JP5268901B2 - ラジアルピストンを有する小型液圧式機械装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、モータやポンプのような液圧式機械装置に関するものであり、固定されたケース内で回転軸の周りを回転するのに適しており、内部に、ケースに固定されたカムとの共働に適したピストンが配置された複数のシリンダ部を有するシリンダブロックを備え、それら複数のシリンダ部は、その回転軸に対して半径方向に伸びており、シリンダダクトにより、回転軸とは垂直となるシリンダブロックの連絡面に配置された連絡孔に接続しており、そのモータは、さらに、ケースの一部を形成する供給カバー、及び、前記供給カバーに対して回転しない、流れ内部供給部を備え、その供給カバーは、シリンダ部の突出部に対応した領域を貫通して、外側面とそのカバーの内側面との間に伸びる供給・排出ダクトを有し、選択的に供給ダクトを供給・排出ダクトに連絡させるために前記内側面と共働する連結面と、シリンダブロックの回転に伴い前記供給ダクトの供給孔が連絡孔に連絡するように、回転軸と垂直で、連絡面と対向して配置される供給面と、の間に伸びる供給ダクトを有する内部供給部を備える。

このタイプの機械装置では、モータの場合、その出力は、シリンダブロックとともに回転するように連結する部材で固定される。

例えば、シリンダブロックの一部がケースの上を超えた部分にフランジを形成し、連動する部材が固定可能とされるか、又は、前記部材はシリンダブロックとともに回転する駆動シャフトにより構成する。特に、シャフトは、シリンダブロック内の中央の内径にかみ合わされ、溝付けの方法により連動させる。

このタイプのモータは、全てのタイプの駆動装置を駆動させるために広く利用されており、特に、車両を駆動可能とする動力機構に利用される。

類似の機械装置は液流回路に一定の圧力で流動体を供給するポンプとして利用可能である。

通常は、このような機械装置は車両に用いられ、車両の他の部品や装置に囲まれた環境下に配置される。そのため、小型であることが望ましい。また液圧式接続は、容易にアクセス可能であることが望ましく、供給・排出ダクトの出力が供給カバーの外面に位置しているのはこのためである。

本発明の目的は、上述の液圧式機械装置に関する周知技術を向上させることにあり、それはより小型化することによる。

かかる目的は以下の手段をとることにより達成される。すなわち、シリンダブロックの側面が、シリンダ部の底部により半径方向外側に区画される領域内に、内部に少なくとも流れ内部供給部の一部が配置され、その一部には供給面が配置される軸方向の凹み部と、その凹み部の表面上に配置される連絡面とを備える。

全体としては、液圧式機械装置の外形の寸法は、軸方向の凹み部の深さに対応した長さ分だけ減少しており、前記凹み部は、供給部の一部の収納に利用できる利点がある。この特徴は、供給・供給ダクトの液圧式接続に対するアクセスに何ら障害となるものでない。それは、前記供給・供給ダクトが供給カバーの外面に位置していることによる。また、その機械装置の重さは、その凹み部に相当する部材の重さの分だけ減少することにも留意すべきである。また、本発明によりもたらされる改良は、下記に説明するとおり、従来の供給部の利用、及び、モータの出力部材、シリンダブロックの中央の内径にかみ合わされるシャフト、前記シャフトが直通のものか否かに関係なく完全に互換性があることにも留意すべきである。

有利なことに、その凹み部が、ピストンの少なくとも一部の外包部により区画される２つの側面の間に位置する半径面まで広がる。その場合、より望ましくは、少なくともシリンダ部について、その中をピストンの前記一部がスライドし、シリンダ部のダクト（１８；１１８）が、ピストンがスライドする軸に対して、シリンダブロックの凹み部とは逆の側面方向にずらしたダクトの区分を備える。

これらの特徴は、その軸方向の凹み部に相対的に大きな深さを与えることを可能とし、それゆえ、その機械装置の小型化を向上させる。

有利なことに、供給カバーがその内側面に、凹み部に入り込んだ拡張部を備える。

このことにより、内部供給部と適切な共動が必要な供給カバーの一部を、その凹み部内で得ることができ、それゆえ、より一層その機械装置の小型化を増大させる。

有利なことに、供給カバーの拡張部及び凹み部が、対向したシリンダ状面を有し、それらの間に回転式軸受が備えられる。

その回転式軸受は、特に、ジャーナル軸受又は針ころ軸受を含む。それは、前記シリンダブロックを凹み部の中で保持することにより、シリンダブロックの剛性を向上させることを可能とし、そのような方法により、運転中において、シリンダブロックが、その凹み部に向かって傾転したり、変形したりするあらゆる傾向を回避する。

本発明は、以下の何ら限定しない実施形態の詳細な説明を読むことにより、よく理解でき、その有利な点がより明確になる。

本発明の機械装置の第１実施形態を示す片面断面図である。 図１の機械装置の変形例を示す片側断面図である。 本発明の機械装置の第２実施形態を示す片側断面図である。

単純化のため、以下、液圧式モータについて説明するが、記載される機械装置は同様の構成を有するポンプであってもよい。

図１のモータは、締付ねじ２（破線で示す）によって一体に組み立てられた２つの部分１Ａ及び１Ｂを有するケースを備える。ケースの部分１Ａは、供給カバーを形成し、カバー（ケースの部分）１Ａの外側面１’Ａとそのカバーの内側面１’’Ａとの間にそれぞれ伸びるダクト３Ａ及び３Ｂを有する。例えば、ダクト３Ａは、供給ダクトであり、ダクト３Ｂは、排出ダクトである。当然ながら、この状況は、モータのシリンダブロックの回転方向が変われば逆転する。

それらダクトは相互に独立して存在しており、しかしながら、例示するように、ダクト３Ｂは、ダクト３Ａの端部と同じ軸方向占有面積内に存在している半径方向の部分を有している。この特徴により、外部のダクトとの接続を可能にするために外側面１’Ａにある前記ダクトの連結孔（例えば、ダクト３Ａの孔３’Ａ）をシリンダブロックの回転軸Ａと垂直に整列されることができるという利点がある。

図１のモータは、また、軸Ａを中心に回転するように取り付けられたシリンダブロック１０を有し、そのシリンダブロック１０は複数のシリンダ部１２を有し、その内部でピストン１４（部分を示す）が、この例ではケースの部分１Ｂの内周面部分上に形成されるカム１６と共働するのに適切となるよう配置されている。

図１のモータは、ラジアルピストンモータであり、そのシリンダ部は、軸Ａに対して半径方向に伸びている。それらはシリンダ部のダクト１８により、そのシリンダブロックの連絡面１０Ａに位置する連絡孔２０に連絡されている。前記連絡面は、平面であり、軸Ａと垂直である。

供給・排出ダクトは、軸Ａと平行をなすシリンダ部１２の突出部に対応した領域Ｅ（斜線部分）を貫通していることもわかる。

そのモータは、また、非回転式、すなわち、ケースに対して固定され、軸Ａを中心とした回転をしない、流れ内部供給部２２も備える。その内部供給部は、その内部供給部の連結面２２Ａ及び供給面２２Ｂの間に伸びる供給ダクト２４Ａ，２４Ｂを有する。その連結面２２Ａは、選択的に供給ダクトを供給・排出ダクトに連絡させるために、カバー１Ａの内側面１’’Ａと共働する。そのことにより、ダクト２４Ａはダクト３Ａに連絡され、ダクト２４Ｂはダクト３Ｂに連絡される。供給面２２Ｂはシリンダブロックの連絡面１０Ａと平行であり、前記連絡面に対向して配置され、供給ダクトの供給孔２６は、シリンダブロックが回転する間、連続して連絡孔２０と連絡することができるようにその供給面２２Ｂに位置するようにされる。

例示では、流れ内部供給部２２は、段付きのタイプである。その連結面２２Ａは、段状の外周部を有しており、軸外周部上に軸方向に間隔をあけて、それぞれ２３Ａ及び２３Ｂの２つの溝部が設けられている。見てわかるように、流れ内部供給部２２が供給カバー１Ａ内に組み立てられると、前記供給カバーの内部側面に位置する供給・排出ダクト３Ａ，３Ｂの孔は、溝部２３Ａ及び２３Ｂのうち対応する一方に一致した位置になる。第１のグループの全ての供給ダクト２４Ａが溝部２３Ａと連絡しており、第２のグループの全ての供給ダクト２４Ｂが溝部２３Ｂと連結している。

また、単純化のため、内部供給部として、２つの供給ダクトのグループと２つの溝部を有するものを図示した。当然ながら、その供給部材は、供給ダクトの３又は４のグループを有する可能性があり、特に、仮にモータが、それ自体は周知の、機能する複数個のシリンダ部やシリンダ部の選択機能を有する場合、望ましいシリンダ部を取得するために、それら溝部のいくつかを供給カバー１Ａの内側面１’’Ａと共働する密閉ガスケット２３’を介して連絡させる。

流れ内部供給部２２が位置する側と同じ側であるシリンダブロック１０の側面１１には、軸方向が凹み部３０が設けられており、その内部を前記内部供給部の一部が入り込んでいる。前記凹み部は、シリンダ部１２の底部１２Ａにより半径方向外側に区画される領域Ｚ内に位置している。すなわち、その凹み部は、シリンダ部の下部に半径方向に位置するそのシリンダブロックの一部内でのみ広がる。シリンダブロックの連絡面１０Ａは、前記凹み部３０の底部に形成された平面に位置している。

流れ内部供給部２２は、前記凹み部に入り込み、同様に、その内側面１’’Ａと同じ側に流れ内部供給部２２の連絡面と共働し、供給カバー１Ａは、その拡張部３２を有する。前記拡張部は、特に、その流れ内部供給部の連結面２２Ａの外周部分に配置される、環状の拡張部である。この例では、拡張部３２は、溝部２３Ｂを覆う役割を果たす。

この特徴により、そのモータの軸方向の長さは、流れ内部供給部２２がその凹み部に入り込む長さ、それゆえ、その凹み部自体の深さ、に対応した距離Ｄ分だけ削減される。

供給カバーの拡張部３２及び凹み部３０は、それぞれ対向したシリンダ状面３２Ａ及び３０Ａを有しており、その間に回転式軸受が備えられている。例えば、その回転式軸受は、ジャーナル軸受又は針ころ軸受である。軸受は、凹み部３０の存在を考慮して、シリンダブロックの剛性を高めるために必要となる。

前記凹み部はシリンダブロックの面１１の内部に広がり（つまり、面１３の反対方向に向かっていき）、ピストンの外包で区画される、２つの側面Ｐ１，Ｐ２の間に位置する半径面Ｐまで達する。

この例では、ピストンがスライドする方向の軸Ａｐは、凹み部３０の底部を区画する平面Ｐにほぼ位置する。

例示では、シリンダブロックは、単一のみのピストンの列を有するが、複数の列を有することも可能であり、その場合、面Ｐ１及びＰ２は、その間を平面Ｐが広がり、ピストンの第１の列の外包により区画されうる。

シリンダ部のダクト１８は、ピストンのスライド方向の軸Ａｐに対して、シリンダブロックの側面１１とは反対側に、ずらされている。より具体的には、図示するシリンダ部のダクト１８は、シリンダの底部１２Ａから軸Ａの方向に半径方向に伸びる区分１８Ａと、連絡孔２０を区分１８Ａに連結する、ほぼ軸方向に伸びる区分１８Ｂとを有している。軸Ａｐに対して凹み部３０とは反対側にあるシリンダブロックの側面１３方向へずらすのは区分１８Ａである。区分１８Ａは、軸Ａに対する鉛直方向よりも若干傾きを有している。

図１では、ケース１Ａ，１Ｂに対して、シリンダブロック１０の回転が、ボール軸受５により支えられていることがわかる。この例では、モータの出力は、シリンダブロックにより直接作られ、この目的で外部フランジ１０Ｂを有し、外部フランジ１０Ｂには、適切な手段、例えば、ねじ孔１０’Ｂにねじ止めによって、駆動されるべき部材が取り付けられる。ボール軸受５は、カム１６の近辺のケースの部分１Ｂの内周部と外部フランジ１０Ｂの外周部と共働するため、シリンダブロックの半径方向外側に位置している。動的ガスケット７は、留めリング７’によりケースの部分１Ｂに対して固定されて、密閉状態を提供する。そのボール軸受は、軸方向の力と半径方向の力との両方を担い、軸方向を非常に小型化する利点を提供する。当然ながら、本発明について他のタイプの軸受、例えば、円錐ころ軸受を用いることは可能である。

図２の説明については、図１と同じ要素については同じ符号を付した。この例ではケースは３つの部分１Ａ、１Ｂ及び１Ｃを有し、ねじ２により組み立てられる。流れ内部供給部２２は、図１の流れ内部供給部と同じものであり、ケースの部分１Ａにより形成される供給カバーと共働する。シリンダブロック１０は、全体として、モータの出力部材を構成しないフランジ１０Ｂが単に軸受５により支持されることを除いて図１のシリンダブロックと、同じである。前記出力部材は、溝９を介してシリンダブロックと共働する出力軸８により形成される。密閉状態は、出力軸８と、それぞれケースの部分１Ａ及び部分１Ｃの間に配置される動的ガスケット７により確保される。この例では、シャフトは横断シャフトであり、シリンダブロック１０及び流れ内部供給部２２は、それらの中央に凹みがある。また、シリンダブロックの凹み部３０は、回転Ａの軸と同じ側に開いている。

ボール軸受５は、どのような適切な軸受にも置換可能であり、例えば、円錐ころ軸受がケースの出力軸８と部分１Ｃとの間に配置されてもよい。

以下の説明は図３の実施形態を示しており、図１及び図２について前述した実施形態とは、異なるタイプの供給部を用いている点が異なる。図３に示すように、前述の実施形態に対応した要素は、番号に１００をプラスして示している。単純化のため、モータの基礎部分のみを示しており、特に、ケースを完全には示さず、回転を支持する軸受も示していない。このように、ケースの２つの部分が示され、それぞれ１０１Ａ及び１０１Ｂである。カム１１６は、部分１０１Ｂの内側周辺部に形成され、部分１０１Ａは、供給カバーを形成する。供給ダクト又は排出ダクトの一つ１０３Ａが、その部分１０１Ａに備えられ、そのダクトは、その供給カバーの外側面１０１’Ａに位置する孔１０３’Ａを通じてダクトが外側に終端する。その供給・排出ダクトは、シリンダ部の軸方向の突出部に対応した領域Ｅを貫通している。シリンダブロック１１０は全体的に、図１及び図２のシリンダブロックと、シリンダ１１２、シリンダダクト１１８、ピストン１１４及び側面１１１上の凹み部１３０について同じである。同様に、連絡孔１２０を備える連絡面１１０Ａは、前記凹み部１３０の底部に形成される。凹み部１３０は、半径方向外側にシリンダ部の底部１１２Ａにより区画される領域Ｚに広がる。

流れ内部供給部１２２は、ディスクにより形成され、そのディスクは連絡面１２２Ａとその供給面１２２Ｂとの間においてディスクを貫通させることにより供給ダクトを形成する軸方向の穿孔１２４を有する。穿孔１２４の供給孔１２６は供給面１２２Ａに位置し、シリンダブロックの回転に伴い、連続的に、シリンダ部のダクトにある連絡孔１２０と連絡する。

流れ内部供給部１２２の連結面１２２Ａと同じ側には、穿孔１２４が、収納部１４０内に開口しており、その収納部１４０の内部には、供給カバー１０１Ａの内側面１０１’’Ａと対向する位置に連絡止め具１４２が配置されている。この例では、前記内側面は、半径方向に伸びている。内部に連絡とめ具１４２がある収納部４０は、穿孔１２４の各々について準備されている。この例では、そのとめ具は、つる巻きばね１４４により供給カバー１０１Ａの内側面１０１’’Ａに対して押し当てられる。各とめ具１４２は、穿孔１４３の端から端までに及び、各とめ具は、供給カバー１０１Ａの内側面１０１’’Ａに位置する供給・排出ダクトの周りに配置される。この例では、とめ具が、ダクト１０３Ａの孔１０３’’Ａの周囲に配置されることがわかる。図３に示されるダクト１０３Ａの実施形態に関し、供給・排出ダクトが、軸Ａ方向に、供給カバー１０１Ａの外側面１０１’Ａを起点として、軸方向の複数の貫通されていない穿孔ＰＢに接続された溝部を形成する底部まで伸びる軸方向の区分ＰＢを有する。それら貫通されていない穿孔の開口部は、供給カバー１０１Ａの内側面１０１’’Ａに位置するダクトの孔１０３’’Ａを形成する。

ディスク１２２は、完全にシリンダブロック１１０の凹み部１３０内に収納されることがわかる。同様に、供給カバー１０１Ａは、その内側面１０１’’Ａと同じ側に、凹み部に入り込む拡張部１３２を有する。その拡張部は、流れ内部供給部１２２の周りに広がっており、半径方向のくさびの役割を果たし、及び周知の方法（図示せず）により角度に関して位置を決定する役割を果たす。それは、凹み部１３０に入り込み、凹み部１３０のあるシリンダ状面１３０Ａに対向する位置にあるシリンダ状面１３２Ａを有し、それらの面の間には必要に応じて回転式軸受を配置してもよい。

この例では、図３に、モータの出力が、溝１０９によりシリンダブロック１１０と連結される、シャフト１０９により支持される。ケースの部分１０１Ａとシャフト１０８との間に配置される動的ガスケット１０７が示される。反対側には類似した他のガスケット（例えば図２で示したもの）が配置される。

当然ながら、ディスク板により形成される流れ内部供給部１２２を用いた図３の実施形態は、図１に示したシリンダブロックのフランジによる直接駆動と完全に互換性がある。

変形態様としては、供給・排出ダクトの連結孔が、供給カバーの外側面の一部に位置しており、その外側面の一部は、ほぼ軸方向に伸びており、それが少なくともシリンダブロックの最大半径ＤＲとほぼ同じ長さだけ軸Ａから離れた距離に位置する。それゆえ、前記連絡孔には容易にアクセスできる。それらはさらに、前記外側面と同じ領域に位置していれば、例えば平面に位置していれば、さらに望ましい。

Claims (11)

1. モータやポンプのような液圧式機械装置であって、
   固定されたケース（１Ａ、１Ｂ；１Ａ、１Ｂ、１Ｃ；１０１Ａ、１０１Ｂ）内で回転軸（Ａ）の周りを回転するのに適しており、内部に、ケースに固定されたカム（１６；１１６）との共働に適したピストン（１４；１１４）が配置された複数のシリンダ部（１２；１１２）を有するシリンダブロック（１０；１１０）を備え、
   それら複数のシリンダ部は、その回転軸に対して半径方向に伸びており、シリンダダクト（１８；１１８）により、回転軸（Ａ）とは垂直となるシリンダブロック（１０；１１０）の連絡面（１０Ａ；１１０Ａ）に配置された連絡孔（２０；１２０）に接続しており、
   液圧式機械装置は、さらに、
   ケースの一部を形成する供給カバー（１Ａ；１０１Ａ）と、
   前記供給カバー（１Ａ；１０１Ａ）に対して回転しない、流れ内部供給部（２２；１２
   ２）と、
   その供給カバーは、シリンダ部の突出部に対応した領域Ｅを貫通して、外側面（１’Ａ；１０１’Ａ）とそのカバーの内側面（１’’Ａ；１０１’’Ａ）との間に伸びる供給・排出ダクト（３Ａ、３Ｂ；１０３Ａ）を有し、
   選択的に供給ダクトを供給・排出ダクトに連絡させるために前記内側面（１’’Ａ；１０１’’Ａ）と共働する連結面（２２Ａ；１２２Ａ）と、シリンダブロック（１０；１１０）の回転に伴い前記供給ダクトの供給孔（２６；１２６）が連絡孔（２０；１２０）に連絡するように、回転軸と垂直で、連絡面（１０Ａ；１１０Ａ）と対向して配置される供給面（２２Ｂ；１２２Ｂ）と、の間に伸びる供給ダクト（２４Ａ、２４Ｂ；１２４）を有する内部供給部とを備え、
   シリンダブロック（１０；１１０）の側面（１１；１１１）が、シリンダブロックの回転軸（Ａ）から半径方向外側にシリンダ部（１２；１１２）の底部（１２Ａ、１１２Ａ）まで延びる領域（Ｚ）内に、軸方向の凹み部（３０；１３０）を備え、前記凹み部には、少なくとも流れ内部供給部（２２；１２２）の一部が配置され、前記流れ内部供給部（２２；１２２）の一部には供給面（２２Ｂ；１２２Ｂ）が配置され、前記凹み部（３０；１３０）の表面上に連絡面（１０Ａ；１１０Ａ）を備えたことを特徴とする液圧式機械装置。
2. 請求項１記載の液圧式機械装置であって、
   連絡面（１０Ａ；１１０Ａ）が凹み部（３０；１３０）の底部に形成されることを特徴とする液圧式機械装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の液圧式機械装置であって、
   凹み部（３０；１３０）が、ピストン（１４；１１４）の少なくとも一部の外包部により区画される２つの側面（Ｐ１、Ｐ２）の間に位置する半径面（Ｐ）まで広がることを特徴とする液圧式機械装置。
4. 請求項３記載の液圧式機械装置であって、
   少なくともシリンダ部（１２；１１２）について、その中をピストンの前記一部がスライドし、シリンダ部のダクト（１８；１１８）が、ピストンがスライドする軸（Ａｐ）に対して、シリンダブロック（１０；１１０）の凹み部（３０；１３０）とは逆の側面（１３）方向にずらしたダクトの区分（１８Ａ）を備えたことを特徴とする液圧式機械装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか記載の液圧式機械装置であって、
   供給カバー（１Ａ；１０１Ａ）がその内側面（１’’Ａ；１０１’’Ａ）に、凹み部（３０；１３０）に入り込んだ拡張部（３２；１３２）を備えたことを特徴とする液圧式機械装置。
6. 請求項５記載の液圧式機械装置であって、
   供給カバー（１Ａ；１０１Ａ）の拡張部（３２；１３２）及び凹み部（３０；１３０）が、対向したシリンダ状面（３２Ａ、３０Ａ；１３２Ａ；１３０Ａ）を有し、それらの間に回転式軸受（３４；１３４）が備えられたことを特徴とする液圧式機械装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか記載の液圧式機械装置であって、
   内部供給部（２２）の連結面（２２Ａ；１２２Ａ）が軸上に段状の外周部を有し、その外周部上に軸方向に間隔をあけて少なくとも２つの溝部（２３Ａ、２３Ｂ）が、供給カバー（１Ａ）の内側面（１’’Ａ）に位置する供給・排出ダクト（３Ａ、３Ｂ）の孔にそれぞれ対応して備えられたことを特徴とする液圧式機械装置。
8. 請求項１〜請求項６のいずれか記載の液圧式機械装置であって、
   内部供給部（１２２）は、供給ダクトを形成する軸方向の穿孔（１２４）を備えたディスクにより形成され、その穿孔は、連結面側に収納部（１４０）と連絡し、その収納部内に、供給カバー（１０１Ａ）の内側面（１０１’’Ａ）に対して支持するように、その内側面（１０１’’Ａ）上に位置する供給・排出ダクト（１０３）の周囲に、止め具（１４２）が配置されることを特徴とする液圧式機械装置。
9. 請求項８記載の液圧式機械装置であって、ディスク（１２２）が完全にシリンダブロック（１１０）の凹み部（１３０）に収納されることを特徴とする液圧式機械装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか記載の液圧式機械装置であって、
    シリンダブロック（１０；１１０）の凹み部（３０；１３０）が回転軸（Ａ）と同じ側に空いていることを特徴とする液圧式機械装置。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか記載の液圧式機械装置であって、
    供給・排出ダクト（３Ａ、３Ｂ；１０３Ａ）は、
    供給カバー（１Ａ；１０１Ａ）の外側面（１’Ａ；１０１’Ａ）部分のほぼ軸方向に伸びており、それが少なくともシリンダブロックの最大半径ＤＲとほぼ同じ長さだけ軸Ａから離れた距離に位置する連結孔（３’Ａ；１０３’Ａ）を備えたことを特徴とする液圧式機械装置。

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