JPH08500883A - 油圧アキシャルピストン機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 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と斜板とが相対運動をしているときピストンのスライダシューがその上を滑る斜板と、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である。特徴として、圧力板（１０）とシリンダ体（２）の間に、軸受面（１９）をもつ軸受要素（１８）が配置されていて、前記軸受要素（１８）は軸受面（１９）に接触した金属製の対応部品（１５）の上で低い摩擦で滑る。

Description

【発明の詳細な説明】 油圧アキシャルピストン機械技術分野 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、軸受要素がプ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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＵ，ＬＶ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．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であって、 圧力板（１０）とシリンダ体（２）の間に、プラスチック材料の軸受面（１９ ）をもつ軸受要素（１８）が配置されており、前記軸受要素（１８）が前記軸受 面（１９）に接触している金属製の対応部品（１５）の上で低い摩擦で滑ること を特徴とする油圧アキシャルピストン機械。 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。 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。 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。 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。 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。 ７．前記斜板（７）から遠い端における対応部品（１５）の凸面（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。 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。 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。 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。 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 。 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 。 13．前記延長部（１４）が軸（４）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。 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。