JPS586069B2 - ユアツポンプモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピストンの球面とボールとの間およびピスト
ンとシリンダとの間における摺動性能を向上させること
ができる油圧ポンプモータに関するものである。

従来のラジアルピストン型油圧ポンプモータは第１図に
示すように波状カム面１を転動ずるボール２を装置した
ピストン３をロータ４内に組込み、高圧油を供給するこ
とによりロータ４を回転させて油圧モータとして使用し
、またロータ４を回転させることにより高圧油を供給す
る油圧ポンプとして使用するものである。

しかし、上述の油圧ポンプモータにおいてボール２は波
状カム面１の斜面により反力Ｆを生ずるため、ピストン
３の球面部とボール２との間およびピストン３とシリン
ダとの間の摺動面が強く押圧される。

従って上述の油圧ポンプモータを高負荷条件においても
使用できるようにするためにはピストン３の球面部とボ
ール２との間およびピストン３とシリンダとの間に油膜
を形成すると同時に順次方向が変動する側圧力に対向す
る前記間隙部に高圧油を作用させることが必要である。

もし、これらの間隙への高圧油の供給が十分に行われな
い場合には、ボールとピストンの球面との間およびピス
トンとシリンダとの間の摺動面に、大きな摩擦力が生じ
、これらの摺動面部分にカジリ付き現象を起こす。

このようなカジリ付き現象を生ずると、シリンダまたは
ピストン球面が損傷し、この損傷が更にカジリ付き現象
を誘発せしめ、最終的には油圧ポンプモータを破壊させ
ることになる。

これらの事情に基き、上述したカジリ付き現象を改善す
るために、出願人はすでに実公昭４７−３４８８８号公
報に示すような摺動面への潤滑油供給手段を提案してい
る。

しかしこの公知技術は、ボールとピストンの区画球面と
の間隙に高圧油を供給するために、区画球面に設けた油
溝と、ピストンの大径部とシリンダ孔との間隙に高圧油
を供給するために、ピストン内に設けた細油孔とが関連
性をもって連通しているため、例えば高圧油がピストン
の区画球面に保持されず、ピストンの球面部でのボール
の浮上保持が困難となる。

この結果、球面部でボールを保持するための負荷能力が
所望通りに維持できなくなる。

また切欠溝により球面部に複数の区画球面を形成してい
るので、シリンダ内でのピストンの回転により、ボール
への反力作用方向と球面部の切欠溝との一致によって前
述と同様に球面部での負荷能力が十分に得られない。

また球面部での高圧油の分布面積が制限され少なくなる
。

更には球面部の製作加工作業が複雑であるなどの欠点を
有している。

本発明は上記の点にかんがみ、製作加工作業が簡単でし
かも高負荷条件においても高性能で使用することができ
る油圧ポンプモータを提供することを目的とする。

以下図示の実施例について本発明を説明する。

第２図および第３図は本発明の油圧ポンプモー夕におけ
るピストン部分を示す図で、これらの図において第１図
と同符号のものは同一部分を示す，５はロータ４内に放
射状に複数個設けられたシリンダで、このシリンダ５は
ロータ４の中心に近い部分に小径部５ａを、その外側に
大径部５ｂを具える。

ピストン３はシリンダ５に摺動可能に嵌合され、その小
径部３ａにはオイルシール６が設けられ、大径部３ｂに
はボール２を装着する球面７．が形成されている。

８はピストン３の油室、９は油室８に連通する油路で、
この油路９はロータ４の回転に伴って給油路と排油路と
に順次連通する。

前記ピストン３における球面７の中心部には円錐台状の
油溝１０が設けられ、またピストン３にお，ける大径部
３ｂの外周面には第４図に示すようにピストン３の軸線
に対して直角な面内において油溝１１が等間隔に４個設
けられている。

これらの油溝１０，１１は第２図および第３図に示すよ
うにそれぞれピストン３内に設けた細油孔１２，１３．
によってピストン３の油室８に連通されている。

前記細油孔１２，１３におけるピストン３の油室８側に
はそれぞれ絞り１４が設けられている。

この絞り１４は細油孔１２，１３に圧油が流れていると
大きな圧力損失があり、また圧油の流れがないと圧力損
失が生じない性質を有するので、この性質を利用して反
力により押圧されたボール２に対応する球面７の油溝１
０およびシリンダ５に接するピストン３の大径部３ｂに
おける油溝１１に高圧油を作用させる役目をする。

つぎに本発明の油圧ポンプモータを油圧モータとして使
用した場合について説明する。

第２図に示すようにボール２が波状カム面１の斜面Ｎ上
に位置し、山部Ｍより下降する状態において、ピストン
３およびボール２は波状カム面１の斜面Ｎにより反力Ｆ
を受ける。

その反力Ｆのピストン軸線に直角な方向成分ＦＸによっ
てボール２とピストン３の大径部３ｂは右方向に押圧さ
れる。

それによりボール２とピストン３の球面７との右方部に
はせまいすきまＧａが生じ、このすきまＧａに細油孔１
２、油溝１０を介して供給される圧油流量は小さくなる
。

これとは反対にボール２とピストン３の球面７との左方
部には前記すきまＧａより大きなすきまＧｂが生じ、こ
のすきまＧｂ部分に細油孔１２、油溝１０を介して供給
される圧油流量は大きくなる。

従ってすきまＧｂ部分に発生する圧力はすきまＧａ部分
のそれよりも小さくなる。

よってピストン３の球面７とボール２との間隙には第５
図に示すような油膜圧力分布および第６図に示すような
球面の右方部と左方部との間に差圧力関係が生ずるので
、この油膜圧力差すなわち第６図のハツチング部分Ａの
圧力はボール２を左方向に押戻す力として働き、ボール
２と球面７との間に適正な油膜を形成するとともに反力
Ｆの分力Ｆｘとバランスする。

またボール２は反力Ｆのピストン軸線方向成分Ｆｙによ
って上方にも押圧される。

このようにボール２が上方に押圧されると、ピストン３
の球面７における中心部とボール２とのすきまＧｃが小
さくなり細油孔１２を通り油溝１０を介してすきまＧｃ
部に供給される圧油流量が小さくなるので、細油孔１２
における絞り１４前後の圧力降下が小さくなる。

このため油溝１０部分の圧力は高圧となりボール２を下
方向に押戻してボール２と球面７の中心部との間に適正
な油膜を形成させるとともに反力Ｆの分力Ｆｙとバラン
スする。

このようにボール２と球面７との間に発生する油膜圧力
のうち、第５図に示すように球面７中心部の油膜圧力ｐ
は特にボール２をピストン軸線方向に押戻す力として作
用し、球面７の側面の油膜圧力ｐは反力Ｆの分力Ｆｙと
のバランスにも寄与するが、反力Ｆの分力Ｆｘとのバラ
ンスに寄与する割合が強い。

またボール２を装着するピストン３は第２図に示すよう
に反力Ｆの分力Ｆｘによって右方向に押圧される。

このようにピストン３の大径部３ｂがシリンダ５に向っ
て右方に押圧されると、前述した球面７に油膜を形成さ
せる作用と同様にピストン３の大径部３ｂとシリンダ５
との右方部にはせまいすきまＨａが生じ、これとは反対
にピストン３の大径部３ｂとシリンダ５との左方部には
比較的広いすきまＨｂを生ずるので、これらの部分の油
膜圧力分布の差によりピストン３は反力Ｆに抗して左方
向に押戻される。

このためピストン３の大径部３ｂとシリンダ５との間に
は適正な油膜が形成され、ピストン３とシリンダ５との
間の摺動性能を向上することができる。

なお、上述の例はピストン３の大径部３ｂにおける外周
面に設けた油溝を直線状にしたが、これを種々の形状の
溝にしてもよいし、また穴状に形成してもよい。

以上詳述したように、本発明はボールとの摺動面となる
ピストンの球面およびシリンダとの摺動面となるピスト
ンの大径部外周面に、それぞれ連通関連性をもたない油
溝を設けて、ピストンの球面およびピストン大径部外周
面の反力作用域に油膜圧力が分布するように構成したの
で、従来にくらべて高圧油が分布する面積が制限される
ことがないと共にピストンの球面でボールを保持するた
めの負荷能力を十分に得ることができる。

また本発明は従来のように球面部に油膜圧力が生起しな
い切欠溝を有していないので、何らかの原因によりピス
トンがシリンダ内で回転してもボールへの反力作用方向
に対抗した油膜圧力を得ることができる。

更に本発明によれば、ピストンの球面に関しては従来の
ように複数個の区画球面を形成することなく球面の中心
に１個の油溝を設けるのみでよいから、従来にくらべて
加工作業が簡単になるばかりでなく製作費を著しく低減
することができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のラジアルピストン型油圧ポンプモータを
一部断面にて示す正面図、第２図は本発明の油圧ポンプ
モータのピストン部の一実施例を示す図、第３図は第２
図の■−■線矢視図、第４図は第２図の■−■線矢視図
、第５図および第６図は反力を受けたときのボールと球
面との間に生ずる油膜圧力分布および差圧力関係を示す
図である。 ２……ボール、３……ピストン、３ｂ……ピストン３の
大径部、７……球面、８……油室、１０，１１……油溝
、１２．１３……細油孔、１４……絞り。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ピストンの大径部の球面に、カム面を転動するボー
   ルを装着し、このピストンをシリンダに往復動可能に組
   込み、ピストンの小径部上の油室内の圧油を、それぞれ
   絞りを有しかつピストン内に独立して設けた細油孔を通
   してボールとピストンの球面との間隙およびピストンの
   大径部とシリンダとの間隙にそれぞれ供給するようにし
   た油圧ポンプモータにおいて、前記独立して設けた細油
   孔により圧油の供給を受ける複数個の油溝を、ピストン
   の大径部外周面に等間隔に設け、前記独立して設けた細
   油孔により圧油の供給を受ける１個の油溝を、ピストン
   の球面の中心に設けたことを特徴とする油圧ポンプモー
   タ。