JP7122338B2 - 油圧装置 - Google Patents
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Description
本明細書において、「垂直」には、厳密に90度であることと、約90度であることが包含される。約90度には、85度以上95度以下の角度が包含される。
回転シャフトの中心軸に沿う方向をX軸と定義する。油圧装置が、バレルおよび弁板を備える場合、+X方向は、X軸に沿う方向であって、バレルから弁板に向かう方向と定義する。Z軸は、X軸に垂直な軸である。Y軸は、X軸およびZ軸に垂直な軸である。
図1Aおよび図1Bは、大きな軸方向荷重が作用する摺動面について説明するための図である。図1Aは、固定部材10および回転部材20の側面図である。図1Bは、図1AのA-A矢視断面図である。
図2A乃至図2Cは、中心軸に対して非対称な軸方向荷重が作用する摺動面について説明するための図である。図2Aは、固定部材10および回転部材20の側面図である。図2Bは、図2AのB-B矢視断面図である。図2Cは、固定部材10および回転部材20の側面図である。
図3Aおよび図3Bを参照して、油圧装置30(油圧により動作する装置)の概要について説明する。図3Aは、油圧装置の概略側面図である。また、図3Bは、図3AのA1-A1矢視断面図である。
図4Aを参照して、油圧装置30について、より詳細に説明する。図4Aは、図3AのA1-A1矢視断面図である。図4Aについて、図3Bを用いて説明した部材と同一の機能の部材には、同一の図番を付している。
ハウジング40は、例えば、側壁40Aと、第1端壁40Bと、第2端壁40Cとを備える。第1端壁40Bは、側壁40Aの一端に固定され、第2端壁40Cは、側壁40Aの他端に固定される。側壁40Aは、例えば、円筒形状である。第1端壁40Bは、第1管路144と連通する第1油路44、および、第2管路146と連通する第2油路46を備える。油は、第1管路144から油圧装置30に供給される。また、油は、油圧装置30から第2管路146に排出される。油圧装置30は、第2管路146に油を供給する油圧ポンプの一部として機能する。
弁板60は、ハウジングの第1端壁40Bに固定される。弁板60は、低圧側ポート64および高圧側ポート66(必要であれば、図4AのC-C矢視断面図である図4Bを参照。)と、第2摺動面62とを備える。低圧側ポート64は、ハウジングの第1端壁40Bの第1油路44と連通する。高圧側ポート66は、第2油路46と連通する。
バレル50は、ハウジング40内に配置される。バレル50は、中心軸(X軸)まわりに回転可能であり、第1油圧シリンダ54-1乃至第9油圧シリンダ54-9(なお、図4Aには、第1油圧シリンダ54-1と、第5油圧シリンダ54-5のみが図示されている。)と、固体潤滑皮膜70と、中心軸(X軸)に垂直な第1摺動面72とを備える。固体潤滑皮膜70は、バレル50の+X方向側の端部(すなわち、弁板側の端部)に設けられている。よって、固体潤滑皮膜70の表面は、第1摺動面72である。なお、図4Aおよび図4Bに記載の例では、油圧シリンダの数は9個である。しかし、油圧シリンダの数は、9個に限定されない。油圧シリンダの数は、1以上の任意の数(通常は奇数)である。
斜板80は、ハウジング40に直接的または間接的に固定される。図4Aにおいて、図面の複雑化を避けるために、斜板80のハウジング40に対する固定機構の記載は省略されている。斜板80は、第1シュー546-1乃至第9シュー546-9が摺動する摺動面(シュー摺動面)を備える。なお、第1シュー546-1乃至第9シュー546-9は、省略されてもよい。第1シュー546-1乃至第9シュー546-9が省略される場合、斜板80は、第1ピストン542-1乃至第9ピストン542-9が摺動する摺動面(ピストン摺動面)を備える。
回転シャフト110は、駆動装置(図4Aには、図示されず)からの動力を、バレル50に伝達する回転部材である。回転シャフト110の係合部112と、バレル50の係合部55とは、X軸まわりの相対回転を制限または禁止するように、互いに係合している。係合部112は、例えば、回転シャフトの外周面に形成された凸部である。係合部55は、例えば、バレル50の内周面に形成された凹部である。回転シャフト110がX軸まわりに回転することにより、バレル50は、X軸まわりに回転する。
軸受130は、回転シャフト110を回転自在に支持する軸受である。また、第2軸受140は、バレル50をハウジング40に対して回転可能に支持する軸受である。第2軸受140は、バレル50と、ハウジング40(具体的には、ハウジング40の側壁40A)との間に配置されている。
実施形態では、バレル50の弁板60側の端面(すなわち、第1摺動面72)には、第1流出入口544-1乃至第9流出入口544-9(換言すれば、複数の流出入口である全ての流出入口)を囲む環状溝58が設けられている。環状溝58の深さは、固体潤滑皮膜70の厚さを超えて、バレル50の基材に達する深さであってもよい。また、環状溝58に連通する放射状の溝が設けられてもよい。環状溝および放射状の溝は、第1摺動面72と第2摺動面62との間の隙間から漏れた油の圧力勾配をコントロールする。ハウジング内部圧力(ケース圧力)に達するまでの圧力勾配をコントロールすることで、バレル50の回転バランスを取ることが可能である。
次に図4Aおよび図4Gを参照して、油圧装置の動作について説明する。図4Gは、油圧シリンダの位置および状態を模式的に示す図である。
図5Aは、油圧ポンプの一例を示す概略ブロック図である。
図5Bは、油圧モータの一例を示す概略ブロック図である。油圧装置30は、上述の実施形態で説明された油圧装置30と同一の構成である。油圧モータは、油圧装置30と、回転シャフト110と、第1管路144と、第2管路146とを含む。油圧モータにおいては、油圧ポンプ400が、油を循環させる機能を担う。油圧ポンプ400によって、第1管路144を介して油圧装置30に供給される油は、仕事をして、バレル50および回転シャフト110を回転させる。仕事をした後の油は、第2管路146を介して、油圧ポンプ400に供給される。
図6に、油圧装置の変形例を示す。図6は、油圧装置の縦断面図である。図6について、図4Aを用いて説明した部材と同一の機能の部材には、同一の図番を付している。
実施形態における固体潤滑皮膜は、固体潤滑作用を有する粉末と、バインダーとしての基材とから構成されてもよい。固体潤滑作用を有する粉末としては、例えば、グラファイト、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化亜鉛、二硫化銅等の無機系材料、あるいは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やフッ化黒鉛等の有機系材料を用いることが可能である。無機系の固体潤滑材は、例えば、平板の結晶が層状に並ぶ構造をなし、層状構造における層間の滑りにより潤滑作用を発現するものであってもよい。一方、有機系の固体潤滑材では、フッ素原子に起因する小さな表面エネルギーにより潤滑作用が発現されてもよい。固体潤滑皮膜として、デフリックコート(登録商標)を用いてもよい。
12 :固定板
14 :固体潤滑皮膜
20 :回転部材
22 :回転板
30 :油圧装置
40 :ハウジング
40A :側壁
40B :第1端壁
40C :第2端壁
44 :第1油路
46 :第2油路
48 :受け部材
49 :固体潤滑皮膜
50 :バレル
52 :第1摺動面
54 :油圧シリンダ
55 :係合部
56 :受け部
58 :環状溝
60 :弁板
62 :第2摺動面
64 :低圧側ポート
66 :高圧側ポート
70 :固体潤滑皮膜
70’ :固体潤滑皮膜
72 :第1摺動面
72’ :第2摺動面
80 :斜板
90 :リテーナ
100 :ワッシャ
102 :固体潤滑皮膜
110 :回転シャフト
112 :係合部
114 :面シール部材
116 :Oリング
120 :弾性部材
130 :軸受
140 :第2軸受
144 :第1管路
146 :第2管路
200 :駆動装置
300 :負荷
400 :油圧ポンプ
542 :ピストン
543 :シリンダ室
544 :流出入口
546 :シュー
5422 :遠位端部
5426 :固体潤滑皮膜
Claims (2)
- ハウジング内に配置され、中心軸まわりに回転可能であり、前記中心軸に垂直な第1摺動面を備えるバレルと、
前記ハウジングに固定され、前記第1摺動面に接触する第2摺動面を備える弁板と、
前記ハウジングに固定される斜板と
を具備し、
前記第1摺動面および前記第2摺動面は、油シール面であり、
前記第1摺動面および前記第2摺動面は、前記中心軸に沿う方向に軸方向荷重が作用する面であり、
前記バレルの硬度が前記弁板の硬度より低い場合には、固体潤滑皮膜が、前記第1摺動面に配置され、前記第2摺動面に配置されず、
前記バレルの硬度が前記弁板の硬度より高い場合には、固体潤滑皮膜が、前記第2摺動面に配置され、前記第1摺動面に配置されず、
前記バレルは、ピストンと、シリンダ室と、流出入口とを有する油圧シリンダを備え、
前記弁板は、前記流出入口と連通可能な高圧側ポートと、前記流出入口と連通可能な低圧側ポートとを備え、
前記固体潤滑皮膜には、前記中心軸に対して非対称に、前記軸方向荷重が作用し、
前記固体潤滑皮膜が前記第1摺動面に配置されているとき、前記第2摺動面に前記高圧側ポートおよび前記低圧側ポートを囲む環状溝が設けられ、
前記固体潤滑皮膜が前記第2摺動面に配置されているとき、前記第1摺動面に前記流出入口を囲む環状溝が設けられている
油圧装置。 - 前記固体潤滑皮膜が前記第2摺動面に設けられ、
前記環状溝が前記第1摺動面に設けられている
請求項1に記載の油圧装置。
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