JPH0359301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、少なくとも１つのシリンダを備えた
ピストン機関、特に油圧で負荷可能なピストン機
関であつて、連接棒と旋回可能に結合されたピス
トンが軸線方向に摺動可能にシリンダ内に組込ま
れている形成のものに関する。

従来技術 公知の、ピストン−連接棒原理によるピストン
機関の構成〔本出願人：ゲー・デユステルロー・
ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハ
フツング社（4322シユプロツクヘーフエル在）の
企業誌RM1−002〕では、ピストン力は円筒状の
ピンを介して連接棒に伝達される。ピンはピスト
ンと固定的に結合されていて、しかもピストンの
運動方向に対して垂直方向に延びる連接棒内の
孔、いわゆる連接棒アイ内で滑動するようになつ
ている。連接棒シユーはクランク軸の偏心体に支
持される。

この構成では、生じる摩擦力が比較的小さいこ
と、また滑り接触にある構成部材間の相対速度が
すべての箇所でほぼ等しいことが有利である。し
たがつて接触区域における摩耗もほぼ等しい。

他方では一方の連接棒アイの中心軸線と他方の
クランク軸の中心軸線との平行における、多かれ
少なかれ避けられない誤差を補償し得ないのが欠
点である。そのために甲し分のない案内はもはや
可能ではない。傾斜のために高められた漏出並び
に不均一な摩耗が生じる。これは例えばピストン
ジヤミングによる機能不能に至ることがある。し
たがつて上記の不完全さを回避するためにはきわ
めて高度な製作精度が必要となる。

もう１つの公知の構成〔“asr.disest yu¨s
angewandte Antriebstechnik”、第10号、1975
年10月、28頁、第２図）ではピストン力は球面継
手を介して連接棒に伝達される。該構成では連接
棒に球体が配置されていて、この球体がこの球体
に適合するように形成されたピストン内の切欠き
内で滑動するようになつている。球体は直接連接
棒に一体に形成されていてもよい。

この構成の利点は、継手が球の中心を中心にし
て自由に全方向で調節し得るために平行性誤差が
不都合な影響を与えることがないことである。し
たがつて製作に対する要求は僅かである。

ただし上記の円筒状の結合部材に比べてより高
い摩擦力が生じることがある。この摩擦力は、油
圧ピストン機関において圧力媒体が放圧区域まで
運ばれるようにするために球体が連接棒の中心軸
線の範囲で面取りされている場合に特に著しい。
この場合にはピストン力は球面を成すリング状の
接触区域を介してのみ伝達される。それによつて
中心に作用する高い力が生じ、この力は当然なが
らより高い摩擦力を惹起する。ピストン力の効率
は著しく低下する。その他に接触区域における相
対速度が異なるために球状面の不均一な摩耗を導
くことが欠点である。

上記２種の、ピストン−連接棒原理によるピス
トン機関の構成では、継手が特に高度に負荷され
る油圧機関の場合には高い面接触圧力に曝される
点が共通している。そのために生じる大きな摩耗
度並びに短縮される耐用年限はきわめて高度に負
荷し得る材料を使用してのみ回避し得るにすぎな
い。更に摩耗した継手の修理が可能ではないため
に、あるいはいずれにしても経済的に許容し得る
費用をもつてしては有用ではないために、著しく
摩耗した場合には通常ピストン、連接棒、ピスト
ンピンを新しくしなければならないことも欠点と
される。

最後に上記２つの構成の欠点として更に半径方
向力を挙げるべきである。半径方向力は摩耗が進
行すると、次第に連接棒孔ないしたピストンスカ
ートの拡大の方向に作用する。

発明が解決すべき問題点 本発明の課題は、球面継手結合の利点と円筒状
継手結合の利点とを合わせ持つていて、しかも継
手結合部のすべての滑り構成部材が容易に変換可
能に構成されるように、冒頭に記載の形式のピス
トン機関を製作することである。

問題点を解決するための手段 上記の課題を解決するための本発明の手段は、
冒頭に記載の形式のピストン機関において連接棒
に旋回体が有利には分離可能に固定されており、
該旋回体が連接棒軸とは反対の側に凸面状に湾曲
された円形外周面を有しており、該円形外周面が
押圧部材内に上記円形外周面に適合するように形
成された凹状面と滑り接触しており、かつ押圧部
材が旋回体とは反対の側にピストンヘツドの内面
に支持される、凸面状に湾曲された円形表面を有
しており、共通の正射影方向で投影された場合
の、上記円形表面の投影中心軸線と上記円形外周
面ないしは上記凹状面の投影中心軸線とが約90゜
の角度を成していることである。

実施態様 特許請求の範囲第２項に記載された実施態様に
よれば、旋回体と押圧部材との接触面を円筒状に
構成することが考えられる。円筒状の接触面は比
較的簡単に製作することができる。

旋回体を、したがつてまた連接棒を精確に軸線
方向で案内することができ、そのために特別な摺
動面が必要でないようにするためには、特許請求
の範囲第３項による実施態様によれば、旋回体の
接触面が樽状に構成されている。

特許請求の範囲第４項に記載された実施態様に
よれば、ピストンヘツドの内面を完全に平らに構
成することができる。その場合には押圧部材の円
形表面が円筒状に構成されていると、押圧部材ね
ピストンヘツドに線形で支持される。

特許請求の範囲第５項に記載された実施態様に
より、ピストンヘツドの内面が押圧部材の円筒状
の円形表面に適合せしめられていると、例えば製
作精度を補償するための滑り運動が困難なく可能
である。

油圧ピストン機関で連接棒シユー内の放圧区域
への圧力供給を可能にするためには、特許請求の
範囲第６項に記載された実施態様を有利に使用す
ることができる。このようにしてその都度の作業
媒体はシリンダ室から連接棒シユー内の放圧フイ
ールドへ達することができる。

作業媒体での供給が必要とした場合には、特許
請求の範囲第７項に記載された実施態様によれば
旋回体のための固定部材を穿孔することができ
る。その場合には固定部材は圧力供給流路の構成
部分を構成する。

ヘルツの接触圧力をできる限り小さく保つため
には、押圧部材の全円形表面をシリンダ室内の作
業媒体の圧力で負荷するのが有利である。この場
合には十分な負荷の軽減が行なわれる。そのため
には例えば特許請求の範囲第８項に記載された実
施態様が配慮される。その場合流路から室内への
作業媒体の流出は押圧部材の円形表面に形成され
たみぞを介して行なうことができる。

特許請求の範囲第９項記載の実施態様によれ
ば、作業媒体供給のもう１つの方法が得られる。
この実施態様では室とシリンダ室とは直接接続さ
れている。接続流路はシリンダと連接棒シユー内
の放圧区域とを接続する流路に平行に延びていて
よい。

特許請求の範囲第１０項に記載された実施態様
により、押圧部材が半径方向の外周面で密着しな
がらピストンスカート内の円筒状に切欠き内で案
内されると、漏出の増大は阻止される。

この有利な手段は、特許請求の範囲第１１項記
載の実施態様によつて付加的に支持することがで
きる。押圧部材の外周面と切欠きとの間の間隙を
シールするための部材としてＯ−リングを使用す
ることができる。

ピストンと連接棒とを旋回体および押圧部材と
一緒に組立て状態で保持し、かつ更にはピストン
と連接棒との間で引張力を伝達可能であるように
するためには、特許請求の範囲第１２項に記載さ
れた実施態様が配慮される。ピストンスカート内
の切欠きとこれに係合したセンタリングピンの区
分との間の間隙は、必要な調節可能性が常に保証
される寸法とされている。切欠き内に係合する長
さ区分を円筒状に構成すると、有利である。

特許請求の範囲第１３項記載の実施態様によれ
ばセンタリングピンとして２個の円筒頭部付きの
ねじが設けられている。２個の円筒頭部付きのね
じは同軸的に旋回体の端面から旋回体内にねじ込
まれている。ねじ頭部はピストンスカート内の切
欠き内に固定される。

円筒頭部付きのねじの代わりに、特許請求の範
囲第１４項記載の実施態様によれば円筒ピンを旋
回体の端面から旋回体内にプレス嵌めすることも
可能である。

あるいは特許請求の範囲第１５項に記載の実施
態様によれば、唯一の円筒ピンが旋回体を全長で
貫通していることが考えられる。その場合にはこ
の円筒ピンも旋回体内で有利には締付けによつて
固定されている。

センタリングピンの固定は、特許請求の範囲第
１６項に記載の実施態様によれば旋回体を連接棒
に固定する固定部材を用いて行なつてもよい。

第１実施例 第１図から第５図には油圧ピストン機関、例え
ば油圧ラジアルピストンモータのピストンの種々
の構成が示されており、同一の構成部材には同一
の符号を付してある。

油圧ラジアルピストン機関のケーシングは符号
１で示されている。ケーシング１内では複数のシ
リンダ孔２が共通の平面内で周方向にわたつて均
一に分配されて設けられている。各シリンダ孔内
で中空のピストン３が摺動するようになつてい
る。ピストン３は後で詳述されるが、押圧部材
４，４ａ，４ｂと旋回体５，５ａとを介してクラ
ンク軸７の偏心体６に支持された連接棒８と結合
されている。連接棒８は連接棒シユー９でもつて
偏心体６上を滑る（第１図）。

第１図および第２図に示された実施例では、連
接棒８に円筒状の旋回体５が固定されている。固
定は軸線方向の孔を有するねじ１０を用いて行な
われており、ねじ１０は旋回体５の段付孔１１内
と連接棒１３のねじ山付区分１２内とにねじ込ま
れている。

旋回体５の円形外周面１４は連接棒１３とは反
対の側で円形外周面１４に適合せしめられた押圧
部材４内の凹状面１５と滑り接触している。押圧
部材４は更に旋回体５とは反対の側でピストンヘ
ツド１７の内面１６に支持される、凸面状に湾曲
された円形表面１８を有している。ピストンヘツ
ド１７の内面１６は平らに構成されている。共通
の正射影方向で投影された場合の、円形外周面１
４の投影中心軸線と円形表面１４の投影中心軸線
とは約90゜の角度を成している。

円筒状の押圧部材４がこれに適合せしめられ
た、ピストンスカート２０内の切欠き１９内に外
周面側ではめ込まれている。Ｏ−リング２１が押
圧部材４と切欠き１９との間の間隙を密閉する役
割をしている。

作業媒体をシリンダ室２２から連接棒シユー９
内の放圧区域２３へ案内し得るようにするために
は（第１図）、ピストンヘツド１７内、押圧部材
４内、旋回体５内並びに連接棒軸１３内に流路２
４，２５，１１，２６が形成されている。ねじ１
０内の孔２７も１案内流路を構成している。作業
媒体は押圧部材４内のみぞ２８を通つて押圧部材
４の円形表面１８と、ピストンヘツドの内面１６
と、ピストンスカート２０とによつて形成された
室２９内に達することができる。これによつてヘ
ルツの接触圧力は低下させられる。

連接棒８とピストン３とを組立て状態で一緒に
保持し、並びに引張力を伝達するためには、旋回
体５の端面から円筒頭部付きのねじ３０が旋回体
５内にねじ込まれている。ねじ３０は旋回体５の
円形外周面１４の中心軸線３１内で延びている。
ねじ３０の円筒頭部３２はピストンスカート２０
内に互いに同軸的に整列されて形成された切欠き
３３内で著しい遊びをもつてはめ込まれている。

更に特に第２図から判るように、旋回体５並び
に連接棒３を軸線方向で案内するためには摺動面
３５を有する突出部３４がピストンスカート２０
から内向きに突出している。

第２実施例 第３図に示された実施例では円筒頭部付きのね
じ３０に代わり円筒ピン３６が旋回体５ａ内に端
面からプレス嵌めされている。

更に旋回体５ａの円形外周面３７は本実施例で
は樽状に形成されていることが判る。押圧部材４
ａの凹状面３８も対応して構成されている。この
ようにして第２図による旋回体５のための軸線方
向の摺動面３５は省略される。

押圧部材４ａは外周面で密閉されてピストンス
カート２０内の切欠き１９内に挿入されている。
他のシール部材は設けられていないが、配置して
もよい。

第３実施例 第４図に示された実施例においては、旋回体５
の円形外周面１４およびしたがつて押圧部材４ｂ
の凹状面１５が円筒状に構成されている。したが
つてピストンスカート２０の、旋回体５のための
摺動面３５が有利に設けられている。ただし上記
の実施例とは異なり本実施例ではピストンヘツド
４０の内面３９も押圧部材４ｂの円形表面４１に
適合せしめられている。したがつて押圧部材４ｂ
とピストンヘツド４０との間で面状の滑り運動が
可能である。

旋回体５のピストン３への固定は旋回体を全長
にわたつて貫通する円筒ピン４２によつて行なわ
れている。この場合にはねじ４５は連接棒軸１３
内の直径が拡大した孔４４を通過して案内されて
いて、しかもシリンダピン４２内のねじ山付孔４
６内にねじ込まれている。このようにして旋回体
５内の円筒ピン４２と旋回体５とは連接棒８に係
止される。このねじ４５も軸線方向の孔４７を有
している。

第４実施例 第５図に示された本実施例は第１実施例に対応
する。

相違は旋回体５の連接棒８への固定形式であ
る。ねじ１０の代わりに中空リベツト４８が使用
されている。

更に、押圧部材４の円形表面１８と、ピストン
ヘツド１７の内面１６と、ピストンスカート２０
とによつて形成された室２９がピストンヘツド１
７内の少なくとも１つの流路４９を介してシリン
ダ室２２と直接結合されていることが判る。本実
施例では第１実施例と第２実施例による押圧部材
４内に形成されたみぞは省略されている。

連接棒軸１３内の流路４４は第３実施例の流路
４４にほぼ対応する。

上記の全実施例において、更にケーシング１と
ピストン３との間の間隙がピストン３の外周面上
に配置されたシールリング５０によつてシールさ
れていることが共通している。

発明の効果 本発明による構成では、簡単かつ費用上有利に
修理が可能であることが利点である。その都度摩
耗した継手部材のみを換えればよく、付加的に更
にピストンないしは連接棒を新しくする必要はな
い。もう１つの利点は、ピストンおよび連接棒用
の材料に通常課せられる要求とは別個にその都度
の要求に特別に合わせられた、最高の面接触圧力
をも伝達し得る旋回支承部材料を選択し得ること
である。特に摩耗が増進した場合にもピストンス
カートの弾性膨張をも、また連接棒の変形をも生
じないことは注目される。

連接棒は軸端でもつて有利には分離可能に旋回
体と結合されている。結合はねじによつて行なう
ことができ、ねじは旋回体から連接棒内へも、ま
た連接棒から旋回体内へもねじ込むことができ
る。リベツト結合も考えることができる。旋回体
は凸面状に湾曲された円形外周面でもつてこの円
形外周面に形状接続的に適合せしめられた、ピス
トンヘツドに支持される押圧部材の凹状面内に位
置しており、そのために凹状面はピストン力を旋
回体に伝達する。クランク軸が回転すると、旋回
体と押圧部材との間で滑り運動が起る。したがつ
て一方の旋回体と円形外周面の中心軸線および他
方のクランク軸の中心軸線との間に平行度誤差が
存在する場合には、連接棒は本来の旋回軸線に対
して直角方向に調節運動を行なうことができる。
このときに押圧部材の円形表面はピストンヘツド
の内面上をきわめて摩擦の少ない転動を行なう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるピストン機関の１実施例
の垂直縦断面図、第２図は第１図の−線に沿
つた断面図、第３図は別の実施例の垂直縦断面
図、第４図は第３番目の実施例の垂直縦断面図、
第５図は第４番目の実施例の垂直縦断面図であ
る。 １…ケーシング、２…シリンダ孔、３…ピスト
ン、４，４ａ，４ｂ…押圧部材、５，５ａ…旋回
体、６…偏心体、７…クランク軸、８…連接棒、
９…連接棒シユー、１０…ねじ、１１…段付孔、
１２…ねじ山付区分、１３…連接棒軸、１４…円
形外周面、１５…凹状面、１６…内面、１７…ピ
ストンヘツド、１８…円形表面、１９…切欠き、
２０…ピストンスカート、２１…Ｏ−リング、２
２…シリンダ室、２３…放圧区域、２４，２５，
２６…流路、２７…孔、２８…みぞ、２９…室、
３０…ねじ、３１…中心軸線、３２…円筒頭部、
３３…切欠き、３４…突出部、３５…摺動面、３
６…円筒ピン、３７…円形外周面、３８…凹状
面、３９…内面、４０…ピストンヘツド、４１…
円形表面、４２…円筒ピン、４３…端部区分、４
４…孔、４５…ねじ、４６…ねじ山付孔、４７…
孔、４８…中空リベツト、４９…流路、５０…シ
ールリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つのシリンダを備えたピストン
   機関であつて、連接棒と旋回可能に結合されたピ
   ストンが軸線方向に摺動可能にシリンダ内に組込
   まれている形式のものにおいて、連接棒８に旋回
   体５，５ａが固定されており、該旋回体が連接棒
   軸１３とは反対の側に凸面状に湾曲された円形外
   周面１４，３７を有しており、該円形外周面１
   ４，３７が押圧部材４，４ａ，４ｂ内に上記円形
   外周面に適合するように形成された凹状面１５，
   ３８と滑り接触しており、かつ押圧部材４，４
   ａ，４ｂが旋回体５，５ａとは反対の側にピスト
   ンヘツド１７，４０の内面１６，３９に支持され
   る、凸面状に湾曲された円形表面１８，４１を有
   しており、共通の正射影方向で投影された場合
   の、上記円形表面１８，４１の投影中心軸線と上
   記円形外周面１４，３７ないしは上記凹状面１
   ５，３８の投影中心軸線とが約90゜の角度を成し
   ていることを特徴とする、ピストン機関。 ２ 旋回体５の円形外周面１４および（または）
   押圧部材４，４ｂの凹状面１５および（または）
   押圧部材４，４ｂの円形表面４１が円筒状に構成
   されている、特許請求の範囲第１項記載のピスト
   ン機関。 ３ 旋回体５ａの円形外周面３７および（また
   は）押圧部材４ａの凹状面３８が樽形に構成され
   ている、特許請求の範囲第１項記載のピストン機
   関。 ４ ピストンヘツド１７の内面１６が平らに構成
   されている、特許請求の範囲第１項記載のピスト
   ン機関。 ５ ピストンヘツド４０の内面３９が押圧部材４
   ｂの円筒状の円形表面４１に適合せしめられてい
   る、特許請求の範囲第２項記載のピストン機関。 ６ 相互に連通する流路２４，２５，１１，２
   ６，４４がピストンヘツド１７，４０内、旋回体
   ５，５ａ内、押圧部材４，４ａ，４ｂ内、連接棒
   軸１３内に形成されている、特許請求の範囲第１
   項から第５項までのいずれか１つの項記載のピス
   トン機関。 ７ 旋回体５，５ａのための固定部材１０，４
   ５，４８に孔が形成されている、特許請求の範囲
   第６項記載のピストン機関。 ８ 押圧部材４，４ａの円形表面１８と、ピスト
   ンヘツド１７の内面１６と、ピストンスカート２
   ０とによつて形成された室２９が流路２４，２
   ５，２２，２６のうちの少なくとも１つの流路と
   接続されている、特許請求の範囲第６項または第
   ７項記載のピストン機関。 ９ 押圧部材４の円形表面１８と、ピストンヘツ
   ド１７の内面１６と、ピストンスカート２０とに
   よつて形成された室２９がピストンヘツド１７内
   の少なくとも１つの流路４９を介してシリンダ室
   ２２と接続されている、特許請求の範囲第６項ま
   たは第７項記載のピストン機関。 １０ 円筒状の押圧部材４，４ａがこれに適合せ
   しめられた、ピストンスカート２０内の切欠き１
   ９内に外周面側ではめ込まれている、特許請求の
   範囲第１項から第９項までのいずれか１つの項記
   載のピストン機関。 １１ 押圧部材４，４ａの外周面と切欠き１９と
   の間の間隙がシールされている、特許請求の範囲
   第１０項記載のピストン機関。 １２ 旋回体５，５ａの円形外周面１４，３７な
   いしは押圧部材４，４ａ，４ｂの凹状面１５，３
   ８の中心軸線３１の範囲内に少なくとも１個の、
   旋回体５，５ａ内に取付けられたセンタリングピ
   ン３０，３６，４２が配置されており、該センタ
   リングピンが著しい遊びを有してピストンスカー
   ト２０に設けられた、互いに同軸的に整列せしめ
   られた切欠き３３内に係合している、特許請求の
   範囲第１項から第１１項までのいずれか１つの項
   記載のピストン機関。 １３ 互いに同軸的に整列せしめられた２個の円
   筒部付きのねじ３０がセンタリングピンとして旋
   回体５内にねじ込まれている、特許請求の範囲第
   １２項記載のピストン機関。 １４ プレス嵌めで固定された２つの円筒ピン３
   ６がセンタリングピンとして旋回体５ａ内に設け
   られている、特許請求の範囲第１２項記載のピス
   トン機関。 １５ センタリングピンとしての円筒ピン４２が
   全長にわたつて旋回体５を貫通していて、しかも
   端部区分４３でもつてピストンスカート２０内の
   切欠き３３内に係合している、特許請求の範囲第
   １２項記載のピストン機関。 １６ 円筒ピン４２と旋回体５のための固定部材
   ４５とが互いに結合されている、特許請求の範囲
   第１２項または第１５項記載のピストン機関。