JP2820290B2 - 流体圧式回転ピストン形機械 - Google Patents
流体圧式回転ピストン形機械Info
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- JP2820290B2 JP2820290B2 JP1275102A JP27510289A JP2820290B2 JP 2820290 B2 JP2820290 B2 JP 2820290B2 JP 1275102 A JP1275102 A JP 1275102A JP 27510289 A JP27510289 A JP 27510289A JP 2820290 B2 JP2820290 B2 JP 2820290B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C2/103—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、請求項１の上位概念に記載した種類の、
駆動部又は従動部として作動する移送部とその傍らにあ
ってこの移送部への作動流体の供給・排出を行う制御部
とを備えた、大きなトルクを伝達又は発生する目的の流
体圧式回転ピストン形機械に関する。
駆動部又は従動部として作動する移送部とその傍らにあ
ってこの移送部への作動流体の供給・排出を行う制御部
とを備えた、大きなトルクを伝達又は発生する目的の流
体圧式回転ピストン形機械に関する。
この種の流体圧式回転ピストン形機械はハイドロポン
プとして、又好ましくはハイドロモータとして使用さ
れ、特にゆっくり回転する『トルクモータ』に適してい
る。作動流体としては液体及び気体が用いられ、その利
点は特に１回転当たりの閉込み容積が比較的大きく、従
って比較的大きな駆動トルクが得られる点にある。上位
概念に記載の機械では、移送部と制御部との両側で軸を
大きい寸法の転がり軸受で支持できるので、流体圧作動
部に対して軸を正確に支持できるばかりでなく、（大き
なてこの作用がかかる）駆動又は従動用の軸に大きな半
径方向の力を加えることが許容される軸受間隔を大きく
することが可能となり、従ってこの種の機械では、トル
クを伝達する為に大きなベルト又は歯車の力を加え得る
ばかりでなく、一般にホイールを流体圧で駆動する為の
中心軸としてこれを使用することもできる。
プとして、又好ましくはハイドロモータとして使用さ
れ、特にゆっくり回転する『トルクモータ』に適してい
る。作動流体としては液体及び気体が用いられ、その利
点は特に１回転当たりの閉込み容積が比較的大きく、従
って比較的大きな駆動トルクが得られる点にある。上位
概念に記載の機械では、移送部と制御部との両側で軸を
大きい寸法の転がり軸受で支持できるので、流体圧作動
部に対して軸を正確に支持できるばかりでなく、（大き
なてこの作用がかかる）駆動又は従動用の軸に大きな半
径方向の力を加えることが許容される軸受間隔を大きく
することが可能となり、従ってこの種の機械では、トル
クを伝達する為に大きなベルト又は歯車の力を加え得る
ばかりでなく、一般にホイールを流体圧で駆動する為の
中心軸としてこれを使用することもできる。
***公開特許公報１ 703 573に記載のこの種の公知
の機械では、固定のケーシングと回転ピストンの外歯と
の間に所謂『ゲロトア』（Gerotor）式歯車装置を備
え、これが移送部として作動する。その回転ピストンに
はその内部にもゲロトア式歯車装置があり、その内部ロ
ータは駆動又は従動用の軸と回らないように一体をなし
ている。この機械では、移送部の歯車装置への作動流体
の供給・排出を回転ピストン自体に配置した制御スリッ
トを介して行おうとしているが、設計上、駆動力学上の
理由から、両方のゲロトア式歯車装置の偏心度を等しく
しなければならない。その為、移送部歯車装置の歯たけ
は、軸に設けたこれより遥かに小さい歯車装置の歯たけ
によって決まることになり、従って移送面積、即ち移送
部歯車装置の１回転当たりの比容積は常にかなり小さい
ものになる。又得られる流体の流れの断面積がそこに設
けたコレクタ制御装置の為小さくなり、大きな絞り損失
を生ずる結果となる。
の機械では、固定のケーシングと回転ピストンの外歯と
の間に所謂『ゲロトア』（Gerotor）式歯車装置を備
え、これが移送部として作動する。その回転ピストンに
はその内部にもゲロトア式歯車装置があり、その内部ロ
ータは駆動又は従動用の軸と回らないように一体をなし
ている。この機械では、移送部の歯車装置への作動流体
の供給・排出を回転ピストン自体に配置した制御スリッ
トを介して行おうとしているが、設計上、駆動力学上の
理由から、両方のゲロトア式歯車装置の偏心度を等しく
しなければならない。その為、移送部歯車装置の歯たけ
は、軸に設けたこれより遥かに小さい歯車装置の歯たけ
によって決まることになり、従って移送面積、即ち移送
部歯車装置の１回転当たりの比容積は常にかなり小さい
ものになる。又得られる流体の流れの断面積がそこに設
けたコレクタ制御装置の為小さくなり、大きな絞り損失
を生ずる結果となる。
本発明は、この種の流体圧式回転ピストン形機械を改
良して、上述のような欠点を除くことを目的とする。又
その目的は、特に閉込み容積を大きくし、且つできるだ
け多くの部品を極めて合理的な方法、例えば焼結法で製
作できるような流体圧式回転ピストン形機械を提供する
ことにあり、その場合必要部品の数をできるだけ少なく
し、又特に製作型から軸方向に損傷することなく取り出
せるような部品を焼結することにある。
良して、上述のような欠点を除くことを目的とする。又
その目的は、特に閉込み容積を大きくし、且つできるだ
け多くの部品を極めて合理的な方法、例えば焼結法で製
作できるような流体圧式回転ピストン形機械を提供する
ことにあり、その場合必要部品の数をできるだけ少なく
し、又特に製作型から軸方向に損傷することなく取り出
せるような部品を焼結することにある。
上記の目的を達成する為に、本発明によれば、駆動部
又は従動部として作動する一個の移送部（１）とその傍
らにあって該移送部（１）への作動流体の供給・排出を
行う一個の制御部（２）とを備え、前記移送部（１）は
内歯（４）付の固定ケーシング（３）を有し、該内歯
（４）は偏心して回転自在に配置された一個の回転ピス
トン（５）とかみあい、該回転ピストン（５）は内歯
（7a）を有し、この内歯（7a）が少なくとも前記制御部
（２）をも貫通してその両側で中心に支持された一個の
軸（９）に設けた外歯（８）とかみあい、その場合ケー
シング（３）の内歯（４）と回転ピストン（５）の外歯
（６）は歯数が１だけ異なるように形成された、流体圧
式回転ピストン形機械に於いて、前記回転ピストン
（５）の内歯（7a）と軸（９）に設けた外歯（８）とは
歯数が少なくとも２だけ異なり（外歯（６、８）はそれ
ぞれ相当する内歯より歯数が少ない）、且つ前記制御部
（２）の一個の回転コレクタ（11）が前記移送部（１）
に向いた延長歯（14a;b）を備え、これが前記回転ピス
トン（５）の内歯（7a）と直接かみあうように形成され
ていることを特徴とする、流体圧式回転ピストン形機械
が提供される。
又は従動部として作動する一個の移送部（１）とその傍
らにあって該移送部（１）への作動流体の供給・排出を
行う一個の制御部（２）とを備え、前記移送部（１）は
内歯（４）付の固定ケーシング（３）を有し、該内歯
（４）は偏心して回転自在に配置された一個の回転ピス
トン（５）とかみあい、該回転ピストン（５）は内歯
（7a）を有し、この内歯（7a）が少なくとも前記制御部
（２）をも貫通してその両側で中心に支持された一個の
軸（９）に設けた外歯（８）とかみあい、その場合ケー
シング（３）の内歯（４）と回転ピストン（５）の外歯
（６）は歯数が１だけ異なるように形成された、流体圧
式回転ピストン形機械に於いて、前記回転ピストン
（５）の内歯（7a）と軸（９）に設けた外歯（８）とは
歯数が少なくとも２だけ異なり（外歯（６、８）はそれ
ぞれ相当する内歯より歯数が少ない）、且つ前記制御部
（２）の一個の回転コレクタ（11）が前記移送部（１）
に向いた延長歯（14a;b）を備え、これが前記回転ピス
トン（５）の内歯（7a）と直接かみあうように形成され
ていることを特徴とする、流体圧式回転ピストン形機械
が提供される。
即ち本発明によれば、移送部歯車装置に於いて、回転
ピストン５の内歯7aの歯数（第２図の実施例では11個）
とケーシング３の内歯42の歯数（同12個）との差（12個
−11個）が１の場合に、駆動軸９の外歯8aの歯数（９
個）と回転ピストン５の内歯7aの歯数（11個）との差
（11個−９個＝２個）が１より大きければ、駆動軸９と
回転ピストン５との差を、回転ピストン５とケーシング
３との差よりも大きくすることができ、回転ピストン５
の外歯６の歯たけはケーシング３の歯４の歯たけの２倍
となる。従って、移送部歯車装置の閉込み容積は遥かに
大きくなるが、その為作動流体の単位時間当たりの供給
・排出量（cm2/秒）を正確に制御する必要があり、それ
には回転コレクタを別に設けはければならない。回転ピ
ストンはその歯の非常に大きい力によりトルクを軸に伝
えるので、この軸は非常に安定したものでなければなら
ず、この太くなった軸を回転コレクタに貫通させるに
は、この回転コレクタの回転ピストンによる駆動に新た
な対策を必要とする、この点が、従来専門家の間で歯数
の差を多くすることができないと見なされていた理由で
あったに違いない。
ピストン５の内歯7aの歯数（第２図の実施例では11個）
とケーシング３の内歯42の歯数（同12個）との差（12個
−11個）が１の場合に、駆動軸９の外歯8aの歯数（９
個）と回転ピストン５の内歯7aの歯数（11個）との差
（11個−９個＝２個）が１より大きければ、駆動軸９と
回転ピストン５との差を、回転ピストン５とケーシング
３との差よりも大きくすることができ、回転ピストン５
の外歯６の歯たけはケーシング３の歯４の歯たけの２倍
となる。従って、移送部歯車装置の閉込み容積は遥かに
大きくなるが、その為作動流体の単位時間当たりの供給
・排出量（cm2/秒）を正確に制御する必要があり、それ
には回転コレクタを別に設けはければならない。回転ピ
ストンはその歯の非常に大きい力によりトルクを軸に伝
えるので、この軸は非常に安定したものでなければなら
ず、この太くなった軸を回転コレクタに貫通させるに
は、この回転コレクタの回転ピストンによる駆動に新た
な対策を必要とする、この点が、従来専門家の間で歯数
の差を多くすることができないと見なされていた理由で
あったに違いない。
この問題は本発明によれば、内歯７と外歯８との歯数
の差を少なくとも２とし、且つ制御部の回転コレクタを
回転ピストンと歯数比の1:1の円弧歯面歯車装置を介し
て連結することにより、極めて有利に解決される。この
回転コレクタは軸に対して回転自在である。
の差を少なくとも２とし、且つ制御部の回転コレクタを
回転ピストンと歯数比の1:1の円弧歯面歯車装置を介し
て連結することにより、極めて有利に解決される。この
回転コレクタは軸に対して回転自在である。
回転ピストンと軸との間の歯形としては、内歯を凹面
に形成した円弧状の歯面とし、駆動又は従動用の軸に設
けた外歯８の歯面の形状をこの回転ピストンの内歯７と
転がり接触するように定めることもできる。このような
内歯は特に滑りの部分が小さく、又非常に小さい圧力角
が条件となる。
に形成した円弧状の歯面とし、駆動又は従動用の軸に設
けた外歯８の歯面の形状をこの回転ピストンの内歯７と
転がり接触するように定めることもできる。このような
内歯は特に滑りの部分が小さく、又非常に小さい圧力角
が条件となる。
代案として、回転ピストンの内歯７が凸面の円弧状に
形成された歯面を有するようにし、（軸の）外歯８の歯
面の形状を前記内歯と転がり接触するように定めた凹面
として、回転ピストンと軸との間の効率を更に向上する
こともできる。こうすれば、回転ピストンの切り欠きの
ない断面が内歯７が凹面の歯面の場合より大きくなるの
で、安定性が向上し、或いは狭い構成形態を取ることが
できる。
形成された歯面を有するようにし、（軸の）外歯８の歯
面の形状を前記内歯と転がり接触するように定めた凹面
として、回転ピストンと軸との間の効率を更に向上する
こともできる。こうすれば、回転ピストンの切り欠きの
ない断面が内歯７が凹面の歯面の場合より大きくなるの
で、安定性が向上し、或いは狭い構成形態を取ることが
できる。
移送部への作動流体の供給・排出を回転コレクタによ
り問題なく制御するには、この種の機械で一般に知られ
ているように、回転ピストンがそれ自体の軸を中心とし
て回転する回転数と正確に同じ回転数で回転コレクタを
回転しなければならない。回転ピストンは回転運動のみ
ならず偏心運動をも行うので、この1:1の回転駆動は設
計上困難であるが、本発明の回転ピストン形機械では、
回転コレクタに、移送部に向いた延長歯14（第１図）、
14a（第４図）、14b（第５図）を設け、これを回転ピス
トンの内歯７と直接かみあわせることによって、この1:
1の駆動を行っている。即ち、回転コレクタと回転ピス
トンとの間に、回転コレクタから（ピッチ円に沿って等
間隔に）突き出た延長歯を円弧状の歯面を有する歯とし
て形成し、これに回転ピストンの円弧状の歯を内歯７と
してかみあわせるようにし、その半径を延長歯の円弧状
歯面の半径より回転ピストン形機械の偏心度ｅ（第１図
参照）だけ小さくするか、又はその逆にするようにし
た、1:1の歯車比の円弧歯面歯車装置を設けることによ
って、1:1の駆動が得られる。ここでは大きな動力は伝
達されない。
り問題なく制御するには、この種の機械で一般に知られ
ているように、回転ピストンがそれ自体の軸を中心とし
て回転する回転数と正確に同じ回転数で回転コレクタを
回転しなければならない。回転ピストンは回転運動のみ
ならず偏心運動をも行うので、この1:1の回転駆動は設
計上困難であるが、本発明の回転ピストン形機械では、
回転コレクタに、移送部に向いた延長歯14（第１図）、
14a（第４図）、14b（第５図）を設け、これを回転ピス
トンの内歯７と直接かみあわせることによって、この1:
1の駆動を行っている。即ち、回転コレクタと回転ピス
トンとの間に、回転コレクタから（ピッチ円に沿って等
間隔に）突き出た延長歯を円弧状の歯面を有する歯とし
て形成し、これに回転ピストンの円弧状の歯を内歯７と
してかみあわせるようにし、その半径を延長歯の円弧状
歯面の半径より回転ピストン形機械の偏心度ｅ（第１図
参照）だけ小さくするか、又はその逆にするようにし
た、1:1の歯車比の円弧歯面歯車装置を設けることによ
って、1:1の駆動が得られる。ここでは大きな動力は伝
達されない。
回転ピストンと従動軸との間の歯車装置では、これと
反対に損失を少なくする為に滑りの少ない転がり形のか
みあいが絶対に必要である。しかし回転コレクタは実際
にトルクなしで作動するので、この場合には円弧歯面歯
車装置のような比較的滑りの多い歯車装置をその駆動に
使用できる。又例えばサイクロ変速機の場合のようなカ
ップリングを設けてもよい。凹面の歯を有する内歯７の
もう一つの形態では、回転コレクタの円周上に等間隔に
配置した延長歯を凹面の円弧状の歯面を有する回転ピス
トンの内歯に直接かみあわせ、延長歯の数を内歯７の歯
数と同じにすることにより、回転コレクタを1:1の比で
駆動することができる。この場合、延長歯の形状は請求
項７による円弧歯面歯車装置の規則に従って設定され、
凸の歯面を有する。こうして、回転ピストンから回転コ
レクタへ回転角度を常に一定の1:1の比で伝達する為の
十分なかみあい率を得ることができる。
反対に損失を少なくする為に滑りの少ない転がり形のか
みあいが絶対に必要である。しかし回転コレクタは実際
にトルクなしで作動するので、この場合には円弧歯面歯
車装置のような比較的滑りの多い歯車装置をその駆動に
使用できる。又例えばサイクロ変速機の場合のようなカ
ップリングを設けてもよい。凹面の歯を有する内歯７の
もう一つの形態では、回転コレクタの円周上に等間隔に
配置した延長歯を凹面の円弧状の歯面を有する回転ピス
トンの内歯に直接かみあわせ、延長歯の数を内歯７の歯
数と同じにすることにより、回転コレクタを1:1の比で
駆動することができる。この場合、延長歯の形状は請求
項７による円弧歯面歯車装置の規則に従って設定され、
凸の歯面を有する。こうして、回転ピストンから回転コ
レクタへ回転角度を常に一定の1:1の比で伝達する為の
十分なかみあい率を得ることができる。
回転ピストンが内歯７として凸の歯面を有するなら
ば、回転コレクタの円周上に等間隔に配置した延長歯を
同様に凸面の円弧状の歯面を有する回転ピストンの内歯
に直接かみあわせ、延長歯14、14a、14bの数を内歯７の
歯数と同じにすることにより回転コレクタの駆動を行う
ことができる。この場合も延長歯の形状は上記の円弧歯
面歯車装置の規則に従って設定され、凹の歯面を有す
る。
ば、回転コレクタの円周上に等間隔に配置した延長歯を
同様に凸面の円弧状の歯面を有する回転ピストンの内歯
に直接かみあわせ、延長歯14、14a、14bの数を内歯７の
歯数と同じにすることにより回転コレクタの駆動を行う
ことができる。この場合も延長歯の形状は上記の円弧歯
面歯車装置の規則に従って設定され、凹の歯面を有す
る。
本発明の種類には入らないが、回転コレクタが斜板式
のカルダン軸を介して回転ピストンにより駆動された、
類似の回転ピストン式機械が公知である。本発明の機械
では、機械の中心部に於いて駆動軸が回転コレクタを貫
通しているので、この方法を採用することはできない。
制御部の回転コレクタと回転ピストンとの間の範囲に斜
板式の中空軸を設け、その軸の両端に別の外歯を取り付
け、一方の端は回転ピストンの内歯７と、又他端は回転
コレクタの内歯とかみあうようにすることも考えられる
が、この中空軸に通す駆動又は従動用の軸をこの範囲で
非常に細くしなければならず、機械の寸法が同じ場合に
この軸が許容できない程度に曲がるおそれがあり、この
案は実際的ではない。
のカルダン軸を介して回転ピストンにより駆動された、
類似の回転ピストン式機械が公知である。本発明の機械
では、機械の中心部に於いて駆動軸が回転コレクタを貫
通しているので、この方法を採用することはできない。
制御部の回転コレクタと回転ピストンとの間の範囲に斜
板式の中空軸を設け、その軸の両端に別の外歯を取り付
け、一方の端は回転ピストンの内歯７と、又他端は回転
コレクタの内歯とかみあうようにすることも考えられる
が、この中空軸に通す駆動又は従動用の軸をこの範囲で
非常に細くしなければならず、機械の寸法が同じ場合に
この軸が許容できない程度に曲がるおそれがあり、この
案は実際的ではない。
移送部の歯車装置の形態、この場合には内歯４と外歯
６の形態は、機械の効率に大きく影響する。この場合の
損失の原因の一つに、外歯６の歯先をこれとかみあって
いる内歯の歯先に押しつける法線力がある。この歯先に
加わる力は、かみあいの圧力角が小さい程それだけ小さ
い。歯先はお互いに滑っているので、摩擦損失を生じ、
同時に摩耗が起こる。実際に多くの成果を収めた実施形
態は、回転ピストン５の内歯7a及び外歯６がトロコイド
の歯形を有し、内歯7aの各歯が凸に湾曲した歯面と歯先
を有する台形に近い形状をなし、且つケーシング３の内
歯４の転がり円41が、ケーシング３のピッチ円の中心43
を中心とし、その内歯４の歯たけの下の1/3を通る円42
の外側にあることを特徴としている（第２図参照）。
６の形態は、機械の効率に大きく影響する。この場合の
損失の原因の一つに、外歯６の歯先をこれとかみあって
いる内歯の歯先に押しつける法線力がある。この歯先に
加わる力は、かみあいの圧力角が小さい程それだけ小さ
い。歯先はお互いに滑っているので、摩擦損失を生じ、
同時に摩耗が起こる。実際に多くの成果を収めた実施形
態は、回転ピストン５の内歯7a及び外歯６がトロコイド
の歯形を有し、内歯7aの各歯が凸に湾曲した歯面と歯先
を有する台形に近い形状をなし、且つケーシング３の内
歯４の転がり円41が、ケーシング３のピッチ円の中心43
を中心とし、その内歯４の歯たけの下の1/3を通る円42
の外側にあることを特徴としている（第２図参照）。
この流体圧式回転ピストン形機械の回転数を高くする
場合には、内歯４の各歯を、ケーシングに回転自在に支
持されたローラで形成した形態も効果を挙げている。こ
のローラは、ケーシングとローラとの間の作動流体によ
る流体力学的滑り軸受効果が得られるように、ある隙間
でケーシングに支持されている。
場合には、内歯４の各歯を、ケーシングに回転自在に支
持されたローラで形成した形態も効果を挙げている。こ
のローラは、ケーシングとローラとの間の作動流体によ
る流体力学的滑り軸受効果が得られるように、ある隙間
でケーシングに支持されている。
本発明の基礎をなす回転ピストン形機械の種類では、
回転ピストンはリング状である。流体圧はその外周の半
分に作用し、このリング状のピストンを楕円に変形しよ
うとする。この変形は、回転ピストンがケーシングの内
歯の中で自由に回転する時の内歯４のバックラッシより
大きくなってはならない。この楕円変形が大きすぎる
と、回転ピストンが当たり、効率が低下し、同時に機械
の摩耗が増大する。この理由から回転ピストンは変形し
ないように強固でなければならない。それには、回転ピ
ストンの内歯の歯数をその外歯の歯数と同一にし、回転
ピストンを弾性率の大きい材料で製作すればよい。
回転ピストンはリング状である。流体圧はその外周の半
分に作用し、このリング状のピストンを楕円に変形しよ
うとする。この変形は、回転ピストンがケーシングの内
歯の中で自由に回転する時の内歯４のバックラッシより
大きくなってはならない。この楕円変形が大きすぎる
と、回転ピストンが当たり、効率が低下し、同時に機械
の摩耗が増大する。この理由から回転ピストンは変形し
ないように強固でなければならない。それには、回転ピ
ストンの内歯の歯数をその外歯の歯数と同一にし、回転
ピストンを弾性率の大きい材料で製作すればよい。
次に本発明を、添付した概念図に基づいて、実施例に
より詳細に説明する。ここで、 第１図は、流体圧式回転ピストン形機械の一つの実施
態様の縦断面図で、見やすくする為、長さ方向のピンの
みを示し、ボルトは省略した。
より詳細に説明する。ここで、 第１図は、流体圧式回転ピストン形機械の一つの実施
態様の縦断面図で、見やすくする為、長さ方向のピンの
みを示し、ボルトは省略した。
第２図は第１図のＡ−Ａ断面で、この回転ピストンの
内歯は凹面の歯面を有する。
内歯は凹面の歯面を有する。
第３図は同じく第１図のＡ−Ａ断面で、この回転ピス
トンの内歯は凸面の歯面を有する。
トンの内歯は凸面の歯面を有する。
第４図は第１図のＢ−Ｂ断面で、この回転ピストンの
内歯は第２図のように凹面の歯面を有する。
内歯は第２図のように凹面の歯面を有する。
第５図は同じく第１図のＢ−Ｂ断面で、この回転ピス
トンの内歯は凸面の歯面を有する。
トンの内歯は凸面の歯面を有する。
第６図は第１図のＡ−Ａ断面で、移送部歯車装置のケ
ーシングの内歯が円筒形のローラで構成されている。
ーシングの内歯が円筒形のローラで構成されている。
第７図は第１図のＣ−Ｃ断面、 第８図は中心に配置した制御部を有する別の構成を示
す。
す。
上記の図面に示した回転ピストン形機械101では、縦
断面図には図示していない長さ方向のボルト締め装置の
他に駆動又は従動用の軸９を備え、この軸は流体圧作動
部の左右のテーパころ軸受10で安定に支持されている。
この機械は軸パッキン50により油漏れしないように密封
されており、パッキンに掛かる圧力を低減する為漏れ油
配管と漏れ油還流配管が低圧の範囲に設けてあるが、こ
れは見やすくする為図示していない。軸９には、駆動ト
ルク又は従動トルクを伝達する為の強固な外歯８（8aは
凸形、8bは凹形の歯面28a又は28bを有する）があり、こ
れが回転ピストン５の内歯７（7aは凹形、7bは凸形の歯
面29a又は29bを有する）とかみあう。回転ピストンは偏
心度ｅ（第１図参照）で軸９の回りを回転し、軸がケー
シングの内歯と同軸であるので、回転ピストンもケーシ
ング３の内部にある。このようにして、軸９と回転ピス
トン５との間の内側の歯車装置の軸間隔が、回転ピスト
ンとケーシングとの間の内側の歯車装置の軸間隔に等し
くなければならないという設計上の要求が満たされてい
ることになる。更に本機械にはドラム形の回転コレクタ
11があり、これは圧力が漏れないように密封してある
が、回転し得るすきまを介して制御部２の中に支持され
ている。この回転コレクタには放射状に外側に向けて開
いた制御スリット12、13が設けてあり、これは軸方向に
は交互にずらして、円周方向に等間隔に配置してある。
これらの制御スリットは、円周上の溝15、16並びに内部
の溝17、18とを介して作動流体用の接続配管19、20と連
結している。例えば本発明の種類の回転ピストン形機械
を制御する為のこのような回転コレクタの作動方式は、
関連の専門家にはよく知られている。（Danfoss社のOMM
−ハイドロモータ参照）ので、これ以上の説明は必要が
ないと思われる。この回転コレクタが放射状の制御流路
21、22と軸方向の流路23を介して圧力媒体を移送部１に
供給し、これから排出する。
断面図には図示していない長さ方向のボルト締め装置の
他に駆動又は従動用の軸９を備え、この軸は流体圧作動
部の左右のテーパころ軸受10で安定に支持されている。
この機械は軸パッキン50により油漏れしないように密封
されており、パッキンに掛かる圧力を低減する為漏れ油
配管と漏れ油還流配管が低圧の範囲に設けてあるが、こ
れは見やすくする為図示していない。軸９には、駆動ト
ルク又は従動トルクを伝達する為の強固な外歯８（8aは
凸形、8bは凹形の歯面28a又は28bを有する）があり、こ
れが回転ピストン５の内歯７（7aは凹形、7bは凸形の歯
面29a又は29bを有する）とかみあう。回転ピストンは偏
心度ｅ（第１図参照）で軸９の回りを回転し、軸がケー
シングの内歯と同軸であるので、回転ピストンもケーシ
ング３の内部にある。このようにして、軸９と回転ピス
トン５との間の内側の歯車装置の軸間隔が、回転ピスト
ンとケーシングとの間の内側の歯車装置の軸間隔に等し
くなければならないという設計上の要求が満たされてい
ることになる。更に本機械にはドラム形の回転コレクタ
11があり、これは圧力が漏れないように密封してある
が、回転し得るすきまを介して制御部２の中に支持され
ている。この回転コレクタには放射状に外側に向けて開
いた制御スリット12、13が設けてあり、これは軸方向に
は交互にずらして、円周方向に等間隔に配置してある。
これらの制御スリットは、円周上の溝15、16並びに内部
の溝17、18とを介して作動流体用の接続配管19、20と連
結している。例えば本発明の種類の回転ピストン形機械
を制御する為のこのような回転コレクタの作動方式は、
関連の専門家にはよく知られている。（Danfoss社のOMM
−ハイドロモータ参照）ので、これ以上の説明は必要が
ないと思われる。この回転コレクタが放射状の制御流路
21、22と軸方向の流路23を介して圧力媒体を移送部１に
供給し、これから排出する。
第２図乃至第６図に示したように、流路23は、回転ピ
ストン５の外歯６と共に周知のように流体圧式機械の作
動空間を構成する、ケーシング３の内歯４の歯車の間の
空間部分26に開いている。この公知の内部歯車ポンプ又
はモータの作動方式は専門家には知られているので、こ
れ以上の説明は省略する。この回転コレクタ11により作
動空間26a、26bに作動流体を供給し、これから排出する
制御を正しく行う為に、例えば軸間隔線40より左の作動
空間26aは全て入口19と、又その右にある作動空間26bは
全て出口20と連絡している。ここで例えばハイドロモー
タの場合のように、入口19が高いポンプ圧、出口20がほ
ぼ大気圧にあれば、回転ピストン５は大きなトルクで、
ケーシング４の接触点27の回りを、第２図から第６図迄
の例では右回りに回転する。このトルクの大きさと脈動
の有無とは、主として回転ピストンの外歯の歯数とピッ
チ円の直径とによって決まる。これから、回転ピストン
がそれ自体の軸の回りを回転する時の１回転当たりの閉
込み容積とそのトルクとの間の直線的関係が導かれる。
機械の構成空間を一定とした時、歯数が多く、偏心度ｅ
が大きければ、それだけ機械の性能は向上する。
ストン５の外歯６と共に周知のように流体圧式機械の作
動空間を構成する、ケーシング３の内歯４の歯車の間の
空間部分26に開いている。この公知の内部歯車ポンプ又
はモータの作動方式は専門家には知られているので、こ
れ以上の説明は省略する。この回転コレクタ11により作
動空間26a、26bに作動流体を供給し、これから排出する
制御を正しく行う為に、例えば軸間隔線40より左の作動
空間26aは全て入口19と、又その右にある作動空間26bは
全て出口20と連絡している。ここで例えばハイドロモー
タの場合のように、入口19が高いポンプ圧、出口20がほ
ぼ大気圧にあれば、回転ピストン５は大きなトルクで、
ケーシング４の接触点27の回りを、第２図から第６図迄
の例では右回りに回転する。このトルクの大きさと脈動
の有無とは、主として回転ピストンの外歯の歯数とピッ
チ円の直径とによって決まる。これから、回転ピストン
がそれ自体の軸の回りを回転する時の１回転当たりの閉
込み容積とそのトルクとの間の直線的関係が導かれる。
機械の構成空間を一定とした時、歯数が多く、偏心度ｅ
が大きければ、それだけ機械の性能は向上する。
回転ピストン５はそのトルクを歯の大きな力として、
その内歯７と軸の外歯８との間の接触点44で駆動軸９に
伝達する。
その内歯７と軸の外歯８との間の接触点44で駆動軸９に
伝達する。
回転ピストンと軸との間のこの力の伝達の効率には、
かみあった歯車装置の圧力角が影響を及ぼす。第３図の
歯車装置の方が、その設計が最適であれば、第２図の装
置よりも約４％ほど効率が高い。
かみあった歯車装置の圧力角が影響を及ぼす。第３図の
歯車装置の方が、その設計が最適であれば、第２図の装
置よりも約４％ほど効率が高い。
このような回転ピストン形機械で効果をあげるには、
軸９が曲げに強いことが重要である。その為軸に好まし
くは一体として取り付けた外歯８の外径をできるだけ大
きくするように努める必要がある。同時に回転ピストン
５も同じく変形しないように形成しなければならない。
特に第６図から、回転ピストン５の内歯の歯数がその外
歯の歯数と同じ場合にこの点で有利であることを認める
ことができよう。
軸９が曲げに強いことが重要である。その為軸に好まし
くは一体として取り付けた外歯８の外径をできるだけ大
きくするように努める必要がある。同時に回転ピストン
５も同じく変形しないように形成しなければならない。
特に第６図から、回転ピストン５の内歯の歯数がその外
歯の歯数と同じ場合にこの点で有利であることを認める
ことができよう。
特に第１図で判るように、回転ピストン５による回転
コレクタ11の1:1の駆動には殆どスペースがない。本発
明の回転ピストン形機械では、、この問題を解決する
為、第４図に特に明瞭に示したような全く新規な方法を
採用した。回転ピストン５の内歯の歯面29aに円弧面を
選べば、回転ピストン５と回転コレクタ11との間の1:1
の駆動に対しても、それに合った（凸の歯面30aを有す
る）円弧状の歯30を選ぶことができる。その作用接触点
を符号31、32で示す。円弧状の歯面30aを有する歯とし
て形成された延長歯14は、例えば焼結法により回転コレ
クタ11と一体に製作することができる。回転コレクタに
は動力を必要としないので、歯に掛かる負荷は実質的に
はゼロである。
コレクタ11の1:1の駆動には殆どスペースがない。本発
明の回転ピストン形機械では、、この問題を解決する
為、第４図に特に明瞭に示したような全く新規な方法を
採用した。回転ピストン５の内歯の歯面29aに円弧面を
選べば、回転ピストン５と回転コレクタ11との間の1:1
の駆動に対しても、それに合った（凸の歯面30aを有す
る）円弧状の歯30を選ぶことができる。その作用接触点
を符号31、32で示す。円弧状の歯面30aを有する歯とし
て形成された延長歯14は、例えば焼結法により回転コレ
クタ11と一体に製作することができる。回転コレクタに
は動力を必要としないので、歯に掛かる負荷は実質的に
はゼロである。
第５図は、回転ピストン５と回転コレクタ11との間の
そのような円弧歯面によるかみあいの例で、ここでは歯
形29bが凸面をなす。これとかみあう歯面30bの設計と計
算の規則は前と同様である。この場合の回転コレクタ11
の延長歯14bは前例に比べて遥かに安定である。
そのような円弧歯面によるかみあいの例で、ここでは歯
形29bが凸面をなす。これとかみあう歯面30bの設計と計
算の規則は前と同様である。この場合の回転コレクタ11
の延長歯14bは前例に比べて遥かに安定である。
非常に優れた耐摩耗性が実証された機械の例を第６図
に示す。この機械ではケーシングの内歯４が、硬化研磨
した回転自在のローラ34で形成されている。この場合ロ
ーラ34を、ローラとケーシングとの間のすきま35を満た
す油膜で油圧的に支持することが可能であり、従って移
送部歯車装置の効率が向上する。しかし、潤滑油膜の厚
さは数ミクロンでなければならず、その為ケーシング内
面の高い精度を必要とするので、その製作費は勿論それ
だけ高くなる。
に示す。この機械ではケーシングの内歯４が、硬化研磨
した回転自在のローラ34で形成されている。この場合ロ
ーラ34を、ローラとケーシングとの間のすきま35を満た
す油膜で油圧的に支持することが可能であり、従って移
送部歯車装置の効率が向上する。しかし、潤滑油膜の厚
さは数ミクロンでなければならず、その為ケーシング内
面の高い精度を必要とするので、その製作費は勿論それ
だけ高くなる。
第７図に回転コレクタ11の放射状スリット12、13の配
置、流路21、22並びに円筒状流路23の配置を断面図で示
した。これには、機械を長さの方向に締め付けるボルト
36と、制御ケーシング38と接続ケーシング39とを取り付
けるボルト37も示してある。
置、流路21、22並びに円筒状流路23の配置を断面図で示
した。これには、機械を長さの方向に締め付けるボルト
36と、制御ケーシング38と接続ケーシング39とを取り付
けるボルト37も示してある。
第８図に断面図で示した実施例では、接続部19a、20a
を備えた制御部2aが、第１図の例に比べて、軸９の従動
端に近い所にあり、その為半径方向に作動流体を供給す
ることが可能で、軸受10に加わる半径方向の力の分布が
更に改善される。又流路に急な曲がりがないので、回転
数を高くしても貫流の際の絞り損失が非常に少なくな
る。回転コレクタの所のシール部分の長さ“L"（第８図
参照）が長いので、第１図と同じ長さの機械で、これよ
りもすぐれた容積効率が得られる。更に組立が容易で、
市場にある接続部品の配置に合わせることができる。そ
の他の部品については他の図面と同一であるので特に示
さなかった。
を備えた制御部2aが、第１図の例に比べて、軸９の従動
端に近い所にあり、その為半径方向に作動流体を供給す
ることが可能で、軸受10に加わる半径方向の力の分布が
更に改善される。又流路に急な曲がりがないので、回転
数を高くしても貫流の際の絞り損失が非常に少なくな
る。回転コレクタの所のシール部分の長さ“L"（第８図
参照）が長いので、第１図と同じ長さの機械で、これよ
りもすぐれた容積効率が得られる。更に組立が容易で、
市場にある接続部品の配置に合わせることができる。そ
の他の部品については他の図面と同一であるので特に示
さなかった。
以上の図面に示した実施態様は単に本発明による回転
ピストン形機械の実施例を示したに過ぎない。従って、
例えば回転コレクタに半径方向ではなく軸方向に作動流
体を流すことも考えられ、場合によってはその方が好ま
しい。同様に流体の入口、出口の接続を（多くの場合好
ましいが）軸方向ではなく、半径方向に配置することも
可能である。
ピストン形機械の実施例を示したに過ぎない。従って、
例えば回転コレクタに半径方向ではなく軸方向に作動流
体を流すことも考えられ、場合によってはその方が好ま
しい。同様に流体の入口、出口の接続を（多くの場合好
ましいが）軸方向ではなく、半径方向に配置することも
可能である。
第１図は、流体圧式回転ピストン形機械の一つの実施態
様の縦断面図、第２図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面、
第４図、第５図は第１図のＢ−Ｂ断面、第６図は第１図
のＡ−Ａ断面、第７図は第１図のＣ−Ｃ断面、第８図は
中心に配置した制御部を有する別の構成を示す。 １……移送部、２……制御部、３……ケーシング、４…
…内歯、５……回転ピストン、６……外歯、７……内
歯、８……外歯、９……軸、11……回転コレクタ、14…
…延長歯
様の縦断面図、第２図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面、
第４図、第５図は第１図のＢ−Ｂ断面、第６図は第１図
のＡ−Ａ断面、第７図は第１図のＣ−Ｃ断面、第８図は
中心に配置した制御部を有する別の構成を示す。 １……移送部、２……制御部、３……ケーシング、４…
…内歯、５……回転ピストン、６……外歯、７……内
歯、８……外歯、９……軸、11……回転コレクタ、14…
…延長歯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルマン・ヘルレ ドイツ連邦共和国、ディー‐7960 アウ レンドルフ、コンヒュスシュトラーセ 23 (56)参考文献 特開 昭62−271969（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−5501（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04C 2/10 331 F03C 2/08
Claims (6)
- 【請求項１】駆動部又は従動部として作動する一個の移
送部（１）とその傍らにあって該移送部（１）への作動
流体の供給・排出を行う一個の制御部（２）とを備え、
前記移送部（１）は内歯（４）付の固定ケーシング
（３）を有し、該内歯（４）は偏心して回転自在に配置
された一個の回転ピストン（５）とかみあい、該回転ピ
ストン（５）は内歯（7a）を有し、この内歯（7a）が少
なくとも前記制御部（２）をも貫通してその両側で中心
に支持された一個の軸（９）に設けた外歯（８）とかみ
あい、その場合ケーシング（３）の内歯（４）と回転ピ
ストン（５）の外歯（６）は歯数が１だけ異なるように
形成された、流体圧式回転ピストン形機械に於いて、前
記回転ピストン（５）の内歯（7a）と軸（９）に設けた
外歯（８）とは歯数が少なくとも２だけ異なり（外歯
（6,8）はそれぞれ相当する内歯より歯数が少ない）、
且つ前記制御部（２）の一個の回転コレクタ（11）が前
記移送部（１）に向いた延長歯（14a;b）を備え、これ
が前記回転ピストン（５）の内歯（7a）と直接かみあう
ように形成されていることを特徴とする、流体圧式回転
ピストン形機械。 - 【請求項２】前記内歯（7a）が凹面に形成された歯面
（29a）、特に円弧面を有し、且つ前記軸（９）に設け
た前記外歯（8a）の歯面（28）の形状が前記回転ピスト
ン（５）の内歯（7a）と転がり接触するように定められ
ていることを特徴とする、請求項１記載の流体圧式回転
ピストン形機械。 - 【請求項３】前記内歯（7b）が凸面、特に円弧面に形成
された歯面（29b）を有し、且つ前記軸（９）の前記外
歯（8a）の歯面（28b）の形状が前記内歯（7b）と転が
り接触するように定められていることを特徴とする、請
求項１記載の流体圧式回転ピストン形機械。 - 【請求項４】回転コレクタ（11）から突き出た延長歯
（14a;b）が、円弧状の歯面（30）を有する、ピッチ円
に沿って等間隔に配置された歯として形成され、これが
前記内歯（7a;b）とかみあい、その場合その半径は、前
記延長歯（14a;b）の円弧状の歯面（30a;b）の半径よ
り、本回転ピストン形機械の偏心度（ｅ）だけ小さい
か、又はその逆であることを特徴とする、請求項１乃至
請求項３の何れか１項に記載の流体圧式回転ピストン形
機械。 - 【請求項５】前記延長歯（14a）の数が前記内歯（7a）
の歯数に等しく、その際延長歯（14a）が凹面に形成さ
れた歯面（30a）を有することを特徴とする、請求項４
又は請求項５に記載の流体圧式回転ピストン形機械。 - 【請求項６】前記延長歯（14b）の数が前記内歯（7b）
の歯数に等しく、その際延長歯（14b）が凸面に形成さ
れた歯面（30b）を有することを特徴とする、請求項４
又は請求項５に載の流体圧式回転ピストン形機械。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH3943/88A CH679062A5 (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | |
| CH3943/88-9 | 1988-10-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02245485A JPH02245485A (ja) | 1990-10-01 |
| JP2820290B2 true JP2820290B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=4266826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1275102A Expired - Fee Related JP2820290B2 (ja) | 1988-10-24 | 1989-10-24 | 流体圧式回転ピストン形機械 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5056994A (ja) |
| EP (1) | EP0367046B1 (ja) |
| JP (1) | JP2820290B2 (ja) |
| CH (1) | CH679062A5 (ja) |
| DE (2) | DE58905616D1 (ja) |
| HK (1) | HK58394A (ja) |
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| US5228846A (en) * | 1991-11-25 | 1993-07-20 | Eaton Corporation | Spline reduction extension for auxilliary drive component |
| EP0761968A1 (de) * | 1995-09-08 | 1997-03-12 | Siegfried A. Dipl.-Ing. Eisenmann | Kreiskolbenmaschine mit hydrostatisch gelagertem Steuerteil und Steuerteil dafür |
| DE19536060C2 (de) * | 1995-09-28 | 1998-06-18 | Danfoss As | Hydraulische Maschine |
| GB2313411B (en) * | 1996-05-25 | 1999-10-13 | Concentric Pumps Ltd | Improvements in drive systems |
| US6019584A (en) * | 1997-05-23 | 2000-02-01 | Eaton Corporation | Coupling for use with a gerotor device |
| US5860884A (en) * | 1996-10-28 | 1999-01-19 | Tecumseh Products Company | Variable speed transmission and transaxle |
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| EP1074739A1 (de) * | 1999-08-03 | 2001-02-07 | Siegfried A. Dipl.-Ing. Eisenmann | Hydrostatische Kreiskolbenmaschine |
| DE19961401C2 (de) | 1999-12-20 | 2002-06-27 | Sauer Danfoss Nordborg As Nord | Hydraulische Maschine |
| US6524087B1 (en) | 2000-08-03 | 2003-02-25 | Siegfried A. Eisenmann | Hydrostatic planetary rotation machine having an orbiting rotary valve |
| US20030070429A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-04-17 | Jolliff Norman E. | Hydrostatic transmission |
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| US7395665B2 (en) * | 2006-02-07 | 2008-07-08 | White Drive Products, Inc. | Hydraulic transaxle for garden care vehicle |
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| DE102011122027B3 (de) * | 2011-12-22 | 2013-04-11 | Böhm + Wiedemann Feinmechanik AG | Hydrostatischer Kreiskolbenmotor |
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| CN102900665A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-01-30 | 李庆中 | 一种多层结构的内啮合齿轮泵或齿轮马达装置 |
| DE102014015809A1 (de) | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Man Truck & Bus Ag | Hydraulischer Radantrieb für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb |
| DE102015001235A1 (de) * | 2015-02-03 | 2016-08-04 | Man Truck & Bus Ag | Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe und Zahnradpumpe |
| EP3441613B1 (de) | 2017-08-07 | 2022-01-05 | Siegfried A. Eisenmann | Hydrostatische zahnrad-kreiskolbenmaschine |
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| US3456559A (en) * | 1967-07-21 | 1969-07-22 | Reliance Electric & Eng Co | Rotary device |
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1988
- 1988-10-24 CH CH3943/88A patent/CH679062A5/de not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-10-20 DE DE89119514T patent/DE58905616D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-20 EP EP89119514A patent/EP0367046B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-24 JP JP1275102A patent/JP2820290B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-24 DE DE8912593U patent/DE8912593U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-24 US US07/427,236 patent/US5056994A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-06-04 HK HK58394A patent/HK58394A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
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| US5056994A (en) | 1991-10-15 |
| HK58394A (en) | 1994-06-17 |
| DE58905616D1 (de) | 1993-10-21 |
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| CH679062A5 (ja) | 1991-12-13 |
| JPH02245485A (ja) | 1990-10-01 |
| EP0367046B1 (de) | 1993-09-15 |
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