JP2728978B2

JP2728978B2 - 油圧アキシャルピストン機械

Info

Publication number: JP2728978B2
Application number: JP6515613A
Authority: JP
Inventors: ハーディーペーターイェプセン
Original assignee: DANFUOSU AS
Current assignee: DANFUOSU AS
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: DE4301121C2; DK0774073T3; JPH08500883A; EP0774073A1; DE4301121A1; EP0774073B1; WO1994016224A1; US5588347A; AU5880194A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、内部に少なくとも１個のピストンを有する
シリンダ体に対して相対運動をするとき該ピストンのス
ライダシューがその上を滑るようになった斜板と、シリ
ンダ体に関節で連結され、スライダシューを斜板に接触
した状態に保持する圧力板とを備えた油圧アキシャルピ
ストン機械に関するものである。

背景技術この種の機械においては、シリンダ体が斜板に対し回
転すると、あるいは斜板がシリンダ体に対し回転する
と、ピストンが軸方向に動く。加圧行程のとき、すなわ
ち運動中のピストンによってシリンダの容積が減少して
いるとき、斜板がスライダシューに圧力を加える。他
方、吸入行程のときは、圧力板はスライダシューを斜板
に接触した状態に保持しなければならない。またピスト
ンの軸方向の前進および後退運動に従って、圧力板は前
後に傾斜しなければならない。その傾斜角は、例えば約
−15゜から約＋15゜に及ぶ。各回転ごとに、正の方向に
一度そして負の方向に一度全傾斜角範囲を経過しなけれ
ばならない。

シリンダ体と圧力板との間の関節式連結はかなりの力
に適応しなければならないので、そこにかなりの摩擦が
生じる。摩擦に起因する損失や摩耗及び損傷が大きくな
り過ぎないように、この関節を潤滑することは知られて
いる。通例は、作動液として使われている油がその目的
に用いられるが、これは作動液の選択が作動油に限定さ
れるという短所がある。関節を潤滑する場合でも、すべ
ての油が同じ満足できる潤滑特性をもつとは限らないの
で、選択は無限ではない。従来は合成油を使用する傾向
が強かったが、次第に合成油は環境との両立の見地から
望ましくないと見なされている。

発明の開示以上のことから、本発明の課題は、潤滑性の比較的少
ない、または全くない作動液でも油圧アキシャルピスト
ン機械が作動できるようにすることである。

本発明は、上に述べた形式の油圧アキシャルピストン
機械において、圧力板とシリンダ体の間に、プラスチッ
ク材料の軸受面をもつ軸受要素を配置することによっ
て、この課題を解決している。軸受要素は軸受面に接触
している金属製の対応部品の上で低い摩擦で滑る。

連続的に新しく供給される作動液たとえば油によって
別のやり方で行われてきた潤滑機能は、ここでは対応部
品と共に使用され、低い摩擦で仕事をする機械要素すな
わち軸受要素で置き換えられている。プラスチック材料
の使用は軸受要素だけであるので、機械は前と同じ力を
受けることができる。とりわけ軸受要素は残りの部品と
比べてかなり小さい寸法で作られているので、機械的安
定性は軸受要素によってほとんど影響を受けない。もし
そうであれば、強度と安定性は引き続き圧力板とシリン
ダ体の構造によって決めることができる。

利点のある構造においては、軸受要素がブラスチック
材料で作られている。軸受要素の球面が軸受面を形成し
ている。このような軸受要素は比較的容易に製造するこ
とが可能である。

プラスチック材料は、ポリアリールエーテルケトン、
特にポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリア
セタール、ポリアリールエーテル、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリ
アミドイミド、ポリアクリレート、およびノボラック樹
脂などのウェノール樹脂を基本に、高強度熱硬化性プラ
スチック材料のグループから選択することが好ましい。
上記のプラスチック材料は、油による潤滑がなくても、
金属と共に比較的低い摩擦で仕事をすることができる。

プラスチック材料は繊維状のガラス、グラファイト、
ポリテトラフルオロエチレン、またはカーボンの充填剤
を含んでいることが好ましい。上記の繊維充填剤によっ
て軸受要素の強度をさらに向上させることができる。

対応部品が球形の凸面を有し、軸受要素が対応する凹
面を有していることが好ましい。従って、対応部品は軸
受要素落と共にボールソケット形継手を形成し、対応部
品はボールを形成し、軸受要素は中空ボールを形成して
いる。完璧なボールと完全な完璧ボールは得られないこ
とはもちろんである。互いに滑る球形面の対応する環状
部分が得られれば十分である。対応部品が内側に、そし
て軸受要素が外側にあるので、もし必要ならば、軸受要
素を比較的容易に交換することができる。

対応部品の表面は軸受要素の表面より広いことが好ま
しい。従って、軸受要素はたぶん縁領域を除き、常に対
応部品と面と面で接触して滑る。それゆえ、軸受面上の
荷重を非常に均一にすることができる。対応部品が軸受
面に食い込むことはない。

斜板から遠い端における対応部品の表面に対する接線
はシリンダ体の回転軸に対し本質上平行に向けられてい
ることが好ましい。それなら、軸受要素に作用する力が
本質上半径方向外側を向けられるので、軸受要素を極端
に大きくしなくても、すなわち厚い寸法にしなくても、
比較的容易に吸収することができる。

軸受要素は、その深さの少なくとも一部にわたって、
圧力板で環状に取り囲まれていることが好ましい。それ
なら、軸受要素に作用する半径方向力は圧力板で吸収す
ることができる。このやり方で、軸受要素と圧力板から
成る組合せが厚くなり過ぎるのを避けることができる。
それにもかかわらず、この組合せは半径方向力を満足で
きる範囲にもっていくことができる。

また、圧力板がその表面の広がりに対し本質上平行に
延び、斜板から離れて面している少なくとも１個の軸受
面を有し、軸受要素がそれに対応する軸受面を有してい
て、軸受面を形成するため２つの部品の少なくとも一方
に段が付けられていることが好ましい。この段（より正
確には、互いに隣接している２つの軸受面）は、軸方向
に作用する力に適応し、軸受要素を支えることができ
る。また段の構造は圧力板によって軸受要素を環状に取
り囲むことができる。

対応部品は環状構造で、シリンダ体の中心に形成され
た延長部を取り囲んでいることが好ましい。それゆえ、
対応部品は同様に独立部品の形をしている。それなら、
対応部品の材料の選択はシリンダ体の材料に制限される
ことはない。シリンダ体の材料は、他の考察事項、例え
ば強度の見地から選ぶことができるのに、対応部品の材
料は軸受面との低摩擦滑り接触の見地から選ぶことが好
ましい。それなら、対応部品は単に既知のやり方でシリ
ンダ体の延長部に固定するだけで済む。

この連結においては、斜板から遠い対応部品の端部の
外周を円筒形にすることがとりわけ好ましい。これは対
応部品の製造を著しく容易にする。この円筒形の端部に
は、対応部品の残りの部分を成形するとき対応部品を工
具の中に保持することができるように工具当て面が設け
られている。

この連結においては、対応部品の最大直径に比べて端
部の直径を縮小することがとりわけ好ましい。これによ
り、軸受要素の軸受面に大き過ぎる軸方向力を吸収させ
ることなく、圧力板をさらに傾斜させることができる。
その結果として、すなわち圧力板が傾斜範囲の一方の端
に達したとき、軸受面に均一に荷重が加わらないが、ス
ライダシューはこの領域ではいずれにせよピストンによ
って斜板に押し付けられるので、これは重要ではない。

都合のよいことに、延長部はシリンダ体を回転自在に
取り付けている軸でできており、軸は圧力板を通って延
びている。この構造は圧力板を脆弱にするが、これは軸
受要素を使用しているので重要ではない。この短所は、
作動液の吸込みおよび吐出し用接続部を軸に妨げられず
にシリンダ体の圧力板から遠い側に配置することができ
るという事実によって償われるほうが多い。従って、接
続部から機械の内部へ非常に小さい圧力勾配が生じるだ
けであるように、接続部を作ることができる。そのよう
な構造は、比較的「ハード」な作動液、例えば水を使用
しているとき、特に有益である。

対応部品と圧力板は鋼で作ることが好ましい。これに
より、既知の油圧アキシャルピストン機械の圧力に耐え
る能力が得られるように、非常に頑丈な部品を作ること
ができる。しかし２つの鋼部品の間に配置された軸受要
素が鋼と鋼が摩擦するのを防止するので、効率は高いま
まであり、しかも磨滅を少なくすることができる。

以下、添付図面と好ましい実施例を参照して本発明を
説明する。

図面の簡単な説明第１図は、油圧アキシャルピストン機械の縦断面図で
ある。

第２図は、第１図の点線Ａで囲んだ部分の拡大図であ
る。

第３図は、第１図の線III−IIIに沿った断面図であ
る。

発明を実施するための最良の形態油圧アキシャルピストン機械１はシリンダ体２を有す
る。シリンダ体２の内部に数個のシリンダ３が配置され
ており、シリンダ３の軸線はシリンダ体２の軸線に平行
である。シリンダ体２は軸４に固定して連結されてい
る。すなわちシリンダ体２は軸４の回転運動に追従す
る。

各シリンダ３はブッシング５を有する。ピストン６は
ブッシング５内で軸方向に変位できるように置かれてい
る。ピストン６の往復運動は斜板７によって与えられ
る。斜板７はハウジング12内に固定されている。ピスト
ン６はボールソケット形継手を介してスライダシュー９
によって斜板７に支えられている。スライダシュー９は
圧力板10によって斜板７に当てて保持されている。

シリンダ体２が一回転するごとに、ピストン６は一回
前後に動く。斜板７の傾斜を変えることによって、ピス
トン６の行程容積を変えることができる。

斜板７が回転する場合には、もちろんシリンダ体２を
ハウジング12内に固定することができる。圧力板10はボ
ールソケット形継手13（第２図に詳細に示す）によって
シリンダ体２に連結されている。スライダシュー９を斜
板７に当てて保持する圧力板７に作用する圧力は、ばね
11によって生成される。軸４は圧力板10を通って延びて
いる。

ボールソケット形継手13は、シリンダ体２の延長部14
にはめ込まれた、球形凸面16をもつ環状対応部品15から
成っている。従って、凸面16は球の表面の一部分をなし
ている。延長部14は便宜上円筒形の構造をしている。延
長部14はシリンダ体２の中央にシリンダ体２に対し対称
に配置されている。しかし、延長部14は必ずしも円形で
ある必要はない。もし対応部品15をそれに応じて作るの
であれば、延長部14の断面を多角形にしてもよい。ここ
では、延長部14は軸14の一部として作られている。対応
部品15は斜板７から遠い端が円筒形に作られている。す
なわち、その外周は特定領域17にわたって一定である。
この領域17の直径は対応部品15の最大直径に比べて縮小
されている。これは製造の際に対応部品を固定するのに
役立つ。

対応部品15を環状に取り囲み対応部品15の球形にぴっ
たり合った球形軸受面19をもつ軸受要素18は、対応部品
15と共に仕事をする。軸受要素18は、潤滑がなされない
ときでも対応部品15の材料に対し低い摩擦で滑ることが
できるプラスチック材料から作られている。適当なプラ
スチック材料は、例えば、ナイロンなどのポリアミド、
プリテトラフルオロエチレン（PTFE）、あるいはポリエ
ーテルエーテルケトンなどのポリアリールエーテルケト
ンである。軸受要素18は圧力板10によって環状に取り囲
まれている。圧力板10は、その表面の広がりにぼ平行に
向けられた２つの軸受面20,21を有する。軸受要素18は
それらに対応する軸受面を有し、それらの軸受面で圧力
板10に接触している。軸方向力ばかりでなく、軸受要素
18に作用する半径方向力にも圧力板10が適合できるよう
に、圧力板10と軸受要素18は共に、この領域に段が付け
られている。

この独自の実施例の場合、半径方向力は軸方向力を上
回っている。これは、斜板７から遠い対応部品15の端の
領域内の表面16の接線がシリンダ体２の軸線22にほぼ平
行に向けられていることで達成される。ここで「ほぼ平
行に」とは、20゜までの逸脱を許すことを意味する。こ
の手段により、対応部品15の領域（その上で軸受要素18
が滑る）をかなり平坦に保つことができる。すなわち対
応部品15の表面16に垂直な表面は常に軸線22に対し比較
的大きな角度をなしている。このやり方で、軸線22の方
向の力成分は常に半径方向力より相当に小さくなる。し
かし、半径方向力は軸受要素を取り囲んでいる圧力板で
比較的よく吸収することができる。

領域17は縮小直径を有するので、軸受要素18を対応部
品15上で十分に遠くへ押しやることができ、従って、圧
力板10を十分に大きく傾けることができる。

対応部品15と圧力板10は共に金属、例えば鋼から作る
ことができる。金属は高い機械的強度を機械に与え、従
ってそれに相応する高い圧力負荷を許す。しかし、金属
対金属の摩擦は軸受要素18によって避けることができ
る。この軸受要素18により、圧力板10は比較的低い摩擦
で対応部品15の上で滑ることができる。

第３図は、対応部品15がどのように延長部14上に配置
され、かつ軸受要素18で取り囲まれているかを示す断面
図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】斜板と、シリンダ体と、前記シリンダ体内
に軸方向摺動可能に配置され一端にスライダーシューを
有する少なくとも１個のピストンとを備え、前記スライ
ダーシューは、前記斜板と前記シリンダ体とが相対的に
回転させられたとき前記斜板上を摺動するようになって
おり、圧力板が関節式連結部を介して前記シリンダ体に
関節取付けされており、前記シリンダ体から前記関節式
連結部を介して前記斜板に向けて作用する付勢力により
前記スライダーシューが前記斜板に接触状態に保持され
るようになったアキシャルピストン機械であって、前記圧力板（10）と前記シリンダ体（２）との間には、
前記圧力板を前記シリンダ体に連結する前記関節式連結
部（13）に、プラスチック材料製の軸受面を有する軸受
要素（18）が設けられ、前記シリンダ体（２）から前記
斜板（７）に向けて作用する前記付勢力は、前記軸受要
素（18）の前記軸受面と、該軸受面に接触する金属材料
製の対応部品（15）を介して伝達され、前記軸受面と前
記対応部品（15）との間の付勢力の伝達に際しては、低
摩擦の運動を生じるようになった、ことを特徴とするア
キシャルピストン機械。
【請求項２】前記軸受要素（18）がプラスチック材料か
ら作られていることを特徴とする請求の範囲第１項に記
載の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項３】前記プラスチック材料が、ポリアリールエ
ーテルケトン、特にポリエーテルエーテルケトン、ポリ
アミド、ポリアセタール、ポリアリールエーテル、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテ
ルイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、およ
びノボラック樹脂などのフェノール樹脂を基本に、高強
度熱硬化性プラスチック材料のグループから選択される
ことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載
の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項４】前記プラスチック材料が、特に繊維状のガ
ラス、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、ま
たはカーボンの充填剤を含んでいることを特徴とする請
求の範囲第３項に記載の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項５】前記対応部品（15）が球形凸面（16）を有
し、前記軸受面（19）が対応する凹面を有することを特
徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の
油圧アキシャルピストン機械。
【請求項６】前記対応部品（15）の凸面（16）が前記軸
受面（19）より大きいことを特徴とする請求の範囲第５
項に記載の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項７】前記斜板（７）から遠い端における対応部
品（15）の凸部（16）に対する接線が、シリンダ体
（２）の回転軸（22）に本質上平行に向いていることを
特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の油圧
アキシャルピストン機械。
【請求項８】前記軸受要素（18）が、少なくともその深
さの一部にわたって、前記圧力板（10）によって環状に
取り囲まれていることを特徴とする請求の範囲第１項〜
第７項のいずれかに記載の油圧アキシャルピストン機
械。
【請求項９】前記圧力板（10）が、表面の広がりに対し
本質上平行に延び、斜板（７）から離れて面している少
なくとも１つの軸受面（20,21）を有しており、前記軸
受要素（18）はそれに対応する軸受面を有しており、前
記軸受面を作るため前記２つの部品（10,18）の少なく
とも一方に段が付けられていることを特徴とする請求の
範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の油圧アキシャル
ピストン機械。
【請求項１０】前記対応部品（15）が環状構造をしてお
り、シリンダ体（２）の中心に作られた延長部（14）を
取り囲んでいることを特徴とする請求の範囲第１項〜第
９項のいずれかに記載の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項１１】前記斜板（７）から遠い対応部品（15）
の端部（17）の外周が円筒形であることを特徴とする請
求の範囲第10項に記載の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項１２】前記端部（17）の直径が対応部品（15）
の最大直径に比べて縮小されていることを特徴とする請
求の範囲第11項に記載の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項１３】前記延長部（14）が軸（14）によって作
られ、前記軸（４）を用いて、シリンダ体（２）が回転
自在に取り付けられ、前記軸（４）が圧力板（10）を通
って延びていることを特徴とする請求の範囲第10項〜第
12項のいずれかに記載の油圧アキシャルピストン機械。
【請求項１４】前記対応部品（15）と圧力板（10）が鋼
で作られていることを特徴とする請求の範囲第10項〜第
12項のいずれかに記載の油圧アキシャルピストン機械。