JPH09170567A - ピストン型液圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動油の漏れ出しを最小限に押さえつつ、シ
リンダブロックおよびピストンの摩耗や焼き付きを防止
し得るピストン型液圧装置を提供する。 【解決手段】 斜板式のピストン型液圧装置において、
シリンダボア１１の内周面１１ａ上に、シリンダブロッ
ク１０の中心軸Ａより最も離れた地点に位置し、かつ下
死点におけるピストン１２の基端部１２ｂとシリンダボ
ア１０の開口部１５の間に位置して、シリンダボア１１
より小径で、かつシリンダボア１１の中心軸Ｃから偏心
した偏心孔２の一部として形成された偏心溝１を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性や耐焼き
付け性を向上させた斜板式のピストン液圧装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より斜板式のピストン型液圧装置
は、ピストンポンプやピストンモータとして、産業機械
や車両の動力伝達機構として多く用いられている。

【０００３】このようなピストンポンプは具体的には図
３に示すようなもので、図示しない装置本体の内部に回
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
と同軸上に設けた図示しない駆動軸の回転に連動するシ
リンダブロック１０の回転に伴い、上記シリンダボア１
１内に基端部１２ｂから挿入された、それぞれのピスト
ン１２が往復運動して流体を吸入および吐出する構造と
なっている。

【０００４】このような斜板式のピストンポンプでは、
各ピストン１２がその先端部の球状形状部１２ａの装着
されたピストンシュー３１を介して斜板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。なお、斜板は図中矢印で表すように回動
して傾斜角が変更でき、ポンプの吐出量が調節し得るよ
うになっている。

【０００５】各ピストン１２は公転中に半回転間は吸い
込み方向に、残りの半回転間は吐出方向にストローク運
動することになるので、装置本体のシリンダブロック１
０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
用の図示しないキドニーポートを有する弁板４０を固設
し、その一方の面４０ａをシリンダブロック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。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になる。

【０００６】ところで、このようなピストン型液圧装置
では、図４に示すように、ピストン１２が流体の圧力に
よってシリンダボア１１外部に抜け出したときに、シリ
ンダボア１１内の流体の圧力Ｐがピストン１２に及ぼす
力Ｆ＝Ａ×Ｐは、斜板３０に垂直なシュー押力Ｆ_S＝Ｆ
／cosθとともに、ピストン１２と垂直方向のラジアル
分力Ｆ_R＝Ｆtanθを有している。なお、ここでピストン
断面積をＡ、斜板の傾斜角をθとした。

【０００７】したがって、シリンダブロック１０は、こ
のピストン１２に働くラジアル分力Ｆ_Rを、シリンダブ
ロック１０の開口部１５における最大荷重点１６からの
接触反力Ｒ₁と、ピストン１２の基端部１２ｂとシリン
ダブロック１０の接触点１７からの接触反力Ｒ₂で支え
ており、特に最大荷重点１６においては最大荷重Ｒ₁＝
Ｆ_R＋Ｒ₂が作用している。さらに、この最大荷重Ｒ₁は
ピストン１２がシリンダボア１１より抜け出すにつれて
大きくなり、ピストン１２が最も抜け出したときに最大
値となる。なお、シリンダブロック１０の最大荷重点１
６とは、シリンダボア１１の開口部１５において、シリ
ンダブロック１０の中心軸Ａから外周方向に最も離れた
場所である。

【０００８】このようにシリンダブロック１０とピスト
ン１２の間には垂直方向の分力Ｆ_Rが働くため、シリン
ダブロック１０とピストン１２との摺接面、特にシリン
ダブロック１０の開口部１５の最大荷重点１６付近で
は、焼き付き等の問題が生じやすかった。そこで、例え
ば特開平７−２１７５４５号公報や、特開平３−１８９
３７５号公報においては、シリンダボア１１の内周面１
１ａ上に逃げ溝５、６等を形成したピストン型液圧装置
が提案されている。

【０００９】このうち前者の逃げ溝５は、図５に示すよ
うに、シリンダボア１１の内周面１１ａ全周にわたって
シリンダボア１１の径より大きな径の同心溝として形成
されたものであり、この逃げ溝５に導入された流体によ
り、シリンダブロック１０とピストン１２の摺動面の潤
滑性を向上させるものである。

【００１０】また、後者の逃げ溝６は、図６に示すよう
に、シリンダブロック１０の中心軸Ａとシリンダボア１
１の中心軸が通る平面がシリンダボア１１と交差する位
置に、一端がシリンダボア１１前端からわずかにシリン
ダボア１１内に入った位置に、他端が下死点（ピストン
１２がシリンダボア１１より最も抜け出した配置）に配
置されたピストン１２の後端より奥の位置になるように
設けられ、この逃げ溝６に導入された流体により、ピス
トン１２の摺動を円滑にするものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
逃げ溝５はシリンダボア１１の内周面１１ａ全周にわた
って形成されているものであり、また、図６の逃げ溝６
は下死点におけるピストン１２の基端部１２ｂの位置よ
りも奥まで広がったものであるので、これらの溝には必
要以上に多くの作動油が導入されてしまい、いずれもシ
リンダボア１１の開口部１５におけるシール性に問題が
あった。

【００１２】また、図５の逃げ溝５はシリンダボア１１
の内周面１１ａ全周にわたって形成されたものであり、
また、図６の逃げ溝６は一定幅でシリンダボア１１の奥
まで形成されたものなので、シリンダボア１１内になさ
れるこれらの逃げ溝５、６の加工は、いずれも容易では
なく、製造の効率を低下させていた。

【００１３】本発明は、このような問題点に着目し、作
動油の漏れ出しを最小限に押さえつつ、シリンダブロッ
クおよびピストンの摩耗や焼き付きを防止し得るピスト
ン型液圧装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸の回転に
連動して回転するシリンダブロックと、このシリンダブ
ロックの中心軸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およ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
ダボアの内周面上に、前記シリンダブロックの中心軸よ
り最も離れた地点に位置し、かつ下死点における前記ピ
ストンの基端部とシリンダボアの開口部の間に位置し
て、シリンダボアより小径で、かつシリンダボアの中心
軸から偏心した偏心孔の一部として形成された偏心溝を
備えた。

【００１５】

【作用】本発明では、ピストンがシリンダボア内を摺動
するとき、シリンダブロックの最大荷重点に直ぐ隣接し
たシリンダボアの内周面上に形成された偏心溝に作動油
が導入され、この作動油により特に摩耗や焼き付きの起
こりやすい最大荷重点付近でのシリンダブロックとピス
トンとの間の潤滑性が高められる。また、このとき偏心
溝は必要最小限のものが設けられているだけなので、シ
リンダボアの開口部からの作動油の漏れ出しは最小限に
押さえられる。さらに、偏心溝をシリンダボアに対する
偏心孔の一部として形成したので、適切な工具を使用す
れば、偏心溝を容易に切削加工することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１７】本発明では、図３において、図１、図２に
示すような偏心溝１をシリンダボア１１の内周面上に形
成する。この偏心溝１は、図１、図２に仮想線で示した
円柱形の偏心孔２の外周面に沿った形状に形成される。

【００１８】この偏心孔２の中心軸Ｂは、シリンダブロ
ック１０の中心軸Ａとシリンダボア１１の中心軸Ｃとを
結ぶ放射線上の中心軸Ｃよりも外側に来るように、中心
軸Ｃからχだけ偏心している。この結果、偏心溝１は、
シリンダボア１１の内壁のシリンダブロック１０の中心
軸Ａより最も離れた周上に位置して形成される。

【００１９】また、偏心溝１は、シリンダボア１１の軸
方向には、図４に示すピストン１２のシリンダボア１１
からの抜け出し量Ｌ₁が最大になる配置（ピストン１２
の下死点）のときの、ピストン１２の基端部１３とシリ
ンダボア１１の開口部１５との間隔Ｌ₂の範囲内に位置
する。

【００２０】このような配置により、偏心溝１は、図４
に示したところの最大荷重点１６に直ぐ隣接して設けら
れることとなる。

【００２１】さらに、偏心孔２の外周面の一部に沿った
形状の偏心溝１を形成する加工は、例えば、中グリ盤等
を用いてシリンダボア１１の中心軸Ｃから所定量χだけ
偏心した位置に所定の径で穴加工をすることにより、容
易に行うことができる。

【００２２】なお、偏心孔２の半径はシリンダボア１１
に比べて小さなものが選ばれ、また、偏心孔２の円柱の
高さも、ピストン１２の基端部１２ｂとシリンダボア１
１の開口部１５との間隔Ｌ₂がピストン１２の下死点に
おいて最小となったとき、この間隔内に収まるようなも
のが選ばれるので、偏心溝１が必要以上に大きなものと
なることが制限される。

【００２３】つぎに作用を説明する。

【００２４】シリンダブロック１０の回転軸Ａを中心と
する回転に連動して、ピストン１２はシリンダボア１１
内を摺動する。このとき、図４に示したように、シリン
ダブロック１０の最大荷重点１６付近には、最大荷重Ｒ
₁＝Ｆ_R＋Ｒ₂が作用する。

【００２５】ところで、この最大荷重点１６に直ぐ隣接
して偏心溝１が形成されているので、この偏心溝１に作
動油が導かれることにより、最大荷重点１６付近でのシ
リンダブロック１０とピストン１２との摺動における潤
滑性が高められ、シリンダブロック１０およびピストン
１２の耐摩耗性や、耐焼き付き性が大幅に向上する。

【００２６】このとき、偏心溝１は必要最小限のものが
設けられているだけで、偏心溝１と反対側のシリンダボ
ア１１の内壁には溝が設けられていないので、余分な作
動油は導かれず、シリンダボア１１の開口部１５からの
作動油の漏れ出しは最小限に押さえられる。すなわち、
本発明では、焼き付き防止用の偏心溝１を最も焼き付き
の恐れの高い部分にのみ限定して設けているので、シリ
ンダブロック１０やピストン１２の摩耗や焼き付きの防
止と、偏心溝１からの作動油の漏れ防止を最大限に両立
させることができる。

【００２７】また、偏心溝１をシリンダボア１１に対す
る偏心孔２の一部として形成するので、従来例における
ように加工に手間がかからず、中グリ盤等により偏心溝
１を容易に切削加工することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、ピストンはシリンダボ
ア内を摺動するとき、シリンダブロックの最大荷重点に
直ぐ隣接して形成された偏心溝に作動油が導入され、こ
の作動油により特に摩耗や焼き付きの起こりやすい最大
荷重点付近でのシリンダブロックとピストンとの間の潤
滑性が高められ、シリンダブロックおよびピストンの耐
摩耗性や、耐焼き付き性が大幅に向上するが、このと
き、偏心溝は必要最小限のものが設けられているだけな
ので、シリンダボアの開口部からの作動油の漏れ出しは
最小限に押さえられ、シリンダブロックやピストンの摩
耗や焼き付けの防止と、偏心溝からの作動油の漏れ防止
が最大限に両立でき、また、偏心溝をシリンダボアに対
する偏心孔の一部として形成したので、適切な工具を使
用すれば、偏心溝を容易に切削加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同じく正面図である。

【図３】斜板式のピストン型液圧装置を示す断面図であ
る。

【図４】ピストン型液圧装置における力の作用を示す説
明図である。

【図５】従来例の逃げ溝を示す図である。

【図６】他の従来例の逃げ溝を示す図である。

【符号の説明】

１ 偏心溝 ２ 偏心孔 １０ シリンダブロック １１ シリンダボア １１ａ 内周面 １２ ピストン １２ｂ 基端部 １５ 開口部 ３０ 斜板 ４０ 弁板 Ａ 中心軸 Ｃ 中心軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸の回転に連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軸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およ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内周面上に、前記シリンダブロック
   の中心軸より最も離れた地点に位置し、かつ下死点にお
   ける前記ピストンの基端部とシリンダボアの開口部の間
   に位置して、シリンダボアより小径で、かつシリンダボ
   アの中心軸から偏心した偏心孔の一部として形成された
   偏心溝を備えたことを特徴とするピストン型液圧装置。