(57)【要約】      （修正有）【課題】油圧ポンプ・モータのデッドボリュームを小さくすることにより、容積効率の悪化を抑制する。【解決手段】ピストン３は、内部空間３２を有するピストン本体３０と、内部空間３２に配置される挿入部２２及びピストン本体３０の先端面３１から突出する突出部２１を有する先端部材２０と、を備える。突出部２１の表面は、ピストン本体３０の中心軸と平行な軸方向において、先端面３１から離れるほど中心軸に近付くように傾斜しており、ピストン３が上死点に配置されたときに円錐状のシリンダ形状との間のデッドボリュームが小さくなる。【選択図】図２
2020084775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有するピストン本体と、
前記内部空間に配置される挿入部及び前記ピストン本体の先端面から突出する突出部を有する先端部材と、
を備えるピストン。
【請求項２】
前記突出部の表面は、前記ピストン本体の中心軸と平行な軸方向において、前記先端面から離れるほど前記中心軸に近付くように傾斜する、
請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記突出部の表面は、前記ピストン本体の中心軸の放射方向において、前記ピストン本体の外周面よりも内側に配置される、
請求項１に記載のピストン。
【請求項４】
前記先端面は、前記内部空間に接続される前記ピストン本体の開口の周囲に配置され、
前記先端部材は、前記先端面に対向する対向面を有する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項５】
前記先端面と前記対向面の少なくとも一部との間及び前記内部空間の内面と前記挿入部の外面の少なくとも一部との間に油路が設けられる、
請求項４に記載のピストン。
【請求項６】
前記先端部材の密度は、前記ピストン本体の密度よりも小さい又は前記ピストン本体の密度と等しい、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項７】
前記内部空間に配置され、前記挿入部に接続される接続部材を備え、
前記挿入部は、前記接続部材の周囲に配置され前記接続部材との接触により前記ピストン本体の中心軸の放射方向外側に変形する変形部を有する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項８】
前記接続部材の外面の少なくとも一部は、前記ピストン本体の中心軸と平行な軸方向において前記先端面に近付くほど前記中心軸に近付くように傾斜する、
請求項７に記載のピストン。
【請求項９】
前記先端部材は、前記ピストン本体の中心軸と平行な貫通孔を有し、
前記接続部材は、ねじ溝が形成されたねじ孔を有し、
前記貫通孔に配置される軸部及び前記ねじ溝に結合されるねじ山が形成された先端部を有するボルトを備える、
請求項７又は請求項８に記載のピストン。
【請求項１０】
前記接続部材の密度は、前記ピストン本体の密度よりも小さい又は前記ピストン本体の密度と等しい、
請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のピストンが配置されるシリンダを有するシリンダブロックと、
前記ピストンの基端部に設けられるピストンシューと、
前記ピストンシューを支持する斜板と、
を備える油圧ポンプ・モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン及び油圧ポンプ・モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変容量型の油圧ポンプ・モータは、複数のシリンダを有するシリンダブロックと、複数のシリンダのそれぞれに配置される複数のピストンと、ピストンシューを介してピストンを支持する斜板とを備える。シリンダブロックが回転することにより、ピストンシューが斜板と摺動しながら、ピストン及びピストンシューは旋回する。ピストンシューが斜板と摺動しながらピストン及びピストンシューが旋回することにより、ピストンは、シリンダを往復する。ピストンが往復することにより、ピストンとシリンダとの間に規定される行程容積が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５２６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ピストンを軽量化することにより、ピストンを高速に旋回及び往復させることができる。一方、ピストンの軽量化のために、ピストンの内部に中空部を設けてしまうと、油圧ポンプ・モータにおいてデッドボリュームが大きくなってしまう。また、シリンダの加工において、シリンダの上死点側の形状を円錐状にすることにより、加工性の容易化が図られる。一方、シリンダの上死点側の形状を円錐状にすると、デッドボリュームが大きくなってしまう。デッドボリュームとは、ピストンがシリンダに最も進入した位置を示す上死点に配置されたときのシリンダとピストンとの間に規定される空間をいう。デッドボリュームは、行程容積の変化に寄与しない空間である。デッドボリュームが大きいと、デッドボリュームを圧縮するために余分な仕事が必要となる。そのため、デッドボリュームが大きいと、油圧ポンプ・モータの効率が悪化する。
【０００５】
本発明の態様は、油圧ポンプ・モータのデッドボリュームを小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様に従えば、内部空間を有するピストン本体と、前記内部空間に配置される挿入部及び前記ピストン本体の先端面から突出する突出部を有する先端部材と、を備えるピストンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る油圧ポンプ・モータの一例を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るピストンの一例を示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る先端部材を示す斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る接続部材を示す斜視図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るピストンの一例を示す断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る先端部材の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【０００９】
［第１実施形態］
＜油圧ポンプ・モータ＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る油圧ポンプ・モータ１の一例を示す図である。本実施形態においては、油圧ポンプ・モータ１が油圧ポンプとして作動することとする。以下の説明においては、油圧ポンプ・モータ１を適宜、油圧ポンプ１、と称する。
【００１０】
図１に示すように、油圧ポンプ１は、ハウジング１Ｈと、ドライブシャフト２と、ドライブシャフト２の周囲に配置され、複数のシリンダ６Ｓを有するシリンダブロック６と、複数のシリンダ６Ｓのそれぞれに配置される複数のピストン３と、ピストン３の基端部に設けられるピストンシュー４と、ピストンシュー４を支持する斜板５と、シリンダブロック６に対向するバルブプレート７とを備える。
【００１１】
ドライブシャフト２は、回転軸ＲＸを中心に回転する。ドライブシャフト２は、ベアリング１６により回転可能に支持される。ドライブシャフト２は、エンジンのような動力源が発生する動力により回転する。
【００１２】
シリンダブロック６は、ドライブシャフト２の周囲に配置される。シリンダブロック６は、ハウジング１Ｈの内側に配置される。シリンダブロック６は、円筒状の部材である。ドライブシャフト２の少なくとも一部は、シリンダブロック６の中心孔６Ｈに配置される。シリンダブロック６は、ドライブシャフト２に固定される。シリンダブロック６とドライブシャフト２とは、例えばスプライン結合される。ドライブシャフト２が回転することにより、シリンダブロック６は、ドライブシャフト２と一緒に、中心軸ＲＸを中心に回転する。
【００１３】
シリンダ６Ｓは、ピストン３が配置される空間である。シリンダ６Ｓは、中心軸ＲＸの周囲に複数設けられる。複数のシリンダ６Ｓは、中心軸ＲＸの周囲に等間隔に配置される。回転軸ＲＸと直交する断面において、シリンダ６Ｓは、円形状である。シリンダ６Ｓの先端部は、連絡ポート６１を介して、シリンダブロック６の先端面に設けられている開口６１Ｈに接続される。連絡ポート６１の内径は、シリンダ６Ｓの内径よりも小さい。シリンダ６Ｓは、ピストン３の先端部の少なくとも一部と対向する対向面６２を有する。
【００１４】
ピストン３は、シリンダ６Ｓにおいて、回転軸ＲＸと平行な方向に往復する。ピストン３が往復することにより、ピストン３とシリンダ６Ｓとの間に規定される行程容積が変化する。
【００１５】
ピストンシュー４は、ピストン３の基端部に設けられる。ピストンシュー４は、ピストン３に連結される球状部４Ａと、斜板５に接触する脚部４Ｂとを含む。複数のピストンシュー４は、リテーナ９により保持される。
【００１６】
球状部４Ａは、ピストン３の基端部に設けられている球状の空間３Ｈに配置される。球状部４Ａは、ピストン３の少なくとも一部を加締加工することにより、空間３Ｈに配置される。球状部４Ａは、空間３Ｈの内側で回転可能である。球状部４Ａとピストン３とは相対移動可能である。
【００１７】
斜板５は、ドライブシャフト２の周囲に配置される。斜板５は、複数のピストンシュー４を支持する。斜板５は、ピストンシュー４の脚部４Ｂに接触する摺動面５Ａを有する。斜板５は、回転軸ＲＸに対して傾斜可能である。斜板５を駆動するためのアクチュエータが発生する動力により、回転軸ＲＸに対する斜板５の傾斜角が調整される。
【００１８】
バルブプレート７は、シリンダブロック６の先端面に対向する。バルブプレート７は、吸込ポート７１及び吐出ポート７２を有する。吸込ポート７１は、ハウジング１Ｈに設けられている吸込通路７１Ｈに接続される。吸込ポート７１は、吸込通路７１Ｈを介して、作動油タンクに接続される。吐出ポート７２は、ハウジング１Ｈに設けられている吐出通路７２Ｈに接続される。吐出ポート７２は、吐出通路７２Ｈを介して、作動油供給対象に接続される。作動油供給対象として、建設機械の作業機を駆動する油圧シリンダが例示される。
【００１９】
＜ピストン＞
図２は、本実施形態に係るピストン３の一例を示す断面図である。図２に示すように、ピストン３は、内部空間３２を有するピストン本体３０と、内部空間３２に配置される挿入部２２及びピストン本体３０の先端面３１から突出する突出部２１を有する先端部材２０とを備える。
【００２０】
また、ピストン３は、ピストン本体３０の内部空間３２に配置され、挿入部２２に接続される接続部材１０と、先端部材２０と接続部材１０とを結合するボルト８とを備える。
【００２１】
ピストン本体３０は、実質的に円筒状の部材である。ピストン本体３０の中心軸ＣＸと回転軸ＲＸとは、実質的に平行である。以下の説明においては、ピストン本体３０の中心軸ＣＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称し、ピストン本体３０の中心軸ＣＸの放射方向を適宜、放射方向、と称し、ピストン本体３０の中心軸ＣＸを中心とする回転方向を適宜、周方向、と称する。
【００２２】
また、軸方向において、バルブプレート７に接近する方向又はバルブプレート７に近い位置を適宜、先端側、と称し、斜板５に接近する方向又は斜板５に近い位置を適宜、基端側、と称する。先端側は、上死点に接近する方向又は上死点に近い位置を含む。基端側は、下死点に接近する方向又は下死点に近い位置を含む。上死点とは、ピストン３がシリンダ６Ｓに最も進入したときのピストン３の位置をいう。下死点とは、ピストン３がシリンダ６Ｓから最も退去したときのピストン３の位置をいう。
【００２３】
ピストン本体３０は、金属製である。ピストン本体３０は、例えばクロムモリブデン鋼のような低合金鋼製である。本実施形態において、ピストン本体３０を形成する材料の比重は、７．８である。なお、材料の比重とは、１［ｍ３］当たりの材料の質量［ｔ］をいう。
【００２４】
ピストン本体３０は、内部空間３２と、内部空間３２よりも基端側に設けられる内部流路３３とを有する。内部空間３２は、先端面３１に形成された開口３４に接続される。
【００２５】
内部空間３２は、軸方向に延在する。内部空間３２は、中心軸ＣＸを含む。中心軸ＣＸと直交する断面において、内部空間３２は、円形状である。中心軸ＣＸと直交する断面において、内部空間３２の中心と中心軸ＣＸとは一致する。
【００２６】
内部流路３３は、内部空間３２の基端部に接続される。内部流路３３は、内部空間３２と空間３Ｈとを結ぶように形成される。
【００２７】
先端面３１は、内部空間３２の先端部に接続されるピストン本体３０の開口３４の周囲に配置される。中心軸ＣＸと直交する断面において、先端面３１は、円環状である。先端面３１は、平坦である。先端面３１は、中心軸ＣＸと直交する断面と平行である。
【００２８】
図３は、本実施形態に係る先端部材２０を示す斜視図である。図２及び図３に示すように、先端部材２０は、内部空間３２に配置される挿入部２２と、先端面３１から先端側に突出する突出部２１とを有する。中心軸ＣＸと直交する断面において、突出部２１の外形は、挿入部２２の外形よりも大きい。
【００２９】
先端部材２０は、ピストン本体３０の中心軸ＣＸと平行な貫通孔２５を有する。貫通孔２５は、突出部２１の先端側の端面と、挿入部２２の基端側の端面とを結ぶように形成される。中心軸ＣＸと直交する断面において、貫通孔２５は、円形状である。中心軸ＣＸと直交する断面において、貫通孔２５の中心と中心軸ＣＸとは一致する。
【００３０】
突出部２１は、先端面３１よりも先端側に配置される。突出部２１は、先端側を向く表面２６と、先端面３１に対向する対向面２７とを有する。
【００３１】
突出部２１の表面２６は、軸方向において先端面３１から離れるほど中心軸ＡＸに近付くように傾斜する。本実施形態において、中心軸ＣＸを含む断面において、表面２６は、直線状である。すなわち、表面２６は、先端側に向かって外径が徐々に小さくなるテーパ状である。
【００３２】
図１に示すように、先端部材２０の表面２６と、シリンダ６Ｓの対向面６２とは、実質的に平行である。
【００３３】
放射方向において、突出部２１の表面２６は、ピストン本体３０の外周面よりも内側に配置される。すなわち、突出部２１は、放射方向においてピストン本体３０の外周面からはみ出さないように設けられる。
【００３４】
対向面２７は、先端面３１に対向する。軸方向から見て、対向面２７は、円環状である。対向面２７は、平坦である。先端面３１と対向面２７とは平行である。先端面３１と対向面２７の少なくとも一部とは接触する。
【００３５】
挿入部２２は、円筒状である。挿入部２２は、内部空間３２に挿入される。挿入部２２は、内部空間３２の内面と対向する外面２８を有する。内部空間３２の内面と挿入部２２の外面２８の少なくとも一部とは接触する。
【００３６】
挿入部２２における貫通孔２５のうち、基端側の内径は、先端側の内径よりも大きい。挿入部２２における貫通孔２５のうち、基端側の貫通孔２５に接続部材１０が収容される。以下の説明においては、接続部材１０を収容可能な内径を有する基端側の貫通孔２５の一部を適宜、収容空間２３、と称する。
【００３７】
挿入部２２は、接続部材１０の周囲に配置され、放射方向に弾性変形可能な変形部２４を有する。収容空間２３は、変形部２４の内側に規定される。図３に示すように、挿入部２２の基端部に切欠部２４Ｎが形成される。切欠部２４Ｎは、周方向に複数設けられる。隣り合う切欠部２４Ｎの間に変形部２４が設けられる。変形部２４は、周方向に複数設けられる。切欠部２４Ｎにより、変形部２４は、放射方向に弾性変形することができる。
【００３８】
また、収容空間２３の内面の少なくとも一部は、中心軸ＣＸに対して傾斜する斜面２３Ｔを含む。斜面２３Ｔは、収容空間２３の基端側の端部から先端側に向かって中心軸ＣＸに近付くように傾斜する。すなわち、斜面２３Ｔは、先端側に向かって内径が徐々に小さくなるテーパ状である。
【００３９】
接続部材１０の少なくとも一部の外径は、収容空間２３の内径よりも僅かに大きい。収容空間２３に接続部材１０が配置され、接続部材１０の外面と収容空間２３の内面とが接触することにより、変形部２４は、放射方向外側に変形する。放射方向外側に変形した変形部２４は、ピストン本体３０の内部空間３２の内面に接触する。変形部２４がピストン本体３０の内部空間３２の内面に接触することにより、先端部材２０及び接続部材１０は、ピストン本体３０に固定される。
【００４０】
先端面３１と対向面２７の少なくとも一部との間及び内部空間３２の内面と挿入部２２の外面２８の少なくとも一部との間に、作動油が流通する油路２９が設けられる。図３に示すように、対向面２７の一部に流路溝２９Ａが形成される。外面２８の一部に流路溝２９Ｂが形成される。流路溝２９Ａと流路溝２９Ｂとは接続される。油路２９は、流路溝２９Ａと先端面３１との間、及び流路溝２９Ｂと内部空間３２の内面との間に規定される。油路２９の基端部は、内部流路３３に接続される。流路溝２９Ａの放射方向外側の端部と先端面３１の放射方向外側の端部との間に、流入口３５が設けられる。作動油は、流入口３５を介して、油路２９に流入する。油路２９を流通した作動油は、内部流路３３を介して、ピストンシュー４に設けられている内部流路４Ｃに供給される。内部流路４Ｃは、球状部４Ａの先端部と、脚部４Ｂの基端部とを結ぶように形成されている。内部流路４Ｃの基端部に、作動油の流出口３６が設けられる。内部流路４Ｃを流通した作動油は、流出口３６を介して、ピストンシュー４と斜板５との間に供給される。
【００４１】
先端部材２０の密度は、ピストン本体３０の密度よりも小さい。先端部材２０は、金属製である。先端部材２０を形成する材料として、鋳鉄（比重７．２）、亜鉛（比重７．２）、チタン（比重４．５）、及びアルミニウム（比重２．７）の少なくとも一つが例示される。なお、先端部材２０は、合成樹脂製でもよい。先端部材２０を形成する材料として、ＭＣナイロン（比重１．２）、ポリアセタール樹脂（比重１．４）、超硬分子量ポリエチレン（比重１．０）、フッ素樹脂（比重２．２）、ポリエーテルエーテルケトン（比重１．３）、及びアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（比重１．１）の少なくとも一つが例示される。なお、先端部材２０の密度は、ピストン本体３０の密度と等しくてもよい。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る接続部材１０を示す斜視図である。図２及び図４に示すように、接続部材１０は、筒状の部材である。接続部材１０は、内部空間３２において、挿入部２２の収容空間２３に配置される。接続部材１０の外面と収容空間２３の内面とは対向する。
【００４３】
接続部材１０の外面の少なくとも一部は、軸方向において先端面３１に近付くほど中心軸ＣＸに近付くように傾斜する。
【００４４】
本実施形態において、接続部材１０は、円筒部１１と、円筒部１１の基端側に配置されるテーパ部１２とを有する。中心軸ＣＸと直交する断面において、テーパ部１２の外形は、円筒部１１の外形よりも大きい。
【００４５】
円筒部１１は、先端側に端面１３を有する。中心軸ＣＸと平行な断面において、円筒部１１の外面は、中心軸ＣＸに平行である。テーパ部１２は、基端側に端面１４を有する。
【００４６】
テーパ部１２の外面は、端面１４との境界から先端側に向かって中心軸ＣＸに近付くように傾斜する。すなわち、テーパ部１２は、先端側に向かって外径が徐々に小さくなるテーパ状である。
【００４７】
テーパ部１２の少なくとも一部の外径は、収容空間２３の内径よりも大きい。テーパ部１２の外面は、収容空間２３の斜面２３Ｔに接触する。
【００４８】
接続部材１０は、中心軸ＣＸと平行なねじ孔１５を有する。ねじ孔１５の内面にねじ溝が形成される。ねじ孔１５は、端面１３と端面１４とを結ぶように形成される。中心軸ＣＸと直交する断面において、ねじ孔１５は、実質的に円形状である。中心軸ＣＸと直交する断面において、ねじ孔１５の中心と中心軸ＣＸとは一致する。
【００４９】
接続部材１０の密度は、ピストン本体３０の密度よりも小さい。接続部材１０は、金属製である。接続部材１０を形成する材料は、先端部材２０を形成する材料と同じでもよいし異なってもよい。接続部材１０を形成する材料として、鋳鉄（比重７．２）、亜鉛（比重７．２）、チタン（比重４．５）、及びアルミニウム（比重２．７）の少なくとも一つが例示される。なお、接続部材１０は、合成樹脂製でもよい。接続部材１０を形成する材料として、ＭＣナイロン（比重１．２）、ポリアセタール樹脂（比重１．４）、超硬分子量ポリエチレン（比重１．０）、フッ素樹脂（比重２．２）、ポリエーテルエーテルケトン（比重１．３）、及びアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（比重１．１）の少なくとも一つが例示される。なお、接続部材１０の密度は、ピストン本体３０の密度と等しくてもよい。
【００５０】
ボルト８は、貫通孔２５に配置される軸部と、ねじ山が形成された先端部と、頭部とを有する。ボルト８の先端部のねじ山は、ねじ孔１５のねじ溝に結合される。貫通孔２５の一部に、ボルト８の頭部を支持する段部２５Ｄが設けられる。
【００５１】
＜組立方法＞
次に、本実施形態に係るピストン３の組立方法について説明する。接続部材１０及び先端部材２０が内部空間３２に挿入される前に、接続部材１０と先端部材２０とがボルト８を介して接続（仮組み）される。すなわち、接続部材１０のテーパ部１２の外面の周囲に先端部材２０の変形部２４の斜面２３Ｔが配置された状態で、ボルト８の軸部が先端部材２０の貫通孔２５に配置され、ボルト８の先端部が接続部材１０のねじ孔１５に螺入される。
【００５２】
内部空間３２の外側で、接続部材１０と先端部材２０とがボルト８を介して接続された後、接続部材１０及び先端部材２０の挿入部２２が開口３４から内部空間３２に挿入される。接続部材１０は、テーパ部１２が円筒部１１よりも基端側に配置されるように、内部空間３２に挿入される。挿入部２２は、変形部２４が接続部材１０の外面と内部空間３２の内面との間に配置されるように、内部空間３２に挿入される。挿入部２２は、先端面３１と対向面２７とが当接するように、内部空間３２に挿入される。
【００５３】
本実施形態においては、テーパ部１２の外面の周囲に変形部２４の斜面２３Ｔが配置された状態で、挿入部２２が内部空間３２に挿入される。挿入部２２が内部空間３２に配置されることにより、ピストン本体３０の先端面３１と突出部２１の対向面２７とが対向する。
【００５４】
接続部材１０及び先端部材２０の挿入部２２が内部空間３２に配置された後、ボルト８がねじ孔１５にねじ込まれるように、ボルト８が回転される。ボルト８が回転することにより、対向面２７が先端面３１に接近し、端面１３が先端側に移動するように、先端部材２０と接続部材１０とが締め付けられる。
【００５５】
対向面２７が先端面３１に接近し、端面１３が先端側に移動するように、先端部材２０と接続部材１０とが締め付けられることにより、接続部材１０は、収容空間２３の内面に対して先端側に移動する。
【００５６】
接続部材１０の少なくとも一部の外径は、収容空間２３の内径よりも僅かに大きい。本実施形態において、テーパ部１２の少なくとも一部の外径は、収容空間２３の内径よりも大きい。
【００５７】
テーパ部１２の外面が収容空間２３の斜面２３Ｔに接触した状態で、接続部材１０が収容空間２３の内面に対して先端側に移動するように、先端部材２０と接続部材１０とが締め付けられることにより、接続部材１０の移動に伴って、変形部２４は、放射方向外側に変形する。放射方向外側に変形した変形部２４は、ピストン本体３０の内部空間３２の内面に接触する。変形部２４がピストン本体３０の内部空間３２の内面に接触することにより、先端部材２０及び接続部材１０は、ピストン本体３０に固定される。
【００５８】
＜動作＞
次に、油圧ポンプ１の動作について説明する。ドライブシャフト２が回転すると、シリンダブロック６がドライブシャフト２と一緒に中心軸ＲＸを中心に回転する。シリンダブロック６が回転することにより、シリンダ６Ｓに配置されているピストン３及びピストン３に連結されているピストンシュー４は、中心軸ＲＸの周囲を旋回する。ピストンシュー４は、斜板５の摺動面５Ａに摺動しながら旋回する。ピストンシュー４が斜板５に摺動しながら旋回することにより、ピストン３は、シリンダ６Ｓを往復する。ピストン３は、シリンダ６Ｓに最も進入した位置を示す上死点と、シリンダ６Ｓから最も退去した位置を示す下死点との間を往復する。ピストン３が往復することにより、ピストン３とシリンダ６Ｓとの間に規定される行程容積が変化する。斜板５の傾斜角が変更されることにより、油圧ポンプ１の容量が変更される。
【００５９】
シリンダブロック６が回転すると、連絡ポート６１は、吸込ポート７１及び吐出ポート７２の少なくとも一方に接続される。ピストン３が上死点から下死点に移動するとき、連絡ポート６１と吸込ポート７１とが接続される。ピストン３が上死点から下死点に移動することによって、作動油タンクの作動油が、吸込通路７１Ｈ及び吸込ポート７１を介してシリンダ６Ｓに吸い込まれる。ピストン３が下死点から上死点に移動するとき、連絡ポート６１と吐出ポート７２とが接続される。ピストン３が下死点から上死点に移動することによって、シリンダ６Ｓの作動油が、吐出ポート７２及び吐出通路７２Ｈを介して作動油供給対象に吐出される。
【００６０】
斜板５の傾斜角が変更されると、シリンダブロック６の回転に伴うピストン３の往復移動量が変化し、吐出通路７２Ｈを介して作動油供給対象に吐出される作動油の流量が変更される。
【００６１】
シリンダ６Ｓの作動油の少なくとも一部は、油路２９に流入し、油路２９を流通した後、ピストン本体３０の内部流路３３に流入する。ピストン本体３０の内部流路３３からピストンシュー４の内部流路４Ｃに供給された作動油は、内部流路４Ｃを流通した後、流出口３６を介して、ピストンシュー４の脚部４Ｂの基端部と斜板５の摺動面５Ａとの間に供給される。これにより、脚部４Ｂの基端部と斜板５の摺動面５Ａとが接触しても、ピストンシュー４と斜板５との摩擦力が過度に大きくなることが抑制される。
【００６２】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、ピストン本体３０に内部空間３２が設けられ、内部空間３２の開口３４を塞ぐように先端部材２０が配置される。先端部材２０の挿入部２２は、内部空間３２の一部に配置される。これにより、内部空間３２に作動油が浸入することを抑制しつつ、ピストン３を軽量化することができる。したがって、ピストン３を軽量化しつつ、デッドボリュームを小さくすることができる。また、先端部材２０は、ピストン本体３０の先端面３１から先端側に突出する突出部２１を有する。したがって、ピストン３が上死点に配置されたときのデットボリュームを小さくすることができる。そのため、油圧ポンプ１の容積効率の悪化が抑制される。
【００６３】
突出部２１の表面２６は、先端面３１から先端側に離れるほど中心軸ＣＸに近付くように傾斜する。図１に示したように、シリンダ６Ｓが中心軸ＣＸに対して傾斜する対向面６２を有する場合、対向面６２に平行になるように、表面２６の形状が定められることにより、デッドボリュームを小さくすることができる。
【００６４】
突出部２１の表面２６は、放射方向において、ピストン本体３０の外周面よりも内側に配置される。突出部２１は、放射方向においてピストン本体３０からはみ出さないので、突出部２１がシリンダ６Ｓの内面に接触することが抑制される。
【００６５】
先端面３１は、内部空間３２に接続されるピストン本体３０の開口３４の周囲に配置される。先端部材２０の突出部２１は、先端面３１に対向する対向面２７を有する。すなわち、本実施形態において、突出部２１は、放射方向において挿入部２２よりも外側に延在するフランジ状である。そのため、デッドボリュームを十分に小さくすることができる。
【００６６】
先端面３１と対向面２７との間及び挿入部２２の外面の少なくとも一部と内部空間３２の内面との間に油路２９が設けられる。これにより、作動油は、ピストン本体３０の外周面の近傍を流れることができるので、ピストン本体３０の外周面の過度な温度上昇が抑制される。
【００６７】
先端部材２０の密度は、ピストン本体３０の密度よりも小さい。これにより、ピストン３の強度を維持しつつ、ピストン３の軽量化を図ることができる。
【００６８】
先端部材２０の挿入部２２に接続される接続部材１０が内部空間３２に配置される。挿入部２２は、接続部材１０の周囲に配置される変形部２４を有する。変形部２４は、接続部材１０との接触により放射方向外側に変形する。そのため、接続部材１０を変形部２４の内側（収容空間２３の内側）に入り込ませるだけで、変形部２４を放射方向外側に変形させ、接続部材１０及び先端部材２０とピストン本体３０とを簡単に固定することができる。
【００６９】
接続部材１０は、軸方向において先端面３１に近付くほど中心軸ＡＸに近付くように傾斜する外面を有するテーパ部１２を含む。そのため、接続部材１０を先端側に移動させて変形部２４を変形させるとき、接続部材１０の移動及び変形部２４の変形は円滑に行われる。
【００７０】
先端部材２０は、中心軸ＣＸと平行な貫通孔２５を有する。接続部材１０は、ねじ溝が形成されたねじ孔１５を有する。ボルト８は、貫通孔２５に配置される軸部及びねじ溝に結合されるねじ山が形成された先端部を有する。これにより、ボルト８を回転させるだけで、先端部材２０と接続部材１０とを簡単に締め付けることができる。
【００７１】
接続部材１０の密度は、ピストン本体３０の密度よりも小さい。これにより、ピストン３の強度を維持しつつ、ピストン３の軽量化を図ることができる。
【００７２】
［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００７３】
図５は、本実施形態に係るピストン３の一例を示す断面図である。上述の実施形態においては、ピストンシュー４が球状部４Ａを有し、ピストン本体３０が球状部４Ａを収容する空間３Ｈを有することとした。図５に示すように、ピストン本体３０に球状部４０が設けられてもよい。この場合、ピストンシューが、球状部４０を収容する空間を有する。
【００７４】
［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係る先端部材２０の一部を示す断面図である。上述の実施形態においては、中心軸ＣＸと直交する断面において、表面２６は直線状であることとした。図６に示すように、中心軸ＣＸを含む断面において、表面２６は曲線状でもよい。図６に示す例において、表面２６は、先端側に突出する円弧状である。
【００７５】
［その他の実施形態］
上述の実施形態において、ボルト８に油路が設けられてもよい。ボルト８に設けられた油路を介して、ピストンシューと斜板との間に作動油が供給されてもよい。
【００７６】
上述の実施形態において、先端部材２０の密度はピストン本体３０の密度よりも小さく、接続部材１０の密度はピストン本体３０の密度よりも小さいこととした。先端部材２０の密度は、ピストン本体３０の密度と等しくてもよい。接続部材１０の密度は、ピストン本体３０の密度と等しくてもよい。この場合においても、デッドボリュームを小さくすることができる。
【００７７】
上述の実施形態において、先端部材２０は、接続部材１０を介して、ピストン本体３０に固定されることとした。接続部材１０は省略されてもよい。例えば、先端部材２０の挿入部２２の外面にねじ山が設けられ、内部空間３２の内面にねじ溝が設けられ、ねじ山とねじ溝とが結合されることにより、先端部材２０とピストン本体３０とを固定することができる。この場合、先端部材２０の内部に油路が形成されてもよい。
【００７８】
上述の実施形態において、油圧ポンプ・モータ１は油圧ポンプとして作動することとした。油圧ポンプ・モータ１は、油圧モータとして作動してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…油圧ポンプ（油圧ポンプ・モータ）、１Ｈ…ハウジング、２…ドライブシャフト、３…ピストン、３Ｈ…空間、４…ピストンシュー、４Ａ…球状部、４Ｂ…脚部、４Ｃ…内部流路、５…斜板、５Ａ…摺動面、６…シリンダブロック、６Ｈ…中心孔、６Ｓ…シリンダ、７…バルブプレート、８…ボルト、９…リテーナ、１０…接続部材、１１…円筒部、１２…テーパ部、１３…端面、１４…端面、１５…ねじ孔、１６…ベアリング、２０…先端部材、２１…突出部、２２…挿入部、２３…収容空間、２３Ｔ…斜面、２４…変形部、２４Ｎ…切欠部、２５…貫通孔、２５Ｄ…段部、２６…表面、２７…対向面、２８…外面、２９…油路、２９Ａ…流路溝、２９Ｂ…流路溝、３０…ピストン本体、３１…先端面、３２…内部空間、３３…内部流路、３４…開口、３５…流入口、３６…流出口、４０…球状部、６１…連絡ポート、６１Ｈ…開口、６２…対向面、７１…吸込ポート、７１Ｈ…吸込通路、７２…吐出ポート、７２Ｈ…吐出通路、ＣＸ…中心軸、ＲＸ…回転軸。
【図１】
2020084775.tif 000003
【図２】
2020084775.tif 000004
【図３】
2020084775.tif 000005
【図４】
2020084775.tif 000006
【図５】
2020084775.tif 000007
【図６】
2020084775.tif 000008