JP2003329132A - プランジャおよびプランジャの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧式無段変速装置などに利用される油圧ポ
ンプもしくは油圧モータに利用されるプランジャであっ
て、シリンダブロックに挿入され、該シリンダブロック
の回動にともない摺動して作動油の吸入および吐出を行
うプランジャを安価かつ少ない製造工程により製造する
ことを課題とする。 【解決手段】 素板２０１をポンチ２０２およびダイス
２０３により、プレスして、ピストン形状に変形させる
ことにより、プランジャとして利用されるピストン１０
２を成形し、該成形されたピストン１０２にシール部材
３０２を接続するものである。シール部材としては、樹
脂材や軟質金属を利用することが可能であり、ピストン
１０２に装着されるシール材によりシリンダブロック１
０３とピストン１０２との機密性を確保するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダブロック
に挿入され、該シリンダブロックの回動にともない摺動
して作動油の吸入および吐出を行うプランジャおよび該
プランジャの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、油圧式無段変速装置のプランジャ
は、ドリル穿孔工程、研磨工程等を経て製造されてい
る。ドリル穿孔工程においては、プランジャとなる部材
の中心軸に沿ってドリル穿孔を行う必要があるととも
に、ドリル穿孔時の冷却や、ドリル穿孔を行う速度調節
など、加工に多くの手間と時間を必要とするものであ
る。そして、研磨においても、各工程に分かれており、
加工に多くの手間と時間を必要とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、プラン
ジャをドリル加工もしくは穿孔加工などにより製造する
場合には、多くの手間と時間がかかり、高い製造コスト
が必要となる。また、削りだしによりプランジャを構成
する場合には、プランジャとなる部材を回転させながら
軸方向に切削具を移動させ成形を行うので、軸方向にお
ける径の変動を抑えるべく、精度の高い加工が必要とな
る。また、近年、油圧式無段変速装置のダウンサイジン
グに対する要望が高まっており、低コストかつ小型の油
圧式無段変速装置に対する要望が大きくなっている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明は次のような手段を用いる。請求項１に記載
のごとく、シリンダブロックに挿入され、該シリンダブ
ロックの回動にともない摺動して作動油の吸入および吐
出を行うプランジャにおいて、プランジャをプレス成形
により構成する。

【０００５】請求項２に記載のごとく、シリンダブロッ
クに挿入され、該シリンダブロックの回動にともない摺
動して作動油の吸入および吐出を行うプランジャにおい
て、プランジャを構成するピストンをプレス成形により
構成し、該ピストンにシール材を装着する。

【０００６】請求項３シリンダブロックに挿入され、該
シリンダブロックの回動にともない摺動して作動油の吸
入および吐出を行うプランジャにおいて、プレス加工に
よりカップ状に成形したプランジャを構成するピストン
の外側にシール材を装着する。

【０００７】請求項４に記載のごとく、シリンダブロッ
クに挿入され、該シリンダブロックの回動にともない摺
動して作動油の吸入および吐出を行うプランジャの製造
方法において、板状部材をプレス加工してカップ形状に
成形したプランジャを構成する。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は車軸駆動装置の平面断面
図である。まず、図１を用いて、油圧式無段変速機を配
設する車軸駆動ユニットについて説明する。車軸駆動ユ
ニット１８は、ハウジング４０内に配設された油圧式変
速機構および機械式変速機構、そして制動機構により構
成される。ハウジング４０内には油圧式変速機構が配設
され、油圧変速機構は油圧ポンプ、油圧モータ５５、セ
ンタセクション４８により構成される。油圧式変速機構
の操作はハウジング４０の外側に配設された操作レバー
６５により行うものである。油圧ポンプはセンタセクシ
ョン４８の油圧ポンプ配置部５２に配設され、該油圧ポ
ンプには入力軸が挿嵌されるものである。そして、該入
力軸の回動により作動油を油圧モータ５５へと供給す
る。

【０００９】上記油圧ポンプは可変容量型であり、操作
レバー６５により油圧ポンプ５２の可動斜板を操作して
作動油の吐出量を調節する。なお、油圧ポンプの可動斜
板中立位置は、ハウジング４０に装着されたアジャスタ
７０により調節する。アジャスタ７０は操作レバー６５
の中立位置を調節することにより、可動斜板の中立位置
を調節する。油圧ポンプと油圧モータ５５とはセンタセ
クション４８を介して接続されており、油圧ポンプの回
転軸と油圧モータ５５の回転軸とが直交する構成となっ
ている。なお、センタセクション４８下部とハウジング
４０との間には、作動油補給用のオイルフィルタを配設
している。油圧モータ５５の出力軸は機械式変速機構に
接続している。機械式変速機構は、ギヤ７５・７６・７
７および差動ギヤ機構７８により構成されており、油圧
モータ５５の出力を変速して車軸２０に伝達する構成と
なっている。

【００１０】油圧モータ５５において、センタセクショ
ン４８に接してシリンダブロック１０１が配設され、シ
リンダブロック１０３内には油圧モータ５５のプランジ
ャである複数のピストン１０２・１０２・・が挿入され
ている。ピストン１０２とシリンダブロック１０３との
間にはバネ１０１が配設さ、ピストン１０２が斜板１０
４に付勢されているものである。

【００１１】図外の油圧ポンプおよび図示の油圧モータ
５５は、アキシャルピストンタイプ式であり、回転軸と
シリンダブロックとの回転軸線方向に沿ってシリンダブ
ロック内を往復自在に収容された、複数のピストンと、
ピストンの頭部に対して当接する斜板を備える。そし
て、油圧ポンプの場合は、斜板は、角度変更自在であ
り、モータは固定されるものである。また、本発明は、
ポンプ側のシリンダブロックに収容されるピストンも適
用可であり、ラジアルピストン式の油圧変速機構にも適
用可能である。

【００１２】次に、プランジャとして用いられるピスト
ン１０２の成形過程について説明する。図２は、ピスト
ンの成形過程を示す模式図である。ピストン１０２は素
板２０１をプレス加工することにより構成されるもので
ある。予め肉厚を設定したメタルシートを押圧部材でプ
ランジャ状に塑性加工するものである。本実施例におい
ては、円形の素板２０１をポンチ２０２とダイス２０３
を使用してピストン１０２の形状に成形するものであ
る。ポンチ２０２により素板２０１をダイス２０３の穴
に押し込むことにより、素板２０１がダイス穴に絞り込
まれるものである。これにより、素板２０１をカップ状
に成形するものである。

【００１３】図３は素板の他例を示す図である。図３
（ａ）は下に凸の素板を利用する構成を示す図であり、
図３（ｂ）は上に凸の素板を利用する構成を示す図であ
る。素板２０１を上記のごとくプレス加工によりピスト
ンとする場合、ピストン１０２の上部は、プレス加工の
過程において板厚が減少する。そこで、板厚の減少を回
避する場合には、図３の素板２０１ａのごとく、中央部
の板厚を厚く構成することにより、プレス加工による板
厚減少に対応するものである。また、素板２０１ａのご
とく、中央部を肉厚にするとともにダイス２０３側へ突
とすることにより、ピストン１０２上部の板厚を確保す
ることができるものである。この他に、図３の素板２０
１ｂのごとく、中央部をポンチ２０２側に膨らませ、プ
レス加工において、ピストン１０２上部の板厚ひずみを
増大側に変化させ、ピストン１０２上部の板厚を確保す
ることもできる。

【００１４】プレス加工によりプランジャとなるピスト
ンを成形するので、プランジャの成形工程を簡素化で
き、プランジャ製造にかかる時間とコストを軽減でき
る。また、プレス加工によりプランジャの摺動方向に素
板を変形させるので、プランジャには結晶学的異方性が
生じ、伸びの大きい方向の強度が伸びの少ない方向の強
度より強くなる。すなわち、プランジャにおいて摺動方
向の強度を大きくすることができる。また、プレス成形
により上部（斜板に当接する側）の厚みを開口部側より
薄く構成できる。このため、シリンダブロック内に位置
する時間の多い部分の肉厚を大きく、シリンダブロック
内に位置する時間の少ない部分の肉厚を小さくし、シリ
ンダブロックの回転により、プランジャに発生するモー
メントをシリンダブロックにより受け止めやすくなるも
のである。

【００１５】次に、ピストン１０２のシール構成につい
て説明する。図４はシール部材を取付けたピストンの構
成を示す図、図５はシリンダブロックに装着されたピス
トンの構成を示す図である。プレス加工により、油圧ポ
ンプもしくは油圧モータに用いるピストンを構成する場
合に、ピストン１０２にシール部材を取付けることによ
り、シリンダブロック１０１とのシール性を向上させる
ことができるものである。油圧式無段変速装置のピスト
ン１０２は、カップ状部材３０１およびシール部材３０
２により構成される。カップ状部材３０１の開口側縁部
にシール部材３０２が取付けられている。シール部材３
０２はリング状に構成されており、側部がバレル状に構
成されているものである。そして、シール部材３０２の
側部がシリンダブロック１０３に当接するものである。
このシール部材３０２により、カップ状部材３０１とシ
リンダブロック１０３との間をシールするものである。
シール部材の取付を、ピストンの開口側端部とすること
により、シール部材によりピストンの長さの調節可能と
なり、カップ状部材３０１の縁部のバリをシール部材に
より被装することができる。

【００１６】シール部材３０２はゴムや樹脂材により構
成することが可能である。カップ状部材３０１の下部に
配設することにより、カップ状部材３０１の成形精度を
シール部材３０２により修正し、ピストン１０２として
の成形精度を向上させることができる。プレス加工によ
りカップ状に成形した部材に、シール部材を取付けるこ
とによりシール性の高いピストンを構成することが可能
である。また、精度の高いピストンを容易に構成するこ
とができ、従来のシリンダブロックを流用することがで
きるものである。

【００１７】なお、シール部材をシリンダブロックに装
着することも可能である。図６はシール部材をシリンダ
ブロックに装着した構成を示す図である。シリンダブロ
ック１０３にシール部材を取付けることにより、プレス
加工により成形されたカップ状部材３０１をピストンと
して利用することが可能である。カップ状部材３０１と
シリンダブロック１０３との間は、シリンダブロック１
０３に装着されたシール部材３０３によりシールされる
ものである。シール部材３０３はリング状に構成されて
おり、シリンダブロック１０３のピストン挿入部に装着
されるものである。この場合には、シリンダブロックに
シール部材を装着することにより、ピストンにシール部
材を装着することなく、シール性を確保することができ
る。

【００１８】次に、シール部材の他の構成例について説
明する。図７は他のシール部材の構成例を示す図、図７
（ａ）はゴム材を焼付けたピストンの側面断面図、図７
（ｂ）は内側にシール材を挿入したピストンの側面断面
図、図７（ｃ）は側部にＯリングを装着したピストンの
側面断面図、図７（ｄ）は表面にコーティングをしたピ
ストンの側面断面図である。図７を用いてピストンに装
着するシール部材について説明する。まず、図７（ａ）
を用いてゴム材を焼付けて、シール性を確保する構成に
ついて説明する。ピストン１０２の内側および開口側端
部にはゴム材が焼付けられ、該ゴム材によりピストンと
シリンダブロックとのシールを行うものである。ピスト
ン１０２にゴム材を焼付けるので、ピストン１０２とシ
ール材の一体性を確保して、ピストン１０２の装着され
たシールの耐久性を向上できるものである。

【００１９】また、図７（ｂ）に示すごとく、ピストン
１０２の内側にシール部材を挿入してピストン１０２と
シリンダブロックとのシール性を確保することも可能で
ある。ピストン１０２の内側にゴムまたは樹脂材により
構成されたシール部材を挿入し、該シール材の端部によ
りピストン１０２の開口側端部を構成することにより、
ピストン１０２にシール部材３０５を装着するものであ
る。ピストン１０２は油圧式無段変速装置に装着された
状態において、シリンダブロックとピストン１０２間に
配設されるバネ１０１により、ピストン１０２の上端部
が当接する斜板側に付勢される。このため、該バネがピ
ストン１０２側にシール部材３０５を付勢するので、シ
ール部材３０５がピストン１０２より外れにくくなるも
のである。

【００２０】この他に、図７（ｃ）に示すごとく、ピス
トン１０２の側面にシール部材３０６を装着して、シリ
ンダブロックとピストン１０２とのシール性を確保する
ことも可能である。ピストン１０２の側面には、凹部が
円形に構成されており、該凹部にリング状のシール部材
３０６が装着されているものである。ピストン１０２は
シール部材３０６の内側に挿入された構成となり、ピス
トン１０２がシール部材３０６を介してシリンダブロッ
クに装着されることとなる。これにより、容易な構成で
シール部材３０６を装着し、ピストン１０２とシリンダ
ブロックとの間のシール性を確保できる。

【００２１】さらに、図７（ｄ）に示すごとく、ピスト
ン１０２にシール材をコーティングすることも可能であ
る。ピストン１０２の表面にはコーティング層３０７を
設けており、該コーティング層３０７によりピストン１
０２とシリンダブロックとの間におけるシール性を確保
するものである。プレス成形したピストン１０２の表面
にコーティング層３０７を設け、シリンダブロックとピ
ストン間の機密性を確保するものである。コーティング
層３０７を構成するものとしては、フッ素樹脂などの樹
脂やスズなどの軟質の金属を用いることができるもので
ある。樹脂や軟質の金属を用いることにより、コーティ
ング層３０７を磨耗させ、初期なじみを良くすることが
できる。

【００２２】上記の構成において、主にピストン１０２
に装着するシール部材について説明した。しかし、同様
のシール部材をピストンが挿入されるシリンダブロック
にも利用することが可能である。例えば、シリンダブロ
ックのピストン挿入部に環状にゴム材を焼付け、ピスト
ンとのシールを行うことが可能である。また、環状にゴ
ム材を焼付ける代わりに樹脂などのシール部材を配設す
ることも可能である。さらに、シリンダブロックのピス
トン挿入部内面に凹部を設けＯリングを装着してピスト
ンとのシール部材とすることが可能である。また、シリ
ンダブロックのピストン挿入部内面を樹脂や軟質の金属
によりコーティングしてピストンとシリンダブロックと
の機密性を確保することも可能である。

【００２３】以上に本発明の実施例及び変形例を説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記の実施例に限定される
ものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明
らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体
に、広く及ぶものである。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に記載のごとく、シリンダブロ
ックに挿入され、該シリンダブロックの回動にともない
摺動して作動油の吸入および吐出を行うプランジャにお
いて、プランジャをプレス成形により構成するので、プ
レス加工のみを行い、研磨、切削などの工程が省け、プ
ランジャ製造にかかる労力および時間を軽減でき、安価
に製造できるものである。

【００２５】請求項２に記載のごとく、シリンダブロッ
クに挿入され、該シリンダブロックの回動にともない摺
動して作動油の吸入および吐出を行うプランジャにおい
て、プランジャを構成するピストンをプレス成形により
構成し、該ピストンにシール材を装着するので、ピスト
ンの成形精度を緩和して、プランジャを容易に製造する
ことができ、該プランジャのシール性を向上できる。ま
た、シール材の交換によりプランジャが装着される油圧
式無段変速装置の寿命を向上させることができる。ま
た、シール部材の取付を、ピストンの開口側端部とする
ことにより、シール部材によりピストンの長さの調節可
能となり、カップ状部材の縁部のバリをシール部材によ
り被装することができる。

【００２６】請求項３シリンダブロックに挿入され、該
シリンダブロックの回動にともない摺動して作動油の吸
入および吐出を行うプランジャにおいて、プレス加工に
よりカップ状に成形したプランジャを構成するピストン
の外側にシール材を装着するので、シール材の装着を容
易にでき、シール材の装着を含むプランジャの製造工程
を簡素化できる。

【００２７】請求項４に記載のごとく、シリンダブロッ
クに挿入され、該シリンダブロックの回動にともない摺
動して作動油の吸入および吐出を行うプランジャの製造
方法において、板状部材をプレス加工してカップ形状に
成形したプランジャを構成するプランジャの製造方法を
とるので、プランジャを安価かつ短い時間で製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車軸駆動装置の平面断面図。

【図２】ピストンの成形過程を示す模式図。

【図３】素板の他例を示す図。

【図４】シール部材を取付けたピストンの構成を示す
図。

【図５】シリンダブロックに装着されたピストンの構成
を示す図。

【図６】シール部材をシリンダブロックに装着した構成
を示す図。

【図７】他のシール部材の構成例を示す図。

【符号の説明】

２０ 車軸 １０２ ピストン ２０１ 素板 ２０２ ポンチ ２０３ ダイス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックに挿入され、該シリン
   ダブロックの回動にともない摺動して作動油の吸入およ
   び吐出を行うプランジャにおいて、 プランジャを構成するピストンをプレス成形により構成
   することを特徴とするプランジャ。
2. 【請求項２】 シリンダブロックに挿入され、該シリン
   ダブロックの回動にともない摺動して作動油の吸入およ
   び吐出を行うプランジャにおいて、 プランジャを構成するピストンをプレス成形により構成
   し、該ピストンにシール材を装着したことを特徴とする
   プランジャ。
3. 【請求項３】 シリンダブロックに挿入され、該シリン
   ダブロックの回動にともない摺動して作動油の吸入およ
   び吐出を行うプランジャにおいて、 プレス加工によりカップ状に成形したプランジャを構成
   するピストンの外側にシール材を装着して構成したこと
   を特徴とするプランジャ。
4. 【請求項４】 シリンダブロックに挿入され、該シリン
   ダブロックの回動にともない摺動して作動油の吸入およ
   び吐出を行うプランジャの製造方法において、板状部材
   をプレス加工してカップ形状に成形したプランジャを構
   成することを特徴とするプランジャの製造方法。