(57)【要約】【課題】シリンダの入口部とピストンのピストン棒部分との接触部における優れた耐焼付け性を確保でき、小型化、高速回転を実現できる液圧回転機の提供。【解決手段】ケーシング１と、このケーシング１に回転自在に支持される回転軸２と、この回転軸２と同期回転するシリンダブロック５と、このシリンダブロック５の各シリンダ６内に摺動可能に挿入される複数のピストン７とを備え、これらのピストン７のピストン棒部分７ｂと、このピストン棒部分７ｂよりもシリンダブロック５の奥側に位置し、シリンダ６の内面に接触するシリンダ内面接触部７ｃとが一体に形成され、シリンダ内面接触部７ｃの近傍にピストンリング８，９を備えると共に、ピストン７の上記ピストン棒部分７ｂが摺接するシリンダ６の入口部６ａに銅合金材料部１２を備え、他方のピストン棒部分７ｂを鉄系材料によって形成してある。【選択図】図２
2005201220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、このシリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能に挿入される複数のピストンとを備え、
これらのピストンのピストン棒部分と、このピストン棒部分よりも上記シリンダブロックの奥側に位置し、上記シリンダの内面に接触するシリンダ内面接触部とが一体に形成されると共に、上記シリンダ内面接触部の近傍にピストンリングを備えた液圧回転機において、
上記ピストンの上記ピストン棒部分が摺接する上記シリンダの入口部、及びこの入口部に摺接する上記ピストン棒部分のいずれか一方に、銅合金材料部を備え、他方を鉄系材料によって形成したことを特徴とする液圧回転機。
【請求項２】
前記請求項１記載の発明において、
上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Ｃｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴とする液圧回転機。
【請求項３】
前記請求項２記載の発明において、
上記シリンダブロックが鉄系材料から成ると共に、上記シリンダブロックは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴とする液圧回転機。
【請求項４】
前記請求項１記載の発明において、
上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Ｃｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料のブッシュ、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料のブッシュから成ることを特徴とする液圧回転機。
【請求項５】
前記請求項４記載の発明において、
上記シリンダブロックが窒化処理を施される鉄系材料から成ることを特徴とする液圧回転機。
【請求項６】
前記請求項１記載の発明において、
上記銅合金材料部を上記ピストンの上記ピストン棒部分に備えると共に、この銅合金材料部が、Ｃｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴とする液圧回転機。
【請求項７】
前記請求項６記載の発明において、
上記ピストンが鉄系材料から成ると共に、このピストンは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴とする液圧回転機。
【請求項８】
前記請求項６または７記載の発明において、
上記シリンダ内面接触部に別の銅合金材料部を備えたことを特徴とする液圧回転機。
【請求項９】
前記請求項８記載の発明において、
上記ピストンは、上記別の銅合金材料部を形成する銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴とする液圧回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等に備えられ斜軸式アキシャルポンプ・モータを形成する液圧回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、例えば特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、このシリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能に挿入される複数のピストンを備えている。これらのピストンは、テーパ形状に形成されたピストン棒部分と、このピストン棒部分よりもシリンダブロック奥側に位置し、シリンダ内面に接触するシリンダ内面接触部とが一体に形成されている。また、上述のシリンダ内面接触部の近傍にはピストンリングが備えられている。
【０００３】
したがって、ピストンリングとの摩耗を抑えるために、シリンダのピストンリングが接触する部分であるシリンダ摺動面は表面硬度を高くするように考慮されている。すなわち、シリンダブロック、及びピストンのそれぞれを鉄系材料によって形成すると共に、シリンダ摺動面やピストン表面に強度を確保する表面処理が施される。
【特許文献１】特公昭５９−５７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで昨今、より小型で高速回転が可能な液圧回転機が要望されてきている。上述した従来技術において、より高速の回転を実現させようとする場合、シリンダの入口部と、ピストンのピストン棒部分との接触部は、シリンダ径に比べてピストン径が小さい関係にあって高面圧でピストンが摺動することから、耐焼付き性の点で非常に厳しい状況となる。すなわち、従来技術にあっては、より高速回転を実施させようとする場合、シリンダ、ピストン共に同種の鉄系材料から成ることから、耐焼付き性が劣化する懸念があり、液圧回転機としての信頼性の確保が困難となりやすい。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、シリンダの入口部とピストンのピストン棒部分との接触部における優れた耐焼付け性を確保でき、小型化、高速回転を実現できる液圧回転機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、ケーシングと、このケーシングに回転自在に支持される回転軸と、この回転軸と同期回転するシリンダブロックと、このシリンダブロックの各シリンダ内に摺動可能に挿入される複数のピストンとを備え、これらのピストンのピストン棒部分と、このピストン棒部分よりも上記シリンダブロックの奥側に位置し、上記シリンダの内面に接触するシリンダ内面接触部とが一体に形成されると共に、上記シリンダ内面接触部の近傍にピストンリングを備えた液圧回転機において、上記ピストンの上記ピストン棒部分が摺接する上記シリンダの入口部、及びこの入口部に摺接する上記ピストン棒部分のいずれか一方に、銅合金材料部を備え、他方を鉄系材料によって形成したことを特徴としている。
【０００７】
このように構成した本発明は、シリンダの入口部とピストンのピストン棒部分のうちの一方に銅合金材料部を備えると共に、他方が鉄系材料から成っている。すなわち、シリンダの入口部とピストン棒部分との接触部を、異種金属の組み合わせに設定してある。これにより、ピストンの摺動に際しての上述の接触部における優れた耐焼付け性を確保することができ、小型化、高速回転を実現できる。
【０００８】
また本発明は上記発明において、上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Ｃｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴としている。
【０００９】
また本発明は上記発明において、上記シリンダブロックが鉄系材料から成ると共に、上記シリンダブロックは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴としている。
【００１０】
また本発明は上記発明において、上記銅合金材料部を上記シリンダの上記入口部に備えると共に、この銅合金材料部が、Ｃｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料のブッシュ、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料のブッシュから成ることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は上記発明において、上記シリンダブロックが窒化処理を施される鉄系材料から成ることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は上記発明において、上記銅合金材料部を上記ピストンの上記ピストン棒部分に備えると共に、この銅合金材料部が、Ｃｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料を鋳込んで成ることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は上記発明において、上記ピストンが鉄系材料から成ると共に、このピストンは、上記銅合金材料部を形成する上記銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は上記発明において、上記シリンダ内面接触部に別の銅合金材料部を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は上記発明において、上記ピストンは、上記別の銅合金材料部を形成する銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されて成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、シリンダの入口部とピストンのピストン棒部分との接触部を異種金属の組み合わせとすることができ、これにより、この接触部における優れた耐焼付き性を確保でき、従来から要望されていた小型化、高速回転を実現でき、信頼性の高い液圧回転機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下，本発明に係る液圧回転機を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の液圧回転機の第１実施形態を示す断面図、図２は図１に示す第１実施形態の要部を構成するシリンダブロックを示す断面図である。
【００１９】
この第１実施形態は、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるもので、その基本構成は図１に示すように、外殻を形成するケーシング１と、このケーシング１に回転自在に支持される回転軸２とを備えている。この回転軸２の先端、すなわち図１に示す回転軸２の右側部分には、端面の外周部に複数個の凹球面３が形成されたドライブディスク４と、回転軸２と共に同期回転するシリンダブロック５とを備えている。このシリンダブロック５には周方向に沿って複数のシリンダ６が形成され、これらのシリンダ６内には、ピストン７を摺動可能に挿入させてある。上述したシリンダブロック５は、ドライブディスク４に接続されるセンタシャフト１０を回転軸心として回転する。センタシャフト１０はスプリング１１によってドライブディスク４に押圧されている。
【００２０】
上述したピストン７は、その端部にドライブディスク４の凹球面３に揺動自在に連結される球形部７ａを有している。また、テーパ形状に形成されるピストン棒部分７ｂと、このピストン棒部分７ｂよりもシリンダブロック５の奥側に位置し、シリンダ６の内面に接触するシリンダ内面接触部７ｃとが一体に形成されている。シリンダ内面接触部７ｃの近傍には、例えば２つのピストンリング８，９が嵌着されている。
【００２１】
このような基本構成を有する本発明は特に、ピストン７のピストン棒部分７ｂが摺接するシリンダ６の入口部６ａ、及びこの入口部６ａに摺接するピストン棒部分７ｂのいずれか一方に、銅合金材料部を備え、他方を鉄系材料によって形成してある。
【００２２】
図１，２に示す第１実施形態は、例えば図２に示すように、シリンダブロック５を鉄系材料によって形成し、このシリンダブロック５に含まれるシリンダ６の入口部６ａを銅合金材料部１２によって形成してある。この銅合金材料部１２は、例えばＣｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料を鋳込むことによって形成してある。
【００２３】
また、シリンダブロック５は、上述のように銅合金材料部１２を形成する上述の銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されている。なお、上述したピストン７は、鉄系材料から成ると共に、窒化処理が施されている。すなわち、ピストン棒部分７ｂはシリンダ６の入口部６ａとは異なり、鉄系材料から成っている。
【００２４】
このように構成した第１実施形態は、シリンダブロック５のシリンダ６の入口部６ａに銅合金材料部１２を備えると共に、ピストン７のピストン棒部分７ｂが鉄系材料から成っている。すなわち、シリンダ６の入口部６ａとピストン棒部分７ｂとの接触部を、異種金属の組み合わせに設定してある。これにより、ピストン７の高速摺動に際して、入口部６ａとピストン棒部分７ｂとの接触部における優れた耐焼付き性を確保でき、小型化、高速回転を実現できる。したがって、信頼性の高い液圧回転機が得られる。
【００２５】
図３は本発明の第２実施形態の要部を構成するシリンダブロックを示す断面図である。この第２実施形態は、銅合金材料部をシリンダブロック５のシリンダ６の入口部６ａに備えると共に、この銅合金材料部が、例えばＣｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料のブッシュ１３、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料のブッシュ１３から成っている。このブッシュ１３は、圧入または焼きばめによってシリンダ６の入口部６ａに嵌着される。その他の構成は、上述した第１実施形態と同等である。
【００２６】
このように構成した第２実施形態も、シリンダ６の入口部６ａとピストン棒部分７ｂとの接触部を異種金属の組み合わせに設定してあることから、上述の第１実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００２７】
図４は本発明の第３実施形態の要部を構成するピストンを示す断面図である。この第３実施形態は、ピストン７が鉄系材料から成ると共に、このピストン７のピストン棒部分７ｂに銅合金材料部１４を形成してあり、この銅合金材料部１４は、例えばＣｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料を鋳込んで形成してある。ピストン７は、銅合金材料部１４を形成する銅合金材料の鋳込み後に窒化処理が施されている。
【００２８】
なお、シリンダブロック５は鉄系材料から成り、窒化処理が施されている。これに伴って、シリンダ６の入口部６ａもピストン７のピストン棒部分７ｂとは異なり、鉄系材料から成っている。その他の構成は上述した第１実施形態と同等である。
【００２９】
このように構成した第３実施形態は、ピストン６のピストン棒部分７ｂに銅合金材料部１４を備えると共に、シリンダブロック５のシリンダ６の入口部６ａが鉄系材料から成っている。すなわち、この第３実施形態も第１実施形態と同様に、シリンダ６の入口部６ａとピストン棒部分７ｂとの接触部を、異種金属の組み合わせに設定してあることから、上述の第１実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００３０】
図５は本発明の第４実施形態の要部を構成するピストンを示す断面図である。この第４実施形態は、ピストン７のシリンダ内面接触部７ｃにも別の銅合金材料部１５を形成してある。この別の銅合金材料部１５も、例えばＣｕ−Ｓｎを主成分とする銅合金材料、またはＣｕ−Ｚｎを主成分とする銅合金材料から成っている。
【００３１】
別の銅合金材料部１５は、ピストン棒部分７ｂに形成される銅合金材料部１４と共に、鉄系材料から成るピストン７に鋳込み形成される。また、ピストン７は、これらの銅合金材料部１４、別の銅合金材料部１５の鋳込み後に窒化処理が施される。その他の構成は前述した第３実施形態と同等である。
【００３２】
このように構成した第４実施形態も、シリンダ６の入口部６ａとピストン棒部分７ｂとの接触部を異種金属の組み合わせに設定してあることから、上述の第１実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００３３】
また特に、この第４実施形態では、ピストン７のシリンダ内面接触部７ｃと、シリンダ６の内面との別の接触部も異種金属の組み合わせに設定してあることから、この別の接触部においても優れた耐焼き付け性を確保でき、より信頼性の高い液圧回転機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の液圧回転機の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す第１実施形態の要部を構成するシリンダブロックを示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の要部を構成するシリンダブロックを示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の要部を構成するピストンを示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態の要部を構成するピストンを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    ケーシング
２    回転軸
３    凹球面
４    ドライブディスク
５    シリンダブロック
６    シリンダ
６ａ  入口部
７    ピストン
７ａ  球形部
７ｂ  ピストン棒部分
７ｃ  シリンダ内面接触部
８    ピストンリング
９    ピストンリング
１０  センタシャフト
１１  スプリング
１２  銅合金材料部
１３  ブッシュ（銅合金材料部）
１４  銅合金材料部
１５  別の銅合金材料部
【図１】
2005201220.tif 000003
【図２】
2005201220.tif 000004
【図３】
2005201220.tif 000005
【図４】
2005201220.tif 000006
【図５】
2005201220.tif 000007