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

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

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。

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。

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。

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。

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） 偏芯カムリングの縦断面図である。（実施例１） 他の偏芯カムリングの縦断面図である。（実施例１） 別の偏芯カムリングの縦断面図である。（実施例１） 偏芯カムリングの斜視図である。（実施例１） 偏芯カムリングの他の斜視図である。（実施例１） 偏芯カムリングの別の斜視図である。（実施例１） 偏芯カムリングの剛性を解析するモデル図である。（実施例１） 解析モデルの応力分布を示す図である。（実施例１） 解析結果を示す表である。（実施例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２） 偏芯型ラジアルピストンモータの概略縦断面図である。（実施例３） 偏芯型ラジアルピストンポンプの概略縦断面図である。（従来例） 無負荷状態での偏芯カムリングの形状図である。（説明例） 負荷が加わったときに偏芯カムリングの変形図である。（説明例）

符号の説明

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

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。

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。

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。

【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）

Claims (10)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。

Images