JP2005201220A - Liquid-pressure rotating machinery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設機械等に備えられ斜軸式アキシャルポンプ・モータを形成する液圧回転機に関する。 The present invention relates to a hydraulic rotating machine that is provided in a construction machine or the like and forms an oblique axis type axial pump motor.
この種の従来技術として、例えば特許文献1に示されるものがある。この従来技術は、ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、このシリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能に挿入される複数のピストンを備えている。これらのピストンは、テーパ形状に形成されたピストン棒部分と、このピストン棒部分よりもシリンダブロック奥側に位置し、シリンダ内面に接触するシリンダ内面接触部とが一体に形成されている。また、上述のシリンダ内面接触部の近傍にはピストンリングが備えられている。 As this type of prior art, there is one disclosed in Patent Document 1, for example. This prior art includes a casing, a rotating shaft that is rotatably supported by the casing, a cylinder block that rotates in synchronization with the rotating shaft, and a plurality of pistons that are slidably inserted into the cylinders of the cylinder block. It has. These pistons are integrally formed with a piston rod portion formed in a tapered shape and a cylinder inner surface contact portion that is located on the inner side of the cylinder block with respect to the piston rod portion and contacts the cylinder inner surface. Further, a piston ring is provided in the vicinity of the above-described cylinder inner surface contact portion.
したがって、ピストンリングとの摩耗を抑えるために、シリンダのピストンリングが接触する部分であるシリンダ摺動面は表面硬度を高くするように考慮されている。すなわち、シリンダブロック、及びピストンのそれぞれを鉄系材料によって形成すると共に、シリンダ摺動面やピストン表面に強度を確保する表面処理が施される。
ところで昨今、より小型で高速回転が可能な液圧回転機が要望されてきている。上述した従来技術において、より高速の回転を実現させようとする場合、シリンダの入口部と、ピストンのピストン棒部分との接触部は、シリンダ径に比べてピストン径が小さい関係にあって高面圧でピストンが摺動することから、耐焼付き性の点で非常に厳しい状況となる。すなわち、従来技術にあっては、より高速回転を実施させようとする場合、シリンダ、ピストン共に同種の鉄系材料から成ることから、耐焼付き性が劣化する懸念があり、液圧回転機としての信頼性の確保が困難となりやすい。 Nowadays, there is a demand for a hydraulic rotating machine that is smaller and capable of high-speed rotation. In the above-described prior art, when trying to achieve higher speed rotation, the contact portion between the cylinder inlet and the piston rod portion of the piston has a smaller piston diameter than the cylinder diameter, and has a high surface. Since the piston slides with pressure, the situation is very severe in terms of seizure resistance. That is, in the prior art, when trying to perform higher speed rotation, both the cylinder and the piston are made of the same type of iron-based material, so there is a concern that seizure resistance may deteriorate, and as a hydraulic rotating machine, It is difficult to ensure reliability.
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、シリンダの入口部とピストンのピストン棒部分との接触部における優れた耐焼付け性を確保でき、小型化、高速回転を実現できる液圧回転機を提供することにある。 The present invention has been made from the above-described state of the art, and its purpose is to ensure excellent seizure resistance at the contact portion between the inlet portion of the cylinder and the piston rod portion of the piston, and to achieve downsizing and high-speed rotation. The object is to provide a hydraulic rotating machine that can be realized.
上記目的を達成するために、本発明は、ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、このシリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能に挿入される複数のピストンとを備え、これらのピストンのピストン棒部分と、このピストン棒部分よりも上記シリンダブロックの奥側に位置し、上記シリンダの内面に接触するシリンダ内面接触部とが一体に形成されると共に、上記シリンダ内面接触部の近傍にピストンリングを備えた液圧回転機において、上記ピストンの上記ピストン棒部分が摺接する上記シリンダの入口部、及びこの入口部に摺接する上記ピストン棒部分のいずれか一方に、銅合金材料部を備え、他方を鉄系材料によって形成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a casing, a rotating shaft that is rotatably supported by the casing, a cylinder block that rotates synchronously with the rotating shaft, and is slidable within each cylinder of the cylinder block. The piston rod portions of these pistons and the cylinder inner surface contact portion that is located on the back side of the cylinder block and contacts the inner surface of the cylinder are integrated with each other. In the hydraulic rotating machine having a piston ring in the vicinity of the cylinder inner surface contact portion, an inlet portion of the cylinder in which the piston rod portion of the piston is in sliding contact, and the piston in sliding contact with the inlet portion One of the bar portions is provided with a copper alloy material portion, and the other is formed of an iron-based material.
このように構成した本発明は、シリンダの入口部とピストンのピストン棒部分のうちの一方に銅合金材料部を備えると共に、他方が鉄系材料から成っている。すなわち、シリンダの入口部とピストン棒部分との接触部を、異種金属の組み合わせに設定してある。これにより、ピストンの摺動に際しての上述の接触部における優れた耐焼付け性を確保することができ、小型化、高速回転を実現できる。 The present invention configured as described above includes a copper alloy material portion on one of the inlet portion of the cylinder and the piston rod portion of the piston, and the other is made of an iron-based material. That is, the contact portion between the cylinder inlet and the piston rod portion is set to a combination of different metals. Thereby, it is possible to ensure excellent seizure resistance at the above-described contact portion when the piston slides, and to realize downsizing and high-speed rotation.
また本発明は上記発明において、上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Cu−Snを主成分とする銅合金材料、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the copper alloy material portion is provided in the inlet portion of the cylinder, and the copper alloy material portion is a copper alloy material containing Cu-Sn as a main component or Cu-Zn as a main component. It is characterized by casting a copper alloy material.
また本発明は上記発明において、上記シリンダブロックが鉄系材料から成ると共に、上記シリンダブロックは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴としている。 According to the present invention, in the above invention, the cylinder block is made of an iron-based material, and the cylinder block is subjected to nitriding after casting of the copper alloy material forming the copper alloy material portion. Yes.
また本発明は上記発明において、上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Cu−Snを主成分とする銅合金材料のブッシュ、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料のブッシュから成ることを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the copper alloy material portion is provided in the inlet portion of the cylinder, and the copper alloy material portion is made of a copper alloy material bushing mainly composed of Cu-Sn, or Cu-Zn. It is characterized by comprising a bush of a copper alloy material as a main component.
また本発明は上記発明において、上記シリンダブロックが窒化処理を施される鉄系材料から成ることを特徴としている。 According to the present invention, in the above invention, the cylinder block is made of an iron-based material that is subjected to nitriding treatment.
また本発明は上記発明において、上記銅合金材料部を上記ピストンの上記ピストン棒部分に備えると共に、この銅合金材料部が、Cu−Snを主成分とする銅合金材料、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the copper alloy material portion is provided in the piston rod portion of the piston, and the copper alloy material portion is mainly composed of a copper alloy material mainly composed of Cu-Sn or Cu-Zn. It is characterized by casting a copper alloy material as a component.
また本発明は上記発明において、上記ピストンが鉄系材料から成ると共に、このピストンは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴としている。 According to the present invention, in the above invention, the piston is made of an iron-based material, and the piston is subjected to nitriding after casting of the copper alloy material forming the copper alloy material portion.
また本発明は上記発明において、上記シリンダ内面接触部に別の銅合金材料部を備えたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that in the above invention, the cylinder inner surface contact portion is provided with another copper alloy material portion.
また本発明は上記発明において、上記ピストンは、上記別の銅合金材料部を形成する銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the above invention, the piston is subjected to nitriding after casting of a copper alloy material forming the another copper alloy material portion.
本発明は、シリンダの入口部とピストンのピストン棒部分との接触部を異種金属の組み合わせとすることができ、これにより、この接触部における優れた耐焼付き性を確保でき、従来から要望されていた小型化、高速回転を実現でき、信頼性の高い液圧回転機を得ることができる。 In the present invention, the contact portion between the cylinder inlet portion and the piston rod portion of the piston can be made of a combination of different metals, thereby ensuring excellent seizure resistance at the contact portion, which has been conventionally desired. Therefore, a highly reliable hydraulic rotating machine can be obtained.
以下,本発明に係る液圧回転機を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。 The best mode for carrying out a hydraulic rotating machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の液圧回転機の第1実施形態を示す断面図、図2は図1に示す第1実施形態の要部を構成するシリンダブロックを示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a hydraulic rotating machine according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cylinder block constituting a main part of the first embodiment shown in FIG.
この第1実施形態は、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるもので、その基本構成は図1に示すように、外殻を形成するケーシング1と、このケーシング1に回転自在に支持される回転軸2とを備えている。この回転軸2の先端、すなわち図1に示す回転軸2の右側部分には、端面の外周部に複数個の凹球面3が形成されたドライブディスク4と、回転軸2と共に同期回転するシリンダブロック5とを備えている。このシリンダブロック5には周方向に沿って複数のシリンダ6が形成され、これらのシリンダ6内には、ピストン7を摺動可能に挿入させてある。上述したシリンダブロック5は、ドライブディスク4に接続されるセンタシャフト10を回転軸心として回転する。センタシャフト10はスプリング11によってドライブディスク4に押圧されている。
The first embodiment is provided in a construction machine such as a hydraulic excavator. The basic configuration thereof is as shown in FIG. 1, and a casing 1 that forms an outer shell, and a rotating shaft that is rotatably supported by the casing 1. 2 are provided. A
上述したピストン7は、その端部にドライブディスク4の凹球面3に揺動自在に連結される球形部7aを有している。また、テーパ形状に形成されるピストン棒部分7bと、このピストン棒部分7bよりもシリンダブロック5の奥側に位置し、シリンダ6の内面に接触するシリンダ内面接触部7cとが一体に形成されている。シリンダ内面接触部7cの近傍には、例えば2つのピストンリング8,9が嵌着されている。
The
このような基本構成を有する本発明は特に、ピストン7のピストン棒部分7bが摺接するシリンダ6の入口部6a、及びこの入口部6aに摺接するピストン棒部分7bのいずれか一方に、銅合金材料部を備え、他方を鉄系材料によって形成してある。
In the present invention having such a basic configuration, in particular, either one of the
図1,2に示す第1実施形態は、例えば図2に示すように、シリンダブロック5を鉄系材料によって形成し、このシリンダブロック5に含まれるシリンダ6の入口部6aを銅合金材料部12によって形成してある。この銅合金材料部12は、例えばCu−Snを主成分とする銅合金材料、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料を鋳込むことによって形成してある。
In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, for example, as shown in FIG. 2, the
また、シリンダブロック5は、上述のように銅合金材料部12を形成する上述の銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されている。なお、上述したピストン7は、鉄系材料から成ると共に、窒化処理が施されている。すなわち、ピストン棒部分7bはシリンダ6の入口部6aとは異なり、鉄系材料から成っている。
Further, the
このように構成した第1実施形態は、シリンダブロック5のシリンダ6の入口部6aに銅合金材料部12を備えると共に、ピストン7のピストン棒部分7bが鉄系材料から成っている。すなわち、シリンダ6の入口部6aとピストン棒部分7bとの接触部を、異種金属の組み合わせに設定してある。これにより、ピストン7の高速摺動に際して、入口部6aとピストン棒部分7bとの接触部における優れた耐焼付き性を確保でき、小型化、高速回転を実現できる。したがって、信頼性の高い液圧回転機が得られる。
1st Embodiment comprised in this way is equipped with the copper
図3は本発明の第2実施形態の要部を構成するシリンダブロックを示す断面図である。この第2実施形態は、銅合金材料部をシリンダブロック5のシリンダ6の入口部6aに備えると共に、この銅合金材料部が、例えばCu−Snを主成分とする銅合金材料のブッシュ13、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料のブッシュ13から成っている。このブッシュ13は、圧入または焼きばめによってシリンダ6の入口部6aに嵌着される。その他の構成は、上述した第1実施形態と同等である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cylinder block constituting the main part of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a copper alloy material portion is provided in the
このように構成した第2実施形態も、シリンダ6の入口部6aとピストン棒部分7bとの接触部を異種金属の組み合わせに設定してあることから、上述の第1実施形態と同等の作用効果が得られる。
Also in the second embodiment configured as described above, the contact portion between the
図4は本発明の第3実施形態の要部を構成するピストンを示す断面図である。この第3実施形態は、ピストン7が鉄系材料から成ると共に、このピストン7のピストン棒部分7bに銅合金材料部14を形成してあり、この銅合金材料部14は、例えばCu−Snを主成分とする銅合金材料、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料を鋳込んで形成してある。ピストン7は、銅合金材料部14を形成する銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a piston constituting the main part of the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the
なお、シリンダブロック5は鉄系材料から成り、窒化処理が施されている。これに伴って、シリンダ6の入口部6aもピストン7のピストン棒部分7bとは異なり、鉄系材料から成っている。その他の構成は上述した第1実施形態と同等である。
The
このように構成した第3実施形態は、ピストン6のピストン棒部分7bに銅合金材料部14を備えると共に、シリンダブロック5のシリンダ6の入口部6aが鉄系材料から成っている。すなわち、この第3実施形態も第1実施形態と同様に、シリンダ6の入口部6aとピストン棒部分7bとの接触部を、異種金属の組み合わせに設定してあることから、上述の第1実施形態と同等の作用効果が得られる。
3rd Embodiment comprised in this way is provided with the copper
図5は本発明の第4実施形態の要部を構成するピストンを示す断面図である。この第4実施形態は、ピストン7のシリンダ内面接触部7cにも別の銅合金材料部15を形成してある。この別の銅合金材料部15も、例えばCu−Snを主成分とする銅合金材料、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料から成っている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a piston constituting the main part of the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, another copper
別の銅合金材料部15は、ピストン棒部分7bに形成される銅合金材料部14と共に、鉄系材料から成るピストン7に鋳込み形成される。また、ピストン7は、これらの銅合金材料部14、別の銅合金材料部15の鋳込み後に窒化処理が施される。その他の構成は前述した第3実施形態と同等である。
Another copper
このように構成した第4実施形態も、シリンダ6の入口部6aとピストン棒部分7bとの接触部を異種金属の組み合わせに設定してあることから、上述の第1実施形態と同等の作用効果が得られる。
In the fourth embodiment configured as described above, the contact portion between the
また特に、この第4実施形態では、ピストン7のシリンダ内面接触部7cと、シリンダ6の内面との別の接触部も異種金属の組み合わせに設定してあることから、この別の接触部においても優れた耐焼き付け性を確保でき、より信頼性の高い液圧回転機が得られる。
In particular, in the fourth embodiment, another contact portion between the cylinder inner
1 ケーシング
2 回転軸
3 凹球面
4 ドライブディスク
5 シリンダブロック
6 シリンダ
6a 入口部
7 ピストン
7a 球形部
7b ピストン棒部分
7c シリンダ内面接触部
8 ピストンリング
9 ピストンリング
10 センタシャフト
11 スプリング
12 銅合金材料部
13 ブッシュ(銅合金材料部)
14 銅合金材料部
15 別の銅合金材料部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
14 Copper
Claims (9)
これらのピストンのピストン棒部分と、このピストン棒部分よりも上記シリンダブロックの奥側に位置し、上記シリンダの内面に接触するシリンダ内面接触部とが一体に形成されると共に、上記シリンダ内面接触部の近傍にピストンリングを備えた液圧回転機において、
上記ピストンの上記ピストン棒部分が摺接する上記シリンダの入口部、及びこの入口部に摺接する上記ピストン棒部分のいずれか一方に、銅合金材料部を備え、他方を鉄系材料によって形成したことを特徴とする液圧回転機。 A casing, a rotating shaft that is rotatably supported by the casing, a cylinder block that rotates in synchronization with the rotating shaft, and a plurality of pistons that are slidably inserted into the cylinders of the cylinder block;
A piston rod portion of these pistons and a cylinder inner surface contact portion that is located on the inner side of the cylinder block and is in contact with the inner surface of the cylinder from the piston rod portion are integrally formed, and the cylinder inner surface contact portion In a hydraulic rotating machine equipped with a piston ring in the vicinity of
Either one of the inlet part of the cylinder in which the piston rod part of the piston is in sliding contact and the piston rod part in sliding contact with the inlet part is provided with a copper alloy material part, and the other is formed of an iron-based material. Features a hydraulic rotating machine.
上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Cu−Snを主成分とする銅合金材料、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴とする液圧回転機。 In the invention of claim 1,
The copper alloy material portion is provided in the inlet portion of the cylinder, and the copper alloy material portion is cast with a copper alloy material mainly containing Cu-Sn or a copper alloy material mainly containing Cu-Zn. A hydraulic rotating machine characterized by comprising:
上記シリンダブロックが鉄系材料から成ると共に、上記シリンダブロックは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴とする液圧回転機。 In the invention of claim 2,
The hydraulic rotary machine according to claim 1, wherein the cylinder block is made of an iron-based material, and the cylinder block is subjected to nitriding after casting of the copper alloy material forming the copper alloy material portion.
上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Cu−Snを主成分とする銅合金材料のブッシュ、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料のブッシュから成ることを特徴とする液圧回転機。 In the invention of claim 1,
The copper alloy material portion is provided in the inlet portion of the cylinder, and the copper alloy material portion is made of a copper alloy material bushing mainly composed of Cu-Sn or a copper alloy material mainly composed of Cu-Zn. A hydraulic rotating machine comprising a bush.
上記シリンダブロックが窒化処理を施される鉄系材料から成ることを特徴とする液圧回転機。 In the invention of claim 4,
A hydraulic rotating machine, wherein the cylinder block is made of an iron-based material to be nitrided.
上記銅合金材料部を上記ピストンの上記ピストン棒部分に備えると共に、この銅合金材料部が、Cu−Snを主成分とする銅合金材料、またはCu−Znを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴とする液圧回転機。 In the invention of claim 1,
The copper alloy material portion is provided in the piston rod portion of the piston, and the copper alloy material portion is cast from a copper alloy material mainly composed of Cu-Sn or a copper alloy material mainly composed of Cu-Zn. A hydraulic rotating machine characterized by comprising.
上記ピストンが鉄系材料から成ると共に、このピストンは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴とする液圧回転機。 In the invention of claim 6,
The hydraulic rotary machine according to claim 1, wherein the piston is made of an iron-based material, and the piston is subjected to nitriding after casting of the copper alloy material forming the copper alloy material portion.
上記シリンダ内面接触部に別の銅合金材料部を備えたことを特徴とする液圧回転機。 In the invention of claim 6 or 7,
A hydraulic rotating machine, wherein the cylinder inner surface contact portion is provided with another copper alloy material portion.
上記ピストンは、上記別の銅合金材料部を形成する銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴とする液圧回転機。
In the invention of claim 8,
The hydraulic rotating machine according to claim 1, wherein the piston is subjected to nitriding after casting of a copper alloy material forming the another copper alloy material portion.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011162128A1 (en) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | 日立建機株式会社 | Bent axis type hydraulic rotating machine |
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- 2004-01-19 JP JP2004011001A patent/JP2005201220A/en active Pending
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