CN104662293B - 液压旋转机所具备的柱塞以及液压旋转机 - Google Patents

Abstract

在与旋转轴（5）一起旋转的缸体（9）中，在其周方向上配置有多个柱塞（61），且作为泵或马达使用的液压旋转机（72）所具备的柱塞（61）中，具备：具有中空部（62b），一端形成有与该中空部（62b）连通的开口部（64）的圆筒状的周壁主体部（62）；焊接在开口部（64）的内周面上而密封中空部（62b），外表面形成为受到液压的受压面（63a）的盖部（63）；和设置于与形成在开口部（64）和盖部（63）之间的焊接部（68）的中空部（62b）侧的端部（68a）相邻或接近的周壁主体部（62）的内周面上，用于减少作用于焊接部（68）的端部（68a）的应力的应力减少部（65）。

Description

液压旋转机所具备的柱塞以及液压旋转机

技术领域

本发明涉及作为轴向柱塞马达或轴向柱塞泵使用的液压旋转机所具备的柱塞以及液压旋转机。

背景技术

作为上述轴向柱塞马达或轴向柱塞泵的一个示例，具有图17所示的液压旋转机。该液压旋转机1在缸体9的多个柱塞室9a内安装有柱塞10，这些多个柱塞10形成为与缸体9一起旋转的结构。此时，柱塞10沿着斜板12旋转的同时往复移动，从而由柱塞10和柱塞室9a包围的空间的体积发生变化。像这样构成的液压旋转机1作为马达或泵工作。而且，最高旋转速度和能量转换效率作为这样的马达或泵的性能来说是重要的，而柱塞10是决定该性能的重要的部件。

为了使该液压旋转机1高速旋转，而需要使柱塞10的质量变轻，如图17所示使用具有中空部10b的柱塞10。

然而，在具有这样的中空部10b的柱塞10中，工作液流入中空部10b中，因此即使在柱塞10向图17的上侧所示的上死点移动时，由柱塞10和柱塞室9a包围的空间的体积（死体积）也会增大，从而在吸入或排出工作液时，由工作液的压缩性所产生的压缩性损失变大。

因此，为了实现轻量化和低死体积，而使用图18及图19所示的柱塞48（例如参照专利文献1）。该柱塞48如图18所示具备周壁主体部49和盖部50。

周壁主体部49是具有中空部10b的圆筒状构件，并且与该中空部10b连通的开口部51形成在一端。

盖部50是具有中心孔52的圆板状构件，并且焊接在形成于周壁主体部49的一端的开口部51的内周面而密封中空部10b，并且外表面形成为受到液压的受压面50a。

而且，如图18所示，在通过柱塞48的中心线的位置上设置有用于将该柱塞48的两侧的各端部的外表面相互连通的筒状的液体通路部53。

根据该图18所示的柱塞48，由于是具有中空部10b的结构，因此可以谋求柱塞48的轻量化。而且，将该中空部10b通过盖部50密封，因此可以减小死体积。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：美国专利第3319575号说明书。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，在上述现有的柱塞48中，如图19的局部放大剖视图所示，由盖部50的内表面50b和周壁主体部49的内周面49a形成的角落部形成为大致直角的角部54。因此应力集中在形成于该角部54的焊接部55的中空部10b侧的端部55a上，从而焊接部55的该端部55a的疲劳强度降低。其结果是，柱塞48的寿命缩短。

另外，集中在该焊接部55的该端部55a上的应力例如是因作用于柱塞48的受压面50a以及外周面49b的力而产生的应力、以及基于焊接部55的残余应力的应力。

本发明是为了解决如上述的问题而形成，其目的是提供能够谋求柱塞的轻量化以及强度的改善，并且能够谋求设置有柱塞的液压旋转机的能量转换效率以及最高旋转速度的改善的液压旋转机所具备的柱塞以及液压旋转机。

解决问题的手段：

根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞是在与旋转轴一起旋转的缸体中，在其周方向上配置有多个柱塞，且作为泵或马达使用的液压旋转机所具备的柱塞，具备：具有中空部，一端形成有与该中空部连通的开口部的圆筒状的周壁主体部；焊接在所述开口部的内周面上而密封所述中空部，外表面形成为受到液压的受压面的盖部；和设置于与形成在所述开口部和所述盖部之间的焊接部的所述中空部侧的端部相邻或接近的所述周壁主体部的内周面或所述盖部的内表面上，用于减少作用于所述焊接部的端部的应力的应力减少部。

根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞，构成柱塞的圆筒状的周壁主体部具有中空部，该中空部被盖部密封，工作液不流入中空部中，因此可以使柱塞轻量化。

而且，可以减小由柱塞、和安装有该柱塞的柱塞室包围的空间的体积（死体积），因此可以减少因工作液的压缩性而产生的压缩性损失。

又，尽管因作用于柱塞的受压面以及外周面的力而产生的应力、以及残余应力作用于形成在周壁主体部的开口部与盖部之间的焊接部上，但是可以通过应力减少部减少作用于强度比较小的焊接部的中空部侧的端部的应力。借助于此，可以谋求焊接部的该端部的疲劳强度的改善，进而可以提高柱塞的强度。

在根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞中，优选的是所述应力减少部是设置于所述周壁主体部的内周面上，且通过所述周壁主体部的中心线的截面为包括圆弧状或多角形状的任意形状的环状凹部。

该应力减少部形成为环状凹部，因此可以使盖部的内表面与该应力减少部的内周面相互结合的部分形成为大致平坦部而避免形成为角部。因此，应力减少部可以防止应力集中在形成于该大致平坦部处的焊接部的中空部侧的端部上。又，在焊接时约束焊接部的中空部的刚性因环状凹部而减小，因此减少焊接部的残余应力。其结果是，可以谋求焊接部的该端部的疲劳强度的改善。借助于此，可以延长柱塞的寿命。

在根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞中，优选的是所述应力减少部是从所述盖部的所述中空部侧的内表面的外周部向所述中空部侧突出，且与相对于所述外周部靠近内侧的所述内表面相比突出的环状的薄壁部，在包括该薄壁部的所述盖部的外周面与所述周壁主体部的内周面之间形成有所述焊接部。

根据该应力减少部，在按压力施加于周壁主体部的外表面时，焊接部夹在周壁主体部的内周面与形成于盖部上的薄壁部的外周面之间而受到压缩力，但是这些周壁主体部、焊接部的中空部侧的端部以及形成于盖部上的薄壁部因所述按压力而可以向半径方向内侧弯曲。借助于此，可以减少作用于焊接部的中空部侧的端部的压缩力。由于在焊接时约束焊接部的盖部的刚性因形成于盖部上的薄壁部而减小，因此减少焊接部的残余应力。其结果是，可以谋求焊接部的该端部的疲劳强度的改善。借助于此，可以延长柱塞的寿命。

在根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞中，优选的是作为所述应力减少部的所述薄壁部是由设置于所述盖部的所述中空部侧的内表面上，且通过所述盖部的中心线的截面为包括圆弧状或多角形状的任意形状的环状凹部形成。

在像这样形成薄壁部时，可以使盖部本身的厚度形成为适当的尺寸，从而可以确保盖部所需的刚性。

在根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞中，优选的是具备在所述周壁主体部的内周面上突出设置，且在所述周壁主体部的中心线方向上与所述焊接部的所述中空部侧的端部相向的环状的阶梯部；所述阶梯部与所述焊接部的所述中空部侧的端部之间的间隔设定为在将所述盖部焊接在所述开口部上时，不使所述焊接部的所述中空部侧的端部通过延长焊接部与所述阶梯部连接的尺寸。

如此一来，在将盖部焊接在开口部时，可以防止焊接部的中空部侧的端部通过延长焊接部与阶梯部连接。

即，在焊接部形成以超过盖部的外周面与周壁主体部的内周面相互嵌合的部分而露出于周壁主体部的中空部侧的状态延伸的延长焊接部，并且该延长焊接部与阶梯部连接时，该延长焊接部成为圆筒壁部，并且由该圆筒壁部的内周面和盖部的内表面形成的角落部变成角部。由此，应力集中在形成于该角部处的焊接部的中空部侧的端部上，从而焊接部的该端部的疲劳强度降低。

然而，在焊接部的该端部不与阶梯部连接，例如延长焊接部不成为圆筒周壁部而形成为环状的突起的情况下，形成有焊接部的该端部的部分不会形成为角部，因此应力不会集中在该端部上。

像这样，在本发明中，可以防止焊接部的中空部侧的端部通过延长焊接部与阶梯部连接，因此可以防止焊接部的该端部的疲劳强度降低。

在根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞中，优选的是在通过所述柱塞的中心线的位置上设置有用于将该柱塞的两侧的各端部的外表面相互连通的筒状的液体通路部。

如此一来，可以将焊接在柱塞的一端部上的盖部的受压面侧的工作液通过该液体通路部导出至柱塞的另一端部的外表面。借助于此，例如可以通过工作液润滑该另一端部与摇动自如地嵌合于该另一端部的滑靴之间的接触部而减少该接触部的摩擦阻力。

在根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞中，优选的是具备以使工作液接触所述周壁主体部的内表面的形式设置，并且用于将所述柱塞的两侧的各端部的外表面相互连通的液体通路部。

如此一来，可以与上述相同地通过工作液减少由柱塞的另一端部与摇动自如地嵌合于该另一端部的滑靴之间的摩擦阻力。而且，在液体通路部中流动的工作液接触到周壁主体部的内表面，因此该工作液可以有效地夺走因柱塞与柱塞室的滑动而产生的摩擦热。借助于此，可以改善柱塞的与柱塞室之间的滑动面（外周面）的冷却性能，从而可以谋求液压旋转机的旋转速度的改善。

根据本发明的液压旋转机具备根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞，并且作为泵或马达使用。

根据本发明的液压旋转机具备根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞，并且该柱塞发挥与上述相同的作用。

发明效果：

根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞，可以通过设置中空部以此谋求轻量化，并且不使工作液流入中空部，以此可以谋求设置有该柱塞的液压旋转机作为泵或马达使用的情况下的能量转换效率以及最高旋转速度的改善。此外，通过在柱塞上设置应力减少部，以此可以提高柱塞的强度，从而可以延长其寿命。

本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点是在参照附图的基础上，由以下的优选的实施形态的详细说明得以明了。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的纵向剖视图；

图2是示出图1的A部的局部放大剖视图；

图3是示出图1所示的柱塞安装于液压旋转机的状态的局部放大剖视图；

图4是根据本发明的第二实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图5是根据本发明的第三实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图6是根据本发明的第四实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图7是根据本发明的第五实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图8是根据本发明的第六实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图9是根据本发明的第七实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图10是根据本发明的第八实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图11是根据本发明的第九实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图12是根据本发明的第十实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图13是根据本发明的第十一实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图14是根据本发明的第十二实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的纵向剖视图；

图15是图14所示的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图16是根据本发明的第十三实施形态的液压旋转机所具备的柱塞的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图；

图17是示出现有的液压旋转机的纵向剖视图；

图18是使用于现有的液压旋转机中的柱塞的纵向剖视图；

图19是示出图18所示的柱塞的焊接部的局部放大剖视图。

具体实施方式

以下参照图1～图3以及图17说明根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞以及液压旋转机的第一实施形态。该实施形态的柱塞61安装在形成于图17所示的液压旋转机1的缸体9内的多个的各柱塞室9a中而使用。

图17所示的液压旋转机1例如是斜板式液压旋转机，该斜板式液压旋转机可以作为轴向柱塞马达（液压马达）使用，并且可以作为轴向柱塞泵（液压泵）使用。然而，在第一实施形态中，以将斜板式液压旋转机1作为油压马达使用的情况为例进行说明。

然而，在第一实施形态中，以斜板式液压旋转机为例说明本发明的液压旋转机的形式，但是也可以取而代之应用于斜轴型液压旋转机（斜轴型轴向柱塞马达或斜轴型轴向柱塞泵）。而且，例如可以将工作油作为工作液使用。

该图17所示的斜板式液压旋转机1具备大致筒状的壳体主体2。该壳体主体2的右侧的开口被阀盖3封闭，在该阀盖3上形成有供给通路3a以及排出通路（未图示）。而且，壳体主体2的左侧的开口被斜板支持部4封闭。

在壳体主体2内，在左右方向上大致水平地配置有旋转轴（驱动轴）5，该旋转轴5通过轴承6、7转动自如地设置于阀盖3以及斜板支持部4上。而且，轴承7内嵌在斜板支持部4内，在该轴承7的外侧安装有密封盖8。

旋转轴5与缸体9花键结合，该缸体9与旋转轴5一起一体地旋转。

在缸体9中，以旋转轴5的转动轴线M为中心在周方向上隔着等间隔凹设有多个柱塞室9a。各柱塞室9a与转动轴线M平行，在各自的内侧容纳有柱塞61。

而且，从柱塞室9a突出的各柱塞61的梢端部10a形成为球状，并且每个转动自如地安装于形成在滑靴13上的嵌合凹部13a内。

又，在滑靴13的与嵌合凹部13a相反侧的抵接面13b上通过滑靴板41配置有斜板12，通过使按压板14从缸体9侧嵌入于滑靴13，以此将滑靴13向斜板12侧按压。

滑靴板41具有与滑靴13的抵接面13b抵接的滑面26a，当缸体9旋转时，滑靴13沿着滑面26a被引导而旋转，并且柱塞61在转动轴线M方向上往复运动。

在斜板12的与滑靴板41相反侧的面上设置有圆弧状的凸面32，该凸面32被形成于斜板支持部4上的圆弧状的凹面22滑动自如地支持。

此外，如图17所示，在阀盖3的内表面侧上安装有与缸体9滑动接触的阀板25。在阀板25上形成有供给端口25a和排出端口25b，根据缸体9的旋转角度位置而与缸体9的柱塞室9a连通的油通路9b与供给端口25a或排出端口25b连通。在阀盖3上形成有与阀板25的供给端口25a连通且在外侧表面开口的供给通路3a，并且形成有与排出端口25b连通且在外侧表面开口的排出通路（未图示）。

又，如图17所示，在壳体主体2的上部设置有倾转调节用驱动部47。根据该倾转调节用驱动部47，可以使倾转调节用大径柱塞44以及小径柱塞45向左右的所希望的方向仅滑动所希望的距离。这样，可以变更斜板12相对于转动轴线M的倾转角度θ。此时，斜板12的凸面32被斜板支持部4的凹面22引导，而斜板12以规定的轴心为中心向图17所示的仰角方向G转动。借助于此，可以变更柱塞61的行程量，从而可以调节旋转轴5的旋转速度。

接着，参照图1～图3说明第一实施形态的柱塞61。该图1所示的柱塞61具备周壁主体部62和盖部63。

周壁主体部62是具有中空部62b，且与该中空部62b连通的开口部64形成于一端的圆筒状构件。而且，柱塞61的另一端部（梢端部）62a形成为球状，转动自如地安装在形成于滑靴13上的嵌合凹部13a中。

盖部63焊接在周壁主体部62的开口部64的内周面上而密封中空部62b，并且其外表面形成为受到液压的受压面63a。作为该焊接方法，例如使用电子束焊接（electron beamwelding；EBW）、激光焊接。

而且，如图2所示，在周壁主体部62的内周面上，从盖部63侧的位置向远离该盖部63的方向依次形成有应力减少部65、大径凹部66以及小径部67。

该应力减少部65用于减少作用于焊接部68的中空部62b侧的端部68a的应力，并且设置于与形成在周壁主体部62的开口部64的内周面和盖部63的外周面之间的焊接部68的中空部62b侧的端部68a相邻或接近的位置上。另外，焊接前的周壁主体部62的开口部64的内径以及盖部63的外径、即环状的焊接部68的中心的半径分别为R1（参照图2）。

又，应力减少部65如图2所示，通过周壁主体部62的中心线O的截面为圆弧状（例如半圆状），并且形成为其宽度为L2、半径为R2的环状凹部。

大径凹部66是如图2所示宽度形成为L3且半径形成为R3的圆筒状的凹部，并且与该应力减少部65相邻地形成在与应力减少部65相比靠近周壁主体部62的里侧的位置上。而且，小径部67与大径凹部66相比内径小且半径为R4，并且与该大径凹部66相邻地形成在与大径凹部66相比靠近周壁主体部62的里侧位置上。

另外，在本实施形态中具有R2＞R3＞R1＞R4的关系。

又，如图2所示，该小径部67的大径凹部66侧的端面形成为圆环状的阶梯部69。即，圆环状的阶梯部69形成于在周壁主体部62的内周面上突出设置的小径部67的盖部63侧的端部上，并且以在周壁主体部62的中心线O方向上与焊接部68的中空部62b侧的端部68a隔着间隔L4相向的形式设置。

而且，该间隔L4如下所述设定为在将盖部63焊接在开口部64上时不使焊接部68的中空部62b侧的端部68a通过延长焊接部（未图示）与阶梯部69连接的尺寸。

此外，如图1所示，在通过柱塞61的中心线O的位置上设置有用于使该柱塞61的两侧的各端部的外表面，即盖部63的受压面63a、与柱塞61的梢端部（另一端部）62a的外表面相互连通的筒状的液体通路部70。

该液体通路部70是细长的圆筒状部，内部形成有液体通路。图1所示的液体通路部70的右端部焊接在形成于盖部63的中心的中心孔63b上，并且从盖部63的受压面63a向外侧开口。图1以及图2所示的71是焊接部。而且，液体通路部70的左端部与柱塞61的梢端部62a的中空部62b侧的内表面结合，并且通过形成于该梢端部62a的连通孔62c从梢端部62a的外表面向外侧开口。

根据该液体通路部70，可以将焊接在柱塞61的一端部上的盖部63的受压面63a侧的工作液通过该液体通路部70导出至柱塞61的梢端部62a的外表面。借助于此，例如可以通过工作液润滑该梢端部62a和与该梢端部62a摇动自如地嵌合的滑靴13之间的接触部（嵌合凹部13a）而减少该接触部的摩擦阻力。

接着，说明如上述那样构成的液压旋转机所具备的柱塞61以及液压旋转机72的作用。根据图1以及图2所示的柱塞61，构成柱塞61的圆筒状的周壁主体部62具有中空部62b，该中空部62b被盖部63密封，工作液不流入中空部62b，因此可以使柱塞61变得轻量。

而且，可以减小由柱塞61和柱塞室9a包围的空间的体积（死体积），因此可以减少因工作液的压缩性而产生的压缩性损失。

又，在形成于周壁主体部62的开口部64和盖部63之间的焊接部68上施加有其残余应力以及在柱塞61的受压面63a以及外周面62d上作用着的力Fx、KFy（反力）（参照图3），但是这些应力和力Fx、KFy等可以通过应力减少部65减少从而不集中到强度比较小的焊接部68的中空部62b侧的端部68a上。借助于此，可以谋求焊接部68的该端部68a的疲劳强度的改善，进而可以提高柱塞61的强度。

因此，根据图1所示的柱塞61，可以谋求在将设置有该柱塞61的液压旋转机72作为泵或马达使用的情况下的能量转换效率以及最高旋转速度的改善。此外，通过将应力减少部65设置于柱塞61，以此可以提高该柱塞61的强度，可以延长其寿命。

接着，参照图3说明作用于柱塞61的力Fx、KFy。图3是示出将图1所示的柱塞61安装于图17所示的液压旋转机1的多个各柱塞室9a中的状态的局部放大剖视图。

如图3所示，在柱塞61的受压面63a上施加有基于柱塞室9a内的压力液的压力的水平方向的按压力Fx，而且，该按压力Fx使柱塞61的梢端部62a的外表面向相同方向按压滑靴13的嵌合凹部13a。又，按压力Fx的反力为－Fx。而且，斜板12相对于转动轴线M的倾转角度为θ，因此与斜板12的板面垂直的方向的抗力FR作用于柱塞61的梢端部62a，该抗力FR的y方向（在图3中，与旋转轴线M正交的方向）成分为Fy。而且，根据该y方向成分Fy，产生柱塞61以图3所示的柱塞室9a的角部S为支点向逆时针方向旋转的力矩，根据该力矩，柱塞61的盖部63侧的端部的上表面以KFy的力按压柱塞室9a的内表面。因此，按压力KFy的反力施加于柱塞61的盖部63侧的端部的上表面。

像这样，在形成于周壁主体部62的开口部64与盖部63之间的焊接部68上施加有其残余应力、以及在柱塞61的受压面63a以及外周面62d上作用着的力Fx、KFy，但是这些应力和力Fx、KFy等可以通过应力减少部65减少从而不集中到强度比较小的焊接部68的中空部62b侧的端部68a上。

又，如图2所示，应力减少部65是通过周壁主体部62的中心线O的截面为圆弧状（例如半圆状）的环状凹部，因此根据该应力减少部65，可以使盖部63的内表面63c与该应力减少部65的内周面65a相互结合的部分K形成为大致平坦部而避免形成为角部。因此，应力减少部65可以防止应力集中在形成于该大致平坦部处的焊接部68的中空部62b侧的端部68a上，其结果是，可以谋求焊接部68的该端部68a的疲劳强度的改善。借助于此，可以延长柱塞61的寿命。

此外，图2所示的阶梯部69与焊接部68的中空部62b侧的端部68a之间的间隔L4设定为在将盖部63焊接在开口部64上时不使焊接部68的中空部62b侧的端部68a通过延长焊接部（未图示）与阶梯部69连接的尺寸。

如此一来，可以在将盖部63焊接在开口部64上时，不使焊接部68的中空部62b侧的端部68a通过延长焊接部与阶梯部69连接。

即，焊接部68形成有以超过盖部63的外周面与周壁主体部62的内周面相互嵌合的部分而向周壁主体部62的中空部62b侧露出的状态延伸的延长焊接部（未图示），当该延长焊接部与阶梯部69连接时，该延长焊接部形成圆筒壁部，并且由该圆筒壁部的内周面和盖部63的内表面63c形成的角落部形成为角部。由此，应力集中在形成于该角部处的焊接部68的端部68a上，从而焊接部68的该端部68a的疲劳强度降低。

相对于此，在本实施形态中，在焊接部68的中空部62b侧的端部68a并不通过延长焊接部与阶梯部69连接，例如延长焊接部不形成为圆筒壁部而形成为环状的突起的情况下，形成有焊接部68的该端部68a的部分并不形成为角部，因此可以防止应力集中在该端部68a上。

因此，可以防止焊接部68的该端部68a通过延长焊接部与阶梯部69连接，因此可以防止焊接部68的该端部68a的疲劳强度降低。

又，在周壁主体部62的内周面上形成阶梯部69的原因是因为在周壁主体部62的内周面上，在与应力减少部65相比靠近中空部62b的里侧位置上形成内径大于焊接部68的端部68a的内径的大径凹部66，在与该大径凹部66相比靠近里侧的位置上形成小径部67。在该大径凹部66与小径部67之间形成有阶梯部69。而且，通过形成大径凹部66，以此可以防止延长焊接部与周壁主体部62的与应力减少部65相比更里侧的内周面连接。

此外，像这样通过在周壁主体部62的内周面上，在与应力减少部65相比靠近中空部62b的里侧位置上形成与焊接部68的端部68a相比内径大的大径凹部66，以此可以将周壁主体部62的开口部64的内径R1设计为大于周壁主体部62的小径部67的内径R4的尺寸。借助于此，可以通过锻造方法制作周壁主体部62，无需通过镗削加工（切削加工）形成整个小径部67，因此可以减少制造成本。然而，图2所示的周壁主体部62的开口部64的内周面以及大径凹部66的内周面为了用于焊接的表面加工而被镗削加工。

接着，参照图4～图6说明根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞的第二实施形态～第四实施形态。图4～图6所示的第二实施形态～第四实施形态的柱塞74、75、76与图1以及图2所示的第一实施形态的柱塞61的不同之处在于应力减少部的截面形状不相同。

除此以外，具有与图1所示的第一实施形态的柱塞61相同的结构，并发挥相同的作用，因此对于相同部分标以相同的附图标记，并省略相同部分的说明。

图4所示的第二实施形态的应力减少部77的截面形状是在图2所示的第一实施形态的应力减少部65的半圆状的截面形状中，将朝向阶梯部69侧的大致1/3的部分形成为直线的斜面部77a而形成。该应力减少部77的宽度为L1（＞L2）。

像这样，在将应力减少部77的阶梯部69侧的大致1/3的部分形成为直线的斜面部77a时，可以更加降低可从焊接部68的中空部62b侧的端部68向阶梯部69延伸形成的延长焊接部（未图示）与大径凹部66的内周面连接的可能性。

图5所示的第三实施形态的应力减少部78的截面形状是其底部与主体部62的中心线O平行的大致矩形，并且该底部的半径例如与第一实施形态相同且为R2。像这样，通过将应力减少部78的截面形状形成为矩形，以此在将应力减少部78例如进行镗削加工时，可以谋求其作业性的改善。

图6所示的第四实施形态的应力减少部79的截面形状是大致直角三角形，并且其底部形成为随着朝向阶梯部69而内径减小的直线的斜面部。

像这样，在将应力减少部79的整个底部形成为直线的斜面部时，可以与图4所示相同地降低可从焊接部68的中空部62b侧的端部68a向阶梯部69延伸形成的延长焊接部（未图示）与大径凹部66的内周面连接的可能性。

接着，参照图7～图11说明根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞的第五实施形态～第九实施形态。图7～图11所示的第五实施形态～第九实施形态的柱塞81、82、83、84、85与图1以及图2所示的第一实施形态的柱塞61的不同之处在于图1所示的第一实施形态中，将应力减少部65设置于周壁主体部62的内周面，相对于此，在图7～图11所示的第五实施形态～第九实施形态中，将应力减少部86、87、88、89、90设置在盖部63的中空部62b侧的内表面63c。

该图7～图11所示的第五实施形态～第九实施形态的应力减少部86、87、88、89、90设置于与形成在周壁主体部62的开口部64与盖部63之间的焊接部68的中空部62b侧的端部68a相邻的盖部63的内表面63c上，可以减少作用于焊接部68的端部68a的应力。

而且，如图7～图11所示，在第五实施形态～第九实施形态的周壁主体部62的内周面上未形成有大径凹部66以及阶梯部69。其原因是因为在周壁主体部62的内周面上未形成有作为环状凹部的应力减少部65等。即，因为即使发生从焊接部68的中空部62b侧的端部68a向中空部62b的里侧延伸形成有延长焊接部的情况，也不存在防止被该延长焊接部封闭的环状凹部（应力减少部65等）本身。

因此，周壁主体部62形成为开口部64的内周面以及与其相比靠近中空部62b的里侧的内周面（小径部67）的半径为R1的圆筒形。

除此以外，具有与图1所示的第一实施形态的柱塞61相同的结构，并且发挥相同的作用，因此对于相同部分标以相同的附图标记，并且省略相同部分的说明。

图7～图11所示的第五实施形态～第九实施形态的各实施形态的应力减少部86、87、88、89、90形成为从盖部63的中空部62b侧的内表面63c的外周部向中空部62b侧突出的圆环状的薄壁部。而且，在包括该薄壁部的盖部63的外周面与周壁主体部62的开口部64的内周面之间形成有焊接部68。

而且，图7～图11所示的第五实施形态～第九实施形态的各实施形态的应力减少部86、87、88、89、90的相互不同之处在于形成作为应力减少部86等的薄壁部的环状凹部91、92、93、94、95的截面形状不相同。该环状凹部91等设置于盖部63的中空部62b侧内表面63c上。

图7所示的第五实施形态的环状凹部91的截面形状为半圆状，并且其半径为L5。而且，作为应力减少部86的圆环状的薄壁部的梢端部的厚度为D5，盖部63的厚度为W5。

根据该图7所示的应力减少部86，如图3所示按压力KFy的反力施加于周壁主体部62的外表面时，焊接部68夹在周壁主体部62的内周面与形成于盖部63上的薄壁部的外周面之间而受到压缩力KFy，但是可以使这些周壁主体部62、焊接部68的中空部62b侧的端部68a以及形成于盖部63的应力减少部86（薄壁部）通过按压力KFy而向半径方向内侧弯曲。借助于此，可以减少因作用于焊接部68的中空部62b侧的端部68a的压缩力KFy而产生的应力，其结果是，可以谋求焊接部68的该端部68a的疲劳强度的改善。借助于此，可以延长柱塞81的寿命。

而且，如图7所示，在由设置于盖部63的中空部62b侧的内表面63c上的截面为半圆状的环状凹部91形成环状的应力减少部86（薄壁部）时，可以使盖部63本身的厚度W5形成为适当的尺寸，从而可以确保盖部63所需的刚性。

图8所示的第六实施形态的环状凹部92的截面形状是底部与周壁主体部62的中心线O正交的大致矩形。像这样，通过将环状凹部92的截面形状形成为矩形，以此可以在将环状凹部92例如进行镗削加工时谋求其作业性的改善。而且，如图8所示，环状凹部92的截面形成为其底部的深度为L6、宽度为H6。又，圆环状的应力减少部87（薄壁部）的梢端部的厚度为D6，盖部63的厚度为W6。

图9所示的第七实施形态的环状凹部93的截面形状为大致等腰三角形，其底部由倾斜角度相等的两个直线的斜面部所形成。

像这样，将环状凹部93的截面形状形成为大致等腰三角形，也可以形成应力减少部88（薄壁部）。而且，如图9所示，环状凹部93的截面形成为其底部的深度为L7、宽度为H7。又，圆环状的应力减少部88（薄壁部）的梢端部的厚度为D7，盖部63的厚度为W7。

图10所示的第八实施形态的环状凹部94的截面形状为大致梯形，形成为宽度H随着向底部而变窄的形状。

像这样，将环状凹部94的截面形状形成为大致梯形，也可以形成环状的应力减少部89（薄壁部）。而且，如图10所示，环状凹部94的截面形成为其底部的深度为L8、开口部的宽度为H8。又，圆环状的应力减少部89（薄壁部）的梢端部的厚度为D8，盖部63的厚度为W8。

图11所示的第九实施形态的环状凹部95的截面形状是大致直角三角形，其底部形成为其深度L随着向盖部63的中心而变深的直线的斜面部。

像这样，将环状凹部95的截面形状形成为大致直角三角形，也可以形成环状的应力减少部90（薄壁部）。而且，如图11所示，环状凹部95的截面形成为其底部的最大深度为L9、凹部的宽度为H9。又，圆环状的应力减少部90（薄壁部）的梢端部形成为向中空部62b侧突出的角部。而且，盖部63的厚度为W9。

图12是根据本发明的第十实施形态的液压旋转机所具备的柱塞96的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图。该图12所示的第十实施形态是在图2所示的第一实施形态中，将图7所示的第五实施形态的环状凹部91形成于盖部63的中空部62b侧的内表面63c，从而设置应力减少部86（薄壁部）。该第十实施形态可以发挥与第一实施形态以及第五实施形态相同的作用。

图13是根据本发明的第十一实施形态的液压旋转机所具备的柱塞97的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图。该图13所示的第十一实施形态是在图2所示的第一实施形态中，将图10所示的第八实施形态的环状凹部94形成于盖部63的中空部62b侧的内表面63c，从而设置应力减少部89（薄壁部）。该第十一实施形态可以发挥与第一实施形态以及第八实施形态相同的作用。

然而，除了上述第十实施形态、第十一实施形态以外，也可以与此相同地形成为将第一实施形态～第四实施形态的各实施形态的应力减少部、和第五实施形态～第九实施形态的应力减少部进行组合的结构。

图14是根据本发明的第十二实施形态的液压旋转机所具备的柱塞98的纵向剖视图，图15是图14所示的柱塞98的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图。图14、图15所示的第十二实施形态的柱塞98与图1所示的第一实施形态的柱塞61的不同之处在于液体通路部99与液体通路部70不相同。

除此以外，具有与第一实施形态相同的结构且发挥相同的作用，因此对于相同的部分标以相同的附图标记，并且省略它们的说明。

图14所示的第十二实施形态的柱塞98所具备的液体通路部99以使工作液接触到周壁主体部62的内表面的形式设置，并且形成为将柱塞98的两个各端部的外表面、即盖部63的受压面63a与柱塞10的梢端部（另一端部）10a的外表面相互连通的结构。

即，如图14、图15所示，液体通路部99在周壁主体部62的中空部62b中具有筒状的被密封的中空构件100，该中空构件100的右端部与盖部63的内表面63c结合。而且，在周壁主体部62的内周面与中空构件100的外周面之间形成有筒状的液体通路，该液体通路的右端部通过形成于盖部63的贯通孔101与外部连通。而且，液体通路的左端部通过连通孔62c与柱塞98的梢端部10a的外部连通。

根据该图14所示的柱塞98，与图1所示的柱塞61相同地，可以通过工作液减少柱塞98的梢端部10a与摇动自如地嵌合于该梢端部10a的滑靴13之间的摩擦阻力。而且，在液体通路部99中流动的工作液与周壁主体部62的内表面接触，因此该工作液可以有效地夺走因柱塞98与柱塞室9a的滑动而产生的摩擦热。借助于此，可以改善柱塞98的与柱塞室9a之间的滑动面（外周面）的冷却性能，从而可以谋求液压旋转机72的旋转速度的改善。

图16是根据本发明的第十三实施形态的液压旋转机所具备的柱塞103的相当于图1的A部的部分的局部放大剖视图。图16所示的第十三实施形态的柱塞103与图2所示的第一实施形态的柱塞61的不同之处在于图2所示的第一实施形态中形成有阶梯部69，而在图16所示的第十三实施形态中未形成有阶梯部69，以及在图2所示的第一实施形态中周壁主体部62的开口部64的半径R1形成为比小径部67的半径R4大，而在图16所示的第十三实施形态中周壁主体部62的开口部64的半径R5形成为比小径部67的半径R4小。

除此以外，具有与第一实施形态相同的结构且发挥相同的作用，因此对于相同部分标以相同的附图标记，并且省略它们的说明。

图16所示的第十三实施形态的柱塞103使周壁主体部62的开口部64的半径R5形成为比小径部67的半径R4小，虽然在通过锻造方法制作该周壁主体部62时，会花费费用以及时间和劳力，但是根据镗削加工，能够以比其低廉的费用以及时间和劳力进行制作。

然而，在上述实施形态中，以图17所示的斜板式轴向柱塞马达或斜板式轴向柱塞泵为例说明了本发明的液压旋转机的形式，但是也可以取而代之将本发明应用于斜轴型轴向柱塞马达或斜轴型轴向柱塞泵中。

而且，在上述各实施形态中，以将本发明应用于具备液体通路部的柱塞中为例进行了说明，但是也可以将本发明应用于不具备该液体通路部的柱塞中。

又，在上述各实施形态中，形成于周壁主体部62的内周面上的应力减少部65等的截面形状、以及形成于盖部63的内表面63c上的环状凹部91等的截面形状形成为半圆状、具有斜面部的半圆状、大致矩形、大致直角三角形、或大致梯形，但是也可以是除此以外的圆弧状、大致多角形、半椭圆状等的任意形状。

由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。

工业应用性：

如上所述，根据本发明的液压旋转机所具备的柱塞以及液压旋转机具有能够谋求柱塞的轻量化以及强度的改善，并且能够谋求设置有柱塞的液压旋转机的能量转换效率以及最高旋转速度的改善的优异效果，适合应用于像这样的液压旋转机所具备的柱塞以及液压旋转机中。

符号说明：

1 斜板式液压旋转机；

2 壳体主体；

3 阀盖；

3a 供给通路；

4 斜板支持部；

5 旋转轴；

6、7 轴承；

8 密封盖；

9 缸体；

9a 柱塞室；

9b 油通路；

10 柱塞；

10a 梢端部；

10b 中空部；

12 斜板；

13 滑靴；

13a 嵌合凹部；

13b 抵接面；

14 按压板；

22 凹面；

25 阀板；

25a 供给端口；

25b 排出端口；

26a 滑面；

32 凸面；

41 滑靴板；

44 倾转调节用大径柱塞；

45 倾转调节用小径柱塞；

47 倾转调节用驱动部；

61、74、75、76、81、82、83、84、85 柱塞；

96、97、98、103 柱塞；

62 周壁主体部；

62a 梢端部；

62b 中空部；

62c 连通孔；

62d 外周面；

63 盖部；

63a 受压面；

63b 中心孔；

63c 内表面；

64 开口部；

65、77、78、79、86、87、88、89、90 应力减少部；

65a 内周面；

66 大径凹部；

67 小径部；

68、71 焊接部；

68a 焊接部的端部；

69 阶梯部；

70、99 液体通路部；

72 液压旋转机；

91、92、93、94、95 环状凹部；

100 中空构件；

101 盖部的贯通孔；

G 仰角方向；

M 旋转轴线；

K 结合的部分。

Claims (8)

1.一种液压旋转机所具备的柱塞，其特征在于，

是在与旋转轴一起旋转的缸体中，在其周方向上配置有多个柱塞，且作为泵或马达使用的液压旋转机所具备的柱塞，具备：

具有中空部，一端形成有与该中空部连通的开口部的圆筒状的周壁主体部；

焊接在所述开口部的内周面上而密封所述中空部，外表面形成为受到液压的受压面的盖部；和

设置于与形成在所述开口部和所述盖部之间的焊接部的所述中空部侧的端部相邻或接近的所述周壁主体部的内周面或所述盖部的内表面上，用于减少作用于所述焊接部的端部的应力的应力减少部。

2.根据权利要求1所述的液压旋转机所具备的柱塞，其特征在于，所述应力减少部是设置于所述周壁主体部的内周面上，且通过所述周壁主体部的中心线的截面为包括圆弧状或多角形状的任意形状的环状凹部。

3.根据权利要求1所述的液压旋转机所具备的柱塞，其特征在于，所述应力减少部是从所述盖部的所述中空部侧的外周部向所述中空部侧突出的环状的薄壁部，在包括该薄壁部的所述盖部的外周面与所述周壁主体部的内周面之间形成有所述焊接部。

4.根据权利要求3所述的液压旋转机所具备的柱塞，其特征在于，所述应力减少部是由在所述盖部的所述中空部侧的内表面上设置通过所述盖部的中心线的截面为包括圆弧状或多角形状的任意形状的环状凹部而形成。

5.根据权利要求1所述的液压旋转机所具备的柱塞，其特征在于，

具备在所述周壁主体部的内周面上突出设置，且在所述周壁主体部的中心线方向上与所述焊接部的所述中空部侧的端部相向的环状的阶梯部；

所述阶梯部与所述焊接部的所述中空部侧的端部之间的间隔设定为在将所述盖部焊接在所述开口部上时，不使所述焊接部的所述中空部侧的端部通过延长焊接部与所述阶梯部连接的尺寸。

6.根据权利要求1所述的液压旋转机所具备的柱塞，其特征在于，在通过所述柱塞的中心线的位置上设置有用于将该柱塞的两侧的各端部的外表面相互连通的筒状的液体通路部。

7.根据权利要求1所述的液压旋转机所具备的柱塞，其特征在于，具备以使工作液接触所述周壁主体部的内表面的形式设置，并且用于将所述柱塞的两侧的各端部的外表面相互连通的液体通路部。

8.一种液压旋转机，其特征在于，

具备根据权利要求1至7中任意一项所述的液压旋转机所具备的柱塞，并且作为泵或马达使用。