JPH03164576A

JPH03164576A - ピストン装置のピストン機構

Info

Publication number: JPH03164576A
Application number: JP1289829A
Authority: JP
Inventors: Loebel Josef; ヨゼフ　レーベル
Original assignee: Von Roll Hydraulik AG
Current assignee: Rexroth Antriebshydraulik AG
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1991-07-16
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JP2976228B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、１つのシリンダーに案内される少なくとも１
つのピストンを備えたピストン装置、特に流体圧ポンプ
もしくは流体圧モータのピストン機構に関する。上記ピ
ストン機構に於ては、ピストンの一端に圧力媒体が作用
し、ピストンの他端に滑りシューが球面ジヨイントを介
し協働可能に備えられ、且つピストンの他端は滑りシュ
ーを介して支持面に支持され、ピストン及び滑りシュー
は、縦穴と、両端にそれぞれジヨイントヘッドを有する
連結部材とによって相互に連結保持され、上記ヘッドの
それぞれは、ピストンと滑りシューの内部に位置する２
組の連結用球面ジヨイントの一部を構成している。

従来技術とその問題点このようなピストン装置のピストン機構としては、既に
種々の構造のものが知られている。公知のある種の構造
のもの（例えば米国特許第４４５４８０２号明細書参照
）では、シリンダー内で案内されるピストンが、滑りシ
ュー上の球面ジヨイントに前面に於て支持されている。

一方滑りシューは、支持面上に相互に移動可能に支持さ
れている。ピストンと滑りシューは、連結部材によって
連結され、連結部材は、その両端に、反対方向を向いた
球面状ヘッドを具備し、これらヘッドの球面が、ピスト
ン及び滑りシューに備えられた凹形球面と協働し、その
結果ピストンと滑りシューは、互いに保持される。この
ようなピストン装置に於ては、作動中に滑りシューとピ
ストンとの間、従ってその球面ジヨイントの部分で相対
的な移動が起るので、連結部材はこのような移動を可能
にすることが必要である。公知の構造に於ては、このよ
うな移動は可能であるが、相反する方向の球面状ヘッド
は、連結部材のジヨイント面にクランピング効果や遊び
を生じさせ、更には滑り面に損傷を与える。

ピストン機構の他の公知の構造のもの（例えば英国特許
第１３５７９９５号明細書参照）では、ピストン−滑り
シュー構造を有し、これは先に述べた構造のものと異な
り、ピストンの前面に凸球面が備えられ、滑りシューは
凹ジヨイント面を持っている。連結部材は一端にだけ球
状ジヨイント面を有し、他端は滑りシューに固定されて
いる。

この形態の欠点は、滑りシューと連結部材との間に固定
された連結部が存在するということである。

その結果ジヨイント面に付加されたストレス及び／又は
クランピング効果が生じ、ジヨイント面が損傷を受ける
ことになる。

発明の概要本発明もまたピストン機構に関し、ピストンと滑りシュ
ーは、連結部材によって連結され、球面ジヨイントによ
って作動する。

本発明の課題は、このような形態のピストン機構を発展
させ、ピストンと滑りシューとの間の相対的な移動を、
クランピングや遊びを全く生じさせることなしに、行な
うことを可能にすることである。

本発明によれば、上記の課題は、ピストン内の球面ジヨ
イントと、滑りシュー内の球面ジヨイントとが、同方向
に湾曲し曲率半径の中心を共通する球面を備えているこ
とによって解決される。更に好ましくは、ピストンの他
端と滑りシュー間の球面ジヨイントの曲率半径の中心が
、連結部材の両端の２つの球面ジヨイントの曲率半径の
中心と共通していることである。この好ましい形態に於
ては、ピストン、滑りシュー及び連結部材との間に、同
じ中心を持つ３つの曲率半径の球面が存在する。

本発明を以下の実施例と添附図面とにより、詳細に説明
する。

第１図に於て、（１）はシリンダーの一部を示し、その
内部に於ては、ピストン（３）がシリンダ内径（２）に
案内されている。ピストン（３）はシリンダ（１）内で
図示されていない一端側に於て圧力媒体の作用を受け、
他端（４）の前面に、凹球面状の滑り面（５）を備え、
この滑り面（５）上に、凸球面（７）を有する滑りシュ
ー（６）が取付けられている。

滑りシュー（６）は空所（８）を有し、該空所（８）の
底面は、曲率半径（Ｒ＋）の凹球面（９）を形成し、凹
球面（９）の中心（１０）は空所（８）内に位置してい
る。曲率半径（Ｒ２）の滑りシュー（６）の凸球面（７
）も同じ中心（１０）を持っている。滑りシュー（６）
の壁部（１２）には、これら２つの球面（５）、（９）
の間に中空部がある。また上記壁部（１２）はフランジ
（１３）を形成し、該フランジ（１３）の端面（１４）
が滑り面を形成し、この滑り面に於て支持面（１５）上
に支持されている。滑りシュー（６）の端面（１４）と
支持面（１５）とは、相対的に移動が可能であり、ピス
トン装置の機能として、支持面（１５）の固定下に滑り
シュー（６）の端面（１４）が回転する場合と、これと
は逆に、上記端面（１４）の固定下に支持面（１５）が
回転する場合がある。シリンダ（１）が回転する場合、
アキシアルピストン装置が回転シリンダを備えている場
合のように、滑りシュー（６）の端面（１４）は固定さ
れた支持面（１５）上を移動する。しかし、アキシアル
ピストン装置が固定されたシリンダ（１）を備えている
場合、支持面（１５）が回転する。

滑りシュー（６）の壁部（１２）に通路（１７）が形成
され、この通路（１７）を通じ、連結部材（１８）が突
出している。連結部材（１８）は、１部（１９）と、両
端に位置するジヨイントヘッド（２０）、（２１）を備
えている。ヘッド（２０）は球面形で球面（１１）を有
している。

ヘッド（２０）は軸部（１９）に例えばねじ結合手段に
よって固着されている。

第２図に示されるように、連結部材（１８）は、異なっ
た形態をとることができる。第２図の上側部分によれば
、滑りシュー（６）内に位置するジヨイントヘッド（２
０）は軸部分（１９）と一体で従って一体物になってい
る。この場合、ピストン（３）内に位置するジヨイント
ヘッド（２１）は別個の部品として製作し、例えばねじ
連結部（２１’）によって、軸部分（１９）に連結する
必要がある。

第２図の下側部分から分かるように、連結部材（１８）
は３つの部品で構成されていてもよく、その２つのジヨ
イントヘッド（２０）、（２１）は、例えばねじ連結部
（２０’）、（２１’）で、軸部分（１９）に固定され
ている。

第２図の下側部分に示すように、ジヨイントヘッド（２
１）は２つの部品形態で構成されていてもよく、この場
合プレート（３２）が、ジヨイントヘッド（２１）のジ
ヨイントヘッド（２０）側の面に配置され、このプレー
）（３２）は凹球面（２３）を備えている。ジヨイント
ヘッド（２１）が外方への滑り動作を行えない場合、プ
レート（３２）は、特に好ましい滑り特性と高い耐摩耗
性を有する材料、例えば熱処理をした特に合金鋼、青銅
被覆鋼または全体が青銅で製造されたものが適当である
。ジヨイントヘッド（２１）とジヨイントヘッド（２０
）とがそれぞれ一体物として作製されている場合は、プ
レート（３２）になされたのと同じ配慮が、凹球面（２
３）と凸球面（１１）の構造になされる。

ヘッド（２１）は円筒型であって、中空ピストン（３）
の内部領域（２２）内に位置し、滑りシュー（６）側に
臨む側面に凹球面（２３）が形成されている。凹球面（
２３）は凸球面（２４）上に位置し、凸球面（２４）は
、ピストン（３）の内部領域（２２）の底部に位置して
いる。凸球面（２４）は第１図の下側部分に示すように
ピストン（３）の一体部分として作製してもよいし、或
は第１図の上側部分に示すように、下面が平面（２６）
の別部品（２５）として作製してもよく、この場合下面
（２６）は、ピストン（３）の内部領域（２２）内の平
坦底部（２７）上に位置している。球面（２３）、（２
４）の曲率半径（Ｒ３）は、球面（５）、（７）及び（
９）、（１１）の曲率半径（Ｒ１）及び（Ｒ２）と共通
の中心（１０）を持っている。

連結部材（１８）は、その全長にわたって縦穴（２８）
を備えている。ピストン（３）の内部領域（２２）内の
圧力媒体は上記縦穴（２８）を通って空所（８）に至り
、この空所（８）から、端面（１４）に圧力領域（２９
）を供給するのに利用することができる。軸部（１つ）
は横穴（３０）を備え、これは縦穴（２８）に接続され
、この横穴（３０）によって、圧力媒体を、滑りシュー
（６）の壁部（１２）の中の通路（１７）とピストン（
３）の底部に設けられた穴（３１）とに導入することが
できる。したがって、圧力媒体は３つの滑り面すなわち
球面（５）（７）、（９）（１１）及び（２３）（２４
）の各面からなる滑り面金部に作用する。これら３つの
滑り面の曲率半径の中心（１０）は同じなので、ピスト
ン（３）と滑りシュー（６）との間に移動があった場合
、上記３つの滑り面によって、連結部材（１８）は、ピ
ストン（３）と滑りシュー（６）とに対してクランピン
グなしの変位が可能になる。この信頼性によって滑り面
の損傷が回避される。

さきに連結部材（１８）についてなされたのと同じ材料
選択に関する配慮が、ピストン（３）、滑りシュー（６
）、別部品（２５）及び支持面（１５）について行われ
る。ここの滑り面に比較的高い表面圧力が生じる場合に
は、好ましい摩擦特性と耐摩耗性を有する材料の組合せ
を選ぶ必要がある。例えば、上記の滑り面の、一方の滑
り面を青銅とし、他方の滑り面を熱処理合金鋼とする組
合せが有利である。

【図面の簡単な説明】第１図は、ピストン装置、特に油圧ポンプ及び油圧モー
タに適用できる本発明ピストン機構の一例を示す縦断面
図、第２図は第１図に示す連結部材の変形例を示す縦断
面図である。図に於て、（１）はシリンダ、（２）はシリンダ内径、
（３）はピストン、（４）はピストンの他端、（５）は
球面、（６）は滑りシュー　（７）は球面、（８）は空
所、（９）は球面、（１０）は中心、（１１）は球面、
（１２）は壁部、（１３）はフランジ、（１４）はフラ
ンジ端面、（１７）は通路、（１８）は連結部材、（１
９）は軸部、（２０）、（２１）はジヨイントへ・ノド
、（２２）は内部流域、（２３）、（２４）は球面、（
２５）は別部品、（２６）は別部品の下面、（２７）は
平坦底部、（２８）は縦穴、（２９）は圧力領域、（３
０）は横穴、（３１）は穴である。（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１つのシリンダーに案内される少なくとも１つの
ピストンを備えたピストン装置、特に流体圧ポンプもし
くは流体圧モータのピストン機構であって、ピストンの
一端に圧力媒体が作用し、ピストンの他端に滑りシュー
が球面ジョイントを介して協働可能に備えられ、且つピ
ストンの他端は滑りシューを介して支持面に支持され、
ピストン及び滑りシューは、縦穴と、両端にそれぞれジ
ョイントヘッドを有する連結部材によって連結され、上
記ヘッドのそれぞれは、ピストン内及び滑りシュー内に
位置する球面ジョイントの一部を構成するピストン機構
に於て、ピストン内及び滑りシュー内の球面ジョイント
が、同方向に湾曲し、且つ曲率半径の中心を共通する球
面を備えていることを特徴とするピストン装置のピスト
ン機構。
（２）ピストンの他端と滑りシューとの間の球面ジョイ
ントが、連結部材の両端の球面ジョイントの曲率半径と
同じ中心の曲率半径を有していることを特徴とする請求
項１に記載のピストン機構。
（３）共通の中心が滑りシュー内に位置していることを
特徴とする請求項１または２に記載のピストン機構。
（４）ピストンと連結部材との間の球面ジョイントに位
置するピストン側の球面が、ピストンヘッドと一体であ
ることを特徴とする請求項３に記載のピストン機構。
（５）ピストンと連結部材との間の球面ジョイントの凸
球面が、ピストンの内部に位置する別個のプレートの一
部分であることを特徴とする請求項３に記載のピストン
機構。
（６）別個のプレートの下面が平面であり、その平面が
ピストン内部の平面に支持されていることを特徴とする
請求項５に記載のピストン機構。
（７）縦穴内に位置する連結部材の軸部に横穴が形成さ
れ、この横穴を通じ、ピストン内の圧力媒体が軸部を囲
む、ピストンと滑りシュー内の自由領域内に作用するこ
とを特徴とする請求項１に記載のピストン機構。