JPS5844876B2 - ジエロ−タ型流体回転装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般にジェロータ型モータ又はジェロータ型
油圧ポンプとして知られた流体回転装置に関し、特に、
流体圧力変換部に対し流体の供給又は排出のための通路
を切換える分配駆動弁に関する。

従来、ステータ部材の内歯に、ステータ内歯より１つ少
ない外歯をもつロータ部材を偏心して噛み合せ、ロータ
部材の偏心回転にて、流体圧力を回転力に変換するモー
タとしての作用、又は流体を高圧化して吐出するように
したポンプとしての作用をもたらすジェロータ型流体回
転装置に用いる分配弁としては、特公昭４３−２１３２
５号に示されるように、ロータ部材の軌道運動に同期し
て回転する環状弁体を用いた弁装置が知られており、更
に、本願発明者等により、変換効率を高めるため、環状
弁体の自転運動を打消すようにした構造をもつ弁装置を
用いたジェロータ型流体回転装置が提案されている（同
一出願人による昭和５４年９月２７日付の特許願）。

ところで上記の弁装置では、ロータ部材の偏心運動に同
期し、且つ所定の位相差（９０°）をもった運動を弁体
に伝達するため、ロータ部材の駆動軸に連動する偏心軸
に弁体を軸装するようにしており、このため弁駆動軸の
構造が比較的複雑となり、大型化している。

本発明は本願発明者等により提案されているジェロータ
型流体回転装置の改良として成されたもので、弁体に独
立して設けた流体通路の開口部に所定の位相差をもたせ
て開口することで、ロータ部材と弁体との間の位相差を
無＜シ、弁駆動軸をロータ駆動軸の延長軸とすることに
より簡潔な軸構造とした弁装置を用いたジェロータ型流
体回転装置を提供することを目的とする。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を軸方向の断面にて示した
図である。

第１図において、流体回転装置は、１０，１２゜１４．
１６，１８からなる５つのケーシング区分に分けられ、
通しボルト２０により軸方向に締め合されている。

ケーシング区分１２には、■−■断面を示した第２図に
示すように、７つの内歯２２を有するステータ部材２４
の中に、内歯２２の数より１つ少ない外歯２６を有する
ロータ部材２８が、ステータ部材２４０軸心３０に対す
る偏心軸心３２をもって配置されている。

ロータ部材２８にはスプライン軸受３４が切られており
、このスプライン軸受３４に中間駆動軸３６のスプライ
ン３８が噛み合い、中間駆動軸３６はケーシング区分１
０に、スプライン３８の部分が、円錐回転を行なうよう
に、軸心３０に対し所定の傾きをもって収められており
、他方のスプライン４０は、駆動軸４２のケーシング区
分１０のケーシング４４に回転自在に軸装した軸装部４
６内のスプライン軸受と噛み合っている。

この駆動軸４２は、ポンプとして使用するときは電動モ
ータ等の回転力を伝達する入力軸となり、またモータと
して使用するときには、ロータ部材２８の回転を外部に
取り出すための出力軸となる。

ケーシング蓋４８はボルト５０により駆動軸４２の軸装
部４６をケーシング４４内に軸装させている。

この駆動軸４２及び中間駆動軸３６により、第２図に示
すロータ部材２８を、反時計回り方向、すなわち左回転
したとすると、ロータ部材２８はステータ部材２４の内
歯２２との噛み合いをもって、軸心３０を中心に右回転
に偏心軌道を描いて公転される。

このようにロータ部材２８が公転すると、その偏心軸心
３２を中心に逆方向にロータ部材２８は自転する。

ステータ部材２４の内歯２２の数が７つ、ロータ部材２
８の外歯２６の数が１つ少ない６つからなる図示の場合
、ロータ部材２８が右回りに６回公転すると、左回転と
なる１回の自転を生ずる。

このようにロータ部材２８が公転するとき、偏心線５２
の左側となる内歯２２と外歯２６との間のすきまは、ロ
ータ部材２８が右回転するにつれて収縮する部分、すな
わち収縮部５４を形成し、一方、偏心線５２の右側に示
す内歯２２と外歯２６とのすき間は、ロータ部材２８が
右回転するにつれて膨張する部分、すなわち膨張部５６
を形成するようになる。

従って、ポンプであれば、膨張部５６により外部から流
体が吸入されて、収縮部５４から外部に高圧流体として
吐出され、またモータであれば、膨張部５６に高圧流体
を導入することでロータ部材２８を回転させるようにな
る。

再び第１図を参照するに、ケーシング部分１４を構成す
る部材は、■−■断面を示した第３図に示すように、第
２図のステータ部材２４の内歯２２の間、すなわち、収
縮部５４および膨張部５６がロータ部材の公転（偏心回
転）で順次形成される部分に開口する７つの連通孔５８
を環状に配置し、中央に軸穴５９を有する。

また環状に開口した連通孔５８は、ケーシング区分１０
側の面、すなわち流体圧力変換部側において、外径方向
に延びた長円状の開口部５８ａを形成している。

この連通孔５８の流体圧力変換部側の開口部５８ａは、
第２図に点線にて、その位置を示している。

ケーシング部分１６には弁装置が組み込まれており、Ｉ
Ｖ−ＩＶ断面図を示した第４図から明らかなように、ケ
ーシング６０の軸心３０に対し、流体圧力変換部のロー
タ部材２８と同じ偏心線５２上の偏心軸心６６を回転中
心として弁体６２が偏心配置されている。

また、弁体６２は、ケーシング区分１４の連通孔５８に
対応した７つの開口部７０ａを一面に有し、他方の面に
は開口部７０ａに対し９０度色位相異った位置に環状に
配置した略ひし形の開口部７０ｂを有し、９０度位置の
ずれた開口部７０ａと７０ｂとのそれぞれを、各々独立
した弁体通路７０によって連通した構造をもつ。

一方、弁体６２の外周には、歯車状の複数の案内片８０
が突設され、この案内片８０のそれぞれに対向して、ケ
ーシング６０の内面には、半月状の案内受座８２が形成
されており、クーシング軸心３０に対する偏：し軸心６
６側の複数の案内片８０が案内受座８２に摺接している
。

ケーシング６０に設けた案内受座８２０半月形状は、軸
心３０を中心に偏心軸心６６をもって公転する弁体６２
の公転軌跡から定められる。

このように弁体６２に案内片８０を突設し、且つケーシ
ング６０の内面に半月形状の案内受座８２を設けたこと
で、弁体６２がロータ部材２８に同期した公転運動を行
なうとき、弁体６２の案内片８０とケーシング６００案
内受座８２との摺接により、弁体６２自身の自転運動が
阻止され、弁体６２は図示の弁体姿勢を保ったまま、相
対的な偏心運動による揺動運動だけを行なう。

このように、弁体６２は自転運動を起さないので、各弁
体通路７０は、その開口部７０ａにより、ケーシング区
分１２の収縮部５４及び膨張部５６のそれぞれと１対１
の対応関係をもって、独立した流体通路を形成している
ものである。

尚、上記の弁体６２の自転を防止するためには、弁体６
２の案内片８０とケーシング６０の案内受座８２の組合
せを、少なくとも２組設ければよく、第４図の構造に限
定されない。

再び第１図を参照するに、ケーシング区分１８は蓋部材
８４であり、蓋部材８４は２ケ所に流体接続口８６，８
８を有し、第５図に示すように、流体接続口８６は弁体
６２との摺接面に設けた内側の環状溝９０に連通し、ま
た、流体接続口８８は外側の環状溝９２に連通している
。

このため、環状溝９０．９２を有する面に摺接して偏心
運動する弁体６２の弁体通路１０の開口部７０ｂのうち
、第４図に示す下側の開口部７０ｂが、外側の環状溝９
２と連通し、逆に上側の開口部７０ｂが、内側の環状溝
９０と連通ずるようになる。

一方、弁体６２の開口部７０ｂのそれぞれは、弁体通路
７０によって９０度ずれた位置の開口部７０ａにつなが
っているので、蓋部材８４の内側の環状溝９０は弁体６
２の弁体通路７０を通って、第２図の偏心線５２の右側
に位置する膨張部５６に連通し、また外側の環状溝９２
は弁体６２の弁体通路７０を通って、第２図の偏心線５
２の左側に位置する収縮部５４に連通ずるようになる。

再び第１図を参照するに、弁体６２の弁駆動軸９４は、
中間駆動軸３６の偏心軸心６６を軸中心として、スプラ
イン３８の軸端に嵌合され、中間駆動軸３６と一体に円
錐運動する軸である。

弁駆動軸９４と弁体６２との連結は、弁駆動軸９４を嵌
着した球体軸部材９６と、この球体軸部材９６を回動自
在に受着する自在調心軸受９８を弁体６２の軸穴に取付
けており、この自在調心軸受構造によって、ロータ部材
２８に同期した偏心回転運動を弁体６２に伝える。

次に、油圧モータとして作動する場合を例にとって、弁
装置の作用を説明する。

モータとして作動する場合には、蓋部材８４の流体接続
口８８に給油ポートとし、流体接続口８６を排油ポート
とする。

流体接続口８８に供給した高圧流体は、蓋部材８４の外
側の環状溝９２に入り、第４図に示す位置に弁体６２が
置かれていたとすると、下側の弁体開口部７０ｂから弁
体通路７０を通って、偏心線５２の右側にある開口部７
０ａに至り、更にケーシング区分１４の連通孔５８を通
って、第２図に示す流体圧力変換部の膨張部５６に流入
する。

この膨張部５６に流体圧が加わると、ロータ部材２８が
右方向の公転運動を起し、この公転方向と逆方向にロー
タ部材２８は自転運動を起し、このロータ部材２８の自
転運動が中間駆動軸３６を介して駆動軸４２より回転力
として出力され、所望の負荷を駆動する。

同時に、偏心線５２の左側の収縮部５４にある流体は、
収縮部５４がケーシング区分１４の収縮部５４に対応し
た連通孔５８、及び弁体６２の開口部７０ｂより弁体通
路７０を通って第４図に示す上側の弁体開口部７０ｂ、
更に蓋部材８４の内側の環状溝９０に連通しているので
、収縮部５４の流体はロータ部材２８の公転により、流
体接続口８６より排出されるようになる。

また、ロータ部材２８の公転で、その膨張部５６及び収
縮部５４の位置が公転方向に沿って切換っていくが、ロ
ータ部材２８に同期した弁体６２の偏心揺動運動により
、膨張部５６及び収縮部５４の移動に追従して、蓋部材
８４の環状溝９０．９２に対する弁体６２の開口部７０
ｂの位置が変化し、常に膨張部５６に対し高圧流体を供
給し、且つ収縮部５４から流体を排出する通路を分配形
成する。

尚、ポンプとしての作動は、駆動軸４２の回転によるロ
ータ部材２８の運動で、流体接続口８８から膨張部５６
に流体を吸入し、収縮部５４による高圧流体を流体接続
口８６より吐出するようになり、このときの弁体６２の
偏心揺動による流体供給路及び流体排出路の形成は、上
記のモータの場合と同じになる。

但し、駆動軸４２０回転方向は、モータの場合と逆にな
る。

以上説明してきたように、本発明によれば、その構成を
、内歯ステータに対し偏心して外歯ロータが公転する流
体圧力変換部に形成する膨張部と収縮部に対し、外部と
の流体通路を順次換え配分する弁装置の弁体の自転運動
を阻止し、流体圧力変換部の膨張部及び収縮部に対応し
た流体通路を弁体に独立して設け、この弁体通路は、一
方の摺動面の開口部に対し他方の摺動面の開口部を所定
の位相差を持つようにしたため、流体圧力変換部のロー
タ部材の公転を直接弁体の偏心揺動運動として伝達する
ことができ、このため弁駆動軸を偏心軸とせずに、ロー
タ駆動軸を延長した軸部材として、弁駆動軸の構造の簡
潔化及び小型化を図ることができ、弁駆動軸と弁体とを
自在調心軸受によって連結することで、ロータ部材の公
転運動に同期した運動を弁体に対し滑らかに伝達するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示した軸方向の断面図、第
２図は第１図の■−■断面図、第３図は第１図の■−■
断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ断面図、第５図は
第１図の蓋部材の内側を示した端面図である。 １０．１２，１４，１６．１８・・・・・・ケーシング
区分、２０・・・・・・通しボルト、２２・・・・・・
内歯、２４・・・・・・ステータ部材、２６・・・・・
・外歯、２８・・・・・・ロータ部材、３０・・・・・
・軸心、３２・・・・・・偏心軸心、３４・・・・・・
スプライン軸受、３６・・・・・・中間駆動軸、３８゜
４０・・・・・・スプライン、４２・・・・・・駆動軸
、４４・・・・・・ケーシング、４６・・・・・・軸装
部、４８・・・・・・ケーシング蓋、５０・・・・・・
ボルト、５２・・・・・・偏心線、５４・・・・・・収
縮部、５６・・・・・・膨張部、５８・・・・・・連通
孔、５９・・・・・・軸穴、６０・・・・・・ケーシン
グ、６２・・・・・・弁体、６６・・・・・・偏心軸心
、１０・・−・・・弁体通路、７０ａ 、７０ｂ・・・
・・・開口部、８０・・・・・・案内片、８２・・・・
・・案内受座、８４・・・・・・蓋部材、８６，８８・
・・・・・流体接続口、９０ 、９２・・・・・・環状
溝、９４・・・・・・弁駆動軸、９６・・・・・・球体
軸部材、９８・・・・・・自在調心軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内歯を備えたステータ部材の内部に偏心して配置さ
   れ、ステータ内歯より１つ少ない歯数の外歯を備えたロ
   ータ部材を噛み合せ、該ロータ部材の偏心回転にまりロ
   ータ部材の偏心線の一方の側に膨張する歯間空隙部を、
   また偏心線の他方の側に収縮する歯間空隙部を順次形成
   するようにした流体圧力変換部と、 上記膨張又は収縮する歯間空隙部に対応する数の流体通
   路を独立に設け、各流体通路の一方の開口部は他方の開
   口部に対し所定の位相差をもって開口され、上記偏心線
   の一方の側に位置する流体通路を上記流体圧力変換部の
   膨張する歯間空隙部に連通ずると共に、上記偏心線の他
   方の側に位置する流体通路を上記流体圧力変換部の収縮
   する。 歯間空隙部に連通ずるように分配する弁体と、該弁体に
   上記ロータ部材の偏心回転に同期した運動を与える上記
   弁体を自在調心軸受にて軸着した弁駆動軸と、 上記弁体を収納し、上記弁駆動軸による弁体の自転運動
   を阻止する回転防止部材と、 該回転防止部材に収納した弁体に外部との流体の流入及
   び流出を行なう遠吠の流入溝と流出溝を同心配置した蓋
   部材とを備えたことを特徴とするジェロータ型流体回転
   装置。