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流体机械、旋转信息算出方法以及施工机械与流程

2022-02-21 08:17:20 来源:中国专利 TAG:
流体机械、旋转信息算出方法以及施工机械与流程

本发明涉及一种流体机械、旋转信息算出方法以及施工机械。

背景技术

作为流体机械,存在用作例如液压挖掘机等施工机构的行驶用的液压马达。液压马达具有:外壳;轴,其以旋转自如的方式支承于外壳内;缸体,其嵌合固定于轴的外周面,多个缸室在旋转方向上排列而形成该缸体;活塞,其收纳于各缸室,能够沿着旋转轴线方向移动;以及斜板和阀板,其收纳于外壳内,隔着缸体配置于旋转轴线方向上的两侧。

活塞的端部向斜板侧突出,借助以能够相对于斜板滑动的方式与斜板接触的滑靴与斜板连结。各缸室借助阀板与外壳的供给口以及排出口连通。在阀板形成有使缸室与供给口以及排出口连通的供给端口和排出端口。

并且,通过经由供给口和阀板向缸室供给工作油,在该工作油的压力的作用下,活塞被压靠于斜板。此时,滑靴相对于斜板滑动而将活塞的压靠斜板的力的反作用力转换成旋转方向上的力。在缸体和活塞一体地旋转时,活塞在缸室内反复进行滑动(活塞运动)。此时,缸室内的空间容积变化,从而从外壳的排出口排出工作油。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本实开昭63-120550号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

不过,液压马达等流体机械利用流体而获得旋转力,因此,为了取得轴(缸体)的旋转信息,需要外置的旋转检测设备。因此,存在流体机械的构造复杂化的可能性。

本发明提供一种能够廉价地取得旋转信息的流体机械、旋转信息算出方法以及施工机械。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的流体机械具备:外壳;缸体,其以绕旋转轴线旋转自如的方式收纳于所述外壳内,具有供流体供排的缸室和与所述缸室连通的缸端口;阀板,其在所述旋转轴线方向上配置于所述外壳与所述缸体之间,绕所述旋转轴线排列形成有与所述缸端口连通的多个供排端口,并且,该阀板具有检测孔,该检测孔形成于绕所述旋转轴线相邻的所述供排端口之间,与所述缸端口连通;以及压力取出部,其取出向所述检测孔流入的所述流体的压力。

通过如此构成,缸端口的流体流入检测孔。缸体相对于形成有检测孔的阀板旋转,从而反复使检测孔与缸端口连通或阻断。因此,向检测孔流入的流体的压力脉动。借助压力取出部取出由该脉动得到的流体的压力波形,检测所取出的压力波形,从而能够取得缸体的转速、旋转角等旋转信息。另外,由于无需外置的旋转检测设备等,因此能够简化流体机械的构造。

在上述结构中,也可以是,该流体机械具备压力检测部,该压力检测部安装于所述压力取出部,用于检测所述流体的压力。

在上述结构中,也可以是,该流体机械具备以沿着所述旋转轴线往复运动自如的方式设置于所述缸室的活塞,在所述阀板的、所述活塞的上止点位置和下止点位置中的至少任一者形成有所述检测孔。

在上述结构中,也可以是,所述外壳具有与所述检测孔连通的延长孔,所述压力取出部借助所述延长孔取出所述检测孔的压力。

在上述结构中,也可以是,所述延长孔形成于一直线上。

在上述结构中,也可以是,所述外壳是具有供所述流体供给、排出并与所述供排端口连通的供排口的后端法兰。

在上述结构中,也可以是,所述阀板具备:活塞收纳凹部,其形成于所述阀板的靠所述外壳侧的一表面的形成有所述检测孔的部位;和封堵活塞,其以封堵所述活塞收纳凹部的开口的方式收纳于所述活塞收纳凹部内,形成有与所述检测孔相通的活塞孔。

在上述结构中,也可以是,该流体机械具备密封部,该密封部防止所述流体从所述活塞收纳凹部的内侧面与所述封堵活塞的外侧面之间的泄漏。

在上述结构中,也可以是,该流体机械具备算出部,该算出部基于所述压力检测部的检测结果算出所述缸体的转速。

在上述结构中,也可以是,所述检测孔具有至少第1检测孔和第2检测孔,所述压力检测部具有第1压力检测部和第2压力检测部,该第1压力检测部将向所述第1检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出,该第2压力检测部将向所述第2检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出,所述第1检测孔和所述第2检测孔以使所述第1压力检测部的输出信号与所述第2压力检测部的输出信号具有相位差的方式形成。

在上述结构中,也可以是,所述外壳具有与所述第1检测孔连通的第1延长孔和与所述第2检测孔连通的第2延长孔,所述第1压力检测部设置于所述第1延长孔的与所述第1检测孔相反的一侧,所述第2压力检测部设置于所述第2延长孔的与所述第2检测孔相反的一侧。

在上述结构中,也可以是,所述相位差是10°~170°之间、或190°~350°之间的任意的值。

在上述结构中,也可以是,所述相位差是90°或270°。

在上述结构中,也可以是,该流体机械具备算出部,该算出部基于所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号算出所述缸体的旋转方向。

在上述结构中,也可以是,所述算出部具有计数算出部,该计数算出部对所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的脉冲进行计数,基于计数值算出所述缸体的旋转角。

在上述结构中,也可以是,所述算出部具有重置部,该重置部在所述缸体的旋转角达到了一定的角度时重置所述计数算出部的计数值。

在上述结构中,也可以是,所述算出部具有计时器,该计时器用于计量对所述脉冲进行了计数的时间。

本发明的另一技术方案的旋转信息算出方法是流体机械的旋转信息算出方法,该流体机械具备:外壳;缸体,其以绕旋转轴线旋转自如的方式收纳于所述外壳内,具有供流体供排的缸室和与所述缸室连通的缸端口;阀板,其在所述旋转轴线方向上配置于所述外壳与所述缸体之间,绕所述旋转轴线排列形成有与所述缸端口连通的多个供排端口,并且,该阀板具有第1检测孔和第2检测孔,该第1检测孔和第2检测孔形成于绕所述旋转轴线相邻的所述供排端口之间,与所述缸端口连通;第1压力检测部和第2压力检测部,该第1压力检测部将向所述第1检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出,该第2压力检测部将向所述第2检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出;以及算出部,其基于所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号算出所述缸体的旋转方向,其中,该旋转信息算出方法具有:顺序检测工序,所述算出部检测所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号的脉冲的上升顺序;和旋转方向确定工序,基于在所述顺序检测工序中检测到的顺序确定所述缸体的旋转方向。

通过设为这样的方法,能够利用第1压力检测部的输出信号和第2压力检测部的输出信号容易地确定作为旋转信息的旋转方向。

本发明的另一技术方案的旋转信息算出方法是流体机械的旋转信息算出方法,该流体机械具备:外壳;缸体,其以绕旋转轴线旋转自如的方式收纳于所述外壳内,具有供流体供排的缸室和与所述缸室连通的缸端口;阀板,其在所述旋转轴线方向上配置于所述外壳与所述缸体之间,绕所述旋转轴线排列形成有与所述缸端口连通的多个供排端口,并且,该阀板具有第1检测孔和第2检测孔,该第1检测孔和第2检测孔形成于绕所述旋转轴线相邻的所述供排端口之间,与所述缸端口连通;第1压力检测部和第2压力检测部,该第1压力检测部将向所述第1检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出,该第2压力检测部将向所述第2检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出;以及算出部,其基于所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号算出所述缸体的旋转方向,其中,该旋转信息算出方法具有:计数工序,所述算出部对所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的脉冲进行计数;和旋转角算出工序,基于所述计数工序的计数值算出所述缸体的旋转角。

通过设为这样的方法,能够利用第1压力检测部的输出信号和第2压力检测部的输出信号容易地算出作为旋转信息的旋转角。

本发明的另一技术方案的旋转信息算出方法是流体机械的旋转信息算出方法,该流体机械具备:外壳;缸体,其以绕旋转轴线旋转自如的方式收纳于所述外壳内,具有供流体供排的缸室和与所述缸室连通的缸端口;阀板,其在所述旋转轴线方向上配置于所述外壳与所述缸体之间,绕所述旋转轴线排列形成有与所述缸端口连通的多个供排端口,并且,该阀板具有第1检测孔和第2检测孔,该第1检测孔和第2检测孔形成于绕所述旋转轴线相邻的所述供排端口之间,与所述缸端口连通;第1压力检测部和第2压力检测部,该第1压力检测部将向所述第1检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出,该第2压力检测部将向所述第2检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出;以及算出部,其基于所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号算出所述缸体的旋转方向,所述算出部具有:计数算出部,其对所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的脉冲进行计数,基于计数值算出所述缸体的旋转角;和计时器,其用于计量对所述脉冲进行了计数的时间,其中,该旋转信息算出方法具有:频率算出工序,所述算出部求出所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的频率;和转速算出工序,基于对由所述频率算出工序求出来的所述频率进行FV转换而生成的电压值算出所述缸体的转速。

通过设为这样的方法,能够利用第1压力检测部的输出信号和第2压力检测部的输出信号容易地算出作为旋转信息的转速。

本发明的另一技术方案的旋转信息算出方法是流体机械的旋转信息算出方法,该流体机械具备:外壳;缸体,其以绕旋转轴线旋转自如的方式收纳于所述外壳内,具有供流体供排的缸室和与所述缸室连通的缸端口;阀板,其在所述旋转轴线方向上配置于所述外壳与所述缸体之间,绕所述旋转轴线排列形成有与所述缸端口连通的多个供排端口,并且,该阀板具有第1检测孔和第2检测孔,该第1检测孔和第2检测孔形成于绕所述旋转轴线相邻的所述供排端口之间,与所述缸端口连通;第1压力检测部和第2压力检测部,该第1压力检测部将向所述第1检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出,该第2压力检测部将向所述第2检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出;以及算出部,其基于所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号算出所述缸体的旋转方向,所述算出部具有:计数算出部,其对所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的脉冲进行计数,基于计数值算出所述缸体的旋转角;和计时器,其用于计量对所述脉冲进行了计数的时间,其中,该旋转信息算出方法具有:计数工序,所述算出部对所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的脉冲进行计数;和转速算出工序,基于一定时间内的所述计数工序的计数值算出所述缸体的转速。

通过设为这样的方法,能够利用第1压力检测部的输出信号和第2压力检测部的输出信号容易地算出作为旋转信息的转速。

本发明的另一技术方案的旋转信息算出方法是流体机械的旋转信息算出方法,该流体机械具备:外壳;缸体,其以绕旋转轴线旋转自如的方式收纳于所述外壳内,具有供流体供排的缸室和与所述缸室连通的缸端口;阀板,其在所述旋转轴线方向上配置于所述外壳与所述缸体之间,绕所述旋转轴线排列形成有与所述缸端口连通的多个供排端口,并且,该阀板具有第1检测孔和第2检测孔,该第1检测孔和第2检测孔形成于绕所述旋转轴线相邻的所述供排端口之间,与所述缸端口连通;第1压力检测部和第2压力检测部,该第1压力检测部将向所述第1检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出,该第2压力检测部将向所述第2检测孔流入的所述流体的压力的检测结果作为信号输出;以及算出部,其基于所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号算出所述缸体的旋转方向,所述算出部具有:计数算出部,其对所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的脉冲进行计数,基于计数值算出所述缸体的旋转角;和计时器,其用于计量对所述脉冲进行了计数的时间,其中,该旋转信息算出方法具有:计数工序,所述算出部对所述第1压力检测部的输出信号和所述第2压力检测部的输出信号中的至少任一个输出信号的脉冲进行计数;和转速算出工序,基于在所述计数工序中达到一定的计数值所需的时间算出所述缸体的转速。

通过设为这样的方法,能够利用第1压力检测部的输出信号和第2压力检测部的输出信号容易地算出作为旋转信息的转速。

本发明的另一技术方案的施工机械具备:流体机械;和车身,其搭载所述流体机械,并由所述流体机械驱动,所述流体机械具备:外壳;缸体,其以绕旋转轴线旋转自如的方式收纳于所述外壳内,具有供流体供排的缸室和与所述缸室连通的缸端口;阀板,其在所述旋转轴线方向上配置于所述外壳与所述缸体之间,绕所述旋转轴线排列形成有与所述缸端口连通的多个供排端口,并且,该阀板具有检测孔,该检测孔形成于绕所述旋转轴线相邻的所述供排端口之间,与所述缸端口连通;以及压力取出部,其取出向所述检测孔流入的所述流体的压力。

通过如此构成,能够提供一种能以简单的构造取得缸体的旋转信息的施工机械。

发明的效果

上述的流体机械、旋转信息算出方法以及施工机械能够以简单的构造取得缸体的旋转信息。

附图说明

图1是本发明的实施方式的施工机械的概略构成图。

图2是剖切本发明的第1实施方式的液压马达的一部分来表示的结构图。

图3是本发明的第1实施方式中的阀板的俯视图。

图4是本发明的第1实施方式中的A相的压力波形和B相的压力波形的图表。

图5是从上方观察本发明的第1实施方式中的施工机械而得到的概略构成图。

图6是本发明的第2实施方式中的阀板的与下止点检测孔相对应的部位的放大剖视图。

附图标记说明

1、201、液压马达(流体机械);2、壳体(外壳);3、缸体;4、204、阀板;5a、下止点压力传感器(压力检测部、第1压力检测部);5b、上止点压力传感器(压力检测部、第2压力检测部);7、后端法兰(外壳);8、供排口;9、缸室;10、缸端口;11、活塞;15、供排端口;20a、下止点检测孔(检测孔、第1检测孔);20b、上止点检测孔(检测孔、第2检测孔);21a、下止点延长孔(延长孔、第1延长孔);21b、上止点延长孔(延长孔、第2延长孔);23、算出部;23a、计数算出部;23b、计时器;23c、重置部;25a、25b、压力取出部;31、活塞收纳凹部;32、封堵活塞;33、活塞孔;34、O形密封圈(密封部);204b、第2面(一表面);C、旋转轴线。

具体实施方式

接着,基于附图说明本发明的实施方式。

<施工机械>

图1是施工机械100的概略构成图。

如图1所示,施工机械100例如是液压挖掘机等。施工机械100具备:回转体101;行驶体102,其设置于回转体101的下部;以及液压马达(权利要求中的流体机械的一个例子)1,其驱动这些回转体101、行驶体102。

回转体101利用液压马达1在行驶体102的上部回转。回转体101具备:驾驶室103,其支承搭乘于该回转体101的操作者;动臂104,其一端与驾驶室103连结起来;斗杆105,其一端与动臂104的另一端连结起来;以及铲斗106,其与斗杆105的另一端连结起来。动臂104相对于驾驶室103摆动。斗杆105相对于动臂104摆动。铲斗106相对于斗杆105摆动。

[第1实施方式]

<液压马达>

图2是剖切液压马达1的一部分来表示的结构图。

如图2所示,液压马达1以如下构件等为主要结构:壳体(权利要求中的外壳的一个例子)2;缸体3,其以绕旋转轴线C旋转自如的方式设置于壳体2内;阀板4,其在旋转轴线C方向上设置于壳体2与缸体3之间;以及压力传感器(权利要求中的压力检测部的一个例子)5a、5b,其设置于壳体2的外侧面2a。液压马达1利用作为流体的工作油使缸体3旋转,通过输出该缸体3的旋转,从而使驾驶室103回转或使行驶体102行驶。

壳体2具备:前外壳6,其具有开口部6a;和后端法兰7,其封堵前外壳6的开口部6a。在前外壳6内收纳有缸体3。在后端法兰7形成有供工作油供给、排出的供排口8。经由该供排口8,向缸体3侧供给工作油、或从缸体3排出工作油。

缸体3与以旋转自如的方式被支承于前外壳6内的未图示的轴嵌合而固定。轴的轴心与旋转轴线C一致,由此,缸体3绕旋转轴线C旋转。

缸体3形成为圆柱状。在缸体3以包围未图示的轴的周围的方式形成有多个缸室9。

多个缸室9沿着与旋转轴线C同心的节圆上等间隔地配置。缸室9是前外壳6的底部6b侧开口、且后端法兰7侧封闭起来的凹部。在缸体3的靠后端法兰7侧的端部3a,在与各缸室9相对应的位置形成有使各缸室9和缸体3的外部连通的缸端口10。缸端口10经由阀板4与后端法兰7的供排口8连通。

活塞11以沿着旋转轴线C方向往复运动自如的方式收纳于各缸室9。由此,活塞11随着缸体3的旋转而以将旋转轴线C作为中心绕转的方式旋转。在活塞11的内部形成有积存缸室9内的工作油的空腔。活塞11的往复运动与工作油向缸室9的吸入和工作油从缸室9的排出相关联。详细情况随后论述。

活塞11的靠前外壳6的底部6b侧的端部以能够滑动的方式与设置于该底部6b的内表面的未图示的斜板的滑动面接触。该斜板的滑动面是相对于旋转轴线C倾斜的平坦的面。斜板具有在工作油供给到缸室9内之际、将利用工作油的压力推压活塞11的力转换成绕旋转轴线C的方向的力的作用。详细情况随后论述。

<阀板>

阀板4是配置于后端法兰7与缸体3的端部3a之间的圆板状的构件。阀板4固定于后端法兰7。即使是在缸体3绕旋转轴线C旋转的情况下,阀板4也相对于后端法兰7静止。利用在阀板4与缸体3的端部3a之间形成的工作油的油膜的静压支承着缸体3。

图3是阀板4的俯视图。

如图2、图3所示,在阀板4的径向中央以在阀板4的板厚方向上贯通的方式形成有供未图示的轴贯穿的贯通孔12。在阀板4的靠缸体3侧的第1面4a,以包围贯通孔12的周围的方式且以与贯通孔12相通的方式形成有从旋转轴线C方向看来呈圆环状的内径侧凹部13。另外,在阀板4的第1面4a形成有沿着外周部的圆环状的外径侧凹部14。

在阀板4形成有与缸体3的各缸端口10连通的两个供排端口15。两个供排端口15以旋转轴线C为中心对称地配置。各供排端口15形成为在阀板4的厚度方向上贯通。各供排端口15包括:从阀板4的靠缸体3侧的第1面4a形成到阀板4的厚度方向中央的长凹部16、和从阀板4的厚度方向中央形成到阀板4的靠后端法兰7侧的第2面4b的3个供排孔17。长凹部16与各供排孔17连通。

长凹部16例如是在绕旋转轴线C的预定角度范围内的圆弧状,且形成为长圆形状。长凹部16的节圆S位于缸体3的缸端口10的旋转轨迹上。3个供排孔17相对于长凹部16在周向上以等间隔配置。后端法兰7的供排口8与缸体3的缸端口10经由这样的供排端口15连通。

基于这样的结构,如图2、图3所示,在经由后端法兰7的供排口8和缸端口10向缸室9供给工作油时,在该工作油的压力的作用下,活塞11被从缸室9推出。此时,活塞11按压未图示的斜板的滑动面的反作用力被转换成绕旋转轴线C的周向上的力而使缸体3与活塞11一起旋转。

从活塞11相对于缸室9最大程度推出来的上止点起,活塞11利用未图示的斜板转成向缸室9内进入的动作。在活塞11进入缸室9内之际,缸室9内的空间容积缩小,经由缸端口10从后端法兰7的供排口8排出工作油。从活塞11最大程度进入到缸室9的下止点起,活塞11再次被从缸室9推出。一边反复上述动作,缸体3和活塞11一边绕旋转轴线C旋转。

本第1实施方式的液压马达1的缸室9(活塞11)的个数是奇数。

一般而言,液压马达的缸室(活塞)的个数是奇数。这是为了尽量减小工作油的流动变动。即,在活塞的根数是3根以上、且活塞的根数是奇数的情况下,存在活塞的根数的两倍的次数的流量变动。相对于此,也由于,在活塞的根数是偶数的情况下,若以相同的相位差驱动液压马达1,则成为与根数相同的次数的流量变动,变动率变大。

返回图3,在阀板4的第1面4a,在各长凹部16的长度方向两端之间形成一对切换台肩18a、18b(下止点切换台肩18a、上止点切换台肩18b)。换言之,两个供排端口15隔着一对切换台肩18a、18b形成于两侧。一对切换台肩18a、18b是与第1面4a相同的平面。缸体3的缸端口10在缸体3旋转之际借助一对切换台肩18a、18b以与两个供排端口15中的一者连通或与另一者连通的方式切换。

在以下的说明中,将一对切换台肩18a、18b中的、与活塞11的动作从下止点向上止点变迁的部位相对应的切换台肩18a称为下止点切换台肩18a。另外,将一对切换台肩18a、18b中的、与活塞11的动作从上止点向下止点变迁的部位相对应的切换台肩18b称为上止点切换台肩18b。

在阀板4的第1面4a形成有从长凹部16的长度方向两端朝向各切换台肩18a、18b延伸的凹口19。凹口19形成为从旋转轴线C方向看来随着从一个长凹部16的长度方向端部去向另一个长凹部16的长度方向端部而变得尖细。另外,凹口19形成为凹口深度随着从一个长凹部16的长度方向端部去向另一个长凹部16的长度方向端部而逐渐变浅。凹口19的顶端位置位于各供排端口15的长凹部16的节圆S上。

另外,在一对切换台肩18a、18b的周向中央、也就是活塞11的上止点位置和下止点位置、且是在节圆S上形成有两个检测孔20a、20b(下止点检测孔20a、上止点检测孔20b)。两个检测孔20a、20b中的、下止点检测孔(权利要求中的检测孔、第1检测孔的一个例子)20a形成于下止点切换台肩18a。两个检测孔20a、20b中的、上止点检测孔(权利要求中的检测孔、第2检测孔的一个例子)20b形成于上止点切换台肩18b。

各检测孔20a、20b形成为在阀板4的厚度方向上贯通。在缸体3的缸端口10在这些检测孔20a、20b上经过之际,缸室9内的工作油经由缸端口10流入各检测孔20a、20b。

另一方面,如图2所示,在后端法兰7形成有与下止点检测孔20a连通的下止点延长孔(权利要求中的延长孔、第1延长孔的一个例子)21a。另外,在后端法兰7形成有与上止点检测孔20b连通的上止点延长孔(权利要求中的延长孔、第2延长孔的一个例子)21b。各延长孔21a、21b以在后端法兰7的厚度方向上贯通的方式沿着旋转轴线C方向形成于一直线上。流入到下止点检测孔20a的工作油向下止点延长孔21a流入。流入到上止点检测孔20b的工作油向上止点延长孔21b流入。

在阀板4形成的两个检测孔20a、20b的靠第2面4b侧的开口作为将向这些检测孔20a、20b流入的工作油的压力在后端法兰7的各延长孔21a、21b侧取出的压力取出部25a、25b发挥功能。

在后端法兰7的外侧面7a(壳体2的外侧面2a),以与下止点延长孔21a相通的方式设置有下止点压力传感器(权利要求中的压力检测部、第1压力检测部的一个例子)5a。另外,在后端法兰7的外侧面7a(壳体2的外侧面2a),以与上止点延长孔21b相通的方式设置有上止点压力传感器(权利要求中的压力检测部、第2压力检测部的一个例子)5b。换言之,在壳体2的、各延长孔21a、21b的与各检测孔20a、20b相反的一侧设置有各压力传感器5a、5b。

压力传感器5a、5b用于检测已流入到相对应的延长孔21a、21b的工作油的压力。换言之,压力传感器5a、5b经由延长孔21a、21b安装于压力取出部25a、25b。压力传感器5a、5b借助延长孔21a、21b和压力取出部25a、25b检测向检测孔20a、20b流入的工作油的压力。在压力传感器5a、5b连接有控制部22。由压力传感器5a、5b检测到的压力作为信号向该控制部22输出。

控制部22与各压力传感器5a、5b连接,并且也与液压泵110连接。控制部22基于从压力传感器5a、5b输出来的信号取得缸体3的旋转信息。缸体3与未图示的轴一体地旋转,因此,缸体3的旋转信息也是未图示的轴的旋转信息。

控制部22基于所取得的缸体3的旋转信息进行液压泵110的驱动控制。随后论述由控制部22进行的针对缸体3的旋转信息的取得方法的详细情况。

液压泵110是所谓的斜板式可变容量型液压泵,用于喷出工作油。设置于液压泵110的斜板111的偏转角由控制部22控制,从而控制从液压泵110喷出的工作油的流量。这样的液压泵110的喷出端口112与液压马达1的后端法兰7的供排口8连接。由此,向液压马达1的供排口8供给从液压泵110喷出来的工作油。

<由控制部进行的针对缸体的旋转信息的取得方法>

接着,说明由控制部22进行的缸体3的旋转信息的取得方法。

在后端法兰7形成的两个延长孔21a、21b与阀板4的各检测孔20a、20b连通。也就是说,与下止点检测孔20a连通的下止点延长孔21a的工作油的压力与下止点检测孔20a的工作油的压力相等。另外,与上止点检测孔20b连通的上止点延长孔21b的工作油的压力与上止点检测孔20b的工作油的压力相等。在以下的说明中,将下止点压力传感器5a所检测的工作油的压力波形称为A相的压力波形。另外,将上止点压力传感器5b所检测的工作油的压力波形称为B相的压力波形。

图4是将A相的压力波形和B相的压力波形简化而得到的图表。

由于缸体3旋转,缸体3的缸端口10位于阀板4的各检测孔20a、20b上的情况和缸体3的缸端口10不位于阀板4的各检测孔20a、20b上的情况反复发生。因此,如图4所示,A相的压力波形和B相的压力波大概形成为矩形波(脉冲波形)。也就是说,各相的压力波形在相对应的检测孔20a、20b与缸端口10连通之际、缸室9的工作油流入而变高(上升)。即使是在活塞11的下止点位置,缸端口10内的工作油也不会完全排光,因此,在下止点检测孔20a与缸端口10连通之际,下止点检测孔20a的压力变高。

另一方面,各相的压力波形在相对应的检测孔20a、20b相对于缸端口10被切断之际降低(下降)。在图4中,各相的压力波形以完整的矩形波表示,但实际上,各检测孔20a、20b和缸端口10随着缸体3的旋转而逐渐连通,因此,各相的压力波形的上升和下降实际上会变得稍微平滑(稍微不稳定的上升、下降)。

下止点检测孔20a与上止点检测孔20b隔着旋转轴线C相对配置。换言之,下止点检测孔20a与上止点检测孔20b隔开以机械角计为180°间隔的方式配置。另外,缸室9(活塞11)的个数是奇数。因此,A相的压力波形的相位与B相的压力波形的相位偏离90°。因此,在控制部22,根据A相的压力波形与B相的压力波形之间的相位差取得缸体3的旋转方向作为缸体3的旋转信息。也就是说,控制部22检测A相的压力波形中的脉冲的上升和B相的压力波形中的脉冲的上升的顺序(顺序检测工序)。基于该脉冲的上升顺序确定缸体3的旋转方向(旋转方向确定工序)。或者,控制部22检测A相的压力波形中的脉冲的下降和B相的压力波形中的脉冲的下降的顺序(顺序检测工序)。基于该脉冲的下降顺序确定缸体3的旋转方向(旋转方向确定工序)。

另外,控制部22具有算出缸体3的转速的算出部23、和存储部24。算出部23具有:计数算出部23a,其对各相的压力波形的脉冲进行计数,并作为计数值输出;计时器23b,其计量对脉冲进行了计数的时间;以及重置部23c,其重置由计数算出部23a进行计数的计数值(均参照图2)。

算出部23利用计数算出部23a和计时器23b求出A相的压力波形或B相的压力波形的频率(频率算出工序)。算出部23对求出来的频率进行FV转换而生成电压值。在存储部24预先存储有校正系数。算出部23将进行FV转换而生成的电压值乘以校正系数来算出缸体3的转速(旋转速度)(转速算出工序)。

另外,算出部23在缸体3的旋转方向之外还算出由计数算出部23a进行计数的计数值(计数工序)。而且,算出部23基于缸体3的各旋转方向的计数值算出缸体3的旋转角(旋转角算出工序)。通过累积旋转角,能够算出在一定的时间形成的旋转角、和多次算出旋转角的情况下的累积旋转角。在该情况下,为了抑制累积误差,在达到一定的旋转角时,利用重置部23c重置计数算出部23a的计数值,累积旋转角被重置。

另外,计时器23b例如仅计量预先设定的时间。在该情况下,分割成多次地算出旋转角,因此,存在与实际的转速变化产生差异的可能性。因此,在达到一定的旋转角时,利用重置部23c重置计数算出部23a的计数值,累积旋转角被重置。具体的重置的时刻例如是以下的时刻。

图5是从上方观察施工机械100而得到的概略构成图。

如图5所示,在施工机械100,设置于回转体101侧的回转体侧重置位置101a和设置于行驶体102侧的行驶体侧重置位置102a各设有一个。由于回转体101相对于行驶体102回转,因此,行驶体侧重置位置102a固定,回转体侧重置位置101a随着回转体101的回转而旋转。

基于这样的结构,在回转体侧重置位置101a位于行驶体侧重置位置102a之际,利用重置部23c重置计数值。

如此,在上述的第1实施方式中,在阀板4的一对切换台肩18a、18b形成有在阀板4的厚度方向上贯通的两个检测孔20a、20b。另外,在后端法兰7形成有经由压力取出部25a、25b与检测孔20a、20b连通的两个延长孔21a、21b。在后端法兰7的外侧面7a设置有检测流入到各延长孔21a、21b的工作油的压力的压力传感器5a、5b。换言之,在壳体2中的各延长孔21a、21b的与各检测孔20a、20b相反的一侧设置有各压力传感器5a、5b。通过使缸体3的缸端口10反复相对于检测孔20a、20b和延长孔21a、21b连通或阻断,工作油的压力成为矩形波(脉冲波形)并利用各压力传感器5a、5b检测。因此,控制部22能够容易地取得缸体3(未图示的轴)的旋转方向、转速、旋转角等旋转信息。另外,无需外置的旋转检测设备等,因此能够简化液压马达1的构造。另外,能够使液压马达1整体上廉价。

而且,通过在后端法兰7形成延长孔21a、21b,能够将压力传感器5a、5b设置于后端法兰7。换言之,能够提高用于检测检测孔20a、20b的工作油的压力的压力传感器5a、5b的布局自由度。另外,能够将压力传感器5a、5b容易地固定于壳体2。

另外,各延长孔21a、21b以在后端法兰7的厚度方向上贯通的方式沿着旋转轴线C方向形成于一直线上。因此,能够抑制向各延长孔21a、21b流入的工作油的压力损失。因而,即使是在形成有延长孔21a、21b的情况下,也能够取得缸体3的高精度的旋转信息。

而且,通过在后端法兰7形成各延长孔21a、21b,能够将形成有供排口8的后端法兰7设为配置压力传感器5a、5b的部位。就壳体2整体而言,后端法兰7上易于确保压力传感器5a、5b的配置空间。因此,能够将压力传感器5a、5b容易地固定于壳体2上。

两个检测孔20a、20b形成于阀板4的、活塞11的上止点位置和下止点位置。因此,能够利用压力传感器5a、5b检测高压的压力波形(下止点位置处的工作油的压力波形)与低压的压力波形(上止点位置处的工作油的压力波形)之间的平衡良好的工作油的压力波形。因此,能够取得液压马达1的高精度的旋转信息。

另外,能够利用两个检测孔20a、20b取得相位不同的两个压力波形(A相的压力波形、B相的压力波形)。通过利用这些具有相位差的两个压力波形,能够容易地取得缸体3的旋转方向等旋转信息。

特别是包括上述的实施方式在内,一般的缸室9(活塞11)的个数是奇数,因此,A相的压力波形的相位和B相的压力波形的相位正好偏离90°。因此,不管缸体3的旋转方向如何,都能够在相同的时刻检测各压力传感器5a、5b的输出信号,而取得缸体3的旋转信息。

在取得旋转信息时,控制部22具有算出缸体3的转速的算出部23、和存储部24。因此,能够容易地取得缸体3的转速。算出部23能够基于A相的压力波形和B相的压力波形容易地算出缸体3的旋转方向。

更具体而言,控制部22检测A相的压力波形中的脉冲的上升和B相的压力波形中的脉冲的上升的顺序(顺序检测工序)。基于该脉冲的上升顺序确定缸体3的旋转方向(旋转方向确定工序)。或者,控制部22检测A相的压力波形中的脉冲的下降和B相的压力波形中的脉冲的下降的顺序(顺序检测工序)。基于该脉冲的下降顺序确定缸体3的旋转方向(旋转方向确定工序)。因此,能够利用A相的压力波形和B相的压力波形容易地算出缸体3的旋转方向。

另外,算出部23具有对各相的压力波形的脉冲进行计数并作为计数值输出的计数算出部23a。因此,能够基于由计数算出部23a进行计数的计数值容易地算出缸体3的旋转角。

而且,算出部23具有计量对脉冲进行了计数的时间的计时器23b和重置由计数算出部23a进行计数的计数值的重置部23c。并且,算出部23利用计数算出部23a和计时器23b求出A相的压力波形或B相的压力波形的频率(频率算出工序)。算出部23对求出来的频率进行FV转换而生成电压值。基于该电压值算出缸体3的转速(旋转速度)(转速算出工序)。因此,能够容易地算出缸体3的转速。

另外,能够利用重置部23c减少算出缸体3的旋转角之际的累积误差。

[第2实施方式]

接着,基于图6对本发明的第2实施方式进行说明。对与第1实施方式同样的形态标注相同的附图标记而省略说明。

图6是第2实施方式中的液压马达201中的、与阀板204的下止点检测孔20a相对应的部位的放大剖视图。

在第2实施方式中,在阀板204形成有两个检测孔20a、20b等结构与前述的第1实施方式的结构同样。由于阀板204的与各检测孔20a、20b相对应的部位的结构相同,因此,在图5中,仅示出阀板204的与下止点检测孔20a相对应的部位,而省略上止点检测孔20b的图示。另外,在以下的说明中,仅对下止点检测孔20a进行说明,但上止点检测孔20b也具备同样的结构。

<活塞收纳凹部和封堵活塞>

如图6所示,在阀板204的第2面(权利要求中的一表面的一个例子)204b侧,在与下止点检测孔20a相对应的位置形成有活塞收纳凹部31。在该活塞收纳凹部31收纳有封堵活塞32。这些点是与前述的第1实施方式不同的点。

活塞收纳凹部31从旋转轴线C方向看来形成为圆形状。下止点检测孔20a与活塞收纳凹部31的径向中央连通。

封堵活塞32形成为圆板状。封堵活塞32的厚度是比活塞收纳凹部31的深度稍薄的程度。封堵活塞32的外径是比活塞收纳凹部31的内径稍小的程度。

在封堵活塞32的径向中央,以在封堵活塞32的厚度方向上贯通的方式形成有活塞孔33。阀板204的下止点检测孔20a与后端法兰7的下止点延长孔21a借助活塞孔33连通。在阀板204形成的下止点检测孔20a的靠活塞收纳凹部31侧的开口作为将向下止点检测孔20a流入的工作油的压力在活塞孔33侧取出的压力取出部25a发挥功能。

另外,在封堵活塞32的靠活塞收纳凹部31的底面31a的外周面设置有O形密封圈(权利要求中的密封部的一个例子)34。利用O形密封圈34确保了活塞收纳凹部31的内周面与封堵活塞32的外周面之间的密封性。

<封堵活塞的作用>

接着,对封堵活塞32的作用进行说明。

若工作油流入阀板204的下止点检测孔20a,则工作油流入活塞收纳凹部31。于是,在活塞收纳凹部31的底面31a与封堵活塞32之间形成油膜,由于该油膜的静压,封堵活塞32被向后端法兰7侧推压。由此,封堵活塞32与后端法兰7之间的密封性提高。

另外,工作油流入封堵活塞32的活塞孔33内,进一步,工作油向后端法兰7的下止点延长孔21a流入。此时,由于确保了封堵活塞32与后端法兰7之间的密封性,因此,抑制工作油从封堵活塞32与后端法兰7之间漏出。另外,由于在封堵活塞32的外周面设置有O形密封圈34,因此,抑制工作油从活塞收纳凹部31的内周面与封堵活塞32的外周面之间漏出。

因而,根据上述的第2实施方式,起到与前述的第1实施方式的效果同样的效果。此外,由于在阀板204形成有活塞收纳凹部31,在该活塞收纳凹部31设置有封堵活塞32,因此,能够抑制工作油从后端法兰7与阀板204之间漏出。因此,能够利用下止点压力传感器5a精度更好地检测下止点检测孔20a内的工作油的压力。通过在封堵活塞32的外周面设置有O形密封圈34,能够利用下止点压力传感器5a精度更好地检测下止点检测孔20a内的工作油的压力。

本发明并不限于上述的实施方式,而是包括在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的实施方式施加了各种变更而成的实施方式。

例如,在上述的实施方式中,对在阀板4、204的、活塞11的下止点位置和上止点位置形成有检测孔20a、20b的情况进行了说明。然而,并不限于此,在阀板4、204的供排端口15之间、也就是在下止点切换台肩18a和上止点切换台肩18b中的任意部位形成有检测孔20a、20b即可。此时,A相的压力波形与B相的压力波形之间的相位差并不限于90°,是10°~170°之间、或190°~350°之间的任意的值即可。通过如此构成,能够防止各相的压力波形中的上升时的不稳定的波形、下降时的不稳定的波形重叠而难以获得准确的缸体3的旋转信息的情况。期望的是,A相的压力波形与B相的压力波形之间的相位差是90°或270°为佳。即使是270°,也会起到与上述的第1实施方式的效果同样的效果。

在上述的实施方式中,对在阀板4、204形成有两个检测孔20a、20b的情况进行了说明。然而并不限于此,形成有至少1个检测孔即可。只要形成有1个检测孔,就能够利用控制部22取得作为缸体3的旋转信息的转速、旋转角。

在上述的实施方式中,对在后端法兰7形成有延长孔21a、21b并利用各压力传感器5a、5b检测向这些延长孔21a、21b流入的工作油的压力的情况进行了说明。然而并不限于此,也可以不形成延长孔21a、21b。也可以是,构成为利用各压力传感器5a、5b检测向各检测孔20a、20b流入的工作油的压力。

另外,液压马达1、201具有取出向各检测孔20a、20b流入的工作油的压力的压力取出部25a、25b即可。利用各压力传感器5a、5b等检测由该压力取出部25a、25b取出来的工作油的压力即可。

在上述的实施方式中,对各延长孔21a、21b以在后端法兰7的厚度方向上贯通的方式沿着旋转轴线C方向形成于一直线上的情况进行了说明。然而并不限于此,也能够根据各压力传感器5a、5b的布局变更各延长孔21a、21b的形状。

在上述的实施方式中,对在阀板4、204形成有两个供排端口15的情况进行了说明。然而并不限于此,供排端口15的个数也可以是3个以上这样的多个。在多个供排端口15中的、绕旋转轴线C相邻的供排端口15之间形成有检测孔20a、20b即可。

在上述的实施方式中,对由工作油驱动的液压马达1、201进行了说明。然而并不限于此,能够将上述的结构采用于由各种各样的流体驱动的流体机械。

在上述的实施方式中,作为缸体3的转速的算出方法,说明了算出部23利用计数算出部23a和计时器23b求出A相的压力波形或B相的压力波形的频率并对该频率进行FV转换而生成电压值的情况。另外,说明了在存储部24预先存储有校正系数,算出部23将进行FV转换而生成的电压值乘以校正系数来算出缸体3的转速的情况。然而并不限于此,也可以是,利用计时器23b计量由计数算出部23a对脉冲进行了计数(计数工序)的时间,从而根据这些脉冲和时间算出缸体3的转速(转速算出工序)。另外,也可以利用计数算出部23a达到一定的计数值为止的时间算出缸体3的转速(转速算出工序)。

在上述的实施方式中,对在行驶体102设定有1个行驶体侧重置位置102a的情况进行了说明。然而并不限于此,也可以设定两个以上行驶体侧重置位置102a。例如,在设定有多个行驶体侧重置位置102a的情况下,每隔以机械角计为90°地配置行驶体侧重置位置102a,从而能够利用重置部23c进一步减少算出缸体3的旋转角之际的累积误差。

本说明书所公开的实施方式中的、由多个物体构成的构件既可以使该多个物体一体化,相反也能够将由一个物体构成的构件分成多个物体。不管是否一体化,构成为能够达成发明的目的即可。

产业上的可利用性

上述的流体机械、旋转信息算出方法以及施工机械能够以简单的构造取得缸体的旋转信息。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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