JP2014129777A - Radial piston type hydraulic machine and wind power generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ラジアルピストン式油圧機械及びこれを備えた風力発電装置に関する。 The present disclosure relates to a radial piston hydraulic machine and a wind power generator including the same.
従来から、複数のピストンが放射状に並んだラジアルピストン式の油圧機械が知られている。
例えば、特許文献1には、動力伝達装置に用いられるラジアルピストン式の油圧ポンプが開示されている。この油圧ポンプでは、内周面にカム面を有するアウターレースと、このアウターレースに対向して放射状に配置された複数のシリンダを有するインナーレース(シリンダブロック)とを備えている。インナーレースの複数のシリンダは、それぞれ、複数のピストンを案内するように構成されている。なお、各々のピストンには、カム面と当接するボールが取り付けられている。
Conventionally, a radial piston type hydraulic machine in which a plurality of pistons are arranged radially is known.
For example,
また、特許文献2には、風力発電装置のドライブトレインとして機能するラジアルピストン式の油圧機械が開示されている。特許文献2記載のラジアルピストン式油圧機械では、シリンダ内を往復運動するピストンと、ピストンに取り付けられたローラと、ローラに当接するカム面を有するカムとを備えている。
ところで、上述したラジアルピストン式の油圧機械では、シリンダに作動油を供給するための給油路及び給油バルブと、シリンダから作動油を排出するための排油路及び排油バルブとが、各シリンダブロックにそれぞれ設けられている。これら油路およびバルブのレイアウトの簡素化は、重量物であるシリンダブロックの小型化、ひいては油圧機械自体の小型化を図る上で極めて重要な問題となる。
この点、特許文献1及び2には、シリンダブロックの小型化を図るための対策は記載されていない。
By the way, in the above-described radial piston type hydraulic machine, each cylinder block includes an oil supply path and an oil supply valve for supplying hydraulic oil to the cylinder, and an oil discharge path and an oil discharge valve for discharging the hydraulic oil from the cylinder. Are provided respectively. The simplification of the layout of these oil passages and valves is an extremely important problem in reducing the size of the heavy cylinder block and the size of the hydraulic machine itself.
In this respect,
本発明は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、油路およびバルブのレイアウトを工夫することで、重量物であるシリンダブロックを小型化しうるラジアルピストン式油圧機械及びこれを備えた風力発電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to provide a radial piston that can downsize a heavy cylinder block by devising a layout of an oil passage and a valve. An object is to provide a hydraulic machine and a wind power generator equipped with the same.
本発明の少なくとも一実施形態にかかるラジアルピストン式油圧機械は、
前記油圧機械の半径方向に沿って配置された複数のピストンと、
前記半径方向に沿って往復運動可能に前記複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダをそれぞれ有する複数のシリンダスリーブと、前記複数のシリンダスリーブがそれぞれ挿入される複数のスリーブ穴を有するシリンダブロック本体とを含むシリンダブロックと、
前記複数のピストンと前記複数のシリンダによってそれぞれ形成される複数の油圧室に対する作動油の供給状態又は排出状態をそれぞれ切り換えるための複数のバルブとを備え、
前記シリンダブロック本体は、前記シリンダブロック本体に設けられて各々の前記バルブを介して各々の前記油圧室に連通する少なくとも一本の油路を含んでおり、
各々の前記シリンダスリーブは、各々の前記油圧室を取り囲む油圧室囲繞部と、前記油圧室囲繞部よりも前記ピストンから前記半径方向に離れて位置し、各々の前記バルブが収容されるバルブ収容部とを含み、
少なくとも前記バルブ収容部には、前記バルブ収容部に収容された各々の前記バルブと前記少なくとも一本の油路との間において前記半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路が設けられたことを特徴とする。
A radial piston hydraulic machine according to at least one embodiment of the present invention includes:
A plurality of pistons arranged along a radial direction of the hydraulic machine;
A cylinder block having a plurality of cylinder sleeves each having a plurality of cylinders for guiding the plurality of pistons so as to reciprocate along the radial direction, and a plurality of sleeve holes into which the plurality of cylinder sleeves are respectively inserted. A cylinder block including a main body,
A plurality of valves for switching a supply state or a discharge state of hydraulic oil to a plurality of hydraulic chambers respectively formed by the plurality of pistons and the plurality of cylinders;
The cylinder block body includes at least one oil passage that is provided in the cylinder block body and communicates with each of the hydraulic chambers via each of the valves.
Each cylinder sleeve includes a hydraulic chamber surrounding portion that surrounds each of the hydraulic chambers, and a valve storage portion that is positioned further away from the piston in the radial direction than the hydraulic chamber surrounding portion and that stores the valves. Including
At least the valve accommodating portion is provided with at least one internal flow path extending along the radial direction between each of the valves accommodated in the valve accommodating portion and the at least one oil passage. It is characterized by that.
上記ラジアルピストン式油圧機械では、バルブ収容部に収容された各々のバルブとシリンダブロック本体の少なくとも一本の油路との間において、半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路が、シリンダスリーブの少なくともバルブ収容部に設けられている。このような内部流路がシリンダスリーブの内部に設けられていれば、油圧室とシリンダブロック本体の油路とがバルブ収容部に収容されたバルブを介して内部流路によって連通されるため、シリンダスリーブの形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体を小型化することができる。 In the radial piston hydraulic machine, at least one internal flow path extending in the radial direction between each valve accommodated in the valve accommodating portion and at least one oil path of the cylinder block main body, The cylinder sleeve is provided at least in the valve housing portion. If such an internal flow path is provided inside the cylinder sleeve, the hydraulic chamber and the oil passage of the cylinder block main body are communicated by the internal flow path via the valve accommodated in the valve accommodating portion. The cylinder block body can be downsized regardless of the shape of the sleeve (the length in the radial direction).
幾つかの実施形態では、前記バルブ収容部の少なくとも一部は前記シリンダブロック本体から突出しており、前記少なくとも一つの内部流路は、前記バルブ収容部のうち前記シリンダブロック本体から突出した部分から前記少なくとも一本の油路に向かって前記半径方向に延びている。
このような内部流路がシリンダスリーブの内部に設けられていれば、バルブ収容部をシリンダブロック本体から突出させた状態で、油圧室とシリンダブロック本体の油路とをバルブ収容部に収容されたバルブを介して内部流路によって連通することができる。このため、シリンダスリーブの形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体を小型化することができる。
In some embodiments, at least a part of the valve housing portion protrudes from the cylinder block body, and the at least one internal flow path is formed from a portion of the valve housing portion that protrudes from the cylinder block body. It extends in the radial direction towards at least one oil passage.
If such an internal flow path is provided in the cylinder sleeve, the hydraulic chamber and the oil passage of the cylinder block main body are accommodated in the valve accommodating portion with the valve accommodating portion protruding from the cylinder block main body. It can communicate with an internal channel through a valve. For this reason, a cylinder block main body can be reduced in size irrespective of the shape (length in the radial direction) of the cylinder sleeve.
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一つの内部流路は、前記バルブ収容部および前記油圧室囲繞部に跨って設けられている。
このように、バルブ収容部から油圧室囲繞部に跨る内部流路が設けられていれば、バルブ収容部の全体をシリンダブロック本体から突出させた状態で、油圧室とシリンダブロック本体の油路とをバルブ収容部に収容されたバルブを介して内部流路によって連通することができる。このため、シリンダスリーブの形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体を小型化することができる。
In some embodiments, the at least one internal flow path is provided across the valve accommodating portion and the hydraulic chamber surrounding portion.
As described above, if an internal flow path extending from the valve housing portion to the hydraulic chamber surrounding portion is provided, the hydraulic chamber and the oil passages of the cylinder block main body and Can be communicated by an internal flow path via a valve accommodated in the valve accommodating portion. For this reason, a cylinder block main body can be reduced in size irrespective of the shape (length in the radial direction) of the cylinder sleeve.
幾つかの実施形態では、前記複数のバルブは、前記複数の油圧室への前記作動油の供給状態をそれぞれ切り換えるための複数の給油バルブと、前記複数の油圧室からの前記作動油の排出状態をそれぞれ切り換えるための複数の排油バルブとを含み、前記少なくとも一本の油路は、各々の前記給油バルブを介して各々の前記油圧室に連通する給油路と、各々の前記排油バルブを介して前記油圧室に連通する排油路とを含み、各々の前記シリンダスリーブの前記バルブ収容部には、各々の前記給油バルブと各々の前記排油バルブとが収容されている。
このように、幾つかの実施形態にかかるラジアルピストン式油圧機械では、バルブ収容部に収容された給油バルブ及び排油バルブの両方を備えており、これら給油バルブ及び排油バルブにより、油圧室における作動油の供給状態および排出状態を切り替えることができるように構成されている。
In some embodiments, the plurality of valves includes a plurality of oil supply valves for switching supply states of the hydraulic oil to the plurality of hydraulic chambers, and a discharge state of the hydraulic oil from the plurality of hydraulic chambers. A plurality of oil discharge valves for switching each of the oil passages, and the at least one oil passage includes an oil supply passage communicating with each of the hydraulic chambers via each of the oil supply valves, and each of the oil discharge valves. Each oil supply valve and each oil discharge valve are accommodated in the valve accommodating portion of each cylinder sleeve.
As described above, the radial piston hydraulic machine according to some embodiments includes both the oil supply valve and the oil discharge valve accommodated in the valve accommodating portion. It is comprised so that the supply state and discharge | emission state of hydraulic fluid can be switched.
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一つの内部流路は、各々の前記給油バルブと前記給油路との間に設けられる給油内部流路と、各々の前記排油バルブと前記排油路との間に設けられる排油内部流路とを含む。
このような構成によれば、給油バルブおよび排油バルブがシリンダスリーブのバルブ収容部にそれぞれ収容されているラジアルピストン式油圧機械において、油圧室とシリンダブロック本体の給油路および排油路とが、バルブ収容部に収容された給油バルブおよび排油バルブを介して、それぞれ給油内部流路および排油内部流路によって連通される。このため、給油バルブおよび排油バルブの両方がシリンダスリーブのバルブ収容部に収容される場合においても、シリンダスリーブの形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体を小型化することができる。
In some embodiments, the at least one internal flow path includes an oil supply internal flow path provided between each of the oil supply valves and the oil supply path, and each of the oil discharge valve and the oil discharge path. And a drainage internal flow path provided therebetween.
According to such a configuration, in the radial piston hydraulic machine in which the oil supply valve and the oil discharge valve are respectively accommodated in the valve accommodating portion of the cylinder sleeve, the oil supply passage and the oil discharge passage of the hydraulic chamber and the cylinder block body are: The oil supply valve and the oil discharge valve are connected to each other through an oil supply internal flow path and an oil discharge internal flow path, respectively. For this reason, even when both the oil supply valve and the oil discharge valve are accommodated in the valve accommodating portion of the cylinder sleeve, the cylinder block body can be downsized regardless of the shape (radial length) of the cylinder sleeve. it can.
幾つかの実施形態では、前記給油路は、前記排油路とは異なる前記半径方向の位置に設けられている。
このような構成によれば、給油路と排油路の半径方向の位置が異なるため、シリンダブロック本体に設けられた給油路および排油路と、シリンダスリーブに設けられた給油内部流路および排油内部流路との、それぞれの接続スペースを確保することができる。
In some embodiments, the oil supply passage is provided at a position in the radial direction different from the oil discharge passage.
According to such a configuration, since the radial positions of the oil supply passage and the oil discharge passage are different, the oil supply passage and the oil discharge passage provided in the cylinder block body, and the oil supply internal flow passage and the exhaust passage provided in the cylinder sleeve are provided. Each connection space with the oil internal flow path can be secured.
幾つかの実施形態では、複数組の前記給油内部流路および前記排油内部流路が、異なる組に属する前記給油内部流路同士は隣接せず、且つ、異なる組に属する前記排油内部流路同士は隣接しないように前記シリンダスリーブの周方向に配列されている。
このような構成によれば、上述した給油路と排油路との半径方向の位置が異なる構成と相まって、各内部流路に接続される各油路間の距離を広く確保することができる。
In some embodiments, a plurality of sets of the oil supply internal flow paths and the oil discharge internal flow paths are not adjacent to each other of the oil supply internal flow paths belonging to different sets, and the oil discharge internal flow belonging to different sets. The paths are arranged in the circumferential direction of the cylinder sleeve so as not to be adjacent to each other.
According to such a configuration, it is possible to secure a wide distance between the oil passages connected to the internal flow paths, coupled with the configuration in which the oil supply passage and the oil discharge passage are different in radial position.
すなわち、同種の内部流路(給油内部流路または排油内部流路)のピストンスリーブの周方向位置を離すことで、同じ半径方向位置にある油路間の距離を広く確保することができる。また、隣接する内部流路に接続される各油路間の距離は、上述した給油路と排油路との半径方向の位置が異なる構成によって広く確保される。しかも結果として、シリンダブロック本体において給油路と排油路とが千鳥状に配置されることとなり、シリンダブロック本体の捻じりに対する剛性が確保される。 That is, by separating the circumferential position of the piston sleeve in the same type of internal flow path (oil supply internal flow path or oil discharge internal flow path), a wide distance between the oil paths at the same radial position can be secured. Moreover, the distance between each oil path connected to the adjacent internal flow path is widely ensured by the above-described configuration in which the oil supply path and the oil discharge path have different radial positions. Moreover, as a result, the oil supply passages and the oil discharge passages are arranged in a staggered manner in the cylinder block main body, and the rigidity against twisting of the cylinder block main body is ensured.
幾つかの実施形態では、各々の前記シリンダスリーブの前記バルブ収容部において、各々の前記給油バルブと各々の前記排油バルブとが前記半径方向に並んで配置されており、 各々の前記シリンダスリーブには、各々の前記給油バルブと各々の前記排油バルブのうち前記油圧室から前記半径方向に離れて位置するバルブと前記油圧室との間にバイパス流路が設けられており、前記バイパス流路は、前記半径方向に沿って延在するように前記バルブ収容部の内部に設けられたバイパス内部流路を含む。
このような構成によれば、給油バルブと排油バルブとが半径方向に並んで直列に配置されるため、シリンダスリーブの大きさ(径)を小さくすることができる。これにより、シリンダブロック本体を小型化することができる。なお、給油バルブ及び排油バルブの直列配置が可能であるのは、給油バルブ及び排油バルブのうち油圧室から離れて位置するバルブと油圧室との間にバイパス流路を設けたためである。
In some embodiments, in the valve accommodating portion of each cylinder sleeve, each of the oil supply valves and each of the oil discharge valves are arranged side by side in the radial direction. Each of the oil supply valves and each of the oil discharge valves is provided with a bypass flow path between the hydraulic chamber and a valve located in the radial direction away from the hydraulic pressure chamber. Includes a bypass internal flow path provided inside the valve housing portion so as to extend along the radial direction.
According to such a configuration, since the oil supply valve and the oil discharge valve are arranged in series in the radial direction, the size (diameter) of the cylinder sleeve can be reduced. Thereby, a cylinder block main body can be reduced in size. The reason why the oil supply valve and the oil discharge valve can be arranged in series is that a bypass channel is provided between the oil supply valve and the oil discharge valve, which are located away from the hydraulic chamber, and the hydraulic chamber.
本発明の少なくとも一実施形態にかかる風力発電装置は、
少なくとも一本のブレードと、
前記少なくとも一本のブレードが取付けられるハブと、
前記ハブの回転によって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプで生成された圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧モータによって駆動される発電機とを備える風力発電装置であって、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの少なくとも一方は、ラジアルピストン式の油圧機械であり、
前記ラジアルピストン式の油圧機械は、前記油圧機械の半径方向に沿って配置された複数のピストンと、前記半径方向に沿って往復運動可能に前記複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダをそれぞれ有する複数のシリンダスリーブと、前記複数のシリンダスリーブがそれぞれ挿入される複数のスリーブ穴を有するシリンダブロック本体とを含むシリンダブロックと、前記複数のピストンと前記複数のシリンダによってそれぞれ形成される複数の油圧室に対する作動油の供給状態又は排出状態をそれぞれ切り換えるための複数のバルブとを含み、
前記シリンダブロック本体は、前記シリンダブロック本体に設けられて各々の前記バルブを介して各々の前記油圧室に連通する少なくとも一本の油路を含んでおり、
各々の前記シリンダスリーブは、各々の前記油圧室を取り囲む油圧室囲繞部と、前記油圧室囲繞部よりも前記ピストンから前記半径方向に離れて位置し、各々の前記バルブが収容されるバルブ収容部とを含み、
少なくとも前記バルブ収容部には、前記バルブ収容部に収容された各々の前記バルブと前記少なくとも一本の油路との間において前記半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路が設けられたことを特徴とする。
A wind turbine generator according to at least one embodiment of the present invention,
At least one blade,
A hub to which the at least one blade is mounted;
A hydraulic pump configured to be driven by rotation of the hub;
A hydraulic motor configured to be driven by pressure oil generated by the hydraulic pump;
A wind turbine generator comprising a generator driven by the hydraulic motor,
At least one of the hydraulic pump and the hydraulic motor is a radial piston hydraulic machine,
The radial piston type hydraulic machine includes a plurality of pistons arranged along a radial direction of the hydraulic machine, and a plurality of cylinders for guiding the plurality of pistons so as to reciprocate along the radial direction. A plurality of cylinder sleeves, a cylinder block including a cylinder block body having a plurality of sleeve holes into which the plurality of cylinder sleeves are respectively inserted, a plurality of pistons and a plurality of cylinders respectively formed by the plurality of cylinders A plurality of valves for switching the supply state or discharge state of the hydraulic oil to the hydraulic chamber,
The cylinder block body includes at least one oil passage that is provided in the cylinder block body and communicates with each of the hydraulic chambers via each of the valves.
Each cylinder sleeve includes a hydraulic chamber surrounding portion that surrounds each of the hydraulic chambers, and a valve storage portion that is positioned further away from the piston in the radial direction than the hydraulic chamber surrounding portion and that stores the valves. Including
At least the valve accommodating portion is provided with at least one internal flow path extending along the radial direction between each of the valves accommodated in the valve accommodating portion and the at least one oil passage. It is characterized by that.
上記風力発電装置のラジアルピストン式油圧機械では、シリンダスリーブの少なくともバルブ収容部に、バルブ収容部に収容された各々のバルブとシリンダブロック本体の少なくとも一本の油路との間において半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路が設けられている。このような内部流路がシリンダスリーブの内部に設けられていれば、油圧室とシリンダブロック本体の油路とがバルブ収容部に収容されたバルブを介して内部流路によって連通されるため、シリンダスリーブの形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体を小型化することができる。 In the radial piston hydraulic machine of the wind turbine generator described above, at least in the valve housing portion of the cylinder sleeve, along the radial direction between each valve housed in the valve housing portion and at least one oil passage in the cylinder block body. And at least one internal flow path is provided. If such an internal flow path is provided inside the cylinder sleeve, the hydraulic chamber and the oil passage of the cylinder block main body are communicated by the internal flow path via the valve accommodated in the valve accommodating portion. The cylinder block body can be downsized regardless of the shape of the sleeve (the length in the radial direction).
本発明の少なくとも一実施形態によれば、シリンダスリーブの少なくともバルブ収容部に、半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路が設けられているため、重量物であるシリンダブロックを小型化しうるラジアルピストン式油圧機械及び風力発電装置を提供することができる。 According to at least one embodiment of the present invention, since at least one internal flow path extending in the radial direction is provided in at least the valve accommodating portion of the cylinder sleeve, the cylinder block that is a heavy object is reduced in size. A radial piston hydraulic machine and a wind power generator can be provided.
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples.
図1は、一実施形態にかかる風力発電装置を示す図である。
同図に示すように、風力発電装置1は、少なくとも一本のブレード2及びハブ4で構成されるロータ3を備える。なお、ハブ4はハブカバー5によって覆われていてもよい。
一実施形態では、ロータ3には、回転シャフト6を介して油圧ポンプ8が連結される。油圧ポンプ8には、高圧油ライン12及び低圧油ライン14を介して油圧モータ10が接続される。具体的には、油圧ポンプ8の出口が高圧油ライン12を介して油圧モータ10の入口に接続され、油圧ポンプ8の入口が低圧油ライン14を介して油圧モータ10の出口に接続される。油圧ポンプ8は、回転シャフト6によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油(圧油)を生成する。油圧ポンプ8で生成された圧油は高圧油ライン12を介して油圧モータ10に供給され、この圧油によって油圧モータ10が駆動される。油圧モータ10で仕事をした後の低圧の作動油は、油圧モータ10の出口と油圧ポンプ8の入口との間に設けられた低圧油ライン14を経由して、油圧ポンプ8に再び戻される。
油圧モータ10には発電機16が連結される。一実施形態では、発電機16は、電力系統に連系されるとともに、油圧モータ10によって駆動される同期発電機である。
なお、回転シャフト6の少なくとも一部は、タワー19上に設置されたナセル18によって覆われている。一実施形態では、油圧ポンプ8、油圧モータ10及び発電機16は、ナセル18の内部に設置される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a wind turbine generator according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the
In one embodiment, a
A
At least a part of the
幾つかの実施形態では、油圧ポンプ8又は油圧モータ10の少なくとも一方は、以下で説明するラジアルピストン式の油圧機械である。
In some embodiments, at least one of the
図2は、一実施形態にかかる油圧機械の半径方向に沿った断面図である。
同図に示す例示的な実施形態では、油圧機械20は、油圧機械20の半径方向に沿って配置される複数のピストン22と、複数のピストン22をそれぞれ摺動自在に保持するための複数のシリンダ24が設けられたシリンダブロック26とを備える。各々のピストン22は、シリンダ24によって案内されて油圧機械20の半径方向に沿って往復運動可能になっている。またシリンダブロック26は、複数のシリンダ24をそれぞれ有する複数のシリンダスリーブ40と、複数のシリンダスリーブ40がそれぞれ挿入される複数のスリーブ穴52を有するシリンダブロック本体50とを含む。また、各々のシリンダスリーブ40には、ピストン22およびシリンダ24によって油圧室25が形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view along the radial direction of the hydraulic machine according to the embodiment.
In the exemplary embodiment shown in the figure, the
一実施形態では、シリンダブロック本体50は環状断面を有している。そして、環状断面の内周側に、回転シャフト28が回転可能に配置されている。この回転シャフト28には偏心カム28aが連結されている。この偏心カム28aには複数の機械要素27の接触子が当接されており、これら複数の機械要素27の各々は、上述した複数のピストン22に連結されている。また、各々のシリンダブロック本体50には、図2に示すように、軸方向に延在する少なくとも一本の油路30が形成されている。幾つかの実施形態では、この少なくとも一本の油路30は、後述する給油バルブ60Aを介して各々の油圧室25に連通する給油路30Aと、後述する排油バルブ60Bを介して油圧室25に連通する排油路30Bとを含む。
In one embodiment, the
各々のピストン22がシリンダ24内で往復運動すると、ピストン22とシリンダ24によって形成される油圧室25の体積が周期的に変化する。このような油圧室25の周期的な体積変化を伴うピストン22の往復運動は、機械要素27を介して、運動モードが変換されるようになっている。
例えば、油圧機械20が油圧ポンプである場合、油圧機械20の回転シャフト28に連結された偏心カム28aとともに回転する機械要素27の回転運動がピストン22の往復運動に変換され、油圧室25の周期的な体積変化が起こり、油圧室25で高圧の作動油(圧油)が生成される。これに対し、油圧機械20が油圧モータである場合、油圧室25への圧油の導入によってピストン22の往復運動が起こり、この往復運動が機械要素27の回転運動に変換される結果、機械要素27とともに油圧機械20の回転シャフト28が回転する。
こうして、機械要素の働きにより、油圧機械20の回転シャフト28の回転エネルギー(機械的エネルギー)と作動油の流体エネルギーとの間でエネルギーが変換され、油圧機械20が油圧ポンプ又は油圧モータとしての所期の役割を果たすようになっている。
When each
For example, when the
Thus, energy is converted between the rotational energy (mechanical energy) of the
なお、以下の実施形態では、油圧機械20が油圧モータ10である場合を例に説明する。
In the following embodiment, a case where the
図3A〜図3Cは、一実施形態にかかるシリンダスリーブの模式図であって、図3Aは、シリンダブロックの半径方向に対して直交する方向に沿ったシリンダスリーブの断面図である。図3Bは、図3AにおけるA−A断面図である。図3Cは、図3AにおけるB−B断面図である。また図4〜図6Bは、一実施形態にかかるシリンダスリーブを示した図であって、図4は、シリンダブロックの半径方向に沿ったシリンダスリーブの断面図である。図6Aは、図4のA−A断面図である。図6Bは、図4のB−B断面図である。図7は、一実施形態にかかる油圧機械の半径方向に沿った部分拡大断面図である。 3A to 3C are schematic views of a cylinder sleeve according to an embodiment, and FIG. 3A is a cross-sectional view of the cylinder sleeve along a direction orthogonal to the radial direction of the cylinder block. 3B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3A. 3C is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3A. 4 to 6B are views showing a cylinder sleeve according to an embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the cylinder sleeve along the radial direction of the cylinder block. 6A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view along the radial direction of the hydraulic machine according to the embodiment.
図3B,3Cに示すように、シリンダスリーブ40には、油圧室25に対する作動油の供給状態又は排出状態をそれぞれ切り替えるためのバルブ60が配置されている。幾つかの実施形態では、バルブ60は、油圧室25へ供給される高圧の作動油の供給状態を切り換えるための給油バルブ60Aと、油圧室25から排出される低圧の作動油の排出状態を切り換えるための排油バルブ60Bとからなる。これら給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bは、それぞれ、弁体62A,62Bと、弁体62A,62Bに連結される可動軸63A,63Bと、可動軸63A,63Bを動かすように構成された駆動部64A,64Bと、を含む。
As shown in FIGS. 3B and 3C, the
図4に示す例示的な実施形態のシリンダスリーブ40Aでは、その駆動部64A,64Bは、可動軸63A,63Bを動かす磁力を生成するためのソレノイド66A,66Bおよびコア65A,65Bを含む。ソレノイド66Aは、環状ボビン61Aを介して巻装された状態で、断面コ字状の環状コア65Aの溝部に装着されている。ソレノイド66Bは、棒状コア65Bに巻装されている。駆動部64Bは、図5に模式的に示すように、可動軸63A,63Bの中心軸CLの周りに離散的に配置されている。
この場合、給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bの少なくとも一方は、ソレノイド66A,66Bで生成した磁力によって可動軸63A,63Bを動かす電磁弁として構成される。電磁弁は応答性に優れるので、油圧室25における作動油の供給状態および排出状態を瞬時に切り替えることができる。
In the
In this case, at least one of the
ソレノイド66Aに電流が流れることで磁束が発生し、コア65A及び可動軸63Aの端部に連結されている磁力受け部67Aがそれぞれ磁化されて、互いに引き付けあうような磁力が発生する。そして、付勢バネ68Aのバネ力に抗して、可動軸63Aがコア65Aに引き付けられる。そして、弁体62Aがシート面72Aから離間して、油圧室25と、弁体62Aが配置される給油弁体配置領域38Aとが連通される。
同様に、ソレノイド66Bに電流が流れることで磁束が発生し、コア65B及び可動軸63Bの端部に連結されている磁力受け部67Bがそれぞれ磁化されて、互いに引き付けあうような磁力が発生する。そして、付勢バネ68Bのバネ力に抗して、可動軸63Bがコア65Bに引き付けられる。そして、弁体62Bがシート面72Bに当接して、常時は連通されている油圧室25と弁体62Bが配置される排油弁体配置領域38Bとが閉止される。
When a current flows through the
Similarly, when a current flows through the
また、図4に示す例示的な実施形態では、給油バルブ60Aの可動軸63A(第1可動軸)は、排油バルブ60Bの可動軸63B(第2可動軸)に設けられた貫通穴69に挿通されている。一実施形態では、可動軸63Bの磁力受け部67Bとシャフト部69Bとはそれぞれ別体に構成される。そして、可動軸63Bの貫通穴69に可動軸63Aのシャフト部69Aを挿通し、シャフト部69Bの段差部にプレート状の磁力受け部67Bを位置合わせた状態でナット53を締め付けることで、可動軸63A(第1可動軸)と可動軸63B(第2可動軸)とが、互いに独立して移動可能な状態で同心に配置される。また、シャフト部69Aと弁体62Aとは、例えばボルト54aによって締結される。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the
このように構成することで、給油バルブ60Aと排油バルブ60Bとのコンパクトな直列配置が可能となる。すなわち、単純に給油バルブ60Aと排油バルブ60Bとを直列配置する場合は、軸方向に重複する可動軸63Bの長さ分だけシリンダスリーブ40の形状(径方向長さ)を長くする必要があるとともに、可動軸63Aを動かす駆動部64Aを2つの可動軸63A,63Bの間に配置する必要があるため、さらにシリンダスリーブ40の形状(径方向長さ)を長くする必要がある。これに対して、上述したように2つの可動軸63A,63Bを互いに独立して移動可能な状態に同心に配置することで、このような問題を解消でき、給油バルブ60Aと排油バルブ60Bとのコンパクトな直列配置が可能になり、油圧機械20を小型化することができる。
With this configuration, a compact series arrangement of the
一実施形態では、可動軸63Aのシャフト部69Aと、磁力受け部67Aとはそれぞれ別体に構成される。一実施形態では、シャフト部69Aは、例えばSUS304など、オーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性体から構成される。そして、例えばSUM22などの磁性体からなる磁力受け部67Aと溶接などの方法によって一体化される。このような構成によれば、第1可動軸63Aのシャフト部69Aと第2可動軸63Bのシャフト部69Bとが磁力によって引き付けあうのを防ぐことができる。
In one embodiment, the
一実施形態では、図4に示すように、給油バルブ60Aの磁力受け部67Aが、上向きに開口した有底円筒状に形成されている。そして、その有底円筒状の内側に、上述した駆動部64Aが配置される。一実施形態では、排油バルブ60Bの磁力受け部67Bは、シャフト部69Bの端部において、可動軸63Aの径方向外方に延在するように設けられる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the magnetic
また、給油バルブ60Aのソレノイド66Aは、環状コア65Aの溝部に収容されている。そして、上述した給油バルブ60Aの磁力受け部67Aは、少なくとも環状コア65Aの溝部の開口部分を覆うように配置されている。このような構成によれば、環状コア65Aの溝部の開口部分を覆うように磁力受け部67Aが配置されるため、溝部に収容されたソレノイド66Aからの磁力の漏洩が防止される。よって、給油バルブ60Aのソレノイド66Aと排油バルブ60Bのソレノイド66Bとの磁場干渉を防止できる。
The
また、図4に示す例示的な実施形態では、給油バルブ60Aの弁体62Aは傘形状に形成されるとともに、その周面には貫通穴62aが形成されている。この構成により、弁体62Aの内側と外側との圧力差が解消し、弁体62Aの作動性が向上する。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the
シリンダスリーブ40は、図2等に示すように、油圧室25を取り囲む油圧室囲繞部40aと、上述したバルブ60が収容されるバルブ収容部40bとからなる。バルブ収容部40bは、油圧室囲繞部40aよりもピストン22から半径方向に離れて位置している。幾つかの実施形態では、バルブ収容部40bに上述した給油バルブ60Aと排油バルブ60Bとが収容されている。
As shown in FIG. 2 and the like, the
図4に示す例示的な実施形態のシリンダスリーブ40Aは、蓋部材41、上部材42、外周部材43、及び下部材44が組み合わされることで構成されている。
蓋部材41は、下向きに開口した断面コ字状に形成されており、その凹部が上部材42に配向された状態で、上部材42とボルト51aによって締結されている。そして、蓋部材41と上部材42との間には、上述したソレノイド66A,66Bが配置されるソレノイド配置領域70が形成される。一実施形態では、ソレノイド配置領域70は、給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bの両方のソレノイド66A,66Bを含む駆動部64A,64B、並びに磁力受け部67A,67Bが収容される一つのソレノイド室70として構成される。
The
The
外周部材43は円筒状に形成されている。上述した上部材42は、円筒状の外周部材43の一端側から挿入され、ボルト51bによって外周部材43に締結される。そして、外周部材43の一端側を閉塞するように外周部材43に固定される。外周部材43と上部材42との間にはOリング81が介装されており、両部材の接続部を液密にシールしている。また、下部材44は、円筒状の外周部材43の他端側から挿入される。そして、不図示の締結手段によって外周部材43に締結されて固定されている。
The outer
外周部材43の外筒部には、半径方向に沿って縦穴35Aおよび35Bが穿孔されている。縦穴35Aおよび35Bの穿孔後、縦穴35Aおよび35Bの所定箇所に閉塞物39A,39Bを溶接して閉塞することで、図7に示すように、後述する内部流路35Aおよび35Bが形成される。また、上部材42と下部材44との間には隔壁部材45が介装されており、これにより、上部材42の内部に、上述した排油バルブ60Bの弁体62Bが配置される排油弁体配置領域38Bが形成されるとともに、下部材44の内部に、上述した給油バルブ60Aの弁体62Aが配置される給油弁体配置領域38Aが形成される。
Vertical holes 35 </ b> A and 35 </ b> B are drilled in the outer cylinder portion of the outer
上部材42の内部には、縦穴35Bと連通する接続路36Bが設けられている。下部材44の内部には、縦穴35Aと連通する接続路36Aが設けられている。また、下部材44の内部には、上述した油圧室25が形成されるとともに、油圧室25と、上部材42の排油弁体配置領域38Bとを連通するバイパス流路が形成されている。幾つかの実施形態では、図4に示すように、このバイパス流路は下部材44の内部に設けられた後述するバイパス内部流路35Cを含んでいる。
A connection path 36 </ b> B that communicates with the vertical hole 35 </ b> B is provided inside the
幾つかの実施形態では、図4に示すように、ソレノイド配置領域70は、弁体配置領域38A,38Bとは分離して設けられている。このように、ソレノイド66A,66Bが配置されるソレノイド配置領域70と、弁体62A,62Bが配置される弁体配置領域38A,38Bとを分離して設けることで、ソレノイド66A,66B及び弁体62A,62Bを別々にメンテナンスできるため、ソレノイド66A,66Bおよび弁体62A,62Bの両方に対するメンテナンス性が向上する。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the
幾つかの実施形態では、図4に示しように、ソレノイド配置領域70は、弁体配置領域38A,38Bよりも油圧室25から離れて配置されている。このように、ソレノイド配置領域70を弁体配置領域38A,38Bよりも油圧室25から離れて配置することで、ソレノイド配置領域70をシリンダスリーブ40Aの端側に配置することができる。これにより、ソレノイド66A,66Bに対するメンテナンス性を高めることができるとともに、ソレノイド66A,66Bに接続する電気配線の配置が容易となる。
また上述したように、給油バルブ60A及び排油バルブ60Bの両方のソレノイド66A,66Bが収容される一つのソレノイド室70を備えることで、ソレノイド66A,66Bに対するメンテナンス性が一層向上するとともに、ソレノイド66A,66Bに接続する電気配線の配置が一層容易となる。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the
Further, as described above, the provision of the
また、幾つかの実施形態では、図4に示すように、環状コア65Aが蓋部材41に固定されて取り付けられている。このような構成によれば、蓋部材41を取り外すのと同時に、駆動部64Aを一体的に取り外すことができるため、メンテナンス性が一層向上する。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the annular core 65 </ b> A is fixedly attached to the
また幾つかの実施形態では、図7に示すように、給油バルブ60A及び排油バルブ60Bの可動軸63A,63Bは、シリンダ24に対して同軸に配置されている。
このように、給油バルブ60A及び排油バルブ60Bの可動軸63A,63Bがシリンダ24に対して同軸に配置されていれば、給油バルブ60A及び排油バルブ60Bのレイアウトをシンプルでき、シリンダスリーブ40Aの形状をシンプルにすることができる。
In some embodiments, as shown in FIG. 7, the movable shafts 63 </ b> A and 63 </ b> B of the
Thus, if the
シリンダスリーブ40のバルブ収容部40bには、上述したように、半径方向に沿って延在する内部流路35(35A,35B)が設けられている。幾つかの実施形態では、内部流路35は、給油バルブ60Aと給油路30Aとの間に設けられる給油内部流路35Aと、排油バルブ60Bと排油路30Bとの間に設けられる排油内部流路35Bとを含む。また幾つかの実施形態では、内部流路35は、図7に示すように、シリンダブロック本体50に形成される油路30(30A,30B)と連通している。また、排油内部流路35Bと排油弁体配置領域38Bとは、図6Aに示すように、上述した接続路36Bによって連通し、給油内部流路35Aと給油弁体配置領域38Aとは、図6Bに示すように、上述した接続路36Aによって連通されている。これにより、油路30(30A,30B)と油圧室25とが、バルブ収容部40bに収容されたバルブ60(60A,60B)を介して連通されている。
As described above, the
このような内部流路35(35A,35B)がシリンダスリーブ40の内部に設けられていれば、油圧室25とシリンダブロック本体50の油路30(30A,30B)とがバルブ収容部40bに収容されたバルブ60(60A,60B)を介して内部流路35(35A,35B)によって連通される。このため、シリンダスリーブ40の形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体50を小型化することができる。
If such an internal flow path 35 (35A, 35B) is provided inside the
幾つかの実施形態では、図7に示すように、シリンダスリーブ40Aのバルブ収容部40bの一部40pは,シリンダブロック本体50から突出している。そして、上述した少なくとも一つの内部流路35は、バルブ収容部40bのうちシリンダブロック本体50から突出した部分40pから上述した少なくとも一本の油路30に向かって半径方向に延びている。
このような内部流路35がシリンダスリーブ40の内部に設けられていれば、バルブ収容部40bをシリンダブロック本体50から突出させた状態で、油圧室25とシリンダブロック本体50の油路30とをバルブ収容部40bに収容されたバルブ60を介して内部流路35によって連通することができる。このため、シリンダスリーブ40の形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体50を小型化することができる。
In some embodiments, as shown in FIG. 7, a
If such an internal flow path 35 is provided inside the
幾つかの実施形態では、図7に示すように、上述した少なくとも内部流路35(35A,35B)が、バルブ収容部40bおよび油圧室囲繞部40aに跨って設けられている。
このように、バルブ収容部40bから油圧室囲繞部40aに跨る内部流路35(35A,35B)が設けられていれば、バルブ収容部40bの全体をシリンダブロック本体50から突出させた状態で、油圧室25とシリンダブロック本体50の油路30(30A,30B)とをバルブ収容部40bに収容されたバルブ60(60A,60B)を介して内部流路35(35A,35B)によって連通することができる。このため、シリンダスリーブ40の形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体50を小型化することができる。
In some embodiments, as shown in FIG. 7, at least the internal flow path 35 (35A, 35B) described above is provided across the
Thus, if the internal flow path 35 (35A, 35B) extending from the
また、上述した構成によれば、給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bがシリンダスリーブ40のバルブ収容部40bにそれぞれ収容されている油圧機械20において、油圧室25とシリンダブロック本体50の給油路30Aおよび排油路30Bとが、バルブ収容部40bに収容された給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bを介して、それぞれ給油内部流路35Aおよび排油内部流路35Bによって連通される。このため、給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bの両方がシリンダスリーブ40のバルブ収容部40bに収容される場合においても、シリンダスリーブ40の形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体50を小型化することができる。
Further, according to the above-described configuration, in the
また、上述した構成によれば、給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bがシリンダスリーブ40のバルブ収容部40bにそれぞれ収容されている油圧機械20において、油圧室25とシリンダブロック本体50の給油路30Aおよび排油路30Bとが、バルブ収容部40bに収容された給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bを介して、それぞれ給油内部流路および排油内部流路によって連通される。このため、給油バルブ60Aおよび排油バルブ60Bの両方がシリンダスリーブ40のバルブ収容部40bに収容される場合においても、シリンダスリーブ40の形状(半径方向の長さ)によらず、シリンダブロック本体50を小型化することができる。
Further, according to the above-described configuration, in the
幾つかの実施形態では、図7に示すように、給油路30Aは、排油路30Bとは異なる半径方向の位置に設けられている。このような構成によれば、給油路30Aと排油路30Bの半径方向の位置が異なるため、シリンダブロック本体50に設けられた給油路30Aおよび排油路30Bと、シリンダスリーブ40に設けられた給油内部流路35Aおよび排油内部流路35Bとの、それぞれの接続スペースを確保することができる。
In some embodiments, as shown in FIG. 7, the
幾つかの実施形態では、複数組の給油内部流路35Aおよび排油内部流路35Bが、異なる組35bに属する給油内部流路同士は隣接せず、且つ、異なる組に属する排油内部流路同士は隣接しないようにシリンダスリーブ40の周方向に配列される。すなわち、図3Aに示すように、例えば2つの内部流路組35a,35bにおいて、その給油内部流路35Aと35A、及び排油内部流路35Bと35Bは、互いに隣接しないように配列されている。
このような構成によれば、上述した給油路30Aと排油路30Bとの半径方向の位置が異なる構成と相まって、各内部流路35に接続される各油路30間の距離を広く確保することができる。
In some embodiments, a plurality of sets of oil supply
According to such a configuration, coupled with the configuration in which the
すなわち、同種の内部流路35(給油内部流路35Aまたは排油内部流路35B)のピストンスリーブの周方向位置を離すことで、同じ半径方向位置にある各油路30の間の距離を広く確保することができる。また、隣接する内部流路35に接続される各油路30の間の距離は、上述した給油路30Aと排油路30Bとの半径方向の位置が異なる構成によって広く確保される。しかも結果として、図7に示すように、シリンダブロック本体50において給油路30Aと排油路30Bとが千鳥状に配置されることとなり、シリンダブロック本体50の捻じりに対する剛性が確保される。
That is, by separating the circumferential position of the piston sleeve of the same type of internal flow path 35 (oil supply
幾つかの実施形態では、例えば図3Cに模式的に示すように、シリンダスリーブ40のバルブ収容部40bにおいて、給油バルブ60Aと排油バルブ60Bとが半径方向に並んで配置されている。そして、シリンダスリーブ40には、油圧室25から半径方向に離れて位置する排油バルブ60Bの弁体62Bと油圧室25との間にバイパス流路が設けられている。このバイパス流路は、半径方向に沿って延在するようにバルブ収容部40bの内部に設けられたバイパス内部流路35Cを含んでいる。
このような構成によれば、排油バルブ60Bと油圧室25との間にバイパス流路が形成されるため、給油バルブ60Aと排油バルブ60Bとが半径方向に並んで直列に配置することができる。このため、シリンダスリーブ40の大きさ(径)を小さくすることができる。これにより、シリンダブロック本体50を小型化することができる。
なお、図3Cでは、バイパス内部流路35Cが、給油内部流路35Aおよび排油内部流路35Bと同じ円周上に配置されているが、これに限定されない。図4に示すように、バイパス内部流路35Cが、給油内部流路35Aおよび排油内部流路35Bに対して内周側に配置されていてもよい。
In some embodiments, as schematically shown in FIG. 3C, for example, in the
According to such a configuration, since the bypass flow path is formed between the
In FIG. 3C, the bypass
図8は、他の一実施形態におけるシリンダブロックの半径方向に沿ったシリンダスリーブの断面図である。
なお、本実施形態は、上述した実施形態と基本的には同様の構成であって、同一の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the cylinder sleeve along the radial direction of the cylinder block according to another embodiment.
Note that the present embodiment has basically the same configuration as the above-described embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図8に示す例示的な実施形態のシリンダスリーブ40Bでは、蓋部材41と上部材42との間に隔壁46が配置されており、この隔壁46によって、上述したソレノイド配置領域70が、駆動部64Aを収容する給油用ソレノイド室70A(第1ソレノイド室)と、駆動部64Bを収容する排油用ソレノイド室70B(第2ソレノイド室)とに仕切られている。また隔壁46にはブッシュ穴46aが開口しており、このブッシュ穴46aには、ブッシュ45Aの一端側が挿通されている。ブッシュ45Aは、図8に示すように、給油バルブ60Aのシャフト部69Aと、排油バルブ60Bのシャフト部69Bの間に介装されている。またブッシュ45Aの他端側は水平方向に屈曲して延在している。このブッシュ45Aの水平部分は、給油弁体配置領域38Aと排油弁体配置領域38Bとを仕切る、上述した隔壁45の役割も果たしている。
In the
給油バルブ60Aの弁体62は、プレート状に形成されている。そして、可動軸63Aのシャフト部69Aの一端部にナット54bによって連結されている。
給油バルブ60Aのシャフト部69Aは、その軸方向の中心が穿孔されて貫通しており、給油用ソレノイド室70Aと給油弁体配置領域38Aとを連通する連通路74Aが形成されている。給油バルブ60Aの弁体62Aが当接するシート面72Aには、その内周側に凹部72aが形成されている。また弁体62Aには複数の貫通穴62aが形成されている。そして、これら連通路74A、凹部72a、及び貫通穴62aを介して、弁体62Aが閉止されている状態であっても、給油用ソレノイド室70Aと給油弁体配置領域38Aとが連通されるようになっている。
このような構成によれば、連通路74Aを介して給油用ソレノイド室70Aに導入された作動油によって給油用ソレノイド室70Aに設けられた磁力受け部67Aに油圧が作用し、可動軸63Aに背圧が作用した状態となる。この背圧を利用することで、可動軸63Aを動かすのに必要な電磁力を小さくすることができる。
The valve body 62 of the
The
According to such a configuration, hydraulic pressure is applied to the magnetic
また、シリンダスリーブ40Bの上部材42には、排油用ソレノイド室70Bと排油弁体配置領域38Bとを連通する連通路74Bが形成されている。そして、この連通路74Bにより、排油弁体配置領域38Bと排油用ソレノイド室70Bとが、排油バルブ60Bの作動状態に関わらず、常に連通されている。
このような構成によれば、連通路74Bを介して排油用ソレノイド室70Bに導入された作動油によって排油用ソレノイド室70Bに設けられた磁力受け部67Bに油圧が作用し、可動軸63Bに背圧が作用した状態となる。この背圧を利用することで、可動軸63Bを動かすのに必要な電磁力を小さくすることができる。
Further, the
According to such a configuration, hydraulic pressure acts on the magnetic
図8に示す例示的な実施形態では、給油用ソレノイド室70Aの内部の作動油からの磁力受け部67Aの受圧面積をA1とし、可動軸63Aに連結された弁体62Aの作動油からの受圧面積をA10としたとき、受圧面積比A1/A10が0.8以上1.2以下である。同様に、排油用ソレノイド室70Bの内部の作動油からの磁力受け部67Bの受圧面積をA2とし、可動軸63Aに連結された弁体62Aの作動油からの受圧面積をA20としたとき、受圧面積比A2/A20が0.8以上1.2以下である。
このように構成すれば、弁体62A,62Bに作用する油圧と磁力受け部67A,67Bに作用する背圧とが概ね均衡し、可動軸63A,63Bを動かすのに必要な電磁力を小さくできる。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, the pressure receiving area of the magnetic
If comprised in this way, the hydraulic pressure which acts on
また、図8に示す例示的な実施形態では、隔壁46のブッシュ穴46aの内周面と、ブッシュ45Aの外周面との間に、シール部材としてOリング82が介装されている。このような構成によれば、給油用ソレノイド室70Aと排油用ソレノイド室70Bとの間をOリング82によって液密に分離することができる。このため、高圧の作動油が導入される給油用ソレノイド室70Aから、排油用ソレノイド室70Bに作動油がリークすることによる油圧機械20の性能低下を防止することができる。またこの際、給油バルブ60Aのシャフト部69Aと、Oリング82との間にブッシュ45Aが配置されるため、可動軸63AとOリング82とが直に接触しない構成となっている。このため、摺動用の特殊なシール部材を用いずとも、一般的なOリング82を採用することができる。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, an O-
また、蓋部材41と隔壁46との間には、給油用ソレノイド室70Aを取り囲むようにOリング83が介装されている。また、隔壁46と上部材42との間にも、排油用ソレノイド室70Bを取り囲むようにOリング84が介装されている。これらOリング83,84によって、作動油がリークすることによる油圧機械20の性能低下を防止している。
An O-
また、上述したように、給油バルブ60Aのソレノイド66Aが収容される給油用ソレノイド室70Aと、排油バルブ60Bが収容される排油用ソレノイド室70Bとが分離して設けられていれば、図4に例示的に示す実施形態のように、両方のソレノイド66A,66Bが収容される一つの大きいソレノイド室70を備える場合と比べて、各々のソレノイド室70A,70Bを小さくすることができる。これにより、ソレノイド室70A,70Bのレイアウト性が向上し、シリンダスリーブ40の設計の自由度が高まる。
In addition, as described above, if the oil
図8に示す例示的な実施形態では、給油用ソレノイド室70A(第1ソレノイド室)には、可動軸63A(第1可動軸)を移動させるためのソレノイド66Aが配置されている。そして、給油用ソレノイド室70A(第1ソレノイド室)と油圧室25との間に位置する排油用ソレノイド室70B(第2ソレノイド室)には、可動軸63B(第2可動軸)を移動させるためのソレノイド66Bが配置されている。
可動軸63B(第2可動軸)は、可動軸63A(第1可動軸)の外周側に配置されている。このため、可動軸63Bの磁力受け部67Bは、可動軸63Aの磁力受け部67Aよりも油圧室25の側に配置するのが合理的である。
したがって、可動軸63Bを移動させるためのソレノイド66Bが配置されている排油用ソレノイド室70Bを、可動軸63Aを移動させるためのソレノイド66Aが配置されている給油用ソレノイド室70Aよりも油圧室25の側に配置することで、シリンダスリーブ40のレイアウト性が向上し、油圧機械20の全体構成を小型化しうる。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, a
The
Accordingly, the oil
また図8に示す例示的な実施形態では、排油バルブ60Bのソレノイド66Bは、例えば樹脂でモールドされた状態で、下向きに開口した断面コ字状のコア65Bの凹部に装着されている。このソレノイド66Bを含む駆動部64Bは、図5に模式的に示すように、可動軸63A,63Bの中心軸CLの周りに離散的に配置されている。そして、図8に示すように、排油バルブ60Bの可動軸63Bは、複数のコア65Bの凹部の開口部分を覆うように配置されて、各々の凹部に収容されたソレノイド66Bからの磁力を受けるように構成された磁力受け部67Bを含んでいる。
このような構成によれば、離散的に配置された複数のコア65Bの凹部の開口部分を覆うように磁力受け部67Bが配置されるため、凹部に収容されたソレノイド66Bからの磁力の漏洩が防止される。よって、給油バルブ60Aのソレノイド66Aと排油バルブ60Bのソレノイド66Bとの磁場干渉を防止できる。
Further, in the exemplary embodiment shown in FIG. 8, the
According to such a configuration, since the magnetic
図9〜図12は、他の一実施形態におけるシリンダブロックの半径方向に沿ったシリンダスリーブの断面図である。
なお、これらの実施形態は、上述した実施形態と基本的には同様の構成であって、同一の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
9 to 12 are cross-sectional views of the cylinder sleeve along the radial direction of the cylinder block according to another embodiment.
Note that these embodiments have basically the same configuration as the above-described embodiments, and the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図9に示す例示的な実施形態のシリンダスリーブ40Cでは、給油バルブ60Aの弁体62Aのレイアウト及び磁力受け部67Aの形状等が、図8に示すシリンダスリーブ40Bとは異なっている。
すなわち、図9に示すシリンダスリーブ40Cでは、弁体62Aが配置されている給油弁体配置領域38Aの上面側にシート面72Aが形成されており、また、可動軸63Aのシャフト部69Aが蓋部材41の近傍まで延在するとともに、磁力受け部67Aが、給油用ソレノイド室70Aの上面側から下側に向かって延在しており、環状コア65Aの溝部の開口部分を覆うように配置されている。
In the
That is, in the
そして、上述した実施形態と同様に、ソレノイド66Aに電流が流れることで磁束が発生し、コア65A及び可動軸63Aの端部に連結されている磁力受け部67Aがそれぞれ磁化されて、互いに引き付け合うような磁力が発生する。そして、付勢バネ68Aのバネ力に抗して、可動軸63Aがコア65Aに引き付けられる。そして、弁体62Aがシート面72Aから離間して、油圧室25と、弁体62Aが配置される給油弁体配置領域38Aとが連通されるようになっている。
As in the above-described embodiment, a magnetic flux is generated by current flowing through the
図10に示す例示的な実施形態のシリンダスリーブ40Dでは、給油バルブ60Aの弁体62Aの形状が、図8に示すシリンダスリーブ40Bとは異なっている。すなわち、図10に示すシリンダスリーブ40Dでは、図4に示すシリンダスリーブ40Aにおける弁体62Aと同様の形状をなしている。
In the
図11に示す例示的な実施形態のシリンダスリーブ40Eでは、給油バルブ60Aと排油バルブ60Bの配置が入れ替わっている。すなわち、油圧室25に近い側には、排油バルブ60Bの弁体62Bが収容される排油弁体配置領域38Bが位置しており、油圧室25から遠い側には、給油バルブ60Aの弁体62Aが収容される給油弁体配置領域38Aが位置している。また、油圧室25に近い側には排油用ソレノイド室70Bが位置し、油圧室25から遠い側には給油用ソレノイド室70Aが位置している。
In the
また、排油バルブ60Bの駆動部64Bの構成が、上述した実施形態とは大きく異なっている。すなわち、排油用ソレノイド室70Bには、環状の溝部61Bが形成された環状のコア65Bが配置されており、この溝部61Bに、例えば樹脂でモールドされたソレノイド66Bが巻装されている。また、隔壁46が隔壁46A,46Bの2部材から構成されている。また、可動軸63Bのシャフト部69Bが蓋部材41の近傍まで延在するとともに、その端部に磁力受け部67Bが形成されている。そして、ソレノイド66Bに電流を流すことで、付勢バネ68Bの付勢力に抗して、可動軸63Bが下向きに動き、弁体62Bはシート面72Bと当接するように構成されている。
Further, the configuration of the
図12に示す例示的な実施形態のシリンダスリーブ40Fでは、給油バルブ60Aの駆動部64´Aが、油室70´Aと内部流路35Aとを接続する給油路92と、該給油路92に配置されるパイロット弁94からなる。パイロット弁94としては、例えば小型の汎用電磁弁などを用いることができる。また、給油バルブ60Aの可動軸63Aが、シャフト部69Aと,シャフト部69Aの他端部に連結されたプレート状の油圧受け部67´Aとから構成されている。そして、パイロット弁94を開弁し、油室70´Aに作動油を供給して油圧受け部67´Aに油圧を作用させることで、シャフト部69Aの一端部に連結されている弁体62Aがシート面72Aから離間して、油圧室25と、弁体62Aが配置される給油弁体配置領域38Aとが連通されるようになっている。
このような構成によれば、給油バルブ60Aが、油圧によって可動軸63Aを動かすように構成されるため、作動油の油圧を有効利用できる。
In the
According to such a configuration, the
以上説明したように、上述した実施形態によれば、シリンダスリーブ40の少なくともバルブ収容部40bに、半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路35が設けられている。このため、重量物であるシリンダブロック26を小型化しうるラジアルピストン式油圧機械20及び風力発電装置1を提供することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, at least one internal flow path 35 extending in the radial direction is provided in at least the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。例えば、上述した実施形態のうち複数を適宜組み合わせてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and deformation | transformation may be performed. For example, a plurality of the above-described embodiments may be appropriately combined.
また、上述した実施形態では、油圧機械20が油圧モータ10である場合を例に説明したが、本発明の油圧機械20は油圧モータ10に限定されず、油圧ポンプ8として構成することも可能である。油圧機械20を油圧ポンプ8として構成する場合は、上記実施形態とは作動油の流れが逆になり、給油バルブ60Aから油圧室25に供給された低圧の作動油が、ピストン22の往復運動によって油圧室25内で高圧にされた後、排油バルブ60Bから排出される。この場合、上述した実施形態とは逆に、油圧室25に近い位置に排油バルブ60Bを配置する方が、高圧の作動油がバイパス内部流路35Cを通らなくてよいため、効率的に圧油を供給できる。
In the above-described embodiment, the case where the
なお、上述の実施形態を説明する際に用いた「沿って」との用語は、基準となる方向又は物に対して幾何学的な意味で厳密に平行である状態のみを指すものではなく、基準となる方向又は物に対してある程度の角度(例えば30度以内の角度)をなす状態をも包含する。 In addition, the term “along” used in the description of the above-described embodiment does not indicate only a state that is strictly parallel in a geometric sense to a reference direction or object, It also includes a state in which a certain angle (for example, an angle within 30 degrees) is formed with respect to a reference direction or object.
本発明の少なくとも一つの実施形態のラジアルピストン式油圧機械は、風力発電装置に搭載される油圧ポンプおよび油圧モータとして好適に用いられる。 The radial piston hydraulic machine of at least one embodiment of the present invention is suitably used as a hydraulic pump and a hydraulic motor mounted on a wind power generator.
1 風力発電装置
2 ブレード
3 ロータ
4 ハブ
5 ハブカバー
6 回転シャフト
8 油圧ポンプ
10 油圧モータ
12 高圧油ライン
14 低圧油ライン
16 発電機
18 ナセル
19 タワー
20 油圧機械
22 ピストン
24 シリンダ
25 油圧室
26 シリンダブロック
27 機械要素
28 回転シャフト
28a 偏心カム
30 油路
30A 給油路
30B 排油路
35 内部流路
35A 給油内部流路
35B 排油内部流路
35a,35b 内部流路組
35C バイパス内部流路
36A,36B 接続路
38A 給油弁体配置領域
38B 排油弁体配置領域
39A 閉塞物
40 シリンダスリーブ
40a 油圧室囲繞部
40b バルブ収容部
41 蓋部材
42 上部材
43 外周部材
44 下部材
45 隔壁部材
45A ブッシュ
46 隔壁
46a ブッシュ穴
50 シリンダブロック本体
51a,51b ボルト
52 スリーブ穴
53 ナット
54a ボルト
54b ナット
60 バルブ
60A 給油バルブ
60B 排油バルブ
61A 環状ボビン
61B 溝部
62a 貫通穴
62A,62B 弁体
63A,63B 可動軸
64A,64B 駆動部
65A,65B コア
66A,66B ソレノイド
67A,67B 磁力受け部
67´A 油圧受け部
68A,68B 付勢バネ
69 貫通穴
69A,68B シャフト部
70 ソレノイド配置領域
70A 給油用ソレノイド室
70B 排油用ソレノイド室
70´A 油室
72A,72B シート面
72a 凹部
74A,74B 連通路
81〜84 Oリング
92 給油路
94 パイロット弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind power generator 2 Blade 3 Rotor 4 Hub 5 Hub cover 6 Rotating shaft 8 Hydraulic pump 10 Hydraulic motor 12 High pressure oil line 14 Low pressure oil line 16 Generator 18 Nacelle 19 Tower 20 Hydraulic machine 22 Piston 24 Cylinder 25 Hydraulic chamber 26 Cylinder block 27 Machine element 28 Rotating shaft 28a Eccentric cam 30 Oil passage 30A Oil supply passage 30B Oil discharge passage 35 Internal flow passage 35A Oil supply internal flow passage 35B Oil discharge internal flow passage 35a, 35b Internal flow passage set 35C Bypass internal flow passage 36A, 36B Connection passage 38A Oil supply valve body arrangement area 38B Oil discharge valve body arrangement area 39A Blockage 40 Cylinder sleeve 40a Hydraulic chamber surrounding part 40b Valve housing part 41 Lid member 42 Upper member 43 Outer member 44 Lower member 45 Bulkhead member 45A Bushing 46 Bulkhead 46a Bushing hole 50 Cylinder block body 5 a, 51b Bolt 52 Sleeve hole 53 Nut 54a Bolt 54b Nut 60 Valve 60A Oil supply valve 60B Oil drain valve 61A Annular bobbin 61B Groove 62a Through hole 62A, 62B Valve body 63A, 63B Movable shaft 64A, 64B Drive part 65A, 65B Core 66A , 66B Solenoid 67A, 67B Magnetic force receiving portion 67'A Hydraulic receiving portion 68A, 68B Energizing spring 69 Through hole 69A, 68B Shaft portion 70 Solenoid placement area 70A Oil supply solenoid chamber 70B Oil discharge solenoid chamber 70'A Oil chamber 72A , 72B Seat surface 72a Recess 74A, 74B Communication passage 81-84 O-ring 92 Oil supply passage 94 Pilot valve
Claims (9)
前記油圧機械の半径方向に沿って配置された複数のピストンと、
前記半径方向に沿って往復運動可能に前記複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダをそれぞれ有する複数のシリンダスリーブと、前記複数のシリンダスリーブがそれぞれ挿入される複数のスリーブ穴を有するシリンダブロック本体とを含むシリンダブロックと、
前記複数のピストンと前記複数のシリンダによってそれぞれ形成される複数の油圧室に対する作動油の供給状態又は排出状態をそれぞれ切り換えるための複数のバルブとを備え、
前記シリンダブロック本体は、前記シリンダブロック本体に設けられて各々の前記バルブを介して各々の前記油圧室に連通する少なくとも一本の油路を含んでおり、
各々の前記シリンダスリーブは、各々の前記油圧室を取り囲む油圧室囲繞部と、前記油圧室囲繞部よりも前記ピストンから前記半径方向に離れて位置し、各々の前記バルブが収容されるバルブ収容部とを含み、
少なくとも前記バルブ収容部には、前記バルブ収容部に収容された各々の前記バルブと前記少なくとも一本の油路との間において前記半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路が設けられたことを特徴とするラジアルピストン式油圧機械。 A radial piston type hydraulic machine,
A plurality of pistons arranged along a radial direction of the hydraulic machine;
A cylinder block having a plurality of cylinder sleeves each having a plurality of cylinders for guiding the plurality of pistons so as to reciprocate along the radial direction, and a plurality of sleeve holes into which the plurality of cylinder sleeves are respectively inserted. A cylinder block including a main body,
A plurality of valves for switching a supply state or a discharge state of hydraulic oil to a plurality of hydraulic chambers respectively formed by the plurality of pistons and the plurality of cylinders;
The cylinder block body includes at least one oil passage that is provided in the cylinder block body and communicates with each of the hydraulic chambers via each of the valves.
Each cylinder sleeve includes a hydraulic chamber surrounding portion that surrounds each of the hydraulic chambers, and a valve storage portion that is positioned further away from the piston in the radial direction than the hydraulic chamber surrounding portion and that stores the valves. Including
At least the valve accommodating portion is provided with at least one internal flow path extending along the radial direction between each of the valves accommodated in the valve accommodating portion and the at least one oil passage. A radial piston hydraulic machine.
前記少なくとも一つの内部流路は、前記バルブ収容部のうち前記シリンダブロック本体から突出した部分から前記少なくとも一本の油路に向かって前記半径方向に延びていることを特徴とする請求項1に記載のラジアルピストン式油圧機械。 At least a part of the valve housing part protrudes from the cylinder block body,
The at least one internal flow path extends in the radial direction from the portion of the valve housing portion protruding from the cylinder block body toward the at least one oil passage. The described radial piston hydraulic machine.
前記少なくとも一本の油路は、各々の前記給油バルブを介して各々の前記油圧室に連通する給油路と、各々の前記排油バルブを介して前記油圧室に連通する排油路とを含み、
各々の前記シリンダスリーブの前記バルブ収容部には、各々の前記給油バルブと各々の前記排油バルブとが収容されたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。 The plurality of valves includes a plurality of oil supply valves for switching the supply state of the hydraulic oil to the plurality of hydraulic chambers, and a plurality of valves for switching the discharge state of the hydraulic oil from the plurality of hydraulic chambers, respectively. Including a drain valve,
The at least one oil passage includes an oil supply passage that communicates with each of the hydraulic chambers via each of the oil supply valves, and a drain oil passage that communicates with the hydraulic chambers via each of the oil discharge valves. ,
4. The radial piston according to claim 1, wherein each of the oil supply valves and each of the oil discharge valves is accommodated in the valve accommodating portion of each of the cylinder sleeves. 5. Hydraulic machine.
各々の前記シリンダスリーブには、各々の前記給油バルブと各々の前記排油バルブのうち前記油圧室から前記半径方向に離れて位置するバルブと前記油圧室との間にバイパス流路が設けられており、
前記バイパス流路は、前記半径方向に沿って延在するように前記バルブ収容部の内部に設けられたバイパス内部流路を含むことを特徴とする請求項5乃至7の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。 In the valve housing portion of each cylinder sleeve, each of the oil supply valves and each of the oil discharge valves are arranged side by side in the radial direction,
Each of the cylinder sleeves is provided with a bypass flow path between the oil supply valve and the oil discharge valve between the oil pressure valve and the oil pressure valve, the valve located in the radial direction away from the oil pressure chamber. And
The said bypass flow path contains the bypass internal flow path provided in the inside of the said valve accommodating part so that it may extend along the said radial direction, The Claim 5 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. Radial piston hydraulic machine.
前記少なくとも一本のブレードが取付けられるハブと、
前記ハブの回転によって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプで生成された圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧モータによって駆動される発電機とを備える風力発電装置であって、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの少なくとも一方は、ラジアルピストン式の油圧機械であり、
前記ラジアルピストン式の油圧機械は、前記油圧機械の半径方向に沿って配置された複数のピストンと、前記半径方向に沿って往復運動可能に前記複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダをそれぞれ有する複数のシリンダスリーブと、前記複数のシリンダスリーブがそれぞれ挿入される複数のスリーブ穴を有するシリンダブロック本体とを含むシリンダブロックと、前記複数のピストンと前記複数のシリンダによってそれぞれ形成される複数の油圧室に対する作動油の供給状態又は排出状態をそれぞれ切り換えるための複数のバルブとを含み、
前記シリンダブロック本体は、前記シリンダブロック本体に設けられて各々の前記バルブを介して各々の前記油圧室に連通する少なくとも一本の油路を含んでおり、
各々の前記シリンダスリーブは、各々の前記油圧室を取り囲む油圧室囲繞部と、前記油圧室囲繞部よりも前記ピストンから前記半径方向に離れて位置し、各々の前記バルブが収容されるバルブ収容部とを含み、
少なくとも前記バルブ収容部には、前記バルブ収容部に収容された各々の前記バルブと前記少なくとも一本の油路との間において前記半径方向に沿って延在する少なくとも一つの内部流路が設けられたことを特徴とする風力発電装置。
At least one blade,
A hub to which the at least one blade is mounted;
A hydraulic pump configured to be driven by rotation of the hub;
A hydraulic motor configured to be driven by pressure oil generated by the hydraulic pump;
A wind turbine generator comprising a generator driven by the hydraulic motor,
At least one of the hydraulic pump and the hydraulic motor is a radial piston hydraulic machine,
The radial piston type hydraulic machine includes a plurality of pistons arranged along a radial direction of the hydraulic machine, and a plurality of cylinders for guiding the plurality of pistons so as to reciprocate along the radial direction. A plurality of cylinder sleeves, a cylinder block including a cylinder block body having a plurality of sleeve holes into which the plurality of cylinder sleeves are respectively inserted, a plurality of pistons and a plurality of cylinders respectively formed by the plurality of cylinders A plurality of valves for switching the supply state or discharge state of the hydraulic oil to the hydraulic chamber,
The cylinder block body includes at least one oil passage that is provided in the cylinder block body and communicates with each of the hydraulic chambers via each of the valves.
Each cylinder sleeve includes a hydraulic chamber surrounding portion that surrounds each of the hydraulic chambers, and a valve storage portion that is positioned further away from the piston in the radial direction than the hydraulic chamber surrounding portion and that stores the valves. Including
At least the valve accommodating portion is provided with at least one internal flow path extending along the radial direction between each of the valves accommodated in the valve accommodating portion and the at least one oil passage. Wind power generator characterized by that.
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