストン貫通孔25Pに通じるようになる。したがって、この孔60は、シュー26及びピストン25に設けられた通路を介して、シリンダブロック20のシリンダ室21に通じることができる。
On the other hand, in the present embodiment, a contrivance is made to reduce the work load of removing air from the inside of the case 15 . Specifically, as shown in FIG. 3, the
とりわけ図示された例において、第2開口62は、接触面部CSのうちの低圧側のシリンダ室21に対面する領域に位置している。低圧側のシリンダ室21に保持されるピストン25は、シリンダ室21内に最も入り込んだ下死点からシリンダ室21から最も突出する上死点へ向かって移動する。したがって、第2開口62は、接触面部CSのうちの、下死点から上死点に向かうピストン25を収容したシリンダ室21に通じるようになる。低圧側のシリンダ室21は、負圧となり、通常弁板30を介して作動油を吸引する。したがって、斜板50の孔60が第2開口62を介して低圧側のシリンダ室21に通じることで、第1開口61からケース15内に残留する空気を吸引して排出することが可能となる。
Particularly in the illustrated example, the
ケース15内において、軸部材18が回転すると、空気と比較して比重が大きい作動油が、遠心力によって径方向における外側に移動する。逆に作動油よりも比重の小さい空気は、軸部材18が回転すると、径方向における内側に移動する。ここで、径方向とは中心軸線RAに直交する方向である。そして、径方向における外側とは、径方向における中心軸線RAから離間する側のことであり、径方向における内側とは、径方向における中心軸線RAに近接する側のことである。したがって、斜板式ポンプ10が動作を開始して、軸部材18が回転すると、ケース15内の空気は軸部材18の周囲に集まりやすくなる。
When the
そして、斜板50の中央孔51内には、孔60の第1開口61が開口している。この第1開口61は、軸部材18に近接して軸部材18に対面する。したがって、軸部材18を回転させることによって、自動的に、軸部材18の周囲に空気が集まり、この軸部材18の周囲の空気を、孔60、シュー26の貫通穴及びピストン25のピストン貫通孔25Pを介して、低圧側のシリンダ室21内に吸引することができる。そして、収容空間Sからシリンダ室21内に吸引された空気は、例えば第2油路12を介してケース15外へ排出される。すなわち、斜板式ポンプ10の動作を開始することによって、自動的に、空気抜きを実施することができる。したがって、空気抜きの作業負担を実質的に排除することも可能となる。このような作用効果は、当業者が技術水準から予測し得ない顕著な作用効果といえる。
A
とりわけ図示された例において、孔60は、両端のみにおいて開口している。したがって、低圧側のシリンダ室21からの吸引力を効率的に利用して、孔60の第1開口61から空気を孔60内に吸い込むことができる。すなわち、内壁面部ISに開口した孔60の一端側をなす第1開口61から強い吸引力で吸引を行うことができる。これにより、効率的に空気抜きを行うことができる。
In the particularly illustrated example, the
また、シュー26は、斜板50の孔60の他端側となる第2開口62の全体を覆う外輪郭を有している。より具体的に表現すると、ピストン25の頭部を保持し且つ接触面部CSに接触するシュー26の環状部は、第2開口62の全体を覆うことができる外輪郭を有している。例えば、径方向に沿ったシュー26の幅は、第2開口62の径方向に沿った幅よりも大きい。このような例によれば、内壁面部ISに開口した孔60の第1開口61から強い吸引力で吸引を行うことができる。これにより、効率的に空気抜きを行うことができる。
Also, the
なお、軸部材18とシリンダブロック20とがスプライン結合する場合、軸部材18は、その表面に、回転軸線RAと平行な軸方向DAに延びるスプライン歯を有することになる。そして、スプライン歯の一部が、シリンダブロック20に覆われることなく、ケース15内の収容空間Sに露出させることで、収容空間Sで作動油に効率的に遠心力を付与することができる。これにより、収容空間Sでの作動油の径方向外側への移動を促進することができる。これにともなって、収容空間Sでの空気の径方向内側への移動を促進することができ、効率的に空気抜きを行うことができる。また、ケース15内に露出したスプライン歯が斜板50の中央孔51内まで延びていると、スプライン歯によって空気が中央孔51内に誘導される。これによっても、中央孔51内に開口した第1開口61から空気をより効率的に吸引することができる。
When the
ただし、空気の径方向内側への移動は、露出したスプライン歯に限られず、回転する軸部材18に設けられた凸部等によっても実現され得る。また、空気の軸方向DAに沿った中央孔51内への移動も、露出したスプライン歯に限られず、回転する軸部材18に設けられた軸方向DAに延びる線状凸部等によって実現され得る。
However, the movement of the air radially inward is not limited to the exposed spline teeth, and can also be realized by a convex portion or the like provided on the
さらに、低圧側のシリンダ室21からの吸引力は、シリンダ室21の容積の単位時間当たりの変化が大きくなるときに、大きくなる。したがって、図5に示す接触面部CSの平面視において、軸部材18の回転軸線RAを中心とした周方向DCに沿って、シリンダ室21内に最も後退した下死点にあるピストン25を収容する下死点位置PYと、シリンダ室21から最も突出した上死点に位置するピストン25を収容する上死点位置PXと、の中間位置PMをシリンダ室21が通過する際に、吸引力が最大となる。そして、孔60の第2開口62が、回転軸線RAを中心として周方向において、中間位置PMから±30°未満の角度範囲内の位置にあることが好ましく、空気抜きを効率的に実施する観点において優位な条件といえる。
Furthermore, the suction force from the
以上に説明した一実施の形態によれば、斜板式ポンプ10は、軸部材18と、軸部材18に保持されたシリンダブロック20と、シリンダブロック20のシリンダ室21に移動可能に配置されたピストン25と、ピストン25の端部に接続したシュー26と、軸部材18が通過する中央孔51を形成する内壁面部ISおよび軸部材18の回転にともなって回転するシューと接触する接触面部CSを有する斜板50と、軸部材18を回転可能に支持し斜板50を収容するケース15と、を有している。ケース15内で軸部材18が回転すると、遠心力により作動油が径方向外側に移動し、作動油よりも比重の小さい空気が径方向内側に移動する。一方、斜板50には、内壁面部IS及び接触面部CSに開口した孔60が設けられている。この孔60は、シュー26に形成された通路(貫通穴)及びピストン25に形成された通路(ピストン貫通孔25P)を介して低圧側のシリンダ室21に通じる。したがって、径方向内側に移動した空気を内壁面部ISの第1開口61から吸引し、ケース15内部から吸い出すことができる。すなわち、ポンプが動作すると、自動的に、ケース15内の空気抜きが行われる。
According to the embodiment described above, the
一実施の形態を複数の具体例により説明してきたが、これらの具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。 Although an embodiment has been described through several specific examples, these specific examples are not intended to limit an embodiment. The above-described embodiment can be implemented in various other specific examples, and various omissions, replacements, changes, additions, etc. can be made without departing from the spirit of the embodiment.
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。 An example of modification will be described below with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding portions in the above-described specific example are used for the portions that can be configured in the same manner as in the above-described specific example, and redundant description is given. omitted.
まず、上述した実施の形態において、斜板50に設けられた流路Pが、接触面部CSの高圧側のシリンダ室21に対面する位置と、斜板50の高圧側のシリンダ室21に対面する部分(第1被支持部53A)と斜板支持部73(第1斜板支持部73A)との間に設けられた高圧側チャンバーCAと、の間を直線状に延びる例を示した。この例では、高圧側のシリンダ室21内の圧油を高圧側チャンバーCAに供給することで、斜板50と斜板支持部73との摩擦を軽減して斜板50の円滑かつ安定した傾転を実現し得るようにした。しかしながら、この例に限られず、接触面部CSのうちの高圧側のシリンダ室21に対面する位置に一端を開口させた流路Pが、高圧側チャンバーCAだけでなく、斜板50のうちの低圧側のシリンダ室21に対面する部分(第2被支持部53B)と斜板支持部(第2斜板支持部73B)との間に位置する低圧チャンバーCBにも通じるようにしてもよい。このような変形例によれば、斜板支持部73上での斜板50の傾転動作を更に円滑とすることができる。
First, in the above-described embodiment, the flow path P provided in the
図6に示された例において、流路Pは、高圧側流路PA、低圧側流路PB、第1中継流路PCおよび第2中継流路PDを有している。高圧側流路PAは、接触面部57の高圧側のシリンダ室21に対面する位置と高圧側チャンバーCAとの間を直線状に延びている。高圧側流路PAは、図5に示す例の流路Pと同一とすることができる。低圧側流路PBは、直線状に延びて低圧側チャンバーCBに通じている。第1中継流路PCは、直線状に延びて高圧側流路PAに通じている。とりわけ図示された例において、第1中継流路PCは高圧側流路PAと交差している。第2中継流路PDは、直線状に延びて低圧側流路PBに通じている。とりわけ図示された例において、第2中継流路PCは低圧側流路PBと交差している。また、第1中継流路PC及び第2中継流路PCは互いに通じ合っている。
In the example shown in FIG. 6, the flow path P has a high pressure side flow path PA, a low pressure side flow path PB, a first relay flow path PC and a second relay flow path PD. The high pressure side passage PA extends linearly between a position of the contact surface portion 57 facing the high pressure
これらの高圧側流路PA、低圧側流路PB、第1中継流路PCおよび第2中継流路PDは、一例としてドリル加工等の機械加工によって容易に形成され得る。図示された例において、高圧側流路PAは、斜板50を貫通している。低圧側流路PBは、被支持部53の側からドリル加工等の機械加工を行うことで形成され、接触面部CSまで達していない。第1中継流路PCは、第1被支持部53Aの外側面からドリル加工等の機械加工を行うことで形成され、斜板50を貫通しておらず斜板50の途中で止まっている。第1中継流路PCは、主として、第1被支持部53A内を斜板の長手方向に対して傾斜した方向に延びている。第2中継流路PDは、第2被支持部53Bの外側面からドリル加工等の機械加工を行うことで形成され、斜板50を貫通しておらず斜板50の途中で止まっている。第2中継流路PDは、主として、第2被支持部53B内を斜板の長手方向に対して傾斜した方向に延びている。第1中継流路PC及び第2中継流路PDは、端部において互いに接続している。第1中継流路PC及び第2中継流路PDは、中央孔51を迂回するように、斜板50の傾転軸線に対して傾斜して延びる。また、第1中継流路PC及び第2中継流路PDの加工開始側となる端部は、栓等により閉鎖される。これにより、流路Pは、接触面部CSの高圧側のシリンダ室21に対面する位置と、高圧側チャンバーCA及び低圧側チャンバーCBと、のみに開口している。
These high pressure side flow path PA, low pressure side flow path PB, first relay flow path PC and second relay flow path PD can be easily formed by machining such as drilling, for example. In the illustrated example, the high pressure side passage PA passes through the
流路Pが、このような四つの直線状に延びる高圧側流路PA、低圧側流路PB、第1中継流路PCおよび第2中継流路PDを含むことで、孔60と干渉することなく、流路Pを容易に作製することができる。
Since the flow path P includes such four linearly extending high-pressure side flow path PA, low-pressure side flow path PB, first relay flow path PC, and second relay flow path PD, interference with the
なお、図6に示された例において、高圧側チャンバーCAは、第1被支持部53Aの被支持面55に形成された凹部によって構成されていてもよいし、第1斜板支持部73Aの支持面75に形成された凹部によって構成されてもよく、さらに、第1被支持部53Aの被支持面55に形成された凹部と第1斜板支持部73Aの支持面75に形成された凹部との組み合わせによって構成されてもよい。また、低圧側チャンバーCBは、第2被支持部53Bの被支持面55に形成された凹部によって構成されていてもよいし、第2斜板支持部73Bの支持面75に形成された凹部によって構成されてもよく、さらに、第2被支持部53Bの被支持面55に形成された凹部と第2斜板支持部73Bの支持面75に形成された凹部との組み合わせによって構成されていてもよい。
In the example shown in FIG. 6, the high-pressure side chamber CA may be configured by a concave portion formed in the supported
また、上述した具体例において、孔60は、内壁面部ISおよび接触面部CSのみに開口していたが、この例に限られず、孔60が、ケース15に設けられた排出ポート13にも通じていてもよい。このような例によれば、低圧側のシリンダ室21からだけでなく、排出ポート13から空気抜きを行うこともできる。したがって、空気抜きをより効率的かつより確実に実施することができる。
Further, in the specific example described above, the
さらに、上述した具体例において、孔60の第2開口62が、接触面部CSのうちの低圧側のシリンダ室21に対面する位置に設けられている例を示したが、この例に限られず、孔60の第2開口62が、接触面部CSのうちの高圧側のシリンダ室21に対面する位置に設けられていてもよい。この例においては、軸部材18の回転にともなって、圧油(油)がシリンダ室21から孔60内に供給される。供給された圧油は、第1開口61を介してケース15の収容空間Sに吐出される。圧油の吐出によって、軸部材18の周囲に滞留する気泡を攪拌により移動させることができる。これにより、例えばケース15に設けられた排出ポート13を介して空気抜きをより効率的かつより確実に実施することができる。
Furthermore, in the specific example described above, the
10 斜板式ポンプ
13 排出ポート
15 ケース
18 軸部材
20 シリンダブロック
21 シリンダ室
25 ピストン
26 シュー
30 弁板
35 傾転調節機構
50 斜板
51 中央孔
60 孔
61 第1開口
62 第2開口
73 斜板支持部
CM 建設機械
IS 内壁面部
CS 接触面部
P 流路
CA 高圧側チャンバー
10
Claims (7)
前記軸部材に保持されたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックのシリンダ室に移動可能に配置されたピストンと、
前記ピストンに接続したシューと、
前記軸部材が通過する中央孔を形成する内壁面部と、前記軸部材の回転にともなって回転するシューと接触する接触面部と、を有し、一端が前記内壁面部に開口し他端が前記接触面部に開口し且つ前記ピストンに設けられた通路を介してシリンダ室に通じる孔を設けられた斜板と、
前記軸部材を回転可能に支持し前記斜板を収容するケースと、を備える、斜板式ポンプ。 a shaft member;
a cylinder block held by the shaft member;
a piston movably arranged in a cylinder chamber of the cylinder block;
a shoe connected to the piston;
It has an inner wall surface portion forming a central hole through which the shaft member passes, and a contact surface portion that comes into contact with the shoe that rotates as the shaft member rotates, one end of which is open to the inner wall surface portion and the other end of which is the contact surface portion. a swash plate provided with a hole opening to the face portion and communicating with the cylinder chamber via a passage provided in the piston;
and a case that rotatably supports the shaft member and houses the swash plate.
前記孔は、前記接触面部のうちの低圧側のシリンダ室に対面する位置に開口し、
一端が前記接触面部のうちの高圧側のシリンダ室に対面する位置に開口し、他端が前記斜板のうちの低圧側のシリンダ室に対面する部分と前記斜板支持部との間に位置するチャンバーに開口した流路が、前記斜板に設けられている、請求項1~3のいずれか一項に記載の斜板式ポンプ。 the case has a swash plate supporting portion that supports the swash plate;
the hole opens at a position facing the cylinder chamber on the low pressure side of the contact surface portion,
One end opens at a position of the contact surface portion facing the cylinder chamber on the high pressure side, and the other end is positioned between the portion of the swash plate facing the cylinder chamber on the low pressure side and the swash plate support portion. 4. The swash plate pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the swash plate is provided with a flow path that opens into a chamber for pumping.
前記中央孔の周囲に位置してピストンを保持したシューと接触し、一端側が前記内壁面部に開口した孔の他端側となる開口が設けられた環状の接触面部と、を備える、斜板式ポンプ用の斜板。 an inner wall portion forming a central hole through which the shaft member passes;
a swash plate type pump provided with an annular contact surface portion positioned around the central hole and in contact with the shoe holding the piston, the one end side of which is provided with an opening serving as the other end side of the hole opened to the inner wall portion. Swashplate for
Priority Applications (3)
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