液压工作装置的制作方法

本发明涉及一种具备工具单元和驱动单元的液压工作装置，其中，工具单元具有通过使旋转部件旋转而产生液压的液压泵和通过该液压泵产生的液压进行动作的工具，驱动单元具有用于旋转驱动液压泵的旋转部件的电机，并相对于工具单元装拆自如。

背景技术：

迄今为止，移动式的液压工作装置被用于救援用途，专利文献1(日本特开2010-280011号)记载其中一个示例。专利文献1所记载的液压工作装置由液压产生单元和头部单元构成，其中，液压产生单元具有电池、由该电池供电的电动机和由该电动机驱动的液压泵，头部单元具备由该液压产生单元产生的液压驱动的顶端工具并相对于上述液压产生单元装拆自如。由于预先准备有切割器、吊具等各种工具作为设置在头部单元的顶端工具，因此通过更换头部单元就能够应对多种作业。并且，通过使液压产生单元与头部单元可分离，能够提高移动性能而减轻工地工作人员的负担。当采用上述结构时，在液压产生单元与头部单元之间设置有液压接头。

也可以考虑使移动式的液压工作装置由具有电动机的驱动单元和头部单元(工具单元)构成，头部单元相对于驱动单元装拆自如且具有由驱动单元的电动机旋转驱动的液压泵和由该液压泵产生的液压进行动作的顶端工具。此时，需要在驱动单元与头部单元之间设置用于将转矩自驱动侧旋转轴传递至从动侧旋转轴的装拆自如的转矩传递接头。

但若考虑救援用途，则需要转矩传递接头迅速地结合和分离。啮合式(键/键槽式、爪形离合器式等)的转矩传递接头在结合时必需对驱动侧旋转轴与从动侧旋转轴进行旋转相位匹配，因而结合作业花费时间。而当使用磁性接头作为转矩传递接头时，分离操作繁琐、结构复杂而使成本变高。

专利文献1：日本特开2010-280011号

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液压工作装置，其具备能够使工具单元的旋转轴与驱动单元的旋转轴容易地结合和分离且能够以低成本实现的转矩传递接头。

本发明的一个实施方式，提供一种液压工作装置，具备：工具单元，其具有：通过使旋转部件旋转而产生液压的液压泵和通过所述液压泵产生的液压进行动作的工具；驱动单元，其具有用于旋转驱动所述液压泵的旋转部件的旋转电机，并相对于所述工具单元装拆自如，所述驱动单元具有利用所述旋转电机而旋转的旋转轴，所述工具单元的所述液压泵具有连结于所述旋转部件的旋转轴，在所述驱动单元和所述液压泵中任一方旋转轴的轴端设置有能够收容另一旋转轴的单向离合器，所述单向离合器具有弹簧施力的滚柱、滚珠或者楔块，其在所述单向离合器内收容所述另一旋转轴时，与所述另一旋转轴直接接触。

按照上述的实施方式，通过将驱动单元或者液压泵的旋转轴插入单向离合器内，并使驱动单元的旋转轴朝向规定方向旋转(施加转矩)，使单向离合器成为锁定状态，从而在驱动单元的旋转轴与液压泵的旋转轴之间实现转矩传递结合。也就是说，能够以非常简单的操作确立转矩传递结合。而且，如果使驱动单元的旋转轴停止旋转(解除转矩)，转矩传递结合则立即被解除，从而能够容易地拔出驱动单元的旋转轴。

附图说明

图1为用于表示液压工作装置整体结构的示意局部剖视图。

图2为用于表示液压工作装置的转矩传递接头结构的剖视图且为表示接头结合状态的图。

图3为用于表示液压工作装置的转矩传递接头结构的剖视图且为表示接头分离状态的图。

图4为含有液压泵和工具的液压回路图。

图5为用于说明单向离合器的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对发明的实施方式进行说明。

如图1所示，液压工作式的救援器具(液压工作装置)由工具单元100和驱动单元200构成，其中，所述工具单元100由液压泵120和通过液压泵产生的液压进行动作的工具140一体构成，所述驱动单元200内置有作为驱动液压泵120的旋转电机的电动机201。驱动单元200相对于工具单元100装拆自如。

图1所示的液压工作装置是想要进行如下的作业等使用方式而设计的，例如通过使工具单元100的工具140的一对推杆141动作而使其相互分离，创造出用于救出人员的空间、提升重物、破坏障碍物等。

最基本的液压工作装置的使用方式为，首先，一名操作人员在工具单元100与驱动单元200分离状态下，将工具单元100配置在打算扩张的间隙g中。此时，根据需要可以使用图1示意示出的保持握柄101。在该状态下，另外一名操作人员在将驱动单元200的旋转轴与工具单元100的旋转轴结合之后，使驱动单元200动作。在本实施方式所涉及的液压工作装置中设置有能够容易地在上述两个旋转轴之间进行转矩传递结合和结合解除(分离)的转矩传递接头结构。

首先对工具单元100进行说明。如图2所示，液压泵120具有形成该液压泵壳体的缸(block)体121。在形成于缸体121的孔内经由轴承122可旋转地支承有旋转轴123。旋转轴123具有相对于其旋转轴线124偏心的偏心部125。在该偏心部125安装有轴承126(在本例中为滚针轴承)。

在缸体121中还形成有用于收纳活塞127的空洞。弹簧128始终朝向轴承126的外圈126a按压活塞127。因此，随着旋转轴123的旋转，进行偏心旋转运动的轴承126的外圈126a作为凸轮发挥作用，使活塞127上下运动。由此，液压油自液压泵120的大油室129a或者小油室129b被送往工具140，使工具140工作。

如图1所示，工具140具有气缸142和设置在气缸142内的所述一对推杆141。在各推杆141上设置有与其成一体的活塞部分141a。在气缸142内且在一对推杆141的活塞部分141a之间形成有第一油室143，并且在各活塞部分141a的与第一油室143相反一侧形成有第二油室144。通过将液压油供给至第一油室143，使两个推杆141朝向图中左右方向移动而相互分离，通过将液压油供给至两个第二油室144，使两个推杆141移动而互相接近。

在气缸142周围设置有作为将在后面叙述的液压回路中的油箱发挥作用的油罐145。例如可以将气缸142与用于覆盖气缸142周围的橡胶制筒状体之间的空间作为油罐145。

下面参照图4对用于将液压油自液压泵120供给至工具140的液压回路进行说明。在图4的液压回路图中用于表示泵的两个象征标识表示液压泵120的大油室129a和小油室129b的泵功能。

在图4所示的液压回路图中，符号132为旋转式的方向切换阀。该方向切换阀132内置在图1所示的缸体121上的旋钮(dial)(旋转把手)102附近，并且能够通过使旋钮102旋转而进行操作。在图4所示的液压回路图的图面上，当将方向切换阀132自图示的中立位置切换至图4右方时，能够将液压油供给至气缸142内的第一油室143，而将方向切换阀132切换至左方时，则能够将液压油供给至第二油室144。

符号130a为低压用的溢流阀、130b为高压用的溢流阀。符号133a、133b、133c、133d、133e为单向阀。

由图4的液压回路图可知，在油室129a(129b)内的压力增高之前的阶段，气缸142内的油室142(143)由能够实现大流量的大油室129a和小油室129b排出的液压油所充填，并且，在油室129a(129b)内的压力增高一定程度后的阶段，气缸142内的油室142(143)由能够实现高压的小油室129b排出的液压油所充填。

如图1所示，在驱动单元200中装拆自如地安装有由锂离子电池或者镍氢电池等二次电池构成的电池202等直流电源。拉动触发器203使电开关204成为闭合状态，从电池202向前述的电动机201供电，从而能够使电动机201旋转。

如图2和图3所示，电动机201的旋转轴205在其顶端部具有圆筒形的插入部206。在插入部206的顶端部设置有用于顺利地插入的锥形部207。另一方面，在液压泵120的旋转轴123的顶端部上形成有孔，并且在该孔中安装有单向离合器134。

此处使用的单向离合器134的结构本身为公知结构。即，如图5所示，单向离合器134具备多个滚针(needleroller)135、用于在旋转轴205的插入部206未插入该单向离合器134内时保持滚针135不脱落的保持器(retainer)136、与各滚针135对应的凸轮面138设置在其内周侧的外圈137、以及施力以维持使各滚针135与旋转轴205的插入部206接触状态的弹簧139。

外圈137被压入液压泵120的旋转轴123顶端的孔中，并且外圈137与旋转轴123不能相对旋转。也可以利用除去压入以外的手段使外圈137与旋转轴123不能相对旋转。

优选，电动机201的旋转轴205的插入部206的外径，略微大于当插入部206未插入单向离合器134内时穿过位于离单向离合器134中心轴线最近的各滚针135周面上点p的圆的直径。当欲将插入部206插入单向离合器134中时，由于滚针135抵抗弹簧139的力而朝向图5的顺时针方向变位，因而能够将插入部206插入单向离合器134内。

在图5中，当由电动机201使旋转轴205的插入部206朝向逆时针方向旋转时，滚针135移动至锁定位置(从图5所示的位置朝向逆时针方向变位了的位置)，由此，旋转轴205与单向离合器134的外圈137之间的相对旋转成为不可能(锁定状态)，从而使得电动机201的旋转轴205的旋转经由滚针135和外圈137而直接传递至液压泵120的旋转轴123。由此，液压泵120动作，并使工具140进行与方向切换阀132的位置相应的动作。

在图5中，若电动机201不产生使旋转轴205的插入部206朝向逆时针方向旋转的转矩，则单向离合器134的锁定状态被解除，并且能够容易地拔出插入部206。

在液压工作装置中设置有锁定机构，其将工具单元100和驱动单元200固定在旋转轴123、205的轴线方向上，以维持插入部206被收容到单向离合器134内的状态。下面对该锁定结构进行说明。

在驱动单元200中设置有与旋转轴205隔着间隙设于旋转轴205周围的第一环构件210。在第一环构件210的周围设置有第二环构件212。而且，在第二环构件212的周围设置有第三环构件214。第二环构件212不动地固定于驱动单元200的壳体。

第一环构件210在第二环构件212内沿旋转轴205的旋转轴线方向可滑动。弹簧211朝向图2中左方向对第一环构件210施力。但设置于第二环构件212的止动件213限制第一环构件210朝向图2(图3)中左方向变位。

第三环构件214在第二环构件212上沿旋转轴205的旋转轴线方向可滑动。弹簧215朝向图2中左方向对第三环构件214施力。但设置在第二环构件212的止动件216限制第三环构件214朝向图2中左方向变位。在第二环构件212的圆周方向上隔着间隔形成有多个孔(在图2、图3中仅能看到一个)，在各孔中收纳有具有长圆形截面的销217。

在图3所示的工具单元100与驱动单元200分离状态下，当将插入部206插入单向离合器134内时，与工具单元100的缸体121一体结合的压入部121a朝向图中右方向压入第一环构件210。当销217与形成在压入部121a表面上的凹陷121b一致时，销217被压入凹陷121b中。压入该销217的力则由弹簧215朝向图中左侧施力的第三环构件214的位于图中左端部的倾斜面218按压销217产生。此外，倾斜面218在将销217压入凹陷121b后越过销217并碰撞到止动件216。图2表示工具单元100与驱动单元200连结操作完成后的状态。

为了使图2所示的连结状态转移到图3所示的分离状态，握住第三环构件214的凸缘219，使第三环构件214抵抗弹簧215而如图3所示朝向图中右侧移动。于是，成为销217能够从凹陷121b脱出的状态。随之，弹簧211的力使第一环构件210将工具单元100的缸体121的压入部121a从第二环构件212中朝向图中左方向推出。随之，作为凹陷121b内表面的倾斜面将销217朝向外侧推出。由此，插入部206自单向离合器134中脱出并成为图3的分离状态。此外，需要注意的是图3表示工作人员正施加打算朝向图中右侧移动凸缘219的力时的状态。

上述的实施方式能够获得以下的有益效果。

无论电动机201的旋转轴205的插入部206处于何种旋转相位，都能够直接插入单向离合器134内。通常，由于必须利用禁止键/键槽等两旋转轴相对旋转的结构进行旋转轴彼此的可传递动力的连结，因此需要使两旋转轴旋转相位一致的操作，但在上述实施方式中使用单向离合器134则不需要旋转相位匹配的操作。因此，能够极大简化工具单元100与驱动单元200的连结操作。当工具单元100较重时，能够使工具单元100与驱动单元200分离并单独安装在操作对象上这点从操作性的角度来看非常有益。

此外，能够用于上述实施方式的单向离合器(134)满足下述条件，即：

[条件1]单向离合器(134)为滚针(135)与插入部(206)外周面直接接触的类型(即，不具有与插入部206外周面直接接触的内圈的类型)，

[条件2]当弹簧(139)对滚针(135)施力，插入部(206)插入单向离合器(134)时，滚针(135)避开以便不妨碍插入部(206)的插入，并且，当滚针(135)避开时，通过弹簧(139)的弹力也不会使滚针(135)与插入部(206)的外周面失去接触。

此外，关于上述条件1，如果单向离合器具有与插入部206接触的内圈，则为了在插入部206与内圈之间形成动力传递结合，必须形成键/键槽结合、啮合结合等，此时，需要进行插入部206与旋转轴123之间的旋转相位匹配。

单向离合器也可以使用滚珠而替换滚针(滚柱)。并且，这里由于不需要使旋转轴123平稳地朝向与用于泵驱动的旋转方向相反方向滚动(空转)，因而也可以使用具有楔块的单向离合器。这种单向离合器也满足上述的条件1、2(此时，将滚针替换称作滚珠或楔块)。

也可以将单向离合器134设置在电动机201的旋转轴205轴端以替换设置在液压泵120的旋转轴123轴端。此时，在电动机201的旋转轴205的顶端部形成有用于安装单向离合器134的孔，且在液压泵120的旋转轴123的顶端部设置有用于插入单向离合器134内的插入部。

内置在工具单元100中的泵并不限于图示的泵。尽管由于使用单向离合器而使得泵不可逆转，但可以将被构成为通过旋转驱动泵的某组成部件而将液压油排出的任意形式的泵组装到工具单元100中。

附图标记说明

100工具单元

120液压泵

123旋转部件、液压泵的旋转轴

126旋转部件、轴承

140工具

134单向离合器

135滚柱(滚针)

139弹簧

200驱动单元

201旋转电机(电动机)

205(206)驱动单元的旋转轴