JPH0712046A - 流体圧モータ - Google Patents

流体圧モータ

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JPH0712046A
JPH0712046A JP6097997A JP9799794A JPH0712046A JP H0712046 A JPH0712046 A JP H0712046A JP 6097997 A JP6097997 A JP 6097997A JP 9799794 A JP9799794 A JP 9799794A JP H0712046 A JPH0712046 A JP H0712046A
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JP
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fluid pressure
rotor
annular
stator
force
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JP6097997A
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Inventor
Thomas Grahl
グラール トーマス
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Sauer Sundstrand GmbH and Co
Original Assignee
Sauer Sundstrand GmbH and Co
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Publication date
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    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/24—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
    • F16D55/26—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
    • F16D55/36—Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side
    • F16D55/40—Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side actuated by a fluid-pressure device arranged in or one the brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B13/00—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion
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    • F01B13/061—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement the connection of the pistons with the actuated or actuating element being at the outer ends of the cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受を小型化し、製造コストおよび占有スペ
ースの節減を可能にした流体圧モータを提供する。 【構成】 固定のハウジングと、一つの断面軸のまわり
にそれぞれ配置されその断面軸方向には固定位置を有す
るロータ、ステータおよびステータに対するロータ支持
部材とを備える流体圧力ユニット、とくに流体圧モータ
または流体圧ポンプを記載している。シリンダブロック
と制御装置との間にかかる流体圧分離力を流体圧により
補償できる。断面軸に面する側に配置され加圧を受ける
環状の面、すなわち制御装置と対向部との間の環状室の
軸方向限界を定める環状面を制御装置に設ける。この構
成により、対向部は上記分離力の作用に抗して保持さ
れ、ロータと接したままロータとともに回転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は流体圧力ユニットに関
し、とくに請求項１の前文による流体圧モータまたは流
体圧ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の流体圧力ユニットは、一つの断
面軸のまわりにそれぞれ配置されその断面軸方向には固
定位置を有するロータ、ステータおよびステータに対す
るロータ支持部材と、ステータに連結されたカム輪と、
シリンダ孔が内部に形成され放射状に配列されておりロ
ータの一部を形成しているシリンダブロックと、シリン
ダ孔内に滑動できるように搭載されローラによりカム輪
に支持されたピストンとを備える。
【０００３】このような構成の流体圧力ユニットは例え
ばドイツ特許第３８２４８７８Ａ１号明細書から公知で
ある。流体圧ポンプや流体圧モータなどのこれら周知の
機構は、半径方向および軸方向の両方向における所要ス
ペースの削減を意図した研究開発の課題になっている。
このような機構の軸方向における所要スペースは軸受装
置によって大きく左右されるので、研究開発活動はこの
分野に集中し、いくつかの軸受装置構成がこれまで開発
されてきている。支持を軸および半径の両方向に同時に
確保することが必須である。半径方向にかかる力はその
機構に外部から作用する外力から来るものであり、一
方、軸方向にかかる力には内部の装置構成が左右する力
に起因するものもある。
【０００４】軸受装置に作用する軸方向の力の成分は従
来周知の制御装置の構成、すなわち、上記機構の圧力ポ
ートの両方にシリンダ制御を可能にしている構成に起因
する。流体圧力ユニットのシリンダブロックはそのブロ
ック内に放射状に配置されたいくつかの単シリンダを含
む。断面軸に面する側でこれらシリンダの各々をほぼ軸
方向に延びる管に連結し、全てのシリンダ孔の出口の中
心線をシリンダブロック前面の共通ピッチ直径上に配置
してある。この前面においてシリンダブロックの制御面
（ディストリビュータ面）は前記出口を含むディストリ
ビュータの一つから分離される。
【０００５】ステータに連結された制御装置の対応制御
面も同様に形成される。しかし、その面における孔の数
はカム輪のローブの数の２倍である。管状の制御装置の
内部には、上記孔がほぼ軸方向に配列してある。それら
孔は前記制御面の反対側の環状の溝に交互に連なり、そ
れら溝は制御ユニットの外部に面する側でそのユニット
に合致し流体圧力ユニットの圧力ポートに連通してい
る。
【０００６】回転するシリンダブロックの制御面と固定
してある制御装置とは互いに接している。この機構に圧
力がかかると、シリンダブロックと制御装置との間にシ
リンダ・制御装置間を分離させる静圧分離力がかかる。
制御装置をシリンダブロック上に保持するために、この
分離力と逆向きに作用しそれによって制御装置をシリン
ダブロック上に保持する流体圧力を周知の機構において
発生させる。周知の機構において発生する流体圧力は、
制御装置が各環状溝の外径に段付き係合を生ずるように
し、その段の大きさを、ここで釣合い力と称する力の総
和、すなわち互いに隣接する段の直径が定義する実効輪
面積と環状溝内の圧力との積で与えられる力の総和がシ
リンダブロック・制御装置間の分離力の大きさにほぼ等
しくなるように定める。上記釣合い力に対する分離力の
比は正確には特定しない。何故ならば釣合い力には例え
ばバネの力などの機械的な力が加算され得るので上記分
離力よりも大きくなければならないとは限らないからで
ある。回転シリンダブロックを有する周知の機構におい
て、制御装置の段付き肩部に起因する釣合い力は流体圧
力ユニットのステータに作用する反力、すなわちロータ
の軸受にステータと相対する等高部位で逆向きの力とし
て加わる反力を生ずる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
の目的は、上述したこの種の流体圧力ユニットであっ
て、装置構成に起因する軸方向の力成分を大幅に低減で
き、より小型の軸受すなわち技術的に複雑な手段を要す
ることなく装置設置スペース節減を実現できる軸受の使
用を可能にする流体圧力ユニットを提供することであ
る。
【０００８】
【問題を解決するための手段】この発明によると、上記
目的は請求項１記載の特徴項により達成できる。この発
明によると、上記制御装置の上記段付き肩部を上記断面
軸からみて内側でなく外側に配置し、それら段付き肩部
に対応して形成された対向部、すなわちロータの回転方
向にも軸方向にも固定されている対向部に上記反力がか
かるようにし、軸受への反力全部をそれによって回避可
能にし、力の伝達がロータ内で行われるようにしてい
る。
【０００９】ステータに連結された制御装置とロータに
連結された対向部との間のシールは金属製または非金属
製のシール輪で形成するのが好ましい。この発明は、押
しのけ容積を切換可能にしたこの種ユニットや好ましく
は三つ以上の上記溝を備える制御装置付きのこの種ユニ
ットにも同様に適用できる。この発明の流体圧力ユニッ
トの流体圧モータまたは流体圧ポンプとしての具体例を
請求項２乃至６に定義してある。
【００１０】
【実施例】次に、添付図面を参照してこの発明の実施例
をより詳細に説明する。図１に示した流体圧モータは、
シール部材を挿んでねじ４６により組み立てられた三つ
の部分４３，４４，４５から成るハウジングと、カム輪
と、ハウジングの上記部分４３に取り付けてある軸受６
の上に直接に固定され断面軸Ａのまわりを回転できるよ
うに配置されたシリンダブロック１とを含む。また、シ
リンダブロック１すなわちロータには、対応する上記対
向部を備える制御装置２０が配置してある。さらに、環
状ブレーキピストンを備えるパークブレーキと、ベルヴ
ィルばね座金３５と、カバー４０とが備えてある。図１
において、ハウジングの部分４３および４４の間にはハ
ウジング輪１６が配置してある。
【００１１】シリンダブロック１の内部には、このブロ
ック１の円周に沿って等しい角度間隔で互いにそれた位
置で半径方向に片寄せ配置したシリンダ孔２が設けてあ
る。シリンダ孔２にはピストン３が滑動できるように配
置してある。このユニットの断面軸Ａからみて半径方向
外側にあたるピストン端部には上記軸Ａと平行な回転軸
５をもつローラ４が備えられている。ローラ４はシリン
ダブロック１の周囲に配置されたカム輪１６に支持され
る。シリンダブロック１に面する側でカム輪１６はその
円周に沿っていくつかのローブを備え、この装置の回転
に伴ってそれらローブによりピストンの押上げ運動が生
ずる。
【００１２】シリンダ２は、内部壁面に圧接された上記
ローラ４を含むカム輪１６により外部に対し本ユニット
半径方向にシールされている。シリンダブロック１の一
方の側にはころ軸受６を付けた延伸部が設けてある。こ
ろ軸受の内側軌道輪は止め手段７によりシリンダブロッ
ク１の上記延伸部にとり付けてある。ころ軸受の転動部
材は突起８ａ，８ｂにより断面軸Ａの方向には固定され
ている。ころ軸受の外側軌道輪では突起８ｃが一方だ
け、すなわちシリンダブロック１の軸Ａに沿ったフラン
ジＦの方への動きを阻止する側だけに設けられている。
同じ軸Ａに沿った反対向きの動きに対する対応の阻止部
材は、シリンダブロックの上記延伸部とは反対の側に配
置され、非金属材料から成る滑り円板９を含み、シリン
ダブロック１上の平坦面１０で受け止められる。付加的
支持のために軸受輪を追加することもできる。
【００１３】シリンダブロック１の延伸部と反対の側に
はシリンダブロック１の制御面１１が形成してある。こ
の面は平坦面であり、上記平坦面１０とともに断面軸Ａ
に垂直になるように形成してある。シリンダ孔２はそれ
ら孔２と１対１対応の管１２をそれぞれ通じて制御面１
１に連結してある。この制御面１１上の管は断面軸Ａを
中心とする平坦な円に沿って規則的に配置した出口１３
に通じている。
【００１４】シリンダブロック１の平坦制御面１１には
ディストリビュータ２０の制御面１４、すなわちシリン
ダブロック１の制御面と同様に設計された制御面が配置
されている。ディストリビュータ２０の内部には断面軸
Ａとほぼ平行に配置された管１５ａ，１５ｂが設けてあ
る。管の数はカム輪の内周に沿って分布配置されたロー
ブの数で定まる。一つのローブにつき各２本の管が設け
られ、上側止りセンタから下側止りセンタに延びるよう
に配置される。ディストリビュータ２０の外側には、ス
テータに設けられた管１８ｂを通じて上記ユニットのポ
ートと連通した環状溝１７ａ，１７ｂが切削形成されて
いる。ディストリビュータ３０内部で各ローブごとに設
けられた管１５ａ，１５ｂは、一方では平坦面１０にあ
る出口１９に連なるように、他方ではディストリビュー
タ２０の環状溝１７ａ，１７ｂに連通するように、すな
わち片方の管１５ａは片方の環状溝１７ａに連通し他方
の管１５ｂは他方の連通環１７ｂに連通するように設計
してある。これら二つの環状溝１７ａ，１７ｂは断面軸
Ａを中心とする円筒状表面２０、すなわちステータ側の
対応支持部材の部分で凹部を備える表面２０に設けら
れ、ステータとディストリビュータ２０との間に挿入さ
れたシール素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃによりシールさ
れている。ディストリビュータ２０はステータに対して
軸方向には変位可能に保持さているが軸Ａのまわりの回
転については軸受輪により固定されている。
【００１５】近似的に管を形成しているディストリビュ
ータ２０の内径には二つの段付き肩部が設けられ、直径
の互いに異なる二つの個別の環状表面２３ａ，２３ｂを
形成している。シリンダブロック１は、反対側のフラン
ジＧの側に、管状のディストリビュータ２０の内径の内
側に位置する管状の延伸部２４を備える。この延伸部の
外径に合わせて段付き環２５が配置してある。シリンダ
ブロック１とともに回転するこの段付き環２５は、二つ
の段付き肩部２６ａ，２６ｂをディストリビュータ２０
内側直径対応の外径に備える。この環２５を、二つの環
状室２７ａ，２７ｂを形成するようにディストリビュー
タ２０に挿入する。これら環状室はシール素子２８ａ，
２８ｂによりシールされ、一対で一つのローブに対応す
るディストリビュータ２０内の管１８ａ，１８ｂに連通
する。上記ディストリビュータの外側環状溝１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ，１７ｄと連通した二つ一組の孔によって
段付き環２５とディストリビュータ２０との間の環状室
はこのモータの圧力ポート連通し、この機構の動作時に
は高圧または低圧に加圧される。この圧力はディストリ
ビュータ２０の環状表面に作用し、ディストリビュータ
２０をシリンダブロック１の制御面１１の向きに変位さ
せる力を生ずる。この環状表面の大きさとそれに起因す
る力の大きさがシリンダブロック１の制御面とこれに突
合せになるディストリビュータ２０との間の上記静圧分
離力と釣り合う程度に大きく、静圧分離力がシリンダブ
ロック１からディストリビュータ２０を押し上げない程
度にその静圧分離力を小さくするように設計してある。
段付き環２０に作用する反力は軸ナット２９を通じて吸
収する。また、ディストリビュータ２０をステータのば
ね３０によりシリンダブロック１に偏倚させ、減圧時に
シリンダブロック１とディストリビュータ２０とが突合
せになるようにする。
【００１６】段付き環２５を段なし環２５ａに置換した
もう一つの実施例を図２に示す。この手段によると、デ
ィストリビュータ２０と環２５ａとの間には、シャトル
バルブ４７を通じて管１７ｃ，１７ｄと連通する環状室
が一つだけ形成される。このシャトルバルブ４７によ
り、管１７ｃ，１７ｄ内の高圧力を環２５とディストリ
ビュータ２０との間の環状室に作用させ、ディストリビ
ュータ２０およびシリンダブロック１の制御面１４およ
び１１の間にかかる上記分離力との釣合い力とすること
ができる。
【００１７】上記機構のフランジＧの側には、多板ブレ
ーキ、すなわちディスク３２のロータに設けた伝動装置
３１をスリーブ３３によりロータ上に配列し、そのスリ
ーブ３３を円錐状部材３４により内径側で固定し、その
部材３４を軸ナット２９により止めて構成した多板ブレ
ーキを備える。ブレーキが減圧されない間は、ブレーキ
ディスク３２は環状ブレーキピストン３６を通じてベル
ヴィルばね座金により互いに圧接されており、ブレーキ
効果を生じている。ブレーキの圧力室３７にブレーキ解
除用圧力がかかると、環状ピストン３６はベルヴィルば
ね座金３５からの力と逆向きに反対側フランジＧに向か
って変位し、ディスク３２のブレーキ効果は除去され
る。環状ピストン３６のシールは、その外径においては
Ｏリング３８により内径においては金属または非金属膜
３９、すなわち一方では環状ピストン３６の内径に固定
され他方では本機構の反対側フランジのカバー４０と連
結された膜３９により形成できる。カバー４０には周知
の構造の軸封４１を設け、これによりシリンダブロック
１の管状延伸部に対するシールを形成する。上記膜は環
状ピストン３６の動きに追従できる柔軟性を備えている
ので、実際のシールを形成する軸封はロータの変位の影
響を受けない。
【００１８】反対側フランジＧの側では、本機構は、標
準規格の連結フランジ４２により他の流体圧力ユニット
に連結できるように設計してあるカバー４０により覆わ
れている。シリンダブロック１は断面軸Ａに沿って完全
に中空状になっている。この流体圧モータの機能は周知
のとおりである。例えば管１７ａには高圧に加圧された
流体が、管１７ｂには低圧に加圧された流体がそれぞれ
導かれ、ステータに対するシリンダブロック１の相対的
回転が当初の回転の向きに従って生ずる。これら管への
圧力配分を変えると相対的回転は逆回転となる。
【００１９】
【発明の効果】上述の構成の利点は、それ自体周知の釣
合い反力をロータ内の力の伝達により生じさせることに
ある。周知のこの種装置の構成ではロータからのステー
タを通じた力の伝達は軸受経由で力の伝達が生ずるよう
に行われる。そのような構成では、圧力のかかり方によ
ってそれら力がロータに外からかかる外力を無視できな
いほどに大きくする関係になることがあり、したがって
それら外力に見合った十分な大きさの軸受を設ける必要
がある。この発明の構成によると上述のとおり軸受を小
型化できるので製造コストおよび占有スペースの節減が
でき有利である。上述の考え方はこれら実施例だけに限
られず、とくに、ディストリビュータに二つ以上の環状
溝を設け押しのけ容積の切換えを可能にした構成であっ
て上述の力の釣合いを同様に実現する構成にも適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による流体圧モータの二つ
の部分的断面図。
【図２】段なし環を備える流体圧モータの二つの部分的
断面図。
【符号の説明】
１ シリンダブロック ２ シリンダ孔 ３ ピストン ４ ローラ ５ ローラ軸 ６ ころ軸受 ７ 止め手段 ８ 突起 ９ 滑り円板 １０ 平坦面 １１ 制御面 １２ 管 １３ 出口 １４ 制御面 １５ 管 １６ カム輪 １７ 環状溝 １８ 管 １９ 出口 ２０ ディストリビュータ ２２ シール素子 ２３ 環状面 ２４ 管状延伸部 ２５ 段付き環 ２６ 段付き肩部 ２７ 環状室 ２８ シール素子 ２９ 軸ナット ３０ ばね ３１ 伝動装置 ３２ 円板 ３３ スリーブ ３４ 円錐輪 ３５ ばね座金 ３６ 環状ブレーキピストン ３７ 圧力室 ３８ Ｏリング ３９ 金属または非金属部材 ４０ カバー ４１ 軸封 ４２ 標準規格連結フランジ ４３ ハウジングの一部 ４４ ハウジングの一部 ４５ ハウジングの一部 ４６ ねじ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一つの断面軸（Ａ）のまわりにそれぞれ
    配置されその断面軸方向には固定位置をそれぞれ有する
    ロータ、ステータおよびステータに対するロータ支持部
    材を含む固定の外被部材を有する流体圧モータまたは流
    体圧ポンプなどの流体圧力ユニットであって、シリンダ
    ブロックと制御ユニット（２０）との間にかかる流体圧
    分離力を流体圧により補償できる流体圧力ユニットにお
    いて、 前記軸（Ａ）に面する側で前記制御ユニット（２０）に
    環状の加圧面（２３ａ，２３ｂ）を配置し、前記制御ユ
    ニット（２０）と隣接の対向部（２５）との間に形成さ
    れる輪状室の軸方向限界を前記加圧面により定め、この
    対向部（２５）が前記流体圧分離力の作用に抗して保持
    され前記ロータに係合してそのロータとともに回転する
    ことを特徴とする流体圧力ユニット。
  2. 【請求項２】 前記ステータに対する前記ロータ支持部
    材がころ軸受と少なくとも一つのジャーナル軸受との組
    合せを含むことを特徴とする請求項１の流体圧力ユニッ
    ト。
  3. 【請求項３】 前記制御ユニット（２０）がシリンダ孔
    （２）の一つと対向する側のブレーキ室を覆うことを特
    徴とする請求項１または請求項２の流体圧力ユニット。
  4. 【請求項４】 ブレーキ板（３２）のロータに配置され
    た伝動装置（３１）が円錐輪（３４）をクランプ用アダ
    プタとして含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３
    の一つに記載の流体圧力ユニット。
  5. 【請求項５】 前記ロータおよび前記ステータの断面軸
    （Ａ）の近傍に位置する環状ブレーキピストン（３６）
    の封止手段がブレーキを覆うフランジ（４２）にとりつ
    けられていることと、前記環状ブレーキピストン（３
    ６）と前記ロータとの間で前記環状ブレーキピストン
    （３６）の変位に伴い生ずる相対運動が可撓性金属また
    は非金属はめ合せ部材（３９）により補償されることを
    特徴とする請求項１乃至請求項４の一つに記載の流体圧
    力ユニット。
  6. 【請求項６】 環状溝（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７
    ｄ）の高圧力が前記シリンダブロック（１）と前記制御
    装置（２０）との間の前記分離力を常に補償するように
    前記制御ユニット（２０）の補償領域の一つだけをチェ
    ックバルブ（４７）を通じて加圧することを特徴とする
    請求項１乃至請求項５の一つに記載の流体圧力ユニッ
    ト。
JP6097997A 1993-04-13 1994-04-12 流体圧モータ Pending JPH0712046A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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