JPS6210476Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は斜板型回転流体機械、ことにシリンダ
バレル回転式の斜板形油圧ピストン、ポンプ、モ
ータ、コンプレツサなどの低圧、低斜板傾転角、
高速回転の使用条件下での耐久性向上に関する。

第１図から第３図までは斜板型回転流体機械の
従来例の概略を示す図である。

第１図は、ピストンとピストンシユーを含めた
ピストンの軸線上の重心位置が常にブシユの摺動
面内に位置する例を示している。

第２図と第３図では、斜板の傾転角が零の時に
ピストンとピストンシユーを含めたピストンの軸
線上の重心位置がそれぞれブシユの摺動面内と、
摺動面外にある例を示している。

主軸１のまわりに一体的に固着されたシリンダ
バレル２と、同シリンダバレル２内の同一円周上
で軸方向に穿たれた複数個のブシユ穴３ａと、同
ブシユ穴３ａに一側から嵌着されたシリンダまた
はブシユ３と、同ブシユ３内に摺動自在に一側を
挿通されたピストン４と、同ピストン４の他側の
球部に回動自在に係着されたピストンシユー５
と、同ピストンシユー５が斜板７と接触摺動自在
にピストンシユー５を斜板７に装着したシユーリ
テーナ６と、一側に上記斜板７を傾転可能に装着
されたケーシング１１と、同ケーシング１１の他
側およびシリンダバレル２のブシユ穴３ａの他側
と周期的に連通するバルブ８がポートプレート９
を介してヘツド１０に一体的に固着されている。

第１図から第３図に示す如く、従来例では、上
記ピストン４の球部にピストンシユー５を係着さ
れたピストン４の軸線上の重心位置ａ，ｂが、上
記斜板７の傾転角が零の時に、ピストン４と摺動
するブシユ３の摺動面終端ロと合致していないこ
とが従来例の特徴である。

以下従来例の作用および欠点について説明す
る。

シリンダバレル２回転式の斜板形ポンプで、ピ
ストン４の直径がほぼ20mm以上のものでは、油圧
は最高350Kg／cm²、回転数は最高4000rpm、斜板
７の傾転角は最高20゜のものが使用されている。
しかし最近の油圧ポンプは多様化とともに、自動
制御化の傾向にあり、低圧（５〜10Kg／cm²）、低
傾転角（１〜６゜）（斜板７の軸線と、主軸１の
軸線との交差角を斜板７の傾転角という。）、高回
転数（2000〜4000rpm）などの条件で使用される
ケースが多い。

上記の条件下では、ピストン４のサイドフオー
スは、ほとんど遠心力で与えられるので、ピスト
ン４とブシユ３との摺動は、同ブシユ３のほぼ同
じ円周位置で微小往復動する。そのため上記摺動
面部の油膜の形成が十分できず、微動摩耗、すな
わちフレツテイング（Fretting）を生ずる。

従来の油圧ピストンポンプは斜板７の傾転角が
零すなわち、中立位置の時球部にピストンシユー
５が係着されたピストン４の軸線上の重心位置
ａ，ｂが、第２図に示すようにシリンダバレル２
内のブシユ３の摺動面内に位置する場合と、第３
図に示すように、シリンダバレル２内のブシユ３
の摺動面外に位置する場合とがある。上記重心位
置ａ，ｂは低傾転角の全ストロークを通してそれ
ぞれブシユ３摺動面の内外にある。

前者の場合には、第２図の摺動部イに、また、
後者の場合には第３図の摺動部イにいずれも潤滑
油が入りにくいためフレツテイングを生じやすい
という欠点があつた。

以上のように、低圧、低傾転角、高回転数で使
用する場合、従来のピストン４ではフレツテイン
グが生じやすく、この状態が続くとピストン４と
ブシユ３との間の摺動面が焼付いて、ポンプの主
要部の重大な破損に至るという重大な欠点があつ
たのである。

本考案の目的は低圧（〜10Kg／cm²以下）、低傾
転角（〜６゜以下）、高回転数（〜2000rpm以
上）の条件下でのフレツテイングの発生を防止
し、ピストンの焼付きをなくすることが出来る斜
板型回転流体機械を提供することにある。

上記ピストンの作動条件下で、フレツテイング
が生じないようにするためには、(i)摺動部分の接
触位置がお互いに常に変わりやすいようにするこ
と、(ii)摺動面間にできるだけ油が入りやすいよう
に、ウエツジ（Wedge）やスクイズ（Squeeze）
の効果が生ずるような運動をさせることが重要で
ある。これら(i)と(ii)とを達成させるために、本考
案では、シリンダの内面外端部を実質的に丸くか
ど取りしたものとし、ピストンシユーを係着され
たピストンの軸方向の重心位置を、斜板の傾転角
が零の時に、かど取りの始まるシリンダの内面外
端位置すなわちシリンダの摺動面終端に合致する
ごとく配設したことを特徴とする。

以下本考案を添付図面第４図以下に例示したそ
の好適な実施例について詳述する。

第４図から第６図は、本考案の実施例の主要部
を示す縦断側面図である。第４図は斜板の傾転角
が零すなわちピストンがストローク中央に位置
し、第５図はピストンが上死点に、第６図はピス
トンが下死点に位置する状況を示している。

従来例を示す第１図から第３図の符号と、本考
案の実施例を示す第４図から第６図の符号が同一
なものは、ほぼ同一の構造であり、説明を省略す
る。

本考案が従来例と異なる点は、ピストンシユー
シリンダすなわちブシユ３の内面外端部を実質的
に丸くかど取りしたものとし、ピストンシユー５
を球部に回動自在に係着されたピストン４の軸線
上の重心位置ｃを、斜板７の傾転角が零の時に、
前記かど取りの始まるブシユの内面外端位置すな
わちピストン４と摺動するシリンダの摺動面終端
ハに合致するように配設したことである。

低圧、低傾転角、高回転数の作動条件下では、
ピストン４には、ほぼ遠心力の方向すなわち、主
軸１の軸線から半径方向にサイドフオースが作用
するため、ピストン４とブシユ３との摺動はブシ
ユ３の円周方向のほぼ一定の個所で微小往復を繰
返す。したがつて、フレツテイングが生じやすい
雰囲気となるが、本考案では、第４図のように、
斜板７の傾転角が零である中立位置のとき、すな
わち、ピストン４がストローク中央にあるときに
はピストンシユー５を球部に係着されたピストン
４の軸線上の重心位置ｃが、ピストン４と摺動す
るブシユ３の摺動面終端ハと合致する。

また、ピストン４が上死点にあるときには、第
５図に示すごとく、遠心力によりピストン４がブ
シユ３に対して傾いたりして動くことになり、摺
動面終端ハから外方の丸味を帯びた部分へと両者
の接触点が常に変化する。したがつて前述の要件
(i)を満たすことになる。一方、ピストン４が下死
点にある時には、第６図に示すごとくピストン４
とブシユ３とは線接触し摺動する。この状態は従
来と変らないが、この時本考案では前述の要件(ii)
のスクイズ効果が生じる。ことに第５図の状態か
ら第４図および第６図の状態へとピストン４の軸
心のブシユ３の軸心に対する傾きが変わるときス
クイズ効果が大となるのである。

このように、本考案のピストン４では、斜板７
が１回転する間に、ピストンの軸方向の接触点が
変わる。また、第５図、第６図のようなピストン
４の軸心とブシユ３の軸心との傾きの変化により
摺動面へのスクイズ効果による油膜の形成や、潤
滑油の侵入などが期待できる。したがつて、ピス
トン４とブシユ３間にフレツテイングが生じがた
く、ピストン４の焼付きも防止できるのである。

なお、ここでピストン４の作動条件を限定した
理由は、高圧、高傾転角、高回転域では、ピスト
ン４のサイドフオースの方向が１回転する間に大
きく変わりピストン４とブシユ３の間に潤滑油が
入りやすくなるので、一般にフレツテイングは起
りにくく、焼付きは問題とならないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図はピストンの軸線上の重心位置が常にブ
シユの摺動面内に位置する従来の斜板型回転流体
機械の一部破断側面図、第２図は斜板の傾転角が
零のときピストンの軸線上の重心位置がブシユの
摺動面内に来る従来例の要部の断面図、第３図は
斜板の傾転角が零のときピストンの軸線上の重心
位置がブシユの摺動面外に来る従来例の第２図と
同様な図、第４図ないし第６図は本考案の実施例
の要部の第２図と同様な図であつて、それぞれ異
なつた作動状態を示す図である。 １……主軸、２……シリンダバレル、３……ブ
シユ、３ａ……ブシユ穴、４……ピストン、５…
…ピストンシユー、６……シユーリテーナ、７…
…斜板、８……バルブ、９……ポートプレート、
１０……ヘツド、１１……ケーシング、イ……摺
動部、ロ，ハ……摺動面終端、ａ，ｂ，ｃ……重
心位置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸芯回りに回転するシリンダバレルに穿たれた
   軸方向に延びるシリンダ内に内端が挿入されたピ
   ストンの外端に係着されたピストンシユーが斜板
   に摺接するようにした斜板型回転流体機械におい
   て、上記シリンダの内面外端部を実質的に丸くか
   ど取りしたものとし、上記ピストンシユー５を係
   着された上記ピストン４の軸方向の重心位置ｃ
   を、上記斜板７の傾転角が零の時に、上記かど取
   りの始まるシリンダの内面外端位置すなわち上記
   シリンダの摺動面終端ハに合致するごとく配設し
   たことを特徴とする斜板型回転流体機械。