JP2976228B2

JP2976228B2 - ピストン装置のピストン機構

Info

Publication number: JP2976228B2
Application number: JP1289829A
Authority: JP
Inventors: レーベルヨゼフ
Original assignee: FUON RORU HIDORAURIKU AG
Current assignee: FUON RORU HIDORAURIKU AG
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH03164576A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、１つのシリンダーに案内される少なくとも
１つのピストンを備えたピストン装置、特に流体圧ポン
プもしくは流体圧モータのピストン機構に関する。上記
ピストン機構に於ては、ピストンの一端に圧力媒体が作
用し、ピストンの他端に滑りシューが球面ジョイントを
介し協働可能に備えられ、且つピストンの他端は滑りシ
ューを介して支持面に支持され、ピストン及び滑りシュ
ーは、縦穴と、両端にそれぞれジョイントヘッドを有す
る連結部材とによって相互に連結保持され、上記ヘッド
のそれぞれは、ピストンと滑りシューの内部に位置する
２組の連結用球面ジョイントの一部を構成している。

従来技術とその問題点このようなピストン装置のピストン機構としては、既
に種々の構造のものが知られている。公知のある種の構
造のもの（例えば米国特許第4454802号明細書参照）で
は、シリンダー内で案内されるピストンが、滑りシュー
上の球面ジョイントに前面に於て支持されている。一方
滑りシューは、支持面上に相互に移動可能に支持されて
いる。ピストンと滑りシューは、連結部材によって連結
され、連結部材は、その両端に、反対方向を向いた球面
状ヘッドを具備し、これらヘッドの球面が、ピストン及
び滑りシューに備えられた凹形球面と協働し、その結果
ピストンと滑りシューは、互いに保持される。このよう
なピストン装置に於ては、作動中に滑りシューとピスト
ンとの間、従ってその球面ジョイントの部分で相対的な
移動が起るので、連結部材はこのような移動を可能にす
ることが必要である。公知の構造に於ては、このような
移動は可能であるが、相反する方向の球面状ヘッドは、
連結部材のジョイント面にクランピング効果や遊びを生
じさせ、更には滑り面に損傷を与える。

ビストン機構の他の公知の構造のもの（例えば英国特
許第1357995号明細書参照）では、ピストン−滑りシュ
ー構造を有し、これは先に述べた構造のものと異なり、
ピストンの前面に凸球面が備えられ、滑りシューは凹ジ
ョイント面を持っている。連結部材は一端にだけ球状ジ
ョイント面を有し、他端は滑りシューに固定されてい
る。この形態の欠点は、滑りシューと連結部材との間に
固定された連結部が存在するということである。その結
果ジョイント面に付加されたストレス及び／又はクラン
ピング効果が生じ、ジョイント面が損傷を受けることに
なる。

発明の概要本発明もまたピストン機構に関し、ピストンと滑りシ
ューは、連結部材によって連結され、球面ジョイントに
よって作動する。

本発明の課題は、このような形態のピストン機構を発
展させ、ピストンと滑りシューとの間の相対的な移動
を、クランピングや遊びを全く生じさせることなしに、
行なうことを可能にすることである。

本発明によれば、上記の課題は、ピストン内の球面ジ
ョイントと、滑りシュー内の球面ジョイントとが、同方
向に湾曲し曲率半径の中心を共通する球面を備えている
ことによって解決される。更に好ましくは、ピストンの
他端と滑りシュー間の球面ジョイントの曲率半径の中心
が、連結部材の両端の２つの球面ジョイントの曲率半径
の中心と共通していることである。この好ましい形態に
於ては、ピストン，滑りシュー及び連結部材との間に、
同じ中心を持つ３つの曲率半径の球面が存在する。

本発明を以下の実施例と添附図面とにより、詳細に説
明する。

第１図に於て、（１）はシリンダーの一部を示し、そ
の内部に於ては、ピストン（３）がシリンダ内径（２）
に案内されている。ピストン（３）はシリンダ（１）内
で図示されていない一端側に於て圧力媒体の作用を受
け、他端（４）の前面に、凹球面状の滑り面（５）を備
え、この滑り面（５）上に、凸球面（７）を有する滑り
シュー（６）が取付けられている。

滑りシュー（６）は空所（８）を有し、該空所（８）
の底面は、曲率半径（R₁）の凹球面（９）を形成し、凹
球面（９）の中心（10）は空所（８）内に位置してい
る。曲率半径（R₂）の滑りシュー（６）の凸球面（７）
も同じ中心（10）を持っている。滑りシュー（６）の壁
部（12）には、これら２つの球面（５）、（９）の間に
中空部がある。また上記壁部（12）はフランジ（13）を
形成し、該フランジ（13）の端面（14）が滑り面を形成
し、この滑り面に於て支持面（15）上に支持されてい
る。滑りシュー（６）の端面（14）と支持面（15）と
は、相対的に移動が可能であり、ピストン装置の機能と
して、支持面（15）の固定下に滑りシュー（６）の端面
（14）が回転する場合と、これとは逆に、上記端面（1
4）の固定下に支持面（15）が回転する場合がある。シ
リンダ（１）が回転する場合、アキシアルピストン装置
が回転シリンダを備えている場合のように、滑りシュー
（６）の端面（14）は固定された支持面（15）上を移動
する。しかし、アキシアルピストン装置が固定されたシ
リンダ（１）を備えている場合、支持面（15）が回転す
る。

滑りシュー（６）の壁部（12）に通路（17）が形成さ
れ、この通路（17）を通じ、連結部材（18）が突出して
いる。連結部材（18）は、軸部（19）と、両端に位置す
るジョイントヘッド（20）、（21）を備えている。ヘッ
ド（20）は球面形で球面（11）を有している。ヘッド
（20）は軸部（19）に例えばねじ結合手段によって固着
されている。

第２図に示されるように、連結部材（18）は、異なっ
た形態をとることができる。第２図の上側部分によれ
ば、滑りシュー（６）内に位置するジョイントヘッド
（20）は軸部分（19）と一体で従って一体物になってい
る。この場合、ピストン（３）内に位置するジョイント
ヘッド（21）は別個の部品として製作し、例えばねじ連
結部（21′）によって、軸部分（19）に連結する必要が
ある。

第２図の下側部分から分かるように、連結部材（18）
は３つの部品で構成されていてもよく、その２つのジョ
イントヘッド（20）、（21）は、例えばねじ連結部（2
0′）、（21′）で、軸部分（19）に固定されている。

第２図の下側部分に示すように、ジョイントヘッド
（21）は２つの部品形態で構成されていてもよく、この
場合プレート（32）が、ジョイントヘッド（21）のジョ
イントヘッド（20）側の面に配置され、このプレート
（32）は凹球面（23）を備えている。ジョイントヘッド
（21）が外方への滑り動作を行えない場合、プレート
（32）は、特に好ましい滑り特性と高い耐摩耗性を有す
る材料、例えば熱処理をした特に合金鋼、青銅被覆鋼ま
たは全体が青銅で製造されたものが適当である。ジョイ
ントヘッド（21）とジョイントヘッド（20）とがそれぞ
れ一体物として作製されている場合は、プレート（32）
になされたのと同じ配慮が、凹球面（23）と凸球面（1
1）の構造になされる。

ヘッド（21）は円筒型であって、中空ピストン（３）
の内部領域（22）内に位置し、滑りシュー（６）側に臨
む側面に凹球面（23）が形成されている。凹球面（23）
は凸球面（24）上に位置し、凸球面（24）は、ピストン
（３）の内部領域（22）の底部に位置している。凸球面
（24）は第１図の下側部分に示すようにピストン（３）
の一体部分として作製してもよいし、或は第１図の上側
部分に示すように、下面が平面（26）の別部品（25）と
して作製してもよく、この場合下面（26）は、ピストン
（３）の内部領域（22）内の平坦底部（27）上に位置し
ている。球面（23）、（24）の曲率半径（R₃）は、球面
（５）、（７）及び（９）、（11）の曲率半径（R₁）及
び（R₂）と共通の中心（10）を持っている。

連続部材（18）は、その全長にわたって縦穴（28）を
備えている。ピストン（３）の内部領域（22）内の圧力
媒体は上記縦穴（28）を通って空所（８）に至り、この
空所（８）から、端面（14）に圧力領域（29）を供給す
るのに利用することができる。軸部（19）は横穴（30）
を備え、これは縦穴（28）に接続され、この横穴（30）
によって、圧力媒体を、滑りシュー（６）の壁部（12）
の中の通路（17）とピストン（３）の底部に設けられた
穴（31）とに導入することができる。したがって、圧力
媒体は３つの滑り面すなわち球面（５）（７）、（９）
（11）及び（23）（24）の各面からなる滑り面全部に作
用する。これら３つの滑り面の曲率半径の中心（10）は
同じなので、ピストン（３）と滑りシュー（６）との間
に移動があった場合、上記３つの滑り面によって、連結
部材（18）は、ピストン（３）と滑りシュー（６）とに
対してクランピングなしの変位が可能になる。この信頼
性によって滑り面の損傷が回避される。

さきに連結部材（18）についてなされたのと同じ材料
選択に関する配慮が、ピストン（３）、滑りシュー
（６）、別部品（25）及び支持面（15）について行われ
る。ここの滑り面に比較的高い表面圧力が生じる場合に
は、好ましい摩擦特性と耐摩耗性を有する材料の組合せ
を選ぶ必要がある。例えば、上記の滑り面の、一方の滑
り面を青銅とし、他方の滑り面を熱処理合金鋼とする組
合せが有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ピストン装置、特に油圧ポンプ及び油圧モー
タに適用できる本発明ピストン機構の一例を示す縦断面
図、第２図は第１図に示す連結部材の変形例を示す縦断
面図である。図に於て、（１）はシリンダ、（２）はシリンダ内径、
（３）はピストン、（４）はピストンの他端、（５）は
球面、（６）は滑りシュー、（７）は球面、（８）は空
所、（９）は球面、（10）は中心、（11）は球面、（1
2）は壁部、（13）はフランジ、（14）はフランジ端
面、（17）は通路、（18）は連結部材、（19）は軸部、
（20）、（21）はジョイントヘッド、（22）は内部流
域、（23）（24）は球面、（25）は別部品、（26）は別
部品の下面、（27）は平坦底部、（28）は縦穴、（29）
は圧力領域、（30）は横穴、（31）は穴である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04B 21/04 F16J 1/22 F04B 1/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１つのシリンダーに案内される少なくとも
１つのピストンを備えたピストン装置、特に流体圧ポン
プもしくは流体圧モータのピストン機構であって、ピストンの一端に圧力媒体が作用し、ピストンの他端に
滑りシューが第１の球面ジョイントを介して協働可能に
備えられ、且つピストンの他端は滑りシューを介して支
持面に支持され、ピストン及び滑りシューは、縦穴と、
両端にそれぞれジョイントヘッドとを有する連結部材に
よって連結保持され、前記ジョイントヘッドの一方は、
ピストン内部に位置する第２の球面ジョイントの一部を
構成し、前記ジョイントヘッドの他方は、滑りシュー内
部に位置する第３の球面ジョイントの一部を構成するピ
ストン機構に於いて、前記第２の球面ジョイント及び前記第３の球面ジョイン
トが、同方向に湾曲し、且つ曲率半径の中心を共通する
球面を備えていることを特徴とするピストン装置のピス
トン機構。
【請求項２】前記第１の球面ジョイントが、前記第２の
球面ジョイント及び前記第３の球面ジョイントの曲率半
径と共通する中心の曲率半径を有していることを特徴と
する請求項１に記載のピストン機構。
【請求項３】共通の中心が、滑りシュー内部に位置して
いることを特徴とする請求項１または２に記載のピスト
ン機構。
【請求項４】前記第２の球面ジョイントの一部を構成す
るピストン側の球面が、ピストンヘッドと一体であるこ
とを特徴とする請求項３に記載のピストン機構。
【請求項５】前記第２の球面ジョイントの一部を構成す
るピストン側の凸球面が、ピストンの内部に位置する別
個のプレートの一部分であることを特徴とする請求項３
に記載のピストン機構。
【請求項６】別個のプレートの下面が平面であり、その
平面がピストン内部の平面に支持されていることを特徴
とする請求項５に記載のピストン機構。
【請求項７】連結部材の軸部に、縦穴に通じる横穴が形
成され、この横穴を通じて、ピストン内の圧力媒体が、
軸部を囲むピストンと滑りシュー内の自由領域に作用す
ることを特徴とする請求項１に記載のピストン機構。