泵单元以及促动器的制作方法

文档序号:14393191阅读:198来源:国知局

本发明涉及泵单元以及促动器。



背景技术:

作为泵单元,存在有如例如jp2013-227943a所公开的那样具备液压泵、马达、将液压泵的驱动轴和马达的轴连结的联轴器、将液压泵和马达连结并收容联轴器的安装部的泵单元。

为了防止联轴器、轴以及驱动轴的磨损、顺畅地用马达驱动液压泵,在很多情况下在联轴器和轴之间、在联轴器和驱动轴之间填充润滑脂。

此外,在泵单元中,使联轴器为筒状,将马达的轴与键一起嵌合于联轴器的内周而进行止转,关于液压泵的驱动轴和联轴器的止转,采用例如花键等。



技术实现要素:

在上述这样的泵单元中,由于设置有对驱动轴四周做密封的密封部件,以使工作油不会从液压泵侧进入安装部内,因而,泵单元的全长变长。

此外,如果长时间持续使用,则存在润滑脂穿过对驱动轴四周进行密封的密封部件而进入液压泵内的工作油中的可能性。通常在液压回路内设置有用于去除污染物的滤清器,但有时会因润滑脂附着于该滤清器而阻碍工作油通过滤清器。一旦成为这种情况,则会使泵单元的机械效率变差,成为喷出压力下降、功耗增加的原因。

因此,本发明是为了改善上述不良情况而提出来的,其目的在于提供一种能缩短全长并且即使长时间使用也能维持机械效率的泵单元,此外,还提供一种具备这样的泵单元的促动器。

本发明的解决技术问题的技术手段的泵单元具备:液压泵;马达;联轴器,将液压泵的驱动轴和马达的轴连结;保持器,具有收容联轴器的中空的收容部;导入通路,向收容部导入工作油。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的泵单元的剖视图。

图2是本发明的一个实施方式的泵单元中的液压泵的横剖视图。

图3是本发明的一个实施方式的泵单元中的保持器的横剖视图。

图4是具备本发明的一个实施方式的泵单元的促动器的概略图。

具体实施方式

以下,基于在图中所示的实施方式对本发明进行说明。如图1所示,本实施方式的泵单元u具备:液压泵p;马达m;联轴器8,将液压泵p的驱动轴2和马达m的轴7连结;保持器h,对液压泵p和马达m进行保持,并且,具有收容联轴器8的中空的收容部l。

以下,对泵单元u的各部分做详细说明。如图1和图2所示,液压泵p具备:中空的壳体1;驱动轴2,旋转自如地安装于壳体1并向壳体1的内外双方向突出;从动轴3,旋转自如地安装于壳体1内;驱动齿轮4,安装于驱动轴2的外周,能旋转地收容于壳体1内;从动齿轮5,安装于从动轴3的外周,与驱动齿轮4啮合,并且能旋转地收容于壳体1内。

如图1和图2所示,壳体1由壳体主体和盖部1c构成,该壳体主体由底部1a和从底部1a立起的环状的侧壁1b构成,盖部1c封堵侧壁1b的开口,在底部1a,除了驱动轴2插穿的孔1d之外,还设置有吸入口1e和喷出口1f。

驱动轴2的一端经由设于壳体1的孔1d插入壳体1内,另一端向壳体1外突出。驱动轴2的一端侧的顶端以旋转自如的方式由盖部1c保持,中间部由底部1a以旋转自如的方式保持,从而能够相对于壳体1绕轴旋转。此外,驱动轴2在另一端侧的顶端的外周具备沿着轴向在圆周方向设置有多个的花键齿2a。

在驱动轴2的外周,安装有收容于壳体1内的驱动齿轮4。驱动齿轮4与底部1a和盖部1c滑动接触,若对驱动轴2进行旋转驱动,则驱动齿轮4连同驱动轴2一起在壳体1内旋转。

从动轴3的一端侧的顶端以旋转自如的方式由盖部1c保持,另一端以旋转自如的方式由底部1a保持,能够在壳体1内绕轴旋转。在驱动轴2的外周,安装有收容于壳体1内并与驱动齿轮4啮合的从动齿轮5。从动齿轮5与底部1a和盖部1c滑动接触,若对驱动齿轮4进行旋转驱动,则从动齿轮5连同驱动齿轮4一起在壳体1内旋转。由此,若对驱动轴2进行旋转驱动,则在壳体1内驱动齿轮4和从动齿轮5都旋转。

而且,在图2中,若使驱动齿轮4顺时针旋转,则从动齿轮5逆时针旋转,能将壳体1内的工作油从吸入口1e侧向喷出口1f侧输送。由此,若对驱动轴2进行旋转驱动,则液压泵p能从吸入口1e向壳体1内吸入工作油,从喷出口1f向壳体1外喷出工作油。这样,在本例中,液压泵p构成为齿轮泵,但也可以是叶轮泵、活塞泵等。

马达m具备:马达主体6,内置藏有未图示的定子;轴7,相对于马达主体6旋转自如地安装,通过向马达主体6通电而被旋转驱动。马达m只要是通过通电来对轴7进行旋转驱动即可,马达m能采用ac马达、dc马达、异步马达等各种马达。此外,轴7在顶端外周具备沿着轴向在圆周方向设置多个的花键齿7a。在马达主体6和轴7之间设置有密封件,马达主体6内被密闭地密封。

联轴器8为筒状,内周具备花键槽8a,该花键槽8a沿轴向从一端向另一端不间断地在周向上设置有多个。花键槽8a的设置数量与驱动轴2的花键齿2a、轴7的花键齿7a为相同数量。而且,当驱动轴2的顶端插入联轴器8内时,花键齿2a与花键槽8a啮合,驱动轴2与联轴器8嵌合。此外,当将轴7的顶端插入联轴器8内时,花键齿7a与花键槽8a啮合,轴7与联轴器8嵌合。这样,若将驱动轴2和轴7嵌合于联轴器8,则驱动轴2和轴7间由联轴器8止转,能够将马达m的轴7的动力向驱动轴2传递而对驱动轴2进行旋转驱动。

此外,在联轴器8的中间内周设置有沿着圆周方向设置的槽8b,在该槽8b中安装有卡环9。若将卡环9安装于槽8b,则卡环9作为向联轴器8的内周的内侧突出的突出部件发挥功能。突出部件也可以由卡环9以外的构件形成。当将突出部件设于联轴器8时,即使联轴器8向轴向移动,也会使驱动轴2或轴7的顶端面与突出部件抵接,联轴器8向该方向的进一步移动被限制,防止联轴器8从驱动轴2和轴7上脱落。

图1和图3所示,保持器h是块状并且被构成为,具备:在内部以圆柱状的空隙形成的收容部l;从图1中左端开口并向收容部l连通的轴插穿孔10;从图1中右端开口并向收容部l连通的驱动轴插穿孔11;从图1中右端开口的横孔12、13;从侧方开口并与收容部l以及横孔12连通的纵孔14;从侧方开口并与横孔13连通的纵孔15。

而且,在保持器h的图1中左端安装马达m,在图1中右端安装液压泵p。马达m的轴7通过轴插穿孔10向保持器h内的收容部l插入,液压泵p的驱动轴2通过驱动轴插穿孔11向收容部l插穿。为了将马达m和液压泵p安装于保持器h,具体地,例如如下。首先,形成使马达m的轴7通过轴插穿孔10并且马达m与保持器h的图1左侧抵接的状态,然后,将马达m向保持器h进行螺栓紧固。另外,马达m和保持器h的紧固也可以采用螺栓紧固以外的紧固方法。当这样将马达m安装于保持器h时,轴7的顶端配置于收容部l内,因此,联轴器8与轴7的顶端嵌合。在联轴器8的内周中间设置有作为突出部件的卡环9,因此,联轴器8向轴7嵌入得很深,也就没了驱动轴2的嵌合量变少的担心。在马达m的马达主体6和保持器h之间设置有密封件17,马达m和保持器h之间被密封。

另外,在保持器h的收容部l的内周,即,在图1中右端附近,安装有卡环16。安装于保持器h的卡环16采用内径小于联轴器8的直径且大于驱动轴2的直径的卡环。因此,在将马达m安装于保持器h的状态下,即使是马达m朝上方、保持器h朝下方的状态,也能利用卡环16使联轴器8不从收容部l内落下。这样,若在保持器h的收容部l的内周端部预安装卡环16,则能防止组装于保持器h的联轴器8脱落,组装作业变得容易。

接下来,使驱动轴2通过驱动轴插穿孔11而嵌合于联轴器8,并且在保持器h的图1右端安装液压泵p。形成使驱动轴2与联轴器8嵌合、液压泵p抵接于保持器h的图1右端的状态,然后,将液压泵p向保持器h进行螺栓紧固。另外,液压泵p和保持器h的紧固可以采用螺栓紧固以外的紧固方法。这样,当将马达m和液压泵p安装于保持器h时,它们成为一体,完成泵单元u。另外,在液压泵p和保持器h之间设置有对收容部l进行密封的密封件18。

而且,当将液压泵p安装于保持器h时,液压泵p的设于壳体1的底部1a的吸入口1e与设于保持器h的横孔12对置,二者连通,同样地,喷出口1f与横孔13对置,二者连通。

此外,如图1所示,保持器h的纵孔14与存储工作油的罐t连通,纵孔15与利用液压的供给进行驱动的液压设备e连通。因此,液压泵p的吸入口1e通过横孔12以及纵孔14连接于罐t,在本例中,由横孔12以及纵孔14形成导入通路d。此外,液压泵p的喷出口1f通过横孔13以及纵孔15与液压设备e连接。

由此,当驱动马达m而对液压泵p的驱动轴2进行旋转驱动时,能从罐t通过导入通路d吸入工作油,向液压设备e供给压力油。此外,导入通路d将罐t和液压泵p的吸入口1e连通,但是,在其中途连接有收容部l。由此,收容部l内的联轴器8油浸于工作油,所以,联轴器8与轴7之间以及联轴器8与驱动轴2之间得到润滑,液压泵p的顺畅动作得到保障。

这样,泵单元u具备:液压泵p;马达m;将液压泵p的驱动轴2和马达m的轴7连结的联轴器8;具有收容联轴器8的中空的收容部l的保持器h;向收容部l引导工作油的导入通路d。因此,联轴器8和轴7之间以及联轴器8和驱动轴2之间能被引导到收容部l的工作油润滑,也不需要阻止液压泵p内和收容部l的连通的密封部材。因此,能利用液压泵p吸入、喷出的工作油对联轴器8和轴7之间以及联轴器8和驱动轴2之间进行润滑,不需要使用润滑脂。因此,根据本发明的泵单元u,能缩短泵单元u的全长,即使长时间使用,也能维持机械效率。

另外,导入通路d只要将工作油导向收容部l即可,因此,可以不是像本例这样将用于向液压泵p的吸入口1e供给工作油的通路作为导入通路d,而是另外设置导入通路。导入通路d与吸入口1e侧连通,因此,喷出侧的高压不会作用于收容部l,不对马达m的绕轴7的密封件施加负荷也行,对于轴7的旋转驱动,能减少由摩擦造成的能量损失。

此外,如本例这样,在收容部l连接于将罐t和吸入口1e连通的导入通路d的中间的情况下,在液压泵p进行驱动中,始终经由导入通路d将工作油从罐t吸入到吸入口1e,因此,在收容部l也充满工作油。因此,即使采用将罐t配置得比泵单元u靠下方这样的布局,在液压泵p的驱动中,联轴器8和轴7之间以及联轴器8和驱动轴2之间也始终被润滑。因此,即使采用将罐t配置得比泵单元u靠下方这样的布局,马达m和液压泵p间的顺畅的动作也能得到保障。此外,将连接于收容部l的导入通路d向液压泵p的吸入口1e连接,因此,不需要独立于导入通路d而另外设置将吸入口1e和罐t连接的通路,保持器h也能小型化。

而且,在本例中,在联轴器8的内周设置有沿着轴向从一端向另一端不间断的花键槽8a。若这样构成花键槽8a,则能以一次切削从联轴器8的一端向另一端一次性地形成花键槽8a。因此,在联轴器8的中央设置有以沿着圆周方向的环状槽形成的避让部,不采用从联轴器8的两端分别向中央切削花键槽8a这样的加工也行。于是,在联轴器8的两端,在通过花键槽8a的最深部的假想圆彼此为同心而没有进行轴错开,所以,能抑制轴7和驱动轴2的偏心。此外,联轴器8与轴7以及驱动轴2由花键槽8a与花键齿7a、2a止转,因此,能在联轴器8和轴7之间以及联轴器8和驱动轴2之间允许与嵌合间隙对应的活动裕量。因此,在液压泵p的驱动中,因高压的作用而作用有使驱动轴2在径向上偏心的载荷,该载荷也难以传递至轴7,难以在设于马达主体6与轴7之间的球轴承上作用由所述偏心造成的载荷。因此,能抑制马达m中的球轴承的劣化。另外,当进行联轴器8和轴7之间以及联轴器8和驱动轴2之间的止转时,也可以取代形成花键槽8a和花键齿2a、7a,而是在联轴器8设置有三角花键槽、在轴7和驱动轴2的外周设置有三角花键齿来进行止转。

此外,在联轴器8的中间内周设置有从联轴器8的内周向内方突出的突出部件的情况下,能防止联轴器8从驱动轴2和轴7脱落。

如图1所示,该泵单元u除了能利用于接受压力油的供给而进行驱动的液压设备e,还能如图4所示那样利用于由该泵单元u、油缸主体c以及液压回路lc构成的促动器a。如图1所示,促动器a由泵单元u、油缸主体c以及液压回路lc构成。

油缸主体c具备:油缸21;活塞22,以移动自如的方式插入到油缸21内,并且将油缸21内划分为连杆侧室r1和活塞侧室r2;连杆23,插入到油缸21内并连结于活塞22;在内部收容油缸21的外筒24;罐t,形成在油缸21和外筒24之间;底盖25,与油缸21以及外筒24的一端即图1右端结合;连杆引导件26,与油缸21以及外筒24的另一端即图1左端结合,并且对插穿于内侧的连杆23的移动进行引导。

液压回路lc构成为,具备:第一开闭阀28,设置在将连杆侧室r1和活塞侧室r2连通的第一通路27的中途;第二开闭阀30,设置在将活塞侧室r2和罐t连通的第二通路29的中途;排出通路31,将连杆侧室r1和罐t连通;设置于排出通路31的能改变开阀压力的可变溢流阀32;整流通路33,仅允许工作油从活塞侧室r2向连杆侧室r1流动;吸入通路34仅允许工作油从罐t向活塞侧室r2流动。

此外,泵单元u中的与液压泵p的喷出口1f相通的纵孔15,通过通路35连接于油缸主体c的连杆侧室r1。在该通路35的中途,设置有仅阻止工作油从连杆侧室r1向液压泵p流动的止回阀36。再者,泵单元u中的与液压泵p的吸入口1e相通的纵孔14通过通路37连接于罐t。在罐t中存储有工作油因此,液压泵p能从罐t吸入工作油,并向油缸主体c的连杆侧室r1喷出压力油。

而且,若利用第一开闭阀28使第一通路27为连通状态并且在关闭第二开闭阀30的状态下驱动液压泵p,则能使这样构成的促动器a进行伸长驱动。此外,若利用第二开闭阀30使第二通路29为连通状态并且在关闭了第一开闭阀28的状态下驱动液压泵p,则能使促动器a进行收缩驱动。

可变溢流阀32能调节开阀压力,不管第一开闭阀28和第二开闭阀30开闭状态如何,一旦促动器a上有过大的沿伸缩方向的输入而连杆侧室r1的压力超过开阀压力,则可变溢流阀32使排出通路31开放,使连杆侧室r1向罐t连通。这样,对于针对促动器a的过大输入,可变溢流阀32使连杆侧室r1内的压力向罐t逃逸,保护促动器a的系统整体。

在使这样构成的促动器a发挥所期望的沿伸长方向的推力的情况下,打开第一开闭阀28,关闭第二开闭阀30,使马达m旋转并从液压泵p向油缸21内供给工作油。这样一来,连杆侧室r1和活塞侧室r2处于连通状态,两者被从液压泵p供给工作油,活塞22被向图4中左方推压,促动器a发挥沿伸长方向的推力。若连杆侧室r1内和活塞侧室r2内的压力超过可变溢流阀32的开阀压力,则可变溢流阀32开阀,工作油经由排出通路31向罐t逃逸,连杆侧室r1内和活塞侧室r2内的压力变得等于可变溢流阀32的开阀压力。即,通过调节可变溢流阀32的开阀压力,能使促动器a发挥在活塞22的活塞侧室r2侧和连杆侧室r1侧的受压面积差上乘以可变溢流阀32的开阀压力所得到的沿伸长方向的推力。另外,即使促动器a因外力而被迫强制收缩,连杆侧室r1内和活塞侧室r2内的压力也被可变溢流阀32的开阀压力控制,因此,发挥抑制收缩的沿伸长方向的推力。

相对于此,在使促动器a发挥所期望的沿收缩方向的推力的情况下,关闭第一开闭阀28,打开第二开闭阀30,使马达m旋转,并从液压泵p向连杆侧室r1内供给工作油。这样一来,活塞侧室r2和罐t处于连通状态,并且连杆侧室r1被从液压泵p供给工作油,活塞22被向图4中右方推压,促动器a发挥沿收缩方向的推力。与上述情况相同,通过调节可变溢流阀32的开阀压力,能使促动器a发挥在活塞22的连杆侧室r1侧的受压面积上乘以可变溢流阀32的开阀压力而得到的沿收缩方向的推力。另外,即使促动器a因外力而被迫强制伸长,连杆侧室r1内的压力被可变溢流阀32的开阀压力控制,因此,发挥抑制伸长的沿收缩方向的推力。

此外,对于该促动器a,当第一开闭阀28和第二开闭阀30都闭阀时,利用整流通路33以及吸入通路34、排出通路31使连杆侧室r1、活塞侧室r2以及罐t以连成一串的方式被连接。在该状态下,不管有无液压泵p的驱动,都是若促动器a因外力被迫伸缩,则连杆侧室r1内的压力被可变溢流阀32的开阀压力控制,所以,促动器a作为发挥抑制伸缩的推力的被动阻尼器发挥功能。而且,当中止向马达m、第一开闭阀28、第二开闭阀30以及可变溢流阀3供电时,第一开闭阀28和第二开闭阀3关闭,可变溢流阀32作为开阀压力被固定于最大值的压力控制阀发挥功能。因此,在中止供电的状态或陷落时,促动器a自动作为被动阻尼器发挥功能。

若在这样构成的促动器a中使用泵单元u,则由于泵单元u的全长缩短,因此,促动器a整体的大小也小型化,促动器a针对各种设备的搭载性提升。

另外,液压回路lc也可以具有上述结构以外的结构。例如,可以是,液压回路lc有选择地将来自泵单元u的压力油向油缸主体c的油缸21内的连杆侧室r1和活塞侧室r2中的一个供给,使连杆侧室r1和活塞侧室r2中的另一个与罐t连通。在这种情况下,促动器a能因来自液压泵p的工作油供给而伸缩。也就是说,液压回路lc只要控制与液压泵p、连杆侧室r1、活塞侧室r2以及罐t的连通状态而能控制促动器a的伸缩即可。

在本例中,液压泵p将工作油从导入通路d全部吸入,但是,液压泵p具有吸入通路,与吸入通路并列地设置导入通路d也可以。

本申请要求基于在2015年9月14日向日本特许厅申请的特愿2015-180627的优先权,以参考的方式将该申请的全部内容编入本说明书。

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