JPS5867977A - 球形ピストンポンプ - Google Patents

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】 この発明はラジアルピストン機関、特に外方カムリンダ
あるいはステータ上をころがるとともに１供給路および
排出路を備えた固定の制御−ンートルに回転自在に取付
けられた四−夕のツジアＡ／−ア内を摺動する２ストン
部材と協働する球一体を備えた少なくともｌ＠の球形ぎ
ストンを有する球形ピストンｌンｆｌｃ関する。

上記のような構造を有する球形ピストン部材ｆは、Ｐ４
　ｙｅ許Ｄｓ　−ｏｓ　２．９０８．０９６　テ知られ
ている。ロータのラジアルデア内に摺動自在に配設され
ているとともに内軸流通路を有する円筒形状のスリーブ
は、ロータとスリーブとの間の表面によ抄密芋を確保し
、また、球体と重り合って球とスリーブとの間−それぞ
れの表面による密閉状態を形成している。この装置は、
組立後球とスリーブとの間に正確な接続関係をなすよう
に形成され、ま九内部エニ、トだけが交換できるように
形成されている。

この発明の目的は、簡単な構成で高い能率を有する球形
ｆストン４ンデあるいはラジアルピストン機関を提供す
ることにある。

この発明によれば球形ピストンポンプは、アウターステ
ータと、供給路および排出路を有する制御ビントルに回
転自在に取付けられたインナーロータと、上記ステータ
あるいは外方カムリングのカム表面上を選択的に転し可
能な第１の球体を有する少なくとも１個の球形ピストン
と、上記ロータのラジアルデア内を摺動可能なピストン
部材と、を備えている。そして、第１の球体とピストン
部材とは互いに協働関係にあり、第１の球体はラジアル
デア内を摺動自在にガイドされ九周面を有している。

球体は高い加工精度を有する規格品であることが望まし
い０球体をラジアルざア内に正確に装着することにより
良好な間隙密閉が得られる。

上記球体の密閉効果は、ピストン部材の密閉効果に加算
されて、良好な容積測定効率を生じる。

また、球体を用いることにより、好ましい方法で粘性摩
擦による小摩擦影響を生じる。球体とピストン部材とは
互いに連結されることなく、独立して交換可能となりて
いる。

この発明の有利外改良によれば、第２の球体がピストン
部材として配設されている。粘性摩擦による小摩擦影響
の他、２個の球体の存在によって良好な密閉効果ｄＬ得
られる。

また、上記２個の球体間に介在部材が挾まれていること
が望ましく、これらの球体は機械的ではなく動作的に介
在部材に接続されている。

球体の動作は、介在部材の構造および材質により都合よ
く影響される。

介在部材はスリーブとして形成されていると有利であり
、球体に隣接したスリーブの両端は互いに等しく形状に
構成されている。それにより、このスリーブは一層均一
に押圧される。スリーブの製造は、その端部が等しい構
造を有していることにより簡略化される。

また、特に好都合な方法によれば、スリーブは２個の互
いに等しい単体部材に形成され、単体部材は、球体とし
て構成されていない円筒形状のピストン部材の介在部材
としても使用される。

更に、有利な改良において、球体に当接するスリーブの
表面は傾斜して形成されている。この改良は、最も簡単
な方法により球形ピストン４ンゾに作用する力の分布を
変化させることができる。

特に好ましい実施例において、スリーブの球体に当接す
る表面は、摩擦係数の低い物質で形成された摺動表面を
成している０例えば、スリ”　　　　　　艷　：；　ｊ
ｅ　ｉ　　、簡単な型式において、半径方向外方の球体
はカムリング、上を転がり、駆動トルク（カムリングの
摩擦）は、ブレーキトルク（４０−タＩア針よびスリー
ブの円錐周面における球体の摩擦）よりも大きい、低い
摩擦の発生は、半径方向外方、の球体の動作の補正を容
易に行えるようにする。

もし、摺動、表面が、スリーブの一端に一体化さ７れた
環状の摺動部材に、よって形成されていれば、号に好ま
しい装置が得られる。

また、摺動部材あるいはスリーブは吸音物質、で形成さ
れていると好ましい。

した斜辺を有する直角三角形であれば、製造が簡単で一
作性一優れ生球体″ト″／ｆ！７ｆあるいはラジアルピ
ストン機関を得ることができる。

上記直角三角形は直角二等辺三角形であることが望まし
い。

この発明の改良において、スリーブは、スリーブを囲ん
でいるロータの構成物質よりも高い？横幅５８−ｒｓ７
９７７ｃ４５ 熱膨、張係数を有する物質で形成されている。スリニブ
竺相対は−めやい精度および膨張の可能性を有している
ため１、高い動作温度時および動作媒体が相対的に低粘
性の時にスリーブとロータとの間のそれぞれの表面によ
る二層大きな密閉効果が得られ、また効率が向上する。

この発明の他の改良によれば、スリーブの局面は、スリ
ーブの軸方内含さよりも長く形成されている。そのため
、スリーブとロータとの間の表面あるいは間隙による密
閉効果は１、更に向上する。

もし、スリーブの外径が球体の直径と略等しく形成され
ていれば、スリーブとロータとの間の表面による、密閉
は更、に向上される。

スリーブに中心軸流通路、およびラジアルデアを設ける
ことに刑、ｆｉ、スリーブ内で球一体の内方−と外方と
の間は動作圧で満たされる。　　、有利な改良において
、２個の球体は互いに等しい直径に形成されている。そ
れぞれの球体はラジアルデア内に正確に配設されている
ため、各球体に互いに略等しい圧力損失が発生し、それ
により各球体は動作圧の半分だけをそれぞれ受ける６球
形ピストンは、２個の規格球体が使用された際、直進型
および低コスト構造と々る。

交換用として、予備のコンポーネント、つまり球体を用
意することが望ましい。

ピストン部材を構成する半径方向内方の球体は、半径方
向外方の球体よりも小さな間隙を有してロータゲア内に
配設されているため、外方の球体に比較して内方の球体
に一層大きな圧力が作用し、一層良好な密閉効果が得ら
れる。そのため、半径方向内方の球体は主として密閉用
に用いられ、また半径方向外方の球体は大きな間隙を有
しているため小さな摩擦でロータゲア内を転がる。

以下図面を参照し汝からこの発明の実施例について詳細
に説明する。

第１図および第２図に示すように、球形ピストンポンプ
は一端が閉塞された力、プ型のハウジング１８を備えて
おり、このハウジングけその周面に吸入口１６と圧縮口
１１とを有している。

ハウジング１８内にはローターステータユニ、トが配設
されておシ、このユニットはポンプを低い騒音レベルで
操作できるように０リング形状の弾性的なシール支持部
材５を介してハウジング１８に支持されているヶ支持部
材５の側方において、ローターステータユニットはハウ
ジング１８とステータ４との間で圧縮ロ１７内へ挿入さ
れた挿入部材１５によってハウジングに対してねじれた
位置に保持されている。挿入部材１５とステータ４との
間には密閉効果を有する弾性支持部材が配設されている
だめ、挿入部材とステータとの間の金属接触は起こらな
い。

ローターステータユニットは、アウターステータ４と、
中央制御ビントル８の一端（第１Ｍにおいて右端）に回
転自在に取付けられたインナーロータ１と、を備えてい
る。制御ビントル８はステータ４の内孔内へ挿入されで
いるとともに、それぞれロータ内に連通した供給路１２
および排出路１．３を有している。

ロータ１の一端壁は、弾性スプリングクラ。

チ２を介して電気モータ１９の軸２２の一端に連結され
ている。軸２２はロータ１と同軸的に配設されている。

ロータ１は、貫通形成されたラジアルゲアを有しており
、とのゲア内には互いに対向したかつ半径方向へ移動可
能な球形ピストン１１が配設されている０球形ピストン
１１の外方球体９は、ステータ４の軸方向に沿って摺動
自在にステータに支持された偏心カムリング１ｏ上を転
がる。

れる、この液体は、第２図に示すように、環状のチェン
バ２１内で圧縮され、ポンプの圧縮側隔室６からステー
タ４の細長いゲア２３．隔室２４および供給路１２を介
して球形ピストン１１０半径方向内側の吸入チェンバ２
５へ送られる。その後ロータ１が半回転されると、上記
出路１３およびポンプの圧縮口１７を介して排出される
。この装置において、遠心力および動作圧は球形ピスト
ン１１をカムリング１ｏに向って外方へ押圧する。ポン
プの動作中、ロータ１は隔室６，６１内に発生したポン
プ圧にょシ゛軸２２のスプリングクラッチ２に抗して軸
方向へ押圧される。また、ローターステータユニットは
ハウジング１８と接触しない軸方向中央位置に維持され
る。

第３図に拡大して示すように、ロータ１のラジアルゲア
は球形ピストン１１を収納している。

球形ピストン１１は外方球体９と、中心軸流通路１４を
有する軸方向に対称的なスリーブ３と、内方球体４ｏと
、を備えている。球体９゜４０は互いに等し６直径に形
成されている。スリーブ３はさかさま片（ｔｕｒｎ＠ｄ
　ｐｉ＠ａ・）として構成されているとともに、スリー
ブの軸方向長さと略等しく長さの円筒形状の外周面を有
している。中心軸流通路１４は、ラジアルゲ７４１を介
してスリーブ３の外周面に接続されている。

スリーブ３０両端は凹所となっている。

摺動部材３０がスリーブ３の両端のそれぞれの凹所に一
体的に配設されている。各摺動部材３０はリング形状を
有し、その横断面形状は直角三角形に形成されている。

また、摺動部材３０は、スリーブ３に確実に取付けられ
ているとともに、低い摩擦係数を有する吸音物質、例え
ばポリテトラフルオルエチレン、によって形成されてい
る。

この装置が組立てられた際、摺動部材３０はその斜辺が
直径Ｄ４の円上で球体９，４０と接触する。

円筒スリーブ３の外径は、多少の公差を許容する簡単な
方法で製作される。また、外径り。

は、いかなる作動状態においても、内径Ｄ１に形成され
たロータゲア内をスリーブ３がその軸方向に沿って移動
できるように設定されている。

この実施例において、球体９．４０の直径Ｄ３は、スリ
ーブ３の外径Ｄ３と略等しく設定されている。球体９，
４０の大部分は、ロータメア内に位置されているため、
各球体９，４０の最大径に隣接した部分で球体９，４０
とロータ１との間にシールが形成される。球形ピストン
ポンプが作動されると、球体４０．スリーｆ３および球
体９をカムリング１０に向って半径方向外方へ押圧する
液圧が圧縮チェンバ２５内に発生する。球体９，４０は
ｐ−タゲア内に正確に配置されているため、各球体には
互い、に略等しい圧力損失が発生し、各球体は作動圧力
の半分のみをそれぞれ受ける。また、ロータ１の回転に
より、球体９，４０に作用する遠心力は、摺動部材３０
と球体９，４０との間の密閉力を助長する。この装置に
おいて、外方の球体９は、摺動部材３０と摺動的な保合
状態にあると同時に、カムリング１０上を転がる。しか
しながら、摺動部材３０は低摩擦物質で形成されている
ため、摩擦損失は少ない。

１個の球体だけを備えた球形ピストンポンプと比較して
、この発明のポンプは、高圧力および／あるいは作動媒
体の低粘性において、各構成部材間の大きな接触長さを
有しているため良好な密閉が達成される。したがって、
とのポンプによれば、容積測定効率の改良および配出性
の向上を達成することができる。更に、装置全体の大き
な遠心力により、外方の球体９は大きな力でカムリング
１０に押し付けられる。そのため、球体９は一層大きな
範囲で確実にカムリング１０上を転がる・ 上述した実施例はこの発明を説明するためのもので、仁
の発明は上記実施例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る球形ピストン／ｙｆ
の縦断面図、第２図は第１図に示したＩンゾの球形ピス
トンが位置した部分の横断面図、第３図は第１図および
第２図に示したポンプの要部を拡大して示す断面図であ
る。 １・・・ロータ、３・・・スリーブ、４・・・ステータ
、１０・・・カムリング、１１・・・球形ピストン、１
２・・・供給路、１３・・・排出路、９．４０・・・球
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　アクタ−ステータと、 供給路および排出路を有する制御ビントルに回転自在に
   取付けられたインナーロータと、上記ステータあるいは
   外方カムリングのカム表面上を転がり可能に配設された
   第１の球体を有する少なくとも１個の球形ピストンと、
   上記ロータのラジアルデア内を摺動自在に配設されたピ
   ストン部材と、を具備し、上記第１の球体およびピスト
   ン部材は互いに協働関係にあり、上記第１の球体は上記
   ロータデア内を摺動可能な局面を有している球形ピスト
   ンデンジ。 ２、上記ピストン部材は第２の球体であることを特徴と
   する特徴請求の範囲第１項記載の球形ピストンデンジ・ ３、上記第１の球体と第２の球体との間に配設され、上
   記それぞれの球体と機械的接続でなく動作的接続された
   介在部材を更に具備したことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の球形ピストンポンプ。 ４、上記介在部材は、互いに等しい形状に形成されそれ
   ぞれ第１の球体および第２の球体に当接した両端面を有
   するスリーブであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の球形ピストンデンジ。 ５、上記スリーブは２つに分れた構造であることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の球形ピストンデンジ
   。 ６、上記スリーブの両端面は、それぞれスリーブの長手
   軸方向に対して傾斜していることを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載の球形ピストンポンプ。 ７、　上記スリーブの両端面は、それぞれ低い摩擦係数
   を有する物質で形成された摺動表面であることを特徴と
   する特許請求の範囲第４または第９項のいずれかに記載
   の球形ピストンポンプ。 ８、上記それぞれの摺動表面社、スリーブの対応する端
   部に一体的に配設された環状の摺動部材によシ形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の球
   形ピストン＄ｙｆ。 ９、上記それぞれの摺動部材は、吸音物質で形成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の球形
   ピストン４ンゾ。 １０、　　上記それぞれの摺動部材は、直角三角形の横
   断面形状を有し、その斜辺は対応するＭｌの球体および
   第２の球体と係合していることを特徴とする特許請求の
   範囲第９項記載の球形ピストン４ング。 １１、上記スリーブはロータの物質よりも大きい熱膨張
   係数を有する物質で形成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１Ｄ項記載の球形ぎストン−ング。 １２、上記スリーブはその軸方向長さよりも擾い円筒形
   外局を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   １項記載の球形ピストンボング。 １３、上記スリーブは、少なくとも第１の球体の直径と
   略等しい外径を有していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項記載の球形ピストンＩｙｆ・ １４、上記スリーブは、軸方向に延びた流通路を有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の球
   形ピストンポンプ。 １５、上記スリーブは、流通路からその周面まで延びた
   がアを有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ４項記載の球形ピストンＩング。 １６、上記第１およ−び第２の球体は互いに等しい直径
   を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１５項
   記載の球形ピストンポンプ。 １７、上記スリーブは吸音物質で形成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の球形ピストン
   ポン！。 １８、上記第２の球体は、第１の球体よりも小さな間隙
   を有して上記ラジアルがア内に配設されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１７項記載の球形ピストンポ
   ンプ・ １９、上記スリーブは、吸音物質で形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の球形ピストン
   ？ン！。 ２０、上記スリーブは、吸音物質で形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の球形ピストン
   ／ンゾ。 ２１、　　上記スリーブは、吸音物質で形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の球形ピス
   トン−ング。 ２２６　　上記スリーブは、吸音物質で形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項または第６項の
   いずれかに記載の球形ピストンポンプ。 ２３、　　上記スリーブは、ロータの物質よりも大きな
   熱膨張係数を有する物質で形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項または第６項のいずれかに記
   載の球形ピストンポンプ。 ２４、上記スリーブはその軸方向長さよ沙も長い円筒形
   外周を有していることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項または第６項のいずれかに記載の球形ピストンボング
   。 ２５、上記スリーブは、少なくとも第１の球体の直径と
   略等しい外径を有していることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項または第６項のいずれかに記載の球形ピスト
   ンポンプ。 ２６、上記スリーブは軸方向に延びた流通路を有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項または第６項
   のいずれかに記載の球形ピストンＩング。 ２７、　　上記スリーブは流通路からその局面まで延び
   たボアを有していることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２５項記載の球形ピストンＩング。 ２Ｂ、上記第１および第２の球体は互いに等しい直径を
   有していることを特徴とする特許請求の範囲第４項また
   は第６項のいずれかに記載の球形ピストンポンプ。 ２９、上記スリーブは少なくとも第１の球体の直径と略
   等しい外径を有していることを特徴とする特許請求の範
   囲第２７項記載の球形ビスト／／ンゾ。 ３０．　　上記第１°および第２の球体は互いに眸しい
   直径を有していることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項ま九は第３項のいずれかに記載の球形ピストン部材！
   。 ３１、　　上記第２の球体社第１の球体より４小さな間
   隙を有して上記フジアルーア内に配設されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項のいずれ
   かく一記載の球形ピストン４ンデ。