JPS61502551A - 水圧式斜板カム−軸方向ピストン機械 - 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】 水圧式斜板カムー軸方向ピストン機械 この発明は、シリンダドラムと、シリンダドラムのシリンダ内に配設されたピス トンとを備え、このピストンのピストンヘッドは、斜板カムに対して支持されて おり、その結果、ピストン力は、ドラム軸に関して有用なシリンダドラムの回転 モーメントの他に、ドラム軸内に力の作用点を持つ半径方向に作用するドラムせ ん断力（横方向の力）をも生み出し、さらに、シリンダドラムをドラムせん断力 の領域において機械ケーシングに支持する軸受けとを備えた水圧式斜板カム−軸 方向ピストン機械に関するものである。

現実の使用により公知となった前記の種類の機械においては、シリンダドラムは その外周にカラーを有している。このカラーは、ドラム端面から斜板カムの方向 へ突出し、ドラムの軸に垂直でドラムせん断力の作用点に交差する面を越えてい る。このカラーと、機械のケーシングの外側のケーシングカバーとの間には、シ リンダドラムを支持する軸受けがある。この軸受けは、シリンダ状の軸受は面を 有する流体動力学的なすべり軸受けの形態をなしている。軸受は面、つまり、軸 受けの円形の平面が、ドラムせん断力の作用点の領域内で直接ドラム軸に交差す ることができ、その結果、この場合、ドラムせん断力の作用点が、ピストンヘッ ドの中央を通って斜板カムに平行に延びる面内において、且つシリンダドラムの 軸方向の外側において斜板カムと対向するシリンダドラムの端面の著しく前方に 位置しているが、前記カラーを設けたので、軸受けによるドラムシリンダの支持 が効果的となる。前記のドラム軸受は支持の利点は、ドラムせん断力が縦揺れモ ーメント即ち逆転トルクまたはオーバターニングトルク（にｒ　ｐｐｍｏｍｅｎ ｔｅ）をシリンダドラムに加えることが全くないという点にある。この縦揺れモ ーメントは、制御円板の制御面上でのシリンダドラムの不都合な傾斜をひき起こ すものである。なお、制御円板は、シリンダドラムのシリンダに対する圧力手段 の供給及び排出を制御し、且つ、間隙密封を形成した状態で斜板カムと反対側の シリンダドラム端面に当接している。しかしながら、前記のように軸受けを配設 する場合には次の欠点がある。カラー及び軸受けが、斜板カムと、ピストンヘッ ドを斜板カムに支持するピストンクロスへラドシューの列とを、外側で取り囲ま ねばならず、このことは、■半径方向及び軸方向における望ましくないほど大き な構造形状、■全体として斜板カムの旋回性に関しても不経済な構造、及び、■ 直径が大きいことによる比較的大きな摩擦損、のそれぞれ原因となる。

本発明の根底を成す課題は、冒頭に述べた種類の軸方向ピストン機械において、 カラー及び軸受けによって斜板カムとピストンクロスへラドシューとを外側で取 り囲むことなしに、シリンダドラムが支持され、その支持によって、シリンダド ラムにおいて、縦揺れモーメントが全く生じないかまたは僅かしか生じず、残り のモーメントが、不都合なくｔｉｌｌｔｌ１１円板によって受り取られ得るよう にシリンダドラムの軸受けを配設し構成することである。

本発明により前記課題は次のことによって解決される。すなわち、軸受けの平面 （ＥＩＯも、軸受けの円形の平面）が、ドラムせん断力の作用点からシリンダド ラムの側において距離をおいてドラム軸に交差し、軸受けの案内路に垂直な軸受 は力の全ての合力の作用線が、ドラム軸に対して鋭角を成し、かつドラムせん断 力の作用点の領域においてドラム軸に交差することによつ円錐形の面内にある。

この円錐形の面の頂点は全ての軸受は応力の合力の作用点とみなされ得る。この 円錐形の底面の円周は、軸受けの軸受は円によって形成されている。ドラムの軸 内にある円錐の頂点はドラムせん断力の作用点と重なるか、または、ドラムせん 断力と軸受は力の合力との間の僅かな距離がシリンダドラこの軸受けの頂点は前 記作用点のすぐそばに位置している。円錐形の頂点と円錐形の底面の円周との間 における円錐形の高さは、次の程度である。すなわち、軸受は応力の合力の作用 点がドラム軸１において対応して移動しドラムせん断力の作用点から離れること なしに、軸受けの平面をドラムせん断力の作用点から軸方向に岨してシリンダド ラムへ向かって移すことができる程度である。結果としで、ドラムせん断力の作 用点の領域内で有効となるシリンダドラムの軸受は支持を維持した状態で、軸受 は自身をドラムせん断力の作用点と斜板カムとから離してシリンダドラムへ向か って移すことができ、これにより、軸受けは、軸方向において斜板カムのかなり 前方であって且つシリンダドラム自身の領域内にあり、したがって、この軸受け をシリンダドラム自体に直接取り付けることができるので、もはや軸受けが斜板 カムを半径方向の外側で取り囲む必要がなく、もはや軸受けを支持するカラーは 必要でなくなる。このことによって、軸方向及び半径方向における構造寸法を小 さくすることができ、構造上及び組み立て上の無駄を全体に比較的小さくするこ とができる。その内側でドラムせん断力と軸受は応力の合力とが軸方向に離れて いることのできる範囲に関して、次のことを了解するべきである。すなわち、ド ラムせん断力の作用点が、実際上、常に、シリンダドラムの回転に応じて、ドラ ム軸上で僅かに周期的に移動し、その結果、この作用点は、円錐形の頂点と常に 一時的にしか正確に重なることができないということである。

しかしながら、ドラムせん断力の作用点とドラム軸上の円錐形の頂点とが少なく とも互いに離れていてもよい範囲は、このように離れていることによってひき起 こされるシリンダドラム上への揺れモーメントが無視されうるくらい小さい。ド ラム軸に対して傾斜した軸受は応力の合力が、明らかに、その半径方向の力の成 分によってのみ、ドラムせん断力に対して平衡を保つことができるので、軸方向 の力の成分はシリンダドラム自身によって受け止められねばならない。しかしな がら、このことは容易に可能である。その理由は、実際の使用上問題とされる軸 受は力の合力とドラム軸との間の角度が常に６０’より大きい場合、前記の軸方 向の力の成分は、搬送手段の圧力によって直接シリンダドラムに加えられる軸方 向の力のほんの僅かのパーセンテージであるからである。なお、搬送手段の圧力 によって加えられるこの軸方向の力は、いずれにせよシリンダドラムにおいて受 け取られて帳消しにされる。

本発明の好ましい実ＦＭ態様は、次のことを特徴としている。すなわち、案内路 が円錐形の環状面によって形成されており、この環状面の円錐形の頂点は、ドラ ム軸内においてドラムせん断力の力の作用点から見てシリンダドラムと同じ側に ある。この円錐形の環状面の幅は、ドラムせん断力の作用点が、ドラム軸へ向か う円錐形の環状面の垂直平面の方向における円錐形の環状面の投影部の内側に、 または、少なくともその投影部に密接して位置しているような幅に形成されてい る。したがって、円錐形の環状面は、少なくとも次の幅であるべきである。すな わち、ドラム軸へ向かう投影部がとにかくドラム軸上のドラムせん断力の作用点 の前述の周期的な軸方向移動を包含するような幅である。そこで、この作用点に 付加される各々の軸受は支持力は常に軸受けの円錐形の環状面を通っている。

詳細には、軸受けを、斜板カムと対向するシリンダドラムの端面の領域において 、シリンダドラムの外周面と機械ケーシングのケーシングカバーとの間に、直接 、配設することかできる。このことによって、好都合にも、ドラム軸と軸受は応 力の合力との間の角度が大きくなる。しかしながら、このようにシリンダドラム の外側で軸受は支持する代わりに、シリンダドラムの内部で軸受は支持する可能 性も存在する。この内部での軸受けによる支持は、機械ケーシングが、この機械 ケーシングにドラム軸と同軸に固定されたジャーナル即ち突部を有しており、そ して、軸受けがこのジャーナルとシリンダドラムとの間に配設されていることを 特徴としている。この場合、ジャーナルはシリンダドラムへ向かって斜板カムを 貫通し：がっ、中空に形成されていてもよく、その結果、このジャーナルはシリ ンダドラムに連結されたシャフトを受け入れることシンクの他方の端部がらも、 シリンダドラムの中央の穴を通り抜けることができる。全ての場合において、軸 受けは、流体動力学的にもしくは流体静力学的に働くすべり軸受け、またはテー パころ軸受けとして構成されていてもよい。

以下において、本発明を、図示の実施例により詳細に説明するａ　−・・ 第１図は、本発明の斜板カム−軸方向ピストン機械の軸方向断面図であり、部分 図１８において他の軸受けの構造を示しており、 第２図は、本発明の機械の他の実施例を示す第１図に対応する図であり、 第３図は、本発明の他の実施例を示している。

図示の軸方向ピストン機械は、シャフト１に連結されたシリンダドラム２と、シ リンダ３内に配設されたピストン４とを有している。ピストンヘッド５がクロス へラドシュ−６を介して斜板カム７の滑り面上に支持されている。この斜板カム は、それ自身の傾斜角に関して調整可能に機械ケーシング８内に取り付けられて いる。斜板カム７の傾斜によって、搬送媒体の押圧の際に生じる各々のピストン ４におけるピストン力が、斜板カム７の滑り面に垂直な力を生み出す。この力の 軸方向の力の成分がピストン力と平衡を保ら、更に、ピストンせん断力ＰｋＳと いう結果となる。このせん断力は、全てのピストン４について合計すると、ドラ ム軸９に関して役立つシリンダドラム２の回転モーメントと、その他に、ドラム 軸９において力の作用点１０を有しており且つ半径方向に働くドラムせん断力Ｐ ｋＲｅｓという結果にもなる。シャフト１は、機械の用途により、ポンプの場合 は駆動軸であり、モータの場合は従動軸である。このシャットは、軸受け１１に より機械ケーシング８に取り何けられている。更に、シリンダドラム２が機械ケ ーシング８において他の軸受け１２により支持されている。この軸受け１２の平 面１３が、シリンダドラム２の側部にＱ−いて、ドラムせん断力ＰｋＲｅＳの作 用点１０から距離をおいてドラム軸心９に交差する。

軸受け１２の案内路１５に垂直な軸受は合力の作用線１４がドラム軸９と鋭角２ ６を成し、ドラムせん断力ＰｋＲｅｓの作用点１０の領域においてドラム軸９に 交差する。この角度２６は実際には約６０°よりも大である。

第１ａ図に示すように、軸受け１２は、ボールベアリングにより構成することが できる。その場合には、案内路１５は、一方でボールレース１６と他方でボール 走行路１７との間の線接触のために、狭くしておくことができる。しかしながら 、はとんどの場合は、第１図、第２図、及び、第３図に示すように、案内路１５ は、円錐形の環状面によって形成されている。この円錐形環状面の円錐の頂点１ ８は、ドラム軸９において、力の作用点１０から見てシリンダドラム２と同じ側 に位置している。更に、この円錐形環状面は、次のような幅を有している。すな わち、ドラムせん断力ＰｋＲｅｓの作用点１゜が、ドラム軸９へ向う円錐形環状 面の垂直面（ＦＩＭｃｈｅｎｎｏｒｍａｌｅｎ）　１９の方向における円錐形環 状面の投影（第１図においてＸで記されている）の内側に位置するような幅であ る。軸受け１２は、各図の右半分に示すように、動水学的もしくは静水力学的に 働くすべり軸受けとして、もしくは、各図の左半分に示すように、テーパーころ 軸受けにより構成することができる。第１図においては、軸受け１２は、シリン ダドラム２の外周面２０と機械のケーシング８のケーシングカバー２との間にお いて、シリンダドラム２の斜板カム７と対向する端面２２の領域に配設されてい る。それに対して、第２図及び第３図においては、機械のケーシング８が、この ケーシングに固定され且つドラム軸９に共軸のジャーナル２３を有しており、こ のジャーナルとシリンダドラム２との間に軸受け１２が配設されている場合を示 している。第２図においては、中空に構成されたジャーナル２３が、機械のケー シング８の下部から斜板カム７を通りシリンダドラム２へと突出し、シャフト１ を受（プ入れる。それに対して、第３図においては、第２図と反対に配設された ジャーナル２３が、シリンダドラム２の中央の穴を通り抜けている。全ての場合 において、シリンダドラム２は、斜板カム７とは反対の端面において、シリンダ ３への搬送手段の供給及び排出を制即する制御板２４の制御面に当接する。搬送 手段の供給及び排出は連結部２５において行われる。

国際ｖ４食報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダドラム（２）と、該シリンダドラム（２）のシリンダ（３）内に配 設されているピストン（４）とを有し、該ピストンのピストンヘッド（５）が斜 板カム（７）に対して支持されており、その結果、該ピストンヘッドは、ドラム 軸（９）に関して役立つシリンダドラム（２）の回転モーメントの他に、ドラム 軸（９）において力の作用点（１０）を有しており且つ半径方向に働くドラムせ ん断力（ＰｋＲｅｓ）をも生み出し、さらに、シリンダドラム（２）をドラムせ ん断力（ＰｋＲｅｓ）の領域において機械ケーシング（８）に支持する軸受け（ １２）を備えた水圧式斜抜カム−軸方向ピストン機械において、 軸受け（１２）の平面（１３）が、ドラムせん断力（ＰｋＲｅｓ）の作用点（１ ０）からシリンダドラム（２）の側に距離をおいてドラム軸（９）に交差し、軸 受け（１２）の案内路（１５）に垂直な軸受け力の全ての合力の作用線（１４） が、ドラム軸（９）と鋭角（２６）を成し、且つ、ドラムせん断力（ＰｋＲｅｓ ）の作用点（１０）の領域でドラム軸（９）に交差することを特徴とする水圧式 斜板カム−軸方向ピストン機械。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の軸方向ピストン機械において、案内路（１５）が 円錐形の環状面によって形成されており、該環状面の円錐形の頂点（１８）は、 ドラム軸（９）内において、ドラムせん断力（ＰｋＲｅｓ）の力の作用点（１０ ）から見てシリンダドラム（２）と同じ側に位置し、ドラムせん断力（ＰｋＲｅ ｓ）の作用点（１０）が、ドラム軸（９）へ向う円錐形環状面の垂直面（１９） の方向における円錐形環状面の投影（Ｘ）の内側か、もしくは、少なくともその 投影に密接して位置しているように、該環状面の幅が形成されていることを特徴 とする軸方向ピストン機械。
3. ３．請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の軸方向ピストン機械において、軸 受け（１２）が、直接、シリンダドラム（２）の外周面（２０）と機械ケーシン グ（８）のケーシングカバー（２１）との間において、斜板カム（７）に対向す るシリンダドラム（２）の端面（２２）の領域内に配設されていることを特徴と する軸方向ピストン機械。
4. ４．請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の軸方向ピストン機械において、機 械ケーシング（８）が、この機械ケーシングに固定され且つ、ドラム軸（９）と 共軸のジャーナル（２３）を有し、軸受け（１２）が該ジャーナル（２３）とシ リンダドラム（２）との間に配設されていることを特徴とする軸方向ピストン機 械。
5. ５．請求の範囲第４項に記載の軸方向ピストン機械において、ジャーナル（２３ ）が、シリンダドラム（２）へ向がって斜板カム（７）を通り抜け、且つ、中空 に構成されており、また、このジャーナル（２３）が、シリンダドラム（２）に 連結されたシャフト（１１）を受け入れていることを特徴とする軸方向ピストン 機械。
6. ６．請求の範囲第４項に記載の軸方向ピストン機械において、ジャーナル（２３ ）がシリンダドラム（２）の中央の穴を通り抜けていることを特徴とする軸方向 ピストン機械。
7. ７．請求の範囲第２項〜第６項のいずれか１項に記載の軸方向ピストン機械にお いて、軸受け（１２）がすべり軸受けもしくはテーパころ軸受けとして構成され ていることを特徴とする軸方向ピストン機械。