专利名称：轴向活塞型液压泵·马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种定时板被改良过的轴向活塞型液压泵·马达。
背景技术：
以前的轴向活塞型液压泵·马达，已知的是由下所述的专利文献1(日本特开2000-97146号公报)所记载的。
该轴向活塞型液压泵·马达设有壳体；收容在壳体内、能围绕轴线回转的液压缸体；多个柱塞，其能滑动地插入液压缸体上形成的液压缸室中，并在流体向液压缸室流入或流出时突出或拉入；以及，定时板，其是在介于上述壳体和液压缸体之间的状态下安装在壳体上，具有进行流体向上述液压缸室的流入或流出的一对弧状流体口，其中，在该定时板的与液压缸体进行滑动接触的滑接面上，在高压侧流体口的回转方向后侧端形成朝低压侧流体口延伸的切槽。
而且，该专利文献1记载的轴向活塞型液压泵·马达，切槽使用的是，使宽度和深度随着接近低压侧流体口而渐渐地缩小，并且断面呈V字形的V形切口，或者使深度随着接近低压侧流体口而渐渐变浅，并且断面大致呈矩形的渐浅切口。
近年来，为了提高上述的轴向活塞型液压泵·马达(下面，用液压马达的简称来进行说明)的性能，将供给液压马达的流体压力提高，从而使该液压马达进行高速回转，但在使液压马达如上所述地进行高速回转时，有发生很大噪声的问题。
其原因被认为是第1，如上所述，当提高流体的供给压力时，通过上述切口喷射到液压缸室里的流体速度也加快，其结果是，该喷流与液压缸室(肾形口)内表面发生冲突时的冲击声音增大；第2，如上所述，当将流体喷射到液压缸室(肾形口)内时，由于该喷流周围的流体(肾形口内的流体)被拉入到喷流里，因而使喷流周围的压力降低，但随着该喷流速度加快，上述压力的降低速度也就增大，从而在更大的范围内急剧地发生气蚀，其结果是，由气蚀产生的气泡在破碎时的冲击声音增大。
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，其目的是提供一种结构简单，同时通过喷流在液压缸室内的冲突或者喷流内周围的压力降低的减少能有效地抑制高速回转时的噪声的轴向活塞型液压泵·马达。
发明内容
为了达到上述目的而作出的本发明的轴向活塞型液压泵·马达，其具备壳体；收容在壳体内、能围绕轴线回转的液压缸体；能滑动地插入在液压缸体上形成的液压缸室中，并在流体向液压缸室流入流出时突出或拉入的多个柱塞；以介于上述壳体和液压缸体之间的状态安装在壳体上，并具有一对用于流体流入流出上述液压缸室的弧状口的定时板，在该定时板的与液压缸体进行滑动接触的滑接面上，在高压侧流体口的回转方向后侧端形成向低压侧流体口延伸的切槽，上述切槽是由深度随着朝向低压侧流体口而变浅的断面大致呈四角形的槽构成，并且使该槽的两侧面向滑接面扩开地倾斜的。而且，本申请的液压泵·马达是通过连接的流路具有相同的结构，并且具有马达作用及泵作用的液压装置。
本发明具有如下所述的效果。
本发明中，由于切槽是由深度随着朝向低压侧流体口而变浅的断面大致呈四角形的槽构成，并且是使该槽沟的两侧面向滑接面扩开地倾斜的，因而在切槽靠近液压缸室从而接近高压侧流体口时的切槽的流路断面积，在任意位置上都比以前的切槽(切口)宽。其结果是，使通过切槽喷出到液压缸室或流体口中的流体的速度下降，由此使喷流的冲突引起的冲击声减小，并且使喷流周围的压力的降低速度变小，使气蚀的气泡破碎时的冲击声也减小。这样，即使为了使结构简单的同时高速回转而提高流体压力，也能有效地抑制噪声。
如果采用本发明的另一种结构，在使液压马达起泵作用时，或者在液压泵起马达作用时的噪声，也能以与上述同样的作用而有效地加以抑制。
并且，如果采用本发明的再一种结构，能强力地抑制噪声。
另外，如果采用本发明的另一种的结构，能更强力地抑制噪声。
此外，如果采用本发明的再一种结构，切槽的流路断面积的增加率就成为适当的数值，就能确实地得到噪声的抑制效果。
图1是表示本发明实施例1的正视断面图；图2是定时板的右视图；图3是沿着图2的I-I方向所看到的断面图；图4是沿着图3的II-II方向所看到的断面图；图5是表示本发明实施例2的与图4同样的断面图；图6是表示本发明实施例3的与图4同样的断面图；图7是表示试验结果的曲线图。
具体实施例方式
(实施例1)下面，根据附图来说明本发明的实施例1。
图1中，11是轴向活塞型液压泵·马达，这里是斜板式液压马达，该液压马达11具有机壳本体12，在该机壳本体12的一个端面上形成朝另一方延伸的断面为圆形的收容室13。而且，侧板14由未图示的螺栓等固定在该机壳本体12的一端上，由此，上述收容室13就成为其一端开口由该侧板14关闭而密闭的空间。上述机壳本体12、侧板14作为一个整体而构成液压马达11的机壳15。
16是一个侧部插入在收容室13内的回转轴，该回转轴16是由一对轴承17、18支持在上述机壳15上，详细地说，回转轴16是能回转地分别支持在侧板14和机壳本体12上。此外，该回转轴16的另一端部从机壳本体12突出，并且被连结到未图示的减速机上。另外，19是安装在回转轴16的另一端部和机壳本体12之间的密封件。
23是被收容在机壳15的收容室13内的圆筒状液压缸体，大致圆筒状的推力构件24插入该液压缸体23内，该推力构件24和上述液压缸体23由花键结合而相互连结。而且，上述推力构件24嵌合在上述回转轴16的外侧，并由花键结合而与该回转轴16连结，其结果是，这些回转轴16、液压缸体23和推力构件24能围绕着回转轴16的轴线一体地回转。
在上述的液压缸体23上形成与轴线平行地延伸的多个液压缸室25(本实施例中为9个)，这些液压缸室25沿着周向间隔等距离配置。多个(与液压缸室25相同个数)柱塞26能分别滑动地插入这些液压缸室25内，在各个柱塞26的前端即另一端上形成球状的球部27。而且，在各个液压缸室25的一个端部上都具有以上述轴线为中心的弧状肾形口28，这些肾形口28在液压缸体23的一个端面上开口。而且，液压缸室25及柱塞26的数量并没有特别限定，但是最好是奇数个，除了9个以外，可以是7个、11个等。
31是斜板，其与液压缸体23配置在液压缸体23另一侧的机壳15内，详细地说是配置在液压缸体23的另一端面和机壳15的另一侧内表面之间的收容室13中，该斜板31由未图示的销等不能回转地连结在机壳15上，并且上述回转轴16贯通其内部。该斜板31与液压缸体23相面对的倾斜面32相对于与轴线垂直的垂直面倾斜，其结果是，使该斜板31能以中央为界线划分成厚壁部分33和薄壁部分34。35是个数与柱塞26相同的导向板，在各个导向板35上形成能收容上述球形部27大致一半的球形孔36。
而且，各个柱塞26的前端(另一端)借助导向板35可滑动地与斜板31的倾斜面32相结合。其结果是当流体供给(流入)到液压缸室25中时，柱塞26渐渐地从液压缸室25突出，同时从厚壁部分33向薄壁部分34回转移动，另一方面，当流体从液压缸室25排出(流出)时，使柱塞26渐渐地退回到液压缸室25内，同时从薄壁部分34向厚壁部分33回转移动。
38是固定板，其大致呈环状，松动地嵌合在回转轴16的外侧，该固定板38配置在液压缸体23和斜板31之间。另外，该固定板38和全部导向板35结合着，并且半径方向内端部与上述推力构件24的另一端部外周形成球面接触。39是弹簧，其配置在卡环40和推力构件24之间，而上述卡环40卡合在液压缸体23的一端部内周上，该弹簧39施加的弹力借助推力构件24、固定板38传递给导向板35，将该导向板35按压在斜板31的倾斜面32上，同时还传递给液压缸体23，将该液压缸体23按压在下述的定时板上。
图1、2、3、4中，42是定时板，其安装在液压缸体23和机壳15，详细地说是和侧板14之间并与其等面接触，并且，其形成为直径比液压缸体23稍大的圆环状，该定时板42借助销等不能回转地安装在上述机壳15上。在该定时板42上形成一对以轴线为中心的长弧状的流体口43、44，上述流体口43配置在将柱塞26的突出侧冲程末端和拉入侧冲程末端连结的直线的一侧上，而流体口44配置在上述直线的另一侧上，并相互沿周向隔开180度。
45、46是形成在机壳15上，详细地说是形成在侧板14上的流入流出通路，上述流入流出通路45、46分别时常和流体口43、流体口44相连通。上述流入流出通路45、46借助未图示的转换阀与泵或槽缸相连接，由上述转换阀的转换，使任意一个成为高压(供给)侧，而使另一个成为低压(排出)侧。
而且，在上述流入流出通路45与泵相连接而成为高压侧、流入流出通路46与槽缸相连接而成为低压侧时，高压侧的流体口43将流入流出通路45供给的高压流体导引到位于上述直线一侧的液压缸室25内，另一方面，低压侧的流体口44将从位于上述直线相对另一侧的液压缸室25排出的低压流体导引到流入流出通路46，使液压缸体23沿着图2箭头所示方向进行正向回转。
与此相反，在流入流出通路46与泵相连接而成为高压侧、流入流出通路45与槽缸相连接而成为低压侧时，高压侧的流体口44将流入流出通路46供给的高压流体导引到液压缸室25内，另一方面，低压侧的流体口43将液压缸室25排出的低压流体导引到流入流出通路45内，使液压缸体23沿着与图2箭头所示方向相反的方向进行反向回转。
如上所述，将高压流体供给流入流出通路45时，流体口43成为高压侧流体口并且液压缸体23进行正向回转，而在该流体口43的回转方向后侧端，在定时板42与液压缸体23滑动连结的滑接面50上形成弧状的切槽51，该切槽51朝作为低压侧流体口的流体口44延伸。另一方面，与上述相反地将高压流体供给流入流出通路46时，流体口44成为高压侧流体口，并且液压缸体23进行反向回转，而在该流体口44的回转方向后侧端，在定时板42的滑接面50上形成弧状的切槽52，该切槽52朝作为低压侧流体口的流体口43延伸。这里，上述的所谓回转方向是指液压缸体23的回转方向。
如果将切槽51、52设置在这样的位置上，由于借助液压缸体23的回转，使液压缸室25的肾形口28与高压侧的流体口43或44重合，从而在使高压流体从高压侧的流体口43或44大量流入液压缸室25之前，在通过切槽51或52使高压流体的流量渐渐地增加的同时少量流入，因而使高压流体的急剧、大幅度的压力变化得到缓和，能使噪声降低。
这里，上述切槽51、52都是由这样的槽构成，即，槽的深度随着朝向低压侧流体口(与切槽51相关的流体口44、与切槽52相关的流体口43)而渐渐变浅，并且半径方向的断面大致呈四角形，而且这些槽的两侧面53、54是朝滑接面50(液压缸体23)扩开地倾斜的。其结果是使上述切槽51、52的半径方向断面呈现这样的梯形，即，滑接面50侧是长边、底面是短边。这种形状的切槽51、52可以使用和该切槽51、52的断面形状一致的切削工具(譬如立铣刀)，通过铣床等设备容易地进行切削加工，不会使加工成本提高。
而且，一旦将切槽51、52作成如上所述的结构，则在由液压缸体23的回转使液压缸室25(肾形口28)靠近切槽51或52并与高压侧流体口43或44接近时，换句话说，在肾形口28与切槽51或52的重合量渐渐增大时，通过该切槽51或52而流动的高压流体的流路断面积，在任意一个周向位置上都比背景技术中所说明的切槽(V形切口、渐浅切口)大。
其结果是使通过切槽51或52而喷出到液压缸室25(肾形口28)中的流体速度降低，由此，在使喷流的冲击所产生的冲击声音变小的同时，还使喷流周围的压力降低，从而使气蚀的气泡破碎时的冲击声音也变小。这样，即使为了使结构简单同时高速回转而提高流体压力，也能有效地抑制噪声。
在上述实施例1中，在上述滑接面50上，在低压侧流体口44、43的回转方向前侧端，也分别形成向高压侧流体口43、44延伸的切槽57、58，并切，该切槽57、58也是由随着朝向低压侧流体口43、44其深度变浅的、断面大致呈四角形(倒梯形状)的槽构成，并且使该切槽的两侧面53、54朝滑接面50扩开地倾斜。
这样，如果将切槽57、58设置在流体口44、43上，则在转换阀从流动位置转换到中立位置从而使液压马达11起泵的作用时，由柱塞26从液压缸室25压出的高压流体分别在正向回转时通过切槽57喷出到低压侧的流体口44中，在反向回转时通过切槽58喷出到低压侧的流体口43中，但由于可以使这时的喷流速度与上述同样地降低，因而能有效地抑制噪声。虽然在上述的实施例中，设置着用于使液压马达11进行正反向回转的切槽51、52、57、58，但在液压马达11只进行单向回转(譬如正向回转)的情况下，可以将切槽52、58省略，或者也可以使用背景技术中所述的V形切口、渐浅切口。
当将上述切槽51、52、57、58的槽的两侧面53、54的倾斜角(相对于滑接面50的垂线的倾斜角)A取成30度以上时，能强有力地抑制噪声。但是，当上述倾斜角A超过50度时，切槽51、52、57、58的基端处的宽度比流体口43、44的宽度还大，因而噪声的抑制效果就达到了饱和。从这点出发，优选将上述倾斜角A取成30～50度的范围之内。
而且，从上述切槽51、52、57、58的前端向流体口43、44侧只沿着周向隔开10度的位置上的上述切槽51、52、57、58的半径方向断面积被取成3mm2以上时，能更加强有力地抑制噪声。但是，当上述断面积超过6mm2时，切槽51、52、57、58的周向长度就会缩短，因而会降低噪声的抑制效果。从这点出发，优选将上述断面积取成3～6mm2的范围之内。
此外，如上所述，在离开切槽51、52、57、58的前端只有10度的位置上的断面积是在3～6mm2的范围之内时，同样，只离开14度的位置上的断面积优选取成5～9mm2的范围之内。这是因为在取成这个范围之内时，切槽51、52、57、58的断面积的增加率成为适当的数值，就能确实地得到噪声的抑制效果。
下面，说明上述实施例1的作用。
现在，将转换阀转换从而使流入流出通路45、流体口43与泵相连接而成为高压侧，使流入流出通路46、流体口44与槽缸相连接而成为低压侧。这时，高压流体通过流体口43从流入流出通路45供给(流入)到位于直线一侧的液压缸室25中，使该液压缸室25内的柱塞26朝斜板31突出并压紧在倾斜面32上。其结果是这些柱塞26上作用着朝向斜板31的最薄壁部的力，由此，将围绕轴线的转矩施加到液压缸体23上。结果使柱塞26、液压缸体23、回转轴16一体地朝正向回转，这时，上述一侧的柱塞26与导向板35一起在倾斜面32上朝斜板31的最薄壁部滑动。
因为这样的液压缸体23的回转，使处于直线另一侧的柱塞26借助导向板35而与斜板31的倾斜面32相结合，同时向斜板31的最厚壁部移动，所以受到该倾斜面32的按压，并渐渐地拉入到液压缸室25内，将该液压缸室25内的流体压出，并通过流体口44、流入流出通路46排出(流出)到槽缸中。而且，通过上述的液压缸体23的回转，使位于直线一侧及另一侧的液压缸室25和流体口43、44的连接相继地变化。
这里，当从拉入侧冲程末端向斜板31的薄壁部34侧稍稍回转移动的液压缸室25的肾形口28到达切槽51并彼此重合时，就将高压流体通过切槽51喷出到液压缸室25(肾形口28)中，但这时，由于切槽51由深度随着向低压侧流体口44而变浅的断面大致呈四角形的槽构成，并且使该槽的两侧面53、54向滑接面50扩开地倾斜，因而使喷出到液压缸室25(肾形口28)中的流体的速度降低，由此就能有效地抑制噪声。
而且，在将转换阀转换从而使流入流出通路46与泵相连接，并使流入流出通路45与槽缸相连接时，将高压流体从流入流出通路46、流体口44供给(流入)到位于直线另一侧的液压缸室25中，同时将从位于直线一侧的液压缸室25内压出的流体从流体口43、流入流出通路45排出(流出)，使回转轴16、液压缸体23进行反向回转。在这样的状态下，一旦肾形口28与切槽52重合，则高压流体就通过该切槽52喷出到液压缸室25(肾形口28)中，而这时也和上述同样地使喷出到液压缸室25(肾形口28)中的流体速度降低，由此就能有效地抑制噪声。
在将转换阀从流动位置转换到中立位置从而使液压马达起泵的作用时，由柱塞26从液压缸室25压出的高压流体，在正向回转时通过切槽57喷出到低压侧的流体口44中，在反向回转时通过切槽58喷出到低压侧的流体口43中，但由于能使这时的喷流速度也与上述同样地降低，因而就能有效地抑制噪声。
(实施例2)图5是表示本发明的实施例2的示意图。在该实施例2中，在各个切槽59的槽底形成宽度与该槽底相等、断面呈矩形的矩形槽60。这样，如果在切槽59的槽底还形成矩形槽60，则使流体断面积增大，能更有效地抑制噪声。
(实施例3)图6是表示本发明的实施例3的示意图。在该实施例3中，将各个切槽61的槽底作成随着向宽度方向中央而加深的弧状断面。如果这样，则能使流体的流动变得平滑，并且能使流路断面积比槽底平坦的稍稍增加，能更有效地抑制噪声。
下面，对试验例进行说明。当进行该试验时，先准备好以前的马达、供试验的马达和参考马达，上述以前的马达是在高压、低压侧流体口的回转方向前、后侧端的任意其一上都形成V字形切口；上述供试验马达是在高压、低压侧流体口的回转方向前、后侧端的任意其一上都形成上述实施例1所说明的切槽；上述参考马达是在高压、低压侧流体口的回转方向前、后侧端的任意其一上都形成宽度和深度与周向位置无关、一定的、并且断面大致呈矩形的公知的等深切口。
然后，在使每个马达的单位时间的转数发生变化的同时对噪声进行测定，其结果如图7所示。在该图中，点划线表示的曲线是与以前的V字形切口的马达相对应的；实线表示的曲线是与本申请的切槽的供试验马达相对应的；虚线表示的曲线是与等深切口的参考马达相对应的，由此可见，供试验马达中的噪声与以前马达中的噪声相比较，在更高速回转时能被有效地抑制。在参考马达中，由于在肾形口和等深切口重合的初期开始，一定程度的量的流体通过等深切口喷出到液压缸室中，因而压力变化的缓和不充分，在任意一个转数下产生的噪声都比供试验马达大。
在上述的实施例中，对液压泵·马达是斜板式液压马达的情况进行了说明，但本发明也可以是斜轴式液压马达。而且，在上述的实施例中，是用斜板式液压马达进行说明，但本发明也可以是斜板式或斜轴式的液压泵。在这种情况下，将柱塞拉入液压缸室内时，高压流体通过高压侧流体口排出(流出)，另一方面，当柱塞从液压缸室突出时，将低压流体通过低压侧流体口吸入(流入)。
并且，在上述的实施例中，切槽51、52、57、58的两侧面53、54的倾斜角A在任意的周向位置上都是相同的，但在本发明中，可以在周向中央部使这两侧面的倾斜角发生变化，譬如也可以将基端侧(接近流体口的一侧)的倾斜角作成比前端侧的倾斜角大。如果这样，则使流路断面积变地更大，因而提高噪声降低效果。
本发明可以适用于轴向活塞型，即斜板式、斜轴式的液压泵·马达。
权利要求
1.轴向活塞型液压泵·马达，其具备壳体；收容在所述壳体内，能围绕轴线回转的液压缸体；多个柱塞，其能滑动地插入所述液压缸体上形成的液压缸室中，并在流体向所述液压缸室流入流出时突出或拉入；以及定时板，其以介于所述壳体和所述液压缸体之间的状态安装在所述壳体上，其特征在于，所述定时板上形成一对用于流体流入流出所述液压缸室的弧状的流体口，在该定时板的与所述液压缸体进行滑动接触的滑接面上，在高压侧流体口的回转方向后侧端形成向低压侧流体口延伸的第1切槽，并且使该切槽的两侧面向滑接面扩开地倾斜。
2.如权利要求1所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，所述第1切槽是由深度随着朝向低压侧流体口而变浅的断面大致呈四角形的槽构成的。
3.如权利要求1所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，在所述滑接面上，在低压侧流体口的回转方向前侧端形成向高压侧流体口延伸的第2切槽，并且使该第2槽的两侧面向滑接面扩开地倾斜。
4.如权利要求3所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，所述第2切槽是由深度随着朝向高压侧流体口而变浅的槽构成的。
5.如权利要求1所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，所述第1切槽的两侧面的倾斜角是在30～50度的范围内。
6.如权利要求1所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，从所述第1切槽的前端离开流体口侧只有10度的位置的断面积是在3～6mm2的范围内。
7.如权利要求6所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，从所述第1切槽的前端离开流体口侧只有14度的位置的断面积是在5～9mm2的范围内。
8.如权利要求3所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，所述第2切槽的两侧面的倾斜角是在30～50度的范围内。
9.如权利要求3所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，从所述第2切槽的前端离开流体口侧只有10度的位置的断面积是在3～6mm2的范围内。
10.如权利要求9所述的轴向活塞型液压泵·马达，其特征在于，从所述第2切槽的前端离开流体口侧只有14度的位置的断面积是在5～9mm2的范围内。
全文摘要
本发明提供一种结构简单而且能有效地抑制高速回转时的噪声的轴向活塞型液压泵·马达。由于在定时板(42)上所设置的高压侧流体口(43)的回转方向后侧端形成切槽(51)，而且该切槽(51)由深度随着朝向低压侧流体口(44)而变浅的断面大致呈四角形的槽构成，并且使该槽的两侧面(53、54)向滑接面(50)扩开地倾斜，因而切槽(51)的流路断面积在任意位置上都比以前的切槽(V字形切口等)大，其结果是使通过切槽(51)向液压缸室或流体口喷出的流体速度降低，能抑制噪声。
文档编号F04B53/10GK1598305SQ20041007865
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月17日
发明者佐竹辉彦, 末永克巳, 清水信昭 申请人:Ts株式会社