KR101711067B1

KR101711067B1 - 액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤, 액셜 피스톤 펌프 모터의 실린더 블록 및 액셜 피스톤 펌프 모터

Info

Publication number: KR101711067B1
Application number: KR1020157004669A
Authority: KR
Inventors: 이사무 요시무라; 료 노무라; 히사오 와다; 류지 사카이
Original assignee: 가와사키 쥬코교 가부시키가이샤 (디/비/에이 가와사키 헤비 인더스트리즈, 리미티드)
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2017-02-28
Also published as: CN104781551A; JP6170330B2; WO2014171178A1; EP2988003A4; JP2014208982A; KR20150036751A; CN104781551B; US20150219215A1; EP2988003A1; EP2988003B1; US9964211B2

Abstract

피스톤(5)의 전방 가장자리측 단부가, 길이가 원통부(20) 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 1.2차로부터 2.5차 곡선의 크라우닝을 갖도록 한다. 후방 가장자리측의 단부가, 길이가 원통부(20) 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 1.2차로부터 2.5차 곡선의 크라우닝을 갖도록 한다. 실린더 블록(3)의 전방 가장자리측 단부가, 길이가 원통부(20) 길이의 8% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 12% 이상 125% 이하인 1.2차로부터 2.5차 곡선의 크라우닝을 갖도록 한다.

Description

액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤, 액셜 피스톤 펌프 모터의 실린더 블록 및 액셜 피스톤 펌프 모터{PISTON FOR AXIAL PISTON PUMP MOTOR, CYLINDER BLOCK FOR AXIAL PISTON PUMP MOTOR, AND AXIAL PISTON PUMP MOTOR}

본 발명은 건설 기계나 일반 산업 기계에서 적합하게 사용 가능한 액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤 및 실린더 블록에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 건설 기계나 일반 산업 기계에서 적합하게 사용 가능한 액셜 피스톤 펌프 모터에 관한 것이다.

사판식 피스톤 펌프 모터에 있어서는 실린더 블록의 회전에 따라 피스톤이 실린더 보어(bore) 내를 왕복할 때에 피스톤과 실린더 보어 사이의 접촉면에 상당히 높은 접촉 면압이 작용한다. 그리고, 사판식 피스톤 펌프 모터가 건설 기계용 등으로 높은 압력 하에서 사용되거나, 작동 유체가 난연성 작동유나 난연성 냉매 등으로 윤활성이 낮을 경우, 피스톤이나 실린더 보어에 눌러붙음(seizure)이 발생하는 경우가 있다.

이와 같은 배경에 있어서, 상기 눌러붙음을 억제할 수 있는 사판식 피스톤 펌프 모터로서 일본 특허 제 4828371 호 공보(특허문헌 1)에 기재된 것이 제안되어 있다. 이 사판식 피스톤 펌프 모터는 실린더 블록과, 실린더 블록의 피스톤실에 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합(삽입)되는 피스톤을 구비하고, 상기 피스톤실의 내주벽에 피스톤 삽입 단측으로부터 타단측을 향해 지름이 작아지는 테이퍼부를 형성하고 있다. 또한, 상기 테이퍼부의 경사각은 1°~10°로 설정되어 있다. 상기 특허문헌 1에는 상기 테이퍼부의 경사각을 1°~10°로 설정하고 있으므로, 피스톤과 실린더의 접촉 응력을 저감할 수 있다는 취지가 기재되어 있다.

일본 특허 제 4828371 호 공보

그러나, 상기 종래의 피스톤에서는 피스톤실 내주벽의 테이퍼각이 1°~10°로 크게 설정되어 있으므로, 피스톤이 피스톤실로부터 가장 인발된 하사점의 주변에 위치할 경우 피스톤과 실린더 블록의 부분 접촉을 피하기 어려워 실린더와 피스톤의 접촉 경사가 과도하게 커진다. 그리고, 피스톤의 전방 가장자리측 및 후방 가장자리측이나, 실린더의 전방 가장자리측에 큰 에지 로드가 발생하여 그것들의 부위에 눌러붙음이 발생한다.

그래서, 본 발명의 과제는 실린더나 피스톤에 눌러붙음이 발생하기 어려운 액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤, 액셜 피스톤 펌프 모터의 실린더 블록 및 액셜 피스톤 펌프 모터를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤으로서,

실린더 블록의 피스톤실 내주면과의 사이에 클리어런스를 갖고 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합되는 외주면을 갖는 원통부를 구비하고,

상기 외주면의 축방향의 피스톤실로부터 돌출되는 측의 돌출 단부가, 상기 외주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 돌출 단부의 전방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있는 것과,

상기 외주면 축방향의 피스톤실로 삽입되는 측의 삽입 단부가, 상기 단면에 있어서 상기 삽입 단부의 후방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있는 것 중 적어도 한쪽의 크라우닝 처리가 실시되고,

상기 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위로 되는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명자는 피스톤의 원통부 외주면의 축방향 단부가, 상기 외주면의 축방향 단면에 있어서 길이가 원통부 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리를 실시하면 원통부 단부의 눌러붙음 및 피스톤실의 눌러붙음을 억제할 수 있는 것을 발견했다.

또한, 마찬가지로 본 발명자는 피스톤의 원통부 외주면의 축방향 반대측(피스톤실로 삽입되는 측)의 단부가, 상기 단면에 있어서 길이가 원통부 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리를 실시하면 원통부의 반대측(피스톤실로 삽입되는 측) 단부의 눌러붙음 및 피스톤실의 눌러붙음을 억제할 수 있는 것도 발견했다.

본 발명자는, 이것은 크라우닝 처리를 실시한 개소의 경사각이 1° 미만으로 되고, 또한 축방향 단면에 있어서의 크라우닝 처리면의 곡선의 차수가 1.2차로부터 2.5차여서, 종래 채용되고 있던 1차 정도 차수의 경우와 비교해서 크라우닝 처리면이 현격히 완만한 곡면으로 되기 때문에 피스톤과 실린더 블록의 부분 접촉이 발생해도 과대한 에지 로드가 생성되지 않기 때문이라고 추찰하고 있다.

본 발명에 의하면, 이상과 같은 크라우닝 처리가 실시되어 있기 때문에 피스톤과 실린더 블록의 부분 접촉이 발생해도 과대한 에지 로드가 생성되지 않아 피스톤 및 실린더 블록의 눌러붙음을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은,

액셜 피스톤 펌프 모터의 실린더 블록으로서,

출력축의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 위치하는 복수의 피스톤실을 갖고, 상기 각 피스톤실이 피스톤의 원통부가 클리어런스를 갖고 진퇴 가능하게 삽입되는 내주면을 갖고,

상기 각 피스톤실 내주면의 상기 피스톤의 삽입측 단부가, 상기 내주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 피스톤이 삽입되는 측의 전방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 상기 원통부 길이의 8% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 12% 이상 125% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되고,

본 발명의 피스톤에 눌러붙음 억제 효과가 있으므로 경사 각도가 1° 미만으로 작고, 또한 완만한 크라우닝 처리를 피스톤이 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합되는 실린더 블록의 피스톤실에 실시해도 눌러붙음을 억제할 수 있는 것은 용이하게 이해할 수 있고 또한 사실이다.

본 발명에 의하면, 상기 각 피스톤실 내주면의 단부에 상기 내주면의 축방향 단면에 있어서 길이가 원통부 길이의 8% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 12% 이상 125% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리를 실시함으로써 피스톤 및 실린더 블록의 눌러붙음을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 사판식 피스톤 펌프 모터는,

하우징과,

상기 하우징에 수용됨과 아울러 출력축에 연결되고 또한 복수의 피스톤실을 갖는 실린더 블록과,

청구항 1에 기재된 액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤을 구비하고,

상기 피스톤 외주면의 축방향의 피스톤실로부터 돌출되는 측의 돌출 단부가, 상기 외주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 돌출 단부의 전방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되고,

상기 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위이며,

상기 크라우닝 처리가 실시되는 길이는 하사점에 있어서 상기 피스톤실로부터 돌출되어 있는 상기 피스톤 외주면의 길이 이상의 길이인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 단부에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이가 하사점에서 상기 피스톤실로부터 돌출되어 있는 피스톤의 외주면 길이 이상의 길이이므로 피스톤실 내주면의 축방향의 끝이 항상 피스톤 외주면의 크라우닝 처리부에 접촉하게 된다. 따라서, 피스톤실 내주면의 축방향의 끝 및 이 끝에 접촉하는 피스톤 외주면의 면압이 과대해지지 않아 실린더 블록 및 피스톤의 눌러붙음을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 사판식 피스톤 펌프 모터는,

하우징과,

상기 피스톤 외주면의 축방향의 피스톤실로 삽입되는 측의 삽입 단부가, 상기 단면에 있어서 상기 삽입 단부의 후방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있고,

상기 크라우닝이 실시되는 길이는 하사점에 있어서 상기 피스톤실로부터 돌출되어 있는 상기 피스톤 외주면 길이의 0.1배 이상 0.5배 이하의 길이인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명자는 피스톤실로 삽입되는 측의 단부에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이를 하사점에서 상기 피스톤실로부터 돌출되어 있는 피스톤 외주면 길이의 0.1배로부터 0.5배의 길이로 하면, 피스톤실로 삽입되는 측의 단부의 눌러붙음을 효율적으로 억제할 수 있는 것을 확인했다.

본 발명자는 이것은 피스톤실의 안쪽측에서는 피스톤이 부분 접촉하는 정도가 작고, 또한 크라우닝 처리부의 길이를 길게 하면 피스톤이 원활하게 진퇴하기 어려워지기 때문이라고 추찰하고 있다.

본 발명에 의하면, 피스톤실로 삽입되는 측의 단부의 눌러붙음을 효율적으로 억제할 수 있음과 아울러 피스톤의 원활한 진퇴가 방해되지 않는다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 실린더나 피스톤에 눌러붙음이 발생하기 어려운 액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤, 액셜 피스톤 펌프 모터의 실린더 블록 및 액셜 피스톤 펌프 모터를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 사판식 피스톤 펌프 모터를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 도 1에 영역 A로 나타내는 피스톤 원통부의 외주면의 전방 가장자리측(피스톤실로부터 돌출되는 측)의 단부의 형상을 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 1에 영역 B로 나타내는 피스톤 원통부의 외주면의 후방 가장자리측(피스톤실로 삽입되는 측)의 단부의 형상을 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 1에 영역 C로 나타내는 실린더 블록의 피스톤실 내주면의 전방 가장자리측(피스톤의 삽입측)의 단부의 형상을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명을 도시한 형태에 의해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 사판식 피스톤 펌프 모터를 나타내는 모식 단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 사판식 피스톤 펌프 모터는 하우징(1)과, 출력축(2)과, 실린더 블록(3)과, 커버(4)와, 복수의 피스톤(5)과, 환상의 사판(6)과, 슈(7)를 구비하고, 실린더 블록(3)은 하우징(1)에 수용되며, 커버(4)는 하우징(1)의 개구를 막고 있다.

상기 실린더 블록(3)은 출력축(2)에 동축으로 연결되어 있다. 또한, 상기 출력축(2)은 베어링(23, 24)에 의해 하우징(1)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 상기 실린더 블록(3)은 출력축(2)에 스플라인 결합되고, 출력축(2)에 출력축(2)의 둘레 방향의 상대 변위가 저지된 상태로 결합되어 있다. 상기 실린더 블록(3)은 복수의 피스톤실(10)을 갖고, 각 피스톤실(10)은 출력축(2)의 축방향으로 연장되며, 복수의 피스톤실(10)은 출력축(2)의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 위치하고 있다.

상기 사판(6)은 하우징(1)의 전방벽(13)에 고정되어 있다. 상기 사판(6)은 출력축(2)의 중심축에 수직인 평면에 대하여 경사져 있다. 상기 사판(6)은 도 1에 있어서 상방으로 갈수록 오른쪽으로 경사지도록 배치되어 있다. 상기 사판(6)의 실린더 블록(3)에 임하는 표면은 슬라이딩면(15)으로 되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 사판 고정식의 사판식 피스톤 펌프 모터에 대해서 설명하지만, 사판 경전(傾轉)식의 사판식 피스톤 펌프 모터나 사축식 피스톤 펌프 모터에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 슈를 갖는 사판 고정식의 사판식 피스톤 펌프 모터에 대해서 설명하지만, 슈를 갖지 않는 액셜 피스톤 펌프 모터에도 본 발명을 적용할 수 있다.

상기 슈(7)는 원판 형상의 슬라이딩부(18)와 원기둥 형상의 피스톤 장착부(19)를 일체로 형성해서 이루어져 있다. 상기 슬라이딩부(18)는 사판(6)의 슬라이딩면(15)에 슬라이딩 가능하게 접촉되어 있다. 또한, 상기 피스톤 장착부(19)는 구 형상의 장착 오목부를 갖고 있다.

상기 피스톤(5)은 사판(6)측의 선단부(17)가 구 형상으로 형성되고, 이 구 형상의 선단부(17)는 피스톤 장착부(19)의 구 형상의 장착 오목부에 회동 가능하게 장착되어 있다. 이 선단부(17)는 슈 장착부를 구성하고 있다. 또한, 상기 피스톤(5)은 대략 원기둥 형상의 원통부(20)와 연결부(21)를 갖고, 원통부(20)는 연결부(21)을 통해 선단부(17)에 연결되어 있다. 상기 원통부(20)의 외주면은 피스톤실(10)의 내주면에 축방향으로 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합되어 있다.

또한, 이 실시형태에서는 상기 피스톤(5)과 실린더 블록(3)의 피스톤실(10)의 클리어런스가 적절히 설정되어 있다. 이와 같이 해서, 피스톤실(10)에 대한 피스톤(5)의 경사를 억제함과 동시에 피스톤실(10)과 피스톤(5) 사이를 작동유가 유동할 수 있도록 하여 피스톤(5)과 피스톤실(10)의 슬라이딩면의 윤활성이 높아지도록 하고 있다.

상기 각 슈(7)는 도시하지 않은 환상의 누름판에 장착된다. 또한, 실린더 블록(3)의 내주부에는 하우징(1)의 전방벽(13)측으로 돌출되고 판스프링 지지부로서 기능하는 리테이너(40)가 형성되어 있다. 이 리테이너(40)와 상기 누름판 사이에는 도시하지 않은 환상의 판스프링이 개재되어 있다.

도 2는 도 1에 영역 A로 나타내는 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면의 전방 가장자리측[슈(7)측]의 단부의 형상을 나타내는 도면이고, 원통부(20)의 축방향의 부분 확대 모식 단면도이다.

또한, 도 2에 있어서는 이해하기 쉽도록 원통부(20) 외주면의 전방 가장자리측 단부의 형상을 과장해서 그리고 있다. 또한, 도 2에 있어서 점선은 원통부(20)에 있어서 크라우닝 처리가 실시되기 전의 원통 외주면을 나타내고, 굵은선은 크라우닝 처리가 실시되는 범위를 나타내고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면의 전방 가장자리측[피스톤실(10)로부터 돌출되는 측]의 단부는, 그 외주면의 축방향의 단면에 있어서 전방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 b1[㎜]이고 또한 높이가 a1[㎛]인 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 크라우닝 처리부는 축방향의 슈(7)측으로 갈수록 피스톤(5)의 중심축에 가까워지도록 만곡되어 있다. 상기 b1은 L11[㎜]≤b1≤L12[㎜] 범위 내의 길이로 되어 있고, a1은 H11[㎛]≤a1≤H12[㎛] 범위 내의 높이로 되어 있다. 여기서, L11은 피스톤(5)의 원통부(20) 길이의 10%이며, L12은 피스톤(5)의 원통부(20) 길이의 80%이다. 또한, 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면과 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 클리어런스를 기준으로 해서 H11은 클리어런스의 10%이며, H12은 클리어런스의 160%이다. 또한, 이 클리어런스는 직경 클리어런스를 의미하고 있다. 즉, 반경 클리어런스를 기준으로 하면 H11은 반경 클리어런스의 20%이며, H12는 반경 클리어런스의 320%이다.

상기 피스톤(5) 외주면의 전방 가장자리측 단부의 크라우닝 처리부의 길이 b1[㎜]은 하사점[피스톤(5)이 피스톤실(10)로부터 가장 돌출되는 점]에 있어서 피스톤실(10)로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면의 길이 이상의 길이로 되어 있다.

도 3은 도 1에 영역 B로 나타내는 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면의 후방 가장자리측[슈(7)측과는 반대측]의 단부의 형상을 나타내는 도면이고, 원통부(20)의 축방향의 부분 확대 모식 단면도이다.

또한, 도 3에 있어서는 이해하기 쉽도록 원통부(20) 외주면의 후방 가장자리측 단부의 형상을 과장해서 그리고 있다. 또한, 도 3에 있어서 점선은 원통부(20)에 있어서 크라우닝 처리가 실시되기 전의 원통 외주면을 나타내고, 굵은선은 크라우닝 처리가 실시되는 범위를 나타내고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면의 후방 가장자리측[피스톤실(10)로 삽입되는 측]의 단부는, 그 외주면의 축방향의 단면에 있어서 후방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 b2[㎜]이고 또한 높이가 a2[㎛]인 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 이 크라우닝 처리부의 곡선은 축방향의 슈(7)측과는 반대측으로 갈수록 피스톤(5)의 중심축에 가까워지도록 만곡되어 있다. 상기 b2는 L21[㎜]≤b2≤L22[㎜] 범위 내의 길이로 되어 있고, a2는 H21[㎛]≤a2≤H22[㎛] 범위 내의 높이로 되어 있다. 여기서, L21은 피스톤(5)의 원통부(20) 길이의 10%이며, L22은 피스톤(5)의 원통부(20) 길이의 60%이다. 또한, 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면과 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 클리어런스를 기준으로 해서 H21은 클리어런스의 10%이며, H22는 클리어런스의 160%이다. 또한, 이 클리어런스는 직경 클리어런스를 의미하고 있다. 즉, 반경 클리어런스를 기준으로 하면 H11은 반경 클리어런스의 20%이며, H12는 반경 클리어런스의 320%이다.

상기 피스톤(5) 외주면의 후방 가장자리측 단부의 크라우닝의 길이 b2[㎜]는 하사점에 있어서 피스톤실(10)로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면 길이의 0.1배 이상 0. 5배 이하의 길이로 되어 있다.

도 4는 도 1에 영역 C로 나타내는 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 전방 가장자리측[슈(7)측]의 단부의 형상을 나타내는 도면이고, 피스톤실(10)의 축방향의 부분 확대 모식 단면도이다.

또한, 도 4에 있어서는 이해하기 쉽도록 피스톤실(10) 내주면의 전방 가장자리측 단부의 형상을 과장해서 그리고 있다. 또한, 도 4에 있어서 점선은 피스톤실(10)에 있어서 크라우닝 처리가 실시되기 전의 원통 내주면을 나타내고, 굵은선은 크라우닝 처리가 실시되는 범위를 나타내고 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 전방 가장자리측[피스톤(5)이 삽입되는 측]의 단부는, 그 내주면의 축방향의 단면에 있어서 전방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 b3[㎜]이고 또한 높이가 a3[㎛]인 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 크라우닝 처리부의 곡선은 축방향의 슈(7)측으로 갈수록 피스톤실(10)의 중심축으로부터 멀어지도록 만곡되어 있다. 상기 b3은 L31[㎜]≤b3≤L32[㎜] 범위 내의 길이로 되어 있고, a3은 H31[㎛]≤a3≤H32[㎛] 범위 내의 길이로 되어 있다. 여기서, L31은 피스톤(5)의 원통부(20) 길이의 8%이며, L32는 피스톤(5)의 원통부(20) 길이의 60%이다. 또한, 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면과 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 클리어런스를 기준으로 해서 H31은 클리어런스의 12%이며, H32는 클리어런스의 125%이다. 또한, 이 클리어런스는 직경 클리어런스를 의미하고 있다. 즉, 반경 클리어런스를 기준으로 하면 H11은 반경 클리어런스의 24%이며, H12는 반경 클리어런스의 250%이다.

상기 구성에 있어서, 이 사판식 피스톤 펌프 모터는 다음과 같이 동작하도록 되어 있다.

즉, 커버(4)에 형성되는 작동유 공급구(43)로부터 작동유를 공급하면, 밸브판(33)의 공급 구멍(34)을 통해 도 1의 지면에 대하여 앞쪽에 배치되는 실린더 블록(3)의 각 피스톤실(10)에 작동유가 공급되도록 되어 있다. 그러면, 피스톤(5)은 신장되어 슈(7)를 사판(6)측으로 압박한다. 상기 사판(6)은 도 1에 나타내는 바와 같이 하방을 향함에 따라 왼쪽으로 되도록 경사지게 배치되므로, 피스톤(5)에 의해 사판(6)에 압박되는 슈(7)에는 하방으로 힘이 작용한다. 따라서, 도 1에 있어서 앞쪽에 배치되는 피스톤(5)이 신장되면서 하방으로 변위하므로 실린더 블록(3) 및 실린더 블록(3)에 연결되는 출력축(2)이 도 1의 좌방으로부터 보았을 때 시계 방향으로 회전 구동하도록 되어 있다. 또한, 도 1의 지면에 대하여 안쪽에 배치되는 각 피스톤(5)은 실린더 블록(3)의 회전과 함께 상방으로 이동하면서 사판(6)으로부터의 힘을 받아서 축퇴한다. 그러면, 상기 피스톤실(10) 내의 작동유가 밸브판(33)의 배출 구멍 및 커버(4)의 작동유 배출구(44)로부터 외부로 배출된다. 이와 같이 해서 출력축(2)을 회전 구동하도록 되어 있다.

또한, 이 사판식 피스톤 펌프 모터는 출력축의 회전력에 의해 상술한 동작의 역동작을 행할 수 있어서 출력축의 회전력을 작동유의 흐름으로 변경할 수 있다. 이것으로부터, 이 사판식 피스톤 펌프 모터는 피스톤실(10) 내에 작동유를 흡입하고 피스톤실(10) 내로부터 토출하거나 또는 피스톤실(10) 내에 작동유를 공급하고 피스톤실(10) 내로부터 배출하는 일련의 동작을 행할 수 있어 펌프나 모터로서 동작시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 공급 구멍(34)으로부터 실린더 블록(3)의 피스톤실(10)에 공급되는 작동유는 피스톤(5) 및 슈(7)에 형성되는 기름 구멍을 통해 슈(7)와 사판(6)의 슬라이딩면 사이에 공급되어 윤활제로서 기능한다. 이것으로부터, 슈(7)가 사판(6)의 슬라이딩면(15) 상을 부드럽게 슬라이딩할 수 있다.

본 발명자는 시험에 의해 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면의 축방향의 슈 장착부측 단부[피스톤실(10)로부터 돌출되는 측의 돌출 단부]가, 원통부(20) 외주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 슈 장착부측의 전방 가장자리(돌출 단부의 전방 가장자리)를 기준으로 해서 길이가 원통부(20) 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리를 실시하면, 상기 원통부의 돌출 단부의 눌러붙음 및 피스톤실(10)의 눌러붙음을 억제할 수 있는 것을 발견했다. 또한, 클리어런스란 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면과 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 클리어런스이며 직경 클리어런스를 의미하고 있다.

또한 마찬가지로, 본 발명자는 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면의 축방향의 슈 장착부측과는 반대측의 단부[피스톤실(10)로 삽입되는 측의 삽입 단부]가, 원통부(20) 외주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 슈 장착부측과는 반대측의 후방 가장자리(삽입 단부의 후방 가장자리)를 기준으로 해서 길이가 원통부(20) 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리를 실시하면, 원통부의 삽입 단부의 눌러붙음 및 피스톤실의 눌러붙음을 억제할 수 있는 것도 발견했다. 또한, 클리어런스란 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면과 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 클리어런스이며 직경 클리어런스를 의미하고 있다.

본 발명자는, 이것은 크라우닝의 경사각이 1° 미만으로 되어 작아짐과 아울러 축방향 단면에 있어서의 크라우닝 처리면의 곡선의 차수가 1.2차로부터 2.5차여서, 종래 채용되고 있던 1차 정도의 차수의 경우와 비교해서 크라우닝 처리면이 완만한 곡면으로 되기 때문에, 피스톤(5)과 실린더 블록(3)의 부분 접촉이 발생해도 과대한 에지 로드가 생성되지 않기 때문이라고 추찰하고 있다. 또한, 크라우닝의 경사각이 0° 이상 0.5° 이하일 경우에는 더욱 그 효과가 현저하다.

또한, 상기 크라우닝을 갖는 피스톤(5)에 눌러붙음 억제 효과가 있으므로 크라우닝의 경사각이 1°미만으로 되고, 또한 완만한 크라우닝 처리를 피스톤(5)이 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합(삽입)되는 실린더 블록(3)의 피스톤실(10)에 실시해도 눌러붙음을 억제할 수 있는 것은 용이하게 이해할 수 있고, 또한 사실이다. 또한, 이 경우도 마찬가지로, 크라우닝의 경사각이 0° 이상 0.5° 이하일 경우에는 더욱 그 효과가 현저하다.

실제로, 본 발명자는 시험에 의해 각 피스톤실(10) 내주면의 피스톤(5)의 삽입측 단부가, 피스톤실(10) 내주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 피스톤(5)이 삽입되는 측의 전방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 상기 원통부 길이의 8% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 12% 이상 125% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리를 실시하면 눌러붙음을 억제할 수 있는 것을 발견했다. 또한, 클리어런스란 피스톤(5)의 원통부(20) 외주면과 실린더 블록(3)의 피스톤실(10) 내주면의 클리어런스이며 직경 클리어런스를 의미하고 있다.

또한, 본 발명자는 피스톤(5)의 슈 장착부측과는 반대측의 단부[피스톤실(10)로 삽입되는 측의 삽입 단부]에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이를 하사점에 있어서 피스톤실로부터 돌출되어 있는 피스톤 외주면 길이의 0.1배 이상 0.5배이하의 길이로 하면, 피스톤(5)의 후방 가장자리측 단부 및 피스톤실(10)의 슈 장착부측과는 반대측 단부[피스톤실(10)의 안쪽]의 눌러붙음을 효율적으로 억제할 수 있는 것을 확인했다.

본 발명자는, 이것은 피스톤실(10)의 슈 장착부측과는 반대측 단부는 피스톤실(10)의 안쪽에 위치하기 때문에 피스톤(5)이 부분 접촉하는 정도가 작고, 또한 크라우닝 처리부의 길이를 길게 하면 피스톤(5)이 원활하게 진퇴하기 어려워지기 때문이라고 추찰하고 있다.

상기 실시형태에 의하면, 상기 원통부(20) 외주면의 축방향의 슈 장착부측 단부[피스톤실(10)로부터 돌출되는 측의 돌출 단부]가, 원통부(20) 외주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 슈 장착부측의 전방 가장자리(돌출 단부의 전방 가장자리)를 기준으로 해서 길이가 원통부(20) 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리가 실시되어, 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0°이상 1°미만의 범위로 되므로, 피스톤(5)의 전방 가장자리측 단부 및 실린더 블록(3)의 눌러붙음을 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 의하면 상기 원통부(20) 외주면의 축방향의 슈 장착부측과는 반대측의 단부[피스톤실(10)로 삽입되는 측의 삽입 단부]가, 원통부(20) 외주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 슈 장착부측과는 반대측의 후방 가장자리(삽입 단부의 후방 가장자리)를 기준으로 해서 길이가 원통부(20) 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리를 실시하여, 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위로 되므로, 피스톤(5)의 후방 가장자리측 단부 및 실린더 블록(3)의 눌러붙음을 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 의하면 상기 각 피스톤실(10) 내주면의 피스톤(5)의 삽입측 단부가, 피스톤실(10) 내주면의 축방향의 단면에 있어서 상기 피스톤(5)이 삽입되는 측의 전방 가장자리를 기준으로 해서 길이가 원통부(20) 길이의 8% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 클리어런스의 12% 이상 125% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되는 크라우닝 처리가 실시되어, 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위로 되므로, 피스톤(5) 및 피스톤실(10)의 전방 가장자리측 단부의 눌러붙음을 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 의하면 피스톤(5)의 슈 장착부측 단부[피스톤실(10)로부터 돌출되는 측의 돌출 단부]에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이가 하사점에 있어서 피스톤실(10)로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면의 길이 이상의 길이이므로, 피스톤실(10) 내주면의 축방향의 슈측 단부가 항상 피스톤(5) 외주면의 크라우닝 처리부가 존재하는 부분에 접촉하게 된다. 따라서, 피스톤실(10) 내주면의 축방향의 슈(7)측 끝 및 이 끝에 접촉하는 피스톤(5) 외주면의 면압이 과대해지지 않아 실린더 블록(3) 및 피스톤(5)의 눌러붙음을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 의하면 피스톤(5)의 슈 장착부측과는 반대측의 단부[피스톤실(10)로 삽입되는 측의 삽입 단부]에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이를 하사점에 있어서의 피스톤실(10)로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면 길이의 0.1배로부터 0.5배의 길이로 하고 있으므로, 피스톤(5)의 후방측 단부의 눌러붙음과 피스톤실(10)의 슈 장착부측과는 반대측 단부의 눌러붙음을 효율적으로 억제할 수 있음과 아울러 피스톤(5)의 원활한 진퇴가 방해되지 않는다.

또한, 상기 실시형태에서는 피스톤(5)의 슈 장착부측 단부[피스톤(5)으로부터 돌출되는 측의 돌출 단부]에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이가 하사점에 있어서의 피스톤실(10)로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면의 길이 이상으로 되어 있었다. 그러나, 본 발명에서는 피스톤의 슈 장착부측 단부에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이가 하사점에 있어서의 피스톤실로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면의 길이보다 짧아도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 피스톤(5) 원통부(20)의 슈 장착부측과는 반대측의 단부[피스톤실(10)로 삽입되는 측의 삽입 단부]에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이가 하사점에 있어서 피스톤실(10)로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면의 0.1배 이상 0.5배 이하의 길이로 되어 있었다. 그러나, 본 발명에서는 피스톤(5) 원통부의 슈 장착부측과는 반대측의 단부에 존재하는 크라우닝 처리부의 길이는 하사점에서 피스톤실로부터 돌출되어 있는 피스톤(5) 외주면의 0.1배보다 짧은 길이라도 좋고, 또한 0.5배보다 긴 길이라도 좋다.

또한, 상기 실시형태에 사용되는 피스톤(5)의 치수로서는 직경이 10㎜~50㎜, 축방향 길이가 20㎜~130㎜의 범위이며, 상기 실시형태에 사용되는 실린더 블록의 피스톤실(10)(실린더)의 치수로서는 직경이 10㎜~50㎜, 축방향 길이가 30㎜~150㎜의 범위이다.

또한, 상기 실시형태에서는 피스톤(5)의 전방 가장자리측 단부[피스톤(5)으로부터 돌출되는 측의 돌출 단부]와, 피스톤(5)의 후방 가장자리측 단부[피스톤실(10)로 삽입되는 측의 삽입 단부]와, 각 피스톤실(10)의 전방 가장자리측[피스톤이 삽입되는 측]의 단부에 각 단부마다 결정된 소정의 크라우닝 처리가 실시되어 있다. 그러나, 본 발명에서는 피스톤의 전방 가장자리측 단부, 피스톤의 후방 가장자리측 단부 및 각 피스톤실의 전방 가장자리측 단부 중 하나 이상의 단부에 각 단부마다 결정된 소정의 크라우닝 처리를 실시해도 좋다.

따라서, 예를 들면 피스톤의 전방 가장자리측 단부에만 소정의 크라우닝 처리를 실시해도 좋고, 피스톤의 후방 가장자리측 단부에만 소정의 크라우닝 처리를 실시해도 좋으며, 또는 각 피스톤실의 전방 가장자리측 단부에만 소정의 크라우닝 처리를 실시해도 좋다. 또한, 피스톤의 전방 가장자리측 단부, 피스톤의 후방 가장자리측 단부 및 각 피스톤실의 전방 가장자리측 단부로부터 선택적으로 선택된 두개의 단부에만 각 단부마다 결정된 소정의 크라우닝 처리를 실시해도 좋다.

2 : 출력축 3 : 실린더 블록
5 : 피스톤 6 : 사판
7 : 슈 10 : 피스톤실
17 : 피스톤의 선단부 19 : 슈의 피스톤 장착부
20 : 피스톤의 원통부 21 : 피스톤의 연결부

Claims

액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤으로서,
실린더 블록의 피스톤실의 내주면과의 사이에 클리어런스를 갖고 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합되는 외주면을 갖는 원통부를 구비하고,
상기 외주면의 축방향의 피스톤실로부터 돌출되는 측의 돌출 단부가, 상기 외주면의 축방향의 단면에 있어서, 상기 돌출 단부의 전방 가장자리를 기준으로 해서, 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있는 것과,
상기 외주면의 축방향의 피스톤실로 삽입되는 측의 삽입 단부가, 상기 단면에 있어서, 상기 삽입 단부의 후방 가장자리를 기준으로 해서, 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있는 것 중 적어도 한쪽의 크라우닝 처리가 실시되고,
상기 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위로 되는 것을 특징으로 하는 액셜 피스톤 펌프 모터의 피스톤.
액셜 피스톤 펌프 모터의 실린더 블록으로서,
출력축의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 위치하는 복수의 피스톤실을 갖고, 상기 각 피스톤실은 피스톤의 원통부가 클리어런스를 갖고 진퇴 가능하게 삽입되는 내주면을 갖고,
상기 각 피스톤실의 내주면의 상기 피스톤의 삽입측 단부가, 상기 내주면의 축방향의 단면에 있어서, 상기 피스톤이 삽입되는 측의 전방 가장자리를 기준으로 해서, 길이가 상기 원통부 길이의 8% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 12% 이상 125% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되고,
상기 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위로 되는 것을 특징으로 하는 액셜 피스톤 펌프 모터의 실린더 블록.
하우징과,
상기 하우징에 수용됨과 아울러, 출력축에 연결되고, 또한 복수의 피스톤실을 갖는 실린더 블록과,
상기 실린더 블록의 피스톤실의 내주면과의 사이에 클리어런스를 갖고 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합되는 외주면을 갖는 원통부를 구비하는 피스톤을 구비하고,
상기 피스톤의 외주면의 축방향의 피스톤실로부터 돌출되는 측의 돌출 단부가, 상기 외주면의 축방향의 단면에 있어서, 상기 돌출 단부의 전방 가장자리를 기준으로 해서, 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 80% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되고,
상기 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위이며,
상기 크라우닝 처리가 실시되는 길이는 하사점에 있어서 상기 피스톤실로부터 돌출되어 있는 상기 피스톤의 외주면의 길이 이상의 길이인 것을 특징으로 하는 액셜 피스톤 펌프 모터.
하우징과,
상기 하우징에 수용됨과 아울러, 출력축에 연결되고, 또한 복수의 피스톤실을 갖는 실린더 블록과,
상기 실린더 블록의 피스톤실의 내주면과의 사이에 클리어런스를 갖고 진퇴 가능하게 슬라이딩 결합되는 외주면을 갖는 원통부를 구비하는 피스톤을 구비하고,
상기 피스톤의 외주면의 축방향의 피스톤실로 삽입되는 측의 삽입 단부가, 상기 단면에 있어서, 상기 삽입 단부의 후방 가장자리를 기준으로 해서, 길이가 상기 원통부 길이의 10% 이상 60% 이하이고 또한 높이가 상기 클리어런스의 10% 이상 160% 이하인 범위 내에서, 1.2차로부터 2.5차의 곡선으로 되도록 크라우닝 처리가 실시되어 있고,
상기 크라우닝 처리가 실시되는 단부의 경사각이 0° 이상 1° 미만의 범위이며,
상기 크라우닝이 실시되는 길이는 하사점에 있어서 상기 피스톤실로부터 돌출되어 있는 상기 피스톤의 외주면의 길이의 0.1배 이상 0.5배 이하의 길이인 것을 특징으로 하는 액셜 피스톤 펌프 모터.