JP2018135838A - 斜軸式液圧回転機 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの継手部とドライブディスクの凹球面との間の面圧を低減すると共に、潤滑油の漏らし量を適正にして機械効率を向上させる。【解決手段】テーパピストン１３は、軸方向の一側が球面をなしてドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂに揺動自在に支持された継手部１７となり、軸方向の他側がシリンダブロック７の各シリンダ穴９に往復動可能に挿嵌されたピストン本体部１４となっている。テーパピストン１３の継手部１７の球面は、継手部１７のうち軸方向の一側に位置して球面中心Ｏ１を有し、該球面中心Ｏ１を通るテーパピストン１３のピストン軸Ａ−Ａとのなす角θが４０°以上７０°以下までの間でドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂと摺動する第１曲面１９と、第１曲面から軸方向他側に向けて接続し第１曲面１９よりも小径に形成された第２曲面２１とからなっている。【選択図】図３

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に搭載された油圧ポンプ、モータ等に好適に用いられる斜軸式液圧回転機に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械や一般機械において油圧ポンプまたは油圧モータとして用いられる液圧回転機として、例えば固定容量型または可変容量型の斜軸式液圧回転機が知られている。

この種の斜軸式液圧回転機は、筒状のケーシングと、前記ケーシングの一側に位置し軸受を介して回転自在に設けられた回転軸と、前記ケーシング内に位置して前記回転軸の端部に設けられ複数個の凹球面を有するドライブディスクと、前記回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダ穴を有したシリンダブロックと、軸方向の一側が球面をなして前記ドライブディスクの前記凹球面に揺動自在に支持された継手部となり軸方向の他側が前記シリンダブロックの各シリンダ穴に往復動可能に挿嵌されたピストン本体部となった複数のピストンとが備えられている。

また、ピストンには、ピストン軸方向に貫通する油孔が設けられ、この油孔からドライブディスクの凹球面とピストンの継手部との間に潤滑油が供給されている。これにより、ドライブディスクの凹球面とピストンの継手部との間の潤滑が行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

実開昭６０−１３４８７８号公報 特開２０１３−２２７８７９号公報

ところで、上述した従来技術による斜軸式液圧回転機では、ピストンの継手部とドライブディスクの凹球面との球径差が小さすぎると、潤滑油の圧こもりによるピストンの浮き上がりが発生して、潤滑油の漏らし量が過大となる虞がある。一方、ピストンの継手部とドライブディスクの凹球面との球径差が大きいと、継手部と凹球面との間の面圧が大きくなり、斜軸式液圧回転機の入力動力に対する出力動力の効率（機械効率）が低減する虞がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ピストンの継手部とドライブディスクの凹球面との間の面圧を低減すると共に、潤滑油の漏らし量を適正にして、機械効率を向上させた斜軸式液圧回転機を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、筒状のケーシングと、前記ケーシングの一側に位置し軸受を介して回転自在に設けられた回転軸と、前記ケーシング内に位置して前記回転軸の端部に設けられ複数個の凹球面を有するドライブディスクと、前記回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダ穴を有したシリンダブロックと、軸方向の一側が球面をなして前記ドライブディスクの前記凹球面に揺動自在に支持された継手部となり軸方向の他側が前記シリンダブロックの各シリンダ穴に往復動可能に挿嵌されたピストン本体部となった複数のピストンとが備えられた斜軸式液圧回転機において、前記ピストンの前記継手部の球面は、前記継手部のうち軸方向の一側に位置して球面中心を有し、該球面中心を通る前記ピストンのピストン軸とのなす角が４０°以上７０°以下までの間で前記ドライブディスクの前記凹球面と摺動する大径部と、前記大径部から軸方向他側に向けて接続し前記大径部よりも小径に形成された小径部とからなることを特徴としている。

本発明によれば、継手部の大径部によりドライブディスクの凹球面との間の面圧を確保することができると共に、小径部で潤滑油の漏らし量を適正に確保させることができるので、機械効率を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態による斜軸式の油圧モータを示す縦断面図である。 図１中のテーパピストンを単体で示す拡大断面図である。 図２中のテーパピストンの継手部を構成する第１曲面と第２曲面とを示す要部拡大のハッチングを省略した断面図である。 本発明の第２の実施の形態によるテーパピストンの継手部を示す図３と同様の断面図である。 本発明の第３の実施の形態によるテーパピストンの継手部を示す要部拡大の正面図である。

以下、本発明の実施の形態による斜軸式液圧回転機を、固定容量型斜軸式油圧モータに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

ここで、図１ないし図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、斜軸式液圧回転機としての固定容量型斜軸式油圧モータ１（以下、油圧モータ１という）は、油圧ポンプ等の油圧源（図示せず）から圧油が供給されることにより、後述の回転軸５を回転駆動するものである。

ケーシング２は、油圧モータ１の外殻を構成するもので、このケーシング２は、途中部位が屈曲した筒状をなすケーシング本体３と、後述のヘッドケーシング４とにより構成されている。

ケーシング本体３は、図１中に示すように軸方向の一側に位置する一側筒部３Ａと、軸方向他側の他側筒部３Ｂとにより構成され、一側筒部３Ａと他側筒部３Ｂとの中間部位が屈曲されている。また、ケーシング本体３の一側筒部３Ａには、その軸方一側の端部に軸挿通孔３Ｃが形成されている。

ヘッドケーシング４は、ケーシング本体３の他側筒部３Ｂ側に位置するヘッド側端面に固着されている。このヘッドケーシング４には、一対の給排通路（いずれも図示せず）が形成されている。これらの給排通路のうち高圧側の給排通路は、油圧ポンプ（図示せず）から吐出された圧油を後述する弁板１０の給排ポート（図示せず）を介して各シリンダ穴９内に供給する。また、低圧側の給排通路は、後述する弁板１０の給排ポート側からタンク（図示せず）側に向けて戻り油を排出する。

回転軸５は、ケーシング本体３の一側筒部３Ａ内に設けられている。この回転軸５は、油圧モータ１の出力軸を構成し、ケーシング本体３の一側筒部３Ａ内に軸受等を介して回転自在に設けられている。そして、回転軸５の一端側は、軸挿通孔３Ｃを通じてケーシング本体３の外部に突出し、例えば遊星歯車減速装置等の油圧モータによって駆動される機器類（図示せず）に連結される。

一方、ケーシング本体３の一側筒部３Ａ内を他側筒部３Ｂに向けて延びる回転軸５の基端側（他端側）には、回転軸５と一体に回転するドライブディスク６が一体的に設けられている。このドライブディスク６は、ケーシング本体３の一側筒部３Ａと他側筒部３Ｂとの境界部近傍となる位置に配置されている。

そして、ドライブディスク６には、後述のシリンダブロック７と対向する他側端面の中心側に位置し後述するセンタシャフト１１の球形部１１Ａが摺動可能に連結され中心側に位置するセンタシャフト用凹球面６Ａと、センタシャフト用凹球面６Ａの径方向外側に位置して周方向に互いに離間し後述する各テーパピストン１３の継手部１７がそれぞれ揺動可能に連結される回転伝達用の複数のテーパピストン用凹球面６Ｂとが設けられている。テーパピストン用凹球面６Ｂは、球面中心Ｏ１および半径Ｒａの凹球面として形成されている。テーパピストン用凹球面６Ｂは、本発明の凹球面を構成している。

シリンダブロック７は、ケーシング２内に回転可能に設けられている。このシリンダブロック７は、後述のセンタシャフト１１、各テーパピストン１３等を介してドライブディスク６に連結され回転軸５と一体に回転するものである。ここで、シリンダブロック７は、肉厚な円筒状に形成され、その中心部には、後述のセンタシャフト１１が摺動可能に挿嵌されるセンタ穴８が回転中心軸に沿って穿設されている。また、シリンダブロック７には、センタ穴８を中心として周方向に一定の間隔をもって離間し軸方向に延びた複数本（通常５本、７本または９本等の奇数本）のシリンダ穴９（１本のみ図示）が穿設されている。

シリンダブロック７のうちヘッドケーシング４側の端面は、後述の弁板１０に摺接する凹湾曲面状の摺動面７Ａとなっている。シリンダブロック７の摺動面７Ａと各シリンダ穴９との間には、摺動面７Ａ側で弁板１０に連通、遮断される複数のシリンダポート９Ａ（１本のみ図示）が形成されている。

弁板１０は、ケーシング２のヘッドケーシング４とシリンダブロック７との間に設けられている。この弁板１０は、シリンダブロック７に対面する一側面が凸湾曲状の切換面１０Ａとなり、他側面は平坦面となってヘッドケーシング４に固着されている。シリンダブロック７は、その摺動面７Ａが弁板１０の切換面１０Ａに対して摺接しつつ回転することにより、各シリンダ穴９に対する圧油の供給，排出が行われる。

即ち、弁板１０には、眉形状をなす一対の給排ポート（図示せず）が周方向に延びて形成され、これらの給排ポートは、ヘッドケーシング４に形成された一対の給排通路（図示せず）に連通している。そして、給排ポートは、シリンダブロック７の回転に伴って各シリンダ穴９のシリンダポート９Ａと間欠的に連通する。

この場合、高圧側となる一方の給排ポートは、一対の給排通路のうち高圧側の給排通路に接続され、油圧ポンプ（図示せず）から吐出された圧油を各シリンダ穴９内に供給する。また、低圧側となる他方の給排ポートは、一対の給排通路のうち低圧側の給排通路に接続され、各シリンダ穴９から排出される戻り油をタンク（図示せず）側に向けて排出するものである。

センタシャフト１１は、シリンダブロック７のセンタリングを行うためにセンタ穴８に挿嵌して設けられている。このセンタシャフト１１は、一端側が球形部１１Ａとなり、他端側には有底状のばね収容穴１１Ｂが形成されている。そして、センタシャフト１１の球形部１１Ａは、ドライブディスク６の中心側に形成されたセンタシャフト用凹球面６Ａに摺動可能に嵌合されている。

ばね１２は、センタシャフト１１とシリンダブロック７との間に設けられている。このばね１２は、センタシャフト１１のばね収容穴１１Ｂ内に配置され、シリンダブロック７を弁板１０の切換面１０Ａに向けて常時付勢している。これにより、シリンダブロック７は、その摺動面７Ａを弁板１０の切換面１０Ａに密着させた状態で弁板１０に対して正方向または逆方向に相対回転するものである。

複数のテーパピストン１３（１本のみ図示）は、シリンダブロック７の各シリンダ穴９内にそれぞれ往復動可能に挿嵌されている。図２に示すように、これらのテーパピストン１３は、一端側から他端側に向けテーパ状に拡径して形成されたピストン本体部１４と、ピストン本体部１４の一端側に一体に形成された球形の継手部１７と、ピストン本体部１４の他端側の端面から継手部１７側に向けてテーパピストン１３内をピストン軸方向に延び潤滑油が流通する油孔２６とを含んで構成されている。

即ち、これらのテーパピストン１３は、軸方向の一側が球面をなしてドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂに揺動自在に支持された継手部１７となり、軸方向の他側がシリンダブロック７の各シリンダ穴９に往復動可能に挿嵌されたピストン本体部１４となっている。

ピストン本体部１４は、一端側に位置して継手部１７に一体的に接続された接続部１４Ａと、他端側に位置して接続部１４Ａに一体的に接続されシリンダ穴９内に摺動可能に挿嵌されたテーパ部１４Ｂとにより構成されている。テーパ部１４Ｂには、シリンダ穴９に接触するシリンダ内面接触部１４Ｃが形成されており、テーパ部１４Ｂの外周側には、シリンダ内面接触部１４Ｃを挟んだ位置に、シリンダ穴９との間のシール性を確保するためのピストンリング等からなるシール部材１５，１６等が装着されている。シリンダ内面接触部１４Ｃの直径は、シリンダ穴９の内径より若干小さく構成されている。テーパピストン１３は、本発明のピストンを構成している。

次に、テーパピストン１３の継手部１７について説明する。

テーパピストン１３の継手部１７は、球面をなしドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂ内に揺動（摺動）可能に連結されている。継手部１７とテーパピストン用凹球面６Ｂとの間には、シリンダ穴９内に供給された油液の一部が潤滑油となって油孔２６側から補給される。そして、継手部１７は、ピストン軸方向の一側（先端側）に位置してピストン軸Ａ−Ａと直交する平坦面１８と、平坦面１８からピストン軸方向の他側（ピストン本体部１４側）に向けて球面となって延びる大径部としての第１曲面１９と、第１曲面１９からピストン軸方向の他側に向けて延び第１曲面１９よりも小径に形成された小径部としての第２曲面２１とを含んで構成されている。

図３に示すように、第１曲面１９は、球面中心Ｏ１および半径Ｒａの曲面（円弧形状）として形成されている。この場合、球面中心Ｏ１は、ピストン本体部１４の中心軸線ともなるピストン軸Ａ−Ａ上に位置している。第１曲面１９は、継手部１７の球面のうちピストン軸方向の一側（先端側）を構成している。具体的には、第１曲面１９は、継手部１７の先端側から基端側に向けて端点２０までの範囲を構成している。この場合、端点２０は、球面中心Ｏ１を通るテーパピストン１３のピストン軸Ａ−Ａ（図３中の一点鎖線Ａ−Ａ）とのなす角θが下記数１に示される範囲に位置している。端点２０の位置（角度θ）は、後述する寸法差ΔＤとの関係から算出される耐摩耗性および機械効率等に基づいて実験等により設定される。

組立性の確保等のために、テーパピストン用凹球面６Ｂの半径は、第１曲面１９の半径Ｒａよりわずかに大きい。第１曲面１９は、ドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂと摺動（接触）する部位となり、テーパピストン用凹球面６Ｂとの間に潤滑油による薄い油膜が形成される部位である。

一方、第２曲面２１は、継手部１７の球面のうちピストン軸方向の他側（基端側）を構成している。第２曲面２１は、第２曲面２１を形成する円弧の中心Ｏ２および半径Ｒｂ（Ｒｂ＜Ｒａ）の曲面（円弧形状）として形成され、端点２０からピストン軸方向の他側（ピストン本体部１４側）に向けて延びている。第２曲面２１は、Ｏ２を中心とし半径Ｒｂの円弧をピストン軸Ａ−Ａを中心に回転させることにより形成される曲面である。第２曲面２１を形成する円弧の中心Ｏ２は、第１曲面１９の球面中心Ｏ１と端点２０とを結ぶ点線２２上に位置している。

これにより、第１曲面１９と第２曲面２１とが接続される端点２０では、第１曲面１９の接線と第２曲面２１の接線とが共通な共通接線２３となって連接している。その結果、端点２０における第１曲面１９と第２曲面２１とが滑らかに接続（連接）されるので、端点２０を流通する潤滑油を効率よく流通させることができ、面圧の増加を抑制することができる。

また、第２曲面２１を形成する円弧の半径Ｒｂは、第１曲面１９の半径Ｒａよりも小さく形成されている。第２曲面２１の半径Ｒｂは、第１曲面１９の球面中心Ｏ１を通ってピストン軸Ａ−Ａと直交する交線Ｂ−Ｂ（図３中の一点鎖線Ｂ−Ｂ）が継手部１７の球面と交わる端点２４の位置で、第２曲面２１と第１曲面１９を延長させた場合の仮想線２５（図３中の二点鎖線２５）との寸法差ΔＤが所定の値となるように設定されている。この場合、端点２４の位置での第２曲面２１と第１曲面１９を延長させた場合の仮想線２５との寸法差ΔＤは、下記数２に示される範囲に設定されている。寸法差ΔＤに基づく第２曲面２１の半径Ｒｂは、第１曲面１９との関係から実験等により設定される。

寸法差ΔＤは、継手部１７の先端側から基端側に向けて流通する潤滑油の流路の大きさを設定するものである。このように寸法差ΔＤを設定することにより、潤滑油を効率よく流通させることができるので、圧こもりを低減させることができる。

このようにテーパピストン１３の継手部１７は、ピストン軸方向の先端側に位置してテーパピストン用凹球面６Ｂに摺接する第１曲面１９と、ピストン軸方向の基端側（ピストン本体部１４側）に位置して第１曲面１９に連接し、端点２４の位置でテーパピストン用凹球面６Ｂとの間に所定の寸法差ΔＤを有する第２曲面２１とにより構成されている。即ち、テーパピストン１３の継手部１７は、継手部１７のピストン軸方向の先端側から端点２０までが球面中心Ｏ１からの寸法Ｒａとなり、端点２０から継手部１７の基端側に向けて球面中心Ｏ１からの寸法が徐々に小さくなるように形成されている。

油孔２６は、テーパピストン１３の内部をピストン軸方向に延びて穿設されている。この油孔２６は、テーパピストン１３のピストン本体部１４をピストン軸方向に延びる油路２６Ａと、一端側が継手部１７の平坦面１８に開口し、他端側が油路２６Ａに連通した吐出路２６Ｂとにより構成されている。これにより、シリンダ穴９から油路２６Ａに導かれた潤滑油は、吐出路２６Ｂの細孔２６Ｂ１を介してテーパピストン用凹球面６Ｂと継手部１７との間に吐出される。そして、吐出された潤滑油は、テーパピストン用凹球面６Ｂと第１曲面１９との間、テーパピストン用凹球面６Ｂと第２曲面２１との間、さらに寸法差ΔＤによって形成される隙間を通ってケーシング２内の空間に流出する。

本実施の形態による斜軸式の油圧モータ１は、上述の如き構成を有するもので、以下その作動について説明する。

まず、油圧モータ１の回転軸５を駆動するときには、油圧ポンプ（図示せず）から吐出された圧油をヘッドケーシング４に形成した高圧側の給排通路、弁板１０の給排ポートを介して各シリンダ穴９内へ順次供給し、このときの油圧力で各テーパピストン１３をシリンダ穴９からドライブディスク６側に向けて順次伸長（突出）させる。また、各シリンダ穴９からの戻り油は、各テーパピストン１３がシリンダ穴９内へと縮小する方向に変位するに伴って低圧側の給排ポート、給排通路からタンク側に向けて排出される。

このとき、前記圧油が順次供給される各シリンダ穴９内では、内部に挿嵌されたテーパピストン１３の突出側端部となる継手部１７がドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂ側に順次押付けられる。これにより、ドライブディスク６には、回転軸５を中心とした回転力が発生し、この回転力は回転軸５の先端側からモータ出力として取出される。

ところで、上述した従来技術では、ピストンの継手部とドライブディスクの凹球面との球径差が小さすぎると、潤滑油の圧こもりによるピストンの浮き上がりが発生して、潤滑油の漏らし量が過大となる虞がある。一方、ピストンの継手部とドライブディスクの凹球面との球径差が大きいと、継手部と凹球面との間の面圧が大きくなり、機械効率が低減する虞がある。

そこで、本実施の形態では、テーパピストン１３の継手部１７の球面をドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂに摺動（接触）する第１曲面１９と、第１曲面１９よりも小径な第２曲面２１とにより構成している。

第１曲面１９は、継手部１７のうちピストン軸方向の一側（先端側）に位置して、球面中心Ｏ１を通るテーパピストン１３のピストン軸Ａ−Ａとのなす角θが４０°以上７０°以下（４０°≦θ≦７０°）までの間に位置する端点２０までの範囲を構成している。また、第１曲面１９は、ドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂと同等の球面中心Ｏ１および半径Ｒａの円弧形状となっている。即ち、第１曲面１９は、テーパピストン用凹球面６Ｂと摺動（接触）する部位となっている。

一方、第２曲面２１は、継手部１７のうちピストン軸方向の他側（基端側）に位置して、端点２４の位置で寸法差ΔＤが所定の値（１２．５μｍ以上３０μｍ以下）となるように、中心Ｏ２および半径Ｒｂ（Ｒｂ＜Ｒａ）の円弧形状となっている。即ち、第２曲面２１は、継手部１７とテーパピストン用凹球面６Ｂとの間で潤滑油が適正（円滑）に流通する部位となっている。

かくして、第１の実施の形態によれば、テーパピストン１３の継手部１７の球面は、継手部１７のうち軸方向の一側に位置して球面中心Ｏ１を有し、該球面中心Ｏ１を通るテーパピストン１３のピストン軸Ａ−Ａとのなす角θが４０°以上７０°以下までの間でドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂと摺動する第１曲面１９と、第１曲面１９から軸方向他側に向けて接続し第１曲面１９よりも小径に形成された第２曲面２１とからなっている。

これにより、継手部１７の第１曲面１９とテーパピストン用凹球面６Ｂとが接触して、十分な接触面積を確保することができるので、面圧を低減することができる。また、第２曲面２１により継手部１７とテーパピストン用凹球面６Ｂとの間を流通する潤滑油の漏らし量を適正にすることができる。これにより、油圧モータ１の入力動力に対する出力動力の損失を低減させて機械効率を向上させることができる。なお、ピストン軸Ａ−Ａとのなすθが４０°よりも小さくなると、接触面積が小さくなり面圧が大きくなる。一方、ピストン軸Ａ−Ａとのなす角θが７０°よりも大きくなると、漏らし量が少なくなり圧こもりによる浮上がりが大きくなる。

また、第１曲面１９の球面中心Ｏ１を通ってピストン軸Ａ−Ａと直交する線Ｂ−Ｂが継手部１７の球面と交わる端点２４の位置で第２曲面２１と第１曲面１９を延長させた場合の仮想線２５との寸法差ΔＤは、１２．５μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。

これにより、端点２４の位置での潤滑油の流通面積が確保され、潤滑油の漏らし量を適正に保つことができるので、潤滑油の圧こもりによるテーパピストン１３の浮き上がりを低減することができる。なお、寸法差ΔＤが１２．５μｍよりも小さくなると、漏らし量が少なくなり圧こもりによる浮き上がりが大きくなる。一方、寸法差ΔＤが３０μｍを越えると、漏らし量が多くなり機械効率が低下する。

また、第１曲面１９と第２曲面２１とが接続される端点２０では、第１曲面１９の接線と第２曲面２１の接線とが共通（共通接線２３）となって連接している。これにより、第１曲面１９と第２曲面２１との接続部（端点２０）を滑らかにすることができるので、端点２０での面圧の増加を抑制することができると共に、端点２０での潤滑油の流れを円滑に行うことができる。

次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、継手部３１を第１曲面１９と第２曲面２１とに加えて第３曲面３２を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。また、図４中では、中心（Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３）および半径（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ）等を図４中の紙面上側に位置する継手部３１の球面について示し、紙面下側の球面については同様であるので省略するものとする。

継手部３１は、球面をなしドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂ内に揺動（摺動）可能に連結されている。そして、継手部３１は、ピストン軸方向の一側（先端側）に位置する平坦面１８と、平坦面１８からピストン軸方向の他側（ピストン本体部１４側）に向けて延びる大径部としての第１曲面１９と、第１曲面１９からピストン軸方向の他側に向けて延びる小径部としての第２曲面２１と、第２曲面２１からピストン軸方向の他側に向けて延びる第３曲面３２とを含んで構成されている。即ち、第１曲面１９は、継手部３１の球面のうち先端側を構成している。また、第２曲面２１は、継手部３１の球面のうち中央部を構成している。そして、第３曲面３２は、継手部３１の球面のうち基端側を構成している。

図４に示すように、第３曲面３２は、第３曲面３２を形成する円弧の中心Ｏ３および半径Ｒｃ（Ｒｂ＜Ｒａ＜Ｒｃ）の曲面（円弧形状）として形成され、端点２４からピストン軸方向の他側（ピストン本体部１４側）に向けて延びている。第３曲面３２は、Ｏ３を中心とし半径Ｒｃの円弧をピストン軸Ａ−Ａを中心に回転させることにより形成される曲面である。第３曲面３２を形成する円弧の中心Ｏ３は、第２曲面２１を形成する円弧の中心Ｏ２と端点２４とを結ぶ点線３３上に位置している。

これにより、第２曲面２１と第３曲面３２とが接続される端点２４では、第２曲面２１の接線と第３曲面３２の接線とが共通な共通接線３４となって連接している。その結果、端点２４における第２曲面２１と第３曲面３２とが滑らかに接続（連接）されるので、端点２４を流通する潤滑油を効率よく流通させることができる。

また、端点２４の位置での第２曲面２１と第１曲面１９を延長させた場合の仮想線２５との寸法差ΔＤは、下記数３に示す範囲に設定されている。寸法差ΔＤに基づく第２曲面２１の半径Ｒｂは、第１曲面１９との関係から実験等により設定される。

そして、第３曲面３２の半径Ｒｃは、第１曲面１９の半径Ｒａと第２曲面２１の半径Ｒｂよりも大きく形成されている（Ｒｂ＜Ｒａ＜Ｒｃ）。即ち、第３曲面３２は、第１曲面１９および第２曲面２１よりも緩やかな曲面形状となっている。これにより、第３曲面３２とテーパピストン用凹球面６Ｂ（仮想線２５）との間の隙間寸法は、端点２４からピストン軸方向の他側に向けて上記寸法差ΔＤから緩やかに小さくなる。従って、高圧時におけるテーパピストン用凹球面６Ｂと継手部３１との間からの潤滑油の漏れ量を少なくすることができる。

かくして、このように構成される第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用、効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態では、継手部３１のピストン軸方向の他側を第１曲面１９および第２曲面２１よりも緩やかな曲面形状（円弧形状）としている。これにより、高圧時における潤滑油の漏れ量を少なくすることができ、機械効率を向上させることができる。即ち、第３曲面３２の半径Ｒｃを大きくすることにより、継手部１７とテーパピストン用凹球面６Ｂとの最も他側（ピストン本体部１４側）の隙間を小さくし、高圧でも潤滑油の漏れを少なくできる。これにより、機械効率を向上させることができる。

次に、図５は本発明の第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、継手部４１に網目状の加工溝４２を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

継手部４１は、球面をなしドライブディスク６のテーパピストン用凹球面６Ｂ内に揺動（摺動）可能に連結されている。そして、継手部４１は、ピストン軸方向の一側（先端側）に位置する平坦面１８と、平坦面１８からピストン軸方向の他側（ピストン本体部１４側）に向けて延びる大径部としての第１曲面１９と、第１曲面１９からピストン軸方向の他側に向けて延びる小径部としての第２曲面２１とを含んで構成されている。

図５に示すように、継手部４１には、ピストン軸Ａ−Ａに対して傾斜する方向に延びる網目状の加工溝４２が形成されている。この加工溝４２は、吐出路２６Ｂから吐出された潤滑油が流通するもので、潤滑油を第１曲面１９とテーパピストン用凹球面６Ｂとの摺動面全体に行き渡らせることができる。これにより、さらなる圧こもりの低減および摺動面の潤滑性向上による摩擦ロスを低減させることができるので、機械効率をさらに向上させることができる。

なお、上述した第１の実施の形態では、ピストン本体部１４にテーパ部１４Ｂを備えたテーパピストン１３を用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばピストン本体部がピストン軸方向に単一の径半径となったピストンに適用してもよい。即ち、球形状の継手部を有するピストンまたはロッドであればいずれにも適用することができる。このことは、第２，第３の実施の形態についても同様である。

また、上述した第１の実施の形態では、端点２０で第１曲面１９と第２曲面２１とが共通接線２３を有する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば端点２０における第１曲面１９の接線と第２曲面２１の接線とが異なってもよい。このことは、第２の実施の形態における第２曲面２１と第３曲面３２との接続部位である端点２４および第３の実施の形態についても同様である。

また、上述した第２の実施の形態では、継手部３１の球面は、第１曲面１９、第２曲面２１、および第３曲面３２により構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば継手部の球面を４個以上の曲面により構成してもよい。このことは、第３の変形例についても同様である。

また、各実施の形態では、斜軸式液圧回転機として斜軸式で固定容量型の油圧モータ１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば斜軸式で可変容量型の油圧モータに適用してもよい。さらには、斜軸式で固定容量型または可変容量型の油圧ポンプに適用してもよい。

１ 油圧モータ（斜軸式液圧回転機）
２ ケーシング
５ 回転軸
６ ドライブディスク
６Ｂ テーパピストン用凹球面
７ シリンダブロック
９ シリンダ穴
１３ テーパピストン（ピストン）
１４ ピストン本体部
１７，３１，４１ 継手部
１９ 第１曲面（大径部）
２０ 端点
２１ 第２曲面（小径部）
２３ 共通接線
２４ 端点
４２ 加工溝
Ａ−Ａ ピストン軸
Ｂ−Ｂ 交線
Ｏ１ 第１曲面の球面中心
Ｏ２ 第２曲面の円弧の中心

Claims (4)

1. 筒状のケーシングと、前記ケーシングの一側に位置し軸受を介して回転自在に設けられた回転軸と、前記ケーシング内に位置して前記回転軸の端部に設けられ複数個の凹球面を有するドライブディスクと、前記回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダ穴を有したシリンダブロックと、軸方向の一側が球面をなして前記ドライブディスクの前記凹球面に揺動自在に支持された継手部となり軸方向の他側が前記シリンダブロックの各シリンダ穴に往復動可能に挿嵌されたピストン本体部となった複数のピストンとが備えられた斜軸式液圧回転機において、
   前記ピストンの前記継手部の球面は、
   前記継手部のうち軸方向の一側に位置して球面中心（Ｏ１）を有し、該球面中心（Ｏ１）を通る前記ピストンのピストン軸とのなす角が４０°以上７０°以下までの間で前記ドライブディスクの前記凹球面と摺動する大径部と、
   前記大径部から軸方向他側に向けて接続し前記大径部よりも小径に形成された小径部とからなることを特徴とする斜軸式液圧回転機。
2. 前記大径部の前記球面中心（Ｏ１）を通って前記ピストン軸と直交する線が前記継手部の球面と交わる端点の位置で前記小径部と前記大径部を延長させた場合の仮想線との寸法差は、１２．５μｍ以上３０μｍ以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載の斜軸式液圧回転機。
3. 前記大径部と前記小径部とが接続される端点では、前記大径部の接線と前記小径部の接線とが共通となって連接していることを特徴とする請求項１に記載の斜軸式液圧回転機。
4. 前記ピストンの前記継手部には、少なくとも前記大径部に潤滑油が流通する網目状の加工溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の斜軸式液圧回転機。

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