JPS6119982A - アキシアルピストン機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はアキシアルピストンポンプやモータのような
アキシアルピストン機械に関するものである。

（従来の技術） 従来のアキシアルピストン機械の一例としては、例えば
本出願人の先の出願、実願昭５９−４９５５号を挙げる
ことができる。この機械は、第３図に示すように、複数
のピストン５１を有するシリンダブロック５２を支軸（
図示せず）に結合すると共に、この支軸を機械本体内に
回転自在に支持し、ピストン５１の頭部を斜板５３に接
触させ、シリンダブロック５２の回転と共に、ピストン
５１をその軸方向に往復動させるような構造のものであ
る。

この場合、ピストン５１の頭部は、斜板５３との摩擦を
考慮して球面状に形成されており、またピストン５１は
バネによって斜板５３側へと付勢されている。なお同図
において、５４はスプラインであって、上記したシリン
ダブロック５２の支軸への結合部となる部分である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記した機械においては、斜板５３からピスト
ン５１へは、ピストン５１の軸芯に平行な力が作用する
のではなく、第３図において矢線Ｆで示すように、ピス
トン５１の頭部球面の曲率中心Ｏへと向かう斜めの力Ｆ
が作用することになる。この力Ｆは、図示したように、
ピストン５１の軸方向への軸力Ｆ１と、径方向への横力
ｆとに分けられるが、この横力ｆによって、ピストン５
１にモーメントが作用する。すなわち上記曲率中心０は
、ピストン５１が突出した状態においては、シリンダブ
ロック５２の先端部５５を越えて突出しているためであ
る。上記のようなモーメントが作用する結果、ピストン
５１に対しては、シリンダブロック５２側から次の２つ
の反力が作用することになる。その第１のものは、シリ
ンダブロック５２の先端部５５のシリンダ開口縁からピ
ストン５１の周側面に作用する反力ｆ１であり、またそ
の第２のものは、シリンダ内周面からピストン５１の後
端部に作用する反力ｆ２である。これら反力ｆ１、ｆ２
は、上記曲率中心Ｏとピストン５１の後端部との間の距
離を・７！１、上記曲率中心Ｏとシリンダブロック５２
の先端部５５との間の距離を１２、上記ピストン５１の
後端部とシリンダブロック５２の先端部５５との間の距
離を１３とすると、ｆ１＝　ｒ　　（＊ｉ　／ｊｌ！３
　）、ｆ２＝　ｆ　　（ｊ２２　／ｊ！３　）でそれぞ
れ表されることになり、このことから上記横力ｆよりも
大きな反力ｆ１、ｆ２の作用し得ることが明らかである
。

そして上記のような反力、ｆｌ、ｆ２がいずれも、シリ
ンダブロック５２の先端部５５におけるシリンダ開口縁
や、ピストン５１の後端部のようなエツジ部に作用する
訳であり、この結果、上記反力ｆ１、ｆ２によってピス
トン５】の外周面やシリンダの内周面が損傷したり、あ
るいは各周面とエツジ部との間が焼付いてしまうという
現象が生じている。

そのため上記機械の使用中に、上記損傷部から作動液体
のリークを生じたり、あるいは脈動が発生して、効率の
低下、騒音の発生という不具合を生じている。

この発明は上記欠点を解消するためになされたものであ
って、その目的は、長時間使用しても上記のようなリー
クや脈動を生ずることがなく、そのため効率の低下や騒
音ゐ発生を防止することのできる耐久性の優れたアキシ
アルピストン機械を提供す゛ることにある。

（問題点を解決す、るための手段） そこでこの発明のアキシアルピストン機械においては、
複数のピストンを有するシリンダブロックを支軸に結合
すると共に、この支軸を機械本体内に回転自在に支持し
、ピストンの頭部を斜板に接触させて成るアキシアルピ
ストン機械において、上記ピストンの頭部を球面状に形
成し、この球面は、その曲率中心が、上記ピストンがシ
リンダブロックから最も突出した状態においても、上記
シリンダブロックの前端部よりも後方に位置するよう形
成し、さらに各ピストンの上記曲率中心を結ぶ仮想平面
上にシリンダブロックと支軸との結合部を設けである。

（作用） 上記の結果、ピストンの頭部球面の曲率中心に対しては
、斜板から従来と同様に斜めの力が作用し、また従来と
同様な横力が作用するが、上記曲率中心は、シリンダブ
ロックの先端部を越えて斜板側へと突出することなく、
常にシリンダ内に位置することになり、このためこの横
力がピストンを回動させるようなモーメントを生ずるこ
とはない。すなわち、上記横力はピストンの外周面がシ
リンダの内周面を押圧するように作用し、またそのため
反力も両局面間に均一に作用することになる。このよう
に上記機械のビス′トンとシリンダブロックとの間にお
いては、従来のようにエツジ部と周面との間で力の授受
を行うのではなく、周面間で均一に力の授受を行うよう
にしであるので、周面の損傷や周面とエツジ部との焼付
を防止でき、リークや脈動に起因する効率の低下や騒音
の発生を防止し得る。また各ピストンの頭部球面の曲率
中心を結ぶ仮想平面上にシリンダブロックと支軸との結
合部を設けであるので、結合部は、斜板から各ピストン
に作用する力の作用面上に位置することになり、この結
果、斜板と支軸との間で力の授受を行うに際し、シリン
ダブロックに必要外の力が作用するのを防止することが
できる。

（実施例） 一次キにこの発明のアキシアルピストン機械の具体的な
実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図において、１は本体ケーシングを示しており、こ
のケーシング１内にはポンプ２とモータ３とが、共に収
納されている。ポンプ２は、電動機等によって駆動され
ると共に、上記ケーシング１に回転自在に支持された入
力軸４と、入力軸４にスプライン等の結合部５を介して
結合されたシリンダブロック６と、このシリンダブロッ
ク６に設けられた複数のシリンダ７内に往復動自在に配
置された複数のピストン８とを有している。ピストン８
はその頭部が後記するような球面状に形成されており、
またその後端部には凹部９が形成されている。そしてこ
の凹部９の底部には座板９ａが配置され、この座板９ａ
と上記シリンダブロック６との間にバネ１０が介設され
ており、バネＩＯによってピストン８を斜板１１側へと
付勢し得るようなされている。斜板１１は、この場合、
斜板支持体１２に装着されたベアリング１３と、このヘ
アリング１３上に装着されると共に、その表面が上記ピ
ストン８の頭部と接触するスラストプレート１４とより
成るものである。そして上記斜゛板支持体１２には円弧
状断面の凸状背部１５が形成され、この背部１５がケー
シング１の内側に設けた円弧状断面の凹部１６に摺接し
ており、図示しない調整手段によって上記斜板１１の傾
斜角度を調整し得るようなされている。

なお、１７はポンプ２からの吐出口、１８はポンプ２の
吸込口をそれぞれ示しており、図示しないが、ポンプ２
の吐出口１７から吐出された流体が、モータ３の流入口
１９からモータ３内へと流入し、モータ３を回転させた
後、モータ３の流出口２０から上記ポンプ２の吸入口１
８へと返流される回路が形成されているものとする。こ
の場合、上記モータ３は、公知の機械と同様に、斜板２
１が固定されているという点を除いては、上記ポンプ２
と略同様な構造を有するものであるため、詳しい説明は
省略する。また上記ボーンプ２においては、シリンダブ
ロック６をケーシング１の摺動面２２に対して押圧、付
勢するためのバネが省略されているが、これは上記ピス
トン８を付勢するノくネ１０のバネ力を大きなものとし
たために、省略し得た訳である。　　　　　゛ この発明の特徴的な部分は、上記ピストン８の球面状の
頭部が次のように形成されていることである。すなわち
、第２図に示すように、上記球面２３は、ピストン８が
シリンダブロック６から最も突出した状態（図において
下側の状態）においても、その曲率中心０が、上記シリ
ンダブロック６の前端部２４よりも後方に位置するよう
に形成されていることである。このことは、換言すれば
、頭部球面２３の曲率中心Ｏが、ピストン８の往復動に
際して、常にシリンダ７内に位置するということになる
。

上記の結果、斜板１１からピストン８に対して、上記球
面２３の曲率中心０の方向に力Ｆが作用し、これに起因
して横力ｆが発生しても、この横力ｆはシリンダ７内に
おいて発生するものであるため、従来のようにピストン
８を回動させるようなモーメントを生ずることはなく、
ピストン８の外周面がシリンダ７の内周面を押圧するよ
うな均一な力として作用することになる。このようにピ
ストン８とシリンダブロック６との間の力の授受を、面
同士で行うようにし、両面間に均一な押圧力が作用する
ようにしであるので、従来のようなピストン８とシリン
ダ７との側周面の損傷や、側周面とエツジ部との焼付を
防止でき、そのため損傷部からの作動流体のリークや脈
動の発生を防止し得る。

この結果、機械の効率の低下及び騒音の発生を防止でき
、機械の耐久性を向上することが可能となる。

また、第２図に示すように、シリンダブロック６と入力
軸４との結合部５を、各ピストン８の頭部球面２３の各
曲率中心Ｏを結んで形成される仮想平面Ｐ上、すなわち
各ピストン８からシリンダブロック６に対する力の作用
面上に設けであるので、斜板１１と人力軸４との間で、
力の授受を行うに際して、シリンダブロック６に対して
は、シリンダブロック６を回動させるモーメント等の、
必要外の力が作用するのを防止でき、機械の円滑な運転
が可能となる。

以上にこの発明のアキシアルピストン機械の一実施例の
説明をしたが、この発明のアキシアルピストン機械は上
記実施例に限定されるものではなく、種々変更して実施
することが可能である。例えば上記においては、主とし
てポンプを例にしてその説明を行ったが、モータにおい
ても上記と全く同様にその実施が可能である。

（発明の効果） この発明のアキシアルピストン機械においては、上記の
ようにピストン内周面とシリンダ内周面との間の力の授
受は、力の均一に分布した面同士の間で行われることに
なるため、従来のようなピストンとシリンダとの側周面
の損傷や両面間の焼付を防止できる。したがって、上記
損傷や焼付に起因するリークや脈動の発生を防止でき、
そのため機械の効率の低下及び騒音の発生を防止でき、
機械の耐久性を向上することができる。また、斜板と支
軸との間の力の授受をスムーズに行うことができるため
、機械の円滑、な運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のアキシアルピストン機械の一実施例
を示す縦断面図、第２図はその要部の説明図、第３図は
従来例の説明図である。 １・・・本体ケーシング、４・・・入力軸、５・・・結
合部、６・・・シリンダブロック、８・・・ピストン、
１１・・・斜板、２３・・・球面、２４・・・シリンダ
ブロック前端部、０・・・曲率中心、Ｐ・・・仮想平面
。 特許出願人　　　　ダイキン工業株式会社−【１Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のピストン（８）を有するシリンダブロック（
   ６）を支軸（４）に結合すると共に、この支軸（４）を
   機械本体（１）内に回転自在に支持し、ピストン（８）
   の頭部を斜板（１１）に接触させて成るアキシアルピス
   トン機械において、上記ピストン（８）の頭部を球面状
   に形成し、この球面（２３）は、その曲率中心（Ｏ）が
   、上記ピストン（８）がシリンダブロック（６）から最
   も突出した状態においても、上記シリンダブロック（６
   ）の前端部（２４）よりも後方に位置するよう形成し、
   さらに各ピストン（８）の上記曲率中心（Ｏ）を結ぶ仮
   想平面（Ｐ）上にシリンダブロック（６）と支軸（４）
   との結合部（５）を設けたことを特徴とするアキシアル
   ピストン機械。