JPS5877179A - 回転形流体エネルギ変換機 - Google Patents
回転形流体エネルギ変換機Info
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- JPS5877179A JPS5877179A JP56175190A JP17519081A JPS5877179A JP S5877179 A JPS5877179 A JP S5877179A JP 56175190 A JP56175190 A JP 56175190A JP 17519081 A JP17519081 A JP 17519081A JP S5877179 A JPS5877179 A JP S5877179A
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- Japan
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- fluid
- bottle
- static pressure
- annular member
- energy converter
- Prior art date
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- Granted
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- 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
- F01B13/04—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder
- F01B13/06—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement
- 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
- F01B13/062—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 cylinder block and actuating or actuated cam both rotating
-
- 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
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
- F04B1/10—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
-
- 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
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
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- F04B1/10—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
- F04B1/107—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders
- F04B1/1071—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
- F04B1/1072—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks with cylinder blocks and actuating cams rotating together
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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】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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、静圧タイプの流体ポンプまたは流体モータと
して使用される回転形流体エネルギ変換機に関するもの
である。
して使用される回転形流体エネルギ変換機に関するもの
である。
従来のこ品種回転形エネルギ変換機、つまり静圧タイプ
の回転形流体ポンプ／モータには、入力軸の回転力をピ
ストンやプランジャ等の直線力に変換したり、ピストン
等の直線力を出力軸の回軸力に変換するためのカム機構
やリンク機構等のメカニズムが必ず採用されている。そ
のため、このようなものでは、構成部品間に強力な押付
力やこじれ力等が作用することになるため、潤滑油の油
性や粘性による油膜のくさび作用に依存するベアリング
部やボール、ころ等のころがり作用に依存するベアリン
グ部の存在が不可欠である。したがって、作動流体とし
ては適度の粘性を有した油等を使用することが必要とな
る。すなわち、水あるいはそれに近い粘性の作動流体で
は円滑な運転を行なわせることが困難であり機器の寿命
がきわめて短いものになるという不都合があるため、使
用し得る作動流体の種類が限られるという欠点がある。
の回転形流体ポンプ／モータには、入力軸の回転力をピ
ストンやプランジャ等の直線力に変換したり、ピストン
等の直線力を出力軸の回軸力に変換するためのカム機構
やリンク機構等のメカニズムが必ず採用されている。そ
のため、このようなものでは、構成部品間に強力な押付
力やこじれ力等が作用することになるため、潤滑油の油
性や粘性による油膜のくさび作用に依存するベアリング
部やボール、ころ等のころがり作用に依存するベアリン
グ部の存在が不可欠である。したがって、作動流体とし
ては適度の粘性を有した油等を使用することが必要とな
る。すなわち、水あるいはそれに近い粘性の作動流体で
は円滑な運転を行なわせることが困難であり機器の寿命
がきわめて短いものになるという不都合があるため、使
用し得る作動流体の種類が限られるという欠点がある。
また、ころがり軸受を使用したものでは、該軸受の疲労
寿命によって機器全体の寿命が左右されるので耐久性の
向上を図ることが難しく、また、ころがり軸受は比較的
嵩張るため機器の小形化あるいは軽量化が難しいという
問題もある。
寿命によって機器全体の寿命が左右されるので耐久性の
向上を図ることが難しく、また、ころがり軸受は比較的
嵩張るため機器の小形化あるいは軽量化が難しいという
問題もある。
本発明は、かかる従来の技術とは全く発想を異にし、独
自の原点−こ立って理想的な流体エネルギ変換機の構造
を追求する途上において案出されたものであって、その
目的とするところは、静圧ベアリングを巧妙に利用する
ことにより駆動軸と一体の部材Ｉζ作用する静圧のみに
よって駆動トルクと釣合う偶力が直接かつ連続的に発生
するようにし、回転力と直線力とを機械的に変換するメ
カニズムを一切用いることなく流体ポンプあるいは流体
モータとして機能させ得るようにすることによって、前
述した従来の不都合をことごとく解消することができる
ようにした回転形流体エネルギ変換機を提供することに
みる。
自の原点−こ立って理想的な流体エネルギ変換機の構造
を追求する途上において案出されたものであって、その
目的とするところは、静圧ベアリングを巧妙に利用する
ことにより駆動軸と一体の部材Ｉζ作用する静圧のみに
よって駆動トルクと釣合う偶力が直接かつ連続的に発生
するようにし、回転力と直線力とを機械的に変換するメ
カニズムを一切用いることなく流体ポンプあるいは流体
モータとして機能させ得るようにすることによって、前
述した従来の不都合をことごとく解消することができる
ようにした回転形流体エネルギ変換機を提供することに
みる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１の環状部材、例えば、ハウジングｌの内周に第２の
環状部材、例えば、トルクリング２を複数の第１静圧−
ベアリング８・・・を介して回転可能に嵌合させている
。ハウジング１は、一端に開口部１ａ１に有した有底円
筒体吠のもので、その内周の前記トルクリング２が嵌合
する部位には、前記開口部１ａ方向に漸次小径となる円
錐ｌ１ｉ４が形成されている。また、トルクリング２は
、前記円錐１１４と同一円錐角の１１１ｍ１２ｍを有し
たカップ状のもので、その一端軸６部には回転軸６が一
体に突設されており、このｈｉｉ１転軸６の先端は前記
開口部ｉａを通してハウジングｌ外に臨ませである。ま
た、第１の静圧ベアリング８は、前記トルクリング２の
外周所要個所に前記／％ウジング１の円錐面４Ｉこ添接
する部分円錐面部２ｂを形成するとともに、この部分円
錐面部２ｂに圧力ポケット７を形成し、この圧力ポケッ
ト７内に流体圧を導入するようにしたものであり、奇数
個の静圧ベアリング３・・・が円周方向に等角間隔をあ
けて配設されている。また、前記トルクリング２の内周
の前記容筒１の静圧ベアリング８・・・１ζ対応する部
位に平面部２Ｃ・・・を形成している。そして、このト
ルクリング２の内側の前記各平面部２Ｃ・・・に対応す
る部位擾こそれぞれピストン８・・・を配設し、これら
各ピストン８・・・の先端面８ａ・・・を第２の静圧ベ
アリング９・・・を介して対応する平面部２Ｃ・・・に
添接させている。第２の静圧ベアリング９は、前記ピス
トン８の先端面８ａを前記平面部２Ｃ・・・−こ密着す
るように平面状に形成するとともに、この先１１ＩＡＩ
ｉｉｓａに圧力ポケット１１を形成し、この圧力ポケッ
トｌｌ内に流体圧を導入するようにしたものである。ま
た、前記各ピストン８・・・の基端部をピストン保持構
体１２によって保持し、該ピストン保持構体１２との空
［１１Ｂ・・・を形成している。すなわち、ピストン保
持構体１２は、前記ハウジング１の軸心ｍと平行な軸心
ｎを有し基端ブロック部１４Ｍを前記）１ウジング１に
支持させたビントル１４と、このビントル１４の外周に
回転可能に嵌着したリング状のシリンダバレル１６とか
らなり、このシリンダバレル１５には前記ビントル１４
の外周面と略直交する軸心を有した真数のシリンダ１６
−・・が円一方向に等角間隔をあけて放射状に形成され
ている。そして、これら各シリンダ１６・−に前記各ピ
ストン８・・・がスライド自在に嵌合させてあり、これ
ら各ピストン８・・・の基−ＩｔｉＢ ｂ ＋＋＋と前
記各シリンダ１６・・・の内面とＩこよりで前記空間１
８−・・が形成されている。なお、前記シリンダバレル
１５は、オルダム継手２０等を介して前記トルクリング
２に接続され、該トルクリング２と同一の角速度で回転
するようになっている。
環状部材、例えば、トルクリング２を複数の第１静圧−
ベアリング８・・・を介して回転可能に嵌合させている
。ハウジング１は、一端に開口部１ａ１に有した有底円
筒体吠のもので、その内周の前記トルクリング２が嵌合
する部位には、前記開口部１ａ方向に漸次小径となる円
錐ｌ１ｉ４が形成されている。また、トルクリング２は
、前記円錐１１４と同一円錐角の１１１ｍ１２ｍを有し
たカップ状のもので、その一端軸６部には回転軸６が一
体に突設されており、このｈｉｉ１転軸６の先端は前記
開口部ｉａを通してハウジングｌ外に臨ませである。ま
た、第１の静圧ベアリング８は、前記トルクリング２の
外周所要個所に前記／％ウジング１の円錐面４Ｉこ添接
する部分円錐面部２ｂを形成するとともに、この部分円
錐面部２ｂに圧力ポケット７を形成し、この圧力ポケッ
ト７内に流体圧を導入するようにしたものであり、奇数
個の静圧ベアリング３・・・が円周方向に等角間隔をあ
けて配設されている。また、前記トルクリング２の内周
の前記容筒１の静圧ベアリング８・・・１ζ対応する部
位に平面部２Ｃ・・・を形成している。そして、このト
ルクリング２の内側の前記各平面部２Ｃ・・・に対応す
る部位擾こそれぞれピストン８・・・を配設し、これら
各ピストン８・・・の先端面８ａ・・・を第２の静圧ベ
アリング９・・・を介して対応する平面部２Ｃ・・・に
添接させている。第２の静圧ベアリング９は、前記ピス
トン８の先端面８ａを前記平面部２Ｃ・・・−こ密着す
るように平面状に形成するとともに、この先１１ＩＡＩ
ｉｉｓａに圧力ポケット１１を形成し、この圧力ポケッ
トｌｌ内に流体圧を導入するようにしたものである。ま
た、前記各ピストン８・・・の基端部をピストン保持構
体１２によって保持し、該ピストン保持構体１２との空
［１１Ｂ・・・を形成している。すなわち、ピストン保
持構体１２は、前記ハウジング１の軸心ｍと平行な軸心
ｎを有し基端ブロック部１４Ｍを前記）１ウジング１に
支持させたビントル１４と、このビントル１４の外周に
回転可能に嵌着したリング状のシリンダバレル１６とか
らなり、このシリンダバレル１５には前記ビントル１４
の外周面と略直交する軸心を有した真数のシリンダ１６
−・・が円一方向に等角間隔をあけて放射状に形成され
ている。そして、これら各シリンダ１６・−に前記各ピ
ストン８・・・がスライド自在に嵌合させてあり、これ
ら各ピストン８・・・の基−ＩｔｉＢ ｂ ＋＋＋と前
記各シリンダ１６・・・の内面とＩこよりで前記空間１
８−・・が形成されている。なお、前記シリンダバレル
１５は、オルダム継手２０等を介して前記トルクリング
２に接続され、該トルクリング２と同一の角速度で回転
するようになっている。
また、前記ビントル１４は、その外周面を前記トルクリ
ング２のｔ！４＠２＆の円錐角と略等しい円錐面となし
た截頭円錐形のものであり、前記各ピストン８・・・は
前記トルクリング２の周ｗ１２ａと直交する方向に進退
し得るよう着こ保持されている。そして、このピントル
１４０基端ブロック部１４＆は横断面台形の縦長ブロッ
ク状鐙ζ成形されており、前記ハウジング１の内部に設
けた溝１９内に摺動可動に嵌合させである。すなわち、
このビントル１４は前記ハウジングｌの軸心ｍと直交す
る方向に摺動可能に保持されており、それによって該ビ
ントル１４の軸心ｎと前記ハウジング１の軸心ｍとの離
間距離ｄを零を含む所望の値に調節することができるよ
う醗どなっている。そして、第２図に示すように前記ハ
ウジング１円を、前記ビントル１４の摺動方向と一致す
る仮想分割線Ｐを境にして第１領域ムと第２領域Ｂとに
２分割し、前記第１領域ム内を通過中の前記空間１８・
・・を＠１の流体流通系路２１に連通させるとともに、
第２領域Ｂ内を通過中の前記空間１Ｂ・・・を第２の流
体流通系路２２に連通させている。第１の流体流通系路
２１は、前記各空間１８・・・をシリンダバレル１５の
内周向に開口させる流体通路２８・・・と、一端をビン
トル１４の外周面の１１！１領域ム側の部位に開口させ
他端をビントル１４の基端ブロック部１４＆における第
２領域Ｂ側の斜１ｉｉ１４ｂ＋こ開口させたビントル貫
通ボート２４と、このビントル貫通ボート２４の他端に
対応させて前記ノ１ウジング１に穿設した流体流出入口
２５とを具備してなる。
ング２のｔ！４＠２＆の円錐角と略等しい円錐面となし
た截頭円錐形のものであり、前記各ピストン８・・・は
前記トルクリング２の周ｗ１２ａと直交する方向に進退
し得るよう着こ保持されている。そして、このピントル
１４０基端ブロック部１４＆は横断面台形の縦長ブロッ
ク状鐙ζ成形されており、前記ハウジング１の内部に設
けた溝１９内に摺動可動に嵌合させである。すなわち、
このビントル１４は前記ハウジングｌの軸心ｍと直交す
る方向に摺動可能に保持されており、それによって該ビ
ントル１４の軸心ｎと前記ハウジング１の軸心ｍとの離
間距離ｄを零を含む所望の値に調節することができるよ
う醗どなっている。そして、第２図に示すように前記ハ
ウジング１円を、前記ビントル１４の摺動方向と一致す
る仮想分割線Ｐを境にして第１領域ムと第２領域Ｂとに
２分割し、前記第１領域ム内を通過中の前記空間１８・
・・を＠１の流体流通系路２１に連通させるとともに、
第２領域Ｂ内を通過中の前記空間１Ｂ・・・を第２の流
体流通系路２２に連通させている。第１の流体流通系路
２１は、前記各空間１８・・・をシリンダバレル１５の
内周向に開口させる流体通路２８・・・と、一端をビン
トル１４の外周面の１１！１領域ム側の部位に開口させ
他端をビントル１４の基端ブロック部１４＆における第
２領域Ｂ側の斜１ｉｉ１４ｂ＋こ開口させたビントル貫
通ボート２４と、このビントル貫通ボート２４の他端に
対応させて前記ノ１ウジング１に穿設した流体流出入口
２５とを具備してなる。
そして、前記ビントル貫通ボート２４の一端に、前記ｔ
’ントル１４の外周面と前記シリンダバレル１５の内周
面との間に第８の静圧ベアリング２６を形成するための
圧力ポケット２７を設けるとともに、他端に前記ビント
ル１４の斜１ｉｉ１４ｂと前記ハウジング１の内面との
間に第４の静圧ベアリング２８を形成するための圧力ポ
ケット２９を設けている。前記圧力ポケット２７は円周
方向に細長なもので、第１領域ムに存在するすべての空
間ｔａ−・・を前記ビントル貫通＆−） ２４に連通さ
せる役割をも担っている。また、前記圧力ポケット２′
９は、前記ビントル１４の摺動方向に細長なもので、該
ビントル１４を摺動させた場合に前記ピントル貫通ダー
ト２４と前記流体流出入口２５との連通が断たれるのを
防止する役割をも担っている。一方、第２の流体流通系
路２２は、前記流体通路２８・・・と、一端をビントル
１４の外８面の第２領域Ｂ側の部位に開口させ他端をビ
ントル１４の基端ブロック部ｔ４ｍにおける第１領域ム
側の斜面１４０に開口させたビントル貫通ポート８４と
、このビントル貫通ポート８４の他端に対応させて前記
ハウジング１に穿設した流体−出入口８５とを具備して
なる。そして、前記ビントル貫通ポート８４の一端に、
前記ビントル１４と前記シリンダバレル１５との間に第
８の静圧ベアリング８６を形成するための圧力ポケット
８７を設けるとともに、他端に前記ビントル１４の斜面
１４０と前記ハウジング１の内面との間に第４の静圧ベ
アリング８８を形成するための圧力ポケット８９を設け
て、いる。なお、これらの圧力ポケット８７．８９は前
記圧カポケラト釘、２９と同様な構成のものである。
’ントル１４の外周面と前記シリンダバレル１５の内周
面との間に第８の静圧ベアリング２６を形成するための
圧力ポケット２７を設けるとともに、他端に前記ビント
ル１４の斜１ｉｉ１４ｂと前記ハウジング１の内面との
間に第４の静圧ベアリング２８を形成するための圧力ポ
ケット２９を設けている。前記圧力ポケット２７は円周
方向に細長なもので、第１領域ムに存在するすべての空
間ｔａ−・・を前記ビントル貫通＆−） ２４に連通さ
せる役割をも担っている。また、前記圧力ポケット２′
９は、前記ビントル１４の摺動方向に細長なもので、該
ビントル１４を摺動させた場合に前記ピントル貫通ダー
ト２４と前記流体流出入口２５との連通が断たれるのを
防止する役割をも担っている。一方、第２の流体流通系
路２２は、前記流体通路２８・・・と、一端をビントル
１４の外８面の第２領域Ｂ側の部位に開口させ他端をビ
ントル１４の基端ブロック部ｔ４ｍにおける第１領域ム
側の斜面１４０に開口させたビントル貫通ポート８４と
、このビントル貫通ポート８４の他端に対応させて前記
ハウジング１に穿設した流体−出入口８５とを具備して
なる。そして、前記ビントル貫通ポート８４の一端に、
前記ビントル１４と前記シリンダバレル１５との間に第
８の静圧ベアリング８６を形成するための圧力ポケット
８７を設けるとともに、他端に前記ビントル１４の斜面
１４０と前記ハウジング１の内面との間に第４の静圧ベ
アリング８８を形成するための圧力ポケット８９を設け
て、いる。なお、これらの圧力ポケット８７．８９は前
記圧カポケラト釘、２９と同様な構成のものである。
また、このようなものにおいて、前記各ピストン８に対
応する空間１８内の流体圧を該ピストン８の軸心部夢ζ
設けた圧力導入路４１を介して対応する第２の静圧ベア
リングｉの圧力ポケットｌｌ内に導くとともに、該圧力
ボケ゛ット１１内の流体圧を前て対応する第１の静圧ベ
アリング８の圧力ポケット７に導くようにしている。そ
して、前記両静圧ベアリング８．９の方向および面積は
、第１の静圧ベアリング８に導入された流体の静圧によ
って前記トルクリング２に作用する力Ｆａとｆｉ２の静
圧ベアリング９に導入された流体の静圧によって前記ト
ルクリング２に作用する力Ｆｂとが、大きさが等しく向
きが反対になるような値に設定されている。また、前記
第２の静圧ベアリング９の面積は第５図に示すように、
該静圧ベアリング９に導入された流体の静圧によって前
記ピストン８に作用する力と前記空間１８内の流体の静
圧によって前記ピストン８に作用する力とが相殺し合う
ような値に設定されている。さらに、前記第８の静圧ベ
アリング２６（８６） の面積は、第６図に示すよう
に、該静圧ベアリング２６（８６）に導入された静圧に
よって前記シリンダバレル１５に作用する力と、対応す
る領域ム（至）に存在する空間１８内の流体の静圧によ
って前記シリンダバレル１５に作用するカとが相殺し合
うような値に設定されている。また、酊記第４の静圧ベ
アリング２ｇ （８８）および該静圧ベアリング２８（
８８）が設けられている斜＠ １４ ｂ （１４６）の
傾斜角度は、該静注ベアリング２ｇ（８８）１ζ導入さ
れた流体の静圧によって前記ビントル１４に作用する力
と、前記−′面１４ｂ（１４０）と対向する領域ム（至
）に存在する第８のベアリング２６（８６）に導入され
た流体の静圧によって前記ビントル１４に作用する力と
が相殺し合うような値に設定されている。
応する空間１８内の流体圧を該ピストン８の軸心部夢ζ
設けた圧力導入路４１を介して対応する第２の静圧ベア
リングｉの圧力ポケットｌｌ内に導くとともに、該圧力
ボケ゛ット１１内の流体圧を前て対応する第１の静圧ベ
アリング８の圧力ポケット７に導くようにしている。そ
して、前記両静圧ベアリング８．９の方向および面積は
、第１の静圧ベアリング８に導入された流体の静圧によ
って前記トルクリング２に作用する力Ｆａとｆｉ２の静
圧ベアリング９に導入された流体の静圧によって前記ト
ルクリング２に作用する力Ｆｂとが、大きさが等しく向
きが反対になるような値に設定されている。また、前記
第２の静圧ベアリング９の面積は第５図に示すように、
該静圧ベアリング９に導入された流体の静圧によって前
記ピストン８に作用する力と前記空間１８内の流体の静
圧によって前記ピストン８に作用する力とが相殺し合う
ような値に設定されている。さらに、前記第８の静圧ベ
アリング２６（８６） の面積は、第６図に示すよう
に、該静圧ベアリング２６（８６）に導入された静圧に
よって前記シリンダバレル１５に作用する力と、対応す
る領域ム（至）に存在する空間１８内の流体の静圧によ
って前記シリンダバレル１５に作用するカとが相殺し合
うような値に設定されている。また、酊記第４の静圧ベ
アリング２ｇ （８８）および該静圧ベアリング２８（
８８）が設けられている斜＠ １４ ｂ （１４６）の
傾斜角度は、該静注ベアリング２ｇ（８８）１ζ導入さ
れた流体の静圧によって前記ビントル１４に作用する力
と、前記−′面１４ｂ（１４０）と対向する領域ム（至
）に存在する第８のベアリング２６（８６）に導入され
た流体の静圧によって前記ビントル１４に作用する力と
が相殺し合うような値に設定されている。
なお、４８はシール部材、４４は前記ビントル１４を摺
動させるための操作レバーである。
動させるための操作レバーである。
次いで、図示実施例の作用を説明する。
まず、流体モータとして使用する場合には、高圧の流体
を、例えば゛、第１の流体流通系路２１を通して第１領
域ムに存在する空間１Ｂ−・内に供給する。そして、ビ
ントル１４の軸心ｎをハウジング１の軸心ｍＩζ対して
図のように所要距離ｄだけ偏心させる。そうすると、第
４図に示すように前記第１領域ムにおいて７、第１の静
圧ベアリング８に導入された流−の−圧暉よってトルク
リング２に作用する力Ｆａの作用線が対応する第２の静
圧ベアリング９に導入された流体の静圧によって前記ト
ルクリング２に作用する力Ｆｂの作用線に対して偏位す
ることになり、前記の力Ｆ＆とＦｂとは、大きさが等し
く方向が反対で互いに平行に働く二つの力、つまり、偶
力となる。しかも、第４図−と示すようにトルクリング
２の複数個所に発生する各偶力ＦａＦｂは前記トルクリ
ング２をそれぞれ同一方向に回転させるように働（。し
たがって、前記トルクリング２は流体から直接偶力Ｆａ
、Ｆｂを受け、それによって矢印Ｘ方向に回転すること
になる。すなわち、図示例の場合には、前記各偶力Ｆａ
、 Ｆｂの大きさを！１作用線間の距離を／１、／２．
／８とすると、前記トルクリング２に作用するモーメ
ントＭは、Ｍ＝Ｆ（／ｌぜ２＋／８）となり、このモー
メントＭによって前記トルクリング２がハウジング１＋
ζ対して回転する。そして、この場合、第１領域ムに存
在スる空間１８・−は前記トルクリング２の回転に伴っ
て漸次容積が増大し、ｌＮ４２領域Ｂ、ζ存在す空間１
８・−は漸次容積が縮小するため、高圧の流体は第１の
流体流通系路２１を通して第１領域人を通過中の空間１
８−・・内に逐次流入し、仕事をし終った流体は第２領
域Ｂを通過中の空間１８−から第２の流体流通系路２２
を通して〔逐次ハウジング１外に排出されることになる
。なお、かかる状態から、前記ビントル１４を、その軸
心ｎが前記ハウジング１０軸心ｍと一致する中立位置ま
で摺動させると前記力Ｆａ、 Ｆｂの作用線間の距離／
１、／２． ｚａがそれぞれ零になるため、前記トルク
リング２に作用するモーメントが消勢し、出力が零にな
る。また、前記ビントル１４を中立位置を越えて図示例
とは逆の方向に偏心させると、前記偶力Ｆａ、 Ｆｂｃ
ｎ作用線間の距離ｌ！ｔ、 ／２． ｉｓがそれぞれマ
イナスの値になるため前記トルクリング２が逆転するこ
とになる。
を、例えば゛、第１の流体流通系路２１を通して第１領
域ムに存在する空間１Ｂ−・内に供給する。そして、ビ
ントル１４の軸心ｎをハウジング１の軸心ｍＩζ対して
図のように所要距離ｄだけ偏心させる。そうすると、第
４図に示すように前記第１領域ムにおいて７、第１の静
圧ベアリング８に導入された流−の−圧暉よってトルク
リング２に作用する力Ｆａの作用線が対応する第２の静
圧ベアリング９に導入された流体の静圧によって前記ト
ルクリング２に作用する力Ｆｂの作用線に対して偏位す
ることになり、前記の力Ｆ＆とＦｂとは、大きさが等し
く方向が反対で互いに平行に働く二つの力、つまり、偶
力となる。しかも、第４図−と示すようにトルクリング
２の複数個所に発生する各偶力ＦａＦｂは前記トルクリ
ング２をそれぞれ同一方向に回転させるように働（。し
たがって、前記トルクリング２は流体から直接偶力Ｆａ
、Ｆｂを受け、それによって矢印Ｘ方向に回転すること
になる。すなわち、図示例の場合には、前記各偶力Ｆａ
、 Ｆｂの大きさを！１作用線間の距離を／１、／２．
／８とすると、前記トルクリング２に作用するモーメ
ントＭは、Ｍ＝Ｆ（／ｌぜ２＋／８）となり、このモー
メントＭによって前記トルクリング２がハウジング１＋
ζ対して回転する。そして、この場合、第１領域ムに存
在スる空間１８・−は前記トルクリング２の回転に伴っ
て漸次容積が増大し、ｌＮ４２領域Ｂ、ζ存在す空間１
８・−は漸次容積が縮小するため、高圧の流体は第１の
流体流通系路２１を通して第１領域人を通過中の空間１
８−・・内に逐次流入し、仕事をし終った流体は第２領
域Ｂを通過中の空間１８−から第２の流体流通系路２２
を通して〔逐次ハウジング１外に排出されることになる
。なお、かかる状態から、前記ビントル１４を、その軸
心ｎが前記ハウジング１０軸心ｍと一致する中立位置ま
で摺動させると前記力Ｆａ、 Ｆｂの作用線間の距離／
１、／２． ｚａがそれぞれ零になるため、前記トルク
リング２に作用するモーメントが消勢し、出力が零にな
る。また、前記ビントル１４を中立位置を越えて図示例
とは逆の方向に偏心させると、前記偶力Ｆａ、 Ｆｂｃ
ｎ作用線間の距離ｌ！ｔ、 ／２． ｉｓがそれぞれマ
イナスの値になるため前記トルクリング２が逆転するこ
とになる。
一方、流体ポンプとして使用する場合には、前記トルク
リング２を外力によって、例えば、矢印Ｙ方向に回転駆
動する。そうすると、図示例の場合、前記トルクリング
２に前述と同様な偶力ＦａＦｂが発生し、これらの偶力
Ｆａ１Ｆｂが前記トルクリング２に加えられる入力トル
クと釣合うことになる。そして、ハウジングｌ外の流体
は第２の流体流通系路２２を通して第２領域Ｂを通過中
の空間１８・・・内に逐時吸入され、圧力の高くなった
流体が第１領域ムを通過中の空間１３・・・内からａｌ
ｌの流体流通系路２１を通して逐時ハウジング１外へ吐
出されることになる。この場合、前記ビントル１４を中
立位置まで摺動させると流体の吐出量は零になり、トル
クリング２は静圧バランスが保たれた状態で空転する。
リング２を外力によって、例えば、矢印Ｙ方向に回転駆
動する。そうすると、図示例の場合、前記トルクリング
２に前述と同様な偶力ＦａＦｂが発生し、これらの偶力
Ｆａ１Ｆｂが前記トルクリング２に加えられる入力トル
クと釣合うことになる。そして、ハウジングｌ外の流体
は第２の流体流通系路２２を通して第２領域Ｂを通過中
の空間１８・・・内に逐時吸入され、圧力の高くなった
流体が第１領域ムを通過中の空間１３・・・内からａｌ
ｌの流体流通系路２１を通して逐時ハウジング１外へ吐
出されることになる。この場合、前記ビントル１４を中
立位置まで摺動させると流体の吐出量は零になり、トル
クリング２は静圧バランスが保たれた状態で空転する。
また、前記ビントル１４を中立位置を越えて図示例とは
逆の方向に偏心させると、入力トルクと釣合う偶力Ｆａ
、 Ｆｂが第２領域において発生し、高圧流体が第２の
流体流通系路２２を通してハウジングｌ外へ吐出される
ことになる。
逆の方向に偏心させると、入力トルクと釣合う偶力Ｆａ
、 Ｆｂが第２領域において発生し、高圧流体が第２の
流体流通系路２２を通してハウジングｌ外へ吐出される
ことになる。
以上のように、零回転形流体エネルギ変換機は、流体ポ
ンプまたは流体モータとして使用することができるわけ
であるが、いずれの場合にも、第１．第２の静圧ベアリ
ング８・・・、９・・・に導入される流体の静圧のみに
よってトルクリング２に偶力Ｆ島、Ｆｂが発生し、この
偶力Ｆａ、 Ｆｂが該トルクリング２に作用する入力ト
ルクまたは出力トルクと釣合こととなる。すなわち、こ
のようなものであれば、流体の静圧を直接にトルクリン
グ２の同転力のみに変換することができ、また、前記ト
ルクリング２の回転力を直接に流体の圧力に変換する、
ことができるものであり、直線力と回転力とを機械
的に変換するためのメカニズムが一切不用となる。した
がって、構成部品間に強力な押付力やこじれ等が作用し
ないような構造にすることが容易であり、潤滑油の油性
や粘性による油膜の（さび作用に依存するベアリング部
や、ボール、ころ等のころがり作用に依存するベアリン
グ部を完全に無くしてしまうことも可能となる。すなわ
ち、このようなものであれば、各部品の摺動部をすべて
静圧ベアリングによって構成することが可能であり、作
動流体として水あるいはそれに近い粘性のもの等でも何
らの不都合もなく使用することができる。また、ころが
り軸受に代えて静圧ベアリングを使用すれば、ころがり
軸受の寿命の制約−を受けな（なるので機器の長寿命化
を図ることが可能であり、また、小形化および軽量化を
促進することもできるという利点がある。
ンプまたは流体モータとして使用することができるわけ
であるが、いずれの場合にも、第１．第２の静圧ベアリ
ング８・・・、９・・・に導入される流体の静圧のみに
よってトルクリング２に偶力Ｆ島、Ｆｂが発生し、この
偶力Ｆａ、 Ｆｂが該トルクリング２に作用する入力ト
ルクまたは出力トルクと釣合こととなる。すなわち、こ
のようなものであれば、流体の静圧を直接にトルクリン
グ２の同転力のみに変換することができ、また、前記ト
ルクリング２の回転力を直接に流体の圧力に変換する、
ことができるものであり、直線力と回転力とを機械
的に変換するためのメカニズムが一切不用となる。した
がって、構成部品間に強力な押付力やこじれ等が作用し
ないような構造にすることが容易であり、潤滑油の油性
や粘性による油膜の（さび作用に依存するベアリング部
や、ボール、ころ等のころがり作用に依存するベアリン
グ部を完全に無くしてしまうことも可能となる。すなわ
ち、このようなものであれば、各部品の摺動部をすべて
静圧ベアリングによって構成することが可能であり、作
動流体として水あるいはそれに近い粘性のもの等でも何
らの不都合もなく使用することができる。また、ころが
り軸受に代えて静圧ベアリングを使用すれば、ころがり
軸受の寿命の制約−を受けな（なるので機器の長寿命化
を図ることが可能であり、また、小形化および軽量化を
促進することもできるという利点がある。
なお、ピストン保持構体は前記構成のものに限られない
のは勿論であるが、前記実施例のようなものにすれば、
偶力を発生させるために第１の静圧ベアリングと第２の
静圧ベアリングとの相対位置を偏位させる作用と、液体
を導入する空間の専横を増減させる作用とを簡単な構造
暖ζよって確実に得ることができるという利点がある。
のは勿論であるが、前記実施例のようなものにすれば、
偶力を発生させるために第１の静圧ベアリングと第２の
静圧ベアリングとの相対位置を偏位させる作用と、液体
を導入する空間の専横を増減させる作用とを簡単な構造
暖ζよって確実に得ることができるという利点がある。
また、前記実施例のようにビントルの、環状部材に対す
る偏心位置を調節することができるようにすれば可変容
量形のポンプまたはモータとして使用することができる
という便利さがあるが、本発明はかならずしもこのよう
なものに限られないのは勿論である。
る偏心位置を調節することができるようにすれば可変容
量形のポンプまたはモータとして使用することができる
という便利さがあるが、本発明はかならずしもこのよう
なものに限られないのは勿論である。
また、流体流通系路も前記のものに限られないのは勿論
であるが、前記実施例のような構成にすれば、各部品量
■ζ静圧ベアリングを容易に形成することができるとい
う利点がある。
であるが、前記実施例のような構成にすれば、各部品量
■ζ静圧ベアリングを容易に形成することができるとい
う利点がある。
さらに、前記実施例では、主要構成部品間に静圧ベアリ
ングを設け、これら各静圧ベアリングの位置、大ぎさあ
るいは向き等を適当に設定することによって、すべての
主要構成部品に対してそれぞれ静圧バランスが保たれる
ようにした場合について説明したが、本発明はかならず
しもこのようなものに限られないのは勿論であり、例え
ば、前記実施例におけるビントルの外周面を円筒状のも
のにして、ピストンを完全なラジアル方向に進退させる
ようなものｆζしてもよい。しかしながら前記実施例の
ようにすれば、すべての主要部品が圧力−バランス形の
シール部材としての役割のみを担うこととなる。したが
って、このようなものであれば、各主要構成部品にせん
断力に対する強度や表面強度等が強く要求されるという
ことがなくなり、セラミックやエンプラ等の新材料をも
不都合なく採用することができるという効果が得られる
。なお、かかる構成を有した図示実施例の場合容箱１の
静圧ベアリング３に導入された静圧によってハウジング
１に作用する力の合力Ｆｅと第４の静圧ベアリング２８
に導入された静圧によってハウジング１に作用する力Ｆ
ｄとは偶力をなし、静圧のみによって前記ハウジング１
に回転方向の反力が作用することになる。
ングを設け、これら各静圧ベアリングの位置、大ぎさあ
るいは向き等を適当に設定することによって、すべての
主要構成部品に対してそれぞれ静圧バランスが保たれる
ようにした場合について説明したが、本発明はかならず
しもこのようなものに限られないのは勿論であり、例え
ば、前記実施例におけるビントルの外周面を円筒状のも
のにして、ピストンを完全なラジアル方向に進退させる
ようなものｆζしてもよい。しかしながら前記実施例の
ようにすれば、すべての主要部品が圧力−バランス形の
シール部材としての役割のみを担うこととなる。したが
って、このようなものであれば、各主要構成部品にせん
断力に対する強度や表面強度等が強く要求されるという
ことがなくなり、セラミックやエンプラ等の新材料をも
不都合なく採用することができるという効果が得られる
。なお、かかる構成を有した図示実施例の場合容箱１の
静圧ベアリング３に導入された静圧によってハウジング
１に作用する力の合力Ｆｅと第４の静圧ベアリング２８
に導入された静圧によってハウジング１に作用する力Ｆ
ｄとは偶力をなし、静圧のみによって前記ハウジング１
に回転方向の反力が作用することになる。
また、静圧ベアリングの構成は前記のものに限られない
のは勿論であり、例えば、複数の圧力ポケットを有して
なるようなものにしてもよい。
のは勿論であり、例えば、複数の圧力ポケットを有して
なるようなものにしてもよい。
さら６ζ、ピストンの個数も図示実施例のもの１ζ限ら
れない。
れない。
また、作動流体は油や水等の液体に限られず例えば、空
気等の気体であってもよい。
気等の気体であってもよい。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は正断面図、第
２図は第１図におけるＩ＝１線に沿う断面図、第３図は
第１図および第２図における置一層線に沿う断面図、第
４図は第８図における■−Ｗ線に沿う断面図、第５図〜
第８図は作用説明図である。 ｌ・・・第１の環状部材（ハウジング）２・・・第２の
環状５部材（トルクリング）８・・・第１の静圧ベアリ
ング ６・・・回転軸８・・・ピストン ９・・・
第２の静圧ベアリング１２・・・ピストン保持構体
１８・・・空間１４・・・ビントル ｔ＋ａ−・・基
端ブロック部１５・・・シリンダバレル １６・・・
シリンダ２１、２２・・・流体流通系路 ２８・・・
流体通路２４．８４ ・・・ビントル貫通ポート２５．
８５・・・流体流出入口 ２６．８６−・・第８の静圧ベアリング２７．８７・・
・圧力ポケット ２８．８８・・・第４の静圧ベアリング２９、８９・・
・圧力ポケット ４１，４２−・・圧力導入路Ｆａ％
Ｆｂ・・・偶力 代理人 弁理士 赤澤−博
２図は第１図におけるＩ＝１線に沿う断面図、第３図は
第１図および第２図における置一層線に沿う断面図、第
４図は第８図における■−Ｗ線に沿う断面図、第５図〜
第８図は作用説明図である。 ｌ・・・第１の環状部材（ハウジング）２・・・第２の
環状５部材（トルクリング）８・・・第１の静圧ベアリ
ング ６・・・回転軸８・・・ピストン ９・・・
第２の静圧ベアリング１２・・・ピストン保持構体
１８・・・空間１４・・・ビントル ｔ＋ａ−・・基
端ブロック部１５・・・シリンダバレル １６・・・
シリンダ２１、２２・・・流体流通系路 ２８・・・
流体通路２４．８４ ・・・ビントル貫通ポート２５．
８５・・・流体流出入口 ２６．８６−・・第８の静圧ベアリング２７．８７・・
・圧力ポケット ２８．８８・・・第４の静圧ベアリング２９、８９・・
・圧力ポケット ４１，４２−・・圧力導入路Ｆａ％
Ｆｂ・・・偶力 代理人 弁理士 赤澤−博
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 第１の環状部材と、この第１の環状部材の内
周に円周方向に間欠配置した第１の静圧ベアリングを介
して相対回転可能に嵌合させた第２の環状部材と、この
第２の環状部材の内側の前記各静圧ベアリングに対応す
る部位に配設されその先端面を第２の静圧ベアリングを
介して前記第２の環状部材の内周面に添接させた複数の
ピストンと、これら各ピストンの基端面側に前記両環状
部材の相対回転１ζ伴って容積が増減する空間を形成す
るピストン保持構体と、容積が増大し゛つつある空間お
よび容積が減少しつつある空間にそれぞれ連通する対を
なす流体流通系路とを具備した流体エネルギ変換機であ
りて、前記各空間内に充満する流体を圧力導入路を介し
て対応する第１１第２の静圧ベアリングに導くようにし
、前記第１の静圧ベアリングに導入−された流体の静圧
と前記第２の静圧ベアリングに導入された流体の静圧と
によって前記第２の環状部材に該環状部材に作用する回
転トルクと釣合う偶力が発生するように構成したことを
特徴とする回転形流体エネルギ変換機。 （２）前記第１の環状部材がハウジングであり、前記第
２の環状部材が一端軸心部に回転軸を固設したカップ状
のトルクリングであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の回転形流体エネルギ変換機。 （８） 前記ピストン保持構体が、前記１１の環状部
材の軸心と平行な軸心を有し基端ブロック部を前複数の
シリンダを有してなるシリンダバレルとから構成された
ものであり、前記各ピストンを前記各シリンダにスライ
ド自在に嵌合させていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の回転形流体エネルヂ変換機
。 （４）前記ビントルの基端ブロック部を第１の環状部材
に摺動自在に支持させて、該ビントルの前記環状部材ｉ
ζ対する偏心量を調節できるようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第８項記載の回転形流体エネルギ変換
機。 （５）ｎ記流体流通系路が、前記空間を前記シリンダバ
レルの内周面に開口させる流体通路と、一端をピントル
外ＩＮ面の前記流体通路に対応する部位に開口させ他端
をビントルの基端ブロック部の外面に開口させたビント
ル貫通ポートと、このビントル貫通ポートの他端に対応
させて第１の環状部材に設けた流体流出入口とを具備し
てなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第８
項または第４項記載の回転形流体エネルギ変換機。 （６） 前記ビントル貫通ポートが、その一端に前記
ビントルと前記シリンダバレルとの闇に第８の静圧ベア
リングを構成するための圧力ポケットを有するとともに
、他端に前記ビントルと前記第１の環状部材との間に第
４の静圧ベアリングを構成するための圧力ポケットを有
してなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
５項記載の回転形流体エネルギ変換機。 （７） 前記第２、第８、第４の静圧ベアリングの位
置、面積および角度を、前記ピストンに作用する静圧、
前記シリンダバレルに作用する静圧および前記ビントル
に作用する静圧がそれぞれバランスするような値に設定
したことを特徴とする特許請求の範囲＃！６項記載の回
転形流体エネルギ変換機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175190A JPS5877179A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転形流体エネルギ変換機 |
| EP82109988A EP0078513B1 (en) | 1981-10-31 | 1982-10-28 | Rotary fluid energy translating device |
| DE8282109988T DE3271785D1 (en) | 1981-10-31 | 1982-10-28 | Rotary fluid energy translating device |
| US06/737,906 US4813340A (en) | 1981-10-31 | 1985-05-24 | Rotary fluid energy translating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175190A JPS5877179A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転形流体エネルギ変換機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877179A true JPS5877179A (ja) | 1983-05-10 |
| JPS648190B2 JPS648190B2 (ja) | 1989-02-13 |
Family
ID=15991853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56175190A Granted JPS5877179A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 回転形流体エネルギ変換機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4813340A (ja) |
| EP (1) | EP0078513B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5877179A (ja) |
| DE (1) | DE3271785D1 (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6155372A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-19 | Shimadzu Corp | 回転形流体エネルギ変換機 |
| JPS6155373A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-19 | Shimadzu Corp | 回転形流体切換装置 |
| JPS6155377A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-19 | Shimadzu Corp | 回転形流体エネルギ変換機 |
| JPS6155374A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-19 | Shimadzu Corp | 回転形流体エネルギ変換機 |
| JPS6155406A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-19 | 株式会社島津製作所 | 止着具 |
| JPS6158980A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-26 | Shimadzu Corp | 回転形流体エネルギ変換機 |
| JPS61178567A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-11 | Shimadzu Corp | 液圧機関 |
| JPS61185685A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-19 | Shimadzu Corp | 液圧機関 |
| JPS62126577U (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-11 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3671070D1 (de) * | 1986-02-24 | 1990-06-13 | Shimadzu Corp | Rotierender energieumformer fuer druckfluessigkeiten. |
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| US4715266A (en) * | 1986-10-21 | 1987-12-29 | Shimadzu Corporation | Rotary fluid energy converter |
| JP2528999B2 (ja) * | 1990-04-04 | 1996-08-28 | 康雄 喜多 | 回転型流体エネルギ変換装置 |
| DE10028825A1 (de) * | 2000-06-10 | 2001-12-13 | Linde Ag | Hydrostatischer Drehwerksantrieb |
| JP2005054574A (ja) * | 2001-07-11 | 2005-03-03 | Yasuo Kita | 回転形流体エネルギ変換機 |
| JP2016176407A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 株式会社Ihi | 液圧回転装置 |
| DE102022128195A1 (de) | 2022-10-25 | 2024-04-25 | Voith Patent Gmbh | Hydraulische Radialkolbenmaschine |
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|---|---|---|---|---|
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