JP2016529438A - コーティングを含んだ流体装置の出力軸 - Google Patents
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Abstract
Description
多くの用途において、油圧モータの出力軸にラジアル荷重がかかる。その結果、用途のために選択される油圧モータの種類は、出力軸にかかるラジアル荷重の大きさに依存し得る。
ジャーナル軸受を有する油圧モータは、概して、他の軸受のタイプを有する油圧モータよりも低い横荷重容量を有する。ジャーナル軸受を用いる油圧モータは、概して、他の軸受のタイプを用いる他の油圧モータよりも安価であるが、他の軸受タイプの油圧モータの使用が、単に横荷重容量の結果として必要とされることがある。
従って、改善された横荷重容量を備えるジャーナル軸受を有する油圧モータを提供することが望ましい。
この流体装置は、中央ボア、該中央ボアから半径方向外向きに延びた複数の整流子孔、及び、複数の該整流子孔と流体連通した複数の軸方向通路を形成する、ハウジングを含む。
流体変位アセンブリが、ハウジングと流体連通している。この流体変位アセンブリは、ハウジングの軸方向通路と流体連通する複数の流体容量チャンバを含む。
出力軸が、ハウジングの中央ボア内に配置される弁部を含む。この弁部は、第1ランド、第2ランド、及び、第1ランドと第2ランドとの間に配置された弁調節ランドを含む。
第1ランドは、中央ボアと協働して、第1ジャーナル軸受を形成し、また、第2ランドは、ハウジングの中央ボアと協働して、第2ジャーナル軸受を形成する。
コーティングが、出力軸の第1及び第2ランドに塗布されている。このコーティングは、ポリアミド11材料を含む。
この流体装置は、中央ボア、該中央ボアから半径方向外向きに延びた複数の整流子孔、及び、複数の該整流子孔と流体連通した複数の軸方向通路を形成する、ハウジングを含む。
流体変位アセンブリが、ハウジングと流体連通している。この流体変位アセンブリは、該ハウジングの軸方向通路と流体連通する複数の流体容量チャンバを含む。
出力軸が、ハウジングの中央ボア内に配置される弁部を含む。この弁部は、第1ランド、及び反対側に配置された第2ランドを含む。
第1ランドは、中央ボアと協働して、第1ジャーナル軸受を形成し、また、第2ランドは、ハウジングの中央ボアと協働して、第2ジャーナル軸受を形成する。
コーティングが、出力軸の第1及び第2ランドに塗布されている。このコーティングは、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの混合から構成されるグループから選択される材料を含む。
この流体装置は、中央ボア、該中央ボアから半径方向外向きに延びた複数の整流子孔、及び、複数の該整流子孔と流体連通した複数の軸方向通路を形成する、ハウジングを含む。
流体変位アセンブリが、ハウジングと流体連通している。この流体変位アセンブリは、ハウジングの軸方向通路と流体連通する複数の流体容量チャンバを含む。
出力軸が、ハウジングの中央ボア内に配置される弁部を含む。この弁部は、第1ランド、第2ランド、及び、第1ランドと第2ランドとの間に配置された弁調節ランドを含む。
第1ランドは、中央ボアと協働して、第1ジャーナル軸受を形成し、また、第2ランドは、ハウジングの中央ボアと協働して、第2ジャーナル軸受を形成する。
出力軸の弁部は、第1ランドと弁調節ランドとの間に配置された第1溝と、第2ランドと弁調節ランドとの間に配置された第2溝と、を形成している。
第1及び第2ジャーナル軸受は、其々、流体装置の作動中に、第1及び第2溝からの流体によって潤滑される。
コーティングが、出力軸の第1及び第2ランド、並びに弁調節ランドに塗布されている。このコーティングは、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの混合から構成されるグループから選択される材料を含む。
この方法は、流体装置の出力軸における、弁部の第1及び第2ランドを機械加工することを含む。出力軸が熱処理される。第1研削作業が出力軸に行われる。
コーティングが、出力軸の第1及び第2ランドに塗布される。このコーティングは、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの混合から構成されるグループから選択される材料を含む。第2研削作業が、出力軸の第1及び第2ランドに行われる。
この方法は、出力軸の、接続部、シール部、及び弁部を機械加工することを含む。ここで、シール部は、接続部と弁部との間に配置され、弁部は、第1及び第2ランド、並びに弁調節ランドを含み、弁調節ランドは、第1ランドと第2ランドとの間に配置されている。
出力軸が熱処理される。第1研削作業が出力軸に行われる。コーティングが、出力軸の第1及び第2ランドに塗布される。このコーティングは、ポリアミド材料を含む。コーティングの塗布の後に、第2研削作業が、出力軸の第1及び第2ランドに行われる。
図示の実施形態において、本体12は、フランジ14、ハウジング16、スペーサプレート18、流体変位アセンブリ20、及びエンドキャップ22を含む。本体12のセクションは、複数のボルト24によって互いに密封係合して保持される。
ハウジング16は、第1軸方向端部26、及び反対側に配置された第2軸方向端部28を含む。図示の実施形態では、スペーサプレート18の第1面30が、ハウジング16の第2軸方向端部28に当接している一方で、フランジ14が、ハウジング16の第1軸方向端部26に当接している。
スター36は、リング34の中央開口部内に配置され、リング34の中心軸の周りを公転して自転するように構成されている。リング34、スター36及びローラ38は、スター36がリング34の中心軸の周りを公転して自転すると、膨張または収縮する複数の流体容量チャンバ40を協働して形成する。
流体入口ポートは、第1流体通路(図示せず)を介して中央ボア44と流体連通している。流体出口ポート42は、第2流体通路46を介して中央ボア44と流体連通している。
さらに、ハウジング16は、複数の整流子孔48と流体連通する複数の軸方向通路50を形成している。これらの軸方向通路50は、流体変位アセンブリ20の流体容量チャンバ40と流体連通している。
図示の実施形態において、シール部66は、接続部64と弁部68との間に配置されている。
接続部64は、流体装置10のフランジ14から外側に延びている。図示の実施形態において、接続部64は、軸キー72を受け入れるように構成されたキー溝70を形成している。
軸シール74は、モータ10のフランジ14内に配置され、流体装置10の内部の流体が軸とフランジの接続において流体装置10の外部へ漏れることを防止するように構成されている。出力軸56のシール部66の外径は、接続部64の外径よりも大きい。
弁部68の第1端部76は、シール部66に直接隣接するように配置されている。
弁調節ランド84は、第1ランド80と第2ランド82との間に配置されている。
図示の実施形態において、出力軸56の弁部68がハウジング16の中央ボア44内に配置されたときに、第1溝86は、ハウジング16の第1流体ポートと流体連通する。
図示の実施形態において、出力軸56の弁部68がハウジング16の中央ボア44内に配置されたときに、第2溝88は、ハウジング16の第2流体ポート42と流体連通する。
図示の実施形態では、複数の第1及び第2スロット90、92は、出力軸56の弁部68の弁調節ランド84の周りに交互に配置されている。
この整流流体連通は、ハウジング16の第1流体ポート及び第2流体ポート42と、流体変位アセンブリ20の流体容量チャンバ40との間の選択的な流体連通を提供する。
出力軸56の第2ランド82、及び、ハウジング16の中央ボア44は、第2ジャーナル軸受96を協働して形成する(図1参照)。
第1及び第2ジャーナル軸受94、96は、出力軸56の、其々の第1及び第2溝86、88内の流体によって潤滑される。第1及び第2溝86、88内の流体は、出力軸56の、其々の第1及び第2ランド80、82上を通過する。
この流体は、第1及び第2ジャーナル軸受94、96を横切る流体力学的な膜を作り出す。この膜は、半径方向の力Fが出力軸56に加えられたときに、出力軸56が回転することを可能にする。
図示の実施形態において、コーティング100は、出力軸56の弁調節ランド84にも塗布されている。
本発明の一実施形態では、ポリアミド材料は、コーティング100の少なくとも50重量%程度である。
この実施形態において、出力軸56の第1及び第2ランド80、82におけるコーティング100の厚みは、約0.1mm以上である。別の実施形態では、出力軸56の第1及び第2ランド80、82におけるコーティング100の厚みは、約0.2mm以下である。
さらなる別の実施形態では、出力軸56の第1及び第2ランド80、82におけるコーティング100の厚みは、約0.1mm〜約0.2mmの範囲内にある。
図4の破線は、出力軸の複数のランドとハウジングの中央ボアとの間の摩耗を低減するために構成された、リン酸塩コーティングを有する標準出力軸の横荷重容量を示している。図4の実線は、ポリアミド11を含むコーティング100を含んだ出力軸56の横荷重容量を示している。
(図4の破線で示されている)標準出力軸における横荷重容量を達成するためには、出力軸の複数のランドとハウジングの中央ボアとの間の半径方向の隙間(クリアランス)が、より多くの流体が第1及び第2溝から複数のランドを通過することを可能にするために、大幅に増加される必要があった。
しかしながら、このような半径方向の隙間の増加は、流体装置の容積効率に悪影響をもたらすであろう。
この半径方向隙間の最小化は、流体装置10が、定格の横荷重容量において、標準の流体装置以上の容積効率で機能することを可能にする。
従って、コーティング100は、容積効率を犠牲にすることなく向上された横荷重容量を提供する。
ステップ202において、出力軸56は、出力軸ブランクから機械加工される。ステップ202の一実施形態において、接続部64、シール部66、及び弁部68は、機械加工(例えば、旋盤加工、フライス加工等)される。
本発明の一実施形態において、弁部68の第1ランド80、第2ランド82、及び弁調節ランド84は、ステップ202で機械加工される。
ステップ206において、第1の研削作業が、熱処理された出力軸56に対して実行される。本発明の一実施形態では、この研削作業206は、出力軸56の接続部64、シール部66及び、弁部68の外径に対して行われる。
ステップ210において、出力軸56は、コーティング100で被膜される。ステップ210において、コーティング100は、出力軸56に塗布される。
この実施の形態では、出力軸56の一部がマスクされる。従って、コーティング100は、出力軸56のマスクされていない部分にのみ塗布される。
図示の実施形態において、コーティング100は、出力軸56の弁部68に塗布される。図示の実施形態において、コーティング100は、出力軸56の第1ランド80、第2ランド82、及び弁調節ランド84に塗布される。
本発明の一実施形態において、コーティング100は、出力軸56上に噴霧される。別の実施形態では、出力軸56は、コーティング100中に浸漬される。
ステップ214において、第2の研削作業が、コーティング100を有する出力軸56の一部に対して行われる。図示の実施形態では、第2研削作業は、第1ランド80、第2ランド82、及び弁調節ランド84に対して実行される。
第2研削作業は、出力軸56からコーティング100の過剰量を除去するように実行される。図示の実施形態では、第2研削作業は、約0.1mm以上のコーティング100の厚みを提供するように実行される。
別の実施形態では、第2研削作業は、約0.2mm以下のコーティング100の厚みを提供するように実行される。さらなる別の実施形態では、第2研削作業は、約0.1mm〜約0.2mmの範囲内のコーティング100の厚みを提供するように実行される。
Claims (29)
- 中央ボア、該中央ボアから半径方向外向きに延びた複数の整流子孔、及び、複数の該整流子孔と流体連通した複数の軸方向通路を形成する、ハウジングと、
該ハウジングの前記軸方向通路と流体連通した複数の流体容量チャンバを含み、前記ハウジングと流体連通する、流体変位アセンブリと、
前記ハウジングの前記中央ボア内に配置され、第1ランド、第2ランド、及び、前記第1ランドと前記第2ランドとの間に配置された弁調節ランドを有する弁部を備えた、出力軸と、
ポリアミド11材料を含み、前記出力軸の前記第1及び第2ランド、並びに前記弁調節ランドに塗布されるコーティングと、
を含んでおり、
前記第1ランドは、前記ハウジングの前記中央ボアと協働して、第1ジャーナル軸受を形成し、また、
前記第2ランドは、前記ハウジングの前記中央ボアと協働して、第2ジャーナル軸受を形成する、ことを特徴とする流体装置。 - ポリアミド11材料は、前記コーティングの少なくとも50重量%であることを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
- 前記コーティングの厚みは、約0.1mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
- 前記コーティングの厚みは、約0.2mm以下であることを特徴とする請求項3に記載の流体装置。
- 前記コーティングは、前記出力軸の前記弁部に塗布されることを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
- 前記出力軸の前記弁部は、
前記第1ランドと前記弁調節ランドとの間に配置された第1溝と、
前記第2ランドと前記弁調節ランドとの間に配置された第2溝と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の流体装置。 - 前記第1及び第2ジャーナル軸受は、其々、前記流体装置の作動中に、前記第1及び第2溝からの流体によって潤滑されることを特徴とする請求項6に記載の流体装置。
- 前記ハウジングは、流体入口ポート及び流体出口ポートを形成していることを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
- 中央ボア、該中央ボアから半径方向外向きに延びた複数の整流子孔、及び、複数の該整流子孔と流体連通した複数の軸方向通路を形成する、ハウジングと、
該ハウジングの前記軸方向通路と流体連通した複数の流体容量チャンバを含み、前記ハウジングと流体連通する、流体変位アセンブリと、
前記ハウジングの前記中央ボア内に配置され、第1ランド、及び反対側に配置された第2ランドを有する弁部を備えた、出力軸と、
ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの混合から構成されるグループから選択される材料を含み、前記出力軸の前記第1及び第2ランドに塗布されるコーティングと、
を含んでおり、
前記第1ランドは、前記ハウジングの前記中央ボアと協働して、第1ジャーナル軸受を形成し、また、
前記第2ランドは、前記ハウジングの前記中央ボアと協働して、第2ジャーナル軸受を形成する、ことを特徴とする流体装置。 - 前記グループから選択される材料は、前記コーティングの少なくとも50重量%であることを特徴とする請求項9に記載の流体装置。
- 前記コーティングの厚みは、約0.1mm以上であることを特徴とする請求項9に記載の流体装置。
- 前記コーティングの厚みは、約0.2mm以下であることを特徴とする請求項11に記載の流体装置。
- 前記出力軸は、前記第1ランドと前記第2ランドとの間に配置された弁調節ランドを含んでおり、
該弁調節ランドは、
前記第1ランドと前記弁調節ランドとの間に配置された第1溝から軸方向外向きに延びた複数の第1スロットと、
前記弁調節ランドと前記第2ランドとの間に配置された第2溝から軸方向外向きに延びた複数の第2スロットと、
を形成していることを特徴とする請求項9に記載の流体装置。 - 前記第1及び第2ジャーナル軸受は、其々、前記流体装置の作動中に、前記第1及び第2溝からの流体によって潤滑されることを特徴とする請求項13に記載の流体装置。
- 前記コーティングは、前記弁調節ランドに塗布されることを特徴とする請求項14に記載の流体装置。
- 前記コーティングは、前記出力軸の前記弁部に塗布されることを特徴とする請求項9に記載の流体装置。
- 中央ボア、該中央ボアから半径方向外向きに延びた複数の整流子孔、及び、複数の該整流子孔と流体連通した複数の軸方向通路を形成する、ハウジングと、
該ハウジングの前記軸方向通路と流体連通した複数の流体容量チャンバを含み、前記ハウジングと流体連通する、流体変位アセンブリと、
前記ハウジングの前記中央ボア内に配置され、第1ランド、第2ランド、及び、前記第1ランドと前記第2ランドとの間に配置された弁調節ランドを有する弁部を備えた、出力軸と、
ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの混合から構成されるグループから選択される材料を含み、前記出力軸の前記第1及び第2ランド、並びに前記弁調節ランドに塗布されるコーティングと、
を含んでおり、
前記第1ランドは、前記ハウジングの前記中央ボアと協働して、第1ジャーナル軸受を形成し、また、
前記第2ランドは、前記ハウジングの前記中央ボアと協働して、第2ジャーナル軸受を形成しており、
前記出力軸の前記弁部は、前記第1ランドと前記弁調節ランドとの間に配置された第1溝と、前記第2ランドと前記弁調節ランドとの間に配置された第2溝と、を形成しており、
前記第1及び第2ジャーナル軸受は、其々、前記流体装置の作動中に、前記第1及び第2溝からの流体によって潤滑される、ことを特徴とする流体装置。 - 前記グループから選択される材料は、前記コーティングの少なくとも50重量%であることを特徴とする請求項17に記載の流体装置。
- 前記コーティングの厚みは、約0.1mm以上であることを特徴とする請求項17に記載の流体装置。
- 前記コーティングの厚みは、約0.2mm以下であることを特徴とする請求項17に記載の流体装置。
- 流体装置の出力軸における、弁部の第1及び第2ランドを機械加工すること、
前記出力軸を熱処理すること、
前記出力軸に第1研削作業を行うこと、
前記出力軸の前記第1及び第2ランドに、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの混合から構成されるグループから選択される材料を含んだコーティングを塗布すること、及び、
前記出力軸の前記第1及び第2ランドに第2研削作業を行うこと、
を含むことを特徴とする流体装置用の出力軸を製造するための方法。 - 前記第2研削作業後の、前記出力軸の前記第1及び第2ランドにおける前記コーティングの厚みは、約0.1mm〜約0.2mmの範囲内にあることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記グループから選択される材料は、ポリアミド11を含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記グループから選択される材料は、前記コーティングの少なくとも50重量%であることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記出力軸における、前記弁部の前記第1ランドと前記第2ランドとの間に配置された弁調節ランドが、前記コーティングによって塗布されることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 出力軸の、接続部、シール部、及び弁部を機械加工すること、
前記出力軸を熱処理すること、
前記出力軸に第1研削作業を行うこと、
前記出力軸の第1及び第2ランドに、ポリアミド材料を含んだコーティングを塗布すること、及び、
前記コーティングの塗布の後に、前記出力軸の前記第1及び第2ランドに第2研削作業を行うこと、
を含んでおり、
前記シール部は、前記接続部と前記弁部との間に配置され、前記弁部は、前記第1及び第2ランド、並びに弁調節ランドを含み、前記弁調節ランドは、前記第1ランドと前記第2ランドとの間に配置されている、ことを特徴とする流体装置用の出力軸を製造するための方法。 - 前記ポリアミド材料は、ポリアミド11を含むことを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記出力軸における前記弁部の前記弁調節ランドは、前記コーティングによって被覆されることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記第2研削作業後の、前記出力軸における前記コーティングの厚みは、約0.1mm〜約0.2mmの範囲内にあることを特徴とする請求項26に記載の方法。
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