JPS6230307B2 - - Google Patents

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JPS6230307B2
JPS6230307B2 JP53014925A JP1492578A JPS6230307B2 JP S6230307 B2 JPS6230307 B2 JP S6230307B2 JP 53014925 A JP53014925 A JP 53014925A JP 1492578 A JP1492578 A JP 1492578A JP S6230307 B2 JPS6230307 B2 JP S6230307B2
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JP
Japan
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shaft
casing
nutation
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swash plate
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JP53014925A
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Hitoshi Kitayama
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IHI Corp
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Publication of JPS6230307B2 publication Critical patent/JPS6230307B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/061Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
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    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
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    • F03C1/0678Control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、章動かさ歯車変速装置内蔵の流体圧
回転機械の改良に関するものである。
章動かさ歯車変速装置内蔵の流体圧回転機械と
しては、液圧モータとして公知であり、この液圧
モータは他の液圧モータに比較して、コンパクト
であり、かつ、出力軸が低速であつて高トルクを
得ることができ、しかも、高速回転軸を拘束する
ことにより、簡単にブレーキ付き液圧モータにす
ることができるなど、多くの利点を有している。
しかし、この液圧モータにおいては、章動かさ歯
車はクランク軸によつて拘束支持されているの
で、ピストンの前後運動によつてなされるバルブ
の切換わりタイミングおよび歯車の噛合い精度が
該クランク軸の組立精度ならびに負荷時の軸たわ
み等の変形によつて大きく左右されるという問題
があり、このことは、組立時に高精度を要するこ
とになり、したがつて、組立調整に多くの時間を
必要とすることになる。またケース回転型モータ
としての使用ができないという問題もある。さら
にまた出力軸支持軸受のスペースが制約されてい
るので、出力軸が支持できる負荷容量が減少し、
かつ、モータの最大動力伝達経路に小物ボルトを
用いているので、耐久性に問題があり、しかも、
モータケースとバルブボデイを連結しているボル
トの剛性およびモータケースの剛性にも問題があ
る。
本発明は、章動かさ歯車変速装置内蔵の流体圧
回転機械の上述の長所を活かし、上述の諸問題を
巧みに解決したもので、その実施態様について、
図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の第1実施例の縦断面図で、圧
力流体として圧油などの圧力液体を使用する軸回
転型の液圧モータを示したものである。
第1図において、1は前後方向(図では右方が
前方向、左方が後方向に相当する。)に設けられ
た回転部材としての適当な長さの軸(出力軸)、
2はこの軸1を内装している固定部材としてのケ
ーシング、3は前記軸1を回転可能に支承してい
る主軸受、4は固定部材である前記ケーシング2
に設けられた高圧ポート、5は同じく該ケーシン
グ2に設けられた低圧ポート、6は該ケーシング
2内に設けられた章動部材、7は該ケーシング2
に組込まれたバルブユニツト、8は該ケーシング
2の一部をなしているカバーである。そして、前
記バルブユニツト7には、前後方向に往復運動可
能に円周上等間隔に設けられた12本のピストン9
を有し、各ピストン9の前先端は後方に設けられ
たコイルスプリング10によつて押圧されて常に
章動部材6の後面に当接しており、かつ、前述の
公知の液圧モータのピストンのように各ピストン
は三方切換弁のスプールとしての役目をも兼ねる
ようになつており、また中心角で90度だけ位相の
ずれたそれぞれのピストンどうしは互いに同一条
件の液路で連係されていることも、前述の公知の
液圧モータの流路と同様である。
つぎに、11は斜板で、前記バルブユニツト7
の前方に位置してスラスト軸受12およびラジア
ル軸受13を介して前記ケーシング2内に設けら
れて軸心14が前記軸1の軸心15の延長線上に
あるように該カバー8がわに回転可能に支承され
ている。16は球面軸受で、前記ピストン9と斜
板11の間に位置して該ケーシング2内に設けら
れて中心17が前記軸1の軸心15の延長線上に
あるように該カバー8がわに設けられている。そ
して前記章動部材6は、該ケーシングがわに設け
られたかさ歯車18に噛合するかさ歯車19を前
面に有すると共に該軸1がわに設けられたかさ歯
車20に噛合するかさ歯車21を後面に有して章
動運動の中心が前記球面軸受16の中心17と一
致するように該球面軸受16に支承されている。
また22はスラスト軸受で、該章動部材6の前面
と斜板11の傾斜している後面とに接して該章動
部材がわに設けられている。なお前記かさ歯車1
8,19,20,21の歯形は、すぐ歯またはス
パイラル歯が適当である。
このように構成された液圧モータにおいては、
かさ歯車18はカバー8に固定されているので、
章動部材6の回転運動が拘束される。そして章動
部材6は、高圧ポート4からの圧液の流入によ
り、後面がピストン9の前先端で押されると同時
に、回転可能な斜板11と前面のスラスト軸受2
2を介することによつて軸方向に拘束され、該斜
板11は回転せしめられるので、この回転運動に
よつて該章動部材6が球面軸受16上で章動運動
をおこし、章動部材6上の2つのかさ歯車19と
21は相手かさ歯車18と20と円周上の1か所
で噛合うことになる。しかも、かさ歯車20と2
1は1枚以上の歯数差を有するので、この歯数差
によつて、回転方向に拘束された章動部材6の反
力により、かさ歯車20は差動による回転運動を
生ずる。すなわち、前述のように、章動部材6を
押しつけるピストン9は前後方向に往復運動をす
ると同時に、三方切換弁のスプールも兼ねてお
り、中心角で90度位相のずれたピストンの背圧を
高圧と低圧とに交互に制御する機能をも有するか
ら、この弁機構を持つピストン群と上記章動機能
を有する噛合ブロツクである章動部材6とを組合
せてあることにより、発生するピストン群のスラ
スト力の中心が、該章動部材6の上死点と下死点
の中間に作用するため、この機構は液圧の作用に
より、一種の自成運動をおこすのである。そし
て、この自成運動を章動運動に変換するのが回転
斜板11の働きである。このようにして、高圧ポ
ート4から圧液を連続して送りこめば、各ピスト
ン9が順に章動部材6の後面を押して章動部材6
は章動運動を行ない、かさ歯車20が回転するの
で、軸1も回転し、軸1から高トルクの回転出力
が得られる。そして高圧ポート4から流入された
圧液は仕事をして低圧となり、低圧ポート5から
流出する。なお高圧ポート4と低圧ポート5を逆
に使用すれば、つまり、低圧ポート5から圧液を
流入させ、高圧ポート4から流出させると、軸1
は逆回転をする。
第2図は本発明の第2実施例の一部のみを詳細
に示したもので、第1図に示した液圧モータにお
いて、カバー8と斜板11の間に電磁ブレーキま
たは油圧ブレーキ23を設けたものであり、必要
に応じて外部から制御することにより、斜板11
に制動をかけることができるようになつている。
第3図は本発明の第3実施例の縦断面図で、ケ
ース回転型液圧モータを示したものである。この
第3図においては、前述の第1図のものと同一部
材または均等部材については同一符号をつけてあ
る。すなわち、この場合は、軸1が固定部材であ
り、ケーシング2が回転部材であるから、高圧ポ
ート4および低圧ポート5は共に固定部材である
軸1に設けられているが、その他、バルブユニツ
ト7、斜板11、球面軸受16などは、すべてケ
ーシング2がわに組込まれており、構造的には、
殆んど第1図の場合と同様である。
このように構成された液圧モータにおいては、
作動原理も、前述の第1図の場合と殆んど同様で
あり、すなわち、高圧ポート4からの圧液の流入
によりピストン9で章動部材6の後面が押される
と、章動部材6は章動運動をおこすことになる
が、このとき、軸1がわのかさ歯車20は回転で
きないので、第1図の場合とは逆に、円周の1か
所で該かさ歯車20と噛合している章動部材6の
後面のかさ歯車21は、該かさ歯車20からの反
力により回転運動をする。つまり、章動部材6が
回転運動をする。そして章動部材6の回転運動
は、章動部材6の前面のかさ歯車19からケーシ
ング2がわのかさ歯車18に伝達されてケーシン
グ2が回転することになる。なお高圧ポート4か
ら流入された圧液は仕事をして低圧となり、低圧
ポート5から流出する。また高圧ポート4と低圧
ポート5を逆に使用すれば、ケーシング2は逆回
転をする。
以上は、圧力流体に液体を使用した場合につい
て説明したが、圧縮空気などの気体を使用して
も、同様なモータが得られる。また前述の各実施
例において、出力がわの回転部材を逆に入力がわ
の回転部材として回転エネルギーを与えれば、低
圧ポート5から低圧流体を吸入し、ピストン9に
よつて昇圧され、高圧ポート4から高圧流体とし
て吐出するポンプとして使用することもできる。
したがつて、本発明は、章動かさ歯車変速装置
内蔵の流体圧回転機械において、バルブユニツト
の前方に位置してスラスト軸受およびラジアル軸
受を介してケーシング内に設けられて軸心が主軸
受によつて支承されている軸の軸心の延長線上に
あるように該ケーシングがわに回転可能に支承さ
れた斜板と、ピストンと該斜板の間に位置して該
ケーシング内に設けられて中心が前記軸の軸心の
延長線上にあるように該ケーシングがわに設けら
れた球面軸受と、前記ケーシングがわに設けられ
たかさ歯車に噛合するかさ歯車を有すると共に前
記軸がわに設けられたかさ歯車に噛合するかさ歯
車を有して章動運動の中心が前記球面軸受の中心
と一致するように該球面軸受に支承された章動部
材と、この章動部材と前記斜板の間に位置して該
章動部材がわに設けられたスラスト軸受とを備え
ているから、軸回転型はもちろんのこと、ケース
回転型も容易に得ることができ、また回転斜板支
持軸受の容量を大きくとることができるので、寿
命が飛躍的に増大する流体圧回転機械を得ること
ができるのみならず、章動部材は球面軸受によつ
て支承されているので、その支持剛性が増し、負
荷による支持系のたわみが著しく減少し、騒音の
低減化および高速運転が可能となる。しかも、章
動かさ歯車変速装置としての部品点数が低減さ
れ、かつ、歯車自体の強度の増大化がはかれるう
え、該変速装置の機構の簡素化もはかることがで
き、またスラスト軸受とラジアル軸受とで支承さ
れた回転斜板により章動運動を発生させるため、
バルブユニツトにおけるピストンの切換えタイミ
ングの調整が簡単に行なえるようになり、組立が
著しく単純化され、かつ、バルブタイミングの経
時変化も減少する。さらにまた軸を支承している
主軸受部分がスペース的に広いので、そのスパン
を広くしたり、主軸受を大きくしたりすることが
できるから、大きな負荷容量に対する設計が容易
となるなど、本発明の奏する効果は、きわめて大
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の縦断面図、第2
図は本発明の第2実施例の一部のみを断面で表わ
した立面図、第3図は本発明の第3実施例の縦断
面図である。 1……軸、2……ケーシング、3……主軸受、
4……高圧ポート、5……低圧ポート、6……章
動部材、7……バルブユニツト、8……カバー、
9……ピストン、10……スプリング、11……
斜板、12……スラスト軸受、13……ラジアル
軸受、14……斜板の軸心、15……軸の軸心、
16……球面軸受、17……球面軸受の中心、1
8……ケーシングがわのかさ歯車、19……章動
部材の前面のかさ歯車、20……軸がわのかさ歯
車、21……章動部材の後面のかさ歯車、22…
…スラスト軸受、23……ブレーキ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 軸と、この軸を内装しているケーシングと、
    これら軸とケーシングの一方が回転部材となると
    共に他方が固定部材となるように両者を結合した
    主軸受と、前記固定部材がわに設けられた高圧ポ
    ートおよび低圧ポートと、前記ケーシングがわに
    設けられたかさ歯車に噛合するかさ歯車を有する
    と共に前記軸がわに設けられたかさ歯車と歯数を
    異にして該軸がわに設けられたかさ歯車に噛合す
    るかさ歯車を各別に有して軸心が該軸の軸心の延
    長線上にあるように該ケーシング内に設けられた
    章動部材と、前後方向に往復運動可能に前記ケー
    シング内に設けられていると共に三方切換弁を兼
    ねて前先端が前記章動部材に当接している多数の
    ピストンを有するバルブユニツトとを備え、か
    つ、前記ピストンの後方の閉じられた容積に三方
    切換弁を兼ねた該ピストンの往復運動と該章動部
    材の章動運動の連成運動によつて容積変化をおこ
    させるようにした章動かさ歯車変速装置内蔵の流
    体圧回転機械において、前記バルブユニツトの前
    方に位置してスラスト軸受およびラジアル軸受を
    介して前記ケーシング内に設けられて軸心が前記
    軸の軸心の延長線上にあるように前記ケーシング
    がわに回転可能に支承された斜板と、前記ピスト
    ンと該斜板の間に位置して該ケーシング内に設け
    られて中心が前記軸の軸心の延長線上にあるよう
    に該ケーシングがわに設けられた球面軸受と、章
    動運動の中心が前記球面軸受の中心と一致するよ
    うに該球面軸受に支承された章動部材と、この章
    動部材と前記斜板の間に位置して該章動部材がわ
    に設けられたスラスト軸受とを備えて成る、流体
    圧回転機械。
JP1492578A 1978-02-14 1978-02-14 Fluid pressure rotary machine Granted JPS54108906A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1492578A JPS54108906A (en) 1978-02-14 1978-02-14 Fluid pressure rotary machine
US06/011,830 US4223593A (en) 1978-02-14 1979-02-13 Hydraulic motor

Applications Claiming Priority (1)

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JP1492578A JPS54108906A (en) 1978-02-14 1978-02-14 Fluid pressure rotary machine

Publications (2)

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JPS54108906A JPS54108906A (en) 1979-08-27
JPS6230307B2 true JPS6230307B2 (ja) 1987-07-01

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ID=11874528

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