JPS597033B2 - ピストンシユ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体の通流する機械内に設けられ、ピストンシ
ュー案内に沿って案内され、ピストンに配属されたピス
トンシューに関し、ピストンシューがピストンを支持す
るピストンシュー座を有し、このピストンシューにはシ
リンダを含むロータに沿った保護案内壁を備えた切欠が
配属されていることを特徴とする八 この場合前記の壁
とピストンシューとの間には中間スペースが維持されて
おり、ピストンシューは吐出行程に際してピストンシュ
ーに配属されたピストンに対しおのづから定心される。

液体の通流する装置内のピストン、ピストンシュー、並
びにピストンシュー案内は既に公知であるが、公知例の
場合多くの欠点を免れることが出来ない。

例えば先づその製作が極めて煩・瑣であり、更にその液
体の圧力が限られている。

何故ならばピストンシューとピストンシュー案内との間
の接続個所が、長時間に亘って５００気圧以上もの圧力
に耐え得るほど大きくないからである。

これはピストンとピストンシューとの間に通常１つの結
合部が配置されており、その寸法がピストン横断面より
小さク、シかも大抵の場合著しく小さく、従って該結合
部の支持平面は、ピストンとピストンシューとのこの結
合部を数百気圧の圧力で長時間に亘って有効に作用せし
めるには少な過ぎるという点に起因する。

更にピストンシューとピストンヘッドとの間に液圧領域
乃至圧力液領域を設け、これに液圧を満たしてピストン
とピストンシューとの間の面の負荷軽減を図ることも既
に公知である。

然し乍らこの措置によっても数百気圧の圧力を長時間維
持することは不可能である。

何となればこの圧力液領域の寸法も従来のピストン．ピ
ストンシュー結合部において小さ過ぎるからである。

本発明によれば上記の欠点が排除され、かつ極めて簡単
に製作され、同時に数百気圧の最大圧を許容ｔるピスト
ン．ピストンシュー結合部が提供される。

このことはピストンとピストンシューとの間の結合面の
横断面が全ピストン直径に適合せしめられることによっ
て達成される。

本発明によりピストンとピストンシューとの間に配置さ
れている圧力液ポケットは、該当するピストンの横断面
と殆ど等しい大きさで設計されている。

このことを実現させるためには従来ピストンとピストン
シューとの間に配置されていた全ての案内を殆ど回避し
かつピストンから遠ざけて配置することが必要である。

斯うすることによって初めてピストンとピストンシュー
との間で支持するためのピストンの全横断面を形成する
ことが可能になり、かつ数百気圧に及ぶ高い液圧が可能
となり、効果的にピストン及びピストンシューから長時
間に亘って伝達される。

従って本発明によればシリンダとピストンとを含むロー
タ内に切欠が配置されており、この切欠内にピストンシ
ューが係合し、かつその壁に沿ってピストンシューが案
内される。

これによってピストンとピストンシューとが極めて簡単
に製作されると共に大きなピストン行程及び最大効率が
得られ、更に両者間の解離不能な結合なしにピストンシ
ューをルーズにピストンに設置することが可能である。

ピストンシューがその座から離脱することも本発明の場
合は回避されているが、そのため殊にピストンシューは
例え装置内のどの位置にあっても常にロータもしくはシ
リンダとピストンとを含む部材に設けられた切欠内で案
内されている状態にある。

次に図示の実施例につき本発明を説明する二図面には本
発明によるピストンシューが符号１で示されており、第
１図及び第２図の場合は該ピストンシュー１が内向きに
、又第３図及び第４図の場合は外向きにそれぞれ配置さ
れている。

このピストンシューは各々ピストン床４１を備えていて
、ピストン床は半中空球体形状をしておりかつピストン
２における半球状のピストンヘッド４９を受容するため
に役立つ。

更にこのピストンシュー１はテーパ状に形成されている
切欠２７を有するので、当該ピストン２における半球形
状のピストンヘッド４９はどの位置からでもピストンシ
ュー座４４内に滑り込むことが出来る。

本発明によるピストンシュー１には自体公知の様式で外
側の案内面２１が設けられており、ピストンシューはこ
の案内面２１によりピストンシュー案内リング２８のピ
ストンシューガイド２２に沿って滑ｔｂｔるか、或はピ
ストンシュー１には矢張り自体公知の様式でピストンシ
ュー案内面５が設けられており、ピストンシューがこの
案内面５により第１図、第２図に示されたようにピスト
ン１駆動体１１の案内面６に沿って滑動する。

矢張り自体公知の様式で前記のピストンシュー外周面に
は圧力液ポケット７が設けられており、ピストン２が圧
力液連通導管８を備えている一方、ピストンシュー１自
体もそれに応じた圧力液連通導管４８を備えている。

なおピストンシュー１とピストン２との間には矢張り自
体公知様式で圧力液フィールドを設けることが出来る。

従来実施されて来たこの形式の圧力液ポケットにおいて
は、そのスペースが小さ過ぎてピストン１の全横析面を
圧力液で完全に釣合わせることが出来なかった。

然し本発明の実施例によれば圧力液ポケット７の直径を
ピストン２の直径に相応した大きさに形成することが可
能である。

これによって装置内における著しく高い最大液圧例えば
５００気圧を越える値の圧力が許容されることになる。

何如ならば本発明におけるピストンヘッド形の構成によ
って初めて申し分なく大きな圧力釣合が実現されうるか
らである。

本発明によるピストンシュー１には更にピストンシュー
拡張部４６が設けられており、ピストンシューはこの拡
張部により作業本体乃至ロータ４０に設けられた切欠２
３の壁４５に沿って案内されている。

この案内は極めて重要である。何故ならばピストンシュ
ー１が切欠２３内で保持されていない場合、必然的にピ
ストンシューはピストンヘッドから離脱するであろうし
、機械は使用不能となるであろうからである。

更に本発明によれば、例えピストンがどのような位置に
あってもピストンシューが常に切欠２３の内部に在り、
ピストンシュー拡張部４６がいつでも切欠２３の壁４５
に沿って案内されているように、切欠２３とピストンシ
ュー拡張部４６とは設計されている。

ピストン案内の延長を期してピストン案内延長部２５を
配置することが可能であり、更にピストン２又はピスト
ンシュー拡張部４６が室内もしくは切欠２３内により深
く侵入し得るようにするため、適当な室拡開部２４を配
置することも可能である。

つまり、前記切欠２３の端部には、伸長みぞ５０を設け
てあるので前記室折開部２４と相俟って、ピストン２と
ピストンシュー１とのストロークをもう少し長くするこ
とができる。

なお、第５図において、符号５１ぱピストンシュー拡張
部４６の外周の案内面を示す。

切欠２３＜おけるピストンシュー１の配置とテーハ状の
切欠２７を有するピストンシュー座４４の配属とによっ
て、装置内の大きなピストン行程が可能ならしめられ、
かつピストン２からピストンシュー１が離脱しないよう
にするピストンシュー１とピストン２との特別な接続部
は不要ならしめられる。

何となればピストンシュー１がピストン２と解離不能に
結合されていた従来の機能は、ピストンシュー１がロー
タ４０乃至９の切欠２３内で常時案内された侭であるよ
うな結合形式によって回避されるからである。

同時に本発明の著しい利点として、既述されたような最
大圧力が可能となり、ピストンとピストンシューとの製
作が極めて簡単になり、更にピストンのピストン案内が
ピストンシューの案内から分離されていることによる大
きなピストン行程が達成されることが挙げられる。

従って該装置は本発明によれば、最大効率が許容され最
大圧力が保証されるように改善されている。

第１図及び第２図の実施例においては前ポンプ１γ，１
８が設けられており、これによって液体は管路１９を通
って吸込まれ、吸込まれた液体は搬送導管１６と吸込弁
１４とを経てシリンダ４７内に達する。

ピストン２から吐出された圧力液は次いで吐出弁１５と
排出管路とを通過して装置から排出されろ。

ピストンは軸１２によって駆動されるが、この軸には例
えば僕体１３を介してピストン駆動体（偏心体）１１が
配置されており、従って偏心体１１はピストンシュー１
を持上運動のため１駆動し、ピストンシュー１はこの持
上運動をピストン２に伝達する。

これによって圧力液ぱ吸込弁１４から吐出弁１５を経て
排出管路から導出される。

第１図中、１０はボルトを示す。第３図及び第４図の実
施例においては、適宜なシリンダ４γを有するロータ４
０が軸１３′によって駆動される一方、軸１３′はケー
シング部分３２，３１．２９内で周方向支承されている
。

管路３３を通過した液体は、圧着体’３６Ｋ設けられた
液体の制御通路３９を経て該当するシリンダ４７のシリ
ンダ切欠又はロータ制御切欠内に流入する。

更に液体は該当するシリンダ４７からロー夕切欠２６を
経て制御通路３８に達し、排出管路３４を通ってポンプ
から導出される。

圧力液の流動方向は逆にすることも可能であって、その
場合圧力液は排出管路３４から入り制御通路３８とロー
タ切欠２６とを経てシリンダ４７に達し、シリンダを出
てロータ切欠２６と制御通路３９とを経て管路３３から
流出する。

第１図及び第２図の実施例においてはピストンシュー案
内としての圧力液ポケット７が偏心体１１に沿って案内
されており、第３図及び第４図の実施例の場合はピスト
ンシュー１の外周面としての案内面２１が該当するピス
トンシュー案内リング２８のガイド２２に沿って案内さ
れる。

つまりこの両者の相違点はピストンシューの案内がピス
トンの内側で行われているか、或はピストンの外側で行
われているかに存し、第１図及び第２図の場合は前者に
、第３図及び第４図の場合は後者にそれぞれ該当する。

従って第３図及び第４図においては圧着体３６が圧力液
によってロータ４０に圧着され、ロータ自体は支承体３
０の上を回動する状態が一層明確に示されている。

これによって申し分のない機械の運転安全註が得られ、
かつこの第３図及び第４図に示された実施例に基づく機
械は、高圧高能率で液カポンプ．液カモータ．コンプレ
ソサ．懲焼モータ乃至類似のものとして作動させること
ができる。

なお第３図及び第４図においても、切欠２３とピストン
シュー１とが次のように、つまり常時ピストンシュー１
がロータ４０の切欠２３の内部に留まるように構成され
ていることが重要である。

この機械もしくは装置内に全く圧力がない場合は、ピス
トンとピストンシューとが互いに離脱するが、圧力が該
当するシリンダ４７に流入するか或はその中に生ぜしめ
られるや否や、ピストン２は半径方向でピストンシュー
１に圧着されかつひとりでに定心され、その間にピスト
ンヘッドは面取部乃至テーパ状の切欠２γに沿って、該
当するピストン床（ヘッド）４１又ぱピストンヘッド４
９がピストンシュー１のピストンシュー座４４に座着し
これと密接な結合を行うまで回動する。

本発明の構成部分が容易に製作可能であるという利点を
充分に利用するべく、ピストンシュー１を保護するロー
タ内Ｄ切欠２３はピストンシュー１の行程より更に深く
形成される。

本発明によるピストンとピストンシューとは互いにピス
トンシュー座４４を介しているが、固定的に結合されて
おらず、ピストンの下に圧力がかけられない限り互いに
ルーズに接触しているだけであるために、ピストンシュ
ー１が切欠２３内へ密接に嵌合する必要はない。

何如ならばピストンシュー１はピストンの下に負荷され
る圧力によって、ピストンシュー座４４乃至その面取部
を介してピストン上でひとりでに定心されるからである
。

密な嵌合は摩擦を惹起するために効果的とは云えない。

本発明の目的とするところはこのような摩擦が生じない
ようにすることであって、これはピストンシューがピス
トン２の上で定心された場合に、このピストンシューと
切欠２３の壁トの間に申し分のない中間スペースが維持
されるようにピストンシューを狭く形成することによっ
て達成される。

この措置によってピストンシュー案内トしての切欠２３
とピストンシュー１との間で摩擦が生ずることは回避さ
れ、その結果本発明による装置の効率とひいてはその出
力が著しく高められる。

従ってとの切欠２３は単なるピストンシュー案内ではな
く、ピストンシュー保護装置でもある５ピストンシュー
がその所属位置から離脱しないように保つ安全装置は、
この場合ピストンシューに十分の数ミリメートル乃至数
ミリメートルの移動能力を賦与する。

ピストンシュー１と切欠２３との中間スペースの大きさ
は、ピストンシュー座４４がピストンヘッド４９から次
のように、つまり装置の無負荷行程が終り吐出行程が開
始される際、ピストン２上でピストンシュー１の自動的
な定心がもはや行われ得ない程離反するようなものであ
ってはならない。

ピストンシュー拡張部分４６と切欠２３の壁４５とは円
筒形乃至方形に形成することが可能であるが、シリンタ
一 ピストン及び部分的にピストンシューを含む液体の
通流するロータ９，４０を大量生産すべく、多数のロー
タにおける切欠２３を同時に纒めてフライス削りしうる
ようにするためには、両者を方形に形成するのが有利で
ある。

然し乍ら塑性加工によってロータ９，４０に切欠２３を
設けることも可能であって、その場合には費用の嵩む切
削加工を施す必要がなくなる。

本発明によるピストン２は大きな出力と高い効率とを得
るために大きなピストン行程を有しており、これはロー
タ内に深く侵入する室拡開部２４を有する切欠２３とロ
ータ内に侵入する壁４５を有するピストンシュー１とが
設けられることによって達成され、この両者の特徴とす
るところは、室拡開部２４がピストンシュー１に面した
シリンダ４７の外端部を越えてロータ９，４０内に深く
穿設されているか或は一時的にこの中へ進入することで
ある。

本発明によるこのような措置をとらないとしたならば、
ピストン行程は小さい侭に留まり、装置内を通流する媒
体量も僅かなものであり、ひいては高効率も得られない
であろう。

ピストンシュー１が所属の室内から脱落しないようにす
る軸方向保持は本発明によれば定置の壁によって行われ
る。

従って定置の壁は、ピストンシュー１の端部と保護案内
壁（例えば２９ ． ３ １）との大きさを、ピストン
シュー１とケーシング部分２９．３１とが互いに接触せ
ず摩擦が生じないように設計可能である。

最高の効率を有する装置の場合、ピストンシューには図
示されてないが公知の回転案内部が配属され、この案内
部にはピストンシューの案内面２１が当接する。

この場合は、方形のピストンシュー１における軸方向安
全保持が最早定置のケーシング部分２９．３１によって
行われず、回転リングもしくはロータに配属された回転
リング乃至回転部分によって行われる。

その場合には該装置が複数のシリンダ群を有しているの
で、多流機械として作動可能である。

ロータ９，４０内に複数のシリンダ群を軸方向で前後に
配置する場合、それらの間にはロークと共に回転するか
或は場合により定置の保護案内壁が配置され、有利には
この定置のケーシング２９又は案内リング２８内に半径
方向内部からリング溝が穿設され、この溝内には中間配
置された保護案内壁が部分的に進入可能であって、これ
により機械の大きなピストン行８と高い効率ひいては大
きな出力が得られる。

本発明による装置は既に８００気圧の圧力下で使用され
、しかもその際申し分のない効率が得られた。

つまり本発明の構成様式に則してピストン、ピストンシ
ュー及びピストンシュー案内が構成されることによって
、ピストンシューと側方案内部との間の摩擦がなくなり
、殊に圧力液ポケットＩ，４８の拡張部の大きさを、そ
の横断面積がピストン横新面積の９０％Ｋまで或はそれ
以上に達するようにすることによって、ピストン２とピ
ストンシュー１との間及びピストンシュー１とその行程
案内部６，１１．２８との間に生ずる摩擦が殆ど回避さ
れる。

ピストンシュー１がピストンと固定的に結合されている
場合、つまりピストンから脱落しないように保持されて
いる場合、このピストンもしくはピストンシューはピス
トンとピストンシューとの間に申し分のない大きな圧力
液領域を配置するためにスペースを制限する保持部を有
している。

本発明により構成され極めて高い圧力下で使用される装
置の効率を高めるためには、ピストンと固定結合されて
ないピストンシューを配置することによってピストンと
ピストンシューとの間の圧力液領域を約９０％拡張する
と有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置（ラジアルピストンポンプ）
の縦断面図、第２図はその横断面図、第３図は本発明に
よるラジアルピストンモータ乃至ラジアルピストンポン
プの縦断面図、第４図はその横断面図、第５図は、第４
図に示すピストンシュー１とピストン２及び案内リング
２８との案内状態を示す拡大図である。 １・・・・・・ピストンシュー、２・・・・・・ピスト
ン、５，６，２１・・・・・・ピストンシュー案内面、
γ・・・・・・圧力液ポケット、８，４８・・・・・・
圧力液連通導管、９，４０・・・・・・ロータ、１１・
・・・・・偏心Ｌ１２，１３’・・・・・・軸、１３・
・・・・・楔、１４・・・・・・吸込弁、１５・・・・
・・吐出弁、１６・・・・・搬送導管、１７，１８・・
・・・・前ポンプ、１９，３３・・・・・・管路、２２
・・・・・・ピストンシューガイド、２３・・・・・・
切欠、２４・・・・・・室拡開部、２５・・・・・・ピ
ストン案内延長部、２６・・・・・・ロータ切欠、２７
・・・・・・切欠、２８・・・・・・ピストンシュー案
内リング、２９，３Ｌ３２・・・・・・ケーシング部分
、３０・・・・・・支承体、３４・・・・・・排出管路
、３６．３７・・・・・・圧着体、３８，３９・・・・
・・制御通路、４１・・・・・・ピストン床、４４・・
・・・・ピストンシューａ４５・・・・・・壁、４６・
・・・・・ピストンシュー拡張部、４γ・・・・・・シ
リンダ、４９・・・・・・ピストンヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体を通流するシリンダ４７と、ピストンシュー１
   のピストンシュー座４４に支持されたピストンヘッド４
   ９とを備えた機械において、前記シリンダ４７はロータ
   ９，４０に設置されかつ、前記ピストンシュー１を受容
   する切欠２３を設けるのみならず、該ピストンシュー１
   の位置を保持するためにケーシング部分２９，３１及び
   該切欠２３に面するロータ９，４０の壁４５とを備え、
   前記ピストンシュー１の外側の案内面２１は、ピストン
   シュー案内リング２８のピストンシューガイド２２に案
   内され、かつ該ピストンシュー１はその拡張部４６に外
   周案内面５１を有してピストンシュー１の前記切欠２３
   内での位置決めと、前記切欠２３に面する壁４５と前記
   ケーシング部分２９．３１との間の位置決めと、を調整
   することを特徴とする、ピストンシュー。