JPH02283904A

JPH02283904A - 液圧回転作動装置

Info

Publication number: JPH02283904A
Application number: JP2075348A
Authority: JP
Inventors: Hans K Beuschau; ハンス　キュルト　ベショー
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1989-03-25
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1990-11-21
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: DK166162C; JPH0660645B2; DE3909910A1; CA2011616A1; DK42890A; DK166162B; CA2011616C; US5038672A; DE3909910C2; DK42890D0

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ハウジングと、該ハウジング内を軸方向に移
動可能な段付きピストンと、回転可能で、軸方向に固定
されたシャフトを備え、さらにピストンとハウジングの
間に第１のセットの歯が、ピストンとシャフトの間に第
２のセットの歯が、それぞれ設けられ、少くともその一
方がピストンの軸方向運動を回転運動に変換し、さらに
シャフトが、ハウジング内で、シャフトのハウジングか
らの出口付近にある第１のラジアル軸受と、第２のラジ
アル軸受とで支持されている液圧回転作動装置に関する
ものである。

先行技術および発明が解決しようとする問題点このよう
に構成された液圧回転作動装置は、米国特許第４３７３
４２６号により公知である。ここでは、２セツトの歯が
急勾配のらせん状ねじの形に構成されている。ピストン
が軸方向に勤（と、シャフトが回転する。シャフトは、
ハウジング内で、反対に傾斜した円錐ローラ軸受形式の
隣接した２つのラジアル軸受により支持されている。ハ
ウジングから出ているジャーナルがラジアル方向に荷重
を受けると、これらのラジアル軸受には互に反対方向の
ラジアル力が加わる。ここに、ラジアル軸受間のスペー
スは小さいので、これらのラジアル力はかなり大きな値
になる。これは特に第２のラジアル軸受について著しい
。これに対応するラジアル軸受の摩耗の結果、ラジアル
力の大きな部分を、ますます歯によって消費しなければ
ならなくなる。このため摩擦が増大し従って、所定の回
転運動を得るのに液圧を高めたり、あるいは出力トルク
を下げるなどの必要が生ずる。

また、もう１つの公知の回転作動装置（米国特許第４３
１３３６７号）では、シャフトはハウジング全体を貫通
し、ハウジングの両端部でラジアル軸受によって支持さ
れている。こうすれば、軸受にかかる荷重を小さくでき
るが、貫通シャフトがピストン面積に対してかなりの割
合を占めることになる。このため、回転作動装置が所定
の性能に対して大型になる。また軸受間隔が長いので、
シャフト端にかかるラジアル荷重によってシャフトが曲
がり、これが、同じように、歯の部分に摩擦荷重を生じ
させ、出力トルクを低下させるという問題がある。

発明の目的本発明は、ハウジングと、該ハウジング内を軸方向に移
動可能な没付きピストンと、回転可能で、軸方向に固定
されたシャフトを備え、さらにピストンとハウジングの
間に第１のセットの歯が、ピストンとシャフトの間に第
２のセットの歯が、それぞれ設けられ、少くともその一
方がピストンの軸方向運動を回転運動に変換し、さらに
シャフトが、ハウジング内で、シャフトのハウジングか
らの出口付近にある第１のラジアル軸受と、第２のラジ
アル軸受とで支持されている液圧回転作動装置において
、前記シャフトの自由端にかかるラジアル荷重によって
生ずるラジアル力が、従来よりも良好に前記ハウジング
に伝達され得るようにしだ液圧回転作動装置を提供する
ことを目的とするものである。

発明の構成および作用本発明のかかる目的、第２のラジアル軸受が、シャフト
とピストンとの間に形成され、かつ、ピストンが、第３
のラジアル軸受と、これに対して軸方向にずらして配置
され、ハウジングに接する第４のラジアル軸受により支
持されるように構成することによって達成される。

第２のラジアル軸受をこの位置に設けると、軸受間隔が
適度になり、軸受間隔が小さ過ぎて、過度のラジアル力
がかかったり、大き過ぎて、シャフトの曲りを生じたり
することがなくなる。これらのラジアル力はハウジング
には加わらず、ピストンに加わる。これらのラジアル力
を、第１のセットの歯に荷重を加えることなく、ハウジ
ングに伝達するために、第３および第４のラジアル軸受
が設けられている。さらにラジアル軸受を２つ以上用い
るのは、ラジアル力を伝達するとき、ピストンが種々の
軸方向位置にあることを考慮したためである。したがっ
て、全体として、その全寿命にわたり、与えられた人力
エネルギに対して、可能な最大限の出力トルクを与える
回転作動装置が得られる。

第２のラジアル軸受を、シャフトに接する軸受面とピス
トンの空洞状の円筒部とで形成することが特に有利であ
る。これによって、直接にかみ合った面が利用できる。

これに関連して、軸受面および空洞円筒部は、第２のセ
ットの歯に隣接することが望ましい。こうすれば、軸方
向の長さを短かくすることができる。

また、軸受面を、端部がシャフトに固定されたプレート
上に形成することも有利である。こうすれば、組立の際
、このプレートを、シャフトに対して半径方向に動かす
ことによって精密なセンタリングを行うことができる。

さらに、このプレートを軸受メタルで作り、そのままで
軸受面を形成するようにすることもできる。しかしまた
、軸受面を一体の軸受リングとして形成し、このプレー
トに押し込むようにすることも可能である。

さらに、ピストンの端部に、空洞円筒部を閉鎖するプレ
ートを設けることが有利である。このような構造にする
と、ピストンが利用できる端面を大きいまま維持しつつ
、組立を容易にすることができる。

さらには、第３のラジアル軸受を、ピストンの最大直径
部の軸受面とハウジングの空洞円筒部とで形成すること
が望ましい。この場合には、ピストンのための案内面が
軸受用として用いられる。

これに関連して、ハウジングの端部に、空洞状の円筒部
を閉鎖するプレートを設けることが有利である。これに
よって、製作および組立が簡単になる。

好ましい実施態様においては、第４のラジアル軸受が、
ハウジングの軸受面と直径の小さいピストンの円筒部と
によって形成されている。これによって、半径方向の断
面積を大きくすることなく、第４のラジアル軸受を設け
ることができる。

さらに、軸受面と円筒部とを、第１のセットの歯の対応
するセクションに隣接させるき、実際上何らの変更を加
えることなく、軸方向の長さをそのままに保持できる。

また、ピストンを互に連結された２つの部分から構成し
、一方の部分を、第１および第２のセットの歯の対応す
るセクションから構成し、他方の部分を、円筒部と空洞
状の円筒部から構成することが有利である。このように
すれば、一方では、歯のセクションを、他方では、円筒
部および空洞円筒部を容易に製作することができる。

また、軸受面を、ハウジングの段部に挿入される軸受リ
ングによって構成することが有利である。

第４のラジアル軸受用の軸受リングは、このような段部
に対して軸方向に挿入できる。

軸受リングはまた、分割されていてもよい。これは特に
、ピストンが分割されていないときに望ましい。

軸受リングが、外部から複数のセットねじによって支持
されることが、さらに有利である。軸受リングの位置は
、セットねじにより調整することができる。これによっ
て、軸受リングは、第１のセットの歯を介して、障害と
なるラジアル方向の力が生じないよう、精密にセンタ合
せを行うことが可能となる。

特に、軸受リングの外側に、セットねじの先端が係合す
る環状の溝を設けてもよい。これによって、軸受リング
が望ましい位置に位置することを保Ｓ圧することができ
る。

実施例以下、本発明の好ましい実施例につき、図面を参照して
説明する。

第１図は、本発明の実施例に係る液圧回転作動装置の部
分縦断面図であり、第２図は、本発明の別の実施例に係
る液圧回転作動装置の部分縦断面図である。

第１図に示す液圧回転作動装置は、ハウジング１、段付
きピストン２およびシャフト３を備えている。ジャーナ
ル４は負荷回転駆動用である。歯の第１セツト（以下、
第１セツトの歯という。）５は、ハウジング１側にセク
ション６を、ピストン２側にセクション７を、それぞれ
有する。歯の第２セツト（以下、第２セツトの歯という
。）８は、ピストン２側にセクション９を、シャフト３
側にセクション１０を、それぞれ有する。第１セツトの
歯５は、急勾配のねじ形式とされ、第２の歯セット８は
、平歯車形式（キーと溝の結合）とされている。圧力流
体が接続部１１を介して圧力チャンバ１２に供給される
と、圧力がピストン２の端面１３全体に作用する。これ
によってピストンは左方向へ動き、シャフト３を所定の
角度、特に３６０°まで回転させる。一方、圧力流体が
接続部１４を介して圧力チェンバ１５に供給されると、
圧力はピストン２の反対側、すなわち、段部１Ｇ、蓋４
（１２）内部、およびねじリング４９に作用する。これ
によってピストンは右方向に動かされ、それに応じて、
シャフトを逆方向に回転させる。

第１のラジアル軸受１７は、軸受リング１９の軸受面１
８とシャフトフランジ２１の周縁面２０とで形成されて
いる。第２のラジアル軸受２２は、軸受リング２４の軸
受面２３とピストン２の空洞円筒部２５とで形成されて
いる。第３のラジアル軸受２６は、ピストンの最大直径
部にある軸受リング２８の軸受面２７とハウジング１の
空洞円筒！！’Ｂ２９とから形成されている。また第４
のラジアル軸受３０は、軸受リング３２の軸受面３１と
ピストンの円筒部３３とで形成されている。したがって
、ラジアル力Ｆが、ジャーナル４に作用すると、これに
よって生ずるトルクは第１のラジアル軸受１７と第２の
ラジアル軸受２２とで負担される。第２のラジアル軸受
は一部の力をピストン２に伝える。ピストンはこの力を
、第３のラジアル軸受２６と第４のラジアル軸受３０と
を介してハウジング１に伝える。したがって、第１セツ
トの歯５および第２セツトの歯８は、はとんどラジアル
力を受けない。

第１のラジアル軸受１７の一部となるシャフトフランジ
２１は、２つのアクシャル軸受３４とアクシャル軸受３
５との間に配置されている。そして、ねじリング３６が
、これらをハウジングリング３７の方へ押しつけている
。

第２のラジアル軸受２２の軸受リング２４は、第２のセ
ット８の歯のセクションｌＯの＃端において、セクショ
ン９および空洞円筒部２５の端部に位置している。また
、軸受リング２４は、止めねじ３９が小さい遊びをもっ
て貫通しているプレート３８上に設けられている。した
がって、先ずピストン２とシャフト３とを組立て、それ
からプレート３８を組み込んで正確にセンタ合せをする
ことができる。適当にアクセスし得るように、ピストン
２には蓋（エンドプレート）４０を、ハウジングにはエ
ンドプレート４１を、それぞれ、設け、これら２つのプ
レートは、外部からのねじによって、適当な部品に固定
されるようになっている。

第３のラジアル軸受２６の軸受リング２７は、通常のピ
ストンシール４２に隣接して配置されている。

第４のラジアル軸受３（１２）軸受リング３２は、ハウ
ジング１の段Ｒ４４”！で延びた周縁みぞ４３内に軸方
向に挿入されている。この周縁溝４３は第１セツトの歯
５よりもその深さが小さくなっている。軸受リング３２
は周縁みぞ４５を有し、周面に均等に配置した複数のセ
ットねじ４６がらの先端部が、それに係合するようにな
っている。セットねじ４６の位置は第２のセットねじ４
７によって固定される。これらのセットねじを用いるこ
とによって、軸受リング３２を、ピストン２に対して、
精密にセンタ合わせすることができる。

組立を簡単にするために、ピストン２は、ねじ５０によ
り結合される２つの部材４８および４９を備えている。

第１の部材４８は、Ｆ！２のラジアル軸受２２の空洞円
筒部２５および第４のラジアル軸受３（１１）円筒部３
３を保持している。第２の部材４９は第１セツトの歯５
のセクション７および第２セツトの歯８のセクション９
を保持している。ピストン２を、ハウジング１に組み込
む前でも、軸受リング３２は、ピストンの部材４９がね
じ込まれる円筒部３３に押し込むことができる。

最終的に、このように予備組立されたピストン２がハウ
ジング１に押し込まれ、その結果、軸受リング３２が溝
４３に入る。そして、そこで、セットねじ４６によって
固定される。

第２図に示す別の実施例は、基本的に第１図の実施例の
場合と同じである。第１図と異っている点は、ピストン
５２が一体として作られていることである。その代りに
、軸受リング３２は、２つのリング部材３２ａと３２ｂ
からできている。ピストン５２をハウジング１内に組込
む前に、この２つのリング部材３２ａと３２ｂは、円筒
部３３を囲むように置かれ、例えば、その周縁みぞ４５
に係合するゴトバンドなどによって共に保持される。ピ
ストン５２をハウジング１内に挿入した後は、リング部
材３２ａおよび３２ｂはセットねじ４６によって保持さ
れる。

本発明は、前記実施例に限定されることなく、特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。

例えば、第２セツトの歯７を勾配の大きいねじとし、第
２セツトの歯５を平歯さすることが可能である。また、
両方の歯をどちらもねじ形式にしてもよい。また軸受リ
ング３２は、他の方法で、例えば、圧入または接着によ
って７１ウジング内に保持することができる。シャフト
３の最大回転量を３６０°以上にすることも可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る液圧回転作動装置の部
分縦断面図であり、第２図は、本発明の別の実施例に係
る液圧回転作動装置の部分縦断面図である。ｌ・・・・ハウジング、２．５２・・・・ピストン、３・・・・シャフト、４・・・・ジャーナル、５・・・・第１セツトの歯、８・・・・第２セツトの歯、１１．１４・・・・接続部、１２．１５・・・・圧力チャンバ、１３・・・・端面、１６．４４・・・・段部、１７．２２．２６．３０・・・・ラジアル軸受、８．２
３．２７．３１・・・・軸受面、９．２４．２８．３２
・・・・軸受リング、０・・・・周縁面、１・・・・シャフトフランジ、５．２９．３３・・・・円筒部、２　ａ、３２　ｂ・・・・リング部材、４．３５・・・
・アクシャル軸受、６・・・・ねじリング、７・・・・ハウジングリング、８・・・・プレート、９．４７・・・・止めねじ、０．４１・・・・エンドプレート、２・・・・ピストンシール、３．４５・・・・溝、６・・・・セットねじ、０・・・・ねじ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハウジングと、該ハウジング内を軸方向に移動可
能な段付きピストンと、回転可能で、軸方向に固定され
たシャフトを備え、さらに、前記ピストンとハウジング
の間に第１のセットの歯が、ピストンとシャフトの間に
第２のセットの歯が、それぞれ、設けられ、少くともそ
の一方が前記ピストンの軸方向運動を回転運動に変換し
、さらに、前記シャフトが、前記ハウジング内で、前記
シャフトの前記ハウジングからの出口付近にある第１の
ラジアル軸受と他の第２のラジアル軸受とで支持されて
いる液圧回転作動装置において、前記第２のラジアル軸受（２２）が、前記シャフト（３
）と前記ピストン（２、５２）との間に形成され、かつ
、前記ピストンが、前記第３のラジアル軸受（２６）と
、該第３のラジアル軸受（２６）に対して、軸方向にず
らして配置され、前記ハウジングに接する第４のラジア
ル軸受（３０）とにより支持されていることを特徴とす
る液圧回転作動装置。
（２）前記第２のラジアル軸受（２２）が、前記シャフ
ト（３）に接する軸受面（２３）と、前記ピストン（２
）の空洞状の円筒部（２５）から形成されていることを
特徴とする請求項（１）に記載の液圧回転作動装置。
（３）前記軸受面（２３）および前記空洞状の円筒部（
２５）が、前記第２のセットの歯（８）の対応するセク
ション（９、１０）に隣接していることを特徴とする請
求項（２）に記載の液圧回転作動装置。
（４）前記軸受面（２３）が、その一端が前記シャフト
（３）に固定されたプレート（３８）上に形成されてい
ることを特徴とする請求項（２）または（３）に記載の
液圧回転作動装置。
（５）前記軸受面（２３）が、前記プレート（３８）上
に押し込まれた一体構造の軸受リング（２４）によって
形成されていることを特徴とする請求項（４）に記載の
液圧回転作動装置。
（６）前記ピストン（２）が、その端部に、前記空洞状
の円筒部（２５）を閉鎖可能なプレート（４０）を有す
ることを特徴とする請求項（２）ないし（５）のいずれ
か１項に記載の液圧回転作動装置。
（７）前記第３のラジアル軸受（２６）が、前記ピスト
ンの最大直径部の軸受面（２８）と前記ハウジング（１
）の空洞状の円筒部（２９）とから形成されていること
を特徴とする請求項（１）ないし（６）のいずれか１項
に記載の液圧回転作動装置。
（８）前記ハウジング（１）が、その一端に、前記空洞
状の円筒セクション（２９）を閉鎖するプレート（４１
）を有することを特徴とする請求項（７）に記載の液圧
回転作動装置。
（９）前記第４のラジアル軸受（３０）が、前記ハウジ
ング（１）の軸受面（３１）と前記ピストンの小さい直
径部分にある円筒部（３３）とから形成されていること
を特徴とする請求項（１）ないし（８）のいずれか１項
に記載の液圧回転作動装置。
（１０）前記軸受面（３１）および円筒部（３３）が、
前記第１のセットの歯（５）の対応するセクション（６
、７）に隣接していることを特徴とする請求項（９）に
記載の液圧回転作動装置。
（１１）前記ピストン（２）が、相互に連結された２つ
の部材（４８、４９）からなり、一方の部材が、第１お
よび第２のセットの歯（５、８）の対応するセクション
（７、９）から構成され、他方の部材が、前記円筒部（
３３）および前記空洞状の円筒部（２５）から構成され
ていることを特徴とする請求項（９）または（１０）に
記載の液圧回転作動装置。
（１２）前記軸受面（３１）が、前記ハウジング（１）
の段部（４４）に挿入した軸受リング（３２）から形成
されていることを特徴とする請求項（９）ないし（１１
）のいずれか１項に記載の液圧回転作動装置。
（１３）軸受リング（３２ａ、３２ｂ）が、分割されて
いることを特徴とする請求項（１１）または（１２）に
記載の液圧回転作動装置。
（１４）前記軸受リング（３２；３２ａ、３２ｂ）が、
複数のセットねじ（４６）によって外側から支持されて
いることを特徴とする請求項（１１）ないし（１３）の
いずれか１項に記載の液圧回転作動装置。
（１５）前記軸受リング（３２；３２ａ、３２ｂ）が、
その外側に、前記セットねじ（４６）の先端が係合する
環状の溝（４５）を有していることを特徴とする請求項
（１１）ないし（１４）のいずれか１項に記載の液圧回
転作動装置。