JPH0625585U - 流体動力変換機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータ及びステータの周辺に半径方向に延び
る複数の溝穴に羽根が収容され、ロータが回転するとき
ロータ及びステータの一方の羽根が摩損した場合に、そ
の溝穴内に他方の羽根が進入して破損し、ロータ及びス
テータの周辺にけずり傷をつけ、さらにロータの回転を
停止するようなことがない流体動力変換機を提供する。 【構成】 ロータ及びステータは同心的に取付けられ
て、これらの周辺は相互間に環状空所を形成し、両周辺
に間隔を保って半径方向に延びる複数の溝穴に羽根を収
容し、羽根は平坦な側部をもち、流体流入通路及び流体
流出通路がステータの溝穴の両側に配設されて環状空所
に開口し、ロータ及びステータの少くとも一方の溝穴の
開口端の縁側に斜面を設け、この斜面が環状空所に向け
て広がり、そのカム作用により通過する羽根を該溝穴か
ら外方へ変位させるようになっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、羽根をもつロータ及びステータを具えた流体動力変換機に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

従来羽根をもつロータ及びステータを具えた液圧モータ及び液圧ポンプのよう な流体動力変換機は、互いに通過するロータの羽根と、ステータの羽根との間に 干渉が起るという問題をかかえていることがよく知られている。これらの問題は 、高速度または高負荷状態にて一層きびしくなる。羽根の固着、拘束を防ぎ、摩 耗を最小にするために、ステータとロータとの相互間及びそれらの溝穴に関して 、従来から種々の改良提案が行われた。米国特許第3,782,867号において、異な る厚さの羽根をもつロータ及びステータが液圧及びばね負荷をもつものとして提 供されている。さらに米国特許第3,957,404号では、ロータ及びステータの羽根 の先端の形状及びサイズについての改良が述べられている。厚い羽根が薄い羽根 と交叉するときは、薄い羽根の溝穴内に拘束されることはない。しかし厚い羽根 はその偏倚作用圧力を失い、または摩耗し、薄い羽根は厚い羽根の溝穴内に入り かつその中に拘束される。別の従来技術による解決方法は、厚い羽根にその溝穴 と同一の深さをもたせ、それによって羽根がその溝穴内に深く引込まれないよう にして、薄い羽根を厚い羽根の溝穴に進入させないようにすることである。しか しこの方法は、厚い羽根の溝穴の底部が平坦であることを必要とし、これは製造 が困難である。そのうえ厚い羽根の外端は摩耗し、薄い羽根を拘束する。このよ うに種々の解決手段が提案されたが、ステータ及びロータの羽根の相互間及びそ れぞれの溝穴に関するステータ及びロータの羽根の破壊的な拘束問題は、完全に は解決されず、特に高負荷、高速度及び過回転時の問題が未解決である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

そこでこの考案の目的は、前記のような従来の流体動力変換機のもつ問題を解 消し、ロータ及びステータの円周方向に間隔を保って半径方向に延びる複数の溝 穴に収容された羽根が、ロータが高速度または高負荷状態で回転するとき、ロー タ及びステータの羽根は向き合うステータ及びロータの羽根が摩損した場合に、 この羽根が収容されている溝穴内に進入して破損し、またはロータ及びステータ の周辺にけずり傷をつけ、さらにロータの回転を停止するようなことのない流体 動力変換機を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この考案は前記のような目的を達成するために、請求項１，２の考案は、ロー タ及びステータを具えた流体動力変換機において、ロータ及びステータは同心的 に取付けられて、共通の中心線のまわりに相対回転可能であって対向する周辺を もち、これらの周辺は相互間に環状空所を形成するような輪郭をもち、両周辺は 羽根を収容する円周方向に間隔を保って半径方向に延びる複数の溝穴を有し、羽 根は平坦な側部をもち、流体流入通路がステータの溝穴の第１側部に隣接してス テータに配設されて環状空所に開口し、流体流出通路がステータの溝穴の第２側 部に隣接してステータに配設されて環状空所に開口し、ロータ及びステータの少 くとも一方の溝穴の開口端の後縁側又は両側に斜面を有し、この斜面が環状空所 に向けて外向きに広がり、そのカム作用により通過する羽根を該溝穴から外方へ 変位させるようになっていることを特徴とするものであり、請求項３の考案は、 請求項２の考案において、溝穴の斜面が平坦であって、半径方向に延びる溝穴の 縦軸線に対してほぼ10°から90°までの角度をもっているものであり、請求項４ の考案は、請求項２の考案において、溝穴の斜面が円形となっているものであり 、請求項５の考案は、ロータ及びステータをもつ流体動力変換機において、ロー タ及びステータは同心的に取付けられて、共通の中心線のまわりに相対回転可能 であって対向する周辺をもち、これらの周辺は相互間に環状空所を形成するよう な輪郭をもち、ロータ又はステータの周辺は羽根を収容する円周方向に間隔を保 って半径方向に延びる複数の厚い溝穴と狭い溝穴とを有し、羽根は平坦な側部を もち、流体流入通路がステータの溝穴の第１側部に隣接してステータに配設され て環状空所に開口し、流体流出通路がステータの溝穴の第２側部に隣接してステ ータに配設されて環状空所に開口し、厚い羽根をもつロータ又はステータの溝穴 の開口端の両側に斜面を有し、この斜面が環状空所に向けて外向きに広がり、そ のカム作用により交叉するステータ又はロータの薄い羽根を該溝穴から外方へ変 位させるようになっていることを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】

前記のようなこの考案において、流体動力変換機をモータとして作用する際は 、流体が流体流入通路から環状空所に流入して、ロータを回転させて流体流出通 路を経て流出し、この場合にロータが回転すると、ロータの羽根はステータの羽 根と交叉し、ステータの羽根はロータの羽根をそれが収容されている溝穴内へ押 動し、同様にロータの羽根はステータの羽根をそれが収容されている溝穴内へ押 動し、これらの羽根は向き合う羽根が摩損している場合には、対向する溝穴内に 進入することとなるが、これらの溝穴はロータ及びステータの周辺に切込まれて 、溝穴と周辺との交差部に溝穴の片側または両側に斜面が設けられているので、 向き合う羽根を溝穴から外方へ変位するようにカム作用をし、このカム作用によ って羽根は、溝穴に拘束されずに、溝穴から周辺にカム作用で戻され、それによ り羽根が対向する溝穴に係合することがなく、その結果羽根は破壊し、または周 辺にけずり傷ができ、摩耗が増大してロータの回転を停止することがない。

【０００６】

【実施例】

図１，２に示すこの考案の第１実施例において、10は例えば液圧モータまたは ポンプのような流体動力変換機を示し、該流体動力変換機10において、ステータ 12の内周辺16と、ロータ14の外周辺18とは相互間に環状空所20を構成するような 輪郭となっている。ステータ12は複数の半径方向に延びる溝穴22を有し、溝穴22 は羽根24を受入れ、この羽根24の頂部25はロータ14の外周辺18と接触する。ロー タ14も、ステータ12の内周辺16と係合する頂部33をもつ羽根32を受入れるための 半径方向に延びる溝穴30を有する。流体通路26，28が羽根24の両側においてステ ータ12に形成され、その１つ、例えば流体通路26は流入通路であり、流体通路28 は流出通路を形成する。この考案の溝穴は説明のために一形式の流体動力変換機 に関連して以下に述べるが、他の種々の形式の流体動力変換機にも適用される。

【０００７】 前記のようなものにおいて、流体動力変換機10をモータとして作用する際は、 流体が流入通路28から環状空所20に流入して、ロータ14はステータ12に対して反 時計方向に回転し、それから流出通路26を経て流出する。この場合にロータ14が 回転すると、ロータ14の羽根32はステータ12の羽根24と交叉する。前記の米国特 許第3,782,867号に記載されているように、ステータ12の羽根24はロータ14の羽 根32を溝穴30内へ押動し、同様にロータ14の羽根32はステータ12の羽根24を溝穴 22内へ押動し、これらの羽根は向き合う羽根が摩損している場合には、対向する 溝穴内に進入する。その結果羽根は破壊し、または周辺16，18にけずり傷ができ 、摩耗が増大し、羽根は固着し、もしくはロータ14の回転が停止する。

【０００８】 ところがこの考案にあっては、ロータ14の溝穴30とステータ12の溝穴22とは、 通常周辺16，18に直接に切込まれて、溝穴22とステータ部材12の周辺16との交差 部に溝穴の片側または両側に斜面42ａ，42ｂを設け、溝穴30とロータ14の周辺18 との交差部に溝穴の片側または両側に斜面40ａ，40ｂを設けている。このような 斜面40ａ，40ｂ；42ａ，42ｂは、対向する羽根24，32の範囲や摩耗、または向き 合う羽根に作用する圧力の大きさがどのようであっても、向き合う羽根を溝穴か ら外方へ変位するようにカム作用をする。すなわちロータ14の羽根32は、ステー タ12の溝穴22に形成された斜面42ａ，42ｂと係合し、それにより溝穴22に拘束さ れずに溝穴22からステータ12の周辺16にカム作用で戻され、同様にステータ12の 羽根24は、ロータ14の溝穴30に形成された斜面40ａ，40ｂと係合し、それにより 溝穴30に拘束されずに溝穴30からロータ14の周辺18にカム作用で戻され、羽根24 ，32は溝穴30，22のとがった縁部と係合することがない。斜面は流体動力変換機 10が両方向性をもち、いずれの方向にも作用できるように、溝穴22，30の両側に 設けることが望ましい。しかし唯一方向へのみ作用する流体動力変換機10に対し ては、斜面は溝穴の後縁にのみ設ければよい。ロータ14が反時計方向へのみ作用 するとすれば、斜面40ｂ，42ｂのみを設ければよく、斜面40ａ，42ａは省略でき る。斜面40ａ，40ｂは平坦で、溝穴の縦軸線に10°から90°未満の角度、好まし くはほぼ70°の角度をもつことが好適である。

【０００９】 図３に示す第２実施例は、斜面40ａ，40ｂの代わりに円形44ａ，44ｂのような 丸味をもつ幾何学形状としたものであって、これにより向き合う羽根を溝穴から 押し出すカム作用を円滑に行う点で第１実施例と相違するだけで他は同様となっ ているので、説明を省略する。

【００１０】 図４には第３実施例が示されており、この実施例の第１実施例の部品と類似の 部品には第１実施例の同一符号に添字ａを付して示す。この流体動力変換機10ａ において、ロータ14ａの羽根32ａ及び溝穴30ａは、ステータ12ａの溝穴22ａの羽 根24ａよりも厚い。ロータ14ａの厚い羽根はステータ12ａの薄い溝穴22ａ内に挿 入されにくいので、溝穴22ａの側部に斜面を設ける必要がない。しかし薄い羽根 24ａは、羽根32ａの外側縁33ａが摩損した場合、または羽根32ａの背部の偏倚力 が失われた場合には、薄い羽根の24ａはロータ14ａの広い溝穴30ａに容易に挿入 され易くなるので、溝穴30ａの開口端の両側に斜面50ａ，50ｂが設けられ、斜面 50ａ，50ｂにより交叉する羽根24ａが溝穴30ａからカム作用で変位される。従っ て羽根24ａはいったん溝穴30ａの入口にはまりついで溝穴30ａから押し出され、 羽根32ａの外側端33ａの摩耗、または液圧荷重の損失があっても補償される。ロ ータ14ａの反時計方向の回転のみに対しては、斜面50ｂのみを設ければ良い。

【００１１】 この考案は、他の本質的な特徴と同様に上記の目的を遂行し、利点を得るのに 好適である。この考案の好適実施例について述べたが、この考案の請求の範囲に 含まれる限り、諸部品の構成及び配置の詳細に関する数多くの変更を実施できる ことは、当業者には容易に理解される。

【００１２】

【考案の効果】

この考案は前記のようであって、ロータ及びステータを具えた流体動力変換機 において、ロータ及びステータは同心的に取付けられて、共通の中心線のまわり に相対回転可能であって対向する周辺をもち、これらの周辺は相互間に環状空所 を形成するような輪郭をもち、両周辺は羽根を収容する円周方向に間隔を保って 半径方向に延びる複数の溝穴を有し、羽根は平坦な側部をもち、流体流入通路が ステータの溝穴の第１側部に隣接してステータに配設されて環状空所に開口し、 流体流出通路がステータの溝穴の第２側部に隣接してステータに配設されて環状 空所に開口し、ロータ及びステータの少くとも一方の溝穴の開口端の後縁側又は 両側に斜面を有し、この斜面が環状空所に向けて外向きに広がり、そのカム作用 により通過する羽根を該溝穴から外方へ変位させるようになっているので、ロー タ及びステータの円周方向に間隔を保って半径方向に延びる複数の溝穴に収容さ れた羽根が、ロータが高速度または高負荷状態で回転するとき、ロータ及びステ ータの羽根は向き合うステータ及びロータの羽根が摩損した場合に、この羽根が 収容されている溝穴内に進入して破損し、またはロータ及びステータの周辺にけ ずり傷をつけ、さらにロータの回転を停止するようなことがないという効果があ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例の一部切断正面図である。

【図２】同上の一部の拡大図である。

【図３】この考案の実施例の一部の拡大図である。

【図４】この考案のさらに他の実施例の一部切断正面図
である。

【符号の説明】

10，10ａ 流体動力変換機 12，12ａ ステータ 14，14ａ ロータ 16 ロータの内周辺 18 ロータの外周辺 20 環状空所 22，22ａ 溝穴 24，24ａ 羽根 25 頂部 26 流入通路 28 流出通路 30，30ａ 溝穴 32，32ａ 羽根 33ａ 外側端 40ａ，40ｂ，50ａ，50ｂ 斜面 42ａ，42ｂ 斜面 44ａ，44ｂ 円形斜面

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ及びステータを具えた流体動力変
   換機において、ロータ及びステータは同心的に取付けら
   れて、共通の中心線のまわりに相対回転可能であって対
   向する周辺をもち、これらの周辺は相互間に環状空所を
   形成するような輪郭をもち、両周辺は羽根を収容する円
   周方向に間隔を保って半径方向に延びる複数の溝穴を有
   し、羽根は平坦な側部をもち、流体流入通路がステータ
   の溝穴の第１側部に隣接してステータに配設されて環状
   空所に開口し、流体流出通路がステータの溝穴の第２側
   部に隣接してステータに配設されて環状空所に開口し、
   ロータ及びステータの少くとも一方の溝穴の開口端の後
   縁側に斜面を有し、この斜面が環状空所に向けて外向き
   に広がり、そのカム作用により通過する羽根を該溝穴か
   ら外方へ変位させるようになっていることを特徴とする
   流体動力変換機。
2. 【請求項２】 ロータ及びステータを具えた流体動力変
   換機において、ロータ及びステータは同心的に取付けら
   れて、共通の中心線のまわりに相対回転可能であって対
   向する周辺をもち、これらの周辺は相互間に環状空所を
   形成するような輪郭をもち、両周辺は羽根を収容する円
   周方向に間隔を保って半径方向に延びる複数の溝穴を有
   し、羽根は平坦な側部をもち、流体流入部がステータの
   溝穴の第１側部に隣接してステータに配設されて環状空
   所に開口し、流体流出部がステータの溝穴の第２側部に
   隣接してステータに配設されて環状空所に開口し、ロー
   タ及びステータの少くとも一方の溝穴の開口端の両側に
   斜面を有し、この斜面が環状空所に向けて外向きに広が
   り、そのカム作用により交叉する羽根を該溝穴から外方
   へ変位させるようになっていることを特徴とする流体動
   力変換機。
3. 【請求項３】 斜面が平坦であって、半径方向に延びる
   溝穴の縦軸線に対してほぼ10°から90°までの角度をも
   っている請求項２記載の流体動力変換機。
4. 【請求項４】 斜面が円形となっている請求項２記載の
   流体動力変換機。
5. 【請求項５】 ロータ及びステータをもつ流体動力変換
   機において、ロータ及びステータは同心的に取付けられ
   て、共通の中心線のまわりに相対回転可能であって対向
   する周辺をもち、これらの周辺は相互間に環状空所を形
   成するような輪郭をもち、ロータ又はステータの周辺は
   羽根を収容する円周方向に間隔を保って半径方向に延び
   る複数の厚い溝穴と狭い溝穴とを有し、羽根は平坦な側
   部をもち、流体流入通路がステータの溝穴の第１側部に
   隣接してステータに配設されて環状空所に開口し、流体
   流出通路がステータの溝穴の第２側部に隣接してステー
   タに配設されて環状空所に開口し、厚い羽根をもつロー
   タ又はステータの溝穴の開口端の両側に斜面を有し、こ
   の斜面が環状空所に向けて外向きに広がり、そのカム作
   用により交叉するステータ又はロータの薄い羽根を該溝
   穴から外方へ変位させるようになっていることを特徴と
   する流体動力変換機。