JP6611452B2 - 斜軸式のアキシャルピストン機械 - Google Patents

Description

本発明は、斜軸式のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械であって、回転軸線を中心として回転可能にハウジング内に配置された伝動軸と、回転軸線を中心として回転可能にハウジング内に配置された伝動フランジと、回転軸線を中心として回転可能に当該アキシャルピストン機械の前記ハウジング内に配置されたシリンダブロックとを有し、該シリンダブロックには複数のピストン穴が設けられていて、該ピストン穴内にそれぞれ１つのピストンが長手方向摺動可能に配置されており、該ピストンは前記伝動フランジに枢着的に取り付けられていて、前記ピストンを前記伝動フランジに枢着的に取り付けるためにそれぞれ１つのボールジョイント結合部が設けられており、該ボールジョイント結合部は、前記伝動フランジの端面に設けられた球冠状の受容シェルと、前記ピストンと作用結合するボールヘッドとによって形成されている、斜軸式のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械に関する。

斜軸式のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械では、シリンダブロック内に長手方向摺動可能に配置されたピストンは通常、ボールジョイントによって伝動軸の伝動フランジに取り付けられている。この場合、ピストンの力はピストンを介して、伝動軸にある伝動フランジで支持され、トルクを発生させる。斜軸式のアキシャルピストン機械では、ピストンを伝動フランジに枢着的に取り付ける必要がある。このために、ボールジョイント結合部が使用される。ボールジョイント結合部は、伝動フランジの端面に設けられた球冠状の受容シェルと、ピストンに配置されていて伝動フランジの受容シェル内に装着されるボールヘッドとから成っている。

運転中は、ピストンのボールヘッドが、伝動フランジの各受容シェル内でロックされなければならない。

このためにＷＯ２００４／１０９１０７Ａ１号明細書により、ピストンヘッド用の開口部と、この開口部に一体成形された球冠とを備えた押さえプレートをピストン上に通し、伝動フランジにねじ固定することが公知である。球冠ゆえに製造の手間がかかる押さえプレートが必要なことと、伝動フランジに押さえプレートをねじ固定するためのねじ結合により、このような形式のアキシャルピストン機械には大きな製造の手間がかかる。

付加的な押さえプレートに関する構成の手間を省くために、欧州特許第０５６７８０５号明細書、欧州特許第１０７１８８４号明細書、独国特許出願公開第４０２４３１９号明細書、欧州特許第０６９７５２０号明細書により既に、ボールヘッドを球冠状の受容シェルに形状接続的に固定することが公知である。このために球冠状の受容シェルは、１８０°以上の取り囲み角度を有するように形成され、受容シェルは球赤道を取り囲んでいる。ボールヘッドには円筒状の面が例えば、ボールヘッドの面取り若しくは除去加工により設けられるので、ボールヘッドを所定の位置で、この円筒状の面によって球冠状の受容シェル内に導入することができ、次いで受容シェル内で傾けることにより固定することができる。この場合、構成部分の製造は簡略化され、ピストンのボールヘッドを、伝動フランジの受容シェルに簡単に取り付けることができる。

欧州特許第０５６７８０５号明細書及び欧州特許第１０７１８８４号明細書では円筒状の面がピストンの長手方向軸線に対して平行に配置されているので、ピストンは組み付けの際に、伝動フランジの回転軸線に対して同心的に受容シェル内に導入されて、ピストンを作業角度へと傾けることにより、ピストンヘッドは受容シェル内でロックされる。しかしながら、可変容量形機械として形成された斜軸式の機械では、受容シェルにおけるピストンのこのような形式のロックでは問題が生じる。即ち、受容シェル内でのボールヘッドの覆いは、シリンダブロックの旋回角度が減少するにつれ小さくなるので、伝動フランジにおけるピストンのボールヘッドのこのような形式のロックは、シリンダブロックの可変旋回角度を有した可変容量形機械には条件付きでしか適していない。０°の旋回角度を有する可変容量形機械には、このようなロックは適していない。何故ならば、ピストンは受容シェル内でもはや確実に保持されず、受容シェルから抜け落ちる恐れがあるからである。

独国特許出願公開第４０２４３１９号明細書及び欧州特許第０６９７５２０号明細書では、円筒面はピストンの長手方向軸線に対して傾斜して配置されており、この場合、円筒面の傾斜角度は、アキシャルピストン機械の運転中にこの角度が生じないように構成されている。これによりこのロックは可変容量形機械に適しており、０°の旋回角度の場合でも、伝動フランジの受容シェル内でピストンをロックすることができる。伝動フランジにピストンを組み付けるためには、ピストンを相応に大きく傾けなければならないので、各受容シェルに手間をかけて形成される切欠を、ピストンのピストンロッドのための凹部として設ける必要がある。ピストンの組み付け角度に応じて、伝動フランジの受容シェルにおいてピストンの組み付けのために必要なこのような切欠は球赤道まで延在することがあり、これにより球冠状の受容シェルはこの面において相応に著しく減じられる。

欧州特許第０５６７８０５号明細書、欧州特許第１０７１８８４号明細書、独国特許出願公開第４０２４３１９号明細書、欧州特許第０６９７５２０号明細書により公知のアキシャルピストン機械では、球冠状の受容シェルによる１８０°以上の取り囲み把持により、伝動フランジ厚さは相応に大きくなり、このような厚さにより、アキシャルピストン機械では軸方向で相応の構成スペースが必要になる。何故ならば、回転するシリンダブロックの、ピストン走出開口を含む端面は、伝動フランジの、受容シェルが配置されている端面には接触してはならないからである。

ＷＯ２００４／１０９１０７Ａ１号明細書 欧州特許第０５６７８０５号明細書 欧州特許第１０７１８８４号明細書 独国特許出願公開第４０２４３１９号明細書 欧州特許第０６９７５２０号明細書

本発明の課題は、伝動フランジにおけるピストンのロックを簡単に製造でき、このロックによりアキシャルピストン機械の軸方向寸法を減じることができるような斜軸式のアキシャルピストン機械を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、受容シェルはそれぞれ、球赤道まで延在する半球面として形成されていて、伝動フランジの端面には受容シェルの領域で保持ウェブが形成されていて、該保持ウェブは、ボールヘッドを１８０°を越える角度で取り囲んで把持するように、前記半球面の球赤道を越えて延在しているようにした。

本発明によるアキシャルピストン機械では、中空球面状の受容シェルは伝動フランジに単に、球赤道まで延びる半球面として形成されている。ボールヘッドをこの半球面状の受容シェル内に形状接続的に固定するために、伝動フランジの端面には受容シェルの領域に、伝動軸の端面から突出する保持ウェブが形成されており、この保持ウェブは半球面の球赤道を越えて延びている。従って、球赤道を越えてのボールヘッドの取り囲み把持は、保持ウェブ領域でのみ行われるので、伝動フランジの端面に配置された保持ウェブだけが、ピストンを受容シェル内に固定し、ピストンの保持部を形成する。ボールヘッドの保持を、伝動フランジの端面に配置された保持ウェブの領域に空間的に限定することにより、伝動フランジの端面のその他の領域を、保持ウェブよりも薄く形成することができるので、空間が得られ、シリンダブロックの、ピストン走出開口を有する端面を、伝動フランジにより接近させることができる。これにより、アキシャルピストン機械の軸方向の所要構成スペースを減じることができる。本発明によるアキシャルピストン機械では、受容シェルにおけるピストンの保持を保持ウェブに空間的に限定することによりさらに、公知の斜軸式のアキシャルピストン機械よりも構成の手間がかからない。

本発明の好適な実施態様によれば、各受容シェルにおける保持ウェブはそれぞれ２つの保持部分を形成しており、これらの保持部分は前記受容シェルに互いに向かい合って配置されており、前記半球面を越えて延びている。互いに向かい合って位置する２つの保持部分によって、簡単に、ボールヘッドを赤道領域で取り囲んで把持することができ、これによりボールヘッドを受容シェル内に形状接続的に保持することができる。

保持ウェブは、伝動フランジの端面における１つの円環状の隆起部によって形成されているならば、構成の手間が僅かである点で特に有利である。端面における１つの円環状の隆起部を構成する手間は僅かである。このためには、伝動フランジに半球面状の受容シェルを製造する際に、リング状の隆起部を簡単に破断して、各受容シェルのところに互いに向かい合って位置する２つの保持部分を形成することができる。

特に好適には、保持ウェブを形成する円環状の隆起部の中心点が伝動フランジの回転軸線上に配置されている。伝動フランジの回転軸線に対して円環状の隆起部をこのように同心的に配置することにより、円環状の隆起部の輪郭を簡単かつ安価に旋削加工により製造することができる。

好適には、円環状の隆起部は、半球の中心点が配置されている１つのピッチ円の領域に配置されている。これにより、受容シェル内にボールヘッドを保持ウェブによって確実に保持することができる。さらにこれにより、アキシャルピストン機械のコンパクトな軸方向の寸法を得るためにシリンダブロックを伝動フランジに近付けることができる相応のスペースが生じる。

保持ウェブが伝動フランジの端面に一体的に形成されているならば、伝動機構の簡単な製造という点で特に好適である。相応の許容差を有した保持ウェブを伝動フランジの未完成品において成形するならば、伝動フランジと保持ウェブとは簡単かつ安価に、旋削加工による旋削部品として製造することができる。

ボールヘッドを所属の受容シェル内に組み付けることができるように、本発明の好適な別の実施態様では、各ボールヘッドに、互いに向かい合って位置する２つの溝が設けられており、これら両溝の溝底部間の間隔は、前記各受容シェルにおける両保持部分の開き幅よりも小さい。これにより簡単に、ボールヘッドを両溝によって保持部分の間に通し受容シェル内に配置することができるので、受容シェルへのピストンの簡単な組み付けが得られる。

この場合好適には、溝の溝幅は、保持ウェブの幅よりも大きい。従って、互いに向かい合って位置する両溝が、保持ウェブと同様に僅かな幅しか有していないことにより、ピストン力を支持するボールヘッドのボール半部は、両溝の幅が比較的僅かなことにより、その面積は僅かしか減じられないので、シリンダから生じる大きな力を支持することができる。

溝は、ピストンの長手方向軸線に対して垂直又は平行に配置することができる。特に好適には、溝はボールヘッドに、ピストンの長手方向軸線に対して傾斜するように配置されている。溝の傾斜角度に応じて、本発明によるアキシャルピストン機械では、ピストンの組み付けのための、受容シェルにおけるピストンロッドのための凹部を省くことができる。何故ならば、保持ウェブよりも後退している伝動フランジの端面により既に、ピストンを組み付けるために、ピストンロッドのための相応の空間が得られているからである。溝の傾斜角度が相応に大きく、伝動フランジにピストンを組み付けることができるように、ピストンのピストン軸のために凹部としての切欠が、伝動フランジの端面の受容シェルの範囲に必要な場合には、本発明によるアキシャルピストン機械では公知のアキシャルピストン機械よりも小さい深さの切欠が形成され、従って伝動フランジの端面における凹部は比較的小さい。好適には溝は、ピストンの長手方向軸線に対して垂直に配置されていない。これにより、ピストンの組み付けのための受容シェルにおけるピストンロッド用の凹部は、垂直に配置されている溝の場合よりも小さくて良い。ピストンのピストンロッド用の凹部が小さいことにより、ピストン力を支持する受容シェルの球冠の面は、本発明によるアキシャルピストン機械では、その面積において僅かにしか減じられない。さらに、傾斜して配置された溝により、伝動フランジにおけるピストンのロックは、０°の旋回角度を有する斜軸式機械に適している。

溝の傾斜角度は好適には、傾斜角度が、アキシャルピストン機械の運転中に生じるピストンの傾動角度とは異なるように形成されている。好適には傾斜角度は、組み付け中、伝動フランジの回転軸線に対するピストンの傾斜が、斜軸式機械の運転中に生じるピストンの最大の傾斜よりも大きいように形成されており、これによりピストンのボールヘッドはアキシャルピストン機械の運転中、確実に伝動フランジの受容シェルに形状接続的に保持され得る。

好適には、溝が傾斜して配置されている場合に、ピストンを伝動フランジに簡単に組み付けることができるように、伝動フランジには各受容シェルのところでピストンのピストンロッドのために切欠が設けられている。

本発明の好適な実施態様では、シリンダブロックをガイドするために、伝動フランジとシリンダブロックとの間に球面状のガイドが形成されている。このような球面状のガイドは好適には、伝動フランジ若しくは伝動軸の球面状の部分と、シリンダブロックの中空球面状の部分とによって形成され、簡単かつ安価かつ省スペースのシリンダブロックのガイド及び支持が得られる。

この場合、好適には、前記切欠は、伝動フランジの前記端面において、受容シェルの半径方向外側領域に設けられている。シリンダブロックの球面状のガイドを備えたアキシャルピストン機械では、半径方向外側に配置された切欠により、ピストンを半径方向外側に傾けることにより簡単にピストンを組み付けることができる。

伝動フランジの端面の外縁部に面取部が設けられている場合、この面取部がピストンのピストンロッドのための切欠を形成するように寸法設定されているならば、ピストンのピストンロッドのために場合によっては必要な凹部としての切欠を、付加的な製造手間なしに製造することができる。

ピストンのボールヘッドに設けられた溝はまっすぐな延在を有していて良い。

溝が屈曲された延在を有しているならば特別な利点が得られる。まっすぐに延在している溝に対して、屈曲された延在を有する溝により、ボールヘッドの負荷がかかるボール半部は比較的大きな面積を有するので、比較的大きなピストン力を伝えることができる。

溝はこの場合好適には、ピストンの長手方向軸線に対して傾斜して配置された第１の部分と、該第１の部分に対して屈曲された、特にピストンの長手方向軸線に対して垂直に配置された第２の部分とを有している。

以下に本発明の実施態様を概略的に示した図面につき、本発明のさらなる利点と詳細を詳しく説明する。

本発明による斜軸式のアキシャルピストン機械を示す縦断面図である。 図１の一部を拡大して示した図である。 伝動フランジの端面を示す平面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 ピストンの組み付け過程（ａ）−（ｄ）を詳しく示した図である。 ピストンの組み付け過程（ａ）−（ｄ）を詳しく示した図６に対応する斜視図である。 ピストンの組み付け過程（ａ）−（ｄ）を詳しく示した図６、図７に対応する別の斜視図である。 異なる傾斜角度（ａ）−（ｃ）のピストンを示した図３のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 受容シェル内に組み付けられたピストンを示す複数の斜視図（ａ）−（ｃ）である。 （ａ）はピストンの第１の実施態様を示した図、（ｂ）はピストンの第２の実施態様を示した図である。

図１に示す本発明に係るハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械１は、斜軸式機械として形成され、ハウジング２を有している。ハウジング２は、ハウジング構成部分２ａと、該ハウジング構成部分２ａに取り付けられているハウジングリッド２ｂとから成っている。ハウジング２内には伝動フランジ３と伝動軸４とが回転軸線Ｒ_ｔを中心として回転可能に配置されている。回転軸線Ｒ_ｔは、アキシャルピストン機械１の長手方向軸線Ｌに相当する。図示の実施態様では、伝動軸４は、軸受装置５ａ，５ｂによって回転軸線Ｒ_ｔを中心として回転可能に支持されている。図示した実施態様では、伝動フランジ３は伝動軸４と一体に成形されている。

伝動フランジ３に軸方向で隣接して、シリンダブロック７がハウジング２内に配置されている。シリンダブロック７は、回転軸線Ｒ_ｚを中心として回転可能に配置されており、複数のピストン穴８を有していて、これらのピストン穴８は図示の実施態様では、シリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚに対して同心的に配置されている。ピストン穴８内には、それぞれ１つのピストン１０が長手方向摺動可能に配置されている。

伝動軸４の回転軸線Ｒ_ｔは、シリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚと交点ＳＰにおいて交差している。

伝動軸４は、伝動フランジ側の端部において、入力トルクを導入するための、若しくは出力トルクを取り出すためのトルク伝達手段１２、例えばスプライン歯列を有して形成されている。

シリンダブロック７は、ピストン穴８及びピストン１０によって形成される押しのけ室Ｖへの圧力媒体の供給及び押しのけ室Ｖからの圧力媒体の排出を制御するために、制御面１５に接触しており、この制御面１５には、アキシャルピストン機械１の入口ポート１６と出口ポートとを形成する、キドニ（腎臓）形の制御穴（図示せず）が設けられている。ピストン穴８及びピストン１０によって形成された押しのけ室Ｖを制御穴に接続するために、シリンダブロック７の各ピストン穴８にはそれぞれ制御開口１８が設けられている。

図１に示したアキシャルピストン機械１は、可変の押しのけ容積を有した可変容量形機械として形成されている。可変容量形機械の場合、押しのけ容積を変更するために、伝動軸４の回転軸線Ｒ_ｔに関するシリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚの傾斜角α、即ち旋回角が調節可能である。シリンダブロック７に接触する制御面１５はこのためにクレイドル体１９に形成されている。クレイドル体１９は所定の旋回軸線を中心として旋回可能にハウジング２内に配置されている。この旋回軸線は、伝動軸４の回転軸線Ｒ_ｔとシリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚとの交点ＳＰに位置し、これらの回転軸線Ｒ_ｔ，Ｒ_ｚに対して垂直に配置されている。

クレイドル体１９の位置に応じて、伝動軸４の回転軸線Ｒ_ｔに対するシリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚの傾斜角αは変化する。シリンダブロック７は、伝動軸４の回転軸線Ｒ_ｔに対してシリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚが同軸となる、旋回角度が０°のゼロ位置へと旋回させることができる。このゼロ位置を起点として、シリンダブロック７は一方の側又は両方の側へと旋回することができるので、図１のアキシャルピストン機械は、片側に旋回可能な又は両側に旋回可能な可変容量形機械として構成することができる。クレイドル体１９を、ひいてはシリンダブロック７を旋回させるための装置は図１には詳しく示されていない。

ピストン１０はそれぞれ、伝動フランジ３に枢着的に取り付けられている。このために、それぞれのピストン１０と伝動フランジ３との間には、球面ジョイントとして形成されたそれぞれ１つのボールジョイント結合部２０が形成されている。ジョイント結合部２０は図２に詳しく示したように、ピストン１０のボールヘッド１０ａと、伝動フランジ３の、シリンダブロック７に面した端面３ｂに設けられたボールソケット状の、即ち中空球面状の受容シェル３ａとから形成されていて、この受容シェル３ａにピストン１０のボールヘッド１０ａが取り付けられている。

ピストン１０にはさらに、ピストン１０を貫通するそれぞれ１つの長手方向孔１３が設けられていて良く、この長手方向孔１３は、ボールジョイント結合部２０をハイドロスタティック式に負荷軽減するために、押しのけ室Ｖと接続されていて、ボールヘッド１０ａを貫通して延在している。

ピストン１０は、それぞれ１つの鍔区分１０ｂを有しており、この鍔区分１０ｂでピストン１０はピストン穴８内に配置されている。ピストン１０のピストンロッド１０ｃは鍔区分１０ｂをボールヘッド１０ａに接続している。

シリンダブロック７の回転時のピストン１０の補償動作を可能にするために、ピストン１０の鍔区分１０ｂは遊びを有してピストン穴８内に配置されている。ピストン１０の鍔区分１０ｂはこのために球面状に形成することができる。ピストン穴８に対してピストン１０をシールするために、ピストン１０の鍔区分１０ｂにはシール手段２１、例えばピストンリングが配置されている。

シリンダブロック７を支持し、センタリングするために、シリンダブロック７と伝動フランジ３若しくは伝動軸４との間には球面状のガイド２５が形成されている。球面状のガイド２５は、伝動フランジ３若しくは伝動軸４の球面状区分２６によって形成されていて、この球面状区分２６上には、シリンダブロック７の中空球面状の区分２７が配置されている。区分２６，２７の中心点は、伝動軸４の回転軸線Ｒ_ｔとシリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚとの交点ＳＰ上に位置している。図示の実施態様では、中空球面状区分２７はスリーブ状のブシュ５０の端面に形成されている。このブシュ５０は、シリンダブロック７の中央の長手方向孔１１内に、従ってシリンダブロック７の内部に配置され、取り付けられている。

アキシャルピストン機械１の作動中に、シリンダブロック７の連行を可能にするために、伝動軸４とシリンダブロック７とを回転方向で連結する詳しくは図示されていない連行装置、例えば連行ジョイントが設けられている。この連行装置は、好適には等速ジョイントとして形成されている。

斜軸式機械として構成された本発明によるアキシャルピストン機械１では、図３〜図５に詳しく示されているように、球冠状の受容シェル３ａがそれぞれ、球赤道までしか延びていない半球面として形成されている。半球面として形成された球冠状の受容シェル３ａの中心点Ｍは、従って、伝動フランジ３の端面３ｂ上に延在する平面に位置している。従って、半球面として形成された球冠状の受容シェル３ａは、ボールヘッド１０ａを１８０°だけ取り囲んでいる。この場合、図３には、受容シェル３ａの領域における伝動フランジ３の端面３ｂの平面図が示されており、対応するピストン１０は示されていない。

ピストン１０のボールヘッド１０ａを、半球面として形成された中空球面状の受容シェル３ａ内に形状接続的に固定するために、伝動フランジ３の端面３ｂには受容シェル３ａの領域に保持ウェブ３０が形成されている。この保持ウェブ３０は、図５に示されたように、半球面の球赤道を越えて延在しており、ボールヘッド１０ａを１８０°以上の角度で取り囲んで、ボールヘッド１０ａに係合する。保持ウェブ３０はこのために、内側輪郭で、球冠状の受容シェル３ａの球輪郭を延長する球輪郭３１を有している。

保持ウェブ３０は、各受容シェル３ａにそれぞれ２つの保持部分３０ａ，３０ｂを形成しており、これらの保持部分３０ａ，３０ｂは、図３及び図５により明らかであるように、受容シェル３ａに互いに向かい合って配置されていて、それぞれ球輪郭３１を有している。

保持ウェブ３０は、伝動フランジ３の端面３ｂに設けられた円環状の周方向隆起部３２によって形成されている。円環状の隆起部３２は、従って保持ウェブ３０は、伝動フランジ３の回転軸線Ｒ_ｔに対して同心的に配置されているので、保持ウェブ３０を形成する円環状の隆起部３２の中心点は、伝動フランジ３の回転軸線Ｒ_ｔ上に配置されている。

円環状の隆起部３２は、伝動フランジ３の端面３ｂに、ピッチ円直径Ｔ_Ｋの領域に配置されていて、このピッチ円直径Ｔ_Ｋ上には、半球面状の受容シェル３ａの中心点Ｍが配置されている。

従って円環状の隆起部３２は、シリンダブロック７に面して、伝動フランジ３の端面３ｂに配置されている。

保持ウェブ３０は半径方向で幅Ｂを有している。この幅Ｂは、半球面の直径よりも著しく小さく、例えば半球面の直径の、即ちボールヘッド１０ａの直径の最大で１／３である。保持ウェブ３０の半径方向の外周面３０ｄは、伝動フランジ３の半径方向の外周面３ｄから半径方向内側に間隔を置いて位置している。

図示の実施態様では、保持ウェブ３０は伝動フランジ３の端面３ｂと一体に成形されている。従って、伝動フランジ３の輪郭には、保持ウェブ３０が、従って、端面３ｂから突出するリング状の拡大部３２が設けられている。好適には、保持ウェブ３０は、伝動フランジ３の未加工品の際に既に所定の過剰寸法を有して成形されているので、保持ウェブ３０の輪郭は安価に、伝動フランジ３の旋削加工の際に製造することができる。

本発明によるアキシャルピストン機械１では、半球面状の受容シェル３ａ内におけるピストンヘッド１０ａの保持は、保持ウェブ３０領域に限定されている。環状の保持ウェブ３０が、伝動フランジ３の外周面３ｄから半径方向内側に向かって間隔を置いて配置されていることにより、シリンダブロック７のピストン走出開口を含む端面７ａが、伝動フランジ３の端面３ｂに近づくことができる空間が生じるので、本発明によるアキシャルピストン機械１の寸法は長手方向軸線Ｌの軸方向でコンパクトにすることができる。図２には、ピストン走出開口を含む端面７ａを含むシリンダブロック７と、伝動フランジ３の端面３ｂに配置された半球面状の受容シェル３ａの中心点Ｍとの間のできるだけ小さい間隔Ｓが示されている。できるだけ小さい間隔Ｓを得るためには、保持ウェブ３０の、シリンダブロック７に面した端面には半径方向外側の領域で、伝動フランジ３の端面３ｂに対して傾けられた面取部３３が設けられている。

ピストン１０のボールヘッド１０ａを受容シェル３ａ内に導入することができるように、各ボールヘッド１０ａには、図５に示されているように、互いに向かい合って位置する２つの溝４０ａ，４０ｂが設けられている。溝４０ａ，４０ｂは、ボールヘッド１０ａの赤道領域の範囲で球面の除去加工部として形成されている。両溝４０ａ，４０ｂの、互いに平行に配置された円筒状の溝底面の間の間隔Ｄは、各受容シェル３ａにおける保持ウェブ３０の両保持部分３０ａ，３０ｂの間の開き幅Ｅよりも小さい。

図４に示したように、溝４０ａ，４０ｂの溝幅Ｆはそれぞれ、保持ウェブ３０の幅Ｂよりも明らかに大きい。

溝４０ａ，４０ｂは、ピストン１０の長手方向軸線Ｌ_Ｋに対して傾けられた長手方向軸線Ｌ_Ｎを有してボールヘッド１０ａに配置されている。図示の実施態様では、溝４０ａ，４０ｂの長手方向軸線Ｌ_Ｎは、ピストン１０の長手方向軸線Ｌ_Ｋに対して、組み付け角度を成す傾斜角度β_Ｍだけ傾けられて配置されている。組み付け角度β_Ｍは９０°よりも小さい。

図１〜図１１（ａ）では、溝４０ａ，４０ｂはまっすぐな延在を有している。

溝４０ａ，４０ｂの傾斜角度β_Ｍは、傾斜角度β_Ｍが、ピストン１０を組み付けるために、アキシャルピストン機械１の運転中に生じるピストン１０の最大の傾動角度β_１とは異なるように形成されている。

ピストン１０を受容シェル３ａ内に組み付けるために、伝動フランジ３の各受容シェル３ａのところにピストン１０のピストンロッド１０ｃのための切欠４５が形成されている。図示の実施態様では、切欠４５は、伝動フランジ３の端面３ｂにおいて受容シェル３ａの半径方向外側領域に形成されており、受容シェル３ａから半径方向外側に向かって、伝動フランジ３の半径方向外周面３ｄに向かう方向で延在している。切欠４５は、半径方向内側で見て、半径方向外周面３ｄを起点として、受容シェル３ａに向かって増大する深さを有している。

半径方向外周面３ｄと端面３ｂとの間の外側縁部ではさらに、伝動フランジ３に面取部４６が設けられている。切欠４５はこの面取部４６の領域に延在している。

図６（ａ）〜図８（ｄ）には、受容シェル３ａへのピストン１０の組み付けプロセスが詳しく示されている。図６（ａ）〜図８（ｄ）の「ａ」〜「ｄ」の記号は、それぞれ同じ組み付け状態を示している。

図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）に示したように、ピストン１０を受容シェル３ａに組み付けるために、ピストン１０は組み付け角度β_Ｍで受容シェル３ａ内に導入される。図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図６（ｃ）、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示したように、ピストン１０が組み付け角度β_Ｍだけ傾けられた場合、溝４０ａ，４０ｂの長手方向軸線Ｌ_Ｎは、保持ウェブ３０に対して平行に配置されるので、ピストン１０の両溝４０ａ，４０ｂは、保持ウェブ３０の両保持ウェブ部分３０ａ，３０ｂの間で受容シェル３ａ内に導入される。ピストン１０が組み付け角度β_Ｍで受容シェル３ａ内に完全に導入されると、ピストンロッド１０ｃが切欠４５に接触する。図６ｃに矢印６０で、及び図６（ｄ）、図７（ｄ）、図８（ｄ）に示したように、ボールヘッド１０ａが完全に受容シェル３ａ内に導入されたならば、ピストン１０は、組み付け角度β_Ｍから傾斜角度β_１へと戻し旋回されるので、ボールヘッド１０ａは保持ウェブ３０によって形状接続的に受容シェル３ａ内に保持される。

図６（ｄ）、図９（ａ）〜（ｃ）に示したように、アキシャルピストン機械１の運転中、ピストン１０では最大の傾斜角度β_１が生じるので、アキシャルピストン機械１の運転中、ボールヘッド１０ａは受容シェル３ａ内に確実に保持されている。

図１０（ａ）〜（ｃ）には、受容シェル３ａ内に保持されたピストン１０の斜視図が示されている。

図１１（ｂ）には、ピストン１０の第２の実施態様が示されていて、この場合、ボールヘッド１０ａにおける溝４０ａ，４０ｂは屈曲した延在を有している。溝４０ａ，４０ｂは、ピストン１０の長手方向軸線Ｌ_Ｋに対して傾斜角度β_Ｍだけ傾けられた長手方向軸線Ｌ_Ｎを有して配置された第１の部分を有している。溝４０ａ，４０ｂの第２の部分は、第１の部分に対してさらに屈曲されていて、図示の実施態様では、ピストン１０の長手方向軸線Ｌ_Ｋに対して垂直な長手方向軸線Ｌ_Ｎ２を有して配置されている。溝４０ａ，４０ｂの第２の部分が屈曲されていることにより、ピストンロッド１０ｃとは反対側のボールヘッド１０ａのボール端部は、溝４０ａ，４０ｂの外縁部から寸法ｔ２を有しており、この寸法ｔ２は、まっすぐに形成された溝４０ａ，４０ｂの場合の寸法ｔ１よりも大きい。従って、ピストンロッド１０ｃとは反対側に位置し、受容シェル３ａ内でピストン力を支持する負荷がかかるボール半部は拡大された面積を有している。

本発明は一連の利点を有している。

本発明による受容シェル３ａ内でのピストン１０のロックの製作にかかる手間は、半球面状の受容シェル３ａと、伝動フランジ３の端面３ｂから突出する、伝動フランジ３の端面３ｂに設けられた保持ウェブ３０とにより僅かである。さらに、本発明による伝動フランジ３におけるピストン１０のロックを備えた本発明によるアキシャルピストン機械１の軸方向の寸法はコンパクトである。両溝４０ａ，４０ｂが傾けられていることにより、本発明によるピストン１０のロックは、可変の押しのけ容積を有した可変容量形機械に適しており、０°の旋回角度を可能にする。ボールヘッド１０ａに両溝４０ａ，４０ｂを設けることにより、円筒状面を形成するためにボールヘッド１０ａを面取りするよりも、溝４０ａ，４０ｂの溝幅Ｆが僅かであることにより、ピストンロッド１０ｃの反対側に位置する負荷がかかるボール半部における球面の減少は僅かである。

本発明は図示した実施態様のみに限定されるものではない。本発明によるアキシャルピストン機械１は、可変容量形機械としてではなく選択的に定容量形機械として形成することができる。定容量形機械では、伝動軸４の回転軸線Ｒ_ｔに対するシリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚの傾斜角αは一定かつ不変である。この場合、シリンダブロック７が当接する制御面１５は、ハウジング２に形成されていて良い。

ブシュ５０はシリンダブロック７に一体的に形成できることは理解できる。

伝動フランジ３は、伝動軸４に相対回動不能に結合されている、伝動軸４とは別個の構成部分として形成することができる。

伝動フランジ３における面取部４６は、ピストン１０の組み付けのために付加的な切欠４５を省くことができるように拡大することができる。

１ アキシャルピストン機械、 ２ ハウジング、 ２ａ ハウジング構成部分、 ２ｂ ハウジングリッド、 ３ 伝動フランジ、 ３ａ 受容シェル、 ３ｂ 端面、 ３ｄ 外周面、 ４ 伝動軸、 ５ａ，５ｂ 軸受装置、 ７ シリンダブロック、 ７ａ 端面、 ８ ピストン穴、 １０ ピストン、 １０ａ ボールヘッド、 １０ｂ 鍔区分、 １０ｃ ピストンロッド、 １１ 長手方向孔、 １２ トルク伝達手段、 １３ 長手方向孔、 １５ 制御面、 １６ 入口ポート、 １８ 制御開口、 １９ クレイドル体、 ２０ ボールジョイント結合部、 ２１ シール手段、 ２５ 球面状のガイド、 ２６ 球面状区分、 ２７ 中空球面状区分、 ３０ 保持ウェブ、３０ａ，３０ｂ 保持部分、 ３１ 球輪郭、 ３２ 隆起部、 ３３ 面取部、 ４０ａ，４０ｂ 溝、 ４５ 切欠、 ４６ 面取部、 ５０ ブシュ、 ６０ 矢印、 Ｒ_ｔ 伝動軸４の回転軸線、 Ｌ アキシャルピストン機械１の長手方向軸線、 Ｒ_ｚ シリンダブロック７の回転軸線、 ＳＰ 回転軸線Ｒ_ｔと回転軸線Ｒ_ｚの交点、 Ｖ 押しのけ室、 α シリンダブロック７の回転軸線Ｒ_ｚの傾斜角、 Ｔ_Ｋ ピッチ円直径、 Ｍ 受容シェル３の中心点、 Ｓ 間隔、 Ｂ 保持ウェブ３０の幅、 Ｄ 溝底面の間の間隔、 Ｅ 両保持部分３０ａ，３０ｂの間の開き幅、 Ｆ 溝４０ａ，４０ｂの溝幅、 Ｌ_Ｋ ピストン１０の長手方向軸線、 Ｌ_Ｎ，Ｌ_Ｎ２ 溝４０ａ，４０ｂの長手方向軸線、 β_Ｍ 組み付け角度、 β_１ ピストン１０の最大傾動角度、 ｔ１，ｔ２ 寸法

Claims (13)

1. 斜軸式のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械（１）であって、
   回転軸線（Ｒ_ｔ）を中心として回転可能にハウジング（２）内に配置された伝動軸（４）と、
   回転軸線（Ｒ_ｔ）を中心として回転可能に前記ハウジング（２）内に配置された伝動フランジ（３）と、
   回転軸線（Ｒ_ｚ）を中心として回転可能に当該アキシャルピストン機械（１）の前記ハウジング（２）内に配置されたシリンダブロック（７）とを有し、
   該シリンダブロック（７）には複数のピストン穴（８）が設けられていて、該ピストン穴（８）内にそれぞれ１つのピストン（１０）が長手方向摺動可能に配置されており、
   該ピストン（１０）は前記伝動フランジ（３）に枢着的に取り付けられていて、前記ピストン（１０）を前記伝動フランジ（３）に枢着的に取り付けるためにそれぞれ１つのボールジョイント結合部（２０）が設けられており、該ボールジョイント結合部（２０）は、前記伝動フランジ（３）の端面（３ｂ）に設けられた球冠状の受容シェル（３ａ）と、前記ピストン（１０）と作用結合するボールヘッド（１０ａ）とによって形成されている、斜軸式のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械（１）において、
   前記受容シェル（３ａ）はそれぞれ、球赤道まで延在する半球面として形成されていて、前記伝動フランジ（３）の端面（３ｂ）には前記受容シェル（３ａ）の領域で保持ウェブ（３０）が形成されていて、該保持ウェブ（３０）は、前記ボールヘッド（１０ａ）を１８０°を越える角度で取り囲んで把持するように、前記半球面の前記球赤道を越えて延在しており、
   前記各受容シェル（３ａ）における前記保持ウェブ（３０）はそれぞれ２つの保持部分（３０ａ，３０ｂ）を形成しており、該２つの保持部分（３０ａ，３０ｂ）は前記受容シェル（３ａ）に互いに向かい合って配置されていて、前記半球面を越えて延びており、
   前記ボールヘッド（１０ａ）には、互いに向かい合って位置する２つの溝（４０ａ，４０ｂ）が設けられており、前記２つの溝（４０ａ，４０ｂ）の溝底部間の間隔（Ｄ）は、前記各受容シェル（３ａ）における前記２つの保持部分（３０ａ，３０ｂ）の開き幅（Ｅ）よりも小さく、
   前記２つの溝（４０ａ，４０ｂ）は屈曲された延在を有している、ことを特徴とする、斜軸式のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
2. 前記保持ウェブ（３０）は、前記伝動フランジ（３）の前記端面（３ｂ）における１つの円環状の隆起部（３２）によって形成されている、請求項１記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
3. 前記保持ウェブ（３０）の中心点は、前記伝動フランジ（３）の回転軸線（Ｒ_ｔ）上に配置されている、請求項１又は２記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
4. 前記保持ウェブ（３０）は、前記半球面の中心点（Ｍ）が位置する１つのピッチ円（Ｔ_Ｋ）領域に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
5. 前記保持ウェブ（３０）は、前記伝動フランジ（３）の前記端面（３ｂ）に一体的に形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
6. 前記２つの溝（４０ａ，４０ｂ）の溝幅（Ｆ）は、前記保持ウェブ（３０）の幅（Ｂ）よりも大きい、請求項１から５までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
7. 前記２つの溝（４０ａ，４０ｂ）は、それぞれ、前記ボールヘッド（１０ａ）に、前記ピストン（１０）の長手方向軸線（Ｌ_Ｋ）に対して傾斜するように配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
8. 前記２つの溝（４０ａ，４０ｂ）の傾斜角度（β_Ｍ）は、該傾斜角度（β_Ｍ）が、当該アキシャルピストン機械（１）の運転時に生じる前記ピストン（１０）の傾斜角度（β_１）とは異なるように形成されている、請求項７記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
9. 前記シリンダブロック（７）をガイドするために、前記伝動フランジ（３）と前記シリンダブロック（７）との間に球面状のガイド（２５）が形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
10. 前記伝動フランジ（３）には前記受容シェル（３ａ）のところで、前記ピストン（１０）のピストンロッド（１０ｃ）のために切欠（４５）が設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
11. 前記切欠（４５）は、前記伝動フランジ（３）の前記端面（３ｂ）において、前記受容シェル（３ａ）の半径方向外側領域に形成されている、請求項１０記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
12. 前記伝動フランジ（３）には、前記端面（３ｂ）の外縁部（３ｄ）に面取部（４６）が設けられていて、該面取部（４６）は、該面取部（４６）が前記ピストン（１０）の前記ピストンロッド（１０ｃ）用の前記切欠（４５）を形成するように寸法設定されている、請求項１０又は１１記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。
13. 前記２つの溝（４０ａ，４０ｂ）は、前記ピストン（１０）の長手方向軸線（Ｌ_Ｋ）に対して傾斜して配置された第１の部分と、該第１の部分に対して屈曲された、前記ピストン（１０）の前記長手方向軸線（Ｌ_Ｋ）に対して垂直に配置された第２の部分とを有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のハイドロスタティック式のアキシャルピストン機械。

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