CN107532577B - 活塞及具备该活塞的液压旋转机械 - Google Patents

活塞及具备该活塞的液压旋转机械 Download PDF

Info

Publication number
CN107532577B
CN107532577B CN201680025191.4A CN201680025191A CN107532577B CN 107532577 B CN107532577 B CN 107532577B CN 201680025191 A CN201680025191 A CN 201680025191A CN 107532577 B CN107532577 B CN 107532577B
Authority
CN
China
Prior art keywords
concave
piston
spherical
ball
oil passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680025191.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107532577A (zh
Inventor
玉岛英树
松久幸司
石原一宏
川岛胜之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Jukogyo KK
Publication of CN107532577A publication Critical patent/CN107532577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107532577B publication Critical patent/CN107532577B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124Pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0408Pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/128Driving means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2035Cylinder barrels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2078Swash plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2092Means for connecting rotating cylinder barrels and rotating inclined swash plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/22Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/26Control
    • F04B1/30Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
    • F04B1/32Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B1/324Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/11Kind or type liquid, i.e. incompressible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05B2230/25Manufacture essentially without removing material by forging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

一种活塞,为圆筒状,于各端部形成部分球状的凹球部和圆筒状的中空部,且在凹球部和中空部之间形成连接它们的油通路。凹球部具有通过锻造形成的部分球状的凹球面,凹球面可滑动旋转地支持滑靴的凸球部,凹球面与凸球部所依据的预先规定的标准球的接触面积为凹球面总面积的40%以上。

Description

活塞及具备该活塞的液压旋转机械
技术领域
本发明涉及往复运动的活塞,及具备该活塞的液压旋转机械。
背景技术
斜板形的油压泵及油压马达等使用的活塞中,有公头(male)型的活塞和母头(female)型的活塞。作为具备母头型的活塞的液压泵例如已知有如专利文献1的液压泵。
专利文献1的液压泵所具备的母头型的活塞具有凹球面,通过凹球面可滑动旋转地支持滑靴(shoe)的凸球部。借助于此,能够像公头型的活塞一样活塞相对于滑靴以凸球部的中心点为中心进行相对旋转,而且能够提高活塞及滑靴的耐压性能。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2014-152753号公报。
发明内容
发明要解决的问题:
专利文献1的液压泵中,要求将使用的工作油高压化,例如优选接受和吐出28Mpa以上的工作油。随着这样的工作油的高压化,活塞对滑靴作用有较大荷载,滑靴的凸球部对活塞的凹球面作用有较大反力。因此,凹球面和凸球部的接触面小的话,凹球面的局部作用有较大的表面压力而发生损伤。因此,通过切削加工高精度地形成凹球面及凸球部,以此增大凹球面和凸球部的接触面,使表面压力减小。
但是,以往技术中,对由挤压成形、锻造或削切这样的成形工序而制得的活塞(原材料)进行切削的切削工序,需要和成形工序分开设置,工作量变多。又,切削加工中,在由成形工序而制得的原材料上预留切削部位,切削该切削部位而改善精度。因此,切削部位的部分作为材料是无用的。像这样工作量变多,又产生了作为材料无用的部分,因此活塞的制造成本变高。
所以本发明的目的是提供一种能够耐高压且能够抑制制造成本的活塞及具备该活塞的液压旋转机械。
解决问题的手段:
本发明的活塞是在各端部分别形成可滑动旋转地支持液压旋转机械的滑靴的球形接头(spheric joint)部的凹球部及圆筒状的中空部,且在所述凹球部和所述中空部之间形成连通它们的油通路的活塞;
所述凹球部具有通过锻造形成的凹球面,所述凹球面具有半球面区域,所述半球面区域和作为所述球形接头部基准的标准球相抵接的面积为所述半球面区域的总面积的40%以上。
根据本发明,能够使从滑靴的球形接头部作用于活塞的凹球部的荷载被凹球面上广阔的区域承受,能够减小作用于凹球面的表面压力(单位面积的荷载)。借助于此,即便为了吐出高压工作油而活塞上作用较大荷载,也能够不损伤凹球部,使球形接头部在凹球部内顺畅活动。因此,可使仅通过锻造成形的凹球面能够承受高压,可抑制活塞的制造成本。
上述发明中,也可以是,在与所述活塞的中心轴构成的角度为35度以上50度以下的范围内具有第一环状区域,所述第一环状区域形成为该第一环状区域与所述标准球相抵接的面积为所述第一环状区域的总面积的50%以上。
根据上述结构,能够从活塞的中空部侧支撑球形接头部。借助于此,即便更大的荷载作用于活塞也能够使球形接头部顺畅地滑动,能使活塞应对更高的压力。
上述发明中,也可以是,所述凹球面具有在环状的第一边界与环状的第二边界之间形成的第二环状区域,所述第一边界为所述油通路和所述凹球面的分界线,所述第二边界是将连接所述凹球面的中心与所述凹球面的表面的直线和所述活塞的中心轴之间的构成角度限定于35度的位置的分界线,所述凹球面和所述标准球抵接的面积为所述第二环状区域的总面积的60%以上。
根据上述结构,能够抑制球形接头部对凹球面的部分抵接。借助于此,能够进一步降低球形接头部的滑动阻力,能使活塞应对更高的压力。
上述发明中,也可以是所述油通路以扩大所述凹球部侧外围的形式与所述凹球部连接。
根据上述结构,能够抑制凹球部内滑动的球形接头部与凹球部和油通路的连接部分抵接而局部产生较高的表面压力。借助于此,能够不损伤凹球部,使球形接头部15a顺畅地活动,能使活塞应对更高的压力。
上述发明中,也可以是,所述中空部通过内周面和底面形成为圆筒状,所述内周面形成为与所述底面连接的角落部分为沿所述活塞的轴线方向延伸的椭圆形状。
根据上述结构,相比于只进行R倒角的情况能够降低压力集中,所以即使角落部分为更小的椭圆形状的曲面也能够充分满足活塞的强度。因此,由于能够降低锻造时的成形荷载,所以即使是仅通过锻造成形的中空部也能够承受高压,能抑制活塞的制造成本。
上述发明中,所述油通路也可以锻造成形且通路的长度与孔径的长宽比为0.7以上1.2以下。
根据上述结构,能够确保活塞的强度及锻造的容易度两个方面。借助于此,即使是仅通过锻造成形的油通路也能够承受高压,能抑制活塞的制造成本。
本发明的液压旋转机械具备:前述任意多个活塞;斜板;能滑动地支持于所述斜板,且具有安装于所述活塞的各凹球部内的凸球部的多个滑靴;和能往复运动地插入多个活塞的汽缸体。
根据上述结构,能够制造具有如前述功能的液压旋转机械。
发明效果:
根据本发明,能够耐高压,并且能够抑制制造成本。
参照附图,通过以下的优选实施形态的详细说明,得以明了本发明的上述目的、其他目的、特征、以及优点。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施形态的油压泵的剖视图;
图2是示出图1的油压泵具备的活塞的剖视图;
图3是扩大地示出图2的活塞的凹球面附近的放大剖视图;
图4是扩大地示出图2的活塞的区域X的放大剖视图;
图5是扩大地示出图2的活塞的区域Y的放大剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图说明根据本发明实施形态的油压泵1及活塞2。另外,以下说明中所用的方向概念是为便于说明而使用,并不是将发明的结构的朝向等限于该方向。又,以下说明的油压泵1及活塞2不过是本发明的一种实施形态而已。因此,本发明不限于实施形态,可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行增加、删除、变更。
<油压泵>
油压泵1对吸进的低压工作油加压,吐出高压工作油,例如向油压活塞机构及油压马达等油压机器供给工作油从而驱动油压机器。图1所示的油压泵1为所谓的可变容量型的斜板泵,具备:壳体11,旋转轴12,汽缸体13,多个活塞2,多个滑靴15,斜板16和阀片17。壳体11形成为容纳各结构2、12~17的结构,旋转轴12的一端部从壳体11突出。在旋转轴12的一端部侧的一部分及另一端部上设置轴承18、19,旋转轴12通过轴承18、19可旋转地支持于壳体11。又,旋转轴12的另一端部侧的一部分插通汽缸体13。
汽缸体13形成大致圆筒筒状,并通过花键联结等以不可相对旋转且使轴线相互一致的形式结合。因此,汽缸体13与旋转轴12一体地围绕轴线L1旋转。又,在汽缸体13中形成多个汽缸室20,多个汽缸室20在以轴线L1为中心的周方向上等间隔隔开地配置。汽缸室20为在汽缸体13的一端侧开口且与轴线L1平行地延伸的孔,活塞2从开口插入。
活塞2为所谓的母头型的活塞,形成为大致圆筒状。在活塞2的两端部各自形成中空部21及凹球部22,中空部21是在活塞2的梢端开口且从该梢端向基端侧延伸的圆筒状的部分。凹球部22是在活塞2的基端开口且形成为局部球状的部分。这些中空部21及凹球部22形成于活塞2的轴线L2上,且在轴线方向(即梢端侧与基端侧)上分开配置,在中空部21和凹球部22之间形成连通它们的油通路23。像这样构成的活塞2上安装有具有凸球部的滑靴15。
滑靴15具有球形接头部(凸球部)15a和基体部15b。作为球形接头部15a的钢球,形成大致圆球状,例如,基于作为关于滚动轴承用钢球的规定的、表示JIS B 1501的“形状及表面粗糙度的容许界限值”的等级G3~G100而形成。具有这样形状的球形接头部15a嵌入活塞2的凹球部22并铆接,以凹球部22的中心点C1为中心进行旋转。球形接头部15a与基体部15b一体形成。基体部15b形成大致圆板状,其厚度方向一表面上一体地形成有球形接头部15a。又,基体部15b的厚度方向另一表面平坦地形成,并按压于斜板16。
斜板16为大致圆环状的板,其内孔插通有旋转轴12并配置于壳体11内。又,斜板16的厚度方向一表面平坦地形成,形成支持面16a。支持面16a以倾斜的状态面向汽缸体13的一端面,多个滑靴15和基体部15b在周方向上隔开间隔地配置于支持面16a。又,旋转轴12上,为将多个滑靴15按压于支持面16a而设置有压板24。
压板24大致形成为圆环状,其内孔插通有旋转轴12。又,压板24于周方向上隔着间隔形成多个孔。多个孔与配置于支持面16a的多个滑靴15各自对应地形成,各孔中嵌入对应的滑靴15的基体部15b。又,基体部15b具有在外周部且斜板16侧的部分(即,另一方侧的部分)形成为比所述孔直径大的突缘15c,突缘15c被压板24与斜板16夹持。又,旋转轴12上,在设置压板24的位置处形成球面衬套12a,压板24嵌入球面衬套12a并保持在其外周面。球面衬套12a通过花键联结等与旋转轴12不可相对旋转地结合,且通过未图示的汽缸弹簧对斜板16施力。借助于此,多个滑靴15通过压板24按压支持面16。
又,多个滑靴15在支持面16a上以轴线L1为中心进行旋转。即,旋转轴12旋转,汽缸体13及压板24随之围绕轴线L1旋转,则多个滑靴15围绕轴线L1旋转。多个滑靴15围绕轴线L1旋转时,由于支持面16a相对汽缸体13的一端面倾斜,所以各滑靴15相对于汽缸体13的一端面或靠近或远离。借助于此,安装于各滑靴15的活塞2在围绕轴线L1旋转的同时使汽缸室20进行往复运动。
又,在汽缸体13的另一端侧形成多个汽缸气口(port)25,各汽缸气口25与每个汽缸室20一一对应地形成。多个汽缸气口25在汽缸体13的另一端具有开口,且以开口隔开间隔地位于以轴线L1为中心的周方向上的形式配置。又,在汽缸体13的另一端设置阀片17。
阀片17大致形成圆板状,被旋转轴12可相对旋转地插通,且以使其厚度方向一表面与汽缸体13另一端抵接的状态固定于壳体11。在阀片17上形成吸入口17a及吐出口17b。吸入口17a及吐出口17b是贯通阀片17的厚度方向且在周方向上延伸的孔,相互隔开间隔地配置于周方向上。又,吸入口17a及吐出口17b与多个汽缸气口25对应配置,通过汽缸体13旋转,使各汽缸气口25连接的口17a、17b切换。另外,图1中,为便于说明图示出下死点及上死点处的汽缸气口25与各口17a、17b连接,但实际上,汽缸气口25在下死点(图1的纸面下侧的位置)附近从吸入口17a切换至吐出口17b,在上死点(图1的纸面上侧的位置)附近从吐出口17b切换至吸入口17a。
在如此构成的油压泵1中,旋转轴12旋转则多个活塞2使汽缸室20进行往复运动。借助于此,工作油从吸入口17a吸入至汽缸室20且吸入至汽缸室20的工作油从吐出口17b吐出。从各口17b吐出的工作油的流量根据斜板16的角度变化,为改变斜板16及压板24的角度,油压泵1具有伺服机构26。伺服机构26形成为围绕轴线L2可掀动的结构,通过斜板16掀动使活塞2的行程量变化。借助于此,能够使从吐出口17b吐出的工作油的吐出量(即,泵容量)发生变化。
<锻造活塞>
在具有如此功能的油压泵1中,如图2所示使用母头型的活塞作为活塞2。活塞2例如使用SCM415或含有0.2%的碳的碳素钢等那样的低强度材料锻造成形。更详细地,活塞2为包含中空部21、凹球部22、及油通路23且整体通过冲压机等的冷锻加工而成形。此后活塞2的外周面实施正火、切削加工、研磨及硬化处理(例如,气体软氮化处理或盐浴软氮化处理)。另一方面,作为活塞2内周面的中空部21、凹球部22及油通路23仅由冷锻加工形成。也就是说,本发明通过将作为活塞2内部形状的中空部21、凹球部22及油通路23的形状设计为规定的形状,可以使活塞2的内部形状仅通过锻造形成为实用水平。因此,本发明可确保耐久性的同时实现能以低成本制造活塞2。以下,对中空部21、凹球部22、及油通路23的最优形状进行说明。
<中空部的形状>
中空部21形成如前述的圆筒状,具有内周面21a和底面21b。内周面21a围绕活塞2的轴线L3形成,底面21b以与轴线L3正交的形式形成。内周面21a在其基端侧与底面21b连接,具有与底面21b连接的角落部分21c。如图3、图4、图5所示,角落部分21c被包含轴线L3的截面切断时以越朝向底面21b前部越细的形式弯曲形成。本实施形态中,角落部分21c形成为在轴线L3延伸的方向上纵向较长的大致四分之一椭圆形状(长圆弧形状),且形成为其长轴a与短轴b的比率,即椭圆率b/a为0.3以上0.7以下的范围。像这样角落部分21c形成为大致四分之一椭圆,从而相比于将角落部分21c进行R倒角的情况,能够谋求降低压力集中。因此,即使角落部分21c是更小的椭圆形状的曲面,也能够使活塞的强度达到实用水平。所以,即使是仅通过锻造成形的中空部21也能够在确保耐久性的同时,借由仅通过锻造成形来抑制活塞2及油压泵1的制造成本。又,由于能够降低锻造时的成形荷载,所以能够提高锻造成形性。
<凹球部的形状>
安装滑靴15的球形接头部15a之前的凹球部22在开口附近(上部)为圆筒状且底侧(下部)为半球面状。凹球部22通过将球形接头部15a嵌入其内并将外周面压入内侧而铆接,以此形成为部分球面状。借助于此,球形接头部15a被凹球部22包入,滑靴15的球形接头部15a相对于活塞2可旋转且不会脱离。又,在凹球部22的底侧,作为其内面的凹球面22a匹配球形接头部15a的外表面(即,球面)仅通过锻造成形。以下对凹球面22a的形状进行详细说明。
凹球面22a的中心(即,中心点C1)通过活塞2的轴线L3,与活塞2的中心轴(轴线L3)构成的角度θ为90度以下的区域为凹球面22a上的半球面的区域22b。换言之,连接凹球面22a中心(中心点C1)与凹球面22a表面的直线和轴线L3构成的角度θ为90度以下的区域为凹球面22a上的半球面的区域22b。在此,在凹球面22a上的半球面的区域22b是在活塞2上形成油通路23时的、与活塞2的中心轴(轴线L3)构成的角度θ为90度以下的区域。
凹球面22a与球形接头部15a的抵接,例如使用标准球31来确认,该标准球31基于作为关于滚动轴承用钢球的规定的、表示JIS B 1501的“形状及表面粗糙度的容许界限值”的等级G3~G100而形成。标准球31为球形接头部15a的钢球的基准,球形接头部15a的钢球也与标准球31同基准、同条件地形成。因此,标准球31与凹球面22a上的半球面的区域22b的抵接判定、和球形接头部15a与凹球面22a上的半球面的区域22b的抵接判定以视为相同的抵接判定。标准球31相对设定的直径D例如以规定尺寸以下(例如,±5μm以下)的公差形成。在该标准球31的外周面涂覆规定的厚度(例如,10μm以下)涂料(例如,轴承红(BearingRed)),以规定的按压力(例如,1~5kgf)将标准球31按压于凹球面22a时,涂料转移的部分判定为凹球面22a和球形接头部15a抵接。而且,涂料转移区域的面积(转移面积)为半球面的区域22b总面积的40%以上时,抵接面积为40%以上。另外,本实施形态中,活塞2形成为凹球面22a上的半球面的区域22b和标准球31抵接的抵接面积相对半球面的区域22b的总面积的40%以上。
像这样,抵接面积为40%以上,以此能在活塞2推动工作油时或者工作油推动活塞2时让凹球面22a上广阔的区域承受来自球形接头部15a的荷载,能减小作用于凹球面22a的表面压力(单位面积的荷载)。借助于此,即使在为了吐出高压(例如,28Mpa)工作油而在活塞2上作用较大荷载,也能够不损伤凹球部22地使球形接头部15a在凹球部22内顺畅地活动。因此,即使是仅通过锻造成形的凹球面22a也能够忍受高压,又能够通过仅通过锻造使凹球面22a成形来抑制活塞2及油压泵1的制造成本。
又,凹球面22a上,与活塞2的中心轴(轴线L3)构成的角度θ为35度以上50度以下的区域为第一环状区域22c。换言之,连接凹球面22a中心与凹球面22a表面的直线和轴线L3构成的角度θ为35度以上50度以下的区域为第一环状区域22c。而且,活塞2形成为抵接面积(即,周方向上的抵接)相对于第一环状区域22c的全面积为50%以上。即,形成为以前述条件将标准球31按压于凹球面22a涂料转移时,抵接面积相对于第一环状区域22c的总面积为50%以上。像这样,第一环状区域22c中的抵接面积为50%以上,以此通过往复运动能够让凹球面22a的底部(轴线L3附近的环状面)的广阔面承受从球形接头部15a接收的轴线方向的荷载,能降低作用于凹球面22a的表面压力。借助于此,在活塞2的凹球面22a的表面压力低的状态下,能够从更靠近轴线方向侧支撑球形接头部15a。借助于此,即使更大的荷载作用于活塞2,球形接头部15a也能够顺畅地滑动,能使活塞2及油压泵1应对更高的吐出压。
进一步地,凹球面22a上,在环状的第一边界22f与环状的第二边界22g之间形成的区域为第二环状区域22d。在此,环状的第一边界22f与油通路23和凹球面22a的连接处,即油通路23与凹球面22a的分界线。又,环状的第二边界22g是连接凹球面22a中心与凹球面22a表面的直线和所述活塞的中心轴(轴线L3)构成的角度为35度的线围绕轴线L3进行旋转时该线与凹球面22a的交叉处,即在凹球面22a上将前述构成的角度θ限定于35度的位置上的分界线。而且,活塞2形成为凹球面22a上的第二环状区域22d与标准球31的抵接面积为第二环状区域22d总面积的60%以上。即,形成为以前述条件将标准球31按压于凹球面22a涂料转移时,转移面积相对于第二环状区域22d的总面积为60%以上。像这样第二环状区域22d周方向的抵接为60%以上,以此能够抑制球形接头部15a与凹球面22a部分抵接。借助于此,能够使作用于凹球面22a的表面压力均一,使活塞2及油压泵1能应对更高的吐出压。
进一步地,凹球面22a上,与活塞2的中心轴(轴线L3)构成的角度θ为33度以上35度以下的区域为第三环状区域22e。换言之,连接凹球面22a中心与凹球面22a表面的直线和轴线L3构成的角度θ为33度以上35度以下的区域为第三环状区域22e。而且,活塞2形成为抵接面积(即,周方向上的抵接)相对于第三环状区域22e的总面积为60%以上。即,形成为以前述条件将标准球31按压于凹球面22a涂料转移时,转移面积相对于第三环状区域22e的总面积为60%以上。通过像这样第三环状区域22e的周方向上的抵接为60%以上,以此能够抑制球形接头部15a与凹球面22a部分抵接。借助于此,能够使作用于凹球面22a的表面压力均一,能使活塞2及油压泵1应对更高的吐出压。
<油通路的形状>
油通路23为连通中空部21与凹球部22的大致截面圆形状的贯通孔,又,作为孔径r与深度d的比的径深比在0.7以上1.2以下的范围。通过像这样形成油通路23,能够确保活塞2的强度及锻造的容易度两个方面。借助于此,即使是仅通过锻造成形的油通路23也能承受高压,又能够通过锻造成形来抑制活塞的制造成本。
又,油通路23对与凹球部22的连接部分23a实施R倒角,连接部分23a为圆角形状。即,连接部分23a以向凹球部22 侧扩大外围的形式形成。借助于此,能够抑制凹球部22内滑动旋转的球形接头部15a与连接部分23a抵接而阻碍旋转。借助于此,能够降低球形接头部15a的滑动阻力,能使活塞2及油压泵1应对更高的压力。
<其他实施形态>
本实施形态中,作为液压旋转机械以油压泵1为例进行了说明,但是液压旋转机械也可以是油压马达。又,吸入及吐出的工作液也不限于工作油,也可以为水等液体。此外,作为油压泵1以可变容量型的斜板泵为例进行了说明,但是也可以是固定容量型的斜板泵。此外,活塞2所适用的机器不限于如油压泵1这样的液压旋转机器,对执行器等也适用。此外,活塞2的中空部21、凹球部22及油通路23中的各个特征形状,无需全部具备,每个特征形状也能发挥优异作用效果,前述的组合能发挥更优异作用效果。
基于上述说明,本领域技术人员能够明了本发明的多种改良和其他实施形态。因此,上述说明应仅解释为示例,提供目的在于向本领域技术人员示范实施本发明的最优形态。可不脱离本发明的宗旨而实质性地变更其结构和/或功能的具体内容。
符号说明:
1 油压泵;
2 活塞;
13 汽缸体;
15 滑靴;
15a 球形接头部;
16 斜板;
21 中空部;
21a 内周面;
21b 底面;
22 凹球部;
22a 凹球面;
22c 第一环状区域;
22d 第二环状区域;
22e 第三环状区域;
22f 第一边界;
22g 第二边界;
23 油通路;
23a 连接部分。

Claims (7)

1.一种活塞,是在各端部分别形成可滑动旋转地支持液压旋转机械的滑靴的球形接头部的凹球部及圆筒状的中空部,且在所述凹球部和所述中空部之间形成连通它们的油通路的活塞,
所述凹球部具有通过锻造形成的凹球面,
所述凹球面具有半球面区域,
所述半球面区域和作为所述球形接头部基准的标准球相抵接的面积为所述半球面区域的总面积的40%以上,
所述油通路具有由锻造形成、且形成于与所述凹球部之间的连接部分;
所述连接部分为了降低所述球形接头部的滑动阻力,以向所述凹球部侧逐渐扩大外围的形式形成。
2.根据权利要求1所述的活塞,其特征在于,
所述凹球面在与所述活塞的中心轴构成的角度为35度以上50度以下的范围内具有第一环状区域,
所述第一环状区域形成为该第一环状区域与所述标准球相抵接的面积为所述第一环状区域的总面积的50%以上。
3.根据权利要求1所述的活塞,其特征在于,
所述凹球面具有在环状的第一边界与环状的第二边界之间形成的第二环状区域,
所述第一边界为所述油通路和所述凹球面的分界线,
所述第二边界是将连接所述凹球面的中心与所述凹球面的表面的直线和所述活塞的中心轴之间的构成角度限定于35度的位置的分界线,
所述第二环状区域形成为该第二环状区域与所述标准球抵接的面积为所述第二环状区域的总面积的60%以上。
4.一种活塞,是在各端部分别形成可滑动旋转地支持液压旋转机械的滑靴的球形接头部的凹球部及圆筒状的中空部,且在所述凹球部和所述中空部之间形成连通它们的油通路的活塞,
所述凹球部具有通过锻造形成的凹球面,
所述中空部具有通过锻造形成的内周面和底面,
所述油通路具有由锻造形成、且形成于与所述凹球部之间的连接部分;
所述连接部分为了降低所述球形接头部的滑动阻力,以向所述凹球部侧逐渐扩大外围的形式形成。
5.一种活塞,是在各端部分别形成可滑动旋转地支持液压旋转机械的滑靴的球形接头部的凹球部及圆筒状的中空部,且在所述凹球部和所述中空部之间形成连通它们的油通路的活塞,
所述凹球部具有通过锻造形成的凹球面,
所述中空部具有通过锻造形成的内周面和底面,通过所述内周面和底面形成为圆筒状,
所述内周面形成为与所述底面连接的角落部分为沿所述活塞的轴线方向延伸的纵向较长的长圆弧形状。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的活塞,其特征在于,
所述油通路通过锻造成形,
相对于所述油通路的通路长度的所述油通路的孔径的比为0.7以上1.2以下。
7.一种液压旋转机械,具备:
多个权利要求1至6中任意一项所述的活塞;
斜板;
能滑动地支持于所述斜板,且具有安装于所述活塞的各凹球部内的凸球部的多个滑靴;和
能往复运动地插入多个所述活塞的汽缸体。
CN201680025191.4A 2015-05-08 2016-05-02 活塞及具备该活塞的液压旋转机械 Active CN107532577B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-095798 2015-05-08
JP2015095798A JP5947954B1 (ja) 2015-05-08 2015-05-08 ピストン、及びそれを備える液圧回転機械
PCT/JP2016/002244 WO2016181638A1 (ja) 2015-05-08 2016-05-02 ピストン、及びそれを備える液圧回転機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107532577A CN107532577A (zh) 2018-01-02
CN107532577B true CN107532577B (zh) 2020-05-15

Family

ID=56329536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680025191.4A Active CN107532577B (zh) 2015-05-08 2016-05-02 活塞及具备该活塞的液压旋转机械

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10527028B2 (zh)
EP (1) EP3296568B1 (zh)
JP (1) JP5947954B1 (zh)
KR (1) KR101974942B1 (zh)
CN (1) CN107532577B (zh)
WO (1) WO2016181638A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110617189B (zh) * 2019-11-21 2020-04-10 长沙桑铼特农业机械设备有限公司 手自双控式一体泵马达
DE102022203309A1 (de) 2022-04-04 2023-10-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hydrostatische Kolbenmaschine mit zweigeteilter Stellkammer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5114284B1 (zh) * 1967-12-28 1976-05-08
JPS531304A (en) * 1976-06-28 1978-01-09 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Plunger and method of manufacturing same
JPS5333406A (en) * 1976-09-10 1978-03-29 Toyo Bearing Mfg Co Plunger shoes and method of producing the same
JP2000220567A (ja) * 1999-01-27 2000-08-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 斜板型ピストンポンプ・モータのピストン
JP2000257549A (ja) * 1999-03-03 2000-09-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd 斜板型液圧回転機用シューの製造方法
JP2005061282A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Taiho Kogyo Co Ltd シュー

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1177633A (en) * 1966-02-04 1970-01-14 Boulton Aircraft Ltd Ball Joint Assembly.
DE3714892A1 (de) * 1986-05-08 1987-11-12 Honda Motor Co Ltd Verfahren zum herstellen einer schwenkverbindung zum abstuetzen eines kipphebels eines ventilzuges einer brennkraftmaschine
JPS63112280U (zh) * 1987-01-13 1988-07-19
JPH0617000Y2 (ja) * 1987-02-25 1994-05-02 株式会社小松製作所 斜板式ポンプ・モ−タ
JPH07109973A (ja) * 1993-10-15 1995-04-25 Honda Motor Co Ltd 斜板式油圧装置
US5490446A (en) * 1994-03-22 1996-02-13 Caterpillar Inc. Apparatus and method for a piston assembly
US5758566A (en) * 1994-07-08 1998-06-02 Danfoss A/S Piston with a slide shoe for a hydraulic piston engine
DE19712838C2 (de) 1997-03-26 1999-03-18 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Kugelgelenkverbindung
JP2000230476A (ja) * 1999-02-08 2000-08-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd 斜板式液圧回転機
US6318242B1 (en) * 1999-10-26 2001-11-20 Sauer-Danfoss Inc. Filled hydraulic piston and method of making the same
US6293185B1 (en) * 2000-02-28 2001-09-25 Sauer-Danfoss Inc. Piston for a hydrostatic cylinder block
JP3777942B2 (ja) * 2000-03-15 2006-05-24 株式会社豊田自動織機 圧縮機用中空ピストンの製造方法
US6338293B1 (en) * 2000-06-30 2002-01-15 Sauer-Danfoss Inc. Reduced oil volume piston assembly for a hydrostatic unit
FR2854089B1 (fr) * 2003-04-23 2006-05-19 Semt Pielstick Procede de fabrication d'un piston, outillage pour la mise en oeuvre de ce procede et piston ainsi obtenu
DE10356155B4 (de) * 2003-12-02 2006-06-14 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Hydrostatisches Antriebssystem mit pumpenseitiger Hydraulikfluidmengenteilung
EP1750009B1 (en) * 2005-08-05 2019-07-03 Poclain Hydraulics A spherical joint of a hydrostatic piston machine
JP5164433B2 (ja) * 2007-05-29 2013-03-21 サンデン株式会社 圧縮機用ピストンの製造方法
JP2014152753A (ja) 2013-02-13 2014-08-25 Hitachi Constr Mach Co Ltd アキシャルピストン式液圧ポンプ
CH707789A1 (de) * 2013-03-25 2014-09-30 Liebherr Machines Bulle Sa Kolben für eine Axialkolbenmaschine.
DE102013211893A1 (de) * 2013-06-24 2014-12-24 Robert Bosch Gmbh Hohlkolben für eine Schrägscheibenmaschine und Schrägscheibenmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5114284B1 (zh) * 1967-12-28 1976-05-08
JPS531304A (en) * 1976-06-28 1978-01-09 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Plunger and method of manufacturing same
JPS5333406A (en) * 1976-09-10 1978-03-29 Toyo Bearing Mfg Co Plunger shoes and method of producing the same
JP2000220567A (ja) * 1999-01-27 2000-08-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 斜板型ピストンポンプ・モータのピストン
JP2000257549A (ja) * 1999-03-03 2000-09-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd 斜板型液圧回転機用シューの製造方法
JP2005061282A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Taiho Kogyo Co Ltd シュー

Also Published As

Publication number Publication date
EP3296568A1 (en) 2018-03-21
EP3296568A4 (en) 2019-05-08
CN107532577A (zh) 2018-01-02
WO2016181638A1 (ja) 2016-11-17
EP3296568B1 (en) 2021-07-14
US20180119683A1 (en) 2018-05-03
US10527028B2 (en) 2020-01-07
JP5947954B1 (ja) 2016-07-06
KR101974942B1 (ko) 2019-05-03
KR20180004194A (ko) 2018-01-10
JP2016211431A (ja) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10018174B2 (en) Hydraulic pump/motor
CN112888858B (zh) 活塞及液压泵·马达
CN102155371A (zh) 反渗透海水淡化用高压泵
CN107532577B (zh) 活塞及具备该活塞的液压旋转机械
US20090199705A1 (en) Axial piston machine and control plate for an axial piston machine
US10094364B2 (en) Banded ceramic valve and/or port plate
JP5780948B2 (ja) アキシャルピストン式液圧ポンプ
US20140109761A1 (en) Axial pump having stress reduced port plate
JP6276911B2 (ja) 液圧回転機
JP6023907B1 (ja) ピストン、及びそれを備える液圧回転機械
US8727742B2 (en) Micro compressor
JP6307015B2 (ja) アキシャルピストン型液圧回転機
US10794185B2 (en) Cylinder block and swash plate type liquid-pressure rotating apparatus including same
US20190055931A1 (en) Hydraulic rotary machine
US11396872B2 (en) Axial piston-type hydraulic rotary machine
US10670000B2 (en) Hydrostatic positive-displacement machine piston for the hydrostatic positive-displacement machine, and cylinder drum for the hydrostatic positive-displacement machine
CN218816804U (zh) 流体机械
JP5332592B2 (ja) アキシアルピストンポンプ
JP2020016172A (ja) 可変容量型斜板式液圧回転機
EP3351793A1 (en) Hydraulic rotary machine, and valve plate for same
CN201190641Y (zh) 轴向柱塞式液压马达或泵
JP5499471B2 (ja) アキシアルピストンポンプ
JPH1137040A (ja) アキシャルプランジャポンプ
JPH09170567A (ja) ピストン型液圧装置
JP2006132464A (ja) 斜板式ポンプ・モータ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant