JP2013527362A - 軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ - Google Patents

Abstract

【課題】軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータの提供。
【解決手段】本発明は軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータを公開しており、前記モータは、ロータ（５）、インナーステーター（１９）、アウターステーター（３）、スライダー群（２２）、左端カバー（６）および右端カバー（１）を含み、インナーステーター（１９）の前部外面曲線とアウターステーター（３）の内面曲線は２本の完全に似ている滑らかな閉曲線であり、ロータ（５）にスライダー群（２２）が実装され、その中で、アウターステーター（３）にアウターステーター給油窓口（２０）が開設され、アウターステーター給油窓口（２０）の数量は２ｘｎ個（ｎは作動数）であり、インナーステーター（１９）前部分の外面にインナーステーター給油窓口（２４）が開設され、インナーステーター（１９）はロータ（５）内に実装される。本発明の多速度モータは作業が安定しており、体積が小さく、重量が軽く、高効率で、比出力が高く、本発明は一つのハウジング内に異なる入力の複数の多速度液圧モータが設置され、モータが異なる入力または出力を有する時、多種の異なる回転数とトルクを出力できる。
【選択図】図１

Description

本発明は液圧可変容量型機械に係り、特に軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータに関するものである。

液圧モータは日々成熟しつつある液圧素子であり、まさに各業界において日増しに広範な応用がなされる。各種のモータにおいて主要な部材の大部分は摺動摩擦状態にあり、使用寿命に影響するだけでなく、作業効率を低下させると同時に、大多数のモータはリターンバネのリセットによってのみ作業ができるが、往復運動によるバネの疲労破壊は、モータの使用寿命と信頼性に直接影響する。且つ大多数は１入力１出力モータであり、モータの多速度を実現したい場合にはモータを複数並列する必要がある。しかし同一のモータハウジング内にモータが複数同時に存在することは比較的困難であり、ゆえに広い範囲での変速とトルク変換の実現は困難であり、また大電力、小体積、軽量化の実現も困難である。

発明者は２００２年に等幅曲線ダブルステーターローラポンプを公開しており（特許文献１）、該発明のインナーステーターの外面曲線とアウターステーターの内面曲線は２本の完全に似ている滑らかな閉曲線であり、アウターステーター曲線曲率半径とインナーステーター曲線曲率半径との差は常数であり、ロータは円環であり、前記円環にはローラ群を実装する径方向の通じ溝が加工されている。前記ローラ群は外ローラ、コンロッドおよび内ローラからなり、該ポンプの設計は新規的であり、作業は安定しており、ポンプとしてだけでなくモータとしても使用できる。

中国特許第０２１４４４０６．４号明細書

しかしながら、このような等幅曲線ダブルステーターローラポンプの給油窓口はいずれも側板上に設置され、これではローラ群等の部材が著しく磨耗し、油のリークや効率低下等の問題を引き起こしてしまう。

従来技術に存在する前記不足を解消するために、本発明は軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータを提供し、該ダブルステーター多速度モータの作業は安定しており、高効率で、一つのモータで複数の回転数の出力を実現できる。

本発明がその技術課題を解決するために採用する技術内容は以下の通りである：
軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータは、ロータ、インナーステーター、アウターステーター、スライダー群、左端カバーおよび右端カバーを含み、インナーステーターはロータ内に実装され、前記インナーステーター前部外面曲線とアウターステーターの内面曲線は２本の完全に似ている滑らかな閉曲線であり、ロータにスライダー群が実装される。その中で、アウターステーターにアウターステーター給油窓口が開設され、アウターステーター給油窓口の数量は２ｘｎ個であり、例えば単動型モータには２つのアウターステーター給油窓口を開設し、複動型モータには４つのアウターステーター給油窓口を開設し、ｎ動型モータには２ｘｎ個（ｎは作動数、ｎ＝１〜１０）のアウターステーター給油窓口を開設する。インナーステーター前部分の外面にはインナーステーター給油窓口が開設され、インナーステーター給油窓口とアウターステーター給油窓口の数量は同一である。

好ましくは、インナーステーターと右端カバーの間に、二者の相対回動を防止する位置決めキーが設置され、左スペーサーはロータ扇形柱体の底部に実装され、右スペーサーはロータ扇形柱体のエンド部に実装され、ロータは左軸受と右軸受によりアウターステーターのキャビティ内に実装され、締結ボルトにより左端カバーと右端カバーはアウターステーターの二つの端面に実装される。

好ましくは、二つの隣接するアウターステーター給油窓口辺縁の距離は、隣接する二つのスライダー群とアウターステーター内面とが接触して形成する二つの接線間の最短距離以上であり、アウターステーター給油窓口はアウターステーター通油孔と配管を介して液圧ステーションに連通する。

好ましくは、二つの隣接するインナーステーター給油窓口辺縁の距離は、ロータ扇形柱体に実装される二つのスライダー群とインナーステーター前部分外面とが接触して形成する二つの接線間の最短距離以上であり、前記インナーステーター給油窓口はこれに連通するインナーステーター通油孔と配管を介して液圧ステーションに連通する。

インナーステーターの後部外面は円柱面であり、前記円柱面の外面にキー溝が加工され、インナーステーターのエンド部にネジが加工され、丸ナットによりインナーステーターを右端カバーに固定する。

ロータの前端に伝動軸実装孔が加工され、その後部には、スライダー群が実装される配布が均一である複数の扇形柱体が加工され、前記扇形柱体は円環から加工されてなり、二つの扇形柱体の間の距離はスライダー群の幅に同等であり、扇形柱体の個数は４ｘｎ個（ｎは作動数、ｎ＝１〜１０）以上である。

ロータの中心にリーク油孔が加工され、前記リーク油孔はモータのリーク油戻り口と連通する。

左スペーサーは円形部材であり、その円周にはロータ扇形柱体に合わせる扇形孔が開設され、その円心に中心孔が開設され、右スペーサーも円形部材であり、その円周にはロータ扇形柱体に合わせる扇形孔が開設され、その円心にはインナーステーターの円柱面に合わせるインナーステーター実装孔が開設される。

スライダー群は多種構造でよく、例えばシリンダ型、ダブルシリンダ型、ダブルシリンダ・コンロッド型、スライド型または同心円切り欠でなる羽根型を選択することができる。スライダー群の幅はロータの二つの隣接する扇形柱体が形成する溝の幅の要求を満たさなければならず、スライダー群の高さはロータ扇形柱体の要求する高さに同等である。スライダー群の個数は４ｘｎ個（ｎは作動数、ｎ＝１〜１０）以上である。ダブルシリンダ・コンロッド型のスライダー群におけるコンロッド端部の半径は円柱直径よりも大きくなくてはならない。スライダー型のスライダー群はダブルステーターモータ内外曲線間の距離を直径とする円柱から両側部分を引いたものである。

本発明の有益効果は、アウターステーター楕円曲線内面とインナーステーター前部分楕円形曲線外面とに給油窓口が開設されることから、本発明は内、アウターステーターおよびスライダー群の磨耗が小さく、リークが少なく、磨耗間隙が自動補償されることである。同時に本発明は作業が安定しており、体積が小さく、重量が軽く、比出力が高く、可操作性が高く、使用寿命が長く、効率が高い。本発明は一つのハウジング内に異なる入力の多速度液圧モータが複数設置され、異なる入力を有する時、該モータは多種の異なる回転数とトルクを出力できる。本発明はさらに複数出力ポンプとして使用できる。

軸回動等幅曲線ダブルステーター変速モータの構造概略図である。 軸回動等幅曲線ダブルステーター変速モータの断面図であり、主にアウターステーター、ロータ、インナーステーターおよびスライダー群の組合関係を示す。 ロータの構造概略図である。 ロータのＫ方向構造概略図である。 ロータの右側面図である。 左スペーサーの構造概略図である。 右スペーサーの構造概略図である。 インナーステーターの構造概略図である。 インナーステーターのＤ−Ｄ断面図である。 インナーステーターのＢ−Ｂ断面図である。 インナーステーターのＣ−Ｃ断面図である。 本発明の他の実施例の半軸軸回動等幅曲線ダブルステーター変速モータの構造概略図である。 図１２に対応する他方向の構造断面図である。

図１から図１３に示すように、本発明は軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータを提供しており、該モータは、ロータ、インナーステーター、アウターステーター、スライダー群、左端カバーおよび右端カバーを含み、前記インナーステーターはロータ内に実装され、前記インナーステーター前部外面曲線とアウターステーターの内面曲線は２本の完全に似ている滑らかな閉曲線であり、ロータにスライダー群が実装される。その中で、アウターステーターにアウターステーター給油窓口が開設され、アウターステーター給油窓口の数量は２ｘｎ個であり、例えば単動型モータには２つのアウターステーター給油窓口を開設し、複動型モータには４つのアウターステーター給油窓口を開設し、ｎ動型モータには２ｘｎ個（ｎは作動数、ｎ＝１〜１０）のアウターステーター給油窓口を開設する。インナーステーター前部分の外面にはインナーステーター給油窓口が開設され、インナーステーター給油窓口とアウターステーター給油窓口の数量は同一である。アウターステーター曲線内面とインナーステーター前部分曲線の外面に給油窓口が開設されることから、本発明は内、アウターステーターおよびスライダー群の磨耗が小さく、リークが少なく、磨耗間隙が自動補償される。

以下に図面および具体的実施例を組合せて本発明の具体的実施形態にさらに詳細な説明を行う。

図１は公開される軸回動等幅曲線ダブルステーター変速モータの実施例１の全体構造概略図であり、前記軸回動等幅曲線ダブルステーター変速モータはロータ５、インナーステーター１９、アウターステーター３、スライダー群２２、左端カバー６および右端カバー１を含み、本実施例において、インナーステーター１９の前部外面曲線とアウターステーター３の内面曲線は２本の完全に似ている滑らかな楕円の閉曲線であり、ロータ５にはスライダー群が実装され、スライダー群は内ローラ２、コンロッド４および外ローラ１２からなる。前記アウターステーター３の楕円形内面に４つのアウターステーター給油窓口２０が開設され；インナーステーター１９前部の楕円形外面には４つのインナーステーター給油窓口２４が開設され、インナーステーター１９はロータ５内に実装される。

インナーステーター１９の後部外面は円柱面であり、前記円柱面の外面にキー溝が加工され、右端カバー１の軸孔内のキー溝に合わせ、二者の間で相対回動が発生しない。

左スペーサー１１は円形部材であり、その円周にロータ５の扇形柱体２６に合わせる扇形孔２７が開設され、その円心にスペーサーリーク油孔２９が開設され、左スペーサー１１はロータ５扇形柱体２６の底部に実装される。

右スペーサー１３も円形部材であり、その円周に、ロータ５扇形柱体に合わせる扇形孔２７が開設され、その円心にはインナーステーター１９の円柱面に合わせるインナーステーター実装孔２８が開設され、右スペーサー１３と調整スペーサー１４はロータ５扇形柱体のエンド部に実装され、ロータ支持の作用を奏する。

前記二つのスペーサーは扇形柱体部分の実際の加工精度に応じて設置するかまたは設置しないかを選択でき、ロータ扇形柱体部分の加工精度が高ければ、二つのスペーサーを省略することもできる。

ロータ５は左軸受け９および右軸受け１６によりアウターステーター３のキャビティ内に実装され、且つ締結ボルト１５により左端カバー６と右端カバー１がアウターステーター３の二つの端面に実装され、本実施例においては、左端カバー６と右端カバー１は好ましくは円形外周を備え、またアウターステーター３は略方形を呈す断面を有することが好ましい。

隣接する二つのアウターステーター給油窓口２０の間でスライダー群２２を介して隔離が形成されるよう保証するために、二つの隣接するアウターステーター給油窓口２０辺縁の距離は、隣接する二つのスライダー群２２とアウターステーター３内面とが接触して形成する二つの接線間の最短距離以上であり、前記アウターステーター給油窓口２０はアウターステーター通油孔２１と配管を介して液圧ステーションに連通する。

隣接する二つのインナーステーター給油窓口２４の間でスライダー群２２を介して隔離が形成されるよう保証するために、二つの隣接するインナーステーター給油窓口２４辺縁の距離は、ロータ１９の扇形柱体２６に実装される二つのスライダー群２２とインナーステーター１９前部分外面とが接触して形成する二つの接線間の最短距離以上であり、前記インナーステーター給油窓口２４はこれに連通するインナーステーター通油孔２３と配管を介して液圧ステーションに連通する。

インナーステーター１９のエンド部にネジが加工され、前記ネジは丸ナット１８に合わせてインナーステーター１９を軸方向に固定する。

ロータ５の前端に伝動軸７の実装孔２５が加工され、ロータ５と伝動軸７は別体構造であり、伝動軸７を介してロータ５のトルクと回転数が伝達され、作業時において実行機構または原動機の伝動軸をロータの実装孔２５に直接キー接続し、このように伝動軸を省略して、モータの構造をさらに簡単にすることができる。ロータ５の後部に、スライダー群２２を実装するための配布が均一である複数の扇形柱体２６が加工され、具体的には扇形柱体２６は円筒状のロータ後部から加工されてなり、二つの扇形柱体２６の間の距離はスライダー群２２の幅に同等であり、本実施例において、扇形柱体２６の個数は８個である。説明を要することとして、扇形柱体２６の幅は偏心に関係し、流量と回転数を決定する。具体的な実施の際には、異なるスライダー群に、その二つの扇形柱体の間の距離幅は異なり、スライダー群２２がダブルシリンダ・コンロッド型である場合、コンロッド４の幅のみに同等であり、スライダー群２２を実装する扇形柱体の個数は４ｘｎ個（ｎは作動数、ｎ＝１〜１０）以上である。ロータ５の中心にリーク油孔８が加工され、前記リーク油孔８はモータのリーク油戻り口１０に連通する。

図１２に示すように、本発明は片持ち型軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータを公開し、前記モータはロータ５、インナーステーター１９、アウターステーター３、スライダー群２２、左端カバー６および右端カバー１を含み、その中で、出力軸とロータは一体の軸付きロータ３１に加工され、前記軸付きロータ３１はラジアルスラスト軸受け（Ｒａｄｉａｌ ｔｈｒｕｓｔ ｂｅａｒｉｎｇ）９により左端カバー６の軸孔に実装され、これにより右スペーサーおよび右側軸受けを省略でき、左端カバー６、アウターステーター３および右端カバー１は締結ボルト３０により締結される。該モータのその他の部分の構造は実施例１と同じであり、ここで再び詳記しない。これ以外に、技術内容を理解する便宜上、機能が同一の部分には同一の符号を採用したが、当業者は従来技術に基づいて好適に変化または選択ができ、ここで特に説明する。

軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータにおいて、インナーステーター１９、ロータの扇形柱体２６内側、スライダー群２２および両側端カバーにより内モータが組成され、アウターステーター３、ロータ扇形柱体２６外側、スライダー群２２および両側端カバーにより外モータが組成され、このように一つのハウジング内で内外モータ、単動型の一対、複動型の二対、複数作動の複数対の内外モータが構成され、モータの個数は２ｘｎ個に等しく、その中でｎは作動数であり、ｎ＝１〜１０であるが、しかしこれに限定されず、好ましくは、ｎ＝２〜５であり、このようにしてモータが機能要求と体積制御の要求の間でうまくバランスが達成される。

制御システムの制御の下で、その中の一つのモータが作業し、残りのモータが無負荷であると、回転数は一つであり、複数のモータの異なる組合せで複数の異なる回転数を形成でき、多速度モータを形成する。内モータと外モータの対応するトルク方向が逆方向の場合、差動モータを形成する。単動型のは一つの差動モータを形成し、複動型の、および複数作動のは多種の異なる組合せを組成でき、多種の差動モータを形成する。従って、一つのモータハウジング内で多種の異なる回転数を実現できる。

本発明は具体的実施例で掲示されるものの、本発明を制限するものではなく、当業者が、本発明の構想および範囲を離脱しない前提で行われる等価部材の置換、または本発明の保護範囲で行われる等価変化および修飾は、いずれも本発明のカバーする範疇に属すものとなる。

１． 右端カバー
２． 内ローラ
３． アウターステーター
４． コンロッド
５． ロータ
６． 左端カバー
７． 伝動軸
８． リーク油孔
９． 左軸受け
１０． リーク油戻り口
１１． 左スペーサー
１２． 外ローラ
１３． 右スペーサー
１４． 調整スペーサー
１５． 締結ボルト
１６． 右軸受け
１７． 位置決めキー
１８． 丸ナット
１９． インナーステーター
２０． アウターステーター給油窓口
２１． アウターステーター通油孔
２２． スライダー群
２３． インナーステーター通油孔
２４． インナーステーター給油窓口
２５． 伝動軸実装孔
２６． 扇形柱体
２７． 扇形孔
２８． インナーステーター実装孔
２９． スペーサーリーク油孔
３０． 締結ボルト
３１． 軸付きロータ

Claims (16)

1. ロータ（５）、インナーステーター（１９）、アウターステーター（３）およびスライダー群（２２）を含み、前記インナーステーター（１９）前部外面曲線とアウターステーター（３）内面曲線は２本の完全に似ている滑らかな閉曲線であり、ロータ（５）にスライダー群（２２）が実装される軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータにおいて、
   インナーステーター（１９）はロータ（５）内に実装され、アウターステーター（３）にアウターステーター給油窓口（２０）が開設され、アウターステーター給油窓口（２０）の数量は２ｘｎ個であり、ｎは作動数であり、ｎ＝１〜１０であり；インナーステーター（１９）前部分の外面にインナーステーター給油窓口（２４）が開設され、インナーステーター給油窓口（２４）とアウターステーター給油窓口（２０）の数量が同一である、ことを特徴とする軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
2. 二つの隣接するアウターステーター給油窓口（２０）辺縁の距離は、隣接する二つのスライダー群（２２）とアウターステーター（３）内面とが接触して形成する二つの接線間の最短距離以上であり、前記アウターステーター給油窓口（２０）はアウターステーター通油孔（２１）と配管を介して液圧ステーションに連通する、ことを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
3. 二つの隣接するインナーステーター給油窓口（２４）辺縁の距離は、二つのスライダー群（２２）とインナーステーター（１９）前部分外面とが接触して形成する二つの接線間の最短距離以上であり、前記インナーステーター給油窓口（２４）は、これに連通するインナーステーター通油孔（２３）と配管を介して液圧ステーションに連通する、ことを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
4. インナーステーター（１９）の後部外面は円柱面であり、前記円柱面の外面にキー溝が加工され、インナーステーター（１９）のエンド部にネジが加工される、ことを特徴とする請求項１または３に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
5. ロータ（５）の前端に伝動軸実装孔（２５）が加工され、その後部にスライダー群（２２）が実装される配布が均一である複数の扇形柱体（２６）が加工され、前記扇形柱体（２６）は円環から加工されてなり、二つの扇形柱体（２６）の間の距離はスライダー群の幅に同等であり、扇形柱体（２６）の個数が４ｘｎ個である、ことを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
6. ロータ（５）にリーク油孔（８）が加工され、前記リーク油孔（８）はリーク油戻り口（１０）と連通する、ことを特徴とする請求項１または５に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
7. 前記モータがさらにロータ（５）扇形柱体（２６）底部に実装される左スペーサー（１１）と、ロータ（５）扇形柱体（２６）エンド部に実装される右スペーサー（１３）とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
8. 左スペーサー（１１）は円形部材であり、その円周には扇形柱体（２６）に合わせる扇形孔（２７）が開設され、その円心に中心孔が開設され；右スペーサー（１３）も円形部材であり、その円周に扇形柱体（２６）に合わせる扇形孔（２７）が開設され、その円心にはインナーステーター（１９）の円柱面に合わせるインナーステーター実装孔（２８）が開設される、ことを特徴とする請求項７に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
9. 前記モータがさらに左端カバー（６）および右端カバー（１）を含み、前記インナーステーター（１９）と右端カバー（１）の間に二者の相対回動を防止する位置決めキー（１７）が設置される、ことを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
10. 前記ロータ（５）が左軸受け（９）と右軸受け（１６）によりアウターステーター（３）のキャビティ内に実装される、ことを特徴とする請求項９に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
11. 前記左端カバー（６）と右端カバー（１）が締結ボルト（１５、３０）によりアウターステーター（３）の二つの端面に実装される、ことを特徴とする請求項９に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
12. 前記滑らかな閉曲線が楕円であることを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
13. 前記ロータ（５）がラジアルスラスト軸受け（９）により左端カバー（６）の軸孔に実装されることを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
14. 前記インナーステーター（１９）、ロータの扇形柱体（２６）内側、スライダー群（２２）および両側端カバーにより内モータが組成され、アウターステーター（３）、ロータ扇形柱体（２６）外側、スライダー群（２２）および両側端カバーにより外モータが組成され、一つのハウジング内で内外モータが構成され、且つモータの個数が２ｘｎ個である、ことを特徴とする請求項１に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
15. 前記複数のモータの異なる組合せで複数の異なる回転数を形成可能で、これにより多速度モータを形成する、ことを特徴とする請求項１４に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。
16. 内モータと外モータの対応するトルク方向が逆方向の場合、差動モータを形成することを特徴とする請求項１４に記載の軸回動等幅曲線ダブルステーター多速度モータ。

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