(57)【要約】      （修正有）【課題】ラジアルピストン式油圧機械に発生するローラのスキュー現象を抑制する。【解決手段】ラジアルピストン式の油圧機械は、複数のピストン４４と、少なくとも一つのローラ４６と、半径方向に沿って往復運動可能に複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダが設けられたシリンダブロック４８と、少なくとも一つのローラ４６に当接するように構成されたカム５２とを備える。各々のローラ４６は、油圧機械の軸方向に並んだｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）のピストン４４に共通して設けられている。【選択図】図４
2015124609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアルピストン式の油圧機械であって、
複数のピストンと、
少なくとも一つのローラと、
前記油圧機械の半径方向に沿って往復運動可能に前記複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、
前記ローラの各々に当接するように構成されたカムとを備え、
前記ローラの各々は、前記油圧機械の軸方向に並んだｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）の前記ピストンに共通して設けられていることを特徴とするラジアルピストン式油圧機械。
【請求項２】
前記カムは、前記油圧機械の周方向に沿って並ぶ複数のローブを有するとともに、前記複数のピストンに対向して設けられ、前記複数のピストンに対して相対的に前記周方向に前記ローブが移動するように回転可能に構成されたリングカムであり、
前記複数のシリンダは、前記ｎ個のピストンに対応して前記軸方向に配列されたｎ個のシリンダによって形成されるシリンダ列を含み、
前記複数のローブは、前記シリンダ列の前記軸方向の占有範囲にわたって、前記軸方向に直線的に延在している請求項１に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項３】
前記ローラの各々は、前記ｎ個のピストンが設けられた前記軸方向の領域に亘って前記軸方向に延在する円筒体を含み、
前記円筒体は、前記軸方向の前記領域に亘って前記カムと当接するように構成された請求項１又は２に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項４】
前記ローラの各々は、前記カムと当接して前記カムと係合するように構成された少なくとも一つの当接部と、前記少なくとも一つの当接部よりも小径であり前記ｎ個のピストンと係合する少なくとも一つの係合部とを含む請求項１又は２に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項５】
前記ローラの各々は、前記ｎ個のピストンに固定される円筒部材と、外周面が前記カムと当接するように構成されて前記円筒部材の周りを回転可能な少なくとも一つのリング部材と、を有し、
前記リング部材の各々は、潤滑油を供給された潤滑部を当該リング部材の内周面に有する請求項１又は２に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項６】
前記ｎ個のピストンの各々の内部及び前記円筒部材の内部には、前記ピストンと前記シリンダとで形成される油圧室の作動油を前記潤滑油として前記潤滑部に供給するための供給ラインが形成されていることを特徴とする請求項５に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項７】
前記ｎ個のピストンは、それぞれ、前記ピストンの軸方向における端部の外径が前記ピストンの軸方向における中央部の外径よりも小さくなるようにクラウニングされたピストン周面を有する請求項１乃至６の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項８】
前記ｎ個の前記ピストンと、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダとでそれぞれ形成されるｎ個の油圧室への作動油の供給状態を一括して切り換えるための給油バルブをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項９】
前記シリンダブロックは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダのうち少なくとも一個のシリンダを有するシリンダカートリッジと、前記シリンダカートリッジが挿入されるカートリッジ穴を有するシリンダブロック本体とを含み、
前記油圧機械は、前記シリンダブロック本体に取り付けられ、前記カートリッジ穴に挿入された前記シリンダカートリッジの前記シリンダブロック本体からの前記半径方向に沿った抜け出しを規制するための蓋部材をさらに含む請求項１乃至８の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項１０】
前記シリンダブロックは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダを有するシリンダカートリッジと、前記シリンダカートリッジが挿入されるカートリッジ穴を有するシリンダブロック本体とを有し、
前記シリンダカートリッジは、前記ｎ個のピストン及び前記ｎ個のピストンに対応する前記ローラと一体化された状態で、前記シリンダブロック本体に対して着脱可能に構成される請求項１乃至８の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項１１】
前記シリンダカートリッジは、前記ピストンと前記シリンダとで形成される油圧室と該油圧室の外部との連通状態を調節するためのバルブと一体化された状態で、前記油圧機械の半径方向において前記シリンダブロック本体に対して前記カムと反対側に取り外されるように構成されている請求項９又は１０に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項１２】
前記シリンダブロックは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダをそれぞれ有する複数のセグメントに分割可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項１３】
前記シリンダブロック本体は、前記油圧機械の周方向における全周に亘って連続して形成されている請求項９乃至１１の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項１４】
前記複数のシリンダは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダを前記油圧機械の軸の周りに螺旋状に仮想移動させたときに前記ｎ個のシリンダが通る軌跡上に設けられている請求項１乃至１３の何れか一項に記載のラジアルピストン式油圧機械。
【請求項１５】
少なくとも一本のブレードと、
前記少なくとも一本のブレードが取付けられるハブと、
前記ハブの回転によって駆動されるように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプで生成された圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧モータによって駆動される発電機とを備える風力発電装置であって、
前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの少なくとも一方は、ラジアルピストン式の油圧機械であり、
複数のピストンと、少なくとも一つのローラと、前記油圧機械の半径方向に沿って往復運動可能に前記複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、前記ローラの各々に当接するように構成されたカムとを備え、
前記ローラの各々は、前記油圧機械の軸方向に並んだｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）の前記ピストンに共通して設けられていることを特徴とする風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプ又は油圧モータ等に適用可能なラジアルピストン式油圧機械、及び該ラジアルピストン式油圧機械を備えた風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、太陽光、風力等の自然エネルギを利用した発電装置が普及してきている。例えば、風力発電装置では、風のエネルギをロータの回転エネルギに変換し、ロータの回転エネルギを発電機によって電力に変換する。従来、風力発電装置では、ロータの回転数が発電機の定格回転数に比べて小さいため、ロータと発電機との間に機械式（ギア式）の増速機を設けていた。
【０００３】
これに対し、発電効率の向上を目的として、風力発電装置の大型化が進められ、増速機の重量及びコストが増加する傾向にある。このため、機械式の増速機に替えて、油圧ポンプ及び油圧モータを組み合わせた油圧トランスミッションを採用した風力発電装置が注目を浴びている。通常、この油圧トランスミッションは、ロータの回転により駆動される油圧ポンプと、発電機に連結された油圧モータと、油圧ポンプ及び油圧モータの間で、圧油圧モータを循環させる圧油配管とを有している。例えば、特許文献１には、風力によって駆動するロータの回転エネルギを、油圧トランスミッションを介して発電機に伝達するようにした風力発電装置が開示されている。
【０００４】
一方、複数のシリンダが放射状に並んだラジアルピストン式油圧機械が知られている。例えば、特許文献２には、動力伝達装置に用いられるラジアルピストン式の油圧ポンプが開示されている。この油圧ポンプは、内周面にカム面を有するアウターレースと、このアウターレースに対向して放射状に配置された複数のシリンダを有するインナーレースとを備えている。インナーレースの複数のシリンダは、内部で摺動するピストンを有し、各々のピストンは、カム面と当接するボールが取り付けられている。
【０００５】
特許文献３には、風力発電装置のドライブトレインとして機能するラジアルピストン式油圧機械が開示されている。このラジアルピストン式油圧機械は、シリンダ内を往復運動するピストンと、ピストンに取り付けられたローラと、ローラに当接するカム面を有するカムとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３３０３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９１９２号公報
【特許文献３】米国特許公開第２０１０／００４０４７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ラジアルピストン式油圧機械は、回転軸と、回転軸の周囲に放射状に配置された複数のシリンダと、シリンダの内部で往復動するピストンと、回転軸とピストン間で相互の動きを伝達する部材、例えばカムとを備えている。外力で回転軸を回転させ、回転軸の回転運動をピストンの往復運動に変換させ、高圧の作動油を吐出するのが油圧ポンプであり、高圧の作動油が供給されてピストンが往復運動し、ピストンの往復運動で回転軸を回転させるのが油圧モータである。
【０００８】
油圧機械の作動中、カムから伝わる荷重によって、ピストンに軸回りのモーメントが発生することがある。このモーメントにより、ピストンがローラと共にシリンダの軸回りに回動する、スキューと呼ばれる現象が発生する可能性がある。この現象が発生すると、ローラの軸方向がカムの軸方向と一致しなくなるので、ローラとカムとの間で、部分的に高い応力が発生し、これらの間で円滑な動力の伝達ができなくなる。そのため、ラジアルピストン式油圧機械の性能低下を招く。
【０００９】
本発明の少なくとも一実施形態は、かかる従来技術の課題に鑑み、ラジアルピストン式油圧機械に発生するローラのスキュー現象を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、本発明の幾つかの実施形態に係るラジアルピストン式油圧機械は、複数のピストンと、少なくとも一つのローラと、前記油圧機械の半径方向に沿って往復運動可能に複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、少なくとも一つのローラに当接するように構成されたカムとを備え、ローラの各々は、油圧機械の軸方向に並んだｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）のピストンに共通して設けられている。
【００１１】
これらの実施形態では、ローラの各々はピストンによって油圧機械の軸方向の異なる位置で２点以上で支持される。従来のように、ローラをピストンで１点支持する方式では、ローラはピストンの軸回りに回動する余地があるが、ローラを軸方向で２点以上で支持すれば、ローラの回動は抑制される。そのため、ローラのスキュー現象の発生を効果的に抑制できる。従って、ローラとカムとの間で部分的な応力発生を防止でき、これらの間で円滑な動力の伝達が可能になる。また、ローラを軸方向で２点以上で支持すれば、支持点間のローラの耐荷重能力（load carrying capacity）を効果的に増大することができるので、ローラの軸方向長さを増大してもローラを安定的に支持できる。
【００１２】
前記油圧機械は、油圧ポンプ及び油圧モータを含み、本発明は油圧ポンプ及び油圧モータの両方に適用できる。また、油圧機械には、回転部位がシリンダブロックの内側にあるものと、回転部位がシリンダブロックの外側にあるものとがある。前者において、リングカムは、カム面が外側に向いた外向きリングカムとなり、後者においては、リングカムは、カム面が内側に向いた内向きリングカムとなる。本発明は両者に適用可能である。
また、ピストンは油圧機械の半径方向に沿って往復運動するようにシリンダに配置されるが、「沿って」の用語は、油圧機械の半径方向に、幾何学的な意味で厳密に平行である状態を指すものではなく、油圧機械の半径方向にある程度の角度（例えば３０°以内の角度）をなす状態を含む意味で用いている。
【００１３】
幾つかの実施形態では、前記カムは、前記油圧機械の周方向に沿って並ぶ複数のローブを有するとともに、前記複数のピストンに対向して設けられ、前記複数のピストンに対して相対的に前記周方向に前記ローブが移動するように回転可能に構成されたリングカムであり、前記複数のシリンダは、前記ｎ個のピストンに対応して前記軸方向に配列されたｎ個のシリンダによって形成されるシリンダ列を含み、前記複数のローブは、前記シリンダ列の前記軸方向の占有範囲にわたって、前記軸方向に直線的に延在している。
上記ラジアルピストン式油圧機械では、複数のローブがシリンダ列の占有範囲に亘って軸方向に直線的に延在しているため、同じく軸方向に並んだｎ個のシリンダに対応するローラが、ローブに対して円滑に相対移動することができる。また、複数のローブがシリンダ列の占有範囲に亘って軸方向に直線的に延在しているため、リングカムの構成が簡素化され、リングカムの取付作業が容易になる。このため、ラジアルピストン式油圧機械の生産性を向上することができる。
【００１４】
幾つかの実施形態では、ローラの各々は、ｎ個のピストンが設けられた前記軸方向の領域に亘って前記軸方向に延在する円筒体を含み、円筒体は、前記軸方向の領域に亘ってカムと当接するように構成される。これによって、ローラのカム面に対する接触面積をローラ軸方向に拡大できるので、ローラのカム面に対する単位接触面積当たりの接触面圧を低減できる。そのため、これらの実施形態では、スキュー抑制効果に加えて、ローラ、カム及びシリンダ等の疲労破壊を防止できる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、ローラの各々は、カムと当接してカムと係合するように構成された少なくとも一つの当接部と、少なくとも一つの当接部よりも小径でありｎ個のピストンと係合する少なくとも一つの係合部とを含む。この実施形態では、ローラのスキュー抑制効果に加えて、次の利点がある。ローラのピストンとの係合部が小径であるため、シリンダを回転部位に接近させて配置できる。そのため、シリンダを設けるシリンダブロックをコンパクト化できる。
【００１６】
幾つかの実施形態では、前記ローラの各々は、前記ｎ個のピストンに固定される円筒部材と、外周面が前記カムと当接するように構成されて前記円筒部材の周りを回転可能な少なくとも一つのリング部材と、を有し、前記リング部材の各々は、潤滑油を供給された潤滑部を当該リング部材の内周面に有する。
この場合、円筒部材は潤滑油の油膜を介してリング部材に支持されるので、円筒部材のリング部材に対する相対的な動き（例えば、円筒部材の軸がリング部材の軸に対して傾くような、円筒部材のリング部材に対する傾動）がある程度許容される。そのため、ｎ個のシリンダとｎ個のピストンの位置や寸法がそれぞれ製造公差でばらついても、リング部材と円筒部材との間の相対的な動きによってこれらのばらつきを吸収して、ｎ個のピストンをｎ個のシリンダ内で円滑に往復運動させることができる。
【００１７】
前記ｎ個のピストンの各々の内部及び前記円筒部材の内部には、前記ピストンと前記シリンダとで形成される油圧室の作動油を前記潤滑油として前記潤滑部に供給するための供給ラインが形成されている。
このように、ピストンとシリンダとで形成される油圧室の作動油を潤滑油として活用することで、潤滑油を潤滑部に供給するための供給ラインを、シリンダ外部ではなくピストンの内部および円筒部材の内部に設けることができる。従って、ｎ個のピストンをｎ個のシリンダ内で円滑に往復運動させるという前述の効果を、簡易な構成で奏することができる。
【００１８】
前記ｎ個のピストンは、それぞれ、前記ピストンの軸方向における先端部の外径が前記ピストンの軸方向における中央部の外径よりも小さくなるようにクラウニングされたピストン周面を有する。
ピストンをこのような形状に形成することにより、一つのローラを共有するｎ個のピストンの軸がｎ個のシリンダの軸に対してそれぞれ傾いた状態であっても、各ピストンのピストンヘッドのエッジ部のシリンダ内壁面に対する接触（かじり）を防止できる。従って、複数のシリンダと複数のピストンとは、それぞれの位置や寸法が製造公差でばらついても、それぞれ容易に組みつけることができる。また、それぞれの位置や寸法が製造公差でばらついても、複数のピストンを複数のシリンダ内でそれぞれ円滑に往復運動させることができる。
【００１９】
幾つかの実施形態では、ｎ個のピストンと、ｎ個のピストンに対応するｎ個のシリンダとでそれぞれ形成されるｎ個の油圧室への作動油の供給状態を一括して切り換えるための給油バルブをさらに備えている。これによって、ｎ個の油圧室に作動油を供給する給油バルブが１個で済み、バルブ数を減らすことができるので、油圧機械の構成を簡素化することができる。
【００２０】
幾つかの実施形態では、前記シリンダブロックは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダのうち少なくとも一個のシリンダを有するシリンダカートリッジと、前記シリンダカートリッジが挿入されるカートリッジ穴を有するシリンダブロック本体とを有し、
前記油圧機械は、前記シリンダブロック本体に取り付けられ、前記カートリッジ穴に挿入された前記シリンダカートリッジの前記シリンダブロック本体からの前記半径方向に沿った抜け出しを規制するための蓋部材をさらに含む。
このように蓋部材をシリンダブロック本体に取り付けることにより、シリンダブロック本体からのシリンダカートリッジの抜け出しを容易に規制することができる。
【００２１】
幾つかの実施形態では、前記シリンダブロックは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダを有するシリンダカートリッジと、前記シリンダカートリッジが挿入されるカートリッジ穴を有するシリンダブロック本体とを有し、
前記シリンダカートリッジは、前記ｎ個のピストン及び前記ｎ個のピストンに対応する前記ローラと一体化された状態で、前記シリンダブロック本体に対して着脱可能に構成される
このように、ローラやｎ個のピストンを摩耗の影響等で交換する際に、それらをシリンダカートリッジとともにユニット化した状態で交換することで、交換に必要な作業負荷が低減され、油圧機械のメンテナンスが容易になる。
【００２２】
幾つかの実施形態では、前記シリンダカートリッジは、前記ピストンと前記シリンダとで形成される油圧室と該油圧室の外部との連通状態を調節するためのバルブと一体化された状態で、前記油圧機械の半径方向において前記シリンダブロック本体に対して前記カムと反対側に取り外されるように構成されている。
このように、バルブの交換時に、バルブをシリンダカートリッジとともにユニット化した状態で交換することで、交換に必要な作業負荷が低減され、油圧機械のメンテナンスが容易になる。また、カムを油圧機械から取り外さずとも、シリンダカートリッジをカムと干渉させることなく取り外すことができるので、シリンダカートリッジの交換作業が一層容易となる。
【００２３】
幾つかの実施形態では、前記シリンダブロックは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダをそれぞれ有する複数のセグメントに分割可能に構成されている。
このように、ｎ個のピストンによって共有される一つのローラに関連付けられたｎ個のシリンダを具備したセグメント毎に分割可能なシリンダブロックを用いることで、一つのローラとｎ個のピストンとこれらを保持するシリンダブロックの１個のセグメントとを、交換時に一体で取り付け及び取り外しを行うことができる。従って、ローラ、ピストン及びシリンダを含むシリンダブロックの組立及び分解が容易になる。また、ローラ、ピストン等の保守点検が容易になる。
【００２４】
幾つかの実施形態では、前記シリンダブロック本体は、前記油圧機械の周方向における全周に亘って連続して形成されている。
例えば風力発電装置のドライブトレイン用の油圧機械の場合において一部のセグメントを現地交換する際、シリンダブロックには少なからず風荷重が作用しているため、一部のセグメントを取り外した直後に他のセグメントの位置がわずかにずれて、新品のセグメントを組み付けるのは困難である。これに対し、シリンダブロック本体を、油圧機械の周方向における全周に亘って連続して形成することで、このようなセグメントの組み付けに付随する諸問題を解消することができる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、前記複数のシリンダは、前記ｎ個のピストンに対応するｎ個の前記シリンダを前記油圧機械の軸の周りに螺旋状に（仮想的に）移動させたときに前記ｎ個のシリンダが通る軌跡上に設けられている。
複数のシリンダをこのように配置することで、ｎ個のピストンを支持する各々のローラのエッジとカムとの接触位置を、油圧機械の軸方向において容易に分散させることができる。したがって、カム−ローラ間の接触面圧がローラのエッジ周辺において局所的に高くなる場合であっても、各ローラのエッジとカムとの接触位置が軸方向において分散しているので、カム表面における傷の発生や摩耗を効果的に抑制することができる。
【００２６】
本発明の幾つかの実施形態に係る風力発電装置は、少なくとも一本のブレードと、少なくとも一本のブレードが取付けられるハブと、ハブの回転によって駆動されるように構成された油圧ポンプと、油圧ポンプで生成された圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、油圧モータによって駆動される発電機とを備える風力発電装置である。そして、油圧ポンプ及び油圧モータの少なくとも一方は、ラジアルピストン式の油圧機械である。そして、この油圧機械は、複数のピストンと、少なくとも一つのローラと、前記油圧機械の半径方向に沿って往復運動可能に複数のピストンをそれぞれ案内するための複数のシリンダが設けられたシリンダブロックと、少なくとも一つのローラに当接するように構成されたカムとを含み、各々のローラは、油圧機械の軸方向に並んだｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）のピストンに共通して設けられている。
これによって、ピストンによるローラの支持を軸方向で離れた２点以上で行うため、ローラのスキュー現象の発生を効果的に抑制できる。従って、ローラとカムとの間で部分的な応力発生を防止でき、これらの間で円滑な動力の伝達及び変換が可能になる。また、ローラを軸方向に離れた２点以上で支持することにより、支持点間のローラの耐荷重能力を効果的に増大することができるので、個々のローラの軸方向長さを増大しても、ローラを安定的に支持できる。従って、ラジアルピストン式油圧機械を円滑に作動でき、風力発電装置の発電効率を向上できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の幾つかの実施形態によれば、各々のローラは、油圧機械の軸方向に並んだｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）のピストンに共通して設けられているため、ローラを軸方向に離れた２点以上で支持できる。従ってローラのスキュー現象の発生を効果的に抑制できると共に、ローラとカムとの間で部分的な応力発生を防止でき、これらの間で円滑な動力の伝達及び変換が可能になる。また、ローラを軸方向に離れた２点以上で支持することにより、支持点間のローラの耐荷重能力を効果的に増大することができるので、個々のローラの軸方向長さを増大しても、ローラを安定的に支持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施形態に係るラジアルピストン式油圧機械が適用される風力発電装置の概略図である。
【図２】一実施形態に係る油圧機械の断面図である。
【図３】一実施形態に係る油圧機械の給排油路を示す概略図である。
【図４】一実施形態に係る油圧機械のシリンダブロックの一部を示す斜視図である。
【図５】シリンダブロックの変形例を示す斜視図である。
【図６】一実施形態に係るシリンダブロックの一部を示す斜視図である。
【図７】一実施形態に係るピストン及びローラの構成例を示す正面図である。
【図８】一実施形態に係るシリンダブロック本体とシリンダ組立体を示す斜視図である。
【図９】一実施形態に係るシリンダ組立体を示す断面図である。
【図１０】一実施形態に係るシリンダ組立体を示す断面図である。
【図１１】一実施形態に係るシリンダブロックの一部を示す断面図である。
【図１２】一実施形態に係るピストンおよびローラの構成例を示す正面図である。
【図１３】一実施形態に係るシリンダブロックの斜視図である。
【図１４】一実施形態に係るシリンダブロックの展開図である。
【図１５】一実施形態に係るピストン及びローラの構成例を示す部分断面図である。
【図１６】一実施形態に係るピストン及びローラの構成例と、ローラ軸方向の位置における荷重分布とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３０】
まず、図１〜図４に基づいて幾つかの実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係るラジアルピストン式油圧機械を適用可能な風力発電装置の構成例を示す概略図である。図１に示す風力発電装置１０は、少なくとも一本、典型的には二本以上のブレード１４と、ブレード１４が放射状に連結されたハブ１６とで構成されるロータ１２を備えている。なお、ハブ１６は、ハブカバー１８によって覆われていてもよい。ロータ１２には、ロータシャフト２０を介して油圧ポンプ２２が連結されている。油圧ポンプ２２には、高圧油路２４及び低圧油路２６を介して油圧モータ２８が接続されている。具体的には、油圧ポンプ２２の出口が高圧油路２４を介して油圧モータ２８の入口に接続され、油圧モータ２８の出口が低圧油路２６を介して油圧ポンプ２２の入口に接続されている。
【００３１】
油圧ポンプ２２は、ロータシャフト２０によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ２２で生成された高圧油は、高圧油路２４を介して油圧モータ２８に送られ、この高圧油によって油圧モータ２８が駆動される。油圧モータ２８で仕事をした後の低圧の作動油は、低圧油路２６を介して油圧モータ２８に戻される。
油圧モータ２８には発電機３０が連結されている。発電機３０は、油圧モータ２８によって駆動される同期発電機であり、図示しない電力系統に接続されている。
【００３２】
なお、ロータシャフト２０の少なくとも一部はナセル３２で覆われている。油圧ポンプ２２、油圧モータ２８及び発電機３０は、タワー３４の上端に設けられたナセル３２の内部に配置されている。本実施形態及び以下に説明する実施形態において、油圧ポンプ２２及び油圧モータ２８の少なくとも一方は、以下で説明するラジアルピストン式油圧機械である。
【００３３】
図２は、一実施形態に係る油圧機械の縦断面図である。図２に示す油圧機械４０は、油圧ポンプ２２又は油圧モータ２８を構成する。油圧機械４０は、油圧機械４０の半径方向に沿って形成された複数のシリンダ４２と、複数のシリンダ４２に夫々摺動自在に設けられた複数のピストン４４と、複数のシリンダ４２が設けられたシリンダブロック４８とを備えている。複数のシリンダ４２は、シリンダブロック４８の周方向及び軸方向（矢印ａ方向）に等間隔に配置されている。各々のピストン４４は、シリンダ４２の内部で油圧機械４０の半径方向に沿って往復運動する。ピストン４４の往復運動によってピストン４４とシリンダ４２とによって形成される油圧室ｒの容積が周期的に変化する。
【００３４】
シリンダブロック４８の内側中央に回転シャフト５０が配置されている。油圧機械２０が油圧ポンプ２２である場合、回転シャフト５０は、ロータシャフト２０と一体に設けられているか、又はロータシャフト２０と連動して回転運動を行うものである。回転シャフト５０の外周面にリングカム５２が装着されている。リングカム５２は、回転シャフト５０と共に回転するように構成され、ピストン４４に設けられたローラ４６と当接するカム面を有する。この場合、ローラ４６に対するリングカム５２の相対的な回転運動を作り出すために、リングカム５２とシリンダブロック４８との間に、少なくとも一つの軸受５４ａを設けてもよい。
【００３５】
油圧室ｒの周期的な容積変化を伴うピストン４４の往復運動は、リングカム５２の回転運動との間で運動モードが変換されるようになっている。例えば、油圧機械４０が油圧ポンプ２２である場合、回転シャフト５０と共に回転するリングカム５２の回転運動がピストン４４の往復運動に変換される。これによって、油圧室ｒの周期的な容積変化が起こり、油圧室ｒで高圧の作動油が生成され、この高圧油で油圧モータ２８が駆動される。
【００３６】
油圧機械４０が油圧モータ２８である場合、油圧ポンプ２２から高圧の作動油が導入され、この高圧油の導入によってピストン４４の往復運動が起る。ピストン４４の往復運動がリングカム５２の回転運動に変換される結果、リングカム５２と共に油圧機械４０の回転シャフト５０が回転する。こうして、リングカム５２の働きにより、油圧機械４０の回転シャフト５０の回転エネルギ（機械的エネルギ）と作動油の流体エネルギとの間でエネルギ変換が行われ、油圧機械４０が油圧ポンプ２２又は油圧モータ２８として所期の役割を果たすようになっている。
【００３７】
シリンダブロック４８には、複数の油圧室ｒに連通する少なくとも一本の内部油路５６（５６ａ、５６ｂ）が形成されている。一実施形態では、複数の内部油路５６（５６ａ、５６ｂ）が油圧機械４０の軸方向に沿って設けられている。また、シリンダブロック４８の一方の端面に環状板部材であるエンドプレート６０が設けられている。そして、複数の内部油路５６（５６ａ、５６ｂ）に連通する環状集合油路５８（５８ａ、５８ｂ）がエンドプレート６０の内部に形成されている。一実施形態では、エンドプレート６０とリングカム５２との間に軸受５４ｂが設けられており、エンドプレート６０は、リングカム５２の回転運動の影響を受けずに静止状態を維持可能になっている。
【００３８】
環状集合油路５８（５８ａ、５８ｂ）は、夫々外部配管６２（６２ａ、６２ｂ）に接続されている。こうして、各油圧室ｒは、内部油路５６（５６ａ、５６ｂ）及び環状集合油路５８（５８ａ、５８ｂ）を介して、外部配管６２（６２ａ、６２ｂ）に連通している。
幾つかの実施形態では、シリンダブロック４８は、シリンダ４２を形成するシリンダカートリッジとしての複数のシリンダスリーブ６４と、複数のシリンダスリーブ６４が夫々挿入される複数のスリーブ孔６６ａを有するシリンダブロック本体６６とを含む。
【００３９】
シリンダブロック４８に求められる役割として、ピストン４４を摺動自在に案内するための摺動部としてのシリンダ４２の形成と、シリンダ４２を保持するための構造体の形成とが挙げられる。前述のように、シリンダスリーブ６４とシリンダブロック本体６６とを別に設ければ、シリンダブロック４８に求められる役割（シリンダ４２の形成及び構造体の形成）を、夫々シリンダスリーブ６４とシリンダブロック本体６６とに分担させることができる。そのため、シリンダスリーブ６４及びシリンダブロック本体６６の夫々の役割に応じた好適な設計が可能になり、シリンダブロック４８の全体としての軽量化を実現できる。
【００４０】
図３は、油圧機械４０に作動油を給排する油路を模式的に示す図である。図３において、内部油路５６（５６ａ、５６ｂ）の夫々に、内部油路５６（５６ａ、５６ｂ）と各シリンダスリーブ６４の油圧室ｒとに夫々分枝油路７０ａ、７０ｂが接続されている。分枝油路７０ａ、７０ｂには、夫々開閉弁７２ａ、７２ｂが設けられている。内部油路５６ａ、５６ｂのうち、一方が油圧室ｒに作動油を供給する給油路となり、他方が油圧室ｒから作動油を排出する排油路となる。
【００４１】
開閉弁７２ａ、７２ｂは、リングカム５２の周方向の回転運動と同期して開閉するように制御される。即ち、リングカム５２のカム面に当接したローラ４６が下死点から上死点に向かう行程では、排油路に設けられた開閉弁が開かれ、給油路に設けられた開閉弁が閉じられる。また、ローラ４６が上死点から下死点に向かう行程では、給油路に設けられた開閉弁が開かれ、排油路に設けられた開閉弁が閉じられる。開閉弁７２ａ、７２ｂは、例えば、電磁弁やバネ式開閉弁を用いることができる。バネ式開閉弁は、弁体をシート面に向けて付勢するためのバネが設けられ、油圧室ｒの油圧と該バネの弾性力と油圧室ｒの油圧とのバランスによって弁体を閉ポジションと開ポジションとの間で移動可能な構成を有する。
【００４２】
なお、図３に示す例示的な実施形態では、リングカム５２は、油圧機械２０の周方向に沿って並べられてローラ４６と当接するように構成された複数の山部（複数のローブ）７４ａを有する。リングカム５２のカム面には、周方向に沿って複数の山部（複数のローブ）７４ａと複数の谷部７４ｂとが交互に形成されている。ローブ７４ａは、リングカム５２の回転によって周方向（矢印ｂ方向）に移動する。
【００４３】
図４は、シリンダブロック４８の一部の構成を示す斜視図である。シリンダブロック４８は周方向に分割された複数のセグメント４８ａで構成されている。１個のセグメント４８ａには、ｎ個（ｎは２以上の整数）のピストンに対応してｎ個のシリンダスリーブ６４が配置されている。すなわち、１個のセグメント４８ａには、ｎ個のピストンに対応して軸方向に配列されたｎ個のシリンダ４２（図２参照）によって形成されるシリンダ列７６が配置されている。ｎ個のシリンダスリーブ６４に夫々設けられたピストン４４の端部に、ローラ４６を両側から囲むように把持部４４ａが形成されている。複数のピストン４４が夫々有する複数の把持部４４ａで、円筒形を有する１個のローラ４６が回動自在に把持されている。ピストン４４の外周面は段差がない無段差形状を有している。ｎ個のシリンダスリーブ６４は軸方向（矢印ａ方向）に並んで配置され、ローラ４６は軸方向に沿って延設されている。シリンダスリーブ６４の端部には、ピストン４４が上死点に到達したとき、ローラ４６が進入する円弧状の切欠き６６ａが形成されている。
【００４４】
リングカム５２のローブ７４ａは、シリンダ列７６の軸方向の占有範囲Ｌに亘って軸方向に直線的に延在するように形成されている。また、ローラ４６はローブ７４ａの延在方向に沿って配置され、カム面に当接する。ローラ４６は円筒形を有し、かつローラ４６の外周面は無段差形状を有して、軸方向全域に亘りリングカム５２のカム面に接触している。
【００４５】
なお、図５に示すように、軸方向のシリンダスリーブ６４の配置数が多いときは、シリンダブロック４８は、周方向のみならず、軸方向に複数に分割されたセグメント４８ａで構成することができる。
【００４６】
また、シリンダブロック４８は、周方向や軸方向に複数に分割しない構成を採用することも可能である。すなわち、シリンダブロック本体６６は、油圧機械４０における周方向（図４のｂ方向）の全周に亘って連続して形成してもよい。例えば油圧機械４０が風力発電装置のドライブトレイン用の油圧機械の場合においては、一部のセグメント４８ａを現地交換する際、シリンダブロック４８には少なからず風荷重が作用している。そのため、一部のセグメント４８ａを取り外した直後に他のセグメントの位置がわずかにずれて、新品のセグメントを組み付けるのが困難となり得る。これに対し、シリンダブロック本体６６を、油圧機械４０の周方向における全周に亘って連続して形成することで、このようなセグメント４８ａの組み付けに付随する諸問題を解消することができる。
【００４７】
図４及び図５に示す実施形態によれば、ローラ４６は、油圧機械の軸方向（ローラ４６の軸方向）に並んだｎ個のピストンに共通して設けられている。すなわち、ローラ４６は、ローラ４６の軸方向に離れた複数箇所で、ｎ個のピストン４４によって把持されている。従って、ローラ４６の軸線がローブ７４ａの稜線方向から外れるのを抑制できる。そのため、ローラ４６のスキュー発生を抑制できる。また、ローラ４６を複数点で支持することで、ローラ４６を安定的に支持できる。従って、リングカム５２とローラ４６との間で、部分的な応力の発生を抑えることができるので、動力の伝達及び変換が円滑に行われ、油圧機械４０の性能低下を防止できる。また、ローラ４６はその軸方向全域でカム面に接触するので、カム面に対する接触面積を軸方向に拡大できる。そのため、両者間の接触面圧を低減できるので、ローラ４６は比較的小径であっても、接触面圧を適正な範囲内に収めることができると共に、ローラ４６、リングカム５２及びピストン４４等の疲労破壊を防止できる。
【００４８】
また、ローラ４６のカム面に対する接触面圧を低減できるので、ピストン４４のローラ側部位を大径とする必要がなくなる。そのため、油圧室側とローラ側とで、ピストン４４の外径を同一にできる。そのため、ピストン４４の外周面を無段差形状とすることができるので、ピストン４４及びシリンダスリーブ６４の加工を容易かつ低コスト化できる。また、リングカム５２のローブ７４ａは軸方向へ直線状に延在した形状を有しているので、油圧機械４０の軸方向に並んだｎ個のピストン４４に共通して設けられるローラ４６の配置の自由度を広げることができる。
【００４９】
また、シリンダブロック４８は、セグメント４８ａ毎に分割しているので、シリンダブロック４８の組立及び分解が容易である。そのため、シリンダブロック４８の内側に配置された部品の保守点検及び交換が容易になる。さらに、シリンダスリーブ６４をシリンダブロック４８に対して抜き差し可能にすれば、シリンダスリーブ６４の装着及び取り外しが容易になり、シリンダスリーブ６４の保守点検が容易になる。
【００５０】
次に、図６及び図７を用いてローラ４６とｎ個のピストン４４の他の構成例について説明する。図６及び図７に示すローラ４６は、ピストン４４の把持部４４ａによって把持される部位４６ａと、その他の部位４６ｂとで径が異なっている。即ち、部位４６ａは、部位４６ｂよりも小径である。小径部位４６ａと大径部位４６ｂとは互いに同心に配置され、小径部位４６ａと大径部位４６ｂとの間に、段差が形成されている。小径部位４６ａ（係合部）は、ピストン４４と係合するよう構成され、大径部位４６ｂ（当接部）は、外周面がカム面に当接するように構成されている。その他の構成は図１〜図４を用いて示した実施形態と同一である。
【００５１】
かかる構成としたことで、シリンダスリーブ６４及びピストン４４をリングカム５２により接近させた配置とすることができる。そのため、シリンダスリーブ６４を内蔵するシリンダブロック４８をコンパクト化できる利点がある。
【００５２】
次に、図８及び図９を用いて、ローラ４６とｎ個のピストン４４をカートリッジとして構成した場合の構成例を説明する。図８及び図９に示す実施形態は、油圧機械４０が油圧ポンプ２２の場合の一例である。図８に示すように、シリンダブロック本体６６には、楕円形を有する複数のカートリッジ穴８０が周方向に並んで形成されている。各カートリッジ穴８０には、シリンダ組立体８２Ａが装着される。以下、シリンダ組立体８２Ａの構成を説明する。
図８及び図９に示すように、シリンダ組立体８２Ａは楕円形の台板８４を有する。台板８４はカートリッジ穴８０より大きな面積を有し、かつカートリッジ穴８０と相似した楕円形を有している。図９に示すように、台板８４には、ｎ個（ｎは２以上の整数）の油圧室ｒが形成されたシリンダケーシングとしてのシリンダカートリッジ８６が装着されている。シリンダカートリッジ８６は、台板８４の一方の面に、締結具８８（例えばボルト）で台板８４に装着される。
【００５３】
シリンダカートリッジ８６には、各油圧室ｒの間に、上死点におけるピストン４４の受圧面４４ｂの位置より台板８４に接近した隔壁８６ａを有している。隔壁８６ａと台板８４との間に、各油圧室ｒに連通した作動油空間ｓ１が形成されている。なお、作動油空間ｓ１は各油圧室ｒから同等の距離にあるのが望ましい。台板８４には連通孔８４ａが形成されている。連通孔８４ａは、台板８４の中央領域で、かつ作動油空間ｓ１に面して配置されるのが望ましい。各ピストン４４の端部は共通した一つのローラ４６を両側から抱え込み、ローラ４６を回動自在に把持する把持部４４ａを有している。
【００５４】
ローラ４６の両端に位置するピストン４４の把持部４４ａには、押えアーム９０が一体に設けられている。押えアーム９０に突設された針状の押え端９０ａがローラ４６の中心に当接され、ローラ４６の軸方向の動きを阻止している。ローラ４６の中心は回転運動しないので、押え端９０ａとローラ４６との間で擦れがない。そのため、これら部材の間で摩耗が発生しない。こうして、押えアーム９０によってローラ４６の軸方向の移動を規制している。
【００５５】
台板８４の他方の面には、高圧バルブブロック９２と低圧バルブブロック１０４とが取り付けられている。高圧バルブブロック９２を形成するケーシング９４は締結具（例えばボルト）１０２によって台板８４に着脱可能に取り付けられる。ケーシング９４には、高圧排油管９６が設けられている。ケーシング９４の内部に形成された空間には、球形の弁体９９とコイルバネ１００とからなるバネ式開閉弁９８が設けられている。ケーシング９４の内側壁には弁座９４ａが形成されている。コイルバネ１００は、弁体９９を弁座９４ａに押し付ける押圧力を付与する。弁座９４ａと連通孔８４ａとの間に作動油空間ｓ２が形成されている。作動油空間ｓ２を介して弁体９９に作用する油圧がバネ１００の押圧力を上回ったとき、バネ式開閉弁９８が開放され、作動油空間ｓ２と高圧排油管９６とが連通する。
【００５６】
低圧バルブブロック１０４を形成するケーシング１０６は、締結具（例えばボルト）１１５によって台板８４に着脱可能に取り付けられる。ケーシング１０６には低圧給油管１０８が接続されている。ケーシング１０６の内部に電磁弁１１０が設けられている。電磁弁１１０の弁棒１１２の周囲にコイル１１４が設けられ、コイル１１４に流れる電流によって、弁棒１１２を移動させる力が発生する。ケーシング１０６の内部に弁座１０６ａが形成されると共に、コイル１１４の内側にコイルバネ１１３が設けられている。コイル１１４に電流を流すと、電磁弁１１０の弁体１１１に弁座１０６ａに接近する方向の力が働き、作動油空間ｓ２と低圧給油管１０８とを遮断する。コイル１１４に電流を流さない時、弁体１１１はコイルバネ１１３のバネ力で、弁体１１１が弁座１０６ａから離れ、低圧給油管１０８と作動油空間ｓ２とが連通する。
【００５７】
台板８４の外縁付近に孔８４ｂが形成され、シリンダ組立体８２Ａは、シリンダブロック本体６６のカートリッジ穴８０に挿入され、孔８４ｂを介して、締結具（例えばボルト）によって、シリンダブロック本体６６に装着される。シリンダブロック本体６６に装着された複数のシリンダ組立体８２Ａにおいて、ピストン４４の往復運動によって、高圧油が油圧室ｒから高圧排油管９６に吐出され、低圧給油管１０８から油圧室ｒに作動油が供給される。
【００５８】
シリンダ組立体８２Ａには、ｎ個のピストン４４とｎ個のシリンダカートリッジ８６とでそれぞれ形成されるｎ個の油圧室ｒへの作動油の供給状態を一括して切り換えるための給油バルブとしての電磁弁１１０が設けられている。これにより、ｎ個の油圧室当たり１個の給油バルブを設けるだけで済むので、給油バルブの数を低減でき、シリンダブロック４８をコンパクト化及び低コスト化できる。
【００５９】
また、シリンダ組立体８２Ａには、ｎ個のピストン４４とｎ個のシリンダカートリッジ８６とでそれぞれ形成されるｎ個の油圧室ｒからの作動油の排出状態を一括して切り換えるための排油バルブとしてのバネ式開閉弁９８が設けられている。これにより、ｎ個の油圧室当たり１個の排油バルブを設けるだけで済むので、排油バルブの数を低減でき、シリンダブロック４８をコンパクト化及び低コスト化できる。
【００６０】
図８及び図９に示すローラ４６とｎ個のピストン４４とは、シリンダケーシングとともに、シリンダブロック本体６６に対して一体的に着脱可能なカートリッジとしてのシリンダ組立体８２Ａを構成している。これにより、ローラ４６やｎ個のピストン４４を摩耗の影響等で交換する際に、シリンダブロック本体６６からシリンダ組立体８２Ａを取り外して、新品のシリンダ組立体８２Ａを装着するだけで交換できるので、油圧機械４０のメンテナンスが容易になる。
【００６１】
また、シリンダ組立体８２Ａは、油圧機械４０の半径方向（図中のＰ方向）においてシリンダブロック本体６６に対してカム５２と反対側に取り外されるように構成されている。これにより、シリンダ組立体８２Ａの交換時に、カム５２を油圧機械４０から取り外さずとも、シリンダ組立体８２Ａのみをカム５２と干渉させることなく取り外すことができるので、シリンダ組立体８２Ａの交換作業が容易となる。
【００６２】
また、シリンダ組立体８２Ａにおいては、各油圧室ｒに連通して共通の作動油空間ｓ１及びｓ２が形成されると共に、高圧バルブブロック９２及び低圧バルブブロック１０４の入口が作動油空間ｓ２に面しており、かつこれらバルブブロックが連通孔８４ａに対し等距離の位置に配置されているので、各油圧室ｒとこれらバルブブロックに対する作動油の給排を均等に行うことができる。そのため、軸方向に長尺なローラ４６のカム面に対する全接触領域で接触面圧が均等に発生する。これによって、油圧機械４０が円滑に作動できると共に、ローブ７４ａやリングカム５２のカム面に偏摩耗が発生せず、これらの寿命を延ばすことができる。
【００６３】
また、シリンダ組立体８２Ａにおいては、高圧バルブブロック９２及び低圧バルブブロック１０４のケーシング９４及び１０６は、上蓋１０３及び１１６がケーシング本体と分離して形成され、締結具（例えばボルト）１１８によってケーシング本体に装着されている。そのため、保守点検時には、上蓋１０３、１１６を取り除くことで、ケーシング内部に配置された部品の保守点検が容易になるという利点がある。
【００６４】
次に、図１０をシリンダ組立体８２Ａの変形例であるシリンダ組立体８２Ｂについて説明する。図１０に示す実施形態も油圧機械４０が油圧ポンプ２２の場合の一例である。図１０に示す実施形態のシリンダ組立体８２Ｂにおいて、台板１２０の一方の面には、図８及び図９を用いて示した実施形態と同様の構成を有するシリンダカートリッジ８６、ピストン４４及びローラ４６が取り付けられている。そのため、これらの部材に図８及び図９を用いて示した実施形態と同一の符号を付し、これら部材の説明を省略する。
複数の油圧室ｒに連通する共通の作動油空間ｓ１が形成されている。台板１２０の中央に連通孔１２０ａが形成されている。台板１２０の外縁部には、孔１２０ｂが形成され、孔１２０ｂを介して締結具（例えばボルト）を用いてシリンダブロック本体６６に装着される。
【００６５】
台板１２０の他方の面には、図９に図示されたバネ式開閉弁９８と同様の構成を有するバネ式開閉弁１２６と、図９に図示された電磁弁１１０と同様の構成を有する電磁弁１２８とが、油圧機械４０の半径方向（図中矢印ｃ方向）に沿って並んで配置されている。台板１２０の他方の面に、ケーシング１２２とケーシング１２４とが油圧機械４０の半径方向に沿って配置され、互いに締結具によって結合されている。ケーシング１２２の内部に開閉弁１２６が設けられ、ケーシング１２４の内部に電磁弁１２８が設けられている。台板１２０とバネ式開閉弁１２６の間に作動油空間ｓ２が形成され、電磁弁１２８の入口は、ケーシング１２２に形成された油路１３０を介して、作動油空間ｓ２に連通している。
【００６６】
ケーシング１２２には、開閉弁１２６を介して作動油空間ｓ２と連通する高圧排油路１３２が形成されている。また、ケーシング１２４には、電磁弁１２８を介して油路１３０と連通する低圧給油路１３４が形成されている。一つのローラ４６に接続された複数のピストン４４は同期した動作を行う。各ピストン４４が上死点に接近し、各油圧室ｒが高圧になると、バネ式開閉弁１２６が開き、高圧油を高圧排油路１３２に吐出する。各ピストン４４が下死点に近づくと、電磁弁１２８が開き、低圧油が低圧排油路１３４から各油圧室ｒに供給される。
【００６７】
本実施形態によれば、図８及び図９を用いて示した実施形態と同様の作用効果を得られるのに加えて、バネ式開閉弁１２６及び電磁弁１２８を、油圧機械４０の半径方向に配置されたケーシング１２２及び１２４に収容できるので、これら弁を内蔵したケーシングをコンパクト化できる。従って、シリンダブロック本体６６の外側に配置されるバルブブロックをコンパクト化できる。
【００６８】
なお、図１０に示す実施形態においては、台板１２０とシリンダブロック本体６６とが、台板１２０に設けられた孔１２０ｂを通る締結具を介して結合されている。これに対し、図１１に示すように、シリンダ組立体８２Ｂ全体を覆う蓋部材１２９を設け、蓋部材１２９に設けられた孔１２９ａを通る締結具を介して蓋部材１２９とシリンダブロック本体６６とを結合してもよい。蓋部材１２９は、シリンダブロック本体６６に設けられたカートリッジ穴８０に挿入されたシリンダ組立体８２Ｂのシリンダブロック本体６６からの半径方向に沿った抜け出しを規制する。このように蓋部材１２９をシリンダブロック本体６６に取り付けることにより、シリンダブロック本体６６からのシリンダ組立体８２Ｂの抜け出しを容易に規制することができる。また、蓋部材１２９はシリンダ組立体８２Ｂの全体を覆っているので、シリンダ組立体８２Ｂがシリンダブロック本体６６から抜け出すことを効果的に規制することができる。
【００６９】
次に、図１２を用いてローラ４６とピストン４４の他の構成例を説明する。図１２は、ローラの軸方向の移動を阻止するための構成例を説明するための図である。図１２に示す実施形態において、複数のピストン４４の把持部４４ａに一つのローラ４６が回動自在に把持されている点は、これまでに示した実施形態と同一である。ローラ４６は、ピストン４４間の領域で、段差１４０が形成され、該領域は小径部位１４２を形成している。ローラ４６のその他の領域では、小径部位よりも大径の大径部位１４４が形成され、大径部位１４４がカム面に接触する。また、ローラ４６の外周面に隣接して、ピストン４４間にフレーム１４６が架設されている。フレーム１４６には、ローラ４６に向けて突出し、段差１４０に遊嵌する凸部１４８が形成されている。
【００７０】
図１２に示す実施形態では、凸部１４８が小径部位１４２に挿入されているので、ローラ４６の軸方向の移動を阻止できる。そのため、図９に示される押えアーム９０をピストン４４に設ける必要がなくなる。従って、ローラ４６の軸方向寸法を押えアーム９０に適合させる必要がなくなるので、ローラ４６の設計の自由度を広げることができる。
【００７１】
次に、図１３及び図１４を用いてシリンダ４２の配列例を説明する。図１３は、シリンダブロック４８の斜視図であり、図１４は、図１３に示すシリンダブロック４８の展開図である。幾つかの実施形態では、油圧機械４０の構成のうち、図１３及び図１４に示すシリンダ４２の配列に関する構成以外は、図１〜図４を用いて説明した構成と同様のものを採用できる。
【００７２】
図１３及び図１４に示すシリンダブロック４８においては、複数のシリンダ４２は、ｎ個のピストンに対応して油圧機械４０の軸方向に並んだｎ個のシリンダ４２からなるシリンダ列７６を油圧機械４０の軸１０１の周りに螺旋状に仮想移動させたときにｎ個のシリンダ４２が通る軌跡１０２上に設けられている。複数のシリンダ４２をこのように配置することで、ｎ個のピストン４４を支持するローラ４６のエッジとカム５２との接触位置Ｑ（図４参照）を、油圧機械４０の軸方向において容易に分散させることができる。したがって、カム−ローラ間の接触面圧がローラ４６のエッジ周辺において局所的に高くなる場合であっても、各ローラ４６のエッジとカム５６との接触位置Ｑが軸方向において分散しているので、カム表面における傷の発生や摩耗を効果的に抑制することができる。
【００７３】
次に、図１５を用いてローラ４６及びピストン４４の他の構成例について説明する。図１５に示すローラ４６は、ｎ個のピストン４４に固定される円筒部材１５０と、周面がカムと当接するように構成されて円筒部材１５０の周りを回転可能なリング部材１５２と、を有する。ここで、円筒部材１５０は、ピストン４４に対して回転しないように、ピストン４４に固定されている。リング部材１５２は、潤滑油を供給された潤滑部１５４をリング部材１５２の内周面に有する。この場合、円筒部材１５０は潤滑油の油膜を介してリング部材に支持されるので、円筒部材１５０のリング部材１５２に対する相対的な動き（例えば、円筒部材１５０の軸がリング部材１５２の軸に対して傾くような、円筒部材１５０のリング部材１５２に対する傾動）がある程度許容される。そのため、一つのローラ４６を共有するｎ個のピストン４４及びこれらに対応するｎ個のシリンダ４２の位置や寸法がそれぞれ製造公差でばらついても、リング部材１５２と円筒部材１５０との間の相対的な動きによってこれらのばらつきを吸収して、ｎ個のピストン４４をｎ個のシリンダ４２内で円滑に往復運動させることができる。
【００７４】
また、図１５に示すｎ個のピストン４４の各々の内部及び円筒部材１５０の内部には、ピストン４４とシリンダ４２とで形成される油圧室ｒの作動油を潤滑油として潤滑部１５４に供給するための供給ライン１５６が形成されている。
【００７５】
このように、ピストン４４とシリンダ４２とで形成される油圧室ｒの作動油を潤滑油として活用することで、潤滑油を潤滑部１５４に供給するための供給ライン１５６を、シリンダ４２外部ではなくピストン４４の内部および円筒部材１５０の内部に設けることができる。従って、円筒部材１５０に対するリング部材１５２の円滑な回転を、簡易な構成で実現することができる。
【００７６】
また、図１５に示す円筒部材１５０の周面には、供給ラインから供給される潤滑油を潤滑部１５４に供給するための供給口１５８が設けられている。供給口１５８は、円筒部材１５０の周面のうち油圧室ｒとは反対側（カム５２側）の表面に設けられている。これにより、カム５２からリング部材１５２が受ける力に抗して油膜による圧力がリング部材１５２に作用する。従って、油圧室ｒの圧力の変化によってリング部材１５２がカム５２から力を受ける力が変化しても、リング部材１５２と円筒部材１５０との間の油膜を維持できる。この作用は、油圧室の圧力が比較的高く油膜が欠乏しやすい期間ほど強く働くので、油圧室の圧力が変化しても油膜を良好に維持することができる。
また、図１５に示す供給ライン１５６は、ピストン４４と円筒部材１５０との境界にシール部材１５９が設けられている。これにより、ピストン４４の内部および円筒部材１５０の内部に供給ライン１５６を設けた場合であっても、ピストン４４と円筒部材１５０との境界での潤滑油の漏れをシール部材１５９によって抑制しつつ、油圧室ｒから供給口１５８へ潤滑油を供給することができる。
なお、上述のように、図１５におけるローラ４６は、ピストン４４に固定された回転しない円筒部材１５０と、円筒部材１５０の周りを回転可能なリング部材１５２と、を有している。すなわち、ローラ４６全体が回転するわけではなく、ローラ４６の少なくとも一部が回転するよう構成されている。
【００７７】
次に、図１６を用いてピストン４４の他の形状例を説明する。図１６に示すピストン４４は、樽型に形成されている。換言すると、ピストン４４は、ピストン軸方向端部（ピストンヘッド）の外径Ｒ２がピストン軸方向中央部の外径Ｒ１よりも小さくなるようにクラウニングされたピストン周面１６０を有する。
ピストン４４をこのような形状に形成することにより、一つのローラ４６を共有するｎ個のピストン４４の軸がｎ個のシリンダ４２の軸に対してそれぞれ傾いた状態であっても、各ピストン４４のピストンヘッドのエッジ部のシリンダ内壁面に対する接触（かじり）を防止できる。従って、複数のシリンダ４２と複数のピストン４４とは、それぞれの位置や寸法が製造公差でばらついても、それぞれ容易に組みつけることができる。また、それぞれの位置や寸法が製造公差でばらついても、複数のピストン４４を複数のシリンダ４２内でそれぞれ円滑に往復運動させることができる。
なお、図１６で示したピストン４４の形状（ピストンヘッドの外径Ｒ２がピストン軸方向中央部の外径Ｒ１よりも小さい形状）は、他の図を用いて説明した何れの実施形態のピストンに対しても採用可能である。また、ピストン４４の形状は、互いに異ならせてもよい。例えば、３個のピストン４４を一つのローラ４６に対してローラ４６の軸方向に並ぶように設ける構成において、以下のようにピストン４４を構成してもよい。すなわち、ピストン軸方向中央部の外径Ｒ１に対する、ピストンヘッドの外径Ｒ２の比（Ｒ２／Ｒ１）が、３個のうち中央のピストン４４の方が他の２個のピストン４４よりも大きくなるように、ピストン周面１６０を形成してもよい。この場合、油圧機械４０の周方向に沿った力（サイドフォース）は、３個のピストン４４のうち中央のピストン４４に集中し、他の２個のピストン４４には大きな力は加わらない。したがって、中央のピストン４４によってサイドフォースを負担し、他の２個のピストン４４によって３個のピストン４４によるローラ４６の支持を安定化できる。
【００７８】
また、ｎ個のピストン４４のうち隣接する２個のピストン４４の支持領域間のローラ軸方向距離は、ｎ個のピストン４４のうち両端のピストン４４の支持領域の端からローラ４６のエッジまでの距離の２倍よりも大きくしてもよい。なお、ピストン４４の支持領域とは、このピストン４４によってローラ４６が支持されている領域を意味する。
図１６に示す例示的な実施形態では、２個のピストン４４間のローラ軸方向距離が６ｘであるのに対し、ピストン４４の支持点からローラ４６のエッジまでの距離がｘである（すなわち、（ピストン４４の支持領域間のローラ軸方向距離）＞（ピストン４４の支持領域からローラ４６のエッジまでの距離の２倍）の関係を満たしている）。この場合、図１６に示すように、ピストン４４がローラ４６を支持する支持領域からローラ軸方向のローラ中心側に３ｘ離れた位置における荷重が、支持領域から軸方向の外側にｘ離れた位置における荷重と等しくなるように構成している。
このように、ローラ４６を軸方向に離れた２箇所以上で支持すれば、支持領域の間のローラ４６の耐荷重能力を効果的に増大することができるので、ローラ４６とカム５２との接触面圧を低減する等の目的のためにローラ４６の軸方向長さを増大しても、ローラ４６を安定的に支持することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０                                  風力発電装置
１２                                  ロータ
１４                                  ブレード
１６                                  ハブ
１８                                  ハブカバー
２０                                  ロータシャフト
２２                                  油圧ポンプ
２４                                  高圧油路
２６                                  低圧油路
２８                                  油圧モータ
３０                                  発電機
３２                                  ナセル
３４                                  タワー
４０                                  油圧機械
４２                                  シリンダ
４４                                  ピストン
４４ａ                              把持部
４６                                  ローラ
４６ａ、１４２                      小径部位
４６ｂ、１４４                      大径部位
４８                                  シリンダブロック
５０                                  回転シャフト
５２                                  リングカム
５４ａ、５４ｂ                        軸受
５６，５６ａ、５６ｂ                  内部油路
５８，５８ａ、５８ｂ                  環状集合油路
６０                                  エンドプレート
６２，６２ａ、６２ｂ                  外部配管
６４                                  シリンダスリーブ
６４ａ                              切欠き
６６                                  シリンダブロック本体
６６ａ                                スリーブ孔
７０ａ、７０ｂ                        分枝油管
７２ａ、７２ｂ                        開閉弁
７４ａ                                山部（ローブ）
７４ｂ                                谷部
８０                                  カートリッジ穴
８２Ａ、８２Ｂ                        シリンダ組立体
８４，１２０                          台板
８４ａ                              連通孔
８６                                  シリンダケーシング
８６ａ                              隔壁
８８，１０２                          締結具
９０                                  アーム
９０ａ                              押え端
９２                                  高圧バルブブロック
９４，１０６，１２２，１２４          ケーシング
９４ａ                              弁座
９６                                  高圧排油管
９８，１２６                          バネ式開閉弁
９９                                弁体
１００                              コイルバネ
１０３、１１６                        上蓋
１０４                                低圧バルブブロック
１０８                                低圧給油管
１１０，１２８                        電磁弁
１１１                              弁体
１１２                              弁棒
１１３                              コイルバネ
１１４                              コイル
１２９                                蓋部材
１２９ａ                            孔
１３０                                油路
１３２                                高圧排油路
１３４                                低圧給油路
１４０                                段差
１４２                                シリンダ列
１４６                                フレーム
１４８                                凸部
１５０                                円筒部材
１５２                                リング部材
１５４                              潤滑部
１５６                                供給ライン
１５８                              供給口
１６０                                ピストン周面
１６４                                シール部材
ｒ                                    油圧室
ｓ１、ｓ２                            作動油空間
【図１】
2015124609.tif 000003
【図２】
2015124609.tif 000004
【図３】
2015124609.tif 000005
【図４】
2015124609.tif 000006
【図５】
2015124609.tif 000007
【図６】
2015124609.tif 000008
【図７】
2015124609.tif 000009
【図８】
2015124609.tif 000010
【図９】
2015124609.tif 000011
【図１０】
2015124609.tif 000012
【図１１】
2015124609.tif 000013
【図１２】
2015124609.tif 000014
【図１３】
2015124609.tif 000015
【図１４】
2015124609.tif 000016
【図１５】
2015124609.tif 000017
【図１６】
2015124609.tif 000018