WO2007129403A1 - 回転型流体機械 - Google Patents

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WO2007129403A1
WO2007129403A1 PCT/JP2006/309305 JP2006309305W WO2007129403A1 WO 2007129403 A1 WO2007129403 A1 WO 2007129403A1 JP 2006309305 W JP2006309305 W JP 2006309305W WO 2007129403 A1 WO2007129403 A1 WO 2007129403A1
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WO
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fluid
partition member
rotor
annular
working chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/309305
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toshio Okamura
Original Assignee
Okamura Yugen Kaisha
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 Okamura Yugen Kaisha filed Critical Okamura Yugen Kaisha
Priority to JP2008514346A priority Critical patent/JP5147134B2/ja
Priority to PCT/JP2006/309305 priority patent/WO2007129403A1/ja
Priority to TW096114966A priority patent/TW200811370A/zh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3568—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member with axially movable vanes

Definitions

  • an annular working chamber is constituted by an annular wall portion on at least one side of a rotor in an axial direction of a rotating shaft and an annular groove formed in a housing, and the annular working chamber is mounted on a housing.
  • the present invention relates to a rotary fluid machine in which a reciprocating partition member and an arc-shaped partition member formed on a rotor are partitioned to move the forward / backward partition member in a direction parallel to the axis of the rotary shaft.
  • volumetric fluid machines fluid pressure pumps, fluid pressure motors
  • rotary fluid machines that use volume changes due to the rotation of the rotor have a relatively simple structure.
  • the rotor is equipped with multiple vanes, and the rotor is equipped with multiple partition members that appear in the radial direction.
  • the structure of the rotor and its attached mechanism is complicated.
  • the rotor is rotatably accommodated in a rotor accommodating chamber having a circular cross section in the housing, and the rotating shaft is composed of the housing and the rotor.
  • An annular working chamber is formed outside the outer periphery of the rotor in the rotor accommodating chamber through the central portion and rotating integrally with the rotor.
  • a first partition member is mounted on the outer side of the annular working chamber of the housing so as to be movable in a direction orthogonal to the axis of the rotating shaft (radial direction), and a panel member for biasing the first partition member toward the rotor is mounted.
  • the first partition member abuts on the inner peripheral surface of the annular working chamber (the outer peripheral surface of the rotor) to partition the annular working chamber.
  • a mountain-shaped second partition member (pressure receiving protrusion or pressure protrusion) is formed on the outer peripheral portion of the rotor, and this second partition member is the outer peripheral surface of the rotor accommodating chamber (inner peripheral surface of the nosing). )
  • the second partition member that rotates together with the rotor contacts the first partition member, moves the first partition member radially outward, moves away from the annular working chamber, and passes.
  • the housing has a fluid introduction port formed in the vicinity of the leading side of the rotor rotation direction with respect to the first partition member, and the rotor rotation direction trailing with respect to the first partition member.
  • a fluid outlet port is formed near the side.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-108981
  • the first partition member is configured to abut against the inner peripheral surface of the annular working chamber (the outer peripheral surface of the rotor), the curvature of the outer peripheral surface of the rotor is not constant, so that the tip of the first partition member is connected to the rotor Since it is difficult to make surface contact with the outer peripheral surface, it is difficult to secure a sealing performance for partitioning fluid tightly, durability is lowered, and it cannot be applied to a high-pressure fluid. If the tip of the first partition member has a rotatable structure, it can be brought into almost surface contact, but the structure becomes complicated. Also, since a single fluid machine cannot be configured with a set of annular working chambers, the manufacturing cost becomes high, which makes it difficult to reduce the size or increase the capacity because of a lack of design freedom.
  • An object of the present invention is to provide a rotary fluid machine capable of simplifying, downsizing, or increasing the capacity of a structure, and to effectively use a space on at least one side of a rotor in an axial direction to make a ring
  • a rotary fluid machine capable of forming a working chamber providing a rotary fluid machine capable of fluid-tight sealing of sliding parts by surface contact,
  • These include providing a rotary fluid machine that can be used for a body pressurizing mechanism or a fluid pressure receiving mechanism, and providing a rotary fluid machine that has a remarkably high degree of freedom in design.
  • the present invention includes a housing, a rotor accommodated in the housing so as to be relatively rotatable, and a rotating shaft that passes through the central portion of the housing and the rotor and rotates integrally with the rotor.
  • a rotary fluid machine operable as a fluid pressure pump that pressurizes or a fluid pressure motor that rotationally drives a rotor with fluid pressure, an annular wall portion on at least one side of the rotor in the axial direction of the rotating shaft, and an annular wall portion
  • An annular working chamber composed of an annular groove formed in the housing so as to face the housing, an advancing position that is movably mounted in the housing in a direction parallel to the axis of the rotation shaft, and partitions the annular working chamber; Formed in the rotor, at least one reciprocating partition member movable to a retracted position retracted from the working chamber, urging means for urging the reciprocating cutting member toward the advanced position, and At least one arcuate partition member that transversely partitions
  • this rotary fluid machine When this rotary fluid machine is a fluid pressure motor, a pressurized fluid is introduced from the fluid introduction port, the rotor and the rotating shaft are driven to rotate, and the zero pressure or low pressure fluid is discharged from the fluid outlet port. Is done.
  • this rotary fluid machine is a fluid pressure pump, non-pressurized (or pressurized) fluid is introduced from the fluid introduction port and pressurized in the annular working chamber, and the pressurized fluid is fluidized. Derived from the derived port.
  • the annular working chamber includes an annular wall portion on at least one side of the rotor in the axial direction of the rotation shaft, and an annular groove formed in the housing so as to face the annular wall portion.
  • the chamber is partitioned by at least one reciprocating partition member mounted on the housing, and is partitioned by at least one arc-shaped partition member formed on the rotor.
  • the reciprocating member and the arc-shaped partitioning member desirably partition the annular working chamber in a fluid-tight manner, but may have a structure in which fluid leakage occurs.
  • the diameter (full height or full width) of the rotary fluid machine can be reduced and compact.
  • the capacity of the fluid machine can be secured by increasing the radial width of the annular working chamber without increasing the width of the annular working chamber in the axial direction. It can be configured compactly and the manufacturing cost can be reduced.
  • the reciprocating partition member By forming the width of the annular working chamber in the axial center direction to an appropriate size, the reciprocating partition member can be kept in an appropriate size and the reciprocating partition member can be made high! You can move forward and backward with sex. Since the sliding part where the reciprocating partition member contacts the rotor and the sliding part which contacts the housing, the arc-shaped partition member and the sliding part which contacts the housing can have a surface contact structure, It is possible to ensure the reliability and durability of the structure in which the sliding portion is sealed fluid-tight or almost fluid-tight.
  • Two sets of fluid machines are configured by arranging annular working chambers on both sides of the rotor, or a plurality of sets of fluid machines by arranging a plurality of concentric annular working chambers on one or both sides of the rotor. This makes it possible to realize a fluid machine having a very high degree of design freedom.
  • the following configuration can be adopted.
  • the annular working chamber is provided on both sides of the rotor in the axial direction of the rotating shaft, and a reciprocating partition member, an urging means, an arc-shaped partition member, and a fluid introduction port corresponding to each annular working chamber And a fluid outlet port.
  • the biasing means includes a gas spring.
  • An engagement guide mechanism is provided that restricts the reciprocating partition member from moving in the circumferential direction while allowing the reciprocating partition member to move forward and backward.
  • a tip sliding surface capable of fluid-tight contact with a surface portion of the annular wall surface of the rotor perpendicular to the axis of the rotating shaft at the rotor-side tip portion of the reciprocating partition member, and an arcuate partition member
  • the first and second inclined sliding surfaces are formed in fluid-tight contact with the first and second inclined surfaces, respectively.
  • the reciprocating partition member has an inner circumferential arc surface and an outer circumferential arc surface that can make fluid contact with a part of the inner circumferential surface and a part of the outer circumferential surface of the annular working chamber, respectively.
  • the arc-shaped partition member has an inner peripheral sliding surface and an outer peripheral sliding surface that can come into fluid-tight contact with the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the annular working chamber, respectively.
  • the tip of the arcuate partitioning member between the first and second inclined surfaces, the tip of the housing-side tip, most of the rear end of the annular groove of the housing can be in fluid-tight contact with the annular annular wall surface. Form a sliding surface.
  • a plurality of the annular working chambers that are concentric with the axis of the rotating shaft are formed of a rotor and a housing, and correspond to each of the annular working chambers.
  • a return partition member, one or a plurality of arc-shaped partition members, and a fluid introduction port and a fluid discharge port corresponding to each return partition member are provided.
  • a plurality of the annular working chambers concentric with the axis of the rotating shaft are formed on both sides of the rotor by a rotor and a housing, and each of the annular working chambers corresponds to each of the annular working chambers.
  • a return partition member, one or a plurality of arc-shaped partition members, and a fluid introduction port and a fluid discharge port corresponding to each return partition member are provided.
  • a plurality of direction switching valve means configured as a rotary fluid pressure motor, each switching a plurality of fluid passages for supplying pressurized fluid to a plurality of fluid introduction ports, and the direction switching valves.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rotary fluid machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the rotary fluid machine (sectional view taken along line II-II in FIG. 3).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of the main part of the housing.
  • FIG. 5 is a front view of the rotor.
  • FIG. 6 is a perspective view of a main part of the rotor.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 2 (where the reciprocating partition member is advanced).
  • FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 7 when the reciprocating partition member is in the retracted position.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX—IX in FIG.
  • FIG. 10 is an operation explanatory view showing a state where the first inclined surface of the arc-shaped partition member and the first inclined sliding surface of the reciprocating partition member are in surface contact with each other.
  • FIG. 11 is an operation explanatory view showing a state where the tip sliding surface of the arc partition member and the tip sliding surface of the reciprocating partition member are in surface contact with each other.
  • FIG. 12 is an operation explanatory view showing a state where the second inclined surface of the arc-shaped partition member and the second inclined sliding surface of the reciprocating partition member are in surface contact with each other.
  • FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 2 of the rotary fluid machine of the first modification.
  • FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 3 of the rotary fluid machine of the second modification.
  • FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 7 of the rotary fluid machine of the third modification.
  • FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 2 of a main part of the rotary fluid machine of the fourth modification.
  • FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 2 of a main part of the rotary fluid machine of the fifth modification.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a reciprocating partition member of Modification 6.
  • FIG. 19 is a perspective view of an arc-shaped partition member according to Modification 7.
  • FIG. 20 is a view corresponding to FIG.
  • FIG. 21 is a view corresponding to FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the rotary fluid machine shown in FIG. 21 (corresponding to the cross section taken along line XXII—XXII in FIG. 20).
  • FIG. 23 is a configuration diagram of a hydraulic multi-stage transmission according to Modification 9.
  • the rotary fluid machine of the present invention is a positive displacement fluid machine.
  • the annular working chamber has an annular wall portion on at least one side of the rotor in the axial direction of the rotary shaft. It is composed of an annular groove formed in the housing so as to face the annular wall, and at least one reciprocating partition member is mounted on the housing so as to be movable in a direction parallel to the axis of the rotary shaft, thereby operating in an annular manner.
  • the reciprocating partition member is urged toward the advancing position by the urging means, and at least divides the annular working chamber transversely.
  • One arc-shaped partition member is formed on the rotor.
  • axial center “axial direction”, “radial direction”, and “circumferential direction” are the axial center C and axial center of the rotating shaft 4 (or the housing 2 or the rotor 3 or the annular working chamber 5). It means direction, radial direction, and circumferential direction (see Fig. 1 and Fig. 2).
  • the rotary fluid machine 1 is composed of a rotor, a uzing 2, a rotor 3, a rotating shaft 4, an annular working chamber 5, a pair of reciprocating partition members 6, and a pair of attachments. It has a biasing mechanism 7, a pair of arc-shaped partition members 8, a pair of fluid introduction ports 9, and a pair of fluid outlet ports 10.
  • the fluid machine 1 can operate as a fluid pressure pump (hydraulic pressure pump, gas pressure pump) that pressurizes fluid or a fluid pressure motor (hydraulic motor, air motor) that rotates the port 3 with fluid pressure.
  • the housing 2 has first and second housing members 20 and 21 that face each other in the axial direction.
  • a pair of reciprocating partition members 6 and a pair of urging mechanisms 7 are mounted, and a pair of fluid introduction ports 9 and a pair of fluid outlet ports 10 are formed.
  • Shaft holes 20a and 21a are formed at the center of the first and second housing members 20 and 21, and bearings 22 and 23 are fitted into the shaft holes 20a and 21a in an internally fitted manner.
  • annular groove 20b that opens toward the second housing member 21 is formed in the first housing member 20 concentrically with the shaft hole 20a.
  • This annular groove 20b has a rectangular shape in a half section in a plane passing through the axis C.
  • a circular recess 21b that opens toward the first housing member 20 is formed concentrically with the shaft hole 21a and slightly larger in diameter than the annular groove 20b.
  • the outer peripheral wall portion 20 c of the first housing member 20 and the outer peripheral wall portion 21 c of the second housing member 21 are coupled via a seal member 24.
  • the first and second housing members 20, 21 are fixed by, for example, a plurality of tie bolts (not shown) penetrating the outer peripheral wall portions 20c, 21c.
  • the rear end of the annular groove 20b of the first housing member 20 is an annular wall surface 20d, and the circular wall surface 21d of the rear end of the circular recess 21b of the second housing member 21 is orthogonal to the axis C. It is formed on a flat surface.
  • the axial widths of the first and second housing members 20 and 21 are almost the same, and the axial widths of the annular groove 20b and the circular recess 21b are substantially the same, and the first and second housing members 20 and 20 are the same.
  • the annular groove 20b is formed, for example, in a radial direction portion having a radius of about 5Z10 to 8Z10 from the center of the first housing member 20.
  • the rotor 3 is accommodated in the housing 2 so as to be relatively rotatable.
  • the rotor 3 has a disc portion 25, and a pair of arc-shaped partition members 8 are formed so as to protrude from the disc portion 25 toward the first housing member 20.
  • the disc portion 25 is rotatably accommodated in the circular recess 21b of the second housing member 21, and is in contact with the end surface of the first housing member 20 other than the annular groove 20b so as to be freely slidable. Yes.
  • a shaft hole 25a and a key groove 25b are formed at the center of the disc portion 25.
  • Arrows A and B indicate the rotation direction (forward rotation direction) of the rotor 3.
  • the rotation shaft 4 passes through the central portions of the housing 2 and the rotor 3 and rotates integrally with the rotor 3.
  • the rotary shaft 4 is fitted into the shaft holes 20a and 21a of the first and second housing members 20 and 21 through bearings 22 and 23 and is rotatably supported.
  • the key member 30 is fitted into the shaft hole 25a of the disk portion 25 and the key groove 4a formed in the portion of the rotating shaft 4 that is fitted into the shaft hole 25a and the key groove 25b of the disk portion 25.
  • the rotating shaft 4 is prevented from being detached from the housing 2 and the rotor 3 by a pair of ring members 31 that are fitted on both ends of the rotating shaft 4 in the axial direction of the housing 2.
  • the annular working chamber 5 has an annular wall portion 3a (arc-shaped) on one side (first housing member 20 side) of the rotor 3 in the axial direction.
  • Partition member 8 including first and second inclined surfaces 8e and 8f) and an annular groove 20b formed in housing 2 so as to face annular wall portion 3a.
  • the space between the first housing member 20 and the rotor 3 is sealed with an annular seal member 35 from the annular working chamber 5 to the inner peripheral side, and the first housing member 20 and rotor are disposed on the outer peripheral side from the annular working chamber 5.
  • 3 is sealed with a substantially annular sealing member 36.
  • the pair of reciprocating partition members 6 is movable in the housing 2 in a direction parallel to the axis C and centered on the axis C. It is mounted at a rotationally symmetric position.
  • Each reciprocating partition member 6 is movable between an advanced position (see FIGS. 7 and 9) for partitioning the annular working chamber 5 and a retracted position (see FIG. 8) retracted from the annular working chamber 5.
  • Each reciprocating partition member 6 includes an inner circumferential arc surface 6a in fluid-tight surface contact with a part of the inner circumferential surface of the annular working chamber 5 (the inner circumferential wall surface of the annular groove 20b), and the annular working chamber 5
  • An outer peripheral circular arc surface 6b in fluid contact with a part of the outer peripheral surface (the outer peripheral wall surface of the annular groove 20b), a pair of side surfaces 6c that are provided at a distance of about 15 degrees in the circumferential direction and perpendicular to the circumferential direction, It has a tip sliding surface 6d.
  • the pair of side surfaces 6 c is located on a plane passing through the axis C! /.
  • the length of the reciprocating partition member 6 in the axial direction is, for example, substantially the same as the width of the first housing member 20 in the axial direction.
  • the reciprocating partition member 6 is formed as a cup-shaped cross-section member having a recess opening to the opposite side of the rotor 3.
  • each reciprocating partition member 6 is connected to a surface portion 3al of the annular wall surface 3a of the rotor 3 perpendicular to the axis C and a tip sliding surface 8d of the arcuate partition member 8.
  • the first sliding surface 6d which can make fluid-tight surface contact
  • the first and second inclined sliding surfaces 6e which can make fluid-tight surface contact with the first and second inclined surfaces 8e, 8f of the arcuate partition member 8, respectively. 6f is formed.
  • the first housing member 20 has a pair of mounting holes 20e through which the reciprocating partition members 6 are mounted substantially fluid tightly.
  • a reciprocating partition member 6 is fitted into each mounting hole 20e so as to be slidable in a direction parallel to the axis C.
  • a ring-shaped seal member 45 provides a fluid tight seal between the reciprocating partition member 6 and the first housing member 20. Is sealed.
  • the reciprocating partition member 6 is always mounted in the mounting hole 20e, and when the reciprocating partition member 6 is in the retracted position, about half of the reciprocating partition member 6 moves from the mounting hole 20e to the opposite side of the rotor 3.
  • the mounting hole 20e determines the advanced position and the retracted position of the reciprocating partition member 6.
  • An engagement plan mechanism 40 that restricts the movement in the circumferential direction while allowing the forward and backward movement over the distance is configured.
  • each urging mechanism 7 urges the pair of reciprocating partition members 6 toward the advanced positions.
  • Each urging mechanism 7 includes a pair of compression coil panels 50.
  • a panel receiving member 51 for receiving the compression coil panel 50 is provided in the first housing member 20, and an annular flange portion 51a of the panel receiving member 51 is a first one. 1 It is fixed to the housing member 20.
  • the pair of compression coil panels 50 are arranged at different positions in the radial direction, and are mounted in a compressed state between the reciprocating partition member 6 and the spring receiving member 51.
  • the pair of compression coil springs 50 is configured to generate an elastic force larger than the axial fluid force acting on the reciprocating partition member 6 even when the reciprocating partition member 6 is in the advanced position. Yes.
  • each arcuate partition member 8 rotates about the axis C on the rotor 3. Formed in symmetrical positions, each arcuate partition member 8 partitions the annular working chamber 5 in a fluid-tight manner across the annular working chamber 5.
  • Each arc partition member 8 is formed, for example, so as to protrude from the disk portion 25 of the rotor 3 toward the first housing member 20 over about 85 degrees in the circumferential direction, and can freely rotate and slide in the annular groove 20b. Is engaged.
  • Each arc-shaped partition member 8 includes an inner peripheral sliding surface 8a and an outer peripheral sliding surface 8b that can be fluid-contacted with the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the annular working chamber 5, respectively,
  • the first inclined surface 8e formed on the side portion and capable of driving the reciprocating partition member 6 to the retracted position, and the rotor rotational direction formed on the trailing side portion of the reciprocating partition member 6 is restored from the retracted position to the advanced position.
  • It has a second inclined surface 8f that allows return and a tip sliding surface 8d between the first and second inclined surfaces 8e, 8f.
  • the tip sliding surface 8d is formed on the housing-side tip portion of the arc-shaped partition member 8 so as to be in fluid-tight surface contact with the annular wall surface 20d at the back end of the annular groove 20b of the first housing member 20.
  • the tip sliding surface 8d is formed, for example, in an area portion of about 5 degrees in the circumferential direction, in parallel with a plane perpendicular to the axis C, and a radial line segment 8dl hypothesized at both ends of the tip sliding surface 8d. , 8d2 is on the plane passing through the axis C.
  • the first inclined surface 8e is formed, for example, in a region of about 45 degrees in the circumferential direction, and the first inclined surface 8e is inclined in the circumferential direction with respect to a plane orthogonal to the axis C (annular as the trailing side is). (Inclined so as to approach the wall 20d).
  • a radial line segment 8el hypothesized at the end of the first inclined surface 8e on the reading side is on a plane passing through the axis C. For this reason, the circumferential inclination angle of the first inclined surface 8e increases linearly from the outer peripheral side toward the inner peripheral side.
  • the average inclination angle in the circumferential direction of the first inclined surface 8e is, for example, about 20 degrees.
  • the first inclined sliding surface 6e of the reciprocating partition member 6 is formed as an inclined sliding surface that is slightly twisted so as to come into surface contact with the first inclined surface 8e. Note that the region of about 45 degrees is merely an example, and is not limited to about 45 degrees.
  • the inclination angle (about 20 degrees) is only an example and is not limited to about 20 degrees.
  • the second inclined surface 8f is formed, for example, in a region portion of about 35 degrees in the circumferential direction.
  • the second inclined surface 8f is inclined in the circumferential direction with respect to a plane orthogonal to the axis C (on the trailing side). It is formed so as to be separated from the annular wall 20d.
  • a radial line segment 8fl assumed at the trailing end of the second inclined surface 8f is on a plane passing through the axis C. Therefore, the circumferential inclination angle of the second inclined surface 8f increases linearly from the outer peripheral side toward the inner peripheral side.
  • the average inclination angle in the circumferential direction of the second inclined surface 8f is, for example, about 25 degrees.
  • the second inclined sliding surface 6f of the reciprocating partition member 6 is formed as an inclined sliding surface that is slightly twisted so as to come into surface contact with the second inclined surface 8f.
  • the region of about 35 degrees is merely an example, and the present invention is not limited to this.
  • the tilt angle (about 25 degrees) is only an example and is not limited to about 20 degrees.
  • All the radial line segments formed by intersecting an arbitrary plane in which the first and second inclined surfaces 8e, 8f are orthogonal to the circumferential direction (through the axis C) are on the plane orthogonal to the axis C. It is in.
  • Radial line segment 8d It is desirable that the portions of the radial line segments 8e 1 and 8fl, which are desired to be formed in a curved shape instead of a folded surface, are formed in a curved shape instead of a folded surface.
  • the pair of fluid introduction ports 9 is formed in the vicinity of the leading side in the rotor rotational direction with respect to the pair of reciprocating partition members 6 in the housing 2.
  • the pair of fluid outlet ports 10 are formed in the vicinity of the reciprocating partition member of the housing 2 in the vicinity of the trailing side on the rotor rotation direction.
  • the fluid introduction port 9 and the fluid outlet port 10 are formed in communication with the annular working chamber 5 on the outer peripheral wall portion 20c of the first housing member 20, and a fluid introduction pipe (not shown) is connected to each fluid introduction port 9.
  • a fluid outlet pipe (not shown) is connected to each fluid outlet port 10! Speak.
  • the housing 2, the rotor 3, the rotating shaft 4, the pair of reciprocating partition members 6 and the like include various steel materials, spheroidal graphite pig iron, pig iron, stainless steel, aluminum, aluminum alloy, synthetic resin, FRP
  • the annular working chamber 5 includes an annular wall portion 3a on one side of the rotor 3 in the axial direction of the rotating shaft 4, and an annular groove 20b formed in the housing 2 so as to face the annular wall portion 3a.
  • the annular working chamber 5 is partitioned by a pair of reciprocating partition members 6 and partitioned by a pair of arc-shaped partition members 8.
  • the inner peripheral circular arc surface 6a and the outer peripheral circular arc surface 6b of the pair of reciprocating partition members 6 are in fluid-tight surface contact with a part of the inner peripheral surface and a part of the outer peripheral surface of the annular working chamber 5, respectively.
  • the pair of reciprocating partition members 6 are movable in the direction parallel to the axis C along the advance position and the retract position, and the inner peripheral sliding surface 8a of the pair of arc-shaped partition members 8 and A pair of arc-shaped partition members 8 together with the rotor 3 and the rotary shaft 4 are formed on the shaft center C while the outer peripheral sliding surfaces 8b are in fluid-tight contact with the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the annular working chamber 5, respectively. It can rotate freely.
  • the tip sliding surfaces 6d of the pair of reciprocating partition members 6 at the advanced position are basically the annular wall portions of the rotor 3.
  • the surface portion 3al of the rotating shaft 4 perpendicular to the axis C of the rotating shaft 4 is fluid-tightly in contact with the surface 3al, and the tip sliding surface 8d of the pair of arcuate partition members 8 is formed in the annular groove 20b of the housing 2.
  • Surface contact in fluid tight contact with the wall 20d Maintain the state.
  • a slightly different state is obtained.
  • each reciprocating partition member 6 is moved to the first inclined surface 8e of the arcuate partition member 8. Then, the tip sliding surface 8d and the second inclined surface 8f are sequentially contacted, moved to the advanced position force retracted position, and returned to the advanced position again after passing the arcuate partition member 8.
  • the arcuate partition member is in a state where the tip sliding surface 6d of the reciprocating partition member 6 at the advanced position is in surface contact with the surface portion 3al of the annular wall 3a of the port 3.
  • the first inclined surface 8e of the first inclined surface 8e comes into surface contact with the first inclined sliding surface 6e of the reciprocating partition member 6 as shown in the solid line in FIG.
  • the reciprocating partition member 6 is driven toward the retracted position by 8e. At this time, the volume of the space between the reciprocating partition member 6 and the arcuate partition member 8 is reduced to zero.
  • the second inclined sliding surface 6f of the reciprocating partition member 6 biased toward the advanced position by the biasing mechanism 7 is an arc-shaped partition member 8
  • the reciprocating partition member 6 moves back to the advanced position while being in surface contact with the second inclined surface 8f, and then, as shown by a chain line in FIG. 12, the tip sliding of the reciprocating partition member 6 at the advanced position is reached.
  • the moving surface 6d comes into surface contact with the surface portion 3al of the annular wall 3a of the rotor 3, and the passage of the arc-shaped partition member 8 is completed.
  • the volume of the space between the reciprocating partition member 6 and the arcuate partition member 8 increases by zero force.
  • the annular working chamber 5 is partitioned into a pair of working compartments 5a by a pair of reciprocating partition members 6, and the rotor rotation direction of each working compartment 5a
  • a fluid introduction port 9 communicates with the trailing side end portion
  • a fluid outlet port 10 communicates with the rotor rotation direction leading side end portion of each working partition chamber 5a.
  • the rotary shaft 4 is rotationally driven by a rotational drive means (not shown) such as an electric motor. Then, the pair of arc-shaped partition members 8 rotate together with the rotor 3, and the fluid (liquid or gas) force introduced from the fluid introduction port 9 into the pair of volume expansion spaces 5al by these arc-shaped partition members 8 The fluid is pressurized in the pair of volume contraction spaces 5a2 and discharged from the pair of fluid outlet ports 10.
  • a rotational drive means such as an electric motor
  • the rotary fluid machine 1 when used as a fluid pressure motor (hydraulic motor or air motor), it is added from the pair of fluid introduction ports 10 to the pair of volume expansion spaces 5a 1 of the annular working chamber 5.
  • Pressurized fluid pressurized oil, pressurized air
  • the fluid pressure of these pressurized fluids acts on the pair of circular partition members 8 to generate rotational torque, and a pair of circular partition members Together with 8, the motor 3 is driven to rotate.
  • Sa is the rectangular cross-sectional area of the annular working chamber 5 (one-sided cross-sectional area in the plane passing through the axis C)
  • P is the fluid pressure
  • R is the axial force
  • the radius to the annular working chamber 5 It is.
  • the first and second inclined surfaces 8e and 8f of the arcuate partition member 8 are formed at equal inclination angles (first and second inclined surfaces). 8e and 8f are formed symmetrically in the circumferential direction with respect to the tip sliding surface 6d), and from the forward operation mode in which fluid pressure is supplied to the fluid introduction port 9 and fluid is discharged from the fluid outlet port 10, By switching to the reverse operation mode in which fluid pressure is supplied to the outlet port 10 and fluid is discharged from the fluid inlet port 9, the rotational direction of the fluid pressure motor can be reversed.
  • the first and second inclined sliding surfaces 6e and 6f formed at the front end of the reciprocating partition member 6 are not essential, and in the case of a fluid machine having a low fluid pressure, the first and second The inclined sliding surfaces 6e and 6f may be omitted, and the tip sliding surface 6d may be formed in a partial cylindrical surface shape.
  • one annular working chamber 5 is formed on one side of the rotor 3.
  • Rotary fluid machine 1 consists of housing 2, rotor 3, rotating shaft 4, annular working chamber 5, one pair of forward / backward partition members 6, one pair of urging mechanisms 7, one pair of arcuate partitions
  • the structure of the rotary fluid machine 1 is significantly simpler than that of the conventional rotary fluid machine.It has a simple structure with 8 members, a pair of fluid inlet ports 9, and a pair of fluid outlet ports 10. can do.
  • the rotary fluid machine 1 employs a structure in which the annular working chamber 5 disposed on at least one side of the rotor 3 in the axial direction is partitioned by the reciprocating partition member 6 and the arc-shaped partition member 8.
  • the structure of the fluid machine 1 can be simplified.
  • the reciprocating partition member 6 is restrained in the proper size by moving the reciprocating partition member 6 in an appropriate size. 6 can move forward and backward with high responsiveness.
  • the sliding part where the reciprocating partition member 6 contacts the rotor 3 and the sliding part where the first housing 20 contacts, and the sliding part where the arcuate partition member 8 contacts the first housing 20 are in surface contact structure. Therefore, it is possible to ensure the reliability and durability of the structure in which the sliding portion is sealed fluid-tight or almost fluid-tight.
  • Two sets of fluid machines are configured by arranging the annular working chambers 5 on both sides of the rotor 3, or a plurality of concentric annular working chambers 5 are arranged on one or both sides of the rotor 3, respectively.
  • a fluid machine having a very high degree of design freedom can be realized.
  • This rotary fluid machine 1 can be used as a fluid pressure pump for various applications, capacity and discharge pressure. Further, it can be applied as a fluid pressure motor having various uses, capacities and fluid pressures.
  • a reciprocating partition member 6, an urging mechanism 7, an arc-shaped partition member 8, a fluid introduction port 9, and a fluid outlet port 10 are provided. ing. In a large rotary fluid machine, it is possible to provide more than two sets of reciprocating partition member 6, biasing mechanism 7, arc-shaped cutting member 8, fluid inlet port 9, and fluid outlet port 10.
  • annular working chambers 5 are provided on both sides of the rotor 3B in the axial direction of the rotating shaft 4, and reciprocating partitions corresponding to the respective annular working chambers 5 are provided.
  • a member 6, an urging mechanism 7, an arc-shaped partition member 8, a fluid introduction port 9, and a fluid outlet port 10 are provided.
  • This rotary fluid machine 1B is suitable for a large fluid machine. However, it can also be applied to small fluid machines.
  • the housing 2B has a pair of housing members 20B opposed to each other in the axial direction, and these outer peripheral wall portions are fixed by a plurality of tie bolts with a seal member 24B interposed therebetween.
  • the rotary shaft 4 is connected to the rotor 3B so as not to rotate relative to the rotor 3B.
  • the rotary shaft 4 is rotatably supported at the center of a pair of housing members 20B via a bearing 22B.
  • the space between the housing member 20B and the rotor 3 is sealed by an annular seal member 35B on the inner peripheral side from each annular working chamber 5, and the housing member 20B and the rotor 3 are placed on the outer peripheral side from each annular working chamber 5.
  • the gap is sealed with a substantially annular sealing member 36B.
  • the reciprocating partition member 6, the urging mechanism 7, the arc-shaped partition member 8, the fluid introduction port 9, and the fluid outlet port 10 corresponding to each annular working chamber 5 may be provided. Multiple groups may be installed. However, when multiple sets of them are provided, the fluctuation range of the rotational torque load is minimized as much as possible in the fluid pressure pump, and the fluctuation width of the output rotational torque is minimized as much as possible in the fluid pressure motor. In addition, it is desirable to select an arrangement position in the circumferential direction.
  • the urging mechanism 7C includes a gas spring 60 that operates with a compressed gas G (for example, compressed nitrogen gas). Of this gas spring 60 Most of the compressed gas storage chamber 61 is formed in the wall portion of the housing 2C.
  • a compressed gas G for example, compressed nitrogen gas
  • the reciprocating partition member 6C has a cup-shaped cross section, and is mounted in a mounting hole 20e formed in the first housing member 20C so as to be slidable in a direction parallel to the axial center. Is fluid tightly sealed.
  • annular groove 20f concentric with the annular working chamber 5 is formed on the inner peripheral side portion of the first housing member 20C with respect to the annular working chamber 5, and the outer surface force opposite to the rotor 3 is also concentric with the annular working chamber 5.
  • An annular housing chamber 64 that is hermetically closed by welding the annular lid member 63 and forms most of the compressed gas housing chamber 61 is formed.
  • a cover member 65 is disposed on the opposite side of the mounting hole 20e from the rotor 3 so as to allow the reciprocating partition member 6 to move forward and backward, and the annular flange portion 65a of the force bar member 65 serves as the first housing.
  • the member 20C is airtightly fixed to the mounting hole 20e and a part of the outer portion of the annular lid member 63.
  • a communication hole 63a is formed in a part of the annular lid member 63.
  • the communication hole 63a allows communication between the annular storage chamber 64 and the internal space of the cover member 65, and the reciprocating partition member 6C stores compressed gas.
  • the chamber 61 is configured to receive the gas pressure of the compressed gas. That is, the compressed gas storage chamber 61 is composed of an annular storage chamber 64, a cover member 65, and a reciprocating partition member 6. The gas pressure in the compressed gas storage chamber 61 causes the reciprocating partition member 6C to move to the advanced position. Is urged towards.
  • the gas pressure of the gas spring 60 increases, so the compressed gas storage chamber 61 may be connected to a small accumulator. Further, the reciprocating partition member 6 may be urged by the output rod of the gas spring, which may be formed outside the wall portion of the housing 2C of the compressed gas storage chamber 61 of the gas spring 60.
  • a biasing means for biasing the forward / backward partition member 6C toward the advanced position it is connected to various elastic members such as a plate panel, a dish panel, a synthetic resin foam, an air cylinder, and an accumulator.
  • Various fluid pressure urging means such as a hydraulic cylinder can be applied.
  • the engagement guide mechanism 40D force is parallel to the axial center formed on the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the annular groove 20b of the first housing member 20D.
  • Engagement grooves 70 and 71 extending, and a reciprocating partition member is slidably engaged with the engaging grooves 70 and 71 with the radially inner end and the radially outer end of the reciprocating partition member 6D. It is constructed so that it does not move in the circumferential direction even when fluid pressure is applied while allowing forward and backward movement over the 6D advance position and retreat position.
  • the tip sliding surface 6d, the first inclined sliding surface 6e, and the second inclined sliding surface 6f of the reciprocating partition member 6F are solidly lubricated with metal or nonmetal. Seal members 80 to 82 having excellent properties may be mounted.
  • the inner and outer sliding surfaces 8a and 8b and the tip sliding surface 8d of the arc-shaped partition member 8 are made solid or non-metallic solid lubricity. Wear a superior seal member 85-87.
  • annular working chambers 5H1, 5H2 that are concentric with the axis of the rotary shaft 4, respectively, on both sides in the axial direction of the rotor 3H Is formed by the rotor 3H and the housing 2H, and the annular working chambers 5H1 on the left and right sides in FIG. 22 are formed symmetrically with respect to the rotor 3H, but they may be formed asymmetrically.
  • the annular working chambers 5H 2 on the left and right sides may be formed asymmetrically with respect to the force formed symmetrically with respect to the rotor 3H.
  • the cross-sectional shape on one side in the plane including the axis of the rotating shaft 4 of the annular working chambers 5H1, 5H2 is the same, but the cross-sectional shape and cross-sectional area may be different. Good.
  • the fluid introduction ports 9a and 9b and the fluid outlet ports 10a and 10b corresponding to the reciprocating partition members 6H1 and 6H2 are provided with force.
  • the housing 2H has a pair of housing members 20H opposed in the axial direction, and these outer peripheral wall portions are fixed by a plurality of tie bolts with a seal member 24 interposed therebetween.
  • the rotary shaft 4 is connected to the rotor 3H so as not to rotate relative to the rotor 3H, and the rotary shaft 4 is rotatably supported at the center of a pair of housing members 20H via a bearing 22! RU
  • Each housing member 20H and the rotor 3H are sealed with an annular seal member 90 on the inner circumferential side from the annular working chamber 5H1, and are annularly arranged on the outer circumferential side from the annular working chamber 5H1 and on the inner circumferential side from each annular working chamber 5H2. Sealed by a seal member 91 and sealed by a substantially annular seal member 92 on the outer peripheral side from the annular working chamber 5H2.
  • the two reciprocating partition members 6H1, the two arc-shaped partition members 8H1, the two reciprocating partition members 6H2, and the two arc-shaped partition members 8H2 are provided at positions that differ by 180 degrees in the rotational direction. ing.
  • the reciprocating partition member 6H1 is offset by 90 degrees toward the trailing side with respect to the reciprocating partition member 6H2, and the arc-shaped partition member 8H1 is relative to the arc-shaped partition member 8H2. It is 90 ° off the trailing side.
  • a fluid introduction port 9a and a fluid outlet port 10a corresponding to the annular working chamber 5H1 are formed on the side wall portion of each housing member 20H facing the annular working chamber 5H1, and an annular wall is formed on the outer peripheral wall portion of each housing member 20H.
  • a fluid introduction port 9b and a fluid outlet port 10b corresponding to the working chamber 5H2 are formed.
  • Multiple sets of 10b may be provided.
  • the fluid pressurizing mechanism or the fluid pressure receiving mechanism can be configured by effectively utilizing the space on both sides of the axis of the rotor 3H. It is extremely advantageous in terms of size and size reduction, and when used as a fluid pressure pump, multiple annular working chamber forces can be generated and used as a fluid pressure motor. In this case, by switching the supply of fluid pressure to a plurality of annular working chambers, it is possible to generate a plurality of rotation speeds and Z or output torque.
  • two concentric annular working chambers are formed on both sides of the rotor 3H in the axial direction, but three or more sets of fluids including three or more annular working chambers are formed.
  • a pressurizing mechanism or a fluid pressure receiving mechanism may be formed.
  • a fluid pressurizing mechanism or a fluid pressure receiving mechanism including a plurality of concentric annular working chambers may be provided only on one side of the rotor 3H in the axial direction.
  • a hydraulic multi-stage transmission 100 shown in FIG. 23 includes a rotary hydraulic motor 1M having the same structure as the rotary fluid machine 1H shown in FIGS. 20 to 22, and a rotary fluid machine 1B shown in FIG. It has a hydraulic pump 1P with the same structure, fluid passages 101 and 102, four electromagnetic directional control valves 103, etc.
  • the rotating shaft 4P of the hydraulic pump 1P is connected to the output shaft 104a of the internal combustion engine 104, and the hydraulic pump 1P is driven by the internal combustion engine 104, and pressurized oil is discharged from the hydraulic pump 1P. Is supplied to the hydraulic motor 1M through the fluid passages 101 and 102.
  • the fluid outlet port of the hydraulic pump 1P is connected to the fluid passage 101, and is connected to the four fluid introduction ports 9a and 9b of the hydraulic motor 1M.
  • Each of the fluid passages 102 is provided with a three-port electromagnetic directional switching valve 103.
  • An oil tank 105 is provided to supply hydraulic oil to the hydraulic pump 1P and to hydraulic oil 1M from the hydraulic motor 1M.
  • Each electromagnetic directional control valve 103 hydraulically pressurizes the pressurized oil in the fluid passage 102. It is configured to selectively switch between the pressurized oil supply position for supplying to the motor 1M and the hydraulic oil supply position for supplying the hydraulic oil in the oil tank 105 to the hydraulic motor 1M. It is electrically connected to a control unit 107 that controls the four electromagnetic directional control valves 103 based on a command from the operation unit 106.
  • the control unit 107 can selectively switch the four electromagnetic directional control valves 103 to the pressurized oil supply position.
  • the rotational speed and output torque of the rotating shaft 4M of the hydraulic motor 1M can be switched in a plurality of ways.
  • four electromagnetic directional control valves 103 are selectively By switching to the pressurized oil supply position, it is possible to switch between the first gear to the eighth gear.
  • “Left side” and “Right side” in Table 1 indicate “left side” and “right side” in the fluid machine 1H shown in FIG.
  • the rotational speed of the rotating shaft 4M gradually increases from the first gear to the eighth gear, and the output torque decreases.
  • the first gear to the fourth gear are decelerated (rotary shaft 4M is slower than the output shaft 104a), and the fifth gear is also the eighth gear is increased (rotary shaft than the output shaft 104a). It is also possible to set so that 4M is fast).
  • the rotational speed of the internal combustion engine 104 increases, the discharge amount from the hydraulic pump 1P increases, and when the load on the hydraulic motor 1M increases, the hydraulic pressure of the pressurized oil increases.
  • the hydraulic pump 1P and the hydraulic motor 1M can be integrally configured integrally, and the electromagnetic direction switching valve 103 and the fluid passages 101, 102 can be three-dimensionally incorporated therein.
  • the hydraulic motor 1M in addition to the rotary fluid machine 1H, one in which a plurality of annular working chambers are formed only on one side in the axial direction of the rotor 3F, or the rotary fluid machine 1B in FIG. 14 can be applied.
  • the hydraulic pump 1P the above-described various rotary fluid machines 1, 1A to LF can be applied.
  • various existing pumps can be used as the hydraulic pump 1P.
  • Control unit 1 By selectively switching a plurality of electromagnetic directional control valves 103 via 07, it is possible to switch between one of the rotational speed of the rotating shaft 4 and the torque output from the rotating shaft 4. .
  • the hydraulic multi-stage transmission 100 can be applied to multi-stage transmissions of various vehicles, and can be applied to multi-stage transmissions of various industrial machines other than vehicles.
  • the rotary fluid machine 1 of the present invention is a fluid machine having various uses, capacities, discharge pressures or fluid pressures, and includes a liquid pressurizing pump, a gas pressurizing pump, a hydraulic motor, an air motor, a fluid (special It can be applied to a measuring instrument that distributes liquid in a fixed amount.

Landscapes

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Abstract

　回転型流体機械において、環状作動室（５）が、回転軸（４）の軸心方向におけるロータ（３）の片側の環状壁部（３ａ）と、この環状壁部（３ａ）に臨むようにハウジング（２）に形成された環状溝（２０ｂ）とで構成され、往復動仕切り部材（６）が、ハウジングに回転軸の軸心と平行方向へ移動自在に装着されて、環状作動室を仕切る進出位置と環状作動室から退いた退入位置とに移動自在であり、この往復動仕切り部材が付勢機構（７）により進出位置の方へ付勢され、環状作動室を横断的に仕切る円弧形仕切り部材（８）がロータに形成されている。

Description

明 細 書
回転型流体機械
技術分野
[0001] 本発明は、回転軸の軸心方向におけるロータの少なくとも片側の環状壁部とハウジ ングに形成された環状溝とで環状作動室を構成し、この環状作動室をハウジング〖こ 装着された往復動仕切り部材とロータに形成された円弧形仕切り部材とで仕切り、往 復動仕切り部材を回転軸の軸心と平行方向へ進退移動させるようにした回転型流体 機械に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、種々の複雑な構造の容積型の流体機械 (流体圧ポンプ、流体圧モータ）が 実用化されている。そのうち、ロータの回転による容積変化を利用した回転型流体機 械は比較的構造が簡単である力 ロータに複数のベーンを装着したものや、ロータに 半径方向に出没する複数の仕切り部材を装着した流体機械では、ロータとその付属 機構の構造が複雑ィヒする。
[0003] そこで、本願発明者が提案した回転型流体機械 (特許文献 1参照)では、ハウジン グ内の円形断面のロータ収容室にロータが回転自在に収容され、回転軸がハウジン グとロータの中心部を貫通してロータと一体的に回転し、ロータ収容室のうちロータの 外周の外側に環状作動室が形成されて 、る。ハウジングのうち環状作動室より外側 に、第 1仕切り部材が回転軸の軸心直交方向（径方向）へ移動自在に装着され、第 1 仕切り部材をロータの方へ付勢するパネ部材が装着され、この第 1仕切り部材が環 状作動室の内周面（ロータの外周面）に当接して環状作動室を仕切っている。
[0004] ロータの外周部には山形の第 2仕切り部材 (受圧突部又は加圧突部）がー体形成 され、この第 2仕切り部材がロータ収容室の外周面 (ノヽウジングの内周面）に当接して 環状作動室を仕切っている。ロータと共に回転する第 2仕切り部材が、第 1仕切り部 材に接触して第 1仕切り部材を径方向外側へ移動させ環状作動室外へ退けて通過 する。ハウジングには、第 1仕切り部材に対してロータ回転方向リーディング側近傍部 に流体導入ポートが形成され、第 1仕切り部材に対してロータ回転方向トレーリング 側近傍部に流体導出ポートが形成されている。
[0005] 特許文献 1 :特開平 6— 108981号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 従来の容積型の種々の回転型流体機械では、一般に構造が複雑になり製作コスト が高価になる。特許文献 1の回転型流体機械では、ロータより外周側の空間を活用 してロータの外周の外側に環状作動室が形成される。そのため、ロータに対する軸心 方向の側方の空間を有効活用して環状作動室を形成することができないため、また 、ハウジンのうち環状作動室より外周側部位に第 1仕切り部材とバネ部材が装着され るため、流体機械の直径 (全高及び全幅）が大きくなつて大型化し、製造コストも高価 になる。
[0007] 環状作動室の半径方向の幅を拡大すると、第 1仕切り部材の進退移動量が大きく なるため、第 1仕切り部材の往復動作の応答性を確保しにくくなり、装置も大型化す る。そこで、第 1仕切り部材の進退移動量を適正範囲に内に抑えて、環状作動室の 軸心方向の幅を拡大すると、大きな容積の環状作動室を構成できる力 ロータが大 型化し、ロータ内のデッドスペースが大きくなる。
[0008] 第 1仕切り部材は環状作動室の内周面（ロータの外周面）に当接する構成であるが 、ロータの外周面の曲率は一定でないため、第 1仕切り部材の先端部をロータの外 周面に面接触させることが難しぐ線接触になり易いため、流体密に仕切るシール性 能を確保することが困難であり、耐久性も低下し、高圧の流体に適用できなくなる。尚 、第 1仕切り部材の先端部を回転可能な構造にすれば、ほぼ面接触させることができ るが、構造が複雑化する。し力も、 1台の流体機械に 1組の環状作動室し力構成でき ないため、設計の自由度に乏しぐ小型化又は大容量化することが難しぐ製作コスト が高価になる。
[0009] 本発明の目的は、構造を簡単化、小型化又は大容量化することのできる回転型流 体機械を提供すること、軸心方向におけるロータの少なくとも片側の空間を有効利用 して環状作動室を形成可能な回転型流体機械を提供すること、摺動部を面接触で 流体密にシール可能な回転型流体機械を提供すること、 1つのロータを複数組の流 体加圧機構又は流体圧受圧機構に活用可能な回転型流体機械を提供すること、設 計の自由度が著しく高い回転型流体機械を提供すること、などである。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明は、ハウジングと、ハウジング内に相対回転可能に収容されたロータと、この ハウジングとロータの中心部を貫通してロータと一体的に回転する回転軸とを備え、 流体を加圧する流体圧ポンプ又は流体圧でロータを回転駆動する流体圧モータとし て作動可能な回転型流体機械において、前記回転軸の軸心方向におけるロータの 少なくとも片側の環状壁部と、この環状壁部に臨むように前記ハウジングに形成され た環状溝とで構成された環状作動室と、前記ハウジングに回転軸の軸心と平行方向 へ移動自在に装着され、前記環状作動室を仕切る進出位置と、環状作動室から退 いた退入位置とに移動自在の少なくとも 1つの往復動仕切り部材と、前記往復動仕 切り部材を進出位置の方へ付勢する付勢手段と、前記ロータに形成されて環状作動 室を横断的に仕切る少なくとも 1つの円弧形仕切り部材であって、少なくとも、ロータ 回転方向リーディング側部分に形成され往復動仕切り部材を退入位置へ駆動可能 な第 1傾斜面と、ロータ回転方向トレーリング側部分に形成され往復動仕切り部材の 退入位置力 進出位置への復帰を許容する第 2傾斜面とを有する少なくとも 1つの円 弧形仕切り部材と、前記ハウジングのうちの往復動仕切り部材に対してロータ回転方 向リーディング側近傍部に形成され環状作動室に流体を導入する為の流体導入ポ ートと、前記ハウジングのうちの往復動仕切り部材に対してロータ回転方向トレーリン グ側近傍部に形成され環状作動室から流体を導出する為の流体導出ポートとを備え たことを特徴とするものである。
発明の効果
[0011] 次に、上記回転型流体機械の作用、効果について説明する。
この回転型流体機械が流体圧モータである場合には、流体導入ポートから加圧流 体が導入されてロータと回転軸が回転駆動され、ゼロ圧又は低圧になった流体は流 体導出ポートから排出される。この回転型流体機械が流体圧ポンプである場合には 、流体導入ポートから非加圧状態 (又は加圧状態)の流体が導入されて環状作動室 内で加圧され、その加圧流体が流体導出ポートから導出される。 [0012] 環状作動室は、回転軸の軸心方向におけるロータの少なくとも片側の環状壁部と、こ の環状壁部に臨むようにハウジングに形成された環状溝とで構成され、この環状作 動室が、ハウジングに装着された少なくとも 1つの往復動仕切り部材で仕切られ、且 つ、ロータに形成された少なくとも 1つの円弧形仕切り部材で仕切られる。往復動仕 切り部材と円弧形仕切り部材は、環状作動室を流体密に仕切ることが望ましいが、流 体のリークが生じるような構造でもよ 、。
[0013] 往復動仕切り部材が進出位置にある状態で、ロータと共に回転する円弧形仕切り部 材が往復動仕切り部材に達すると、往復動仕切り部材が、円弧形仕切り部材の第 1, 第 2傾斜面に順に接触して、進出位置から退入位置へ移動し、円弧形仕切り部材の 通過後に退入位置から進出位置へ復帰する。
[0014] この回転型流体機械によれば、軸心方向におけるロータの少なくとも片側に配置し た環状作動室を往復動仕切り部材と円弧形仕切り部材とで仕切る構造を採用したの で、流体機械の構造を簡単ィ匕することができる。
[0015] 往復動仕切り部材と付勢手段を環状作動室より外周側に突出させる必要がないの で、回転型流体機械の直径 (全高又は全幅)を小さくしてコンパクトィ匕することができ る。環状作動室の軸心方向の幅をあまり大きくせずに、環状作動室の半径方向の幅 を大きくすることにより、流体機械の容量を確保することができるため、回転型流体機 械を全体的にコンパクトに構成でき、製作コストを低減できる。
[0016] 環状作動室の軸心方向の幅を適正な大きさに形成することにより、往復動仕切り部 材の進退移動量を適正な大きさに抑えて、往復動仕切り部材を高! ヽ応答性でもって 進退移動させることができる。往復動仕切り部材がロータと接触する摺動部およびノヽ ウジングと接触する摺動部と、円弧形仕切り部材カ 、ウジングと接触する摺動部を面 接触の構造にすることができるので、上記の摺動部を流体密又はほぼ流体密にシ一 ルする構造の信頼性、耐久性を確保することができる。
[0017] ロータの両側に環状作動室を配置して 2組の流体機械を構成したり、ロータの片側 又は両側に、夫々、同心円状の複数の環状作動室を配置して複数組の流体機械を 構成したりすることができるため、非常に高い設計の自由度を有する流体機械を実現 することでさる。 [0018] 本発明の従属請求項の構成として、次の構成を採用可能である。
(1)前記回転軸の軸心方向におけるロータの両側に前記環状作動室を設け、各環 状作動室に対応する往復動仕切り部材と、付勢手段と、円弧状仕切り部材と、流体 導入ポートと、流体導出ポートとを設ける。
(2)前記付勢手段が、ガススプリングからなる。
(3)前記ガススプリングの圧縮ガス収容室の大部分をハウジングの壁部内に形成す る。
[0019] (4)前記往復動仕切り部材の進出位置と退入位置とに亙る進退移動を許容しながら 周方向に移動しな 、ように規制する係合案内機構を設ける。
(5)前記往復動仕切り部材のロータ側先端部分に、ロータの環状壁面のうち回転軸 の軸心と直交する面部分に流体密に面接触可能な先端摺動面と、円弧状仕切り部 材の第 1,第 2傾斜面に流体密に夫々面接触可能な第 1,第 2傾斜摺動面とを形成 する。
[0020] (6)前記往復動仕切り部材は、環状作動室の内周面の一部と外周面の一部に流体 密に夫々面接触可能な内周円弧面と外周円弧面を有する。
(7)前記円弧形仕切り部材は、環状作動室の内周面と外周面に流体密に夫々面接 触可能な内周摺動面と外周摺動面を有する。
(8)前記円弧形仕切り部材の第 1,第 2傾斜面の間におけるハウジング側先端部分 に、ハウジングの環状溝の奥端の大部分が環状の環状壁面に流体密に面接触可能 な先端摺動面を形成する。
[0021] (9)前記ロータの少なくとも片側に、回転軸の軸心と同心状の複数の前記環状作動 室がロータとハウジングとで形成され、各環状作動室に夫々対応する、 1又は複数の 復動仕切り部材と、 1又は複数の円弧形仕切り部材と、各復動仕切り部材に対応する 流体導入ポート及び流体導出ポートとを設ける。
[0022] (10)前記ロータの両側に、回転軸の軸心と同心状の複数の前記環状作動室がロー タとハウジングとで形成され、各環状作動室に夫々対応する、 1又は複数の復動仕切 り部材と、 1又は複数の円弧形仕切り部材と、各復動仕切り部材に対応する流体導入 ポート及び流体導出ポートとを設ける。 [0023] (11)回転型流体圧モータとして構成され、複数の流体導入ポートに加圧流体を夫 々供給する為の複数の流体通路を夫々切り換える複数の方向切換弁手段と、それら 方向切換弁手段を制御する制御手段を設け、前記制御手段を介して複数の方向切 換弁手段を選択的に切り換えることにより、回転軸の回転速度と、回転軸力 出力さ れるトルクの少なくとも一方を複数とおりに切り換えるように構成する。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]本発明の実施例に係る回転型流体機械の斜視図である。
[図 2]回転型流体機械の縦断面図（図 3の II II線断面図）である。
[図 3]図 2の III III線断面図である。
[図 4]ハウジングの要部の斜視図である。
[図 5]ロータの正面図である。
[図 6]ロータの要部の斜視図である。
[図 7]図 2の VII— VII線断面図（往復動仕切り部材が進出位置)である。
[図 8]往復動仕切り部材が退入位置のときの図 7相当図である。
[図 9]図 7の IX— IX線断面図である。
[図 10]円弧形仕切り部材の第 1傾斜面と往復動仕切り部材の第 1傾斜摺動面が面接 触した状態を示す作動説明図である。
[図 11]円弧形仕切り部材の先端摺動面と往復動仕切り部材の先端摺動面が面接触 した状態を示す作動説明図である。
[図 12]円弧形仕切り部材の第 2傾斜面と往復動仕切り部材の第 2傾斜摺動面が面接 触した状態を示す作動説明図である。
[図 13]変更例 1の回転型流体機械の図 2相当図である。
[図 14]変更例 2の回転型流体機械の図 3相当図である。
[図 15]変更例 3の回転型流体機械の図 7相当図である。
[図 16]変更例 4の回転型流体機械の要部の図 2相当図である。
[図 17]変更例 5の回転型流体機械の要部の図 2相当図である。
[図 18]変更例 6の往復動仕切り部材の断面図である。
[図 19]変更例 7の円弧形仕切り部材の斜視図である。 [図 20]変更例 8の回転型流体機械の図 2相当図である。
[図 21]変更例 8の回転型流体機械の図 5相当図である。
[図 22]図 21に示す回転型流体機械の断面図（図 20の XXII— XXII線断面相当図）で ある。
[図 23]変更例 9の油圧式多段変速機の構成図である。
符号の説明
1, 1A〜： LH 回転型流体機械
2, 2B〜2H ハウジング
3, 3B, 3G, 3F, 3H ロータ
3a 環状壁部
4, 4M 回転軸
5, 5H1, 5H2 環状作動室
6, 6C, 6D, 6E, 6F, 6H1, 6H2 往復動仕切り部材
6a 内周円弧面
6b 外周円弧面
6d 先端摺動面
6e 第 1傾斜摺動面
6f 第 2傾斜摺動面
7, 7C 付勢機構
8, 8G, 8H1, 8H2 円弧形仕切り部材
8a 内周摺動面
8b 外周摺動面
8d 先端摺動面
8f 第 1傾斜面
8e 第 2傾斜面
9, 9a, 9b 流体導入ポート
10, 10a, 10b 流体導出ポート
20b 環状溝 40, 40D 係合案内機構
60 ガススプリング
61 圧縮ガス収容室
101, 102 流体通路
103 電磁方向切換え弁
107 制御ユニット
発明を実施するための最良の形態
[0026] 本発明の回転型流体機械は容積型の流体機械であり、この回転型流体機械にお いては、環状作動室が、回転軸の軸心方向におけるロータの少なくとも片側の環状 壁部と、環状壁部に臨むようにハウジングに形成された環状溝とで構成され、少なく とも 1つの往復動仕切り部材が、ハウジングに回転軸の軸心と平行方向へ移動自在 に装着されて、環状作動室を仕切る進出位置と環状作動室力 退いた退入位置とに 移動自在であり、この往復動仕切り部材が付勢手段により進出位置の方へ付勢され 、環状作動室を横断的に仕切る少なくとも 1つの円弧形仕切り部材がロータに形成さ れている。
実施例
[0027] 以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
尚、以下の説明において、「軸心」「軸心方向」「径方向」「周方向」は、回転軸 4 (又 はハウジング 2又はロータ 3又は環状作動室 5)の軸心 C、軸心方向、径方向、周方 向を意味する（図 1、図 2参照)。
[0028] 図 1〜図 12に示すように、回転型流体機械 1は、ノ、ウジング 2、ロータ 3、回転軸 4、 環状作動室 5、 1対の往復動仕切り部材 6、 1対の付勢機構 7、 1対の円弧形仕切り部 材 8、 1対の流体導入ポート 9、 1対の流体導出ポート 10を備えている。この流体機械 1は、流体を加圧する流体圧ポンプ (液圧ポンプ、気体加圧ポンプ)又は流体圧で口 ータ 3を回転駆動する流体圧モータ（油圧モータ、エアモータ）として作動可能である
[0029] 図 1〜図 4、図 7〜図 9に示すように、ハウジング 2は、軸心方向に対向する第 1,第 2ハウジング部材 20, 21を有し、第 1ハウジング部材 20に、 1対の往復動仕切り部材 6及び 1対の付勢機構 7が装着されるとともに、 1対の流体導入ポート 9及び 1対の流 体導出ポート 10が形成されている。第 1,第 2ハウジング部材 20, 21の中心部に軸 孔 20a, 21aが形成され、これら軸孔 20a, 21aに軸受 22, 23が内嵌状に装着されて いる。
[0030] 第 1ハウジング部材 20には、第 2ハウジング部材 21の方へ開口する環状溝 20bが 軸孔 20aと同心状に形成されている。この環状溝 20bは軸心 Cを通る平面における 半断面の形状が長方形に形成されている。第 2ハウジング部材 21には、第 1ハウジン グ部材 20の方へ開口する円形凹部 21bが軸孔 21aと同心状に且つ環状溝 20bより も少し大径に形成されている。第 1ハウジング部材 20の外周壁部 20cと第 2ハウジン グ部材 21の外周壁部 21cとがシール部材 24を介して結合されている。第 1,第 2ハウ ジング部材 20, 21は、例えば、外周壁部 20c, 21cに貫通させた複数のタイボルト（ 図示略）により固定されている。
[0031] 第 1ハウジング部材 20の環状溝 20bの奥端の大部分が環状の環状壁面 20dと、第 2ハウジング部材 21の円形凹部 21bの奥端の円形壁面 21dは、軸心 Cと直交する平 面に形成されている。例えば、第 1,第 2ハウジング部材 20, 21の軸心方向の幅はほ ぼ同じであり、環状溝 20bと円形凹部 21bの軸心方向の幅はほぼ同じで且つ第 1ノ、 ウジング部材 20の軸心方向の幅の約 1Z2であり、環状溝 20bは例えば第 1ハウジン グ部材 20の中心から半径の約 5Z10〜8Z10の径方向部位に形成されている。
[0032] 図 2、図 3、図 5〜図 9に示すように、ロータ 3は、ハウジング 2内に相対回転可能に 収容されている。ロータ 3は円板部 25を有し、この円板部 25から 1対の円弧形仕切り 部材 8が第 1ハウジング部材 20の方へ突出状に形成されている。円板部 25は、第 2 ハウジング部材 21の円形凹部 21bに回転摺動自在に収容され、第 1ハウジング部材 20の環状溝 20b以外の第 2ハウジング部材側端面に回転摺動自在に当接している 。円板部 25の中心部には軸孔 25aとキー溝 25bが形成されている。尚、矢印 A, Bは ロータ 3の回転方向（正転方向）を示す。
[0033] 図 1〜図 3、図 7、図 8に示すように、回転軸 4は、ハウジング 2とロータ 3の中心部を 貫通してロータ 3と一体的に回転する。回転軸 4は、第 1、第 2ハウジング部材 20, 21 の軸孔 20a, 21aに軸受 22, 23を介して内嵌されて回転自在に支持され、ロータ 3の 円板部 25の軸孔 25aに内嵌され、回転軸 4のうち軸孔 25aに内嵌される部分に形成 されたキー溝 4aと円板部 25のキー溝 25bにキー部材 30が係合されている。回転軸 4のうちハウジング 2の軸心方向両端側に外嵌状に係合された 1対のリング部材 31に より、回転軸 4がハウジング 2及びロータ 3から抜け止めされている。
[0034] 図 2、図 3、図 7〜図 9に示すように、環状作動室 5は、軸心方向におけるロータ 3の 片側 (第 1ハウジング部材 20側)の環状壁部 3a (円弧形仕切り部材 8の第 1,第 2傾 斜面 8e, 8fを含む）と、環状壁部 3aに臨むようにハウジング 2に形成された環状溝 20 bとで構成されて 、る。この環状作動室 5より内周側にお!ヽて第 1ハウジング部材 20と ロータ 3の間が環状のシール部材 35でシールされ、環状作動室 5より外周側におい て第 1ハウジング部材 20とロータ 3との間がほぼ環状のシール部材 36でシールされ ている。
[0035] 図 2、図 4、図 7〜図 12に示すように、 1対の往復動仕切り部材 6は、ハウジング 2に 軸心 Cと平行方向へ移動自在に且つ軸心 Cを中心とする回転対称位置に装着され ている。各往復動仕切り部材 6は、環状作動室 5を仕切る進出位置（図 7、図 9参照） と、環状作動室 5から退いた退入位置（図 8参照）とに移動自在である。
[0036] 各往復動仕切り部材 6は、環状作動室 5の内周面 (環状溝 20bの内周壁面）の一部 に流体密に面接触する内周円弧面 6aと、環状作動室 5の外周面 (環状溝 20bの外 周壁面）の一部に流体密に面接触する外周円弧面 6bと、周方向に約 15度隔てて設 けられ周方向と直交する 1対の側面 6cと、先端摺動面 6dを有する。尚、 1対の側面 6 cは軸心 Cを通る平面上に位置して!/、る。
[0037] 往復動仕切り部材 6の軸心方向の長さは、例えば、第 1ハウジング部材 20の軸心 方向の幅とほぼ同じであり、この往復動仕切り部材 6を軽量ィ匕して往復移動の応答性 を高める為に、往復動仕切り部材 6はロータ 3と反対側へ開口する凹部を有するカツ プ形断面の部材に形成されて!、る。
[0038] 各往復動仕切り部材 6のロータ側先端部分には、ロータ 3の環状壁面 3aのうちの、 軸心 Cと直交する面部分 3alと円弧状仕切り部材 8の先端摺動面 8dとに流体密に面 接触可能な先端摺動面 6dと、円弧状仕切り部材 8の第 1,第 2傾斜面 8e, 8fに夫々 流体密に面接触可能な第 1,第 2傾斜摺動面 6e, 6fとが形成されている。 [0039] 1対の往復動仕切り部材 6をノヽウジング 2に装着するために、第 1ハウジング部材 20 には、往復動仕切り部材 6がほぼ流体密に装着される 1対の装着孔 20eが貫通状に 且つ環状溝 20bに連通するように形成されている。各装着孔 20eに往復動仕切り部 材 6が軸心 Cと平行方向ヘスライド自在に内嵌され、この往復動仕切り部材 6と第 1ハ ウジング部材 20との間が環状のシール部材 45で流体密にシールされている。
[0040] ここで、往復動仕切り部材 6は装着孔 20eに常時装着されており、往復動仕切り部 材 6が退入位置にあるとき、その約半分が装着孔 20eからロータ 3と反対側へ突出し た状態になり、往復動仕切り部材 6が進出位置のときには、その約半分がロータ 3側 へ突出した状態になり、この装着孔 20eにより、往復動仕切り部材 6の進出位置と退 入位置とに亙る進退移動を許容しながら周方向に移動しないように規制する係合案 内機構 40が構成されている。
[0041] 図 2、図 7〜図 9に示すように、 1対の付勢機構 7は、 1対の往復動仕切り部材 6を夫 々進出位置の方へ付勢する。各付勢機構 7は 1対の圧縮コイルパネ 50からなり、これ ら圧縮コイルパネ 50を受けるパネ受け部材 51が、第 1ハウジング部材 20に設けられ 、このパネ受け部材 51の環状のフランジ部 51aが第 1ハウジング部材 20に固定され ている。 1対の圧縮コイルパネ 50は半径方向に異なる位置に配置され、往復動仕切 り部材 6とバネ受け部材 51との間に圧縮状態に装着されて!、る。 1対の圧縮コイルバ ネ 50は、往復動仕切り部材 6が進出位置にある状態でも、往復動仕切り部材 6に作 用する軸心方向向きの流体力よりも大きな弾性力を発生可能に構成されている。
[0042] 図 2、図 3、図 5、図 6、図 8、図 10〜図 12に示すように、 1対の円弧形仕切り部材 8 は、ロータ 3に軸心 Cを中心とする回転対称位置に形成され、各円弧形仕切り部材 8 は環状作動室 5を横断的に流体密に仕切る。各円弧仕切り部材 8は、例えば、周方 向に約 85度に亙ってロータ 3の円板部 25から第 1ハウジング部材 20の方へ突出状 に形成され、環状溝 20bに回転摺動自在に係合している。
[0043] 各円弧形仕切り部材 8は、環状作動室 5の内周面と外周面に流体密に夫々面接触 可能な内周摺動面 8aと外周摺動面 8bと、ロータ回転方向リーディング側部分に形成 され往復動仕切り部材 6を退入位置へ駆動可能な第 1傾斜面 8eと、ロータ回転方向 トレーリング側部分に形成され往復動仕切り部材 6の退入位置から進出位置への復 帰を許容する第 2傾斜面 8fと、第 1,第 2傾斜面 8e, 8fの間の先端摺動面 8dとを有 する。先端摺動面 8dは、円弧形仕切り部材 8におけるハウジング側先端部分に、第 1 ハウジング部材 20の環状溝 20bの奥端の環状壁面 20dに流体密に面接触するよう に形成されている。
[0044] 先端摺動面 8dは例えば周方向に約 5度の領域部に、軸心 Cと直交する平面と平行 に形成され、先端摺動面 8dの両端に仮想される径方向線分 8dl, 8d2は軸心 Cを通 る平面上にある。第 1傾斜面 8eは例えば周方向に約 45度の領域部に形成され、この 第 1傾斜面 8eは、軸心 Cと直交する平面に対して周方向に傾斜状（トレーリング側ほ ど環状壁面 20dに接近するような傾斜状）に形成されている。この第 1傾斜面 8eのリ 一ディング側端部に仮想される半径方向線分 8elは軸心 Cを通る平面上にある。そ のため、第 1傾斜面 8eの周方向傾斜角は、外周側から内周側へ向力つてリニアに増 カロしている。第 1傾斜面 8eの周方向の平均的な傾斜角は例えば約 20度である。
[0045] 往復動仕切り部材 6の第 1傾斜摺動面 6eは、第 1傾斜面 8eに面接触するように僅 かに捩じれた傾斜摺動面に形成されている。尚、前記約 45度の領域部は一例に過 ぎず、約 45度に限定される訳ではない。前記傾斜角（約 20度）は一例に過ぎず、約 20度に限定される訳ではない。
[0046] 第 2傾斜面 8fは例えば周方向に約 35度の領域部に形成され、この第 2傾斜面 8fは 、軸心 Cと直交する平面に対して周方向に傾斜状（トレーリング側ほど環状壁面 20d から離隔するような傾斜状）に形成されている。この第 2傾斜面 8fのトレーリング側端 部に仮想される半径方向線分 8flは軸心 Cを通る平面上にある。そのため、第 2傾斜 面 8fの周方向傾斜角は、外周側から内周側へ向かってリニアに増加している。第 2 傾斜面 8fの周方向の平均的な傾斜角は例えば約 25度である。往復動仕切り部材 6 の第 2傾斜摺動面 6fは、第 2傾斜面 8fに面接触するように僅かに捩じれた傾斜摺動 面に形成されている。尚、前記約 35度の領域は一例に過ぎず、これに限定される訳 ではない。前記傾斜角（約 25度）は一例に過ぎず、約 20度に限定される訳ではない
[0047] 第 1,第 2傾斜面 8e, 8fが周方向と直交する（軸心 Cを通る)任意の平面と交差して 形成される半径方向線分は全て軸心 Cと直交する面上にある。尚、半径方向線分 8d 1, 8d2の部位は、折れ面ではなく曲面状に形成するのが望ましぐ半径方向線分 8e 1, 8flの部位も、折れ面ではなく曲面状に形成するのが望ましい。
[0048] 図 1、図 2、図 4に示すように、 1対の流体導入ポート 9は、ハウジング 2のうちの 1対 の往復動仕切り部材 6に対してロータ回転方向リーディング側近傍部に形成され、 1 対の流体導出ポート 10は、ハウジング 2のうちの往復動仕切り部材に対してロータ回 転方向トレーリング側近傍部に形成されている。流体導入ポート 9と流体導出ポート 1 0は、第 1ハウジング部材 20の外周壁部 20cに環状作動室 5と連通状に形成され、各 流体導入ポート 9に流体導入管（図示略)が接続され、各流体導出ポート 10に流体 導出管（図示略)が接続されて！ヽる。
[0049] 尚、ハウジング 2、ロータ 3、回転軸 4、 1対の往復動仕切り部材 6等は、種々の鋼材 料、球状黒鉛铸鉄、铸鉄、ステンレス、アルミニウム、アルミ合金、合成樹脂、 FRP ( 繊維強化合成樹脂)又は高強度のセラミック材料などの何れかの材料で構成するこ とができる力 これらの材料に限定される訳ではない。
[0050] 以上説明した回転型流体機械 1の作用 ·効果について説明する。
環状作動室 5は、回転軸 4の軸心方向におけるロータ 3の片側の環状壁部 3aと、こ の環状壁部 3aに臨むようにハウジング 2に形成された環状溝 20bとで構成され、シー ル部材 35, 36, 45により流体密にシールされ、この環状作動室 5が、 1対の往復動 仕切り部材 6で仕切られ、且つ 1対の円弧形仕切り部材 8で仕切られて ヽる。
[0051] 1対の往復動仕切り部材 6の内周円弧面 6aと外周円弧面 6bが、夫々、環状作動室 5の内周面の一部と外周面の一部に流体密に面接触して、 1対の往復動仕切り部材 6が軸心 Cと平行方向へ進出位置と退入位置とに亙って移動自在であり、 1対の円弧 形仕切り部材 8の内周摺動面 8aと外周摺動面 8bが、夫々、環状作動室 5の内周面と 外周面に流体密に面接触しながら、 1対の円弧形仕切り部材 8がロータ 3及び回転軸 4と共に軸心 Cの回りに回転自在である。
[0052] ロータ 3と共に 1対の円弧形仕切り部材 8が回転するとき、基本的には、進出位置の 1対の往復動仕切り部材 6の先端摺動面 6dが、ロータ 3の環状壁部 3aのうちの回転 軸 4の軸心 Cと直交する面部分 3alに流体密に面接触し、 1対の円弧形仕切り部材 8 の先端摺動面 8dが、ハウジング 2の環状溝 20bの環状壁面 20dに流体密に面接触 した状態を維持する。但し、 1対の往復動仕切り部材 6と 1対の円弧形仕切り部材 8と が周方向にオーバラップする際には、上記とは幾分異なる状態となる。
[0053] ロータ 3と共に回転する 1対の円弧形仕切り部材 8が 1対の往復動仕切り部材 6に達 すると、各往復動仕切り部材 6が、円弧形仕切り部材 8の第 1傾斜面 8e、先端摺動面 8d、第 2傾斜面 8fに順に接触して、進出位置力 退入位置へ移動し、円弧形仕切り 部材 8の通過後に再び進出位置へ復帰する。
[0054] 次に、上記のことについて図 10〜図 12に基づいて詳しく説明する。
図 10に鎖線で示すように、進出位置の往復動仕切り部材 6の先端摺動面 6dが、口 ータ 3の環状壁部 3aの面部分 3alに面接触した状態で、円弧形仕切り部材 8の第 1 傾斜面 8eのロータ回転方向リーディング側端部が、往復動仕切り部材 6の第 1傾斜 摺動面 6eに面接触してから、図 10に実線で示すように、第 1傾斜面 8eにより往復動 仕切り部材 6が退入位置の方へ駆動される。このとき、往復動仕切り部材 6と円弧形 仕切り部材 8の間の空間の容積が零まで縮小する。
[0055] 次に、図 11に示すように、往復動仕切り部材 6が第 1傾斜面 8eにより退入位置へ駆 動されると、円弧形仕切り部材 8の先端摺動面 8dが往復動仕切り部材 6の先端摺動 面 6dに面接触し、その後、円弧形仕切り部材 8の第 2傾斜面 8fにより、往復動仕切り 部材 6の進出位置への復帰が許容される。
[0056] この場合、図 12に実線で示すように、付勢機構 7により進出位置の方へ付勢された 往復動仕切り部材 6の第 2傾斜摺動面 6fが、円弧形仕切り部材 8の第 2傾斜面 8fに 面接触した状態で、往復動仕切り部材 6が進出位置の方へ復帰移動し、その後、図 12に鎖線で示すように、進出位置の往復動仕切り部材 6の先端摺動面 6dが、ロータ 3の環状壁部 3aの面部分 3alに面接触し、円弧形仕切り部材 8の通過が完了する。 このとき、往復動仕切り部材 6と円弧形仕切り部材 8の間の空間の容積が零力 拡大 していく。
[0057] 図 2に示すように、この回転型流体機械 1では、環状作動室 5が 1対の往復動仕切り 部材 6により 1対の作動分室 5aに区画され、各作動分室 5aのロータ回転方向トレーリ ング側端部に流体導入ポート 9が連通し、各作動分割室 5aのロータ回転方向リーデ イング側端部に流体導出ポート 10が連通している。ロータ 3が回転するとき、各作動 分室 5aにおいて、円弧形仕切り部材 8よりもロータ回転方向トレーリング側の容積拡 張空間 5alに流体導入ポート 9から流体が導入され、円弧形仕切り部材 8よりもロータ 回転方向リーディング側の容積収縮空間 5a2から流体導出ポート 10に流体が吐出さ れる。
[0058] この回転型流体機械 1を流体圧ポンプ (液体加圧ポンプ又は気体加圧ポンプ）とし て使用する場合には、回転軸 4が電動モータ等の回転駆動手段（図示略）により回転 駆動されて、ロータ 3と共に 1対の円弧形仕切り部材 8が回転し、これら円弧形仕切り 部材 8により流体導入ポート 9から 1対の容積拡張空間 5alに導入された流体 (液体 又は気体）力 1対の容積収縮空間 5a2において加圧されて 1対の流体導出ポート 1 0から吐出される。
[0059] 他方、回転型流体機械 1を流体圧モータ（油圧モータ又はエアモータ）として使用 する場合には、 1対の流体導入ポート 10から環状作動室 5の 1対の容積拡張空間 5a 1に加圧流体 (加圧油、加圧エア）が導入され、これら加圧流体の流体圧が 1対の円 弧形仕切り部材 8に作用して回転トルクが発生し、 1対の円弧形仕切り部材 8と共に口 ータ 3が回転駆動される。この流体圧モータでは、 2つの円弧形仕切り部材 8が流体 圧を受圧するため、発生するトルク Tは、 T= 2 X Sa X P XRとなる。
但し、 Saは、環状作動室 5の長方形状の断面積 (軸心 Cを通る平面における片側 の断面積)であり、 Pは流体圧であり、 Rは軸心力 環状作動室 5までの半径である。
[0060] 流体圧モータとして使用する場合には、好ましくは、円弧形仕切り部材 8の第 1,第 2傾斜面 8e, 8fを等しい傾斜角に形成しておき (第 1,第 2傾斜面 8e, 8fを先端摺動 面 6dに対して周方向に対称に形成しておき）、流体導入ポート 9に流体圧を供給し 且つ流体導出ポート 10から流体を排出する正転作動モードから、流体導出ポート 10 に流体圧を供給し且つ流体導入ポート 9から流体を排出する逆転作動モードに切り 換えることにより、流体圧モータの回転方向を逆転させることもできる。
[0061] 前記往復動仕切り部材 6の先端部に形成した、第 1、第 2傾斜摺動面 6e, 6fは必須 のものではなぐ流体圧が低い流体機械の場合には、第 1、第 2傾斜摺動面 6e, 6fを 省略し、先端摺動面 6dを部分円筒面状に形成してもよい。
[0062] 上記の流体機械 1では、ロータ 3の片側に、 1つの環状作動室 5を形成したが、複数 の環状作動室を同心状に形成し、各環状作動室に対応する往復動仕切り部材 6、付 勢機構 7、円弧形仕切り部材 8、流体導入ポート 9、流体導出ポート 10など設けること により、複数組の流体加圧機構又は流体圧受圧機構を有する複数組の流体機械を 備えた回転型流体機械を実現することも可能である。
[0063] 以上説明した回転型流体機械 1によれば次のような効果が得られる。
(1)回転型流体機械 1は、ハウジング 2、ロータ 3、回転軸 4、環状作動室 5、 1対の往 復動仕切り部材 6、 1対の付勢機構 7、 1対の円弧形仕切り部材 8、 1対の流体導入ポ ート 9、 1対の流体導出ポート 10を備えたシンプルな構造であり、従来の回転型流体 機械と比べると、回転型流体機械 1の構造を著しく簡単化することができる。
特に、この回転型流体機械 1においては、軸心方向におけるロータ 3の少なくとも片 側に配置した環状作動室 5を往復動仕切り部材 6と円弧形仕切り部材 8とで仕切る構 造を採用したので、流体機械 1の構造を簡単ィ匕することができる。
[0064] (2)往復動仕切り部材 6と付勢機構 7を環状作動室 5より外周側に突出させる必要が ないので、流体機械 1の直径 (全高又は全幅）を小さくして小型化又は大容量ィ匕する ことができる。環状作動室 5の軸心方向の幅をあまり大きくせずに、環状作動室 5の径 方向の幅を大きくすることにより、流体機械 1の容量を増すことができるため、流体機 械 1を全体的にコンパクトに構成でき、製作コストを低減できる。
[0065] (3)環状作動室 5の軸心方向の幅を適正な大きさに形成することにより、往復動仕切 り部材 6の進退移動量を適正な大きさに抑えて、往復動仕切り部材 6を高い応答性で もって進退移動させることができる。往復動仕切り部材 6がロータ 3と接触する摺動部 および第 1ハウジング 20と接触する摺動部と、円弧形仕切り部材 8が第 1ハウジング 2 0と接触する摺動部を面接触の構造にすることができるので、上記の摺動部を流体密 又はほぼ流体密にシールする構造の信頼性、耐久性を確保することができる。
[0066] (4)ロータ 3の両側に環状作動室 5を配置して 2組の流体機械を構成したり、ロータ 3 の片側又は両側に、夫々、同心円状の複数の環状作動室 5を配置して複数組の流 体機械を構成したりすることができるため、非常に高い設計の自由度を有する流体機 械を実現することできる。
(5)この回転型流体機械 1は、種々の用途、容量、吐出圧の流体圧ポンプとして、ま た、種々の用途、容量、流体圧の流体圧モータとして、適用することができる。
[0067] 次に、前記回転型流体機械 1を部分的に変更した変更例について説明する。
但し、前記回転型流体機械 1の部材と同じ部材又は類似する部材には、同一又は 類似の符号を付して説明を省略する。
[0068] 1)図 13に示す回転型流体機械 1Aにおいては、往復動仕切り部材 6、付勢機構 7 、円弧形仕切り部材 8、流体導入ポート 9、流体導出ポート 10が夫々 1組設けられて いる。尚、大型の回転型流体機械では、往復動仕切り部材 6、付勢機構 7、円弧形仕 切り部材 8、流体導入ポート 9、流体導出ポート 10を 3組以上設けることも可能である
[0069] 2)図 14に示す回転型流体機械 1Bにおいては、回転軸 4の軸心方向におけるロー タ 3Bの両側に環状作動室 5が設けられ、各環状作動室 5に対応する往復動仕切り部 材 6と、付勢機構 7と、円弧状仕切り部材 8と、流体導入ポート 9と、流体導出ポート 10 とが設けられている。この回転型流体機械 1Bは大型の流体機械に適する。但し、小 型の流体機械にも適用可能である。
[0070] ハウジング 2Bは軸心方向に対向する 1対のハウジング部材 20Bを有し、これらの外 周壁部同士がシール部材 24Bを介在させた状態で複数のタイボルトにより固定され ている。回転軸 4はロータ 3Bに相対回転不能に連結されており、この回転軸 4は 1対 のハウジング部材 20Bの中心部に軸受 22Bを介して回転自在に支持されて 、る。各 環状作動室 5より内周側においてハウジング部材 20Bとロータ 3との間が環状のシー ル部材 35Bでシールされ、各環状作動室 5より外周側にお 、てハウジング部材 20B とロータ 3との間がほぼ環状のシール部材 36Bでシールされている。
[0071] ここで、各環状作動室 5に対応する往復動仕切り部材 6、付勢機構 7、円弧状仕切 り部材 8、流体導入ポート 9と、流体導出ポート 10は夫々 1組設けてもよぐ複数組設 けてもよい。但し、それらを複数組設ける場合には、流体圧ポンプでは、回転トルク負 荷の変動幅が極力小さくなるように、また、流体圧モータでは、出力される回転トルク の変動幅が極力小さくなるように、周方向の配置位置を選択するのが望ましい。
[0072] 3)図 15に示す回転型流体機械 1Cでは、付勢機構 7Cが、圧縮ガス G (例えば、圧 縮窒素ガス）で作動するガスプリング 60で構成されて!、る。このガススプリング 60の 圧縮ガス収容室 61の大部分がハウジング 2Cの壁部内に形成されている。
往復動仕切り部材 6Cは、カップ形の断面を有し、第 1ハウジング部材 20Cに形成さ れた装着孔 20eに、軸心と平行方向にスライド自在に装着され、複数の環状のシー ル部材 62により流体密にシールされている。
[0073] 第 1ハウジング部材 20Cのうちの環状作動室 5よりも内周側部分に、ロータ 3と反対 側外面力も環状作動室 5と同心状の環状溝 20fが形成され、この環状溝 20fが環状 蓋部材 63を溶接することにより気密に閉じられ、圧縮ガス収容室 61の大部分を形成 する環状収容室 64が形成されている。装着孔 20eに対してロータ 3と反対側に、往復 動仕切り部材 6の進退移動を許容する状態にしてカバー部材 65が配設され、この力 バー部材 65の環状のフランジ部 65aが第 1ハウジング部材 20Cのうち装着孔 20e及 び環状蓋部材 63の一部の外側部分に気密に固定されている。
[0074] 前記環状蓋部材 63の一部に連通穴 63aが形成され、この連通穴 63aによって環状 収容室 64とカバー部材 65の内部空間とが連通され、往復動仕切り部材 6Cは圧縮ガ ス収容室 61の圧縮ガスのガス圧を受圧するように構成されている。即ち、圧縮ガス収 容室 61が環状収容室 64とカバー部材 65と往復動仕切り部材 6とで構成され、この圧 縮ガス収容室 61内のガス圧により、往復動仕切り部材 6Cが進出位置の方へ付勢さ れる。
[0075] 圧縮ガス収容室 61の容積を大きくすることができるので、往復動仕切り部材 6Cの 進退移動に基づくガス圧の変動が非常に小さくなり、ほぼ一定の付勢力でもって往 復動仕切り部材 6Cを付勢することができる。ガススプリング 60の環状収容室 64の大 部分をノヽウジング 2の壁部内に形成することができるので、ガススプリング 60を設ける ために回転型流体機械 1Cが大型化することがない。
[0076] 尚、流体機械 1Cの温度が高くなると、ガススプリング 60のガス圧が高くなるので、圧 縮ガス収容室 61を小型のアキュムレータに接続してもよい。また、ガススプリング 60 の圧縮ガス収容室 61をノヽウジング 2Cの壁部の外部に形成してもよぐガススプリング の出力ロッドにより往復動仕切り部材 6を付勢するように構成してもよい。その他、往 復動仕切り部材 6Cを進出位置の方へ付勢する付勢手段としては、板パネ、皿パネ、 合成樹脂発泡体等の種々の弾性部材、エアシリンダ、アキュムレータに接続された 油圧シリンダ等の種々の流体圧付勢手段を適用可能である。
[0077] 4)図 16に示す回転型流体機械 1Dでは、係合案内機構 40D力 第 1ハウジング部 材 20Dの環状溝 20bの内周壁部と外周壁部に形成された軸心と平行方向へ延びる 係合溝 70, 71を有し、これら係合溝 70, 71に往復動仕切り部材 6Dの径方向内端 部と径方向外端部とをスライド自在に係合させて、往復動仕切り部材 6Dの進出位置 と退入位置とに亙る進退移動を許容しながら、流体圧が作用しても周方向に移動し ないように構成してある。
[0078] 5)図 17に示す回転型流体機械 1Eでは、図 16の回転型流体機械 1Dにおいて、 第 1ハウジング部材 20Eの環状溝 20bの内周壁部と往復動仕切り部材 6Eの径方向 内端部との間をシールするシール部材 72が装着され、第 1ハウジング部材 20Eの環 状溝 20bの外周壁部と往復動仕切り部材 6Eの径方向外端部との間をシールするシ 一ル部材 73が装着されている。尚、前記のメイン実施例の回転型流体機械 1におい ても図 17に示す係合案内機構 40Dを採用可能である。
[0079] 6)図 18に示すように、往復動仕切り部材 6Fの先端摺動面 6dと第 1傾斜摺動面 6e と第 2傾斜摺動面 6fに、金属製又は非金属製の固体潤滑性に優れるシール部材 80 〜82を夫々装着してもよい。
[0080] 7)図 19に示すように、円弧形仕切り部材 8の内周摺動面 8aと外周摺動面 8bと先端 摺動面 8dに、金属製又は非金属製の固体潤滑性に優れるシール部材 85〜87を夫 装着してちょい。
[0081] 8)図 20〜図 23に示す回転型流体機械 1Hにおいては、ロータ 3Hの軸心方向の 両側に、夫々、回転軸 4の軸心と同心状の 2つの環状作動室 5H1, 5H2がロータ 3H とハウジング 2Hとで形成され、図 22の左右両側の環状作動室 5H1はロータ 3Hに対 して対称に形成されているが、非対称に形成してもよい。左右両側の環状作動室 5H 2はロータ 3Hに対して対称に形成されている力 非対称に形成してもよい。尚、図 22 に示した例では、環状作動室 5H1, 5H2の回転軸 4の軸心を含む平面における片 側の断面の形状を同じに形成したが、断面形状や断面積は異なっていてもよい。
[0082] 4つの環状作動室 5H1, 5H2の各々に対応するように、 1つの往復動仕切り部材 6 HI, 6H2と、 1つの付勢機構 7H1, 7H2と、 1つの円弧形仕切り部材 8H1, 8H2と、 各往復動仕切り部材 6H1, 6H2に対応する流体導入ポート 9a, 9b及び流体導出ポ ート 10a, 10bと力設けられている。
[0083] ハウジング 2Hは軸心方向に対向する 1対のハウジング部材 20Hを有し、これらの 外周壁部同士がシール部材 24を介在させた状態で複数のタイボルトにより固定され ている。回転軸 4はロータ 3Hに相対回転不能に連結されており、この回転軸 4は 1対 のハウジング部材 20Hの中心部に軸受 22を介して回転自在に支持されて！、る。 各ハウジング部材 20Hとロータ 3Hとの間は、環状作動室 5H1より内周側において 環状のシール部材 90でシールされ、環状作動室 5H1より外周側且つ各環状作動室 5H2より内周側において環状のシール部材 91でシールされ、環状作動室 5H2より 外周側にお 、てほぼ環状のシール部材 92でシールされて 、る。
[0084] 2つの往復動仕切り部材 6H1、 2つの円弧形仕切り部材 8H1、 2つの往復動仕切り 部材 6H2、 2つの円弧形仕切り部材 8H2は、夫々、回転方向に 180度異なる位置に 設けられている。ロータ 3Hの片側において、往復動仕切り部材 6H1は往復動仕切り 部材 6H2に対してトレーリング側に 90度ずれた位置にあり、また、円弧形仕切り部材 8H1は円弧形仕切り部材 8H2に対してトレーリング側に 90度ずれた位置にある。こ れにより、流体圧ポンプとして使用する場合の回転トルク負荷の変動幅を小さくし、流 体圧モータとして使用する場合に出力される出力トルクの変動幅を小さくすることが できる。
[0085] 各ハウジング部材 20Hの環状作動室 5H1に臨む側壁部に、環状作動室 5H1に対 応する流体導入ポート 9aと流体導出ポート 10aが形成され、各ハウジング部材 20H の外周壁部に、環状作動室 5H2に対応する流体導入ポート 9bと流体導出ポート 10 bが形成されている。尚、各環状作動室 5H1, 5H2に対応する、往復動仕切り部材 6 HI, 6H2、付勢機構 7H1, 7H2、円弧状仕切り部材 8H1, 8H2、流体導入ポート 9 a, 9b、流体導出ポート 10a, 10bは、夫々、複数組設けてもよい。
[0086] 上記の流体機械 1Hによれば、ロータ 3Hの軸心の両側の空間を有効活用して、流 体加圧機構又は流体圧受圧機構を構成することができるため、流体機械の容量アツ プ及び小型化の面で極めて有利であり、流体圧ポンプとして使用する場合に複数の 環状作動室力 複数とおりの吐出圧を発生可能になり、流体圧モータとして使用する 場合、複数の環状作動室への流体圧の供給を切り換えることにより、複数とおりの回 転速度及び Z又は出力トルクを発生させることが可能になる。
[0087] 尚、上記の例では、ロータ 3Hの軸心方向の両側に、夫々、同心状の 2つの環状作 動室を形成したが、 3つ以上の環状作動室を含む 3組以上の流体加圧機構又は流 体圧受圧機構を形成してもよい。或いは、ロータ 3Hの軸心方向の片側だけに、同心 状の複数の環状作動室を含む流体加圧機構又は流体圧受圧機構を設け設けてもよ い。
[0088] 9)図 23に示す油圧式多段変速機 100は、前記図 20〜22に示す回転型流体機械 1Hと同構造の回転型油圧モータ 1Mと、図 14に示す回転型流体機械 1Bと同構造 の油圧ポンプ 1Pと、流体通路 101, 102と、 4つの電磁方向切換弁 103などを有する
[0089] 油圧ポンプ 1Pの回転軸 4Pが内燃機関 104の出力軸 104aに連結され、内燃機関 104により油圧ポンプ 1Pが駆動されて、この油圧ポンプ 1Pから加圧油が吐出され、 その加圧油の全量が流体通路 101, 102を介して油圧モータ 1Mに供給される。油 圧ポンプ 1Pの流体導出ポートは流体通路 101に接続され、この流体通路 101から分 岐した 4本の流体通路 102力 油圧モータ 1Mの 4つの流体導入ポート 9a, 9bに夫 々接続され、 4本の流体通路 102には、夫々、 3ポートの電磁方向切換弁 103が設け られている。
[0090] 油圧ポンプ 1Pに作動油を供給するとともに油圧モータ 1Mからドレン圧の作動油が 供給される油タンク 105が設けられ、各電磁方向切換弁 103は、流体通路 102の加 圧油を油圧モータ 1Mに供給する加圧油供給位置と、油タンク 105の作動油を油圧 モータ 1Mに供給する作動油供給位置とに択一的に切り換えるように構成され、 4つ の電磁方向切換弁 103は操作部 106からの指令に基づいて 4つの電磁方向切換弁 103を制御する制御ユニット 107に電気的に接続されている。
[0091] 例えば、仮に、油圧ポンプ 1Pからの加圧油の吐出量が一定である場合、制御ュニ ット 107により 4つの電磁方向切換弁 103を選択的に加圧油供給位置に切り換えるこ とにより、油圧モータ 1Mの回転軸 4Mの回転速度と出力トルクを複数とおりに切り換 えることができる。例えば、表 1に示すように、 4つの電磁方向切換弁 103を選択的に 加圧油供給位置に切り換えることにより、第 1変速段〜第 8変速段の 8とおりに切り換 えることができる。尚、表 1中の「左側」、「右側」は、図 22に示す流体機械 1Hにおけ る「左側」と「右側」を示す。
[表 1]
Figure imgf000024_0001
〇 · · ·加圧油供給
X · · ·作動油供給
[0092] 例えば、第 1変速段から第 8変速段へ向かって徐々に回転軸 4Mの回転速度が高 速になり、出力トルクが小さくなる。但し、例えば、第 1変速段から第 4変速段では減 速（出力軸 104aよりも回転軸 4Mが低速)、第 5変速段力も第 8変速段では増速（出 力軸 104aよりも回転軸 4Mが高速）となるように設定することも可能である。尚、内燃 機関 104の回転速度が増加すると、油圧ポンプ 1Pからの吐出量が増加し、油圧モー タ 1Mの負荷が増大すると、加圧油の油圧が高くなる。
[0093] 尚、油圧ポンプ 1Pと油圧モータ 1Mとを一体的に複合的に構成し、その内部に電 磁方向切換弁 103や流体通路 101, 102を立体的に組み込むことも可能である。 前記油圧モータ 1Mとしては、回転型流体機械 1H以外に、ロータ 3Fの軸心方向の 片側のみに複数の環状作動室を形成したものや、図 14の回転型流体機械 1Bも適 用可能である。油圧ポンプ 1Pとしては、前記の種々の回転型流体機械 1, 1A〜： LF を適用可能である。但し、油圧ポンプ 1Pとしては、既存の種々のポンプも採用可能で ある。
[0094] 駆動機として内燃機構 104以外の種々の駆動機を採用可能である。制御ユニット 1 07を介して複数の電磁方向切換弁 103を選択的に切り換えることにより、回転軸 4の 回転速度と回転軸 4から出力されるトルクの一方を複数とおり切り換えるように構成す ることも可能である。前記油圧式多段変速機 100を、種々の車両の多段変速機に適 用可能であり、車両以外の種々の産業機械の多段変速機に適用可能である。
[0095] 10)その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記開示事項以外の種々 の変更を付加して、また、ハウジング 2、ロータ 3、環状作動室 5、 1対の往復動仕切り 部材 6、 1対の円弧形仕切り部材 8等のサイズ及び形状を適宜変更して実施可能で ある。
産業上の利用可能性
[0096] 本発明の回転型流体機械 1は、種々の用途、容量、吐出圧又は流体圧の流体機 械であって、液体加圧ポンプ、気体加圧ポンプ、油圧モータ、エアモータ、流体 (特 に液体)を定量ずつ分配する計量器などに適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] ハウジングと、ハウジング内に相対回転可能に収容されたロータと、このハウジング とロータの中心部を貫通してロータと一体的に回転する回転軸とを備え、流体を加圧 する流体圧ポンプ又は流体圧でロータを回転駆動する流体圧モータとして作動可能 な回転型流体機械において、
前記回転軸の軸心方向におけるロータの少なくとも片側の環状壁部と、この環状壁 部に臨むように前記ハウジングに形成された環状溝とで構成された環状作動室と、 前記ハウジングに回転軸の軸心と平行方向へ移動自在に装着され、前記環状作 動室を仕切る進出位置と、環状作動室力 退いた退入位置とに移動自在の少なくと も 1つの往復動仕切り部材と、
前記往復動仕切り部材を進出位置の方へ付勢する付勢手段と、
前記ロータに形成されて環状作動室を横断的に仕切る少なくとも 1つの円弧形仕 切り部材であって、少なくとも、ロータ回転方向リーディング側部分に形成され往復動 仕切り部材を退入位置へ駆動可能な第 1傾斜面と、ロータ回転方向トレーリング側部 分に形成され往復動仕切り部材を退入位置から進出位置への復帰を許容する第 2 傾斜面とを有する少なくとも 1つの円弧形仕切り部材と、
前記ハウジングのうちの往復動仕切り部材に対してロータ回転方向リーディング側 近傍部に形成され環状作動室に流体を導入する為の流体導入ポートと、前記ハウジ ングのうちの往復動仕切り部材に対してロータ回転方向トレーリング側近傍部に形成 され環状作動室力 流体を導出する為の流体導出ポートと、
を備えたことを特徴とする回転型流体機械。
[2] 前記回転軸の軸心方向におけるロータの両側に前記環状作動室を設け、
各環状作動室に対応する往復動仕切り部材と、付勢手段と、円弧状仕切り部材と、 流体導入ポートと、流体導出ポートとを設けたことを特徴とする請求項 1に記載の回 転型流体機械。
[3] 前記付勢手段が、ガススプリング力 なることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の 回転型流体機械。
[4] 前記ガススプリングの圧縮ガス収容室の大部分をノ、ウジングの壁部内に形成したこ とを特徴とする請求項 3に記載の回転型流体機械。
[5] 前記往復動仕切り部材の進出位置と退入位置とに亙る進退移動を許容しながら周 方向に移動しないように規制する係合案内機構を設けたことを特徴とする請求項 1又 は 2に記載の回転型流体機械。
[6] 前記往復動仕切り部材のロータ側先端部分に、ロータの環状壁面のうち回転軸の 軸心と直交する面部分に流体密に面接触可能な先端摺動面と、円弧状仕切り部材 の第 1,第 2傾斜面に流体密に夫々面接触可能な第 1,第 2傾斜摺動面とを形成した ことを特徴とする請求項 5に記載の回転型流体機械。
[7] 前記往復動仕切り部材は、環状作動室の内周面の一部と外周面の一部に流体密 に夫々面接触可能な内周円弧面と外周円弧面を有することを特徴とする請求項 5に 記載の回転型流体機械。
[8] 前記円弧形仕切り部材は、環状作動室の内周面と外周面に流体密に夫々面接触 可能な内周摺動面と外周摺動面を有することを特徴とする請求項 5に記載の回転型 流体機械。
[9] 前記円弧形仕切り部材の第 1,第 2傾斜面の間におけるハウジング側先端部分に、 ノ、ウジングの環状溝の奥端の大部分が環状の環状壁面に流体密に面接触可能な 先端摺動面を形成したことを特徴とする請求項 8に記載の回転型流体機械。
[10] 前記ロータの少なくとも片側に、回転軸の軸心と同心状の複数の前記環状作動室 力 ータとハウジングとで形成され、各環状作動室に夫々対応する、 1又は複数の往 復動仕切り部材と、 1又は複数の円弧形仕切り部材と、各往復動仕切り部材に対応 する流体導入ポート及び流体導出ポートとを設けたことを特徴とする請求項 1に記載 の回転型流体機械。
[11] 前記ロータの両側に、回転軸の軸心と同心状の複数の前記環状作動室がロータと ハウジングとで形成され、各環状作動室に夫々対応する、 1又は複数の往復動仕切 り部材と、 1又は複数の円弧形仕切り部材と、各往復動仕切り部材に対応する流体導 入ポート及び流体導出ポートとを設けたことを特徴とする請求項 1に記載の回転型流 体機械。
[12] 回転型流体圧モータとして構成され、 複数の流体導入ポートに加圧流体を夫々供給する為の複数の流体通路を夫々切 り換える複数の方向切換え弁手段と、それら方向切換え弁手段を制御する制御手段 を設け、
前記制御手段を介して複数の方向切換え弁手段を選択的に切り換えることにより、 回転軸の回転速度と、回転軸から出力されるトルクの少なくとも一方を複数とおりに 切り換えるように構成したことを特徴とする請求項 11に記載の回転型流体機械。
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