JPS59222640A - ロ−ラ歯と凹面が嵌合する組合せロ−ラ歯構造 - 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】 本発明は内体部材と外体部材の２つの本体部材から構成
されるローラ歯の組合せに関するものであって、内体部
材は第１の軸線を有し、外体部材７　　　　は内体部材
を囲み且つ第１の軸線に略平行な第２の軸線を有してい
る。第１の軸線と第２の軸線は互いに置き換えられる。

一方の本体部材の軸線は他方の本体部材の軸線の周りを
回転運動できるように構成される。

内体部材には複数の内体ローラ歯が設けられ、それらは
第１の軸線を中心として該軸線の円周方向に配備され該
軸線と略平行に伸びている。内体ローラ歯は全てが略同
−の直径にて円周方向に互いに一定距離をあけて設けら
れ、隣り合うローラ歯どうしの間隔は略等しく形成して
いる。外体部材には複数の外体ローラ歯が設けられ、そ
れらは第２の軸線を中心として該軸線の円周方向に配備
され該軸線と略平行に伸びている。外体ローラ歯は全て
が略同−の直径にて円周方向に互いに一定距離をおいて
設けられ、隣り合うローラ歯どうしの間隔は略等しく形
成している。

一方のローラ歯の歯数の総数は他方のローラ歯の総数よ
り１個だけ少ない。

内体部材には外向きに開口したローラ溝が複数設けられ
該溝に夫々ローラ歯が配備される。外体部材には内向き
に開口したローラ溝が複数設けられ該溝に夫々ローラ歯
が配備される。内体ローラ歯と外体ローラ歯は互いに噛
み合い両者は噛合関係を形成している。

内体部材と外体部材の何れか一方又は両方の本体部材に
は、軸方向に伸びる複数の凹面が夫々隣り合うローラ歯
の間に設けられ、凹面はそれらローラ歯に対して平行に
配備される。少なくとも１つの凹面と他方の本体部材の
少なくとも１つのローラ歯は互いに噛み合うように嵌め
られ両者間に接触嵌合を形成している。噛合関係の拡大
を抑えるために、一方の本体部材の各々のローラ歯の直
径は、他方の本体部材のローラ歯の夫々隣り合う歯間隔
よりも大きくしている。

内体部材と外体部材の組合せと、それらに嵌められるロ
ーラ歯とによって本体部材間に２つの流体チャンバーが
形成される。流体チャンバーの１つは入口チャンバーと
して作用し、他方は出口チャンバーとして作用する。作
動油は回転運動に同期して切換わるバルブ通路によって
チャンバーへ供給されチャンバーを出て行く。

本発明に係る組合せローラ歯構造は流体圧力装置と共に
使用される。流体圧力装置については例えば、本発明者
の米国特許第３．５５２．８９２号、第４．１９８．１
９４号、第３．５４９．２８２号、第３．５９２．２３
３号及び第３．４０５．６０２号に開示されているステ
ータ・ロータ手段を備えるステータ・ロータ機構が例示
される。流体圧力装置は流体モータ、流体ポンプ、流体
トランスミッション、流体サーボモータ及び、／又は他
の関連機器から構成することが出来る。流体圧力装置は
業界に於て通常ステータ・ロータ式オービット（Ｑｒｂ
ｉｔａｌ）機構と呼ばれる装置でも可い。

本発明の内体及び外体ローラ歯の組合せはターニングセ
ンタを用いて「中ぐり加工」によって容易に製作できる
という利点がある。

それ数本発明にあっては歯を創成する必要がなく、それ
数本発明のローラ歯装置は、削り出して製られたロータ
でもなければ、ジェロータ−（ｇｅｒｏｔｏｒ　）でも
ない。

本発明の目的はターニングセンタによって切削できるロ
ーラ歯の組合せを提供することにある。

本発明の他の目的は、削り出しによってロータを作る必
要がないため製造コストを下げることができるという点
にある。

本発明の他の目的は歯の摩擦及び摩耗を少なくすること
にある。

本発明の他の目的は一方の流体チャンバーと他方の流体
チャンバーとの間を流れる流体の洩れを防ぐことにある
。

本発明の他の目的は本体部材の一方又は両方に凹面を設
けることにある。

本発明の他の目的は少な（とも１つの凹面と他方の本体
部材の少なくとも１つのローラ歯を互いに嵌合させ、両
者間に接触嵌合を形成することにある。

本発明の他の目的は一方の複数のローラ歯の各ローラ歯
の直径を他方の複数のローラ歯の隣り合、、　　　　’
ｌ　ｏ　−５歯ｒ、ｉ　（７）夫″′間隔り″大轄す″
にある。

本発明の他の目的は内体ローラ歯と外体ローラ歯との間
の噛合関係が拡がるのを抑えることにある。

本発明の他の目的はローラ溝の直径を該溝に嵌まるロー
ラ歯と略同−に形成し、夫々の溝内でローラ歯が確実に
回転できるようにすることにある。

本発明の他の目的はローラ溝に変形を加えることによっ
て夫々のローラ歯を円周方向に移動可能とすることにあ
る。

本発明の他の目的は円周方向の溝を拡大することにある
。

本発明の他の目的は拡大された円周方向の溝に配備され
流体圧力が加えられると移動するローラ歯を提供するこ
とにある。

本発明は内体ローラ歯と外体ローラ歯の組合せによって
構成される。即ち、本発明は回転軸線を備える回転内体
部材と、該内体部材を囲み且つ回転軸線に略平行な固定
軸線を備える固定外体部材とから構成されており、回転
軸線と固定軸線とは互いに置き換えられ、回転内体部材
は内側で支えられることな（自由に動き、回転軸線の周
囲を回転し且つ固定軸線の周囲を公転するものであって
、回転内体部材には回転軸線を中心として該軸線の円周
方向に設けられた複数のローラ歯が回転軸線と略平行に
伸びており、内体ローラ歯は全てが略同じ直径を有し円
周方向に互いに一定の間隔をあけて配備され隣り合うロ
ーラ歯間の距離を略等しく形成しており、外体部材には
固定軸線を中心として該軸線の円周に設けられた複数の
ローラ歯が固定軸線と略平行に伸びており、外体ローラ
歯は全てが略同じ直径で且つ円周方向に一定の間隔をあ
けて配備されて隣り合うローラ歯間の距離を略等しく形
成しており、一方の複数のローラ歯は他方のローラ歯よ
りも歯の数が１つ少なく形成し、内体部材には内体ロー
ラ歯が夫々嵌まるように外向きに開口した複数のローラ
溝を設け、外体部材には外体ローラ歯が夫々嵌まるよう
に内向きに開口した複数のローラ溝を設け、内体ローラ
歯と外体ローラ歯を対向配備して接触可能な複数の円筒
ローラ歯を形成しており、一方の本体部材には軸方向に
伸びる幾何学的な複数の凹表面を隣り合うローラ歯の間
に平行に夫々配備し、少なくとも１つの幾何学的な凹表
面と他方の本体部材の少なくとも１つのローラ歯は互い
に嵌合して凹凸接触嵌合を形成しており、一方の複数の
ローラ歯の各々の直径は他方の複数のローラ歯の夫々隣
り合うローラ歯の間隔よりも大きくしており、接触可能
な複数の円筒ローラ歯を組合せた凹凸接触嵌合によって
・、回転軸線の周囲を回転し且つ固定軸線の周囲を公転
する回転内体部材の外部を単独で支持している。

第４図に示す如く、本発明のローラ歯の組合せは外体部
材＋１０１と内体部材（１１）とから構成され、外体部
材は第１の軸線ａ２を備え、内体部材は第１の軸線（１
２１に略平行な第２の軸線を備えており、第１の軸線と
第２の軸線は互いに置き換えられる。外体部材αωは固
定され内体部材（１１）は外体部材の中を公転するよう
に配備される。

図示する如く、外体ローラ歯圓が７個、内体ローラ歯ａ
９が６個の歯を有しており、７対６の割合で噛み合って
いる。しかしながら歯の個数を変えて噛み合せることも
できる。内体ローラ歯の総数は外体ローラ歯の総数より
１個だけ少ない。

ローラ歯は一部に開口部を備えるローラ溝に円筒部材を
配備して構成され、円筒部材は開口部から突出してロー
ラ歯を形成する。ローラ部材は第３図に符号αηにて示
されている。外体ローラ歯（１４）のローラ溝は符号（
２４１にて示される。内体ローラ歯０９のローラ溝は符
号（（５）にて示される。ローラ歯は圧延又は旋削によ
って形成することができ、歯の摩耗と歯の摩擦を著しく
減少させるものである。

内体部１ｒ、ｔ　（Ｉｌｌにはトルク伝達ギヤ（１ｅが
設けられ、該ギヤにはユニバーサルシャフトの歯先（図
示せず）が嵌められ内体部材へ及び内体部材からのトル
クを伝達することができる。ユニバーサルシャフトの他
端に設けられた歯先はメインシャフトに連繋しており、
メインシャフトは軸が外体部材（１旬の軸体（１２と回
転中心線が一致するように配備される。メインシャフト
は内体部材（１１）と同期して回転・ｐ する切換え弁に連繋され切換え弁を駆動させる。

外体部材（１０１のローラ歯（１４１は全てが同じ直径
に、内体部材αＤのローラ歯０５）も全てが同じ直径に
形成される。

ローラ歯（１４）α９は互いに同じ大きさであっても或
は一方のローラ歯を他方のローラ歯より大きくしても可
い。内体ローラ歯α９の直径を外体ローラ歯α勾の直径
より小さく形成するのが望ましい。これはトルク伝達ギ
ヤ（１６）に対してより多（の空間とより高い強度を与
えることになる。

外体ローラ歯Ｉは夫々が個々にローラ軸線叫を備えてお
り、ローラ軸線は第１の軸線（１２１を中心としてその
円周方向に互いに略等しい間隔をおいて配備される。同
様に内体ローラ歯（１９は夫々が個々にローラ軸線（１
９１を備えており、ローラ軸線は第２の軸線叩を中心と
してその円周方向に互いに略等しい間隔をおいて配備さ
れる。外体ローラ歯＋ＩＩは内方を、内体ローラ歯は外
方を向いている。

上記から理解されるように、外体ローラ歯圓は全てが円
周方向に互いに一定の間隔をあけて配備され、隣り合う
外体ローラ歯どうしの間隔■は略等しく形成している。

同じ様に内体ローラ歯（１９は全てが円周方向に互いに
一定の間隔をあけて配備され、隣り合う内体ローラ歯（
１５１どうしの間隔圀）は略等しく形成している。

各本体部材（１０）　（１１１のローラ歯の夫々の直径
は、本体部材の隣り合うローラ歯の夫々の間隔より大き
くしている。これはローラ歯どうしの噛合いの拡がりを
抑えるためである。

本発明の外体ローラ歯圓と内体ローラ歯（１ωは、外体
部材＋１０１と内体部材（１１）とを組合せることによ
って２つの流体チャンバーｔ２８＋　（２田を形成して
いる。

流体チャンバー＋２８１　（２９ｊについてはその詳細
を第４図に示している。第４図において外体ローラ歯Ｑ
４１は夫々が符号Ａ乃至Ｇにて示され、内体ローラ歯（
１５１は夫々が符号ＭＳＮ、Ｐ、Ｒ，Ｓ、Ｔにて示され
ている。

第４図のローラ歯の配置は各々の回転サイクルのスター
ト位置を示すものである。スタート位置は内体ローラ歯
と外体ローラ歯とが噛合い関係にあり、内体部材が１回
転（３６０度）する間に４２回の噛合い関係が繰り返さ
れる。この噛合い関係については符号（３０）で図示さ
れている。

２つの流体チャンバー（２８）　（２９）は、内体部−
材α０と外体部材αυの間に設けられる周囲空間によっ
て形成されており、円周方向の２箇所にて分離し互いに
シールされている。第１の分離は２つの歯ＲとＤの嵌合
によって形成される。第２の分離は噛合い関係田によっ
て形成される。流体チャンバー（２８）が入口チャンバ
ーとして流体チャンバー（イ）が出口チャンバーとして
作用する場合、符号ｔ３２）　（３３）＋３４］で示さ
れる整流通路が供給側として、符号＋３６１Ｇ力（３８
）で示される整流通路が排出側としての働きを行なう。

符号（（５）で示される整流通路は閉じている。本発明
に係るローラの組合せを上記の条件にてモータとして作
動させると、内体部材（１１）は加圧流体によってその
軸線０粉の周りを反時計方向に回転し、同時に軸線α３
）が外体部材（１０）の軸線（１２）の周囲を時計方向
に公転する。

本発明に係る内体部材（１１）には、軸方向に伸びる複
数の凹面を夫々の内体ローラ歯の間に互いに平行に配備
している。同じ様に外体部材（１０）には軸方向に伸び
る複数の凹面を夫々の外体ローラ歯（１４Ｊの間に互い
に平行に配備している。凹面（イ）は外体部材の凹面を
示し、凹面（２１）は内体部材の凹面を示している。両
方の凹面ともにその輪郭を図示している。

各々の凹面は円筒面の軸方向に伸びる部分から構成され
、ターニングセンタを備えた標準の旋盤を用いて本体部
材中に容易に形成することができる。凹面は全て幾何学
的な表面を有している。第４図に於て、内体部材（１１
）の少なくとも１つの凹面と外体部材００）の少な（と
も１つのローラ歯（１Φ、例えば歯Ａとは互いに噛み合
って接触嵌合＠を形成している。同様な接触嵌合面は外
体ローラ歯Ｇについても形成される。外体部材叫の少な
（とも１つの凹面■と内体部材α℃の少なくとも１つの
ローラ歯（１９は互いに噛み合って接触嵌合Ｃ１１）を
形成している。

夫々の接触嵌合（イ）ｔｌ　（３１１によって噛合い関
係にある２つの流体チャンバー（２８１＠はシールされ
て分離している。

即ち、噛合い関係（１３１には３つのローラ歯のグルー
プが含まれており、該グループは隣り合う２つの外体ロ
ーラ歯Ａ、Ｇに１つの内体ローラ歯Ｍを介在して構成さ
れる。３つのローラ歯から成るグループに加えて、隣り
合う対のローラ歯が複数存在する。隣り合う対のローラ
歯はＮＢ、ＰＣｌＲＤ、ＳＥ及びＴＦで示される。接触
嵌合（至）＠０１）によって外体ローラ歯Ｂ、Ｃ，Ｄ、
Ｅ、Ｆに関して内体ローラ歯Ｎ１Ｐ、Ｒ，ＳＳＴを支持
している。接触嵌合によって支持されるため隣り合う対
のローラ歯どうしは良好なシール状態が得られる。

接触嵌合］副υは複数の隣り合う対のローラ歯間のシー
ル効果を上げるほかにも、作動して本体部材＋１０）　
Ｉｌｌを互いに支持しつつ公転する。

第１図、第２図及び第４図−において、外体部材＋１０
＋内のローラ溝（至）の直径はそこに嵌まるローラ歯（
１０の直径と略等しい。

同じ様に内体部材（１１）のローラ溝（２）の直径はそ
こに嵌まるローラ歯（１ωの直径と略等しい。何れの場
合も溝とローラ歯とは回転可能に嵌められる。

第５図は内体部材と外体部材の組合せを部分的に拡大し
て示す図であって、内体部材の円周方向に設けられた溝
は拡げられている。拡げられた円周方向の溝に嵌められ
るローラ歯は円周方向を自由に動き外体部材のすぐ隣り
の歯と接触できるようにしている。拡げられたローラ歯
は、軽く削ることによって半径中心（４１）で示される
ようにそれに嵌まるローラ歯よりも大きい径に形成する
ことができる。しかし、拡げられた溝の中央底部は、そ
れに嵌まるローラ歯の半径寸法を回転可能に嵌められる
ローラ歯の半径と同じ寸法に形成する。

ローラ歯は圧力流体による力が加えられると円周方向に
動きやすいため、溝底部の曲率によってローラ歯と該ロ
ーラ歯に隣接する外体ローラ歯とを緊密にシールする。

この拡げられた溝は半径オフセット溝とも称される。

第６図は第５図と同じく内体部材と外体部材の組合せで
あって、拡げられた溝の他の実施例を示している。この
実施例は溝の両側部に対して円周方向に軽（削ることに
よって形成され、２つの中心（４りを円周方向に備えて
いる。しかし乍ら、この拡大された溝の中央底部はそれ
に嵌まるローラ歯の半径寸法を回転可能に嵌められるロ
ーラ歯の半径と同じ寸法に形成する。この実施例の拡大
された溝は円周オフセット溝とも称される。

両方の拡大された溝に於て、それに嵌まるローラ歯に対
して圧力流体による力が作用するとローラ歯は他方の本
体部材のすぐ隣りの歯と緊密に１灰まる。このため流体
の洩れは一層少ない。

第５図と第６図に於て、拡大された円周方向の溝とそれ
に嵌まるローラ歯との側部空間の公差はｆ４１Ａで示さ
れている。この側部空間公差は中ぐり加工の製造公差に
応じて変更することもできる。実際面に於て、側部空間
の公差は１０００分の２インチ（０，０５１ｒｒｒｍ　
）程度或はその数分の１程度と小さく、溝に嵌まるロー
ラ歯は他方の本体部材のすぐ隣りのローラ歯と自由に接
触することができる。

第５図と第６図は、内体部材（１１）の円周方向に設け
、られた拡大溝の一部を示している。拡大された円周方
向の溝を外体部材ａ〔にも設けることができるのは勿論
である。

円周方向の拡大溝を設ける目的は、一方の流体チャンバ
ーから噛合っている他方の流体チャンバーへと流体が洩
れて流れない構造を補うことにある。流体圧力下に於て
は、拡大された溝内のローラ歯は溝を移動してすぐ隣り
の外体ローラ歯と接触し流体シール効果が追加される。

本発明に係る拡げられた円周方向の溝に於て、中央の底
部はそれに嵌まるローラ歯の半径寸法を回転可能に嵌め
られるローラ歯の半径と同じ寸法に形成する。この構造
によってローラ歯は半径方向にて確実に支持され、一方
円周方向にも移動できるため緊密な流体シール効果をも
たらすことが１できる。

外体部材（１０）は四角形状であるこ゛とが望ましく板
状の棒材から切断した平坦な板から中ぐり加工にて作る
ことができる。同様に、内体部材（１１）は丸棒、２　
　　から切断した平坦な円板から中ぐり加工にて作るこ
とができる。本体部材とローラ歯は摩耗寿命を向上させ
るために熱処理によって硬くすることが望ましい。２つ
の流体チャンバー＠ｔ２’ｊ）は、本体部材ｆｌＯ）　
［１１）の両端部に於て、四角形の外体部材（１０）と
同じ大きさに作られた仕切板（図示しない）によって囲
まれている。一方の仕切側板には流体通路（３２）乃至
□□□）が設けられ、固定した弁板を形成している。

他方の仕切り側板は端部を形成している。第１図と第４
図に於て、仕切り側板と四角形の外側部祠叫には取付は
孔（４３）が設けられ、鎖孔を介しボルト或はキャップ
ネジを挿入して両者を固定し組立てる。流量はローラ歯
の軸方向の幅によって決められる。

本発明の望ましい実施例については具体性をもって記載
されているが、これらはただ単に例示的に記載されたに
過ぎず、構造、部品の組合せ及び配列において本発明の
精神と範囲を逸脱することなく種々の変形を行なうこと
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る外体部材のローラ歯間の凹面を示
した線図であって、円は、外体部材に設けられた溝に夫
々嵌められた円筒ローラを表わしており、外体ローラ歯
の歯と歯の間には仕切り側板、即ち四角形の弁板に設け
られたバルブ通路が図示されている。 第２図は本発明に係る内体部材のローラ歯間の凹面を示
した線図である。 第３図は円筒ローラの斜面図である。 第４図は外体部材と内体部材を組合せた図であってバル
ブ通路については線の重複と交錯を避けるために示して
いない。 第５図は本発明に係る内体部材と外体部材の組合せを夫
々拡大して示す図であって、内体部材は円周方向に拡げ
られた溝を備えている。 第６図は拡げられた溝の他の実施例を示した第５図と同
じ内体部材と外体部材の組合せの拡大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　回転軸線を備える回転内体部材と、該内体部材を囲
   み且つ回転軸線に略平行な固定軸線を備える固定外体部
   材とから構成されており、回転軸線と固定軸線とは互い
   に置き換えられ、回転内体部材は内側で支えられること
   なく自由に動いて回転軸線の周囲を回転し且つ固定軸線
   の周囲を公転できるようになし、回転内体部材には回転
   軸線を中心にした円周方向に設けられて該軸線に略平行
   に伸びる複数の内体ローラ歯を備えており、内体ローラ
   歯は全てが略同じ直径を有し円周方向に互いに一定の間
   隔をあけて配備され隣り合うローラ歯間の距離を略等し
   く形成しており、外体部材には固定軸線を中心にした円
   周方向に設けられて該軸線に略平行に伸びる複数の外体
   ローラ歯を備えており、外体ローラ歯は全てが略同じ直
   径を有し円周方向に互いに一定の間隔をあけて配備され
   隣り合うローラ歯間の距離を略等しく形成しており、一
   方の複数のローラ歯は他方の複数のローラ歯よりも歯数
   を１つ少なく形成し、内体部材には内体ローラ歯が夫々
   嵌まる複数のローラ溝を外向きに開口し、外体部材には
   外体ローラ歯が夫々嵌まる複数のローラ溝を内向きに開
   口し、内体ローラ歯と外体ローラ歯を対向配備して接触
   可能な複数の円筒ロー゛う歯を形成しており、一方の本
   体部材には隣り合うローラ歯の間に軸方向に伸びる幾何
   学的な複数の凹面をローラ歯と平行に設け、少なくとも
   １つの幾何学的な凹面と他方の本体部材のローラ歯の少
   なくとも１つが相互に嵌合して凹凸接触嵌合を形成して
   おり、一方の複数ローラ歯の各々は他方の複数ローラ歯
   の夫々隣り合うローラ歯の間隔よりも直径を大きくして
   おり、接触可能な複数の円筒ローラ歯を組合せた凹凸接
   触嵌合によって回転内体部材の外部を単独で支持し、回
   転軸線の周囲を回転し且つ固定軸線の周囲を公転するこ
   とのできる内体ローラ歯と外体ローラ歯の組合せ構造。 ■　一方の本体部材の全てのローラ溝は拡げられて半径
   方向に中心がずれた溝に形成され、拡げられた溝内のロ
   ーラ歯は自由に円周方向を移動して他方の本体部材のす
   ぐ隣りの歯と接触することができる特許請求の範囲第１
   項に記載の構造。 ■　一方の本体部材の全てのローラ溝は拡げられて円周
   方向に中心がずれた溝に形成され、拡げられた溝内のロ
   ーラ歯は自由に円周方向を移動して他方の本体部材のす
   ぐ隣りの歯と接触することができる特許請求の範囲第１
   項に記載の構造。