JPS595794B2 - ピストンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明−は、駆動軸に対し所定角度又は調整可能な所望
の角度傾斜しかつ軸方向にシリンダ孔を有するシリンダ
ドラムと、上記駆動軸に設けられた駆動板とを備え、こ
の駆動板に枢支されたピストン棒がこの駆動板側から上
記シリンダ孔内に向って円錐状に広げられ、この広げら
れた端部において上記シリンダ孔内のピストンに連結さ
れ、これによって上記シリンダドラムが、上記駆動板か
ら上記ピストン棒及び上記ピストンのみを介し、上記ピ
ストン棒が上記シリンダ孔の内壁に直接接触することに
より、駆動されるように構成されたアキシャルピストン
装置に関する。

背景技術とその問題点 アキシャルピストン装置においては、駆動軸とシリンダ
ドラムとが所定の角度又は調整可能な所望の角度で互い
に結ばれており、シリンダドラムは駆動軸に同期して回
転されなければならない。

この駆動力の伝達方法には従来から太き（分けて二つの
方法がある。

その一つは例えば実公昭４４−２５３号公報に示される
ように、駆動軸とシリンダドラムの中央部とを自在継手
でつなぎ、この自在継手によって駆動する方法である。

即ち、この方法ではピストン及びピストン棒は、シール
効果を発揮しながらシリンダ孔内を往復動する単なるピ
ストン作用しか果していない。

このようにこの方法では駆動のために特別な機構を必要
とするから、それだけ構造が複雑になり、コスト高とな
るので余り使われていない。

これに対するもう一つの方法では、ピストン及びピスト
ン棒はその本来のピストン作用を行うだけでなく、シリ
ンダドラムを回転駆動する作用も行っている。

つまりピストン及びピストン棒は前記同様シール効果を
発揮しながらシリンダ孔内を往復動するピストン本来の
機能を発揮すると共に、駆動軸からの回転力をシリンダ
ドラムに伝達する作用も行っている。

このピストン及びピストン棒によってシリンダドラムに
直接回転力を伝達する具体的な方法として、従来からい
ろいろな方法が行われている。

例えば実公昭４３−１１８８２に示されている第１の例
では、シリンダ孔内を往復動する上記ピストンの役目を
なす円筒状の長いプランジャを、上記ピストン棒の役目
をなすコネクチングロッド（以下ピストン棒と記載する
）にて駆動板に連結し、このピストン棒が上記円筒状の
プランジャ内壁に接触することにより、シリンダドラム
に回転力を伝達するように構成されている。

そしてこの場合ピストン棒は円筒状プランジャの円筒孔
内をすりこぎの様に動き、一方、円筒状のプランジャは
シリンダ孔内を直線運動をするから、この両者、即ちピ
ストン棒と円筒状プランジャとを結合するにはどうして
も球面継手を必要とする。

そしてピストン棒が抜は出ぬようにするためには、更に
一端面が同じく球面に形成された円筒状のリテーナを設
ける必要がある。

従って構造的に非常に複雑で部品点数が多く、加工の点
から言っても高精度を要する球面継手を有しているから
、どうしてもコスト高になる。

それにこの球面継手のためこの部分に必要最小限の継手
長さを必要とするから、ピストン及びピストン棒の全長
が長くなって装置全体の小型化を妨げている。

゛ 又同じ実公昭４３−１１８８２号公報に提案されて
いる第２の例によれば、上記第１の例における長い円筒
状のプランジャを短い円筒状のプランジャに変え、ピス
トン棒（コネクティングロッド）のテーパ部をシリンダ
ドラムのシリンダ孔に直接接触させ、これによって回転
力の伝達を行うようにしている。

そして上記すりこぎ運動をするピストン棒と直線運動を
するプランジャとの結合には同じく球面継手を用い、し
かも抜は出ぬようにするため、前記第１の例におけるリ
テーナの代りにプランジャの円筒部を折り曲げてピスト
ン棒の球面部を抱くようにしている。

即ち、この提案は前記第１の例における長い円筒部内面
の球面部の加工上の困難性を除去するために行われた提
案であるが、球面部を抱くように折曲げることに加工上
の難点があって実用化されていない。

しかしプランジャとピストン棒との間には球面継手が用
いられているから、仮に実用化されたとしても前記第１
の例で述べた欠点は解消されていない。

又この他にもピストンとピストン棒との球面継手による
結合に関する色々な提案がなされているが、何れも前記
第２の例におけると同様で、加工上に難点があり、かつ
前記第１の例で述べられた欠点は解決されていない。

従って結局箱１の例で示された長い円筒状のプランジャ
を使用する方法が現在も使用されており、前記の欠点が
解決されていないのが現状である。

発明の目的 本発明は以上の欠点を除去するために行われたもので、
その目的は、冒頭に述べたピストン及びピストン棒にて
ピストン本来のピストン作用を行うと共に、シリンダド
ラムの回転駆動をも行わせる形式のアキシャルピストン
装置において、ピストンとピストン棒との構造を単純化
してコストの低減と装置の小型化を図ると共に、ピスト
ン本来のシール機能と共にシリンダドラムに対する駆動
機能をも確実に果すアキシャルピストン装置を提供する
ことにある。

発明の概要 本発明は以上の目的を達成するため、冒頭に述べた形式
のアキシャルピストン装置において、ピストンとピスト
ン棒とがピストン部材として単一部品から構成されると
共に、シリンダ孔内をこの孔内面に常に密接して往復動
する上記ピストン部材の接触面が上記シリンダ孔の直径
と等して直径を有する球面部に形成され、円錐状に広げ
られた円錐部はその円錐面又はこの円錐面の延長面が上
記球面部に接するように形成される構成とした。

以上のように構成することにより、ピストンとピストン
棒とは、ピストン部材として単一部品から構成されて構
造が単純化されると共に、ピストン本来のシール機能と
シリンダドラムに対する駆動機能とを確実に果すことが
できる。

実施例 以下、本発明を実施例に付き図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明によるアキシャル型ピストン装置を示す
。

このピストン装置のハウジング２内には駆動軸１が玉軸
受（図示せず）で支承されている。

この駆動軸１には駆動円板３が一体に設けられており、
この駆動円板３には各ピストン部材４がそれぞれの球状
ヘッド１０を自在継手として接合されている。

各ピストン部材４はシリンダドラム６のシリンダ孔５中
を運動する。

シリンダドラム６は、駆動円板３およびピストン部材４
を介して駆動軸１により回転される。

各ピストン部材４０行程は、駆動軸１０回転軸線８に対
するシリンダドラム６の軸線７の傾斜角に従って決まる
。

シリンダドラム６の中心は、ボールヘッド９によって駆
動円板３に接合された中央ジャーナル１１により位置合
せされ、そして鏡面加工された制御体１３により支持さ
れている。

この制御体１３は、ハウジング部分１５０円筒面状の案
内路１４上に支承されている。

なお、シリンダドラム６は機械の負荷状態においては油
圧力により、他方非負荷状態においてはピン１１とシリ
ンダドラム６との間に備えられた圧縮ばね１２のばね力
により制御体１３上に支持されている。

駆動軸１の軸線８に対するシリンダドラム６の軸線７の
傾斜角を変化させ、従ってシリンダ孔５におけるピスト
ン部材４０行程容積を変化させるため、制御体１３に調
節ピン１６が取付けられている。

このピン１６は、ハウジング部分１５内において孔１８
に沿って移動可能な調節杆１７に固定されている。

この調節杆１７はこれに連結された調節機構（図示せず
）によって長手方向に動かされ、この結果調節ピン１６
によって制御体１３が円筒面状の案内路１４に沿って移
動する。

従ってこの際シリンダドラム６は軸線１９０周りで旋回
する。

制御体１３には、第１図では見えないが、油流入孔と油
流出孔、即ち制御ポケット（Ｓｔｅｕｅｒｎｉｅｒｅｎ
）が設けられている。

これらの孔は、シリンダドラム６０回転位置に応じて、
ハウジング１５において設けられた油流入ないし流出路
（図示せず）とシリンダ孔５とを互いに連通せしめる。

第２図〜第４図はピストン部材４０種々の実施例を示す
。

各ピストン部材４は玉形継手となる球状ヘッド１０と、
球面部２１とを夫々備えている。

この球面部２１は、ピストン部材４の長手方向の軸心２
２とこの軸の横断面２０との交差点にその曲率の中心を
有し、その直径りがシリンダ孔５の直径に等しい直径の
球面に形成されている。

そしてこの球面部２１には、第２図および第３図の場合
は両側に、また第４図の場合は片側に、この球面部２１
から遠ざかるにつれて所定の角度αでもって円錐状に細
（なった円錐形状の円錐部２３゜２４が設けられている
。

この場合第２図では、円錐部２３の中間にはピストンリ
ング用の溝２６があり、円錐部２３はこの溝２６０両側
にまたがって延びている。

そして円錐部２３，２４は横断面２０のごく近くまで延
びており、球面部２１と連続した曲面となるようにつな
がっている。

従って球面部２１の軸心方向の長さは比較的小さく、α
が大きくなると長く、第２図のようにαが小さい場合に
は短くなる。

一方、第３図では、円錐部２３は溝２６を介し、また円
錐部２４は凹部２５を介して球面部２１に夫夫つながっ
ている。

また第４図では、円錐部２３は第３図の場合と同様溝２
６を介して球面部２１につながっているが、第３図の場
合と異なり、円錐部２４及び凹部２５を有していない。

通常球面部２１と円錐部２３，２４とを一回の連続操作
によって形成し、球面部２１の球面と円錐部２３゜２４
０円錐面とを連続した平滑面とすることは困難であり、
従って、これらの間にパリ状のエツジや段部が突出して
形成される恐れがある。

しかし上記のような凹部２５，２６を設けることによっ
てこのようなエツジや段部の形成を効果的に回避するこ
とができる。

なお第３図及び第４図の場合においても、円錐部２３，
２４の円錐面の延長部分は所定の角度αで球面部２１の
球面に接するように形成されている。

球面部２１の領域、または球面部２１と円錐部２３．２
４の少なくとも一方との中間領域において、ピストンリ
ング２７を収容するための前記溝２６が設けられている
。

ピストンリング２７は溝２６内にて径方向にクリアラン
スを有している。

ピストンリング２７としては、互いに一体であるかまた
は割れ目が設けられているものであって、しかも弾性力
を有するか或いは作業圧が加えられるリングを用いるこ
とができる。

なおシリンダ孔５に接するリングの外周面は球面状にな
っている。

次に述べるものは本発明の実施の態様に属するものであ
る。

（１）駆動軸１に対し所定角度又は調整可能な所望の角
度傾斜しかつ軸方向にシリンダ孔５を有するシリンダド
ラム６と、上記駆動軸１に設げられた駆動板３とを備え
、この駆動板３に枢支されたピストン棒がこの駆動板側
から上記シリンダ孔５内に向って円錐状に広げられ、こ
の広げられた端部において上記シリンダ孔５内のピスト
ンに連結され、これによって上記シリンダドラム６が、
上記駆動板３から上記ピストン棒及び上記ピストンのみ
を介し、上記ピストン棒が上記シリンダ孔５の内壁に直
接接触することにより、駆動されるように構成されたア
キシャルピストン装置において、上記ピストンとピスト
ン棒とがピストン部材４として単一部品から構成される
と共に、上記シリンダ孔５内をこの孔内面に常に密接し
て往復動する上記ピストン部材４の接触面が上記シリン
ダ孔５の直径と等しい直径を有する球面部２１に形成さ
れ、上記円錐状に広げられた円錐部２３はその円錐面又
はこの円錐面の延長面が上記球面部２１に接するように
形成されていることを特徴とするアキシャルピストン装
置。

（２）球面部２１の領域、或いはこの球面部２１と円錐
部２３および２４の少な（とも一方との間の領域におい
て、ピストン、リング２７を収容するための溝２６が設
けられることを特徴とする、前記第１項に述べたアキシ
ャルピストン装置。

（３）径方向にクリアランスを存在せしめた状態にてピ
ストンリング２７が溝２６に配されかつシリンダ孔５に
接するピストンリング２Ｔの外周面が球面状に形成され
ることを特徴とする、前記第２項に述べたアキシャルピ
ストン装置。

（４）円錐形状の円錐部２３，２４が球面部２１の接線
方向において球面部２１に連続的に連なる如くに設けら
れていることを特徴とする、前記各項のいずれか１項に
述べたアキシャルピストン装置。

（５）球面部２１と円錐部２３及び２４との間に凹部２
６及び２５が形成されていることを特徴とする、前記第
１項〜第３項のいずれか１項に述べたアキシャルピスト
ン装置。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、ピストンとピスト
ン棒とはピストン部材として単一部品から構成されてい
るから、構造が非常に簡素化されて従来のような球面継
手を必要としない。

従って部品点数が減少すると共に、高精度を要していた
球面継手部の加工がな（なるから、コストが大幅に低減
される。

又上記の通り、ピストン及びピストン棒は単一のピスト
ン部材として構成されて球面継手を必要としないから、
このピストン部材は短くてコンパクトな構造となる。

従って同じ出力で同じストロークのものであっても軸方
向のスペースが短縮されるから、このピストン部材を複
数本使用している装置全体の小型化及び重量の軽減が可
能となる。

それに短（なるからシリンダドラムの傾動角度が増大し
、約４Ｉぐらいまで可能となる。

又本発明によれば、上記ピストン部材のシリンダ孔との
接触面はこのシリンダ孔の直径と等しい球面部に形成さ
れているから、ピストン部材がシリンダ孔内を往復動す
ると共に、このシリンダ孔内ですりこぎのような回転運
動を行う時、上記球面部の異なる面が常にシリンダ孔内
面に密接していることになる。

従ってピストン部材はその球面部によって常に所要のシ
ール効果を発揮しながら、ピストン本来のピストン作用
を行うことができる。

又本発明によれば、円錐状に広げられた円錐部は、その
円錐面又はこの円錐面の延長面がピストン部材の球面部
に接するように形成されている。

従ってこの円錐部が確実にシリンダ孔の内壁に接触して
シリンダドラムを回転駆動する。

そしてこの時には、上記シリンダ孔内壁に接触している
ピストン部材の円錐部の延長線上にあるピストン部材の
球面部も、必ずシリンダ孔内面に接していることになる
から、シール機能も同時に確実に発揮されることになる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はシ
リンダドラムの軸が駆動軸に対して傾斜したアキシャル
型ピストン装置の概略断面図、第２図〜第４図はピスト
ン部材の第１〜第３の実施例の一部縦断側面図である。 なお図面に用いられている符号において、１は駆動軸、
３は駆動板、４はピストン部材、５はシリンダ孔、６は
シリンダドラム、１１は中央ピン、１２は圧縮ばね、１
３は制御体、１６は調節ピン、１７は連結杆、２１は球
面部、２３，２４は円錐部、２Ｔはピストンリングであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動軸１に対し所定角度又は調整可能な所望の角度
   傾斜しかつ軸方向にシリンダ孔５を有するシリンダドラ
   ム６と、上記駆動軸１に設けられた駆動板３とを備え、
   この駆動板３に枢支されたピストン棒がこの駆動板側か
   ら上記シリンダ孔５内に向って円錐状に広げられ、この
   広げられた端部において上記シリンダ孔５内のピストン
   に連結され、これによって上記シリンダドラム６が、上
   記駆動板３かも上記ピストン棒及び上記ピストンのみを
   介し、上記ピストン棒が上記シリンダ孔５の内壁に直接
   接触することにより、駆動されるように構成されたアキ
   シャルピストン装置において、上記ピストンとピストン
   棒とがピストン部材４として単一部品から構成されると
   共に、上記シリンダ孔５内をこの孔内面に常に密接して
   往復動する上記ピストン部材４の接触面が上記シリンダ
   孔５の直径と等しい直径を有する球面部２１に形成され
   、上記円錐状に広げられた円錐部２３はその円錐面又は
   この円錐面の延長面が上記球面部２１に接するように形
   成されていることを特徴とするアキシャルピストン装置
   。