JPS60182367A - タンデム形ピストンポンプまたはモ−タ - Google Patents

タンデム形ピストンポンプまたはモ−タ

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JPS60182367A
JPS60182367A JP59038961A JP3896184A JPS60182367A JP S60182367 A JPS60182367 A JP S60182367A JP 59038961 A JP59038961 A JP 59038961A JP 3896184 A JP3896184 A JP 3896184A JP S60182367 A JPS60182367 A JP S60182367A
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torque
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torque plate
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尾関 忠
Yasushi Sera
瀬良 恭史
Masahiro Iwasaki
岩崎 正弘
Kazunari Nakagawa
中川 一成
Makoto Yuki
幸 良
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、各種の油圧機器分野等において利用1’T 
崩なピストン形のポンプまたはモータに関するものであ
る。
(ロ)従来技術 主として油圧機器分野で使用されるポンプまたはモータ
(回転動力を与えるとポンプとして機能し高圧の作動油
を入力するとモータとして機能する流体機械を意味する
が、以下ポンプとして使用す不場合を前提に説明を進め
る)には、大きく分けるとギヤ形、ベーン形およびピス
トン形のものがあるが、最近では、ギヤ形ポンプあるい
はベーン形ポンプに代えてピストン形ポンプか好んで使
用される傾向にある。これはピストン形ポンプが、高効
率である上にポンプサイズを無段階に変化させることが
でき、しかも、高圧用に適しているという長所を有して
いるためであるが、その中でも特に効率の高い斜軸形ピ
ストンポンプが注目をあつめている。
ところで、斜軸形ピストンポンプは、軸受を介してケー
シングに支持された回転軸と、この回転軸の内方端に一
体に形成したトルクプレートと、前記回転軸の回転中心
と交わる傾斜軸心回りに回転可能に設けられ前記傾斜軸
心と平行な複数のシリンダ穴を前記トルクプレート部に
向けて開口させたシリンダブロックと、このシリンタブ
ロックの各シリンダ穴にスライド0丁能に嵌着した複数
のピストンと、これらのピストンを前記トルクプレート
に連結するコネクティングロ・ンドと、前記シリンダブ
ロックを前記トルクプレートに同期回転させるためのユ
ニバーサルリンクとを具備してなるものが一般的である
。ところが、従来のものは、押しのけ容積当りの重量等
を低く抑えて性能向]−を図るために前記傾斜角度をで
きるだけ大きくしてビストンストロークを長大化するこ
とにしのぎを削っており、前記傾斜軸心の前記回転中心
に対する傾斜角度は20°〜45°程度に設定されるの
が常識である。そのため、かかる斜軸方式のものでは、
回転軸をトルクプレートおよびシリンダブロックに貫通
させて設けるようにしたものは皆無であり、したがって
、回転軸を共有させて2連装に配置するようにしたタン
テム形のものは全く存在しない。
(ハ)目的 本発明は、このような事情に着目してなされたもので、
斜軸方式の高効率特性をそのまま備えており、しかも、
構造が簡単で小形軽緘化を図ることができるタンデム形
ピストンポンプまたはモータを提供することを目的とす
る。
(ニ)構成 本発明は、かかる目的を達成するために、トルクプレー
トと、このトルクプレートの回転中心と交わる1■斜軸
軸心りに回転可能に設けられ前記傾斜軸心と平行な複数
のシリンダ穴を前記トルクプレートに向けて開口させた
シリンダブロックと、このシリンタブロックの各シリン
ダ穴にスライド可能に嵌着Sれ前記トルクプレートに連
結された複数のピストンとを具備してなる2組のポンプ
構体を、そのシリンダブロックを共通のポートブロック
に摺接させて背中合わせに配設するとともに、共通の回
転軸を前記各ポンプ構体のトルクプレートおよびシリン
ダブロックに貫通させて設け、この回転軸に前記各トル
クプレートを一体回転可能に保護したことを特徴とする
(ホ)実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
実施例1(第1図〜第5図) 第1図は、本発明にかかるピストンポンプまたはモータ
の外観図、第2図は同概略縦断面図であり1図中1はケ
ーシングである。ケーシングlは、円筒体状のフロント
カバ一部2と、カップ状のりャカパ一部3との間に円柱
状のポートブロック4を介設してなるもので、このポー
トブロック4には対をなす4個の流出入ポート5A、5
B、6A、6B (6A、6Bは第1図で裏面側に設け
られており、図示されていない)が開口させである。そ
して、このケーシングl内に2組のポンプ構体A、Bを
前記ポートブロック4を介して背中合わせに配設してい
る。ポンプ構体A、Bは、円板状のトルクプレー)8A
、8Bに、シリンダブロック9A、9Bを対向させてい
る。シリンダブロック9A、9Bは、前記トルクプレー
ト8A、8Bの回転中心Mに対して一定角度θだけ傾斜
した傾斜軸心LA、LB回りに回転可能に設けられた厚
肉円筒体状のもので、具体的には、その後端面を前記ポ
ートブロック4の両端に形成した傾斜面llA、llB
に摺接させた状態で前記ポートブロック4に植設した傾
斜筒12A、12Bの外周に回転可能に嵌合させである
。また、このシリンダブロック9A、9Bには、前記傾
斜軸心LA、LBに平行で前記トルクプレート8方向に
開口する複数のシリンダ穴13A、13Bが円周方向に
等角間隔をあけて設けである。そして、これら各シリン
ダ穴13A、13Bにピストン14A、14Bをそれぞ
れスライド可能に嵌合させている。ピストン14A、1
4Bは、前記シリンダ穴13A、13B内に嵌合するピ
ストン本体部15A、15Bと、このピストン本体部1
5A、15Bから外方へ延出させたaツド部16A、1
6Bとを一体に形成してなるもので本体部15A、15
Bは、前記シリンダ穴13A、13Bの内周に適正な隙
間(0,05mm程度)を介して嵌合する嵌合部17A
、17Bと、この嵌合部17A、17Bと押え板18A
、18Bとの間に介設したピストンリング19A、19
Bとを備えている。そして、前記ロッド部16A、16
Bの先端、つまり、ピスト714A、14B(7)外方
端14Aa、14Baは球状に成形されており、この外
方端14Aa、14Baを前記トルクプレート8A、8
Bに枢支させている。具体的には、前記トルクプレート
8A、8Bの一端面に前記ピストン14A、14 B 
、!l: 同数の球面受座21A、21Bを円周方向に
等角間隔をあけて設けておき、これら各球面受座21A
、21Bに前記各ピストン14A、14Bの外方端14
Aa、L4Baを回動可能に嵌合させている。そして、
これら各ピストン14A、14Bが前記トルクプレート
8A、8Bから外れるのをピストンリテーナ22A、2
2Bにより防止している。また、前記ピストン14A、
14Bの前記シリンダ穴13A、13Bに対する嵌合長
さtを1mm程度の値に定めるとともに、前記傾剰角度
を15°以下に、好ましくはlO°程俄に設定している
。そして、共通の回転軸20を前記各ポンプ構体A、B
のトルクプレート8A、8Bおよびシリンダブロック9
A、9Bに貫通させて設け、この回転軸20に前記各ト
ルクプレート8A、8Bを一体回転可能に体膜している
。具体的には、前記回転軸20の前記各トルクプレート
8A、8Bに対応する部位にスプライン溝23A、23
Bを刻設しておき、このスプライン溝23A、23Bに
前記各トルクプレー1= 8A、8Bをスプライン嵌合
させている。そして、この回転軸20の貫通部の両側を
第1、第2の軸受24.25を介してケーシング1のフ
ロント力へ一部2およびリャカへ一部3にそれぞれ支持
させており、この回転軸20の一端20aは前記フロン
トカバ一部2の開口部を通して外部に延出させである。
また前記トルクプレート8A、8Bと前記シリンダブロ
ック9A、9Bとの間には同期機構26A、26Bが設
けてあり、このトルクプレートト8A、8Bと前記シリ
ンダブロック9A、9Bとの同期回転に伴わせて前記各
ピストン14A、14Bの内方端14Ab、14Bb側
に形成されるポンプ室27A、27Bの容積を増減させ
るようにしている。同期機構26A、26Bは、基端に
環状取付部28A、28Bを有するとともに先端に内向
歯29A、29Bを有したリング部材31A、31Bを
具備してなるもので、その環状取付部28A、28Bを
前記シリンダブロック9A、9Bの内周に嵌着固定する
とともに前記内向歯29A、29Bを前記スプライン溝
23A、23Bに噛合させている。また、前記ポンプ室
27A、27Bは、前記ピストン14A、14Bのピス
トン本体15A、15Bと前記シリンダ穴13A、13
Bとによって形成された室であり、流体通路32A、3
2Bを介してシリンダブロック9A、9Bの後端面に開
口させである。そして、このシリンダブロック9A、9
Bの後端面と摺合するボートプレート4のバルブ面11
A、IIBに接続ボート33A、33B、34A、34
Bを開口させている。一方のJfc統ポー1−33 A
、33Bは、前記トルクプレート8A、8Bの回転中心
Mと前記傾剥軸心LA、LBを含む仮想分割面Nよりも
第3図中右側の領域工に存在するポンプ室27A、27
Bに連通ずるように、また、他方の接続ボート34A、
34Bは前記仮想分割面Nよりも左側の領域IIに存在
するポンプ室27A、27Bに連通ずるようにそれぞれ
半円弧状に形成されている。そして、第1領域I側の接
続ポート33A、33Bを図示しない通路を介して一方
の流出入ボート5A、5Bに連通させるとともに、第2
領域II側の接続ボート34A、34Bを図示しない通
路を介して他方の流出入ボート6A、6Bに連通させて
いる。また、前記両パルプ面llA、IIBは、相互に
逆方向に傾けである。
・さらに、前記各ポンプ構体A、Hのトルクプレート8
A、8Bの反シリンダブロック側の面36A、36Bを
前記ケーシングlに設けた受圧面37A、37Bに密接
させてこれら両面36A、37A、36B、37B間に
前記ポンプ室27A、27B内の作動流体が導入される
圧力ボケッ138A、38Bを形成し、この圧力ポケッ
ト38A、38B内の作動波体が前記トルクプレート8
A、8Bを押圧する軸方向力と前記ピストン14A、1
4B側から前記トルクプレート8A、8Bに作用する軸
方向力とが略バランスし得るように構成している。具体
的には、前記トルクプレート8A、8Bの各球面受座2
1A、21B部に圧力ポケット39A、39Bを形成す
るとともに、前記ピストン14A、14Bの軸心部に圧
液導入路4LA、41Bを設け、この圧力ボケ、、 ト
39A、39B内に前記ポンプ室27A、27B内の作
動流体の一部を導入するようにしている。また、iiI
記トルクプレート8A、8Bの他端面の前記各球面受座
21A、21Bに対応する部位を円形に突出させ、その
突出面36A、36Bを前記フロントカバ一部2および
リヤ力/へ一部3に設けた受圧面37A、37BにV:
接させている。また、前記突出面36A、36Bに第4
図に示すような形状の圧力ポケッ)38A、38Bを設
け、この圧力ポケッl−38A、38Bに圧液導入路4
2A、42Bを通して前記ポンプ室27A、27B内の
圧液の一部を導入するようにしている。そして、前記圧
力ポケット38A、38B内の作動流体の軸方向圧力P
1の合力と、前記圧力ポケット39A、39B内の作動
流体の軸方向圧力P2の合力とを略バランスさせるよう
にしている。
また、前記各ポンプ構体A、Bのリング部材31A、3
1Bの外周囲にはコイルスプリング43A、43Bが巻
装してあり、このコイルスプリング43A、43Bの付
勢力で前記トルクプレート8A、8Bおよび前記シリン
ダブロック9A、9Bをそれぞれ対応する受圧面37A
、37Bおよびバルブ而11A、11Bに常時添接させ
るようにしている。
なお、第2図は、説明の便宜上、シリンダ穴13A、1
3Bや接続ポート33A、33B、34A、34B等の
配設位相を若干歪曲させである。
これらの正しい配設位置は第3図および第4図を参照さ
れたい。
次いで、この実施例の作動を説明する。
例えば、図外のモータ等により回転軸20を矢印X方向
に回転駆動しトルクプレート8A、8Bおよびシリンダ
プロ・ンク9A、9Bを同方向に同期回転させると、傾
斜軸心LA、LBの傾きにより第1領域Iに存在するピ
ストン14A、14Bは回転に伴なって逐次シリンダ穴
13A、13B内に没入するとともに、第2領域ITに
存在するピストン14A、14Bは逐次シリンダ穴13
A、13Bから突出することになる。そのため、一方の
接続ポート5A、5Bに連通ずる前記第1領域■を通過
中のポンプ室27A、27Bの容積が減少するとともに
、他力の接続ポート6A、6Bに連通ずる第2領域TI
を通過中のポンプ室27A、27Bの容積が漸増するこ
とになり、他方の流出入ボー)6A、6Bから吸込まれ
た作動油が前記第2領域IIのポンプ室27A、27B
に導入されるとともに前記第1領域■のポンプ室27A
、27B内から押し出される作動油が一方の流出入ボー
15A、5Bから吐出される。なお、前記回 q 2 転軸20を逆方向に回転駆動すると、作動が以」二の説
明とは逆になり、前記一方の流出入ポート5A、5Bか
ら作動油が吸込まれて前記他方の流出入ポート6A、6
Bから高圧の作動油が吐出される。
このようにしてポンプ作用を営むわけであるが、このも
のは、2組のポンプ構体A、Bをポートブロック4を介
して背中合せに配設するとともに、共通の回転軸2oを
前記各ポンプ構体A・Bのトルクプレーh8A、8Bお
よびシリンダブロック9A、9Bに貫通させて設けてい
るので、構造の複雑化を一切招くことなしにタンデム化
が可能である。しかも、このようにすれば、回転軸2o
の両端部を軸受24.25により支持すること、ができ
るので、回転軸を片持的に支持するもののように該回転
軸に大きなモーメントが作用することがなく、各軸受2
4.25に作用する荷重を大[にm少させることができ
る。したがって、小すtt ’hh受24.25を用い
て回転軸20を無理なく支持することができ、軸受の長
寿命化4あび、ユ4 小形軽量化を図ることができる。また、このものは、各
ポンプ構体A、Bが斜軸形ポンプの基本構成をなしてい
るため、斜板形ポンプのようにピストンに大きな倒れモ
ーメントが働いて摩擦損失の増大を招くということがな
ぐ、高い効率を得ることができる。
しかも、この実施例では、シリンダブロック9A、9B
の回転に伴う前記ピストン外方端14Aa、14Baの
横揺現象が前記ピストン14A、14Bの作動をlll
害しない程度に、前記ピストン14A、14Bの前記シ
リンダ穴13A、13Bに対するに会長5tと、前記傾
斜軸心LA、LBの傾斜角度θとを共に小さな値に設定
しているので、性能を低下させることなしにコネクティ
ングロ・ンドを省略することができ、構造の簡略化なら
びに小形軽量化を図ることかできる。すなわち、前記横
揺現象とは、前記ピストン14A、14Bの外方端14
Aa、14Baと前記傾斜軸心LA、LBとの離間距離
かシリンダブロック9A、9Bの回転に伴って変化する
ため、前記ピストン5 14A、14Bの外方端がシリンダブロック9A、9B
に対して周期的に横振れを起こす現象を言う。そして、
この横揺現象は、Tを前記離間距離の最大値、θを前記
傾斜角度とすると、その振幅がT (1−cos θ)
で表わされるが、θを10°に設定1〜た場合はその値
がT (1−cos 10°) =0.015 XTと
小さくなる。そのため、ピスト714A、14Bの嵌合
長8tが例えば、1mm程度の小さな値に設定してあれ
ば、該ピストン14A、14Bの嵌合部17A、17B
の外周面と前記シリンダ穴13A、13Bの内周面との
嵌合隙間を一般のピストンとシリンダとの嵌合隙間と同
程度にしても、ビスI・ンとシリンダ穴とのかみ込みに
より円滑な作動がM害されるといった不都合1が生じな
い。よって、ピストン14A、14Bを直接にトルクプ
レー)8A、8Bに連結しているにもかかわらず、前記
ピストン14A、14Bと前記シリンダ穴13A、13
Bとの間のシール性を確保することができるとともに該
ピストン14A、14Bの円滑な作動を保証することが
可能6 となる。なお、この実施例のようにピストンリング19
A、19Bを用いれば、そのシール性をさらに高めるこ
とができる。しかして、このようなものであれば、ピス
トン14A、14Bの嵌合長さtが小さいことと該ピス
トン14A、14Bの作動ストロ−・りが短くなること
との相乗効果により、シリンダブロック9A、9Bの軸
方向寸法を極端に小さくすることが可能となる。したが
って、コネクティングロッドが省略でき構造が簡単にな
ることと相まって、大幅な小形軽量化を図ることができ
る。なお、このようにシリンダブロック9A、9Bを極
端に短寸化した場合には、該シリンダブロック9A、9
Bの外径を多少大きくしてもケーシング1の外形寸法は
あまり変化しない。そのため、各ピストン14A、14
Bおよびシリンダ穴13A、13Bの径を無理なく大き
くすることが可能となり十分な押しのけ容積を確保する
ことができる。
実施例2(第6図、第7図) この実施例2のものは、前述した実施例1と略同じ構成
要素からできており、同一または相当する部分には同一
の記号を付して説明を省略する。
このピストンポンプまたはモータが前記実施例1のもの
と異なる点は、一方のポンプ構体Aのシリンダブロック
9Aが摺接するバルブ面11A’と、他方のポンプ構体
Bのシリンダブロック9Bが摺接するバルブ面11B’
とを平行に設けているへである。そして、一方のバルブ
面11A’の第1領域■側の接続ポー)、33Aと他方
のバルブ面11B’の第2領域II側の接続ポー134
Bとをそれぞれ流出入ボート5A、5Bに連通させると
ともに、一方のバルブ面11A’の第2領域II側の接
続ボート34Aと他方のバルブ面11B’の第1領域I
側の接続ポー)33Bとをそれぞれ・流出入ボート6A
、6Bに連通させている。
このような構成のものであれば、前記実施例1と同様な
作用効果が得られる上に、軸受24.25に作用する荷
重をさらに軽減することができるという効果を奏する。
すなわち、かかる構成のものでは、例えば、回転軸20
を矢印X方向に回転駆動すると、=一方のポンプ構体A
の第1領域■側のポンプ室27Aと他方のポンプ構体B
の第2領域II側のポンプ室27Bとが高圧になる。そ
のため、前記回転軸20の一方のポンプ構体Aに対応す
る部位に作用するラジアル力W1と、他方のポンプ構体
Bに対応する部位に作用するラジアル力W1とが逆向き
になる。その結果、前記各ラジアル力Wl、W2に起因
して前記軸受24.25に作用するラジアル荷重Pw1
 、Pwχが相互に打ち消し合うことになり、前記各軸
受24.25に実際に作用する荷重は小さなものになる
。したがって、軸受24.25の小形化および長寿命化
をより促進することができる。
なお、前記各実施例では、トルクプレートをいわゆる静
圧ベアリングを介してケーシングの受圧面にスラスト支
持させた場合について説明したが1本発明はかならずし
もこのようなものに限られず、例えば、トルクプレート
とケーシングの間に機械的なスラスト軸受を介在させる
ようにしてもよい。
9 また、前記各実施例では、両ポンプ構体の吸込を別個に
とる場合について説明したが、2個の吸込口を共通にす
ることもできる。
さらに、前記各実施例では、ポンプとして使用する場合
について説明したが、いずれかの流出入ポートに高圧の
作動流体を供給すればモータとして機能させることもで
きる。
(へ)効果 本発明は、以」二のような構成であるから、斜軸方式の
高効率特性をそのまま備えており、しかも、構造が簡単
で小形軽量化を図ることができるタンデム形ピストンポ
ンプまたはモータを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明の一実施例を示し、第1図は外
観を示す正面図、第2図は拡大した縦断面図、第3図は
バルブ面を模式的に示す斜視図、第4図はIV−IV線
に沿う部分断面図、第5図はトルクプレートの部分拡大
断面図である。第6図は本発明の他の実施例を示す縦断
面図、第7図は同0 実施例のパルプ面部分を模式的に示す斜視図である。 し・・ケーシング 4・・・ポートブロック 5A、5B、6A、6B・・ψ流出入ポート8A、8B
壷・Φ トルクプレート 9A、9B・・φシリンダブロック 13A、13B・・[相]シリンダ穴 14A、14B・・φピストン 27A、27B・・・ポンプ室 24.25@・・軸受 A、B・・・ポンプ構体 LA、LB・・啼傾斜軸心 MΦ・争回転中心 代理人 弁理士 赤澤−博

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. トルクプレー1・と、このトルクプレートの回転中心と
    交わる傾斜軸心回りに回転可能に設けられ前記傾斜軸心
    と平行な複数のシリンダ穴を前記トルクプレートに向け
    て開口させたシリンダブロックと、このシリンダブロッ
    クの各シリンダ穴にスライド可能に嵌着され前記トルク
    プレートに連結ぶれた複数のピストンとを具備してなる
    2組のポンプ構体を、そのシリンダブロックを共通のポ
    ートプロ、りに摺接Xせて背中合わせに配設するととも
    に、共通の回転軸を前記各ポンプ構体のトルクプレート
    およびシリンダブロックに頁通させて設け、この回転軸
    に前記各トルクプレートを一体回転可能に係設したこと
    を特徴とするタンデム形ピストンポンプまたはモータ。
JP59038961A 1984-02-29 1984-02-29 斜軸形タンデムピストンポンプまたはモータ Expired - Lifetime JPH0660630B2 (ja)

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JP59038961A JPH0660630B2 (ja) 1984-02-29 1984-02-29 斜軸形タンデムピストンポンプまたはモータ
EP85102098A EP0158084B1 (en) 1984-02-29 1985-02-26 Bent axis type axial piston pump or motor
DE8585102098T DE3578004D1 (de) 1984-02-29 1985-02-26 Axialkolbenpumpe oder -motor mit geneigter achse.
US07/149,896 US4872394A (en) 1984-02-29 1988-01-28 Bent axis type axial piston pump or motor

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JP59038961A JPH0660630B2 (ja) 1984-02-29 1984-02-29 斜軸形タンデムピストンポンプまたはモータ

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JPH0660630B2 JPH0660630B2 (ja) 1994-08-10

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ID=12539770

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