JP2020105950A - Swash plate type hydraulic rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等の建設機械において、油圧ポンプまたは油圧モータとして用いられる斜板式液圧回転機械に係り、特に油圧ポンプとして用いられる場合の信頼性向上・長寿命化に寄与する斜板式液圧回転機械に関する。 The present invention relates to a swash plate type hydraulic rotating machine used as a hydraulic pump or a hydraulic motor in a construction machine such as a hydraulic excavator, a hydraulic crane, a wheel loader, etc., and particularly improved reliability and long life when used as a hydraulic pump. The present invention relates to a swash plate-type hydraulic rotating machine that contributes to the realization of the technology.
一般に、油圧ショベル等の建設機械に搭載される油圧モータ、油圧ポンプとして広く使用される斜板式液圧回転機械は、ケーシングと、このケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、この回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に伸長する複数のシリンダが形成されたシリンダブロックと、このシリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌され軸方向の一端側が前記シリンダから突出した複数のピストンと、これらの各ピストンの突出端部に装着される、鉄系材料にて製作されたピストンシュー(以下、単にシューということがある)と、前記シリンダブロックと対向して前記ケーシング内に設けられ前記シリンダブロックと対向する面に前記各ピストンシューが摺動する摺動面が形成された斜板と、前記各ピストンシューと前記各ピストンの突出端部との間に位置して前記回転軸に挿通され前記各ピストンシューを挿通して前記斜板の摺動面に押圧する複数の挿通穴を有する、鉄系材料にて製作された環状平板のリテーナと、このリテーナと前記シリンダブロックとの間に位置して前記回転軸に挿嵌され外周面によって前記リテーナを前記斜板に向けて押圧する、鉄系材料にて製作された半球面状のリテーナガイドとを備えて構成されている。また、前記斜板式液圧回転機械は、シリンダブロックの複数のシリンダに対して交互に連通する高圧ポートと低圧ポートが形成された弁板がケーシングに固定され、該弁板が前記シリンダブロックと互いに摺動する面は前記高圧ポートおよび前記低圧ポートからの作動油の漏れを抑制するシールランド構造となっている(例えば、下記特許文献1参照)。 Generally, a swash plate type hydraulic rotary machine widely used as a hydraulic motor and a hydraulic pump mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator includes a casing, a rotary shaft rotatably provided in the casing, and the rotary shaft. A cylinder block which is provided in the casing so as to rotate integrally with the cylinder block and is formed with a plurality of cylinders that are spaced apart from each other in the circumferential direction and extend in the axial direction; A plurality of pistons whose one end side in the axial direction protrudes from the cylinder, and a piston shoe (hereinafter, simply referred to as a shoe) made of an iron-based material, which is attached to the protruding end portion of each of these pistons, A swash plate that is provided inside the casing facing the cylinder block and has a sliding surface on which the piston shoes slide so as to face the cylinder block; and a protrusion of each piston shoe and each piston. An annular flat plate made of an iron-based material, having a plurality of insertion holes that are located between the end portions and that are inserted through the rotary shaft and that insert the piston shoes and press the sliding surface of the swash plate. And a hemispherical shape made of an iron-based material, which is positioned between the retainer and the cylinder block, is inserted into the rotation shaft, and is pressed by the outer peripheral surface toward the swash plate. And a retainer guide. Further, in the swash plate type hydraulic rotating machine, a valve plate having a high pressure port and a low pressure port, which alternately communicate with a plurality of cylinders of a cylinder block, is fixed to a casing, and the valve plate is mutually connected to the cylinder block. The sliding surface has a seal land structure that suppresses leakage of hydraulic oil from the high pressure port and the low pressure port (see, for example, Patent Document 1 below).
この種の斜板式液圧回転機械においては、ピストンシューに形成された球面継手を介してピストンシューがピストンに揺動可能に装着されるもの(特許文献1参照)や、ピストンに形成された球面継手を介してピストンシューがピストンに揺動可能に装着されるもの(特許文献2参照)がある。 In this type of swash plate type hydraulic rotary machine, a piston shoe is attached to a piston so as to be swingable through a spherical joint formed on the piston shoe (see Patent Document 1), and a spherical surface formed on the piston. There is one in which a piston shoe is swingably attached to a piston via a joint (see Patent Document 2).
前記斜板式液圧回転機械は、油圧シリンダなどに作動油を供給する油圧ポンプとして、あるいは供給された作動油により回転駆動される油圧モータとして使用可能であるが、前記斜板式液圧回転機械を油圧ポンプとして使用する場合、特許文献1、2等にあるように斜板は回転軸と傾斜した状態で配置され、回転軸の回転によるシリンダ内でのピストンの往復動に伴い、高圧の作動油を吐出する。ここで、建設機械においては一台の油圧ポンプに複数のアクチュエータや油圧モータを接続したシステムが一般的である。しかし、近年、高効率化や、各油圧モータやアクチュエータのきめ細かい制御を目的として、主要なアクチュエータ1台に対して1台の油圧ポンプを接続するシステムが提案されている。このようなシステムで使用される油圧ポンプは、アクチュエータを動作させる場合には斜板を傾け、逆にアクチュエータを停止する場合には斜板の角度を水平(回転軸に対して垂直)にすることで、シリンダ内のピストンの往復動に伴う高圧の作動油の吐出を停止する。
The swash plate type hydraulic rotary machine can be used as a hydraulic pump for supplying hydraulic oil to a hydraulic cylinder or the like, or as a hydraulic motor rotationally driven by the supplied hydraulic oil. When used as a hydraulic pump, the swash plate is arranged in an inclined state with respect to the rotating shaft as in
しかし、前述した従来技術の斜板式液圧回転機械においては、次のような課題がある。 However, the above-mentioned conventional swash plate type hydraulic rotating machine has the following problems.
すなわち、斜板が傾いた状態で動作する場合、シューは斜板とリテーナに挟まれた状態で斜板上を摺動する。ピストンは、高圧の作動油を吐出する際に反力を受け、シューが斜板に過大な力で押し付けられる。このため、シューが焼き付くのを防止する目的で、シューの斜板との摺動面は静圧軸受構造とし、シューと斜板とが固体接触しないよう設計されるのが一般的であり、シューと斜板間の摩擦力は小さくなる。一方、シューはバネによって支持されたリテーナからも斜板に押し付けられることで、運転時の挙動の安定性を確保している。このバネ力は、作動油吐出時のピストンからの反力と比較すると非常に小さい力であるが、静圧軸受構造ではないため、リテーナとシューとが固体接触した状態で使用される。このため、シューは斜板との摩擦よりもリテーナとの摩擦が大きく、斜板によってシューが回転しようとする力をリテーナが抑える挙動となる。斜板が傾斜している場合、球面継手を介してシューと接続されているピストンは、球面継手でシューと摺動(味噌擂り運動ともいう)するため、この摩擦力によってピストンはシリンダ内部で自転しながら、シリンダブロックがケーシング内部で回転する。ピストンはシリンダ内部で自転することで常に異なる位置がシリンダ(の内周面)と接することになるので、焼き付きが生じにくい構造となっている。 That is, when the swash plate operates in a tilted state, the shoe slides on the swash plate while being sandwiched between the swash plate and the retainer. The piston receives a reaction force when discharging high-pressure hydraulic oil, and the shoe is pressed against the swash plate with an excessive force. Therefore, in order to prevent the shoe from seizing, the sliding surface of the shoe with the swash plate has a hydrostatic bearing structure, and it is generally designed so that the shoe and the swash plate do not come into solid contact. The frictional force between the swash plate and the swash plate becomes smaller. On the other hand, the shoe is pressed against the swash plate by the retainer supported by the spring, thereby ensuring the stability of behavior during operation. This spring force is a very small force as compared with the reaction force from the piston at the time of discharging the hydraulic oil, but since it has no hydrostatic bearing structure, it is used in a state where the retainer and the shoe are in solid contact. Therefore, the shoe has a greater friction with the retainer than with the swash plate, and the retainer suppresses the force of the shoe rotating by the swash plate. When the swash plate is tilted, the piston connected to the shoe via the spherical joint slides with the shoe on the spherical joint (also called miso-grip movement), and this friction force causes the piston to rotate within the cylinder. Meanwhile, the cylinder block rotates inside the casing. Since the piston rotates at the inside of the cylinder and always comes into contact with the cylinder (inner peripheral surface) at a different position, seizure hardly occurs.
しかし、斜板が水平となる場合、ピストンとシューの間の球面継手において摺動(味噌擂り運動)はほとんど生じない。このため、シリンダ内でピストンは自転せず、よってピストン(の外周面)はシリンダ(の内周面)と同じ位置で接触し続けることになるので、焼き付きが発生するなど、信頼性が低下する懸念がある。 However, when the swash plate is horizontal, almost no sliding (miso squeezing motion) occurs at the spherical joint between the piston and the shoe. For this reason, the piston does not rotate in the cylinder, and therefore the piston (outer peripheral surface) continues to be in contact with the cylinder (inner peripheral surface) at the same position, resulting in deterioration of reliability such as seizure. I have a concern.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、信頼性の高い斜板式液圧回転機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable swash plate hydraulic rotary machine.
前記課題を解決するために、本発明に係る斜板式液圧回転機械は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に伸長する複数のシリンダが形成されたシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌され軸方向の一端側が前記シリンダから突出した複数のピストンと、該各ピストンの突出端部に装着されたシューと、前記シリンダブロックと対向して前記ケーシング内に設けられ前記シリンダブロックと対向する面に各シューが摺動する摺動面が形成された斜板と、前記各シューと前記各ピストンの突出端部との間に位置して前記各シューを前記斜板の摺動面に当接させるリテーナと、該リテーナと前記シリンダブロックとの間に位置して外周面によって前記リテーナを前記斜板に向けて押圧するリテーナガイドとを備えて構成されている斜板式液圧回転機械であって、前記リテーナと前記シューとの接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減する加工が施されている。 In order to solve the above-mentioned problems, a swash plate type hydraulic rotating machine according to the present invention is provided with a casing, a rotating shaft rotatably provided in the casing, and an inside of the casing so as to rotate integrally with the rotating shaft. A cylinder block formed with a plurality of cylinders spaced apart in the circumferential direction and extending in the axial direction, and reciprocally inserted into each cylinder of the cylinder block so that one end side in the axial direction protrudes from the cylinder. A plurality of pistons, shoes attached to the protruding ends of the pistons, and a sliding surface that faces the cylinder block and that slides on the surface of the shoe that is provided inside the casing and that faces the cylinder block. A formed swash plate, a retainer located between the shoes and the projecting ends of the pistons to bring the shoes into contact with the sliding surface of the swash plate, the retainer, and the cylinder block. A swash plate type hydraulic rotary machine that is configured by including a retainer guide that is located between and that presses the retainer toward the swash plate by an outer peripheral surface, the contact surface of the retainer and the shoe. At least one of them is processed to reduce friction.
本発明は、以上の構成を備えることで、信頼性の高い斜板式液圧回転機械を提供することが可能である。 The present invention can provide a highly reliable swash plate type hydraulic rotating machine by having the above configuration.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、本発明に係る斜板式液圧回転機械の実施形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of a swash plate type hydraulic rotary machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、各実施形態に共通する斜板式液圧回転機械の概略構成を、図1、図2に基づいて説明し、その後、各実施形態の特徴構成を各実施形態毎に具体的に説明する。 First, a schematic configuration of a swash plate type hydraulic rotary machine common to each embodiment will be described based on FIGS. 1 and 2, and thereafter, a characteristic configuration of each embodiment will be specifically described for each embodiment.
図1は、本発明の斜板式液圧回転機械の一実施形態を示す断面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a swash plate type hydraulic rotary machine of the present invention.
図1に示す斜板式液圧回転機械1は、フロントケーシング3aとリアケーシング3bとから構成される中空のケーシング2内に、回転軸としてのシャフト4(の両端)が軸受13に支持されることで回転自在に収納され、このシャフト4には、シリンダブロック5がこのシャフト4と一体に回転するようにスプライン15を介して連結されている。シリンダブロック5の周方向には、複数のシリンダ6が円周状に(詳しくは、周方向に離間して軸方向に伸長するように)形成されており、各シリンダ6内には、ピストン8が往復動可能に挿嵌されて配置されている。これらの各ピストン8のシリンダ6から突出した端部(突出端部)には、シュー9が球面継手構造によって揺動可能に連設されており、このシュー9の片面(ピストン8側とは反対側の面)は、フロントケーシング3aに傾転可能に保持された斜板10の表面に摺動されている。つまり、斜板10は、シリンダブロック5と対向してフロントケーシング3a内に設けられ、シリンダブロック5と対向する面(摺動面)に各シュー9の片面が摺動する。リテーナ11は、各シュー9と各ピストン8(の突出端部)との間に位置してシャフト4に挿通される環状平板からなり、その周方向には、各シュー9と各ピストン8を挿通する複数の挿通穴18が形成されている(図2(a)参照)。このリテーナ11は、シャフト4が挿嵌されたリテーナガイド12(の外周面)によりシリンダブロック5から押圧バネ14を介して押圧されることで、シュー9(の片面)を斜板10(の摺動面)に押し当て、運転時にシュー9が暴れることを抑制している。
In the swash plate type hydraulic rotary machine 1 shown in FIG. 1, a shaft 4 (both ends) as a rotary shaft is supported by
一方、リアケーシング3bには、シリンダブロック5が摺動する弁板7が固定されており、この弁板7には、シリンダブロック5の複数のシリンダ6に対して交互に連通する図示しない高圧ポートと低圧ポートとが形成されている。
On the other hand, a valve plate 7 on which the cylinder block 5 slides is fixed to the
したがって、本例の斜板式液圧回転機械1は、シャフト4を図示しない原動機にて回転駆動した場合には、シャフト4と一体にシリンダブロック5が回転し、これに伴って各シュー9が斜板10上を摺動しながら回転し、これにより各ピストン8がシリンダ6内を往復動する。ピストン8の伸長時には、弁板7の低圧ポートから供給された作動油がシリンダ6内に吸い込まれ、ピストン8の収縮時には、シリンダ6内に吸い込まれた作動油がピストン8にて圧縮されて、圧縮された作動油が弁板7の高圧ポートから吐出されることで、油圧ポンプとして機能する。
Therefore, in the swash plate hydraulic rotary machine 1 of this example, when the
また、この斜板式液圧回転機械1は、弁板7の高圧ポートから供給された作動油がシリンダ6内に流入し、これによりピストン8がシリンダ6内を往復動し、このピストン8の往復動に伴って各シュー9が斜板10上を摺接しながら回転し、これによりシリンダブロック5が回転し、このシリンダブロック5の回転と一体にシャフト4が回転することで、油圧モータとしても機能する。
Further, in the swash plate type hydraulic rotary machine 1, the hydraulic oil supplied from the high pressure port of the valve plate 7 flows into the
図2は、図1に示す斜板式液圧回転機械1におけるシュー9とリテーナ11の接触部の概略図であり、図2(a)は斜視図、図2(b)は水平方向からシュー9とリテーナ11の接触部を見た側面図である。
2A and 2B are schematic views of a contact portion between the
前述したように、環状平板からなるリテーナ11には、ピストン8およびシュー9(の球面継手構造)を挿通する挿通穴18が周方向に離間して複数空けられており、ここにピストン8を通してシュー9を押さえ、運転時にシュー9が暴れるのを抑制している。ピストン8の往復動によって生じる高圧の作動油の一部はシュー9に設けられた通油孔16を介して静圧ポケット17に流れ込むことで、シュー9は静圧軸受として機能し、回転中は斜板10と固体接触することなく滑らかに動作する。これに対して、押圧バネ14によってリテーナ11はシュー9(のピストン8側の面)に押し付けられており、また、リテーナ11とシュー9の摺動面は静圧軸受構造ではないため、シュー9とリテーナ11の摺動面は、シュー9と斜板10の摺動面と比較して摩擦が大きい傾向にある。このため、動作時に、シュー9はリテーナ11に対してほとんど回転しない状態で動作する。斜板10がシャフト4に対して傾いている場合、リテーナ11によって保持されているシュー9と球面継手構造にて接続されるピストン8は、シュー9と球面継手構造にて摺動(味噌擂り運動)するため、シリンダ6の内部で自転する。すなわち、ピストン8は、シリンダ6に対して作動油の漏れを抑制するシールの機能と、自転することによるベアリングの機能を有していることになる。
As described above, the
前記斜板式液圧回転機械1がポンプとして作用する場合、吐出する作動油の量をゼロにするためには、斜板10の角度を水平(シャフト4に対して垂直)にすることになる。この時、ピストン8とシュー9の間の球面継手構造の摺動(味噌擂り運動)ができなくなり、前記したようなシリンダ6の内部におけるピストン8の自転が停止することになる。このような状態の場合、ピストン8(の外周面)はシリンダ6(の内周面)と常に同じ位置で接触することになり、焼き付きなどに対する信頼性が低下すると考えられる。
When the swash plate type hydraulic rotary machine 1 acts as a pump, the angle of the
[第1の実施形態]
図3(a)〜(c)はそれぞれ、第1の実施形態におけるシュー9とリテーナ11の接触部の断面図である。
[First Embodiment]
3A to 3C are cross-sectional views of the contact portion between the
本第1の実施形態では、前記した焼き付きなどに対する信頼性低下を回避するために、図3(a)〜(c)に示すように、例えば鋼材等の鉄系材料で作製されるシュー9もしくはリテーナ11の接触面の少なくともどちらか一方に、例えばDLC被膜をはじめとした、摺動面が低摩擦となる(換言すれば、摺動面の摩擦(摩擦力もしくは摩擦係数)を低減する)コーティング処理を施す。図3(a)に示す例では、リテーナ11の(挿通穴18周りの環状の)接触面に、シュー9との摩擦を低減する低摩擦コーティング11cが施され、図3(b)に示す例では、シュー9の(環状の)接触面に、リテーナ11との摩擦を低減する低摩擦コーティング9cが施され、図3(c)に示す例では、リテーナ11およびシュー9の(環状の)接触面に、相互の摩擦を低減する低摩擦コーティング11c、9cが施されている。
In the first embodiment, in order to avoid the above-mentioned deterioration in reliability due to seizure, as shown in FIGS. 3A to 3C, for example, a
シュー9もしくはリテーナ11の接触面の摩擦が小さくなると、この位置で滑りが生じやすくなる。動作時にシュー9は斜板10と摺動しながら運転しているが、シュー9の内周側と外周側で速度が異なるため、シュー9の外周側の方が大きな摩擦力が生じ、よって、斜板10の角度を水平(シャフト4に対して垂直)にしているときでも、リテーナ11に対してシュー9が回転することになり、このシュー9の回転に伴ってピストン8もシリンダ6内部で回転し、焼き付きに対する信頼性が向上する。
When the friction of the contact surface of the
このように、本第1の実施形態では、リテーナ11とシュー9との接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減する加工としてのコーティング処理が施されているので、信頼性の高い斜板式液圧回転機械1を提供することが可能である。
As described above, in the first embodiment, since at least one of the contact surfaces of the
[第2の実施形態]
図4(a)〜(c)はそれぞれ、第2の実施形態におけるシュー9とリテーナ11の接触部の断面図である。
[Second Embodiment]
4A to 4C are cross-sectional views of the contact portion between the
本第2の実施形態では、前記した焼き付きなどに対する信頼性低下を回避するために、図4(a)〜(c)に示すように、例えば鋼材等の鉄系材料で作製されるシュー9もしくはリテーナ11の接触面の少なくともどちらか一方に、例えば前述した低摩擦コーティングを施した部材や、PEEKなどのエンジニアリングプラスティック、リン青銅などからなる、摺動面の摩擦(摩擦力もしくは摩擦係数)を低減する部材を設置する。つまり、本第2の実施形態は、前述した第1の実施形態におけるコーティングの代わりにシュー9もしくはリテーナ11(の接触面)の少なくとも一方に(シュー9もしくはリテーナ11とは別部材で構成される)低摩擦部材を設置した例である。図4(a)に示す例では、リテーナ11の(挿通穴18周りの環状の)接触面に、シュー9との摩擦を低減する低摩擦部材19aが設置され、図4(b)に示す例では、シュー9の(環状の)接触面に、リテーナ11との摩擦を低減する低摩擦部材19bが設置され、図4(c)に示す例では、リテーナ11およびシュー9の(環状の)接触面に、相互の摩擦を低減する低摩擦部材19a、19bが設置されている。
In the second embodiment, in order to avoid the decrease in reliability due to the above-mentioned seizure or the like, as shown in FIGS. 4A to 4C, for example, a
なお、低摩擦部材19a、19bは、リテーナ11もしくはシュー9(の接触面)に溶接、圧入等により固定して保持してもよいし、固定せずに保持してもよい。
The low-
このように、本第2の実施形態では、リテーナ11とシュー9との接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減する加工として低摩擦部材19a、19bが設置されているので、前述した第1の実施形態と同様に、信頼性の高い斜板式液圧回転機械1を提供することが可能である。特に、シュー9側とリテーナ11側にそれぞれ別の低摩擦部材19aおよび19bを設置した例(図4(c)参照)では、シュー9、リテーナ11とそれぞれ別の材料を使用することができるため、より低摩擦化に効果がある。
As described above, in the second embodiment, the low-
本第2の実施形態では、前述したように、低摩擦にするためにコーティングではなく別部材で構成される低摩擦部材19a、19bを設置することで、材質を従来の部品とは異なる材料を選択でき、耐久性を確保しやすくなる。また、別部材で構成される低摩擦部材19a、19bを設置することで、低摩擦部材19a、19bをこれを設置するリテーナ11やシュー9とは別に加工し、その後に設置することが可能であるため、例えば後述するように摺動面を凸面にするなど、形状の自由度を増加させることができる。
In the second embodiment, as described above, by installing the low-
[第3の実施形態]
図5(a)〜(c)はそれぞれ、第3の実施形態におけるシュー9とリテーナ11の接触部の断面図である。
[Third Embodiment]
5A to 5C are cross-sectional views of the contact portion between the
本第3の実施形態は、前記した焼き付きなどに対する信頼性低下をより効果的に回避するために、図5(a)〜(c)に示すように、図4(a)〜(c)に基づき説明した第2の実施形態における低摩擦部材19a、19bの表面(被接触部材であるシュー9もしくはリテーナ11との接触面)を凸面にした例である。シュー9は、遠心力や摺動面の油膜によって斜板10に対して傾いた状態で動作する。低摩擦部材19a、19bの表面をシュー9(もしくは嵌挿穴18)(の中心軸線)から離れるに従って接触面に対する傾きが次第に大きくなる凸面(つまり、概略椀状の曲面)にすることで、片当たりを抑制し、シュー9および低摩擦部材19a、19bの信頼性を向上できる。
In the third embodiment, in order to more effectively avoid the decrease in reliability due to the above-mentioned burn-in, as shown in FIGS. 5(a) to 5(c), as shown in FIGS. This is an example in which the surfaces of the low-
このように、本第3の実施形態では、摩擦を低減する低摩擦部材19a、19bの表面が、シュー9から離れる(外側に行く)に従って接触面に対する傾きが大きくなる凸面を有するので、例えば前述した第2の実施形態と比べて、より信頼性の高い斜板式液圧回転機械1を提供することが可能である。
As described above, in the third embodiment, the surfaces of the low-
[第4の実施形態]
図6は、第4の実施形態におけるシュー9とリテーナ11の接触部の拡大斜視図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is an enlarged perspective view of a contact portion between the
本第4の実施形態では、前記した焼き付きなどに対する信頼性低下を回避するために、リテーナ11側のシュー9と接する領域(挿通穴18周りの環状の接触面)に、摺動面の摩擦を低減するテクスチャ20を設ける。これによって、部品点数を増加させることなく、摺動面を低摩擦化することが可能である。
In the fourth embodiment, in order to avoid a decrease in reliability against the above-mentioned seizure or the like, friction of the sliding surface is applied to a region (annular contact surface around the insertion hole 18) in contact with the
特に、斜板10から見てシュー9が(シャフト4等とともに回転軸線L0周りで)図中矢印Xの向きに移動する場合、シュー9は内周側より外周側の方が速度が速いため、(シュー9の中心軸線L1周りで)図中矢印Yの向きに回転しやすい。この場合、図6に示すヘリングボーン溝など、方向性を持った溝とすることでより効果を発揮する。詳細には、図6に示すヘリングボーン溝などのV字溝を持つテクスチャ20では、作動油の流れがV字溝の先端で堰き止められて圧力が高くなりやすく、シュー9周りの一方向の回転摩擦力を他方向の回転摩擦力より低減できる。このテクスチャ20のV字溝の先端を、リテーナ11におけるシュー9の内周側では図中矢印Xと同じ向き、シュー9の外周側では図中矢印Xと逆向きに形成することで、シュー9の外周側が図中矢印X(シャフト4の回転方向)と逆方向に回転し、シュー9の内周側が図中矢印Xと同じ方向に回転しやすくなり、シュー9が(シュー9の中心軸線L1周りで)図中矢印Yの向きに回転しやすくなる。
In particular, when the
なお、図6に示す例では、リテーナ11の(挿通穴18周りの環状の)接触面にテクスチャ20が形成されているが、シュー9の(環状の)接触面にテクスチャを形成してもよいし、リテーナ11およびシュー9の(環状の)接触面の両方にテクスチャを形成してもよいことは勿論である。
Note that in the example shown in FIG. 6, the
このように、本第4の実施形態では、リテーナ11とシュー9との接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減する加工としてのテクスチャ20、より詳細には、斜板10の傾きを水平(シャフト4に対して垂直)にして動作(回転)させる際の回転方向に応じた方向性を持つテクスチャ20が施されているので、前述した第1〜第3の実施形態と同様に、あるいは前述した第1〜第3の実施形態と比べてさらに、信頼性の高い斜板式液圧回転機械1を提供することが可能である。
As described above, in the fourth embodiment, at least one of the contact surfaces of the
以上で説明したように、本実施形態の斜板式液圧回転機械1においては、図3(a)〜図6に基づき説明した各構造を導入することで、高信頼性、かつ長寿命の斜板式液圧回転機械1の提供が可能となる。 As described above, in the swash plate hydraulic rotary machine 1 of the present embodiment, by introducing each structure described based on FIGS. 3A to 6, it is possible to obtain a highly reliable and long-life tilting machine. It is possible to provide the plate-type hydraulic rotary machine 1.
なお、上記した各実施形態では、シュー9側に球面継手構造が設けられているが、図7(a)、(b)に示すように、ピストン8側に設けた球面継手構造を介して、ピストン8とシュー9とを接続してもよい。なお、図7(b)では、リテーナ11側に低摩擦部材19aが設けられた例を示している(図4(a)を併せて参照)。
In each of the above-described embodiments, the spherical joint structure is provided on the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those including all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add/delete/replace other configurations with respect to a part of the configurations of the respective embodiments.
1 斜板式液圧回転機械
2 ケーシング
3a フロントケーシング
3b リアケーシング
4 シャフト(回転軸)
5 シリンダブロック
6 シリンダ
7 弁板
8 ピストン
9 シュー
9c 低摩擦コーティング(第1の実施形態)
10 斜板
11 リテーナ
11c 低摩擦コーティング(第1の実施形態)
12 リテーナガイド
13 軸受
14 押圧バネ
15 スプライン
16 通油孔
17 静圧ポケット
18 嵌挿穴
19a、19b 低摩擦部材(第2、第3の実施形態)
20 テクスチャ(第4の実施形態)
1 Swash plate type hydraulic
5
10
12
20 textures (fourth embodiment)
Claims (8)
前記リテーナと前記シューとの接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減する加工が施されていることを特徴とする斜板式液圧回転機械。 A casing, a rotating shaft rotatably provided in the casing, and a plurality of cylinders provided in the casing so as to rotate integrally with the rotating shaft and spaced in the circumferential direction and extending in the axial direction are formed. A cylinder block, a plurality of pistons that are reciprocally inserted into each cylinder of the cylinder block and one end side of which in the axial direction projects from the cylinder, and a shoe mounted on a projecting end of each piston, A swash plate provided in the casing facing the cylinder block and having a sliding surface on which the shoes slide on the surface facing the cylinder block; and a protruding end portion of each shoe and each piston. A retainer located between the retainer and the sliding surface of the swash plate to press the retainer toward the swash plate by an outer peripheral surface located between the retainer and the cylinder block. A swash plate type hydraulic rotating machine configured to include a retainer guide,
A swash plate type hydraulic rotating machine, wherein at least one of the contact surfaces of the retainer and the shoe is processed to reduce friction.
前記リテーナと前記シューとの接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減するコーティング処理が施されていることを特徴とする斜板式液圧回転機械。 The swash plate type hydraulic rotating machine according to claim 1,
A swash plate hydraulic rotary machine, wherein at least one of contact surfaces of the retainer and the shoe is subjected to coating treatment for reducing friction.
前記リテーナと前記シューとの接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減する部材が設置されていることを特徴とする斜板式液圧回転機械。 The swash plate type hydraulic rotating machine according to claim 1,
A swash plate type hydraulic rotating machine, wherein a member that reduces friction is installed on at least one of the contact surfaces of the retainer and the shoe.
前記部材の表面は、前記シューから離れるに従って前記接触面に対する傾きが大きくなる凸面を有することを特徴とする斜板式液圧回転機械。 The swash plate type hydraulic rotary machine according to claim 3,
The swash plate type hydraulic rotary machine, wherein a surface of the member has a convex surface whose inclination with respect to the contact surface increases with distance from the shoe.
前記部材は、前記リテーナと前記シューとの接触面の少なくとも一方に、固定されている、又は、固定されていないことを特徴とする斜板式液圧回転機械。 The swash plate type hydraulic rotary machine according to claim 3,
The swash plate type hydraulic rotating machine, wherein the member is fixed or not fixed to at least one of contact surfaces of the retainer and the shoe.
前記リテーナと前記シューとの接触面の少なくとも一方に、摩擦を低減するテクスチャが施されていることを特徴とする斜板式液圧回転機械。 The swash plate type hydraulic rotating machine according to claim 1,
At least one of the contact surfaces of the retainer and the shoe is provided with a texture that reduces friction, and a swash plate hydraulic rotating machine.
前記テクスチャは、前記シュー周りの一方向の回転摩擦を他方向の回転摩擦より低減するようになっていることを特徴とする斜板式液圧回転機械。 The swash plate type hydraulic rotating machine according to claim 6,
The swash plate type hydraulic rotary machine according to claim 1, wherein the texture reduces rotational friction in one direction around the shoe as compared with rotational friction in the other direction.
前記テクスチャは、前記斜板を前記回転軸に対して垂直にして回転する際、前記シューの外周側が前記回転軸の回転方向と逆方向に回転し、前記シューの内周側が前記回転軸の回転方向と同じ方向に回転するように、前記シュー周りの回転摩擦を低減するようになっていることを特徴とする斜板式液圧回転機械。 The swash plate type hydraulic rotary machine according to claim 7,
When rotating the swash plate with the swash plate perpendicular to the rotation axis, the outer circumference of the shoe rotates in a direction opposite to the rotation direction of the rotation axis, and the inner circumference of the shoe rotates the rotation axis. A swash plate type hydraulic rotating machine, wherein rotational friction around the shoe is reduced so that the shoe rotates in the same direction.
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