JP2003343424A - Swash plate type fluid pump/motor - Google Patents

Swash plate type fluid pump/motor

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JP2003343424A
JP2003343424A JP2002151334A JP2002151334A JP2003343424A JP 2003343424 A JP2003343424 A JP 2003343424A JP 2002151334 A JP2002151334 A JP 2002151334A JP 2002151334 A JP2002151334 A JP 2002151334A JP 2003343424 A JP2003343424 A JP 2003343424A
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JP
Japan
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piston
swash plate
fluid pump
cylinder
type fluid
Prior art date
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Application number
JP2002151334A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Yushimo
篤 湯下
Kazunobu Nakahara
一暢 中原
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a swash plate type fluid pump/motor capable of surely preventing a scratch and seizure of a slide surface of a cylinder to that of a piston, hardly causing leakage of a working fluid, and excellent in operation efficiency. <P>SOLUTION: This swash plate type fluid pump/motor is provided with: a swash plate 14 formed so as to make its tilt angle adjustable; and the piston 6 rotatable around a rotation axis along with the swash plate 14, and fitted into the cylinder 3 to reciprocate relatively to the cylinder 3. The fluid pump/ motor is characterized by forming, on the circumferential surface of a cylinder part 6a of the piston body 6, a groove part 20 for communicating the vicinity of a piston head part 6d on the swash plate side with a piston bottom part 6d positioned on the axially opposite side to the swash plate, and opened to a working fluid chamber 8 faced by the piston bottom part 6d. Preferably, the groove part 20 is spirally formed at an angle of around 50-80° with respect to the axis line of the piston body and at an interval or pitch of around 0.4-0.6 of the piston diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば駆動装置、
船舶用舵取り機等の流体機械に適用され、特に、低粘性
流体を作動流体とし、ピストンと斜板部との相対移動に
より往復動可能に構成された斜板式流体ポンプ・モータ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device,
The present invention relates to a swash plate type fluid pump / motor which is applied to a fluid machine such as a steering gear for a ship, and is configured to be capable of reciprocating by a relative movement of a piston and a swash plate part, using a low viscosity fluid as a working fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、建設機械の駆動装置、船舶用舵取
り機等の流体機械には、斜板式流体ポンプ・モータが多
く用いられている。かかる斜板式流体ポンプ・モータ
は、駆動若しくは出力を伝達するポンプ軸と一体化され
て回転可能に支持固定された円筒状シリンダブロックを
具え、該シリンダブロックはその中心軸に対して同心円
状でかつ平行な複数のシリンダを穿設しており、各シリ
ンダ内には軸方向に往復動可能なピストンが収容されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, swash plate type fluid pumps and motors have been widely used in fluid machines such as drive devices for construction machines and steering gears for ships. Such a swash plate type fluid pump / motor comprises a cylindrical cylinder block which is rotatably supported and fixed integrally with a pump shaft for transmitting drive or output, and the cylinder block is concentric with respect to its central axis and A plurality of parallel cylinders are bored, and a piston that can reciprocate in the axial direction is housed in each cylinder.

【0003】前記ピストンは、前記ポンプ軸に対して傾
斜角を調整可能に固定された斜板に球状部を介して摺動
するように構成されており、該斜板の傾斜角に応じてピ
ストの往復移動量が決定する。前記ピストンとシリンダ
との摺動面には微小空間、即ちクリアランスが形成され
ており、このクリアランスに侵入した作動流体が潤滑剤
の役割を果たしピストン−シリンダ間の円滑な往復動が
なされている。即ち、かかる流体機械の運転時には前記
作動流体には液圧がかかっており、これにより該作動流
体がクリアランスに侵入するためピストン−シリンダの
往復摺動面には常時作動流体が介在し、液膜を形成して
いるのである。
The piston is constructed so as to slide on a swash plate fixed to the pump shaft so that the tilt angle can be adjusted, through a spherical portion, and the piston can be adjusted according to the tilt angle of the swash plate. The amount of reciprocating movement is determined. A minute space, that is, a clearance is formed on the sliding surface between the piston and the cylinder, and the working fluid that has entered the clearance acts as a lubricant to smoothly reciprocate between the piston and the cylinder. That is, when the fluid machine is operated, hydraulic pressure is applied to the working fluid, which causes the working fluid to enter the clearance, so that the working fluid is always present on the reciprocating sliding surface of the piston-cylinder, and the liquid film is formed. Is formed.

【0004】しかし、低圧運転時には液圧が非常に低く
なるため液膜が形成され難くなり、ピストンとシリンダ
とが金属接触し、かじりや焼き付き減現象が発生してし
まう。特に、斜坂角が零でピストンの移動量が零の場合
には、作動流体が殆ど流動せず、また液圧も生じない上
に、ポンプ軸の回転により発生する微小振動のために液
膜が消失してしまい、かじりや焼き付き等による摺動部
の損傷が一層発生し易くなる。
However, during low-pressure operation, the liquid pressure becomes extremely low, so that it is difficult to form a liquid film, and the piston and cylinder come into metal contact with each other, causing galling and seizure reduction. In particular, when the slope angle is zero and the amount of movement of the piston is zero, the working fluid hardly flows, the hydraulic pressure is not generated, and the liquid film is formed due to the minute vibration generated by the rotation of the pump shaft. It disappears, and damage to the sliding portion due to galling, seizure, etc. is more likely to occur.

【0005】従って、このようにして引き起こされるか
じりや焼付きを防止するために、特開平6−26447
号では、図7に示されるようにピストン020の外周面
部に、ピストン020とシリンダとの隙間より浅い溝0
20cを、油溜り020aの間及び両側であって、ピス
トン020の軸線方向に複数条設けた油圧ポンプ・モー
タを提供している。これにより、各溝020cに圧油が
導かれてピストン020とシリンダとの間に容易に潤滑
油膜が形成され、これらの磨耗を抑制するとともに焼き
付きを防止することが出来る。
Therefore, in order to prevent the galling and the seizure which are caused in this way, JP-A-6-26447 is used.
No. 0, which is shallower than the gap between the piston 020 and the cylinder, on the outer peripheral surface of the piston 020, as shown in FIG.
20c is provided between the oil sumps 020a and on both sides thereof, and a plurality of hydraulic pumps / motors are provided in the axial direction of the piston 020. As a result, the pressure oil is guided to each groove 020c and a lubricating oil film is easily formed between the piston 020 and the cylinder, so that abrasion of these can be suppressed and seizure can be prevented.

【0006】また、特開平11−93829号では、図
8に示されるような油圧ピストンを有する油圧ポンプを
開示している。かかる発明は、ピストン05aの外周の
一部すなわちピストン05aとピストンシュー06側の
シリンダブロック03aの穴04aとの接触点a点近傍
部分に該ピストン05aの軸と直角でなく、かつピッチ
がb点におけるクリアランスの0.5以下である油溝0
7を設けている。また、より給油を確実にするためにピ
ストン周囲を焼結金属等のポーラス状の金属としてい
る。これにより、斜板角度零の状態においても前記溝部
に油が侵入して油膜を形成し、金属接触による焼き付き
やかじりを防止することが出来る。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 11-93829 discloses a hydraulic pump having a hydraulic piston as shown in FIG. According to the invention, a part of the outer periphery of the piston 05a, that is, a portion near the contact point a between the piston 05a and the hole 04a of the cylinder block 03a on the piston shoe 06 side is not orthogonal to the axis of the piston 05a and the pitch is b point. Oil groove with a clearance of 0.5 or less in
7 is provided. Further, in order to ensure the refueling, a porous metal such as sintered metal is used around the piston. As a result, even when the swash plate angle is zero, oil penetrates into the groove to form an oil film, and seizure or galling due to metal contact can be prevented.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、ピストンの相対移動量が零若しくは低圧駆
動時でのピストンとシリンダの焼き付き、かじりについ
ては防止出来るものの、前記特開平6−26447号で
は、前記溝がピストンの軸心線方向に一直線状に形成さ
れているため駆動時における作動油の漏出が起こり易
く、シリンダ内の作動油の圧力損失が大となり運転効率
が悪化してしまう。さらに、かかる発明では前記溝の縁
が角部を有する形状であるため、シリンダとの摺動によ
って磨耗して金属粉が発生し、装置を損傷してしまう惧
れがある。
However, in the above-mentioned prior art, it is possible to prevent the seizure and galling of the piston and the cylinder at the time when the relative movement amount of the piston is zero or at the low pressure driving, but in the above-mentioned JP-A-6-26447. Since the groove is formed in a straight line in the axial direction of the piston, the hydraulic oil is likely to leak during driving, resulting in a large pressure loss of the hydraulic oil in the cylinder, which deteriorates the operating efficiency. Further, in this invention, since the edge of the groove has a corner portion, there is a possibility that the device may be damaged due to abrasion and metal powder generation due to sliding with the cylinder.

【0008】また、前記特開平11−93829号のよ
うに前記ピストンシュー側にのみ油溝を設ける構成では
シリンダ内の作動油を十分に行き亘らせることが出来
ず、ピストン周囲をポーラス状の金属で形成すると製造
コストのみならず材料コストが嵩み一般の消費者への提
供が困難となる。従って本発明はかかる従来技術の問題
に鑑み、シリンダとピストンとの摺動面のかじり、焼き
付きを確実に防止するとともに、作動流体の漏出が起こ
り難く運転効率の良好な斜板式流体ポンプ・モータの提
供を目的とする。
Further, in the structure in which the oil groove is provided only on the piston shoe side as in Japanese Patent Laid-Open No. 11-93829, the working oil in the cylinder cannot be sufficiently spread, and the periphery of the piston is porous. If it is made of metal, not only the manufacturing cost but also the material cost increases, and it is difficult to provide it to general consumers. Therefore, in view of the above problems of the prior art, the present invention provides a swash plate type fluid pump / motor that reliably prevents galling and seizure of the sliding surface between the cylinder and the piston, and that the working fluid is less likely to leak and has good operating efficiency. For the purpose of provision.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明はかかる
課題を解決するために、請求項1記載の発明は、傾斜角
を調整可能に形成された斜板と、該斜板と回転軸心廻り
に相対回転可能なシリンダ内に嵌合されて前記斜板の傾
斜角により該シリンダと相対的に往復動するピストンと
を具えた斜板式流体ポンプ・モータにおいて、前記ピス
トンの円筒部外周面に、前記斜板側に位置するピストン
頭部近傍から該斜板と軸方向反対側に位置するピストン
底部まで連通し、該ピストン底部が臨む作動流体室に開
放される溝部を設けたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a swash plate having an adjustable tilt angle, and the swash plate and the rotation axis. In a swash plate type fluid pump / motor equipped with a piston that is fitted in a relatively rotatable cylinder and that reciprocates relative to the cylinder by the inclination angle of the swash plate, an outer peripheral surface of a cylindrical portion of the piston is provided. A groove is provided which communicates from the vicinity of the piston head located on the swash plate side to the piston bottom located axially opposite to the swash plate and is opened to the working fluid chamber facing the piston bottom. To do.

【0010】かかる発明は、前記ピストンの円筒部外周
面に略全面に亘って溝部を設けることにより、該ピスト
ンとシリンダの摺動面に作動流体により形成される液膜
を保持することができ、低圧運転時や斜坂角零における
運転時にあってもピストンとシリンダとの金属接触によ
るかじりや焼き付きを防止することが出来る。また、前
記ピストン底部側の作動流体室に開放するように溝部を
設けているため、作動流体の流動、液圧が存在しない場
合においても該シリンダ空間に存在する作動流体が前記
開放部を通ってピストン外周面に侵入するため、常時液
膜を保持することが出来る。尚、前記作動流体室とは、
前記シリンダとピストン底部とに囲繞された空間をい
う。
According to the invention, by providing the groove portion on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the piston over substantially the entire surface, the liquid film formed by the working fluid can be held on the sliding surface of the piston and the cylinder. It is possible to prevent galling and seizure due to metal contact between the piston and the cylinder even during low-pressure operation or operation at zero slope angle. Further, since the groove portion is provided so as to open to the working fluid chamber on the piston bottom side, the working fluid existing in the cylinder space passes through the opening portion even when there is no working fluid flow or hydraulic pressure. Since it penetrates the outer peripheral surface of the piston, the liquid film can be always held. The working fluid chamber is
The space surrounded by the cylinder and the bottom of the piston.

【0011】請求項2記載の発明は、前記請求項1記載
の溝部が、ピストンの円筒部外周面に沿って設けられた
螺旋状溝部であることを特徴としている。そして好まし
くは、請求項3記載の発明のように、前記螺旋状溝部
が、前記ピストンの軸心線に対して約50°〜80°の
角度でかつ前記ピストン直径に対して約0.4〜0.6
のピッチで等間隔に形成されるように構成するとよい。
また、請求項4記載の発明のように、前記螺旋状溝部
が、前記ピストンの軸心線に対して約50°〜80°の
角度でかつ前記ピストン頭部からピストン底部に向けて
ピッチが疎になるように形成してもよい。
The invention according to claim 2 is characterized in that the groove portion according to claim 1 is a spiral groove portion provided along the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the piston. And preferably, as in the invention according to claim 3, the spiral groove is at an angle of about 50 ° to 80 ° with respect to the axial center line of the piston and about 0.4 to about the piston diameter. 0.6
It may be configured to be formed at equal intervals with the pitch.
Further, as in the invention according to claim 4, the spiral groove portion has an angle of about 50 ° to 80 ° with respect to the axis of the piston, and the pitch is sparse from the piston head toward the piston bottom. You may form so that it may become.

【0012】かかる発明によれば、前記溝部を螺旋状と
することで作動流体通路を長くすることが出来、流体機
械の作動時、即ち作動流体の液圧が高く流動が大きい場
合にも作動流体の漏れ量を最小限に抑えることができ、
運転効率の低下を防止することが出来る。また、請求項
3記載のように、前記溝部の角度をピストンの軸心線に
対して約50°〜80°とし、かつ前記溝部のピッチを
ピストン直径に対して約0.4〜0.6することで、各
ピストンに適した流路長を確保することが出来、常時液
膜を形成させ、かつ作動時の漏れ量を最小限に抑えるこ
とが出来る。さらに、請求項4記載の発明のように、前
記螺旋状溝部のピッチが、前記ピストン頭部側を密に、
ピストン底部側を疎に形成されることにより、ピストン
とシリンダとの磨耗が生じ易く潤滑条件が過酷なピスト
ン頭部側に作動流体が侵入し易く、かつ装置運転時にお
いて作動流体が漏出し難くなる。
According to this invention, the working fluid passage can be elongated by forming the groove portion in a spiral shape, and the working fluid can be used even when the fluid machine is operating, that is, when the working fluid has a high fluid pressure and a large flow. The amount of leakage of
It is possible to prevent a decrease in operating efficiency. Further, as described in claim 3, the angle of the groove is about 50 ° to 80 ° with respect to the axis of the piston, and the pitch of the groove is about 0.4 to 0.6 with respect to the piston diameter. By doing so, it is possible to secure a flow path length suitable for each piston, form a liquid film at all times, and minimize the amount of leakage during operation. Further, as in the invention according to claim 4, the pitch of the spiral groove portion is dense on the piston head side,
Since the piston bottom side is sparsely formed, the working fluid easily enters the piston head side where the piston and cylinder are easily worn and the lubrication conditions are severe, and the working fluid is less likely to leak during operation of the device. .

【0013】また、請求項5記載の発明は、前記溝部
が、前記ピストン円周に平行に形成された環状溝部と、
該環状溝部同士を連結するように軸方向に交互に形成さ
れた直線状溝部とからなることを特徴とする。かかる発
明は、前記ピストン円周に平行な環状溝部と、該ピスト
ン長手方向に設けられた複数の直線状溝部とによりピス
トン外周の略全面を覆うように溝部を形成させており、
環状溝部を直線状溝部で連結することにより連続した溝
部を形成させている。さらに、かかる直線状溝部は夫々
が位相を有して形成されているため、作動流体の流路が
長くなり、運転時において作動流体が漏出し難い。
According to a fifth aspect of the present invention, the groove portion has an annular groove portion formed in parallel with the circumference of the piston.
It is characterized by comprising linear groove portions alternately formed in the axial direction so as to connect the annular groove portions. In the invention, an annular groove portion parallel to the circumference of the piston and a plurality of linear groove portions provided in the longitudinal direction of the piston form a groove portion so as to cover substantially the entire outer circumference of the piston,
A continuous groove is formed by connecting the annular groove with a linear groove. Further, since the linear groove portions are formed so as to have a phase, the flow path of the working fluid becomes long, and the working fluid does not easily leak during operation.

【0014】さらに、請求項6記載のように、前記溝部
の断面形状を滑らかな曲線状とすることが好ましい。こ
のように、溝部断面形状を角部を有さない曲線状とする
ことにより、磨耗による金属粉の発生を防止し、良好な
運転状態を保つことが出来る。尚、前記溝部深さを約1
00〜200μmとすることが好適で、これにより作動
流体の漏れ量を少なくすることができる。
Further, as described in claim 6, it is preferable that the groove has a smoothly curved cross section. In this way, by forming the groove cross section into a curved shape having no corners, it is possible to prevent generation of metal powder due to wear and maintain a good operating condition. The groove depth is about 1
It is preferable that the thickness is from 00 to 200 μm, which can reduce the leakage amount of the working fluid.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎない。図1は本発明の第1実施例にかかる斜板式油
圧ポンプの断面構成図で、図2は図1の第1実施例にか
かるピストンの側面図(a)、A−A線断面図(b)
で、図3及び図4は本発明の第2、第3実施例にかかる
シリンダ内ピストンの側面図で、図5は本発明の実施形
態にかかる斜板式油圧ポンプの全体概略構成図で、図6
は本発明の実施形態にかかる斜板のZ部拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Not too much. 1 is a sectional view of a swash plate type hydraulic pump according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view (a) of the piston according to the first embodiment of FIG. )
3 and 4 are side views of the in-cylinder pistons according to the second and third embodiments of the present invention, and FIG. 5 is an overall schematic configuration diagram of the swash plate hydraulic pump according to the embodiment of the present invention. 6
FIG. 3 is an enlarged view of a Z portion of the swash plate according to the embodiment of the present invention.

【0016】本実施形態では、作動流体に鉱油を主成分
とした油圧ポンプについて説明しているが、水を含む低
粘性流体を作動流体としたポンプ・モータ等の流体機械
であれば何れの装置においても適用可能である。まず、
図5において本発明にかかる斜板式油圧ポンプの全体構
造を説明すると、1はエンジン、電動モータ等の駆動源
(図示省略)に連結されて回転駆動されるポンプ軸、2
は該回転駆動するポンプ軸を軸支する軸受、3はシリン
ダ、4は前記ポンプ軸1にスプラインを介して嵌合され
該ポンプ軸1と同期して回転駆動されるシリンダブロッ
クである。
In the present embodiment, a hydraulic pump whose main working fluid is mineral oil has been described, but any device can be used as long as it is a fluid machine such as a pump or a motor which uses a low viscosity fluid containing water as a working fluid. It is also applicable in. First,
Referring to FIG. 5, the overall structure of the swash plate type hydraulic pump according to the present invention will be described. Reference numeral 1 denotes a pump shaft that is rotationally driven by being connected to a drive source (not shown) such as an engine and an electric motor.
Is a bearing for rotatably supporting the rotationally driven pump shaft, 3 is a cylinder, and 4 is a cylinder block fitted to the pump shaft 1 via a spline and rotationally driven in synchronization with the pump shaft 1.

【0017】前記シリンダブロック4には円周方向等間
隔に複数のシリンダ3が穿孔されており、6は該シリン
ダ3内に往復摺動可能に収納されたピストン本体であ
る。尚、前記シリンダ3内にブッシュ(図示省略)を圧
挿し、該ブッシュ内にピストン本体6を往復摺動可能に
嵌合してもよい。前記ピストン本体6は、円筒形状の筒
体部6aと該ピストン本体の一端に形成された球状部6
bとから構成され、該筒体部6aから球状部6bにかけ
てピストン本体の軸心線に沿って中心孔が穿設されてい
る。
A plurality of cylinders 3 are bored in the cylinder block 4 at equal intervals in the circumferential direction, and 6 is a piston body housed in the cylinder 3 so as to be reciprocally slidable. A bush (not shown) may be inserted into the cylinder 3 and the piston body 6 may be reciprocally slidably fitted in the bush. The piston body 6 includes a cylindrical body portion 6a and a spherical portion 6 formed at one end of the piston body.
b, and a central hole is bored from the cylindrical portion 6a to the spherical portion 6b along the axis of the piston body.

【0018】そして、ポンプ軸1、前記シリンダ3及び
ピストン本体6を含む作動部は、ケーシング11及び該
ケーシング11の両端部に固着されたベースプレート1
3、エンドプレート12によって形成される筐体に収納
され、閉鎖空間内で作動するように構成されている。5
は前記各シリンダ3の給排油孔7側に配置されて前記エ
ンドプレート12に固着されたバルブプレートである。
かかるバルブプレート5には前記ポンプ軸1の両側に対
向して眉形の吸入孔及び吐出孔が穿設されている。また
前記エンドプレート12には吸入通路9及び吐出通路1
0が形成され、該吸入通路9は前記バルブプレート5の
吸入孔に、吐出通路10は前記吐出孔に連通されてい
る。
The operating portion including the pump shaft 1, the cylinder 3 and the piston body 6 is a casing 11 and a base plate 1 fixed to both ends of the casing 11.
3, housed in a housing formed by the end plate 12, and configured to operate in a closed space. 5
Is a valve plate arranged on the oil supply / drainage hole 7 side of each cylinder 3 and fixed to the end plate 12.
Eyebrow-shaped suction holes and discharge holes are formed in the valve plate 5 so as to face both sides of the pump shaft 1. The end plate 12 includes a suction passage 9 and a discharge passage 1.
0 is formed, the suction passage 9 communicates with the suction hole of the valve plate 5, and the discharge passage 10 communicates with the discharge hole.

【0019】14は前記ベースプレート13に取り付け
られた斜板で、図6に示される斜板角調整装置80によ
りその斜坂角を調整可能に構成されている。即ち、該斜
板各調整装置80は図6に示すように、シリンダ08b
内を往復動するピストン08cによりレバー08aを回
動させ、該レバー08aの端部に固定された斜板軸08
を図のU矢のように回動させることにより斜坂角を変化
させるようになっている。16は凹部を有するスリッパ
で、前記各ピストン本体6の球状部6bと前記凹部とが
摺動可能に接合されており、該斜板14とスリッパ16
とで斜板部を形成している。15は前記斜板14のスリ
ッパ16側表面にローラ軸受25を介して配設されたス
ラストプレートで、該スラストプレート15には前記ス
リッパ16が相対摺動可能に当接されている。
Reference numeral 14 is a swash plate attached to the base plate 13, and the swash plate angle is adjustable by a swash plate angle adjusting device 80 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, each swash plate adjusting device 80 has a cylinder 08b.
A lever 08a is rotated by a piston 08c that reciprocates inside, and a swash plate shaft 08 fixed to the end of the lever 08a.
The sloping angle is changed by rotating the arrow as indicated by the arrow U in the figure. Reference numeral 16 is a slipper having a recess, and the spherical portion 6b of each piston body 6 and the recess are slidably joined to each other, and the swash plate 14 and the slipper 16 are provided.
And form a swash plate. Reference numeral 15 is a thrust plate disposed on the surface of the swash plate 14 on the side of the slipper 16 through a roller bearing 25, and the slipper 16 is in contact with the thrust plate 15 so as to be relatively slidable.

【0020】以上の構成は従来の斜板式油圧ポンプと同
様である。本発明においては前記ピストン本体6を改良
している。図1にかかる斜板式油圧ポンプのシリンダ−
ピストン部を拡大した断面図を示す。図1において、8
はピストン底部6cとシリンダ3とにより形成される作
動油室で、18はピストン筒体部6aとシリンダ3との
摺動面に設けられた微小隙間のクリアランスである。前
記作動油室8とクリアランス18は作動油で満たされて
おり、該クリアランス18に侵入した作動油の潤滑作用
によりピストン本体6とシリンダ3との円滑な往復摺動
がなされる。
The above construction is similar to that of the conventional swash plate type hydraulic pump. In the present invention, the piston body 6 is improved. Cylinder of swash plate type hydraulic pump according to FIG.
The sectional view which expanded the piston part is shown. In FIG. 1, 8
Is a hydraulic oil chamber formed by the piston bottom portion 6c and the cylinder 3, and 18 is a clearance of a minute gap provided on the sliding surface between the piston cylinder portion 6a and the cylinder 3. The hydraulic oil chamber 8 and the clearance 18 are filled with hydraulic oil, and the piston body 6 and the cylinder 3 are smoothly reciprocally slid by the lubricating action of the hydraulic oil that has entered the clearance 18.

【0021】前記ピストン筒体部6a外周面には、前記
作動油室8に向けて開放されるとともにピストン底部6
cからピストン頭部6dに向けて連通する螺旋状溝部2
0が設けられており、前記作動油室8から該溝部20を
通って作動油が流出し筒体部6aの外周面に油膜を形成
している。かかる溝部20は、図2(a)に示されるよ
うにピストン本体6の軸心線に対して角度αでかつピス
トン直径Dに対してピッチWで螺旋状に切削加工され
ている。このとき、前記角度αを約50°〜80°、ピ
ッチWを約0.4〜0.6とすることが好ましく、こ
れによりピストンの種類に関係無く最適な溝部を形成す
ることが出来る。
On the outer peripheral surface of the piston cylindrical portion 6a, the piston bottom portion 6 is opened toward the hydraulic oil chamber 8.
spiral groove 2 communicating from c to piston head 6d
0 is provided, and the working oil flows out from the working oil chamber 8 through the groove portion 20 to form an oil film on the outer peripheral surface of the cylindrical body portion 6a. Such grooves 20 are machined in a spiral at a pitch W P with respect to the angle α a and the piston diameter D with respect to the axial line of the piston body 6, as shown in FIG. 2 (a). In this case, the angle α of about 50 ° to 80 °, preferably in a pitch W P about 0.4-0.6, thereby independently of the type of piston without optimum groove portion can be formed.

【0022】また、図2(b)の溝部20のA−A線断
面図に示されるように、該溝部20の断面形状は角部を
有さない滑らかな曲線状凹部とすることが好ましく、こ
のように形成することでシリンダ3との摺動、磨耗によ
り金属粉が発生することがなく装置の損傷を防止するこ
とが出来るとともに、前記溝部20に流入した作動油が
ピストン外周面に均一に広がり油膜が形成され易い。さ
らに、前記溝部20の幅Wを1mm前後とし、前記溝
の深さLを約100〜200μmとすることが好適で、
これにより油圧ポンプの作動時においても作動油が漏出
し難く、作動効率の悪化を防ぐことが出来る。
Further, as shown in the sectional view taken along the line AA of the groove portion 20 of FIG. 2B, the sectional shape of the groove portion 20 is preferably a smooth curved concave portion having no corners, By forming in this way, it is possible to prevent metal powder from being generated due to sliding and abrasion with the cylinder 3, and to prevent damage to the device, and the working oil flowing into the groove 20 is evenly distributed on the outer peripheral surface of the piston. A spreading oil film is easily formed. Further, it is preferable that the width W Q of the groove portion 20 is about 1 mm and the depth L of the groove is about 100 to 200 μm.
As a result, the hydraulic oil is unlikely to leak even when the hydraulic pump is operating, and the deterioration of operating efficiency can be prevented.

【0023】図3は本発明の第2実施例にかかるシリン
ダ内ピストンの側面図で、かかるピストン本体6は前記
第1実施例と同様に螺旋状溝部20を設けているが、か
かる実施例では、該溝部20をピストン本体6の軸心線
に対して角度αでかつピッチWをピストン底部6c側
では疎に、ピストン頭部6d側では密になるように形成
している。尚、前記第1実施例と同様に角度αは約50
°〜80°に設定することが好ましい。これにより、ピ
ストン本体6とシリンダ3との磨耗が生じ易く潤滑条件
が過酷なピストン頭部6d側に作動油が流入し易く、か
つピストン底部6c側ピッチが疎であるため運転時にお
いて作動油が漏出し難くなる。
FIG. 3 is a side view of an in-cylinder piston according to a second embodiment of the present invention. The piston body 6 is provided with the spiral groove portion 20 as in the first embodiment. the groove portion 20 loosely is the angle α and the pitch W P with respect to the axial center line of the piston body 6 in the piston bottom 6c side and the piston head 6d side is formed to be dense. The angle α is about 50 as in the first embodiment.
It is preferable to set the angle to 80 °. As a result, the hydraulic oil easily flows into the piston head 6d side where the piston main body 6 and the cylinder 3 are easily worn and the lubrication condition is severe, and the piston bottom 6c side pitch is sparse so that the hydraulic oil is It becomes difficult to leak.

【0024】また、本発明の第3実施例にかかる油圧ポ
ンプは、図4に示されるようにピストン円周に平行に複
数形成された環状溝部21と、該環状溝部21を連結す
る直線状溝部22とからなる溝部を有するピストン本体
6を具えている。前記直線状溝部22は、ピストン本体
6の軸心線方向に直線状に複数設けられ、夫々が位相を
有して形成されているため、作動油の流路が長くなり、
運転時において作動油が漏出し難い。尚、前記直線状溝
部22の溝幅を前記環状溝部21より小さくすることで
運転時における漏出を最小限に抑え、かつ低圧運転時若
しくは斜坂角零の運転時には前記環状部21に作動油を
保持し油膜を形成させ易い。
In the hydraulic pump according to the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, a plurality of annular groove portions 21 formed in parallel with the circumference of the piston and a linear groove portion connecting the annular groove portions 21 are formed. It comprises a piston body 6 having a groove consisting of 22 and 22. A plurality of the linear groove portions 22 are linearly provided in the axial direction of the piston body 6, and each of them is formed with a phase, so that the flow path of the hydraulic oil becomes long,
The hydraulic oil does not easily leak during operation. In addition, by making the groove width of the linear groove portion 22 smaller than that of the annular groove portion 21, leakage during operation is minimized, and hydraulic oil is retained in the annular portion 21 during low pressure operation or zero slope angle operation. It is easy to form an oil film.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、前記
ピストンの円筒部外周面に略全面に亘って溝部を設ける
ことにより、該ピストンとシリンダの摺動面に作動流体
により形成される液膜を保持することができ、低圧運転
時や斜坂角零における運転時にあってもピストンとシリ
ンダとの金属接触によるかじりや焼き付きを防止するこ
とが出来る。また、前記ピストン底部側の作動流体室に
開放するように溝部を設けているため、作動流体の流
動、液圧が存在しない場合においても作動流体が開口部
を通ってピストン外周面に侵入し、常時液膜を保持させ
ることが出来る。
As described above, according to the present invention, by providing a groove on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the piston over substantially the entire surface, the liquid formed by the working fluid on the sliding surface of the piston and the cylinder. It is possible to retain the film and prevent galling and seizure due to metal contact between the piston and the cylinder even during low pressure operation or operation at zero slope angle. Further, since the groove portion is provided so as to be opened to the working fluid chamber on the piston bottom side, the working fluid flows into the piston outer peripheral surface through the opening portion even when there is no working fluid flow or hydraulic pressure, The liquid film can be held at all times.

【0026】また、前記溝部を螺旋状とすることで作動
流体流路を長くすることが出来、装置の高圧運転時、即
ち作動流体の液圧が高く流動が大きい場合にも作動流体
の漏れ量を最小限に抑えることができ、運転効率の低下
を防止することが出来る。さらに、前記螺旋状溝部のピ
ッチが、前記ピストン頭部側を密にしてピストン底部側
を疎にすることで、ピストンとシリンダとの磨耗が生じ
易く潤滑条件が過酷なピストン頭部側に作動流体が侵入
し易く、かつ運転時において作動流体が漏出し難くな
る。
Further, by making the groove portion spiral, the working fluid passage can be lengthened, and the leakage amount of the working fluid can be obtained even when the apparatus is operating at high pressure, that is, when the working fluid has a high fluid pressure and a large flow. Can be suppressed to a minimum, and a decrease in operating efficiency can be prevented. Further, the pitch of the spiral groove portion is such that the piston head side is dense and the piston bottom side is sparse, so that the piston and the cylinder are easily worn and the lubricating condition is severe. Easily enters, and the working fluid does not easily leak during operation.

【0027】また、前記溝部を、環状溝部とこれを連通
する直線状溝部とで形成し、かかる直線状溝部が夫々位
相を有して形成することにより、作動流体の流路が長く
なり、運転時において作動流体が漏出し難い。さらにま
た、前記溝部深さを約100〜200μmとすることに
より、作動流体の漏れ量を少なくすることができ、ま
た、溝部断面形状を角部を有さない曲線状とすることに
より、磨耗による金属粉の発生を防止し、良好な運転状
態を保つことが出来るとともに、前記溝部に流入した作
動流体がピストン外周面に均一に広がり液膜が形成され
易い。
Further, since the groove portion is formed by the annular groove portion and the linear groove portion that communicates with each other, and the linear groove portions are formed so as to have respective phases, the flow path of the working fluid becomes long, and the operation is performed. It is difficult for the working fluid to leak. Furthermore, by setting the groove depth to about 100 to 200 μm, it is possible to reduce the amount of leakage of the working fluid, and by making the groove cross section into a curved shape having no corners, it is possible to reduce wear. It is possible to prevent the generation of metal powder and maintain a good operating state, and the working fluid flowing into the groove is evenly spread on the outer peripheral surface of the piston to easily form a liquid film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1実施例にかかる斜板式油圧ポン
プの断面構成図である。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a swash plate hydraulic pump according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の第1実施例にかかるピストンの側面図
(a)、A−A線断面図(b)である。
2A is a side view of the piston according to the first embodiment of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】 本発明の第2実施例にかかるシリンダ内ピス
トンの側面図である。
FIG. 3 is a side view of an in-cylinder piston according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第3実施例にかかるシリンダ内ピス
トンの側面図である。
FIG. 4 is a side view of an in-cylinder piston according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態にかかる斜板式油圧ポンプ
の全体概略構成図である。
FIG. 5 is an overall schematic configuration diagram of a swash plate type hydraulic pump according to an embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施形態にかかる斜板のZ部拡大図
である。
FIG. 6 is an enlarged view of a Z portion of the swash plate according to the embodiment of the present invention.

【図7】 従来の油圧ポンプ・モータのピストンの一実
施例である。
FIG. 7 is an example of a piston of a conventional hydraulic pump / motor.

【図8】 従来の油圧ポンプのピストンの一実施例であ
る。
FIG. 8 is an example of a piston of a conventional hydraulic pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプ軸 3 シリンダ 4 シリンダブロック 6 ピストン本体 6a 筒体部 6b 球状部 7 給排油孔 8 作動油室 9 吸入通路 10 吐出通路 11 ケーシング 14 斜板 16 スリッパ 20 螺旋状溝部 21 環状溝部 22 直線状溝部 1 pump shaft 3 cylinders 4 cylinder block 6 Piston body 6a cylindrical part 6b spherical part 7 Oil supply / drain hole 8 hydraulic oil chamber 9 Inhalation passage 10 Discharge passage 11 casing 14 Swash plate 16 slippers 20 spiral groove 21 annular groove 22 Linear groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H070 AA01 BB04 BB06 CC07 CC21 CC27 DD28 3H071 AA03 BB01 CC11 CC26 CC27 DD01 3H084 AA08 AA16 AA43 AA45 AA51 BB01 BB06 BB09 BB23 CC12 CC17 CC41    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3H070 AA01 BB04 BB06 CC07 CC21                       CC27 DD28                 3H071 AA03 BB01 CC11 CC26 CC27                       DD01                 3H084 AA08 AA16 AA43 AA45 AA51                       BB01 BB06 BB09 BB23 CC12                       CC17 CC41

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 傾斜角を調整可能に形成された斜板と、
該斜板と回転軸心廻りに相対回転可能なシリンダ内に嵌
合されて前記斜板の傾斜角により該シリンダと相対的に
往復動するピストンとを具えた斜板式流体ポンプ・モー
タにおいて、 前記ピストンの円筒部外周面に、前記斜板側に位置する
ピストン頭部近傍から該斜板と軸方向反対側に位置する
ピストン底部まで連通し、該ピストン底部が臨む作動流
体室に開放される溝部を設けたことを特徴とする斜板式
流体ポンプ・モータ。
1. A swash plate having an adjustable tilt angle,
A swash plate-type fluid pump / motor comprising: a swash plate and a piston that is fitted in a cylinder that is relatively rotatable about a rotation axis and that reciprocates relative to the cylinder according to an inclination angle of the swash plate. A groove portion that communicates from the vicinity of the piston head located on the swash plate side to the piston bottom portion located axially opposite to the swash plate on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the piston, and is opened to the working fluid chamber facing the piston bottom portion. A swash plate type fluid pump / motor characterized by being provided with.
【請求項2】 前記溝部が、ピストンの円筒部外周面に
沿って設けられた螺旋状溝部であることを特徴とする請
求項1記載の斜板式流体ポンプ・モータ。
2. The swash plate type fluid pump / motor according to claim 1, wherein the groove portion is a spiral groove portion provided along an outer peripheral surface of a cylindrical portion of the piston.
【請求項3】 前記螺旋状溝部が、前記ピストンの軸心
線に対して約50°〜80°の角度でかつ前記ピストン
直径に対して約0.4〜0.6のピッチで等間隔に形成
されていることを特徴とする請求項2記載の斜板式流体
ポンプ・モータ。
3. The spiral grooves are equally spaced at an angle of about 50 ° to 80 ° with respect to the axis of the piston and at a pitch of about 0.4 to 0.6 with respect to the piston diameter. The swash plate type fluid pump / motor according to claim 2, wherein the swash plate type fluid pump / motor is formed.
【請求項4】 前記螺旋状溝部が、前記ピストンの軸心
線に対して約50°〜80°の角度でかつ前記ピストン
頭部からピストン底部に向けてピッチが疎になるように
形成されていることを特徴とする請求項2記載の斜板式
流体ポンプ・モータ。
4. The spiral groove portion is formed at an angle of about 50 ° to 80 ° with respect to the axial center line of the piston, and the pitch is sparse from the piston head portion to the piston bottom portion. The swash plate type fluid pump / motor according to claim 2, wherein
【請求項5】 前記溝部が、前記ピストン円周に平行に
形成された環状溝部と、該環状溝部同士を連結するよう
に軸方向に交互に形成された直線状溝部とからなること
を特徴とする請求項1記載の斜板式流体ポンプ・モー
タ。
5. The groove portion comprises an annular groove portion formed parallel to the circumference of the piston and linear groove portions alternately formed in the axial direction so as to connect the annular groove portions to each other. The swash plate type fluid pump / motor according to claim 1.
【請求項6】 前記溝部の断面形状が、滑らかな曲線状
であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一に記
載の斜板式流体ポンプ・モータ。
6. The swash plate type fluid pump / motor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the groove is a smooth curved line.
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