JPS61501408A - 傾斜ピストンポンプないし傾斜ピストンモ−タとして知られる油圧ピストンポンプないし油圧ピストンモ−タの新規形成の構造 - 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】 傾斜ピストンポンプないし傾斜ピストンモータとして知られる油圧ピストンポン プないし油圧ピストンモータの新規形式の構造 油圧ピストンポンプ及び油圧ピストンモータの技術分野にあっては、アキシャル ピストン式瀘械と、ラジアルピストン式機械との２つの基本的な形式のものが存 在する。それらの名称が示すように、ピストンの運動は機械の中心軸に対してほ ぼ軸方向か径方向かである。その機械の目的に応じて、例えばシリンダ本体が最 大角度±４０’程度で軸支された斜軸式のアキシャルピストン機械や、軸支され たピストンが作動するラジアルピストン機械のように、基本的形式にもさまざま な形式が存在する。更に、多くのアキシャルピストン式の機械にあっては、斜軸 式タイプ及び駆動軸とシリンダブロックとが同一軸上となったタイプの何れにお いても、シリンダ孔がシリンダケーシングの軸に対して僅かな角度傾いている。

この傾斜角度は通常、最大約５°程度である。

本発明においては、シリンダ孔はシリンダーケーシングの中心軸に対してかなり 大きな角度で傾斜してあり、これにより、ビストンストロークの長さを大きく採 ることができ、また、発生したピストン出力を機械の主軸に′Ｆｉ効なトルクと して伝達するために用いられる等速カルダン継手をより組込み易くする。

本発明は添附図面のように以下のように示されている。

添附図面中、第１図は本発明に係るは械の基本構造を示し、第２図は弁板とシリ ンダケーシングとの間の接触面の断面を示し、第３図は弁板が平行面を有し、か つ特定の角度で接触する油圧受は部を有しているが、第１図に示す機械に良く似 た変形例を示す、第４図は２６個のピストンが組込まれ非常に大型の主軸が貫挿 されて完成した状態の機械を示す。

第１図に示された完成状態のは械の基本構造は、シリンダケーシング２と駆動主 軸３との双方の共通の回転中心軸１を有していることを表わしている。このよう に組立てられた状態の機械は、多数の作動ピストン４を有し、貫通する大径の駆 動主軸３が設けられている。これにより、高価な分配用の主軸を設置することな く、２つ、３つ、或いはこれ以上の機械が連続して次々に共通の駆動主軸に連結 されることとなる。

第１図には、また、本発明の本質的事項ではないが、外周面が球形状となったピ ストン４が用いられていることを示す。可動自在のピストンロッド４を有する通 常の円筒形状のピストンを用いることも可能であるが、球形状のピストンを用い れば、シリンダケーシング２を最小寸法とすることができ、ひいては機械全体を も最小とすることができ機械の中心軸１に対してかなりの傾斜角αを以て形成さ れたシリンダ孔５を有するシリンダケーシング２には、任意の数の前記シリンダ 孔を設けることができる。特別の目的のために、２６個にまで及ぶ数のシリンダ 孔を有する傾３とすることが可能となる。これに関−しては、第４図参照。

シリンダ孔５は全体を通じて同一の直径となっている。したがって、シリンダ孔 ５はこれが弁板７に隣接する開口６の部分において、くびれでいない。弁板７に はシリンダケーシング２に対して接触し、円錐形状又は球形状に形成された接触 面８が設けられている。これに対応したシリンダケーシング２の表面も円錐形状 又は球形状に形成されている。

弁板７とシリンダーケーシング２どの間の接触面８に生じて、シリンダケーシン グ２を弁板７から押し離すように作用する油圧力は、知られている原理に従って 、作動ピストン４の受圧面積によって一部分がバランスされる。所望の範囲にま でバランスざぜるために必要な残りの圧力は、回転主軸の回りに環状に配置され た油圧受は部材９によって加えられ、１つのシリンダ孔５について１つの油圧受 は部材９が設けられている。図示実施例にあっては、油圧受は部材９は軸方向に 作用するが、他の方向に作用するようにすることも可能でおる。重要なことは、 全てのピストン４と油圧受は部材９とによる圧力の合計と方向が、シリンダーケ ーシング２と弁板７との間の接触面８にあける油圧力とその方向に相当すること である。

第１図に示された実施例にあっては、油圧受は部材９の中心軸１０が、弁板７と シリンダケーシング２の接触面８にあける有効受圧面の中心１１と同じように、 機械の回転中心軸１からほぼ同じ半径方向の距離の所に存在している。

図示された油圧受は部材９は、スウェーデン特許願第９１０２４３５−８に記載 されているように、特殊な線状のものであるが、例えば摺動シュータイブの受け 部材又はいねゆる“薄いランド部のタイプ″のもの等の他の形式の油圧受は部材 を用いることも可能である。油圧受は部材９の数は、シリンダーケーシング２に 設けられたシリンダ孔５の数と同じである。各々の油圧受は部材９には、シリン ダケ　−一シングの内周壁のうち、接触面８に近いシリンダ孔５の端部に設けら れた開口部１３を通って、それぞれのシリンダ孔５から孔１２を通って作動流体 が供給される。

上記油圧受は部材９は傾斜ピストン機械のハウジング１５に固着された受圧部材 １４に対して１月動自在となっている。

シリンダケーシング２は連動部材１６を介して駆動主軸３により回転される。

作動ピストン４の他端は駆動板（第４図参照）に装着されており、例えば、ヅエ ツバー型継手のような等速継手を介して傾斜ピストン芸域の駆動主軸３に次々と トルクを伝達する。

第２図は弁板７とシリンダケーシング２どの間の接触面８の一部分を示す。図中 破線で示される円の部分は、弁板７に対向したシリンダ孔５の開口部６で必る。

この開口部は第２図において紙面の上方に存在する。単一のシリンダ開口部２２ と協＠する弁板８の一部だけが、±２０’の部分だけ示されている。

傾斜ピストン機械がシリンダ孔５を作動し、かつ弁板７に所定の圧力が力０わっ ているときには、シール用囮勅面２０．２１に、全ての作動圧力とハウジングの 圧力との差圧力が加わっている。（習勅面２０と２１の間の部分、つまり、シリ ンダの開口部２２の終了端が位置する部分には、全ての作動圧力が作用する。摺 動面２０と２１に対して直角方向の圧力の割合いによって生じ、シリンダケーシ ング２を弁板７から離す方向に押し出す力は、圧力中心１１．２３に作用するも のと考えられ、この作用位置は幾何学的条件、つまり、例えばシリンダ孔５の数 、シール用接触面２０．２１の幅、シリンダケーシング２のシリンダの開口部６ ．２２の間の部分の厚さ、及び中心軸］に対する接触面の傾斜角度等によって定 められる。この圧力中心１１．２３は、回転中心１からの半径方向の距離がそれ ぞれのシリンダ開口部６．２２よりも大きい位置に存在する。

第３図は弁板３７が平行な面となり、シリンダケーシング３２に隣接した面３６ がｉ賊の中心＠３１に対して直角となった傾斜ピストン機械の変形例を示す。弁 板３７とシリンダケーシング３２の間で、接触面３６．３８において生じる油圧 力は、接触面３６．３８に対して直角方向、つまり機械の中心軸３１に平行な方 向に弁板３７とシリンダケーシング３２を離す方向に作用する。上述のように、 シリンダ孔３５とピストン３４は機械の中心軸３１に対して大きな角度αで傾斜 しているので、ピストン３４によってシリンダケーシング３２に対して加わる反 力の方向は、上述の方向と同じでめるが、弁板３７とシリンダケーシング３２の 間の接触面３６．３８において発生する油圧力と平行とはならない。

逆方向にある角度で向けられかつ傾斜ピストンを上述した所望の範囲でバランス されせる力を発生させるために、油圧量は部材３９は角度αに対して逆方向に中 心軸が向けられており、これにより、ピストン３４により発生したピストン圧力 と、油圧量は部材３９により発生した圧力はほぼ同じ方向と大きざとなり、弁板 ３７とシリンダケーシング３２の間の接触面３６．３８において発生した油圧力 に打ち勝つこととなる。油圧量は部材３９（１つの“シリンダ孔３５に１つずつ 設けられている）には、シリンダケーシングの内周壁のうち接触面３６．３８に 近いシリンダ孔５の端部に設けられた開口部４３を通って作動流体が供給される 。受は部材３９は傾斜ピストンｉｌのハウジング４５に対して固着された受圧部 材４４に接触している。この部分４４にあける摺動面４６は径方向に対して丸く 形成され、かつ中心に位置してあり、これにより圧力受は部材３９において発生 した油圧力の方向は、それぞれの受け部材３９のシール用１ノングと傾斜ピスト ン機械の中心軸３１に対して角度γをなす丸い接触面との間の接触線を通る面に 対して垂直に向けられている。

第４図は完成状態の傾斜ピストン機械の実施例を断面で示してあり、直径１３０ ｍｍのかなり大きな貫通軸５２を有する。この機械は直径２４ｍｍのシリンダ孔 ５５と、ストローク長さが１７６ｍｍのピストン５４とにより溝成されている。

この機械の１回転当りの排出量は２０７０　Ｃｍ３　／ｒｅｖである。第４図は またいかにして駆動板５６が装着されているかについての一例を示す。

駆動板５．６は等速継手５８、つまりゼッパー型継手の外側リング６４に固着さ れ、こめ継手の内側リング６５は中空主軸５３に形成されたスプライン６６に取 付けられてぃφ。ピストンの駆動端５７は駆動板５６に取付けられている。ピス トン圧力ドを有するピストン５４は、これらを貫通する孔を有し、駆動板５６の 凹んだ面に対して、各々のピストン５４．５７についての油圧量は部材５９に作 動媒体を連通させ、この作動媒体によりピストン圧力に対して逆方向をなす支持 力が加えられる。

油圧量は部材５９は圧力受は部材６１の受け表面６０に対して摺動し、この圧力 受は部材６１は機械のハウジング６３に設けられた受け部材（図示省略）にビン によって取付けられ、紙面に対して直角方向の軸５１の回りに±３の角度の範囲 で回動する。駆動板ｂ６に対して作用する傾斜ピストン５４．５７によって発生 し、中空主軸５３に対しである角度をなす力は、ローラ部材（ローラベアリング ）６２を介して駆動板５６から圧力受は部材６１に伝達される。

本発明の原理及び構造は、上記説明及び添附図面から明確になる。本発明の目的 は油圧芸域において、油圧量は部材を介して、シリンダを貫通して設けられたシ リンダ孔の全ての範囲を使用すること並びに、シリンダケーシング及び油圧機械 の中心軸に対してシリンダ孔をかなり傾斜ざぜとは、まず第１に使用される作動 媒体にとっては改良された流れ状態が得られ、更に重要なことは、公知となって いる全ての油圧ピストン機械と比べて作動ピストンのストロークが長くなること でおる。上述したことは、傾斜ピストン機械を、非常に小さくかつ小型の体積で おっても、非常に高い最大効率とすることができる。

本発明は図示され上記した具体例に限定されるものではなく、請求の範囲に記載 された椙成の範囲内で変形し得るものである。

国際ｖ４１！報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダケーシングを加圧する油圧受け部材（９，３９）が設けられ、ポン プないしモータとしてのピストン（４，３４）には軸方向に圧力が作用し発生し 、ポンプないしモータとしてのシリンダ孔（１５，３５）がくびれを有しない貫 通孔（５，３５）となっており、ピストンポンプないしピストンモータとして作 動するピストン機械において、前記油圧受け部材（９，３９）が前記弁板（７， ３７）と前記シリンダケーシング（２，３２）との間の境界面（８，３６，３８ ）における圧力中心の位置と前記ピストン機械の中心軸（１，３１）からの半径 方向の距離に対して、ほぼ同じ位置に設置され、シリンダケーシング（２，３２ ）に作用する油圧力とモーメントがバランスされるようにしたことを特徴とする ピストン機械。
2. ２．ピストン（４，３４）を長いストロークで作動させるように５°よりもかな り大きな角度（α）で機械の中心軸（１，３１）に対して傾斜して前記シリンダ 孔（５，３５）が形成されてい．ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の ピストン機械。
3. ３．弁板（７，３７）とシリンダケーシング（２，３２）との間の境界面（８， ３８）における有効面積が円錐形ないし円形に形成され、ピストンに圧力が加わ った機械の作動中には、ある方向となった傾斜角度（α）による前記有効面（８ ，３８）に作用する力及び、前記ピストン（４，３４）と前記油圧受け部材（９ ，３９）とから逆方向に作用する圧力とモーメント大きさがバランスされ、シリ ンダケーシング（２，３２）に作用する圧力とトルクとがバランスするようにし たことを特徴とする前記請求の範囲第１項ないし第２項に記載のピストン機械。
4. ４．弁板（３７）とシリンダケーシング（３２）との間の境界面（３８）は中心 軸（３１）に対して直角に設けられ、かつ油圧受け部材（３９）が中心軸（３１ ）に対して角度（γ）で設けられて傾斜角度（α）のシリンダ孔（３５）からの 圧力とモーメントをバランスさせ、シリンダケーシング（３２）が圧力とトルク に打ち勝ってバランスされるようにしたことを特徴とする前記請求の範囲第１項 ないし第２項に記載のピストン機械。