JPS61278657A - 機械的な出力を液圧式に伝達するための、及び同時に回転数を変換するための装置 - 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、機械的な出力を液圧式に伝達するための、及
び同時に回転数を変換するための装置に関する。

従来の技術 この装置は、比較的ゆつくシ運転される駆動装置の出力
を、比較的速く運転される出力受容装置に伝達すること
ができ、このばあい駆動装置と出力受容装置とは、ベル
ト駆動装置又は普通の構成の伝動装置を使用することが
できない程場所的に互いに離れていることができる。

の このような伝達に臼型的なものとしては、できるだけ深
く取付けられている低圧−水撃タービンの出力を、たと
えば機械床高さに取付けられる発電機に伝達するものが
ある。タービンがゆつく多回転しなければならない勾配
を前提とすると、臼型的な回転数は１００　ｒｌ’ｌの
範囲にある。これに対して発電機はできるだけ速い回転
数たとえば１１０００−１５０Ｏｒｐの間の回転数で運
転されるようにする。なぜならば、四極発電機のばあい
には、ゆつく多回転するよシ速く回転する方が有利に構
成することができるからである。要するに、このばあい
１：１０又は１：１５の伝達比が望ましい。配置的に可
能であるばあいさえ、特にそれぞれの小さなベルト−プ
ーリーの歯車ピニオンの小型化のために、伝動装置又は
ベルト駆動装置において比較的大きな伝達比を用意しな
ければならない。

前述の記載は、著しく迅速に伝達する別の構成の出力伝
達装置の要求を示す。

全ての形式の出力伝達のためには、オイルポンプ、圧力
伝達導管、オイルモータ、戻し導管を有する液圧式の直
流−伝達装置が、供給、冷却及びろ過のために配慮され
た補助系によって補充されることが公知である。

発明が解決しようとする問題点 公知のものでは、たとえばメガワット範囲で。

考えられる高い出力のために、一般的にはかなシ高い圧
力を処理しなければならず、このためポンプ及びモータ
の著しい雑音の問題が専門家の間では周知であシ、同機
に伝達効率の問題、つまシ伝達効率が最良のばあいでも
、伝動装置又はベルト駆動装置のばあいに得られる効率
の８０％までの範囲にあシ、しかも９０％以上の範囲に
はないという問題が知られている。

そこで本発明の課題は、前述の問題点を取シ除くことで
ある。

前述の問題点を解決するために講じた手段は、駆動軸に
よって駆動され、外周に少なくとも２つのほぼ正弦状の
隆起部と凹部とを備えたカム面が、少なくとも１つのプ
ランジャと、ピストンと、ピストンのシリンダにおいて
弁なしで取付けられていて液圧媒体を充てんされた少な
くとも１つの伝達導管とを介して、さらにやはり弁なし
で取付けられた、シリンダピストンモータのピストンを
有するシリンダを介して、駆動装置を駆動するようにな
っており、さらにカム面が、ポンプのカム円板と駆動装
置の軸とがそれぞれ等速回転するばあいに、液圧媒体を
充てんされた系、つま）ポンプシリンダー行程室、伝達
導管、モータシリンダー行程室の容量を時間的に一定に
保つように設計されていることである。

時間的に容量を一定にすることを妨害するようなばあい
によってはピストンシール漏れ及び圧縮性のために、効
果的かつ有利な形式で供給装置が設けられており、この
供給装置は、圧力を選択できるようになっていて、かつ
絞りュニットを介して全ての伝達導管と接続されている
室を備えている。

発明の効果 本発明によって得られる利点は、ポンプのカム円板と駆
動装置の軸とがそれぞれ等速回転するばあいに、液圧媒
体を充てんされた系、つまシボンプシリンダー行程室、
伝達導管、モータシリンダー行程室の容量を時間的に一
定に保つようにカム面を設けることによって、高い出力
のばあいにも伝達効率が良くなるということである。

実施例 回転数変換に伴う出力伝達は、液圧式の交流−出力伝達
の原理によシ作動する装置によって保証される。このた
め駆動装置としての２ンプＰからの出力はモータＭに伝
達される。ポンプＰの駆動軸１に、一般的には複数個ｎ
の、はぼ正弦状の隆起部と凹部とをカム面３０周面に備
えたカム円板２が設けられている。第１図に示すように
前記複数個ｎ＝４である。カム面は、ロータ１７もしく
はプランジャ４を介シてシリンダ６内のピストン５を、
やはシはぼ正弦状の周期で操作する。シリンダ６がら、
液圧流体を充てんされた伝達導管７がハイドロモータＭ
に通じておシ、これらの伝達導管７は第１図においては
６本示されている。各伝達導管は弁なしでシリンダ８に
接続されておシ、かつシリンダは有利にはクランク駆動
装置１０の周シに星形に配置されている。このクランク
駆動装置１゜には、ハイドロモータの全てのピストン９
が作用する。前記クランク駆動装置１ｏは、クランク一
連接棒比並びに駆動軸１におけるローラー直径比によっ
てカム面３の正確な輪郭を規定する。この輪郭は、ポン
プとモータとがそれぞれ等速回転するばあいに、液圧流
体を充てんされた全てのシリンダー伝達導管系（６，７
，８）内に、すなわちポンプシリンダ行程室内と伝達導
管室内とモータシリンダ行程室内に密閉された流体容量
を時間的に一定にする。

大きな出力を伝達するばあいには、液圧媒体を充てんさ
れた導管内に実際に高い圧力が形成されることは明らか
である。このことによって、たとえわずかであるにせよ
圧縮性があることにより、時間的にわずかに容量が変化
されるという現象が生じる。この容量は圧力の逆の周期
で増加もしくは減少される。

ばあいによっては生じるピストンとシリンダとの間の液
圧媒体漏れも、流体光てん不足をゆつくシと導く。この
ことによって、たとえばローラ１７がカム面３から持上
がシ、このことによって装置は極めて荒く運転され、あ
るいはステップからほとんど落ちてしまう。

このことを回避するために供給装置が設けられており、
この供給装置は、圧力を選択できる室１１から各１つの
絞りュニット１２を介して１つの伝達導管の１個所と接
続されておシ、かつ少量の液圧流体を供給又は排出する
ことができる。

このような供給装置によって、荒い運転を取除き、プラ
ンジャ４がカム円板２もしくはカム面３から持上がるこ
とを阻止し、さらに始動時に伝達を自動的に同期させる
ことが保証される。

同時に、カム形状もしくはカム面３の製造正確性があま
シ要求されない。

前記の室１１で選ばれた圧力は、伝達する出力及びばあ
いによっては回転数にも関連する。

有利には、伝達出力の時間的な圧力平均値の７０〜１３
０％の範囲に位置するように調節される。

このような圧力は、小型の補助ポンプ及び調節可能な圧
力制限装置（両方とも図示せず）によって、室１１内に
通じる供給導管３３を介［７て準備される。

室１１と伝達導管７との間に接続されている絞りュニッ
ト１２は、第２図において詳細に示すように、並列接続
された多重絞りとして、たとえば同じ大きさまたは種々
の大きさの流過面を有する２つの並列接続された絞１４
．１３として形成されておシ、しかも流過通路を弁１５
．１６によって選択的に開放又は遮断することができる
。

第３図から判るように、カム円板２の周シに配置された
ピストン５を運動させるプランジャ４は有利には、渭シ
摩耗を避けるためにローラ１７を有するローラ付プラン
ジャとして構成される。なお大きな力を克服しようとす
ると、複数のローラ１７もプラン、クヤ１９の操作のた
めに使用され、このばあいプランジャ１９はゼギ一台車
に類似する構造グループ１８にまとめられて、第４図に
詳細に示す形式でピストン５に作用する。

ローラ１７を備えたプランジャ４とは異なシ、流体力学
的な作動形式の渭シシューープジンジャを使用すること
もでき、又は有利には公知の流体静力学的な潤滑を有す
る圧力シュー−プランジャを使用することもできる。第
５図から判るように、このような流体静力学的なプラン
ジャ２１のための圧カー潤滑流体は有利に、シリンダ６
のシリンダ室もしくは伝達導管７から絞り孔２３．２２
を介して取出される。このばあいこのような流体損失に
相応して供給装置が設計されなければならない。もちろ
ん、このような流体静力学的に支持されたプランジャを
設計するばあいに、カム面３の曲率半径−差異性が計算
に入れられている。ばあいによっては、カム面３と流体
静力学的に支持されて接触する圧力シュー表面が、第６
図において詳細に示すように、相対運動する、狭い、横
方向に位置する圧力シュー部分２４．２５に分配されて
いる。

プランジャ４をカム円板２の周囲に配置することは、も
ちろんモータＭの構造に関連している。たとえばクラン
ク駆動装置１０が星形に配置された６つのシリンダを備
えているばあいには、たとえば１：４の伝達比を選ぶさ
いに、カム円板の四分割線上で６つのシランジャは、均
一な角度で、つまシそれぞれ１５度の中間角度を成して
配置されている。

カム円板がシランジャの力を片側だけで受けることを防
ぐために、ピストン５及びシリンダ６を有する第２のプ
ランジャ４が、第１のプランジャに正確に対向して位置
するようにカム円板に配置されている。このプランジャ
の位置が第１図において左側に破線で示されている。こ
のばあい対向して位置するシリンダが常に一緒に伝達導
管７に作用する。対向して位置するシリンダからそれぞ
れ１つの接続導管が関連する伝達導管に通じている。こ
のような接続導管が破線で示されていてかつ符号２０が
付けられている。

一般的にはさらに複数のシリンダをカム円板の周囲に配
置することができ、このばあい同じ段階で作動する全シ
リングが周囲に並列に接続される。このことによって複
数のシリンダが必要でおるけれども、しかしプランジャ
は小さな力にさらされておシ、かつそれ故にばあいによ
っては簡単に構成することができる。

駆動されるモータＭに、すでに述べたようにクランク駆
動装置１０が使用されるばあいには、シリンダ８が十字
又は星形に配置されていて、該シリンダのピストン９が
全て唯１つのクランクに作用しているか、あるいはシリ
ンダが一列に配置されていてかつ相応する１つのクラン
ク軸を作動することもできる。

高い伝達比を必要とするばあいに、モータＭをコン・ξ
クトな形式で歯車駆動装置と組合せることができ、ある
いは複式クランク駆動装置の代わシに偏心板軌道上で運
動される角柱体２９を使用することができ、この角柱体
は液体静力学的に支持されたプランジャを介してピスト
ンの力を負荷させるようになっている。このようなモー
タは第７図に概略的に示されている。モータブロック全
体をさらにコンノセクトにするために、有利には流体静
力学的な力伝達部材つまシ圧カシュー３１がピストンと
偏心角柱体２９との間で使用され、前記圧力シュー３１
は周知の形式で圧力流体をシリンダ室内から絞り通路３
０を介してプランジャの圧力ポケットに導く。

圧力シューを同時に整合するために少なくとも３つの流
体静力学的なポケットが必要でアシ、しかし実際には４
つのポケットが有利であシ、このばあいも供給装置によ
って、液体静力学的な部材によって必要な圧力流体を供
給すること　ｌができる。同時に、このことによってわ
ずかな流体−流過がそれぞれ補償され、これによって流
体の過度の加熱が、小さなばあいにも連続する摩擦損失
により避けられる。

このようなシリンダピストンモータは星形に配置された
シリンダ８を有しており、該シリンダのピストンはプラ
ン、ジャとして、偏心軌道上で運動される角柱体２９に
摩擦接続的に、かつ形状接続的に作用する。角柱体２９
の偏心運動は、伝達される伝動装置を介して、伝達され
る出力を受容するピニオンに送られる。ビニオンとかみ
合う少なくとも２つの歯車２７が、偏心体２８上で回転
する角柱体２９を偏心軌道に沿って運動させる。絞り通
路３０によって流体静力学的に供給される圧カシニー３
１を介して、力及び運動を、伝達導管７からモータのピ
ストンを介して角柱体２９の角柱面３２に伝達する。

駆動されるモータの伝達能力は、歯車２７とピニオン２
６との比によって得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の第１実施例を示す概略図、
第２図は絞りュニットの概略図、第３図、第４図、第５
図、第６図はピストン及びプランジャを有するシリンダ
のそれぞれ異なる４つの実施例を示す図、第７図は使用
されたモータの別の実施例を示す概略図である。 １・・・駆動軸、２・・・カム円板、３・・・カム面、
４・・・プラン、ジャ、５・・・ピストン、６・・・シ
リンダ、７・・・伝達導管、８・・・シリンダ、９・・
・ピストン、１０・・・クランク駆動装置、１１・・・
室、１２・・・絞りュニット、１３．１４・・・絞り、
１５．１６・・・弁、１７・・・ローラ、１８・・・構
造グループ、１９・・・プランジャ、２０・・・接続導
管、２１・・・プランジャ、２２．２３・・・絞り孔、
２４．２５・・・個別表面、２６・・・ビニオン、２７
・・・歯車、２８・・・偏心体、２９・・・角柱体、３
０・・・絞り通路、３１・・・１・・、墨色１１咄 ５−・ピストン １０−、！％′！２１使置 范２図 塙４図　　　　兇３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械的な出力を液圧式に伝達するための、及び同時
   に回転数を変換するための装置において、駆動軸（１）
   によつて駆動され、外周に少なくとも２つのほぼ正弦状
   の隆起部と凹部とを備えたカム面（３）を有する、シリ
   ンダピストンポンプのカム円板（２）が、少なくとも１
   つのプランジャ（４）と、ピストン（５）と、ピストン
   のシリンダ（６）において弁なしで取付けられていて液
   圧媒体を充てんされた少なくとも１つの伝達導管（７）
   とを介して、さらにやはり弁なしで取付けられた、シリ
   ンダピストンモータのピストン（９）を有するシリンダ
   （８）を介して、駆動装置（１０）を駆動するようにな
   つており、さらに前記カム面（３）が、ポンプのカム円
   板（２）と駆動装置（１０）の軸とがそれぞれ等速回転
   するばあいに、液圧媒体を充てんされた系の容量を時間
   的に一定に保つように設計されていることを特徴とする
   、機械的な出力を液圧式に伝達するための、及び同時に
   回転数を変換するための装置。 ２、圧力を選択することのできる室（１１）が設けられ
   ており、該室が絞りユニット（１２）を介して全ての伝
   達導管（７）と接続されている特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３、絞りユニット（１２）が、同じ又は互いに異なる流
   過面を有する少なくとも２つの並列接続された絞り（１
   ３、１４）から成つており、該絞りの流過通路が弁（１
   ５、１６）によつて選択的に開放又は遮断されることが
   できるようになつている特許請求の範囲第２項記載の装
   置。 ４、室（１１）内の圧力に相応して、回転数及び伝達す
   る出力が選択されるようになつている特許請求の範囲第
   ２項記載の装置。 ５、室（１１）内の圧力が、伝達導管（７）内の圧力の
   時間的な平均値の７０〜１３０％の範囲で選ばれるよう
   になつている特許請求の範囲第２項記載の装置。 ６、カム面（３）によつて操作されるプランジャ（４）
   がローラ（１７）を備えており、該ローラがカム面（３
   ）上で転動するようになつている特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ７、複数のローラ（１７）がボギー車台状の構造グルー
   プ（１８）にまとめられており、該構造グループがプラ
   ンジャ（１９）及びピストン（５）に作用するようにな
   つている特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、カム面（３）の周面の種々の個所にプランジャ（４
   ）が取付けられており、かつ運動的に同じ段階にある全
   てのプランジャ（４）のシリンダ（８）が接続導管（２
   ０）を介して並列接続されるようになつている特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ９、プランジャ（４）が液体静力学的に滑動する圧力シ
   ュー（２１）を備えており、さらに必要な圧力流体が絞
   り孔（２２もしくは２３）を介してシリンダ伝達−導管
   系に取出されるようになつている特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 １０、流体静力学的に滑動する圧力シューが、分割によ
   つて圧力シューの質量をカム周面方向で減少する形式で
   、しかも少なくとも２つの対向運動する圧力シュー部分
   （２４、２５）に分割されている特許請求の範囲第９項
   記載の装置。 １１、シリンダピストンモータが星形に配置されたシリ
   ンダを有しており、かつピストンの連接棒が共通のクラ
   ンク駆動装置（１０）に接続されている特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 １２、シリンダピストンモータの回転数をさらに変換す
   るために星形に配置されたシリンダを有しており、該シ
   リンダのピストンがプランジャとして、偏心軌道上で運
   動される角柱体（２９）に摩擦接続的に、及び形状接続
   的に作用するようになつており、さらに角柱体（２９）
   の偏心運動が変換する伝動装置（２７、２６）を介して
   、伝達出力を受容するピニオンに伝えられており、さら
   にピニオン（２６）とかみ合う少なくとも２つの歯車（
   ２７）が、偏心体（２８）上で回転する角柱体（２９）
   を運動せしめ、かつ絞り通路（３０）によつて液体静力
   学的に供給される圧力シュー（３１）を介して力及び運
   動が、伝達導管（７）から、モータのピストンを介して
   角柱体（２９）の角柱面（３２）に伝達されるようにな
   つている特許請求の範囲第１項記載の装置。