JPH02298683A - ロータリ油圧装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロータリ油圧装置に関し、詳しくは油圧ポンプ
及びモーターとして作動可能な摺動ベーン型式の装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

本発明の主題に係る型式のロータリ油圧装置は一般に、
ハウジングと、半径方向に延伸する複数の周辺スロット
を有しこのハウジング内を回転するよう設けられたロー
タと、これらのスロット内で個々に摺動可能なように設
けられた複数のベーンとを含んでいる。カムリングがロ
ータを取り囲み、ベーン軌道を形成する半径方向内向き
のカムリング表面と、このカムリング表面と前記ロータ
の間の一つ又はそれ以上の圧力流体室とを有している。

吸込み及び吐出し通路が、油圧流体を流体室から、また
流体室へと給送している。

この種の特徴を有する装置の作動においては、ロータの
ベーンがそれらに対面するカムリング表面に摺動係合す
ることが必要である。作動の間に、ベーンは遠心力によ
ってカムリング表面へと向けて外方へと付勢される。し
かしながら、機械的及び粘性的な摩擦、ベーンが軌道に
対して有する又はベーンとロータとの間の支え負荷、さ
らにはベーンの内側又は外側末端に結果的に作用する好
ましくない力を生ずる差動圧力といったような、ベーン
がカムリング表面に従動するものとして自由に動作する
ことを妨げる傾向を生じたり、或いはまたベーンを損壊
させたりベーン軌道から引っ込ませてしまったりする多
くの状態が存在しまた多くの力が生成される。

さらに装置の初期動作に際しては、流体がベーンを越え
て自由に流動することによる圧力損失の故に、また遠心
力がベーンをカムリング表面に衝突させて損傷させうろ
こと故に、ベーンが対面するカムリング表面から離間し
ていることを許容するのは好ましくない。

これらの問題点を克服するために、ベーンスロットの下
側において、ロータにチャンバーを形成することがこれ
までに提案されている。これらのロータチャンバーには
バネが配置され、及び／又は与圧された流体がロータチ
ャンバーに供給されて、ベーンをカムリング表面に向け
て半径方向外方へと付勢する。ベーン用のバネが使用さ
れる場合、これらのバネのバネ係数は各個別のバネ毎に
異なり、またバネの作動寿命の間にわたっても異なる。

バネの作動寿命は短く、また対面するベーンの端部に対
して摩耗を生ずる。ベーンの下側に流体圧力を提供する
ことは、それらが不連続又は連続的の何れにより行われ
るとしても、通常は装置の主流体室よりも先にベーン下
側のチャンバーに流体を供給するだめのバルブを使用す
ることが必要であり、またベーン用のバネと組み合わせ
た場合を除いて、カムリング表面に対するベーンの衝突
という問題を克服するものではない。所謂内部ベーン装
置も注目されているが、しかしこの問題を完全に克服す
るものではない。

〔発明の解決しようとする課題〕

従って本発明が解決しようとする課題の一つは、前述の
型式のロータリ油圧装置であって、上述した技術的な欠
点を克服すると同時に、ベーンをカムリング表面に絶え
ず隣接して配置することを確実ならしめる機構を含むも
のを提供することである。本発明の別の関連した課題は
、前述の型式のロータリ油圧装置であって、上述した技
術的な欠点を克服し、摩耗を減少すると同時にベーンを
カムリング表面に絶えず隣接して配置し、そして従来技
術による同様の型式の装置よりもより安価に製造できる
ものを提供することである。

本発明が解決することを指向する別の課題は、油圧流体
の単一の吸込み流を、所定の流量比率において二つ又は
それ以上の吐出し流へと分割するための油圧装置を提供
することに存する。

この目的のための従来技術による装置は、比較的複雑で
高価な特別仕様の構造を伴っていた。

従って本発明のさらに別の課題は、安価に製造及び組み
立て可能であり、長期にわたる作動寿命の間ずっと信頼
性の置ける油圧流体流分割装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ハウジングと、半径方向に延伸する複数の周
辺スロットを有しこのハウジング内に設けられたロータ
と、ロータのこれらのスロット内で個々に摺動可能なよ
うに設けられた複数のベーンとからなるベーン型のロー
タリ油圧装置を意図したものである。ハウジング内のカ
ムリングがロータを取り囲み、ベーンと摺動係合する軌
道を形成する半径方向内向きのカムリング表面と、この
カムリング表面と前記ロータの間の少なくとも一つの圧
力流体室とを有している。ハウジング内の流体吸込み及
び吐出し通路が流体室に連結されている。

ポンプ、モーター及び本発明の主題とする特性に係わる
その他のベーン型装置について有用な本発明の最初の側
面によれば、カム機構がカムリングに関して固定された
位置においてハウジング内に設けられ、ベーンの半径方
向内端部と係合してベーンの半径方向外端部をカムリン
グ表面に隣接して位置せしめる表面を有している０本発
明の好ましい実施形態によれば、かかるカム機構は、カ
ムリング表面と実質的に同一の輪郭を有し、且つロータ
のベーンの半径方向寸法に相当する距離、好ましくはそ
れよりも僅かに大きな距離だけカムリング表面から半径
方向内方へと隔置された連続的な半径方向表面を有する
一対のカムプレートの形態を取る。これらのカムプレー
トはハウジングに支持されており、ロータの軸方向外側
を向いた両側の表面に形成された円筒形のポケットに配
置されている。

従ってこれらのカムプレートは、軸方向に離隔された位
置においてベーンの内端部と一様に係合する。また本発
明の好ましい実施態様によれば、ベーンスロットの下側
においてロータには流体圧力チャンバーが形成され、か
くして通常の作動の間は流体圧力がベーンをカムプレー
ト表面から持ち上げると同時にベーンをカムリング表面
に向けて付勢し、それによってベーンとカムプレート表
面との間の摩擦接触及び摩損を。

排除するようになっている。

本発明の第二の側面によれば、ロータはハウジングに完
全に収容されたスタブ軸上で、ハウジング内を自由に回
転するよう設けられる。ロータとカムリングは少なくと
も二つの圧力流体室を、好ましくはスタブ軸に関して半
径方向に対称に配置される二つの流体室を形成する。か
くしてこの装置は、与圧された油圧流体の吸込み流を所
定の流量比率において、特に本発明の好ましい実施形態
においては１：ｌの比率において二つの吐出し流へと分
割するベーン型の分流装置を構成する。吸込みと吐出し
の間の圧力降下は、同じ目的のための従来技術の装置と
比較して大きく減少される。

本発明は、そのさらなる課題、特徴及び利点と共に、以
下の説明、特許請求の範囲及び添付図面から最も良く理
解されるであろう。

〔実施例〕

第１図は、軸１４上に回転可能に設けられたロータ１２
からなるものとして、釣り合い型の二重ロープベーン型
ロータリ油圧装置１０を概略的に示している。ロータ１
２は環状の周辺と、半径方向を向いているスロット１６
の周辺列を有し、これらのスロット内には複数のベーン
１８が対応して半径方向に摺動可能に配置されている。

カムリング２０がロータ１２を半径方向に取り囲んでお
り、またロータ１２及びベーン１８と共働して直径方向
両側に一対の流体室２４．２６を形成する半径方向内側
を向いたカムリング表面２２を有している。油圧流体は
吸込み２８から流体室２４．２６と連通している一対の
吸込みポート３０．３２へと供給され、それぞれの流体
室はまた吐出しポート３４゜３６及び交差通路３５．３
７を通って、流体の吐出し３８、４０のそれぞれと連通
している。ロータ１２には各々のスロット１６の下側に
おいてチャンバー４４が形成され、これらは吸込みボー
）３０．３２と連通していることから、油圧流体の圧力
はベーン１８をカムリング２０のカムリング表面２２に
向けて半径方向外方へと付勢することになる。ここまで
に説明した範囲において（別々の吐出し３８゜４０を除
き）、ロータリ油圧装置１０は大体通常の構造のもので
あり、ロータ１２が矢印４２の方向へと軸１４によって
駆動されて流体を低圧側の吸込み２８から高圧側の吐出
し３８．４０へと給送するポンプ、或いは高圧側の吸込
み２８から低圧側の吐出し３８．４０への流体の流れが
ロータ１２及び軸１４を矢印４２の方向へと駆動するモ
ーターの何れとしても作動することができる。

本発明の最初の重要な側面によれば、カムプレート４６
（第１図）が、軸１４を取り囲んでいるカムリング２０
に関して固定された位置に設けられている。カムプレー
ト４６はベーンＩ８の半径方向内端部と係合する半径方
向外側を向いた端部表面即ちカムプレート表面４８を有
し、その輪郭はカムリング２０のこれに対面するカムリ
ング表面２２の輪郭と実質的に同一である。カムプレー
ト表面４８はカムリング表面２２から、ベーン１８の半
径方向寸法よりも僅かに大きな距離だけ離隔されている
。かくしてカムプレート４６は、ロータＩ２のあらゆる
位置において、ベーン１８をカムリング２０のカムリン
グ表面２２に半径方向に隣接するよう位置決めする。従
ってベーンはロータリ油圧装置１０の初期動作に際して
、流体室２４゜２６を実質的に密封するように自動的に
位置決めされるものであり、圧力流体がチャンバー４４
に供給されるに際してカムリング表面２２と半径方向に
衝突するベーン１８の行程は最小のものとなる。他方、
圧力流体がチャンバー４４に加えられた場合、かかる流
体圧力はベーン１８をカムリング表面２２に対して付勢
することになり、ベーンの内端部はカムプレート４６の
カムプレート表面４８から離隔され、それによりベーン
とカムプレート表面との間の摺動摩擦及び摩耗が減じら
れるのである０本発明の次に重要な側面によれば、ロー
タ１２は軸１４と共に回転可能なように連結されてはお
らず、むしろこれに対して自由に回転可能とされ、軸１
４は周囲のハウジング内に完全に収容される。かくして
ロータリ油圧装置１０は、吸込み２８の流入流体流を吐
出し３８．４０において別々の流出流へと分割する分流
装置を構成することになる。

第２図から第４図は、ロークリ油圧分流装置としてのロ
ータリ油圧装置１０の現在のところ好ましい実施例を示
している。第２図から第４図において、第１図の概略線
図において使用されたのと同じ参照番号は、相応する構
成要素を示している。ロータ１２は、装置のハウジング
５４０カバープレート５２に対してボルト５０により固
定されたスタブ軸１４上で自由に回転可能に設けられて
いる。ワッシャー５６がボルト５０と共働してバンクア
ッププレート５８を保持しており、カムリング２０がバ
ックアッププレート５８とカバープレート５２の間に挟
まれてロータ室を形成している。バックアッププレート
５日とカムリング２０は、ボルト６２によりカバープレ
ート５２に固定されてハウジング５４を完成しているカ
ップ形状のケーシング６０によって取り囲まれている。

別々の環状キャビティ６１．６３がケーシング６０とバ
ックアッププレート５８の間に形成されており、それぞ
れに吐出し流を吐出し３８．４０へと給送している。

カバープレート５２とバックアッププレート５８は−ト
５８は軸方向に向かい合った平坦な表面を有し、これら
はロータ１２の軸方向外方を向いた両側の平坦な表面に
対面している。カムプレート４６がカバープレート５２
とバックアッププレート５８の各々のロータに対面して
いる表面上に設けられており、ビン６４によってそこに
保持されている。各々のカムプレートはかくして、ロー
タの両側の表面にある実質的に円筒形のポケット７４（
第４図）に配置されるものであり、各々のカムプレート
４６の外側端部表面即ちカムプレート表面４８は、前述
のようにベーン１８の内端部の両側に係合する。

吸込み２８（第１図及び第２図）は吸込みボート３０．
３２と前述のように連通し、そこから通路６６（第３図
）を通ってバックアッププレート５８の密封されたキャ
ビティ６８へと通じている。キャビティ６８からは通路
７０が、バックアッププレート５８のロータに対面する
表面上にある環状チャネル７２へと延びていて、バック
アッププレート５８をカムリング２０及び端部のカバー
プレート５２に対して保持する油圧クランプ機構を形成
している。環状チャネル７２はロータ１２の回転軸から
流体のチャンバー４４の半径方向の位置までに対応する
だけの半径を有し、かくして実質的に吸込み圧力にある
流体をロータのこのチャンバー４４へと給送して、ベー
ン１８をカムリング表面２２に向けて半径方向外方へと
付勢する。

〔発明の効果〕　・ 以上の如く本発明によれば、ベーンはカムプレートによ
っ′ζ常にカムリング表面に隣接した位置をとるよう案
内され、従って本装置の初期動作に際してもベーンがカ
ムリング表面に衝突して損壊することはない。またベー
ンの下側に流体が導かれることにより、カムプレート表
面とベーンの半径方向内端部との摺動及びそれによる摩
損も回避しうる。そして本発明は、ロータリ油圧ポンプ
及びモーターとして、また分流装置としても有用なもの
である。

最後に理解の便宜に資するため本発明の要約を記せば、
本発明はベーン型のロータリ油圧装置であって、ロータ
は軸と共に回転可能とされるか、或いは分流装置として
使用される場合には′ロータはスタブ軸上において、ハ
ウジング内で自由に回転可能なように設けられる。複数
のベーンが個々に、ロータに設けられた半径方向のスロ
ット内で摺動可能なように設けられており、また取り囲
んでいるカムリングと係合して流体室を形成する。一対
のカムプレートがカムリングに関して固定された位置に
おいて設けられ、ベーンと係合してベーンをカムリング
に隣接して位置決めさせる半径方向の表面を有している
。流体室は共通の吸込み及び一対の吐出しと連通してお
り、吸込み流をこれらの吐出しに分割することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現在のところ好ましい実施例によるベ
ーン型油圧分流装置の概略線図；第２図は本発明による
分流装置の端部立面図；第３゛図は実質的に第２図の３
−３線に沿って取った断面図；及び、 第４図は実質的に第３図の４−４線に沿って取った断面
図である。 工０−　ロータリ油圧装置　　１２・−・ロータ１４・
−軸　　１６−・−・スロット　　１８−ベーン２０・
−・カムリング　　２２・・・・カムリング表面２４、
２６−・−・流体室　　２８−吸込み３０、３２−・−
吸込みボート ３４、３６・−吐出しボート ３５、３７−交差通路　　３８．４０・−吐出し４２一
方向　　４４−・チャンバー ４６−　カムプレート　　４８−・・カムプレート表面
６１、６３・−環状キャビティ　　７．ｔ−ポケット出
願人代理人　　古　谷　　　馨 同　　溝部孝彦 同　　古谷　聡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ハウジングと、半径方向に延伸する複数の周辺スロ
   ット（１６）を有し前記ハウジング内を回転するよう設
   けられたロータ（１２）と、前記スロット内で個々に摺
   動可能なように設けられた複数のベーン（１８）と、前
   記ロータを取り囲むと共に、ベーン軌道を形成する半径
   方向内向きの表面と該表面と前記ロータの間の少なくと
   も一つの圧力流体室（２４、２６）とを有して前記ハウ
   ジング内にカムリング（２０）を形成する手段と、前記
   流体室に連結された前記ハウジング内の流体吸込み（３
   ０、３２）手段及び流体吐出し（３４、３６）手段と、
   前記ベーンを前記カムリングに向けて半径方向外方に付
   勢する手段とからなり、 前記ベーン付勢手段が、前記ベーンの半径方向外端部を
   前記カムリング表面に隣接して位置決めするよう前記ベ
   ーンの半径方向内端部と係合する手段を有すると共に前
   記ハウジング内で前記カムリングに関して固定した位置
   に設けられたカム手段（４６）からなることを特徴とす
   るロータリ油圧装置。 ２　前記ベーンが半径方向寸法を有し、前記カム手段が
   前記カムリング表面と実質的に同一であって前記半径方
   向寸法と実質的に等しい距離だけ前記カムリング表面か
   ら半径方向内方に離間した連続的な輪郭の表面（４８）
   を形成する手段を含む、請求項１記載の装置。 ３　前記ロータが実質的に平坦な側部表面と該側部表面
   に形成されたポケットを有し、前記ハウジングが前記ロ
   ータ側部表面に対面する実質的に平坦な表面を形成する
   手段を含み、前記カム手段が前記ハウジングに固定され
   て前記ポケットに配置された平坦なカムプレート（４６
   ）からなる、請求項２記載の装置。 ４　前記ロータが軸方向外方に開口して形成された実質
   的に円形のポケットをそれぞれに有する一対の実質的に
   平坦な側部表面を有し、前記ハウジングが前記側部表面
   に対面する実質的に平坦な表面を形成する手段を含み、
   前記カム手段が前記ハウジングに固定されると共に前記
   ベーンの前記半径方向内端部と平均的に係合すべく前記
   ポケットの各々に配置された一対の実質的に同一なカム
   プレート（４６）を含む、請求項２記載の装置。 ５　前記カムプレート（４６）が前記ハウジングの前記
   実質的に平坦な表面に設けられた前記ハウジングとは別
   個の部材からなる、請求項４記載の装置。 ６　前記スロットの各々の半径方向内端部にある前記ロ
   ータの流体圧力チャンバーと、与圧流体を前記チャンバ
   ーに供給して前記ベーンを前記カムリング表面に向け付
   勢するための前記ハウジング内の手段とをさらに含み、
   前記カムリング表面と前記連続的な輪郭の表面との間の
   前記半径方向の距離が前記ベーンの前記半径方向寸法よ
   りも僅かに大きく、前記カムプレート（４６）が前記チ
   ャンバー内の流体圧力がないときには前記ベーンを前記
   カムリング表面に隣接して位置決めすると同時に、前記
   チャンバー内の流体圧力は前記連続的な輪郭の表面との
   摺動接触なしに前記カムリング表面に向けて前記ベーン
   を付勢する、請求項４記載の装置。 ７　油圧流体の吸込み流を所定の流量比率でもって少な
   くとも二つの吐出し流へと分割するための、請求項１か
   ら６の何れか一つに記載の装置であって、 前記ロータが前記ハウジングに完全に収容されたスタブ
   軸上で前記ハウジング内において自由回転するよう設け
   られており、前記カムリング表面と前記ロータの間の少
   なくとも二つの圧力流体室と、与圧された油圧流体の吸
   込み流を前記流体室へと給送するための前記ハウジング
   内の手段と、前記少なくとも二つの吐出し流を前記流体
   室へと供給するための前記ハウジング内の手段とを含む
   ことからなる装置。 ８　前記ロータ及びカムリングは前記流体室のうち二つ
   を前記スタブ軸に関して半径方向に対称に位置して形成
   するよう構成され配置されている、請求項７記載の装置
   。 ９　油圧流体の吸込み流を所定の流量比率でもって少な
   くとも二つの吐出し流へと分割するための装置であって
   、 ハウジングと、該ハウジングに完全に収容されたスタブ
   軸上で前記ハウジング内において自由回転するよう設け
   られると共に半径方向に延伸する複数の周辺スロット（
   １６）を有するロータ（１２）と、前記スロットに個々
   に摺動可能なように設けられた複数のベーン（１８）と
   、前記ロータを取り囲むと共に、ベーン軌道を形成する
   半径方向内向きの表面と該表面と前記ロータの間の少な
   くとも二つの圧力流体室（２４、２６）とを有して前記
   ハウジング内にカムリング（２０）を形成する手段と、
   与圧された油圧流体の吸込み流を前記流体室へと給送す
   るための前記ハウジング内の手段と、前記少なくとも二
   つの吐出し流を前記流体室へと供給するための前記ハウ
   ジング内の手段とからなる装置。 １０　前記ロータ及びカムリングは前記流体室のうち二
   つを前記スタブ軸に関して半径方向に対称に位置して形
   成するよう構成され配置されている、請求項９記載の装
   置。 １１　前記ベーンの半径方向外端部を前記カムリング表
   面に隣接して位置決めするよう前記ベーンの半径方向内
   端部と係合する手段を有すると共に前記ハウジング内で
   前記カムリングに関して固定した位置に設けられたカム
   手段（４６）をさらに含む、請求項９記載の装置。 １２　前記ロータが軸方向外方に開口して形成された実
   質的に円形のポケットをそれぞれに有する一対の実質的
   に平坦な側部表面を有し、前記ハウジングが前記側部表
   面に対面する実質的に平坦な表面を形成する手段を含み
   、前記カム手段が前記ハウジングに固定されると共に前
   記ベーンの前記半径方向内端部と平均的に係合すべく前
   記ポケットの各々に配置された一対の実質的に同一なカ
   ムプレート（４６）を含む、請求項１１記載の装置。 １３　前記スロットの各々の半径方向内端部にある前記
   ロータの流体圧力チャンバーと、与圧流体を前記チャン
   バーに供給して前記ベーンを前記カムリング表面に向け
   付勢するための前記ハウジング内の手段とをさらに含み
   、前記カムリング表面と前記カムプレートとの間の前記
   半径方向の距離が前記ベーンの半径方向寸法よりも僅か
   に大きく、前記カムプレート（４６）が前記チャンバー
   内の流体圧力がないときには前記ベーンを前記カムリン
   グ表面に隣接して位置決めすると同時に、前記チャンバ
   ー内の流体圧力は前記カムフレームとの摺動接触なしに
   前記カムリング表面に向けて前記ベーンを付勢する、請
   求項１２記載の装置。