JPH07217545A - ピストン型液圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動液中に混入した異物の影響を受けにくく
し、耐摩耗性，耐焼付き性を向上させる。 【構成】 回転中心軸Ａの回りに回転するシリンダブロ
ック１０の中心から同一ピッチ円上に複数のシリンダボ
ア１１を設け、これらのシリンダボア１１にそれぞれ摺
動自在に装着したピストン１２の一端を、シュー３１を
介して斜板３０に摺接させることにより、ピストン１２
を往復運動させるピストンポンプにおいて、シリンダボ
ア１１の開放端側の内周面１１ａとピストン１２の先端
側の外周面１２ｂに摺接するシリンダボア１１の内周面
１１ｂとの間に、摺動間隙を拡大させる逃げ溝１１ｃを
形成し、作動液中の異物が逃げ溝１１ｃを通って排出さ
れやすくすると共に、摺動面の潤滑性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダブロックの
回転に伴いピストンを往復運動させて流体の吸入及び吐
出を行う斜板式ピストンポンプや、流体圧によってピス
トンを往復運動させ、このピストンの往復運動をシリン
ダブロックの回転に変換する斜板式ピストンモータ等の
斜板式のピストン型液圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から産業機械や車両の動力伝達機構
として用いられるこの種のピストン型液圧装置として、
斜板式のピストンポンプやピストンモータ等が知られて
いる。図５は一般に用いられている斜板式ピストンポン
プの一例を示す縦断面図、図６はその要部を一部破断し
て示す斜視図であり、装置本体１の内部に回転自在に組
み込まれたシリンダブロック１０の中心から同一ピッチ
円上に、その主軸である回転中心軸Ａと平行に複数のシ
リンダボア１１が設けてあり、回転中心軸Ａと同軸上に
設けた回転伝達軸２０の回転に同動するシリンダブロッ
ク１０の回転に伴い、上記シリンダボア１１内でそれぞ
れのピストン１２が往復運動して流体を吸入及び吐出す
る構造となっている。

【０００３】このような斜板式のピストンポンプでは、
各ピストン１２の一方の端部が斜板３０に摺接しながら
公転することによってピストン１２の往復運動を行わせ
ているが、この時、その吐出工程ではピストン１２が吐
出圧力によって斜板３０に押圧され、吸入工程では、斜
板３０と摺接するシュープレート３２がピストン１２の
一端球状部１２ａに装着されたピストンシュー３１を引
張って斜板３０の面に沿わせている。

【０００４】そして、各ピストン１２は公転中の半回転
間は吸い込み方向に、残りの半回転は吐出方向にストロ
ーク運動することになるので、装置本体１のシリンダブ
ロック１０に摺接する端面に、シリンダブロック１０の
シリンダボア１１に対応したピッチ円上に流体供給用と
流体排出用のキドニーポート４１，４２を有する弁板４
０を固設し、その一方の面４０ａを上記シリンダブロッ
ク１０の端面１０ａに摺接させることにより、連続的な
ポンプ作用を得ることができる。

【０００５】なお、ピストンモータの構造はピストンポ
ンプとほぼ同様であって作動原理が逆となる。すなわ
ち、シリンダブロックのシリンダボア内に供給した作動
流体の圧力によってピストンを往復運動させ、このピス
トンの運動をシリンダブロックの回転に変換するもので
ある。

【０００６】ところが、このようなピストン型液圧装置
では、ピストンにその摺動方向と直交するラジアル方向
の外力が作用して、常にピストンが斜めの状態でシリン
ダボア内を摺動している。図７は、前述の斜板式ピスト
ンポンプ（図５）のピストン１２に作用する外力を示す
説明図であり、ピストン１２は斜板３０からその板面に
垂直な反力Ｆ１とそれに対抗する油圧力Ｆ２を受けてい
る。

【０００７】この反力Ｆ１の方向はシリンダボア１１の
軸線方向と斜交しているので、ピストン１２の一端に上
記軸線方向に直交する方向の分力Ｆ３が生じる。これに
よりピストン１２がシリンダボア１１内で左旋方向に傾
いて片当り状態となり、ピストン１２はシリンダブロッ
ク１０から反力Ｆ４，Ｆ５を受け、ピストン１２の先端
及びシリンダボア１１の開放端部に特に大きな荷重が作
用する。

【０００８】そのため、一般に斜板式ピストンポンプで
は、ピストン１２のシリンダボア１１への挿入長を大き
くすることにより、ピストン１２の傾斜を緩やかにして
分力Ｆ２を可能な限り小さくする方法がとられている。
ところが、ピストン１２の挿入長を大きくすると、シリ
ンダボア１１との摺接面の長さが長くなって、両者の摺
動間隙へ作動液が導入されにくくなり油膜の形成が妨げ
られ、特に内圧が低い状態で焼付きを生ずるおそれがあ
る。上記の問題点を解決するため、従来の斜板式ピスト
ンポンプでは、ピストン１２とシリンダボア１１との摺
動間隙を大きくして両者の摺接面の潤滑状態を向上させ
るようにしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の斜板式のピストンポンプにあっては、ピスト
ン１２とシリンダボア１１との摺動間隙を大きくして焼
付きを防止していたので、図７に示すように両者の摺動
間隙に作動液中の異物Ｄが侵入しやすくなり、異物の噛
込みによる摩耗や焼付きが生じやすく、作動液中の異物
の混入に対してきわめて敏感になるという問題点があっ
た。

【００１０】この点を解決するため、従来はピストン１
２に窒化や浸炭，焼入れ等の処理を施して表面硬度を上
げると共に、シリンダブロック１０を耐焼付き性の高い
砲金系の材質としたり、シリンダボア１１に砲金系のブ
ッシュを挿入したりして生産コストが高騰する結果とな
っていた。同時に、使用圧力を低くしたり、作動液中の
異物の混入度合の管理を厳しくしたりする等、使用条件
が大幅に制限される不都合も伴っていた。この発明は上
記の点に鑑みてなされたものであり、作動液中の異物の
影響を受けにくくし、耐摩耗性や耐焼付き性を向上させ
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、主軸の回転に同動して回転するシリンダ
ブロックと、このシリンダブロックの中心から同一ピッ
チ円上に主軸と平行に設けられた複数のシリンダボア
と、これらのシリンダボアへそれぞれ摺動自在に挿入さ
れたピストンと、これらのピストンの一端に摺接し上記
シリンダブロックの回転に伴って上記ピストンを上記シ
リンダボア内で往復運動させる斜板と、上記シリンダブ
ロックの一端面に摺接し上記シリンダボアへの流体の供
給孔及び排出孔を有する弁板とを備えたピストン型液圧
装置において、上記シリンダボアの開放端側の内周面と
上記ピストンの先端側の外周面に摺接する上記シリンダ
ボアの内周面との間に、上記ピストンの外周面との摺動
間隙を拡大するための逃げ溝を形成したピストン型液圧
装置を提供するものである。

【００１２】また、上記と同様のピストン型液圧装置に
おいて、上記ピストンの先端側の外周面と上記シリンダ
ボアの開放端側の内周面に摺接する上記ピストンの外周
面との間に、上記シリンダボアの内周面との摺動間隙を
拡大するための逃げ溝を形成したピストン型液圧装置も
提供する。

【００１３】

【作用】この発明によるピストン型液圧装置は上記のよ
うに構成することにより、低圧時でピストンとシリンダ
ボアとの摺動間隙に導入されるシリンダボア内の作動液
量が少なくなった場合でも、上記摺動間隙がシリンダボ
アの内周面又はピストンの外周面に形成した逃げ溝内に
貯留された作動液により潤滑され、耐摩耗性や耐焼付き
性が大幅に向上する。

【００１４】また、潤滑性が向上することにより、ピス
トンとシリンダボアとの摺動間隙を小さくすることが可
能になり、作動液中に混入した大きな異物の侵入が防止
されると共に、小さな異物が摺動間隙内に侵入した場合
にも、その異物は逃げ溝を通って速かに排出されるの
で、異物噛込みの可能性が著しく低くなり、耐摩耗性や
耐焼付き性が改善される。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明するが、図５に対応する部分には同一の符号
を付して示し、その詳細な説明は省略する。図１は、こ
の発明の第１実施例におけるピストンとシリンダボアと
の関係を示す一部縦断面図であり、その他の部分の構成
は図５に示したものと同様である。

【００１６】この第１実施例は、斜板式ピストンポンプ
の主軸である回転中心軸Ａの回りを回動するシリンダブ
ロック１０に設けたシリンダボア１１の開放端側（図で
右端側）の内周面１１ａ及びピストン１２の先端側の外
周面１２ｂが摺接するシリンダボア１１の内周面１１ｂ
（内周面１１ａと同径）の間に、これらの内周面１１
ａ，１１ｂより大径でピストン１２の外周面との摺動間
隙を拡大するための逃げ溝１１ｃを形成したものであ
る。

【００１７】また、以下の構成は図５と同様であるが、
ピストン１２は斜板３０側の一端に形成した球状部１２
ａにシュー３１を全方向回転自在に装着し、このシュー
３１の摺接面３１ａを斜板３０の摺接面３０ａに圧接さ
せ、この状態で回転伝達軸２０（図５）によりシリンダ
ブロック１０を回転中心軸Ａの回りに回転させるように
する。

【００１８】この第１実施例は上記のような構成からな
るので、シリンダブロック１０が回転中心軸Ａの回りに
回転してピストン１２が吐出工程で左方に移動すると、
図２に示すように、シリンダボア１１の内部の作動液中
に混入されて摺動間隙内に侵入した比較的小形の異物Ｄ
１は、作動液の流動により逃げ溝１１ｃを通って排出さ
れる。また、吐出工程でシリンダボア１１の外部から摺
動間隙に侵入した小形の異物は逃げ溝１１ｃを通ってシ
リンダボア１１内に導かれ、次の吐出工程で通路１０ｂ
あるいは入ってきた摺動間隙から外部に排出される。さ
らに、大形の異物Ｄ２はピストン１２とシリンダボア１
１との摺動間隙に侵入するおそれはなく、通路１０ｂを
通って排出されて異物噛込みの可能性は大幅に低下し、
低圧時で摺動間隙にシリンダボア１１内の作動液が導入
されにくい状態でも逃げ溝１１ｃ内の作動液により潤滑
が良好になり、耐摩耗性や耐焼付き性が向上する。

【００１９】次に、図３はこの発明の第２実施例のピス
トンとシリンダボアとの関係を示す一部縦断面図であ
る。この第２実施例では、シリンダボア１１がピストン
１２の先端部１２ｂに摺接する側の内壁面１１ｂを除い
たシリンダボア１１の開放端側の内壁面に、これより大
径でピストン１２との摺動間隙を拡大させる中径部１１
ｃとそれより大径の大径部１１ｄとを形成し、この大径
部１１ｄに、内周面１１ｂの内径と同径の内周面１３ａ
を有するブッシュ１３を圧入して大径部１１ｃを逃げ溝
に充当させるようにした。

【００２０】上記の第２実施例によれば、第１実施例の
効果に加えて、シリンダボア１１の加工が一層容易にな
ると共に、ブッシュ１３の材質をシリンダブロック１０
の材質に関係なく硬度の高いものとすることができ、内
周面１１ｂに比して摺動面積の小さいシリンダボア開放
端側内周面１３ａの耐摩耗性を向上させることが可能に
なる。

【００２１】さらに、図４はこの発明の第３実施例のピ
ストンとシリンダボアとの関係を示す一部縦断面図であ
る。この第３実施例は、ピストン１２の先端側がシリン
ダボア１１の内周面１１ｂに摺接する側のピストン外周
面１２ｃと、ピストン１２の基部側がシリンダボア１１
の開放端側の内周面１１ａ（内周面１１ｂと同じ）に摺
接する側のピストン外周面１２ｄとの中間のピストン外
周面に、シリンダボア１１との摺動間隙を拡大するため
の逃げ溝１２ｅを形成したものである。

【００２２】この第３実施例でも、上記第１実施例と同
様の効果を得ることができ、さらにピストン１２の外周
面に形成する逃げ溝１２ｅはピストン１２の外周面１２
ｃ，１２ｄの外径加工と同一の工程で加工することがで
きるので、逃げ溝１２ｅの加工に余分のコストがかかる
ことはなく、安価に供給することができる。

【００２３】なお、上記の各実施例においては、この発
明を斜板式ピストンポンプに実施した場合について説明
したが、この発明はそれに限られるものではなく、これ
とほぼ同様の構成からなる斜板式ピストンモータにも何
等支障なく実施することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によるピス
トン型液圧装置は、シリンダボアの内周面の一部に逃げ
溝を形成したので、低圧時でピストンとの摺動間隙にシ
リンダボア内の作動液が導入されにくくなっても、逃げ
溝内に貯留された作動液により上記摺動間隙が充分に潤
滑され、耐摩耗性や耐焼付き性を大幅に向上させること
ができる。

【００２５】そして、潤滑性が向上することにより、ピ
ストンとシリンダボアとの摺動間隙を小さくすることが
可能になって、作動液中に混入した大きな異物の侵入が
防止され、同時に小さな異物が摺動間隙内に侵入しても
シリンダボアに形成した逃げ溝を通って速かに排出され
るので、作動液中の異物の影響を受けにくくなり、高圧
での使用も可能になる。

【００２６】また、ピストンの外周面に逃げ溝を形成し
たものは、上記と同様の効果を得ることができると共
に、ピストンの外周面に形成する逃げ溝はピストンの外
径加工時に同一工程で加工することができるので、逃げ
溝加工に余分のコストがかかることはなく、安価に供給
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例におけるピストンとシリ
ンダボアとの関係を示す一部縦断面図である。

【図２】同じくその作動説明図である。

【図３】この発明の第２実施例におけるピストンとシリ
ンダボアとの関係を示す一部縦断面図である。

【図４】この発明の第３実施例におけるピストンとシリ
ンダボアとの関係を示す一部縦断面図である。

【図５】従来の斜板式ピストンポンプの縦断面図であ
る。

【図６】同じくその要部を一部破断して示す斜視図であ
る。

【図７】同じくそのピストンに作用する力を示す説明図
である。

【符号の説明】

１：装置本体 １０：シリンダブロック １１：シリンダボア １１ｃ：逃げ溝 １２：ピストン １２ｅ：逃げ溝 ２０：回転伝達軸 ３０：斜板 Ａ：回転中心軸（主軸）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸の回転に同動して回転するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの中心から同一ピッチ
   円上に主軸と平行に設けられた複数のシリンダボアと、
   これらのシリンダボアへそれぞれ摺動自在に挿入された
   ピストンと、これらのピストンの一端に摺接し前記シリ
   ンダブロックの回転に伴って前記ピストンを前記シリン
   ダボア内で往復運動させる斜板と、前記シリンダブロッ
   クの一端面に摺接し前記シリンダボアへの流体の供給孔
   及び排出孔を有する弁板とを備えたピストン型液圧装置
   において、 前記シリンダボアの開放端側の内周面と前記ピストンの
   先端側の外周面に摺接する前記シリンダボアの内周面と
   の間に、前記ピストンの外周面との摺動間隙を拡大する
   ための逃げ溝を形成したことを特徴とするピストン型液
   圧装置。
2. 【請求項２】 主軸の回転に同動して回転するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの中心から同一ピッチ
   円上に主軸と平行に設けられた複数のシリンダボアと、
   これらのシリンダボアへそれぞれ摺動自在に挿入された
   ピストンと、これらのピストンの一端に摺接し前記シリ
   ンダブロックの回転に伴って前記ピストンを前記シリン
   ダボア内で往復運動させる斜板と、前記シリンダブロッ
   クの一端面に摺接し前記シリンダボアへの流体の供給孔
   及び排出孔を有する弁板とを備えたピストン型液圧装置
   において、 前記ピストンの先端側の外周面と前記シリンダボアの開
   放端側の内周面に摺接する前記ピストンの外周面との間
   に、前記シリンダボアの内周面との摺動間隙を拡大する
   ための逃げ溝を形成したことを特徴とするピストン型液
   圧装置。