JPWO2006109503A1 - 偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータ - Google Patents
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Abstract
偏芯型ラジアルピストンポンプにおいては、偏芯カムリング3の吐出側における端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブ12を形成する。また、偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、偏芯カムリング3の高圧側における端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブ12を形成する。ラジアル方向に形成したリブ12により、偏芯カムリング3の剛性を向上させ、偏芯カムリングがピストンからの推力によって変形するのを防止できる。これにより、偏芯カムリングの肉厚を厚くしなくても偏芯カムリングの剛性を高め、しかも、ラジアル方向の外形寸法を小さく構成した偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータが提供できる。
Description
本発明は、偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータに関するものである。
偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータでは、偏芯カムリングの中心とラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおけるケーシングの回転中心とを偏芯させ、この偏芯量を変更することでシリンダブロック内におけるピストンのストローク量を変更している。ピストンのストローク量を変更することで、ピストンによる圧油の押しのけ容積を変化させ、偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータの容量を可変に制御することができる。
従来から用いられている偏芯型ラジアルピストンポンプとしては、特許文献1に記載されたような構成のものが用いられている。特許文献1に記載された偏芯型ラジアルピストンポンプでは、偏芯カムリング駆動用の制御ピストンとサーボ制御弁の配置関係を特定してラジアル方向における占有スペースの削減を図っているものである。
特許文献1に記載された偏芯型ラジアルピストンポンプを本願発明における従来例として、図13にはその断面形状を示している。シリンダブロック40の各シリンダボア内には、ピストン41が配設されている。各ピストン41には、ピストンシュー42aを有するコネクチングロッド42が回動自在に接合している。ピストンシュー42aは、シリンダブロック40の外周側に配設した偏芯カムリング43の内周面に沿って摺動する。
シリンダブロック40の中心には、吸入ポートと吐出ポートとを有するピントル44が配設され、ピントル44の中心と偏芯カムリング43の中心とは、偏芯して配設することができる。偏芯カムリング43は、シリンダブロック40の中心軸線と平行状態を維持しながら偏芯移動することができる。
偏芯カムリング43の偏芯量は、制御ピストン46、47によって制御される。制御ピストン46、47の各端部は偏芯カムリング43に当接し、バネ48、49の付勢力によって偏芯カムリング43を両側から押圧している。制御ピストン46に作用する圧油によって、偏芯カムリング43をピントル44の中心軸に対して偏芯させることができる。
制御ピストン46に供給する圧油は、ケーシング45の円周方向に傾斜して配設されたサーボ制御弁50によって制御される。
特開2004−68796号公報
制御ピストン46に供給する圧油は、ケーシング45の円周方向に傾斜して配設されたサーボ制御弁50によって制御される。
偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータでは、偏芯カムリングの中心とラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおけるケーシングの回転中心との偏芯量は、偏芯カムリングの移動量によって規制されることになる。また、ピストンによって発生する推力は、偏芯カムリングの内周面によって支えられている。このため、ピストンからの推力の全体は、偏芯カムリング下面において集中荷重を支える形で支持されることになる。
従って、偏芯カムリングの剛性が低い場合には、例えば、偏芯カムリングの肉厚が薄い場合には、ピストンからの推力によって偏芯カムリングが、三角形状のおむすび状に変形してしまうことになる。即ち、図14に示すように無負荷状態で円形であった偏芯カムリングは、シリンダボア内が高圧となったピストンからの推力(図15に矢印で示す。)を受けることにより、偏芯カムリングは内部から変形応力を受けて変形してしまう。このようにして、偏芯カムリングは、図14に示すように無負荷状態で円形であったものが、変形応力を受けて図15に示すように三角形状のおむすび状に変形してしまうことになる。
偏芯カムリングに変形が生じた場合、偏芯カムリング内周面に沿って摺動するピストンシューの円筒面と変形した偏芯カムリング内周面との間では、面一状態での接触が行われずに隙間が発生してしまう。この隙間によって、偏芯カムリング内周面に対するピストンシューのあたりが不均一となる。
例えば、ピストンシューが偏芯カムリング内周面に沿って摺動しているときに、ピストンシューの円筒面における外径が偏芯カムリングの内径よりも大きくなっている場所に来ると、ピストンシューの周方向における両端縁側だけが偏芯カムリングの内径に摺接して、前記両端縁側に大きな面圧が加わることになる。ピストンシューの周方向における両端縁側に加わる大きな面圧によって、ピストンシューには曲げ応力が発生してしまう。また、ピストンシューの円筒面における外径が偏芯カムリングの内径よりも小さくなっている場所に来ると、ピストンシューのあたりが少なくなり、浮き上がりぎみになる。
特許文献1については図13で示しているように、従来の偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成して、偏芯カムリングの変形を防止している。
しかし、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成すると、芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおけるラジアル方向の外形寸法が大きくなってしまう問題が生じる。特に、偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、ラジアル方向の外形寸法をできるだけ小さく構成することが求められているのに反して、ラジアル方向の外形寸法を大きくすることは要求に逆行した構成となってしまう。
本願発明では、従来における問題点を解決し、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成しなくても偏芯カムリングの剛性を高めることができ、しかも、ラジアル方向の外形寸法を小さく構成することができる偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータを提供することにある。
本願発明の課題は請求の範囲第1〜10項に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願第1発明では、偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを最も主要な特徴となしている。
即ち、本願第1発明では、偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを最も主要な特徴となしている。
また、本願第2発明では、リブの形状を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第3発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願第4発明及び第5発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第3発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願第4発明及び第5発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
本願第6発明では、偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、偏芯カムリングにおける高圧側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを他の最も主要な特徴となしている。
また、本願第7発明では、リブの形状を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第8発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願第9発明及び第10発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第8発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願第9発明及び第10発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
本願発明では、偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、偏芯カムリングの肉厚を厚くすることなく、偏芯カムリングの内周面にラジアル方向のリブを形成することによって、偏芯カムリングの剛性を高めることができる。
しかも、偏芯型ラジアルピストンポンプにおいては、リブを偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面に形成することにより、また、偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、リブを偏芯カムリングにおける高圧側の端部内周面に形成することにより、ピストンからの推力によって偏芯カムリングが変形するのを防止できる。
また、本願発明では、偏芯カムリングの端部内周面の全内周に亘ってリブを配設しておくこともできる。端部内周面の全内周に亘ってリブを配設しておくことにより、偏芯カムリングの変形防止をより強固に構成できる。
1 偏芯型ラジアルピストンポンプ
3 偏芯カムリング
4 シリンダブロック
5 ピストン
8 ピントル
10 吸入ポート(吸込ポート)
11 吐出ポート
12 リブ
15a、15b ピストン
22、23 作動機構
25a、25b ピストン
28a、28b 押圧部材
30、31 係合部材
32 偏芯型ラジアルピストンモータ
33 ピントル
34、35 ポート
40 シリンダブロック
41 ピストン
43 偏芯カムリング
44 ピントル
46、47 制御ピストン
50 サーボ制御弁
3 偏芯カムリング
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43 偏芯カムリング
44 ピントル
46、47 制御ピストン
50 サーボ制御弁
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明の偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータの構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本願発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。
また、本願発明に係わる偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータとしては、ポンプ作用とモータ作用とを併用することのできる偏芯型ラジアルピストンポンプ・モータをも包含しているものである。
図1には、本発明の実施形態に係わる偏芯型ラジアルピストンポンプ1の概略縦断面を示している。図2には、偏芯カムリング3の縦断面を示している。図1に示すように、ケーシング2内には、偏芯カムリング3が配設されており、偏芯カムリング3の内側にはシリンダブロック4が回転可能に配設されている。シリンダブロック4にはそのラジアル方向に複数のシリンダボア7が形成され、各シリンダボア7内にはピストン5が摺動自在に配せられている。
ピストン5には、ピストンシュー6が揺動自在に支持されている。ピストンシュー6は偏芯カムリング3のカム面3Aに摺接し、シリンダブロック4の回転にともなって、カム面3A上を摺動する。ピストンシュー6のカム面3A上での摺動により、ピストン5に対して往復運動を与えることができる。
ケーシング2に配設されたピントル8は、シリンダブロック4のピントル挿入部9内に嵌入しており、シリンダブロック4を回転自在に支持している。ピントル8には、吸入ポート10と吐出ポート11とが形成されている。シリンダブロック4の回転によって、ピストン5は吸込工程と吐出工程とを繰り返すことになる。
吸込工程では、ピストン5は上死点から下死点に向かってシリンダボア7から突出する方向に摺動して、圧油を吸入ポート10からシリンダボア7内に吸引する。吐出工程では、ピストン5は下死点から上死点に向かって摺動して、シリンダボア7内の圧油を圧縮する。圧縮して高圧となった圧油は、吐出ポート11から吐出される。
図2に示すように、偏芯カムリング3はその内周面に亘って環状のリブ12が形成されている。偏芯カムリング3の内周面に亘って形成した環状のリブ12は、図1では、カム面3Aから偏芯カムリング3の中心側に延設した形状で示している。
ケーシング2の左右には、シリンダ室14a、14bが形成され、各シリンダ室14a、14b内には、偏芯カムリング3の外周面に当接するピストン15a、15bがそれぞれ摺動可能に配設されている。各ピストン15a、15bはそれぞれバネ16a、16bによって付勢されており、各ピストン15a、15bの先端部は、常に偏芯カムリング3の外周面を押圧しながら当接した状態となっている。
切換弁18の切換え操作によって、油圧ポンプ19からの圧油を一方のシリンダ室14a又はシリンダ室14bに供給し、他方のシリンダ室14b又はシリンダ室14a内の圧油をタンク20に排出することができる。
また、偏芯カムリング3の外周面は、ケーシング2の上下部位に形成した案内面13に摺接している。切換弁18の切換え操作に応じてピストン15a、15bを作動させることにより、偏芯カムリング3を案内面13に沿って移動させることができ、シリンダブロック4の回転中心に対して偏芯量を調整することができる。
図2に示すように、偏芯カムリング3の端部内周面にはリブ12が、ラジアル方向の内側に向かって環状に形成されており、リブ12によって偏芯カムリング3の剛性を高めている。
リブ12を形成することによって、偏芯カムリング3の剛性を高めてその変形を防止することができるので、偏芯カムリング3のカム面3Aとしては常に一定の形状を保持することができる。これにより、ピストンシュー6とカム面3Aとの摺接状態を常に良好に維持しておくことができ、ピストンシュー6がカム面3Aから浮き上がってしまうのを防止できる。
リブ12としては、偏芯カムリング3と一体に構成することも、偏芯カムリング3と別体にて構成することもできる。リブ12を別体にて構成したときには、リブ12を偏芯カムリング3の内周面に対して圧入等により嵌合して固定することも、溶接等の固定手段を用いてリブ12を偏芯カムリング3に固定することなどができる。
リブ12のラジアル方向の突出量としては、ピストン5からの推力によって、偏芯カムリングが変形するのを防止できる程度の剛性を持たせることのできる突出量として構成しておくことが必要である。また、リブ12の材質や肉厚との関係で、ラジアル方向の突出量を調整することもできる。
偏芯カムリング3の両端部にそれぞれ配設するリブ12としては、図3に示すように一方のリブを偏芯カムリング3と一体に構成し、他方のリブ12を偏芯カムリング3と別体にて構成することもできる。別体にて構成したリブ12は、図3に示すように偏芯カムリング3の内周面側に突出したフランジ部を有する構成とすることも、図4に示すように偏芯カムリング3の内周面側及び外周面側にそれぞれ突出したフランジ部を有する構成とすることもできる。別体にて構成したリブ12は、圧入等による嵌合固定方法、溶接等による固定方法等を用いて偏芯カムリング3に固定することができる。
リブ12の構成としては、環状のリブ形状以外にも、図5〜図7にそれぞれ偏芯カムリング3の斜視図で示すような形状に構成することもできる。尚、図5〜図7において示したリブ12の形状は例示であって、本願発明は上述した形状に限定されるものではない。偏芯カムリング3の剛性を高めることのできるリブ形状であれば、それらの形状を本願発明のリブとして用いることができるものであり、また、そのときのリブ形状は本願発明に包含されているものである。
図5に示すように、偏芯カムリング3の端部内周面の一部にリブ12を配設しておくこともできる。この場合には、同リブ12を、シリンダブロック4に配設したピストン5からの推力が大きく加わる部位に配設しておくことができる。即ち、リブ12を偏芯カムリング3における吐出側の端部内周面に配設しておくことができる。
尚、前記リブ12を端部内周面に配設する構成としては、リブ12を偏芯カムリング3の内周面内に配設する構成と、リブ12の側面と偏芯カムリング3の端部面とを密着させる構成との両構成を包含している。
図6に示すように、ピストン5からの推力が大きく加わる部位であって偏芯カムリング3の両端部にそれぞれに配設しておくこともできる。また、図7で示すように、リブ12を偏芯カムリングの両ポート側の端部内周面にそれぞれ配設しておくこともできる。
このようにして、大きな変形荷重を受ける偏芯カムリング3の端部内周面の領域内に、リブ12を形成することができる。このように構成することにより、必要最小限の範囲に亘って配設したリブ12によって、効率的に偏芯カムリングの変形を防止することができる。
以上のことから分かるように、偏芯カムリング3の端部内周面に配設するリブ12としては、偏芯カムリング3の端部内周面の全周に亘って形成することも、シリンダボア7内の圧油が高圧となり、ピストン5からの推力として大きな変形荷重を受ける偏芯カムリング3の端部内周面の領域内に形成しておくこともできる。
尚、偏芯カムリング3の端部内周面の一部にリブ12を配設する場合には、リブ12を配設した部位と配設していない部位との境界において、即ち、リブ12と偏芯カムリング3の端部面との間の境において、集中荷重が加わらないように、リブ12の形状を構成しておくことが必要である。
リブ12を偏芯カムリング3の両端部内周面にそれぞれ配設する場合には、少なくとも一端側に配設するリブ12を分割形状で偏芯カムリング3とは別体にて構成しておくことや、図6で示すように、一端側に配設するリブ12のラジアル方向の突出量を他端部側に配設するリブ12のラジアル方向の突出量よりも低めに構成しておくことができる。
このように構成しておくことにより、偏芯型ラジアルピストンポンプ1の組み立て時には、シリンダブロックへのピストンの挿入組み立てに合わせて、複数に分割して別体にて形成したリブ片を順次組み込んでいくことができる。
あるいは、ピストン5をシリンダブロック4の各シリンダボア7内でそれぞれ上死点位置まで挿入したときにおけるピストンシュー6を含んだ外周径を、リブ12のラジアル方向の突出量を低くした側におけるリブ12の上端と偏芯カムリング3の内周面とで形成される開口に挿入できる外周径となるように構成しておく。
これにより、偏芯カムリングの両端にリブを配設することができ、偏芯カムリング3内に配設したシリンダブロック4にピストン5を装着する組み立て作業を容易に行うことができる。
リブ12の肉厚は、偏芯カムリング3の肉厚と略等しい肉厚としておくことが望ましい。図8は、偏芯カムリング3の肉厚t1とリブ12の肉厚t2との関係を示す解析用モデル図を示し、偏芯カムリング3の周辺部における断面形状を示している。
図8で示す偏芯カムリング3を用いて、偏芯カムリング3の内径、つば内径、及びカム幅を固定寸法とした条件下で、偏芯カムリング3の肉厚t1とリブ12の肉厚t2との比を変えた偏芯カムリング3の各モデルを作り、各モデルにおけるカム応力について有限要素法による解析を行った。また、有限要素法での解析を行うに当たって、肉厚t1と肉厚t2との比は、偏芯カムリング3の質量をほぼ一定とした条件下で変化させた。
有限要素法を用いて演算したカム応力の応力分布は、図9に示すような応力分布となった。図9は、偏芯カムリング3がケーシング2の案内面13との当接部位を中心とした、要部斜視図である。図9から分かるように、吐出側における偏芯カムリング3がケーシング2の案内面13に当接している部位において、最大の応力σ1が発生する。また、案内面13に当接している部位から離れるに従って応力は、σ2からσ3、σ4と小さくなっていくことが分かる。
また、図9から分かるように、少なくとも最大の応力σ1が発生する部位、あるいは所望の応力よりも大きな応力(例えば、σ3以上の応力)が発生する部位についても、偏芯カムリング3の端部に別途リブを形成しておくことで、発生する応力を小さく抑えておくことができる。即ち、図9では偏芯カムリング3の片側にリブ12を形成した例を示しているが、例えば、図6に示すように偏芯カムリング3の両端部にリブ12を形成しておくことで、偏芯カムリング3として更に変形し難い構成とすることができる。
図9は、上記条件にて有限要素法にて求めた、前記各モデルにおけるカム応力の解析結果を示す表である。図9から分かるように、偏芯カムリング3の肉厚t1とリブ12の肉厚t2との比を1:1に構成したとき、カム応力は最小となる。しかも、そのときに生じる最大カム応力としては、許容できる範囲内に収まることができた。また、肉厚t1と肉厚t2との比を1:1に構成したときには、偏芯カムリング3の外形を最小寸法に構成することができる。
これらのことから、肉厚t1と肉厚t2との比を1:1にすることによって、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向の大きさを小さく構成することができる。しかも、偏芯カムリング3としての剛性を、偏芯カムリング3の変形を防止できるに十分な剛性とすることができる。
このように、偏芯カムリング3の肉厚t1とリブ12の肉厚t2とを略同じ肉厚とした構成により、ピストンからの推力による変形を防止できる剛性を備えた偏芯カムリング3として構成でき、しかも、偏芯カムリング3の寸法形状が最小の寸法形状となるように構成できる。
更に、ピストンシュー6の摺動安定性が得られ、偏芯型ラジアルピストンポンプ1の安定駆動を行うことができる。また、偏芯カムリング3の肉厚t1を厚く構成することなく、偏芯カムリング3の剛性を高めることができる。これにより、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向における外形寸法を小さく構成することができ、しかも、容積効率を向上させることができる。
また、偏芯カムリング3の作動機構等を偏芯型ラジアルピストンポンプ1内に配設したとしても、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向における外形寸法を小さくすることができる。
また、偏芯カムリング3の作動機構等を偏芯型ラジアルピストンポンプ1内に配設したとしても、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向における外形寸法を小さくすることができる。
偏芯カムリング3に偏芯量を与える作動機構等を偏芯カムリング3の軸方向外側に配設した場合には、偏芯型ラジアルピストンポンプ1の軸方向の長さは長くなる。しかし、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向における外形寸法を小さくすることができるので、結果として偏芯型ラジアルピストンポンプ1の縦・横・高さからなる最大寸法は小さく構成できる。
しかも、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向における外形寸法を小さくすることで、偏芯型ラジアルピストンポンプ1を搭載する場積を小さくすることができ、小型の油圧機械等に対しても有効に搭載することができるようになる。
図11は、本発明の実施形態に係わる他の偏芯型ラジアルピストンポンプ1の概略縦断面を示している。偏芯カムリング3を偏芯させる構成として、実施例1では、ケーシング2の左右に設けたピストン15a、15bの作動により、偏芯カムリング3を偏芯させる構成となっている。
これに対して、実施例2では、偏芯カムリング3に配設したリブ12の側面に係合部材30、31を形成し、偏芯量を与える作動機構22、23を係合部材30、31に作用させることにより、偏芯カムリング3を偏芯させる構成となっている。
この構成において、実施例2は実施例1の構成と異なった構成となっている。他の構成は、実施例1と同様の構成となっている。このため、実施例1における構成と同一の構成については同一の部材符合を付して以下での説明を省略する。
リブ12の側面に形成した係合部材30、31は、図2に示す孔12aに嵌合する部材としてリブ12の側面に配設することも、リブ12と一体的に形成することもできる。作動機構22は、油圧ポンプ19からの圧油を受けて、係合部材30を押圧する一対のピストン25a、25bと、一対のピストン25a、25bをそれぞれ係合部材30側に押圧するバネ26a、26bと、を備えている。作動機構23は、係合部材31の両端から押圧する一対の押圧部材28a、28bと、一対の押圧部材28a、28bに押圧力を付勢するバネ29a、29bと、を備えている。
作動機構22における一対のピストン25a、25b及びバネ26a、26bは、それぞれシリンダ室24a、24b内に配設されている。切換弁18の切換えにより、油圧ポンプ19からの圧油をシリンダ室24bに供給し、シリンダ室24a内の圧油をタンク20に排出させたときには、ピストン25bは図11において向かって左方向に摺動し、偏芯カムリング3も図11において向かって左方向に移動することになる。また、この切換弁18の切換位置から反対側の切換位置に切換えると、偏芯カムリング3を図11において向かって右方向に移動させることができる。
作動機構23における一対の押圧部材28a、28bは、それぞれバネ室27a、27b内に配設したバネ29a、29bの付勢力によって、互いに近接する方向に付勢されている。また、一対の押圧部材28a、28bによって、偏芯カムリング3の回り止め機能を奏させている。
作動機構22における一対のピストン25a、25bの作動によって、偏芯カムリング3が移動するときには、バネ29a、29bがそれぞれ変形して偏芯カムリング3を平行移動させることができる。
シリンダ室24bの配置位置と押圧部材28aを備えたバネ室27aとの配設位置とを逆に配設して、作動機構22及び作動機構23を構成することもできる。このとき、作動機構22としは、ピストン25aを備えたシリンダ室24aとシリンダ室24bの代わりに配設した押圧部材28aを備えたバネ室27aとから構成され、作動機構23は、バネ室27aの代わりに配設したピストン25bを備えたシリンダ室24bと押圧部材28bを備えたバネ室27bとから構成されることになる。
また同様に、シリンダ室24bの配置位置と押圧部材28bを備えたバネ室27bとの配設位置を逆に配設して、作動機構22及び作動機構23とを構成することもできる。
このように構成したときでも、切換弁18から出力される圧油をシリンダ室24aとシリンダ室24bとに選択的に供給することによって、偏芯カムリング3の移動を制御することができる。
このように構成したときでも、切換弁18から出力される圧油をシリンダ室24aとシリンダ室24bとに選択的に供給することによって、偏芯カムリング3の移動を制御することができる。
また、実施例2の構成として、図11に示す係合部材30、31の両側にそれぞれ当接する一対のピストンを、各係合部材30、31の両側にそれぞれ配設することもできる。
図11に示すように、作動機構22、23の配設部位としては、偏芯カムリング3の軸方向外側でしかも偏芯カムリング3の内径側に配設することができるので、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向の外形を小さく構成できる。
この場合、偏芯カムリング3に偏芯量を与える作動機構22、23が偏芯カムリング3の軸方向外側に配設されることになるので、偏芯型ラジアルピストンポンプ1の軸方向の長さは長くなる。
しかし、偏芯型ラジアルピストンポンプ1のラジアル方向における外形寸法を小さくすることができるので、結果として偏芯型ラジアルピストンポンプ1の縦・横・高さからなる最大寸法は小さく構成できる。
図2に示す孔12aを、作動機構22、23に係合する係合部材30、31を装着する孔として用いる代わりに、偏芯カムリング3の回転止め用の回転止め部材として使用することもできる。また、リブ12の側面に孔12a形成する代わりに、回転止め部材を偏芯カムリングと一体に構成しておくこともできる。
図12には、本発明の実施形態に係わる偏芯型ラジアルピストンモータ32の概略縦断面を示している。実施例3では、偏芯型ラジアルピストンモータ32の構成を示している点を除いて実施例1における偏芯型ラジアルピストンポンプ1の構成と同様の構成となっている。このため、偏芯型ラジアルピストンポンプ1の構成と同様の構成については、図1で用いた部材符号を用いていることで以下での説明は省略する。
偏芯型ラジアルピストンモータ32では、シリンダブロック4とピントル33とが一体的に回転する構成となっている。このため、ポート34、35にそれぞれ連通している、ピントル33に形成した圧油の通路は、それぞれ同じ径の通路として形成されている。
因みに、偏芯型ラジアルピストンポンプ1では、シリンダブロック4が回転するのに対してピントル8は非回転に構成されている。このため、ピントル33に形成した圧油の通路としては、吸込ポート10に連通する通路径が、吐出ポート11に連通する通路径よりも大径に構成されている。
尚、偏芯型ラジアルピストンポンプ1において、吸込ポート10に連通する通路径と、吐出ポート11に連通する通路径とを同径として構成しておくこともできる。特に、偏芯型ラジアルピストンポンプ・モータにおいては、吸込ポート10に連通する通路径と、吐出ポート11に連通する通路径とを同径に構成しておくことが必要である。
また、図1では、吸込ポート10を図の下側に配置し、吐出ポート11を図の上側に配置した構成例を示しているが、吸込ポート10と吐出ポート11との配置位置を図1とは逆に構成することもできる。
図12で示す偏芯型ラジアルピストンモータ32では、例えば、図12において下側に来たポート34が高圧側の油圧に連通し、上側に来たポート35が低圧側の油圧に連通することになる。シリンダブロック4及びピントル33の回転により、上側で低圧側に連通していたポート35が下側に来ると、今度は高圧側の油圧に連通することになる。
同時に、下側で高圧側に連通していたポート34は、低圧側の油圧に連通することになる。即ち、ポート34、35はそれぞれ、シリンダブロック4及びピントル33の回転に伴って交互に高圧側の圧油と低圧側の圧油とに連通することになる。
高圧側の油圧に連通したポート34又はポート35からは、シリンダボア7内に高圧の圧油が供給される。シリンダボア7内に供給された高圧の圧油によって、シリンダボア7内のピストン5が押圧され、シリンダブロック4を回転させることになる。
実施例1において偏芯型ラジアルピストンポンプ1の場合で説明したと同様に、リブ12の構成としては、少なくとも偏芯カムリング3における高圧側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するように構成しておくことができる。リブ12を構成することによって、偏芯カムリング3が変形しないように偏芯カムリング3の剛性を高めておくことができる。
リブ12の構成としては、図2〜図7に示す構成と同様の構成として形成しておくことができる。また、実施例1での説明において記載したように、偏芯カムリング3の剛性を高めることのできるリブ形状であれば、それらの形状を本願発明のリブとして用いることができる。
偏芯カムリング3にリブ12を設けることによって、リブ12付きの偏芯カムリング3を偏芯型ラジアルピストンポンプ1に用いた実施例1の場合と同様の効果を奏することができる。また、図8〜図10を用いて説明した解析用モデルの結果は、偏芯型ラジアルピストンモータ32の場合においてもそのまま適用することができる。
偏芯型ラジアルピストンモータ32の構成として図12に示した構成以外にも、図11に示した偏芯型ラジアルピストンポンプ1と同様の構成とすることもできる。このとき、吸込ポート10と吐出ポート11とにそれぞれ連通するピントルに形成した通路径を同じ通路径となるように構成しておくことが望ましい。
また、実施例2において説明したと同様に、偏芯カムリング3に配設したリブ12の側面に、偏芯カムリングを偏芯させるときの回転止め係合部材や偏芯カムリングに偏芯量を与える作動機構との係合部材を設けることもできる。
上述した実施例では、偏芯型ラジアルピストンポンプ1の構成及び偏芯型ラジアルピストンモータ32の構成について説明を行ったが、実施例で説明した偏芯型ラジアルピストンポンプまたは偏芯型ラジアルピストンモータの構成としては、偏芯型ラジアルピストンポンプ・モータの構成をも包含しているものである。
本願発明は、本願発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本願発明の技術思想を適用することができる。
【0003】
摺接して、前記両端縁側に大きな面圧が加わることになる。ピストンシューの周方向における両端縁側に加わる大きな面圧によって、ピストンシューには曲げ応力が発生してしまう。また、ピストンシューの円筒面における外径が偏芯カムリングの内径よりも小さくなっている場所に来ると、ピストンシューのあたりが少なくなり、浮き上がりぎみになる。
[0011]
特許文献1については図13で示しているように、従来の偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成して、偏芯カムリングの変形を防止している。
[0012]
しかし、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成すると、芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおけるラジアル方向の外形寸法が大きくなってしまう問題が生じる。特に、偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、ラジアル方向の外形寸法をできるだけ小さく構成することが求められているのに反して、ラジアル方向の外形寸法を大きくすることは要求に逆行した構成となってしまう。
[0013]
本願発明では、従来における問題点を解決し、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成しなくても偏芯カムリングの剛性を高めることができ、しかも、ラジアル方向の外形寸法を小さく構成することができる偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピスンモータを提供することにある。
[課題を解決するための手段]
[0014]
本願発明の課題は請求の範囲第1〜10項に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願第1発明では、偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、前記偏芯カムリングが、前記偏芯型ラジアルピストンポンプのケーシング内に対向配設した一対の案内面間で摺動可能に配設され、前記偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを最も主要な特徴となしている。
[0015]
また、本願第2発明では、リブの形状を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第3発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
摺接して、前記両端縁側に大きな面圧が加わることになる。ピストンシューの周方向における両端縁側に加わる大きな面圧によって、ピストンシューには曲げ応力が発生してしまう。また、ピストンシューの円筒面における外径が偏芯カムリングの内径よりも小さくなっている場所に来ると、ピストンシューのあたりが少なくなり、浮き上がりぎみになる。
[0011]
特許文献1については図13で示しているように、従来の偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成して、偏芯カムリングの変形を防止している。
[0012]
しかし、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成すると、芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおけるラジアル方向の外形寸法が大きくなってしまう問題が生じる。特に、偏芯型ラジアルピストンポンプ又は偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、ラジアル方向の外形寸法をできるだけ小さく構成することが求められているのに反して、ラジアル方向の外形寸法を大きくすることは要求に逆行した構成となってしまう。
[0013]
本願発明では、従来における問題点を解決し、偏芯カムリングの肉厚を厚く構成しなくても偏芯カムリングの剛性を高めることができ、しかも、ラジアル方向の外形寸法を小さく構成することができる偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピスンモータを提供することにある。
[課題を解決するための手段]
[0014]
本願発明の課題は請求の範囲第1〜10項に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願第1発明では、偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、前記偏芯カムリングが、前記偏芯型ラジアルピストンポンプのケーシング内に対向配設した一対の案内面間で摺動可能に配設され、前記偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを最も主要な特徴となしている。
[0015]
また、本願第2発明では、リブの形状を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第3発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
【0004】
更にまた、本願第4発明及び第5発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
[0016]
本願第6発明では、偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、前記偏芯カムリングが、前記偏芯型ラジアルピストンポンプのケーシング内に対向配設した一対の案内面間で摺動可能に配設され、前記偏芯カムリングにおける高圧側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを他の最も主要な特徴となしている。
[0017]
また、本願第7発明では、リブの形状を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第8発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願第9発明及び第10発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
[発明の効果]
[0018]
本願発明では、偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、偏芯カムリングの肉厚を厚くすることなく、偏芯カムリングの内周面にラジアル方向のリブを形成することによって、偏芯カムリングの剛性を高めることができる。
[0019]
しかも、偏芯型ラジアルピストンポンプにおいては、リブを偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面に形成することにより、また、偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、リブを偏芯カムリングにおける高圧側の端部内周面に形成することにより、ピストンからの推力によって偏芯カムリングが変形するのを防止できる。
[0020]
また、本願発明では、偏芯カムリングの端部内周面の全内周に亘ってリブを配設しておくこともできる。端部内周面の全内周に亘ってリブを配設しておくことにより、偏芯カムリングの変形防止をより強固に構成できる。
[図面の簡単な説明]
[0021]
[図1]偏芯型ラジアルピストンポンプの概略縦断面図である。(実施例1)
[図2]偏芯カムリングの縦断面図である。(実施例1)
[図3]他の偏芯カムリングの縦断面図である。(実施例1)
[図4]別の偏芯カムリングの縦断面図である。(実施例1)
[図5]偏芯カムリングの斜視図である。(実施例1)
更にまた、本願第4発明及び第5発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
[0016]
本願第6発明では、偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、前記偏芯カムリングが、前記偏芯型ラジアルピストンポンプのケーシング内に対向配設した一対の案内面間で摺動可能に配設され、前記偏芯カムリングにおける高圧側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを他の最も主要な特徴となしている。
[0017]
また、本願第7発明では、リブの形状を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第8発明では、偏芯カムリングの肉厚とリブの肉厚との関係を限定したことを主要な特徴となしている。
更にまた、本願第9発明及び第10発明では、リブの側端面における構成を限定したことを主要な特徴となしている。
[発明の効果]
[0018]
本願発明では、偏芯型ラジアルピストンポンプ及び偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、偏芯カムリングの肉厚を厚くすることなく、偏芯カムリングの内周面にラジアル方向のリブを形成することによって、偏芯カムリングの剛性を高めることができる。
[0019]
しかも、偏芯型ラジアルピストンポンプにおいては、リブを偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面に形成することにより、また、偏芯型ラジアルピストンモータにおいては、リブを偏芯カムリングにおける高圧側の端部内周面に形成することにより、ピストンからの推力によって偏芯カムリングが変形するのを防止できる。
[0020]
また、本願発明では、偏芯カムリングの端部内周面の全内周に亘ってリブを配設しておくこともできる。端部内周面の全内周に亘ってリブを配設しておくことにより、偏芯カムリングの変形防止をより強固に構成できる。
[図面の簡単な説明]
[0021]
[図1]偏芯型ラジアルピストンポンプの概略縦断面図である。(実施例1)
[図2]偏芯カムリングの縦断面図である。(実施例1)
[図3]他の偏芯カムリングの縦断面図である。(実施例1)
[図4]別の偏芯カムリングの縦断面図である。(実施例1)
[図5]偏芯カムリングの斜視図である。(実施例1)
Claims (10)
- 偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、
偏芯カムリングにおける吐出側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを特徴とする。 - 請求の範囲第1項記載の偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、
前記リブが、前記端部内周面の全内周に亘って配設されてなることを特徴とする。 - 請求の範囲第1項又は第2項記載の偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、
前記偏芯カムリングの肉厚と、前記リブの肉厚とが、略同じ肉厚であることを特徴とする。 - 請求の範囲第1項又は第2項記載の偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、
前記偏芯カムリングの偏芯方向に平行な前記リブの外側面に、前記偏芯カムリングを偏芯させるときの回転止め係合部材及び/又は前記偏芯カムリングに偏芯量を与える作動機構との係合部材が設けられてなることを特徴とする。 - 請求の範囲第3項記載の偏芯型ラジアルピストンポンプにおいて、
前記偏芯カムリングの偏芯方向に平行な前記リブの外側面に、前記偏芯カムリングを偏芯させるときの回転止め係合部材及び/又は前記偏芯カムリングに偏芯量を与える作動機構との係合部材が設けられてなることを特徴とする。 - 偏芯カムリングの偏芯量に応じて、圧油の押しのけ容積を変化させる偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、
偏芯カムリングにおける高圧側の端部内周面の所定範囲に亘って、ラジアル方向に突出するリブを設けたことを特徴とする。 - 請求の範囲第6項記載の偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、
前記リブが、前記端部内周面の全内周に亘って配設されてなることを特徴とする。 - 請求の範囲第6項又は第7項記載の偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、
前記偏芯カムリングの肉厚と、前記リブの肉厚とが、略同じ肉厚であることを特徴とする。 - 請求の範囲第6項又は第7項記載の偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、
前記偏芯カムリングの偏芯方向に平行な前記リブの外側面に、前記偏芯カムリングを偏芯させるときの回転止め係合部材及び/又は前記偏芯カムリングに偏芯量を与える作動機構との係合部材が設けられてなることを特徴とする。 - 請求の範囲第8項記載の偏芯型ラジアルピストンモータにおいて、
前記偏芯カムリングの偏芯方向に平行な前記リブの外側面に、前記偏芯カムリングを偏芯させるときの回転止め係合部材及び/又は前記偏芯カムリングに偏芯量を与える作動機構との係合部材が設けられてなることを特徴とする。
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