JP5847820B2 - 流体装置用のバランスプレートアセンブリ - Google Patents

流体装置用のバランスプレートアセンブリ Download PDF

Info

Publication number
JP5847820B2
JP5847820B2 JP2013523296A JP2013523296A JP5847820B2 JP 5847820 B2 JP5847820 B2 JP 5847820B2 JP 2013523296 A JP2013523296 A JP 2013523296A JP 2013523296 A JP2013523296 A JP 2013523296A JP 5847820 B2 JP5847820 B2 JP 5847820B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
ring
end surface
disposed
balance plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013523296A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014501866A (ja
JP2014501866A5 (ja
Inventor
ヒックス、アーロン、マイケル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of JP2014501866A publication Critical patent/JP2014501866A/ja
Publication of JP2014501866A5 publication Critical patent/JP2014501866A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5847820B2 publication Critical patent/JP5847820B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-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
    • F04C2/103Rotary-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08Axially-movable sealings for working fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10Rotary-piston machines or engines 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C2/00Rotary-piston engines
    • F03C2/08Rotary-piston engines of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0023Axial sealings for working fluid
    • F04C15/0026Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/70Safety, emergency conditions or requirements
    • F04C2270/701Cold start

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国を除く全指定国の出願人である米国企業のイートンコーポレーション、及び、米国のみの指定国の出願人である米国民のマイケル ヒックス アーロンの名義でPCT国際特許出願として、2011年8月3日に提出され、2010年8月3日に出願された米国特許出願第61/370,310号に対する優先権を主張するものであり、その開示内容は、参照することにより、その全てが本書に含まれる。
従来の流体ポンプ/流体モータの変位アセンブリは、高体積効率を達成するために締りばめ及び厳密な許容差を必要とする。一般的に、従来のバランスプレートは、変位アセンブリの回転部品の表面の漏れを減らすために使用される。これらの従来のバランスプレートは、一般的に回転部品に接触している。従来のバランスプレートは、多くの用途に有効であるが、流体ポンプ/流体モータと流体ポンプ/流体モータに流入する流体との間に著しい温度差があるとき、作動することができる高効率の流体ポンプ/流体モータが要求される。
本開示の態様は、変位アセンブリと、この変位アセンブリに隣接して配置されたバランスプレートアセンブリとを有する流体装置に関する。変位アセンブリは、第1端面及び反対側に配置された第2端面を有するリングを含む。このリングは、第1端面及び第2端面を通って延びるボアを形成する。ロータは、リングのボア内に配置される。リングとロータとは、協働して複数の容積室を形成する。バランスプレートアセンブリは、キャビティを形成するハウジングを含む。バランスプレートは、キャビティ内に配置される。バランスプレートは、第1の端面及び反対側に配置された第2の端面を含む。バランスプレートは、バランスプレートの第2の端面がリングの第1端面に当接する第1位置と、バランスプレートの第2の端面がキャビティ内に後退する第2位置との間を軸方向に移動するように構成される。
本開示の他の様態は、変位アセンブリと、この変位アセンブリに隣接して配置されたバランスプレートアセンブリとを有する流体装置に関する。変位アセンブリは、第1端面及び反対側に配置された第2端面を有するリングを含む。このリングは、第1端面及び第2端面を通って延びるボアを形成する。ロータは、リングのボア内に配置される。ロータは、第1端部面及び反対側に配置された第2端部面を有する。リングとロータとは、協働して複数の容積室を形成する。バランスプレートアセンブリは、キャビティを形成するハウジングを含む。バランスプレートは、キャビティ内に配置される。バランスプレートは、第1の端面及び反対側に配置された第2の端面を含む。バランスプレートは、バランスプレートの第2の端面がリングの第1端面に当接する第1位置と、バランスプレートの第2の端面がキャビティ内に後退する第2位置との間を軸方向に移動するように構成される。ロータは、バランスプレートを第2位置に移動させる。
本開示の他の様態は、変位アセンブリと、この変位アセンブリに隣接して配置されたバランスプレートアセンブリとを有する流体装置に関する。変位アセンブリは、第1端面及び反対側に配置された第2端面を有するリングを含む。このリングは、第1端面及び第2端面を通って延びるボア及びボアの周囲に配置された複数の開口部を形成する。複数のローラは、開口部に配置される。ロータは、リングのボア内に配置される。ロータは、第1端部面及び反対側に配置された第2端部面を有する。リングと、ローラと、ロータとは、協働して複数の容積室を形成する。バランスプレートアセンブリは、キャビティを形成するハウジングを含む。バネは、キャビティ内に配置される。バランスプレートは、キャビティ内に配置される。バランスプレートは、バネに当接する第1の端面及び反対側に配置された第2の端面を含む。バランスプレートは、バランスプレートの第2の端面がリングの第1端面に当接する第1位置と、バランスプレートの第2の端面がキャビティ内に後退する第2位置との間を軸方向に移動するように構成される。ロータの熱膨張により、バランスプレートが第2位置に移動する。
様々な付加的な特徴は、以下の説明に示される。これらの特徴は、個々の機構及び組合せた機構に関連することができる。上記の一般的な説明と以下の詳細な説明の両方は、例示的、かつ、説明的なものに過ぎず、ここに開示された実施形態が基づく広い概念を制限しないことを理解すべきである。
本開示の原理に従った態様の例示的な機構を有する流体装置の斜視図である。 図1の流体装置の断面図である。 図1の流体装置の第1位置におけるバランスプレートの概略断面図である。 図1の流体装置の第2位置におけるバランスプレートの概略断面図である。 図1の流体装置と共に使用するのに適した変位アセンブリの斜視図である。 変位アセンブリの正面図である。 変位アセンブリの背面図である。 図1の流体装置と共に使用するのに適したベアリングプレートアセンブリのハウジングの第1の軸端の斜視図である。 図6のハウジングの第2の軸端の斜視図である。 図6のハウジングを一部破断して示す側面図である。 図1の流体装置と共に使用するのに適したバランスプレートの斜視図である。 図9のバランスプレートの正面図である。 図9のバランスプレートの背面図である。
添付図に示された本開示の例示的な態様を詳細に説明する。可能な限り、同じ又は同様な構造を参照するために図面を通して同じ参照符号を使用することとする。
図1及び図2を参照して、流体装置10が示されている。流体装置10は、流体ポンプ又は流体モータとして使用することができるが、流体装置10は、ここでは流体モータとして説明することとする。
流体装置10は、ハウジングアセンブリ12を含む。このハウジングアセンブリ12は、バランスプレートアセンブリ14、変位アセンブリ16、バルブハウジング18及びバルブプレート20を含む。図示された実施形態において、ハウジングアセンブリ12は、ベアリングレスアセンブリである。しかしながら、本開示の範囲は、ハウジングアセンブリ12がベアリングによって出力シャフトを受るように構成することができるように、ベアリングレスアセンブリであるハウジングアセンブリ12に限定されないことが理解されるであろう。
図示された実施形態において、バランスプレートアセンブリ14は、流体装置10の第1軸端21に配置され、更に、バルブハウジング18は、第2軸端22に配置され、第2軸端22は、第1軸端21の反対側である。変位アセンブリ16は、バランスプレートアセンブリ14とバルブハウジング18との間に配置され、バルブプレート20は、変位アセンブリ16とバルブハウジング18との間に配置される。バランスプレートアセンブリ14、変位アセンブリ16、バルブハウジング18及びバルブプレート20は、複数の締め具23(例えば、ボルト、ネジ等)によって結合状態で保持されている。図示された実施形態において、締め具23は、バランスプレートアセンブリ14にネジ結合されている。
図2−図5を参照して、変位アセンブリ16が示されている。変位アセンブリ16は、リングアセンブリ24及びロータ26を含む。
リングアセンブリ24は、リング28及び複数のローラ30を含む。しかしながら、本開示の範囲は、ローラ30を含むことに限定されないことが理解されるであろう。図示された実施形態において、リング28は、流体装置10に対して回転方向に固定される。このリング28は、第1材料から作られる。一実施形態において、第1材料は、ダクタイル鋳鉄である。他の実施形態において、第1材料は、ねずみ鋳鉄である。他の実施形態において、第1材料は、鋼である。リング28は、リング28の中心軸32に略垂直である第1端面31と、反対側に配置された第2端面33とを含む。
リング28は、中心ボア34と、この中心ボア34の周囲に配置された複数の開口部35とを形成している。図示された実施形態において、開口部35は、略半円筒形状である。ローラ30は、開口部35に配置されて、各ローラ30がその中心縦軸36回りに回転する。図示された実施形態において、リングアセンブリ24は、9個のローラ30を含む。他の実施形態において、リングアセンブリ24は、7個のローラ30を含む。
ロータ26は、リングアセンブリ24の中心ボア34に偏心して配置される。ロータ26は、リング28の中心軸32回りに周回し、かつ、リングアセンブリ24の中心ボア34内でロータ26の軸40回りに回転するように構成される。
ロータ26は、第2材料から作られる。一実施形態において、第2材料は、第1材料と異なる。一実施形態において、第2材料は、鋼である。このロータ26は、第1端部面42及び反対側に配置された第2端部面44を含む。
ロータ26は、第1端部面42と第2端部面44との間に延びる複数の外歯46及び複数の内歯スプライン48を含む。図示された実施形態において、ロータ26上の外歯46の数は、リングアセンブリ24内のローラ30の数より1つ少ない。リングアセンブリ24及びロータ26の外歯46は、協働して複数の容積室50を形成する。ロータ26がリングアセンブリ24内で周回及び回転することにより、容積室50は、膨張及び収縮する。
ロータ26の第2端部面44は、環状の溝52を形成する。この環状の溝52は、ロータ26の外歯46と内歯スプライン48との間に配置される。
図2を参照して、流体装置10は、主駆動軸54を含む。この主駆動軸54は、外部クラウンスプライン56の第1セットを有する第1端55と、外部クラウンスプライン58の第2セットを有する反対側の第2端57とを含む。ロータ26の内部スプライン48は、外部クラウンスプライン56の第1セットに係合する。外部クラウンスプライン58の第2セットは、利用者から提供された出力装置(例えば、シャフト、連結器等)の内部スプラインに係合するように構成される。
また、図示された実施形態において、ロータ26の内部スプライン48は、バルブ駆動部64の第1端62に形成された外部スプライン60の第1セットに係合する。バルブ駆動部64は、外部スプライン68の第2セットを有する反対側に配置された第2端66を含む。外部スプライン68の第2セットは、バルブハウジング18のバルブボア74に回転可能に配置されたバルブ部材72の内周の周りに形成された内部スプライン70のセットに係合する。バルブ駆動部64は、ロータ26及びバルブ部材72にスプライン係合して、ロータ26とバルブ部材72との間に適切なタイミングを保持する。
流体装置10は、ディスクバルブタイプのバルブ部材72を有するように示されているが、本開示の範囲は、ディスクバルブタイプのバルブ部材72に限定されないことが理解されるであろう。他の実施形態において、バルブ部材72は、スプールバルブタイプ又はバルブインスタータイプのバルブ部材にすることができる。
図1及び図2を参照して、バルブハウジング18は、第1流体ポート76及び第2流体ポート78を形成する。第1流体ポート76は、バルブハウジング18のバルブボア74に流体接続する。第2流体ポート78は、バルブボア74に隣接して配置された環状のキャビティ80に流体接続する。
バルブ部材72は、バルブボア74に流体接続する複数の第1流体通路82と、環状のキャビティ80に流体接続する複数の第2流体通路(図示せず)とを形成している。複数の第1流体通路82及び複数の第2流体通路は、バルブ部材72に交互に配置されている。
弁着座機構83は、バルブ部材72をバルブプレート20のバルブ面84に向かって付勢する。流体装置10での使用に適した弁着座機構83は、米国特許第7,530,801号に記載されており、その全ての開示内容は、参照によって本書に含まれる。しかしながら、従来の弁着座機構を代替手段として使用できることが理解されるであろう。
バルブ部材72が回転するときに、バルブ部材72は、バルブプレート20のバルブ面84に対して回転運動しながら摺動する。バルブ部材72及びバルブプレート20は、変位アセンブリ16の容積室50に整流流体接続を与える。流体装置10での使用に適したバルブプレート20は、米国特許第7,695,259号に記載されており、その全ての開示内容は、参照によって本書に含まれる。しかしながら、従来のバルブプレートを代替手段として使用できることが理解されるであろう。
図1,図2及び図6−図8を参照して、バランスプレートアセンブリ14について説明する。図示された実施形態において、バランスプレートアセンブリ14は、ハウジング84と、ハウジング84に配置されたバランスプレート86とを含む。
ハウジング84は、第1の軸端88と、反対側に配置された第2の軸端90とを含む。図示された実施形態において、ハウジング84は、第1の軸端88と第2の軸端90との間に配置されたフランジ92を含む。このフランジ92は、ハウジング84から外側へ延びている。フランジ92は、流体装置10を支持構造に固定できるように、支持構造(例えば、取付ブラケット、車両フレーム、車軸等)に当接するように構成される。フランジ92は、フランジ92を貫通して延びる複数の取付け穴94を形成する。この取付け穴94は、流体装置10を支持構造に固定ための締め具を受入れるように構成されている。ハウジング84は、フランジ92を有するように示されているが、本開示の範囲は、フランジ92を有するハウジング84に限定されず、取付けプレート及び/又はベアリングアセンブリ(例えば、ベアリングハウジングに配置されるベアリングを備えた出力軸)等の別個の取付け機構をハウジング84に係合できることが理解されるであろう。
ハウジング84は、第1の軸端88及び第2の軸端90を通って延びるボア96を形成する。このボア96は、主駆動軸56がボア96を通るように構成されている。ボア96は、ボア96を通って延びる中心軸97を形成する。
図示された実施形態において、第1の軸端88は、フランジ92に略垂直方向に、ハウジング84から外側へ延びる案内部98を含む。本実施形態において、案内部98は、略円筒形状であり、流体装置10を流体装置10が取付けられる対応する支持構造と整合するように構成される。
第2の軸端90は、締め具23に結合するように構成される複数の穴100を形成する。図示された実施形態において、この穴100は、締め具23の雄ねじを受るように構成される雌ねじを含む。
更に、第2の軸端90は、キャビティ102を形成する。このキャビティ102は、バランスプレート86を受入れるように構成される。キャビティ102は、基壁104と側壁106によって形成される。基壁104は、バネキャビティ部108を形成する。このバネキャビティ部108は、バネ110を受入れるように構成されたキャビティ102内の凹部である。図示された実施形態において、バネ110は、波形バネである。あるいは、バネ110は、皿型バネ又はコイル型バネにもできる。
更に、基壁104は、複数の位置決め穴112を形成する。この位置決め穴112は、バネキャビティ部108に配置される。図示された実施形態においては、両側に配置された2つの位置決め穴112がある。
側壁106は、基壁104に略垂直である。この側壁106は、複数の穴100の最も内側の径より小さい内径を有する。
ハウジング84は、キャビティ102のバネキャビティ部108に流体接続する流体通路114を形成する。この流体通路114は、シャトルバルブを介して第1流体ポート76及び第2流体ポート78の一方から圧力流体を受取る。一実施形態において、シャトルバルブは、バルブハウジング18に配置される。他の実施形態において、シャトルバルブは、バルブプレート20に配置される。
一実施形態において、シャトルバルブからの圧力流体は、バルブプレート20及びリング28を介して流体通路114の第1部分118に通る。流体通路114の第1部分118は、ハウジング84の中心軸97から側壁106の半径より大きく、複数の穴100に外接する円の半径より小さい半径方向距離に配置される。
流体通路114の第1部分118は、流体通路114の第2部分116に流体接続する。流体通路114の第2部分116は、ハウジング84の中心軸97からボア96の半径より大きく、側壁106の半径より小さい半径方向距離に配置される。図示された実施形態において、第2部分116は、キャビティ102のバネキャビティ部108に流体接続する。
図示された実施形態において、流体通路114の第1部分118と第2部分116とは、接続通路120によって接続される。この接続通路120は、フランジ92から延びて、流体通路114の第1部分118及び第2部分116と交差する。図示された実施形態において、接続通路120は、フランジ92で閉止されている。この閉止は、流体が第1部分118から第2部分116に流通できるようにするが、流体が流体装置10の外に漏れるのを防ぐ。一実施形態においては、ネジ付プラグがフランジ92の接続通路120に挿入される。
キャビティ102の基壁104は、ボア96とバネキャビティ部108との間に配置された溝122を形成する。この溝122は、略円筒状のシール面124を含む。このシール面124は、中心軸97に略平行方向に延びる。
図2及び図9−図11を参照して、バランスプレート86が示されている。図示された実施形態において、バランスプレート86は、後に熱処理される鋼材(例えば、8620等)から作られる。他の実施形態において、バランスプレート56は、ダクタイル鋳鉄材(例えば、65−45−12,80−55−06等)から作られる。
バランスプレート86は、略円筒状である。このバランスプレート86は、第1の端面130、反対側に配置された第2の端面132、及び、第1の端面130と第2の端面132との間に延びる外面134を含む。バランスプレート86は、主駆動軸56を通す中心開口部136を形成する。
バランスプレート86は、複数の位置決めピン138を含む。この位置決めピン138は、ハウジング86のキャビティ102内の位置決め穴112に係合するように構成される。位置決めピン138は、第1の端面130に対して略垂直方向にバランスプレート86の第1の端面130から外側へ延ばされている。図示された実施形態において、位置決めピン138は、バランスプレート86に形成された穴に圧入係合するロールピンである。
バランスプレート86の外面134は、ハウジング84のキャビティ102の側壁106の直径より小さい外径を有する。外面134は、シール溝140を形成する。このシール溝140は、シール142(図2参照)を受入れるように構成される。一実施形態において、シール142は、Oリングである。他の実施形態において、シール142は、リップシールである。他の実施形態において、シール142は、クワッドリングシールである。
バランスプレート86の外面134は、第1の端面130とシール溝140との間に配置された小径部144を含む。この小径部144の外径は、小径部144が第1の端面130に近づくにつれて減少する。図示の実施形態において、小径部144は、テーパ状である。他の実施形態において、小径部144は、湾曲形状である。
図2を参照して、バランスプレートアセンブリ14の組立てについて説明する。バネ110は、ハウジング84のキャビティ102のバネキャビティ部108に配置される。シールアセンブリ150は、溝122に配置される。図示された実施形態において、シールアセンブリ150は、シール部材(例えば、Oリング)及びシールワッシャを含む。
シール142がバランスプレート86のシール溝140に取付けられた状態で、バランスプレート86の位置決めピン138をハウジング84内の位置決め穴112に整合させる。バランスプレート86は、第1の端面130がバネ110に当接するまで、キャビティ102の中に挿入される。
図1−図11を参照して、流体装置10の作動について説明する。変位アセンブリ16のロータ26は、第1端部面42から第2端部面44まで測定された幅を有する。ロータ26の幅は、リング28の幅より小さく、リング28の幅は、第1端面31から第2端面33まで測定される。ロータ26の幅とリング28の幅との差は、サイドクリアランスと言われる。
従来の流体ポンプ/流体モータにおいてサイドクリアランス量は、従来の流体ポンプ/流体モータの作動に影響を及ぼす。サイドクリアランスが増加すると、流体ポンプ/流体モータの体積効率が低下する。サイドクリアランスが大きいほど、変位アセンブリの回転部材の面から漏れる流体の量が大きくなる。回転部材の面から漏れる流体の量が増加すると、漏れる流体は、流体ポンプ/流体モータの作動に貢献しないので、流体ポンプ/流体モータの体積効率は、低下する。
従来の流体ポンプ/流体モータにおいて、サイドクリアランスの減少は、より高い体積効率をもたらすことになるが、サイドクリアランスの減少は、冷間始動状態(すなわち、サーモショック状態)中に、従来の流体ポンプ/流体モータの機械的焼付きを引起すことになる。冷間始動状態において、流体ポンプ/流体モータの温度は、低い(例えば、大気温度)。一方、流体ポンプ/流体モータへ送られる流体は、より高温(例えば、流体ポンプ/流体モータより約70°F高い)である。流体が流体ポンプ/流体モータの変位アセンブリを通ると、ロータ部材の幅は、リングの幅よりも一時的に大きくなり、これにより、回転部材が変位アセンブリの直に隣接する面の間で固着する。この幅の増大は、回転部材の熱膨張率と対応するリングの熱膨張率との間の差によるものである。
流体装置10のバランスプレートアセンブリ14は、高体積効率を維持しながら従来の流体ポンプ/流体モータの冷間始動の問題に対処する。バランスプレートアセンブリ14のバランスプレート86は、第1位置200と第2位置204との間で軸方向に移動するように構成される。第1位置において、バランスプレート86の第2の端面132は、リング28の第1端面31に接触するように付勢される。図示された実施形態において、バランスプレート86は、バランスプレートアセンブリ14のキャビティ102に流入される流体圧力、及び/又は、バネ110によって、リング28に接触するように付勢され、バネ110は、キャビティ102に配置される。バランスプレート86がリング28に接触し、ハウジング84がリング28に接触したとき、バランスプレート86の第2の端面132は、ハウジング84の第2の軸端90と略同一平面上にある。
図2Aに概略的に示すように、第1位置200において、バランスプレート86は、バランスプレート86の第2の端面132の外側部分でリング28に接触する。図示された実施形態において、バランスプレート86の幅は、バランスプレート86の第2の端面132の内側部分が撓んでロータ26の第1端部面42に接触しないように、バランスプレート86の撓みを最小限に抑える又は除去するようになっている。一実施形態において、バランスプレート86がリング28に接触し、かつ、流体と流体装置10との間の温度差が70°Fより小さいとき、ロータ26の第1端部面42とバランスプレート86の第2の端面132との間に隙間202がある。
流体装置10が作動すると、圧力流体は、流体通路114を通ってキャビティ102に送られ、バランスプレート86の第1の端面131に作用して、バランスプレート86をリング28に接触した状態で保つ。作動中に、バランスプレート86をリング28に接触した状態で保つことによって、変位アセンブリ16は、略一定のサイドクリアランスを有する。
図2Bに概略的に示すように、第2位置204において、バランスプレート86は、バランスプレート86の第2の端面132がハウジング84の第2の軸端90から後退するように、キャビティ102の中に軸方向に移動して、隙間206を形成する。流体と流体装置10との間の始動温度差が冷間始動温度領域(すなわち、流体の温度から流体装置10の温度を減じた温度が約70°Fより大きい)のとき、ロータ26は、リング28の熱膨張率より大きい比率で熱膨張する。その結果、ロータ26の幅は、リング28の幅より大きくなる。ロータ26の幅が広がると、ロータ26の第1端部面42とバランスプレート86の第2の端面132との間のサイドクリアランスが減少する。ロータ26の幅がリング28の幅を上回るとき、ロータ26の第1端部面42は、バランスプレート86の第2の端面132に接触し、バランスプレート86をハウジング84のキャビティ102の中に軸方向に押圧する。キャビティ102の深さは、バランスプレート86の第1の端面130とバランスプレート86の第2の端面132との間の距離より大きい。従って、ロータ26の幅がリング28の幅より大きいとき、ロータ26は、バランスプレート86を押圧して、バランスプレート86の第2の端面132がハウジング84の第2の軸端90に対して後退する。バランスプレート86の第2の端面132がキャビティ102内に後退すると、ロータ26の第1端部面42は、キャビティ102内に入ることができる。これにより、ロータ26の幅がリング28の幅より大きいとしても、変位アセンブリ16のロータ26が、リング28に対して周回及び回転運動できるようにする。
本開示の範囲及び思想から逸脱することなく、当業者には、この開示の様々な改良及び変更が明白となり、この開示の範囲は、ここに記載されて図示された実施形態に不当に限定されないことを理解するべきである。

Claims (20)

  1. 第1端面及び反対側に配置された第2端面を有し、前記第1端面及び前記第2端面を通って延びるボアを形成するリングと
    第1端部面を有し、前記リングの前記ボア内に配置されたロータと、を含み、前記リングと前記ロータとが協働して複数の容積室を形成する変位アセンブリと
    前記変位アセンブリに隣接して配置されたバランスプレートアセンブリと、を備えた流体装置であって、
    前記バランスプレートアセンブリは
    キャビティを形成するハウジングと
    前記キャビティ内に配置され、第1の端面及び反対側に配置された第2の端面を有するバランスプレートと、を含み、
    前記バランスプレートは、前記バランスプレートの前記第2の端面が前記リングの前記第1端面に当接して、前記ロータの前記第1端部面から間隔を置いた第1位置と、前記バランスプレートの前記第2の端面が前記ロータの前記第1端部面に当接して、前記バランスプレートが前記リングから間隔を置いて、前記キャビティ内に後退する第2位置との間を軸方向に移動するように構成されたことを特徴とする流体装置。
  2. 更に、前記変位アセンブリの前記容積室に流体接続する回転可能なバルブ部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
  3. 回転可能な前記バルブ部材は、ディスクバルブタイプのバルブ部材であることを特徴とする請求項2に記載の流体装置。
  4. 前記変位アセンブリは、前記リングの前記ボアの周囲に配置された複数の開口部に回転可能に配置された複数のローラを含むことを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
  5. 前記ハウジングは、該ハウジングから外側に延びるフランジを含むことを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
  6. 前記バランスプレートは、バネによって前記リングに向かって付勢されることを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
  7. 前記バネは、波形のバネであることを特徴とする請求項6に記載の流体装置。
  8. 前記バネは、前記キャビティのくぼんだバネキャビティ部に配置されることを特徴とする請求項6に記載の流体装置。
  9. 前記バランスプレートアセンブリの前記ハウジングは、流体を前記キャビティに送るように構成された流体通路を形成することを特徴とする請求項1に記載の流体装置。
  10. 第1端面及び反対側に配置された第2端面を有し、前記第1端面及び前記第2端面を通って延びるボアを形成するリングと
    前記リングの前記ボア内に配置され、第1端部面及び第2端部面を有するロータと、を含み、前記リングと前記ロータとが協働して複数の容積室を形成する変位アセンブリと
    前記変位アセンブリに隣接するバランスプレートアセンブリと、を備えた流体装置であって、
    前記リングは、第1熱膨張率を有して、第1軸方向に熱膨張するように構成され、
    前記ロータは、第1軸方向に熱膨張するように構成され、前記第1熱膨張率より大きい第2熱膨張率を有して、前記リングより大きい熱膨張率で膨張し、
    前記バランスプレートアセンブリは
    キャビティを形成するハウジングと
    前記キャビティ内に配置され、第1の端面及び反対側に配置された第2の端面を有するバランスプレートと、を含み、
    前記バランスプレートは、該バランスプレートの前記第2の端面が前記リングの前記第1端面に当接する第1位置と、前記バランスプレートの前記第2の端面が前記ロータの前記第1端部面に当接して、前記キャビティ内に後退する第2位置との間を軸方向に移動するように構成され、前記ロータの前記第1端部面は、前記バランスプレートを前記第2位置に移動させることを特徴とする流体装置。
  11. 前記変位アセンブリは、前記リングの前記ボアの周囲に形成された複数の開口部に配置された複数のローラを含むことを特徴とする請求項10に記載の流体装置。
  12. 前記バランスプレートが前記第1位置にあるとき、前記ロータの前記第1端部面と前記バランスプレートの前記第2の端面との間に配置された隙間があることを特徴とする請求項10に記載の流体装置。
  13. 前記バランスプレートは、該バランスプレートの前記第1の端面から外側に延ばされた複数の位置決めピンを含むことを特徴とする請求項10に記載の流体装置。
  14. 前記キャビティは、前記バランスプレートの複数の前記位置決めピンを受入れるように構成された複数の位置決め穴を含むことを特徴とする請求項13に記載の流体装置。
  15. 前記第1の端面と前記第2の端面との間に延びる前記バランスプレートの面は、前記キャビティの壁に対してシールするように構成されたシールを受るシール溝を形成することを特徴とする請求項10に記載の流体装置。
  16. 流体モータの変位アセンブリの熱膨張を補償するための方法であって、
    第1端面及び反対側に配置された第2端面を有し、前記第1端面及び前記第2端面を通って延びるボアを形成するリングと、
    前記リングの前記ボア内に配置さたロータと、を含み、前記リングと前記ロータとが協働して複数の容積室を形成する変位アセンブリと、
    第1の軸端及び反対側に配置され、キャビティを形成する第2の軸端を含むハウジングと、
    前記キャビティ内に配置され、第1の端面及び反対側に配置された第2の端面を有し、該第2の端面が前記リングの前記第1端面に当接する第1位置に配置されたバランスプレートと、を有した流体装置を提供し、
    前記ロータの熱膨張により、前記バランスプレートを前記バランスプレートの前記第2の端面が前記ハウジングの前記キャビティに配置される第2位置に軸方向に移動させる、ことを含むことを特徴とする方法。
  17. 前記流体装置を提供する行程は、第1熱膨張率を有する前記リングと、前記第1熱膨張と異なる第2熱膨張率を有する前記ロータとを提供することを含むことを特徴とする請求項16に記載の流体モータの変位アセンブリの熱膨張を補償するための方法。
  18. 前記バランスプレートを移動させる行程は、前記流体装置と該流体装置内の流体との間の温度差が第1温度値より大きいとき、前記バランスプレートを前記第2位置に移動させることを含むことを特徴とする請求項17に記載の流体モータの変位アセンブリの熱膨張を補償するための方法。
  19. 前記バランスプレートを移動させる行程は、前記流体装置と該流体装置内の流体との間の温度差が華氏70度より大きいとき、前記バランスプレートを前記第2位置に移動することを含むことを特徴とする請求項18に記載の流体モータの変位アセンブリの熱膨張を補償するための方法。
  20. 前記リングは、第1幅を有し、温度差が第1温度値より大きいとき、前記ロータは、前記第1幅より大きい第2幅を有することを特徴とする請求項19に記載の流体モータの変位アセンブリの熱膨張を補償するための方法。
JP2013523296A 2010-08-03 2011-08-03 流体装置用のバランスプレートアセンブリ Active JP5847820B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37031010P 2010-08-03 2010-08-03
US61/370,310 2010-08-03
PCT/US2011/046360 WO2012018878A2 (en) 2010-08-03 2011-08-03 Balance plate assembly for a fluid device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014501866A JP2014501866A (ja) 2014-01-23
JP2014501866A5 JP2014501866A5 (ja) 2014-09-25
JP5847820B2 true JP5847820B2 (ja) 2016-01-27

Family

ID=45556302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013523296A Active JP5847820B2 (ja) 2010-08-03 2011-08-03 流体装置用のバランスプレートアセンブリ

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8821139B2 (ja)
EP (1) EP2601381B1 (ja)
JP (1) JP5847820B2 (ja)
KR (1) KR101716538B1 (ja)
CN (1) CN103384752B (ja)
BR (1) BR112013002657A2 (ja)
CA (1) CA2807402A1 (ja)
MX (1) MX2013001390A (ja)
WO (1) WO2012018878A2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106704172B (zh) * 2016-12-21 2018-08-10 张军 一种自平衡装置及增压输送用双螺杆泵
KR20200108282A (ko) 2017-12-13 2020-09-17 엑스퍼넨셜 테크놀로지스 주식회사 회전식 유체 유동 장치
US11168683B2 (en) * 2019-03-14 2021-11-09 Exponential Technologies, Inc. Pressure balancing system for a fluid pump

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3490383A (en) 1969-01-29 1970-01-20 Koehring Co Hydraulic pump or motor
US3606600A (en) 1969-06-12 1971-09-20 Sundstrand Corp Hydraulic motor
US3687578A (en) * 1970-09-04 1972-08-29 Trw Inc Hydraulic pump motor
US4717320A (en) 1978-05-26 1988-01-05 White Hollis Newcomb Jun Gerotor motor balancing plate
EP0083491A1 (en) * 1981-12-24 1983-07-13 Concentric Pumps Limited Gerotor pumps
US4741681A (en) 1986-05-01 1988-05-03 Bernstrom Marvin L Gerotor motor with valving in gerotor star
US4756676A (en) 1986-05-01 1988-07-12 Eaton Corporation Gerotor motor with valving in gerotor star
DE3861468D1 (de) 1987-01-28 1991-02-14 Eaton Corp Ventil fuer sternmotor mit zwei geschwindigkeiten.
US5017101A (en) 1988-03-29 1991-05-21 Jeffrey White Selectively operated gerotor device
US4976594A (en) 1989-07-14 1990-12-11 Eaton Corporation Gerotor motor and improved pressure balancing therefor
JPH056173U (ja) * 1991-03-14 1993-01-29 トーヨーエイテツク株式会社 オイルポンプ
JP2953100B2 (ja) * 1991-05-29 1999-09-27 トーヨーエイテック株式会社 オイルポンプ及びその製造方法
JP2947030B2 (ja) * 1993-11-10 1999-09-13 松下電器産業株式会社 ベーンロータリ圧縮機
US5466137A (en) 1994-09-15 1995-11-14 Eaton Corporation Roller gerotor device and pressure balancing arrangement therefor
US5516268A (en) 1995-07-25 1996-05-14 Eaton Corporation Valve-in-star motor balancing
US5624248A (en) 1996-02-21 1997-04-29 Eaton Corporation Gerotor motor and improved balancing plate seal therefor
US6074188A (en) * 1998-04-20 2000-06-13 White Hydraulics, Inc. Multi-plate hydraulic motor valve
US6155808A (en) 1998-04-20 2000-12-05 White Hydraulics, Inc. Hydraulic motor plates
US6086345A (en) 1999-02-05 2000-07-11 Eaton Corporation Two-piece balance plate for gerotor motor
US20050063851A1 (en) * 2001-12-13 2005-03-24 Phillips Edward H Gerotor pumps and methods of manufacture therefor
DE102004046934B4 (de) 2004-09-28 2006-06-14 Sauer-Danfoss Aps Hydraulische Maschine
US7322808B2 (en) 2005-05-18 2008-01-29 White Drive Products, Inc. Balancing plate—shuttle ball
US7438542B2 (en) * 2005-12-19 2008-10-21 Dana Automotive Systems Group, Llc. Fluid pump assembly
US7530801B2 (en) 2006-06-15 2009-05-12 Eaton Corporation Bi-directional disc-valve motor and improved valve-seating mechanism therefor
US7695259B2 (en) 2006-09-21 2010-04-13 Eaton Corporation Rotary fluid pressure device with modular multi-speed control mechanism
DE102006061854B4 (de) * 2006-12-21 2009-01-02 N&G Facility Management Gmbh & Co.Kg Fluidmotor mit verbesserter Bremswirkung

Also Published As

Publication number Publication date
CN103384752A (zh) 2013-11-06
JP2014501866A (ja) 2014-01-23
US8821139B2 (en) 2014-09-02
WO2012018878A3 (en) 2013-09-19
KR101716538B1 (ko) 2017-03-27
KR20130096256A (ko) 2013-08-29
BR112013002657A2 (pt) 2016-05-31
MX2013001390A (es) 2013-04-03
EP2601381A2 (en) 2013-06-12
US20120034121A1 (en) 2012-02-09
CN103384752B (zh) 2016-01-06
CA2807402A1 (en) 2012-02-09
WO2012018878A2 (en) 2012-02-09
EP2601381B1 (en) 2018-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150267699A1 (en) Motor-Pump Unit
US9945377B2 (en) Motor-pump unit
JP5917536B2 (ja) 加圧ローラポケットを備えた流体装置
JP5847820B2 (ja) 流体装置用のバランスプレートアセンブリ
CN103228918B (zh) 双出口泵
JP2009156088A (ja) ベーン形圧縮機
US8651843B2 (en) High efficiency fixed displacement vane pump
JP5288184B2 (ja) 回転式流体圧装置およびそれに用いる改良されたパーキングロックアセンブリ
JPH06193549A (ja) モジュラーモータ
JP2013533418A (ja) アキシャルピストン機械
US8677973B2 (en) Thrust plate for an internal combustion engine and method of operating same
BR112017010038B1 (pt) Dispositivo de pressão de fluido rotativo
US7220111B2 (en) Hydraulic pump
EP1857679A1 (en) Vane pump
JP4941851B2 (ja) 双方向ディスクバルブモータ及びそのための改良されたバルブシート機構
US3830599A (en) Rotor and gear assembly for rotary mechanisms
JP4199105B2 (ja) 自動車用エンジンにおける位相可変装置の電磁ブレーキ冷却構造
WO2018108039A1 (zh) 摆线液压马达
EP1605160B1 (en) Reciprocating compressor
BR102013007110A2 (pt) compressor
CN215980399U (zh) 液力涨压锁紧旋转轴结构及传动***
JPH03134280A (ja) 車両用オイルポンプ
JP2014066238A (ja) 流体ポンプ
JP6351566B2 (ja) オイル供給構造
JPS6034789Y2 (ja) ラジアル・ピストン型液体ポンプ・モ−タ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140512

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150430

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151125

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5847820

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250