JPS6155373A

JPS6155373A - 回転形流体切換装置

Info

Publication number: JPS6155373A
Application number: JP59177075A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kita; 喜多　康雄
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1984-08-25
Filing date: 1984-08-25
Publication date: 1986-03-19
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH061071B2

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、回転形の流体エネルギ変換機（ポンプまたは
モータ）の流体流通糸路部分等に好適に使用される回転
形流体切換装置に関するものである。

［従来の技術］ラジアルピストン形、斜軸形あるいは斜板形の流体ポン
プまたはモータ等の流体澄通系路部分に、は、各シリン
ダに対する作動流体の給排を連続的に行わせるための切
換分配手段として、回転形の流体切換装置が用いられて
いる。

しかして、この種の回転形流体切換装置は１例えば、第
５図に示すように、バルブ面ａに給排用の高圧ポートｂ
および低圧ポートＣを開口させたポートブロックｄと、
このポートブロックｄに摺接するバルブ面ｅに複数のシ
リンダポー）ｆを回転方向に間欠配置したシリンダブロ
ックｇとを具備してなり、これら両ブロックｄ１ｇの相
対回転に伴なわせて前記各シリンダポートｆと前記高圧
ポートｂまたは低圧ポートｃとの連通を周期的に断続さ
せる得るようになっている。そして、このようなもので
は、高、低圧切換時のショックを少なくして騒音や振動
を低減させるために、前記高圧ポートｂあるいは低圧ポ
ートｃＬ７）ｇ部にノツチｈ、ｉを設けているものが少
なくない。

ところが、従来のものは、第５図および第６図に示すよ
うに、前記ノツチｈ１１を前記高圧あるいは低圧ポート
ｂ、ｃｏ′）端部における幅方向中心部　つまり、前記
各シリンダポートｆの中心ｊが通過する部位に設けてい
るため、容積効率の低下を招き易いという不都合がある
。すなわち、一般にノツチｈ、ｉを設けると、前記シリ
ンダブロックｇのパルプ面ｅにおける前記ノツチｈ、ｉ
が通過する部位にエロージョンが生じ易くなる。そのた
め、ノツチに、ｉを前述した位置に設けると。

前記シリンダブロックｇのパルプ面ｅにおける前記シリ
ンダポートｆの中心ｊを結ぶ１ｊｌｋに沿ってエロージ
ョンによる侵食が進行する。ところが、前記シリンダポ
ートｆが円形状のものであると。

回転方向に隣接する各シリンダポー）ｆ同士は、その中
・し」を結ぶｌｋ上において最も接近することになる。

そのため、前記線にヒでエロージョンによる侵食が進む
と、その侵食部分を介して隣り合うシリングポートｆＰ
１士が連通し易くなり、容積効率の低下を招き易くなる
。そのため、シリンダボー）ｆ同士全接近させて密に配
設するのが難しいという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点］不発明は、ノツチを設けたために容積効率の低下を招き
易くなるという不都合を簡単な構成により効果的に抑制
することを目的としている。

［問題を解決するための手段］不発明は、以上の目的を達成するために、前述したよう
な回転形流体切換装置において、給排用ポートの端部に
おける各シリンダポートの中心が通過する位置から外れ
た部位にノツチを設けたことを特徴とする。

Ｅ作用］このような手段によれば、シリンダポート側のパルプ面
にノツチに起因するエロージョンが発生したとしても、
そのエロージョンによる侵食は、隣接するシリンダポー
ト同士が最も接近する部分、つまり、各シリンダポート
の中心を結ぶ線上以外の部分で進行することになる。そ
のため、隣接するシリンダポート間で流体の漏洩が生じ
て容積効率が低下するという現象を効果的に抑制するこ
とができる。

〔実施例コ以下、本発明に一実施例を第１図〜第４図を参照して説
明する。

ハウジング１の内周に、トルクリング２を複数の第１静
圧ベアリング３・・・を介して回転可能に嵌合させてい
る。ハウジング１は、一端に開口部１ａを有した有底円
精体状のもので、その内周の前記トルクリング２が嵌合
する部位には、前記開口部１ａ方向に漸次小径となるテ
ーパ面４が形成されている。また、トルクリング２は、
前記テーパ面４と同一円錐角の周壁２ａを有したカップ
状のもので、その一端軸６部には回転軸６が一体に突設
されており、この回転軸６の先端には前記開口部１ａを
通してハウジング１外に臨ませである。そして、このト
ルクリング２の内面側の前記各第１静圧ベアリング３に
対応する部位には、平滑な内平面２Ｃがそれぞれ設けで
ある。また。

第１の静圧ベアリング３は、ｉｔｉ記トルクリング２の
外周所要個所に前記ハウジングエのテーパ面４に添接す
るシュー５を固着するとともに、このシュー５に圧力ボ
ケット７争・・を形成し、これら各圧力ポケット７・・
・内に流体圧を導入するようにしたものである。そして
、奇数個の静圧ベアリング３争・・が円周方向に等角間
隔をあけて配設されている。そして、このトルクリング
２の内周の前記各内平面２ｃ・・・に対応する部位にそ
れぞれピストン８φ・・を配設し、これら各ピストン８
Φ１１＃の先端部８ａ１１＃・を第２の静圧ベアリング
９会・・を介して対応する内平面２ｃ・・・に添接させ
ている。第２の静圧ベアリング９は、前記ピストン８の
先端面８ａを前記内平面２ｃ・・・に密着するように平
面状に形成するとともに、この先端面８ａに圧力ポケッ
ト１１を形成し、この圧力ポケット１１内に流体圧を導
入するようにしたものである。また、前記トルクリング
２の内側に、前記ハウジング１の軸心ｍと平行な軸心ｎ
を有し摺ｅ部１４ａを前記ハウジング１に支持させたビ
ントル１４と、このビントル１４の外周に回転可能に嵌
着したリング状のシリンダバレル１５とを設けており、
このシリンダバレル１５には前記ビン−トル１４の外刷
面と略直交する軸心を有した複数のシリンダ１６・・拳
が円周方向に等角間隔をあけて放射状に形成されている
。そして、これら各シリンダ１６・・・に前記各ピスト
ン８−・番がスライド自在に嵌合させてあり、これら各
ピストン８・・・の基端面８ｂ＠・・と前記各シリンダ
１６φ・・の内面とによって流体流出入用の空間１３・
・・が形成されている。なお、前記シリンダバレル１５
は、オルダム継手２０等を介して前記トルクリング２に
接続され、該トルクリング２と同一の角速度で回転する
ようになっている。また、前記ビントル１４は、その外
周面を前記トルクリング２の周壁２ａの円錐角と略等し
い円錐面となした截頭円錐形のものであり、前記各ピス
トン８ψ・・は前記トルクリング２の周壁２ａと直交す
る方向に進退し得るように保持されている。そして、こ
のビントル１４の摺動部１４ａは横断面台形の縦長ブロ
ック状に成形されており、前記ハウジング１の内部に設
けた台形溝１９内に摺動可動に嵌合させである。すなわ
ち、このビントル１４は前記ハウシング１の軸心ｍと直
交する方向に摺動可能に保持されており、それによって
該ビントル１４の軸心ｎと前記ハウジング１の軸心ｍと
の離間圧＃Ｄを零を含む所望の値に調節することができ
るようになっている。そして、第２図に示すように前記
ハウジング１内を、前記ビントル１４の摺動方向と一致
する仮想分割線Ｐを境にして第１領域Ａと第２領域Ｂと
に２分割し、前記第１領域Ａ内を通過中の前記空間１３
・・・を第１の流体流通系路２１に連通させるとともに
、第２領域Ｂ内を通過中の前記空間１３・・・を第２の
流体流通系路２２に連通させている。第１の流体流通系
路２１は、前記各空間１３争・・をシリンダ八しＪｌｚ
１５の内周面（バルブ面）１５ｖにｌ１ｌＪＩＯさせる
シリンダポート２３・９中と、一端をビントル１４の外
周面（バルブ面）１４ｖの第１領域Ａ側の部位に開口さ
せ他端をビントル１４の摺動部１４ａにおける第２領域
Ｂ側の斜面１４ｂに開口させたビントル貫通ポート２４
と、このビントル貫通ポート２４の他端に対応させて前
記ハウジング１に穿設した流体流出入口２５とを具備し
てなる。そして、前記ビントル貫通ポート２４の一端に
、前記ビントル１４の外周面（バルブ面）１４ｖと前記
シリンダバレルエ５の内周面（バルブ面）１５ｖとの間
に第３の静圧ベアリング２６を形成するための圧力ポケ
ット（給排用ポート）２７を設けるとともに、他端に前
記ビントル１４の斜面１４ｂと前記ハウジング１の内面
との間に第４の静圧ベアリング２８を形成するための圧
力ポケット２９を設けている。前記圧力ポケット２７は
円周方向に細長なもので、第１領域Ａに存在するすべて
の空間１３・−・を前記ビントル貫通ポート２４に連通
させる役割をも担っている。また、前記圧力ポケット２
９は、前記ビントル１４の摺動方向に細長なもので、該
ビントル１４を摺動させた場合に前記ビントル貫通ポー
ト２４と前記流体流出入口２５との連通が断たれるのを
防止する役割をも担っている。一方、第２の流体流通系
路２２は、前記流体通路２３・・・と、一端をビントル
１４の外周面（バルブ面）１４ｖの第２領域Ｂ側の部位
に開口させ他端をビントル１４の摺動部１４ａにおける
第１領域Ａ側の斜面１４ｃに開口させたビントル貫通ポ
ート３４と、このビントル貫通ポート３４の他端に対応
させて前記ハウジング１に穿設した流体流出入口３５と
を具備してなる。そして、前記ビントル貫通ポート３４
の一端に、前記ビントル１４と前記シリンダバレル１５
との間に第３の静圧ベアリング３６を形成するための圧
力ポケット（給排用ポート）３７を設けるとともに、他
端に前記ビントル１４の肩面１４ｃと前記ハウジング１
の内面との間に第４の静圧ベアリング３８を形成するた
めの圧力ポケット３９を設けている。なお、これらの圧
力ポケット３７．３９は前記圧力ポケット２７．２９と
同様な構成のものである。

また、このようなものにおいて、前記各ピストン８に対
応する空間１３内の流体圧を該ピストン８の４−１１心
部に５没けた圧力導入路４１を介して対応する第２の静
圧ベアリング９の圧力ポケット１１内に導くとともに、
該圧力ポケット１１内の流体圧を前記トルクリング２に
穿設した流体通路４２を介して対応する第１の静圧ベア
リング３の圧力ポケット７に導びくようにしている。そ
して、前記両静圧ベアリング３．９の方向および面積は
、第１の静圧ベアリング３に導入された流体の静圧によ
って前記トルクリング２に作用する力と第２の静圧ベア
リング９に導入された流体の静圧によって前記トルクリ
ング２に作用する力とが、大きさが等しく向きが反対に
なるような値に設定されている。また、前記第２の静圧
ベアリング９の面積は、該静圧ベアリング９に導入され
た流体の静圧によって前記ピストン８に作用する力と＠
左室間１３内の流体の静圧によって前記ピストン８に作
用する力とが相殺し合うような値に設定されている。さ
らに、前記第３の静圧ベアリング２６（３６）の面積は
、該静圧ベアリング２６（３６）に導入された静圧によ
って前記シリ７ダパレル１５に作用する力と、対応する
領域Ａ　（Ｅ）に存在する空間１３内の流体の静圧によ
って前記シリンダバレル１５に作用する力とが相殺し合
うような値に設定されている。また、前記第４の静圧ベ
アリング２８　（３Ｂ）；Ｑよび該静圧ベアリング２８
（３８）が設けられている斜面１４ｂ（１４ｃ）の傾斜
角度は、該静圧ベアリング２８（３Ｂ）に導入された流
体の静圧によって前記ビントル１４に作用する力と、前
記斜面１４ｂ（１４Ｃ）と対向する領域Ａ　（Ｂ）に存
在する第３のベアリング２６（３６）に導入された流体
の静圧によって前記ビントル１４に作用する力とが相殺
し合うような値に設定されている。

なお、４５は前記ビントル１４の摺動部１４ａを一方側
へ付勢するスプリング、４６は前記ビントル１４の摺動
部１４ａを前記スプリング４５の付勢力に抗して他方側
へ移動させる流体式アクチュエータ、４７は高圧流路４
８内の流体圧が設定値を上まわった場合に切換わって前
記アクチュエータ４６に作動用の高圧流体を供給する圧
力補償弁である。

しかして、この流体エネルギ変換機の基本的な作動につ
いては、特開昭５８−７７１７９号公報に示される通り
である。すなわち、高圧の流体を、第１の流体流通系路
２１を通して第１領域Ａに存在する空間１３・・・内に
供給すると、トルクリング２に、該トルクリング２を矢
印Ｓ方向へ回転させようとする偶力が発生し、モータと
じての機能が発輝される。また、前記トルクリング２を
外力によって矢印Ｒ方向へ回転させれば、高圧の流体が
前記第１の流体流通系路２１から吐出されることになり
、ポンプとしての機能が営まれる。そして、ｔＪ記ビン
トル１４を台形溝１９に沿って往復動作させて、その軸
心ｎのハウジング１の軸心ｍに対する偏心量を変更する
ことによって、その容量が変るようになっている。

このような回転形流体工２ルキ変換機のビントル１４と
シリンダバレル１５との間に、本発明に係る回転形流体
Ｖ）換装置５１を設けている。すなわち、この流体切換
装置５１は、給排用ポート２７．３７を開口させたビン
トル１４のバルブ面１４ｖと、円形のａ数のシリンダポ
ート２３を回転方向に間欠的に開口させたシリンダバレ
ル１５のバルブ面１５ｖとを相互に摺接させ、これら両
／スルブ面１４ｖ、１５ｖの相対回転に伴なわせて前記
各シリンダポート２３と前記給排用ポー）２７．３７と
の連通を周期的に断続させ得るように構成したものであ
る。そして、前記給排用ポー）２７，３７の各端部に対
をなすノツチ５２．５３をそれぞれ設けている６各ノツ
チ５２．５３は１回転方向に開口断面積が漸次変化する
小さな切欠溝であり、第４図に展開して示すように、前
記各シリンダポート２３・・・の中心２３ａ・・・が通
過する位置から外れた部位、つまり前記各中心２３ａを
結ぶ線５４から外れた部位に設けである。

このような構成の液体切換装置５１であれば、シリンダ
バレル１５（ｔｉｌｌのバルブ面１５ｖにノツチ５２．
５３に起因するエロージョンが発生したとしても、その
エロージョンによる侵食は、隣接するシリングポート２
３同士が最も接近する部分、つまり、各シリンダポート
２３の中心を結ぶ線５４）の部分以外の所で進行するこ
とになる６そのため、隣接するシリンダポート２３間で
流体の漏洩が生じて容積効率が低下するという現象を効
果的に抑制することができる。したがって、シリンダポ
ート２３を従来のものよりの接近させて密に配設するこ
とも可能となる。

なお、前記実施例では、給排ポートの端部の２個所にノ
ツチをそれぞれ設けた場合について説明したが、本発明
は、必ずしもこのようなものに限られないのは勿論であ
り１例えば、シリンダポートの中心が通過する位置から
外れた１個所にノツチを設けるようにしてもよい。しか
しながら、前記実施例のように、給排用ポートの各端部
にそれぞれ対をなすノツチを設けるようにすれば、エロ
ージョンが起こり難くなるという効果も得られる。すな
わち、エロージョンの起こり易さは流速（流体の運動エ
ネルギ）に関連するものである９　しかして、前記実施
例のように各端部の２個所にノツチを設けたものは、各
ノ・ソチ部分における流速が、各端部の１個所にしかノ
ツチを設けないものに比べて局となり、エロージョンは
起こり難くなるものである。

また、ノツチは、給排ポートのすべての端部に、没けな
くてもよいのは勿論である。

さらに、前記実施例では、ビントルと、このビントルの
外周に嵌合させたシリンダバレルとの間に設ける形式の
ものについて説明したが、本発明は、必ずしもこのよう
なものに限定されるものではなく１例えば、第５図に示
すように、平坦なバルブ面を有したポートブロックある
いはポートプレートと、シリンダブロックとの間に設け
る形式のものにも同様に適用が可能である。換言すれば
１本発明は、前記のものに限らず、通常のラジアルピス
トン式、斜軸式あるいは斜板式のポンプまたはモータに
おける流体切換部分等にも同様に適用かり能である。

また、ノツチ自体の形状も図示実施例のものに限られな
いのは勿論であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形が可能である。

ざらに、前記実施例では、給排ポートが静圧バランス用
の圧力ポケットを兼ねている場合について説明したが、
本発明は、このようなものに限られるものでもない。

［発明の効果］本発明は、以上のような構成であるから、ノツチを設け
たために容積効率の低下を招き易くなるという不都合を
簡単な構成により効果的に抑制す６　ることができ、所
期の性能を長期に亙って維持することができるとともに
、シリンダポートの高密度配置等にも無理なくに対応す
ることができる優れた回転形流体切換装置を提供できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は正
断面図、第２図は第１図におけるＩＩ　−１１線断面図
、第３図は第１図におけるｍ−■線断面図、第４図はビ
ントルの外周に設けたバルブ面をｌ１ｌｃ開して示す展
開説明［Ａである。第５図は従来例を示す斜視図、第６
図は第５５４に６ける■矢視図である。１４ｖ・・・バルブ面１５ｖ・・拳パルプ面２３＠Φ・シリンダポート２３ａ１・中心２７．３７ＩＩ１１φ胎排用ポート５１・・・流体切換装置５２．５３１・ノツチ

Claims

【特許請求の範囲】

　給排用ポートを開口させたバルブ面と、円形もしくは
長円形状の複数のシリンダポートを回転方向に間欠的に
開口させたバルブ面とを相互に摺接させ、これら両バル
ブ面の相対回転に伴なわせて前記各シリンダポートと前
記給排用ポートとの連通を周期的に断続させ得るように
構成した回転形の流体切換装置であって、前記給排用ポ
ートの端部における前記各シリンダポートの中心が通過
する位置から外れた部位にノッチを設けたことを特徴と
する回転形流体切換装置。