JPH10238455A - アキシャルピストン機械 - Google Patents
アキシャルピストン機械Info
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- JPH10238455A JPH10238455A JP9042009A JP4200997A JPH10238455A JP H10238455 A JPH10238455 A JP H10238455A JP 9042009 A JP9042009 A JP 9042009A JP 4200997 A JP4200997 A JP 4200997A JP H10238455 A JPH10238455 A JP H10238455A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
- F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
- F04B9/04—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
- F04B9/047—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms the means being pin-and-slot mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04B9/14—Pumps characterised by muscle-power operation
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/26—Control
- F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
- F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
-
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-
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- F04B53/162—Adaptations of cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2210/00—Working fluid
- F05B2210/10—Kind or type
- F05B2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】スラスト方向荷重に起因する機械摩擦損失や摩
擦発熱を低減し、かつ部品削減が図れるアキシャルピス
トン機械を提供する。 【解決手段】アキシャルピストン機械において、第１の
部材であるてこ部材１の凸球面部１ａと、第２の部材の
１部であるフロントカバー２の球面支持部２ａとを互い
に球面対偶で当接させ、その一方の部材の前記球面対偶
中心から離れた位置を他方の部材に対して相対的に公転
運動させることにより、両部材間に相対的な揺動運動を
行わせ、その揺動運動とピストン８のアキシャル方向の
往復運動を連動させることにより、スラスト方向荷重に
起因する機械摩擦損失や摩擦発熱を低減し、かつ部品削
減が図れるアキシャルピストン機械を提供することがで
きる。
擦発熱を低減し、かつ部品削減が図れるアキシャルピス
トン機械を提供する。 【解決手段】アキシャルピストン機械において、第１の
部材であるてこ部材１の凸球面部１ａと、第２の部材の
１部であるフロントカバー２の球面支持部２ａとを互い
に球面対偶で当接させ、その一方の部材の前記球面対偶
中心から離れた位置を他方の部材に対して相対的に公転
運動させることにより、両部材間に相対的な揺動運動を
行わせ、その揺動運動とピストン８のアキシャル方向の
往復運動を連動させることにより、スラスト方向荷重に
起因する機械摩擦損失や摩擦発熱を低減し、かつ部品削
減が図れるアキシャルピストン機械を提供することがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンが駆動軸
方向に往復運動するアキシャルピストン式の容積形機械
に係わり、特に液体の加圧・移送に用いるのに好適なア
キシャルピストン式の液体ポンプおよび加圧された液体
により出力軸を駆動するアキシャルピストン式の液圧モ
ータに関するものである。
方向に往復運動するアキシャルピストン式の容積形機械
に係わり、特に液体の加圧・移送に用いるのに好適なア
キシャルピストン式の液体ポンプおよび加圧された液体
により出力軸を駆動するアキシャルピストン式の液圧モ
ータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アキシャルピストン式容積形機械の従来
例として「（新版）機械工学便覧 Ｂ５ 流体機械 188頁
−図430（ｃ）」の回転斜板式液体ポンプが挙げられ
る。本例では回転部材である入力軸の回転と複数個の作
動室の容積の増減とを連動させるため、複数のピストン
が連結され自転防止機構（図示無し）により自転を阻止
された揺動板と固定されたフレーム部材（図示無し）と
の間に、入力軸に固定された回転斜板を組み込み、その
回転により揺動板に揺動運動を与える構造になってい
た。
例として「（新版）機械工学便覧 Ｂ５ 流体機械 188頁
−図430（ｃ）」の回転斜板式液体ポンプが挙げられ
る。本例では回転部材である入力軸の回転と複数個の作
動室の容積の増減とを連動させるため、複数のピストン
が連結され自転防止機構（図示無し）により自転を阻止
された揺動板と固定されたフレーム部材（図示無し）と
の間に、入力軸に固定された回転斜板を組み込み、その
回転により揺動板に揺動運動を与える構造になってい
た。
【０００３】また、アキシャルピストン式容積形機械の
他の従来例として「（新版）機械工学便覧 Ｂ５ 流体機
械 188頁−図430（ａ），191頁−図441」の斜軸式液体
ポンプや斜軸式液圧モータが挙げられる。これらの例で
は第一の回転部材である入力軸あるいは出力軸と第二の
回転部材であるシリンダブロックとが回転同期機構（図
示無し）により同期して回転するが、その回転と複数の
作動室の容積の増減とを連動させるため、複数のピスト
ンが連結された入力軸あるいは出力軸の回転軸とその各
々のピストンが挿入される複数のシリンダを持つシリン
ダブロックの回転軸との間に角度を持たせた状態で、そ
れぞれを固定されたフレーム部材（図示無し）でスラス
ト荷重を支持しながら回転支持する構造になっていた。
他の従来例として「（新版）機械工学便覧 Ｂ５ 流体機
械 188頁−図430（ａ），191頁−図441」の斜軸式液体
ポンプや斜軸式液圧モータが挙げられる。これらの例で
は第一の回転部材である入力軸あるいは出力軸と第二の
回転部材であるシリンダブロックとが回転同期機構（図
示無し）により同期して回転するが、その回転と複数の
作動室の容積の増減とを連動させるため、複数のピスト
ンが連結された入力軸あるいは出力軸の回転軸とその各
々のピストンが挿入される複数のシリンダを持つシリン
ダブロックの回転軸との間に角度を持たせた状態で、そ
れぞれを固定されたフレーム部材（図示無し）でスラス
ト荷重を支持しながら回転支持する構造になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例の回転斜板式液体ポンプでは、揺動板およびフレ
ーム部材は回転運動を行わないが、間に組み込まれた斜
板が回転するので、比較的大きな摺動速度の回転摺動部
が２カ所存在し、しかもそれらの摺動部にはピストン頭
部の液圧による比較的大きなスラスト荷重が作用する。
従来例の回転斜板式液体ポンプでは、揺動板およびフレ
ーム部材は回転運動を行わないが、間に組み込まれた斜
板が回転するので、比較的大きな摺動速度の回転摺動部
が２カ所存在し、しかもそれらの摺動部にはピストン頭
部の液圧による比較的大きなスラスト荷重が作用する。
【０００５】また、上記の他の従来例の斜軸式液体ポン
プや斜軸式液圧モータでは、まず回転運動を行わないフ
レーム部材と、回転する入力軸あるいは出力軸のフラン
ジ部とが、ピストン頭部の液圧による比較的大きなスラ
スト荷重と相対回転運動による比較的大きな摺動速度で
摺動する。
プや斜軸式液圧モータでは、まず回転運動を行わないフ
レーム部材と、回転する入力軸あるいは出力軸のフラン
ジ部とが、ピストン頭部の液圧による比較的大きなスラ
スト荷重と相対回転運動による比較的大きな摺動速度で
摺動する。
【０００６】更に、シリンダブロックのシリンダの弁板
側の開口面積がピストン断面積より小さい場合、その面
積差に液圧が作用する事により発生する比較的大きなス
ラスト荷重と相対回転運動による比較的大きな摺動速度
で、シリンダブロック端面と弁板とが摺動する。
側の開口面積がピストン断面積より小さい場合、その面
積差に液圧が作用する事により発生する比較的大きなス
ラスト荷重と相対回転運動による比較的大きな摺動速度
で、シリンダブロック端面と弁板とが摺動する。
【０００７】すなわち、上記の従来例に示した回転斜板
式液体ポンプや斜軸式液体ポンプ及び斜軸式液圧モータ
は、いずれも相対的な回転運動を行なわず入力軸または
出力軸の回転に連動して相対的な揺動運動のみを行なう
第一の部材と第二の部材を有し、第一の部材の軸心の周
りの複数の位置とピストンとを連動させ、第二の部材の
軸心の周りに該軸心にほぼ平行にそれぞれ一方が閉塞さ
れた複数のシリンダを配置し、複数のピストンのそれぞ
れを、複数のシリンダの内それぞれ対応するシリンダに
滑動可能に挿入して、複数の作動室を形成している。
式液体ポンプや斜軸式液体ポンプ及び斜軸式液圧モータ
は、いずれも相対的な回転運動を行なわず入力軸または
出力軸の回転に連動して相対的な揺動運動のみを行なう
第一の部材と第二の部材を有し、第一の部材の軸心の周
りの複数の位置とピストンとを連動させ、第二の部材の
軸心の周りに該軸心にほぼ平行にそれぞれ一方が閉塞さ
れた複数のシリンダを配置し、複数のピストンのそれぞ
れを、複数のシリンダの内それぞれ対応するシリンダに
滑動可能に挿入して、複数の作動室を形成している。
【０００８】そして、入力軸または出力軸の回転と、第
一の部材と第二の部材の相対的な揺動運動と、ピストン
のシリンダに対する相対的な往復運動とを連動させ、入
力軸を駆動して流体を加圧・移送したり、逆に加圧流体
を供給して出力軸を駆動したりする構造であった。
一の部材と第二の部材の相対的な揺動運動と、ピストン
のシリンダに対する相対的な往復運動とを連動させ、入
力軸を駆動して流体を加圧・移送したり、逆に加圧流体
を供給して出力軸を駆動したりする構造であった。
【０００９】例えば、従来例の回転斜板式液体ポンプに
おいては揺動板が第一の部材であり、フレーム部材やシ
リンダヘッドが結合されたシリンダブロックなどの固定
部材が第二の部材である。
おいては揺動板が第一の部材であり、フレーム部材やシ
リンダヘッドが結合されたシリンダブロックなどの固定
部材が第二の部材である。
【００１０】両者は揺動板の自転防止機構により相対的
な回転運動を行なわず、入力軸と一体化された回転斜板
により相対的な揺動運動を与えられる。第一の部材であ
る揺動板に球面ロッドを介して連結された複数のピスト
ンは、第二の部材の一部であるシリンダブロックの軸心
の周りにほぼ平行に形成された複数のシリンダの内それ
ぞれ対応するシリンダに滑動可能に挿入されて複数の作
動室を形成している。
な回転運動を行なわず、入力軸と一体化された回転斜板
により相対的な揺動運動を与えられる。第一の部材であ
る揺動板に球面ロッドを介して連結された複数のピスト
ンは、第二の部材の一部であるシリンダブロックの軸心
の周りにほぼ平行に形成された複数のシリンダの内それ
ぞれ対応するシリンダに滑動可能に挿入されて複数の作
動室を形成している。
【００１１】入力軸と共に斜板が回転すると揺動板がシ
リンダブロックに対して揺動してピストンを往復運動さ
せ、作動室の容積を増減させることにより、流体を加圧
・移送する構造となっている。
リンダブロックに対して揺動してピストンを往復運動さ
せ、作動室の容積を増減させることにより、流体を加圧
・移送する構造となっている。
【００１２】一方、他の従来例の斜軸式液体ポンプや斜
軸式液圧モ−タにおいては、フランジ部を持つ入力軸あ
るいは出力軸が第一の部材であり、シリンダブロックが
第二の部材である。両者は回転同期機構により一緒に回
転するので相対的には回転運動を行なわず、互いの回転
軸に角度を持たせてあることにより相対的な揺動運動を
行なう。
軸式液圧モ−タにおいては、フランジ部を持つ入力軸あ
るいは出力軸が第一の部材であり、シリンダブロックが
第二の部材である。両者は回転同期機構により一緒に回
転するので相対的には回転運動を行なわず、互いの回転
軸に角度を持たせてあることにより相対的な揺動運動を
行なう。
【００１３】第一の部材である入力軸あるいは出力軸の
フランジ部に球面ロッドを介して連結された複数のピス
トンは、第二の部材であるシリンダブロックの軸心の周
りにほぼ平行に形成された複数のシリンダの内それぞれ
対応するシリンダに、滑動可能に挿入されて複数の作動
室を形成している。
フランジ部に球面ロッドを介して連結された複数のピス
トンは、第二の部材であるシリンダブロックの軸心の周
りにほぼ平行に形成された複数のシリンダの内それぞれ
対応するシリンダに、滑動可能に挿入されて複数の作動
室を形成している。
【００１４】入力軸あるいは出力軸の回転と、それらの
フランジ部とシリンダブロックとの相対的な揺動運動
と、シリンダブロックに対するピストンの往復運動と、
作動室の容積の増減が連動しているため、斜軸式液体ポ
ンプの場合には、入力軸を回転駆動して流体を加圧・移
送し、また、斜軸式液圧モ−タの場合には、加圧流体を
供給して出力軸を駆動する構造となっている。
フランジ部とシリンダブロックとの相対的な揺動運動
と、シリンダブロックに対するピストンの往復運動と、
作動室の容積の増減が連動しているため、斜軸式液体ポ
ンプの場合には、入力軸を回転駆動して流体を加圧・移
送し、また、斜軸式液圧モ−タの場合には、加圧流体を
供給して出力軸を駆動する構造となっている。
【００１５】このように、従来のアキシャルピストン式
の容積形機械では、スラスト荷重を支える部分に摺動荷
重と摺動速度が共に大きい回転摺動部が存在し、その回
転摺動部をすべり軸受けとした場合には、機械摩擦損失
による効率低下と焼付きの発生による信頼性低下が改善
すべき技術課題であった。
の容積形機械では、スラスト荷重を支える部分に摺動荷
重と摺動速度が共に大きい回転摺動部が存在し、その回
転摺動部をすべり軸受けとした場合には、機械摩擦損失
による効率低下と焼付きの発生による信頼性低下が改善
すべき技術課題であった。
【００１６】一方、上記の回転摺動部に摩擦抵抗が比較
的小さいスラストころ軸受を組み込んだ場合には、上記
の効率低下や信頼性低下をある程度改善する事が可能で
あるが、ころ軸受ではころの金属疲労が進行することに
より長寿命化に限界があることや部品の増加によりコス
トがアップすることが改善すべき技術課題であった。
的小さいスラストころ軸受を組み込んだ場合には、上記
の効率低下や信頼性低下をある程度改善する事が可能で
あるが、ころ軸受ではころの金属疲労が進行することに
より長寿命化に限界があることや部品の増加によりコス
トがアップすることが改善すべき技術課題であった。
【００１７】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
スラスト方向荷重に起因する機械摩擦損失や摩擦発熱を
低減し、かつ部品削減が図れるアキシャルピストン機械
を提供することにある。
スラスト方向荷重に起因する機械摩擦損失や摩擦発熱を
低減し、かつ部品削減が図れるアキシャルピストン機械
を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第一の部材と第二の部材とが相対的な揺
動運動を行なうように前記第一の部材と前記第二の部材
とを拘束し、前記相対的な揺動運動と、前記第二の部材
に形成された互いに平行な複数のシリンダ内のピストン
の往復運動とを連動させることにより、流体を加圧・移
送したり、或いは加圧流体を供給して出力を取り出すア
キシャルピストン機械において、前記第一の部材と前記
第二の部材とに前記相対的な揺動運動を行わせるため
に、前記第一の部材と前記第二の部材とを互いに球面対
遇で当接させ、前記第一の部材の前記球面対遇中心から
離れた位置が前記第二の部材の軸心に対して相対的に公
転運動するように構成されることを特徴とする。
に、本発明は、第一の部材と第二の部材とが相対的な揺
動運動を行なうように前記第一の部材と前記第二の部材
とを拘束し、前記相対的な揺動運動と、前記第二の部材
に形成された互いに平行な複数のシリンダ内のピストン
の往復運動とを連動させることにより、流体を加圧・移
送したり、或いは加圧流体を供給して出力を取り出すア
キシャルピストン機械において、前記第一の部材と前記
第二の部材とに前記相対的な揺動運動を行わせるため
に、前記第一の部材と前記第二の部材とを互いに球面対
遇で当接させ、前記第一の部材の前記球面対遇中心から
離れた位置が前記第二の部材の軸心に対して相対的に公
転運動するように構成されることを特徴とする。
【００１９】また、本発明の他の特徴は、入力回転する
回転部材と、前記回転部材の入力回転により揺動運動を
行なうてこ部材と、前記揺動運動を往復運動に変換する
複数のピストンと、前記各ピストンが滑動可能に挿入さ
れる複数のシリンダを設けた固定部材とを有し、前記回
転部材の回転と、前記てこ部材の軸部中心軸から半径方
向に偏位した位置の前記揺動運動と、前記複数のピスト
ンの前記往復運動とを連動させることにより、前記シリ
ンダ内の流体を加圧・移送するアキシャルピストン機械
において、前記てこ部材は、球面部と、該球面部の球心
を軸心とし前記球面部表面から放射方向に延びた軸部と
を有し、前記固定部材は、前記てこ部材の前記球面部を
球面対偶で支持する球面支持部と、前記回転部材の軸心
が前記固定部材の前記球面支持部の球心の方向を向くよ
うに前記回転部材を回転支持する軸受け部とを有し、前
記回転部材と前記てこ部材の前記軸部は、前記回転部材
の前記軸心から半径方向に偏位した位置で連結し、互い
に相対的な回転ができるように構成されていることにあ
る。
回転部材と、前記回転部材の入力回転により揺動運動を
行なうてこ部材と、前記揺動運動を往復運動に変換する
複数のピストンと、前記各ピストンが滑動可能に挿入さ
れる複数のシリンダを設けた固定部材とを有し、前記回
転部材の回転と、前記てこ部材の軸部中心軸から半径方
向に偏位した位置の前記揺動運動と、前記複数のピスト
ンの前記往復運動とを連動させることにより、前記シリ
ンダ内の流体を加圧・移送するアキシャルピストン機械
において、前記てこ部材は、球面部と、該球面部の球心
を軸心とし前記球面部表面から放射方向に延びた軸部と
を有し、前記固定部材は、前記てこ部材の前記球面部を
球面対偶で支持する球面支持部と、前記回転部材の軸心
が前記固定部材の前記球面支持部の球心の方向を向くよ
うに前記回転部材を回転支持する軸受け部とを有し、前
記回転部材と前記てこ部材の前記軸部は、前記回転部材
の前記軸心から半径方向に偏位した位置で連結し、互い
に相対的な回転ができるように構成されていることにあ
る。
【００２０】また、本発明の他の特徴として、前記回転
部材と前記軸部との連結部は、前記回転部材の前記回転
軸に対する前記軸部の傾斜角が変化し得るように構成さ
れていることにある。
部材と前記軸部との連結部は、前記回転部材の前記回転
軸に対する前記軸部の傾斜角が変化し得るように構成さ
れていることにある。
【００２１】また、本発明の他の特徴は、前記連結部の
位置を移動させることにより、前記回転部材の回転軸に
対する前記軸部の前記傾斜量を変化させ、前記てこ部材
と連動する前記複数のピストンの前記往復運動のストロ
ークを変化させるように構成されていることにある。
位置を移動させることにより、前記回転部材の回転軸に
対する前記軸部の前記傾斜量を変化させ、前記てこ部材
と連動する前記複数のピストンの前記往復運動のストロ
ークを変化させるように構成されていることにある。
【００２２】また、本発明の他の特徴として、前記てこ
部材は、該てこ部材が継続的な自転運動を行なわぬよう
に、前記固定部材に連結する自転防止機構を有すること
にある。
部材は、該てこ部材が継続的な自転運動を行なわぬよう
に、前記固定部材に連結する自転防止機構を有すること
にある。
【００２３】また、本発明の他の特徴は、第一の回転部
材と第二の回転部材を有し、前記各回転部材の回転に伴
う前記第一の回転部材と前記第二の回転部材との相対的
な揺動運動と、前記第二の回転部材に設けられた複数の
シリンダに対する複数のピストンの往復運動とを連動さ
せることにより、前記第一の回転部材と前記第二の回転
部材の少なくとも一方を駆動軸として流体を加圧・移送
したり、或いは前記第一の回転部材と前記第二の回転部
材の少なくとも一方を出力軸として加圧流体を供給して
動力を取り出したりするアキシャルピストン機械におい
て、球面部と、該球面部の球心を軸心とし前記球面部表
面から放射方向に延びた第一の回転軸とを有する前記第
一の回転部材は、前記第一の回転軸の中心軸回りに回転
し、前記第一の回転部材の前記球面部と球面対偶で接触
する球面支持部と、該球面支持部球心を軸心とした第二
の回転軸とを有する第二の回転部材は、前記球面支持部
の球心を通り前記第一の回転軸と傾斜した軸線回りに回
転するように構成されていることにある。
材と第二の回転部材を有し、前記各回転部材の回転に伴
う前記第一の回転部材と前記第二の回転部材との相対的
な揺動運動と、前記第二の回転部材に設けられた複数の
シリンダに対する複数のピストンの往復運動とを連動さ
せることにより、前記第一の回転部材と前記第二の回転
部材の少なくとも一方を駆動軸として流体を加圧・移送
したり、或いは前記第一の回転部材と前記第二の回転部
材の少なくとも一方を出力軸として加圧流体を供給して
動力を取り出したりするアキシャルピストン機械におい
て、球面部と、該球面部の球心を軸心とし前記球面部表
面から放射方向に延びた第一の回転軸とを有する前記第
一の回転部材は、前記第一の回転軸の中心軸回りに回転
し、前記第一の回転部材の前記球面部と球面対偶で接触
する球面支持部と、該球面支持部球心を軸心とした第二
の回転軸とを有する第二の回転部材は、前記球面支持部
の球心を通り前記第一の回転軸と傾斜した軸線回りに回
転するように構成されていることにある。
【００２４】また、本発明の他の特徴は、前記第一の回
転部材と前記第二の回転部材の回転を同期させるための
回転同期機構が両者間に組み込まれていることにある。
転部材と前記第二の回転部材の回転を同期させるための
回転同期機構が両者間に組み込まれていることにある。
【００２５】また、本発明の他の特徴として、前記第二
の回転部材には、前記第二の回転軸から半径方向に偏位
した位置に前記複数のピストンが前記往復運動を行なえ
るように挿入された前記複数のシリンダが円周方向に並
んで形成されており、前記第一の回転部材と反対側の前
記各シリンダの開口部は、前記第二の回転部材の前記球
面支持部と一体化された部材により少なくとも一部が閉
塞されていることにある。
の回転部材には、前記第二の回転軸から半径方向に偏位
した位置に前記複数のピストンが前記往復運動を行なえ
るように挿入された前記複数のシリンダが円周方向に並
んで形成されており、前記第一の回転部材と反対側の前
記各シリンダの開口部は、前記第二の回転部材の前記球
面支持部と一体化された部材により少なくとも一部が閉
塞されていることにある。
【００２６】また、本発明の他の特徴として、前記第一
の回転部材は、前記第一の回転軸の回転支持部と前記第
二の回転部材との前記球面対偶部との２箇所が拘束され
るように構成され、前記回転支持部における前記第一の
回転軸を回転支持する軸受の軸方向は、前記第一の回転
軸方向の変化に対応して変化し得るように構成されてい
ることにある。
の回転部材は、前記第一の回転軸の回転支持部と前記第
二の回転部材との前記球面対偶部との２箇所が拘束され
るように構成され、前記回転支持部における前記第一の
回転軸を回転支持する軸受の軸方向は、前記第一の回転
軸方向の変化に対応して変化し得るように構成されてい
ることにある。
【００２７】また、本発明の他の特徴は、前記第一の回
転軸を回転支持する軸受の位置を移動させることによ
り、前記第一の回転軸と第二のの回転軸との傾斜量を変
化させ、前記第一の回転部材と連動する前記複数のピス
トン各々の前記第二の回転部材に対する相対的な往復運
動のストロークを変化させるように構成されていること
にある。
転軸を回転支持する軸受の位置を移動させることによ
り、前記第一の回転軸と第二のの回転軸との傾斜量を変
化させ、前記第一の回転部材と連動する前記複数のピス
トン各々の前記第二の回転部材に対する相対的な往復運
動のストロークを変化させるように構成されていること
にある。
【００２８】本発明によれば、第一の部材と第二の部材
とに相対的な揺動運動を行わせるために、第一の部材と
第二の部材とを互いに球面対遇で当接させ、第一の部材
の球面対遇中心から離れた位置が第二の部材の軸心に対
して相対的に公転運動するように構成する。
とに相対的な揺動運動を行わせるために、第一の部材と
第二の部材とを互いに球面対遇で当接させ、第一の部材
の球面対遇中心から離れた位置が第二の部材の軸心に対
して相対的に公転運動するように構成する。
【００２９】また、回転部材からの入力回転により揺動
運動を行なうてこ部材は、球面部と、該球面部の球心を
軸心とし前記球面部表面から放射方向に延びた軸部とを
有する。揺動運動を往復運動に変換する複数のピストン
が滑動可能に挿入される複数のシリンダを設けた固定部
材は、てこ部材の球面部を球面対偶で支持する球面支持
部と、回転部材の軸心が固定部材の球面支持部の球心の
方向を向くように回転部材を回転支持する軸受け部とを
有する。そして、回転部材とてこ部材の軸部を、回転部
材の前記軸心から半径方向に偏位した位置で連結し、互
いに相対的な回転ができるように構成する。
運動を行なうてこ部材は、球面部と、該球面部の球心を
軸心とし前記球面部表面から放射方向に延びた軸部とを
有する。揺動運動を往復運動に変換する複数のピストン
が滑動可能に挿入される複数のシリンダを設けた固定部
材は、てこ部材の球面部を球面対偶で支持する球面支持
部と、回転部材の軸心が固定部材の球面支持部の球心の
方向を向くように回転部材を回転支持する軸受け部とを
有する。そして、回転部材とてこ部材の軸部を、回転部
材の前記軸心から半径方向に偏位した位置で連結し、互
いに相対的な回転ができるように構成する。
【００３０】また、回転部材と軸部との連結部を、回転
部材の回転軸に対する軸部の傾斜角が変化し得るように
構成する。
部材の回転軸に対する軸部の傾斜角が変化し得るように
構成する。
【００３１】また、連結部の位置を移動させることによ
り、回転部材の回転軸に対する軸部の傾斜量を変化さ
せ、てこ部材と連動する前記複数のピストンの前記往復
運動のストロークを変化させるように構成する。
り、回転部材の回転軸に対する軸部の傾斜量を変化さ
せ、てこ部材と連動する前記複数のピストンの前記往復
運動のストロークを変化させるように構成する。
【００３２】また、てこ部材は、該てこ部材が継続的な
自転運動を行なわぬように、固定部材に連結する自転防
止機構を有する。
自転運動を行なわぬように、固定部材に連結する自転防
止機構を有する。
【００３３】また、第一の回転部材は、球面部と、該球
面部の球心を軸心とし球面部表面から放射方向に延びた
第一の回転軸とを有し、第一の回転軸の中心軸回りに回
転する。第二の回転部材は、第一の回転部材の球面部と
球面対偶で接触する球面支持部と、該球面支持部球心を
軸心とした第二の回転軸とを有し、球面支持部の球心を
通り第一の回転軸と傾斜した軸線回りに回転する。
面部の球心を軸心とし球面部表面から放射方向に延びた
第一の回転軸とを有し、第一の回転軸の中心軸回りに回
転する。第二の回転部材は、第一の回転部材の球面部と
球面対偶で接触する球面支持部と、該球面支持部球心を
軸心とした第二の回転軸とを有し、球面支持部の球心を
通り第一の回転軸と傾斜した軸線回りに回転する。
【００３４】また、第一の回転部材と前記第二の回転部
材の回転を同期させるための回転同期機構を、両者間に
組み込む。
材の回転を同期させるための回転同期機構を、両者間に
組み込む。
【００３５】また、第二の回転部材には、第二の回転軸
から半径方向に偏位した位置に前記複数のピストンが前
記往復運動を行なえるように挿入された前記複数のシリ
ンダが円周方向に並んで形成されており、第一の回転部
材と反対側の前記各シリンダの開口部は、前記第二の回
転部材の前記球面支持部と一体化された部材により少な
くとも一部が閉塞されている。
から半径方向に偏位した位置に前記複数のピストンが前
記往復運動を行なえるように挿入された前記複数のシリ
ンダが円周方向に並んで形成されており、第一の回転部
材と反対側の前記各シリンダの開口部は、前記第二の回
転部材の前記球面支持部と一体化された部材により少な
くとも一部が閉塞されている。
【００３６】また、第一の回転部材は、第一の回転軸の
回転支持部と第二の回転部材との球面対偶部との２箇所
が拘束されるように構成され、回転支持部における第一
の回転軸を回転支持する軸受の軸方向は、第一の回転軸
方向の変化に対応して変化し得るように構成されてい
る。
回転支持部と第二の回転部材との球面対偶部との２箇所
が拘束されるように構成され、回転支持部における第一
の回転軸を回転支持する軸受の軸方向は、第一の回転軸
方向の変化に対応して変化し得るように構成されてい
る。
【００３７】また、第一の回転軸を回転支持する軸受の
位置を移動させることにより、第一の回転軸と第二のの
回転軸との傾斜量を変化させ、第一の回転部材と連動す
る前記複数のピストン各々の前記第二の回転部材に対す
る相対的な往復運動のストロークを変化させるように構
成する。
位置を移動させることにより、第一の回転軸と第二のの
回転軸との傾斜量を変化させ、第一の回転部材と連動す
る前記複数のピストン各々の前記第二の回転部材に対す
る相対的な往復運動のストロークを変化させるように構
成する。
【００３８】前述したように、シリンダ内に働く流体圧
力は、第一の部材と第二の部材材とに、スラスト荷重と
して互いに反対向きに作用するが、本発明では、両部材
を球面対偶で直接当接する構造にするので、その当接面
に同じ大きさの作用反作用力が発生し、両部材に作用す
るスラスト方向の力はそれぞれ力学的にバランスするこ
とになる。
力は、第一の部材と第二の部材材とに、スラスト荷重と
して互いに反対向きに作用するが、本発明では、両部材
を球面対偶で直接当接する構造にするので、その当接面
に同じ大きさの作用反作用力が発生し、両部材に作用す
るスラスト方向の力はそれぞれ力学的にバランスするこ
とになる。
【００３９】このため、その他の場所で大きなスラスト
荷重を支える必要が無くなる。また、球面対偶部で、両
部材は相対的に揺動運動のみを行なうので、その摺動速
度は小さく、滑り面であっても機械摩擦損失は小さくな
り、焼付きの発生に影響する発熱量も小さくなる。以上
より、ころ軸受を組込まなくても、高効率で高信頼性の
アキシャルピストン機械を構成することができる。
荷重を支える必要が無くなる。また、球面対偶部で、両
部材は相対的に揺動運動のみを行なうので、その摺動速
度は小さく、滑り面であっても機械摩擦損失は小さくな
り、焼付きの発生に影響する発熱量も小さくなる。以上
より、ころ軸受を組込まなくても、高効率で高信頼性の
アキシャルピストン機械を構成することができる。
【００４０】なお、球面対偶中心から離れた位置で第一
の部材の一部を第二の部材の軸心に対して公転運動させ
れば、従来の様に回転する斜板を用いなくても第一の部
材に揺動運動を発生させることができる。
の部材の一部を第二の部材の軸心に対して公転運動させ
れば、従来の様に回転する斜板を用いなくても第一の部
材に揺動運動を発生させることができる。
【００４１】また、球面対偶中心から離れた位置で第一
の回転部材の一部を第二の回転部材の軸心に対して相対
的に公転運動させるということは、第二の回転部材自体
が回転部材であるので第一の回転部材の第一の回転軸を
第二の回転部材の第二の回転軸から偏位した位置に拘束
することを意味するので、第一の回転軸と第二の回転軸
とに傾斜を持たせることによって、第一の回転部材のフ
ランジ部と第二の回転部材のシリンダブロックとに相対
的な揺動運動を発生させることができる。
の回転部材の一部を第二の回転部材の軸心に対して相対
的に公転運動させるということは、第二の回転部材自体
が回転部材であるので第一の回転部材の第一の回転軸を
第二の回転部材の第二の回転軸から偏位した位置に拘束
することを意味するので、第一の回転軸と第二の回転軸
とに傾斜を持たせることによって、第一の回転部材のフ
ランジ部と第二の回転部材のシリンダブロックとに相対
的な揺動運動を発生させることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】まず、図１ないし図３により、本
発明のアキシャルピストン機械を、第１の実施例の液体
ポンプを例に取り、説明する。図１、図３に示すよう
に、第１の部材であるてこ部材１には、半球状の凸球面
部１ａとその球心から放射方向に突出した軸部１ｂとが
形成してある。第２の部材の１部であるフロントカバー
２は、球面支持部２ａで、てこ部材１の凸球面部１ａを
球面対偶で支持しているが、一方、フロントノーズ部２
ｂの内周の滑り軸受け部２ｃで回転部材である駆動軸３
を回転支持している。
発明のアキシャルピストン機械を、第１の実施例の液体
ポンプを例に取り、説明する。図１、図３に示すよう
に、第１の部材であるてこ部材１には、半球状の凸球面
部１ａとその球心から放射方向に突出した軸部１ｂとが
形成してある。第２の部材の１部であるフロントカバー
２は、球面支持部２ａで、てこ部材１の凸球面部１ａを
球面対偶で支持しているが、一方、フロントノーズ部２
ｂの内周の滑り軸受け部２ｃで回転部材である駆動軸３
を回転支持している。
【００４３】滑り軸受け部２ｃの中心軸は、球面支持部
２ａの凹球面の球心の方向を向いており、また、滑り軸
受け部２ｃは軸方向に十分長く形成してあり、駆動軸３
を軸方向に移動させてもその回転支持が可能となってい
る。
２ａの凹球面の球心の方向を向いており、また、滑り軸
受け部２ｃは軸方向に十分長く形成してあり、駆動軸３
を軸方向に移動させてもその回転支持が可能となってい
る。
【００４４】駆動軸３には、その中心軸から半径方向に
偏位した位置に球面ブッシュ４がその外周球面部を球面
対偶で支持されて組み込まれており、球面ブッシュ４の
内周円筒面部に、てこ部材１の軸部１ｂが回転対偶で挿
入されている。球面ブッシュ４が介在することにより、
駆動軸３と軸部１ｂとの傾斜角が変化し得る様になって
いる。
偏位した位置に球面ブッシュ４がその外周球面部を球面
対偶で支持されて組み込まれており、球面ブッシュ４の
内周円筒面部に、てこ部材１の軸部１ｂが回転対偶で挿
入されている。球面ブッシュ４が介在することにより、
駆動軸３と軸部１ｂとの傾斜角が変化し得る様になって
いる。
【００４５】なお、軸部１ｂは球面ブッシュ４と回転対
偶部で当接する部分が十分長く形成されており、両者は
それらの相対回転軸方向に大きく相対移動が出来る構造
となっている。
偶部で当接する部分が十分長く形成されており、両者は
それらの相対回転軸方向に大きく相対移動が出来る構造
となっている。
【００４６】てこ部材１には、凸球面部１ａに隣接して
形成された円盤状のフランジ部１ｃの外周から半径方向
に突出してガイドピン５が固定されている。ガイドピン
５の外周に矩形ブロック６の内周円筒面が回転対偶で挿
入され、図２に示すように、矩形ブロック６の外周の平
行２平面部６ａがフロントカバー２の内周面の一部に形
成されたガイド溝の平行２平面部２ｄの間に滑動可能に
挿入されて、てこ部材１の自転防止機構が構成されてい
る。
形成された円盤状のフランジ部１ｃの外周から半径方向
に突出してガイドピン５が固定されている。ガイドピン
５の外周に矩形ブロック６の内周円筒面が回転対偶で挿
入され、図２に示すように、矩形ブロック６の外周の平
行２平面部６ａがフロントカバー２の内周面の一部に形
成されたガイド溝の平行２平面部２ｄの間に滑動可能に
挿入されて、てこ部材１の自転防止機構が構成されてい
る。
【００４７】てこ部材１のフランジ部１ｃには、軸部１
ｂの中心軸から半径方向に偏位し円周方向に並んだ位置
に、複数の球面ロッド７が取り付けられている。球面ロ
ッド７は両端に球面部を持つロッドであり、その一端の
球面部がフランジ部１ｃの上記位置で球面対偶により支
持されている。
ｂの中心軸から半径方向に偏位し円周方向に並んだ位置
に、複数の球面ロッド７が取り付けられている。球面ロ
ッド７は両端に球面部を持つロッドであり、その一端の
球面部がフランジ部１ｃの上記位置で球面対偶により支
持されている。
【００４８】なお、図１および図３では、球面ロッド７
とガイドピン５とを一つの断面上に表示しているが、実
際の両者は、図２に示すように、フランジ部１ｃの円周
方向の互いにずれた位置に取り付けられている。球面ロ
ッド７の他端の球面部にはピストン８がやはり球面対偶
で取り付けられている。
とガイドピン５とを一つの断面上に表示しているが、実
際の両者は、図２に示すように、フランジ部１ｃの円周
方向の互いにずれた位置に取り付けられている。球面ロ
ッド７の他端の球面部にはピストン８がやはり球面対偶
で取り付けられている。
【００４９】第２の部材の１部であるシリンダブロック
９は、フロントカバー２の開口端部を閉塞するように配
置されており、フロントカバー２の滑り軸受け部２ｃの
中心軸すなわち駆動軸３の回転軸から半径方向に偏位し
円周方向に並んだ位置に、複数のシリンダ９ａが駆動軸
３の回転軸と平行に形成されている。それら複数のシリ
ンダ９ａに、それぞれ対応する各ピストン８が、滑動可
能に挿入されている。
９は、フロントカバー２の開口端部を閉塞するように配
置されており、フロントカバー２の滑り軸受け部２ｃの
中心軸すなわち駆動軸３の回転軸から半径方向に偏位し
円周方向に並んだ位置に、複数のシリンダ９ａが駆動軸
３の回転軸と平行に形成されている。それら複数のシリ
ンダ９ａに、それぞれ対応する各ピストン８が、滑動可
能に挿入されている。
【００５０】シリンダブロック９のシリンダ９ａの一方
の開口端は、フロントカバー２の反対側に配置され、第
２の部材の１部であるシリンダヘッド１０により閉塞さ
れており、シリンダブロック９のシリンダ９ａとピスト
ン８とシリンダヘッド１０とで複数の作動室１１が形成
されている。
の開口端は、フロントカバー２の反対側に配置され、第
２の部材の１部であるシリンダヘッド１０により閉塞さ
れており、シリンダブロック９のシリンダ９ａとピスト
ン８とシリンダヘッド１０とで複数の作動室１１が形成
されている。
【００５１】シリンダヘッド１０には、複数のシリンダ
９ａの開口部に対向する端面部に吸入ポート１０ａと吐
出ポート１０ｂとが開口しており、それらに連通した吸
入弁１２と吐出弁１３とが組み込まれている。
９ａの開口部に対向する端面部に吸入ポート１０ａと吐
出ポート１０ｂとが開口しており、それらに連通した吸
入弁１２と吐出弁１３とが組み込まれている。
【００５２】シリンダヘッド１０の反シリンダブロック
９側には第２の部材の１部であるリアカバー１４が配置
されており、吸入口１４ａからリング状の吸入通路溝１
４ｂを経由して吸入弁１２に至る吸入経路と、吐出弁１
３からリング状の吐出通路溝１４ｃを経由して吐出口１
４ｄに至る吐出経路とを形成している。
９側には第２の部材の１部であるリアカバー１４が配置
されており、吸入口１４ａからリング状の吸入通路溝１
４ｂを経由して吸入弁１２に至る吸入経路と、吐出弁１
３からリング状の吐出通路溝１４ｃを経由して吐出口１
４ｄに至る吐出経路とを形成している。
【００５３】フロントカバー２とシリンダブロック９と
シリンダヘッド１０とリアカバー１４とからなる第２の
部材は、固定ボルト１５により互いに固定されている。
シリンダヘッド１０とリアカバー１４とからなる第２の
部材は、固定ボルト１５により互いに固定されている。
【００５４】てこ部材のフランジ部１ｃの中央には凸球
面部１ａと共通の球心を持つ凹球面部１ｄが形成されて
いて、そこをプッシュロッド１６の先端の凸球面部１６
ａが予圧バネの力によって押すことにより、てこ部材の
凸球面部１ａがフロントカバーの球面支持部２ａに押し
付けられている。これは、本液体ポンプの停止中に作動
室１１の液圧による押しつけ力が発生していなくても、
凸球面部１ａと球面支持部２ａとが離れないようにする
ものである。
面部１ａと共通の球心を持つ凹球面部１ｄが形成されて
いて、そこをプッシュロッド１６の先端の凸球面部１６
ａが予圧バネの力によって押すことにより、てこ部材の
凸球面部１ａがフロントカバーの球面支持部２ａに押し
付けられている。これは、本液体ポンプの停止中に作動
室１１の液圧による押しつけ力が発生していなくても、
凸球面部１ａと球面支持部２ａとが離れないようにする
ものである。
【００５５】以上の第１の実施例の構成において、てこ
部材１はその凸球面部１ａの球心が固定点であり自転防
止機構により自転運動も行なわないので、駆動軸３の回
転により軸部１ｂの球面ブッシュ４との回転対偶による
連結部が公転運動を行なうと、そのフランジ部１ｃが従
来の回転斜板式液体ポンプにおける揺動板の様に揺動運
動を行ない球面ロッド７を介してピストン８を往復動さ
せ、作動流体を昇圧して移送することができる。
部材１はその凸球面部１ａの球心が固定点であり自転防
止機構により自転運動も行なわないので、駆動軸３の回
転により軸部１ｂの球面ブッシュ４との回転対偶による
連結部が公転運動を行なうと、そのフランジ部１ｃが従
来の回転斜板式液体ポンプにおける揺動板の様に揺動運
動を行ない球面ロッド７を介してピストン８を往復動さ
せ、作動流体を昇圧して移送することができる。
【００５６】その際、てこ部材１には作動室１１の圧力
がピストン８と球面ロッド７を介して作用するが、凸球
面部１ａに球面支持部２ａから反力が作用するので、そ
の他のスラスト支持部が無くてもスラスト方向の力がバ
ランスしている。
がピストン８と球面ロッド７を介して作用するが、凸球
面部１ａに球面支持部２ａから反力が作用するので、そ
の他のスラスト支持部が無くてもスラスト方向の力がバ
ランスしている。
【００５７】一方、固定ボルト１５により互いに固定さ
れたフロントカバー２、シリンダブロック９、シリンダ
ヘッド１０およびリアカバー１４の一体構造部材にも、
作動室１１の圧力が作動室１１の一端を閉塞しているシ
リンダヘッド１０を介して作用するが、球面支持部２ａ
に凸球面部１ａから反力が作用するので、やはりその他
のスラスト支持部が無くてもスラスト方向の力はバラン
スしている。
れたフロントカバー２、シリンダブロック９、シリンダ
ヘッド１０およびリアカバー１４の一体構造部材にも、
作動室１１の圧力が作動室１１の一端を閉塞しているシ
リンダヘッド１０を介して作用するが、球面支持部２ａ
に凸球面部１ａから反力が作用するので、やはりその他
のスラスト支持部が無くてもスラスト方向の力はバラン
スしている。
【００５８】凸球面部１ａと球面支持部２ａとの間には
比較的大きな荷重が作用するが、両者の相対運動は揺動
運動であり、その揺動角度も小さいので摺動速度は小さ
く、滑り面であっても機械摩擦損失や焼付きの発生に影
響する発熱量が小さくなるので、高効率で高信頼性の液
体ポンプを構成できる。
比較的大きな荷重が作用するが、両者の相対運動は揺動
運動であり、その揺動角度も小さいので摺動速度は小さ
く、滑り面であっても機械摩擦損失や焼付きの発生に影
響する発熱量が小さくなるので、高効率で高信頼性の液
体ポンプを構成できる。
【００５９】また、大きなスラスト荷重の作用するスラ
スト支持部が他に無いのでころ軸受を使用する必要が無
くなって安価で長寿命とすることができ、更に、従来の
回転斜板式液体ポンプにおける回転斜板が不要になる点
でも安価な構成となる。
スト支持部が他に無いのでころ軸受を使用する必要が無
くなって安価で長寿命とすることができ、更に、従来の
回転斜板式液体ポンプにおける回転斜板が不要になる点
でも安価な構成となる。
【００６０】また、図３を図１と比較すればわかるよう
に、本実施例では駆動軸３を軸方向に移動させることに
より、てこ部材１の軸部１ｂと駆動軸３との連結部であ
る球面ブッシュ４の位置を移動させ、駆動軸３の回転軸
に対する軸部１ｂの傾斜角を変化させフランジ部１ｃの
揺動角を変えることが可能である。
に、本実施例では駆動軸３を軸方向に移動させることに
より、てこ部材１の軸部１ｂと駆動軸３との連結部であ
る球面ブッシュ４の位置を移動させ、駆動軸３の回転軸
に対する軸部１ｂの傾斜角を変化させフランジ部１ｃの
揺動角を変えることが可能である。
【００６１】それに伴い、ピストンストロークは、図１
にＳ１で示す量から図３にＳ２で示す量まで増大する。
斜板の角度によりピストンストロークが固定されている
従来の回転斜板式液体ポンプと異なり、本実施例では必
要に応じてピストンストロークを変化させでポンプの吐
出流量を調整する可変容量機能又は容量制御機能を付加
することができる。
にＳ１で示す量から図３にＳ２で示す量まで増大する。
斜板の角度によりピストンストロークが固定されている
従来の回転斜板式液体ポンプと異なり、本実施例では必
要に応じてピストンストロークを変化させでポンプの吐
出流量を調整する可変容量機能又は容量制御機能を付加
することができる。
【００６２】ところで本発明の第１の実施例では、ピス
トン８が球面ロッド７によりてこ部材１のフランジ部１
ｃに連結された構成になっているが、本発明を実施する
にあたってはこれは必ずしも必要でない。例えば、フラ
ンジ部１ｃの端面を平滑面とし、ピストン８の形状を
「（新版）機械工学便覧 Ｂ５ 流体機械 190頁−図43
7」の斜板式ピストンポンプにおけるピストンのように
して、間に上記斜板式ピストンポンプにおけるピストン
シューを組み込んでも、フランジ部の揺動運動によりピ
ストンに往復運動を行わせることができる。とにかく、
てこ部材１の軸部中心軸から半径方向に偏位した位置の
動きとピストンの動きとを連動させる構成にすれば良
い。
トン８が球面ロッド７によりてこ部材１のフランジ部１
ｃに連結された構成になっているが、本発明を実施する
にあたってはこれは必ずしも必要でない。例えば、フラ
ンジ部１ｃの端面を平滑面とし、ピストン８の形状を
「（新版）機械工学便覧 Ｂ５ 流体機械 190頁−図43
7」の斜板式ピストンポンプにおけるピストンのように
して、間に上記斜板式ピストンポンプにおけるピストン
シューを組み込んでも、フランジ部の揺動運動によりピ
ストンに往復運動を行わせることができる。とにかく、
てこ部材１の軸部中心軸から半径方向に偏位した位置の
動きとピストンの動きとを連動させる構成にすれば良
い。
【００６３】また、上記のピストンシューを用いた構成
とする場合などは、フランジ部１ｃが徐々に自転して円
周方向にずれても構わないので、第１の実施例において
ガイドピン５と矩形ブロック６とフロントカバー２の内
周面の一部に形成されたガイド溝等によって構成されて
いる自転防止機構を組み込まなくても、本発明を実施す
ることは可能である。
とする場合などは、フランジ部１ｃが徐々に自転して円
周方向にずれても構わないので、第１の実施例において
ガイドピン５と矩形ブロック６とフロントカバー２の内
周面の一部に形成されたガイド溝等によって構成されて
いる自転防止機構を組み込まなくても、本発明を実施す
ることは可能である。
【００６４】次に、、図４ないし図６により、本発明の
アキシャルピストン機械を、第２の実施例の液体ポンプ
を例に取り、説明する。図４、図６に示すように、第１
の部材であるてこ部材１７には、半球状の凸球面部１７
ａとその球心から放射方向に延びた軸部１７ｂが形成さ
れており、後で説明する様に回転支持されて第１の回転
部材となっている。
アキシャルピストン機械を、第２の実施例の液体ポンプ
を例に取り、説明する。図４、図６に示すように、第１
の部材であるてこ部材１７には、半球状の凸球面部１７
ａとその球心から放射方向に延びた軸部１７ｂが形成さ
れており、後で説明する様に回転支持されて第１の回転
部材となっている。
【００６５】フロントカバー１８、シリンダブロック１
９、シリンダヘッド２０とからなる第２の部材は、それ
らの外周部に配置された複数（１個のみ図示）のボルト
２１により互いに固定され、シリンダブロック１９の中
央部にナット２２で固定された駆動軸２３と共に一体と
なり、第２の回転部材を構成している。
９、シリンダヘッド２０とからなる第２の部材は、それ
らの外周部に配置された複数（１個のみ図示）のボルト
２１により互いに固定され、シリンダブロック１９の中
央部にナット２２で固定された駆動軸２３と共に一体と
なり、第２の回転部材を構成している。
【００６６】この第２の回転部材は、フロントカバー１
８の先端中央部に突出した外周円筒面部１８ａと駆動軸
２３の２カ所が、それぞれフロントハウジング２４のフ
ロントノーズ部２４ａ内周の滑り軸受け部２４ｂとリア
ハウジング２５のリアノーズ部２５ａ内周の滑り軸受け
部２５ｂとで回転対偶で支持されて回転する。
８の先端中央部に突出した外周円筒面部１８ａと駆動軸
２３の２カ所が、それぞれフロントハウジング２４のフ
ロントノーズ部２４ａ内周の滑り軸受け部２４ｂとリア
ハウジング２５のリアノーズ部２５ａ内周の滑り軸受け
部２５ｂとで回転対偶で支持されて回転する。
【００６７】フロントハウジング２４とリアハウジング
２５とは、複数のボルト２６により固定されている。
２５とは、複数のボルト２６により固定されている。
【００６８】球面ブッシュ２７はスライド部材２８に装
着されており、スライド部材２８はフロントハウジング
２４のフロントノーズ部２４ａにボルト２９で取り付け
られた第１ガイド部材３０と第２ガイド部材３１とによ
って、軸部２８ａ、２８ｂを滑動可能に支持されてい
る。
着されており、スライド部材２８はフロントハウジング
２４のフロントノーズ部２４ａにボルト２９で取り付け
られた第１ガイド部材３０と第２ガイド部材３１とによ
って、軸部２８ａ、２８ｂを滑動可能に支持されてい
る。
【００６９】第１ガイド部材３０には特殊ネジ３２が固
定されており、その先端ピン部３２ａが軸部２８ａに形
成されたキー溝２８ｃに挿入されて、スライド部材２８
が軸部２８ａ、２８ｂの軸を中心として回転するのを防
止している。結局、球面ブッシュ２７は半径方向の偏位
が変化できるように支持されている。
定されており、その先端ピン部３２ａが軸部２８ａに形
成されたキー溝２８ｃに挿入されて、スライド部材２８
が軸部２８ａ、２８ｂの軸を中心として回転するのを防
止している。結局、球面ブッシュ２７は半径方向の偏位
が変化できるように支持されている。
【００７０】第１の回転部材であるてこ部材１７は、凸
球面部１７ａが第２の回転部材の一部であるフロントカ
バー１８の球面支持部１８ｂで球面対偶支持され、軸部
１７ｂが上記の球面ブッシュ２７の内周円筒面部により
回転対偶支持されて回転する。球面ブッシュ２７が第２
の回転部材の回転軸から半径方向に偏位した位置にある
ため、第１の回転部材の回転軸と第２の回転部材の回転
軸とは互いに傾斜している。
球面部１７ａが第２の回転部材の一部であるフロントカ
バー１８の球面支持部１８ｂで球面対偶支持され、軸部
１７ｂが上記の球面ブッシュ２７の内周円筒面部により
回転対偶支持されて回転する。球面ブッシュ２７が第２
の回転部材の回転軸から半径方向に偏位した位置にある
ため、第１の回転部材の回転軸と第２の回転部材の回転
軸とは互いに傾斜している。
【００７１】てこ部材１７には、凸球面部１７ａに隣接
して形成された円盤状のフランジ部１７ｃの外周から半
径方向に突出してガイドピン３３が固定されており、そ
の外周に矩形ブロック３４の内周円筒面が回転対偶で挿
入され、矩形ブロック３４の外周の平行２平面部（図示
せず）がフロントカバー１８の内周面の一部に形成され
たガイド溝の平行２平面部（図示せず）の間に滑動可能
に挿入されて、第１の回転部材と第２の回転部材との同
期回転機構を形成している。
して形成された円盤状のフランジ部１７ｃの外周から半
径方向に突出してガイドピン３３が固定されており、そ
の外周に矩形ブロック３４の内周円筒面が回転対偶で挿
入され、矩形ブロック３４の外周の平行２平面部（図示
せず）がフロントカバー１８の内周面の一部に形成され
たガイド溝の平行２平面部（図示せず）の間に滑動可能
に挿入されて、第１の回転部材と第２の回転部材との同
期回転機構を形成している。
【００７２】この同期回転機構部は、図２に示した自転
防止機構部と類似の構造である。
防止機構部と類似の構造である。
【００７３】てこ部材１７のフランジ部１７ｃには、軸
部１７ｂの中心軸から半径方向に偏位し円周方向に並ん
だ位置に、複数の球面ロッド３５が取り付けられてい
る。球面ロッド３５は両端に球面部を持つロッドであ
り、その一端の球面部がフランジ部１７ｃの上記位置で
球面対偶により支持されている。
部１７ｂの中心軸から半径方向に偏位し円周方向に並ん
だ位置に、複数の球面ロッド３５が取り付けられてい
る。球面ロッド３５は両端に球面部を持つロッドであ
り、その一端の球面部がフランジ部１７ｃの上記位置で
球面対偶により支持されている。
【００７４】なお、図４および図６では、球面ロッド３
５とガイドピン３３とを一つの断面上に表示している
が、図２の球面ロッド７とガイドピン５の位置関係と同
様に、実際にはフランジ部１７ｃの円周方向の互いにず
れた位置に取り付けられている。球面ロッド３５の他端
の球面部にはピストン３６がやはり球面対偶で取り付け
られている。
５とガイドピン３３とを一つの断面上に表示している
が、図２の球面ロッド７とガイドピン５の位置関係と同
様に、実際にはフランジ部１７ｃの円周方向の互いにず
れた位置に取り付けられている。球面ロッド３５の他端
の球面部にはピストン３６がやはり球面対偶で取り付け
られている。
【００７５】シリンダブロック１９には、その回転軸か
ら半径方向に偏位し円周方向に並んだ位置に、複数のシ
リンダ１９ａが該回転軸と平行に形成されており、その
それぞれにピストン３６が滑動可能に挿入されている。
ら半径方向に偏位し円周方向に並んだ位置に、複数のシ
リンダ１９ａが該回転軸と平行に形成されており、その
それぞれにピストン３６が滑動可能に挿入されている。
【００７６】シリンダブロック１９のシリンダ１９ａの
一方の開口端はシリンダヘッド２０により閉塞されてお
り、シリンダブロックのシリンダ１９ａとピストン３６
とシリンダヘッド２０とで複数の作動室３７が形成され
ている。
一方の開口端はシリンダヘッド２０により閉塞されてお
り、シリンダブロックのシリンダ１９ａとピストン３６
とシリンダヘッド２０とで複数の作動室３７が形成され
ている。
【００７７】シリンダヘッド２０には、シリンダ１９ａ
の開口部から中央部の駆動軸２３の外周面までを連通す
る複数の放射状の連絡溝２０ａがシリンダブロック１９
側の端面に形成されており、駆動軸２３の内部には前記
の各連絡溝２０ａからリアハウジング２５の滑り軸受け
部２５ｂまでを連通する連絡穴２３ａが形成されてい
る。 リアハウジング２５の滑り軸受け部２５ｂには、
連絡穴２３ａの一端が開口する軸方向位置に図５の断面
図に示すような吸入溝２５ｃと吐出溝２５ｄが形成され
ており、更に、吸入溝２５ｃは吸入口２５ｅに連通し、
吐出溝２５ｄは吐出口２５ｆに連通している。
の開口部から中央部の駆動軸２３の外周面までを連通す
る複数の放射状の連絡溝２０ａがシリンダブロック１９
側の端面に形成されており、駆動軸２３の内部には前記
の各連絡溝２０ａからリアハウジング２５の滑り軸受け
部２５ｂまでを連通する連絡穴２３ａが形成されてい
る。 リアハウジング２５の滑り軸受け部２５ｂには、
連絡穴２３ａの一端が開口する軸方向位置に図５の断面
図に示すような吸入溝２５ｃと吐出溝２５ｄが形成され
ており、更に、吸入溝２５ｃは吸入口２５ｅに連通し、
吐出溝２５ｄは吐出口２５ｆに連通している。
【００７８】てこ部材１７のフランジ部１７ｃの中央に
は凸球面部１７ａと共通の球心を持つ凹球面部１７ｄが
形成されていて、そこをプッシュ部材３８の先端の凸球
面部３８ａが予圧バネの力によって押すことにより、て
こ部材の凸球面部１７ａがフロントカバー１８の球面支
持部１８ｂに押し付けられて常に密着が維持されてい
る。
は凸球面部１７ａと共通の球心を持つ凹球面部１７ｄが
形成されていて、そこをプッシュ部材３８の先端の凸球
面部３８ａが予圧バネの力によって押すことにより、て
こ部材の凸球面部１７ａがフロントカバー１８の球面支
持部１８ｂに押し付けられて常に密着が維持されてい
る。
【００７９】以上の第２の実施例の構成において、駆動
軸２３を図４および図６に示す矢印方向に回転駆動する
と、まず第２の回転部材の他の部分であるフロントカバ
ー１８、シリンダブロック１９、シリンダヘッド２０が
回転し、次に同期回転機構により第１の回転部材である
てこ部材１７が同期して回転する。
軸２３を図４および図６に示す矢印方向に回転駆動する
と、まず第２の回転部材の他の部分であるフロントカバ
ー１８、シリンダブロック１９、シリンダヘッド２０が
回転し、次に同期回転機構により第１の回転部材である
てこ部材１７が同期して回転する。
【００８０】第１の回転部材の回転軸と第２の回転部材
の回転軸は互いに傾斜しているので、てこ部材１７のフ
ランジ部１７ｃに球面ロッド３５を介して連結されたピ
ストン３６は、シリンダ１９ａの中でシリンダブロック
１９と一緒に回転しながら軸方向に往復運動を繰り返
す。
の回転軸は互いに傾斜しているので、てこ部材１７のフ
ランジ部１７ｃに球面ロッド３５を介して連結されたピ
ストン３６は、シリンダ１９ａの中でシリンダブロック
１９と一緒に回転しながら軸方向に往復運動を繰り返
す。
【００８１】したがって、ピストン３６に隣接した作動
室３７は図４および図６の断面の手前側を通過する間は
容積が増大し、断面の向う側を通過する間は容積が減少
する。各作動室３７と連絡溝２０ａを介して連通してい
る連絡穴２３ａの開口部は、図５に示すように、作動室
３７の容積が増大している間（図４の手前側）は吸入溝
２５ｃと連通するので吸入口２５ｅから作動流体が流入
させ、作動室３７の容積が減少している間（図４の向う
側）は吐出溝２５ｄと連通するので吐出口２５ｆから作
動流体を吐出して、液体ポンプとして機能する。
室３７は図４および図６の断面の手前側を通過する間は
容積が増大し、断面の向う側を通過する間は容積が減少
する。各作動室３７と連絡溝２０ａを介して連通してい
る連絡穴２３ａの開口部は、図５に示すように、作動室
３７の容積が増大している間（図４の手前側）は吸入溝
２５ｃと連通するので吸入口２５ｅから作動流体が流入
させ、作動室３７の容積が減少している間（図４の向う
側）は吐出溝２５ｄと連通するので吐出口２５ｆから作
動流体を吐出して、液体ポンプとして機能する。
【００８２】図４および図６では、回転駆動させる軸を
駆動軸２３としているが、てこ部材１７の軸部１７ｂ
を、駆動軸としても良い。
駆動軸２３としているが、てこ部材１７の軸部１７ｂ
を、駆動軸としても良い。
【００８３】それらの場合、てこ部材１７には作動室３
７の圧力がピストン３６と球面ロッド３５を介して作用
するが、凸球面部１７ａに球面支持部１８ｂから反力が
作用するので、その他のスラスト支持部が無くてもスラ
スト方向の力がバランスする。
７の圧力がピストン３６と球面ロッド３５を介して作用
するが、凸球面部１７ａに球面支持部１８ｂから反力が
作用するので、その他のスラスト支持部が無くてもスラ
スト方向の力がバランスする。
【００８４】一方、互いに固定されて一体となったフロ
ントカバー１８、シリンダブロック１９、シリンダヘッ
ド２０および駆動軸２３にも、作動室３７の圧力が作動
室３７の一端を閉塞しているシリンダヘッド２０を介し
て作用するが、球面支持部１８ｂに凸球面部１７ａから
反力が作用するので、やはりその他のスラスト支持部が
無くてもスラスト方向の力はバランスする。
ントカバー１８、シリンダブロック１９、シリンダヘッ
ド２０および駆動軸２３にも、作動室３７の圧力が作動
室３７の一端を閉塞しているシリンダヘッド２０を介し
て作用するが、球面支持部１８ｂに凸球面部１７ａから
反力が作用するので、やはりその他のスラスト支持部が
無くてもスラスト方向の力はバランスする。
【００８５】凸球面部１７ａと球面支持部１８ｂとの間
には比較的大きな荷重が作用するが、両者の相対運動は
揺動運動でありその揺動角度も小さいので摺動速度は小
さく、滑り面であっても機械摩擦損失や焼付きの発生に
影響する発熱量が小さくなるので高効率で高信頼性の液
体ポンプを構成できる。
には比較的大きな荷重が作用するが、両者の相対運動は
揺動運動でありその揺動角度も小さいので摺動速度は小
さく、滑り面であっても機械摩擦損失や焼付きの発生に
影響する発熱量が小さくなるので高効率で高信頼性の液
体ポンプを構成できる。
【００８６】また、大きなスラスト荷重の作用するスラ
スト回転支持部が無いのでころ軸受を使用する必要が無
くなって安価で長寿命とすることができる。
スト回転支持部が無いのでころ軸受を使用する必要が無
くなって安価で長寿命とすることができる。
【００８７】また、図６を図４と比較すればわかるよう
に、本実施例ではスライド部材２８を半径方向に移動さ
せることにより、てこ部材１７の軸部１７ｂとスライド
部材２８との連結部である球面ブッシュ２７の位置を移
動させ、第１の回転部材の回転軸と第２の回転部材の回
転軸との傾斜角を変えることが可能である。したがっ
て、本実施例でも必要に応じてピストンストロークを変
化させてポンプの吐出流量を調整する可変容量機能又は
容量制御機能を付加することができる。
に、本実施例ではスライド部材２８を半径方向に移動さ
せることにより、てこ部材１７の軸部１７ｂとスライド
部材２８との連結部である球面ブッシュ２７の位置を移
動させ、第１の回転部材の回転軸と第２の回転部材の回
転軸との傾斜角を変えることが可能である。したがっ
て、本実施例でも必要に応じてピストンストロークを変
化させてポンプの吐出流量を調整する可変容量機能又は
容量制御機能を付加することができる。
【００８８】ところで本発明の第２の実施例は、液体ポ
ンプとして機能するが、これを液圧モータとして機能さ
せることも可能である。すなわち、図４ないし図６にお
ける吸入溝２５ｃを給液溝として吸入口２５ｅの代わり
に加圧された流体の供給口に連通させ、同じく吐出溝２
５ｄを排液溝として吐出口２５ｆの代わりに減圧された
流体の排出口に連通させると、作動室３７が加圧された
流体と連通しているしている位置（図４と図６の断面の
手前側、図５の左半分）では加圧された流体が流入して
その容積を大きくしようとするため、まずピストン３６
が押されて図４と図６の駆動軸２３を出力軸として図中
の矢印の方向に回転させる。
ンプとして機能するが、これを液圧モータとして機能さ
せることも可能である。すなわち、図４ないし図６にお
ける吸入溝２５ｃを給液溝として吸入口２５ｅの代わり
に加圧された流体の供給口に連通させ、同じく吐出溝２
５ｄを排液溝として吐出口２５ｆの代わりに減圧された
流体の排出口に連通させると、作動室３７が加圧された
流体と連通しているしている位置（図４と図６の断面の
手前側、図５の左半分）では加圧された流体が流入して
その容積を大きくしようとするため、まずピストン３６
が押されて図４と図６の駆動軸２３を出力軸として図中
の矢印の方向に回転させる。
【００８９】この時作動室３７が減圧された流体と連通
しているしている位置（図４と図６の断面の向う側、図
５の右半分）では作動室３７の容積が減少しており、ピ
ストン３６が減圧された圧力の流体を押して外部に排出
する。加圧された流体がピストンを押してする仕事のほ
うがピストンが減圧された流体を押してする仕事より大
きいので、その差の分だけ駆動軸２３を出力軸として動
力を取り出すことができる。なお、出力軸を、てこ部材
１７の軸部１７ｂにしても良い。
しているしている位置（図４と図６の断面の向う側、図
５の右半分）では作動室３７の容積が減少しており、ピ
ストン３６が減圧された圧力の流体を押して外部に排出
する。加圧された流体がピストンを押してする仕事のほ
うがピストンが減圧された流体を押してする仕事より大
きいので、その差の分だけ駆動軸２３を出力軸として動
力を取り出すことができる。なお、出力軸を、てこ部材
１７の軸部１７ｂにしても良い。
【００９０】この様に本発明を液圧モータに応用した場
合でも、機械摩擦損失や焼付きの発生に影響する発熱量
が小さくなり、高効率化や高信頼性化が実現できること
や大きなスラスト荷重の作用するスラスト回転支持部が
無いのでころ軸受を使用する必要が無くなって安価で長
寿命とすることができることは、第２の実施例と同じで
ある。
合でも、機械摩擦損失や焼付きの発生に影響する発熱量
が小さくなり、高効率化や高信頼性化が実現できること
や大きなスラスト荷重の作用するスラスト回転支持部が
無いのでころ軸受を使用する必要が無くなって安価で長
寿命とすることができることは、第２の実施例と同じで
ある。
【００９１】更に、必要に応じてピストンストロークを
変化させでモータの出力を調整する機能を付加すること
ができることも第２の実施例と同じである。
変化させでモータの出力を調整する機能を付加すること
ができることも第２の実施例と同じである。
【００９２】
【発明の効果】本発明によれば、軸方向にピストンが往
復運動することにより流体を加圧して移送する液体ポン
プや流体の圧力を利用して出力を取り出す液圧モータ等
のアキシャルピストン機械において、スラスト方向荷重
に起因する機械摩擦損失や摩擦発熱を低減し、更にスラ
ストころ軸受け等の部品を不要とすることができるの
で、高効率で高信頼性かつ長寿命であるアキシャルピス
トン機械を安価に提供することができる。また、容量制
御等の機能を持たせることが容易になる。
復運動することにより流体を加圧して移送する液体ポン
プや流体の圧力を利用して出力を取り出す液圧モータ等
のアキシャルピストン機械において、スラスト方向荷重
に起因する機械摩擦損失や摩擦発熱を低減し、更にスラ
ストころ軸受け等の部品を不要とすることができるの
で、高効率で高信頼性かつ長寿命であるアキシャルピス
トン機械を安価に提供することができる。また、容量制
御等の機能を持たせることが容易になる。
【図１】本発明の第１の実施例である可変容量型液体ポ
ンプの小容量時の側断面図である。
ンプの小容量時の側断面図である。
【図２】図１における I-I 断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例である可変容量型液体ポ
ンプの大容量時の側断面図である。
ンプの大容量時の側断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例である可変容量型液体ポ
ンプの小容量時の側断面図である。
ンプの小容量時の側断面図である。
【図５】図４における II-II 断面図である。
【図６】本発明の第２の実施例である可変容量型液体ポ
ンプの大容量時の側断面図である。
ンプの大容量時の側断面図である。
１…てこ部材、１ａ…凸球面部、１ｂ…軸部、１ｃ…フ
ランジ部、１ｄ…凹球面部、２…フロントカバー、２ａ
…球面支持部、２ｂ…フロントノーズ部、２ｃ…滑り軸
受け部、２ｄ…平行２平面部、３…駆動軸、４…球面ブ
ッシュ、５…ガイドピン、６…矩形ブロック、６ａ…平
行２平面部、７…球面ロッド、８…ピストン、９…シリ
ンダブロック、９ａ…シリンダ、１０…シリンダヘッ
ド、１０ａ…吸入ポート、１０ｂ…吐出ポート、１１…
作動室、１２…吸入弁、１３…吐出弁、１４…リアカバ
ー、１４ａ…吸入口、１４ｂ…吸入通路溝、１４ｃ…吐
出通路溝、１４ｄ…吐出口、１５…固定ボルト、１６…
プシュロッド、１６ａ…凸球面部、１７…てこ部材、１
７ａ…凸球面部、１７ｂ…軸部、１７ｃ…フランジ部、
１７ｄ…凹球面部、１８…フロントカバー、１８ａ…外
周円筒面部、１８ｂ…球面支持部、１９…シリンダブロ
ック、１９ａ…シリンダ、２０…シリンダヘッド、２０
ａ…連絡溝、２１…ボルト、２２…ナット、２３…駆動
軸、２３ａ…連絡穴、２４…フロントハウジング、２４
ａ…フロントノーズ部、２４ｂ…滑り軸受け部、２５…
リアハウジング、２５ａ…リアノーズ部、２５ｂ…滑り
軸受け部、２５ｃ…吸入溝、２５ｄ…吐出溝、２５ｅ…
吸入口、２５ｆ…吐出口、２６…ボルト、２７…球面ブ
ッシュ、２８…スライド部材、２８ａ…軸部、２８ｂ…
軸部、２８ｃ…キー溝、２９…ボルト、３０…第１ガイ
ド部材、３１…第２ガイド部材、３２…特殊ネジ、３２
ａ…先端ピン部、３３…ガイドピン、３４…矩形ブロッ
ク、３５…球面ロッド、３６…ピストン、３７…作動
室、３８…プッシュ部材、３８ａ…凸球面部、Ｓ１…小
容量時のピストンストローク、 Ｓ２…大容量時のピス
トンストローク
ランジ部、１ｄ…凹球面部、２…フロントカバー、２ａ
…球面支持部、２ｂ…フロントノーズ部、２ｃ…滑り軸
受け部、２ｄ…平行２平面部、３…駆動軸、４…球面ブ
ッシュ、５…ガイドピン、６…矩形ブロック、６ａ…平
行２平面部、７…球面ロッド、８…ピストン、９…シリ
ンダブロック、９ａ…シリンダ、１０…シリンダヘッ
ド、１０ａ…吸入ポート、１０ｂ…吐出ポート、１１…
作動室、１２…吸入弁、１３…吐出弁、１４…リアカバ
ー、１４ａ…吸入口、１４ｂ…吸入通路溝、１４ｃ…吐
出通路溝、１４ｄ…吐出口、１５…固定ボルト、１６…
プシュロッド、１６ａ…凸球面部、１７…てこ部材、１
７ａ…凸球面部、１７ｂ…軸部、１７ｃ…フランジ部、
１７ｄ…凹球面部、１８…フロントカバー、１８ａ…外
周円筒面部、１８ｂ…球面支持部、１９…シリンダブロ
ック、１９ａ…シリンダ、２０…シリンダヘッド、２０
ａ…連絡溝、２１…ボルト、２２…ナット、２３…駆動
軸、２３ａ…連絡穴、２４…フロントハウジング、２４
ａ…フロントノーズ部、２４ｂ…滑り軸受け部、２５…
リアハウジング、２５ａ…リアノーズ部、２５ｂ…滑り
軸受け部、２５ｃ…吸入溝、２５ｄ…吐出溝、２５ｅ…
吸入口、２５ｆ…吐出口、２６…ボルト、２７…球面ブ
ッシュ、２８…スライド部材、２８ａ…軸部、２８ｂ…
軸部、２８ｃ…キー溝、２９…ボルト、３０…第１ガイ
ド部材、３１…第２ガイド部材、３２…特殊ネジ、３２
ａ…先端ピン部、３３…ガイドピン、３４…矩形ブロッ
ク、３５…球面ロッド、３６…ピストン、３７…作動
室、３８…プッシュ部材、３８ａ…凸球面部、Ｓ１…小
容量時のピストンストローク、 Ｓ２…大容量時のピス
トンストローク
フロントページの続き (72)発明者 門向 裕三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 高橋 由起夫 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (10)
- 【請求項１】第一の部材と第二の部材とが相対的な揺動
運動を行なうように前記第一の部材と前記第二の部材と
を拘束し、前記相対的な揺動運動と、前記第二の部材に
形成された互いに平行な複数のシリンダ内のピストンの
往復運動とを連動させることにより、流体を加圧・移送
したり、或いは加圧流体を供給して出力を取り出すアキ
シャルピストン機械において、 前記第一の部材と前記第二の部材とに前記相対的な揺動
運動を行わせるために、前記第一の部材と前記第二の部
材とを互いに球面対遇で当接させ、前記第一の部材の前
記球面対遇中心から離れた位置が前記第二の部材の軸心
に対して相対的に公転運動するように構成されることを
特徴とするアキシャルピストン機械。 - 【請求項２】入力回転する回転部材と、前記回転部材の
入力回転により揺動運動を行なうてこ部材と、前記揺動
運動を往復運動に変換する複数のピストンと、前記各ピ
ストンが滑動可能に挿入される複数のシリンダを設けた
固定部材とを有し、前記回転部材の回転と、前記てこ部
材の軸部中心軸から半径方向に偏位した位置の前記揺動
運動と、前記複数のピストンの前記往復運動とを連動さ
せることにより、前記シリンダ内の流体を加圧・移送す
るアキシャルピストン機械において、 前記てこ部材は、球面部と、該球面部の球心を軸心とし
前記球面部表面から放射方向に延びた軸部とを有し、前
記固定部材は、前記てこ部材の前記球面部を球面対偶で
支持する球面支持部と、前記回転部材の軸心が前記固定
部材の前記球面支持部の球心の方向を向くように前記回
転部材を回転支持する軸受け部とを有し、前記回転部材
と前記てこ部材の前記軸部は、前記回転部材の前記軸心
から半径方向に偏位した位置で連結し、互いに相対的な
回転ができるように構成されていることを特徴とするア
キシャルピストン機械。 - 【請求項３】請求項２において、前記回転部材と前記軸
部との連結部は、前記回転部材の前記回転軸に対する前
記軸部の傾斜角が変化し得るように構成されていること
を特徴とするアキシャルピストン機械。 - 【請求項４】請求項２または請求項３において、前記連
結部の位置を移動させることにより、前記回転部材の回
転軸に対する前記軸部の前記傾斜量を変化させ、前記て
こ部材と連動する前記複数のピストンの前記往復運動の
ストロークを変化させるように構成されていることを特
徴とするアキシャルピストン機械。 - 【請求項５】請求項２において、前記てこ部材は、該て
こ部材が継続的な自転運動を行なわぬように、前記固定
部材に連結する自転防止機構を有することを特徴とする
アキシャルピストン機械。 - 【請求項６】第一の回転部材と第二の回転部材を有し、
前記各回転部材の回転に伴う前記第一の回転部材と前記
第二の回転部材との相対的な揺動運動と、前記第二の回
転部材に設けられた複数のシリンダに対する複数のピス
トンの往復運動とを連動させることにより、前記第一の
回転部材と前記第二の回転部材の少なくとも一方を駆動
軸として流体を加圧・移送したり、或いは前記第一の回
転部材と前記第二の回転部材の少なくとも一方を出力軸
として加圧流体を供給して動力を取り出したりするアキ
シャルピストン機械において、球面部と、該球面部の球
心を軸心とし前記球面部表面から放射方向に延びた第一
の回転軸とを有する前記第一の回転部材は、前記第一の
回転軸の中心軸回りに回転し、前記第一の回転部材の前
記球面部と球面対偶で接触する球面支持部と、該球面支
持部球心を軸心とした第二の回転軸とを有する第二の回
転部材は、前記球面支持部の球心を通り前記第一の回転
軸と傾斜した軸線回りに回転するように構成されている
ことを特徴とするアキシャルピストン機械。 - 【請求項７】請求項６において、前記第一の回転部材と
前記第二の回転部材の回転を同期させるための回転同期
機構が両者間に組み込まれていることを特徴とするアキ
シャルピストン機械。 - 【請求項８】請求項６または請求項７において、前記第
二の回転部材には、前記第二の回転軸から半径方向に偏
位した位置に前記複数のピストンが前記往復運動を行な
えるように挿入された前記複数のシリンダが円周方向に
並んで形成されており、前記第一の回転部材と反対側の
前記各シリンダの開口部は、前記第二の回転部材の前記
球面支持部と一体化された部材により少なくとも一部が
閉塞されていることを特徴とするアキシャルピストン機
械。 - 【請求項９】請求項６および請求項７において、前記第
一の回転部材は、前記第一の回転軸の回転支持部と前記
第二の回転部材との前記球面対偶部との２箇所が拘束さ
れるように構成され、前記回転支持部における前記第一
の回転軸を回転支持する軸受の軸方向は、前記第一の回
転軸方向の変化に対応して変化し得るように構成されて
いることを特徴とするアキシャルピストン機械。 - 【請求項１０】請求項９において、前記第一の回転軸を
回転支持する軸受の位置を移動させることにより、前記
第一の回転軸と第二のの回転軸との傾斜量を変化させ、
前記第一の回転部材と連動する前記複数のピストン各々
の前記第二の回転部材に対する相対的な往復運動のスト
ロークを変化させるように構成されていることを特徴と
するアキシャルピストン機械。
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