(57)【要約】ガイド兼封止面（１２）を含む本体（１０）と、底部（１４）と、クレードル形くぼみ（１８）を設けた上部（１６）とを有するピストンである。前記底部（１４）には、上部にあるクレードル形くぼみ（１８）の凹面と反対の方向を向いた凹面を有する、付加的なクレードル形のくぼみ（２２）が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド兼封止面（１２）を含んだ本体（１０）と、底部（１４）と、クレードル形くぼみが設けられた上部（１６）とを有した、ラジアルピストン付油圧モータ用のピストンであって、
前記底部が、前記上部にあるくぼみ（１８）の凹面と反対の方向を向いた凹面を有する付加的なクレードル形くぼみ（２２，  ２２’）を有していることを特徴とするピストン。
【請求項２】
前記二つのクレードル形くぼみ（１８、２２；１８、２２’）が互いに平行に延在していることを特徴とする請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記二つのクレードル形くぼみ（１８、２２；１８、２２’）が共通の対称面（Ａ、Ｂ、Ｂ’）を有することを特徴とする請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
前記ガイド兼封止面（１２）には封止部材を保持するのに適した環状溝（２４）が設けられ、前記付加的なくぼみ（２２、２２’）の頂点（Ｓ２２，Ｓ２２’）が前記溝（２４）の付近に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピストン。
【請求項５】
前記付加的なくぼみ（２２）及び前記溝（２４）が交差領域を有することを特徴とする請求項４に記載のピストン。
【請求項６】
前記二つのくぼみ（１８、２２；１８、２２’）の表面が、完全な円筒表面の相補的な２つの断片のような形をしていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のピストン。
【請求項７】
縦軸を有する円筒形状の棒状部材（３０）から請求項２〜６のいずれか１項に記載のピストンを製造する方法であって、
前記棒状部材に機械加工工程にて、円筒状の複数の横穴（３４）を一定間隔で開けるステップと、
２つの隣り合うピストンを形成するために、前記横穴（３４）を通る横切断平面（ＰＴ）において前記棒状部材（３０）を切断することにより、前記横穴の第一の部分（３４Ａ）が、前記２つの隣り合うピストンのうちの第一のピストン（Ｐ１）の底部（１４）の前記クレードル形くぼみ（２２）を形成し、前記横穴のもう一つの部分（３４Ｂ）が前記２つの隣り合うピストンのうちの第二のピストン（Ｐ２）の上部（１６）の前記クレードル形くぼみ（１８）を形成するステップとを含むことを特徴とするピストンの製造方法。
【請求項８】
２つの大きさの異なる前記クレードル形くぼみ（１８、２２’）を形成するように、前記横穴（３４）を通過する前記切断平面（ＰＴ）が、前記横穴（３４）の横対称面（Ｐ３４）からずれた位置にあり、小さい方の前記くぼみ（２２’）が前記第一のピストン（Ｐ１）の前記底部の前記くぼみとなっていることを特徴とする請求項７に記載のピストンの製造方法。
【請求項９】
前記棒状部材の切断の前に、調整工程、トリートメント工程、バリ取り工程、コーティング工程、ライニング工程、穿削工程、及び、切削工程といった追加的な機械加工工程が行われることを特徴とする請求項７又は８に記載のピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルピストンを有する油圧モータ用のピストンに関するものであり、前記ピストンは、ガイド兼封止面を含んだ本体と、底部と、クレードル形くぼみを含む上部とを有している。
【背景技術】
【０００２】
前記ピストンの上部におけるクレードル形くぼみは、上記ラジアルピストン付油圧モータのカム上で回転するように設計されたローラ又はホイールを受け入れるためのものである。本発明において、クレードル形くぼみは、円柱形の一部のような形の凹面を有している。
【０００３】
ラジアルピストン付モータが作動する間において、モータのシリンダブロックとカムが、交互に相対的に移動する。そして、上述したローラがカム上を回転する間において、ピストンが、シリンダブロックのシリンダ内で放射状に往復する。
【０００４】
この往復運動の間、ピストンの側面であるガイド兼封止面（通常、円又は他の形の底面を持つ円柱形）が、ピストンが保持されたシリンダの内面に対し、漏れないように共働する。シリンダブロックとカムが交互に相対的に移動し、ピストンは、上述の二つの面の相互共働でガイドされることによって補償された傾斜力を受ける。このとき、この二つの面の間の接触圧が比較的高くなるため、この接触圧を下げようと試みることが望ましい。加えて、ピストンのガイド面とシリンダ内面との間の摩擦が局部加熱を引き起こし、この局部加熱の過剰により、ピストンが故障することがある。シリンダ内、シリンダ端壁とピストン底部との間に存在する液体は、ピストン底部の付近の部位においてこの過熱を抑制する。残念ながら、当該底面から離れたガイド兼封止面の一部において冷却が十分に行われず、特に、ガイド兼封止面の中央部において故障の危険性が高まる。
【０００５】
並進軸を中心とした円柱状の止まり穴(blind hole)を底面に持つ複数のラジアルピストンを有する油圧機がフランス特許２６４８５１２号に開示されているが、当該穴の機能は記載されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題、課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明の目的は、上述した欠点を改善し、さらに容易にかつ安価で製造することのできるピストンを提供することである。
【０００７】
上記目的を達成するため、底面には、上面におけるくぼみの凹面とは反対方向を向いた凹面を有する付加的クレードル形くぼみが設けられている。
【０００８】
上記くぼみは円柱形の一部のような形の凹面を有しており、当該凹面の面積が前記ピストンの平坦な端壁の面積よりも大きいため、前記シリンダ内の液体との熱交換の面積が増えることにより、ピストンの冷却を促進することができる。この冷却が、従来技術における冷却よりも効果的に行われるもうひとつの理由として、くぼみ内に存在する液体がくぼみの内側端に対して外向きにずれたラジアルレベル（radial level）にあることにより、ガイド兼封止面の前記内側端からある程度離れた複数の部位を冷却することが可能となることが挙げられる。
【０００９】
尚、付加的なくぼみを形成することによってピストン底面から物質が取り除かれており、これによりピストンが自然と軽くなる。
【００１０】
フランス特許２６４８５１２に記載の複数の止まり穴と比べ、ガイド兼封止面内における両端が開いた付加的クレードル形くぼみは、ピストンの構造をさらに軽量化し、付加的くぼみの側面に位置するピストン底部の部分の柔軟性をさらに高くし、そしてピストン底部の下のシリンダ内に存在する液体とシリンダとの接触面積を増やすことにより、冷却を促進することができる。
【００１１】
これに有利なように、上記二つのクレードル形くぼみは、互いに平行に延在する。
【００１２】
上で示したように、シリンダブロックとカムが相対的に回転している間において、上記ピストンは並進軸に対して傾斜した力を受ける。傾斜力は、シリンダブロックとカムの相対的回転の軸に対して垂直な複数の平面に加えられる。ピストン上部にある複数のクレードル形くぼみは、当該くぼみにあるローラーがカムに対して回転可能なように、当該軸に平行に延在する。この状態において、ピストンの二つのくぼみが互いに平行に延在する場合、付加的くぼみも同じように、シリンダブロックとカムの相対的回転の軸に平行となる。付加的くぼみの存在により、くぼみの側面に位置するガイド兼封止面の複数の部分は、くぼみの軸に対して垂直な複数の平面内で変形可能となるような軽度の柔軟性を現す。よって、確実に、傾斜力の高い複数の平面において、前記ガイド兼封止面の複数の部分をわずかに変形させることができ、相互接触面を増やすことができる。これにより、接触圧を低くすると共に、過剰な局部的摩擦を回避しつつ、傾斜力の悪影響を抑えることが可能となる。
【００１３】
さらに本発明は、ラジアルピストン付モータの、ガイド兼封止面を含んだ本体と、底面と、クレードル形くぼみを設けた上部とを有したピストンを、縦方向の軸を有した円筒棒状部材から製造する方法を提供する。
【００１４】
従来の方法では、各ピストンは、例えば円筒棒状部材を複数の断片に切断したものであるビレット(billet)から得られる。各ビレットには、対応するピストンの上部において、前記ピストンのローラーを受け入れるためのクレードル形くぼみを形成するように穴が開いている。実際には、各ビレットの端部には円筒状の穴が開けられ、さらにはオプションとして、ピストン上部におけるくぼみ内の停止面を形成するために、ブローチ削り（broaching）工具タイプの工具を用いて当該穴を変形させる。特に、前記停止面は、上でピストンのローラーが回転するクレードル形ジャーナル軸受（broaching）裏地（lining）をくぼみの底部に対して保持するためのものであり、当該ローラーもくぼみによって保持される。そして、当該端部には、ピストン上部を形成するように、一部分がクレードル形くぼみを画定する貫通した穴が開けられ、そして、当該穴の他方の部分に機械加工工程を施されたビレットの同端部は廃棄される。結果として、多ければ約５０％というような、かなりの材料が無駄になってしまう可能性がある。
【００１５】
この発明の目的は、製造率を高め、且つ材料の無駄を抑えることにより、当該最新技術を向上させる方法を提供することである。
【００１６】
上記目的を達成するための製造方法は、棒状部材に機械加工を施し、等間隔で円筒状の複数の横穴を開けるステップと、二つの隣り合ったピストンを形成するため、横穴を通過する横切断平面において棒状部材を切断することにより、当該横穴の第一部分が二つの隣り合ったピストンのうちの一つのピストンの底部にてクレードル形くぼみを形成し、当該横穴のもう一つ部分が第二のピストン上部でクレードル形くぼみを形成するステップから成る。
【００１７】
この方法により、複数の横穴は、切断する前の棒状部材に直接開けられるため、自動的に非常に良い状態の下で横穴を形成することができる。特に、穴形成工程において、従来技術にあるように個々のビレットを保持するよりも、棒状部材を長い範囲にわたって正確に保持することで工程を容易に行うことができる。さらに本発明では、それぞれの横穴が、一つのピストンにおいてくぼみを形成する第一の部分、及び隣り合ったピストンにおいてくぼみを形成する第二の部分を持ち合わせているため、どの穴も「無駄」にされないので、材料をかなり節約することが可能となる。
【００１８】
ピストン上部のくぼみにおいて停止面を形成するために、特にブローチングによる機械加工工程（穴あけ）が必要な場合、このような機械加工工程は、一連の横穴の開けられた棒状部材を切断する前に行われる。
【００１９】
さらに、この方法で得られた各ピストンは二つのくぼみを有しているため、上述したように、接触圧力、摩擦、及び重量の抑制、及びラジアルピストン付モータのピストンの冷却の促進といった主な利点を有している。
【００２０】
非制限的な例として挙げた以下の実施形態の詳細な説明により、本発明を良く理解し、また本発明の利点をより明らかにすることができる。詳細は、以下の図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に示すピストンは、ガイド兼封止面１２を持つ本体１０と、底部１４と、上部１６とを有している。
【００２２】
ガイド兼封止面は、円又はその他の形の底面を持つシリンダのような形をしており、その面のシリンダ状の形が、ピストンが滑り込むように設計されたシリンダの形に適合するようになっている。ラジアルピストン付モータ用のシリンダにピストンが取り付けられたとき、当該ピストンの底部がシリンダの端壁により近くなる。ピストンの上部は、底部とは反対の位置にある。
【００２３】
ピストンの上部１６には、クレードル形くぼみ１８が設けられていることがわかる。ピストンの上部には、前記のくぼみが、ラジアルピストン付モータ用のシリンダブロック内において、ピストンが沿って並進的に移動するように設計されたピストンの対称軸Ａに垂直な軸Ｂを持つシリンダの一部分のような形の凹面１８Ａを形成している。
【００２４】
クレードル形のくぼみ１８は、ピストン上で、ラジアルピストン付モータのカムに対して回転するように設計されたローラーを受け入れるためのものである。図２でより明らかなように、クレードル形のくぼみ１８は１８０°以上に延在するため、くぼみ１８の両端間の距離ＤＥは、前記ローラーを支えるための円筒面の直径Ｄより少し短くなる。ここで示された例では、裏地２０はクレードル形くぼみの表面１８Ａに保持され、くぼみの肩部１９によって上向きに保たれている。肩部１９とピストン上部端とに延在するくぼみ１８の一部とぴったり重なった裏地の円筒面２０Ａの外側が、ローラーを支えるシリンダの輪郭である。
【００２５】
ピストンの底部１４には、くぼみ１８の凹面とは反対の方向を面した凹面をもつ付加的くぼみ２２が設けられている。図２からわかるように、二つのクレードル形くぼみ１８及び２２は互いに平行に延在する。くぼみ２２もまた、上述した軸Ｂに平行な軸Ｂ’を持つシリンダの一部のような形をした凹面を形成する。軸Ｂ及び軸Ｂ’は共に、ピストンの軸Ａと交差するため、くぼみ１８及び２２は、軸Ａ、Ｂ、及びＢ’によって画定された共通の対称面を有することがわかる。くぼみ１８とは異なり、付加的くぼみ２２は１８０°以下の範囲にわたって延在する。
【００２６】
表面１２には、ピストンリング又はガスケットのような封止部材を保持するのに適した環状溝２４が設けられている。図１及び図２からわかるように、クレードル形くぼみ２２のクレスト（頂点：crest）Ｓ２２は溝２４付近に設けられており、当該くぼみと当該溝は，確かに交点Ｚを有している。
【００２７】
図３と図４に示す例では、付加的くぼみ２２’はほんの少し浅く、付加的くぼみ２２’のクレストＳ２２’も、ピストンの表面１２において溝２４付近に延在するが、このクレストは、溝と交差しないことがわかる。
【００２８】
上の点を除いて、くぼみ１８と２２’は、図１と図２のくぼみ１８と２２と類似しており、これは、くぼみ２２’の凹面とは異なり、くぼみ１８の凹円筒面が１８０°以上に延在することで特に強調される。図３及び図４は、ローラーがくぼみに直接保持された、裏地無しのピストンを示している。図１、図２にあるように、くぼみ１８の両端の距離ＤＥは、前記ローラーまたはホイールを支える円筒面の直径Ｄよりもわずかに短くなっていることが好ましい。
【００２９】
実際には、本発明の製造方法を参照して下記で説明するように、裏地２０が保持されるセットバックが設けられている場合にこのセットバックを無視すると、二つのくぼみ１８と２２、又は１８と２２’の表面は、完全な円筒面の相補的な２つの断片のような形をしている。
【００３０】
付加的くぼみが溝２４付近まで延在すると、二つのくぼみのクレストが互いに比較的近づき、ピストンの構造をできる限り軽くするという利点がある。使用される封止部材により、溝２４が付加的くぼみとの交点を有することがあるが、この付加的くぼみは溝２４を完全に通り越すことはなく、また実際には、このような交点が存在しないことが好ましい。
【００３１】
本発明の製造方法を、図５Ａから５Ｆを参照して説明する。製造開始時の棒状部材３０は横軸Ｌを有しており、当該棒状部材３０より得られるピストンのガイド兼封止面の幾何学的包絡線に対応した円筒形をしている。軸Ｌに関して横向きに延在する複数の穴３４は、機械加工工程により棒状部材に開けられた穴であり、当該棒状部材の丈に沿って等間隔に配置され、棒状部材の横軸Ｌと穴の軸Ｂを含む対称面ＰＳを有している。穴３４を開ける機械加工工程において、例えば一定間隔の開いた複数のドリルビット３２を使用するか、又は各穴が形成された後で棒状部材に沿って移動する一つのドリルビットを使用する。
【００３２】
図５Ｂは、穴が見えるように、棒状部材が図５Ａに関して９０°回転されたものである。穴３４は円筒形である。停止面が必要な場合、各ピストン上部のくぼみ１８に停止面（肩部１９）を形成するために、特定の機械加工工程を行うことも可能である。ブローチ（穴ぐり器：broach）３６を穴３４に差込み、穴３４の内面を局部的に変形するようにしてもよいということが図５Ｃに示されている。
【００３３】
図５Ｄにおいて、円筒の一部の形をした複数のセットバック３５は、シリンダ軸に平行に延在する肩部１９を形成することによって穴の中に形成されているように見える。例えば、各セットバック３５は約１８０°を超えて延在している。
【００３４】
図５Ｆに示すように、複数の封止ガスケット環状溝２４は、棒状部材３０の円筒面において、例えば穿削などで形成される（棒状部材を形成する第一の工程において形成されても良い）。複数の分離ゾーン３８も、各ピストン間に一定の間隔で形成される。当該分離ゾーン３８は穴の壁に形成された溝部分であり、切削加工により、溝２４と同時に作られても良いし、また別々に作られても良い。分離溝３８は、棒状部材を断片に切断し易くする局部的な複数の脆弱領域を生みだす。分離溝３８は、ピストン上部の傾きを可能にしている。図５Ｅからわかるように、各溝３８は棒状部材３０を横切り、穴３４と交差する平面ＰＴに位置している。二つの隣り合ったピストンを形成するために、平面ＰＴの一方の面に設けられた穴３４の第一の部分３４Ａが、ピストンＰ１の底部１４においてクレードル形くぼみ２２を形成するように、また平面ＰＴのもう一方の面に設けられた穴３４のもう一つの部分３４Ｂが、ピストンＰ２の上部においてクレードル形くぼみ１８を形成するように、棒状部材の断片は平面ＰＴにおいて切断される。ピストンＰ１とＰ２は、共通の切断平面ＰＴのどちらかの面によって画定されているため、製造中は隣り合っている。
【００３５】
ピストンＰ１、Ｐ２において、調整工程（Rectification operations）を行っても良い。一方で、ピストンＰ１のくぼみ２２は、穴３４の第一部分３４Ａとほぼ完全に一致し、ピストンＰ２のくぼみ１８は同穴３４の第２部分３４Ｂとほぼ完全に一致するということがわかる。即ち、セットバック３５を無視すると、二つのくぼみ１８と２２は、穴３４の完全な円筒面の二つの略相補的な断片である。図５Ｂと５Ｅを比べると、穴３４を通り抜ける横断片平面ＰＴは、穴３４の横対称平面Ｐ３４に対してずれて見える。平面Ｐ３４は、棒状部材の軸Ｌを横断し、穴の軸Ｂを含んでいる。したがって、棒状部材がＰＴで切断された場合、穴３１より生じる二つのくぼみは大きさが異なる。ピストンＰ１底部のくぼみ２２は、二つのくぼみのうち小さい方にあたる。
【００３６】
本発明において、複数のピストン製造工程は、棒状部材３０において、複数の個々のピストンに切り離される前に行われる。機械加工を行う機械の寸法に合わせ、棒状部材を初めに希望の長さに切断しても良い。長さ数十センチメートルの棒状部材の断片としても良い。
【００３７】
特に、穴３４と溝３８と２４の機械加工工程は、棒状部材において行われる。一般的に、穿削や切削加工は、棒状部材において行われると好都合である。また、取扱作業を減少させるという利点を得るために、機械加工工程の施された棒状部材を個々のピストンに切断する前に、調整、トリートメント（treatment）、コーティング、ライニング、又はバリ取り（de-burring）の特定の機械加工を追加で用意することも可能である。特定の処理により、各溝３８における分離ゾーンの脆さが増すことがあり、切断が容易になるため、この特性により棒状部材の切断が容易になる可能性がある。例えば、溝３８の端壁と穴３４の間において定められた材料量を、単に十分な刺激を与えることにより切断できるほど小さくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のピストンを示す斜視図である。
【図２】図１のピストンの並進軸を含み、クレードルの軸に垂直な平面ＩＩにおける断面図である。
【図３】変形ピストンを示す図１に類似した図である。
【図４】図３のピストンを示す図２に類似した図である。
【図５Ａ】本発明の製造方法を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の製造方法を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の製造方法を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の製造方法を示す図である。
【図５Ｅ】本発明の製造方法を示す図である。
【図５Ｆ】本発明の製造方法を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2009531596.tif 000009
【図５Ｄ】
2009531596.tif 000010
【図５Ｅ】
2009531596.tif 000011
【図５Ｆ】
2009531596.tif 000012
【国際調査報告】
2009531596.tif 000013
2009531596.tif 000014
2009531596.tif 000015
2009531596.tif 000016
2009531596.tif 000017
2009531596.tif 000018