JPH03111601A - ラジアルピストンエンジン及びモータ - 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） 本発明はラジアルピストンエンジンに係す、ヨり詳しく
はラジアルピストンモータに関する。

（従来技術） ラジアルピストンエンジンは多くの産業分野において使
用されている。例えば、自動車の駆動手段としてラジア
ルピストンモータの形で用いられている。カム面と係合
するピストンを備えたラジアルピストンモータの形状を
有する駆動手段が自動車に備え付けられている場合、自
動車が相当な高速で牽引されるという状況では前記ピス
トンとカム面との保合を中断し、ピストンを下死点に固
定的に位置決めすることが必要である。ピストンをその
下死点に固定するには多くの異なる方法がある。

例えば、ラジアルピストンモータのハウジングを僅かに
加圧する（例えば１バール）ことが可能である。ピスト
ンの入ｐ及び出口に圧力をかけないと、ハウジング内部
に過度の圧力が存在するのでピストンは内側に動かされ
、その結果ピストンはカムディスク上に形成されたカム
曲面から完全に分離される。すなわち、モータのシャフ
トとこれに取り付けられたシリンダブロックとは自由に
回転でき（このシリンダブロック内に位置決めされたピ
ストンも食めて）、つまり所望の自由な定行機能が達成
できる。しかしながらハウジング内の過度の圧力を提供
するためには、この圧力を発生させるのに補助ポンプが
必要であり、更にバルブ手段も必要であり、これによっ
て望ましくない経費がかかる。

米国特許第４．４６９．０１２号では、水圧モータ用の
、ばねによるピストン間の連結を開示している。ばねの
付勢力がピストンをその下死点内に引っ張ることになる
。この設計ではシリンダブロックの外部に位置決めされ
るばねの占める空間を必要とすると同時に、かなりの構
造要素を必要とする。更に、シリンダブロック内のピス
トンの最低地点にピストンを保持するには、ばねの相当
に大きな付勢力が必要である。ドイツ公開用［２９２０
５８８号において類似の設計が開示されている。更にド
イツ公開出願２４１７３４８号では環状ばねを開示して
いる。（前記公開出願２４１７３４８号では、１９７３
年４月９日付の英国シリアルナンバー１６８９５−７３
の優先権を主張している。）英国特許出願２１２８２６
ＳＡ号では水圧モータ若しくはポンプを開示しており、
ここではばねによってラジアルピストンがシリンダ内部
の引き込まれた位置に戻されるように作られている。ド
イツ公開出願１６５３５８７号では別の水圧モータを開
示している。米国特許第４，７１６．８１６号では、ば
ねを用いてピストンを内部位置へと圧迫付勢する水圧モ
ータを開示している。

（解決すべき問題点） 以上のような従来技術における不都合を解決するラジア
ルピストンエンジンが望まれていた。

本発明は上記事情に鑑みてなきれなもので、ラジアルピ
ストンエンジン、特にエンジン着しくはモータの自由走
行状態が効率的な方法で実現されるようなラジアルピス
トンモータを提供することを目的とする。また本発明は
、前記自由走行状態に到達するための簡単な構造手段を
提供することを別の目的とする。更に本発明は、必要と
する占有空間の小さなエンジンの自由走行状態を獲得す
る手段を提供することを別の目的とする。

本発明の別の目的では、ラジアルピストンエンジン、特
にラジアルピストンモータが、長い作動耐久性と共に安
全かつ安定した作動性能を有する。

（問題点の解決手段） 上記目的を達成するために本発明は、カムディスクが固
定的に取り付けられるハウジングを有するラジアルピス
トンエンジン、特にラジアルピストンモータを提供する
。前記カムディスクについて軸の回りに回転可能にシリ
ンダブロックが取り付けられている。複数の孔が、シリ
ンダブロックの前記回転軸に関して半径方向に伸びてい
る。各孔内にピストンが配置され、また円筒形のローラ
により、前記ピストンが前記カムディスクのカム面によ
って支持される。円筒形のローラはシリンダブロックの
回転軸と平行をなして伸びる軸を有している。シリンダ
ブロック内部のピストンの保合、若しくはスナップイン
着しくは係止動作を行うように作られた係止手段が取り
付けられている。

保合若しくはスナップイン動作のための前記手段は係止
手段と呼ばれる。

前記係止手段は、ローラとシリンダブロックとの間で作
用するように配置されるのが望ましい。

前記係止手段が前記ローラの前面とシリンダブロクの前
面との間において作用することが望ましい。

係止手段が前記ローラの前面と、これらローラの案内を
行うシリンダブロックの前面との間で作用することが望
ましい。本発明の別の特性によれば。

係止手段は、各ローラ内に位置決めされたばね取付され
た係止ポールを有している。ローラの案内として働くシ
リンダブロックのそれらの部分には更に凹部が形成され
ている。これら凹部によって、前記係止ボールのスナッ
プイン動作が可能になる前記孔は係止ポールを受容する
ように作られていることが望ましい。係止ポールのスナ
ップイン動作のための凹部はシリンダブロックの位置に
配置され、これによってローラが各々の下死点に位置決
めされることが望ましい。

（実施例） 第６図及び第７図で示される本発明について説明する前
に、従来技術のラジアルピストンエンジンについて説明
する。

第１図では、望ましくはポンプとして用いられる水圧ピ
ストンエンジンが示されている。エンジンは、ハウジン
グ半体１及びハウジング半体２からなる２つの半体で構
成されている。これら２つの半体１と２との間にカムデ
ィスク３が配置されている。取付ボルトによって２つの
ハウジング半体１．２とカムディスク３とが一体に結合
され、強固な組立体を形成している。ボールベアリング
６．７によってハウジング半体ｌの内部にシャフト５が
回転可能に取り付けられている。ハウジング半体ｌ内部
のシャフト５の端部８には、ロータｌＯに設けられた凹
部９によってローラｌＯを固定的に支持するように作ら
れた複数の溝が形成されている。ロータｌＧは、円筒形
のブロックとして設計されると共に、その円周の回りに
均等に配置された孔１１（第２図参照）が形成されてい
る。

孔１１はピストン１２を受は入れる。これらの各ピスト
ン１２の半径方向外側領域には、円筒形のローラ１４と
共にベアリング手段１３を収容する凹部１２ｄが形成さ
れている。ローラ１４は、カムディスク３によって形成
されるカム通路１７に支持されるように作られている。

ピストン１２の半径方向下方領域において各ピストン１
２は、密栓要素としてのピストンリング２０を収容する
円形溝１２ｃを有している。孔１１によって形成された
ピストンチャンバは、軸方向に伸びる孔２１を通して、
制御スリーブ２４によって形成された軸方向に伸びる制
御孔２２．２３と連通されている。制御スリーブ２４は
静止のハウジング半体２に位置決めされている。制御ス
リーブ２４は、円周状に伸びると共に加圧源及びタンク
のボートと各々連通されている制御空間２５．２６を形
成している。加圧源及びタンクはどちらも図示されてい
ない。前記制御孔２２．２３に関するピストンチャンバ
（孔）１１の位置によって孔１１は加圧源かタンクかの
いずれかに連結され、すなわち回転運動がロータ１０に
加えられ、次いでこの運動は多重溝連通を介して駆動シ
ャフト５へと伝達される。第３図ないし第５図で示すよ
うに、ピストン１２を収容するように作られているロー
タ１０の孔１１の各々には、ローラ部分１４ａを収容す
るように作られた４つの凹部１１ａが形成されている。

凹部１１ａは、ロータｌＯにおいて円周状に伸びている
溝１５によって形成され、すなわち溝１５の一部をなし
ている。溝１５は、その外壁１５ａもまたローラ１４の
側面１４ｂの軸方向案内手段を形成するように寸法が決
められている。

ローラ１４の長さは基本的に関係がない。ローラが長け
れば、その長さは両側の溝１５の深さとなる。ローラ１
４の長さがピストン１２の径の０゜９倍ないし０゜９５
倍である場合に望ましい妥協点が得られる。円周状に伸
びる溝１５の深さを、現存するピストン孔内にローラが
部分的に挿入される分だけ浅くすることができる。

第６図及び第７図で示す本発明の実施例を見るが、本発
明は、第１図ないし第５図で示すような基本設計を有す
るラジアルピストンモータに特に関連することを特記し
ておく。

第６悶及び第７図で示すように、 シリンダブロッ ク（ロータ）１１０は、ピストン１１２を収容するよう
に作られた孔１１１を有している。各ピストン１１２に
近接して、同ピストン１１２とローラ１１４との間にベ
アリング手段１１３が設けられている。ローラ１１４は
カムディスク１０３のカム通路１１７と係合するように
作られている。

各ピストン１１２にピストンリング１２Ｇが設けられて
いる。ピストン１１２はその下方に凹部１８０を有して
いる。連通孔１２１によって、ピストンが位置決めされ
ている孔の下方と連通する。

本発明によれば、各ピストン１１２には係止手段が取り
付けられている。この係止手段は、ピストン１１２が半
径方向の特定の位置に位置決めされるようにする。ピス
トン１１２をその下死点に位置決めできるように係止手
段を取り付けることが望ましい、これによってピストン
１１２（すなわちピストン及びローラ）とカム通路すな
わちカム曲線１１７との間に係合を生じさせないことが
望ましい。

本発明の係止手段は、ピストン１１２と、対応するロー
ラ手段１１４とシリンダブロック（ロータ）１１Ｏとの
間に配置されるのが望ましい。この係止手段をピストン
１１２とシリンダブロックとの間に設けることも考えら
れる。しかしながら生産上の容易さという理由により、
係止手段をローラ１１４とシリンダブロックｌｌＯとの
間に配置することが望ましい。係止手段は、ローラ１１
４の凹部１８３及び１８４内に位置決めされた係止ボー
ル１８１，１８２を各ピストン１１２について有してい
るのが望ましい。凹部１８３と１８４とを連通させてい
る孔２００内にばね要素１８５が配置されており、これ
によって両方の係止ボール１８１と１８２とをシリンダ
ブロック（ロータ’）１１０の内壁に向かって軸方向外
側に付勢している。

係止ボール１８１．ｉ８２の領域においてシリンダブロ
ック１１０内には係止凹部が形成される。

図示されるように、係止凹部は軸方向に伸びる孔１８８
．１８９によって形成されるのが望ましい。

凹部１８３，１８４はローラ１１４の前面すなわち前方
側面１９０，１９１に位置決めされている。

ローラ１１４の２つの前面１９０，１９１は、半径方向
外側に配置された切欠傾斜１９２，１９３を各々有して
いる。

第６図では、カムディスク１０３のカム通路１１７と係
合している通常の作動位置にあるピストン１１２を示し
ている。第７図では、ローラ１１４が下死点にあって、
ロータすなわちシリンダブロック１１０内の係止位置若
しくは嵌合位置におけるピストン１１２を示している。

前記係止ボール１８１，１８２と共働する孔１８８，１
８９の位置、若しくは凹部の位置に関して言えば、ロー
２１１４を案内するのに用いられるシリンダブロック（
ロータ）１１０のこれらの部分に設けられている。ａ−
ラ１１４の案内に関しては第４図及び第５図を参照のこ
と。

ピストン１１２の係止位置若しくはスナップ嵌合位置は
、ピストン１１２の下死点だけにある。

ここでは係止ボール１８１，１８２はシリンダ儲の孔１
８８，１８９内にスナップ嵌合する。第６図で示すよう
な上死点を含むピストン１１２のその他全ての位置にお
いては、ピストン１１２はスナップ嵌合位置にはならな
い。これは、エンジン若しくはモータが連続して通常に
作動している間に下死点に達した場合は、いかなるとき
でもスナップ嵌合動作が発生するということである。し
かしながらスナップ嵌合動作は、モータの通常の作動中
は効力を発揮しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はドイツ公開出願３５３１６３２号で示されたよ
うな、従来技術のラジアルピストンエンジンの長軸方向
断面図、 第２図は、左半分を第１図のＩｌａ線視し、右半分をｆ
ｉｂ線視した断面図、 第３図は第２図のエンジンのより詳細な部分断面図、 第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線線断断面図第５図は第３
＠のピストン及びローラの平面図、第６１！Ｉは、上方
の不動位置にピストン及びローラが位置している、第４
［！Ｉに類似して示した本発明に係る実施例の断面図、 第７図は、第６図に類似するが、一つのピストン及びロ
ーラが対応する下方の不動位置に置かれ、ローラがスナ
ップ嵌合位置若しくは係止位置にある断面図である。 ｌ、２：各ハウジング半体、３：カムディスク。 Ｓ：シャフト、６，７：ベアリング、８：シャフトの端
部、ｌＯ：ロータ、１１：孔、１２：ピストン＋１２ｃ
：円形溝、１２ｄ：凹部、１３：ベアリング手段、１４
：ローラ、１４ｂ：側面、１５：１１．１５ａ：外壁、
１７：カム通路、２ｏ：ピストンリング、２１：孔、２
２．２３＝制御孔。 ２４：制御套管、２５，２６：制御凹部、１１０ニジリ
ンダブロツク（ロータ）、１０３：カムディスク、１１
１：孔、１１２：ピストン、１１３：ベアリング手段、
１１４：ローラ、１１７：カム通路（カム曲線）、１２
０：ピストンリング、１２１：連通孔、１８０：凹部、
１８１，１８２：係止ボール、１８３，１８４：凹部、
１８５：ばね要素、１８８．１８９：孔、１９０．１９
１：前面。 ｌ　９２゜ 　９３ ：切欠傾斜。 ２００：孔。 （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジングと、 前記ハウジングに固定的に取り付けられた環状のカムデ
   ィスク（１０３）と、 前記カムディスク（１０３）に対し軸の回りで回転可能
   に取り付けられたシリンダブロック（１１０）と、 前記シリンダブロック（１１０）に形成されると共に前
   記回転軸に対して半径方向に伸びる複数の孔（１１１）
   と、 前記孔（１１１）内部において往復運動するように取り
   付けられた複数のピストン（１１２）と、前記カムディ
   スクによって形成されたカム通路上において前記ピスト
   ン（１１２）を支持し、また前記シリンダブロック（１
   １０）の前記回転軸に平行に伸びる軸を有する円筒形の
   ローラ（１１４）と、 前記シリンダブロック（１１０）内部に前記ピストン（
   １１２）のスナップ嵌合動作を行う係止手段（１８１、
   １８２、１８８、１８９）とを有することを特徴とする
   ラジアルピストンエンジン。 ２、前記係止手段は、前記ローラと前記シリンダブロッ
   クとの間において作用することを特徴とする請求項第１
   項記載のラジアルピストンエンジン。 ３、前記係止手段は前記ローラの前面と前記シリンダブ
   ロックとの間において作用することを特徴とする請求項
   第１項記載のラジアルピストンエンジン。 ４、前記係止手段は前記ローラ（１１４）の前面と、同
   ローラ（１１４）を案内するシリンダブロックの部分と
   の間で作用することを特徴とする請求項第１項記載のラ
   ジアルピストンエンジン。 ５、前記係止手段は、前記ローラにばね取付された係止
   ポールと、前記ローラを案内するシリンダブロックの側
   に形成され、ばね取付された係止ポールを収容する凹部
   とを有してなることを特徴とする請求項第１項記載のラ
   ジアルピストンエンジン。 ６、前記係止ボールの前記凹部が、前記ローラ（１１４
   ）がその下死点である前記シリンダブロック（１１０）
   の位置に設けられていることを特徴とする請求項第５項
   記載のラジアルピストンエンジン。 ７、エンジンはモータであることを特徴とする請求項第
   １項記載のラジアルピストンエンジン。 ８、２つのハウジング半体（１、２）と、前記２つのハ
   ウジング半体の間に固定的に取り付けられた環状のカム
   ディスク（１０３）と、前記ハウジング内部に伸びるシ
   ャフトと、前記シャフトに取り付けられ、前記ハウジン
   グ内部で前記シャフトと共に回転可能に配置されたシリ
   ンダブロック（１１０）と、 前記シリンダブロックに形成され、かつ前記シャフトの
   回転軸に対して各々半径方向に伸びる複数の孔と、 前記孔（１１１）において往復するように取り付けられ
   た複数のピストン（１１２）と、前記ピストンに支持さ
   れ、また前記カムディスクによって形成されたカム通路
   と係合する円筒形のローラ（１１４）と、 前記ローラと、同ローラを案内するシリンダブロックの
   部分との間に設けられたスナップ嵌合手段において、同
   スナップ嵌合手段が、前記ローラに形成されたばね付勢
   されたボールと、前記シリンダブロックに形成され前記
   ボールと共働すると共に、前記ピストンが下死点に置か
   れた場合に前記ばね付勢されたボールがその内部にスナ
   ップ嵌合する凹部とを有してなるスナップ嵌合手段とを
   有することを特徴とするラジアルピストンモータ。