JP4943594B2 - 交差軸を有する型式のアキシアルピストンポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ポンプ分野に関するもので、とくに交差軸を有するアキシアルピストンポンプ型式のものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、一般的に使用されているアキシアルピストンポンプが本体を具備していて、その本体は、その中心軸の周囲で回転すべく取り付けられたロータで含んでおり、各々ピストンを摺動可能に受け入れる一連の軸方向ボアーを提供していて、そのピストンが、実質的にロータの軸に直交していない固定面にあるように係合された一方の端部を有しており、それにより、ロータが回転すると、ピストンは往復運動を実行するようになる。
【０００３】
このように、ボアー及びピストンが、分配シートを介してのポンプにおける吸気ポートと排気ポートとに連通する可変体積シリンダーを画成していて、その分配シートは、ポンプ本体に固定的に取り付けられ、ロータの軸方向軸受面と協働しており、その分配シートを貫通して軸方向ボアーが開口している。
この分配シートがじん臓形状の二つの開口部を提供していて、その開口部は、正反対に対向していて、吸気ポートと排気ポートとにそれぞれ接続されている。
【０００４】
フランス特許公開第２６１３５８号（ＦＲ−Ａ−１ ２６１３５８）は交差軸型式ではないロータを有するポンプを開示している。ポンプのロータは、固定用ボルトと心出し用ピンとによりお互いに固定的に締め付けられた、二つの同軸の本体を具備している。ロータを分配シートに係合しているばねが、本体底部の肩と、回転式カバー及び往復式カバーとにおける中央キャップとの間に挟まれていて、それ自身が中心ボールとアキシアルピストンに形成された半球状軸受面との間に挟まれている。そのような装置は、高回転速度を阻止する高摩擦を増大させている。
【０００５】
フランス特許公開第４５６５６３号（ＦＲ−Ａ−１ ４５６５６３）は以下のポンプを開示していて、ポンプにおいて、ロータが弾性ワッシャーにより分配シートに対して付勢され、摩擦が大きくなっており、その弾性ワッシャーは、分配シート用サポートに備えられた相応する扁に対して係合する、円錐状軸受面を有している。ロータが、分配シートのサポートに取り付けられた中央チューブにより、付加的に心出しされているので、駆動装置の機能は、ロータの心出しにかかわることなく又はロータを分配シートに対し押し付けることなく、ロータを回転するだけである。そのようなポンプの構造は非常に複雑で、摩擦が大きくて運転速度を制約していることを意味している。
【０００６】
オランダ特許公開第２４８８８８号（ＮＬ−Ａ−２４８８８８）は、交差軸を有するポンプを開示していて、その交差軸においてロータが、ポンプに取り付けられた駆動装置により回転され、かつ固定軸に心出しされている。分配シートに対するスラスト力は、分配シートに取り付けられた中心シャフトに取り付けられたリングに対し係合する皿型ワッシャーにより与えられている。この場合もまた、駆動装置はロータを回転させるだけである。
【０００７】
現在では、高平面度で、機械加工公差精度が高い、とくにロータの回転軸に対する軸受面の垂直度に関して精度の高い、軸受面を得ることが可能になったけれど、運転時の変形は以下のことを意味していて、ロータが分配シートに対して軸受面全体にわたって連続的に係合することを保証することを不可能にしている。
【０００８】
さらに、ピストン端部が固定平面を画成している斜板に対して摺動することを防止するために、この型式のポンプに対する従来の改善は以下の二つからなり、その一つは、斜板をロータと共に固定平面に直交する軸の周囲に回転させることであり、もう一つは、定速カップリング、例えば噛合するかさ歯車を用いてロータの軸を交差させることである。そのような場合、リンクが各々のアキシアルピストンと斜板との間に利点的に備えられていて、リンクは両端においてボールソケット形軸継手を有している。このことは、ピストンのボアー内での摺動以外の、作動部品間のすべての摺動摩擦を排除している。
【０００９】
この改善に加えて、ローターは従来同様にばねにより分配シートに対して軸方向に付勢されていて、そのばねは、例えば斜板に取り付けられた中心ボールを介して斜板の中心区画に対して係合し、ロータを分配シートに付勢している。このようにばねが、お互いに対して移動する二つの部品の間に取り付けられていて、それによりばねと少なくともこれらの部品の一方との間の摺動摩擦を増大させていて、それらを損耗にさらし、さらにポンプ内部を汚染する粒子を発生する。
【００１０】
付け加えると、ばね力はピストンをロータのボアーに押し込むリンクの力に付加されていて、斜板における力を高いレベルに増大させており、軸受に関しては過荷重となるかも知れない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前述の欠点及び制約のない、交差軸型式のアキシアルピストン油圧ポンプを提供することにより、前述の欠点に打ち勝つことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題は、アキシアルピストンを有する油圧ポンプにより解決されていて、該油圧ポンプは、交差軸を有する型式であり、さらに軸受面を介して係合された分配シートと協働する中心軸を有する、回転ロータを具備していて、その軸受面は実質的に該中心軸と直交しており、該回転ロータが対応するピストンを摺動可能に受け入れる複数の軸方向ボアーを提供する油圧ポンプにおいて、
該油圧ポンプは、該回転ロータと独立した駆動装置が、該中心軸と一致する回転軸の周囲を回転するべく備えられていて、該駆動装置が、第一に該ロータを該回転軸の周囲に心出しし、かつ回転するようになっていて、第二に該ロータの該軸受面を該分配シートに弾性的なスラストを作用するようになっていることを特徴としている。
【００１３】
該ローターは、このように該駆動装置から分離されることにより、回転時において該ばねの作用により軸方向及び角度的に自由に移動することができて、自身の軸受面と該分配シートとの間の心出しの欠陥を補償している。該ばねの該スラスト力が、該駆動装置に集中し、それにより該油圧ポンプのどのような他の部品にも力が作用することは回避されている。付け加えると、該ばねがお互いに対してほとんど移動しない二つの部品の間に取り付けられていて、それにより該ばねとこれらの部品の一方との間における、どのような摺動摩擦も回避されている。
【００１４】
利点のある特徴によると、該駆動装置が該ロータを中空部分に受け入れることと、該駆動装置の内部に形成された軸受面が、該ロータを該回転軸に心出しし、該ロータを該駆動装置に対し軸方向に自由に摺動できるようにしていることとである。
【００１５】
利点のあることに、該軸受面が該ロータに沿った実質的に軸方向中間に位置している。
その結果として、ピストンによる半径方向の有害抗力（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｒａｄｉａｌｆｏｒｃｅ）が、誘発された場所に反対向きに作用する。
【００１６】
好ましくは、該心出しは、該ロータが該駆動装置に対し角度的に移動するある程度の自由度を有するようにしている。
【００１７】
このことは、該ロータが、該分配シートに対して連続的にうまく押し付けられることを保持するように、角度的に自由に移動できるようにしている。
【００１８】
もう一つの利点の特徴によると、該ロータ及び該駆動装置が、該ロータと該駆動装置とにより担持された相補的形状の相応する機械的手段により、回転において連結されている。
このことは、一方の該要素に備えられた二つの対称なラグと、他方の該要素に備えられた相補的な溝との間における協働により提供されるか、又は一方の該要素において、該軸受面に形成された溝と他方の該要素に形成された相補的な溝との間における協働により提供されている。
【００１９】
該回転駆動装置は、このように該ロータに純然たるトルクを与えていて、それにより該ロータが該駆動装置に対して自由に移動できるようにしている。
【００２０】
また利点のあることに該駆動装置は、その回転軸に実質的に直交する直交壁面を有していて、弾性的手段が、その直交壁面の内側に対して付勢され、該ロータを該分配シートに押し付けている。
【００２１】
この壁面は、従って弾性的手段における力に抗していて、かつその力を該駆動装置と本体との間における回転継手（その継手は例えば転がり軸受により提供されてもよい）を介して該水圧ポンプ本体に伝達していて、これらのことは、この力が該油圧ポンプの他の部品に力を作用することなく、又は有害な摩擦を生ずることなく行なわれる。
【００２２】
重要な実施の形態において、該アクシアルピストンが、自身の回転軸が該駆動装置の該回転軸に交差する回転斜板に蝶板取り付けされていて、該斜板は、好ましくはかさ歯車により、利点のあることに該駆動装置と共に回転されるようになっている。
【００２３】
この場合、該駆動トルクに付加される。かつ歯車の歯の間における接触により発生する有害抗力は該駆動装置によりフィルターされ、従って該ロータへの作用は小さい。さらにロータの動きは、かみ合い状態を阻害しない。
【００２４】
利点のあることに、該回転斜板が、該油圧ポンプの該駆動軸と共に回転するようになっている。
【００２５】
ポンプの特殊な配置において、該アクシアルピストンが、球面端部を有するリンクにより、該回転斜板に蝶番取り付けされていて、該油圧ポンプは、該回転斜板が、該リンクの端部を係合形状化されたソケットにおいて受け入れており、それらのソケットは、中心ボルトで該回転斜板に取り付けられた共通の接続用円板により、該回転斜板に把持されている。
他の特徴及び利点は添付図面における以下の説明を読むことにより、明瞭となるであろう。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１において、本発明におけるポンプが、ポンプの構成要素を収納する二つの部分１ａ及び１ｂから組立てられたポンプ本体１を具備している。部分１ａが、軸受面４を介してロータ３と協働する分配シート２を収納していて、その軸受面はロータの回転軸Ｘに直交して伸長している。ロータ３が、一連の軸方向ボアー５（すなわち回転すなわち、中心軸Ｘに平行に伸長しているボアー）を担持していて、その軸方向ボアーは開放端となっていてピストン６用ガイドとして作用するようになっている。ダクト７が面４をボアー５と係合するピストン６とにより画成される各々の円筒状空間の内部体積に連通するようにしている。オイルが円筒状空間に流入し、これらのタクトを介してそこから流出する。
【００２７】
ロータ３を取り囲んで回転駆動装置８が取り付けられていて、その回転駆動装置は円筒体部分９と直交壁面１０とかさ歯車とを具備しており、その円筒体部分がロータ３を受け入れていて、その直交壁面はロータ３を分配シート２に押し付ける働きをするばね１１用の当接面としての壁面端部を形成している。この場合、駆動装置８が一体の形状で作られているけれど、直交壁面１０は分離した部品であってもよい。そのような場合、軸方向受け口が、分離した部品（例えばリング）として、又は一体部品（例えば扁）として備えられるべきであって、直交壁面１０を軸方向的定位置にロックし、そのロックはばね１１の作用により永久的に維持される。駆動装置１１が、傾斜軸受面を有する転がり軸受１３を介して回転すべく、本体１の部分１ａの部分に取り付けられていて、駆動装置が、軸方向に移動するのを阻止される一方で、ロータ３の中心軸Ｘにほぼ一致する軸の周囲を回転することを可能にしている。これらの転がり軸受１３は、力をばね１１から本体１における部分１ａへ伝達する。
【００２８】
このように駆動装置８が、ロータ３を受け入れる円筒体９を具備していて、さらにばね１１用の当接面を形成する直交壁面１０を備えており、その直交壁面は円筒体壁面９と一体に形成されるか、又はそこに取り付けられている。
【００２９】
ロータ３が、駆動装置８の軸受内面２４により、駆動装置８の回転軸に心出しされていて、その軸受内面は、ロータ３に形成された相補的形状の軸受面に対し係合している。この軸受面における短かい軸方向長さと、組立状態における円周クリアランスとは、好ましくはロータ３がわずかながら駆動装置に対して角度的に移動することを可能にしているが、それにもかかわらずロータを十分に浮かせることができるので、ロータをばね１１により分配シートに対し永久的に近接しておくことが可能となっている。
【００３０】
さらに、駆動装置８とそのかさ歯車１２とが、駆動軸１４に取り付けられた整合用歯車（ｍａｔｃｈｉｎｇ ｇｅａｒ）１６と協働するようになっていて、駆動軸自身は、軸Ｘと交差する軸Ｙに沿って伸長し、傾斜軸受面を有する転がり軸受１５により本体の部分１６に取り付けられている。このように駆動軸１４が、自身の端面においてかさ歯車１２とかみ合っているかさ歯車１６を有している。駆動装置８に面する斜板（ｓｗａｓｈｐｌａｔｅ）３３を形成する駆動軸１４の端面に、軸方向に取り付けられたペッグ１７があって、各々のペッグは、円筒体部分１８を有していて、駆動軸１４の端面に形成された対応するボアー１９に受け入れられており、さらに球面ソケット２０を有していて、リンク２２に結合している球面端部２１と玉継手を形成しており、そのリンクのもう一方の端２３も球面であって対応するピストン６と玉継手を形成している。各々のボアー１９が、対応するピストン６の軸と軸Ｙに直交する面との交点にペッグ１７におけるソケット２０の中心を含んでほぼ整列している。ペッグ１７が接続用円板３４により斜板３３に締め付けられていて、その接続用円板は、すべてのペッグに共通であって、中心ボルト３５により締め付けられている。
【００３１】
リンク２２は、直交壁面１０を貫通して形成された開口部により、直交壁面１０を通過している。一つの開口部が各々のリンク３２用に備えられてもよくて、代りに開口部は各々が複数のリンク２２に共通で備えられてもよい。もし端部壁面が駆動装置８に別々の部品として取り付けられる場合、以下のことに注意が払われなければならなくて、その端部壁面は、駆動装置８に対し角度的に移動出来なくて、その直交壁面１０は駆動装置８に対して回転しなくて、かつリンク２２に当たらないことを保証することである。
【００３２】
斜板端面３３の中央部分が、従来技術において公知であるようにもはやばね１１に対抗する必要がないので、以下の利点があって、斜板は、ピッグ１７を所定位置に保持するボルト３５を受け入れ、さらにピッグ１７を非常に簡単でかつ備えられたピッグの数と無関係に同一状態に斜板端面３３に接続することである。この型式の接続は以下のことを可能にしていて、ピッグ１７が斜板端面３３の周囲に配置されている直径を軸受における駆動軸１４の直径と関連ずける必要がないことである。
【００３３】
図２において、ロータ３が分配シート２に対し当接されていて、そのシートは二つの貫通フローオリフィス２５及び２６を有していて、そのオリフィスは、じん臓形状であって、ロータ３におけるボアー５をポンプの、吐出ポート又は吸い込みポートと連通している。
【００３４】
駆動装置８は部分的に示めされていて、駆動装置８内部における円筒状軸受面２４が、ロータ３における軸方向のほぼ中間にある対応する軸受面２７と協働している。軸受面の軸方向長さは短かいので、この二つの部品の間における運転用クリアランスにより、ロータ３は駆動装置８に対してわずかながら浮いていて、それによりロータ３の軸面４又は分配シート２が駆動装置８の回転軸Ｘに正確に直交していない場合でも、ロータ３が分配シート２に対し永久的に付勢されることを可能にしている。
【００３５】
ポンプが運転中の場合、リンク２２は常時ピストン６の軸と必ずしも一直線に整列していない。このことはピストン６に垂直な有害抗力を増大し、その合力はほぼロータ３の軸Ｘに直交する中立面を介して通過している。この高さに軸受面を備えることにより以下のことが保証されていて、これらの力がロータ３を駆動装置８に対してかたむける有害トルクを発生させない。
【００３６】
さらにロータ３におけるラグ２８は、駆動装置８の円筒壁面９に作られたノッチ３０のフランク２９と協働するべく取り付けられていて、ロータ３が駆動装置８により回転されるのを確実なものとしている。この例示において対称配置が提供されていて、駆動装置８はロータ３に純然たるトルクを作用することによりロータを回転している。当然のことであるが、代わりにラグ２８が駆動装置８に取り付けられ、かつノッチ３０がロータに形成されてもよくて、又は相補形状を有する対応する機械手段を使用している、他のどのような配置が提供されてもよくて、その機械手段は例えば溝（ｆｌｕｔｉｎｇ）であって、その溝は、駆動装置とロータとにおける一方に備えられた軸受面２６と整列し、駆動装置とロータとにおけるもう一方に備えられた相補的溝（ｆｌｕｔｉｎｇ）と協働する（これらの代案は図示されていない）。
【００３７】
本発明は前述の特別な実施の形態に制限されるものではなくて、ここに規定された特徴を再現するべく同様の手段を使用するどのような変更をも保護するものである。
【００３８】
とくに、駆動装置８はポンプの駆動軸に接続されてもよくて、その場合斜板３３は駆動装置８により駆動される。
【００３９】
さらに斜板３３は、例えば自在継手、摩擦継手等の他の型式の継手を使用する駆動装置を用いて回転されてもよい。
【００４０】
さらに、ロータ３から駆動装置８を分離することは、以下のポンプに等しく適用可能であって：斜板３３が回転しない直列形アキシアルピストンを有していて、アキシアルピストン６の端部におけるシューが斜板を摺動しているポンプと；又は、ロータの軸に対して斜板の回転軸を傾けるか若しくは斜板自身を傾けることかにより、変更可能な回転数を有する、直列形アキシアルピストンを持つポンプとである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明における油圧ポンプの縦断面図である。
【図２】図２は本発明によるローターの分配シートと駆動装置とに関連における配置を示めす分解拡大斜視図である。
【符号の説明】
１…ポンプ本体
２…分配シート
３…回転ロータ
４…軸受面
５…軸方向ボアー
６…ピストン
８…駆動装置
９…軸受面

Claims (12)

1. アキシアルピストンを有する油圧ポンプであって、該油圧ポンプは、交差軸を有する型式であり、さらに軸受面（４）を介して係合された分配シート（２）と協働する中心軸（Ｘ）を有する、回転ロータ（３）を具備していて、その軸受面は実質的に該中心軸（Ｘ）と直交しており、該回転ロータ（３）が対応するピストン（６）を摺動可能に受け入れる複数の軸方向ボアー（５）を提供する油圧ポンプにおいて、
   該油圧ポンプは、該回転ロータ（３）と独立した駆動装置（８）が、該中心軸（Ｘ）と一致する回転軸の周囲を回転するべく備えられていて、該駆動装置（８）が、第一に該ロータ（３）を該駆動装置の中空部分（３１）に受け入れることによって該ロータ（３）を該回転軸（Ｘ）の周囲に芯出しし、かつ回転するようになっていて、第二に該ロータ（３）の該軸受面（４）を該分配シート（２）に押しつけるために、ばね（１１）により弾性的なスラストを作用するようになっていることを特徴とする油圧ポンプ。
2. 該駆動装置（８）が該ロータ（３）を中空部分（３１）に受け入れることと、該駆動装置（８）の内部に形成された軸受面（２４）が、該ロータ（３）を該回転軸（Ｘ）に心出しし、該ロータ（３）を該駆動装置（８）に対し軸方向に自由に摺動できるようにしていることとを特徴とする、請求項１に記載の油圧ポンプ。
3. 該軸受面（２４）が該ロータ（３）に沿った実質的に軸方向中間に位置していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の油圧ポンプ。
4. 該心出しは、該ロータ（３）が該駆動装置（８）に対し角度的に移動するある程度の自由度を有するようにしていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧ポンプ。
5. 該ロータ（３）及び該駆動装置（８）が、該ロータ（３）と該駆動装置とにより担持された相補的形状の相応する機械的手段により、回転において連結されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の油圧ポンプ。
6. 該ロータ（３）と該駆動装置（８）との間における回転的連結が、一方の該要素に備えられた二つの対称なラグ（２８）と、他方の該要素に備えられた相補的な溝（２９）との間における協働により提供されることを特徴とする、請求項５に記載の油圧ポンプ。
7. 該ロータ（３）と該駆動装置（８）との間における回転的連結が、一方の該要素において、該軸受面に形成された溝と他方の該要素に形成された相補的な溝との間における協働により提供されることを特徴とする、請求項５に記載の油圧ポンプ。
8. 該駆動装置（８）は、その回転軸（Ｘ）に実質的に直交する直交壁面（１０）を有していて、弾性的手段（１１）が、その直交面の内側に対して付勢され、該ロータ（３）を該分配シート（２）に押し付けていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の油圧ポンプ。
9. 該アキシアルピストン（６）が、自身の回転軸（Ｙ）が該駆動装置（８）の該回転軸（Ｘ）に交差する回転斜板（３３）に蝶板取り付けされていて、該回転斜板（３３）は該駆動装置（８）に回転するべく連結されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の油圧ポンプ。
10. 回転カップリングはかさ歯車（１２，１６）により提供されている、請求項９に記載の油圧ポンプ。
11. 該回転斜板（３３）が、該油圧ポンプの該駆動軸（１４）と共に回転するようになっていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の油圧ポンプ。
12. 該アキシアルピストン（６）が、球面端部（２１，２３）を有するリンク（２２）により、該回転斜板（３３）に蝶番取り付けされていて、該油圧ポンプは、該回転斜板（３３）が、該リンク（２１）の端部を係合形状化されたソケット（２０）において受け入れており、それらのソケットは、中心ボルト（３５）で該回転斜板（３３）に取り付けられた共通の接続用円板（３４）により、該回転斜板（３３）に把持されていることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の油圧ポンプ。

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