液压旋转机械技术领域
本发明涉及一种用作活塞泵、活塞马达的液压旋转机械。
背景技术
作为液压旋转机械,已知有例如日本JP2005-133647A所记载的那样的活塞泵。在
日本JP2005-133647A中公开了一种在缸体的外周与壳体的内周之间具有轴承的轴向活塞
泵。
发明内容
发明要解决的问题
但是,对于在缸体的外周与壳体的内周之间具有轴承的轴向活塞泵,需要以自缸
体的外周面延伸的方式形成与轴承滑动接触的滑动接触部,并且需要确保在壳体的内周侧
具有用于设置轴承的空间。因此,存在泵的外径增大这样的问题。并且,轴承被设置的范围
较大,因此存在轴承所使用的材料的使用量较多、材料费较高这样的问题。为了解决这样的
问题,还考虑在缸体的靠轴侧配置轴承,但在较大的转矩作用于轴承的情况下,有可能导致
轴承晃荡而无法发挥轴承的功能。
本发明的目的在于谋求液压旋转机械的紧凑化并且防止轴承晃荡。
用于解决问题的方案
根据本发明的某一技术方案提供一种液压旋转机械,该液压旋转机械包括:多个
活塞;缸体,其能进行旋转,并且具有多个用于收纳所述活塞的缸孔;轴,其贯穿所述缸体,
并与所述缸体相结合;斜盘,其随着所述缸体的旋转使所述活塞往复运动,以使所述缸孔的
容积室扩大、缩小;壳体构件,其用于支承所述轴的一端并且收纳所述缸体;盖构件,所述轴
的另一端贯穿该盖构件,该盖构件将所述壳体构件的开口端堵塞;延伸部,其形成于所述盖
构件,并沿着所述轴朝向所述缸体侧延伸;以及第1滑动轴承,其设在所述延伸部与所述缸
体之间,所述第1滑动轴承利用固定部件固定于所述延伸部或所述缸体。
附图说明
图1是本发明的实施方式的液压旋转机械的剖视图。
图2是图1中的II部的放大图。
图3是沿着图2中的III-III线的剖视图。
图4是表示固定部件的第1变形例的图。
图5是表示固定部件的第2变形例的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式的液压旋转机械。
在本实施方式中,对液压旋转机械是以水为工作流体的水压活塞泵马达100的情
况进行说明。如图1所示,水压活塞泵马达100通过在来自外部的动力的作用下使轴1旋转而
使活塞6往复运动从而作为供给作为工作流体的水的泵来发挥作用,水压活塞泵马达100通
过在从外部供给来的水的流体压的作用下使活塞6往复运动而使轴1旋转从而作为输出旋
转驱动力的马达来发挥作用。
在以下的说明中,例示将水压活塞泵马达100用作活塞泵的情况,将水压活塞泵马
达100简称为“活塞泵100”。
活塞泵100是以水为工作流体的水压活塞泵。活塞泵100包括:轴1,其在动力源的
作用下进行旋转;缸体2,其连结于轴1,随着轴1的旋转而进行旋转;以及壳体3,其用于收纳
缸体2。壳体3包括:壳体主体3a,其两端开口;端盖5,其用于支承轴1的一端并且堵塞壳体主
体3a的一开口端;以及前盖4,其为供轴1的另一端贯穿并且堵塞壳体主体3a的另一开口端
的盖构件。
在此,壳体主体3a与端盖5结合而得到的构件相当于权利要求书中的壳体构件。在
本实施方式中,壳体主体3a和端盖5由彼此独立的构件形成。也可以取而代之,将壳体主体
3a和端盖5一体地形成。在该情况下,壳体主体3a与端盖5一体地形成而得到的构件相当于
权利要求书中的壳体构件。
轴1的一端部1a收纳于被设于端盖5的收纳凹部5a。轴1的另一端部1b自前盖4向外
部突出,并连结于动力源。
缸体2具有供轴1贯穿的通孔2a,并且利用连结部50而与轴1花键结合在一起。由
此,缸体2随着轴1的旋转而进行旋转。
在缸体2,与轴1平行地形成有多个在一端面具有开口部的缸孔2b。多个缸孔2b沿
着缸体2的周向隔开预定的间隔地形成。划分形成容积室7的圆柱状的活塞6以往复运动自
如的方式插入于缸孔2b。活塞6的顶端侧自缸孔2b的开口部突出,并且在顶端部形成有球头
6a。
活塞泵100还包括:滑靴10,其以旋转自如的方式连结于活塞6的顶端6a;以及斜盘
11,随着缸体2的旋转而使滑靴10滑动接触于该斜盘11。
滑靴10包括:收纳部10a,其用于收纳被形成于各活塞6的顶端的球头6a;以及平板
部10b,其为圆形,且滑动接触于斜盘11。收纳部10a的内表面形成为球面状,与收纳的球头
6a的外表面滑动接触。滑靴10能够相对于球头6a向任意方向进行角度位移。
斜盘11固定于前盖4的内壁,并且具有相对于与轴1的轴线垂直的方向倾斜的滑动
接触面11a。滑靴10的平板部10b与滑动接触面11a面接触。
在前盖4形成有供轴1贯穿的通孔4a。在通孔4a内配合有第2滑动轴承19,该第2滑
动轴承19将轴1支承为旋转自如。并且,在前盖4设有密封件25,以防止水从轴1与前盖4之间
向外部泄漏。
在前盖4还形成有沿着轴1向缸体2侧延伸出来的筒状的延伸部4b。在延伸部4b的
外周面压入有第1滑动轴承20。在缸体2的位于与延伸部4b的外周面相对的位置的部分形成
有用于与第1滑动轴承20滑动接触的筒状的滑动接触部2c。滑动接触部2c的内周面与第1滑
动轴承20的外周面滑动接触,因此缸体2被前盖4支承为旋转自如。
在此,自旋转的缸体2向被压入于延伸部4b的外周面的第1滑动轴承20作用有转
矩,在该转矩较大时,有可能出现这样的情况:第1滑动轴承20的过盈配合松弛,第1滑动轴
承20相对于延伸部4b晃荡、自延伸部4b脱落。因此,需要将第1滑动轴承20可靠地固定于延
伸部4b。
在本实施方式中,如图2和图3放大所示那样,第1滑动轴承20利用作为固定部件的
销构件21固定于延伸部4b。图2是图1中的II部的放大图,放大表示了销构件21的周边,并且
省略了除轴1、缸体2、前盖4以外的构件而进行图示。图3是放大表示沿着图2中的III-III
线的截面的附图。
如图2和图3所示,销构件21被压入到贯通第1滑动轴承20的通孔20a和贯通延伸部
4b的固定孔4c。通孔20a和固定孔4c是在延伸部4b的外周面压入有第1滑动轴承20的状态下
通过同时开孔(日文:共穴)加工形成的。销构件21与通孔20a和固定孔4c这两者紧密接触,
因此能够防止第1滑动轴承20相对于延伸部4b晃荡、自延伸部4b脱落。另外,如图3所示,销
构件21的压入方向上的长度被设定为不会自第1滑动轴承20的外周面和延伸部4b的内周面
突出。因此,与第1滑动轴承20滑动接触的滑动接触部2c、与延伸部4b的内周侧邻接的轴1不
会与销构件21接触。另外,在本实施方式中,第1滑动轴承20被压入于延伸部4b的外周面,但
也可以通过模制成形将第1滑动轴承20形成于延伸部4b的外周面。
另外,在本实施方式中,形成于延伸部4b的固定孔4c贯通延伸部4b。也可以取而代
之,将固定孔4c形成为有底孔,该有底孔的靠轴1侧被堵塞。在该情况下,通过使销构件21与
固定孔4c的底部抵接,从而限制销构件21向轴1侧移动,能够容易地进行定位。
另外,作为固定部件,也可以代替销构件21而使用止动螺钉。在该情况下,在延伸
部4b的固定孔4c和第1滑动轴承20的通孔20a这两者或者任意一者加工出内螺纹部。通过将
止动螺钉螺纹结合于该内螺纹部,能够防止第1滑动轴承20相对于延伸部4b晃荡、自延伸部
4b脱落。
如图1所示,在端盖5形成有用于引导向容积室7吸入的水的供给通路8以及用于引
导从容积室7排出的水的排出通路9。端盖5还包括配合于收纳凹部5a的内周面的第3滑动轴
承18。端盖5借助第3滑动轴承18将收纳于收纳凹部5a的轴1的一端部1a支承为旋转自如。
第1滑动轴承18、第2滑动轴承19以及第3滑动轴承20由树脂、陶瓷、DLC(Diamond
Like Carbon)等形成。第1滑动轴承18、第2滑动轴承19以及第3滑动轴承20的材质只要为即
使特别是工作流体为水时也能够确保滑动性的材质,就为任意材质。
活塞泵100还包括安装在缸体2与端盖5之间的配流盘17。
配流盘17是与缸体2的基端面滑动接触的圆板构件,固定于端盖5。在配流盘17形
成有用于连接供给通路8与容积室7的供给口17a以及用于连接排出通路9与容积室7的排出
口17b。
接着,说明活塞泵100的动作。
在来自外部的动力的作用下,轴1被驱动而进行旋转,伴随于此,缸体2进行旋转,
于是各滑靴10的平板部10b与斜盘11滑动接触,各活塞6以与斜盘11的倾斜角度相对应的行
程量在缸孔2b内往复运动。由于各活塞6的往复运动而使各容积室7的容积扩大、缩小。
水经由供给通路8和供给口17a被引导至因缸体2的旋转而扩大的容积室7。被吸入
容积室7内的水因缸体2的旋转所引起的容积室7的缩小而被加压,经由排出口17b和排出通
路9排出。这样,在活塞泵100中,随着缸体2的旋转,连续地进行水的吸入和排出。
采用以上的实施方式,取得以下所示的效果。
第1滑动轴承20设在前盖4的延伸部4b与缸体2之间,因此不需要在缸体2的外周面
形成与轴承滑动接触的滑动接触部。因而,缸体2的外径变小,能够使液压旋转机械100紧
凑。
并且,第1滑动轴承20设在前盖4的延伸部4b与缸体2之间,因此,与滑动轴承设在
缸体2的外周与壳体3的内周之间的情况相比,轴承的直径变小,轴承被设置的范围变窄。因
此,轴承材料的使用量减少,能够降低制造成本。
另外,若轴承面积变小,则自缸体2作用于第1滑动轴承20的转矩变大。但是,第1滑
动轴承20利用销构件21固定于前盖4,因此能够防止第1滑动轴承20晃荡并且能够防止第1
滑动轴承20自前盖4脱落。
另外,将由即使工作流体为水也能够确保滑动性的材质形成的滑动轴承用作轴承
18~20,因此即使在将缺乏润滑性的水用作工作流体的情况下也不会发生烧结等。而且,在
本实施方式中,包括轴1和缸体2的旋转部被三个滑动轴承支承,因此作用于各滑动轴承的
表面压力被分散。因此,即使在将缺乏润滑性的水用作工作流体的情况下也能够提高液压
旋转机械的耐久性。
以下,参照图4和图5说明所述固定部件的变形例。图4和图5是与图2相对应的附
图。
在图4所示的第1变形例中,作为固定部件,在第1滑动轴承20的内周面形成有向径
向内侧突出的突起部20b,在延伸部4b的外周面形成有供第1滑动轴承20的突起部20b卡合
的卡定凹部4d。利用突起部20b卡合于卡定凹部4d的卡定构造将第1滑动轴承20固定于延伸
部4b。因而,在第1变形例的情况下,也与所述实施方式同样地取得这样的效果:能够防止第
1滑动轴承20晃荡并且能够防止第1滑动轴承20自前盖4脱落。
在第1变形例中,突起部20b和卡定凹部4d既可以整周地形成,也可以沿着周向设
有多个。另外,突起部20b和卡定凹部4d可以设在第1滑动轴承20的轴线方向上的任意位置。
另外,在第1变形例中,在第1滑动轴承20侧形成有突起部20b,在延伸部4b侧形成有卡定凹
部4d,但也可以取而代之,在延伸部4b侧形成突起部,在第1滑动轴承20侧形成卡定凹部。
另外,在第1变形例中,也可以是,第1滑动轴承20由树脂材料形成,在该情况下,第
1滑动轴承20模制成形于延伸部4b。将通过模制成形形成的突起部20b卡合于卡定凹部4d,
从而将第1滑动轴承20固定于延伸部4b。为了提高模制成形的密合性,也可以在延伸部4b的
外周面再设置多个凹凸部。
在图5所示的第2变形例中,作为固定部件,在第1滑动轴承20的内周面形成有内螺
纹20c,在延伸部4b的外周面形成有用于与第1滑动轴承20的内螺纹20c螺纹结合的外螺纹
4e。沿着与缸体2的旋转方向相同的方向将第1滑动轴承20拧入到延伸部4b的外螺纹4e,从
而将第1滑动轴承20固定于延伸部4b。如果第1滑动轴承20被拧入的方向与缸体2的旋转方
向相同,则第1滑动轴承20不会松弛,因此,在将液压旋转机械100用作缸体2的旋转方向恒
定的活塞泵的情况下特别有效。因而,在第2变形例的情况下,也与所述实施方式同样地取
得这样的效果:能够防止第1滑动轴承20晃荡并且能够防止第1滑动轴承20自前盖4脱落。
也可以是,与所述各固定部件一起使用、或者单独地使用粘接剂来作为固定第1滑
动轴承20的固定部件。在第1滑动轴承20与延伸部4b之间的接触面涂布粘接剂,借助粘接剂
将第1滑动轴承20接合于延伸部4b。在将粘接剂用作固定部件的情况下,也与所述实施方式
同样地取得这样的效果:能够防止第1滑动轴承20晃荡并且能够防止第1滑动轴承20自前盖
4脱落。第1滑动轴承20的固定部件并不限定于此,只要能够防止第1滑动轴承20自延伸部4b
脱落,可以是任意形态。
在所述实施方式、第1变形例和第2变形例中,设在缸体2与前盖4之间的第1滑动轴
承20被固定在前盖4侧。也可以取而代之,将第1滑动轴承20固定在缸体2侧。在该情况下,第
1滑动轴承20利用所述任一固定部件固定在缸体2的滑动接触部2c的内周侧,与前盖4的延
伸部4b的外周面滑动接触。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但所述实施方式只不过示出了本发明的
应用例的一部分,其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定为所述实施方式的具体的结
构。
在本实施方式中,使用水作为工作流体,但也可以取而代之,使用工作油、水溶性
替代液等工作流体。另外,活塞泵马达100是斜盘11的角度固定的固定式的活塞泵马达,但
也可以是能够改变斜盘的偏转角度的可变容量式活塞泵马达。
本申请基于2014年7月7日向日本专利局提出申请的日本特愿2014-139540主张
优先权,通过参照将该申请的全部内容引入本说明书中。