JP5918366B2

JP5918366B2 - ジェロータ装置のステータ及びジェロータ装置のステータの中のローラポケットの製造方法

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Publication number: JP5918366B2
Application number: JP2014522817A
Authority: JP
Inventors: ホワイト、ホリス・エヌ、ジュニア
Original assignee: ホワイト・ドライブ・プロダクツ、インコーポレイテッド
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: WO2013019306A1; US9163509B2; EP2737212A4; US20130028778A1; US20140037487A1; US8678795B2; CN103703252A; EP2737212A1; JP2014521864A; CN103703252B

Description

油圧ジェロータ装置は、内歯を有するステータと、外歯を有するロータを具える。ロータは、ステータの中に偏心して取付けられる。ロータの外歯より、ステータの内歯の方が、１つ多い。ステータの内歯は、ロータとステータの間のジェロータ装置の中の摩耗を減らす円筒ローラによって形成される。

円筒ローラはステータ内のローラポケットに嵌合する。これらのポケットはブローチ加工によって形成されることが知られている。ローラポケットの最終的な内径には、より高い精度が必要とされ、また、内径は、円筒ローラのベアリング面として機能するため、各ローラポケットの内径を硬化することも望まれる。一般的には、各ローラポケットの内側のベアリング面は、その中に受入れられる各ローラの周囲１８０°の円弧を囲む。

ステータの中のローラポケットを砥石で削ることも知られている。複数の類似の個々に先が細くなっている砥粒ホーンがステータを削ってできたローラポケットに通される。ホーンは、外側が円錐台形の表面を有し、ステータの中心軸と平行な軸の周りを回転する。ホーニング処理は、適切な結果を生じる一方で、熟練した機械操作者を必要とする。

ジェロータ装置のステータの中にあるローラポケットを製造する方法には、一般に、中心軸を画定する全体として円筒状の部分と、その円筒状の部分の周辺に角間隔を空けて配設された複数のローラポケットを具えるキャビティを有するステータを設けることが含まれる。各ローラポケットは、ジェロータ装置の内歯として機能する各ローラを受入れることができるように形状が決められている。各ローラポケットは、全体として円筒状のローラポケットのベアリング面(bearing surface)を画定する。その方法には、さらに、ローラポケットベアリング面の第二セクションが研削砥石に接していない状態で、中心軸に対して直交する回転軸の周りを回転する研削砥石によって、各ローラポケットのローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することが含まれる。第一セクションは、ローラポケットの中心線の第一の側に配置され、第二セクションは、中心線の反対側の、第二の側に配置される。その方法には、さらに、ローラポケットベアリング面の第一セクションが研削砥石に接していない状態で、中心軸に対して直交する回転軸の周りを回転する研削砥石によって、各ローラポケットのローラポケットベアリング面の第二セクションを研削することが含まれる。

ジェロータ装置のステータの中にあるローラポケットを製造する方法には、一般に、中心軸を画定する全体として円筒状の部分と、その円筒状の部分の周辺に角間隔を空けて配設された複数のローラポケットを具えるキャビティを有するステータを設けることが含まれる。各ローラポケットは、ジェロータ装置の内歯として機能する各ローラを受入れることができるように形状が決められている。その方法には、さらに、中心軸に対して直交する回転軸の周りを回転する研削砥石によって、各ローラポケットの、約１８５°よりも大きなほぼ円状の弧を画定する全体として円筒状のローラポケットベアリング面を研削することが含まれる。

ジェロータ装置のステータの中にあるローラポケットを製造する方法には、一般に、中心軸を画定する全体として円筒状の部分と、その円筒状の部分の周辺に角間隔を空けて配設された複数のローラポケットを具えるキャビティを有するステータを設けることが含まれる。各ローラポケットは、ジェロータ装置の内歯として機能する各ローラを受入れることができるように形状が決められている。各ローラポケットは、全体として円筒状のローラポケットのベアリング面と、中心軸と交差する中心線を画定する。その方法には、さらに、中心軸に対して直交する回転軸の周りを回転する研削砥石によって、各ローラポケットのローラポケットベアリング面を研削することが含まれる。研削砥石の回転軸に直交する平面は、中心線に対して角度φオフセットされる。角度φは、０°よりも大きい。

ジェロータ装置のためのステータは、複数のローラと、前面、背面及び、中心軸を画定する全体として円筒状の部分と、その円筒状の部分の周辺に角間隔を空けて配設された複数のローラポケットを具えるキャビティを有するステータの本体を含む。各ローラポケットは、ステータの内歯として機能する各ローラを受入れる。各ローラポケットは、ローラポケットに受入れられた各ローラを支える全体として円筒状のベアリング面を含む。ローラポケットベアリング面は、各ローラポケットに受入れられた各ローラを部分的に囲む弧に沿って延びており、その弧は、１８５°よりも大きい。各ベアリング面は、ステータの中心軸に対して直交する回転軸の周りを回転する研削砥石によって研削された研削面である。

図１は、ジェロータ装置のステータの線図である。図１のステータでは、各ローラポケットに受入れられる１つのローラのみが示されている。

図２は、図１の一部の拡大図である。

図３は、図１に示されたステータと、ステータのローラポケットを研削する研削砥石組立体の断面図である。

図４は、図１で描かれたステータとは異なる構成のローラポケットを有するステータの一部の拡大図である。

図５は、図１と図４に描かれたステータとは異なる構成のローラポケットを有するステータの一部の拡大図である。

図６には、２つのステータ上で稼動する研削砥石が描かれている。

図７には、ステータに対して、第１の位置でロータを有するジェロータ装置のロータとステータが描かれている。

図８には、ロータが第２の位置にある、図７のロータとステータが描かれている。

詳細な説明

図１は、油圧ジェロータ装置のステータ１０を示す。ステータ１０は、ステータの中心軸１６を画定する全体として円筒状の断面（図１においては点線で描かれた円１４）と、その円筒状の断面の外側にある複数のローラポケット１８を含むキャビティ１２が具わっているステータの本体を含む。各ローラポケット１８は、それぞれ、ローラ２２（1つのローラだけが図1に示される。）を受入れることができるように形状が決められている。各ローラ２２は、ジェロータ装置の内歯として機能する。ローラポケット１８は、キャビティ１２の周辺にお互いに角間隔を空けて配設される。図示したように、各ローラポケット１８は、隣接したローラポケットから角度αの角間隔を空けて配設される。

ステータ１０は、外歯ロータ２４を偏心的に受入れる、内歯として機能する（図７と８参照）。ロータ２４は、ジェロータ技術分野では周知である。ロータは、ステータ内でのロータの軌道に沿った回転運動によって拡大・縮小する多数の流体ポケットを画定するためにステータ１０の内歯より１本少ない外歯を有する。ステータ１０は、前面２４と前面の反対側の背面（図１では見えない。）を有する。前面２４と背面はそれぞれ、全体として平面で、ジェロータ装置を含む機械の他の部品とともに、流体を密封するため、ステータ１０の中心軸１６に対して直交している。

各ローラポケット１８は、全体として円筒状のローラポケットベアリング面３０を有する。ローラポケット１８に受入れられたそれぞれのローラ２２は、ローラポケットベアリング面３０で支えられる。ローラポケットベアリング面３０はそれぞれ、角度θで図２に描かれた弧に沿って延びる。弧ひいてはローラポケットベアリング面３０は、ローラポケット１８に受入れられた各ローラ２２を部分的に囲む。図２の角θで表される弧は、各ローラポケット１８の名目上の中心点３２に対して、約１７５°より大きくなってもよい。より具体的には、それぞれのローラポケットベアリング面３０は、各ローラポケット１８の名目上の中心点３２に対して、弧に沿って１８５°乃至１９０°より大きく延びてもよい。さらに具体的には、ローラポケットベアリング面３０はそれぞれ、各ローラポケット１８の名目上の中心点３２に対して、約１８５°から約２２０°まで、弧に沿って延びてもよい。ローラポケットベアリング面３０の弧を１８０°よりも大きく延ばすことにより、既知のステータと比較して、ローラ２２の周囲にはより大きなベアリング面がもたらされる。１８０°の弧に沿って延びる典型的なローラポケットに受入れられるローラと比較して、より大きなベアリング面は、ロータによってローラ２２に与えられた圧力が、より大きなベアリング面部に分散されるので、より小さな直径のローラで、より大きな圧力に耐えることができるという利点がある。

各ローラポケットベアリング面３０は、各ローラポケット１８に形成された切欠部３４(図２)がなければ、通常は一定の半径ｒに従う。各ローラポケットベアリング面３０は、切欠部３４の第一の側に配設される第一セクション３６及び、第一の側の反対側にある、切欠部の第二の側に配設される第二セクション３８を含む。図２に図示されるように、第一セクション３６と第二セクション３８は、半径ｒに従い、その半径はまたローラポケット１８に受入れられる各ローラ２２の半径ともほぼ同じである。切欠部３４は、ローラポケットベアリング面３０が、切欠部を除いた残りのベアリング面の半径から逸れたところにある。切欠部３４は非常に小さくてもよい。例えば、０．０００２インチの隙間が、切欠部３４のローラポケットベアリング面３０と、ローラ２２の間に設けられる。図示する実施例では、切欠部３４は、ローラポケット１８に対して中心に配設されている。

ローラポケット１８は、それぞれ、各ローラポケット１８の名目上の中心点３２（名目上の中心点は、ローラ２２の回転軸と一致する。）と、ステータ１０の中心軸１６と交わる中心線４０を画定する。半径ｒは、名目上の中心点３２からローラポケットベアリング面３０の第一セクション３６と第二セクション３８に至る。ローラポケットベアリング面３０の第一セクション３６は、それぞれのローラポケットの中心線４０の第一の側にあり、第二セクション３８は、中心線の反対側の、第二の側にある。図２に示される具体例では、ローラポケット１８の中心線４０が１２時の位置でローラポケットベアリング面３０と交わり、第一セクション３６は弧に沿って、少なくとも９時の位置まで延び、第二セクション３８は弧に沿って、少なくとも３時の位置まで延びる。

ステータ１０のキャビティ１２は、複数の対称軸４６に関して対称である。図１には、対称軸４６が１本だけ示されている。対称軸４６はそれぞれ、各ローラポケット１８の名目上の中心点３２及び中心軸１６と交わる。切欠部３４は、中心線４０に対して中心に配設されてもよい。すなわち、切欠部３４には、終端があってもよく、それ故、第一セクション３６及び第二セクション３８への移行は、それぞれ、中心線４０がローラポケットベアリング面３０と交わる場所から等距離にある。中心線４０とローラポケットベアリング面３０の交点が、図１には４４で描かれている。

図３を参照すると、それぞれのローラポケットベアリング面３０は、研削砥石組立体５２の研削砥石５０で削られる。研削砥石組立体５２は、研削砥石５０が接続されたスピンドル５４を含む。スピンドル５４は、スピンドルと研削砥石５０がその周りを回転する回転軸５６を画定する。研削砥石５０は、ステータ１０の中心軸１６に対する横断面がローラポケットベアリング面３０の半径ｒに従う接触面５８を含む。研削砥石５０は、全体として、ステータ１０の中心軸１６に対して直交する面内で回転する。各ローラポケットベアリング面３０を削る場合、研削砥石組立体５２は、ステータ１０に対して、ステータ１０の中心軸１６と平行な軸方向に移動する。

図３に示されるように、研削砥石５０の接触面５８は、１８０°よりもかなり小さな弧を描く。この構造により、各ローラポケット１８の各ローラポケットベアリング面３０は、少なくとも２回は削られる。図３には、ローラポケット１８ａ乃至１８ｇを含むステータ１０が描かれている。ローラポケットの数は少なくても多くてもよい。ローラポケットベアリング面３０上にある中心点４４が、１２時の位置にある場合、研削砥石５０は、１２時頃から８時頃の位置の間のローラポケットベアリング面３０の第一セクション３６を削ることができる。研削砥石５０に対してステータ１０を割出すことによって、又はステータ１０に対して研削砥石５０を割出すことによって、ローラポケットベアリング面３０の第二セクション３８は、１２時から４時の間を削られる。その結果、それぞれのローラポケット、例えば、ポケット１８ａのベアリング面３０を削ることは、各ローラポケットベアリング面３０の第二セクション３８及び切欠部３４が、研削砥石５０と接触していない間に、各ローラポケット１８ａのベアリング面３０の第一セクション３６を削ることを含む。ローラポケット１８ａのローラポケットのベアリング面３０を削ることはさらに、各ベアリング面３０の第二セクション３８及び切欠部３４が、研削砥石５０と接触していない間に、ローラポケットのベアリング面３０の第二セクション３８を削ることを含む。これにより、以下で述べられるように、研削砥石５０の寿命が長くなる。第一セクション３６が削られた後、且つ、第二セクション３８が削られる前、又はその逆において、研削砥石５０に対してステータ１０が割出されるか、又はステータ１０に対して研削砥石５０が割出される。

図３には、ローラポケット１８ａのベアリング面３０の第一セクション３６の研削が描かれている。ローラポケット１８ａのベアリング面３０の第二セクション３８を削るために、研削砥石５０に対してステータ１０が割出され、又はステータ１０に対して研削砥石５０が割出される。ローラポケット１８ａのベアリング面３０の第一セクション３６が削られた後、研削砥石５０の回転軸５６と平行な、対称軸４６と直交する方向に、ステータ１０に対して、研削砥石５０を移動させてもよい。また、逆に、研削砥石５０に対して、ステータ１０を移動させてもよい。図３に示される配置では、ローラポケット１８ａのベアリング面３０の第一セクション３６を削った後、研削砥石５０がローラポケット１８ｄのベアリング面３０の第二セクション３８と接触するようにステータ１０に対して研削砥石５０を移動させる。また、逆に、研削砥石５０に対してステータ１０を移動させる。そのため、研削砥石５０に対するステータ１０の又は、ステータ１０に対する研削砥石５０の一回の割出しによって、２つの異なるポケット、すなわち、１８ａと１８ｄが研削される。所望により、ローラポケット１８ａのベアリング面３０の第一セクション３６とローラポケット１８ｄのベアリング面３０の第二セクション３８を同時に研削できるように、研削砥石５０の直径を大きくしてもよいし、キャビティ１２の大きさを小さくしてもよい。

ローラポケット１８ｄのベアリング面３０の第二セクション３８を研削した後、ステータ１０の中心軸１６の周りを、角度α、研削砥石５０に対してステータ１０は割出される。又は、ステータ１０に対して研削砥石５０は割出される。ステータ１０に対して時計回りで研削砥石５０を割出すと（図３に示された位置付けで）、ローラポケット１８ｂのベアリング面３０の第一セクション３６とローラポケット１８ｅのベアリング面３０の第二セクション３８が研削される。ステータの各対称軸の第一の側にあるローラポケットのベアリング面の第一セクションを研削する段階と、各対称軸の反対側にあるもう一方のローラポケットのベアリング面の第二セクションを研削する段階は、各ローラポケットの第一セクションと第二セクションの両方が研削されるまで繰返される。これにより、一回の割出しで２つのローラポケットの研削が可能となる。

図２に描かれた切欠部３４は、図３では見えない。しかしながら、各ローラポケット１８ａ乃至１８ｇは、ベアリング面が、そのほかのベアリング面の半径ｒから逸れた位置にあるような切欠部３４を含んでもよい。切欠部３４は、各ローラポケットのベアリング面３０上にある中心点４４に対して中央に配設されてもよい。

切欠部３４を具えることで、研削砥石５０に逃げ面が与えられる。各ローラポケット１８に与えられた切欠部３４によって、研削砥石５０に対するステータ１０の正確な割出し操作が可能となる。図示する実施例では、研削砥石５０はＣＢＮ研削砥石である。ＣＢＮ砥石で既に研削された表面を再び研削することによって、研削砥石の切れ味が鈍くなる。各ベアリング面３０の１２時の位置辺りの領域が研削されないように、各ローラポケット１８ａ乃至１８ｇの切欠部３４とベアリング面３０は、ベアリング面３０から、研削砥石５０の接触面５８をずらす。これにより、研削砥石の寿命が延びる。切欠部３４はまた、ベアリング面３０とローラ２２の間に、ローラに潤滑油を供給し、ロータがローラに作用するとき、ローラのベアリング面上に掛かる力に対抗する流体圧力をもたらすように、油が入ることを可能にする。

図３を参照すると、研削砥石５０の回転軸５６に対して直角な面６２は、研削されつつある各ローラポケット１８の名目上の中心点３２とステータ１０の中心軸１６が交わる中心線４０に対して、角度的に、角度φだけオフセットされている。角度φは０より大きい。ベアリング面３０への研削砥石５０の接触面５８の接触は、従来のホーニング法により研削されたベアリング面と比較して、ローラ２２のロータによってもたらされた圧力角に、より適合している。

図２には、それぞれ一定の半径ｒに従った第一セクション３６と第二セクション３８が描かれている。これに替えて、第一セクション３６は、第一曲面に従い、第二セクション３８は、第二曲面に従ってもよい。それぞれの曲面は、ほぼ円形で、すなわち、円の弧に従っている。しかしながら、各セクション３６と３８は、一定の半径に従うことを必要としない。これは、研削砥石５０と適切に形成された接触面５８の使用によって可能である。同じ接触面５８が、各セクション３６と３８を研削するために使用されるため、第一曲面は、それぞれのローラポケット２２を通る鏡映線に対する第二曲面と実質的に対称になる。図２に描かれた例では、鏡映線は、中心線４０と一致する。ベアリング面３０は、鏡映線が交差する各ベアリング面又はこれと隣接する部分において、各曲面、すなわち、第一曲面と第二曲面から逸れる。

図４には、図２で描かれたローラポケット１８とは異なるローラポケット１１８である以外、図２に描かれたステータ１０と類似のステータ１１０の一部が描かれている。ステータ１１０は、図２に描かれたステータ１０に似たステータを提供すべく、図４に記載された複数のこれらのローラポケット１１８を具える。

各ローラポケット１１８は、切欠部１３４（又は平坦部分）の第一の側に配置された第一セクション１３６と、第一の側の反対側にある、切欠部（又は平坦部分）の第二の側に配置された第二セクション１３８を有するベアリング面１３０を含む。第一セクション１３６と第二セクション１３８は、等しい大きさの半径に従ってもよい。第一半径ｒ_１は、第一ポイント１５６から第一セクション１３６に至る。第二半径ｒ_２は、第二ポイント１５８からベアリング面１３０の第二セクション１３８に至る。図示された実施例では、第一ポイント１５６は、第二ポイント１５８及び各ローラポケット１１８の名目上の中心点３２からずれている。名目上の中心点３２は、ローラ２２の回転軸と一致する。第一ポイント１５６は、ローラポケット１１８の中心線４０の同じ側にあり、圧力下にない状態の場合、ローラ２２の回転軸と比較してベアリング面１３０の第一セクション１３６に近い。第二ポイント１５８は、名目上の中心点３２からずれていてもよいが、図示では、第二ポイント１５８は、名目上の中心点３２と一致している。

図４に描かれた実施例においては、第一ポイント１５６は、第二ポイントから極僅かな距離、例えば、２μｍずらされている。第一半径ｒ１は、ローラ２２の直径に対して、-０．００２インチのしめしろを与えてもよい。第二半径ｒ２は、ローラ２２の直径に対してしめしろを与えてもよいし、ジェロータ装置が圧力下にない場合、ローラ２２が自由に回転するようにしてもよい。

図２で説明したローラポケット１８に似て、ベアリング面１３０は、第一セクション１３６と第二セクション１３８の間に配設された切欠部１３４又は、平坦部分を含む。切欠部１３４は、ベアリング面１３０が、切欠部を除いた残りのベアリング面の半径から逸れた場所にある。切欠部１３４はとても小さくてもよい。例えば、０．０００２インチの隙間が、切欠部１３４のベアリング面１３０とローラ２２の間に与えられる。図４に示されるように、切欠部１３４は、ローラポケット１１８に対して中央に配設される。

第二ポイント１５８から第一ポイント１５６をずらすことによって、半径ｒ_１とｒ_２の大きさを同一に、且つ、ローラ２２の半径とほぼ等しく保つ一方で、ローラポケット１１８は、半径ｒ_１と半径ｒ_２が加圧されていない状態で、ジェロータ装置のローラ２２と適合するように設計される。これは、結果として、加圧されていない場合、ロータ（示されていない）とステータ１１０を含むロータセットを緩んだ状態にさせる。これによって、出力軸(図示せず。)は容易に回転できるようになり、引き摺り(drag)が少なくなる。

図５には、図２に描かれたローラポケット１８とは異なるローラポケット２１８である以外、図２に描かれたステータ１０に似たスタータ２１０の一部が描かれている。ステータ２１０は、図２に描かれたステータ１０に似たステータを提供すべく、図５に記載された複数のこれらのローラポケット２１８を具える。

各ローラポケット２１８は、ローラポケット２１８の中心線４０の第一の側に配置された第一セクション２３６と、第一の側の反対側にある、中心線の第二の側に配置された第二セクション２３８を有するベアリング面２３０を含む。第一セクション２３６と第二セクション２３８は、等しい大きさの半径に従ってもよい。第一半径ｒ_１は、第一ポイント２５６から第一セクション２３６に至る。第二半径ｒ_２は、第二ポイント２５８からベアリング面２３０の第二セクション２３８まで延びる。前述した同じ研削砥石５０が、第一セクション２３６と第二セクション２３８の研削に使用されるため、第一半径ｒ_１は、第二半径ｒ_２と同じ大きさになる。図示する実施例では、第一ポイント２５６は、第二ポイント２５８及び各ローラポケット２１８の名目上の中心点３２からずらされている。名目上の中心点３２は、ローラ２２の回転軸と一致する（図５には示されていないため、図２を参照）。第一ポイント２５６は、ローラポケット２１８の中心線４０の同じ側に配置され、加圧されていない状態では、ローラ２２の回転軸と比較して、ベアリング面２３０の第一セクション２３６の近くにある。第二ポイント２５８は、名目上の中心点３２からずらされてもよいが、図示の場合、名目上の中心点３２と一致している。

図５に示された実施例では、第一ポイント２５６は、僅かな距離、例えば、約２μｍ第二ポイント２５８からずらされている。第一半径ｒ_１は、ローラ２２の直径に対して、−０．００２インチのしめしろを与えてもよい。第二半径ｒ_２は、ローラ２２の直径に対して、しめしろを与えてもよいし、ジェロータ装置が加圧されていない状態のとき、ローラ２２が自由に回転するようにしてもよい。

図２に示されたローラポケット１８とは違って、ベアリング面２３０は、ベアリング面２３０に沿って形成された複数の切欠部２３４を具える。各切欠部２３４は、ベアリング面２３０が、切欠部を除いた残りのベアリング面の半径から逸れる場所にある。各切欠部２３４は、非常に小さくてもよく、例えば、０．０００２インチの隙間が、切欠部２３４のベアリング面２３０とローラ２２の間に形成される（図２参照）。

図５には、２つだけの切欠部２３４が描かれているが、原寸に比例して描かれていない。これは、明確のためである。複数の切欠部２３４は、ベアリング面２３０に沿って形成される。一つの実施例においては、各切欠部２３４は、ベアリング面２３０の第一端２６０とベアリング面２３２の第二端の間のベアリング面２３０の周りの名目上の中心点３２に対して１．１５°ごとに形成される。ベアリング面２３０は、第一半径ｒ_１と第二半径ｒ_２に従う支持面部と、ベアリング面２３０上に形成される切欠部２３４によって画定される切欠表面部を含む。支持面部は、ローラ２２（図２）を支える領域をほぼ画定する。切欠表面部は、ローラ２２（図２）と支持面部の間に油を浸透させる。ここに描かれた実施例においては、支持面部と切欠表面部の比率は、約９０：１０である。

切欠部２３４は、形態ジオメトリーによって作られてもよい。言い換えれば、ローラポケット２１８は、複数の切欠部を形成するように、研削砥石組立体５２（図３）で研削する前に加工されてもよい。図５は、“荒削り”面２７０（破線で図示。）を示す。ベアリング面２３０は、“荒削り”面２７０を形成するために前述された方法で、研削砥石組立体５２（図３）によって最初に削られる。すなわち、第一セクション２３６が削られ、それから、第二セクション２３８が削られる。また、図５は、ベアリング面２３０と一致する“仕上げ削り”面を示す。“仕上げ削り”面は、図６により詳細に記載されている第二の研削砥石３１０を使って形成される。再び、図５は、原寸に比例して描かれていない。“荒削り”面２７０は、図５に描かれているよりもはるかに“仕上げ削り”面に接近しており、例えば、その距離は、約数マイクロメートルから１０μｍである。第二の研削砥石３１０を使用する研削は、支持面部と切欠表面部の比率を約９０：１０にコントロールする。

図６には、研削機械３００につながれた研削砥石組立体５２が示されている。研削機械３００はさらに、ステータ１０、１１０、２１０の中心軸１６（図１）と平行な軸の周りを回転する第二の研削砥石３１０を含んでもよい。研削砥石組立体５２の研削砥石５０（以下、「第１の研削砥石」という。）は、各ベアリング面を研削する第二の研削砥石３１０より先に、各ベアリング面３０、１３０、２３０を研削する。第一の研削砥石５０は、第二の研削砥石３１０と比較して、ステータ１０、１１０からより多くのストック（物質）を取除く。例えば、第一の研削砥石５０は、第二の研削砥石３１０によって取除かれた物質の量と比較して、約１０倍の量の物質を取除くことができる。第二の研削砥石３１０より先に第一の研削砥石５０を使うことで、ベアリング面３０、１３０、２３０を望ましい形にすることができる。第一の研削砥石５０の後に第二の研削砥石３１０を使うことで、第一の研削砥石５０によって残された長手方向の溝とは対照的に、ベアリング面３０、１３０、２３０の上に径方向の溝ができる。

前述したように、ローラポケット１８、１１８、２１８のベアリング面３０、１３０、２３０を形成するために研削砥石５０を使用することによって、ローラポケットの形は、既知の方法と比較して、好ましい結果が得られるように、変更が加えられ得る。例えば、ステータ１０、１１０、２１０の中心軸１６に対して直交する断面にある接触面５８の形は、正確な半径を与えないように変更されてもよい。その替り、各ローラポケット１８、１１８、２１８の各第一セクション３６、１３６、２３６は、研削砥石の接触面５８の断面によって画定された曲線に従ってもよい。かくして、各第二セクション３８、１３８、２３８も、類似の曲線に倣うであろう。

第一セクション３６、１３６、２３６と第二セクション３８、１３８、２３８の正確な半径から、研削砥石の接触面５８の断面によって画定される曲線に従う形へと変更することによって、ロータセットにおいて好ましいシーリングポイントがもたらされる。例えば、図７は、３つのシーリングポイント８０を持つ、ステータ１０のローラ２２に対して配置されたロータ２４を示す。図７に示された位置では、ロータ２４は、３つのシーリングポイント８０の各点において、ローラ２２とぴったりとくっついている。図８を見ると、図７に示された位置からロータ２４は回転・旋回している。図８には、３つの内の２つがロータの各くぼみ２６にある、３つのシーリングポイント８２で、ステータ１０のローラ２２に対する位置関係にあるロータ２４が示されている。第一セクション３６、１３６、２３６と第二セクション３８、１３８、２３８の形を正確な半径から、研削砥石５０の接触面５８の断面によって画定される曲面に従う形へと変えることによって、図７に示された位置と比較して、図８によって示された位置にあるロータによって、ロータ２４の同じ嵌め合いが、達成されることができる。

ジェロータ装置のステータの中のローラポケット及びジェロータ装置のステータの製造方法を上記にて詳細に説明した。前述の詳細な説明を読み、理解すれば、改良及び変更が生じるであろう。しかしながら、本発明は、前述した実施例に限定されるものではない。そうではなく、本発明の範囲は、添付のクレーム及びこれらの均等物によって広く定められるものである。

Claims

複数のローラと、
前面、背面、及び中心軸を画定する全体として円筒状の部分と該円筒状の部分の周辺に角間隔を空けて配設された複数のローラポケットを含むキャビティを有するステータの本体を具え、前記各ローラポケットが名目上の中心点を画定し、
前記各ローラポケットは、前記ステータの内歯として機能するローラを受入れ、
前記各ローラポケットは、該ローラポケット内で前記各ローラを支える全体として円筒形状のローラポケットベアリング面を含み、
前記各ベアリング面は、前記ローラポケット内に受入れられている前記ローラをそれぞれ部分的に囲む弧に沿って延び、
前記弧は、１８５°より大きく、
前記各ベアリング面は、第一曲面に従う第一セクション及び第二曲面に従う第二セクションを有し、前記各曲面は実質的に円形で、前記名目上の中心点及び前記中心軸と交わる前記各ローラポケットの中心線に対し前記第一曲面は前記第二曲面と実質的に対称で、前記各ベアリング面は、前記中心線が交差する前記ベアリング面又はこれと隣接する部分において前記各曲面から逸れており、
前記第一曲面は第一半径に従い、前記第二曲面は第二半径に従っており、
前記第一半径及び第二半径は前記名目上の中心点からずらして配置された各点を基点としてそれぞれ延びており、ジェロータ装置が加圧されていない状態の場合に前記第一半径及び第二半径がしめしろを与えることを特徴とする、
ジェロータ装置のステータ。
前記第一半径が、前記ローラポケットの中心線に対して前記第一セクションと同じ側、且つ、前記ジェロータ装置が加圧されていない状態の前記名目上の中心点と一致する前記ローラの回転軸に対して前記ベアリング面の第一セクションに近い位置の第一ポイントを基点とする、請求項１のステータ。
前記弧が前記ローラポケットの名目上の中心点に対し約１８５°から約２２０°の間にある、請求項１のステータ。
前記各ベアリング面が前記第一セクションと第二セクションとの間に配設された切欠部又は平坦部を有する、請求項１のステータ。
前記各ベアリング面が該ベアリング面に形成された複数の切欠部を有する、請求項１のステータ。
前記各ベアリング面が前記第一半径と第二半径に従った支持面部及び前記ベアリング面に形成された切欠部によって定められる切欠表面部を有し、前記支持面部と切欠表面部との比率が約９０：１０である、請求項５のステータ。
ジェロータ装置のステータにローラポケットを製造する方法であって、
中心軸を画定する全体として円筒状の部分と該円筒状の部分の周辺に角間隔を空けて配設された複数のローラポケットを含むキャビティを有し、前記各ローラポケットが、前記ジェロータ装置の内歯として機能する各々のローラを受入れるように形成され、全体として円筒形状のローラポケットベアリング面を画定している、ステータを設け、前記各ローラポケットが名目上の中心点を画定し、
第一セクションが前記名目上の中心点及び前記中心軸と交わる前記ローラポケットの中心線に対し第一の側に位置し、第二セクションが前記中心線に対し反対の第二の側に位置し、前記ローラポケットベアリング面の第二セクションが研削砥石に接していない状態で、前記中心軸に直交する回転軸の周りを回転する研削砥石で前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面の第一セクションを研削し、
前記ローラポケットベアリング面の第一セクションが前記研削砥石に接していない状態で、前記中心軸に直交する回転軸の周りを回転する前記研削砥石で前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面の第二セクションを研削することを特徴とする、
方法。
前記ステータを設けることが、前記各ベアリング面に形成された複数の切欠部を有するステータを設けることをさらに含む、請求項７の方法。
前記第一セクションと第二セクションを研削することが、各セクションを前記ベアリング面の複数の切欠部を設けるように形成された研削砥石により研削することをさらに含む、請求項７の方法。
前記第一セクションと第二セクションの研削後に、前記中心軸と平行な軸の周りを回転する追加的研削砥石で前記各ベアリング面を研削することをさらに含む、請求項９の方法。
前記研削砥石の回転軸に直交する平面が、研削する前記第一セクションと第二セクションとの間の前記ローラポケットの中心線に対して０°より大きい角度φオフセットされている、請求項７の方法。
前記ベアリング面の第一セクションを研削することが、前記名目上の中心点及び前記中心軸と交わる前記ステータの対称軸に対し第一の側に位置する第一ローラポケットの前記ベアリング面の第一セクションを研削することを含み、
前記ベアリング面の第二セクションを研削することが、前記ステータの対称軸に対し反対の第二の側に位置する第二ローラポケットの前記ベアリング面の第二セクションを研削することを含み、
前記第一ローラポケットのベアリング面の第一セクションの研削後に、前記ステータと研削砥石の少なくとも一つを前記ステータ又は研削砥石に対して、前記ステータの対称軸に直交する方向に移動させることをさらに含む、請求項７の方法。
前記ベアリング面の第一セクションを研削することが、前記ステータの対称軸に対し第一の側に位置する第一ローラポケットの前記ベアリング面の第一セクションを研削することを含み、
前記ベアリング面の第二セクションを研削することが、前記ステータの対称軸に対し反対の第二の側に位置する第二ローラポケットの前記ベアリング面の第二セクションを研削することを含み、
前記第一ローラポケットのベアリング面の第一セクションと前記第二ローラポケットのベアリング面の第二セクションの研削が同時に行われる、請求項７の方法。
前記ステータを設けることが、各ローラポケットが、切欠部であって、前記切欠部を除いた残りの前記ベアリング面の径から逸れているベアリング面に位置する切欠部を有するステータを設けることを含み、
研削砥石で各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することが、前記第二セクションと前記ローラポケットベアリング面の切欠部が前記研削砥石と接していない状態で、各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することを含む、請求項７の方法。
ステータと研削砥石の少なくとも一つをステータ又は研削砥石に対して割出し、
研削砥石で各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第二セクションを研削することが、前記第一セクションと前記ローラポケットベアリング面の切欠部が前記研削砥石と接していない状態で、各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第二セクションを研削することを含む、請求項１４の方法。
研削砥石で各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することが、前記ステータの中心軸に対して定められる横断面が、第一ポイントの周りの半径ｒ１に従っている前記研削砥石の接触面で各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することを含み、
研削砥石で各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第二セクションを研削することが、前記ステータの中心軸に対して定められる横断面が、前記第一ポイントとは偏心した第二ポイントの周りの半径ｒ２に従っている前記研削砥石の接触面で各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第二セクションを研削することを含む、請求項７の方法。
前記第一ポイントが、前記ローラポケットの中心線に対して前記第一セクションと同じ側、且つ、前記ジェロータ装置が加圧されていない状態の前記名目上の中心点と一致する前記ローラの回転軸に対して前記ベアリング面の第一セクションの近くに位置している、請求項１６の方法。
前記ステータを設けることが、各ローラポケットが前記第一セクションと第二セクションとの間に配設された切欠部又は平坦部を有するステータを設けることをさらに含み、
研削砥石で前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することが、前記第二セクションと前記ローラポケットベアリング面の切欠部又は平坦部が前記研削砥石と接していない状態で、各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することを含む、請求項１６の方法。
ジェロータ装置のステータにローラポケットを製造する方法であって、
中心軸を画定する全体として円筒状の部分と該円筒状の部分の周辺に角間隔を空けて配設された複数のローラポケットを含むキャビティを有し、前記各ローラポケットが、前記ジェロータ装置の内歯として機能する各々のローラを受入れるように形成され、弧が１８５°よりも大きい全体として円筒形状のローラポケットベアリング面を画定している、ステータを設け、前記各ローラポケットが名目上の中心点を画定し、
前記中心軸に直交する回転軸の周りを回転する研削砥石で各ローラポケットの前記ローラポケットベアリング面を研削することを特徴とする、
方法。
前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面を研削することが、前記各ベアリング面の第二セクションが前記研削砥石に接していない状態で、前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面の第一セクションを研削することをさらに含む、請求項１９の方法。
ステータと研削砥石の少なくとも一つをステータ又は研削砥石に対して割出し、
前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面を研削することが、前記各ベアリング面の第一セクションが前記研削砥石に接していない状態で、前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面の第二セクションを研削することをさらに含む、請求項２０の方法。
前記各ローラポケットのローラポケットベアリング面を研削することが、
前記名目上の中心点及び前記中心軸と交わる前記ステータの対称軸に対し第一の側に位置する第一ローラポケットのベアリング面の第一セクションを、前記第一ローラポケットのベアリング面の第二セクションが前記研削砥石に接していない状態で研削すること、及び、
前記ステータの対称軸に対し反対の第二の側に位置する第二ローラポケットのベアリング面の第二セクションを、前記第二ローラポケットのベアリング面の第一セクションが前記研削砥石に接していない状態で研削することをさらに含む、請求項１９の方法。
前記第一ローラポケットの研削後に、前記ステータと研削砥石の少なくとも一つを該ステータ又は研削砥石に対して、前記ステータの対称軸に直交する方向に移動させることをさらに含む、請求項２２の方法。
前記第一ローラポケットのベアリング面の第一セクションと前記第二ローラポケットのベアリング面の第二セクションの研削が同時に行われる、請求項２２の方法。
前記ステータを設けることが、各ローラポケットが、切欠部であって、前記切欠部を除いた残りのベアリング面の径から逸れている軸受面に位置する切欠部を有するステータを設けることをさらに含み、前記各ローラポケットのベアリング面を研削することが、前記各ベアリング面の第二セクションと前記各切欠部が前記研削砥石に接していない状態で、前記各ローラポケットのベアリング面の第一セクションを研削することをさらに含む、請求項１９の方法。
ステータと研削砥石の少なくとも一つをステータ又は研削砥石に対して割出し、
前記各ローラポケットのベアリング面を研削することが、前記各ベアリング面の第一セクションと前記各切欠部が前記研削砥石に接していない状態で、前記各ローラポケットのベアリング面の第二セクションを研削することをさらに含む、請求項２５の方法。
前記研削砥石の回転軸に直交する平面が、前記各ローラポケットの名目上の中心点と前記中心軸とを通る線に対して０°より大きい角度φオフセットされ、前記各ローラポケットのベアリング面を研削する、請求項１９の方法。